JP2002098073A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定、旋回の両スクロール間でシール性の低
下を防止するとともに耐久性の向上を図って圧縮性能を
向上させる。 【解決手段】 ハウジング１と、端板２ａの一側面に立
設された渦巻き状の壁体２ｂを有しハウジング１内部の
定位置に固定された固定スクロール２と、端板３ａの一
側面に立設された渦巻き状の壁体３ｂを有し、壁体３ｂ
を固定スクロール２の壁体２ｂと噛み合わせて自転を阻
止されつつ公転旋回運動可能に支持された旋回スクロー
ル３とを備えるスクロール圧縮機について、旋回スクロ
ール３側の壁体３ｂの上縁に沿って溝１４を形成し、こ
の溝１４に潤滑油を供給して固定スクロール２側の端板
２ａとの間に満たし、両者間を封止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば空気調和装
置や冷凍装置に用いられるスクロール圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスクロール圧縮機には、固定スク
ロール、旋回スクロール間のシール性を高めるために、
スクロールをなす渦巻き状の壁体の上縁に溝を設けてチ
ップシールをはめ込む構造を採用したものや、固定スク
ロール、旋回スクロールのいずれか一方を他方に押し付
ける構造を採用したものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な構造を有するスクロール圧縮機には、次のような問題
点が指摘されている。 （１）チップシールをはめ込む構造の場合、溝とチップ
シールとのわずかな隙間から搬送流体（冷媒ガス等）が
漏れることがある。 （２）いずれか一方のスクロールを他方のスクロールに
押し付ける構造の場合は、一方のスクロールを構成する
渦巻き状の壁体上縁が、他方のスクロールを構成する端
板に押し付けられたまま摺動するため、押し付けられた
壁体上縁と端板との間に摩擦を生じて動力損を生んだ
り、両者が摩耗してシール性が劣化したりする。

【０００４】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、固定、旋回の両スクロール間でシール性の低下
を防止するとともに耐久性の向上を図って圧縮性能を向
上させることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、次のような構成のスクロール圧縮機を
採用する。すなわち本発明に係る請求項１記載のスクロ
ール圧縮機は、ハウジングと、端板の一側面に立設され
た渦巻き状の壁体を有し、前記ハウジング内部の定位置
に固定された固定スクロールと、端板の一側面に立設さ
れた渦巻き状の壁体を有し、該壁体を前記固定スクロー
ルの壁体と噛み合わせて自転を阻止されつつ公転旋回運
動可能に支持された旋回スクロールとを備えるスクロー
ル圧縮機であって、前記壁体の少なくともいずれか一方
について、その上縁に沿って溝を形成し、該溝に液状流
体を供給することを特徴とする。

【０００６】請求項２記載のスクロール圧縮機は、請求
項１記載のスクロール圧縮機において、前記溝に前記液
状流体を供給する流体供給手段を備えることを特徴とす
る。

【０００７】請求項３記載のスクロール圧縮機は、請求
項１または２記載のスクロール圧縮機において、前記壁
体の渦の中心に、前記溝に連通する連通孔を形成し、該
連通孔を通じて前記溝に前記液状流体を供給することを
特徴とする。

【０００８】請求項４記載のスクロール圧縮機は、請求
項１または２記載のスクロール圧縮機において、前記壁
体の渦の外側に、前記溝に連通する連通孔を形成し、該
連通孔を通じて前記溝に前記液状流体を供給することを
特徴とする。

【０００９】請求項５記載のスクロール圧縮機は、請求
項１または２記載のスクロール圧縮機において、前記壁
体の渦の中心および外側に、前記溝に連通する連通孔を
それぞれ形成し、該連通孔のいずれか一方を通じて前記
溝に前記液状流体を供給し他方を通じて前記溝から前記
液状流体を排除することを特徴とする。

【００１０】請求項６記載のスクロール圧縮機は、請求
項１、２、３、４または５記載のスクロール圧縮機にお
いて、前記液状流体に潤滑油を利用することを特徴とす
る。

【００１１】本発明に係るスクロール圧縮機において
は、壁体の上縁に沿って形成された溝に液状流体を流す
と、該壁体に相対する端板との間に液状流体が満たされ
て両者間が液密に封止される。これにより、壁体と端板
との間のシール性が向上する。さらに、壁体と端板との
間に液状流体が介在することから、両者の摩耗が防止さ
れる。これにより、歯先の焼き付きが防止される他、旋
回スクロールの動力損が減少する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係るスクロール圧縮機の
第１の実施形態を図１および図２に示して説明する。本
実施形態では、本発明に係るスクロール圧縮機の一形態
としてスクロール圧縮機を示して説明する。図１におい
て、符号１は密閉されたハウジング、２はハウジング１
に固定された固定スクロール、３は固定スクロール２に
噛み合わされた旋回スクロール、４は固定スクロール２
との間で空間Ｓを画成するとともに空間Ｓ内で旋回スク
ロール３を旋回運動可能に支持するフレーム、５は旋回
スクロール３を回転させるシャフト、６はシャフト５を
駆動するモータ、７は旋回スクロール２の自転を阻止し
て公転のみを許容する自転阻止機構、８は両スクロール
２，３間に画成される圧縮室Ｃに冷媒等の被搬送流体を
導く吸入管、９は圧縮された被搬送流体を外部に導く吐
出管である。

【００１３】ハウジング１は、筒状部１ａの上下端に底
部１ｂおよび蓋部１ｃが隙間なく溶接されて密閉状態と
されている。また、蓋部１ｃには吸入管８が貫通し、筒
部１ａには吐出間９が貫通するように配設されており、
これらを穿通すべく形成された穴と各管との間も隙間な
く溶接されている。

【００１４】固定スクロール２は、端板２ａと、端板２
ａの下面に立設された渦巻き状の壁体２ｂと、端板２ａ
の周縁部に設けられて固定スクロール２をハウジング１
に固定するためのフレームとしての役割を果たす周壁部
２ｃとを備えている。

【００１５】端板２ａの中央には、容積を漸次減少させ
ながら中心に移動してきた圧縮室Ｃから高圧の流体を導
く吐出ポート２ｄが設けられている。また、端板２ａの
上面中央には、所定の大きさ以上の圧力が作用した場合
に吐出ポート２ｄを開く吐出弁１０が設けられている。

【００１６】旋回スクロール３は、端板３ａと、端板３
ａの上面に立設された渦巻き状の壁体３ｂと、端板３ａ
の下面に設けられたボス部３ｃとを備えている。旋回ス
クロール３は、固定スクロール２に対して相互に公転旋
回半径だけ偏心しかつ１８０゜だけ位相をずらした状態
で、壁体２ｂ，３ｂどうしをかみ合わせて組み付けられ
ている。

【００１７】フレーム４は固定スクロール２の下部に固
定されており、固定スクロール２との間で空間Ｓを画成
している。空間Ｓは、後述するボス部３ｃが設けられる
旋回スクロール３の中央部と外周部とを隔てるシール部
材１１によって内外に２分されている。また、自転阻止
機構７はこの空間Ｓ内にあって旋回スクロール３とフレ
ーム４との間に設けられている。

【００１８】シャフト５は上部をフレーム４に、下部を
下部軸受１２にそれぞれ支持されており、その中間部に
はモータ６を構成するロータ６ａが取り付けられてい
る。ちなみに、同じくモータ６を構成するステータ６ｂ
はステータ６ａを取り囲むようにしてハウジング１に固
定されている。

【００１９】シャフト５の上端には旋回スクロール３の
ボス部３ｃに回動自在に嵌合する偏心部５ａが設けられ
ており、旋回スクロール３は、シャフト５を回転させる
ことによって、空間Ｓ内で自転を阻止されつつ公転旋回
運動するようになっている。

【００２０】シャフト５には上下に貫通する油通路５ｂ
が形成されている。さらに、シャフト５の下端には、ハ
ウジング１の底に溜まった潤滑油を油通路５ｂを通じて
汲み上げる油ポンプ機構１３が設けられている。

【００２１】このスクロール圧縮機には、フレーム４と
旋回スクロール２との間にハウジング１内の昇圧された
ガスを導入する導入孔（図示略）が設けられている。こ
の導入孔を通じて導入されたガスが旋回スクロール３の
下面（背面）を上方に押し上げる作用を生み、固定スク
ロール２に旋回スクロール３が押し付けられて両スクロ
ール２，３間のシールがなされる。

【００２２】上記のように構成されたスクロール圧縮機
による気化冷媒等のガス（被搬送流体）の圧縮の過程を
説明すると、まず、モータ６を駆動することによりシャ
フト５を回転させると、旋回スクロール３が公転旋回運
動を開始する。これに伴い、吸入管８を通じて空間Ｓに
ガスが流れ込み、固定スクロール２と旋回スクロール３
との間に画成される圧縮室Ｃに導入される。圧縮室Ｃに
導入されたガスは、圧縮室Ｃの容積縮小に伴って圧縮さ
れながら、両スクロール２，３による圧縮機構の中央部
に移動する。圧を高めながら中央部に移動してきたガス
は、吐出ポート２ｄから吐出弁１０を押し開けてハウジ
ング１内に排出され、吐出管９を通じて外部に排出され
る。

【００２３】また、ハウジング１の底に溜まった潤滑油
が、シャフト５の回転に伴う油ポンプ機構１３の駆動に
より油通路５ｂを通じて汲み上げられ、各摺動部に供給
されて潤滑する。

【００２４】ここで、上記スクロール圧縮機の特徴的な
部分について説明すると、旋回スクロール３側の壁体３
ｂの上縁には、図２に示すように、渦の中心から外側ま
でにわたって溝１４が形成されている。さらに、壁体３
ｂの渦の中心には、シャフト５の延在方向に壁体３ｂを
貫いて一端を溝１４に連通する連通孔１５が形成されて
いる。また、固定スクロール２側の壁体２ｂの上縁に
も、同じように渦の中心から外側までにわたって溝が形
成されており、こちらにはチップシール１６がはめ込ま
れている。

【００２５】連通孔１５の他端はボス部３ｃに連通して
おり、該ボス部３ｃの内部空間を介して油通路５ｂと連
通している。これにより、油ポンプ機構１３は流体供給
手段として機能し、油通路５ｂを通じて潤滑油を汲み上
げ、連通孔１５を通じて溝１４に供給するようになって
いる。

【００２６】連通孔１５を通じて溝１４に供給された潤
滑油は、旋回スクロール３側の壁体３ｂの上縁と、固定
スクロール２側の端板２ａとの間の摩擦、摩耗を防止す
るとともに、壁体３ｂの上縁と端板２ａとの間に満たさ
れて両者間を封止するべく作用する。

【００２７】潤滑油はポンプ機構１３によって継続的に
加圧供給され、壁体３ｂの上縁と端板２ａとの間の摩耗
防止および封止に供した後は両者間から流れ出し、別途
設けられた油回収手段（図示略）によって回収され、循
環利用される。

【００２８】以上説明したように、上記のように構成さ
れたスクロール圧縮機によれば、壁体３ｂの上縁と端板
２ａとの間のシール性の低下を防止するとともに耐久性
の向上を図って圧縮性能を向上させることができる。

【００２９】ところで、本実施形態においては油ポンプ
機構１３を流体供給手段として利用しているが、例え
ば、油ポンプ機構１３とは別に流体供給手段を設けても
構わない。この場合、液状流体として潤滑油を利用して
もよいが、全く別の潤滑剤を利用しても構わない。

【００３０】また、本実施形態においては固定スクロー
ル２側の壁体２ｂと旋回スクロール３側の端板３ａとの
間を従来と同様にチップシール１６によって封止してい
るが、こちらにおいても上記のような潤滑油によるシー
ル構造を採用しても構わない。

【００３１】次に、本発明に係るスクロール圧縮機の第
２の実施形態を図３に示して説明する。なお、上記第１
の実施形態において既に説明した構成要素には同一符号
を付して説明は省略する。本実施形態においては、旋回
スクロール３側の壁体３ｂの渦の外側に、シャフト５の
延在方向に壁体３ｂを貫いて一端を溝１４に連通する連
通孔１７が形成されている。連通孔１７の他端はボス部
３ｃに連通しており、該ボス部３ｃの内部空間を介して
油通路５ｂと連通している。

【００３２】本実施形態によっても、上記第１の実施形
態と同様の作用効果が期待できる。なお、本実施形態に
おいても油ポンプ機構１３を流体供給手段として利用し
ているが、例えば、油ポンプ機構１３とは別に流体供給
手段を設けても構わない。

【００３３】次に、本発明に係るスクロール圧縮機の第
３の実施形態を図４に示して説明する。なお、上記の各
実施形態において既に説明した構成要素には同一符号を
付して説明は省略する。本実施形態においては、壁体３
ｂの渦の中心に、シャフト５の延在方向に壁体３ｂを貫
いて一端を溝１４に連通する連通孔１５が形成され、壁
体３ｂの渦の外側には、同じくシャフト５の延在方向に
壁体３ｂを貫いて一端を溝１４に連通する連通孔１７'
が形成されている。

【００３４】連通孔１５の他端はボス部３ｃに連通して
おり、該ボス部３ｃの内部空間を介して油通路５ｂと連
通している。また、連通孔１７'の他端は端板３ａを貫
通してハウジング１内の空間に連通している。

【００３５】連通孔１５を通じて溝１４に供給された潤
滑油は、旋回スクロール３側の壁体３ｂの上縁と、固定
スクロール２側の端板２ａとの間の摩擦、摩耗を防止す
るとともに、壁体３ｂの上縁と端板２ａとの間に満たさ
れて両者間を封止するべく作用する。

【００３６】潤滑油はポンプ機構１３によって継続的に
加圧供給され、壁体３ｂの上縁と端板２ａとの間の摩耗
防止および封止に供し、一部は両者間から流れ出し、別
途設けられた油回収手段（図示略）によって回収され、
循環利用される。また、潤滑油の残りは連通孔１７'を
通じて溝１４から排除され、ハウジング１の下部に溜ま
って循環利用される。

【００３７】本実施形態においては、渦の中心に形成し
た連通孔１５から溝１４に潤滑油を供給し、この潤滑油
を渦の外側に形成した連通孔１７'から排除するように
構成したが、渦の外側に形成した連通孔から潤滑油を供
給し、渦の中心に形成した連通孔から排除するように構
成しても構わない。

【００３８】また、上記第１、第２、第３の実施形態で
は、旋回スクロールを固定スクロールに押し付ける構造
を採用したスクロール圧縮機を例に説明したが、本発明
に係るスクロール圧縮機は、旋回スクロールを固定スク
ロールに押し付けずにチップシールを設けてシールを行
うべき構造のものに適用することも可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るスク
ロール圧縮機によれば、壁体の上縁に沿って形成された
溝に液状流体を流すと、該壁体に相対する端板との間に
液状流体が満たされて両者間が液密に封止される。これ
により、壁体と端板との間のシール性が向上する。さら
に、壁体と端板との間に液状流体が介在することから、
両者の摩耗が防止される。これにより、歯先の焼き付き
が防止される他、旋回スクロールの動力損が減少する。
したがって、シール性の低下を防止するとともに耐久性
の向上を図って圧縮性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る第１の実施形態を示す図であっ
て、スクロール圧縮機の側断面図である。

【図２】 図１の旋回スクロールを示す斜視図である。

【図３】 本発明に係る第２の実施形態を示す図であっ
て、旋回スクロールを示す斜視図である。

【図４】 本発明に係る第３の実施形態を示す図であっ
て、旋回スクロールを示す斜視図である。

【符号の説明】 １ ハウジング ２ 固定スクロール ３ 旋回スクロール ４ フレーム ５ シャフト ６ モータ ７ 自転阻止機構 ８ 吸入管 ９ 吐出管 １３ 油ポンプ機構 １４ 溝 １５ 連通孔

フロントページの続き (72)発明者 御手洗 登 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町３丁目１ 番地 三菱重工業株式会社冷熱事業本部内 Ｆターム(参考） 3H029 AA02 AA14 AB03 BB01 BB16 BB44 CC05 CC19 CC22 CC34 3H039 AA03 AA04 AA12 BB05 BB11 BB15 CC02 CC04 CC08 CC27 CC31 CC44

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、 端板の一側面に立設された渦巻き状の壁体を有し、前記
   ハウジング内部の定位置に固定された固定スクロール
   と、 端板の一側面に立設された渦巻き状の壁体を有し、該壁
   体を前記固定スクロールの壁体と噛み合わせて自転を阻
   止されつつ公転旋回運動可能に支持された旋回スクロー
   ルとを備えるスクロール圧縮機であって、 前記壁体の少なくともいずれか一方について、その上縁
   に沿って溝を形成し、該溝に液状流体を供給することを
   特徴とするスクロール圧縮機。
2. 【請求項２】 前記溝に前記液状流体を供給する流体供
   給手段を備えることを特徴とする請求項１記載のスクロ
   ール圧縮機。
3. 【請求項３】 前記壁体の渦の中心に、前記溝に連通す
   る連通孔を形成し、該連通孔を通じて前記溝に前記液状
   流体を供給することを特徴とする請求項１または２記載
   のスクロール圧縮機。
4. 【請求項４】 前記壁体の渦の外側に、前記溝に連通す
   る連通孔を形成し、該連通孔を通じて前記溝に前記液状
   流体を供給することを特徴とする請求項１または２記載
   のスクロール圧縮機。
5. 【請求項５】 前記壁体の渦の中心および外側に、前記
   溝に連通する連通孔をそれぞれ形成し、該連通孔のいず
   れか一方を通じて前記溝に前記液状流体を供給し他方を
   通じて前記溝から前記液状流体を排除することを特徴と
   する請求項１または２記載のスクロール圧縮機。
6. 【請求項６】 前記液状流体に潤滑油を利用することを
   特徴とする請求項１、２、３、４または５記載のスクロ
   ール圧縮機。