JPS61201893A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、冷凍、空気調和用の冷媒圧縮機、空気圧縮
機、膨張タービンなどに用いられるスクロール流体機械
に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は例えば特開昭５９−１６２３８号公報に示され
た従来のスクロール流体機械を冷凍、空気調和用の冷媒
圧縮機に適用した一例を示す縦断面図である。

第６図において、／は固定スクロール、／ａｉｄ固定ス
クロール／の合板であって、後述するシェルの一部を兼
ねている。コは揺動スクロール＼３は揺動スクロール−
０台板、ダは揺動スクロール軸１．ｌ−ｆ′ｉ圧縮室、
６は圧縮室Ｓの吸入室、７は吸入孔、ｔは吐出孔、ｒａ
は吐出室・９は揺動スクロール軸の台板３背面を支承す
るスラスト軸受、１０は固定スクロール／とボルトなど
で固定された軸受支え、／ｌは揺動スクロールｌの自転
を防止しこれを揺動させるための自転防止機構であるオ
ルダム継手・ｌコは揺動スクロールコの台板Ｊと軸受支
えＩＯの間に形成されたオルダム室、１３は軸受支えＩ
Ｏにあけられてオルダム室ｌコと後述する電動機室を連
絡する返油孔、ｌダは揺動スフルールλを駆動させるク
ランク軸１／３はクランク軸／ＩＩ内に偏心してあけら
れた油孔Ｓ／Ａｈクランク軸／４（に偏心して設けられ
た偏心孔、２６は上記偏心孔／６に回転自在に嵌入する
偏心プツシユ、ｌりはクランク軸／ｌ下部と嵌合する主
軸受・ｌざはクランク軸／ｌ下部と嵌合する電動機側の
主軸受、／９は電動機ステータ、−〇は電動機スーター
ー／は電動機ロータコＯ上部のクランク軸／４１に固定
された第１バランサ、−一は電動機ロータコＯの下端に
固定された第２バランサー２３は固定スクロール１１．
軸支え１０．電動機ステータ／９、および電動機側の主
軸受／ｌを固定して圧縮機全体を密封するシェル、コダ
はシェルλ３底部の油溜めに貯溜され九泊１−５は電動
機ステータ／９および電動機ロータ＝Ｏなどを収容した
電動機室である。

このように構成されたスクロール圧縮機の動作を説明す
る。電動機ステータ／ｑに通電すると１電動機ロータコ
Ｏはトルクを発生してクランク軸／ダと共に回転する。

クランク軸／ｌが回転を始めると１クランク軸／ｌに偏
心して設けた偏心プツシユコロに嵌合されている揺動ス
クロール軸ダに回転力が伝えられ、揺動スクロールコは
オルダム継手／／にガイドされて公転運動を行い・圧縮
作用を行う。

気体は、吸入孔りから揺動スフ田−ルコ外周部の吸入室
乙に吸入されて圧縮室！内に取込まれ）クランク軸／Ｉ
Ｉの回転と共に順次内側に送込まれて、固定スクロール
ｌの中央部に設けな吐出孔ｔから吐出される。なお、ク
ランク軸／ｌの回転に伴う揺動スクロールコの揺動運動
は圧縮機全体に不釣合力による振動を引起そうとするが
、第１バランサコｌと第２パランサココで静的および動
的にクランク軸／ダまわシの釣合をとることができ１異
常な振動を生ずることなく、圧縮機を運転できる。

まな、第７図（ａ）は第６図の部分拡大横断面図、第７
図（ｂ）は第６図の部分拡大図である。第７図（ａ）。

（ｂ）において、’／４はクランク軸ｌダに所定量だけ
偏心して設けられた偏心孔、コロは偏心孔７６Ｋ。

嵌入された軸受材でできた偏心プツシユ、＝６８は偏心
プツシユコロの外周面、１６ｂは偏心プツシユ、、２６
の揺動軸受である内周面Ｓ０４は偏心プツシユコロの内
周面コロｂあるいは揺動スクロール軸ダの軸心・Ｏ３は
偏心プツシユλ６あるいは偏心孔ｌ乙の軸心、句はＯｌ
とＯ３の距離、Ｒはクランク軸／ＩＩの中心０．とＯｌ
の距離すなわち揺動スクロール軸ダの偏心量である。

ここで偏心プツシユコロＦｉその軸心０．のまわりに自
由に回転できるために、何らかの回転力が作用すれは揺
動軸受コロｂの軸心０．はＯｓのまわりに回転すること
ができる。すなわち偏心量Ｒが自在に変化することにな
る。このことを第８図においてわかりやすく説明する。

第８図は固定スクロールｌの渦巻が比較的内側に位置し
ている状態を示している。Ｆは揺動スクロールコに作用
する遠心力Ｆ、とガス圧縮負荷Ｆｇの合力で、揺動軸受
ｕ＆ｂに実質的に作用する力である。Ｆ′は合力Ｆの直
線０４０．と直角方向の分カマあり、この力によってモ
ーメントＭ１が発生し揺動軸受コロｂは偏心プツシユコ
ロの軸心Ｏ３のまわりに回転させられようとし、揺動中
径Ｒは増大しようとする。

この結果・揺動スクロールコの渦巻は固定スクロール／
の渦巻と接触し１図のような位置でバランスすることＫ
なる。

このように圧縮機運転中は常に揺動スクロールコの渦巻
は固定スフルールｌの渦巻に追従し押しつけられるため
、圧縮室３０半径方向シールを確実に行うことができる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したような従来のスクロール流体機械では、固定ス
クロールｌの渦巻と揺動スクロールコの渦巻のそれぞれ
の形状に例えば工作精度による凹凸があると、これらの
凹凸に追従して偏心プッシュコロが動くことになる。す
なわち、第８図において、偏心プツシユ＝６は力Ｆを受
けながら外周面コロａと偏心孔７６周面との間で微小な
運動を行い、本来揺動運動を行う摺動面は潤滑油による
油膜を形成しにくいので、偏心プッシュコロの外周面＝
６８および偏心孔１６周面が摩耗しやすい。

また・モーメントＭ、によって固定スクロール／の渦巻
に揺動スフロールーの渦巻を押付ける方向に偏心プツシ
ユコロが回動した時、これの外周面コロ８と偏心孔１６
周面との間の摩擦抵抗はモーメントＭ、と反対方向のモ
ーメントＭ、を発生させる。したがって、摩耗により偏
心プッシュコロの外周面コロａと偏心孔７６周面が荒れ
てきて摩擦抵抗が大きくなると、偏心プツシユコロは渦
巻の凹凸に対して十分に追従できなくなり１揺動スク田
−ルコがおどるようになって一固定、揺動スクロール／
、−の渦巻間に隙間が間欠的にでき、シール性が劣化し
たり、渦巻間の衝突による騒音発生の原因になるという
問題点があった。

この発明は１上述した問題点を解決しようとするもので
あって１クランク軸に設けな偏心孔の周面および偏心プ
ツシユの外周面の摩耗を防止し、摩擦抵抗を減少させ、
偏心プツシユの動作を円滑化させて、追従性、シール性
のよいスクロール流体機械を提供することを目的として
いる。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るスクロール流体機械は、偏心プツシユの
外周面とクランク軸の偏心孔周面との少なくとも一方に
耐摩耗性および摩擦性のよい表面処理を施したものであ
る。

〔作用〕

この発明の流体機械は、上述した表面処理によって＼偏
心プツシユの外周面と偏心孔局面との摺動面の耐摩耗性
、摩擦特性がよくなるので１上記摺動面の摩耗を防止し
一摩擦抵抗を減少させて、偏心プツシユの動作を円滑化
Ｌ１その追従性をよくすることができ、シール性をよく
することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示す縦断面図でありへ
第１図において、符号ｌ〜コ３は上述した従来のスクロ
ール流体機械と同一または相当部分を示す。この実施例
では、シエルコ３が固定スクロール／、揺動スクロール
コ１軸受支え１０゜クランク軸／ダ、電動機ステータ１
９、電動機ロータコＯなどを含む機構部分を包囲した全
密閉形圧縮機に構成され、主軸受ｌり、１ｇが上下に分
割された軸受支え１０中に位置して電動機の上側に配置
され、電動機ステータ１９が軸受支えＩＯにボルト止め
されている。ま念、クランク軸／Ｑの油孔／３から給油
される油は・偏心孔／６中の偏心プツシユコロを潤滑し
た後、主軸受／りを潤滑し＼スラスト軸受９を通過して
返油孔／Ｊから排出されるように構成されている。

第２図は第１図の偏心プツシユ−６まわりの部分拡大図
、第３図は第２図の■−■線断面図である。この実施例
では、第２図に示すように、揺動Ｘ　りｏ　−ルａ　ｕ
　ｔｎ下端面とクランク軸ｌダの偏心孔１６底面の間に
油孔／３の一部となる隙間／ｊａが形成され・隙間／ｊ
ａに偏心プツシユコロの内周面コロｂに軸方向に沿って
形成した油溝／ｊｂの下端が開口し、油溝／ｌｂの上端
が閉塞され、偏心プッシュコロの外周面λ４ａＫ全周に
わたって形成した環状の油溝／、ｔｄが油溝／ｊｂの上
端部に偏心プツシユコロを径方向に貫通する油孔／Ａｒ
ｃで接続されている。第３図に示すように１クランク軸
／ｌＩＫは１油溝１３ｆが外周面に軸方向に沿い油溝／
ｊｂと軸方向に同じ位置に形成され、油溝／、１−ｆの
上端部と油溝１３ｄとが油孔１５ｅによって連通されて
いる。このようにして１クランク軸ｌダの油孔１３から
隙間ｌｓａ＼油溝／ｊｂ。

油孔／３ｃ、油溝／ｊｄ、油孔／３ｅ１油溝ｉｓｔへ一
連に連通ずる油経路が形成されている。なお、第２図に
おいて、コクは偏心プツシユ２６の浮上すを防止するた
めのスナップリング、−Ｉｔけスナップリングコクを固
定する念めに偏心孔／６の周面に設けられな溝である。

第４図は第２図、第３図に示す偏心プッシュコ６をクラ
ンク軸ｌダに組込む状態を示す斜視図である。そして、
偏心プツシユニ６は、これの内周面一６ｂで揺動スクロ
ール軸ダを受けるため、普通軸受材が使用され、スクロ
ール流体機械が冷媒圧縮機として使用される場合、偏心
プッシュコ乙の周速・面圧などからアルミニウム合金系
の軸受材が用いられる。この場合に・偏心プッシュコ乙
の内周面コロｂでは揺動スクロール軸ダが回転するため
・油溝／、ｔｂから給油される油によって十分な油膜が
形成され、流体潤滑が期待されるが、偏心プツシユコロ
の外周面コＡａではクランク軸／ダの偏心孔／６との間
で、渦巻側面の接触状態において・これらの表面凹凸形
状に沿って、単なる揺動運動を行うのみであわ、油膜の
形成はあまり期待できない。そこで長期の運転中には偏
心プッシュコ乙の外周面コロ８は摩耗によって荒れてく
る。

このように、外周面２１ｈａが摩耗してすじ傷がつき、
あるいは表面形状が変形して来ると、偏心プツシユニ６
の摺動に円滑性がなくなり、偏心プツシユ−６の追従性
を悪くするので、その外周面コロａに耐摩耗性および摩
擦性のよい表面処理を行う。

この表面処理は、偏心プツシユコロがアルミニウム合金
系であれば、硬質アルマイト処理を外周面コロ８の全体
に行う。なお、この場合には・対応するクランク軸／ダ
の偏心孔／６周面も硬度を高くしておくことが必要であ
り、クランク軸／ダが鋼などで形成されている通常の場
合には焼入れなどによる偏心孔／６周面の表面硬化処理
を行う。

なお、偏心プッシュコ乙の外周面一６８およびクランク
軸／ダの偏心孔７６周面に４弗化工＋レンのコーティン
グによる表面処理を行ってもよい。

また、外周面コロ８または偏心孔／乙周面のいずれか一
方に耐摩耗性および摩擦性のよい表面処理を行ってもよ
い。

第５図はこの実施例の潤滑油の給油状態を説明する図で
ある。クランク軸／ダが第５図の実線矢印方向に回転す
ると、油孔／！ｆＦｉクランク軸ｌｌＩの中心Ｏ１から
揺動軸ダの中心０４方向に偏心しているので、揺動スク
ロールに発生する遠心力方向圧と同方向に遠心力がかか
り、油−ダは油孔１５から隙間／３ａに流入した後、第
５図の破線矢印のように油溝／ｌｂ、泊孔／油孔ｃｚ油
溝／！ｄ１泊孔／Ｓｅ・油溝／Ｓｆを通って主軸受ｌク
ヘ流れる。この際、偏心プツシユコロの外周面コロ８に
設けた油溝／ｊｄから主軸受／りに貫通した油孔／ｊｅ
はクランク軸／４（の中心０．に対し油孔／３と反対側
で外周面コロａの油溝／、ｌ−ｄに一端が開口し、油孔
／Ｓｅの他端がクランク軸／ダの中心０．に対し油孔／
！ｒと反対側でクランク軸／４（外周面の油溝／３ｆに
開口しているので・偏心プツシユ、２乙の外周面コロａ
の油溝／、ｔｄに油コダが遠心力の作用でほぼ全周にわ
たって分布する。

したがって、この実施例のスクロール圧縮機の運転中に
は、偏心プッシュコ乙の外周面コロ８の全体に常に油コ
ダが行きわたることになり、揺動運転中も油膜切れがな
く、外周面２１−ａと偏心孔７６周面との摩耗、損傷を
防止できる。

〔発明の効果〕

以上説明し念ように、この発明によれば、クランク軸に
設けた偏心孔の周面と偏心孔に嵌入する偏心プツシユの
外周面の両方またはいずれか一方に耐摩耗性および摩擦
性のよい表面処理を施したので＼偏心孔の周面と偏心プ
ツシユの外周面の摩耗を防止し、摩擦抵抗を減少させて
、偏心プツシユの動作を円滑化し、追従性およびシール
性をよくすることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるスクロール流体機械の一実施例
を示す縦断面図、第２図は第１図の偏心プツシユまわり
の部分拡大図、第３図は第２図の■−■線断面図、第４
図は第１図の偏心プツシユおよびクランク軸上部の分解
斜視図、第５図は第１図に示す実施例の給油状態の説明
図、第６図は従来例のスクロール流体機械の縦断面図、
第７図（、）および（匂は第６図の偏心プツシユまわり
の部分拡大横断面図および部分拡大図、第８図は第６図
に示す従来例の作用説明図である。 ｌ・・・固定スクロール、コ・・・揺動スクロール、ダ
・・・揺動スクロール軸、Ｓ・・・圧縮室、１０・・・
軸受支え、ｌ／・・・オルダム継手（自転防止機構）、
／ダ・・・りランク軸、／６・・・偏心孔、／’７．１
ｇ・・・主軸受、コロ・・・偏心プツシユ、コロａ・・
・偏心プツシユの外周面。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　同一形状で巻方向が互いに反対の渦巻を有し、これら
   の渦巻どうしを互いに組合せ圧縮室を形成する固定スク
   ロールおよび揺動スクロールと、この揺動スクロールの
   渦巻と反対側に設けた揺動スクロール軸を所定量だけ偏
   心させて支承し上記揺動スクロールを公転運動させるク
   ランク軸と、このクランク軸を主軸受を介して支承した
   軸受支えと、上記揺動スクロールに上記揺動スクロール
   軸回りの自転を阻止して主軸受回りの公転運動をさせる
   自転防止機構とを備え、上記クランク軸に設けた偏心孔
   に所定量だけ偏心した内周面を有する偏心プツシユの外
   周面を回転自在に嵌入させ、上記偏心プツシユの内周面
   に上記揺動スクロール軸を回転自在に嵌入させたスクロ
   ール流体機械において、上記偏心プツシユの外周面とク
   ランク軸の偏心孔周面との両方またはいずれか一方に耐
   摩耗性および摩擦性のよい表面処理を施したことを特徴
   とするスクロール流体機械。