JPH10317902A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スクロール圧縮機の自転防止用オルダム継ぎ手
のキーとキー溝摺動面において、圧縮機起動時に潤滑油
の確保が可能な構造とする。 【解決手段】オルダムリング１５のキー１５ａ及び１５
ｂに、負荷側摺動面と反負荷側摺動面とを連通する連通
孔２１〜２３を設け、潤滑油を保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空調機器及び冷凍・
冷蔵庫に用いられるスクロール圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、スクロール圧縮機のオルダム継ぎ
手摺動部の潤滑油確保手段としては、実用新案出願公開
平4−42201号公報に示されるように、キー溝に油溝を設
けた構造が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、オ
ルダム継ぎ手部に液冷媒が浸入した場合（圧縮機の特異
な運転条件時に生ずる現象）、キー溝の油溝に保持され
ている潤滑油が洗い流され、乾いた状態で停止する可能
性がある。

【０００４】一方、高圧チャンバー方式の圧縮機におい
ては、オルダム継ぎ手摺動部への給油は、差圧あるいは
ポンプ等を利用することにより、圧縮機底部の潤滑油を
主軸の給油孔を通し、主軸受及び旋回軸受を潤滑した
後、回転中のバランスウェイトではねかけることで行っ
ている。このため、圧縮機の起動直後数秒〜数十秒間
は、オルダム継ぎ手摺動部へは積極的には給油されず、
無潤滑状態での摺動となり異常摩耗を生ずるという問題
がある。

【０００５】また、キー溝に油溝を設けることにより、
摺動部の負荷面積が小さくなった分面圧が増大し、摺動
条件が厳しくなる。

【０００６】さらには、従来、冷凍・冷蔵庫及び空調機
器の作動流体として使用されてきたＲ１２，Ｒ２２など
は分子中の塩素を持つため、成層圏のオゾン層を破壊す
ることが指摘され社会問題となっている。これらの代替
冷媒としては分子中に塩素を持たないＲ１３４ａやＲ４
１０Ａ，Ｒ４０７ＣなどのＨＦＣ系冷媒が有力視されて
いる。これらの代替冷媒ではこれまでの冷媒と違い、塩
素の極圧添加剤的な潤滑効果がなくなることから、ます
ます潤滑状態が厳しくなり、摩擦摩耗の増大による性
能、信頼性の低下という問題を抱えている。

【０００７】本発明の目的は、潤滑状態が厳しい環境下
で、それ自身の潤滑効果が期待できない代替冷媒を用い
た場合でも、オルダム継ぎ手摺動部におけるトライボロ
ジーの問題を解決でき、圧縮性能及び摺動信頼性が確保
できるスクロール圧縮機及びそれを用いた空調機器並び
に冷凍・冷蔵庫を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスクロール圧縮機は、次のいずれかの構成
を特徴とする。

【０００９】（１）：うず巻き状のラップを有する旋回
スクロール及び固定スクロールを組み合わせた圧縮機構
と、旋回スクロールを支持するフレームと、旋回スクロ
ールの自転を防止するための旋回スクロール裏面に設け
るキー溝に係合するキー及びフレーム側に設けるキー溝
に係合するキーからなるオルダムリングを備えたスクロ
ール圧縮機において、前記オルダムリングの、前記旋回
スクロール背面に設けるキー溝及びフレーム側に設ける
キー溝に係合するキーに、負荷側摺動面と反負荷側摺動
面とを連通する連通孔を設ける。

【００１０】（２）：（１）記載の連通孔を、キーの摺
動方向に対し直角に設ける。

【００１１】（３）：（１）記載の連通孔を、キーの摺
動方向に対し角度を持って設ける。

【００１２】（４）：（１）乃至（３）記載の連通孔
を、負荷摺動面側が反負荷摺動面側より低くなるように
設ける。

【００１３】また、本発明は（１）乃至（４）記載のス
クロール圧縮機を空調機器に用いたことを特徴とする。

【００１４】さらに、本発明は（１）乃至（４）記載の
スクロール圧縮機を冷凍・冷蔵庫に用いたことを特徴と
する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。まず、全体構成を説明する。

【００１６】図１は本発明を実施するスクロール圧縮機
の縦断面図である。図１において、密閉容器１内の上部
に圧縮機部２、下部に電動機部３が収納されている。圧
縮機部２は固定スクロール４を旋回スクロール５に互い
にかみ合わせて圧縮室が形成される。

【００１７】固定スクロール４は、円板状の鏡板４ａと
これに形成されたラップ４ｂとからなる。また、外周部
には吸入口６があり、密閉容器１を貫通して外部の冷凍
サイクルに接続する吸入管７が接続されている。一方、
中心部には吐出口８があり、上部に開口している吐出室
９を介し密閉容器１を貫通する吐出管１０に連通してい
る。

【００１８】一方、旋回スクロール５も円板状の鏡板５
ａと、ラップ５ｂと、鏡板の反ラップ面に形成されたボ
ス５ｃとからなっている。

【００１９】フレーム１１は中央部に軸受部１２を形成
し、この軸受部１２にクランク軸１３が支承される。ク
ランク軸１３の先端の偏心部１３ａは、旋回スクロール
５のボス５ｃに備えた旋回軸受１４に挿入され、旋回運
動を行う。

【００２０】また、フレーム１１には固定スクロール４
がボルトにより固定され、旋回スクロール５はオルダム
リング１５によりフレーム１１に支承され、固定スクロ
ール４に対し、自転することなく旋回運動を行う。

【００２１】旋回スクロール５の背面とフレーム１１で
かこまれた空間の背圧室１６には吸入圧力と吐出圧力の
中間の圧力が作用している。

【００２２】この中間圧力は、旋回スクロール５の鏡板
５ａに細孔（背圧孔）１７を設け、この細孔１７を介し
てスクロール内部の圧縮途中のガスを背圧室１６に導
き、旋回スクロール５の背面にガス圧を作用させる。こ
の背面からのガス圧により、旋回スクロール５を固定ス
クロール４に押し付け、圧縮室の密封を行う。

【００２３】密閉容器１底部の油溜りの潤滑油１８は、
吐出圧力と背圧室１６の圧力の圧力差により給油管１
９，給油孔１３ｂを経て軸受及びオルダム継ぎ手などの
摺動部へ給油される。

【００２４】ここで、旋回スクロール５の自転防止機構
を形成しているオルダム継ぎ手の摺動部は、旋回スクロ
ール５のキー溝とオルダムリング１５のキー及びフレー
ム１１のキー溝１１ａとオルダムリング１５の反対側の
キー１５ｂとで成り立っており、キー溝とキーは直線的
な往復運動を行っている。また、オルダム継ぎ手摺動部
への給油は、旋回軸受１４を潤滑した後の潤滑油１８を
回転中のバランスウェイト２０ではねかけることで行っ
ている。

【００２５】次に、本発明の一実施例を図２乃至図４に
より説明する。

【００２６】図２は環状のオルダムリング１５の正面図
を示す。図面上上側が旋回スクロール５側であり、キー
１５ａが１８０°方向に２個ある。一方、下側がフレー
ム１１側であり、キー１５ｂがキー１５ａとは９０°ず
れた位置に同じく１８０°方向に２個ある。このような
構成のオルダムリング１５のキー１５ａ及びキー１５ｂ
に、負荷側摺動面と反負荷側摺動面とを連通する連通孔
２１を設けた。

【００２７】図３は下側のフレーム１１に係合した状態
の、図２に示したオルダムリング１５の平面図を示す。
Ｆは負荷側摺動面を、Ｘはキー１５ａの摺動方向、Ｙは
キー１５ｂの摺動方向を示す。それぞれの摺動方向に対
し直角方向に、負荷側摺動面と反負荷側摺動面とを連通
する連通孔２１を設けた。

【００２８】次に、上述した図２及び図３の構成におけ
る作用及び効果について、図４を併用して述べる。

【００２９】図４は図３に示したＡ−Ａ縦断面図であ
る。フレーム１１のキー溝１１ａにオルダムリング１５
のキー１５ｂが係合され、図面上手前から奥の方向へ往
復動する。キー１５ｂには摺動方向に対し直角方向に、
負荷側摺動面と反負荷側摺動面とを連通する連通孔２１
を設けた。この連通孔２１に封じ込められた潤滑油は、
キー溝１１ａとキー１５ｂの隙間ｈが数十μｍと非常に
狭いことと、油の粘性抵抗があるためなかなか外部へは
漏れにくい。従って、圧縮機の特異な運転条件時に、液
冷媒戻り現象が発生して、キー溝１１ａ部の潤滑油が洗
い流された状態で停止しても、次の起動時までは連通孔
２１に保持されている潤滑油は、キー溝１１ａの連通孔
２１が開口している負荷側及び反負荷側の摺動面を濡ら
す。すなわち、圧縮機の再起動時に底部の油溜りから、
オルダム継ぎ手まで潤滑油１８が供給されるまでの時間
は、連通孔２１に保持されている潤滑油により潤滑し、
油枯れによる異常摩耗を防止する効果がある。これは実
験の結果、摺動面に一滴でも潤滑油が存在すれば異常摩
耗は防止できるという裏付けによるものである。なお、
連通孔２１の大きさは直径１mm程度であれば、十分な油
量が保持でき、かつ摺動面の面積減少による面圧増大に
はほとんど影響しない値である。

【００３０】本発明の他の実施例を図５により説明す
る。

【００３１】上述した図２乃至図４に示した一実施例
は、連通孔２１を摺動方向に対し直角方向に設けた場合
であるが、図５の実施例は負荷側摺動面と反負荷側摺動
面とを連通する連通孔２２を、角度を持って設けたもの
である。この場合は、連通孔２２の長さが直角方向に設
けた場合より長くなり、潤滑油を多く保持できる。ま
た、摺動方向に対し角度がついているために、一方向で
は潤滑油が取り込み易い。

【００３２】作用，効果については図２乃至図４に示し
た一実施例と同様であり説明は省略するが、さらに信頼
性向上が図れるものと思われる。

【００３３】本発明のさらに他の実施例を図６により説
明する。

【００３４】図６は図４と同じ部位を示す。図４では連
通孔２１は、負荷側摺動面から反負荷側摺動面にかけて
平行となっているが、図６の連通孔２３は、反負荷側摺
動面の方が負荷側摺動面の方より高くなっている。すな
わち、角度を持つことで潤滑油の保持量を増加させると
ともに、摺動条件の厳しい負荷側摺動面に積極的に潤滑
油が流れ易くしたものである。作用効果については一，
二実施例と同様であり説明は省略する。

【００３５】以上述べた実施例のスクロール圧縮機は各
種空調機器や冷凍・冷蔵庫に用いることが可能である。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、潤滑状態が厳しい環境
下で、それ自身の潤滑効果が期待できない代替冷媒を用
いた場合でも、オルダム継ぎ手摺動部におけるトライボ
ロジーの問題を解決でき、圧縮性能及び摺動信頼性が確
保できるスクロール圧縮機及びそれを用いた空調機器並
びに冷凍・冷蔵庫を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るスクロール圧縮機の縦
断面図。

【図２】本発明の一実施例に係るオルダムリングの正面
図。

【図３】本発明の一実施例に係るオルダムリングの平面
図。

【図４】図３に示す実施例のＡ−Ａ断面図。

【図５】本発明の他の実施例に係るオルダムリングの平
面図。

【図６】本発明のさらに他の実施例に係る図３に示す実
施例のＡ−Ａ断面図。

【符号の説明】

１…密閉容器、２…圧縮機部、３…電動機部、４…固定
スクロール、５…旋回スクロール、１１…フレーム、１
１ａ…フレーム側キー溝、１２…主軸受、１３…クラン
ク軸、１４…旋回軸受、１５…オルダムリング、１５ａ
…旋回スクロール側キー、１５ｂ…フレーム側キー、１
６…背圧室、１８…潤滑油、２０…バランスウェイト、
２１〜２３…連通孔。

フロントページの続き (72)発明者 小山 昌喜 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 野沢 重和 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 ▲高▼橋 治 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】うず巻き状のラップを有する旋回スクロー
   ル及び固定スクロールを組み合わせた圧縮機構と、旋回
   スクロールを支持するフレームと、旋回スクロールの自
   転を防止するための旋回スクロール裏面に設けるキー溝
   に係合するキー及びフレーム側に設けるキー溝に係合す
   るキーからなるオルダムリングを備えたスクロール圧縮
   機において、前記オルダムリングの、前記旋回スクロー
   ル背面に設けるキー溝及びフレーム側に設けるキー溝に
   係合するキーに、負荷側摺動面と反負荷側摺動面とを連
   通する連通孔を設けたことを特徴とするスクロール圧縮
   機。