JP4926479B2 - Scroll compressor - Google Patents
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Description
本発明は、スクロール型圧縮機に関し、とくに、摺動部をより適切に潤滑できるようにしたスクロール型圧縮機に関する。 The present invention relates to a scroll compressor, and more particularly, to a scroll compressor that can lubricate a sliding portion more appropriately.
固定スクロールと可動スクロールを備えた圧縮機構を有するスクロール型圧縮機はよく知られており、異なる駆動源により駆動される第1圧縮機構と第2圧縮機構が一体的に組み込まれたスクロール型のハイブリッド圧縮機も知られている。このようなスクロール型圧縮機においては、以下のような固定スクロールと可動スクロールとの間の潤滑に関する問題が生じるおそれがある。 A scroll-type compressor having a compression mechanism having a fixed scroll and a movable scroll is well known, and a scroll-type hybrid in which a first compression mechanism and a second compression mechanism that are driven by different drive sources are integrated. Compressors are also known. In such a scroll compressor, there is a possibility that the following problems relating to lubrication between the fixed scroll and the movable scroll may occur.
例えばハイブリッド圧縮機についてみるに、従来のハイブリッド圧縮機は、例えば図1、図2に示すように構成されている(特許文献1等)。図1に示したハイブリッド圧縮機1は、スクロール型の圧縮機からなり、第1圧縮機構2と第2圧縮機構3とを備えている。第1圧縮機構2は、固定スクロール10と、固定スクロール10とかみ合って複数対の作動空間(流体ポケット)12を形成する可動スクロール11と、可動スクロール11に係合して可動スクロール11を旋回運動させる駆動軸13と、外部駆動源としての車両走行用の原動機(図示略)からの駆動力がベルトを介して伝達されるプーリ14と駆動軸13との間の駆動力伝達をオン、オフする電磁クラッチ15と、可動スクロール11の自転を阻止するボールカップリング16と、ケーシング17に形成された吸入ポート18とを備えている。吸入ポート18から吸入通路19を通して吸入室20へと吸入された被圧縮ガス(たとえば、冷媒ガス)は、作動空間12内に取り込まれ、作動空間12が体積を減少させつつ固定スクロール10の中心へ向けて移動されることにより、作動空間12内の冷媒ガスが圧縮される。固定スクロール10の中央部には吐出穴21が形成されており、圧縮された冷媒ガスは吐出穴21、吐出通路22からなる吐出路23を介し、かつ、図2に示すように第2圧縮機構3用と共通に構成されている吐出弁24、該吐出弁24の開度を規制している吐出弁リテーナ25を介して、吐出室26を通して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。
For example, regarding a hybrid compressor, a conventional hybrid compressor is configured, for example, as shown in FIGS. 1 and 2 (
一方、第2圧縮機構3は、固定スクロール30と、固定スクロール30とかみ合って複数対の作動空間(流体ポケット)32を形成する可動スクロール31と、可動スクロール31に係合して可動スクロール31を旋回運動させる駆動軸33と、可動スクロール31の自転を阻止するボールカップリング34とを備えている。この第2圧縮機構3の駆動軸33を駆動するために、電動モータ35が内蔵されている。電動モータ35は、例えば三相交流電動モータからなる。電動モータ35は、駆動軸33に固定された回転子36と、モータコイル部を備えた固定子(ステータ)37とを有しており、固定子37は、ステータハウジング38に、または圧縮機ハウジングの一部として形成されたステータハウジング38に固定されるとともに、電動モータ35全体がステータハウジング38内に収納されている。電動モータ35へは、給電部50を介して給電される。この第2圧縮機構3においては、吸入ポート18から第1圧縮機構2の吸入室20へと吸入された被圧縮ガス(たとえば、冷媒ガス)が、連通路39を通して第2圧縮機構3の吸入室40および電動モータ35部分に吸入され、吸入室40に吸入されたガスは作動空間32内に取り込まれ、作動空間32が体積を減少させつつ固定スクロール30の中心へ向けて移動されることにより、作動空間32内の冷媒ガスが圧縮される。固定スクロール30の中央部には吐出穴41が形成されており、圧縮された冷媒ガスは吐出穴41、吐出通路42からなる吐出路43を介し、かつ、図2に示すように第1圧縮機構2用と共通に構成されている吐出弁24、該吐出弁24の開度を規制している吐出弁リテーナ25を介して、吐出室26を通して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。
On the other hand, the
第1圧縮機構2の固定スクロール10と第2圧縮機構3の固定スクロール30とは背中合わせに配設されており、かつ、両固定スクロール10、30は一体化された固定スクロール部材44として形成されている。この例では、この固定スクロール部材44に連通路兼ガス吸入通路39が形成されている(図2)。
The
ハイブリッド圧縮機1の第1圧縮機構2のみが稼働される場合には、第2圧縮機構3を駆動する電動モータ35には電力は供給されず、電動モータ35は回転しない。従って第2圧縮機構3は作動しない。ハイブリッド圧縮機1が電動モータ35のみにより駆動される場合には、電動モータ35がオンされて回転し、電動モータ35の回転が第2圧縮機構3の駆動軸33へ伝達され、駆動軸33により可動スクロール31が旋回駆動される。このとき、第1圧縮機構2の電磁クラッチ15には通電されず、第1駆動源としての車両用原動機の回転は第1圧縮機構2へは伝達されない。従って第1圧縮機構2は作動しない。両圧縮機構2、3が同時駆動される場合には、車両用原動機からの駆動力が第1圧縮機構2の可動スクロール11に伝達されるとともに、電動モータ35がオンされてその駆動力が第2圧縮機構3の可動スクロール31に伝達される。
When only the
このように構成されたハイブリッド圧縮機1においては、固定スクロールと可動スクロール間の摺動部において、とくに第1圧縮機構2側の固定スクロール10と可動スクロール11間の摺動部において、より適切な潤滑が望まれる場合がある。例えば、冷凍回路から外部に冷媒ガスおよびオイル(潤滑油)が抜け、規定量の冷媒ガス量およびオイル量より少ない状態になった場合にも、例えば車室内側で除湿が必要な時、除湿空気予冷のため、圧縮機が運転される可能性がある。圧縮機が運転されると、冷凍回路内の冷媒ガスとオイルは、共に冷凍回路内を循環し、オイルは液状またはミスト状になって冷凍回路内を循環するものの、循環冷媒ガス量およびオイル量はかなり減少するかまたは間欠でしか循環しなくなる可能性がある。圧縮機冷媒通路内のオイルの挙動は冷媒ガスの流れに依存し、吸入される冷媒ガス中のオイルにより、固定スクロールと可動スクロール間の摺動部が潤滑されている。つまり、摺動部隙間におけるオイルの油膜保持により潤滑されているが、高回転数の場合、1回転当り吸入される冷媒ガス量およびオイル量も減少し、その結果、摺動部隙間の油膜減少による潤滑不良発生の可能性がある。また、潤滑不良発生が発生すると、固定スクロールと可動スクロール間の摺動部に摺動熱が発生し、摺動熱よるオイル油膜の粘度低下と更なるオイル油膜減少に拍車がかかる。もし潤滑不良が発生すると、最悪、摺動部、シール部に焼き付き、或いはかじりによる面粗度劣化を起こす可能性があり、特に第1圧縮機構2側が高回転域において顕著にその傾向を示す。このような状態になると、圧縮部における冷媒ガスおよびオイルの取り込み不良や圧縮漏れが発生するおそれがあり、車両の冷房性能の低下または圧縮機作動不能の可能性がある。
そこで本発明の課題は、車両の冷凍回路から外部に冷媒ガスおよびオイルが抜け、規定の冷媒ガス量およびオイル量が少ない状況下の圧縮機運転においても、固定スクロールと可動スクロール間の摺動部にオイルを適切に供給でき、かつ摺動部にオイルを適切に保持させて、固定スクロールと可動スクロール間の摺動部における不具合の発生を防止して圧縮機の耐久性を向上させることにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a sliding portion between a fixed scroll and a movable scroll even in a compressor operation under a situation where refrigerant gas and oil escape from the refrigeration circuit of the vehicle to the outside and the prescribed refrigerant gas amount and oil amount are small. The oil can be properly supplied to the sliding portion, and the sliding portion can be appropriately held to prevent the occurrence of trouble in the sliding portion between the fixed scroll and the movable scroll, thereby improving the durability of the compressor. .
上記課題を解決するために、本発明に係るスクロール型圧縮機は、固定スクロールと可動スクロールを備えた圧縮機構を有する横型のスクロール型圧縮機であって、固定スクロール内に、圧縮機構下部と上部との間を連通可能で、圧縮機構下部におけるオイル溜まり部から導入されたオイルを圧縮機構上部へと供給するオイル供給路を設け、前記圧縮機構により圧縮されたガスを吐出する吐出路と前記オイル供給路とを連通し、前記オイル溜まり部から前記オイル供給路に導入されたオイルを吐出ガス圧を利用して前記圧縮機構上部へと供給可能な、吐出路への連通路を前記固定スクロールに設けたことを特徴とするものからなる。 In order to solve the above-described problems, a scroll compressor according to the present invention is a horizontal scroll compressor having a compression mechanism having a fixed scroll and a movable scroll, and includes a lower part and an upper part of the compression mechanism in the fixed scroll. And an oil supply passage for supplying oil introduced from an oil reservoir at the lower portion of the compression mechanism to the upper portion of the compression mechanism, and a discharge passage for discharging the gas compressed by the compression mechanism and the oil The fixed scroll serves as a communication path to the discharge path that communicates with the supply path and can supply oil introduced from the oil reservoir to the oil supply path to the upper part of the compression mechanism using the discharge gas pressure. It consists of what is provided .
このスクロール型圧縮機においては、例えば、圧縮機構からの圧縮ガスを吐出するための吐出孔、吐出室への吐出通路間の曲がり部に上記連通路を接続することができる。 In this scroll compressor , for example, the communication path can be connected to a bent portion between a discharge hole for discharging compressed gas from the compression mechanism and a discharge path to the discharge chamber.
また、上記オイル供給路の上部側に、該オイル供給路を開閉可能で、上記圧縮機構上部へのオイルの供給を制御可能な上部側開閉手段が上記固定スクロールに設けられている構成とすることができる。上部側開閉手段としては、例えば、電磁弁を備えた手段を採用できる。 Further, an upper side opening / closing means capable of opening and closing the oil supply path and controlling oil supply to the upper part of the compression mechanism is provided on the fixed scroll on the upper side of the oil supply path. Can do. As the upper side opening / closing means, for example, means provided with an electromagnetic valve can be adopted.
また、上記オイル供給路の下部側に、該オイル供給路を開閉可能で、上記オイル溜まり部からのオイルの導入を制御可能な下部側開閉手段が上記固定スクロールに設けられている構成とすることができる。下部側開閉手段としては、例えば、オイル供給路を開閉するシール体と該シール体のシール圧を調整可能な手段とを有するものから構成できる。 Further, the fixed scroll is provided with a lower side opening / closing means that can open and close the oil supply path at the lower side of the oil supply path and that can control the introduction of oil from the oil reservoir. Can do. As the lower side opening / closing means, for example, the lower side opening / closing means can be constituted by having a seal body for opening and closing the oil supply passage and means for adjusting the seal pressure of the seal body.
また、本発明に係るスクロール型圧縮機においては、上記可動スクロールの渦巻き体の先端部における上記固定スクロールとの摺動面に、オイルを保持可能な溝が形成されている構造、或いは、オイルを保持可能なディンプル状の窪みが形成されている構造とすることもできる。 Further, in the scroll compressor according to the present invention, a structure in which a groove capable of holding oil is formed on a sliding surface with the fixed scroll at the tip of the spiral body of the movable scroll, or the oil A dimple-like depression that can be held may be formed.
このような本発明に係るスクロール型圧縮機は、あらゆるスクロール型圧縮機に適用可能であり、第1の駆動源のみにより第1の可動スクロールが駆動される第1圧縮機構と第2の駆動源のみにより第2の可動スクロールが駆動される第2圧縮機構とが一体的に組み込まれたハイブリッド圧縮機にも適用可能である。 Such a scroll compressor according to the present invention can be applied to any scroll compressor, and the first compression mechanism and the second drive source in which the first movable scroll is driven only by the first drive source. The present invention can also be applied to a hybrid compressor in which a second compression mechanism in which the second movable scroll is driven is integrated.
ハイブリッド圧縮機としては、例えば、上記第1の駆動源が外部駆動源(例えば、車両走行用のエンジンや電動モータ)からなり、第2の駆動源が圧縮機に内蔵された電動モータからなるものを使用できる。また、上記オイル溜まり部から上記オイル供給路に導入されたオイルが第1圧縮機構(つまり、外部駆動源によって駆動される第1圧縮機構)の上部へと供給される構成とされることが好ましい。 As the hybrid compressor, for example, the first drive source is an external drive source (for example, an engine or an electric motor for vehicle travel), and the second drive source is an electric motor built in the compressor. Can be used. Further, it is preferable that the oil introduced into the oil supply path from the oil reservoir is supplied to the upper portion of the first compression mechanism (that is, the first compression mechanism driven by an external drive source). .
また、第1圧縮機構の固定スクロールと第2圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに一体的に構成されており、該一体的固定スクロール内に前記オイル供給路が設けられている構成とすることもできる。 In addition, the fixed scroll of the first compression mechanism and the fixed scroll of the second compression mechanism are integrally configured back to back, and the oil supply path is provided in the integral fixed scroll. .
このような本発明に係るスクロール型圧縮機は、とくに、車両用空調装置の冷凍回路に設けられて好適なものである。 Such a scroll compressor according to the present invention is particularly suitable for being provided in a refrigeration circuit of a vehicle air conditioner.
このような本発明に係るスクロール型圧縮機においては、オイル供給路を介して、圧縮機構下部におけるオイル溜まり部のオイルが適切に圧縮機構上部へと供給され、少ないオイル循環量であっても、それが圧縮機構全体にわたって潤滑に有効に活用される。とくに、オイル供給路を圧縮機構により圧縮されたガスを吐出する吐出路に連通させれば、吐出ガスの運動エネルギーを利用してオイル溜まり部からのオイルを効率よく圧縮機構上部へと供給することができる。圧縮機構上部へのオイル供給により、固定スクロールと可動スクロール間の摺動部を十分に潤滑できるようになる。とくに、ハイブリッド圧縮機においては、潤滑不足に陥りやすい、外部駆動源によって駆動される第1圧縮機構の上部側にオイルを供給することにより、第1圧縮機構の固定スクロールと可動スクロール間の摺動部が十分に潤滑されるようになる。 In such a scroll compressor according to the present invention, the oil in the oil reservoir in the lower part of the compression mechanism is appropriately supplied to the upper part of the compression mechanism through the oil supply path, and even if the oil circulation amount is small, It is effectively utilized for lubrication throughout the compression mechanism. In particular, if the oil supply path is connected to a discharge path that discharges the gas compressed by the compression mechanism, the oil from the oil reservoir is efficiently supplied to the upper part of the compression mechanism using the kinetic energy of the discharge gas. Can do. By supplying oil to the upper part of the compression mechanism, the sliding portion between the fixed scroll and the movable scroll can be sufficiently lubricated. Particularly, in a hybrid compressor, sliding between the fixed scroll and the movable scroll of the first compression mechanism by supplying oil to the upper side of the first compression mechanism driven by an external drive source, which is prone to lack of lubrication. The part becomes sufficiently lubricated.
このように本発明に係るスクロール型圧縮機によれば、オイル溜まり部におけるオイルを圧縮機構上部側にも回して圧縮機構を全体にわたって効率よく潤滑できるようにしたので、圧縮機構の固定スクロールと可動スクロール間の摺動部を十分に潤滑できるようになり、摺動部に必要な油膜を維持させて、潤滑不足による焼き付きやかじり等の不具合の発生を防止して、圧縮機の耐久性を向上させることができる。 As described above, according to the scroll compressor according to the present invention, the oil in the oil reservoir portion is also turned to the upper side of the compression mechanism so that the compression mechanism can be efficiently lubricated as a whole. The sliding part between the scrolls can be sufficiently lubricated, the required oil film is maintained on the sliding part, and the occurrence of problems such as seizure and galling due to insufficient lubrication is improved, and the durability of the compressor is improved. Can be made.
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
前述したように、本発明に係るスクロール型圧縮機は、あらゆるスクロール型圧縮機に適用可能であるが、とくに、第1の駆動源のみにより第1の可動スクロールが駆動される第1圧縮機構と第2の駆動源のみにより第2の可動スクロールが駆動される第2圧縮機構とが一体的に組み込まれたハイブリッド圧縮機に適用して好適なものである。このような本発明が適用可能なハイブリッド圧縮機の構造は、例えば、前述の図1、図2を用いて説明した通りである。以下に、本発明をこのハイブリッド圧縮機1に適用した例について説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As described above, the scroll compressor according to the present invention can be applied to any scroll compressor, and in particular, the first compression mechanism in which the first movable scroll is driven only by the first drive source. The present invention is suitable for application to a hybrid compressor in which a second compression mechanism in which the second movable scroll is driven only by the second drive source is integrated. The structure of the hybrid compressor to which the present invention can be applied is as described with reference to FIGS. 1 and 2, for example. Below, the example which applied this invention to this
図3は、本発明の一実施態様に係るスクロール型圧縮機の、オイル供給路周りの構造を示している。図1に示した固定スクロール部材44内に、圧縮機構下部と上部(とくに、第1圧縮機構2の上部)との間を連通可能で、圧縮機構下部におけるオイル溜まり部から導入されたオイルを圧縮機構上部へと供給するオイル供給路61が設けられている。このオイル供給路61に対しては、吐出ガス圧を利用して上記圧縮機構上部へとオイルを供給可能な、吐出路23への連通路62が接続されている。オイル供給路61の下部は、第1圧縮機構2下部におけるオイル溜まり部と第2圧縮機構3下部におけるオイル溜まり部との両方にわたって連通可能なオイル導入路63に構成されており、上記吐出ガスの連通路62は、このオイル導入路63に接続されている。また、連通路62は、本実施態様では、吐出孔21と吐出通路22間の曲がり部に接続されており、この部分から、圧縮された吐出ガスをオイル導入路63へと供給できるようになっている。したがって、オイル導入路63に導入されたオイルは、吐出ガスの連通路62を通して導入された吐出ガスの圧力を利用して、オイル供給路61を通して第1圧縮機構2の上部へと押し出し、供給可能となっている。
FIG. 3 shows the structure around the oil supply path of the scroll compressor according to one embodiment of the present invention. In the fixed
オイル供給路61の上部側には、図4、図5にも示すように、第1圧縮機構2の固定スクロール10の吸入部64へと連通可能なオイル導出路65が設けられており、このオイル導出路65には、吸入部64へのオイルの供給を制御可能な上部側開閉手段としての電磁弁66が設けられている。電磁弁66は、ボール状のシール体67、該シール体67を開方向に付勢するスプリング68、通電により磁気構成回路70を介してシール体67を閉方向に付勢可能な電磁コイル69を有しており、オイル供給路61からの電磁弁66内の通路71を通して送られるオイルの吸入部64への供給を制御できるようになっている(供給および該供給の遮断の制御)。
As shown in FIGS. 4 and 5, an
オイル供給路61の下部側におけるオイル導入路63の両側には、つまり、第1圧縮機構2側に開口する側と第2圧縮機構3側に開口する側との両側には、それぞれ、第1圧縮機構2下部におけるオイル溜まり部と第2圧縮機構3下部におけるオイル溜まり部からのオイルの導入、導入遮断を制御可能な下部側開閉手段72が設けられている。この下部側開閉手段72は、本実施態様では、図6に示すように、オイル溜まり部73からのオイルを導入、導入遮断可能なボール状のシール体74、該シール体74を開方向に付勢するスプリング75を備えたものからなる。スプリング75によりシール体74のシール圧を調整することにより、オイル溜まり部73からのオイルを導入、導入遮断を制御できるようになっている。より詳しくは、例えば、各々スプリング荷重およびシール体のシール部分の各々連通部孔径を変更することにより、シール体の移動開始点およびシール体とシール面との当接によるシール圧の調整が可能である。また、一旦オイル導入路63内にオイルが導入された後に、前述の如く吐出ガスがオイル導入路63へ供給されると、該吐出ガスによりシール体74が閉じられるとともに、導入されていたオイルは吐出ガス圧によりオイル供給路61を通してその上部側へと送ることが可能になっている。但し、実際にオイルをオイル供給路61の上部側に送るには、上述の電磁弁66を開くことが必要である。したがって結局、上部に配置されている電磁弁66の開閉制御により、第1圧縮機構2の上部側へのオイルの供給が制御されることになる。このような構成により、オイル溜まり部からのオイルをオイル導入路63に導入し、導入したオイルをオイル供給路61を介して第1圧縮機構2の上部側へと送り、送られてきたオイルを第1圧縮機構2上部側の吸入部へと供給する一方向のオイル供給経路が構成されることになる。
On both sides of the
さらに、本実施態様においては、図7に示すように、圧縮機構の、とくに第1圧縮機構2の可動スクロール11の渦巻き体81の先端部における固定スクロール10との摺動面82に、該摺動面82に沿って螺旋状に延びる溝83が刻設されており、該溝83内にチップシール84が嵌着されている。この溝83のうち、チップシール84の嵌着部外部分は、オイル保持用溝85として、例えば図8に示すように形成できる。溝形状はとくに限定されず、例えば図9に示すように複数条の溝86の形状に形成したり、溝形状の他に、図10に示すようにディンプル状の窪み87に構成することも可能である。いずれの構成においても、可動スクロール11の渦巻き体81の先端部における摺動面82にオイルを保持でき、固定スクロール10と可動スクロール11間の摺動部を、オイル供給路61を介して供給されてきたオイルにより適切に潤滑することができる。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the sliding
このように、圧縮機構下部のオイル溜まりにおけるオイルを圧縮機構上部に回して、圧縮機構全体に隈なくオイルが行き渡るようにすることにより、固定スクロール10と可動スクロール11間の摺動部における潤滑不足の発生が防止され、潤滑不足の発生に伴う不具合の発生が防止されて、圧縮機の耐久性が向上される。
In this way, the oil in the oil reservoir at the lower part of the compression mechanism is turned to the upper part of the compression mechanism so that the oil is spread throughout the entire compression mechanism, so that the sliding portion between the fixed
本発明は、あらゆる横型のスクロール型圧縮機に適用でき、とくにハイブリッド圧縮機に好適なものである。また、とくに車両用空調装置に用いられるスクロール型圧縮機に好適なものである。 The present invention can be applied to any horizontal scroll compressor, and is particularly suitable for a hybrid compressor. Moreover, it is particularly suitable for a scroll type compressor used in a vehicle air conditioner.
1 ハイブリッド圧縮機
2 第1圧縮機構
3 第2圧縮機構
10 固定スクロール
11 可動スクロール
13 駆動軸
14 プーリ
15 電磁クラッチ
16 ボールカップリング
18 吸入ポート
19 吸入通路
20 吸入室
21 吐出穴
22 吐出通路
23 吐出路
24 吐出弁
25 吐出弁リテーナ
26 吐出室
30 固定スクロール
31 可動スクロール
33 駆動軸
34 ボールカップリング
35 電動モータ
36 回転子
37 モータコイル部(ステータ)
38 ステータハウジング
39 連通路兼ガス吸入通路
40 吸入室
41 吐出穴
42 吐出通路
43 吐出路
44 固定スクロール部材
50 給電部
61 オイル供給路
62 吐出路への連通路
63 オイル導入路
64 固定スクロールの吸入部
65 オイル導出路
66 上部側開閉手段としての電磁弁
67 シール体
68 スプリング
69 電磁コイル
70 磁気構成回路
71 電磁弁内の通路
72 下部側開閉手段
73 オイル溜まり部
74 シール体
75 スプリング
81 可動スクロールの渦巻き体
82 固定スクロールとの摺動面
83 溝
84 チップシール
85、86 オイル保持用溝
87 ディンプル状の窪み
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