JPS63268993A - スクロ−ル圧縮機 - 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、業務用、および家庭用の空調機等に使用され
るスクロール圧縮機に関するものである。

従来の技術 冷凍用の電動圧縮機としては、圧縮部がレシプロ式のも
の、ロータリ式のものが有り、いずれの方式も、家庭用
、業務用の空論分野で使用されてきたが、現在はコスト
、性能面等でレシプロ式は次第に少なくなってきている
。そして、スクロール式のものがその低騒音、低振動と
いう特徴を生かして一部レシプロ式やロークリ式に代わ
って実用化されている。

一般に、レシプロ式は密閉容器内に低圧が作用するので
低圧タイプ、ロークリ式は高圧が作用するので高圧タイ
プと呼ばれている。

スクロール式は、現在どちらのタイプも考えられるが、
低圧タイプの場合は、モータが低圧の冷媒ガス雰囲気中
にあることから、モータの冷却が容易でありモータの信
頼性も高い。また低圧シェル容器を採用出来ることを含
めて軽量に出来るというメリットがある。

第５図に従来の底圧式のスクロール圧縮機の縦断面図を
示す。

密閉容器１の内部には、固定スクロール２ａと固定スク
ロール２ａに対して旋回運動する可動スクロール２ｂを
噛みあわせた圧縮機構２と、可動スクロール２ｂを支え
るスラスト軸受３、スラスト軸受３を支承する軸受部品
４を上部に設けている。そして可動スクロール２ｂの軸
２Ｇを、クランク軸５の端部５ａに設けられた穴部５ｂ
の偏心軸受６に挿入して可動スクロール２ｂをクランク
軸５（こより旋回駆動させる。クランク軸５には電動機
７の回転子７ａが取付られており、密閉容器１に焼きば
め固定された固定子７ｂと共に軸受部品４の下部に配設
されている。クランク軸５は軸受部品４の主軸受８ａと
副軸受８ｂとで支えられている。密閉容器１の下方底部
には、潤滑油９を貯溜する油だめ１０が設けられ、また
罠閉容器１の側部にはガスの吸入管１１が設けられてい
る。

そして油だめ１０に吸入側のガス圧力が作用する構成と
なっている。前記軸受部品４には主軸受８ａ１副軸受８
ｂ１偏心軸受６、スラスト軸受３等を潤滑、冷却した潤
滑油９が排出する油排出孔１２が設けられている。クラ
ンク軸５には潤滑油９を各軸受部、即ち主軸受８ａ、副
軸受８ｂ、偏心軸受６、スラスト軸受３へ供給する偏心
した貫通孔１３を設け、かつクランク軸５の下端には油
ガイド１４を圧入または、焼きばめ固定して取付け、潤
滑油９を吸上げるようにしている。１５は密貼容器１の
一部である上シェル１ｍと固定スクロール２ａとの間に
設けられた吐出チャンバであり、圧縮機構２で圧縮され
たガスを一時的に溜めて吐出マフラの役目をする。１６
は密閉容器１の外へ圧縮カスを出す吐出管であり、吐出
チャンバ１５内の高圧ガスと油だめ１０に作用する低圧
ガスとは、スペーサ１７で仕切られており、スペーサ１
７を介して固定スクロール２ａと軸受部品４とがボルト
で連結されている。このスペーサ１７は、その全周が密
閉容器１に溶接固定されている。

１８は固定子７ａに設けた切欠部で、油排出孔１２から
排出された潤滑油９を油だめ１０に戻す。

１９は停止時に可動スクロール２ｂが逆転するのを防ぐ
ための逆止弁、２０は可動スクロール２ｂを固定スクロ
ール２ａに対して旋回運動させる為の自転防止用のオル
ダムリング、２１は圧縮機構２へ低圧ガスを吸い込ませ
る軸受部品４に設けた吸入口である。

次に上記構成からなる圧縮機の作用を説明する。

低圧ガスは吸入管１１より戻り、一部は電動機７を冷却
して軸受部品４の吸入口２１より圧縮機構２へ導かれる
。固定スクロール２ａに対して可動スクロール２ｂが旋
回運動することにより、吸入されたカスが圧縮機構２で
圧縮されて高圧ガス（こなり、一旦吐出チャンバ１５へ
入る。そして吐・　円管１６より密閉容器１外へ吐出し
、再び低圧ガスを吸入管１１より戻してガスを循環させ
、周知の圧縮サイクルを構成する。

一部、油力イト１４で吸上げられた潤滑油９は、クラン
ク軸５の偏心した貫通孔１３の中を遠心力で上昇し、一
部は副軸受８ｂを潤滑、冷却して油排出孔１２へ向かい
、主流は偏心軸受６、スラスト軸受３、主軸受８ｍへと
順次流れて副軸受８ｂからの潤滑油９と合流して油排出
孔１２から固定子７ｂ上部へ排出し、固定子７ｂの切欠
部１８を通って油だめ１０にもどる潤滑サイクルを形成
する。

発明が解決しようとする問題点 この従来の低圧式スクロール圧縮機の場合の基本的な問
題点の一つは圧縮機構２や軸受部品４そして各軸受部８
ａ、８ｂ、３，６が密閉容器１の上部にあって、油だめ
１０の潤滑油９と反対側にあること、また圧縮機の起動
時の様な過渡状態においては、密閉容器１内の冷媒の急
激な圧力低下により、潤滑油９中に溶は込んでいた冷媒
（図示せず）が発泡するいわゆるフォーミング現象の為
に、各軸受部８ａ、　　Ｅｂｂ、　　３．　６が一時的
に油切れになることである。

、１に、スクロール圧縮機は圧ａ［構２がその独得な圧
縮原理の為にレシプロ式やロータリ式と異なり定容積比
タイプであるので、起動時には吸入圧力が１０気圧程度
になり、また起動時から過大な圧縮トルクがかかる。

さらに、スクロール圧縮機は特に可動スクロール２ｂを
支持する偏心軸受６については、たとえ電動機７のトル
ク（Ｍｏ）が従来の低圧タイプレシプロ式と同一であっ
ても、スクロール式の場合旋回半径（ｒｏ：レシプロ式
の場合はクランク半径をいう）かレシプロ式に比べて一
般的に小さいので、偏心軸受６にかかる荷重（Ｆ　＝ｉ
Ｖｌｏ／ｒｏ）が過大になる。

このようなことから、低圧タイプのスクロール圧縮機に
は、その特有の起動時での高荷重に耐え、かつ一時的に
でも無潤滑状態にも耐えられるような適当な軸受材料が
必要となる。

以上のことから、従来のメタル軸受合金材料として、銅
、アルミ、錫、鉛等をベースにしたものや、更にその表
面に四弗化エチレンや二硫化モリブデン等の自己潤滑剤
を塗布、又は含浸させたものも考えられるが、これらは
いずれも上記の問題点を充分クリアすることは出来ず、
可動スクロール２ｂの軸２ｃが起動時に一時的な油切れ
により表面が荒れたり、場合によっては、焼付き状態に
至る問題がある。

一方、メタル軸受ではなく、コロやボールの転がり軸受
を採用することも考えられるが、寸法が大きくなり、ま
た爪くなったり、更には余計な１音が発生する等の欠点
を有する。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、スクロール圧縮
機構を構成する偏心軸受に、潤滑油をその内部の空孔に
含浸させたセラミック材料としたものである。

作　　用 本発明の技術的手段により、起動時等の過ル状態におい
て、吸入圧力が作用する油だめが、急速に圧力低下して
、潤滑油に溶解していた冷媒が発泡し、密閉容器の上部
にあって下部からの潤滑油の到達が遅れ、その上荷重が
急激にかかる偏心軸受にオイルが一時的に切れたとして
も、セラミックの内部の空孔に含浸していたオイルが圧
力差によって表面の摺動部へにじみ出してくるため、負
荷を支え、焼付きを防ぐことが出来る。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面により説明する。

第１図は本発明のスクロール圧縮機の縦断面図、第２図
は同スクロール圧縮機の主要部の組付は図、第３図は同
セラミック偏心軸受の詳細図、第４図は同セラミック偏
心軸受の断面図を示す。

ここで、第１図の本発明のスクロール圧縮機の縦断面図
は、第５因の従来のスクロール圧縮機の縦断面図と偏心
軸受部を除いてほぼ同一であるので、同一機能部品につ
いては、同一番号を使用する。

第１図ないし第４図において、密閉容器１の内部には、
固定スクロール２ａと固定スクロール２ａに対して旋回
運動する可動スクロール２ｂを噛みあわせた圧縮機構２
と、可動スクロール２ｂを支えるスラスト軸受３、スラ
スト軸受３を支承する軸受部品４を上部に設けている。

そして可動スクロール２ｂの軸２ｃをクランク軸５の端
部５ａに設けられた穴部５ｂの偏心軸受６Ａに挿入して
可動スクロール２ｂをクランク軸５により旋回駆動させ
る。クランク軸５には電動機７の回転子７ａが取付られ
ており、密閉容器１に焼きばめ固定された固定子７ｂと
共に軸受部品４の下部に配設されている。クランク軸５
は軸受部品４の主軸受８ａと副軸受８ｂとで支えられて
いる。密閉容器１の下方底部には、潤滑油９を貯溜する
油だめ１０が設けられ、また密閉容器１の側部にはガス
の吸入盲１１が設けられている。そして油だめ１０に吸
入側のガス圧力が作用する構成にされている。前記軸受
部品４には主軸受８ａ、副軸受８ｂ、偏心軸受６Ａ１ス
ラスト軸受３等を潤滑、冷却した潤滑油９が排出する油
排出孔１２が設けられている。クランク軸５には潤滑油
９を各軸受部、即ち主軸受８ａ、副軸受８Ｊ偏心軸受６
Ａ、スラスト軸受３へ供給する偏心した貫通孔１３を設
け、かつクランク軸５の下端には油カイト１４を圧入ま
たは、焼きばめ固定して取付け、潤滑油９を吸上げるよ
うにしている。１５は密閉容器１の一部である上シェル
１ａと固定スクロール２ａとの間に設けられた吐出チャ
ンバであり、圧縮機構２で圧縮されたガスを一時的に溜
めて吐出マフラの役目をする。１６は密閉容器１の外へ
圧縮ガスを出す吐出管であり、吐出チャンバ１５内の高
圧カスと油だめ１０に作用する低圧ガスとは、スペーサ
１７で仕切られており、スペーサ１７を介して固定スク
ロール２ａと軸受部品４とがボルト連結されている。こ
のスペーサ１７は、その全周が密閉容器１に溶接固定さ
れている。１８は固定子７ａに設けた切欠部で、油排出
孔１２から排出された潤滑油９を油だめ１０に戻す。１
９は停止時に可動スクロール２ｂが逆転するのを防ぐた
めの逆止弁、２０は可動スクロール２ｂを固定スクロー
ル２ａに対して旋回運動させる為の自転防止用のオルダ
ムリング、２１は圧縮機構２へ低圧ガスを吸い込ませる
軸受部品４に設けた吸入口である。ここで、前記偏心軸
受６Ａは高強度の炭化珪素等のセラミック材料であり、
しかもその内部の空孔６Ｂに例えば予め真空加熱後潤滑
油９を加圧雰囲気中で押し込む方法で潤滑油９が含浸さ
れているものを使用している。ここでセラミック材料は
、空孔６Ｂが小さ過ぎると潤滑油９が含浸しにくくなり
、又大き過ぎると強度が低下するので、適当な大きさの
空孔６Ｂを有するセラミック材料を選定している。この
（社）心軸受６Ａはセラミック材をクランク軸５の穴部
５ｂに焼ばめ挿入して形成している。したがって、偏心
軸受６Ａは、内部の空孔６Ｂに含浸された潤滑油９が、
表皮部６Ｃの圧力が低くなれば圧力差で表皮部６Ｃへに
じみ出し、又摺動によって温度が上昇しても内部の圧力
が上昇して潤滑油９が表皮部へ出てくる作用を行う。

上記構成により、スクロール圧縮機の通常運転時には、
低圧ガスは吸入管１１より戻り、一部は電動機７を冷却
して軸受部品４の吸入口２１より圧縮機構２へ導かれる
。そして固定スクロール２ａに対して可動スクロール２
ｂが旋回運動することにより、吸入されたガスが圧縮機
構２で圧縮され、高圧ガスになり、一旦吐出チャンバ１
５へ入ってから、吐出管１６より密閉容器１外へ吐出さ
れる。また再び低圧ガスを吸入管１１より戻してカスを
循環させ、周知の圧縮サイクルを構成する。

一部、油ガイド１４で吸上げられた潤滑油９は、クラン
ク軸５の偏心した貫通孔１３の中を遠心力で上昇し、一
部は副軸受８ｂを潤滑、冷却して油排出孔１２へ向かい
、主流は偏心軸受６Ａ、スラスト軸受３、主軸受８ａへ
と順次流れて副軸受８ｂからの潤滑油９と合流して油排
出孔１２から固定子７ｂ上部へ排出し、固定子７ｂの切
欠部１８を通って油だめ１０にもどる潤滑サイクルを形
成する。

上記構成において、起動時等の過渡状態においては、吸
入圧力が作用する油だめ１０が、急速に圧力低下して、
停止中等に潤滑油９に溶解していた冷媒（−示せず）が
蒸発発泡する。そして偏心軸受６Ａは密閉容器１の上部
にあって下部の油だめ１０からの潤滑油９の到達が遅れ
、その上回動スクロール２ｂの荷重が急激にかかつてく
る状態でオイルが一時的に切れて表皮部６Ｃの摩擦熱で
温度上昇しても、セラミック材料の内部の空孔６Ｂに予
め含浸していた潤滑油９が、内部の空孔６Ｂより低い圧
力の表皮ＳＳＣの摺動部へにじみ出す。かかる作用によ
り負荷を支え、短時間での焼付きを防ぐことが出来る。

この起動時の過渡状態が過ぎれば上記した通常運転状態
の潤滑サイクルに入り、多嵐に油ガイド１４から給油さ
れてくる。

発明の効果 思上の説明から明らかなように、本発明は、圧縮機構を
構成する偏心軸受を、その内部の空孔に潤滑油を含浸さ
せたセラミック材゛ｒ１にしているので、低圧タイプス
クロール圧縮機の起動時等の過Ｍｌにおいても、セラミ
ック材料の内部の空孔に予め含浸していた潤滑油が内部
の空孔より低い圧力の表皮部の摺動部へにじみ出してく
ることにより、過大な負荷を支え、短時間での焼付きを
防ぐことか出来る。又、スクロール圧縮機に特有な起動
時からの過大な負荷に対しても高強度セラミック材料に
より充分強度を保持出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すスクロール圧縮機の縦
断面図、第２図は同圧縮機における主要部の組付は図、
第３図は同圧縮機における偏心軸受部の詳細図、第４図
は同偏心軸受の内部断面図、第５図は従来のスクロール
圧縮機の縦断面図である。 １・・・・・・密閉容器、２・・・・・・圧縮機構、２
ｓ・・・・・・固定スクロール、２ｂ・・・・・・可動
スクロール、３・・・・・・スラスト軸受、４・・・・
・・軸受部品、５・・・・・・クランク軸、６Ａ・・・
・・・偏心軸受、６Ｂ・・・・・・空孔、７・・・・・
・電動機、８ｍ　・・・・主軸受、８ト・・・・・副軸
受、９・・・・・・潤滑油、１０・・・・・・油だめ、
１１・・・・・・吸入管、１２・・・・・・油排出孔。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１−
　＆閉容器　　　　５°−クランク軸２６−゛　可動ス
クロール　　１０−；由だめ３−スラストに★　　　１
１−吠入営 第１図　４−・軸受部品　　１２−涜併出孔２６−可動
スクロール ３″′−スラスト軸受 ４−軸受部品 ５−クランク軸 υ−・−稍に軸受 第２図 ６Ａ−偶Ｎ軸文 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　密閉容器の内部に、固定スクロールとこの固定スクロ
   ールに対して旋回運動する可動スクロールを噛みあわせ
   てなる圧縮機構と、前記可動スクロールを支えるスラス
   ト軸受と、前記スラスト軸受を支承する軸受部品と、前
   記可動スクロールの軸が嵌合する偏心軸受を上部に具備
   し、かつ前記可動スクロールを旋回駆動させるクランク
   軸と、前記クランク軸に取付けた回転子、固定子からな
   る電動機と、前記密閉容器の底部に設けられ、かつ潤滑
   油を貯溜する油だめと、前記密閉容器の側部に開口され
   た吸入管と、前記軸受部品に設けられ、かつ偏心軸受、
   スラスト軸受を潤滑、冷却した潤滑油を排出する油排出
   孔をそれぞれ設けてスクロール圧縮機を構成し、更に前
   記偏心軸受を、内部の空孔に前記潤滑油を含浸させたセ
   ラミック材料としたスクロール圧縮機。