JPS61232396A - 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】 産業上の利用分野 本発明はスクロール圧縮機に係り、圧縮機の効率向上な
らびに摺動面の耐久性向上に関するものである。

従来の技術 近年、特に低振動、低騒音特性を備えた圧縮機として注
目を浴びているスクロール圧縮機は、例えば特開昭５９
−４９３８６公報にも示されているように吸入室が外周
部にあり吐出ボートがうず巻゛きの中心部に設けられ、
圧縮流体の流れが一方向のため高速運転時の流体抵抗が
小さくて圧縮効率が高いことは一般によく知られている
。

また、この種の高圧ガス密閉シェル構造の圧縮機は、特
開昭５９−４９３８６公報で知られるように第５図に示
す構成あるいけ特開昭５５−１４８９９４公報で知られ
るように第６図に示す構成が発明され、背圧室の適切な
圧力設定により軸方向のスラスト力を軽減しながら背圧
室に係る摺動面の潤滑が次のように構成されていた。

すなわち第５図においては、固定スクロールラップ１２
３は駆動軸１０５を支承する本体フレーム１０２に取付
られた鏡板１２１に固定され、旋回スクロールラップ１
１６はラップ支持円盤１１５に固定され、このラップ支
持円盤１１５は、鏡板１２１と本体フレーム１０２との
間の背圧室１２０に微少隙間を有した遊合状態で配置さ
れ、自転阻止機能と背圧室の仕切り機能を備えたオルダ
ムリング１１８を介して旋回可能に支承され、さらに端
部に駆動用のモーフ１１０と偏心部をもつ駆動軸１０５
によって旋回運動をする。

そして、吸入・圧縮されたガスは密閉シェル１０１内に
吐出する。吐出ガスから分離した潤滑油は密閉シェル１
０１の底部の油溜に収集され、駆動軸１０５の下端に開
口して偏心状態で設けられた油穴１０６、および駆動軸
１０５を支承する軸受の微少隙間を通して漸次減圧しな
がら遠心力や差圧を利用して中間圧力状態で背圧室１２
０に導かれる。さらにオルダムリング１１８の摺動部の
微少隙間を経て吸入側圧力にまで減圧された潤滑油は、
鏡板１２１に設けたバランス通路１２６を通して吸入室
１２２に流入する過程で摺動部を潤滑する構成であった
。

また第６図においては、背圧室２２ｏＬ／ｉオルグムリ
ング２１８によって圧力的に仕切られてもなく、吸入室
２２２との連通もないが旋回スクロールのラップ支持円
盤２１５に設けられたバランス通路２２６によって適当
な位置の圧縮室２４０と連通されており、このバランス
通路２２６Ｌ／ｉラップ支持円盤２１５が旋回運動する
ことによって固定スクロールラップ２２３により開閉さ
れて背圧室２２０と圧縮室２４０との間の圧力調整をし
ており、また、背圧室２２０の摺動部は吐出ガスで充満
された密閉シェル２０１の底部の油溜２０９とは駆動軸
２０５に設けられた油穴２０６と駆動軸２０５を支承す
る軸受の微少隙間によって連通され遠心ポンプと差圧に
よって給油される。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の第５図のような背圧室１２０内から
吸入室１２２までの給油通路の構成では、オルダムリン
グ１１８の外側の背圧室Ａｌ２０ａは吸入室１２２と同
じ吸入圧力に、内側の背圧室Ｂ１２０ｂ、は中間用力例
なっており、圧縮機運転状態に応じて中間圧力が多少変
動しても圧縮室のガス圧力によって旋回スクロール１１
４が固定スクロール１３４から安定して離れないように
背圧室１２０の背圧力によってスラスト力が作用してい
る鏡板１２１とう７プ支持円盤１１５との摺動部へは強
制的な差圧給油がない。また、バランス通路１２６が固
定しているため中心部の背圧室Ｂ１２０ｂから吸入室１
２２までの潤滑油の流れ方向が一定で各摺動部への給油
が不均一になるなどの原因で高速運転時には摺動部の摩
擦損失増加や耐久性低下を招くという問題があった。

また、第６図のような背圧室２２０から圧縮室への潤滑
油の流れの構成では、潤滑油が背圧室２２０の中央部の
みで循環するため、背圧にょるスラスト力が作用するう
７プ支持円盤２１５と鏡板２２１との摺動部への強制給
油が少なく、特に高速運転時にはラップ支持円盤２１５
の摺動部の摩擦損失増加や異常摩耗が生じる・という問
題があった。

そこで、本発明はバランス通路を適切に配置してラップ
支持円盤摺動面への均一な強制給油により高効率で耐久
性に優れたスクロール圧縮機を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のスクロール圧縮機
は、ラップ支持円盤が旋回運動することによって開閉し
、吸入室またはこれに通じる吸入側と背圧室とが間欠的
に直接または間接的に連通ずるような複数のバランス通
路をラップ支持円盤の摺動面全域に分布開口して設け、
ラップ支持円盤が旋回運動することにより相隣り合うバ
ランス通路が順次開閉すべくバランス通路を配置すると
いう構成を備えたものである。

作　　用 本発明は上記構成によって圧縮機が起動し吸入室の圧力
が低下すると共に潤滑油供給元から背圧室に給油された
潤滑油は、ラップ支持円盤が旋回運動することによって
順次円周方向に３８０度にわたり開閉してゆくバランス
通路を経て吸入室に流入し圧縮流体と共に圧縮室で圧縮
され吐出するが、バランス通路を経由するその流れは順
次全ての方向に変化しながらラップ支持円盤の摺動面を
全域にわたり潤滑できるのでラップ支持円盤が高速旋回
運動する場合でもその摺動面や自転阻止機構部などの油
膜形成ができるなどの理由で耐久性のめるスクロール圧
縮機を提供できるものである。

実施例 以下本発明の実施例のスクロール圧縮機について、図面
を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例におけるスクロール冷媒圧縮
機の縦断面図、第２図は第１図におけるｘ−Ｘ部での固
定スクロールと可動スクロールの位置関係を説明する横
断面図を示すものである。

第１図において、１は密閉シェル、２は密閉シェル１に
圧入固定された本体フレーム、３　４ｔｉ本体フレーム
２の中心に設けられた軸受、５は軸受３４に支承され貫
通した油膜６と軸受４に対向した位置に油膜６と連通し
て油膜７を設けた駆動軸で、その上端には偏心軸部８が
設けられ下端は密閉シェル１の底部の油溜９にまで伸び
て没入している。１０はモーフでその回転子１１は駆動
軸５に、固定子１２１ｄ密閉シエル１に圧入固定されて
いる。

偏心軸部８に連結し、その中心に軸受部１３を備えた旋
回スクロール１４のラップ支持円盤１５はその上面に直
立した旋回スクロールラップ１６が一体的に形成され、
その下面は本体フレーム２の上端開口穴に突出したスラ
スト軸受座１７に支承されている。旋回スクロールラッ
プ１６は、その平面形状がうず巻状をなし、その縦断面
は矩形をなして隣り合う旋回スクロールラップ１１を平
行関係にある。

自伝阻止用のオルダムリング１８は、平らなリングの両
面に互いに直交する平行キー形状のキ一部を備えたもの
で、ラップ支持円盤１５とスラスト軸受座１７との間に
設けられている、このオルダムリング１θの上面側のキ
一部はラップ支持円盤１５の背面に設けられたキー溝（
図示せず）に、下面側のキ一部はスラスト軸受座１７に
設けられたキー溝１９にはめ込まれており、駆動軸５０
回転によってラップ支持円盤１５の軸受部１３は駆動軸
５の軸心のまわりに円運動をし、旋回スクロールラップ
１６は旋回運動する。まだ、本体フレーム２の上端部に
は上端開口穴をふさいでラップ支持円盤１５の背圧室２
０とした固定スクロール３４の鏡板２１がスラスト軸受
座１７と共に旋回スクロール１４を微少隙間ではさむよ
うに取付られている。背圧室２０Ｉｆｉラップ支持円盤
１５によって仕切られ、その外周面の背圧室Ａ２０ａと
背面側の背圧室Ｂ２０ｂに分けられている。鏡板２１に
はその内側に環状の吸入室２２が設けられ、さらにその
内側には旋回スクロールラップ１６に平行で同形状寸法
の固定スクロールラップ２３を有し、この固定スクロー
ルラップ２３のうず巻の中心部には密閉シェル１の内側
を吐出空間２４とした吐出ボート２５が設けられ、ラッ
プ支持円盤１５との摺動面に開口して吸入室２２と背圧
室Ａ２０ａを連通ずるバランス通路２６が複数個設けら
れ、背圧室Ａ２０ａと背圧室Ｂ２０ｂを連通ずるバラン
ス通路２７がスラスト軸受座１７に複数個設けられ、偏
心軸部８の軸心と同心で円形の外周部を有するラップ支
持円盤１５が旋回運動するときバランス通路２６．２７
が順次開閉すべく第２図に示すように駆動軸５の主軸を
中心とする円周上に複数個配置されている。

旋回スクロールラップ１６と固定スクロールラップ２３
とのかみ合いは、第２図に示すように吐出ポート２５に
関して対称に２つの三日月状の圧縮室ｃ１　、　ｃ２が
形成され、これらの容積はうず巻中心方向へ移動するに
つれ狭められ、最終工程で最小になる。

また、環状の吸入室２２には何方より密閉シェル１を貫
通した吸入管２８が接続され、密閉シェル１の上面には
密閉シェル１の内側面に向かって開口した吐出管２９が
接続されている。密閉シェル１に圧入固定された本体フ
レーム２の外側面には溝３０が設けられ、この溝３０が
密閉シェル１内の鏡板２１の側の吐出空間２４とモータ
１０の側とを連通している。

以上のように構成されたスクロール冷媒圧縮機について
、以下第１図および第２図を用いてその動作を説明する
。

モータ１０によって回転子１１が回転し、駆動軸５が回
転駆動されると旋回スクロール１４が旋回運動をし、吸
入管２−８を通して冷媒ガスが吸入室２２に吸入され、
この冷媒ガスは旋回スクロールラップ１６と固定スクロ
ールラップ２３のランプ間に形成された２箇所の圧縮室
ＣＩ、Ｃ２内に閉じ込められ、旋回スクロールラップ１
６の旋回運動にともなって圧縮室ｃ１．ｃ２の容積が漸
次減少され、冷媒ガスは圧縮され圧縮工程の終期で吐出
ポート２５より吐出空間２４へ吐出され、冷媒ガス中に
含まれる潤滑油の一部はその自重などによって冷媒ガス
から分離して密閉シェル１と本体フレームとの間の溝３
０などを経て底部の油溜９に収集され、残りの潤滑油は
吐出冷媒ガスと共に吐出管を経て外部の冷凍サイクルへ
搬出される。

一方、固定スクロール３４の鏡板２１と本体フレーム２
とによって吐出空間２４から隔離されて形成された背圧
室２０を経由する高圧側の油溜９から低圧側の吸入室２
２までの差圧給油は次のようにして行われる。

すなわち、吐出冷媒ガスで充満された密閉シェル１の底
部の油溜９の潤滑油は駆動軸５に設けられた油膜６，７
と駆動軸５を支承する軸受３，４や偏心軸部８の軸受部
１３の微少隙間を通過することによって漸次減圧され、
吸入圧力と吐出圧力との中間圧力の状態で背圧室Ｂ２０
ｂに供給される。

さらに潤滑油は、旋回スクロール１４が旋回運動するこ
とによって順次開閉するバランス通路２７を通って減圧
されながら背圧室Ａ２０ａに間欠給油され、さらに順次
開閉するバランス通路２６を経て減圧されながら吸入室
２２に間欠給油され、吸入冷媒ガスと共に再び圧縮、吐
出される。なお、バランス通路２６．２７が同じ位置で
連通してもよく、また異なった位置、位相で連通ずると
も潤滑油は、同じ回転方向で順次開閉するバランス通路
２６．２７に追従して流れを３６０度変え、背圧室２０
に配置された自転阻止機構部やラップ支持円盤１５の各
摺動部の全域にわたり差圧給油される。

この差圧給油方式によれば、ラップ支持円盤１５の背面
の背圧室２０の圧力を給油通路の通路抵抗調整によって
吐出圧力に近い状態から吸入圧力に近い状態まで自由に
設定できるので、ラップ支持円盤１５の背面に作用する
ガス圧荷重と圧縮室内のガス圧荷重との荷重差を自由に
調整でき、それによってラップ支持円盤１５を鏡板２１
の側へ押しつけることも、また、鏡板２１から離してス
ラスト軸受座１７の側に押しつけることもできる。

本実施例では定常運転時など潤滑油の粘性が低い場合の
ラップ支持円盤１５は鏡板２１の側へスラスト力が作用
するように、また、冷時起動直後など潤滑油の粘性が高
い場合のラップ支持円盤１５ｔ／ｉスラスト軸受座１７
の側へスラスト力が作用するように背圧室２０の圧力調
整がなされている。

なお、本実施例ではバランス通路２６．２７がそれぞれ
順次開閉移動する構成であったが、バランス通路２７が
常時連通しバランス通路２６のみが順次開閉移動する構
成、あるいは、吸入室２２の形状の関係からバランス通
路２６は常時連通しバランス通路２７のみが開閉移動す
る構成、また、第３図に示すようにバランス通路２６ａ
、２７ａが摺動面に開口して力対状に配置されて順次開
閉する構成、さらには、第４図に示すようにバランス通
路２６ｂが摺動面に開口して吸入室２２の近傍まで伸び
、摺動面の微少隙間を通して吸入室２２に連通し順次開
閉移動すべく力対状に配置され各隣接の溝を極細溝で連
通させる構成であってもよい。

以上のように上記実施例によれば、ラップ支持円盤１５
が旋回運動することによって開閉し、吸入室２２と背圧
室２０とが間欠的に直接または間接的に連通ずるような
複数のバランス通路２６．２７をラップ支持円盤１５の
摺動面全域に分布開口して設け、ラップ支持円盤１５が
旋回運動することにより相隣り合うバランス通路２６、
または２７が順次開閉移動すべくバランス通路２６．２
７を配置することにより、潤滑油の通過位置がラップ支
持円盤１５の摺動面を一周するように移動するのでラッ
プ支持円盤１５の摺動面への均一な給油や背圧室２０内
での全方向への給油が適切にでき、耐久性の向上を図る
と共に吸入室２２に通じる給油量を少なくすることによ
って圧縮効率を高めることができる。

また、上記バランス通路２６ｂは吸入室２２に直接連通
せず吸入室２２の近傍まで延びる通路構成により、バラ
ンス通路２６ｂを通過する潤滑油がバランス通路２６ｂ
近傍のみならず能の摺動面を必ず通過して吸入室２２に
流入するので給油効率が高くさらに圧縮効率が高くなる
。

また、上記相隣り合うバランス通路２６ｂが極細通路で
連通ずることにより、相隣り合うバランス通路への潤滑
油交流を少なくしながらその間に介在する摺動面への給
油が円滑にでき耐久性の向上をさらに高めることができ
る。

発明の効果 以上のように本発明は、ラップ支持円盤が旋回運動する
ことによって開閉し、吸入室またはこれに通じる吸入側
と背圧室とが間欠的に直接または間接的に連通ずるよう
な複数のバランス通路をラップ支持円盤の摺動面全域に
分布開口して設け、ラップ支持円盤が旋回運動すること
により相隣り合うバランス通路が順次開閉移動すべくバ
ランス通路を配置することにより、吸入室または吸入側
に流入する潤滑油の通過位置がラップ支持円盤の摺動面
を一周するように背圧室での潤滑油の流れ方向が移動し
てゆくので、ラップ支持円盤の摺動面への均一な給油や
背圧室での各部への給油が適切に少なくでき、ラップ支
持円盤摺動面や自転阻止機構部の摩擦損失を少なくして
耐久性の向上や圧縮効率を高めることができる。また、
バランス通路を吸入室またはこれに通じる吸入側まで直
接連通せず吸入室または吸入側の近傍まで延ばすことに
より、バランス通路を通過する潤滑油が直接吸入室に流
入せず池の摺動面を通過して流入するので潤滑面積が増
え給油効率を高めることができ、まだ、相隣り合うバラ
ンス通路を極細通路で連通ずることにより、相隣り合う
バランス通路への短絡給油を回避させなから摺動面への
給油ができ効果的な給油が行えるなどの理由で耐久性に
優れ圧縮効率の高いスクロール圧縮機を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるスクロール冷媒
圧縮機の縦断面図、第２図は第１図におけるＸ−Ｘ面に
おける横断面図、第３図および第４図はそれぞれ異なる
池の実施例におけるスクロール冷媒圧縮機の部分断面図
、第５図および第６図はそれぞれ異なる従来のスクロー
ル圧縮機の縦断面図である。 １・・・・・・密閉シェル、２・・・・・・本体フレー
ム、５・・・・・・駆動軸、１０・・・・・・モータ、
１４・・・・・・旋回スクロール、１５・・・・・・ラ
ンプ支持円盤、１６・・・・・・開口スクロールラップ
、２０・・・・・・背圧室、２１・・・・・・鏡板、２
２・・・・・・吸入室、２３・・・・・・固定スクロー
ルラップ、２５・・・・・・吐出ポート、２６．２７・
・・・・・バランス通路、３４・・・・・・固定スクロ
ール。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ／−ミー穿閉ゾエル ？−−一本体フレーム ５−−一駈劾軸 Ｉ７−−−スラスト軸受嵐 ２θ−ＴＸ呈 ２１−ミー蜆板 ？５−−−吐出ホ゛−ト ｚ６−−−バランス通−路 ２７−−−バランス通−路 ３４−ｍ−固定スクロール １６−−−がと目スクロールう・ノブ０２８−−−吸入
管 ５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に形成さ
   れたうず巻状の固定スクロールラップに対して旋回スク
   ロールの一部をなすラップ支持円盤上の旋回スクロール
   ラップをかみ合わせ、前記固定スクロールラップの外側
   には吸入室を形成し、前記ラップ支持円盤は、駆動軸を
   支承する本体フレームと前記鏡板との間に形成され潤滑
   油供給元に通じた背圧室に遊合状態で配置され、さらに
   前記ラップ支持円盤の自転阻止機構と共に旋回可能に支
   承され、前記固定スクロールラップと前記旋回スクロー
   ルラップとの間に形成される圧縮室の容積変化を利用し
   て流体を圧縮するようにしたスクロール式圧縮機構を形
   成し、前記ラップ支持円盤が旋回運動することによって
   開閉し、前記吸入室またはこれに通じる吸入側と前記背
   圧室とが間欠的に直接または間接的に連通するような複
   数のバランス通路を前記ラップ支持円盤の摺動面全域に
   分布開口して設け、前記ラップ支持円盤が旋回運動する
   ことにより前記相隣り合うバランス通路が順次開閉移動
   すべく前記バランス通路を配置したスクロール圧縮機。 ２　バランス通路が吸入室またはこれに通じる吸入側ま
   で直接連通せず吸入室または吸入側の近傍まで延びた特
   許請求の範囲第１項記載のスクロール圧縮機。 ３　相隣り合うバランス通路が極細通路で連通した特許
   請求の範囲第１項または第２項記載のスクロール圧縮機
   。