JP6118159B2 - スクロール型圧縮機 - Google Patents
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Description
請求項3記載の発明では、背面及びスラスト面の何れか一方に凹設されたホールと、背面及びスラスト面の何れか他方から凸設されるとともにホールに遊嵌されるピンとからなる可動スクロールの自転阻止機構を更に備え、ホールは環状溝の経路に凹設される。
請求項5記載の発明では、内側環状溝の内周半径は、スラスト面の内周半径と可動スクロールの旋回半径との和よりも小さい。
請求項6記載の発明では、環状空間は、スラスト面の外周縁に面して区画される外周空間を含み、環状溝は、各象限において外周空間に露出する外側環状溝を含む。
請求項4記載の発明によれば、環状溝が各象限において内周空間に露出する内側環状溝を含むことにより、内周空間の潤滑油を内側環状溝を介してスラスト面の内周縁、すなわち摺動部の径方向内側から摺動部に迅速に供給することができる。
請求項6記載の発明によれば、環状溝が各象限において外周空間に露出する外側環状溝を含むことにより、外周空間の潤滑油を外側環状溝を介してスラスト面の外周縁、すなわち摺動部の径方向外側から摺動部に迅速に供給することができる。
請求項7記載の発明によれば、具体的には、外側環状溝の外周半径をスラスト面の外周半径から可動スクロールの旋回半径を差し引いた値よりも大きくすれば、外周空間の潤滑油を外側環状溝を介して摺動部に供給することができる。
図1は、本実施形態に係る圧縮機を示す。当該圧縮機1は横置きタイプのスクロール型圧縮機であって、車両の空調システムの冷凍回路に組み込まれている。そして、圧縮機1はその作動流体である冷媒の冷媒循環経路の復路から冷媒を吸入し、この冷媒を圧縮して循環経路の往路に向けて吐出する。冷媒は潤滑油を含み、この冷媒中の潤滑油は圧縮機1内の軸受や種々の摺動面を潤滑する他、摺動面のシールする機能をも発揮する。
フロントハウジング4内には駆動軸8が水平配置され、この駆動軸8はスクロールユニット6側に位置した大径軸部10と、フロントハウジング4から突出した小径軸部12とを有する。大径軸部10はニードル軸受14を介してフロントハウジング4に回転自在に支持され、小径軸部12はボール軸受16を介してフロントハウジング4に回転自在に支持されている。
固定スクロール24はリアハウジング2に図示しない固定ボルトを介して固定され、固定スクロール24とリアハウジング2における端壁46との間に吐出室48が形成されている。
フロントハウジング4の外周壁4aには冷媒の吸入ポート58が凸設され、吸入ポート58は前述した冷媒循環経路の復路に連通されている。また、フロントハウジング4には、吸入ポート58に連通された吸入室60、吸入室60に開口された連通孔62及び吸入孔64が内設されている。一方、リアハウジング2の端壁46には吐出ポート66が凸設され、この吐出ポート66は冷媒循環経路の往路に連通される一方、吐出室48に連通されている。
一方、フロントハウジング4の内周壁4bとスラストプレート42との間には、吸入室60に吸入孔64を介して連通された外周空間(環状空間)72が区画されている。外周空間72はスラスト面42aの外周縁74に面し、フロントハウジング4内の周方向に沿って環状に形成されている。
<実施例1>
詳しくは図2に示すように、吸入ポート58から吸入孔64を経て圧縮機1に導入された冷媒(一点鎖線で示す)は、流れを遮断されることなく外周空間72を流れ、フロントハウジング4内の下部まで行き渡る。この過程において、冷媒はスクロールユニット6の圧縮室28に適宜取り込まれる一方、冷媒に含まれるミスト状の潤滑油の一部が内周壁4bを含む外周空間72の壁面に付着し、冷媒とともに液状の潤滑油が外周空間72を流下する。
また、前述した自転阻止機構76は、ホール76a及びピン76bとから構成された、いわゆるピン&ホールタイプの機構を有している。ホール76aは背面26aの内側環状溝78の経路に有底状に凹設され、ピン76bはフロントハウジング4の台座部4c(図1に示す)からスラスト面42aを貫通して凸設されるとともにホール76aに遊嵌されている。
図4に示すように、各象限において露出領域80を確保するために、内側環状溝78の内周半径Rig、スラスト面42aの内周半径Rith、及び、可動スクロール26の旋回半径Rtにおいて少なくとも以下の関係式(1)が成立する。
なお、内周半径Rigは可動スクロール26の径方向中心線Lmsから内側環状溝78の内周縁82までの距離であり、内周半径Rithは可動スクロール26の旋回中心線Loからスラスト面42aの内周縁70までの距離であり、旋回半径Rtは径方向中心線Lmsから旋回中心線Loまでの距離である。このように、内側環状溝78は、内側環状溝78の内周半径Rigがスラスト面42aの内周半径Rithと可動スクロール26の旋回半径Rtとの和よりも小さくなるように背面26aの所定位置に形成される。
また、各象限において潤滑油を取り込むことができることから、摺動部44に摺動部44の径方向内側から可動スクロール26の旋回中心を中心とした放射状に広範囲に亘って油膜を形成可能である。従って、圧縮機の起動時であっても、内周空間68の潤滑油を内側環状溝78を介して摺動部44に迅速に供給することができる。
また、自転阻止機構76のホール76aが内側環状溝78の経路に凹設されることにより、摺動部44のみならず、自転阻止機構76における潤滑油の流動性をも高めることができるため、圧縮機1の潤滑性能、耐久性及び圧縮効率を更に向上することができる。
図5に示すように、本実施例の場合には、背面26aの周方向に沿って外側環状溝84が背面26aと略同心円状に凹設されている。外側環状溝84は内側環状溝78と同様に矩形断面を有し、背面26aの径方向幅中央よりも径方向外側に形成されている。なお、実施例1と同じ構成については図面に同符号を付して説明を省略する。
図6(a)〜(d)に示す矢印方向の可動スクロール26の公転旋回に伴い、その公転旋回面に形成される直交座標系の第1象限〜第4象限の各象限において外側環状溝84が外周空間72に露出し、外側環状溝84の露出領域86が形成される。そして、外周空間72の壁面に付着した潤滑油が各象限において矢印で示す方向に露出領域86に順次流入して取り込まれ、摺動部44を放射状に広範囲に亘って潤滑する。
図7に示すように、各象限において露出領域86を確保するために、外側環状溝84の外周半径Rog、スラスト面42aの外周半径Roth、及び、可動スクロール26の旋回半径Rtにおいて少なくとも以下の関係式(2)が成立する。
なお、外周半径Rogは可動スクロール26の径方向中心線Lmsから外側環状溝84の外周縁88までの距離、外周半径Rothは可動スクロール26の旋回中心線Loからスラスト面42aの外周縁74までの距離、旋回半径Rtは径方向中心線Lmsから旋回中心線Loまでの距離である。このように、外側環状溝84は、外側環状溝84の外周半径Rogがスラスト面42aの外周半径Rothから可動スクロール26の旋回半径Rtを差し引いた値よりも大きくなるように背面26aの所定位置に形成される。
また、実施例1の場合と同様に、自転阻止機構76における潤滑油の流動性を高めることもでき、外側環状溝84を可動スクロール26の背面26aの所定位置に設けるだけの簡単な構成で、圧縮機1全体における潤滑油の流動性を高め、ひいては圧縮機1の潤滑性能、耐久性及び圧縮効率を向上することができる。
図8に示すように、本実施例の場合には、背面26aの周方向に沿って内側環状溝78及び外側環状溝84が背面26aと略同心円状に凹設されている。なお、実施例1及び2と同じ構成については図面に同符号を付して説明を省略する。
図9(a)〜(d)に示す矢印方向の可動スクロール26の公転旋回に伴い、その公転旋回面に形成される直交座標系の第1象限〜第4象限の各象限において、内側環状溝78が内周空間68に露出するとともに外側環状溝84は外周空間72に露出し、露出領域80,86が形成される。そして、各象限において矢印で示す方向に、内周空間68及び外周空間72の壁面に付着した潤滑油がそれぞれ露出領域80,86に順次流入して取り込まれ、摺動部44を放射状に広範囲に亘って潤滑する。
以上のように本実施例では、可動スクロール26の公転旋回に伴い、その公転旋回面に形成される直交座標系の第1象限〜第4象限の各象限において内側環状溝78,外側環状溝84がそれぞれ内周空間68,外周空間72に露出する。これにより、内周空間68,外周空間72の潤滑油をそれぞれ内側環状溝78,外側環状溝84を介してスラスト面42aの内周縁70及び外周縁74、すなわち摺動部44の径方向内外から摺動部44に順次取り込むことができる。従って、摺動部44に摺動部44の径方向内外から可動スクロール26の旋回中心を中心とした放射状により一層広範囲に亘って油膜を形成することができるため、圧縮機1の起動時には摺動部44により一層迅速に潤滑油を供給することができる。
また、自転阻止機構76における潤滑油の流動性を高めることもでき、内側環状溝78及び外側環状溝84を可動スクロール26の背面26aの所定位置に設けるだけの簡単な構成で、圧縮機1全体における潤滑油の流動性を高め、ひいては圧縮機1の潤滑性能、耐久性及び圧縮効率をより一層向上することができる。
例えば、内側環状溝78や外側環状溝84を背面26aではなくスラスト面42aに設けても良い。また、スラストプレート42を有さないタイプのスクロール型圧縮機の場合には、フロントハウジング4の台座部4cにスラスト面が形成されるため、内側環状溝78や外側環状溝84を台座部4cに形成しても良い。これらの場合であっても圧縮機1全体における潤滑油の流動性を高め、圧縮機1の潤滑性能、耐久性及び圧縮効率を向上することができる。
最後に、本発明は、横置き型のスクロール圧縮機のみならず、縦置き型にも適用可能であり、冷媒の膨張室が区画形成されるスクロール膨張機などのスクロール型流体機械全般に適用できることは勿論である。
4 フロントハウジング(ハウジング)
4c 台座部(支持部材)
8 駆動軸
24 固定スクロール
26 可動スクロール
26a 背面
28 圧縮室
42 スラストプレート(支持部材)
42a スラスト面
44 摺動部
60 吸入室
68 内周空間(環状空間)
70 内周縁(周縁)
72 外周空間(環状空間)
74 外周縁(周縁)
76 自転阻止機構
76a ホール
76b ピン
78 内側環状溝(環状溝)
80 露出領域
84 外側環状溝(環状溝)
86 露出領域
Claims (7)
- 潤滑油を含む作動流体の吸入室を有するハウジングと、
前記ハウジングに固定された固定スクロールと、
駆動軸により回転駆動されて前記固定スクロールに対し公転旋回することにより、前記吸入室から吸入された前記作動流体の圧縮室を形成する可動スクロールと、
前記可動スクロールを公転旋回可能に支持し、前記可動スクロールの環状の背面から前記駆動軸のスラスト荷重を受け、前記背面とともに摺動部を形成する環状のスラスト面を有した支持部材と、
前記吸入室に連通されるとともに前記スラスト面の周縁に面し、前記ハウジング内の周方向に沿って区画された環状空間と、
前記背面及び前記スラスト面の少なくとも何れか一方にこれらの周方向に沿って凹設された環状溝と
を備え、
前記可動スクロールの公転旋回に伴い、その公転旋回面に形成される直交座標系の第1象限〜第4象限の各象限において前記環状溝が前記環状空間に露出することを特徴とするスクロール型圧縮機。 - 前記環状空間に露出する前記環状溝の露出領域は、前記各象限において互いにオーバーラップしていることを特徴とする請求項1に記載のスクロール型圧縮機。
- 前記背面及び前記スラスト面の何れか一方に凹設されたホールと、前記背面及び前記スラスト面の何れか他方から凸設されるとともに前記ホールに遊嵌されるピンとからなる前記可動スクロールの自転阻止機構を更に備え、
前記ホールは前記環状溝の経路に凹設されることを特徴とする請求項1に記載のスクロール型圧縮機。 - 前記環状空間は、前記スラスト面の内周縁に面して区画される内周空間を含み、
前記環状溝は、前記各象限において前記内周空間に露出する内側環状溝を含むことを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載のスクロール型圧縮機。 - 前記内側環状溝の内周半径は、前記スラスト面の内周半径と前記可動スクロールの旋回半径との和よりも小さいことを特徴とする請求項4に記載のスクロール型圧縮機。
- 前記環状空間は、前記スラスト面の外周縁に面して区画される外周空間を含み、
前記環状溝は、前記各象限において前記外周空間に露出する外側環状溝を含むことを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載のスクロール型圧縮機。 - 前記外側環状溝の外周半径は、前記スラスト面の外周半径から前記可動スクロールの旋回半径を差し引いた値よりも大きいことを特徴とする請求項6に記載のスクロール型圧縮機。
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