JPS5867983A - スクロ−ル流体装置 - 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、膨張機、冷媒圧縮機、空気圧縮機等に適用さ
れるスクロール流体装置に関ｒるものである。

空調用圧縮機を例として従来の密閉形スクロール圧−機
をｊｇ１図、第２図、笛３図を参照して説明する。従来
の密閉形スクロール圧縮機は特開昭５５−１３７３８４
号にて開示されているように全体構成は次の通りである
。

スクロール流体装置には、鏡板にインボリ一ト曲線から
なるうす巻き状のラップを直立させて形成ＬＪ２つのス
クロールを、互いにラップが向かい合ってかみ合わせら
れ、両スクロールの間にオルダムリングと称される自転
防止部材が配置される。

第１図において、前記２つのスクロール部材は、旋回ス
クロール部材２および固定スクロール部材３にて示さｎ
る。密閉容器ｉ内には、圧縮要素である前記旋回スクロ
ール部材２、固定スクロール部、材３が上部に、電動機
４が下部に配設され、両者は、主軸６および主軸上部に
設けた偏心軸６ａＶｃよって係合される。容器底部には
、潤滑油５が貯溜されている。次に、給油構造を説明す
る。

スクロール圧縮機で、潤滑を必要とする部分は、軸受部
即ち、旋回スクロールボス部軸受８、主軸受１２ａ　、
１２ｂとスクロール鏡板外周の摺動面２ａとオルダムリ
ング部７である。第１図では、鏡板摺動面２ａに給油す
る大め、主軸６内に設けた偏心給油孔９及び、旋回スク
ロール鏡板内に放射状給油通路１０を設け、前記給油孔
９の遠心ポンプ作用により、潤滑＃５を汲み上げて給油
している。該放射状給油通路１０と給油孔９とが係合す
る部分の詳細を第２図および第３図に示す。

１、放射状給油通路１０は、はぼ鏡板外径の長さの油入
である。給油通路１０は、油入２ｂを介して潤滑油が供
給され、鏡板内を四方に伸びた通路１０ａ、１０ｂ、１
０Ｃ，１０ｄを形成する。（第３図） スクロール圧縮要素部には、ガスを圧縮するためスクロ
ール内部のガス圧による力が発生する。

第１図で示し六Ｆｇは、ガス圧による力の旋回方向成分
を示す。他方Ｒは、偏心軸６ａに作用する駆動力を示す
。両者の力の大きさは等しくなるが、両者の力の着力点
が異るため、偶力が発生し、旋回スクロール部材２を、
固定スクロール部材３から引き離そうとするモーメント
が作用する。そのモーメントの大きさは、次式で示され
る。

Ｍ＝ＦｇｘＬ　　　　　　　　　　　　　　（１）ここ
で　Ｌ：着力点間の距離 このモーメントＭが大きくなると、スフ晶−ル外周の摺
動面での片当りが強くなり、摩擦損失増加の原因となる
。従って、モーメントＭをなるべく小さくする必要があ
る。

第２図に示すように、旋回スクロール鏡板部２ｄの板厚
魁は、旋回スクロール２の背面に軸受を支えるメス部２
Ｃの内側すなわちボス底部の鏡板部２Ｃの板厚ｉＩ／と
等しい寸法である。従って、着力点間の距−Ｌは、近似
的に、次式で示されるここで、　　ｈニスクロールラッ
プの高さｔｔ’：＠板厚さく＝ｔｌ） ｌＩ：旋回スクロールボス部軸受８の軸受長さ また、旋回スクロールボス部軸受８に作用する荷重（駆
動力Ｒ−）による面圧が過大とならないようにするため
には、軸受長さ１１．　（第２図）を大きくする必要が
ある。しかし、ｌＩを大きくすると、前記の着力点間の
距離りひいては、モーメン）Ｍが犬きくなるという問題
が生じる。

また、放射状給油通路への入口である油入２ｂは、一種
の絞り作用を呈し、流路抵抗が大きくなり、スクロール
鏡板摺動面２ａへの給油量が低下するという問題も生じ
る。さらに、放射状給油通路１０は、はぼ鏡板外径の長
さの油入アあるため、長い油入の加工が要求され、加工
が難しいという生産技術的な問題も起きる。

即ち、従来のスクロール流体装置は、旋回スクロールボ
ス部軸受には、過大な荷重が作用し、面圧を低く維持す
ることが不可能である。また、放射状の油通路が、長い
ため、加工が難しくなり、加工上の問題、さらに油は油
入２ｂを介して流れるため、流路抵抗が大きくなり、ス
クロール鏡板摺動面２ａへの給油量が不足するという問
題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑みて発明されたもので、旋回ス
クロールボス部の軸受に作用するモーメントを小さくし
摩擦損失を小さくすること、また上記軸受の面圧を低く
維持することを目的とする上記目的、即ち、モーメント
ＭＫよるスクロール外周（外縁Ｓ＞の摺動部での片当り
を小さくするため、本発明は、着力点間の距＠Ｌを小さ
くする。すなわち、旋回スクロール背面に軸受を支える
ボス部の内側すなわち、ボス底部の鏡板部２ｅの板厚を
許容範囲内（スクロール内部のガス力による変形が大き
くならない板厚）で、他の鏡板部２ｄの平均板厚ｔ、よ
りも薄くする特徴を有する。

′また本発明の実施の態様によれば、スクロール部材の
摺動面への給油量を増加することが出来る上記効果を達
成するための、放射状の給油通路の良さのｌ′Ｉ４題及
び油入の流体抵抗に関する問題を解決するため、実施例
は、油入周りの構造を簡単化（単純化）する。

即ち、絞りとなっている油入を除去し、放射状給油通路
の開口部を、旋回スクロールボス部の内周部（旋回スク
ロール軸受の）１ウジング面）に設ける構造を有する。

以下、本発明の一実施例を第４図乃至第８図にもとずき
ＷＩｌ、ｂＡする。第４図は、本発明の基本構造である
。旋回スクロール部材２の背面に軸受８を支えるボス部
２Ｃの内側すなわち、ボス底部の鏡板部２Ｃの板厚をｔ
、とし、他の鏡板部２ｄの板厚ｔ１に対し１．　＜　１
．の関係かめる。ボス底部の鏡板部２ｅの［厚１ｍは、
スクロール内部のスラスト方向のガス力による変形が大
きくならないように決める。ま六、旋回スクロール部材
２の鏡板２ｄ内に設けた放射状給油通路１０ａ、１０ｂ
の開口部（給油口）をζ旋回スクロールボス部の内周部
（軸受ぎのハウジング面８ａに設ける。偏心軸６ａの上
端部には、油圧室１３を形成する。偏心軸６Ｊ内の潤滑
油は、該油圧室１３を通り、次に、放射状の給油通路１
０８．１０１）、ＩＯＣ，１０４に導か几、もう一方の
開口部であるスクロール摺動１ｆｌｓ（鏡板摺動面２ａ
等）へ送られる。８５図は、第４図の主軸方向からみた
横断面図である。その他の部分は第１図の従来−と同様
であるから、図示及びその説明を省略する。

上記構造により、次の作用、効果が現われる。

旋回スクロールボス部の内側の鏡板２ｅの板厚をその他
の鏡板部２ｄの板厚よ抄も小さくシ、かつ従来の油入２
ｂを除去し、第２図に示した油入２ｂの長さ１．が零と
なるので、モーノｙ）Ｍの着力点間の距離りは、従来構
造のものに比して小さくなる。従って、旋回スクロール
に作用するモーメントが小さくなり、鏡板外縁部の摺動
面での摩擦損失が小くなる。

更に、従来構造の油入２ｂがなくなり、構造が簡単化し
たため、潤滑油の流れにともなう流体抵抗が減少する。

１従って、各摺動部への給油量が増加し、摺動面の焼付
防止が図れる。

また、旋回スクロールボス部軸受８の軸受長さ１、を従
来のｌｌよりも長くすることができるので、軸受面圧を
より低く抑えることができ、軸受の信頼性を向上させる
。

また、放射状給油通路ｔｏａｓｔｏｂｓｔｏｃ、１０ｄ
が従来の通路より短くなり、該通路の加工が容易となり
、製作費がより安価となる。

第６図は本発明の他の実施例を示し、旋回スクロール部
材２を旋回駆動させる偏心軸６ａの上端面に、前記旋回
スクロール部材の鏡板内に設けた放射状給油通路１０ａ
、１０ｂ、１０Ｃ，１０ｄと係合する複数の放射状の油
溝１５を設けｆｅものである。この場合、偏心軸上端面
と、これに相対する旋回スフ”ロール側スラスト面１４
、とのギャップ１４は、なるぺ〈小さくする。そうする
ことによって、潤滑油は前記油槽１５によって、遠心力
作用を受けて加圧され、各放射状給油通路１ａへ導かれ
る。前記油溝１５を偏心軸上端に設けることによって、
放射状給油通路１０に流れる給油量の増加をはかること
ができる。

第７図は、第６図で示した、放射状油溝部分の上面を表
わす。偏心給油孔９から、放射状の油溝１５および１６
ａ、１６ｂを形成する。

第８図は、更に他の実施例を示し、旋回スクロールボス
部軸受８の軸受長さを１．と大きくするため、旋回スク
ロール鏡板内の給油通路１０ａ、１０ｂの位置よりも上
部の位置まで、軸受８を設定した実施例である。この場
合偏心軸６ａの上端部と相対する旋回スクロール鏡板の
厚さｔ−は、大きな変形が生じない程度の厚さに設定す
ればよい。

また、放射状給油通路１０ａ　、Ｓｏｂ等への給油は、
−６軸りａ内部に径方向に伸びる放射状油入１７が、上
記給油通路１０ａ、１０ｂと係合するように設けられて
いる。この実施例は、軸受長さＩ・を第２図の従来例よ
りも大きくすることができ、軸受面圧がさらに低くなり
、従来構造に対して軸受の信頼性が犬きく向上する。

以上説明したように本発明によれば、鏡板摺動面の摩擦
損失低下による圧縮機の性能向上（特に°１ 機械効率の向上）および、軸受面圧傘低減し、圧縮機の
信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスクロール流体装置の縦断面図、第２図
は第１図の旋回スクロールの軸受部の拡大詳細図、第３
図は第２図の軸受ボス部の底面図を示す。第４図は本発
明の一実施例を示すスクロール流体装置の旋回スクロー
ルの軸受部の断面図、第５図は第４図の軸受ボスの底面
図、１ｇ６図は他の実施例を示し、旋回スクロールの軸
受部の断面図、第７図は第６図の偏心軸の上面図、第８
図は更に他の実施例を示し、旋回スクロールの軸受部の
断面図である。 １・・・密閉容器　　２・・・旋回スクロール部材２ａ
・・・鏡板摺動面　　３・・・固定スクロール部材２ｂ
・・・油入　　２Ｃ・・・旋回スクロールボス部４・・
・電動機　　５・・・潤滑油　　６・・・主軸　　６ａ
・・・偏心軸　　８・・・旋回スクロールボス部軸受７
・・・オルダムリング　　８ａ・・・旋回スクロールボ
ス部の内周Ｓ（ハウジング面）　　９・・・偏心給油孔
　　ｔＯａ〜１０ｄ・・・放射状給油通路　　１１・・
・クレーム　　ｔ２ａ＊ｂ・・・主軸受　　１３・・・
油圧Ｗ１２　１４−・・旋回スクロール貴スフスト面１
５　・・・油溝　　１６ａ、１６ｂ−・・油＃Ｉ　　　
１ｒ・・・油入 代理人　弁理士　薄　１）利　蟻１．。 星ツ■ 第９１ 手続補正書（自発） 昭和５６年特＋ｉ’（’願力　１６５７７８　　弓。 捕１１（をする者 代　　　理　　　人 補正の内容 １、特許請求の範囲を下記のように補正する。 ）４．鏡板に渦巻状のラップを直立してなる固定ｔ　　
ヌク・−〃部材及び旋回ヌク・−ル部材を備え、１、　
両スクロール部材を互に内側にしてかみ合せ、旋回ヌク
ローｐが見かけ上自転しないように旋回運動させる、ス
フローμ流体装置において、旋回スクロー〃背面に軸受
を支えるボス部を備え、ボス部の底部の鏡板部を、他の
鏡板部の平均厚よりも薄くシ、鏡板部に給油手段を設け
てなることを特徴とするスクロール流体装置。 ５、給油手段が、旋回スクロール鏡板内に放射状の給油
通路を設け、一端を旋回ヌクローμと固定スクロールが
摺動する鏡板外縁部に開口し、他端を該旋回スクロール
ポア部の内周部に開口してなる特許請求の範囲第４項記
載のスクロール流体装置。 ６、給油手段が、旋回ヌクロール部材を旋回駆動せしむ
る主軸の上端面に、前記旋回スフローμ部材の鏡板内に
設けた放射状の給油通路と係合する複数の放射状の油溝
を設けてなる特許請求の範囲第４項または第５項記載の
スクロール流体装置７、給油手段が、旋回スクロール部
材を旋回駆動せしむる主軸の上部に、前記旋回スクロー
ル部材の鏡板内に設けた放射状給油通路と係合する複数
の放射状油入を設けてなる特許請求の範囲第４項または
第５項記載のスクロール流体装置。 ２、明細書第５頁第９行「ム＝全＋ｔ′１＋す」を［Ｌ
＝＋＋暫＋４’−＋−・−・−（２）　Ｊに訂正する。 ３、第１０頁第８行「油槽１５」を「油溝１５」に訂正
する。 ４、第１１頁第９行と第１０行の間に下肥を加入する。 本発明の実施例を、第９図から第１４図にわたって更に
説明する。第９図から第１４図は、旋回スフロー／Ｌ／
２の鏡板部２ｄに放射状の給油孔（１０ａ、１０ｂ・・
・）などの給油手段を設けない場合の実施例である。 第９図は、旋回ヌクロー／Ｉ／２の背面に軸受を支える
ボス部２Ｃの内側となるボス底部の鏡板部２ｅの板厚ｔ
９を許容範囲内（スクロール内部のガス力による変形が
大きくならない板庁）で、他の鏡板部２ｄの平均板厚ｔ
０よりも薄くしており、１、＜１．の関係がある。　′ 第１０図は、前記ボス底部の鏡板部２Ｃが段付構造を有
している場合の実施例である。ぎヌ底部の鏡板部２ｅに
凹部３０を形成し、該凹部３ｏは、一種の油圧室を形成
するものである。第１０図の実施例においても、ｔ、ｈ
ｔｌ（、＜ｔｌ　ある゛イハ・ｔｌｏくｔｌｌ〈ｔｌの
寸法関係になるように、旋回スクロール２の鏡板部の板
厚を設定する第１１図は、本発明の旋回スクロール２を
圧縮機に組込ん゛だ場合の実施例である。旋回スクロー
ル２の鏡板外周部２ｆは、固定スクロール３の鏡板外周
部３ｆと該固定スクロール３を固定する静止部材である
フレーム１１の台座部１１ａとの間に微小隙間を保って
はさみ込まれている。第１１図の場合、微小隙間は（Ｈ
ｆ−ｔｓ　）で表示される。（ここで、Ｈｆ：フレーム
上面１１Ｃと台座部１１ａの面との間の寸法、ｔｓ：旋
回スフロー／Ｉ／２の鏡板外周部２ｆの板厚） ナオ、旋回スフロー／ｌ／２の背面（反ラツプ部）の鏡
板外周部２ｆとボス部２ｃとの間にリング状の凹部（凹
部深さをｈｓと表示）５１を設けている。該凹部５１は
、旋回スフロー／Ｌ／２の背面とこれと対向するフレー
ム１１０台座部１１ａとの余計な面接触をさけるために
設けたものである。これは、不要な面接触による機械摩
擦損失の増加を防止している。 第１１図では、主軸６の上部に設けた偏心軸部６ａと保
合する旋回スクロール内部軸受としてコロ軸受（針状コ
ロ軸受）を配しており、旋回スクロール２の鏡板部には
、第６図等で示した放射状の給油手段は設けていない。 固定ヌクロー）ｖ３と旋回スフロー／Ｌ／２の外周部の
スラヌト摺動面４０へは、油溝４２、固定スクロールに
設けた給油孔４５を介して外部給油手段４１にて給油を
行うものである。該外部給油手段４１については、特開
５７−４６００２号、特開５６−１６５７８８号などで
開示されているのでその詳細な構造等の説明は省略する
。 旋回スクロールボス部の軸受５０は、外輪５０ａ、内輪
５０Ｃと針状コロ５０ｂから成る。第１２図は、第１１
図の旋回スフロー）ｖ２を縦断面にて示したものである
。旋回スフロー／Ｌ／２の鏡板外周部２ｆが静止部材で
あるフレーム１１の台座部１１ａと対向し、該旋回ヌク
ローｉｖ２の鏡板外周部２ｆの鏡板部ｔｓよりも、前記
旋回スフローμのぎス部２Ｃのボス底部の鏡板部２ｅの
板厚ｔ１ｔを薄くしている。すなわち、ｔｌｘ＜ｊｓ　
　の関係がある。 これまで、旋回ヌクローＡ／２の鏡板部２ｄ、２ｆ、２
ｅの板厚の関係を大小関係で述べてきたが、これらの大
小関係を具体的な寸法関係で表示すると、次の関係があ
る。 第３図、第８図及び第９図の実施例においてはまた、第
１１図、第１２図の実施例では、ｔｌｘｓＣｏ、３〜０
．６　）　ｔ　ｓ　−ｍ−Ａ４　）という関係がある。 上記の比例定数（０，３〜０．６）という値のうち、小
さい比例定数（例えば０．３）の場合は、旋回ボス部２
Ｃのボス底部の鏡板部２ｅの板厚が最も薄く寸法設定さ
れるので、従来技術で問題となった旋回ヌクロー／Ｉ／
２に作用するモーメントＭが最も小さくなるという効果
を有する。 第１１゛図の３ｄは、固定スクロール３の鏡板中央部に
設けた吐中孔、である。 なお、旋回スフロー、μ２の鏡板外周部２ｆを、静止部
材である３ｆと１１との間で微小隙間を保ってはさみ込
む構造は特開昭５５−１４２９０２号により開示されて
いるので、その構造の目的・効果等については説明を省
略する。 第１３図と第１４図は第１２図に示した旋回スフロー／
Ｌ／２の背面図と縦断面図を示す。旋回スクロール２の
反ラツプ側には、該旋回スクロール２の自転防止部材と
なるオルダムリングと係合するオルダムキー溝６０．６
１を有する。該オルタムリングキー溝６０．６．１は溝
巾をＷｏとし、その溝深さをｈｏとしている。オルダム
キー溝６０．６１の鏡板部はｔｌ８　　として表示して
おり、該ｔ１ａは。 ｔ　１３＝＝　ｔ　ｓ−ｈ　ｏ　−□（５）の寸法関係
をもつ。ここで、該ｔｉｓと旋回ヌクロー／Ｉ／２のボ
ス底部の鏡板部２ｅの板厚ｔｉｔとは、ｔｌｊ”ｔｌｌ
とあってもよい。 本発明は、旋回スクロールの鏡板部の平均厚（第２図、
、第４図及び第９図、第１１図のｔｌ、ｔＳ寸法に該当
する鏡板部）とボス底部の鏡板部２Ｃの鏡板部（第４図
、第９図、第１１図の１．、ｔ・、ｔｌ（１，ｔｌ１寸
法に該当する鏡板部）との大小関係を明確化している。 従って、第１４図に示したオルダムリングと係合するオ
ルダムキー溝６０．６１″ｌわりの鏡板部ｔ１３と前記
鏡板部１１．１．との大小関係については ｔ　ｌ　３　＞　ｔｌ　１　　　　　（６）と不問とし
ている。 以上のことから前記鏡板部の平均厚というのは、旋回ス
クロールボス部根元部から該旋回スクロールの鏡板外周
部までの鏡板部の平均の厚さを意味している。 ５、第１２頁第４行の次に下記を加入する。 第９図、第１０図、第１２図、第１４図は、更に他の実
施例を示す旋回スフローｔｖ’ｌの縦断面図を示す。 第１１図は、旋回２クロールの鏡板外周部まわりの位置
関係を示す縦断面図である。第１３図は旋回７り°−梵
反７・′側からみた背面図−ｃ’；６る。 ６、図面第１図及び第４図を添付第１図、第４図に補正
する。 ７、図面第９図乃至第１４図を追加する。−添付書類の
Ｕ録 図面　　１通 以　　上 第４図 ７ 竿１１図 第１Ｚｆｆｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鏡板に渦巻状のラップを直央してなる固定スクロー
   ル部材及び旋回スクロール部材を備え、両スクロール部
   材を互に内側にしてかみ合せ、旋回スクロールが見かけ
   上自転しないように旋回運動させる、スクロール流体装
   置において、旋回スクロール背面に軸受を支えるボス部
   を備え、ボス部の底部の鏡板部を、他の鏡板部の平均厚
   よりも薄くシ、鏡板部に給油手段を設けてなることを特
   徴とするスクロール流体装置。 ２、給油手段が、旋回スクロールｄ板内に放射状の給油
   通路を設け、一端を旋回スクロールと固定スクロールが
   ｆａ＃”ｒるｄ板外縁部に一口し、信置。 ３、給油手段が、旋回スクロール部材を旋回駆動せしむ
   る主軸の上端面に、前記旋回スクロール第１項記載また
   はｗｃ２項記載のスクロール流体装置。 ４、給油手段が、旋回スクロール部材を旋回駆動せしむ
   る主軸の上部に、前記旋回スクロール部または第２項記
   載のスクロール流体装置。