(57)【要約】【課題】片持ち軸受構造のスクロール流体機械において、旋回スクロール背面とフレームとの間の空間にバランスウェイトを配置できるようにすると共に、各軸支持部を潤滑した油が吸込口通過後の作動流体に混合しにくい構成を実現する。【解決手段】第１フレーム１００と旋回スクロール３の間に第２フレーム１０１を配置し、且つ中央部空間１１４〜１１６と外周部空間１１７，１１８を、旋回スクロール軸支持端面１２２と第２フレーム１０１との間に形成されたシール部（シール材１１３）によりシールする構成とした。また、バランスウェイト１０５は第２フレーム下部と第１フレーム間の空間１１６に配設した。これにより、各軸支持部を潤滑した後のほとんどの油は、第２フレームの下部空間１１６に流入し、ここに溜められた油は密閉容器下部の油溜り部１０に排油パイプ１０３を介して排出される。また、第２フレームを外した状態でバランスウェイトを旋回スクロール側から組み込むことが可能となるから、バランスウェイトを旋回スクロールに近接して設置することも可能となる。【選択図】　図１
2004100609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロール部材と、この固定スクロール部材と噛み合う旋回スクロール部材と、この旋回スクロール部材を偏心ピン部を有するクランク軸を介して駆動する駆動機と、前記固定スクロール部材と結合され前記クランク軸を支持する軸支持部を有するフレームと、前記旋回スクロール部材の自転を防止するオルダムリングと、これらを収容する密閉容器を備え、前記クランク軸の軸支持部は前記駆動機より旋回スクロール部材側にのみ配設されたスクロール流体機械において、
前記フレーム、固定スクロール部材及び旋回スクロール部材等により構成される空間と、
該空間に設けられ、前記フレームとは分離可能な別のフレームと、
前記クランク軸の偏心ピン部と係合される旋回スクロール部材の軸支持部と、
この旋回スクロール部材軸支持部の端面と前記別のフレームとの間に形成され前記空間をほぼ吐出圧の中央部空間と該中央部空間より圧力の低い外周部空間に分離するシール部と、
前記クランク軸の軸支持部と旋回スクロール部材の軸支持部に密閉容器内に溜められた潤滑油を供給する給油系と、
前記フレームと前記別のフレーム間に形成され且つ前記中央部空間に連通されると共にバランスウェイトを配設するバランスウェイト配設空間と
を備えていることを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項２】
固定スクロール部材、この固定スクロール部材と噛み合う旋回スクロール部材及びこれら両スクロール部材間に形成される圧縮室等から構成される圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する駆動機と、これら圧縮機構部及び駆動機を収容し概略吐出圧とされた密閉容器と、前記駆動機により回転され前記旋回スクロールを旋回運動させるための偏心ピン部を有するクランク軸と、前記密閉容器内に固定設置され前記クランク軸を支持する軸支持部を有する第１フレームと、前記旋回スクロール部材の自転防止機構であるオルダムリングと、前記クランク軸の偏心ピン部に係合され軸方向に移動可能に構成された旋回スクロール部材の軸支持部と、前記クランク軸の軸支持部と旋回スクロール部材の軸支持部に潤滑油を供給する給油系とを備え、前記クランク軸の軸支持部は前記駆動機より圧縮機構部側にのみ配設されたスクロール流体機械において、
前記第１フレーム、固定スクロール部材及び旋回スクロール部材等により形成される空間と、
該空間に設けられ、前記第１フレームとは分離可能な第２フレームと、
前記旋回スクロール部材の軸支持部端面をシート面とし前記第２フレームとの間をシールすることにより中央部空間と外周部空間に圧力的に分離するシール部と、
前記第１フレームと第２フレーム間に形成され且つ前記中央部空間と連通されると共にバランスウェイトが配設されるバランスウェイト配設空間とを備え、
前記中央部空間又はバランスウェイト配設空間には給油系から各軸支持部に供給された潤滑油が流入する構成とした、
ことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項３】
固定スクロール部材、この固定スクロール部材と噛み合う旋回スクロール部材及びこれら両スクロール部材間に形成される圧縮室等から構成される圧縮機構部と、この旋回スクロール部材を、偏心ピン部を有するクランク軸を介して駆動する駆動機と、前記クランク軸を支持する軸支持部を有する第１フレームと、前記旋回スクロール部材の自転を防止するオルダムリングと、これらを収容し概略吐出圧とされた密閉容器を備え、前記クランク軸の軸支持部は前記駆動機より上部側にのみ配設されたスクロール流体機械において、
前記第１フレーム、固定スクロール部材及び旋回スクロール部材等により構成された空間と、
該空間に設けられ、前記第１フレームとは分離可能な第２フレームと、
前記旋回スクロール部材と前記第２フレームとの間に形成され前記空間をほぼ吐出圧の中央部空間と該中央部空間より圧力の低い外周部空間に分離するシール部と、
前記クランク軸の軸支持部と旋回スクロール部材の軸支持部に密閉容器内下部に溜められた潤滑油を供給する給油系と、
前記第２フレーム下面と前記第１フレームとの間に形成され、前記給油系と圧力的に連通した前記中央部空間と連通された下部空間と、
該下部空間内に配設されたバランスウェイトと
を備えていることを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項４】
端板に立設する渦巻状のスクロールラップを有する旋回スクロール部材と、端板に立設する渦巻状のスクロールラップを有する固定スクロール部材と、これら旋回スクロール部材と固定スクロール部材を噛合わせることにより形成され、旋回スクロールの旋回運動と共に容積が縮小する圧縮室と、旋回スクロール部材を偏心ピン部を有するクランク軸を介して旋回駆動させる駆動手段と、前記クランク軸を支持する軸支持部を有する第１フレームと、旋回スクロール部材の自転を防止するオルダムリングと、前記クランク軸の偏心ピン部と係合する旋回スクロール部材の軸支持部と、前記第１フレームと固定スクロールとで形成され前記旋回スクロール部材とオルダムリングを設けた空間と、該空間を中央部空間と外周部空間に圧力的に分離し且つ前記旋回スクロール部材の軸支持部端面をシート面としたシール部と、前記クランク軸の軸支持部と旋回スクロール部材の軸支持部にほぼ吐出圧の潤滑油を供給する給油系と、これらを収容し概略吐出圧とされた密閉容器とを備え、前記クランク軸の軸支持部は前記駆動手段の該圧縮室側にのみ配設したスクロール流体機械において、
前記第１フレームとは分離可能で且つ前記旋回スクロール軸支持部端面との間で前記シール部を構成する第２フレームを備え、
前記旋回スクロール軸支持部端面と前記第２フレームとで構成された前記シール部により、前記給油系から各軸支持部に供給された潤滑油が流入するほぼ吐出圧の中央部空間と、この中央部空間より低圧の外周部空間とに分離し、
前記第１フレームの軸支持部上部と第２フレーム下部間に、前記中央部空間と圧力的に連通され且つ前記低圧の外周部空間とは前記シール部を介して配置された下部空間を形成し、この下部空間にバランスウェイトを配設したことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項５】
請求項２〜４の何れかにおいて、前記シール部は、旋回スクロール軸支持部端面と第２フレーム上面をそれぞれシート面とし、且つ前記第１のフレームと第２のフレームとは機械的に締結されていることを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記固定スクロール部材とフレームとは機械的締結手段と位置決め手段を併用して結合されていることを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項７】
請求項２〜５の何れかにおいて、前記第２フレームに前記オルダムリングの受部を備えることを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項８】
請求項７において、前記第２フレームに、オルダムリングのキーと係合するキー溝と、前記旋回スクロール部材の背面受部とを形成していることを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかにおいて、偏心ピン部端面と対向する旋回スクロール部材の背面部にクランク軸のスラスト受け部を形成したことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れかにおいて、前記旋回スクロール部材の軸支持部端面のシール部シート面に潤滑油を保持する小孔を形成したことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかにおいて、前記外周部空間の圧力を吸込圧、或いは吸込圧と吐出圧の中間的な圧力としたことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れかにおいて、前記バランスウェイトを配設する空間と密閉容器内の潤滑油が溜められる部分とを連通する排油パイプを設けたことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項１３】
請求項１〜１２の何れかにおいて、前記給油系は、前記クランク軸内に形成された給油路と、該給油路に潤滑油を供給する給油ポンプを備え、旋回スクロール部材の軸支持部とクランク軸の軸支持部に潤滑油を供給する給油路はそれぞれ別々に形成されていることを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項１４】
請求項１３において、密閉容器下部に形成された油溜り部と駆動機との間を仕切り部材で仕切り、この仕切り部材にポンプ固定部材を介して給油ポンプを取付け、且つ前記給油ポンプはクランク軸の回転に伴って駆動されるものであり、更に前記給油ポンプは前記ポンプ固定部材に対し、クランク軸の軸方向と径方向に移動可能に構成されていることを特徴とするスクロール流体機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒、空気及びその他の圧縮性ガスを取扱うスクロール流体機械に関し、特に冷凍・空調機器用に使用される片持ち軸受支持構造のスクロール圧縮機に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
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、他の方式の圧縮機に比べて高効率、高信頼性、静音などの優位性を備えている。
【０００３】
従来のスクロール流体機械としては、例えば特許文献１（特開平８−１２１３６６号公報）に示すものがある。旋回スクロール部材とフレームとの間にはシール部材が設けられ、旋回スクロール部材の反ラップ側には背圧室が形成されている。前記背圧室は、前記シール部材により、ほぼ吐出圧に等しい圧力を有する中心部側の第１の空間と、吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力に維持される外周部側の第２の空間とを有している。前記第１の空間には、密閉容器底部に溜められた潤滑油が導かれ、前記第２の空間は圧縮途中の圧縮空間と小孔で連通されている。また、前記第１の空間は圧縮機底部側と排油路や排油パイプで連通され、背圧室の潤滑油を密閉容器内の底部へ戻すように構成されている。
【０００４】
特許文献２（特開昭６０−２２４９８８号公報）には、旋回スクロールのフレームに近接する側に凹状の環状室を設け、これに対向するフレームにはシール面を設け、前記環状室にはシールリングを設けて、背圧室を、中央部の圧力室と外周部側の低圧室に区画したものが記載されている。またこの文献２のものには、旋回スクロールとフレームとの間、及びシールリングと環状室底面との間に、旋回スクロールの軸方向移動を許容する隙間が設けられ、シールリングと環状室底面との間の隙間を圧力室に連通させ、液圧縮時に過大な閉じ込み圧が発生するのを防止しながら、シールリングのシール性向上を図っている。
【０００５】
特許文献３（特開平８−９３６６４号公報）には、バランスウェイトを背圧室内に配置し且つ片持ち軸受構造としたスクロール圧縮機が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１２１３６６号公報
【特許文献２】
特開昭６０−２２４９８８号公報
【特許文献３】
特開平８−９３６６４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術のものでは、吸入され圧縮される作動流体への潤滑油の混入については十分考慮されていない。特に、片持ち軸受構造とするため、バランスウェイトを背圧室内に配置するようにしたものでは、旋回スクロール部材の軸支持部とクランク軸の軸支持部を潤滑する油が吸込口通過後の作動流体と混合し、高温の潤滑油が圧縮される作動流体を加熱し、また潤滑油中に溶け込んだ作動流体が発泡して圧縮中の作動流体と共に再圧縮されることによる給油加熱漏洩損失が増加し、エネルギー効率が低下していた。
【０００８】
本発明の目的は、吸入され圧縮される作動流体への潤滑油の混入を低減でき、しかも片持ち軸受構造を実現できるスクロール流体機械を得ることにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、旋回スクロール部材の軸支持部とクランク軸の軸支持部を潤滑する油が吸込口通過後の作動流体と直接混合しないようにして、潤滑油による圧縮中作動流体の加熱を防止し、且つ潤滑油中に溶け込んでいる作動流体が発泡して圧縮中作動冷媒への再圧縮として漏洩することから生じる給油加熱漏洩損失を低減し高いエネルギー効率を得ることにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、作動流体と直接潤滑油が混合しないようにして、少ない油上り量（圧縮機外部へ吐出ガスと共に運び出される油量）を実現すことにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、軸支持部の圧力がほぼ吐出圧に均圧化されるようにして、軸支持部に従来生じていた冷媒発泡による油膜破断を抑制し、軸支持部の信頼性を向上することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の第１の特徴は、固定スクロール部材と、この固定スクロール部材と噛み合う旋回スクロール部材と、この旋回スクロール部材を偏心ピン部を有するクランク軸を介して駆動する駆動機と、前記固定スクロール部材と結合され前記クランク軸を支持する軸支持部を有するフレームと、前記旋回スクロール部材の自転を防止するオルダムリングと、これらを収容する密閉容器を備え、前記クランク軸の軸支持部は前記駆動機より旋回スクロール部材側にのみ配設されたスクロール流体機械において、前記フレーム、固定スクロール部材及び旋回スクロール部材等により構成される空間と、該空間に設けられ、前記フレームとは分離可能な別のフレームと、前記クランク軸の偏心ピン部と係合される旋回スクロール部材の軸支持部と、この旋回スクロール部材軸支持部の端面と前記別のフレームとの間に形成され前記空間をほぼ吐出圧の中央部空間と該中央部空間より圧力の低い外周部空間に分離するシール部と、前記クランク軸の軸支持部と旋回スクロール部材の軸支持部に密閉容器内に溜められた潤滑油を供給する給油系と、前記フレームと前記別のフレーム間に形成され且つ前記中央部空間に連通されると共にバランスウェイトを配設するバランスウェイト配設空間とを備えていることにある。
【００１３】
本発明の第２の特徴は、固定スクロール部材、この固定スクロール部材と噛み合う旋回スクロール部材及びこれら両スクロール部材間に形成される圧縮室等から構成される圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する駆動機と、これら圧縮機構部及び駆動機を収容し概略吐出圧とされた密閉容器と、前記駆動機により回転され前記旋回スクロールを旋回運動させるための偏心ピン部を有するクランク軸と、前記密閉容器内に固定設置され前記クランク軸を支持する軸支持部を有する第１フレームと、前記旋回スクロール部材の自転防止機構であるオルダムリングと、前記クランク軸の偏心ピン部に係合され軸方向に移動可能に構成された旋回スクロール部材の軸支持部と、前記クランク軸の軸支持部と旋回スクロール部材の軸支持部に潤滑油を供給する給油系とを備え、前記クランク軸の軸支持部は前記駆動機より圧縮機構部側にのみ配設されたスクロール流体機械において、前記第１フレーム、固定スクロール部材及び旋回スクロール部材等により形成される空間と、該空間に設けられ、前記第１フレームとは分離可能な第２フレームと、前記旋回スクロール部材の軸支持部端面をシート面とし前記第２フレームとの間をシールすることにより中央部空間と外周部空間に圧力的に分離するシール部と、　前記第１フレームと第２フレーム間に形成され且つ前記中央部空間と連通されると共にバランスウェイトが配設されるバランスウェイト配設空間とを備え、前記中央部空間又はバランスウェイト配設空間には給油系から各軸支持部に供給された潤滑油が流入する構成としたにある。
【００１４】
本発明の第３の特徴は、固定スクロール部材、この固定スクロール部材と噛み合う旋回スクロール部材及びこれら両スクロール部材間に形成される圧縮室等から構成される圧縮機構部と、この旋回スクロール部材を、偏心ピン部を有するクランク軸を介して駆動する駆動機と、前記クランク軸を支持する軸支持部を有する第１フレームと、前記旋回スクロール部材の自転を防止するオルダムリングと、これらを収容し概略吐出圧とされた密閉容器を備え、前記クランク軸の軸支持部は前記駆動機より上部側にのみ配設されたスクロール流体機械において、前記第１フレーム、固定スクロール部材及び旋回スクロール部材等により構成された空間と、該空間に設けられ、前記第１フレームとは分離可能な第２フレームと、前記旋回スクロール部材と前記第２フレームとの間に形成され前記空間をほぼ吐出圧の中央部空間と該中央部空間より圧力の低い外周部空間に分離するシール部と、　前記クランク軸の軸支持部と旋回スクロール部材の軸支持部に密閉容器内下部に溜められた潤滑油を供給する給油系と、前記第２フレーム下面と前記第１フレームとの間に形成され、前記給油系と圧力的に連通した前記中央部空間と連通された下部空間と、該下部空間内に配設されたバランスウェイトとを備えていることにある。
【００１５】
本発明の第４の特徴は、端板に立設する渦巻状のスクロールラップを有する旋回スクロール部材と、端板に立設する渦巻状のスクロールラップを有する固定スクロール部材と、これら旋回スクロール部材と固定スクロール部材を噛合わせることにより形成され、旋回スクロールの旋回運動と共に容積が縮小する圧縮室と、旋回スクロール部材を偏心ピン部を有するクランク軸を介して旋回駆動させる駆動手段と、前記クランク軸を支持する軸支持部を有する第１フレームと、旋回スクロール部材の自転を防止するオルダムリングと、前記クランク軸の偏心ピン部と係合する旋回スクロール部材の軸支持部と、前記第１フレームと固定スクロールとで形成され前記旋回スクロール部材とオルダムリングを設けた空間と、該空間を中央部空間と外周部空間に圧力的に分離し且つ前記旋回スクロール部材の軸支持部端面をシート面としたシール部と、前記クランク軸の軸支持部と旋回スクロール部材の軸支持部にほぼ吐出圧の潤滑油を供給する給油系と、これらを収容し概略吐出圧とされた密閉容器とを備え、前記クランク軸の軸支持部は前記駆動手段の該圧縮室側にのみ配設したスクロール流体機械において、前記第１フレームとは分離可能で且つ前記旋回スクロール軸支持部端面との間で前記シール部を構成する第２フレームを備え、前記旋回スクロール軸支持部端面と前記第２フレームとで構成された前記シール部により、前記給油系から各軸支持部に供給された潤滑油が流入するほぼ吐出圧の中央部空間と、この中央部空間より低圧の外周部空間とに分離し、前記第１フレームの軸支持部上部と第２フレーム下部間に、前記中央部空間と圧力的に連通され且つ前記低圧の外周部空間とは前記シール部を介して配置された下部空間を形成し、この下部空間にバランスウェイトを配設したことにある。
【００１６】
前記シール部は、旋回スクロール軸支持部端面と第２フレーム上面をそれぞれシート面とし、且つ前記第１のフレームと第２のフレームとは機械的に締結されると良い。また、固定スクロール部材とフレームとは機械的締結手段と位置決め手段を併用して結合すると良い。
【００１７】
前記第２フレームには前記オルダムリングの受部（例えばキー溝）と、更に旋回スクロール部材の背面受部を形成することができる。
また、偏心ピン部端面と対向する旋回スクロール部材の背面部に、凹状のクランク軸スラスト受け部を形成すると良い。更に旋回スクロール部材の軸支持部端面のシール部シート面に潤滑油を保持する小孔を形成すれば良好な潤滑を行える。
【００１８】
なお、前記外周部空間の圧力は、吸込圧、或いは吸込圧と吐出圧の中間的な圧力とされる。
バランスウェイトを配設する空間には各軸支持部に供給された油が流入するので、このバランスウェイト配設空間と密閉容器内の油溜まり部を排油パイプで連通させると効率よく油を油溜り部に戻すことができる。
【００１９】
なお、前記給油系は、クランク軸内に形成された給油路で構成するのが一般的であり、旋回スクロール部材の軸支持部とクランク軸の軸支持部に潤滑油を供給する給油路はそれぞれ別々に形成すると良い。密閉容器内は吐出圧であり、前記外周部空間は吸込圧又は中間圧であるからその差圧で前記給油路を介して各軸支持部に潤滑油を供給できる。或いは給油系に潤滑油を供給する給油ポンプを備えれば更に確実な給油が可能となる。この給油ポンプはクランク軸の回転に伴って駆動されるポンプにすると良い。
【００２０】
密閉容器下部に形成された油溜り部と駆動機との間を仕切り部材で仕切り、この仕切り部材にポンプ固定部材を介して前記給油ポンプを取付け、特にこの給油ポンプをポンプ固定部材に対して、クランク軸の軸方向と径方向に移動可能に構成すると良い。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施例を図１，図２を用いて説明する。
まず、図１により本実施例のスクロール流体機械の全体構造を説明する。
圧縮部の基本要素は、固定スクロール２、旋回スクロール３及び第１フレーム１００であり、第１フレーム１００は密閉容器１に固定されている。固定スクロール２は、ラップ２ａ、鏡板２ｂ及び吐出口２ｅがその基本構成であり、旋回スクロール３は、ラップ３ａ、鏡板３ｂ及び軸支持部３ｅがその基本構成である。固定スクロール２と旋回スクロール３を噛合せて形成される圧縮室４の容積は、旋回スクロール３が旋回運動することにより減少し、圧縮動作が行われる。旋回スクロール３の旋回運動に伴って、作動流体が吸込口５及び吸込空間１５を経由して圧縮室４へ吸込まれ、圧縮行程を経て吐出口２ｅから吐出空間１６へ吐出され、吐出口６から密閉容器１外に吐出される。
【００２２】
旋回スクロール３を旋回駆動させる駆動部は、回転駆動機を誘導電動機とした場合のステータ１２とロータ１３、クランク軸１０９、該クランク軸１０９の偏心ピン部１１０、旋回スクロール３の自転を防止するオルダムリング９等から構成されている。１００は第１フレームで、この第１フレームにはクランク軸１０９を回転自在に支持するころがり軸受１０７とすべり軸受１０８が設けられている。旋回スクロール３とクランク軸１０９の偏芯ピン部１１０とは旋回スクロールの軸支持部１０６によりスラスト方向に移動可能にかつ回転自在に係合されている。クランク軸を支持する軸支持部（ころがり軸受１０７とすべり軸受１０８）は、駆動機より圧縮室側に配置されている。１０１は第２フレームで、第１フレーム１００と固定スクロール２で形成される空間に旋回スクロールと共に配置され、この空間を上下に仕切るための部材である。オルダムリング９は旋回スクロール３と共に、第２フレーム１０１と固定スクロール２により構成した上部空間の旋回スクロール軸支持部３ｅ外周部（空間１１７，１１８）に配設される。オルダムリング９に形成された直交する２組のキー部分は、その１組が第２フレーム１０１に構成したオルダムリング９の受け部であるキー溝１１９と、残りの１組は旋回スクロールの鏡板背面に構成したキー溝と係合され滑動する。
【００２３】
図２は図１のＡ部拡大図で、第１フレーム１００と固定スクロール２とで形成される空間部付近の拡大図である。旋回スクロール軸支持部３ｅの端面１２２と第２フレーム１０１との間はシール材１１３でシールされている。シール材１１３は第２フレーム１０１に形成された凹溝（空間）１２３に配設され、このシール部により、第１フレーム１００と第２フレーム１０１と固定スクロール２により形成される空間を、中央部空間１１４，１１５と外周部空間１１７，１１８に圧力的に分離している。第２フレーム１０１は第１フレーム１００とは別部材に構成され、第１フレーム１００と第２フレーム１０１との締結は、ボルト１０４により締結されている。なお、中央部空間１１５に油をある程度溜めて必要油量を外周部空間１１７，１１８へ供給するため、クランク軸側面空間１２４を高精度に確保しておく必要があり、図示していないが第２フレーム１０１の高精度位置決め手段としてノックピンを併用すると良い。また、第２フレーム１０１を第１フレーム１００とは別部材として構成していることから、第２フレーム１０１の第１フレームとの係合面にもシール材１０２が設けられている。なお、このシール部は、第１フレーム側に設けても良い。シール材１０２はＯリングの他、フッ素樹脂やポリイミド系樹脂等で構成したものでも良い。
【００２４】
クランク軸１０９内には２つの給油路１１１，１１２が形成されており、密閉容器１下部の油溜り部１０に溜められた潤滑油を軸支持部１０６〜１０８に、クランク軸１０９の回転動作により実現する遠心ポンプ作用により供給される。５０は密閉容器内の吐出空間１６と潤滑油溜り部１０を仕切る仕切り部材である。
【００２５】
給油路１１１からの油は、クランクピン１１０上部の中央部空間１１４に達した後、旋回スクロールの軸支持部１０６を潤滑し、中央部空間１１５へ流出する。中央部空間１１５へ流出した油は、旋回スクロール軸支持部３ｅの端面１２２に設けたシール材１１３により外周部空間１１７へは微量（必要量）漏洩するものの、大部分の油はクランク軸側面空間１２４を通過し、下部空間１１６に流れ込む。また、給油経路１１２からの油は、クランク軸の軸支持部であるすべり軸受１０８、ころがり軸受１０７と順々に潤滑した後、前記下部空間１１６に流出する。これら軸支持部１０６〜１０８を潤滑した油は、下部空間１１６に流入した後、排油パイプ１０３を介して油溜り部１０へ戻される。前記下部空間１１６には旋回スクロールの旋回運動に伴う回転アンバランスを除去するためのバランスウェイト１０５が配設されている。なお、前記下部空間（バランスウェイト配設空間）１１６の下部に、前記排油パイプ１０３と連通するように円周方向の凹溝又は円弧状の凹溝を形成する、或いは排油パイプ１０の部分に向かうようなテ−パ部を形成するようにすると、前記バランスウェイト１０５の回転運動時に下部空間に溜まった油を攪拌する作用を低減でき、よりスムーズに油を油溜り部１０に戻すことができる。
【００２６】
このように、本実施例によれば、旋回スクロール部材の軸支持部１０６とクランク軸の軸支持部１０７，１０８を潤滑後の油のほとんどは油溜り部１０に還油されるから、吸込口５から吸入された作動流体（冷媒ガス）に潤滑油が混入される量を必要最低限の量にすることができる。
【００２７】
外周部空間１１７内に配設されたオルダムリング９の摺動部等を潤滑するために、中央部空間１１５と外周部空間１１７を断続的に連通させる小孔１２５，１２６が旋回スクロール軸支持部端面１２２に形成されている。これら小孔１２３，１２６の大きさは、シール材１１３のシート幅を超えない大きさにすると良い。なお、小孔１２３，１２６は必要油量を確保できる個数設ければ良く、またスクロール流体機械の使用条件によってはシール材１１３の部分からの油漏れだけで必要油量を外周部空間１１７に供給できる場合もあり、その場合には小孔が不要の場合もある。
【００２８】
中央部空間１１４，１１５とバランスウェイトの配設空間（下部空間）１１６は、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を受けるが、おおよそ吐出圧程度の圧力となっている。外周部空間１１７と連通している外周部空間１１８は、圧縮途中の圧縮室と連通孔２３を介して断続的に連通し、吸込圧と吐出圧の中間的な圧力状態となっている。これら空間１１４〜１１８内の圧力（吐出圧力又は中間的な圧力）で旋回スクロール鏡板３ｂの背面を固定スクロール２方向へ適度な力で押付け、圧縮室４の気密性を保持している。
【００２９】
回転軸方向に発生した荷重を受けるため、スラスト受け１２０とスラスト軸受１２１が設けられ、スラスト受け１２０はクランク軸１０９が上方に移動したときの荷重を受け、スラスト軸受１２１は下方に移動したときの荷重を受ける。スラスト受け１２０は、旋回スクロールラップ背面に設けた突起部であり、クランク軸１０９とスラスト受け１２０が接触した時、給油経路１１１を閉塞させないように中央に凹部１２０ａが設けられている。また、クランク軸１０９が最も上方に移動した時でも、旋回スクロール軸支持部端面１２２がクランク軸端部１０９ａと接触しないように、スラスト受け１２０とクランクピン端部１１０ａとの軸方向隙間、及び中央部空間１１４と中央部空間１１５の軸方向隙間を構成する。
【００３０】
本実施例における重要な特徴は、第１フレーム１００とは別部材の第２フレーム１０１を第１フレーム内に、旋回スクロール側に取外し可能に設置し、更にこの第２フレーム下部の空間１１６にバランスウェイト１０５を配置したことにある。このように構成することにより、第２フレーム１０１を取外した状態でバランスウェイト１０５をクランク軸１０９と共に上方から組み込むことが可能となる。また、駆動機より圧縮室４側にクランク軸の軸支持部１０７，１０８を配置すると共に、バランスウェイト１０５を吐出空間１６内に設けた従来のものでは、回転バランスを保つためにバランスウェイトを重くする必要がある。このため、バランスウェイトの形状を大きくするか密度の大きな高価な材料の使用が必要となり、コストアップを招くことになる。これに対し本実施例によれば、バランスウェイトを旋回スクロールに近接して設置できるので、従来の前記欠点を解消できる。更に、第２フレーム１０１とシール材１１３により、潤滑油が集合する空間１１６にバランスウェイトが配置されているにも拘らず、潤滑油が外周部空間から吸込みガス中に混入する量を最小限にすることも可能になる。
【００３１】
また、本実施例によれば、第２フレーム１０１に、旋回スクロール軸支持部端面１２２部シート面と、オルダムリング受部（キー溝）１１９を設けたことにより、スクロール流体機械の径方向サイズをコンパクトにするのに有効である。更に、第１フレーム１００に旋回背面受部１００ａを構成することができるため、旋回スクロール鏡板３ｂの背面隙間を高精度に管理することができる利点がある。なお、第２フレームを固定するボルト１０４は第２フレーム外周側に配置するが、このボルトは全周にわたって設ける必要はなく、第２フレーム１０１に作用する差圧を支えることができる本数であれば良い。
【００３２】
また、本実施例によれば、旋回スクロール部材の軸支持部３ｅとクランク軸の軸支持部１０７，１０８潤滑後の油が吸込口通過後の作動流体と直接混合しないので、潤滑油による作動流体の加熱を低減できると共に、潤滑油中に溶け込んでいる作動流体（冷媒）が発泡して再圧縮されることから生じる給油加熱漏洩損失も低減できるから、高いエネルギー効率が得られる。更に、作動流体に潤滑油が直接混合されないので、油上り量（圧縮機外部へ吐出ガスと共に運び出される油量）も低減できる。また、軸支持部はその全長にわたってほぼ均圧で且つ吐出圧になっているため、軸支持部での冷媒発泡による油膜破断を抑制でき、軸支持部の信頼性も高く維持できる。
【００３３】
図１、図２に示す実施例の一部変形例を図３〜図８により説明する。これらの図において同一符号を付した部分は同一又は相当する部分を示している。
図３に示した変形例は、特に外周部空間１５０，１５１の部分が図２に示すものとは異なっている。中央部空間１１４，１１５とバランスウェイト配設空間１１６はおおよそ吐出圧程度の圧力空間となっているが、外周部空間１５０と連通している外周部空間１５１は、吸込空間１５，１５２と連通しているため吸込圧程度の圧力となっている。これら吐出圧力の空間と吸込圧力の空間で旋回スクロール鏡板３ｂを固定スクロール２へ適切な力で押付け、圧縮室４の気密性を保持するようにしたものである。旋回スクロール鏡板の押付け力は、大きすぎると旋回スクロールと固定スクロールの摺動部の摺動損失や焼き付き、カジリを発生させる。このため、小さな押付け力が要求される場合には、この変形例のように、「吐出圧＋吸込圧」を用いることにより、適正な押付力を実現できる。
【００３４】
別の変形例を図４に示す。この例は、第２フレーム１６０の構成に特徴がある。すなわち、第２フレーム１６０に、旋回スクロール軸支持部端面１２２部シート面とオルダムリング受部１６１以外に、旋回スクロール背面受部１６２も設ける構成したものである。この例によれば、第１フレーム１００と第２フレームとの間を、第２フレームの側面部に設けたシール材１６４と第１フレーム１００との接合面１６３の２箇所でシールすることができる。接合面１６３でシール面を構成すれば、シール材１６４とそのシール部加工を不要とすることも可能となり、部品点数、加工時間の低減を図ることができる。
【００３５】
更に他の変形例を図５に示す。この例も第２フレーム１７０の構成に特徴がある。この例では、第２フレーム１７０に、旋回スクロール軸支持部端面１２２部シート面、オルダムリング受部１７２、旋回スクロール背面受部１７４及び固定スクロール２の固定部１７５を設けたものである。固定スクロール２、第１フレーム１００及び第２フレーム１７０の固定は、通しボルトにより第２フレーム１７０を挟込むような形で固定スクロール２と第１フレーム１００を固定しても良いし、固定スクロール２と第２フレーム１７０、第２フレーム１７０と第１フレーム１００をそれぞれ別々に固定しても良い。また、第１フレームと第２フレームの固定においては、位置決め手段であるノックピン１７２を用い、高精度に位置決めを行うようにすると良い。このような構造でフレーム部を上下に分離することでバランスウェイトの配設空間１１６の外径寸法を大きくすることが可能となり、バランスウェイトの配設空間を大きくしたり、バランスウェイトを低い攪拌損失となる断面形状にしたりすることが可能となる。
【００３６】
図６に更に他の変形例を示す。この例は、密閉容器１下部に溜めた潤滑油１０を各軸支持部１０６〜１０８へ供給するために給油ポンプ２００を用いるようにしたものである。給油ポンプ２００は、クランク軸１０９の回転に伴って回転するポンプ回転部を内部に有し、油吸込口２００ａから吸上げた油を昇圧してクランク軸内に設けた給油経路１１１，１１２へ排出可能な仕様とされている。この給油ポンプ２００は、潤滑油１０の油溜め上部に設けた仕切り部材２０２に、ポンプ固定部材２０１を介して固定される。ポンプ固定部材２０１は仕切り部材２０２に締結ボルト２０３を用いて固定されている。図示の例ではボルトとナットの組合せで固定しているが、仕切り部材２０２にネジ部を形成してボルトのみで結合したり、或いは仕切り部材２０２とポンプ固定部材２０１とを溶接などで一体に形成しても良い。給油ポンプ２００を用いることにより、低回転時においても各軸支持部へ油を確実に供給できる効果がある。
【００３７】
ポンプ固定部材２０１に給油ポンプ２００を取付ける具体例を図７を併用して説明する。給油ポンプ２００はポンプ固定部材２０１にボルト２０４で固定される。このボルト２０４による締結部には、図示のように、軸方向隙間２０６と径方向隙間２０５が形成されており、給油ポンプ２００を軸方向及び径方向へ微動可能に構成されている。このようにすることにより、クランク軸１０９の軸方向の挙動に対応可能となり、且つ給油ポンプ２００の組立時に発生するクランク軸との心ずれにも対応することができ、給油ポンプによりクランク軸１０９を過剰に拘束することを防止して、信頼性向上を図ることができる。
【００３８】
図８に別の変形例を示す。この例では、各軸支持部１０６〜１０８に潤滑油を供給する給油経路２１０を、クランク軸１０９の略中央部に、軸方向に突抜けるように形成している。このようにすれば、簡単に加工ができ、加工コストの低減を図ることができる。また、この例では、バランスウェイト配設空間１１６のバランスウェイト１０５背面側に拡張空間２１１、２１２を形成したものである。この拡張空間は、バランスウェイト配設空間１１６内に溜まる各軸支持部からの油の逃げ空間として機能し、これによってバランスウェイトによる油の攪拌損失を低減できる効果がある。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、第１フレームと旋回スクロールの間に第２フレームを配置し、且つ中央部空間と外周部空間を、旋回スクロール軸支持端面と第２フレームとの間に形成されたシール部によりシールする構成としたことにより、ほとんどの油が第２フレームの下部空間に流入し、ここに溜められた油は密閉容器下部の油溜り部に排出されるから、油各軸支持部を潤滑した油が、吸込口通過後の作動流体と直接混合しにくくなり、潤滑油による作動流体が加熱するのを抑制できると共に、潤滑油中に溶け込んでいる作動流体が発泡して再圧縮されるのも抑制できる。したがって、エネルギー効率を向上でき、しかも作動流体と油上り量も低減できる効果がある。また、各軸支持部は全体がほぼ吐出圧に保持されるから、油に溶け込んでいる作動流体が軸支持部で発泡しにくくなり、これによって油膜破断を抑制できるから、軸支持部の信頼性も向上できる。更に、第２フレームを外した状態でバランスウェイトを旋回スクロール側から組み込むことが可能となり、これによってバランスウェイトを旋回スクロールに近接して設置することが可能となるから、バランスウェイトをより軽量化できる効果もある。
【００４０】
また、本発明によれば、バランスウェイトをフレーム上部の潤滑油が流入する空間に配設したことにより、バランスウェイトによる油の攪拌や飛散が発生しても、吸込口通過後の作動流体に油が混合するのを抑制できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】図１の実施例の一部変形例を示す要部拡大図である。
【図４】図１の別の変形例を示す縦断面図である。
【図５】図１の更に他の変形例を示す縦断面図である。
【図６】図１の更に他の変形例を示す縦断面図である。
【図７】図６のＢ部付近の拡大図である。
【図８】図１の別の変形例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…密閉容器、２…固定スクロール、３…旋回スクロール、４…圧縮室、７…フレーム、９…オルダムリング、１０…油溜り部、１５…吸込空間、１６…吐出空間、５０，２０２…仕切り部材、１００…第１フレーム、１０１，１６０，１７０…第２フレーム、１０２，１１３…シール材、１０３…排油パイプ、１０５…バランスウェイト、１０９…クランク軸、１１１，１１２，２１０…給油経路、１１４，１１５…中央部空間、１１７，１１８，１５０，１５１…外周部空間、１１６…下部空間（バランスウェイト配設空間）、１１９，１６１，１７２…オルダムリング受部、１２０…スラスト受け、１２２…旋回スクロール軸支持部端面、１２４…クランク軸側面空間、１２５，１２６…小孔、２００，２２０…給油ポンプ、２０１…ポンプ固定部材、２０４…ボルト。
【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】
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【図８】
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