JPS6140480A

JPS6140480A - スクロ−ル型圧縮装置

Info

Publication number: JPS6140480A
Application number: JP16050784A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Hattori; 仁司服部; Shigemi Nagatomo; 長友　繁美; Kanji Sakata; 坂田　寛二; Mitsuo Hatori; 羽鳥　三男; Makoto Hayano; 早野　誠
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-07-31
Filing date: 1984-07-31
Publication date: 1986-02-26

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Ｎ礪講を構成したもので、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、一般に
、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様構を配置し、またフ
レームの下方に上記スクロール型圧縮開溝に駆動動力を
与えるモータをその軸心線を上下方向に向けて配置し、
さらに密閉ケースの底部に託滑油を収容したものとなっ
ている。スクロール型圧縮殴構は、通常、固定要素と、
この固定要素の下方に配置された可動要素とて構成され
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は構およびオルダムは構を
設け、この偏心連結鍬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。さらに
、前記モータの回転軸の下端部を前記潤滑油中まで延長
させるとともに上記回転軸内に、その下端開口が上記回
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
給油するようにしている。

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、回転軸内に設けられた孔の遠心ポンプ作用で
潤滑油を汲み上げさせるために回転軸の下端部を潤滑油
中まで延長させるようにしている。このため、回転軸の
長さが増すばかりか回転軸の＠量が増加し、これが原因
して回転軸を支持する軸受けの寿命が短いと言う問題が
あった。

［発明の目的コ本発明は、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、潤滑油汲み上げ（幾能を損うこ
となく、回転軸の長さをモータとして必要な最小値に抑
えることができ、もって全体の小形軽量化を図れ、しか
も長期に亙っで安定した撮能を発揮し得るスクロール型
圧縮装置を提供することにある。

［発明の概要コ本発明は、モータの回転軸内に遠心ポンプ作用で潤滑油
を汲み上げて各摺動部に供給する孔を有したものを対象
にしている。このようなものにおいて、前記回転軸の下
端面位置を前記モータの固定子鉄心下端面とほぼ同一高
さに設定するととも゛　　に上記回転軸の下端面に上端
側が上゛記回転軸内に形成された前記孔に通じ、下端側
が前記潤滑油中に侵入して遠心ポンプ様能を発揮するパ
イプを接続したものである。

［発明の効果］上記構成であると、モータの回転軸の長さはモータ本来
の眼能を発揮するに必要な最小値に設定されていること
になる。そして、潤滑油を汲み上げるのに必要な不足分
がパイプによって補われているのである。したがって、
回転軸の重量は従来のものに比べて大幅に軽量化され、
またパイプは一般的に小径で薄肉のもので十分である。

このため、潤滑油の汲み上げ機能を損うことなく回転部
のｆｆ１ｆｆｉを従来のものに比べて大幅に１ｌｆｆｉ
化できるので、回転軸を支持する軸受けの長寿命化を図
ることができる。また、回転軸の長さを短くできるとと
もに軽量化できるので全体の小形軽量化を実現すること
ができる。

［発明の実施例コ以下、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
付けされた閉塞ケース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
ル型圧縮は構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機構１５に駆動動力を与えるた
めのモータ１６が配置され、ざらに密閉ケース１１の底
部には潤滑油１７が収容されている。

スクロール型圧縮機構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！３よびスクロール翼
２５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、固定峙に固定要素２１の上面に
キャップ２９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
得る大きざに形成されており、この間隙３０を形成する
壁の一部に孔３１が形成されている。また、その側壁の
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ど、鏡板３３の他方
の口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。そして、
上記のように構成された可動要素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３
３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ＲＭ４４０によって保持されている。

オルダム１ｊ１４ｆ１４０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４
１ａ、４１ｂの配列方向と直行する線上で、かつフレー
ム１４の上面に第４図に示すように設けられたキー溝４
２８．４２ｂと　第４図ｔ）に示すように一方の面に上記キー溝４１ａ、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Ｒ４２ａ、４２ｂに嵌入するキー４４ａ、４４
ｂを有したリング４５とでイに成されている。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
４６が形成されている。また、前記各キー溝４２ａ、４
２ｂ。

４１ａ、４１ｂの内側面には、第６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せるため
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、この軸受孔内１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１１の内
径とば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懇構５９を受止める環状受は面
５６が形成されている。そして、容量は面は、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。な
お、前記キー溝４２ａ、４２ｂは、受は面５５に形成さ
れている。

上記スラスト力軽減門構５９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５６に
嵌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
くて細い環状溝６２．６３と、これら環状溝６２．６３
内に−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６４゜６５と
で何機されている。そして、シールリング６４の外周面
下端部には同図（Ｃ）に示すようにテーパ面６６が形成
されており、また、シールリング６５の内周面下端部に
も同様なテーパ面が形成されている。また、前記環状溝
６１の周方向４個所位置Ｉ、：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、スラスト力軽減機構５９を第１
図に示すように装着した状態下で、環状体６０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の中圧ボートｓ、ｓ’　に連通させる
孔６８．６９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が形成されてあり、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、その下端面が後述する固定子
１０１の固定子鉄心１０１ａの下端面とほぼ一致する長
さに形成されている。回転軸７０内には、遠心ポンプ作
用で潤滑油１７を、軸受面や小軸７２と筒部３５との嵌
合部に汲み上げる通路の一部に供される孔８０が回転軸
７０の周縁部に形成されている。この孔８０の入口部、
つまり回転軸７０の下端面に位置する開口縁部には、上
端が上記孔８０に通じ、下端側が上記孔８０と同軸的に
下方に向けて潤滑油１７中に侵入するように延びた後、
潤滑油１７の液面位置よりやや下方位置で回転軸７０の
中心方向に向けて折れ曲り、回転軸７０の軸心線位置に
おいて再び下方に折れ曲がった薄肉のパイプ９０が溶接
等によって固定されている。

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雷＃ｌ１ｍ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機構１０３が設けられてお
り、この反転防止機構１０３は具体的には第８図に示す
ように（育成されている。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内にストッパ用のロッド１０
６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の先端が摺接するフ
レーム１４の外面に爪状の切欠部１０８を設けたものと
なっている。

ざらに、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機構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別格１５とモー
タ１６との間の空間１１０に連通ずる関係に吸込管１１
１が接続されており、また、閉塞ケース１３ａの壁には
、この壁と前記固定長ｖ：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
接続機構を示し、また１１７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１〕れ乙。このとき、モータ１６が回転を開始すると
、その初期においては、反転防止機構１０３のロッド１
０６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と嵌合しており、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翼３４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２５と
スクロール翼３４との間に形成された圧縮至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２つによって形成された間隙３０〜キヤツプ２９に設
けられた孔３１〜空間１１２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２４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１ｕＰ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に放射状に設けられた溝５７等を介し
て孔５８に通じ、また、この孔５８は空間１１０を介し
て吸込管１１１に通じているので、結局、低圧のガスは
上記吸込管１１１〜空間１１０〜孔５８〜受は面５５上
の空間を経由して圧縮ｕＰ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
。

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、パイプ９Ｑの形状に伴なう遠心ポンプ作用
によって孔８０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５°１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、続いて孔
１１７を介してオルダム機構４０が設けられている部分
を潤滑し、その後、一部が孔５８から下方へと流下し、
残りが圧ｗｉｉｐ内へと侵入して圧縮空Ｐ内の摺動部を
潤滑する。そして、圧Ｎ至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２つに
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ｖＰ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
力がオルダム８Ｍ　！Ｒ４０、フレーム１４の受は面５
５等に加わり、これらの要素に焼付き現象が発生する虞
れがある。しかし、この実施例の場合、スラスト力軽減
１構５９が次のようにして焼付き現象の発生を防止して
いる。

すなわち、スラスト力軽減１Ｍ溝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
空間は、孔６８．６９を介して常に、圧縮至Ｐのいわゆ
る中圧ボートｓ、ｓ’　に通じている。したがって、鏡
板３３は、上記環状空間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。この軽減によ
って焼付き現象の発生が防止される。なお、可動要素２
２に加わる下向きのスラスト力は、圧縮空間の位置の変
化に伴なって脈動する。このため、スラストノコ軽＠　
８１４ｒ？＋　５９から高圧ガスが低圧側に漏れる虞れ
があるが、この実施例においては、第７図に示したよう
に環状溝６１とシールリング６４．６５が装着される環
状溝６２．６３とを連通させる有底孔６７を設けている
ので、シールリング６４゜６５には児に、第７図（Ｃ）
に実線矢印で示すような力、つまりシールリング６４．
６５を鏡板３３の下面に押し付ける力が作用する。した
がって、この押し付けによって高圧ガスの漏れが防止さ
れる。

さらに、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１構１０３が設
けられているので、この１ｉ１０３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、回転軸７０の下端面が固定子鉄心１０１ａ
の下端面とほぼ同一高さとなるように回転軸７０の長さ
を設定し、また上記のように設定したことによって起こ
る潤滑油１７の汲み上げ不能を回転軸７０の下端面にパ
イプ９０を接続することによって回避するようにしてい
る。したがって、従来のものに比べて、回転軸７０の長
さを大幅に短くでき、これによって軸受孔５１の上縁に
加わるスラスト荷重を少なくできるので軸受部の長寿命
化を図ることができ、しがも全体の小形軽量化を図るこ
とができる。また、潤滑油１７の汲み上げ機能は何等損
われないので、結局、前述した効果が得られることにな
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−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（ａ
）は同装置における可動要素の上面図、同図（ｂ）は（
ａ）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開溝要部の平
面図、第６図は同オルダム別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ｕＭ　Ｒの上面図、同図（ｂ）は（ａ）におけ
るＣ−Ｃ線矢視図、同図（Ｃ）は同ＩＩに組込まれたシ
ールリングの形状を説明するための図、第８図は第１図
におけるＤ−Ｄ線切断矢視図である。１１・・・密閉ケース、１４・・・フレーム、１５・・
・スクロール型圧縮機構、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、４
０・・・オルダム開溝、７ｏ・・・回転軸、８０・・・
孔、９ｏ・・・遠心ポンプ機能を発揮するパイプ、１ｏ
Ｏ・・・回転子、１０１・・・固定子、１１０．１１２
・・・空間、１１１・・・吸込管、１１３・・・吐出管
。出願人代理人　弁理士　鈴法式彦第１図第２図（ａ）第４図第５図第６図第７図（ａ）（ｂ）、（Ｃ）第８図

Claims

【特許請求の範囲】

　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が有した固定要
素と可動要素とからなるスクロール型圧縮機構を、上記
固定要素を上側に、上記可動要素を下側に位置させて底
部に潤滑油の収容された密閉ケース内に配置し、上記密
閉ケース内に軸心線を上下方向に向けて設けられたモー
タの動力で上記可動要素を自転の伴なわない旋回運動さ
せることによつてガス圧縮を行なわせるとともに上記回
転軸内に設けられた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うにしたスクロール型
圧縮装置において、前記回転軸の下端面位置を前記モー
タの固定子鉄心下端面とほぼ同一高さに設定するととも
に上記回転軸の下端面に上端側が上記回転軸内に形成さ
れた前記孔に通じ、下端側が前記潤滑油中に侵入して遠
心ポンプ機能を発揮するパイプを接続してなることを特
徴とするスクロール型圧縮装置。