(57)【要約】【課題】旋回軸受と主軸受に給油された油がフレームとクランク軸鍔部の間の空間を通過して排出経路へと導かれる際に流出抵抗を低減することにより、潤滑油流れを確保するスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】旋回スクロール１２０の背面とフレーム１６０との間に形成される背圧室は、シール部材１７２によって、内径側に位置する高圧側の第１背圧室１８２と径方向外側の低圧側の第２背圧室１８０とに区画し且つシールされる。主軸受１０４及び旋回軸受１０３からそれぞれの排油経路を通じて第１背圧室１８２に排出される潤滑油は、環状の主溜まり部であるクランク軸端部周囲の排出経路空間１８３に連なり増容積用の環状の副溜まり部１６７に流入するので、流入抵抗が低減され、どちらの軸受部から排出される潤滑油も偏りなく流入する。【選択図】図２
2008138578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定のフレーム部材、
前記フレーム部材に支持されており且つ端板と該端板に立設する渦巻状の固定側ラップとを有する固定スクロール、
端板と該端板に立設された渦巻状の旋回側ラップとを有する旋回スクロール、
前記旋回側ラップと前記固定側ラップとを互いに噛み合わせて、圧縮室が形成される圧縮機構部、
前記旋回スクロールを旋回運動させるクランク軸、
前記旋回スクロールの背面側に設けられ且つ前記旋回スクロールと前記クランク軸の偏心ピン部とを回転自在に軸支する旋回軸受部、
前記フレーム部材の中央部に貫通配設され且つ前記クランク軸を回転自在に軸支する主軸受部、及び
前記旋回スクロールの背面と前記フレーム部材との間に配置されており、両者間に形成される背圧室を、前記クランク軸の前記偏心ピン部側に位置する端部の周囲に形成され且つ前記圧縮室からの吐出圧力に略等しい圧力が掛かる内径側の第１背圧室と吐出圧力より低い圧力が掛かる外径側の第２背圧室とに区画し且つシールするシール部材を備え、
前記主軸受部及び前記旋回軸受部からの潤滑油が前記第１背圧室からそれぞれの排油経路を通じて排出されるスクロール圧縮機において、
前記第１背圧室は、前記各排油経路を通じての前記潤滑油の流入抵抗を低減するため、前記クランク軸の前記端部の周囲における環状の主溜まり部と、当該主溜まり部に連なり増容積用の環状の副溜まり部とから形成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記副溜まり部は、前記フレーム部材の前記中央部において、前記主軸受部からの前記排油経路に連なる筒状溝として形成されてい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】
前記副溜まり部は、前記旋回スクロールの前記背面と前記フレーム部材の前記中央部の端面との間において、前記旋回軸受部からの前記排油経路と前記シール部材が配置されている環状シール保持空間とに連なる連通部として形成されてい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４】
前記副溜まり部は、前記フレーム部材の前記中央部において前記主軸受部からの前記排油経路に連なる筒状溝と、前記旋回スクロールの前記背面と前記フレーム部材の前記中央部の端面との間において前記旋回軸受部からの前記排油経路と前記シール部材が配置されている環状シール保持空間とに連なる連通部として形成されてい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５】
前記環状シール保持空間は前記フレーム部材の端面部において環状溝の形状に形成されており、前記連通部は、その底面を前記フレーム部材の端面部において前記環状シール保持空間の溝底面よりも浅い環状棚面として形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
前記環状シール保持空間と前記連通部は、前記フレーム部材の端面部において、各底面を連続して且つ同じ高さにして形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のスクロール圧縮機。
【請求項７】
前記旋回スクロールの背面における前記旋回軸受部の周囲には、前記旋回スクロールが旋回運動をすることに応じて、前記シール部材のシール面を横切って前記第１背圧室と前記第２背圧室とに交互に開口する潤滑油ポケットが形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項８】
前記クランク軸の前記偏心ピン部の偏心量をε、前記連通部又は前記旋回軸受部が前記旋回スクロールに溝又は穴として形成される場合における前記旋回スクロールの背面に現れるエッジの外径をＤ、前記シール部材の内径をｄとするとき、
（ｄ／２）＞（ε＋Ｄ／２）
の関係となるにようにしたことを特徴とする請求項７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、ＨＦＣ系冷媒、自然系冷媒である空気、二酸化炭素その他の圧縮性ガスを取り扱うスクロール圧縮機に係り、特に、旋回スクロールの背面側に形成される背圧室を第１背圧室（吐出圧力とほぼ等しい圧力）と第２背圧室（吐出圧力より低い圧力空間）とにシール手段によって圧力的に分離するスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール圧縮機は、冷凍空調機器用の圧縮機として様々な分野で広く活用されており、他形式の圧縮機に比べて高効率、高信頼化、静音などの優位性を備えた圧縮機と言われている。
【０００３】
シール部材によりほぼ吐出圧力とされた軸受部の空間から旋回スクロ−ル端板内を通りその後低圧部側に通じると共に、旋回スクロールの旋回運動により間欠的にその開口部端が開口されるように構成された給油路とを備え、前記低圧部側に設けられたオルダム継手の摺動面が、前記給油路を介して間欠的に給油される潤滑油により潤滑されるように構成したスクロール圧縮機が提案されている（特許文献１）。このスクロール圧縮機によれば、各摺動部に必要十分な潤滑油が給油可能とされていると共に、旋回スクロール背面の低圧部への給油過多によるスクロール圧縮機の性能低下を防止することが図られている。
【０００４】
旋回スクロールの背面に開口部を有する凹部を備え、旋回スクロールが旋回運動をすることにより、軸受部周辺の油が旋回スクロール背面の凹部に溜まって、シール部材をまたいで背圧室側に排出される油漏れ手段を構成し、背圧室への油漏れ量をコントロールできるようにしたスクロール圧縮機が提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特許３５４５８２６号公報
【特許文献２】特開平９−２２８９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の技術によれば、スクロール圧縮機の場合、圧縮機構部を上方に、電動機部を下方に位置させる縦型構造とすることが一般的で、クランク軸の上方に位置する旋回軸受と主軸受に潤滑油を給油する遠心ポンプを備え、クランク軸内の給油経路から旋回軸受及び主軸受に給油された潤滑油を電動機部よりも下方の油溜り部まで排出する排油経路を備えている。このような構成であれば、旋回軸受や主軸受に給油された潤滑油はフレームとクランク軸の鍔部との間に形成された空間で合流し、排油経路へ導き出される。近年では、広範囲で運転されるインバータ機が主流となり、特に高速運転された場合、軸受部から潤滑油が上記空間部で十分な排出経路を構成していないため、潤滑油の流出抵抗が増加して、旋回軸受や主軸受への潤滑油の給油を阻害してしまう。これに伴って、旋回軸受と主軸受への給油不足による軸受のかじりや焼付きが発生すると言う課題があった。
【０００６】
また、特許文献２記載の技術によれば、旋回スクロールの背面とフレーム部材の間に設置されたシール部材で、シール部材の内側に区画された第１背圧室（ほぼ吐出圧力）とシール部材の外側に区画された第２背圧室（吐出圧力より低い圧力）とをシールする。このシール部材への給油は、第１背圧室から供給されるが、上記第１背圧室からシール部材への給油経路が十分な空間を構成していないため、潤滑油が供給され難い狭い給油経路であるためにガスのみがシール部材へ流出しやすくなる。このため、シール部材と該シール部材を保持するリング状溝外周とのシール面のシール性が低下し、第２背圧室の圧力が上昇してしまう。この圧力上昇に伴い、旋回スクロールが固定スクロールを押付ける力が増加し、スクロール鏡板部の摺動損失が増えて性能が低下することや摺動部の信頼性が低下すると言う課題があった。
【０００７】
そこで、旋回スクロールの背面側に形成される背圧室を、圧縮室から吐出される作動流体の吐出圧力に略等しい圧力空間である第１背圧室と当該吐出圧力より低い圧力空間である第２背圧室とにシール手段によって圧力的に分離するスクロール圧縮機において、主軸受部及び旋回軸受部等の軸受へ給油された潤滑油が当該各軸受部から排出されたときの潤滑油の流出抵抗を低減し、どちらの軸受部から排出される潤滑油に偏ることなく同じように流れ込み易くする点で解決すべき課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、旋回スクロールの背面側に形成される背圧室を第１背圧室と第２背圧室とにシール手段によって圧力的に分離するスクロール圧縮機において、軸受へ給油された潤滑油が排出されて排油路へ流れ出る前に貯留される貯留容積を十分に確保し、流出抵抗を低減して潤滑油流れを確保することにより、軸受部に確実に給油することを可能にするスクロール圧縮機を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、シール部材への給油経路を十分に確保した構成とすることで、シール部材の径方向内側に区画された第１背圧室内の略吐出圧力の圧力を有する潤滑油をシール部材でシールするとともにシール部材の径方向外側の摺動面に給油して、シール性を向上させて性能と信頼性を向上させる構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明によるスクロール圧縮機は、固定のフレーム部材、前記フレーム部材に支持されており且つ端板と該端板に立設する渦巻状の固定側ラップとを有する固定スクロール、端板と該端板に立設された渦巻状の旋回側ラップとを有する旋回スクロール、前記旋回側ラップと前記固定側ラップとを互いに噛み合わせて圧縮室が形成される圧縮機構部、前記旋回スクロールを旋回運動させるクランク軸、前記旋回スクロールの背面側に設けられ且つ前記旋回スクロールと前記クランク軸の偏心ピン部とを回転自在に軸支する旋回軸受部、前記フレーム部材の中央部に貫通配設され且つ前記クランク軸を回転自在に軸支する主軸受部、及び前記旋回スクロールの背面と前記フレーム部材との間に配置されており、両者間に形成される背圧室を、前記クランク軸の前記偏心ピン部側に位置する端部の周囲に形成され且つ前記圧縮室からの吐出圧力に略等しい圧力が掛かる内径側の第１背圧室と吐出圧力より低い圧力が掛かる外径側の第２背圧室とに区画し且つシールするシール部材を備え、前記主軸受部及び前記旋回軸受部からの潤滑油が前記第１背圧室からそれぞれの排油経路を通じて排出されるスクロール圧縮機であって、前記第１背圧室は、前記各排油経路を通じての前記潤滑油の流入抵抗を低減するため、前記クランク軸の前記端部の周囲における環状の主溜まり部と、当該主溜まり部に連なり増容積用の環状の副溜まり部とから形成されていることを特徴としている。
【００１１】
この発明によるスクロール圧縮機によれば、旋回スクロールの背面と前記フレーム部材との間に形成される背圧室は、シール部材によって、クランク軸の偏心ピン部側に位置する端部の周囲に形成され且つ圧縮室からの吐出圧力に略等しい圧力が掛かる内径側の第１背圧室と吐出圧力より低い圧力が掛かる外径側の第２背圧室とに区画し且つシールされ、主軸受部及び旋回軸受部からの潤滑油がそれぞれの排油経路を通じて第１背圧室に排出されるが、第１背圧室は、クランク軸の端部の周囲における環状の主溜まり部と、当該主溜まり部に連なり増容積用の環状の副溜まり部とから形成されているので、副溜まり部が潤滑油貯留のスペースを増加させており、各排油経路を通じての潤滑油の流入抵抗が低減され、どちらの軸受部から排出される潤滑油も偏りなく流入することが可能になる。
【００１２】
上記のスクロール圧縮機において、前記副溜まり部を、前記フレーム部材の前記中央部において、前記主軸受部からの前記排油経路に連なる筒状溝として形成することができる。フレーム部材の中央部には主軸受部が設けられており、主軸受部を包む肉厚部に、筒状溝として副溜まり部が形成される。主軸受部から排油経路を経て排出される潤滑油は副溜まり部としての筒状溝に流入し易くなり、流入抵抗が低減される。
【００１３】
また、上記のスクロール圧縮機において、前記副溜まり部を、前記旋回スクロールの前記背面と前記フレーム部材の前記中央部の端面との間において、前記旋回軸受部からの前記排油経路と前記シール部材が配置されている環状シール保持空間とに連なる連通部として形成することができる。旋回スクロールの背面とフレーム部材の中央部の端面との間の領域は、互いに接近して、環状シール保持空間を可及的に孤立させていたが、この肉厚部に連通部として副溜まり部が形成される。旋回軸受部から排油経路を経て排出される潤滑油は副溜まり部としての連通部に流入し易くなり、流入抵抗が低減される。
【００１４】
更にまた、上記のスクロール圧縮機において、前記副溜まり部を、前記フレーム部材の前記中央部において前記主軸受部からの前記排油経路に連なる筒状溝と、前記旋回スクロールの前記背面と前記フレーム部材の前記中央部の端面との間において前記旋回軸受部からの前記排油経路と前記シール部材が配置されている環状シール保持空間とに連なる連通部として形成することができる。即ち、副溜まり部は、上記の筒状溝と連通部との両方で形成することができ、主軸受部及び旋回軸受部からの潤滑油がそれぞれの排油経路を通じて筒状溝又は連通部に流れ込み易くなり、双方の流入抵抗が低減される。
【００１５】
また、副溜まり部を連通部で構成する上記スクロール圧縮機において、前記環状シール保持空間は前記フレーム部材の端面部において環状溝の形状に形成されており、前記連通部は、その底面を前記フレーム部材の端面部において前記環状シール保持空間の溝底面よりも浅い環状棚面として形成することができる。フレーム部材の端面部にシール部材を保持する環状溝を形成し、該環状溝よりも径方向内側に位置するフレーム端面部を環状溝の底面よりも浅い環状棚面として形成することで、簡単な構造ながら連通部のためのスペースをフレーム部材を切削加工等の低コストの加工方法で形成することができ、旋回スクロールを組み付けることで、その組付けと同時に、旋回スクロールの背面との間で連通部が形成され、スクロール圧縮機の生産性向上に寄与する。
【００１６】
また、副溜まり部を連通部で構成する上記スクロール圧縮機において、前記環状シール保持空間と前記連通部を、前記フレーム部材の端面部において、各底面を連続して且つ同じ高さにして形成することができる。環状シール保持空間の内径側のフレーム端面部を該環状シール保持空間の下端面と同じ高さとすることで、環状溝の内周側の周面を形成する必要が無くなるので、環状シール保持空間を形成する壁面を滑らかに加工することが可能となり、シール部材の外周面側のシール性が向上し、スクロール圧縮機の生産性向上、シール性向上に寄与する。
【００１７】
更に、上記の各スクロール圧縮機において、前記旋回スクロールの背面における前記旋回軸受部の周囲には、前記旋回スクロールが旋回運動をすることに応じて、前記シール部材のシール面を横切って前記第１背圧室と前記第２背圧室とに交互に開口する潤滑油ポケットを形成することができる。旋回スクロール背面に形成された潤滑油ポケットは、シール部材の内側に区画された第１背圧室に開口するときには、潤滑油がポケットに入り込むことができ、旋回スクロールが旋回運動をすることによって、その状態でシール部材のシール面を横切ってシール部材の外側に区画された第２背圧室に開口するときには、ポケット内の潤滑油が第２背圧室の雰囲気に排出される。こうした潤滑油ポケットによる潤滑油の輸送によって、潤滑油は第１背圧室から間欠的に第２背圧室に輸送される。
【００１８】
更にまた、潤滑油ポケットが形成された上記スクロール圧縮機において、前記クランク軸の前記偏心ピン部の偏心量をε、前記連通部又は前記旋回軸受部が前記旋回スクロールに溝又は穴として形成される場合における前記旋回スクロールの背面に現れるエッジの外径をＤ、前記シール部材の内径をｄとするとき、
（ｄ／２）＞（ε＋Ｄ／２）
の関係となるにようにした。
こうした寸法の条件式を満たすことで、連通部又は旋回軸受部が旋回スクロールに溝又は穴として形成される場合には、旋回スクロールの背面に現れる溝又は穴のエッジが旋回スクロールの旋回動作の際にシール部材のシール面を通過することによる傷つけを回避することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるスクロール圧縮機は、軸受部からの潤滑油を、潤滑油貯留のスペースを増加させる副溜まり部に排出した構成とし、特に、主軸受部から排出される潤滑油の経路を主軸受部の外側に形成される排出経路を経て筒状溝に流れ込むようにし、旋回軸受部から排出された潤滑油の経路をクランク軸の鍔部外側においてフレーム部材の端面と旋回スクロールの背面との対抗面で形成された排油経路を経てシール部材保持空間から排出するような構成とした。これによって、旋回軸受部と主軸受部から排出される潤滑油が第１背圧室内で直接に合流しにくくなる。即ち、各排油経路から主溜まり部への流出抵抗を低減できるので、主軸受部及び旋回軸受部への給油を的確に行うことができる。
【００２０】
更に、連通部を、その底面がフレーム部材の端面部において環状シール保持空間の溝底面よりも浅い環状棚面となるように形成すること、即ち、フレーム部材の端面部にシール部材を保持する環状シール保持空間を形成し、環状シール保持空間の内径側のフレーム端面部を環状シール保持空間の径外側の端面より低くすることにより、第１背圧室内の潤滑油を供給できる十分な給油経路が確保できるので、シール部材外周と環状シール保持空間の径外側のシール面に潤滑油を給油して、シール性を向上させることができる。
【００２１】
以上より、旋回軸受部及び主軸受部、更にはスラスト軸受等の摺動部への潤滑油の給油を確実に行い、更にシール部材の摺設面への給油を適正に行ってシール性を向上させることができる。即ち、第２背圧室の圧力上昇に伴う旋回スクロールの押付け力増加による機械摺動損失の低減を図ることができ、高い信頼性を確保するのに好適なスクロール圧縮機を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明によるスクロール圧縮機の実施形態について、第１〜第４の実施例について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２３】
本発明によるスクロール圧縮機の第１実施形態について、図１〜４を用いて詳細に説明する。
【００２４】
本発明の第１実施形態を示すスクロール圧縮機の全体構造に関して説明する。スクロール圧縮機１は、密閉容器１００内に収納された圧縮機構部２と駆動部３とを備えている。圧縮機構部２は、固定スクロール１１０と、旋回スクロール１２０と、フレーム（フレーム部材）１６０とから構成されている。固定スクロール１１０は、端板１１０ｂと、端板１１０ｂに垂直に立設する渦巻状ラップ１１０ａとを有しており、フレーム１６０に複数のボルトを介して固定されている。端板１１０ｂのラップ中央部には、吐出口１１０ｅが形成されている。旋回スクロール１２０は、端板１２０ｂと、端板１２０ｂに垂直に立設する渦巻状ラップ１２０ａとを有しており、端板１２０ｂの背面側には軸支持部１２０ｅが立設されており、その端面は旋回軸支持部端面１２０ｆとなっている。固定スクロール１１０と旋回スクロール１２０を噛み合わせることで両スクロールの間には圧縮室１３０が形成され、旋回スクロール１２０は、旋回運動することにより、固定スクロール１１０と協働して圧縮室１３０の容積を次第に減少させる圧縮動作を行う。固定スクロール１１０には吸込口１４０が接続されており、吸込口１４０は吸込み時に圧縮室１３０に連通可能である。この圧縮動作では、旋回スクロール１２０の旋回運動に伴って、作動流体が吸込口１４０から圧縮室１３０へ吸い込まれ、吸い込まれた作動流体が圧縮行程を経て固定スクロール１１０の吐出口１１０ｅから密閉容器１００内の吐出空間１３６に吐出される。密閉容器１００には吐出口１５０が接続されているので、吐出空間１３６内の圧縮された作動流体は吐出口１５０を経由して密閉容器１００から吐出される。これによって、密閉容器１００内の空間は吐出圧力に保たれる。
【００２５】
旋回スクロール１２０を旋回運動させる駆動部３は、ステータ１０８及びロータ１０７と、クランク軸１０１と、フレーム１６０と、主軸受（「主軸受部」に相当）１０４、副軸受１０５とを備えている。クランク軸１０１は、主軸部１０１ｂと偏心ピン部１０１ａとを一体に備えて構成されている。主軸受１０４及び副軸受１０５は、クランク軸１０１の主軸部１０１ｂを回転自在に支持する主軸支持部を構成している。クランク軸の主軸支持部である主軸受１０４及び副軸受１０５は、それぞれ、ステータ１０８及びロータ１０７から構成される電動機の圧縮室側と密閉容器１００の下部に形成されている油溜り部１３１とにそれぞれ配置されている。圧縮室側近傍の主軸受１０４には、すべり軸受を用いることが望ましい。油溜り部１３１近傍の副軸受１０５には、図示のようなすべり軸受の他、使用条件に適応できる転がり軸受やその他の軸支持部材を用いても良い。
【００２６】
旋回スクロール１２０には、クランク軸１０１の偏心ピン部１０１ａを支持する旋回軸受（「旋回軸受部」に相当）１０３が設けられている。旋回軸受１０３は、クランク軸１０１の偏芯ピン部１０１ａを回転軸方向に移動可能にかつ回転自在に支持する。また、フレーム１６０と旋回スクロール１２０との間には、旋回スクロール１２０の自転防止機構の主要部品であるオルダム継手１３４が配設されている。オルダム継手１３４は、旋回スクロール１２０とフレーム１６０とにより構成した第２背圧室１８０に配設されており、固定スクロール１１０と旋回スクロール１２０の自転防止部材である。オルダム継手１３４は直交する２組のキー部分を備えており、当該キー部分の一方の組がフレーム１６０に構成したキー溝１４１を滑動し、残りの組が旋回スクロール１２０の背面側に構成したキー溝を滑動する。
【００２７】
図１、２を用いて、旋回スクロール１２０の背面側に構成する第１背圧室（吐出圧力にほぼ等しい圧力）と第２背圧室（吐出圧力よりも低い圧力）に分離するシール手段と軸受への給油経路に関して説明する。図２は、図１に示す旋回軸受１０３及び主軸受１０４の付近の拡大図（図１のＡ部）である。旋回スクロール１２０の背面側に構成される空間は、旋回スクロール１２０とフレーム１６０と固定スクロール１１０とで囲まれて構成される空間である。
【００２８】
第１背圧室と第２背圧室との分離手段は、旋回軸支持部端面１２０ｆと、これに対面するフレーム１６０の端面部１６４と、端面部１６４に形成されたリング状溝（即ち、シール部材を保持する環状シール保持空間としての環状溝）１６１内に配設されて旋回軸支持部端面１２０ｆに接触するシール部材１７２とを備えている。ここで、旋回軸支持部端面１２０ｆは、シール部材１７２と接するシール面であるので、滑らかに加工する必要がある。シール部材１７２は、第２背圧室１８０と第１背圧室１８２を圧力的に分離するシール手段である。第１背圧室１８２は、旋回軸受１０３と偏心ピン部１０１ａとで構成した中央部空間１８１と、旋回軸支持部端面１２０ｆとクランク軸１０１の鍔部１０１ｄの外周で形成される主溜まり部としての排出経路空間１８３と、主軸受１０４の外周位置においてフレーム１６０に形成された副溜まり部としての環状溝１６７とで構成されている。第１背圧室１８２は、旋回軸受１０３、主軸受１０４、スラスト軸受２０４及びシール部材１７２の給油経路と直結しており、ポンプ作用による昇圧作用と軸受部や隙間部通過による減圧作用とを受けるものの、ほぼ吐出圧力程度の圧力空間になる。スラスト軸受２０４は、クランク軸１０１の自重とモータにおける磁気吸引力（いずれも図面下方へ作用する）とを受けて、クランク軸１０１を支える。
【００２９】
旋回スクロール１２０の背面には偏心ピン部１０１ａに向かって突き出た突起部が設けられており、当該突起部にはクランク軸１０１が上方に移動したときの荷重を受けるスラスト面１９０が形成されている。突起部の中央部分には、クランク軸１０１の偏心ピン部１０１ａと該スラスト面１９０が接触した時に、クランク軸１０１に形成されて軸端に開口している給油経路１０２を閉塞させないように、凹部が形成されている。また、クランク軸１０１が最も上方に移動した時であっても、旋回スクロール１２０の旋回軸支持部端面１２０ｆがクランク軸１０１の鍔部上面１０１ｃと接触することなく、スラスト面１９０で偏心ピン部１０１ａの上端部を受けるような構成とされている。第２背圧室１８０内に配設したオルダム継手１３４等の摺動部は第１背圧室１８２へ供給した潤滑油の一部を供給するため、排出経路空間１８３と第２背圧室１８０を断続的あるいは連続的に連通させる小穴としてのポケット１７０を旋回軸支持部端面１２０ｆに設けてある。ポケット１７０は必要油量を確保できる個数であれば良い。ポケット１７０は、第１背圧室１８２内に開口するときには、第１背圧室１８２内の潤滑油を含む流体を取り込み、旋回スクロール１２０の旋回動作に伴い、シール部材１７２のシール面を横切って旋回軸支持部端面１２０ｆ及びフレーム１６０の端面部１６４を潤滑しながら、第２背圧室１８０に至る。ポケット１７０が第２背圧室１８０に開口するとき、取り込まれた流体は第２背圧室１８０内に開放される。
【００３０】
旋回軸受１０３、主軸受１０４及び副軸受１０５への給油は、クランク軸１０１内に形成されている給油経路１０２，１０２ａ，１０２ｂと給油ポンプ１０６とで行われる。即ち、密閉容器１００の下部空間に溜めた潤滑油１３１を給油ポンプ１０６で吸引して給油通路１０２，１０２ａ，１０２ｂを通して各部へ潤滑油を供給する。給油ポンプとしては、図示していないが、クランク軸１０１に構成された偏芯回転動作により実現する遠心ポンプ作用を用いても良い。
【００３１】
給油経路１０２を通じて供給される潤滑油は、偏心ピン部１０１ａ上部の中央部空間１８１に達した後、旋回軸受１０３を潤滑し、排出経路空間１８３へ流出する。排出経路空間１８３へ流出した潤滑油は、その微量の部分が旋回軸支持部端面１２０ｆに形成されているポケット１７０によって第２背圧室１８０へ供給されるものの、ほとんどの潤滑油は、クランク軸１０１の鍔部１０１ｄの外周部とそのフレーム対向面１６６の間に形成されている排油経路空間１８３、フレーム１６０に一カ所において形成されている排油路１８４、排油パイプ１８５を経て、油溜リ部１３１へ戻される。
【００３２】
給油経路１０２から分岐した給油経路１０２ａを通じて供給される潤滑油は、主軸受１０４を潤滑した後にスラスト軸受２０４を潤滑し、主軸受１０４の外側位置において周方向に形成された環状溝１６７の排出経路を経由し、フレーム１６０に設けた排油路１８４から排油パイプ１８５を通じて油溜め１３１へ戻される。上記のような排出経路において、クランク軸１０１の鍔部１０１ｄの外周部に形成された排出経路空間１８３の容積と主軸受１０４の外側に形成された環状溝１６７の容積がほぼ同等となるように、軸方向の長さで調整する。排出経路空間１８３の容積と環状溝１６７の容積は、旋回軸受１０３と主軸受１０４の必要給油量との関係で必ずしも同等としなくても良い。
【００３３】
このようにすることで、旋回軸受１０３から排出される潤滑油と主軸受１０４及びスラスト軸受２０４から排出される潤滑油の合流による影響を少なくでき、潤滑油が排出しやすくなるようにした。これによって、旋回軸受と主軸受への潤滑油を適正に分配することが可能となり給油不足が起こらなくなる。なお、図示していないが、スラスト軸受２０４を主軸受１０４より下端の副軸受１０５の上部あるいは下部に設けて、クランク軸１０１の鍔部１０１ｄを構成しなくてもよく、排出経路空間１８３を小さく構成しても良い。
【００３４】
図３、４を用いて、スラスト軸受２０４部の給油経路について説明する。図３はフレーム１６０の端面部１６４付近の上面図（図２のＢ部）、図４はスラスト軸受２０４の上面図である。スラスト軸受２０４は、フレーム１６０に設けたスラスト軸受支持面１６２とスラスト軸受２０４の径方向移動を制限するスラスト軸受押え部１６５とを備えている。給油経路１０２ａを通じて供給される潤滑油の流れを妨げないために、フレーム１６０に形成された排油路１８４は、環状溝１６７を通じて排出経路空間１８３と連通されている。主軸受１０４からの潤滑油の排出経路を確保するために、クランク軸１０１の鍔部下面１０１ｅと摺接するスラスト軸受２０４の摺接面２０４ａ上には、径方向に延びる複数の油通路２０４ｂが形成されている。なお、スラスト軸受２０４とスラスト軸受押え部１６５との間には凹凸嵌合が設けられているので、スラスト軸受２０４の盲動回転が防止されている。
【００３５】
本実施の形態により、給油経路１０２ａを通じて供給される潤滑油は、スラスト軸受２０４とクランク軸１０１の鍔部下面１０１ｅとの摺接面とに給油され、その際、油通路２０４ｂが流出抵抗とならず、主軸受１０４への潤滑油を十分な量で供給することが可能となる。
【００３６】
本実施形態の効果について説明する。本実施形態の構成によれば、給油経路１０２ａを通じて供給される潤滑油の流れを妨げないために、スラスト軸受２０４上の摺接面に油通路２０４ｂが形成され、スラスト軸受２０４の油通路２０４ｂから排出された潤滑油が主軸受１０４の外側の位置に形成された環状溝を通って排油路１８４へ排出する構成としたので、主軸受１０４及びスラスト軸受２０４への給油を的確に行うことができる。
以上より、旋回軸受１０３、主軸受１０４、スラスト軸受２０４への給油を的確に行うことから高い信頼性を確保するのに好適なスクロール流体機械（圧縮機）を実現できる。
【実施例２】
【００３７】
本発明によるスクロール圧縮機の第２実施形態を、図５、６を用いて詳細に説明する。図５はシール部材付近の拡大図であり、図６は図５のＤ部の拡大図である。なお、シール部材付近以外は第１実施形態と同様であり、異なる部分のみを説明する。
【００３８】
本実施の形態では、旋回軸支持部端面１２０ｆとこれに対面するフレーム１６０の端面部１６４と、端面部１６４に形成されているリング状溝１６１に配設されたシール部材１７２とを備えている。シール部材１７２の内径側に区画された第１背圧室１８２は吐出圧力にほぼ等しい圧力を維持され、シール部材１７２の外径側に区画された第２背圧室１８０は吐出圧力より低い圧力に維持されており、この圧力差で、シール部材１７２を旋回軸支持端面１２０ｆとリング状溝１６１の溝壁を形成する内周面（径方向外側に位置する）に押付けてシールを行う。シール部材１７２の材料としては、弾性支持可能な四フッ化エチレン樹脂やポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性プラスチック材料や金属材料に耐摩耗材をコーティングした構成が考えられる。また、シール部材１７２は、その一部分にステップカットが入れられているために外側に若干拡大可能であって、踏ん張り作用で旋回軸支持部端面１２０ｆとリング状溝１６１の上記溝壁に当接可能である。図示していないが、リング状溝１６１には環状等の板ばねが収容されており、板ばねはシール部材１７２を初期圧力として旋回軸支持部端面１２０ｆに押し当てている。
【００３９】
第１背圧室１８２と第２背圧室１８０のシールを確実に行うためには、フレーム１６０の端面に形成されているリング状溝１６１の内径側に形成されているフレーム端面部１６４ａを、リング状溝１６１の外径側に形成されているフレーム端面部１６４ｂよりも、リング状溝１６１の溝底から見て低く設定し、旋回スクロールの軸支持部端面１２０ｆとフレーム端面部１６４ａで形成された給油経路１６８ａを通じてリング状溝１６１内のシール部材１７２に潤滑油を供給させる。給油経路１６８ａは、この場合、環状シール保持空間であるリング状溝１６１への連通路に相当し、副溜まり部を構成している。第１背圧室１８２内のほぼ吐出圧力と第２背圧室１８０内のより低い圧力である吐出圧力との圧力差で、シール部材１７２は内側から外側へ圧力差に相当する力を受ける。つまり、シール部材１７２の外周面とリング状溝１６１の径方向外側に位置する内周面のシール性を向上させることが可能となり、第２背圧室１８０への漏れを少なくでき、圧力上昇に伴う性能低下を抑制することができる。
【実施例３】
【００４０】
本発明によるスクロール圧縮機の第３実施形態について図７を用いて詳細に説明する。本実施形態においては、旋回スクロールの端板背面の旋回軸支持部端面１２０ｆと、旋回軸支持部端面１２０ｆに対面するフレーム１６０の端面部１６４との間にシール部材１７２を備えており、シール部材１７２はフレーム１６０の端面部１６４に形成されているリング状溝１６１に保持されている。リング状溝１６１より内径側に位置するフレーム端面部１６４ａをリング状溝１６１の底端面と同じ高さとし、旋回スクロールの旋回軸支持部端面１２０ｆとリング状溝１６１より内径側に位置するフレーム端面１６４で形成された給油経路１６８ｂを通じてシール部材１７２に潤滑油を供給させる。給油経路１６８ｂは、この場合、環状シール保持空間であるリング状溝１６１への連通路に相当し、副溜まり部を構成している。即ち、フレーム１６０に形成されたシール部材１７２を支持するリング状溝１６１の内径側の周面を無くした構成としたことが特徴である。これにより、シール部材１７２の外周シール面を滑らかに加工することができることで加工性が向上し、更にシール性が向上すること及びリング状溝１６１の内径側の周面を無くすことによって生産性が向上する構成とすることが可能となる。
【実施例４】
【００４１】
本発明によるスクロール圧縮機の第４実施形態について図８〜１０を用いて詳細に説明する。図８は旋回軸受部付近の拡大図（図１のＡ部相当）、図９はフレームの端面部１６４付近の上面図（図８のＣ部相当）、図１０は旋回スクロールの軸支持部端面の下面図にシール部材を配設した図を示す。なお、これらの部分の構造以外は第２、３の実施形態と同様であり、異なる部分のみを説明する。
【００４２】
本実施形態では、旋回スクロール背面の旋回軸支持部端面１２０ｆに形成されているポケット１７０に、旋回スクロールが旋回運動をすることによってシール部材１７２の内側に区画された第１背圧室１８２の潤滑油を含む流体が溜まる。ポケット１７０内の潤滑油は、シール部材１７２の外側に区画された第２背圧室１８０の雰囲気に間欠的に排出される。旋回スクロールの旋回軸支持部端面１２０ｆに形成されたポケット１７０と旋回軸受の間に環状溝１８７が形成されている。環状溝１８７は、この場合、環状シール保持空間であるリング状溝１６１への連通路にも相当し、副溜まり部を構成している。図１０に示すように、フレーム１６０のリング状溝１６１に保持されるシール部材１７２の中心位置Ｏｆと旋回軸支持端面１２０ｆの旋回中心位置Ｏｓの差をε（図示していないが、クランク軸の偏心ピン部の偏心量）、旋回スクロールの旋回軸支持部端面１２０ｆにおいて小孔１７０と旋回軸受１０３との間に形成された連通部などのための環状溝１８７の外径をＤ、シール部材１７２の内径をｄとするときに、
（ｄ／２）＞（ε＋Ｄ／２）
の関係となるように環状溝を形成することで、シール部材１７２の内径側に区画される第１背圧室１８２とシール部材１７２の外径側に区画される第２背圧室１８０との間をシールできるものである。図示していないが、シール部材１７２に切欠きを設けると軸受部周辺の第１背圧室１８２と第２背圧室１８０との圧力差による力を受けたときの変形に対して、シール部材１７２の径を調整してリング状溝１６１の外径側の周面に密着するものが望ましい。
【００４３】
上述のように、旋回スクロールの旋回運動に伴って、フレーム端面部１６４内に配設したリング状溝１６１内に潤滑油を確実に供給することで、シール部材１７２の外周面とリング状溝１６１の外径側の周面のシール性を向上させることが可能となり、性能と信頼性を向上できる構成となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施形態におけるスクロール圧縮機の全体構造を示す。
【図２】第１実施形態における旋回軸受及び主軸受部付近の拡大図を示す。
【図３】第１実施形態におけるフレームの端面部付近の上面図を示す。
【図４】第１実施形態におけるスラスト軸受の上面図を示す。
【図５】本発明の第２実施形態におけるシール部材付近の拡大図を示す。
【図６】第２実施形態におけるシール部材付近の詳細図を示す。
【図７】本発明の第３実施形態におけるシール部材付近の詳細図を示す
【図８】本発明の第４実施形態における旋回軸受端面付近の拡大図を示す。
【図９】第４実施形態における旋回軸受端面付近の詳細図を示す。
【図１０】本発明の第５実施形態における旋回軸支持部端面の下面図を示す。
【符号の説明】
【００４５】
１・・スクロール圧縮機                ２・・圧縮機構部
３・・駆動部
１００・・密閉容器                    １０１・・クランク軸
１０１ａ・・偏心ピン部                １０１ｂ・・主軸部
１０１ｃ・・鍔部上面                  １０１ｄ・・鍔部
１０１ｅ・・鍔部下面
１０２、１０２ａ、１０２ｂ・・クランク軸の給油経路
１０３・・旋回軸受                    １０４・・主軸受
１０５・・副軸受                      １０６・・給油ポンプ
１０７・・ロータ                      １０８・・ステータ
１１０・・固定スクロール              １１０ａ・・渦巻状ラップ
１１０ｂ・・端板                      １２０・・旋回スクロール
１２０ａ・・渦巻状ラップ              １２０ｂ・・端板
１２０ｅ・・軸支持部                  １２０ｆ・・軸支持部端面
１３０・・圧縮室                      １３１・・油溜り部
１３４・・オルダム継手                １４１・・キー溝
１３６・・吐出空間                    １４０・・吸込口
１５０・・吐出口                      １６０・・フレーム
１６１・・リング状溝                  １６２・・スラスト軸受支持面
１６４・・フレーム端面部              １６５・・スラスト軸受押え部
１６６・・対抗面                      １６７・・環状溝
１７０・・ポケット                    １７２・・シール部材
１８０・・第２背圧室                  １８１・・中央部空間
１８２・・第１背圧室                  １８３・・排出経路空間
１８４・・排油路                      １８５・・排油パイプ
１８７・・環状溝                      １９０・・スラスト面
２０４・・スラスト軸受                ２０４ａ・・摺接面
２０４ｂ・・油通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008138578.tif 000009
【図８】
2008138578.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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