JPS60192894A - スクロ−ル圧縮機 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、空調あるいは低温冷凍ユニットなどに用い
られるスクロール圧縮機の給油装置に関するものである
。

〔従来技術〕

この発明の説明に入る前に、スクロール流体機械の原理
について簡単に述べる。

第１図はスクロール流体機械を圧縮機として用いた場合
の基本的な構成要素と圧縮原理を示しており、同図にお
いて、（１）は固定スクロール５（２）は揺動スクロー
ル、（３）は吸入室、（４月よ吐出ポート）（５）は圧
縮室である。また、０は固定スクロール（１）の中心で
ある。

上記固定スクロール（１）及び揺動スクロール（２）は
同−形状で巻方向が互いに反対の渦巻（ｌａ）　（２ａ
）を有し隻これらの渦巻（ｌａ）　（２ａ）の形状は従
来がら知られている如く、インボリュート曲線１同弧等
から構成されている。

次に動作について説明する。上記固定スクロール（１）
は空間に対して静止しており１揺動スクロール（２）は
固定スクロール（１）に対して１８０°位相のずれた状
態で組合わされ、固定スクロール（１）の中心０のまわ
りを自転しない公転運動を行ない、第１図（ａ）〜（ｄ
＞に示す如＜　Ｏｏｅ　９０’、　１８Ｇ’、　２７０
’　（Ｄ、Ｊ：　ウニＪ動する０図中、第１図（ａ）に
示す０°の状態で吸入室（３）のガスの閉じ込みが完了
し、渦巻（ｌａ）　（２ａ）間に圧縮室（５）が形成さ
れる。そして、揺動スクロール（２）の運動に伴い亀圧
縮室（５）は順次その容積を減じ、その中のガスは圧縮
されて固定スクロール（１）の中心部に設けられた吐出
ポート（４）より排出される。

スクロール圧縮機の名前で知られている装置の概略は以
上のようである。

次に、スクロール圧縮機の具体的な構成及び動作につい
て説明する。第２図にスクロール圧縮機の一実施例の構
成を示し、とくに、スクロール圧縮機を全密閉形冷媒圧
縮機に応用した場合の具体的な実施例である。同図にお
いて、（１）は渦巻（１ａ）を合板（ｌｂ）の−側に備
えた固定スクロール％（２）は渦巻（２ａ）を合板（２
ｂ）の−側に備えた揺動スクロール１（３）は吸入口（
吸入室）　、（４）は吐出ポート１（５）は両渦巻（ｌ
ａ）　（２ａ）を互に組合せたとき、両渦巻（ｌａ）　
（２ａ）間に形成される圧縮室、（６）は主軸１（７）
は吸込口（７ａ）を有し、玉軸下端と所定空隙をもって
主軸下端部を憶うように装着されたオイル・キャップ、
（８１、（９）は軸受フレーム、σＯはモータ・ロータ
〜αηはモータ・ステータ、（２）はシール箋（至）は
オルダム継手ｓ　Ｑ４は邪魔板箋（ト）はシェル（２）
底部に設けた油溜め、ａ・は吸入管、　（１７）は吐出
管）ｏｌｌは主軸（６）に対して偏心し、かつ合板（２
ｂ）の他側に設けられた揺動スクロール軸（２Ｃ）と回
動自在に嵌入された揺動スクロール軸受で、主軸（６）
上端部の大径部（６ａ）に形成した偏心穴（６０ａ）内
に固着されている。

０Ｉは主軸（６）上部の大径部（６ａ）の外周面（６１
ａ）を支承する第１の主軸受、に）は主軸（６）下部の
小径部（６ｂ）を支承する第２の主軸受、に）は揺動ス
クロール（２）の合板（２ｂ）における下面（２０ｂ）
を軸方向から支承する第１（Ｄスラスト軸受％（財）は
主軸（６ンの大径部（６ａ）と小径部（６ｂ）間の段部
（６ｃ）を軸方向がら支承する第２のスラスト軸受Ｓに
）は主軸（６）下端に関口部（２ａａ）を有し、主軸（
６）内にその軸心より偏心して設けられた給油孔で１各
軸受に）（ホ）部へ連通している。０４は主軸（６ン内
に設けられたガス抜き穴１＠。

翰は油経路用の返油孔、に）、（ハ）は吸入ガス経路用
の連通孔である。

ここで１揺動スクロール（２）は、固定スクロール（１
）とかみ合わされた状態で揺動スクロール軸（２ｃ）が
揺動スクロール軸受（ト）を介して主軸（６）に係合さ
れ１前記揺動スクロール軸受（ト）及び軸受フレーム（
８〕に配設された第１のスラスト軸受Ｑｐによって支承
されている。更に、主軸（６）はいんろうなどで互いに
結合された軸受フレーム（３）、（９）内１こ配設され
た第１の主軸受部、第２の主軸受−，第２のスラスト軸
受なりによって支承されている。また、オルダム継手（
至）は揺動スクロール（２）と軸受フレーム（８）との
間に配設され、揺動スクロール（２）の自転を防止し、
公転運動のみを行なわせるように構成されている。この
ような状態で、固定スクロール（１）は軸受フレーム（
８）　、　（９）とともにボルトなどにより共締めされ
る。また、モータパロータＯＯは主軸（６）に、モータ
・ステータ（ロ）は、軸受フレーム（９）に、圧入。

焼嵌めまたはねじ止めなどによって固定されている。更
に、オイル・ギャップ（７）は、主軸（６）に圧入。

焼嵌めなどによって固定されている。このようにして組
立てられた機構部は固定及び揺動スクロール（１）　（
２）を上部に、モータロータ及びステータαＱ（ロ）を
下部にしてシェル（ロ）内に圧入、焼嵌め等により収容
固定されている。

次にこのように構成されたスクロール圧縮機の動作につ
いて説明する。モータ・ロータ（１０が回転すると、主
軸（６）及びオルダム継手（至）を介して揺動スクロー
ル（２）が公転運動を始め、第１図で説明した作動原理
により圧縮が開始する。この時、冷媒ガスは吸入管ＱＱ
よりシェル（２）内に吸入され実線矢印に示すように軸
受フレーム（９）とモータ・ステータ（ロ）との間の連
通孔に）、モータ・ロータＱＯとモータ・ステータ０υ
との間のエアギャップなどを通過してモータを冷却した
後、シェル（２）と軸受フレーム（８）　（９）との間
の連通孔（ハ）を通って固定スクロール（１）に設けた
吸入口（３）より圧縮室（５）へ取り込まわ圧縮される
。圧縮されたガスは；吐出ポート（４）を経て吐出管重
力より圧縮機外へ排出されるＯまｆ′ｃ−１潤滑油は１
油溜め０贈より破線矢印で示すように主軸（６）に配設
されたオイルキャップ（７）及び給油孔に）による遠心
ポンプ作用によりオイル・キャップ（７）の吸込口（７
ａ）及び給油孔に）を通して各軸受（へ）、勾を給油し
、さらに軸受に）からは軸受Ｑｌ燵■の朧に給油される
。潤滑に使用された油は、王に軸受フレーム（８１、（
Ｑ）に設けられた返油孔に）、ｍを通って油溜めａ斥に
戻される。前記軸受１ｊｌ）等から漏れ出た油ｎ接吸入
口（吸入ｉ　）　（３）へ吸引されないよう邪魔板Ｑ４
が軸受フレーム（８〕と揺動スクロール（２）の外周面
との間の隙間を閉鎖するように設けられ、邪魔板α◆と
揺動スクロール（２）により吸入口（ｅ、入室）（３）
と摺動機構部とを分離している。また１主軸（６）に設
けられたガス抜き穴■は、作動時、オイル・キャップ（
７）内のガスを迅速に軸外へ排出し１ポンプ効率を高め
るだめのものである。

次にこのような圧縮機における給油装置につ（１て更に
詳細な説明を第８図にて行なう、すなわち１第８図は主
軸（６）上部付近の構成を示す局部断面図であって、図
中−は揺動スクロール（２）の揺動スクロール軸（２Ｃ
）の下端面（２０Ｃ）、揺動スクロール軸受（ト）及び
偏心穴（６０ａ）の底面（６００ａ）によって形成され
た第１の空間で、偏心穴（６ａ）の底面（６００ａ月こ
開口する給油孔（２）と連通している。（ロ）はスラス
ト軸受（２）の内周側に位置し、揺動スクロール（２）
の合板（２）における下面（２０ｂ）と主軸（６）の大
径部（６ａ）における上端面（６１ａ）によって形成さ
れた第２の空間Ｓに）はスラスト軸受Ｑ］）の外周側に
形成された第８の空間、瞥は揺動スクロール軸受（ト）
の内周面にあって１その下端面から上端面近傍まで形成
された第１の油溝で、その下端は第１の空間（３０）に
連通している。（３４１は主軸（６）の大径部（６ａ）
外周面（６１１）側にあって主軸受０１との摺動面に形
成された第２の油溝で、その上端は第２の空間０ηに練
通し一１下端は主軸受ＯＩの下端近傍まで延びている。

−は第１及び第２の油溝＠Ｉ　、　（８４１を連通させ
る第２の給油孔、（２１ａ）はスラスト軸受Ｑ塾の揺動
スクロール（２）との摺動面側に設けられた複数本の放
射状の第８の油溝で、一端は第２の空間０ρに、他端は
第８の空間に）を介して返油孔に）に連通している。こ
のようにして第１の給油孔に）、第１め空間−１第１の
油溝−１第２の給油孔−１第２の油溝（財）、第２の空
間６］）、第８０油溝（２１ａ）と一連の給油経路が形
成されているので、遠心ポンプ作用によって揚油された
潤滑油は破線矢印によって示すように流れ、第８の空間
に）を介して返油孔（２）側へ排出される。

これ以後の油の経路は第２図で説明したとおりであるた
めその説明は省略する。このような潤滑油給油装置にお
いては運転中は各給油経路は油で充満された状態にある
が停止時には、充満していた油は重力方向）すなわち１
第８図破線矢印とは逆の方向に流れて、最後に第１の給
油孔■を通って油溜め（２）に戻ってしまい１これら給
油経路はガスで満たされることになる。従って、起動時
には、これらガスは第８図破線矢印に沿って排出サレ、
その後から揚油された油が充満して０りため、摺動部名
部に油が行きわたるまでの時間遅れがあり応答性が患い
、また１圧縮部が上部に位置し、モータが下部に位置す
るようなスクロール圧縮機においては１冷媒の寝込み起
動時など瞬間的に油溜めＨの油がフォーミングしてシェ
ル四上部まで移動してしばらくの間油溜め（２）に戻っ
てこない場合があるが１このような瞬間的な油の枯渇に
対して無潤滑状態で各摺動部は摺動しなければならなく
なり、その結果、軸受の焼付き損傷を生じるなど問題が
あった・ 〔発明の概要〕 この発明は１主軸中に、ＩＩＪ成された給油孔を介して
供給されたシェル底部の潤滑油を主軸上端部の貯溜部に
所定量の潤滑油を貯溜する堰を設け１この貯溜部内に貯
溜した潤滑油を軸受に供給するようにして上記欠点を除
去しようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を第４図に基づき説明する。

第４図はこの発明の一実施例である主軸上部における給
油装置の要部断面図である。図中１−は揺動スクロール
軸（２Ｃ）の下端（２０ｃ）側に開口して揺動スクロー
ル軸（２ｃ）中に、その軸心と同心に設けられた所定容
積を有する油貯溜用の貯溜穴で、その開口を介して第１
の空間−に連通している。＠力は一端は第１の給油孔に
）の端部に圧入等で固着され）他端が貯溜穴−中の所定
高さ位置まで突出して開口するパイプで、このバイブー
の内径は第１の給油孔に）と同径に形成されている。そ
の他の構成については従来のものと同様であるので、そ
の説明は省略する。このような構成において、主軸（６
）を駆動すると油溜め（ＩＩ内の油は第２図に破線矢印
で示すようにオイルキャップ（７）の吸込口（７ａ）か
ら第１の給油孔に）を経て第４図に破線矢印で示すよう
にパイプ俤ηに至り、このパイプ０ηの開口から貯溜穴
−及び第１の空間−で形成される油貯溜部へ油が貯溜さ
れ、充満されると共に油は第１の油溝＆ＩＳ第２の給油
孔−１第２の油溝（財）を経て第２の空間０ρから第８
の油溝（２１ａ）を至り各軸受に）０００１）を潤滑し
て従来のものと同様油溜め（至）へ回収される。この場
合、貯溜部は主軸（６）の大径部（６１ａ）及び揺動ス
クロール軸（２Ｃ）を利用して形成しているので、コン
パクトな割に大容量の貯溜部が形成される。一方、圧縮
機の停止時においては、パイプ但ηは貯溜穴−内に突出
しているので、堰の機能を有し）貯溜部内の油はパイプ
俤η高さレベルまで貯溜された状態となり、第４図に示
すようにパイプ（３７１高さ位置が第２の給油孔（２）
とほぼ同高さの場合１第１の給油孔（財）及びパイプφ
η内を除いて実質的に給油経路は油で満された状態にな
る。従って、再起動時には給油経路内においてガスの占
める空間が小さいので、各軸受に）Ｏｅに）への給油の
応答性が良好となる。また、再起動時において、油溜め
（至）内に寝込んでいる冷媒の７オーミング現象により
瞬時的に油の枯渇現象が生じても貯溜部等の給油経路に
所定量の油が保持されているので、その油が各軸受（２
）（ＩＩ（ロ）へ供給され１各軸受（至）ａ１Ｑυの焼
付きが防止できる。

なお、上記実施例では、バイブ−η高さを第２の給油孔
−とほぼ同レベルに設けた場合について説明したが１貯
溜穴−の深さを大きくしてバイブ０η高さを第８の油溝
（２１ａ）と同レベル位置まで高くすれば貯溜部及びそ
れ以降の給油経路に油が満されることになるので、なお
）一層温滑性能が良好となる。また、バイブ俤ηの代り
に第１の給油孔に）の開口周縁を貯溜穴−内に突出させ
て立上げるようにし、その立上げ部に堰機能を持せでも
同様の作用効果を有する。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明では、主軸中に形成された給油孔
を介して供給されたシェル底部の潤滑油を主軸上端部の
貯溜部に所定量の潤滑油を貯溜する堰を設は−この貯溜
部内に貯溜されたか１滑油を軸受に供給するようにした
ので、圧縮機の再起動時に、貯溜部内の潤滑油が軸受へ
供給され１給油の応答性が良好となり、主軸受の焼付き
を防止することができる。また１貯溜部は主軸の上端部
中に設けられているので１圧縮機の大きさを何ら変更す
ることなく、軸受に対する潤滑性能を向上さすることか
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）はスクロール圧縮機の作動原理図
１第２図はスクロール圧縮機の断面Ｍ１１第８は従来の
遠心給油装置における要部部分断面図１第４図はこの発
明の一実施例を示す遠心給油装置の要部部分断面図であ
る。なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す
０ （１）・・・固定スクロール、（２）・・・揺動スクロ
ール５（６）・・・主軸、（ＩＱＪυ・・・モータ・ロ
ータ及びモータ・ステータ、四・・・シェル、（へ）・
・・油溜め、（ト）゛°°揺動スクロール軸受、に）翰
・・・返油孔、−０ρ（２）°°゛第１乃至第８の空間
、ｔａｉｈ　（２１ａ）・・・・・・第１乃至第８の油
溝）（ホ）Ｈ・・・第１及び第２の給油孔、贈・・・貯
溜穴、（３７）・・・ノくイブ。 代理人　大岩増雄

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）それぞれ渦巻を有し１これらの渦巻を互いに組合
   せることにより上記渦巻間に圧縮室を形成する固定スク
   ロール及び揺動スクロールと１軸受を介して上記揺動ス
   クロールを駆動させ〜上記圧縮屋内に吸入された流体を
   圧縮させる主軸と１この主軸を駆動させるモータと、底
   部に油溜めを有し、上記固定スクロール及び揺動スクロ
   ールを上部に、上記モータを下部に位置させて上記主軸
   の下端が油溜め内の潤滑油中に浸漬するように収納する
   シェルと１上記主軸上端に穿設された貯溜部と、上記主
   軸中に形成され１一端が上記主軸下端に開口すると共に
   他端が上記貯溜部に連通し１かつ上記主軸の駆動により
   上記主軸下端の開口から吸引された上記油溜め内の潤滑
   油を上記貯溜部へ送込んだ後、皇紀軸受へ供給する給油
   孔と１上記貯溜部内に所定量の潤滑油を貯溜する堰とを
   備えたスクロール圧縮機。
2. （２）堰は、一端が給油孔に連通ずると共に他端が貯溜
   部内に開口して穿出した所定高さのノ（イブで構成した
   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
   ル圧縮機。