JPH0765578B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

スクロール圧縮機

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JPH0765578B2
JPH0765578B2 JP63310327A JP31032788A JPH0765578B2 JP H0765578 B2 JPH0765578 B2 JP H0765578B2 JP 63310327 A JP63310327 A JP 63310327A JP 31032788 A JP31032788 A JP 31032788A JP H0765578 B2 JPH0765578 B2 JP H0765578B2
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stator
shell
scroll
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哲三 松木
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    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、モータ部に冷却に必要な最低のガスを供給
するようにした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し、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、Ｏ
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ごとく、イン
ボリュート曲線、円弧など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み合わさ
れ、固定スクロール１の中心Ｏのまわりを自転しない公
転運動を行ない、第５図（ａ）〜（ｄ）に示すごとく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。
スクロール圧縮機の名前で知られている装置の概略は以
上のとおりである。
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号公報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例を示す断面図である。
同図において、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を互いに組み合わせたとき、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９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
ームである。軸受フレーム８には窪み部8aが形成されて
いる。
また、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2cに嵌合するキー、15はシェル12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20b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の下端に開口部
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。
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。
さらに、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。
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、それぞれ圧入、焼嵌めまたはねじ止
めなどによって固定されている。
さらに、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。
このようにして組み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10とモータ・
ステータ11を下部にしてシェル12内に圧入、焼嵌めなど
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５図で説明した作動原理により圧縮が開
始する。
このとき、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との間の連通孔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
機外へ排出される。
また、潤滑油は油溜め15より破線の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を通して各軸受18〜20を給油した油はさ
らにスラスト軸受21に至り、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課題〕
従来のスクロール圧縮機は以上のように構成されている
ので、モータのエアギャップが非常に狭いため、モータ
部を通過するガスが少なく、充分なモータ冷却効果が得
られず、また、ガスが全量通過する連通孔においては、
インバータで増速する場合、ガス流速が上昇するため、
ステータ外周面とシェル内壁間において返油口から流出
した飛沫油の巻き上げが生じたり、あるいはシェル内
壁、ステータ外周面に付着した油の逆流などの現象を引
き起こし、油上りが増加するなどの問題点があった。
後者に関しては、ステータ外周面とシェル内壁間を拡げ
ることも考えられるが、シェルの外径を大きくする必要
があり、コンパクトにできないという欠点があった。
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、モータ冷却に必要なガス量をモータ周辺部に
送ることができるとともに、油上りの少ないコンパクト
なスクロール圧縮機を得ることを目的とする。
〔課題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、シェル内壁の吸入
管開口部に設けられた分流チャンバと、この分流チャン
バに吸入した作動流体のうち一部を上方の圧縮機構部と
下方のモータ・ステータおよびモータ・ロータ，モータ
・ステータの上部コイルエンドへそれぞれ導びくように
分流チャンバに形成した流出孔とを設けたものである。
〔作 用〕
この発明における分流チャンバに吸入した作動流体の一
部は上方の流出孔から上方の圧縮機構部に導びかれ、圧
縮室へ運ばれるとともに、下方の流出孔からモータ・ス
テータおよびモータ・ロータに作動流体の一部が導びか
れ、モータ下部を冷却し、さらに側方の流出孔からモー
タ・ロータとモータ・ステータの上部コイルエンドへ作
動流体の一部が導びかれ、モータ上部を冷却するように
作動流体は分流チャンバで分配され、シェル内部を流れ
るので、モータ部を通過する作動流体の量が減り、モー
タ・ステータ外周面とシェル内壁間の流速が低下するの
で、返油口から流出する油の巻き上げ量が減少する。
〔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
図はその構成を示す断面図であり、この第１図におい
て、第６図と同一部分には同一符号を付してその重複説
明を避け、第６図とは異なる部分を主体に述べる。
この第１図を第６図と比較しても明らかなように、符号
1,1a,1b,2,2a〜2c,3〜6,6a〜6c,7,7a,8〜13,15〜20,20
b,21,23,23a,24〜26,60a,61aで示す部分は第６図と同じ
である。
この第１図では、以下に述べる点が第６図とは異なり、
この第１図の実施例の特徴をなす部分である。
すなわち、14は台板26の下面、9aは軸受フレーム９の外
周部に設けられた凹部、9bは凹部9aの周辺を取り囲むよ
うに形成した外縁部である。
この外縁部9bはシェル12の内壁に圧入あるいは焼嵌めに
より密着し、シェル12の内壁と凹部9aにより分流チャン
バ29を形成している。この分流チャンバ29は吸入管16と
連通している。
さらに、この凹部9aの上下鉛直方向は外縁部9bの一部が
切り欠かれ、シェル12の内壁とにより、それぞれ作動流
体を流出する上方の流出孔30、下方の流出孔31を形成し
ている。
また、軸方向に垂直な方向には、モータ・ステータ11の
上部コイルエンドの上部と軸受フレーム９の台板部9cの
下面の間に向かう側方の流出孔32を形成している。
吸入管16は分流チャンバ29の中央付近に位置するよう
に、シェル12に取り付けられている。
第２図は軸受フレーム９の要部を斜視図で示したもので
ある。その他の部分については従来例と同じであるので
説明を省略する。
ここで、前記流出孔30〜32についてさらに詳しく説明す
る。これ等の流出孔30〜32の大きさはモータ・ステータ
11のコイル温度が均一に冷却され、圧縮機から機外へ持
ち出される油上り量が小さくなるように決定されてい
る。
第３図は上方の流出孔30から流出する冷媒ガス量の比率
に対する油上りとモータのコイル温度の平均値の関係を
実験により求めたもので、これによると、上方の流出孔
30から流出するガス比率が減少すると、コイルの平均温
度は下がるが、油上りは増加することが判る。
したがって、矢印の範囲で示すようにコイルの信頼性を
確保するためのコイル温度上限と油上り許容値から上方
の作動流体の分法ガス量の比率が35〜50％となるよう上
法の流出孔30の大きさを設定している。
また、第４図は下方の流出孔31と側方の流出孔32から流
出するガス量の比に対するコイルの温度差と平均温度の
関係を実験により求めたもので、下方の流出孔31から流
出するガス量が多過ぎても少な過ぎてもコイル温度差が
大きくなることが判る。
したがって、矢印範囲で示すように、コイルの温度バラ
ンスを保つために側方の流出孔32から流出するガスの流
量に対する下方の流出孔31から流出するガスの流量比を
0.6〜１となるようにそれぞれの大きさを設定してい
る。
次に動作について説明する。モータ・ロータ10が回転し
はじめると、吸入管16より分流チャンバ29に作動流体
（以下、冷媒ガスという）が吸入され、一部は上方の流
出孔30より流出し、シェル12内の連通孔28を上昇して固
定スクロール１に設けた吸入口３へ導びかれ、一部は下
方の流出孔31より流出し、モータ・ステータ11の外周面
とシェル12の内壁との間を鉛直下方向に流れ、モータ・
ステータ11の下部コイルエンドとモータ・ステータ11全
体を冷却した後、上昇し、連通孔28を通って固定スクロ
ール１の吸入口３に導びかれ、さらに一部は側方の流出
孔32より流出し、モータ・ステータ11の上部コイルエン
ドを冷却した後、下方の流出孔31より流出したガスと合
流し、固定スクロール１の吸入口３へ導びかれる。
モータ・ステータ11の上部コイルの冷却は下方の流出孔
31から流出した冷媒ガスだけでは不充分であるので、側
方の流出孔から流出するガスで冷却を補っている。
それぞれの流出孔30〜32の大きさは前述したようにモー
タのコイル温度が均一に冷却されるように設定している
ので、各流出孔30〜32からは適切な冷媒ガスがシェル12
内に流出される。
したがって、モータ部には冷却に必要なガスのみ送られ
るので、その絶対量が従来に比べかなり少なくなり、モ
ータ・ステータ11の外周面とシェル12の内壁間を通過す
る冷媒ガス速度が低下するので、返油孔から流出した飛
沫油の巻き上げ、あるいはモータ・ステータ11の外周
面、シェル12の内壁に付着した油の逆流現象が生じ難く
なり、油上りを低減することができる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、シェル内壁の吸入管
開口部に作動流体を上方の圧縮機構部、下方のモータ・
ステータ、モータ・ロータ部、側方のモータ・ステータ
の上部コイルエンド部に導びく分流チャンバを形成した
ので、効率良くモータを冷却するとともに、油上りを低
減させるコンパクトなスクロール圧縮機を提供できる効
果がある。
【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図は同上実施例における軸受フレームの部
分を示す要部斜視図、第３図は同上実施例における上方
の流出孔から流出する冷媒ガス量の比率に対する油上り
とモータのコイル温度の平均値の関係を示す特性図、第
４図は同上実施例における下方の流出孔と側方の流出孔
から流出するガス量の比に対するコイルの温度差と平均
温度との関係を示す特性図、第５図はスクロール圧縮機
の圧縮原理図、第６図は従来のスクロール圧縮機を示す
圧縮機の断面図である。 １……固定スクロール、２……揺動スクロール、６……
主軸、8,9……軸受フレーム、9a……凹部、10……ロー
タ、11……ステータ、12……シェル、16……吸入管、29
……分流チャンバ、30……上方の流出孔、31……下方の
流出孔、32……側方の流出孔。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】固定スクロールと揺動スクロールを互いに
    組み合わせた圧縮機構と、前記揺動スクロールを駆動す
    る主軸と、この主軸を駆動するモータ部のロータおよび
    ステータと、前記揺動スクロールを軸受を介して軸方向
    に支承し、前記主軸を半径方向に軸受を介して支承する
    軸受フレームと、前記圧縮機構部を内部上方に配設して
    前記ロータおよびステータを内部下方に配設してかつ作
    動流体を吸入する吸入管を有する密閉形のシェルと、前
    記吸入管と連通するように前記シェル内に設けられ、前
    記吸入管から吸入される作動流体を上方の前記圧縮機構
    部へ導く第１の流出孔と下方の前記ステータおよびロー
    タ部へ導く第２の流出孔と側方の中間部に導く第３の流
    出孔を有する分流チャンバとを備え、前記分流チャンバ
    内の作動流体は第１の流出孔より直接前記シェル内の連
    通経路を上昇して前記圧縮機構部へ導かれることを特徴
    とするスクロール圧縮機。
JP63310327A 1988-12-07 1988-12-07 スクロール圧縮機 Expired - Lifetime JPH0765578B2 (ja)

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KR1019890016586A KR930004198B1 (ko) 1988-12-07 1989-11-16 스크롤 압축기
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