JPH02271095A - 横置型スクロールコンプレッサ - Google Patents
横置型スクロールコンプレッサInfo
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-
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ンプレッサに関し、さらには、横置型スクロールコンプ
レッサの潤滑油の供給装置に関する。
に構成されているため、軸や旋回スクロールの軸受け、
回転防止装置、スラスト面等への潤滑油は、駆動軸内に
組み込まれた典型的な受動遠心ポンプによって供給され
ている。潤滑油はコンプレッサシェルの底部に配設され
た油だめから軸の底部に開口するポンプへ供給される。
面よりもIフィート程度上方に位置するため、部材の場
所まで潤滑油を供給するには、コンプレッサの半径方向
の加速によって生じる油圧を若干上昇させるだけで十分
であった。このように潤滑油の供給装置が、比較的単純
でかつ受動的な装置とすることができる点が、気密性ス
クロールコンプレッサが縦置型に設計されている主要な
理由である。
は一般に2乃至3である。ちなみに、同容積の典型的な
往復動コンプレッサの高さ/直径比はおよそ1.5であ
る。
重要な要素となっている。空調装置や冷蔵装置、加熱ポ
ンプの高さは、時にその幅や奥行きよりも重要である。
サを、水平方向に配設して作動させれば、大きな効果が
得られることが判明した。
から横置型に変形する際には、その潤滑油の供給装置及
び流路を大きく変える必要がある。
は、これらの部材を完全に油だめに浸漬する必要はない
にもかかられす、潤滑油面下に位置してしまうことにな
る。潤滑油を要する部材は、縦置型コンプレッサでは油
だめ上1フィート程度に位置するのに対し、横置型では
油だめの数インチだけ上方となるが、潤滑油の流路は短
くなり、各々異なる部材にわたるようになる。油だめは
、さらに、モータを冷却したり、潤滑油を導入したりす
るために通常用いられている流路がふさがれ、閂滑油が
排水路に吸い込まれる問題もある。
ンプレッサを提供することにある。
クロールコンプレッサを提供することにある。
サの潤滑油の供給装置を提供することにある。
クロールコンプレッサを以下のように構成する。
ンク軸と、該クランク軸を支持する複数の軸受けと、前
記クランク軸を駆動する手段と、前記旋回スクロールの
旋回運動を制限する回転防止手段と、油だめとを有する
横置型スクロールコンプレッサを、 前記油だめと連通ずるピストンボアと、該ピストンボア
内に往復動するように配設され、前記旋回スクロールと
連動するピストン手段と、前記ピストンボアに連通し、
旋回スクロールの旋回時に前記ピストン手段が前記ピス
トンボア内で往復動し、該往復動によって前記油だめか
ら潤滑油を汲み上げ、前記旋回スクロールと、前記クラ
ンク軸と、前記軸受けに潤滑油を供給する潤滑油分配手
段から構成する。
するか、前記旋回スクロール内に形成する。
向に延在するラジアルピストンボアと、該ピストンボア
内あるいは旋回スクロール内で往復動するように配設さ
れたピストン手段と、潤滑油分配手段と、 前記油だめと前記ピストンボア間に延在し、該ピストン
ボアに潤滑油を供給する吸入供給経路を画定する第一の
流路と、 前記旋回スクロール内の前記ピストンボアと前記潤滑油
分配手段間に配設され、該潤滑油分配手段へ潤滑油を供
給する排出経路を画定する第二の流路から構成され、 前記潤滑分配手段がさらに、前記旋回スクロールと前記
クランク室間を潤滑するために潤滑油を分配する手段か
ら構成する。
サは、従来の縦置型のスクロールコンプレッサの各部材
を水平に配置することで、油だめの長さ及び容積が縮小
される。また、コンプレッサのスクロールや回転防止装
置を油だめの潤滑油面よりも下方に配置し、強制送出潤
滑ポンプを設け、これを駆動するのに旋回スクロールの
動作を利用することにより、潤滑油に新たに遠心力等の
圧力を加えずに、これを汲み上げ、回転防止装置と固定
スクロールの境界面に供給し、さらに旋回スクロールと
クランク軸間の境界面、クランク軸の支持軸受けとクラ
ンク軸及び旋回スクロール間のブシュへと供給分配する
。
ることによって、油だめの長さ及び容積は、縦置型のも
のに比べ縮小される。この時、コンプレッサのスクロー
ルや回転防止装置は、油だめの潤滑油面よりも下方に配
置し、強制送出潤滑ポンプを設け、これを駆動するのに
旋回スクロールの動作を利用する。この潤滑ポンプは、
潤滑油を汲み上げて回転防止装置と固定スクロールと旋
回スクロールの境界面に供給し、さらに旋回スクロール
とクランク軸間の境界面、クランク軸の支持軸受とクラ
ンク軸及び旋回スクロール間のブシュへと供給する。
を参照しながら、好適な実施例において具体的に説明す
る。
式スクロールコンプレッサlOを示す。
の端部I2−!及び12−3は、中間部12−2と溶接
その他の適切な手法により接合されている。シェルI2
内部には、従来どおり固定スクロール部材16、旋回ス
クロール部材I8、オルダム継ぎ手あるいはオルダムリ
ングの形状をとる回転防止装置20、クランク室30、
クランク軸32、クランク軸32に固定されたロータ3
4、ステータ36が配設されている。さらに、クランク
軸32は、その一端が軸受40に支持され、また他端は
軸受け42に支持されると共に、ブッシングもしくは滑
りブロック等の適当な構造物44を挟持して、旋回スク
ロール18のボス18−1に連結されている。さて、上
述の構造は、−船釣な縦置型気密式スクロールコンプレ
ッサの各部材を水平に配置しただけのものである。本発
明では、まず第一に、油だめの取付は位置位置を変更し
て再配置することにより、ステータ36や、クランク室
30、回転防止装置20、旋回スクロール18及び固定
スクロール16が、直接浸漬される必要はないが、その
全体あるいは一部を油だめ50内に配置させる。第二に
クランク軸32もしくは潤滑油取りチューブ(図示せず
)を、シェル部材12−3により画定される油だめまで
延ばす必要がないようにする。この結果、シェル部材1
2−3をクランク軸32の近傍に配置できるためシェル
基及び容積が縮小される。また、クランク軸32が、潤
滑油を遠心ポンプ力で汲み上げる必要がないため、クラ
ンク軸32と軸受け40及び42との協動性を変更して
、クランク軸32の重量に耐えられるようにし、かつ、
各部材を一端の最下部に配置する。
オルダムカップリングをクランク軸に対して往復動させ
る。同様に、旋回スクロール18もオルダムカップリン
グ20に対して往復動させるが、オルダムカップリング
もまた旋回スクロール18の往復動の方向に対して90
°の角度で往復動させる。結果的に、旋回スクロールI
8は、シェル内の固定スクロール等の固定構造に対して
旋回運動することになる。本発明では、この旋回スクロ
ールの動作により強制送出ポンプを駆動させることがで
きる。
まず、旋回スクロール18の最下部を除去することによ
って平面18−2を形成する。旋回スクロール18内の
平面18−2に、拡大経路18−3をこれよりも小径の
ラジアルボア18−4に連通ずるように形成する。平面
18−2は、スプリング23によって斜嵌合するピスト
ン22と係合している。この中空型ピストン2°2は、
第3図に示すように、ピストンシリンダ24内部のボア
24−1内で往復動し、クランク室の一部を形成するが
、第4A図乃至り図に示すように、シェルI2の内部に
溶接その他の適切な手法により固定され、クランク室か
ら分離した構造としても良い。第3図と第4A図乃至り
図との差異は、第3図のピストンシリンダがクランク室
30の一部を形成しているのに対し、第4図のそれは分
離構造となっている点のみであり、第3図において、所
望のボア24−1を、一端に形成されたクランク室30
の縦断面に垂直になるように形成した場合、その動作は
全く同じである。第3図に詳細に示すように、ボア24
−1は、常に吸い込み口と、クランク室30からシリン
ダ24内へ延びるボア30−1とを画定する流体ダイオ
ード26を介して油だめ50と連通している。流体ダイ
オードあるいは流出028を、中空型ピストン22の頭
部に設置して、ピストン22と旋回スクロール18の位
置と連動する拡大経路l8−3を画定ケるようにする。
3と平面18−2との係合点に設定されたP点が、点線
内に示すような、旋回スクロール18の旋回路を表す円
を描くことがわかる。
排出終了/吸い込み開始のストローク状態を表しており
、平面l8−2が流体ダイオードあるいは流出口28で
閉塞され、ボア24−1及びピストン22内の容積は最
小となっている。旋回スクロール18が第4A図から第
4B図の位置へ移動すると、スプリング23は平面18
−2とビス)・ン22との係合を維持して流体ダイオー
ドあるいは流出口28を閉鎖している。この状態で、ボ
ア24−1とピストン22内の容積が増大するため、潤
滑油が油だめ50から流体ダイオード26及び経路30
−1を経由してボア24−1内に流れ込む。旋回スクロ
ール18が、第4B図から第4C図の位置へ移動するに
従って、ボア24−2とピストン22内の容積が増大し
続け、第4図Cは吸い込み終了及び排出開始のストロー
ク状態を表すことになる。さらに、旋回スクロール18
が、第4C図から第4D図の位置へ移動すると、流体ダ
イオードあるいは流出口28が開口状態となり、ボア2
4−1とピストン22内の容積は減少する。このため、
潤滑油は、流体ダイオードあるいは流出028を経由し
て、拡大経路18−3内へと排出される。この時、潤滑
油が一部流体ダイオード26から油だめ50の方へ逆流
するが、この方向に流体ダイオード26を経由する流体
抵抗が増大するため、ボア24−1とピストン22から
の流体の殆どは流体ダイオードあるいは流出口28の方
へ流れる。旋回スクロール18が、さらに第4D図から
第4A図の位置に移動するに従つて、ボア24−1とピ
ストン22内の容積は減少し続け、第4A図の位置に達
するまで潤滑油が流体ダイオードあるいは流出口28か
ら排出され、以上の旋回サイクルが繰り返される。平面
18−2が流体ダイオードあるいは流出口28を弁作用
によって閉鎖するため28の部材は必ずしも流体ダイオ
ードとする必要はない。
ルボア18−5の一端と交差し、アクシャルボアl8−
6に連通している。アクシャルボア(8−5の他端は、
旋回スクロールI8に面した環状溝30−2に連通して
いる。環状溝30−2は、旋回スクロール18の旋回時
には常にボア18−5と連通し、旋回円に相当する大き
さをもつ拡大部を有する。アクシャルボア30−3は、
環状溝30−2の拡大部からラジアルボア30−4に連
通ずる。ラジアルボア30−4は、軸受け42へ延びる
ラジアルボア42−1に連通ずる。アクソヤルボア18
−6は、ブッシングあるいは滑りブロック44を含むア
クシャルボア32−1内に連通ずる。アクシャルボア3
2−1は、ボア18−6及び32−3を常時連通させる
ように旋回円に相当する直径を有する拡大カウンタボア
部32−2を介してアクシャルボア32−3に接続され
る。アクシャルボア32−3は、クランク軸32内に形
成され、その軸長と同じ長さで延在する。
0に連通ずる。
ダムカップリング20との協動作用によって旋回する。
り図に示すように、ピストン22がボア24−1と協動
作し、油だめ50から流体ダイオード26及びボア30
−1を介して潤滑油を汲み上げ、これを流体ダイオード
あるいは流出口28によって拡大経路18−3へと排出
する。次いで、新たに圧力をかけなくても、潤滑油をシ
ェル12内の各部材に十分に供給できる上昇圧で、潤滑
油がラジアルボア18−4へと供給される。特に、ボア
18−4は、アクシャルボア18−5を経由して旋回ス
クロール18とクランク室30間の界面に延在する環状
溝30−2の拡大部へと連通ずる。潤滑油の圧力で、溝
30−2を十分に充たし、かつ旋回スクロール18とク
ランク室30間を潤滑させる。溝30−2に供給された
潤滑油はまたボア30−3内に流入し、ボア30−4及
び42−1を経由して、軸受け42とクランク軸32間
の界面に流入し、この界面に充填された潤滑油によって
、これらの部材を潤滑させる。ボア18−4に供給され
た潤滑油の一部は、ボア18−6を経由してボア32−
1に供給される。旋回スクロール18のボス18−1と
ブッシングあるいは滑りブロック44とを含むクランク
室30のボア32−1により画定される空隙は、このボ
ア32−1に供給された潤滑油で潤滑される。ボア32
−1に供給された潤滑油の一部は、カウンタボア32−
2及びボア32−3並びに32−4を経由して、軸受け
40へ供給される。このようにして、潤滑油を数インチ
汲み上げるだけで、各部材を潤滑させることができ、遠
心圧力をかける必要はない。
ル180によって行われ、そのためピストン122が潤
滑油供給室!24の表面124−1上を滑るように変形
されたポンプ構造を示している。変形を加えていない部
材には、第2図乃至第4図の実施例と同じ参照符号を付
しである。潤滑油供給室124がの内部チャンバ124
−2は、少なくとも1箇所以上に設けられた流入口12
4−3を経由して油だめ50と連通しており、排出口1
24−4及びピストン122頭部内の流体ダイオードも
しくは流出口126を経由してボア!80−3と連通し
ている。第2図乃至第4図の実施例の場合と同様に、ピ
ストン頭部の流体ダイオードもしくは流出口126は、
旋回スクロールの各旋回ごとの排出ストローク中は閉塞
されており、ピストン122及び表面124−1間の少
なくとも一部分は、スプリング23のスプリングバイア
スにより係合されている。旋回スクロール180は、図
では完全に円形に描かれているが、第4図の18−2の
ように平坦面でも構わない。第5A図乃至り図は、第4
A図乃至り図のクランク及びストローク位置に相当する
。第5A図は、排出及び吸入の移行期を示している。ボ
アl 80−3及びピストン122内の容積は最小とな
り、ピストン122はスプリング23により流体ダイオ
ードもしくは流出口126がちょうど排出口124−4
と一致しつつある位置に表面! 24−1でスライド係
合している。ピストンが第5A図から第5B図の位置に
移行するにしたがって、流体ダイオードもしくは流出口
126は排出口+24−4と一致し、ボア180−3と
ピストン122内の容積は増大するため、潤滑油が油だ
め50から吸引され、流入口124.−3、チャンバI
24−2、排出口+24.−4、流体ダイオード12
6を経由して、ボア180−3及びピストン122の内
部に流入する。ピストン22内の流体ダイオード28が
排出口を形成しているの異なり、ピストン122内の流
体ダイオードもしくは流出口126は、吸入口を形成し
ている。ラジアルボアl8−4内の流体ダイオード12
8は、ボア180−3とピストン122内に流入した潤
滑油の、ラインからの逆流を最小限に抑える。ピストン
がさらに第5B図から第5C図の位置に移動すると、流
体ダイオードもしくは流出口126は、排出口124−
4から離れ、吸入ストロークは完了し、ボアl80−3
とピストン122内の容積は最大になる。
るにつれて、潤滑油をボア180−3とピストン+22
の内部から排出ダイオード128を介して、第2図に沿
って前述したように分布する経路18−4の内部への排
出ストロークが開始する。流体ダイオードもしくは流出
口126が表面124−1で閉塞されているため、流体
ダイオードもしくは流出口126による潤滑油の逆流に
抵抗し、加えて、流体ダイオードもしくは流出口126
による閉塞が、排出ストローク中のボア180−3とピ
ストン122内の容積の減少に伴う潤滑油の逆流を完全
に防止する。表面124−1と流出口126間に生じる
弁作用のため、126部は、必ずしも流体ダイオードと
する必要はない。
るにつれて、排出ストロークは完了し、以上のサイクル
が繰り返される。
当する位置にあり、吸入から排出へとストロークが移行
する段階を示している。本変形例では、スプリング23
を必要としない。ピストン222は旋回スクロール28
0の旋回運動に伴って拡大する拡大頭部280−3を有
する。本変形例は、頭部222−1とピストンガイド2
24の直線的な協動作を達成するための平坦部あるいは
平底部分を有するシェル21.2を必要とする。吸入ス
トローク中に油だめ50から吸引された潤滑油は、ピス
トン222の流体ダイオード226から内部チャンバ2
22−3内に流入し、排出ストローク中に、ボア280
−3から流体ダイオード228を経由してラジアルボア
18−4内へ排出される。潤滑油はさらにラジアルボア
18−4から、第2図について前述したように各部材へ
分配される。
ス322−3を用い、弧状シェル312の内部にピスト
ン頭部322−1を補足した、第6図と同じ段階を示す
本発明の第4の変形例である。旋回スクロール380の
旋回運動によってピストン322が動作するように、こ
のピストン322はスプリング23によりシェルI2に
スライド係合している。油だめ50から吸引された潤滑
油は流体ダイオード326を介して吸引ストローク中に
内部チャンバ322−3内に流入し、ボア380−3か
ら流体ダイオード328を介して排出ストローク中にラ
ジアルボア18−4内に排出される。このラジアルボア
18−4に排出された潤滑油は、第2図について既述の
経路で各部材に分配される。
のでなく、特許請求の範囲に述べた本発明の主旨を逸脱
しない範囲での総ての変形例において、実施し得るもの
である。
ルコンプレッサの高さを縦置型のものに比べ十にするこ
とができる。また、油だめがシェルの端部に設けられて
いないため、シェル長も、潤滑油を汲み」二げてクラン
ク軸に供給するのに十分な長さまで縮小できる。さらに
、潤滑油の汲み上げを旋回スクロールの回転と共に行う
ことができるため、クランク軸が遠心ポンプとして作用
せず、遠心ポンプに用いていた経路は、単純化もしくは
取り除かれ、従って製造費用が削減できる。
ロールコンプレッサの端面図、第2図は、第1図の2−
2線から見た、本発明のスクロールコンプレッサの断面
図、 第3図は、第2図の旋回スクロールの底部の拡大図、 第4A図は、第3図の4−4線に沿った断面図、第4B
図乃至り図は、第4A図の位置から旋回スクロールが9
0°ずつ回転移動して再び第4A図の位置に戻る時の旋
回スクロールとポンプの関係を連続的に表した図、 第5A図乃至り図は、第4A図乃至り図に相当する位置
における、本発明の第二の実施例を示す図、 第6図は、第4A図に相当する位置における、本発明の
第三の実施例を示す図、 第7図は、第4C図に相当する位置における、本発明の
第四の実施例を示す図である。 IO−・・横置型スクロールコンプレッサ12・・シェ
ル 16・・・固定スクロール18・・・旋回
スクロール 20・・・回転防止装置22・・・ピスト
ン 23・・・スプリング24・・・ピストンシ
リンダ 26・・・流体ダイオード 28・・・流体ダイオードまたは流出口30・・・クラ
ンク室 32・・・クランク軸40.42・・・軸
受け 50・・・油だめ122・・・ピストン
124・・・潤滑油供給室126・・・流体ダイオード
または流出口180・・・旋回スクロール 212・・・シェル 222・・・ピストン22
4・・・ピストンガイド 226・・・流体ダイオード 280・・・旋回スクロール 312・・・弧状シェル 322・・・ピストン32
6.328・・・流体ダイオード 380・・・旋回スクロール さ♀&6 洟 FIG 6 t−IG 7
Claims (5)
- (1)固定及び旋回スクロールと、クランク室と、クラ
ンク軸と、該クランク軸を支持する複数の軸受けと、前
記クランク軸を駆動する手段と、前記旋回スクロールの
旋回運動を制限する回転防止手段と、油だめとを有する
横置型スクロールコンプレッサにおいて、 前記油だめと連通するピストンボアと、 該ピストンボア内に往復動するように配設され、前記旋
回スクロールと連動するピストン手段と、前記ピストン
ボアに連通し、旋回スクロールの旋回時に前記ピストン
手段が前記ピストンボア内で往復動し、該往復動によっ
て前記油だめから潤滑油を汲み上げ、前記旋回スクロー
ルと、前記クランク軸と、前記軸受けに潤滑油を供給す
る潤滑油分配手段 から構成されることを特徴とする横置型スクロールコン
プレッサ。 - (2)前記ピストンボアが、前記クランク室内に形成さ
れることを特徴とする請求項第1項に記載の横置型スク
ロールコンプレッサ。 - (3)前記ピストンボアが、前記旋回スクロール内に形
成されることを特徴とする請求項第1項に記載の横置型
スクロールコンプレッサ。 - (4)油だめにより画定されるシェルと、固定及び旋回
スクロールと、クランク室と、クランク軸と、回転防止
手段と、前記クランク軸により支持される複数の軸受け
と、潤滑装置を有する横置型スクロールコンプレッサに
おいて、 前記クランク室内に形成され、前記シェルから垂直上方
向に延在するラジアルピストンボアと、該ピストンボア
内で往復動するように配設されたピストン手段と、 潤滑油分配手段と、 前記油だめと前記ピストンボア間に延在し、該ピストン
ボアに潤滑油を供給する吸入供給経路を画定する第一の
流路と、 前記旋回スクロール内の前記ピストンボアと前記潤滑油
分配手段間に配設され、該潤滑油分配手段へ潤滑油を供
給する排出経路を画定する第二の流路から構成され、 前記潤滑油分配手段がさらに、前記旋回スクロールと前
記クランク室間を潤滑するために潤滑油を供給する手段
を有することを特徴とする、横置型スクロールコンプレ
ッサ。 - (5)油だめを画定するシェルと、固定及び旋回スクロ
ールと、クランク室と、クランク軸と、回転防止手段と
、前記クランク軸により支持される複数の軸受けと、潤
滑装置を有する横置型スクロールコンプレッサにおいて
、 前記旋回スクロール内に形成され、前記シェルから垂直
上方向に延在するラジアルピストンボアと、 該ピストンボア内で往復動するように配設されたピスト
ン手段と、 潤滑油分配手段と、 前記油だめと前記ピストンボア間に延在し、該ピストン
ボアに潤滑油を供給する吸入供給経路を画定する第一の
流路と、 前記旋回スクロール内の前記ピストンボアと前記潤滑油
分配手段間に配設され、該潤滑油分配手段へ潤滑油を供
給する排出経路を画定する第二の流路から構成され、 前記潤滑油分配手段がさらに、前記旋回スクロールと前
記クランク室間を潤滑するために潤滑油を供給する手段
を有することを特徴とする、横置型スクロールコンプレ
ッサ。
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