JP2010190168A - 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ことにある。
【解決手段】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とが開口し、潤滑オイルをスクロール内の低圧部３５Ａに供給する連通路を備え、この連通路が、一端を外部に開口した下孔５１Ａを形成し、この下孔５１Ａの所定深さＨの位置までリーマ加工を施して挿入孔５１Ｂを形成して構成され、連通路には、下孔５１Ａの奥端に当接させて該連通路の挿入孔５１Ｂよりも若干小径のピン部材５５を挿入し、このピン部材５５を奥端側に押し付けるように、該連通路の一端をねじ部材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。

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、いずれかのスクロールに、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し、潤滑オイルを前記スクロール内の低圧部に供給する連通路を備えたスクロール型圧縮機において、前記連通路が、一端を外部に開口した下孔を形成し、この下孔の所定深さの位置までリーマ加工を施して挿入孔を形成して構成され、前記連通路には、前記下孔の奥端に当接させて該連通路の挿入孔よりも若干小径のピン部材を挿入し、このピン部材を前記奥端側に押し付けるように、該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、連通路が、一端を外部に開口した下孔を形成し、この下孔の所定深さの位置までリーマ加工を施して挿入孔を形成して構成されるため、この挿入孔内の表面粗度が高くでき、挿入孔の内径と、該挿入孔に挿入されるピン部材の外径との間隙をきわめて適正に管理されるため、こ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適正に制限される。
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り、ピン部材の製造コストを削減できる。

この場合に、前記ピン部材が、前記連通路の奥側の下孔内に嵌る第１ピンと、該第１ピンに当接して前記挿入孔内に嵌る第２ピンとを備えてもよい。
この構成では、下孔と、下孔内に嵌る第１ピンとの空隙は油が流れる流路を形成すればよく、その空隙の大きさは流量制限にそれ程寄与しない。これに対し、挿入孔と、挿入内に嵌る第２ピンとの空隙の大きさは、流量制限に大きく寄与する。本構成では、リーマ加工により挿入孔の仕上げ加工をしており、挿入孔の内径の仕上げ精度が高く、ピン部材を挿入するだけで、挿入孔の内径と、該挿入孔に挿入されるピン部材の外径との間隙をきわめて適正に管理できる。したがって、該空隙によって、高圧側から低圧側に向かう潤滑オイルの流量が適正に制限される。
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り、ピン部材の製造コストを削減できる。

前記第１ピンと前記第２ピンとを一体化してもよい。
この構成では、ピン部材の部品点数を削減できると共に、その組み付けやピン部材の交換などが容易になる。上述した下孔は、ドリル加工による場合、下孔の奥端にはドリル先端の略円錐状の加工跡が残り、この一体化したピン部材の第１ピンの先端に略円錐状の先端部を形成しておけば、連通孔にピン部材を挿入し、ねじ部材をねじ込んでいくときに、連通孔とピン部材の同芯化が容易に可能になり、挿入孔の内径とピン部材の外径との間隙をきわめて適正に管理できる。したがって、該空隙によって、高圧側から低圧側に向かう潤滑オイルの流量が適正に制限される。

本発明では、連通路が、一端を外部に開口した下孔を形成し、この下孔の所定深さの位置までリーマ加工を施して挿入孔を形成して構成されるため、この挿入孔内の表面粗度が高くでき、挿入孔の内径と、該挿入孔に挿入されるピン部材の外径との間隙をきわめて適正に管理されるため、こ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適正に制限される。
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り、ピン部材の製造コストを削減できる。

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を形成する。下孔５１Ａは、ドリル加工による場合、下孔５１Ａの奥端にはドリル先端の略円錐状の加工跡５１Ｅが残されている。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。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。
ピン部材５５は、連通路５１の奥側の下孔５１Ａ内に嵌る第１ピン５５Ａと、この第１ピン５５Ａに当接して、連通路５１の手前側の挿入孔５１Ｂ内に嵌る第２ピン５５Ｂとにより構成されている。第２ピン５５Ｂ及び第１ピン５５Ａを奥端側に一体に押し付けるように、めねじ孔５１Ｃに六角穴付きのねじ部材５７が螺合され、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、第１ピン５５Ａ及び第２ピン５５Ｂの当接部を示す拡大図である。
連通路５１を構成する挿入孔５１Ｂは、上述のように、リーマ加工により仕上げ加工されており、挿入孔５１Ｂの孔径は、下孔５１Ａの孔径よりも若干大きい。また、挿入孔５１Ｂの内面の仕上げ精度は高い。これに対し、下孔５１Ａはドリル加工のままであり、その内面の仕上げ精度は低い。第１ピン５５Ａの外径は下孔５１Ａの内径より小さく、第２ピン５５Ｂの外径は挿入孔５１Ｂの内径より若干小さい。
この実施の形態では、第１ピン５５Ａが挿入孔５１Ｂの側に寸法Ｌだけ突出しており、下孔５１Ａと第１ピン５５Ａの間隙δ１を通じて図中左方に流れる高圧側の油が、第１ピン５５Ａと挿入孔５１Ｂの間に画成される溜まり部５８に入り、挿入孔５１Ｂと第２ピン５５Ｂの間の間隙δ２を通じて、さらに図中左方に流れ、最終的には低圧開口５３（図３）を介して低圧側の圧縮室３５に吸入される。

本構成では、下孔５１Ａと、該下孔５１Ａ内に嵌る第１ピン５５Ａとの空隙δ１は、厳格な管理が不要であり、油が流れる流路を形成すればよく、その空隙δ１の大きさは流量制限にそれ程寄与しない。これに対し、挿入孔５１Ｂと、挿入内５１Ｂに嵌る第２ピン５５Ｂとの空隙δ２は、流量制限に大きく寄与する。

本実施の形態では、連通路５１が、一端を外部に開口した下孔５１Ａを形成し、この下孔１５Ａの所定深さＨの位置までリーマ加工を施して挿入孔５１Ｂを形成して構成されるため、この挿入孔５１Ｂ内の表面粗度が高くでき、挿入孔５１Ｂの内径と、該挿入孔５１Ｂに挿入される第２ピン５５Ｂの外径との間隙δ２をきわめて適正に管理できる。したがって、この間の空隙δ２を専ら精度良く規定することで、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。
また、この構成では、第２ピン５５Ｂ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り、ピン部材１５５の製造コストを削減できる。

図５は、別の実施の形態を示している。なお、図５では、図４と同一部分には同一符号を付して示し、説明を省略している。
この実施の形態では、ピン部材１５５が一本化されている。すなわち、ピン部材１５５は、手前側の第２部１５５Ｂを基準にして、奥側の第１部１５５Ａの外周を切削加工して形成されている。第１部１５５Ａは、連通路５１の奥側の下孔５１Ａ内に嵌り、第２部１５５Ｂは、連通路５１の手前側の挿入孔５１Ｂ内に嵌っている。また、この構成では、第１部１５５Ａの先端部１５５Ｃが円錐状に形成され、先端部１５５Ｃが、下孔５１Ａの円錐状の加工跡５１Ｅに嵌合している。

この構成では、ピン部材１５５の部品点数を削減できると共に、その組み付けやピン部材１５５の交換などが容易になる。上述した下孔５１Ａは、ドリル加工による場合、下孔５１Ａの奥端にはドリル先端の略円錐状の加工跡５１Ｅが残り、この一体化したピン部材１５５の第１ピン１５５Ａの先端に、加工跡５１Ｅに嵌る略円錐状の先端部１５５Ｃを形成しておけば、連通孔５１にピン部材１５５を挿入し、ねじ部材５７をねじ込んでいくときに、連通孔５１とピン部材１５５の同芯化が容易に可能になり、挿入孔５１Ｂの内径と第２部１５５Ｂの外径との間隙δ２を適正に管理できる。

以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものでないことは明らかである。
例えば、上記の実施の形態では、内部高圧型のスクロール圧縮機について説明したが、この機構は、内部低圧型のスクロール圧縮機にも適用が可能である。これに適用の場合には、上記連通路が、固定スクロール側に配置され、該連通路内に、流量制限部材（ピン部材）を挿入配置すればよい。

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。 ピン部材の別の実施の形態を示す図である。

１ 圧縮機
２３ 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 高圧開口
５２ 段差部（ストッパー部）
５３ 低圧開口
５５，１５５ ピン部材
５５Ａ 第１ピン
５５Ｂ 第２ピン

Claims (3)

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、いずれかのスクロールに、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し、潤滑オイルを前記スクロール内の低圧部に供給する連通路を備えたスクロール型圧縮機において、
   前記連通路が、一端を外部に開口した下孔を形成し、この下孔の所定深さの位置までリーマ加工を施して挿入孔を形成して構成され、前記連通路には、前記下孔の奥端に当接させて該連通路の挿入孔よりも若干小径のピン部材を挿入し、このピン部材を前記奥端側に押し付けるように、該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、前記連通路の奥側の下孔内に嵌る第１ピンと、該第１ピンに当接して前記挿入孔内に嵌る第２ピンとを備えた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. 前記第１ピンと前記第２ピンとを一体化したことを特徴とする請求項２に記載のスクロール型圧縮機。

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