(57)【要約】【課題】軸受や回転阻止機構の潤滑性を確保することができるスクロール型流体機械を提供する。【解決手段】回転阻止機構(46)は、可動スクロール(32)の公転旋回運動を妨げることなく可動スクロールの自転を阻止し、フロントハウジング(6)に支持される固定側プレート(58)と、可動スクロールの背面側に支持され、吸入室(74)近傍の外周縁部分に貯油室(86)からの潤滑油を撹拌する撹拌部材(96)を有する可動側プレート(48)と、各プレート間に狭持される球面部材(85)とを含む。【選択図】図１
2007182774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントハウジング、並びに該フロントハウジングに連結され、潤滑油を含む作動流体の吸入室、該吸入室に連なる吐出室及び該吐出室に連なる吐出口を有するリアハウジングからなるハウジングと、
前記フロントハウジング内を延び、該フロントハウジングに軸受を介して回転自在に支持された回転軸と、
前記リアハウジング内に収容され、前記回転軸により駆動されて作動流体の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施するスクロールユニットと、
前記リアハウジング内に収容され、前記吐出室と前記吐出口との間に位置付けられた分離室、及び該分離室の下方に位置して分離された潤滑油を蓄える貯油室を備え、前記分離室にて前記作動流体から潤滑油を分離する潤滑油分離装置とを具備し、
前記スクロールユニットは、前記回転軸により駆動されて固定スクロールの軸心周りに公転旋回運動される可動スクロールと、前記固定スクロールに穿設されて前記貯油室内の潤滑油を前記吸入室に供給させる連通路と、前記可動スクロールの公転旋回運動を妨げることなく該可動スクロールの自転を阻止する回転阻止機構とを有し、
該回転阻止機構は、前記フロントハウジングに支持される固定側プレートと、前記可動スクロールの背面側に支持され、前記吸入室近傍の外周縁部分に前記貯油室からの潤滑油を撹拌する撹拌部材を有する可動側プレートと、該各プレート間に狭持される球面部材と
を含むことを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項２】
前記撹拌部材は、前記可動側プレートの外周縁に対して前記潤滑油の撹拌を促進させる所定の角度で配置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型流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール型流体機械に係り、例えば空調システムを構成する冷凍回路のための圧縮機として好適なスクロール型流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のスクロール型流体機械、例えばスクロール型圧縮機には冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施するスクロールユニットが備えられている。詳しくは、このユニットは互いに噛み合う固定及び可動の各スクロールを備えており、可動スクロールは自転することなく固定スクロールの軸心周りに公転旋回運動する。これにより、各スクロールで形成される空間の容積が減少し、上記一連のプロセスが行われる。
【０００３】
ここで、この可動スクロールの旋回運動を行うためには、回転軸周りの可動スクロールの公転を妨げることなく、可動スクロールの自転を阻止する必要がある。そこで、可動スクロールの背面側にはボールカップリングが回転阻止機構として設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２３２２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記冷媒には通常、潤滑油が含まれている。冷媒中の潤滑油は圧縮機内の摺動面や軸受等の潤滑のみならず、摺動面のシールとしての機能を有するが、この潤滑油が冷凍回路内を循環する場合には冷凍回路の冷房能力を低下させる要因となるため、潤滑油分離装置を内蔵した圧縮機がある。当該装置では圧縮機内にて圧縮された冷媒が吐出室から吐出口に導かれるまでの過程にて圧縮冷媒から潤滑油を分離し、冷媒から分離された潤滑油を下方の貯油室に蓄える。そして、この貯油室内の潤滑油はリターン経路を介して吸入室に供給されている。
【０００５】
しかしながら、このリターン経路は固定スクロールの外周側、具体的には、吸入室の底側に形成されている。つまり、貯油室から吸入室に供給された潤滑油は、その底側近傍に滞留し易くなっており、可動スクロールがその旋回に伴って滞留した潤滑油に接触しても、各軸受や回転阻止機構への効果的な潤滑は難しいとの問題がある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、軸受や回転阻止機構の潤滑性を確保することができるスクロール型流体機械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】
【０００６】
上記の目的を達成すべく、請求項１記載のスクロール型流体機械は、フロントハウジング、並びにフロントハウジングに連結され、潤滑油を含む作動流体の吸入室、吸入室に連なる吐出室及び吐出室に連なる吐出口を有するリアハウジングからなるハウジングと、フロントハウジング内を延び、フロントハウジングに軸受を介して回転自在に支持された回転軸と、リアハウジング内に収容され、回転軸により駆動されて作動流体の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施するスクロールユニットと、リアハウジング内に収容され、吐出室と吐出口との間に位置付けられた分離室、及び分離室の下方に位置して分離された潤滑油を蓄える貯油室を備え、分離室にて作動流体から潤滑油を分離する潤滑油分離装置とを具備し、スクロールユニットは、回転軸により駆動されて固定スクロールの軸心周りに公転旋回運動される可動スクロールと、固定スクロールに穿設されて貯油室内の潤滑油を吸入室に供給させる連通路と、可動スクロールの公転旋回運動を妨げることなく可動スクロールの自転を阻止する回転阻止機構とを有し、回転阻止機構は、フロントハウジングに支持される固定側プレートと、可動スクロールの背面側に支持され、吸入室近傍の外周縁部分に貯油室からの潤滑油を撹拌する撹拌部材を有する可動側プレートと、各プレート間に狭持される球面部材とを含むことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２記載の発明では、撹拌部材は、可動側プレートの外周縁に対して潤滑油の撹拌を促進させる所定の角度で配置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
従って、請求項１記載の本発明のスクロール型流体機械によれば、可動側プレートにおける吸入室近傍の外周縁部分には撹拌部材が設けられ、貯油室から吸入室に達した潤滑油を可動スクロールの旋回に伴って撹拌している。つまり、吸入室内の潤滑油が積極的に撹拌されて軸受や回転阻止機構に供給しているので、軸受等の潤滑性が確保されて圧縮機の耐久性が向上し、ひいては圧縮機の信頼性の向上にも寄与する。
【０００９】
また、請求項２記載の発明によれば、可動スクロールの旋回に伴い、吸入室内の潤滑油がより一層積極的に撹拌される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係るスクロール型流体機械を示している。この流体機械はスクロール型圧縮機２であり、車両の空調システムの冷凍回路に組み込まれている。具体的には、この圧縮機２は蒸発器から冷媒を吸入し、この冷媒を圧縮して凝縮器に向けて吐出する。冷媒は潤滑油を含み、この潤滑油は圧縮機２内の軸受や種々の摺動面を潤滑する他、摺動面のシールする機能をも発揮する。
【００１１】
上記圧縮機２は横置きに配置されたハウジング４を備えている。このハウジング４はフロントハウジング６及びリアハウジング８から形成され、これら各ハウジング６、８は複数の連結ボルト１０を介して互いにフランジ結合されている。
フロントハウジング６内には回転軸１２が配置されており、この回転軸１２はリアハウジング８側に位置した大径端部１４と、リップシール２２を介してフロントハウジング６から突出した小径軸部１６とを有する。大径端部１４はニードル軸受１８を介して、小径軸部１６はボール軸受２０を介してフロントハウジング６に回転自在にそれぞれ支持されている。
【００１２】
小径軸部１６の突出端には電磁クラッチ２４を内蔵した駆動プーリ２６が取り付けられ、この駆動プーリ２６は軸受２８を介してフロントハウジング６に回転自在に支持されている。また、駆動プーリ２６には車両のエンジンの動力が図示しない駆動ベルトを介して伝達されており、駆動プーリ２６の回転は電磁クラッチ２４を介して回転軸１２に伝達可能である。従って、上記エンジンの駆動中、電磁クラッチ２４がオン作動されると、回転軸１２は駆動プーリ２６と一体的に回転する。
【００１３】
一方、リアハウジング８は有底部分を有するカップ状をなし、このリアハウジング８内にはスクロールユニット３０が収容されている。このスクロールユニット３０は互いに噛み合う可動スクロール３２及び固定スクロール３４から構成されている。これら各スクロール３２、３４の噛み合いはその内部に圧縮室３６を形成し、この圧縮室３６の容積が固定スクロール３４に対する可動スクロール３２の旋回運動に伴って増減される。
【００１４】
上述した可動スクロール３２に旋回運動を付与するため、可動スクロール３２の背面側には大径軸部１４側に向けて突出するボス３８が配設されており、このボス３８はニードル軸受４４を介して偏心ブッシュ４２に回転自在に支持されている。偏心ブッシュ４２はクランクピン４０に支持され、このクランクピン４０は大径軸部１４から偏心して突出されている。従って、回転軸１２の回転に伴い、クランクピン４０及び偏心ブッシュ４２を介して可動スクロール３２が旋回運動される。なお、偏心ブッシュ４２にはカウンタウエイト６６が取り付けられており、可動スクロール３２の旋回運動に対するバランスウエイトとなる。
【００１５】
また、可動スクロール３２の自転はボールカップリング（回転阻止機構）４６により阻止されている。つまり、このボールカップリング４６は、可動スクロール３２の背面側に支持される可動側リングプレート（可動側プレート）４８と、フロントハウジング６に支持される固定側リングプレート（固定側プレート）５８と、各プレート４８，５８間に狭持されるボール（球面部材）６５とから構成され、ニードル軸受４４の軸線を中心とした可動スクロール３２の自転を阻止している。
【００１６】
固定スクロール３４はリアハウジング８内にて図示しない複数の固定ボルトを介して固定され、固定スクロール３４とリアハウジング８の有底部分との間に吐出室６８が形成されている。詳しくは、固定スクロール３４の背面側及びリアハウジング８の有底部分の空間が上下に区画され、吐出室６８と貯油室８６とがそれぞれ形成されている。また、固定スクロール３４は圧縮室３６と吐出室６８とを互いに連通させる吐出孔７０を有している。この吐出孔７０は固定スクロール３４にボルト固定された吐出弁７２によって開閉される。
【００１７】
一方、リアハウジング８の周壁とスクロールユニット３０との間には吸入室７４が確保され、この吸入室７４は上述した蒸発器に接続されている。また、リアハウジング８の有底部分の上方には吐出口７６が形成され、この吐出口７６は凝縮器に接続される一方、潤滑油分離装置７８を介して吐出室６８にも接続されている。
具体的には、潤滑油分離装置７８はリアハウジング８内において吐出室６８と吐出口７６との間に配設されている。そして、リアハウジング８の有底部分には分離室８０が形成され、この分離室８０の上部に分離管８２が圧入されている。また、分離室８０の内周面と分離管８２の外周面との間には環状の空間が形成され、リアハウジング８の有底部分には吐出室５８とこの環状の空間とを連通させる２つの冷媒噴出孔８４が上下に形成されている。
【００１８】
貯油室８６は油孔８８を通じて分離室８０に連通されている。そして、固定スクロール３４の外周側には、貯油室８６と吸入室７４とを連通するリターン経路（連通路）９０が確保され、このリターン経路９０にフィルタ９２を備えたオリフィス９４が介挿されている。
ここで、本実施形態においては、上述したボールカップリング４６は可動スクロール３２の旋回に伴って吸入室７４内の潤滑油を撹拌している。より詳しくは、図２に示されるように、その可動側リングプレート４８は円板状のプレート本体４９を有し、プレート本体４９の内周側にはボス３８の外周側に係合される係合部５０が形成されている。また、プレート本体４９には１４個の環状のレース溝５１が形成され、これらレース溝５１はプレート本体４９の周方向に等間隔を存して配置されている。各レース溝５１にはボール６５をそれぞれ転走させる凹部５２が備えられており、レース溝５１の中心部分を除いて可動スクロール３２に向けて窪んで形成されている。
【００１９】
そして、可動側リングプレート４８の外周縁部分において、吸入室７４の近傍に位置する部分には３個のリブ（撹拌部材）９６が外周縁に沿って配設されている。これらリブ９６は同図（ｂ）にも示される如く、可動側リングプレート４８に一体的に成形され、回転軸１２の軸線方向に沿って固定側リングプレート５８に接触しない長さで延出されている。
【００２０】
なお、プレート本体４９において、レース溝５１と係合部５０との間には３個のピン孔５３が穿設されており、これらピン孔５３にピン５４を挿入して可動側リングプレート４８が可動スクロール３２に固定されている（図１）。また、固定側リングプレート５８についてもピン６４を介してフロントハウジング６に固定されている。
上述した圧縮機２によれば、回転軸１２の回転に伴い、ボール６５がレース溝５１内を凹部５２に沿って転走し、可動スクロール３２は自転することなく旋回運動する。この可動スクロール３２の旋回運動は、吸入室７４から圧縮室３６内への冷媒の吸入、圧縮及び吐出の各工程を実施し、高圧の冷媒が圧縮室３６から吐出弁７２を介して吐出室６８内に吐出される。ここで、冷媒には潤滑油が含まれているので、この潤滑油はフロントハウジング６内のニードル軸受１８、４４や、スクロールユニット３０内の摺動面等を潤滑し、また、圧縮室３６のシールにも役立つ。
【００２１】
吐出室６８内の圧縮冷媒は、冷媒噴出孔８４を通過して分離室８０に流入し、分離管８２の外周面を旋回しながら下降する。この過程にて、圧縮冷媒は分離管８２内を通じて上昇して吐出口７６に至り、この吐出口７６から凝縮器に向けて送出される。一方、圧縮冷媒中の潤滑油は遠心分離の原理に基づいて冷媒から分離され、分離室８０の内周面を伝って流下する。そして、潤滑油は油孔８８を介して貯油室８６に導かれて蓄えられる。
【００２２】
ここで、貯油室８６では分離室８０と常時連通した状態にあるので、その内圧は吸入室７４の圧力よりも高い。それ故、この貯油室８６内の潤滑油は貯油室８６と吸入室７４との間の圧力差に基づき、オリフィス９４を通じて吸入室７４に向けて戻される。潤滑油がオリフィス９４から吸入室７４内に戻される際に、潤滑油は霧化して吸入室７４に噴出される。この場合に、自転が規制された可動スクロール３２の旋回とともに、可動側リングプレート４８も旋回するので、吸入室７４内の潤滑油はリブ９６に撹拌され、ニードル軸受１８、４４やボールカップリング４６の他、圧縮室３６に向けて供給される。
【００２３】
以上のように、本実施形態によれば、可動側リングプレート４８における吸入室７４の近傍の外周縁部分にはリブ９６が設けられ、特に吸入室７４の底部に滞留し易い潤滑油を可動スクロール３２の旋回に伴って撹拌している。すなわち、吸入室７４内の潤滑油が積極的に撹拌され、この潤滑油をニードル軸受１８、４４、ボールカップリング４６や圧縮室３６に強制的に供給しているので、これらニードル軸受１８、４４等の潤滑性が確保され、圧縮機の耐久性向上が図られる。
【００２４】
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態では、リブ９６が可動側リングプレート４８の外周縁に沿って配設されているが、図３に示される如く、可動側リングプレート４８Ａの外周縁に対して傾けて配置されていても良い。具体的には、同図のリブ（撹拌部材）９６Ａは、レース溝５１Ａよりも外側に配設され、矢印方向の旋回に対して潤滑油の撹拌を促進させる所定の角度で配置されている。これにより、吸入室７４内の潤滑油はより一層積極的に撹拌されることになる。なお、上述したリブの個数は３個に限定されず、潤滑油の撹拌が可能である限り、１個であっても良い。
【００２５】
また、上記実施形態では車両用空調装置に具体化された例を示しているが、本発明の流体機械は冷房・冷凍システム全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係るスクロール型圧縮機を示した縦断面図である。
【図２】（ａ）は図１の可動側プレートの正面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図３】他の実施例における可動側プレートの正面図である。
【符号の説明】
【００２７】
２  スクロール型圧縮機（スクロール型流体機械）
４  ハウジング
６  フロントハウジング
８  リアハウジング
１２  回転軸
１８、２０  軸受
３０  スクロールユニット
３２  可動スクロール
３４  固定スクロール
４６  ボールカップリング（回転阻止機構）
４８  可動側リングプレート（可動側プレート）
５８  固定側リングプレート（固定側プレート）
６５  ボール（球面部材）
６８  吐出室
７４  吸入室
７６  吐出口
７８  潤滑油分離装置
８０  分離室
８６  貯油室
９０  リターン経路（連通路）
９６、９６Ａ  リブ（撹拌部材）
【図１】
2007182774.tif 000003
【図２】
2007182774.tif 000004
【図３】
2007182774.tif 000005