JPH0557436B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は冷凍装置が空気調和装置などの冷媒
の圧縮あるいは空気の圧縮などに用いるスクロー
ル圧縮機に関するものである。

〔従来の技術〕

第１５図は例えば特願昭59−64571号に示され
た従来のスクロール圧縮機の断面図であり、スク
ロール圧縮機を冷凍装置や空気調和装置に適用し
ようとする場合の具体的な例であつて、フロンな
どのガス体の圧縮機として構成したものである。
図において、１は固定スクロール、１ａはその端
板、１ｂはそのインボリユートなどの渦巻状の側
板、２は揺動スクロール、２ａはその端板、２ｂ
はそのインボリユートなどの渦巻状の側板、２ｃ
はその軸であり、各々の側板１ｂ，２ｂを互いに
偏心させて組合せることにより、圧縮室５を形成
する。６は圧縮室５の吸入室、７は固定スクロー
ル１の外周に設けられた吸込穴、８は吐出管、３
は圧縮室５の最内周室、４は吐出室、９は端板２
ａの下面を支承するスラスト軸受、１０は主軸受
１７を介して主軸を支承する上部軸受支え、１３
は上部軸受支え１０に設けられた返油穴、１１は
主軸受１８を介して主軸を支承する下部軸受支
え、１１ａは下部軸受支え１１に設けられたバラ
ンサ室、１１ｂはバランサ室１１ａから油を排出
する返油穴である。固定スクロール１と軸受支え
１０，１１はピン（図示せず）あるいはインロウ
部などにより各々同軸に組合わされ、ボルト（図
示せず）などによつて締結固定されている。１２
は揺動スクロール２の自転を防止してこれを公転
すなわち揺動運動させるための自転防止機構であ
るオルダム継手、１４は揺動スクロール２を駆動
させるクランク軸即ち主軸、１５は主軸１４の軸
心と偏心して軸方向に貫通して設けられた給油
穴、１６は主軸１４の上端に所定量だけ偏心して
設けられた揺動軸受で、揺動軸受１６は軸２ｃを
支承する。１７は上部軸受支え１０に圧入などに
より固定され、主軸１４の上部を回転自在に支承
する上部主軸受、１８は下部軸受支え１１に圧入
などにより固定され、主軸１４の下部を回転自在
に支承する下部主軸受、１９は下部主軸受１８に
ボルトなどにより固定された電動機ステータ、２
０は主軸１４に圧入、焼嵌めなどにより固定され
た電動機ロータ、２１は主軸１４に焼嵌めなどに
より固定された第１バランサ、２２は電動機ロー
タ２０の下端に取付けられた第２バランサ、２３
は主軸１４の下端に焼嵌めなどにより固定された
筒状のオイルポンプである。又、２４は上述の各
部材を収納し固定する下部シエル、２５は下部シ
エル２４の上部に嵌合し、嵌合部を溶接すること
により圧縮機全体を密封する上部シエルであり、
下部シエル２４と内部各部材の固定は、下部軸受
支え１１の外周部材の圧入あるいは焼嵌めによつ
ている。２６は下部シエル２４の側面に設けら
れ、シエル下部より内部へ吸入ガスを導入する吸
入管、２７は下部シエル２４の底部に溜められた
油、２８は油２７の上方に配設され下部シエル２
４に固定された邪魔板で、中央部に主軸１４を貫
通させるための穴２８ａが設けられている。２９
は下部シエル２４の下部に溶接などにより固定さ
れた圧縮機全体を支える足、３０は上部シエル２
５にリングプロジエクシヨンなどにより固定され
たガラス端子で、電動機ステータ１９からのリー
ド線（図示せず）が接続されている。

以上のように構成されたスクロール圧縮機に通
電されると、電動機ステータ１９およびロータ２
０に発生する駆動力により主軸１４に回転が与え
られ、揺動軸受１６を介して揺動スクロール２に
回転が伝達される。これに応じて、揺動スクロー
ル２は上部軸受支え１０に対して角度的に一定の
姿勢を保ちながら運動するいわゆる揺動運動を行
なうため、圧縮作用が行なわれる。このような圧
縮作用が行なわれる間、気体は破線矢印で示すよ
うに、吸入管２６から圧縮機内に吸入され、電動
機ステータ１９の上部を冷却した後、上部軸受支
え１０の外周の通路（図示せず）を通り、固定ス
クロール１の吸入穴７から吸入室６に吸入され
る。しかる後圧縮され、吐出管８から吐出され
る。

又、圧縮機の運動中、下部シエル２４内の油２
７はオイルポンプ２８の先端から吸入され、主軸
１４の回転により発生する遠心力により主軸１４
の軸心から所定量離れた位置に軸心を有する給油
穴１５内を上昇し、揺動軸受１６および上部主軸
受１７に給油される。（いわゆる遠心ポンプであ
る）この後、油はスラスト軸受９の給油溝を通つ
てスラスト軸受９の内周縁側から外周縁側へ排出
され、端板２ａとオルダム継手１２との微小間隙
により吸入室６への流出が防止され、返油穴１３
からバランサ室１１ａに落下し、邪魔板２８の穴
２８ａから下部シエル２４内の底部に戻される。
このように、圧縮機の運転中、油は各軸受に連続
的に供給され、圧縮機は安全に運転される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のスクロール圧縮機に使用されりスラスト
軸受９は第１６図から第１９図に示すように内周
縁９ｅ側から外周縁９ｈ側へ放射状あるいはイン
ボリユート状等の給油通路９ａが設けられてお
り、その構成は、Al合金、PTFE（四フツ化エチ
レン樹脂）等からなる軸受層９ｂと、その軸受層
９ｂを圧着等により、支持する圧延鋼板からなる
裏金属９ｃとからなつている。この時、一般に前
記給油通路９ａはAl合金などでは、軸受層９ｂ
の深さ範囲内であればプレスにより、それ以上、
あるいはPTFE等であれば切削加工により成形さ
れるのが一般的である。ここで、まず、最初に給
油通路９ａをプレスにて成形した場合を考える。
一般に、軸受層９ｂは前記圧着時に0.6〜0.9mm程
度の厚さがあり、これを表面仕上加工すれば軸受
層厚さは0.3〜0.6mm程度になる。従つて、プレス
により成形される通路深さＤは0.3〜0.6mm程度と
考えられる。

ところで、従来のスクロール圧縮機における給
油経路で述べたように、前記給油穴１５内を上昇
した油は、揺動軸受１６に給油された後、上部主
軸受１７、スラスト軸受９へ至るが、この時、設
計段階で各軸受へ充分に給油できるような供給油
量に設定するのは明らかである。この時、給油通
路９ａが狭くなると油が流れにくくなり、供給油
量が少なくなつてしまう。特に通路深さＤが0.6
mm以下となる場合、通路幅Ｗを広くしたり、通路
長さＬを短くしたり通路本数を増やしたりしなけ
ればならなかつた。このような状態になると、有
効軸受部（スラスト軸受９表面から通路部を除い
た領域）９ｄが少なくなり、面圧（単位面積当り
に受ける荷重）が高くなつてしまい軸受が異常摩
耗や焼付等損傷を起こしてしまうと言う問題点が
あつた。

次に、切削加工により給油通路９ａを形成する
場合は、通路深さＤについては任意に設定するこ
とができるが、加工に手間がかかり、また加工に
よる変形等が起こるという問題点があつた。

更に従来のスクロール圧縮機では、前述のよう
にスラスト軸受給油通路９ａを内周縁側から外周
縁側へ排出された油は、揺動スクロール端板２ａ
とオルダム継手１２との微小な隙間により吸入室
６への流出が防止されるが、この場合第２０図に
示すように前記微小隙間３１を得るために、スラ
スト軸受９の肉厚、上部軸受支え１０のスラスト
軸受取付面１０ａ高さ、オルダム継手リング１２
ａ高さ、平面度、更には、上部軸受支えオルダム
継手摺動面１０ｂ高さの寸法管理が困難であり
（特にオルダム継手リングの平面度を得るために
研削加工に多大の労力を費やしていた。）図中実
線矢印で示したように、油は微小隙間３１からの
吸入室６への流出が充分に防止できなかつた。実
験によると、微小隙間３１を70μm程度まで狭く
すると油循環量（スクロール圧縮機運転中の冷媒
循環中における冷媒重量に対する油の重量割合）
を１％以下にできるが、オルダム継手リング１２
ａの平面度、厚み精度等高精度の加工を要し、大
巾のコスト・アツプになる。この対策として、第
２１図から第２４図に示すようにスラスト軸受給
油通路９ａを内周縁側から径方向外方に向つて、
任意の位置で閉塞し、通路終端部９ｆより上部軸
受支え１０内に設けた返油穴１３と連通させるこ
とが考えられる。実験によれば、揺動スクロール
端板２ａのスラスト軸受摺動面と、スラスト軸受
９との隙間は油で充たされており、その厚さ（油
膜厚さ）は数μmである。この時、油循環量は容
易に１％以下となつた。

ところが前述のように通路深さＤ、通路幅Ｗ、
通路長さＬ、通路本数の設定には、制限があり、
軸受の信頼性、加工方法等で以然として問題を有
している。

この発明は、上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、容易に給油通路を形成する
ことができ、更にスラスト軸受への供給油量も任
意に設定することができ、併せて吸入室への油の
過度な流出を防ぐことができ、焼付・損傷等のな
い信頼性のあるスクロール圧縮機を得ることを目
的としている。

〔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、スラスト
軸受の給油通路をプレス加工によりスリツト状に
形成すると共に給油通路の一端をスラスト軸受の
内周側から給油され、外周側で返油穴に連通する
ように構成したものである。更に給油通路に閉塞
部近傍に絞り部を設けたものである。

〔作用〕

この発明におけるスクロール圧縮機は、スラス
ト軸受給油通路がプレス打抜きにより形成されて
おり容易に成形可能で、更にスラスト軸受内周側
から給油され、外周側に絞り部を設け軸受フレー
ムに設けられたシエル底部の油溜めへ連通する返
油穴と連通している。こうすることにより、油
は、スラスト軸受給油通路を通り、軸受フレーム
に設けた返油穴よりシエル底部の油溜めへ戻され
る。

〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を図において説明す
る。すなわち、従来装置と相違する部分のみ説明
する。第１図および第２図は、本発明によるスラ
スト軸受９を示したものであり、給油通路９ａは
プレスにより成形されている。この場合、通路深
さＤは板厚さ（軸受層９ｂ厚さ＋裏金層９ｃ厚
さ）に等しく、いわゆるスリツト状になつてお
り、通路幅Ｗはプレス可能な範囲で（一般にＷ≧
1.5×Ｄ）設定され、通路長さＬは任意に選ぶこ
とができる。また、図から明らかなように給油通
路９ａの一端はスラスト軸受内周縁側面９ｅで開
口し、他端の終端部９ｆは、任意の場所に設けら
れており、軸受支え１０に設けられた返油穴１３
に連通している。

次に本実施例におけるスラスト軸受９の油の流
れについて述べる。第１図および第２図において
実線矢印は、給油通路９ａ内の油の流れを示して
おり、スラスト軸受９の内周側面９ｅに設けられ
た開口から給油通路９ａ内を流れ終端部９ｆに至
る。ここで油は軸受支え１０に設けられた返油穴
１３を通り、第１５図に示すバランサ室１１ａ、
返油穴１１ｂを経て下部シエル２４内の底部に戻
される。この際、前記揺動スクロール端板２ａ下
面とスラスト軸受有効軸受部９ｄとの間には微小
な隙間があり、そこを流れる油もあるが極めて少
量であり、ほとんどの油が前記下部シエル２４内
の底部に戻される。

給油通路９ａは、前述のように、通路深さＤ、
通路幅Ｗ、通路長さＬさらには通路本数を任意に
選ぶことができ、前記各軸受１６，１７，１８へ
供給すべき給油量から仕様を決定すれば良い。

つまり、通路深さＤが浅く通路幅Ｗが狭く、通
路長さＬが長く、通路本数が少ない時、供給油量
が少ないので軸受が異常摩耗や焼付等を起こすの
であれば、通路深さＤを深くするか、通路幅Ｗを
広くするか、通路長さＬを短くするか、通路本数
を多くすれば良い。逆に供給油量が多い場合は、
逆の操作をすれば良い。また、加工方法について
も通路の形成手段をプレス加工とする場合は、極
めて簡単に通路を形成することができる。

第３図から第６図に他の実施例を示す。これは
スラスト軸受９の内側側面９ｅに設けられた開口
から給油通路９ａ内を油が流れるのは前記第１図
および第２図に示した実施例と同様であるが、終
端部９ｆに絞り機構を設けたものである。すなわ
ち、スラスト軸受９への供給油量は、絞り部９ｇ
の通路深さ、通路幅、通路長さにより任意に設定
することができる。この時、絞り部９ｇの通路深
さは軸受層９ｂ厚さ以内としてプレス成形により
設定するのが望ましいが、機械加工によつても容
易に成形することができる。ここで、絞り機構９
ｇを設ける理由は、たとえば、スクロール圧縮機
をインバータ等で運転する場合、遠心ポンプによ
る給油方式では低速回転域において、給油量の減
少が考えられ、第１図で示した給油通路形状の場
合、通路深さより油面が低くなる可能性が生じ、
充分な軸受面へ給油をコントロールする必要があ
るためのものである。

また、第７図〜第１４図に給油通路９ａ、絞り
機構９ｇの形状の具体的な他の実施例を示す。

第７図〜第１０図は、給油通路９ａをＴ字状、
インボリユート状に成形したものである。第１１
図、第１２図は給油通路９ａに円環状凹部となつ
た絞り機構９ｇが設けられており、この場合、絞
り機構９ｇの終端部９ｆは返油穴９ｈにより合わ
さつたものと考えることができる。また、絞り機
構９ｇについては、プレスあるいは旋削等により
容易に加工成形できる。第１３図、第１４図は給
油通路９ａに円弧状絞り機構９ｇが設けられてい
る。

なお、給油通路９ａおよび絞り機構９ｇは上記
実施例に限らず任意に設定できるのは明らかであ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、スラスト軸
受の給油通路成形がプレスにて容易に行なわれ、
かつ給油量も任意に設定することができるので、
スラスト軸受への耐久信頼性が増し、焼付・異常
摩耗等のない、さらに油循環量を少なくしたスク
ロール圧縮機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すスラスト
軸受の平面図、第２図は第１図における−断
面を示す断面図、第３図はこの発明の他の実施例
を示すスラスト軸受の平面図、第４図は第３図に
おける−断面を示す断面図、第５図は、さら
にこの発明の他の実施例を示すスラスト軸受の平
面図、第６図は第５図における−断面を示す
断面図、第７図〜第１４図はさらにこの発明の他
の実施例を示すスラスト軸受溝形状の平面図、お
よび断面図、第１５図は従来のスクロール圧縮機
を示す断面図、第１６図は従来のスラスト軸受を
示す平面図、第１７図は第１６における−断
面を示す断面図、第１８図は従来のスラスト軸受
の他の実施例を示す平面図、第１９図は第１８図
における−断面を示す断面図、第２０図は従
来のスクロール圧縮機の上部軸受支え付近の油の
流れを示す断面図、第２１図は従来のスラスト軸
受の改良例を示す平面図、第２２図は第２１図に
おける−断面を示す断面図、第２８図は従来
のスラスト軸受の改良例を示す平面図、第２４図
は従来のスクロール圧縮機のスラスト軸受に改良
を施した時の上部軸受支え付近の油の流れを示す
断面図である。 図中、２は揺動スクロール、９はスラスト軸
受、１０は上部軸受支え、１２はオルダム継手で
ある。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部
分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インボリユート等の渦巻状の側板１ｂ，２ｂ
   をそれぞれの端板１ａ，２ａの一面上に有し、互
   いに側板１ｂ，２ｂを組合わせることにより、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、この揺動スクロール２を揺動運動
   させるオルダム継手１２および主軸１４と、内周
   縁と外周縁を有する板状体で、かつ給油通路９ａ
   を備え、上記揺動スクロール２の背面を支承する
   スラスト軸受９と、上記固定スクロール１を固定
   すると共に、上記オルダム継手１２、およびスラ
   スト軸受９を収納支持し、かつ上記主軸１４を支
   承する軸受支え１０，１１と、上記各要素を収納
   するシエル２４，２５と、上記シエル底部に貯溜
   した油２７を上記スラスト軸受９の給油通路９ａ
   へ供給する給油手段２３と、上記スラスト軸受９
   の給油通路９ａと上記シエル底部を連通させる上
   記軸受支え１０の返油穴１３を備えたスクロール
   圧縮機において、上記スラスト軸受９の給油通路
   ９ａは、スラスト軸受９の内周側から給油され、
   外周側に向い、相互に交差することなく、かつ、
   外周に達するまでに返油穴１３に連通するように
   プレス加工によりスリツト状に構成したことを特
   徴とするスクロール圧縮機。 ２ 上記給油通路９ａと上記返油穴１３との連通
   部に絞り部９ｇを設けた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圧縮機。