JPH09112458A

JPH09112458A - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JPH09112458A
Application number: JP27105595A
Authority: JP
Inventors: Masao Shiibayashi; 椎林正夫; Kenji Tojo; 東條健司; Takao Mizuno; 水野隆夫; Mitsuhiro Okada; 岡田光弘; Mutsunori Matsunaga; 松永睦憲; Isao Hayase; 功早瀬
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1995-10-19
Publication date: 1997-05-02

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、密閉形スクロール圧縮機に
おいて、従来技術におけるスクロール圧縮機の性能低下
と信頼性の低下を解決することにある。【解決手段】旋回スクロールの背面側の背圧室３６と
主軸１４側上部周辺部の高圧油圧室とをシ−ルするシ−
ル手段３４を旋回スクロール軸受部３２を有する旋回ボ
ス部６ｃの先端面に対向したフレ−ム１１の内周面に備
え、旋回スクロールの軸方向移動及び傾動に拘りなく該
シ−ル手段を除いて、旋回ボス部の先端面と上記フレ−
ム内周面とに軸方向隙間を有する構成とし、圧縮機の性
能を大幅に向上し、圧縮機の信頼性も改善する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍空調用・冷蔵
庫用等の冷媒用圧縮機として用いられる密閉形スクロー
ル圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術のスクロール圧縮機は，特開昭
５９−１４１７８３号や特開昭６２−７５０９４号で開
示されているように、スクロール圧縮機構部で圧縮され
た冷媒ガスは、上部の吐出室から連通路を介して電動機
室に至る。次いで冷媒ガスは、電動機の周囲を通って、
圧縮機の吐出管から外部に流出する。旋回スクロールの
鏡板背面部の背圧室には軸受部から排出された潤滑油が
溜められやすい構造となっているものの、自転防止機構
であるオルダム機構部の摺動部のキー溝部では、油がた
めることのできない構造となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の前記例にお
いては、背圧室には軸受部から排出された潤滑油が溜ま
っているため、旋回スクロールの旋回運動や背圧室内の
バランスウェイトによる回転によってその空間内での油
撹拌損失が生じることになる。また、自転防止機構であ
るオルダム機構部の摺動部では、圧縮機停止時には油が
きれて再起動時における油量不足が生じる。この油量不
足によるオルダム機構部の摺動部の潤滑性能が損なわれ
るとともにかじり現象や焼き付きが発生する等の信頼性
が低下する課題がある。

【０００４】本発明は上記のような圧縮機の性能低下や
信頼性低下等を解決したスクロール圧縮機を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、旋回スクロ
ールの鏡板背面にある背圧室と主軸側上部周辺部の高圧
油圧室とをシールするシール手段を旋回スクロール軸受
部を有する旋回ボス部の先端面とこれに対向したフレー
ムの直径方向中央部の端面との間に備え、旋回スクロー
ルの軸方向移動及び傾動に拘りなく該シール手段のシー
ル部を除いて、旋回ボス部の先端面と上記フレーム中央
部の端面との間とに軸方向隙間を有することを特徴とし
ている。また、旋回スクロールの旋回運動に伴う遠心力
を相殺するバランスウェイトをフレーム下側の電動機室
側の主軸に配置している。

【０００６】上記シール手段としては、旋回スクロール
軸受部を有する旋回ボス部の先端面に対向したフレーム
中央部の端面に油溜め機能を有した環状溝を備え、該環
状溝内に弾性支持された環状の金属製あるいは樹脂製の
シールリングを装着し、該シールリング高さより少なく
とも上記環状溝の溝深さを大きく設定することが一例と
して考えられる。また、該シール手段として、上記環状
溝内に、弾性支持可能な弾性部材を内部に充填し外表面
を耐摩耗性部材で被覆した環状のシールリングを装着す
る構成も考えられる。

【０００７】さらに、旋回スクロールの鏡板背面とフレ
ームとで形成される空間を、旋回スクロールの鏡板背面
のフレーム側軸方向移動を規制する環状のフレーム台座
部によって旋回ボス部周辺の背圧室とフレーム台座部よ
り外側にあってオルダム機構部を備えたオルダム室とに
区画し、該背圧室とオルダム室を連通する溝を上記フレ
ーム台座部の上端面に形成し、該連通溝の底面を該フレ
ーム台座部の外側のオルダム室底面の位置より上方位置
に設定することを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明の作用を図１から図１５をもとにして説
明する。図１において、旋回スクロール６の旋回運動に
伴う遠心力を相殺する第１バランスウェイト９ａをフレ
ーム１１下側の電動機室１ｂ側の主軸１４に配置してい
るため、その空間は冷媒ガス域であり、その空間内が油
の雰囲気でないことによって上記した該バランスウェイ
ト９ａの回転による撹拌損失が大幅に減少できる。

【０００９】図４に示すように、旋回スクロールの鏡板
背面にある背圧室３６と主軸側周辺部の高圧油圧室４１
とをシールするシール手段３４をフレーム端面１１ｃに
備えているため、高圧油圧室４１から背圧室３６への油
の流入を阻止もしくは従来機に対して大きく減少でき
る。軸受隙間から流出した油の、背圧室３６内部への流
入を極力阻止するため、該空間３６の油溜り現象が回避
される。また、油が微量であれば撹拌損失がおこらなく
なるものである。また、その微量の油は、オルダム室５
１へ移動し、オルダム摺動部での油潤滑に供され、かつ
オルダムキー溝部に油が溜ってその周辺部での潤滑が確
実に行われ、その部分での摺動性能が改善されひいては
摺動損失が低減する。

【００１０】また、旋回スクロール６の軸方向移動及び
傾動に拘りなく該シール手段のシール部を除いて、図４
に示すように、旋回ボス部６ｃの高さＬｍに対してフレ
ーム台座部１１ｆから中央端面の深さＬｆを、Ｌｆ＞Ｌ
ｍの寸法関係としているので、旋回スクロールからフレ
ーム側に移動しても、旋回ボス部６ｃの先端面６ｎと上
記フレーム端面１１ｃとに軸方向隙間δｃを確保できる
ので、上記先端面６ｎを傷つけることがなくなる。この
ことは、先端面６ｎの傷によりシール部３４のシール面
が損傷するのを回避でき、シール機構部の長寿命化と信
頼性向上が図れる。

【００１１】すなわち、旋回軸受部を内側に有する旋回
ボス部の軸方向高さＬｍに対してフレーム台座部から中
央端面までの深さＬｆを、上記のＬｆ＞Ｌｍの寸法関係
とし、旋回スクロールの鏡板背面部の軸方向の動きを上
記フレーム台座部の上端面部で規制している構成として
いる。

【００１２】図７に示した環状溝内の弾性支持可能な弾
性部材３４ｆは、シール性の向上を図ることが出来る。
図４及び図５において、旋回スクロール６の鏡板６ａ背
面とフレーム１１とで形成される空間を、旋回スクロー
ル６の鏡板背面を支える環状のフレーム台座部１１ｆに
よって旋回ボス部６ｃ周辺の背圧室３６とフレーム台座
部１１ｆより外側にあってオルダムリング３８を備えた
オルダム室５１とに区画し、該背圧室３６とオルダム室
５１を連通する溝１１ｍを上記フレーム台座部１１ｆの
上端面に形成するも、該連通溝１１ｍの底面がオルダム
リング３８のオルダムリング本体部３８ａの下端面の位
置より深くしないようにするものである。

【００１３】すなわち、上記連通溝１１ｍの底面は上記
フレーム台座部１１ｆの外側のオルダム室５１の底面１
１ｐに対して上方の位置にあるようになっている。この
ような構成により、該連通溝１１ｍの底面は微小な突起
部５９を構成することになり、前記鏡板支持座１１ｆの
外周部となるオルダム室が油溜め部としての機能を有す
ることになる。このため、圧縮機が停止されてもその部
分には油がのこっており、特に自転荷重の作用するオル
ダムキー溝部５７ａには常に油が有る。そして、圧縮機
の再起動時においては、従来機のような油量不足が生じ
ることがなくなる。また、油量不足によるオルダム機構
部の摺動部の潤滑性能が損なわれることも解消され、そ
のオルダム機構部の信頼性が向上できる。

【００１４】一方、シール手段としては、図１４と図１
５に示すように、フレーム端面１１ｃに環状溝３３を備
え、該環状溝３３内に、弾性支持可能な弾性部材７１
ｂ，７３ｂを内部に充填し外表面を耐摩耗性部材７１
ａ，７３ａで被覆した環状のシールリング７１，７３を
装着することで、シール機構部の部品点数の削減と簡便
化が図れ、コスト低減ができる。

【００１５】また、本構造では、従来機の側部空間から
吸入室５ｆへの高温の油漏れ作用を防止できるので、吸
入室５ｆにおける吸入ガスの内部加熱量を軽減できる。
このため、吸入ガスの内部加熱量低下による体積効率の
向上と撹拌損失低減によって、全断熱効率の向上が大幅
にはかれる。また、この効果と作用は、軸受油量が増加
して吸入ガスの内部加熱量が増加する高圧力比域での運
転条件において顕著となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１から図１
７にわたって示す。図１と図２に示すように、密閉容器
２内の上方に圧縮機部１００が、下方に電動機部３が収
納されている。そして、密閉容器２内は上部室１ａ（吐
出室）と電動機室１ｂ、１ｃとに区画されている。圧縮
機部１００は固定スクロール５と旋回スクロール６を互
に噛合せて圧縮室８を形成している。固定スクロール５
は、円板状の鏡板５ａと、これに直立しインボリュート
曲線あるいはこれに近似の曲線に形成されたラップ５ｂ
とからなり、その中心部に吐出口１０、外周部に吸入口
１６を備えている。

【００１７】フレーム１１は中央部に軸受部を形成し、
この軸受部に回転軸１４が支承され、回転軸先端の偏心
軸１４ａは、上記旋回スクロール６のボス部６ｃに相対
的な回転運動が可能なように挿入されている。またフレ
ーム１１には固定スクロール５が複数本のボルトによっ
て固定され、旋回スクロール部材６は、図３に示すよう
に、オルダムリング部とオルダムキー部とからなるオル
ダムリング３８によってフレーム１１に支承され、旋回
スクロール６は固定スクロール５に対して、自転しない
で旋回運動をするように形成されている。回転軸１４に
は下部に、ロータ３ｂに固定された電動機軸１４ｂが一
体に連設され、電動機部３が直結されている。

【００１８】固定スクロール５の吸入口１６には密閉容
器２を貫通して垂直方向の吸入管１７が接続され、吐出
口１０が開口している上部室１ａは通路１８（１８ａ，
１８ｂ）を介して上部電動機室１ｂと連通している。吸
入口１６には逆止弁部１５が設けられる。この上部電動
機室１ｂは電動機ステータ３ａと密閉容器２の側壁２ａ
との間の通路２５を介して下部電動機室１ｃに連通して
いる。１５は逆止弁部である。また上部電動機室１ｂは
密閉容器２を貫通する吐出管２０に連通している。な
お、２２は密閉容器底部の油溜りを示す。潤滑油２２ａ
は，密閉容器２の下部に油溜り２２として溜められる。

【００１９】回転軸１４の上端は偏心軸部（クランクピ
ン）１４ａを備え，該偏心軸部１４ａが旋回スクロール
６の鏡板６ａのボス部６ｃ内の旋回軸受３２を介して，
スクロール圧縮要素部である旋回スクロール６と係合し
ている。回転軸１４には，各軸受部への給油を行なうた
めの偏心縦孔１３が回転軸１４の下端から上端面まで形
成される。２３は，回転軸１４の下端と底部油溜り２２
を連絡する揚油管である。偏心軸部１４ａの下部には，
主軸１４のつば部１４ｍの支持も兼ねる主軸受（スラス
ト鍔付きすべり軸受タイプ）４０があり、その外周部に
は、旋回スクロールの鏡板背面にある背圧室３６と主軸
側周辺部の高圧油圧室４１とをシールするシール手段３
４をフレーム端面１１ｃに備えている。

【００２０】なお、旋回スクロール６の旋回運動に伴う
遠心力を相殺する第１バランスウェイト９ａをフレーム
１１下側の電動機室１ｂ側の主軸１４に固定して配置し
ている。

【００２１】潤滑油２２ａの油溜り２２内に浸漬された
揚油管２３の下端は高圧の吐出圧力Ｐｄを受けている。
容器底部の油溜り２２中の潤滑油２２ａは，偏心縦孔１
３内の遠心ポンプ作用により、該偏心縦孔１３内を上昇
する。なお、旋回軸受３２及び主軸受（すべり軸受４
０）のまわりは，前記シール手段３４にて、旋回鏡板６
ａに設けた細孔６ｄ（図４参照）により圧縮途中の圧力
である中間圧力Ｐｍの状態にある背圧室と隔絶されてい
るため，概略吐出圧力の雰囲気にある。

【００２２】偏心縦孔１３内を上昇した潤滑油２２ａ
は，主軸受４０及び旋回軸受３２へ給油される。それら
軸受部３２、４０に給油された一部の油は，シール手段
３４を通って、背圧室３６に流入する。なお、背圧室３
６に流入した油は、図５に示すように、連通路用溝１１
ｍを介してオルダム室５１に流入し、オルダムリング部
３８周辺部を潤滑する。また、その微量の油の一部は、
旋回鏡板外周部から鏡板摺動面５ｋを通って吸入室５ｆ
へもれ、吸入冷媒ガスと混合する。

【００２３】一方、背圧室内部の油は、背圧孔６ｄを介
して圧縮室８にも流出する。圧縮室８に至った油は，冷
媒ガスとともに加圧され，吐出口１０を介して固定スク
ロール５上方の吐出室１ａさらに電動機室１ｂへと移動
する。この吐出室１ａと電動機室１ｂとで主に冷媒ガス
と油は分離され，油は密閉容器２の下部の油溜り２２に
落下し，再び各摺動部に供給される。このような油の流
れとすることにより、圧縮機各部での潤滑が確実に行わ
れる。

【００２４】図１において、圧縮機の効率向上に効果の
ある主な構造は、（１）旋回ボス部背面のシール構造、
（２）バランスウェイト外置き構造、（３）フレーム溝
１１ｍなどの旋回スクロール鏡板外周部の油封じ込み防
止構造、（４）モータの下方に下軸受４４を配置した構
造等である。

【００２５】項目（１）の「旋回ボス部背面のシール構
造」は、旋回スクロールボス部の背面部にシールリング
を配置し、主軸内を通って軸受部に供給された油が背圧
室を介して、オルダム室５１に流入するのを極力防止
し、撹拌損失を減らした構造である。

【００２６】その項目（１）と項目（２）、（３）は、
従来機に対してさらに油撹拌防止を狙った構造となる。
また、項目（４）は、下軸受部４４に自動調心球面ガイ
ド軸受４４ａを適用し、主軸１４と主軸受部４０及び下
軸受部４４との強い片当たりを防止している。尚図中実
線矢印は冷媒ガスの流れ方向、破線矢印は油の流れ方向
を示す。

【００２７】図１において、主軸１４は、鍔付きすべり
軸受部４１の鍔付き部で支えられている構成となってい
るが、仮に主軸が上方向に移動したときには、主軸段付
き部１４ｍの上端面が旋回ボス端面（シール面）６ｎに
接触して傷つけないように、主軸１４は、その偏心軸１
４ａの上端面が旋回ボス底面６ｐ好ましくは突起部に先
に当接するように設定されている。主軸１４のスラスト
移動量は、偏心軸１４ａの上端面と旋回ボス底面６ｐと
の軸方向隙間で決まるようにしており、その隙間は、主
軸の段付き部１４ｍの上端面と旋回ボス端面（シール
面）６ｎとの隙間より小さく設定している。

【００２８】図２は、フレーム１１の平面図である。図
４は、フレーム１１とシール手段３４の周辺部の構造を
示す部分縦断面図である。中央部の主軸１４を支持する
フレームの中間上方部に旋回スクロールの鏡板部の背面
部を支える鏡板支持座１１ｆを形成し、旋回スクロール
の自転防止部材としてオルダムリング本体部３８ａとオ
ルダムキー部３８ｂとからなるオルダムリング３８を旋
回スクロール６とフレーム１１との間に配置する。オル
ダムリング本体部３８ａが軸方向に対向するフレーム台
座面１１ｐがある。図４において、旋回スクロールの鏡
板背面にある背圧室３６と主軸側周辺部の高圧油圧室４
１とをシールするシール手段３４をフレーム中央部端面
１１ｃに備えている。

【００２９】軸受隙間から流出した油が、シール手段３
４にて背圧室３６内部への流入を極力阻止されるも、仮
に油が微量混入されたとしても、その油は、オルダム室
５１へ移動し、オルダム摺動部での油潤滑に供される。
また、旋回スクロール６の数十ミクロンという軸方向移
動及び傾動に拘りなく該シール手段のシール部を除い
て、旋回ボス部６ｃの先端面６ｎと上記フレーム内周面
１１ｃとに軸方向隙間δｃを確保している。すなわち、
フレーム台座部１１ｆの高さＬｆ寸法に対して旋回ボス
部高さＬｍ寸法を数百ミクロン小さく設定している。実
用的には、軸方向隙間δｃ＝０．３ｍｍから０．５ｍｍ
前後の隙間となる。このことで、上記先端面６ｎを傷つ
けることがなくなり、シール部３４のシール面をも損傷
を回避でき、シール部機構の長寿命化と信頼性向上が図
れる。

【００３０】図４及び図５において、旋回スクロールの
鏡板６ａの背面とフレーム１１とで形成される空間を、
旋回スクロールの鏡板背面のフレーム側軸方向移動を規
制する環状のフレーム台座部１１ｆによって、旋回ボス
部６ｃの周辺の背圧室３６と、フレーム台座部より外側
にあってオルダム機構部を備えたオルダム室５１とに区
画し、該背圧室とオルダム室を連通する溝１１ｍを上記
フレーム台座部の上端面に形成するも、該連通溝１１ｍ
の底面を該フレーム台座部１１ｆの外側のオルダム室５
１の底面１１ｐの位置より上方位置に設定している。

【００３１】すなわち、上記連通溝１１ｍの底面は上記
オルダム室５１の底面１１ｐに対してＬ４寸法分突起し
た構造としている。図中δO は、底面１１ｐとオルダム
リング部下面との微小隙間である。このような構成によ
り、該突起部５９にて、前記鏡板支持座１１ｆの外周部
となるオルダム室を油溜め部としての機能を有すること
になる。また、必然とオルダムキー溝部５７ａにも油が
たまることになる。また、オルダム室５１に溜った油２
２ａがオルダムリング本体部３８ａの往復移動にともな
い周辺部に飛散し、油滴２２ｃとなって背圧室及びオル
ダム室５１の摺動部の潤滑に供される。

【００３２】なお、旋回スクロールの鏡板は、図５に示
すように、固定スクロール鏡板面とフレーム台座部１１
ｆの上端面とによって数十ミクロンの微小隙間δｈ（背
面隙間）でもってはさまれており、通常は、この隙間
は、旋回鏡板の背面側にある。その微小隙間δｈは、前
述した軸方向隙間δｃに対して約１／１０の大きさにな
っている。６ｍは、旋回スクロール側のオルダムキー溝
部である。

【００３３】図６及び図７はシール手段３４のシールリ
ング部３４ａの平面図と縦断面図である。該シールリン
グ部３４ａは、鋳鉄製、アルミ製あるいはフッ素樹脂材
料系統の材料でよい。図７は、シールリング３４ａの作
動を確実になさしめるため、シールリング３４ａの背部
にバックアップリング３４ｆを付加した構造を示す。該
バックアップリングは、例えば、バネ用ステンレス鋼帯
の材質で、板厚が０．２ｍｍ前後でリングの自由高さが
１ｍｍ前後の波板状で環状に形成してよい（図示省
略）。

【００３４】図８は、熱膨張によるクリープ変形を避け
るため、樹脂性リング３４ｂに斜めカットの初期隙間
（例えば数十ミクロンの微小隙間）Ｌ８を設けた実施形
態である。

【００３５】図９（Ａ）、（Ｂ）及び図１０は、同様
に、熱膨張によるクリープ変形を避けるため、樹脂性リ
ング３４ｃに階段状のカット（切り込み部）を設け、そ
の周方向の初期隙間（例えば数十ミクロンの微小隙間）
Ｌ９を設けた実施形態である。図９（Ａ）はシール手段
３４のシールリング部３４ｃを示す。該シールリング部
３４ｃは、鋳鉄製、アルミ製あるいはフッ素樹脂材料系
統の材料でよい。図９は、熱膨張によるクリープ変形を
避けるため、樹脂製リング３４ｃに段階状カット３４ｈ
と、その周方向に初期隙間（例えば数十ミクロンの微小
隙間）Ｌ９を設けている。このＬ９を「合い口隙間」と
呼ぶ。段階状のカット（切り込み部）を設けることによ
って、該シールリング３４ｃの内側に内圧が作用する
と、図９（Ａ）の破線で示すように、ΔＬ寸法分ふくら
み、合い口隙間Ｌ９が大きくなるとともに、外周面３４
ｍが環状溝の外周面３３ｍに密着してシール性が向上す
る。このΔＬ寸法分と変形後の合い口隙間Ｌ９’とは、
次の関係がある。

【００３６】Ｌ９’＝Ｌ９＋２×３．１４×ΔＬ・・・・（１）上下の合い口隙間の空間３４ｘをシールするのは、周方
向シール部３４ｈの直線部（曲線部）となる。そのシー
ル長さＬ１４は、実用的にシール幅Ｌ１、シール高さＨ
１の約１．５倍以上から２倍前後のシール長さとなる。
結果的にＬ９’＝０．２以下になるように、環状溝の大
きさ、シールリング外径などが決められよう。このよう
に、樹脂性シール手段３４例えば、テフロン系統の軟質
樹脂製シールリングを設けることにより、シール性能を
確保して、シールリング溝部の周辺部の寸法精度を緩和
できる効果がある。

【００３７】周方向の隙間として、実験的に、Ｌ８＝Ｌ
９＝０〜０．１ｍｍがシール性能的に良好である。樹脂
製リング３４ｃの段階状カット（切り込み部）を設けた
ものは、周方向の隙間を微小隙間にカットした帯状のシ
ールリングとすることで、図９（Ｂ）の実線矢印に示す
ように、微小な圧力差でも、帯状のシールリングは周方
向と径方向の二方向に微動して、該リング溝３３の外周
面３３ｍの全周域に密着できるようになり、起動初期の
微小差圧であっても、上記した作動によってその部分の
シール性能が発揮できるものである。その効果が、後述
の図１７の圧縮機起動時のＰｍの変化としてあらわれて
いるものである。

【００３８】また、図６に示した環状リング３４ａの構
造は、図１６に示すように、冷媒を封入後において、圧
縮機起動時での中間圧力Ｐｍが吐出圧力Ｐｄと同じ圧力
レベルとなるような異常に高い圧力になるときがある。
これは、始動時に、環状リング３４ａがリング溝部３３
に入っているとき、周囲の圧力がほぼ同等なのでリング
溝３３の中心に対して、偏心した位置に移動し、偏心す
ることでシール性能が低下し、吐出圧力の冷媒ガスと油
が侵入するためである。

【００３９】一方、樹脂性リング３４ｃに階段状のカッ
ト（切り込み部）を設けたものは、図１７に示すよう
に、上記した圧縮機起動時での中間圧力Ｐｍが吐出圧力
Ｐｄとおなじ圧力レベルとなるような異常に高い圧力に
はならないで、時間にたいして単純減少の圧力変化を示
す。

【００４０】周方向の隙間を微小隙間にカットした帯状
のシール手段３４ｂ，３４ｃとすることで、微小な圧力
差でもシール手段３４ｂ，３４ｃが、該リング溝３３の
外周面３３ｍ（例えば、図１０、図１２参照）の全周域
に密着できるようになり、起動初期からその部分のシー
ル性能が発揮できるものである。中間圧力Ｐｍが低い
と、両スクロールの鏡板部であるスラスト摺動面での背
圧によるスラスト荷重がちいさくなり、起動時での機械
損失低減が図れる。このように、圧縮機の起動時、過渡
時を考慮すると、周方向にカットした帯状のシール手段
を用いるのがより得策で上記した効果のあることが実験
的に確認されている。

【００４１】なお、図１０において、シールリング３４
ｃの外周部隙間Ｌ１０は、シールリング溝外径Ｄｃに対
して（１〜２）／１０００の比率以下がシール性能面で
良好である。たとえば、一例として、Ｄｃ＝５９ｍｍの
場合にはＬ１０＝０．０８ｍｍ前後の微小隙間になる。

【００４２】図１１乃至図１５は、シールリング部の周
辺部を示す部分断面図である。図１１は、シール手段３
４として、シールリング３４ｅの内側に切欠き７８を設
け、シール面６ｎでのスラスト力の低下を狙っている。
なお、４１は主軸側の高圧側油圧室である。シール面６
ｎの面粗さは１ｓ（もしくは、０．５ミクロン前後）以
下が適正である。シールリング３４ｅが如何なる場合も
旋回スクロールの軸方向移動や傾動によって、該シール
リング３４ｅが押しつぶされないように該シールリング
３４ｅの高さＨ１より少なくとも上記環状溝３３の溝深
さＨ２を大きく設定している。具体的には、（Ｈ２ーＨ
１）＞Ｈ３の寸法関係となるようにしている。なお、Ｈ
３は図７に示すように、バックアップリング３４ｆの圧
縮時の最小高さである。Ｈ３＝０．５ｍｍ前後にした場
合、δｃ＝０．３ｍｍのとき、如何なる場合でもδｍ＞
０．８ｍｍとなるようにリング溝３３の深さＨ２を設定
する。

【００４３】図１２は、シールリング３４ｇの断面をリ
ップ形状にして、くびれ部３４ｇの先端部を高圧側油圧
室４１に向かせて該くびれ部３４ｇの弾力性をもたせ、
シール性能の向上を狙っている。図１３は、シールリン
グ３４ａの外側面にＯリングによるシール構造を付加し
たシール手段の実施形態である。この場合、シールリン
グ３４ａの材料は鋳鉄性など金属性材料が適正である。

【００４４】その他のシール手段の実施形態として、図
１４及び図１５に示すように、フレーム中央端面１１ｃ
に環状溝３３を備え、該環状溝３３内に、軸方向に伸び
縮みできる弾性支持可能な弾性部材（弾性体）７１ｂ，
７３ｂを内部に充填し外表面を耐摩耗性部材７１ａ，７
３ａで被覆した環状のシールリング７１，７３を装着し
た構造がある。

【００４５】図１４は、断面が円形状のもので、シール
点は、８１（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ）と４箇
所となる。これらのシール点８１は、接触面圧の極大化
をねらっている。

【００４６】一方、図１５は、長円もしくは楕円形状の
シールリングで、シール点は、８２（８２ａ，８２ｂ，
８２ｃ）と３箇所となる。これらの構造により、シール
機構部の部品点数の削減と簡便化が図れ、コスト低減が
できる。図１５に示すように、主軸受４０から流出した
油は、油圧室４１に至り、さらに、横孔３７とパイプ６
０を介して再び電動機室１ｂに戻す油経路をたどること
になる。この油通路３７，６０とシール部８１，８２へ
ながれる油通路と別経路とすることで、上記フレーム内
周面１１ｃに設けた環状溝３３の内部には常時油がため
られ、圧縮機の起動時においても油が保持しているので
油によるシール効果が得られる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば次の効果がある。

【００４８】（１）旋回スクロール６の数十ミクロンの
軸方向移動及び傾動に拘りなく該シール手段のシール部
を除いて、旋回ボス部６ｃの先端面６ｎと上記フレーム
中央端面１１ｃとに軸方向隙間δｃを確保できるので、
上記先端面６ｎを傷つけることがなくなり、シール部３
４のシール面の損傷を回避でき、シール部機構の長寿命
化と信頼性向上が図れる。

【００４９】（２）連通溝１１ｍの底面部は上記フレー
ム台座面１１ｐに対して突起した構造となるため、該突
起部５９にて、前記鏡板支持座１１ｆの外周部となるオ
ルダム室を油溜め部としての機能を有することになる。
このため、圧縮機が停止されてもその部分には油がのこ
っており、特に自転荷重の作用するオルダムキー溝部５
７ａには常に油が有る。このため、圧縮機の再起動時に
おいては、従来機のような油量不足が生じることがなく
なり、油量不足によるオルダム機構部の摺動部の潤滑性
能が損なわれることも解消され、そのオルダム機構部の
信頼性が向上できる。

【００５０】（３）上記項目の効果と併せて、オルダム
摺動部の潤滑性能の向上とうによって圧縮機の性能と信
頼性を大幅に向上でき、年間を通して空調機の消費電力
が大きく低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る密閉形スクロール圧縮機の一実施
形態の全体縦断面図

【図２】前記密閉形スクロール圧縮機のフレーム部の平
面図

【図３】前記密閉形スクロール圧縮機のオルダムリング
部の斜視図

【図４】前記密閉形スクロール圧縮機の上部断面図で、
（Ａ）はフレーム部にシール手段を組み込んだ部分断面
図、（Ｂ）はその要部断面図

【図５】前記密閉形スクロール圧縮機のオルダム室周辺
部の構造を示す部分縦断面図

【図６】前記密閉形スクロール圧縮機のシールリングの
平面図

【図７】前記密閉形スクロール圧縮機のシールリングの
断面図

【図８】前記密閉形スクロール圧縮機のシールリングの
カット部の一例を示す図

【図９】前記密閉形スクロール圧縮機のシールリングの
カット部の他の例を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）
は要部拡大斜視図

【図１０】図９のシールリングのカット部の断面図

【図１１】シールリングにバックアップリングを取り付
けた一例の部分断面図

【図１２】シールリングにバックアップリングを取り付
けた他の例の部分断面図

【図１３】シールリングにバックアップリングを取り付
けた他の例の部分断面図

【図１４】シールリングにバックアップリングを取り付
けた他の例の部分断面図

【図１５】シールリングにバックアップリングを取り付
けた他の例の部分断面図

【図１６】シールリング３４ａを組付けたときの圧縮機
起動時におけるサイクル圧力変化を示す説明図

【図１７】シールリング３４ｃを組付けたときの圧縮機
起動時におけるサイクル圧力変化を示す説明図

【符号の説明】

２：密閉容器６：旋回スクロー
ル５：固定スクロール５ａ，６ａ：スク
ロール鏡板部１８：連通路１４：主軸（クラン
ク軸）４０：主軸受３８：オルダムリン
グ（オルダム機構部）５１：オルダム室３６：背圧室３４：シール手段１１：フレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡田光弘静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所空調システム事業部内 (72)発明者松永睦憲静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所空調システム事業部内 (72)発明者早瀬功静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所空調システム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉容器内に、スクロール圧縮機部と電
動機を主軸を介して連設して収納すると共に、密閉容器
室をフレームにて上下室に区画し、スクロール圧縮機部
は、円板状鏡板に渦巻状のラップを直立する固定スクロ
ール及び旋回スクロールを、ラップを内側にしてかみ合
せ、旋回スクロールを主軸に連設する偏心軸部に係合
し、旋回スクロールを自転することなく固定スクロール
に対し旋回運動させ、固定スクロールには中心部に開口
する吐出口と外周部に開口する吸入口を設け、吸入口よ
りガスを吸入し、両スクロールにて形成される圧縮空間
を中心に移動させ容積を減少してガスを圧縮し、吐出口
より圧縮ガスを密閉容器室に吐出し、さらに、吐出管を
介し機外に吐出するスクロール圧縮機において、旋回ス
クロールの鏡板背面にある背圧室と主軸側上部周辺部の
高圧油圧室とをシールするシール手段を旋回スクロール
軸受部を有する旋回ボス部の先端面とこれに対向したフ
レーム中央部の端面との間に備え、旋回スクロールの軸
方向移動及び傾動に拘りなく該シール手段のシール部を
除いて、旋回ボス部の先端面とこれに対向しフレーム中
央部端面とに軸方向隙間を有することを特徴とするスク
ロール圧縮機。
【請求項２】旋回スクロールのフレーム側への軸方向
移動を旋回スクロールの鏡板背面部をフレーム台座部に
当接させる事により規制し、旋回スクロールの旋回ボス
部先端面と鏡板背面部との軸方向距離Ｌｍに対し、フレ
ーム台座部とフレーム中央部端面との軸方向距離Ｌｆ
を、Ｌｆ＞Ｌｍの寸法関係とたことを特徴とする請求項
１記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】前記シール手段として、旋回スクロール
軸受部を有する旋回ボス部の先端面に対向したフレーム
中央部の端面に環状溝を備え、該環状溝内に弾性支持さ
れた環状のシールリングを装着し、該シールリング高さ
より少なくとも上記環状溝の溝深さを大きく設定したこ
とを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】請求項１記載のシール手段として、旋回
スクロール軸受部を有する旋回ボス部の先端面あるい
は、これに対向したフレーム中央部の端面に環状溝を備
え、該環状溝内に弾性支持された環状の樹脂性シールリ
ングを装着し、該シールリングが周方向に微小隙間を設
定したことを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮
機。
【請求項５】請求項１記載のシール手段として、旋回
スクロール軸受部を有する旋回ボス部の先端面に対向し
たフレーム中央部の端面に環状溝を備え、該環状溝内に
バックアップリングにより弾性支持された環状のシール
リングを装着し、旋回スクロールの軸方向移動及び傾動
により、該シールリングが押しつぶされないように、上
記シール手段のシール部軸方向高さをＨ１、上記環状溝
の溝深さをＨ２、バックアップリングが圧縮された状態
の最小高さをＨ３とするとき、（Ｈ２ーＨ１）＞Ｈ３の
寸法関係となるようにしたことを特徴とする請求項１記
載乃至請求項３の何れかに記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】請求項１記載のシール手段として、旋回
スクロール軸受部を有する旋回ボス部の先端面に対向し
たフレーム中央部の端面に環状溝を備え、該環状溝内
に、弾性支持可能な弾性部材を内部に充填し外表面を耐
摩耗性部材で被覆した環状のシールリングを装着したこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の
スクロール圧縮機。
【請求項７】旋回スクロールの鏡板背面とフレームと
で形成される空間を、旋回スクロールの鏡板背面のフレ
ーム側軸方向移動を規制する環状のフレーム台座部によ
って旋回ボス部周辺の背圧室とフレーム台座部より外側
にあってオルダム機構部を備えたオルダム室とに区画
し、該背圧室とオルダム室を連通する溝を上記フレーム
台座部の上端面に形成し、該連通溝の底面を該フレーム
台座部の外側のオルダム室底面の位置より上方位置に設
定することを特徴とするスクロール圧縮機。