JPS61226588A - スクロ−ル型圧縮装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、密閉ケース内にスクロール型圧ｔａ機構を収
容してなるスクロール型圧縮装置の改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、低圧の圧縮装置として、スクロール型圧縮装置が
知られている。この圧縮装置は、一対のスクロール翼を
軸方向に組合せて圧縮機構を構成したもので、小型、高
効率、低振動等の利点を備えている。

ところで、このようなスクロール型圧縮装置は、通常、
密閉ケース内のやや上方寄りの位置に上記密閉ケース内
を上下方向に仕切る形態にフレームを固定し、このフレ
ームの上方にスクロール型圧縮機構を配置し、またフレ
ームの下方に上記スクロール型圧縮機構に駆動動力を与
えるモータを配置し、さらに密閉ケースの底部に潤滑油
を収容したものとなっている。スクロール型圧縮機構は
、通常、スクロール翼を突設した固定要素と、この固定
要素の下方に配置され上記スクロール翼とかみ合うスク
ロール翼の突設された可動要素とで構成されている。そ
して、前記フレームに、軸受孔を上下方向に貫通させて
設け、この軸受孔で前述したモータの回転軸を回転自在
に支持している。

また、回転軸の上端部と前記可動要素との間に偏心連結
機構およびオルダム機構を設け、この偏心連結機構とオ
ルダム機構とで可動要素を自転の伴わない旋回運動させ
るようにしている。

このような形態の圧縮装置は、可動要素が偏心運動をす
ることから、可動要素に偏心方向に大きな遠心力が作用
する。したがって、回転軸の軸受部や偏心連結機構に偏
心方向に比較的大きな負荷がかかることを回避すること
ができない。このため、特にこの種の圧縮装置の高速回
転化を図ろうとすると、過大な遠心力に起因して軸受部
等に過大な負荷がかかり、焼付き現象の発生をもたらす
ということが懸念された。

（発明の目的） 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、高速回転時においても焼付き現
象を生じさせることがなく、より一層の高速回転化に寄
与し得るスクロール型圧縮装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、可動要素を、主として円板状の鏡板と、この
鏡板の一方の面に一体形成された可動スクロール貝とで
構成してなるスクロール型圧縮装置において、前記鏡板
の外周面をこれと対向する固定側部分に摺接させるよう
にしたことを特徴としている。

〔発明の効果〕

上記構成であると、鏡板の外周面が固定側部分に摺接す
る関係にあるので、可動要素に作用する遠心力は、軸受
部や偏心連結機構の他に上記鏡面の外周面を介して固定
側部分で受けることが可能となる。したがって、本発明
によれば、高速回転時においても軸受部や偏心連結機構
に従来のように過大な遠心力が集中することがなくなる
ので、軸受部等の焼付き現象の発生を防止することがで
き、より一層の高速回転化を可能にすることができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図ｍｌを参照しながら説明する
。

第１図において、図中１０１は、縦長に形成された密閉
ケースであり、この密閉ケース１０１は筒状の中間ケー
ス１０１ａと、この中間ケース１０１ａの両端を閉塞す
るように溶接付けされた閉塞ケース１０１ｂ、１０１Ｃ
とで構成されている。密閉ケース１０１内の上方寄りの
位置には上記密閉ケース１０１内を上下方向に仕切る形
態にフレーム１０２が固定されている。

そして、フレーム１０２の上方にスクロール型圧縮機構
１０３が配置され、またフレーム１０２の下方に上記ス
クロール型圧縮機Ｍ４１０３に駆動動力を与えるための
モータ１０４が配置され、さらに密閉ケース１０１の底
部には潤滑油１０５が収容されている。

スクロール型圧縮機構１０３は、公知のものと同様に、
固定要素１１１と、この固定要素１１１の下方に配置さ
れた可動要素１１２とで構成されている。

固定要素１１１は、円板状の鏡板１１３と、この鏡板１
１３の一方の面周縁部に突設された環状壁１１４と、こ
の環状壁１１４で囲まれた部分に上記環状壁１１４とほ
ぼ等しい高さに突設された固定スクロール翼１１５と、
鏡板１１３のほぼ中央部に設けられた吐出口１１６とで
構成されている。そして、上記環状壁１１４の内端縁は
、第２図（ａ）、（ｂ）　に示スヨうなテーパ面等の切
欠き面１１７あるいは適当な曲率をもった曲面に形成さ
れている。上記のように構成された固定要素１１１は、
環状ｖ１１４および固定スクロールＩＮＳの突出方向を
下方として上記環状壁１１４の周縁部がボルト１１８に
よってフレーム１０２の上面周縁部に気密に固定されて
いる。なお、固定時に固定要素１１１の上面にキャップ
１１９が当てがわれ、このキャップ１１９も前記ボルト
１１８によって一体に固定されている。キャップ１１９
は、鏡板１１３の上面との間に所定厚の間隙１２０を形
成し得る大きさに形成されており、この間隙１２０を形
成する壁の一部に孔１２１が形成されている。また、そ
の側壁の一部には、後）ホする潤滑油を案内するための
孔１２２が形成されている。

一方、可動要素１１２は、円板状の鏡板１２３と、この
鏡板１２３の一方の面に前記固定スクロール弯１１５の
高さとほぼ等しい高さに突設された可動スクロール翼１
２４と、鏡板１２３の他方の血中央部に突設された筒部
１２５とで構成されている。上記鏡板１２３の外径は、
前記環状壁１１４の周縁部内径より若干大きく、かつ第
３図に示すように後述するフレーム１０２の環状壁１４
２の内径から略可動要素１１２の偏心歴の２倍を差し引
いた大きさに設定されている。そして、上記のように構
成された可動要素１１２は、可動スクロール翼１２４の
突出方向を上方として、上記可動スクロール翼１２４と
前記固定スクロール翼１１５とがかみ合い、かつ鏡板１
２３の周辺部と前記環状壁１１４の端面および可動スク
ロール翼１２４の端面と鏡板１１３および可動スクロー
ル翼１１５の端面と鏡板１２３が、また鏡板１２３の外
周面とフレーム１０２の環状壁１４２の内面とがそれぞ
れ間接するように装着され、この装着状態が上記鏡板１
２３と前記フレーム１０２との間に設けられたオルダム
機構１３０によって保持されている。

オルダム機構１３０は、鏡板１２３の下面周縁部で、か
つ鏡板１２３の中心を通って描かれる同一線上の２個所
に設けられたキー溝１３１ａ、　１３１ｂと、このキー
溝１３１ａ、　１３１ｂの配列方向と直交する線上で、
かつフレーム１０２の上面に第４図に示すように設けら
れたキー溝１３２ａ、　１３２ｂと、第４図に示すよう
に一方の面に上記キー溝１３１ａ、　１３１ｂに嵌入す
るキー１３３ａ、　１３３ｂを有するとともに他方の面
に上記キー溝１３２ａ、　１３２ｂに嵌入するキー１２
４ａ、　１２４ｂを有したリング１３５とで構成されて
いる。そして、上記リング１３５の両面には、実際には
第５図に示すように摺動抵抗を減少させるための、たと
えば網目状の油溝１３６が形成されている。また、前記
各キー溝１３２ａ、　１３２ｂ、　１３１ａ、　１３１
ｂの内側面には、第６図にキー溝１３２ｂで代表して示
すようにキーとの摺動面積を減少させるための瓶口段部
１３７が形成されている。

前記フレーム１０２には、前記可動要素１１２の筒部１
２５の軸心線に対して偏心した軸受孔１４１が上下方向
に貫通して設けられており、この軸受孔１４１の筒部１
２５側に位置する部分は大径に形成されている。そして
、上記大径側のフレーム構造は具体的には第４図に示す
ように構成されている。

すなわち、最も外側に密閉ケース１０１の内径とほぼ等
しい外径を有するとともに内径が前記環状壁１１４の内
径より大きい、上記環状壁１１４がボルト１１８で締付
は固定されるところの環状壁１４２が形成されており、
この内側に環状溝１４３を介して前記鏡板１２３の下面
周辺部を受ける環状受は面１４４が一段低下して形成さ
れ、この内側に前記リング１３５を受ける環状受は面１
４５がさらに一段低下して形成され、この内側にざらに
一段低下して後述するスラスト力軽減機構１４９を受止
める環状受は面１４６が形成されている。そして、８受
は面は、放射状に設けられた満１４７によって周方向に
複数に分割されており、上記溝１４７の少なくとも１つ
はフレーム１０２の壁に設けられ内外を直接通じさせる
孔１４８に通じている。なお、前記キー溝１３２ａ。

１３２ｂは、受は面１４５に形成されている。

上記スラスト力軽減機構１４９の主要部は、具体的には
、第７図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、前記環状受
は面１４Ｇに歳入支持される環状体１５０と、この環状
体１５０の上面に刻設された環状溝１５１と、上記上面
で環状溝１５１の内側および外側に形成された上記環状
溝１５１より浅くて細い環状溝１５２　、１５３と、こ
れら環状溝１５２　、１５３内に一部がそれぞれ外方へ
突出するように装着された、たとえば四弗化エチレン製
のシールリング１５４゜１５５とで構成されている。そ
して、シールリング１５４の外周面下端部には同図（Ｃ
）に示すようにテーバ面１５６が形成されており、また
、シールリング１５５の内周面下端部にも同様なテーバ
面が形成されている。また、前記溝１５１の周方向４！
Ｉ所位置には、この溝１５１の深さと同じ深さで上記溝
１５１を前記環状溝１５２　、１５３に連通させる有底
孔１５１が形成されている。そして前記鏡板１２３の内
部には、スラスト力軽減機構１４９を第１図に示すよう
に装着した状態下で、環状体１５１と、シールリング１
５４　、１５５と、鏡板１２３の下面とで囲まれた環状
空間Ｑを常に圧縮室Ｐの高圧ボートＳと中圧ボートＳ′
とに連通させる孔ｉｓａ　、　１５９が形成されている
。

前記フレーム１０２の軸受孔１４１には、前記モータ１
０４の回転軸１６０が回転自在に支持されている。

回転軸１６０には、軸受孔１４１の大径部分に位置する
部分に大径部１６１が形成されており、この大径部１６
１にクランク軸１６２が突設されている。このクランク
軸１６２は、前述した筒部１２５に嵌入して上記筒部１
２５とで偏心連結機構を構成する。そして、上記回転軸
１６０は、その下端が潤滑油１０７中に侵入する長さに
形成されており、その下端部は密閉ケース１０１の内面
に軸受支持材２００を介して固定された副軸受１６３に
よって支持されている。

また、回転軸１６０内には遠心ポンプ作用でＫＡ　ＩＩ
油１０５を、軸受面やクランク軸１６２と筒部１２５と
の嵌合部に汲み上げる孔１６４が形成されている。この
孔１６４の入口部、つまり回転軸１６０の下端部に位置
する部分の形状は、回転軸１６０の下端面中央部から上
方に向けて延びる部分１６５と、この部分１６５から半
径方向に下部軸受１６３の内面まで延びる部分１６６と
、この部分１６６から下方へ向けて延びる部分１６１と
、この部分１６７から回転軸ＩＧＯの直径より１かに短
い長さだけ半径方向に延びる部分１６８とを組合わせた
ものとなっている。

前記モータ１０４は、回転子１７０を内側に、固定子１
７１を外側に配し、かつ固定子１７０を中間ケース１０
１ａの内面に固定してなるかご形の誘導電動機によって
構成されている。

一方、前記モータ１０４の回転子１７０の上端に突設さ
れたバランスウェイト１７３と、前記フレーム１０２と
の間にはラチェット式の反転防止機構１７４が設けられ
ている。

さらに、前記密閉ケース１０１の中間ケース１０１ａの
側壁で前記スクロール型圧縮機構二とモータ１０４との
間に位置する部分には、上記スクロール型圧縮機構１ｔ
とモータ１０４との間の空間１８０に連通ずる関係に吸
込管１８１が接続されており、また、閉塞ケース１０１
ｂの壁には、この壁と前記固定要素１１１との間に形成
された空間１８２に連通ずる関係に吐出管１８３が接続
されている。

なお、第１図中１８４は、空間１８２内に押し出された
潤滑油をフレーム１０２より下方へ戻すために環状壁１
１４およびフレーム１０２に設けられた孔を示し、１８
５はバランスウェイトを示し、１８６はモータ１０４へ
の給電用接続傭構を示し、また１８７は潤滑油を通過さ
せるための孔を示している。

次に上記のように構成された圧縮装置の動作を説明する
。

まず、モータ１０４に給電すると、回転軸１６０が回転
を開始する。この回転は、軸受孔１４１および副軸受１
６３の両軸受によって円滑に保持される。

そして、回転軸１６０の回転力が可動要素１１２に伝え
られる。可動要素１１２の筒部１２５は回転軸１６０に
対して偏心して設けられたクランク軸１６２と嵌合して
おり、しかもオルダム機構１３０によって支持されてい
るので、この可動要素１１２は自転の伴なわない旋回運
動を行なう。したがって、可動要素１１２に設けられた
可動スクロール翼１２４も旋回運動を行なう。この旋回
運動に伴なって、固定スクロールＴ１４１１５と可動ス
クロール＠　１２４との間に形成された圧縮室Ｐの容積
が周期的に小さくなり、これによって圧縮されたガスが
吐出０１１６から吐出される。吐出された高圧ガスはキ
ャップ１１９によって形成された間隙１２０〜キヤツプ
１１９に設けられた孔１２１〜空間１８２を介して吐出
管１８３がら送り出される。一方、上記のように可動要
素１１２が旋回運動すると、この可動要素１１２の鏡板
１２３の上面周縁部と固定要素１１１の環状壁１１４に
おける内端縁部とに切欠き面１２６　、１１７が形成さ
れていることが有効に作用して圧縮室Ｐの周縁部がフレ
ーム１０２に形成されている受は面１４５上の空間に常
に連通した状態となる。上記空間は、フレーム１０２に
放射状に設けられた溝１４７等を介して孔１４８に通じ
、また、この孔１４８は空間１８０を介して吸込管１８
１に通じているので、結局、低圧のガスは上記吸込管１
８１〜空間１８０〜孔１４８〜受は面１４５上の空間を
経由して圧縮室Ｐ内の低圧ポートに吸込まれることにな
り、ここに圧縮装置としての機能が発揮される。なお、
この場合には、吸込管１８１を介して流れ込んだ低圧ガ
ス中に冷媒等の液が混入していても、この液は空間１８
０内を移行する間に下方へ落下し、潤滑油１０５が溜っ
ている底部へ移１テしようとする。モータ１０４は自己
発熱しているので、落下した液は上記熱によってガス化
され、すでにガス化しているものの流れに混入して圧縮
室Ｐ内へと移動する。したがって、空間１８０は気液分
離器と全く同じ作用をしていることになる。

一方、上記のようにモータ１０４が回転すると、潤滑油
１０５の一部は、孔１６４の形状に伴なう遠心ポンプ作
用によって孔１６４内の上方へと汲み上げられる。この
汲み上げられた潤滑油は、軸受孔１４１の内周面を潤滑
した後、クランク軸１６２と筒部１２５との嵌合部を潤
滑し、続いて孔１８７を介してオルダム機構１３０が設
けられている部分を潤滑し、さらに鏡面１２３と環状壁
１４２との間をｆ！ｌ潰する。その後、一部が孔１４８
から下方へと流下し、残りが圧縮至Ｐ内へと侵入して圧
ｍ至Ｐ内の開動部を潤滑する。そして、圧縮室Ｐ内に入
り込んだ潤滑油は、最終的に吐出口１１Ｇから排出され
た後、キャップ１１９に設けられた孔１２２および孔１
８４を介して下方へと流下する。したがって、吐出管１
８３からは潤滑油の混入していない高圧ガスが吐出され
ることになる。

ところで、可動要素１１２の旋回運動が高速になると、
可動要素１１２には偏心方向に大きな遠心力が作用する
。しかし、この実施例の場合には、鏡板１２３の外周面
の一部°が、フレーム１０２の環状壁１４２の内面に摺
接しながら旋回運動するので、可動要素に作用する遠心
力をクランク軸１６２と筒部１２５との間、および鏡板
１２３の外周面と環状壁１４２との間でそれぞれ受ける
ことができる。このため、一部に過大な負荷が加わるこ
とがなく、焼き付き現象の発生が有効に防止される。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。すなわち、実施例においては、可動要素の下側にモ
ータを配置しているが、本発明は、可動要素の上側にモ
ータを配置するものや、軸心線を水平にして使用される
、いわゆる横型のもの、あるいはモータ側を高圧にし圧
縮機構側を低圧とする装置にも適用できることは勿論で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るスクロール型圧縮装置
の縦断面図、第２図（ａ）は同装置における固定要素の
下面図、同図（１））は（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿っ
て切断し矢印方向にみた設置条件下の断面図、第３図は
同装置の第１図におけるＢ−Ｂ線切断矢視図、第４図は
同装置におけるフレームの上部だけを取り出して示す一
部切欠分解斜視図、第５図は同装置におけるオルダム機
構要部の平面図、第６図は同オルダム機構のキー溝の形
状を説明するための図、第７図（ａ）は同装置に組込ま
れたスラスト力軽減機構の平面図、同図（ｂ）は同スラ
スト力軽減機構の縦断面図、同図（Ｃ）は同機構に組込
まれたシールリングを局部的に示す断面図である。 １０１・・・密閉ケース、１０２・・・フレーム、１０
３−・・スクロール型圧縮機構、１０４・・・モータ、
１０５・・・潤滑油、１１１・・・固定要素、１１２・
・・可動要素、１１５・・・固定スクロール翼、１１６
・・・吐出口、１２３・・・鏡板、１２４・・・可動ス
クロール買、１３０・・・オルダム機構、１３９・・・
スラスト力軽減機構、１４１・・・軸受孔、１５０・・
・環状体、　１５１　、１５２　、１５３・・・環状溝
、１５４　、１５５・・・シールリング、１５８．１５
９・・・連絡路としての孔、１６０・・・回転軸、１６
２・・・クランク軸、１６３・・・副軸受、１６４・・
・遠心ポンプ用の孔、１７０・・・回転子、１１１・・
・固定子、１７４・・・反転防止機構、１８０　、１８
２・・・空間、１８１・・・吸込管、１８３・・・吐出
管、Ｐ・・・圧縮至、Ｑ・・・環状空間。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 （ａ） 第３図 第４図 第５図 第６図 隊１頁の続き ）発　明　者　　羽　鳥　　　三　男　　横浜市磯子区
新杉出回研究所内 多発　明　者　　両　角　　　尚　哉　　横浜市磯子区
新杉出回研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円板状の鏡板の一方の面に可動スクロール翼を一体形成
   してなる可動要素と、この可動要素に対し複数箇所で摺
   接し前記可動要素との間で圧縮室を構成するとともに上
   記圧縮室内で前記可動側スクロール翼にかみ合う固定ス
   クロール翼を有した固定要素とからなるスクロール型圧
   縮機構を密閉ケース内に配置し、上記密閉ケース内に設
   けられたモータの動力を偏心連結機構を介して伝達し上
   記可動要素を自転の伴なわない旋回運動させることによ
   ってガス圧縮を行なわせるようにしたスクロール型圧縮
   装置において、前記鏡板の外周面をこれと対向する固定
   側部分に摺接させるようにしたことを特徴とするスクロ
   ール型圧縮装置。