JP2001041184A - スクロール流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クランク室から圧縮室へ油をインジェクショ
ンすることにより、圧縮室間のシール性を向上させる。 【解決手段】 可動スクロール３を支持しクランク室９
を取囲む軸受ハウジング４に油通路５ｂを設ける。油通
路５ｂは、軸受ハウジング４を貫通し、軸受ハウジング
４の周囲に位置し圧縮前の冷媒を収容する冷媒収容空間
１１と、クランク室９との双方に開口する。油通路５ｂ
を通してクランク室９から冷媒収容空間１１内に供給さ
れた油は、冷媒とともに圧縮室１２内に吸い込まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスクロール流体機械
に関し、より特定的には、圧縮室間のシール性を向上さ
せることが可能なスクロール流体機械の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスクロール流体機械は、たとえば
図３に示すように、ケーシング１と、固定スクロール２
と、可動スクロール３と、軸受ハウジング（主軸受箱）
４と、クランク軸６と、モータ７とを備える。

【０００３】固定スクロール２と可動スクロール３は、
それぞれ渦巻体２ａ，３ａを有し、該渦巻体２ａ，３ａ
間に複数の圧縮室１２が形成される。この圧縮室１２内
で冷媒が圧縮される。

【０００４】可動スクロール３は、クランク軸６を介し
てモータ７により回転駆動され、スラスト受面１３で軸
受ハウジング４に支持される。クランク軸６内および軸
受ハウジング４内には、ケーシング１底部の油溜りから
各摺動箇所に油を供給するための油通路５０ａ〜５０ｃ
が設けられる。

【０００５】また、可動スクロール３と軸受ハウジング
４間には、固定スクロール２と可動スクロール３間の相
対回転を阻止するためのオルダム継手１４が配設され
る。

【０００６】上記スクロール流体機械において、ケーシ
ング１底部の油溜りから供給される油は、油通路５０ａ
〜５０ｃを通って各摺動箇所に達し、各摺動箇所を潤滑
した後再び油溜りに戻る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
スクロール流体機械には次に説明するような問題があっ
た。

【０００８】前述のように渦巻体２ａ，３ａ間には複数
の圧縮室１２が形成されるが、この圧縮室１２間のシー
ルには油膜が利用される。より詳しくは、渦巻体２ａ，
３ａの表面上の油膜を利用して各圧縮室１２間のシール
が行われる。したがって、圧縮室１２内の油量が少ない
場合にはシール性が低下し、圧縮室１２間における冷媒
のリークが生じ得る。

【０００９】ここで、図３に示す従来例では、たとえば
スラスト受面１３を潤滑した後の油が矢印１７に従って
冷媒とともに圧縮室１２内に送り込まれる。そのため、
圧縮室１２間のシールに必要な油量を安定して確保する
ことが困難であり、圧縮室１２間におけるシール性が低
下し、結果としてスクロール流体機械の性能が低下する
という問題が生じていた。この問題は、特に低速運転時
に顕著となる。

【００１０】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたものである。この発明の目的は、圧縮室内に積極
的に給油する手段を設けることにより圧縮室間における
シール性を向上させることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のスクロ
ール流体機械は、固定スクロール（２）と、可動スクロ
ール（３）と、クランク室（９）と、軸受ハウジング
（４）と、冷媒収容空間（１１）と、油通路（５ｂ，５
ｃ）とを備える。可動スクロール（３）および固定スク
ロール（２）により冷媒を圧縮する圧縮室（１２）が形
成される。クランク室（９）は、可動スクロール（３）
を回転駆動するクランク軸（６）の一端を受入れる。軸
受ハウジング（４）は、可動スクロール（３）を支持
し、上記クランク室（９）を取囲む。冷媒収容空間（１
１）は、軸受ハウジング（４）の周囲に位置し、圧縮室
（１２）に吸入される冷媒を収容する。油通路（５ｂ，
５ｃ）は、クランク室（９）と冷媒収容空間（１１）と
を連通させるように軸受ハウジング（４）を貫通して設
けられ、圧縮室（１２）内に油を供給する。

【００１２】上記のような油通路（５ｂ，５ｃ）を設け
ることにより、クランク室（９）内の油を、冷媒収容空
間（１１）内に直接供給することができる。このとき、
油通路（５ｂ，５ｃ）の形成位置や通路面積等を適切に
調整することにより、所望の量の油を安定して冷媒収容
空間（１１）内に供給することができる。油通路（５
ｂ，５ｃ）を通して冷媒収容空間（１１）内に供給され
た油は、冷媒収容空間（１１）内の冷媒とともに圧縮室
（１２）内に送り込まれる。それにより、油を圧縮室
（１２）内に安定して供給することができ、圧縮室（１
２）間のシール性を向上させることができる。

【００１３】請求項２に記載のスクロール流体機械は、
圧縮室（１２）内に冷媒が吸入される際に該冷媒が通過
する冷媒吸入口（１０）を備える。そして、油通路（５
ｂ）は、冷媒吸入口（１０）の近傍に位置する冷媒収容
空間（１１）に開口する。

【００１４】このように油通路（５ｂ）が冷媒吸入口
（１０）の近傍に位置する冷媒収容空間（１１）に開口
することにより、冷媒吸入口（１０）の近傍に油通路
（５ｂ）を通して油を直接供給することができ、圧縮室
（１２）内に効率的に油を送り込むことができる。

【００１５】請求項３に記載のスクロール流体機械で
は、上記油通路（５ｂ）は、冷媒吸入口（１０）の直下
に位置する軸受ハウジング（４）の外周面（４ａ）に一
方の開口を有し、軸受ハウジング（４）の内周面（４
ｂ）に他方の開口を有し、可動スクロール（３）の径方
向に延在する。

【００１６】この場合には、冷媒吸入口（１０）の直下
に位置する領域に油を直接供給することができ、さらに
効率的に圧縮室（１２）内に油を供給することができ
る。

【００１７】請求項４に記載のスクロール流体機械で
は、固定スクロール（２）と可動スクロール（３）は、
それぞれ渦巻体（２ａ，３ａ）を有し、一方の渦巻体
（２ａ，３ａ）の巻終り端部が、他方の渦巻体（２ａ，
３ａ）の巻終り端部近傍にまで延在する。つまり、本局
面では、スクロール流体機械は、非対称形状の渦巻体を
有する。この場合、油通路（５ｂ）は、１箇所に設けれ
ばよい。

【００１８】このようにスクロール流体機械が非対称形
状の渦巻体を有する場合には、油通路（５ｂ）を１箇所
に設ければよいので、スクロール流体機械の構造を簡略
化することができる。また、油通路（５ｂ）を１箇所に
設けることにより、圧縮室（１２）内への供給油量の制
御を高精度に行なえる。

【００１９】請求項５に記載のスクロール流体機械は、
可動スクロール（３）と固定スクロール（２）間の相対
回転を阻止する（固定スクロールの自転を阻止する）た
めのオルダム継手（１４）を備える。この場合、油通路
（５ｃ）は、オルダム継手（１４）と対向する位置に一
方の開口を有する。

【００２０】このようにオルダム継手（１４）と対向す
る位置に油通路（５ｃ）の一方の開口を配置することに
より、オルダム継手（１４）へ充分な量の給油を行なえ
る。そればかりでなく、オルダム継手（１４）への給油
量を適切に調整することにより、オルダム継手（１４）
への給油後の油を冷媒収容空間（１１）内に供給するこ
とができ、この油を冷媒とともに圧縮室（１２）内に送
り込むことができる。

【００２１】請求項６に記載のスクロール流体機械で
は、上記オルダム継手（１４）は、リング状の本体と、
該本体から突出するキー部を有する。そして、油通路
（５ｃ）の一方の開口は、上記キー部あるいはその近傍
に位置するオルダム継手（１４）本体と対向する位置に
設けられる。

【００２２】このようにオルダム継手（１４）のキー部
あるいはその近傍に位置するオルダム継手（１４）本体
と対向する位置に油通路（５ｃ）の一方の開口を設ける
ことにより、キー部近傍に安定して給油をおこなうこと
ができる。つまり、潤滑油が必要な箇所に効率的に油を
供給することができる。

【００２３】請求項７に記載のスクロール流体機械で
は、可動スクロール（３）は、スラスト受面（１３）に
おいて軸受ハウジング（４）に支持される。このスラス
ト受面（１３）に給油路を設け、油通路（５ｂ，５ｃ）
は、上記スラスト受面（１３）と離隔して設けられる。

【００２４】このようにスラスト受面（１３）における
給油路とは別に油通路（５ｂ，５ｃ）を設けることによ
り、スラスト受面（１３）の面積を減じることなく圧縮
室（１２）内に油を供給することができる。また、スラ
スト受面（１３）給油後の油をも圧縮室（１２）内に供
給することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明では、冷媒を圧縮する圧縮
室内に所望の量の油を安定して供給すべく、圧縮前の冷
媒を収容する冷媒収容空間に油を積極的に供給する給油
手段を設けたことを重要な特徴としている。

【００２６】かかる給油手段により冷媒収容空間内に所
望の量の油を安定して供給することができ、該油を冷媒
とともに圧縮室内に送り込むことができる。それによ
り、圧縮室内に所望の量の油を安定して供給することが
でき、圧縮室間のシール性を向上させることができる。
その結果、スクロール流体機械の性能を向上させること
ができる。

【００２７】以下、図１および図２を用いて、本発明の
具体例について説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１におけ
るスクロール流体機械の断面図である。図１に示すよう
に、本発明に係るスクロール流体機械は、ケーシング１
と、固定スクロール２と、可動スクロール３と、軸受ハ
ウジング（架構）４と、クランク軸６と、モータ７と、
オルダム継手１４と、吐出管１５と、吸入管１６とを備
える。

【００２８】固定スクロール２と可動スクロール３はそ
れぞれ渦巻体２ａ，３ａを有し、該渦巻体２ａ，３ａ間
に複数の圧縮室１２が形成される。冷媒は、圧縮室１２
内で圧縮された後、吐出管１５を通して外部に吐出され
る。

【００２９】軸受ハウジング４は、クランク軸６を支え
る一方の軸受を保持するとともに、スラスト受面（スラ
スト軸受）１３で可動スクロール３を支持する。この軸
受ハウジング４によって取り囲まれる領域内にクランク
軸６の一端が受入れられる。該領域を、本願明細書では
クランク室９と称する。このクランク室９内には、図１
に示すように、バランスウェイト部を有するスライドブ
ッシュが設置される。

【００３０】軸受ハウジング４の周囲には、圧縮室１２
内へ送り込まれる前の冷媒が収容される冷媒収容空間１
１が設けられる。この冷媒収容空間１１内の冷媒は、冷
媒吸入口１０を通して圧縮室１２内へ送り込まれる。

【００３１】該軸受ハウジング４に、クランク室９と冷
媒収容空間１１とを連通させる油通路５ｂを設ける。こ
の油通路５ｂにより、クランク室９内から冷媒収容空間
１１内に直接油を供給することができる。また、油通路
５ｂの形成位置、通路面積、形状等を適切に調整するこ
とにより、クランク室９内から所望の量の油を冷媒収容
空間１１内に安定して供給することができる。

【００３２】冷媒収容空間１１内に供給された上記の油
は、たとえば図１における矢印に従って、冷媒収容空間
１１内の冷媒とともに圧縮室１２内へ送り込まれる。そ
れにより、圧縮室１２内に所望の量の油を安定して供給
することができ、圧縮室１２間のシール性を向上させる
ことができる。その結果、圧縮室１２間における冷媒の
リークを抑制することができ、スクロール流体機械の性
能を向上させることができる。特に、スクロール流体機
械の低速運転時に効果的である。

【００３３】上記の油通路５ｂは、冷媒吸入口１０の近
傍に位置する冷媒収容空間１１に一方の開口部を有する
ことが好ましい。それにより、冷媒吸入口１０の近傍に
油を直接供給することができ、圧縮室１２内に効率的に
油を送り込むことができる。

【００３４】さらに好ましくは、図１に示すように、油
通路５ｂは、冷媒吸入口１０の直下に位置する軸受ハウ
ジング４の外周面４ａに一方の開口を有し、軸受ハウジ
ング４の内周面４ｂに他方の開口を有し、可動スクロー
ル３の径方向に延在する。

【００３５】それにより、冷媒吸入口１０の直下に位置
する領域に油を直接供給することができる。つまり、圧
縮室１２内に吸い込まれる直前の冷媒中に油を直接供給
することができる。したがって、さらに効率的に圧縮室
１２内に油を供給することができる。

【００３６】また、上記油通路５ｂは、図１に示すよう
に、スラスト受面１３と離隔して設けられる。より詳し
くは、油通路５ｂは、クランク軸６の軸方向にスラスト
受面１３から離隔し、軸受ハウジング４の側壁を貫通す
るように設けられる。このとき、スラスト受面１３に
は、たとえば給油溝等の給油路を別途設ける。

【００３７】このようにスラスト受面１３の給油路とは
別に油通路５ｂを設けることにより、スラスト受面１３
の面積を減じることなく圧縮室１２内への給油量を増大
させることができる。また、スラスト受面１３への給油
後の油をも圧縮室１２内へ供給することができる。

【００３８】クランク軸６の一端にはクランクピン部
（偏心部）が設けられ、該クランクピン部が可動スクロ
ール３背面に設けられたボス部に嵌入される。このクラ
ンク軸６を回転操作することにより、可動スクロール３
を公転させることができる。

【００３９】クランク軸６内には、ケーシング１底部の
油溜り８から各摺動箇所に油を供給するための油通路５
ａが設けられる。この油通路５ａ等を通してクランク室
９内に油溜り８から油を供給することができる。このよ
うにしてクランク室９内に供給された油が、前述のよう
に油通路５ｂを通して冷媒収容空間１１内に供給される
こととなる。

【００４０】なお、図１および図２では、図示の便宜
上、クランク軸６の軸方向に延びる主たる油通路のみを
示し、それ以外の方向（たとえばクランク軸６の径方
向）に延びる油通路の図示は省略している。

【００４１】モータ７は、ステータとロータとを有し、
ロータ内にクランク軸６の他端を受入れる。このモータ
７を作動させることにより、クランク軸６を回転させる
ことができる。それにより、遠心ポンプ作用によって油
溜り８から油通路５ａ内に油を汲み上げることができ
る。

【００４２】オルダム継手１４は、固定スクロール２に
対する可動スクロール３の相対回転を阻止するために設
けられる。この場合であれば、オルダム継手１４は、リ
ング状の本体１４ａと、該本体１４ａから突出する複数
（典型的には４つ）のキー部１４ｂとを有する。このオ
ルダム継手１４は、上述の冷媒収容空間１１内に設置さ
れる。

【００４３】上述の構成を有するスクロール流体機械に
おいて、ケーシング１内に吸入管１６を通して外部から
冷媒が供給される。この冷媒はケーシング１内を上昇
し、冷媒収容空間１１内に達する。

【００４４】このとき、ケーシング１底部の油溜り８か
らクランク軸６内の油通路５ａ等を通してクランク室９
内に供給された油は、油通路５ｂを通して冷媒収容空間
１１内に放出される。

【００４５】このようにして冷媒収容空間１１内に供給
された油は、冷媒収容空間１１内の冷媒とともに冷媒吸
入口１０を通して圧縮室１２内へ送り込まれる。この油
により、圧縮室１２を形成する固定スクロール２および
可動スクロール３の表面に油膜が形成される。該油膜に
より、圧縮室１２間のシールを行なうことができる。 （実施の形態２）次に、図２を用いて、本発明の実施の
形態２について説明する。図２は、本発明の実施の形態
２におけるスクロール流体機械の断面図である。

【００４６】図２に示すように、本実施の形態における
スクロール流体機械では、オルダム継手１４と対向する
位置に一方の開口を有する油通路５ｃを設けている。そ
れ以外の構成については実施の形態１の場合と同様であ
るので、重複説明は省略する。

【００４７】上記のような油通路５ｃを設けることによ
り、クランク室９内から直接オルダム継手１４へ充分な
量の給油を行なえる。それにより、オルダム継手１４
と、可動スクロール３あるいは軸受ハウジング４との摺
動部分に充分な量の給油を行なえ、スクロール流体機械
の信頼性を向上させることができる。

【００４８】そればかりでなく、オルダム継手１４は冷
媒収容空間１１内に設置されるので、オルダム継手１４
に対し充分な量の給油を行なうことにより、オルダム継
手１４への給油後の油を冷媒収容空間１１内に供給する
ことができる。そして、この油を冷媒とともに圧縮室１
２内に送り込むことができる。それにより、圧縮室１２
間のシール性をも向上させることができる。

【００４９】上記の油通路５ｃの一方の開口は、好まし
くは、オルダム継手１４のキー部１４ｂあるいはその近
傍に位置するオルダム継手１４のリング状本体１４ａと
対向する位置に設けられる。それにより、キー部１４ｂ
近傍に充分な量の油を安定して供給することができる。

【００５０】なお、油通路５ｃは、キー部１４ｂの数と
同数設けられてもよいが、キー部１４ｂの数より少なく
設けられてもよい。具体的には、キー部１４ｂが４箇所
に設けられた場合には、油通路５ｃは、キー部１４ｂが
設けられた方向に１〜４箇所に設けられればよい。

【００５１】以上のように本発明の実施の形態について
説明を行なったが、本発明は上記の実施の形態に限定さ
れるものではない。

【００５２】たとえば、油通路５ｂ、５ｃはクランク室
９と冷媒収容空間１１とを連通させることができるもの
であれば，油通路５ｂ、５ｃの数、形状、形成位置等に
ついては任意に選択可能である。また、油通路５ｂと油
通路５ｃとの双方を形成してもよい。

【００５３】さらに、本発明は、固定スクロール２の渦
巻体２ａと可動スクロール３の渦巻体３ａとが対称な形
状を有する場合のみならず、渦巻体２ａと渦巻体３ａと
が非対称な形状を有する場合（たとえば、一方の渦巻体
の巻終り端部が他方の渦巻体の巻終り端部近傍にまで延
在する場合）にも適用可能である。

【００５４】スクロール流体機械が対称形状の渦巻体２
ａ，３ａを有する場合には、油通路５ｂは少なくとも２
箇所に設ければよく、非対称形状の渦巻体２ａ，３ａを
有する場合には、油通路５ｂは１箇所に設ければよい。

【００５５】このようにスクロール流体機械が非対称形
状の渦巻体２ａ，３ａを有する場合には、油通路５ｂを
１箇所に設ければよいので、スクロール流体機械の構造
を簡略化することができる。また、油通路５ｂを１箇所
に集約できるので、圧縮室１２内への給油量の制御をも
容易かつ正確に行なうことができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧縮室（１２）内に所望の量の油を安定して供給するこ
とができる。それにより、圧縮室（１２）間における冷
媒のリークを効果的に抑制することができ、スクロール
流体機械の性能を向上させることができる。特に、低速
運転時におけるスクロール流体機械の性能を向上させる
ことができる。なお、オルダム継手（１４）への給油を
伴なう場合には、スクロール流体機械の信頼性をも向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１におけるスクロール流
体機械の断面図である。

【図２】 本発明の実施の形態２におけるスクロール流
体機械の断面図である。

【図３】 従来のスクロール流体機械の部分断面図であ
る。

【符号の説明】 １ ケーシング、２ 固定スクロール、２ａ，３ａ 渦
巻体、３ 可動スクロール、４ 軸受ハウジング、４ａ
外周面、４ｂ 内周面、５ａ〜５ｃ 油通路、６ ク
ランク軸、７ モータ、８ 油溜り、９ クランク室、
１０ 冷媒吸入口、１１ 冷媒収容空間、１２ 圧縮
室、１３ スラスト受面、１４ オルダム継手、１４ａ
本体、１４ｂ キー部、１５ 吐出管、１６吸入管。

フロントページの続き (72)発明者 橋本 巌 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 Ｆターム(参考） 3H039 AA03 AA04 AA12 BB11 BB15 BB28 CC02 CC03 CC07 CC09 CC16 CC22 CC27 CC42 CC48

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を圧縮する圧縮室（１２）を形成す
   る可動スクロール（３）および固定スクロール（２）
   と、 前記可動スクロール（３）を回転駆動するクランク軸
   （６）の一端を受入れるクランク室（９）と、 前記可動スクロール（３）を支持し、前記クランク室
   （９）を取囲む軸受ハウジング（４）と、 前記軸受ハウジング（４）の周囲に位置し、前記圧縮室
   （１２）に吸入される冷媒を収容する冷媒収容空間（１
   １）と、 前記クランク室（９）と前記冷媒収容空間（１１）とを
   連通させるように前記軸受ハウジング（４）を貫通して
   設けられ、前記圧縮室（１２）内に油を供給するための
   油通路（５ｂ，５ｃ）と、を備えた、スクロール流体機
   械。
2. 【請求項２】 前記圧縮室（１２）内に冷媒が吸入され
   る際に該冷媒が通過する冷媒吸入口（１０）を備え、 前記油通路（５ｂ）は、前記冷媒吸入口（１０）の近傍
   に位置する前記冷媒収容空間（１１）に開口する、請求
   項１に記載のスクロール流体機械。
3. 【請求項３】 前記油通路（５ｂ）は、前記冷媒吸入口
   （１０）の直下に位置する前記軸受ハウジング（４）の
   外周面（４ａ）に一方の開口を有し、前記軸受ハウジン
   グ（４）の内周面（４ｂ）に他方の開口を有し、前記可
   動スクロール（３）の径方向に延在する、請求項２に記
   載のスクロール流体機械。
4. 【請求項４】 前記固定スクロール（２）と前記可動ス
   クロール（３）は、それぞれ渦巻体（２ａ，３ａ）を有
   し、 一方の前記渦巻体（２ａ，３ａ）の巻終り端部は、他方
   の前記渦巻体（２ａ，３ａ）の巻終り端部近傍にまで延
   在し、 前記油通路（５ｂ）は、１箇所に設けられる、請求項１
   から３のいずれかに記載のスクロール流体機械。
5. 【請求項５】 前記可動スクロール（３）と前記固定ス
   クロール（２）間の相対回転を阻止するためのオルダム
   継手（１４）を備え、 前記油通路（５ｃ）は、前記オルダム継手（１４）と対
   向する位置に一方の開口を有する、請求項１に記載のス
   クロール流体機械。
6. 【請求項６】 前記オルダム継手（１４）は、リング状
   の本体（１４ａ）と、該本体（１４ａ）から突出するキ
   ー部（１４ｂ）を有し、 前記油通路（５ｃ）の一方の開口は、前記キー部（１４
   ｂ）あるいはその近傍に位置する前記本体（１４ａ）と
   対向する位置に設けられる、請求項５に記載のスクロー
   ル流体機械。
7. 【請求項７】 前記可動スクロール（３）は、スラスト
   受面（１３）において前記軸受ハウジング（４）に支持
   され、 前記スラスト受面（１３）に給油路を設け、 前記油通路（５ｂ，５ｃ）は、前記スラスト受面（１
   ３）と離隔して設けられる、請求項１から６のいずれか
   に記載のスクロール流体機械。