WO2009119361A1 - スクロール型圧縮機 - Google Patents

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WO2009119361A1
WO2009119361A1 PCT/JP2009/054995 JP2009054995W WO2009119361A1 WO 2009119361 A1 WO2009119361 A1 WO 2009119361A1 JP 2009054995 W JP2009054995 W JP 2009054995W WO 2009119361 A1 WO2009119361 A1 WO 2009119361A1
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scroll
lubricating oil
compressor
sliding surface
space
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PCT/JP2009/054995
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English (en)
French (fr)
Inventor
飯塚二郎
寺内清
横山裕之
Original Assignee
サンデン株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
    • F04C29/028—Means for improving or restricting lubricant flow

Definitions

  • the present invention relates to a scroll compressor, and more particularly to a scroll compressor suitable as a compressor for a vehicle air conditioner.
  • a path for returning lubricating oil to the suction chamber side is formed through an oil separator provided in the discharge chamber.
  • the lubricating oil returned to the suction chamber side is returned to the discharge chamber again as the fluid is discharged, the lubricating oil is moved out of the compressor (for example, in the piping forming the refrigeration circuit of the vehicle air conditioner). It is discharged at a certain rate. For this reason, there is a possibility that the amount of lubricating oil in the compressor is reduced and lubrication in the drive mechanism portion in the compressor becomes insufficient.
  • the separation efficiency of the oil separator is improved in order to eliminate such problems, there is a risk of increasing pressure loss and power consumption.
  • FIG. 7 a proposal as shown in FIG. 7 is also known (Patent Document 1).
  • reference numeral 100 denotes an entire scroll compressor.
  • the scroll compressor 100 includes a housing 101 having a hollow inside and a lid-shaped housing 102.
  • a housing 101 accommodates a compression mechanism 105 composed of a fixed scroll 103 and a movable scroll 104.
  • the fixed scroll 103 has a bottom plate 106 and a spiral body 107 provided on the bottom plate 106.
  • the movable scroll 104 has a bottom plate 108 and a spiral body 109 provided on the bottom plate 108.
  • a compression mechanism 105 is formed by meshing the spiral bodies 107 and 109 of the scrolls 103 and 104 while shifting their angles.
  • a drive shaft 110 is provided in the housing 101.
  • the drive shaft 110 is rotatably inserted into the housing 101 via a bearing 111.
  • a shaft seal portion 112 that seals the inside of the compressor from the outside is provided.
  • a crank mechanism 113 is provided on the other end side of the drive shaft 110, and a crank pin 114 of the crank mechanism 113 is inserted into an eccentric bush 115 provided at a position eccentric from the rotation center of the drive shaft 110. .
  • the eccentric bush 115 is rotatably inserted into a bearing 117 provided in a protrusion 116 provided on the back surface 108 a of the bottom plate 108 of the movable scroll 104, and the rotation is prevented by the rotation prevention mechanism 122 by driving the drive shaft 110.
  • the movable scroll 104 is rotated.
  • a balance weight 120 is provided at the rear end portion of the movable scroll 104 so that the unbalance due to the turning motion of the movable scroll 104 is corrected.
  • the rotation preventing mechanism 122 of the movable scroll 104 is constituted by a pin-and-ring coupling provided between the inner surface of the housing 101 and the rear surface 108a of the bottom plate 108 of the movable scroll 104. 101 is in sliding contact with the inner surface. For this reason, the interior of the compressor is partitioned by a bottom plate 108 into a mechanical chamber (drive unit space) 119 formed around a drive unit having a suction chamber 118 on the compressor mechanism 105 side and a drive shaft 110.
  • lubrication of each member in the mechanical chamber 119 may be insufficient, but an oil supply passage 121 that extends in the direction of the compressor axis and communicates the suction chamber 118 and the mechanical chamber 119 is provided in the movable scroll 104. As a result, lubricating oil is supplied into the mechanical chamber 119.
  • a fluid is supplied from the compression chamber 130 (fluid pocket) formed between the two spiral bodies 107 and 109 to the mechanical chamber 119 side and is contained in the fluid. Since each member in the mechanical chamber 119 is lubricated by the lubricating oil, the fluid also flows into the mechanical chamber 119 side. For this reason, the volume of the fluid taken into the compression chamber 130 is reduced, which may cause a reduction in compression efficiency and a decrease in coefficient of performance (COP). Further, when the suction chamber 118 and the discharge chamber 123 are equalized when restarting after the scroll compressor 100 is stopped, the lubricating oil in the mechanical chamber 119 is compressed via the oil supply passage 121 to the compression mechanism 105. The lubricating oil may flow back to the side and the lubricating oil in the mechanical chamber 119 may be insufficient, or liquid compression may be caused by the lubricating oil flowing back to the compression mechanism 105 side. JP 2007-285187 A
  • a scroll compressor having a scroll compressor mechanism including a movable scroll that performs a revolving motion and a fixed scroll in a housing.
  • a sliding surface with the front housing of the compressor covering the side of the movable scroll is formed over substantially the entire circumference of the back surface, and the sliding surface portion allows the suction chamber to the compression mechanism and the back side of the movable scroll to be formed.
  • a drive unit space formed around the drive unit having the movable scroll drive shaft, and a space between the drive unit space and a lubricating oil storage space formed on the lower side of the discharge chamber of the compressor. Further, the lubricating oil is guided from the lubricating oil storage space to the drive unit space, and a lubricating oil circulation path having a throttle is provided in the middle.
  • the sliding surface portion is provided with a gas vent path that communicates between the drive space and the suction chamber.
  • a gas venting path is preferably arranged so as to be positioned above the opening of the lubricating oil circulation path in the drive unit space in the compressor installation posture. If such a gas venting path is provided, the gaseous fluid that has flowed into the drive unit space together with the lubricating oil can be returned to the suction chamber side. Moreover, if the positional relationship between the opening and the gas vent path in the compressor installation posture is set as described above, only the fluid existing in the drive unit space can be efficiently returned to the compression chamber side.
  • the opening to the drive unit space of the lubricating oil circulation path is located above the lower surface of the drive shaft extending in the horizontal direction in the compressor installation posture. In such a configuration, the lubricating oil introduced into the drive unit space can be reliably supplied to the drive unit around the drive shaft.
  • a filter is provided at a position covering the opening of the discharge chamber of the lubricating oil circulation path.
  • the width of the sliding surface portion between the movable scroll and the front housing is preferably equal to or smaller than the turning diameter of the movable scroll. According to such a configuration, even when the movable scroll is swung, a predetermined sliding surface portion can be reliably formed between the movable scroll and the front housing, and can be maintained.
  • the boundary portion between the sliding surface portion and the non-sliding surface portion adjacent to the sliding surface portion is preferably formed with a tapered surface of 1 to 30 degrees. According to such a configuration, since the lubricating oil is easily held on the sliding surface portion, the slidability of the movable scroll can be improved.
  • a self-lubricating film is provided on the sliding surface of at least one member of the movable scroll and the front housing.
  • a PTFE (polytetrafluoroethylene) film may be provided on the at least one surface.
  • the opening portion of the lubricating oil circulation path to the driving portion space is opened toward a space formed between the bearing portion supporting the driving shaft and the shaft seal portion. According to such a configuration, the lubricating oil can be reliably supplied to the drive unit around the drive shaft in the drive unit space.
  • the gas venting path can be configured to repeat opening and closing intermittently with the orbiting movement of the movable scroll.
  • a vent path can be formed, for example, via a recess provided on the inner surface of the front housing or the rear surface of the movable scroll.
  • the sliding surface portion may be provided with a tip seal that extends substantially over the entire circumference of the sliding surface portion but is formed with a gas vent path in the middle.
  • the lubricating oil circulation path can be formed so that at least a part thereof passes outside the compressor housing. Further, the lubricating oil circulation path can be formed so that at least a part thereof passes through the thickness of the compressor housing. The lubricating oil circulation path may be formed so that at least a part thereof passes between the housing of the compressor and the fixed scroll. In other words, the lubricating oil circulation path can be formed as an optimum path by combining the above forms in consideration of the external shape of the scroll compressor, the installation location of the compressor, etc. Also, the present invention can be easily applied.
  • Such a scroll compressor according to the present invention is particularly suitable as a compressor provided in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner.
  • the lubricating oil in the lubricating oil storage space formed on the lower side of the discharge chamber can be efficiently supplied to the drive unit space via the lubricating oil circulation path.
  • the coefficient of performance can be improved as compared with the conventional scroll type compressor that directly supplies the fluid on the mechanism side to the drive unit space.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a scroll compressor according to a first embodiment of the present invention. It is an exploded view of the front housing and movable scroll of the scroll compressor of FIG. It is a rear view of the movable scroll of the scroll compressor which concerns on the 2nd embodiment of this invention. It is a rear view of the movable scroll of the scroll compressor which concerns on the 3rd embodiment of this invention. It is a longitudinal cross-sectional view of the scroll compressor which concerns on the 4th embodiment of this invention. It is a longitudinal cross-sectional view of the scroll compressor which concerns on 5th embodiment of this invention. It is a longitudinal cross-sectional view of the conventional scroll type compressor.
  • FIG. 1 and 2 show a scroll compressor according to a first embodiment of the present invention.
  • reference numeral 1 denotes a scroll compressor.
  • the scroll compressor 1 is configured as a compressor provided in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner.
  • the scroll compressor 1 has a front housing 2 that is hollow inside and a rear housing 3 that closes one end of the front housing 2.
  • a compression mechanism 6 including a fixed scroll 4 and a movable scroll 5 is accommodated in the front housing 2.
  • the fixed scroll 4 has a bottom plate 7 and a spiral body 8 provided on the bottom plate 7.
  • the movable scroll 5 has a bottom plate 9 and a spiral body 10 provided on the bottom plate 9.
  • the compression mechanism 6 which has the compression chamber 11 inside is formed by engaging the spiral body 8 of the fixed scroll 4 and the spiral body 10 of the movable scroll 5 by shifting the angle.
  • a drive shaft 12 is provided in the front housing 2.
  • the drive shaft 12 is rotatably supported in the front housing 2 via bearings 13 and 14.
  • a shaft seal portion 15 formed of a lip seal that seals the inside of the front housing 2 to the outside is provided.
  • a crank mechanism 16 is provided at the other end of the drive shaft 12, and a crank pin 17 of the crank mechanism 16 is inserted into an eccentric bush 18 provided at a position eccentric from the rotation center of the drive shaft 12.
  • the eccentric bush 18 is rotatably inserted into a bearing 20 in a protrusion 19 provided on the back surface 9 a of the bottom plate 9 of the movable scroll 5.
  • a rotation prevention mechanism 21 comprising a pin-and-coupling is provided, and the rotation of the drive shaft 12 prevents the movable scroll 5 from rotating. A turning motion is given.
  • a balance weight 22 for adjusting the balance of the movable scroll 5 accompanying the turning motion is provided at the rear end portion of the movable scroll 5.
  • the rear surface 9a of the bottom plate 9 of the movable scroll 5 is configured to be slidable on the inner surface 2a of the front housing 2 over almost the entire circumference.
  • the interior of the compressor is partitioned by the back surface 9 a into a suction chamber 23 on the compression mechanism 6 side and a drive part space 24 formed around the drive part of the drive shaft 12.
  • the lubricating oil storage space 26 and the driving portion space 24 formed on the lower side of the discharge chamber 25 introduce the lubricating oil in the lubricating oil storage space 26 to the driving portion space 24 side.
  • the oil circulation path 27 communicates.
  • a throttle 28 is provided in the middle of the lubricating oil circulation path 27.
  • a part of the lubricating oil circulation path 27 passes through the outside of the housings 2 and 3 of the compressor 1 and a part of the lubricating oil circulation path 27 passes through the front housing 2.
  • a sliding surface portion 29 is formed on the back surface 9a of the bottom plate 9 of the movable scroll 5 so as to be in sliding contact with the inner surface 2a of the front housing 2 over almost the entire circumference.
  • a self-lubricating film is formed by a PTFE film on either the inner surface 2a and the sliding surface portion 29, or the inner surface 2a or the sliding surface portion 29.
  • the width A of the sliding surface portion 29 is formed to be equal to or smaller than the turning diameter B of the movable scroll 5.
  • the boundary between the sliding surface portion 29 and the non-sliding surface portion adjacent to the sliding surface portion 29 is formed on a tapered surface 30 of 1 to 30 degrees.
  • Concave portions 31 are formed on the back surface 9a, and concave portions 32 and 33 are formed on the inner surface 2a.
  • the recesses 31, 32, 33 cooperate to form a gas vent path 34 that communicates the suction chamber 23 and the drive space 24.
  • the gas vent path 34 is formed. ing. Therefore, the gas vent path 34 is formed in a structure that repeatedly opens and closes as the movable scroll 5 turns. Further, the gas vent path 34 can be easily formed simply by providing the concave portions as described above on the back surface 9a and the inner surface 2a.
  • the gas vent path 34 is positioned above the opening 35 to the drive part space 24 of the lubricating oil circulation path 27. It is installed to do.
  • Us in FIG. 2 indicates the upper side in the compressor installation posture.
  • the opening 35 is disposed so as to be positioned above the lower surface of the drive shaft 12 extending in the horizontal direction.
  • a filter 37 is provided at a position covering the opening 36 of the lubricating oil circulation path 27 to the discharge chamber 25.
  • the lubricating oil supplied into the driving unit space 24 is held in a lubricating oil holding space 38 formed in the lower part of the driving unit space 24.
  • Lubricating oil in the lubricating oil storage space 26 formed on the lower side of the discharge chamber 25 is efficiently supplied to the drive unit space 24 through the lubricating oil circulation path 27.
  • the throttle 28 is provided in the middle of the lubricating oil circulation path 27, even when the internal pressures of the discharge chamber 25 and the drive unit space 24 are equalized when the compressor 1 is started, the drive unit space 24 is provided.
  • the backflow of the lubricating oil can be prevented, and a shortage of lubricating oil in the drive unit space 24 at the time of starting can be prevented.
  • the sliding surface portion 29 is provided with a gas vent path 34 that communicates between the drive unit space 24 and the suction chamber 23, and the gas vent path 34 is connected to the lubricating oil circulation path 27.
  • the gas vent path 34 is connected to the lubricating oil circulation path 27.
  • the opening 35 to the drive unit space 24 of the lubricating oil circulation path 27 is disposed so as to be positioned above the lower surface of the drive shaft 12 extending in the horizontal direction in the compressor installation posture.
  • the lubricating oil introduced into the inside can be reliably supplied to the driving unit around the driving shaft 12.
  • the filter 37 is provided at a position covering the opening 36 of the discharge chamber 25 of the lubricating oil circulation path 27, foreign matters mixed in the lubricating oil can be reliably removed, and the lubricating oil circulation path 27 can be used. Thus, the inflow of foreign matter into the drive unit space 24 is reliably prevented, and the durability and reliability of the apparatus can be improved.
  • the width A of the sliding surface portion 29 between the movable scroll 5 and the front housing 2 is set to be equal to or smaller than the turning diameter B of the movable scroll 5, even if the movable scroll 5 makes a turning motion, The moving surface portion 29 can be reliably formed and maintained. Further, since the boundary between the sliding surface portion 92 and the non-sliding surface portion adjacent thereto is formed by a tapered surface 30 of 1 to 30 degrees, the lubricating oil is easily held on the sliding surface portion 29. Therefore, the slidability of the movable scroll 5 can be further improved. Furthermore, since the self-lubricating film (PTFE film) is formed on the back surface 9a of the movable scroll 5 and the inner surface 2a of the front housing 2, the slidability can be further improved.
  • PTFE film self-lubricating film
  • FIG. 3 shows a movable scroll of the scroll compressor according to the second embodiment of the present invention.
  • a sliding surface portion 41 that slides with the inner surface 2a of the front housing 2 is provided over the entire back surface 40a of the bottom plate 40 of the movable scroll 39.
  • a concave portion 42 is provided in a part of the sliding surface portion 41.
  • the boundary between the sliding surface portion 41 and the adjacent non-sliding surface portion is formed in the tapered surface 43.
  • the gas vent path 44 can also be formed by combining such a movable scroll 39 with the front housing 2 shown in FIG.
  • the lubricating oil in the lubricating oil storage space 26 formed in the lower portion of the discharge chamber 25 is supplied into the drive unit space 24 via the lubricating oil circulation path 27. Therefore, it is possible to improve the coefficient of performance of the scroll type compressor and improve the lubricity at the time of start-up while preventing the liquid compression and the decrease in the compression efficiency.
  • FIG. 4 shows a movable scroll of the scroll compressor according to the third embodiment of the present invention.
  • a sliding surface portion 47 that slides with the inner surface 2 a of the housing 2 extends in the circumferential direction on the back surface 46 a of the bottom plate 46 of the movable scroll 45.
  • a boundary between the sliding surface portion 47 and the adjacent non-sliding surface portion is formed in a tapered surface 48.
  • a non-forming portion 55 where the sliding surface portion 47 is not formed is provided in a part of the back surface 46 a, and a gas vent passage 49 is formed by the non-forming portion 55.
  • the lubricating oil in the lubricating oil storage space 26 formed in the lower portion of the discharge chamber 25 in accordance with the operation of the first and second embodiments is transferred to the driving unit space 24 via the lubricating oil circulation path 27. Therefore, it is possible to improve the coefficient of performance of the scroll compressor and improve the lubricity at the time of start-up while preventing the liquid compression and the decrease in the compression efficiency.
  • FIG. 5 shows a scroll compressor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the opening 35 to the drive portion space 24 of the lubricating oil circulation path 27 is opened in a space formed between the bearing 14 that supports the drive shaft 12 and the shaft seal portion 15.
  • the opening 35 is provided between the bearing 14 that supports the drive shaft 12 and the shaft seal portion 15, it flows into the drive portion space 24 through the lubricating oil circulation path 27.
  • the bearing 14 and the shaft seal portion 15 can be efficiently lubricated with the lubricating oil.
  • FIG. 6 shows a scroll compressor according to the fifth embodiment of the present invention.
  • a part of the lubricating oil circulation path 27 is formed between the rear housing 3 and the side surface of the bottom plate 7 of the fixed scroll 4.
  • a groove 51 extending in the circumferential direction is formed on the side surface of the bottom plate 7 of the fixed scroll 4, and a part of the lubricating oil circulation path 27 is formed between the groove 51 and the side surface of the bottom plate 7. It has become so.
  • the lubricating oil in the lubricating oil storage space 26 of the discharge chamber 25 passes through the groove 51 and once passes through the passage 52 formed outside the housing, and then is formed in the front housing 2 again. 53 passes through the drive unit space 24.
  • the scroll compressor according to the present invention is particularly suitable for use in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner.

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Abstract

　旋回運動を行う可動スクロールと固定スクロールからなるスクロール型圧縮機構をハウジング内に備えた圧縮機において、可動スクロールの背面のほぼ全周にわたって、可動スクロール側を覆うフロントハウジングとの摺動面を形成するとともに、該摺動面部分により、圧縮機構への吸入室と、可動スクロールの背面側に位置する駆動部空間とを区画し、該駆動部空間と吐出室の下部側に形成された潤滑油貯留空間との間に、該空間から潤滑油を駆動部空間へ導き、途中に絞りを有する潤滑油循環経路を設けたことを特徴とするスクロール型圧縮機。液圧縮や圧縮効率の低下を防止しつつ、圧縮機の成績係数を向上し、起動時等の潤滑性を向上可能なスクロール型圧縮機を提供する。

Description

スクロール型圧縮機
　本発明は、スクロール型圧縮機に関し、とくに車両用空調装置の圧縮機として好適なスクロール型圧縮機に関する。
　従来のスクロール型圧縮機（圧縮機構と駆動部が同一室内に形成されるタイプの圧縮機）においては、吐出室内に設けられたオイルセパレータを介して吸入室側に潤滑油を戻す経路が形成されているが、吸入室側に戻された潤滑油は流体の吐出に伴い再び吐出室に戻されるので、潤滑油は圧縮機外（たとえば、車両用空調装置の冷凍回路を形成する配管内）へ一定の割合で排出される。このため、圧縮機内の潤滑油量が減少し圧縮機内の駆動機構部分における潤滑が不十分になるおそれがある。しかし、このような不具合を解消するためにオイルセパレータの分離効率を向上させると、圧力損失の増大、消費動力の増大を招くおそれがある。
　また、上記圧縮機とは別に図７に示すような提案も知られている（特許文献１）。図７において、１００はスクロール型圧縮機全体示している。スクロール型圧縮機１００は、内部が中空のハウジング１０１と蓋状ハウジング１０２とを有している。ハウジング１０１内には固定スクロール１０３と可動スクロール１０４とからなる圧縮機構１０５が収容されている。固定スクロール１０３は、底板１０６と該底板１０６に設けられたうず巻体１０７とを有している。一方、可動スクロール１０４は、底板１０８と該底板１０８に設けられたうず巻体１０９とを有している。そして、両スクロール１０３、１０４のうず巻体１０７、１０９を角度をずらせて噛み合わせることにより圧縮機構１０５が形成されている。
　ハウジング１０１内には駆動軸１１０が設けられている。駆動軸１１０は、ハウジング１０１にベアリング１１１を介して回転自在に内挿されている。駆動軸１１０の一端側には、圧縮機内部分を外部に対してシールする軸シール部１１２が設けられている。駆動軸１１０の他端側にはクランク機構１１３が設けられており、該クランク機構１１３のクランクピン１１４は、駆動軸１１０の回転中心から偏心した位置に設けられた偏心ブッシュ１１５に挿入されている。偏心ブッシュ１１５は、可動スクロール１０４の底板１０８の背面１０８ａに設けられた突起１１６内に設けられたベアリング１１７に回転自在に挿入されており、駆動軸１１０の駆動により自転阻止機構１２２により自転が阻止された可動スクロール１０４が旋回運動されるようになっている。また、可動スクロール１０４の後端部にはバランスウエイト１２０が設けられており、可動スクロール１０４の旋回運動に伴う不釣合いが是正されるようになっている。
　可動スクロール１０４の自転阻止機構１２２は、ハウジング１０１の内面と可動スクロール１０４の底板１０８の背面１０８ａとの間に設けられたピンアンドリングカップリングにより構成されているので、背面１０８ａは全周にわたってハウジング１０１の内面に摺接されている。このため、圧縮機内部は底板１０８により圧縮機機構１０５側の吸入室１１８と駆動軸１１０を有する駆動部の周囲に形成されたメカニカル室（駆動部空間）１１９に区画されている。このような形態においては、メカニカル室１１９内の各部材の潤滑が不十分になるおそれがあるが、可動スクロール１０４に圧縮機軸方向に延び吸入室１１８とメカニカル室１１９を連通する給油通路１２１が設けられることによりメカニカル室１１９内へ潤滑油が供給されるようになっている。
　しかし、上記のようなスクロール型圧縮機１００においては、両うず巻体１０７、１０９の間に形成される圧縮室１３０（流体ポケット）から流体をメカニカル室１１９側に供給し、該流体に含まれる潤滑油によりメカニカル室１１９内の各部材が潤滑されるようになっているので、流体もメカニカル室１１９側に流入する。このため、圧縮室１３０内への流体の取り込み容量が減少し、圧縮効率の低下、成績係数（ＣＯＰ）の低下を招くおそれがある。また、スクロール型圧縮機１００の停止後に再起動する際に吸入室１１８と吐出室１２３が均圧になっている場合には、メカニカル室１１９内の潤滑油が給油通路１２１を介して圧縮機構１０５側に逆流し、メカニカル室１１９内の潤滑油が不足したり、圧縮機構１０５側に逆流した潤滑油により液圧縮を招来したりするおそれがある。
特開２００７－２８５１８７号公報
　本発明の課題は、液圧縮や圧縮効率の低下を防止しつつ、スクロール型圧縮機の起動時等の潤滑性、成績係数を向上でき、しかも圧縮機が適用される冷凍システム等の効率を向上可能なスクロール型圧縮機を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明に係るスクロール型圧縮機は、旋回運動を行う可動スクロールと固定スクロールからなるスクロール型圧縮機機構をハウジング内に備えたスクロール型圧縮機において、前記可動スクロールの背面のほぼ全周にわたって、可動スクロール側を覆う圧縮機のフロントハウジングとの摺動面を形成するとともに、該摺動面部分により、前記圧縮機構への吸入室と、前記可動スクロールの背面側に位置し該可動スクロール用駆動軸を有する駆動部の周囲に形成された駆動部空間とを区画し、該駆動部空間と圧縮機の吐出室の下部側に形成された潤滑油貯留空間との間に、該潤滑油貯留空間から潤滑油を前記駆動部空間へ導き、途中に絞りを有する潤滑油循環経路を設けたことを特徴とするものからなる。
　このようなスクロール型圧縮機においては、駆動部空間と潤滑油貯留空間との間に、途中に絞りを有する潤滑油循環経路が設けられているので、吐出室内の圧力が上昇すると該吐出室の下部側に形成された潤滑油貯留空間内の潤滑油を潤滑油循環経路を通して効率的に駆動部空間に供給することができる。また、潤滑油循環経路の途中には絞りが設けられているので、圧縮機の起動時等において吐出室と駆動部空間の内圧が均圧になった場合でも駆動部空間からの潤滑油の逆流を防止することができ、液圧縮や起動時における駆動部空間内の潤滑油不足を防止できる。また、圧縮機構の圧縮室と駆動部空間とは直接的には連通されないので、図７に示した従来装置のように、圧縮機構側の流体を駆動部空間内へ導入する場合に懸念される圧縮効率の低下や成績係数の低下を防止することができる。
　上記摺動面部分には、駆動部空間と吸入室との間を連通するガス抜き路が設けられていることが好ましい。このようなガス抜き路は、潤滑油循環経路の駆動部空間への開口部よりも圧縮機設置姿勢において上方に位置するように配置されていることが好ましい。このようなガス抜き路を設ければ、駆動部空間内に潤滑油とともに流入したガス状の流体を吸入室側に戻すことができる。また、圧縮機設置姿勢における開口部とガス抜き路との位置関係を上記のように設定すれば、駆動部空間内に存在する流体のみを効率よく圧縮室側に戻すことができる。
　上記潤滑油循環経路の駆動部空間への開口部は、圧縮機設置姿勢において水平方向に延びる上記駆動軸の下面よりも上方に位置するように配置されることが好ましい。このような構成においては、駆動部空間内に導入された潤滑油を確実に駆動軸の周辺の駆動部に供給することができる。
　上記潤滑油循環経路の吐出室の開口部を覆う位置にはフィルタが設けられることが好ましい。このようにフィルタを設置すれば、潤滑油中に混入する異物等を確実に除去でき、潤滑油循環経路を介しての駆動部空間内への異物の流入が確実に防止されるので、装置の耐久性、信頼性を向上することができる。
　上記可動スクロールとフロントハウジングとの摺動面部分の幅は、可動スクロールの旋回直径以下であることが好ましい。このような構成によれば、可動スクロールが旋回運動される場合にあっても、可動スクロールとフロントハウジングとの間に所定の摺動面部分を確実に形成でき、それを維持できる。
　上記摺動面部分と、それに隣接する非摺動面部分との境界部は１～３０度のテーパ面で形成することが好ましい。このような構成によれば、摺動面部分上に潤滑油が保持され易くなるので、可動スクロールの摺動性を向上することができる。
　上記可動スクロールの背面とフロントハウジングの少なくとも一方の部材の摺動面上には自己潤滑性被膜が設けられることが好ましい。たとえば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）被膜を上記少なくとも一方の面に設ければよい。
　上記潤滑油循環経路の駆動部空間への開口部は、駆動軸を支持する軸受部と軸シール部との間に形成された空間に向けて開口されることが好ましい。このような構成によれば、駆動部空間内の駆動軸の周囲の駆動部に対し確実に潤滑油を供給することができる。
　上記駆動部空間の下部には、潤滑油を保持するための潤滑油保持空間を設けることが好ましい。これにより、駆動部空間において潤滑油不足が生じることが回避される。
　上記ガス抜き路は、可動スクロールの旋回運動に伴い断続的に開閉を繰り返す構造に構成することが可能である。このようなガス抜き路は、たとえば、フロントハウジングの内面または可動スクロールの背面に設けられた凹部を介して形成することができる。
　上記摺動面部分には、摺動面部分の実質的に全周にわたって延びるが途中にガス抜き路が形成されているチップシールを設けることができる。
　上記潤滑油循環経路は、少なくともその一部が圧縮機のハウジング外を通るような経路に形成することができる。また、上記潤滑油循環経路は、少なくともその一部が圧縮機のハウジングの肉厚内を通るように形成することができる。また、上記潤滑油循環経路は、少なくともその一部が圧縮機のハウジングと固定スクロールの間を通るように形成することもできる。つまり、潤滑油循環経路は、スクロール型圧縮機の外観形状、圧縮機の設置場所等を考慮し上記形態を組み合わせて最適な経路として形成することができるので、既存のスクロール型圧縮機に対しても本発明を容易に適用することができる。
　このような本発明に係るスクロール型圧縮機は、とくに車両用空調装置の冷凍サイクルに設けられる圧縮機として好適なものである。
　本発明に係るスクロール型圧縮機によれば、吐出室の下部側に形成された潤滑油貯留空間の潤滑油を潤滑油循環経路を介して駆動部空間へ効率よく供給することができるので、圧縮機構側の流体を直接的に駆動部空間に供給する従来のスクロール型圧縮機に比べ成績係数を向上することができる。また、起動時における駆動部空間内の潤滑油不足を解消することが可能になる。
本発明の第１実施態様に係るスクロール型圧縮機の縦断面図である。 図１のスクロール型圧縮機のフロントハウジングと可動スクロールの分解図である。 本発明の第２実施態様に係るスクロール型圧縮機の可動スクロールの背面図である。 本発明の第３実施態様に係るスクロール型圧縮機の可動スクロールの背面図である。 本発明の第４実施態様に係るスクロール型圧縮機の縦断面図である。 本発明の第５実施態様に係るスクロール型圧縮機の縦断面図である。 従来のスクロール型圧縮機の縦断面図である。
符号の説明
　１　スクロール型圧縮機
　２　フロントハウジング
　２ａ　フロントハウジングの内面
　３　リアハウジング
　４　固定スクロール
　５、３９、４５　可動スクロール
　６　圧縮機構
　７、９、４０、４６　底板
　８、１０　うず巻体
　９ａ、４０ａ、４６ａ　背面
　１１　圧縮室
　１２　駆動軸
　１３、１４　ベアリング
　１５　軸シール部
　１６　クランク機構
　１７　クランクピン
　１８　偏心ブッシュ
　１９　突起
　２０　ベアリング
　２１　自転阻止機構
　２２　バランスウエイト
　２３　吸入室
　２４　駆動部空間
　２５　吐出室
　２６　吐出室下部の下部側の潤滑油貯留空間
　２７　潤滑油循環経路
　２８　絞り
　２９、４１、４７　摺動面部分
　３０、４３、４８　テーパ面
　３１、３２、３３、４２　凹部
　３４、４４、４９　ガス抜き路
　３５　潤滑油循環経路の駆動部空間への開口部
　３６　潤滑油循環経路の吐出室への開口部
　３７　フィルタ
　３８　潤滑油保持空間
　５１　溝
　５２、５３　通路
　５４　オイルセパレータ
　５５　摺動面部分が形成されない非形成部
　５６　吐出孔
　以下に、本発明に係るスクロール型圧縮機の望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
　図１および図２は、本発明の第１実施態様に係るスクロール型圧縮機を示している。図１において、１はスクロール型圧縮機を示しており、本実施態様においてはスクロール型圧縮機１は車両用空調装置の冷凍サイクルに設けられる圧縮機として構成されている。スクロール型圧縮機１は、内部が中空のフロントハウジング２と該フロントハウジング２の一端を閉塞するリアハウジング３とを有している。フロントハウジング２内には、固定スクロール４と可動スクロール５からなる圧縮機構６が収容されている。固定スクロール４は、底板７と該底板７に設けられたうず巻体８とを有している。一方、可動スクロール５は、底板９と該底板９に設けられたうず巻体１０とを有している。そして、固定スクロール４のうず巻体８と可動スクロール５のうず巻体１０とを角度をずらせて噛み合わせることにより内部に圧縮室１１を有する圧縮機構６が形成されるようになっている。
　フロントハウジング２内には駆動軸１２が設けられている。駆動軸１２は、ベアリング１３、１４を介してフロントハウジング２内に回転自在に支持されている。駆動軸１２の一端側には、フロントハウジング２内を外部に対してシールするリップシールからなる軸シール部１５が設けられている。駆動軸１２の他端には、クランク機構１６が設けられており、該クランク機構１６のクランクピン１７は駆動軸１２の回転中心から偏心した位置に設けられた偏心ブッシュ１８に挿入されている。偏心ブッシュ１８は、可動スクロール５の底板９の背面９ａに設けられた突起１９内のベアリング２０に回転自在に挿入されている。フロントハウジング２の内面２ａと底板９の背面９ａとの間にはピンアンドカップリングからなる自転阻止機構２１が設けられており、駆動軸１２の回転により可動スクロール５に自転を阻止した状態にて旋回運動が付与されるようになっている。また、可動スクロール５の後端部には、旋回運動に伴う可動スクロール５のバランスを調整するバランスウエイト２２が設けられている。
　可動スクロール５の底板９の背面９ａは、ほぼ全周にわたってフロントハウジング２の内面２ａに摺動可能に構成されている。この背面９ａにより、圧縮機内部は、圧縮機構６側の吸入室２３と駆動軸１２の駆動部周囲に形成された駆動部空間２４とに区画されている。そして、本実施態様においては、吐出室２５の下部側に形成された潤滑油貯留空間２６と駆動部空間２４とが、潤滑油貯留空間２６内の潤滑油を駆動部空間２４側に導入する潤滑油循環経路２７により連通されている。潤滑油循環経路２７の途中には絞り２８が設けられている。図１においては、潤滑油循環経路２７の一部が圧縮機１のハウジング２、３外を通り、一部がフロントハウジング２内を通過する経路に形成されているが、たとえば潤滑油循環経路２７の一部が圧縮機のハウジング、つまりハウジング２、３の肉厚内を通過するように形成することもできる。
　図２に示すように、可動スクロール５の底板９の背面９ａにはほぼ全周にわたってフロントハウジング２の内面２ａに摺接される摺動面部分２９が形成されている。内面２ａと摺動面部分２９、または内面２ａ、摺動面部分２９のいずれか一方にはＰＴＦＥ被膜により自己潤滑性被膜が形成されている。
　本実施態様においては、摺動面部分２９の幅Ａは可動スクロール５の旋回直径Ｂ以下に形成されている。また、摺動面部分２９とこれに隣接する非摺動面部分との境界は１～３０度のテーパ面３０に形成されている。背面９ａには凹部３１が、内面２ａには凹部３２、３３がそれぞれ形成されている。そして、凹部３１、３２、３３が協働することにより、吸入室２３と駆動部空間２４とを連通するガス抜き路３４が形成されるようになっている。つまり、可動スクロール５の旋回運動に伴い凹部３２、３３の間に凹部３１が移動し該凹部３１を介して凹部３２と凹部３３が連通されたときにガス抜き路３４が形成されるようになっている。したがって、ガス抜き路３４は可動スクロール５の旋回に伴い開閉を繰り返す構造に形成されている。また、ガス抜き路３４は、背面９ａと内面２ａに上記のような凹部を設けるだけで簡単に形成することができる。
　また、図１に示すように、駆動軸１２が水平方向に延びる圧縮機設置姿勢においては、ガス抜き路３４は、潤滑油循環経路２７の駆動部空間２４への開口部３５よりも上方に位置するように設置されている。図２におけるＵｓは、圧縮機設置姿勢における上側を示している。開口部３５は水平方向に延びる駆動軸１２の下面よりも上方に位置するように配置されている。一方、潤滑油循環経路２７の吐出室２５のへの開口部３６を覆う位置にはフィルタ３７が設けられている。
　本実施態様においては、スクロール型圧縮機外から流体（冷媒）が吸入室２３内に吸入されると、該流体が圧縮室１１内に取り込まれ、可動スクロール５の旋回運動に伴い圧縮室１１が徐々に容積を減じながら圧縮機構６の中央部に移動し、固定スクロール４の底板７に形成された吐出孔５６から吐出室２５内に圧縮流体が吐出されるようになっている。吐出室２５とその下部に形成される潤滑油貯留空間２６との間にはオイルセパレータ５４が設けられており、吐出された圧縮流体中に混在する潤滑油が分離される。そして、潤滑油貯留空間２６に貯留された潤滑油が、潤滑油循環経路２７を介して駆動部空間２４内に供給される。駆動部空間２４内に供給された潤滑油は、駆動部空間２４の下部に形成される潤滑油保持空間３８に保持される。吐出室２５の下部側に形成された潤滑油貯留空間２６内の潤滑油が、潤滑油循環経路２７を通して効率的に駆動部空間２４へ供給される。また、潤滑油循環経路２７の途中には絞り２８が設けられているので、圧縮機１の起動時等において吐出室２５と駆動部空間２４の内圧が均圧になった場合でも駆動部空間２４からの潤滑油の逆流を防止することができ、起動時における駆動部空間２４内の潤滑油不足を防止できる。また、従来装置のように、圧縮機構側の流体を直接的に駆動部空間内へ導入する場合に懸念される圧縮効率の低下や成績係数の低下を防止することができる。
　また、本実施態様においては摺動面部分２９には、駆動部空間２４と吸入室２３との間を連通するガス抜き路３４が設けられており、ガス抜き路３４は、潤滑油循環経路２７の駆動部空間２４への開口部３５よりも圧縮機設置姿勢において上方に位置するように配置されているので、駆動部空間２４内に潤滑油とともに流入した流体を吸入室２３側に戻すことができるとともに、圧縮機設置姿勢における開口部３５とガス抜き路３４との位置関係を上記のように設定すれば、駆動空間２４内に存在する流体のみを効率よく圧縮室に戻すことができる。さらに、潤滑油循環経路２７の駆動部空間２４への開口部３５は、圧縮機設置姿勢において水平方向に延びる駆動軸１２の下面よりも上方に位置するように配置されるので、駆動部空間２４内に導入された潤滑油を確実に駆動軸１２の周辺の駆動部に供給することができる。
　一方、潤滑油循環経路２７の吐出室２５の開口部３６を覆う位置にはフィルタ３７が設けられているので、潤滑油中に混入する異物等を確実に除去でき、潤滑油循環経路２７を介しての駆動部空間２４内への異物の流入が確実に防止され装置の耐久性、信頼性を向上することができる。
　また、可動スクロール５とフロントハウジング２との摺動面部分２９の幅Ａは、可動スクロール５の旋回直径Ｂ以下に設定されているので、可動スクロール５が旋回運動する場合であっても、摺動面部分２９を確実に形成し、それを維持することができる。また、摺動面部分９２と、それに隣接する非摺動面部分との境界部は１～３０度のテーパ面３０で形成されているので、摺動面部分２９上に潤滑油が保持され易くなり可動スクロール５の摺動性を一層向上することができる。さらに、可動スクロール５の背面９ａとフロントハウジング２の内面２ａには自己潤滑性被膜（ＰＴＦＥ被膜）が形成されているので、摺動性をより向上できる。
　図３は、本発明の第２実施態様に係るスクロール型圧縮機の可動スクロールを示している。なお、以下の実施態様において第１実施態様と同一の部材には同一の符号を付し説明を省略する。本実施態様においては、可動スクロール３９の底板４０の背面４０ａにはほぼ全周にわたりフロントハウジング２の内面２ａと摺動する摺動面部分４１が設けられている。摺動面部分４１の一部には凹部４２が設けられている。また、摺動面部分４１と隣接する非摺動面部分との境界はテーパ面４３に形成されている。このような可動スクロール３９を図２に示したフロントハウジング２に組み合わせることによってもガス抜き路４４を形成することも可能である。
　本実施態様においても上記第１実施態様の作用に準じ、吐出室２５の下部に形成された潤滑油貯留空間２６内の潤滑油を潤滑油循環経路２７を介して駆動部空間２４内に供給することができるので、液圧縮や圧縮効率の低下を防止しつつ、スクロール型圧縮機の成績係数を向上し起動時等の潤滑性を向上することができる。
　図４は、本発明の第３実施態様に係るスクロール型圧縮機の可動スクロールを示している。本実施態様においては可動スクロール４５の底板４６の背面４６ａにはハウジング２の内面２ａと摺動する摺動面部分４７が周方向に延びている。摺動面部分４７と隣接する非摺動面部分との境界はテーパ面４８に形成されている。背面４６ａの一部には摺動面部分４７が形成されない非形成部５５が設けられており、該非形成部５５によりガス抜き路４９が形成されるようになっている。
　本実施態様においても、上記第１、第２実施態様の作用に準じ吐出室２５の下部に形成された潤滑油貯留空間２６内の潤滑油を潤滑油循環経路２７を介して駆動部空間２４内に供給することができるので、液圧縮や圧縮効率の低下を防止しつつ、スクロール型圧縮機の成績係数を向上し起動時等の潤滑性を向上することができる。
　図５は、本発明の第４実施態様に係るスクロール型圧縮機を示している。本実施態様においては、潤滑油循環経路２７の駆動部空間２４への開口部３５が、駆動軸１２を支持する軸受１４と軸シール部１５との間に形成された空間に開口されている。
　本実施態様においては、開口部３５は駆動軸１２を支持する軸受１４と軸シール部１５との間に設けられているので、潤滑油循環経路２７を介して駆動部空間２４内に流入された潤滑油により軸受１４および軸シール部１５を効率よく潤滑することができる。
　図６は、本発明の第５実施態様に係るスクロール型圧縮機を示している。本実施態様においては、潤滑油循環経路２７の一部はリアハウジング３と固定スクロール４の底板７の側面との間に形成されている。本実施態様においては、固定スクロール４の底板７の側面に周方向に延びる溝５１が形成されており、該溝５１と底板７の側面との間に潤滑油循環経路２７の一部が形成されるようになっている。本実施態様においては、吐出室２５の潤滑油貯留空間２６内の潤滑油は上記溝５１内を通過し一旦ハウジングの外側に形成された通路５２を通過した後再びフロントハウジング２に形成された通路５３を通過し駆動部空間２４内に供給されるようになっている。
　本発明に係るスクロール型圧縮機は、とくに車両用空調装置の冷凍サイクルに用いて好適なものである。

Claims (16)

  1. 　旋回運動を行う可動スクロールと固定スクロールからなるスクロール型圧縮機構をハウジング内に備えたスクロール型圧縮機において、前記可動スクロールの背面のほぼ全周にわたって、可動スクロール側を覆う圧縮機のフロントハウジングとの摺動面を形成するとともに、該摺動面部分により、前記圧縮機構への吸入室と、前記可動スクロールの背面側に位置し該可動スクロール用駆動軸を有する駆動部の周囲に形成された駆動部空間とを区画し、該駆動部空間と圧縮機の吐出室の下部側に形成された潤滑油貯留空間との間に、該潤滑油貯留空間から潤滑油を前記駆動部空間へ導き、途中に絞りを有する潤滑油循環経路を設けたことを特徴とするスクロール型圧縮機。
  2. 　前記摺動面部分に、前記駆動部空間と前記吸入室との間を連通するガス抜き路が設けられ、該ガス抜き路は、前記潤滑油循環経路の前記駆動部空間への開口部よりも圧縮機設置姿勢において上方に位置するように配置されている、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
  3. 　前記潤滑油循環経路の前記駆動部空間への開口部が、圧縮機設置姿勢において水平方向に延びる前記駆動軸の下面よりも上方に位置するように配置されている、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
  4. 　前記潤滑油循環経路の前記吐出室への開口部を覆う位置にフィルタが設けられている、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
  5. 　前記可動スクロールとフロントハウジングとの摺動面部分の幅が、可動スクロールの旋回直径以下である、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
  6. 　前記摺動面部分とそれに隣接する非摺動面部分との境界部が１～３０度のテーパ面で形成されている、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
  7. 　前記可動スクロールの背面とフロントハウジングの少なくとも一方の部材の摺動面上に自己潤滑性皮膜が設けられている、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
  8. 　前記潤滑油循環経路の前記駆動部空間への開口部が、前記駆動軸を支持する軸受部と軸シール部との間に形成された空間に向けて開口されている、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
  9. 　前記駆動部空間の下部に、潤滑油を保持するための潤滑油保持空間が形成されている、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
  10. 　前記ガス抜き路は、可動スクロールの旋回運動に伴い断続的に開閉を繰り返す構造に構成されている、請求項２に記載のスクロール型圧縮機。
  11. 　前記ガス抜き路は、前記フロントハウジングの内面または可動スクロールの背面に設けられた凹部を介して形成されている、請求項２に記載のスクロール型圧縮機。
  12. 　前記摺動面部分には、該摺動面部分の実質的に全周にわたって延びるが途中に前記ガス抜き路が形成されているチップシールが設けられている、請求項２に記載のスクロール型圧縮機。
  13. 　前記潤滑油循環経路は、少なくともその一部が圧縮機のハウジング外を通るように形成されている、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
  14. 　前記潤滑油循環経路は、少なくともその一部が圧縮機のハウジングの肉厚内を通るように形成されている、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
  15. 　前記潤滑油循環経路は、少なくともその一部が圧縮機のハウジングと固定スクロールとの間を通るように形成されている、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
  16. 　車両用空調装置の冷凍サイクルに設けられる圧縮機からなる、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
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