JPS5849715B2 - 容積式流体圧縮装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一対のうず巻体を角度をずらせてかみ合わせ、
相対的な円運動（公転連動のみ）を加えて両うず巻間に
形成する密閉空間を中心方向へ移動させながら容積を減
縮して中心部から圧縮流体を吐出させるようにした容積
式流体圧縮装置、いわゆるスクロール型圧縮機に関する
ものである。

このようなスクロール型圧縮機に関する原理そのものは
古くから公知である。

第１図を参照して、二つのうず巻体１，２を角度をずら
せて互いにかみ合い状態に配置すると、図示のように両
うず巻体１，２の間には両うず巻体の接触部から接触部
にわたる限定された空間３が形成される。

今一方のうず巻体１を他方のうず巻体２に対して、一方
のうず巻体１の中心Ｏ′が他方のうず巻体２の中心Ｏの
周りを半径ｏ−ｏ’をもって公転するように、うず巻体
１の自転を禁止しながら動かすと、限定された空間３の
容積は徐々に減少する。

第１図ａの状態から、うず巻体１の公転角が９００を示
す第１図ｂ ， １８０°を示す第１図Ｃ，２７００を
示す第１図ｄを参照して空間３の容積は徐々に減少され
ていることが理解されよう。

３６０°回転したａでは、両空間は中央に移り互いに接
続し、更に９００ずつ移動した第１図ｂ，ｃ，ｄに示さ
れるようにその空間は狭まり、第１図ｄでほとんど零と
なる。

この間第１図ｂで開き始めた外側空間が第１図ｃ，ｄか
らａに移り、新たな流体を取り込んだ密閉空間を作る。

従って、このうず巻体１，２の軸方向両端にシールした
円板状の側面板を設け、一方の側面板の中央部に、図に
４で示すごとき吐出口を設けておけば、径方向外側で取
り込まれた流体が圧縮され吐出口４から吐出されること
になる。

本発明は上記のような原理によるスクロール圧縮機に好
ましい潤滑装置を備えることを目的とするものである。

本発明によれば、リャエンドプレート内壁面に位置し、
吸入ポートより導入される冷媒の通路を覆うように油分
離板を配しているので、吸入ポートより円筒ケーシング
内に位置するスクロール部材の側面板とリャエンドプレ
ート内面の間に形成された吸入室に導入される冷媒は、
全て前記油分離板に当り、冷媒中に含有されている潤滑
油が分離され、吸入室下部に溜った潤滑油は、スクロー
ル部材の側面板の下部に穿設する通油孔及び自転防止機
構の固定レール外周面と円筒ケーシングの内壁面との間
隙を通ってクランク室内に戻る。

またクランク室内の潤滑油は、ロータによってかき上げ
られ、ケーシング内面上を壁面に沿ってロータの回転方
向と同一の方向に流動し、ケーシング内面上部に設けた
デイフレクターによって流動方向を転換させられ、フロ
ントエンドプレートに穿設した第１のオイル通路に導ひ
かれる。

該第１のオイル通路に導ひかれた潤滑油は、該第１のオ
イル通路を通ってシールポケット部に流入し、シールポ
ケット部内の潤滑油の一部はフロントエンドプレートに
主軸を支承するラジアル軸受を潤滑しつつフロントエン
ドプレート内面とロータ端面との間隙に流出し、ロータ
の回転運動によって生ずる遠心力によって、フロントエ
ンドプレート内面とロータ端面の間に配設したスラスト
軸受を潤滑してクランク室内に戻る。

また主軸よりクランクピンの端面にわたって貫通する第
２のオイル通路は、シールポケット部に向いた開口の回
転半径よりクランクピン端面に設けた開口の回転半径が
大きくなっているので、主軸回転時の遠心力の差により
、シールポケット部に向いた開口に負圧が生じ、シール
ポケット部に流入した潤滑油の残部は、第２のオイル通
路を通ってクランクピン端面とスクロール部材の側面板
の間隙に流出し、その後スクロール部材を支承している
ラジアル軸受及びフランジ体とロータ端面の間に配設し
たスラスト軸受を潤滑してクランク室内に戻る。

以下本発明を実施例を示す図面により説明する。

第２図は、本発明の一実施例の構造を示す中央断面図で
、ハウジング１０はフロントエンドプレー ト１ １
ａ及び側壁１ｌｂを一体に形成した円筒ケーシング１１
とリャエンドプレート１２から成り、リャエンドプレー
ト１２に形成した吸入ポート１２１及び吐出ポート１２
２で外部と連通している。

フロントエンドプレート１１ａ部には、これを貫通しか
つこれにラジアル軸受１３を介して回転可能に支承され
た主軸１４が取り付けられている。

主軸１４を取り囲むようにフロントエンドプレート１１
ａ部の外端面から正面に突出した主軸導出筒１５内には
、主軸１４の周りにシャフトシール機構１７が設置され
るシールポケット部１６を形成し、また主軸導出筒１５
外部には電磁クラッチ１８が軸受支持されており、該電
磁クラッチ１８は通電によって主軸１４と結合されて外
部駆動源からの回転力をベルトを介して主軸１４へ伝達
するようになっている。

主軸１４の内端にはロータ１９が固定されており、該ロ
ータ１９はフロントエンドプレート１１ａの内面に主軸
１４と同心状に設けたスラスト軸受２０にて支承されて
いる。

該ロータ１９のフロントエンドプレーＮ１ａ部とは反対
側の端面にはロータ１９から突出し、かつ上記主軸１４
から偏心した軸（クランクピン）２１が設けられている
。

２２，２３は円筒ケーシング１１内に配置した一対のス
クロール部材で、スクロール部材２２は１枚の円板状側
面板２２１の一面上にうず巻体２２２を固定していると
ともに、反対面には軸方向丸孔を設けた突部２２３を形
成し、該突部２２３の軸方向丸孔内にはラジアル軸受２
４を設置し、ラジアル軸受２４の内径に偏心プッシュを
嵌合したクランクピン２１を嵌大して、スクロール部材
２２をクランクピン２１上に軸受支持している。

スクロール部材２２の突部２２３外周には、径方向に拡
がるフランジ面を備えたフランジ体２５がキーによって
固定されており、このフランジ面はロータ１９の対向面
上にクランクピン２１と同心状に設けたスラスト軸受２
７で支持されている。

従って主軸１４の回転によるクランクピン２１の偏心運
動によってスクロール部材２２はフランジ体２５と一緒
に偏心運動を行なう。

即ち主軸１４とクランクピン２１間の距離Ｒを半径とす
る円軌道上を運動する。

該スクロール部材２２の円軌道運動の間、スクロール部
材２２の自転を防止するため、スクロール部材２２の円
板状側面板２２１とフランジ体２５との間には円筒ケー
シング１１内面に設置された自転防止機構２６が設けら
れている。

ここで第２図乃至第５図を参照して、自転防止機構２６
について説明すると、スクロール部材２２の円板状側面
板２２１の突部２２３側端面には、同一線上に形威した
２つの凹陥部２２４を設け、フランジ体２５のフランジ
面と円板状側面板２２１の間隙に位置するとともに、前
記２つの凹陥部２２４に対向する位置に該凹陥部２２４
内で軸線方向に対して直角な方向のみに摺動可能な第１
の突出部２６１ａを形成した回転止めスライダー２６１
を配設する。

また該回転止めスライダー２６１の第１の突出部２６１
ａとは反対面で、該第１の突出部２６１ａとは９０°ず
れた位置に第２の突出部２６１ｂを設け、該第２の突出
部２６１ｂと対向する位置に、該第２の突出部を前記第
１の突出部２６１ａの摺動方向とは９０°ずれた方向に
摺動可能なように第２の突出部を嵌入する凹陥部２６２
ａを形成した固定レール２６２を、フランジ面と回転止
めスライダー２６１の間に配するとともに、固定レール
２６２を円筒ケーシング１１内面上に固定している。

かくして回転止めスライダー２６１は互いに直交する二
方向には移動可能とされているが、回転は禁止されてい
るので、直交する二方向への移動の合成として円軌道上
の運動を許される。

それ故主軸１４の回転に伴うクランクピン２１の偏心運
動によって回転止めスライダー２６１、従ってスクロー
ル部材２２は自転せずに円軌道上を運動する。

スクロール部材２３は、円板状側面板２３１の一面上に
うず巻体２３２を固定しており、うず巻体２３２の略中
心に相当する円板状側面板２３１の位置に、第１図（４
）で示した吐出孔に相当する貫通孔３０が設けられてお
り、円板状側面板２３１の裏面には貫通孔３０を取り巻
くように環状突起２３３が設けられている。

またボルト３５により円筒ケーシング１１端面に固定さ
れたリャエンドプレート１２の内面には、前記側面板２
３１よりの環状突起２３３の内径よりやや小さい外径を
有する環状突起１２３を設け、外周上に側面板の環状突
起２３３をキー止めし、突起１２３内を吐出ポート１２
２に連通ずる吐出室３４としている。

さらに突起１２３の先端外縁は切り取られて環状の凹部
１２４を形成し、スクロール部材２３の環状突起２３３
内側と該凹部１２４との間に弾性体２８を配置し、両者
間をシールしている。

なお、側面板の環状突起２３３の外周上に形成される密
閉空間は、吸入ポートに連通ずる吸入室３３で、側面板
２３１上に穿設した複数の吸入孔２９により、円筒ケー
シング１１内の側面板２３１によって分離されたクラン
ク室１１ｃと連通している。

またスクロール部材２３の側面板２３１の外周には凹部
２３４を形成し、該凹部２３４にシール部材３１を配す
ることによって側壁１１ｂ内面と側面板２３１間のシー
ルを行なっている。

さらに、スクロール部材２３の円板状側面板２３１の下
部には吸入室３３とクランク室１１ｃの下部を連通ずる
通油孔３８を穿設している。

３２は、吸入室３３内に位置し吸入ポート１２１の吸入
室側開口を覆うように配した油分離板である。

以上の構成であるので、主軸１４を外部駆動源によって
、電磁クラッチ１８を介して回転させれば、クランクピ
ン２１の偏心運動によってスクロール部材２２が円軌道
上を運動する。

このとき、自転防止機構２６の働きにより、スクロール
部材２２の自転は防止されるので、スクロール部材２１
のスクロール部材２２に対する働きは第１図と同様にな
り、この結果うず巻体の外周から取り込まれた流体は徐
々に圧縮されながら中心に移動し貫通孔３０がら吐出室
３４へ吐出され、吐出ポート１２２よりハウジング１０
外へ排出されて、例えば冷却システム中を循環して吸入
ポート１２１よりハウジング１０内に戻る。

ここでハウジング１０内の潤滑油の流れについて説明す
ると、円筒側壁１Ｉｂ内のクランク室１１ｃ下部に溜っ
た潤滑油は、主軸１４が駆動することによって、同時に
回転運動を行なうロータ１９によってかき上げられ、側
壁１ｌｂ内面をロータ１９の回転方向に沿って流動する
こととなるとともに、かき上げられた潤滑油の一部は、
吸入室３３よりクランク室１１ｃ内に導入された冷媒に
含まれる状態となり、該潤滑油を含んだ冷媒はスクロー
ル部材の１駆動によって圧縮され、吐出ポート１２２よ
りハウジング１ｏ外へ排出される。

側壁１ｌｂ内面を流動する潤滑油は側壁１１ｂ内面上部
に形成したディフレクタによって フロントエンドプレ
ート１１ａ部方向への流れに変換され、フロントエンド
プレート１１ａ部に穿設した第１の潤滑油通路３６へ導
びかれる。

フロントエンドプレート１１ａ部内面上に開口した第１
の潤滑油通路３６端部に導びかれた潤滑油は第１の通路
を通ってシールポケット部１６に送られシールポケット
部１６内のシャフトシール機構１７の各部を潤滑する。

シールポケット部１６内の潤滑油の１部は、主軸１４を
支承するラジアル軸受１３の間隙を通り、潤滑を行ない
ながらフロントエンドフレート１１ａ内面とロータ１９
の間隙内に流出し、その後ロータ１９の回転による遠心
力によってフロントエンドプレート１１ａ内面とロータ
１９端面の間に配設しているスラスト軸受２０を潤滑し
ながらクランク室１１ｃ内に戻る。

またシールポケット部１６内のその他の潤滑油は、主軸
１４からクランクピン２１の端面にわたって穿設した第
２の潤滑油通路３７を通ってクランクピン２１とスクロ
ール部材２２の間に流出し、その後クランクピン２１上
にスクロール部材２２を支承しているラジアル軸受２４
及びスラスト軸受２７を潤滑しながらクランク室１１ｃ
内に戻る。

なおハウジング１０内より排出され、冷却回路中を循環
した後、ハウジング１ｏ内に戻る潤滑油を含む冷媒は、
吸入ポート１２１より吸入室３３へ流入するが、吸入ポ
ート１２１の吸入室３３側開口にはこれを覆うような油
分離板３２が設けてあるので、吸入室３３へ流入直後こ
の油分離板３２に当り含有している潤滑油を分離するこ
ととなる。

分離された潤滑油は自重によって吸入室３３の下部方向
に落下し溜まることとなるが、スクロール部材２３の円
板状側面板２３１下部に穿設した通油孔３８を通ってク
ランク室１１ｃのスクロール部材収容空間内に導ひかれ
る。

該スクロール部材収容空間内に導ひかれた潤滑油は自転
防止機構２６の固定レール２６２の外周面と円筒ケーシ
ング１１の側壁１ｌｂの内壁面との間隙を通って順次ク
ランク室１１ｃのロータ収容空間内に戻ることとなる。

さらにスクロール部材２２とフランジ体２５との間に配
置された自転防止機構２６内の間隙及びフランジ体２５
端面２５ａと固定レール２６２端面との間隙を通ってク
ランク室１１ｃのロータ収容空間内へ戻る潤滑油もある
。

以上述べたように本発明は、ハウジング内に流入する冷
媒中に含まれている潤滑油を吸入回路途中で冷媒より分
離し、クランク室内に戻しているので、駆動各部の潤滑
に必要な油量は充分保持できるとともに、駆動初期オイ
ルフォーミング等によって潤滑油が多量に冷却回路中に
流出した場合にあっても、短時間経過後においては適当
量の潤滑油を保持できるものである。

なお油分離板の表面に突起を形成することにより油分離
能力を向上させることができ、また複数個の油分離板に
より吸入冷媒回路を迷路状に形成することによっても吸
入冷媒中の含有油分離能力は向上する。

またフロントエンドプレート１１ａと側壁１１ｂを一体
に形成し、主軸１４をフロントエンドプレＮ １ａのラ
ジアル軸受１３のみによって支承しているので、軸心の
ずれを最小に抑えることができる。

さらにまた、リャエンドプレート１２を円筒ケーシング
１１に接合する構成であるので、リャエンドプレート１
２の形状変更は自由に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ−ｄは本発明に係るスクロール型圧縮機の圧縮
原理を説明するための図で、ａ−ｄは異なった角度位置
の状態を示す図、第２図は本発明の一実施例の構造を示
す中央断面図、第３図〜第５図は自転防止機構の構成部
品を示すもので、第３図はスクロール部材、第４図は回
転止めスライダー、第５図は固定リングである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 板体の一面上にうす巻体を固定した第１のスクロー
   ル部材と、同様に板体の一面上にうず巻体を固定した第
   ２のスクロール部材の両うず巻体が互いに１８０°ずれ
   、かつ両うず巻体側壁が接触するようにかみ合い重ね合
   わされた状態で、第１のスクロール部材を円軌道上を公
   転運動させて両うず巻体間に閉塞された空間を形成しつ
   つ流体を取り込み、該第１のスクロール部材の運動に伴
   い、該空間を中心に移動せしめ、かつ容積の減少を伴わ
   せて一方向性流体圧縮作用を行なわせるようにした容積
   式流体圧縮装置において、上記第１及び第２のスクロー
   ル部材を内包し、ラジアル軸受により主軸を支承するフ
   ロントエンドプレートを一体に形成した円筒ケーシング
   と、該円筒ケーシングの一端開口を閉塞するとともに、
   吸入ポート及び吐出ポートを形成したリャエンドプレー
   トによりハウジングを構成するとともに、リャエンドプ
   レートの内壁側に形成した吸入ポート開口を覆うように
   油分離板を形成し、第２のスクロール部材の側面板をエ
   ンドプレート内壁側に突出した円環状突起上に固定し、
   かつ側面板の外周上と円筒ケーシング内壁間をシールし
   、また第２のスクロール部材の側面板に１個あるいは複
   数個の吸入口及び吐出口や穿設するとともに、該側面板
   の下部に吸入室とクランク室を連通ずる通油孔を穿設し
   たことを特徴とする容積式流体圧縮装置。