JPS6316561B2

JPS6316561B2 -

Info

Publication number: JPS6316561B2
Application number: JP56057151A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Hazaki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-04-17
Filing date: 1981-04-17
Publication date: 1988-04-09
Also published as: JPS57173503A; KR880000934B1; DE3213888C2; US4502852A; KR830010303A; DE3213888A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は圧縮機、膨脹機あるいは流体ポンプな
どに利用されるスクロール流体機械の給油装置に
関する。

スクロール流体機械とは、鏡板と、この鏡板に
直立しインボリユートあるいはインボリユートに
近い曲線で形成されたラツプとを有する旋回スク
ロールおよび旋回スクロールに吐出ポートを追加
した構成の固定スクロールを互いにラツプを内側
に向けてかみ合せ、これを吸入ポートを有するハ
ウジングの内部に納め、旋回スクロールとハウジ
ングまたは固定スクロールとの間に、旋回スクロ
ールの自転を阻止するオルダムリングを介在し、
旋回スクロールにクランクシヤフトを係合し、ク
ランクシヤフトによつて旋回スクロールを見かけ
上自転しないように旋回させ、両スクロールによ
り形成される密閉空間内の流体にポンプ作用さ
せ、あるいは吐出ポートから圧力流体を供給して
圧力流体を膨脹させてクランクシヤフトに回転動
力を発生させるものである。この種のスクロール
流体機械は例えば米国特許第3884599号明細書に
開示されている。

このスクロール流体機械におけるクランクシヤ
フトは通常立形に配置され、そのシヤフト部は上
下２個のすべり軸受で支持され、またクランク部
は旋回スクロールに設けたすべり軸受に係合され
ている。このため、クランクシヤフトはこれと対
向するすべり軸受との間に存在するすきまの範囲
で半径方向に微少量移動可能な状態になつてい
る。一方、このスクロール流体機械では両スクロ
ールにより形成される密閉空間内の流体圧力が旋
回スクロールを通してクランクシヤフトのクラン
ク部の半径方向に作用する。このため、クランク
シヤフトはシヤフト部を支持する上側のすべり軸
受と下側のすべり軸受との中で傾き、それぞれの
軸受に強く押し付けられることになる。また旋回
スクロールの下面とクランクシヤフトのシヤフト
部を支持するフレームとの間に、吐出圧力と吸入
圧力との中間的な圧力を有する中間室を備えてい
る場合には、その中間室の圧力の影響により各す
べり軸受への給油量、特に旋回スクロール部のす
べり軸およびシヤフト部の上軸受と、シヤフト部
の下軸受との給油量に差が生じる。その結果、各
軸受にはこの流体圧力による荷重に対応し得る油
膜反力が得られず、各軸受が摩耗または焼付きを
生じることがあつた。

本発明は上述の事柄にもとづいてなされたもの
で、軸受に常に適正な油膜圧力を発生させ、軸受
の摩耗、焼付きを防止することができるスクロー
ル流体機械の給油装置を提供することを目的とす
る。

本発明の特徴とするところは、固定スクロール
と旋回スクロールとを組合せ、旋回スクロールに
クランクシヤフトのクランク部を連結し、クラン
クシヤフトを軸受によつて支持したスクロール流
体機械において、前記軸受によつて支持されたシ
ヤフト外周面に設けた軸方向の給油溝の通路抵抗
を変えることにより、各軸受に適正な給、排油量
を与え、軸受に常に適正な油膜厚さを発生させる
ようにしたものである。

以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

以下に述べる実施例においてはスクロール流体
機械を圧縮機として用いた場合について説明す
る。

第１図〜第３図は本発明の給油装置の一例を備
えたスクロール流体機械を示すもので、第１図に
おいて、１はチヤンバ、２は固定スクロール、３
は旋回スクロールである。固定スクロール２と旋
回スクロール３とは互いに円板状の鏡板４，５と
これに直立して形成したうず巻状のラツプ６，７
とを備え、これらのラツプ６，７を内側に向けて
かみ合されている。旋回スクロール３にはその下
面側にすべり軸受８が装着されている。このすべ
り軸受８にはクランクシヤフト９のシヤフト部９
ａの中心に対して偏心しているクランク部９ｂが
係合している。クランクシヤフト９のシヤフト部
９ａはフレーム１０に装着した上側のすべり軸受
１１および下側のすべり軸受１２によつて支持さ
れている。クランクシヤフト９は電動機１３によ
つて回転される。このクランクシヤフト９の回転
により、旋回スクロール３はオルダムリング１４
とオルダムキー１５とによつて旋回運動をする
が、見かけ上の自転は阻止される。この運動によ
り、吸入パイプ１６から吸入したガスは旋回スク
ロール３と固定スクロール２との内部で圧縮さ
れ、吐出口１７からチヤンバ１内に放出され、吐
出パイプ１８から吐出される。両スクロール２，
３により閉じ込められた流体の圧縮作用により、
旋回スクロール３、すべり軸受８およびクランク
シヤフト９のクランク部９ｂを通してシヤフト部
９ａに作用する荷重はすべり軸受１１，１２によ
つて受け止められる。クランクシヤフト９内には
その上部に行くに従いシヤフト部９ａの中心に対
して偏心量が大きくなる偏心給油路１９が設けら
れている。この偏心給油路１９はクランクシヤフ
ト９の回転によりチヤンバ１底部の油を遠心ポン
プ作用により吸い上げて各軸受８，１１，１２に
供給する。

各軸受８，１１，１２への給油構造を第２図お
よび第３図について説明する。これらの図におい
て、旋回スクロール３のすべり軸受８への給油は
次のように行われる。すなわち、偏心給油路１９
の遠心ポンプ作用によつてチヤンバ１底部の油を
吸い上げてクランクシヤフト９のクランク部９ｂ
上端とすべり軸受８と旋回スクロール３とによつ
て画成された油室２０に導く。油室２０に導かれ
た油はクランクシヤフト９のクランク部９ｂの外
周面に軸方向に設けた給油溝２１を通り、旋回ス
クロール３のすべり軸受８とクランク部９ｂとを
潤滑する。すべり軸受８を潤滑した油はクランク
シヤフト９のフランク部９ｂとバランスウエイト
２２との接続部に設けた環状溝２３を通つてすべ
り軸受８の下部に一体に成形したスラスト軸受２
４を潤滑したのち、フレーム１０と旋回スクロー
ル３とで画成される中間室２５に排出される。

クランクシヤフト９のシヤフト部９ａを支持す
る上側のすべり軸受１１への給油は、偏心給油路
１９によつて吸い上げた油を、偏心給油路１９に
通ずる給油孔２６およびこれに通じ、かつシヤフ
ト部９ａの外周面において軸方向に設けた給油溝
２７に供給することによつて行なわれる。このす
べり軸受１１を潤滑した油はシヤフト部９ａとバ
ランスウエイト２２との接続部に設けた環状溝２
８を通してすべり軸受１１の上部に一体に成形し
たスラスト軸受２９に流入し、これを潤滑したの
ち、中間室２５に排出される。上側のすべり軸受
１１を潤滑した油の一部はこのすべり軸受１１の
下端からシヤフト部９ａ、フレーム１０、すべり
軸受１１およびすべり軸受１２によつて画成され
る排油室３０に排出されたのち、フレーム１０に
設けた排油孔３１を通してチヤンバ１に排出され
る。

前述した中間室２５に排出された油は旋回スク
ロール３に設けられた細孔３２を通つて両スクロ
ール２，３のかみ合い部に排出される。このた
め、中間室２５は吐出圧力と吸入圧力との中間の
圧力となる。したがつて、上側のすべり軸受１１
と旋回スクロール３のすべり軸受８への給油は吐
出圧力と中間圧力とによる差圧と、偏心給油路１
９の遠心ポンプ作用とによつて行なわれる。

クランクシヤフト９のシヤフト部９ａを支持す
る下側のすべり軸受１２への給油は、偏心給油路
１９によつて吸い上げた油を、偏心給油路１９に
通ずる給油孔３３およびこれに通じ、かつシヤフ
ト部９ａの外周面において軸方向に設けた給油溝
３４に供給することによつて行なわれる。このす
べり軸受１２を潤滑した油はこのすべり軸受１２
の上端から排油室３０、排油孔３１を通つてチヤ
ンバ１に排出されると共にすべり軸受１２の下端
からチヤンバ１に排出される。

前述した軸方向の給油溝２１，２７，３４およ
び給油孔２６，３３はこの例では第３図に示すよ
うにクランクシヤフト９のシヤフト部９ａの中心
Ｓとクランク部９ｂの中心Ｃとを結ぶ線Ｘ上に配
置してある。すなわち、給油溝２１は流体圧力Ｐ
に対してクランクシヤフト９の回転方向に90度進
んだ位置に設けられ、給油溝２７は給油溝２１に
対して180度ずれた位置に設けられ、さらに給油
溝３４は給油溝２７に対して180度ずれた位置に
設けられている。

第３図において、Pxは流体圧力ＰのＸ線方向
の分力、P₁は流体圧力ＰのＸ線に対して直角方
向の分力を示す。また給油溝２１，２７はこの部
分の通路抵抗が給油溝３４のそれよりも大きくな
るように設定されている。その具現策として例え
ば給油溝２１，２７の断面形状を給油溝３４のそ
れよりも小さく設定すればよい。この断面形状の
設定に際しては給油溝３４への給油圧力が偏心給
油路１９の遠心ポンプ作用の圧力によつており、
また給油溝２１，２７への給油圧力が吐出圧力と
中間室２５の圧力との差圧と偏心給油路１９の遠
心ポンプ作用の圧力とによつていることを考慮し
て、その断面形状およびその寸法を設定すること
ができる。

次に上述した本発明の給油装置の一例の動作を
説明する。

給油溝２１，２７を通してすべり軸受８，１１
に供給される給油は、吐出圧力と中間室２５の圧
力との差圧と、偏心給油路１９の遠心ポンプ作用
の圧力とによつて行なわれる。給油圧力と中間室
２５の圧力との圧力差は例えば１Kg／cm²以上であ
る。この圧力差により給油溝２１，２７からの潤
滑油はすべり軸受８，１１を潤滑して中間室２５
に排油されるが、この排油量は給油溝２１，２７
により制限されることになる。このため、中間室
２５に溜る油の量は細孔３２からの排油量との兼
ね合いにより、余剰状態となることがないので、
バランスウエート２２の撹拌ロスも増大せず、中
間室２５内の油温上昇を抑えることができる。こ
の結果、すべり軸受８，１１への中間室２５内の
油温上昇がすべり軸受８，１１に伝わらず、これ
らのすべり軸受８，１１の最小油膜厚さを最適に
することができる。

また、給油溝３４を通してすべり軸受１２に供
給される油は、偏心給油路１９の遠心ポンプ作用
のみであるため、これへの給油圧力と排油圧力と
の差は極めて小く給油不足となることがある。こ
のため、給油溝３４は給油溝２１，２７の給油通
過量よりも多く油を通過させるので、すべり軸受
１２には最適な給油が行なわれる。この結果、す
べり軸受１２には最適な油膜圧力分布が形成され
る。

前述した中間室２５内に排出された油は、細孔
３２を通つて両スクロール２，３のかみ合い部に
排出されるが、バランスウエート２２の撹拌によ
る油温上昇は抑えられているので、スクロール
２，３間の吸入ガスの温度を上昇させることがな
い。これにより、吐出ガスの温度も極端に上昇し
ないので、この吐出ガスの覆囲気にさらされるチ
ヤンバ１内の油の温度上昇も抑えられ、油膜厚さ
に関与する油の粘度の低下を防ぐことができる。

これらの作用により、各すべり軸受８，１１，
１２は最小油膜厚さを適切な大きさに保つことが
できるので、焼付き、摩耗を効果的に防止するこ
とができる。

なお上述の実施例においては、給油溝２１，２
７，３４をクランク部、シヤフト部の外周面を面
取りするような形状にしたが、このような形状に
限定しなくてもよい。また給油溝３４への給油の
ために、給油溝３４を給油路３３によつて偏心給
油路１９に連通させたが、別の偏心給油路を設
け、これに連通させることも可能である。

以上詳述したように、本発明によれば、給油圧
が異なる軸受にそれぞれ適正な油膜厚さを発生さ
せることができるので、軸受の焼付きを防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の給油装置の一例を備えたスク
ロール流体機械の縦断面図、第２図は本発明の給
油装置の一例を備えたクランクシヤフト部分を拡
大して示す縦断面図、第３図は本発明の装置にお
ける給油溝と荷重作用方向との関係を示すクラン
クシヤフトの平面図である。１…チヤンバ、２…固定スクロール、３…旋回
スクロール、８…すべり軸受、９…クランクシヤ
フト、９ａ…クランクシヤフト９のシヤフト部、
９ｂ…クランクシヤフトのフランク部、１０…フ
レーム、１１，１２…すべり軸受、１９…偏心給
油路、２５…中間室、２１，２７，３４…給油
溝。

Claims

【特許請求の範囲】１固定スクロールと旋回スクロールとを組合
せ、旋回スクロールにクランシヤフトのクランク
部を軸受を介して連結し、クランクシヤフトのシ
ヤフト部をフレームに設けた第１および第２の軸
受によつて支持し、旋回スクロールとフレームと
で画成され、かつ吐出圧力と吸入圧力との中間圧
力を有する中間室を備えるスクロール流体機械に
おいて、前記各軸受に対向するクランク部および
シヤフト部の外周面に、シヤフトの半径方向に作
用する流体圧力の荷重に対応する軸受油膜反力を
生起させる給油部をそれぞれ設け、クランク部の
給油部およびシヤフト部におけるクランク部に近
いところの給油部の通路抵抗を、シヤフト部にお
けるクランク部より遠いところの給油部のそれよ
りも大きくしたことを特徴とするスクロール流体
機械の給油装置。２給油部はシヤフトの半径方向に作用する流体
圧力荷重の作用線から外れた位置に設けられてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
スクロール流体機械の給油装置。