JPS5830402A - スクロ−ル流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス用スクロール圧縮機として、冷凍用圧縮機
、空調用圧縮機、空気圧縮機、プラント用各種ガス圧縮
機に利用でき、また旋回スクロール部材を逆転させれば
、ガス用膨張機として使用できるスクロール流体機械に
関するものである。

クロールラップ、１ｂは固定スクロール中心、２ａは旋
回スクロールラップ、２ｂは旋回スクロール中心、３は
吐出ボートである。まず第１図の（ａ）図において、固
定シよび旋回の′谷スクロールラップ１ａおよび２ａは
インボリュートまたはインボリュートに近い形状をして
おり、これらの組合わせにより、密閉された流体ポケッ
ト４（たとえば図の点を付した部分）が形成される。こ
のイノ１シ体ボケツｌ−４は固定スクロール中心１ｂの
まわりを旋回スクロール中心２ｂが旋回中ｔ４　ｔで旋
回することによシ、（ｂ）図ンよび（Ｃ）図に示すよう
に中心部に移動しながらその体イλを縮小し、吐出ボー
ト３から流１ヶが排出さ扛て流体圧７陥作用を行う。ま
た旋回スクロールを上記の旋回方向とは逆方向に旋回さ
せれば、流体Ｉ膨張作用をイテう。この際旋回方向に拘
らず旋回スクロール部材２は自転しＣばならず、このた
め自転防止機１１ケが設けら江でいる。

自転防＋１：　（４構は、第２図に示ｊ−フレーム５に
突出して取付けら往だピン６、偏心穴付きのリング７お
よびこのリングを収納し、わｒかなｒきまを設けてかん
計する旋回スクロール部、１第２に設けられた丸穴８を
それぞれ複数個設けることによシ構成されている。第３
図は、第２図の１丁−ＩＩ線断面図で、自転防止機溝の
原理を示す。第３図で６Ｃはピン６の中心軸、７Ｃはリ
ング７の中心軸、９ａｃおよび９ｂｃはクランク軸９の
主軸９ａおよびクランクピン９ｂのそれぞれの中心１紬
である。中心、Ｉｌｌ６Ｃおよび７Ｃの距離はクランク
軸９の偏心量ε、すなわち中心軸９ａＣおよび９ｂＣの
距離と等しく、また６Ｃおよび９ｂＣの距離は７Ｃおよ
び９ａＣ’の距離に等しくしである。したがって各中心
軸６ｃ。

７Ｃ，９ａＣおよび９ｂＣは、これに直交する平面との
交点が平行四辺形の各頂点をなすことになり、これによ
りクランクピン９ｂが回転半径εで回転した蔦易合にピ
ン６も同じく中心軸７Ｃの回りを半径５でクランクビン
９ｂと等しい回転速度で回転する。このときピン６と結
合された旋回スクロール都４，４’　２は自転すること
なく、半径ｅの旋回運動を行う。

つぎにスクロール流体機械における従来の技術を、第２
図を用いて説１男する。第２図は従来のスクロール圧縮
機の要部断面図で、まずこの図を用いて従来のスクロー
ル圧縮機の基本構成および動作を説明する。クランク軸
９が駆動されて回転するとクランクビン９ｂが半径Ｃで
回転し、旋回スクロール軸受２Ｃを介して旋回スクロー
ル部材２が旋回する。旋回スクロール部材２の自転防止
は、フレーム５に取付けられたピン６、偏心穴付きのリ
ング７および旋回スクロール部材２Ｖこ設けられた丸穴
８で構成される自転防止機構により行われる。このよう
に旋回スクロール部材２の旋回運動により、流体は吸入
ボート１０から吸入され、流体ポケット４に閉じ込めら
れ、圧縮されて吐出ボート３から排出される。なおりラ
ンク軸９を逆転させれば、上記とは逆に、流体は吐出ボ
ート３から吸入され、吸入ボート１０から１彫張（〜て
４ＪＰ出される。またスクロール圧縮機の据付方向は、
固定スクロール部材１を上方にフレームを−Ｆ方に配置
する据付方法（以下縦形と呼ぶ）およびクランク軸を水
平方向とした据付方法（以下横形と呼ぶ）のいずれかで
あった。このような従来の構造においては、つぎのよう
な欠点があった。すなわち、（１）自転防止機構部には
旋回スクロール部材の自転トルクを支える荷重が負荷さ
れるが、この自転防止機構部の摺動部分、とくにピン６
とリング７に設けた偏心穴７ａとの慴動部分およびリン
グ７と丸穴８との摺動部分に対して、油潤滑が不十分で
あったため、これらの摺動部分で焼付あるいは異常摩耗
が発生しやすい。クランクビン９ｂなどへ給油された潤
滑油は、旋回スクロール部材２とフレーム５の相対する
面間のすきま１３に流入するが、この潤滑油は自転防止
機構部の前記の摺動部分にはほとんど供給されない。す
なわち、圧縮機の据付方向が縦形の場合には、自転防止
機構部がフレーム５の旋回スクロール部材２に相対する
面より旨い位置にあるため、また横形の場合には自転防
止機構部が前記のフレーム面に対して側方に位置するた
め、いずれの場合にも前記のフレーム面に沿って流れる
潤滑油はほとんど自転防止機構部の前記の摺動部分には
供給されない。また仮に圧縮機の運転に連動した給油方
式により自転防止機構部に通じる給油孔などにより強制
潤滑した場合にも、圧縮機停止時にはｊ習動部分の潤滑
油はＦ方に流れ去り、したがって起動時には摺動部分が
苛酷な運転条件となり、やはり焼付あるいは異常摩耗が
発生し易い。ここで、旋回スクロールｆｆ１ｓ材の自転
防止のためには、第３図を用いて説明したように、各軸
中心６Ｃ，７Ｃ，９ａＣお工び９ｂＣは、これと直交す
る平面との交点が・Ｖ−６四辺形の谷頂点となることが
必要である。実際には部品の寸法精度を高くしても厳密
には」−記の平行四辺形の条件は満足せず、したがって
関連するがん台部分のすきまを考慮に入れて平行四辺形
の条件を満足きせなければならない。このため自転１ソ
ｊ止機構部のかん台部分、すなわちピン６と偏心穴７ａ
とのかん合すき捷、およびリング７と丸穴８とのかん合
すきまは比較的大きくせざるを得ない。この場合これら
のかん合すきまに存在する潤滑油３よ、圧縮機停止時に
容易に下方に流れ去りやすく、起動時にはこれらのかん
合［＠　、すなわち摺動部分は焼・［・」あるいは異常
摩耗を発生しやすい。

本発明は上記に鑑みてなしたもので、油潤滑が良好で耐
久性、信頼性に優れた自転防止機構を具備したスクロー
ル流体機械を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は自転置市↑幾構部を
フレームと旋回スクロール部材の４月対する面より低い
位置に配はするようにした。これによリ、この面の間に
流れる潤滑油が自転防止機構部の摺動部分に容易に入り
込むため、また本機の停止中は摺動部分に入り込んだ潤
滑油はその膣ま残留することによシ起動時においても油
潤滑が直ちに行われるため、焼付あるいは異常摩耗を起
さないようにできる。

このためには、固定スクロール部材を旋回スクロール部
材の上方に配置する場合には、ピンを旋回スクロール部
材側例、丸穴をフレ・−ム側に設ければよい。これとは
逆に固定スクロール部材を旋回スクロール部材の下方に
配置する場合には、ピンをフレーム側に、丸穴を旋回ス
クロール部材側に設ければよい。

上記の構造に対して、さらに自転防止機構部の油潤滑を
良くする方法として、（１）偏心穴付きのリングの内部
に空間を設けることにより、潤滑油がこの空間内に流入
し、これが貯蔵でき、貯蔵された潤滑油が自転防止機構
部の摺動部分に供給できるようにした。（２）自転防止
機構部に開口する給油孔を設け、この給油孔に潤滑油を
導くことによシ、（１１） 摺動部分を強制潤滑できるようにした。

さらに、自転防止機構部の摺動性１」目を高めるため、
偏心穴付きのリングを入れる丸穴の内面およびこのリン
グに設けた偏心穴の内面に、それぞれ摺動性能に優れた
リング状摺動材を圧入（〜だ。

以ド、本発明の実施例を第４〜１３図を用いて説明する
。

第４図は固定スクロール部材を旋回スクロール部材の上
方に配置したスクロール流体機械の実施例の要部断面図
で、固定スクロール部利１と組付わした旋回スクロール
部材２をクランク軸９により駆動することにより、旋回
スクロール部材２が旋回運動するが、この際ピン６、リ
ング７およびフレーム５に設けた丸穴８かうなる自転防
止機構により、旋回スクロール部材２の自転が防止され
る。ここで丸穴８をフレーム５の方に設けであるため、
自転防止機構部はフレーム５と旋回スクロール部材２の
相対する而より低い位置に配置されている。クランク軸
９の主軸９ａと軸受１２との摺動部分およびクランクピ
ン９ｂと旋回スフロー（１２） ル部材２との摺動部分はそれぞれ油潤滑され、これらの
摺動部分から流出した潤滑油はフレーム内の空間１１に
流れ込み、すきま１３を通り、固定スクロール部材１と
旋回スクロール部材２との摺動部分を油潤滑したのち流
体ポケット４に入シ込む。ここですきま１３に流れ込む
潤滑油の一部は自転防止機構部の摺動部分、すなわちピ
ン６と偏心穴７ａとの摺動部分およびリング７と丸穴８
との摺動部分に容易に流れ込み、油潤滑が良好な状態と
なる。また本機が停ｒｈＬだ状態においては、自転防止
機構部の摺動部分に流れ込んだ潤滑油はそのまま残留す
るため、つぎに起動する場合に直ちに潤滑効果を生じる
。したがって自転防止機構部が焼付きあるいは異常摩耗
を起さない。このような良好な潤滑効果は、フレーム５
と旋回スクロール部材２の相対する而よシ低い位置に自
転防止機構を配置したため可能となったものである。

第５図は固定スクロール部材を旋回スクロール部材２の
下方に配置したスクロール流体機械の実施列の要部断面
図である。第５図での構成は第４図での構成と類似して
いるが、第５図では丸穴８を旋回スクロール部材の方に
設けて・！つる点が第４図と異なる。イタ５図の実施列
においてし］：、第４図での実施例と同等＋Ｃ１自転防
市機構部をフｌ／−ム５と旋回スクロール部材２０４１
１対する面より低い位置に配置されているため、自転防
止機構部の油潤滑を良好な状態にでき、このため焼付あ
るいは異常摩耗を起こさない。

つぎに、第６〜９図は偏心穴付のリングの内部に空間を
設は−Ｃ自転防ＩＥ機４１Ｍ１ｓ（−〇油潤ｉ１７をさ
らに良くした実施例を説明した図で、第６−８図は自転
防止機構部の１折面図、第９図は第８図におけるリング
７の平面図である。なお、第６〜８図で自転防止機構部
は、フレーノ〜と旋回スクロール流体機械の相対する面
より低い位置に配置し−Ｃある。

第６図で、ピン６はリング７の中心軸７Ｃの回りを半径
ｅで旋回する。リング７には円柱状の空間１４が設けて
ちる。フレームと旋回スクロール部材との相対する而［
…のすき一部１３に流入した往先滑油は矢印で示す方向
に流れ空間１４に流入、貯蔵５ノＬる。Ｕ？蔵された潤
滑油はピン６、リング７のｍＡｇ１１部分のすきまに矢
印の方向に流入し、これらの慴動部分を油潤滑する。ま
た停止中におりては空間１４に貯蔵された潤滑油はその
まま残留するため、各慴動部分を潤滑油で浸潤するとと
もに、つぎの起動時において直ちに潤滑油の供給源とな
るン辷め、各摺動部分の潤滑油切れを起こｔごとがない
。

第７図は空間１４の形状を下方にｐ＼がった円錐むの形
状としたものである。空間１４に流入した；ＩＸｆｌ　
／ｉ＋油はリングツ０回転運動によシ下方の方向に油圧
を発生するため、より擾れた潤滑効果音生じる。

第８図（・ま第７図に比較し、より潤滑効果を高めたも
のである。第９図はｆｇａ図に示すリングツ０平面図で
ある。７ｄはリング７に設けた給油孔、７ｅはリング７
の底面に設けた給油溝である。ピン６がリング７の中心
軸の回りに半匝「で旋回すると、空間１４にた丑った６
：ｊ４滑油は遠心力にょシ給油孔７ｄおよび給油溝７ｅ
から第８図に示す矢（１５） 印の方向に流れ各摺動部分を油潤滑する。給油孔７ｄあ
るいは給油溝７ｅのいずれか一方のみを設けても油潤滑
の効果は大きい。起動時に１ンいては上記と同様に直ち
に各摺動部分を潤滑する。

以上第６〜９図を用いて説明したように、リングの内部
に空間を設けることにより自転防止機構部の油潤滑を良
好にすることができる。この際フレームと旋回スクロー
ル部材の相対する而より低い位置に自転防１に機構部を
配置ｔしたため、リング内の空間に潤滑油を流入、貯蔵
させ、各摺動部分に給油でき、また本機が停止）、中で
あってもこの空間および各慴動部分に潤滑油を残留させ
ておくことが可能となる。

つぎに、第１０図はリング状摺動材を自転防止機構部の
摺動部分に用いた実施例を説明した要部断面図で、リン
グ状慴動材１５および１６がリング７に設けた偏心穴７
ａおよび丸穴８の内面にそれぞれ圧入しである。リング
状摺動材１５および１６は摺動性能に優れた材料を用い
ているため、焼付あるいは異常摩耗に対する強度を高め
ること（１６） ができる。

つぎに、第１１〜１３図は自転防止機構部に給油孔を導
くことによシ、油潤滑をさらに良くした実施列を説明し
た要部断面図である。第１１図では１７が給油孔で、給
油径路は矢印で示すようにクランク軸９、旋回スクロー
ル部材２、ピン６の内部にそれぞれ導き、ピン６の先端
に開口させて、自転防止機構部の各摺動部分を油潤滑し
、固定スクロール部材１と旋回スクロール部材２の摺動
部分を油潤滑したのち流体ポケット４に流入し吐出ボー
ト３から排出さ７する。第１２図では１７が給油孔で、
１８はクランク軸９の外周部に設けたり／グ状油溝であ
る。給油径路は矢印で示すようにクランク軸９、軸受１
２、フレーム５の内部にそれぞれ導き、丸穴８の底面に
開口させて、自転防止機構部の各摺動部分を油潤滑した
のち、流体ポケット４に流入し吐出ボート３から排出さ
れる。

第１３図では１７が給油孔で、１９は固定スクロール部
材１に設けた円柱形状の油ポケットで、旋回スクロール
部材２に設けた給油孔１７が旋回ス（１７） クロール部材２の旋回中（（おいて常時この油ポケット
に開１コするようにしである。この油ポケットは旋回ス
クロール部材２の方に設けてもよい。給油径路は矢印で
示すように固定スクロール部材１、旋回スクロール部材
２、ピン６の内６１〜にそれぞれ導き、ピン６の先端に
開口させて、自転防止機構部の各摺動部分を油潤滑した
のち、固定スクロール部材１と旋回スクロール部材２の
境界部を油ｎ−１滑したのち、一部は油ポケット１９に
流入し、一部は流体ポケット４ｖＣ流入する。以−１−
説明したように、自転防止機構部に給油孔を導き油潤滑
することにより、焼付あるいは異常摩耗の発生を防止す
ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、（１）自転防止
機構部をフレームと旋回スクロール部材の相対する面よ
り低い位置に配［遣するようにしたこと、（２）偏心穴
付きのリングの内部に空間を設け／でこと、（３）自転
防止機構部の摺動部分にリング状慴動材全・二Ｅ人した
こと、および（４）自転防止機構部に開］］する給油孔
を設けたこと、によりそれぞれ自転防１に（１８） 機構部の油潤滑を良好にすることができるので、自転防
上機構部の焼付あるいは異常摩耗を発生しない。したが
って信頼性および耐久性に優れたスクロール流体機械を
実現することができる。

流体機械の原理説明図、第２図は従来のスクロール流体
機械の要部縦断面図、第３図は第２図の■−１１線断面
図で自転防止機構部 〜１３図は本発明の実施ジＵを示す図で、第４および第
５図は本発明の基本を示す要部縦断面図、第６〜８図は
自転防止機構部の油潤滑の方法を説明する要部縦断ｔｒ
ｒｊ図、第９図は第８図のリングの平面図、第１０図は
リング状摺動材の取付けを説明する要部縦断面図、第１
１〜１３図は自転防止機構部への給油方法を説明する要
部縦断面図である。

６・・・ピン、７・・・リング、８・・・丸穴、１４・
・・空間、７ｄ・・・給油孔、７ｅ・・・給油溝、１５
および１６・・・リング状摺動材、１７・・・給油孔、
１８・・・リング状油溝、１９・・・油ポケット。

（１９） 第　１　　図 （久ジ （ｂ）　　　　　　　　　　　　　ＣＣ）Ｚら 第２図 箔　３　　図 ■　４　図 第５図 第に図 ／４ 第７図 第　　８　　図 １ 第　９　図 ｃ 第　　／θ　図 ）５　　　　　ノＢ　　　　　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、　インボリュートもしくはインボリュートに近い曲
   線形状に形成されたラップを備えた旋回スクロール部材
   と固定スクロール部材とを、両者のラップが互いにかみ
   合うように接合し、固定スクロール部材には流体の吸入
   ボートおよび吐出ボートを設け、旋回スクロール部材を
   フレームと固定スクロール部材との間に介在させたスク
   ロール流体機械において、旋回スクロール部材とフレー
   ムの相対する両端面間において、いずれか一方の端面に
   円柱膨大のピンを複数個突出させて設け、他方の端面に
   はピンと同−間数の丸穴を設け、この丸穴の中に外径が
   円柱形状のリングをわずかなすきまを設けて挿入し、こ
   のリングにはリングの中心１１１１から旋回スクロール
   部材の旋回半径にほぼ等しい距離に偏心穴を設け、この
   偏心穴とピンとをわずかなすきまを設けてかん合し、ピ
   ン、リングおよびリングを収納する丸穴からなる自転防
   止機構部を旋回スクロール部材とフレームの相対する面
   より低い位置に配置することにより、旋回スクロール部
   材の自転を防止するとともに自転防止機構部の油潤滑を
   良好にし、また両スクロールラップの径方向の気密を保
   持するようにし、クランク機構により旋回スクロール部
   １オを駆動するようにしたことを特徴とするスクロール
   流体機械。 ２、旋回スフ【コール部材とフレームのＡ１１対する両
   端面間において、旋回スクロール部材の端面にピンを突
   出させて設け、フレームの端面に丸穴を設けて自転防止
   機構を構成し、固定スクロール部材を旋回スクロール１
   ＄財の」二方に配置ｕシたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のスクロール流体機械。 ３、旋回スクロール部材とル−ムの相対する両端面間に
   おいて、旋回スクロール流体機械の端面に丸穴を設け、
   フレームの端面にピンを突出させて設けて自転防止機構
   を構成し、固定スクロール部材を旋回スクロール部材の
   Ｆ方に配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のスクロール流体機械。 ４、　リングの内部に空間を設けることに、Ｌす、潤滑
   油がこの空間内に流入、貯蔵でき、貯蔵された潤滑油が
   リングと丸穴との摺動部分、あるいはｌ６心穴との摺動
   部分に供給できるようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１〜３項のいずれかに記載のスクロール流体機
   械。 ５、リングの底面、すなわち丸穴の底と接する平面に給
   油溝を設けることにより、自転防止機構部の摺動部分へ
   の給油を円滑にするようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１〜３項のいずれかに記載のスクロール流体
   機械。 ６６　　自転防止機構部に給油孔を導くことによりｌ：
   １転防止機構部の油潤滑を良好にしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１〜３項のいずれかＶこ記載のスクロ
   ール流体機械。 ７、クランク軸、旋回スクロール部材およびピンのそれ
   ぞれの内部に給油孔を設け、ピンの外面に給油孔を開口
   することにより、ピンと偏心穴間およびリングと丸穴間
   の各ｒｆｔＪｆｔ外を油潤滑するようにしたことを特徴
   とするｌ涛１〆ｒ　ｔｉ＋１求の範囲第１〜３項のいず
   れかに記載のスクロール流体機械。 ８、　クランク軸、クランク軸の軸受、」？よびフレー
   ムの内部に−それぞれ給油孔を設け、フレームに設けた
   丸穴の表面に給油比を開１」することにより、ピンと一
   心穴問およびリングと丸穴１ｉＪ］の谷摺動部分を油潤
   滑ｒるよう１こしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １・−３項のいず扛かに記載のスクロール流体機械。 ９、　固足スクロール部材、旋回スクロール部材および
   ピンのそれぞれの内部に給油孔を設け、ピンの外面に給
   油孔を−［」することにより、ピンと偏心穴開およびリ
   ングとフレーム間の各摺動部分を油潤滑するようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項のいずれか
   に記載のスクロール流体機械。 １０、リングを挿入する丸穴およびリングに設けた偏心
   穴のいずれか一方、わるいは両方に、リング状摺動材を
   圧入したことを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項の
   いずれかに記載のスクロール流体機械。