JPH02264174A - 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］ 本発明はスクロール流体機械に係り、とくにスクロール
部材のスラスト力を支承するのに好適なスラスト軸受に
関する。

［従来の技術］ 従来、スクロール流体機械における旋回スクロールのス
ラスト力を支承するスラスト軸受に関しては、たとえば
特開昭５３−３５８４０号公報に記載されているように
、旋回スクロールの反ラップ側にスラスト力を設置した
ものが提案されている。

また上記スラスト軸受に関しては、たとえば実開昭５６
−１１７０８４号公報に記載されているように、絞り装
置を含む給油穴をスラスト軸受の固定側に設置したもの
が提案され、かつ特開昭６１．−６５０８４号公報に記
載されているように、吐出ラインで分離された潤滑油を
静圧スラスト軸受に絞りを介して供給するものが提案さ
れている。

さらにこの種の従来技術としては、上記以外に特開昭５
８−６７９８３号公報、特開昭５８−２０４９８８号公
報および特開昭５８−２１４６９１号公報などが挙げら
れる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、いずれも作動流体を潤滑流体に混入し
ない点について配慮されておらず、種々の問題があった
。すなわち、 特開昭６１−６５０８４号公報および特開昭５８−２１
４６９１号公報においては、作動流体に潤滑流体を混入
させることを前提したものであるため、クリーンな作動
流体を得ることを望むときには、問題が生じるおそれが
あった。

また特開昭５８−６７９８３号公報においては、放射状
給油手段を作成するために多くの工程を必要とし、実開
昭５６−１．１７０８４号公報においては、絞りを有す
る配管を部材に設置しているため、配管を設置すること
が困難な場合には、適用できない問題があった。

一方、特開昭５８−２０４９８８号公報においては、ス
クロール部材に油穴を設置したものが提案されているが
、油穴の設置場所が限定されてしまうなどの問題点およ
び加工上の困難をともなうことが予想される。

本発明の目的は、スラスト軸受への潤滑流体の供給を容
易にし、かつスラスト軸受の動作を安定にし、かっスラ
ス）〜軸受の耐久性の向上を可能とするスクロール流体
機械を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のスクロール流体機
械においては、旋回スクロールの反ラップ側鏡板面と旋
回スクロールのスラスト力を支承するスラスト軸受との
間に作動室と隔絶した部分に出入口を有する空間を備え
、該空間に圧力流体を流入するとともに空間からスラス
ト軸受に連通ずる複数の連通穴を備えている。

また上記スラスト軸受に供給された流体がその外周に漏
出するのを防止するため、旋回スクロール鏡板にはその
スラスト軸受の外周に圧力流体漏出防止手段を備えてい
る。

また上記空間内の圧力流体の圧力を保持し、かつ上記圧
力流体漏出防止手段の損傷を防止するため、複数の連通
穴のうち、圧力流体漏出手段に近い連通穴の一部に絞り
部を備えている。

また上記スラスト軸受の潤滑をさらに円滑にしてスクロ
ール流体機械の耐久性を向」ニするため、」二足連通穴
のうち、上記空間から上記スラスト力を支承するスラス
ト受け」二に接続し、該スラスト受け側開口部間の距離
が最短にある連通穴は、そのスラスト受け側開口部間の
距離を旋回スクロールの公転運動の旋回半径と同一もし
くは短くするかのいずれかの一方に構成されている。

また上記スラスト軸受の性能をさらに向上するため、旋
回スクロールは自転することなく旋回運動するための旋
回スクロールボス部を−上記空間とスラスト軸受けとの
間に備え、該旋回スクロールボス部に上記空間と上記ス
ラスト受けとを連通ずる複数の連通穴を備えかつ該一部
の連通穴の上記スラス１へ受け側聞口部に上記スラスト
軸受に連通ずる溝もしくはポケットのいずれか一方を備
えている。

また上記旋回スクロールボス部に備えた自転防止部材の
摩耗を防止するため、自転防止部材は上記連通穴に接続
する圧力流体通路に配置して％）る。

［作用］ 本発明は、旋回スクロールの反ラップ側鏡板面と、旋回
スクロールのスラスト力を支承するスラスト軸受との間
に形成された空間から圧力流体を連通穴を通じてスラス
ト軸受に供給しているので、スラスト軸受け静圧軸受と
なって油膜圧力が高くなり、十分な油膜が形成される。

そのため、スラス１へ軸受け損傷が少なくなり、これに
よってスクロール流体機械が安定して駆動することがで
きる。

また旋回スクロール鏡板には、そのスラスト軸受の外周
部に圧力流体漏出防止手段を備えてし＼るので、スラス
ト軸受に供給された流体がその外周に漏出するのを防止
することができる。

また上記連通穴のうち、圧力流体漏出防止手段に近い連
通穴の一部に絞り部を備え、空間から絞り部を通ってス
ラスト軸受に流れる圧力流体の流量を制限しているので
、圧力流体漏出防止手段の損傷を防止するとともに旋回
スクロールの空間内の流体圧力を保持することができる
。

また上記連通穴のうち、上記空間から上記入ラスト力を
支承するスラスト軸受け」二に接続し、該スラスト受け
側聞口部間の距離が最短にある連通穴は、そのスラスト
受け側聞口部間の距離を旋回スクロールの公転運転の旋
回直径と同一もしくは短くするかのいずれかに構成され
ているので、スラスト軸受の潤滑をさらに円滑にしてス
クロール流体機械の耐久性を向上することができる。

また上記旋回スクロールは、固定スクロールに対して見
かけ」二自転することなく旋回運動するための旋回スク
ロールボス部を、上記空間と上記スラスト受けとの間に
備え、該旋回スクロールボス部に上記空間と連通ずる複
数の連通穴を備え、かつスラスト受け側聞口部が上記ス
ラスト受け上に位置する一部の連通穴のスラスト受け側
聞口部に上記スラスト軸受に連通ずる溝もしくはポケッ
トのいずれか一方を備えているので、スラスト軸受の性
能をさらに向上することができる。

また上記旋回スクロールボス部は見かけ上自転するのを
防止するための自転防止部材を備え、該自転防止部材を
上記スラスト受けに備えた連通穴に接続する圧力流体通
路に配置しているので、自転防止部材の摩耗などを防止
することができ、これによって自転防止部材の機械損失
を減少することができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例であるスクロール空気圧縮機を
示す第１図により説明する。

第１図において、１は底ケーシングにして、底部中央に
は軸受２を固定し、その下方部にオイルポンプ（図示せ
ず）と接続する油流入穴１ａを形成している。また底ケ
ーシング１には、軸受２の外方凹部に油溜め部］ｂを形
成し、その側方部に該油溜め部１ｂに溜った油をオイル
ポンプに排出する油流出穴ＩＣを形成している。３はモ
ータケーシングにして、底ケーシング］の上面に締着さ
れ、内部にモータ４を固定支持し、側方部には呼吸栓５
を固定している。該呼吸栓５は、モータケーシング３内
の圧力が断続的に高くなったとき、モータケーシング３
内の流体を外部に放出して内部圧力を外気と同一に保持
している。６は支持プレートにして、中央部に軸受７を
固定し、モータケーシング３の上面にスラスト受け８お
よび固定スクロール９と同時にボルト６ａにより一体に
締着されている。上記固定スクロール９は、断面を口形
状に形成してその内部に作動室１０を備えた固定スクロ
ール鏡板１１と、該鏡板１１に固定され、渦巻状に形成
されて作動室１０内に嵌挿する固定スクロールのラップ
部１２とから構成されている。固定スクロール鏡板１１
は、作動室１０の外方には後述の旋回スクロール鏡板１
７の」二面に対接して作動室１０内の圧力流体が漏出す
るのを防止するための第１シール部材］３を備え、その
側方部には、外気に連通する連通穴Ｌｉｄを形成してい
る。また固定スクロール鏡板１１は、作動室１０の側方
部に対接する作動流体吸入口１］、ａを形成し、かつ作
動室１０の上方中心部に接続する圧力作動流体吐出口１
１．ｂを形成している。さらに固定スクロール鏡板１１
は、その上面の圧力作動流体吐出口１１ｂの外方部には
、リング状に形成された空間１．１ｃを形成し、該空間
１１ｃの外方部には、後述のフタ１４との間を密封する
０リングｌｉｅを挿入している。１４はフタにして、固
定スクロール鏡板１１の」二面に締着され、空間］、１
ｃ内外方部をオイルポンプにそわぞれ連通する油流入穴
１４ａと油流出穴１４ｂとを形成し、これら油流入穴１
４ａと油流出穴１４ｂとの間には、空間１１ｃ内を外方
部と内方部とに２分割する第２シール部材１５を固定し
ている。該第２シール部材１５は、空間１１ｃ内外方部
に流入した油が内方部から固定スクロール鏡板１１の上
面との間を通って圧力作動流体吐出口１．１ｂ内に混入
するのを防止している。１６は旋回スクロールにして、
上記固定スクロール鏡板１１とスラスト軸受け８との間
に介挿された平板状の旋回スクロール鏡板１７と、該旋
回スクロール鏡板１７の−に面に固定され、作動室１０
内において固定スクロールのラップ部１２と互いに偏心
してかみ合うように渦巻状に形成されたラップ部］８と
から構成されている。上記旋回スクロール鏡板１７は、
その下方中央部に旋回スクロールボス部１９を締着する
とともに、該旋回スクロールボス部１９の外周一部を切
欠いて設置されたスラス１〜軸受１７ｂを締着し、かつ
該旋回スクロールボス部２３の上面および該スラス１〜
軸受１．７ｂの上面一部に接する空間１７ａを形成して
いる。また旋回スクロール鏡板１７は、その空間１７ａ
の外方部には、圧力流体漏出防止手段を構成する第３シ
ール部材２１および第４シール部材２２を備えている。

第３シール部材２１は、バネ２０の弾性力によって常に
下端面がスラスト受け８の上面に対接している。上記旋
回スクロールボス部２３は、上記空間］、７ａに連通す
る複数の連通穴２３ａ、　２３ｂを形成している。該他
方の連通穴２３ｂは、」二足スラスＩ〜受け８に形成さ
れた連通穴８ａおよび支持プ１ル −ト６に形成された連通穴６ａを介してモータケーシン
グ３および底ケーシング１に連通している。該一方の連
通穴２３ａは、スラスト軸受１７ｂを通って他方の連通
穴２３ｂと合流している。また旋回スクロールボス部２
３は、スラスト受け８との間に該旋回スクロールボス部
２３が自転するのを防止するためのオルダムリング２４
を設置している。２５はシャフトにして、略中央部にモ
ータ４のロータ４ａを嵌挿するとともにナツト２６およ
び３個の部材２７．２８．２９にて軸方向を互いに一体
に形成されている。またシャツ１〜２５は、上下両端部
を上記２個の軸受２，７にて回転自在に支持され、上方
部にはバランスウェイト３０を固着し、その上端部には
軸心より所定量だけ偏心した偏心部２５ａを一体に固定
し、該偏心部２５ａにキー２５ｂにて上記旋回スクロー
ルボス部２３を固嵌支持している。さらにシャツ１−２
５にはその中心部を貫通する油流入径路２５ｃを形成し
、該油流入径路２５ｃによって油流入穴１ａから供給さ
れた圧力油を上記旋回スクロール鏡板１７の空間］、７
ａに供給している。

つぎに動作について説明する。

圧縮機の駆動にともなってオイルポンプが駆動すると、
圧力油が底ケーシング１−の油流入穴１ａからシャフト
２５の油流入径路２５ｃを通って旋回スクロール鏡板１
７の空間１７ａに流入する。そのため旋回スクロール１
Ｇは圧力油によって冷却される。

しかるのち、空間１７ａ内の圧力油は、旋回スクロール
ボス部２３に形成された他方の連通穴２３ｂとスラスト
受け８に形成された連通穴８ａと支持プレート６に形成
された連通穴６ａを通って底ケーシングｌの油溜め部１
ｂに落下するとともに一方の連通穴２３ａからスラスト
軸受１７ｂに送られスラスト軸受］、７ｂを潤滑したの
ち、支持プレー１−６の連通穴６ａを通って底ケーシン
グ１の油溜め部］−ｂに落下して再びオイルポンプに戻
される。

このとき、旋回スクロールボス部２３に形成された連通
穴２３ａ、　２３ｂからスラスト受け８に形成された連
通穴８ａに流出する圧力油の一部が旋回スクロール鏡板
１７の下面とスラスト受け８の上面との間を通って漏出
する恐れがある。

そこで本実施例においては、上記漏出した油を第３シー
ル部材２１および第４シール部材２２によって塞止して
いるので、第４シール部材２２を通ってその外方に漏出
するのを防止することができる。

また万−第３シール部材２１および第４シール部材２２
の機能が損ねているため、圧力油が漏出する場合には、
固定スクロール鏡板１１に形成された連通穴１１ｄより
外部に排出する。

一方、オイルポンプの駆動により油流入穴１４ａから空
間１１ｃ内に圧力油が流入する。そのため、固定スクロ
ール９およびフタ１４が冷却される。

しかるのち、空間１１ｃ内の圧力油は、油流出穴１４ｂ
を通って再びオイルポンプに戻される。

このとき、空間１１ｃ内に流入された圧力油は、第２シ
ール部材１５により空間１１ｃの内方部に漏出するのを
防止しているので、固定スクロール鏡板１１の」二面と
フタ１４との間を通って圧力作動流体吐出口１１ｂに混
入するのを防止することができる。

上記のようにオイルポンプからの圧力油によって固定ス
クロール９および旋回スクロール１６が冷却され、かつ
スラスト軸受１．７ｂが潤滑される。とくにスラスト軸
受１７ｂは圧力油の供給によって静圧軸受となって油膜
形成が高くなり、十分な油膜が形成されるので、スラス
ト軸受１７は損傷が少なくなる。

また空間１１ｃ、　１７ａ内に流入した圧力油が排出さ
れる過程で漏出するのを防止することができる。

一方シャフト２５の回転によって旋回スクロールボス部
２３を介して旋回スクロールのラップ部１２が回転する
と、流体吸入口１１ａから作動室１０内に吸入された作
動流体が圧縮されて圧力作動流体吐出口１１ｂから吐出
される。

このとき作動室１０内の作動流体の圧力が上昇するのに
ともなってスラスト軸受１７ｂに加わる負荷が大きくな
るが、スラスト軸受１７ｂには空間１７ａからの圧力流
体が供給され静圧軸受としているので、スラスト軸受１
７ｂは円滑に動作することができる。

また作動室１０内の圧力作動流体の一部が固定スクロー
ル鏡板１１の下面と、旋回スクロール鏡板１７の」二面
との間を通って漏出する恐れがある。

そこで本実施例では、固定スクロール鏡板１１に第１シ
ール部材１３によって旋回スクロール鏡板１７の上面を
塞止しているので、圧力作動流体が第１シール部材１３
を通ってその外方に漏出するのを防止することができる
。

したがって本実施例においては、圧力油が作動流体およ
び作動室１０内の両ラップ部１２．１８と一切接触する
ことがないので、油の混入のないクリーンな圧力作動流
体を得ることができる。

またスラスト軸受１７ａは静圧軸受としているので、円
滑に動作し、これによって圧縮機は円滑に駆動すること
ができる。

つぎに本発明の他の一実施例であるスクロール空気圧縮
機の要部を示す第２図および第３図について説明する。

第２図および第３図に示す本実施例は、第１゜図に示す
実施例と比較してつぎの点が相違する。すなわち、旋回
スクロールボス部２３に多数の連通穴２３ａ、　２３ｂ
を形成し、これらの連通穴２３ａ、　２３ｂのうち最外
周付近すなわち第３シール部材２１に最も近い連通穴２
３ｃの一部に絞り部２３ｄを固定し、かつスラスト受け
側開口部がスラスト受け８上に位置する連通穴２３ａの
一部にスラスト受け側開口部をスラスト軸受１７ｂに連
通する長溝２３ｅを形成した点であるので、これら相違
点について説明する。

第３図に示すように旋回スクロールボス部２３に空間１
７ａに接続する連通穴２３ａ、　２３ｂを多数形成した
場合、第３シール部材２１に連通穴２３ａが接近し、該
連通穴２３ａを流れる圧力油によって第３シール部材２
１が耐久性を損なうし、空間１７ａ内の圧力油の圧力が
低下する問題がある。

そこで本実施例においては、第３シール部材２】に近い
複数の連通穴２３ａのうち、一部の連通穴２３ａに絞り
部２３ｄを固定し、該絞り部２３ｄによってスラスト軸
受１７ｂに流入する圧力油の圧力を低下させている。

また旋回スクロールボス部２３は、シャフト２５の偏心
部２５ａの偏心量の２倍に相当する長さを直径とする公
転運動を行なう。今旋回スクロールボス部２３の公転運
動の直径を葛とすると、連通穴２３ａ。

２３ｂのスラスト受け８側聞口部がスラスト受け８上に
描く軌跡は直径Ｑの円を描く。各々の連通穴２３ａ、　
２３ｂがスラスト受け８上に円形状の軌跡を描きながら
接触もしくは交叉するように設置されれば、スラスト受
け８にそうでスラスト軸受１．７ｂに十分圧力油が供給
される。このときの連通穴２３ａ。

２３ｂの相互の距離のうち、最小のものを又とすると、
連通穴２３ａ、　２３ｂのスラスト側開口部が描く軌跡
が接触もしくは交叉するための条件はＱ≧Ｘである。

したがって、連通穴２３ａ　、　２３ｂ間の相互の距離
のうち、最小のものを旋回スクロールボス部２３の公転
運動直径と同じかまたは小さくすることにより連通穴２
３ａからの圧力油によりスラスト軸受１．７ｂの冷却、
潤滑が安定し、これによって圧縮機の耐久性を向上する
ことができる。

また第３シール部材２１に近い部分の連通穴２３ｃに絞
り部２３ｄを設け、第３シール部材２１に流れる圧力油
の圧力を低下して第３シール部材２１の破損を防止する
とともに空間１．７ａ内の圧力を保持するので、オイル
ポンプの動力を低減することができる。

なお、第２図に示すようにスラスト受け側開口部がスラ
スト受け８上に位置する連通穴のうち、一部の連通穴２
３ａのスラスト受け側開口部にスラスト軸受１７ｂに連
通する長溝２３ｅを形成しているのでスラスト軸受１７
ｂへの圧力油の供給が増加してスラスト軸受１７ｂの性
能をさらに向上することができる。

［発明の効果〕 本発明は、以」二説明したように構成されているので、
つぎに記載されるような効果を奏する。

旋回スクロールのスラス１へ方向を支承するスラス１へ
軸受が静圧軸受として動作するので、スラスト軸受の油
膜形成能力が高くなって損傷が少なくなり、これによっ
てスクロール流体機械が安定して駆動することができ、
かつ油膜形成により機械損失が減少して機械全体の機械
効率を向上することができる。

また上記旋回スクロールの空間からスラスト受け上に開
口する連通穴のうち、開口部間の距離が最短にある連通
穴間の距離を旋回スクロールの公転運動の旋回半径と同
一にするかもしくは短くするかのいずれか一方に位置す
るように構成されているので、スラスト軸受の潤滑を円
滑にして、スクロール流体機械の耐久性をさらに向上す
ることができる。

また上記旋回スクロールボス部には、そのスラスト受け
側に連通穴とスラスト軸受とを接続する溝若しくはポケ
ットのいずれか一方を形成しているので、スラスト軸受
の性能をさらに向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるスクロール空気圧縮機
を示す断面図、第２図は本発明の他の一実施例であるス
クロール空気圧縮機の要部を示す断面図、第３図は第２
図のｍ−ｍ矢視平面図である。 ８・・スラスト受け、９・・・固定スクロール、１０・
・・作動室、１６・・旋回スクロール、１７・・・旋回
スクロール鏡板、Ｊｌａ・・・空間、１７ｂ・・スラス
ト軸受、２３・・旋回スクロールボス部、２３ａ、　２
３ｂ、　２３ｃｍ連通穴、２３ｄ・・・絞り部、２３ｅ
・・長溝。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．対向側に作動室を形成する鏡板と該鏡板の対向面に
   互いに半径方向に位置をずらしてうず巻状に固定され、
   作動室内にかみ合うように嵌挿されたラップとからなる
   固定スクロールおよび旋回スクロールを有し、旋回スク
   ロールを固定スクロールに対して見かけ上自転すること
   なく旋回運動させて作動室内の作動流体を圧縮，膨張お
   よび移送するスクロール流体機械において、旋回スクロ
   ールの反ラップ側鏡板面と旋回スクロールのスラスト力
   を支承するスラスト軸受との間に作動室と隔絶した部分
   に出入口を有する空間を備え、該空間に圧力流体を流入
   するとともに該空間からスラスト軸受に連通する複数の
   連通穴を備えたスクロール流体機械。
2. ２．請求項１記載の旋回スクロール鏡板はそのスラスト
   軸受の外周に圧力流体漏出防止手段を備えたスクロール
   流体機械。
3. ３．請求項１記載の連通穴のうち上記圧力漏出防止手段
   に近い連通穴の一部に絞り部を備えたスクロール流体機
   械。
4. ４．請求項３記載の連通穴のうち、上記空間から上記ス
   ラスト軸受を支承するスラスト受け上に接続し、そのス
   ラスト受け側開口部間の距離が最短にある連通穴は、そ
   の開口部間の距離を、旋回スクロールの公転運動の旋回
   直径と同一もしくは短くするかのいずれか一方に構成さ
   れているスクロール流体機械。
5. ５．請求項４記載の旋回スクロールは、固定スクロール
   に対して見かけ上自転することなく旋回運動するための
   旋回スクロールボス部を、上記空間と上記スラスト受け
   との間に備え、該旋回スクロールボス部に、上記空間と
   上記スラスト受け上を連通する複数の連通穴を備え、か
   つスラスト受け側開口部が上記スラスト受け上に位置す
   る一部の連通穴のスラスト側開口部に上記スラスト軸受
   に連通する溝もしくはポケットのいずれか一方を備えた
   スクロール流体機械。
6. ６．請求項５記載の旋回スクロールボス部は見かけ上自
   転するのを防止する自転防止部材を備え、該自転防止部
   材を上記スラスト受けに備えた連通穴に接続する圧力流
   体通路に配置したスクロール流体機械。