(57)【要約】【課題】高い効率で潤滑可能なスクロール圧縮機を提供すること。【解決手段】冷媒吸入口１２から流れ込む潤滑油と冷媒は、圧縮室１３が閉じているとき、黒い矢印で示すように潤滑通路１５を通りフロントケース４の内部空間に流入する。フロントケース４の内部には、クランク軸６はもちろん、それを回転可能に支持する支持軸受５、クランクピン７が嵌合するブッシュ１０、当該ブッシュ１０の回転を支持する軸受９が存するので、当該内部に流れ込んだ潤滑油は、これらの部材をも効率よく潤滑するようになる。また、ボス壁８には、内側と外側を連通する潤滑通路１６、１７が設けられるので、外側のオルダムリング嵌合溝１９、２０にも潤滑油は流れ込む。これにより、旋回スクロール３の背面全体に潤滑油が高い効率で供給される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
双方の歯部を互いにかみ合わせて設けられる固定スクロールおよび旋回スクロールと、
前記旋回スクロールの端板背面中心部にあるボス壁の内側のブッシュに嵌合させて前記固定スクロールに対して前記旋回スクロールを旋回公転させるクランク軸と、
前記クランク軸を回転可能に支持するケースと、
を有し、
前記旋回スクロールに、端板背面のボス壁外側から当該背面に沿ってオルダムリング嵌合溝が放射状に設けられるスクロール圧縮機であって、
冷媒吸入口は、少なくとも口の一部が前記旋回スクロールの端板背面に顔を出すように設けられた冷媒吸入口と、
前記ケースに設けられ、前記冷媒吸入口と前記クランク軸が存する空間とを連通する潤滑通路と、
前記ボス壁に設けられ、当該ボス内部と前記オルダムリング嵌合溝とを連通する潤滑通路と、
を有することを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記オルダムリング嵌合溝は、底部に、当該溝形状に沿って、さらに溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記旋回スクロール端板背面には、放射形状の油溜まり溝を有することを特徴とする請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記油溜まり溝は、圧縮機内の下部に溜まる油に浸る位置に、前記旋回スクロール縁部と他の溝とを連通するかき上げ溝を形成することを特徴とする請求項３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、スクロール圧縮機に関するものであり、さらに詳しくは、冷媒吸入口の位置や各部材の形状に工夫を加えることにより、潤滑油を高い効率で給油の必要な部位に供給することができるスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ほとんどのスクロール圧縮機では、旋回スクロールを旋回公転させるクランク軸を支持する軸受や、旋回スクロールの背面中心部に設けられるブッシュを支持する軸受の潤滑に、ミスト潤滑を用いていた。ミスト潤滑は、冷媒に含まれるミスト状の潤滑油や、下部に溜まった潤滑油のはね上げによるミスト状の潤滑油が、各部材の隙間を通って軸受等の潤滑をするというものである。軸受への潤滑油を特に重要視するタイプのスクロール圧縮機では、専用の部材で、しかも複雑な構造で、軸受を強制潤滑するものもある（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２９９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記ミスト潤滑では、効率よく軸受を潤滑することが難しいという問題点があった。仮に、各部に十分な潤滑油を供給するために、冷媒に混入する潤滑油の絶対量を多くした場合、熱交換器内に付着する油膜が厚くなって熱交換率が下がるという問題が生じる。また、複雑で特別な専用部材を追加するのは、コストがかかり、複雑な機構となるためメンテナンス面及び性能の面で問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、特別な部材を追加することなく、冷媒吸入口の位置や各部材の形状に工夫を加えることにより、潤滑油を高い効率で必要な部位に供給する半強制潤滑を可能にするスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るスクロール圧縮機は、双方の歯部を互いにかみ合わせて設けられる固定スクロールおよび旋回スクロールと、前記旋回スクロールの端板背面中心部にあるボス壁の内側のブッシュに嵌合させて前記固定スクロールに対して前記旋回スクロールを旋回公転させるクランク軸と、前記クランク軸を回転可能に支持するケースと、を有し、前記旋回スクロールに、端板背面のボス壁外側から当該背面に沿ってオルダムリング嵌合溝が放射状に設けられるスクロール圧縮機であって、冷媒吸入口は、少なくとも口の一部が前記旋回スクロールの端板背面に顔を出すように設けられた冷媒吸入口と、前記ケースに設けられ、前記冷媒吸入口と前記クランク軸が存する空間とを連通する潤滑通路と、前記ボス壁に設けられ、当該ボス内部と前記オルダムリング嵌合溝とを連通する潤滑通路と、を有するようにしたものである。
【０００７】
冷媒吸入口の一部が少なくとも旋回スクロール背面に顔を出すように位置すると、潤滑油を含んだ冷媒が、旋回スクロールの背面に流れ込みやすくなる。そして、冷媒吸入口からの潤滑油は、旋回スクロールが旋回公転して、圧縮室への通路が閉じた状態になったときに、すべて旋回スクロールの背面に流れ込むようになる。また、旋回スクロールの公転によって当該通路が狭くなったときも、多くの潤滑油が流れ込む。
【０００８】
ケースには、冷媒吸入口とクランク軸が存する空間とを連通する潤滑通路が設けられるので、前記旋回スクロールの背面に流れ込んだ潤滑油含有冷媒が冷媒吸入口からクランク軸周辺に流れ込む。クランク軸は、通常、ボス部の軸受に支持されたブッシュに先端のピンが嵌合され、当該ブッシュを介して旋回スクロールを旋回公転させるので、クランク軸周辺に流れ込んだ潤滑油は、当該ボス部の内側にある軸受をも効率よく潤滑するようになる。
【０００９】
また、ケースには、通常、クランク軸自体を回転可能に支持する支持軸受もあるので、クランク軸周辺に流れ込んだ潤滑油は、当該軸受をも効率よく潤滑するようになる。さらに、上記ボスに流れ込んだ潤滑油は、ボス壁に設ける潤滑通路を通って、ボス部の内側から外側にあるオルダムリング嵌合溝にも流れ込む。このようにすれば、旋回スクロールの旋回公転によって、圧縮室が閉じたときに、クランク軸周辺の軸受、支持軸受、オルダムリング嵌合溝、延いては旋回スクロールの背面（スラスト面）への潤滑油供給が高い効率で行えるようになる。
【００１０】
また、本発明に係るスクロール圧縮機は、前記スクロール圧縮機において、前記オルダムリング嵌合溝が、底部に、当該溝形状に沿って、さらに溝が形成されるようにしたものである。
【００１１】
本来、オルダムリング嵌合溝は、オルダムリングの凸部を嵌合して、旋回スクロールの旋回運動中の自転を防止するために当該凸部のスライドを可能にするためのものである。したがって、オルダムリング嵌合溝の深さは、オルダムリングの凸部の高さに合わせて形成される。本発明では、当該オルダムリング嵌合溝にオルダムリングの凸部が嵌合した状態でも、さらにその底下に溝が形成されるので、オルダムリング嵌合溝に潤滑油が流れ込むと、底部の当該溝を通って、溝全体、延いては旋回スクロールの端板背面（スラスト面）に潤滑油が行き届きやすくなる。
【００１２】
また、本発明に係るスクロール圧縮機は、前記スクロール圧縮機において、前記旋回スクロール端板背面には、放射形状の油溜まり溝を有するようにしたものである。
【００１３】
旋回スクロール端板背面には、油溜まりがあるのが通常であるが、本発明では、潤滑油の供給が高い効率で行われるようになるので、放射形状の油溜まり溝を形成し、余分な油は、旋回スクロールの旋回公転による遠心力を利用して、さらに旋回スクロール周りに流すようにする。旋回スクロール周りには、冷媒吸入口があるので、結局、潤滑油は、ケースに設けられた潤滑通路、クランク軸の支持軸受、旋回スクロール背面中心部の軸受、オルダムリング嵌合溝、旋回スクロールの背面とスラストプレートとの隙間、および油溜まりというように供給・貯留する効率を高いものとすることができる。
【００１４】
また、本発明に係るスクロール圧縮機は、前記スクロール圧縮機において、前記油溜まり溝が、圧縮機内の下部に溜まる油に浸る位置に、前記旋回スクロール縁部と他の溝とを連通するかき上げ溝を形成するようにしたものである。
【００１５】
本発明では、高い効率で潤滑油を供給することができるが、さらに、重力により圧縮機内の下部に溜まる油を旋回スクロールのかきあげ溝が旋回スクロールの旋回公転によってかき上げ、潤滑油の供給量を上げることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかるスクロール圧縮機は、特別な部材を追加することなく、冷媒吸入口の位置や各部材の形状に工夫を加えることにより、潤滑油を高い効率で必要な部位に供給する半強制潤滑が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明にかかるスクロール圧縮機の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明にかかるスクロール圧縮機の実施例を示す断面図である。スクロール圧縮機Ｓは、大別すると、本体ケース１とフロントケース４から構成される。本体ケース１の内部には、固定スクロール２と旋回スクロール３とが双方の歯部を互いにかみ合わせて設けられる。旋回スクロール３は、当該旋回スクロールの端板背面中心部にあるボス壁８の内側のブッシュ１０にクランク軸６のクランクピン７が嵌合され、当該クランク軸６が回転することにより、固定スクロール２に対して旋回公転する。
【００１９】
ブッシュ１０は、ボス壁８の内側に設けられる軸受９によって回転可能に支持される。クランク軸は、フロントケース４との間に設けられる支持軸受５によって回転可能に支持されている。フロントケース４は、本体ケース１の蓋としても機能する。また、クランク軸とフロントケース４との隙間は、シール１１によって塞がれ、冷媒や潤滑油が外に漏れないようにしている。
【００２０】
潤滑油が混合される冷媒は、冷媒吸入口１２から圧縮機内部に流入する。冷媒吸入口１２は、少なくとも口の一部が前記旋回スクロール３の端板背面１４よりも後ろ（紙面左側）に顔を出すように位置する。そして、フロントケース４の冷媒吸入口１２に対向する部分には潤滑通路１５を設けておく。図では、スラストプレートＰを旋回スクロール３の端板背面に接するように、突出した形状となっているフロントケース４の部分に潤滑通路１５を設けたが、これに限らない。より具体的には、フロントケース４に、クランク軸や各種軸受が設けられる内部空間への潤滑油導入用潤滑通路として、冷媒吸入口１２とクランク軸６や支持軸受５が存するフロントケース内部空間とを連通する潤滑通路１５を設けるものである。なお、冷媒吸入口１２は、上記の構成となっていれば、本体ケース１に設けてもよいし、フロントケース４に設けてもよい。
【００２１】
ここで、図１は、旋回スクロール３が、旋回公転の途中で下部に位置するときの図である。このとき、潤滑油が混合された冷媒は、冷媒吸入口１２から固定スクロール２と旋回スクロール３とのかみ合わせで形成される三日月型の圧縮室１３にほとんどが流れ込む。これは、上記内部空間の圧損が、圧縮室１３の圧損よりも大きいため、潤滑通路１５に流入する潤滑油の量が規制されるからである。
【００２２】
一方、図２及び図３は、旋回スクロール３が、旋回公転の途中で上部に位置するときの図である。図２に示した状態のとき、冷媒吸入口１２から流れ込む潤滑油と冷媒とは、圧縮室１３が閉じているので、黒い矢印で示すように潤滑通路１５を通り、フロントケース４の内部空間に流入する。つまり、この瞬間および、圧縮室１３の入口が小さく閉じかけているときは、冷媒吸入口１２から流入する潤滑油は、フロントケース４の内部に存するクランク軸周りの部位への強制潤滑として使われる。したがって、旋回スクロール３の端板背面側に顔を出すように設けられる冷媒吸入口１２と、そこから流入する潤滑油をフロントケース４の内部に導く潤滑通路１５は、旋回スクロールの位置によって強制潤滑用の通路となったり、ならなかったりする、いわば半強制潤滑装置を構成する。
【００２３】
フロントケース４の内部には、クランク軸６はもちろん、それを回転可能に支持する支持軸受５、クランクピン７が嵌合するブッシュ１０、当該ブッシュ１０の回転を支持する軸受９が存するので、当該内部に流れ込んだ潤滑油は、これらの部材をも効率よく積極的に潤滑するようになる。
【００２４】
図３は、フロントケース内部で半強制潤滑される空間を示した断面図である。当該空間Ｌは、シール１１より前方（紙面右側）で、かつ旋回スクロール３の端板背面１４よりも後方（紙面左側）の空間である。図２に戻って、このスクロール圧縮機Ｓは、軸受９などボス内部にある摺動気候への潤滑油供給の円滑化を図る軸受用潤滑通路として、ボス壁８にその内側と外側を連通する潤滑通路１６、１７を設けている。この潤滑通路１６、１７の外側には、旋回スクロール３の自転を防止するためのオルダムリング１８が嵌合するオルダムリング嵌合溝１９、２０がある。なお、ボス壁８の内側にはブッシュ１０があるので、上記潤滑通路１６、１７は、ボスの底付近に設けることになる。
【００２５】
ボス壁８内側に流れ込んだ潤滑油は、ボス壁８に設ける潤滑通路１６、１７を通って、ボス壁８内側から外側にあるオルダムリング嵌合溝１９、２０にも流れ込む。このようにすれば、旋回スクロール３の旋回公転によって圧縮室１３が閉じたときに、クランク軸周辺の軸受９、支持軸受５、オルダムリング嵌合溝１９、延いては旋回スクロール３の背面（スラスト面）への潤滑油供給が高い効率で行えるという、いわば強制潤滑が行えるようになる。
【００２６】
図４−１〜４−４は、フロントケース側から見た潤滑油流入経路を示す外観図である。各図は、旋回スクロールが９０度毎旋回したときの図である。例えば、図４−１を見ると、手前からオルダムリング１８、スラストプレート２１、旋回スクロール３の順に並んでいる。オルダムリング１８の左右にのびるアーム１８ａはフロントケース（図示省略）の溝に嵌合される。
【００２７】
オルダムリング１８の上下には、紙面奥側に突出する突起１８ｂがあり、それらはスラストプレート２１の切り欠きから顔を出す旋回スクロール３のオルダムリング嵌合溝２２にスライド可能に嵌合される。これらの図を見るとわかるように、旋回スクロール３が旋回公転する最中に、フロントケースから流入する潤滑油は、旋回スクロールのボス壁８の内側、外側、背面３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、およびオルダムリング嵌合溝２２に流れ込む。したがって、図２の状態における冷媒吸入口１２から圧縮室１３に入らずに強制的にフロントケース４内部に流入する潤滑油は、高い効率で、上記旋回スクロール背面をも潤滑する。
【００２８】
図５−１は、旋回スクロール３の背面を示す外観図である。図５−２は、図５−１のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。旋回スクロール３の端板背面にはオルダムリング嵌合溝２５および油溜まり溝２７が設けられる。オルダムリング嵌合溝２５は、底部に、当該溝形状に沿って、さらに溝２６が形成される。なお、図では、オルダムリング嵌合溝２５に沿って直線的に１本の溝２６が形成されているが、形状や本数はこれに限られず、概ね溝２５に沿っていれば、波状、ジグザグ状にして潤滑油の貯留量を調整するものでもよい。
【００２９】
本来、オルダムリング嵌合溝２５は、オルダムリングの凸部を嵌合して、旋回スクロールの旋回運動中に自転を防止するために、回転中心の偏心を吸収すべく当該凸部のスライドを可能にするものである。したがって、一般のオルダムリング嵌合溝２５の深さは、オルダムリングの凸部の高さに合わせて形成される。本発明では、オルダムリング嵌合溝２５にオルダムリングの凸部が嵌合した状態でも、さらにその底下に溝２６が形成されるので、オルダムリング嵌合溝２５に潤滑油が流れ込むと、底部の当該溝を通って、溝全体、延いては旋回スクロールの端板背面（スラスト面）に潤滑油が行き届きやすくなる。
【００３０】
また、旋回スクロール３の端板背面には、油溜まり溝２７が形成されるのが一般的であるが、本発明では、放射形状の油溜まり溝２８を有する。本発明では、潤滑油の供給が高い効率で行われるようになるので、放射形状の油溜まり溝２８を形成し、余分な油は、旋回スクロール３の旋回公転による遠心力を利用して、さらに旋回スクロール３周りに流すようにする。油溜まり溝２７、２８を、上記のような構成にすると、潤滑油は概ね図の矢印のように流れるようになる。また、当該端板背面に接するように設けられるスラストプレート（図示省略）との隙間にも潤滑油がよく流れ込む。
【００３１】
旋回スクロール３の周りには、冷媒吸入口があるので、結局、潤滑油は、フロントケースの潤滑通路、クランク軸の支持軸受、旋回スクロール背面中心部の軸受、オルダムリング嵌合溝、旋回スクロールの背面とスラストプレートとの隙間、および油溜まりというように供給・貯留する効率を高いものとできる。
【００３２】
（変形例）
図６−１は、旋回スクロール３の背面を示す外観図である。図６−２は、図６−１のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。これらの図は、基本的に図５−１、図５−２と同様であり、同一の部材には同一の符号を付してある。ここでは、油溜まり溝２７が、放射状の溝２８と、当該放射状の溝２８に角度をつけた溝２９の２種類あるのが特徴である。なお、溝２９の角度や形状は、図のように一定角度の直線状にする必要は必ずしもなく、曲線状にしてもよい。ただし、溝２９の向きは、旋回スクロールの回転方向に沿って決定する必要がある。図の場合、旋回スクロールが時計回りで旋回公転する場合を想定している。
【００３３】
この角度をつけた溝２９は、本体ケース下部に溜まる油に浸る位置に形成するのが有効である。この溝２９は、旋回スクロール３の縁部と他の溝２７とを連通する、いわゆるかき上げ溝を構成する。つまり、旋回スクロール３が旋回公転する際に、本体ケース下部に溜まる油をかき上げて、他の溝２７に油を供給すると共に、旋回スクロール３の周りに潤滑油を散乱させる溝である。油溜まり溝２７、２８、２９を、上記のような構成にすると、潤滑油は概ね図の矢印のように流れるようになる。また、当該端板背面に接するように設けられるスラストプレート（図示省略）との隙間にも潤滑油がよく流れ込む。また、同様に溝２６を経由しても潤滑油が供給される。
【００３４】
本発明では、冷媒吸入口の位置や、フロントカバーの潤滑通路、旋回スクロール３の背面中心部に設ける潤滑通路１６、放射状の油溜まり溝２８に工夫を凝らし、高い効率で潤滑油を供給することができるが、さらに、重力により本体ケースの下部に溜まる油を旋回スクロールのかきあげ溝２９が旋回スクロールの旋回公転によってかき上げ、潤滑油の供給量を上げることができる。
【００３５】
以上のように、この発明によれば、旋回スクロールの旋回公転により、圧縮室が閉じたときに、フロントケース内部、旋回スクロール端板背面に強制潤滑が可能になり、圧縮室が開いたときには、圧縮室への冷媒、潤滑油供給が通常通り行われる。したがって、この発明は、いわば半強制潤滑が可能なスクロール圧縮機といえる。潤滑が高い効率で行われれば、冷媒に含ませる潤滑油の絶対量を減らすことができる。これによって、潤滑油減少によるコストダウンに限らず、空気調和システム内の熱交換器の熱交換効率が油膜減少によって向上するという効果をも本発明はもたらす。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明にかかるスクロール圧縮機は、一般建築物や自動車の空気調和装置等に用いられるスクロール圧縮機の生産、使用に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明にかかるスクロール圧縮機の実施例を示す断面図である。
【図２】旋回スクロールが、上部に位置するときの断面図である。
【図３】フロントケース内部で半強制潤滑される空間を示した断面図である。
【図４−１】フロントケース側から見た潤滑油流入経路を示す外観図である。
【図４−２】フロントケース側から見た潤滑油流入経路を示す外観図である。
【図４−３】フロントケース側から見た潤滑油流入経路を示す外観図である。
【図４−４】フロントケース側から見た潤滑油流入経路を示す外観図である。
【図５−１】旋回スクロール３の背面を示す外観図である。
【図５−２】図５−１のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図６−１】旋回スクロール３の背面を示す外観図である。
【図６−２】図６−１のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  本体ケース
２  固定スクロール
３  旋回スクロール
３ａ  背面
４  フロントケース
５  支持軸受
６  クランク軸
７  クランクピン
８  ボス壁
９  軸受
１０  ブッシュ
１１  シール
１２  冷媒吸入口
１３  圧縮室
１４  端板背面
１５、１６  潤滑通路
１８  オルダムリング
１９  オルダムリング嵌合溝
２１  スラストプレート
２２、２５  オルダムリング嵌合溝
２６、２７、２８、２９  油溜まり溝
Ｐ  スラストプレート
Ｓ  スクロール圧縮機
【図１】
2006226147.tif 000003
【図２】
2006226147.tif 000004
【図３】
2006226147.tif 000005
【図４−１】
2006226147.tif 000006
【図４−２】
2006226147.tif 000007
【図４−３】
2006226147.tif 000008
【図４−４】
2006226147.tif 000009
【図５−１】
2006226147.tif 000010
【図５−２】
2006226147.tif 000011
【図６−１】
2006226147.tif 000012
【図６−２】
2006226147.tif 000013