JPS61268890A

JPS61268890A - スクロ−ル型圧縮装置

Info

Publication number: JPS61268890A
Application number: JP11150785A
Authority: JP
Inventors: Kanji Sakata; 坂田　寛二; Shigemi Nagatomo; 長友　繁美; Makoto Hayano; 早野　誠; Hitoshi Hattori; 仁司服部; Mitsuo Hatori; 羽鳥　三男; Naoya Morozumi; 尚哉両角
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-05-24
Filing date: 1985-05-24
Publication date: 1986-11-28

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縮機構を収容
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装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。

このような圧縮装置においては、モータ動力を伝える回
転軸や圧縮機構などのり各部の潤滑およびオイルシール
を行うため、密閉ケースの底部に溜めたｒｌＪＷ１油を
、前記回転軸に設けた遠心ポンプ用偏心孔またはねじポ
ンプ用の油溝等によって汲み上げ、各潤滑部に供給する
ようにしている。

しかし、圧縮装置の運転条件によっては、ポンプが有効
に作用しないことがあった。例えば外気が低温である場
合、起動直後では油の粘度が高いため、溝又は穴を伝わ
って潤滑油が移動し難くなる。このため、上部の圧縮機
構部や最悪の場合には回転軸の軸受部にまでも油が上ら
なくなる。また、起動直後、密閉ケース内に液冷媒が戻
って潤Ｗ４油に液冷媒が混入し、油含有率が極端に減少
することがも起り得る。この場合には、本来油で潤滑す
べき回転軸の軸受なとは混入した冷媒によって逆に油を
取り去る如き事態が生じ、焼付き、破損をもたらす問題
があった。

〔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、オイルポンプが有効に作用しな
くなったり、密閉ケース内に液冷媒が混入した場合でも
焼付き現象を生じさせることがなく、装置の健全性を確
保でき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、スクロール型圧縮機構と、これを駆動するモ
ータと、このモータと前記スクロール型圧縮機構とを連
結する回転軸と、この回転軸を回転自在に軸支する軸受
と、この軸受と前記回転軸”との間の摺動部に前記密閉
ケースの底部に溜った潤滑油を導くための油溝とを備え
たスクロール型圧縮装置において、前記摺動部に前記油
溝には連通しない油溜溝を設けたことを特徴としている
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、Ｉｌｌ漬経路となる油溝とは連通しな
い油溜溝を回転軸と軸受との間に形成するようにしてい
るので、この油溜溝に常に一定量の油を溜めておくこと
が可能である。したがって、回転軸と軸受との間に潤滑
油が供給されないような事態が生じた場合でも、油溜溝
に溜ったＩ！ｌ滑油によって上記軸受と回転軸との間を
ｎＷＩすることができる。よって本発明によれば、負荷
的に厳しい回転軸の軸受部に油切れが発生するようなこ
とがなく、装置の信頼性向上を図ることができる。

（発明の実施例〕以下、本発明の実施例を図面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
クロール型圧縮機構■ＬＳ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スクロール翼１１５と１．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’　）　ＧＣ示ｔ　Ｊ：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１
１１は、環状壁１１４およびスクロール翼１１５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１
１８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１２
０を形成し得る大きさに形成されており、この間隙１２
０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、後述するｍＷＩ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１１
２は、前記環状壁１１４の内径より若干大きい外径の鏡
板１２３と、この鏡板１２３の一方の面に前記スクロー
ル翼１１５の高さとほぼ等しい高さ°に突設されたスク
ロール翼１２４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１２
３の前記スクロール翼１２４が突設されている側の面で
、周縁部は、第３図（ａ）。

（ｂ）に示すようにテーバ面等の切欠き面１２６に形成
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、スクロール３！１１２４の突出方向を上方と
して、上記スクロール翼１２４と前記スクロールＷ４１
１５とがかみ合い、かつ鏡板１２３の周辺部と前記環状
壁１１４の端面およびスクロール翼１２４の端面と鏡板
１１３およびスクロール翼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１
４２の内面とがそれぞれ摺接す。

るように装着され、この装着状態が上記鏡板１２３と前
記フレーム１０２との間に設けられたオルダム機構１３
０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拡口段部
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
１４５がさらに一段低下して形成され、この内側にさら
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、台
受は面は、放射状に設けられた溝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１４６に嵌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箇
所位置には、この溝１５１の深さと同じ深さで上記溝１
５１を前記環状溝１５２　、１５３に連通させる有底孔
１５７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１５
４　、１５５と、鏡板１２３の下面とで囲まれた環状空
１！ＩＱを常に圧縮室Ｐの高圧ポートＳと中圧ポートＳ
′とに連通させる孔１５８　、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、上記回転輪
１６０は、その下端が潤滑油１０５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ｌ！１）ｌ
Ｉ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１６５ａ１この部分１６５ａか
ら半径方向に下部軸受１６３の内面まで延びる部分１６
５ｂと、この部分１６５ｂから下方へ向けて延びる部分
１６５Ｃと、この部分１６５Ｃから回転軸１６０の直径
より僅かに短い長さだけ半径方向に延びる部分１６５ｄ
とを組合わせたものとなっている。一方、この孔１６４
の出口部は、前記軸受孔１４１の内面下端部に臨んでい
る。そして、軸受孔１４１の内面下端部で前記孔１６４
の出口と対向する位置から同軸受孔１４１の内面上端部
にかけて、潤滑油を導くための螺旋状の油溝１６６が上
記軸受孔１４１の内面に形成されている。さらに回転軸
１６０の前記油溝１６６の出口と対向する部分と、同上
端部および小軸１６２の筒部１２５に摺接する部分とを
連通する孔１６７が形成されている。そして、前記軸受
孔１４１の内面には、前記螺旋状の油溝１６６とは連通
しない油溜溝１６８が形成されている。

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？チェット式の反転防止機構１１４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横圧とモータ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
１０３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
１０１ｂ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
ｆｆ１ＷＩ油をフレーム１０２より下方へ戻すために環
状壁１１４およびフレーム１０２に設けられた孔を示し
、１８５はバランスウェイトを示し、１８６はモータ１
０４への給電用接続機構を示し、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。このとき、可動要素１１２は、フレーム
１０２の環状壁１４２によって遠心力方向に支持される
。したがって、可動要素１１２に設けられたスクロール
翼１２４も旋回運動を行なう。この旋回運動に伴なって
、スクロール翼１１５とスクロール翼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から送り出される。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１
２６　、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１
８０を介して吸込管１８１に通じているので、結局、低
圧のガスは上記吸込管１８１〜空間１８０〜孔１４８〜
受は面１４５上の空間を経由して圧縮室Ｐ内の低圧ボー
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１８０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行しようとする。

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、油溝１６６を粘性によって上
昇する際に軸受孔１４１の内周面を潤滑し、孔１６７を
介してクランク軸１６２と筒部１２５との嵌合部に供給
されてこの部分を潤滑し、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との間を潤滑する。その後、
一部が孔１４８から下方へと流下し、残りが圧縮空Ｐ内
へと侵入して圧縮室Ｐ内の摺動部を潤滑する。そして、
圧縮室Ｐ内に入り込んだ潤滑油は、最終的に吐出０１１
６から排出された後、キャップ１１９に設けられた孔１
２２および孔１８４を介して下方へと流下する。

したがって、吐出管１８３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。一方、下方に流下
したａ＋＊油の一部は、油溜溝１６８に入り込んでここ
に溜る。

本実施例によれば、上記のように油溜溝１６８に常に所
定量の潤滑油を貯留しておくことが可能であるので、ポ
ンプ作用が有効に作用しない時、あるいは潤滑油中に冷
媒が混入して油含有率が低下した場合でも、最も負荷の
大きな回転軸１６０と軸受孔１４１との間の潤滑性を低
下させる心配はない。

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。例えば、上記実施例では、螺旋状の油溝１６６およ
び油溜溝１６８を軸受孔１４１側に設けたが、第８図に
示すように、これらを回転軸１６９側に設けるようにし
ても良い。このような構成であっても、油溝１６６と油
溜溝１６８とが連通しないような構造であれば、前述し
た効果を奏し得る。

【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（ｂ）は（ａ）におる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、
第８図は一本発明の他の実施例に係るスクロール型圧縮
装置の一部を示す縦断面図である。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　、１２４・・・スクロール翼
、１１６・・・吐出口、１３０・・・オルダム機構、１
３９・・・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、１５
８．１５９・・・連絡路としての孔、１６０・・・回転
軸、１６２・・・クランク軸、１６３・・・ａｊ軸軸受
１６４・・・遠心ポンプ用の孔、１６６・・・油溝、１
６８・・・油溜溝、１７０・・・回転子、１７１・・・
固定子、１７４・・・反転防止機構、１８０　、１８２
・・・空間、１８１・・・吸込管、１８３・・・吐出管
、Ｐ・・・圧縮室、Ｑ・・・環状空間。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦（ａ）（ｂ）第２図（ａ）（ｂ）第３図第４図３３ｂ第５図第６図（ａ）第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スクロール型圧縮機構と、これを駆動するモータ
と、このモータと前記スクロール型圧縮機構とを連結す
る回転軸と、この回転軸を回転自在に軸支する軸受と、
この軸受と前記回転軸との間の摺動部に前記密閉ケース
の底部に溜った潤滑油を導くための油溝とを備えたスク
ロール型圧縮装置において、前記摺動部に前記油溝には
連通しない油溜溝を設けたことを特徴とするスクロール
型圧縮装置。
（２）前記油溝および前記油溜溝は、前記軸受に形成さ
れたものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のスクロール型圧縮装置。
（３）前記油溝および前記油溜溝は、前記回転軸に形成
されたものである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型圧縮装置。