JP2013164049A - 圧縮機の給油機構、および、それを備える圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明に係る圧縮機の給油機構は、給油不足による摺動部の損傷を防ぎ、かつ、過剰給油による油上がりを効果的に抑えることができる。
【解決手段】オイルピックアップ８１は、遠心ポンプ作用により給油口８１ａから油を吸い上げる圧縮機の給油機構であって、スライド板８２と、最小径ストッパ８３ａと、バネ８４とを備える。スライド板８２は、遠心力によって移動することで、給油口８１ａの開口径を変える。最小径ストッパ８３ａは、給油口８１ａの開口径が第１所定値を下回らないように、スライド板８２の移動を第１所定位置で止める。バネ８４は、遠心力の作用方向に抗する予荷重をスライド板８２に与える。
【選択図】図３

Description

本発明は、圧縮機の給油機構、および、それを備える圧縮機に関する。

従来、縦置き型の密閉型圧縮機において、クランク軸の下端に遠心式のオイルピックアップが設けられた給油機構が用いられている。この給油機構は、オイルピックアップの下端が潤滑油中に浸漬しており、オイルピックアップの軸回転により発生する遠心力によって潤滑油を吸い上げる。しかし、このような遠心式の油ポンプでは、その給油能力の基となる給油圧力が回転数の二乗に比例するので、圧縮機の高速運転時において、潤滑油が過剰に吸い上げられてしまう。その結果、圧縮機内部の潤滑油が、圧縮冷媒の流れに巻き込まれて、圧縮機外部の冷媒回路へ吐出される現象である油上がりが発生する。

その対策として、例えば、特許文献１（実開昭６０−１０７３８６号公報）に開示される密閉型圧縮機の給油機構が提案されている。この給油機構では、オイルピックアップは、螺旋状のバネ板で構成される。そして、この螺旋状のバネ板が軸回転による遠心力によって弾性変形することで、給油口の大きさが変化する。これにより、回転数の上昇に伴う過剰な給油能力の増大が抑制される。

しかし、特許文献１（実開昭６０−１０７３８６号公報）に開示される給油機構では、オイルピックアップを構成するバネ板間に径方向の隙間が存在するため、遠心ポンプによる吸い上げ効果が十分に発揮できないおそれがある。

また、特許文献１（実開昭６０−１０７３８６号公報）に開示される給油機構では、オイルピックアップは弾性部材であるバネ板のみで構成されているため、圧縮機の運転速度が上昇するほどバネ板が弾性変形して給油口の開口径が増加する。このため、給油能力に余力の無い遠心ポンプの低速域において、給油口の開口径が必要以上に大きくなるので、ポンプヘッドが過剰に抑制され、その結果、給油能力が不足してしまう。また、圧縮機の運転速度を徐々に上げていくと、最終的に、給油口の開口径が給油口の内径よりも大きくなる。この場合、ポンプヘッドはゼロになるので、給油機構の給油能力が失われてしまう。

本発明の目的は、圧縮機の低速運転時および高速運転時におけるポンプヘッドの過剰な低下を抑制することによって、給油不足による摺動部の損傷を防ぎ、かつ、過剰給油による油上がりを効果的に抑えることができる圧縮機の給油機構、および、それを備える圧縮機を提供することである。

本発明の第１観点に係る圧縮機の給油機構は、遠心ポンプ作用により給油口から油を吸い上げる圧縮機の給油機構であって、移動部材と、最小径ストッパと、押圧部材とを備える。移動部材は、遠心力によって移動することで、給油口の開口径を変える。最小径ストッパは、給油口の開口径が第１所定値を下回らないように、移動部材の移動を第１所定位置で止める。押圧部材は、遠心力の作用方向に抗する予荷重を移動部材に与える。

第１観点に係る圧縮機の給油機構は、例えば、圧縮機の内部に貯留された潤滑油を遠心ポンプ作用により吸い上げて、軸受等の摺動部に供給するためのオイルピックアップである。この給油機構では、潤滑油を吸い上げる入口である給油口の開口径は、移動部材が遠心力を受けて移動することによって増加する。このとき、移動部材は、押圧部材による荷重に抗しながら移動する。すなわち、押圧部材は、給油口の開口径を小さくする方向に、移動部材に対して荷重を与える。また、移動部材は、最小径ストッパを有する。最小径ストッパは、給油口の開口径が所定の値よりも小さくならないように、移動部材の移動を防止する。すなわち、最小径ストッパは、給油口の開口径の最小値を定める。

この圧縮機の給油機構では、最小径ストッパによって、圧縮機の低速運転時における給油口の閉じ過ぎが防止される。これにより、圧縮機の低速運転時においても、給油口の開口径が必要以上に小さくならないので、必要最低限の給油能力が確保される。また、圧縮機の低速運転時において、移動部材にかかる遠心力が押圧部材の予荷重に打ち勝つまでは、給油口の開口径は増加しない。そのため、給油余力を維持したい低速域において、ポンプヘッドが過剰に抑制されずに、適正な給油余力が維持される。

また、この圧縮機の給油機構では、圧縮機の運転速度が上昇して、移動部材にかかる遠心力が押圧部材による予荷重に打ち勝つと、運転速度の上昇に応じて給油口の開口径が増加する。このとき、押圧部材による荷重によって給油口の開口径は徐々に増加するため、給油能力が過剰になることが抑制される。

従って、第１観点に係る圧縮機の給油機構は、給油不足による摺動部の損傷を防ぎ、かつ、過剰給油による油上がりを効果的に抑えることができる。

本発明の第２観点に係る圧縮機の給油機構は、第１観点に係る圧縮機の給油機構であって、最大径ストッパをさらに備える。最大径ストッパは、移動部材に取り付けられる。最大径ストッパは、給油口の開口径が第２所定値を超えないように、移動部材の移動を第２所定位置で止める。

第２観点に係る圧縮機の給油機構では、移動部材は、最大径ストッパを有する。最大径ストッパは、給油口の開口径が所定の値よりも大きくならないように、移動部材の移動を防止する。すなわち、最大径ストッパは、給油口の開口径の最大値を定める。

この圧縮機の給油機構では、最大径ストッパによって、圧縮機の高速運転時における給油口の開き過ぎが防止される。これにより、圧縮機の高速運転時において、給油口の開口径が必要以上に大きくなることが防止される。そのため、給油余力を維持したい高速域において、給油口の開口径がポンプの外径よりも大きくなってポンプヘッドがゼロになることが抑制されるので、給油能力が失われてしまうことが抑制される。

本発明の第３観点に係る圧縮機の給油機構は、第１観点または第２観点に係る圧縮機の給油機構であって、移動部材は、一部が互いに重なり合う複数の板部材である。

本発明の第４観点に係る圧縮機の給油機構は、第３観点に係る圧縮機の給油機構であって、押圧部材は、板部材同士を連結する弾性部材である。

本発明の第５観点に係る圧縮機の給油機構は、第１観点または第２観点に係る圧縮機の給油機構であって、非可動部材をさらに備える。非可動部材は、給油口の一部を形成する。移動部材は、非可動部材と共に給油口を形成し、かつ、スライドすることで給油口の開口径を変えるスライド部材である。

本発明の第６観点に係る圧縮機の給油機構は、第５観点に係る圧縮機の給油機構であって、押圧部材は、非可動部材とスライド部材とを連結する弾性部材である。

本発明の第１観点乃至第６観点に係る圧縮機の給油機構は、給油不足による摺動部の損傷を防ぎ、かつ、過剰給油による油上がりを効果的に抑えることができる。

本発明の第１実施形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。 スクロール圧縮機のオイルピックアップの側面図である。 スクロール圧縮機のオイルピックアップの平面図である。 オイルピックアップのスライド板の外観図である。 給油口の開口径が最小のときにおけるオイルピックアップの側面図である。 給油口の開口径が最小のときにおけるオイルピックアップの平面図である。 給油口の開口径が最大のときにおけるオイルピックアップの側面図である。 給油口の開口径が最大のときにおけるオイルピックアップの平面図である。 ポンプヘッドとクランク軸の回転数との関係を表すグラフである。 本発明の第２実施形態に係るスクロール圧縮機のオイルピックアップの断面側面図である。 オイルピックアップの上面図である。 スライド板の上面図である。 スペーサの上面図である。 ボトムプレートの上面図である。 給油口の開口径が最小のときにおけるオイルピックアップの上面図である。 給油口の開口径が最大のときにおけるオイルピックアップの上面図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る圧縮機について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る圧縮機は、高低圧ドーム型のスクロール圧縮機である。スクロール圧縮機は、互いに噛合する２つのスクロールの一方のスクロールが自転することなく他方のスクロールに対して公転することにより、冷媒を圧縮する圧縮機である。

（１）圧縮機の構成
図１は、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０１の縦断面図である。スクロール圧縮機１０１は、主に、ケーシング１０と、圧縮機構１５と、モータ１６と、クランク軸１７と、ハウジング２３とから構成される。スクロール圧縮機１０１は、冷媒を循環する冷凍サイクルを繰り返す冷媒回路において、冷媒ガスを圧縮する役割を担う。次に、スクロール圧縮機１０１の各構成要素について説明する。

（１−１）ケーシング
ケーシング１０は、略円筒状の胴部ケーシング部１１と、胴部ケーシング部１１の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁部１２と、胴部ケーシング部１１の下端部に気密状に溶接される椀状の底壁部１３とから構成される。ケーシング１０は、ケーシング１０の内部および外部において圧力や温度が変化した場合に、変形および破損が起こりにくい剛性部材で成型されている。ケーシング１０は、胴部ケーシング部１１の略円筒状の軸方向が鉛直方向に沿うように設置される。

ケーシング１０の内部には、圧縮機構１５と、圧縮機構１５の下方に配置されるハウジング２３と、ハウジング２３の下方に配置されるモータ１６と、鉛直方向に延びるように配設されるクランク軸１７等が収容されている。ケーシング１０の壁部には、吸入管１９および吐出管２０が気密状に溶接されている。

ケーシング１０の底部には、潤滑油を貯留するための空間である油貯留部Ｐが形成されている。潤滑油は、スクロール圧縮機１０１の運転中において、圧縮機構１５等の摺動部の潤滑性を良好に保つために使用される。

（１−２）圧縮機構
圧縮機構１５は、ケーシング１０の内部に収容され、低温低圧の冷媒ガスを吸引し、圧縮し、高温高圧の冷媒ガス（以下、「圧縮冷媒」という。）を吐出する。圧縮機構１５は、主に、固定スクロール部品２４と、旋回スクロール部品２６とから構成される。

固定スクロール２４は、第１鏡板２４ａと、第１鏡板２４ａに直立して形成される渦巻形状（インボリュート状）の第１ラップ２４ｂとを有する。固定スクロール２４には、主吸入孔（図示せず）と、主吸入孔に隣接する補助吸入孔（図示せず）とが形成されている。主吸入孔は、吸入管１９と、後述する圧縮室４０とを連通する。補助吸入孔は、後述する低圧空間Ｓ２と、圧縮室４０とを連通する。また、第１鏡板２４ａの中央部には、吐出孔４１が形成され、第１鏡板２４ａの上面には、吐出孔４１と連通する拡大凹部４２が形成されている。この拡大凹部４２は、第１鏡板２４ａの上面に凹設された水平方向に広がる空間である。固定スクロール２４の上面には、この拡大凹部４２を塞ぐように蓋体４４がボルト４４ａにより固定されている。そして、拡大凹部４２に蓋体４４が覆い被せられることにより圧縮機構１５の運転音を消音させるマフラー空間４５が形成されている。固定スクロール２４と蓋体４４とは、ガスケット（図示せず）を介して密着させることによりシールされている。また、固定スクロール２４には、マフラー空間４５と連通し、固定スクロール２４の下面に開口する第１圧縮冷媒流路４６が形成されている。

旋回スクロール２６は、第２鏡板２６ａと、第２鏡板２６ａに直立して形成される渦巻形状（インボリュート状）の第２ラップ２６ｂとを有する。第２鏡板２６ａの下面中央部には、上端軸受２６ｃが形成されている。第２鏡板２６ａの内部には、給油細孔６３が形成されている。給油細孔６３は、第２鏡板２６ａの上面外周部と、上端軸受２６ｃの内側の空間とを連通する。

固定スクロール２４および旋回スクロール２６は、第１ラップ２４ｂと第２ラップ２６ｂとが噛合することにより、第１鏡板２４ａと、第１ラップ２４ｂと、第２鏡板２６ａと、第２ラップ２６ｂとによって囲まれる空間である圧縮室４０を形成する。この圧縮室４０の体積は、旋回スクロール２６の公転運動によって変化する。

（１−３）ハウジング
ハウジング２３は、圧縮機構１５の下方に配置され、その外周面がケーシング１０の内壁に気密状に接合されている。このため、ケーシング１０の内部は、ハウジング２３の下方の高圧空間Ｓ１と、ハウジング２３の上方の低圧区間Ｓ２とに区画されている。ハウジング２３は、ボルト等で固定することによって固定スクロール２４を載置し、オルダム継手３９を介して、固定スクロール２４とともに旋回スクロール２６を挟持している。オルダム継手３９は、旋回スクロール２６の自転運動を防止するための環状の部材である。ハウジング２３の外周部には、鉛直方向に第２圧縮冷媒流路４８が貫通して形成されている。この第２圧縮冷媒流路４８は、ハウジング２３の上端面において第１圧縮冷媒流路４６と連通し、ハウジング２３の下端面において吐出口４９を介して高圧空間Ｓ１と連通する。

ハウジング２３の上面には、クランク室Ｓ３が凹設されている。また、ハウジング２３には、ハウジング貫通孔３１が形成されている。ハウジング貫通孔３１は、クランク室Ｓ３の底面中央部から、ハウジング２３の下端面中央部まで、ハウジング２３を鉛直方向に貫通して形成される空間である。以下、ハウジング２３の一部であり、かつ、ハウジング貫通孔３１が形成されている部分を、上部軸受３２という。

（１−４）モータ
モータ１６は、ケーシング１０の内部に収容され、ハウジング２３の下方に配設されるブラシレスＤＣモータである。モータ１６は、主に、ケーシング１０の内壁に固定されるステータ５１と、このステータ５１の内側に僅かな間隙（エアギャップ）を設けて回転自在に収容されるロータ５２とから構成される。

ステータ５１は、導線が巻き付けられているコイル部（図示せず）と、コイル部の上方および下方に形成されているコイルエンド５３とを有する。また、ステータ５１の外周面には、ステータ５１の上端面から下端面に亘り、かつ、周方向に所定間隔をおいて、切欠形成されている複数のコアカット部（図示せず）が設けられている。このコアカット部は、胴部ケーシング部１１とステータ５１との間を鉛直方向に延びるモータ冷却通路５５を形成する。

ロータ５２は、その回転中心を鉛直方向に貫通するクランク軸１７に連結されている。ロータ５２は、クランク軸１７を介して、圧縮機構１５と接続されている。

（１−５）下部軸受
下部軸受６０は、モータ１６の下方に配置され、その外周面においてケーシング１０の内壁に気密状に接合されている部材である。下部軸受６０は、クランク軸１７を回転自在に支持する。

（１−６）油分離板
油分離板７３は、ケーシング１０の内部に収容される平板状の部材である。油分離板７３は、下部軸受６０の上端面に固定されている。

（１−７）クランク軸
クランク軸１７は、ケーシング１０の内部に収容され、その軸方向が鉛直方向に沿うように配設されている。クランク軸１７は、図１に示されるように、その上端部の軸心が上端部を除く部分の軸心に対してわずかに偏心している形状を有している。クランク軸１７は、ハウジング２３の下方かつモータ１６の上方の高さ位置における外周面において、バランスウェイト１８が密着して固定されている。

クランク軸１７は、ロータ５２の回転中心を鉛直方向に貫通してロータ５２に連結されている。クランク軸１７は、その上端部が上端軸受２６ｃに嵌入することで、旋回スクロール２６と接続されている。また、クランク軸１７は、上部軸受３２および下部軸受６０によって支持されている。

クランク軸１７は、軸方向に延びている主給油路６１を内部に有する。主給油路６１の上端は、クランク軸１７の上端面と第２鏡板２６ａの下面とによって形成される油室８３と連通している。この油室８３は、第２鏡板２６ａの給油細孔６３を介して、第１鏡板２４ａと第２鏡板２６ａとが外周部において互いに摺接しているスラスト軸受面に連通する。主給油路６１の下端は、オイルピックアップ８１を介して、高圧空間Ｓ１の油貯留部Ｐに連通する。

（１−８）オイルピックアップ
オイルピックアップ８１は、油貯留部Ｐに貯留された潤滑油を、クランク軸１７の主給油路６１に吸い上げる遠心式の給油機構である。オイルピックアップ８１は、クランク軸１７の下端に取り付けられている。以下、オイルピックアップ８１の下端の開口部を給油口８１ａという。給油口８１ａは、油貯留部Ｐの潤滑油中に浸漬している。オイルピックアップ８１は、給油口８１ａの開口径がクランク軸１７の回転数に応じて変化する構造を有している。

図２は、オイルピックアップ８１の側面図である。図３は、オイルピックアップ８１を下から見た平面図である。オイルピックアップ８１は、主として、保持部材８２ａと、６枚のスライド板８２と、６本のバネ８４とから構成されている。図４は、スライド板８２の外観図である。スライド板８２は、湾曲面を有する金属製の板状部材である。図４に示されるスライド板８２の面は、スライド板８２の凸状の湾曲面である。各スライド板８２は、表面に設けられた突起である、１つの最小径ストッパ８３ａと、１つの最大径ストッパ８３ｂとを有している。最小径ストッパ８３ａは、図２に示されるように、スライド板８２の凸状の湾曲面に設けられている。最大径ストッパ８３ｂは、スライド板８２の凹状の湾曲面に設けられている。クランク軸１７の回転方向に沿って隣接している２枚のスライド板８２の最大径ストッパ８３ｂは、図３に示されるように、バネ８４で互いに連結されている。最大径ストッパ８３ｂは、バネ８４を取り付けることができる構造を有している。バネ８４の弾性力は、スライド板８２の最大径ストッパ８３ｂ同士を互いに近づける方向に作用する。

各スライド板８２は、図２および図３に示されるように、互いに一部分が重なり合った状態で、上端が保持部材８２ａに取り付けられている。保持部材８２ａは、クランク軸１７の下端面に取り付けられ、主給油路６１と同じ径の貫通孔を有する環状部材である。各スライド板８２の凸状の湾曲面は、クランク軸１７の径方向外側を向いている。すなわち、図２に示されるように、スライド板８２は、鉛直方向下方に進むに従って、クランク軸１７の径方向内側に向かうように湾曲している。各スライド板８２は、オイルピックアップ８１を下から見た場合に、クランク軸１７の回転軸Ｘ周りに配置されている。各スライド板８２は、オイルピックアップ８１を下から見た場合に、クランク軸１７の回転方向に沿って隣接している２枚のスライド板８２と、互いに一部が重なっている。各スライド板８２は、隣接する２枚のスライド板８２の一方のスライド板８２の上方に位置し、かつ、他方のスライド板８２の下方に位置するように重なっている。また、各スライド板８２は、図３に示されるように、他のスライド板８２と重なっていない非重複部分Ｒを有している。非重複部分Ｒにおける各スライド板８２の端部Ｅは、略円形の給油口８１ａの外縁を形成する。なお、図３では、１枚のスライド板８２のみに関して、非重複部分Ｒおよび端部Ｅが図示されている。

スライド板８２は、図２，３，５〜８に示されるように、クランク軸１７の軸回転による遠心力を受けることによって、給油口８１ａの開口径が増減するように移動する。図５および図６は、それぞれ、給油口８１ａの開口径が最小のときのオイルピックアップ８１の側面図および平面図である。図７および図８は、それぞれ、給油口８１ａの開口径が最大のときのオイルピックアップ８１の側面図および平面図である。図５および図６に示されるオイルピックアップ８１は、クランク軸１７の回転数が低い低速運転域の状態を表し、図７および図８に示されるオイルピックアップ８１は、クランク軸１７の回転数が高い高速運転域の状態を表している。また、図２および図３に示されるオイルピックアップ８１は、低速運転域と高速運転域との間の中速運転域の状態を表している。給油口８１ａの開口径と、クランク軸１７の回転数との関係については後述する。

図６に示されるように、最小径ストッパ８３ａは、給油口８１ａの開口径が減少する方向へのスライド板８２の移動を止める位置に設けられる。また、図８に示されるように、最大径ストッパ８３ｂは、給油口８１ａの開口径が増加する方向へのスライド板８２の移動を止める位置に設けられる。図６に示される給油口８１ａの開口径が最小の状態であっても、各スライド板８２には、給油口８１ａの開口径を小さくするバネ８４の弾性力である予荷重が作用している。なお、給油口８１ａの開口径が最大となるときのクランク軸１７の回転数は、クランク軸１７の最大の回転数よりも小さくてもよい。

（１−９）吸入管
吸入管１９は、ケーシング１０の外部から圧縮機構１５へ、冷媒回路の冷媒を導入するための管状部材である。吸入管１９は、ケーシング１０の上壁部１２に気密状に嵌入されている。吸入管１９は、低圧空間Ｓ２を鉛直方向に貫通するとともに、内端部が固定スクロール２４に嵌入されている。

（１−１０）吐出管
吐出管２０は、高圧空間Ｓ１からケーシング１０の外部へ、圧縮冷媒を吐出するための管状部材である。吐出管２０は、ケーシング１０の胴部ケーシング部１１に気密状に嵌入されている。吐出管２０は、高圧空間Ｓ１を水平方向に貫通するとともに、ケーシング１０内にある開口部２０ａが、ハウジング２３の近傍に位置している。

（２）圧縮機の動作
本実施形態に係るスクロール圧縮機１０１の動作について説明する。最初に、スクロール圧縮機１０１を備える冷媒回路を循環する冷媒の流れについて説明する。次に、スクロール圧縮機１０１内部における潤滑油の流れについて説明する。

（２−１）冷媒の流れ
最初に、モータ１６が駆動することによって、ロータ５２が回転する。これにより、ロータ５２に固定されているクランク軸１７が、軸回転運動を行う。クランク軸１７の軸回転運動は、上端軸受２６ｃを介して旋回スクロール２６に伝達される。クランク軸１７の上端部の軸心は、クランク軸１７の軸回転運動の軸心に対して偏心している。また、旋回スクロール２６は、オルダム継手３９によって自転が防止される。これにより、旋回スクロール２６は、自転することなく、固定スクロール２４に対して公転運動を行う。

圧縮前の低温低圧の冷媒は、吸入管１９から主吸入孔を経由して、又は、低圧空間Ｓ２から補助吸入孔を経由して、圧縮機構１５の圧縮室４０に吸引される。旋回スクロール２６の旋回運動により、圧縮室４０は体積を徐々に減少させながら固定スクロール２４の外周部から中心部へ向かって移動する。その結果、圧縮室４０の冷媒は圧縮されて圧縮冷媒となる。圧縮冷媒は、吐出孔４１からマフラー空間４５へ吐出された後、第１圧縮冷媒流路４６および第２圧縮冷媒流路４８を経由して、吐出口４９から高圧空間Ｓ１へ供給される。そして、圧縮冷媒は、ガスガイド９２と胴部ケーシング部１１との間の空間を下方に向かって流れた後、モータ冷却通路５５を下降して、モータ１６の下方の高圧空間Ｓ１に到達する。そして、圧縮冷媒は、流れの向きを反転させて、他のモータ冷却通路５５およびエアギャップを上昇する。最終的に、圧縮冷媒は、吐出管２０からスクロール圧縮機１０１の外部に吐出される。

（２−２）潤滑油の流れ
最初に、モータ１６が駆動することによって、ロータ５２が回転する。これにより、ロータ５２に固定されているクランク軸１７が、軸回転運動を行う。クランク軸１７の軸回転運動によって圧縮機構１５が駆動し、高圧空間Ｓ１に圧縮冷媒が吐出されると、高圧空間Ｓ１の圧力が上昇する。また、クランク軸１７の軸回転によって、クランク軸１７の主給油路６１は、遠心ポンプとして作用する。これにより、油貯留部Ｐに貯留されている潤滑油は、オイルピックアップ８１の給油口８１ａを経て主給油路６１を上昇し、油室８３に向かって流れる。

主給油路６１を上昇して油室８３まで到達した潤滑油は、給油細孔６３を経由して、圧縮機構１５のスラスト軸受面に供給される。圧縮機構１５のスラスト軸受面を潤滑した潤滑油は、圧縮室４０に流入する。このとき、高温高圧である潤滑油は、圧縮室４０に存在する圧縮される前の冷媒を加熱する。また、潤滑油は、油滴の状態で圧縮冷媒に含有される。圧縮冷媒に含有される潤滑油は、圧縮冷媒と同じ経路を通って、圧縮室４０から高圧空間Ｓ１へ吐出される。そして、潤滑油は、圧縮冷媒とともにモータ冷却通路５５を下降した後、一部が油分離板７３に衝突する。油分離板７３に付着した潤滑油は、高圧空間Ｓ１を落下して油貯留部Ｐに貯留される。

（３）圧縮機の特徴
（３−１）
図９は、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０１のオイルピックアップ８１の給油能力を、ポンプヘッドと、クランク軸１７の回転数との関係によって表したグラフである。ポンプヘッドは、単位時間当たりに吸い上げられる潤滑油の量である給油量の基となる給油圧力（吐出し圧力と吸込み圧力との差）である。ポンプヘッドは、クランク軸１７の回転数の二乗に比例し、かつ、クランク軸１７の主給油路６１の径と給油口８１ａの開口径との差が大きいほど高い。図９において、本実施形態のオイルピックアップ８１の給油能力は実線Ｌ１で示され、給油口の開口径が変化しない従来の遠心式オイルポンプの給油能力は点線Ｌ２で示され、クランク軸１７の回転数に応じて定まる必要最小限の給油能力である最低給油量は一点鎖線Ｌ３で示されている。

本実施形態では、オイルピックアップ８１を構成する各スライド板８２は、最大径ストッパ８３ｂに取り付けられたバネ８４によって互いに連結されている。バネ８４の弾性力は、スライド板８２の最大径ストッパ８３ｂ同士を互いに近づける方向、すなわち、オイルピックアップ８１の給油口８１ａの開口径を減少させる方向に作用する。また、各スライド板８２は、最小径ストッパ８３ａを有している。最小径ストッパ８３ａは、自身が属するスライド板８２に隣接するスライド板８２と接することにより、給油口８１ａの開口径が減少する方向へのスライド板８２の移動を制限する。スクロール圧縮機１０１が起動していない状態、すなわち、クランク軸１７の回転数がゼロである場合において、オイルピックアップ８１の給油口８１ａの開口径は、バネ８４の弾性力による予荷重および最小径ストッパ８３によって、所定の最小値を有している。このとき、各スライド板８２には、給油口８１ａの開口径を小さくするバネ８４の弾性力による予荷重が作用している。また、このとき、図５および図６に示されるように、最小径ストッパ８３ａは、スライド板８２と接している。

本実施形態では、図９に示されるスクロール圧縮機１０１の低速運転域において、バネ８４による予荷重が、クランク軸１７の軸回転によってスライド板８２にかかる遠心力に打ち勝っている。そのため、低速運転域において、給油口８１ａの開口径は、図５および図６に示されるように、最小値を有するまま増加しない。これにより、低速運転域においてもポンプヘッドが過剰に抑制されることがないので、オイルピックアップ８１は、給油余力を維持したい低速運転域において、適正な給油余力を維持することができる。

従って、本実施形態では、スクロール圧縮機１０１の低速運転域において、給油能力を適切に維持することができ、圧縮機構１５等の摺動部に潤滑油が十分に供給されないことに起因する摺動部の焼き付き等を抑制することができる。

（３−２）
本実施形態では、オイルピックアップ８１を構成する各スライド板８２は、最大径ストッパ８３ｂに取り付けられたバネ８４によって互いに連結されている。バネ８４の弾性力は、スライド板８２の最大径ストッパ８３ｂ同士を互いに近づける方向、すなわち、オイルピックアップ８１の給油口８１ａの開口径を減少させる方向に作用する。

本実施形態では、図９に示されるスクロール圧縮機１０１の低速運転域から中速運転域に移行する際に、クランク軸１７の軸回転によってスライド板８２にかかる遠心力が、バネ８４による予荷重に打ち勝つ。そのため、遠心力が予荷重を上回るスクロール圧縮機１０１の中速運転域では、クランク軸１７の回転数の上昇に応じて、スライド板８２が遠心力によって径方向外側に移動するので、給油口８１ａの開口径が増加する。そして、クランク軸１７の回転数の増加に伴って給油口８１ａの開口径が増加するほど、スライド板８２には、遠心力に抗して給油口８１ａの開口径を減少させようとするバネ８４による荷重が作用する。そのため、バネ８４による荷重によって、給油口８１ａの開口径は、急激に増加することなく徐々に増加するので、図９に示されるように、オイルピックアップ８１の給油能力が過剰になることが抑制される。

従って、本実施形態では、スクロール圧縮機１０１の中速運転域において、油貯留部Ｐに貯留される潤滑油が不足することに起因する油上がりが抑制される。

（３−３）
従来のオイルピックアップでは、給油能力の基となるポンプヘッドは、クランク軸の回転数の二乗に比例する。そのため、図９に示されるように、クランク軸１７の回転数が増加するに従って、オイルピックアップの給油量Ｌ２と、最低給油量Ｌ３との差は、急激に増加する。従って、このようなオイルピックアップでは、圧縮機の高速運転域において、潤滑油が過剰に吸い上げられるので、油上がりが増加して、圧縮機内部の潤滑油が不足するおそれがある。

一方、本実施形態では、オイルピックアップ８１を構成する各スライド板８２は、最大径ストッパ８３ｂを有している。最大径ストッパ８３ｂは、自身が属するスライド板８２に隣接するスライド板８２と接することにより、給油口８１ａの開口径が増加する方向へのスライド板８２の移動を制限する。そして、各スライド板８２は、クランク軸１７の回転数の増加に伴い、給油口８１ａの開口径が増加する方向に協同して移動する。しかし、図７および図８で示されるように、最大径ストッパ８３ｂがスライド板８２に接している状態では、クランク軸１７の回転数が増加しても、スライド板８２の移動が防止されるので、給油口８１ａの開口径はこれ以上増加しない。すなわち、最大径ストッパ８３ｂによって、給油口８１ａの開口径は所定の最大値を有する。

本実施形態では、図９に示されるように、スクロール圧縮機１０１の高速運転域において、最大径ストッパ８３ｂによって、給油口８１ａの開口径が開き過ぎて必要以上に大きくなることが防止される。そのため、給油余力を維持したい高速運転域において、給油口８１ａの開口径が主給油路６１の径よりも大きくなりオイルピックアップ８１のポンプヘッドがゼロになって給油能力が失われてしまうことが防止される。

従って、本実施形態では、スクロール圧縮機１０１の高速運転域において、給油能力を適切に維持することができ、圧縮機構１５等の摺動部に潤滑油が十分に供給されないことに起因する摺動部の焼き付き等が抑制される。

なお、図９に示されるように、オイルピックアップ８１のポンプヘッドは、高速運転域において給油口８１ａの開口径が最大値に達した後は、クランク軸１７の回転数の二乗に比例して増加する。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係るスクロール圧縮機について説明する。本実施形態の基本的な構成、動作および特徴は、第１実施形態に係るスクロール圧縮機と同一であるので、第１実施形態との相違点を主に説明する。第１実施形態と同一の構造および機能を有する要素には、同一の参照符号が用いられている。

（１）圧縮機の構成
本実施形態では、クランク軸の下端部に取り付けられるオイルピックアップの構成および動作が、第１実施形態におけるオイルピックアップ８１と異なっている。図１０は、本実施形態で使用されるオイルピックアップ１８１の、クランク軸１７に取り付けられた状態の断面側面図である。図１１は、オイルピックアップ１８１の上面図である。オイルピックアップ１８１は、スライド板１８２と、スペーサ１８３と、ボトムプレート１８５とから構成されている。スペーサ１８３とボトムプレート１８５とは、バネ１８４によって接続されている。図１２〜１４は、それぞれ、スライド板１８２、スペーサ１８３およびボトムプレート１８５の上面図である。ボトムプレート１８５は、中央部分に貫通孔１８５ａが形成されている。

オイルピックアップ１８１は、図１１に示されるように、スライド板１８２およびスペーサ１８３が、クランク軸１７の下端面と、ボトムプレート１８５との間に挟まれている構成を有している。ボトムプレート１８５は、クランク軸１７に固定されている。スペーサ１８３は、ボトムプレート１８５に固定されている。スライド板１８２は、クランク軸１７の径方向に移動可能に配置されている。スライド板１８２は、クランク軸１７の軸回転によって、径方向外側へ向かう遠心力を受ける。スライド板１８２とスペーサ１８３とによって挟まれた部分は、オイルピックアップ１８１の給油口１８１ａである。図１５は、スライド板１８２がクランク軸１７の回転軸Ｘに最も近づいた状態におけるオイルピックアップ１８１の上面図である。図１６は、スライド板１８２がクランク軸１７の回転軸Ｘから最も遠ざかった状態におけるオイルピックアップ１８１の上面図である。

図１５および図１６に示されるように、給油口１８１ａの開口径は、スライド板１８２の位置によって変化する。具体的には、給油口１８１ａの開口径は、スライド板１８２がクランク軸１７の径方向最も内側に位置している図１５に示される場合に最小となり、スライド板１８２がクランク軸１７の径方向最も外側に位置している図１６に示される場合に最大となる。そして、クランク軸１７の径方向に沿ったスライド板１８２の移動は、スペーサ１８３およびボトムプレート１８５によって制限されている。すなわち、スペーサ１８３およびボトムプレート１８５は、第１実施形態におけるスライド板８２に設けられる最小径ストッパ８３ａおよび最大径ストッパ８３ｂと同様に、給油口１８１ａの開口径の最小値および最大値を定める。

また、オイルピックアップ１８１では、スライド板１８２の径方向外側の端面と、ボトムプレート１８５の内壁面とが、バネ１８４によって連結されている。バネ１８４は、スライド板１８２を、クランク軸１７の径方向内側に向かって押すことで、給油口１８１ａの開口径を減少させる弾性力を生じさせる。第１実施形態と同様に、給油口１８１ａの開口径が最小となっている図１５で示される状態においても、スライド板１８２には、給油口１８１ａの開口径を減少させるバネ１８４による予荷重が作用している。

（２）圧縮機の特徴
（２−１）
以下に説明するように、本実施形態のオイルピックアップ１８１は、第１実施形態におけるオイルピックアップ８１と同様の動作および効果を有する。

本実施形態では、オイルピックアップ１８１を構成するスライド板１８２およびボトムプレート１８５は、バネ１８４によって連結されている。バネ１８４の弾性力は、スライド板１８２とスペーサ１８３とを互いに近づける方向、すなわち、オイルピックアップ１８１の給油口１８１ａの開口径を減少させる方向に作用する。また、スペーサ１８３は、給油口１８１ａの開口径が減少する方向へのスライド板１８２の移動を制限する。

本実施形態では、図９に示されるスクロール圧縮機１０１の低速運転域において、バネ１８４による予荷重が、クランク軸１７の軸回転によってスライド板１８２にかかる遠心力に打ち勝っている。これにより、低速運転域において、給油口１８１ａの開口径は、図１５に示されるように、最小値を有するまま増加しない。これにより、低速運転域においてもポンプヘッドが過剰に抑制されることがないので、オイルピックアップ１８１は、給油余力を維持したい低速運転域において、適正な給油余力を維持することができる。

従って、本実施形態では、スクロール圧縮機１０１の低速運転域において、給油能力を適切に維持することができ、圧縮機構１５等の摺動部に潤滑油が十分に供給されないことに起因する摺動部の焼き付き等を抑制することができる。

（２−２）
本実施形態では、オイルピックアップ１８１を構成するスライド板１８２およびボトムプレート１８５は、バネ１８４によって連結されている。バネ１８４の弾性力は、スライド板１８２とスペーサ１８３とを互いに近づける方向、すなわち、オイルピックアップ１８１の給油口１８１ａの開口径を減少させる方向に作用する。

本実施形態では、図９に示されるスクロール圧縮機１０１の低速運転域から中速運転域に移行する際に、クランク軸１７の軸回転によってスライド板１８２にかかる遠心力が、バネ１８４による予荷重に打ち勝つ。そのため、遠心力が予荷重を上回るスクロール圧縮機１０１の中速運転域では、クランク軸１７の回転数の上昇に応じて、スライド板１８２が遠心力によって径方向外側に移動するので、給油口１８１ａの開口径は増加する。そして、クランク軸１７の回転数の増加に伴って給油口１８１ａの開口径が増加するほど、スライド板１８２には、遠心力に抗して給油口１８１ａの開口径を減少させようとするバネ１８４の弾性力が作用する。そのため、バネ１８４による荷重によって、給油口１８１ａの開口径は、急激に増加することなく徐々に増加するので、図９に示されるように、オイルピックアップ１８１の給油能力が過剰になることが抑制される。

従って、本実施形態では、スクロール圧縮機１０１の中速運転域において、油貯留部Ｐに貯留される潤滑油が不足することに起因する油上がりが抑制される。

（２−３）
本実施形態では、オイルピックアップ１８１を構成するスライド板１８２は、バネ１８４およびボトムプレート１８５によって、給油口１８１ａの開口径が増加する方向への移動が止められる。スライド板１８２がクランク軸１７の径方向最も外側に位置している図１６で示される状態では、クランク軸１７の回転数が増加しても、スライド板１８２の移動が防止されているので、給油口１８１ａの開口径はこれ以上増加しない。すなわち、バネ１８４およびボトムプレート１８５によって、給油口１８１ａの開口径は、所定の最大値を有する。

本実施形態では、図９に示されるように、スクロール圧縮機１０１の高速運転域において、ボトムプレート１８５によって、給油口１８１ａの開口径が開き過ぎて必要以上に大きくなることが防止される。そのため、給油余力を維持したい高速運転域において、給油口１８１ａの開口径が主給油路６１の径よりも大きくなりオイルピックアップ１８１のポンプヘッドがゼロになって給油能力が失われてしまうことが防止される。

従って、本実施形態では、スクロール圧縮機１０１の高速運転域において、給油能力を適切に維持することができ、圧縮機構１５等の摺動部に潤滑油が十分に供給されないことに起因する摺動部の焼き付き等が抑制される。

＜変形例＞
（１）変形例Ａ
本実施形態では、圧縮機として、固定スクロール部品２４と旋回スクロール部品２６とから構成される圧縮機構１５を備えるスクロール圧縮機１０１が用いられているが、他のタイプの圧縮機構を備える圧縮機が用いられてもよい。例えば、ロータリー式の圧縮機やレシプロ式の圧縮機が用いられてもよい。

（２）変形例Ｂ
第１実施形態では、オイルピックアップ８１は、６枚のスライド板８２から構成されているが、例えば、４枚のスライド板８２から構成されてもよく、または、８枚のスライド板８２から構成されてもよい。スライド板８２の枚数は、クランク軸１７の寸法および組み立てコスト等を考慮して適宜に決定することができる。

（３）変形例Ｃ
第１実施形態では、スライド板８２を相互に接続するためにバネ８４が用いられ、第２実施形態では、スペーサ１８３とボトムプレート１８５とを接続するためにバネ１８４が用いられているが、バネ８４およびバネ１８４の代わりに、他の種類の弾性部材が用いられてもよい。

本発明に係る圧縮機の給油機構は、給油不足による摺動部の損傷を防ぎ、かつ、過剰給油による油上がりを効果的に抑えることができる。

８１ オイルピックアップ（圧縮機の給油機構）
８１ａ 給油口
８２ スライド板（移動部材、板部材）
８３ａ 最小径ストッパ
８３ｂ 最大径ストッパ
８４ バネ（押圧部材、弾性部材）
１８１ オイルピックアップ（圧縮機の給油機構）
１８１ａ 給油口
１８２ スライド板（移動部材、スライド部材）
１８３ スペーサ（非可動部材）
１８４ バネ（押圧部材、弾性部材）

実開昭６０−１０７３８６号公報

Claims (6)

1. 遠心ポンプ作用により給油口（８１ａ，１８１ａ）から油を吸い上げる圧縮機の給油機構であって、
   遠心力によって移動することで、前記給油口の開口径を変える移動部材（８２，１８２）と、
   前記給油口の開口径が第１所定値を下回らないように、前記移動部材の移動を第１所定位置で止める最小径ストッパ（８３ａ）と、
   遠心力の作用方向に抗する予荷重を前記移動部材に与える押圧部材（８４，１８４）と、
   を備える、圧縮機の給油機構（８１，１８１）。
2. 前記給油口の開口径が第２所定値を超えないように、前記移動部材の移動を第２所定位置で止める最大径ストッパ（８３ｂ）をさらに備える、
   請求項１に記載の圧縮機の給油機構。
3. 前記移動部材は、一部が互いに重なり合う複数の板部材（８２）である、
   請求項１または２に記載の圧縮機の給油機構。
4. 前記押圧部材は、前記板部材同士を連結する弾性部材（８４）である、
   請求項３に記載の圧縮機の給油機構。
5. 前記給油口の一部を形成する非可動部材（１８３）をさらに備え、
   前記移動部材は、前記非可動部材と共に前記給油口を形成し、かつ、スライドすることで前記給油口の開口径を変えるスライド部材（１８２）である、
   請求項１または２に記載の圧縮機の給油機構。
6. 前記押圧部材は、前記非可動部材と前記スライド部材とを連結する弾性部材（１８４）である、
   請求項５に記載の圧縮機の給油機構。

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