JPH11257261A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 差圧により摺動部に給油する際の潤滑油供給
過多による不都合を簡単な構成にて解消したスクロール
型圧縮機を提供する。 【解決手段】 スクロール型圧縮機２０は、密閉容器２
１内に回転軸２６を横方向に向けて設けられた電動要素
２２と、この電動要素２２によって駆動されるスクロー
ル圧縮要素２３と、密閉容器２１内に装着されてスクロ
ール圧縮要素２３を支持すると共に、中央に回転軸２６
の一端部側を軸支するための軸受部２８を設けた支持フ
レーム２７と、密閉容器２１内に装着されて回転軸２６
の他端部を軸支するための副軸受部４０を設けた副支持
フレーム４１と、密閉容器２１内に収容された潤滑油ｂ
とを備える。回転軸２６内にその軸心方向に渡って形成
された油通路４２、４４と、この油通路４２、４４に連
通し、回転軸２６の半径方向に延在する連通路５１、５
２と、密閉容器２１内底部から連通路５１、５２に至る
給油路４６、５６とを備えており、この給油路４６、５
６を支持フレーム２７及び／又は副支持フレーム４１内
に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば空調・冷凍
機器などに搭載されるスクロール型圧縮機に関するもの
であり、更に詳しくは、固定スクロールと揺動スクロー
ルとを噛み合わせて形成される複数の圧縮室にて圧縮さ
せた圧縮ガスを密閉容器内へ吐出した後、密閉容器外へ
吐出するようにした横置き型のスクロール型圧縮機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より空気調和機などの冷凍サイクル
に使用される横置き型のスクロール型圧縮機は、例えば
特公平７−９９１５０号公報に示されている。係る従来
のスクロール型圧縮機を図２で説明すると、両端が閉鎖
された筒状の密閉容器１の内側には電動要素２とスクロ
ール圧縮要素３とが内蔵されている。電動要素２は密閉
容器１の内壁面側に固定されたステータ４と、このステ
ータ４の内側に回転自在に支持されたロータ５とから成
り、このロータ５には回転軸６が貫通状態に結合されて
いる。

【０００３】この回転軸６の一端は上記スクロール圧縮
要素３の一部を構成する支持フレーム７に回転自在に支
持されている。そして、回転軸６の他端側はロータ５か
ら突出しており、この先端部にはトロコイドポンプなど
の容積型ポンプ８が接続されている。そして、上記容積
型ポンプ８の一端部には油導入管９が接続されている。
この油導入管９の吸込側の端部は上記密閉容器１内に収
容された潤滑油ｂに没するように下方に延長されてい
る。

【０００４】また、上記回転軸６には容積型ポンプ８に
よって潤滑油ｂを供給する油通路が回転軸６の一端から
他端に渡って軸方向に穿設されており、潤滑油ｂが支持
フレーム７などの各摺動部に供給された後、再循環され
るように構成されている。

【０００５】そして、上記支持フレーム７に貫通する状
態に支持された回転軸６の他端部は、その中心が回転軸
６の軸心と偏心して設けられたピン部（クランク部）１
０として形成されており、このピン部１０には揺動スク
ロール１１が連接されている。この揺動スクロール１１
は円盤状に形成されており、背面の中央部に上記ピン部
１０が接続されるボス穴部１２が形成されている。この
揺動スクロール１１の表面には渦巻き形状のラップ１３
が一体に形成されている。

【０００６】また、支持フレーム７には固定スクロール
１４が結合されている。この固定スクロール１４には上
記揺動スクロール１１に対面する部分に渦巻き形状のラ
ップ１５が形成されており、上記ラップ１３との間に複
数の圧縮室１６を形成している。これらの圧縮室１６の
外周部で冷媒ガスを吸い込み、漸次中心に移動していく
ことで容積を縮小して冷媒ガスを圧縮するように構成さ
れている。

【０００７】固定スクロール１４の中央部には吐出ポー
ト１７が形成されており、この吐出ポート１７の外側を
包囲する状態で固定スクロール１４には消音器１８が設
けられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように従来では回
転軸６の一端部に取り付けられた容積型ポンプ８によっ
て密閉容器１内底部に収容された潤滑油ｂを吸い上げ、
この回転軸６の一端から他端に渡って形成された油通路
によって他端部から各摺動部に供給するように構成して
いたため、油導入管９や容積型ポンプ８が必要となり、
部品点数が増加すると共に、回転軸６の一端から他端に
渡って軸方向に長い油通路を形成しなければならないた
め、加工コストが増大する問題があった。

【０００９】そこで、揺動スクロール１１と支持フレー
ム７間を冷媒吸入側と同じ低圧とし、密閉容器１内の高
圧との差圧を用いて各摺動部に給油を行う方法もある。
係る方法によれば上記容積型ポンプ８などを廃止するこ
とが可能となる。しかしながら、係る差圧による給油方
法では圧縮機が高速回転された場合、回転数に比例して
差圧が大きくなるため、潤滑油供給が過多となると共
に、シール部からの潤滑油漏れも多くなる問題が生じ
る。

【００１０】そこで、本発明は差圧により摺動部に給油
する際の潤滑油供給過多による不都合を簡単な構成にて
解消したスクロール型圧縮機を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のスクロール型圧
縮機は、密閉容器内に回転軸を横方向に向けて設けられ
た電動要素と、この電動要素によって駆動されるスクロ
ール圧縮要素と、密閉容器内に装着されてスクロール圧
縮要素を支持すると共に、中央に回転軸の一端部側を軸
支するための軸受部を設けた支持フレームと、密閉容器
内に装着されて回転軸の他端部を軸支するための副軸受
部を設けた副支持フレームと、密閉容器内に収容された
潤滑油とを備え、スクロール圧縮要素は中央部に圧縮ガ
スの吐出ポートを設けると共に一方の面に渦巻き状のラ
ップを有する固定スクロールと、この固定スクロールに
対して電動要素の駆動により公転し、一方の面に渦巻き
状のラップを有する揺動スクロールとから構成され、両
ラップを互いに噛み合わせて複数の圧縮室を形成し、密
閉容器外から吸入した冷媒ガスをこの圧縮室にて圧縮し
て吐出ポートから密閉容器内に吐出した後、密閉容器外
に吐出するようにしたものであって、回転軸内にその軸
心方向に渡って形成された油通路と、この油通路に連通
し、回転軸の半径方向に延在する連通路と、密閉容器内
底部から連通路に至る給油路とを備え、この給油路を支
持フレーム及び／又は副支持フレーム内に形成したもの
である。

【００１２】本発明によれば、連通路を回転軸の半径方
向に延在して形成しているので、回転軸が高速回転され
ると、遠心力が増大するため、給油路から連通路に流入
する潤滑油の量は制限されるようになる。従って、高速
回転時の差圧の増大による給油量の過多を防止すること
ができるようになり、潤滑油吐出量の低減と体積効率の
改善による性能の向上を図ることが可能となる。

【００１３】また、給油路を支持フレーム及び／又は副
支持フレーム内に形成したので、格別な油導入管などを
密閉容器内に取り付ける必要が無くなり、構造の簡素化
による更なる生産コストの削減を図ることができるよう
になるものである。

【００１４】請求項２の発明のスクロール型圧縮機は、
上記において密閉容器外から吸入した冷媒ガスの流入側
を揺動スクロールの背面と支持フレームの間に連通させ
てこの間の圧力が密閉容器内の圧力より低くなるように
し、給油路から潤滑油を吸い上げ、連通路を介して油通
路に送り、この油通路から各摺動部に供給して、循環使
用するようにしたものである。

【００１５】請求項２の発明によれば、上記に加えて揺
動スクロールの他方の面と支持フレーム間の圧力と密閉
容器内の圧力差により、給油路から密閉容器内底部の潤
滑油を吸い上げ、回転軸の連通路を介して油通路に送
り、この油通路から各摺動部に供給して、循環使用する
ようにしているので、潤滑油供給のためのポンプなどを
不要として部品点数の削減を図ることが可能となるもの
である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１に
基づいて詳述する。図１は本発明に係る横置き型のスク
ロール型圧縮機の全体構成を示す断面図である。

【００１７】図１に示される圧縮機２０はスクロール型
圧縮機であり、両端が閉鎖された筒状の密閉容器２１を
備えている。この密閉容器２１内には電動要素２２と、
この電動要素２２によって駆動されるスクロール圧縮要
素２３とが収容されている。

【００１８】上記電動要素２２は上記密閉容器２１の内
部に固定されたステータ２４と、このステータ２４の中
央部に位置されたロータ２５とを有し、このロータ２５
の中心部には上記密閉容器２１の軸心方向（横方向）に
向けられた回転軸２６が貫通状態に結合され、その一端
側は上記スクロール圧縮要素２３を支持する支持フレー
ム２７の中央部に貫通され、回転自在に支持されてい
る。

【００１９】ここで、上記支持フレーム２７は上記密閉
容器２１の内壁面に結合固定されている。そして、上記
回転軸２６は一端側の中途部が上記支持フレーム２７の
軸受部２８に回転自在に支持されている。

【００２０】また、上記支持フレーム２７を貫通した回
転軸２６の一端部にはその中心が回転軸２６の軸心と偏
心して設けたピン部（クランク部）２９が形成されてい
る。このピン部２９には揺動スクロール３０が連接され
ている。この揺動スクロール３０は、円盤状の鏡板の背
面中央部に上記ピン部２９を挿入して連接するボス穴部
３１と、上記鏡板の表面に形成された渦巻き状のラップ
３２とを備えている。

【００２１】また、上記支持フレーム２７には固定スク
ロール３３が結合されている。この固定スクロール３３
は上記揺動スクロール３０のラップ３２に互い違い状態
に位置して複数の圧縮室３４を形成する渦巻き状のラッ
プ３５が形成されている。

【００２２】そして、上記固定スクロール３３の側壁面
には上記密閉容器２１に貫通された冷媒ガスの吸入管３
６が接続されている。また、上記固定スクロール３３の
中央部には、圧縮された冷媒ガスを密閉容器２１内に吐
出する吐出ポート３７が設けられている。

【００２３】この場合、吸入管３６から吸入される冷媒
ガスのスクロール圧縮要素２３の吸入側と、上記揺動ス
クロール３０の背面（上記鏡板のボス穴部３１のある側
の面）と上記支持フレーム２７との間は上記揺動スクロ
ール３０の鏡板の周縁部において連通されている。これ
により、揺動スクロール３０の背面と支持フレーム２７
の間の圧力は上記冷媒ガス吸入側と略同じに低く、前記
密閉容器２１内の圧力（高圧）より低くなる。

【００２４】回転軸２６の他端部は、密閉容器２１内に
装着された副支持フレーム４１の副軸受部４０により軸
支されている。回転軸２６内にはその他端部（副支持フ
レーム４１側）から前記軸受部２８に対応する位置まで
至る油通路４４が穿設されており、回転軸２６が軸受部
２８により軸支されている部分に前記油通路４４から前
記軸受部２８の摺動面に通じる小孔５３が半径方向に延
在して形成されている。

【００２５】また、回転軸２６が副軸受部４０により軸
支されている部分には、油通路４４から前記副軸受部４
０の摺動面に通じる連通路５２が半径方向に延在して形
成されている。更に、副支持フレーム４１内には、密閉
容器２１の底部から副軸受部４０まで至る給油路５６が
穿設されている。この給油路５６の下端は密閉容器２１
の底部に後述する如く収容されている潤滑油ｂ中に開口
すると共に、上端は前記連通路５２の入口（外側の開口
縁）に対応し、それらに合致した状態で連通するよう構
成されている。

【００２６】尚、副軸受部４０の前記給油路５６に対応
する位置には、環状の油溝５７が形成されており、油通
路４４の副支持フレーム４１側の端面は封止部材４３に
て封止されている。

【００２７】更に、回転軸２６内にはその一端面（ボス
穴部３１側）から軸受部２８に対応する位置まで至るも
う一つの油通路４２が穿設されており、回転軸２６が軸
受部２８により軸支されている部分に前記油通路４２か
ら前記軸受部２８の摺動面に通じる連通路５１が半径方
向に延在して形成されている。

【００２８】また、支持フレーム２７内には、密閉容器
２１の底部から軸受部２８まで至る給油路４６が穿設さ
れている。この給油路４６の下端は密閉容器２１の底部
に収容されている潤滑油ｂ中に開口すると共に、上端は
前記連通路５１の入口（外側の開口縁）に対応し、それ
らに合致した状態で連通するよう構成されている。

【００２９】尚、軸受部２８の前記給油路４６に対応す
る位置には、環状の油溝５４が形成されている。

【００３０】ここで、上記密閉容器２１底部には所定の
レベルまで潤滑油ｂが収容されており、この潤滑油ｂは
密閉容器２１内の圧力（高圧）と、揺動スクロール３０
の背面と支持フレーム２７間の圧力（低圧）の差圧によ
って支持フレーム２７中の給油路４６から吸い上げら
れ、回転軸２６中に設けた連通路５１から油通路４２に
入り、この油通路４２を経て回転軸２６の一端面から流
出し、ボス穴部３１とピン部２９の摺動面をガスシール
する。

【００３１】また、潤滑油ｂは前記差圧によって副支持
フレーム４１中の給油路５６から吸い上げられ、回転軸
２６中に設けた連通路５２から油通路４４に入り、この
油通路４４を経て回転軸２６の小孔５３から流出し、回
転軸２６と軸受部２８の摺動面をガスシールする。

【００３２】上記のように構成した横置き型スクロール
型圧縮機２０が運転を開始すると、冷媒ガスは吸入管３
６からスクロール圧縮要素２３の外周部に吸入されて、
漸次中心に移動していくことで圧縮され、固定スクロー
ル３３の中央部に設けた吐出ポート３７から密閉容器２
１内に吐出され、この空間で同伴した潤滑油が分離さ
れ、脈動が低減される。

【００３３】吐出されたガスは固定スクロール３３と支
持フレーム２７に設けた図示しない通路を流れて、電動
要素２２側に行き、ロータ２５の回転による遠心力とス
テータ２４や副支持フレーム４１などの邪魔板効果など
で冷媒ガス中の潤滑油がさらに分離される。

【００３４】そして、潤滑油が分離された冷媒ガスは吐
出管４７から密閉容器２１外に吐出される。分離された
潤滑油は密閉容器２１の底部に溜まり、循環して使用さ
れることになる。

【００３５】この場合、冷媒ガス吸入側と、揺動スクロ
ール３０の背面と支持フレーム２７の間を連通させてあ
るので、この間の圧力は冷媒ガス吸入側と略同じ位に低
く、密閉容器２１内の圧力より低くなっている。この差
圧により、前述の如く潤滑油ｂは前記支持フレーム２７
の給油路４６から吸い上げられて、回転軸２６の連通路
５１から油通路４２を経て高圧下で供給される。

【００３６】供給された高圧の潤滑油は、回転軸２６の
一端面から流出し、ボス穴部３１とピン部２９の摺動面
を良くガスシールする。これらの潤滑油はその後、揺動
スクロール３０と支持フレーム２７の間を流れ、オルダ
ムリング４８溝部の潤滑を行った後、揺動スクロール３
０の鏡板の周縁部を経てスクロール圧縮要素２３内の冷
媒ガス吸入側に供給されて摺動面の潤滑を行い、その後
圧縮ガスと共に吐出ポート３７から密閉容器２１内へ吐
出され、圧縮ガスと分離されて密閉容器２１の底部に流
れる。

【００３７】また、前記差圧により、前述の如く潤滑油
ｂは前記副支持フレーム４１の給油路５６から吸い上げ
られて、回転軸２６の連通路５２から油通路４４を経て
高圧下で供給される。

【００３８】供給された高圧の潤滑油は、回転軸２６の
小孔５３から流出し、軸受部２８と回転軸２６の摺動面
を良くガスシールする。これらの潤滑油はその後、揺動
スクロール３０と支持フレーム２７の間を流れ、オルダ
ムリング４８溝部の潤滑を行った後、揺動スクロール３
０の鏡板の周縁部を経てスクロール圧縮要素２３内の冷
媒ガス吸入側に供給されて摺動面の潤滑を行い、その後
圧縮ガスと共に吐出ポート３７から密閉容器２１内へ吐
出され、圧縮ガスと分離されて密閉容器２１の底部に流
れる。

【００３９】尚、オルダムリング４８は、支持フレーム
２７と揺動スクロール３０との間に介装されており、電
動要素２２の駆動により固定スクロール３３に対して揺
動スクロール３０が自転しないように円軌道上を公転さ
せるように構成されている。

【００４０】ここで、電動機２２が高速回転されると、
高圧と低圧の圧力差が拡大されるため、各給油路４６、
５６からの吸い上げ力も増大するが、各連通路５１、５
２は回転軸２６の半径方向に延在して形成されているの
で、回転軸２６の高速回転によって遠心力も増大する。
そのため、各給油路４６、５６から各連通路５１、５２
に流入する潤滑油の量は制限されるようになるので、高
速回転時の差圧の増大による給油量の過多を防止するこ
とができるようになり、潤滑油吐出量の低減と体積効率
の改善による性能の向上を図ることが可能となる。

【００４１】特に、給油路４６、５６は支持フレーム２
７と副支持フレーム４１内に形成されているので、格別
な油導入管などを密閉容器２１内に取り付ける必要が無
くなり、構造の簡素化による更なる生産コストの削減を
図ることができるようになる。

【００４２】尚、揺動スクロール３０の背面と支持フレ
ーム２７の間の圧力は、冷媒ガス吸入側と略同じ位に低
いので、揺動スクロール３０が固定スクロール３３に押
し付けられることが無く、逆に、揺動スクロール３０は
固定スクロール３３から離れるので、揺動スクロール３
０と固定スクロール３３の各ラップ先端にバネ式ガスシ
ールデバイスを設けるなどにより潤滑油を介在させてガ
スシール状態にして冷媒ガスを圧縮することが必要であ
る。

【００４３】このようにすることにより、スクロール圧
縮要素２３内のガスシール性が向上して圧縮効率が向上
する利点があると共に、前記固定スクロール３３と揺動
スクロール３０をアルミニウム或いはアルミニウム合金
とすることが可能になる。

【００４４】ここで、本発明で使用する冷媒としては、
オゾン層を破壊する危険性の無い若しくは少ない冷媒、
具体的には、例えば、１，１，１，２−テトラフルオロ
エタン（Ｒ１３４ａ）単体、又は、Ｒ１３４ａとジフル
オロメタン（Ｒ−３２）とペンタフルオロエタン（Ｒ−
１２５）との混合冷媒（Ｒ４０７Ｃ）、Ｒ−３２とＲ−
１２５との混合冷媒（Ｒ４１０Ａ）などのＨＦＣ系冷
媒、ハイドロクロロジフルオロメタン（Ｒ２２）単体、
又は、混合冷媒などのＨＣＦＣ系冷媒などを挙げること
ができる。

【００４５】また、本発明で使用する潤滑油としては、
具体的には、例えば、これらの冷媒と相溶性のあるエス
テル系オイル、エーテル系オイル、或いは、これらの冷
媒と相溶性のないアルキルベンゼン系オイル、或いは、
これらの混合物などを挙げることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、連通
路を回転軸の半径方向に延在して形成しているので、回
転軸が高速回転されると、遠心力が増大するため、給油
路から連通路に流入する潤滑油の量は制限されるように
なる。従って、高速回転時の差圧の増大による給油量の
過多を防止することができるようになり、潤滑油吐出量
の低減と体積効率の改善による性能の向上を図ることが
可能となる。

【００４７】また、給油路を支持フレーム及び／又は副
支持フレーム内に形成したので、格別な油導入管などを
密閉容器内に取り付ける必要が無くなり、構造の簡素化
による更なる生産コストの削減を図ることができるよう
になるものである。

【００４８】請求項２の発明によれば、上記に加えて揺
動スクロールの他方の面と支持フレーム間の圧力と密閉
容器内の圧力差により、給油路から密閉容器内底部の潤
滑油を吸い上げ、回転軸の連通路を介して油通路に送
り、この油通路から各摺動部に供給して、循環使用する
ようにしているので、潤滑油供給のためのポンプなどを
不要として部品点数の削減を図ることが可能となるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクロール型圧縮機の一実施例の全体
構成を示す断面図である。

【図２】従来の横置き型のスクロール型圧縮機の一実施
例の全体構成を示す断面図である。

【符号の説明】

ｂ 潤滑油 ２０ スクロール型圧縮機 ２１ 密閉容器 ２２ 電動要素 ２３ スクロール圧縮要素 ２６ 回転軸 ２７ 支持フレーム ２８ 軸受部 ２９ ピン部 ３０ 揺動スクロール ３１ ボス穴部 ３２、３５ ラップ ３３ 固定スクロール ３４ 圧縮室 ３６ 吸入管 ３７ 吐出ポート ４１ 副支持フレーム ４２、４４ 油通路 ４６、５６ 給油路 ４７ 吐出管 ５１、５２ 連通路 ５３ 小孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 一昭 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 松本 兼三 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西川 剛弘 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 佐藤 孝 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内に回転軸を横方向に向けて設
   けられた電動要素と、この電動要素によって駆動される
   スクロール圧縮要素と、前記密閉容器内に装着されて前
   記スクロール圧縮要素を支持すると共に、中央に前記回
   転軸の一端部側を軸支するための軸受部を設けた支持フ
   レームと、前記密閉容器内に装着されて前記回転軸の他
   端部を軸支するための副軸受部を設けた副支持フレーム
   と、前記密閉容器内に収容された潤滑油とを備え、前記
   スクロール圧縮要素は中央部に圧縮ガスの吐出ポートを
   設けると共に一方の面に渦巻き状のラップを有する固定
   スクロールと、この固定スクロールに対して前記電動要
   素の駆動により公転し、一方の面に渦巻き状のラップを
   有する揺動スクロールとから構成され、前記両ラップを
   互いに噛み合わせて複数の圧縮室を形成し、前記密閉容
   器外から吸入した冷媒ガスをこの圧縮室にて圧縮して前
   記吐出ポートから前記密閉容器内に吐出した後、前記密
   閉容器外に吐出するようにしたスクロール型圧縮機にお
   いて、 前記回転軸内にその軸心方向に渡って形成された油通路
   と、この油通路に連通し、回転軸の半径方向に延在する
   連通路と、前記密閉容器内底部から前記連通路に至る給
   油路とを備え、この給油路は支持フレーム及び／又は副
   支持フレーム内に形成されていることを特徴とするスク
   ロール型圧縮機。
2. 【請求項２】 密閉容器外から吸入した冷媒ガスの流入
   側を揺動スクロールの他方の面と前記支持フレームの間
   に連通させてこの間の圧力が前記密閉容器内の圧力より
   低くなるようにし、前記給油路から潤滑油を吸い上げ、
   前記連通路を介して前記油通路に送り、この油通路から
   各摺動部に供給して、循環使用するようにしたことを特
   徴とする請求項１のスクロール型圧縮機。