JPH10148188A - スクロール流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】密閉形スクロール圧縮機の軸受装置に係り、軸
の傾きを少なくすることで、軸受の片当りを防止すると
共に、ラップの径方向すきまを小さくし、性能の向上を
図る。 【解決手段】フレーム１４とクランク軸１５，１７およ
び１８で支持し、中間圧力と密閉容器８内の吐出圧力を
シールするためのシール装置を第３のころがり軸受とモ
ータの間に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は密閉形スクロール圧
縮機に係り、特にその軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクロール圧縮機は渦巻状のラップを備
える固定スクロール部材と、同様な渦巻状のラップを備
える旋回スクロールとを噛み合わせ、旋回スクロールを
固定スクロールに対して旋回させて流体を圧縮し吐出す
るため、旋回スクロールを旋回させるためのクランク軸
を備えている。このクランク軸を支持する支持構造は特
開昭59−115488号公報に記載されているように旋回スク
ロールとクランク軸のクランク部と旋回スクロールとの
間に設けた第１のすべり軸受とクランク軸のシャフト部
とフレームとの間に設けた第２のころがり軸受と第３の
すべり軸受とによって支持する構造となっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、固定スクロール，旋回スクロールにより形成される
圧縮室内の流体圧力及び旋回スクロールの遠心力の作用
により、クランクシャフトはクランク軸と軸受との間に
存在するすき間の範囲で傾く。また第３のすべり軸受に
作用する荷重に対応する適切な油膜圧力を発生するため
には、クランク軸との間にある程度以上のすき間を必要
とする。従ってクランク軸の傾きを小さくすることがで
きず、片当りが生じ、軸受の信頼性を低下させていた。

【０００４】また、モータのロータとステータとの間の
エアギャップ、及び固定スクロールと旋回スクロールの
渦巻のラップ半径方向のすきまをある程度以下に小さく
することができず、スクロール圧縮機の効率を向上させ
ることができなかった。

【０００５】本発明の目的は、クランク軸の傾きを小さ
くし、軸受の片当りを防止し、信頼性の向上を図ると共
に、モータのロータとステータとの間のエアギャップ及
び固定スクロールと旋回スクロールのラップ間の半径方
向のすきまを小さく設定することにより、高い効率を有
する密閉形スクロール流体機械を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
密閉したチャンバ内に固定スクロールと旋回スクロール
とからなる圧縮機要素と、モータを配置し、旋回スクロ
ールとクランク軸の係合部に設けられた第１の軸受と、
旋回スクロールに近い側に設けられた第２の軸受と、モ
ータに近い側に設けられた第３の軸受で支承し、第２及
び第３の軸受をころがり軸受とし、第３の軸受のモータ
の近い側にシール軸受を設け、第２及び第３の軸受を中
間圧室に連通させる。

【０００７】潤滑油供給手段は、第１の軸受を介して中
間圧室に連通する第１の給油通路から分岐し、シール軸
受を介して第２及び第３の軸受を給油し中間圧室に連通
する第２の給油通路を構成することにより達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１お
よび図２により説明する。

【０００９】図１は本発明の縦置き形の密閉形スクロー
ル圧縮機の全体構造断面図を示す。

【００１０】図１で、密閉容器８内の上方には圧縮機部
９が、下方には電動機１０がそれぞれ配設されている。

【００１１】密閉容器８の底部には潤滑の油溜り１１が
形成されている。圧縮機部９は、鏡板１２ｂ上にうず巻
状のラップ１２ａを有する固定スクロール１２と、同じ
く鏡板１３ｂ上にうず巻状のラップ１３ａを有する旋回
スクロール１３と、固定スクロール１３を支持するフレ
ーム１４とを備え、固定スクロール１２および旋回スク
ロール１３のラップ同志を噛合わせた構成となってい
る。

【００１２】また旋回スクロール１３とフレーム１４と
の間には、旋回スクロール１３の自転を防止するオルダ
ム機構１５が設けられている。

【００１３】電動機１０は密閉容器８に圧入締結され、
クランク軸１６を介して旋回スクロール１３を旋回運動
させるようになっている。

【００１４】クランク軸１６の軸部１６ａはフレーム１
４に設けたころがり軸受１７ところがり軸受１８とで支
持されている。

【００１５】ころがり軸受１８の下方には、密閉容器８
内の吐出圧力ところがり軸受１７およびころがり軸受１
８が中間圧室２２に連通しており、中間圧力となってい
るこの吐出圧力と中間圧力をシールするためのシール装
置２３を配設している。

【００１６】クランク軸１６のクランク部１６ｂは旋回
スクロール１３の背面に設けた軸受１９と嵌合されてい
る。なお、これらの軸受はフレームに間接的に支持して
もよい。

【００１７】クランク軸１６内にはころがり軸受１７，
ころがり軸受１８，シール装置２３および軸受１９へ潤
滑油を導く給油通路２０がクランク軸１６の軸部１６ａ
の軸線に沿って設けられている。また軸部１６ａに延長
している電動機１０の軸端には油溜り１１の潤滑油を吸
い上げて給油通路２０へ送り込む給油装置２１が設けら
れている。

【００１８】圧縮機部９は、旋回スクロール１３が電動
機１０で駆動されているクランク軸１６を介して旋回運
動すると、旋回スクロール１３，固定スクロール１２に
より形成される空間（圧縮室）がスクロール中心方向に
移動するに従って容積を減少して、吸入した冷媒ガスを
圧縮する。圧縮された冷媒ガスは固定スクロールの鏡板
１２ｂの中央に設けられた吐出口２４から密閉容器内の
上部空間２５へ吐出される。

【００１９】また、旋回スクロールの背面には、圧縮行
程途中のガスを導かれる中間圧室２２が形成されてい
る。中間圧室２２の圧力は冷媒ガスの吸入圧力と吐出圧
力の中間の圧力となっている。

【００２０】図２は軸受構成をさらに詳しく説明するた
めの拡大図である。

【００２１】ころ軸受１７は外輪１７ａ，内輪１７ｂ，
ころ１７ｃ等からなるころがり軸受であり、内輪１７ｂ
の下には、これを支持するためのスラストリング２６を
クランク軸１６に設置している。

【００２２】ころ軸受１８は外輪１８ａ，内輪１８ｂ，
ころ１７ｃ等からなるころがり軸受であり、内輪１８ｂ
の下にはクランク軸１６を支えるためスラスト軸受２７
を設けてある。スラスト軸受２７の表面には溝が設けら
れている。

【００２３】クランク軸１６は、ころ軸受１７を支持す
る部分の軸径ｄ１７ところ軸受１８を支持する部分の軸
径ｄ１８をφ１７＞φ１８とし、ころ軸受１８の内輪１
８ｂの上端の位置決めをしている。

【００２４】軸受の給油は、吐出圧力Ｐｄと中間圧力Ｐ
ｂとの差圧によって行われる。

【００２５】また、シール装置２３と摺動するクランク
軸１６の表面には軸方向溝２８が設けられている。シー
ル装置２６の下端部の近くまで設けられた軸方向溝２８
の下端部には給油通路２０と連通するように給油穴２９
が設けられている。

【００２６】又、軸方向溝２８の上端はシール装置２３
の上方のフレーム１４とクランク軸１６との間に形成さ
れる空間に連通している。従って、シール装置２３の上
端面部すなわち、ころがり軸受１７およびころがり軸受
１８とシール装置２３との間には中間圧部２０ａが形成
され、その中間圧部２０ａは中間圧室２２の圧力より少
し高い状態の圧力Ｐｂ₁ になっており、シール装置２３
の下端部の圧力は吐出圧力Ｐｄ状態になっている。

【００２７】潤滑油は給油装置２１より給油通路２０を
通り吐出圧力Ｐｄと中間圧力Ｐｂとの差圧によって給油
穴２９および軸方向溝２８を流れてシール装置に流入
し、吐出圧力と中間圧力のシール材および潤滑を行った
後、スラスト軸受２７を中間的圧力Ｐｂ₁ と第３のころ
がり軸受１８の圧力Ｐｂ₂(Ｐｂ₁／Ｐｂ₂）の差圧によ
り、ころがり軸受をころがり軸受の圧力Ｐｂ₃(Ｐｂ₂＞
Ｐｂ₃）の差圧により、ころがり軸受を中間圧室の圧力
Ｐｂ（Ｐ≫Ｐｂ）の差圧力により潤滑を行った後中間圧
室２２へ、他方は軸受１９を潤滑した後、中間圧室２２
へ流入する。すなわち、各軸受の潤滑油の流入部と中間
圧室とは全て連通するように設定しており、各軸受を給
油した潤滑油は全て中間圧室へ流入する。中間圧室２２
へ流入した潤滑油は中間穴１３ｂを介して圧縮室に流入
し、冷媒ガスと混合した状態で固定スクロール１２の中
央に設けた吐出口２４より密閉容器８内の上部空間２５
へ吐出する。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、クランク軸の傾きを小
さくすることができ、軸受の信頼性が向上し、さらに、
モータのステータとロータの間のエアギャップ及び固定
スクロールと旋回スクロールの半径方向のギャップを小
さく設定できるので、性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の密閉形スクロール圧縮機の全体構造の
断面図。

【図２】本発明の軸受部構造の拡大を示す断面図。

【符号の説明】

１６…クランク軸、１７，１８…ころがり軸受、１９…
軸受、２０…給油通路、２０ａ…中間圧部、２１…給油
装置、２２…中間圧室、２３…シール装置、２６…スラ
ストリング、２７…スラスト軸受、２８…軸方向溝、２
９…給油穴。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻井 和夫 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 三宅 成志 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定スクロールと、これに噛み合わされた
   旋回スクロールと、前記旋回スクロールに係合したクラ
   ンク軸と、このクランク軸を支持する複数の軸受と、前
   記クランク軸を駆動するモータと、これらを吐出圧力が
   作用する密閉空間内に収納し、前記密閉容器内に潤滑油
   を貯溜又は吐出圧力が作用する別容器に潤滑油を貯溜
   し、前記複数の軸受に供給する潤滑油供給手段と、前記
   旋回スクロールの背面に吐出圧力と吸入圧力との中間的
   な圧力を作用させる中間圧室とを備えたスクロール流体
   機械において、前記クランク軸は前記中間圧力室内にあ
   って、旋回スクロールとクランク軸の係合部に設けられ
   た第１の軸受と旋回スクロールとに近い側に設けられた
   第２の軸受と、モータに近い側に設けられた第３の軸受
   で支承し、前記第２及び第３の軸受をころがり軸受と
   し、前記第３の軸受のモータの近い側にシール軸受を設
   け、前記第２及び第３の軸受を前記中間圧室に通連して
   中間圧部とし、前記潤滑油供給手段はクランク軸の一端
   が前記密閉容器内又は前記吐出圧力が作用する別容器内
   の潤滑油に連通し、第１の軸受を介し他端が前記中間圧
   室に開口する第１の給油通路と、前記給油通路から分岐
   し、前記シール軸受を介して第３及び第２の軸受を給油
   し中間圧室に連通する第２の給油通路とを有することを
   特徴とするスクロール流体機械。