JP2020033989A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性の低下を抑制する。【解決手段】固定端板２６とリアハウジング１３との間に挟み込まれるガスケット５３には、一方の端部が貯留室４２に連通し、他方の端部が貫通孔５１に連通する長穴５６が形成される。固定端板２６の後端面、長穴５６、及びリアハウジング１３の前端縁によって形成された流路６３には、絞りとして機能する連通溝６１が形成される。【選択図】図５

Description

本発明は、スクロール圧縮機に関するものである。

特許文献１に示されるように、スクロール圧縮機において、吐出冷媒から分離され且つ貯留されたオイルが、ガスケットに形成された流路を通って、固定渦巻きの先端側へ供給されるものがある。

特開平１１−８２３５１号公報

オイルを減圧するためにも、ガスケットの流路をできるだけ細くすることが望ましい。ガスケットはプレス成形されるが、細い流路を形成するには、打ち抜きの金型（パンチ）を細くしなければならないため、耐久性の低下によって生産性に影響を与える可能性がある。
本発明の課題は、生産性の低下を抑制することである。

本発明の一態様に係るスクロール圧縮機は、
円板状に形成した固定端板の一端面に固定渦巻きが形成され、固定端板を軸方向に貫通する貫通孔が形成された固定スクロールと、
一端縁が全周にわたって固定端板の他端面に当接し、固定端板の他端側を覆うハウジングと、
固定端板で閉塞されたハウジングの内部に形成され、オイルが貯留された貯留部と、
固定端板の他端面とハウジングの一端縁との間に挟み込まれ、ハウジングの一端縁に沿って延び、一方の端部が貯留部に連通し、他方の端部が貫通孔に連通する長穴が形成されたガスケットと、を備え、
貯留部に貯留されたオイルは、固定端板の他端面、長穴、及びハウジングの一端縁によって形成された流路を経て貫通孔に供給され、
流路には、絞りが形成されている。

本発明によれば、固定端板の他端面、長穴、及びハウジングの一端縁によって形成された流路に絞りを設けているので、通過するオイルを減圧することができる。絞りによってオイルを減圧できる分、ガスケットの長穴を細くしないで済むため、プレス成形における金型の耐久性が向上し、生産性の低下を抑制できる。

圧縮機における前後方向及び上下方向に沿った断面図である。 分離室の断面図である。 固定スクロールの後面を示す図である。 ガスケットを示す図である。 流路を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

《一実施形態》
《構成》
以下の説明では、互いに直交する三方向を、便宜的に、前後方向、左右方向、上下方向とする。
図１は、圧縮機における前後方向及び上下方向に沿った断面図である。
圧縮機１１は、例えばカーエアコンの冷媒回路で用いられるベルト駆動型のスクロール圧縮機であり、冷媒（熱媒体）を吸入し、圧縮してから排出する。

圧縮機１１は、前後方向に沿って前側から順に並んだ、フロントハウジング１２と、リアハウジング１３と、によって気密性を保つように一体化されている。フロントハウジング１２の上部には、冷媒を吸入する吸入口（図示省略）が形成され、リアハウジング１３の上部には、圧縮された冷媒を排出する排出口（図示省略）が形成されている。
フロントハウジング１２の前側には、回転軸２１が回転自在に支持されている。回転軸２１の前端側は、電磁クラッチ２２を介してプーリ２３に連結されている。プーリ２３には、例えばエンジンの動力が駆動ベルトを介して伝達される。

フロントハウジング１２の後側には、固定スクロール２４と、可動スクロール２５と、が収容されている。
固定スクロール２４は、フロントハウジング１２の後側を閉塞するように固定されており、円板状に形成された固定端板２６と、この固定端板２６の前面に形成された固定渦巻き２７と、を備える。
可動スクロール２５は、固定端板２６の前側に配置されており、円板状に形成された可動端板２８と、この可動端板２８の後面に形成され、固定渦巻き２７と噛み合う可動渦巻き２９と、を備える。

固定端板２６の前面と可動端板２８の後面とが対向し、固定渦巻き２７と可動渦巻き２９とが噛み合っている。固定渦巻き２７の先端は、図示しないチップシールを介して可動端板２８の後面に摺動可能に接触し、可動渦巻き２９の先端は、図示しないチップシールを介して固定端板２６の前面に摺動可能に接触している。固定端板２６の前面、固定渦巻き２７、可動端板２８の後面、及び可動渦巻き２９で囲まれた区画によって、冷媒を圧縮するための圧力室３１が形成されている。前後方向から見ると、圧力室３１は、三日月状の密閉空間となる。

可動端板２８の前面には、ボス３２が形成され、回転軸２１の後端には、偏心させたクランク端部３３が形成され、クランク端部３３がボス３２に回転自在の状態で嵌め込まれている。回転軸２１の回転運動は、クランク端部３３によって旋回運動として可動スクロール２５に伝達される。可動スクロール２５は、例えばピン＆ホールを介して自転が阻止され、且つ固定スクロール２４に対する公転が許容されている。
固定端板２６の中央には、前後方向に貫通した吐出孔３４が形成され、吐出孔３４は、固定端板２６の後側に形成された吐出室３５に連通している。固定端板２６の後面には、吐出孔３４の後端側を開閉可能な吐出弁３６が設けられている。

固定スクロール２４に対して可動スクロール２５が公転すると、圧力室３１は、前後方向から見て、スクロール中心に向かって変位してゆき、且つ容積が縮小してゆく。圧力室３１は、スクロール外側にあるときに吸入口（図示省略）と連通して冷媒を吸入し、スクロール中心にあるときに吐出孔３４と連通して圧縮した冷媒を吐出する。吐出弁３６は、吐出圧を受けるときに、吐出室３５に冷媒を吐出させる。固定端板２６の後面には、圧力室３１が一定の圧力以上となるときに、圧力室３１と吐出室３５とを連通するリリーフ弁３７が設けられている。

次に、オイル分離構造について説明する。
図２は、分離室の断面図である。
リアハウジング１３は、冷媒とオイルとを分離させる分離室４１と、分離したオイルを貯留する貯留室４２（貯留部）と、を備える。
分離室４１は、上下方向に延び、断面が円形となる内周面を有する内部空間である。分離室４１の上部は、連通孔４３を介して吐出室３５に連通し、分離室４１の上端には、冷媒の排出口（図示省略）が形成されている。分離室４１の下端は、連通孔４４を介して貯留室４２に連通している。

分離室４１では、排出配管４５の上端が排出口（図示省略）に連通され、排出配管４５の下端が分離室４１における上下方向の略中央まで延びている。オイルを含む冷媒が連通孔４３から流入すると、分離室４１の内周面と排出配管４５の外周面との間を螺旋状に下降してゆき、周方向に旋回するときの遠心作用によって冷媒とオイルとが分離される。分離された冷媒は、排出配管４５の下端から流入すると、排出配管４５内を上昇してゆき、排出口（図示省略）から外部へ排出される。分離されたオイルは、分離室４１の内周面を伝って下降してゆき、連通孔４４から貯留室４２へ排出される。

次に、オイルの戻し構造について説明する。
図３は、固定スクロールの後面を示す図である。
固定端板２６の上部には、固定渦巻き２７よりも径方向外側に、軸方向に沿って貫通した円形の貫通孔５１が形成されている。固定端板２６の下部には、前後方向に見て、貯留室４２の底部と重なる位置に連通溝５２が形成されている。
図４は、ガスケットを示す図である。
ここでは、リアハウジング１３の前端縁にガスケット５３を重ねた状態を示す。ガスケット５３は、固定端板２６の後面とリアハウジング１３の前端縁との間に挟み込まれる板状のシール部材である。ガスケット５３は、薄板状の金属を裏表の両面からゴム等のシール材で挟み込んで形成されている。固定端板２６の後面には、ガスケット５３を介してリアハウジング１３の前端縁が全周にわたって当接し（図１、図２）、リアハウジング１３は、固定端板２６の後端側を覆っている。

ガスケット５３には、連通溝５２と重なる位置に円形の開口部５４が形成され、貫通孔５１と重なる位置に円形の開口部５５が形成されている。開口部５５は貫通孔５１と同心である。固定端板２６の後面とリアハウジング１３の前端縁との間に挟み込まれる領域には、リアハウジング１３の前端縁に沿って延びる円弧状の長穴５６が形成されている。長穴５６は、リアハウジング１３の前端縁に沿って複数に分断され（ここでは４つ）、不連続な状態で形成されている。最下部に位置する長穴５６の下端部は、開口部５４の近傍まで延び、最上部に位置する長穴５６の上端部は、開口部５５の近傍まで延びている。リアハウジング１３の前端縁には、連通溝６１、６２が形成されている。連通溝６１は、隣り合う長穴５６の端部同士を連通している。連通溝６２は、最上部に位置する長穴５６の上端部と開口部５５とを連通している。

図５は、流路を示す断面図である。
ここでは、説明を簡単にするために長穴５６を模式的に描いている。固定端板２６の後面とリアハウジング１３の前端縁との間にガスケット５３を挟み込むことで、固定端板２６の後端面、長穴５６、及びリアハウジング１３の前端縁によって、オイルの流路６３が形成されている。貯留室４２の底部は、開口部５４を介して連通溝５２に連通している。連通溝５２は、長穴５６を介して連通溝６１に連通している。連通溝６１は、長穴５６を介して連通溝６２に連通している。連通溝６２は、開口部５５を介して貫通孔５１に連通している。

ここでは、４つの長穴５６を形成しているので、３つの連通溝６１を形成している。各連通溝６１の深さ寸法は、ガスケット５３の厚さ寸法よりも小さい範囲で設定している。これにより、流路６３において連通溝６１が絞りとして機能する。
貯留室４２に貯留されたオイルは、分離室４１の吐出圧を受け、流路６３を経て可動端板２８の後面側に供給される。これにより、可動端板２８の後面と固定渦巻き２７の先端との摺動部の潤滑が行なわれる。さらに、固定スクロール２４に対して可動スクロール２５が旋回運動するときにオイルが拡散し、軸受等、他の摺動部も潤滑が行なわれる。

《作用》
次に、一実施形態の主要な作用効果について説明する。
オイルは、高圧の吐出圧を受けるため、可動端板２８の後面側へ戻されるまでに、減圧させる必要があり、オイルを減圧するためには、ガスケット５３における長穴５６の幅寸法をできるだけ細くすることが望ましい。しかしながら、ガスケット５３を構成する薄板状の金属はプレス成形されるため、幅寸法の狭い長穴５６を形成するには、打ち抜きの金型（パンチ）を細くしなければならなくなり、耐久性の低下によって生産性に影響を与える可能性がある。
そこで本実施形態では、固定端板２６の後端面、長穴５６、及びリアハウジング１３の一端縁によって形成された流路６３に、絞りを設けている。

具体的には、リアハウジング１３の前端縁に沿って不連続な状態で複数の長穴５６を形成し、リアハウジング１３の前端縁には、隣り合う長穴５６の端部同士を連通する連通溝６１を形成している。連通溝６１の深さ寸法は、ガスケット５３の厚さ寸法よりも小さい範囲で設定されているので、流路６３に対して連通溝６１が絞りとなる。この絞りによって、流路６３を通過するオイルを減圧することができる。絞りによってオイルを減圧できる分、ガスケット５３の長穴５６を細くしないで済むため、プレス成形における金型の耐久性が向上し、生産性の低下を抑制できる。

また、オイルは複数の絞りを通過するので、オイルの脈動を抑制しつつ、オイルを効果的に減圧することができる。
なお、連通溝６１の深さ寸法を大きくし、代わりに幅を小さくしたり、長さを短くしたりすることも考えられる。しかしながら、連通溝６１の幅を小さくしたり長さを短くしたりすると、各長穴５６に対して組み付け誤差が生じた場合に、狙い通りの隙間を確保できなくなる。したがって、絞り機能は、連通溝６１の幅方向や長さ方向で設定するよりも、深さ方向で設定する方が、組み付け性の面で優れている。

《変形例》
本実施形態では、絞りとして機能する連通溝６１を複数設けているが、これに限定されるものではなく、一つだけでもよい。
本実施形態では、連通溝６１をリアハウジング１３の側に形成しているが、これに限定されるものではなく、固定端板２６の側に形成してもよい。

以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。

１１…圧縮機、１２…フロントハウジング、１３…リアハウジング、２１…回転軸、２２…電磁クラッチ、２３…プーリ、２４…固定スクロール、２５…可動スクロール、２６…固定端板、２７…固定渦巻き、２８…可動端板、２９…可動渦巻き、３１…圧力室、３２…ボス、３３…クランク端部、３４…吐出孔、３５…吐出室、３６…吐出弁、３７…リリーフ弁、４１…分離室、４２…貯留室、４３…連通孔、４４…連通孔、４５…排出配管、５１…貫通孔、５２…連通溝、５３…ガスケット、５４…開口部、５５…開口部、５６…長穴、６１…連通溝、６２…連通溝、６３…流路

Claims (3)

1. 円板状に形成した固定端板の一端面に固定渦巻きが形成され、前記固定端板を軸方向に貫通する貫通孔が形成された固定スクロールと、
   一端縁が全周にわたって前記固定端板の他端面に当接し、前記固定端板の他端側を覆うハウジングと、
   前記固定端板で閉塞された前記ハウジングの内部に形成され、オイルが貯留された貯留部と、
   前記固定端板の他端面と前記ハウジングの一端縁との間に挟み込まれ、前記ハウジングの一端縁に沿って延び、一方の端部が前記貯留部に連通し、他方の端部が前記貫通孔に連通する長穴が形成されたガスケットと、を備え、
   前記貯留部に貯留された前記オイルは、前記固定端板の他端面、前記長穴、及び前記ハウジングの一端縁によって形成された流路を経て前記貫通孔に供給され、
   前記流路には、絞りが形成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 前記長穴は、前記ハウジングの一端縁に沿って不連続な状態で複数形成され、
   前記固定端板の他端面、又は前記ハウジングの一端縁には、隣り合う前記長穴の端部同士を連通する連通溝が形成されており、前記連通溝によって前記絞りが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 前記連通溝の深さ寸法は、前記ガスケットの厚さ寸法よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載のスクロール圧縮機。

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