JPH09158851A - スクロール型流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】運転停止時にスクロール圧縮機部や電動モータ
部が逆転するのを防止したスクロール型流体機械を提供
する。 【解決手段】密閉ハウジング１内に、スクロール圧縮機
部２０およびこの圧縮機部を駆動するモータ部７を備
え、上記圧縮機部２０とモータ部７を連結した駆動軸１
０に上記密閉ハウジング１内で回転される回転円盤４０
を設け、この回転円盤４０に潤滑油３７に浸漬されて逆
転時に抵抗となる傾斜翼４１を設けた。このような構成
によれば、運転停止時にスクロール圧縮部２０およびモ
ータ部７が逆転しようとしても、駆動軸１０設けた回転
円盤４０の傾斜翼４１が潤滑油３７の抵抗を受けて逆転
を抑止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍サイクルの圧縮機
や膨脹機などに使用されるスクロール型流体機械に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】空気調和装置や冷凍装置においては、高
効率の圧縮ができ、しかも運転時の騒音が低いなどの理
由からスクロール型圧縮機が多く採用されている。この
種のスクロール型圧縮機は、密閉ハウジング内にスクロ
ール型圧縮機部と、この圧縮機部を駆動する電動モータ
部を備えている。スクロール型圧縮機部は、一方の端板
に渦巻き状ラップを立設して固定スクロールを形成する
とともに、他方の端板に渦巻き状ラップを立設して旋回
スクロールを形成し、これら固定側ラップと旋回側ラッ
プを互いに噛み合わせることによりこれらラップ間に圧
縮行程を行わせるための密閉空間を構成してある。上記
旋回スクロールは上記電動モータ部の駆動軸に連結され
ており、この電動モータ部の駆動力を受けて固定スクロ
ールの軸心回りに偏心回転、つまり公転旋回されるよう
になっている。

【０００３】このような旋回スクロールの旋回により密
閉空間は旋回しつつ周側部から中央部に向かって移動
し、この過程で容積を次第に減少するようになり、この
ような容積変化により冷媒ガスを圧縮するようになって
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような構成のスク
ロール型圧縮機は、固定スクロールと旋回スクロールの
間に構成された密閉空間が周側部から中央部に向かって
次第に減少するように移動してゆく構造であるから、一
般に吸入弁や吐出弁を必要としない。しかしながら、圧
縮機の運転中に意図的に指令を出してして運転を停止し
た場合や、意図せずに停電などの不慮の事態で圧縮機が
停止したときには、それまでの運転で密閉空間で加圧さ
れていた高圧ガスが吸入側に逆流することにより旋回ス
クロールおよび駆動軸が逆転することがある。

【０００５】このような逆転が生じると、騒音を発生し
たり、逆転に伴う脈動が発生し、空調ユニットの熱交換
器から騒音を発生することがある。また、こうした逆転
により圧縮機の加熱もしくは損傷が生じるといった心配
もある。

【０００６】これを防止するために、吸込口側に逆止弁
を設けることも考えられるが、逆止弁を設けると運転時
の開閉に伴う脈動の発生により騒音が発生したり、開閉
による衝撃音の発生が心配される。

【０００７】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、運転停止時にスク
ロール圧縮機部や電動モータ部が逆転するのを防止し、
上述した種々の不具合を解消できるスクロール型流体機
械を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１の発明は、密閉ハウジング内に、スクロール圧
縮機部およびこの圧縮機部を駆動するモータ部を備えた
スクロール型流体機械において、上記圧縮機部とモータ
部を連結した駆動軸に上記密閉ハウジング内で回転され
る回転円盤を設け、この回転円盤には少なくとも１部が
密閉ハウジングの下底部に溜められ潤滑油に浸漬されて
逆転時に抵抗となる抵抗部材を設けたことを特徴とす
る。

【０００９】請求項１の発明によれば、運転停止時にス
クロール圧縮部およびモータ部が逆転しようとしても、
駆動軸に設けた回転円盤の抵抗部材が潤滑油の抵抗を受
けることにより逆転を抑止する。

【００１０】請求項２の発明は、回転円盤に設けられる
抵抗部材は、逆転方向に向かって傾斜した翼であること
を特徴とするスクロール型流体機械である。請求項２の
発明によれば、正転時には傾斜した翼が潤滑油を後方へ
逃がし、よって大きな抵抗にならず、逆転時には傾斜し
た翼が潤滑油をかき込むようになり、よって潤滑油の抵
抗を大きく受けることになる。このため、駆動軸の逆転
を阻止する。

【００１１】請求項３の発明は、回転円盤に設けられる
抵抗部材は、逆転方向に向かって開口されたポケットで
あることを特徴とするスクロール型流体機械である。請
求項３の発明によれば、正転時にはポケットの側面で潤
滑油を後方へ逃がし、よって大きな抵抗にならず、逆転
時にはポケットの開口部が潤滑油をかき込むようにな
り、よって潤滑油の抵抗を大きく受けることになる。こ
のため、駆動軸の逆転を阻止する。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３のいずれか一に記載のスクロール型流体機械におい
て、回転円盤に設けられる抵抗部材は、正転時には潤滑
油の抵抗により回転円盤に近付くように弾性変形し、逆
転時には潤滑油の抵抗を受けて回転円盤から起立するよ
うに弾性変形可能であることを特徴とするスクロール型
流体機械である。

【００１３】請求項４の発明によれば、正転時には抵抗
部材が潤滑油の抵抗を受けて回転円盤に近付くように弾
性変形し、よって抵抗が小さくなる。そして、逆転時に
は抵抗部材が潤滑油の抵抗を受けて回転円盤から起立す
るように変形し、よって抵抗が大きくなる。このため、
正転時の抵抗が小さくなって駆動力の損失が少なくな
り、逆転時には大きな抵抗を受けて駆動軸の逆転を防止
する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明について、図１ないし
図４に示す第１の実施例にもとづき説明する。図１はス
クロール型圧縮機の全体を示す断面図であり、同図にお
いて１は密閉ハウジングである。密閉ハウジング１内の
上部には、仕切壁２が上下方向を区切るように設けられ
ており、この仕切壁２を境として密閉ハウジング１内の
上方には高圧室３が形成されているとともに、下方には
低圧室４が形成されている。

【００１５】上記密閉ハウジング１の低圧室４には、上
部軸受けフレーム５および下部軸受けフレーム６が互い
に離間して設けられており、これら上部軸受けフレーム
５と下部軸受けフレーム６との間には電動モータ部７が
配置されている。

【００１６】電動モータ７は、密閉ハウジング１の内周
部に圧入にて支持された固定子８と、この固定子８の内
部空間に配置された回転子９とを有している。回転子９
は駆動軸１０に連結されており、この駆動軸１０は前記
上部軸受けフレーム５および下部軸受けフレーム６にそ
れぞれ取着された軸受けメタル１１および１２に回転自
在に支持されている。

【００１７】なお、密閉ハウジング１の側壁には、上記
電動モータ７に通電するための通電端子１３および端子
カバー１４が設けられている。駆動軸１０の上端は上部
軸受けフレーム５を貫通して上方に伸びており、この上
端には偏心ピン１５が突設されている。この偏心ピン１
５はスクロール型圧縮機部２０に連結されている。

【００１８】スクロール型圧縮機部２０は、上部軸受け
フレーム５と前記仕切壁２との間に設置されており、例
えばアルミ製の固定スクロール２１と、これに組み合わ
される同じくアルミ製の旋回スクロール２２とで構成さ
れている。

【００１９】固定スクロール２１は、固定側端板２３と
これの内面に立設された固定側渦巻状ラップ２４および
この渦巻状ラップ２４を取り囲むように立設された周壁
２５を有している。上記固定側端板２３の中央部には吐
出ポート２６が形成されている。一方、旋回スクロール
２２は、旋回側端板２７とこれの内面に立設された旋回
側渦巻状ラップ２８を有している。上記旋回側端板２７
の背面中央部には筒状のボス部２９が形成されている。

【００２０】このような固定スクロール２１と旋回スク
ロール２２は、図２に示すように、渦巻状ラップ２４と
２８が相互に所定角度（例えば１８０°）の位相をずら
せて互に噛み合うように組み合わされており、固定側端
板２３と旋回側端板２７および渦巻状ラップ２４，２８
部で囲まれた部分に、圧縮行程を行わせるための三日月
状の複数の密閉空間３０…が構成されている。

【００２１】上記固定スクロール２１はボルト３１を介
して上部軸受けフレーム５に固定されており、旋回スク
ロール２２は固定側端板２３の背面がスラスト軸受３２
を介して上部軸受けフレーム５の上面に摺動自在に支承
されるようになっている。

【００２２】固定スクロール２１の周壁２５には図示し
ない吸込ポートが形成されており、この吸込ポートは低
圧室４を通じて密閉ハウジング１の外周壁に接続してあ
る吸込管３３に連通されている。よって、この吸込管３
３から低圧室４に冷媒ガスが吸い込まれ、このガスは吸
込ポートを介して上記固定スクロール２１と旋回スクロ
ール２２との間に形成された三日月状の複数の密閉空間
３０…に吸入されるようになっている。

【００２３】前記駆動軸１０の上端に突設された偏心ピ
ン１５は、上記旋回スクロール２２の端板２７に設けた
筒状ボス部２９に嵌挿されている。このため、駆動軸１
０が回転すると偏心ピン１５を介して旋回スクロール２
２が固定スクロール２１の軸心回りを偏心して回転する
ようになっている。

【００２４】この旋回スクロール２２の旋回公転によ
り、密閉空間３０…は周側部から中央部に移動し、この
移動中に密閉空間３０…の容積は次第に減少するように
なっている。このため密閉空間３０…に導入された冷媒
ガスが圧縮されるようになる。

【００２５】圧縮された冷媒ガスは、固定スクロール２
１の固定側端板２３の中央部に形成された吐出ポート２
６から、仕切板２に形成した吐出通路３４を経て高圧室
３に圧送される。高圧室３は密閉ハウジング１の上端壁
に接続した吐出管３５に連通されており、したがって高
圧室３に吐出された高圧ガスは吐出管３５を通じて送り
出されるようになっている。

【００２６】前記駆動軸１０の下端は、下部軸受けフレ
ーム６を貫通して密閉ハウジング１の内底部に延びてい
る。密閉ハウジング１の内底部には油集溜部３６が形成
されており、冷媒中に含まれる潤滑油成分の一部が溜ま
るようになっている。そして、上記駆動軸１０の下端は
油集溜部３６に溜まる潤滑油３７に浸漬されるようにな
っている。この駆動軸１０の下端には回転円盤４０が取
り付けられている。

【００２７】この回転円盤４０は、金属または耐油性合
成樹脂などにより形成されており、下面側に抵抗部材と
なる傾斜翼４１…を設けてある。傾斜翼４１…は、図３
に示すように、回転円盤４０が金属プレートから形成さ
れる場合はその平坦面を下向きに切り起こし成形し、ま
たは樹脂の場合は一体成形により下向きに突出して形成
されており、これら傾斜翼４１…は、図４に示すよう
に、先端が回転円盤４０の正転方向と逆方向に向かうよ
うに傾斜して形成されている。このような傾斜翼４１…
は油集溜部３６の潤滑油３７に浸漬されるようになって
おり、このため回転円盤４０が正転するときは回転の抵
抗は低くなり、しかし逆転するときは潤滑油３７の抵抗
を受けて逆転を阻止するようになっている。

【００２８】なお、回転円盤４０を駆動軸１０の下端に
連結する場合、駆動軸４０に段差部１０ａを形成し、こ
の段差部１０ａに回転円盤４０の上面を当接させて位置
決めしている。また、回転円盤４０はキー４２を用いて
駆動軸１０と一体に回転するように固定されている。

【００２９】このような実施例のスクロール型圧縮機に
ついて作用を説明する。通電端子１３を通じて電動モー
タ７に通電すると、電動モータ７が回転し、この回転は
駆動軸１０を通じてスクロール型圧縮機部２０および回
転円盤４０に伝えられる。

【００３０】スクロール型圧縮機部２０においては、駆
動軸１０の上端に設けた偏心ピン１５が旋回スクロール
２２を旋回運動させ、これにより固定スクロール２１の
軸心回りを偏心して回転するから、これら固定スクロー
ル２１と旋回スクロール２２の間に形成された複数の密
閉空間３０…が周側部から中央部に移動し、かつこの移
動中に容積を次第に減少する。これにより、図示しない
吸込ポートから冷媒ガスが密閉空間３０…に吸い込まれ
る。なお、冷媒ガスは密閉ハウジング１の外壁に連結し
た吸込管３３から低圧室４に吸入される。

【００３１】密閉空間３０…に吸い込まれた冷媒ガス
は、密閉空間３０で圧縮され、吐出ポート２６より高圧
室３に圧送される。高圧室３に吐出された高圧ガスは吐
出管３５を通じて送り出されることになる。

【００３２】上記のような圧縮機の運転中は、駆動軸１
０の下端に取り付けられた回転円盤４０も一体に回転す
る。このため、この回転円盤４０に形成した傾斜翼４１
…は油集溜部３６の潤滑油３７内で回転する。しかし、
傾斜翼４１…は、図４に示すように正回転方向に対して
逆向きに傾斜しているから、油集溜部３６の潤滑油３７
の抵抗を受け難く、よってこの場合は、駆動軸１０の正
回転の障害にならない。

【００３３】これに対し、上記のような圧縮機の運転中
に、意図的に指令を出してして運転を停止した場合や、
意図せずに停電などの不慮の事態で圧縮機が停止したと
きには、それまでの運転で密閉空間３０内で加圧されて
いた高圧ガスが吸入側に逆流しようとし、この逆流の力
で旋回スクロール２２およびこれに連結されている駆動
軸１０および回転子９が逆転されることがある。

【００３４】しかしながら、本実施例では駆動軸１０の
下端に取り付けられた回転円盤４０の傾斜翼４１…が油
集溜部３６の潤滑油３７に浸漬されており、かつこの傾
斜翼４１…は正転方向に対して逆向きに傾斜しているか
ら、上記駆動軸１０の逆転により傾斜翼４１…が潤滑油
３７をかき込むようになり、潤滑油３７の抵抗を受ける
ことになる。このため、駆動軸１０の逆転を阻止しよう
とする力が生じ、上記旋回スクロール２２、駆動軸１０
および回転子９の逆転を抑止する。

【００３５】このことから、旋回スクロール２２や駆動
軸１０および回転子９が逆転することによって生じる騒
音の発生や、逆転に伴う脈動の発生、および空調ユニッ
トの熱交換器からの騒音発生を防止することができる。

【００３６】さらにまた、逆転により圧縮機の加熱もし
くは損傷が生じるといった不具合も回避することができ
る。また、従来のように逆転を防止することから、吸込
口側に逆止弁を設けたり、吐出ポート２６に吐出弁を設
けるなどの構成が不要になり、これらの部品点数および
組み付け手間が省けるばかりでなく、逆止弁を設けた場
合に運転時の開閉に伴う脈動の発生により騒音が発生し
たり、開閉による衝撃音の発生なども防止することがで
きる。

【００３７】さらに、この種の圧縮機では、起動時や高
速回転時などに、駆動軸１０や電動モータ７により潤滑
油に混合されている液冷媒が攪拌されて発泡することが
あり、この場合その気泡が潤滑給油経路に混入し、潤滑
給油部に気泡が入り込み潤滑不良を生じ、焼付きなどの
原因になるといった問題もあるが、本実施例の場合は駆
動軸１０の下端に取り付けた回転円盤４０の傾斜翼４１
…が油集溜部３６の潤滑油３７に浸漬して回転するか
ら、この回転により気泡を破壊する作用があり、これに
より発泡を抑え、焼付きなどを防止することができる。

【００３８】そしてまた、本実施例の場合、回転円盤４
０は駆動軸１０に形成した段差部１０ａにより位置決め
されるとともに、キー４２を用いて駆動軸１０に固定さ
れているから、回転円盤４０が安定して駆動軸１０に固
定されるようになる。

【００３９】なお、回転円盤４０を駆動軸１０に固定す
る構造は図５に示す第２の実施例のようにしてもよい。
すなわち、図５に示す第２の実施例の場合、回転円盤４
０が合成樹脂などのような弾性変形可能な材料から形成
されており、これに対し駆動軸１０には円周方向に延び
る嵌合溝５０が形成されている。したがって、回転円盤
４０の中心孔を嵌合溝５０に圧入して嵌め込むことによ
り回転円盤４０を駆動軸１０に固定することができる。
そして、回転円盤４０の回り止めは突起５１とこれに嵌
まり合う凹部との係合で行われる。

【００４０】このようにしても回転円盤４０を安定して
駆動軸１０に固定することができ、しかもこの場合は部
品点数が少なくてすむ。図６は本発明の第３の実施例を
示し、この第３の実施例は回転円盤４０の下面に抵抗部
材として逆転方向に向けて開口されたポケット６０…を
設けたものである。このような構造であっても、正転時
にはポケット６０…が大きな抵抗にならず、しかしなが
ら逆転時にはポケット６０…の開口部から潤滑油３７を
かき込むため抵抗が増し、これにより逆転を抑止する。

【００４１】図７および図８は本発明の第４の実施例を
示し、この実施例は回転円盤４０の下面に抵抗部材とし
て逆転方向に傾斜した弾性変形可能な翼７０…を取り付
けたものである。翼７０…は金属薄板や合成樹脂薄板か
らなり、回転円盤４０の下面に接合された基部７１の逆
回側端部から、逆転方向に傾斜して延びている。

【００４２】このような構造の場合、正転時には図８の
（Ａ）図に示すように、翼７０…が潤滑油３７の抵抗を
受けて回転円盤４０の下面に近付くように倒れ、したが
って回転の抵抗が少なくなる。これに対し、逆転時には
図８の（Ｂ）図に示すように、翼７０…が潤滑油３７の
抵抗を受けて回転円盤４０の下面から起立するように変
形し、したがって潤滑油３７の抵抗を一層大きく受ける
ようになり、抵抗が大きくなる。よって、駆動軸１０が
逆転するのを抑止する。

【００４３】図９および図１０は本発明の第５の実施例
を示し、この実施例は回転円盤４０の下面に抵抗部材と
して逆転方向に傾斜した弾性変形可能な植毛８０…を形
成してある。植毛８０…は金属製回転円盤４０に接着に
て接合したり、合成樹脂回転円盤の場合は一体に形成す
ることができる。

【００４４】このような構造の場合も、正転時には図１
０の（Ａ）図に示すように、植毛８０…が潤滑油３７の
抵抗を受けて回転円盤４０の下面に近付くように倒れ、
したがって回転の抵抗が少なくなる。これに対し、逆転
時には図１０の（Ｂ）図に示すように、植毛８０…が潤
滑油３７の抵抗を受けて回転円盤４０の下面から起立す
るように変形し、したがって潤滑油３７の抵抗を一層大
きく受けるようになり、抵抗が大きくなる。よって、駆
動軸１０が逆転するのを抑止する。なお、上記実施例で
はスクロール型圧縮機について説明したが、本発明はス
クロール型膨脹機など、他のスクロール型流体機械にも
適用可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、運転停止時にスクロール圧縮部およびモータ部が
逆転しようとしても、駆動軸に設けた回転円盤の抵抗部
材が潤滑油の抵抗を受けることにより逆転を抑止する。
このため、旋回スクロールや駆動軸および回転子が逆転
することによって生じる騒音の発生や、逆転に伴う脈動
の発生、および空調ユニットの熱交換器からの騒音発生
を防止することができ、かつ圧縮機の加熱もしくは損傷
を未然に防止することもできる。さらに、吸込口側に逆
止弁を設けたり、吐出口に吐出弁を設けるなどの構成が
不要になり、これらの部品点数および組み付け手間が省
けるばかりでなく、逆止弁を設けた場合に運転時の開閉
に伴う脈動の発生により騒音が発生したり、開閉による
衝撃音の発生なども防止することができる。

【００４６】請求項２の発明によれば、簡単な構造で駆
動軸の逆転を阻止することができる。請求項３の発明に
よれば、逆転時には潤滑油の抵抗を大きく受けることに
なり、駆動軸の逆転を確実に阻止する。

【００４７】請求項４の発明によれば、抵抗部材が弾性
変形可能であるから、正転時の抵抗が小さくなって駆動
力の損失が少なくなり、逆転時には大きな抵抗を受けて
駆動軸の逆転を一層確実に防止する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示し、スクロール型圧
縮機の断面図。

【図２】同実施例のスクロール型圧縮機部の断面図。

【図３】同実施例の回転円盤の斜視図。

【図４】同実施例の回転円盤の断面図。

【図５】本発明の第２の実施例を示し、回転円盤を駆動
軸に取り付ける構造を示す断面図。

【図６】本発明の第３の実施例を示し、回転円盤を展開
して示す断面図。

【図７】本発明の第４の実施例を示し、回転円盤を展開
して示す断面図。

【図８】同第４の実施例の作用を説明するもので、
（Ａ）図は正転時、（Ｂ）図は逆転時の断面図。

【図９】本発明の第５の実施例を示し、回転円盤を展開
して示す断面図。

【図１０】同第５の実施例の作用を説明するもので、
（Ａ）図は正転時、（Ｂ）図は逆転時の断面図。

【符号の説明】

１…密閉ハウジング ２…仕切壁 ３…高圧室 ４…低圧室 ５，６…軸受けフレーム ７…電動モータ ８…固定子 ９…回転子 １０…駆動軸 １５…偏心ピン ２０…スクロール型圧縮機部 ２１…固定スクロール ２２…旋回スクロール ３０…密閉空間 ４０…回転円盤 ４１…傾斜翼 １０ａ…段差部 ４２…キー ６０…ポケット部 ７０…翼 ８０…植毛

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下底部に潤滑油が封入された密閉ハウジ
   ングと：上記密閉ハウジングに収容され、固定スクロー
   ルおよびこの固定スクロールの軸心回りを旋回される旋
   回スクロールを備えた圧縮機部と；上記密閉ハウジング
   に収容され、固定子およびこの固定子内で回転する回転
   子を有し、回転子に連結された駆動軸が上記圧縮機部の
   旋回スクロールに連結されて上記圧縮機部を駆動する電
   動モータ部と；上記駆動軸に設けられ上記密閉ハウジン
   グ内で回転される回転円盤と；この回転円盤に設けられ
   少なくとも１部が上記潤滑油に浸漬され、逆転時に上記
   潤滑油の抵抗を受ける抵抗部材と；を具備したことを特
   徴とするスクロール型流体機械。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のスクロール型流体機械
   において、回転円盤に設けられる抵抗部材は、逆転方向
   に向かって傾斜した翼であることを特徴とするスクロー
   ル型流体機械。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のスクロール型流体機械
   において、回転円盤に設けられる抵抗部材は、逆転方向
   に向かって開口されたポケットであることを特徴とする
   スクロール型流体機械。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれか一に
   記載のスクロール型流体機械において、回転円盤に設け
   られる抵抗部材は、正転時には潤滑油の抵抗により回転
   円盤に近付くように弾性変形し、逆転時には潤滑油の抵
   抗を受けて回転円盤から起立するように弾性変形可能で
   あることを特徴とするスクロール型流体機械。