JP2014129758A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】クランク軸内の給油通路を介した潤滑油の給油が過剰になることを抑制することができるスクロール圧縮機を提供する。
【解決手段】ケーシング１０、スクロール圧縮機構部１５、クランク軸１７、モータ１６、下方油溜め部Ｐ、給油ポンプ７９、および、回転数追従構造５を備えたスクロール圧縮機１であって、以下の構成を有している。給油通路１７ａは、クランク軸１７の内部において軸方向に伸びるように形成されている。給油ポンプ７９は、クランク軸の回転数が高いほど、下方油溜め部Ｐの潤滑油をより多く給油通路１７ａ内に送る。回転数追従構造５は、クランク軸１７の回転数が高いほど給油流路１７ａの軸方向における閉鎖程度が増し、クランク軸１７の回転数が低いほど給油流路１７ａの軸方向における開放程度が増す構造である。
【選択図】図２

Description

本発明は、スクロール圧縮機に関する。

従来より、例えば、特許文献１（特開２０１１−１８５４号公報）に記載のように、鉛直方向に伸びたクランク軸を有し、ケーシング内の底部分に潤滑油（冷凍機油）を貯留させる形式のスクロール圧縮機がある。

このスクロール圧縮機では、容積式ポンプが設けられることで、クランク軸の下端に形成された開口から、クランク軸内部を上下に伸びる給油通路を介して、クランク軸の上端に形成された開口から、上部軸受およびその周辺に対して給油する構成が採用されている。

上述のようなスクロール圧縮機においては、クランク軸の駆動回転数が高ければ高いほど摺動部分に生じる摩擦発熱が大きいため、給油ポンプからの潤滑油の給油量をクランク軸の回転数に応じて増大するように構成することが考えられる。

ところが、このようにクランク軸の回転数に応じて給油量を増大させる構成を採用すると、圧縮機構部の周りに対する潤滑油の供給量が過剰になることがあり、潤滑油の供給先の空間から冷媒流れが生じている空間に向けて潤滑油が漏れ出てしまい、スクロール圧縮機の外部に潤滑油が流出してしまうことがある。

本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、クランク軸内の給油通路を介した潤滑油の給油が過剰になることを抑制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。

本発明の第１観点に係るスクロール圧縮機は、ケーシング、圧縮機構部、クランク軸、モータ、下方油溜め部、給油ポンプ、および、回転数追従構造を備えている。圧縮機構部は、ケーシング内に収納されており、固定スクロールと、固定スクロールとの間に圧縮室を形成する可動スクロールと、を有している。クランク軸は、上部軸受部と下部軸受部に対して回転可能に連結されている。モータは、クランク軸を回転駆動させる。下方油溜め部は、ケーシング内における下部軸受部の下方の空間に設けられ、潤滑油を溜める。クランク軸は、内部において軸方向に伸びるように形成された給油通路を有している。給油ポンプは、クランク軸の回転数が高いほど、下方油溜め部の潤滑油をより多く給油通路内に送る。回転数追従構造は、クランク軸の回転数が高いほど給油流路の軸方向における閉鎖程度が増し、クランク軸の回転数が低いほど給油流路の軸方向における開放程度が増す。

このスクロール圧縮機では、クランク軸の回転数が増すほど、給油ポンプは、クランク軸の給油通路に対してより多くの潤滑油を供給しようとする。ここで、このスクロール圧縮機には、回転数追従構造が設けられているため、クランク軸の回転数が高いほど給油流路の軸方向における閉鎖程度を増すことができ、クランク軸の回転数が低いほど給油流路の軸方向における開放程度を増すことができる。

このため、クランク軸の回転数に応じて給油ポンプからの給油量が多くなった場合であっても、回転数追従構造によって潤滑油の供給量を制限することができる。これにより、供給先の空間において潤滑油が過剰になることで冷媒流れが生じている空間に向けて漏れ出してスクロール圧縮機の外部に潤滑油が流出することを抑制することができる。

本発明の第２観点に係るスクロール圧縮機は、第１観点に係るスクロール圧縮機において、回転数追従構造は、第１回転部材、弾性部材、および、第２回転部材を有して構成されている。第１回転部材は、下方油溜め部の上方であって、下方油溜め部よりも下部軸受部に近い位置もしくは上部軸受部に近い位置において、クランク軸の外周よりも径方向内側のクランク軸の内部に、クランク軸とは別体として設けられている。弾性部材は、第１回転部材が回転駆動した場合における遠心力による移動を抑制する方向に弾性力を生じさせる。第２回転部材は、第１回転部材が弾性部材の弾性力に勝って移動することに伴い、給油通路の開放程度を低減させるように移動する。

このスクロール圧縮機では、回転数追従構造が第１回転部材、第２回転部材および弾性部材を有している。このため、クランク軸の回転数が高い場合に第１回転部材に作用する遠心力が増大し、弾性部材の弾性力に打ち勝って移動することで、第２回転部材を移動させ、給油通路の開放程度を低減させることができる。これにより、簡易な構成によって、過剰な給油を抑制することが可能になる。

本発明の第３観点に係るスクロール圧縮機は、第１観点または第２観点に係るスクロール圧縮機において、クランク軸の給油通路の軸心は、クランク軸の外周に対する軸心に対して偏心している。

このスクロール圧縮機では、クランク軸の給油通路の軸心が、クランク軸の外周に対する軸心に対して偏心しているため、クランク軸の給油通路を流れる潤滑油には、遠心力が作用する。このため、クランク軸を回転させるだけで、潤滑油を当該遠心力によって容易に上方に引き上げることが可能になる。

本発明の第１観点に係るスクロール圧縮機では、「供給先の空間において潤滑油が過剰になることで冷媒流れが生じている空間に向けて漏れ出してスクロール圧縮機の外部に潤滑油が流出すること」を抑制することができる。

本発明の第２観点に係るスクロール圧縮機では、簡易な構成によって、過剰な給油を抑制することが可能になる。

本発明の第３観点に係るスクロール圧縮機では、クランク軸を回転させるだけで、潤滑油を当該遠心力によって容易に上方に引き上げることが可能になる。

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。 第１実施形態の回転数追従構造の停止時の状態を示す図１のＸ部分の部分拡大縦断面図である。 第１実施形態の回転数追従構造の駆動時の状態を示す図１のＸ部分の部分拡大縦断面図である。 第１実施形態の回転数追従構造の停止時の状態を示す上面視概略図である。 第１実施形態の回転数追従構造の駆動時の状態を示す上面視概略図である。 他の実施形態（５−１）の回転数追従構造の停止時の状態を示す縦断面図である。 他の実施形態（５−１）の回転数追従構造の駆動時の状態を示す縦断面図である。 他の実施形態（５−１）の回転数追従構造の停止時の状態を示す上面視概略図である。 他の実施形態（５−１）の回転数追従構造の駆動時の状態を示す上面視概略図である。 他の実施形態（５−２）の回転数追従構造の停止時の状態を示す縦断面図である。 他の実施形態（５−２）の回転数追従構造の駆動時の状態を示す縦断面図である。 他の実施形態（５−３）に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。 他の実施形態（５−３）の回転数追従構造の停止時の状態を示す縦断面図である。 他の実施形態（５−３）の回転数追従構造の駆動時の状態を示す縦断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機を、図面を参照しながら説明する。

（１）第１実施形態
図１に示すスクロール圧縮機１は、高低圧ドーム型のスクロール圧縮機であり、蒸発器や、凝縮器、膨張機構などと共に冷媒回路を構成する。このスクロール圧縮機１は、冷媒回路中において、冷媒ガスを圧縮する役割を担う。

スクロール圧縮機１は、主として、縦長円筒状の密閉ドーム型の本体ケーシング１０、ピン軸受部２２、上部軸受部３２、下部軸受部２７、モータ１６、容積式ポンプ７９、吸入管１９、吐出管２０と、スクロール圧縮機構部１５、上部軸受ハウジング２３、駆動軸であるクランク軸１７、ガスガイド７１等を有して構成されている。以下、このスクロール圧縮機１の構成部品についてそれぞれ詳述していく。

（１−１）本体ケーシング
本体ケーシング１０は、縦長の密閉容器であり、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とを有する。そして、この本体ケーシング１０には、主に、冷媒ガスを圧縮するスクロール圧縮機構部１５と、スクロール圧縮機構部１５の下方に配置されるモータ１６とが収容されている。このスクロール圧縮機構部１５とモータ１６とは、本体ケーシング１０内を上下方向に伸びるように配置されるクランク軸１７によって連結されている。なお、スクロール圧縮機構部１５とモータ１６との間には、高圧空間１８になっている。

（１−２）ピン軸受部
ピン軸受部２２は、いわゆるすべり軸受であり、クランク軸１７の上端のピン軸部１７ｂを径方向外側から支持している。ピン軸受部２２は、後述する可動スクロール２６の中央近傍から軸方向下方に向けて筒状に伸びたボス部２６ｃと、当該ボス部２６ｃの径方向内側の内周面に嵌められたピン軸軸受メタル８７と、によって構成されており、ピン軸軸受メタル８７の内周面がクランク軸１７のピン軸部１７ｂの外周面に接触するように設けられている。

（１−３）上部軸受部
上部軸受部３２は、いわゆるすべり軸受であり、ケーシング１０内の中央よりやや上方に位置しており、クランク軸１７のピン軸部１７ｂの下方の部分を径方向外側から支持している。上部軸受部３２は、後述する上部軸受上部軸受上部軸受ハウジング２３の径方向内側の上部内周部分２３ａと、上部内周部分２３ａの径方向内側の内周面に嵌められた上部軸受メタル８８と、よって構成されている。上部軸受メタル８８の内周面は、クランク軸１７のうちピン軸部１７ｂの下方の部分の外周面に接触するように設けられている。上部軸受部３２の上部軸受上部軸受上部軸受ハウジング２３との関係は、後述する。

（１−４）下部軸受部
下部軸受部２７は、いわゆるすべり軸受であり、ケーシング１０内の下方に位置しており、クランク軸１７の下方の部分を径方向外側から支持している。下部軸受部２７は、下部軸受ハウジング２８の径方向内側の下部内周部分２８ａと、下部内周部分３３の径方向内側の内周面に嵌められた下部軸受メタル８９と、によって構成されており、下部軸受メタル８９の内周面がクランク軸１７の下方の部分の外周面に接触するように設けられている。下部軸受ハウジング２８は、モータ１６の下方の下部空間に配設されている。この下部軸受ハウジング２８は、その径方向外側端部が胴部ケーシング部１１の内周部分に固定されている。

（１―５）モータ
モータ１６は、主に、本体ケーシング１０の内壁面に固定された環状の固定子５１と、固定子５１の内側に僅かな隙間（エアギャップ通路）をもって回転自在に収容された回転子５２とから構成されている。

固定子５１には、上方および下方に銅線が巻回されており、コイルエンド５３が形成されている。固定子５１のコイルエンド５３の上端は、後述する上部軸受ハウジング２３の上部軸受部３２の下端とほぼ同じ高さ位置になるように配置されている。固定子５１の外周面には、固定子５１の上端面から下端面に亘って鉛直方向に伸びる溝状のコアカット部５１ａが、周方向に所定間隔をおいて複数個所に設けられている。そして、このコアカット部５１ａにより、胴部ケーシング部１１の内周側と固定子５１の外周側との間に上下方向に伸びるモータ冷却通路が構成されている。

回転子５２は、上下方向に伸びるように胴部ケーシング部１１の軸心に配置されたクランク軸１７を介してスクロール圧縮機構部１５の可動スクロール２６に駆動連結されている。

（１−６）容積式ポンプ
クランク軸１７の下端には、クランク軸１７の給油通路１７ａに下方油溜め部Ｐの潤滑油を吸い上げる容積式ポンプ７９が設けられている。本第１実施形態では、容積式ポンプ７９としては、いわゆるトロコイドポンプが採用されている。当該トロコイドポンプでは、下方油溜め部Ｐの潤滑油をローターや歯車の回転運動によって容積変化させ、吸込・吐出作用を行うことで、潤滑油を吸い上げる構成となっている。

（１−７）吸入管
吸入管１９は、冷媒回路の冷媒をスクロール圧縮機構部１５に導くための配管であって、本体ケーシング１０の上壁部１２に気密状に嵌入されている。吸入管１９は、ケーシング１０内部の上方の空間である低圧空間２９を上下方向に貫通すると共に、下端部が固定スクロール２４に嵌入されている。

（１−８）吐出管
吐出管２０は、本体ケーシング１０内の冷媒を本体ケーシング１０外に吐出させるための配管であって、本体ケーシング１０の胴部ケーシング部１１に気密状に嵌入されている。そして、この吐出管２０の端部は、胴体ケーシング部１１の内周面からさらに内側に突き出した位置となるように設けられている。

（１−９）スクロール圧縮機構部
スクロール圧縮機構部１５は、図１に示すように、主に、後述する上部軸受ハウジング２３の上方に密着して配置される固定スクロール２４と、固定スクロール２４に噛合する可動スクロール２６とから構成されている。

以下、このスクロール圧縮機構部１５の構成部品についてそれぞれ詳述していく。

（１−９−１）固定スクロール
固定スクロール２４は、図１に示すように、平板状の鏡板２４ａ、および、鏡板２４ａの下面から下方に伸びて形成された下面視が渦巻き状（インボリュート状）のラップ２４ｂを有している。

鏡板２４ａは、上面側の略軸中心において軸方向に貫通した吐出口４１を有している。なお、この吐出口４１は、後述する圧縮室４０に連通している。吐出口４１は、上下方向に伸びるように形成されている。

鏡板２４ａの上面側において吐出口４１のさらに上部には、吐出口４１の上端開口部分をさらに水平方向に拡大して上方に伸びる拡大凹部４２が形成されている。この拡大凹部４２には、上方から塞ぐように、蓋体４４が固定されている。拡大凹部４２と蓋体４４とによって上下方向に囲われた空間は、マフラー空間４５を形成している。このマフラー空間４５は、スクロール圧縮機構部１５の運転音を消音させる膨張室として機能する。固定スクロール２４と蓋体４４との間には、図示しないガスケットを介して密着されることでシール構造が採用されている。

なお、スクロール圧縮機構部１５の吐出口４１から吐出された冷媒は、マフラー空間４５を通過し、上部軸受ハウジング２３の外周付近に形成された上下方向に貫通するように形成された連絡通路２５を下方に通過して、ガスガイド７１に導かれるようにして一部が分流し、特定のコアカット部５１ａを下方に向けて通過し、モータ１６の下方周辺の空間に到達した後、別のコアカット部５１ａ等の通路を上方に向けて通過することで、高圧空間１８に送られる。また、他の一部は、遠心力によって潤滑油が分離され、ガスガイド７１に設けられた孔を介して、高圧空間１８に送られる。

（１−９−２）可動スクロール
可動スクロール２６は、図１に示すように、鏡板２６ａと、鏡板２６ａの上面側に伸びるようにして形成された上面視が渦巻き状（インボリュート状）のラップ２６ｂと、鏡板２６ａの下面側に円筒状に伸びるように形成されておりクランク軸１７の上端を受けるピン軸受部２２を構成するボス部２６ｃとを有している。

可動スクロール２６は、特に限定されないが、本実施形態ではインナードライブの可動スクロールを採用している。可動スクロール２６のボス部２６ｃは、クランク軸１７の上端近傍を構成するピン軸部１７ｂを、径方向外側から覆っている。このようにして、可動スクロール２６とクランク軸１７とは、回転自在に連結されている。

可動スクロール２６の上方に伸びるラップ２６ｂは、固定スクロール２４の下方に伸びるラップ２４ｂと、径方向に重なるようにして、上下方向から噛み合わされている。ここで、固定スクロール２４のラップ２４ｂと可動スクロール２６のラップ２６ｂとは、各接触部分の間に圧縮室４０が形成されるようにして、噛み合わされている。

可動スクロール２６は、自転運動が防止されるようにして、上部軸受ハウジング２３の上面によって支持されている。ボス部２６ｃには、上述のように、径方向内側に、クランク軸１７の上端のピン軸部１７ｂが挿入されている。

クランク軸１７が回転駆動することで、ピン軸部１７ｂに対して回転駆動力が伝わるように連結されているボス部２６ｃがクランク軸１７からの力の作用を受けて、可動スクロール２６は、自転することなく上部軸受ハウジング２３内を公転する。その際に、可動スクロール２６の公転に伴って、固定スクロール２４のラップ２４ｂと可動スクロール２６のラップ２６ｂとによって形成されている圧縮室４０は、回転進行方向に進みながら吐出口４１との径方向の距離が短くなっていくことで、容積が中心に向かいながら収縮される。本実施形態に係るスクロール圧縮機１では、このようにして冷媒ガスを圧縮している。

また、図１に示すように、可動スクロール２６の鏡板２６ａの板厚部分には、径方向外側に向かって伸び、内側端部がボス部２６ｃの内側に連通し、圧縮室４０よりも径方向外側近傍まで伸びた外側端部が鏡板２６ａの上面側に連通している給油微小通路８１が形成されている。

以上の構造によって、容積式ポンプ７９により加圧された潤滑油は、クランク軸１７の内部を軸方向に貫通する給油通路１７ａを通して上昇し、可動スクロール２６のボス部２６ｃの内周面の内側の連結空間の一部であるクランク軸１７上端のピン軸上方空間３７を経由して、ピン軸受部２２の摺動部分に供給される。具体的には、可動スクロール２６のボス部２６ｃの内周面に嵌められているピン軸軸受メタル８７の内周面と、クランク軸１７のピン軸部１７ｂの外周面との間の摺動部分に対して潤滑油が供給される。また、ピン軸上方空間３７に送られた潤滑油は、可動スクロール２６の鏡板２６ａの給油微小通路８１を経由して、可動スクロール２６の鏡板２６ａと固定スクロール２４の鏡板２４ａの間に給油される。

（１−１０）上部軸受ハウジング
上部軸受ハウジング２３は、その外周面において周方向の全体に亘って胴部ケーシング部１１の内周面に対して圧入固定されている。これにより、胴部ケーシング部１１の径方向内側と上部軸受ハウジング２３の径方向外側とは、全周に亘って気密状に密着されている。このため、本体ケーシング１０の内部は、上部軸受ハウジング２３下方の高圧空間１８と上部軸受ハウジング２３上方の低圧空間２９とに区画されていることになる。また、この上部軸受ハウジング２３には、上端面が固定スクロール２４の下端面と密着するように、固定スクロール２４がボルト（図示せず）により締結固定されている。

この上部軸受ハウジング２３には、上面中央において下方に凹設されたクランク室３１を有している。なお、上部軸受ハウジング２３の下方部分は、その外周が、下端から上方に向かうにつれて径方向長さが長くなるように形成されており、その内周が、軸方向を鉛直方向にとする筒状となるように形成されている。当該筒状となる部分は、上部軸受部３２を構成する上部内周部分２３ａである。この上部内周部分２３ａは、その径方向内側に嵌め込まれた軸方向を共通とする円筒状の上部軸受メタル８８と共に、上部軸受部３２を構成している。この上部軸受メタル８８の内周面が、クランク軸１７のピン軸部１７ｂの下方の部分を径方向外側から回転自在に支持している。

また、上部軸受ハウジング２３には、クランク室３１の下端近傍から外周面に通じるように径方向外側に伸びた径方向油通路（図示せず）が形成されている。クランク室３１内部まで供給された潤滑油は、この径方向油通路を通過し、胴部ケーシング部１１と固定子５１の間の隙間を下降して、本体ケーシング１０の下部の下方油溜め部Ｐに戻される。

さらに、上部軸受ハウジング２３の上面のうちクランク室３１よりも径方向外側の部分には、可動スクロール２６の下方のうちの内側の圧力が高い部分と、可動スクロール２６の下方のうち外側の圧力が低い部分との間をシールして、クランク室３１内部の高圧を保つために、環状のシール部材８６が設けられている。

（１−１１）その他
また、スクロール圧縮機構部１５の吐出口４１から吐出された冷媒は、上述のように、マフラー空間４５を通過して、一部が、特定のコアカット部５１ａを下方に向けて通過し、モータ１６の下方周辺の空間に到達した後、別のコアカット部５１ａ等の通路を上方に向けて通過することで、高圧空間１８に送られる。他の一部が、ガスガイド７１の孔を通過して、高圧空間１８に送られる。そして、高圧空間１８に送られた冷媒ガスは、吐出管２０から本体ケーシング１０外に吐出される。

（１−１２）クランク軸
クランク軸１７は、モータ１６の駆動力をスクロール圧縮機構部１５へ伝達する駆動軸であり、クランク軸１７の内部には、クランク軸１７の軸方向に貫通して給油通路１７ａが形成されている。この給油通路１７ａの軸心と、クランク軸１７の外周面における軸心とは、異なる位置となるように形成されている。すなわち、給油通路１７ａの軸心は、クランク軸１７の外周に対する軸心に対して偏心している。これにより、クランク軸１７が回転した際に、給油通路１７ａ内の潤滑油には遠心力が作用するため、上方に供給される。

クランク軸１７は、上部軸受ハウジング２３の上部軸受部３２および下部軸受ハウジング２８の下部軸受部２７によって本体ケーシング１０内部に回転自在に支持されている。クランク軸１７の中間部分は、モータ１６の回転子５２に同心状に連結されている。

また、クランク軸１７の上端のピン軸部１７ｂは、クランク軸１７の中間部分から偏心するように設けられている。このピン軸部１７ｂは、可動スクロール２６のボス部２６ｃの内周空間に挿入されているため、クランク軸１７がモータ１６の駆動力により回転することにより、可動スクロール２６を公転運動させることが可能である。

また、クランク軸１７のピン軸部１７ｂの内部には、給油通路１７ａの途中から径方向外側に向けて分岐して伸び出し、外部のピン軸軸受メタル８７の内周面の手前まで連通しているピン軸受給油横穴１７ｃが形成されている。潤滑油は、このピン軸受給油横穴１７ｃを介して、可動スクロール２６のボス部２６ｃの内側に設けられたピン軸軸受メタル８７の内周面とピン軸部１７ｂの外周面との間の摺動部分に供給される。

なお、クランク軸１７のうち下部軸受部２７によって支持されている部分には、給油通路１７ａの途中から径方向外側に向けて分岐して伸び出し、外部の下部軸受メタル８９の内周面の手前まで貫通するように伸びた下部軸受給油横穴１７ｄが形成されている。下部軸受部２７の下部軸受メタル８９の内周面とクランク軸１７の下端近傍の外周面との間の摺動部分には、この下部軸受給油横穴１７ｄを介して給油が行われる。

また、クランク軸１７のうち上部軸受部３２によって支持されている部分には、給油通路１７ａの途中から径方向外側に向けて分岐して伸び出し、外部の上部軸受メタル８８の内周面の手前まで貫通するように伸びた上部軸受給油横穴１７ｅが形成されている。上部軸受部３２の上部軸受メタル８８の内周面とクランク軸１７のピン軸部１７ｂの下方の外周面との間の摺動部分には、この上部軸受給油横穴１７ｅを介して給油が行われる。

なお、ピン軸部１７ｂの下方の上方軸受３４の上方部分には、運転時におけるクランク軸１７の回転数が低い低速回転状態よりも、回転数が高い高速回転状態の方が、給油通路１７ａの開放程度が下がることで、潤滑油の上方への流れを抑制させるための、回転数追従構造５が採用されている（図２参照）。回転数追従構造５の詳細構成については、後述する。

図１に示すように、可動スクロール２６のボス部２６ｃ内部には、クランク軸１７先端のピン軸部１７ｂの上端面と可動スクロール２６の鏡板２６ａの下面との間の空間であるピン軸上方空間３７と、クランク軸１７先端のピン軸部１７ｂの外周面と可動スクロール２６のボス部２６ｃの内側に設けられたピン軸軸受メタル８７の内周面との間の空間であるピン軸周方向空間３８（クランク室３１の一部）と、がそれぞれ形成されている。そして、クランク軸１７内部の給油通路１７ａを介して供給される潤滑油の一部は、ピン軸上方空間３７、上述の給油微小通路８１を介して、可動スクロール２６と固定スクロール２４との間に供給される。なお、ピン軸周方向空間３８は、径方向の数十ミクロン程度の幅が上下方向に伸びるようにして形成されている。

（１−１３）ガスガイド
ガスガイド７１は、図１に示すように、上部軸受ハウジング２３の径方向外側の下方であって、モータ１６の上方の空間に配置され、胴体ケーシング部１１に対して固定され、胴体ケーシング部１１の内周面との間で流路を形成させる金属薄板状の部材である。

このガスガイド７１は、上部軸受ハウジング２３に形成された上下方向に貫通する連絡通路２５を通過したガス冷媒の一部を分離させて、固定子５１の外周面と胴部ケーシング部１１内周面との間を通過するように導く。他の一部の冷媒は、ガスガイド７１の図示しない孔を通過して、高圧空間１８に送られる。

（２）回転数追従構造の詳細構成
図１のＸ部分の部分拡大断面図である図２に示すように、回転数追従構造５は、クランク軸１７の内部の給油通路１７ａの途中に、ピン軸部１７ｂのピン軸受給油横穴１７ｃの下方であって、上部軸受部３２の上方の高さ位置に形成された給油量調整空間６０と、当該給油量調整空間６０の内部に配置された第１回転部材９０と、当該給油量調整空間６０内の第１回転部材９０の上方に配置された第２回転部材９５と、弾性部材６６とを有して構成されている。

なお、図３は、図２で示す部分のクランク軸１７が回転した状態での様子を示す図である。図４は、図２の状態の上面視概略構成図である。図５は、図３の状態の上面視概略構成図である。

給油量調整空間６０は、図２、図３に示すように、ピン軸部１７ｂのピン軸受給油横穴１７ｃの下方であって、上部軸受部３２の上方の高さ位置の給油通路１７ａの側面から径方向外側に向けて凹んだ溝によって形成される空間である。この給油量調整空間６０は、径方向に広がる下端面のうち径方向外側端部から上方に向けて広がっている溝底６１と、溝底６１の上端部から上方に向かうにつれて径方向内側に伸びるように広がる傾斜面６２と、傾斜面６２の上端部から径方向内側に広がる上面６３とを有している。なお、溝底６１は、上面視において、クランク軸１７の給油通路１７ａの径方向外側であって、クランク軸１７の外周の内側に位置している。

第１回転部材９０は、給油量調整空間６０内の下端面上に配置されている。この第１回転部材９０は、径方向外側を向いており給油量調整空間６０の溝底６１と対面している外側側面９１と、外側側面９１の上端部から上方に向かうにつれて径方向内側に向けて伸びるようにして広がっている第１傾斜面９２を有している。この第１傾斜面９２は、給油量調整空間６０の傾斜面６２よりも傾斜がなだらかであり、上方に向かうにつれて、傾斜面６２よりもさらに径方向内側に多く伸びるように傾斜している。

弾性部材６６は、第１回転部材９０の外側側面９１と、給油量調整空間６０の溝底６１とを繋いでおり、両者が近づこうとする動きに対して弾性力を生じさせて、両者を離す方向に力を作用させる。この弾性部材６６の材質は、特に限定されないが、例えば、バネやゴム等の種々のものを採用することができる。

第２回転部材９５は、給油量調整空間６０内の第１回転部材９０の上方に配置されている。この第２回転部材９５は、第１回転部材９０の第１傾斜面９２に対して面接触している第２内側傾斜面９６と、給油量調整空間６０の傾斜面６２に対して面接触している第２外側傾斜面９７と、第２外側傾斜面９７の上端部から径方向内側に向けて広がっている上面９８とを有している。なお、第２回転部材９５の径方向内側は、図４、図５に示すように、クランク軸１７の給油通路１７ａの側面に対応した円弧状の曲面となるように構成されている。

以上の構成において、クランク軸１７の停止時には、第１回転部材９０は、図２および図４に示すように、弾性部材６６が間に介在することで、給油量調整空間６０の溝底６１からは径方向内側に遠く離れて位置している。なお、このクランク軸１７が停止した状態では、第１回転部材９０の重心は、クランク軸１７の回転中心よりも外側に位置している。また、クランク軸１７の停止時には、第２回転部材９５は、自重によって、第１回転部材９０の上面９２を下方に押し、かつ、給油量調整空間６０の傾斜面６２を外側に押すように位置している。

また、クランク軸１７の駆動時には、第１回転部材９０は、クランク軸１７の回転数が所定の回転数に達するまでは、弾性部材６６の弾性力に打ち勝つことができず、図２、図４で示した状態を維持する。このため、第２回転部材９５についても、同様に、図２、図４で示した状態を維持する。

そして、クランク軸１７の回転数が所定の回転数を超えるまで増大した場合には、第１回転部材９０に作用する遠心力が弾性部材６６の弾性力に勝り、図３および図５に示すように、弾性部材６６の弾性力とバランスする位置まで、給油量調整空間６０内を径方向外側に向けて移動する。この際、第２回転部材９５は、移動した第１回転部材９０の上面９２と第２回転部材９５の第２内側傾斜面９６との間でスライド移動が生じ、第２回転部材９５の第２外側傾斜面９７が給油量調整空間６０の傾斜面９７によって径方向内側に押されることで、第２回転部材９５は、径方向内側の上方に向けて押し出される。

これにより、クランク軸１７の給油通路１７ａは、第２回転部材９５の径方向内側端部によって閉鎖程度が増大し、給油通路断面積が小さくなる。

（３）スクロール圧縮機の運転動作
次に、スクロール圧縮機１の運転動作について図１から図５を参照しながら簡単に説明する。

まず、モータ１６の駆動が開始されると、クランク軸１７が回転し、可動スクロール２６が自転することなく公転運転を行う。このとき、回転数追従構造５の第１回転部材９０は、遠心力が作用するが、弾性部材６６の径方向内側に押される力に勝ることができず、図２、図４に示す状態を維持する。

なお、クランク軸１７からの回転力を受けたスクロール圧縮機構部１５では、低圧の冷媒ガスが、吸入管１９を通って圧縮室４０の周縁側から圧縮室４０に吸引され、圧縮室４０の容積変化に伴って圧縮され、高圧の冷媒ガスとなる。

この高圧の冷媒ガスは、圧縮室４０の中央部から吐出口４１を通ってマフラー空間４５へ吐出され、その後、上部軸受ハウジング２３の連絡通路２５を下方に流れ、一部が分流して、胴部ケーシング部１１内周面に沿って円周方向に流れて、ガスガイド７１の孔を介して、高圧空間１８に送られる。このとき、冷媒ガスに混入している潤滑油が分離され、下方油溜め部Ｐに貯留される。また、分流した冷媒ガスの他の一部は、固定子５１に形成された特定のコアカット部５１ａを下方に向けて通過し、モータ１６の下方周辺の空間に到達した後、反転し、別のコアカット部５１ａおよび固定子５１と回転子５２の間のエアギャップ通路を上方に向けて通過することで、高圧空間１８に送られる。高圧空間１８に送られて合流した冷媒ガスは、吐出管２０を通じて本体ケーシング１０外に吐出される。

そして、本体ケーシング１０外に吐出された冷媒ガスは、冷媒回路を循環した後、再度吸入管１９を通ってスクロール圧縮機構部１５に吸入されて圧縮される。

また、スクロール圧縮機１の駆動時には、本体ケーシング１０内部において、容積式ポンプ７９のポンプ作用により下方油溜め部Ｐの潤滑油が吸い上げられることで、クランク軸１７の給油通路１７ａ、上述のように開放された回転数追従構造５、および、ピン軸受給油横穴１７ｃを通して、ピン軸受部２２の摺動部分に対する給油が行われる。それとともに、ピン軸上方空間３７、可動スクロール２６の板厚部分の給油微小通路８１を介して、固定スクロール２４と可動スクロール２６の鏡板２６ａの間に給油することができる。

なお、クランク軸１７の下部軸受部２７の摺動部分への給油は、クランク軸１７内部の給油通路１７ａから分岐した下部軸受給油横穴１７ｄを通して適宜給油され、クランク軸１７の上部軸受部３２の摺動部分への給油は、クランク軸１７内部の給油通路１７ａから分岐した上部軸受給油横穴１７ｅを通して適宜給油される。

なお、容積式ポンプ７９は、クランク軸１７の回転数が増大するほどより多くの潤滑油を上方に送りだそうとする。

これに対して、スクロール圧縮機１の運転時に、クランク軸１７の回転数が所定の回転数を超えるまで増大すると、第１回転部材９０に作用する遠心力が、弾性部材６６の径方向内側に向かう弾性力に勝り、図３、図５に示すように、弾性力とバランスする位置まで径方向外側に向けて移動する。これにより、給油通路１７ａのうち回転数追従構造５が設けられている部分の通過断面積が狭くなるため、容積式ポンプ７９の駆動によって多くの潤滑油が供給されようとする場合であっても、ピン軸上方空間３７やピン軸受給油横穴１７ｃに対する過剰な潤滑油の供給が抑制されている。

（４）第１実施形態の特徴
第１実施形態に係るスクロール圧縮機１では、モータ１６が駆動してクランク軸１７が回転駆動している状態では、容積式ポンプ７９が駆動することで、下方油溜め部Ｐに貯留されている潤滑油が、給油通路１７ａを通過して、上方に送り上げられることで、上方のスクロール圧縮機構部１５周辺やボス部２６ｃとピン軸部１７ｂとの間や上方軸受３４周辺等の摺動部に対して供給され、摺動部分の焼き付け等を防止することができている。

さらに、上記第１実施形態のスクロール圧縮機１では、回転数追従構造５が採用されており、モータ１６の駆動が停止してクランク軸１７の回転駆動も停止している状態、および、クランク軸１７の回転数が所定の回転数に達していない状態では、第１回転部材９０は弾性部材６６の弾性力に勝ることができず、図２、図４に示すように、給油通路１７ａの開放程度が大きい状態で維持される。この状態では、クランク軸１７の回転数が増大するほど、容積式ポンプ７９による給油通路１７ａへ送り出す給油量が増大する。これにより、クランク軸１７の回転数が増大することで摺動部分の摩擦を低減させるために必要な潤滑油の量が多くなる状態になっても、ピン軸上方空間３７、ピン軸受給油横穴１７ｃ、可動スクロール２６等およびその周辺の摺動部分等に対して、容積式ポンプ７９が十分な量の潤滑油を供給することができる。

他方、クランク軸１７の回転数がさらに増大して、所定の回転数を超えると、第１回転部材９０に作用する遠心力が弾性部材６６による弾性力に勝り、両力がバランス位置まで第１回転部材９０が径方向外側に向けて移動する。これにより、上述したように第２回転部材９５によって給油通路１７ａの閉鎖程度が増大するため、容積式ポンプ７９による摺動部分への給油量が過剰になることが防止されている。これにより、ピン軸上方空間３７や可動スクロール２６等およびその周辺の摺動部分等に対して過剰に供給された潤滑油が、高圧空間１８に対して漏れ出ることにより、吐出管２０を介してスクロール圧縮機１の外部へ潤滑油が流出してしまうことを抑制することができる。これにより、下方油溜め部Ｐにおける潤滑油不足を回避することが可能になる。

（５）他の実施形態
上記第１実施形態においては、本発明の一実施形態を例に挙げて説明した。

しかし、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して得られる実施形態も当然に含まれる。

（５−１）
上記第１実施形態では、給油通路１７ａの軸に対して一方向に第１回転部材９０および第２回転部材９５が配置されて構成されている回転数追従構造５について例に挙げて説明した。

しかし、本発明は、これに限られるものではなく、例えば、図６、図７、図８、図９に示すように、給油量調整空間２６０内に第１回転部材２９０ａ、第２回転部材２９５ａ、弾性部材２６６ａ、第３回転部材２９０ｂ、第４回転部材２９５ｂ、弾性部材２６６ｂ・・・が設けられた回転数追従構造２０５を有するスクロール圧縮機２０１であってもよい（なお、図８、図９では、他の回転部材や弾性部材について簡単のために参照符号の記載を省略する。）。

このスクロール圧縮機２０１では、クランク軸１７の停止時やクランク軸１７の回転数が所定の回転数に満たない状況では、図６、図８に示すように、２つの第１回転部材２９０ａおよび第２回転部材２９０ｂは移動することなく、給油通路１７ａを開放した状態となる。

また、クランク軸１７の回転数が所定の回転数を超えた場合には、図７、図９に示すように、２つの第１回転部材２９０ａおよび第３回転部材２９０ｂにそれぞれ遠心力が作用することで、弾性部材２６６ａおよび弾性部材２６６ｂの弾性力とバランスする位置まで、径方向に互いに離れる方向に移動することで、第２回転部材２９５ａと第４回転部材２９５ｂとが径方向に互いに近づくように移動し、給油通路１７ａの開放程度を低くする。

以上の構成によっても、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができている。

しかも、このスクロール圧縮機２０１では、第２回転部材２９５ａと第４回転部材２９５ｂ・・・が、複数に分割されているため、給油通路１７ａの開放程度を変更させるための回転部材１つ当たりの移動距離を短くすることができている。これにより、クランク軸１７が細い形状である等、設置スペースの確保が困難な場合であっても、当該回転数追従構造２０５を採用しやすくなっている。

（５−２）
上記第１、２実施形態では、回転部材の側面と給油通路１７ａの側面との間の通過断面積を調節させる形態を例に挙げて説明した。

しかし、本発明は、これに限られるものではなく、例えば、図１０および図１１に示すように、回転部材３９０が弾性部材３６６を介して給油量調整空間３６０内に収容されつつ固定されている回転数追従構造３０５を備えたスクロール圧縮機３０１であってもよい。

この給油量調整空間３６０は、給油通路１７ａの途中において、給油通路１７ａを径方向に広げるようにして形成されている。

また、回転部材３９０は、上下方向の幅が給油量調整空間３６０の上下方向の幅に対応して給油量調整空間３６０内で水平方向にスライド可能な形状に形成されている。この回転部材３９０には、上下方向に貫通した貫通孔３１７ａが形成されている。この貫通孔３１７ａは給油通路１７ａの内径に対応する、大きさとなっている。また、この回転部材３９０の重心は、クランク軸１７が駆動していない状態であっても、クランク軸１７の軸心よりも径方向外側に離れて位置しており、クランク軸１７が駆動することで径方向外側に向かう遠心力が作用するように配置されている。

弾性部材３６６は、その一端が、クランク軸１７が駆動している際に回転部材３９０に作用する遠心力の方向側の径方向端部に接合されている。また、弾性部材３６６の他端は、給油量調整空間３６０のうち、回転部材３９０と弾性部材３６６とが接合されている面に対向する面に接合されている。

これにより、クランク軸１７が停止しているかクランク軸１７の回転数が所定の回転数に達していない状況では、回転部材３９０に作用する遠心力が弾性部材３６６の弾性力に打ち勝つことが無いため、図１０に示すように、回転部材３９０は、給油通路１７ａと貫通孔３１７ａとが上下方向に連通した状態になっている。

これに対して、クランク軸１７の回転数が所定の回転数を超えた場合には、回転部材３９０に作用する遠心力が弾性部材３６６の弾性力に勝り、回転部材３９０が径方向外側にスライド移動して、給油通路１７ａと貫通孔３１７ａとの位置がずれることで、給油通路１７ａの開放程度を低く抑えることが可能になっている。

このため、以上の構成によっても、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができている。

（５−３）
上記第１実施形態では、ピン軸受部２２と上部軸受部３２の間の高さ位置に回転数追従構造５が設けられた場合を例に挙げて説明した。

しかし、本発明は、これに限られるものではなく、例えば、図１２、図１２のＹ部分の部分拡大断面図である図１３および図１４において示すように、上方のピン軸受部２２と上部軸受部３２の間の高さ位置に回転数追従構造５を設ける代わりに、下部軸受部２７の高さ位置において、給油量調整空間４６０内に第１回転部材４９０、第２回転部材４９５および弾性部材４６６が収容されて構成された回転数追従構造４０５を設けて構成されたスクロール圧縮機４０１であってもよい。このスクロール圧縮機４０１には、給油通路１７ａの側面から径方向外側に向けて貫通するように伸びた下部軸受給油横孔１７ｄの下方の位置に、当該回転数追従構造４０５が形成されている。

このスクロール圧縮機４０１の回転数追従構造４０５は、クランク軸１７が停止しているかもしくは回転数が所定の回転数に満たない状態では、図１３に示すように、第１回転部材４９０に作用する遠心力が弾性部材４６６の弾性力に打ち勝つこと無く、第１回転部材４９０および第２回転部材４９５は、給油通路１７ａの開放程度が高い状態を維持している。

これに対して、クランク軸１７の回転数が所定の回転数を超えた場合には、第１回転部材４９０に作用する遠心力が弾性部材４６６の弾性力に打ち勝って、径方向外側に向けて移動するため、第２回転部材４９５が給油通路１７ａの開放程度を小さくするように移動する。

このため、以上の構成によっても、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができている。

なお、この他の実施形態（５−３）では、上方のピン軸受部２２と上部軸受部３２の間の高さ位置に回転数追従構造５を有する第１実施形態と異なり、回転数追従構造５を有することなく、下部軸受部２７の高さ位置において回転数追従構造４０５を有しているスクロール圧縮機４０１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第１実施形態の回転数追従構造５と、この他の実施形態（５−３）の回転数追従構造４０５と、の両方を併せ持ったスクロール圧縮機についても、当然に、本発明に含まれる。

（５−４）
上記各実施形態では、クランク軸１７の給油通路１７ａが偏心して設けられている場合を例に説明した。

しかし、本発明は、これに限られるものではなく、クランク軸１７の外周と同心の給油通路を有していてもよい。

（５−５）
上記実施形態および各他の実施形態においては、クランク軸１７を受ける軸受として、すべり軸受を採用した場合を例に挙げて説明した。

しかし、クランク軸１７を受ける軸受としては、特に限定されるものではなく、例えば、軸受として転がり軸受等の他の種類の軸受が採用されてもよい。

（５−６）
なお、上記各実施形態を、互いに矛盾しない範囲で適当に組み合わせて得られる実施形態についても、当然に本発明に含まれる。

本発明のスクロール圧縮機では、例えば、上下方向にクランク軸が伸びており、下端部に潤滑油が貯留されているスクロール圧縮機において特に有用である。

１、２０１、３０１、４０１ スクロール圧縮機
５、２０５、３０５、４０５ 回転数追従構造
１０ ケーシング（本体ケーシング）
１５ スクロール圧縮機構部（圧縮機構部）
１６ モータ
１７ クランク軸
１７ａ 給油通路
１７ｂ ピン軸部
１７ｃ ピン軸受給油横穴（給油横穴）
１８ 高圧空間
２２ ピン軸受部
２３ 上部軸受ハウジング
２４ 固定スクロール
２６ 可動スクロール
２６ｃ ボス部
２７ 下部軸受部
２８ 下部軸受ハウジング
３２ 上部軸受部
３７ ピン軸上方空間
３８ ピン軸周方向空間
４０ 圧縮室
６０、２６０、３６０、４６０ 給油量調整空間
６６、２６６ａ、２６６ｂ、３６６、４６６ 弾性部材
７９ 容積式ポンプ
９０、２９０ａ、２９０ｂ、３９０、４９０ 第１回転部材
９５、２９５ａ、２９５ｂ、３９５、４９５ 第２回転部材
Ｐ 下方油溜め部

特開２０１１−１８５４号公報

Claims (3)

1. ケーシング（１０）と、
   前記ケーシング内に収納されており、固定スクロール（２４）と、前記固定スクロールとの間に圧縮室を形成する可動スクロール（２６）と、を有する圧縮機構部（１５）と、
   上部軸受部（３２）と下部軸受部（２７）に対して回転可能に連結されるクランク軸（１７）と、
   前記クランク軸を回転駆動させるモータ（１６）と、
   前記ケーシング内における前記下部軸受部の下方の空間に設けられ、潤滑油を溜める下方油溜め部（Ｐ）と、
   を備えたスクロール圧縮機において、
   前記クランク軸の内部において軸方向に伸びるように形成された給油通路（１７ａ）と、
   前記クランク軸の回転数が高いほど、前記下方油溜め部の潤滑油をより多く前記給油通路（１７ａ）内に送る給油ポンプ（７９）と、
   前記クランク軸の回転数が高いほど前記給油流路の軸方向における閉鎖程度が増し、前記クランク軸の回転数が低いほど前記給油流路の軸方向における開放程度が増す回転数追従構造（５、２０５、３０５、４０５）と、
   を備えたスクロール圧縮機（１、２０１、３０１、４０１）。
2. 前記回転数追従構造は、
   前記下方油溜め部の上方であって、前記下方油溜め部よりも前記下部軸受部に近い位置もしくは前記上部軸受部に近い位置において、前記クランク軸の外周よりも径方向内側の前記クランク軸の内部に、前記クランク軸とは別体として設けられた第１回転部材（９０、２９０ａ、２９０ｂ、４９０）と、
   前記第１回転部材が回転駆動した場合における遠心力による移動を抑制する方向に弾性力を生じさせる弾性部材（６６、２６６ａ、２６６ｂ、４６６）と、
   前記第１回転部材が前記弾性部材の弾性力に勝って移動することに伴い、前記給油通路の開放程度を低減させるように移動する第２回転部材（９５、２９５ａ、２９５ｂ、４９５）と、
   を有して構成されている、
   請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 前記クランク軸の前記給油通路の軸心は、前記クランク軸の外周に対する軸心に対して偏心している、
   請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。

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