WO2023171285A1 - スクロール型圧縮機 - Google Patents

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WO2023171285A1
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WO
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scroll member
movable scroll
boss portion
hole
drive
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PCT/JP2023/005382
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English (en)
French (fr)
Inventor
吉彦 内田
史雄 赤岩
正明 高畑
淳史 金子
洋 藤田
Original Assignee
サンデン株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02Lubrication; Lubricant separation

Definitions

  • the present invention relates to a scroll compressor configured to compress refrigerant by changing the volume of a closed space formed by a fixed scroll member and a movable scroll member, and particularly to a drive mechanism that rotates the movable scroll member.
  • a scroll compressor configured to compress refrigerant by changing the volume of a closed space formed by a fixed scroll member and a movable scroll member, and particularly to a drive mechanism that rotates the movable scroll member.
  • lubrication structure Regarding the lubrication structure.
  • Patent Document 1 An example of a conventional scroll compressor is described in Patent Document 1.
  • a boss portion rotatably supported by an eccentric shaft portion of a drive shaft is provided on the surface of the end plate portion of the movable scroll member opposite to the surface on the fixed scroll side. is formed.
  • the boss portion has a cup-like shape with a bottom, and the internal space of the boss portion constitutes a bearing box that accommodates the bearing.
  • the present invention provides a scroll compressor that is capable of satisfactorily lubricating the inside of a boss section provided on an end plate section of a movable scroll member and accommodating a bearing etc. while suppressing an increase in manufacturing costs.
  • the purpose is to
  • a scroll compressor includes a fixed scroll member, a movable scroll member that meshes with the fixed scroll member to form a closed space between the fixed scroll member and the fixed scroll member, a drive mechanism that rotates the movable scroll member, and a drive mechanism that rotates the movable scroll member.
  • a rotation prevention mechanism that prevents rotation of the movable scroll member; and a suction device that accommodates the fixed scroll member, the movable scroll member, the drive mechanism, and the rotation prevention mechanism, and introduces a refrigerant containing lubricating oil from the outside into the interior.
  • the drive mechanism includes a main shaft portion that is rotationally driven, a large diameter shaft portion coaxially connected to the main shaft portion, and a crank pin protruding from an eccentric position on an end surface of the large diameter shaft portion.
  • a drive bearing that is accommodated in the bottomed hole together with the drive bush and rotatably supports the drive bush.
  • the suction port and the space surrounding the boss portion communicate with each other via the rotation prevention mechanism, and the boss portion has a communication space between the space surrounding the boss portion and the inside of the bottomed hole. At least one communication path is formed to communicate with the.
  • a scroll compressor that can satisfactorily lubricate the inside of a boss section provided on an end plate section of a movable scroll member and housing a bearing etc. while suppressing an increase in manufacturing costs. can do.
  • FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional view of a scroll compressor according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of essential parts taken along line AA in FIG. 1; It is a figure which looked at a movable scroll member from the back side of an end plate part.
  • 4 is an enlarged cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 3.
  • FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between a suction port and a communication passage formed in a boss portion of a movable scroll member, and is a diagram corresponding to a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 1.
  • FIG. It is a figure which shows the modification of the communication path formed in a boss
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal cross-sectional view of a scroll compressor according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a main part view taken along the line AA in FIG. 1.
  • the scroll compressor 1 according to the embodiment is incorporated into a refrigerant circuit of a vehicle air conditioner, for example, and is used to compress refrigerant. Lubricating oil is mixed into the refrigerant.
  • the left and right sides in FIG. 1 will be described below as the front and rear of the scroll compressor.
  • the scroll compressor 1 includes a fixed scroll member 2, a movable scroll member 3, a drive mechanism 4, a rotation prevention mechanism 5, and a housing 6 that accommodates these.
  • the fixed scroll member 2 and the movable scroll member 3 are arranged opposite to each other in the front-rear direction within the housing 6. Specifically, in this embodiment, the fixed scroll member 2 is fixed to the housing 6 on the rear side inside the housing 6, and the movable scroll member 3 is arranged on the front side of the fixed scroll member 2.
  • the fixed scroll member 2 includes a circular end plate portion 2a and a spiral wrap 2b integrally formed on one surface of the end plate portion 2a.
  • the movable scroll member 3 includes a circular end plate portion 3a and a spiral wrap 3b integrally formed on one surface of the end plate portion 3a.
  • the fixed scroll member 2 and the movable scroll member 3 are assembled so that the circumferential angles of the respective spiral wraps 2b, 3b are shifted from each other, and the side surfaces of the respective spiral wraps 2b, 3b are in partial contact with each other. and placed.
  • the fixed scroll member 2 and the movable scroll member 3 are arranged such that their spiral wraps 2b and 3b are engaged with each other.
  • the tip of the spiral wrap 2b of the fixed scroll member 2 comes into contact with the inner surface (the surface on which the spiral wrap 3b is formed) of the end plate portion 3a of the movable scroll member 3 via the tip seal, and The tip of the spiral wrap 3b is in contact with the inner surface (the surface on which the spiral wrap 2b is formed) of the end plate portion 2a of the fixed scroll member 2 via a tip seal.
  • a crescent-shaped sealed space 7 is formed between (the spiral wrap 2b of) the fixed scroll member 2 and (the spiral wrap 3b of) the movable scroll member 3.
  • a suction port 11 is provided on the outer wall of the housing 6 for introducing a refrigerant containing lubricating oil from the outside into the housing 6.
  • the suction port 11 communicates with a suction chamber 12 on the radially outer side of the fixed scroll member 2 and the movable scroll member 3.
  • the movable scroll member 3 is driven by the drive mechanism 4 and performs a rotating movement. Moreover, the movable scroll member 3 is prevented from rotating by the rotation prevention mechanism 5.
  • the closed space 7 moves from the outer peripheral end of the spiral wraps 2b, 3b toward the center, and the volume of the closed space 7 changes in the direction of contraction.
  • the refrigerant introduced from the suction port 11 and led to the suction chamber 12 is taken into the closed space 7 from the outer peripheral side of the spiral wraps 2b and 3b and is compressed.
  • the refrigerant compressed in the sealed space 7 is discharged from the discharge hole 13 formed in the center of the end plate portion 2a of the fixed scroll member 2 into the discharge chamber 14, and is led out from there via the discharge port 15. .
  • a part of the refrigerant containing lubricating oil introduced into the housing 6 from the suction port 11 is used to lubricate the drive mechanism 4 .
  • the drive mechanism 4 includes a rotating shaft 20 and a crank mechanism 30.
  • the rotating shaft 20 has a main shaft portion 21, a large diameter shaft portion 22, and a crank pin 23 from the front side to the rear side.
  • the rotating shaft 20 is housed in the housing 6 with the front end of the main shaft portion 21 exposed outside the housing 6.
  • the main shaft portion 21 extends rearward within the housing 6 from the front end portion.
  • the large diameter shaft portion 22 is provided at the rear end portion of the main shaft portion 21 .
  • the large-diameter shaft portion 22 is formed to have a larger diameter than the main shaft portion 21 and is coaxially connected to the main shaft portion 21 .
  • the crank pin 23 is formed to have a smaller diameter than the large-diameter shaft portion 22 and has an eccentric position on the end surface of the large-diameter shaft portion 22, that is, the axis L of the main shaft portion 21 and the large-diameter shaft portion 22 on the end surface of the large-diameter shaft portion 22. It protrudes backward from a position shifted from the
  • the rotating shaft 20 is rotatably supported by the housing 6 via a first bearing 24 and a second bearing 25.
  • the rotating shaft 20 is such that a portion of the main shaft portion 21 on the front end side is supported by a first bearing 24 attached to the housing 6, and a large diameter shaft portion 22 is supported by the first bearing 24 attached to the housing 6. It is supported by a second bearing 25.
  • a pulley 27 is attached to the front end of the main shaft portion 21 exposed outside the housing 6 via an electromagnetic clutch 26. Therefore, the main shaft portion 21 and, by extension, the rotating shaft 20 are rotationally driven by the rotational driving force inputted from the pulley 27 via the electromagnetic clutch 26 .
  • crank pin 23 side of the rotating shaft 20 is connected to the movable scroll member 3 via a crank mechanism 30.
  • the crank mechanism 30 includes a drive bush 31, a boss portion 32 protruding from the back surface of the end plate portion 3a of the movable scroll member 3, and a drive bearing 33.
  • the drive bush 31 is formed into a disk shape and has an insertion hole 31a into which the crank pin 23 is inserted at a position eccentric from the center.
  • the drive bush 31 is eccentrically attached to the crank pin 23.
  • the drive bush 31 is sometimes called an eccentric bush.
  • the drive bush 31 is attached to the crank pin 23 so as to be able to swing slightly. That is, the drive bush 31 has a regulating protrusion that projects forward, and is swingably attached to the crank pin 23, and the regulating protrusion is inserted into a regulating hole formed in the end surface of the large diameter shaft portion 22. This limits the range of swing.
  • a balance weight 34 is provided integrally with the drive bush 31.
  • the boss portion 32 is formed into a cylindrical shape and can house the drive bush 31 therein.
  • the boss portion 32 has a bottomed hole 321 that is open at the distal end surface and accommodates the drive bush 31 .
  • the drive bearing 33 is, for example, a sliding bearing or a needle roller bearing, and is attached to the inner circumferential side of the boss portion 32, that is, to the inner circumferential surface of the bottomed hole 321, so that the drive bush 31 can freely rotate. support.
  • the drive bearing 33 is accommodated in the bottomed hole 321 of the boss portion 32 together with the drive bush 31, and rotatably supports the drive bush 31.
  • the rotation prevention mechanism 5 is provided between a portion on the outer peripheral side of the back surface of the end plate portion 3a of the movable scroll member 3 and the thrust receiving surface 16 of the housing 6. In other words, the rotation prevention mechanism 5 is arranged on the outside of the boss portion 32 in the radial direction.
  • a known ball coupling type rotation prevention mechanism including a plurality of balls 5a arranged at intervals in the circumferential direction is used as the rotation prevention mechanism 5. Therefore, the space on the outside in the radial direction and the space on the inside in the radial direction of the rotation prevention mechanism 5 communicate with each other via the space (inter-ball space) formed between the adjacent balls 5a.
  • the suction port 11 is designed to be located radially outward of a boss portion 32 provided to protrude from the back surface of the movable scroll member 3, as shown in FIG.
  • the rotation prevention mechanism 5 is present between the suction port 11 and the boss portion 32 and between the suction chamber 12 and the boss portion 32.
  • the radially outer space and the radially inner space of the rotation prevention mechanism 5 communicate with each other via the inter-ball space. Therefore, the suction port 11 and the space around the boss part 32 communicate with each other via (the space between the balls of) the rotation prevention mechanism 5, and similarly, the suction chamber 12 and the space around the boss part 32 communicate with each other through the They communicate via (the inter-ball space of) the blocking mechanism 5. That is, the refrigerant containing lubricating oil can also be supplied to the space surrounding the boss portion 32 .
  • FIG. 3 is a view of the movable scroll member 3 viewed from the back side of the end plate portion 3a
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 3.
  • the boss portion 32 of the movable scroll member 3 has a connection between the inside and outside of the boss portion 32, that is, the space around the boss portion 32 and the inside of the bottomed hole 321.
  • Three communicating passages 51 are formed. Therefore, the refrigerant containing lubricating oil can be supplied to the inside of the bottomed hole 321, that is, to the drive bush 31 and the drive bearing 33 accommodated in the bottomed hole 321.
  • each of the three communicating paths 51 has one end open to the outer surface (outer peripheral surface) of the boss portion 32 and the other end open to the bottom surface 321a of the bottomed hole 321 of the boss portion 32. That is, each of the three communication paths 51 directly communicates the space around the boss portion 32 with the space on the bottom surface 321a side of the bottomed hole 321. Specifically, each of the three communication passages 51 is inclined from the one end opening at the outer peripheral surface of the boss portion 32 to the rear side at an acute angle with respect to the axis L of the rotating shaft 20 (see FIG. 1).
  • the second hole 512 extends from the other end opening to the bottom surface 321a of the bottomed hole 321 and connects to the vicinity of the tip of the first hole 511. Note that the second hole portion 512 may extend obliquely to the axis L of the rotating shaft 20 or may extend parallel to the axis L of the rotating shaft 20.
  • the passages 51 are arranged at intervals in the circumferential direction, preferably at equal angular intervals in the circumferential direction, and each of the three communication passages 51 (the first hole portion 511 thereof) It extends toward the center O of the bottom surface 321a.
  • FIG. 5 is a diagram showing the positional relationship between the suction port 11 and the three communication passages 51 formed in the boss portion 32, and is a diagram corresponding to the CC sectional view of FIG. 1.
  • 5(a) shows a state in which the orbiting angle of the movable scroll member 3 is 0°
  • FIG. 5(b) shows a state in which the orbiting angle of the movable scroll member 3 is 90°
  • FIG. 5(c) shows a state in which the orbiting angle of the movable scroll member 3 is 90°
  • 5(d) shows a state in which the orbiting angle of the movable scroll member 3 is 180°
  • FIG. 5(d) shows a state in which the orbiting angle of the movable scroll member 3 is 270°. Note that in FIGS. 5(a) to 5(d), parts other than the fixed scroll member 2, movable scroll member 3, and housing 6 are omitted.
  • the three communication paths 51 are connected to the outer surface of the boss portion 32 no matter what rotation angle position the movable scroll member 3 is in.
  • Each open end is designed to be located within the extension line EL of the suction port 11 into the housing 6.
  • each of the three communication passages 51 has one end that opens on the outer surface of the boss portion 32 within the range of the extension line EL of the suction port 11 into the housing 6, regardless of the rotation angle position of the movable scroll member 3. It is formed to be located.
  • the boss portion 32 protrudingly provided on the back surface of the end plate portion 3 a of the movable scroll member 3 has a bottomed hole 321 , and a drive mechanism 4 for rotating the movable scroll member 3 is installed in the bottomed hole 321 .
  • a drive bush 31 and a drive bearing 33, which constitute a part of the drive bush 31 and a drive bearing 33, are housed therein.
  • the suction port 11 through which a refrigerant containing lubricating oil is introduced into the housing 6 and the space surrounding the boss portion 32 communicate with each other via a rotation prevention mechanism 5 that prevents rotation of the movable scroll member 3.
  • Three communication passages 51 are formed in the boss portion 32 to communicate the space around the boss portion 32 and the inside of the bottomed hole 321 .
  • each of the three communication passages 51 opens to the outer surface (outer peripheral surface) of the boss portion 32, and the other end opens to the bottom surface 321a of the bottomed hole 321. Therefore, the refrigerant containing lubricating oil is effectively supplied to the inside of the bottomed hole 321, and the drive bush 31 and the drive bearing 33 can be lubricated even better.
  • each of the three communication passages 51 has a first hole 511 that extends rearward from the one end that opens on the outer surface of the boss portion 32 and is inclined at an acute angle with respect to the axis L of the rotating shaft 20.
  • a second hole portion 512 extending from the other end opening into the bottom surface 321a of the bottomed hole 321 and connected to the vicinity of the tip of the first hole portion 511. Therefore, the communicating path 51 can be relatively easily formed in the boss portion 32 by drilling.
  • the inclination angle of the first hole 511 with respect to the axis L of the rotating shaft 20, that is, the angle between the axis L of the rotating shaft 20 and (the center line of) the first hole 511 is preferably 40° to 75°.
  • the angle is between 45° and 70°.
  • the suction port 11 when the suction port 11 is located radially outward of the boss portion 32 and the inclination angle of the first hole portion 511 with respect to the axis L of the rotating shaft 20 is less than 40°, the suction port 11 is located outside the housing. If the inclination angle of the first hole portion 511 with respect to the axis L of the rotating shaft 20 exceeds 75°, the refrigerant containing lubricating oil introduced into the movable scroll member 6 may become difficult to flow into the communication path 51. This is because the drilling process for forming the first hole part 511 may become difficult, such as the need to process the end plate part 3a of No. 3.
  • the three communicating passages 51 are arranged at intervals from each other in the circumferential direction, and the first holes 511 of each of the three communicating passages 51 are arranged at intervals in the circumferential direction. It extends toward the center O of the bottom surface 321a of the bottomed hole 321. Therefore, while it is possible to stably and sufficiently supply the refrigerant containing lubricating oil into the bottomed hole 321, that is, to the drive bush 31 and the drive bearing 33, a decrease in the rigidity of the boss portion 32 is also suppressed.
  • each of the three communication passages 51 has one end that opens on the outer surface of the boss portion 32 within the range of the extension line EL of the suction port 11 into the housing 6, regardless of the rotation angle position of the movable scroll member 3. It is formed to be located. For this reason, it is necessary to promptly supply refrigerant containing lubricating oil into the bottomed hole 321 when the scroll compressor 1 is started up, and to continuously supply refrigerant containing lubricating oil during operation of the scroll compressor 1. It becomes possible to supply the inside of the bottomed hole 321.
  • the refrigerant containing lubricating oil can be continuously supplied to the inside of the bottomed hole 321, that is, to the drive bush 31 and the drive bearing 33. Therefore, it is possible to contribute to improving the durability and efficiency of the scroll compressor 1.
  • a ball coupling type rotation prevention mechanism is used as the rotation prevention mechanism 5.
  • the rotation prevention mechanism 5 may be any mechanism as long as it prevents the rotation of the movable scroll member 3 and the space on the outside in the radial direction and the space on the inside in the radial direction communicate with each other. may be used.
  • the front end portion of the main shaft portion 21 (rotary shaft 20) is exposed outside the housing 6, and the main shaft portion 21 (rotary shaft 20) is rotationally driven by a rotational driving force from an external drive source.
  • the scroll compressor 1 may have a drive source such as an electric motor in the housing, and may be configured such that the main shaft portion 21 (rotary shaft 20) is rotationally driven by rotational driving force from the drive source. In this case, the entire rotating shaft 20 along with the drive source will be housed within the housing 6.
  • three communication passages 51 are formed in the boss portion 32.
  • the three communicating passages 51 are arranged at intervals from each other in the circumferential direction, and each of the three communicating passages 51 is is formed so as to extend from the one end opening on the outer surface of the boss portion 32 toward the center O of the bottom surface 321a of the bottomed hole 321.
  • it is not limited to this. It is sufficient that at least one of the three communicating passages 51 is formed so as to extend from the one end opening on the outer surface of the boss portion 32 toward the center O of the bottom surface 321a of the bottomed hole 321.
  • the first communication path 51A of the three communication paths 51A to 51C is directed from the one end opening on the outer surface of the boss portion 32 toward the center O of the bottom surface 321a of the bottomed hole 321.
  • the remaining second and third communication paths 51B and 51C may be formed in parallel to the first communication path 51A.
  • the first and second communication passages 51A and 51B of the three communication passages 51A to 51C open from the outer surface of the boss portion 32 from the center O
  • the remaining third communication path 51C may be formed in parallel to the first communication path 51A or the second communication path 51B.
  • 1... Scroll type compressor 2... Fixed scroll member, 2a... End plate part of fixed scroll member, 2b... Spiral wrap of fixed scroll member, 3... Movable scroll member, 3a... End plate part of movable scroll member, 3b... Spiral wrap of movable scroll member, 4... Drive mechanism, 5... Rotation prevention mechanism, 6... Housing, 7... Sealed space, 11... Suction port, 12... Suction chamber, 13... Discharge hole, 14... Discharge chamber, 15...
  • Discharge Port 20...Rotating shaft, 21...Main shaft portion, 22...Large diameter shaft portion, 23...Crank pin, 30...Crank mechanism, 31...Drive bush, 31a...Insertion hole, 32...Boss portion, 33...Drive bearing, 51 ...Communication path, 321...Bottomed hole, 321a...Bottom of bottomed hole, 511...First hole, 512...Second hole, L...Axis of rotating shaft, EL...Extension line of intake port, O...Yes Center of bottom of bottom hole

Abstract

【課題】製造コストの増加を抑制しつつ、可動スクロール部材の端板部に設けられて軸受等を収容するボス部の内部の潤滑を良好に行うことができるスクロール型圧縮機を提供する。 【解決手段】スクロール型圧縮機において、固定スクロール部材2に噛み合う可動スクロール部材3の端板部3aの背面に突出して設けられたボス部32は有底穴321を有し、有底穴321には、可動スクロール部材3を旋回運動させる駆動機構の一部を構成するドライブブッシュ及びドライブ軸受が収容されている。外部からの潤滑油を含む冷媒をハウジング内に導入する吸入ポート11とボス部32の周囲空間とは、可動スクロール部材3の自転を阻止する自転阻止機構を介して連通しており、ボス部32には、ボス部32の周囲空間と有底穴321の底面321a側の空間とを連通する少なくとも一つの連通路51が形成されている。

Description

スクロール型圧縮機
 本発明は、固定スクロール部材と可動スクロール部材とで形成される密閉空間の容積を変化させて冷媒を圧縮するように構成されたスクロール型圧縮機に関し、特に、可動スクロール部材を旋回運動させる駆動機構の潤滑構造に関する。
 従来のスクロール型圧縮機の一例が特許文献1に記載されている。特許文献1に記載されたスクロール型圧縮機において、可動スクロール部材の端板部の固定スクロール側の面とは反対側の面には、駆動軸の偏心軸部によって回転可能に支持されるボス部が形成されている。ボス部は、有底カップ状の形状を有し、ボス部の内部空間は、ベアリングを収容するベアリングボックスを構成している。
 ここで、ベアリングボックス(すなわち、ボス部の内部)は、行き止まりの袋小路となるため、そこに収容されたベアリング等が潤滑不良になるおそれがある。これを防止するため、特許文献1に記載されたスクロール型圧縮機においては、可動スクロール部材の端板部に、ベアリングボックスの底部と、可動スクロール部材及び固定スクロール部材の外周の吸入室とを直接連通する連通路が形成されている。
特開2004-27983号公報
 しかし、特許文献1に記載されたスクロール型圧縮機において、前記連通路は、可動スクロール部材の端板部に半径方向の穿孔を行うことによって形成されている。このため、穿孔の長さが長くならざるを得ず、加工の手間と時間がかかり、製造コストが高いという課題があった。
 そこで、本発明は、製造コストの増加を抑制しつつ、可動スクロール部材の端板部に設けられて軸受等を収容するボス部の内部の潤滑を良好に行うことができるスクロール型圧縮機を提供することを目的とする。
 本発明の一側面によると、スクロール型圧縮機が提供される。前記スクロール型圧縮機は、固定スクロール部材と、前記固定スクロール部材と噛み合って前記固定スクロール部材との間に密閉空間を形成する可動スクロール部材と、前記可動スクロール部材を旋回運動させる駆動機構と、前記可動スクロール部材の自転を阻止する自転阻止機構と、前記固定スクロール部材、前記可動スクロール部材、前記駆動機構及び前記自転阻止機構を収容すると共に、外部からの潤滑油を含む冷媒を内部に導入する吸入ポートと前記可動スクロール部材の旋回運動によって前記密閉空間で圧縮された冷媒を外部に導出する吐出ポートとが設けられたハウジングと、を有する。前記スクロール型圧縮機において、前記駆動機構は、回転駆動される主軸部、前記主軸部に同軸で連なる大径軸部、及び前記大径軸部の端面における偏心位置から突出したクランクピンを有する回転軸と、前記クランクピンが挿入される挿入孔が形成されたドライブブッシュと、前記可動スクロール部材の端板部の背面に突出して設けられ、前記ドライブブッシュを収容する有底穴を有するボス部と、前記ドライブブッシュと共に前記有底穴に収容されて前記ドライブブッシュを回転自在に支持するドライブ軸受と、を含む。前記スクロール型圧縮機において、前記吸入ポートと前記ボス部の周囲空間とが前記自転阻止機構を介して連通しており、前記ボス部には、前記ボス部の周囲空間と前記有底穴の内部とを連通する少なくとも一つの連通路が形成されている。
 本発明によれば、製造コストの増加を抑制しつつ、可動スクロール部材の端板部に設けられて軸受等を収容するボス部の内部の潤滑を良好に行うことができるスクロール型圧縮機を提供することができる。
実施形態に係るスクロール型圧縮機の概略縦断面図である。 図1のA-A断面要部図である。 可動スクロール部材を端板部の背面側から見た図である。 図3のB-B断面拡大図である。 吸入ポートと可動スクロール部材のボス部に形成された連通路との位置関係を示す図であり、図1のC-C断面図に相当する図である。 ボス部に形成される連通路の変形例を示す図である。
 以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
 図1は、本発明の実施形態に係るスクロール型圧縮機の概略縦断面図であり、図2は、図1のA-A断面要部図である。実施形態に係るスクロール型圧縮機1は、例えば車両用空調装置の冷媒回路に組み込まれ、冷媒を圧縮するために使用される。冷媒には潤滑油が混入されている。なお、以下では、図1における左右をスクロール型圧縮機の前後として説明する。
 スクロール型圧縮機1は、固定スクロール部材2と、可動スクロール部材3と、駆動機構4と、自転阻止機構5と、これらを収容するハウジング6とを有する。
 固定スクロール部材2と可動スクロール部材3とは、ハウジング6内において前後方向に対向配置されている。具体的には、本実施形態において、固定スクロール部材2は、ハウジング6内の後部側でハウジング6に固定されており、可動スクロール部材3は、固定スクロール部材2の前側に配置されている。
 固定スクロール部材2は、円形の端板部2aと、端板部2aの一方の面上に一体に形成された渦巻きラップ2bとを含む。同様に、可動スクロール部材3は、円形の端板部3aと、端板部3aの一方の面上に一体的に形成された渦巻きラップ3bとを含む。
 固定スクロール部材2と可動スクロール部材3とは、それぞれの渦巻きラップ2b、3bの周方向の角度が互いにずれた状態で、それぞれの渦巻きラップ2b、3bの側面が互いに部分的に接触するように組み合わされて配設される。換言すれば、固定スクロール部材2と可動スクロール部材3とは、それぞれの渦巻きラップ2b、3bが噛み合うように配設されている。また、固定スクロール部材2の渦巻きラップ2bの先端は、チップシールを介して可動スクロール部材3の端板部3aの内面(渦巻きラップ3bが形成されている面)に接触し、可動スクロール部材3の渦巻きラップ3bの先端は、チップシールを介して固定スクロール部材2の端板部2aの内面(渦巻きラップ2bが形成されている面)に接触している。そして、これにより、図2に示されるように、固定スクロール部材2(の渦巻きラップ2b)と可動スクロール部材3(の渦巻きラップ3b)との間に三日月状の密閉空間7が形成される。
 ハウジング6の外壁には、外部からの潤滑油を含む冷媒をハウジング6の内部に導入するための吸入ポート11が設けられている。吸入ポート11は、固定スクロール部材2及び可動スクロール部材3の径方向外側の吸入室12に連通している。
 可動スクロール部材3は、駆動機構4に駆動されて旋回運動を行う。また、可動スクロール部材3は、自転阻止機構5により自転が阻止されている。
 可動スクロール部材3が旋回運動を行うと、密閉空間7が渦巻きラップ2b、3bの外周側の端部から中心部に向かって移動すると共に、密閉空間7の容積が縮小方向に変化する。これにより、吸入ポート11から導入されて吸入室12に導かれた冷媒が、渦巻きラップ2b、3bの外周側から密閉空間7に取り込まれて圧縮される。密閉空間7で圧縮された冷媒は、固定スクロール部材2の端板部2aの中央部に形成された吐出孔13から吐出室14に吐出され、そこから吐出ポート15を介して外部に導出される。なお、吸入ポート11からハウジング6内に導入された、潤滑油を含む冷媒の一部は、駆動機構4の潤滑に利用される。
 駆動機構4は、回転軸20と、クランク機構30とを含む。
 回転軸20は、前側から後側に向かって、主軸部21と、大径軸部22と、クランクピン23とを有する。回転軸20は、主軸部21の前端部がハウジング6外に露出した状態でハウジング6に収容されている。主軸部21は、前記前端部からハウジング6内を後方に向かって延びている。大径軸部22は、主軸部21の後端部に設けられている。大径軸部22は、主軸部21よりも大径に形成され、主軸部21に同軸で連なっている。クランクピン23は、大径軸部22よりも小径に形成され、大径軸部22の端面における偏心位置、すなわち、大径軸部22の端面における主軸部21及び大径軸部22の軸線Lからずれた位置から後方に突出している。
 回転軸20は、第1軸受24及び第2軸受25を介してハウジング6に回転自在に支持されている。具体的には、本実施形態において、回転軸20は、主軸部21の前記前端部側の部位がハウジング6に取り付けられた第1軸受24によって支持され、大径軸部22がハウジング6に取り付けられた第2軸受25によって支持されている。
 ハウジング6外に露出する主軸部21の前記前端部には、電磁クラッチ26を介してプーリ27が取り付けられている。したがって、主軸部21、ひいては回転軸20は、プーリ27から電磁クラッチ26を介して入力される回転駆動力により回転駆動される。
 回転軸20のクランクピン23側は、クランク機構30を介して可動スクロール部材3に連結されている。
 クランク機構30は、ドライブブッシュ31と、可動スクロール部材3の端板部3aの背面に突出して設けられたボス部32と、ドライブ軸受33とを含む。
 ドライブブッシュ31は、円板状に形成され、中心から偏心した位置にクランクピン23が挿入される挿入孔31aを有する。ドライブブッシュ31は、クランクピン23に偏心状態で取り付けられている。このため、ドライブブッシュ31は、偏心ブッシュと呼ばれることもある。また、ドライブブッシュ31は、クランクピン23に対して僅かに揺動可能に取り付けられている。すなわち、ドライブブッシュ31は、前方に突出する規制突起を有しており、クランクピン23に揺動自在に取り付けられると共に、前記規制突起が大径軸部22の端面に形成された規制穴に挿入されることで、揺動範囲が制限されている。なお、ドライブブッシュ31には、これと一体的にバランサウエイト34が設けられている。
 ボス部32は、円筒状に形成されて、内部にドライブブッシュ31を収容可能である。換言すれば、ボス部32は、先端面に開口してドライブブッシュ31を収容する有底穴321を有する。
 ドライブ軸受33は、例えば、滑り軸受又は針状コロ軸受(ニードルベアリング)であり、ボス部32の内周側に、つまり、有底穴321の内周面に取り付けられてドライブブッシュ31を回転自在に支持する。換言すれば、ドライブ軸受33は、ドライブブッシュ31と共にボス部32の有底穴321に収容されてドライブブッシュ31を回転自在に支持する。
 主軸部21(回転軸20)が回転駆動されると、主軸部21(回転軸20)の回転がクランク機構30によって可動スクロール部材3の旋回運動に変換される。こうして、駆動機構4は、可動スクロール部材3を旋回運動させる。
 自転阻止機構5は、可動スクロール部材3の端板部3aの背面における外周部側の部位と、ハウジング6のスラスト受面16との間に設けられている。換言すれば、自転阻止機構5は、ボス部32の径方向外側に配置されている。本実施形態においては、自転阻止機構5として、周方向に互いに間隔をあけて配置された複数のボール5aを含む公知のボールカップリング式の自転阻止機構が用いられている。したがって、自転阻止機構5の径方向外側の空間と径方向内側の空間とは、隣り合うボール5aの間に形成される空間(ボール間空間)を介して連通している。
 次に、潤滑油を含む冷媒による駆動機構4の潤滑構造、特に、クランク機構30の潤滑構造について説明する。
 上述のように、吸入ポート11からハウジング6内に導入された、潤滑油を含む冷媒の一部は、駆動機構4の潤滑に利用される。本実施形態において、吸入ポート11は、図1に示されるように、可動スクロール部材3の背面に突出して設けられたボス部32の径方向外方に位置するように設計されている。
 ここで、吸入ポート11とボス部32との間、及び、吸入室12とボス部32との間には、自転阻止機構5が存在している。しかし、上述のように、自転阻止機構5の径方向外側の空間と径方向内側の空間とはボール間空間を介して連通している。したがって、吸入ポート11とボス部32の周囲空間とは、自転阻止機構5(のボール間空間)を介して連通しており、同様に、吸入室12とボス部32の周囲空間とは、自転阻止機構5(のボール間空間)を介して連通している。つまり、潤滑油を含む冷媒は、ボス部32の周囲空間にも供給され得る。
 図3は、可動スクロール部材3を端板部3aの背面側から見た図であり、図4は、図3のB-B断面拡大図である。図3及び図4に示されるように、本実施形態において、可動スクロール部材3のボス部32には、ボス部32の内外、すなわち、ボス部32の周囲空間と有底穴321の内部とを連通する三つの連通路51が形成されている。したがって、潤滑油を含む冷媒が、有底穴321の内部に、すなわち、有底穴321に収容されたドライブブッシュ31及びドライブ軸受33に供給され得る。
 本実施形態において、三つの連通路51のそれぞれは、一端がボス部32の外面(外周面)に開口すると共に他端がボス部32の有底穴321の底面321aに開口している。つまり、三つの連通路51のそれぞれは、ボス部32の周囲空間と有底穴321の底面321a側の空間とを直接連通している。具体的には、三つの連通路51のそれぞれは、ボス部32の外周面に開口する前記一端から回転軸20の軸線L(図1参照)に対して鋭角をなすように傾斜して後方側に延びる第1穴部511と、有底穴321の底面321aに開口する前記他端から延びて第1穴部511の先端部近傍に接続する第2穴部512とで構成されている。なお、第2穴部512は、回転軸20の軸線Lに対して傾斜して延びてもよいし、回転軸20の軸線Lに平行に延びてもよい。
 また、図3に示されるように、可動スクロール部材3を端板部3aの背面側から見たとき、換言すれば、可動スクロール部材3をボス部32の先端側から見たとき、三つの連通路51は、周方向に互いに間隔をあけて配置され、好ましくは、周方向に等角度間隔で配置され、三つの連通路51のそれぞれ(の第1穴部511)は、有底穴321の底面321aの中心Oに向かって延びている。
 図5は、吸入ポート11とボス部32に形成された三つの連通路51との位置関係を示す図であり、図1のC-C断面図に相当する図である。図5(a)は、可動スクロール部材3の旋回角度が0°の状態、図5(b)は、可動スクロール部材3の旋回角度が90°の状態、図5(c)は、可動スクロール部材3の旋回角度が180°の状態、図5(d)は、可動スクロール部材3の旋回角度が270°の状態を示している。なお、図5(a)~(d)においては、固定スクロール部材2、可動スクロール部材3及びハウジング6以外の部品が省略されている。
 図5(a)~(d)に示されるように、本実施形態において、三つの連通路51は、可動スクロール部材3がどの旋回角位置にある場合であっても、ボス部32の外面に開口するそれぞれの前記一端が吸入ポート11のハウジング6内への延長線ELの範囲内に位置するように設計されている。つまり、三つの連通路51のそれぞれは、可動スクロール部材3の旋回角度位置にかかわらず、ボス部32の外面に開口する前記一端が吸入ポート11のハウジング6内への延長線ELの範囲内に位置するように形成されている。
 実施形態に係るスクロール型圧縮機1によれば、以下のような効果が得られる。
 可動スクロール部材3の端板部3aの背面に突出して設けられたボス部32は、有底穴321を有しており、有底穴321には、可動スクロール部材3を旋回運動させる駆動機構4の一部を構成するドライブブッシュ31及びドライブ軸受33が収容されている。また、潤滑油を含む冷媒をハウジング6内に導入する吸入ポート11とボス部32の周囲空間とは、可動スクロール部材3の自転を阻止する自転阻止機構5を介して連通している。そして、ボス部32には、ボス部32の周囲空間と有底穴321の内部とを連通する三つの連通路51が形成されている。
 このため、スクロール型圧縮機1の運転中、潤滑油を含む冷媒が有底穴321の内部に供給されることになり、有底穴321の内部、すなわち、ドライブブッシュ31及びドライブ軸受33の潤滑を良好に行うことができる。また、三つの連通路51は、ボス部32に形成されているため、例えば可動スクロール部材3の端板部3aに形成する場合に比べて加工が容易であり、製造コストの増加が抑制され得る。さらに、可動スクロール部材3の端板部3aの剛性を低下させることもない。
 また、三つの連通路51のそれぞれは、一端がボス部32の外面(外周面)に開口すると共に他端が有底穴321の底面321aに開口している。このため、潤滑油を含む冷媒が有底穴321の内部に効果的に供給され、ドライブブッシュ31及びドライブ軸受33の潤滑をさらに良好に行うことができる。
 ここで、三つの連通路51のそれぞれは、ボス部32の外面に開口する前記一端から回転軸20の軸線Lに対して鋭角をなすように傾斜して後方側に延びる第1穴部511と、有底穴321の底面321aに開口する前記他端から延びて第1穴部511の先端部近傍に接続する第2穴部512とを含む。このため、穴あけ加工により、比較的容易にボス部32に連通路51を形成することができる。なお、回転軸20の軸線Lに対する第1穴部511の傾斜角度、すなわち、回転軸20の軸線Lと第1穴部511(の中心線)とがなす角度は40°~75°が好ましく、45°~70°がさらに好ましい。上述のように、吸入ポート11がボス部32の径方向外方に位置するところ、回転軸20の軸線Lに対する第1穴部511の傾斜角度が40°未満であると、吸入ポート11からハウジング6内に導入された、潤滑油を含む冷媒が連通路51に流入し難くなるおそれがあり、回転軸20の軸線Lに対する第1穴部511の傾斜角度が75°を超えると、可動スクロール部材3の端板部3aを加工する必要が生じるなど第1穴部511を形成するための穴あけ加工が難しくなるおそれがあるからである。
 また、可動スクロール部材3をボス部32の先端側から見たとき、三つの連通路51は周方向に互いに間隔をあけて配置され、及び三つの連通路51のそれぞれの第1穴部511が有底穴321の底面321aの中心Oに向かって延びている。このため、潤滑油を含む冷媒を有底穴321の内部に、すなわち、ドライブブッシュ31及びドライブ軸受33に安定且つ十分に供給することを可能としつつ、ボス部32の剛性低下も抑制される。
 さらに、三つの連通路51のそれぞれは、可動スクロール部材3の旋回角度位置にかかわらず、ボス部32の外面に開口する前記一端が吸入ポート11のハウジング6内への延長線ELの範囲内に位置するように形成されている。このため、スクロール型圧縮機1の起動時に潤滑油を含む冷媒を速やかに有底穴321の内部に供給すること、及び、スクロール型圧縮機1の運転中に潤滑油を含む冷媒を継続的に有底穴321の内部に供給することが可能になる。つまり、スクロール型圧縮機1の起動から運転終了までの間、潤滑油を含む冷媒を継続して有底穴321の内部に、すなわち、ドライブブッシュ31及びドライブ軸受33に供給することができる。したがって、スクロール型圧縮機1の耐久性の向上や効率の改善に資することができる。
 なお、上述の実施形態においては、自転阻止機構5としてボールカップリング式の自転阻止機構が用いられている。しかし、これに限られるものではない。自転阻止機構5は、可動スクロール部材3の自転を阻止すると共に、自身の径方向外側の空間と径方向内側の空間とが連通しているものであればよく、他の構成の自転阻止機構が用いられてもよい。
 また、上述の実施形態においては、主軸部21(回転軸20)の前端部がハウジング6外に露出し、主軸部21(回転軸20)は、外部の駆動源からの回転駆動力によって回転駆動されている。しかし、これに限られるものではない。スクロール型圧縮機1は、ハウジング内に電動モータ等の駆動源を有し、当該駆動源からの回転駆動力によって主軸部21(回転軸20)が回転駆動されるように構成されてもよい。この場合、駆動源と共に回転軸20の全体がハウジング6内に収容されることになる。
 また、上述の実施形態においては、三つの連通路51がボス部32に形成されている。しかし、これに限られるものではない。少なくとも一つの連通路51が形成されていればよく、連通路51の個数やサイズは任意に設定可能である。
 さらに、上述の実施形態において、可動スクロール部材3をボス部32の先端側からみたとき、三つの連通路51は、周方向に互いに間隔をあけて配置され、且つ、三つの連通路51のそれぞれが、ボス部32の外面に開口する前記一端から有底穴321の底面321aの中心Oに向かうように形成されている。しかし、これに限られるものではない。三つの連通路51のうちの少なくとも一つがボス部32の外面に開口する前記一端から有底穴321の底面321aの中心Oに向かうように形成されていればよい。
 例えば、図6に示されるように、三つの連通路51A~Cのうちの第1連通路51Aがボス部32の外面に開口する前記一端から有底穴321の底面321aの中心Oに向かうように形成され、残りの第2及び第3連通路51B、51Cが第1連通路51Aと平行に形成されてもよい。あるいは、図示は省略するが、三つの連通路51A~Cのうちの第1及び第2連通路51A、51Bがボス部32の外面に開口する記一端から有底穴321の底面321aの中心Oに向かうように形成され、残りの第3連通路51Cが第1連通路51A又は第2連通路51Bに平行に形成されてもよい。
 以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は、上述の実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらなる変形が可能であることはもちろんである。
 1…スクロール型圧縮機、2…固定スクロール部材、2a…固定スクロール部材の端板部、2b…固定スクロール部材の渦巻きラップ、3…可動スクロール部材、3a…可動スクロール部材の端板部、3b…可動スクロール部材の渦巻きラップ、4…駆動機構、5…自転阻止機構、6…ハウジング、7…密閉空間、11…吸入ポート、12…吸入室、13…吐出孔、14…吐出室、15…吐出ポート、20…回転軸、21…主軸部、22…大径軸部、23…クランクピン、30…クランク機構、31…ドライブブッシュ、31a…挿入孔、32…ボス部、33…ドライブ軸受、51…連通路、321…有底穴、321a…有底穴の底面、511…第1穴部、512…第2穴部、L…回転軸の軸線、EL…吸気ポートの延長線、O…有底穴の底面の中心

Claims (6)

  1.  固定スクロール部材と、
     前記固定スクロール部材と噛み合って前記固定スクロール部材との間に密閉空間を形成する可動スクロール部材と、
     前記可動スクロール部材を旋回運動させる駆動機構と、
     前記可動スクロール部材の自転を阻止する自転阻止機構と、
     前記固定スクロール部材、前記可動スクロール部材、前記駆動機構及び前記自転阻止機構を収容すると共に、外部からの潤滑油を含む冷媒を内部に導入する吸入ポートと、前記可動スクロール部材の旋回運動によって前記密閉空間で圧縮された冷媒を外部に導出する吐出ポートとが設けられたハウジングと、
     を有するスクロール型圧縮機であって、
     前記駆動機構は、
     回転駆動される主軸部、前記主軸部に同軸で連なる大径軸部、及び前記大径軸部の端面における偏心位置から突出したクランクピンを有する回転軸と、
     前記クランクピンが挿入される挿入孔が形成されたドライブブッシュと、
     前記可動スクロール部材の端板部の背面に突出して設けられ、前記ドライブブッシュを収容する有底穴を有するボス部と、
     前記ドライブブッシュと共に前記有底穴に収容されて前記ドライブブッシュを回転自在に支持するドライブ軸受と、
     を含み、
     前記吸入ポートと前記ボス部の周囲空間とが前記自転阻止機構を介して連通しており、
     前記ボス部には、前記ボス部の周囲空間と前記有底穴の内部とを連通する少なくとも一つの連通路が形成されている、
     スクロール型圧縮機。
  2.  前記少なくとも一つの連通路のそれぞれは、一端が前記ボス部の外面に開口すると共に他端が前記有底穴の底面に開口している、請求項1に記載のスクロール型圧縮機。
  3.  前記少なくとも一つの連通路のそれぞれは、前記一端から前記回転軸の軸線に対して傾斜して延びる第1穴部と、前記他端から延びて前記第1穴部の先端部近傍に接続する第2穴部とを含む、請求項2に記載のスクロール型圧縮機。
  4.  前記可動スクロール部材を前記ボス部の先端側から見たとき、前記少なくとも一つの連通路は周方向に互いに間隔をあけて配置され、及び前記少なくとも一つの連通路のそれぞれが前記一端から前記有底穴の底面の中心に向かうように形成されている、請求項2又は3に記載のスクロール型圧縮機。
  5.  前記可動スクロール部材を前記ボス部の先端側から見たとき、前記少なくとも一つの連通路は、前記一端から前記有底穴の底面の中心に向かうように形成された第1連通路と、前記第1連通路に平行に形成された第2連通路とを含む、請求項2又は3に記載のスクロール型圧縮機。
  6.  前記少なくとも一つの連通路のそれぞれは、前記可動スクロール部材の旋回角度位置にかかわらず、前記一端が前記吸入ポートの前記ハウジング内への延長線の範囲に位置するように形成されている、請求項2~5のいずれか一つに記載のスクロール型圧縮機。
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