JP2003343457A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 両スクロール間を良好に潤滑して圧縮効率及
び性能の低下を防ぐ。 【解決手段】 旋回スクロール２０の旋回時、旋回軸受
１９側に圧送される潤滑油を、圧力室の吸入側に間欠的
に送り込む油間欠供給手段４０を備え、油間欠供給手段
４０は、旋回スクロール２０の端板２１のボス部２３の
底面に設けられた誘導孔４１と、誘導孔４１と一端が接
続すると共に他端が旋回スクロール２０の端板２１の側
方に開口された噴出孔４２とを備える。誘導孔４１はボ
ス部２３の旋回移動に伴いスラストリング３５上で摺接
する領域と、そこから内側に離間する領域との接離繰返
し軌跡上に設けられ、潤滑油を間欠的に導入する。

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、モータ部によ
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
された熱交換媒体が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。

【０００３】この場合、図８に示すように、固定スクロ
ール１の端板２の底面には渦巻き状のラップ３が突設さ
れると共に、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の端板６の上面にも渦巻き状の
ラップ７が突設されると共に、そのラップ６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
れる他、両スクロール１、５間が良好に摺動できるよう
になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スクロール
圧縮機は、固定スクロール上での旋回スクロールの旋回
時、固定スクロールのラップと旋回スクロールのラップ
とが摺接することから、両者間を潤滑する必要があり、
従来においては、圧力室に供給される熱交換媒体中に微
量の潤滑油を含ませることで対処していた。しかしなが
ら、高速回転仕様のスクロール圧縮機にあっては、旋回
スクロールと固定スクロールとが高速で摺接するので、
熱交換媒体中に含まれる微量の潤滑油だけでは、十分な
潤滑性能が得られない問題があった。

【０００５】一方、スクロール圧縮機の内部に、旋回ス
クロールを支承している偏心軸受等を潤滑かつ冷却する
ため、潤滑油が貯留されているが、その潤滑油の一部を
固定スクロールと旋回スクロール間に常時供給して潤滑
させる技術のものが提案されている。しかしながら、こ
の従来技術では、潤滑油が圧力室に常時供給されると、
供給過剰となってしまい、その分だけ熱交換媒体の圧縮
量が減少するので、圧縮効率が下がり、性能低下を引き
起こす問題があった。

【０００６】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
ロール間を良好に潤滑して、圧縮効率及び性能の低下を
防止す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。

【０００７】

【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、該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
るスクロール圧縮機において、旋回スクロールの旋回
時、前記潤滑油を圧力室の吸入側に間欠的に送り込む油
間欠供給手段を備えることを特徴とする。

【０００８】この発明に係るスクロール圧縮機によれ
ば、圧力室に対し、潤滑油を間欠的に供給することで潤
滑油が過剰になるのを防ぐと共に適宜の量で送ることが
でき、しかも潤滑油が霧状に噴出して圧力室の吸入側に
供給されるので、旋回スクロール及び固定スクロール間
全体が良好に潤滑される。

【０００９】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、前記油間欠供給手段は、旋回
スクロールの端板において、旋回スクロールを支持する
フレームと摺接することと離間することとを繰り返す接
離繰返し軌跡上に設けられた誘導孔と、その誘導孔と接
続し、かつ旋回スクロールの端板の側方に開口された噴
出孔とを備えることを特徴とする。

【００１０】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、端板がフレームから離間
した位置に旋回移動したとき、誘導孔から潤滑油が導入
されて圧力室の吸入側に供給され、誘導孔がフレームと
摺接する位置に旋回移動したとき、誘導孔が塞がれて潤
滑油の供給が停止されるので、潤滑油の供給と供給停止
とを繰り返すことができ、圧力室に潤滑油を確実に間欠
的に供給することができる。

【００１１】請求項３に係る発明は、請求項１〜３記載
のスクロール圧縮機において、前記油間欠供給手段は、
前記誘導孔と接続し、かつ旋回スクロールのラップの先
端に潤滑油を送り出すラップ孔を有することを特徴とす
る。

【００１２】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、誘導孔に導入された潤滑
油が、ラップ孔を経てラップの先端に流出するので、旋
回スクロールのラップと、これと摺接する固定スクロー
ルの端板間に潤滑油による膜、つまり潤滑油膜を形成す
ることができ、この潤滑油膜が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。

【００１３】

【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７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し、図１は
スクロール圧縮機を示す全体図、図２は旋回スクロール
と固定スクロール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は旋回スクロールの誘導
孔がスラストリングによって塞がれた状態を示す拡大説
明図、図５は旋回スクロールの誘導孔がスラストリング
から開放された状態を示す拡大説明図、図６は旋回スク
ロールの旋回時、スラストリング上における誘導孔の移
動経路を示す説明図、図７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１１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１２の駆動時、回
転軸１２中を経て偏心軸受１９等を潤滑する潤滑油３１
とを備えている。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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
い媒体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。

【００１９】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間の第１油
溜まり３２Ａ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を伝わりながら落ちて回転軸１２周囲の第２油溜
まり３２Ｂにも一旦貯留され、そこから下方に落ちて元
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１
１内の背圧を利用することで潤滑油３１を圧送すること
もある。

【００２０】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。このスラストリング３５
は、図４及び図５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が旋回したとき、旋回スクロール２０と摺接
することで旋回スクロール２０に作用するスラスト力を
支持するようになっている。

【００２１】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。

【００２２】そして、この実施形態では、旋回スクロー
ル２０の旋回時、旋回軸受１９側に圧送される潤滑油３
１の一部を、圧力室２７の吸入側に間欠的に送り込む油
間欠供給手段４０を備えている。この油間欠供給手段４
０は、図３に示すように、旋回スクロール２０の端板２
１のボス部２３の底面に設けられた誘導孔４１と、その
誘導孔４１と一端が接続すると共に、他端が旋回スクロ
ール２０の端板２１の側方に開口された噴出孔４２とを
備えている。

【００２３】この場合、誘導孔４１は、ボス部２３の底
面に対し、該ボス部底面がフレーム３３と摺接すること
と離間することとを繰り返す接離繰返し軌跡に設けられ
ている。即ち、誘導孔４１は、旋回スクロール２０の旋
回時、図４に示すように、スラストリング３５と摺接す
る位置にあると、第２油溜まり３２Ｂ内の潤滑油３１を
導入せず、また図５に示すように、ボス部２３が移動す
ることでスラストリング３５から離間した位置にある
と、第２油溜まり３２Ｂ内の潤滑油３１を導入するよう
になっている。

【００２４】つまり、誘導孔４１は、図６に示すよう
に、ボス部２３の旋回移動に伴ってスラストリング３５
上で摺接する領域（斜線部）Ｋ１と、そこから内側に離
間する領域（白抜き部）Ｋ２とからなる二つの領域Ｋ
１、Ｋ２を有する接離繰返し軌跡Ｋ上に設けられること
で、潤滑油３１を間欠的に導入するようになっている。

【００２５】また、油間欠供給手段４０は、誘導孔４１
と一端が接続され、他端が旋回スクロール２０のラップ
２２の先端に開口されたラップ孔４３を備え、潤滑油３
１がラップ２２の先端から送り出されるようになってい
る。このラップ孔４３は詳細に図示していないが、ラッ
プ２２に対しその渦巻き状の長さに沿い適宜の間隔を隔
てて複数設けられている。

【００２６】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の
吸入側から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２７外に出た後、排出管３０より排出される

【００２７】一方、回転軸１２の駆動によって図示しな
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間の第１油溜まり３２Ａに圧送され、そこから下に伝
い落ちて偏心軸受１９及び周辺の摺動部を潤滑かつ冷却
すると共に、そこから伝い落ちて第２油溜まり３２Ｂに
溜まり、その後、更に下方に落ちて元の位置に戻ること
となる。

【００２８】その場合、旋回スクロール２０に油間欠供
給手段４０が設けられているので、旋回スクロール２０
がフレーム３３上で旋回しているとき、油供給手段４０
が第２油溜まり３２Ｂ内の潤滑油３１を導入することで
圧力室２７に潤滑油３１を供給することができる。

【００２９】即ち、旋回スクロール２０の端板２１のボ
ス部２３の底面に誘導孔４１が設けられると共に、その
誘導孔４１と接続する噴出孔４２が設けられ、旋回スク
ロール２０のボス部２３がフレーム３３上にセットされ
ているスラストリング３５上での旋回しているとき、誘
導孔４１が図５及び図６のように、スラストリング３５
から離間して開放された位置に移動すると、誘導孔４１
に第２油溜まり３２Ｂの潤滑油の一部が導入され、これ
によって潤滑油３１が誘導孔４１から噴出孔４２を経て
端板２１の側方に噴出すると共に、噴出した潤滑油３１
が図３に示す矢印のように圧力室２７の吸入側に供給さ
れることとなる。

【００３０】このとき、旋回スクロール２０がフレーム
３３上を旋回しているので、図４に示すように、ボス部
２３の誘導孔４１がスラストリング３５と摺接すること
で塞がれると、第２油溜まり３２Ｂ内の潤滑油３１が誘
導孔４１に導入されることが停止される。

【００３１】従って、旋回スクロール２０の旋回時、ボ
ス部２３の誘導孔４１がスラストリング３５から離間し
た位置に移動したとき、潤滑油３１が誘導孔４１から導
入されて圧力室２７の吸入側に供給され、誘導孔４１が
スラストリング３５と当接する位置に移動したとき、誘
導孔４１が塞がれて潤滑油３１の供給が停止され、この
潤滑油３１の供給と供給停止とが繰り返されることで圧
力室２７に間欠的に潤滑油３１を供給することができ
る。

【００３２】これにより、潤滑油３１を間欠的に供給す
ることで、圧力室２７に対し潤滑油３１が過剰に送られ
るのを防ぐと共に適宜の量で送ることができ、しかも潤
滑油３１が霧状に噴出して圧力室２７の吸入側に供給さ
れるので、旋回スクロール２０及び固定スクロール２４
間全体を良好に潤滑することができ、圧縮効率及び性能
が低下することのない高速回転仕様に適した潤滑性能を
得ることができる。

【００３３】また、誘導孔４１にはラップ孔４３が接続
され、誘導孔４１に導入された潤滑油３１がラップ孔４
３を経てラップ２２の先端に送り出すので、図７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、両者を良好にシールすることができる。このシー
ル機能は、潤滑油膜であるので、長期運転されても、摩
耗するおそれがなく、シール材を用いることが不要にな
る。

【００３４】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。

【００３５】このように、油供給手段４０によって間欠
的に潤滑油３１を供給すると、その供給時間を任意に調
節することもできる。即ち、旋回スクロール２０のボス
部２３に設けられる誘導孔４１の位置に基づき、誘導孔
４１がスラストリング３５によって開放されている時間
と塞がれている時間とが決定されるので、例えば図６に
鎖線にて示す接離繰り返し軌跡Ｋ３上に、誘導孔４１の
位置を設けると、潤滑油３１の供給時間を長くすること
ができるので、誘導孔４１の位置を変えて開放される時
間を調節すれば、潤滑油３１の供給時間及び供給量を的
確に調整することができ、実用上極めて有益となる。ま
た、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。

【００３６】

【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、圧力室に潤滑油を間欠的に供給するように
構成したので、圧力室に潤滑油が過剰になるのを防ぐと
共に適宜の量で送ることができ、しかも潤滑油が霧状に
噴出して供給されるので、旋回スクロール及び固定スク
ロール間全体を良好に潤滑することができる結果、圧縮
効率及び性能が低下することのない高速回転仕様に適す
る効果が得られる。

【００３７】請求項２に係るによれば、端板がフレーム
から離間した位置に旋回移動したとき、誘導孔から潤滑
油が導入されて圧力室の吸入側に供給され、誘導孔がフ
レームと摺接する位置に旋回移動したとき、誘導孔が塞
がれて潤滑油の供給が停止されるので、潤滑油の供給と
供給停止とを繰り返すことができ、圧力室に潤滑油を確
実に間欠的に供給することができる効果が得られる。

【００３８】請求項３に係る発明によれば、誘導孔に導
入された潤滑油が、ラップ孔を経てラップの先端に流出
するので、旋回スクロールのラップと、これと摺接する
固定スクロールの端板間に形成される潤滑油膜により、
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】 旋回スクロールの誘導孔がスラストリングに
よって塞がれた状態を示す拡大説明図である。

【図５】 旋回スクロールの誘導孔がスラストリングか
ら開放された状態を示す拡大説明図である。

【図６】 旋回スクロールの旋回時、スラストリング上
における誘導孔の移動経路を示す説明図である。

【図７】 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とを示す拡大断面図である。

【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 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 ４０ 油間欠供給手段 ４１ 誘導孔 ４２ 噴出孔 ４３ ラップ孔

───────────────────────────────────────────────────── 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） 3H039 AA04 AA06 AA12 BB11 CC05 CC08 CC27 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、該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
   るスクロール圧縮機において、 旋回スクロールの旋回時、前記潤滑油を圧力室の吸入側
   に間欠的に送り込む油間欠供給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、 前記油間欠供給手段は、旋回スクロールの端板におい
   て、旋回スクロールを支持するフレームと摺接すること
   と離間することとを繰り返す接離繰返し軌跡上に設けら
   れた誘導孔と、該誘導孔と接続し、かつ旋回スクロール
   の端板の側方に開口された噴出孔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１又は２記載のスクロール圧縮機
   において、 前記油間欠供給手段は、前記誘導孔と接続し、かつ旋回
   スクロールのラップの先端に前記潤滑油を送り出すラッ
   プ孔を備えることを特徴とするスクロール圧縮機。