JP4103225B2

JP4103225B2 - 圧縮機

Info

Publication number: JP4103225B2
Application number: JP02642299A
Authority: JP
Inventors: 哲也百武; 尚樹袴田; 三起夫松田; 敏浩大島; 幸男小川; 伸一渡辺
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2019-02-03
Also published as: ITMI991357A0; JP2000080995A; FR2780453B1; US6227831B1; FR2780453A1; BR9902558A; IT1312416B1; ITMI991357A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機に関するもので、スクロール型圧縮機に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮機のリップシールは、シャフトとハウジングとの隙間を密閉するものであるが、シャフトは回転するため、シャフトとリップシールとの潤滑を図る潤滑油をリップシールに供給する必要がある。
そこで、特開平７−２５３０８８号公報に記載の発明では、リップシールの近傍に配設された軸受に供給された潤滑油を、さらにリップシール側に導くことによりリップシールに潤滑油を供給している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の発明では、軸受まで潤滑油を供給することができれば、リップシールに潤滑油を確実に供給することができるものの、仮に軸受まで潤滑油を十分に供給することができない場合には、リップシールまで潤滑油を供給することができない。
【０００４】
そこで、発明者等は、軸受、すなわちリップシール側に潤滑油を十分に供給すべく、圧縮機構の吸入側と吐出側との圧力差を利用して、貯油部に貯えられた潤滑油をリップシール側に向けて供給するインジェクタを設けたスクロール型圧縮機を試作検討した。
ところが、このスクロール型圧縮機では、インジェクタから供給（噴射）された潤滑油が、鉛直方向に広がるハウジングの内壁に衝突した（供給された）後、その内壁を伝って下方側に落ち、バランサによりかき乱されてしまい、リップシール側に十分な潤滑油を供給することができなかった。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、ハウジングの内壁に供給された潤滑油を確実にリップシール側に供給することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１に記載の発明では、ハウジング（１１０）のうち上方側の内壁には、リップシール（１６０）側に向かうほど下方側に向けて傾斜する傾斜面（１１３）が形成されているとともに、オイル分離手段（２００）にて分離された潤滑油を、傾斜面（１１３）の上端側（１１３ａ）に導く通路（２２０）が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、傾斜面（１１３）の上端側（１１３ａ）に供給された潤滑油は、その表面張力により傾斜面（１１３）を伝って下側に向けて落ちることなく、傾斜面（１１３）の下端側（１１３ｂ）側に流れる。
したがって、ハウジング（１１０）の内壁に供給された潤滑油をリップシール（１６０）側に確実に供給することができるので、リップシール（１６０）の摩耗を抑制することができる。延いては、圧縮機の耐久性（信頼性）を向上させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、ハウジング（１１０）のうち上方側の内壁には、リップシール（１６０）側に向かうほど下方側に向けて傾斜する傾斜面（１１３）が形成されているとともに、圧縮機構（ＣＰ）の吸入側と吐出側との圧力差により、貯油部（２１０）の潤滑油を傾斜面（１１３）の上端側（１１３ａ）に供給するインジェクタ（２２０）が設けられていることにより行われることを特徴とする。
【０００９】
これにより、請求項１に記載の発明と同様に、ハウジング（１１０）の内壁に供給された潤滑油をリップシール（１６０）側に確実に供給することができるので、リップシール（１６０）の摩耗を抑制することができる。
請求項３に記載の発明では、ハウジング（１１０）のうち上方側の内壁には、軸受（１５０）側に向かうほど下方側に向けて傾斜するとともに、その下方側（１１３ｂ）が軸受（１５０）が配設された部位に連なる傾斜面（１１３）が形成されているとともに、圧縮機構（ＣＰ）の吸入側と吐出側との圧力差により、貯油部（２１０）の潤滑油を傾斜面（１１３）の上端側に供給するインジェクタ（２２０）が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
これにより、請求項１に記載の発明と同様に、ハウジング（１１０）の内壁に供給された潤滑油をリップシール（１６０）側に確実に供給することができるので、リップシール（１６０）の摩耗を抑制することができる。
請求項４に記載の発明では、バランサ（１３２）の外周壁（１３２ｂ）には、その外方側に向けて突出するとともに、前記軸受（１５０）側に向かうほど前記バランサ（１３２）の旋回の向き（Ｄ）と反対側にずれていくように、前記旋回の向き（Ｄ）に対して傾いた状態で延びる壁面（１３２ｄ）が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
これにより、旋回するバランサ（１３２）がスクリュウポンプのごとく、空間（１３２ａ）に供給された潤滑油を軸受（１５０）側に向けて供給するので、潤滑油をリップシール（１６０）に確実に供給することができ、リップシール（１６０）の摩耗を抑制することができる。
請求項５に記載の発明では、バランサ（１３２）には、その内周壁（１３２ｅ）側に溜まった潤滑油を遠心力により前記軸受（１５０）側に向けて噴射供給する第２インジェクタ（２３０）が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
これにより、潤滑油をリップシール（１６０）に確実に供給することができるので、リップシール（１６０）の摩耗を抑制することができる。
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る圧縮機を車両用冷凍サイクルのスクロール型圧縮機に適用したものであって、図１は本実施形態に係るスクロール型圧縮機（以下、圧縮機と略す。）１００の断面図である。
【００１４】
１１０は固定スクロール１２０が固定されたハウジングである。１３０は固定スクロール１２０に対して旋回可動する可動スクロールであり、両スクロール１２０、１３０には、冷媒（流体）が吸入される作動室Ｐを形成する渦巻状のスクロール歯部１２１、１３１が形成されている。
そして、本実施形態では、両スクロール１２０、１３０により形成された作動室Ｐの体積を拡大縮小させることによって、冷媒を吸入圧縮する圧縮機構ＣＰを構成している。なお、Ｐs は冷凍サイクルの蒸発器（図示せず）側に接続される吸入口であり、Ｐd は冷凍サイクルの凝縮器（図示せず）側に接続される吐出口である。
【００１５】
１４０は可動スクロール１３０を旋回駆動するシャフトであり、このシャフト１４０はフロントハウジング１１１内外を貫通して、その一端側（紙面左側）がフロントハウジング１１１外に露出している。なお、本実施形態では、シャフト１４０は、シャフト１４０の一端側（フロントハウジング１１１外に露出した部分）に連結された電磁クラッチ（図示せず）を介して車両走行用エンジン（図示せず）により回転駆動される。
【００１６】
また、フロントハウジング１１１内には、シャフト１４０を回転可能に支持する転がり軸受（以下、軸受と略す。）１５０が配設されている。この軸受１５０の近傍のうち軸受１５０より電磁クラッチ側（シャフト１４０の一端側）には、シャフト１４０とフロントハウジング１１１との隙間を密閉して、フロントハウジング１１１（圧縮機１００）外に、冷媒や潤滑油が流出することを防止するリップシール１６０が配設されている。
【００１７】
また、シャフト１４０の他端側（紙面右側）のうちシャフト１４０の回転中心から偏心した部位には、軸受１７０を介して可動スクロール１３０が連結されている。１８０は可動スクロール１３０の自転を防止する、周知のピン−リング式の自転防止機構であり、この自転防止機構１８０により、シャフト１４０が回転すると、可動スクロール１３０は自転せずにシャフト１４０周りを旋回（公転）する。
【００１８】
なお、１３２は可動スクロール１３０の旋回と共に旋回し、シャフト１４０に作用する偏心力（可動スクロール１３０に発生する遠心力）を相殺するバランサである。
１９０は作動室Ｐから吐出する冷媒の脈動を平滑化する吐出室であり、１９１は作動室Ｐと吐出室１９０とを連通させる吐出ポートである。１９２は、吐出室１９０から作動室Ｐに冷媒が逆流することを防止するリード弁状の吐出弁（逆止弁）であり、１９３は吐出弁１９２の最大開度を規制するストッパである。
【００１９】
２００は圧縮機構ＣＰから吐出した冷媒中から潤滑油を分離するオイルセパレータ（オイル分離手段）であり、２１０は、オイルセパレータ２００にて分離された潤滑油を貯える貯油部である。
なお、吐出室１９０、オイルセパレータ２００及び貯油部２１０は、固定スクロール１２０に固定されたリアハウジング１１２に形成されている。そして、フロントハウジング１１１、固定スクロール１２０の最外周部及びリアハウジング１１２により、圧縮機１００のハウジング１１０が構成されている。
【００２０】
因みに、オイルセパレータ２００は、吐出室１９０から潤滑油を含む冷媒を、吐出口Ｐｄから連なる分離パイプ部２０１の外周面に向けて吹き出すことにより、潤滑油を含む冷媒を分離パイプ部２０１周りに回転させて遠心力によりの潤滑油を分離する遠心分離型のものである。２２０は、圧縮機構ＣＰの吸入側と吐出側との圧力差を利用して貯油部２１０の潤滑油を圧縮機構ＣＰの吸入側、及びバランサ１３２が回転する空間１３２ａ側に供給するインジェクタ通路（潤滑油供給手段）である。
【００２１】
なお、貯油部２１０からインジェクタ通路２２０までの潤滑油通路２２１は、図２に示すように、固定スクロール１２０とリアハウジング１１２との間に挟まれたガスケット（図示せず）の一部に異形穴を形成することにより構成されている。
ところで、空間１３２ａを構成するフロントハウジング１１１のうち上方側の内壁には、図１に示すように、軸受１５０側に向かうほど下方側に傾斜するとともに、その下端側１１３ｂが軸受１５０が配設された部位に連なる傾斜面１１３が形成されている。そして、インジェクタ通路２２０から空間１３２ａ側に供給される潤滑油は、傾斜面１１３の上端側１１３ａに向けて吹き出される。
【００２２】
なお、傾斜面１１３は、フロントハウジング１１１の上方側内壁の全域に渡って形成されているものではなく、所定の幅を有する溝部の底壁に相当する部位に形成されている。
次に、本実施形態の特徴を述べる。
本実施形態に係る圧縮機１００では、貯油部２１０の潤滑油が傾斜面１１３の上端側１１３ａに供給されるので、傾斜面１１３の上端側１１３ａに供給された潤滑油は、その表面張力により傾斜面１１３を伝って（傾斜面１１３に沿って）バランサ１３２側（鉛直下方）に向けて落ちることなく、傾斜面１１３の下端側１１３ｂ側に流れる。
【００２３】
そして、下端側１１３ｂに到達した潤滑油は、軸受１５０の回転により軸受１５０内に吸入されて内輪１５１と外輪１５２との隙間を通ってリップシール１６０に到達する。つまり、傾斜面１１３は、フロントハウジング１１１の内壁に供給された潤滑油をリップシール１６０側（軸受１５０）側に確実に供給するオイル潤滑促進壁として作用する。
【００２４】
以上に述べたように、本実施形態に係る圧縮機１００では、フロントハウジング１１１の内壁に供給された潤滑油をリップシール１６０側（軸受１５０側）に確実に供給することができるので、リップシール１６０の摩耗を抑制することができる。延いては、圧縮機１００の耐久性（信頼性）を向上させることができる。
【００２５】
（第２実施形態）
本実施形態は、図３に示すように、バランサ１３２の外周壁１３２ｂに、リップシール１６０側（軸受１５０）側に向かうほどバランサ１３２の旋回の向きＤと反対側にずれていくように旋回の向きＤに対して傾いた状態で延びる複数本の溝１３２ｃを形成したものである。
【００２６】
そして、この溝１３２ｃの両側壁のうちリップシール１６０側（軸受１５０）と反対側に位置する側壁１３２ｄは、バランサ１３２の外方側に向けて突出するとともに、軸受１５０側に向かうほどバランサ１３２の旋回の向きＤと反対側にずれていくように、旋回の向きＤに対して傾いた状態で延びて構成されている。次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００２７】
本実施形態によれば、リップシール１６０側（軸受１５０）側に向かうほどバランサ１３２の旋回の向きＤと反対側にずれていくように傾いた溝１３２ｃが、バランサ１３２の外周壁１３２ｂに形成されているので、旋回するバランサ１３２がスクリュウポンプのごとく、空間１３２ａに供給された潤滑油をリップシール１６０側（軸受１５０）側に向けて供給する。
【００２８】
したがって、潤滑油をリップシール１６０側（軸受１５０側）に確実に供給することができるので、リップシール１６０の摩耗を抑制することができる。
（第３実施形態）
本実施形態は、図４に示すように、バランサ１３２の内周壁１３２ｅ側に溜まった潤滑油を遠心力により軸受１５０側に向けて噴射供給するインジェクタ２３０を設けたものである。
【００２９】
このインジェクタ２３０は、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、バランサ１３２の内周壁１３２ｅ側にて潤滑油を一時的に保持するとともに、第２実施形態の溝１３２ｃと同方向に延びる溝２３１をバランサ１３２の内周壁１３２ｅ側に形成し、この溝２３１の軸受１５０側を開口させて噴射口２３２を形成したものである。
【００３０】
このため、バランサ１３２が回転すると、溝２３１に保持された潤滑油は、遠心力により噴射口２３２から軸受１５０側に向けて噴射されるため、潤滑油をリップシール１６０側（軸受１５０側）に確実に供給することができるので、リップシール１６０の摩耗を抑制することができる。
なお、バランサ１３２の外方側のうちバランサ１３２の旋回方向前進側１３２ｆは、空間１３２ａ内に供給された潤滑油を効率良くバランサ１３２の内周壁１３２ｅ側に導入（すくう）ように、旋回方向前進側が尖るようにテーパ状になっている。
【００３１】
また、噴射口２３２の穴径φを溝２３１の幅寸法Ｗより小さくすることにより、噴射口２３２から吹き出す潤滑油の動圧を上昇させて、潤滑油が確実に軸受１５０まで到達するようにしている。
（その他の実施形態）
ところで、上述の実施形態では、スクロール型圧縮機に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の圧縮機にも適用することができる。
【００３２】
また、第２、３実施形態では、傾斜面１１３を有するスクロール型圧縮機であったが、傾斜面１１３を廃止してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る圧縮機の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】第２実施形態に係る圧縮機のバランサを示す図であり、（ａ）はバランサを可動スクロール側から見た正面図であり、（ｂ）は（ａ）の下面図であり、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｄ）は（ｃ）のＢ部拡大図である。
【図４】第３実施形態に係る圧縮機のバランサを示す図であり、（ａ）はバランサを可動スクロール側から見た正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１１１…フロントハウジング、１１２…リアハウジング、１１３…傾斜面、
１２０…固定スクロール、１３０…可動スクロール、１４０…シャフト、
１５０…軸受、１６０…リップシール、
２００…オイルセパレータ（オイル分離手段）、２１０…貯油部、
２２０…インジェクタ通路。

Claims

ハウジング（１１０）と、
前記ハウジング（１１０）内の空間に構成され、流体を吸入圧縮する圧縮機構（ＣＰ）と、
前記ハウジング（１１０）内に回転可能に配設され、前記圧縮機構（ＣＰ）を駆動するシャフト（１４０）と、
前記シャフト（１４０）の外周面に接触し、前記シャフト（１４０）と前記ハウジング（１１０）との隙間を密閉するリップシール（１６０）と、
前記圧縮機構（ＣＰ）から吐出する流体から潤滑油を分離するオイル分離手段（２００）と、
前記ハウジング（１１０）のうち上方側の内壁には、前記リップシール（１６０）側に向かうほど下方側に向けて傾斜する傾斜面（１１３）が形成され、
さらに、前記オイル分離手段（２００）にて分離された潤滑油を、前記傾斜面（１１３）の上端側（１１３ａ）に導く通路（２２０）が設けられていることを特徴とする圧縮機。
ハウジング（１１０）と、
前記ハウジング（１１０）内の空間に構成され、流体を吸入圧縮する圧縮機構（ＣＰ）と、
前記ハウジング（１１０）内に回転可能に配設され、前記圧縮機構（ＣＰ）を駆動するシャフト（１４０）と、
前記シャフト（１４０）の外周面に接触し、前記シャフト（１４０）と前記ハウジング（１１０）との隙間を密閉するリップシール（１６０）と、
前記圧縮機構（ＣＰ）から吐出する流体から潤滑油を分離するオイル分離手段（２００）と、
前記オイル分離手段（２００）にて分離された潤滑油を貯える貯油部（２１０）とを有し、
前記ハウジング（１１０）のうち上方側の内壁には、前記リップシール（１６０）側に向かうほど下方側に向けて傾斜する傾斜面（１１３）が形成され、
さらに、前記圧縮機構（ＣＰ）の吸入側と吐出側との圧力差により、前記貯油部（２１０）の潤滑油を前記傾斜面（１１３）の上端側（１１３ａ）に供給するインジェクタ（２２０）が設けられていることを特徴とする圧縮機。
ハウジング（１１０）と、
前記ハウジング（１１０）に対して固定した固定スクロール（１２０）、及び前記固定スクロール（１２０）に対して旋回する可動スクロール（１３０）を有するスクロール型の圧縮機構（ＣＰ）と、
前記ハウジング（１１０）内外を貫通するとともに、前記可動スクロール（１３０）を旋回駆動させるシャフト（１４０）と、
前記ハウジング（１１０）内に配設され、前記シャフト（１４０）を回転可能に支持する軸受（１５０）と、前記可動スクロール（１３０）の旋回とともに、前記シャフト（１４０）に作用する偏心力を相殺するバランサ（１３２）と、
前記軸受（１５０）の近傍に配設されて前記シャフト（１４０）の外周面に接触し、前記シャフト（１４０）と前記ハウジング（１１０）との隙間を密閉するリップシール（１６０）と、
前記圧縮機構（ＣＰ）から吐出する流体から潤滑油を分離するオイル分離手段（２００）と、
前記オイル分離手段（２００）にて分離された潤滑油を貯える貯油部（２１０）とを有し、
前記ハウジング（１１０）のうち上方側の内壁には、前記軸受（１５０）側に向かうほど下方側に向けて傾斜するとともに、その下方側（１１３ｂ）が前記軸受（１５０）が配設された部位に連なる傾斜面（１１３）が形成され、
さらに、前記圧縮機構（ＣＰ）の吸入側と吐出側との圧力差により、前記貯油部（２１０）の潤滑油を前記傾斜面（１１３）の上端側に供給するインジェクタ（２２０）が設けられていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
ハウジング（１１０）と、
前記ハウジング（１１０）に対して固定した固定スクロール（１２０）、及び前記固定スクロール（１２０）に対して旋回する可動スクロール（１３０）を有するスクロール型の圧縮機構（ＣＰ）と、
前記ハウジング（１１０）内外を貫通するとともに、前記可動スクロール（１３０）を旋回駆動させるシャフト（１４０）と、
前記ハウジング（１１０）内に配設され、前記シャフト（１４０）を回転可能に支持する軸受（１５０）と、前記可動スクロール（１３０）の旋回と共に旋回し、前記シャフト（１４０）に作用する偏心力を相殺するバランサ（１３２）と、
前記軸受（１５０）の近傍に配設されて前記シャフト（１４０）の外周面に接触し、前記シャフト（１４０）と前記ハウジング（１１０）との隙間を密閉するリップシール（１６０）と、
前記圧縮機構（ＣＰ）から吐出する流体から潤滑油を分離するオイル分離手段（２００）と、
前記オイル分離手段（２００）にて分離された潤滑油を貯える貯油部（２１０）とを有し、
前記圧縮機構（ＣＰ）の吸入側と吐出側との圧力差により、前記貯油部（２１０）の潤滑油を前記バランサ（１３２）が旋回する空間（１３２ａ）内に供給するインジェクタ（２２０）が設けられており、
さらに、前記バランサ（１３２）の外周壁（１３２ｂ）には、その外方側に向けて突出するとともに、前記軸受（１５０）側に向かうほど前記バランサ（１３２）の旋回の向き（Ｄ）と反対側にずれていくように、前記旋回の向き（Ｄ）に対して傾いた状態で延びる壁面（１３２ｄ）が形成されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
ハウジング（１１０）と、
前記ハウジング（１１０）に対して固定した固定スクロール（１２０）、及び前記固定スクロール（１２０）に対して旋回する可動スクロール（１３０）を有するスクロール型の圧縮機構（ＣＰ）と、
前記ハウジング（１１０）内外を貫通するとともに、前記可動スクロール（１３０）を旋回駆動させるシャフト（１４０）と、
前記ハウジング（１１０）内に配設され、前記シャフト（１４０）を回転可能に支持する軸受（１５０）と、
前記可動スクロール（１３０）の旋回と共に旋回し、前記シャフト（１４０）に作用する偏心力を相殺するバランサ（１３２）と、
前記軸受（１５０）の近傍に配設されて前記シャフト（１４０）の外周面に接触し、前記シャフト（１４０）と前記ハウジング（１１０）との隙間を密閉するリップシール（１６０）と、
前記圧縮機構（ＣＰ）から吐出する流体から潤滑油を分離するオイル分離手段（２００）と、
前記オイル分離手段（２００）にて分離された潤滑油を貯える貯油部（２１０）とを有し、
前記圧縮機構（ＣＰ）の吸入側と吐出側との圧力差により、前記貯油部（２１０）の潤滑油を前記バランサ（１３２）が旋回する空間（１３２ａ）内に供給する第１インジェクタ（２２０）が設けられており、
さらに、前記バランサ（１３２）には、その内周壁（１３２ｅ）側に溜まった潤滑油を遠心力により前記軸受（１５０）側に向けて噴射供給する第２インジェクタ（２３０）が設けられていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
前記オイル分離手段（２００）は、遠心力により潤滑油を分離する遠心分離型であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧縮機。