JP2979720B2 - スクロール形流体機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷媒の圧縮等を行う流
体作動室に油をインジェクションし、流体作動室内をシ
ールするようにしたスクロール形流体機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平３−８８９８８号公
報に開示され且つ図６に示すように、高圧ドーム形の密
閉ケーシングＤに、各渦巻体ａ，ｂを備える固定スクロ
ールＡと可動スクロールＢとを内装し、吸入管Ｌを介し
て渦巻外周部に取り込む低圧ガスを渦巻体ａ，ｂ間に画
成する流体作動室Ｃで圧縮し、圧縮後の高圧ガスを渦巻
中心部に設ける吐出孔Ｈから密閉ケーシングＤ内に開放
するようにしている。そして、渦巻外周側の低圧域から
渦巻中心側の高圧域にかけて圧力変化する前記流体作動
室Ｃ内をシールしてその機密性を保つため、圧縮途上の
中間圧領域にある作動室Ｃに、高圧雰囲気中にある密閉
ケーシングＤの底部油溜から延びる油インジェクション
管Ｊを接続して、差圧により油の注入を行い、各渦巻体
ａ，ｂ間の摺接面にシールに必要な油膜が形成できるよ
うにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のもので
は、油インジェクション管Ｊを介して高圧の油溜と作動
室Ｃとが常時連通され、作動室Ｃ内に常時油が注入され
るため、油の注入量が過剰になり易く、これを回避する
ため、油インジェクション管Ｊを小径のキャピラリーチ
ューブで構成して流量制限する必要があり、コスト高に
なると共に、そのチューブ径の選定等が煩雑で、狙いと
する油量管理が困難となる問題がある。

【０００４】本発明は、流体作動室への油のインジェク
ションのやり方を工夫して、キャピラリーチューブを用
いることなく、適正な油注入が行えるスクロール形流体
機械を提供することを主な目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、上記主目的を達
成するために、第一に、高圧ドーム形の密閉ケーシング
１に、渦巻体をもつ固定スクロール２と可動スクロール
３とを内装し、これらスクロール２，３の渦巻体間に、
渦巻外周側の低圧域から渦巻中心側の高圧域にかけてそ
の圧力が変化する流体作動室４を画成したスクロール形
流体機械において、前記可動スクロール３の鏡板３１の
背面に、該鏡板３１を中心側と外周側とに区画する環状
のシール部材５を介装して、このシール部材５における
前記鏡板３１への接触面に、前記ケーシング１の内部に
通じる油域から延びる油注入口６を開口すると共に、前
記可動スクロール３の鏡板３１に、該可動スクロール３
の公転動作に伴い前記油注入口６と間欠的に連通する油
連通路７を形成して、この油連通路７の出口部を前記作
動室４に連通させた。

【０００６】第二に、油注入に伴う吸入加熱をも防止す
るため、上記第一の手段において、油連通路７の出口部
を、中間圧領域にある流体作動室４内に開口した。

【０００７】第三に、シール部材５と可動スクロール３
との間の摺動をも良好に行わせるため、上記第一又は第
二の手段において、油注入口６が、可動スクロール３の
鏡板３１の中心を取り囲むリング溝から成る構造とし
た。

【０００８】第四に、油注入のための通路構成をより一
層簡易化するため、上記第一の手段において、可動スク
ロール３を駆動するクランクピン部９０の収容室８０を
もつ架構８を備え、前記収容室８０の底部に、クランク
軸９に汲上げた油を開放する油プール８１を設けて、こ
の油プール８１と油注入口６との間を、シール部材５に
形成する油通路５１で連通させた。

【０００９】第五に、油プール８１に溜める油とクラン
クピン部９０との干渉による動力ロスをも低減するた
め、上記第四の手段において、収容室８０の底部をクラ
ンクピン部９０の回動領域の下方に設けると共に、前記
収容室８０に、前記クランクピン部９０の回動領域に溜
る油を排出する排油穴８２を開口した。

【００１０】第六に、油注入口６と油連通路７との間の
油の受け渡しをも良好にするため、上記第一の手段にお
いて、シール部材５の背部に、付勢手段５３を介装し
た。

【００１１】第七に、可動スクロール３と固定スクロー
ル２との間のスラスト方向のシール及び潤滑を特に良好
にするため、上記第一の手段において、油連通路７の出
口部を、可動スクロール３の渦巻先端部に開口した。

【００１２】

【作用】第一の手段により、油注入口６に導かれ、密閉
ケーシング１の内部と通じる高圧の油は、可動スクロー
ル３の公転動作に伴い、油注入口６と油連通路７とが連
通したとき、流体作動室４の内部に注入される。このと
き、油注入口６と油連通路７とが連通するのは、可動ス
クロール３の一公転動作中における全期間ではなく、間
欠的な短期間のみであるから、油連通路７を介して流体
作動室４内に注入される油は制限された量になり、しか
も、油連通路７が油注入口６に連通する期間は、該油連
通路７の開口位置により容易に設定可能であるため、注
入油量の設定も容易にできる。

【００１３】第二の手段により、油は中間圧領域にある
作動室４内に注入されるため、この注入油により流体作
動室４の入口部に取り込まれる低圧ガスを過剰に加熱す
るのを防止でき、容積効率の低下を抑制できる。

【００１４】第三の手段により、リング溝からなる油注
入口６に溜る油により、シール部材５と可動スクロール
３の鏡板３１の背面との間の摺動特性を良好にできる。

【００１５】第四の手段により、架構８における収容室
８０の底部を有効利用でき、油注入のための通路構成を
簡易化できる。

【００１６】第五の手段により、油プール８１に溜める
油とクランクピン部９０との干渉を回避できると共に、
余剰油を排油穴８２を介して密閉ケーシング１の底部油
溜に排出でき、油の撹拌による動力ロスを低減できる。

【００１７】第六の手段により、シール部材５と可動ス
クロール３の鏡板３１とを良好に密着させることがで
き、油注入口６と油連通路７との間の油の受け渡しを良
好に行うことができる。

【００１８】第七の手段により、可動スクロール３の渦
巻先端部に供給した後の油が流体作動室４内に注入さ
れ、可動スクロール３の渦巻体先端面と固定スクロール
２との間のスラスト方向のシール及び潤滑を良好に行う
ことができる。

【００１９】

【実施例】図１に示すスクロール形流体機械は、高圧ド
ーム形の密閉ケーシング１に、鏡板２１に渦巻体２２と
これに連続する外周壁２３とを突設した固定スクロール
２と、鏡板３１に渦巻体３２を突設した可動スクロール
３とを架構８を介して内装すると共に、可動スクロール
３の下面に突設するボス筒３３に、ステータ１１及びロ
ータ１２をもつモータ１３から延びるクランク軸９のク
ランクピン部９０を嵌合する一方、可動スクロール３と
架構８との間に、可動スクロール３の自転を阻止するオ
ルダムリング１８を介装し、モータ１３の駆動により可
動スクロール３を公転させ、吸入管２４から渦巻外周部
の吸入ポート２５に取込む低圧ガスを渦巻体間に画成す
る流体作動室４内で圧縮し、圧縮後の高圧ガスを固定ス
クロール２の渦巻中心部に設ける吐出孔２６からケーシ
ング１の内部に開放し、吐出管１９から外部に取出すよ
うにしたものである。

【００２０】以上の構成で、可動スクロール３の鏡板３
１の背面に、該鏡板３１を中心側と外周側とに区画する
環状筒形のシール部材５を介装して、このシール部材５
における前記鏡板３１への接触面に、該鏡板３１の中心
を取り囲むリング溝から成る油注入口６を開口すると共
に、架構８におけるクランクピン部９０の収容室８０の
底部に、油プール８１を設けて、この油プール８１に、
クランク軸９の下端に設ける容積式等の油ポンプを介し
て底部油溜からクランク軸９内の給油穴９１に汲上げて
上部軸端及びピン部切欠溝９２を経て流出する油や、主
軸受９３或はピン部軸受９４を給油した後に流出する油
を溜めるようにし、そして、この油プール８１と前記油
注入口６との間を、シール部材５の軸方向に形成する油
通路５１を介して連通させる。

【００２１】又、可動スクロール３の鏡板３１に、該可
動スクロール３の公転動作に伴い前記油注入口６と間欠
的に連通するストレートな貫通穴から成る油連通路７を
形成して、この油連通路７の出口部を、圧縮途上の中間
圧領域にある流体作動室４に連通させる。

【００２２】尚、前記シール部材５の外周部には、環状
溝を設けてＯリング５２を介装しており、可動スクロー
ル３の鏡板３１の背面外周部に画成し、該鏡板３１に設
ける貫通孔３４を介して吸入ポート２５と連通させる低
圧の背面室１５と、前記収容室８０との間を軸方向にシ
ールできるようにしている。

【００２３】更に、シール部材５の背部には、環状のバ
ネ受部を設けて、スプリング５３ａから成る付勢手段５
３を介装し、シール部材５の上端部の接触面を可動スク
ロール３の鏡板３１に密着できるようにしている。

【００２４】又、前記収容室８０の底部をクランクピン
部９０の回動領域の下方に設けて、油プール８１を、主
軸受９３の外方部でクランクピン部９０と干渉しない下
部位置に凹入させた凹溝内に設けると共に、前記収容室
８０を画する架構８の内周部下方に環状の凹部８３を設
ける一方、前記架構８に、収容室８０における凹部８３
の内部に開口し、クランクピン部９０の回動領域に溜る
油を密閉ケーシング１の内部空間を経て底部油溜に排出
する排油穴８２を設ける。こうして、運転時、油プール
８１に溜められ、給油穴９１及び排油穴８２を介して密
閉ケーシング１の内部と通じる高圧の油は、油通路５１
を上昇して油注入口６に導入され、可動スクロール３の
公転動作に伴い、油注入口６と油連通路７とが連通した
とき、流体作動室４の内部に注入されることになる。こ
の場合、油注入口６と油連通路７とが連通するのは、可
動スクロール３の一公転動作中における全期間でなく、
間欠的な短期間のみであるから、油連通路７を介して流
体作動室４内に注入される油は制限された量になり、従
って、過剰な注油を防止することができるのであり、し
かも、油連通路７が油注入口６に連通する期間は、該油
連通路７の開口位置により容易に設定可能であるため、
作動室４内への注入油量を簡易且つ適正に管理すること
ができるのである。

【００２５】又、油連通路７からの油は、中間圧領域に
ある作動室４内に注入されるため、注入油により吸入ポ
ート２５に開放される低圧ガスを過剰に加熱するのを防
止でき、容積効率の低下を抑制できると共に、作動室４
内に直接油を注入するため、起動当初にも迅速にシール
性を確保できるのである。

【００２６】更に、油注入口６は、環状のリング溝で構
成したから、シール部材５と可動スクロール３の鏡板３
１の背面との間の摺動特性を改善できるのである。

【００２７】その上、架構８における収容室８０の底部
を利用して油プール８１を設け、この油プール８１に溜
る油をシール部材５に設ける油通路５１を介して作動室
４側に注入するようにしたから、油注入のための構造を
簡易にできるのである。

【００２８】しかも、収容室８０の底部を低くして、油
プール８１に溜める油とクランクピン部９０との干渉を
防止し、余剰油を排油穴８２を介して密閉ケーシング１
の底部油溜に排出するようにしたから、油の撹拌による
動力ロスを低減することもできるのである。

【００２９】更に、シール部材５の背面を付勢手段５３
で押圧するようにしたから、シール部材５と可動スクロ
ール３の鏡板３１とを良好に密着させることができ、油
注入口６と油連通路７との間の油の受け渡しを良好に行
うことができると共に、前記Ｏリング５２を介装したこ
ととも相俟って、高圧の収容室８０と低圧の背面室１５
との間を良好にシールすることができ、可動スクロール
３の背面に作用させる高圧圧力の作用面積を適正に保つ
ことができ、可動スクロール３の固定スクロール２側へ
の上向きのスラスト力を適正に保持できるのである。

【００３０】 尚、付勢手段５３には、スプリング５３
ａを用いる他、図２に示すように、Ｏリング５３ｂを用
い、このＯリング５３ｂを用いた付勢手段５３を、収容
室８０の底部に設ける凹溝内に介装してもよく、この場
合には、付勢手段５３を構成するＯリング５３ｂにより
油プール８１の底部が内周側と外周側とに区画されるた
め、排油穴８２は、シール部材５に設ける第一排油穴８
２ａと、架構８に設ける第二排油穴８２ｂとで構成し
て、収容室８０とケーシング１の内部との間を連通させ
るのである。

【００３１】更に、油連通路７は、その出口部を可動ス
クロール３の鏡板３１の平板部分を介して直接的に流体
作動室４に開口する他、図３に示すように、油連通路７
の出口部を可動スクロール３の渦巻体３２の先端部に介
装するチップシール３５の嵌合溝３６に開口してもよ
く、この場合には、チップシール３５部分に供給した後
の油が流体作動室４内に注入され、可動スクロール３の
渦巻体３２の端面と固定スクロール２の鏡板２１との間
のスラスト方向のシールを良好に行うことができる。

【００３２】又、以上の各実施例では、可動スクロール
３の渦巻外周部の背面室１５を吸入ポート２５に連通さ
せて低圧にし、油連通路７は背面室１５を経由すること
なく流体作動室４に直接又はチップシール３５部分を介
して間接的に開口させたが、図４に示すように、油連通
路７の前半部を構成する第一穴７１を可動スクロール３
の外周部に開口して、油注入口６と背面室１５とを連通
可能にすると共に、背面室１５と流体作動室４との間を
後半部を構成する第二穴７２で連通し、背面室１５を高
圧より低く流体作動室４内の圧力よりも高い中間圧力に
保持し、注入油を背面室１５に経由させることにより、
オルダムリング１８の潤滑も同時に行えるようにしても
よい。尚、図４における、油連通路７の前半部を構成す
る第一穴７１は、図５に示すように、可動スクロール３
の裏面に設ける油溝７３に代えてもよい。

【００３３】更に、以上の各実施例では、吸入加熱の防
止等のため、中間圧領域の流体作動室４に油を注入した
が、低圧の吸入ポート２５を介して流体作動室４の入口
部に油を注入してもよく、この場合には、図１のもので
は、例えば油連通路７の出口部を可動スクロール３の鏡
板３１の外周部に開口したり貫通孔３４に連通するので
あり、又、図４或は図５に示すものでは、油連通路７に
おける第二穴７２をストレートな貫通穴にして吸入ポー
ト２５に連通させたり、或は、このような第二穴７２は
設けることなく、固定スクロール２における吸入ポート
２５の底壁部に連通穴を開口したり、可動スクロール３
の鏡板３の外径を小さくして、その公転動作に伴い、背
面室１５と吸入ポート２５とが連通される構造としたり
するのである。

【００３４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、キャピラ
リーチューブを用いることなく流体作動室４内への過剰
な注油を防止することができ、しかも、油連通路７の開
口位置の調節により注入油量を簡易且つ適正に管理する
ことができる。

【００３５】請求項２記載の発明によれば、油注入に伴
う吸入加熱をも防止できる。

【００３６】請求項３記載の発明によれば、シール部材
５と可動スクロール３との間の摺動特性も改善すること
ができる。

【００３７】請求項４記載の発明によれば、油注入のた
めの通路構成を簡易化できる。

【００３８】請求項５記載の発明によれば、注入に用い
る油とクランクピン部９０との干渉による動力ロスをも
低減できる。

【００３９】請求項６記載の発明によれば、油注入口６
と油連通路７との間の油の受け渡しをも良好にできる。

【００４０】請求項７記載の発明によれば、可動スクロ
ール３と固定スクロール２との間のスラスト方向のシー
ル及び潤滑をも良好に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明スクロール形流体機械の第一実施例を示
す断面図。

【図２】同第二実施例を示す要部断面図。

【図３】同第三実施例を示す要部断面図。

【図４】同第四実施例を示す要部断面図。

【図５】同第五実施例を示す要部断面図。

【図６】従来のスクロール形圧縮機の要部断面図。

【符号の説明】

１ 密閉ケーシング ２ 固定スクロール ３ 可動スクロール ４ 流体作動室 ５ シール部材 ６ 油注入口 ７ 油連通路 ８ 架構 ９ クランク軸 ３１ 鏡板 ５１ 油通路 ５３ 付勢手段 ８０ 収容室 ８１ 油プール ８２ 排油穴 ９０ クランクピン部

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高圧ドーム形の密閉ケーシング１に、渦巻
   体をもつ固定スクロール２と可動スクロール３とを内装
   し、これらスクロール２，３の渦巻体間に、渦巻外周側
   の低圧域から渦巻中心側の高圧域にかけてその圧力が変
   化する流体作動室４を画成したスクロール形流体機械に
   おいて、前記可動スクロール３の鏡板３１の背面に、該
   鏡板３１を中心側と外周側とに区画する環状のシール部
   材５を介装して、このシール部材５における前記鏡板３
   １への接触面に、前記ケーシング１の内部に通じる油域
   から延びる油注入口６を開口すると共に、前記可動スク
   ロール３の鏡板３１に、該可動スクロール３の公転動作
   に伴い前記油注入口６と間欠的に連通する油連通路７を
   形成して、この油連通路７の出口部を前記作動室４に連
   通させていることを特徴とするスクロール形流体機械。
2. 【請求項２】油連通路７の出口部を、中間圧領域にある
   流体作動室４内に開口している請求項１記載のスクロー
   ル形流体機械。
3. 【請求項３】油注入口６が、可動スクロール３の鏡板３
   １の中心を取り囲むリング溝から成る請求項１又は請求
   項２記載のスクロール形流体機械。
4. 【請求項４】可動スクロール３を駆動するクランクピン
   部９０の収容室８０をもつ架構８を備え、前記収容室８
   ０の底部に、クランク軸９に汲上げた油を開放する油プ
   ール８１を設けて、この油プール８１と油注入口６との
   間を、シール部材５に形成する油通路５１で連通してい
   る請求項１記載のスクロール形流体機械。
5. 【請求項５】収容室８０の底部をクランクピン部９０の
   回動領域の下方に設けると共に、前記収容室８０に、前
   記クランクピン部９０の回動領域に溜る油を排出する排
   油穴８２を開口している請求項４記載のスクロール形流
   体機械。
6. 【請求項６】シール部材５の背部に、付勢手段５３を介
   装している請求項１記載のスクロール形流体機械。
7. 【請求項７】油連通路７の出口部を、可動スクロール３
   の渦巻先端部に開口している請求項１記載のスクロール
   形流体機械。