(57)【要約】【課題】ＣＯ２冷媒使用の高圧スクロール圧縮機の接ぎ手にニードルローラを使用したとき、高面圧で微小揺動することで生ずる致命的な擬似圧痕を予防する。【解決手段】接ぎ手の内径に螺旋溝を設ける手段で軸流ポンプが構成され、ニードルの接触面に潤滑油が圧送されるので完璧に防止できる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ方向とＹ方向に直動するころを第一軌道輪と中間軌道輪の間と中間軌道輪と第二軌道輪の間にそれぞれ介装して成るスクロール圧縮機の旋回ローラ接ぎ手において、接ぎ手の内径側に潤滑油の導入ポンプを構成したことを特徴とするスクロール圧縮機の旋回接ぎ手装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】スクロールコンプレサの旋回部に使用の旋回接ぎ手の潤滑給油に関する。
【背景技術】
【０００２】従来スクロール圧縮機の前記部位にはフロン冷媒ではオルダムリング又は鋼球を使用したボールカップリングが実用され、高圧のＣＯ２冷媒では静圧軸受で成るオルダムリング並びにローラを用いた技術がある。この内高効率の転がり接触で成るローラ使用の接ぎ手の技術には特開２０００−１８６６８０、２０００−３４５９８２、特開２００２−２４２９４０、２００２−２４２９３９、２００２−２４２９２７、２００２−２４２８５７、が提案されている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  地球環境の改善課題の内でエアコンに関しては脱フロン、中でも自然冷媒である炭酸ガス冷媒の実用化が急がれる。炭酸ガス冷媒を採用する場合、超臨界を得るためにフロンに比べて５〜１０倍もの高圧化を要する。圧縮機の種類のなかで、一対の渦巻き状の羽根を互いに自転を禁止しつつ相対的に旋回運動することで、二枚の羽根で形成される三か月状の空間部の容積が外側から中心に向かうに従って収縮する原理を利用したスクロール方式の圧縮機が、部品点数が少なく且つ圧縮時の脈動が少なく、小型化、高速回転、高効率化に有利とされている。ところが当該圧縮機では旋回するスクロールメンバの側面に内圧により巨大な圧縮反力が生じ、これを支えて旋回運動を司る旋回軸受部には大きなスラスト荷重が作用する。しかも圧縮圧力の作用点が側面の中心に対して偏心していることによる軸受け部にはモーメント荷重を負荷する。そのため従来の前記のボールカップリング及びオルダムリングでは軸受け部における磨耗、摩擦損失、振動衝撃への耐性、熱膨張変位に対する追随性などの難点が多く、ＣＯ２冷媒への転換を妨げる主要な技術課題があった。特にスクロール形圧縮機では高効率化のために１００００ｒｐｍ以上の高速回転で且つ１０〜１４ＭＰａの高圧で一回転当りの吐出量を小さくする傾向があり、そのためスクロールメンバの相対旋回半径が１．５〜３ミリといった小さな旋回運動となる。接ぎ手部の課題は、上記の使用条件下でエアコンに要求される１０００時間以上の耐磨耗性と転がり面の疲労剥離寿命を要し、低摩擦係数、高剛性、低い振動、騒音、更には低コスト、高信頼性、組み付け性、小型軽量化などが求められる。かかる要求に対して最も好適とされる接ぎ手にニードルローラを用いた転がり接触で成る特願２０００−１８６６８０の接ぎ手技術があり、そのローラ接ぎ手でさえ次に述べる課題がある。
【０００４】  前記の好適とされるローラ接ぎ手とは、三枚の軌道輪の一枚目と二枚目にＸ方向に転がるローラを、二枚目と三枚目の軌道輪間にＹ方向に転がるローラを挟接して積層した形のタンデム式の旋廻スラスト接ぎ手（軸受）であってこれを実施する際の課題は、運転した時に高面圧を負荷して且つ高速でＸ方向とＹ方向にそれぞれ毎秒１８０ヘルツもの速さで、１．５〜３．０ミリの微小の振幅で永久的に同じ場所で揺動するため、ローラの接触面下では、ローラのオッシレーションで潤滑油が早期に払拭され外部から潤滑油が引き込まれること無く早期に無潤滑化して凝着磨耗を繰り返し、フレッティングコロージョンと称する褐色の錆を伴った陥没磨耗痕を生ずる。かかる不具合現象は揺動範囲が小さいほど、又ローラが太く質量が大きいほど発生し易く、実験では運転初期段階で発生することが確認されている。
【０００５】  更に高速で軽荷重で運転される場合でもローラが正方向から逆方向に反転する際、ローラの質量による慣性が油膜のトラクションより大きいと、ローラが高速で反転しないため保持器の変位に追随出来ず、激しいバックスピンと称するスピンすべりを伴い擦過焼けを生じて軌道表面の損傷を助長する。かかる損傷は前述の通り長時間の耐久強度を求めるカーエアコン用の転がり接触機構では致命的損傷である。特に超臨界ＣＯ２冷媒の圧縮機では臨界ＣＯ２が潤滑油中に溶け込み、転がり接触の構成要件である弾性流体潤滑膜（ＥＨＬ）の油膜強度が極端に低下するとされており、更に当該圧縮機内ではＣＯ２ガスと潤滑油の混合比率が５％以下の貧潤滑状態であって厳しい潤滑条件が余儀なくされる。
【０００６】従って前述の高速、高面圧で振動するローラの接触面には、ローラの接触下にコンスタントに確実に届く強力な強制給油が必要である。圧縮機内のＣＯ２ガス中に混在する僅かな潤滑油の微粒子のミストで潤滑するためには、接ぎ手内の狭い隙間に侵入するための相当な流速を要する。しかも当該接ぎ手内のローラは軌道円周上に広く分散しており潤滑油が一定の圧力でもって全域に渡り満遍なくコンスタントに行き渡るには相当の困難性がある。これらの課題の主な適用先は、前述のローラ接ぎ手の特開２０００−３４５９８２、特願２００２−２６７４００及び２００３−３０３６７０を対象にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  前記の潤滑ミストに高速の流れを与えるには、１万ｒｐｍ以上の入力軸の高速回転の遠心作用の活用が有効である。入力軸のクランク部と軸受けを介して嵌合するスクロールメンバーの旋回駆動部の外周（ボス）並びに入力軸とともに回転するバランサーウエイトとの両者と、接ぎ手部の内径とで形成される図４に示す符合１９の略三角形の空間にミストが存在しており、これが高速で回転することで遠心作用が生じて接ぎ手の内径の螺旋溝に高圧で押し付けられ螺旋溝によって流れる軸流ポンプが構成される。例えば類似の技術に特開２００１−２７１７４８の如くバランサーウエイトの外周に単に螺旋溝を設けただけの接ぎ手部のスラスト平軸受けに潤滑油を給油する工夫が提案されているが、バランサーウエイトの外周は円弧の一部であって僅かなオイルミストを高速で送り込むには流量、流速が不足する。これに対して当該発明ではバランサーウエイトのみでなくスクロールの旋回メンバーのボス部も軸流ポンプに参加させることで十分な流速、流量が得られるので潤滑油の微粒子のミストを旋回接ぎ手のニードルの接触中心部の奥まで押し込むことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】  請求項１の実施の形態を以下に説明する。図１及び図２は従来の特願２０００−３４５９７２の旋回接ぎ手を示し、図１はその平面図、図２は側面略視図を示す。これを圧縮機に組み付けた状態の断面の略視図を図３に示す。図３の符号２の中間軌道輪の両側にＸ方向に転がるローラとＹ方向に転がるローラが符号５に示すように組まれている。図３の符号１１は圧縮機を駆動する入力軸で符号１０はスクロールメンバーの旋回側を示す。符号７は接ぎ手を固定するピンであって片端を図１の中間軌道輪の符号２の二箇所の長穴内周と遊嵌しており反対側の端を旋回側スクロール１０に圧入固定されスクロールの自転を禁止しつつ旋回を司る。【０００９】  以上が従来の構成であって、以下に本発明の実施形態を説明する。図４は本発明の実施の断面略視図５の切断線Ａ−Ａで切断した断面を示しており、符号１５はスクロールの旋回による不釣合いを相殺するためのバランサーウエイトを示す。符号１９は潤滑ミストで充満されている空間でバランサーウエイト１５と旋回ボス１４が軸１２を中心に高速で回転することで連れ回りして遠心力で符号１６の螺旋溝に押し付けられて推力を生じて図５に示すガイド部材１７の先端の符号２６の位置まで送り出される。ガイド部材１７は図６に示す接ぎ手の断面図の符号１の第一軌道輪の内径部１８に圧入嵌合している。図７の該円筒部材にはミストをガイドする螺旋溝１６が設けてある。又該円筒部材の片端２５は接ぎ手の中間軌道輪２の中心に位置しミストの吐出位置である。更にガイド部材の端部外径のフランジ部２４は第一軌道輪１の端面に当接し位置が固定されている。かくして空間部１９のオイルミストは高速で回転し螺旋溝１６に沿って接ぎ手の内径の中央位置に高速で吐出され、ローラ５を通って接ぎ手の外径に押し出される。別の実施の形態に図８の如く圧縮機のケース本体に接ぎ手の内径に相当する箇所に直接ガイド溝を設け前述と同様にミストを圧送することが出きる。
当該圧縮機では入力軸は毎分２０００ｒｐｍから１３０００ｒｐｍで回転するので大量のオイルミストが圧送され確実にローラの接触面が潤滑され擬似圧痕の発生を確実に防止することができる。
【実施例】
【００１０】  図５に実施例を断面略視図で示す。符号１の第一軌道輪は鋼板をプレスで成型し内径がバーリング加工で１８の如く円筒状に押し出されている。この１８の内径には図７に示すミストの流れを案内する円筒部材の１７が圧入固定されている。円筒部材の１７はミストの案内のみに供するため強度を要せず鋼板からのプレス成型品、又はチューブ材をゴム又は液圧で押し出し成型するか又は樹脂材を用いる。円筒部材１７の小径側の壁２１は隣接のバランサーウエイトが回転することで遠心作用で遠心ポンプを構成するもので、２１の壁は省略しても良い。
円筒部材１７の端部２４は第一軌道輪の平面に当接して位置が決められミストの吐出する位置が中間軌道輪２の中心に位置しミストが軌道輪１と軌道輪４に均等に配分され隅々に行き渡る。図８の実施例では、圧縮機の本体の接ぎ手の取り付け付近の内径にガイド溝を加工して、オイルミスト案内部材を省略した実施例を示す。
【発明の効果】
【００１１】  カーエアコの冷媒を、無害のＣＯ２に切り替えるに当り、従来困難とされていたスクロール圧縮機の旋回接ぎ手の耐久強度問題に対して、ニードルローラを使用することで好性能が得られたが、最終の耐久試験で潤滑不足による擬似圧痕の損傷を招いた。これに対して本発明技術で完全に解決し、高性能のＣＯ２冷媒使用のスクロールエアコンが実施可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
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【図３】は従来技術を使用した圧縮機の断面略視図を示す。
【図４】は本発明の実施例の断面略視図を線Ａ−Ａに沿って切断した断面を示す。
【図５】は本発明の実施形態の断面略視図。
【図６】は本発明の補足説明の接ぎ手部の断面略視図。
【図７】は本発明の潤滑ミストの案内部材の断面略視図。
【図８】は本発明の潤滑ミストの案内をケース本体に加工した実施例の略視図。
【符号の説明】
【００１３】１・・第一軌道輪  ２・・中間軌道輪  ４・・第二軌道輪
５・・ローラ  ７・・ガイドピン  ９・・ハウジング
１０・・旋回側スクロールメンバ  １１・・入力軸
１３・・偏心軸  １４・・旋回軸  １５・・バランサーウエイト
１６・・螺旋溝  １７・・オイルミスト案内部材
１８・・第一軌道輪の円筒部  １９・・空間部
２１・・オイルミスト案内部材側壁  ２３・・オイルミスト案内部材外径
２４・・オイルミスト案内部材位置決め部
２５・・オイルミスト案内部材端部
【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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