JPS6345586Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、例えば空気や冷媒（以下、空気とい
う）を圧縮するスクロール式圧縮機、特に無給油
式のスクロール式圧縮機の改良に関するものであ
る。

従来、この種のスクロール式圧縮機として、ケ
ーシングに固着して設けられ、鏡板にうず巻状ラ
ツプ部が立設された固定スクロールと、前記ケー
シングに対して回転自在に支持され、先端部にク
ランク軸を有する駆動軸と、該クランク軸に回転
自在に支持され、前記固定スクロールと摺接しつ
つ旋回する間に圧縮室を形成する如く鏡板にうず
巻状ラツプ部が立設された旋回スクロールと、該
旋回スクロールの自転運動を防止するため前記ケ
ーシングと旋回スクロールとの間に設けられた自
転防止機構とからなる圧縮機が知られている。そ
して、空気を圧縮するには、駆動軸を回転するこ
とによつて旋回スクロールを自転防止機構で案内
しつつ公転させ、吸込口から吸込んだ空気を固定
スクロールのラツプ部と旋回スクロールのラツプ
部との間に形成される圧縮室に密封し、旋回スク
ロールが公転しながら圧縮室を縮少して空気を圧
縮し、この圧縮空気を固定スクロールの中心部に
形成された吐出口から吐出するようになされてい
る。

この種のスクロール式圧縮機にあつては、圧縮
室内の圧縮空気の圧縮力のために、旋回スクロー
ルがクランク軸の軸線方向に押圧力を受けて変位
し、圧縮室内の気密が保持できなくなるという問
題点がある。この解決策としては、給油式圧縮機
にあつては、圧縮途中の圧縮空気の一部を背圧と
して旋回スクロール背面とケーシングとの間の背
圧室に導き、該旋回スクロールが受ける軸線方向
への押圧力を打消す方法が採られ、無給油式圧縮
機にあつては、旋回スクロールとクランク軸との
間にアンギユラ玉軸受等からなるグリース封入型
スラスト・ラジアル軸受（以下、玉軸受という）
を設けて旋回スクロールに生じる軸線方向及び半
径方向の全荷重を駆動軸で支持させる方法が採ら
れて、それぞれの長所を有している。

しかし、スラスト・ラジアル方向の荷重を玉軸
受によつて支持するようにしてなる無給油式の圧
縮機にあつても、固定スクロールをケーシングに
固着し、主軸受を介して駆動軸をケーシングに支
持し、玉軸受を介して旋回スクロールをクランク
軸に支持させるものであるため、これらの誤差が
累積することによつて半径方向にガタを生じた
り、これら各部材の熱膨張の影響によるガタも発
生するから、旋回スクロールがクランク軸の軸線
方向に押圧力を受けてそのガタ分だけ変位してし
まう欠点がある。

この欠点を改良するため、無給油式の圧縮機に
あつても前者の方法を併用して圧縮途中の圧縮空
気の一部を背圧として背圧室に導びくようにする
方法が考えられる。

しかし、圧縮空気は圧縮作用により加熱され、
ほぼ断熱圧縮温度にまで上昇するため、油冷式圧
縮機の場合は格別、無給油式の圧縮機にあつて
は、玉軸受が圧縮空気の高熱により熱膨張して旋
回スクロールが軸線方向に変位したり、軸受内に
充填密封されているグリース等の潤滑油が高熱の
ために放散して潤滑特性が劣化したりするという
他の問題点がある。そして、旋回スクロール背面
に圧縮空気の一部を背圧として作用させるもので
あるため、ケーシングに通気口を設けて玉軸受を
外部の空気で冷却することも不可能であることか
ら、該玉軸受の熱による影響を防止する何等かの
解決策が望まれていた。

本考案は上記の問題点に鑑みて提案されたもの
で、高温の圧縮空気を玉軸受から可及的に離れた
位置に導びいて旋回スクロールに背圧をかけるよ
うにすると共に、玉軸受には圧縮空気が直接接触
しないようにして、玉軸受の熱膨張や潤滑油の高
熱による劣化を防ぎ、固定スクロールと旋回スク
ロールとの微小間隙を極めて高精度に維持しうる
ようにした無給油式のスクロール圧縮機を提供す
るものである。この目的を達成するために構成さ
れた本考案の特徴は、固定スクロールの鏡板と旋
回スクロールの鏡板との間には摺接部材を介装す
ると共に、該摺接部材の径方向外周側に位置して
第１の環状シール部材を配設し、前記旋回スクロ
ールの鏡板背面とケーシングの段部との間には前
記第１の環状シール部材よりも小径な第２の環状
シール部材を配設し、前記旋回スクロールが挿入
された環状空間内には前記第１、第２の環状シー
ル部材によつて背圧室を形成し、前記旋回スクロ
ールには該背圧室と前記圧縮室の中間部位を連通
する通気路を形成したことにある。

以下、本考案を図面に示す一実施例に基づいて
説明する。

図面において、ケーシング１は軸受部１Ａと、
内部に段部１Ｂが形成されると共に該段部１Ｂよ
りも大径のスクロール嵌合部１Ｃが形成された筒
部とから構成されている。２はケーシング１のス
クロール嵌合部１Ｃの開口部端面に固着された固
定スクロールで、該固定スクロール２は鏡板２Ａ
と、該鏡板２Ａに立設したうず巻状ラツプ部２Ｂ
と、該ラツプ部２Ｂの反対側面に形成された放熱
フイン２Ｃとからなり、前記ラツプ部２Ｂはイン
ボリユートまたはインボリユートに近い曲線に形
成されている。そして、鏡板２Ａにはラツプ部２
Ｂの端部に位置して吸込口３が形成され、鏡板２
Ａの中心部には吐出口４が形成されている。

５は固定スクロール２と同一軸線O₁−O₁に設
けられた駆動軸で、該駆動軸５に対してクランク
軸６が一体的に設けられ、駆動軸５の軸線O₁−
O₁に対してクランク軸６の軸線O₂−O₂は距離δ
だけ偏心している。

７，７は例えばアンギユラ玉軸受等の玉軸受
で、該玉軸受７の外輪はケーシング１の軸受部１
Ａに圧入されると共に止め輪８で位置決めされ、
内輪は駆動軸５に圧入されることによつて、駆動
軸５はケーシング１に対して軸線方向および半径
方向に変位不可能に取付けられている。ここで、
各玉軸受７は正面組合せ軸受または図示のような
背面組合せ軸受として構成され、該各玉軸受７に
はグリース等の潤滑油が充填され、その両端はオ
イルシール９，１０によつて密封されている。

１１はクランク軸６と同一軸線O₂−O₂に設け
られた旋回スクロールを示し、該旋回スクロール
１１は鏡板１１Ａと、該鏡板１１Ａに立設された
ラツプ部１１Ｂ、該ラツプ部１１Ｂの反対側面に
形成された軸受穴１１Ｃとからなり、前記ラツプ
部１１Ｂはインボリユートまたはインボリユート
に近い曲線に形成され、固定スクロール２のラツ
プ部２Ｂとは所定角度ずらせて重なり合うように
取付けられており、該両ラツプ部２Ｂ，１１Ｂに
よつて圧縮室１２が形成されている。そして、前
記鏡板１１Ａの先端部１１Ｄは固定スクロール２
の鏡板２Ａとケーシング１の段部１Ｂおよびスク
ロール嵌合部１Ｃとによつて形成された環状空間
Ａ内に挿入され、該先端部１１Ｄ表面と段部１Ｂ
の平面１３および鏡板２Ａの外周側平面１４との
間には軸方向にわずかな間隙が形成されている。

また、１５，１５は前記軸受７と同様にアンギ
ユラ玉軸受等の玉軸受で、該玉軸受１５の外輪は
旋回スクロール１１の軸受穴１１Ｃ内に圧入さ
れ、内輪はクランク軸６に圧入されることによつ
て、旋回スクロール１１はクランク軸６に対して
半径方向に変位不可能に取付けられている。ここ
で、軸受には正面組合せ軸受または図示のような
背面組合せ軸受として構成され、該軸受１５内に
は潤滑油が充填され、軸受穴１１Ｃの開口端はオ
イルシール１６によつて密封されている。

１８は前記鏡板２Ａの外周寄りの平面１４に位
置して形成された環状溝１８Ａ内に挿嵌された自
己潤滑性のある材料、例えばテフロン等からなる
摺接部材で、該摺接部材１８は前記両鏡板２Ａ，
１１Ａとの間に微小な軸方向間隙を確保し、旋回
スクロール１１が旋回する際、該各鏡板２Ａ，１
１Ａ間にカジリ現象や焼付き現象が生ずるのを防
止している。

また、１９は鏡板２Ａの外周寄り平面１４に形
成された環状溝１４Ａ内に嵌装された第１の環状
シール部材で、該シール部材１９は前記摺接部材
１８の径方向外周側であつて旋回スクロール１１
の先端部１１Ｄ端面に可及的に近接した位置に配
設され、ばね１４Ｂによつて先端部１１Ｄに押圧
されている。他方、２０は段部１Ｂの平面１３に
形成された環状溝１３Ａ内に挿装された第２の環
状シール部材で、該シール部材２０は前記環状シ
ール部材１９よりも小径となるように段部１Ｂの
内径側に可及的に近接するように配設され、ばね
１３Ｂによつて鏡板１１Ａの背面１１Ｆに押圧さ
れている。このように鏡板１１Ａの両面は環状シ
ール部材１９，２０でシールされているため、鏡
板１１Ａの外周先端には環状空間Ａが背圧室２１
として形成される。

さらに、２２は背圧室２１内に圧縮室１２内の
圧縮空気の一部を導くために鏡板１１Ａに径方向
に穿設された通気路で、該通気路２２の流入口２
２Ａは鏡板１１Ａの旋回中心寄りの圧縮室１２に
開口し、流出口２２Ｂは鏡板１１Ａの外周側端面
１１Ｅに開口していて、前記背圧室２１内には圧
縮室１２の平均圧力よりも高い圧力の圧縮空気を
導くようにしてある。

さらにまた、旋回スクロール１１の鏡板１１Ａ
背面側とケーシング１の段部１Ｂとの間にクラン
ク室２５が形成され、該クランク室２５は第２の
シール部材２０によつて背圧室２１と遮断されて
いる。２６はクランク室２５を大気に連通させる
ためのケーシング１の段部１Ｂに形成された大気
連通路で、該連通路２６を介してクランク室２５
を大気と連通させることにより、玉軸受７，１５
は常に外気によつて冷却されるように構成されて
いる。なお、大気連通路２６はケーシング１に複
数箇所形成してもよい。

なお、３０はケーシング１と旋回スクロール１
１との間に設けられた旋回スクロールの自転を防
止するための補助クランクで、３１，３２は駆動
軸５に固着されたバランスウエイトである。

次に、上記のように構成される本実施例の作用
について説明する。モータ（図示せず）を回転す
るとその回転は駆動軸５、クランク軸６、軸受１
５を介して旋回スクロール１１に伝えられる。旋
回スクロール１１の軸線はクランク軸の軸線O₂
−O₂と同一軸線で、固定スクロール２の軸線は
駆動軸の軸線O₁−O₁と同一軸線であり、かつ両
軸線は距離δだけ偏心していると共に補助クラン
ク３０の軸も距離δだけ偏心しているから、旋回
スクロール１１は固定スクロール２に対して軸線
O₁−O₁を中心に相対的な円運動を行なう。そし
て吸込口３から吸込まれた空気は圧縮室１２内で
徐々に圧縮され、所定の圧力に高められた後に吐
出口４から吐出される。

この際、圧縮室１２内の圧縮空気は流入口２２
Ａから通気路２２内を流れ、流出口２２Ｂから背
圧室２１内に吐出される。背圧室２１内の圧縮空
気は鏡板１１Ａの先端側端面１１Ｅに等圧に作用
するが、第２の環状シール部材２０の径D₂は第
１の環状シール部材１９の径D₁より小さく、従
つて旋回スクロール１１の背圧室２１内に位置す
る受圧面積と当該受圧面積に作用する圧力との関
係から、該旋回スクロール１１には次式で得られ
る軸方向押圧力Faが固定スクロール２に向かつ
て働く。

Fa＝π／４（D² ₁−D² ₂）・（Pa−Po） 但し、 Pa：旋回スクロールの鏡板１１Ａ背面に働く
圧力 Po：大気圧 そして、前述したように、背圧室２１内には圧
縮室１２の平均圧力よりも高い圧力の圧縮空気を
導くようにしてあるので、旋回スクロール１１は
常に摺接部材１８に押付けることができる。

他方、圧縮空気の高熱はラツプ部１１Ｂ、鏡板
１１Ａから玉軸受１５に、更には駆動軸５を介し
て玉軸受７に伝わるが、クランク室２５内は大気
連通路２６からの大気によつて冷却されているの
で、玉軸受７，１５や補助クランク３０が熱膨張
を起こすことはない。

本考案に係るスクロール式圧縮機は以上詳細に
述べた如くであつて、高温の圧縮空気を玉軸受か
ら可及的に離れた位置に導びいて旋回スクロール
に背圧をかけるようにすると共に、玉軸受が圧縮
空気により直接加熱されることがないように構成
してあるので、玉軸受の熱膨張や潤滑油の高熱に
よる劣化が防止でき、従つて、固定スクロールと
旋回スクロールとの微小間隙を極めて高精度に維
持することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

付図は本考案の一実施例を示すスクロール式圧
縮機の縦断面図である。 １……ケーシング、１Ａ……軸受部、１Ｂ……
段部、１Ｃ……スクロール嵌合部、２……固定ス
クロール、２Ａ……鏡板、２Ｂ……ラツプ部、５
……駆動軸、６……クランク軸、１１……旋回ス
クロール、１１Ａ……鏡板、１１Ｂ……ラツプ
部、１２……圧縮室、１５……玉軸受、１８……
摺接部材、１９，２０……環状シール部材、２１
……背圧室、２２……通気路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一側に軸受部を有し、他側に段部とスクロール
   嵌合部を有してなるケーシングと、鏡板にうず巻
   状ラツプ部が立設され前記スクロール嵌合部の端
   面に固着された固定スクロールと、前記軸受部に
   回転自在に支持され、先端部にクランク軸を有す
   る駆動軸と、前記クランク軸に回転自在に支持さ
   れ、鏡板に前記固定スクロールのラツプ部と重な
   り合つて摺接しつつ旋回する間に圧縮室を形成す
   るうず巻状ラツプ部が立設されると共に、鏡板の
   外周側が前記ケーシングの段部およびスクロール
   嵌合部と固定スクロールの鏡板との間に形成され
   る環状空間内に挿入された旋回スクロールとから
   なるスクロール式圧縮機において、前記固定スク
   ロールの鏡板と旋回スクロールの鏡板との間には
   摺接部材を介装すると共に、該摺接部材の径方向
   外周側に位置して第１の環状シール部材を配設
   し、前記旋回スクロールの鏡板背面とケーシング
   の段部との間には前記第１の環状シール部材より
   も小径な第２の環状シール部材を配設し、前記旋
   回スクロールが挿入された環状空間内には前記第
   １、第２の環状シール部材によつて背圧室を形成
   し、前記旋回スクロールには該背圧室と前記圧縮
   室の中間部位を連通する通気路を形成したことを
   特徴とするスクロール式圧縮機。