JP2003343455A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定スクロールと旋回スクロール間を長期に
亘り良好にシールでき、両スクロール間の潤滑性能を高
めること。 【解決手段】 旋回スクロール２０のラップ２２の先端
に潤滑油３１を導くと共に、潤滑油３１によってラップ
２２と固定スクロール２４との間をシールするシール手
段４０を備える。シール手段４０は、旋回スクロール２
０における端板２１のボス部２３に設けられ、ボス部２
３及び回転軸１２間に設けられた油溜まり３２と連絡す
る誘導孔４１と、その誘導孔４１と一端が接続され、か
つ他端がラップ２２内を通ってその先端に開口されたラ
ップ流路４２とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スクロール圧縮
機に係り、特に空調装置や冷凍装置に使用されている熱
交換媒体を圧縮するのに好適な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスクロール圧縮機は、密閉形状の
ハウジング内に、互いに噛み合って圧力室を形成する固
定スクロール及び旋回スクロールと、旋回スクロールを
軸受を介して偏心位置で回転自在に支持する回転軸と、
回転軸を経て軸受に潤滑油を給油する油溜まりとが密閉
ハウジング内に収容されている。そして、電動機によっ
て回転軸が駆動されると、該回転軸の回転によって旋回
スクロールが固定スクロールに対し自転が阻止された状
態で相対的に公転旋回することより、圧力室内に供給さ
れた熱交換媒体（ガス）が外周側から中央部に至るに従
って次第に圧縮されるようになっている。

【０００３】この場合、図８に示すように、固定スクロ
ール１は、端板２の底面に下方に向かう渦巻き状のラッ
プ３が突設され、ラップ３の先端にシール材４が装着さ
れる一方、旋回スクロール５は端板６の上面に上方に向
かう渦巻き状のラップ７が突設され、そのラップ７の先
端にシール材８が装着されている。そして、これら固定
スクロール１と旋回スクロール５とが組み付けられたと
き、固定スクロール１のシール材４が旋回スクロール５
の端板６と摺接すると共に、旋回スクロール５のシール
材８が固定スクロール１の端板２と摺接させることでシ
ールされるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のス
クロール圧縮機器においては、固定スクロールに対し旋
回スクロールが相対的に回転するので、特に、長期に渡
って運転されると、シール材が摩耗して熱交換媒体が漏
れてしまい、シール性が損なわれる結果、特性が低下し
て信頼性に劣る問題があった。

【０００５】この発明は、このような事情を考慮してな
されたもので、その目的は、固定スクロールと旋回スク
ロール間を長期に亘り良好にシールでき、しかも両スク
ロール間の潤滑性能を高めることができるスクロール圧
縮機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は以下の手段を提案している。請求項１に
係る発明は、ハウジング内に回転自在に支持された回転
軸と、回転軸の先端に偏心軸受を介して旋回可能に取り
付けられた旋回スクロールと、該旋回スクロールと噛み
合って圧力室を形成する固定スクロールと、回転軸の駆
動時、回転軸を経て偏心軸受を潤滑する潤滑油とを備え
るスクロール圧縮機において、前記潤滑油が旋回スクロ
ールのラップの先端に送り出され、かつ該ラップの先端
と固定スクロールとの間を前記潤滑油によってシールす
るシール手段を備えることを特徴とする。

【０００７】この発明に係るスクロール圧縮機によれ
ば、旋回スクロールの旋回時、潤滑油が旋回スクロール
のラップの先端に送りだされることで、シール手段とし
てラップとこれと摺接する固定スクロール間に潤滑油に
よる膜が形成され、この潤滑油の膜が旋回スクロールの
ラップと固定スクロール間を密封する結果、両者を良好
にシールすることができる。

【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１記載のス
クロール圧縮機において、前記シール手段は、旋回スク
ロールの端板に設けられ、かつ該端板と偏心軸受間の油
溜まりと連絡する誘導孔と、該誘導孔と一端が接続さ
れ、かつ他端が旋回スクロールのラップの先端に開口さ
れたラップ流路とを備えることを特徴とする。

【０００９】この発明に係るスクロール圧縮機によれ
ば、潤滑油が旋回スクロールの端板と回転軸の先端間の
油溜まりに圧送されたとき、その潤滑油の一部をシール
手段の誘導孔から確実に導入させることができると共
に、その潤滑油を旋回スクロールのラップの先端から送
り出すことができるので、旋回スクロールの端板と固定
スクロール間をシールする潤滑油の膜の形成を確実に行
うことができる。

【００１０】請求項３に係る発明は、請求項２記載のス
クロール圧縮機において、前記ラップの先端に、前記ラ
ップ流路と連絡する多孔質部材を装着していることを特
徴とする。

【００１１】この発明に係るスクロール圧縮機によれ
ば、潤滑油がラップの先端に導かれたとき、多孔質部材
に潤滑油が染み込むと、その多孔質部材から滲み出る潤
滑油の膜によってラップと固定スクロール間をシールす
ることができ、良好なシールを行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、この発明の
実施の形態について説明する。図１から図４はこの発明
の一実施の形態に係るスクロール圧縮機を示す図であっ
て、図１はスクロール圧縮機の全体図、図２は旋回スク
ロールと固定スクロールとの噛み合い状態を示す説明
図、図３は図１の要部を示す拡大図、図４は潤滑油の膜
によって旋回スクロールと固定スクロール間をシールす
る状態を示す拡大説明図である。図１に示す実施形態の
スクロール圧縮機１０は、密閉形状をなすハウジング１
１内に回転自在に支持された回転軸１２と、回転軸１２
に偏心軸受１９を介して旋回可能に取り付けられた旋回
スクロール２０と、該旋回スクロール２０と噛み合って
圧力室２７を形成する固定スクロール２４と、回転軸１
２の駆動時、油溜まり３１から回転軸１２を経て偏心軸
受１９を潤滑する潤滑油３１とを備えている。

【００１３】そして、回転軸１２が駆動されると、これ
によって旋回スクロール２０が固定スクロール２４に対
し自転が阻止された状態で相対的に公転旋回運動し、旋
回スクロール２０と固定スクロール２４とによって画成
された圧力室２７（図２参照）に吸入された熱交換媒体
（ガス）が、両スクロール２０、２４間の外周の吸入側
から中央部に至るに従って次第に圧縮されるようになっ
ている。

【００１４】詳しく述べると、回転軸１２は、ハウジン
グ１１内の下部に設けられた軸受フレーム１４にラジア
ル軸受１５Ａ及びスラスト軸受１５Ｂを介して下部が支
承され、回転自在に起立している。回転軸１２は、その
周囲に設けられた回転子１６と、ハウジング１１の内壁
に回転子１６と対向して設けられた筒状の固定子１７と
からなるモータ部を備え、配線部１８より通電されたと
き、回転子１６と固定子１７間に磁気回路が形成される
ことで軸周りに回転する。

【００１５】回転軸１２の上部には、該回転軸１２の中
心線と軸線をずらして偏心軸部１３が設けられ、この偏
心軸部１３に偏心軸受１９を介して旋回スクロール２０
が旋回可能に取り付けられている。

【００１６】旋回スクロール２０は、端板２１の上方に
渦巻き状に起立してラップ２２が設けられる一方、端板
２１の底面にはボス部２３が設けられ、ボス部２３内に
ブッシュ等を介して回転軸１２の偏心軸部１３が嵌入さ
れることで、回転軸１２に対し偏心して旋回可能に取り
付けられている。固定スクロール２４は、端板２５に渦
巻き状に垂下するラップ２６が設けられている。この場
合、図２に示すように、固定スクロール２０のラップ２
２と旋回スクロール２４のラップ２６とは互いに所定距
離をもって偏心し、かつ図２に示すように、１８０度の
角度の位相差をもって噛み合うことにより、複数個の圧
力室２７を形成するようになっている。

【００１７】このような圧力室２７には、図１に示すよ
うに、熱交換媒体を吸入するための吸入管２８が接続さ
れ、固定スクロール２４に対し旋回スクロール２０が偏
心して旋回すると、旋回スクロール２０の公転旋回運動
によって容積が次第に減少するに伴い、熱交換媒体が圧
縮されながら中央部に至り、そこから固定スクロール２
４内に設けられている吐出ポート（図示せず）を経て吐
出弁２９を押し開いて圧力室２７外に出た後、図示しな
いガス通路を経ることで排出管３０より排出されるよう
になっている。

【００１８】更に、ハウジング１１内の下部には潤滑油
３１が貯留されている。この潤滑油３１は、回転軸１２
の駆動時、図示しないオイルポンプも駆動されると、回
転軸１２中の流路１２ａを経て、図３に示す回転軸１２
の先端側と旋回スクロール２０のボス部２３間の油溜ま
り３２に圧送されることで、偏心軸受１９及びその周辺
の摺動部を潤滑する。そして、潤滑油３１は回転軸１２
を伝わりながら元の位置に戻る。そのため、流路１２ａ
は、回転軸１２及び偏心軸部１３に軸方向に沿って貫通
形成されている。なお、オイルポンプ以外として、運転
時、ハウジング１１内の背圧を利用することで潤滑油３
１を圧送することもある。

【００１９】一方、旋回スクロール２０は、ハウジング
１１内に取り付けられたフレーム３３に旋回可能に支持
されている。即ち、旋回スクロール２０は、図１及び図
３のように、ハウジング１１に取り付けられたフレーム
３３上に端板２１がオルダムリング３４を介して支持さ
れると共に、端板２１のボス部２３がスラストリング３
５を介して支持されている。スラストリング３５は、図
３に示すようにフレーム３３の内周側に装着されたシー
ル部材３６上にセットされ、旋回スクロール２０に作用
するスラスト力を支持するようになっている。

【００２０】なお、オルダムリング３４は、旋回スクロ
ール２０の公転旋回運動を許容しつつつその自転を阻止
する。固定スクロール２４は、フレーム３３上にボルト
等によって固定されている。

【００２１】この実施形態では、旋回スクロール２０の
ラップ２２の先端に潤滑油３１を導きと共に、その潤滑
油３１によってラップ２２と固定スクロール２４との間
をシールするシール手段４０を備えている。このシール
手段４０は、図３に示すように、旋回スクロール２０に
おける端板２１のボス部２３に設けられ、かつボス部２
３及び回転軸１２間に設けられた油溜まり３２と連絡す
る誘導孔４１と、その誘導孔４１と一端が接続され、か
つ他端が図４に示すようにラップ２２内を通ってその先
端に開口されたラップ流路４２とを備えている。図４に
おいて、符号３７は、固定スクロール２４のラップ２６
に装着されたシール材である。

【００２２】ラップ流路４２は、潤滑油３１が旋回スク
ロール２０のラップ２２の先端に行き渡るようにするた
め複数箇所に設けられ、例えば図２に示すように、ラッ
プ２２の旋回中心軸を中心とした直線部Ｘ上に設けられ
た第１〜第３流路部４２ａ〜４２ｃと、その直線部Ｘと
直交する直線部Ｙ上に設けられた第４、第５流路部４２
ｄ、４２ｅとからなっている。

【００２３】ところで、スクロール圧縮機の構造上、運
転時は中心側が高圧であり、周囲側が低圧となってい
る。シール性能が特に求められるのは高圧のかかる部分
である。そこで、中心側のシール性能を高めに、周囲側
のシール性能を低めに傾斜配分すると、全体としてのシ
ール性能のバランスが取れて、好適となる。このような
傾斜配分を行うためには、ラップ流路４２の設置状況に
配慮すればよい。具体的には、たとえば流路４２の長さ
や内径を区々にすることによって流路４２内での圧力損
失を調整して、圧縮室内への給油量が前記した傾斜配分
となるように設計すればよい。このようなことは、個々
のスクロールの設計条件に応じて、当業者が容易に設定
できるものである。

【００２４】この実施形態のスクロール圧縮機１０は、
上記のように構成されているので、今、モータ部によっ
て回転軸１２が駆動されると、旋回スクロール２０が固
定スクロール２４に対し自転が拘束されながら偏心した
位置で相対的に旋回することにより、固定スクロール２
４及び旋回スクロール２０間に画成された圧力室２７に
熱交換媒体が吸入される。その際、熱交換媒体は、旋回
スクロール２０の公転旋回運動により圧力室２７の容積
が減少するに伴い、圧縮されながら中央部に導かれ、所
定圧となったところで吐出弁２９を押し開いて圧力室２
７外に出た後、排出管３０より排出される

【００２５】一方、回転軸１２の回転によって図示しな
いオイルポンプも駆動され、ハウジング１１内に貯留さ
れている潤滑油３１が回転軸１２中の流路１２ａを経
て、回転軸１２の上端と旋回スクロール２０のボス部２
３間の油溜まり３２に圧送され、そこから下方に伝い落
ちることで偏心軸受１９及び周辺の摺動部を潤滑するこ
ととなる。

【００２６】その場合、旋回スクロール２０には、回転
軸１２中の流路１２ａと連絡するラップ供給路４０が設
けられ、ボス部２３内の油溜まり３２中に圧送された潤
滑油３１の一部が、端板２１に設けられているシール手
段４０の誘導孔４１に導入されると共に、ラップ２２内
に設けられているラップ流路４２を経ることでラップ２
２の先端に供給されるので、図４に示すように、ラップ
２２と、これと摺接する固定スクロール２４の端板２５
間に潤滑油３１による膜、つまり潤滑油膜が形成され、
この潤滑油３１の膜が旋回スクロール２０のラップ２２
と固定スクロール２４の端板２５間を密封する結果、両
者をシールすることができる。このシール機能は、潤滑
油３１であるので、シール材のように摩耗するおそれが
ない。

【００２７】従って、潤滑油３１を利用することで旋回
スクロール２０のラップ２２と固定スクロール２４間を
シールするので、摺動しているにも拘わらず、摺動損失
を低減でき、長期的にシール性を維持できて特性が低下
するのを防止することができる。その結果、従来のよう
なシール部材が不要になるので、部品数及び組立工数を
削減することができる。

【００２８】しかも、潤滑油３１によってラップ２２と
固定スクロール２４間をシールすると、両スクロール２
０、２４間を潤滑することができるので、固定スクロー
ル２４と相対的に回転する旋回スクロール２０とを良好
に潤滑させることができ、潤滑性能の向上を図ることが
できる。

【００２９】また、シール手段４０が、旋回スクロール
２０の端板２１のボス部２３と偏心軸受１９間の油溜ま
り３２と連絡する誘導孔４１と、該誘導孔４１と接続さ
れると共にラップ２２の先端に開口されたラップ流路４
２とを備えているので、潤滑油３１がボス部２３と回転
軸１２の先端間の油溜まり３２に圧送されたとき、その
潤滑油３１の一部を誘導孔４１から確実に導入させるこ
とができると共に、ラップ２２の先端に送り出すことが
できるので、ラップ２２の先端と固定スクロール２４の
端板２５間をシールする潤滑油３１の膜の形成を確実に
行うことができる。

【００３０】なお、図示実施形態では、旋回スクロール
２０に設けたラップ供給路４０として、ラップ２２の先
端面まで単に丸孔からなるラップ流路が穿設された例を
示したが、これ以外の形状であってもよい。

【００３１】例えば、図５に示すように、ラップ２２の
先端に設けられる第２ラップ流路４２の開口部４３とし
て、その第２ラップ流路４２から開口端に向けて次第に
テーパ状に拡形して形成し、ラップ２２の先端面と固定
スクロール２４間に形成される潤滑油膜の面積を全体的
に大きくさせてシール機能の増大を図るようにしてもよ
い。この場合、開口部４３は、図６に示すように、渦巻
き状からなるラップ２２の先端に、その長さ方向に沿い
全周に亘り形成し、潤滑油３１がラップ先端の全周に送
り出されるようにしても良いし、また図示しないが、不
連続に形成しても良い。

【００３２】或いは、図７に示すように、ラップ２２の
先端に第２ラップ流路４２と連絡する多孔質部材４４を
装着し、多孔質部材４４に潤滑油３１が染み込むと、そ
の多孔質部材４４から滲み出る潤滑油３１の膜によって
ラップ２２と固定スクロール２４間をシールするように
してもよい。このような多孔質部材４４としては、例え
ば圧粉体間に微小な孔が多数設けられて成形される焼結
金属体、或いは多孔質シリコンのような合成樹脂、更に
は多孔質構造のカーボン等の何れでもよく、要は、潤滑
油３１をラップ先端から滲み出して固定スクロール２６
との間でシールできる材質であればよい。なお、図示実
施形態では、縦置きタイプのスクロール圧縮機を用いた
例を示したが、横置きタイプにも同様に適用することが
できる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、旋回スクロールの旋回時、旋回スクロール
のラップの先端に送りだされることで、シール手段がラ
ップとこれと摺接する固定スクロール間に潤滑油による
膜が形成され、この潤滑油の膜が旋回スクロールラップ
と固定スクロール間を密封するように構成したので、摺
動しているにも拘わらず、摺動損失を低減でき、長期的
にシール性を維持できて特性が低下するのを防止できる
効果が得られ、しかも固定スクロールと旋回スクロール
とを良好に潤滑させることができ、潤滑性能の向上を図
ることもできる効果が得られる。

【００３４】請求項２に係る発明によれば、シール手段
の誘導孔とラップ流路とにより、旋回スクロールの端板
と固定スクロール間をシールする潤滑油の膜の形成を確
実に行うことができる効果が得られる。

【００３５】請求項３に係る発明によれば、多孔質部材
から滲み出る潤滑油の膜によってラップと固定スクロー
ル間をシールすることができ、良好なシールを行うこと
ができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施の形態に係るスクロール圧
縮機を示す全体図である。

【図２】 旋回スクロールと固定スクロールとの噛み合
い状態を示す説明図である。

【図３】 図１の要部を示す拡大図である。

【図４】 潤滑油の膜によって旋回スクロールと固定ス
クロール間をシールする状態を示す拡大説明図である。

【図５】 シール手段の変形例を示す拡大説明図であ
る。

【図６】 旋回スクロールのラップに設けられたラップ
流路の開口部と潤滑油とを示す斜視図である。

【図７】 同じくラップ供給路の他の変形例を示す拡大
説明図である。

【図８】 従来のスクロール圧縮機における旋回スクロ
ールと固定スクロール間のシール状態を示す拡大説明図
である。

【符号の説明】

１０ スクロール圧縮機 １１ ハウジング １２ 回転軸 １２ａ 流路 １３ 偏心軸部 １９ 偏心軸受 ２０ 旋回スクロール ２１ 端板 ２２ ラップ ２３ ボス部 ２４ 固定スクロール ２５ 端板 ２６ ラップ ２７ 圧力室 ３１ 潤滑油 ３２ 油溜まり ４０ シール手段 ４１ 誘導孔 ４２ ラップ流路 ４４ 多孔質部材

フロントページの続き (72)発明者 尾藤 宏明 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 BB06 BB16 BB44 CC05 CC19 CC38 CC40 3H039 AA06 AA12 BB04 BB11 BB28 CC07 CC31 CC35 CC36 CC41 CC44

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に回転自在に支持された回
   転軸と、回転軸に偏心軸受を介して旋回可能に取り付け
   られた旋回スクロールと、該旋回スクロールと噛み合っ
   て圧力室を形成する固定スクロールと、回転軸の駆動
   時、回転軸中を経て偏心軸受を潤滑する潤滑油とを備え
   たスクロール圧縮機において、 前記潤滑油が旋回スクロールのラップの先端に導かれ、
   かつ該ラップの先端と固定スクロールとの間を前記潤滑
   油によってシールするシール手段を備えることを特徴と
   するスクロール圧縮機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスクロール圧縮機におい
   て、 前記シール手段は、旋回スクロールの端板に設けられ、
   かつ該端板と偏心軸受間の油溜まりと連絡する誘導孔
   と、該誘導孔と一端が接続され、かつ他端が旋回スクロ
   ールのラップの先端に開口されたラップ流路とを備える
   ことを特徴とするスクロール圧縮機。
3. 【請求項３】 請求項２記載のスクロール圧縮機におい
   て、 前記ラップの先端に、前記ラップ流路と連絡する多孔質
   部材を装着していることを特徴とするスクロール圧縮
   機。