JPH02264175A - スクロール型圧縮機 - 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］ 本発明は密閉形のスクロール圧縮機に関する。

［従来の技術］ この種の密閉形スクロール圧縮機は、第２図に示すよう
に、ケーシング］と、ケーシング１内に配置され且つ軸
受（図示せず）を介して筒状壁２１に主軸５を支持して
いるハウジング２と、ハウジング２の一側に配したスク
ロール型圧縮機構３と、ハウジング２の他側に配した駆
動装置４と、ハウジング２の筒状壁２１に回転可能に支
持され、一端を駆動装置４に接続した主軸５と、潤滑油
を含む冷媒ガスをスクロール型圧縮機構３に導入するだ
めの吸入ポート６と、グーシンク１外に圧縮された冷媒
ガスを導出するための吐出ポート７とを含む。

スクロール型圧縮機構３は、第１の板体３００の一面に
第１のうず巻体３０１を設けである固定スクロール部祠
３０と、第２の板体３］○の一面に第２のうず巻体３１
１を設けである可動スクロル部材３１とを有する。固定
スクロール部祠３０と可動スクロール部材３１とは、第
１のうず巻体３０１か第２の板体３１０に対向すると共
に、第２のうず巻体３１］が第１の板体３００と対向し
て、これらの間に流体ポケットを形成するように組み合
わされている。ハウジング２は、第１の板体３００との
間にスクロール型圧縮機構３を取り囲むような密閉空間
を形成する。駆動装置４は主軸５を介し第２の板体３１
０の他面とハウジング２に設けられた自転防止機構１０
０の働きて可動スクロール部材３１に円軌道（旋回）運
動を行わせて流体ポケットを移動させる様になっている
。

そして、第１の板体３００の外周部には、第２の板体３
］０の一面の外周部と摺接するように環状部３００ｅが
設けられている。この環状部３００ｅと第１の板体３０
０と第２の板体３１０とで密閉された吸入圧室１４が形
成されている。この吸入圧室１４内には、第１のうず巻
体３０１と第２のうず巻体３１１とて仕切られた複数の
流体ポケットが形成されている。ハウジング２の筒状壁
２４は、環状部３００ｅの周縁部と直接あるいはシール
祠８を介して密接している。第２の板体３１０の他面側
にはハウジング２と環状部３００ｅと第２の板体３１０
とで密閉された中間圧力室９が形成されている。

主軸５は、一端を駆動装置４の回転子４ａに固定しであ
る。主軸５の他端にはピン５ａが偏心して設けてあり、
このピン５ａは第２の板体３１０の他面に設けであるボ
ス３１０ａに軸受１１０を介して嵌挿されている。従っ
て、駆動装置４か作動すると可動スクロール部材３１が
円軌道（旋回）運動をする。この円軌道（旋回）運動に
よって流体ポケットは吸入ポート６から吸入圧室１４に
流れ込んだ冷媒ガスを取り込み、そして、この流体ポケ
ットは、両うず巻体３０１，３１１の中心部に向って移
動をする。この移動の際、冷媒ガスは圧縮される。圧縮
された冷媒ガスは、第１の板体３００に穿設しである吐
出口３００ａからケーシング１の頭部１１に吐出される
。ケーシング１の頭部１］と胴部１２とは通孔１０によ
って連通しており、頭部１１に吐出された冷媒ガスは胴
部１２に流入する。従って、吸入圧室１４及び中間圧力
室９を除いたケーシング１内の圧力は、冷媒ガスの吐出
圧となる。従って、ケーシング１の頭部１１及び胴部１
２は、吐出圧室となる。そして、ケーシング］内の冷媒
ガスは吐出ポート７を介して外部の冷凍回路（図示せず
）内に流出するようになっている。

一方、第２の板体３１０には中間圧力室つと圧縮途中の
流体ポケット１５とを連通ずる細孔３１０ｆが設けられ
ている。この細孔３］Ｏｆによって圧縮途中の冷媒ガス
の一部を中間圧力室９に導いている。この中間圧力室９
の圧力は、吸入圧室１４の圧力（吸入圧）よりも高く吐
出圧室内の圧力（吐出圧）よりも低い中間圧となる。こ
の中１ｉ４］圧は第２の板体３１０の背面にかかり、可
動スクロール部材３コ−を固定スクロール部材３０に押
し付ける力になる。この力によって、流体ポケットの気
密性を商めている。

［発明が解決しようとする課題］ この種のスクロール型圧縮機では、主軸５の回転によっ
て可動スクロール部材３１が固定スクロール部材３０に
対して円軌道（旋回）運動するが、この運動に際して次
のような問題かある。ずなわぢ、可動スクロール部材３
１により発生する遠心力と、この遠心力を相殺するため
にピン５ａに設けたカウンタウェイト１３の遠心力の位
置が軸心方向に関してずれているため、これによってね
じれモーメントが生ずる。更に、固定スクロール部材３
０と可動スクロール部材３１との圧縮工程によって発生
する圧縮ガス反力の位置と可動スクロル部材３１の駆動
点の位置とか軸心方向に関してずれているりｆによって
もねじれモーメントが生じる。尚、これらのモーメント
は９０°位相がずれているが、同回転方向である。

ところが、固定スクロール部材３０に対する可動スクロ
ール部材３１の押付力は、中間圧力室９の圧力にのみ頼
っているため、起動時などは前記ねじれモーメントに抗
する中間圧力が小さい。この結果、可動スクロール部材
３１が傾き、その外周部における一端部が固定スクロー
ル部材３０の端面から浮き上がり、スクロールのスラス
ト面間に隙間ができる。そして、この隙間からスクロー
ル型圧縮機構３内の冷媒が中間圧力室９内に漏れ、圧縮
効率が低下する。加えて、可動スクロール部材３１の外
周部における他端部ではスラスト荷重が増大して、スラ
スト面が摩耗したり、焼付けを生じたりする問題があっ
た。

それ故に、本発明の課題は、固定スクロール部材と可動
スクロール部材とが円滑且つ安定して摺接するようにし
たスクロール型圧縮機を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によるスクロール型圧縮機は、主軸の一端に設け
られた駆動ピンにカウンタウェイトか設けられ、このカ
ウンタウェイトは可動スクロール部材側の面及びその反
対面にそれぞれスラスト軸受の受け面を有して、可動ス
クロール部材の板体のうず巻体とは反対面に設けられた
円環状ボスの端面及び中間圧力室を形成しているハウジ
ングの内端面との間に第１．第２のスラスト軸受を介在
させたことを特徴とする。

本発明によれば、また、上記主軸、駆動ピン及びカウン
タウェイトを一体化し、上記主軸と駆動ピンのクランク
量を固定し、主軸及びこの主軸の他端に固定した電動機
の回転子の軸方向の支持をカウンタウェイトとハウジン
グ内端面との間に設けた第２のスラスト軸受を介してハ
ウジング内端面で行うことを特徴とする。

本発明によれば、また、可動スクロール部材の板体のう
ず巻体側の面の外周部と、この外周部か接触スライド可
能なように固定スクロール部材の板体の外周部に肉厚の
環状部を設け、可動スクロル部材の板体のうず巻体と反
対側の面にはハウジングとの間で閉塞された中間圧力室
を設け、該中間圧力室の圧力は、固定スクロール部材の
板体のうず巻体とは反対側の面に形成される吐出圧力室
を上記固定スクロール部材に設けたオリフィスを介して
連通させることで維持するようにしたことを特徴とする
。

本発明によれば、更に、上記主軸とハウジングとの間に
シール材を設け、可動スクロール部材の板体のうず巻体
と反対側の面にハウジングとの間で閉塞された中間圧力
室の気密性を高めたことを特徴とする。

［作用］ 本発明によれば、第１．第２のスラスト軸受け、可動ス
クロール部材と固定スクロール部材の接触スライド部と
共に、可動スクロール部材にかかるねじれモーメント、
冷媒ガス圧縮力を機械的に受け止める。

すなわち、第３図に示すように、ガス圧縮反力Ｆ１、駆
動力Ｆｄ、軸方向ガス力Ｆ　ａ　、スラスト力Ｆ　ｂ　
、スラスト力Ｆ、の抗力Ｆｅ及び軸方向ガス力Ｆ８に対
する抗力Ｆ８とすると、Ｆ、　−Ｆ、、Ｆ、＝Ｆ、、　
Ｆ、−２ＸＦｅ、　　Ｆ、、ＱＦ、Ω２＝０が成立する
。

このことにより、可動スクロール部材の軸方向位置が一
定になり、可動スクロール部材と固定スクロール部材と
の間に隙間ができるのを防止して、高圧冷媒ガスのブロ
ーパイを防止スル。

更に、従来、一体化された主軸、駆動ピン及びカウンタ
ウェイトの主軸系と主軸の他端に固定された電動機の回
転子の軸方向の支持は別に設けたスラスト軸受あるいは
ラジアル軸受の内輪で行なっていたが、本発明によれば
、カウンタウェイトとハウジング内端面に設けられた第
２のスラスト軸受で兼ねられる。また、第１、第２のス
ラスト軸受の負荷を軽減するようにオリフィスを介して
中間圧力室に吐出ガスが導入される。

［実施例］ 第１図を参照して本発明の一実施例を縦形のスクロール
型圧縮機の場合について説明する。

本実施例では、主軸５の一端に設けられたカウンタウェ
イト１３の上下両端面とボス３］Ｏａの端面及び中間圧
力室９の底壁となっているノ＼ウジング２の内端面との
間にそれぞれ、第１．第２のスラスト軸受５１．５２を
介在させている。スラスト軸受としては、スラストすべ
り軸受、スラスト針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受
等が適用され得る。５３はボス３１０ａの内周面と駆動
ピン５ａとの間に設けられたニードル軸受（あるいはす
べり軸受）である。

固定スクロール部材３０の板体３００の外周はうず巻体
を囲む環状部３００ｅとなっており、この環状部３００
ｅの端面と可動スクロール部祠３１の板体３１０の外周
に近い端面とは接触スライドしている。そして、この環
状部３００ｅの端面とハウジング２の端面との間にはス
ペーサ５９が配設されている。

また、主軸５の周囲とこれを収容しているノ＼ウジング
２との間には、リング状シール部材５５か配設されてお
り、固定スクロール部材３０のうす巻体を囲む環状部３
００ｅの端面と可動スクロル部材３１の板体３］０の外
周に近い端面の接触スライド部とリング状シール部材５
５により中間圧力室９のシールが維持される。更に、本
実施例では、固定スクロール部材３０のうず巻体とは反
対側にカップ状部材５６により吐出室５７が形成され、
吐出室５７のシールのために固定スクロール部材３０に
おける板体３００の外周部にはリング状シール部材５４
を設けている。

この吐出室５７は、板体３００の中心（＝１近に設けら
れた貫通孔３００ａを通して２つのうず巻体の間の空間
に連通している。吐出圧室５７はまた、カップ状部材５
６に溶接された吐出パイプ５８により外部冷媒回路に接
続される。更に、吐出圧室５７は、板体３００の環状部
３００ｅを貫通しているオリフィス３００ｂにより中間
圧力室９と連通している。

また、主軸５の中間部の一端に設けられたカウンタウェ
イト１３及び偏心配置された駆動ピン５ａは主軸５に一
体化されており、更に主軸５の他端には駆動装置４の回
転子４ａか固定されている。

ケーシング１には吸入口１０１が設けられ、中間圧力室
９、吐出圧室５７を除くケーシング］内空間に連通して
いる。板体３００の環状部３００ｅには吸入口１０１か
ら冷媒をうず巻体内に導入するための貫通孔３００ｃが
設けられている。

以上のような構造とすることにより、第３図を参照して
説明したねじりモーメントやガス圧縮の反力を第１．第
２のスラスト軸受５１．５２及び可動スクロール部材と
固定スクロール部祠の接触スライド部で機械的に受ける
ことにより、可動スクロール部材の偏りを防止して冷媒
ガスのブローパイを無くすことができる。また、圧縮機
始動後ガス圧縮の反力が大きくなると第１、第２の負荷
が大きくなろうとするが、吐出圧室５７の高圧ガスがオ
リフィス３００ｂを通して中間圧力となって中間圧力室
９に導入されるので、可動スクロール部材３１を固定ス
クロール部材３０側に押し付けるように作用してスラス
ト軸受５１．５２の負荷を減らず。

一方、スペーサ５つは、圧縮機の組み（＝ｊげに際して
その厚さを適宜選ぶことにより、固定スクロール部材３
０に対する可動スクロール部材３１の軸方向の位置決め
に寄与する。更に、縦形であることによって主軸５には
大きな重力が作用するが。

一体化あるいは固定された主軸５、駆動ピン５ａカウン
タウエイト１３及び回転子４ａの軸方向の支持は、上述
した構造の他に新たな支持構造を設けることなく、スラ
スト軸受５２を介してハウジング２で兼ねられる。なお
、実施例ではオリフィスを固定スクロール部祠３０にお
ける板体３００の環状部３００ｅに設けているが、オリ
フィスはｒＩＪ動スクロール部月部材の板体３１０の中
心部にあっても良い。

［発明の効果］ 以上の説明してきたように、本発明によれば、カウンタ
ウェイトを利用して設けた２つのスラスト軸受、固定ス
クロール部祠とハウジングとの間のスペーサにより固定
スクロール部材に対する可動スクロール部材の軸方向位
置を常に一定に維持できるので、圧縮ガスのブローバイ
、可動スクロル部材端部の固定スクロール部材への個当
たりを防止し、高効率、長寿命化が可能となる。また、
オリフィスを介して中間圧力室に中間圧力を導入してい
るので、スラスト軸受の負荷が低減され、耐久性も高い
ものとなる。

更に、一体化あるいは固定された主軸系の軸方向の支持
は本発明の構造内で納まり、新たな支持構造を設けるこ
とも無いので簡略化された構造となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による密閉形のスクロール型圧縮機の要
部の一実施例を示す断面図、第２図は従来の密閉形スク
ロール圧縮機の一例を示す断面図、第３図は可動スクロ
ール部材に作用する各種の力関係を説明するための図で
ある。 ］・・・ケーシング、２・・・ハウジング、３・・・ス
クロー型圧縮機構、５・・・主軸、］３・・・カウンタ
ウェイト、１４・・・吸入圧室、３０・・・固定スクロ
ール部材、３００・・・第１の板体、３１・・・可動ス
クロール部材、３１０・・・第２の板体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）板体の一方の面にうず巻体を固定した固定スクロー
   ル部材と板体の一方の面にうず巻体を固定した可動スク
   ロール部材とを、それらの間に流体ポケットを形成する
   様に組合わせ、上記可動スクロール部材の板体の他方の
   面には円環状ボスを形成し、該円環状ボス中には軸受を
   設けると共に、ハウジングに軸受を介して回転可能に支
   持された主軸の一端に設けられた駆動ピンを回転可能に
   挿入し、かつ上記駆動ピンの近傍の前記主軸には該駆動
   ピン及び上記可動スクロール部材の円軌道運動による動
   的アンバランスを相殺するカウンタウエイトを備えたス
   クロール型圧縮機において、上記カウンタウエイトは上
   記可動スクロール部材側の面及びその反対面にそれぞれ
   スラスト軸受の受け面を有して上記円環状ボスの端面及
   び上記ハウジングの内端面との間に第１，第２のスラス
   ト軸受を介在させたことを特徴とするスクロール型圧縮
   機。 ２）請求項１）記載のスクロール型圧縮機において、上
   記主軸、駆動ピン及びカウンタウエイトを一体化するこ
   とにより上記主軸と駆動ピンのクランク量を固定し、主
   軸及びこの主軸の他端に固定した電動機の回転子の軸方
   向の支持を上記第２のスラスト軸受を介して上記ハウジ
   ングで行うことを特徴とするスクロール型圧縮機。 ３）請求項１）記載のスクロール型圧縮機において、上
   記可動スクロール部材の板体の一方の面の外周部との間
   で接触スライド可能に上記固定スクロール部材の板体の
   外周部に肉厚の環状部を設け、上記可動スクロール部材
   の板体の他方の面側には上記ハウジングとの間で閉塞さ
   れた中間圧力室を設け、該中間圧力室の圧力は、上記固
   定スクロール部材の板体の他方の面側に形成される吐出
   圧力室を上記固定スクロール部材に設けたオリフィスを
   介して連通させることで維持し、更に上記各構成要素は
   密閉容器内に収められていることを特徴とするスクロー
   ル型圧縮機。 ４）請求項３）記載のスクロール型圧縮機において、上
   記主軸とハウジングとの間にシール材を設けていること
   を特徴とするスクロール型圧縮機。