JP2010190167A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】加工精度を余り必要とせずに、潤滑オイルの流量制限を可能とした、低コストで製造できるスクロール型圧縮機を提供する。
【解決手段】固定スクロールと、この固定スクロールに噛合する可動スクロール２５とを、密閉容器内に収容したスクロール型圧縮機において、可動スクロール２５に、一端が外部に開口し、内部に直線状に延びて、内周面に、密閉容器内の高圧部４３に連通する高圧開口５１Ｄと、スクロール内の低圧部３５Ａに開口する低圧開口５３とが開口する連通路５１を形成すると共に、この連通路５１内に該連通路５１よりも若干小径のピン部材５５を挿入し、この連通路５１の所定深さの位置に、ピン部材５５のストッパー部５２を形成すると共に、このピン部材５５を軸方向に移動自在に所定の間隔をあけて連通路５１の一端をねじ部材５７により閉塞した。
【選択図】図３

Description

本発明は、固定スクロールと可動スクロールの低圧側の噛み合い部に潤滑オイルを供給する油路を備えたスクロール型圧縮機に関する。

一般に、固定スクロールと、この固定スクロールに噛合する可動スクロールとを、密閉容器内に収容したスクロール型圧縮機が知られている。この種のものでは、固定スクロールと可動スクロールの低圧側の噛み合い部に潤滑オイルを供給する油路を備え、この油路内に、外周にスパイラル状通路が形成された本体を有する流量制限部材を配置したものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−６０５３２号

しかしながら、従来の構成では、流量制限が、本体の外周に形成されたスパイラル状通路の大きさに依存するため、このスパイラル状通路の加工精度が高く要求され、加工が困難になるという課題があった。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、加工精度を余り必要とせずに、潤滑オイルの流量制限を可能とした、低コストで製造できるスクロール型圧縮機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、固定スクロールと、この固定スクロールに噛合する可動スクロールとを、密閉容器内に収容したスクロール型圧縮機において、前記可動スクロールに、一端が外部に開口し、内部に直線状に延びて、内周面に、密閉容器内の高圧部に連通する高圧開口と、前記スクロール内の低圧部に開口する低圧開口とが開口する連通路を形成すると共に、この連通路内に該連通路よりも若干小径のピン部材を挿入し、この連通路の所定深さの位置に、前記ピン部材のストッパー部を形成すると共に、このピン部材を径方向に移動自在に所定の間隔をあけて前記連通路の一端をねじ部材により閉塞したことを特徴とする。

本発明では、前記可動スクロールに連通路を形成し、この連通路に、ピン部材を挿入することで、該ピン部材の外周と、該連通路の内周との空隙、及びピン部材の外周と、該スクロール内の低圧部に開口する低圧開口との間の空隙によって、高圧側から低圧側に向かう潤滑オイルの流量が制限される。
このピン部材は径方向に所定の間隔分だけ移動自在である。この構成では、ピン部材が径方向に固定のものと比べ、ピン部材の外周と、連通路の内周との空隙の大きさ、及びピン部材の外周と、該スクロール内の低圧部に開口する低圧開口との間の空隙の大きさが、ピン部材の移動で良好に調整される。
また、この構成では、ピン部材に加工を施す必要がなく、例えば円柱状であれば、そのままの形状のものを使用できるため、加工精度に依存することがなくなると共に、ピン部材の製造コストを削減できる。

この場合において、前記ピン部材が、高圧部と低圧部の差圧により、前記スクロール内の低圧部に開口する前記低圧開口に吸引されて、前記低圧開口の間隙を規制するようにしてもよい。
この構成では、低圧開口の大きさを規定することで、ピン部材の外周と、該スクロール内の低圧部に開口する低圧開口との間の空隙の大きさを調整できるため、該空隙の大きさを、高い精度で管理できる。

前記ストッパー部は、一端が外部に開口する連通路の下孔を形成すると共に、この下孔の所定深さの位置まで一端からリーマ加工を施して、該ピン部材を挿入するための挿入孔を形成して、各孔の段差部で形成されていてもよい。
この構成によると、ストッパー部を簡単に形成できる。
また、下孔の所定深さの位置まで、一端からリーマ加工を施すことで、該挿入孔の内周面の仕上げ精度が高くなり、ピン部材の外周と、連通路の内周との空隙の大きさ、及びピン部材の外周と、該スクロール内の低圧部に開口する低圧開口との間の空隙の大きさを、高い精度で管理できる。

固定スクロールと、この固定スクロールに噛合する可動スクロールとを、密閉容器内に収容したスクロール型圧縮機において、前記固定スクロールに、一端が外部に開口し、内部に直線状に延びて、内周面に、密閉容器内の高圧部に連通する高圧開口と、前記スクロール内の低圧部に開口する低圧開口とが開口する連通路を形成すると共に、この連通路には、ピン部材を挿入し、このピン部材を径方向に移動自在に所定の間隔をあけて前記連通路の一端をねじ部材により閉塞してもよい。
このピン部材は径方向に所定の間隔分だけ移動自在であるため、ピン部材が径方向に固定のものと比べ、ピン部材の外周と、連通路の内周との空隙の大きさ、及びピン部材の外周と、該スクロール内の低圧部に開口する低圧開口との間の空隙の大きさが、ピン部材の移動で良好に調整される。
また、この構成では、ピン部材に加工を施す必要がなく、例えば円柱状であれば、そのままの形状のものを使用できるため、加工精度に依存することがなくなると共に、ピン部材の製造コストを削減できる。

本発明では、いずれかのスクロールに設けた連通路に、ピン部材を挿入したため、該ピン部材の外周と、該連通路の内周との空隙、及びピン部材の外周と、該スクロール内の低圧部に開口する低圧開口と間の空隙によって、高圧側から低圧側に向かう潤滑オイルの流量を適正に制限できる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において、１は内部高圧となるスクロール型圧縮機を示し、この圧縮機１は、冷媒が循環して冷凍サイクル運転動作を行う図外の冷媒回路に接続されて、冷媒を圧縮するものである。この圧縮機１は、縦長円筒状の密閉ドーム型のケーシング３を有する。
このケーシング３は、上下方向に延びる軸線を有する円筒状の胴部であるケーシング本体５と、その上端部に気密状に溶接されて一体接合され、上方に突出した凸面を有する椀状の上キャップ７と、ケーシング本体５の下端部に気密状に溶接されて一体接合され、下方に突出した凸面を有する椀状の下キャップ９とで圧力容器に構成されており、その内部は空洞とされている。

ケーシング３の内部には、冷媒を圧縮するスクロール圧縮機構１１と、このスクロール圧縮機構１１の下方に配置される駆動モータ１３とが収容されている。このスクロール圧縮機構１１と駆動モータ１３とは、ケーシング３内を上下方向に延びるように配置される駆動軸１５によって連結されている。そして、スクロール圧縮機構１１と駆動モータ１３との間には間隙空間１７が形成されている。

スクロール圧縮機構１１は、上側に開放された略有底円筒状の収納部材であるハウジング２１と、該ハウジング２１の上面に密着して配置される固定スクロール２３と、これら固定スクロール２３及びハウジング２１間に配置され、固定スクロール２３に噛合する可動スクロール２５とを備えている。ハウジング２１はその外周面において周方向の全体に亘ってケーシング本体５に圧入固定されている。また、ケーシング３内がハウジング２１の下方の高圧空間２７と、ハウジング２１の上方の吐出空間２９とに区画され、各空間２７，２９は、ハウジング２１及び固定スクロール２３の外周に縦に延びて形成された縦溝７１を介して連通している。

ハウジング２１には、駆動軸１５の偏心軸部１５Ａが回動するハウジング空間２１Ａと、下面中央から下方に延びるラジアル軸受部２１Ｂとが形成されている。ハウジング２１には、ラジアル軸受部２１Ｂの下端面と、ハウジング空間２１Ａの底面との間を貫通するラジアル軸受孔２８が設けられ、このラジアル軸受孔２８に、駆動軸１５の上端部がラジアル軸受３０を介して回転可能に嵌入支持されている。ケーシング３の上キャップ７には、冷媒回路の冷媒をスクロール圧縮機構１１に導く吸入管３１が、またケーシング本体５には、ケーシング３内の冷媒をケーシング３外に吐出させる吐出管３３がそれぞれ気密状に貫通固定されている。吸入管３１は、吐出空間２９を上下方向に延び、その内端部はスクロール圧縮機構１１の固定スクロール２３を貫通して、圧縮室３５に連通し、この吸入管３１により圧縮室３５内に冷媒が吸入される。

駆動モータ１３は、ケーシング３の内壁面に固定された環状のステータ３７と、このステータ３７の内側に回転自在に構成されたロータ３９とを備え、該モータ１３は直流モータで構成され、ロータ３９には、駆動軸１５を介してスクロール圧縮機構１１の可動スクロール２５が駆動連結されている。

駆動モータ１３の下方の下部空間４０は高圧に保たれており、その下端部に相当する下キャップ９の内底部には油が貯留されている。駆動軸１５内には、高圧油供給手段の一部としての給油路４１が形成され、この給油路４１は、可動スクロール２５の背面の油室４３に連通している。駆動軸１５の下端にはピックアップ４５が連結され、ピックアップ４５が、下キャップ９の内底部に貯留した油を掻き上げる。この掻き上げた油は、駆動軸１５の給油路４１を通じ、可動スクロール２５背面の油室４３に供給され、この油室４３から、可動スクロール２５に設けられた連通路５１を介して、スクロール圧縮機構１１の各摺動部分及び圧縮室３５へ供給される。

固定スクロール２３は、鏡板２３Ａと、この鏡板２３Ａの下面に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ２３Ｂとで構成されている。一方、可動スクロール２５は、鏡板２５Ａと、この鏡板２５Ａの上面に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ２５Ｂとで構成されている。そして、固定スクロール２３のラップ２３Ｂと、可動スクロール２５のラップ２５Ｂとは互いに噛合しており、このことにより固定スクロール２３と可動スクロール２５との間において、両ラップ２３Ｂ，２５Ｂで複数の圧縮室３５が形成されている。

可動スクロール２５は、オルダムリング６１を介して固定スクロール２３に支持され、その鏡板２５Ａの下面の中心部には有底円筒状のボス部２５Ｃが突設されている。一方、駆動軸１５の上端には偏心軸部１５Ａが設けられ、この偏心軸部１５Ａは、可動スクロール２５のボス部２５Ｃに回転可能に嵌入されている。
さらに、ハウジング２１のラジアル軸受部２１Ｂ下側の駆動軸１５には、可動スクロール２５や偏心軸部１５Ａ等と動的バランスを取るためのカウンタウェイト部６３が設けられており、カウンタウェイト部６３により重さのバランスを取りながら駆動軸１５が回転することで、可動スクロール２５を自転することなく公転させるようになっている。そして、この可動スクロール２５の公転に伴い、圧縮室３５は、両ラップ２３Ｂ，２５Ｂ間の容積が中心に向かって収縮することで吸入管３１より吸入された冷媒を圧縮するように構成されている。

固定スクロール２３の中央部には吐出孔７３が設けられており、この吐出孔７３から吐出されたガス冷媒は、吐出弁７５を通って吐出空間２９に吐出され、ハウジング２１及び固定スクロール２３の各外周に設けた縦溝７１を介して、ハウジング２１の下方の高圧空間２７に流出し、この高圧冷媒は、ケーシング本体５に設けた吐出管３３を介してケーシング３外に吐出される。

このスクロール型圧縮機１の運転動作について説明する。
駆動モータ１３を駆動すると、ステータ３７に対してロータ３９が回転し、それによって駆動軸１５が回転する。駆動軸１５が回転すると、スクロール圧縮機構１１の可動スクロール２５が固定スクロール２３に対して自転せずに公転のみ行う。このことにより、低圧の冷媒が吸入管３１を通して圧縮室３５の周縁側から圧縮室３５に吸引され、この冷媒は圧縮室３５の容積変化に伴って圧縮される。そして、この圧縮された冷媒は、高圧となって圧縮室３５から吐出弁７５を通って吐出空間２９に吐出され、ハウジング２１及び固定スクロール２３の各外周に設けた縦溝７１を介して、ハウジング２１の下方の高圧空間２７に流出し、この高圧冷媒は、ケーシング本体５に設けた吐出管３３を介してケーシング３外に吐出される。ケーシング３外に吐出された冷媒は、図示を省略した冷媒回路を循環した後、再度吸入管３１を通して圧縮機１に吸入されて圧縮され、このような冷媒の循環が繰り返される。

油の流れを説明すると、ケーシング３における下キャップ９の内底部に貯留された油が、駆動軸１５の下端に設けたピックアップ４５により掻き上げられ、この油が、駆動軸１５の給油路４１を通じ、可動スクロール２５背面の油室４３に供給され、この油室４３から、可動スクロール２５に設けられた連通路５１を介して、スクロール圧縮機構１１の各摺動部分及び圧縮室３５へ供給される。

図２は、可動スクロール２５に設けた連通路５１を拡大して示している。
この可動スクロール２５の鏡板２５Ａには、一端が外部に開口し、内部に直線状に延びた連通路５１が形成されている。該連通路５１は、まず、一端が外部に開口する連通路の下孔５１Ａを形成し、ついで、該下孔５１Ａの所定深さＨの位置まで、一端からリーマ加工を施して、下孔５１Ａよりも表面粗度の高い、所定深さＨの挿入孔５１Ｂを形成して構成される。これにより、挿入孔５１Ｂの後端、すなわち挿入孔５１Ｂと下孔５１Ａとの境界には、微少な段差部（ストッパー部）５２が形成されている。また、挿入孔５１Ｂの入り口には、めねじ孔５１Ｃが螺設されている。連通路５１の他端（高圧開口）５１Ｄは略くの字状に曲がっており、上述した可動スクロール２５の背面の油室（密閉容器内の高圧部）４３に連通している。また、連通路５１の入り口側の内周面には、低圧開口５３が開口し、この低圧開口５３は、両スクロール２３，２５の両ラップ２３Ｂ，２５Ｂ間に形成された外側の圧縮室３５（低圧部３５Ａ）に連通している。

図３は、連通路５１に流量制限部材（ピン部材）５５を挿入した状態を示す。
このピン部材５５は単に円柱状のピン素材を切断して形成され、挿入孔５１Ｂの一端側から、連通路５１内のストッパー部５２に当接するまで挿入される。そして、挿入孔５１Ｂの一端に設けた、めねじ孔５１Ｃには、ピン部材５５との間に所定の間隔ｈをあけて、ピン部材５５が軸方向に移動自在に、六角穴付きのねじ部材５７が螺合され、このねじ部材５７が挿入孔５１Ｂの一端を閉塞している。また、ねじ部材５７は接着剤等によってゆるまないように固定されている。

図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。
上述したように、ピン部材５５は、軸方向に所定の間隔ｈ分だけ移動自在であり、高圧開口５１Ｄに高圧が負荷されると、ピン部材５５が挿入孔５１Ｂ内を軸方向に移動すると共に、ピン部材５５が、高圧部と低圧部の差圧により撓んで、図４に矢印Ａで示すように、スクロール内の低圧部に開口する低圧開口５３側に吸引されて、低圧開口５３の間隙が規制される。この間隙が潤滑オイルの供給量を制限する。
この構成では、低圧開口５３の大きさＨ１を適宜規定することで、ピン部材５５の外周と、低圧部に開口する低圧開口５３との間の空隙の大きさを調整できるため、潤滑オイルの供給制限を、高い精度で管理できる。
また、ピン部材５５が軸方向に所定の間隔ｈ分だけ移動自在であるため、ピン部材５５の固着がなくなり、ピン部材５５の挿入孔５１Ｂ内での姿勢が適正に保たれ、低圧開口５３に適正に吸引される。したがって、ピン部材５５の外周と、低圧部に開口する低圧開口５３との間の空隙の大きさが、ほぼ一定に保たれ、これによっても、潤滑オイルの供給制限を、高い精度で管理できる。

また、この構成では、ピン部材５５に加工を施す必要がなく、例えば円柱状であれば、そのままの形状のものを使用できるため、加工精度に依存することがなくなると共に、ピン部材５５の製造コストを削減できる。
ストッパー部５２は、下孔５１Ａと挿入孔５１Ｂの段差部５２で形成されるため、ストッパー部５２を簡単に形成できる。
下孔５１Ａの所定深さＨの位置まで、一端からリーマ加工を施すため、挿入孔５１Ｂの内周面の仕上げ精度が高くなり、ピン部材５５の外周と、連通路５１の内周との空隙の大きさ、及びピン部材５５の外周と、低圧部に開口する低圧開口５３との間の空隙の大きさを、高い精度で管理できる。

図５は、別の実施の形態を示す。
図５Ａにおいて、１０１は、内部低圧となるスクロール型圧縮機を示し、この圧縮機１０１は、縦長円筒状の密閉ドーム型のケーシング１０３を有する。
このケーシング１０３は、上下方向に延びる軸線を有する円筒状の胴部であるケーシング本体１０５と、その上端部に気密状に溶接された上キャップ１０７と、ケーシング本体５の下端部に気密状に溶接された下キャップ１０９とで圧力容器に構成されており、その内部は空洞とされている。
ケーシング１０３の内部には、スクロール圧縮機構１１１と、駆動モータ１１３とが収容されている。１１５は、駆動軸であり、スクロール圧縮機構１１１と駆動モータ１１３との間には間隙空間１１７が形成されている。

スクロール圧縮機構１１１は、ハウジング１２１と、固定スクロール１２３と、可動スクロール１２５とを備え、ハウジング１２１はその外周面において周方向の全体に亘ってケーシング本体１０５に圧入固定され、気密状に密着されている。
また、ケーシング１０３内がハウジング１２１の下方の低圧空間１２７と、ハウジング２１の上方の高圧空間１２９とに区画されている。さらに、ケーシング本体１０５の下部には、冷媒回路の冷媒をスクロール圧縮機構１１１に導く吸入管１３１が固定され、上キャップ１０７には、ケーシング１０３内の冷媒をケーシング１０３外に吐出させる吐出管１３３が、それぞれ気密状に貫通固定されている。
駆動モータ１１３は、環状のステータ１３７と、ロータ１３９とを備え、ロータ１３９には、駆動軸１１５を介してスクロール圧縮機構１１１の可動スクロール１２５が駆動連結されている。駆動モータ１１３の下方の下部空間１４０は低圧に保たれており、その下端部に相当する下キャップ１０９の内底部には油が貯留されている。駆動軸１１５内には、油供給手段の一部としての給油路１４１が形成され、この給油路１４１は、可動スクロール１２５の背面の油室１４３に連通している。

この実施の形態では、図５Ｂに示すように、固定スクロール１２３の鏡板１２３Ａに、一端が外部に開口し、内部に直線状に延びた連通路１５１が形成されている。該連通路１５１は、まず、一端が外部に開口する連通路の下孔１５１Ａを形成し、ついで、該下孔１５１Ａの一端からリーマ加工を施して、表面粗度の高い、挿入孔１５１Ｂを形成して構成される。また、挿入孔１５１Ｂの入り口には、めねじ孔１５１Ｃが螺設されている。連通路１５１の他端（低圧開口）１５１Ｄは、細孔１５２を介して、両スクロール１２３，１２５の両ラップ１２３Ｂ，１２５Ｂ間に形成された圧縮室１３５（低圧部１３５Ａ）に連通している。また、連通路１５１の一端側は、細孔（高圧開口）１５４を介して、上述した高圧空間１２９に連通している。細孔１５４の上端は、固定スクロール１２３の上面に形成された油溜まりとしての凹所１２３Ｃに開口している。

連通路１５１には、流量制限部材（ピン部材）１５５が挿入され、挿入孔１５１Ｂの一端に設けた、めねじ孔１５１Ｃに、ピン部材１５５との間に所定の間隔ｈをあけて、ピン部材１５５が軸方向に移動自在に、ねじ部材１５７が螺合され、このねじ部材１５７が挿入孔１５１Ｂの一端を閉塞している。
このように、ピン部材１５５は、軸方向に所定の間隔ｈ分だけ移動自在であり、高圧空間１２９に高圧が負荷されると、ピン部材１５５が油に押されて挿入孔１５１Ｂ内を軸方向右方に移動し、これと同時にピン部材１５５が、高圧部と低圧部の差圧により撓んで、例えば図４に矢印Ａで示すと同様の現象により、スクロール内の低圧部に開口する低圧開口１５１Ｄ側に吸引されて、低圧開口１５１Ｄの間隙が規制される。この間隙が潤滑オイルの供給量を制限する。
この構成では、低圧開口１５１Ｄの大きさを適宜規定することで、ピン部材１５５の外周と、低圧部に開口する低圧開口１５１Ｄとの間の空隙の大きさを調整できるため、潤滑オイルの供給制限を、高い精度で管理できる。
また、ピン部材１５５が軸方向に所定の間隔ｈ分だけ移動自在であるため、ピン部材１５５の固着がなくなり、ピン部材１５５の挿入孔１５１Ｂ内での姿勢が適正に保たれ、低圧開口１５１Ｄに適正に吸引される。したがって、ピン部材１５５の外周と、低圧部に開口する低圧開口１５１Ｄとの間の空隙の大きさが、ほぼ一定に保たれ、これによっても、潤滑オイルの供給制限を、高い精度で管理できる。

また、この構成では、ピン部材１５５に加工を施す必要がなく、例えば円柱状であれば、そのままの形状のものを使用できるため、加工精度に依存することがなくなると共に、ピン部材１５５の製造コストを削減できる。

本発明の一実施の形態を示す断面図である。 スクロールに設けた連通路を拡大して示す断面図である。 連通路にピン部材を挿入した状態を拡大して示す断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。 別の実施の形態を示す図であり、Ａは断面図、Ｂは要部拡大図である。

１ 圧縮機
２３，１２３ 固定スクロール
２５ 可動スクロール
３５ 圧縮室
３５Ａ 低圧部
５１ 連通路
５１Ａ 下孔
５１Ｂ 挿入孔
５１Ｄ，１５４ 高圧開口
５２ 段差部（ストッパー部）
５３，１５１Ｄ 低圧開口
５５，１５５ ピン部材
５７，１５７ ねじ部材

Claims (4)

1. 固定スクロールと、この固定スクロールに噛合する可動スクロールとを、密閉容器内に収容したスクロール型圧縮機において、
   前記可動スクロールに、一端が外部に開口し、内部に直線状に延びて、内周面に、密閉容器内の高圧部に連通する高圧開口と、前記スクロール内の低圧部に開口する低圧開口とが開口する連通路を形成すると共に、
   この連通路内に該連通路よりも若干小径のピン部材を挿入し、
   この連通路の所定深さの位置に、前記ピン部材のストッパー部を形成すると共に、このピン部材を径方向に移動自在に所定の間隔をあけて前記連通路の一端をねじ部材により閉塞したことを特徴とするスクロール型圧縮機。
2. 前記ピン部材が、高圧部と低圧部の差圧により、前記スクロール内の低圧部に開口する前記低圧開口に吸引されて、前記低圧開口の間隙を規制することを特徴とする請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
3. 前記ストッパー部は、一端が外部に開口する連通路の下孔を形成すると共に、この下孔の所定深さの位置まで一端からリーマ加工を施して、該ピン部材を挿入するための挿入孔を形成して、各孔の段差部で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のスクロール型圧縮機。
4. 固定スクロールと、この固定スクロールに噛合する可動スクロールとを、密閉容器内に収容したスクロール型圧縮機において、
   前記固定スクロールに、一端が外部に開口し、内部に直線状に延びて、内周面に、密閉容器内の高圧部に連通する高圧開口と、前記スクロール内の低圧部に開口する低圧開口とが開口する連通路を形成すると共に、
   この連通路には、ピン部材を挿入し、
   このピン部材を径方向に移動自在に所定の間隔をあけて前記連通路の一端をねじ部材により閉塞したことを特徴とするスクロール型圧縮機。

Images