JP6611468B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

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Description

本発明は、スクロール圧縮機に関する。
従来のスクロール圧縮機として、カウンタウエイト（バランスウエイト）と可動スクロール（旋回スクロール）との間に第１スラスト軸受を設けるとともに、カウンタウエイト（バランスウエイト）とハウジング（フレーム）との間に第２スラスト軸受を設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平２−２６４１７５号公報
ところで、スクロール圧縮機では、旋回スクロールの旋回運動によってクランク軸に対して遠心力が発生し、この遠心力によるアンバランスを解消するため、バランスウエイトをクランク軸に取り付けている。また、バランスウエイトは、一般に、旋回スクロールに対して軸方向に近い位置に取り付けるほど、軽量にすることができる。このため、バランスウエイトを旋回スクロールが収容されるフレーム内部に収容することが、バランスウエイトの軽量化に効果的である。
また、スクロール圧縮機は、軸受やスクロールなどの摺動部への給油のため、クランク軸の下端部にポンプ機構を取り付け、クランク軸内部には軸方向に貫通する給油孔を形成している。このポンプ機構により給油された油は、フレーム内部においてすべり軸受（旋回軸受）やスクロール部に代表される各摺動部に供給される。
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、クランク軸の荷重をバランスウエイトとフレームとの間で積極的に支持しているため、旋回スクロールとバランスウエイトとの間でのシール性が低下し、背圧室に油が過剰に流れ込んでいた。このため、バランスウエイトをフレーム内部に収容する場合、バランスウエイトが油を過剰に含む空間内で回転運動するため、油の攪拌による損失が発生し、性能低下の要因となる問題があった。
本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、背圧室に流れ込む油の量を低減して、性能向上を図ることが可能なスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
本発明は、軸心に対し偏心した偏心ピン部を有するクランク軸と、前記偏心ピン部に接続され、台板に渦巻き形状を有する旋回スクロールと、前記旋回スクロールの渦巻き形状に噛み合う渦巻き形状を有する固定スクロールと、前記旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構と、前記旋回スクロールおよび前記自転防止機構を収容し、前記クランク軸を軸受によって回転可能に支持し、前記固定スクロールを固定するフレームと、を備え、前記クランク軸は、前記偏心ピン部の下部に、該偏心ピン部よりも径の大きい鍔部を有し、前記鍔部に取り付けられ、前記偏心ピン部の回転運動および前記旋回スクロールの旋回運動によるアンバランスを解消するバランスウエイトと、前記旋回スクロールと前記鍔部との間をシールする第１シール部材と、前記フレームと前記鍔部との間に設けられるスラスト軸受と、前記フレームと前記鍔部との間をシールする第２シール部材と、を備え、前記第２シール部材は、前記スラスト軸受の外径側に位置し、かつ、前記鍔部と前記スラスト軸受との接触時に前記第２シール部材が前記クランク軸の軸方向に移動可能に構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、背圧室に流れ込む油の量を低減して、性能向上を図ることが可能なスクロール圧縮機を提供できる。
第１実施形態のスクロール圧縮機における全体構成を示す縦断面図である。 第１実施形態のスクロール圧縮機におけるフレーム近傍の縦断面図である。 第２実施形態のスクロール圧縮機におけるフレーム近傍の縦断面図である。 第３実施形態のスクロール圧縮機におけるフレーム近傍の縦断面図である。 第４実施形態のスクロール圧縮機におけるフレーム近傍の縦断面図である。 第５実施形態のスクロール圧縮機におけるフレーム近傍の縦断面図である。 第６実施形態のスクロール圧縮機におけるフレーム近傍の縦断面図である。
以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、軸方向が鉛直方向（上下方向）の縦型スクロール圧縮機を例に挙げて説明するが、軸方向が水平方向（横方向）の横型スクロール圧縮機についても適用することができる。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のスクロール圧縮機における全体構成を示す縦断面図である。
図１に示すように、第１実施形態のスクロール圧縮機１Ａは、密閉容器２内に、圧縮機構部３と駆動部４と回転軸部５と給油機構部６とを収納することで構成されている。
圧縮機構部３は、旋回スクロール７、固定スクロール８、フレーム９、自転防止機構１０を含んで構成されている。
旋回スクロール７は、台板７ａと、旋回スクロール渦巻体（旋回側ラップ）７ｂと、旋回スクロール軸受部７ｃと、すべり軸受７ｄとを含んで構成されている。
台板７ａは、略円板形状を呈し、上面（一側）にスクロール渦巻体７ｂが形成され、下面（他側）に旋回スクロール軸受部７ｃが形成されている。旋回スクロール渦巻体７ｂは、渦巻き形状であり、台板７ａの一側に垂直に立設されている。旋回スクロール軸受部７ｃは、台板７ａの他側（旋回スクロール渦巻体７ｂとは反対側）に垂直に突出している。また、旋回スクロール軸受部７ｃは、軸方向（図示上下方向）に延びる円筒部７ｃ１と、この円筒部７ｃ１の先端（下端）において径方向外側に鍔状に突出する環状部７ｃ２と、を有している。すべり軸受７ｄは、円筒部７ｃ１の内部に圧入などによって取り付けられ、旋回スクロール７をクランク軸１２に摺動自在に支持している。
固定スクロール８は、台板８ａと、固定スクロール渦巻体（固定側ラップ）８ｂと、吸入口８ｃと、吐出口８ｄとを含んで構成されている。
台板８ａは、略円板形状を呈し、外周縁部に後記するフレーム９とボルトＢによって締結するボルト挿通孔８ａ１が形成されている。固定スクロール渦巻体８ｂは、渦巻き形状であり、台板８ａの一側に垂直に立設され、旋回スクロール渦巻体７ｂと対向し且つ渦巻き形状が互いに噛み合うように配置されている。このようにして、固定スクロール渦巻体８ｂと旋回スクロール渦巻板７ｂとで圧縮室Ｑ１を形成している。吸入口８ｃは、台板８ａの外周側に形成され、吸入管２３を介して密閉容器２の外部と連通している。吐出口８ｄは、台板８ａの中心において軸方向に貫通して形成され、圧縮室Ｑ１と、密閉容器２内の圧縮機構部３の外部と連通している。
フレーム９は、固定スクロール８をボルトＢによって締結する固定スクロール締結面９ａと、クランク軸１２を回転可能に支持する主軸受１３（軸受）を収容するフレーム軸受部９ｂと、を含んで構成されている。
自転防止機構１０は、フレーム９内に収容され、旋回スクロール７が固定スクロール８に対して自転せずに旋回運動するように、台板７ａの旋回スクロール渦巻体７ｂとは反対側に係合している。なお、自転防止機構１０は、公知の方法によって構成される。
駆動部４は、固定子１４と回転子１５とから成る電動機１６を含んで構成されている。
電動機１６は、固定子１４が密閉容器２の内壁面に固定され、回転子１５がクランク軸１２に固定されている。また、電動機１６は、電気端子１７を経由した電源（図示せず）からの電気入力により駆動され、クランク軸１２に回転力を付与する。
回転軸部５は、クランク軸１２と、主軸受１３と、副フレーム１８と、副軸受（ころがり軸受）１９と、副軸受ハウジング２０と、バランスウエイト２１とを含んで構成されている。
クランク軸１２は、主軸部１２ａと、副軸部１２ｂと、偏心ピン部１２ｃと、鍔部１２ｄと、貫通孔１２ｅとを含んで構成されている。
主軸部１２ａは、主軸受１３によって回転可能に支持されている。副軸部１２ｂは、副軸受１９によって回転可能に支持されている。クランク軸１２は、主軸部１２ａと副軸部１２ｂとの間において回転子１５と接続されている。
偏心ピン部１２ｃは、主軸部１２ａ（クランク軸１２）の上端（一端）に、偏心ピン部１２ｃの軸中心が該主軸部１２ａの軸中心（軸心）に対して偏心するように構成されている。また、偏心ピン部１２ｃは、すべり軸受７ｄを介して旋回スクロール７と係合している。
鍔部１２ｄは、偏心ピン部１２ｃの下部に形成され、偏心ピン部１２ｃおよび主軸部１２ａよりも径が大きく形成されている。また、鍔部１２ｄの軸中心と、主軸部１２ａの中心とは一致している。
また、鍔部１２ｄは、偏心ピン部１２ｃと主軸部１２ａと一体に構成されている。なお、一体に構成とは、例えば、クランク軸１２が一つの金属製の円柱部材（塊）を切削加工することで構成されていることを意味している。これにより、クランク軸１２の軸方向Ｇに対して、直交する方向に鍔部１２ｄが形成され、つまり鍔部１２ｄの上面１２ｄ１および下面１２ｄ２が軸方向Ｇに対して直交する方向に精度よく形成されている（直角度が精度よく形成されている）。
また、鍔部１２ｄには、鍔部１２ｄの上面１２ｄ１と旋回スクロール７との間の高圧空間Ｑ２と、鍔部１２ｄの下面１２ｄ２とフレーム９との間の高圧空間Ｑ４とを連通させる油通路１２ｆが形成されている。油通路１２ｆは、パイプ４１を介して密閉容器２の油溜り２２と連通している。
主軸受１３は、すべり軸受で構成され、フレーム軸受部９ｂに圧入などで取り付けられている。副フレーム１８は、クランク軸１２の軸方向Ｇにおいて電動機１６を挟んで圧縮機構部３とは反対側に設けられている。また、副フレーム１８は、プラグ溶接によって密閉容器２に固定されている。副軸受１９は、副フレーム１８に固定された副軸受ハウジング２０に設けられている。なお、副フレーム１８と副軸受ハウジング２０は一体構造としてもよい。
バランスウェイト２１は、クランク軸１２の鍔部１２ｄに、旋回スクロール７の旋回運動によって発生するアンバランスを打ち消す方向に作用するように取り付けられている。また、バランスウエイト２１は、鍔部１２ｄの外周側に突出するように取り付けられている。また、バランスウェイト２１は、鍔部１２ｄに対して圧入などによって取り付けられている。
給油機構部６は、密閉容器２の下部にてクランク軸１２の下端と係合し、クランク軸１２の回転を利用して、密閉容器２の下部の油溜り２２から油を吸い上げ、クランク軸１２に形成された貫通孔１２ｅを介して、油を圧縮機構部３の各摺動部に給油する。給油方式としては、一般に遠心ポンプや容積変化ポンプが用いられる。
このように構成されたスクロール圧縮機１Ａでは、電動機１６によって駆動されたクランク軸１２の回転作用により、旋回スクロール７が旋回運動し、旋回スクロール渦巻体７ｂと固定スクロール渦巻体８ｂとの噛み合わせにより機械的に構成した圧縮室Ｑ１の容積を減少させて圧縮動作を行う。作動流体（冷媒）は、密閉容器２に設けられた吸入口８ｃに接続された吸入管２３を介して密閉容器２の外から圧縮室Ｑ１へ吸い込まれ、圧縮行程を経て吐出口８ｄから密閉容器２内に吐出され、さらに密閉容器２に設けられた吐出管２４から密閉容器２の外へ吐出される。
図２は、第１実施形態のスクロール圧縮機におけるフレーム近傍の縦断面図である。
図２に示すように、フレーム９の内部には、旋回スクロール７、自転防止機構１０、主軸部１２ａ、偏心ピン部１２ｃ、鍔部１２ｄ、バランスウエイト２１、シール部材２５およびスラスト軸受２６が収容されている。
シール部材２５は、鍔部１２ｄの上面１２ｄ１側に設けられ、旋回スクロール７と摺動しつつ、旋回スクロール７と鍔部１２ｄとの間をシールする。また、シール部材２５は、シール性を有するものであればよく、金属製のベースの摺動面（表面）に樹脂材を形成したもの、全体が樹脂材で形成されたもの、または金属製のものなど適宜選択することができる。
スラスト軸受２６は、鍔部１２ｄの下面に設けられ、フレーム９の端面９ｃに設けられ、鍔部１２ｄと摺動し、クランク軸１２に作用する軸方向の荷重を支持している。
また、スラスト軸受２６は、シール性を向上するため、フレーム９との摺動面、鍔部１２ｄとの摺動面のいずれの面にも樹脂材を用いることが望ましい。なお、スラスト軸受２６は、全体が樹脂材であってもよいし、金属製の部材の上面と下面に樹脂材を設けた構成であってもよい。
また、前記したシール部材２５、スラスト軸受２６、旋回スクロール７、固定スクロール８、フレーム９および鍔部１２ｄによって区画される、シール部材２５の外側の空間は、背圧室Ｑ３となる。この背圧室Ｑ３は、シール部材２５の内側のクランク軸１２の近傍空間である高圧空間Ｑ２に対して圧力が低く、固定スクロール８またはフレーム９に設けられた圧力調整機構（図示せず）によって、旋回スクロール７の押し上げ力を最適化し、圧縮室Ｑ１のシール性を高めている。旋回スクロール７のシール部材２５との摺動面７ｅには、旋回スクロール７の旋回運動によりシール部材２５を径方向に横断し、差圧により鍔部１２ｄの上面１２ｄ１側のクランク軸１２の近傍空間である高圧空間Ｑ２から背圧室Ｑ３へ給油する絞り機構３０が設けられている。この絞り機構３０としては、ポケット溝やスリットなどの公知の方法が挙げられる。
このように構成されたスクロール圧縮機１Ａにおける油の流れは以下のようになる。すなわち、クランク軸１２の下端に取り付けられた給油機構部６（図１参照）によって、密閉容器２内の下端に溜められた油がクランク軸１２内の貫通孔１２ｅを通して吸い上げられ、すべり軸受７ｄに供給される。そして、吸い上げられた油の一部は、旋回スクロール７の環状部７ｃ２と鍔部１２ｄの上面１２ｄ１との間の高圧空間Ｑ２に流れる。高圧空間Ｑ２に達した油は、絞り機構３０を介して背圧室Ｑ３に供給される。また、高圧空間Ｑ２内に供給されたその他の油は、油通路１２ｆを介して鍔部１２ｄの下面１２ｄ２とフレーム９との間の高圧空間Ｑ４に達し、パイプ４１を通ってフレーム９の外部に排出され、油溜り２２（図１参照）に戻る。
背圧室Ｑ３内に供給された油は、旋回スクロール７と固定スクロール８との摺動部分に供給された後、吐出口８ｄから吐出される。吐出口８ｄから吐出された油は、フレーム９と密閉容器２との間に形成された隙間（不図示）を通って吐出管２４から吐出される。また吐出口８ｄから吐出された油は、フレーム９、電動機１６などに形成された隙間（不図示）を通って、密閉容器２の下端に戻る。
ところで、旋回スクロール７の遠心力が大きいと、クランク軸１２自体の撓みも大きくなる。クランク軸１２が撓むのは、旋回スクロール７の遠心力でも撓むし、バランスウエイト２１の遠心力でも撓む。バランスウエイト２１の遠心力を小さくできれば、撓む量も抑えることができる。例えば、旋回スクロール７の質量をｍ、半径をｒ、角速度をωとすると、旋回スクロール７には、ｍｒω２の遠心力Ｆ１が働くので、クランク軸１２（主軸部１２ａ）の回転中心から旋回スクロール７の回転中心までの距離をＬとすると、旋回スクロール７に働くモーメントＭ１は、ｍｒω２×Ｌとなる。一方、バランスウエイト２１の質量をｍ´、半径をｒ´、角速度をωとすると、バランスウエイト２１には、ｍ´ｒ´ω２の遠心力Ｆ２が働くので、クランク軸１２（主軸部１２ａ）の回転中心からバランスウエイト２１の回転中心までの距離をＬ´とすると、バランスウエイト２１に働くモーメントＭ２は、ｍ´ｒ´ω２×Ｌ´となる。つまり、距離Ｌ´を短くできれば、バランスウエイト２１の質量ｍ´を小さく（軽量化）することができ、バランスウエイト２１の遠心力を小さくすることが可能になる。
そこで、第１実施形態のスクロール圧縮機１Ａでは、バランスウエイト２１をフレーム９内に収容し、鍔部１２ｄに取り付けることで、バランスウエイト２１をクランク軸１２の軸方向Ｇに近づけることができ、バランスウエイト２１の軽量化を図ることが可能になる。このようにバランスウエイト２１の軽量化によって、クランク軸１２の撓みを抑えることができ、スクロール圧縮機１Ａとしての性能を向上できる。
ところで、バランスウエイトは、一般にクランク軸１２と別体であり、圧入等でクランク軸１２に取り付けられているため、クランク軸１２の軸方向に対する直角度を精度よく組み付けることが困難である。また、従来の技術では、バランスウエイトの上面においてスラスト軸受を介して旋回スクロールと摺動する構成であるため、バランスウエイトがクランク軸に対して傾くと、旋回スクロールもクランク軸に対して傾くことになる。旋回スクロールとクランク軸は、すべり軸受（旋回軸受）によって係合しているため、このような傾きは軸受けの片当たりの要因となり、スクロール圧縮機の信頼性を低下させる虞があった。また、バランスウエイトは、一般に型による燒結加工によって製造されることが多く、燒結品は表面の面粗さが悪いため、スラスト軸受でシールするためには、焼結工程の後にバランスウエイトの上下の両摺動面を別途機械加工で仕上げる必要があった。また、スラスト軸受に回り止め部（図示せず）を設けて、一方の部品に固定し、他方の部品との摺動面には摺動性のよい部材を使用するものが多く、その場合、固定される部品との接触面でのシール性が低下し、背圧室とクランク軸の近傍空間とのシール性が確保できない虞があった。
そこで、第１実施形態では、シール部材２５とスラスト軸受２６とによってシール部を構成することで、シール部材２５およびスラスト軸受２６の内側（径方向の内側）の高圧空間Ｑ２，Ｑ４と、その外側（径方向の外側）の背圧室Ｑ３との間におけるシール性が向上し、バランスウエイト２１が配置される背圧室Ｑ３を油量の少ない空間にすることが可能になる。これにより、バランスウエイト２１の回転による油の攪拌損失を低減し、スクロール圧縮機１Ａとしての性能を向上することが可能になる。なお、クランク軸１２の荷重は、軸方向Ｇにおいて下向きに作用するので、鍔部１２ｄの上面１２ｄ１側で積極的に受ける必要はなく、鍔部１２ｄの上下にスラスト軸受２６を設ける必要はない。
また、給油機構部６（図１参照）は、高圧空間Ｑ２から背圧室Ｑ３への給油量を調整する（制限する）絞り機構３０を有している。この絞り機構３０は、例えば、シール部材２５と旋回スクロール７（環状部７ｃ２）とが対向する面に、シール部材２５を径方向に跨いで延びるスリット状の溝によって構成されている。これにより、背圧室Ｑ３への給油不足を防止でき、旋回スクロール７と固定スクロール８との摺動面において、摩擦力の増大および焼き付きを防止できる。
また、第１実施形態では、鍔部１２ｄには、シール部材２５の内径側、かつ、スラスト軸受２６の内径側において、鍔部１２ｄを軸方向Ｇに貫通する油通路１２ｆが形成されている。このように油通路１２ｆを設けることで、高圧空間Ｑ２から背圧室Ｑ３に油が過剰に流れ込むのを防止することができる。
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態のスクロール圧縮機におけるフレーム近傍の縦断面図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する（第３実施形態以降の実施形態についても同様）。また、図３において、図示省略されている部分は、第１実施形態の構成と同様である（第３実施形態以降の実施形態についても同様）。
図３に示すように、第２実施形態のスクロール圧縮機１Ｂは、第１実施形態のスクロール圧縮機１Ａにシール材２７を追加したものである。このシール材２７は、Ｏリングなどで構成され、フレーム９のスラスト軸受２６の下面に対向して形成された環状溝９ｄに収容されている。
また、スラスト軸受２６には、回り止め用の回り止め突起２６ａが形成され、フレーム９に回り止め突起２６ａが嵌合する凹部９ｅが形成されている。これにより、クランク軸１２（鍔部１２ｄ）が回転したときに、スラスト軸受２６が鍔部１２ｄに対して摺動回転しないようになっている。
このように、スラスト軸受２６に回り止め突起２６ａを設けて、フレーム９およびシール材２７に対して摺動しない構造とすることで、シール材２７には、静止シール用のＯリングなどの安価な部品を使用することが可能になる。また、前記した構造とすることで、フレーム９と鍔部１２ｄの下面１２ｄ２との間でのシール性を、第１実施形態に比べて向上することができる。なお、その他の効果については、第１実施形態と同様である。
なお、第２実施形態では、スラスト軸受２６に回り止め突起２６ａを形成した場合を例に挙げて説明したが、前記とは逆に、フレーム９に回り止め突起を設けて、スラスト軸受２６に回り止め突起と凹凸嵌合する凹部を設けてもよい。
（図３実施形態）
図４は、第３実施形態のスクロール圧縮機におけるフレーム近傍の縦断面図である。
図４に示すように、第３実施形態のスクロール圧縮機１Ｃは、第１実施形態のスクロール圧縮機１Ａに第２シール部材３１を追加した構成である。この第２シール部材３１は、鍔部１２ｄとフレーム９との間において、スラスト軸受２６の外径側に設けられている。なお、符号２５に示す部材は、第１シール部材であり、第１実施形態でのシール部材２５と同様に構成されている。また、第２シール部材３１は、第１シール部材２５と同様にシール性を有するものであればよく、金属部材の摺動面（表面）に樹脂材を積層したもの、全体が樹脂材で形成されたもの、または全体が金属製のものなど適宜選択することができる。
このスクロール圧縮機１Ｃでは、フレーム９の内部に、旋回スクロール７、自転防止機構１０、主軸部１２ａ、偏心ピン部１２ｃ、鍔部１２ｄ、バランスウエイト２１、第１シール部材２５、第２シール部材３１およびスラスト軸受２６が収容されている。ここで、鍔部１２ｄとバランスウエイト２１とによって構成される部分が、クランク軸１２の外周突出部３２に相当する。
外周突出部３２の上面側３２ａには、第１シール部材２５が取り付けられ、第１シール部材２５が旋回スクロール７と摺動しつつ、旋回スクロール７と外周突出部３２との間をシールしている。
また、外周突出部３２の下面側３２ｂには、第２シール部材３１が取り付けられ、第２シール部材２５が外周突出部３２、フレーム９のいずれかと摺動しつつ、外周突出部３２とフレーム９との間をシールしている。第３実施形態では、第２シール部材３１が、フレーム９に設けられた環状溝９ｆに設けられている。
また、第２シール部材３１は、鍔部１２ｄとスラスト軸受２６との接触時に、第２シール部材３１を軸方向Ｇに微小に移動可能とするように構成されている。これにより、鍔部１２ｄとスラスト軸受２６との接触時に、第２シール部材３１に対して、クランク軸１２の軸方向Ｇの荷重を作用させずに、スラスト軸受２６のみで軸方向Ｇの荷重を支持することができる。よって、第２シール部材３１の摩耗を抑制することが可能になる。
また、第２シール部材３１は、スラスト軸受２６の外径側（径方向の外側）に設けられている。また、第２シール部材３１は、外周突出部３２の鍔部１２ｄ側に位置している。
このように構成されたスクロール圧縮機１Ｃでは、第１シール部材２５、第２シール部材３１、旋回スクロール７、フレーム９、固定スクロール８、外周突出部３２で区画される、第１シール部材２５および第２シール部材３１の外側の空間が背圧室Ｑ３となっている。この背圧室Ｑ３は、第１シール部材２５および第２シール部材３１の内側のクランク軸１２の近傍空間である高圧空間Ｑ２，Ｑ４に対して圧力が低く、固定スクロール８またはフレーム９に設けられた圧力調整機構（図示せず）により、旋回スクロールの押し上げ力を最適化し、圧縮室Ｑ１のシール性を高めている。
旋回スクロール７の第１シール部材２５との摺動面７ｅには、旋回スクロール７の旋回運動により第１シール部材２５を径方向に横断し、差圧により外周突出部３２の上部の高圧空間Ｑ２から背圧室Ｑ３へ給油する絞り機構３０（ポケット溝やスリットなど）が設けられている。外周突出部３２には、外周突出部３２を軸方向Ｇに貫通する油通路１２ｆが設けられる。
給油機構部６（図１参照）によって油溜り２２（図１参照）に給油された油は、クランク軸１２の貫通孔１２ｅを介してすべり軸受７ｄへ給油された後、外周突出部３２の上部に達する。外周突出部３２の上部に達した油は、一部が絞り機構３０を介して背圧室Ｑ３へ供給され、その他は油通路１２ｆを介して外周突出部３２の下部に達し、フレーム９外へ排出され、油溜り２２に戻る。
このように構成された第３実施形態では、バランスウェイト２１をフレーム９内に収納し、旋回スクロール７の近傍の鍔部１２ｄにバランスウエイト２１を取り付けることで、バランスウェイト２１を軽量化することができ、クランク軸１２の撓みを抑えてスクロール圧縮機１Ｃの信頼性を向上できる。
また、第３実施形態では、第１シール部材２５と第２シール部材３１を設けることによって、バランスウェイト２１が取り付けられる背圧室Ｑ３を油の少ない空間にすることで、バランスウェイト２１の回転による油の撹拌損失を低減し、スクロール圧縮機１Ｃの性能を向上することができる。
また、第３実施形態では、第１シール部材２５の内径側（径方向の内側）かつ第２シール部材３１およびスラスト軸受２６の内径側に、軸方向Ｇに貫通する油通路１２ｆを設けることで、高圧空間Ｑ２，Ｑ４から背圧室Ｑ３に油が過剰に流れるのを防止することができる。また、第３実施形態では、スラスト軸受２６が第２シール部材３１の内径側（高圧空間Ｑ２側）に位置しているので、油の供給不足を防止できる。
（第４実施形態）
図５は、第４実施形態のスクロール圧縮機におけるフレーム近傍の縦断面図である。
図５に示すように、第４実施形態のスクロール圧縮機１Ｄは、第３実施形態のフレーム９側に形成した環状溝９ｆに第２シール部材３１を設ける構成に替えて、鍔部１２ｄに形成した環状溝１２ｇに第２シール部材３１を設けたものである。これによれば、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第５実施形態）
図６は、第５実施形態のスクロール圧縮機におけるフレーム近傍の縦断面図である。
図６に示すように、第５実施形態のスクロール圧縮機１Ｅは、第３実施形態の第２シール部材３１をフレーム９と鍔部１２ｄ（クランク軸１２）との間に設ける構成に替えて、第２シール部材３１を、フレーム９とバランスウエイト２１との間に設けたものである。
フレーム９には、バランスウエイト２１の下面と対向する位置において、第２シール部材３１が取り付けられる環状溝９ｇが形成されている。なお、第２シール部材３１を取り付ける環状溝を、バランスウエイト２１側に設けてもよい。
ところで、バランスウエイト２１は、鍔部１２ｄと別体であり、バランスウエイト２１とクランク軸１２との間で直角度を出すことが困難である。また、バランスウエイト２１は、一般に型による燒結加工によって制作されることが多く、燒結品では表面の面粗さが悪くなっている。そこで、バランスウエイト２１とフレーム９との間に第２シール部材３１を設けることで、バランスウエイト２１の傾きや、バランスウエイト２１の変形に追従させることができ、シール性を確保して、高圧空間Ｑ２，Ｑ４から背圧室Ｑ３への過剰な油の流入を防止できる。
（第６実施形態）
図７は、第６実施形態のスクロール圧縮機におけるフレーム近傍の縦断面図である。
図７に示すように、第６実施形態のスクロール圧縮機１Ｆは、第３実施形態の第２シール部材３１をスラスト軸受２６の外径側（径方向の外側）に設ける構成に替えて、第２シール部材３１をスラスト軸受２６の内径側（径方向の内側）に設けたものである。
また、鍔部１２ｄには、油通路１２ｆが、第１シール部材２５の内径側、かつ、第２シール部材３１およびスラスト軸受２６の内径側に設けられている。
このように構成された第６実施形態では、スラスト軸受２６を第２シール部材３１の外径側に設けることで、鍔部１２ｄの外周側で支持することができ、クランク軸１２を安定して支持することが可能になる。
なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更することができる。例えば、第１実施形態ないし第６実施形態では、外周突出部３２としての鍔部１２ｄとバランスウエイト２１を別体で構成した場合を例に挙げて説明したが、鍔部１２ｄとバランスウエイト２１を一体に構成したものであってもよい。なお、一体に構成とは、クランク軸１２が一つの金属製の円柱部材（塊）を切削加工することで構成されていることを意味している。これによって、クランク軸１２（主軸部１２ａ）とバランスウエイト２１との間での直角度を精度よく形成できる。
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ スクロール圧縮機
２ 密閉容器
７ 旋回スクロール
７ａ 台板
８ 固定スクロール
９ フレーム
１０ 自転防止機構
１２ クランク軸
１２ｃ 偏心ピン部
１２ｄ 鍔部
１２ｆ 油通路
１３ 主軸受（軸受）
２１ バランスウエイト
２５ シール部材、第１シール部材
２６ スラスト軸受
３０ 絞り機構
３１ 第２シール部材
３２ 外周突出部
Ｇ 軸方向
Ｑ１ 圧縮室
Ｑ２，Ｑ４ 高圧空間
Ｑ３ 背圧室

Claims (7)

  1. 軸心に対し偏心した偏心ピン部を有するクランク軸と、
    前記偏心ピン部に接続され、台板に渦巻き形状を有する旋回スクロールと、
    前記旋回スクロールの渦巻き形状に噛み合う渦巻き形状を有する固定スクロールと、
    前記旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構と、
    前記旋回スクロールおよび前記自転防止機構を収容し、前記クランク軸を軸受によって回転可能に支持し、前記固定スクロールを固定するフレームと、を備え、
    前記クランク軸は、前記偏心ピン部の下部に、該偏心ピン部よりも径の大きい鍔部を有し、
    前記鍔部に取り付けられ、前記偏心ピン部の回転運動および前記旋回スクロールの旋回運動によるアンバランスを解消するバランスウエイトと、
    前記旋回スクロールと前記鍔部との間をシールする第１シール部材と、
    前記フレームと前記鍔部との間に設けられるスラスト軸受と、
    前記フレームと前記鍔部との間をシールする第２シール部材と、
    を備え、
    前記第２シール部材は、前記スラスト軸受の外径側に位置し、かつ、前記鍔部と前記スラスト軸受との接触時に前記第２シール部材が前記クランク軸の軸方向に移動可能に構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
  2. 前記スラスト軸受は、前記フレームに対して回り止めされた状態で取り付けられ、
    前記スラスト軸受と前記フレームとの間をシールするシール材が設けられてい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. 軸心に対し偏心した偏心ピン部を有するクランク軸と、
    前記偏心ピン部に接続され、台板に渦巻き形状を有する旋回スクロールと、
    前記旋回スクロールの渦巻き形状に噛み合う渦巻き形状を有する固定スクロールと、
    前記旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構と、
    前記旋回スクロールおよび前記自転防止機構を収容し、前記クランク軸を軸受によって回転可能に支持し、前記固定スクロールを固定するフレームと、
    前記クランク軸に取り付けられ、前記偏心ピン部の回転運動および前記旋回スクロールの旋回運動によるアンバランスを解消するバランスウエイトと、を備え、
    前記クランク軸は、前記偏心ピン部の下部に、該偏心ピン部よりも径の大きい鍔部と背圧室へ突出した前記バランスウエイトとで構成される外周突出部を有し、
    前記旋回スクロールと前記外周突出部との間をシールする第１シール部材と、
    前記フレームと前記外周突出部との間をシールする第２シール部材と、
    前記フレームと前記外周突出部との間に設けられるスラスト軸受と、
    を備え、
    前記第２シール部材は、前記スラスト軸受の外径側に位置し、かつ、前記鍔部と前記スラスト軸受との接触時に前記第２シール部材が前記クランク軸の軸方向に移動可能に構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
  4. 前記鍔部の近傍空間は、前記第１シール部材と前記第２シール部材とによって、前記第１シール部材および前記第２シール部材の内径側の高圧空間と、前記第１シール部材および前記第２シール部材の外径側の背圧室とに区画され、
    前記旋回スクロールは、前記高圧空間から前記背圧室への給油を制限する絞り機構を備えることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のスクロール圧縮機。
  5. 前記バランスウエイトと前記鍔部とは別体であり、
    前記第２シール部材は、前記バランスウエイトと前記フレームとの間に位置していることを特徴とする請求項３に記載のスクロール圧縮機。
  6. 前記鍔部は、前記第１シール部材の内径側、かつ、前記第２シール部材および前記スラスト軸受の内径側において、前記鍔部を前記クランク軸の軸方向に貫通する油通路を備えることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のスクロール圧縮機。
  7. 前記スラスト軸受は、前記フレームとの摺動部および前記クランク軸との摺動部に樹脂材を用いることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のスクロール圧縮機。
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