JP4065447B2 - スクロール圧縮機のオイル供給装置 - Google Patents
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Description
本発明は、スクロール圧縮機に関し、特に、摩擦部位の潤滑作用が円滑に行われるようにし、オルダムリングキーにオイルが供給されるようにすることにより、圧縮機の信頼性を向上させ、摩擦部位の摩耗及び騒音を低減できるスクロール圧縮機のオイル供給装置に関する。
図７は、従来のスクロール圧縮機の断面図である。
従来のスクロール圧縮機は、流体が吸入される吸入管１０２及び圧縮された流体が吐出される吐出管１０４がそれぞれ連結され、密閉された所定の空間を有するケーシング１０６と、前記ケーシング１０６の下部に配置されて駆動力を発生する駆動モータ１０８と、前記ケーシング１０６の上部に配置されると共に前記駆動モータ１０８及び回転軸１１２に連結されて、前記回転軸１１２の回転により前記吸入管１０２に吸入される流体を圧縮して吐出管１０４に吐出させる圧縮ユニット１１０と、前記圧縮ユニット１１０の各摩擦部位にオイルを供給して潤滑作用を行うオイル供給装置と、から構成される。
従来のスクロール圧縮機は、流体が吸入される吸入管１０２及び圧縮された流体が吐出される吐出管１０４がそれぞれ連結され、密閉された所定の空間を有するケーシング１０６と、前記ケーシング１０６の下部に配置されて駆動力を発生する駆動モータ１０８と、前記ケーシング１０６の上部に配置されると共に前記駆動モータ１０８及び回転軸１１２に連結されて、前記回転軸１１２の回転により前記吸入管１０２に吸入される流体を圧縮して吐出管１０４に吐出させる圧縮ユニット１１０と、前記圧縮ユニット１１０の各摩擦部位にオイルを供給して潤滑作用を行うオイル供給装置と、から構成される。
前記ケーシング１０６の上部には、前記回転軸１１２の上端を回転自在に支持すると共に前記圧縮ユニット１１０を支持するメインフレーム１１４が設置され、前記ケーシング１０６の下側には、前記回転軸１１２の下端を回転自在に支持する下部フレーム１１６が設置される。
前記駆動モータ１０８は、前記ケーシング１０６の周方向に固定されるステータ１２２と、前記ステータ１２２の内周面に配置されて前記回転軸１１２に固定されるロータ１２４と、から構成され、前記ステータ１２２に電力が印加されると、前記ステータ１２２とロータ１２４との相互作用により前記ロータ１２４が回転されて、前記回転軸１１２を回転させる。
前記圧縮ユニット１１０は、インボリュート形状の固定ラップ(fixed wrap)１２６が形成されると共に前記ケーシング１０６の上部に固定される固定スクロール１２８と、前記固定ラップ１２６との間に所定の圧縮室１１８を有するように前記固定ラップ１２６と対応するインボリュート形状の旋回ラップ(orbiting wrap)１３０が形成されると共に前記メインフレーム１１４に旋回自在に支持され且つ前記回転軸１１２の回転時に旋回運動される旋回スクロール１３２と、から構成される。
前記固定スクロール１２８の中央には、前記固定ラップ１２６と旋回ラップ１３０との相互作用により圧縮室１１８で圧縮された流体が吐出される吐出口１３６が形成され、前記吐出口１３６の上側には、吐出された流体が逆流することを防止するチェックバルブ１３８が設置される。
また、前記固定スクロール１２８の上側には、前記吐出口１３６に吐出されるガスの騷音を低減させるマフラー１４０が装着され、前記旋回スクロール１３２とメインフレーム１１４との間には、旋回スクロール１３２が旋回運動されるようにガイドするオルダムリング１５０が設置される。
前記メインフレーム１１４の上面には、オルダムリング１５０のオルダムリングキーが挿入されるキー溝１６０が１８０゜の角度をなすように形成される。
図８は、従来のスクロール圧縮機のメインフレームの上面図で、図９は、図７のＡ部拡大図である。
前記オイル供給装置は、前記回転軸１１２の下側に装着されると共に前記回転軸１１２の回転によりケーシング１０６の下部に保存されたオイルをポンピングするポンピングユニット１６２と、前記回転軸１１２に長手方向に形成されると共に前記ポンピングユニット１６２によりポンピングされたオイルを各摩擦部位に供給するオイル供給通路１６４と、前記メインフレーム１１４に形成されると共に前記オイル供給通路１６４を通して供給されたオイルを前記旋回スクロール１３２とメインフレーム１１４との接触面であるスラストベアリング面に供給するオイル供給孔１６６と、から構成される。
前記オイル供給装置は、前記回転軸１１２の下側に装着されると共に前記回転軸１１２の回転によりケーシング１０６の下部に保存されたオイルをポンピングするポンピングユニット１６２と、前記回転軸１１２に長手方向に形成されると共に前記ポンピングユニット１６２によりポンピングされたオイルを各摩擦部位に供給するオイル供給通路１６４と、前記メインフレーム１１４に形成されると共に前記オイル供給通路１６４を通して供給されたオイルを前記旋回スクロール１３２とメインフレーム１１４との接触面であるスラストベアリング面に供給するオイル供給孔１６６と、から構成される。
ここで、前記オイル供給孔１６６は、その製造特性上、前記メインフレーム１１４に水平方向に第１供給孔１６８を貫通形成した後、前記メインフレーム１１４の上面から垂直方向に第２供給孔１７０を穿孔形成して、前記第１供給孔１６８と第２供給ホール１７０とが連結されるようにする。また、第１供給孔１６８の外部に露出する部位は、リベット１７２を打ち込んで密閉させる。
以下、このように構成される従来のオイル供給装置の動作を説明する。
ステータ１２２に電力が印加されると、ステータ１２２とロータ１２４との相互作用によりロータ１２４が回転され、前記ロータ１２４に固定される回転軸１１２が正方向に回転される。すると、前記回転軸１１２の回転により旋回スクロール１３２が旋回運動され、前記固定スクロール１２８との相互作用により圧縮室１１８の内部に流入したガスが圧縮されて吐出口１３６を通して高圧室１４２に流入し、前記高圧室１４２に流入したガスは、吐出管１０４を通して外部に排出される。
ステータ１２２に電力が印加されると、ステータ１２２とロータ１２４との相互作用によりロータ１２４が回転され、前記ロータ１２４に固定される回転軸１１２が正方向に回転される。すると、前記回転軸１１２の回転により旋回スクロール１３２が旋回運動され、前記固定スクロール１２８との相互作用により圧縮室１１８の内部に流入したガスが圧縮されて吐出口１３６を通して高圧室１４２に流入し、前記高圧室１４２に流入したガスは、吐出管１０４を通して外部に排出される。
そして、圧縮機が駆動されると、オイル供給装置が駆動されて、ケーシング１０６の下部に保存されたオイルを圧縮機の各摩擦部位に供給して潤滑作用を行う。
即ち、回転軸１１２が回転されると、前記回転軸１１２の下端に装着されたポンピングユニット１６２が作動されて、ケーシング１０６の下部に保存されたオイルをポンピングし、前記ポンピングユニット１６２によりポンピングされたオイルが、前記回転軸１１２に形成されたオイル供給通路１６４を経て上方に伝達され、前記メインフレーム１１４に形成されたオイル供給孔１６６を通して、前記メインフレーム１１４のスラストベアリング面と前記旋回スクロール１３２のスラストベアリング面間に供給されることにより、潤滑作用が行われる。
しかしながら、このような従来のスクロール圧縮機のオイル供給装置においては、メインフレームにオイル供給孔を加工するとき、第１供給孔を水平方向に形成した後、再び第２供給孔を垂直方向に形成し、前記第１供給孔の外側をリベッティング作業により閉塞しなければならないため、製造工程が複雑であり、製造費用が高いという問題点があった。
また、従来のオイル供給装置においては、オイル供給孔を通して、メインフレームと旋回スクロールとのスラストベアリング面に供給されたオイルが、オルダムリングキーが挿入されるキー溝に円滑に供給されないため、摩耗及び騒音が発生するという問題点があった。
さらに、従来のオイル供給装置においては、オイル供給孔を通して、メインフレームと旋回スクロールとのスラストベアリング面に供給されたオイルが、円滑に流出しないため、供給されたオイルが停滞するという問題点があった。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、メインフレーム製造工程時、メインフレームの上面にオイル流路を共に形成することにより、オイル流路を形成するための別途の工程が不要で、製造費用を削減できるスクロール圧縮機のオイル供給装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、キー溝にオイルが供給されるようにすることにより、オルダムリングキーとキー溝間の摩耗を防止し、騒音を低減できるスクロール圧縮機のオイル供給装置を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明によるスクロール圧縮機のオイル供給装置は、中央にオイルが充填されるポケットが形成され、上面に環状のオイルグルーブが形成され、縁部にオルダムリングが摺動できるように径方向に延びる複数のキー溝が形成される、メインフレームと、前記メインフレームのポケットを貫通して支持される回転軸であって、その長手方向にオイル供給通路が貫通形成され、該オイル供給通路の下端にはケーシングの下部に保存されたオイルをポンピングするポンピングユニットが装着される、回転軸とを具備し、前記メインフレームの上面には前記ポケットと前記オイルグルーブを連結するオイル流路が形成され、前記オイル流路の長手方向と前記キー溝の長手方向とが前記メインフレームの上面に平行な平面上で直角をなし、前記メインフレームの上面には前記オイルグルーブと前記キー溝を連結するオイルガイド溝が形成され、前記複数のキー溝が前記平面上で一直線上に配置され、前記オイル流路が前記平面上で前記各キー溝とそれぞれ９０°の角度をなすように一直線上に配置されることを特徴とする。
前記オイルガイド溝は、前記キー溝と連結される入口の幅が前記キー溝の幅の５５％以下になるように形成されることを特徴とする。
前記オイルガイド溝の深さは、前記オイルグルーブの深さより深く形成されることを特徴とする。
前記オイルガイド溝の深さは、少なくとも２ｍｍ以上に形成されることを特徴とする。
本発明によるスクロール圧縮機のオイル供給装置においては、メインフレームの上面にポケットとオイルグルーブとの間を連結するオイル流路が形成され、該オイル流路は前記メインフレームを加工するときに共に加工されるため、前記オイル流路を別途に加工する必要がないので製造費用を削減することができ、メインフレームと旋回スクロールとのスラストベアリング面に、より円滑にオイルを供給することができるので圧縮機の信頼性を向上させることができるという効果がある。
また、オルダムリングキーが挿入されるキー溝とオイルグルーブとの間にオイルガイド溝を形成して、前記オイルグルーブに流入したオイルを前記キー溝に供給することにより、騒音を低減し、キー溝とオルダムリングキーとの間の摩耗を減らし、圧縮機の信頼性を向上させることができるという効果がある。
以下、添付の図面を参照して、本発明に係るスクロール圧縮機のオイル供給装置の好ましい実施形態を説明する。
図１は、本発明に係るスクロール圧縮機の断面図で、図２は、図１のＢ部拡大図である。
本発明に係るスクロール圧縮機は、密閉された所定の空間を有するケーシング１０と、前記ケーシング１０に内蔵されて駆動力を発生する駆動モータ１２と、前記駆動モータ１２及び回転軸１４に連結されて、前記駆動モータ１２が駆動すると流体を圧縮して外部に吐出させる圧縮ユニット１６と、前記ケーシング１０の下部に保存されたオイルを各摩擦部位に供給して潤滑作用を行うオイル供給装置と、から構成される。
本発明に係るスクロール圧縮機は、密閉された所定の空間を有するケーシング１０と、前記ケーシング１０に内蔵されて駆動力を発生する駆動モータ１２と、前記駆動モータ１２及び回転軸１４に連結されて、前記駆動モータ１２が駆動すると流体を圧縮して外部に吐出させる圧縮ユニット１６と、前記ケーシング１０の下部に保存されたオイルを各摩擦部位に供給して潤滑作用を行うオイル供給装置と、から構成される。
前記ケーシング１０には、ガスが吸入される吸入管１８及び圧縮されたガスが吐出される吐出管２４がそれぞれ連結され、前記ケーシング１０の内部には、前記回転軸１４の上端を回転自在に支持すると共に前記圧縮ユニット１６を支持するメインフレーム２６、及び前記回転軸１４の下端を回転自在に支持する下部フレーム２８が装着される。
前記駆動モータ１２は、前記ケーシング１０の内周面に固定されるステータ３０と、前記ステータ３０の内周面に配置されて前記回転軸１４に固定されるロータ３２と、から構成され、前記ステータ３０に電力が印加されると、前記ステータ３０とロータ３２との相互作用により前記ロータ３２が回転されて、前記回転軸１４を回転させる。
前記圧縮ユニット１６は、インボリュート形状の固定羽(fixed vane)３４が形成されると共に前記ケーシング１０の上部に固定される固定スクロール３６と、前記固定羽３４との間に圧縮室４２を有するように前記固定羽３４と対応するインボリュート形状の旋回羽(orbiting vane)３８が形成されると共に前記メインフレーム２６に旋回自在に支持され且つ前記回転軸１４の回転時に旋回運動される旋回スクロール４０と、前記固定スクロール３６の上面に固定され、前記圧縮室４２で圧縮された流体から発生する騒音を低減させるマフラー４４と、から構成される。
前記固定スクロール３６の中央には、前記固定羽３４と旋回羽３８との相互作用により圧縮されたガスが排出される排出孔４６が形成され、前記固定スクロール３６の上側面には、前記排出孔４６を開閉させて流体が逆流することを防止するチェックバルブ４８が設置される。
また、前記旋回スクロール４０とメインフレーム２６との間には、旋回スクロール４０が旋回運動されるようにガイドするオルダムリング５０が設置される。
前記オルダムリング５０は、平面状の上面及び下面を有する所定の厚さのリングで、前記オルダムリング５０の上面には前記旋回スクロール４０の下面に形成されたキー溝５２に挿入されるオルダムリングキー(図示せず)が形成され、前記オルダムリング５０の下面には前記メインフレーム２６に形成されたキー溝５６に挿入されるオルダムリングキー(図示せず)が形成される。
図３は、本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機のメインフレームの斜視図、図４は、本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機のメインフレームの上面図、図５は、図４のＣ部拡大図である。
前記メインフレーム２６は、その中央に、前記回転軸１４の上端に形成された偏心部６４及び前記旋回スクロール４０のボス６６が挿入されるポケット６８が形成され、その両側面には、前記オルダムリングキーが挿入されて直線移動するキー溝５６が１８０゜の角度をなすように形成され、その上面には、前記旋回スクロール４０と接触するスラストベアリング面７０が形成される。
前記旋回スクロール４０には、その下側に、前記回転軸１４の偏心部６４が挿入されるボス６６が形成されると共に前記オルダムリングキーが挿入されて直線移動するキー溝５２が形成され、その下面に、前記メインフレーム２６と接触するスラストベアリング面７２が形成される。
前記オイル供給装置は、前記回転軸１６の下側に装着されると共に前記回転軸１６の回転によりケーシング１０の下部に保存されたオイルをポンピングするポンピングユニット６０と、前記回転軸１４に長手方向に形成されると共に前記ポンピングユニット６０によりポンピングされたオイルを各摩擦部位に供給するオイル供給通路６２と、前記メインフレーム２６の上面に円周方向に形成されるオイルグルーブ７４と、前記メインフレーム２６の上面に形成されると共に前記メインフレーム２６のポケット６８とオイルグルーブ７４との間を連結して、前記ポケット６８に流入したオイルを前記オイルグルーブ７４に供給するオイル流路７６と、前記オイルグルーブ７４とキー溝５６との間に形成されると共に前記オイルグルーブ７４に流入したオイルを前記キー溝５６に案内するオイルガイド溝８０と、から構成される。
前記オイル流路７６は、前記メインフレーム２６の上面に半径方向に形成され、その一端部は前記メインフレーム２６のポケット６８に位置すると共に他端部はオイルグルーブ７４に位置し、前記ポケット６８に流入したオイルを前記オイルグルーブ７４に供給する。
このようなオイル流路７６は、前記キー溝５６と直角をなすように形成され、前記キー溝５６と９０゜の角度をなすように位置する第１オイル流路７６ａと、前記第１オイル流路７６ａと１８０゜の角度をなすように位置する第２オイル流路７６ｂと、から構成される。
また、前記オイル流路７６は、前記メインフレーム２６を加工するときに一体に加工されるので、前記オイル流路７６を加工するための別途の加工工程が不要である。
前記オイルガイド溝８０は、前記メインフレーム２６の上面に形成される円形溝で、その一方の側は前記オイルグルーブ７４と連結され、他方の側は前記キー溝５６と連結されて、前記オイルグルーブ７４に流入したオイルを前記キー溝５６に供給する。
さらに、前記オイルガイド溝８０は、前記メインフレーム２６を加工するときに一体に加工されるので、前記オイルガイド溝８０を加工するための別途の加工工程が不要である。
このようなオイルガイド溝８０は、図５に示すように、前記キー溝５６と連結される入口の幅Ｌ２が前記キー溝の幅Ｌ１の５５％以下に形成されることにより、前記キー溝５６に一度に多量のオイルが供給されることを防止する。また、前記オイルガイド溝８０の深さは、前記オイルグルーブ７４の深さより深く形成されることにより、前記キー溝５６へのオイル供給が円滑に行われるようにする。即ち、前記オイルガイド溝８０の深さは、少なくとも２ｍｍ以上に形成されることが好ましい。
図６は、本発明の他の実施形態によるメインフレームの上面図である。
本発明の他の実施形態に係るメインフレームは、オイル流路を除いては、前述の一実施形態に係るメインフレームの構造と同様である。
本発明の他の実施形態に係るメインフレームは、オイル流路を除いては、前述の一実施形態に係るメインフレームの構造と同様である。
即ち、本発明の他の実施形態による１対のオイル流路９０ａ、９０ｂは、前記メインフレーム２６の上面に１８０゜の角度をなすように配置され、互いに異なる位相を有する。即ち、前記オイル流路９０ａ、９０ｂは、オイルがより円滑に排出されるように、前記回転軸１６が回転される方向に向かって偏心して形成される。
以下、このように構成される本発明によるスクロール圧縮機の動作を説明する。
圧縮機が正常運転中の場合、前記駆動モータ１２に電力が印加されると回転軸１４が回転され、前記回転軸１４の回転により旋回スクロール４０が旋回運動されながら、前記固定スクロール３６との相互作用により、圧縮室４２に吸入された流体が圧縮されて、排出孔４６を通してマフラー４４の内部に流入し、前記吐出管２４を通して外部に吐出される。
圧縮機が正常運転中の場合、前記駆動モータ１２に電力が印加されると回転軸１４が回転され、前記回転軸１４の回転により旋回スクロール４０が旋回運動されながら、前記固定スクロール３６との相互作用により、圧縮室４２に吸入された流体が圧縮されて、排出孔４６を通してマフラー４４の内部に流入し、前記吐出管２４を通して外部に吐出される。
このような圧縮機の動作中、前記回転軸１４の回転によりオイル供給装置が作動されて、圧縮機の各摩擦部位にオイルが供給されることにより、潤滑作用が行われる。
前記オイル供給装置の動作を詳細に説明すると、回転軸１４の回転によりポンピングユニット６０が作動されて、ケーシング１０の下部に保存されたオイルがポンピングされ、前記回転軸１４に形成されたオイル供給通路６２を通して、前記メインフレーム２６のポケット６８の内部にオイルが供給される。
前記ポケット６８に供給されたオイルは、前記回転軸１４が回転される方向に共に回転されながら、前記メインフレーム２６の上面に形成されたオイル流路７６を通して、オイルグルーブ７４に供給される。前記オイルグルーブ７４に供給されたオイルが、前記メインフレーム２６のスラストベアリング面７０と前記旋回スクロール４０のスラストベアリング面７２との間に供給されることにより、潤滑作用が行われる。
そして、前記オイルグルーブ７４に供給されてスラストベアリング面７０、７２間の潤滑作用を行った後、残ったオイルは、オイルガイド溝８０を通して前記キー溝５６に供給されて、オルダムリング５０のオルダムリングキーとキー溝５６間の潤滑作用を行う。
このとき、前記オイルガイド溝８０は、その幅Ｌ２が前記キー溝５６の幅Ｌ１の５５％以下に形成されるので、多量のオイルが一度にキー溝５６に流入することが防止される。
１０ ケーシング
１２ 駆動モータ
１４ 回転軸
１６ 圧縮ユニット
１８ 吸入管
２４ 吐出管
２６ メインフレーム
２８ 下部フレーム
３０ ステータ
３２ ロータ
３４ 固定羽
３６ 固定スクロール
３８ 旋回羽
４０ 旋回スクロール
４２ 圧縮室
４４ マフラー
４６ 排出孔
５０ オルダムリング
５６ キー溝
６０ ポンピングユニット
６２ オイル供給通路
６４ 偏心部
６６ ボス
６８ ポケット
７０、７２ スラストベアリング面
７４ オイルグルーブ
７６ オイル流路
７６ａ 第１オイル流路
７６ｂ 第２オイル流路
８０ オイルガイド溝
１２ 駆動モータ
１４ 回転軸
１６ 圧縮ユニット
１８ 吸入管
２４ 吐出管
２６ メインフレーム
２８ 下部フレーム
３０ ステータ
３２ ロータ
３４ 固定羽
３６ 固定スクロール
３８ 旋回羽
４０ 旋回スクロール
４２ 圧縮室
４４ マフラー
４６ 排出孔
５０ オルダムリング
５６ キー溝
６０ ポンピングユニット
６２ オイル供給通路
６４ 偏心部
６６ ボス
６８ ポケット
７０、７２ スラストベアリング面
７４ オイルグルーブ
７６ オイル流路
７６ａ 第１オイル流路
７６ｂ 第２オイル流路
８０ オイルガイド溝
Claims (4)
- 中央にオイルが充填されるポケットが形成され、上面に環状のオイルグルーブが形成され、縁部にオルダムリングが摺動できるように径方向に延びる複数のキー溝が形成される、メインフレームと、
前記メインフレームのポケットを貫通して支持される回転軸であって、その長手方向にオイル供給通路が貫通形成され、該オイル供給通路の下端にはケーシングの下部に保存されたオイルをポンピングするポンピングユニットが装着される、回転軸とを具備し、
前記メインフレームの上面には前記ポケットと前記オイルグルーブを連結するオイル流路が形成され、前記オイル流路の長手方向と前記キー溝の長手方向とが前記メインフレームの上面に平行な平面上で直角をなし、
前記メインフレームの上面には前記オイルグルーブと前記キー溝を連結するオイルガイド溝が形成され、
前記複数のキー溝が前記平面上で一直線上に配置され、前記オイル流路が前記平面上で前記各キー溝とそれぞれ９０°の角度をなすように一直線上に配置されることを特徴とする、スクロール圧縮機のオイル供給装置。 - 前記オイルガイド溝は、前記キー溝と連結される入口の幅が前記キー溝の幅の５５％以下になるように形成されることを特徴とする、請求項１に記載のスクロール圧縮機のオイル供給装置。
- 前記オイルガイド溝の深さは、前記オイルグルーブの深さより深く形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のスクロール圧縮機のオイル供給装置。
- 前記オイルガイド溝の深さは、少なくとも２ｍｍ以上に形成されることを特徴とする、請求項３に記載のスクロール圧縮機のオイル供給装置。
Applications Claiming Priority (1)
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