JP4055267B2 - スクロール型圧縮機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調装置における冷媒圧縮機として使用するのに適したスクロール型圧縮機に係り、特にその圧縮室のシール性を高めるための構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール型圧縮機においては、ハウジングに固定スクロールが固定されているとともに可動スクロールが公転のみ可能に支承されている。固定スクロールは固定側板及び固定渦巻部からなり、また、可動スクロールは可動側板及び可動渦巻部からなり、両者は互いに噛合してそれらの間に複数個の圧縮室を形成するようになっている。そして、可動スクロールが公転運動をすると、圧縮室が各渦巻き部の中心の方向に移動して容積を縮小し、空調装置の場合は冷媒ガスを圧縮して冷凍回路を経て循環させる。
【０００３】
この際に冷媒ガスに冷凍機油のような潤滑油をミスト状に含有させた場合は、外部の冷凍回路から吸入ポートを経て吸入室に吸入された冷媒ガスは、一部がそのまま圧縮室の容積縮小により圧縮される一方、残部が前部ハウジング内において可動スクロールを支承する軸受装置や自転防止機構及び可動スクロールと固定スクロールとの摺動部位を冷却するとともに、含有するミスト状の潤滑油によってこれらの摺動部位を潤滑することになる。そして、冷却及び潤滑後の冷媒ガスはその後に圧縮室に吸入されて圧縮されることになる。このように、軸受装置等の潤滑のために潤滑油を大量に含有する冷媒ガスがそのまま冷凍回路を循環すると冷凍能力が低下するので、スクロール型圧縮機においては、特開平３−１２９２７３号公報記載のように、ハウジング内に、圧縮後の冷媒ガスから潤滑油を分離する油分離室と、この油分離室と連通して潤滑油を貯留する貯油室とを形成し、貯油室を給油通路により軸受装置等に連通することも採用され得る。こうしてハウジング内で分離した潤滑油を軸受装置等に供給するようにしたスクロール型圧縮機では、その潤滑油により軸受装置等の潤滑を行う一方、冷凍回路には潤滑油を分離した冷媒ガスのみが循環されることになるため、冷凍回路の冷凍能力を向上させることができる。
【０００４】
また、スクロール型圧縮機においては、一方のスクロールの渦巻部の歯先と、それが摺動接触する相手方のスクロールの側板との摺動接触面におけるシール性が低下して、各圧縮室内において圧縮された冷媒のような流体が低圧側へ漏れるのを防止するために、スクロールの渦巻部の歯先面に渦巻形の溝を形成し、その溝の中にチップシールと呼ばれるシール部材を挿入してシール性を高めることが行われている（例えば、特開平７−１８９９３５号公報や特開平８−４６７０号公報等を参照）。このようなチップシールを用いる場合には、その裏面側の渦巻形の溝の中へ圧縮室の圧力を導入して、チップシールを渦巻形の溝から浮き上がらせることにより、チップシールを相手方のスクロールの側板に押し付けて更にシール性を高めることも試みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
チップシールを圧縮室の圧力によって相手方のスクロールの側板に押し付けてシール性を高めるものでは、圧縮室の圧力が高くない場合にはチップシールが十分に浮き上がらないので、チップシールを相手方のスクロールの側板に向かって必要な強さで押し付けることができないため、圧縮室のシール性が不十分となって圧縮機の性能を十分に高めることができない。また、渦巻形の溝の中でチップシールを背後から押圧する流体は圧縮室内で加圧された冷媒のような気体であるため、渦巻形のチップシール溝とチップシールの側面との間の狭い隙間からでも漏れ易く、漏れ出た気体が低圧側へ流れることによって圧縮室の圧力が低下し、これがまた圧縮機の性能を低下させる一因になるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、従来技術における前述のような問題に対処して、チップシールを相手方のスクロールの側板に向かって十分な強さで押圧して各圧縮室のシール性を高めるとともに、圧縮室において加圧された流体（気体）がチップシールを押圧するためにスクロール部材の渦巻形のチップシール溝から低圧側へ漏れ出て圧縮機の性能を低下させることがないような、改良されたスクロール型圧縮機を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載されたスクロール型圧縮機を提供する。
【０００８】
請求項１に記載されたスクロール型圧縮機においては、圧縮されて吐出された流体（気体）に含まれているミスト状の潤滑油が油分離室において分離される。分離された潤滑油は、実質的に吐出圧と同じ高い油圧を帯びて貯油室内に液状で貯溜されている。その潤滑油が給油通路を通って固定スクロール及び可動スクロールの各渦巻部の歯先に形成されたチップシール溝内へ導かれると、座ぐり部からチップシールの裏面側へ回り込み、チップシールを裏面側から油圧によって押圧して相手方のスクロールの側板の表面へ押しつけるので、圧縮室内において加圧された気体を用いてチップシールを押圧していた従来のものに比べて高い押圧力が得られるだけでなく、気体である圧縮流体よりも、液体である潤滑油の方が分子が大きくて粘性が高いから、チップシール溝とチップシールとの隙間から漏れ出る量が少なくなり、吐出圧の損失が低く抑えられる。また、僅かに漏れ出た潤滑油は、そのまま摺動接触面の潤滑に利用される。このようにして、チップシールのシール作用も高くなり、圧縮室から低圧側へ漏れ出る流体の量も減少して、スクロール型圧縮機としての効率が高くなる。
【０００９】
また、請求項１に記載されたスクロール型圧縮機においては、吐出圧を帯びた潤滑油を貯油室から各スクロールのチップシール溝へ導く給油通路の一部がガスケットにスリットとして形成されるので、給油通路の形成が容易になり、ハウジングに穿孔して給油通路を形成する必要がなくなる。
【００１０】
請求項２に記載されたスクロール型圧縮機においては、可動スクロールの渦巻部の歯先に形成されたチップシール溝内の座ぐり部へ吐出圧を帯びた潤滑油を導くために、固定スクロールの側板側から、それと摺動接触する可動チップシール自体に設けられた開口を透過して、潤滑油を可動チップシールの裏面側へ送り込むようになっている。従って、可動スクロールが公転運動をしても、吐出圧を帯びた潤滑油を簡単にチップシール溝内の座ぐり部へ導くことができるので、複雑な給油通路を設ける必要がない。
【００１１】
請求項３に記載されたスクロール型圧縮機においては、給油通路の一部が可動スクロールの一部である可動側板と渦巻部に設けられており、それらによって加圧された潤滑油をチップシールの裏面側へ導くようになっているので、固定スクロールと一体化されたシェルの内部に形成されている給油路と、公転する可動側板の給油路との間は、シェルと可動側板との摺動面に形成された円形の窪みを介して接続される。従って、可動スクロールが公転しても潤滑油は確実にシェル側から可動スクロール側へ供給され、可動チップシールの裏面側の座ぐり部へ到達することができるので、可動チップシールに開口を形成する必要がない。
【００１２】
請求項４に記載されたスクロール型圧縮機においては、給油通路の一部が可動スクロールの一部である可動側板と渦巻部に設けられており、それらによって加圧された潤滑油をチップシールの裏面側へ導くようになっていると共に、固定スクロールと一体化されたシェルの内部に形成されている給油路は、シェルと連結されたハウジングの一部に形成されている給油路を介して可動側板の給油路へ潤滑油を供給するようになっている。ハウジングの一部に形成された給油路と公転する可動側板の給油路との間は、ハウジングの一部と可動側板との摺動面に形成された円形の窪みを介して接続される。従って、可動スクロールが公転しても潤滑油は確実にハウジング側から可動スクロール側へ供給され、可動チップシールの裏面側の座ぐり部へ到達することができるので、可動チップシールに開口を形成する必要がない。
【００１３】
請求項５に記載されたスクロール型圧縮機は、請求項１ないし４のいずれかに記載されたスクロール型圧縮機において、油分離室が遠心分離方式のものとして構成され、圧縮されて吐出される流体を接線方向に流入させて内部の空間において旋回させることによって、効率的に圧縮流体から潤滑油を分離することができる。それによって、チップシールの押圧が潤滑油のみによって行われると共に、吐出される圧縮流体に潤滑油が混入していないので、潤滑油によって支障が生じるおそれがない。
【００１４】
また、本発明のスクロール型圧縮機においては、ハウジング内で分離した潤滑油を固定渦巻部と可動側板との間の摺動部位へ供給するため、それが空調装置に使用される場合は、冷凍回路には潤滑油を分離した冷媒ガスだけが循環することになり、潤滑油が冷凍回路内を流れないので冷凍能力が向上する。更に、本発明のスクロール型圧縮機では、軸受装置、特に固定渦巻部と可動側板との摺動部位等の十分な潤滑と高い圧縮能力とを確保しつつ、優れた信頼性を発揮し得る。また、固定渦巻部と可動側板との摺動部位に供給されるのはガス状の流体から分離された液状の潤滑油だけであるため、摺動部位における潤滑性能の低下を招くことがない。
【００１５】
ハウジングは、シェルと、このシェルに締結され、可動スクロールを支承する前部ハウジングと、シェルに締結され、圧縮後の圧縮室と連通する吐出室を内部に形成する後部ハウジングとからなり、固定スクロールと後部ハウジングとの間には少なくとも吐出室及び貯油室間の封止を行うガスケットが介在し、供給通路はガスケットに凹設された給油溝によって形成されていることが好ましい。このようにすれば、ガスケットに設けた給油溝の分だけ特別の通孔や配管を省略することができるため、製造コストの低廉化を実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した第１の実施形態について図１ないし図９を参照しながら説明する。第１実施形態のみならず、図示の各実施形態として取り上げたスクロール型圧縮機は、いずれも空調装置における冷凍回路の一部を構成する冷媒圧縮機として使用された例である。第１実施形態のスクロール型圧縮機においては、図１に示すように、外殻を形成するシェル１の前部にＯリングを介して前部ハウジング２が図３に示す複数本のボルトにより締結され、シェル１の後部にガスケット３３を介して後部ハウジング４が図示しない複数本のボルトにより締結されている。
【００１７】
シェル１内には、図３にも示すように、渦巻溝１ａが形成されており、これにより固定渦巻部１ｂ及び固定側板１ｃからなる固定スクロール１０が形成されている。また、シェル１には、渦巻溝１ａの外周端に近接する位置に吸入ポート１ｆが貫設され、吸入ポート１ｆは図示しない吸入サービスバルブを介して外部の図示しない冷凍回路のエバポレータと接続されている。なお、渦巻溝１ａの外周端には、シェル１をダイキャスト法によって鋳造する際の中子の抜きしろ１ｄが残留している。
【００１８】
また、図１に示すように、前部ハウジング２内には軸封装置５及び軸受装置６を介して駆動軸７が回転可能に支承されており、駆動軸７の内端には軸芯から偏心してスライドキー８が駆動軸７と一体的に後方に向って突設されている。スライドキー８には径方向に僅かに移動が可能なように駆動ブッシュ９が係合されており、駆動ブッシュ９には軸受装置１１を介して可動スクロール１２が支承されているとともに、バランサウェイト１３が固定されている。可動スクロール１２は、軸受装置１１側の可動側板１２ｃと、この可動側板１２ｃから渦巻状に突出する突起により形成された可動渦巻部１２ｂとからなっている。この可動スクロール１２における可動側板１２ｃ及び可動渦巻部１２ｂが固定スクロール１０の固定側板１ｃ及び固定渦巻部１ｂと噛み合うことによって、それらの間に複数個の圧縮室Ｐが形成される。
【００１９】
さらに、前部ハウジング２には複数本のピン１４が固定され、他方可動スクロール１２の可動側板１２ｃにも複数本のピン１５が固定され、これらのピン１４及び１５は前部ハウジング２に凹設された座面を摺動する円環状のリテーナ１６にそれぞれ係合している。そして、これらのピン１４，１５及びリテーナ１６によって自転防止機構が構成されている。
【００２０】
また、図１ないし図３に示すように、固定スクロール１０の固定側板１ｃの中央部には吐出口１ｅが開口しており、吐出口１ｅはリード状の吐出弁２１により開閉可能に外側から閉じられている。なお、吐出弁２１は固定側板１ｃに固定されたストッパ２０により最大開度が規制されるようになっている。そして、シェル１と後部ハウジング４内には、図２にも示すように、吐出室１７及び貯油室１８が形成され、後部ハウジング４内には、図１に示すように油分離室１９が形成されている。吐出室１７は吐出弁２１により、中央部の圧縮室Ｐ内の圧力が所定値を越えたときにそれと連通可能となっており、この吐出室１７は排出口４ａにより油分離室１９に連通している。油分離室１９には内部が吐出ポート４ｂとなる吐出サービスバルブ３４が設けられている。排出口４ａは油分離室１９に対して接線方向に開口している。これら排出口４ａ、油分離室１９及び吐出サービスバルブ３４は、スクロール型圧縮機に内蔵可能な、遠心力を利用したオイルセパレータを構成している。なお、吐出サービスバルブ３４は冷凍回路のコンデンサと接続されている。
【００２１】
油分離室１９の底部には貯油室１８と連通する通孔４ｃが穿孔されている。また、ガスケット３３の下方には、図２に示すように、貯油室１８の底部と連通する給油孔３３ａが開口しており、ガスケット３３の上方には給油孔３３ｂが開口している。給油孔３３ａと３３ｂはガスケット３３にスリットとして形成された給油溝３３ｃにより連通しており、給油孔３３ｂは、図１ないし図５に示すように、シェル１に穿設された給油孔１ｈにより固定渦巻部１ｂと可動側板１２ｃとの摺動部位に形成された渦巻形の固定チップシール溝１ｔの底部に連通している。給油孔１ｈの固定チップシール溝１ｔ側の開口の回りには、図４及び図９等に示すように、円形の座ぐり１ｉが形成されている。このようにして、給油孔３３ａ、給油溝３３ｃ、給油孔３３ｂ及び給油孔１ｈが固定チップシール溝１ｔへの給油通路を構成する。
【００２２】
図６及び図９に拡大して示すように、渦巻形の溝として形成された固定チップシール溝１ｔには、それを覆うように実質的に同じ形状の固定チップシール３１が挿入される。従って、加圧された潤滑油が給油孔１ｈを含む給油通路を経て座ぐり１ｉへ供給されると、固定チップシール３１が固定チップシール溝１ｔ内で僅かに浮き上がって可動側板１２ｃとの摺動接触面に押し付けられ、固定渦巻部１ｂの歯先と可動側板１２ｃとの間のシール性を高める。
【００２３】
また、前述の給油溝３３ｃは、図２に示すように分岐して給油孔３３ｄにも連通している。給油孔３３ｄは、図１や図９に示すように固定側板１ｃに穿設された給油孔１ｋの一端に常時通じており、給油孔１ｋの他端は、固定側板１ｃの内側の、可動渦巻部１２ｂの歯先との摺動接触面の所定の位置に開口している。
【００２４】
可動渦巻部１２ｂの歯先にも、図４や図７等に示すように、渦巻形の可動チップシール溝１２ｔが形成されており、可動チップシール溝１２ｔにはその表面の殆ど全部を覆うように実質的に同じ形状の可動チップシール３２が挿入される。図８に示すように、可動チップシール３２の中心に近い幅広の部分には、可動スクロール１２が公転運動をする際に、なるべく長く給油孔１ｋと連通していることができるような形状の給油孔３２ｉが開口している。厳密に言うと給油孔３２ｉの形状は、可動スクロール１２の公転円の直径と給油孔１ｋの直径の和を直径とする仮想の円ｃを考えて、それと同じ円形の開口とするのが理想的であるが、通常、可動チップシール３２の幅広部でもそれだけの大きな開口を形成することは困難であるから、図８に示すように、前述の理想的な円ｃの直径と同じ長径を有する長円形とするのがよい。
【００２５】
このようにすれば、可動スクロール１２が公転運動をしても、給油孔１ｋが少なくとも間欠的に可動チップシール３２の給油孔３２ｉに連通し得る。図７に示すように、給油孔３２ｉに対応して可動チップシール溝１２ｔの底面には給油孔３２ｉよりも大きな座ぐり１２ｉが形成されており、更にそれに通じるようにして渦巻形の溝の一部である座ぐり１２ｊが形成されている。従って、加圧された潤滑油が給油孔１ｋを含む給油通路を経て給油孔３２ｉへ供給されると、潤滑油は給油孔３２ｉから可動チップシール３２の内側の座ぐり１２ｉ及び１２ｊの空間へ回り込んで、可動チップシール３２を固定側板１ｃとの摺動接触面に向かって押圧する。その結果、可動チップシール３２が可動チップシール溝１２ｔ内で僅かに浮き上がって固定側板１ｃとの摺動接触面に押し付けられ、可動渦巻部１２ｂの歯先と固定側板１ｃとの間のシール性を高める。
【００２６】
なお、第１の実施形態においては、貯油室１８と給油孔１ｈまたは給油孔１ｋとを連通する給油通路として、ガスケット３３にスリットとして給油溝３３ｃを形成しているが、給油溝３３ｃはシェル１または後部ハウジング４の、ガスケット３３との合わせ面に凹溝として形成したり、固定側板１ｃその他に穿孔することによって形成することもできる。
【００２７】
以上のように構成されたこのスクロール型圧縮機においては、駆動軸７が車両用のエンジンから電磁クラッチを介してベルトにより回転駆動されると、スライドキー８が偏心回転し、駆動ブッシュ９がピン１４，１５及びリテーナ１６からなる自転防止機構との協働により可動スクロール１２を公転円に沿って公転させる。それによって、圧縮室Ｐは順次容積を縮小させながら渦巻部１ｂ及び１２ｂの中心に向って移動する。
【００２８】
このため、図３に示すように、シェル１の渦巻溝１ａの外周端では、可動スクロール１２の可動渦巻部１２ｂが固定スクロール１０の固定渦巻部１ｂとの間に一対の圧縮室Ｐを形成しようとする際に、冷媒ガスがエバポレータから吸入ポート１ｆを経てそれぞれの圧縮室Ｐに吸入される。一部の冷媒ガスは、圧縮室Ｐが可動側板１２ｃにより覆われていない間に、軸受装置６，１１及び自転防止機構へ供給されてこれらを冷却する。
【００２９】
圧縮室Ｐの移動によって圧縮された冷媒ガスは、図１に示すように、吐出口１ｅ及び吐出弁２１を介して吐出室１７へ吐出される。この後、吐出室１７内の冷媒ガスは、排出口４ａから油分離室１９内へ接線方向に排出されるので、吐出サービスバルブ３４の筒部の外周を回る旋回流を生じる。この旋回流に作用する遠心力により冷媒に含まれているミスト状の潤滑油が分離し、油分離室１９の壁面に付着して凝集する。潤滑油は凝集すると重力によって流下し、通孔４ｃを経て貯油室１８へ流入して貯留される。このようにして油分離室１９内で潤滑油を分離した冷媒ガスは、吐出サービスバルブ３４の吐出ポート４ｂから図示しないコンデンサへ吐出される。
【００３０】
貯油室１８内に貯留された潤滑油は吐出室１７の吐出圧に近い冷媒ガスの圧力を帯びているので、図２に示すように、給油孔３３ａ、給油溝３３ｃ、給油孔３３ｂ、給油孔１ｈを経て、図９に示すように、固定渦巻部１ｂの歯先と可動側板１２ｃとの摺動部位における固定チップシール溝１ｔへ供給される。給油孔１ｈの開口の回りには座ぐり１ｉが形成されていて開口面積が拡大されているため、潤滑油がチップシール３１の裏面に沿って渦巻方向に拡がり、チップシール３１を可動側板１２ｃに向って押圧すると共に、少しづつ漏れて固定渦巻部１ｂの歯先と可動側板１２ｃとの摺動部位へ安定的に供給される。
【００３１】
このようにしてチップシール溝１ｔへ供給された潤滑油は、チップシール３１が可動側板１２ｃによって覆われている間は、可動スクロール１２の公転運動及び自重により固定渦巻部１ｂと可動側板１２ｃとの摺動部位全体に広がる。
【００３２】
また、給油溝３３ｃから給油孔１ｋへ分流した潤滑油は、やはり貯油室１８に作用する吐出圧を帯びているので、図９に示すように、可動チップシール３２の給油孔３２ｉを通って座ぐり１２ｉ及び１２ｊへ流入することにより、可動チップシール３２の内側を渦巻形の可動チップシール溝１２ｔに沿って拡がり、可動チップシール３２を内側から押圧して固定側板１ｃの摺動接触面に向かって押し付ける。この場合も前述の場合と同様に、加圧された潤滑油は可動チップシール３２に押圧力を与えるだけでなく、少しずつ可動チップシール溝１２ｔから漏れ出て、可動チップシール３２と固定側板１ｃとの間の摺動接触面を潤滑する。
【００３３】
また、このスクロール型圧縮機においては、後部ハウジング４内の油分離室１９において分離した潤滑油を渦巻部１ｂ及び１２ｂの歯先と側板１ｃ及び１２ｃとの摺動部位へチップシール３１及び３２の押圧の目的を兼ねて供給することにしているため、冷凍回路には潤滑油を分離した冷媒ガスだけが循環するようになり、冷凍能力が向上することになる。更に、このスクロール型圧縮機では、軸受装置６，１１、特に渦巻部の歯先と側板との摺動部位等の安定した潤滑と、吐出圧を帯びた油圧によるチップシール３１，３２の付勢により、高い冷凍能力を確保しつつ、優れた信頼性を発揮し得る。また、固定渦巻部１ｂと可動側板１２ｃとの摺動部位に供給されるのは冷媒ガスを分離した潤滑油だけであるため、潤滑性能の低下を招くことがない。
【００３４】
次に、図１０ないし図１６によって本発明の第２実施形態について説明する。前述の第１実施形態においては、加圧された潤滑油を給油孔１ｋから可動チップシール３２の裏面側の座ぐり１２ｉ及び１２ｊの空間へ送り込むことによって、可動チップシール３２を固定側板１ｃとの摺動接触面に向かって押圧するようになっているので、可動チップシール３２に図８に示したような長円形の給油孔３２ｉを開口させたり、可動チップシール溝３２ｔの底面に図７に示したような非円形の座ぐり１２ｉ及び１２ｊを設ける必要がある。これは量産の場合に加工上の困難を伴うことと、可動チップシール３２に給油孔３２ｉを開口させることによって可動チップシール３２の強度が多少低下することは避けられない。また、可動渦巻部１２ｂの中心部の歯の厚さが薄い場合には、給油孔３２ｉを設けることが難しくなる場合もある。
【００３５】
そこで、第２実施形態以下の各実施形態においては、第１実施形態のように、固定側板１ｃに設けられた給油孔１ｋと可動チップシール３２自体の給油孔３２ｉによって加圧された潤滑油を直接に可動チップシール３２の裏面側へ送り込む代わりに、加圧された潤滑油を迂回させて、別に設けられた確実な通路手段によって可動側板１２ｃ内に形成された給油路へ送り込み、そこから可動渦巻部１２ｂ内に形成された給油孔を経て、穴のない可動チップシール３２’の裏面側の座ぐり１２ｉ内へ導くように構成している点に特徴がある。なお、固定渦巻部１ｂに設けられた固定チップシール３１の加圧機構は、いずれの場合も第１実施形態と同様とする。
【００３６】
即ち、第２実施形態においては図１０及び図１６に示すように、第１実施形態における給油孔１ｋに代わる貫通しない給油路１ｍと、それに接続する半径方向の給油路１ｎを固定側板１ｃ内に設けると共に、それに接続する軸方向の給油路１ｑをシェル１内に形成し、給油路１ｑの端部がそれに常時連通するように可動側板１２ｃ’のフランジ部分に形成された円形の窪み１２ｄに向かって開口させる。窪み１２ｄの直径は可動スクロール１２の公転円の直径よりも給油路１ｑの直径の分だけ大きくする。窪み１２ｄは給油路１２ｅ及び１２ｆによって可動渦巻部１２ｂに形成された軸方向の給油孔１２ｈの一端に接続される。そして、給油孔１２ｈの他端が座ぐり１２ｉ内に開口している。座ぐり１２ｉは単なる円形のものであってもよく、図７に示したような座ぐり１２ｊは設けなくてもよい。なお、図１６に示す１ｐ及び１２ｇは、給油路１ｎ及び１２ｆを加工した後に開口部を閉塞するためのプラグである。
【００３７】
第２実施形態における加圧された潤滑油のための給油路はこのように構成されているから、可動スクロール１２が公転してどのような位置にあっても、潤滑油は給油路１ｍ，１ｎ，１ｑ，窪み１２ｄ，給油路１２ｅ，１２ｆ，給油孔１２ｈを順次に経由して、確実に可動チップシール３２’の裏面側の座ぐり１２ｉへ到達し、図１５に示すような穴のない可動チップシール３２’を裏面側から押圧することによって固定側板１ｃに押しつけて、第１実施形態の場合と同様に油圧による強いシール効果と、可動チップシール３２’及びチップシール溝の隙間から洩れ出た潤滑油による潤滑効果を奏することができる。
【００３８】
なお、第２実施形態の変形として、図１６に二点鎖線によって示したように、ガスケット３３の給油溝３３ｃから給油路１ｍ及び１ｎを介して給油路１ｑへ潤滑油を導く代わりに、給油路１ｑを延長して給油路１ｑ’とし、それをガスケット３３において給油孔３３ｂに向かって形成された給油溝３３ｃの途中に開口させる給油孔３３ｅ（図１１参照）へ直接に接続させて、給油孔３３ｄ，給油路１ｍ，１ｎ及びプラグ１ｐを不要とすることもできる。それによって給油路の構成を簡略化して低コスト化することが可能になる。
【００３９】
図１７は本発明の第３実施形態として、第２実施形態と同様に第１実施形態における弱点を解消するための手段を示したもので、第２実施形態においては、公転する可動スクロール１２に対してシェル１側から潤滑油を供給するために給油路の途中に窪み１２ｄを設けているが、第３実施形態においては、窪み１２ｄの代わりにシェル１の側面に窪み１ｒが形成され、窪み１ｒの中に給油路１ｑが開口していて、窪み１ｒと給油路１２ｅが協働するようになっている点が異なる。それ以外の点は第２実施形態の場合と同様であって、第２実施形態と共通の部分には同じ参照符号を付している。窪み１ｒの直径も窪み１２ｄのそれと同程度でよい。
【００４０】
なお、第３実施形態において、給油路１ｍ及び１ｎ等を省略する場合に設けることができる給油路１ｑ”の入口端は、直接に貯油室１８内の底部の液相部分に開口させているので、ガスケット３３の給油溝３３ｃへ給油路１ｑ”を接続する必要がなくなるという利点がある。このような一層簡略化した構成は、前述の第２実施形態や、後述の第４実施形態についても実施することが可能である。
【００４１】
図１８は本発明の第４実施形態を示したもので、この場合は、第２実施形態や第３実施形態のようにシェル１の給油路１ｑから公転する可動側板１２ｃ’の給油路１２ｅへ潤滑油を伝達する代わりに、シェル１の給油路１ｑを一たん前部ハウジング２に形成された給油路２ａに固定的に接続し、更に給油路２ｂ，２ｃとプレート３５の開口３５ａを経て、可動側板１２ｃに形成された窪み１２ｒに接続するようにしている。窪み１２ｒは第２実施形態における窪み１２ｄと略同様なもので、給油路１２ｑによって給油路１２ｆに接続しているから、第４実施形態は第２実施形態と同様な作用、効果を奏する。なお、２ｄは給油路２ｂの加工端部を閉塞するプラグである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としてのスクロール型圧縮機の全体構成を示す縦断側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線において矢印方向に見た背面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線において矢印方向に見た横断正面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線において矢印方向に見た一部透視正面図である。
【図５】図１のＣ−Ｃ線において矢印方向に見た固定スクロールの正面図である。
【図６】固定チップシールの正面図である。
【図７】図１のＤ−Ｄ線において矢印方向に見た可動スクロールの正面図である。
【図８】可動チップシールの正面図である。
【図９】第１実施形態の要部に相当する部分を拡大して示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態としてのスクロール型圧縮機の全体構成を示す縦断側面図である。
【図１１】図１０のＡ’−Ａ’線において矢印方向に見た背面図である。
【図１２】図１０のＢ’−Ｂ’線において矢印方向に見た横断正面図である。
【図１３】図１０のＣ’−Ｃ’線において矢印方向に見た固定スクロールの正面図である。
【図１４】図１０のＤ’−Ｄ’線において矢印方向に見た可動スクロールの正面図である。
【図１５】第２実施形態以下の実施形態において使用する穴のない可動チップシールの正面図である。
【図１６】第２実施形態の要部に相当する部分を拡大して示す縦断面図である。
【図１７】第３実施形態の要部に相当する部分を拡大して示す縦断面図である。
【図１８】第４実施形態の要部に相当する部分を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…シェル
１ｂ…固定渦巻部
１ｃ…固定側板
１ｅ…吐出口
１ｈ，１ｋ…給油孔
１ｍ，１ｎ，１ｑ，１ｑ’，１ｑ”…給油路
１ｉ…座ぐり
１ｒ…円形の窪み
１ｔ…固定チップシール溝
２…前部ハウジング
２ａ，２ｂ，２ｃ…給油路
４…後部ハウジング
４ａ…排出口
４ｃ…通孔
７…駆動軸
１０…固定スクロール
１２…可動スクロール
１２ｂ…可動渦巻部
１２ｃ，１２ｃ’…可動側板
１２ｄ，１２ｒ…円形の窪み
１２ｅ，１２ｆ，１２ｑ…給油路
１２ｈ…給油孔
１２ｉ，１２ｊ…座ぐり
１２ｔ…可動チップシール溝
１７…吐出室
１８…貯油室
１９…油分離室
３１…固定チップシール
３２，３２’…可動チップシール
３２ｉ…給油孔
３３…ガスケット
３３ｃ…給油溝
３３ａ，３３ｂ，３３ｄ，３３ｅ…給油孔
３５…プレート
３５ａ…プレートの開口
Ｐ…圧縮室
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調装置における冷媒圧縮機として使用するのに適したスクロール型圧縮機に係り、特にその圧縮室のシール性を高めるための構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール型圧縮機においては、ハウジングに固定スクロールが固定されているとともに可動スクロールが公転のみ可能に支承されている。固定スクロールは固定側板及び固定渦巻部からなり、また、可動スクロールは可動側板及び可動渦巻部からなり、両者は互いに噛合してそれらの間に複数個の圧縮室を形成するようになっている。そして、可動スクロールが公転運動をすると、圧縮室が各渦巻き部の中心の方向に移動して容積を縮小し、空調装置の場合は冷媒ガスを圧縮して冷凍回路を経て循環させる。
【０００３】
この際に冷媒ガスに冷凍機油のような潤滑油をミスト状に含有させた場合は、外部の冷凍回路から吸入ポートを経て吸入室に吸入された冷媒ガスは、一部がそのまま圧縮室の容積縮小により圧縮される一方、残部が前部ハウジング内において可動スクロールを支承する軸受装置や自転防止機構及び可動スクロールと固定スクロールとの摺動部位を冷却するとともに、含有するミスト状の潤滑油によってこれらの摺動部位を潤滑することになる。そして、冷却及び潤滑後の冷媒ガスはその後に圧縮室に吸入されて圧縮されることになる。このように、軸受装置等の潤滑のために潤滑油を大量に含有する冷媒ガスがそのまま冷凍回路を循環すると冷凍能力が低下するので、スクロール型圧縮機においては、特開平３−１２９２７３号公報記載のように、ハウジング内に、圧縮後の冷媒ガスから潤滑油を分離する油分離室と、この油分離室と連通して潤滑油を貯留する貯油室とを形成し、貯油室を給油通路により軸受装置等に連通することも採用され得る。こうしてハウジング内で分離した潤滑油を軸受装置等に供給するようにしたスクロール型圧縮機では、その潤滑油により軸受装置等の潤滑を行う一方、冷凍回路には潤滑油を分離した冷媒ガスのみが循環されることになるため、冷凍回路の冷凍能力を向上させることができる。
【０００４】
また、スクロール型圧縮機においては、一方のスクロールの渦巻部の歯先と、それが摺動接触する相手方のスクロールの側板との摺動接触面におけるシール性が低下して、各圧縮室内において圧縮された冷媒のような流体が低圧側へ漏れるのを防止するために、スクロールの渦巻部の歯先面に渦巻形の溝を形成し、その溝の中にチップシールと呼ばれるシール部材を挿入してシール性を高めることが行われている（例えば、特開平７−１８９９３５号公報や特開平８−４６７０号公報等を参照）。このようなチップシールを用いる場合には、その裏面側の渦巻形の溝の中へ圧縮室の圧力を導入して、チップシールを渦巻形の溝から浮き上がらせることにより、チップシールを相手方のスクロールの側板に押し付けて更にシール性を高めることも試みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
チップシールを圧縮室の圧力によって相手方のスクロールの側板に押し付けてシール性を高めるものでは、圧縮室の圧力が高くない場合にはチップシールが十分に浮き上がらないので、チップシールを相手方のスクロールの側板に向かって必要な強さで押し付けることができないため、圧縮室のシール性が不十分となって圧縮機の性能を十分に高めることができない。また、渦巻形の溝の中でチップシールを背後から押圧する流体は圧縮室内で加圧された冷媒のような気体であるため、渦巻形のチップシール溝とチップシールの側面との間の狭い隙間からでも漏れ易く、漏れ出た気体が低圧側へ流れることによって圧縮室の圧力が低下し、これがまた圧縮機の性能を低下させる一因になるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、従来技術における前述のような問題に対処して、チップシールを相手方のスクロールの側板に向かって十分な強さで押圧して各圧縮室のシール性を高めるとともに、圧縮室において加圧された流体（気体）がチップシールを押圧するためにスクロール部材の渦巻形のチップシール溝から低圧側へ漏れ出て圧縮機の性能を低下させることがないような、改良されたスクロール型圧縮機を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載されたスクロール型圧縮機を提供する。
【０００８】
請求項１に記載されたスクロール型圧縮機においては、圧縮されて吐出された流体（気体）に含まれているミスト状の潤滑油が油分離室において分離される。分離された潤滑油は、実質的に吐出圧と同じ高い油圧を帯びて貯油室内に液状で貯溜されている。その潤滑油が給油通路を通って固定スクロール及び可動スクロールの各渦巻部の歯先に形成されたチップシール溝内へ導かれると、座ぐり部からチップシールの裏面側へ回り込み、チップシールを裏面側から油圧によって押圧して相手方のスクロールの側板の表面へ押しつけるので、圧縮室内において加圧された気体を用いてチップシールを押圧していた従来のものに比べて高い押圧力が得られるだけでなく、気体である圧縮流体よりも、液体である潤滑油の方が分子が大きくて粘性が高いから、チップシール溝とチップシールとの隙間から漏れ出る量が少なくなり、吐出圧の損失が低く抑えられる。また、僅かに漏れ出た潤滑油は、そのまま摺動接触面の潤滑に利用される。このようにして、チップシールのシール作用も高くなり、圧縮室から低圧側へ漏れ出る流体の量も減少して、スクロール型圧縮機としての効率が高くなる。
【０００９】
また、請求項１に記載されたスクロール型圧縮機においては、吐出圧を帯びた潤滑油を貯油室から各スクロールのチップシール溝へ導く給油通路の一部がガスケットにスリットとして形成されるので、給油通路の形成が容易になり、ハウジングに穿孔して給油通路を形成する必要がなくなる。
【００１０】
請求項２に記載されたスクロール型圧縮機においては、可動スクロールの渦巻部の歯先に形成されたチップシール溝内の座ぐり部へ吐出圧を帯びた潤滑油を導くために、固定スクロールの側板側から、それと摺動接触する可動チップシール自体に設けられた開口を透過して、潤滑油を可動チップシールの裏面側へ送り込むようになっている。従って、可動スクロールが公転運動をしても、吐出圧を帯びた潤滑油を簡単にチップシール溝内の座ぐり部へ導くことができるので、複雑な給油通路を設ける必要がない。
【００１１】
請求項３に記載されたスクロール型圧縮機においては、給油通路の一部が可動スクロールの一部である可動側板と渦巻部に設けられており、それらによって加圧された潤滑油をチップシールの裏面側へ導くようになっているので、固定スクロールと一体化されたシェルの内部に形成されている給油路と、公転する可動側板の給油路との間は、シェルと可動側板との摺動面に形成された円形の窪みを介して接続される。従って、可動スクロールが公転しても潤滑油は確実にシェル側から可動スクロール側へ供給され、可動チップシールの裏面側の座ぐり部へ到達することができるので、可動チップシールに開口を形成する必要がない。
【００１２】
請求項４に記載されたスクロール型圧縮機においては、給油通路の一部が可動スクロールの一部である可動側板と渦巻部に設けられており、それらによって加圧された潤滑油をチップシールの裏面側へ導くようになっていると共に、固定スクロールと一体化されたシェルの内部に形成されている給油路は、シェルと連結されたハウジングの一部に形成されている給油路を介して可動側板の給油路へ潤滑油を供給するようになっている。ハウジングの一部に形成された給油路と公転する可動側板の給油路との間は、ハウジングの一部と可動側板との摺動面に形成された円形の窪みを介して接続される。従って、可動スクロールが公転しても潤滑油は確実にハウジング側から可動スクロール側へ供給され、可動チップシールの裏面側の座ぐり部へ到達することができるので、可動チップシールに開口を形成する必要がない。
【００１３】
請求項５に記載されたスクロール型圧縮機は、請求項１ないし４のいずれかに記載されたスクロール型圧縮機において、油分離室が遠心分離方式のものとして構成され、圧縮されて吐出される流体を接線方向に流入させて内部の空間において旋回させることによって、効率的に圧縮流体から潤滑油を分離することができる。それによって、チップシールの押圧が潤滑油のみによって行われると共に、吐出される圧縮流体に潤滑油が混入していないので、潤滑油によって支障が生じるおそれがない。
【００１４】
また、本発明のスクロール型圧縮機においては、ハウジング内で分離した潤滑油を固定渦巻部と可動側板との間の摺動部位へ供給するため、それが空調装置に使用される場合は、冷凍回路には潤滑油を分離した冷媒ガスだけが循環することになり、潤滑油が冷凍回路内を流れないので冷凍能力が向上する。更に、本発明のスクロール型圧縮機では、軸受装置、特に固定渦巻部と可動側板との摺動部位等の十分な潤滑と高い圧縮能力とを確保しつつ、優れた信頼性を発揮し得る。また、固定渦巻部と可動側板との摺動部位に供給されるのはガス状の流体から分離された液状の潤滑油だけであるため、摺動部位における潤滑性能の低下を招くことがない。
【００１５】
ハウジングは、シェルと、このシェルに締結され、可動スクロールを支承する前部ハウジングと、シェルに締結され、圧縮後の圧縮室と連通する吐出室を内部に形成する後部ハウジングとからなり、固定スクロールと後部ハウジングとの間には少なくとも吐出室及び貯油室間の封止を行うガスケットが介在し、供給通路はガスケットに凹設された給油溝によって形成されていることが好ましい。このようにすれば、ガスケットに設けた給油溝の分だけ特別の通孔や配管を省略することができるため、製造コストの低廉化を実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した第１の実施形態について図１ないし図９を参照しながら説明する。第１実施形態のみならず、図示の各実施形態として取り上げたスクロール型圧縮機は、いずれも空調装置における冷凍回路の一部を構成する冷媒圧縮機として使用された例である。第１実施形態のスクロール型圧縮機においては、図１に示すように、外殻を形成するシェル１の前部にＯリングを介して前部ハウジング２が図３に示す複数本のボルトにより締結され、シェル１の後部にガスケット３３を介して後部ハウジング４が図示しない複数本のボルトにより締結されている。
【００１７】
シェル１内には、図３にも示すように、渦巻溝１ａが形成されており、これにより固定渦巻部１ｂ及び固定側板１ｃからなる固定スクロール１０が形成されている。また、シェル１には、渦巻溝１ａの外周端に近接する位置に吸入ポート１ｆが貫設され、吸入ポート１ｆは図示しない吸入サービスバルブを介して外部の図示しない冷凍回路のエバポレータと接続されている。なお、渦巻溝１ａの外周端には、シェル１をダイキャスト法によって鋳造する際の中子の抜きしろ１ｄが残留している。
【００１８】
また、図１に示すように、前部ハウジング２内には軸封装置５及び軸受装置６を介して駆動軸７が回転可能に支承されており、駆動軸７の内端には軸芯から偏心してスライドキー８が駆動軸７と一体的に後方に向って突設されている。スライドキー８には径方向に僅かに移動が可能なように駆動ブッシュ９が係合されており、駆動ブッシュ９には軸受装置１１を介して可動スクロール１２が支承されているとともに、バランサウェイト１３が固定されている。可動スクロール１２は、軸受装置１１側の可動側板１２ｃと、この可動側板１２ｃから渦巻状に突出する突起により形成された可動渦巻部１２ｂとからなっている。この可動スクロール１２における可動側板１２ｃ及び可動渦巻部１２ｂが固定スクロール１０の固定側板１ｃ及び固定渦巻部１ｂと噛み合うことによって、それらの間に複数個の圧縮室Ｐが形成される。
【００１９】
さらに、前部ハウジング２には複数本のピン１４が固定され、他方可動スクロール１２の可動側板１２ｃにも複数本のピン１５が固定され、これらのピン１４及び１５は前部ハウジング２に凹設された座面を摺動する円環状のリテーナ１６にそれぞれ係合している。そして、これらのピン１４，１５及びリテーナ１６によって自転防止機構が構成されている。
【００２０】
また、図１ないし図３に示すように、固定スクロール１０の固定側板１ｃの中央部には吐出口１ｅが開口しており、吐出口１ｅはリード状の吐出弁２１により開閉可能に外側から閉じられている。なお、吐出弁２１は固定側板１ｃに固定されたストッパ２０により最大開度が規制されるようになっている。そして、シェル１と後部ハウジング４内には、図２にも示すように、吐出室１７及び貯油室１８が形成され、後部ハウジング４内には、図１に示すように油分離室１９が形成されている。吐出室１７は吐出弁２１により、中央部の圧縮室Ｐ内の圧力が所定値を越えたときにそれと連通可能となっており、この吐出室１７は排出口４ａにより油分離室１９に連通している。油分離室１９には内部が吐出ポート４ｂとなる吐出サービスバルブ３４が設けられている。排出口４ａは油分離室１９に対して接線方向に開口している。これら排出口４ａ、油分離室１９及び吐出サービスバルブ３４は、スクロール型圧縮機に内蔵可能な、遠心力を利用したオイルセパレータを構成している。なお、吐出サービスバルブ３４は冷凍回路のコンデンサと接続されている。
【００２１】
油分離室１９の底部には貯油室１８と連通する通孔４ｃが穿孔されている。また、ガスケット３３の下方には、図２に示すように、貯油室１８の底部と連通する給油孔３３ａが開口しており、ガスケット３３の上方には給油孔３３ｂが開口している。給油孔３３ａと３３ｂはガスケット３３にスリットとして形成された給油溝３３ｃにより連通しており、給油孔３３ｂは、図１ないし図５に示すように、シェル１に穿設された給油孔１ｈにより固定渦巻部１ｂと可動側板１２ｃとの摺動部位に形成された渦巻形の固定チップシール溝１ｔの底部に連通している。給油孔１ｈの固定チップシール溝１ｔ側の開口の回りには、図４及び図９等に示すように、円形の座ぐり１ｉが形成されている。このようにして、給油孔３３ａ、給油溝３３ｃ、給油孔３３ｂ及び給油孔１ｈが固定チップシール溝１ｔへの給油通路を構成する。
【００２２】
図６及び図９に拡大して示すように、渦巻形の溝として形成された固定チップシール溝１ｔには、それを覆うように実質的に同じ形状の固定チップシール３１が挿入される。従って、加圧された潤滑油が給油孔１ｈを含む給油通路を経て座ぐり１ｉへ供給されると、固定チップシール３１が固定チップシール溝１ｔ内で僅かに浮き上がって可動側板１２ｃとの摺動接触面に押し付けられ、固定渦巻部１ｂの歯先と可動側板１２ｃとの間のシール性を高める。
【００２３】
また、前述の給油溝３３ｃは、図２に示すように分岐して給油孔３３ｄにも連通している。給油孔３３ｄは、図１や図９に示すように固定側板１ｃに穿設された給油孔１ｋの一端に常時通じており、給油孔１ｋの他端は、固定側板１ｃの内側の、可動渦巻部１２ｂの歯先との摺動接触面の所定の位置に開口している。
【００２４】
可動渦巻部１２ｂの歯先にも、図４や図７等に示すように、渦巻形の可動チップシール溝１２ｔが形成されており、可動チップシール溝１２ｔにはその表面の殆ど全部を覆うように実質的に同じ形状の可動チップシール３２が挿入される。図８に示すように、可動チップシール３２の中心に近い幅広の部分には、可動スクロール１２が公転運動をする際に、なるべく長く給油孔１ｋと連通していることができるような形状の給油孔３２ｉが開口している。厳密に言うと給油孔３２ｉの形状は、可動スクロール１２の公転円の直径と給油孔１ｋの直径の和を直径とする仮想の円ｃを考えて、それと同じ円形の開口とするのが理想的であるが、通常、可動チップシール３２の幅広部でもそれだけの大きな開口を形成することは困難であるから、図８に示すように、前述の理想的な円ｃの直径と同じ長径を有する長円形とするのがよい。
【００２５】
このようにすれば、可動スクロール１２が公転運動をしても、給油孔１ｋが少なくとも間欠的に可動チップシール３２の給油孔３２ｉに連通し得る。図７に示すように、給油孔３２ｉに対応して可動チップシール溝１２ｔの底面には給油孔３２ｉよりも大きな座ぐり１２ｉが形成されており、更にそれに通じるようにして渦巻形の溝の一部である座ぐり１２ｊが形成されている。従って、加圧された潤滑油が給油孔１ｋを含む給油通路を経て給油孔３２ｉへ供給されると、潤滑油は給油孔３２ｉから可動チップシール３２の内側の座ぐり１２ｉ及び１２ｊの空間へ回り込んで、可動チップシール３２を固定側板１ｃとの摺動接触面に向かって押圧する。その結果、可動チップシール３２が可動チップシール溝１２ｔ内で僅かに浮き上がって固定側板１ｃとの摺動接触面に押し付けられ、可動渦巻部１２ｂの歯先と固定側板１ｃとの間のシール性を高める。
【００２６】
なお、第１の実施形態においては、貯油室１８と給油孔１ｈまたは給油孔１ｋとを連通する給油通路として、ガスケット３３にスリットとして給油溝３３ｃを形成しているが、給油溝３３ｃはシェル１または後部ハウジング４の、ガスケット３３との合わせ面に凹溝として形成したり、固定側板１ｃその他に穿孔することによって形成することもできる。
【００２７】
以上のように構成されたこのスクロール型圧縮機においては、駆動軸７が車両用のエンジンから電磁クラッチを介してベルトにより回転駆動されると、スライドキー８が偏心回転し、駆動ブッシュ９がピン１４，１５及びリテーナ１６からなる自転防止機構との協働により可動スクロール１２を公転円に沿って公転させる。それによって、圧縮室Ｐは順次容積を縮小させながら渦巻部１ｂ及び１２ｂの中心に向って移動する。
【００２８】
このため、図３に示すように、シェル１の渦巻溝１ａの外周端では、可動スクロール１２の可動渦巻部１２ｂが固定スクロール１０の固定渦巻部１ｂとの間に一対の圧縮室Ｐを形成しようとする際に、冷媒ガスがエバポレータから吸入ポート１ｆを経てそれぞれの圧縮室Ｐに吸入される。一部の冷媒ガスは、圧縮室Ｐが可動側板１２ｃにより覆われていない間に、軸受装置６，１１及び自転防止機構へ供給されてこれらを冷却する。
【００２９】
圧縮室Ｐの移動によって圧縮された冷媒ガスは、図１に示すように、吐出口１ｅ及び吐出弁２１を介して吐出室１７へ吐出される。この後、吐出室１７内の冷媒ガスは、排出口４ａから油分離室１９内へ接線方向に排出されるので、吐出サービスバルブ３４の筒部の外周を回る旋回流を生じる。この旋回流に作用する遠心力により冷媒に含まれているミスト状の潤滑油が分離し、油分離室１９の壁面に付着して凝集する。潤滑油は凝集すると重力によって流下し、通孔４ｃを経て貯油室１８へ流入して貯留される。このようにして油分離室１９内で潤滑油を分離した冷媒ガスは、吐出サービスバルブ３４の吐出ポート４ｂから図示しないコンデンサへ吐出される。
【００３０】
貯油室１８内に貯留された潤滑油は吐出室１７の吐出圧に近い冷媒ガスの圧力を帯びているので、図２に示すように、給油孔３３ａ、給油溝３３ｃ、給油孔３３ｂ、給油孔１ｈを経て、図９に示すように、固定渦巻部１ｂの歯先と可動側板１２ｃとの摺動部位における固定チップシール溝１ｔへ供給される。給油孔１ｈの開口の回りには座ぐり１ｉが形成されていて開口面積が拡大されているため、潤滑油がチップシール３１の裏面に沿って渦巻方向に拡がり、チップシール３１を可動側板１２ｃに向って押圧すると共に、少しづつ漏れて固定渦巻部１ｂの歯先と可動側板１２ｃとの摺動部位へ安定的に供給される。
【００３１】
このようにしてチップシール溝１ｔへ供給された潤滑油は、チップシール３１が可動側板１２ｃによって覆われている間は、可動スクロール１２の公転運動及び自重により固定渦巻部１ｂと可動側板１２ｃとの摺動部位全体に広がる。
【００３２】
また、給油溝３３ｃから給油孔１ｋへ分流した潤滑油は、やはり貯油室１８に作用する吐出圧を帯びているので、図９に示すように、可動チップシール３２の給油孔３２ｉを通って座ぐり１２ｉ及び１２ｊへ流入することにより、可動チップシール３２の内側を渦巻形の可動チップシール溝１２ｔに沿って拡がり、可動チップシール３２を内側から押圧して固定側板１ｃの摺動接触面に向かって押し付ける。この場合も前述の場合と同様に、加圧された潤滑油は可動チップシール３２に押圧力を与えるだけでなく、少しずつ可動チップシール溝１２ｔから漏れ出て、可動チップシール３２と固定側板１ｃとの間の摺動接触面を潤滑する。
【００３３】
また、このスクロール型圧縮機においては、後部ハウジング４内の油分離室１９において分離した潤滑油を渦巻部１ｂ及び１２ｂの歯先と側板１ｃ及び１２ｃとの摺動部位へチップシール３１及び３２の押圧の目的を兼ねて供給することにしているため、冷凍回路には潤滑油を分離した冷媒ガスだけが循環するようになり、冷凍能力が向上することになる。更に、このスクロール型圧縮機では、軸受装置６，１１、特に渦巻部の歯先と側板との摺動部位等の安定した潤滑と、吐出圧を帯びた油圧によるチップシール３１，３２の付勢により、高い冷凍能力を確保しつつ、優れた信頼性を発揮し得る。また、固定渦巻部１ｂと可動側板１２ｃとの摺動部位に供給されるのは冷媒ガスを分離した潤滑油だけであるため、潤滑性能の低下を招くことがない。
【００３４】
次に、図１０ないし図１６によって本発明の第２実施形態について説明する。前述の第１実施形態においては、加圧された潤滑油を給油孔１ｋから可動チップシール３２の裏面側の座ぐり１２ｉ及び１２ｊの空間へ送り込むことによって、可動チップシール３２を固定側板１ｃとの摺動接触面に向かって押圧するようになっているので、可動チップシール３２に図８に示したような長円形の給油孔３２ｉを開口させたり、可動チップシール溝３２ｔの底面に図７に示したような非円形の座ぐり１２ｉ及び１２ｊを設ける必要がある。これは量産の場合に加工上の困難を伴うことと、可動チップシール３２に給油孔３２ｉを開口させることによって可動チップシール３２の強度が多少低下することは避けられない。また、可動渦巻部１２ｂの中心部の歯の厚さが薄い場合には、給油孔３２ｉを設けることが難しくなる場合もある。
【００３５】
そこで、第２実施形態以下の各実施形態においては、第１実施形態のように、固定側板１ｃに設けられた給油孔１ｋと可動チップシール３２自体の給油孔３２ｉによって加圧された潤滑油を直接に可動チップシール３２の裏面側へ送り込む代わりに、加圧された潤滑油を迂回させて、別に設けられた確実な通路手段によって可動側板１２ｃ内に形成された給油路へ送り込み、そこから可動渦巻部１２ｂ内に形成された給油孔を経て、穴のない可動チップシール３２’の裏面側の座ぐり１２ｉ内へ導くように構成している点に特徴がある。なお、固定渦巻部１ｂに設けられた固定チップシール３１の加圧機構は、いずれの場合も第１実施形態と同様とする。
【００３６】
即ち、第２実施形態においては図１０及び図１６に示すように、第１実施形態における給油孔１ｋに代わる貫通しない給油路１ｍと、それに接続する半径方向の給油路１ｎを固定側板１ｃ内に設けると共に、それに接続する軸方向の給油路１ｑをシェル１内に形成し、給油路１ｑの端部がそれに常時連通するように可動側板１２ｃ’のフランジ部分に形成された円形の窪み１２ｄに向かって開口させる。窪み１２ｄの直径は可動スクロール１２の公転円の直径よりも給油路１ｑの直径の分だけ大きくする。窪み１２ｄは給油路１２ｅ及び１２ｆによって可動渦巻部１２ｂに形成された軸方向の給油孔１２ｈの一端に接続される。そして、給油孔１２ｈの他端が座ぐり１２ｉ内に開口している。座ぐり１２ｉは単なる円形のものであってもよく、図７に示したような座ぐり１２ｊは設けなくてもよい。なお、図１６に示す１ｐ及び１２ｇは、給油路１ｎ及び１２ｆを加工した後に開口部を閉塞するためのプラグである。
【００３７】
第２実施形態における加圧された潤滑油のための給油路はこのように構成されているから、可動スクロール１２が公転してどのような位置にあっても、潤滑油は給油路１ｍ，１ｎ，１ｑ，窪み１２ｄ，給油路１２ｅ，１２ｆ，給油孔１２ｈを順次に経由して、確実に可動チップシール３２’の裏面側の座ぐり１２ｉへ到達し、図１５に示すような穴のない可動チップシール３２’を裏面側から押圧することによって固定側板１ｃに押しつけて、第１実施形態の場合と同様に油圧による強いシール効果と、可動チップシール３２’及びチップシール溝の隙間から洩れ出た潤滑油による潤滑効果を奏することができる。
【００３８】
なお、第２実施形態の変形として、図１６に二点鎖線によって示したように、ガスケット３３の給油溝３３ｃから給油路１ｍ及び１ｎを介して給油路１ｑへ潤滑油を導く代わりに、給油路１ｑを延長して給油路１ｑ’とし、それをガスケット３３において給油孔３３ｂに向かって形成された給油溝３３ｃの途中に開口させる給油孔３３ｅ（図１１参照）へ直接に接続させて、給油孔３３ｄ，給油路１ｍ，１ｎ及びプラグ１ｐを不要とすることもできる。それによって給油路の構成を簡略化して低コスト化することが可能になる。
【００３９】
図１７は本発明の第３実施形態として、第２実施形態と同様に第１実施形態における弱点を解消するための手段を示したもので、第２実施形態においては、公転する可動スクロール１２に対してシェル１側から潤滑油を供給するために給油路の途中に窪み１２ｄを設けているが、第３実施形態においては、窪み１２ｄの代わりにシェル１の側面に窪み１ｒが形成され、窪み１ｒの中に給油路１ｑが開口していて、窪み１ｒと給油路１２ｅが協働するようになっている点が異なる。それ以外の点は第２実施形態の場合と同様であって、第２実施形態と共通の部分には同じ参照符号を付している。窪み１ｒの直径も窪み１２ｄのそれと同程度でよい。
【００４０】
なお、第３実施形態において、給油路１ｍ及び１ｎ等を省略する場合に設けることができる給油路１ｑ”の入口端は、直接に貯油室１８内の底部の液相部分に開口させているので、ガスケット３３の給油溝３３ｃへ給油路１ｑ”を接続する必要がなくなるという利点がある。このような一層簡略化した構成は、前述の第２実施形態や、後述の第４実施形態についても実施することが可能である。
【００４１】
図１８は本発明の第４実施形態を示したもので、この場合は、第２実施形態や第３実施形態のようにシェル１の給油路１ｑから公転する可動側板１２ｃ’の給油路１２ｅへ潤滑油を伝達する代わりに、シェル１の給油路１ｑを一たん前部ハウジング２に形成された給油路２ａに固定的に接続し、更に給油路２ｂ，２ｃとプレート３５の開口３５ａを経て、可動側板１２ｃに形成された窪み１２ｒに接続するようにしている。窪み１２ｒは第２実施形態における窪み１２ｄと略同様なもので、給油路１２ｑによって給油路１２ｆに接続しているから、第４実施形態は第２実施形態と同様な作用、効果を奏する。なお、２ｄは給油路２ｂの加工端部を閉塞するプラグである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としてのスクロール型圧縮機の全体構成を示す縦断側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線において矢印方向に見た背面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線において矢印方向に見た横断正面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線において矢印方向に見た一部透視正面図である。
【図５】図１のＣ−Ｃ線において矢印方向に見た固定スクロールの正面図である。
【図６】固定チップシールの正面図である。
【図７】図１のＤ−Ｄ線において矢印方向に見た可動スクロールの正面図である。
【図８】可動チップシールの正面図である。
【図９】第１実施形態の要部に相当する部分を拡大して示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態としてのスクロール型圧縮機の全体構成を示す縦断側面図である。
【図１１】図１０のＡ’−Ａ’線において矢印方向に見た背面図である。
【図１２】図１０のＢ’−Ｂ’線において矢印方向に見た横断正面図である。
【図１３】図１０のＣ’−Ｃ’線において矢印方向に見た固定スクロールの正面図である。
【図１４】図１０のＤ’−Ｄ’線において矢印方向に見た可動スクロールの正面図である。
【図１５】第２実施形態以下の実施形態において使用する穴のない可動チップシールの正面図である。
【図１６】第２実施形態の要部に相当する部分を拡大して示す縦断面図である。
【図１７】第３実施形態の要部に相当する部分を拡大して示す縦断面図である。
【図１８】第４実施形態の要部に相当する部分を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…シェル
１ｂ…固定渦巻部
１ｃ…固定側板
１ｅ…吐出口
１ｈ，１ｋ…給油孔
１ｍ，１ｎ，１ｑ，１ｑ’，１ｑ”…給油路
１ｉ…座ぐり
１ｒ…円形の窪み
１ｔ…固定チップシール溝
２…前部ハウジング
２ａ，２ｂ，２ｃ…給油路
４…後部ハウジング
４ａ…排出口
４ｃ…通孔
７…駆動軸
１０…固定スクロール
１２…可動スクロール
１２ｂ…可動渦巻部
１２ｃ，１２ｃ’…可動側板
１２ｄ，１２ｒ…円形の窪み
１２ｅ，１２ｆ，１２ｑ…給油路
１２ｈ…給油孔
１２ｉ，１２ｊ…座ぐり
１２ｔ…可動チップシール溝
１７…吐出室
１８…貯油室
１９…油分離室
３１…固定チップシール
３２，３２’…可動チップシール
３２ｉ…給油孔
３３…ガスケット
３３ｃ…給油溝
３３ａ，３３ｂ，３３ｄ，３３ｅ…給油孔
３５…プレート
３５ａ…プレートの開口
Ｐ…圧縮室
Claims (5)
- ２個以上の部分からなるハウジングと、前記ハウジングに固定される固定側板及び固定渦巻部からなる固定スクロールと、前記固定スクロールと噛み合ってそれとの間に複数個の圧縮室を形成するための可動側板及び可動渦巻部からなる可動スクロールと、前記圧縮室が前記可動スクロールの公転運動によって両スクロールの中心部に向かって渦巻方向に移動することにより容積を縮小し、それによって前記圧縮室の内部の流体を圧縮して前記中心部から吐出するように構成されているスクロール型圧縮機において、
前記圧縮室において圧縮されて吐出された流体から潤滑油を分離する油分離室と、前記油分離室と連通していて前記油分離室において分離された潤滑油を貯溜する貯油室と、前記固定スクロール及び前記可動スクロールの各渦巻部の歯先にそれぞれ形成されたチップシール溝と、前記各チップシール溝を覆うようにそれぞれ挿入されたチップシールと、前記貯油室内に貯溜されて吐出圧を帯びている潤滑油を前記各チップシール溝の底部へ導くための給油通路と、前記各チップシール溝の底部と前記各チップシールの裏面との間へ潤滑油を導くために設けられた座ぐり部とを備えていて、
前記給油通路の一部が、前記ハウジングの複数個の構成部分の合わせ面に用いられるガスケットにスリットとして形成されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。 - ２個以上の部分からなるハウジングと、前記ハウジングに固定される固定側板及び固定渦巻部からなる固定スクロールと、前記固定スクロールと噛み合ってそれとの間に複数個の圧縮室を形成するための可動側板及び可動渦巻部からなる可動スクロールと、前記圧縮室が前記可動スクロールの公転運動によって両スクロールの中心部に向かって渦巻方向に移動することにより容積を縮小し、それによって前記圧縮室の内部の流体を圧縮して前記中心部から吐出するように構成されているスクロール型圧縮機において、
前記圧縮室において圧縮されて吐出された流体から潤滑油を分離する油分離室と、前記油分離室と連通していて前記油分離室において分離された潤滑油を貯溜する貯油室と、前記固定スクロール及び前記可動スクロールの各渦巻部の歯先にそれぞれ形成されたチップシール溝と、前記各チップシール溝を覆うようにそれぞれ挿入されたチップシールと、前記貯油室内に貯溜されて吐出圧を帯びている潤滑油を前記各チップシール溝の底部へ導くための給油通路と、前記各チップシール溝の底部と前記各チップシールの裏面との間へ潤滑油を導くために設けられた座ぐり部とを備えていて、
前記可動スクロールの渦巻部の歯先に形成された可動チップシール溝内の前記座ぐり部へ潤滑油を導く前記給油通路の一部が、前記可動チップシール溝に挿入される可動チップシール自体に開口として設けられていることを特徴とするスクロール型圧縮機。 - ２個以上の部分からなるハウジングと、前記ハウジングに固定される固定側板及び固定渦巻部からなる固定スクロールと、前記固定スクロールと噛み合ってそれとの間に複数個の圧縮室を形成するための可動側板及び可動渦巻部からなる可動スクロールと、前記圧縮室が前記可動スクロールの公転運動によって両スクロールの中心部に向かって渦巻方向に移動することにより容積を縮小し、それによって前記圧縮室の内部の流体を圧縮して前記中心部から吐出するように構成されているスクロール型圧縮機において、
前記圧縮室において圧縮されて吐出された流体から潤滑油を分離する油分離室と、前記油分離室と連通していて前記油分離室において分離された潤滑油を貯溜する貯油室と、前記固定スクロール及び前記可動スクロールの各渦巻部の歯先にそれぞれ形成されたチップシール溝と、前記各チップシール溝を覆うようにそれぞれ挿入されたチップシールと、前記貯油室内に貯溜されて吐出圧を帯びている潤滑油を前記各チップシール溝の底部へ導くための給油通路と、前記各チップシール溝の底部と前記各チップシールの裏面との間へ潤滑油を導くために設けられた座ぐり部とを備えていて、
前記可動スクロールの渦巻部の歯先に形成された可動チップシール溝内の前記座ぐり部へ潤滑油を導く前記給油通路の一部が、前記固定スクロールと一体化されたシェルの内部に形成されている給油路と、前記可動スクロールの可動側板に設けられた給油路と、それらの給油路を接続するために前記シェルと前記可動側板との摺動面に形成された円形の窪みと、前記可動スクロールの渦巻部に設けられた給油孔から構成されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。 - ２個以上の部分からなるハウジングと、前記ハウジングに固定される固定側板及び固定渦巻部からなる固定スクロールと、前記固定スクロールと噛み合ってそれとの間に複数個の圧縮室を形成するための可動側板及び可動渦巻部からなる可動スクロールと、前記圧縮室が前記可動スクロールの公転運動によって両スクロールの中心部に向かって渦巻方向に移動することにより容積を縮小し、それによって前記圧縮室の内部の流体を圧縮して前記中心部から吐出するように構成されているスクロール型圧縮機において、
前記圧縮室において圧縮されて吐出された流体から潤滑油を分離する油分離室と、前記油分離室と連通していて前記油分離室において分離された潤滑油を貯溜する貯油室と、前記固定スクロール及び前記可動スクロールの各渦巻部の歯先にそれぞれ形成されたチップシール溝と、前記各チップシール溝を覆うようにそれぞれ挿入されたチップシールと、前記貯油室内に貯溜されて吐出圧を帯びている潤滑油を前記各チップシール溝の底部へ導くための給油通路と、前記各チップシール溝の底部と前記各チップシールの裏面との間へ潤滑油を導くために設けられた座ぐり部とを備えていて、
前記可動スクロールの渦巻部の歯先に形成された可動チップシール溝内の前記座ぐり部へ潤滑油を導く前記給油通路の一部が、前記固定スクロールと一体化されたシェルの内部に形成されている給油路と、前記シェルと連結された前記ハウジングの一部に形成されている給油路と、前記可動スクロールの可動側板に設けられた給油路と、それらの給油路を接続するために前記ハウジングの一部と前記可動側板との摺動面に形成された円形の窪みと、前記可動スクロールの渦巻部に設けられた給油孔から構成されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。 - 前記油分離室が、圧縮されて吐出される流体を接線方向に流入させて内部で旋回させる空間を有する遠心分離方式のものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載されたスクロール型圧縮機。
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