JP3949840B2 - スクロール流体機械 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スクロール圧縮機、スクロールポンプなどのスクロール形流体機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、例えば特開平８−１４１６９号公報に示されたものに準ずる従来のスクロール形流体機械の断面図である。図において、１１は揺動スクロール、１１ａは揺動スクロール１１の台板、１１ｂは揺動スクロール１１の渦巻体、また、揺動スクロール渦巻体１１ｂが存在する面と反対側の中心部分に設けられた中空の凸部内に軸受け１１ｃが配設されている。また、前記反対側の端面はフレーム１５と一体で形成されるスラスト軸受け１５ｂと接するスラスト面１１ｄとなる。このスラスト軸受けにより揺動スクロール１１は軸方向に支承される。揺動スクロール１１は軸受け１１ｃを介して主軸１２の偏芯部１２ａと連結しており、主軸１２の回転とオルダム継手２０による自転抑制のために固定スクロール１０に対して揺動運動を行うことで流体の圧縮作用が行われている。
【０００３】
また、底部油溜５０の潤滑油は、主軸１２の回転による遠心ポンプあるいは容積型ポンプなどのポンプ作用または差圧を利用することにより、クランク軸内に設けた給油穴１２ｂに汲み上げられ、揺動スクロール台板１１ａとフレーム１５により形成されるフレーム内油溜である油溜１５ｃに溜められた後、前記スラスト軸受け１５ｂの潤滑を行う。
【０００４】
また、前記の構造のスクロール圧縮機では図１２に示すように、揺動スクロール１１のスラスト軸受１５ｂを潤滑した潤滑油が揺動スクロール１１の外周側より吸入室１５ａに流入し、作動流体と一緒に圧縮され圧縮機外に吐出される、いわゆる圧縮機の油上りとなる。ここで、吸入室１５ａに供給される潤滑油の流量Ｑはオイルポンプで給油される油溜１５ｃの油圧Ｐ１と吸入室１５ａの圧力Ｐ２の差圧によって決まる。
【０００５】
また、動作流体が吸入管（図示せず）よりフレーム１５下部空間６０に導入されると、主軸受１５ｄを潤滑した後の潤滑油の一部が動作流体と混合し、更に動作流体がフレーム１５の吸入口（図示せず）より吸入室１５ａに導入されるとスラスト軸受１５ｂを潤滑した後の潤滑油の一部が混合される。この潤滑油が混合した動作流体を圧縮室５３に取り込むことで圧縮室５３内の気密ならびに揺動スクロール１１と固定スクロール１０の摺動部の潤滑を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の構造のスクロール圧縮機では、オイルポンプにより供給される油溜１５ｃの油圧Ｐ１が、例えば軸回転数の低下により低くなると、上記の流量Ｑが低下し、適切な潤滑油量が得られず、圧縮室５３の密閉性低下による性能の低下や、揺動スクロール１１と固定スクロール１０の摺動部に摩耗が生じる問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、揺動スクロール台板とフレームにより形成される油溜から、潤滑油を揺動スクロールと固定スクロールの渦巻体摺動部に供給することにより摺動部の摩耗を防止すると共に圧縮室の気密性を向上し、信頼性が高く、高性能なスクロール流体機械を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るスクロール流体機械は、揺動スクロール台板のスラスト面にフレーム内油溜に常時連通する凹部を、フレームのスラスト支持面に凹部をそれぞれ設け、揺動スクロールの公転運動の一回転における所定の位相区間にて、フレームのスラスト支持面に設けた凹部が揺動スクロールのスラスト面に設けた凹部と連通し、また、揺動スクロールの公転運動の一回転における他の所定の位相区間にて、フレームのスラスト支持面に設けた凹部が揺動スクロール台板外側の吸入室に連通する構成としたものである。
【０００９】
また、フレームのスラスト支持面に設けた凹部の容積を変えることによりフレームと揺動スクロール台板とにより形成されるフレーム内油溜から吸入室に供給される潤滑油量を調整する構成としたものである。
【００１０】
また、フレームのスラスト支持面に設けた凹部の開口面積と深さの少なくともいずれか一方を変える構成としたものである。
【００１１】
また、揺動スクロールのスラスト面にフレーム内油溜に常時連通する凹部を、スラストプレートに穴部を、それぞれ設け、揺動スクロールの公転運動の一回転における所定の位相区間にて、穴部が揺動スクロールのスラスト面に設けた凹部に連通し、また、揺動スクロールの公転運動の一回転における他の所定の位相区間にて、穴部が揺動スクロール台板外側の吸入室に連通する構成としたものである。
【００１２】
また、スラストプレートに設けた穴部の容積を変えることによりフレームと揺動スクロールのスラスト面とにより形成されるフレーム内油溜から吸入室に供給される潤滑油量を調整するものである。
【００１３】
また、スラストプレートに設けた穴部の開口面積とスラストプレートの厚さの少なくともいずれか一方を変える構成としたことものである。
【００１４】
また、フレームのスラスト支持面にスラストプレートの穴部と連通した凹部を設けたものである。
【００１５】
また、スラストプレートの穴部の容積と、フレームのスラスト支持面の凹部の容積とを合せた容積を変えることにより、フレーム内油溜から吸込室に供給される油溜から吸込室に供給される潤滑油量を調整する構成としたものである。
【００１６】
また、フレームのスラスト支持面に凹部を、揺動スクロール台板内に揺動スクロールのスラスト面に開口し、揺動スクロール中空凸部内と連通した揺動スクロール台板内油通路をそれぞれ設け、揺動スクロールの公転運動の一回転における所定位相区間にてフレームのスラスト支持面に設けた凹部が、揺動スクロール台板内に設けた揺動スクロール台板内油通路により揺動スクロール中空凸部内の軸受と連通し、また、揺動スクロールの公転運動の一回転における他の所定位相区間にて、フレームのスラスト支持面に設けた凹部が揺動スクロール台板外側の吸入室に連通する構成としたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図面を参照して説明する。前記従来例のものと同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
図１はこの発明の実施の形態１を示す図で、スクロール流体機械の圧縮機構部を示す断面図である。図において、１１ｆは揺動スクロール１１のスラスト面１１ｄに設けた凹部、１５ｇはフレーム１５のスラスト支持面１５ｂに設けた凹部である。図１（ａ）は後述する図２に示す揺動スクロール１１のクランク角０゜の位置を示すものであり、図１（ｂ）はクランク角１８０゜の位置を示すものである。ここで、スラスト支持面の凹部１５ｇは揺動スクロール１１の揺動運動における所定位相区間にてスラスト面１１ｄの凹部１１ｆによりフレーム内油溜である油溜１５ｃと連通し、他の所定位相区間にて図２中のクランク角が９０゜、１８０゜、２７０゜のように吸入室１５ａと連通する位置に配置している。
【００１９】
図２は揺動スクロール１１の揺動運動の各クランク角におけるスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇがスラスト面１１ｄの凹部１１ｆならびに吸入室１５ａと連通する様子を示す。図において、スラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇがスラスト面１１ｄの凹部１１ｆと重なり合った位置を揺動スクロール１１の揺動運動のクランク角が０゜として示してあり、揺動スクロール１１は、図２中の（１）クランク角０゜、（２）クランク角９０゜、（３）クランク角１８０゜、（４）クランク角２７０゜の通りに回転し、（１）ではスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇは吸入室１５ａと連通していないが、（２）〜（４）においては凹部１５ｇは吸入室１５ａと連通している。
【００２０】
図３は揺動スクロール１１の揺動運動のクランク角によるスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇが吸入室１５ａへ連通する面積を図２同様、スラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇと揺動スクロール１１のスラスト面１１ｄの凹部１１ｆが重なりあった位置を揺動スクロール１１の揺動運動のクランク角が０゜として示したものである。また、図４は圧縮機の回転数と吸入室１５ａに供給される潤滑油量の関係を示したものである。
【００２１】
次に上記構成において、油溜１５ｃ内の潤滑油が吸入室１５ａに供給される様子の詳細を図２、図３における揺動スクロール１１の揺動運動のクランク角が０゜の位置を基点として説明する。
図１において破線矢印は潤滑油の流れを示したもので、主軸１２に設けられた給油穴１２ｂにより軸受１１ｃに供給された潤滑油は軸受１１ｃを潤滑した後、油溜１５ｃを経て一部はフレーム１５に設けられた排油穴１５ｈによりフレーム１５の下部空間に排出され、また、一部はスラスト軸受１１ｄを潤滑した後、吸入室１５ａに流出し動作流体と混合されて圧縮室５３で圧縮され圧縮機外へと吐出される。この時、クランク角０゜では、揺動スクロール１１のスラスト面１１ｄに設けた凹部１１ｆによりフレーム１５のスラスト支持面１５ｂに設けた凹部１５ｇと油溜１５ｃが連通しているため油溜１５ｃ内の潤滑油は凹部１１ｆを通り、スラスト支持面１５ｂに設けた凹部１５ｇに導かれる。
【００２２】
次に揺動スクロール１１の揺動運動によりクランク角が進むに従い、スラスト面１１ｄに設けられた凹部１１ｆとスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇとの連通面積は減少し始め、図３に示すようにスラスト支持面１５ｂに設けた凹部１５ｇが吸入室１５ａに連通し始めるクランク角になる前にスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇはスラスト面１１dの凹部１１ｆと分離される。
【００２３】
揺動スクロール１１の揺動運動のクランク角が進むと、スラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇは図２（２）、図３に示すように吸入室１５ａと連通しはじめる。スラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇ内の潤滑油が吸入室１５ａ内に供給され始め、図２（３）、図３に示すようにクランク角１８０゜付近ではスラスト面１５ｂの凹部１５ｇは吸入室１５ａに完全に開口し、更に揺動スクロール１１の揺動運動のクランク角が進むにつれて凹部１５ｇは逆に吸入室１５ａとの連通面積を図２（４）、図３に示すように減少させて行く。
【００２４】
そして、図３に示すように、スラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇと吸入室１５ａが完全に分離するクランク角を過ぎるとスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇは揺動スクロール１１のスラスト面１１ｄに設けた凹部１１ｆと再び連通しはじめ油溜１５ｃの潤滑油がスラスト面１１ｄの凹部１１ｆにより凹部１５ｇへ供給されるようになり、揺動スクロール１１が再び揺動運動によりクランク角０゜の位置に戻ってくる。
【００２５】
以上のサイクルの中で、油溜１５ｃからスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇへ導かれた潤滑油は、スラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇが吸入室１５ａと連通している間に吸入室１５ａ内に供給され、作動流体と一緒に圧縮室５３に吸入される。このことにより、図４に示すように、従来潤滑油量が確保できず制限されていた圧縮機の下限回転数を拡大することができる。
【００２６】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２を示す図で、スクロール流体機械の凹部を示す断面図である。本実施の形態は、上記実施の形態１で示した給油機構において、スラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇの開口面積Ｓ１を変化させることで油溜１５ｃから吸入室１５ａに供給される潤滑油の量を調整できるようにしたものである。
また同様に、図５に示すスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇの深さｄ１を変化させることでも同様の効果を得ることができる。
【００２７】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３を示す図で、スクロール流体機械の穴部を示す断面図である。図において、揺動スクロール１１のスラスト面１１ｄとフレーム１５のスラスト支持面１５ｂの間にスラストプレート１６が介装されており、スラストプレート１６には実施の形態１で述べたフレームスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇに相当する位置に穴部１６ａが設けられている。
【００２８】
ここで、スラストプレート１６の穴部１６ａは、揺動スクロール１１の揺動運動における所定位相区間にてスラスト面１１ｄの凹部１１ｆにより油溜１５ｃと連通し、他の所定位相区間にて吸入空間１５ａと連通する位置に配置している。
【００２９】
以上の構成においては、スラストプレート１６の穴部１６ａは上記実施の形態１記載のスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇと同じ機能を有し、スラストプレート１６の穴部１６ａ内に導いた潤滑油を吸入室１５ａに供給でき、スラスト軸受にスラストプレート１６を介装した構造においても油溜１５ｃ内の潤滑油を吸入室１５ａに間欠的に供給することができる。穴部１６ａを有するスラストプレート１６を用いることにより、フレーム１５のスラスト支持面１５ｂに凹部の加工が不要になり、加工費が低減する。スラストプレート１６の穴部１６ａは成形加工時に形成でき、機械加工は不要である。
【００３０】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４を示す図で、スクロール流体機械の穴部を示す断面図である。上記実施の形態３で示したスラストプレート１６に設けた穴部１６ａの開口面積Ｓ２、ならびにスラストプレート１６の厚みｔ１を変化させることにより油溜１５ｃから吸入室１５ａに供給される潤滑油の量を調整するようにしたものである。
【００３１】
実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５を示す図で、スクロール流体機械の凹部および穴部を示す断面図である。上記実施の形態３で示したスラストプレート１６に設けた穴部１６ａと同じ位置のフレーム１５のスラスト支持面１５ｂに凹部１５ｇを設け、スラストプレート１６に設けた穴部１６ａの開口面積Ｓ３、スラストプレート１６の厚みｔ２、ならびにフレーム１５のスラスト支持面１５ｂに設けた凹部１５ｇの開口面積Ｓ４、深さｄ２をそれぞれ変えることによって、スラストプレートの穴部１６ａだけでは調整範囲が限られる油溜１５ｃから吸入室１５ａに供給される潤滑油の給油量をフレーム１５の凹部１５ｇと組み合わせることで広範囲に調整できるようにしたものである。
【００３２】
実施の形態６．
図９はこの発明の実施の形態６を示す図で、スクロール流体機械の揺動スクロール台板内の油通路とフレームのスラスト支持面に設けた凹部を示す図である。図において、１１ｈは揺動スクロール１１の渦巻体１１ｂ突設面と反対面で内部に軸受１１ｃを有する中心部分に設けられた中空凸部であり、１１ｇは台板１１ａ内に設けられた揺動スクロール台板内油通路である油通路で、前記中空凸部１１ｈ内部とスラスト面１１ｄとを連通している。また、フレーム１５には実施の形態１で述べたフレームスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇが設けられている。ここで潤滑油は給油穴１２ｂにより揺動スクロール１１の中空凸部１１ｈ内に供給される。そしてフレーム１５の凹部１５ｇは揺動スクロール１１の揺動運動における所定位相区間にてクランク角において台板１１ａ内の油通路１１ｇにより中空凸部１１ｈ内部と連通し、他の所定位相区間にて吸入空間１５ａと連通する位置に配置している。
【００３３】
以上の構成においては、揺動スクロール１１の台板１１ａ内の油通路１１ｇは上記実施の形態１記載のスラスト面１１ｄの凹部１１ｆと、中空凸部１１ｈ内部は油溜１５ｃとそれぞれ同じ機能を有し、フレーム１５の凹部１５ｇ内に導いた潤滑油を吸入室１５ａに供給でき、上記実施の形態１で示した油溜１５ｃに潤滑油を貯めることなく中空凸部１１ｈ内の潤滑油を吸入室１５ａに間欠的に供給することができる。
従って、フレーム１５内に油溜１５ｃを形成しにくい構造のスクロール流体機械に適する。
【００３４】
実施の形態７．
図１０はこの発明の実施の形態７を示す図で、スクロール流体機械のフレームに設けた油通路を示す図である。図において、１５ｉはフレーム１５のスラスト支持面１５ｂと油溜１５ｃを連通させる油通路である。ここでフレーム１５の油通路１５ｉは揺動スクロール１１の揺動運動における所定位相区間にてクランク角においてスラスト面１１ｄにより吸入室１５ａと分離されており、他の所定位相区間にて吸入空間１５ａと連通する位置に配置している。
【００３５】
以上の構成において、上記実施の形態１で示した油溜１５ｃ内の潤滑油は揺動スクロール１１の揺動運動に従い、吸入室１５ａに間欠的に供給することができ、しかも揺動スクロール１１に油通路等の加工を行うことなく、油溜１５ｃ内の潤滑油を吸入室１５ａに間欠的に供給することができる。
揺動スクロール１１の台板１１ａに凹部１１ｆ、油通路１１ｇがないため、台板１１ａが変形しにくく、異常摩耗等を抑制できる。
【００３６】
【発明の効果】
この発明に係るスクロール流体機械は、フレームのスラスト支持面の凹部にフレーム内油溜から揺動スクロールのスラスト面の凹部を介して潤滑油が供給され、フレームのスラスト支持面の凹部が吸入室に連通すると、その潤滑油が吸入室に供給されることで動作流体中に潤滑油を不足なく供給でき、揺動スクロールならびに固定スクロールの渦巻体接触部の摩耗を防止しできると共に渦巻体間の気密性を向上させ、スクロール流体機械の信頼性および性能を確保することができる。
【００３７】
また、フレームのスラスト支持面に設けた凹部の容積を変えることにより、フレーム内油溜から吸入室に適量の潤滑油を供給することができる。
【００３８】
また、スラストプレートに設けた穴部にフレーム内油溜から揺動スクロールのスラスト面の凹部を介して潤滑油が供給され、スラストプレートの穴部が吸入室に連通すると、その潤滑油が吸入室に供給されることで、スラストプレートを有するスラスト軸受構造のスクロール流体機械の信頼性および性能を確保することができ、しかもフレームのスラスト面に凹部の加工が不要になるので、加工費が低減する。
【００３９】
また、スラストプレートの穴部の容積を変えることにより、フレーム内油溜から吸入室に適量の潤滑油を供給することができる。
【００４０】
また、スラストプレートの穴部に加えて、その穴部に連通するフレームフラスト支持面の凹部を設けたことにより、吸入室に供給される潤滑油を増すことができるので、吸入室に供給される潤滑油を広範囲に調整することができる。
【００４１】
また、フレームのスラスト支持面の凹部に揺動スクロール台板内油通路により揺動スクロールの中空凸部内の潤滑油を吸入室へ間欠的に供給して、フレーム内に潤滑油を貯めることなく潤滑油を吸入室内に供給することができるので、フレーム内油溜を形成しにくい構造のスクロール流体機械に適用できる。
【００４２】
また、フレームに設けたフレーム内油通路によりフレーム内油溜の潤滑油を揺動スクロールにスラスト面の凹部、及び揺動スクロール台板内油通路を加工することなく吸入室へ間欠的に供給することができるので、揺動スクロール台板が変形しにくく、異常摩耗等を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係わるスクロール流体機械の要部断面図である。
【図２】 実施の形態１に係わるスクロール流体機械の揺動スクロールのクランク角部の連通を示す図である。
【図３】 実施の形態１に係わるスクロール流体機械の揺動スクロールのクランク角に対する凹部と吸入室との連通面積を示す図である。
【図４】 実施の形態１に係わるスクロール流体機械の回転数と潤滑油供給量の特性を示す図である。
【図５】 実施の形態２に係わるスクロール流体機械の凹部を示す断面図である。
【図６】 実施の形態３に係わるスクロール流体機械の穴部を示す断面図である。
【図７】 実施の形態４に係わるスクロール流体機械の穴部を示す断面図である。
【図８】 実施の形態５に係わるスクロール流体機械の凹部および穴部を示す断面図である。
【図９】 実施の形態６に係わるスクロール流体機械の揺動スクロール台板内の油通路とフレームのスラスト支持面に設けた凹部を示す図である。
【図１０】 実施の形態７に係わるスクロール流体機械のフレームに設けた油通路を示す図である。
【図１１】 従来のスクロール流体機械の断面図である。
【図１２】 従来のスクロール流体機械におけるスラスト軸受部の潤滑油の流れを示す図である。
【符号の説明】
１０ 固定スクロール、１１ 揺動スクロール、１１ａ 揺動スクロール台板、１１ｄ スラスト面、１１ｆ 凹部、１１ｇ 油通路、１１ｈ 中空凸部、１２ 主軸、１２ｂ 潤滑油通路、１３ 電動機、１５ フレーム、１５ａ 吸入室、１５ｂ スラスト支持面、１５ｃ 油溜、１５ｇ 凹部、１５ｉ 油通路、１６ スラストプレート、５３ 圧縮室。
【発明の属する技術分野】
この発明は、スクロール圧縮機、スクロールポンプなどのスクロール形流体機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、例えば特開平８−１４１６９号公報に示されたものに準ずる従来のスクロール形流体機械の断面図である。図において、１１は揺動スクロール、１１ａは揺動スクロール１１の台板、１１ｂは揺動スクロール１１の渦巻体、また、揺動スクロール渦巻体１１ｂが存在する面と反対側の中心部分に設けられた中空の凸部内に軸受け１１ｃが配設されている。また、前記反対側の端面はフレーム１５と一体で形成されるスラスト軸受け１５ｂと接するスラスト面１１ｄとなる。このスラスト軸受けにより揺動スクロール１１は軸方向に支承される。揺動スクロール１１は軸受け１１ｃを介して主軸１２の偏芯部１２ａと連結しており、主軸１２の回転とオルダム継手２０による自転抑制のために固定スクロール１０に対して揺動運動を行うことで流体の圧縮作用が行われている。
【０００３】
また、底部油溜５０の潤滑油は、主軸１２の回転による遠心ポンプあるいは容積型ポンプなどのポンプ作用または差圧を利用することにより、クランク軸内に設けた給油穴１２ｂに汲み上げられ、揺動スクロール台板１１ａとフレーム１５により形成されるフレーム内油溜である油溜１５ｃに溜められた後、前記スラスト軸受け１５ｂの潤滑を行う。
【０００４】
また、前記の構造のスクロール圧縮機では図１２に示すように、揺動スクロール１１のスラスト軸受１５ｂを潤滑した潤滑油が揺動スクロール１１の外周側より吸入室１５ａに流入し、作動流体と一緒に圧縮され圧縮機外に吐出される、いわゆる圧縮機の油上りとなる。ここで、吸入室１５ａに供給される潤滑油の流量Ｑはオイルポンプで給油される油溜１５ｃの油圧Ｐ１と吸入室１５ａの圧力Ｐ２の差圧によって決まる。
【０００５】
また、動作流体が吸入管（図示せず）よりフレーム１５下部空間６０に導入されると、主軸受１５ｄを潤滑した後の潤滑油の一部が動作流体と混合し、更に動作流体がフレーム１５の吸入口（図示せず）より吸入室１５ａに導入されるとスラスト軸受１５ｂを潤滑した後の潤滑油の一部が混合される。この潤滑油が混合した動作流体を圧縮室５３に取り込むことで圧縮室５３内の気密ならびに揺動スクロール１１と固定スクロール１０の摺動部の潤滑を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の構造のスクロール圧縮機では、オイルポンプにより供給される油溜１５ｃの油圧Ｐ１が、例えば軸回転数の低下により低くなると、上記の流量Ｑが低下し、適切な潤滑油量が得られず、圧縮室５３の密閉性低下による性能の低下や、揺動スクロール１１と固定スクロール１０の摺動部に摩耗が生じる問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、揺動スクロール台板とフレームにより形成される油溜から、潤滑油を揺動スクロールと固定スクロールの渦巻体摺動部に供給することにより摺動部の摩耗を防止すると共に圧縮室の気密性を向上し、信頼性が高く、高性能なスクロール流体機械を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るスクロール流体機械は、揺動スクロール台板のスラスト面にフレーム内油溜に常時連通する凹部を、フレームのスラスト支持面に凹部をそれぞれ設け、揺動スクロールの公転運動の一回転における所定の位相区間にて、フレームのスラスト支持面に設けた凹部が揺動スクロールのスラスト面に設けた凹部と連通し、また、揺動スクロールの公転運動の一回転における他の所定の位相区間にて、フレームのスラスト支持面に設けた凹部が揺動スクロール台板外側の吸入室に連通する構成としたものである。
【０００９】
また、フレームのスラスト支持面に設けた凹部の容積を変えることによりフレームと揺動スクロール台板とにより形成されるフレーム内油溜から吸入室に供給される潤滑油量を調整する構成としたものである。
【００１０】
また、フレームのスラスト支持面に設けた凹部の開口面積と深さの少なくともいずれか一方を変える構成としたものである。
【００１１】
また、揺動スクロールのスラスト面にフレーム内油溜に常時連通する凹部を、スラストプレートに穴部を、それぞれ設け、揺動スクロールの公転運動の一回転における所定の位相区間にて、穴部が揺動スクロールのスラスト面に設けた凹部に連通し、また、揺動スクロールの公転運動の一回転における他の所定の位相区間にて、穴部が揺動スクロール台板外側の吸入室に連通する構成としたものである。
【００１２】
また、スラストプレートに設けた穴部の容積を変えることによりフレームと揺動スクロールのスラスト面とにより形成されるフレーム内油溜から吸入室に供給される潤滑油量を調整するものである。
【００１３】
また、スラストプレートに設けた穴部の開口面積とスラストプレートの厚さの少なくともいずれか一方を変える構成としたことものである。
【００１４】
また、フレームのスラスト支持面にスラストプレートの穴部と連通した凹部を設けたものである。
【００１５】
また、スラストプレートの穴部の容積と、フレームのスラスト支持面の凹部の容積とを合せた容積を変えることにより、フレーム内油溜から吸込室に供給される油溜から吸込室に供給される潤滑油量を調整する構成としたものである。
【００１６】
また、フレームのスラスト支持面に凹部を、揺動スクロール台板内に揺動スクロールのスラスト面に開口し、揺動スクロール中空凸部内と連通した揺動スクロール台板内油通路をそれぞれ設け、揺動スクロールの公転運動の一回転における所定位相区間にてフレームのスラスト支持面に設けた凹部が、揺動スクロール台板内に設けた揺動スクロール台板内油通路により揺動スクロール中空凸部内の軸受と連通し、また、揺動スクロールの公転運動の一回転における他の所定位相区間にて、フレームのスラスト支持面に設けた凹部が揺動スクロール台板外側の吸入室に連通する構成としたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図面を参照して説明する。前記従来例のものと同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
図１はこの発明の実施の形態１を示す図で、スクロール流体機械の圧縮機構部を示す断面図である。図において、１１ｆは揺動スクロール１１のスラスト面１１ｄに設けた凹部、１５ｇはフレーム１５のスラスト支持面１５ｂに設けた凹部である。図１（ａ）は後述する図２に示す揺動スクロール１１のクランク角０゜の位置を示すものであり、図１（ｂ）はクランク角１８０゜の位置を示すものである。ここで、スラスト支持面の凹部１５ｇは揺動スクロール１１の揺動運動における所定位相区間にてスラスト面１１ｄの凹部１１ｆによりフレーム内油溜である油溜１５ｃと連通し、他の所定位相区間にて図２中のクランク角が９０゜、１８０゜、２７０゜のように吸入室１５ａと連通する位置に配置している。
【００１９】
図２は揺動スクロール１１の揺動運動の各クランク角におけるスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇがスラスト面１１ｄの凹部１１ｆならびに吸入室１５ａと連通する様子を示す。図において、スラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇがスラスト面１１ｄの凹部１１ｆと重なり合った位置を揺動スクロール１１の揺動運動のクランク角が０゜として示してあり、揺動スクロール１１は、図２中の（１）クランク角０゜、（２）クランク角９０゜、（３）クランク角１８０゜、（４）クランク角２７０゜の通りに回転し、（１）ではスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇは吸入室１５ａと連通していないが、（２）〜（４）においては凹部１５ｇは吸入室１５ａと連通している。
【００２０】
図３は揺動スクロール１１の揺動運動のクランク角によるスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇが吸入室１５ａへ連通する面積を図２同様、スラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇと揺動スクロール１１のスラスト面１１ｄの凹部１１ｆが重なりあった位置を揺動スクロール１１の揺動運動のクランク角が０゜として示したものである。また、図４は圧縮機の回転数と吸入室１５ａに供給される潤滑油量の関係を示したものである。
【００２１】
次に上記構成において、油溜１５ｃ内の潤滑油が吸入室１５ａに供給される様子の詳細を図２、図３における揺動スクロール１１の揺動運動のクランク角が０゜の位置を基点として説明する。
図１において破線矢印は潤滑油の流れを示したもので、主軸１２に設けられた給油穴１２ｂにより軸受１１ｃに供給された潤滑油は軸受１１ｃを潤滑した後、油溜１５ｃを経て一部はフレーム１５に設けられた排油穴１５ｈによりフレーム１５の下部空間に排出され、また、一部はスラスト軸受１１ｄを潤滑した後、吸入室１５ａに流出し動作流体と混合されて圧縮室５３で圧縮され圧縮機外へと吐出される。この時、クランク角０゜では、揺動スクロール１１のスラスト面１１ｄに設けた凹部１１ｆによりフレーム１５のスラスト支持面１５ｂに設けた凹部１５ｇと油溜１５ｃが連通しているため油溜１５ｃ内の潤滑油は凹部１１ｆを通り、スラスト支持面１５ｂに設けた凹部１５ｇに導かれる。
【００２２】
次に揺動スクロール１１の揺動運動によりクランク角が進むに従い、スラスト面１１ｄに設けられた凹部１１ｆとスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇとの連通面積は減少し始め、図３に示すようにスラスト支持面１５ｂに設けた凹部１５ｇが吸入室１５ａに連通し始めるクランク角になる前にスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇはスラスト面１１dの凹部１１ｆと分離される。
【００２３】
揺動スクロール１１の揺動運動のクランク角が進むと、スラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇは図２（２）、図３に示すように吸入室１５ａと連通しはじめる。スラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇ内の潤滑油が吸入室１５ａ内に供給され始め、図２（３）、図３に示すようにクランク角１８０゜付近ではスラスト面１５ｂの凹部１５ｇは吸入室１５ａに完全に開口し、更に揺動スクロール１１の揺動運動のクランク角が進むにつれて凹部１５ｇは逆に吸入室１５ａとの連通面積を図２（４）、図３に示すように減少させて行く。
【００２４】
そして、図３に示すように、スラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇと吸入室１５ａが完全に分離するクランク角を過ぎるとスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇは揺動スクロール１１のスラスト面１１ｄに設けた凹部１１ｆと再び連通しはじめ油溜１５ｃの潤滑油がスラスト面１１ｄの凹部１１ｆにより凹部１５ｇへ供給されるようになり、揺動スクロール１１が再び揺動運動によりクランク角０゜の位置に戻ってくる。
【００２５】
以上のサイクルの中で、油溜１５ｃからスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇへ導かれた潤滑油は、スラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇが吸入室１５ａと連通している間に吸入室１５ａ内に供給され、作動流体と一緒に圧縮室５３に吸入される。このことにより、図４に示すように、従来潤滑油量が確保できず制限されていた圧縮機の下限回転数を拡大することができる。
【００２６】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２を示す図で、スクロール流体機械の凹部を示す断面図である。本実施の形態は、上記実施の形態１で示した給油機構において、スラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇの開口面積Ｓ１を変化させることで油溜１５ｃから吸入室１５ａに供給される潤滑油の量を調整できるようにしたものである。
また同様に、図５に示すスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇの深さｄ１を変化させることでも同様の効果を得ることができる。
【００２７】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３を示す図で、スクロール流体機械の穴部を示す断面図である。図において、揺動スクロール１１のスラスト面１１ｄとフレーム１５のスラスト支持面１５ｂの間にスラストプレート１６が介装されており、スラストプレート１６には実施の形態１で述べたフレームスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇに相当する位置に穴部１６ａが設けられている。
【００２８】
ここで、スラストプレート１６の穴部１６ａは、揺動スクロール１１の揺動運動における所定位相区間にてスラスト面１１ｄの凹部１１ｆにより油溜１５ｃと連通し、他の所定位相区間にて吸入空間１５ａと連通する位置に配置している。
【００２９】
以上の構成においては、スラストプレート１６の穴部１６ａは上記実施の形態１記載のスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇと同じ機能を有し、スラストプレート１６の穴部１６ａ内に導いた潤滑油を吸入室１５ａに供給でき、スラスト軸受にスラストプレート１６を介装した構造においても油溜１５ｃ内の潤滑油を吸入室１５ａに間欠的に供給することができる。穴部１６ａを有するスラストプレート１６を用いることにより、フレーム１５のスラスト支持面１５ｂに凹部の加工が不要になり、加工費が低減する。スラストプレート１６の穴部１６ａは成形加工時に形成でき、機械加工は不要である。
【００３０】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４を示す図で、スクロール流体機械の穴部を示す断面図である。上記実施の形態３で示したスラストプレート１６に設けた穴部１６ａの開口面積Ｓ２、ならびにスラストプレート１６の厚みｔ１を変化させることにより油溜１５ｃから吸入室１５ａに供給される潤滑油の量を調整するようにしたものである。
【００３１】
実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５を示す図で、スクロール流体機械の凹部および穴部を示す断面図である。上記実施の形態３で示したスラストプレート１６に設けた穴部１６ａと同じ位置のフレーム１５のスラスト支持面１５ｂに凹部１５ｇを設け、スラストプレート１６に設けた穴部１６ａの開口面積Ｓ３、スラストプレート１６の厚みｔ２、ならびにフレーム１５のスラスト支持面１５ｂに設けた凹部１５ｇの開口面積Ｓ４、深さｄ２をそれぞれ変えることによって、スラストプレートの穴部１６ａだけでは調整範囲が限られる油溜１５ｃから吸入室１５ａに供給される潤滑油の給油量をフレーム１５の凹部１５ｇと組み合わせることで広範囲に調整できるようにしたものである。
【００３２】
実施の形態６．
図９はこの発明の実施の形態６を示す図で、スクロール流体機械の揺動スクロール台板内の油通路とフレームのスラスト支持面に設けた凹部を示す図である。図において、１１ｈは揺動スクロール１１の渦巻体１１ｂ突設面と反対面で内部に軸受１１ｃを有する中心部分に設けられた中空凸部であり、１１ｇは台板１１ａ内に設けられた揺動スクロール台板内油通路である油通路で、前記中空凸部１１ｈ内部とスラスト面１１ｄとを連通している。また、フレーム１５には実施の形態１で述べたフレームスラスト支持面１５ｂの凹部１５ｇが設けられている。ここで潤滑油は給油穴１２ｂにより揺動スクロール１１の中空凸部１１ｈ内に供給される。そしてフレーム１５の凹部１５ｇは揺動スクロール１１の揺動運動における所定位相区間にてクランク角において台板１１ａ内の油通路１１ｇにより中空凸部１１ｈ内部と連通し、他の所定位相区間にて吸入空間１５ａと連通する位置に配置している。
【００３３】
以上の構成においては、揺動スクロール１１の台板１１ａ内の油通路１１ｇは上記実施の形態１記載のスラスト面１１ｄの凹部１１ｆと、中空凸部１１ｈ内部は油溜１５ｃとそれぞれ同じ機能を有し、フレーム１５の凹部１５ｇ内に導いた潤滑油を吸入室１５ａに供給でき、上記実施の形態１で示した油溜１５ｃに潤滑油を貯めることなく中空凸部１１ｈ内の潤滑油を吸入室１５ａに間欠的に供給することができる。
従って、フレーム１５内に油溜１５ｃを形成しにくい構造のスクロール流体機械に適する。
【００３４】
実施の形態７．
図１０はこの発明の実施の形態７を示す図で、スクロール流体機械のフレームに設けた油通路を示す図である。図において、１５ｉはフレーム１５のスラスト支持面１５ｂと油溜１５ｃを連通させる油通路である。ここでフレーム１５の油通路１５ｉは揺動スクロール１１の揺動運動における所定位相区間にてクランク角においてスラスト面１１ｄにより吸入室１５ａと分離されており、他の所定位相区間にて吸入空間１５ａと連通する位置に配置している。
【００３５】
以上の構成において、上記実施の形態１で示した油溜１５ｃ内の潤滑油は揺動スクロール１１の揺動運動に従い、吸入室１５ａに間欠的に供給することができ、しかも揺動スクロール１１に油通路等の加工を行うことなく、油溜１５ｃ内の潤滑油を吸入室１５ａに間欠的に供給することができる。
揺動スクロール１１の台板１１ａに凹部１１ｆ、油通路１１ｇがないため、台板１１ａが変形しにくく、異常摩耗等を抑制できる。
【００３６】
【発明の効果】
この発明に係るスクロール流体機械は、フレームのスラスト支持面の凹部にフレーム内油溜から揺動スクロールのスラスト面の凹部を介して潤滑油が供給され、フレームのスラスト支持面の凹部が吸入室に連通すると、その潤滑油が吸入室に供給されることで動作流体中に潤滑油を不足なく供給でき、揺動スクロールならびに固定スクロールの渦巻体接触部の摩耗を防止しできると共に渦巻体間の気密性を向上させ、スクロール流体機械の信頼性および性能を確保することができる。
【００３７】
また、フレームのスラスト支持面に設けた凹部の容積を変えることにより、フレーム内油溜から吸入室に適量の潤滑油を供給することができる。
【００３８】
また、スラストプレートに設けた穴部にフレーム内油溜から揺動スクロールのスラスト面の凹部を介して潤滑油が供給され、スラストプレートの穴部が吸入室に連通すると、その潤滑油が吸入室に供給されることで、スラストプレートを有するスラスト軸受構造のスクロール流体機械の信頼性および性能を確保することができ、しかもフレームのスラスト面に凹部の加工が不要になるので、加工費が低減する。
【００３９】
また、スラストプレートの穴部の容積を変えることにより、フレーム内油溜から吸入室に適量の潤滑油を供給することができる。
【００４０】
また、スラストプレートの穴部に加えて、その穴部に連通するフレームフラスト支持面の凹部を設けたことにより、吸入室に供給される潤滑油を増すことができるので、吸入室に供給される潤滑油を広範囲に調整することができる。
【００４１】
また、フレームのスラスト支持面の凹部に揺動スクロール台板内油通路により揺動スクロールの中空凸部内の潤滑油を吸入室へ間欠的に供給して、フレーム内に潤滑油を貯めることなく潤滑油を吸入室内に供給することができるので、フレーム内油溜を形成しにくい構造のスクロール流体機械に適用できる。
【００４２】
また、フレームに設けたフレーム内油通路によりフレーム内油溜の潤滑油を揺動スクロールにスラスト面の凹部、及び揺動スクロール台板内油通路を加工することなく吸入室へ間欠的に供給することができるので、揺動スクロール台板が変形しにくく、異常摩耗等を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係わるスクロール流体機械の要部断面図である。
【図２】 実施の形態１に係わるスクロール流体機械の揺動スクロールのクランク角部の連通を示す図である。
【図３】 実施の形態１に係わるスクロール流体機械の揺動スクロールのクランク角に対する凹部と吸入室との連通面積を示す図である。
【図４】 実施の形態１に係わるスクロール流体機械の回転数と潤滑油供給量の特性を示す図である。
【図５】 実施の形態２に係わるスクロール流体機械の凹部を示す断面図である。
【図６】 実施の形態３に係わるスクロール流体機械の穴部を示す断面図である。
【図７】 実施の形態４に係わるスクロール流体機械の穴部を示す断面図である。
【図８】 実施の形態５に係わるスクロール流体機械の凹部および穴部を示す断面図である。
【図９】 実施の形態６に係わるスクロール流体機械の揺動スクロール台板内の油通路とフレームのスラスト支持面に設けた凹部を示す図である。
【図１０】 実施の形態７に係わるスクロール流体機械のフレームに設けた油通路を示す図である。
【図１１】 従来のスクロール流体機械の断面図である。
【図１２】 従来のスクロール流体機械におけるスラスト軸受部の潤滑油の流れを示す図である。
【符号の説明】
１０ 固定スクロール、１１ 揺動スクロール、１１ａ 揺動スクロール台板、１１ｄ スラスト面、１１ｆ 凹部、１１ｇ 油通路、１１ｈ 中空凸部、１２ 主軸、１２ｂ 潤滑油通路、１３ 電動機、１５ フレーム、１５ａ 吸入室、１５ｂ スラスト支持面、１５ｃ 油溜、１５ｇ 凹部、１５ｉ 油通路、１６ スラストプレート、５３ 圧縮室。
Claims (9)
- それぞれの台板の片側に渦巻体を突設し、これらの渦巻体を対向させて互いに組み合わせることにより圧縮室を形成する固定スクロールおよび揺動スクロールと、前記揺動スクロール台板の渦巻突設面と反対面に形成されたスラスト面を摺動自在に支持する平面を有するとともに、前記圧縮室以外の空間が吸入室となるよう揺動スクロールを収容し、前記揺動スクロール台板のスラスト面下方にフレーム内油溜を形成するフレームと、前記揺動スクロールを主軸を介して駆動させる電動機と、圧縮機構成要素を収容するとともに、底部に底部油溜を有する密閉容器と、前記底部油溜内の潤滑油を少なくとも前記揺動スクロール台板とフレームにより形成される前記フレーム内油溜に供給する機構とを備えたスクロール流体機械において、前記揺動スクロール台板のスラスト面に前記フレーム内油溜に常時連通する凹部を、前記フレームのスラスト支持面に凹部をそれぞれ設け、前記揺動スクロールの公転運動の一回転における所定の位相区間にて、前記フレームのスラスト支持面に設けた凹部が前記揺動スクロールのスラスト面に設けた凹部と連通し、また、前記揺動スクロールの公転運動の一回転における他の所定の位相区間にて、前記フレームのスラスト支持面に設けた凹部が前記揺動スクロール台板外側の前記吸入室に連通する構成としたことを特徴とするスクロール流体機械。
- 前記フレームのスラスト支持面に設けた凹部の容積を変えることにより前記フレームと前記揺動スクロール台板とにより形成されるフレーム内油溜から前記吸入室に供給される潤滑油量を調整する構成としたことを特徴とする請求項１記載のスクロール流体機械。
- 前記フレームのスラスト支持面に設けた凹部の開口面積と深さの少なくともいずれか一方を変える構成としたことを特徴とする請求項２記載のスクロール流体機械。
- それぞれの台板の片側に渦巻体を設け、これらの渦巻体を対向させて互いに組み合わせることにより圧縮室を形成する固定スクロールおよび揺動スクロールと、前記揺動スクロール台板の渦巻突設面と反対面に形成されたスラスト面を摺動自在に支持する平面を有するとともに、前記圧縮室以外の空間が吸入室となるよう揺動スクロールを収容し、前記揺動スクロール台板のスラスト面下方にフレーム内油溜を形成するフレームと、前記揺動スクロールを主軸を介して駆動させる電動機と、圧縮機構成要素を収容するとともに、底部に底部油溜を有する密閉容器と、前記底部油溜内の潤滑油を少なくとも前記揺動スクロール台板とフレームにより形成されるフレーム内油溜に供給する機構を備え、前記フレームのスラスト支持面と前記揺動スクロールスラスト面との間にスラストプレートが介装されたスクロール流体機械において、前記揺動スクロールのスラスト面に前記フレーム内油溜に常時連通する凹部を、前記スラストプレートに穴部をそれぞれ設け、前記揺動スクロールの公転運動の一回転における所定の位相区間にて、前記穴部が前記揺動スクロールのスラスト面に設けた凹部に連通し、また、前記揺動スクロールの公転運動の一回転における他の所定の位相区間にて、前記穴部が前記揺動スクロール台板外側の前記吸入室に連通する構成としたことを特徴とするスクロール流体機械。
- 前記スラストプレートに設けた穴部の容積を変えることにより前記フレームと前記揺動スクロールのスラスト面とにより形成されるフレーム内油溜から前記吸入室に供給される潤滑油量を調整することを特徴とする請求項４記載のスクロール流体機械。
- 前記スラストプレートに設けた穴部の開口面積と前記スラストプレートの厚さの少なくともいずれか一方を変える構成としたことを特徴とする請求項５記載のスクロール流体機械。
- 前記フレームのスラスト支持面に前記スラストプレートの穴部と連通した凹部を設けたことを特徴とする請求項４記載のスクロール流体機械。
- 前記スラストプレートの穴部の容積と、前記フレームのスラスト支持面の凹部の容積とを合せた容積を変えることにより、前記フレーム内油溜から前記吸込室に供給される潤滑油量を調整する構成としたことを特徴とする請求項７記載のスクロール流体機械。
- 台板の片側に渦巻体を突設した固定スクロールと、台板の片側に渦巻体を突設し、前記固定スクロールの渦巻体と対向させて互いに組み合わせることにより圧縮室を形成し、かつ、渦巻体突設面と反対側の中心部分の中空凸部内に軸受を有する揺動スクロールと、前記揺動スクロール台板の渦巻突設面と反対面に形成されたスラスト面を摺動自在に支持する平面を有するとともに、前記圧縮室以外の空間が吸入室となるよう前記揺動スクロールを収容するフレームと、中心部に前記揺動スクロール中空凸部内の軸受と連通した主軸内油通路を有し、一端が前記揺動スクロールの中空凸部内の軸受に挿入される主軸と、前記揺動スクロールを前記主軸を介して駆動させる電動機と、圧縮機構成要素を収容するとともに、底部に底部油溜を有する密閉容器と、前記底部油溜内の潤滑油を少なくとも前記主軸内油通路により前記揺動スクロール中空凸部内の軸受に供給する機構とを備えたスクロール流体機械において、前記フレームのスラスト支持面に凹部を、前記揺動スクロール台板内に該揺動スクロールのスラスト面に開口し、該揺動スクロール中空凸部内の軸受と連通した揺動スクロール台板内油通路をそれぞれ設け、前記揺動スクロールの公転運動の一回転における所定の位相区間にて前記フレームのスラスト支持面に設けた凹部が、前記揺動スクロール台板内に設けた揺動スクロール台板内油通路により前記揺動スクロール中空凸部内と連通し、また、前記揺動スクロールの公転運動の一回転における他の所定の位相区間にて、前記フレームのスラスト支持面に設けた凹部が前記揺動スクロール台板外側の前記吸入室に連通する構成としたことを特徴とするスクロール流体機械。
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