(57)【要約】【課題】  少ない冷凍機油量でも主軸受けおよび旋回スクロールを十分に潤滑させることができる横置き型スクロール圧縮機および該横置き型スクロール圧縮機を備えた空気調和装置を提供すること。【解決手段】  端板の一側面に渦巻き状の壁体が立設された固定スクロールと、端板の一側面に渦巻き状の壁体が立設され、前記各壁体どうしをかみ合わせて自転を阻止されつつ公転旋回運動可能に支持された旋回スクロール１３とを備えた横置き型スクロール圧縮機において、前記旋回スクロール１３の端板下部に、ハウジング１１内に溜まっている冷凍機油を旋回スクロール１３の回転運動によって上方に掻き上げる油掻き上げ手段３０を設ける。さらに旋回スクロール１３の端板上部に、掻き上げられた冷凍機油を旋回スクロール１３の回転運動によって該旋回スクロール１３のドライブブッシュ方向に送り出す油送り出し手段３１を設け、これらは端板に点対称位置に設けられた溝のいずれかとすれば、重量バランスが保たれる。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端板の一側面に渦巻き状の壁体が立設された固定スクロールと、端板の一側面に渦巻き状の壁体が立設され、前記各壁体どうしをかみ合わせて自転を阻止されつつ公転旋回運動可能に支持された旋回スクロールとを備えた横置き型スクロール圧縮機において、
前記旋回スクロールの端板下部には、ハウジング内に溜まっている冷凍機油を旋回スクロールの公転旋回運動によって上方に掻き上げる油掻き上げ手段が設けられていることを特徴とする横置き型スクロール圧縮機。
【請求項２】
前記油掻き上げ手段は、前記旋回スクロールの端板周縁に設けられた溝であり、該溝は、前記端板の円周に沿って上方を向く油掻き上げ面を有していることを特徴とする請求項１に記載の横置き型スクロール圧縮機。
【請求項３】
前記油掻き上げ面は凹面となっていることを特徴とする請求項２に記載の横置き型スクロール圧縮機。
【請求項４】
前記旋回スクロールの端板上部に、掻き上げられた冷凍機油を旋回スクロールの公転旋回運動によって該旋回スクロールの前記端板の他側面側に送り出す油送り出し手段が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の横置き型スクロール圧縮機。
【請求項５】
前記油送り出し手段は、前記旋回スクロールの端板周縁に設けられた溝であり、該溝は前記端板の前記他側面側に傾斜した油送り出し面を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の横置き型スクロール圧縮機。
【請求項６】
前記旋回スクロールの端板周縁に、端板の中心に対して点対称に位置して複数の溝が設けられており、前記油掻き上げ手段および油送り出し手段は、これら溝のいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の横置き型スクロール圧縮機。
【請求項７】
前記溝のひとつは、前記旋回スクロールの公転旋回運動によって冷凍機油を下方に押し戻す油戻し手段であることを特徴とする請求項６に記載の横置き型スクロール圧縮機。
【請求項８】
冷媒と室内気との間で熱交換を行う室内熱交換器と、冷媒と室外気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、冷媒を圧縮し吐出する圧縮機と、冷媒を減圧膨張させる膨張機構を備えた空気調和装置において、
前記圧縮機は、請求項１から７のいずれかに記載の横置き型スクロール圧縮機であることを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置に具備される横置き型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、固定スクロールと旋回スクロールとを渦巻状の壁体どうしを組み合わせ、各壁体によって密閉状態の圧縮室を形成する。
そして、固定スクロールに対し旋回スクロールを公転旋回運動させることで壁体間に形成される圧縮室の容積を減少させつつ中央部に移動させて該圧縮室内の流体を圧縮させるものである。
【特許文献１】特開２００３−３０７１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
スクロール圧縮機において、冷凍機油は圧縮機の潤滑に必要不可欠であるため、冷媒とともにハウジング内部に封入されている。しかし、冷凍機油は冷凍性能を低下させてしまうため、可能な限り冷凍機油を少なくすることが性能向上を目指す上で望ましい。
しかしながら、冷凍機油を少なくすると必要な部位に油が届きにくくなる。特に冷凍機油が届きにくい部位は、主軸受けおよび旋回スクロールのドライブブッシュ、リップシール及びスラストプレート（以下「ドライブブッシュ等」という。）である。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、少ない冷凍機油量でも主軸受けおよびドライブブッシュを十分に潤滑させることができる横置き型スクロール圧縮機および該横置き型スクロール圧縮機を備えた空気調和装置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】
【０００５】
本発明においては上記の課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に記載の発明は、端板の一側面に渦巻き状の壁体が立設された固定スクロールと、端板の一側面に渦巻き状の壁体が立設され、前記各壁体どうしをかみ合わせて自転を阻止されつつ公転旋回運動可能に支持された旋回スクロールとを備えた横置き型スクロール圧縮機において、前記旋回スクロールの端板下部には、ハウジング内に溜まっている冷凍機油を旋回スクロールの公転旋回運動によって上方に掻き上げる油掻き上げ手段が設けられていることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、旋回スクロールの公転旋回運動によって油掻き上げ手段がハウジング下部に滞留している油をとらえ、とらえた油を上方に掻き上げる。油は直接またはハウジングに付着した後落下して主軸受けおよびドライブブッシュ等に送られる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の横置き型スクロール圧縮機において、前記油掻き上げ手段は、前記旋回スクロールの端板周縁に設けられた溝であり、該溝は、前記端板の円周に沿って上方を向く油掻き上げ面を有していることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、油掻き上げ面が油をとらえ、円周に沿って上方に油を掻き上げる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の横置き型スクロール圧縮機において、前記油掻き上げ面は凹面となっていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、凹面の油掻き上げ面によって、より確実に油が掻き上げられる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の横置き型スクロール圧縮機において、前記旋回スクロールの端板上部に、掻き上げられた冷凍機油を旋回スクロールの公転旋回運動によって該旋回スクロールの前記端板の他側面側に送り出す油送り出し手段が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、油掻き上げ手段によって上方に掻き上げられた冷凍機油が、油送り出し手段にとらえられ、該油送り出し手段は旋回スクロールの公転旋回運動によって端板他側面側のドライブブッシュ・主軸受け方向に油を送る。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の横置き型スクロール圧縮機において、前記油送り出し手段は、前記旋回スクロールの端板周縁に設けられた溝であり、該溝は前記端板の前記他側面側に傾斜した油送り出し面を備えていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、傾斜面である油送り出し面が油をとらえ、主軸、ドライブブッシュ方向に向けて送り出される。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の横置き型スクロール圧縮機において、前記旋回スクロールの端板周縁に、端板の中心に対して点対称に位置して複数の溝が設けられており、前記油掻き上げ手段および油送り出し手段は、これら溝のいずれかであることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、油掻き上げ手段等として用いられる溝が、旋回スクロールに対して点対称に設けられている。これにより旋回スクロールの重量バランスは保たれ、新たにバランスウェイトを調整する必要がない。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の横置き型スクロール圧縮機において、前記溝のひとつは、前記旋回スクロールの公転旋回運動によって冷凍機油を下方に押し戻す油戻し手段であることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、上方から下方に流れてきた冷凍機油が、油戻し手段にとらえられ、油戻し手段は旋回スクロールの公転旋回運動によって油を下方に付勢して送り出す。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、冷媒と室内気との間で熱交換を行う室内熱交換器と、冷媒と室外気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、冷媒を圧縮し吐出する圧縮機と、冷媒を減圧膨張させる膨張機構を備えた空気調和装置において、前記圧縮機は、請求項１から７のいずれかに記載の横置き型スクロール圧縮機であることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、スクロール圧縮機のドライブブッシュ等及び主軸の潤滑性能が高いので、冷凍機油量を減らした空気調和装置とすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明においては以下の効果を得ることができる。
請求項１から３に記載の発明によれば、油掻き上げ手段によって冷凍機油が上方に掻き上げられ、この油がドライブブッシュ等および主軸受けに供給されるため、少ない冷凍機油量でも確実に潤滑を行うことができる。
請求項４および５に記載の発明によれば、油掻き上げ手段によって掻き上げられた冷凍機油を、油送り出し手段によってより確実にドライブブッシュおよび主軸受けに供給することができる。
請求項６に記載の発明によれば、油掻き上げ手段および油送り出し手段を含めた溝が点対称に設けられているから、バランスウェイトの調整無しでも旋回スクロールの重量バランスを保つことができる。
請求項７に記載の発明によれば、油押し戻し手段によって冷凍機油が付勢され、油掻き上げ手段側の液面が押し上げられる。これにより、油掻き上げ手段は更に油をとらえやすくなる。
請求項８に記載の発明によれば、冷凍機油量を減らすことができるため、高い運転性能の空気調和装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係るスクロール圧縮機の実施形態を図面を用いて説明する。
まずスクロール圧縮機の全体構成について図１を用いて説明する。図において符号１１はハウジングを示しており、このハウジング１１は、カップ状に形成されたハウジング本体１１ａと、ハウジング本体１１ａの開口端側に固定された蓋板１１ｂとで構成されている。
【００２３】
ハウジング１１の内部には、固定スクロール１２および旋回スクロール１３からなるスクロール圧縮機構が配設されている。固定スクロール１２は端板１２ａの一側面に渦巻き状の壁体１２ｂが立設された構成となっている。旋回スクロール１３は、固定スクロール１２と同様に端板１３ａの一側面に渦巻き状の壁体１３ｂが立設された構成となっており、特に壁体１３ｂは固定スクロール１２側の壁体１２ｂと実質的に同一形状をなしている。
【００２４】
また、旋回スクロール１３は固定スクロール１２に対して相互に公転旋回半径だけ偏心しかつ１８０゜だけ位相をずらした状態で、壁体１２ｂ，１３ｂどうしをかみ合わせて組み付けられており、蓋板１１ｂと端板１３ａとの間に設けられた自転阻止機構１５によって自転を阻止されつつ公転旋回運動可能に支持されている。
【００２５】
蓋板１１ｂにはクランク１６ａを備える回転軸１６が貫通され、軸受１７ａ，主玉軸受（主軸受け）１７ｂを介して蓋板１１ｂに回転自在に支持されている。
【００２６】
旋回スクロール１３側の端板１３ａの他端面の中央にはボス１８が突設されている。ボス１８にはクランク１６ａの偏心部１６ｂが軸受１９およびドライブブッシュ２０を介して回動自在に収容されており、旋回スクロール１３は回転軸１６を回転させることによって公転旋回運動するようになっている。また、ドライブブッシュ２０には、旋回スクロール１３に与えられたアンバランス量を打ち消すバランスウェイト２１が取り付けられている。
【００２７】
また、ハウジング１１の内部には、固定スクロール１２の周囲に吸入室２２が形成され、さらにハウジング本体１１ａの内底面と端板１２ａの他側面とに区画されて吐出キャビティ２３が形成されている。
【００２８】
固定スクロール１２側の端板１２ａの中央には容積を漸次減少させながら中心部に移動してきた圧縮室Ｃから吐出キャビティ２３に向けて高圧の流体を導く吐出ポート２５が設けられている。また、端板１２ａの他側面中央には、所定の大きさ以上の圧力が作用した場合にのみ吐出ポート２５を開く吐出弁２６が設けられている。
固定スクロール１２および旋回スクロール１３は、壁体１２ｂ、１３ｂを互いに接触させることで複数の圧縮室Ｃを形成した状態で噛み合わせられている。
【００２９】
上記のように構成されたスクロール圧縮機においては、回転軸１６を回転させ、旋回スクロール１３を公転旋回運動させる。これにより、圧縮室Ｃはその容積を徐々に減少させつつ中央部に移動し、流体が圧縮されて吐出ポート２５から吐出される。
【００３０】
次に、旋回スクロール１３の構成について、図２を用いて説明する。
旋回スクロール１３の端板１３ａの周縁には、端板１３ａの中心に対して９０°間隔の点対称位置に、複数の溝３０，３１，３２，３３が設けられている。図の矢印Ａは公転旋回運動の方向を示しており、図の視点では右回りに公転旋回運動する。中心軸Ｃの鉛直上方を０度とすると、図で右回りに４５°、１３５°、２２５°、３１５°の位置に溝３２，３３，３０，３１が順に位置している。溝３０，３３は端板１３ａの下部に、溝３１，３２は端板１３ａの上部に位置する。
【００３１】
溝３０は油掻き上げ面３０ａを備えた油掻き上げ手段である。油掻き上げ面３０ａは、端板１３ａの円周に沿って上方を向く。図３に示したように該油掻き上げ面３０ａは凹面となっている。
溝３１は油送り出し手段であり、油送り出し面３１ａを備える。油送り出し面３１ａは、端板１３ａの円周に沿った方向からドライブブッシュ２０側（端板１３ａの他側面側）に傾斜している傾斜面である（図５の側面図参照）。すなわち、油送り出し面３１ａの法線が、端板１３ａの円周方向と端板１３ａに垂直な方向の両ベクトル成分を有する。
溝３２は旋回スクロール１３の重量バランスを保つ為に設けられている。なお、溝３２の形状は溝３１と同じであるが、旋回スクロール１３のバランスが合えば、その形状は特に限定されるものではない。
溝３３は油戻し手段であり、端板１３ａの円周に沿って下方を向く油戻し面３３ａを備える。
【００３２】
次に、旋回スクロール１３に設けられた上記各溝の動作について図４を用いて説明する。
図において、符号３５は旋回スクロール１３が静止している状態においてハウジング１１内に滞留している冷凍機油である。旋回スクロール１３の公転旋回運動時には、３６のように旋回スクロール１３の動きに影響され旋回方向に沿って波打ちつつ横に広がる。その一部が油掻き上げ手段３０の油掻き上げ面３０ａにとらえられ、旋回スクロール１３の動作によって矢印のように上方に掻き上げられる。
【００３３】
掻き上げられた油は、さらに油送り出し手段３１によって確実に主玉軸受１７ｂおよびドライブブッシュ２０に送り出される。すなわち、掻き上げられた油の一部が油送り出し手段３１の送り出し面３１ａにとらえられ、図５に示したようにドライブブッシュ２０方向にはじかれて送られる。はじかれた冷凍機油は、ハウジング１１等に付着して落下し、主軸受け１７ｂ、およびボス１８内部のドライブブッシュ２０を潤滑する。または、はじかれた後で直接主軸受け１７ｂ、ボス１８に付着して内部の主軸受け１７ｂ、ドライブブッシュ２０を潤滑する。
【００３４】
このようにして掻き出された油は、最終的に油戻し手段３３によってとらえられ、旋回スクロールの公転旋回運動によって油戻し面３３ａが油を付勢して下方に滞留している冷凍機油３６に向けて吹き出す。これにより冷凍機油３６は図のように図の左側（油掻き上げ手段３０側）が押し上げられ、油掻き上げ手段３０がさらに油をとらえやすくなる。
【００３５】
以上のように、本実施形態の横置き型スクロール圧縮機においては、冷凍機油が油掻き上げ手段３０および油送り出し手段３１によって主玉軸受１７ｂおよびドライブブッシュ２０等に送られるため、冷凍機油の量を抑えても十分な潤滑が可能となる。
また、油掻き上げ手段３０および油送り出し手段３１のみを設けると旋回スクロール１３の重量バランスが崩れる。重量バランスを正しくするためにはバランスウェイト２１を調整してもよいが、本実施形態では溝３２，３３が油掻き上げ手段３０および油送り出し手段３１と共に点対称に設けられているため、バランスウェイト２１の調整なしでも重量バランスを保つことができる。
【００３６】
さらに、このような圧縮機を備えた空気調和装置として、冷媒と室内気との間で熱交換を行う室内熱交換器と、冷媒と室外気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、冷媒を減圧膨張させる膨張機構と、さらに冷媒を圧縮し吐出する圧縮機として本例の横置き型スクロール圧縮機を備えた空気調和装置とすることができる。これによれば、従来より少ない冷凍機油で十分に潤滑を行うことができるから、冷凍機油量を減らして高い運転能力を得ることができる。
【００３７】
なお上記の例において、油掻き上げ手段３０によって掻き上げられた油の一部が直接主玉軸受１７ｂおよびボス１８に収容されているドライブブッシュ２０を潤滑する場合もある。したがって潤滑を行う上で油送り出し手段３１は必ずしも必要ないが、本実施形態のように油送り出し手段３１を設ければ、より確実に潤滑が行われる。
また、上記の例では油掻き上げ手段、油送り出し手段等は溝であるとしたが、突起状に構成してもよい。
また、各溝（油送り出し手段）を増やし、図６のように構成してもよい。図６は、点対称の位置に溝を６個所設けた例である。各溝のうち、一つを油掻き上げ手段３０’とし、二つを第１段、第２段の油送り出し手段３１’、３１”とし、一つを油送り出し手段３３’とする。他の溝３２’、３２’はバランス調整用である。
この例では、油掻き上げ手段３０’により掻き上げられた油は、第１段の油送り出し手段３１’により第２の油送り出し手段３１”に送り出され、さらに第２段の油送り出し手段３１”によりドライブブッシュ２０側に送り出される。したがって、この変形例でもドライブブッシュ２０の潤滑を十分に行うことができる。なお、この場合の油送り出し面３１ａ’、３１ａ”の面方向は、ドライブブッシュ２０への送り出しと第１段の油送り出し手段３１’から第２の油送り出し手段３１”への送り出しとが効率よく行われるように適宜設定される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態として示した横置き型スクロール圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】同スクロール圧縮機が備える旋回スクロールの斜視図である。
【図３】同旋回スクロールに形成された油掻き上げ手段の拡大図である。
【図４】同横置き型スクロール圧縮機の運転時の冷凍機油の流れについて示した旋回スクロールの正面図である。
【図５】同横置き型スクロール圧縮機において、油送り出し手段によって送り出される冷凍機油の流れについて示した図である。
【図６】本実施形態の横置き型スクロール圧縮機の変形例について、運転時の冷凍機油の流れについて示した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１  ハウジング
１２    固定スクロール
１２ａ  端板
１２ｂ  壁体
１３    旋回スクロール
１３ａ  端板
１３ｂ  壁体
１７ｂ  主玉軸受
２０  ドライブブッシュ
３０  油掻き上げ手段（溝）
３０ａ  油掻き上げ面
３１  油送り出し手段（溝）
３１ａ  油送り出し面
３３  油押し戻し手段（溝）
３３ａ  油押し戻し面
３５、３６  冷凍機油
【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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