JPS63131889A - スクロ−ル気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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気体圧縮機に関するものである。

従来の技術 低振動、低騒音特性を備えたスクロール圧縮機は、吸入
室が外周部にあり、吐出ポートが渦巻の中心部に設けら
れ、圧縮流体の流れが一方向のため高速回転運転時の流
体抵抗が小さくて圧縮効率の高いことが一般によく知ら
れている。

また、この種の高圧ガス密閉シェル構造の冷媒圧縮機と
しては、第３図に示す構成も考えられ、背圧室の適切な
圧力設定により軸方向のスラスト力を軽減しなから各摺
動部の潤滑が次のように構成されていた。

すなわち第３図においては、旋回スクロール１０５は円
盤１０８の背面の旋回軸受部１１０に駆動軸１０４のク
ランク軸１０９が挿入され、旋回スクロール１０５の自
転を防止する旋回機構１１１を有し、旋回スクロール１
０５の背面はフレーム１０７により独立した空間１１２
を形成し、この空間１１２は圧縮時に作用する旋回スク
ロール１０５の軸方向過電を軽減するために円盤１０８
に設けた均圧穴１１３により圧縮途中の圧縮室と連通し
て吸入圧力より高く吐出圧力よりも低い中間圧力に設定
されており、旋回軸受部１１０やラジアル軸受１２０．
１２１への給油が駆動軸１０４の軸内に貫通して設けた
偏心穴１２６を通して吐出圧力と同圧力の密閉シェル内
下部の油溜の潤滑油を中間圧力状態の空間１１２へ差圧
を利用して流入させる過程で行われ本質的には別々の給
油経路を通してなされ、さらに鏡板摺動面１０２への給
油に別の給油経路を必要とする構成であった。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の第３図のような高圧空間内の油溜か
ら中間圧力状態の空間１１２への潤滑油の流入が旋回軸
受部１１０とラジアル軸受１２０の両方からなされる給
油通路や鏡板摺動面１０２への別の給油通路を必要とす
る構成では、各軸受部や摺動面への給油をそれぞれ一定
量以上確保する必要から空間１１２や吸入室１２０への
流入潤滑量が多くなり、この潤滑油は最終的には均圧穴
１１３などを通して圧縮室に流入して圧縮効率の低下を
招くという問題があった。

また、長時間（少なくとも１〜２日）に渡り圧縮機を停
止後に再び起動する場合には、油溜に滞留した冷媒液が
比重の軽い潤滑油の下にあるために先ず最初に冷媒液が
軸受部に供給され、その次に潤滑油が供給される。この
ため、特に大通電が作用する旋回軸受部１１０などは潤
滑油不足のために焼き付きを生じるという問題があった
。

そこで、本発明は給油通路を一本化して総給油量を減ら
すとともに各摺動部への実質給油量を増加させ、さらに
旋回軸受部への初期給油を冷媒液などの圧縮流体液の混
じらない潤滑油を確実に供給させることにより摺動摩擦
抵抗が少なく高効率で耐久性に優れたスクロール気体圧
縮機を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題を解決するために本発明のスクロール気体圧縮
機は、潤滑油供給元と背圧室とは駆動軸を支承する軸受
部を介して連通し、背圧室と圧縮部の吸入室またはこれ
に通じる吸入側との間の連通には駆動軸の偏心軸または
偏心軸受部の隙間と偏心軸などに設は駆動軸の回転に伴
い遠心ポンプ作用の生じる方向に設けられた螺線状の油
溝を経由する絞り通路を介するものである。

作　　用 本発明は上記構成によって、潤滑油供給元と背圧室との
差圧などによって供給される潤滑油は駆動軸を支承する
軸受部を通り軸受面を潤滑しながら背圧室に流入し背圧
室内の摺動面（例えば自転阻止機構部の摺動面など）を
潤滑の後、旋回スクロールに旋回運動を与える駆動軸部
のポンプ作用油溝を通って順次潤滑しながら絞り通路で
減圧され、吸入室またはこれに通じる吸入側に流入する
給油通路構成で同一の潤滑油によって各部への潤滑がで
き、各部への給油量を増やしながら全体の給油量を少な
くして圧縮室への油流入による圧縮効率の低下を少なく
でき、また圧縮機停止後の背圧室には停止直後の差圧に
より油溜から流入した潤滑油が充満しており圧縮機再起
動直後の差圧がなくとも大通電の作用する偏心軸受部に
螺線状油溝のポンプ作用で背圧室の潤滑油が給油され軸
受部の起動初期摩耗を少なくして耐久性に優れ効率の高
いスクロール気体圧縮機を提供できるものである。

実施例 以下本発明の一実施例のスクロール冷媒圧縮機について
、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例におけるスクロール冷媒圧縮
機の縦断面図を示すものである。

第１図において、１は密閉シェル、２は密閉シェル１に
圧入固定された本体フレーム、３．４は本体フレーム２
の中心に設けられた軸受である。

駆動軸５は軸受３．４に支承され、下端が開口した偏心
油入６と軸受４に連通した横曲穴７を設けている。さら
にその上端には表面にネジポンプ機能を有する極細の螺
線状油溝８を有した偏心軸９が設けられ、下端は密閉シ
ェル１の底部の油溜１０にまで伸びて没入している。モ
ータ１１の回転子１２は駆動軸５に、固定子１ａは密閉
シェル１に圧入固定されている。

偏心軸９に連結し、その中心に軸受穴１４を備えた旋回
スクロール１６のラップ支持円盤１７は、その上面に直
立した旋回スクロー／？ラップ１８が一体的に形成され
、軸受１４から外周にまで貫通した放射状油水１９と、
放射状油水１９の途中から斜め外側方向に環状の吸入室
２０に連通した極細の絞り通路２１と渦巻き中心対して
その反対側の位置で吸入室２０に直接連通しない絞り通
路２１１とが各々設けられ、その下面は本体フレーム２
の上端開口穴に突出したスラスト軸受座２３に支承され
ている。旋回スクロールラップ１８は、その平面形状が
渦巻き状をなし、その縦断面は矩形をなして隣り合う旋
回スクロールラップ１８は平行関係にある。

自転阻止用のオルダムリング２４は、平らなリングの両
面に互いに直交する平行キー形状のキ一部を備えたもの
で、ラップ支持円盤１７とスラスト軸受座２３との間に
設けられている。このオルダムリング２４の上面側のキ
一部はラップ支持円盤１７の背面に設けられたキー溝（
図示せず）に、下面側のキ一部はスラスト軸受座２３に
設けられたキー溝（図示せず）に填め込まれており、駆
動軸５の回転によってラップ支持円盤１７は駆動軸５の
軸心の周りに円運動をし、旋回スクロールラップ１８は
旋回運動をする。また、本体フレーム２の上端面には上
端開口穴を塞いでラップ支持円盤１７の背圧室２５とし
た固定スクロール２６の鏡板２７がスラスト軸受座２３
と共に旋回スクロール１６をシール機能が保持できる程
度の微小隙間で挟むように取り付けられ、本体フレーム
２、ラップ支持円盤１７、スラスト軸受座２３とで形成
された給油空間２８は放射状油水１９、軸受穴１４、螺
線状油入８を介して背圧室２５に連通している。

鏡板２７の円盤側摺動面３２には連続または不連続な環
状油溝３３が設けられ、ラップ支持円盤１７が一定の旋
回運動範囲にある時のみ絞り通路２１が環状油溝３３の
内側の吸入室２０に連通し絞り通路２１ｍが環状油溝３
３に連通するように配置され、吸入室２０の内側には旋
回スクロールラップ１８に平行で同形状寸法の固定スク
ロールラップ３４の渦巻き中心部には密閉シェル１の内
側を吐室空間とした吐室ポート３６が設けられている。

また、環状の吸入室２０には側方より密閉シェル１を貫
通した吸入管３７が接続され、密閉シェル１の側面には
モータ１１の上部コイルエンド側空間３８に開口した吐
出管３９が接続されている。

密閉シェル１に圧入固定された本体フレーム２の外側面
には切り欠き溝４０が設けられ、この切り欠き溝４０が
密閉シェル１内の鏡板２７の側の吐出空間３５とモータ
１１の側とを連通している。

以上のように構成されたスクロール冷媒圧縮機について
、以下その動作を説明する一 モータ１１によってその回転子１２に固定された駆動軸
５が回転駆動されると旋回スクロール１６が旋回運動を
し、吸入管３７を通して冷媒ガスが吸入室２０に吸入さ
れ、この冷媒ガスは旋回スクロールラップ１８と固定ス
クロールラップ３４の間に形成された圧縮室内に閉じ込
められ、旋回スクロールラップ１８の旋回運動に伴って
圧縮され吐出ポートより吐出空間３５へ吐出され、冷媒
ガス中に含まれる潤滑油の一部はその自重などによって
冷媒ガスから分離して密閉シェル１と本体フレーム２と
の間の切り欠き溝４０などを経て底部の油溜１０に収集
され、残りの潤滑油は吐出冷媒ガスと共に吐出管３９を
経て外部の冷凍サイクルへ搬出される。

一方、固定スクロール２６の鏡板２７と本体フレーム２
とによって吐出空間３５から隔離されて形成された背圧
室２５を経由する高圧側の油溜１０から低圧側の吸入室
２０までの差圧給油は次のようにして行われる。

すなわち、圧縮機の起動後、吐出冷媒ガスで充満された
密閉シェル１の底部の油溜１０の潤滑油は駆動軸５に設
けられた偏心油入６、横曲穴７と駆動軸５を支承する軸
受３．４と駆動軸５との間の微小隙間を通過することに
よって漸次減圧給油され吸入圧力との中間圧力の状態で
背圧室２５に給油される。さらに潤滑油は、偏心軸部９
の表面に設けられ駆動軸５の回転により遠心ポンプ機能
を備えた極細の螺線状油溝８の給油作用を受けながら偏
心軸部９と旋回スクロール１６の偏心軸受部１５との間
の微小隙間を通り漸次減圧給油された後、旋回スクロー
ル１６に設けられた軸受穴１４、放射状油入１９、絞り
通路２１を経て漸次減圧されながら吸入室２ｏに間欠的
に流入する一方、絞り通路２１．２１−を通して環状油
溝３３にも間欠的に流入する。また、放射状油溝１９を
通過中の潤滑油は旋回スクロール１６が旋回運動をする
ことにより生じる遠心力作用で潤滑油中の冷媒ガスを分
離しながら給油空間２８にも給油された鏡板２７とラッ
プ支持円盤１７との間の摺動たり吸入室２０に流入する
過程でその摺動面を潤滑する。

この差圧給油方式によれば、ラップ支持円盤１７の背面
の背圧室２５の圧力を給油通路の通路抵抗調整によって
吐出圧力に近い状態から吸入圧力に近い状態にまで自由
に設定できるので、ラップ支持円盤１７の背面に作用す
る潤滑油過電と圧縮室内のガス圧送室との差のスラスト
力を自由に調整でき、それによってラップ支持円盤１７
を鏡板２７の側へ押し付けることも、また、鏡板２７か
ら離してスラスト軸受座２３の側に押し付けることも出
来る。

本実施例では定常運転時など潤滑油の粘性が低い場合の
ラップ支持円盤１７は鏡板２１の側ヘスラストカが作用
するように、また、冷時起動直後などのように低温の未
蒸発冷媒液が吸入室２０に流入し潤滑油の粘性が高い場
合のラップ支持円盤１７はスラスト軸受座２３の側へス
ラスト力が作用して鏡板２７とラップ支持円盤との間の
摺動面の間の隙間を広げるべく調整するなど潤滑油の粘
性に応じた摺動面の通路抵抗調整を行って背圧室２５か
ら吸入室２０に流入する偏心軸受部１５の通過油量の調
整機能を備えている。

また、圧縮機停止後は背圧室２５と油溜１０または偏心
油入６などとの間の差圧が無くなるまで潤滑油が背圧室
２５に供給され保持されて、圧縮機再起動時の背圧室２
５は潤滑油でほぼ充満されており、この潤滑油によって
再起動直後しばらくの間（密閉シェル１内の圧力がある
程度上昇し、停止中に油溜１０に溜まった冷媒液が蒸発
するまで）は背圧室２５より下流の各摺動部へ螺線状油
溝８の遠心ポンプ作用と差圧により給油される。

また、第２図は本発明の他の実施例で、偏心軸９に設け
られた螺線状油溝８−の一部が極細に設けられ、圧縮機
再起動時の初期給油のより円滑化を図っている。

本実施例では螺線状油溝８を偏心軸９の表面に設けたが
、偏心軸受部１５の内周面に設けても同様な遠心ポンプ
作用による給油ができる。また、本実施例では旋回スク
ロール１６の軸受穴１４に駆動軸６の偏心軸部９を挿入
したクランク機構を示したが、駆動軸の上端部に偏心穴
を設は旋回スクロールに軸部を設けたクランク機構でも
良い。

以上のように上記実施例によれば油溜１０から軸受ａ、
４に給油された潤滑油をプールする背圧室２５と吸入室
２０またはこれに通じる吸入側との間の連通には偏心軸
９にかん合する偏心軸受部１５の隙間と偏心軸９の表面
に設けられた螺線状の油溝８を経由する絞り通路で形成
され螺線状の油溝８の巻き方向を駆動軸１５の回転によ
る遠心ポンプ作用を生じる方向と一致させることにより
、圧縮機停止直後の差圧によって油溜１０から背圧室２
５に流入し保持された潤滑油を密閉シェル１内の圧力が
低く差圧の少ない圧縮機再起動直後から・偏心・軸９・
の表面に設けられた螺線状油溝８の遠心ポンプ作用で給
油し、偏心軸受部１５から下流の各摺動部を潤滑して冷
時圧縮機再起動直後などに生じ易い冷媒液混入潤滑油（
圧縮機が停止中に冷凍サイクル配管系から流入して油溜
１０で液化した冷媒が圧縮機起動初期に潤滑油に混入し
て摺動部に差圧供給される）の摺動部流入を防ぎ、その
摩擦と摩耗を少なくして耐久性を高めるとともに、油溜
１０から吸入室２０までの給油通路が一つのため各摺動
部への給油を平均化して総給油量を減らして吸入室２０
への過大な潤滑油流入による圧縮効率低下を防ぐことが
出来る。

また、上記実施例によれば偏心軸９の表面に設けられた
螺線状の油溝の全域または一部を極細通路とすることに
より、圧縮機停止直後の背圧室２５から吸入室２０への
潤滑油差圧流入を少なくして再起動時の油圧縮と背圧室
２５内の潤滑油不足を防止して更に耐久性を高めること
が出来る。

なお、上記実施例では冷媒圧縮機について説明したが、
酸素、窒素、ヘリュームなど他の気体を圧縮する気体圧
縮機についても同様の作用・効果が期待できる。

発明の効果 以上のように本発明は、潤滑油供給元と背圧室とは駆動
軸を支承する軸受部を介して連通し、背圧室と圧縮部の
吸入室またはこれに通じる吸入側との間の連通には駆動
軸の偏心軸または偏心軸受部に嵌合する軸受の隙間と偏
心軸または偏心軸受部に設けられた螺線状の油溝を経由
する絞り通路で形成され、螺線状の油溝の巻き方向を駆
動軸の回転による遠心ポンプ作用を生じる方向と一致さ
せることにより、圧縮機再起動直後などのような潤滑油
供給元と背圧室との間の差圧が低い場合や極低温時の潤
滑油粘性の非常に高い場合など背圧室への潤滑油供給を
期待できない時でも圧縮機停止直後の差圧によって潤滑
油供給元から背圧室に流入し保持された潤滑油を圧縮機
再起動直後から偏心軸または偏心軸受部に設けられた螺
線状の油溝の遠心ポンプ作用で給油し、偏心軸から下流
の各摺動部を潤滑するので冷時圧縮機再起動直後などに
生じ易い被圧縮気体混入（気体または液体状態）潤滑油
（潤滑油特性が劣化している）の摺動部流入を防ぎ、そ
の摩擦と摩耗を少なくして耐久性と圧縮機効率を高める
とともに、潤滑油供給元から吸入室までの給油通路が一
つのために各摺動部への給油を平均化でき給油量を減ら
して吸入室への過大な潤滑油流入による圧縮効率低下を
防ぐことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるスクロール気体圧縮
機の縦断面図、第２図は本発明の他の実施例におけるス
クロール気体圧縮機の部分断面図、第３図は従来のスク
ロール気体圧縮機の縦断面図である。 １・・・・・・密閉シェル、２・・・・・・本体フレー
ム、５・・・・・・駆動軸、８・・・・・・螺線状油溝
、９・・・・・・偏心軸、１０・・・・・・油溜、１６
・・・・・・旋回スクロール、１７・・・・・・ラップ
支持円盤、２０・・・・・・吸入室、２１・・・・・・
絞り通路、２５・・・・・・背圧室、２６・・・・・・
固定スクロール、２７・川・・鏡板、３６・・・・・・
吐出ボート、３７・・・・・・吸入管、３９・・・・・
・吐出管。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に形成さ
   れた渦巻き状の固定スクロールラップに対して旋回スク
   ロールの一部をなすラップ支持円盤上の旋回スクロール
   ラップを噛み合わせ、前記固定スクロールラップの外側
   部には吸入室を形成し、前記ラップ支持円盤は、駆動軸
   を支承する本体フレームと前記鏡板との間に形成されて
   前記本体フレームの外側の潤滑油供給元とは前記駆動軸
   を支承する軸受部を介して連通された背圧室に遊合状態
   で配置され、さらに前記ラップ支持円盤の自転阻止機構
   を介して旋回可能に前記駆動軸の偏心軸または偏心軸受
   部に支承され、前記固定スクロールラップと前記旋回ス
   クロールラップとの間に形成される圧縮室の容積変化を
   利用して流体を圧縮するようにしたスクロール式圧縮機
   構を形成し、前記背圧室と前記吸入室またはこれに通じ
   る吸入一側との間の連通には前記偏心軸または前記偏心
   軸受部に嵌合する軸受の隙間と前記偏心軸または前記偏
   心軸受部に設けられた螺線状の油溝を経由する絞り通路
   で形成され、前記螺線状の油溝の巻き方向を前記駆動軸
   の回転による遠心ポンプ作用を生じる方向と一致させた
   スクロール気体圧縮機。
2. （２）螺線状の油溝の全域または一部を極細通路とした
   特許請求の範囲第１項記載のスクロール気体圧縮機。