JPH09158862A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スクロール圧縮機で旋回スクロールの自転防止
のためのオルダム機構において、オルダムリング・キー
とフレーム側キー溝側面との摺動部への効率的な給油を
行うことのできる構造とする。 【解決手段】背圧室内に油溜１９，油溜１９とフレーム
側キー溝８ａと結ぶ油路２０を設け、油路をフレーム側
キー溝側面のオルダムリング・キーとの実摺動面８ｃ上
に連通する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスクロール圧縮機に
係り、特に、フレーム側オルダムリングキー溝側面の潤
滑機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷媒圧縮機としてのスクロール圧縮機
は、旋回スクロールを支持するフレームにオルダムリン
グに設けたキーと係合するキー溝を設け、キーとの摺動
により旋回スクロールの公転運動を支持している。従
来、フレーム側オルダムリング摺動部への給油は差圧あ
るいはポンプ等を利用することにより、圧縮機底部に設
けた油溜から主軸の給油孔を通過し、旋回軸受の潤滑に
利用した油を回転運動中のバランスウェイトではねかけ
ることのみに依存していた。より積極的にバランスウェ
イトにより油をはねかけることについては特開昭58−16
0582号公報に記載のように、背圧室底部に油溜を設け、
油溜に溜まる油をバランスウェイトに設けた給油路によ
り遠心力でミスト状にはねあげる構造であった。また、
ミストでない油をフレーム側オルダムリング・キー摺動
部へ供給することについては、特開昭61−135994号公報
に記載のように、密閉容器内の高圧側に油室を設け、油
室に溜まる油を高圧側の圧力との差圧を利用して供給す
る構造であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術ではオルダム
リング摺動部への給油を、回転運動中のバランスウェイ
トによるはねかけのみに依存している場合には、摺動部
へはミスト状に攪拌された油が供給されていた。そのた
め、旋回スクロールの鏡版外周部と固定スクロールおよ
びフレームとからなる空間に、キー溝より上部のフレー
ム内周壁に付着した油が溜まり、旋回スクロールの旋回
運動の抵抗となり、効率低下の原因となるとともに、給
油量不足となることがあった。更に、差圧あるいはポン
プ等を利用することにより圧縮機底部に設けた油溜から
主軸に設けた給油孔，旋回軸受を通過して供給される油
の供給がとぎれた場合、旋回軸受への給油、そして更に
オルダムリング摺動部への給油が行われなくなるという
問題があった。また、高圧側に溜まる油を利用して背圧
室内に供給する場合には背圧室内の中間圧力の維持が困
難であり、圧縮機運転初期のような圧力差が大きい状態
では給油が行われるものの、圧縮機の運転が続き、圧力
差が小さくなってくると給油は行われなくなる。更に、
旋回軸受への潤滑方法として差圧を利用して圧縮機底部
油溜から給油する方法をとっている場合、吐出圧力と中
間圧力との圧力差が維持できなければ圧縮機下部の油溜
からの給油も途絶えるという問題があった。

【０００４】更に、従来技術ではオルダムリング・キー
とフレーム側キー溝側面の実摺動面に積極的に給油する
方法はとられていなかった。キー溝に油が溜まり、オル
ダムリング・キーが油中につかるほどになると、油がオ
ルダムリングの運動の抵抗となってしまい、圧縮機の効
率低下を招く。そのため、キー溝の片側を切り欠き、油
をキー溝から排出するようにしていた。従って、キー・
キー溝側面の実摺動面に供油されることなく、ただキー
溝底面に沿って流れ、排出されてしまう分の油があり、
そのため、キー・キー溝側面の実摺動面の潤滑効率が悪
いという問題があった。

【０００５】本発明の目的は以上のような問題に対し、
圧力が一定の空間での給油において、フレーム内壁に付
着し、溜まる油を特にフレーム側オルダムリング摺動部
へ集約するとともに、フレーム側キー溝へ供給される油
をオルダムリング・キーとフレーム側キー溝の側面の実
摺動面に供給するようにし、良好な潤滑を行うととも
に、摺動部の発熱を抑え、焼付き，かじり，摩耗を防止
し、摺動信頼性を向上することができる構造を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目標を達成するた
め、本発明は、 （１）渦巻状のラップを有する旋回スクロール及び固定
スクロールを組み合わせた圧縮機構と、旋回スクロール
を支持するフレームと、旋回スクロールの自転を防止す
るための旋回スクロール裏面に設けるキー溝に係合する
キー及びフレーム側に設けるキー溝に係合するキーとを
備えたオルダムリングとを備えるスクロール圧縮機にお
いて、前記フレーム内面に油が溜まる油溜またはその中
を油が流れる溝状の油溝と、油溝または油溜とフレーム
側キー溝を結ぶ油路を有し、かつ油路をキーとキー溝側
面の摺動面上に連通させる。

【０００７】（２）渦巻状のラップを有する旋回スクロ
ール及び固定スクロールを組み合わせた圧縮機構と、旋
回スクロールを支持するフレームと、旋回スクロールの
自転を防止するための旋回スクロール裏面に設けるキー
溝に係合するキー及びフレーム側に設けるキー溝に係合
するキーとを備えたオルダムリングとを備える横形スク
ロール圧縮機において、前記旋回スクロールの鏡板外周
部と前記固定スクロール及びフレームとから成る空間の
旋回スクロールを支持し摺動するフレーム内面で、前記
フレーム側キー溝より上部のフレーム内面に油が溜まる
油溜またはその中を油が流れる溝状の油溝と、油溝また
は油溜とフレーム側キー溝を結ぶ油路を有し、かつその
油路をキーとキー溝側面の摺動面上に連通させたスクロ
ール圧縮機。

【０００８】（３）（１),（２）において、前記油路を
オルダムリングが乗るフレームのキー溝周りに１本ない
し複数本の開放溝として設ける。

【０００９】（４）（１),（２）において、前記油路を
キーとキー溝との摺動面に連通する１本ないし複数本の
孔とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１ないし
図３を用いて説明する。

【００１１】図１は本実施形態のスクロール圧縮機の結
合関係を示す斜視図である。図２はスクロール圧縮機の
縦断面図であり、図１は図２の圧縮機部２を示してい
る。なお、図２に示す断面、すなわち圧縮機部の吸入間
１１側から見て主軸９の中心に対し９０°の断面を展開
した縦断面図である。

【００１２】密閉容器１内に、圧縮機部２と電動機部３
が収納されている。圧縮機部２は固定スクロール４を旋
回スクロール５に互いに噛み合わせて圧縮室が形成され
る。

【００１３】固定スクロール４は、円板状の鏡板４ａと
これに直立しインボリュート曲線あるいはこれに近似の
曲線に形成されたラップ４ｂとからなり、その中心部に
吐出口６，外周部に吸入口７を備えている。

【００１４】一方、旋回スクロール５も円板状の鏡板５
ａとこれに直立したラップ５ｂと、鏡板の反ラップ面に
形成されたボス５ｃとから成っている。フレーム８は中
央部に軸受部を形成し、この軸受部に主軸９が支承さ
れ、主軸９の先端の偏心軸は、旋回スクロール５のボス
５ｃに挿入され、旋回運動を行う。

【００１５】また、フレームには固定スクロール４がボ
ルトにより固定され、旋回スクロール５はオルダムリン
グ１０によりフレームに支承され、固定スクロール４に
対し、自転することなく旋回運動を行う。

【００１６】主軸９には下部に電動機部３を直結し、固
定スクロール４の吸入口には密閉容器１を貫通し、吸入
管１１が接続され、吐出口６が開口している吐出室１２
は通路を介して下部屋に連通し、また、密閉容器１を貫
通する吐出管１３に連通している。

【００１７】他方、旋回スクロール５の背面とフレーム
８で囲まれた空間（背圧室）１４には吸入圧力と吐出圧
力の中間の圧力が作用している。

【００１８】この中間圧力は、旋回スクロール５の鏡板
５ａに細孔（背圧孔）１５を設け、この細孔１５を介し
てスクロール内部の圧縮途中のガスを空間に導き、旋回
スクロール５の背面にガスを作用させる。この背面から
のガスにより、旋回スクロール５を固定スクロール４に
押し付け、各圧縮室の密封を行うとともに両スクロール
部材の外周鏡板面の密封をも行う。

【００１９】密閉容器１底部の油溜１６の油は、吐出圧
力と背圧室１４の圧力の圧力差により給油管１７，給油
孔９ａを経て軸受などの摺動部へ給油される。軸受など
の摺動部より排出された油は背圧室１４を経て、背圧孔
１５より吐出される。

【００２０】吐出された油とガスは通路，ガイド（図示
せず）により密閉容器１に沿って電動機部３に流れ、電
動機部３のコイルエンド３ａで分離された油は下方の油
溜１６へ流れ、一方、ガスは容器内壁に沿って流れ吐出
管１３より吐出される。

【００２１】ここで、自転防止機構を形成しているオル
ダムリング摺動部は、旋回スクロール５のキー溝５ｄと
オルダムリング１０のキー１０ａおよびフレームのキー
溝８ａとオルダムリング１０の反対側のキー１０ｂとで
成り立っており、キー溝とキーは直線的な往復運動を行
っている。

【００２２】本発明のスクロール圧縮機では、オルダム
リング・キー摺動部への給油は、差圧により油溜１６か
ら主軸９の給油孔９ａを通過して旋回軸受の潤滑に利用
し、バランスウェイト１８に落下した油がフレーム８の
背圧室１４内にはねかけられ、背圧室内に設けられた油
溜１９に溜まり、油溜１９とフレーム側キー溝８ａと油
路２０で連通することにより油をフレーム側キーのオル
ダムリング・キーとの実摺動面８ｃに集約させる。

【００２３】図３は図１及び図２に示されているフレー
ム側キー溝８ａの斜視図である。油路２０はフレーム側
キー溝８ａのオルダムリング１０を支持する突出部上面
に形成されており、オルダムリング１０は油路の壁上部
で支持する。油路２０はフレーム側キー溝８ａの上部よ
りオルダムリング・キーとの実摺動面８ｃ上でのみ連通
する。従って、油溜１９に溜められた油が流れてキー溝
に向かう際には、油は実摺動面８ｃに流れ込むようにな
り、摺動面には十分な給油が行われる。

【００２４】図４の形態は、油路２０を２本の開放溝と
して形成したときの例である。

【００２５】図５は油路２０を油溜１９からフレーム側
キー溝側面のオルダムリング・キーとの実摺動面８ｃに
連通する孔として設けた実施形態である。実摺動面８ｃ
中に油がでてくるため開放溝に比べてより確実に実摺動
面の潤滑が行える。

【００２６】図６は本発明による横形スクロール圧縮機
の１実施例の全体構造を示す断面図であり、圧縮機横の
吸入管１１′方向からみて主軸９′の中心に対し９０゜
に断面を切ったときの縦断面図である。密閉容器１′内
にはスクロール圧縮機部２′とこれを駆動する電動機部
３′とが水平に配置されて収納されている。

【００２７】スクロール圧縮機部２′は、鏡板に直立し
た渦巻状のラップを有する旋回スクロール５′と、同じ
く鏡板に直立した渦巻状のラップを有する固定スクロー
ルと、固定スクロール４′と一体化されて密閉容器１′
に固定され旋回スクロール５′を支持するフレーム８′
とを備え、旋回スクロール５′のラップ５ｂ′と固定ス
クロール４′のラップ４ｂ′を噛み合わせた構成となっ
ている。

【００２８】旋回スクロール５′とフレーム８′との間
には、旋回スクロール５′の自転を防止するオルダムリ
ング１０′が設けられており、電動機部３′は主軸
９′、その先端の偏心軸、それに軸受係合した旋回スク
ロール５′の軸受ボス部５ｃ′を介して旋回スクロール
５′を旋回運動させる。

【００２９】フレーム８′下部には、圧縮機下部の油溜
１６′に下端が開口する給油管17′が設けられ、その上
端はフレーム内の油溜２２′に連通している。主軸９′
内には一端が油溜に開口し、他端が旋回スクロール５′
の軸受ボス５ｃ′内に開口する給油孔９ａ′が設けてあ
る。

【００３０】電動機部３により主軸９′及び偏心軸を介
して旋回スクロール５′が旋回運動すると、旋回スクロ
ール５′と固定スクロール４′により形成される複数の
圧縮室がスクロール中心方向に移動しながら容積を減少
し、吸入管１１′から吸入した冷媒ガスを圧縮する。圧
縮されたガスは、固定スクロール４′の鏡板４ａ′の吐
出口６′から吐出室１２′に吐出され、固定スクロール
４′の鏡板４ａ′及びフレーム８′の外周部に形成され
た通路を通って電動機部３′に入り、冷却した後、吐出
管１３′より吐出される。

【００３１】スクロールが圧縮作用を行うと旋回スクロ
ール５′と固定スクロール４′を離そうとする力が作用
するので、これを防止するため、旋回スクロール５′の
背面の背圧室１４′内の圧力は、細孔（背圧孔）１５′
により、吐出圧力と吸入圧力の中間の圧力（中間圧力）
に保たれる。これにより、旋回スクロール５′の軸受と
フレーム８′の軸受の背圧室側端面は中間圧力に保たれ
る。一方、密閉容器１′の底部に設けられた油溜１６′
は吐出圧力状態になっており、油は差圧により背圧室１
４′に導かれる。

【００３２】ここで、自転防止機構を形成しているオル
ダムリング摺動部は、旋回スクロール５′のキー溝５
ｄ′とオルダムリング１０′のキー１０ａ′およびフレ
ーム８′のキー溝８ａ′とオルダムリング１０′の反対
側のキー１０ｂ′とで成り立っており、キー溝とキーは
直線的な往復運動を行っている。

【００３３】オルダムリング摺動部への給油は、差圧に
より導かれた油を主軸９′の給油孔９ａ′を通過して旋
回軸受の潤滑に利用した後、背圧室底部に落下し、バラ
ンスウェイト１８′により撹拌され、はねかけられるこ
とにより行っている。

【００３４】本実施例の横形スクロール圧縮機は、旋回
スクロール５′の鏡板５ａ′外周部と固定スクロール
４′及びフレーム８′とから成る空間の旋回スクロール
５′を支持し摺動するフレーム８′内面で、フレーム側
キー溝より上部のフレーム８′内面に油溜１９′を設
け、フレーム側キー溝と連通することにより油をオルダ
ムリング・キー摺動部に集約させる構造である。

【００３５】すなわち、はねかけられた油は背圧室１
４′内壁などに衝突し、旋回スクロールの鏡板５ａ′外
周部と固定スクロール４′及びフレーム８′とから成る
空間に飛散する。飛散した油は、該空間のフレーム側キ
ー溝８ａ′より上部で、旋回スクロール５′を支持し摺
動するフレーム８′内面に設けた油溜１９′に溜り、フ
レーム側キー溝と油溜とを結ぶ油路２０′をフレーム側
キー溝側面とオルダムリング・キーとの実摺動面８ｃ′
上部に連通するように設けることで、前記空間に飛散
し、フレーム側キー溝より上部の内壁に付着した油が下
方に落下する際にはフレーム側キー溝の実摺動面に集約
され、十分な給油が行われる。

【００３６】図７は図６において示されているＡ−Ａ断
面を矢印の方向からみたときのフレーム８′の図であ
り、フレーム側キー溝８ａ′を水平に備える場合の実施
例である。旋回スクロールの鏡板５ａ′外周部と固定ス
クロール４′及びフレーム８′とから成る空間のフレー
ム側キー溝より上部に、フレーム８′内周に沿って設け
た油溜１９′と、油溜とフレーム側キー溝とを結ぶ油路
２０′を開放溝とした実施例であり、油路２０′はフレ
ーム側キー溝８ａ′のオルダムリング１０′を支持する
突出部上面に形成されている。この油路２０′はフレー
ム側キー溝８ａ′の上部よりオルダムリング・キーとの
実摺動面８ｃ′上でのみ連通する。従って、空間に飛散
し、フレーム側キー溝より上部の内壁に付着した油が下
方に落下する際には開放溝を通してフレーム側キー溝側
面の実摺動面８ｃ′に集約され、オルダムリング・キー
摺動部に給油される。

【００３７】図８は図６において示されているＡ−Ａ断
面を矢印の方向からみたときのフレーム８′の図であ
り、フレーム側キー溝８ａ′を垂直に備える場合の実施
例である。旋回スクロールの鏡板５ａ′外周部と固定ス
クロール４′及びフレーム８′とから成る空間の旋回ス
クロール５′を支持し摺動するフレーム８′内面のフレ
ーム側キー溝より上部に油溜を設け、油溜とフレーム側
キー溝とを結ぶ油路20′を孔とした例であり、孔とする
ことにより、油路を開放溝としたときの開放部からの油
の逃げを抑え、フレーム側キー溝への給油を確実なもの
とすることができる。

【００３８】図９は図６において示されているＡ−Ａ断
面を矢印の方向からみたときのフレーム８′の図であ
り、フレーム側キー溝８ａ′を垂直方向からわずかに回
転させて備える場合の実施例である。旋回スクロールの
鏡板５ａ′外周部と固定スクロール４′及びフレーム
８′とから成る空間の旋回スクロール５′を支持し摺動
するフレーム８′内面のフレーム側キー溝より上部に油
溜を設け、油溜とフレーム側キー溝とを結ぶ油路２０′
を孔とした例である。フレーム側キー溝を垂直方向、あ
るいは水平方向からわずかに回転させて備えることによ
り、油路２０′はフレーム側キー溝の対角線方向にある
より摺動条件の厳しい実摺動面８ｃ′に対して連通する
ことができる。すなわち、圧縮機の運転中旋回スクロー
ル５′は圧縮の反力を受けており、オルダムリングは主
軸回りに回転しようとする力を受けながらフレーム側キ
ー溝に対して直線の往復運動する。従って、フレーム側
キー溝側面は両側がオルダムリング・キーと摺動しなが
らも、対角線方向にあるどちらか片側の側面がより厳し
い摺動条件となる。そのため、本実施例はより厳しい摺
動条件の実摺動面に油路を連通させるための構造であ
る。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、フレーム側オルダム摺
動部へ供給される油を、オルダムリング・キーとフレー
ム側キー溝側面の実摺動面に導くことができ、油を有効
に摺動面の潤滑に利用することが可能となるため、潤滑
不足の解消と摺動発熱を押さえることができ、焼付き，
かじりを防止し、摩耗を低減させ、圧縮機の信頼性を向
上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】油路をフレーム側キー溝側面に連通させたスク
ロール圧縮機の一実施例の斜視図。

【図２】図１に示す実施例の断面図。

【図３】図１に示す実施例のフレーム側キー溝の部分斜
視図。

【図４】フレーム側キー溝への油路の他の実施例の部分
斜視図。

【図５】フレーム側キー溝への油路の他の実施例の部分
斜視図。

【図６】油路をフレーム側キー溝側面に連通させた横形
スクロール圧縮機の一実施例の断面図。

【図７】図６に示す実施例のＡ−Ａ断面の断面図。

【図８】油路をフレーム側キー溝側面に連通させた他の
実施例の図６に示す実施例のＡ−Ａ断面の断面図。

【図９】油路をフレーム側キー溝側面に連通させた他の
実施例の図６に示す実施例のＡ−Ａ断面の断面図。

【符号の説明】

１…密閉容器、２…圧縮機部、３…電動機部、４…固定
スクロール、５…旋回スクロール、８…フレーム、８ａ
…フレーム側キー溝、８ｃ…実摺動面、９…主軸、９ａ
…給油孔、１０…オルダムリング、１６…圧縮機底部油
溜、１８…バランスウェイト、１９…油溜、２０…油
路。

フロントページの続き (72)発明者 水本 宗男 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 野沢 重和 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】渦巻状のラップを有する旋回スクロール及
   び固定スクロールを組み合わせた圧縮機構と、前記旋回
   スクロールを支持するフレームと、前記旋回スクロール
   の自転を防止するための旋回スクロール裏面に設けるキ
   ー溝に係合するキー及びフレーム側に設けるキー溝に係
   合するキーとを備えたオルダムリングとを備えるスクロ
   ール圧縮機において、前記フレーム内面に油が溜まる油
   溜またはその中を油が流れる溝状の油溝と、前記油溝ま
   たは前記油溜とフレーム側キー溝を結ぶ油路を有し、前
   記油路をキーとキー溝側面の摺動面上に連通させたこと
   を特徴とするスクロール圧縮機。
2. 【請求項２】渦巻状のラップを有する旋回スクロール及
   び固定スクロールを組み合わせた圧縮機構と、前記旋回
   スクロールを支持するフレームと、前記旋回スクロール
   の自転を防止するための旋回スクロール裏面に設けるキ
   ー溝に係合するキー及びフレーム側に設けるキー溝に係
   合するキーとを備えたオルダムリングとを備える横形ス
   クロール圧縮機において、前記旋回スクロールの鏡板外
   周部と前記固定スクロール及びフレームとから成る空間
   の旋回スクロールを支持し摺動するフレーム内面で、前
   記フレーム側キー溝より上部のフレーム内面に油が溜ま
   る油溜またはその中を油が流れる溝状の油溝と、油溝ま
   たは油溜とフレーム側キー溝を結ぶ油路を有し、かつそ
   の油路をキーとキー溝側面の摺動面上に連通させたこと
   を特徴とするスクロール圧縮機。
3. 【請求項３】請求項１または２において、前記油路をオ
   ルダムリングが乗るフレームのキー溝周りに１本ないし
   複数本の開放溝として設けたスクロール圧縮機。
4. 【請求項４】請求項１または２において、前記油路がキ
   ーとキー溝との摺動面に連通する１本ないし複数本の孔
   であるスクロール圧縮機。