JPS62261686A - 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室ポートが渦巻きの中心部に
もうけられ、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高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構造の圧縮機は、特開昭５
８−６５９１３６号公報で知られるように第４図に示す
構成あるいは特開昭５８−６７９１３３号公報で知られ
るように第５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４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１ｏ５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本質的には別々の給油経路を
通してなされ、さらに鏡板摺動面１０２ａへの給油が別
の給油経路を通して行う必要のある構成であった０ また第５図においては、鏡板摺動面２０２ａへの給油が
旋回スクロールのボス部軸受２０８、主軸受２１２ａ、
２１２ｂ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４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？２０の両方からなされる給
油通路や鏡板摺動面１０２ａへの他の給油通路を必要と
する構成では、各軸受部や摺動面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や吸入室１２０へ
の流入潤滑油量が多くなり、この潤滑油は最終的には均
圧穴１１３など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。

また、第５図のような鏡板摺動面２０２ａへの給油が第
４図の給油構成に類似して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を通して渦巻き外周
部の吸入室へ潤滑油が流入するので第４図の構成以上に
圧縮室への潤滑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一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
より摺動摩擦抵抗や圧縮気体の内部漏れが少なく高効率
で耐久性に優れたスクロール気体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気体圧縮
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は駆動軸の偏心軸部また
は偏心軸受部にかん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の一部がラップ支持円盤との鏡
板摺動面に設けられた単数または複数個の油溝に間欠的
に開口するものである。

作　　用 本溌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部を順次潤滑して、ラップ支持円
盤との鏡板摺動面に設けられた単数または複数個の油溝
に間欠的に開口する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、また油で満
たされた摺１部の油溝を間欠的に閉じ込めることにより
動圧を発生させて置板摺動部の摩擦や摩耗を少なくし摺
動部から生ずる振動や騒音を抑えて静かで耐久性に優れ
効率の高いスクロール気体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気体圧縮機について
、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１に
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
油穴６と軸受４に連通した横部穴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１ｏ
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１ａ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
状部穴１９と放射状部穴１９の途中から斜め外側方向に
環状の吸入室２０と連通した極細の絞り通＠２１と渦巻
き中心に対してその反対側の位置で吸入室２０に直接連
通しない絞り通路２１ａとが各々設けられ、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、
その平面形状が渦巻き状をなし、その縦断面は矩形をな
して隣り合う旋１回スクロールラップ１８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
の周りに円運動をし、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をシール機能を持たせる程度の
微少隙間ではさむように取り付けられ、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は放射状部穴１９、軸受穴１４、ら線
状油穴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には連続または不連続な環
状油溝３３が設けられ、ラップ支持円盤１７が一定の旋
回運動範囲にある時のみ絞り通路２１が環状油溝３３の
内側の吸入室２０に連通し絞り通路２１ａが環状油ｍ３
３に連通ずるように配置され、吸入室２０の内側には旋
回スクロールラップ１日に平行で同形状寸法の固定スク
ロールラップ３４の渦巻きの中心部には密閉シェル１の
内側を吐出空間３５とした吐出ポート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１を貫
通した吸入管３７が接続され、密閉シェル１の側面には
モータ１１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１に圧入固定された本体フレーム２の外側面
には切り欠き溝４０が設けられ、この切り欠き溝４０が
密閉シェル１内の鏡板２７の側の吐出空間３５とモータ
１１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の旋回運動に伴って圧縮さ
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２七の
間の切り欠き溝４０などを経て低部の油溜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の低部の油溜１０の潤滑油は駆動軸５に設
けられた偏心油穴６、横部穴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、放射状油室１９、絞り通路２１
を経て漸次減圧されながら吸入室２０に間欠的に流入す
る一方、絞り通路２１゜２１ａを通して環状油溝３３に
も間欠的に流入する。また、放射状油室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隙間や環状油溝３３を経て漸次減圧
されながら給油空間２８のほぼ全周囲から摺動面全域に
わたり吸入室２０に流入する過程で鏡板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（潤滑油中に混入）圧過重と圧縮室内のガス圧過
重との過電差を自由に調整でき、それによってラップ支
持円盤１７を鏡板２７の側へ押し付けることも、また、
鏡板２７から離してスラスト軸受座２３の側に押し付け
ることも出来る。

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、冷時起動直後などのように未蒸発冷
媒ガスが吸入室２０に流入し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１７との間の
摺動面の隙間を広げるべく調整するなど潤滑油の粘性に
応じた摺動面の通路抵抗調整を行って背圧室２５から吸
入室２０に流入する偏心軸部通過油量の調整機能を備え
ている。

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無く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
ほぼ充満されており、この潤滑油によって再起動直後し
ばらくの間（吐室空間３５の圧力がある程度上昇するま
で）は背圧室２５より下流の摺動面に給油される。

また、本実施例では絞り通路２１を吸入室２０と環状油
溝３３とに交互に間欠連通させ同じタイミングで絞り通
路２１ａを環状油溝３３にのみ間欠連通させる構成であ
るが連通タイミングをずらせても良い。さらに、絞り通
路２１を常時吸入室２０に連通させ絞り通路２１ａのみ
を環状油溝３３に間欠連通させても良く、また、環状油
溝３３を極細形状として複数個設けて不均一に配置して
も良い。

また、第２図、第３図は本発明の他の実施例で、絞り通
路２１は吸入室２０に常時連通するが絞り通路２１ａと
給油空間２８とが環状油溝３３に間欠連通ずる構成で、
環状油溝３３の内側と外側との両側から間欠給油される
。

思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または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
あるいは極細のら線状油溝８を経由させた後、ラップ支
持円盤１７に設けた放射状部穴１９を経由させて行いそ
の連通路の一部をバイパスさせて鏡板２６の摺動面に設
けた単数または複数個の環状油溝３３に対して相対旋回
滑り運動をするラップ支持円盤１７の側から間欠給油す
ることにより、軸受３，４、偏心軸部９へ差圧給油され
た潤滑油をさらに環状油溝３３の周辺の鏡板摺動面に定
量給油できるので給油効率が高くなり油溜１０から吸入
室２０への潤滑油流入量を少なくして吸入体積効率の低
下を低減すると共に環状油溝３３から吸入室２０に潤滑
油が流入する過程で再び摺動面に給油されるなどの作用
で給油効率が高まり摺動抵抗や摩耗を少なくして摺動部
から生ずる振動や騒音を抑え圧縮効率や耐久性を高める
ことが出来る。

また、上記実施例によれば環状油溝３３に間欠的に開口
する絞り通路２１．２１ａをラップ支持内［１７に設け
ることにより、環状油溝３３の内側または外側または両
側の摺動面への直接強制給油ができ給油場所の選択が自
由で鏡板２６とラップ支持円盤１７との接触状態によっ
て重点給油（環状油溝３３の内側か外側かのいずれか）
が可能で摺動面の耐久性を向上できる。

また、上記実施例によれば渦巻き中心に対して互いに反
対側に位置する絞り通路２１と絞り通路２１ａとが環状
油溝３３に交互に間欠連通することにより環状油溝３３
への給油口位置が反転し環状油溝３３内での潤滑油の過
不足がなく鏡板摺動面全域への均一給油ができ鏡板摺動
面の異常摩耗を防ぎ摩擦損失を少なくすることが出来る
。

また、上記実施例によれば環状油溝３３に間欠的に開口
する通路をラップ支持円盤１７の外周部の給油空間２８
とすることにより冷媒ガスを含んだ潤滑油が放射状部穴
１９を通過途中に遠心ポンプ作用により油成分のみが給
油空間２８に送り込まれガス成分を絞り通路２１．２１
ａなどを通して吸入室２０に流入させることが出来るの
で給油空間２８から環状油溝３３に供給する潤滑油はガ
ス成分が少なくしかもラップ支持円盤１７によって旋回
拡散されて本体フレーム２と鏡板２６との間の接触面の
微少隙間に浸入して吐出空間３５と給油室ｌ１１２８と
の間を密封すると共に鏡板摺動面３２や環状油溝３３へ
の飛沫霧化給油により給油効率を高めて圧縮効率を向上
することが出来る。

発明の効果 以上のように本発明は、潤滑供給元と背圧室とは駆動軸
を支承する軸受部を介して連通し、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は駆動軸
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の一部がラップ支
持円盤との鏡板摺動面に設けられた単数または複数個の
油溝に間欠的に開口することにより、駆動軸を支承する
軸受部を潤滑しながら背圧室にプールされた潤滑油を圧
縮機起動初期から駆動軸の偏心軸部を潤滑の後、鏡板摺
動面の油溝に定量給油できるので圧縮機起動初期から給
油効率が高く潤滑油供給元から吸入室への潤滑油流入量
を少なくして吸入体積効率の低下を減少させることがで
き、また、潤滑油を油溝に間欠的に閉じ込めることによ
り動圧を発生させて鏡板摺動部の摩擦や摩耗を少なくし
摺動部から生ずる振動や騒音を抑えると共に摺動部の耐
久性を高めることが出来る。

また、油溝に開口する連通路の終端をラップ支持円盤に
設けることにより、油溝の内側または外側または両側の
摺動面への直接強制給油ができ給油場所の選択が自由で
鏡板とラップ支持円盤との接触状態によって油溝の内側
または外側いずれかの重点給油が可能で摺動面の耐久性
をより向上することが出来る。

また、油溝への連通を交互に行わせることにより、油溝
への給油口位置を交互に反転させ油溝全域への均一給油
によって鏡板摺動面の局部摩耗や摩擦損失を少なく出来
る。

また、油溝に開口する連通路の終端をラップ支持円盤の
外周部に設けた給油空間にすることにより、−ｇの気体
を含んだ潤滑油を旋回スクロールの旋回運動に基づく遠
心ポンプ作用などにより油成分と気体成分とに分離し油
成分については鏡板摺動面の油溝経由で吸入室に流入さ
せる途中で鏡板摺動面への飛沫潤滑に供すると共に旋回
拡散によって本体フレームと鏡板との取り付は面の微少
隙間に浸入させて本体フレーム外部との密封を図り気体
成分の少ない飛沫霧化給油などにより給油効率を高める
などにより、振動や騒音が少なく摺動面の耐久性や圧縮
効率を高めるなど数多（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図は本発明の他の実施
例におけるスクロール気体圧縮機の部分断面図、第４図
および第５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、１
６・・・・・・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、２８・・・
・・・給油空間、３３・・・・・・環状油溝、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２０
−　吸入！ 第４図

Claims (4)

【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
   れた渦巻き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
   ラップを噛み合わせ、前記固定スクロールラップの外側
   部には吸入室を形成し、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て
   前記本体フレームの外側の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連通され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偏心軸受
   部に支承され、前記固定スクロールラップと前記スクロ
   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前記軸受部に
   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
   連通路を形成し、前記連通路の一部がラップ支持円盤と
   の鏡板摺動面に設けられた単数または複数個の油溝に間
   欠的に開口するスクロール気体圧縮機。
2. （２）油溝に開口する連通路の終端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。
3. （３）油溝への連通が交互に行われる特許請求の範囲第
   ２項記載のスクロール気体圧縮機。
4. （４）油溝に開口する連通路の終端をラップ支持円盤の
   外周部に設けた給油空間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。