(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、圧縮作動室を形成する一対の固定部材と旋回ロータ部材とを有する圧縮機構と、前記圧縮機構を駆動し旋回ロータの旋回中心軸と同軸に回転軸を持つ電動機とを設置した密閉式容積形圧縮機において、圧縮機構に電動機の駆動力を伝える伝達機構として、先端部を電動機の回転軸より旋回半径だけ偏心させて旋回ロータ部材に球面対偶させて接続し、中間部を電動機の回転軸心上の固定点で球面対偶させて支持され、後端部を電動機のロータの部位で先端部の球面対偶中心点と固定点を結ぶ直線の延長線上にある位置で球面対偶させて接続するてこ部材を設け、電動機の回転軸に対しててこ部材の傾斜角を変える傾斜角調整機構を設けたことを特徴とする密閉式容積形圧縮機。
【請求項２】
密閉容器内に、圧縮作動室を形成する一対の固定部材と旋回ロータ部材とを有する圧縮機構と、前記圧縮機構を駆動し旋回ロータの旋回中心軸と同軸に回転軸を持つ電動機とを設置した密閉式容積形圧縮機において、圧縮機構に電動機の駆動力を伝える伝達機構として、先端部を電動機の回転軸より旋回半径だけ偏心させて旋回ロータ部材に球面対偶させて接続し、中間部を電動機の回転軸心上の固定点で球面対偶させて支持され、後端部を電動機のロータの部位で先端部の球面対偶中心点と固定点の延長線上にある位置で球面対偶させて接続するてこ部材を設け、旋回ロータ部材の旋回半径を変える旋回半径調整機構を設けたことを特徴とする密閉式容積形圧縮機。
【請求項３】
密閉容器内に圧縮作動室を形成する一対の固定スクロールと旋回スクロールを有する圧縮機構と、旋回スクロールの旋回中心軸と同軸的に回転軸が配置された電動機とを備えた密閉式容積形圧縮機において、圧縮機構に電動機の駆動力を伝える伝達機構として、前端部に形成した第１球面部と旋回スクロールの部位で旋回中心軸から旋回半径だけ偏心した位置に設けた第１球面軸受とを球面対偶させ、中間部に形成した第２球面部と電動機回転軸上の固定点に設けた第２球面軸受とを球面対偶させ、後端部に形成した丸軸部に滑り嵌めされた球面ブッシュと電動機のロータの部位で第１球面部と第２球面部の各中心を結ぶ直線の延長線上の位置に設けた第３球面軸受とを球面対偶させ、電動機の回転軸に対して傾斜するてこ部材を設け、さらに電動機のロータを回転軸心方向に移動させて位置決めする位置決め機構と、第２球面軸受を支持する支持機構とを設けたことを特徴とする密閉式容積形圧縮機。
【請求項４】
電動機のロータに、第３球面軸受を前記ロータの半径方向外方に押圧する弾性部材を設けたことを特徴とする請求項３に記載の密閉式容積形圧縮機。
【請求項５】
てこ部材は第２球面部から球面ブッシュまでの距離を第２球面部から第１球面部までの距離より大きくしたものであることを特徴とする請求項４に記載の密閉式容積形圧縮機。
【請求項６】
密閉容器内に固定されたシリンダ、このシリンダ内で旋回するローラおよびこれらシリンダとローラ間の空間を仕切って圧縮作動室を形成するベーンとを有する圧縮機構と、ローラの旋回中心軸と同軸的に回転軸が配置された電動機とを備えた密閉式容積形圧縮機において、圧縮機構に電動機の駆動力を伝える伝達機構として、前端部に形成した第１球面部とローラの部位でその内周円筒面内に設けられた第１球面軸受とを球面対偶させ、中間部に形成した第２球面部と電動機回転軸上の固定点に設けた第２球面軸受とを球面対偶させ、後端部に形成した丸軸部に滑り嵌めされた球面ブッシュと電動機のロータの部位で第１球面部と第２球面部の各中心を結ぶ直線の延長線上の位置に設けた第３球面軸受とを球面対偶させ、電動機の回転軸に対して傾斜するてこ部材を設け、さらに電動機のロータを回転軸心方向に移動させて位置決めする位置決め機構と、第２球面軸受を支持する支持機構とを設けたことを特徴とする密閉式容積形圧縮機。
【請求項７】
電動機のロータに、第３球面軸受を前記ロータの半径方向外方に押圧する弾性部材を設けたことを特徴とする請求項６に記載の密閉式容積形圧縮機。
【請求項８】
てこ部材は第２球面部から球面ブッシュまでの距離を第２球面部から第１球面部までの距離より大きくしたものであることを特徴とする請求項７に記載の密閉式容積形圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、容積形流体機械に係り、特に冷凍機や空気調和機などの冷凍，空調サイクルに組み込んで用いるに好適な密閉式容積形圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転式容積形圧縮機の第一の公知技術としては、スクロール圧縮機がある。この形式の原理的な構造は、周知のように渦巻状のラップを備えた固定スクロールと旋回スクロールとが噛み合わされて圧縮作動室を構成する形式のものである。
【０００３】
従来のスクロール圧縮機は、電動機の回転中心に配置されたクランク軸に摺動可能に係合した旋回スクロールが前記クランク軸の回転によって旋回運動することで、気体が固定スクロールラップと旋回スクロールラップによって形成される圧縮作動室へ外周部から流入し、中心部に向かって圧縮され、固定スクロールの中央部に設けられた吐出ポートから吐出されるようになっている。
【０００４】
スクロール圧縮機は、気体の圧縮を同時に多くの圧縮作動室で行われるため、圧縮作動室間の気体の漏れが少なく高効率であるという特徴を有している。さらに、トルク変動が小さいため振動が小さいという特徴がある。
【０００５】
スクロール圧縮機は、前記したように固定スクロールと旋回スクロールとを組み合わせた状態で旋回スクロールを一定の半径で旋回運動させるため、スクロール部材の形状精度や旋回半径の大きさによって隙間の大きさが決定される。
【０００６】
しかし、高い性能を維持するためには、圧縮作動室における隙間を小さくする必要がある。
【０００７】
この対応策としての公知技術は、例えば特開昭６２−２８２１８６号公報に記載されているように、クランク軸の偏心駆動軸内に旋回スクロールの駆動軸を弾性体と共に配設したものがある。これによって、旋回スクロールの運動半径を可変半径とすることができ、旋回スクロールの駆動軸を常に外側に付勢することにより、スクロールラップの半径方向隙間を小さく維持する構成が示されている。
【０００８】
上記同様のスクロール型圧縮機が、特開平２−２６４１８１号公報に記載されており、この圧縮機内部の各摺動部への潤滑油の供給は、クランク内に設けた給油穴を介して行う方式であった。
【０００９】
さらに第二の公知技術として特開昭６４−１０４９９６号公報に開示されているように円筒状内面を有するシリンダとこの中で偏心運動を行うローラとシリンダ内で往復するベーンなどによって構成されるにロータリ圧縮機がある。ロータリ圧縮機は、ローラをシリンダの内部で公転運動させるためにモータで直接駆動されるクランク軸を用いており、ローラ外周面とシリンダ内周面との隙間は、組み立て時に定まる一定量の隙間に維持される構造である。
【００１０】
そのクランク軸のクランクピン部とローラとの回転摺動部及びモータ軸受の回転摺動部には、ローラ外周面に作用する圧縮気体の圧力により大きな荷重が加わる構造であった。ローラとベーンとは別体となっており、シリンダに組み込まれたベーンは、背圧やバネ力によりローラ外周面に押しつけて機密を維持する構造であった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
第一の公知例におけるスクロール圧縮機では、クランク軸の偏心駆動軸と旋回スクロールの駆動軸との係合部に旋回スクロールに作用する圧縮気体のガス力と旋回スクロールの遠心力が作用する。このときクランク軸が回転するため、遠心力は軸に対して回転荷重となる。圧縮気体のガス力もスクロール式の特徴から回転荷重となる。
【００１２】
したがって、クランク軸の偏心駆動軸内に配置した弾性体には非常に大きな荷重が作用するので、これに打ち勝って旋回スクロールを常に外方に押しつけるには、この弾性体のバネ力をそれなりに強くしなければならない。この結果、旋回スクロールとクランク軸とを組み立てる時の組み立て性が低下したり、構造が複雑になるという問題があった。
【００１３】
さらに、従来の技術では旋回スクロールを旋回運動させるための力の作用点と旋回スクロールラップに作用する圧縮ガス力に基づくラジアル力の作用点の違いから、旋回スクロールには転覆モーメントが発生し旋回スクロールの安定運動が損なわれやすくなるという問題があった。
【００１４】
この旋回スクロールの不安定運動が発生すると、このモーメント荷重は同時にクランク軸の偏心駆動軸の軸受にも作用するため、この弾性体の信頼性に影響するという問題があった。
【００１５】
クランク軸の偏心軸の軸受部のように摺動速度の大きい回転摺動部に比較的大きな径方向荷重が加わるので、機械摩擦損失が大きくなり、圧縮機の効率を低下させる原因となっていた。過酷な運転状態においては摺動条件が厳しくなり、軸受部での摩耗、焼き付きが発生して圧縮機の信頼性も低下させるという問題があった。
【００１６】
さらに、第二の公知例であるロータリ圧縮機における問題点は、シリンダとローラ間の最小隙間がシリンダやローラ、さらにはクランク軸などの部品精度によって決定されていることにある。
【００１７】
すなわち、ローラは固定半径のクランク軸によって駆動されているため組み立て状態によって既に隙間の大きさが与えられていることになる。ベーン先端部とローラ外周部は常に大きな力が作用した状態で摺動するため運転時間の経過と共にローラ外周部は摩耗することになる。
【００１８】
この結果、ローラ直径は小さくなるのでシリンダとの最小隙間も大きくなり、圧縮機運転中には圧縮気体の漏れが増加して圧縮機の性能低下をもたらす問題があった。
【００１９】
さらには、冷凍空調機用の圧縮機においては吸い込み気体中に液が混入する現象が発生することもあるが、この際においては液を圧縮するため非常に大きな荷重が発生することもある。
【００２０】
第二の公知例においては、この液圧縮時に際しての対応策が十分に配慮されておらず、運転中に液圧縮現象が発生すると軸や軸受、それに運動部品等に大きな損傷を引き起こす恐れがあった。
【００２１】
本発明の第一の目的は、圧縮作動室から圧縮気体の漏れを小さくするために圧縮室を形成する固定部材と旋回部材間の隙間を調整する機能を有する密閉式容積形圧縮機を提供することである。
【００２２】
本発明の第二の目的は、圧縮作動室に液が混入して液圧縮が発生した時に、固定部材と旋回部材間の隙間を半径方向を大きくして圧縮作動室内の圧力の異常上昇を回避する機能を有する密閉式容積形圧縮機を提供することである。
【００２３】
本発明の第三の目的は、上記のように隙間を調整する機能を有する密閉式容積形圧縮機や、異常圧の回避する機能を有する密閉式容積形圧縮機に適した潤滑系を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の密閉式容積形圧縮機は、基本的には、電動機の回転を旋回スクロールやローラ等のロータの公転運動に変換して与える伝達機構として従来のクランク軸に代え、ロータまたは電動機の回転軸に対して傾斜するてこ部材を採用したものである。
【００２５】
すなわち、本発明の密閉式容積形圧縮機は、密閉容器内に、圧縮作動室を形成する一対の固定部材と旋回ロータ部材とを有する圧縮機構と、この圧縮機構を駆動し旋回ロータの旋回中心軸と同軸に回転軸を持つ電動機とを設置し、圧縮機構に電動機の駆動力を伝える伝達機構として、先端部を電動機の回転軸より旋回半径だけ偏心させて旋回ロータ部材に球面対偶させて接続し、中間部を電動機の回転軸心上の固定点で球面対偶させて支持され、後端部を電動機のロータの部位で先端部の球面対偶中心点と固定点を結ぶ直線の延長線上にある位置で球面対偶させて接続するてこ部材を設け、電動機の回転軸に対しててこ部材の傾斜角を変える傾斜角調整機構，旋回半径調整機構を設けたものである。
【００２６】
上記第一の目的を達成するために、本発明の密閉式容積形圧縮機は、これをスクロール形の圧縮機とする場合、密閉容器内に圧縮作動室を形成する一対の固定スクロールと旋回スクロールを有する圧縮機構と、旋回スクロールの旋回中心軸と同軸的に回転軸が配置された電動機とを備えた圧縮機であって、圧縮機構に電動機の駆動力を伝える伝達機構として、前端部に形成した第１球面部と旋回スクロールの部位で旋回中心軸から旋回半径だけ偏心した位置に設けた第１球面軸受とを球面対偶させ、中間部に形成した第２球面部と電動機回転軸上の固定点に設けた第２球面軸受とを球面対偶させ、後端部に形成した丸軸部に滑り嵌めされた球面ブッシュと電動機のロータの部位で第１および第２球面部の各中心を結ぶ直線の延長線上の位置に設けた第３球面軸受とを球面対偶させ、電動機の回転軸に対して傾斜するてこ部材を設け、さらに電動機のロータを回転軸心方向に移動させて位置決めする位置決め機構と、第２球面軸受を支持する支持機構とを設けた。ここでは、このスクロール形の圧縮機を本発明の第１の密閉式容積形圧縮機という。
【００２７】
上記第二の目的を達成するために、本発明の密閉式容積形圧縮機（第２の密閉式容積形圧縮機という）は、第１の密閉式容積形圧縮機において、電動機のロータに、第３球面軸受を前記ロータの半径方向外方に押圧する弾性部材を設けたものである。この場合、てこ部材は、その中間部の第２球面部から後端部に取り付けられた球面ブッシュまでの距離を、第２球面部から前端部の第１球面部までの距離より大きくしたものがよい。
【００２８】
第１，第２の密閉式容積形圧縮機において、電動機のロータは、中空円筒状の主ロータ部材と、この主ロータ部材後端側に一体に取り付けられた円板およびこの円板中心から後方に突出する軸部からなる副ロータ部材とから構成し、てこ部材を主ロータ部材内を通して配置し、第３球面軸受を副ロータ部材の円板内に配置して、構成するのがよい。
【００２９】
電動機の主ロータ部材は、内部にてこ部材を配置する斜め穴を持ち、ソリッドに近いものとしてもよい。
【００３０】
上記第三の目的を達成するために、本発明の密閉式容積形圧縮機は次のような潤滑給油系（第１の潤滑給油系という）を有する。すなわち、第１、第２の密閉式容積形圧縮機において、副ロータ部材に軸端から第３球面軸受に通ずる給油孔を、第３球面軸受に前記軸受を貫通する給油孔を、てこ部材の軸内には第１球面軸受、第２球面軸受および球面ブッシュに通じる給油孔をそれぞれ設けて、各給油孔を連通させ、かつ副ロータ部材の軸端と密閉容器に貯留する潤滑油とを連通させた。
【００３１】
そして、第１球面部と第１球面軸受との接触面の少なくとも一方、第２球面部と第２球面軸受との接触面の少なくとも一方、および丸軸部と球面ブッシュとの接触面の少なくとも一方に給油溝を設けるのが好ましい。
【００３２】
副ロータ部材の軸部に設けられた給油孔中に、長手方向に螺旋状にねじれた流路を有する螺旋部材を取り付けてもよい。
【００３３】
第１の潤滑給油系に代わる別の潤滑給油系（第２の潤滑給油系）は、第１の密閉式容積形圧縮機において、旋回スクロールの外円周面に接するピストン部材を構成要素に持ち、旋回スクロール部材の旋回運動にともなうピストン部材の往復運動によるポンプ作用により、密閉容器底部に貯留する潤滑油を吸い上げるポンプ機構を設け、旋回スクロール部材に前記ポンプ機構から第１球面軸受を収納する穴に通じる給油孔を設け、てこ部材の軸内には前端から後端止まりで第１球面軸受、第２球面軸受および球面ブッシュに通じる給油孔をそれぞれ設けた。
【００３４】
この系においては、第１球面軸受と前記第１球面軸受を収納する穴との間にシール部材を設けるのがよい。
【００３５】
再び、上記第一の目的を達成するために、本発明の密閉式容積形圧縮機は、これをロータリ形の圧縮機とする場合、密閉容器内に固定されたシリンダ、このシリンダ内で旋回するローラおよびこれらシリンダとローラ間の空間を仕切って圧縮作動室を形成するベーンとを有する圧縮機構と、ローラの旋回中心軸と同軸的に回転軸が配置された電動機とを備えた圧縮機であって、圧縮機構に電動機の駆動力を伝える伝達機構として、前記第１の密閉式容積形圧縮機で採用したてこ部材を、位置決め機構および支持機構とを設けた。このロータリ形の圧縮機を本発明の第３の密閉式容積形圧縮機という。
【００３６】
上記第二の目的を達成するために、本発明の密閉式容積形圧縮機（第４の密閉式容積形圧縮機という）は、第３の密閉式容積形圧縮機において、電動機のロータに、第３球面軸受を前記ロータの半径方向外方に押圧する弾性部材を設けた。
【００３７】
そしててこ部材は、その中間部の第２球面部から後端部に取り付けられた球面ブッシュまでの距離を、第２球面部から前端部の第１球面部までの距離より大きくしたものがよい。
【００３８】
第３、第４の密閉式容積形圧縮機において、電動機のロータは、中空円筒状の主ロータ部材と、この主ロータ部材後端側に一体に取り付けられた副ロータ部材とから構成し、てこ部材は主ロータ部材内を通って配置され、第３球面軸受は副ロータ部材内に配置されているものが好ましい。
【００３９】
【作用】
本発明の密閉式容積形圧縮機を代表して、本発明の第１，第２の密閉式容積形圧縮機であるスクロール形の圧縮機についてその作用を説明する。
【００４０】
てこ部材はその中間部で電動機の回転軸上の固定点で球面対偶（この中心点を支点と呼ぶ）で支持され、てこ部材の前端部は旋回スクロールの旋回半径だけ電動機の回転軸から偏心して旋回スクロールと球面対偶（この中心を荷重点と呼ぶ）で接続しててこ部材を電動機の回転軸に対して傾斜させ、てこ部材の後端部は副ロータの部位でてこ部材の傾斜角に相当する分だけ偏心した位置で副ロータ部材と球面対偶（この中心点を力点と呼ぶ）で接続しているので、電動機が回転すると、てこ部材は互いに頂点を突き合わせた２つの円錐形を描くように運動し、電動機の駆動力は副ロータ部材の球面対偶部（力点）からてこ部材を介して旋回スクロールの球面対偶部（荷重点）に伝達され、旋回スクロールは固定スクロールに対して旋回運動する。
【００４１】
このようにして、固定スクロールと旋回スクロールとの間に形成された圧縮作動室で気体が圧縮される。
なお、電動機の主ロータ部材内にてこ部材が挿入される穴を設け、中空よりもソリッドにすることにより、電磁場における透磁率の低下を最小限に抑えることができる。
【００４２】
次に圧縮作動室を形成する一対の固定スクロールと旋回スクロールとの半径方向の隙間を調整する機能について説明する。
【００４３】
位置決め機構により電動機のロータを例えば旋回スクロール方向に移動すると、てこ部材の後端部の球面対偶部を構成する球面ブッシュは滑り嵌めであるため、てこ部材の軸方向に移動して、かつ電動機回転軸に対する第３球面軸受の偏心距離は一定で変化しないために、てこ部材の傾斜角が大きくなり、固定スクロールと旋回スクロールの隙間が小さくなる。
【００４４】
この機能によれば、圧縮機の組み立て時に、位置決め機構により電動機のロータをその回転軸方向に移動することによって、てこ部材の傾斜角を任意に調整できるので、圧縮機の個々の部品精度や組み立て精度に影響されず、この傾斜角を調整することにより圧縮作動室を構成する接点部分の半径方向隙間を小さくできる。
【００４５】
第２の密閉式容積形圧縮機であるスクロール形の圧縮機の弾性部材、すなわち、てこ部材の後端部に取り付けた球面ブッシュと対をなす第３球面軸受を押圧する弾性部材の機能について説明する。
【００４６】
圧縮機運転中に液圧縮が発生すると圧縮作動室内では、過大な圧力が発生する。この際、この過大圧力による力はてこ部材から球面ブッシュ、第３球面軸受を介して弾性部材に伝達され、その力が弾性部材の弾性力に打ち勝って、てこ部材の傾斜角が小さくなる。
【００４７】
したがって、圧縮作動室における隙間が大きくなり、高圧の液が漏れ、圧縮作動室内の圧力が低減する。
弾性部材が復元しててこ部材の傾斜角を大きくし、自動的に適正な隙間が維持されることになる。
【００４８】
そして、てこ部材の前端部の荷重点からてこ部材の中間部の支点までの距離に比べて、この支点からてこ部材の後端部の力点までの距離を大きくすることにより、てこの原理からてこ部材の後端部の力点にかかる荷重を小さくでき、力点における球面ブッシュと第３球面軸受に対する荷重を小さくでき、弾性部材を小さくできる。
【００４９】
荷重点における摺動速度は、従来のクランクシャフトの自転運動に比べ、揺動運動になるため、その値は大幅に小さいものとなる。
【００５０】
回転部材内に配置した弾性部材はてこ部材を外方に押しつける力を発生させるため、てこ部材はその傾斜角を大きくするように維持される。
【００５１】
回転中は、電動機の回転軸に対して傾斜するてこ部材に遠心力が作用するため、その傾斜角を大きくするように保たれる。
【００５２】
この結果、支点位置の反対側に位置するロータの球面対偶支持点も半径方向外方に移動するようになり、逆に旋回スクロールはその旋回半径が大きくなって固定スクロールとの接点における隙間はより小さく維持される。
【００５３】
第１の潤滑給油系について説明する。
【００５４】
圧縮機の運転状況下においては、圧縮機底部の潤滑油には吐出ガスによる高圧が作用するが、密閉容器内で圧縮機構より前方の空間の圧力を吸入圧力よりも大きく、かつ吐出圧力よりも小さな中間圧力にすることにより、この圧力差と各回転部材の遠心力により、潤滑油が、それに連通する部材内の給油孔を介して、てこ部材周辺の各摺動部に供給される。
【００５５】
さらに詳述すると、圧縮機底部の潤滑油は、副ロータ部材に軸端から第３球面軸受に通ずる給油孔に流入し、第３球面軸受を貫通する給油孔を経て、てこ部材の軸内に形成した給油孔から第１球面軸受、第２球面軸受に通じる給油孔を通って供給される。
【００５６】
そして、てこ部材の球面対偶部と回転対偶部を構成する軸側または軸受側の少なくとも一方に円周方向に給油溝を設けてあるので、各対偶部の摺動面には必要十分量の潤滑油が供給される。
【００５７】
ところで、圧縮機底部の潤滑油とが接している副ロータ部材の給油孔に設けた螺旋部材は、圧縮機の運転時に回転して、潤滑油の汲み上げを助ける。
【００５８】
第２の潤滑給油系について説明する。第１の密閉式容積形圧縮機において、旋回スクロールの外円周面に設けたポンプ機構は、そのピストン部材が旋回スクロール部材の旋回運動にともない往復運動してポンプ作用する。
【００５９】
これにより、密閉容器底部から吸い上げられた潤滑油は、旋回スクロール部材に形成した給油孔から第１球面軸受を収納する穴部に流入し、さらにてこ部材の前端面からてこ部材の軸方向に形成した給油穴を介し、この給油穴から分岐する給油穴を通じて第１球面軸受、第２球面軸受および球面ブッシュに達して潤滑を行う。そして第１球面軸受とこの第１球面軸受を収納する穴との間に設けたシール部材は、潤滑油がてこ部材の給油孔により多量に流れ込むように設けたものである。このポンプ機構は、特に横置きタイプのスクロール圧縮機の潤滑に有効である。
【００６０】
以上の結果、旋回スクロールに公転運動を与える駆動機構において、てこ部材の後端部の丸軸と球面ブッシュ、および球面ブッシュと第３球面軸受は、回転摺動するため摺動速度は大きいが摺動荷重が低減され、一方、てこ部材の中間部の第２球面部と第２球面軸受（支点）、およびてこ部材の前端部の第１球面部と旋回スクロール内の第１球面軸受（荷重点）では摺動荷重は大きいが、摺動速度の小さな揺動運動であるため、それらの摺動部における径方向荷重による機械摩擦損失の総和が小さくなり摺動条件が特に厳しい摺動部も無くなることにより、圧縮機の効率と信頼性の向上が図れる。また、摺動材料の選定の自由度が拡がる。
【００６１】
以上、本発明の第１、第２の密閉式容積形圧縮機であるスクロール形の圧縮機について、その作用を説明した。
【００６２】
そのうちで、圧縮作動室を形成する固定部材と旋回部材との隙間を調整する機能、および液圧縮の発生時に圧縮作動室内での過大圧力を防ぐ弾性部材の機能は、本発明の第３，第４密閉式容積形圧縮機であるロータリ形の圧縮機にも備えられている。
【００６３】
これら両機能の作用は、固定スクロールをシリンダ、旋回スクロールをローラに置き換えれば、上記と同じになるので、ロータリ形の圧縮機に関する説明を省略する。
【００６４】
【実施例】
次に、図１〜図１９を参照して、本発明による密閉式容積形圧縮機の実施例を説明する。
【００６５】
【実施例１】
図１は、本発明の実施例１である密閉式容積形圧縮機縦置きの密閉式スクロール形圧縮機の全体構成を示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図でスクロール部材の噛み合わせを示す図である。
【００６６】
この圧縮機は、概略、固定スクロール１とこの固定スクロール１の軸心に対して偏心して回転（旋回）する旋回スクロール２とを組み合わせて有する圧縮機構部と、旋回スクロール２に駆動力を与える圧縮機駆動用の電動機であるモータ７と、モータ７と旋回スクロール２とを接続し駆動力を伝達するてこ部材６と、モータ７の回転子の軸受部と、上部から下部へ順次に上記の圧縮機構部、モータ７、モータ７の回転子の軸受部を収納し底部に貯留する円筒状の密閉容器９と、てこ部材６と旋回スクロール２およびモータ７それぞれとの継ぎ手部やてこ部材６の支持点を給油する潤滑給油系とから構成されている。
【００６７】
固定スクロール１の軸心、すなわち、旋回スクロール２の旋回中心軸およびてこ部材６の支持点が、モータ７の回転軸心（モータ軸心と略す）上に位置している。
【００６８】
圧縮機構部を構成する固定スクロール１は、鏡板部１ｂと、この鏡板部１ｂの一板面から突出した渦巻状のスクロールラップ部１ａとから構成され、旋回スクロール２は、鏡板部２ｂと、この鏡板部２ｂの一板面から突出した渦巻状のスクロールラップ部２ａとから構成されている。固定スクロール１および旋回スクロール２の各スクロールラップ部（単にラップ部という）１ａ、２ａはインボリュート曲線等によって形成されている。
【００６９】
固定スクロール１と旋回スクロール２とは、図２に示すように、各ラップ部１ａ、２ａを噛み合わせて組み合わされ、両ラップ部１ａ、２ａ間に圧縮作動室１０を形成している。
【００７０】
固定スクロール１と旋回スクロール２とは上下に組み合わされ、そして固定スクロール１の外周部は下方からフレーム３によって固定支持され、旋回スクロール２は下方からフレーム３によって摺動自在に支持されている。
【００７１】
さらに、旋回スクロール２の鏡板部２ｂの下面には、モータ軸心から偏心した位置にボスが突出しており、このボス内に旋回スクロール２とてこ部材６との継ぎ手部が配設されている。
【００７２】
フレーム３は、その外周が溶接などによって密閉容器９に固定されている。鏡板部２ｂの下面には、旋回スクロール２の旋回時に自転を阻止するオルダムリング４が設けられている。
【００７３】
固定スクロール１の鏡板部１ｂには、吸入ポート５と、その中央部に吐出ポート１２が設けられ、外周部でボルト１４ａによってフレーム３に固定されている。
【００７４】
密閉容器９には、電流導入端子２１と吸入管１１そして吐出管１３が配設されており、吸入管１１は固定スクロール１の鏡板１ｂ外周部に固定され、吸入ポート５に連通している。
【００７５】
モータ７は、モータ７のステータ７ｂを密閉容器９に固定され、モータ７のロータの要素として、永久磁石７ｃで外周を囲まれた中空円筒状の主ロータ部材７ａを圧縮機の軸心に合わせて、配設されている。
【００７６】
主ロータ部材７ａの上端中心に形成された軸部２２は、上方のフレーム３のボスの穴と嵌め合わされて回転自在に支えられている。主ロータ部材７ａの下端には、概して円板と、その円板から下方にモータ７の軸心に沿って延びる軸部２５とからなる副ロータ部材２０がボルト１４ｂにより主ロータ部材７ａと一体にして取り付けられている。
【００７７】
副ロータ部材２０には、主ロータ部材７ａの内部空間４２に面する側に、モータ軸心から偏心した位置に穴部が形成され、この穴の中にてこ部材６とモータ７との継ぎ手部が配設されている。
【００７８】
副ロータ部材２０の軸部２５はラジアル軸受とスラスト軸受により支えられ、これらラジアル軸受、スラスト軸受は密閉容器９胴内で径方向に渡して固定された補助軸受支持板２４の中心部に形成されたボス部３０の穴に配置されている。ラジアル軸受は、軸部２５に滑り嵌めされた球面ブッシュ１６とそれを支持する下部球面軸受１７とから構成され、スラスト軸受は、軸部２５の下端面に接する球体２７とそれを支持するスラスト板２６とから構成されている。
【００７９】
スラスト板２６は、補助軸受支持板２４のボス部３０の穴に下からねじ込まれたリングねじ２８によって位置決めされている。
【００８０】
てこ部材６は、その上端は旋回スクロール２との継ぎ手部を構成し、下端はモータ７との継ぎ手部を構成し、そして上下の中間に支持点となる軸受部を有している。
【００８１】
てこ部材６の支持点はモータ軸心上にある固定点であり、てこ部材６と旋回スクロール２との継ぎ手部（荷重点）はモータ軸心軸心から旋回スクロール２の旋回半径だけ離れている。
【００８２】
したがって、旋回半径分の角度θだけ、てこ部材６の軸はモータ軸心に対して傾斜しており、そしててこ部材６とモータ７との継ぎ手部（力点）は副ロータ部材２０上で角度θに対応する分だけモータ軸心から偏心した位置にある。
【００８３】
傾斜したてこ部材６は、主ロータ部材７ａ内の空間４２を貫通して設けられ、その中間には支持点となる球面部６ｃ（第２球面部）が形成されこの球面部６ｃとフレーム３のボスの穴に設けられた主軸受１５（第２球面軸受）とから球面対偶を構成し、てこ部材６の上端には球面部６ａ（第１球面部）が形成されてこの球面部６ａと旋回スクロール２下部のボスの穴に設けた旋回軸受１８（第１球面軸受）とから荷重点となる球面対偶を構成し、さらに、てこ部材６の下端部は円筒状軸には滑り嵌めされた球面ブッシュ１６と副ロータ部材２０の穴に設けられた下部球面軸受１７（第３球面軸受）とから力点となる球面対偶を構成している。
【００８４】
てこ部材６の下端において、てこ部材６の外周面と球面ブッシュ１６の内周面とは回転自在に嵌め合されており、さらに球面ブッシュ１６と下部球面軸受１７は球面対偶の構成となっていて、この下部球面軸受１７はさらに弾性部材１９によって支持されている。
【００８５】
図３は、弾性部材１９を弾力を有する一体品で構成したものをてこ部材６より中心側に配置したものである。図４は、弾性部材１９を板バネ状の部材で構成したものを中心側に配置したものである。したがって、てこ部材６の下端では半径方向外側へと押しつけられている。このため、てこ部材６の上端部の旋回軸受１８でも、より外側へと押しつけられることになる。
【００８６】
この結果、圧縮作動室１０を形成する接点部においては、旋回スクロール２は常に固定スクロール１側に押しつけられ、それぞれのスクロールラップ部１ａ，２ａ間の隙間は小さい状態に維持される。
【００８７】
主ロータ部材７ａは副ロータ部材２０を介して滑り軸受２３で支持されており上端部に隙間を持たせているので、軸方向にはその隙間内で移動可能になっている。さらに、主ロータ部材７ａを軸方向に移動すると、てこ部材６の傾斜角も変化し、旋回スクロール２の変位量も変化する。
【００８８】
したがって、リングねじ２８の位置を変えると、てこ部材６の傾斜角が変化する。てこ部材６の傾斜角が小さいため、リングねじ２８の軸方向変位量に対して旋回スクロール２の径方向変位量は非常に小さくなり、リングねじ２８によって旋回スクロール２の位置決めを微調整できる。
【００８９】
この結果、リングねじ２８はスクロールラップ部１ａ，２ａの噛み合わせ部に対して加工誤差や組み立て誤差を吸収して、圧縮作動室１０の接点部の最小隙間を与えることができる。この状態でロックナット２９を締め付けることによりリングねじ２８の位置を固定して、圧縮作動室１０のシール状態を好適に維持できる。
【００９０】
モータ７が回転するとてこ部材６は、主軸受１５を支持点として円錐状の軌跡を描いて回転する。
てこ部材６の上端部の荷重点は旋回スクロール２が旋回運動するに好適な半径で公転運動する。
【００９１】
この結果、旋回スクロール２が固定スクロール１に対して旋回運動し、気体は吸入管１１から圧縮作動室１０内に流入する。圧縮作動室１０内等で気体は所定の圧力まで圧縮され、固定スクロール１の中央部に設けられた吐出ポート１２から密閉容器９の中の空間に吐出される。
圧縮されて高圧になった気体はこの空間に一時滞留した後、吐出管１３から機外へ排出される。
【００９２】
一方、潤滑油８は圧力差などにより密閉容器９の下部からポンプアップされ、副ロータ部材２０内やてこ部材６内に形成された給油孔を通って各軸受に供給され、潤滑に供されるようになっている。
てこ部材６は支持点となる主軸受１５の摩擦力が大きく下部球面軸受１７での摩擦力は小さいため、てこ部材６自身はほとんど自転しない状態が維持される。
【００９３】
この結果、各球面対偶部の軸受における機械摩擦損失は小さく圧縮機を効率の高い状態で運転できる。
さらには、吸入ポート１１から液化ガスなどの流体が流入すると、圧縮作動室１０内の圧力が異常上昇し、旋回スクロール２は固定スクロール１から離れようとする。この時、旋回軸受１８に作用する荷重はてこ部材６を中心側に押しつけるように働くが、この荷重を下部球面軸受１７で受けることになる。
【００９４】
この結果、弾性部材１９が変形しててこ部材６の傾斜角が小さくなり、旋回スクロール２は固定スクロール１から離れる。そして、高圧になったガスは低圧側の圧縮作動室１０に漏れて低圧になると、弾性部材１９の弾性力が勝り、てこ部材６の傾斜角が所定の角度に戻り通常の圧縮動作が続けられる。
【００９５】
このように、速やかに圧力の異常上昇を回避できるため、スクロールラップ部１ａ，２ａなどの破損を未然に防止できる。
下部球面軸受１７に作用する荷重は、支持点から荷重点までの距離が支持点から力点までの距離に比べてかなり小さいものとなるので、てこの原理から弾性部材１９の弾性力も小さくてすみ、組み立ての容易性を確保できると共に、駆動機構としても高い信頼性を確保できる。
【００９６】
【実施例２】
図５は、本発明の実施例２であるスクロール圧縮機の全体構成図、図６は、図５の下部を一部拡大して示す部分図である。本実施例２は、実施例１とほぼ同じく縦置きの密閉形スクロール圧縮機である。スラスト方向の固定方法や給油方法が実施例１と異なるので、この差異部分を重点に説明する。
【００９７】
モータの主ロータ部材７ａに固定された副ロータ部材２０には、軸部２５と給油孔３２が一体的に構成されている。
【００９８】
図６に示すように、軸部２５には、その内周面と外周面が摺動可能状態で結合されている球面ブッシュ３６が配置されており、その両端にスラストワッシャ３５ａ、３５ｂを配置させて球面ブッシュ３６の位置決めに供されている。球面ブッシュ３６は軸受保持部材３９に嵌合された球面軸受３７により回転可能に支持されている。
【００９９】
球面軸受３７は固定金具３８によって、軸受保持部材３９に固定されている。軸受保持部材３９は、補助軸受支持板２４にねじ締結されている。したがって、この軸受保持部材３９を上下することにより、主ロータ部材７ａも上下することになり、さらには、てこ部材６も下部球面軸受１７の球面ブッシュ１６の内周部で滑るため、てこ部材６の傾斜角θが変化する。そして、旋回スクロール２と固定スクロール１との隙間が適度になった位置でロックナット２９を締め付けることによりモータ７の主ロータ部材７ａの位置が固定される。
【０１００】
本実施例２によれば、運転中においてはモータ７の主ロータ部材７ａの自重などにより作用するスラスト力はスラストワッシャ３５ａ、３５ｂにより受けるので、より安定した圧縮機の運転を維持できる。
【０１０１】
副ロータ部材２０は、弾性部材１９を介して、てこ部材６を回転可能に支持しているため、通常の運転時には、てこ部材６自身の遠心力と弾性部材１９（図３，４参照）の弾性力により、てこ部材６は常に半径方向外側に押しつけられていて一定の傾斜角θを保っている。
【０１０２】
副ロータ部材２０内には給油孔３２が設けられており、てこ部材６の軸心に形成された給油孔３１や主ロータ部材７ａ内に設けられた給油孔３３にそれぞれ連通している。
【０１０３】
給油孔３３は、主ロータ部材７ａ上部の軸部２２にまで達し、フレーム３下部のボスの穴からなる相手軸受面とを潤滑するように給油孔が開放している。
【０１０４】
一方、てこ部材６内の給油孔３１は主軸受１５に開口しており、この球面軸受部を常に給油でき、軸受の信頼性を高く維持できる。
【０１０５】
図７はてこ部材６の形状および給油孔を示す図、図８は図７のＣ−Ｃ断面図である。てこ部材６は概して丸棒軸であり、一方の軸端部に球面部６ａが、またその軸端部の近くに球面部６ｃが節状に形成され、そして他方の軸端部には円筒面部６ｂが形成されている。
【０１０６】
一方の軸端の球面部６ａは、図５に示す旋回軸受１８と球面対偶を構成し、球面部６ｃは主軸受１５と球面対偶を構成し、他方の軸端の円筒面部６ｂには球面ブッシュ１６が取り付けられ、この球面ブッシュ１６は下部球面軸受１７と対になって球面対偶を構成する。
【０１０７】
てこ部材６の軸芯には給油孔３１が一端面からほぼ他端面近くで形成されており、さらに給油孔３１から球面部６ｃおよび円筒面部６ｂにおいて半径方向に分岐し、それぞれの周面に達する給油孔３１ａおよび３１ｃが一つまたは複数設けられている。
【０１０８】
球面部６ｃの周面には、図８に示すように、給油溝３１ｂが設けられている。同様に円筒面部６ｂの周面にも給油溝３１ｄが設けられている。
【０１０９】
図９は、図６に示す副ロータ部材２０の軸部２５の軸心に設けた給油孔３２の先端に螺旋状部材１０１を装填した状態を示している。螺旋状部材１０１は軸部２５先端から挿入され、支持部材１０２で抜け止めされている。この螺旋部材１０１は、副ロータ部材２０の回転にともない圧縮機底部の潤滑油８が給油孔に流入するのを容易にする。潤滑油８が螺旋部材１０１を伝って吸い上げられるので、特に圧縮機の低速運転時に有効である。
【０１１０】
【実施例３】
以上の実施例１，２の説明では、縦置スクロール形圧縮機について述べてきたが、本発明は横置スクロール形圧縮機にも適用できる。
【０１１１】
図１０は、図５に示す縦置きのスクロール形圧縮機を横置きに改造した本発明の実施例３を示す図である。
【０１１２】
この横置きのスクロール形圧縮機は、潤滑系の構造を除いて図５に示すものと同一構成要素を有している。機械的な構成の説明は省略し、潤滑系のみ説明する。
【０１１３】
図１０に示すように、密閉容器９の胴の下部に貯留された潤滑油８中には補助軸受支持板２４の一部が浸漬されている。したがって、潤滑油経路は補助軸受支持板２４を始点としている。
【０１１４】
この点が、図５，６に示す縦置スクロール形圧縮機において副ロータ部材２０の軸部２５が潤滑油経路の始点となっているのと相違する。図中右側において、補助軸受支持板２４から軸受保持部材３９、球面ブッシュ３６、球面軸受３７を経由して、副ロータ部材２０の軸部２５までそれぞれ給油孔９６ｍ、９６ｌ、９６ｋ、９６ｊ、３２を設けている。
【０１１５】
潤滑油８はこれら給油孔を通り、軸部２５の給油孔３２から、一つは下部球面軸受１７から球面ブッシュ１６を経て、てこ部材６に設けた給油孔３１に流入し、他は主ロータ部材７ａに設けた給油孔３３に流入して、各摺動部分に達する。軸部２５の給油孔３２から上流側の給油経路は図５に示すものと同様である。
【０１１６】
【実施例４】
図１１は、本発明の実施例４である給油ポンプを設置した横置きのスクロール形圧縮機の全体構成図、図１２は給油ポンプ部分の詳細図、図１３は図１１のＤ−Ｄ断面図である。
【０１１７】
このスクロール形圧縮機の機械的構成は、図１０に示すものとほぼ同じと見ることができるので、潤滑系についてのみ説明する。
【０１１８】
本実施例４において、潤滑油８が貯留された圧縮機の底部で、固定スクロール１の鏡板部１ｂとてこ部材６の球面対偶支持される主軸受１５を支えるフレーム３と旋回スクロール２の鏡板部２ｂとにより囲まれた空間には、旋回スクロール２の鏡板部２ｂの側外周面２ｃと接するピストン部材１０５およびバネ部材１０６とそれらの部材を収納し、油吸入口および油吐出口を備えたハウジング部材１０９で構成されたポンプ室１１０を具備した給油ポンプが配設されている。
【０１１９】
図１２に示すように、ポンプ室１１０の油吸入口と油吐出口は各々流体ダイオード付きポート１０７、１０８になっており、ポンプ室１１０から分岐して圧縮機底部の潤滑油８中を経てモータ軸心１１７より高い位置まで延びて開口する連通パイプ１１１を設けている。
【０１２０】
吸入ポート１０７は、先細りのテーパ流路、すなわち、流体ダイオードを形成されたピースからなり、このピースはフレーム３に形成された穴部３ａに固定されている。吸入ポート１０７ａの出口には吸込スペース１１５が設けられ、この吸込スペース１１５とポンプ室１１０とが連通している。吐出ポート１０８も流体ダイオードを形成され、それはピストン部材１０５の先端部に設けられている。
【０１２１】
この流体ダイオード付きの吐出ポート１０８は、旋回スクロールの鏡板部２ｂの側外周面２ｃと接しているが、鏡板部２ｂの側外周面２ｃには吐出スペース１１６が設けられており、この吐出スペース１１６から旋回スクロール２の鏡板部２ｂ中心に向かって給油孔９６ｎが形成されている。
【０１２２】
ピストン部材１０５は、図１３に示すように、旋回スクロール２の鏡板部２ａにはその旋回中心軸に対して平行な側外周面２ｃが設けてあり、ピストン部材１０５の先端部が接している。
【０１２３】
以上の構成により、旋回スクロール２が公転運動すると、その鏡板部２ｂに接するピストン部材１０５が往復運動し、ポンプとして機能する。ポンプ作用によりピストン部材１０５が上昇してポンプ室１１０内の容積が大きくなろうとすると、吸入ポート１０７からポンプ室１１０へ圧縮機底部に溜った潤滑油８を吸い込む。
【０１２４】
このとき同時に吐出ポート１０８からも上流側に送り出した潤滑油８を吸い込むが、吐出スペース１１６で拡大されている潤滑油８の流れが流体ダイオード付きの吐出ポート１０８の先端エッジで縮流し、そこに大きな流動抵抗が生じポンプ室１１０へ潤滑油８が逆流しにくくなる。
【０１２５】
したがって、多くの割合で潤滑油８は吸入ポート１０７から吸い込まれる。
【０１２６】
ピストン部材１０５が下降してポンプ室１１０内の容積が小さくなろうとすると、吐出ポート１０８から旋回スクロール２内部の給油孔９６ｎ側へと潤滑油８を吐出する。
【０１２７】
このとき、吸入ポート１０７からも潤滑油８を戻そうとするが、吸入スペース１１５で拡大されている潤滑油８の流れが流体ダイオード付きの吸入ポート１０７の先端エッジで縮流し、そこに大きな流動抵抗が生じて潤滑油は逆流しにくくなる。
【０１２８】
したがって、多くの割合で潤滑油８は流体ダイオード付きの吐出ポート１０８から吐出され、給油孔９６ｎを介しててこ部材６内部の給油孔３１に流入する。
【０１２９】
この結果、給油孔３１から分岐する各給油孔３１ａ，３１ｃ（図７参照）を通じて、てこ部材６の球面部６ｃと主軸受１５との球面対偶部や、てこ部材６の円筒面部６ｂと球面ブッシュ１６と下部球面軸受１７との対偶部に潤滑油を供給する。
【０１３０】
なお、球面ブッシュ１６にはその半径方向に給油孔９６ｅが、下部球面軸受１７には同様に給油孔９６ｆが設けられている。
【０１３１】
さらに、給油孔３１に供給された潤滑油８は、球面ブッシュ１６の給油孔９６ｅ、下部球面軸受１７の給油孔９６ｆを通って副ロータ部材２０内に形成された給油孔３２に流入し、一部は分岐してモータ７の主ロータ部材７ａ内の給油孔３３を介して主ロータ部材７ａの一端の軸部２２とフレーム３の穴との摺動部へ供給され、そしてその他は副ロータ部材２０を支持する球面ブッシュ３６と球面軸受３７の対偶部に供給される。
【０１３２】
特に、高速回転時には、ポンプ室１１０内の容積が大きくなるポンプ吸入行程時では、圧縮機内部のガスが連通パイプ１１１の上端開口から吸い込まれて潤滑油８中に気泡として混入するため、その気泡の圧縮性によりポンプ室１１０内の圧力変動は低減する。これは、連通パイプ１１１の管路断面積が小さく、長さが長いほど有効である。
【０１３３】
一方、低速回転時にはポンプ室１１０内の圧力変動が遅くなるため、連通パイプ１１１内は潤滑油で満たされた状態となる。
【０１３４】
ポンプ室１１０の容積が小さくなるポンプ吐出行程時には、その連通パイプ１１１内の管路抵抗のためにここから流出する油量が少ないので、旋回スクロール２の鏡板部２ｂに形成された給油孔９６ｎを通って圧縮機内の各摺動面へ十分な油量が供給される。
【０１３５】
連通パイプ１１１の上端開口をモータ回転軸より高い位置にすると、連通パイプ１１１における損失抵抗に上端開口までのヘッドが加わり、管路断面積を小さくしたのと同等の効果を示す。
【０１３６】
図１４は、てこ部材６と旋回スクロール２との球面対偶支持部分の給油を示す図である。図１４において、てこ部材６の球面部６ａが旋回軸受１８を介して旋回スクロール２のボス部２ｄに接している。旋回スクロール２内の給油孔９６ｎから供給された潤滑油８は、てこ部材６の球  面部６ａと旋回軸受１８との摺動部分に給油される。
【０１３７】
旋回軸受１８の外周部にはシール部材１２１が設けてあり、旋回スクロール２内部の給油孔９６ｎから供給された潤滑油８は、シール部材１２１によるシール作用により、旋回スクロール２のボス部２ｄ内部の空間１２７を介しててこ部材６内部の給油孔３１に流入するので、圧縮機内部の各摺動部に確実な給油が可能となる。
【０１３８】
【実施例５】
図１５は、本発明の第５の実施例で、図１０に示すスクロール圧縮機においてモータ７の中空の主ロータ部材に代えて中実の主ロータ部材を用いた圧縮機における給油経路を示す図である。
【０１３９】
モータ７の主ロータ部材７ａ内部にはてこ部材６が挿入される必要最小限の隙間を持った穴部１２０と、副ロータ部材２０内部の給油孔３２と主ロータ部材７ａの軸部２２側空間とを連通する給油孔３３が設けてある。
【０１４０】
副ロータ部材２０内部の給油孔３２と連通する主ロータ部材７ａ内部の給油孔３３はモータ回転軸と傾斜していることによる遠心力と圧力差により、圧縮機底部に溜った潤滑油８を補助軸受支持板２４内部の給油孔９６ｍ、軸受保持部材３９内部の給油孔９６ｌ、球面軸受３７内部の給油孔９６ｋ、球面３６内部の給油孔９６ｊおよび副ロータ部材２０内の給油孔３２を介して、主ロータ部材７ａの軸部２２側空間およびてこ部材６に接する各摺動部へ必要十分な量だけ供給することが可能となり、フレーム３のボス部３ａとそれに接する主ロータ部材７ａの軸部２２とが潤滑される。
【０１４１】
主ロータ部材７ａ内部の給油孔３３は直線形状であるので加工が容易である。さらに、主ロータ部材７ａ内部にてこ部材６が挿入される必要最小限の隙間を持つ穴部１２０を設けることにより、モータ７における磁界の磁束密度を確保しモータ効率を維持することが可能となる。
【０１４２】
【実施例６】
図１６は、本発明の実施例６であるローリングピストン形圧縮機を示す側断面図で、図１７は図１６におけるＥ−Ｅ断面図である。
【０１４３】
この圧縮機は、横置きにされた円筒状のチャンバ内に一端側（図１６中左側）から他端側（図１６中右側）にかけて圧縮機構部、圧縮機駆動用モータおよびモータの回転子の軸受部が順次に配設されて、構成されている。
【０１４４】
圧縮機構を構成するシリンダ５１は中央部に円筒状の穴５１ａを有し、その両端部には端部を閉塞するように第１プレート部材５２と第２プレート部材５３がボルト５４により固定されている。
【０１４５】
その際、第１プレート部材５２の中央部のボス５２ａに形成された穴５２ｂの中心軸が、シリンダ５１の円筒状の穴５１ａの中心軸と同軸となるように固定されている。シリンダ５１の外周部は、チャンバ５５に固定されている。圧縮機駆動用モータのステータ５６、および圧縮機駆動用モータのロータ６５の軸受部を構成する補助軸受支持板５７もチャンバ５５にが固定されている。
【０１４６】
補助軸受支持板５７の中央部には、ボス部５７ａが形成されており、さらに、その先端部に円筒状の穴部５７ｂが形成されている。
【０１４７】
なお、上記円筒状の穴部５７ｂの中心軸は、第１プレート部材５２の中央部の穴部５２ｂの中心軸に対して同軸となっている。
【０１４８】
圧縮機駆動用モータの主ロータ部材５８は、一端側に中空円筒状の軸部５８ａが形成されており、外周部に永久磁石５９が固定されている。主ロータ部材５８内部には空洞６０が形成されており、この空洞６０は一端側の軸部５８ａの中空部につながっている。
【０１４９】
ただし、この空洞６０はモータの機能を高く維持するためには最低限にすることが望ましく、てこ部材７２が配置できる寸法であれば足りるものである。
圧縮機駆動用モータの主ロータ部材５８の他端部には副ロータ部材６１が主ロータ部材５８と一体的に取り付けられている。
【０１５０】
この副ロータ部材６１には、他端側に延びる軸部６１ａが形成されており、空洞６０側に開口する穴部６１ｂが軸部６１ａの中心軸から半径方向に偏位して形成されている。穴部６１ｂには、外周円筒面部と内周球面部を持つ球面支持部材６２（第３球面軸受）が挿入されており、球面支持部材６２により外周球面部と内周円筒面部を持つ球面ブッシュ６３が支持されて、いわゆる球面軸受を構成している。球面支持部材６２は弾性部材１９によって弾性支持されている。
【０１５１】
主ロータ部材５８と副ロータ部材６１とは、それらの軸部５８ａ、６１ａが互いに同軸となるように、ボルト６４等により一体に結合されて圧縮機駆動用モータのロータ部６５を形成している。ロータ部６５は、その各端の２つの軸部５８ａ、６１ａがそれぞれ第１プレート部材５２の穴部５２ｂ、補助軸受支持板５７の穴部５７ｂに回転自在に嵌入されて両持ちの状態で軸受支持されている。
【０１５２】
なお、副ロータ部材６１の軸部６１ａの先端部にキー６６により一緒に回転する様に装着されたスラストプレート６７がスラスト軸受６８に接しており、圧縮機駆動用モータのステータ部５６、ロータ部６５のそれぞれのマグネットセンター６９、７０を互いに軸方向に偏位させてロータ部６５に常に上記スラストプレート６７とスラスト軸受６８が接する方向の磁気力が作用する構造となっているので、ロータ部６５の軸方向位置はスラスト軸受６８の軸方向位置により決定される。
【０１５３】
スラスト軸受６８はその外周にねじが形成してあり補助軸受支持板５７に対してねじ込まれてその軸方向位置を調節しロックナット７１により最終的に固定される。
【０１５４】
すなわち、ロータ部６５の軸方向位置を調整することが可能である。このことは、実施例１でも説明したように、てこ部材７２の傾斜角を変えることになる。
【０１５５】
てこ部材７２には、一端に球面部７２ａ（第１球面部）、他端に円筒面部７２ｂ、さらに、それらの中間にもう１つの球面部７２ｃ（第２球面部）が形成されており、球面部７２ａの球心と球面部７２ｃの球心とを結んだ軸線が円筒面部７２ｂの中心軸となっている。
【０１５６】
てこ部材７２は、円筒面部７２ｂが球面ブッシュ６３の内周円筒面部に回転自在に嵌入されて軸受支持され、球面部７２ｃが外周円筒面部と内周球面部を持ち第１プレート部材５２の穴５２ｂに挿入固定された球面支持部材７３（第２球面軸受）により球面対偶で支持されている。
【０１５７】
てこ部材７２の球面部７２ａには円筒状のローラ７４が外周円筒面部と内周球面部を持ち、ローラ７４の内周円筒面に挿入された球面支持部材７５（第１球面軸受）を介して球面対偶で支持されている。
【０１５８】
てこ部材７２は、球面部７２ｃの中心と円筒面部７２ｂとの距離が、球面部７２ｃの中心と球面部７２ａの中心との距離に比べて十分大きくなる様に形成されている。
【０１５９】
なお、球面支持部材６２、７３、７５はいずれも半径方向に分割できる構造となっている。
【０１６０】
このてこ部材７２は、それ自身の自転速度はモータのロータ部５８の回転速度に比べ非常に低速度になる。
【０１６１】
この結果、球面部７２ａや球面部７２ｃでは荷重が大きくても、相対滑り速度が小さく、円筒面部７２ｂでは相対滑り速度が比較的大きくなるが作用する荷重が小さくなる。
【０１６２】
したがって、これらの球面対偶部に潤滑特性の優れた材料を適用するか、自己潤滑性を有する材料をコーティングするなどの表面処理を施すことにより、油潤滑することの無い状態で圧縮機を運転することもできる。
【０１６３】
ローラ７４の外周の１ケ所にはベーン７６が一体に溶接等の方法で固定されているが、その際にベーン７６の平行な２平面がローラ７４の中心軸と平行となる様に固定されている。
【０１６４】
シリンダ５１の円筒状内周面５１ａの外側にはこの円筒状内周面５１ａの中心軸と平行な中心軸を持つ円筒穴５１ｂが形成されており、この円筒穴５１ｂのシリンダ中心側とその反対側とはそれぞれシリンダ中央部の空間と円筒穴５１ｂの外側に設けた別の空間７７に連通している。
【０１６５】
ベーン７６は、円筒穴５１ｂと空間７７とに挿入されているが、ベーン７６と円筒穴部５１ｂとの間にはベーン７６の平面部に滑動可能に接する平面部と円筒穴部５１ｂの円筒面部に滑動可能に接する円筒面部とを有する滑動部材７８がベーン７６をはさみ込んで組み込まれており、ベーン７６は円筒穴部５１ｂの中心軸方向進退運動と前記中心軸廻りの揺動運動とが可能に、シリンダ５１により支持されている。
【０１６６】
ベーン７６のローラ７４との結合部と反対側の先端部は、空間７７の中で運動し、シリンダ５１と干渉することは無い。
【０１６７】
以上のような構成により、圧縮機駆動用モータのロータ部６５が回転すると、円筒面部７２ｂがロータ部６５の回転軸から偏位した位置に支持され球面部７２ｃが前記回転軸上の点を中心として球面対偶支持されているてこ部材７２の中心軸は、ロータ部６５の回転軸に対して一定の傾斜角を持ち、上記球面対偶中心を頂点とする２つの円錐状の軌跡を描く。
【０１６８】
したがって、てこ部材７２の球面部７２ａの中心は円運動を行い、球面部７２ａにより球面対偶支持されたローラ７４に公転運動が与えられる。
【０１６９】
なお、ロータ部６５はその軸方向に位置調節ができるので、てこ部材７２の中心軸のロータ部６５の回転軸に対する傾斜角を調節することが可能となり、ローラ７４の公転半径を調節できる。すなわち、ローラ７４の外周円筒面とシリンダの内周円筒面５１ａとの隙間量を調節できる構造となっている。
【０１７０】
チャンバ５５の各端開口部にはそれぞれ第１サイドチャンバ７９および第２サイドチャンバ８０が溶接されて、全体として密閉容器を形成している。
【０１７１】
作動気体は吸入口８１より圧縮機内に流入し、シリンダ５１に形成された吸入通路５１ｃを通過した後上記の圧縮室容積の増減により圧縮室内で吸入・圧縮され、第２プレート部材５３に形成された吐出ポート（図示せず）から吐出弁８２、吐出弁押さえ８３を通過して吐出される。その後、モータ室を通過して第２サイドチャンバ８０に設けられた吐出口８４から圧縮機外に流出する。
【０１７２】
ローラ７４の外周に作用する圧縮気体の圧力によりてこ部材７２の球面部７２ａに作用する荷重は、てこ部材７２が球面部７２ｃと円筒面部７２ｂとにおいて他の部品により拘束されることにより支持されるが、球面部７２ａの中心を荷重点、球面部７２ｃの中心を支点、円筒面部７２ｂを支持する球面ブッシュ６３の中心を力点と考えれば、本実施例では支点と荷重点との距離に比べて支点と力点との距離が十分大きいため、てこの原理により、力点に作用する荷重の大きさは荷重点に作用する荷重の大きさに比べて大幅に低減される。
【０１７３】
通常の運転時ではてこ部材７２自身の遠心力や弾性部材１９によりてこ部材７２は、最大傾斜角を維持するようになっている。
【０１７４】
しかし、前記実施例と同じように圧縮室内の圧力が異常上昇すると前記弾性部材１９の配置により、てこ部材７２の傾斜角が小さくなり、ひいてはシリンダ５１とローラ７４の最小隙間部分が通常運転時の大きさより大きくなる。
【０１７５】
したがって、本実施例によれば、圧縮室内の圧力が速やかに低下し過負荷状態での運転を回避でき、ベーン７６の破壊や変形さらには他の運動部品などの損傷を未然に防止できる。
【０１７６】
【実施例７】
図１８は、本発明の実施例７である密閉式容積形圧縮機の全体構成を示す図、図１９は図１８のＦ−Ｆ断面図である。
【０１７７】
本実施例７も、ローリングピストン形圧縮機と同型式の圧縮機であり、図１６に示した実施例において圧縮機構部を変更した実施例である。以下の説明では、図１６の実施例と異なる点について説明する。
【０１７８】
シリンダ５１に往復運動可能なように嵌め合わされたベーン部材９０があって、このベーン部材９０の背部には予圧バネ９３が配置されている。
このためベーン部材９０は他方の先端面をローラ９１の外周面に押しつけられ、圧縮作動室内を吸入室と圧縮室とに分離させている。
【０１７９】
空間５７は、密閉容器７９の中の吐出圧空間に連通しているため、空間５７の圧力もまた同じ程度の高い圧力になっている。
したがって、ベーン９０はこの圧力によってもローラ７４側へ押しつけられている。さらに、一方ではてこ部材７２の他方では弾性部材１９により半径方向外側に押しつけられているため、てこ部材７２の傾斜角は最も大きく維持されることになる。
【０１８０】
以上のように、本実施例７において、圧縮機の通常運転時または定格運転状態などでは、シリンダ５１の内面とローラ９１の外周面の最小隙間を小さく保つことができる。この結果、圧縮機の性能を高く維持できる。
【０１８１】
弾性部材１９の効果は前記実施例と同様に圧縮作動室内の圧力の異常上昇を避ける効果を有している。
【０１８２】
【発明の効果】
本発明によれば、密閉式容積形圧縮機は、圧縮作動室を形成する一対の固定部材と旋回ロータ部材とを有する圧縮機構と、旋回ロータを駆動する電動機とを備えた圧縮機において、圧縮機構と電動機を接続する伝達機構として、前端部の第１球面部と旋回ロータ部材の部位で旋回中心軸から旋回半径だけ偏心した位置に設けた第１球面軸受とを球面対偶させ、中間部の第２球面部と電動機回転軸上の固定点に設けた第２球面軸受とを球面対偶させ、後端部の丸軸部に滑り嵌めされた球面ブッシュと電動機のロータの部位で第１および第２球面部の各中心を結ぶ直線の延長線上の位置に設けた第３球面軸受とを球面対偶させて傾斜するてこ部材を設け、さらに電動機のロータを回転軸心方向に移動させて位置決めする位置決め機構を設けたものとしたので、位置決め機構により電動機のロータを例えば旋回スクロール方向に移動すると、てこ部材の後端部にある滑り嵌め球面ブッシュはてこ部材の軸方向に移動し、かつ電動機回転軸に対する第３球面軸受の偏心距離は一定であるため、てこ部材の傾斜角が大きくなり、かくして固定部材と旋回部材間の隙間が小さくでき、密閉式容積形圧縮機の各種構成部品の精度に左右されず、組み立て時に調整する、または適宜稼働後に調整することによって、圧縮作動室を形成する隙間を最適な状態に維持でき、漏れが少なく性能の高い密閉式容積形圧縮機を提供できる。
【０１８３】
上記密閉式容積形圧縮機において、電動機のロータに第３球面軸受をそのロータの半径方向外方に押圧する弾性部材をさらに加えて設けることにより、圧縮作動室内に吸い込み気体と共に液体が流入し場合に、てこ部材が弾性部材を押圧しててこ部材の傾斜角を変え、圧縮作動室における隙間が自動的に大きくなって過大な圧力上昇を未然に防止できる。
【０１８４】
さらに、上記密閉式容積形圧縮機において、
（ａ）圧縮機構や電動機を収納する密閉容器の底部に貯留する潤滑油を電動機のロータに形成した給油孔からてこ部材内に形成した給油孔を通じて各摺動面に供給する潤滑経路を設ける、または
（ｂ）旋回スクロールの外円周面にその旋回スクロール部材の旋回運動にともないポンプ作用するポンプ機構と、これにより密閉容器底部から吸い上げられた潤滑油を旋回スクロール部材に形成した給油孔からてこ部材内に形成した給油孔を介して各摺動面に供給する潤滑経路を設けることにより、
各摺動面に必要十分量の潤滑油を供給することが可能となり、高性能および高信頼性なスクロール形圧縮機を提供できる。圧縮機の構成部品を簡素化でき、生産性が上がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である縦置きの密閉形スクロール圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図でスクロール部材の噛み合わせ状態を示す断面図である。
【図３】密閉式スクロール圧縮機の駆動軸（てこ部材）下端部の軸受機構を示す断面図である。
【図４】密閉式スクロール圧縮機の駆動軸（てこ部材）下端部の別の軸受機構を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例である縦置きの密閉形スクロール圧縮機の全体構成および潤滑給油系を示す断面図である。
【図６】てこ部材の傾斜角調整機構を示す部分断面図である。
【図７】てこ部材を示す図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】潤滑給油孔に螺旋部材を設けた給油機構を示す図である。
【図１０】本発明第３の実施例である横置きの密閉形スクロール圧縮機の全体構成および潤滑給油系を示す断面図である。
【図１１】本発明第４の実施例である横置きの密閉形スクロール圧縮機の全体構成および潤滑給油系を示す断面図である。
【図１２】図１１の部分図で給油ポンプの構成図である。
【図１３】図１１のＤ−Ｄ断面図で給油ポンプの動作を説明する図である。
【図１４】てこ部材と旋回スクロールとの軸受部のシールを示す図である。
【図１５】本発明の第５の実施例である横置きの密閉形スクロール圧縮機の全体構成および潤滑給油系を示す断面図である。
【図１６】本発明の第６の実施例である密閉形ロータリ圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図１７】図１６のＥ−Ｅ断面を示す断面図である。
【図１８】本発明の第７の実施例である密閉形ロータリ圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図１９】図１８のＦ−Ｆ断面図である。
【符号の説明】
１  固定スクロール
１ａ  スクロールラップ部
１ｂ  鏡板部
２  旋回スクロール
２ａ  スクロールラップ部
２ｂ鏡板部
３  フレーム
６  てこ部材
６ａ，６ｃ  球面部
６ｂ  円筒面部
７  モータ
７ａ  モータの主ロータ部材
７ｂ  モータのステータ
８  潤滑油
９  密閉容器
１０  圧縮作動室
１１  吸入管
１２  吐出ポート
１３  吐出管
１５  主軸受
１６  球面ブッシュ
１７  下部球面軸受
１８  旋回軸受
１９  弾性部材
２０  副ロータ部材
２２  軸部
２３  滑り軸受
２４  補助軸受支持板
２５  軸部
２６  スラスト板
３１，３２，３３  給油孔
３６  球面ブッシュ
３９  軸受保持部材
５１  シリンダ
５２  第１プレート部材
５３  第２プレート部材
５５  チャンバ
５６  モータのステータ部
５７  補助軸受支持板
５８  主ロータ部材
６１  副ロータ部材
６２  球面支持部材
６３  球面ブッシュ
６５  モータのロータ部
６７  スラストプレート
６８  スラスト軸受
７２  てこ部材
７２ａ  球面
７２ｂ  円筒面部
７２ｃ  球面部
７３  球面支持部材
７４  ローラ
７５  球面支持部材
７６  ベーン
７８  滑動部材
８１  吸入口
８２  吐出弁
８４  吐出口
９０  ベーン
９１  ローラ
９３  予圧バネ
９６ａ  給油孔
９６ｎ  給油孔
１０１  螺旋状部材
１０２  支持部材
１０５  ピストン部材
１０６  バネ部材
１０７  油吸入口
１０８  油吐出口
１０７ａ  流体ダイオード付き吸入ポート
１０８ａ  流体ダイオード付き吐出ポート
１１０  ポンプ室
１１１  連通パイプ
１１２ａ，１１２ｂ  テーパ流路
１１４  吸入ピース
【図１】
0003574904.tif 000002
【図２】
0003574904.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003574904.tif 000009
【図９】
0003574904.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0003574904.tif 000012
【図１２】
0003574904.tif 000013
【図１３】
0003574904.tif 000014
【図１４】
0003574904.tif 000015
【図１５】
0003574904.tif 000016
【図１６】
0003574904.tif 000017
【図１７】
0003574904.tif 000018
【図１８】
0003574904.tif 000019
【図１９】
0003574904.tif 000020