JPH0692795B2 - スクロ−ル圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、空気圧縮機や冷媒圧縮機等に用いられるス
クロール圧縮機に関するものである。

［従来の技術］ 第５図はスクロール圧縮機の動作原理図を示すものであ
る。

図において、１は固定スクロール、２は揺動スクロー
ル、３は吸入室、４は吐出ポート、５は圧縮室である。
また、０は固定スクロール１の中心である。

上記固定スクロール１および揺動スクロール２は同一形
状で巻方向が互いに反対の渦巻1a,2aを有し、これらの
渦巻1a,2aの形状は従来から知られている如く、インボ
リュート曲線，円弧等から構成されている。

次に、動作について説明する。

上記固定スクロール１は空間に対して静止しており、揺
動スクロール２は固定スクロール１に対して180゜位相
のずれた状態で組合わされ、固定スクロール１の中心０
のまわりを自転しない公転運動を行ない、第１図（ａ）
〜（ｄ）に示す如く０゜,90゜,180゜,270゜のように運
動する。図中、第５図（ａ）に示す０゜の状態で吸入室
３のガスの閉じ込みが完了し、渦巻1a,2a間に圧縮室５
が形成される。そして、揺動スクロール２の運動に伴
い、圧縮室５は順次その容積を減じ、その中のガスは圧
縮されて固定スクロール１の中心部に設けられた吐出ポ
ート４より排出される。

スクロール圧縮機で知られている装置の概略動作は、こ
のようである。

次に、スクロール圧縮機の具体的な構成および動作につ
いて説明する。

第６図はスクロール圧縮機の従来例を示すもので、特開
昭58−117380号に開示されたものであり、とくに、スク
ロール圧縮機を全密閉形冷媒圧縮機に応用した場合の具
体的な実施例である。

第６図において、１は渦巻1aを台板1bの一側に備えた固
定スクロール、２は渦巻2aを台板2bの一側に備えた揺動
スクロール、３は吸入口（吸入室）、４は吐出ポート、
５は両渦巻1a,2aを互いに組合せたとき両渦巻1a,2a間に
形成される圧縮室、６は主軸、７は吸込口7aを有し、主
軸６の下端と所定空隙をもって主軸６の下端部を覆うよ
うに装着されたオイルキャップ、8,9は軸受フレーム
で、この軸受フレーム８に窪み部8aを有する。10はモー
タ・ロータ、11はモータ・ステータ、12はシェル、13は
オルダム継手、13aは揺動スクロール２に設けた溝2dに
嵌合するキー、15はシェル12の底部に設けた油溜め、16
は吸入管、17は吐出管、18は主軸６に対して偏心し、か
つ台板2bの他側に設けられた揺動スクロール軸2cと回動
自在に嵌入された揺動スクロール軸受で、主軸６の上端
部の大径部6aに形成した偏心穴60a内に固着されてい
る。19は主軸６の上端部の大径部6aの外周面61aを支承
する第１の主軸受、20は主軸６の下部の小径部6bを支承
する第２の主軸受、21は揺動スクロール２の台板2bにお
ける下面2eを軸方向から支承する第１のスラスト軸受、
22は主軸６の大径部6aと小径部6b間の段部6cを軸方向か
ら支承する第２のスラスト軸受、23は主軸６下端に開口
部23aを有し、主軸６内にその軸心より偏心して設けら
れた給油孔で、各軸受18,20部へ連通している。24は主
軸６内に設けられたガス抜き穴、25,26は油経路用の返
油孔、27,28は吸入ガス経路用の連通孔である。

次に、第１のスラスト軸受21を第７図（ａ），（ｂ）に
ついて説明する。

スラスト軸受21の外周は軸受フレーム８の窪み部8aの内
壁と僅かな隙間が生じる程度に拡げられており、外周の
一部にオルダム継手13のキー13aの運動域を妨げないよ
うに切欠部21dが設けられている。また半径方向の中央
部には揺動スクロール２の背面と常にオーバーラップす
る域に環状溝21bが設けてあり、廃油孔21cを有してい
る。さらに環状溝21bより内側の面には内側方向に貫通
する油溝21aが設けられている。

ここで、揺動スクロール２は、固定スクロール１とかみ
合わされた状態で揺動スクロール軸2cが揺動スクロール
軸受18を介して主軸６に係合され、前記揺動スクロール
軸受18および軸受フレーム８に配設された第１のスラス
ト軸受21によって支承されている。更に、主軸６はいん
ろうなどで互いに結合された軸受フレーム8,9内に配設
された第１の主軸受19,第２の主軸受20,第２のスラスト
軸受22によって支承されている。また、オルダム継手13
は揺動スクロール２と軸受フレーム８の窪み部8aとの間
に配設され、揺動スクロール２の自転を防止し、公転運
動のみを行なわせるように構成されている。このような
状態で、固定スクロール１は軸受フレーム8,9とともに
ボルトなどにより共締めされる。また、モータ・ロータ
10は主軸６に、モータ・ステータ11は、軸受フレーム９
に、圧入，焼嵌めまたはねじ止めなどによって固定され
ている。更に、オイルキャップ７は、主軸６に圧入，焼
嵌めなどによって固定されている。このようにして組立
てられた機構部は固定および揺動スクロール1,2を上部
に、モータ・ロータおよびステータ10,11を下部にして
シェル12内に圧入，焼嵌め等により収容固定されてい
る。

次に、このように構成されたスクロール圧縮機の動作に
ついて説明する。

モータ・ロータ10が回転すると、主軸６およびオルダム
継手13を介して揺動スクロール２が公転運動を始め、第
１図で説明した作動原理により圧縮が開始する。この
時、冷媒ガスは吸入管16よりシェル12内に吸入され実線
矢印に示すように軸受フレーム９とモータ・ステータ11
との間に連通孔27、モータ・ロータ10とモータ・ステー
タ11との間のエアギャップなどを通過してモータを冷却
した後、シェル12と軸受フレーム8,9との間の連通孔28
を通って固定スクロール１に設けた吸入口３より圧縮室
５へ取り込まれ圧縮される。圧縮されたガスは吐出ポー
ト４を経て吐出管17より圧縮室５外へ排出される。ま
た、潤滑油は油溜め15より破線矢印で示すように主軸６
に配設されたオイルキャップ７および給油孔23による遠
心ポンプ作用によりオイルキャップ７の吸込口7aおよび
給油孔23を通じて各軸受18〜20を給油した油はさらにス
ラスト軸受21に至り、油溝21a,環状溝21b,廃油孔21cの
順に流れる。潤滑に使用された油は主に軸受フレーム8,
9に設けられた返油孔25,26を通って油溜め15に戻され
る。

［発明が解決しようとする問題点］ このように構成されているので、従来のスクロール圧縮
機は、各軸受を給油しスラスト軸受21の廃油孔21cから
軸受フレーム８の窪み部8aに達した油は、スラスト軸受
21の外周面と窪み部8aの内壁面との隙間を微少にしてい
るので、大半は返油孔25,26を通り油溜め15に戻るよう
にしていた。しかしながら、スラスト軸受21の外周の一
部にオルダム継手13のキー13aの運動を妨げないように
切欠部21dを設けなければならないこと、また、スラス
ト軸受21の外径が大きいため、加工上、窪み部8aの内壁
部との隙間をあまり小さくできないこと等から圧縮室５
の吸入部とスラスト軸受21で仕切られた軸受フレーム８
の窪み部8aは隔絶することができず、実際には圧縮室５
の吸入部へ持ち込まれる油は少なくなく、圧縮室５外の
回路へ持ち出される油上りは大きかった。さらに、スラ
スト軸受21が軸受としての機能を果す大きさよりも大き
くなることからコスト高にもなるという問題があった。

一方、実開昭55−144884号公報においては、揺動スクロ
ールを支承するフラスト軸受面上に繰り返される油溝の
形状のピッチが揺動スクロールの揺動直径より小さくな
るように設けた技術が開示されている。しかし、前述の
実施例と同様、圧縮室の吸入部へ持ち込まれる油は少な
くなく、圧縮室外へ持ち出される油上りは大きく、前述
の従来例以上に問題点を有している。

そこで、この発明は、上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、軸受の潤滑に用いた油が殆んど圧
縮室の吸入部に持込まれることなく、油上りの少ないス
クロール圧縮機を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るスクロール圧縮機は、渦巻状の側板を有
し、互いの側板を組合わせることで圧縮室を形成する固
定スクロールおよび揺動スクロールと、上記揺動スクロ
ールを揺動運動させるオルダム継手および主軸と、上記
揺動スクロールの背面を支承する軸受面上に油溝を有す
るスラスト軸受と、上記固定スクロールを固定し、上記
オルダム継手、スクロール軸受を収納し、主軸を支承す
る軸受フレームと、シェルの底部に貯留した油をスラス
ト軸受のスラスト軸受面へ供給する給油手段を備えたス
クロール圧縮機において、上記給油手段は、上記スラス
ト軸受のスラスト軸受面上に設けられ、上記スラスト軸
受面の内周縁側に開口し、その外周縁側に閉塞した油溝
と、上記スラスト軸受面上の外周部分を全周に亘って上
記揺動スクロールの背面と接触させる平面とし、上記軸
受フレームに油溝とシェルの底部を連通させる返油孔と
を形成したものである。

［作用］ この発明においては、スラスト軸受面上に設けた給油溝
はスラスト軸受面の内周縁側に開口し、スラスト軸受面
の外周縁側に閉塞するように形成し、スラスト軸受面上
の外周部分は給油溝のない平面で全周に亘って揺動スク
ロールの背面とオーバーラップさせると共に、軸受フレ
ームに設けたシェルの底部の油溜めと連通する返油孔を
直結することにより、各軸受を潤滑した後の軸受フレー
ムの窪み部に至る油量は、スラスト軸受の軸受隙間から
漏れる僅少量となり、殆んどがシェルの底部の油溜めへ
連通する返油孔へ排出され、これにより圧縮機外へ持ち
出される油上りが低減できる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はスクロール圧縮機の断面図である。

第１図において、21はスラスト軸受で、その外径は揺動
スクロール２の台板外径より小さく、かつ、スラスト軸
受面は揺動スクロール２の台板面を常にオーバーラップ
するように構成してある。

第２図（ａ）は上記スラスト軸受21の平面図、第２図
（ｂ）は断面図を示すものである。

スラスト軸受21のスラスト軸受面には外周近くに同心状
の環状溝21bを形成し、この環状溝21b内に廃油孔21cを
等間隔に複数設けてある。さらに環状溝21bから内周方
向に放射状の油溝21aを形成してある。上記環状溝21bは
これより外方にある外周面21eへの給油を考えると揺動
スクロール２の外径から環状溝21bまでの距離は、揺動
スクロール２の公転直径以内にすることが望ましい。即
ち、環状溝21bの径をd₁、スラスト軸受21の外径をd₂、
揺動スクロール２の公転直径をd₀とすると、（d₂−d₁）
/2＜d₀となる環状溝径d₁を設定する。また、油溝21aは
放射状に限らず環状溝21bから内周に貫通する溝であれ
ばよい。一方、廃油孔21cは第１図から判るように軸受
フレーム８の返油孔25と連絡し、軸受フレーム8,9で形
成されるバランサ室29へ連通している。このバランサ室
29は油溜め15へ連通する連通孔27を持っている。なお、
21fは油溝21aのないスラスト軸受面である。

このように、本実施例のスクロール圧縮機は、渦巻状の
側板を有し、互いの側板を組合わせることで圧縮室を形
成する固定スクロール１および揺動スクロール２と、前
記揺動スクロール２を揺動運動させるオルダム継手13お
よび主軸６と、前記揺動スクロール２の背面を支承する
軸受面上に油溝21aを有するスラスト軸受21と、前記固
定スクロール１を固定し、前記オルダム継手13、スクロ
ール軸受18を収納し、主軸６を支承する軸受フレーム8,
9と、全体を収納するシェル12の底部に貯留した油をス
ラスト軸受21のスラスト軸受面21fへ供給する給油手段
を備えたスクロール圧縮機において、上記給油手段は、
上記スラスト軸受21のスラスト軸受面21f上に設けら
れ、上記スラスト軸受面21fの内周縁側に開口し、その
外周縁側に閉塞した半径方向の直線に形成した油溝21a
と、上記スラスト軸受面21f上の外周部分を全周に亘っ
て上記揺動スクロール２の背面と接触、即ち、密接或い
は時間的空間的に一部が接触する程度に接触させる平面
とし、上記軸受フレーム８に油溝21aとシェル12の底部
を連通させる返油孔25とを形成したものである。

このように構成されたスクロール圧縮機は、主軸６に設
けられた給油孔23より吸上げられた油は、破線矢印で示
すように軸受18,19を給油した油がスラスト軸受21に至
り、油溝21a,環状溝21b,廃油孔21c,返油孔25,バランサ
室29,返油孔26,油溜め15の系路を流れる。圧縮室５の吸
入部へ持ち込まれる油は軸受フレーム８の窪み部8aに溜
る油の全量となるが、この量はスラスト軸受21の外周面
21eと揺動スクロール台板2bの背面で形成される軸受隙
間によって決まるものであるから僅少である。したがっ
て、潤滑油が圧縮室５の吸入部へ持ち込まれることは殆
どないので圧縮機外への油上りを低減させることができ
る。

第３図（ａ），（ｂ）はスラスト軸受21の他の実施例を
示すもので、環状溝21bから外方へ貫通するバイパス油
溝21gを設けることにより、各軸受を潤滑した油の一部
を軸受フレーム８の窪み部8aへ送ることにより圧縮室の
吸入部へ必要な油量を供給できる。また、油溝21a,環状
溝21bはスラスト軸受面上にあって円周縁側で開口し、
外周縁側で閉塞されていれば形状は限定せず、例えば、
第４図（ａ），（ｂ）に示すようにスラスト軸受21の内
周縁側で開口し、外方へ向って螺旋状に形成された油溝
21aとし、この油溝を廃油孔21cに連通してもよい。

即ち、本発明の上記各実施例における給油手段は、上記
スラスト軸受21のスラスト軸受面21f上に設けられ、上
記スラスト軸受面21fの内周縁側に開口し、その外周縁
側に閉塞した油溝21aと、上記スラスト軸受面21f上の外
周部分を全周に亘って上記揺動スクロール２の背面と接
触させる平面とし、上記軸受フレーム８に油溝21aとシ
ェル12の底部を連通させる返油孔25とを形成したもので
ある。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明のスクロール圧縮機によ
れば、スラスト軸受の外径を揺動スクロールの外径より
小さく、かつ、スラスト軸受の全周に亘って接触するよ
うにし、スラスト軸受の油溝を軸受面の外周縁で閉鎖
し、油溝とシェル底部の油溜めとを連通する返油孔を軸
受フレームに設け、しかも、給油溝の外周側に設けた廃
油孔と軸受フレームに設けたシェル底部の油溜めと連通
する返油孔とを直結したので、軸受の潤滑に用いた油が
殆ど圧縮室の吸入部に持ち込まれることもなく圧縮機外
への油上りを低減させ、信頼性の高いコンパクトな構造
となる。

特に、油溝の大きさおよび本数を変えることでスラスト
軸受面の潤滑作用後、油溝を通りスラスト軸受外周縁よ
り流出する油量を調整し、潤滑後の油の一部で圧縮室へ
必要な油量を吸入されるようにしたものでは、その設計
自由度を大きくし、しかも、軸受の潤滑に用いた油の油
上りを低減させ、より、その信頼性を高くすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるスクロール圧縮機の
断面図、第２図（ａ），（ｂ）はこの発明の一実施例に
よるスクロール圧縮機のスラスト軸受の平面図と断面
図、第３図（ａ），（ｂ）および第４図（ａ），（ｂ）
はこの発明の他の実施例によるスクロール圧縮機で使用
するスラスト軸受の平面図と断面図、第５図はスクロー
ル圧縮機の動作原理図、第６図は従来のスクロール圧縮
機の断面図、第７図（ａ），（ｂ）は従来のスラスト軸
受の平面図と断面図である。 図において、 1:固定スクロール、2:揺動スクロール 5:圧縮室、6:主軸 8,9:軸受フレーム、8a:窪み部 12:シェル、13:オルダム継手 15:油溜め、18:軸受 21:スラスト軸受、21a:油溝 21b:環状溝、21c:廃油孔 25:返油孔 である。 なお、図中、同一符号および同一記号は、同一又は相当
部分を示すものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 教秀 和歌山県和歌山市手平６丁目５番66号 三 菱電機株式会社和歌山製作所内 (56)参考文献 特開 昭58−117381（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−144884（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】渦巻状の側板を有し、互いの側板を組合わ
   せることで圧縮室（５）を形成する固定スクロール
   （１）および揺動スクロール（２）と、上記揺動スクロ
   ール（２）を揺動運動させるオルダム継手（13）および
   主軸（６）と、上記揺動スクロール（２）の背面を支承
   する軸受面上に油溝（21a）を有するスラスト軸受（2
   1）と、上記固定スクロール（１）を固定し、上記オル
   ダム継手（13）、スクロール軸受（18）を収納し、主軸
   （６）を支承する軸受フレーム（8,9）と、シェル（1
   2）の底部に貯留した油をスラスト軸受（21）のスラス
   ト軸受面（21f）へ供給する給油手段を備えたスクロー
   ル圧縮機において、 上記給油手段は、上記スラスト軸受（21）のスラスト軸
   受面（21f）上に設けられ、上記スラスト軸受面（21f）
   の内周縁側に開口し、その外周縁側に閉塞した油溝（21
   a）と、上記スラスト軸受面（21f）上の外周部分を全周
   に亘って上記揺動スクロール（２）の背面と接触させる
   平面とし、上記軸受フレーム（８）に油溝（21a）とシ
   ェル（12）の底部を連通させる返油孔（25）とを形成し
   たことを特徴とするスクロール圧縮機。