JP6755428B1 - スクロール圧縮機、及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】低コストで信頼性の高いスクロール圧縮機等を提供する。【解決手段】スクロール圧縮機は、密閉容器と、固定スクロール21と、旋回スクロールと、フレームと、電動機と、クランク軸と、を備えている。固定スクロール21の鏡板面21fにおいて固定ラップ21bの径方向外側には、第1の溝h1が設けられるとともに、第2の溝h2が設けられている。そして、貫通孔からの潤滑油を導く給油孔が、旋回スクロールの鏡板面に開口し、旋回スクロールの旋回に伴い、給油孔の一つの開口e1が、第1の溝h1及び第2の溝h2に交互に連通する。【選択図】図3

Description

本発明は、スクロール圧縮機等に関する。
スクロール圧縮機の固定スクロール及び旋回スクロールのスラスト荷重(軸方向の力)が過大にならないようにする技術として、例えば、次のような技術が知られている。すなわち、固定スクロールの鏡板面に油溝を設けて高圧の潤滑油を導入し、旋回スクロールの鏡板面を固定スクロールから引き離す向きの力を発生させるスクロール圧縮機が知られている。このような技術として、例えば、特許文献1には、固定スクロールの鏡板面に4つの油溝が設けられる一方、旋回スクロールには4つの給油孔が設けられた構成のスクロール圧縮機について記載されている。
特開昭64−3285号公報
特許文献1に記載の技術では、1つの油溝に1つの給油孔が一対一で対応付けられた構成になっている。したがって、固定スクロールに4つの油溝が設けられる場合、これらの油溝に対応させるように、旋回スクロールに4つの給油孔が設けられる。このように4つの給油孔を設ける場合、旋回スクロール内で十字状に交わる2本の貫通孔を設けることになり(特許文献1の第3図)、その加工において工数や時間がかかる。
さらに、特許文献1に記載の技術では、前記した貫通孔の開口部を介した潤滑油の流出を防ぐために、4箇所の開口部を密栓で封止する必要が生じ、部品点数や製造コストの増加を招く。低コスト化と信頼性の向上とを両立させることが望ましいが、そのような技術について特許文献1には記載されていない。
そこで、本発明は、低コストで信頼性の高いスクロール圧縮機等を提供することを課題とする。
前記した課題を解決するために、本発明は、密閉容器と、渦巻状の固定ラップを有し、前記密閉容器の内部に固定される固定スクロールと、前記固定ラップとともに圧縮室を形成する渦巻状の旋回ラップを有する旋回スクロールと、前記旋回スクロールを支持するフレームと、固定子及び回転子を有する電動機と、潤滑油を導く貫通孔を有し、前記回転子と一体で回転するシャフトと、を備え、前記固定スクロールの鏡板面において前記固定ラップの径方向外側には、第1の溝が設けられるとともに、第2の溝が設けられ、前記第1の溝の位置は、前記固定スクロールの鏡板面において、前記シャフトの軸線を中心として扇状を呈する第1領域に含まれ、前記第2の溝の位置は、前記シャフトの軸線を中心として、前記第1領域から周方向で所定にずれている扇状の第2領域に含まれ、前記貫通孔からの潤滑油を導く給油孔が、前記旋回スクロールの鏡板面に開口し、前記旋回スクロールの旋回に伴い、前記給油孔の一つの開口が、前記第1の溝及び前記第2の溝に交互に連通することとした。
本発明によれば、低コストで信頼性の高いスクロール圧縮機等を提供できる。
第1実施形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。 第1実施形態に係るスクロール圧縮機において、図1の領域K1の部分拡大図である。 第1実施形態に係るスクロール圧縮機の固定スクロールの下面図である。 第1実施形態に係るスクロール圧縮機の旋回スクロールのクランク角が0°、90°、180°、270°のときの外線側圧縮室及び内線側圧縮室の状態を示す説明図である。 第1実施形態に係るスクロール圧縮機の旋回スクロールに作用する力の関係を示す説明図である。 第1実施形態に係るスクロール圧縮機において、図3の領域K2における給油孔の開口の移動軌跡を示す部分拡大図である。 第1実施形態に係るスクロール圧縮機や比較例において、クランク角に対する各油溝の圧力の変化を示す説明図である。 第1実施形態に係るスクロール圧縮機や比較例において、クランク角に対するスラスト荷重の変化を示す説明図である。 第2実施形態に係るスクロール圧縮機が備える固定スクロールの下面図である。 第3実施形態に係るスクロール圧縮機が備える固定スクロールの下面図である。 第4実施形態に係るスクロール圧縮機が備える固定スクロール及び旋回スクロールの縦断面図である。 第5実施形態に係るスクロール圧縮機が備える固定スクロールの下面において、給油孔の移動軌跡を示す部分拡大図である。 第6実施形態に係る空気調和機の冷媒回路の構成図である。
≪第1実施形態≫
<スクロール圧縮機の構成>
図1は、第1実施形態に係るスクロール圧縮機100の縦断面図である。
図1に示すスクロール圧縮機100は、ガス状の冷媒を圧縮する機器である。図1に示すように、スクロール圧縮機100は、密閉容器1と、圧縮機構部2と、クランク軸3(シャフト)と、電動機4と、主軸受5と、旋回軸受6と、を備えている。また、スクロール圧縮機100は、前記した構成の他に、オルダムリング7と、バランスウェイト8a,8bと、サブフレーム9と、を備えている。
密閉容器1は、圧縮機構部2、クランク軸3、電動機4等を収容する殻状の容器であり、略密閉されている。密閉容器1には、圧縮機構部2や各軸受の潤滑性を高めるための潤滑油が封入され、密閉容器1の底部に油溜りRとして貯留されている。密閉容器1は、円筒状の筒チャンバ1aと、この筒チャンバ1aの上側を塞ぐ蓋チャンバ1bと、筒チャンバ1aの下側を塞ぐ底チャンバ1cと、を備えている。
図1に示すように、密閉容器1の蓋チャンバ1bには、吸入パイプPaが差し込まれて固定されている。吸入パイプPaは、圧縮機構部2の吸入口J1に冷媒を導く管である。また、密閉容器1の筒チャンバ1aには、吐出パイプPbが差し込まれて固定されている。吐出パイプPbは、圧縮機構部2で圧縮された冷媒をスクロール圧縮機100の外部に導く管である。
圧縮機構部2は、クランク軸3の回転に伴って、ガス状の冷媒を圧縮する機構である。圧縮機構部2は、固定スクロール21と、旋回スクロール22と、フレーム23と、を備え、密閉容器1内の上部空間に配置されている。
固定スクロール21は、旋回スクロール22とともに圧縮室Sp(図4参照)を形成する部材であり、密閉容器1の内部に固定されている。図1に示すように、固定スクロール21は、台板21aと、固定ラップ21bと、を備えている。
台板21aは、平面視で円形状を呈する肉厚の部材である。なお、固定ラップ21bに対して旋回ラップ22bが旋回する領域Sa(下面視で円形状の領域)を確保するために、台板21aの中心付近が下面視で上側に所定に凹んでいる。また、吸入パイプPaを介して冷媒が導かれる吸入口J1が、台板21aの所定箇所に設けられている。
固定ラップ21bは、渦巻状を呈し、前記した領域Saにおいて台板21aから下側に延びている。なお、台板21aの下面において領域Saの径方向外側の部分と、固定ラップ21bの下端と、は略面一になっている。また、台板21aの下面を、固定スクロール21の鏡板面21f(図3参照)という。固定スクロール21の鏡板面21fには、第1の溝h1(図3参照)や第2の溝h2(図3参照)が設けられているが、これらの詳細については後記する。
旋回スクロール22は、その移動(旋回)によって、固定スクロール21との間に圧縮室Sp(図4参照)を形成する部材であり、固定スクロール21とフレーム23との間に設けられている。旋回スクロール22は、円板状の鏡板22aと、この鏡板22aに立設される渦巻状の旋回ラップ22bと、クランク軸3の偏心部3bに嵌合される筒状のボス部22cと、を備えている。図1に示すように、旋回ラップ22bが鏡板22aの上側に延びている一方、ボス部22cが鏡板22aの下側に延びている。
そして、渦巻状の固定ラップ21bと、渦巻状の旋回ラップ22bと、が噛み合うことで、固定ラップ21bと旋回ラップ22bとの間に複数の圧縮室Sp(図4参照)が形成されるようになっている。なお、圧縮室Sp(図4参照)は、ガス状の冷媒を圧縮する空間であり、旋回ラップ22bの外線側・内線側にそれぞれ形成される。また、固定スクロール21の台板21aの中心付近には、圧縮室Spで圧縮された冷媒を密閉容器1内の上部空間に導く吐出口J2が設けられている。
フレーム23は、旋回スクロール22を支持する部材であり、密閉容器1の筒チャンバ1aに固定されている。フレーム23には、クランク軸3の主軸3aの上部が挿通される孔(符号は図示せず)が設けられている。
また、フレーム23には、背圧室Sbが設けられている。背圧室Sbは、吸入圧力と吐出圧力との間の所定の中間圧力を有する空間であり、旋回スクロール22の背面側に設けられている。そして、冷媒の圧縮によって固定スクロール21から旋回スクロール22を引き離そうとする下向きの力に抗して、旋回スクロール22を固定スクロール21に押し付ける上向きの力が背圧室Sbから作用するようになっている。
クランク軸3は、電動機4の回転子4bと一体で回転する軸であり、上下方向に延びている。図1に示すように、クランク軸3は、主軸3aと、この主軸3aの上側に延びる偏心部3bと、を備えている。
主軸3aは、電動機4の回転子4bに同軸で固定され、この回転子4bと一体で回転する。偏心部3bは、主軸3aに対して偏心しながら回転する軸であり、前記したように、旋回スクロール22のボス部22cに嵌合している。そして、偏心部3bが偏心しながら回転することで、旋回スクロール22が旋回するようになっている。
また、クランク軸3は、潤滑油を導く貫通孔3cを有している。そして、密閉容器1に油溜りRとして貯留されている潤滑油が、モータ室Smと背圧室Sbとの間の差圧等によって、貫通孔3cを介して上昇するようになっている。なお、次に説明する主軸受5や旋回軸受6の他、副軸受9a等にも潤滑油が供給されるように、貫通孔3cが所定に分岐している。
電動機4は、クランク軸3を回転させる駆動源であり、軸方向においてフレーム23とサブフレーム9との間に設置されている。図1に示すように、電動機4は、固定子4aと、回転子4bと、を備えている。固定子4aは、筒チャンバ1aの内周壁に固定されている。回転子4bは、固定子4aの径方向内側で回転自在に配置されている。回転子4bには、その中心軸線と同軸となるようにクランク軸3が圧入等で固定されている。
主軸受5は、フレーム23に対して主軸3aの上部を回転自在に軸支するものであり、フレーム23の孔(符号は図示せず)の周壁面に固定されている。
旋回軸受6は、旋回スクロール22のボス部22cに対して偏心部3bを回転自在に軸支するものであり、ボス部22cの内周壁に固定されている。
オルダムリング7は、クランク軸3の偏心部3bの偏心回転を受けて、旋回スクロール22を自転させることなく旋回させる輪状部材である。オルダムリング7は、旋回スクロール22の下面に設けられた溝(図示せず)、及び、フレーム23の所定箇所に設けられた溝(図示せず)に装着されている。
バランスウェイト8a,8bは、スクロール圧縮機100の振動を抑制するための部材である。図1の例では、主軸3aにおいて回転子4bの上側にバランスウェイト8aが設置され、また、回転子4bの下面に別のバランスウェイト8bが設置されている。
サブフレーム9は、主軸3aの下部を回転自在に軸支する部材であり、副軸受9aを備えている。図1に示すように、サブフレーム9は、電動機4の下側に配置された状態で、密閉容器1に固定されている。サブフレーム9には、クランク軸3が挿通される孔(符号は図示せず)が設けられ、この孔の周壁面に副軸受9aが固定されている。
そして、電動機4の駆動でクランク軸3が回転すると、これに伴って、旋回スクロール22が旋回する。そうすると、次々に形成される圧縮室Sp(図4参照)が縮小し、ガス状の冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、固定スクロール21の吐出口J2を介して、密閉容器1内の上部空間に吐出される。吐出口J2を介して吐出された冷媒は、圧縮機構部2と密閉容器1との間の所定の流路(図示せず)を介してモータ室Smに導かれ、さらに、吐出パイプPbを介して外部に吐出される。
また、密閉容器1の底に油溜りRとして貯留されている潤滑油は、クランク軸3の貫通孔3cを介して上昇し、副軸受9aや主軸受5、旋回軸受6等を潤滑する。そして、潤滑油の一部は、背圧室Sbや圧縮室Spに導かれる。これによって、固定ラップ21bと旋回ラップ22bとの間がシールされ、また、圧縮機構部2の各摺動部が潤滑される。一方、残りの潤滑油は、後記する旋回スクロール22の給油孔hg等(図2参照)に導かれる。次に、固定スクロール21や旋回スクロール22の詳細な構成について説明しつつ、潤滑油の流れについても説明する。
図2は、図1の領域K1の部分拡大図である。
なお、図2では、潤滑油の流れを矢印で図示している。また、図2では、旋回スクロール22の給油孔hgが、後記する第1制御溝hc1に連通している状態を示している。
図2に示すように、旋回スクロール22の鏡板22aには、給油孔hgが設けられている。給油孔hgは、クランク軸3の貫通孔3cを介して流出する高圧の潤滑油を固定スクロール21側に導く流路である。給油孔hgは、その上流側が鏡板22aの下面の中央付近で開口し、下流側が鏡板22aの上面(つまり、鏡板面22f)の所定箇所で開口している。
給油孔hgには、下流側に向かって順に、流路hga,hgb,hgcが含まれている。流路hgaは、鏡板22aの下面の開口を介して流入した潤滑油を、別の流路hgbに導くように、上下方向に設けられている。流路hgbは、旋回スクロール22の鏡板22aの板面に対して平行(径方向)に設けられている。例えば、鏡板22aの周壁面から径方向内側に所定の切削加工を行うことで、流路hgbが形成される。流路hgcは、流路hgbを通流する潤滑油を鏡板22aの上面の開口に導くように、上下方向に設けられている。図2に示す密栓Uは、流路hgcの外周側の端部を封止する部材である。そして、流路hga,hgb,hgcを順次に介して、高圧の潤滑油が固定スクロール21側に導かれるようになっている。
図3は、スクロール圧縮機が備える固定スクロール21の下面図である。
前記したように、固定スクロール21は、渦巻状の固定ラップ21bが台板21aに設けられた構成になっている。図3に示すように、固定スクロール21の鏡板面21fの周縁付近には、環状の外周溝hoが設けられている。この外周溝hoは、旋回スクロール22の鏡板22aとフレーム23との間に入った潤滑油の影響で余分な圧縮動力が生じることを抑制する機能を有している。外周溝hoは、旋回スクロール22とフレーム23との間の所定の隙間(背圧室Sbの一部)に臨んでいる。
図3に示すように、固定ラップ21bの径方向外側の鏡板面21fには、円弧状の第1油溝hm1と、円弧状の第2油溝hm2と、が設けられている。これらの第1油溝hm1及び第2油溝hm2は、円弧状の所定範囲に高圧の潤滑油を行きわたらせるための溝である。第1油溝hm1及び第2油溝hm2は、固定ラップ21bの径方向外側において、固定ラップ21bに沿うように設けられている。ここで、「固定ラップ21bに沿うように」とは、固定スクロール21の鏡板面21fにおいて、クランク軸3(図1参照)の軸線Zの付近を中心とする所定の円弧状であることを意味している。
図3の例では、第1油溝hm1及び第2油溝hm2は、クランク軸3(図1参照)の軸線Zを中心とする一つの円弧状の曲線C1(破線)に含まれるように設けられている。また、第1油溝hm1と、第2油溝hm2と、は互いに近接してはいるものの、連通してはいない。
第1制御溝hc1は、旋回スクロール22の移動(旋回)に伴って、この旋回スクロール22の給油孔hg(図2参照)と間欠的に連通する溝である。第1制御溝hc1は、円弧状を呈し、第1油溝hm1に連通している。より詳しく説明すると、第1制御溝hc1は、その一端が第1油溝hm1の端部(第2油溝hm2に近接している側の端部)に接続されている。また、第1制御溝hc1の他端は、第2油溝hm2に近接しているが、第2油溝hm2から若干離れた位置に設けられている。なお、第1油溝hm1及び第1制御溝hc1を含む溝を「第1の溝h1」という。
第2制御溝hc2は、旋回スクロール22の移動(旋回)に伴って、この旋回スクロール22の給油孔hg(図2参照)と間欠的に連通する溝である。第2制御溝hc2は、円弧状を呈し、第2油溝hm2に連通している。より詳しく説明すると、第2制御溝hc2は、その一端が第2油溝hm2の端部(第1油溝hm1に近接している側の端部)に接続されている。また、第2制御溝hc2の他端は、第1油溝hm1に近接しているが、第1油溝hm1から若干離れた位置に設けられている。なお、第2油溝hm2及び第2制御溝hc2を含む溝を「第2の溝h2」という。
図3に示すように、固定スクロール21の鏡板面21fにおいて固定ラップ21bの径方向外側には、第1の溝h1が設けられるとともに、第2の溝h2が設けられている。ここで、第1の溝h1の位置は、固定スクロール21の鏡板面21fにおいて、クランク軸3(図3参照)の軸線Zを中心として扇状を呈する第1領域Q1に含まれている。また、第2の溝h2の位置は、クランク軸3(図3参照)の軸線Zを中心として、第1領域Q1から周方向で所定にずれている扇状の第2領域Q2に含まれている。また、第1領域Q1と第2領域Q2とが重なっている部分に、第1制御溝hc1や第2制御溝hc2(一部分)が設けられている。そして、給油孔hg(図2参照)を介して、第1の溝h1や第2の溝h2に高圧の潤滑油が間欠的に供給されるようになっている。
第1排油溝hn1は、第1の溝h1と外周溝hoとを連通させる溝であり、固定スクロール21の鏡板面21fに設けられている。この第1排油溝hn1は、第1油溝hm1に流入した高圧の潤滑油を外周溝hoに逃がす機能を有している。図3に示すように、第1油溝hm1において、第2油溝hm2から離れている側の端部と、外周溝hoと、を接続するように、直線状の第1排油溝hn1が設けられている。
第2排油溝hn2は、第2の溝h2と外周溝hoとを連通させる溝であり、固定スクロール21の鏡板面21fに設けられている。この第2排油溝hn2は、第2油溝hm2に流入した高圧の潤滑油を外周溝hoに逃がす機能を有している。図3に示すように、第2油溝hm2において、第1油溝hm1から離れている側の端部と、外周溝hoと、を接続するように、直線状の第2排油溝hn2が設けられている。
図4は、旋回スクロールのクランク角が0°、90°、180°、270°のときの外線側圧縮室Spo及び内線側圧縮室Spiの状態を示す説明図である。
なお、図4では、第1の溝h1(図3参照)や第2の溝h2等(図3参照)の図示を省略している。また、旋回ラップ22bの吸入口J1側の端部が固定ラップ21bの壁面に接するとき(外線側圧縮室Spoが形成されるとき)のクランク角を0°とする。
図4に示すように、旋回スクロール22(図1参照)の移動に伴い、旋回ラップ22bの外線側の圧縮室(外線側圧縮室Spoという)、及び、内線側の圧縮室(内線側圧縮室Spiという)が縮小し、冷媒が圧縮される。その結果、旋回スクロール22(図1参照)には、所定の接線方向ガス荷重Fgt(図5参照)や径方向ガス荷重Fgr(図5参照)が圧縮途中の冷媒から作用する他、遠心力Fcも作用する。
図5は、旋回スクロールに作用する力の関係を示す説明図である(適宜、図1を参照)。
なお、図5では、旋回ラップ22bを上から(つまり、旋回ラップ22bの先端から根元に向かう方向に)見た場合において、旋回スクロール22が紙面右側に偏心している瞬間の各力を関係を図示している。また、図5の符号w1は、旋回スクロール22の旋回運動を示している。
旋回スクロール22には、その偏心方向に所定の遠心力Fcが作用する一方、冷媒の圧縮に伴う反作用で、旋回スクロール22の偏心とは逆向きに径方向ガス荷重Fgrが発生する。また、径方向ガス荷重Fgrに直交する向きに接線方向ガス荷重Fgtも作用する。なお、圧縮室Sp(図4参照)のガス荷重は、圧縮室Spの容積や圧力の変化に影響されるため、クランク角に対して必ずしも一定ではない。
例えば、圧縮機構部2で摩擦や摩耗が特に生じやすい比較的高速で運転されている場合を考えると、遠心力Fcが径方向ガス荷重Fgrよりも大きくなる。この場合、遠心力Fc、径方向ガス荷重Fgr、及び接線方向ガス荷重Fgtの合力Fsは、図5の紙面右斜め下の向きになる。さらに、図5では図示していないが、冷媒から旋回スクロール22を下向きに押圧する軸方向のガス荷重も作用する。
その結果、旋回スクロール22を合力Fsの方に倒そうとする力のモーメントが生じ、この合力Fsと反対側の領域(偏荷重領域AR1という)において、固定スクロール21の鏡板面21fと旋回スクロール22の鏡板面22fとが強く当たりやすくなる。そこで、第1実施形態では、前記した第1の溝h1(図3参照)と、第2の溝h2(図3参照)と、に高圧の潤滑油を交互に供給し、旋回スクロール22へのスラスト荷重が大きくなりやすい所定のクランク角のとき、偏荷重領域AR1において固定スクロール21から旋回スクロール22を引き離す向きの力を作用させるようにしている。
なお、クランク角の変化に伴って旋回スクロール22の偏心方向も変化(回転)する。そこで、本実施形態では、所定のクランク角(スラスト荷重が大きくなりやすい所定のクランク角)における旋回スクロール22の偏心方向を基準として、図5に示す偏荷重領域AR1で固定スクロール21から旋回スクロール22を引き離す向きの力を作用させるようにしている。
図6は、図3の領域K2における給油孔の開口e1の移動軌跡Tを示す部分拡大図である(適宜、図1、図2も参照)。
スクロール圧縮機100のクランク角が大きくなるにつれて、給油孔hgの開口e1が、図6の紙面で反時計回りに移動する。また、第1制御溝hc1及び第2制御溝hc2は、それぞれ、給油孔hgの開口e1の移動軌跡T(図6の一点鎖線の円)の一部と重なるように、円弧状に設けられている。なお、固定スクロール21の鏡板面21fにおける給油孔hgの開口e1の移動軌跡Tにおいて、第1制御溝hc1が開口e1に連通する範囲(位置Bを含む所定範囲)と、第2制御溝hc2が開口e1に連通する範囲(位置Dを含む所定範囲)と、は異なっている。
例えば、給油孔hgの開口e1を示す位置Aからクランク角が若干進むと、開口e1と第1制御溝hc1とが連通し始める。そして、給油孔hgの開口e1を介して、第1制御溝hc1や第1油溝hm1に高圧の潤滑油が供給される(例えば、位置B)。その結果、第1の溝h1において、固定スクロール21から旋回スクロール22を引き離す向きの力が作用する。したがって、偏荷重領域AR1(図5参照)における固定スクロール21や旋回スクロール22の摩耗を抑制できる。また、旋回スクロール22の傾きが抑制されるため、偏荷重領域AR1の反対側では、圧縮室Sp(図4参照)からの冷媒の漏れを抑制できる。
なお、第1制御溝hc1や第1油溝hm1に供給された潤滑油は、図3に示す第1排油溝hn1及び外周溝hoを順次に介して流出する他、固定スクロール21の鏡板面21fと旋回スクロール22の鏡板面22fとの間の微小な隙間を介して流出する。その結果、第1制御溝hc1や第1油溝hm1の圧力が低下して、元の状態に戻る。
さらにクランク角が進んで、給油孔hgの開口e1が位置Cにくると、開口e1と第1制御溝hc1とが連通しなくなる。また、位置Cよりもクランク角が若干進むと、開口e1と第2制御溝hc2とが連通する。そして、給油孔hgの開口e1を介して、第2制御溝hc2や第2油溝hm2に高圧の潤滑油が供給される(例えば、位置D)。その結果、第2の溝h2において、固定スクロール21から旋回スクロール22を引き離す向きの力が作用する。
なお、第2制御溝hc2や第2油溝hm2に供給された潤滑油は、図3に示す第2排油溝hn2及び外周溝hoを順次に介して流出する他、固定スクロール21の鏡板面21fと旋回スクロール22の鏡板面22fとの間の微小な隙間を介して流出する。その結果、第2制御溝hc2や第2油溝hm2の圧力が低下して、元の状態に戻る。
さらにクランク角が進んで、給油孔hgの開口e1が位置Eにくると、開口e1と第2制御溝hc2とが連通しなくなる。なお、図6の位置Eから位置Aまでの区間では、第1制御溝hc1及び第2制御溝hc2のいずれにも開口e1は連通しない。この区間では、旋回スクロール22へのスラスト荷重が小さくなりやすいため(詳細については後記)、開口e1を介して高圧の潤滑油を供給する必要は特にないからである。このように、旋回スクロール22の旋回に伴い、給油孔hgの一つの(つまり、同一の)開口e1が、第1の溝h1及び第2の溝h2に交互に連通するようになっている。
なお、クランク軸3の軸線Z(図3参照)を中心として、第1制御溝hc1と、第2制御溝hc2と、が径方向で部分的に重なっていることが好ましい。このような構成によれば、スクロール圧縮機100の設計段階で第1制御溝hc1や第2制御溝hc2の範囲を適宜に設定することで、第1制御溝hc1と第2制御溝hc2を給油孔hgの開口e1に交互に連通させることができる。
また、旋回スクロール22の旋回において、圧縮室Spからの冷媒(ガス)の吐出が開始されるときのクランク角から180°進んだ所定のクランク角である高スラスト荷重角となっているとき、旋回スクロール22の偏心方向を基準として、平面視でクランク軸3の回転の向きに90°以上かつ180°以下の角度をなす所定の偏荷重領域AR1(図5参照)の少なくとも一部を給油孔hgの開口e1が通過するように構成することが好ましい。このような構成によれば、偏荷重領域AR1(図5参照)において、旋回スクロール22を固定スクロール21から引き離すような力が生じるため、各鏡板面21f,22fの摩耗を抑制できる。また、旋回スクロール22の傾きが抑えられるため、圧縮室Sp(図4参照)からの冷媒漏れを抑制できる。
なお、吐出開始の直前に圧縮室Sp(図4参照)の圧力が所定の吐出圧力に達せず、圧縮室Spが吐出口J2に連通した瞬間に吐出口J2(高圧側)から圧縮室Spに冷媒が逆流することがある。このような、いわゆる不足圧縮条件の場合、圧縮室Spの圧力が急激に増加し、固定スクロール21から旋回スクロール22へのスラスト荷重が急激に減少するため、圧縮室Sp(図4参照)のシール性が低下し、圧縮室Spからの冷媒漏れが生じやすくなる。
したがって、圧縮室Spからの冷媒の吐出が開始されるときのクランク角とは180°反対のクランク角である所定の高スラスト荷重角において、給油孔hgの開口e1が第1制御溝hc1又は第2制御溝hc2に連通することが好ましい。このような構成によれば、圧縮室Spからの冷媒の吐出が開始されるタイミングでは、第1の溝h1や第2の溝h2には高圧の潤滑油が供給されないため、前記した不足圧縮条件になった場合でも、圧縮室Spのシール性の低下を抑制できる。
また、クランク軸3の軸線Z(図3参照)を中心として、扇状の第1領域Q1の中心角、及び、扇状の第2領域Q2の中心角が、それぞれ、180°以下であることが好ましい。このような構成によれば、第1領域Q1に設けられる第1の溝h1や、第2領域Q2に設けられる第2の溝h2に関して、その周方向の位置を適宜に設定することで、旋回スクロール22の傾きを抑制できる。
また、図3に示す第1排油溝hn1の深さ(軸方向の上側に凹んでいる深さ)が、第1油溝hm1の深さよりも浅いことが好ましい。このような構成によれば、第1油溝hm1に供給された高圧の潤滑油が、第1排油溝hn1を介して一気に流出することを抑制し、ひいては、第1油溝hm1の圧力の急低下を抑制できる。同様に、第2排油溝hn2の深さが、第2油溝hm2の深さよりも浅いことが好ましい。これによって、第2油溝hm2の圧力の急低下を抑制できる。
<作用・効果>
図7Aは、クランク角に対する各油溝の圧力の変化を示す説明図である。
図7Bは、クランク角に対するスラスト荷重の変化を示す説明図である(適宜、図3、図6を参照)。
なお、図7Aや図7Bの横軸は、スクロール圧縮機100におけるクランク角である。図7Aの縦軸は、各油溝の圧力である。図7Bの縦軸は、旋回スクロール22に作用するスラスト荷重(軸方向の力)である。なお、図7Bには、前記した不足圧縮条件でのスラスト荷重を示している。
また、図7Aや図7Bでは、本実施形態(第1実施形態)に係るスクロール圧縮機100を用いた場合を太い実線で示している。また、「油溝なしの比較例」として、高圧の潤滑油が供給される所定の油溝を固定スクロール21に設けない場合を細い実線で示している。この比較例に関して、図7B(その縦軸は油溝の圧力)では、各鏡板面21f,22fの隙間の圧力(静圧)を細い実線で示している。また、「定圧溝の比較例」として、高圧の潤滑油が常時供給される環状の油溝(定圧溝:図示せず)を固定スクロール21の鏡板面21fに設けた場合を破線で示している。
細い実線で示す「油溝なしの比較例」では、固定スクロール21の鏡板面21fと旋回スクロール22の鏡板面22fとの間の隙間に高圧の潤滑油が供給されないため、この隙間の圧力が所定の背圧よりも低く(図7A参照)、また、スラスト荷重が比較的大きな値になっている(図7B参照)。ちなみに、図7Bの「油溝なしの比較例」(細い実線)を参照すると、クランク角が0°〜360°の範囲において、スラスト荷重が急激に低下する瞬間(クランク角α2,α3)が2回生じる。これは、スクロール圧縮機の外線側圧縮室Spo(図4参照)と内線側圧縮室Spi(図4参照)とが異なるタイミングで吐出口J2に連通するからである。
特に不足圧縮条件では、圧縮室Spが吐出口J2に連通する瞬間に、高圧(吐出圧力)の冷媒が圧縮室Spに逆流し、圧縮室Spの圧力が急激に上昇する。その結果、旋回スクロール22が固定スクロール21から離れようとする反発力が大きくなり、スラスト荷重が低減する(クランク角α2,α3)。
また、破線で示す「定圧溝の比較例」では、環状の油溝(定圧溝:図示せず)に高圧の潤滑油が供給され続けるため、油溝の圧力が吐出圧力に略等しい状態に保たれる(図7A参照)。また、「定圧溝の比較例」では、「油溝なしの比較例」に比べて、全てのクランク角で、略一定量だけスラスト荷重が低減される(図7B参照)。
ただし、「定圧溝の比較例」でも、不足圧縮条件においてスラスト荷重が急激に低下するという現象が生じる(図7Bのクランク角α2,α3)。その結果、吐出口J2を介した吐出開始の直後にスラスト荷重が下がりすぎてしまい、旋回スクロール22の傾きを抑制できない可能性がある。そうすると、圧縮機構部2で片当たりが生じたり、各鏡板面21f,22fの隙間が大きくなって体積効率の低下を招く。
これに対して本実施形態では、図7Aの太い実線で示すように、クランク角α4〜360°の範囲では、給油孔hgの開口e1に第1制御溝hc1が連通する(例えば、図6の位置B)。これによって、第1の溝h1に高圧の潤滑油が供給され、第1の溝h1の圧力が吐出圧力に略等しくなる。その結果、図7Bの太い実線で示すように、クランク角α4〜360°の範囲では、スラスト荷重が低減される。
また、本実施形態では、クランク角が0°(図6の位置Cの付近に対応)よりも若干大きい所定値〜クランク角α1の範囲では、給油孔hgの開口e1に第2制御溝hc2が連通する(例えば、図6の位置D)。これによって、第2の溝h2に高圧の潤滑油が供給され、第2の溝h2の圧力が吐出圧力に略等しくなる。その結果、図7Bの太い実線で示すように、クランク角が0°(図6の位置Cの付近に対応)よりも若干大きい所定値〜クランク角α1の範囲でも、スラスト荷重が低減される。
このように、本実施形態では、第1の溝h1と第2の溝h2において異なるタイミング(つまり、異なるクランク角の範囲)で交互に高圧の潤滑油を供給するようにしている。その結果、旋回スクロール22の偏荷重領域AR1(図5参照)において、固定スクロール21から旋回スクロール22を引き離すような下向きの力が生じる。したがって、固定スクロール21に旋回スクロール22が強く当たることを抑制し、ひいては、圧縮機構部2の摩耗を抑制できる。
一方、クランク角α1〜α4の範囲では、給油孔hg(図2参照)を介した高圧の潤滑油の給油は、特に行われない。図7Bに示すように、クランク角α1〜α4の範囲では、外線側圧縮室Spo(図4参照)からの冷媒の吐出が開始されるクランク角α2や、内線側圧縮室Spi(図4参照)からの冷媒の吐出が開始されるクランク角α3が含まれている。このように各圧縮室からの吐出が開始されるタイミングでは、給油孔hgを介した給油を行わないようにしている。これによって、不測圧縮条件でもスラスト荷重が過小になることを防止し、ひいては、旋回スクロール22の離脱を抑制できる。
このように、本実施形態によれば、旋回スクロール22の傾きを抑制することで、スラスト荷重が高い区間での各鏡板面21f,22fの摩擦損失を低減し、ひいては、圧縮機構部2における摩耗や焼付きを抑制できる。また、固定スクロール21から旋回スクロール22が離脱することを抑制できるため、圧縮室Spのシール性を確保できる。また、旋回スクロール22に設ける給油孔hg(図2参照)が一つですむため、給油孔hgを設けるための切削加工の工数や時間を少なくできる。さらに、密栓U(図2参照)の部品点数が少なくてすむため、スクロール圧縮機100の製造コストを削減できる。このように、本実施形態によれば、低コストで信頼性や性能の高いスクロール圧縮機100を提供できる。
≪第2実施形態≫
第2実施形態(図8参照)は、固定スクロール21Aの第1排油溝hA1が吸入口J1に連通している一方、第2排油溝hA2がラップ溝hrに連通している点が、第1実施形態(図3参照)とは異なっている。なお、その他(スクロール圧縮機の全体的な構成等:図1参照)については、第1実施形態と同様である。したがって、第1実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
図8は、第2実施形態に係るスクロール圧縮機が備える固定スクロール21Aの下面図である。
図8に示す第1排油溝hA1は、第1油溝hm1に流入した高圧の潤滑油を固定スクロール21Aの吸入口J1に導く溝であり、鏡板面21fの所定箇所に設けられている。図8の例では、第1油溝hm1において、第2油溝hm2から離れている側の端部と、吸入口J1と、を接続するように、直線状の第1排油溝hA1が設けられている。
第2排油溝hA2は、第2油溝hm2に流入した高圧の潤滑油を固定スクロール21Aのラップ溝hrに導く溝であり、鏡板面21fの所定箇所に設けられている。図8の例では、第2油溝hm2において、第1油溝hm1から離れている側の端部と、ラップ溝hrと、を接続するように、直線状の第2排油溝hA2が設けられている。なお、固定スクロール21Aのラップ溝hrとは、台板21aの内壁面や固定ラップ21bの壁面で構成されている溝である。
<効果>
第2実施形態によれば、第1排油溝hA1が吸入口J1に連通し、また、第2排油溝hA2がラップ溝hrに連通している。これによって、例えば、第1排油溝hA1を介して流れる潤滑油が圧縮室Sp(図4参照)に供給されるため、圧縮室Spからの冷媒漏れを抑制できる。したがって、第2実施形態によれば、スクロール圧縮機の漏れ損失を低減し、高効率化を図ることができる。
≪第3実施形態≫
第3実施形態(図9参照)は、固定スクロール21Bの第1排油溝hB1が吸入口J1に連通している一方、第2排油溝hB2が背圧溝hkを介して外周溝hoに連通している点が、第1実施形態(図3参照)とは異なっている。なお、その他(スクロール圧縮機の全体的な構成等:図1参照)については、第1実施形態と同様である。したがって、第1実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
図9は、第3実施形態に係るスクロール圧縮機が備える固定スクロール21Bの下面図である。
図9に示す背圧溝hkは、第2排油溝hB2を介して流れる潤滑油を外周溝ho(図9の例では、所定の孔hsの付近)に導く溝であり、円弧状を呈している。そして、第2油溝hm2において、第1油溝hm1から離れている側の端部と、背圧溝hkの上流側の端部と、を接続するように、第2排油溝hB2が設けられている。また、第1油溝hm1において、第2油溝hm2から離れている側の端部と、吸入口J1と、を接続するように、第1排油溝hB1が設けられている。
<効果>
第3実施形態によれば、第2油溝hm2を流れる高圧の潤滑油が、第2排油溝hB2及び背圧溝hkを順次に介して、外周溝hoに供給される。これによって、固定スクロール21Bの鏡板面21fに潤滑油が供給されるため、鏡板間のシール性や潤滑性を高めることができる。したがって、スクロール圧縮機の性能や信頼性を第1実施形態よりもさらに高めることができる。
≪第4実施形態≫
第4実施形態(図10参照)は、第1油溝hm1よりも第1制御溝hc1のほうが深さが浅い点が、第1実施形態とは異なっている。なお、その他(スクロール圧縮機の全体的な構成や、各溝の下面視での配置:図1、図3参照)については、第1実施形態と同様である。したがって、第1実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
図10は、第4実施形態に係るスクロール圧縮機が備える固定スクロール21C及び旋回スクロール22の縦断面図である。
なお、図10では、旋回スクロール22の鏡板面に垂直であって、第1制御溝hc1及び第1油溝hm1を通る所定の曲面(図示せず)で断面をとったときの給油孔hgの付近の構成を示している。また、図10では、給油孔hgが第1制御溝hc1に連通したときの状態を示している。
図10に示すように、第1制御溝hc1の深さH1(固定スクロール21Cの鏡板面から上側に凹んでいる深さ)は、第1油溝hm1の深さH2よりも浅いことが好ましい。このような構成によれば、その深さが比較的浅い第1制御溝hc1において、高圧の潤滑油の流路が絞られる。これによって、給油孔hgが第1制御溝hc1に連通した瞬間に第1油溝hm1の圧力が急激に上昇することを抑制できる。
なお、第2制御溝hc2(図3参照)や第2油溝hm2(図3参照)についても同様のことがいえる。すなわち、第2制御溝hc2の深さが、第2油溝hm2の深さよりも浅いことが好ましい。これによって、給油孔hgが第2制御溝hc2に連通した瞬間に第2油溝hm2の圧力が急激に上昇することを抑制できる。
<効果>
第4実施形態によれば、高圧の潤滑油の供給に伴う急激なスラスト荷重の変動を抑制し、ひいては、旋回スクロール22の鏡板面圧の偏りによる摩耗やシール性の低下を抑制できる。したがって、スクロール圧縮機の性能や信頼性を第1実施形態よりもさらに高めることができる。
≪第5実施形態≫
第5実施形態(図11参照)は、給油孔hg(図11には図示せず、図2参照)の開口e1が第1制御溝hc1に連通し始める過程で、開口e1と第1制御溝hc1とが重なる面積が徐々に増加する点が、第1実施形態(図3参照)とは異なっている。なお、その他(スクロール圧縮機の全体的な構成等:図1参照)については、第1実施形態と同様である。したがって、第1実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
図11は、第5実施形態に係るスクロール圧縮機が備える固定スクロール21Dの下面において、給油孔e1の移動軌跡Tを示す部分拡大図である。
スクロール圧縮機のクランク角が大きくなるにつれて、給油孔hg(図11には図示せず、図2参照)の開口e1が、図11で反時計回りに位置A,B,C,D,E,F,Gの順で移動する。また、第1制御溝hc1及び第2制御溝hc2は、それぞれ、給油孔hgの開口e1の移動軌跡Tの一部と重なるように、円弧状に設けられている。
旋回スクロール22(図1参照)の旋回中、図11の位置B,C,Dに示すように、給油孔hgの開口e1と第1の溝h1(図11では、第1制御溝hc1)とが重なる面積が単調増加するように、第1の溝h1が設けられている。これによって、給油孔hgが第1制御溝hc1に連通した瞬間に、第1油溝hm1の圧力が急激に上昇することを抑制できる。
なお、第2制御溝hc2についても、第1制御溝hc1と同様のことがいえる。すなわち、旋回スクロール22(図1参照)の旋回中、図11の位置E、Fに示すように、給油孔hgの開口e1と第2の溝h2(図11では、第2制御溝hc2)とが重なる面積が単調増加するように、第2の溝h2が設けられている。これによって、給油孔hgが第2制御溝hc2に連通した瞬間に、第2油溝hm2の圧力が急激に上昇することを抑制できる。
なお、図11に示すように、第1制御溝hc1は、開口e1が移動するときの円形の移動軌跡Tよりも径の大きい所定の円Csの一部をなす円弧状であることが好ましい。同様に、第2制御溝hc2は、開口e1が移動するときの円形の移動軌跡Tよりも径の大きい所定の円(図示せず)の一部をなす円弧状であることが好ましい。このような構成によれば、第1制御溝hc1や第2制御溝hc2の周方向の位置を適宜に設定することで、開口e1が第1制御溝hc1等に連通し始める過程で、開口e1と第1制御溝hc1等とが重なる面積を徐々に増加させることが可能になる。
<効果>
第5実施形態によれば、高圧の潤滑油の供給に伴う急激なスラスト荷重の変動を抑制し、ひいては、旋回スクロール22の鏡板面圧の偏りによる摩耗やシール性の低下を抑制できる。したがって、スクロール圧縮機の性能や信頼性を第1実施形態よりもさらに高めることができる。
≪第6実施形態≫
第6実施形態では、第1実施形態で説明したスクロール圧縮機100(図1参照)を備える空気調和機W(冷凍サイクル装置:図12参照)について説明する。
図12は、第6実施形態に係る空気調和機Wの冷媒回路Rsの構成図である。
なお、図12の実線矢印は、暖房運転時における冷媒の流れを示している。
一方、図12の破線矢印は、冷房運転時における冷媒の流れを示している。
空気調和機Wは、冷房や暖房等の空調を行う機器である。図12に示すように、空気調和機Wは、スクロール圧縮機100と、室外熱交換器Eoと、室外ファンFoと、膨張弁Veと、四方弁Vfと、室内熱交換器Eiと、室内ファンFiと、を備えている。
図12の例では、スクロール圧縮機100、室外熱交換器Eo、室外ファンFo、膨張弁Ve、及び四方弁Vfが、室外機Woに設けられている。一方、室内熱交換器Ei及び室内ファンFiは、室内機Wiに設けられている。
スクロール圧縮機100は、ガス状の冷媒を圧縮する機器であり、第1実施形態(図1参照)と同様の構成を備えている。
室外熱交換器Eoは、その伝熱管(図示せず)を通流する冷媒と、室外ファンFoから送り込まれる外気と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。
室外ファンFoは、室外熱交換器Eoに外気を送り込むファンである。室外ファンFoは、駆動源である室外ファンモータMoを備え、室外熱交換器Eoの付近に設置されている。
室内熱交換器Eiは、その伝熱管(図示せず)を通流する冷媒と、室内ファンFiから送り込まれる室内空気(空調対象空間の空気)と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。
室内ファンFiは、室内熱交換器Eiに室内空気を送り込むファンである。室内ファンFiは、駆動源である室内ファンモータMiを備え、室内熱交換器Eiの付近に設置されている。
膨張弁Veは、「凝縮器」(室外熱交換器Eo及び室内熱交換器Eiの一方)で凝縮した冷媒を減圧する弁である。なお、膨張弁Veによって減圧された冷媒は、「蒸発器」(室外熱交換器Eo及び室内熱交換器Eiの他方)に導かれる。
四方弁Vfは、空気調和機Wの運転モードに応じて、冷媒の流路を切り替える弁である。例えば、冷房運転時(図12の破線矢印を参照)には、スクロール圧縮機100、室外熱交換器Eo(凝縮器)、膨張弁Ve、及び室内熱交換器Ei(蒸発器)が、四方弁Vfを介して順次接続されてなる冷媒回路Rsにおいて、冷凍サイクルで冷媒が循環する。
一方、暖房運転時(図12の実線矢印を参照)には、スクロール圧縮機100、室内熱交換器Ei(凝縮器)、膨張弁Ve、及び室外熱交換器Eo(蒸発器)が、四方弁Vfを介して順次接続されてなる冷媒回路において、冷凍サイクルで冷媒が循環する。このように第6実施形態では、冷媒回路Rsにおいて、スクロール圧縮機100、「凝縮器」、膨張弁Ve、及び「蒸発器」を順次に介して冷媒が循環するようになっている。
<効果>
第6実施形態によれば、空気調和機Wが、製造コストが低く性能や信頼性の高いスクロール圧縮機100を備えている。これによって、空気調和機Wの全体としての製造コストを削減し、また、その性能や信頼性を高めることができる。
≪変形例≫
以上、本発明に係るスクロール圧縮機100や空気調和機Wについて各実施形態で説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、各実施形態では、第1制御溝hc1(図3参照)や第2制御溝hc2(図3参照)が円弧状である場合について説明したが、これに限らない。すなわち、給油孔hgの開口e1の移動軌跡Tの一部を含むような形状であれば、第1制御溝hc1や第2制御溝hc2を他の形状(例えば、折れ線状や直線状)にしてもよい。
また、各実施形態では、第1制御溝hc1(図3参照)の一端に第1油溝hm1が接続される構成について説明したが、これに限らない。例えば、円弧状を呈する第1制御溝hc1の両端以外の所定箇所に第1油溝hm1が接続されるようにしてもよい。なお、第2制御溝hc2や第2油溝hm2についても同様のことがいえる。
また、各実施形態では、第1の溝h1(図3参照)が第1制御溝hc1及び第1油溝hm1を備える構成について説明したが、第1制御溝hc1を省略し、円弧状の第1油溝hm1の一端が開口e1の移動軌跡Tの一部に重なるようにしてもよい。同様に、第2の溝h2(図3参照)から第2制御溝hc2を省略し、円弧状の第2油溝hm1の一端が開口e1の移動軌跡Tの一部に重なるようにしてもよい。このような構成において、円弧状の第1油溝hm1の一部と、円弧状の第2油溝hm2の一部と、が径方向で重なっていてもよい。
また、各実施形態では、固定スクロール21(図3参照)の鏡板面21fに第1排油溝hn1及び第2排油溝hn2が設けられる構成について説明したが、第1排油溝hn1や第2排油溝hn2が省略された構成であってもよい。例えば、第1排油溝hn1を設けずとも、第1の溝h1から流出した潤滑油が、固定スクロール21の鏡板面21fと、旋回スクロール22の鏡板面22fとの間の隙間を介して流出するからである。
また、各実施形態では、固定スクロール21(図3参照)の鏡板面21fに環状の外周溝hoが設けられる構成について説明したが、これに限らない。例えば、外周溝hoを省略し、第1排油溝hn1や第2排油溝hn2が、その径方向外側の端部を介して、背圧室Sb(図2参照)に連通するようにしてもよい。
また、第1実施形態では、旋回スクロール22(図2参照)の鏡板面22fに設けられる開口e1の個数が一つである場合について説明したが、これに限らない。例えば、クランク軸3の軸線Zを挟んで、開口e1の反対側に別の開口(給油孔hgからの潤滑油を導く開口:図示せず)を設けてもよい。このような構成において、別の開口の移動軌跡の一部を通るように、第1の溝(図示せず)や第2の溝(図示せず)を追加で設けてもよい。このような構成でも、旋回スクロール22の旋回に伴い、それぞれの開口e1(つまり、同一の開口e1)が、第1の溝h1及び第2の溝h2に交互に連通するように構成するようにしてもよい。このような構成でも、第1実施形態と同様の効果が奏される。
また、各実施形態は、適宜に組み合わせることができる。例えば、第2実施形態と、第4実施形態とを組み合わせ、固定スクロール21Aが第1排油溝hA1や第2排油溝hA2を備え(第2実施形態:図8参照)、さらに、第1制御溝hc1の深さH1が第1油溝hm1の深さH2よりも浅い構成にしてもよい(第4実施形態:図10参照)。
また、例えば、第3実施形態と第6実施形態とを組み合わせ、空気調和機W(第6実施形態:図12参照)が、第3実施形態で説明した構成のスクロール圧縮機(図9参照)を備えるようにしてもよい。この他にも、様々な組み合わせが可能である。
また、第6実施形態で説明した空気調和機W(図13参照)は、ルームエアコンやパッケージエアコンの他、ビル用マルチエアコンといったさまざまな種類の空気調和機に適用できる。また、第6実施形態では、スクロール圧縮機100を備える空気調和機W(冷凍サイクル装置:図9参照)について説明したが、これに限らない。例えば、冷凍機、給湯機、空調給湯装置、チラー、冷蔵庫といった他の「冷凍サイクル装置」にも、第6実施形態を適用できる。
また、各実施形態では、スクロール圧縮機100で冷媒を圧縮する場合について説明したが、これに限らない。すなわち、冷媒以外の所定のガスをスクロール圧縮機100で圧縮する場合にも、各実施形態を適用できる。
また、各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換を適宜に行うことが可能である。
また、前記した機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。
1 密閉容器
2 圧縮機構部
3 クランク軸(シャフト)
3c 貫通孔
4 電動機
4a 固定子
4b 回転子
21,21A,21B,21C,21D 固定スクロール
21b 固定ラップ
21f 鏡板面
22 旋回スクロール
22f 鏡板面
22b 旋回ラップ
23 フレーム
100 スクロール圧縮機
e1 開口
h1 第1の溝
h2 第2の溝
hm1 第1油溝
hm2 第2油溝
hc1 第1制御溝
hc2 第2制御溝
hg 給油孔
ho 外周溝
hn1,hA1,hB1 第1排油溝
hn2,hA2,hB2 第2排油溝
AR1 偏荷重領域
Cs 円
Q1 第1領域
Q2 第2領域
Sp 圧縮室
T 移動軌跡
Z 軸線
Rs 冷媒回路
Eo 室外熱交換器(凝縮器/蒸発器)
Ei 室内熱交換器(蒸発器/凝縮器)
Ve 膨張弁
W 空気調和機(冷凍サイクル装置)

Claims (10)

  1. 密閉容器と、
    渦巻状の固定ラップを有し、前記密閉容器の内部に固定される固定スクロールと、
    前記固定ラップとともに圧縮室を形成する渦巻状の旋回ラップを有する旋回スクロールと、
    前記旋回スクロールを支持するフレームと、
    固定子及び回転子を有する電動機と、
    潤滑油を導く貫通孔を有し、前記回転子と一体で回転するシャフトと、を備え、
    前記固定スクロールの鏡板面において前記固定ラップの径方向外側には、第1の溝が設けられるとともに、第2の溝が設けられ、
    前記第1の溝の位置は、前記固定スクロールの鏡板面において、前記シャフトの軸線を中心として扇状を呈する第1領域に含まれ、
    前記第2の溝の位置は、前記シャフトの軸線を中心として、前記第1領域から周方向で所定にずれている扇状の第2領域に含まれ、
    前記貫通孔からの潤滑油を導く給油孔が、前記旋回スクロールの鏡板面に開口し、
    前記旋回スクロールの旋回に伴い、前記給油孔の一つの開口が、前記第1の溝及び前記第2の溝に交互に連通するスクロール圧縮機。
  2. 前記第1の溝には、前記固定ラップの径方向外側において、前記固定ラップに沿うように設けられる円弧状の第1油溝と、前記第1油溝に連通している第1制御溝と、が含まれ、
    前記第2の溝には、前記固定ラップの径方向外側において、前記固定ラップに沿うように設けられる円弧状の第2油溝と、前記第2油溝に連通している第2制御溝と、が含まれ、
    前記固定スクロールの鏡板面における前記給油孔の前記開口の移動軌跡において、前記第1制御溝が前記開口に連通する範囲と、前記第2制御溝が前記開口に連通する範囲と、が異なっていること
    を特徴とする請求項1に記載のスクロール圧縮機。
  3. 前記シャフトの軸線を中心として、前記第1制御溝と、前記第2制御溝と、が径方向で部分的に重なっていること
    を特徴とする請求項2に記載のスクロール圧縮機。
  4. 前記旋回スクロールの旋回において、前記圧縮室からのガスの吐出が開始されるときのクランク角から180°進んだ所定のクランク角である高スラスト荷重角となっているとき、前記旋回スクロールの偏心方向を基準として、前記シャフトの回転の向きに90°以上かつ180°以下の角度をなす所定の偏荷重領域の少なくとも一部を前記給油孔の前記開口が通過すること
    を特徴とする請求項1に記載のスクロール圧縮機。
  5. 扇状の前記第1領域の中心角、及び、扇状の前記第2領域の中心角は、それぞれ、180°以下であること
    を特徴とする請求項1に記載のスクロール圧縮機。
  6. 前記固定スクロールの鏡板面の周縁付近には、前記フレームの背圧室に連通する環状の外周溝が設けられ、
    前記固定スクロールの鏡板面には、前記第1の溝と前記外周溝とを連通させる第1排油溝が設けられるとともに、前記第2の溝と前記外周溝とを連通させる第2排油溝が設けられること
    を特徴とする請求項1に記載のスクロール圧縮機。
  7. 前記第1制御溝の深さは、前記第1油溝の深さよりも浅く、
    前記第2制御溝の深さは、前記第2油溝の深さよりも浅いこと
    を特徴とする請求項2に記載のスクロール圧縮機。
  8. 前記旋回スクロールの旋回中、前記給油孔の前記開口と前記第1の溝とが重なる面積が単調増加するように、前記第1の溝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。
  9. 前記第1制御溝及び前記第2制御溝は、それぞれ、円形の前記移動軌跡よりも径の大きい所定の円の一部をなす円弧状であること
    を特徴とする請求項2に記載のスクロール圧縮機。
  10. 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機を備え、
    前記スクロール圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器を順次に介して冷媒が循環する冷媒回路を含んでなる冷凍サイクル装置。
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