JPH0751950B2 - Scroll type fluid device - Google Patents
Scroll type fluid deviceInfo
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- JPH0751950B2 JPH0751950B2 JP63160385A JP16038588A JPH0751950B2 JP H0751950 B2 JPH0751950 B2 JP H0751950B2 JP 63160385 A JP63160385 A JP 63160385A JP 16038588 A JP16038588 A JP 16038588A JP H0751950 B2 JPH0751950 B2 JP H0751950B2
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- scroll
- pressure chamber
- orbiting scroll
- end plate
- thrust
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、スクロール型流体装置に関し、特に、公転ス
クロールのスラスト支持構造に係るものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a scroll type fluid device, and more particularly to a thrust support structure for an orbiting scroll.
（従来の技術） 一般に、例えば、冷凍機における圧縮機にはスクロール
型流体装置が用いられており、このスクロール型流体装
置は、特開昭60−73081号公報に開示されているよう
に、密閉ケーシング内に固定フレームが設けられて上部
室と下部室とに区画され、該上部室に固定スクロールと
公転スクロールとが、下部室にモータがそれぞれ収納さ
れて構成されている。(Prior Art) Generally, for example, a scroll type fluid device is used for a compressor in a refrigerator, and this scroll type fluid device is a closed type as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-73081. A fixed frame is provided in the casing and divided into an upper chamber and a lower chamber, and a fixed scroll and an orbiting scroll are housed in the upper chamber, and a motor is housed in the lower chamber.
上記両スクロールは、それぞれ鏡板の前面にラップがイ
ンボリュート曲線状に立設されて成り、両鏡板を対面さ
せると共に、両ラップを噛合させ、該両ラップの側面が
多点接触して該接触間に密閉室が形成されている。The both scrolls are each formed by wrapping a wrap on the front surface of the end plate in an involute curve shape.The both end plates face each other, the both wraps are engaged with each other, and the side surfaces of the both wraps are in multipoint contact, and between the contacts. A closed chamber is formed.
更に、上記公転スクロールは、鏡板の背面に固定フレー
ムを貫通するモータのクランク軸が連接されて支持さ
れ、該公転スクロールの支持中心がクランク軸心より偏
心して設けられ、該クランク軸の回転により公転スクロ
ールが固定クロールに対して自転することなく公転し、
密閉室が例えば収縮するように成っている。Further, the revolution scroll is provided with a crankshaft of a motor penetrating a fixed frame connected to and supported by a rear surface of an end plate, a support center of the revolution scroll is provided eccentrically from a crankshaft center, and rotation of the crankshaft causes the revolution shaft to revolve. The scroll revolves around the fixed crawl without rotating,
The closed chamber is adapted to contract, for example.
従って、密閉ケースの下部室に流入した冷媒ガスは固定
フレームの貫通孔を通り、公転スクロールの側方から両
ラップ間の密閉室に導入され、公転スクロールの公転で
圧縮された後、固定スクロールの中央部からケース外に
吐出されている。Therefore, the refrigerant gas flowing into the lower chamber of the sealed case passes through the through hole of the fixed frame, is introduced into the sealed chamber between the wraps from the side of the orbiting scroll, and is compressed by the revolution of the orbiting scroll. It is discharged from the center to the outside of the case.
このスクロール型流体装置において、両スクロール間の
密閉室は冷媒ガスを圧縮するので高圧となり、公転スク
ロールに下向きのスラスト力が作用することになる。そ
こで、上記公転スクロールの背面と固定フレームとの間
に背圧室を形成し、密閉室の高圧冷媒ガスの一部を背圧
室に導き、公転スクロールを上方に押圧してスラスト力
を軽減するようにしている。In this scroll type fluid device, the hermetic chamber between the scrolls compresses the refrigerant gas, so that the pressure becomes high, and the downward thrust force acts on the revolution scroll. Therefore, a back pressure chamber is formed between the rear surface of the orbiting scroll and the fixed frame, a part of the high pressure refrigerant gas in the closed chamber is guided to the back pressure chamber, and the orbiting scroll is pressed upward to reduce the thrust force. I am trying.
そして、この背圧室は、固定フレームの上面に２つの周
回溝を刳設し、該周回溝にチップシールを嵌入させると
共に、該チップシールを公転スクロールの鏡板背圧に圧
接して形成されていた。The back pressure chamber is formed by forming two orbiting grooves on the upper surface of the fixed frame, fitting a tip seal into the orbiting groove, and pressing the tip seal against the back pressure of the end plate of the revolution scroll. It was
（発明が解決しようとする課題） 上述したスクロール型流体装置において、公転スクロー
ルのスラスト力は背圧室の圧力と該背圧室の外側に設け
られた軸受リングとによって受けるようにしてるが、上
記背圧室を形成するチップシール及び軸受リングは公転
スクロールの鏡板に直接接触させて設けられていた。(Problems to be Solved by the Invention) In the scroll fluid device described above, the thrust force of the revolution scroll is received by the pressure of the back pressure chamber and the bearing ring provided outside the back pressure chamber. The tip seal and the bearing ring forming the back pressure chamber were provided in direct contact with the end plate of the revolution scroll.
これでは、上記チップシール及び軸受リングと鏡板との
間に流体潤滑等の機能が何ら施されていないため、大き
な摩擦損失が生じることになり、駆動効率が悪いという
問題があった。In this case, since no function such as fluid lubrication is provided between the tip seal and the bearing ring and the end plate, a large friction loss occurs, resulting in a problem of poor driving efficiency.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、公転スク
ロールの鏡板背圧に圧力油を作用させると共に、静圧ス
ラスト軸受を設けることにより、公転スクロールのスラ
スト力を軽減すると共に、摩擦損失の低減を図ることを
目的とするものである。The present invention has been made in view of such a point, and by applying pressure oil to the end plate back pressure of the orbiting scroll and providing a hydrostatic thrust bearing, the thrust force of the orbiting scroll is reduced and the friction loss is reduced. Is intended to be reduced.
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、請求項１に係る発明が講じ
た手段は、第１図及び第２図に示すように、先ず、それ
ぞれ鏡板（11,12）の前面にインボリュート曲線状のラ
ップ（13,14）が立設されて成る固定スクロール（７）
と公転スクロール（８）とが各ラップ（13,14）を噛合
して高圧ドーム（２）内に並設収納されると共に、該公
転スクロール（８）が固定スクロール（７）の中心より
偏心して支持され、上記公転スクロール（８）を固定ス
クロール（７）に対して自転することなく公転させるよ
うにしたスクロール型流体装置を前提としている。(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above-mentioned object, the means taken by the invention according to claim 1 is, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, first, respectively, end plates (11, 12). Fixed scroll (7) with involute curved wraps (13,14) standing on the front of the
The orbiting scroll (8) meshes with the wraps (13, 14) and is housed side by side in the high-pressure dome (2), and the orbiting scroll (8) is eccentric from the center of the fixed scroll (7). It is premised on a scroll type fluid device which is supported and revolves the orbiting scroll (8) with respect to the fixed scroll (7) without revolving.
そして、上記公転スクロール（８）の鏡板（12）と該鏡
板（12）の背面側に設けられた固定フレーム（15）との
間には、公転スクロール（８）の鏡板（12）に連結され
たクランク軸（10）の外側に環状に形成され且つドーム
（２）内の高圧流体により圧縮された高圧油が供給され
る高圧室（42）と、該高圧室（42）の外側に位置して絞
り通路（41a）を有するシールリング（41）が公転スク
ロール（８）の鏡板（12）に設けられ、上記高圧室（4
2）の外側に、該高圧室（42）に連通して環状に形成さ
れた中間圧室（43）と、該中間圧室（43）の外側に環状
に形成され且つドーム（２）の低圧流体が導入される低
圧室（44）とが設けられている。The end plate (12) of the orbiting scroll (8) and the fixed frame (15) provided on the back side of the end plate (12) are connected to the end plate (12) of the orbiting scroll (8). A high pressure chamber (42) formed in an annular shape on the outside of the crankshaft (10) and supplied with high pressure oil compressed by the high pressure fluid in the dome (2), and located outside the high pressure chamber (42). A seal ring (41) having a throttle passage (41a) is provided on the end plate (12) of the orbiting scroll (8), and the high pressure chamber (4)
An intermediate pressure chamber (43) which is formed in an annular shape outside the intermediate pressure chamber (43) and communicates with the high pressure chamber (42), and a low pressure of the dome (2) which is formed in an annular shape outside the intermediate pressure chamber (43). A low pressure chamber (44) into which a fluid is introduced is provided.
更に、上記中間圧室（43）と低圧室（44）との間には、
公転スクロール（８）のスラスト軸受面（156）が形成
されると共に、該スラスト軸受面（156）と公転スクロ
ール（８）の鏡板（12）背面との間にスラスト油膜が形
成されている。Further, between the intermediate pressure chamber (43) and the low pressure chamber (44),
The thrust bearing surface (156) of the orbiting scroll (8) is formed, and a thrust oil film is formed between the thrust bearing surface (156) and the rear surface of the end plate (12) of the orbiting scroll (8).
（作用） 上記構成により、請求項１に係る発明では、公転スクロ
ール（８）は固定スクロール（７）に対して自転するこ
となく公転しており、例えば、冷媒ガスを圧縮してドー
ム（２）内に吐出している。(Operation) With the above configuration, in the invention according to claim 1, the orbiting scroll (8) revolves around the fixed scroll (7) without rotating, and for example, compresses a refrigerant gas to form the dome (2). It is discharging inside.
そして、上記ドーム（２）内で高圧冷媒ガス圧力によっ
て圧縮された高圧油が高圧室（42）に導入され、該高圧
室（42）の高圧油は絞り通路（41a）を通り、減圧され
て中間圧室（43）は流入する。Then, the high-pressure oil compressed by the high-pressure refrigerant gas pressure in the dome (2) is introduced into the high-pressure chamber (42), and the high-pressure oil in the high-pressure chamber (42) passes through the throttle passage (41a) and is decompressed. The intermediate pressure chamber (43) flows in.
該中間圧室（43）の圧力は、公転スクロール（８）のス
ラスト力に対して高圧室（42）の圧力とのバランスによ
って定まり、この中間圧室（43）の圧力によって上記公
転スクロール（８）のスラスト力を受け止めている。The pressure of the intermediate pressure chamber (43) is determined by the balance between the thrust force of the revolution scroll (8) and the pressure of the high pressure chamber (42), and the pressure of the intermediate pressure chamber (43) causes the revolution scroll (8) to move. ) Is receiving the thrust force.
更に、上記中間圧室（43）の圧油はスラスト軸受面（15
b）と鏡板（12）背面との間隙を通って低圧室（44）に
流出し、該間隙にスラスト油膜を形成しており、該スラ
スト油膜の厚さは中間圧力室（43）の圧力が一定値にな
るように上記公転スクロール（８）を昇降させて所定値
に保持されることになる。これにより公転スクロール
（８）をスラスト方向に支持している。Further, the pressure oil in the intermediate pressure chamber (43) is transferred to the thrust bearing surface (15
It flows out into the low pressure chamber (44) through the gap between b) and the rear face of the end plate (12), and a thrust oil film is formed in the gap. The thickness of the thrust oil film is the pressure of the intermediate pressure chamber (43). The orbiting scroll (8) is moved up and down so as to have a constant value and is held at a predetermined value. This supports the orbiting scroll (8) in the thrust direction.
（発明の効果） 従って、請求項１に係るスクロール型流体装置によれ
ば、中間圧室（43）に所定圧の圧油を供給して公転スク
ロール（８）のスラスト力を受け止めると共に、上記中
間圧室（43）からの流出油によりスラスト軸受面（15
b）にスラスト油膜を形成するようにしたために、上記
公転スクロール（８）に作用するスラスト力を確実に軽
減することができるので、該公転スクロール（８）をス
ラスト方向に確実に支持することができる。(Effect of the invention) Therefore, according to the scroll type fluid device of the first aspect, the intermediate pressure chamber (43) is supplied with the pressure oil of a predetermined pressure to receive the thrust force of the revolution scroll (8) and at the same time, the intermediate pressure Oil spilled from the pressure chamber (43) causes thrust bearing surface (15
Since the thrust oil film is formed on b), the thrust force acting on the orbiting scroll (8) can be reliably reduced, so that the orbiting scroll (8) can be reliably supported in the thrust direction. it can.
更に、上記中間圧室（43）の油圧によって公転スクロー
ル（８）が上下移動し、スラスト油膜厚さが十分な所定
値に確保されるので、摩擦損失を著しく低減させること
ができ、駆動効率の向上を図ることができる。Further, since the revolution scroll (8) moves up and down by the hydraulic pressure of the intermediate pressure chamber (43) and the thrust oil film thickness is secured at a sufficient predetermined value, the friction loss can be remarkably reduced and the driving efficiency can be improved. It is possible to improve.
また、公転スクロール（８）の鏡板（12）に絞り通路
（41a）を有するシールリング（41）を設けるのみでも
って高圧室（42）と中間圧室（43）とを形成することが
できるので、スラスト軸受面（156）にスラスト油膜を
容易に形成することができ、構造の複雑化を招くことな
く公転スクロール（８）をスラスト方向に確実に支持す
ることができる。Further, the high pressure chamber (42) and the intermediate pressure chamber (43) can be formed only by providing the end plate (12) of the orbiting scroll (8) with the seal ring (41) having the throttle passage (41a). A thrust oil film can be easily formed on the thrust bearing surface (156), and the orbiting scroll (8) can be reliably supported in the thrust direction without complicating the structure.
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described in detail based on drawing.
第３図に示すように、（１）はスクロール型流体装置で
あって、冷凍機における圧縮機に用いられ、冷媒ガスを
高圧に圧縮して吐出している。As shown in FIG. 3, (1) is a scroll type fluid device, which is used for a compressor in a refrigerator and compresses a refrigerant gas to a high pressure and discharges it.
該スクロール型流体装置（１）は、密閉ドーム（２）内
にスクロール機構（３）と駆動機構（４）とが収納され
て構成され、該ドーム（２）の側部には吸入管（５）と
吐出管（６）とが連設されている。そして、上記スクロ
ール機構（３）は固定スクロール（７）と公転スクロー
ル（８）とより成り、また、上記駆動機構（４）は電動
機（９）とクランク軸（10）とより構成されている。The scroll type fluid device (1) is configured by housing a scroll mechanism (3) and a drive mechanism (4) in a closed dome (2), and a suction pipe (5) on a side portion of the dome (2). ) And the discharge pipe (6) are connected. The scroll mechanism (3) is composed of a fixed scroll (7) and an orbiting scroll (8), and the drive mechanism (4) is composed of an electric motor (9) and a crankshaft (10).
上記固定スクロール（７）及び公転スクロール（８）は
鏡板（11,12）の前面にラップ（13,14）がインボリュー
ト曲線状に立設されて成り、両スクロール（7,8）は鏡
板（11,12）の前面を対面させて上下に並設され、両ラ
ップ（13,14）が噛合されている。The fixed scroll (7) and the orbiting scroll (8) are formed by wrapping (13, 14) standing on the front surface of the end plate (11, 12) in an involute curve shape, and both scrolls (7, 8) are facing plate (11, 12). , 12) are vertically arranged side by side with their front faces facing each other, and both laps (13, 14) are meshed with each other.
上記固定スクロール（７）は、鏡板（11）の外周縁にフ
ランジ（11a）が連設され、該フランジ（11a）にてドー
ム（２）に固定されている。The fixed scroll (7) has a flange (11a) continuously provided on the outer peripheral edge of the end plate (11) and is fixed to the dome (2) by the flange (11a).
また、上記公転スクロール（８）の鏡板（12）の背面中
央部にはスクロール軸（12a）が突設される一方、上記
ドーム（２）には公転スクロール（８）及びクランク軸
（10）を支持する固定フレーム（15）が公転スクロール
（８）の下方に取付けられ、該固定フレーム（15）に上
記クランク軸（10）が上下に嵌挿されて該クランク軸
（10）が支持されている。Further, a scroll shaft (12a) is provided at the center of the rear face of the end plate (12) of the orbiting scroll (8), while the orbiting scroll (8) and the crank shaft (10) are attached to the dome (2). A supporting fixed frame (15) is attached below the revolving scroll (8), and the crank shaft (10) is vertically inserted into the fixed frame (15) to support the crank shaft (10). .
該クランク軸（10）は、上記固定フレーム（15）を貫通
するクランク主軸（10a）の上端に凹状のスクロール軸
受孔（10b）を有するボス（10c）が連接されると共に、
給油路（10d）が穿設され、且つ上記ボス（10c）の側面
にバランサ（10e）が突設されて構成されている。そし
て、該クランク主軸（10a）に電動機（９）が取付けら
れる一方、上記スクロール軸受孔（10b）はその軸受中
心（O1）がクランク主軸（10a）の軸心（O2）より偏心
して設けられ、該スクロール軸受孔（10b）に前記公転
スクロール（８）のスクロール軸（12a）が嵌合されて
いる。In the crankshaft (10), a boss (10c) having a concave scroll bearing hole (10b) is connected to the upper end of a crank main shaft (10a) penetrating the fixed frame (15),
An oil supply passage (10d) is provided, and a balancer (10e) is provided so as to project from the side surface of the boss (10c). The electric motor (9) is attached to the crank spindle (10a), while the scroll bearing hole (10b) is provided such that its bearing center (O1) is eccentric from the axial center (O2) of the crank spindle (10a), The scroll shaft (12a) of the revolving scroll (8) is fitted in the scroll bearing hole (10b).
更に、上記公転スクロール（８）には、図示しないが、
自転阻止手段が設けられており、該公転スクロール
（８）は自転運動を防止しつつスクロール軸受孔（10
b）の偏心により固定スクロール（７）に対して公転
し、このスクロール軸受孔（10b）の中心（O1）（スク
ロール軸（12a）の中心）が公転スクロール（８）の可
動支点に、クランク主軸（10a）の軸心（O2）が公転中
心となっている。Further, although not shown, the orbiting scroll (8)
Rotation preventing means is provided, and the orbiting scroll (8) prevents the rotation movement while scroll bearing hole (10
Due to the eccentricity of b), it revolves around the fixed scroll (7), and the center (O1) of this scroll bearing hole (10b) (center of the scroll shaft (12a)) becomes the movable fulcrum of the revolution scroll (8) and the crank spindle. The axis (O2) of (10a) is the center of revolution.
上記固定スクロール（７）と公転スクロール（８）は両
ラップ（13,14）が側面にて多点接触（18）するように
設けられると共に、各ラップ（13,14）の端面が他方の
鏡板（12,11）に接し、上記接触（18）間に密閉室（1
9）が形成されている。また、上記固定スクロール
（７）におけるフランジ（11a）の内周部には吸入路（2
0）が、鏡板（11）の中央部には吐出口（21）が各々形
成されており、該吸入路（20）に上記吸入管（５）がフ
ランジ（11a）を貫通して開口され、該吸入路（20）を
介して低圧冷媒ガスが密閉室（19）に供給されるように
成っている。The fixed scroll (7) and the orbiting scroll (8) are provided so that both wraps (13, 14) make multi-point contact (18) on the side surface, and the end surface of each wrap (13, 14) is the other end plate. Contact (12,11), and between the contact (18) above the sealed chamber (1
9) has been formed. In addition, the suction passage (2) is provided in the inner peripheral portion of the flange (11a) of the fixed scroll (7).
0) has a discharge port (21) formed at the center of the end plate (11), and the suction pipe (5) is opened in the suction passage (20) through the flange (11a). The low-pressure refrigerant gas is supplied to the closed chamber (19) via the suction passage (20).
また、上記固定フレーム（15）は、クランク軸（10）を
支持する略筒状の支持筒（151）の上端外周部にフラン
ジ（152）が連接形成されて成り、該フランジ（152）の
外周面にてドーム（２）に固定されると共に、上面が固
定スクロール（７）のフランジ（11a）下面に密接され
ている。Further, the fixed frame (15) is formed by connecting a flange (152) to the outer periphery of the upper end of a substantially cylindrical support cylinder (151) that supports the crankshaft (10), and the outer periphery of the flange (152). The surface is fixed to the dome (2), and the upper surface is in close contact with the lower surface of the flange (11a) of the fixed scroll (7).
上記固定スクロール（７）及び固定フレーム（15）の両
フランジ（11a,152）の外周部には、上下に貫通する冷
媒ガスの流通路（11b,15a）が穿設され、上記固定スク
ロール（７）の吐出口（21）より吐出された高圧冷媒ガ
スが上記流通路（11b,15a）を通り、上記ドーム（２）
内に充満して該ドーム（２）が高圧ドームに構成される
と共に、吐出管（６）よりドーム（２）外に吐出される
ように成っている。At the outer peripheral portions of both flanges (11a, 152) of the fixed scroll (7) and the fixed frame (15), a refrigerant gas flow passage (11b, 15a) penetrating vertically is formed, and the fixed scroll (7) is formed. ) The high pressure refrigerant gas discharged from the discharge port (21) passes through the flow passages (11b, 15a), and the dome (2).
The dome (2) fills the inside and is configured as a high-pressure dome, and is discharged from the dome (2) through the discharge pipe (6).
上記支持筒（151）にはクランク軸（10）のクランク主
軸（10a）及びボス（10c）が軸受メタル（31,32）を介
して軸孔（15b）に嵌合支持されると共に、上記バラン
サ（10e）が収納されるバランサ室（15c）が形成される
一方、該バランサ室（15c）の上方には、フランジ（15
2）の内周部に段差部（15d）が形成され、該段差部（15
d）には、上記公転スクロール（８）をスラスト方向に
支持する支持部材（153）が設けられて該公転スクロー
ル（８）の鏡板（12）が収納されている。The crank cylinder (10a) and the boss (10c) of the crank shaft (10) are fitted and supported in the shaft hole (15b) through the bearing metal (31, 32) in the support cylinder (151), and the balancer is also provided. A balancer chamber (15c) for accommodating (10e) is formed, while a flange (15c) is provided above the balancer chamber (15c).
The step portion (15d) is formed on the inner peripheral portion of (2), and the step portion (15d) is formed.
In d), a supporting member (153) for supporting the orbiting scroll (8) in the thrust direction is provided, and the end plate (12) of the orbiting scroll (8) is accommodated therein.
更に、上記ドーム（２）内の底部には油溜め（33）が形
成されており、該油溜め（33）の潤滑油には上記該クラ
ンク軸（10）の下端部に連設された差圧ポンプ（34）が
浸漬されている。そして、該差圧ポンプ（34）によって
高圧の潤滑油が上記給油路（10d）を通って軸受メタル
（31,32）及びスクロール軸受孔（10b）に供給されるよ
う構成されている。Further, an oil sump (33) is formed at the bottom of the dome (2), and the lubricating oil of the oil sump (33) is connected to the lower end of the crankshaft (10). The pressure pump (34) is immersed. Then, the differential pressure pump (34) is configured to supply high-pressure lubricating oil to the bearing metal (31, 32) and the scroll bearing hole (10b) through the oil supply passage (10d).
次に、本発明の特徴とする公転スクロール（８）のスラ
スト軸受構造について説明する。Next, the thrust bearing structure of the revolution scroll (8), which is a feature of the present invention, will be described.
上記固定フレーム（15）の支持部材（153）は、第１図
及び第２図に示すように、ドーナツ盤状に形成され、内
周面が上記クランク軸（10）におけるボス（10c）の上
部外周面に密接されると共に、外周面がフランジ（15
2）の内面に嵌合されていて、バランサ室（15c）の上面
を閉鎖しており、該バランサ室（15c）は連通路（15e）
を介して高圧ドーム（２）内に連通されて高圧状態に保
持されている。As shown in FIGS. 1 and 2, the support member (153) of the fixed frame (15) is formed in a donut disc shape, and the inner peripheral surface thereof is the upper portion of the boss (10c) of the crankshaft (10). It is closely attached to the outer peripheral surface and the outer peripheral surface is
It is fitted to the inner surface of 2) and closes the upper surface of the balancer chamber (15c), and the balancer chamber (15c) has a communication passage (15e).
It is connected to the inside of the high-pressure dome (2) via the and is maintained in a high-pressure state.
上記支持部材（153）の上面には、内周側と外周側とに
凸部（154,155）が環状に突出形成されており、該内周
凸部（154）は小幅で且つ高さがやや低く形成される一
方、外側凸部（155）は広幅で且つ高さがやや高く形成
されていて、該外側凸部（155）の上面が上記公転スク
ロール（８）の鏡盤（12）背面に接する焼結メタルの環
状スラスト軸受面（156）に形成されている。On the upper surface of the support member (153), convex portions (154, 155) are formed in an annular shape so as to project on the inner peripheral side and the outer peripheral side, and the inner peripheral convex portion (154) is formed to have a small width and a slightly low height. On the other hand, the outer protrusion (155) is formed to have a wide width and a slightly higher height, and the upper surface of the outer protrusion (155) is in contact with the rear surface of the mirror disk (12) of the revolution scroll (8). It is formed on a metal annular thrust bearing surface (156).
更に、上記内周凸部（154）の内面で支持部材（153）の
内周上部にはシールリング（41）が嵌合され、該シール
リング（41）は上面が公転スクロール（８）の鏡板（1
2）背面に接して該シールリング（41）の内周側と外周
側とを区画している。そして、上記シールリング（41）
の内周側はクランク軸（10）のボス（10c）上面と公転
スクロール（８）の鏡板（12）背面とで区画される環状
の高圧室（42）に形成され、該高圧室（42）にはスクロ
ール軸受孔（10b）に供給される高圧潤滑油が流入する
ように構成されている。Further, a seal ring (41) is fitted on the inner peripheral upper part of the support member (153) on the inner surface of the inner peripheral convex portion (154), and the upper surface of the seal ring (41) is the end plate (1) of the revolution scroll (8).
2) The seal ring (41) is divided into an inner peripheral side and an outer peripheral side in contact with the back surface. And the seal ring (41)
The inner peripheral side of the is formed into an annular high pressure chamber (42) defined by the upper surface of the boss (10c) of the crankshaft (10) and the rear surface of the end plate (12) of the orbiting scroll (8), and the high pressure chamber (42) The high pressure lubricating oil supplied to the scroll bearing hole (10b) is introduced into the.
また、上記シールリング（41）の上部にはほぼ対称位置
に凹状の絞り通路（41a,41a）が２つ内周側と外周側と
に亘って形成され、上記両凸部（154,155）間が高圧室
（42）の外側に隣接する中間圧室（43）に形成されてお
り、該中間圧室（43）には高圧室（42）より絞り通路
（41a）で減圧された減圧潤滑油が流入するように構成
されている。Further, two concave throttle passages (41a, 41a) are formed in the upper part of the seal ring (41) at substantially symmetrical positions extending from the inner peripheral side to the outer peripheral side, and between the both convex portions (154, 155). It is formed in an intermediate pressure chamber (43) adjacent to the outside of the high pressure chamber (42). In the intermediate pressure chamber (43), there is reduced pressure lubricating oil decompressed from the high pressure chamber (42) in the throttle passage (41a). It is configured to flow in.
更に、上記外側凸部（155）の外側には公転スクロール
（８）の鏡板（12）と固定フレーム（15）のフランジ
（152）とで区画される低圧室（44）が中間圧室（43）
の外側に隣接して形成され、該低圧室（44）は上記固定
スクロール（７）に形成された吸入路（20）に連通され
て低圧冷媒ガスが導入され、低圧状態に保持されてい
る。Further, a low pressure chamber (44) defined by the end plate (12) of the orbiting scroll (8) and the flange (152) of the fixed frame (15) is provided outside the outer convex portion (155), and the intermediate pressure chamber (43). )
The low-pressure chamber (44) is formed adjacent to the outside of the low-pressure chamber (44) and is communicated with the suction passage (20) formed in the fixed scroll (7) to introduce the low-pressure refrigerant gas, and is kept in a low-pressure state.
そして、上記スラスト軸受面（156）と公転スクロール
（８）の鏡板（12）背面との間には中間圧室（43）から
低圧室（44）に流出する潤滑油によりスラスト油膜が形
成されるように成っている。A thrust oil film is formed between the thrust bearing surface (156) and the rear surface of the end plate (12) of the orbiting scroll (8) by the lubricating oil flowing from the intermediate pressure chamber (43) to the low pressure chamber (44). Is made like.
ここで、上記公転スクロール（８）のスラスト軸受構造
の基本的原理について説明する。Here, the basic principle of the thrust bearing structure of the orbiting scroll (8) will be described.
第４図に示すように、高圧室（42）の高圧潤滑油は絞り
通路（41a）を通って中間圧室（43）に流入し、スラス
ト軸受面（156）と鏡板（12）背面との間でスラスト油
膜を形成して低圧室（44）に流出する。As shown in FIG. 4, the high pressure lubricating oil in the high pressure chamber (42) flows into the intermediate pressure chamber (43) through the throttle passage (41a), and the thrust bearing surface (156) and the end plate (12) rear surface are separated from each other. A thrust oil film is formed between them and flows out to the low pressure chamber (44).
上記高圧室（42）の高圧潤滑油の圧力（Pa）は、ドーム
（２）内の高圧吐出冷媒ガス圧力で、低圧室（44）の圧
力（Pb）は低圧吸入冷媒ガス圧力でそれぞれ定まる一
方、中間圧室（43）の潤滑油圧力（Pc）は、公転スクロ
ール（８）の下方向のスラスト力に対して高圧室（42）
と中間圧室（43）との圧力（Pa,Pc）のバランスによっ
て定まり、該中間圧室（43）の圧力（Pc）によって公転
スクロール（８）をスラスト方向に支持している。The pressure (Pa) of the high pressure lubricating oil in the high pressure chamber (42) is determined by the high pressure discharge refrigerant gas pressure in the dome (2), and the pressure (Pb) in the low pressure chamber (44) is determined by the low pressure suction refrigerant gas pressure. , The lubricating oil pressure (Pc) of the intermediate pressure chamber (43) against the downward thrust force of the orbiting scroll (8) is high pressure chamber (42).
It is determined by the balance of the pressure (Pa, Pc) between the intermediate pressure chamber (43) and the intermediate pressure chamber (43), and the revolution scroll (8) is supported in the thrust direction by the pressure (Pc) in the intermediate pressure chamber (43).
そこで、上記両絞り通路（41a）の断面積を（Sac）と
し、スラスト軸受面（156）の円周長さ（Lmm）とスラス
ト油膜の厚さ（hmm）とで定まる中間圧室（43）と低圧
室（44）との連通断面積を（Sbc）とすると、高圧室（4
2）より中間圧室（43）に流出する潤滑油の流量（Qac）
は、上記各室（42,43）の圧力（Pa,Pc）より次式で表わ
される。Therefore, the cross-sectional area of both throttle passages (41a) is set to (Sac), and the intermediate pressure chamber (43) determined by the circumferential length (Lmm) of the thrust bearing surface (156) and the thickness (hmm) of the thrust oil film. If the communication cross-sectional area between the low pressure chamber (44) and the low pressure chamber (44) is (Sbc), the high pressure chamber (4
2) Flow rate of lubricating oil (Qac) flowing from the intermediate pressure chamber (43)
Is expressed by the following equation from the pressure (Pa, Pc) of each chamber (42, 43).
一方、上記中間圧室（43）より低圧室（44）に流出する
潤滑油の流量（Qbc）は、スラスト油膜厚さ（ｈ）で変
化し、上記各室（43,44）の圧力（Pc,Pb）より次式で表
わさせる。 On the other hand, the flow rate (Qbc) of the lubricating oil flowing from the intermediate pressure chamber (43) to the low pressure chamber (44) changes depending on the thrust oil film thickness (h), and the pressure (Pc of each chamber (43, 44) , Pb) is expressed by the following equation.
Qbc∝h3×Ｌ×（Pc−Pb） …… この各流量（Qac,Qbc）を所定の圧縮機に基づいて算出
すると、例えば、第５図に示すように、中間圧室（43）
への流入流量（Qac）はスラスト油膜厚さ（ｈ）に関係
なく一定となる一方、低圧室（44）への流出流量（Qb
c）はスラスト油膜厚さ（ｈ）の関数となって変化す
る。そして、該両流量（Qac,Qbc）はその交点（Ａ）で
バランスし、上記スラスト油膜厚さ（ｈ）が、例えば、
20μｍとなる。Qbc∝h 3 × L × (Pc-Pb) ...... Calculating each of these flow rates (Qac, Qbc) based on a predetermined compressor, for example, as shown in Fig. 5, the intermediate pressure chamber (43)
The flow rate into the low pressure chamber (44) (Qb) is constant regardless of the thrust oil film thickness (h).
c) changes as a function of thrust oil film thickness (h). Then, the both flow rates (Qac, Qbc) are balanced at the intersection point (A), and the thrust oil film thickness (h) is, for example,
It becomes 20 μm.
また、上記公転スクロール（８）と支持部材（153）と
の間の摩擦損失はスラスト油膜における流体（潤滑油）
を剪断する際の抵抗であり、その単位面積当りの剪断力
τは、次式で表わされる。Further, the friction loss between the orbiting scroll (8) and the supporting member (153) is due to the fluid (lubricant) in the thrust oil film.
Is the resistance when shearing, and the shearing force τ per unit area is expressed by the following equation.
τ＝−μ・（du/dz） ＝−μ・（U/h） …… μ：粘度 u:スラスト油膜内の流速 z:スラスト油膜厚さ方向の距離 U:滑り速度 h:スラスト油膜厚さ この式よりスラスト油膜厚さ（ｈ）を大きくすると摩
擦損失が小さくなることが明らかであるので、上述の如
く３つの圧力室（42,43,44）を形成してスラスト油膜厚
（ｈ）を大きく確保するようにしている。τ = −μ ・ (du / dz) ＝ − μ ・ (U / h) …… μ: Viscosity u: Flow velocity in thrust oil film z: Distance in thrust oil film thickness direction U: Sliding speed h: Thrust oil film thickness From this equation, it is clear that increasing the thrust oil film thickness (h) reduces the friction loss. Therefore, as described above, the three pressure chambers (42, 43, 44) are formed to determine the thrust oil film thickness (h). I am trying to secure a large amount.
次に、上記スクロール型流体装置（１）の作用について
説明する。Next, the operation of the scroll type fluid device (1) will be described.
先ず、低圧の冷媒ガスは吸入管（５）より固定スクロー
ル（７）内の吸入路（20）に導入した後、各ラップ（1
3,14）間の密閉室（19）に導入する。そして、公転スク
ロール（８）はクランク軸（10）の回転により偏心して
回転し、固定スクロール（７）に対して自転することな
く公転し、上記密閉室（19）が両ラップ（13,14）で順
次形成されて収縮する。First, low-pressure refrigerant gas is introduced from the suction pipe (5) into the suction passage (20) in the fixed scroll (7), and then each wrap (1
It is introduced in the closed chamber (19) between 3,14). Then, the revolution scroll (8) is eccentrically rotated by the rotation of the crankshaft (10) and revolves around the fixed scroll (7) without rotating, and the closed chamber (19) is provided with both wraps (13, 14). Are sequentially formed and shrink.
この密閉室（19）の収縮により上記冷媒ガスは圧縮さ
れ、高圧冷媒ガスとなって固定スクロール（７）の吐出
口（21）よりドーム（２）内に吐出される。その後、上
記高圧冷媒ガスは固定スクロール（７）及び固定フレー
ム（15）の流通路（11b,15a）を通りドーム（２）の下
部に亘り、吐出管（６）を介してドーム（２）外に導出
されることになる。The refrigerant gas is compressed by the contraction of the closed chamber (19) and becomes high-pressure refrigerant gas, which is discharged from the discharge port (21) of the fixed scroll (7) into the dome (2). Then, the high-pressure refrigerant gas passes through the flow passages (11b, 15a) of the fixed scroll (7) and the fixed frame (15) to the lower part of the dome (2), and reaches the outside of the dome (2) via the discharge pipe (6). Will be derived.
この圧縮動作中において、高圧冷媒ガスは油溜め（33）
の潤滑油に作用して該潤滑油は高圧油となっており、差
圧ポンプ（34）より給油路（10d）を通って軸受メタル
（31,32）及びスクロール軸受孔（10b）に供給されてい
る。そして、この高圧の潤滑油は、スクロール軸受孔
（10b）とスクロール軸（12a）との間隙より高圧室（4
2）に流入し、該高圧室（42）が高圧力（pa）、例え
ば、高圧吐出冷媒ガス圧力で定まる20kg/cm2に保持され
ている。During this compression operation, the high pressure refrigerant gas holds the oil sump (33).
The lubricating oil acts as high-pressure oil and is supplied to the bearing metal (31, 32) and scroll bearing hole (10b) from the differential pressure pump (34) through the oil supply passage (10d). ing. Then, this high-pressure lubricating oil flows through the gap between the scroll bearing hole (10b) and the scroll shaft (12a) into the high-pressure chamber (4
2) and the high pressure chamber (42) is maintained at a high pressure (pa), for example, 20 kg / cm 2 which is determined by the pressure of the high pressure discharged refrigerant gas.
次いで、上記高圧室（42）の高圧潤滑油は、絞り通路
（41a）を通り、減圧されて中間圧室（43）に流入する
一方、低圧室（44）は、吸入路（20）に導通しているの
で、低圧冷媒ガスが導入して低圧力（Pb）、例えば、6k
g/cm2に保持されている。そして、上記公転スクロール
（８）には密閉室（19）の冷媒ガス圧力により下方向の
スラスト力が作用しており、このスラスト力に対して高
圧室（42）と中間圧室（43）との圧力（Pa,Pc）がバラ
ンスして該中間圧室（43）の圧力（Pc）が、例えば、8k
g/cm2に保持され、該圧力（Pc）により上記スラスト力
を受け止め、上記公転スクロール（８）をスラスト方向
に支持している。Next, the high pressure lubricating oil in the high pressure chamber (42) passes through the throttle passage (41a), is decompressed and flows into the intermediate pressure chamber (43), while the low pressure chamber (44) is conducted to the suction passage (20). Therefore, low pressure refrigerant gas is introduced and low pressure (Pb), for example, 6k
It is held at g / cm 2 . A downward thrust force acts on the orbiting scroll (8) by the refrigerant gas pressure in the closed chamber (19), and the thrust force acts on the high pressure chamber (42) and the intermediate pressure chamber (43). Pressure (Pa, Pc) is balanced and the pressure (Pc) in the intermediate pressure chamber (43) is, for example, 8k.
It is held at g / cm 2 , receives the thrust force by the pressure (Pc), and supports the revolution scroll (8) in the thrust direction.
更に、上記中間圧室（43）の潤滑油はスラスト軸受面
（156）と公転スクロール（８）の鏡板（12）背面との
間隙より低圧室（44）に流出して該間隙にスラスト油膜
を形成している。そして、該スラスト油膜の厚さ（ｈ）
が小さいと、上記中間圧室（43）の圧力（Pc）が上昇し
て公転スクロール（８）を押し上げてスラスト油膜厚さ
（ｈ）を大きくする一方、該スラスト油膜の厚さ（ｈ）
が大きいと、上記中間圧室（43）の圧力（Pc）が低下し
て公転スクロール（８）が沈み、スラスト油膜厚さ
（ｈ）を小さくし、中間圧室（43）に圧力（Pc）を自動
調整すると共に、所定のスラスト油膜厚さ（ｈ）を常に
確保することになる。Further, the lubricating oil in the intermediate pressure chamber (43) flows into the low pressure chamber (44) through the gap between the thrust bearing surface (156) and the rear surface of the end plate (12) of the orbiting scroll (8), and a thrust oil film is formed in the gap. Is forming. And the thickness (h) of the thrust oil film
Is small, the pressure (Pc) in the intermediate pressure chamber (43) rises and pushes up the revolution scroll (8) to increase the thrust oil film thickness (h), while the thrust oil film thickness (h) increases.
Is large, the pressure (Pc) in the intermediate pressure chamber (43) decreases, the revolution scroll (8) sinks, the thrust oil film thickness (h) is reduced, and the pressure (Pc) in the intermediate pressure chamber (43) decreases. Is automatically adjusted and a predetermined thrust oil film thickness (h) is always secured.
従って、中間圧室（43）に所定圧の圧油を供給して公転
スクロール（８）のスラスト力を受け止めると共に、上
記中間圧室（43）からの流出油によりスラスト軸受面
（156）にスラスト油膜を形成するようにしたために、
上記公転スクロール（８）に作用するスラスト力を確実
に軽減することができるので、該公転スクロール（８）
をスラスト方向に確実に支持することができる。更に、
上記中間圧室（43）の油圧によって公転スクロール
（８）が上下移動し、スラスト油膜厚さを十分な所定値
に確保されるので、摩擦損失を著しく低減させることが
でき、駆動効率の向上を図ることができる。Therefore, the pressure oil of a predetermined pressure is supplied to the intermediate pressure chamber (43) to receive the thrust force of the revolution scroll (8), and the thrust bearing surface (156) is thrust by the oil flowing out from the intermediate pressure chamber (43). Since it is designed to form an oil film,
Since the thrust force acting on the orbiting scroll (8) can be reliably reduced, the orbiting scroll (8)
Can be reliably supported in the thrust direction. Furthermore,
Since the revolution scroll (8) moves up and down by the hydraulic pressure of the intermediate pressure chamber (43) and the thrust oil film thickness is secured at a sufficient predetermined value, friction loss can be significantly reduced and drive efficiency can be improved. Can be planned.
また、公転スクロール（８）の鏡板（12）に絞り通路
（41a）を有するシールリング（41）を設けるのみでも
って高圧室（42）と中間圧室（43）とを形成することが
できるので、スラスト軸受室（156）にスラスト油膜を
容易に形成することができ、構造の複雑化を招くことな
く公転スクロール（８）をスラスト方向に確実に支持す
ることができる。Further, the high pressure chamber (42) and the intermediate pressure chamber (43) can be formed only by providing the end plate (12) of the orbiting scroll (8) with the seal ring (41) having the throttle passage (41a). A thrust oil film can be easily formed in the thrust bearing chamber (156), and the orbiting scroll (8) can be reliably supported in the thrust direction without complicating the structure.
尚、本実施例はスクロール型流体装置（１）を圧縮機と
して用いたが、膨張機に適用してもよい。Although the scroll type fluid device (1) is used as a compressor in this embodiment, it may be applied to an expander.
図面は本発明の一実施例を示しており、第１図は公転ス
クロールの軸受部を示す拡大断面図、第２図は同要部の
分解断面斜視図、第３図はスクロール型流体装置の断面
図である。第４図はスラスト油膜厚さを示す原理図、第
５図はスラスト油膜厚さに対する油量変化を示す特性図
である。 （１）……スクロール型流体装置、（２）……ドーム、
（３）……スクロール機構、（４）……駆動機構、
（７）……固定スクロール、（８）……公転スクロー
ル、（10）……クランク軸、（11,12）……鏡板、（13,
14）……ラップ、（15）……固定フレーム、（41）……
シールリング、（41a）……絞り通路、（42）……高圧
室、（43）……中間圧室、（44）……低圧室、（153）
……支持部材、（156）……スラスト軸受面。The drawings show one embodiment of the present invention. FIG. 1 is an enlarged sectional view showing a bearing portion of an orbiting scroll, FIG. 2 is an exploded sectional perspective view of the main portion, and FIG. 3 is a scroll type fluid device. FIG. FIG. 4 is a principle diagram showing the thickness of the thrust oil film, and FIG. 5 is a characteristic diagram showing changes in the amount of oil with respect to the thickness of the thrust oil film. (1) …… Scroll type fluid device, (2) …… Dome,
(3) …… Scroll mechanism, (4) …… Drive mechanism,
(7) …… Fixed scroll, (8) …… Orbital scroll, (10) …… Crankshaft, (11,12) …… End plate, (13,
14) …… Wrap, (15) …… Fixed frame, (41) ……
Seal ring, (41a) …… Throttle passage, (42) …… High pressure chamber, (43) …… Intermediate pressure chamber, (44) …… Low pressure chamber, (153)
…… Supporting member, (156) …… Thrust bearing surface.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 健一 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (56)参考文献 特開 昭62−199985（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−85086（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−117084（ＪＰ，Ｕ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Kenichi Saito, 1304 Kanaoka-machi, Sakai City, Osaka Prefecture Daikin Industry Co., Ltd., Kanaoka Factory, Sakai Manufacturing Co., Ltd. (56) Reference JP 62-199985 (JP, A) 56-85086 (JP, U) Actually opened 56-117084 (JP, U)
Claims (1)
ュート曲線状のラップ（13,14）が立設されて成る固定
スクロール（７）と公転スクロール（８）とが各ラップ
（13,14）を噛合して高圧ドーム（２）内に並設収納さ
れると共に、 該公転スクロール（８）が固定スクロール（７）の中心
より偏心して支持され、上記公転スクロール（８）を固
定スクロール（７）に対して自転することなく公転させ
るようにしたスクロール型流体装置において、 上記公転スクロール（８）の鏡板（12）と該鏡板（12）
の背面側に設けられた固定フレーム（15）との間には、 公転スクロール（８）の鏡板（12）に連結されたクラン
ク軸（10）の外側に環状に形成され且つドーム（２）内
の高圧流体により圧縮された高圧油が供給される高圧室
（42）と、 該高圧室（42）の外側に位置して絞り通路（41a）を有
するシールリング（41）が公転スクロール（８）の鏡板
（12）に設けられ、上記高圧室（42）の外側に、該高圧
室（42）に連通して環状に形成された中間圧室（43）
と、 該中間圧室（43）の外側に環状に形成され且つドーム
（２）の低圧流体が導入される低圧室（44）とが設けら
れる一方、 上記中間圧室（43）と低圧室（44）との間には、公転ス
クロール（８）のスラスト軸受面（156）が形成される
と共に、該スラスト軸受面（156）と公転スクロール
（８）の鏡板（12）背面との間にスラスト油膜が形成さ
れている ことを特徴とするスクロール型流体装置。1. A fixed scroll (7) and an orbiting scroll (8) each having an involute curved wrap (13,14) standing on the front surface of an end plate (11,12). ) Are housed side by side in the high-pressure dome (2), and the orbiting scroll (8) is eccentrically supported from the center of the fixed scroll (7) to support the orbiting scroll (8). ), The end plate (12) of the orbiting scroll (8) and the end plate (12)
Between the fixed frame (15) provided on the rear side of the crankshaft (10) connected to the end plate (12) of the orbiting scroll (8) and formed inside the dome (2) in an annular shape. The high pressure chamber (42) to which the high pressure oil compressed by the high pressure fluid is supplied, and the seal ring (41) located outside the high pressure chamber (42) and having the throttle passage (41a) include the revolution scroll (8). Provided on the end plate (12) of the intermediate pressure chamber (43) formed in an annular shape outside the high pressure chamber (42) and communicating with the high pressure chamber (42).
And a low pressure chamber (44) which is formed in an annular shape outside the intermediate pressure chamber (43) and into which the low pressure fluid of the dome (2) is introduced, while the intermediate pressure chamber (43) and the low pressure chamber ( The thrust bearing surface (156) of the orbiting scroll (8) is formed between the thrust bearing surface (156) and the end plate (12) rear surface of the orbiting scroll (8). A scroll type fluid device characterized in that an oil film is formed.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63160385A JPH0751950B2 (en) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | Scroll type fluid device |
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| JP63160385A JPH0751950B2 (en) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | Scroll type fluid device |
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| JP63160385A Expired - Lifetime JPH0751950B2 (en) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | Scroll type fluid device |
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1988
- 1988-06-28 JP JP63160385A patent/JPH0751950B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006258093A (en) * | 2005-02-18 | 2006-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Scroll expansion machine |
| US8172560B2 (en) | 2006-12-06 | 2012-05-08 | Daikin Industries, Ltd. | Fluid machinery having annular back pressure space communicating with oil passage |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH029973A (en) | 1990-01-12 |
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