JPH01290985A - スクロール流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、空調装置や冷凍装置等に利用される密閉形の
スクロール流体機械に関する。

（従来の技術） 従来のスクロール流体機械として渦巻状のスクロール部
材を用いたスクロールタイプの電動圧縮機がある。

この種の電動圧縮機は、電動機の駆動軸に偏心してクラ
ンク軸が設けられ、このクランク軸に可動側スクロール
部材が連結される。そして、駆動軸の回転に伴って、可
動側スクロール部材が偏心運動し、ケースに固定された
固定側スクロール部材との間に形成される複数の圧縮室
で冷媒ガスの圧縮を行うものである。

また、偏心運動の際に、可動側スクロール部材の回転運
動を防止するために、可動側スクロール部月とケースと
の間に、例えは、ボールベアリングを用いた回転防止機
構が設けられ、これにより、圧縮機駆動時に可動側スク
ロール部材が回転するのを防止している。

上記ホールベアリングを用いた回転防止機構は、ホール
の偏心運動をガイドする二枚のスラストプレートを用い
たものである（例えば、特公昭６０−２２１９９号公報
）。

（発明か解決しようとする課題） ところが、上記ボールベアリングの回転防止機構を用い
た電動圧縮機においては、各々のスラストプレートが単
にボールのガイドを行うものであり、ケース側と可動側
スクロール部材との間に作用するスラスト力を、点接触
による各ボール自体が直接受けることになるため、各ボ
ールの消耗が著しくなって、ベアリング軸受部のスムー
ズな動きを確保することが困難であった。

そこで、本発明では、ピンによる回転防止機構を用い、
ピンに直接作用するスラスト力を緩和し、ピンの損傷や
摩耗を防止し、回転阻止機構への充分な潤滑を確保でき
るスクロール流体機械を提供することを目的としている
。

（課題を解決するだめの手段） 本発明のスクロール流体機械は、密閉されるケース内に
、電動機と、前記ケースに固定され前記電動機の駆動軸
の上部を支持する軸受支持部材と、前記駆動軸に連結さ
れ、駆動軸に対し偏心したクランク軸と、前記ケースに
固定された固定側スクロール部材と、前記クランク軸に
連結されクランク軸の駆動に伴って前記固定側スクロー
ル部材に噛み合いながら偏心運動を行う可動側スクロー
ル部材と、この可動側スクロール部側の回転を防止する
回転阻止機構と、更に前記軸受支持部材に前記可動側ス
クロール部材背面に臨むように設けられ、前記電動機側
からスクロール部材側へ冷媒ガスを通流する流通路と、
を有し、前記回転阻止機構を、前記軸受支持部材に固定
される環状の固定側スラストプレートと、前記可動側ス
クロール部材に固定されて前記固定側スラストプレーＩ
〜に面接触する環状の可動側スラストプレートと、前記
双方のスラストプレートの穴に挿入されるピンとにより
構成し、前記駆動軸に一体回転可能に取付けられ、前記
クランク軸の周囲に形成される空間から前記電動機側に
向けて送風するファンを設けて構成されている。

（作　用） 電動機の駆動により駆動軸が回転し、これに伴ってクラ
ンク軸が偏心運動を行う。クランク軸の偏心運動により
、クランク軸に連結された可動側スクロール部材が固定
側スクロール部材に噛み合いながら偏心連動を行い、双
方のスクロール部材間に形成される圧縮室内で冷媒ガス
が圧縮される。

上記冷媒ガスは電動機側から流通路を通じて可動側スク
ロール部材背面に衝突して油分離が行なわれ、分離され
たオイルが双方のスラストプレート間に通流される。ま
た、この場合、ケース側と可動側スクロール部材間に作
用するスラスト力は、互いに面接触する双方のスラスト
ブレーｌ〜により受けとめられることになり、これらを
連結するピンには加重されず、ピンの損傷や摩耗の軽減
か図られる。更にはファンの回転によりクランク軸周囲
空間が負圧となり、前記分離されたオイルの双方のスラ
ストプレート間への侵入か促進され、これらの充分な潤
滑か行なわれる。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はスクロールタイプの密閉形電動圧縮機（スクロ
ール流体機械）１を示しており、同図中、３，５は上部
ケースおよび下部ケース、７は軸受支持板である。上記
上部ケース３と下部ケース５は、軸受支持板７およびシ
ム９を介装し複数のボルト１１により内部か密閉状態と
なるように互いに連結されている。上記シム９は軸方向
寸法を調節するために設けられている。

上記ケース３．５内の上下方向には駆動軸１３が配設さ
れ、駆動軸１３の下部が軸受１５を介して下部ケース５
の底部中央に支承され、駆動軸１３の上部が軸受１７を
介して軸受部材７に支承されている。尚、図中の１９は
軸受１７のストッパリングである。

上記駆動軸１３の下端側には積層鉄心からなる柱状のロ
ータ２１が固着され、このロータ２１の周面にはＮ極と
Ｓ極を順次構成する永久磁石２３か取付けられている。

また、永久磁石２３の外周には積層鉄心からなる筒状の
固定子２５が配設され、この固定子２５は下部ケース５
に固定されている。この固定子２５の各突極２５ａには
、第２図に示すように、励磁コイル２７か巻回され、こ
れらによりブラシレスの電動機２８を構成している。上
記励磁コイル２７は、第１図に示すように、下部ケース
５に固定される支持部材２９に支持され、また励磁コイ
ル２７は、支持部材２９およびケース５のラッシュ３１
を貫通するリード線３３に接続され、リード線３３はケ
ース５外へ引出されている。

下部ケース５の固定子２５の上側には吸入用のユニオン
３５かケース５を貫通して固着され、このユニオン３５
には吸入バイブ（図示省略）か接続され冷媒が吸入され
る。ユニオン３５にはバイブ３７が接続され、このバイ
ブ３７の先端側開口部３７ａが、第１図、第２図に示す
ように、固定子２５の隣り合う突極２５ａ間の空間部３
９に臨むように屈曲されている。

したがって、冷媒ガスは、第１図中の矢印で示すように
、ユニオン３５からバイブ３７を通じて突極２５ａ間の
空間部３９に導かれ、固定子２５およびコイル２７の冷
却が行われる。更に、空間部３９を通過した冷媒ガスは
下部ケース５底部の内表面に衝突し、ロータ２１と固定
子２５との間の隙間を通って上方へ至り、再びモータ２
８の冷却か行われる。この場合、ケース底部に衝突する
冷媒ガスによって、下部ケース５の底部内表面に付着し
たオイルなミスト（粒子状）にし、オイルミストが混入
された冷媒ガスとして上方に通流される。

上記駆動軸１３の上端側には、第１図に示すように、駆
動軸１３の中心０１から所定寸法文だけその中心０□が
偏心したクランク軸１３Ａか一体に形成されている。こ
のクランク軸１３Ａは、可動側スクロール部材４１の背
面側に凹状に形成された連結挿入部４１ａに対しメタル
軸受４３を介して挿入されており、駆動軸１３の回転に
よりクランク軸１３Ａが旋回し、これによって可動側ス
クロール部材４１か旋回駆動される。また、クランク軸
１３Ａが駆動軸１３に対して偏心していることから、駆
動軸１３の回転バランスを安定させるため、駆動軸１３
の軸受１７の下方にバランスウェイト４５がねじ４７に
より固着されている。

上記可動側スクロール部材４１と軸受支持板７との間に
は、第３図および第４図に示すように、軸受支持板７に
固着された環状の固定側スラストプレート５３と、可動
側スクロール部材４１の背面部に固着された環状の可動
側スラストプレート５５とが互いに摺接可能に面接触し
た状態で介設されている。また、これらの両スラスｌ〜
プレート５３と５５にはピン５１が介装されている。こ
のピン５１は、第３図に示すように、周方向に等間隔に
４箇所配設されている。また、ピン５１は、第５図およ
び第６図に示すように、大径部５１ａと小径部５１ｂと
からなり、小径部５１ｂの正面円形の外形か大径部５１
ａの正面円形の外形から突出するように、双方の中心を
上記クランク軸１３Ａの偏心量文と同寸法だけずらして
形成されている。そして、各ピン５１の大径部５１ａは
、上記固定側スラストプレート５３に形成された穴部５
３ａに回動可能に嵌め込まれ、他方、各ピン５１の小径
部５１ｂは、上記可動側スラストプレート５５の穴部５
５ａに、メタル軸受５６を介して回動可能に挿入されて
いる。したがって、クランり軸１３Ａの旋回時において
は、周方向に配設された複数のピン５１により可動側ス
クロール部材４１の回転が抑制される。すなわち、ピン
５１、双方のスラストプレート５３．５５およびメタル
軸受５６により回転阻止機構５８が構成されている。

また、上記固定側および可動側スラス１へプレート５３
．５５の双方には、第３図、第４図に示すように、同形
の略半円形の切欠部５３ｂ、５５ｂかそれぞれ形成され
ている。この切欠部５３ｂ。

５５ｂは、周方向に等間隔に４箇所形成されている。ま
た、これらの切欠部５３ｂ、５５ｂに対応する軸受支持
板７の各位置には、モータ部空間２６に連通する吸入用
ボート（冷媒ガスの流通路）５７か形成され、各吸入用
ボー１−５７が、各々、双方のスラストプレート５３，
５５の切欠部５３ｂ、５５ｂを通じて後述する第１図の
スクロール部の吸入圧室６５に連通している。したがっ
て、双方のスラストプレート５３．５５の切欠部５３ｂ
、５５ｂに連通するように駆動軸１３に近づりて各吸入
用ボー）５７を設けることができるので、軸受支持板７
の外径寸法を小さくすることが可能となり、これに伴っ
゛Ｃ圧縮機自体の外径寸法の小径化を図ることができる
。

上記固定側スラストプレート５３と可動側スラストブＬ
、−１−５５は、第３図に示すように、クランク軸１３
Ａとともに可動側スクロール部材４１の旋回に伴って旋
回方向に互いに位置がずれるが、位置ずれの際にも径方
向に亘って広い面積で当接しており、可動側スフロー・
−爪部材４１に作用するスラスト力を、単位面積当りで
は小さなスラス１−力として受けることを可能としてい
る。また、モータ部空間２６の冷媒ガスは各吸入用ボー
ト５７から双方のスラストプレーｌ〜５３．５５の切欠
部５３ｂ、５５ｂを通じてスクロール部の吸入圧室６５
に通流されるが、この際、固定側スラストプレー１〜５
３と可動側スラストプレー１・５５が第３図および第１
図のように位置ずれを生ずるので、固定側スラストプレ
ート５３の切欠部５３ｂを通過した冷媒ガスが慣性力に
より可動側スラストプレート５５の一部の壁部に衝突し
、この衝突に伴って冷奴ガス中のミストオイルが付着し
、この伺着したオイルが固定側と可動側のスラストプレ
ート５３と５５の隙間に流入し、これらの間の潤滑が行
われ、互いに摺接する双方のスラストブレート５３と５
５の摺動が円゛滑となる。同様に、可動側スラストプレ
ート５５の切欠部５５ｂに通流された冷媒も可動側スク
ロール部材４１の背面に衝突し、これに伺着したオイル
により、更に双方のスラストプレート５３．５５間に流
入してＩＩ對１骨な行う。

上記可動側スラス１−プレート５５の固定側スラストプ
レートに摺接する摺接面には、第１図、第３図およびｔ
５７図（ａ）　（ｂ）に示すように、環状のオイル溝５
５ｃが形成されている。このオイル溝５５０は全ての一
ヒ記切欠部５５ｂおよびピン５１が嵌め込まれる凹部５
５ｂに連絡するよう設けられており、更にこの環状のオ
イル溝５５ｃは径方向に設けられた４つのオイル溝５５
ｄに連通されている。

したかって、両スラストプレート５３．５５の切欠部５
３ｂ、５５ｂからこれらの間に侵入するオイルは、環状
のオイル溝５５ｃを通じて互いの摺接面を潤滑するとと
もに、ピン５１の各様め込み部分を潤滑する。更に径方
向のオイル溝５５ｄを通して供給されるオイルによりク
ランク軸１３Ａとメタル軸受４３間か潤滑されることに
なり、応力が集中する各部の潤滑を確実なものとするこ
とができる。

また、上記軸受支持板７と固定側スラストプレート５３
と可動側スクロール部材４１とで囲まれる空間５９内に
は、ねじにより駆動軸１３に固着されたファン６１が設
けられている。このファン６１は駆動軸１３の回転に伴
っ′Ｃ１上記空間５９からベアリング１７等の隙間を通
じてモータ２８側の空間２６に送風できるように取イ旧
プられており、したかって、ファン６１の駆動に伴って
上記空間５９内が負圧となり、負圧に伴う吸引により、
上述した上記双方のスラストプレート５３と５５との間
に潤滑油かより供給されることになってオイルの侵入か
促進され、潤滑の向上か図られる。

上記クランク軸１３Ａに支持された可動側スクロール部
材４１は、上部ケース３に複数のボルト６２にて固定さ
れた固定側スクロール部材６３と噛み合っており、例え
ば、第１図および第８図に示すように、吸入圧となる吸
入圧室６５、中間圧に圧縮される中間圧室６７、吐出圧
まで圧！＋１される吐出圧室６９とに形成され、吐出圧
室６９の中央部には吐出ボート７１か形成され、この吐
出ボート７１はリードバルブ７３を介して吐出室７５に
連通している。そして、可動側スクロール部材４１がク
ランク軸１３Ａの偏心量に従って固定側スクロール部材
６３に摺動し、帽み合いにより形成される密閉圧室６７
．６９の容積を次第に減少させて、吸入圧から中間圧、
更に中間圧から吐出圧へと冷媒を圧縮し、吐出ボーｌ−
７１より吐出される。尚、図中７６は吐出用ユニオンを
示す。

上記可動側スクロール部材４１には、極小径のオイル孔
７７と７９が設けられ°Ｃいる。一方のオイル孔７７は
、第１図に示すように、その一端かクランク軸１３Ａ端
面と可動側スクロール部材４１との隙間に連通し、その
他端が、第８図に示すように双方のスクロール部材４１
．６３の渦巻状のラップ部４１Ａと６３Ａにより画成さ
れる３種の室６５，６７．６９．のうち、中間圧室６７
に連通している。また、他方のオイル孔７９は、第１図
に示すように、その一端が、固定側スラス１へプレート
５３と可動側スクロール部材４１との隙間に連通し、そ
の他端側か、上記同様中間圧室６７に連通されている。

また、これら双方のオイル孔７７．７９が中間圧室６７
に連通ずる位置は、固定側スクロール部材６３のラップ
部６３Ａにより断続的に連通される位置な選んで設けら
れている。そして、中間圧室６７の中間圧により中間圧
室６７の内壁面に付着したオイルが、オイル孔７７を通
じてクランク軸１３Ａ端面と可動側スクロール部材４１
の隙間に、他方、オイル孔７９を通じて固定側スラスト
プレート５３と可動側スクロール部材４１および可動側
スラストプレート５５との隙間に、それぞれ、断続的に
供給されることになる。

更に、上部ケース３とともに吐出室７５を画成する固定
側スクロール部材６３の上面には、環状のオイル溜り８
１が形成されており、このオイル溜り８１には吐出室７
５内のオイルが溜められる。他方、可動側スクロール部
材４１の固定側スクロール部材６３と向き合う面４１ｂ
には、その周縁に沿う環状のオイル溝８３が形成されて
おり、このオイル溝８３には吸入圧室７５内面のオイル
が溜められ、このオイルにより、圧縮機駆動時にはラッ
プ部６３Ａ先端の摺接面の潤滑が行われる。

また、上記オイル溜り８】には、固定側スクロール部材
６３の可動側スクロール部材４１と向き合う面の周縁部
に至るオイル孔８５が連通さねている。このオイル孔８
５にはチエツク弁８７が介装されている。本実施例では
、チエツク弁８７としては、吐出室７５が低圧（吐出圧
以下）のときにオイル孔８５を開通するり−ｌくバルブ
により構成されている。したがって、圧縮機駆動時には
オイル孔８５が閉止され２他方、圧縮機の停止時にはオ
イル孔８５が開通されてオイル溜り８１のオイルがオイ
ル孔８５を通じて吸入圧室７５に導かれる。この供給さ
れたオイルはラップ部４１の壁面を伝わって上記オイル
溝８３に溜められ、圧縮機始動時にラップ部４１Ａ、６
３Ａの潤滑が行われ、始動をスムースにすることかでき
る。

尚、上述した双方のスラストプレート・５３と５５の板
厚を各種用意し、圧縮機組立ての際に、適切なスラスト
プレート５３．５５を選んで組付け゛　ることにより、
軸方向の加工寸法誤差があっても、容易に対応すること
が可能となり、組立てコス１へを低減させることかでき
、前述したシム９を不要とする構造とすることも可能で
ある。

このように軸受支持部材と可動側スクロール部材との間
に互いに面摺接するスラス）へプレートを設けたことに
より、これらを連結するピンには小さなスラスト力しか
作用しないので、ピンの損１１等を防止できる。またク
ランク軸周囲の空間から電動機側へ送風するファンによ
り、油分離されたオイルが双方のスラストプレート間に
侵入することが促進され、これらの潤滑を充分なものと
することがてきる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、回転阻止機構を
、互いに面接する２枚のスラストプレートと、これらを
連結するピンにより構成したので、ケースと可動側スク
ロール部材とに作用するスラスト力を、双方のスラスト
プレートで受けることになり、スラスト力がピンに直接
作用することを軽減でき、ピンの損傷や摩耗が低減でき
、スクロール流体機械の長寿命化を図ることができる。

また、ファンを設けたのて、クランク軸周囲の空間の負
圧により、回転阻止機構へ分離されたオイルの侵入か促
進されることになり、充分な潤滑の確保を行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は、本発明の一実施例に係り、第１
図はスクロール流体機械の縦断面図、第２図は電動機の
要部を示す第１図中のＴＩ　−ＩＩ矢視断面図、第３図
は双方のスラストプレートを示す第１図中のｍ−ｒｎ矢
視断面図、第４図は双方のスラストプレートの配置構造
を示す一部破砕した斜視図、第５図はピンを抽出して示
す側面図、第６図はピンの斜視図、第７図（ａ）はスラ
ストプレートを示す正面図、第７図（ｂ）は第７図（ａ
）中のＶＩＩ　−Ｖｌｌ矢視断面図、第８図は双方のス
クロール部材を示す第１図中の■−■矢視断面図である
。 ３．５・・・ケース ７・・・軸受支持部材 １３．１３Ａ・・・駆動軸およびクランク軸２８・・・
電動機 ４１．６３・・・可動側および固定側スクロール部材５
１・・・ピン ５３ｂ・・・固定側スラストプレートの切欠部５５．５
５ａ・・・可動側スラストプレートおよびその穴 ５５ｂ・・・可動側スラストプレートの切欠部５７・・
・流通路 ５８・・・回転阻止機構 ５９・・・クランク軸周囲の空間 ６１・・・ファン 特許出願人　ヂーゼル機器株式会社 特許出願人　　株式会社　玉　　製　　作　　所代　理
　人　　弁理士　　森　　　　　正　　澄第２図、 竺３闇 第５図　　　　　第６図 第７図 ５ａ ６５／３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　密閉されるケース内に、 電動機と、 前記ケースに固定され前記電動機の駆動軸の上部を支持
   する軸受支持部材と、 前記駆動軸に連結され、駆動軸に対し偏心したクランク
   軸と、 前記ケースに固定された固定側スクロール部材と、 前記クランク軸に連結されクランク軸の駆動に伴って前
   記固定側スクロール部材に噛み合いながら偏心運動を行
   う可動側スクロール部材と、この可動側スクロール部材
   の回転を防止する回転阻止機構と、 更に前記軸受支持部材に前記可動側スクロール部材背面
   に臨むように設けられ、前記電動機側からスクロール部
   材側へ冷媒ガスを通流する流通路と、を有し、 前記回転阻止機構を、前記軸受支持部材に固定される環
   状の固定側スラストプレートと、前記可動側スクロール
   部材に固定されて前記固定側スラストプレートに面接触
   する環状の可動側スラストプレートと、前記双方のスラ
   ストプレートの穴に挿入されるピンとにより構成し、 前記駆動軸に一体回転可能に取付けられ、前記クランク
   軸の周囲に形成される空間から前記電動機側に向けて送
   風するファンを設けたことを特徴とするスクロール流体
   機械。