JPH09264275A

JPH09264275A - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JPH09264275A
Application number: JP7474596A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Sato; 里　　和哉; Kazuyoshi Sugimoto; 和禧杉本; Kazuaki Fujiwara; 一昭藤原; Toshihiko Mitsunaga; 敏彦光永
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】高速回転における運転中のオイルインジェク
ション機構による圧縮室への潤滑用オイルの供給を停止
できるスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】クランク軸１３の偏心軸部１３ｂが嵌合
されるブッシュ部３４の嵌合穴３５の底面に段差空間を
設ける。段差空間によりクランク軸１３の偏心軸部１３
ｂ上にオイル導入口が形成される。オイル導入口３６内
に、圧縮室に連通するオイルインジェクション連通路３
７への潤滑用オイルの供給を遮断する弁体７０を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空調機あるいは
冷凍機等に搭載されるスクロール圧縮機に関し、特に、
スクロール圧縮要素へ潤滑用オイルを供給するためのオ
イルインジェクション機構の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のスクロール圧縮機におい
ては、実開昭６２−１４１６８８号公報などに開示され
ているように、内底面部を潤滑用オイルのオイル溜めと
した密閉容器内の上部にスクロール圧縮要素を収納し、
このスクロール圧縮要素をその下部に収納された電動要
素のクランク軸にて駆動させて、密閉容器の低圧空間側
に臨む吸入管から供給される冷媒ガスを前記スクロール
圧縮要素の圧縮室内に吸入して圧縮する。

【０００３】このようなスクロール圧縮機は、複数の圧
縮室からなるために、各圧縮室の圧力差が小さくて、冷
媒ガスのリーク量が少ないことから、圧縮効率にすぐれ
ていると、従来から性能上の信頼性が持たれている。し
かし、実際には固定スクロール及び揺動スクロールの各
々の鏡板に形成される渦巻状のラップの加工精度上、か
なりの冷媒ガスのリークが発生しているのが現状であ
る。

【０００４】そこで、従来、スクロール圧縮要素の圧縮
室内における冷媒ガスのシール性を高めるために、例え
ば揺動スクロールの鏡板の下面中央軸部に、クランク軸
の上端部が嵌合される嵌合穴を有するブッシュ部を設
け、クランク軸の上端部上の空間をオイル導入口とし
て、このオイル導入口からオイルポンプ機構にて上昇す
る密閉容器の内底部に貯溜されたオイル溜めからの潤滑
用オイルをクランク軸内に設けたオイル通路を介して圧
縮室内の初期圧縮室に冷媒ガスと共に積極的に供給する
ようなオイルインジェクション機構を設けている。

【０００５】しかしながら、上記した従来構造のスクロ
ール圧縮機におけるスクロール圧縮要素では、圧縮機の
成績係数（ＥＥＲ）を高めるために、インバータにより
電動要素の周波数を変えて回転数を可変するように運転
した場合、各回転数によって、オイルインジェクション
量が異なる。即ち、高速回転で運転されるほど、オイル
インジェクション量は多くなる。

【０００６】ところが、オイルインジェクション量は低
速回転になるにしたがって多くする必要があり、高速回
転では、冷媒ガスの循環量が増え、冷媒ガスに含まれる
オイル量も多くなるために、オイルインジェクション機
構による積極的なオイル供給が不要になる。高速回転に
おいてオイルインジェクション機構による積極的な多量
のオイル供給を行なうと、密閉容器内底部のオイル溜め
に貯溜された潤滑用オイルが急激に減少して、オイルレ
ベルが低下するばかりでなく、圧縮室へのオイル供給が
不可能になり、これによって、安定した圧縮室のシール
性を維持することができなくなるために、充分な圧縮効
率が得られず、しかも、入力が増加して圧縮機の成績係
数（ＥＥＲ）に悪影響を与える。

【０００７】この問題を解消するために、本願出願人は
特願平７−３３６０８８号にて、図１２に示すようなス
クロール圧縮機を提案した。以下、このスクロール圧縮
機を図１２に基づいて説明する。同図において、１は密
閉容器で、この密閉容器１は、円筒状胴部２と、この胴
部２の上下両端部２ａ，２ｂをそれぞれ被冠するエンド
キャップ３，４とで構成されている。密閉容器１内の下
部には、電動要素１０が収納されていて、この電動要素
１０の上部には、スクロール圧縮要素２０が収納されて
いる。電動要素１０は、固定子１１と、この固定子１１
の中心軸部に回転自在に挿嵌される回転子１２とからな
り、この回転子１２の中心軸部には、スクロール圧縮要
素２０を駆動するクランク軸１３が圧入状態で固定され
ている。

【０００８】スクロール圧縮要素２０は、密閉容器１内
に固定された上側固定スクロール２１と、密閉容器１内
に固定されたメインフレーム５にオルダムリング６を介
して揺動自在に支持された下側揺動スクロール３１とか
らなる。固定スクロール２１の鏡板２２の下面部に形成
された渦巻き状のラップ２３に、揺動スクロール３１の
鏡板３２の上面部に形成された渦巻き状のラップ３３を
互いに噛合させることにより圧縮室Ｐを形成している。

【０００９】７は密閉容器１の外側部に設けた冷媒ガス
の吸入管で、この吸入管７は、密閉容器１内の低圧空間
１Ａ側に臨んでいる。この低圧空間１Ａに供給された冷
媒ガスは、スクロール圧縮要素２０の圧縮室Ｐ内の初期
圧縮室Ｐ１側に吸入され、スクロール圧縮要素２０の中
心軸部側の後期圧縮室Ｐ２側に向けて圧縮される。スク
ロール圧縮要素２０にて圧縮された冷媒ガスは、固定ス
クロール２１の鏡板２２に開口させた後期圧縮室Ｐ２に
連通する吐出口２４から密閉容器１内上部の高圧空間１
Ｂ側に吐出され、密閉容器１の上部エンドキャップ３に
設けた吐出管８から図示しない外部の冷媒ユニット回路
に吐出させるようになっている。

【００１０】密閉容器１の内底面部は、潤滑用オイルＯ
のオイル溜め９となっていて、このオイル溜め９に貯溜
された潤滑用オイルＯは、電動要素１０のクランク軸１
３の下端部１３ａに連動させて設けられたオイルポンプ
機構５０にて上昇し、クランク軸１３内を貫通するオイ
ル通路１４を通してクランク軸１３の上端部である偏心
軸部１３ｂ側に吐出される。

【００１１】そして、揺動スクロール３１の鏡板３２の
下面中央軸部には、ブッシュ部３４が一体に突出形成さ
れ、このブッシュ部３４に形成された嵌合穴３５に、ク
ランク軸１３の上端偏心軸部１３ｂを嵌合することによ
り、揺動スクロール３１を駆動させるようになってい
る。揺動スクロール３１の鏡板３２には嵌合穴３５の底
面に段差空間が設けられ、クランク軸１３の上端偏心軸
部１３ｂ上にオイル導入口３６を形成している。

【００１２】このオイル導入口３６には、オイル溜め９
に貯溜された潤滑用オイルＯがオイルポンプ機構５０に
てオイル通路１４を通ってクランク軸１３の偏心軸部１
３ｂ側に吐出するように上昇して導入され、この潤滑用
オイルＯは、揺動スクロール３１の鏡板３２とメインフ
レーム５とのスラスト面に形成したオイル溝（図示せ
ず）からスクロール圧縮要素２０の圧縮室Ｐ内の初期圧
縮室Ｐ１に冷媒ガスＧと共に供給されるようになってい
る。

【００１３】揺動スクロール３１の鏡板３２内には、中
央軸部側のオイル導入口３６から圧縮室Ｐ側に連通させ
てなるオイルインジェクション機構を構成する２本のオ
イルインジェクション連通路３７，３８がそれぞれ形成
され、これら各々のオイルインジェクション連通路３
７，３８は、圧縮室Ｐ側の開口端３７ａ，３８ａを固定
スクロール２１と揺動スクロール３１とにそれぞれ形成
してなる渦巻き状ラップ２３，３３の終端部２３ａ，３
３ａ側近傍に開口させて、圧縮室Ｐ内の初期圧縮室Ｐ１
に臨ませている。

【００１４】４１は、密閉容器１内のスクロール圧縮要
素２０の上部背面側に設けられたバッフル板４１であ
り、その外周端縁部４１ａを密閉容器１の胴部２の上
端部２ａに被冠されるエンドキャップ３の外周端縁部３
ａと共に溶接にて固定されている。バッフル板４１は、
嵌合口部４３を固定スクロール２１の鏡板２２の上部背
面側中心軸部に突出形成したボス部２５の外周側面にシ
ール溝２６を介して組み付けられる断面Ｕ字形のラジア
ルシールリング４６を介して非接触状態で嵌合される。
ストッパとなるフランジ部４４は、固定スクロール２１
の鏡板２２に突出形成したボス部２５の上面に係止可能
になっている。内底面部４２の中央部側近傍には、密閉
容器１内の低圧空間１Ａ側に連通するオイルリターン通
路４５が設けられている。

【００１５】上記のように構成されたスクロール圧縮機
は、オイルポンプ機構５０にて上昇する潤滑用オイルＯ
が、オイル導入口３６からオイルインジェクション連通
路３７，３８を通って圧縮室Ｐの初期圧縮室Ｐ１内に強
制的に供給される。

【００１６】そして、オイルインジェクション連通路３
７，３８の開口端３７ａ，３８ａが臨むオイル導入口３
６を段差空間に形成しているので、高速回転による運転
時に、オイル導入口３６内に導入された潤滑用オイルＯ
の遠心力が大きくなり、通路抵抗が大きくなるために、
オイルインジェクション連通路３７，３８への流入量が
減少し、これによって、周波数が６０Ｈｚ以上の高速回
転域でのオイルインジェクション量が大幅に減少し、冷
媒ガスの循環量が増えても、オイル溜め９に貯溜された
潤滑用オイルの急激な減少によるオイルレベルの低下が
防止される。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高速回
転による運転時にはスクロール圧縮要素の潤滑は冷媒ガ
ス中のオイルのみで充分であり、オイルインジェクショ
ン機構によりオイルを供給する必要はない。上記構成の
スクロール圧縮機においてもスクロール圧縮要素へのオ
イルインジェクションを完全に停止することはできなか
った。

【００１８】そこで、本発明は、低速・高速回転におけ
る運転中のオイルインジェクション機構による圧縮室へ
の潤滑用オイルのオイルインジェクション量を供給制御
可能とし、高速回転域においてオイルインジェクション
を完全に停止して、安定したシール性を維持し、充分な
圧縮効率を得ることができるようにするとともに、入力
増加による成績係数の低下を防止することができるよう
にしたスクロール圧縮機を提供することを課題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、内底面部を潤
滑用オイルのオイル溜めとした密閉容器内の上部に、鏡
板に渦巻き状のラップを形成した上側固定スクロール
と、この固定スクロールの渦巻き状のラップに揺動自在
に噛合されて圧縮室を形成する渦巻き状のラップが鏡板
に形成された下側揺動スクロールとからなるスクロール
圧縮要素を収納し、下部にこのスクロール圧縮要素をク
ランク軸にて駆動する電動要素を収納し、揺動スクロー
ルの鏡板の下面中央軸部に、クランク軸の上端部が嵌合
される嵌合穴を有するブッシュ部３４を設け、このブッ
シュ部の嵌合穴の底面に形成され、クランク軸の上端部
上に位置する段差空間によりオイル導入口が形成され、
オイルポンプ機構にて上昇するオイル溜めからの潤滑用
オイルを、クランク軸内に設けたオイル通路を介してオ
イル導入口から圧縮室内に供給してなるスクロール圧縮
機において、揺動スクロールの鏡板内にオイル導入口か
ら圧縮室に連通するオイルインジェクション連通路を設
け、このオイルインジェクション連通路への潤滑用オイ
ルの供給を遮断する弁体をオイル導入口に設けたことを
特徴とする。弁体により高速回転時にオイルインジェク
ションは完全に停止する。

【００２０】上記弁体はオイル通路からのオイルにより
オイル導入口内にて上昇してオイルインジェクション連
通路への潤滑用オイルの供給を遮断する。また、弁体に
は転覆を防止するための案内部材や軸方向に貫通する透
孔を設けてもよい。

【００２１】さらに、弁体はコイルスプリングにて導入
口に吊設することができる。また、弁体の底面に溝を形
成して、弁体の底面に振り掛かったオイルの流れを外方
へ向けるようにしてもよい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。本発明のスクロール圧縮機の全体構
成は、図１〜図１１にて以下に説明するオイルインジェ
クション機構を除いて図１２で説明したものと同一の構
成であり、図１〜図１１において同一部分には同一の符
号を付してその説明を省略する。

【００２３】図１は本発明のスクロール圧縮機のオイル
インジェクション機構を示す要部断面図である。本発明
では、オイルインジェクション連通路３７の開口３７ａ
を開閉するアルミ等からなる弁体７０を、オイル導入口
３６に配している。弁体７０はクランク軸１３の上端部
である偏心軸部１３ｂ上の段差空間内に位置しており、
オイルポンプ機構５０によりクランク軸１３内のオイル
通路１４から偏心軸部１３ｂ側に吐出されるオイル量が
少ないときは、その自重によりクランク軸１４の偏心軸
部１３ｂの上面上に位置し、オイル通路１４からのオイ
ルの油圧に応じてオイル内に浮遊し、オイル導入口３６
内を軸方向に移動する。スクロール圧縮機の運転が高速
回転になるにつれて、オイル通路１４からのオイルの油
圧が高くなり、弁体７０はオイル導入口３６内を上昇し
ていく。オイルインジェクション連通路３７は、オイル
導入口３６に開口しており、この開口３７ｂは弁体７０
が上昇して塞がれる。スクロール圧縮機が低速回転域で
運転されているときは、弁体７０はオイル導入口３６内
でオイル中を浮遊しており、オイル通路１４からのオイ
ルは、オイルインジェクション連通路３７を通ってスク
ロール圧縮部２０の圧縮室に供給される。高速回転域で
運転されると、弁体７０はオイル導入口３６内を上昇し
て、オイル導入口３６の上端に達するとオイルインジェ
クション連通路３７の開口３７ａを塞ぎ、オイルインジ
ェクション連通路３７へのオイルの供給が停止される。

【００２４】なお、図２に示すようにオイル導入口３６
の内径Ａをブッシュ部３４の摺動面の内径Ｂよりも大き
く形成すれば、オイルは遠心力により外側に飛ばされる
ので、低速回転時、弁体７０がオイルインジェクション
連通路３７の開口３７ａを塞いでいない際に、オイル導
入口３６にオイルが行き易くなりオイルインジェクショ
ン連通路３７に充分にオイルを供給することができる。

【００２５】弁体７０の形状は図３〜図６に示すものが
適用できる。

【００２６】図３に示す弁体７０は円錐台形状であり、
テーパ状の側面にてオイル導入口３６の段差部開口３６
ａを塞ぐことにより、オイル導入口３６へオイルが行か
ないようにする。図４に示す弁体７０は円筒状であり、
上面および側面にてオイルインジェクション連通路３７
の開口を塞ぐことにより、オイルインジェクション連通
路３７へのオイルの供給を遮断する。図５に示す弁体７
０はオイル導入口３６に嵌合する小径の円筒と大径の円
筒からなり、小径円筒の上面および側面にてオイルイン
ジェクション連通路３７の開口３７ｂを塞ぐと共に、大
径円筒の上面でオイル導入口３６の段差部開口３６ａを
塞ぐことによりオイル導入口３６へオイルが行かないよ
うにする。図６に示す弁体７０はそろばん玉形状であ
り、テーパ状の上面にてオイル導入口３６の段差部開口
３６ａを防ぐことにより、オイル導入口３６へオイルが
行かないようにする。

【００２７】また、弁体７０にはオイル導入口３６内で
転覆しないように、図７に示すように案内部材７１を設
けても良い。図７（ａ）では案内部材７１を弁体７０の
底面から下方に延出させ、偏心軸部１３ｂ内のオイル通
路１４に挿入している。図７（ｂ）では案内部材７１を
弁体７０の上面から上方に延出させ、揺動スクロール３
１の鏡板３２に形成した案内孔７２に挿入している。

【００２８】さらに、弁体７０には図８に示すように軸
方向に貫通する透孔７３を設け、オイル通路１４から吐
出されるオイルに対する抵抗を低減し、弁体７０の重量
を低減すると共に、低速回転域から高速回転域までの広
範囲にわたって一定量のオイルをブッシュ部３４の摺動
面に供給することができる。

【００２９】ところで、高速回転時に弁体７０が上昇
し、オイル導入口３６の壁面に当接してオイルにより張
り付いて、低速回転になっても下降しない場合が考えら
れる。そのため、図９に示すようにコイルバネ７４にて
オイル導入口３６の上面から弁体７０を吊るすようにし
てもよい。図９（ａ）においては、コイルバネ７４の一
端を弁体７０の中央に設けた孔７５に挿入して固定し、
他端をオイル導入口３６の壁面に固定している。図９
（ｂ）においては、弁体７０の上面に設けた突起７６を
コイルバネ７４の一端に挿入し、他端をオイル導入口３
６の壁面に固定している。このように弁体７０にコイル
バネ７４を設けることにより、弁体７０がオイルにより
張り付いて、オイル導入口３６を塞いだままになるのを
防止することができ、弁体７０の開閉動作を確実にする
ことができる。

【００３０】また、ブッシュ部３４へのオイルの供給を
確実にするために、図１０に示すように弁体７０の底面
に溝７７を設けてもよい。クランク軸１３のオイル通路
１４から吐出され、弁体７０の下面の中央部に当たった
オイルは、溝に沿って外方へ流れ、ブッシュ部３４の内
面に滴下する。同様に図１１に示すようにクランク軸１
３の偏心軸部１３ｂの頂部に溝７８を設けてもよい。オ
イル通路１４から吐出されたオイルは溝７８に沿って外
方へ振り掛けられる。

【００３１】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
オイル導入口内にオイルインジェクション連通路へのオ
イルの供給を遮断する弁体を設けたので、スクロール圧
縮機を高速回転域で運転する際には、スクロール圧縮要
素の圧縮室へのオイルの供給を完全に停止することがで
きるので、充分な圧縮効率を得ることができ、入力増加
による成績係数の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクロール圧縮機のオイルインジェク
ション機構を示す断面図。

【図２】本発明のスクロール圧縮機の弁装置を示す断面
図。

【図３】本発明のスクロール圧縮機の弁装置を示す断面
図。

【図４】本発明のスクロール圧縮機の弁装置を示す断面
図。

【図５】本発明のスクロール圧縮機の弁装置を示す断面
図。

【図６】本発明のスクロール圧縮機の弁装置を示す断面
図。

【図７】本発明のスクロール圧縮機の弁装置を示す断面
図。

【図８】本発明のスクロール圧縮機の弁装置を示す断面
図。

【図９】本発明のスクロール圧縮機の弁装置を示す断面
図。

【図１０】本発明のスクロール圧縮機の弁装置を示す断
面図。

【図１１】本発明のスクロール圧縮機のクランク軸の偏
心部を示す断面図。

【図１２】従来のオイルインジェクション機構を備えた
スクロール圧縮機を示す断面図。

【符号の説明】

１密閉容器１Ａ低圧空間１Ｂ高圧空間９オイル溜め１０電動要素１３クランク軸１３ａ上端部（上端偏心軸部）１４オイル通路２０スクロール圧縮要素２１固定スクロール２２鏡板２３ラップ３１揺動スクロール３２鏡板３３ラップ３４ブッシュ部３５嵌合穴３６オイル導入口３７オイルインジェクション連通路５０オイルポンプ機構７０弁体７１案内部材７３透孔７４コイルスプリングＰ圧縮室Ｏ潤滑用オイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者光永敏彦大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内底面部を潤滑用オイルのオイル溜めと
した密閉容器内の上部に、鏡板に渦巻き状のラップを形
成した上側固定スクロールと、この固定スクロールの渦
巻き状のラップに揺動自在に噛合されて圧縮室を形成す
る渦巻き状のラップが鏡板に形成された下側揺動スクロ
ールとからなるスクロール圧縮要素を収納し、下部にこ
のスクロール圧縮要素をクランク軸にて駆動する電動要
素を収納し、前記揺動スクロールの鏡板の下面中央軸部
に、前記クランク軸の上端部が嵌合される嵌合穴を有す
るブッシュ部を設け、このブッシュ部の嵌合穴に形成さ
れ、前記クランク軸の上端部上に位置する段差空間によ
りオイル導入口が形成され、オイルポンプ機構にて上昇
する前記オイル溜めからの潤滑用オイルを、前記クラン
ク軸内に設けたオイル通路を介して前記オイル導入口か
ら前記圧縮室内に供給してなるスクロール圧縮機におい
て、前記揺動スクロールの鏡板内に前記オイル導入口から前
記圧縮室に連通するオイルインジェクション連通路を設
け、このオイルインジェクション連通路への潤滑用オイ
ルの供給を遮断する弁体を前記オイル導入口に設けたこ
とを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】前記弁体は前記オイル通路からの潤滑用
オイルにより前記オイル導入口内にて上昇して前記オイ
ルインジェクション連通路への潤滑用オイルの供給を遮
断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。
【請求項３】前記弁体は転覆を防ぐための案内部材を
備えることを特徴とする請求項１または２に記載のスク
ロール圧縮機。
【請求項４】前記弁体は軸方向に貫通する透孔を備え
ることを特徴とする請求項１、２または３に記載のスク
ロール圧縮機。
【請求項５】前記弁体はコイルスプリングにて前記オ
イル導入口に吊設されることを特徴とする請求項１、
２、３または４に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】前記弁体の底面に溝を形成したことを特
徴とする請求項１、２、３、４または５に記載のスクロ
ール圧縮機。