JP6554926B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、スクロール圧縮機に関し、特に旋回スクロールのスラスト軸受への給油に関する。

スクロール圧縮機は、固定スクロールおよび旋回スクロールそれぞれの台板上に設けられた板状渦巻歯を互いに噛み合わせることにより、固定スクロールと旋回スクロールとの相互間にガス冷媒を圧縮する圧縮室が形成されている。また、ガス冷媒の吸入室は圧縮室の一番外周部に存在し、圧縮されて高温高圧となったガス冷媒の吐出ポートは圧縮室の一番内周部（中心部）に存在している。そして、旋回スクロールを旋回運動（公転運動）させることで、圧縮室を外周部から中心部に向かって移動させながら徐々に圧縮室の容積を減少させ、冷媒吸入口から吸入室に吸入されたガス冷媒を所定の比率で圧縮する圧縮動作を行い、吐出ポートから圧縮機密閉容器内の吐出室へ圧縮されて高温高圧となったガス冷媒を吐出する。

図６はスクロール圧縮機５０の概略構成を例示する断面側面図である。図６に基づいてスクロール圧縮機５０の構成および動作について説明する。

ここで例示するスクロール圧縮機５０は、冷凍サイクルを循環するガス冷媒を吸入し、圧縮して高温高圧となったガス冷媒を吐出させるものである。このスクロール圧縮機５０は、密閉容器６（密閉容器６ａ、６ｂで構成されている）内に固定スクロール１と固定スクロール１に対して旋回運動（公転運動）を行う旋回スクロール２を組み合わせた圧縮機構部を備えている。また、スクロール圧縮機５０は、旋回スクロール２を軸支する主軸１５を駆動する駆動部１４（例えば、電動機やクラッチなどの回転駆動手段）を備えている。

固定スクロール１は、台板１ｂと、台板１ｂの一方の面に立設された渦巻状突起である板状渦巻歯１ａとで構成され、密閉容器６（密閉容器６ａ）にボルトなどで固定されている。また、旋回スクロール２は、台板２ｂと、台板２ｂの一方の面に立設され、板状渦巻歯１ａと実質的に同一形状の渦巻状突起である板状渦巻歯２ａとで構成されている。この固定スクロール１の板状渦巻歯１ａと旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａとを互いに噛み合わせることで、相対的に容積が変化する圧縮室３が形成される。

そして、固定スクロール１の板状渦巻歯１ａと旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａとを互いに噛み合わせることで形成されている圧縮室３の外周部となる密閉容器６（密閉容器６ｂ）には、ガス冷媒を圧縮室３に供給するための冷媒吸入配管１１が設けられている。また、固定スクロール１の台板１ｂの中央部には、圧縮されて高温高圧となったガス冷媒を吐出する吐出ポート４が形成されている。そして、圧縮されて高温高圧となったガス冷媒は、固定スクロール１の台板１ｂに設けられている吐出弁装置５を介して密閉容器６内の吐出室７に吐出されるようになっている。この吐出室７に吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒吐出口１２から冷凍サイクルに吐出されることになる。

旋回スクロール２は、自転運動を阻止するための自転運動阻止機構９により、固定スクロール１に対して自転運動をすることなく旋回運動を行い、旋回スクロール２（台板２ｂの板状渦巻歯２ａの形成面とは反対側の背面２ｃ）に作用するスラスト荷重（スラスト軸受押し付け荷重）Ｆを密閉容器６（密閉容器６ｂ）のスラスト荷重受面６ｃで受け止めるようにしている。また、背面２ｃの略中心部には、中空円筒形状のボス部２ｄが形成されている。

この旋回スクロール２に発生するスラスト荷重Ｆをスラスト荷重受面６ｃで受け止めるスラスト軸受は、旋回スクロール２の背面２ｃと、背面２ｃに対向する位置に配置されたスラスト荷重受面６ｃと、この二面間に充填された潤滑油で構成される。

さらに、主軸１５の一端部に設けられたクランクシャフト１５ａ先端部のクランクピン１５ｂにはバランスウェイト５６が取り付けられている。このクランクピン１５ｂに取り付けられたバランスウェイト５６と中空円筒形状のボス部２ｄ内周部との間には旋回スクロール２の駆動軸受１７が設けられている。

この主軸１５の一方（クランクシャフト１５ａ）は、密閉容器６（密閉容器６ｂ）に設けられた主軸受１８によって回転自在に軸支され、主軸１５の他方は、密閉容器６（密閉容器６ｂ）に設けられた副軸受１９によって回転自在に軸支されている。また、主軸１５と密閉容器６（密閉容器６ｂ）との間には、潤滑油の移動を阻止するシャフトシール１３が設けられている。

そして、駆動部１４の回転に伴って主軸１５（クランクピン１５ｂ）が回転して旋回スクロール２が旋回運動（揺動運動）を行うことで生じる遠心力のアンバランスは、バランスウエイト５６が回転することにより打ち消され、静バランスおよび動バランスが保たれるようになっている。

これら、自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などがクランクシャフト１５ａ近傍（周辺）に配設されている摺動部である。

吐出弁装置５は、吐出ポート４の開口（高温高圧のガス冷媒の出口）を開閉する薄板状の吐出弁５ａと、吐出弁５ａの開度（浮上量）を規制するとともに吐出弁５ａの過剰な変形を抑制する弁押さえ５ｂと、弁押さえ５ｂを吐出弁５ａを介して固定スクロール１の台板１ｂに固定する固定ボルト５ｃとで構成されている。弁押さえ５ｂは、平坦部に続く湾曲部を先端部に有する形状となっており、この湾曲部の高さで吐出弁５ａの浮上量すなわち開度が規制されている。吐出弁５ａは、ガス冷媒の流れが吐出ポート４から密閉容器６内の吐出室７へと一方向の流れとなるように許容するものである。

ここで、スクロール圧縮機５０の動作について説明する。駆動部１４の回転に伴って主軸１５（クランクピン１５ｂ）が回転駆動されると、自転運動阻止機構９により自転を抑制された旋回スクロール２は、旋回運動（公転運動）を行う。旋回スクロール２が旋回運動を行うと、ガス冷媒は冷媒吸入配管１１の冷媒吸入口１１ａから圧縮室３内へと流れ込み、ガス冷媒の吸入過程が開始される。さらに、旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａと固定スクロール１の板状渦巻歯１ａとは互いに噛み合ってその相互間に圧縮室３を形成しているので、圧縮室３内に流入したガス冷媒は、旋回スクロール２の旋回運動に伴い圧縮室３の容積が縮小されていくため、所定の比率で圧縮されることになる。

圧縮室３で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、固定スクロール１の台板１ｂ中央部に設けられた吐出ポート４へと導かれる。この吐出ポート４の開口端（固定スクロール１の台板１ｂ右端）には、吐出ポート４から密閉容器６内の吐出室７へとガス冷媒が一方向に流れることを許容する吐出弁装置５が設けられているので、吐出ポート４内のガス冷媒圧力が吐出室７内のガス冷媒圧力よりも高くなると、吐出弁装置５が開き、吐出ポート４内の高温高圧ガス冷媒を吐出室７へと吐出する。そして、吐出室７へと吐出された高温高圧のガス冷媒は、ガス冷媒吐出口１２から冷凍サイクルへと吐出される。このようにして、スクロール圧縮機５０は、ガス冷媒の吸入→圧縮→吐出を連続的に繰り返す。

このようにして、駆動部１４によって主軸１５が回転駆動され、クランクピン１５ｂに回転自在に取り付けられた旋回スクロール２が自転運動阻止機構９により自転を抑制されて旋回運動を行うと、ガス冷媒は冷媒吸入配管１１の冷媒吸入口１１ａから圧縮室３内へと流れ込み、ガス冷媒の吸入過程が開始される。さらに、旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａと固定スクロール１の板状渦巻歯１ａとが互いに噛み合って相互間に形成している圧縮室３内に流入したガス冷媒は、旋回スクロール２の旋回運動に伴って圧縮室３の容積が縮小されて所定の比率で圧縮されると旋回スクロール２にスラスト荷重Ｆが発生する（図中、左方向の矢印で示す荷重Ｆ）が、この旋回スクロール２に発生するスラスト荷重Ｆは旋回スクロール２の背面２ｃを介してスラスト荷重受面６ｃで受け止められる。

そして、旋回スクロール２が固定スクロール１およびスラスト荷重受面６ｃに対して旋回運動を行うと、旋回スクロール２の背面２ｃとスラスト荷重受面６ｃとの摺接面間（旋回スクロール２の背面２ｃと、この旋回スクロール２の背面２ｃと対向する位置に配置されたスラスト荷重受面６ｃとの二面間）にスラスト荷重Ｆが作用して摺接面が接触することで摩耗が発生し、最悪の場合には焼き付きに至ることとなるが、冷媒吸入配管１１の冷媒吸入口１１ａからガス冷媒とともに供給された環状流の潤滑油が給油通路６ｄを通って流れて摺接面間が潤滑されることで、摺接面における摩耗や焼き付きを防止するようにしている。

また、本構成のスクロール圧縮機５０では、駆動部１４によって主軸１５（クランクシャフト１５ａ）が回転駆動されると、クランクピン１５ｂに回転自在に取り付けられた旋回スクロール２が自転運動阻止機構９により自転を抑制されて旋回運動を行うように構成されている。

このクランクシャフト１５ａが配置された近傍（周辺）の空間には多くの摺動部が存在し、信頼性の観点からクランクシャフト１５ａ近傍に配設されている自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などの摺動部への給油量確保が重要となる。

しかしながら、スクロール圧縮機５０の冷媒吸入配管１１は圧力損失低減のため、旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａと固定スクロール１の板状渦巻歯１ａとが互いに噛み合って相互間に形成している圧縮室３（スクロール吸入部）近傍に配設されることから、冷媒吸入配管１１内でガス冷媒とともに流れる潤滑油（環状流の油）をクランクシャフト１５ａが配置された近傍（周辺）の空間やスラスト軸受などに給油することが困難である。このため、クランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間に配設されている自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などの摺動部が摩耗して信頼性が低下する問題がある。

そのため、冷媒吸入配管１１内のガス冷媒とともに流れる潤滑油（環状流の油）でクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間に配設されている多くの摺動部やスラスト軸受などを潤滑するスクロール圧縮機５０では、冷媒吸入口１１ａ付近の密閉容器６（密閉容器６ｂ）に溝状の給油通路６ｄを設け、この溝状の給油通路６ｄから摺動部やスラスト軸受などに潤滑油を供給するようにしている。

しかしながら、冷媒吸入配管１１内のガス冷媒とともに流れる環状流の潤滑油が給油通路６ｄからクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間に配設されている多くの摺動部やスラスト軸受までの経路における空間がバランスウェイト５６の配置により狭くなっており、特に、バランスウェイト５６が回転することで、バランスウェイト５６の外周面（図９、図１０参照）が給油通路６ｄを塞ぐ回転区間（図７、図８参照）があり、その間は潤滑油の供給量を確保できなくなるため、摺動部やスラスト軸受への潤滑油の供給量が低下する問題がある。

そして、潤滑油の供給量が低下すると、自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などの摺動部に摩耗が発生し、信頼性が低下する問題があった。

そこで、例えば、特許文献１では、鏡板と渦巻体とをもち、渦巻体が互いに噛合う二つのスクロールを備え、一方のスクロールを他方のスクロールに対し旋回運動させる駆動軸に偏心孔をもった旋回駆動部を設け、旋回運動する一方のスクロールの鏡板背面に軸を設け、この軸を前記偏心孔に嵌合させ、この偏心孔の底部に前記駆動軸に設ける給油路を開口させたスクロール圧縮機において、前記旋回駆動部にバランスウェイトを設けると共に、前記旋回駆動部に、長さ方向一端が前記偏心孔の底部に開口し、他端が前記旋回駆動部のスクロール側端面に開口する連通路を旋回駆動部におけるバランスウェイト側に設けたことにより、このバランスウェイトのスクロール側端面を、前記連通路から旋回駆動部のスクロール側端面に出た油のガイド面にでき、このガイド面に沿って前記スラスト軸受に給油することができることから、このスラスト軸受への給油量を安定させるようにしている。

また、例えば、特許文献２では、バランスウェイトの公転軌跡と対応してフロントハウジングの上部に吸入口を設ける。又、バランスウェイトに対し吸入口からクランク室へ流入されたガス冷媒をスラスト方向へ変向する変向斜面を設ける。そして、前記変向斜面により変向されたガス冷媒を回転軸、可動スクロールを支持するラジアルベアリングや自転阻止機構などに供給して、ガス冷媒に含まれるミスト状の潤滑油によりベアリングや自転阻止機構の潤滑を行うようにしている。

特開平６−６６２６８号公報 特開平７−１０９９８４号公報

しかしながら、上記のように、スラスト軸受である旋回スクロール２の背面２ｃと、背面２ｃに対向する位置に配置されたスラスト荷重受面６ｃとの摺接面間（旋回スクロール２の背面２ｃと、この旋回スクロール２の背面２ｃと対向する位置に配置されたスラスト荷重受面６ｃとの二面間）に潤滑油の供給量を増大させる手段として、バランスウェイトに潤滑油の連通路を設ける、また、バランスウェイトに対し吸入口からクランク室へ流入されたガス冷媒をスラスト方向へ変向する変向斜面を設けることによるスラスト軸受に潤滑油の供給量を増大させる効果は弱いものであった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、スラスト軸受への潤滑油の供給量を増大可能として信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係るスクロール圧縮機は、ガス冷媒と潤滑油の二相状態で流れる冷媒吸入配管を有し、主軸を回転させることにより旋回スクロールを旋回運動させ、前記旋回スクロールおよび固定スクロールそれぞれの台板上に設けられた板状渦巻歯を互いに噛み合わせて形成した圧縮室の容積を減少させながら中心部へと移動させて前記ガス冷媒を圧縮し、前記旋回スクロールが旋回運動することにより発生する遠心力のアンバランスはバランスウェイトを回転させることで打ち消すようにしているスクロール圧縮機において、前記バランスウェイトの外周部には前記旋回スクロールに対向する側を開口部とした複数の凹部が設けられ、前記複数の凹部の間には分割壁が形成されるとともに、前記複数の凹部の両端には側壁が形成され、前記旋回スクロールが旋回運動を行うことで発生するスラスト荷重を受け止めるスラスト荷重受面に給油通路を設け、前記給油通路から供給された潤滑油を、前記バランスウェイトの外周部に設けた前記凹部の開口部からスラスト軸受に供給することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係るスクロール圧縮機は、上述した請求項１において、前記給油通路から前記バランスウェイトの外周部に設けた前記凹部の開口部を流れる潤滑油は、冷媒吸入口から供給された冷媒中に含まれるミスト状の潤滑油であることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係るスクロール圧縮機は、上述した請求項１において、前記バランスウェイトの外周部に設けた前記凹部の開口部を流れる潤滑油は、潤滑油吸入口から供給された潤滑油であることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ガス冷媒と潤滑油の二相状態で流れる冷媒吸入配管を有し、主軸を回転させることにより旋回スクロールを旋回運動させ、前記旋回スクロールおよび固定スクロールそれぞれの台板上に設けられた板状渦巻歯を互いに噛み合わせて形成した圧縮室の容積を減少させながら中心部へと移動させて前記ガス冷媒を圧縮し、前記旋回スクロールが旋回運動することにより発生する遠心力のアンバランスはバランスウェイトを回転させることで打ち消すようにしているスクロール圧縮機において、前記バランスウェイトの外周部には前記旋回スクロールに対向する側を開口部とした複数の凹部が設けられ、前記複数の凹部の間には分割壁が形成されるとともに、前記複数の凹部の両端には側壁が形成され、前記旋回スクロールが旋回運動を行うことで発生するスラスト荷重を受け止めるスラスト荷重受面に給油通路を設け、前記給油通路から供給された潤滑油を、前記バランスウェイトの外周部に設けた前記凹部の開口部からスラスト軸受に供給することにより、複数の凹部によりバランスウェイトの外周面が給油通路を塞ぐバランスウェイトの回転区間を低減し、潤滑油の供給量を増大させることができる。さらに、複数の凹部それぞれの開口を旋回スクロール側であるスラスト軸受側のみに設けたことで、凹部それぞれに貯留した潤滑油を凹部の間の分割壁で誘導してスラスト軸受に向かう潤滑油の流れを形成することで、スラスト軸受への潤滑油の供給量を増大可能として信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することが可能となる。

また、請求項２の発明によれば、前記給油通路から前記バランスウェイトの外周部に設けた前記凹部の開口部を流れる潤滑油は、冷媒吸入口から供給された冷媒中に含まれるミスト状の潤滑油であることにより、冷媒吸入口から供給された冷媒中に含まれるミスト状の潤滑油でスラスト軸受部品同士の接触を抑制し、摩耗を減らして装置長寿命化、信頼性の向上を実現することができるスクロール圧縮機を提供することが可能となる。

また、請求項３の発明によれば、前記バランスウェイトの外周部に設けた前記凹部の開口部を流れる潤滑油は、潤滑油吸入口から供給された潤滑油であることにより、潤滑油吸入口から供給された潤滑油でスラスト軸受部品同士の接触を抑制し、摩耗を減らして装置長寿命化、信頼性の向上を実現することができるスクロール圧縮機を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態１であるスクロール圧縮機の概略構成を示す断面側面図である。 図１に示したスクロール圧縮機のＡ−Ａ断面図である。 図１に示したバランスウェイトの鳥瞰図である。 図３に示したバランスウェイトをスラスト軸受方向に向かう潤滑油の流れを示す図である。 本発明の実施の形態２であるスクロール圧縮機の概略構成を示す断面側面図である。 従来のスクロール圧縮機の概略構成を示す断面側面図である。 図６に示したスクロール圧縮機のＡ−Ａ断面図である。 図７に示したバランスウェイトを回転させたＡ−Ａ断面図である。 図６に示したバランスウェイトの鳥瞰図である。 図９に示したバランスウェイトとは異なる形態を示すバランスウェイトの鳥瞰図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係るスクロール圧縮機の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、ここで説明するスクロール圧縮機は横置き型の例を示すが、縦置き型のものにも本発明を適用することができる。また、本発明はスクロール圧縮機に限らず、他の圧縮機やポンプに適用することができる。また、図１を含め、以下の図面は模式的に表したものであり、各構成部材の大きさなどの関係についても実際のものとは異なる場合があり、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、従来と同一構成に関しては同一符号を用いる。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１であるスクロール圧縮機２０の概略構成を示す断面側面図である。図１に基づいて、スクロール圧縮機２０の構成および動作について説明する。

ここで例示するスクロール圧縮機２０は、例えば、空気調和装置や給湯装置、冷蔵装置、冷凍装置などの各種機器に用いられる冷凍サイクルを構成する要素の一つとなるものである。

スクロール圧縮機２０は、冷凍サイクルを循環するガス冷媒を吸入し、圧縮して高温高圧となったガス冷媒を吐出させるものである。このスクロール圧縮機２０は、密閉容器６（密閉容器６ａ、６ｂで構成されている）内に固定スクロール１と固定スクロール１に対して旋回運動（公転運動）を行う旋回スクロール２を組み合わせた圧縮機構部を備えている。また、スクロール圧縮機２０は、旋回スクロール２を軸支する主軸１５を駆動する駆動部１４（例えば、電動機やクラッチなどの回転駆動手段）を備えている。

固定スクロール１は、台板１ｂと、台板１ｂの一方の面に立設された渦巻状突起である板状渦巻歯１ａとで構成され、密閉容器６（密閉容器６ａ）にボルトなどで固定されている。また、旋回スクロール２は、台板２ｂと、台板２ｂの一方の面に立設され、板状渦巻歯１ａと実質的に同一形状の渦巻状突起である板状渦巻歯２ａとで構成されている。この固定スクロール１の板状渦巻歯１ａと旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａとを互いに噛み合わせることで、相対的に容積が変化する圧縮室３が形成される。

そして、固定スクロール１の板状渦巻歯１ａと旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａとを互いに噛み合わせることで形成されている圧縮室３の外周部となる密閉容器６（密閉容器６ｂ）には、ガス冷媒を圧縮室３に供給するための冷媒吸入配管１１が設けられている。また、固定スクロール１の台板１ｂの中央部には、圧縮されて高温高圧となったガス冷媒を吐出する吐出ポート４が形成されている。そして、圧縮されて高温高圧となったガス冷媒は、固定スクロール１の台板１ｂに設けられている吐出弁装置５を介して密閉容器６内の吐出室７に吐出されるようになっている。この吐出室７に吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒吐出口１２から冷凍サイクルに吐出されることになる。

旋回スクロール２は、自転運動を阻止するための自転運動阻止機構９により、固定スクロール１に対して自転運動をすることなく旋回運動を行い、旋回スクロール２（台板２ｂの板状渦巻歯２ａの形成面とは反対側の背面２ｃ）に作用するスラスト荷重（スラスト軸受押し付け荷重）Ｆを密閉容器６（密閉容器６ｂ）のスラスト荷重受面６ｃで受け止めるようにしている。また、背面２ｃの略中心部には、中空円筒形状のボス部２ｄが形成されている。

この旋回スクロール２に発生するスラスト荷重Ｆをスラスト荷重受面６ｃで受け止めるスラスト軸受は、旋回スクロール２の背面２ｃと、背面２ｃに対向する位置に配置されたスラスト荷重受面６ｃと、この二面間に充填された潤滑油で構成される。

さらに、主軸１５の一端部に設けられたクランクシャフト１５ａ先端部のクランクピン１５ｂにはバランスウェイト１６が取り付けられている。そして、バランスウェイト１６の外周部１６ａ（図３参照）には、軸中心に向かった凹部１６ｂ（実施例では、図３、図４に示しているように３か所の凹部１６ｂ）が設けられ、この凹部１６ｂには旋回スクロール２に対向する側（スラスト軸受側）のみに開口部１６ｃが設けられている。また、クランクピン１５ｂに取り付けられたバランスウェイト１６と中空円筒形状のボス部２ｄ内周部との間には旋回スクロール２の駆動軸受１７が設けられている。なお、図３、図４に示しているように旋回スクロール２に対向する側（スラスト軸受側）のみに開口部１６ｃを有する凹部１６ｂを３か所設けている実施例を用いて説明しているが、凹部１６ｂの数は適宜設けるようにすればよく、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

この主軸１５の一方（クランクシャフト１５ａ）は、密閉容器６（密閉容器６ｂ）に設けられた主軸受１８によって回転自在に軸支され、主軸１５の他方は、密閉容器６（密閉容器６ｂ）に設けられた副軸受１９によって回転自在に軸支されている。また、主軸１５と密閉容器６（密閉容器６ｂ）との間には、潤滑油の移動を阻止するシャフトシール１３が設けられている。

そして、駆動部１４の回転に伴って主軸１５（クランクピン１５ｂ）が回転して旋回スクロール２が旋回運動（揺動運動）を行うことで生じる遠心力のアンバランスは、バランスウエイト１６が回転することにより打ち消され、静バランスおよび動バランスが保たれるようになっている。

これら、自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などがクランクシャフト１５ａ近傍（周辺）に配設されている摺動部である。

吐出弁装置５は、吐出ポート４の開口（高温高圧のガス冷媒の出口）を開閉する薄板状の吐出弁５ａと、吐出弁５ａの開度（浮上量）を規制するとともに吐出弁５ａの過剰な変形を抑制する弁押さえ５ｂと、弁押さえ５ｂを吐出弁５ａを介して固定スクロール１の台板１ｂに固定する固定ボルト５ｃとで構成されている。弁押さえ５ｂは、平坦部に続く湾曲部を先端部に有する形状となっており、この湾曲部の高さで吐出弁５ａの浮上量すなわち開度が規制されている。吐出弁５ａは、ガス冷媒の流れが吐出ポート４から密閉容器６内の吐出室７へと一方向の流れとなるように許容するものである。

図２は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機２０のバランスウェイト１６の概略構成を示す図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は、バランスウェイト１６の鳥瞰図であり、図４は、バランスウェイト１６の凹部１６ｂおよび開口部１６ｃにより、給油通路６ｄから凹部１６ｂに供給された潤滑油を凹部１６ｂに貯留し、開口部１６ｃからスラスト軸受に向かう潤滑油の流れを形成する図を示している。

図に示しているように、バランスウェイト１６の外周部１６ａには、複数の凹部１６ｂを設け、この複数の凹部１６ｂそれぞれの旋回スクロール２に対向する側であるスラスト軸受側のみに開口部１６ｃを設けている。また、複数の凹部１６ｂの間および開口部１６ｃの間には分割壁１６ｄが在り、複数の凹部１６ｂおよび開口部１６ｃの両端には側壁１６ｅが存在している。そして、旋回スクロール２が旋回運動を行うことで発生するスラスト荷重Ｆを受け止めるスラスト荷重受面６ｃに設けた給油通路６ｄ（図２参照）から供給された潤滑油を、バランスウェイト１６の外周部１６ａに設けた凹部１６ｂの開口部１６ｃからスラスト軸受に供給するようにしている。

このように、バランスウェイト１６の外周部１６ａに、旋回スクロール２に対向する側であるスラスト軸受側のみに開口部１６ｃを有する複数の凹部１６ｂを設けたことで、バランスウェイト１６が回転することに起因する、バランスウェイト１６の外周面が給油通路６ｄを塞ぐ区間を低減し、潤滑油の供給量を増大させることができるようになる。さらに、複数の凹部１６ｂそれぞれの開口部１６ｃを旋回スクロール２側であるスラスト軸受側のみに設けたことで、給油通路６ｄから供給されて凹部１６ｂそれぞれに貯留された潤滑油を開口部１６ｃ端の分割壁１６ｄ、側壁１６ｅで誘導してスラスト軸受に向かう潤滑油の流れを形成することで、スラスト軸受への潤滑油の供給量を増大可能として信頼性の高いスクロール圧縮機２０を提供することが可能となる。

ここで、スクロール圧縮機２０の動作について説明する。駆動部１４の回転に伴って主軸１５（クランクピン１５ｂ）が回転駆動されると、自転運動阻止機構９により自転を抑制された旋回スクロール２は、旋回運動（公転運動）を行う。旋回スクロール２が旋回運動を行うと、ガス冷媒は冷媒吸入配管１１の冷媒吸入口１１ａから圧縮室３内へと流れ込み、ガス冷媒の吸入過程が開始される。さらに、旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａと固定スクロール１の板状渦巻歯１ａとは互いに噛み合ってその相互間に圧縮室３を形成しているので、圧縮室３内に流入したガス冷媒は、旋回スクロール２の旋回運動に伴い圧縮室３の容積が縮小されていくため、所定の比率で圧縮されることになる。

圧縮室３で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、固定スクロール１の台板１ｂ中央部に設けられた吐出ポート４へと導かれる。この吐出ポート４の開口端（固定スクロール１の台板１ｂ右端）には、吐出ポート４から密閉容器６内の吐出室７へとガス冷媒が一方向に流れることを許容する吐出弁装置５が設けられているので、吐出ポート４内のガス冷媒圧力が吐出室７内のガス冷媒圧力よりも高くなると、吐出弁装置５が開き、吐出ポート４内の高温高圧ガス冷媒を吐出室７へと吐出する。そして、吐出室７へと吐出された高温高圧のガス冷媒は、ガス冷媒吐出口１２から冷凍サイクルへと吐出される。このようにして、スクロール圧縮機２０は、ガス冷媒の吸入→圧縮→吐出を連続的に繰り返す。

このようにして、駆動部１４によって主軸１５が回転駆動され、クランクピン１５ｂに回転自在に取り付けられた旋回スクロール２が自転運動阻止機構９により自転を抑制されて旋回運動を行うとガス冷媒が所定の比率で圧縮され、旋回スクロール２に発生するスラスト荷重Ｆが背面２ｃを介してスラスト荷重受面６ｃで受け止められる。

そして、本構成のバランスウェイト１６を備えたスクロール圧縮機２０では、バランスウェイト１６の外周部１６ａに、旋回スクロール２に対向する側であるスラスト軸受側のみに開口部１６ｃを有する複数の凹部１６ｂを設けたことで、バランスウェイト１６が回転することに起因する、バランスウェイト１６の外周面が給油通路６ｄを塞ぐ区間（時間）を減らして潤滑油の供給量を増大させることができる。さらに、複数の凹部１６ｂそれぞれの開口部１６ｃを旋回スクロール２側であるスラスト軸受側のみに設けたことで、給油通路６ｄから供給されて凹部１６ｂそれぞれに貯留された潤滑油を開口部１６ｃ端の分割壁１６ｄ、側壁１６ｅで誘導してスラスト軸受に向かう潤滑油の流れを形成することで、スラスト軸受への潤滑油の供給量を増大可能として信頼性の高いスクロール圧縮機２０を提供することが可能となる。

また、冷媒吸入配管１１内を内壁に沿って環状に流れる潤滑油（冷媒吸入口１１ａから供給された冷媒中に含まれるミスト状の潤滑油）を給油通路６ｄから供給し、バランスウェイト１６の外周部１６ａに設けた凹部１６ｂそれぞれに貯留された潤滑油を開口部１６ｃ端の分割壁１６ｄ、側壁１６ｅで誘導してスラスト軸受に向かう潤滑油の流れを形成することで、スクロール圧縮機２０の自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などの摺動部が密集するクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間への給油量を増大することができる。
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２であるスクロール圧縮機２０の概略構成を示す断面側面図である。

実施の形態１では、冷媒吸入配管１１内を内壁に沿って環状に流れる潤滑油（冷媒吸入口１１ａから供給された冷媒中に含まれるミスト状の潤滑油）を給油通路６ｄからバランスウェイト１６の外周部１６ａに設けた凹部１６ｂに供給し、凹部１６ｂそれぞれに貯留された潤滑油を開口部１６ｃ端の分割壁１６ｄ、側壁１６ｅで誘導してスラスト軸受に向かう潤滑油の流れを形成することで、スクロール圧縮機２０の自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などの摺動部が密集するクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間への給油量を増大するようにしているが、実施の形態２では、潤滑油吸入口２１からバランスウェイト１６の外周部１６ａに設けた凹部１６ｂに潤滑油を供給し、凹部１６ｂそれぞれに貯留された潤滑油吸入口２１から供給された潤滑油を開口部１６ｃ端の分割壁１６ｄ、側壁１６ｅで誘導してスラスト軸受に向かう潤滑油の流れを形成することで、スクロール圧縮機２０の自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などの摺動部が密集するクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間への給油量を増大するようにしている。

このように、実施の形態２においても、潤滑油吸入口２１から供給された潤滑油でスラスト軸受部品同士の接触を抑制し、摩耗を減らして装置長寿命化、信頼性の向上を実現することができるスクロール圧縮機２０を提供することが可能となる。

以上説明したように本発明によれば、ガス冷媒と潤滑油の二相状態で流れる冷媒吸入配管１１を有し、主軸１５を回転させることにより旋回スクロール２を旋回運動させ、固定スクロール１および旋回スクロール２それぞれの台板１ｂ、２ｂ上に設けられた板状渦巻歯１ａ、２ａを互いに噛み合わせて形成した圧縮室３の容積を減少させながら中心部へと移動させてガス冷媒を圧縮し、旋回スクロール２が旋回運動することにより発生する遠心力のアンバランスはバランスウェイト１６を回転させることで打ち消すようにしているスクロール圧縮機２０において、バランスウェイト１６の外周部１６ａには、少なくとも一つ以上の凹部１６ｂを設け、凹部１６ｂは、旋回スクロール２に対向する側のみに開口部１６ｃが設けられていることにより、凹部１６ｂによりバランスウェイト１６の外周面が給油通路６ｄを塞ぐバランスウェイト１６の回転区間を低減し、潤滑油の供給量を増大させることができる。さらに、凹部１６ｂの開口部１６ｃを旋回スクロール２側であるスラスト軸受側のみに設けたことで、給油通路６ｄから供給されて凹部１６ｂに貯留した潤滑油を開口部１６ｃからスラスト軸受へと供給することで、スラスト軸受への潤滑油の供給量を増大可能として信頼性の高いスクロール圧縮機２０を提供することが可能となる。

また、バランスウェイト１６の外周部１６ａには複数の凹部１６ｂが設けられ、複数の凹部１６ｂそれぞれの旋回スクロール２に対向する側のみに開口部１６ｃが設けられていることにより、複数の凹部１６ｂによりバランスウェイト１６の外周面が給油通路６ｄを塞ぐバランスウェイト１６の回転区間を低減し、潤滑油の供給量を増大させることができる。さらに、複数の凹部１６ｂそれぞれの開口部１６ｃを旋回スクロール２側であるスラスト軸受側のみに設けたことで、給油通路６ｄから供給されて凹部１６ｂそれぞれに貯留した潤滑油を開口部１６ｃの分割壁１６ｄ、側壁１６ｅで誘導してスラスト軸受に向かう潤滑油の流れを形成することで、スラスト軸受への潤滑油の供給量を増大可能として信頼性の高いスクロール圧縮機２０を提供することが可能となる。

また、旋回スクロール２が旋回運動を行うことで発生するスラスト荷重Ｆを受け止めるスラスト荷重受面６ｃに給油通路６ｄを設け、給油通路６ｄから供給された潤滑油を、バランスウェイト１６の外周部１６ａに設けた凹部１６ｂの開口部１６ｃからスラスト軸受に供給することにより、給油通路６ｄから供給された潤滑油でスラスト軸受への潤滑油の供給量を増大可能として信頼性の高いスクロール圧縮機２０を提供することが可能となる。

また、給油通路６ｄからバランスウェイト１６の外周部１６ａに設けた凹部１６ｂの開口部１６ｃを流れる潤滑油は、冷媒吸入口１１ａから供給された冷媒中に含まれるミスト状の潤滑油であることにより、冷媒吸入口１１ａから供給された冷媒中に含まれるミスト状の潤滑油でスラスト軸受部品同士の接触を抑制し、摩耗を減らして装置長寿命化、信頼性の向上を実現することができるスクロール圧縮機２０を提供することが可能となる。

また、バランスウェイト１６の外周部１６ａに設けた凹部１６ｂの開口部１６ｃを流れる潤滑油は、潤滑油吸入口２１から供給された潤滑油であることにより、潤滑油吸入口２１から供給された潤滑油でスラスト軸受部品同士の接触を抑制し、摩耗を減らして装置長寿命化、信頼性の向上を実現することができるスクロール圧縮機２０を提供することが可能となる。

１ 固定スクロール
１ａ 板状渦巻歯
１ｂ 台板
２ 旋回スクロール
２ａ 板状渦巻歯
２ｂ 台板
２ｃ 背面
３ 圧縮室
４ 吐出ポート
５ 吐出弁装置
６ 密閉容器
６ｃ スラスト荷重受面
６ｄ 給油通路
７ 吐出室
９ 自転運動阻止機構
１１ 冷媒吸入配管
１１ａ 冷媒吸入口
１２ 冷媒吐出口
１３ シャフトシール
１４ 駆動部
１５ 主軸
１５ａ クランクシャフト
１５ｂ クランクピン
１６ バランスウェイト
１６ａ 外周部
１６ｂ 凹部
１６ｃ 開口部
１６ｄ 分割壁
１６ｅ 側壁
１７ 駆動軸受
１８ 主軸受
２０ スクロール圧縮機
２１ 潤滑油吸入口

Claims (3)

1. ガス冷媒と潤滑油の二相状態で流れる冷媒吸入配管を有し、主軸を回転させることにより旋回スクロールを旋回運動させ、前記旋回スクロールおよび固定スクロールそれぞれの台板上に設けられた板状渦巻歯を互いに噛み合わせて形成した圧縮室の容積を減少させながら中心部へと移動させて前記ガス冷媒を圧縮し、前記旋回スクロールが旋回運動することにより発生する遠心力のアンバランスはバランスウェイトを回転させることで打ち消すようにしているスクロール圧縮機において、
   前記バランスウェイトの外周部には前記旋回スクロールに対向する側を開口部とした複数の凹部が設けられ、
   前記複数の凹部の間には分割壁が形成されるとともに、前記複数の凹部の両端には側壁が形成され、
   前記旋回スクロールが旋回運動を行うことで発生するスラスト荷重を受け止めるスラスト荷重受面に給油通路を設け、
   前記給油通路から供給された潤滑油を、前記バランスウェイトの外周部に設けた前記凹部の開口部からスラスト軸受に供給することを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 前記給油通路から前記バランスウェイトの外周部に設けた前記凹部の開口部を流れる潤滑油は、冷媒吸入口から供給された冷媒中に含まれるミスト状の潤滑油であることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 前記バランスウェイトの外周部に設けた前記凹部の開口部を流れる潤滑油は、潤滑油吸入口から供給された潤滑油であることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。

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