JP2925674B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 この発明は両スクロールを同じ方向に回転させて圧縮
を行うスクロール圧縮機に関する。

（ロ） 従来の技術 本発明に先行する特公平１−29995号公報に記載され
た従来のスクロール圧縮機では、密閉容器の内部に支持
フレームを固定し、この支持フレーム内の中間室にスク
ロール圧縮要素を配設すると共に、このスクロール圧縮
要素の旋回スクロールに連通孔を形成しこの連通孔を通
して余剰の潤滑油を前記中間室から前記スクロール圧縮
要素の圧縮室にいったん排出し、その後に前記密閉容器
の内部に排出するようにしている。

しかしながらこの従来のスクロール圧縮機では、いっ
たん圧縮室に排出された潤滑油は、圧縮室で冷媒に混入
されてしまうためその後の密閉容器内の油分離機能の不
充分な場合には、冷媒と共に多量に密閉容器外へ排出さ
れてしまう等の欠点がある。

（ハ） 発明が解決しようとする課題 本発明は前述の欠点を解消し、支持フレーム内の余剰
の潤滑油を圧縮室内を経油することなく、直接、密閉容
器内の所望箇所に排出せんとするものである。

（ニ） 課題を解決するための手段 本発明は、密閉容器と、この容器内に収納された電動
要素と、この電動要素によって駆動されるスクロール圧
縮要素とを収納し、このスクロール圧縮要素を、前記電
動要素によって直接あるいは間接的に回転される駆動ス
クロールと、の駆動スクロールと向かい合ってかみ合い
同一方向に回転する従動スクロールと、これらのスクロ
ールを夫々軸支して内部に形成された中圧室に収納する
主フレーム及び補助フレームとで構成し、これらのフレ
ームで密閉容器内を上部の低圧室及び下部の高圧室に区
画するとともに、駆動スクロールと従来スクロールとの
夫々の軸に高圧室及び低圧室に連通する吐出孔と吸込孔
とを設けたスクロール圧縮機であって、 前記中圧室の下部を前記低圧室に連通させる小径孔
を、前記主フレーム及び前記補助フレームに設けたもの
である。

（ホ） 作用 本発明によれば、中圧室の余剰の潤滑油は小径孔から
円滑に排出されるようになり、よって中圧室内のスクロ
ール圧縮要素は前記潤滑油の抵抗を受けることなく少な
い電力量で効率良く駆動されるようになる。また、前記
潤滑油は、前記中圧室と低圧室の圧力差を利用すること
で直接、密閉容器上部の低圧室に供給されこの上部室か
ら各摺動部に供給されスクロール圧縮要素の上流側箇所
も潤滑して密閉容器の下部に帰還するようになり、よっ
て前記従来例とは異なり、スクロール圧縮要素の下流側
を潤滑しただけで冷媒流に混入して多量に密閉容器外へ
排出される等の不都合が解消される。

（ヘ） 実施例 次に本発明の一実施例について説明する。

第１図及び第２図において、 （１）は密閉容器で、この容器内には下側に電動要素
（２）が、上側にスクロール圧縮要素（３）が夫々収納
されている。電動要素（２）は固定子（４）と、この固
定子の内部に配置した回転子（５）とで構成されてい
る。固定子（４）と回転子（５）との間にはエアキャッ
プ（６）が形成されている。そして、固定子（４）の外
周には一部切欠されて通路（７）が形成されている。
（８）は密閉容器（１）の内壁に圧接して取付けられた
主フレームで、このフレームには中央に主軸受（９）が
設けられている。（10）は同じく密閉容器（１）の内壁
に圧縮して取付けられた補助フレームで、この補助フレ
ームには主フレーム（８）の主軸受（９）の中心O₁と間
隔ε偏心して中心O₂の補助軸受部（11）が設けられてい
る。主フレーム（８）と補助フレーム（10）とは内部に
中圧室（12）を形成するようにボルト（13）で固定され
ている。

スクロール圧縮要素（３）は電動要素（２）によって
駆動される駆動スクロール（14）と、この駆動スクロー
ルと同じ方向に回転させる従動スクロール（15）とで構
成されている。駆動スクロール（14）は円筒状の鏡板
（16）と、この鏡板の一方の面に立設されたインボリュ
ート状の曲線からなる渦巻き状のラップ（17）と、鏡板
（16）の他方の面の中央の突出されて回転子（５）に挿
入固定された駆動軸（18）とで構成されている。従動ス
クロール（15）は円筒状の鏡板（19）と、この鏡板の一
方の面周縁に突出されて駆動スクロール（14）の鏡板
（16）に摺接する環状壁（20）と、この環状壁で囲まれ
た鏡板（19）に立設されたインボリュート角度補正歯形
の曲線からなる渦巻き状のラップ（21）と、鏡板（19）
の他方の面の中央に突出された従動軸（22）とで構成さ
れている。

インボリュート状のラップ（17）の座標は Ｘ＝Ｒ（cosθ＋θsinθ） Ｙ＝Ｒ（cosθ−θsinθ） で求められ、 インボリュート角度補正歯形のラップの座標は Ｘ＝−Ｒ［cosθ＋（θ＋β）sin（θ＋β）〕 Ｘ＝−Ｒ［sinθ−（θ＋β）cos（θ＋β）〕 β＝tan^-1〔sinθ（Pcosθ＋ε）〕 但し、R:基礎円の半径、 P:駆動ピンの円軌道半径、 で求められる。駆動スクロール（14）は主フレーム
（８）の主軸受（９）で駆動軸（18）を軸支され、従動
スクロール（15）は補助フレーム（10）の補助軸受（1
1）で従動軸（22）を軸支され、両スクロール（14）（1
5）のラップ（17）（21）を中圧室（12）内で互いに向
かい合わせてかみ合うようにして内部に複数の圧縮空間
（23）を形成するようにしている。

主フレーム（８）と補助フレーム（10）とは密閉容器
（１）内を低圧室（24）と高圧室（25）とに区画してい
る。

駆動軸（18）には圧縮空間（23）内で圧縮された冷媒
を高圧室（25）に連通する吐出孔（26）が設けられてい
る。この吐出孔には電動要素（２）の上側と下側とで夫
々高圧室（25）に開口する吐出口（27）（28）が２個設
けられている。

従動軸（22）には低圧室（24）内の冷媒を圧縮空間
（23）に導く軸方向の吸込孔（29）が設けられている。
（30）は鏡板（19）に設けた連絡通路で、この通路は吸
込孔（29）に連通し、外側から圧縮空間（23）に冷媒を
導くようにしている。

（31）は駆動装置で、この駆動装置は駆動スクロール
（14）の鏡板（16）の外周に突出して設けられた駆動ピ
ン（32）と、この駆動ピンを嵌合わせる従動スクロール
（15）の環状壁（20）に径方向に設けられた案内溝（3
3）とで構成されている。この案内溝は外方を切り欠い
てＵ字状に形成されている。案内溝（33）の外周端は円
軌道が駆動ピン（32）の中心の円軌道の外側に位置させ
ている。

（34）は駆動スクロール（14）の鏡板（16）に設けた
小孔で、この小孔は圧縮途中の圧縮空間（23）と中圧室
（12）とを連通している。中圧室（12）と低圧室（24）
とは補助フレーム（10）の補助軸受（11）と従動軸（2
2）との摺動面に設けられたシール部材（35）で密封さ
れている。中圧室（12）と高圧室（25）とは主フレーム
（８）の主軸受（９）と駆動軸（18）との摺動面に設け
られたシール部材（36）で密封されている。

（37）は吸込管で、この吸込管は低圧室（24）内に連
通している。（38）は吐出管で、この吐出管は高圧室
（25）に連通している。

而して前記主フレーム（９）及び前記補助フレーム
（10）は、両フレーム（９）（10）に跨がって小径孔
（39）を設けてある。小径孔（39）は、前記中圧室（1
2）の下部を前記低圧室（24）に連通させることで、こ
の中圧室（12）の余剰の潤滑油を圧力差によって低圧室
（24）に押し上げ排出すべく機能する。また前記小径孔
（39）は、前記補助フレーム（10）の端面から、この補
助フレーム（10）とは別体のオリフィス（40）を挿入し
てあり、種々のオリフィス径のオリフィス（40）を交換
挿着することで簡単に潤滑油の排出量を調節できるよう
構成してある。

次に前記スクロール圧縮機の動作及び作用について説
明する。

前記スクロール圧縮機では、電動要素（２）の回転時
においてはその回転力が駆動軸（18）から駆動スクロー
ル（14）に伝えられる。この駆動スクロールに伝えられ
た回転力は駆動装置（31）を介して従動スクロール（1
5）に伝えられ、この従動スクロールを駆動スクロール
（14）と同じ方向に回転させる。そして、駆動スクロー
ル（14）の駆動軸（18）の中心に対して従動スクロール
（15）は従動軸（22）の中心を長さεだけ偏心させた位
置で回転させている。駆動スクロール（14）と従動スク
ロール（15）とはこれらのスクロールで形成された圧縮
空間（23）を外方から内方へ向かって次第に縮小させ、
吸込管（37）から低圧室（24）内に流入した冷媒を従動
軸（22）の吸込孔（29）から鏡板（19）の連絡通路（3
0）を通って外方の圧縮空間（23）内に流入させて圧縮
している。この圧縮された冷媒は駆動スクロール（14）
の駆動軸（18）に設けられた吐出孔（26）を通って吐出
口（27）（28）から高圧室（25）内に吐出され、吐出管
（38）から密閉容器（１）外に吐出される。また、圧縮
途中の圧縮空間（23）内の中圧力の冷媒は小孔（34）か
ら中圧室（12）内に吐出し、駆動スクロール（14）と従
動スクロール（15）との背圧として作用するようにし、
これらのスクロールのラップ（17）（21）の先端が互い
に一定のクリアランスを保って鏡板（16）（19）に摺動
するようにしている。

駆動スクロール（14）の回転で従動スクロール（15）
を同じ方向に回転させる駆動装置（31）は案内溝（33）
の外周端の円軌道を駆動ピン（32）の中心の円軌道の外
側に形成することにより、駆動ピン（32）が案内溝（3
3）から外れないようにし、一本の駆動ピン（32）で駆
動スクロール（14）の回転方向と同じ方向に従動スクロ
ール（15）を回転させて圧縮空間（23）で圧縮を行える
ようにしている。また、駆動スクロール（14）と従動ス
クロール（15）とは中心を長さεだけ偏心させ、駆動ス
クロール（14）のラップ（17）をインボリュート状の曲
線からなる渦巻き、従動スクロール（15）のラップ（2
1）をインボリュート角度補正歯形の曲線からなる渦巻
きに形成することにより、互いに同じ方向に回転したと
きに、ラップ（17）（21）の接触部が離れたり、異常接
触しないようにし、圧縮空間（23）で圧縮を行えるよう
にしている。

従動スクロール（15）の環状壁（20）は駆動スクロー
ル（14）の鏡板（16）の外周に摺接して中圧室（12）と
遮蔽することにより、圧縮空間（23）と中圧室（12）と
の連通を防止できるようにしている。

中圧室（12）はシール部材（35）（36）で低圧室（2
4）及び高圧室（25）と夫々密封するとともに、小孔（3
4）で圧縮途中の中圧力の冷媒を導くことにより、低圧
の冷媒や高圧の冷媒が侵入しないようにしつつ圧力を一
定の中圧力に保持できるようにし、駆動スクロール（1
4）と従動スクロール（15）との軸方向密封力を適正な
力にできるようにしている。そして、駆動スクロール
（14）と従動スクロール（15）とには局部的に過大な接
触力が加わらないようにしている。

圧縮空間（23）内で圧縮された冷媒は吐出孔（26）を
通り電動要素（２）の上側の吐出口（27）と下側の吐出
口（28）から夫々高圧室（25）内に吐出されることによ
り、高圧室（25）内に吐出される冷媒の圧力低下を抑え
られるとともに、一方の吐出口（28）から吐出された冷
媒は電動要素（２）のエアギャップ（６）と通路（７）
とを通って吐出管（38）に流れ、電動要素（２）を効果
的に冷却し、かつ、この電動要素の熱を利用できるよう
にしている。

また、前記スクロール圧縮機では、中圧室（12）の余
剰の潤滑油は小径孔（39）から円滑に排出されるように
なり、よって中圧室（12）内のスクロール圧縮要素
（３）は前記潤滑油の抵抗を受けることなく少ない電力
量で効率良く駆動されるようになる。また前記潤滑油
は、中圧室（12）と低圧室（24）の圧力差を利用するこ
とで直接、密閉容器（１）上部の低圧室（24）に供給さ
れこの上部室（24）から各摺動部に供給されスクロール
圧縮要素（３）の上流側箇所も潤滑して密閉容器（１）
の下部に帰還するようになり、よって前記従来例とは異
なり、スクロール圧縮要素（３）の下流側を潤滑しただ
けで冷媒流に混入して多量に密閉容器（１）外へ排出さ
れる等の不都合が解消されるようになる。

（ト） 発明の効果 本発明は以上のように構成したから、中圧室の余剰の
潤滑油は、小径孔から円滑に排出されるようになり、よ
って中空室内のスクロール圧縮要素を前記潤滑油の抵抗
を受けることなく少ない電力量で効率良く駆動できるよ
うになり、また前記潤滑油は前記中圧室と低圧室の圧力
差を利用することで直接、密閉容器の上部の低圧室に供
給されこの上部室から各摺動部に供給されスクロール圧
縮要素の上流側箇所も潤滑して密閉容器の下部に帰還で
きるようになり、 従って、電力効率が高く且つ潤滑機能の優れたスクロ
ール圧縮機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は第１図
におけるＡ−Ａ線断面図である。 （１）……密閉容器、（２）……電動要素、（３）……
スクロール圧縮要素、（８）……主フレーム、（10）…
…補助フレーム、（12）……中圧室、（14）……駆動ス
クロール、（15）……従動スクロール、（24）……低圧
室、（25）……高圧室、（26）……吐出孔、（29）……
吸込孔、（39）……小径孔、（40）……オリフィス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真下 傳二 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 石合 愃雄 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04C 18/02 311

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉容器と、この容器内に収納された電動
   要素と、この電動要素によって駆動されるスクロール圧
   縮要素とを備え、このスクロール圧縮要素を、前記電動
   要素によって直接あるいは間接的に回転される駆動スク
   ロールと、この駆動スクロールと向かい合ってかみ合い
   同一方向に回転する従動スクロールと、これらのスクロ
   ールを夫々軸支して内部に形成された中圧室に収納する
   主フレーム及び補助フレームとで構成し、これらのフレ
   ームで密閉容器内を上部の低圧室及び下部の高圧室に区
   画するとともに、駆動スクロールと従動スクロールとの
   夫々の軸に高圧室及び低圧室に連通する吐出孔と吸込孔
   とを設けたスクロール圧縮機であって、 前記中圧室の下部を前記低圧室に連通させる小径孔を、
   前記主フレーム及び前記補助フレームに設けたことを特
   徴とするスクロール圧縮機。
2. 【請求項２】前記小径孔は、オリフィスを挿入してなる
   ことを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。