WO2018220698A1

WO2018220698A1 - スクロール圧縮機

Info

Publication number: WO2018220698A1
Application number: PCT/JP2017/020036
Authority: WO
Inventors: 令三坂; 茗ヶ原　将史
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2018-12-06
Also published as: JP6692497B2; JPWO2018220698A1; CN209340136U

Abstract

スクロール圧縮機は、密閉容器と、固定スクロールと、揺動スクロールと、主軸部及び揺動軸部を有する主軸と、主軸部を径方向に回転自在に保持する主軸受と、主軸受の下方に連設された補助主軸受と、固定子及び回転子を有する電動機と、を備えている。主軸は、冷凍機油を搬送させる第１給油経路と、第１給油経路から分岐して形成され、主軸受及び補助主軸受に冷凍機油を供給する第１給油孔と、第１給油経路の中間部から分岐し、該第１給油経路と並行させて形成され、冷凍機油を搬送させる第２給油経路と、第２給油経路から分岐して形成され、第２給油経路と補助主軸受とを連通させる第２給油孔と、を有している。主軸部には、主軸が予め設定された回転数以下の状態で、第１給油経路を閉塞し、且つ第２給油経路を開放し、主軸が予め設定された回転数に到達すると第１給油経路を開放し、且つ第２給油経路を閉塞する切り替え弁が設けられている。

Description

スクロール圧縮機

　本発明は、スクロール圧縮機に関するものである。

　一般的なスクロール圧縮機は、台板に渦巻き状の板状渦巻き歯を有する固定スクロールと、固定スクロールの板状渦巻き歯に対向して噛み合う板状渦巻き歯を有する揺動スクロールとにより、複数の圧縮室を有する圧縮機構部が形成されている。スクロール圧縮機は、偏心軸を有する主軸が電動機の駆動によって回転することにより、揺動スクロールを旋回運動させ、圧縮室の中心に向かって容積を減少させながら圧縮が行われる。揺動スクロールは、コンプライアントフレームによって揺動可能に支持されている。コンプライアントフレームの中心部には、電動機により回転駆動される主軸を径方向に支持する主軸受及び補助主軸受が形成されている。主軸には、密閉容器内の底部に貯油された冷凍機油を軸受及び摺動部へ搬送させる給油経路が、回転軸方向に沿って形成されている。また主軸には、主軸受及び補助主軸受に冷凍機油を供給するための給油孔が、給油経路から分岐して形成されている。

　このようなスクロール圧縮機では、各摺動部に冷凍機油を供給する給油方式として、オイルポンプ給油方式、差圧給油方式又はその他の給油方式に分類されている。オイルポンプ給油方式のスクロール圧縮機は、圧縮機が運転を開始し、主軸が回転を始めると該主軸と連動してオイルポンプが作動し、そのオイルポンプによって冷凍機油が給油経路内を上昇し、軸受及び摺動部へ供給される構成である。

　一方、差圧給油方式のスクロール圧縮機は、圧縮機構部の近傍に、吐出圧より低くかつ吸入圧よりも高い中間圧の空間が形成され、吐出圧と中間圧との差圧によって冷凍機油が給油経路内を上昇し、軸受及び摺動部へ供給される構成である。

　例えば特許文献１には、オイルポンプ給油方式のスクロール圧縮機が開示されている。このスクロール圧縮機の主軸には、主軸の軸受と揺動スクロールのスラスト軸受へ油を供給するための第１給油通路と、圧縮室に油を供給するための第２給油通路とが形成されている。また、このスクロール圧縮機には、電動機の高速回転時に第２給油通路を閉塞する閉塞手段が設けられている。

特開平０３－２３７２８７号公報

　特許文献１に開示されたスクロール圧縮機では、オイルポンプ給油方式なので、圧縮機の運転が低速であるか高速であるかに関わらず、圧縮機の運転が開始されると、軸受及び摺動部へ冷凍機油が供給される。これに対し、差圧給油方式のスクロール圧縮機では、例えば圧縮機の運転を開始した直後の低速かつ低差圧の状況下において、軸受及び摺動部へ冷凍機油が十分供給されない。そのため、軸受及び摺動部は、冷凍機油が枯渇し易い状況にあり、焼付き等の不具合に至る虞があった。特に、給油経路を通じて給油孔から流れ出た冷凍機油は、差圧によって低圧側の主軸受へ向かって流れるため、高圧側に位置する補助主軸受に十分に供給されない。よって、補助主軸受は、他の軸受及び摺動部に比べて、冷凍機油が枯渇し易い状況であり、焼付き等の不具合が生じやすい。

　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、差圧給油方式を採用したスクロール圧縮機において、圧縮機の運転を開始した直後のような低速かつ低差圧の運転状況下であっても、軸受及び摺動部であって特に補助主軸受けに供給される冷凍機油の枯渇を解消することができ、焼付き等の不具合を防止することができる、スクロール圧縮機を提供することを目的とする。

　本発明に係るスクロール圧縮機は、底部に冷凍機油が貯油された密閉容器と、前記密閉容器内に設けられ、第１渦巻突起部を有する固定スクロールと、前記密閉容器内に設けられ、前記第１渦巻突起部とともに冷媒を圧縮する圧縮室を形成する第２渦巻突起部を有する揺動スクロールと、両端の外周面が軸受で回転自在に保持され、回転軸を中心として回転する主軸部、及び前記主軸部の一端面に連結され、前記回転軸から偏心した偏心軸上で前記揺動スクロールに係合する揺動軸部を有する主軸と、前記主軸部を径方向に回転自在に保持する主軸受と、前記主軸受の下方に連設された補助主軸受と、前記密閉容器の内周面に設けられた固定子、及び前記固定子の内部に配置された回転子を有し、前記主軸を介して前記揺動スクロールを回転駆動させる電動機と、を備え、前記主軸は、回転軸方向に沿って形成され、前記密閉容器内の底部に貯油された冷凍機油を搬送させる第１給油経路と、前記第１給油経路から分岐して形成され、前記主軸受及び前記補助主軸受に冷凍機油を供給する第１給油孔と、前記第１給油経路の中間部から分岐し、該第１給油経路と並行させて形成され、前記密閉容器内の底部に貯油された冷凍機油を搬送させる第２給油経路と、前記第２給油経路から分岐して形成され、前記第２給油経路と前記補助主軸受とを連通させる第２給油孔と、を有しており、前記主軸部には、前記主軸が予め設定された回転数以下の状態で、前記第１給油経路を閉塞し、且つ前記第２給油経路を開放し、前記主軸が予め設定された回転数に到達すると前記第１給油経路を開放し、且つ前記第２給油経路を閉塞する切り替え弁が設けられているものである。

　本発明に係るスクロール圧縮機は、主軸が予め設定された回転数以下の状態において、切り替え弁で第１給油経路を閉塞し且つ第２給油経路を開放するので、圧縮機の運転を開始した直後のような低速かつ低差圧の運転状況下であっても、密閉容器内の底部に貯油された冷凍機油を第２給油経路及び第２給油孔を通じて補助主軸受に積極的に供給することができ、焼付き等の不具合を防止することができる。

本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の内部構成の一例を示した内部構成図である。本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部とその周囲の構成を示した要部拡大断面図である。本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における主軸部と補助主軸受の水平断面を示した模式図である。本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の切り替え弁の動作を示した説明図である。本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の切り替え弁の動作を示した説明図である。本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機の切り替え弁の動作を示した説明図である。本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機の切り替え弁の動作を示した説明図である。本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機の切り替え弁の動作を示した説明図である。本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機の切り替え弁の動作を示した説明図である。

　実施の形態１．
　以下に、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機を図１～図５に基づいて説明する。なお、ここで説明するスクロール圧縮機は、縦置き型の例を示すが、横置き型のものにも本発明を適用できるものである。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の関係についても実際のものとは異なる場合がある。

　図１は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の内部構成の一例を示した内部構成図である。図２は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部とその周囲の構成を示した要部拡大断面図である。図３は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における主軸部と補助主軸受の水平断面を示した模式図である。実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、差圧給油方式を採用したスクロール圧縮機である。スクロール圧縮機１００は、密閉ドーム型の密閉容器１０の内部に、固定スクロール１及び揺動スクロール２で構成され、冷媒を圧縮する圧縮機構部１４と、回転子５ａ及び固定子５ｂで構成され、主軸６を介して連結された圧縮機構部１４を駆動させる電動機５と、を備えている。密閉容器１０の底部には、冷凍機油５０を貯油する油溜め部１１が設けられている。

　固定スクロール１は、台板部１ａと、台板部１ａの一方の面（図１及び図２において下側）に設けられた第１渦巻突起部１ｂとで構成され、その外周部がボルト９によってガイドフレーム４に締結されている。第１渦巻突起部１ｂの外周部には、２個一対のオルダム案内溝１ｃがほぼ一直線上に形成されている。このオルダム案内溝１ｃには、オルダム機構８の固定側キー８ａが往復摺動自在に係合されている。台板部１ａの中央部には、冷媒が吐き出される吐出口１ｄが形成されている。また、固定スクロール１には、密閉容器１０を貫通して挿入された冷媒の吸入管１３が圧入されている。

　揺動スクロール２は、台板部２ａと、台板部２ａの一方の面（図１において上側）に設けられ、固定スクロール１の第１渦巻突起部１ｂと実質的に同一形状の第２渦巻突起部２ｂと、で構成されている。固定スクロール１の第１渦巻突起部１ｂと揺動スクロール２の第２渦巻突起部２ｂとは、互いに噛み合うように組み合わされ、幾何学的に複数の圧縮室１４ｂ及び１４ｃを形成している。吸入管１３から吸入された冷媒ガスは、外周に存在する圧縮室吸入空間１４ａから最外室の圧縮室１４ｂへ吸入され、中心部へ移行するにしたがって圧力が高められ、中心に形成される最内室の圧縮室１４ｃから吐出口１ｄを通じて密閉容器１０内へと吐出される。

　揺動スクロール２には、台板部２ａの第２渦巻突起部２ｂが設けられている面とは反対側の面の中心部に、中空円筒のボス部２ｄが設けられている。ボス部２ｄの中空内部は、主軸６の上端部の揺動軸部６ａを回転自在に支持する揺動軸受２ｅとされている。さらに、揺動スクロール２は、台板部２ａの下面におけるボス部２ｄよりも外周側に、コンプライアントフレーム３のスラスト面２ｆが形成されており、スラスト面２ｆでコンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａと圧接摺動可能となっている。

　揺動スクロール２の台板部２ａの外周部には、固定スクロール１のオルダム案内溝１ｃと９０度の位相差をもつ２個一対のオルダム案内溝２ｃが、ほぼ一直線上に形成されている。このオルダム案内溝２ｃには、オルダム機構８の揺動側キー８ｂが往復摺動自在に係合されている。また、台板部２ａは、圧縮室１４ｂ及び１４ｃとスラスト面２ｆとを貫通する揺動スクロール抽気孔２ｇが形成されており、圧縮途中の冷媒ガスを抽出してスラスト面２ｆに導く構造となっている。

　コンプライアントフレーム３は、揺動スクロール２を揺動可能に支持する機能を有している。コンプライアントフレーム３は、揺動スクロール２の第２渦巻突起部２ｂの形成面とは反対側（図１及び図２において下側）に配置されている。コンプライアントフレーム３は、その外周部に設けられた上嵌合円筒面３ｅと下嵌合円筒面３ｆが、ガイドフレーム４の内周部に設けられた上嵌合円筒面４ａと下嵌合円筒面４ｂによって径方向に支持されている。コンプライアントフレーム３の中心部には、電動機５により回転駆動される主軸６を径方向に支持する主軸受３ｃ、及び主軸受３ｃの下方に連設された補助主軸受３ｄが形成されている。また、コンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａの外側には、オルダム機構環状部８ｃが往復摺動運動する往復摺動面３ｂが形成されている。

　ガイドフレーム４は、図１に示すように、コンプライアントフレーム３の上嵌合円筒面３ｅに係合される上嵌合円筒面４ａと、コンプライアントフレーム３の下嵌合円筒面３ｆに係合される下嵌合円筒面４ｂとを有している。ガイドフレーム４の外周面は、焼きばめ又は溶接などによって密閉容器１０に固着されている。また、ガイドフレーム４には、下端中央から側面まで連通する吐出通路４ｃが設けられている。この吐出通路４ｃには、密閉容器１０を貫通して挿入した吐出管１６の先端部が設けられている。

　また、揺動スクロール２の台板部２ａとコンプライアントフレーム３とで上下が囲まれたスラスト軸受３ａの外周側の空間は、吸入ガス雰囲気（吸入圧）の吸入圧空間１２と連通している。また、揺動スクロール２の台板部２ａとコンプライアントフレーム３とで上下が囲まれたスラスト軸受３ａの内周側の空間、すなわち、ボス部２ｄの外部空間は、中間圧室１５として形成されている。

　主軸６は、揺動スクロール２の揺動軸受２ｅに回転自在に支持される揺動軸部６ａと、コンプライアントフレーム３の主軸受３ｃ及び補助主軸受３ｄに回転自在に支持される主軸部６ｂと、電動機５の下側に設けられたサブフレーム７の副軸受７ａに回転自在に支持される副軸部６ｃと、で構成されている。揺動軸部６ａは、回転軸から偏心した偏心軸上で揺動スクロール２に係合する。なお、サブフレーム７は、焼きばめ又は溶接などによって外周面が密閉容器１０に固着されている。

　主軸６は、図２に示すように、回転軸方向に沿って形成された第１給油経路６ｄと、第１給油経路６ｄから径方向に分岐して形成され、第１給油経路６ｄと主軸受３ｃ及び補助主軸受３ｄとの間を連通させる第１給油孔６ｇと、を有している。第１給油経路６ｄの上端は、揺動スクロール２のボス部２ｄ内に開口している。密閉容器１０の油溜め部１１に貯油されている冷凍機油５０は、密閉容器１０内の吐出圧と中間圧室１５との差圧によって、第１給油経路６ｄを通じて搬送され、第１給油経路６ｄの上端開口から揺動軸受２ｅに流れ出し、揺動軸部６ａ及び揺動軸受２ｅを潤滑するようになっている。また、第１給油経路６ｄから分岐して第１給油孔６ｇに流れた冷凍機油５０は、主軸受３ｃ及び補助主軸受３ｄに供給される。

　また、主軸６には、第１給油孔６ｇよりも下方における第１給油経路６ｄの中間部から分岐し、第１給油経路６ｄに並行させて形成された第２給油経路６ｈと、第２給油経路６ｈから分岐して形成され、第２給油経路６ｈと補助主軸受３ｄとを連通させる第２給油孔６ｍと、を有している。また、主軸部６ｂには、第１給油経路６ｄから第２給油経路６ｈが分岐する位置に格納部６ｎが形成されており、格納部６ｎに切り替え弁２０が移動自在に格納されている。

　第２給油経路６ｈは、図２に示すように、格納部６ｎから主軸６の上端部まで形成され、揺動スクロール２のボス部２ｄ内に開口している。密閉容器１０内の吐出圧と吸入圧との差圧によって、第１給油経路６ｄから分岐して第２給油経路６ｈへ搬送された冷凍機油５０は、第２給油経路６ｈの上端開口から揺動軸受２ｅに流れ出し、揺動軸部６ａ及び揺動軸受２ｅを潤滑するようになっている。

　第２給油孔６ｍは、第２給油経路６ｈから分岐して形成されるものであって、図２では、第２給油経路６ｈを構成する格納部６ｎの一部から補助主軸受３ｄへ向かって形成されている。

　切り替え弁２０は、主軸６が予め設定された回転数以下の状態で、第１給油経路６ｄを閉塞し、且つ第２給油経路６ｈを開放し、主軸６が予め設定された回転数に到達すると第１給油経路６ｄを開放し、且つ第２給油経路６ｈを閉塞するものである。予め設定された回転数とは、最低回転数以上であり、定格回転数以下の範囲内にある回転数である。切り替え弁２０は、主軸６が予め設定された回転数以下の状態において、格納部６ｎ内に収納された弾性部材２１によって第１給油経路６ｄ側に付勢されている。弾性部材２１は、例えばバネ材等である。因みに、切り替え弁２０及び弾性部材２１は、ドリル等で主軸部６ｂに穴をあけて形成した格納部６ｎに挿入され、閉塞部材３０で穴を塞ぐことで設けることができる。なお、切り替え弁２０は、図示した構成に限定されず、他の構成でもよい。

　また、主軸部６ｂには、図２及び図３に示すように、主軸受３ｃによって支持された外周面に、円を直線で切欠いたＤカット形状が形成され、第１給油孔６ｇと連通させた第１Ｄカット部６ｅが設けられている。第１Ｄカット部６ｅによって、主軸部６ｂと主軸受３ｃとの隙間が大きくなり、主軸受３ｃに冷凍機油５０が流れ易くなる。なお、第１Ｄカット部６ｅは、主軸部６ｂの上端から、補助主軸受３ｄによって支持されている外周面であって、補助主軸受３ｄの中間部に位置する部分まで形成されている。補助主軸受３ｄの揺動スクロール側に冷凍機油５０を供給するためである。因みに、第１Ｄカット部６ｅを補助主軸受３ｄの下端部に位置する部分まで形成すると、密閉容器１０内の気体冷媒が、第１Ｄカット部６ｅを経由して、第１給油孔６ｇ及び第１給油経路６ｄに進入してしまい、差圧がなくなって冷凍機油５０が流れなくなる虞がある。

　また、主軸部６ｂには、補助主軸受３ｄによって支持された外周面に、円を直線で切欠いたＤカット形状が形成され、第２給油孔６ｍと連通させた第２Ｄカット部６ｊが設けられている。第２Ｄカット部６ｊによって、主軸部６ｂと補助主軸受３ｄとの隙間が大きくなり、補助主軸受３ｄに冷凍機油５０が流れ易くなる。そして、補助主軸受３ｄによって支持された主軸部６ｂの外周面には、第１Ｄカット部６ｅから第２Ｄカット部６ｊに向かって下方に傾斜する斜め溝６ｆが形成されている。

　電動機５は、回転子５ａと、回転子５ａの外側に配置された固定子５ｂとで構成されている。回転子５ａは、焼きばめ又は溶接等によって内周面が、主軸６の主軸部６ｂに固着されている。回転子５ａが回転することで主軸６も回転し、主軸６を介して連結された圧縮機構部１４に駆動力を伝えている。固定子５ｂは、焼きばめ、もしくは溶接などによって外周面が密閉容器１０に固着されている。固定子５ｂには、図示省略の固定子コイルが巻回されている。

　次に、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の切り替え弁２０の動作を、図４及び図５に基づいて説明する。図４及び図５は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の切り替え弁の動作を示した説明図である。図４は、スクロール圧縮機１００の運転を開始した直後であって、低速及び低差圧時における冷凍機油５０の流れを示している。具体的には、主軸６の回転数が一例として３０ｒｐｓ以下であり、かつ中間圧室１５の圧力を設計された中間圧に制御するために必要な吸入圧及び吐出圧に至る前である。この場合、切り替え弁２０は、図４に示すように、弾性部材２１に付勢されて主軸部６ｂの中心部へ向かって押し付けられ、第１給油経路６ｄを閉塞し、第２給油経路６ｈを開放する。すると、密閉容器１０内の吐出圧と吸入圧との差圧によって、油溜め部１１から第１給油経路６ｄを通って搬送された冷凍機油５０が、第１給油経路６ｄから分岐して第２給油経路６ｈ及び第２給油孔６ｍに流れる。第２給油孔６ｍに流れた冷凍機油５０は、第２Ｄカット部６ｊへ流れて、補助主軸受３ｄの全域にわたって積極的に供給され、補助主軸受３ｄ及び主軸部６ｂを潤滑すると共に、補助主軸受３ｄと主軸部６ｂとの隙間に油膜によるシール部を形成する。シール部を形成することによって、吐出圧である密閉容器１０内の気体冷媒が、補助主軸受３ｄを経由して第１給油孔６ｇ及び第１給油経路６ｄへ流入することを防止できる。また、第２給油経路６ｈを通じて搬送された冷凍機油５０は、第２給油経路６ｈの上端開口より揺動軸受２ｅに流れ出し、揺動軸部６ａ及び揺動軸受２ｅへ供給される。

　因みに、スクロール圧縮機１００の運転を開始した直後は、吸入圧と吐出圧とが低差圧なので、密閉容器１０内の気体冷媒が第２Ｄカット部６ｊを経由して第２給油孔６ｍ及び第２給油経路６ｈへ流入することはない。

　なお、スクロール圧縮機１００は、主軸部６ｂと補助主軸受３ｄとの隙間が３０～４０μｍの場合、主軸６の回転軸方向におけるシール部の長さが１ｍｍ以上となるように設計することが望ましい。シール部の長さが短いと、吐出圧である気体冷媒が補助主軸受３ｄを経由して第１給油孔６ｇ及び第１給油経路６ｄへ流入し、吐出圧と中間圧との差圧が低下して、冷凍機油５０を軸受及び摺動部へ十分に供給できなくなる虞があるからである。

　また、詳細に図示することは省略したが、スクロール圧縮機１００は、例えば第２給油経路６ｈから主軸受３ｃに向かって径方向に分岐する給油孔を形成したり、或いは第２Ｄカット部６ｊを主軸部６ｂの上端まで形成したりすることで、主軸受３ｃにも冷凍機油５０を積極的に供給する構成としてもよい。

　次に、スクロール圧縮機１００は、主軸６の回転数が３０ｒｐｓ以上に達すると、図５に示すように、切り替え弁２０に対し遠心力が作用し、切り替え弁２０が弾性部材２１によって発生するバネ力に打ち勝って径方向へ移動する。これにより、第２給油経路６ｈは閉塞され、第１給油経路６ｄが開放される。すると、密閉容器１０内の吐出圧と中間圧室１５の中間圧との差圧によって、油溜め部１１から第１給油経路６ｄを通って搬送された冷凍機油５０が、全ての軸受及び摺動部へ供給される。第１給油孔６ｇから流れ出た冷凍機油５０は、第１給油孔６ｇ内の吐出圧と中間圧室１５の中間との差圧にしたがって第１Ｄカット部６ｅを中間圧室１５に向かって流れ、主軸受３ｃへ供給される。

　なお、スクロール圧縮機１００は、切り替え弁２０が径方向へ移動することによって第２給油孔６ｍが閉塞されるため、補助主軸受３ｄへの給油が停止する。また、補助主軸受３ｄは、電動機５側（図２において下側）が吐出圧である密閉容器１０内となっており、第１給油孔６ｇの揺動スクロール２側（図２において上側）と同じように差圧によって冷凍機油５０を給油することができない。しかし、実施の形態１のスクロール圧縮機１００では、第１Ｄカット部６ｅによって補助主軸受３ｄに若干流れた冷凍機油５０が、遠心力の作用により斜め溝６ｆを通じて電動機５側へ導かれて第２Ｄカット部６ｊへ流れるため、補助主軸受３ｄへの給油が引き続き行われる。つまり、補助主軸受３ｄ及び主軸部６ｂが冷凍機油５０によって潤滑されると共に、補助主軸受３ｄと主軸部６ｂとの隙間に油膜によるシール部が形成される。

　上述したように、実施の形態１のスクロール圧縮機１００は、底部に冷凍機油５０が貯油された密閉容器１０と、密閉容器１０内に設けられ、第１渦巻突起部１ｂを有する固定スクロール１と、密閉容器１０内に設けられ、第１渦巻突起部１ｂとともに冷媒を圧縮する圧縮室１４ｂ及び１４ｃを形成する第２渦巻突起部２ｂを有する揺動スクロール２と、両端の外周面が軸受で回転自在に保持され、回転軸を中心として回転する主軸部６ｂ、及び主軸部６ｂの一端面に連結され、回転軸から偏心した偏心軸上で揺動スクロール２に係合する揺動軸部６ａを有する主軸６と、主軸部６ｂを径方向に回転自在に保持する主軸受３ｃと、主軸受３ｃの下方に連設された補助主軸受３ｄと、密閉容器１０の内周面に設けられた固定子５ｂ及び固定子５ｂの内部に配置された回転子５ａを有し、主軸６を介して揺動スクロール２を回転駆動させる電動機５と、を備えている。主軸６は、回転軸方向に沿って形成され、密閉容器１０内の底部に貯油された冷凍機油５０を搬送させる第１給油経路６ｄと、第１給油経路６ｄから分岐して形成され、主軸受３ｃ及び補助主軸受３ｄに冷凍機油５０を供給する第１給油孔６ｇと、第１給油経路６ｄの中間部から分岐し、該第１給油経路６ｄと並行させて形成され、密閉容器１０内の底部に貯油された冷凍機油５０を搬送させる第２給油経路６ｈと、第２給油経路６ｈから分岐して形成され、第２給油経路６ｈと補助主軸受３ｄとを連通させる第２給油孔６ｍと、を有している。主軸部６ｂには、主軸６が予め設定された回転数以下の状態で、第１給油経路６ｄを閉塞し、且つ第２給油経路６ｈを開放し、主軸６が予め設定された回転数に到達すると第１給油経路６ｄを開放し、且つ第２給油経路６ｈを閉塞する切り替え弁２０が設けられている。

　つまり、このスクロール圧縮機１００は、切り替え弁２０によって、主軸６が予め設定された回転数以下の状態で、第１給油経路６ｄを閉塞し、且つ第２給油経路６ｈを開放するので、第２給油経路６ｈを通じて搬送された冷凍機油５０を、第２給油孔６ｍから補助主軸受３ｄに供給することができる。したがって、スクロール圧縮機１００は、圧縮機の運転を開始した直後のような低速かつ低差圧の運転状況下であっても、密閉容器１０内の底部に貯油された冷凍機油５０を補助主軸受３ｄに積極的に供給して潤滑することができるので、特に冷凍機油５０の枯渇を発生しやすい補助主軸受３ｄの焼付き等の不具合を防止することができる。また、スクロール圧縮機１００は、補助主軸受３ｄに供給した冷凍機油５０によって、補助主軸受３ｄと補助主軸受３ｄとの隙間にシール部を形成することができるので、密閉容器１０内の吐出圧である気体冷媒が、第１給油経路６ｄ及び第１給油孔６ｇへ流入する事態を防止することができる。また、スクロール圧縮機１００は、主軸部６ｂが予め設定された回転数に到達すると、切り替え弁２０によって、第１給油経路６ｄを開放し、且つ第２給油経路６ｈを閉塞するので、定常運転時に全ての軸受及び摺動部へ必要な量の冷凍機油５０を給油可能となる。

　また、主軸部６ｂには、第１給油経路６ｄから第２給油経路６ｈが分岐する位置に、切り替え弁２０を移動自在に格納する格納部６ｎが形成されている。格納部６ｎに格納された切り替え弁２０は、主軸部６ｂが予め設定された回転数以下の状態において、格納部６ｎに設けられた弾性部材２１によって付勢されて第１給油経路６ｄを閉塞し、且つ第２給油経路６ｈを開放し、主軸部６ｂが予め設定された回転数に到達すると弾性部材２１を押し込んで第１給油経路６ｄを開放し、且つ第２給油経路６ｈを閉塞する。よって、スクロール圧縮機１００は、切り替え弁２０がシンプルで簡易な構成であり、製造コストを削減することができる。

　主軸部６ｂは、主軸受３ｃによって支持された外周面に、円を直線で切欠いたＤカット形状が形成され、第１給油孔６ｇと連通させた第１Ｄカット部６ｅと、補助主軸受３ｄによって支持された外周面に、円を直線で切欠いたＤカット形状が形成され、第２給油孔６ｍと連通させた第２Ｄカット部６ｊと、補助主軸受３ｄによって支持された外周面に、第１Ｄカット部６ｅから第２Ｄカット部６ｊに向かって下方に傾斜させて形成した斜め溝６ｆと、を有している。よって、スクロール圧縮機１００は、第１Ｄカット部６ｅ及び第２Ｄカット部６ｊによって、冷凍機油５０が流れ易くなるので、主軸受３ｃ及び補助主軸受３ｄに必要な量の冷凍機油５０を供給することができる。また、スクロール圧縮機１００は、切り替え弁２０によって第２給油経路６ｈが閉塞され、第２給油孔６ｍから第２Ｄカット部６ｊへ冷凍機油５０の供給が停止しても、第１給油孔６ｇから第１Ｄカット部６ｅに流れた冷凍機油５０が、遠心力の作用により斜め溝６ｆを通じて下方へ導かれて第２Ｄカット部６ｊへ流れるので、補助主軸受３ｄへの給油を引き続き実行することができ、信頼性の高い圧縮機を実現できる。

　実施の形態２．
　次に、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機を図６及び図７に基づいて説明する。図６及び図７は、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機の切り替え弁の動作を示した説明図である。なお、実施の形態１で説明したスクロール圧縮機と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。

　実施の形態２のスクロール圧縮機１００は、図６に示すように、切り替え弁２０の第１給油経路６ｄ側に位置する側面に、凹部２０ａが形成された構成であることを特徴としている。つまり、このスクロール圧縮機１００は、冷凍機油５０が第１給油経路６ｄを流れる際に、凹部２０ａの内部で渦を発生させるように構成したものである。

　次に、実施の形態２に係るスクロール圧縮機の切り替え弁２０の動作を説明する。スクロール圧縮機１００は、運転を開始した直後の低速及び低差圧時において、切り替え弁２０が弾性部材２１に付勢されて主軸６の中心部へ向かって押し付けられる。そのため、第１給油経路６ｄが閉塞され、第２給油経路６ｈが開放されて、第２給油経路６ｈ及び第２給油孔６ｍに冷凍機油５０が流れる。つまり、スクロール圧縮機１００は、運転を開始した直後のような低速かつ低差圧の運転状況下であっても、密閉容器１０内の底部に貯油された冷凍機油５０を第２給油経路６ｈ及び第２給油孔６ｍを通じて補助主軸受３ｄに供給することができるので、特に冷凍機油５０の枯渇を発生しやすい補助主軸受３ｄの焼付き等の不具合を防止することができる。このとき、補助主軸受３ｄは、冷凍機油５０によってシール部を形成できるので、密閉容器１０内の吐出圧である気体冷媒が、第１給油経路６ｄ及び第２給油経路６ｈへ流入する事態を防止することができる。

　また、スクロール圧縮機１００の主軸６が予め設定された回転数（例えば３０ｒｐｓ）に到達すると、図７に示すように、切り替え弁２０に対して遠心力が作用し、切り替え弁２０が弾性部材２１によって発生するバネ力に打ち勝って径方向へ移動する。よって、第２給油経路６ｈは閉塞され、第１給油経路６ｄが開放される。このとき、切り替え弁２０の凹部２０ａの内部には、冷凍機油５０の流れによって渦が発生する。そのため、切り替え弁２０を効果的に径方向に移動させることができる。また、スクロール圧縮機１００は、主軸６が予め設定された回転数に到達した後、予め設定された回転数を下回った場合であっても、凹部２０ａの内部で発生した渦の作用により、切り替え弁２０で第２給油経路６ｈを閉塞した状態を維持することができる。よって、スクロール圧縮機１００は、第１給油経路６ｄ及び第１給油孔６ｇを通じて、全ての軸受及び摺動部へ必要十分な冷凍機油５０を供給することができ、信頼性の高い圧縮機を実現できる。

　実施の形態３．
　次に、本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機を図８及び図９に基づいて説明する。図８及び図９は、本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機の切り替え弁の動作を示した説明図である。なお、実施の形態１及び２で説明したスクロール圧縮機と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。

　実施の形態３のスクロール圧縮機１００では、切り替え弁２０によって第１給油経路６ｄ及び第２給油経路６ｈを開閉させる仕組みが上記実施の形態１及び２の構成と異なる。図８及び図９に示すように、主軸部６ｂには、第１給油経路６ｄから第２給油経路６ｈが分岐する位置に、切り替え弁２０を移動自在に格納する格納部６ｎが、第２給油経路６ｈから第１給油経路６ｄへ向かい下方に傾斜させて形成されている。格納部６ｎに格納された切り替え弁２０は、図８に示すように、主軸部６ｂが予め設定された回転数以下の状態において、重力作用で下方（第１給油経路６ｄ側）に移動して、第１給油経路６ｄを閉塞し、且つ第２給油経路６ｈを開放する。一方、切り替え弁２０は、主軸部６ｂが予め設定された回転数に到達すると、図９に示すように、遠心力作用で上方（第２給油経路６ｈ側）に移動して、第１給油経路６ｄを開放し、且つ第２給油経路６ｈを閉塞する。

　したがって、実施の形態３のスクロール圧縮機１００は、運転を開始した直後のような低速かつ低差圧の運転状況下であっても、密閉容器１０内の底部に貯油された冷凍機油５０を第２給油経路６ｈ及び第２給油孔６ｍを通じて補助主軸受３ｄに積極的に供給することができるので、特に冷凍機油５０の枯渇を発生しやすい補助主軸受３ｄの焼付き等の不具合を防止することができる。また、このスクロール圧縮機１００は、主軸部６ｂが予め設定された回転数に到達すると、切り替え弁２０によって、第１給油経路６ｄを開放し、且つ第２給油経路６ｈを閉塞するので、定常運転時において、全ての軸受及び摺動部への必要な量の冷凍機油５０を給油可能となる。

　以上に本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上述した実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば、図示したスクロール圧縮機１００の内部構成は、一例であって、上述した内容に限定されるものではなく、他の構成要素を含んだスクロール圧縮機であっても同様に実施することができる。要するに、いわゆる当業者が必要に応じてなす種々なる変更、応用、利用の範囲をも本発明の要旨（技術的範囲）に含むことを念のため申し添える。

　１　固定スクロール、１ａ　台板部、１ｂ　第１渦巻突起部、１ｃ　オルダム案内溝、１ｄ　吐出口、２　揺動スクロール、２ａ　台板部、２ｂ　第２渦巻突起部、２ｃ　オルダム案内溝、２ｄ　ボス部、２ｅ　揺動軸受、２ｆ　スラスト面、２ｇ　揺動スクロール抽気孔、３　コンプライアントフレーム、３ａ　スラスト軸受、３ｂ　往復摺動面、３ｃ　主軸受、３ｄ　補助主軸受、３ｅ　上嵌合円筒面、３ｆ　下嵌合円筒面、４　ガイドフレーム、４ａ　上嵌合円筒面、４ｂ　下嵌合円筒面、４ｃ　吐出通路、５　電動機、５ａ　回転子、５ｂ　固定子、６　主軸、６ａ　揺動軸部、６ｂ　主軸部、６ｃ　副軸部、６ｄ　第１給油経路、６ｅ　第１Ｄカット部、６ｆ　斜め溝、６ｇ　第１給油孔、６ｈ　第２給油経路、６ｊ　第２Ｄカット部、６ｍ　第２給油孔、６ｎ　格納部、７　サブフレーム、７ａ　副軸受、８　オルダム機構、８ａ　固定側キー、８ｂ　揺動側キー、８ｃ　オルダム機構環状部、９　ボルト、１０　密閉容器、１１　油溜め部、１２　吸入圧空間、１３　吸入管、１４　圧縮機構部、１４ａ　圧縮室吸入空間、１４ｂ、１４ｃ　圧縮室、１５　中間圧室、１６　吐出管、２０　切り替え弁、２０ａ　凹部、２１　弾性部材、３０　閉塞部材、５０　冷凍機油、１００　スクロール圧縮機。

Claims

　底部に冷凍機油が貯油された密閉容器と、
　前記密閉容器内に設けられ、第１渦巻突起部を有する固定スクロールと、
　前記密閉容器内に設けられ、前記第１渦巻突起部とともに冷媒を圧縮する圧縮室を形成する第２渦巻突起部を有する揺動スクロールと、
　両端の外周面が軸受で回転自在に保持され、回転軸を中心として回転する主軸部、及び前記主軸部の一端面に連結され、前記回転軸から偏心した偏心軸上で前記揺動スクロールに係合する揺動軸部を有する主軸と、
　前記主軸部を径方向に回転自在に保持する主軸受と、
　前記主軸受の下方に連設された補助主軸受と、
　前記密閉容器の内周面に設けられた固定子、及び前記固定子の内部に配置された回転子を有し、前記主軸を介して前記揺動スクロールを回転駆動させる電動機と、を備え、
　前記主軸は、
　回転軸方向に沿って形成され、前記密閉容器内の底部に貯油された冷凍機油を搬送させる第１給油経路と、
　前記第１給油経路から分岐して形成され、前記主軸受及び前記補助主軸受に冷凍機油を供給する第１給油孔と、
　前記第１給油経路の中間部から分岐し、該第１給油経路と並行させて形成され、前記密閉容器内の底部に貯油された冷凍機油を搬送させる第２給油経路と、
　前記第２給油経路から分岐して形成され、前記第２給油経路と前記補助主軸受とを連通させる第２給油孔と、を有しており、
　前記主軸部には、前記主軸が予め設定された回転数以下の状態で、前記第１給油経路を閉塞し、且つ前記第２給油経路を開放し、前記主軸が予め設定された回転数に到達すると前記第１給油経路を開放し、且つ前記第２給油経路を閉塞する切り替え弁が設けられている、スクロール圧縮機。
　前記主軸部には、前記第１給油経路から前記第２給油経路が分岐する位置に、前記切り替え弁を移動自在に格納する格納部が形成されており、
　前記格納部に格納された前記切り替え弁は、
　前記主軸が予め設定された回転数以下の状態において、前記格納部に設けられた弾性部材によって付勢されて前記第１給油経路を閉塞し、且つ前記第２給油経路を開放し、
　前記主軸が予め設定された回転数に到達すると、前記弾性部材を押し込んで前記第１給油経路を開放し、且つ前記第２給油経路を閉塞する構成である、請求項１に記載のスクロール圧縮機。
　前記主軸部には、前記第１給油経路から前記第２給油経路が分岐する位置に、前記切り替え弁を移動自在に格納する格納部が、前記第２給油経路から前記第１給油経路へ向かい下方に傾斜させて形成されており、
　前記格納部に格納された前記切り替え弁は、
　前記主軸が予め設定された回転数以下の状態において、重力作用で前記第１給油経路側に移動して、前記第１給油経路を閉塞し、且つ前記第２給油経路を開放し、
　前記主軸部が予め設定された回転数に到達すると、遠心力作用で前記第２給油経路側に移動して、前記第１給油経路を開放し、且つ前記第２給油経路を閉塞する構成である、請求項１に記載のスクロール圧縮機。
　前記切り替え弁には、前記第１給油経路側に位置する側面に凹部が形成されている、請求項２又は３に記載のスクロール圧縮機。
　前記主軸部は、
　前記主軸受によって支持された外周面に、円を直線で切欠いたＤカット形状が形成され、前記第１給油孔と連通させた第１Ｄカット部と、
　前記補助主軸受によって支持された外周面に、円を直線で切欠いたＤカット形状が形成され、前記第２給油孔と連通させた第２Ｄカット部と、
　前記補助主軸受によって支持された外周面に、前記第１Ｄカット部から前記第２Ｄカット部に向かって下方に傾斜させて形成された斜め溝と、を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。