JPH0116347B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は固定スクロールと揺動スクロールと
を組み合わせて揺動スクロールを駆動し冷媒を圧
縮するスクロール圧縮機に関するものである。

スクロール圧縮機は、文献としては可成り以前
から知られたものであるが、製品としては実現さ
れておらず、それだけに原理的には公知であつて
も、製品化するに当つては種々の未解決の問題が
多い。

従来の代表的な或いは可成り詳しく記載された
ものとして、例えば米国特許第3874827号明細書
がある。この米国特許第3874827号明細書には、
部品数を少なくし、コンパクトで安価にするため
の改良されたスクロール圧縮機が示されている。
併し、米国特許第3874827号明細書には、固定ス
クロールの上側に揺動スクロール及びクランク軸
を配設し、クランク軸とバランサ７９を同一部材
で形成し、揺動スクロール軸をクランク軸下端面
の孔に嵌入したものが示されているが、揺動スク
ロール軸を受ける部分に作用するこじれに起因す
るラジアル軸受部の損傷を少なくすることについ
ては具体的提案はなされてない。また、この米国
特許に記載のものを仮りに逆さにして、揺動スク
ロール及びクランク軸を固定スクロールの下側に
位置させた場合には、バランサ７９がクランク軸
の軸受８０及び揺動スクロール軸７２より上側に
位置しているため、その分だけ揺動スクロール軸
７０が軸方向に長くなりしかも揺動スクロール軸
の軸受７２が揺動スクロール軸７０の下半分の位
置に設けられているので、揺動スクロールが揺動
運動した場合にはそのガス負荷力がクランク軸を
傾ける力として作用しこのクランク軸を傾けよう
とする力が軸受７２に大きなこじれ力として作用
し該軸受７２が損傷する。なお上記クランク軸を
傾けるように作用する現象は、揺動スクロールと
クランク軸とを軸結合して揺動スクロールを駆動
する構造の場合には、揺動スクロールを仮りにス
ラスト軸受で支承したとしても生じ易いことは、
発明者等は実測的に確認している。また、この米
国特許のものでは、上記軸受７２，８０はころが
り軸受でありしかも両軸受７２，８０の軸方向中
心が軸方向にずれており軸受７２に作用するラジ
アル方向の荷重をクランク軸を介してラジ方向に
直に軸受８０で受けることが出来ないので、揺動
スクロールの揺動運動に起因する大きなモーメン
トが軸受８０に作用し、軸受８０が損耗しやす
い。ましてや、この米国特許明細書には上記ころ
がり軸受７２，８０への給油手段や、揺動スクロ
ールを支承するスラスト軸受への給油手段、揺動
スクロールの自転を防止する自転防止機構への給
油手段については具体的提案はなされてない。な
お、スクロール圧縮機において、揺動スクロール
軸を支承する軸受に給油された油を揺動スクロー
ルのスラスト軸受へ供給する手段が開示されてい
るものとして、特開昭53−35840号公報がある。
併しこの特開昭53−35840号公報のものは、圧縮
室の密封手段や揺動スクロールのスラスト軸受の
具体的構造に注力されており、揺動スクロール軸
を受ける部分に作用するこじれに起因するラジア
ル軸受部の損傷を少なくすることについての具体
的提案、揺動スクロール軸を受ける部分及びこの
部分からスラスト軸受部及びスラスト軸受部から
自転防止機構への給油量を確保するために積極的
に改良して具体的構造は示されてない。また、軸
受メタルへの給油量を確保するために反負荷側に
油溝を設けた改良された構造を提案するものとし
て実公昭46−3122号公報、実開昭52−164647号公
報に記載されたものがあるが、これらはスクロー
ル圧縮機ではなく、従つて、スクロール圧縮機独
特の構成部品、即ち揺動スクロールのスラスト軸
受、自転防止機構への給油との関連で改良された
油溝は示されてない。

この発明はこのような従来の実情に鑑みて、上
記揺動運動に起因して正じるモーメントを小さく
し揺動スクロール軸の軸受部及びクランク軸の軸
受部の損傷あるいは損耗を抑制し、なお且つ揺動
スクロール軸を支承する部分への給油及びこの部
分から揺動スクロールのスラスト軸受への給油並
びにスラスト軸受から自転防止機構への給油量を
確保することを目的としてなされたものであり、
具体的には、それぞれ渦巻状のスクロール歯を有
しこれらスクロール歯相互間に冷媒の圧縮室を形
成するように互いに組み合わせた固定スクロール
及び揺動スクロールを備え、クランク軸によつて
上記揺動スクロールを駆動して上記冷媒を圧縮す
るスクロール圧縮機において、上記揺動スクロー
ルのスクロール歯と反対の側に揺動スクロール軸
を突設すると共に上記クランク軸の上記揺動スク
ロール側の端面に偏心穴を設けてこの偏心穴に上
記揺動スクロール軸を第１の軸受メタルを介して
支承し、この第１の軸受メタルの軸線方向中心か
ら軸線方向両側に跨る範囲に亘つて上記クランク
軸の上記揺動スクロール側の端部外周を取り囲ん
で支承する第２の軸受メタルを設け、この第２の
軸受メタルよりその径方向外側に該第２の軸受メ
タルを取り囲むように上記揺動スクロールのスラ
スト軸受及び上記揺動スクロールの自転防止機構
を配設し、上記第１の軸受メタルの内周面の反負
荷側に給油用油溝を設けると共にこの油溝の上記
揺動スクロール側の端を上記第１の軸受メタルの
上記揺動スクロール側の端面に開口し、上記油溝
に供給された潤滑油を揺動スクロール側に向けて
軸線方向に供給し、上記油溝の上記開口部から上
記クランク軸の上記揺動スクロール側の端面の部
分に供給された潤滑油を上記スラスト軸受及び上
記自転防止機構に給油することを特徴とするスク
ロール圧縮機であり、それぞれ渦巻状のスクロー
ル歯を有しこれらスクロール歯相互間に冷媒の圧
縮室を形成するように互いに組み合わせた固定ス
クロール及び揺動スクロールを備え、クランク軸
によつて上記揺動スクロールを駆動して上記冷媒
を圧縮するスクロール圧縮機において、上記揺動
スクロールのスクロール歯と反対の側に揺動スク
ロール軸を突設すると共に上記クランク軸の上記
揺動スクロール側の端面に偏心穴を設けてこの偏
心穴に上記揺動スクロール軸を第１の軸受メタル
を介して支承し、この第１のスクロールの軸線方
向中心から軸線方向両側に跨る範囲に亘つて上記
クランク軸の上記揺動スクロール側の端部外周を
取り囲んで支承する第２の軸受メタルを設け、こ
の第２の軸受メタルよりその径方向外側に該第２
の軸受メタルを取り囲むように上記揺動スクロー
ルのスラスト軸受及び上記揺動スクロールの自転
防止機構を配設し、上記第１の軸受メタルの内周
面及び上記クランク軸の上記第２の軸受メタルに
支承される面のそれぞれの反負荷側に給油用油溝
を設けると共にこれら両油溝間を接続する油穴を
設けて上記両軸受メタルに沿つて潤滑油を揺動ス
クロール側に向けて軸線方向に供給し、上記クラ
ンク軸の上記揺動スクロール側の端面の部分で合
流した潤滑油を上記スラスト軸受及び上記自転防
止機構に給油することを特徴とするスクロール圧
縮機である。

この発明の説明に入る前に、スクロール圧縮機
の原理について述べる。

スクロール圧縮機の基本要素は、第１図に示さ
れており第１図において、１は固定スクロール、
２は揺動スクロール、３は吐出口、４は圧縮室、
Ｏは固定スクロール上の定点、O′は揺動スクロ
ール上の定点である。固定スクロール１および揺
動スクロール２は同一形状の渦巻で構成されてお
り、その形体は、従来から知られている如く、イ
ンボリユートあるいは、円弧等を組合せたもので
ある。

次に動作について説明する。第１図において固
定スクロール１は空間に対して静止しており、揺
動スクロール２は、固定スクロール１と図の如く
組合わされて、その姿勢を空間に対して変化させ
ないで、回転運動、即ち揺動を行ない、第１図
0゜、90゜、180゜、270゜、のように運動する。揺動ス
クロール２の揺動に伴つて、固定スクロール１及
び揺動スクロール２の間に形成される三日月状の
圧縮室４は順次その容積を減じて、圧縮機４に取
り込まれた気体は圧縮されて吐出口３から吐出さ
れる。この間第１図Ｏ〜O′の距離は一定に保持
されており、渦巻の間隔をａ厚みをｔで表わせば
OO′＝ａ／２−ｔとなつている。ａは渦巻のピツチ に相当している。

スクロール圧縮機の名前で知られる装置の概略
は以上のようである。

次にこの発明も含めて、スクロール圧縮機の具
体的な実施例の構成作動について詳しく説明しよ
う。

第２図はスクロール圧縮機を例えば冷凍あるい
は空調に応用しようとする場合の具体的な実施例
であつてフロン等のガス体の圧縮機として構成し
たものであり、所謂半密形の形体を有しているも
のである。

図において、１は固定スクロール、２は揺動ス
クロール、３は吐出口、４は圧縮室、５５は揺動
スクロール軸、６はクランク軸、７は軸受支え、
８は電動機ロータ、９は電動機ステータ、１０は
第一バランス、１１は第二バランス、１２はキ
ー、１３はスペーサ、１４はキー、１５はワツシ
ヤ、１６は回り止めワツシヤ、１７はロータ止め
ナツト、１８はステータ、１９はボルト、２０は
吐出チヤンバ、２１はボルト、２２はＯリング、
２３はシエル、２４はステータ止めボルト、２５
はワツシヤ、２６は支持リング、２７は底板、２
８は吸入用ネジ穴、２９〜３２はメクラネジ穴、
３３は油穴、３４はオルダム継手、３５はスラス
ト軸受、３６は軸受メタル、３７は軸受メタル、
３８はスラスト受、３９は軸受メタル、４０はハ
ーメテイツク端子、４１はハーメテイツク端子、
４２はクランク軸偏心穴である。

以上が主な構成要素であり、第３図は第２図の
−線断面図で、図において、６はクランク
軸、７は軸受支え、３４はオルダム継手、３５は
スラスト軸受、３６は軸受メタル、３７は軸受メ
タル、４２はクランク軸偏心穴、４３はオルダム
ガイド溝、４４は吸入口、４５はＯリング溝、４
６はボルト用貫通穴、４７はメネジである。

さらに第４図は第２図の−線断面図で、図
においては１は固定スクロール、２は揺動スクロ
ール、３は吐出口、４は圧縮室、４６はボルト用
貫通穴、４７はメネジ、４８は連通部である。

このように構成されたスクロール圧縮機の各部
品の構成について詳述してみよう。

第５図は固定スクロールを示す斜視図であつて
図においては、１は固定スクロール、３は吐出
口、４９は固定スクロール歯、５０は固定スクロ
ール台板、５１はボルト用貫通穴、５２は固定ス
クロール止めボルト座ぐりである。固定スクロー
ルは一様な厚みの円板に渦巻状の溝を設けた形状
になつており、溝を設けた結果として固定スクロ
ール歯４９が形成されている。溝がけずりとられ
なかつた部分は、固定スクロール台５０となる。

固定スクロール台板５０の中央部分には、吐出
口３が設けられており、吐出口３の内面には必要
に応じて接続が可能なようにネジが切られてい
る。５２の固定スクロール止めボルト座ぐりは第
２図の吐出チヤンバ２０を取りつけた時に当該座
ぐりにボルトの頭が沈んであたらないようにする
ためのものである。

第６図は揺動スクロールを示す斜視図であつて
図において、２は揺動スクロール、５３は揺動ス
クロール歯、５４は揺動スクロール台板、５５は
揺動スクロール軸、５６はオルダム用つめであ
る。

揺動スクロール歯５３は揺動スクロール台板５
４と一体で成形されており、さらにオルダム用つ
め５６および、揺動スクロール軸５５も一体で成
形されている。

第７図は、揺動スクロールを背面より見た斜視
図であつて、図において、２は揺動スクロール、
５３は揺動スクロール歯、５４は揺動スクロール
台板、５５は揺動スクロール軸、５６はオルダム
用つめ、５７は揺動スクロールバランサ、５８は
バランサ止めボルトである。揺動スクロール軸５
５の中心と、揺動スクロール台板５４の中心とは
一致して形成されている。オルダム用つめ５６は
第２図および第３図に示されたオルダム継手３４
に嵌合するものであり、揺動スクロール２と固定
スクロール３の位置関係を規制するもので、揺動
スクロール２の揺動運動を実現するために必要な
部分である。オルダム用つめ５６は中心を通る直
線上に配列されている。揺動スクロール軸５５
は、第２図に示された、クランク軸６のクランク
軸偏心穴４２に嵌合して、電動機ロータ８からク
ランク軸６に伝達される回転力を受けて、揺動ス
クロール２の偏心揺動運動を実現するための部分
である。揺動スクロールバランサ５７は、揺動ス
クロール２の揺動スクロール歯５３の重心が、揺
動スクロール台板５４および揺動スクロール軸５
５の中心と一致しないことから生ずる静的なアン
バランスを補正するために設けられたもので、こ
れによつて揺動スクロール２全体の重心が、揺動
スクロール軸５５の中心と一致するようになつて
いる。

バランサ止めボルト５８は揺動スクロールバラ
ンサを揺動スクロール台板５４に固定するもので
ある。

第８図は軸受を示す斜視図であつて、図におい
て、７は軸受支え、３１はメクラネジ穴、３３は
油穴、３５はスラスト軸受、３７は軸受メタル、
３８はスラスト受、４３はオルダムガイド溝、４
４は吸入口、４５はＯリング溝、４６はボルト用
貫通穴、４７はメネジである。

軸受支え７の軸受メタル３７の部分には、第２
図に示されたクランク軸６が嵌合して、クランク
軸６の段付部分がスラスト受３８に乗つかるよう
になる。スラスト軸受３５の部分は、揺動スクロ
ール台板５４の背面を支える機能を有しており、
揺動スクロール２から加わるスラストを受けも
つ。また場合によつては、スラスト軸受３５の面
に油圧等を導入して揺動スクロール２から加わる
スラストに見合う支持力あるいはそれ以上の力を
与え得る機能を果す。オルダムガイド溝４３は第
２図に示されたオルダム継手３４が嵌合する部分
で、オルダム継手３４が直線往復運動を行なう部
分である。吸入口４４は本実施例においては４ケ
設けられており、軸受支え７を貫通している。軸
受支え７の端面には、密封のためのＯリング溝４
５が設けられ、軸受支え７と固定スクロール１を
固定するためのメネジ４７および全体を固定する
ためのボルト用貫通穴が設けられている。給油の
ための油穴３３とそれに連通するメクラネジ穴３
１は例えば給油圧を測定するような場合に使用さ
れる。ボルト用貫通穴４６、メネジ４７が設けら
れている端面とスラスト軸受３５の面はスラスト
軸受３５の面の方が、揺動スクロール台板５４の
厚み分に10μｍ〜50μｍ程度加えた分だけ沈んで
いて、当該端面に固定スクロール１が固定された
場合に、揺動スクロール２が揺動できるようにな
つている。この状態は第２図において良く理解さ
れる。

第９図はオルダム継手を示す斜視図であつて、
図において、３４はオルダム継手、５９は軸受嵌
合つめ、６０は揺動スクロール嵌合ガイド溝、６
１は円環である。

オルダム継手３４は第１図に示されたように、
固定スクロール１と揺動スクロール２の相対位置
関係を維持するためのもので、揺動スクロール２
の揺動軌道をクランク軸６と共に規定する。

軸受嵌合つめ５９は、軸受７のオルダムガイド
溝４３に嵌合し、揺動スクロール嵌合ガイド溝６
０は、揺動スクロール２のオルダム用つめ５６と
嵌合する。円環６１は軸受嵌合つめ５９と揺動ス
クロール嵌合ガイド溝６０をその中心に関して直
交せしめるよう構成されている。

クランク軸６の回転により、揺動スクロール２
が偏心運動を行なう時、オルダム継手３４の軸受
嵌合つめ５９は、軸受７のオルダムガイド溝４３
に嵌合して、オルダム継手３４全体は、オルダム
ガイド溝の方向に往復直線運動を行なう。その状
態でさらに、オルダム継手３４に、揺動スクロー
ル嵌合ガイド溝６０を介して嵌合せる揺動スクロ
ール２が、オルダム継手３４に対して相対的には
往復直線運動を行なう。その結果として揺動スク
ロール２は直交する２つの往復直線運動の合成と
して偏心揺動運動を実現する。以上がオルダム継
手３４の構成と動作である。

第１０図はクランク軸を示す斜視図であつて、
図においては、６はクランク軸、３３は油穴、３
６は軸受メタル、４２はクランク軸偏心穴、６
２，６３は油溝、６４，６５はキー溝、６６はク
ランク軸大径軸部、６７はロータ取付部分とな
り、クランク軸大径軸部６６よりも小径のクラン
ク軸小径軸部で、クランク軸大径軸部６６とによ
りクランク軸６を構成し、かつクランク軸大径軸
部６とクランク軸小径軸部６７との間に段付部分
を形成している。６８は軸嵌合部、６９はステー
タ止めナツトネジ、７０は回り止めワツシヤ用溝
である。

クランク軸６は、ロータ取付部分６７に取付け
られる電動機ロータ８の駆動力を受けて、クラン
ク軸偏心穴４２に嵌合する揺動スクロール２に回
転力を与えるものであつて、揺動スクロール軸５
５が嵌合するクランク軸偏心穴４２には軸受メタ
ル３６が設けられている。軸受メタル３６は、通
常の軸受合金でもよいし、また針状ころ軸受所謂
ニードルベアリングでもよい。軸受メタル３６に
は給油のための油溝６３が設けられていて、これ
は反負荷側に切られている。また、クランク軸大
径軸部６６の外周面の油溝６２も同側に切られて
いる。クランク軸大径軸部６６は、軸受支え７の
軸受メタル３７の部分に嵌合し、クランク軸６の
段付部分は軸受支え７のスラスト受３８で支承さ
れる。クランク軸大径軸部６６にはやはり油溝６
２が設けられており給油経路を構成している。さ
らに油溝６２，６３に接続して油穴３３が図にお
いては２ケ所設けられており、うち一本はクラン
ク軸６の中心軸を貫通して軸嵌合部６８の部分に
給油できるようになつている。キー溝６４は、第
２図に示された第一バランスを固定するためのも
のであり、キー溝６５は電動機ロータ８を取付け
る部分である。軸嵌合部６８は、第２図に示され
た底板２７の軸受メタル３７に嵌合する部分であ
つて、クランク軸６の半径方向移動を拘束支承す
る。ステータ止めナツト用ネジ６９には、第２図
に示されたロータ止めナツト１７が取付けられ、
回り止めワツシヤ用溝７０には、ロータ止めナツ
ト１７の回り止めワツシヤ１６のツメの部分が入
る。

第１１図は第１バランスを示す斜視図であつ
て、図において、１０は第一バランス、７１はバ
ランスウエイト、７２は円筒部、７３は固定部、
７４はキー溝である。

第一バランス１０は、第２図より理解されるよ
うに、第二バランス１１と共に、揺動スクロール
２の偏心揺動運動から派生する遠心力に対抗して
バランシングを行なうもので、回転系全体の静粛
な運転を保障するものである。第一バランス１０
は、固定部７３に設けられたキー溝７４にそう入
されるキー１２によつてクランク軸６のキー溝６
４に固定される。バランスウエイト７１は、圧縮
機全体の小形化のために、軸受支え７と電動機ス
テータ９の間に形成される空間に位置するよう
に、円筒部７２を介して設置されている。また、
バランスウエイト７１の部分を極力揺動スクロー
ル２に軸方向に接近せしめ、かつ、クランク軸６
の中心からできるだけ半径方向に離すことによつ
て、バランスウエイト７１の部分の質量を小さく
している。揺動スクロール２を通常使用される鋳
鉄あるいは球状黒鉛鋳鉄等で製作した場合には、
その質量は無視し得ず、バランスウエイト７１の
部分の質量も大きくなるので、上記のような方策
をとつて圧縮機全体が軸方向に大きくなり過ぎな
いようにしている。

第一バランス７１は、軸受支え７と電動機ステ
ータ９の間に生ずる空間をたくみに利用して設置
され、全系の小形化に寄与しているのである。

第１２図は電動機ロータを示す斜視図であつ
て、図においては、８は電動機ロータ、１１は第
二バランス、７５はエンドリング、７６はキー溝
である。電動機ロータ８はクランク軸６のキー溝
６５に、キー溝７６に嵌合するキー１４で固定さ
れ、クランク軸６に回転力を与えるものである。
エンドリング７５の一端には、揺動スクロール２
に対抗する第二バランス１１が設けられていて第
一バランス１０と共に全体の振動を小さくしてい
る。

第１３図は第１２図の電動機ロータ８を逆から
見た斜視図で、図においては、８は電動機ロー
タ、１１は第二バランス、１８はスターラ、１９
はボルト、７５はエンドリング、７６はキー溝、
７７はステータ固定ネジ穴である。第２バランス
１１はボルト１９によつて、エンドリング７５に
固定されている。また、スターラ１８はエンドリ
ング７５および第２バランス１１に設けられた、
ステータ固定ネジ穴７７に固定される。

以上のような各部分は、第１４図の組立図に示
されるように組立てられる。

第１４図においてまず、クランク軸６を軸受支
え７に嵌合せしめ、ついでオルダム継手３４を軸
受支え７にそう入する。オルダム継手３４の上か
ら揺動スクロール２を、クランク軸６にはめ込
み、その上から固定スクロール１をボルト７８に
よつて、軸受支え７に固定する。クランク軸６の
下部から第一バランス１０を取りつけ、スペーサ
１３のそう入して電動機ロータ８の軸方向の位置
を決め、電動機ロータ８の下部からワツシヤ１
５、回り止めワツシヤ１６を入れて、ロータ止め
ナツト１７で、第一バランス１０、スペーサ１
３、電動機ロータ１８を一体としてクランク軸６
に固定する。第２図からわかるように、第一バラ
ンス１０は、クランク軸６の段付部分にあたつて
ストツパの役目を果している。電動機ロータ８に
は、第二バランス１１とスターラ１８が取付られ
ている。

第１５図には、第１４図で組上つた圧縮機の内
部を全体として組上げる手順が示されてた組立図
である。

組上げられた固定スクロール１の上面に、吐出
チヤンバ２０がボルト７９によつて固定される。
吐出チヤンバ２０には、密封のために第２図に示
されるように、Ｏリング２２が取付けてある。ボ
ルト７９は固定スクロール１を貫通してシエル２
３の上面に設けられたメネジ８０にメジ込まれて
固定を実現する。シエル２３には、第２図に示さ
れた、ステータ止めボルト２４によつて電動機ス
テータ９が固定されている。シエル２３の上端面
にはＯリング溝８１にＯリング２２が密封のため
に取付けられている。第１５図に示された８２は
電動機ステータ９のコイルエンドである。第２図
からわかるように、軸受７の背面にはいんろうが
設けられてシエル２３にはまり込んでいる。これ
は電動機ロータ８と電動機ステータ９の間に同心
状に形成されるエアギヤツプを正確に出すための
ものである。

シエル２３の外周にはハーメテイツク端子４
０，４１が溶接されており、例えば２本ピンのハ
ーメテイツク端子４０は電動機ステータ９の巻線
保護回路のためのものであり、３本ピンのハーメ
テイツク端子４１は電動機ステータ９に３相交流
を給電するためのもので、シエル２３に対しては
絶縁、外気に対しては密封の役割を行なうもので
ある。

以上のように組上つたものに最後に底板２７を
シエル２３に固定する様子を示した組立図が、第
１６図であつて底板２７の軸受８８の軸受メタル
３９が、クランク軸６の軸嵌合部６８に嵌合す
る。この同心を実現するためにいんろう部８７が
設けられている。また密封のためにＯリング溝９
０にはＯリング２２がはめ込まれている。この底
板２７は、シエル２３のシエルフランジ８４のメ
ネジ部８５とボルト８９によつてシエル２３に固
定される。底板２７には吸入用ネジ穴２８が設け
られている。

以上のようにして第２図の状態に組上がるので
ある。

第２図に示されたスクロール圧縮機全体として
の作用動作の説明を簡単に述べよう。

ハーメテイツク端子４１を通じて、電動機ステ
ータ９に例えば３相交流を給電すると、電動機ロ
ータ８はトルクを発生して、クランク軸６ととも
に回転する。クランク軸６が回転を始めると、ク
ランク軸偏心穴４２に嵌合せる揺動スクロール軸
５５に回転力が伝えられ、揺動スクロール２は軸
受支え７に取付けられたオルダム継手３４にガイ
ドされて、偏心揺動運動を実現する。そうすると
第１図に示されたような圧縮作用を行ない、圧縮
された気体は吐出口３から吐出される。吸入され
る例えばフロン等の気体は底板２７の吸入用ネジ
穴２８から流入し電動機ロータ８と電動機ステー
タ９のエアギヤツプ、電動機ステータ９とシエル
２３のすき間を経て、軸受支え７に設けられた吸
入口４４（第３図参照）から、連通部４８を経て
揺動スクロール２と固定スクロール１の間の圧縮
室４に取り込まれる。これが作動の大略であり、
給油系は、例えば吐出チヤンバ２０に図示されな
いオイルセパレータが内蔵されているとすれば吐
出チヤンバ２０で分離された油は、固定スクロー
ル１に設けられた油穴３３、軸受支え７に設けら
れた油穴３３を経て軸受メタル３７に到る。さら
に第１０図に示された油穴３３、油溝６２，６３
を経てスラスト軸受３５、軸受メタル３９、スラ
スト受３８の各部にも給油される。スラスト軸受
３５を経た油は吸入されるガスと一体となつて圧
縮室に取込まれる。スラスト受３８、軸受メタル
３９を経た油は、シエル２３内に流出し、吸入ガ
スの流速および、スターラ１８の作用によつて霧
化されて、吸入ガスと一体となつて圧縮室にとり
込まれる。吸入ガスと一体となつて圧縮室４にと
り込まれた油は固定スクロール歯４９（第５図参
照）と揺動スクロール歯５３の間の半径方向およ
び軸方向のすき間に充満して漏れを最小におさえ
る作用をする。スラスト軸受３５から流出した油
はオルダム継手３４の各摺動面も潤滑する。この
ようにして再び吐出チヤンバ２０に流入した油
は、図示されないオイルセパレータで分離されて
給油ラインに、吐出気体の圧力によつて圧送され
る。この間オイルセパレータで分離されない油分
は例えば冷凍機として使用した場合には、冷凍サ
イクルを循環して吸入ガスといつしよに吸入用ネ
ジ穴２８にもどつてくることになる。また、オイ
ルセパレータは吐出チヤンバ２０になくとも外部
に別体としてあつてもよい。

ハーメテツク端子４０によつて接続されている
電動機の保護装置は、電動機ステータ９の過負荷
あるいは異常運転時等の温度上昇等を検知し、電
動機ステータ９に給電されている例えば三相交流
電源を遮断して保護を行なうものである。

さて上記実施例のスラスト軸受の構成作動につ
いてさらに詳述してみよう。

第２図において、揺動スクロール２と軸受支え
７のスラスト軸受３５の接触部Ｐに流入する油
は、図示されないオイルセパレータから吐出ガス
圧によつて圧送されてくるもので、油経路の圧力
損失を設計によつて適当な値にすることにより、
規定の圧力を有している。この圧力をスラスト軸
受３５全体にわたつて積分した力は、揺動スクロ
ール２が圧縮室４で派生した圧力のスラスト力と
対抗することになる。

油圧を積分した圧力が、スラスト力より小さい
かあるいは等しい場合は、第２図で軸方向にすき
間が生じ得る面Ｒ，Ｓは設計時に設定された値10
〜50μｍ程度あいた状態で運転されることにな
る。また固定スクロール１の端面と揺動スクロー
ル２の揺動スクロール台板５４の上端面の対抗面
Ｑにも同様のすき間が生じている。

この状態で運転する場合は、Ｒ，Ｓの面の軸方
向密封は圧縮室４に取込まれる油によつて得られ
ることになる。この場合においてはスラスト力は
もつぱらスラスト軸受３５で受けもつことにな
る。実験によれば、油のシール効果によつて実用
に耐え得る程度の流量は確保されている。この状
態では起動あるいは停止時の潤滑不良状態のスラ
スト軸受３５の摩耗が軸方向すき間の維持に対し
て問題となるがこれは材料の選択によつて解決さ
れる。

また、油圧を積分した値がスラスト力より大き
くなるように設計した場合には、揺動スクロール
２は上方に押し上げられて、第２図においてＲあ
るいはＳあるいはＱの面で摺動することになる。
Ｒ面で摺動した場合には、揺動スクロール２の揺
動スクロール歯５３（第６図参照）の先端面と、
固定スクロール２の固台スクロール台板５０（第
５図参照）の圧縮室側の底面とが摺動することに
なり、この場合でも揺動スクロール歯５３の先端
面の受圧面積は十分確保できるので運転可能であ
る。両摺動面は圧縮室４に取込まれる油で潤滑さ
れる。

Ｓ面で摺動した場合は固定スクロール１の固定
スクロール歯４９の先端面と揺動スクロール２の
揺動スクロール台板５４の上面が摺動することに
なり、前述の場合と同じく運転、潤滑とも可能で
ある。

揺動スクロール２の揺動スクロール台板５４の
上面周辺部の寸法を少し厚くして第２図のＱの面
で摺動させる場合には、Ｒ，Ｓの部分に設計値で
微少なクリアランスを生じ、スラスト軸受３５の
代りに、固定スクロール１の端面外周部で揺動ス
クロール台板５４の上面周辺部とが摺動すること
になり、この場合も潤滑、運転、シールとも可能
である。

スラスト力がこのように上向きになるようにし
た場合にはＰの部分はクリアランスをある値に保
つて運転される。

これらを満足するように設計されたスラスト軸
受３５においては、負荷変動が生じてスラスト力
の合計の方向が変化しても運転可能である。

なお、この発明において第２図の半径方向部分
Ｔは一定のクリアランス10〜50μｍを有し油でシ
ールされている。

周知のように通常、スクロール圧縮機において
は、運転条件一定の場合、半径方向力（揺動スク
ロールに加わる半径方向ガス負荷及び遠心力の合
力）、すなわち負荷は、クランク軸の軸心と揺動
スクロールを支承するクランク軸偏心穴の軸心を
結ぶ直線に対して、上記クランク軸偏心穴の軸心
から角度的に一定方向へ作用する。従つて、揺動
スクロール軸は、クランク軸偏心穴に対して常に
一定方向に押しつけられながら回転していること
になるので、クランク軸偏心穴においては、反負
荷側は常に一定の位置関係にあり反負荷側のクリ
アランスが大きくなつている。その結果、クラン
ク軸偏心穴の反負荷側に給油用油溝を設ければ常
に安定して給油を行なうことができる。

更にクランク軸においても、常に角度的に同じ
方向に負荷が働き、反負荷側は一定方向にあるた
め、クランク軸の反負荷側に給油用油溝を設けれ
ば、同じく安定して給油を行なうことができる。
上記実施例の改良された重要な部分を集約して説
明すると、それぞれ渦巻状のスクロール歯を有し
これらスクロール歯相互間に冷媒の圧縮室を形成
するように互いに組み合わせた固定スクロール１
及び揺動スクロール２を備え、クランク軸６によ
つて上記揺動スクロール２を駆動して上記冷媒を
圧縮するスクロール圧縮機において、上記揺動ス
クロール２のスクロール歯と反対の側に揺動スク
ロール軸５５を突設すると共に上記クランク軸６
の上記揺動スクロール２側の端面に偏心穴４２を
設けてこの偏心穴４２に上記揺動スクロール５５
を第１の軸受メタル３６を介して支承し、この第
１の軸受メタル３６の軸線方向中心から軸線方向
両側に跨る範囲に亘つて上記クランク軸６の上記
揺動スクロール２側の端部外周を取り囲んで支承
する第２の軸受メタル３７を設け、この第２の軸
受メタル３７よりその径方向外側に該第２の軸受
メタル３７を取り囲むように上記揺動スクロール
２のスラスト軸受３５及び上記揺動スクロール２
の自転防止機構３４を配設し、上記第１の軸受メ
タル３６の内周面及び上記クランク軸６の上記第
２の軸受メタル３７に支承される面のそれぞれの
反負荷側に給油用油溝６３，６２を設けると共に
上記第２の軸受メタル３７の油溝６２の上記揺動
スクロール２側の端を上記クランク軸６の上記揺
動スクロール２側の端面に開口し、上記油溝６２
に供給された潤滑油を揺動スクロール側に向けて
軸線方向に供給し、上記油溝６２の上記開口部か
ら上記クランク軸６の上記揺動スクロール２側の
端面の部分に供給された潤滑油を上記スラスト軸
受３５及び上記自転防止機構３４に給油すること
を特徴とするスクロール圧縮機を示してある。ま
た、それぞれ渦巻状のスクロール歯を有しこれら
スクロール歯相互間に冷媒の圧縮室を形成するよ
うに互いに組み合わせた固定スクロール１及び揺
動スクロール２を備え、クランク軸６によつて上
記揺動スクロール２を駆動して上記冷媒を圧縮す
るスクロール圧縮機において、上記揺動スクロー
ル２のスクロール歯と反対の側に揺動スクロール
軸５５を突設すると共に上記クランク軸６の上記
揺動スクロール２側の端面に偏心穴４２を設けて
この偏心穴４２に上記揺動スクロール軸５５を第
１の軸受メタル３６を介して支承し、この第１の
軸受メタル３６の軸線方向中心から軸線方向両側
に跨る範囲に亘つて上記クランク軸６の上記揺動
スクロール２側の端部外周を取り囲んで支承する
第２の軸受メタル３７を設け、この第２の軸受メ
タル３７よりその径方向外側に該第２の軸受メタ
ル３７を取り囲むように上記揺動スクロール２の
スラスト軸受３５及び上記揺動スクロール２の自
転防止機構３４を配設し、上記第１の軸受メタル
３６の内周面及び上記クランク軸６の上記第２の
軸受メタル３７に支承される面のそれぞれの反負
荷側に給油用油溝６３，６２を設けると共にこれ
ら両油溝６３，６２間を接続する油穴３３を設け
て上記両軸受メタル３６，３７に沿つて潤滑油を
揺動スクロール側に向けて軸線方向に供給し、上
記クランク軸６の上記揺動スクロール２側の端面
の部分で合流した潤滑油を上記スラスト軸受３５
及び上記自転防止機構３４に給油することを特徴
とするスクロール圧縮機も示してある。このよう
に、上記揺動スクロール２のスクロール歯と反対
の側に揺動スクロール軸５５を突設すると共に上
記クランク軸６の上記揺動スクロール２側の端面
に偏心穴４２を設けてこの偏心穴４２に上記揺動
スクロール軸５５を第１の軸受メタル３６を介し
て支承し、この第１の軸受メタル３６の軸線方向
中心から軸線方向両側に跨る範囲に亘つて上記ク
ランク軸６の上記揺動スクロール２側の端部外周
を取り囲んで支承する第２の軸受メタル３７を設
けたので、揺動スクロール軸５５を支承する第１
の軸受メタル３６及びクランク軸６の揺動スクロ
ール２側端部外周面を支承する第２の軸受メタル
３７を揺動スクロール２に最大限に近づけること
ができ、従つて揺動スクロール２の揺動運動に起
因してフランク軸６を傾けようとするモーメント
を小さくすることができ、その結果両軸受メタル
３６，３７の部分でのこじれによる損傷あるいは
損耗を抑制できるのである。また、上記第２の軸
受メタル３７よりその径方向外側に該第２の軸受
メタル３７を取り囲むように上記揺動スクロール
２のスラスト軸受３５及び上記揺動スクロール２
の自転防止機構３４を配設し、上記第１の軸受メ
タル３６の内周面及び上記クランク軸６の上記第
２の軸受メタル３７に支承される面のそれぞれの
反負荷側に給油用油溝６３，６２を設けると共に
上記第２の軸受メタル３７の油溝６２の上記揺動
スクロール２側の端を上記クランク軸、６の上記
揺動スクロール２側の端面に開口し、上記油溝６
２に供給された潤滑油を揺動スクロール側に向け
て軸線方向に供給し、上記油溝６２の上記開口部
から上記クランク軸６の上記揺動スクロール２側
の端面の部分に供給された潤滑油を上記スラスト
軸受３５及び上記自転防止機構３４に給油する構
成であるので、第２の軸受メタル３７より径の小
さい第１の軸受メタル３６、即ち単位面積当りの
負荷負担が大きい第１の軸受メタル３６への給油
が十分確保されるので、その損傷あるいは損耗は
更に抑制される。しかも、第２の軸受メタル３７
の油溝６２の揺動スクロール２側の端をクランク
軸６の揺動スクロール２側の端面に開口した構造
としたので、この開口からスラスト軸受３５及び
自転防止機構３４への給油量を十分確保できるの
である。更に、クランク軸６の外周面の油溝６２
からもスラスト軸受３５及び自転防止機構３４へ
給油されるので、その給油量は更に確保できるの
である。

この発明は上記のように、上記揺動スクロール
のスクロール歯と反対の側に揺動スクロール軸を
突設すると共に上記クランク軸の上記揺動スクロ
ール側の端面に偏心穴を設けてこの偏心穴に上記
揺動スクロール軸を第１の軸受メタルを介して支
承し、この第１の軸受メタルの軸線方向中心から
軸線方向両側に跨る範囲に亘つて上記クランク軸
の上記揺動スクロール側の端部外周を取り囲んで
支承する第２の軸受メタルを設け、この第２の軸
受メタルよりその径方向外側に該第２の軸受メタ
ルを取り囲むように上記揺動スクロールのスラス
ト軸受及び上記揺動スクロールの自転防止機構を
配設し、上記第１の軸受メタルの内周面及び上記
クランク軸の上記第２の軸受メタルに支承される
面のそれぞれの反負荷側に給油用油溝を設けると
共に上記第２軸受メタルの油溝の上記揺動スクロ
ール側の端を上記クランク軸の上記揺動スクロー
ル側の端面に開口し、上記油溝に供給された潤滑
油を揺動スクロール側に向けて軸線方向に供給
し、上記油溝の上記開口部から上記クランク軸の
上記揺動スクロール側の端面の部分に供給された
潤滑油を上記スラスト軸受及び上記自転防止機構
に給油する構造としたので、上記第１及び第２の
軸受メタルは揺動スクロールに最大限に近づける
ことができ、従つて、両軸受メタルのこじれによ
る損傷あるいは損耗が抑制され、しかも、第１の
軸受メタルへの給油量、第２の軸受メタルからス
ラスト軸受、自転防止機構への給油量を充分確保
することができる効果がある。また、他の発明で
は、更に上記第１の軸受メタルの内周面及び上記
クランク軸の上記第２の軸受メタルに支承される
面のそれぞれの反負荷側に給油用油溝を設けると
共にこれら両油溝間を接続する油穴を設けて上記
両軸受メタルに沿つて潤滑油を揺動スクロール側
に向けて軸線方向に供給し、上記クランク軸の上
記揺動スクロール側の端面の部分で合流した潤滑
油を上記スラスト軸受及び上記自転防止機構に給
油するようにも構成したので、第２の軸受メタル
の損傷あるいは損耗も更に抑制され、上記スラス
ト軸受、自転防止機構への給油量を更に十分確保
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はスクロール圧縮機の作動原理図、第２
図はこの発明のスクロール圧縮機の一実施例を示
す断面図、第３図は第２図の−線断面図、第
４図は第２図の−線断面図、第５図は固定ス
クロールを示す斜視図、第６図は揺動スクロール
を示す斜視図、第７図は揺動スクロールを示す斜
視図、第８図は軸受を示す斜視図、第９図はオル
ダム継手を示す斜視図、第１０図はクランク軸を
示す斜視図、第１１図は第１バランスを示す斜視
図、第１２図、第１３図は電動機ロータを示す斜
視図、第１４図は圧縮機組立図、第１５図、第１
６図はシエルを含めた圧縮機全体の組立図であ
る。 図において、１は固定スクロール、２は揺動ス
クロール、４は圧縮室、６はクランク軸、７は軸
受支え、３３は油穴、３７は軸受メタル、６２，
６３は油溝である。なお、図中同一符号は同一又
は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれ渦巻状のスクロール歯を有しこれら
   スクロール歯相互間に冷媒の圧縮室を形成するよ
   うに互いに組み合わせた固定スクロール及び揺動
   スクロールを備え、クランク軸によつて上記揺動
   スクロールを駆動して上記冷媒を圧縮するスクロ
   ール圧縮機において、上記揺動スクロールのスク
   ロール歯と反対の側に揺動スクロール軸を突設す
   ると共に上記クランク軸の上記揺動スクロール側
   の端面に偏心穴を設けてこの偏心穴に上記揺動ス
   クロール軸を第１の軸受メタルを介して支承し、
   この第１の軸受メタルの軸線方向中心から軸線方
   向両側に跨る範囲に亘つて上記クランク軸の上記
   揺動スクロール側の端部外周を取り囲んで支承す
   る第２の軸受メタルを設け、この第２の軸受メタ
   ルよりその径方向外側に該第２の軸受メタルを取
   り囲むように上記揺動スクロールのスラスト軸受
   及び上記揺動スクロールの自転防止機構を配設
   し、上記第１の軸受メタルの内周面及び上記フラ
   ンク軸の上記第２の軸受メタルに支承される面の
   それぞれの反負荷側に給油用油溝を設けると共に
   上記第２の軸受メタルの油溝の上記揺動スクロー
   ル側の端を上記クランク軸の上記揺動スクロール
   側の端面に開口し、上記油溝に供給された潤滑油
   を揺動スクロール側に向けて軸線方向に供給し、
   上記油溝の上記開口部から上記クランク軸の上記
   揺動スクロール側の端面の部分に供給された潤滑
   油を上記スラスト軸受及び上記自転防止機構に給
   油することを特徴とするスクロール圧縮機。 ２ それぞれ渦巻状のスクロール歯を有しこれら
   スクロール歯相互間に冷媒の圧縮室を形成するよ
   うに互いに組み合わせた固定スクロール及び揺動
   スクロールを備え、クランク軸によつて上記揺動
   スクロールを駆動して上記冷媒を圧縮するスクロ
   ール圧縮機において、上記揺動スクロールのスク
   ロール歯と反対の側に揺動スクロール軸を突設す
   ると共に上記クランク軸の上記揺動スクロール側
   の端面に偏心穴を設けてこの偏心穴に上記揺動ス
   クロール軸を第１の軸受メタルを介して支承し、
   この第１の軸受メタルの軸線方向中心から軸線方
   向両側に跨る範囲に亘つて上記クランク軸の上記
   揺動スクロール側の端部外周を取り囲んで支承す
   る第２の軸受メタルを設け、この第２の軸受メタ
   ルよりその径方向外側に該第２の軸受メタルを取
   り囲むように上記揺動スクロールのスラスト軸受
   及び上記揺動スクロールの自転防止機構を配設
   し、上記第１の軸受メタルの内周面及び上記クラ
   ンク軸の上記第２の軸受メタルに支承される面の
   それぞれの反負荷側に給油用溝を設けると共にこ
   れら両油溝間を接続する油穴を設けて上記両軸受
   メタルに沿つて潤滑油を揺動スクロール側に向け
   て軸線方向に供給し、上記クランク軸の上記揺動
   スクロール側の端面の部分で合流した潤滑油を上
   記スラスト軸受及び上記自転防止機構に給油する
   ことを特徴とするスクロール圧縮機。