JP2012097654A

JP2012097654A - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JP2012097654A
Application number: JP2010245794A
Authority: JP
Inventors: Kei Nishibori; 圭西堀
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2012-05-24

Abstract

【課題】圧縮機の部品点数削減により低コスト化を図ること。
【解決手段】モータによって駆動される旋回スクロールと、前記旋回スクロールと組み合わされ鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した固定スクロールと、前記旋回スクロールの鏡板背面に押接されるシール材２４とを備え、運転中に高圧領域からの潤滑油をシール材２４を配置する溝５１ａとシール材２４との間に導入しシール材２４を旋回スクロールへ押接することでシール機構を構成するスクロール圧縮機であって、前記シール材２４の形状を凸形にして、運転停止時にシール材を配置する溝とシール材との間に空間を確保する構成としてある。この構成により、シールバネを用いることなく起動直後のシール性を確保することが可能となるため、部品点数の少ない低コストな圧縮機を提供することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、空調及び冷凍装置に適用されるスクロール圧縮機に関するものである。

従来、この種のスクロール圧縮機は、多くの製造業者等から同様の圧縮機に関するさまざまな出願がなされ公開されていると共に、家庭用ルームエアコン用や冷蔵庫用の圧縮機として種々の圧縮機が実際に利用されている。また、最近は自動車空気調和装置用の圧縮機としても利用されている。

図５、図６はこのような自動車空気調和装置用の圧縮機の一例を示す。同図に示す圧縮機１では、旋回スクロールに対し適切な背圧室２２の圧力を保つため、主軸受部材に高圧室２１と背圧室２２を区画するシール材１２４を有しているが、圧縮機運転中に高圧領域内の潤滑油７をシール材１２４とシール材を配置している溝との間の空間１８２に導入することによりシール材１２４を押し上げて旋回スクロール１２へ押接させるため、シール材１２４を配置する溝とシール材１２４との間に潤滑油７を導入するための空間１８２を常に確保しておくことが必要であった。このため、圧縮機１が停止しているときは、潤滑油７が前記空間１８２の中に導入されない為、溝の中にシール材１２４が埋没してしまい、空間１８２が形成されない状態となってしまい、圧縮機１を起動しても、潤滑油７が導入されず、高圧室２１と背圧室２２とが区画出来ない状態となり、適切な背圧室２２の圧力が保てなくなる。

このため、前記シール材１２４と、シール材１２４を配置している溝との間にシールバネ８１を入れて、圧縮機１停止時にシール材１２４を押し上げることで、運転時の潤滑油導入空間１８２を確保していた（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−４９０８９号公報（第３頁、第２図、第４図、第４頁、第３図）

しかしながら、前記従来の構成では、圧縮機停止時の潤滑油導入空間を確保するためのみにシールバネが必要であり、このため、部品点数が多くなり、低コスト化が図れないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、シールバネを用いることなく圧縮機停止時の潤滑油導入空間を確保することでシールバネを廃止し、部品点数の少ない低コストなスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のスクロール圧縮機は、容器内に収納されたモータと、前記モータによって駆動されるとともに鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した旋回スクロールと、前記旋回スクロールと組み合わされ鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した固定スクロールと、前記旋回スクロールの背面に位置する主軸受部材とにより構成される圧縮機構部と、前記旋回スクロールの鏡板背面に押接されるシール材とを備え、運転中に高圧領域からの潤滑油をシール材を配置する溝とシール材との間に導入しシ
ール材を旋回スクロールへ押接することでシール機構を構成し、シール材でシールされている内側を高圧領域、外側を背圧室に区画するスクロール圧縮機であって、前記シール材の形状を凸形にして、運転停止時にシール材を配置する溝とシール材との間に空間を確保する構成としたものである。

本発明のスクロール圧縮機は、シールバネを用いることなく起動直後のシール性を確保することが可能となるため、部品点数の少ない低コストな圧縮機を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の断面図同スクロール圧縮機の主軸受部材の溝部分に設けたシール材を示す拡大断面図同シール材の他の例を示す拡大断面図同シール材の更に他の例を示す拡大断面図従来のスクロール圧縮機の断面図従来のスクロール圧縮機の主軸受部材の溝部分に設けたシール材を示す拡大断面図

第１の発明は、容器内に収納されたモータと、前記モータによって駆動されるとともに鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した旋回スクロールと、前記旋回スクロールと組み合わされ鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した固定スクロールと、前記旋回スクロールの背面に位置する主軸受部材とにより構成される圧縮機構部と、前記旋回スクロールの鏡板背面に押接されるシール材とを備え、運転中に高圧領域からの潤滑油をシール材を配置する溝とシール材との間に導入しシール材を旋回スクロールへ押接することでシール機構を構成し、シール材でシールされている内側を高圧領域、外側を背圧室に区画するスクロール圧縮機であって、前記シール材の形状を凸形にして、運転停止時にシール材を配置する溝とシール材との間に空間を確保することにより、運転時に前記溝との間の空間に高圧領域からの潤滑油を導入し、シール材を押し上げ、旋回スクロールに押接することで、高圧領域と背圧室とを区画する。

この構成によればシールバネを用いることなく、圧縮機停止中のシール材とシール溝との間の空間を確保することが可能なため、シールバネを廃止し、部品点数の少ない安価なスクロール圧縮機を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の断面図であり、図２から図４は主軸受部材５１に配置された溝部分の拡大断面図である。

図１〜４は、スクロール圧縮機１の胴部の周りにある取付け脚２によって横向きに設置される横型のスクロール圧縮機の場合の１つの例を示している。このスクロール圧縮機１は、その本体ケーシング３内に圧縮機構部４およびこれを駆動するモータ５を内蔵し、圧縮機構部４を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部６を備え、モータ５を図示しないモータ駆動回路部によって駆動するようにしている。取り扱う冷媒はガス冷媒であり、各摺動部の潤滑や圧縮機構部４の摺動部のシールに供する液としては潤滑油７などの
液を採用している。また、潤滑油７は冷媒に対して相溶性のあるものである。しかし、本発明はこれらに限られることはない。基本的には、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部４と、この圧縮機構部４を駆動するモータ５と、圧縮機構部４を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部６を本体ケーシング３に内蔵し、モータ５をモータ駆動回路部により駆動するスクロール圧縮機１であればよく、以下の説明は特許請求の範囲の記載を限定するものではない。

本実施の形態でのスクロール圧縮機１の圧縮機構部４は、固定スクロール１１と旋回スクロール１２のお互いの渦巻状のラップ１１ｂおよび１２ｂを噛み合わせて形成した圧縮空間１０が、旋回スクロール１２をモータ５により駆動軸１４を介して固定スクロール１１に対し旋回運動をさせたときに、移動を伴い容積を変化させることにより外部サイクルから帰還する冷媒の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を、サブケーシング８０に設けた吸入口８および本体ケーシング３に設けた吐出口９を通じて行う。

これに併せ、本体ケーシング３の貯液部６に貯留されている潤滑油７がポンプ１３などを駆動軸１４にて駆動するか本体ケーシング３内の差圧を利用するなどして、駆動軸１４の駆動軸給油経路１５を通じ、旋回スクロール１２の旋回駆動に伴い旋回スクロール１２の鏡板１２ａの背面へ供給され、高圧領域を形成する。鏡板１２ａの背面には、主軸受部材５１に設けられた溝５１ａの中にシール材２４が配置されており、圧縮機運転中は、シール材２４と溝５１ａの間に潤滑油７が流れ込み、旋回スクロール１２を押接することで、シール材２４の内側を高圧領域２１、外側を背圧室２２に区画している。

旋回スクロール１２の内部には、高圧領域２１から背圧室２２への背圧室給油経路２５および背圧室２２から圧縮室２３への圧縮室給油経路２６を備え、背圧室給油経路２５の一開口端がシール部材２４を往来することにより、高圧領域２１に供給された潤滑油７は、主転がり軸受４２を潤滑し、偏心転がり軸受４３を経ながら潤滑した後、背圧室２２に供給され、旋回スクロール１２を背圧によってバックアップする。さらに圧縮室給油経路２６により背圧室２２に供給された潤滑油７が圧縮室２３に供給され、固定スクロール１１と旋回スクロール１２との間のシールおよび潤滑を図る。

さらに、本体ケーシング３内の軸線方向の一方の端部壁３ａ側からポンプ１３、副転がり軸受４１、モータ５、主転がり軸受４２を持った主軸受部材５１を配置してある。ポンプ１３は端部壁３ａの外面から収容してその後に嵌め付けた蓋体５２との間に保持し、蓋体５２の内側に貯液部６に通じるポンプ室５３を形成して吸上げ通路５４を介し貯液部６に通じるようにしてある。副転がり軸受４１は端部壁３ａにて支持し、駆動軸１４のポンプ１３に連結している側を軸受するようにしてある。モータ５は固定子５ａを本体ケーシング３の内周に焼き嵌めなどして固定し、駆動軸１４の途中まわりに固定した回転子５ｂとによって駆動軸１４を回転駆動できるようにしている。

主軸受部材５１はサブケーシング８０の内周にボルト１７などにて固定し、駆動軸１４の圧縮機構部４側を主転がり軸受４２により軸受している。主軸受部材５１の外面には前記固定スクロール１１を図示しないボルトなどによって取付け、これら主軸受部材５１と固定スクロール１１との間に旋回スクロール１２を挟み込んでスクロール圧縮機を構成している。主軸受部材５１と旋回スクロール１２との間には旋回スクロール１２の自転を防止して旋回運動させるためのオルダムリング５７が設けられている。

駆動軸１４の端部には偏心軸１４ａが一体形成されており、偏心軸１４ａにはブッシュ３０が嵌合して支持されている。ブッシュ３０には旋回スクロール１２が固定スクロール１１と対向するように偏心転がり軸受４３を介して旋回運動可能に支持されている。旋回スクロール１２の鏡板１２ａの背面には筒部１２ｃが突設されており、偏心転がり軸受４
３は筒部１２ｃ内に収容されている。偏心転がり軸受４３の内輪４３ａは、ブッシュ３０に嵌合されており、偏心転がり軸受４３の外輪４３ｂは、筒部１２ｃにわずかな隙間をもってルーズに嵌め合されている。

圧縮機構部４のサブケーシング８０からの露出部分は、サブケーシング８０と開口同士を突き合わせてボルト１８にて固定した本体ケーシング３により覆い、端部壁３ａと軸線方向に反対側の端部壁８０ａを形成している。圧縮機構部４はサブケーシング８０の吸入口８と本体ケーシング３の吐出口９との間に位置し、自身の吸入口１６がサブケーシング８０の吸入口８と接続され、自身の吐出口３１がリード弁３１ａを介して端部壁８０ａの側に開口して相互間を吐出室６２としている。吐出室６２は固定スクロール１１および主軸受部材５１ないしはこれらと本体ケーシング３との間に形成した連絡通路６３を通じて圧縮機構部４と端部壁３ａとの間の、吐出口９を持ったモータ５側に通じている。

以上によって、モータ５はモータ駆動回路部によって駆動され、駆動軸１４を介して圧縮機構部４を旋回運動させるとともに、ポンプ１３を駆動する。このとき圧縮機構部４は、ポンプ１３により貯液部６の潤滑油７を供給されて潤滑およびシール作用を受けながら、サブケーシング８０の吸入口８さらに自身の固定スクロール１１に設けた吸入口１６を通じ冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入して、圧縮し、自身の吐出口３１から吐出室６２に吐出する。吐出室６２に吐出された冷媒は連絡通路６３を通じてモータ５側に入り、モータ５を冷却しながら本体ケーシング３の吐出口９から吐出されるまでの過程で、冷媒は衝突、絞りなどの気液分離を図って潤滑油７の分離を受けながらも、随伴している一部潤滑油７によって副転がり軸受４１の潤滑も行う。

図２は本実施の形態のシール材を挿入した主軸受け部材の溝部分の断面図である。本実施の形態では、シール材２４に溝底に向かって突出する凸部２４ａを持たせた構成としてある。これにより、圧縮機が停止している時にシール材２４が溝の中に埋没することを防いでおり、停止時の潤滑油導入空間８２を確保しておくことが可能となる。潤滑油７は、高圧領域２１から窪み部８３を通り、シール材２４と溝５１ａとの隙間から潤滑油導入空間８２へ導入される。また、円状になっているシール材２４のカットされている部分からも潤滑油７が潤滑油導入空間８２へ導入される。

図３はシール材２４の他の例を示し、このシール材２４はその端部を溝５１ａの壁に接するように延設してシール材２４が安定しやすいようにしている。また、図４はさらに他のシール材２４を示し、図３の例と同様に、シール材２４の端部を溝５１ａの壁に接するように延設してしてシール材２４が安定しやすいようにしている。

以上のように、前期実施の形態で説明したスクロール圧縮機１は、シール材２４の形状を、シール材２４と溝５１ａの接触する部分を凸形とすることで、従来、運転空間を確保させておくために必要であったシールバネ８１を用いることなく、圧縮機運転停止時であっても、潤滑油導入空間８２を確保することが可能となり、部品点数を削減し低コスト化を図ることが可能となる。

以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、部品点数を削減し低コスト化を図ることが可能となるので、民生用、産業用などに利用可能である。

１スクロール圧縮機
３本体ケーシング
４圧縮機構部
５モータ
７潤滑油
１０圧縮空間
１１固定スクロール
１１ａ鏡板
１１ｂ渦巻状ラップ
１２旋回スクロール
１２ａ鏡板
１２ｂ渦巻状ラップ
１４駆動軸
２１高圧領域
２２背圧室
２３圧縮室
２４シール材
２４ａ凸部
５１主軸受部材
５１ａ溝

Claims

容器内に収納されたモータと、前記モータによって駆動されるとともに鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した旋回スクロールと、前記旋回スクロールと組み合わされ鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した固定スクロールと、前記旋回スクロールの背面に位置する主軸受部材とにより構成される圧縮機構部と、前記旋回スクロールの鏡板背面に押接されるシール材とを備え、運転中に高圧領域からの潤滑油をシール材を配置する溝とシール材との間に導入しシール材を旋回スクロールへ押接することでシール機構を構成し、シール材でシールされている内側を高圧領域、外側を背圧室に区画するスクロール圧縮機であって、前記シール材の形状を凸形にして、運転停止時にシール材を配置する溝とシール材との間に空間を確保することを特徴としたスクロール圧縮機。