JPS6140482A

JPS6140482A - スクロ−ル型圧縮装置

Info

Publication number: JPS6140482A
Application number: JP16058484A
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縮曙橋を構成したもので、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樋構を配置し、またフ
レームの下方に上記スクロール型圧縮償構に駆動動力を
与えるモータを配置し、ざ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、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は偏心連結
機構およびオルダム開溝を設け、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。さらに、前記モータの回転軸の下端
部を前記潤滑油中に侵入させるとともに上記回転輪内に
、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、回転軸が侵入している部分周辺の潤滑油は、回転
軸が回転したとき粘性と遠心力との作用で回転軸から遠
ざけられようとする力が与えられ、この結果、上記周辺
部の潤滑油は激しく撹乱される。このため、遠心ポンプ
作用を発揮する前述した孔の下端側開口近傍に潤滑油が
進み難く、これが原因して十分な量の潤滑油を汲み上げ
ることが困難で、この結果、摺動部に焼付きなどが発生
することが往々にしてあった。

［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、回転軸の侵入している部分周辺
の［Ｑ油が、回転軸の回転に伴って撹乱されるのを抑制
することができ、もって十分な徂の潤滑油を各摺動部に
供給することができ、長期に亙っで安定した典能を発揮
し１ｑ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、モータの回転軸下端部をｉｉ［、］潤滑油に
侵入させるとともに上記回転軸内に遠心ポンプ作用で上
記、ＩＩＬｌ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
、前記回転軸の前記潤滑油中に侵入している部分の回り
に油撹乱阻止８１４ｍを設けたものである。油撹乱阻止
観構は、大体において、前記回転軸の前記潤滑油中に侵
入している部分を取り囲むように配置された囲繞部材で
構成されている。

［発明の効果］上記構成であると、油撹乱阻止磯構の存在によって、回
転軸が回転したときに潤滑油の撹乱される程度が十分に
抑制される。このため、回転軸に設けられた遠心ポンプ
用の孔の下端開口近傍に潤滑油を導ぎ易く、この結果、
従来のものに比べて潤滑油の汲み上げが円滑となり、十
分な吊の潤滑油を各摺動部に供給することができる。従
って、焼付き等の発生を防止することができる。

［発明の実施例］以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図にｄ５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
１２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
ール型圧縮標構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ｖＪ８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１
１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
７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（Ｒ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）、（１））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
翼２５の突出方向を下方として上記環状壁２４の周縁−
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２
９は、鏡板２３の上面との間に所定浮の間隙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と、鏡板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。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
ルダム別構４０によって保持されている。

オルダムＦＭ　ｍ　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４１
８，４１ｂ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４２
ａ、４２ｂと、第４図に示すように一方の面に上記キー
＠４１８．４１ｂ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、４２ｂ。

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
とほぼ等しい外径を有するとともに内径が前記環状壁２
４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別構５９を受止める環状受は面５
６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磯構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６２．６
３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６４゜６５
とで（ｊ４成されている。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６２．６
３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、スラスト力軽減は構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３
５との嵌合部に汲み上げる孔８０が形成されている。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８１と、この部分８１から半径方向に
回転軸７０の周縁部まで延びる部分８２と、この部分８
２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８３とを組合せたものとなっている。

そして、回転軸７０の下端部の回りには油撹乱阻止門構
９０が配置されている。

上記油撹乱阻止別構９０は、第８図に示すように、回転
軸７０の下端部の回りに上記下端部とは非接触に半円筒
状に形成された部材９１ａ、９１ｂを互いの両端部間に
所定の間隙９２が形成されるよ゛うに対向配置し、上記
部材９１ａ、９１ｂの下端部を閉塞ケース１３ｂの内面
に固定し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薇によって構成さ
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溝１０３が設けられてお
り、この反転防止数構１０３は具体的には第９図に示す
ように構成されている。すなわち、バランスウェイト１
．０２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１Ｏ６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の先端が贋接するフ
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。

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機構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
、この壁と前記固定要素２１との間に形成された空間１
１２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はパ
ランスゲエイトを示し、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
えられる。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Ｄｉ（Ｍ２Ｏ３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＠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
ａ　＋Ｒ４０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ＺＰ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０２６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２
９に設けられた孔３１〜空間１１２を介して吐出管１１
３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にあける内端縁部と
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５
５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。

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８０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５１の内周面を潤滑した後、小
＠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Ｕ
Ｎ　！ｉａ　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、残りが圧縮ｖＰ
内へと浸入して圧縮至Ｐ内の１８動部を潤滑する。そし
て、圧縮至Ｐ内に入り込んだ潤滑油は、最終的に吐出口
２６から排出された後、キャップ２９に設けられた孔３
２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ｕＰ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
力がオルダム機構４０、フレーム１４の受は面５５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、スラスト力軽減別構５
９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、スラスト力軽減筬横５９の環状体６０、シー
ルリング６４．６５、Ｊ５よび鏡板３３で囲まれた環状
空間は、孔６８．６９を介して常に、圧縮室Ｐのいわゆ
る中圧ポート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、スラスト力軽減ＩＪ
＋Ｍ５９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Ｊ５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とを連通ざぜる有底孔６７を設けているので、シ
ールリング６４゜６５には常に、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、
この押しく＝Ｉ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線描１０３が設
けられているので、このｔｌＧｉｔ１０３のロッド１０
６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。

ところで、前述のように運転状態に入ると、回転軸７０
の下端周辺の潤滑油１７が、自身の粘性と遠心力のため
に、回転軸７０がら遠ざけられようとする力を受け、こ
の結果、上記周辺部の潤滑油が激しく置部されようとす
る。しかし、この実施例の場合には、回転軸７ｏの下端
部を取り囲むように部材９１ａ、９１Ｌｌ設けられてい
るので、遠ざけられようとした乙清油は部材９１ａ、９
１ｂで囲まれている範囲内を回転軸７０と同方向に・　
　流れる循環流に変換される。この循環流は、粘性効果
で第８図中太矢印９３．で示すように間隙９２を介して
部材９１ａ、９１ｂの外側に位置している潤滑油を部材
９１ａ、９１ｂで囲まれた範囲内へと誉込む。したがっ
て、部材９１ａ、９１ｂで囲まれた範囲内は層流に近い
流れで、かつ高圧に保たれることになる。このため、潤
滑油１７は、孔８０の入口部８１内へと入り込み易く、
この結果、孔８０を介して多聞の潤滑油を汲み上げるこ
とができる。したがって、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、あぶらかくらん阻止開溝としては第１０
図に示すように、各部材９１ａ１９１ｂと回転軸７０と
の間の間隙９４を回転軸７０の回転方向に向かうにした
がって狭くし、これによって間隙９２から潤滑油を積極
的に巻込んで部材９１ａ、９１ｂで囲まれた範囲内をさ
らに高圧化するようにした油撹乱阻止機構９０ａを用い
てもよいし、また第１１図に示すように下端部に孔９５
を複数有した円筒状の部材９６で形成された油撹乱阻止
機構９０ｂを用いてもよい。さらに、゛第１２図に示す
ように筒状の部材９６ｂで油撹乱阻止１ｊ＝Ｍ　ｆＭ　
９０　ｃを構成するとともに上記部材９６ｂの内面に環
状壁９７を突設し、この環状壁９７の上面で回転軸７０
のスラスト荷宙の一部を支持するスラスト受９８および
緩衝材９９からなるスラスト軸受を支持させるようにし
てもよい。

【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−ＡＭに治っ
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８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ず一部
切欠分解斜視図、第５図は同装置におけるオルダム（Ｓ
ｌｔ　！７４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丈るための図、Ｍ７図（ａ）は同
装置に組込まれたスラスト力軽減１ｊＪｔ　４Ｍの上面
図、同図（ｂ）は（ａ）におけるｃ−ｃ線矢視図、同図
（Ｃ）は同１１３１１ｍに組込まれたシールリングの形
状を説明するだめの図、第８図は同装置に組込まれた油
撹乱阻止別構を取り出して示す斜視図、第９図は第１図
におけるＤ−Ｄ線切断矢視図、第１０図から第１２図は
油撹乱阻止■構の変形例をそれぞれｕ２明するための図
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・・・オルダム機構、７０・・・回転軸、８０・・・
遠心ポンプ用の孔、９０．９０ａ、９０ｂ、９０　ｃ−
・・油撹乱阻止機描、１００−・・回転子、１０１−１
１ａ定子、１１０．１１２・・・空間、１１１・・・吸
込管、１１３・・・吐出管。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦（ａ）　　　　　　第　２　図（ａ）　　第３図第４図第　５　図３ｂ第６図第７図（ａ）（ｂ）　　　　　　（ｃ）第８図第９図第１１図第１２図３ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）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、回
転軸の下端部が上記潤滑油中に侵入するように上記密閉
ケース内に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ってガス圧縮を
行なわせるとともに上記回転軸の下端面中央部に下端側
開口が位置するよう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
転軸の前記潤滑油中に侵入している部分の回りに油攪乱
阻止機構を設けてなることを特徴とするスクロール型圧
縮装置。
（２）前記油攪乱阻止機構は、前記回転軸の前記潤滑油
中に侵入している部分を取り囲むように配置された囲繞
部材で構成されてな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）前記油攪乱阻止機構は、前記回転軸のスラスト荷
重の一部を支持するスラスト軸受のホルダを兼用したも
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。