JPH10159761A - スクロール型コンプレッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バランスウェートカバーと駆動軸との間のシ
ール性を向上させる。 【解決手段】 バランスウェートカバーの貫通口の周縁
と対峙する部分に形成された環状溝に、遠心方向に拡径
可能なリング状のシール部材を嵌合させたことによっ
て、該シール部材が駆動軸の回転に伴う遠心力によって
径方向外方へ広がってバランスウェートカバーとの間を
シールすると共に、オイル溜側の圧力がバランスウェー
トカバー内側の圧力よりも高い場合には、この圧力によ
ってシール部材が環状溝の内側壁側へ押圧されるために
駆動軸との間がシールされ、これによってバランスウェ
ートと駆動軸の間を有効にシールすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、密閉ケースの上
部の高圧空間内にオイル溜が形成され、駆動軸に固着さ
れるバランスウェートの回動範囲に囲設されるバランス
ウェートカバーによって、バランスウェートカバーの内
部とオイル溜とを隔絶するようにしたスクロール型コン
プレッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスクロール型コンプレッサとし
て、例えば特開平８−１８９４８１号公報に開示される
ものは、密閉ケースと、この密閉ケースの上方に形成さ
れ、吐出口と連通する高圧空間と、この高圧空間に配さ
れた駆動手段、例えば、ブラシレスモータと、このブラ
シレスモータのロータに固着される駆動軸と、この駆動
軸を回動自在の保持するブロックと、この駆動軸の下端
端部から軸方向下方へ偏心して突出する偏心軸と、この
偏心軸に装着されると共に、自転を防止されて旋回する
旋回スクロール部材と、この旋回スクロール部材に噛合
して圧縮室を形成すると共に前記ブロックに固定される
固定スクロール部材とによって構成されている。

【０００３】さらに、前記高圧空間の下方であってブロ
ックの上面にはオイル溜が形成されており、さらに、前
記バランスウェートの回動空間に囲設されるバランスウ
ェートカバーが取付られる。このバランスウェートカバ
ーは、オイル溜と回動空間とを隔絶して前記オイル溜の
オイルがバランスウェートの回動空間に入り込まないよ
うにするために設けられるものである。また、このバラ
ンスウェートカバーの脚部には、前記圧縮室と連通する
吐出通路が形成され、前記圧縮室で圧縮された気体は、
このバランスウェートカバー内部の回動空間を介して前
記高圧空間に至るものである。また、前記バランスウェ
ートカバーと、このバランスウェートカバーの底部を貫
通する駆動軸との間には、駆動軸の回動を円滑にするよ
うに所定のクリアランスが形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ス
クロール型コンプレッサにおいては、バランスウェート
の回転による吸引作用や、オイル溜に溜まるオイルの自
重によって、バランスウェートカバーの内部とオイル溜
との間の圧力差が生じた場合、前記クリアランスからバ
ランスウェートカバー内にオイルが流れ込むという不具
合が生じることがある。

【０００５】このために、この発明の目的は、バランス
ウェートカバーと駆動軸との間のシール性を向上させた
スクロール型コンプレッサを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】したがって、この発明
は、密閉ケースと、この密閉ケースの上方に位置する高
圧空間内に配された駆動手段と、この駆動手段による回
転力を伝達すると共にバランスウェートが固着される駆
動軸と、該駆動軸を回動自在に保持すると共に前記密閉
ケースに固定されるブロックと、前記駆動軸の下端から
該駆動軸に偏心して突出する偏心軸と、この偏心軸に装
着され、自転が防止されて旋回する偏心スクロール部材
と、該偏心スクロール部材に噛合して圧縮室を形成する
と共に、前記ブロックに固定される固定スクロール部材
とを具備し、さらに、前記高圧空間の下方の前記ブロッ
ク上面にオイル溜を有すると共に、前記駆動軸のバラン
スウェートの回動範囲を該オイル溜から隔絶するバラン
スウェートカバーを有し、前記旋回スクロール部材の旋
回に伴って前記圧縮室で圧縮された気体が該バランスウ
ェートカバーの内方を通過して高圧空間に至るスクロー
ル型コンプレッサにおいて、前記バランスウェートカバ
ーに形成された前記駆動軸の貫通口の周縁と対峙する駆
動軸の周囲に環状溝を形成すると共に、該環状溝に、遠
心方向に拡径可能なリング状のシール部材を嵌合させる
こと（請求項１）にある。

【０００７】このために、この発明によれば、バランス
ウェートカバーの貫通口の周縁と対峙する部分に形成さ
れた環状溝に、遠心方向に拡径可能なリング状のシール
部材を嵌合させたことによって、該シール部材が駆動軸
の回転に伴う遠心力によって径方向外方へ広がってバラ
ンスウェートカバーとの間をシールすると共に、オイル
溜側の圧力がバランスウェートカバー内側の圧力よりも
高い場合には、この圧力によってシール部材が環状溝の
内側壁側へ押圧されるために駆動軸との間がシールさ
れ、これによってバランスウェートと駆動軸の間を有効
にシールすることができるために、上記課題を達成でき
るものである。

【０００８】また、この発明は、前記シール部材を、外
周側面の幅が内周側面の幅よりも広くなるように軸方向
両側面が傾斜すること（請求項２）にある。これによっ
て、オイル溜のオイルによってシール部材の側面に係る
押圧力を、バランスウェートカバー側及び駆動軸との接
触側へ分力することができるので、上記シール力を更に
高めることができる。尚、この場合、シール部材の断面
は、径方向に平行な辺を有する略等脚台形形状と成って
いるが、シール部材の径方向中央側へ円弧状に突出する
半円弧でもよく、また径方向中央側に頂点を有する三角
形形状、或いは多角形状でもよいものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面により説明する。

【００１０】図１において、本発明が実施されるスクロ
ール型コンプレッサの一例を示し、以下のこのスクロー
ル型コンプレッサ１について説明する。

【００１１】このスクロール型コンプレッサ１は、冷媒
吸入パイプ２が形成された円筒形状のケース３と、この
ケース３の上端を閉塞する上蓋部４と、前記ケース３の
下端を閉塞する底蓋部５とによって形成された密閉ケー
ス６を有し、前記上蓋部４には冷媒吐出パイプ及び駆動
手段としての電動機８に電力を供給するために電源端子
９が設けられている。

【００１２】駆動手段としての電動機８は、通常ブラシ
レスモータであり、回転力を伝達する駆動軸１０と、こ
の駆動軸１０に固着され、その周囲に交互に永久磁石が
配されたロータ１１と、このロータ１１と対面する位置
に配され、その周囲にコイル１２が巻回されたステータ
１３とによって構成される。そして、前記ステータ１３
に回転磁界を発生させるように前記コイル１２に電力を
供給し、前記ロータ１１を回転させるようになっている
ものである。

【００１３】前記駆動軸１０の上端側は、前記密閉ケー
ス６のケース３に固着される支持プレート１４にベアリ
ング１５を介して回転自在に支持され、前記駆動軸１０
の下端側はブロック１６の中央を貫通する貫通孔１７に
設けられたメイン軸受１８によって回転自在に支持され
るものである。また、前記駆動軸１０の下端面からは旋
回軸１９が偏心して突出し、さらに駆動軸下端面の周縁
部分は、シールリング３３を介してブロック１６に支持
されている。

【００１４】また、前記駆動軸１０のロータの下方近傍
には、前記旋回軸１９との回転バランスをとるためのバ
ランスウェート２１が取付られ、またブロック１６の上
端にはこのバランスウェート２１を取り囲むようにバラ
ンスウェートカバー２２が設けられている。

【００１５】このバランスウェートカバー２２は、脚部
２３と周壁部２４によって構成され、さらに前記駆動軸
１０が貫通する貫通口２２ａが周壁部２４の底部２４ａ
に形成される。また、前記周壁部２４によってバランス
ウェート２１の旋回空間２５が画成され、さらに脚部２
３には、一端が前記周壁部２４の底部２４ａに開口する
冷媒通路２６が形成されている。また、このバランスウ
ェートカバー２２は、オイル溜２７に収容された潤滑油
がバランスウェート２１の回転を阻害しないように設け
られたもので、前記旋回空間２５とオイル溜２７とを隔
絶しているものである。

【００１６】さらに、前記駆動軸１０のメイン軸受１７
との当接摺動側面２８には、螺旋状に立ち上がるスパイ
ラル溝２９が少なくとも一つ（図面においては２本）形
成される。また、駆動軸１０の下端側面から前記旋回軸
１９の下端面にかけてオイル導引孔３０が貫通形成され
ている。

【００１７】ブロック１６は、中央に前記貫通孔１８が
形成され、さらに、旋回スクロール部材４０に形成の旋
回軸受４１が旋回可能な旋回空間３１が前記貫通孔１８
から連設されている。また、ブロック１６の上面には、
オイル溜２７と前記貫通孔１８の下端部分とを連通する
オイル供給孔３２が放射状に形成され、前記貫通孔１８
の下端部分は、駆動軸１０の下端面、シールリング３
３、及びブロック１６によってオイル空間３４が画成さ
れる。尚、オイル供給孔３２にはフィルタ３５が配され
ている。

【００１８】旋回スクロール部材４０の軸方向の一方の
側面（上側面）には、前記旋回軸１９が旋回自在に挿入
される旋回軸受４１が延設され、この旋回軸受４１に前
記旋回軸１９が挿入されることにより、前記旋回軸受４
１内に軸受空間４２が画成される。また、前記旋回スク
ロール部材３０の下側面には、渦巻き状の溝を形成する
旋回スクロール４３が下方へ突出する。この旋回スクロ
ール４３は、前記ブロック１６に固定される固定スクロ
ール部材５０から上方へ突出する渦巻き状の溝を形成す
る固定スクロール５３と噛合して圧縮室５５を形成す
る。

【００１９】また、固定スクロール部材５０には、側部
に前記冷媒吸入パイプ２と連通する吸入空間５１が形成
され、前記圧縮室５５の最外周側端部がこの吸入空間５
１に開口する。また前記圧縮室５５の中央側端部は、前
記固定スクロール部材５０の中央に軸方向に貫通して形
成された吐出孔５２と連通するものである。これによっ
て、前記旋回スクロール部材４０が前記固定スクロール
部材５０に対して旋回運動を行うことによって、前記圧
縮室５５は最外周端部の吸入側から中央側端部の吐出側
にかけて順次容積を減少させて圧縮作用を行うと同時
に、吸入側の容積を増大させて吸入作用を行うものであ
る。尚、旋回スクロール部材４０は、旋回スクロール部
材４０とブロック１６との間に配されたオルダムリング
３８によってその自転が防止され、前記固定スクロール
部材５０に対して自転をしない旋回運動を行うものであ
る。

【００２０】そして、前記圧縮室５５において圧縮され
た冷媒は、吐出孔５２から吐出側空間５６に吐出され、
冷媒通路５７から冷媒通路２６、さらに前記旋回空間２
５を経て高圧空間３９に至り、吐出パイプ７から次ぎな
る工程に送りだされるものである。

【００２１】また、前記吐出孔５２には、逆止弁６０が
挿着される弁挿着空間５４が形成され、この弁挿着空間
５４の周縁には逆止弁保持部９２が挿着される。これに
よって、吐出側空間５６から冷媒が逆流した場合、この
弁挿着空間５４に挿着された逆止弁６０が、前記吐出孔
５２を塞ぐことによって、吐出側空間５６からの冷媒の
逆流を防止するようになっているものである。

【００２２】さらに、前記固定スクロール部材５０に
は、前記圧縮室５５と前記吐出側空間５６とを連通する
バイパス孔５８が形成され、リリーフ弁７０によって開
閉されるものである。これによって、液圧縮等によって
圧縮室５５の圧力が所定以上になった場合、リリーフ弁
７１がバイパス孔５８を開放し、圧縮室５５内の圧力を
吐出側空間５６に逃がすようになっている。

【００２３】以上の構成のスクロール型コンプレッサ１
において、前記バランスウェートカバー２２の貫通口２
２ａの周縁に対峙する駆動軸１０の周面には、この周面
から所定の幅で前記貫通口２２ａ側へ突出する環状の突
出部１０ａが形成され、さらにこの突出部１０ａには、
周面に沿って環状の溝部１０ｂが形成される（図３参
照）。

【００２４】さらに、この環状の溝部１０ｂには、図２
に示される環状のシール部材８０が嵌合される。この環
状のシール部材８０は、テフロン系の材料から成形され
たもので、一部に装着用の切れ目８０ｅが形成される。
この実施の形態においてこの切れ目８０ｅは斜めに形成
されている。また、このシール部材８０の径方向の幅
は、前記貫通口２２ａの内周面と前記駆動軸１０の突出
部１０ａとの間の隙間よりも大きい幅に形成され、シー
ル部材８０が拡径し、前記シール部材８０の外周側面８
０ｂが前記貫通孔２２ａの内周側面に当接した場合でも
前記溝部１０ｂの上側面１０ｃと前記貫通孔２２ａとの
間シールすることができるものである。尚、前記溝部１
０ｂの側面部１０ｃ及び１０ｄは、前記シール部材８０
の側面８０ｃ，８０ｄが当接可能なように同様の形状に
形成されているものである。

【００２５】また、この実施の形態において、シール部
材８０は、外周側面８０ｂの軸方向の幅が、内周側面８
０ａの軸方向の幅よりも広くなるように傾斜した軸方向
両側面８０ｃ，８０ｄを有する断面が等脚台形となるよ
うな形状に形成されているものである。

【００２６】これによって、前記電動機８が稼働し、駆
動軸１０が回転すると、旋回スクロール部材４０が固定
スクロール部材５０に対して自転をしない旋回運動を行
ない、これによって旋回スクロール部材４０及び固定ス
クロール部材５０によって画成される圧縮室５５は外側
から内側にかけて漸次その容積を減少させる圧縮運動を
繰り返すものである。この圧縮運動において、吸入空間
５１から冷媒を吸引し、前記圧縮室５５にて圧縮した
後、吐出口５２から高圧となった冷媒を吐出するもので
ある。この冷媒は、吐出空間５６から冷媒通路５７，２
６を通過してバランスウェート２１の回動空間２５から
高圧空間３９を通過し、吐出口７から吐出されるもので
ある。

【００２７】また、オイル溜２７に滞留するオイルは、
オイル供給孔３２から、オイル空間３４に至り、スパイ
ラル溝２９を上昇してオイル溜２７に回帰するルート
と、オイル導引孔３０から、偏心軸受１９、ブロック１
６と旋回スクロール部材４０との当接摺動面、さらにオ
ルダムリング３８の各部を潤滑しながら吸入空間５１に
至り、冷媒と共に圧縮室内５５に吸引され、旋回スクロ
ール部材４０及び固定スクロール部材５０の当接摺動部
分の潤滑とシールを行ない、冷媒と共に吐出空間５６か
ら冷媒通路５７，２６を通過してバランスウェート２１
の回動空間２５及び高圧空間３９に至り、バランスウェ
ート２１及びロータ１１によって攪拌されると共に、バ
ランスウェートカバー２２の周壁部２４や密閉ケース６
の内壁に衝突して、冷媒と分離され、オイル溜２７に回
帰するルートの２つのルートを循環するものである。

【００２８】以上の構成のスクロール型コンプレッサに
おいて、通常、バランスウェートカバー２２内の旋回空
間２５の圧力と、オイル溜２７の圧力とは冷媒の吐出圧
力がかかるために略同一であるが、バランスウェート２
１の回転による吸引作用や、オイル溜２７に収容される
オイルの自重による圧力によって圧力差が生じることが
あり、この圧力差によって、バランスウェートカバー２
２の底面部２４ａに形成された貫通口２２ａと、駆動軸
１０に形成された突出部１０ａとの間のクリアランスか
らオイル溜２７に収容されたオイルが前記旋回空間２５
内に流れ出ようとする場合がある。

【００２９】この流れでようとするオイルを阻止するた
めに、前述したように、前記駆動軸１０の吐出部１０ａ
に、前記溝部１０ｂを形成し、この溝部１０ｂに環状の
シール部材８０を装着するものである。これによって、
駆動軸１０が回転した場合、前記シール部材８０も前記
駆動軸１０の回転に追随して回転し、その回転による遠
心力ｆ₁ によって拡径し、前記シール部材８０が前記貫
通口２２ａの周縁側面に当接することとなる。またオイ
ル溜２７側の圧力が上述した理由によって高くなった場
合には、軸方向下方からオイルの押圧力が働くために、
シール部材８０が上方へ付勢されることから、前記溝部
１０ｂの側面１０ｃにシール部材８０の上側側面８０ｃ
が当接するようになるため、前記貫通口２２ａと駆動軸
１０の突出部１０ａの間をシールすることができるもの
である。

【００３０】尚、シール部材８０は、遠心力によって拡
径した場合、切れ目８０ｅの開きは拡径前に比べて大き
くなるが、前記切れ目８０ｅを回転方向に対して下方に
ポンプ作用が働くように傾斜させることによって、オイ
ルの漏れを防止することができるものである。また、切
れ目８０ｅを縦に形成した場合においても、オイルの粘
性、シール部材８０が回転している点等からオイルの漏
れはほとんど無視できる程度であることが実験により明
らかである。

【００３１】さらに、この環状のシール部材８０を、図
３及び図４に示すように、断面が内周側面の幅から外周
側面の幅にかけて漸次幅が広くなるいわゆる等脚台形形
状に形成してもよいものである。

【００３２】これによって、このシール部材８０には、
図４に示すように、上記記載の駆動軸１０の回転よる遠
心力による力ｆ₁ 、前記クリアランスから吐出しようと
するオイルＦによって内周側面８０ａにかかる力ｆ
₂ に、さらに前記クリアランスから吐出しようとするオ
イルＦによって傾斜する下側側面８０ｄにかかる力ｆ₃
の分力ｆ₃₁、ｆ₃₂が働くことによって、径方向外方へ付
勢される力としてｆ₁ 、ｆ₂ 及びｆ₃₂の合成された力が
働き、軸方向上方ヘはｆ₃₁で示される力が働く。尚、ｆ
₄ は、拡径したシール部材８０の復元力を示すもので、
この復元力ｆ₄ は、駆動軸１０の回転時には前記遠心方
向にかかる力よりも小さいものであり、駆動軸１０の回
転が停止した場合には、前記溝部１０ｂ内に収容された
状態となるものである。

【００３３】したがって、前述した力の合成によって、
前記シール部材８０は、径方向外方に拡径されると共に
軸方向上方へ移動するように付勢される。これによっ
て、シール部材８０の外周側面８０ｂは前記貫通口２２
ａの内周側面と当接し、シール部材８０の上側側面８０
ｃは前記溝部１０ｂの上側の傾斜側面１０ｃにその一部
が当接するために、貫通口２２及び駆動軸１０の突出部
１０ａとの間をシールすることができるものである。

【００３４】尚、前記シール部材８０は、オイルの粘性
等により駆動軸１０の回転に追随する形で回転するもの
で、この回転により所定の遠心力ｆ₁ を得ることができ
るものである。また、この実施の形態において、シール
部材８０の断面形状を等脚台形形状としたが、内周側面
から外周側面に向かって漸次幅が広くなるような形状で
あり、前記オイルによる圧力による力が遠心方向及び軸
方向に分力される形状であればよいものであり、例え
ば、半円形状、三角形状、多角形状であってもよいもの
である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、バランスウェートの回動空間に囲設されたバランス
ウェートカバーと駆動軸との間の隙間（クリアランス）
に、駆動軸の回転時に拡径するシール部材を設け、この
シール部材が駆動軸の回転時の遠心力及びバランスウェ
ート内外に生じた圧力差によって前記クリアランスをシ
ールするようにしたことから、オイルがバランスウェー
トカバー内部に流入して冷媒と共に吐出口から外部に吐
出したり、バランスウェートの回転を阻害したりするこ
とを防止できるので、オイル溜のオイル量を確保するこ
とができる、バランスウェートの回転の阻害を防止する
ことができる、さらにシール部材に強い荷重がかからな
いために小さい摩擦でシールを行なうことができるので
電力損失を抑制することができる、等の効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスクロール型コンプレッサの概略
断面図である。

【図２】本発明に係るシール部材の斜視図である。

【図３】本発明に係るスクロール型コンプレッサの一部
拡大概略断面図である。

【図４】シール部材に係る力の様子を示した説明図であ
る。

【符号の説明】

１ スクロール型コンプレッサ ８ 電動機 １１ ロータ １０ 駆動軸 １０ａ 突出部 １０ｂ 溝部 １６ ブロック ２１ バランスウェート ２２ バランスウェートカバー ２５ 旋回空間 ２７ オイル溜 ３２ 偏心軸 ３９ 高圧空間 ４０ 旋回スクロール部材 ５０ 固定スクロール部材 ５５ 圧縮室 ８０ シール部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉ケースと、この密閉ケースの上方に
   位置する高圧空間内に配された駆動手段と、この駆動手
   段による回転力を伝達すると共にバランスウェートが固
   着される駆動軸と、該駆動軸を回動自在に保持すると共
   に前記密閉ケースに固定されるブロックと、前記駆動軸
   の下端から該駆動軸に偏心して突出する偏心軸と、この
   偏心軸に装着され、自転が防止されて旋回する偏心スク
   ロール部材と、該偏心スクロール部材に噛合して圧縮室
   を形成すると共に、前記ブロックに固定される固定スク
   ロール部材とを具備し、さらに、前記高圧空間の下方の
   前記ブロック上面にオイル溜を有すると共に、前記駆動
   軸のバランスウェートの回動範囲を該オイル溜から隔絶
   するバランスウェートカバーを有し、前記旋回スクロー
   ル部材の旋回に伴って前記圧縮室で圧縮された気体が該
   バランスウェートカバーの内方を通過して高圧空間に至
   るスクロール型コンプレッサにおいて、 前記バランスウェートカバーに形成された前記駆動軸の
   貫通口の周縁と対峙する駆動軸の周囲に環状溝を形成す
   ると共に、該環状溝に、遠心方向に拡径可能なリング状
   のシール部材を嵌合させることを特徴とするスクロール
   型コンプレッサ。
2. 【請求項２】 前記シール部材は、外周側面の幅が内周
   側面の幅よりも広くなるように軸方向両側面が傾斜する
   ことを特徴とする請求項１記載のスクロール型コンプレ
   ッサ。