JPS60178988A - スクロ−ル流体装置 - 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】 〈発明の利用分野〉 この発明は密閉形スクロール流体装置に関する発明であ
り、特に、そのシャフトの軸方向の運動を押えるのに際
し、スラスト軸受の潤滑に好適なスラスト軸受部構造を
有するスクロール流体装置に係る発明である。

〈発明の背景〉 そこで、従来態様の空調用スクロール圧縮機１を第１〜
４図で略説すると、密閉容器２内に圧縮機部３を上部に
′電動機部４を下部に配設しており、該圧縮機部４は厚
肉円板にうず巻き状の溝を設けた固定スクロール５と、
軸受ボス６を一体に有する平板上にうす巻き状の突起を
設けた旋回スクロール７から成り、−力、電動機部３は
固定子巻線８を有するステータ９と回転子であるロータ
１０より成り、動力は該ロータ１０のシャフト１１によ
シ偏心部を介して旋回スクロール７に伝達されるように
されている。

而して、詳示しないオルダムリングとオルダムキーとに
よる旋回機構１２によシ旋回スクロール７の自転は防止
され、シャフト１１の回転に伴ない旋回スクロール７が
公転旋回運動を行い、固定スクロール５に設けた冷媒ガ
ス吸入口１２から流入したガスを固定スクロール５と旋
回スクロール７との間で形成された密閉空間内に封じ込
んだ後、密閉縮小される空間によりガスを圧縮しながら
中心に移動し、中心近傍で開口する密閉空間を介し、固
定スクロール５中心に設けた吐出口１３より密閉容器２
内に圧縮ガスとして吐出し、吐出された圧縮ガスは固定
スクロール５、及び、フレーム１４外周に設けた吐出通
路１６を通過し、電動機部４の周囲を流過して密閉容器
２に設けた吐出管１７より圧縮機１外に吐出されるよう
にされている。

而して、上記旋回スクロール７には、ガス圧縮に伴なう
荷重が、ラジアル、及び、スラスト方向に作用し、この
うち、ラジアル荷重は第２図に示す様に旋回軸受１８か
らシャツ）Ｉ＋１４−伝達され、フレーム１４の軸受ボ
ス１９の上下に設けた軸受２０．２１に作用すると共に
、負荷として電動機４に加わる。

一方、スラスト荷重は旋回スクロール７を下方、シャフ
ト１１側に押し下げる力となって作用し、フレーム１４
と旋回スクロール７とで形成した背圧室２７に旋回スク
ロール７の平板部に設けた背圧孔２２よυ圧縮室内のガ
スを導入することにより、背圧室２３内の圧力を吸入側
よりＡａＥＫ　ｔ。

てスラスト荷重に抗して旋回スクロール７を固定スクロ
ール側に押し付ける構造としている。

他方、シャフト１１は第２図に示す様にフレーム１４に
設けた軸受ボス１９の軸受２０．２１に支持されると共
に、旋回スクロール１７の軸受ボス２４の旋回軸受１８
に偏心部２５が挿入され、振動低減のため固定部２６に
バランスウェイト２７が固定されている。

父、各軸受１８．２０．２１への給油は、前記密閉容器
２内が高圧であることから、背圧との差圧を利用し、該
軸受１８．２０．２１へ給油する構造となっており、旋
回軸受１８に対してはシャフト１１上端と窒洞２８が軸
受１８のギャップ１、及びシャフト１１の偏心部２５Ｖ
Ｃ設けた縦溝のスリット２９により背圧室２３と連通し
ているため、密閉容器２内の高圧側圧力と背圧室２３内
圧力との差千により、容器２の下の油槽３０中の潤滑油
がシャフト１１の給油孔３１を上昇し、シャフト１１上
端の仝洞２８に供給され、旋回軸受ギャップ１８、及び
、スリット２９内に導出されて、背圧室２３に流入され
、更に旋回スクロール４の外周、及び、背圧導入孔１２
より圧縮室に入り、密閉容器２内に吐出され、冷媒ガス
と分離されて再び油槽３０に戻るようにされている。

さりながら、上述在来態様の圧縮機Ｉにおいては潤滑油
が油槽３０からシャフト１１上部仝洞２８に導出される
と圧力低下し、更に上部スクロール部が圧縮室であるだ
め昇高し、潤滑油内に含まれていた冷媒がガス化して軸
受１８．２０．２１内に入ることにより、潤滑油の通路
抵抗が急激に減少し、シャフト１１上部空洞２８内圧力
が背圧に吸引されて大幅に低下することになる。

一方、シャフト１１下部には高圧側圧力が印加されてい
るため、両者の差圧ＡＰがシャフト１１の下部、及び、
上部の半径Ｄ２とＤｌがＤｌ−Ｄ２−Ｄの場合断面積Ａ
＝（π／４）θ　に加わり、シャフト１１にスラスト力
Ｆθ−，４ＦＡが作用する。

該スラスト力Ｐｓによって第４図に示すようにシャフト
１１が持ち上げられ、その偏曲部が旋回スクロール４の
軸受ボス２４下端に接触し、押し付けられることになる
。

しかしながら、上述の如く潤滑油が不足する状態が現出
される上に、軸受１８．２０．２１内通過後下端に達し
た潤滑油はシャフト１１の回転に伴なう遠心力のため飛
ばされて残留することがなく、したがって、潤滑不良を
生ずる欠点があり、又、衝突等により端面が損傷する事
故が発生するおそれがある難点があった。

〈発明の目的〉 この発明の目的は上述従来技術に基づくスクロール圧縮
機の潤滑油不足による問題点を解決すべき技術的課題と
し、シャフトに固定したバランスウェイト部を油溜め構
造し、核油溜め部に摺動部の潤滑を良好にする機能を持
たせスラスト力を発生させ、シャフトの上下動を押える
ことにより、摺動部の事故を防ぎ、圧縮機の信頼性を向
上させるようにしてエネルギー産業における流体利用分
野に益する優れたスクロール流体装置を提供せんとする
ものである。

〈発明の概要〉 上述目的に浴い先述特許請求の範囲を要旨とするこの発
明の構成は、前述問題点を解決するために、流体スクロ
ール装置が旋回スクロール軸受はボスとシャフトのクラ
ンク部のバランスウェイト固定部との間に油圧室を形成
し、背圧室に作用する影響されない潤滑油を油圧室に貯
溜し、緩衝材として機能させシャフトの上下動が抑制さ
れてスムースな動きが保証され、軸受の損傷が生じない
次にこの発明の実施例を第５図以下の図面に基づいて説
明すれば以下の通りである。同、第１〜４図と同一態様
部分は同一符号を用いるものとする。

第５〜１０図に示す実施例において、シャフト１１の上
部に固設したバランスウェイト２７の外より油圧室３４
を形成した態様であり、その上端を軸受ボス２４下端よ
り十分高くすることにより、圧縮機の停止中°は勿論の
こと、運転中においても、旋回軸受１８の間隙より流入
した潤滑油を溜めることが可能にされている。

そして、潤滑油が該油圧室３４に一度溜まると、シャフ
ト１１上部を洞内２８がガス状態となっても軸受ボス２
４の下端には一定量の潤滑油が在ることから、機械的要
因で、又、前述の差圧によりシャフト１１が上方に動い
ても、潤滑油により緩衝され、軸受ボス２４下端に衝撃
的に接触することはなく、又、押し付けられた場合でも
、潤滑が良好に行われる上に、円弧壁３３が軸受ボス２
４に近い側では遠心力圀よる油圧拡散が行われ得るＯ 而して、この油圧はシャフト１１を押し下げる力となっ
て作用し、シャフトＩＩＫ印加されるスラスト力は減少
する。

更に第８図に示す様に軸受ボス２４の下端に面ガスが流
入した場合これにリークされるべく径方向の油溝３５．
３５を形成する。

又、笥７．９図に示す様に軸受ボス２４下端と、シャフ
ト１１の固定部２６と油田室３４との間でバランスウェ
イト２７の円弧壁３３内側にスラストプレート３６を設
けた態様であり、その外周の円と内側の円孔３７の中心
を偏心させることにより、シャフト１１と一体に回転さ
せるようにし、更には、該スラストプレート３６外周に
凸部、バランスウェイト部に凹部を設は廻り止めさせる
設計にすることも可能である。

上述構成において！Ｅ圧縮機運転するにガスを含んだ潤
滑油が旋回軸受１８の間隙から軸受ボス２４下部に流出
すると、一部の油がスラストプレート３６とシャフト固
定部２６、及び、バランスウェイト２７の油田室３４１
Ｃ流入し、バランスウェイト２７の遠心力の作用により
ガスは軸受ボス２４下端とスラストプレート３６との間
隙より背圧室２３に押出され、油圧室３４は油で満たさ
れるこの場合、遠心力の作用により油田室３４内で圧力
（ｐ／２）ｒ２　ｗ２（ｐ　：油の密度、ｒ：回転中心
からの距離、／、１／二回転角速度）が発生し、コレカ
大きさくＩｌ　／２）　ω２　ｆ　ｆ　ｒ３　ｄ　ｒ　
（１θで表わされるスラスト力としてシャフト１１、及
び、スラストプレート３６に作用する。

而して、このスラスト力により７ヤフト１１の軸方向の
動きは押えられると共に、油圧室３４の油が緩衝材とし
て作用し、シャフト１１か上に押し上げられる場合にお
いても衝撃的に接触することはない。

又、第１１図に示す実施例においては軸受ボス２４外周
部に摺動可能な微小間隙を設けて、つば３３付円筒スリ
ーブ３９をそのつばを下側にして設け、旋回スクロール
平担部と該つば３８との間にコイルバネ４０を介設して
シャフト１１の固定部２６の平コ旦部、及び、バランス
ウェイト２７の平担部につげ３８を押接し、軸受ボス２
４下端とシャフト１１のバランスウェイト２７どの間の
仝間を背千室２３と隔設することにより油溜め室４１を
形匝さぜる。

この構成Ｖこより、運転中、背ＥＥはシャフト１１の上
部圧力より低下するため、油槽３０中の潤滑油をシャフ
ト１１の給油孔３１から吸い上げ、旋回軸受１８に潤滑
油を供給する。

而して、常’ｙ’ｃ、潤滑油には冷媒が浴は込んでおり
、…力低下と幅間上昇により、溶は込んだ冷媒がガスと
なって放出されるが、このため、旋回軸受１８から流出
し、上記油溜め室４０に入った油は気液交合状態である
ものの、バランスウェイト２７の遠心力の作用で外周側
に押しやられ、ガスは中央に集まり、軸受ボス２４に設
けたガス抜き３８から背圧里２３にガスが抜ける。

したがって、油止め室４１にＶ′ｉ潤滑油で満たされる
ため、バランスウェイト２７の遠心力による圧力が発生
−ｊ−る。

この出力は潤滑油の密度ｐ、回転角速度ω、回転中心か
らの距離をｒとすると、　（ｐ／２）ω２ｒ２で表わさ
れる。このため、シャフト１１−には（ｐ　／　２＞、
　（１）２ｆＪ　ｒ３　ｄ　ｒ　ａ（９の油止によるス
ラスト力とコイルバネ４０の力が作用し、シャツ１１１
を下に押し下げている。

シャフト１１の上部室２８の側圧力が、急激に低下する
が、機械的な力により、シャフト１１が急に上に押し上
げられても、油溜め室４１の潤滑油がダンパーの役目を
けだし、衝撃的に軸受ボス１８下端に接触することがな
い上に、接触した場合に２いても潤滑油で満たされてい
るだめ、良好な潤滑状態となり、接触部が損傷すること
がなく。

又、シャフト１１の上下動に伴なう他の摺動部への悪影
響もない。

〈発明の効果〉 以上この発萌によれば、スクロール流体装置においてス
ラスト軸受の潤滑が良好となると共に、シャフトの軸方
向の動を減少させることが出来、スラスト軸受に衝撃力
や過大な荷重が作用しないため、軸受の損傷が防止でき
、圧縮機の信頼性が向上する優れた効果が奏される。

又、軸受ボス下部の潤滑が良好になるばかりでなく、シ
ャフトの上下動が押えられ、スムースな動きとなること
によっても軸受１８の損傷がなくなる効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図１−を従来の密閉形スクロール圧縮機の縦断面図
、第２図は従来の軸受廻りの部分拡大断面図、第３図は
第２図の■−■線断面図、第４図は第２図からシャフト
が上方向に移動した断面図、第５図以下はこの発明の詳
細な説明図であり、第５図は１実施例の軸受廻りの部分
拡大断面図、第６図は第５図の■−Ｖｌ線断面図、第７
図は第５図の軸受廻りの部分拡大断面図、第８図は第７
図の■ｌｌ　−を細線断面図、第９図はスラストプレー
トの平面図、第１０図（１第７図部分拡大断面図、第１
１図は他の実施例の第５図相当断面図である。 ５・・・固定スクロール　７・・・族ｌスクロール　１
８・・・軸受　２７・・・バランスウェイト　１１・・
・シャフト　２５・・・園心部　１・・・スクロール流
体装置２４・・・軸受ボス　３３・・・内壁　３４・・
・油圧室′−＼ Ａシ１（２） 第Ｚ閃 ！Ａ−副 Ｒ ■Ｆ５ 第５ｍ ８ 寥す団 第７図 草ｔｏ団 ４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 厚肉円板にうす巻き状の溝を形成した、固定スクロール
   を上側に平板上に対応するりす巻き状の突起を形成した
   旋回スクロールを下側に配置して、該相互のうす巻き状
   の壁面が圧縮用密閉９間を形成し、而して該旋回スクロ
   ールのうす巻き状の下側に軸受を設はバランスウェイト
   を固定した駆動用シャフトの偏心部を上記軸受に挿入し
   たスクロール流体装置において、該シャフトに固定した
   バランスウェイトの旋回スクロール側に旋回スクロール
   軸受ボス外側に対応して該軸受ボス下端より高い内壁を
   環設して油田室を形成したことを特徴とするスクロール
   流体装置。