(57)【要約】【課題】圧縮機構部３がモータ２の上部に配置されたことで、駆動軸６の回転の伴う遠心力により貯液部１２から導いた潤滑油１３を、圧縮機構部３の摺動部に十分供給できない課題を有していたこと。【解決手段】主軸受部材７の旋回スクロール２３の筒型ボス部２３ａが旋回する油溜まり空間７ａの内径部７ｂの形状を、上方開口側に拡がるテーパ形状としたことにより、旋回スクロール２３の筒型ボス部２３ａが旋回する油溜まり空間７ａの潤滑油１３に遠心力が生じ、圧縮機構部３の摺動部に潤滑油１３を積極的かつ時間を短縮して供給でき、信頼性が向上するとともに、摺動損失が低減する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内を下部の低圧室と上部の高圧室に仕切る仕切板を設けるとともに、この仕切板で仕切られた下部の低圧室にモータと圧縮機構部とを収納し、前記圧縮機構部は鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した旋回スクロールと、前記旋回スクロールと組み合わされ鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した固定スクロールと、駆動軸と、前記駆動軸の一端に設けられた偏心軸とが一体に形成され、前記偏心軸は前記旋回スクロールの筒型ボス部で支持され、前記駆動軸の偏心軸側の主軸は主軸受部材で支持され、反対側の副軸は副軸受部材に支持され、副軸の下端にオイルピックアップが装着され、前記圧縮機構部で圧縮した冷媒を、前記固定スクロールの吐出口を介して、前記仕切板で仕切られた上部の高圧室に吐出する構成を備えたスクロール圧縮機であって、前記主軸受部材の前記旋回スクロールの筒型ボス部が旋回する油溜まり空間の内径部の形状を、上方開口側に拡がるテーパ形状としたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記主軸受部材の内径部が前記駆動軸の中心線となす角度を、前記オイルピックアップの給油孔の内径から、前記駆動軸の給油孔の前記偏心軸側開口端で前記駆動軸の中心線から最も離れた点を結んだ直線が駆動軸の中心線となす角度より大きくした請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記主軸受部材の油溜まり空間の内径部に螺旋溝を設けた請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記旋回スクロールの筒型ボス部の外径部の形状を上方拡径となるテーパ形状とした請求項１から３のうちいずれかに記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記旋回スクロールの筒型ボス部の外径部に螺旋溝を設けた請求項１から４のうちいずれかに記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用空気調和装置、冷暖房空調装置や冷蔵庫等の冷却装置、あるいはヒートポンプ式の給湯装置等に用いられるスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉容器内に仕切板を設けるとともに、この仕切板で仕切られた下部低圧室に、モータとモータの上部に固定スクロール及び旋回スクロールを有した圧縮機構部とを収納し、圧縮機構部で圧縮した冷媒を、固定スクロールの吐出口を介して、仕切板で仕切られた上部高圧室に吐出する構成を備えたスクロール圧縮機がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８２４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の構成では、圧縮機構部がモータの上部に配置されたことで、駆動軸回転の遠心力により貯液部から導いた潤滑油を圧縮機構部の摺動部に十分供給できないという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、従来の課題を解決するもので、主軸受部材の旋回スクロールの筒型ボス部が旋回する油溜まり空間の内径部の形状を上方開口側に拡がるテーパ形状としたことにより、旋回スクロールの筒型ボス部が旋回する油溜まり空間の潤滑油に遠心力が生じ、圧縮機構部の摺動部に潤滑油を積極的かつ時間を短縮して供給でき、信頼性の向上および摺動損失の低減を図ることを目的とする。
【０００６】
第１の発明によるスクロール圧縮機は、密閉容器内を下部の低圧室と上部の高圧室に仕切る仕切板を設けるとともに、この仕切板で仕切られた下部の低圧室にモータと圧縮機構部とを収納し、前記圧縮機構部は鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した旋回スクロールと、前記旋回スクロールと組み合わされ鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した固定スクロールと、駆動軸と、前記駆動軸の一端に設けられた偏心軸とが一体に形成され、前記偏心軸は前記旋回スクロールの筒型ボス部で支持され、前記駆動軸の偏心軸側の主軸は主軸受部材で支持され、反対側の副軸は副軸受部材に支持され、副軸の下端にオイルピックアップが装着され、前記圧縮機構部で圧縮した冷媒を、前記固定スクロールの吐出口を介して、前記仕切板で仕切られた上部の高圧室に吐出する構成を備えたスクロール圧縮機であって、前記主軸受部材の前記旋回スクロールの筒型ボス部が旋回する油溜まり空間の内径部の形状を、上方開口側に拡がるテーパ形状としたことを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明によるスクロール圧縮機において、前記主軸受部材の内径部が前記駆動軸の中心線となす角度を、前記オイルピックアップの給油孔の内径から、前記駆動軸の給油孔の前記偏心軸側開口端で前記駆動軸の中心線から最も離れた点を結んだ直線が駆動軸の中心線となす角度より大きくしたことを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１または第２の発明によるスクロール圧縮機において、前記主軸受部材の内径部に螺旋溝を設けたことを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第１発明から第３発明のうちいずれかに記載のスクロール圧縮機において、前記旋回スクロールの筒型ボス部の外径部の形状を上方拡径となるテーパ形状としたことを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、第１発明から第４発明のうちいずれかに記載のスクロール圧縮機において、前記旋回スクロールの筒型ボス部の外径部に螺旋溝を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のスクロール圧縮機は、主軸受部材の旋回スクロールの筒型ボス部が旋回する油溜まり空間の内径部の形状を、上方開口側に拡がるテーパ形状としたことにより、旋回スクロールの筒型ボス部が旋回する油溜まり空間の潤滑油に遠心力が生じ、テーパ形状に沿って斜面を駆け上がる方向に力が作用するので、圧縮機構部の摺動部に潤滑油を積極的かつ時間を短縮して供給でき、信頼性が向上するとともに、摺動損失が低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態におけるスクロール圧縮機の第１の断面図
【図２】同スクロール圧縮機の斜視図
【図３】同スクロール圧縮機の分解斜視図
【図４】同スクロール圧縮機の主軸受部材断面図
【図５】同スクロール圧縮機の第２の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明によるスクロール圧縮機は、密閉容器内を下部の低圧室と上部の高圧室に仕切る仕切板を設けるとともに、この仕切板で仕切られた下部の低圧室にモータと圧縮機構部とを収納し、前記圧縮機構部は鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した旋回スクロールと、前記旋回スクロールと組み合わされ鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した固定スクロールと、駆動軸と、前記駆動軸の一端に設けられた偏心軸とが一体に形成され、前記偏心軸は前記旋回スクロールの筒型ボス部で支持され、前記駆動軸の偏心軸側の主軸は主軸受部材で支持され、反対側の副軸は副軸受部材に支持され、副軸の下端にオイルピックアップが装着され、前記圧縮機構部で圧縮した冷媒を、前記固定スクロールの吐出口を介して、前記仕切板で仕切られた上部の高圧室に吐出する構成を備えたスクロール圧縮機であって、前記主軸受部材の前記旋回スクロールの筒型ボス部が旋回する油溜まり空間の内径部の形状を、上方開口側に拡がるテーパ形状としたことで、旋回スクロールの筒型ボス部が旋回する油溜まり空間の潤滑油に遠心力が生じ、テーパ形状に沿って斜面を駆け上がる方向に力が作用するので、圧縮機構部の摺動部に潤滑油を積極的かつ時間を短縮して供給でき、信頼性が向上するとともに、摺動損失が低減する。
【００１４】
第２の発明は、特に、第１の発明のスクロール圧縮機において、主軸受部材の内径部が駆動軸の中心線となす角度を、オイルピックアップの給油孔の内径から、駆動軸の給油孔の偏心軸側開口端で駆動軸の中心線から最も離れた点を結んだ直線が駆動軸の中心線となす角度より大きくしたことで、旋回スクロールの筒型ボス部が旋回する油溜まり空間の潤滑油に生じる上昇力成分が駆動軸回転により生じる上昇力成分より大きくなり、圧縮機構部の摺動部へさらに積極的かつ時間を短縮して供給でき、信頼性が向上するとともに、摺動損失が低減する。
【００１５】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明のスクロール圧縮機において、前記主軸受部材の内径部に螺旋溝を設けたことで、旋回スクロールの筒型ボス部が旋回する油溜まり空間の潤滑油が螺旋溝に沿って摺動部に導かれるため、潤滑油を圧縮機構部の摺動部へ安定的に供給でき、信頼性が向上するとともに、摺動損失が低減する。
【００１６】
第４の発明は、特に、第１発明から第３発明のうちいずれかに記載のスクロール圧縮機において、前記旋回スクロールの筒型ボス部の外径部の形状を上方拡径となるテーパ形状としたことで、その筒型ボス部の外径部と主軸受部材のテーパ形状である内径部との間の空間の容積が減り、潤滑油が遠心力で駆け上がりやすくなる結果、圧縮機構部の摺動部に潤滑油を積極的かつ時間を短縮して供給でき、信頼性が向上するとともに、摺動損失が低減する。
【００１７】
第５の発明は、特に、第１発明から第４発明のうちいずれかに記載のスクロール圧縮機において、前記旋回スクロールの筒型ボス部の外径部に螺旋溝を設けたことで、旋回スクロールの筒型ボス部が旋回する油溜まり空間の潤滑油が螺旋溝に沿って摺動部に導かれるため、潤滑油を圧縮機構部の摺動部へ安定的に供給でき、信頼性が向上するとともに、摺動損失が低減する。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態）
図１および図５は本発明の実施の形態におけるスクロール圧縮機の断面図、図２は同スクロール圧縮機の斜視図、図３は同スクロール圧縮機の分解斜視図、図４は同スクロール圧縮機の主軸受部材断面図である。
【００２０】
図１において、両端が開放された筒状の胴体２７に上端側からエンドキャップ１４を、また下端側からボトム３７を組み合わせて、両端が閉鎖された密閉容器１を構成する。密閉容器１の内部は、仕切板１６によって上部が高圧室１０、下部が低圧室１１に仕切られている。低圧室１１にはモータ２と圧縮機構部３と潤滑油１３を貯留する貯液部１２を備えている。モータ２は図示しないモータ駆動回路部によって駆動される。モータ２は密閉容器１の内壁面側に固定されたステータ４と、このステータ４の内側に回転自在に支持されたロータ５とからなり、このロータ５には駆動軸６が貫通状態に結合されている。この駆動軸６の一方は圧縮機構部３の一部を構成する主軸受部材７に、他方は副軸受部材３３に回転自在に支持されている。そして、吸入管８から低圧室１１を経て圧縮機構部３内に冷媒ガスを吸込み、冷媒ガスを圧縮し、圧縮した冷媒ガスは高圧室１０を経て吐出管９から吐出される。潤滑油１３は各摺動部の潤滑を行うとともに圧縮機構部３の摺動部のシールとして用いられ、冷媒に対して相溶性のあるものを用いる。しかし、本発明はこれらに限られることはない。基本的には、作動流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部３と、この圧縮機構部３を駆動するモータ２と、圧縮機構部３を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部１２を、密閉容器１の低圧室１１に内蔵し、モータ２をモータ駆動回路部により駆動するスクロール圧縮機であればよく、以下の説明に限定されるものではない。
【００２１】
図２および図３において、取付金具１５はエンドキャップ１４に取り付けられると共に、ボトム３７には取付脚３６が取り付けられる。シール材１７は仕切板１６と固定スクロール２０との間をシールする。フロートバルブ１９は固定スクロール２０の吐出ポートに固定されてフロートバルブ機構を構成する。そのフロートバルブ機構にはガイド１８が取り付けられ、固定スクロール２０には一体的にキー２１が取り付けられている。固定スクロール２０のラップの先端にはチップシール２２が取り付けられると共に、旋回スクロール２３のラップの先端には固定スクロール２０と同様、チップシール２４が取り付けられている。主軸受部材７と旋回スクロール２３との間には、旋回スクロール２３の自転運動を規制するオルダムリング２５が設けられている。主軸受部材７の下側にはオイルカバー２６が取り付けられている。
【００２２】
胴体２７の側面にはターミナル２８が設けられ、胴体２７に焼き嵌めまたは圧入されたステータ４のリード線と接続される。ターミナル２８はターミナルカバー２９で覆われている。偏心軸６ａは旋回スクロール２３の筒型ボス部２３ａに支持され且つ主軸６ｂは主軸受部材７により支持される。駆動軸６の端部にはオイルピックアップ３０が取り付けられ、潤滑油１３をピックアップする。ロータ５の上下にはバランサ（バランスウエイトを兼ねる端面部材）３１、３２が取り付けられて駆動軸６に外挿される。副軸受部材３３は駆動軸６の副軸６ｃを支持し、その下部にはスラスト３４をカバー３５により取り付けてスラスト軸受が設けられている。
【００２３】
図４（ａ）は主軸受部材７の断面図を示しており、旋回スクロール２３の筒型ボス部２３ａが旋回する油溜まり空間７ａの内径部７ｂが上方開口側に広がるテーパ形状である。スラスト軸受部７ｃには油溝７ｄを設けており、油孔７ｅと連通し、背面部７ｆに開口している。
【００２４】
図４（ｂ）も図４（ａ）と同様に主軸受部材７の断面図を示しており、本実施の形態の主軸受部材７のテーパ形状である内径部７ｂに螺旋溝７ｇを設けたことで、潤滑油１３がこの螺旋溝７ｇに沿って安定的にスラスト軸受部７ｃに導かれる。例えば旋回スクロール２３の筒型ボス部２３ａの旋回方向に合わせて螺旋溝７ｇを設けることで、さらに安定給油が可能となり、信頼性が向上するとともに、摺動損失が低減する。
【００２５】
更に、図示はしないが、旋回スクロール２３の筒型ボス部２３ａの外径部が上方拡径となるようなテーパ形状とすることにより、その筒型ボス部２３ａの外径部と主軸受部材７のテーパ形状である内径部７ｂとの間の空間の容積が減り、潤滑油１３が遠心力で駆け上がりやすくなる。また、旋回スクロール２３の筒型ボス部２３ａの外径面に螺旋溝を設けることで、さらに安定給油が可能となり、信頼性が向上するとともに、摺動損失が低減する。
【００２６】
図５は潤滑油１３の貯液部１２から圧縮機構部３の摺動部への給油経路を示している。潤滑油１３はオイルピックアップ３０の給油孔３０ａから駆動軸６の給油孔６ｄに導かれ、潤滑油１３の一部は途中、副軸６ｃを潤滑し、隙間を介して貯液部１２に戻る。潤滑油１３の大部分は主軸６ｂおよび偏心軸６ａを潤滑し、主軸受部材７のテーパ形状である内径部７ｂに導かれ、さらにスラスト軸受部７ｃを潤滑した後、油溝７ｄから油孔７ｅを経て背面部７ｆからステータ４の外周部切欠き４ａに導かれ、貯液部１２に戻る。
【００２７】
この構成によれば、駆動軸６の回転に伴う遠心力により主軸受部材７の油溜まり空間７ａに潤滑油１３が導かれ、潤滑油１３が油溜まり空間７ａに充満する前に、旋回スクロール２３の筒型ボス部２３ａの旋回に伴う遠心力により潤滑油１３が内径部７ｂのテーパ形状に沿って斜面を駆け上がる方向に力が作用するので、スラスト軸受部７ｃに積極的かつ時間を短縮して供給され、信頼性が向上するとともに、摺動損失が低減する。
【００２８】
また、本実施の形態の主軸受部材７の内径部７ｂが駆動軸６の中心線６ｅとなす角度αを、オイルピックアップ３０の給油孔３０ａの内径から、駆動軸６の給油孔６ｄの偏心軸６ａ側開口端で駆動軸６の中心線６ｅから最も離れた点６ｆを結んだ直線が駆動軸６の中心線６ｅとなす角度βより大きくしたことで、潤滑油１３が主軸受部材７の内径部７ｂのテーパ形状に沿って上昇する力成分が、駆動軸６の給油孔６ｄに沿って上昇する力成分より大きくなるので、スラスト軸受部７ｃにさらに積極的かつ時間を短縮して供給され、信頼性が向上するとともに、摺動損失が低減する。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、主軸受部材の旋回スクロールの筒
型ボス部が旋回する油溜まり空間の内径形状を上方開口側に拡がるテーパ形状としたことで、旋回スクロールの筒型ボス部が旋回する油溜まり空間の潤滑油に遠心力が生じ、圧縮機構部の摺動部に潤滑油を積極的かつ時間を短縮して供給でき、信頼性が向上するとともに、摺動損失が低減するので、作動流体を冷媒と限ることなく、空気スクロール圧縮機、真空ポンプ、スクロール型膨張機等のスクロール流体機械の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００３０】
１  密閉容器
２  モータ
３  圧縮機構部
４  ステータ
４ａ  切欠き
５  ロータ
６  駆動軸
６ａ  偏心軸
６ｂ  主軸
６ｃ  副軸
６ｄ  給油孔
６ｅ  中心線
６ｆ  中心線から最も離れた点
７  主軸受部材
７ａ  油溜まり空間
７ｂ  内径部
７ｃ  スラスト軸受部
７ｄ  油溝
７ｅ  油孔
７ｆ  背面部
７ｇ  螺旋溝
８  吸入管
９  吐出管
１０  高圧室
１１  低圧室
１２  貯液部
１３  潤滑油
１４  エンドキャップ
１５  取付金具
１６  仕切板
１７  シール材
１８  ガイド
１９  フロートバルブ
２０  固定スクロール
２１  キー
２２  チップシール
２３  旋回スクロール
２３ａ  筒型ボス部
２４  チップシール
２５  オルダムリング
２６  オイルカバー
２７  胴体
２８  ターミナル
２９  ターミナルカバー
３０  オイルピックアップ
３０ａ  給油孔
３１  バランサ
３２  バランサ
３３  副軸受部材
３４  スラスト
３５  カバー
３６  取付脚
３７  ボトム
【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図１】
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【図３】
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