JPS62168986A - スクロ−ル気体圧縮機 - 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気体圧縮機に関するものである。

従来の技術 低振動、低騒音特性を備えたスクロール圧縮機は、例え
ば特開昭５９−４９３８６号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す巻きの中心部
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５８−６５９８６号公報で知られるように第２図に
示す構成あるいは特開昭５８−６７９８３号公報で知ら
れるように第３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から各
摺動部の潤滑が次のように構成されていた。

すなわち第２図においては、旋回スクロール１０５は円
盤１０８の背面の旋回軸受部１１０にクランク軸１０４
のクランク１０９が挿入され、旋回スクロール１０５の
自転を防止する旋回機構１１１を有し、旋回スクロール
１０５の背面はフレーム１０７により独立した空間１１
２を形成し、この空間１１２は旋回スクロール１０５の
軸方向荷重をバランスするために円盤１０８に設けた均
圧穴１１３により圧縮途中の圧縮室と連通して吸入圧力
より高く吐出圧力よりも低い中間圧力に設定されており
、旋回軸受部１１０やラジアル軸受１２０．１２１への
給油がクランク軸１０４の軸内に貫通して設けた偏心穴
１２６を通して吐出圧力と同圧力の密閉容器内下部の油
溜の潤滑油を中間圧力状態の空間１１２へ差圧を利用し
て流入させる過程で行われ木質的には別々の給油経路を
通してなされる構成であった。

また第３図においては、鏡板摺動面２０２ａへの給油が
旋回スクロールポス部軸受２０８、主軸受２１２ａ、２
１２ｂへの給油量に係わりなく直接、下部の油溜から偏
心給油穴２０９、放射状給油通路２１０ａを経由し差圧
や遠心ポンプ作用を利用して行われる構成であった。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の第２図のような高圧空間内の油溜か
ら中間圧力状態の空間１１２への潤滑油の流入が旋回軸
受部１１０とラジアル軸受１２０の両方からなされる給
油通路の構成では、各軸受部への給油をそれぞれ一定量
以上確保する必要から空間１１２への流入潤滑油量が多
くなり、この潤滑油は最終的には空間１１２から均圧穴
１１３を通して圧縮室に流入して圧縮効率低下を招くと
いう問題があった。

甘た、第３図のような鏡板摺動面２０２ａへの給油が第
２図の給油構成に加えて新たに高圧空間の油溜から直接
給油する構成では、鏡板摺動面２０２ａを通してうす巻
き外周部の吸入室へ潤滑油が流入するので第２図の構成
以上に圧縮室への潤滑油流入量が多くなり圧縮効率がさ
らに低下するという問題があった。

そこで、本発明は給油通路を１本化して総給油量を減ら
すとともに各摺動部への実質給油量を増加させることに
より摺動摩擦抵抗が少なく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 上記問題を解決するために本発明のスクロール圧縮機は
、潤滑油供給元と背圧室とは駆動軸を支承する軸受部を
介して直接または間接的に連通し、背圧室と圧縮部の吸
入室またはこれに通じる吸入側との間の連通にＩｒｉ駆
動軸の偏心軸部または偏心軸受部に嵌合する軸受または
軸部の隙間あるいは油溝を経由する連通路によって構成
する給油通路を備えたものである。

作　　　用 本発明は上記構成によって、潤滑油供給元と背圧室との
差圧またはポンプ装置等によって供給される潤滑油は駆
動軸を支承する軸受部を通り軸受摺動面を潤滑しながら
背圧室に流入し背圧室内の摺動面（例えば自転阻止機構
部の摺動面など）を潤滑の後、旋回スクロールに旋回運
動を与える駆動軸の偏心軸受部を；噴火潤滑して連通路
を経て吸入室またはこれに通じる吸入側に流入する給油
経路構成で同一の潤滑油によって各部への潤滑ができ各
部への給油量を増やしながら全体の給油量を少なくする
ことができるので圧縮室への油流入による圧縮効率の低
下を少なくし、また十分な油量確保による油膜形成によ
って摺動部の摩耗を少なくし軸受部から生じる振動や騒
音をおさえて静かで耐久性に優れ圧縮効率の高いスクロ
ール圧縮機を提供できるものである。

実施例 以下本発明の一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気体圧縮
機の縦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ＩＫ
圧入固定された本体フレーム、３．４は本体フレーム２
の中心に設けられた軸受である。

駆動軸５は軸受３．４に支承され、下端が開口した偏心
油六〇と軸受４に連通した横油穴７を設けている。さら
にその上端には表面に極細のら線状油溝８を有した偏心
軸部９が設けられ下端は密閉シェル１の底部の油溜１０
にまで伸びて没入している。モータ１１の回転子１２は
駆動軸５に、固定子１３は密閉シェル１に圧入固定され
ている。

偏心軸部９に連結し、その中心の軸受穴１４に軸受部１
５を備えた旋回スクロール１６のラップ支持円盤１７は
、その上面に直立した旋回スクロールラップ１８が一体
的に形成され、軸受穴１４から外周にまで貫通した放射
状性穴１９と放射状性穴１９の途中から斜外側方向に環
状の吸入室２０と連通した極細の絞シ通路２１が設けら
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２３に支承されている。旋回スクロール
ラップ１８は、その平面形状がうす巻き状をなし、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１
８は平行関係にある。

自転阻止用のオルダムリング２４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１７とスラスト軸受座２３との間に
設けられている。このオルダムリング２４の上面側のキ
一部はラップ支持円盤１７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２３に
設けられたキー溝（図示せず）にはめ込まれており、駆
動軸５の回転によってラップ支持円盤１７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１８
は旋回運動をする。また、本体フレーム２の上端面には
上端開口穴をふさいでラップ支持円盤１７の背圧室２５
とした固定スクロール２６の鏡板２７がスラスト軸受座
２３と共に旋回スクロール１６をシール機能を有する程
度の微少隙間ではさむように取付られ、本体フレーム２
、ラップ支持円盤１７、スラスト軸受座２３とで形成さ
れた給油空間２８は放射状性穴１９、軸受穴１４、ら線
状油溝８を介して背圧室２５に連通している。

鏡板２７の円盤側摺動面３２には環状油溝３３が設けら
れその内側には環状の吸入室２０が設けられ、さらにそ
の内側には旋回スクロールラップ１８に平行で同形状寸
法の固定スクロールラップ３４のうす巻きの中心部に？
−１密閉シェル２９の内側を吐出空間３５とした吐出ボ
ート３６が設けられている。

また、環状の吸入室２０には側方より密閉シェル２９を
貫通した吸入管３７が接続され、密閉シェル２９の側面
にはモータ１０の上部コイルエンド側空間３８に開口し
た吐出管３９が接続されている。密閉シェル２９に圧入
固定された本体フレーム２の外側面には切欠き溝４０が
設けられ、この切欠き溝４０が密閉シェル２９内の鏡板
２７の側の吐出空間３５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気体圧縮機について
、以下その動作を説明する。

モータ１１によって回転子１２が回転し、駆動軸５が回
転駆動されると旋回スクロール１６が旋回運動をし、吸
入管３７を通して冷媒ガスが吸入室２０に吸入され、こ
の冷媒ガスは旋回スクロールラップ１８と固定スクロー
ル２６のラップ間に形成された圧縮室内に閉じ込められ
、旋回スクロールラップ１８の旋回運動にともなってＥ
Ｅ！され吐出ポート３６より吐出空間３５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
２との間の切欠き溝４０などを経て底部の油溜１０に収
集され、残りの潤滑油は吐出冷媒ガスと共に吐出管３９
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２６の鏡板２７と本体フレーム２
とによって吐出空間３５から隔離されて形成された背圧
室２５を経由する高圧側の油溜１０から低圧側の吸入室
２０までの差圧給油は次のようにして行われる。

すなわち、圧縮機の起動後、吐出冷媒ガスで充満された
密閉シェル１の底部の油溜１０の潤滑油は駆動軸５に設
けられた偏心油穴６、横曲穴７と駆動軸５を支承する軸
受３．４と駆動軸５との間の微少隙間を通過することに
よって漸次減圧給油され吸入圧力と吐出圧力との中間圧
力の状態で背圧室２５に供給される。さらに潤滑油は、
偏心軸部９の表面に設けられた極細のら線状油溝８や偏
心軸部９と旋回スクロール１６の軸受部１５との間の微
少隙間を通り漸次減圧給油された後、旋回スクロール１
６に設けた軸受穴１４、放射状油穴１９、絞り通路２１
を経て漸次減圧されながら吸入室２０に流入し、吸入冷
媒ガスと共に再び圧縮、吐出される。また、放射状油穴
１９を通過中の潤滑油は旋回スクロール１６が旋回運動
することにより生じる遠心力作用で潤滑油中の冷媒ガス
を分離しながら給油空間２８にも給油され鏡板２７とラ
ップ支持円盤１７との間の摺動面の微少リークや鏡板２
７の環状油溝３３を経て漸次減圧されながら給油空間２
８の全周囲から摺動面全域にわたりほぼ均一に吸入室２
０に流入しながら鏡板２７とラップ支持円盤１７との間
の摺動面を潤滑する。

この差圧給油方式によれば、ラップ支持円盤１７の背面
の背圧室２５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にまで自由
に設定できるので、ラップ支持円盤１７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＃Ｃ１７を鏡板
２７の側へ押しつけることも、また、鏡板２７から離し
てスラスト軸受座２３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１７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１７はスラスト軸受座２３の
側へスラスト力が作用して鏡板２７とラップ支持円盤１
７との間の摺動面の隙間を調整して潤滑油の粘性に応じ
た摺動面の通路抵抗調整を行なって背圧室２５と軸受穴
１４間の差圧調整により偏心軸部を通過する潤滑油量調
整機能を備えている。

なお、本実施例では油溜１０から背圧室２５への差圧の
みによる給油方式での給油例について説明したが、駆動
軸５の先端部や駆動軸５の中に設けたポンプ装置などに
よる強制給油方式併用の場合も同様の作用をする。また
、本実施例ではらせん状油溝８を偏心軸部９の表面に設
けたが軸受部１５の内径面に設けた場合も同様の作用を
する。

また、本実施例では油溜１０から背圧室２５への給油が
駆動軸５を支承する軸受３．４の隙間を介してのみ行わ
れているが、油溜１０と背圧室２５との間の給油経路の
適当な位置から給油経路を圧縮機の外部に導き出し潤滑
油の冷却や油量調整を行って後再び給油経路を圧縮機内
部に戻しても良い。

また、本実施例では旋回スクロール１６に軸受部を、駆
動軸５に偏心軸部５を設けたが旋回スクロール１６に軸
部を、駆動軸５（軸受部を設けた組合せでも良い。

また、圧縮機停止後は背圧室２５と油溜１０または偏心
油穴６などとの間の差圧が零になるまで潤滑油が背圧室
２５に供給され圧縮機再起動時の背圧室２５は潤滑油で
ほぼ充満されている。

以上のように上記実施例によれば油溜１０から軸受３．
４に給油された潤滑油をプールする背圧室２５と吸入室
２０−またけこれに通じる吸入側との間の連通には偏心
軸部９または軸受部１５に嵌合する軸受または軸部の隙
間あるいは極細のらせん状油溝を経由する連通路を備え
ることにより、背圧室２５への給油系路を一木にするこ
とができ、冷媒ガス圧縮時に全荷重を受ける軸受部１５
の隙間や油溝に背圧室に収集された潤滑油のほぼ大半を
集中して連続的に給油することができるので、背圧室２
５へ供給する潤滑油量を少なくしながら給油効果が向上
して軸受部１５の摺動面の摩擦トルクや摩耗が少なく耐
久性に優れ動力損失も少なくすることができると共に背
圧室２５から吸入室２０への潤滑油の流入量（流入熱量
）が減少して圧縮効率を著るしく向上させ、また、十分
な油膜形成が可能となって軸受部１５と偏心軸部９との
間の隙間から生じる振動や騒音を低下させスクロール圧
縮機が木来有する低振動、低騒音特性を高めることがで
きる。

また、上記実施例では連通路の最上流側を偏心軸部９の
隙間あるいは極細のらせん状油溝８とすることにより、
圧縮機再起動時には吸入室２〇七背圧室２５との間の差
圧発生が早く背圧室２５に充満された潤滑油を他の摺動
面よりも優先して圧縮時の全負荷が作用する軸受面に差
圧給油できるので起動時などに生じやすい液圧縮負荷に
も耐え高負荷が作用する最主要軸受部の耐久性を向上す
る。

また、上記実施例では連通路の最下流側を旋回スクロー
ル１６のスラスト荷重受面部（ラップ支持円盤１７の鏡
板２７の側）とすることにより、潤滑油が背圧室２５か
ら吸入室２０へ流入する過程で漸次減圧されることによ
り潤滑油のガス発泡が進み連通路の最下流ではガス発生
が最も多く摺動面間の微少隙間も発泡ガスが多少の通路
抵抗を生じる程度で通過して吸入室２０へ流入するので
、冷時起動時など潤滑油の粘性が高くとも背圧室２５か
ら吸入室２０への流れ込みが停滞することによる背圧室
２５の異常圧力上昇がないので冷媒ガス圧縮時のスラス
ト負荷も安定してスラスト荷重軸受部の異常摩耗や摩擦
損失も少なくできる。

また、上記実施例では連通路の中間通路をラップ支持円
盤１７に設けることにより、可動スクロール１６の軽量
化に基づく遠心力軽減による軸受部の動力損失や振動低
減は勿論のこと、背圧室２５から吸入室２０への流入終
端通路の数量や位置設定に制限されることがないので圧
縮機の回転数、圧力、温度、圧縮容積などの条件に合わ
せて最適な連通路設定が可能で圧縮効率、耐久性、振動
、騒音などの圧縮機の特性を最大限に向上できる。

また、上記実施例では中間通路をラップ支持円盤１７の
中央部から外周方向に向けて設けることにより、中間通
路途上の潤滑油は旋回スクロール１６の旋回回転速度に
応じて遠心ポンプ作用による油圧が付加されて吸入室２
０までの摺動面を潤滑すると共に背圧室２５に対する潤
滑油のポンプ吸引効果により中間通路よりも上流側の摺
動面へも旋回回転速度に応じた効果的な給油ができ摺動
面の耐久性向上や動力損失を低減することができる。

また、上記実施例では連通路の終端を極狭通路（絞り通
路２１あるいは鏡板２７とラップ支持円盤１７との間の
摺動面の微少隙間）とすることにより極狭通路よりも上
流側の連通路に潤滑油をプールすることができ定常運転
時や再起動時などの区別なく常時、摺動面への連続給油
できるので摺動面の耐久性向上は勿論のこと再起動直後
などの過渡運転時などに生じる旋回スクロールのバクつ
きによる振動や騒音を軽減することができる。

また、上記実施例では連通路の下流側通路（放射状油穴
１９）の一部を分岐してラップ支持円盤１７の外周部に
設けた給油空間２８へ通じる給油通路を設けることによ
り、旋回スクロール１６が旋回運動することに基づく放
射状油穴１９の遠心ポンプ作用により潤滑油中のガスを
ある程度分離して給油空間２８に潤滑油を充満させられ
るので鏡板２７とラップ支持円盤１７との間の摺動面な
どのスラスト荷重受面部への充分な給油が可能となりス
ラスト荷重軸受部の耐久性向上や摩擦損失低減は勿論の
こと潤滑油充満に基づくシール効果によって給油空間２
８と圧力的に遮断された空間からの冷媒ガスの流入を防
止して背圧室２５から吸入室２０への安定した差圧給油
ができ圧縮効率、耐久性、振動、騒音などに好影響を及
ぼす。

発明の効果 以上のように本発明は、潤滑油供給元とは駆動軸を支承
する軸受部を介して直接または間接的に通じた背圧室と
吸入室またはこれに通じる吸入側との間の連通には駆動
軸の偏心軸部または旋回スクロールの偏心軸受部に嵌合
する軸受または軸部の隙間あるいは油溝を経由する連通
路を備えることにより、潤滑油供給元から背圧室への給
油系路が一部のため気体圧縮時に全荷重を受ける駆動軸
の偏心軸部または軸受部の軸受隙間や油溝に背圧室に収
集された潤滑油のほぼ大半を集中して連続的に給油する
ことができ、背圧室への供給潤滑油量を少なくしながら
給油効果を向上して軸受部の摩擦トルクや摩耗を少なく
して耐久性に優れ動力損失を少なくすることができると
共に背圧室から吸入室への潤滑油の流入量（流入熱量）
を減少して圧縮効率を著しく向上させ、また、十分な油
膜形成により軸受部の隙間を少なくして軸受部から生じ
る振動や騒音を低下させることができる。

また、連通路の最上流側を偏心軸部の隙間あるいは油溝
とすることにより、圧縮機再起動時には吸入室と背圧室
との間の差圧発生が早く背圧室に充満された潤滑油を他
の摺動面よりも優先して圧縮時の全負荷が作用する偏心
軸部の軸受面に差圧給油できるので起動時などに生じや
すい液圧縮負荷にも耐え最も信頼性を要する最主要軸受
部の耐久性を向上することができる。

また、連通路の最下流側を旋回スクロールのスラスト荷
重受面部とすることにより、気体を含浸している潤滑油
が背圧室から吸入室へ流入する過程で漸次減圧されて潤
滑油の気体発泡が進み連通路の最下流では気体発生が最
も多くなり摺動面間の微少隙間も発泡気体が多少の通路
抵抗を生じる程度で通過して吸入室に流入するので圧縮
機冷時起動時など潤滑油の粘性が高くとも背圧室から吸
入室への流れ込みが停滞することなく潤滑油供給元から
の気体の流れ込みによる背圧室の異常圧力上昇もないの
で気体圧縮時のスラスト負荷も安定してスラスト荷重軸
受部の異常摩耗や摩擦損失を少なくすることができる。

また、連通路の中間通路をラップ支持円盤に設けること
により、可動スクロールの軽量化に基づく遠心力軽減に
より軸受部の動力損失や振動の低減をはかることができ
、さらに背圧室から吸入室への流入終端通路の数量や位
置設定に制限されるこさなく圧縮機の回転数、圧力、温
度、圧縮容積などの条件に合わせて最適な連通路１役定
か可能で圧縮効率、耐久性、振動、騒音などの圧縮機特
性を最大限に向上できる。

また、中間通路をラップ支持円盤の中央部から外周方向
に向けて設けることにより、中間通路途上の潤滑油は旋
回スクロールの旋回回転速度に応じて遠心ポンプ作用に
よる油圧が付加されて吸入室までの摺動面を潤滑すると
共に背圧室に対する潤虐油のポンプ吸引効果により中間
通路よりも上流側の摺動面へも旋回回転速度に応じた効
果的な給油ができる。

また、連通路の終端を極細通路とすることにより、極細
通路の上流側の連通路に潤滑油をプールすることができ
定常運転時や再起動時などの区別なく、常時、摺動面へ
の連続給油でき、特に再起動直後などの過渡運転時など
に生じる旋回スクロールのパタつきによる振動や騒音を
軽減することができる。

また、連通路の下流側通路の一部を分岐してラップ支持
円盤の外周部空間へ通じる給油通路を設けることにより
、旋回スクロールが旋回運動することに基づく外周部空
間へ通じる給油通路の遠心ポンプ作用により潤滑油中の
気体をある程度分離してラップ支持円盤の外周部空間に
潤滑油を充満させることができ鏡板とラップ支持円盤と
の間の摺動面などのスラスト荷重受面部への給油を充分
行うことができるなどにより、摺動部の耐久性、圧縮効
率、振動、騒音など数多くの優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるスクロール気体圧縮
機の縦断面図、第２図および第３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・・・・・・油溜、１６
・・・・・・旋回スクロール、１７・・・・・・ラップ
支持円盤、２０・・・・・・吸入室、２１・・・・・絞
り通路、２５・・・・・・背圧室、２６・・・・・固定
スクロール、２７・・・・・・鏡板、３６・・・・・・
吐出ポート、３７・・・・・吸入管、３９・・・・・・
吐出管。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第３
図

Claims (7)

【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、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かつ前
   記本体フレームの外側と圧力的に遮断または連通され潤
   滑油供給元とは前記駆動軸を支承する軸受部を介して直
   接または間接的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を介して旋回
   可能に前記駆動軸の偏心軸または軸受部に支承され、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
   背圧室と前記吸入室またはこれに通じる吸入側との間の
   連通には前記偏心軸部または軸受部に嵌合する軸受また
   は軸部の隙間あるいは油溝を経由する連通路によって構
   成したスクロール気体圧縮機。
2. （２）連通路の最上流側を偏心軸部と軸受部との隙間あ
   るいは前記偏心軸部に投けた油溝とした特許請求の範囲
   第１項記載のスクロール気体圧縮機。
3. （３）連通路の最下流側を旋回スクロールのスラスト荷
   重受面部とした特許請求の範囲第１項記載のスクロール
   気体圧縮機。
4. （４）連通路の中間通路をラップ支持円盤に設けた特許
   請求の範囲第１項記載のスクロール気体圧縮機。
5. （５）中間通路をラップ支持円盤の中央部から外周方向
   に向けて設けた特許請求の範囲第４項記載のスクロール
   気体圧縮機。
6. （６）連通路の終端を極狭通路とした特許請求の範囲第
   １項または第３項記載のスクロール気体圧縮機。
7. （７）連通路の下流側通路の一部を分岐してラップ支持
   円盤の外周部空間へ通じる給油通路を設けた特許請求の
   範囲第１項または第２項または第３項または第４項また
   は第５項のいずれかに記載のスクロール気体圧縮機。