JP3580758B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調装置や給湯機等に用いられるスクロール圧縮機に関するもので、特に旋回スクロールの自転防止機構部の潤滑構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
良く知られているように、スクロール圧縮機においては固定スクロールと旋回スクロールが設けられ、旋回スクロールは自転を伴わない公転をすることによって固定スクロールに対して摺動係合して、2つのスクロールの間に流体を圧縮するための閉じられた空間としての作動室を複数個形成する。
【0003】
そしてその旋回スクロールの自転を阻止して公転のみを許す機構として、特開平11−241691号公報に示すようなピン・穴式の自転防止機構があり、これを旋回スクロールの端板部を半径方向に延長したフランジ部に設けることにより、圧縮機全体を小型に構成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、旋回スクロールのフランジ部に設けた自転防止穴が孤立した空間となって、運転を続けるうちに穴内部の潤滑オイルが枯渇して係合する回り止めピンの外面との潤滑が十分にできなくなる恐れがある。
【0005】
本発明は、このような点に鑑みて成されたものであり、旋回スクロールのフランジ部を用いて設けたピン・穴式自転防止機構に対して、十分な潤滑が保たれる潤滑構造を有するスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、旋回スクロール(12)の端板部(12c)を半径方向に延長してフランジ部(12a)を形成し、フランジ部(12a)とそれに対向して形成される固定スクロール(11)の端板部(11b)の拡径部分との間に、旋回スクロール(12)の自転を防止する回り止めピン(13)と自転防止穴(11c、12b)とで形成した自転防止機構(A)を設け、かつ
ガス冷媒は潤滑オイルを含み、旋回スクロール(12)の最外周と固定スクロール(11)とポンプ部ハウジング(8)とで形成された空間であってガス冷媒が導入される冷媒通路部(14)に至ると共に、冷媒通路部(14)から自転防止穴(11c、12b)に向けてガス冷媒と潤滑オイルとを供給するための連通路(G)を設けたことを特徴とする。
【0007】
また、請求項2記載の発明では、旋回スクロール(12)の端板部(12c)を半径方向に延長してフランジ部(12a)を形成し、フランジ部(12a)とそれに対向して形成される固定スクロール(11)の端板部(11b)の拡径部分との間に、旋回スクロール(12)の自転を防止する回り止めピン(13)と自転防止穴(12b)とで形成した自転防止機構(A)を設け、かつ
ガス冷媒は潤滑オイルを含み、旋回スクロール(12)の背面側とポンプ部ハウジング(8)とで形成された空間であってガス冷媒が導入される冷媒通路部(20)に至ると共に、冷媒通路部(20)から自転防止穴(12b)に向けてガス冷媒と潤滑オイルとを供給するための連通路(G)を設けたことを特徴とする。
【0008】
また、請求項3記載の発明では、連通路(G)は、少なくとも旋回スクロール(12)、固定スクロール(11)および前記ポンプ部ハウジング(8)のいずれかに形成されていることを特徴とする。
【0009】
これらにより、旋回スクロールのフランジ部を用いて設けたピン・穴式自転防止機構Aへは、連通路Gを通して潤滑オイルを含んだガス冷媒の一部が供給され、回り止めピンと自転防止穴との潤滑が十分に保たれる。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を、図面に基づき説明する。図1は本発明の一実施形態におけるスクロール圧縮機の断面構造図であり、CO2ガス冷媒用の電動圧縮機1に適用したものである。
【0011】
メインハウジング3内の下方の大部分は、駆動部であるモーター2が占めている。即ち、メインハウジング3の内面に沿って界磁コア4が固定され、その内部にアーマチュア5がシャフト7と一体になって支持されて交流モーター2が構成される。複数個の永久磁石を備えているアーマチュア5は、シャフト7を支持する前後のベアリング9a、9bによって軸承されて、界磁コア4に対して自由に回転することができる。
【0012】
シャフト7の一端部7aは、シャフト7の軸心に対して偏心したクランク部が形成されていると共に、漏斗形をしたポンプ部ハウジング8の内部まで延びており、ベアリング9cを介して旋回スクロール12の中心のボス部を回転可能に支持している。
【0013】
旋回スクロール12の端板部12cには半径方向に大きく拡径するフランジ部12aが接続されており、そのフランジ部12aにピン・穴式の自転防止機構Aが構成されている。
【0014】
13は、旋回スクロール12に対向して圧縮機本体ハウジング3及びポンプ部ハウジング8に固定された固定スクロール11の端板部11bの外周拡径部に軸方向に取り付けられた回り止めピンである。
【0015】
この回り止めピン13の下端の自由端部は、旋回スクロール12のフランジ部12aに形成された比較的大径(実質的にピン13の径+旋回スクロール12の公転幅の直径)の円形の自転防止穴12bに挿入されて、自転防止穴12bと共にスクロール圧縮機1に必須の旋回スクロール12の自転防止機構Aを構成している。
【0016】
この部分は本発明の要部であるため、詳細は後述する。
【0017】
次に、冷媒であるCO2ガス冷媒の経路を説明する。なお、CO2ガス冷媒は潤滑オイルを混合してあり、圧縮機1内の各機構の潤滑も行なうものである。
【0018】
メインハウジング3の下部に吸入ポート2aが穿孔されていて、ここから取り込まれたCO2ガス冷媒は、密閉されたメインハウジング3内のモーター2の界磁コア4やアーマチュア5等の間に形成される隙間を通って吐出側へ流れる。
【0019】
そしてポンプ部ハウジング8に穿孔された吸入バイパス穴8aから、旋回スクロール12の最外周と固定スクロール11とポンプ部ハウジング8とで取り囲む冷媒通路部をなす空間14に入って行く。
【0020】
更にこの空間14から、固定スクロール11に形成された吸入溝11aを通り、2つのスクロール11及び12の中心部よりも外周寄りに形成される複数個の三日月形の作動室15に入って行く。ただし吸入溝11aは、作動室15が外周に向かって開いたときに連通するようになっている。
【0021】
相互に噛み合うように組み合わされた2つのスクロール11及び12の中心部において渦巻き形の羽根の間に形成される中央の作動室16は、定圧開放型の逆止弁である吐出弁17が開弁したときに、固定スクロール11内に空間として形成された吐出室18と連通するようになっている。
【0022】
吐出室18は固定スクロール11に取り付けられた蓋板19によって閉じられていて図示しない吐出ポートから外部の冷凍回路に接続されている。
【0023】
次に、作動を説明する。
【0024】
図1に示す実施形態のCO2ガス冷媒用スクロール電動圧縮機1はこのような構成を有するから、モーター2のコイル6に交流の電力を供給すると、アーマチュア5及びそれと一体のシャフト7が回転駆動されて、通常のスクロール圧縮機と同様に、シャフトの偏心した端部7aによって旋回スクロール12が回転駆動される。
【0025】
しかし、旋回スクロール12は自転防止機構Aの一部を構成する回り止めピン13によって自転を阻止されているから、旋回スクロール12は公転のみが許され、それによって2つのスクロール11及び12の渦巻き形の羽根の間に形成される三日月形の作動室15は、それが外周部において吸入溝11aに対して開いている時に、吸入溝11aから送り込まれるCO2ガス冷媒を取り込んで、次にそれが閉じると共に漸次容積を縮小しながら半径方向の内側に向かって移動するので、CO2ガス冷媒は圧縮されて高圧となる。
【0026】
そして、圧縮されたCO2ガス冷媒は三日月形の作動室15が中央の作動室16に向かって開く時に作動室16内へ吐出される。そして更に、作動室16内のCO2ガス冷媒の吐出圧が吐出弁17の開弁圧を超えると、吐出弁17が開いて圧縮されたCO2ガス冷媒が吐出室18へ送り出される。
【0027】
次に、本発明の要部である旋回スクロール12のピン・穴式の自転防止機構Aを説明する。
【0028】
図2は図1中の自転防止機構A部の詳細図であり、図3から図5は図2に示す実施形態の変形例である。
【0029】
従来、旋回スクロール12のフランジ部12aに設けた自転防止穴12bが孤立した空間となって、運転を続けるうちに内部の潤滑オイルが枯渇して回り止めピン13の外面との潤滑が十分に行なわれない恐れがあったが、図1およびA部詳細の図2に示すように旋回スクロール12の外周を取り囲む空間14から、自転防止穴12bへ連通する連通路として溝Gを旋回スクロール12の一部に形成した。
【0030】
この場合溝Gは、旋回スクロール12のポンプ部ハウジング8側面か固定スクロール11側面(2点鎖線部)かのどちらに設けてもよい。また、図3に示すように固定スクロール11に設けるか、もしくはポンプ部ハウジング8(2点鎖線部)に設けてもよい。
【0031】
これにより、ピン・穴式自転防止機構Aへは、溝Gを通して潤滑オイルを含んだCO2ガス冷媒の一部が供給され、回り止めピン13と自転防止穴12bとの潤滑が十分に保たれる。
【0032】
前記実施形態では、固定スクロール11に回り止めピン13を立て旋回スクロール12に自転防止穴12bを設けているが、図4に示すように固定スクロール11に自転防止穴11cを設けて旋回スクロール12に回り止めピン13を立ててもよく、この場合溝Gは固定スクロール11に設けるか、もしくは旋回スクロール12の固定スクロール11側面(2点鎖線部)に設けることとなる。
【0033】
また、前記実施形態では旋回スクロール12の外周を取り囲む空間14からCO2ガス冷媒を導くために自転防止穴11c、12bから外側方向に向けて溝Gを設けているが、図5に示すように自転防止穴11c、12bから旋回スクロール12の中心方向に向けて溝Gを設けて、旋回スクロール12の背面側でかつ固定スクロール11とは反対側にある旋回スクロール12の端板部12cの外側面とポンプ部ハウジング8とで形成された空間20からCO2ガス冷媒を導くようにしてもよい。
【0034】
この場合溝Gは、旋回スクロール12のポンプ部ハウジング8側面に設けるか、もしくはポンプ部ハウジング8(図5中の2点鎖線部)に設けることとなる。
【0035】
(その他の実施形態)
固定スクロール11に対する旋回スクロール12の傾きを防止するために、旋回スクロール12の背面側でかつ固定スクロール11とは反対側にある旋回スクロール12の端板部12cの外側面とポンプ部ハウジング8とでに形成された空間20を背圧室とすると共に、その背圧室20にその圧縮機1によって圧縮されたCO2ガス冷媒の吐出圧を導入して背圧室20を加圧することにより、旋回スクロール12の端板部を固定スクロール11に向かって背後から押圧するようにしたタイプのスクロール圧縮機においては、図5の実施形態と同じように連通路として溝Gを形成して、その背圧室20の圧縮冷媒を自転防止機構Aに導いてもよい。
【0036】
上述の実施形態は、CO2ガス冷媒を用いた電動圧縮機に適用したが、本発明に係る潤滑構造はこれに限定されるものではなく、エチレン、エタン、酸化窒素等を冷媒に用いたものでもよいし、電動ではないスクロール圧縮機にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態におけるスクロール圧縮機の断面構造図である。
【図2】図1中の自転防止機構A部の詳細図である。
【図3】図2に示す実施形態の変形例である。
【図4】図2に示す実施形態の変形例である。
【図5】図2に示す実施形態の変形例である。
【符号の説明】
1 圧縮機
2a 吸入ポート
8 ポンプ部ハウジング
11 固定スクロール
11a 吸入溝
11b 端板部
12 旋回スクロール
12a フランジ部
12b 自転防止穴
12c 端板部
13 回り止めピン
14 空間(冷媒通路部)
18 吐出室
20 空間(冷媒通路部)
A 自転防止機構
G 溝(連通路)
Claims (3)
- ガス冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、
旋回スクロール(12)の端板部(12c)を半径方向に延長してフランジ部(12a)を形成し、
前記フランジ部(12a)とそれに対向して形成される固定スクロール(11)の端板部(11b)の拡径部分との間に、前記旋回スクロール(12)の自転を防止する回り止めピン(13)と自転防止穴(11c、12b)とで形成した自転防止機構(A)を設け、かつ
前記ガス冷媒は潤滑オイルを含み、前記旋回スクロール(12)の最外周と前記固定スクロール(11)とポンプ部ハウジング(8)とで形成された空間であって前記ガス冷媒が導入される冷媒通路部(14)に至ると共に、
前記冷媒通路部(14)から前記自転防止穴(11c、12b)に向けてガス冷媒と潤滑オイルとを供給するための連通路(G)を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。 - ガス冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、
旋回スクロール(12)の端板部(12c)を半径方向に延長してフランジ部(12a)を形成し、
前記フランジ部(12a)とそれに対向して形成される固定スクロール(11)の端板部(11b)の拡径部分との間に、前記旋回スクロール(12)の自転を防止する回り止めピン(13)と自転防止穴(12b)とで形成した自転防止機構(A)を設け、かつ
前記ガス冷媒は潤滑オイルを含み、前記旋回スクロール(12)の背面側と前記ポンプ部ハウジング(8)とで形成された空間であって前記ガス冷媒が導入される冷媒通路部(20)に至ると共に、
前記冷媒通路部(20)から前記自転防止穴(12b)に向けてガス冷媒と潤滑オイルとを供給するための連通路(G)を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。 - 前記連通路(G)は、少なくとも前記旋回スクロール(12)、前記固定スクロール(11)および前記ポンプ部ハウジング(8)のいずれかに形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のスクロール圧縮機。
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