(57)【要約】【課題】旋回スクロールを安定的に固定スクロールに押し付けることが可能なスクロール圧縮機を提供すること。【解決手段】旋回スクロール１３を偏心駆動することにより固定スクロール１２と旋回スクロール１３との間に形成される圧縮室１５に吸入された冷媒ガスを圧縮して吐出空間に吐出するスクロール圧縮機であって、前記固定スクロール１２の反ラップ側であって、旋回スクロール１３の旋回中心を基準として互いに相対する位置に設けられ、前記吐出空間３１への吐出冷媒ガスに含まれる潤滑油を溜める、第１及び第２の潤滑油溜まり８１，８２と、前記第１及び第２の潤滑油溜まり８１，８２と連通し、前記固定スクロール１２のラップ側の摺動面に開口する、第１及び第２の高圧油供給路８１ａ，８２ａとを備える。【選択図】図１
2011012600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回スクロールを偏心駆動することにより固定スクロールと旋回スクロールとの間に形成される圧縮室に吸入された冷媒ガスを圧縮して吐出空間に吐出するスクロール圧縮機であって、
前記固定スクロールの反ラップ側であって、旋回スクロールの旋回中心を基準として互いに相対する位置に設けられ、前記吐出空間への吐出冷媒ガスに含まれる潤滑油を溜める、第１及び第２の潤滑油溜まりと、
前記第１及び第２の潤滑油溜まりと連通し、前記固定スクロールのラップ側の摺動面に開口する、第１及び第２の高圧油供給路と、
を備える、スクロール圧縮機。
【請求項２】
前記固定スクロールには、吐出空間に向けて開口する吐出孔が形成されており、前記第１及び第２の潤滑油溜まりの底は、該吐出孔の開口部よりも低いことを特徴とする、請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記第１及び第２の高圧油供給路には、第１及び第２の絞り部が設けられる、請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記第１及び第２の潤滑油溜まりに設置され、異物を捕捉する第１及び第２のフィルタをさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記固定スクロールに設置され、前記吐出空間を形成するマフラーをさらに備える、請求項１〜４のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
前記冷媒は二酸化炭素である、請求項１〜５の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、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】
以下、従来のスクロール圧縮機を、図５、図６を参照して説明する。図５は、従来のスクロール圧縮機の縦断面図であり、図６は、図５の一点鎖線Ａ内を拡大した縦断面図である。
【０００３】
図５、図６のスクロール圧縮機において、密閉容器１内には、溶接や焼き嵌めなどして固定されクランク軸４を受ける主軸受部材１１と、この主軸受部材１１上にボルト止めした固定スクロール１２との間に、固定スクロール１２と噛み合う旋回スクロール１３を挟み込むことにより、スクロール式の圧縮機構２が構成される。
【０００４】
また、密閉容器１内には、旋回スクロール１３と主軸受部材１１との間に旋回スクロール１３の自転を防止して円軌道運動するように案内するオルダムリングなどによる自転規制機構１４が設けられる。
【０００５】
従来のスクロール圧縮機は、クランク軸４の上端にある偏心軸部４ａにて旋回スクロール１３を偏心駆動することにより旋回スクロール１３を円軌道運動させ、これにより固定スクロール１２と旋回スクロール１３との間に形成している圧縮室１５が外周側から中央部に移動しながら小さくなるのを利用して、密閉容器１外に通じた吸入パイプ１６および固定スクロール１２の外周部の吸入口１７から冷媒ガス（例えば、二酸化炭素のような高圧冷媒）を吸入して圧縮する。冷媒ガスは、所定圧以上になると、固定スクロール１２の中央部の吐出口１８からリード弁１９を押し開いて、吐出空間３１に吐出する。ここで、吐出空間３１は、固定スクロール１２の反ラップ側（つまり背面）に設置されたマフラー７７と、固定スクロール１２の背面とにより形成される。
【０００６】
旋回スクロール１３の背面部分には、主軸受部材１１に配置されている摺動仕切り環７８があり、摺動仕切り環７８により、摺動仕切り環７８の内側領域である高圧領域３０と、外側領域である高圧と低圧の中間圧に設定された背圧空間２９とに仕切られている。この背面の圧力付加により旋回スクロール１３は固定スクロール１２に安定的に押しつけられ、漏れを低減するとともに安定して円軌道運動を行うことができる。
【０００７】
さらに、固定スクロール１２には、旋回スクロール１３の背面の背圧空間２９の圧力を制御する背圧調整弁９を備えている。
【０００８】
クランク軸４の下向きの他端にはポンプ２５が設けられ、圧縮機運転中には、スクロール圧縮機と同時にこのポンプ２５は駆動される。ポンプ２５は密閉容器１の底部に設けられたオイル溜め２０にあるオイル６を吸い上げてクランク軸４内を通縦しているオイル供給穴２６を通じて圧縮機構２に供給する。このときの供給圧は、スクロール圧縮機の吐出圧力とほぼ同等であり、旋回スクロール１３に対する背圧源ともなる。これにより、旋回スクロール１３は固定スクロール１２から離れたり片当たりしたりするようなことはなく、所定の圧縮機能を安定して発揮する。
【０００９】
このように供給されたオイル６の一部は、供給圧や自重によって、逃げ場を求めるようにして偏心軸部４ａと旋回スクロール１３との嵌合部、クランク軸４と主軸受部材１１と
の間の軸受部６６に進入してそれぞれの部分を潤滑した後落下し、オイル溜め２０へ戻る。
【００１０】
高圧領域３０に供給されたオイル６の別の一部は、旋回スクロール１３の駆動によって、高圧領域３０に開口を有する通路５４を通って、固定スクロール１２の鏡板と旋回スクロール１３のラップ１３ｃとの摺動部１３ｄと、旋回スクロール１３の外周部まわりにあって自転規制機構１４が位置している背圧空間２９とに分岐して進入する。進入したオイル６は、摺動部１３ｄおよび自転規制機構１４の摺動部を潤滑するのに併せ、背圧空間２９にて旋回スクロール１３の背圧を印加する。
【００１１】
背圧空間２９に進入するオイル６は、絞り５７での絞り作用によって高圧領域３０と圧縮室１５の低圧側との圧力の中間となる中間圧に設定される。背圧空間２９は高圧領域３０の高圧側との間が環状仕切り環７８によってシールされていて、進入してくるオイルが充満するにつれて圧力を増し、所定の圧力を超えると、背圧調整弁９が作用して、圧縮室１５の吸入部分に戻され進入する。
【００１２】
このオイル６の進入は所定の周期で繰り返され、この繰り返しのタイミングは吸入、圧縮、吐出の繰り返しサイクルと、絞り５７による減圧設定と背圧調整機構９での圧力設定との関係の組み合わせによって決まり、固定スクロール１２と旋回スクロール１３のラップ１３ｃとの摺動部１３ｄへの意図的な潤滑となる。この意図的な潤滑は、上述したように、背圧調整弁９による連絡路１０の開口によって常時保証される。吸入口１７へと供給されたオイル６は旋回スクロール１３の旋回運動とともに圧縮室１５へと移動し、圧縮室１５間の漏れ防止に役立っている。
【００１３】
さらに、図３、図４に示すように、旋回スクロール１３の鏡板１３ａの内部に、一方の開口部が、旋回スクロール１３の駆動にともなって、固定スクロール１２と旋回スクロール１３の鏡板１３ａとが摺動する摺動面１３ｂに間欠的に開口および、圧縮室１５に間欠的に開口し、もう一方の開口部が高圧部３０に常時開口する連通路８０を設けている。
【００１４】
旋回スクロール１３の鏡板１３ａ内部に、一方の開口部が固定スクロール１２の鏡板１２ａと旋回スクロール１３の鏡板１３ａとの摺動面１３ａと圧縮室１５に間欠的に開口し、もう一方の開口部が高圧部３０に常時開口する連通路８０を設けることにより、摺動面１３ａにオイル６を常時供給することにより、摺動損失を低減し、かつ、圧縮室１５の漏れ損失を低減することにより、圧縮効率向上および高信頼性化を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００７−３２２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従来の構成では、高圧の潤滑油を旋回スクロール１３側から固定スクロール１２に向けて導くために、旋回スクロール１３背面からの押し付け力に抗する力が働き、旋回スクロール１３を安定して固定スクロール１２に押接することが困難であった。
【００１７】
それ故に、本発明は、旋回スクロールを安定的に固定スクロールに押し付けることが可能な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】
【００１８】
上記目的と達成するために、本発明は、旋回スクロールを偏心駆動することにより固定
スクロールと旋回スクロールとの間に形成される圧縮室に吸入された冷媒ガスを圧縮して吐出空間に吐出するスクロール圧縮機であって、固定スクロールの反ラップ側であって、旋回スクロールの旋回中心を基準として互いに相対する位置に設けられ、吐出空間への吐出冷媒ガスに含まれる潤滑油を溜める、第１及び第２の潤滑油溜まりと、第１及び第２の潤滑油溜まりと連通し、固定スクロールのラップ側の摺動面に開口する、第１及び第２の高圧油供給路とを備えている。
【発明の効果】
【００１９】
上記構成によれば、旋回スクロールの反ラップ側から、固定スクロールに押し当てる力の分配が均等に配置されるため、旋回スクロールが運転中に、旋回スクロールから離れ圧縮不能に陥るような異常な現象が防止出来る。加えて、スラストの摺動面の潤滑性能を良化できて、摺動損失を低減し、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスクロール圧縮機の圧縮機構の断面図
【図２】本実施の形態に係る固定スクロールの平面図
【図３】図１の第１及び第２の潤滑油溜まり８１，８２及びそれぞれの周辺を上方から見た平面図
【図４】図１の第１及び第２の高圧油供給路８１ａ，８２ａの代替例を示す模式図
【図５】従来のスクロール圧縮機の縦断面図
【図６】図５の一点鎖線Ａ内を拡大した縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、上述のように、旋回スクロールを偏心駆動することにより固定スクロールと旋回スクロールとの間に形成される圧縮室に吸入された冷媒ガスを圧縮して吐出空間に吐出するスクロール圧縮機であって、固定スクロールの反ラップ側であって、旋回スクロールの旋回中心を基準として互いに相対する位置に設けられ、吐出空間への吐出冷媒ガスに含まれる潤滑油を溜める、第１及び第２の潤滑油溜まりと、第１及び第２の潤滑油溜まりと連通し、固定スクロールのラップ側の摺動面に開口する、第１及び第２の高圧油供給路とを備えている。この構成により、旋回スクロールを圧縮室の圧力による引き離す力に抗して固定スクロールに押接する力は旋回スクロール背面にかかる潤滑油による吐出圧及び吸入圧力と吐出圧力の中間圧力の合力から、摺動面に導かれた高圧潤滑油が旋回スクロールに与える力のバランスであるが、高圧潤滑油を旋回スクロールの中心に対向した位置に配置することにより、旋回スクロールが円周方向に平均的な力で固定スクロールに押しつけられるため旋回スクロールが固定スクロールから離れることなく良好な潤滑の基で旋回でき、摺動損失を低減し、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。
【００２２】
固定スクロールには、吐出空間に向けて開口する吐出孔が形成されており、第１及び第２の潤滑油溜まりの底は、該吐出孔の開口部よりも低いことが好ましい。これにより、吐出冷媒に含まれた潤滑油を第１及び第２の潤滑油溜まりが分離捕捉可能になる。
【００２３】
第１及び第２の高圧油供給路には、第１及び第２の絞り部が設けられることが好ましい。これによって、旋回スクロールの鏡板と固定スクロールのスラスト摺動面に適量の潤滑油を給油することができ、高効率で高信頼性なスクロール圧縮機を実現できる。
【００２４】
第１及び第２の潤滑油溜まりに設置され、異物を捕捉する第１及び第２のフィルタをさらに備えることが好ましい。この構成により、固定スクロールの背面部に付着したり、吐出空間に吐出されたりした異物が、各フィルタにより捕獲されるため、潤滑油と共に高圧
油供給路からスラスト摺動面にこれら異物が混入することを抑制することができる。これにより、異物によってスラスト摺動面に傷が発生し、背圧室から吸入室および圧縮室に漏れることによる性能低下を抑制し、高効率で高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。
【００２５】
スクロール圧縮機は、固定スクロールに設置され、吐出空間を形成するマフラーをさらに備えることが好ましい。これにより、固定スクロールの背面の吐出空間に吐出された冷媒は、一度マフラーに衝突するため、冷媒中の潤滑油が分離して固定スクロール背面に貯留し、高圧油供給路から潤滑油をスラスト摺動面に冷媒ガスが供給されることなく、導くことが可能となり、スラストの摺動面の潤滑性能を確実に良化でき、摺動損失低減により、高効率で摺動面におけるかじりや異常摩耗を抑制することができるため高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。
【００２６】
スクロール圧縮機においては、冷媒は、例えば、二酸化炭素である。この場合、これにより、旋回スクロールの背圧力が過大となり旋回スクロールの鏡板と固定スクロールのスラスト摺動部での摺動損失が増大する傾向にあるスクロール圧縮機においても摺動損失増加を抑制することができ、高効率で高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。
【００２７】
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２８】
（実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態に係るスクロール圧縮機の圧縮機構の断面図であり、図２は、本実施の形態に係る固定スクロールの平面図である。なお、本実施の形態において、図３または図４において相当する部分には同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
【００２９】
図１、図２に示すスクロール圧縮機は、図５、図６に示すものと比較すると、通路５４及び連通路８０に代えて、第１及び第２の潤滑油溜まり８１，８２と、第１及び第２の高圧油供給路８１ａ，８２ｂとを備えている点でまず相違する。さらに、図１、図２に示すスクロール圧縮機は、図５、図６に示すものと比較すると、背圧調整弁９および連通路１０が省略されている点でも相違する。以上のように、本実施の形態に係るスクロール圧縮機には、従来のものと共通する部分が多い。それ故、図１、図２において、図５、図６の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略または簡素化する。
【００３０】
第１及び第２の潤滑油溜まり８１、８２はそれぞれ、固定スクロール１２の反ラップ側であって、両者は、旋回スクロール１３の旋回中心を基準に互いに反対側の位置に設けられる。ここで、第１及び第２の潤滑油溜まり８１，８２の底は、吐出孔１８の開口部分よりも低い位置にされることが好ましい。これにより、第１及び第２の潤滑油溜まり８１，８２が吐出孔１８からの吐出冷媒に含まれる潤滑油を分離捕捉することが可能になる。
【００３１】
また、図３は、第１及び第２の潤滑油溜まり８１，８２及びそれぞれの周辺を上方から見た平面図であるが、図３に示すように、第１及び第２の潤滑油溜まり８１，８２の底には、例えばメッシュからなる第１及び第２のフィルタ８１ｂ，８２ｂが備わる。これにより、固定スクロール１２の背面部に付着したり、吐出空間に吐出されたりした異物が、各フィルタ８１ｂ，８２ｂにより捕獲されるため、潤滑油と共に高圧油供給路からスラスト摺動面にこれら異物が混入することを抑制することができる。
【００３２】
また、この潤滑油溜まり８１、８２からは、固定スクロール１２のラップ側の摺動面にて開口する第１及び第２の高圧油供給路８１ａ、８２ａが形成される。ここで、図１の例では、固定スクロール１２のラップ側から旋回スクロール１３まで、第１及び第２の高圧油供給路８１ａ，８２ａは実質均一の径になっている。しかし、これに限らず、図４に示すように、第１及び第２の高圧油供給路８１ａ，８２ａの径を途中で変えることで、第１及び第２の絞り部８１ｃ，８２ｃを設けても構わない。これにより、旋回スクロール１３の鏡板と固定スクロール１２のスラスト摺動面に適量の潤滑油を給油することができ、高効率で高信頼性なスクロール圧縮機を実現できる。
【００３３】
吐出孔１８から吐出空間に出てきた冷媒ガスは、圧縮室内の潤滑及び微少隙間のもれをシールした潤滑油を含んでいる。このような潤滑油の一部は、固定スクロール１２の上面に付着し潤滑油溜まり８１、８２に集まる。集まった潤滑油は、潤滑油溜まり８１及び８２から高圧油供給路８１ａ及び８２ａを通り、ラップ側の摺動面へ高圧の潤滑油が供給される。
【００３４】
旋回スクロール１３の反ラップ側には高圧の潤滑油と背圧空間に接している。また、圧縮機部で発生する圧力とあいまって、固定スクロール１２から旋回スクロール１３を離そうとする力に抗している。ここで、高圧油供給路８１ａ、８２ａは、旋回スクロール１３の中心に対して対向する位置に設定しているため、旋回スクロール１３ｂの片側だけが離反することなく摺動部の潤滑油が確保され摩擦損失の低減と高信頼性を確保できる。
【００３５】
また、固定スクロール１２の反ラップ面とラップ面を連通させるだけで容易に高圧供給路を形成できるため安価な構成で摺動損失を低減し、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、高圧縮比運転下でも、摺動損失低減より高効率および高信頼性を実現することがき、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】
【００３７】
１２  固定スクロール
１３  旋回スクロール
１５  圧縮室
８１，８２  潤滑油溜まり
８１ａ，８２ａ  高圧油供給路
８１ｂ，８２ｂ  フィルタ
８１ｃ，８２ｃ  絞り部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011012600.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011012600.tif 000008