JP3132952B2 - スクロ−ル型流体機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋回スクロ−ルと固定
スクロ−ルとを組合わせて構成される圧縮機、膨脹機と
いったスクロ−ル型流体機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和装置では、効率の良い圧縮がで
きるとの利点から、近時、スクロ−ル型圧縮機（スクロ
−ル型流体機械）が採用されてきている。スクロ−ル型
圧縮機は、図５および図６に示されるように端板ａに渦
巻状のラップｂを有してなる固定スクロ−ルｄと、同様
に端板ｅに渦巻状のラップｆを立設してなる旋回スクロ
−ルｇとを組合わせたスクロ−ル式の圧縮機部ｈを有し
て構成される。

【０００３】詳しくは、圧縮機部ｈは、両スクロ−ル
ｄ，ｇを、各ラップｂ，ｆ同志が、所定角度、ずらして
相互に噛み合うように組合わせて、ラップ間に圧縮工程
を行わせるための密閉空間ｉを構成する構造となってい
る。

【０００４】この密閉空間ｉの容積の可変には、旋回ス
クロ−ルｇの端板ｅの背面中央部に筒形のボス部ｊを突
設し、このボス部ｊ内に、回転シャフトｋ（回転軸）の
軸端から突出する偏心ピンｍを摺動自在に嵌める構造
（偏心連結部）が採用されている。

【０００５】すなわち、回転シャフトｋから伝えられる
回転力で、旋回スクロ−ルｇを固定スクロ−ルｄの軸心
回りに公転旋回させることにより、密閉空間ｉの容積は
周側から中央に向かうにしたがい、次第に減少するよう
になっていて、同容積の変化を利用して、ガスを圧縮す
るようにしている。

【０００６】なお、ｎは旋回スクロ−ルｇの自転を規制
するための自転阻止機構、例えばオルダムリングを示
す。またスクロ−ル型圧縮機は、密閉空間ｉからのガス
の漏洩を抑制するために、図５に示されるように固定ス
クロ−ルｄを軸方向に変位可能に支持し、この固定スク
ロ−ルｄの背面側に背圧室ｕを設けて、固定スクロ−ル
ｄを旋回スクロ−ルｇに対して軸方向に押し付けること
が行われている。

【０００７】ところで、こうしたスクロ−ル型圧縮機で
は、図５に示されるように回転シャフトｋの上端部を回
転自在に受ける主フレ−ムｏ（軸受ブロック）を活用し
て、旋回スクロ−ルｇを背面からスラスト的に支持する
ことが行われている。

【０００８】このスラスト支持構造に用いられる主フレ
−ムｏには、従来より、つぎのような構造が採用されて
いた。すなわち、主フレ−ムｏの上部には、旋回スクロ
−ルｇの端板ｅの背面部分と対向するスラスト軸受面ｐ
が形成されている。このスラスト軸受面ｐによって、ボ
ス部ｊの端板ｅの背面を摺動自在に受けるようにしてい
る。

【０００９】また主フレ−ムｏの上部中央には、図７に
示されるようにボス部ｊの軌跡を囲む地点から、スラス
ト軸受面ｐを凹陥させてなる円形の油溜り部ｑが形成さ
れている。この油溜り部ｑは、回転シャフトｋの軸心に
設けた油通路ｒを通じて圧送される油ポンプ（図示しな
い）からの油（潤滑油）が溜まるものである。

【００１０】スラスト軸受面ｐには、図７に示されるよ
うに油溜り部ｑを囲むように円周方向に沿って油溝ｓが
形成されている。この油溝ｓは、スライド軸受面ｐとこ
れに摺接する端板ｅの背面との間の摺接部全体に油を供
給させるものである。

【００１１】さらに油溝ｓと油溜り部ｑとの間には、図
７に示されるように例えば１８０°位相した２か所の地
点に、両者間をつなぐつなぎ溝ｔが形成されている。こ
うした主フレ−ムｇの構造により、油溜り部ｑ内の油
を、旋回スクロ−ルｇの運動を利用して、つなぎ溝ｔ、
油溝ｓを通じて、スライド軸受面ｐ、すなわち端板ｅと
の摺接部全体へ導き、スラスト軸受面ｐによる旋回スク
ロ−ルｇのスラスト支持を実現している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来より、
油溜り部ｑと油溝ｓとをつなぐつなぎ溝ｔには、図７に
示されるように直線状のエンドミル加工を油溜り部ｑと
油溝ｓとの間に施してなる直線形状の溝が採用されてい
た。

【００１３】ところが、このエンドミル加工で形成され
るつなぎ溝ｔは、でき上がるまでに、かなり手間がかか
るという難点がある。この点は、スクロ−ル型圧縮機の
生産性を高めるための障害となっており、改善が強く要
望されている。

【００１４】本発明は、このような事情に着目してなさ
れたもので、その目的とするところは、加工の手間が少
ないつなぎ溝を有するスクロ−ル型流体機械を提供する
ことにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスクロ−ル型流体機械は、油溜り部内の潤
滑油を油溝へ導くつなぎ溝を、トレパン加工で油溝と油
溜り部との間に円周形状の溝を加工することによる円弧
形状の溝で形成した。

【００１６】

【作用】本発明のスクロ−ル型流体機械によると、つな
ぎ溝は、トレパニング工具を用いて、加工された溝なの
で、つなぎ溝を加工するのに必要な手間は、従来のエン
ドミル加工に比べて、かなり簡単ですむようになる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を図１ないし図４に示す一実施
例にもとづいて説明する。図３は、本発明を適用した密
閉型圧縮機、例えばスクロ−ル型圧縮機を示し、図中１
は密閉ハウジングである。

【００１８】密閉ハウジング１は、上下方向に沿って延
びる円筒形に構成されている。この密閉ハウジング１内
の上段側には、ディスチャ−ジカバ−２が上下方向を仕
切るように設けられている。このディスチャ−ジカバ−
２を境として、密閉ハウジング１内は、密閉ハウジング
１内の上方を高圧側３とし、下方を低圧側４にしてあ
る。

【００１９】密閉ハウジング１の低圧側４には、下部側
にモ−タ５が配設され、上部側にスクロ−ル式の圧縮機
部６（圧縮機構）が配設されている。またこれら両者間
には、同間に沿って回転シャフト７（回転軸）が配設さ
れている。

【００２０】モ−タ５は、密閉ハウジング１の内周部に
圧入されて支持されたステ−タ８と、このステ−タ８の
内腔に配置されたロ−タ９とを有している。そして、ロ
−タ９は回転シャフト７の下部側に固定され、回転を回
転シャフト７から出力させるようにしている。なお、ス
テ−タ８につながる端子１０は、密閉ハウジング１の外
周部に設置してある。

【００２１】スクロ−ル式の圧縮機部６は、例えばアル
ミ部材で構成されたアルミ製の固定スクロ−ル１１とこ
れに組合う同じくアルミ製の旋回スクロ−ル１６とを有
してなる。

【００２２】すなわち、固定スクロ−ル１１は、端板１
２、その端板１２の内面に立設された渦巻状のラップ１
３（図６に示されているものと同じ）、さらにそのラッ
プ１３を取り囲むように立設した周壁１４を有してい
る。また端板１２の中央部には吐出ポ−ト１５を有して
いる。

【００２３】旋回スクロ−ル１６は、端板１７、その内
面に立設された渦巻状のラップ１８（図６に示されてい
るものと同じ）を有している。また端板１７の背面中央
部には筒状のボス部１９を有している。

【００２４】そして、固定スクロ−ル１１と旋回スクロ
−ル１６とは、ラップ１３，１８同志が、１８０度（所
定角度）、ずらして相互に噛み合うように組合わせら
れ、端板部分で囲まれたラップ間に、圧縮工程を成立さ
せるための三日月状の複数個の密閉空間２０（図６に示
されているものと同じ）を構成させている。

【００２５】この組合った両スクロ−ル１１，１６は、
ディスチャ−ジカバ−２と、低圧側４の上段側に固定さ
れているケ−シング状の主フレ−ム２１（軸受ブロッ
ク）との間に、固定スクロ−ル１１を上側、旋回スクロ
−ル１６を下側に配置した状態で介装してある。

【００２６】そして、旋回スクロ−ル１６の端板１２の
背面は、主フレ−ム２１の上面に形成された、端板１２
の背面と対向する水平なスラスト軸受面２１ａにて摺動
自在に受け止められている。

【００２７】固定スクロ−ル１１は、主フレ−ム２１の
外周側に形成されている周壁部分２１ｂに対して、支持
ばね２２を介して、上下方向に変位可能に支持されてい
る。詳しくは、固定スクロ−ル１１には周壁部分２１ｂ
の側方へ突き出るブラケット２３が設けられている。そ
して、このブラケット２３が支持ばね２２を介して周壁
部分２１の上部に固定された構造となっている。

【００２８】固定スクロ−ル１１の周壁１４に設けた吸
込ポ−ト（図示しない）は、周壁１４の側方の空間２
９、主フレ−ム２１に設けた同フレ−ム２１の両側を連
通する吸込通路（図示せず）、低圧側４を通じて、密閉
ハウジング１の外周部に接続してある吸込管３０に連通
してあり、外部からガスを圧縮機部６へ導けるようにし
てある。

【００２９】また旋回スクロ−ル１６のボス部１９内に
は、旋回軸受２４を介して、ドライブブッシュ２５が嵌
挿してある。このドライブブッシュ２５には、径方向に
若干延びる通孔で構成されるスライド孔２５ａが形成し
てある。

【００３０】回転シャフト７の上端は、主フレ−ム２１
を貫通して、旋回スクロ−ル１６の端板中央に向かって
延びている。この回転シャフト７の上端部は、主フレ−
ム２１の貫通部分に設けてある上部軸受２６にて回転自
在に支持されている。この回転シャフト７の上端には、
偏心ピン２７が突設してある。この偏心ピ２７が、上記
スライド孔２５ａにスライド自在に嵌挿されている（偏
心連結部）。これによって、旋回スクロ−ル１６は、回
転シャフト７が回転すると、固定スクロ−ル１１の軸心
回りを旋回するようになる。

【００３１】旋回スクロ−ル１６の端板１７と主フレ−
ム２１のスラスト軸受面２１ａとの間の外側部分には、
旋回スクロ−ル１６の公転旋回運動を許容するが同旋回
スクロ−ル１６の自転を阻止する自転阻止機構、例えば
オルダムリング２８が介装されている。

【００３２】このオルダムリング２８および偏心ピン２
７によって得られる旋回スクロ−ル１６の旋回公転運動
により、密閉空間２０の容積は、次第に減少するように
なっている。つまり、この密閉空間２０を利用して、ガ
スを圧縮させることができるようになっている。

【００３３】また主フレ−ム２１の上面中央部には、図
２に示されるようにボス部１９の旋回軌跡を囲む上部軸
受２６の直上の領域に、スラスト軸受面２１から円形に
凹陥してなる油溜り部６０が形成されている。これによ
り、ボス部１９の旋回領域外に存在する端板１７の背面
だけをスラスト軸受面２１ａでスラスト方向に移動自在
に受けるようにしてある。

【００３４】このスラスト軸受面２１ａ上のオルダムリ
ング２８と油溜め部６０との間には、油溜り部６０を囲
むように円周方向に沿って油溝６１が形成されている。
さらにこの油溝６１と油溜め部６０との間には、図２に
示されるように例えば１８０°位相した２か所の地点
に、それぞれ両者間をつなぐつなぎ溝６２が形成されて
いる。

【００３５】つなぎ溝６２，６２は、いずれも加工が簡
単なトレパン加工を用いて形成されている。すなわち、
つなぎ溝６２は、図３および図４に示されるように油溝
６１と油溜め部６０との間の軸受面部分にトレパニング
工具を用いて、二点鎖線で示されるような円周形状の溝
をトレパン加工で形成し、このとき油溝６１と油溜め部
６０との間に残る一対の円弧形状の溝部分６２ａ，６２
ａから形成される。

【００３６】一方、固定スクロ−ル１１の端板１２の上
面には、端板１２の軸心を中心とした大小２つの円筒状
のフランジ３１，３２が上方に向かって突き出ている。
またディスチャ−ジカバ−２の内面には、フランジ３
１，３２間に形成される環状の凹部３３内に向かって突
き出る円筒状のフランジ３４が形成されている。このフ
ランジ３４は、凹部３３にスライド自在に嵌挿されてい
る。そして、各フランジ３４と各フランジ３１，３２と
が摺接する側面間には、それぞれＵシ−ル３５が介装さ
れ、同部分をシ−ルしている。

【００３７】これにより、内側のＵシ−ル３５で仕切ら
れた中央の領域、すなわちディスチャ−ジカバ−２の中
央部で覆われる端板１２の上面の中央部分には高圧室３
６が形成され、その外周側の外側のＵシ−ル３５で仕切
られた中間の領域、すなわちディスチャ−ジカバ−２の
中間部分で覆われる端板１２の上面の中間部分には中間
圧力室３７が形成される。さらにその外周側には、空間
２９を利用した吸込圧力と同圧力になる低圧室が形成さ
れる。

【００３８】これら端板１２と同心的に並ぶ高圧室３
６、中間圧力室３７、低圧室のうちの高圧室３６は、吐
出ポ−ト１５と連通している。また中間圧力室３７は、
端板１２に設けた導圧孔３８を通じて、圧縮途中にある
密閉空間２０と連通している。これら高圧室３６、中間
圧力室３７内に導入される高圧，中間圧のガスによっ
て、上方に浮上している固定スクロ−ル１１は、旋回ス
クロ−ル１６に対して軸方向に押し付けられるようにな
っている。

【００３９】また旋回スクロ−ル１６において、固定ス
クロ−ル１１の周壁１４の軸端面と摺接する周縁部に
は、リング状に形成された耐磨耗プレ−ト４０が埋設さ
れている。この耐磨耗プレ−ト４０によって、運転中に
発生する旋回スクロ−ル１６を反転させようとする力を
原因とした磨耗を抑制するようにしてある。

【００４０】吐出ポ−ト１５内には、逆流防止用の逆止
弁４２が設けられている。また吐出ポ−ト１５は、高圧
側３を構成する空間で形成される吐出チャンバ−４３に
連通している。この吐出チャンバ−４３は、密閉ハウン
ジ１の上部壁に接続してある吐出管４４と連通してい
て、吐出チャンバ−４３内に吐出された吐出ガスを密閉
ハウジング１外へ吐出できるようにしてある。

【００４１】他方、回転シャフト７の下端部は、密閉ハ
ウジング１の内底側へ延びている。そして、この下端部
が低圧側４の下部側に据付けてある下部軸受体４５に
て、回転自在に支持されている。

【００４２】この回転シャフト７の下端部には、例えば
偏心軸４６を回転させて、シリンダ４７内に収容された
旋回リング４８を揺動させることでポンプ作用を発生さ
せる圧送機構を採用した油ポンプ４９が据付けられてい
る。

【００４３】この油ポンプ４９の吸込部（図示しない）
は、密閉ハウジング１の内底部で形成された油集溜部５
１と連通していて、同油集溜部５１に溜っている油５１
ａを吸込むようになっている。油ポンプ４９の吐出部
は、回転シャフト７の軸心に形成した油通路５０ａ、偏
心ピン５０ｂの軸心に形成した油通路５０ｂに連通して
いる。これにより、油ポンプ４９から吐出された油５１
ａを、ボス部１９内へ向かって送れるようにしてある。
そして、この偏心ピン５０ｂからの油５１ａが、ドライ
ブブッシュ２５の摺動部、旋回軸受２４の摺動部といっ
た各部を潤滑した後、油溜り部６０に溜まるようになっ
ている。

【００４４】そして、この油溜り部６０内の油５１ａ
が、油溜り部６０内を旋回するボス部１９の運動を利用
して、つなぎ溝６２，６２、油溝６１に圧送され、スラ
スト軸受面２１ａを潤滑するようにしている。

【００４５】また油ポンプ４９の吐出部には、所定の圧
力を越えると、油５１ａを油集溜部５１に戻すためのリ
リ−フ弁４９ａが設けてある。なお、５２は密閉ハウジ
ング１外に露出している端子１０を覆うための端子カバ
−である。

【００４６】つぎに、このように構成されたスクロ−ル
型圧縮機の作用について説明する。端子１０を通じて、
モ−タ５を励磁すると、ロ−タ９は回転していく。この
回転は、回転シャフト７を通じて、油ポンプ４９に伝達
される。

【００４７】すると、油ポンプ４９の偏心ピン４６は偏
心回転され、旋回リング４０を揺動させていく。これに
より、油集溜部５１内の油５１ａは、油ポンプ４９の吸
込部から吸込まれ、油ポンプ４９の吐出部から吐出され
る。

【００４８】この吐出した油５１ａは、油通路５０ａ，
５０ｂを経て、上部軸受２６といった摺動部、さらには
ボス部１９内へ吐出して、ドライブブッシュ２５の摺動
部、旋回軸受２４の摺動部といった各部を潤滑した後、
油溜り部６０へ至る。

【００４９】この油溜り部６０の油５１ａは、後述する
油溜り部６０内を旋回するボス部１９によって、つなぎ
溝６２，６２を経て油溝６１へ圧送される。この油溝６
１からの油５１ａが、スライド軸受面２１ａとこれに摺
接する旋回スクロ−ル１６の端板背面との間の摺接部全
体へ供給される。

【００５０】この際、油５１ａは、オルダムリング２８
の摺接部分にも供給される。一方、モ−タ５の回転は、
回転シャフト７、偏心ピン２７、ボス部１９を通じて、
旋回スクロ−ル１６に伝達されている。

【００５１】ここで、旋回スクロ−ル１６はオルダムリ
ング２８によって自転が抑制されているから、旋回スク
ロ−ル全体は、自転せず、固定スクロ−ル１１の軸心の
中心とする公転旋回半径の円軌道上を公転旋回運動す
る。

【００５２】この公転旋回運動にしたがって、固定スク
ロ−ル１１と旋回スクロ−ル１６との間で形成されてい
る密閉空間２０は、容積が減少する方向に変化してい
く。すると、吸込ガスは、吸込管３０、低圧側４、吸込
通路、吸込ポ−ト（いずれも図示せず）を順に経て、ラ
ップ１３，１８の最外周の領域に導かれ、同領域から密
閉空間２０内へ吸込まれる。

【００５３】この吸込まれたガスは、旋回スクロ−ル１
６の公転旋回運動にしたがって密閉空間２０の容積が減
少するのにしたがって、次第に圧縮されながら中央部へ
至る。

【００５４】このとき、固定スクロ−ル１１は高圧室３
６へ導かれる吐出圧、中間圧力室３７へ導かれる中間圧
により旋回スクロ−ル１６に押し付けられているから、
密閉空間２０内で進行する圧縮工程はガスの漏れが抑制
されながら行われる。

【００５５】そして、吐出ポ−ト１５から、所定に圧縮
されたガスは、逆止弁４２、吐出チャンバ−４３を経
て、吐出管４４から密閉ハウジング１外に吐出される。
しかして、こうした油溜り部６０と油溝６１とをつなぐ
つなぎ溝６２を、トレパン加工で形成する構造にする
と、加工に必要な手間は、従来のエンドミル加工に比べ
て、かなり簡単ですむようになる。

【００５６】つまり、加工の手間が少ないつなぎ溝６２
を有するスクロ−ル型圧縮機を実現できる。なお、本発
明を一実施例では、スクロ−ル型圧縮機に適用したが、
これに限らず、膨脹機といった他のスクロ−ル型流体機
械に適用してもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、油
溜り部と油溝とをつなぐつなぎ溝を、加工な簡単なトレ
パン加工で形成する構造にすると、つなぎ溝を加工する
のに必要な手間は、従来のエンドミル加工でつなぐ溝を
加工するときに比べて、かなり簡単ですむようになる。
したがって、加工の手間が少ないつなぎ溝を有するスク
ロ−ル型流体機械を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のスクロ−ル型圧縮機を示す
断面図。

【図２】図１中、Ａ−Ａ線から見た、油溝、つなぎ溝、
油溜り部を有するスラスト軸受面を示す平面図。

【図３】トレパン加工で、形成されてなるつなぎ溝を説
明するための平面図。

【図４】同じくそのつなぎ溝の斜視図。

【図５】従来のスクロ−ル型圧縮機の圧縮機部を、旋回
スクロ−ルのスラスト支持の構造を説明するための断面
図。

【図６】同圧縮機部を構成する固定スクロ−ル、旋回ス
クロ−ルのラップが噛み合っている状態を示す断面図。

【図７】図５中、Ｂ−Ｂ線から見た、油溝、つなぎ溝、
油溜り部を有するスラスト軸受面を示す平面図。

【符号の説明】

６…圧縮機部（圧縮機構） ７…回転シャ
フト（回転軸） １１…固定スクロ−ル １６…旋回ス
クロ−ル １７…端板 １９…ボス部
（偏心連結部） ２１…主フレ−ム（軸受ブロック） ２１ａ…スラス
ト軸受面 ２７…偏心ピン（偏心連結部） ６０…油溜り
部 ６１…油溝 ６２…つなぎ
溝

フロントページの続き (72)発明者 関田 真澄 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番 地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内 (72)発明者 安達 佳弘 愛知県西春日井郡西枇杷島町字旭町３丁 目１番地 三菱重工業株式会社エアコン 製作所内 (72)発明者 北川 竜也 愛知県西春日井郡西枇杷島町字旭町３丁 目１番地 三菱重工業株式会社エアコン 製作所内 (56)参考文献 特開 平３−294680（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−121901（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04C 18/02 311 F04C 23/00 - 29/10 331

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上端部が軸受ブロックで回転自在に支持
   された上下方向に延びる回転軸と、この回転軸の上方に
   配置された旋回スクロ−ルの端板の背面部分とを、偏心
   連結部を介して回動自在に連結して、前記旋回スクロ−
   ルを同旋回スクロ−ルと組み合う固定スクロ−ルの軸心
   回りを旋回させるとともに、前記軸受ブロックは、前記
   旋回スクロ−ルの端板の背面と対向して形成された同背
   面を摺動自在に受けるスラスト軸受面と、このスラスト
   軸受面から凹陥して前記偏心連結部の軌跡を囲むように
   形成されてなる潤滑油を溜めるための油溜り部と、前記
   スラスト軸受面に前記油溜り部を囲むように円周方向に
   沿って形成された油溝と、前記油溝と前記油溜り部との
   間に形成されたつなぎ溝とを有し、前記油溜り部内の潤
   滑油を前記つなぎ溝、油溝を通じて前記スラスト軸受面
   へ導くスクロ−ル型流体機械において、 前記つなぎ溝は、トレパン加工で前記油溝と前記油溜り
   部との間に円周形状の溝を加工することによる円弧形状
   の溝からなることを特徴とするスクロ−ル型流体機械。