JPS6140479A - 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門構を構成したもので、小型、高
効率、低撮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、密閉ケ
ース内に、この密閉ケース内を上下の２つの部屋に仕切
る形態にフレームを固定し、このフレームによって仕切
られた上方の部屋にスクロール型圧縮機構を配置し、ま
た下方の部屋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
定要素のスクロール翼とかみあ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
軸と前記可動要素との間に偏芯伝達ｔａ　’＝Ｒを設け
るとともに可動要素とフレームどの間にオルダムＤｉ　
ＩＩを設け、この偏芯化）ヱ懇構とオルダム機構、とか
らなる継手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。さらに、前記モータの回転軸の下端
部を前記潤滑油中に浸入させるとともに上記回転軸内に
、その下端間口が上記回転軸の下端面中央部に位置する
ように孔を設け、この孔の遠心ポンプ作用で上記潤滑油
を汲み上げて各摺動部に給油するよにしている。

しかしながら、上記のように構成された従来のスクロー
ル型圧縮装置にあっては次のような問題があった。すな
わち、可動要素が旋回運動を行なって圧縮動作が行われ
ると、圧縮室内が高圧となるので、可動要素に固定要素
から離れる向きのスラスト力が作用する。このスラスト
力は、５馬力程度のものでも数１００Ｎｙにも達する。

このスラスト力は、オルダム別欄の摺動部に主として加
わるので、摺動損失が増加し、入力が増加するばかりか
、焼き付き現象の原因にもなっている。そこで、このよ
うな不具合を解消するために、上述した摺動部を良好に
潤滑することが考えられるが、偏芯伝達別欄とオルダム
別欄との組合せと言った特殊な継手構造を採用している
ため、潤滑油−を良好に供給することが困難であった。

また、上述したスラスト力をＩＩ減するためにスラスト
力軽減別構を付加した場合でも、過負荷時等にＪ５いて
焼き付きが生じることがしばしばあった。

［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、可動要素を偏芯化５ｆｆｉ　ｔ
！　（：Ｊとオルダム磯溝とからなる継手を用いて自転
の伴わない旋回運動させるようにしたものにあって、上
記可動要素の外面側に位置してスラスト力を受けながら
摺動するオルダム８１１Ｍに潤滑油を良好に供給するこ
とができ、もって、オルダムは４＋’冒こ焼き付きなど
が生じるのを防止でき、長期に互って安定した芸能を発
揮しくｑ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、低部に潤滑油を収容してなる密閉ケースと、
この密閉ケース内を２つの部屋に仕切るように設けられ
たフレームと、互いを軸方向に接合させて互いの間で圧
縮室を構成する形状にそれぞれが形成されるとともに上
記圧縮室内で互いにかみ合うスクロール翼をそれぞれ有
した固定要素おＪ：び可動要素から構成され、前記一方
の部屋内に上記固定要素と前記フレームとの間に上記可
動要素を位置させ、かつ上記固定要素が上記フレームに
固定されて設けられたスクロール型圧縮機構と、前記フ
レームに設けられた軸受孔と、前記他方の部屋に設けら
れ前記軸受孔に回転軸が回転自在に支持されたモータと
、このモータの前記回転軸と前記可動要素とに設けられ
上記回転軸とは偏芯した置芯伝達機構および上記可動要
素と前記フレームとの間に設けられたオルダム別欄から
構成され、前記モータの動力で上記可動要素を自転の伴
わない旋回運動させてガス圧縮を行なわせる継手と、前
記回転軸内を通して前記、１！ｌ滑油の一部を導きこの
潤滑油を前記圧縮室への吸込み経路を介゛して上記圧縮
宮内へと導く潤滑手段とを備えてなるスクロール型圧縮
装置において、前記可動要素内に、前記回転軸内を通し
て導かれた潤滑油の一部を上記可動要素と前記オルダム
別欄との摺接部に導くバイパス路を設けたものである。

［発明の効果］ 上記（１４成であると、回転軸内を通して導かれた潤滑
油の一部は、他の部分を経由することなくバイパス路を
介して可動要素とオルダム機構との摺接部に供給される
。したがって、可動要素の外面側に位置してスラスト力
を受けながら摺動する部分、とりわけオルダム機構は良
好に温情されることになる。このため、過負荷時であっ
てもオルダム機構に焼付きなどが発生する虞れがなく、
結局、長期に亙って安定した礪能を発揮させることがで
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１１は、縦長に形成された密閉ケ
ースであり、この密閉ケース１１は筒状の中間ケース１
２と、この中間ケース１２の両端を閉塞するように溶接
付↓すされた閉塞ケース１３ａ、１３ｂとで構成され゛
ている。密閉ケース１１内の上方寄りの位置には上記密
閉ケース１１内を上下方向に仕切る形態にフレーム１４
が固定されている。そして、フレーム１４の上方にスク
ロール型圧縮数構１５が配置され、またフレーム１４の
下方に上記スクロール型圧縮門構１５に駆動動力を与え
るためのモータ１６が配置され、さらに密閉ケース１１
の底部には潤滑油１７が収容されている。

スクロール型圧縮６［１５は、公知のものと同様に、固
定要素２１と、この固定要素２１の下方に配置された可
動要素２２とで構成されている。

固定要素２１は、円板状の鏡板２３と、この鏡板２３の
一方の面周縁部に突設された環状壁２４と、この環状壁
２４で囲まれた部分に上記環状壁２４とほぼ等しい高さ
に突設されたスクロール翼２５と、鏡板２３のほぼ中央
部に設けられた吐出口２６とで構成されている。そして
、上記環状壁２４の内端縁は、適当な曲率をもった曲面
あるいは第２図（ａ）、（ｂ）に示すようなテーパ面等
の切欠き面２７に形成されている。上記のように構成さ
れた固定要素２１は、環状壁２４およびスクロールＷ２
５の突出方向を下方として゛上記環状壁２４の周縁部が
ボルト２８によってフレーム１４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２１の上面に
キャップ２つが当てがわれ、このキャップ２９も前記ボ
ルト２８によって一体に固定されている。キャップ２９
は、鏡板２３の上面との間に所定厚の間隙３０を形成し
得る大きさに形成されており、この間隙３０を形成する
璧の一部に孔３１が形成されている。また、その側をの
一部には、後述する潤滑油を案内するための孔３２が形
成されている。一方、可動要素２２は、前記環状壁２４
の内径より若干大きい外径の鏡板３３と、この鏡板３３
の一方の面に前記スクロール翼２５の高さとほぼ等しい
高さに突設されたスクロール翼３４と、鎖板３３の他方
の血中央部に突設された筒部３５とで構成されている。

上記鏡板３３の前記スクロール翼３４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
テーパ面等の切欠き面３６に形成されている。また、前
記筒部３５には第４図および第５図に示すように鏡板３
３との境界近傍位置に孔３７が周方向に等間隔に４個設
けてあり、さらに鏡板３３内には一端側が後述するオル
ダム機構４０のキー溝４１ａ、４１ｂの内端面に通じ、
細端側が筒部３５内に通じる関係にバイパス用の孔３８
ａ、３８ｂが設けられている。そして、上記のように構
成された可８要素２２は、スクロール翼３４の突出方向
を上方として、上記スクロール翼３４と前記スクロール
翼２５とがかみ合い、かつ鏡板３３の周辺部と前記環状
壁２４の端面およびスクロール翼３４の端面と鏡板２３
およびスクロール翼２５の端面と鏡板３３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３３と
前記フレーム１４との間に設けられたオルダム機構４０
によって保持されている。

オルダム機構４０は、鏡板３３の下面周縁部で、かつ鏡
板３３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４１ａ、４１ｂと、このキー溝４１ａ、４
１ｂの配列方向と直交する線上で、かつフレーム１４の
上面に第６図に示すように設けられたキーＲ４２ａ、４
２ｂと、第６図に示すように一方の面に上記キー溝４１
ａ、４１ｂに嵌入するキー４３ａ、４３ｂを有するとと
もに他方の面に上記キー溝４２ａ、４２ｂに嵌入するキ
ー４４ａ、４４ｂを有したリング４５とで構成されてい
る。そして、上記リング４５の両面には、実際には第７
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？：４４６が形成されている。また、前記各
キー溝４２ａ、４２ｂ。

４１ａ、４１ｂの内側面には、第８図にキー溝４２ｂで
代表して示すようにキーとの摺動面積を減少さぜるため
の瓶口段部４７が形成されている。

前記フレーム１４には、前記可動要素２２の筒部３５の
軸心線に対して偏心した軸受孔５１が上下方向に貫通し
て設けられており、この軸受孔５１の筒部３５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
のフレーム描造は具体的には第６図に示すように（を成
されている。寸なわら、最も外側に密閉ケース１１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
２４の内径より大きい、上記環状壁２４がボルト２８で
締付は固定されるところの環状壁５２が形成されており
、この内側に前記リング４５を受ける環状受は面５５が
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則構５９を受止める環状受は面
５６が形成されている。そして、合量は面は、放射状に
設けられた溝５７によって周方向に複数に分割されてお
り、上記溝５７の少なくとも１つはフレーム１４の壁に
設けられ内外を直接通じさせる孔５８に通じている。上
記溝５７は、オルダム機構４０および後述するスラスト
力軽減機構５９を装着した状態下で、これらの背面側を
潜り抜けるように設けられており、しかも中心部から半
径方向に遠ざかるにしたがって固定要素２１に近付く傾
斜溝に形成されている。なお、前記キー溝４２ａ、４２
ｂは、受は面５５に形成されている。

上記スラスト力軽減別構５９の主要部は、具体的には、
第９図（ａ）、（ｂ）に示すように、前記環状受は面５
６に■入支持される環状体６０と、この環状体６０の上
面に刻設された”環状溝６１と、上記上面で環状溝６１
の内側および外側にそれぞれ形成された上記環状溝６１
より浅くて細い環状）諺６２．６３と、これら環状溝６
２．６３内に一部がそれぞれ外方に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６４
．６５とで構成されている。また、前記環状溝６１の周
方向４箇所位置には、この環状溝６１の深さと同じ深さ
で上記環状溝６１を前記環状溝６２．６３に連通させる
有底孔６７が形成されている。

そして、前記鏡板３３の内部には、スラスト力軽減機溝
５９を第１図に示すように装着した状態下で、環状体６
０と、シールリング６４．６５と、鏡板３３．の下面と
で囲まれた空間を常に圧縮室Ｐの中圧ポートｓ、ｓ’　
に連通させる孔６８．６つが形成されている。

前記フレーム１４の軸受孔５１には、前記モータ１６の
回転軸７０が回転自在に支持されている。

回転軸７０には、軸受孔５１の大径部分に位置する部分
に大径部７１が形成されており、この大径部７１に前述
した筒部３５に嵌入する小軸７２が突設されている。そ
して、上記回転軸７０は、その下端が潤滑油１７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
１１の内面に固定された副軸受７３によって支持されて
いる。

回転軸７０内には、遠心ポンプ作用およびネジポンプ作
用で潤滑油１７を、軸受面や小軸７２と筒部３５との嵌
合部に汲み上げる孔９０が形成されている。この孔９０
の入口部、つまり回転軸７０の下端部に位置する部分の
形状は、回転軸７０の下端面中央部から上方に向けて延
びる部分９１と、この部分９１から半径方向に岸器奔＃
＃噂功＃詐≠キ延びる部分９２と、この部分９２と直角
に交わるように回転軸７０内の周縁位置を上下方向に延
びる部分９３とを組合せたものとなってい゛る。

前記モータ１６は、回転子１００を内側に、固定子１０
１を外側に配し、かつ固定子１０１を中間ケース１２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１６の回転子１００の上端に突設され
たバランスウェイト１０２と、前記フレーム１４との間
にはラチェット式の反転防止Ｒ１Ｍ１０３が設けられて
おり、この反転防止ＵＵ　４Ｍ　１０３は具体的には第
１０図に示すように（筒底されている。すなわち、バラ
ンスウェイト１０２の内面側に回軸中心線方向に向かう
有底孔１０５を設け、この有底孔１０５内にスミ−ツバ
用のロッド１０６を摺動自在に収容するとともに上記ロ
ッド１０６と有底孔１０５の底壁内面との間に上記ロッ
ド１０６に有底孔１０５から突出させる向きの力を付与
するスプリング１０７を設け、さらにロッド１０６の先
９：舊が摺接するフレーム１７１Ｉの外面に爪状の切欠
部１０８を設けたものとなっている。

さらに、前記密閉ケース１１の中間ケース１２の側壁で
前記スクロール型圧縮鵬構１５とモータ１６との間に位
置する部分には、上記スクロール型圧縮低購１５とモー
ター１６との間の空間１１０に連通ずる関係に吸込管−
１１１が気密に貫通して設けられている。また、閉塞ケ
ース１３ａの壁には、この壁と前記固定要素２１との間
に形成された空間１１２に連通ずる関係に吐出管１１３
が接続されている。

なお、第１図中１１４は、空間１１２内に押し出された
潤滑油をフレーム１４より下方へ戻すために環状壁２４
およびフレーム１４に設けられた孔を示し、１１５はバ
ランスウェイトを示し、１１６はモータ１６への給電用
接続６１　ＩＮを示しいる。

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１６に給電すると、回転軸７０が回転を開
始する。この回転は、軸受孔５１と副軸受７３との両軸
受によって円滑に保持される。そして、回転軸７０の回
転力が可動要素２２に伝えられる。このとき、モータ１
６が回転を開始すると、その初期においては、反転防止
礪溝１０３のロッド１０６がフレーム１４の外周面に摺
接するが、ある速度以上に回転数が増加すると、遠心力
でスプリング１０７の力に抗して後退し、完全な非接触
状態を保持する。また可動要素２２の筒部３５は回転軸
７０に対して偏心して゛設けられた小軸７２と嵌合して
あり、しかもオルダム機構４０によって支持されている
ので、この可動要素２２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２２に設けられたスクロ
ールＲ３４も１ｊた四運動を行なう。この旋回運動に伴
なって、スクロール翼２５とスクロールｉ３４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口２６から吐出される。

吐出された高圧ガスはキャップ２９によって形成された
間隙３０〜キヤツプ２つに設けられた孔３１〜空間１１
２を介して吐出管１１３から送り出される。一方、上記
のように可動要素２２が旋回運動すると、この可動要素
２２の鏡板３３の上面周縁部と固定要素２１の環状壁２
４における内端縁部とに切欠き面３６．２７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１４に形成されている受は面５５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１４に放ｑ１状
に設けられた満５７等を介して孔５８に通じ、また、こ
の孔５８は僅かの距離を隔てて吸込管１１１の間口１１
１ａに通じているので、結局、低圧のガスは上記吸込管
１１１〜孔５８〜受は面５５上の空間を経由して圧縮掌
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□能が発揮される。

一方、上記のようにモータ１６が回転すると、潤滑油１
７の一部は、孔９０の形状に伴なう遠心ポンプ作用およ
びネジポンプ作用によって孔９０内の−Ｌ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５１の
内周面を潤滑した後、小軸７２と筒部３５との嵌合部を
潤滑し、続いて、一部分は孔３７を介してバランスウェ
イト１１５が位置している空間へと押出され、残りの部
分は可動要素２２の鏡板３３内に設ｆｊられてし・る孔
３８ａ、３８ｂを介してキー溝４１ａ、４Ｉｂ内へと押
出される。バランスウェイト１１５は、回転軸７０と一
体に回転しているので、このバランスウェイト１１５に
付着した潤滑油は遠心力によって半径方向外側へと吹き
飛ばされる。このため、オルダム似構４０の摺動面およ
びスラスト力軽減機構５９の摺動面は良好に潤滑される
。そして、これら摺動面を潤滑した潤滑油は、一部が孔
５８から下方に落下し、残りが吸込みガス流に乗って圧
縮苗Ｐ内へと侵入して圧縮室Ｐ内のＩＳ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０２６から排出された後、キャップ２９に設けられ
た孔３２および孔１１４を介して下方へと流下する。し
たがって、吐出管１１３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。

また、上述の如く、可動要素２２が、旋回運動を行なっ
て、圧縮動作が行なわれると、圧縮空Ｐ内が高圧になる
ので、可動要素２２が下向きのスラスト力を受け、この
力のほとんどがオルダム機構４０、フレーム１４の受は
面５５等に加わろうとする。しかし、この実施例の場合
、スラスト力軽減別構５９の環状体６０、シールリング
６４゜６５および鏡板３３で囲まれた環状空間Ｑが、孔
６８．６９を介して常に、圧１ｉ１空Ｐの中圧ボートｓ
、ｓ’　とに通じている。したがって、鏡板３３は、上
記環状空間Ｑ内のガス圧によって上方に向う力を受け、
この力の存在によって鏡板３３が受ける下向きのスラス
ト力が軽減されることになる。

ざらに、モータ１６を停止させたとき、空間１１２と空
間１１０との圧力差によって可動要素２２が逆旋回して
高圧ガスが低圧側に流れ込む虞れがある。しかし、この
実施例の場合、ラチェット式の反転防止癲構１０３が設
けられているので、この機構１０３のロッド１０６が停
止と同時に爪１０８と係合し、結局逆旋回の発生が確実
に防止され、高圧ガスの流出が防止される。

このように、可動要素２２内に潤滑油の通路となり得る
孔３８ａ、３８ｂを設け、回転軸７０内を通して導かれ
た潤滑油の一部を上記孔３８ａ、３８ｂを介してバイパ
スさせて直接的に可動要素２２とオルダム機構４０との
摺接部分に供給するようにしている。したがって、オル
ダム機構４０に対して十分に給油することができるので
、たとえ過負荷時であってもオルダム機構４０に焼き付
きなどが生じる虞れがなく、結局、′前述した効果が得
られることになる。

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、可動要素の下方にモ
ータを配置しているが、本発明は、可動要素の上方にモ
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（ｂ）は（ａ）におけるＡ−ＡＩに沿って
切断し矢印方向にみた設置条件下の断面図１、第３図（
ａ）は同装置における可動要素の上面図、同図（ｂ）は
同図（ａ）におけるＢ−８線切断矢視図、第４図は同装
置における可動要素のＭ１Ｕ１面図、第５図は同可動要
素の下面図、第６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７図は同装
置におけるオルダム機構要部の平面図、第８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９図（
ａ）は同装置に相違まれたスラスト力軽減供構の平面図
、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＣ−Ｃ線切断矢視図
、第１０図は第１図におけるＤ−ＤＩ切断矢視図である
。 １１・・・密閉ケース、１４・・・フレーム、１５・・
・スクロール型圧ｔａ別構、１６・・・モータ、１７・
・・潤滑油、２１・・・固定要素、２２・・・可動要素
、２５．３４・・・スクロール翼、２６・・・吐出口、
３３・・・鏡板、３８ａ１３８ｂ・・・バイパス路とし
ての孔、４０・・・オルダム機構、５１・・・軸受孔、
５９・・・スラスト力軽減故構、７０・・・回転軸、９
Ｑ・・・遠心ポンプ用の孔、１００・・・回転子、１０
１・・・固定子、１０３・・・反転防止別（＆、１１０
．１１２・・・空間、１１１・・・吸込管、１１３・・
・吐出管、Ｐ・・・圧縮呈、Ｑ・・・環状〜空間。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第・１　図 コア　　　　　　　　　　　　　　　７Ｊ第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 ４３ｂ 第８図 第９図 （ａ） （ｂ） １頁の続き 発　明　者　　服　部　　　仁　司　　横浜市磯子区新
杉研究所内 出回８番地　株式会社東芝家電機器技術−−−Ａ凸１−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　低部に潤滑油を収容してなる密閉ケースと、この密閉
   ケース内を２つの部屋に仕切るように設けられたフレー
   ムと、互いを軸方向に接合させて互いの間で圧縮室を構
   成する形状にそれぞれが形成されるとともに上記圧縮室
   内で互いにかみ合うスクロール翼をそれぞれ有した固定
   要素および可動要素から構成され、前記一方の部屋内に
   上記固定要素と前記フレームとの間に上記可動要素を位
   置させ、かつ上記固定要素が上記フレームに固定されて
   設けられたスクロール型圧縮機構と、前記フレームに設
   けられた軸受孔と、前記他方の部屋に設けられ前記軸受
   孔に回転軸が回転自在に支持されたモータと、このモー
   タの前記回転軸と前記可動要素とに設けられ上記回転軸
   とは偏芯した偏芯伝達機構および上記可動要素と前記フ
   レームとの間に設けられたオルダム機構から構成され、
   前記モータの動力で上記可動要素を自転の伴わない旋回
   運動させてガス圧縮を行なわせる継手と、前記回転軸内
   を通して前記潤滑油の一部を導きこの潤滑油を前記圧縮
   室への吸込み経路を介して上記圧縮室内へと導く潤滑手
   段とを備えてなるスクロール型圧縮装置において、前記
   可動要素内に、前記回転軸内を通して導かれた潤滑油の
   一部を上記可動要素と前記オルダム機構との摺接部に導
   くバイパス路を設けてなることを特徴とするスクロール
   型圧縮装置。