JP3432803B2 - スクロール流体機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、空調装置や冷凍装
置等に利用される密閉型のスクロール流体機械に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】従来のスクロール流体機械としては、例
えば特開昭６３−ｌ０６３９２号公報に記載されたもの
が知られている。この種のスクロール流体機械は、電動
機の駆動軸の上端部に、可動スクロール部材が駆動軸軸
心に対して偏心させて連結され、駆動軸の回転に伴って
可動スクロール部材が偏心運動し、ケースに固定された
固定スクロール部材との間で形成される複数の圧縮室に
おいて冷媒ガスの圧縮が行われる。 【０００３】また、駆動軸の下端部にはオイルポンプが
取付けられ、このオイルポンプにて吸上げられたオイル
は、駆動軸内に形成されたオイル通路を通じて、駆動軸
のラジアル軸受やスラスト軸受を潤滑するとともに、こ
れらを冷却した後、双方のスクロール部材により形成さ
れる圧縮室に冷媒ガスとともに吸入され、そして、双方
のスクロール部材の摺接部分のシールや潤滑を行う構造
となっている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
スクロール流体機械によれば、オイルポンプにより吸上
げられたオイルが一旦各軸受部に供給された後、圧縮室
に供給されるので、双方のスクロール部材の摺接部のシ
ール、潤滑及び冷却を確実に行うのは困難となる不具合
があった。 【０００５】すなわち、各軸受部へ通流されたオイル
は、摩擦熱によりオイル温度が高まってオイルの粘度が
低下してしまい、このような高温のオイルが圧縮室に供
給されると、双方のスクロール部材の摺動部のシール性
が低下すると同時に潤滑不良を生じてしまい、冷凍能力
の低下や双方のスクロール部材の摺動部分での焼付きを
生ずるおそれがある。 【０００６】そこで、本発明は、双方のスクロール部材
の摺動部分のシール性及び潤滑性の向上を図り、冷凍能
力を高め得るスクロール流体機械を提供することを目的
とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、固定スクロー
ル部材（２７）と、この固定スクロール部材に噛み合う
可動スクロール部材（２１）とを備え、前記可動スクロ
ール部材（２１）が旋回駆動することにより、該可動ス
クロール部材と前記固定スクロール部材（２７）との間
に形成される圧縮室内の冷媒ガスを圧縮するスクロール
流体機械において、オイル溜り（４１）のオイルを通流
させるオイル通路（４０）と、前記オイル通路（４０）
に供給されるオイルを、前記可動スクロール部材（２
１）の第１の軸受部（１１）及び第２の軸受部（２２）
を含む軸受部位と前記圧縮室との双方に二分させるオイ
ル分岐構造と、を有し、前記可動スクロール部材（２
１）の前記複数の軸受部（１１），（２２）へオイルを
供給する各オイル通路は、前記オイル分岐箇所以降に設
けられるとともに前記オイル溜り（４１）に連通してい
て、前記圧縮室へ供給されるオイルが、前記複数の軸受
部（１１），（２２）へ供給されるオイルとは別のもの
となるように設けられているスクロール流体機械であ
る。 【０００８】 【０００９】前記圧縮室に供給されるオイルは、前記軸
受部に供給されるオイルとは別のものとなり、冷たく従
って所定の粘性を有するオイルが供給されることになっ
て、双方のスクロール部材の摺接部のシール性及び潤滑
性が向上し、冷凍能力を高めることができる。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下に、本発明の第１具体例を図
面に基づいて説明する。図１はスクロール流体機械ｌを
示し、図２はそのスクロール部分を示している。同図
中、２は密閉ケースであり、このケース２は筒状部３と
上下の閉塞部４，５により形成されている。 【００１１】前記ケース２の下部にはブラシレスの直流
電動機７が配設されている。すなわち、電動機７の駆動
軸８がケース２内の上下方向に配設され、駆動軸８の下
部がラジアル軸受９を介してケース２に支承されてい
る。駆動軸８の上部は、ケース２に固設された支持ブロ
ック１０にラジアル軸受１１を介して支承されている。
駆動軸８の下端側には積層鉄心からなる柱状のロータ１
２が固着され、このロータ１２の周面には、Ｎ極とＳ極
とが交互に配設された永久磁石１３が取付けられてい
る。この永久磁石１３の周囲には、筒状の固定子１４が
ケース２に固設されている。この固定子１４は積層鉄心
により形成され、固定子１４の各突極部には励磁コイル
１６がそれぞれ巻回されている。尚、図中１７はコネク
タで、励磁コイル１６のリード線１８が接続される。 【００１２】また、ケース２の中央部分には吸入パイプ
１９が取付けられ、このパイプ１９を通じて冷媒ガスが
吸入され、図中の実線の矢印の如く通流される。 【００１３】前記駆動軸８の上端側は大径に形成され、
この大径部８ａ内には嵌合凹部８ｂが形成されている。
この嵌合凹部８ｂの中心Ｏ2は駆動軸８の中心０1から所
定寸法だけ偏心するように設けられている。前記嵌含凹
部８ｂには、可動スクロール部材２１の背面部に突設さ
れた連結挿入部２１ａがラジアル軸受２２を介して挿入
されている。従って、駆動軸８の回転に伴って連結挿入
部２１ａが偏心運動し、可動スクロール部材２１が旋回
駆動される。また、可動スクロール部材２１が旋回駆動
するので、駆動軸８の回転バランスを安定させるため
に、駆動軸８にはバランスウェイト２３，２４が取付け
られている。 【００１４】更に、前記支持ブロック１０と可動スクロ
ール部材２１との間にはオルダムリング２５が介装さ
れ、可動スクロール部材２１の旋回駆動時に可動スクロ
ール部材２１の自転防止が行われる。 【００１５】可動スクロール部材２１は、シムプレート
４８を介して支持ブロック１０に固設された固定スクロ
ール部材２７と噛み合っており、双方のスクロール部材
２１，２７により吸入圧室２８、中間圧に圧縮される中
間圧室２９、吐出圧の高圧まで圧縮される吐出圧室３０
が形成される。前記支持ブロック１０には、前記吸入パ
イプ１９に連通する吸入孔３２が周方向に離間して設け
られ、これらの吸入孔３２にそれぞれ連通し、前記吸入
圧室２８に連通する吸入口３３がシムプレート４８に設
けられている。そして、吸入パイプ１９から導入された
冷媒ガスは、各吸入孔３２及び吸入口３３を通じて各々
の吸入圧室２８に供給される。また、固定スクロール部
材２７の中央部には吐出圧室３０に連通する吐出ポート
３４が形成され、この吐出ポート３４にはリードバルブ
３５が設けられている。固定スクロール部材２７の上面
側にはリードバルブ３５を覆う支持部材３６が取付けら
れ、この支持部材３６に吐出パイプ３７が取付けられ、
吐出圧室３０の高圧の冷媒ガスが吐出ポート３４及びリ
ードバルブ３５を通じて吐出パイプ３７に吐出される。 【００１６】更に、前記駆動軸８の軸心部分には、オイ
ル通路４０が形成され、駆動軸８の下端部にはオイル溜
り４１のオイルをオイル通路４０に吸上げるオイルポン
プ（トロコイドポンプ）４２が設けられている。このオ
イル通路４０の上端側は前記嵌合凹部８ｂで開口して、
この嵌合凹部８ｂの隙間を通じてラジアル軸受２２を潤
滑する一方、駆動軸８の大径部８ａに設けられた油孔４
３を通じてラジアル軸受ｌｌ及びスラスト軸受４４を潤
滑する。また、前記支持ブロック１０には戻り油路４５
が形成され、前記ラジアル軸受２２，ｌｌ及びスラスト
軸受４４を潤滑したオイルが戻り油路４５を通じてオイ
ル溜り４１に戻れるように設けられている。 【００１７】図面に示されるように、可動スクロール部
材２１の背面部に突設された連結挿入部２１ａの先端
と、前記嵌合凹部８ｂの底面との間には、嵌合隙間９が
設けられており、駆動軸８のオイル通路４０は、前記前
記嵌合凹部８ｂから前記嵌合隙間９に開口している。更
に、前述したように、オイルの一部は前記嵌合隙間９か
ら前記各軸受部に供給され、その後、オイルは戻り油路
４５を通じてオイル溜リ４１に戻る。 【００１８】また更に、前記可動スクロール部材２１
は、オイル供給通路４７が設けられている。このオイル
供給通路４７は、その先端が前記双方のスクロール部材
２１，２７により形成される圧縮室の冷媒ガス吸入口に
連通するとともに、その他端が前記連結挿入部２１ａか
ら前記嵌合隙間９に開口し前記オイル通路４０に連通し
て設けられている。 【００１９】他方、オイルポンプ４２で吸上げられたオ
イルは、オイル通路４０から嵌合凹部８ｂの嵌合隙間９
に至り、ここから分岐して、一部は油孔４３を通じてラ
ジアル軸受２２，１１を潤滑した後、スラスト軸受４４
を潤滑し、戻り油路４５を通じてオイル溜り４１に戻
る。これと同時に、オイルの一部は前記嵌合隙間９を通
じてオイル供給通路４７に至り、端部の開口からオイル
が供給される。この場合、吸入口３３に吸入される冷媒
ガスに霧吹き作用により混合されて吸入圧室２８に供給
される。 【００２０】このように、本例のものは、固定スクロー
ル部材と、この固定スクロール部材に噛み合う可動スク
ロール部材とを備え、前記可動スクロール部材が旋回駆
動することにより、該可動スクロール部材と前記固定ス
クロール部材との間に形成される圧縮室内の冷媒ガスを
圧縮するスクロール流体機械において、オイル溜りのオ
イルを通流させるオイル通路と、前記オイル通路に供給
されるオイルを、前記可動スクロール部材の軸受部並び
に前記圧縮室の双方に二分させるオイル分岐構造と、有
し、前記オイル溜りのオイルを、前記可動スクロール部
材の前記軸受部と前記圧縮室に供給するものであって、
前記軸受部に供給するオイルが前記圧縮 室に侵入するの
を防止する手段を備えたスクロール流体機械である。 【００２１】尚、見方を変えると、本例のものは、固定
スクロール部材と、この固定スクロール部材に噛み合う
可動スクロール部材とを備え、前記可動スクロール部材
が旋回駆動することにより、該可動スクロール部材と前
記固定スクロール部材との間に形成される圧縮室内の冷
媒ガスを圧縮するスクロール流体機械において、オイル
溜りのオイルを通流させるオイル通路と、前記オイル通
路に供給されるオイルを、前記可動スクロール部材の軸
受部並びに前記圧縮室の双方に二分させるオイル分岐構
造と、を有し、前記オイル溜りのオイルを、前記可動ス
クロール部材の前記軸受部を潤滑するオイルから隔離さ
せて前記圧縮室に独立して供給する手段を備えたスクロ
ール流体機械である。 【００２２】従って、軸受部を潤滑するオイルとは別の
オイルが吸入圧室に供給されるので、オイルが高温とな
ることがなくなり、その結果、オイル粘性が低下するこ
とがなく、各圧縮室でのシール性が向上して冷凍能力を
高めることができるとともに、双方のスクロール部材の
各摺動部の潤滑を確実にして焼付きの発生を防止するこ
とができる。 【００２３】本例においては、駆動軸８のオイル通路４
０の開口と、可動スクロール部材２１のオイル供給通路
４７の一方の開口は、図１及び図２の場合は互いにずれ
ている不一致状態であり、また、図３及び図４の場合は
一部が重なり合う不一致状態に設けられている。 【００２４】次に、本発明の第２具体例を説明する。本
具体例では、図３及び図４に示すように、前記オイル供
給通路４７の途中にオイル供給量を調節するバルブ５０
を介装したものである。このバルブ５０は、吸入圧室２
８に供給されるオイル量が、オイルポンプ（駆動軸）４
２の回転数に比例して供給されることになり、高回転時
にオイル溜り４１のオイル量が不足するので、これを防
止するために高回転時にオイルを制限できるように設け
られている。 【００２５】すなわち、このバルブ５０は、図５に示す
ように、前記連結挿入部２１ａに形成された円筒状のバ
ルブ室２１ｂ内に設けられている。バルブ５０は大径部
５０Ａと小径部５０Ｂとからなり、大径部５０Ａは前記
バルブ室２１ｂ内に摺動できる大きさに形成され、小径
部５０Ｂは大径部５０Ａの上部に突設されている。ま
た、前記大径部５０Ａには、連結挿入部２１ａのバルブ
室２１ｂの底部に設けられた開口２１ｃに連通する油路
５１が図６に示すように径方向に設けられており、低回
転時には図５の矢印で示すようにオイルが開口２１ｃ、
油路５１、バルブ室２１ｂを通じてオイル供給通路４７
に通流される。 【００２６】また、前記小径部５０Ｂには、絞り油路５
２が軸方向に形成され、小径部先端が先細りの傾斜面に
形成され、この傾斜面によリオイル供給通路４７の開口
が閉塞できる構造に設けられている。そして、高回転時
には、バルブ室２１ｂ内のバルブ５０の上流側と下流側
のオイルの差圧により、バルブ５０は図７に示すように
リフトし、小径部５０Ｂの傾斜面によリオイル供給通路
４７の開口が閉塞されると、絞り油路５２を通じてオイ
ルが供給されることになる。尚、バルブの材料としては
金属、プラスチック等により形成されている。 【００２７】前記第２具体例の場合は、先の具体例と同
様の効果が得られる上、所定の高回転以上に達すると、
オイルは絞り油路からのみ供給されることになるので、
冷媒ガスとともにスクロール流体機械から吐出される油
量の増加を減少することが可能となり、高回転時でもオ
イル溜りのオイル量が不足することがなく、双方のスク
ロール部材の摺動部での焼付きを確実に防止することが
できる。 【００２８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明は、固定ス
クロール部材（２７）と、この固定スクロール部材に噛
み合う可動スクロール部材（２１）とを備え、前記可動
スクロール部材（２１）が旋回駆動することにより、該
可動スクロール部材と前記固定スクロール部材（２７）
との間に形成される圧縮室内の冷媒ガスを圧縮するスク
ロール流体機械において、オイル溜り（４１）のオイル
を通流させるオイル通路（４０）と、前記オイル通路
（４０）に供給されるオイルを、前記可動スクロール部
材（２１）の第１の軸受部（１１）及び第２の軸受部
（２２）を含む軸受部位と前記圧縮室との双方に二分さ
せるオイル分岐構造と、を有し、前記可動スクロール部
材（２１）の前記複数の軸受部（１１），（２２）へオ
イルを供給する各オイル通路は、前記オイル分岐箇所以
降に設けられるとともに前記オイル溜り（４１）に連通
していて、前記圧縮室へ供給されるオイルが、前記複数
の軸受部（１１），（２２）へ供給されるオイルとは別
のものとなるように設けられているスクロール流体機械
である。 【００２９】 【００３０】従って、本発明によれば、前記圧縮室に供
給されるオイルは、前記軸受部に供給されるオイルとは
別のものとなり、所定の粘性を有する冷たいオイルを圧
縮室に供給することができ、双方のスクロール部材の摺
接部のシール性及び潤滑性を向上することができ、冷凍
能力を向上することができるとともに摺動部の焼付きを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の第ｌ具体例に係り、スクロール流体
機械の縦断面図である。 【図２】 本発明の第ｌ具体例に係り、図ｌで示すスク
ロール流体機械のスクロール部分の縦断面図である。 【図３】 本発明の第２具体例に係り、スクロール流体
機械の縦断面図である。 【図４】 本発明の第２具体例に係り、図３で示すスク
ロール流体機械のスクロール部分の縦断面図である。 【図５】 本発明の第２具体例に係り、バルブの縦断面
を示すもので、図６中のＶ−Ｖ矢視断面図である。 【図６】 本発明の第２具体例に係り、バルブの横断面
を示すもので、図５中のＶＩ−ＶＩ失視断面図である。 【図７】 本発明の第２具体例に係り、高回転時のバル
ブ動作を示す縦断面図である。 【符号の説明】 １ スクロール流体機械 ２ ケース ３ 筒状部 ４ 閉塞部 ５ 閉塞部 ７ 電動機 ８ 駆動軸 ８ａ 大径部 ８ｂ 嵌合凹部 ９ 嵌合隙間 １０ 支持ブロック １１ ラジアル軸受 １２ ロータ １３ 永久磁石 １４ 固定子 １６ 励磁コイル １７ コネクタ １８ リード線 １９ 吸入パイプ ２１ 可動スクロール部材 ２１ａ 連結挿入部 ２１ｂ バルブ室 ２１ｃ 開口 ２２ ラジアル軸受 ２３ バランスウエイト ２４ バランスウエイト ２５ オルダムリング ２７ 固定スクロール部材 ２８ 吸入圧室 ２９ 中間圧室 ３０ 吐出圧室 ３２ 吸入孔 ３３ 吸入口 ３４ 吐出ポート ３５ リードバルブ ３６ 支持部材 ４０ オイル通路 ４１ オイル溜り ４２ オイルポンプ ４３ 油孔 ４４ スラスト軸受 ４５ 戻り油路 ４７ オイル供給通路 ４８ シムプレート ５０ バルブ ５０Ａ 大径部 ５０Ｂ 小径部 ５１ 油路 ５２ 絞り油路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−81586（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−3992（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−45675（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−141793（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−85387（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04C 18/02 311

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 固定スクロール部材（２７）と、この固
   定スクロール部材に噛み合う可動スクロール部材（２
   １）とを備え、前記可動スクロール部材（２１）が旋回
   駆動することにより、該可動スクロール部材と前記固定
   スクロール部材（２７）との間に形成される圧縮室内の
   冷媒ガスを圧縮するスクロール流体機械において、 オイル溜り（４１）のオイルを通流させるオイル通路
   （４０）と、前記オイル通路（４０）に供給されるオイ
   ルを、前記可動スクロール部材（２１）の第１の軸受部
   （１１）及び第２の軸受部（２２）を含む軸受部位と前
   記圧縮室との双方に二分させるオイル分岐構造と、を有
   し、前記可動スクロール部材（２１）の前記複数の軸受部
   （１１），（２２）へオイルを供給する各オイル通路
   は、前記オイル分岐箇所以降に設けられるとともに前記
   オイル溜り（４１）に連通していて、前記圧縮室へ供給
   されるオイルが、前記複数の軸受部（１１），（２２）
   へ供給されるオイルとは別のものとなるように設けられ
   ていること を特徴とするスクロール流体機械。