JPS639693A - スクロ−ル圧縮機 - 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〕 この発明は、冷媒を用いた圧縮機に用いられるスクロー
ル圧縮機に関する鮫のである。

〔従来の技術〕

第４図はスクロール流体機械を圧縮機として用いた場合
の基本的な構成要素と圧ｍ原理を示してオフ、同図にお
いて、１は固定スフｏ　−Ａ／、２は揺動スクロール、
３は吸入室、４は吐出ボート、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及び揺動スクロール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の形状は従来がら知られている如く、
インゼリュート曲線２円弧等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１８００位相のずれた状態で組合わさ
れ、固定スクロール１の中心０のまわルを自転しない公
転運動を行ない、第り図（ａ）　〜（（Ｏに示す如＜Ｏ
’、９０°、１８０°、２７０°のように運動する。図
中、第４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
シ排出される。

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
上のようである。

次に、スクロール圧縮機の具体的な構成及び動作につい
て説明する。第５図は例えば特願昭５９−６４５７１号
明細書に示されたスクロール圧縮機の・−実施例の構成
を示し、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実施例である。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、２ａｔ互に組合せたとき、両渦巻ｌａ、２
ａ間に形成される圧縮室、６は主軸、７は吸込ロアａを
肩し、主軸下端と所定空隙をもって主軸下端部を覆うよ
うに装着されたオイルキャップ、８．９は軸受フレーム
、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、１４はシェル１２の底部
に設けた油溜め、１５は吸入管、１６は吐出管、１７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と微少間隙を介して嵌入された
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。１８は主軸
６上邪の大径部６ａの外周面６１ａｅ支承し、微少の間
隙を介して嵌合している第１の主軸受、１９は主軸６下
部の小径部６ｂｉ支承する第２の主軸受、２０は揺動ス
クロール２０台板２ｂにおける下面２０ｂｔ−軸方向か
ら支承する第１のスラスト軸受で、台板２ｂの中心部側
を支承するように第１の主軸受１９に近接して軸受フレ
ーム８に設けられている。２１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
ラスト軸受で、軸受フレーム９に設けられている。２２
は主軸６の下端に開口部２２ａを肩し、主軸６内にその
軸心よシ偏心して設けられた第１の給油孔で、各軸受１
７．１９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。

ここで、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１７を介して主軸６に係合され、前記揺動スクロ
ール軸受１７及び軸受フレーム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。更に、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１８．第２の主軸受１９゜
第２のスラスト軸受２０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との間に配設され、揺動スクロール２の自転全防
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とともにゼルトなどにより共線めされる。また、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、圧入。

焼灰めまたはねじ止めなどによって固定されている。更
に、オイル・ギャップ７は、主軸６に圧入。

焼灰めなどによって固定されている。このようにして組
立てられた機構部は固定及び揺動スクロール１．２を上
部に、モータ・ロータ及びステータ１０．１１を下部に
してシェル１２内に圧入、焼灰め等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を介してオルダム継手１３を経、揺動スクロール２は
自転防止されながら公転運動を始め、第４図で説明した
作動原理により圧縮が開始する。この時、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１
１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
出ボート４を経て吐出管１６よシ圧縮機外へ排出される
。また、潤滑油は、油溜め１４よシ破線矢印で示すよう
に主軸６に配設されたオイルキャップ７及び第１の給油
孔２２による遠心ポンプ作用によジオイル・キャップ７
の吸込ロアａ及び第１の給油孔２２を通して各軸受１７
，１９’に給油し、さらに軸受１７からは軸受１８，２
０．２１の順に給油される。潤滑に使用された油は、主
に軸受フレーム８，９に設けられた返油孔２５，２６ｉ
通って油溜め１４へ戻される。また、主軸６に設けられ
たガス抜き穴２４は、作動時、オイル・キャップ７内の
ガスを迅速に軸外へ排出し、ポンプ効率を高めるための
ものである。

次にこのような圧縮機における給油装置部分について更
に詳細な説明を第１図にて行なう。すなわち、第１図は
主軸６上部付近の構成を示す局部断面図であって、図中
３０は揺動スクロール２の揺動ス）ロール軸２ｃの下端
面２０ｃ、揺動スクロール軸受１７及び偏心穴６０ａの
底面６００ａによって形成された第１の空間で、偏心穴
６０ａの底面６００ａＫＩ１ｍ口する第１の給油孔２２
と連通している。３１はスラスト軸受２ｏの内周側に位
置し、揺動スクロール２の台板２ｂにおける下面２０ｂ
と主軸６の大径部６ａにおける上端面６１ａによって形
成された第２の空間、３２は第１のスラスト軸受２０の
外周側に軸受フレーム８、窪部８ａと揺動スクロール２
の台板２ｂとによって形成された第８の空間（第５図に
示す）、３３は揺動スクロール軸受１７の内周面にあっ
て、その下端面から上端面近傍まで形成された第１の油
溝で、その下端は第１の空間３ｏに連通している。３４
は主軸６の大径部６ａ外周面６２ａ側にあって主軸受１
８との摺動面に形成された第２の油溝で、その上端は第
２の空間３１に連通し、下端は主軸受１８の下端近傍ま
で延びている。３５は第１及び第２の油溝３３，３４ｔ
一連通させる第２の給油孔％　２０ａはスラスト軸受２
０の揺動スクロール２との摺動面側に設けられた複数本
の放射状の第３０油溝で、一端は第２の空間３１に、他
端は第３の空間３２を介して返油孔２５に連通している
（第５図に示す）。このようにして第１の給油孔２２、
第１の空間３０、第１０油溝３３、第２の給油孔３５、
第２の油溝３４、第２の空′間３１、第３の油溝２０ａ
と一連の給油経路が形成されているので、遠心ポンプ作
用によって揚油された潤滑油は破線矢印によって示すよ
うに流れ、第３の空間３２を介して返油孔２５側へ排出
される（第５図に示す）。これ以後の油の経路は第５図
で説明したとおりであるた・めその説明は省略する。

次に軸受構造を第１図についてさらに詳しく説明する。

揺動スクロール軸２ｃと揺動スクロール軸受１７は微少
間隙を介して嵌合されているが、その間隙は潤滑油の粘
度および軸の回転数によっても多少異なるが通常、最小
摩擦仕事を与えるｄ／１ｏ００ぐらいで使用している。

ｄは釉の直径である。したがって、揺動スクロール軸２
Ｃの直径をｄい揺動スクロール軸受１７の円径ｔ”　Ｄ
ｔとすると、これらを嵌合させ九時に生じる軸受間隙δ
１は凡そδｔ　＝Ｄｔ　　ｄ＋　＝　ｄ、／１０００と
なるように設定されている。

ま之、主＠６の大径部６ａの外周面６２ａと主軸受１８
についても同様で、大径部６ａの直径をｄ２、主軸受１
８０内径を八とすると、軸受間隙δ２は凡そδ２＝Ｄ２
　　ｄｔ＝ｄｙ／’１０００となるＬうに設定されてい
る。

〔発明が聯決しよりとする問題点〕

従来のスクロール圧縮機は以上の工うに構成されている
ので、例えば冷媒圧縮機として用いた場合、シェル下部
の油へ冷媒が溶は込む現象がおこり、油が希釈され、て
油の粘度が低下する。このため、軸受部の油膜厚さが減
少し、過度に希釈され之場合などは油膜切れとなって軸
と軸受が接触して摩擦する。まｔ、揺動スクロール軸２
Ｃが圧縮室を形成している渦巻と四本でありかつ、吐出
ポート４に近いことから圧縮仕事による熱を受けやすく
、さらに揺動軸受はその外側にも軸受部上もっている（
大径部６ａの外周面６２ａと主軸受１８）ので熱が逃げ
にくい。したがって、軸受近くは高温となって上記した
軸と軸受との接触を助長して焼付いてしまうという問題
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、希釈された油が軸受を潤滑しても焼付けが生
ずることがなく、軸と軸受の摩擦を最小限に抑えること
のできるスクロール圧縮機を得ることを目的とする。

〔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、揺動スクロール軸
と揺動スクロール軸受の軸受直径間隙δｌ受の軸受直径
間隙δ２をδ２≧旦ｄ２としたものである。

〔作　用〕

この発明におけるスクロール圧縮機は、軸受間隙を上記
のように設定したので、冷媒を含んだ希釈された油が納
受を潤滑し、軸と軸受が接触しても軸受の温度が融点ま
で上昇しないので、軸と軸受との焼付きを防止すること
ができる。

〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。この
発明における構成は第１図および第５図と同一であるの
で構成および動作の説明は省略する。この発明と従来と
の違いは軸受間隙にあり、以下、軸受間隙について詳し
く説明する。第３図は軸受近くの温度と軸受間隙との関
係を表わし、縦軸は軸受近傍温度、横軸は軸受間隙を示
している６また第２図は希釈させた油で軸受を潤滑させ
たときの損傷データであシ、縦軸の■は揺動スクロール
軸２Ｃと揺動スクロール軸受１７について調べ、＠は主
軸（６）の大径部６ａの外周と主軸受１８について調べ
たものを示し、横軸は軸受間隙を示す。なお、ｄは軸径
である。第２図において■。

＠における斜線部は軸受が焼付いた範囲を表わしている
。これから判断すると、軸受間隙を拡げると軸受温度を
下げることができ、また焼付かないような軸受間隙を確
保するには、揺動スクロール軸２Ｃの外径ｔｄｔ、揺動
スクロール軸受１７の内径ｆ　Ｄｔとすると軸受間隙δ
１（＝Ｄ１　　ｄ□）はδ□≧−２ｃｔ。

に設定し、また主軸６０大径部６ａの外周６２ａの外径
ｔ　ｄｚ、主軸受１８の内径ｔ　Ｄｚとすると、軸受間
隙δｚ（＝Ｄｚ　　ｄｚ）はδ２≧ｉ、３　　ｃｔ、に
設定したものである。これによれば、前者と後者の差は
熱伝導、熱伝達による差であると考えられ、後者が小さ
いのは吐出部の熱は潤滑油を介して伝導してくるので軸
受近くが比較的低くなっているものと推定される。

上記のように構成されたスクロール圧縮機は、例えば冷
媒圧縮機用に用いた場合に′おいて油中に冷媒が溶は込
んで希釈された油で軸受全潤滑したとしても軸受間隙を
第２図で示す値まで大きくしているので軸受近くの温度
は余り上昇せず軸と軸受との焼付けがおこりにくくする
ことができる。

なお、δｌとδ２の値は第２図で示した範囲であれば上
記した作用が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、揺動スクロール
軸とその軸受の軸受間隙δｌヲδｌ≧−２ａｌとし、主
軸大径部の外径と主軸受の軸受間隙５ｚｋ１．３ δ２≧−１０００’としたことによシ、油中に冷媒が溶
は込んで希釈された油で軸受を潤滑しても、軸と軸受と
の焼付けが生じることがなく信頼性の高いスクロール圧
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によるスクロール圧縮機の
主軸部分の拡大断面図、第２図は軸受間隙の範囲を決め
るデータ、第３図は軸受近くの温度と軸受間隙との関係
図、第４図はスクロール流体機械を圧縮機として用いた
基本的な構成と原理を示す各図、第５図はスクロール圧
縮機の全体の断面図であ、る。 ２・・・揺動スクロール、２Ｃ・・・揺動スクロール軸
、６・・・主軸、５ａ・・・大径部、８，９・・・軸受
フレーム、１７・・・揺動スクロール軸受、１８・・・
主軸受、２０・・・スラスト軸受、６２ａ・・・主軸外
周面。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１対の渦巻きを組合わせて圧縮室を形成する固定
   スクロールおよび揺動スクロールと、揺動スクロールを
   軸受部を介して駆動する主軸と、この主軸を支承する軸
   受部を有する軸受フレームと、主軸を駆動させるモータ
   と、底部に油溜めを有し上記固定スクロールを上部に、
   モータを下部に位置させて主軸の下端に固着したオイル
   キャップを油溜め内に浸漬するように収納するシェルか
   らなる低圧シェルタイプのスクロール圧縮機において、
   上記揺動スクロール軸の外径をｄ＿１とし、スクロール
   軸受の内径をＤ＿１とすると、軸受間隙δ＿１（＝Ｄ−
   ｄ＿１）はδ＿１≧（２／１０００）ｄ＿１に設定し、
   また主軸の大径部外径をｄ＿２とし、その軸受の内径Ｄ
   ＿２とすると軸受間隙δ＿２（＝Ｄ＿２−ｄ＿１）はδ
   ＿２≧（１．３／１０００）ｄ＿２と設定したことを特
   徴とするスクロール圧縮機。