(57)【要約】【課題】冷媒ガス量およびオイル量が少ない状況下の圧縮機運転においても、固定スクロールと可動スクロール間の摺動部にオイルを適切に供給でき、かつ摺動部にオイルを適切に保持させて、固定スクロールと可動スクロール間の摺動部における不具合の発生を防止して圧縮機の耐久性を向上させる。【解決手段】固定スクロールと可動スクロールを備えた圧縮機構を有するスクロール型圧縮機であって、固定スクロール内に、圧縮機構下部と上部との間を連通可能で、圧縮機構下部におけるオイル溜まり部から導入されたオイルを圧縮機構上部へと供給するオイル供給路を設けたことを特徴とするスクロール型圧縮機。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールと可動スクロールを備えた圧縮機構を有するスクロール型圧縮機であって、固定スクロール内に、圧縮機構下部と上部との間を連通可能で、圧縮機構下部におけるオイル溜まり部から導入されたオイルを圧縮機構上部へと供給するオイル供給路を設けたことを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】
前記圧縮機構により圧縮されたガスを吐出する吐出路と前記オイル供給路とを連通し、前記オイル溜まり部から前記オイル供給路に導入されたオイルを吐出ガス圧を利用して前記圧縮機構上部へと供給可能な、吐出路への連通路が設けられている、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項３】
前記オイル供給路の上部側に、該オイル供給路を開閉可能で、前記圧縮機構上部へのオイルの供給を制御可能な上部側開閉手段が設けられている、請求項１または２に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項４】
前記上部側開閉手段が、電磁弁を備えた手段からなる、請求項３に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項５】
前記オイル供給路の下部側に、該オイル供給路を開閉可能で、前記オイル溜まり部からのオイルの導入を制御可能な下部側開閉手段が設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載のスクロール型圧縮機。
【請求項６】
前記下部側開閉手段が、オイル供給路を開閉するシール体と該シール体のシール圧を調整可能な手段とを有する、請求項５に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項７】
前記可動スクロールの渦巻き体の先端部における前記固定スクロールとの摺動面に、オイルを保持可能な溝が形成されている、請求項１〜６のいずれかに記載のスクロール型圧縮機。
【請求項８】
前記可動スクロールの渦巻き体の先端部における前記固定スクロールとの摺動面に、オイルを保持可能なディンプル状の窪みが形成されている、請求項１〜６のいずれかに記載のスクロール型圧縮機。
【請求項９】
第１の駆動源のみにより第１の可動スクロールが駆動される第１圧縮機構と第２の駆動源のみにより第２の可動スクロールが駆動される第２圧縮機構とが一体的に組み込まれたハイブリッド圧縮機からなる、請求項１〜８のいずれかに記載のスクロール型圧縮機。
【請求項１０】
第１の駆動源が外部駆動源からなり、第２の駆動源が内蔵された電動モータからなる、請求項９に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項１１】
前記オイル溜まり部から前記オイル供給路に導入されたオイルが第１圧縮機構の上部へと供給される、請求項９または１０に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項１２】
第１圧縮機構の固定スクロールと第２圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに一体的に構成されており、該一体的固定スクロール内に前記オイル供給路が設けられている、請求項９〜１１のいずれかに記載のスクロール型圧縮機。
【請求項１３】
車両用空調装置の冷凍回路に設けられるものからなる、請求項１〜１２のいずれかに記載のスクロール型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール型圧縮機に関し、とくに、摺動部をより適切に潤滑できるようにしたスクロール型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定スクロールと可動スクロールを備えた圧縮機構を有するスクロール型圧縮機はよく知られており、異なる駆動源により駆動される第１圧縮機構と第２圧縮機構が一体的に組み込まれたスクロール型のハイブリッド圧縮機も知られている。このようなスクロール型圧縮機においては、以下のような固定スクロールと可動スクロールとの間の潤滑に関する問題が生じるおそれがある。
【０００３】
例えばハイブリッド圧縮機についてみるに、従来のハイブリッド圧縮機は、例えば図１、図２に示すように構成されている（特許文献１等）。図１に示したハイブリッド圧縮機１は、スクロール型の圧縮機からなり、第１圧縮機構２と第２圧縮機構３とを備えている。第１圧縮機構２は、固定スクロール１０と、固定スクロール１０とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット）１２を形成する可動スクロール１１と、可動スクロール１１に係合して可動スクロール１１を旋回運動させる駆動軸１３と、外部駆動源としての車両走行用の原動機（図示略）からの駆動力がベルトを介して伝達されるプーリ１４と駆動軸１３との間の駆動力伝達をオン、オフする電磁クラッチ１５と、可動スクロール１１の自転を阻止するボールカップリング１６と、ケーシング１７に形成された吸入ポート１８とを備えている。吸入ポート１８から吸入通路１９を通して吸入室２０へと吸入された被圧縮ガス（たとえば、冷媒ガス）は、作動空間１２内に取り込まれ、作動空間１２が体積を減少させつつ固定スクロール１０の中心へ向けて移動されることにより、作動空間１２内の冷媒ガスが圧縮される。固定スクロール１０の中央部には吐出穴２１が形成されており、圧縮された冷媒ガスは吐出穴２１、吐出通路２２からなる吐出路２３を介し、かつ、図２に示すように第２圧縮機構３用と共通に構成されている吐出弁２４、該吐出弁２４の開度を規制している吐出弁リテーナ２５を介して、吐出室２６を通して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。
【０００４】
一方、第２圧縮機構３は、固定スクロール３０と、固定スクロール３０とかみ合って複数対の作動空間（流体ポケット）３２を形成する可動スクロール３１と、可動スクロール３１に係合して可動スクロール３１を旋回運動させる駆動軸３３と、可動スクロール３１の自転を阻止するボールカップリング３４とを備えている。この第２圧縮機構３の駆動軸３３を駆動するために、電動モータ３５が内蔵されている。電動モータ３５は、例えば三相交流電動モータからなる。電動モータ３５は、駆動軸３３に固定された回転子３６と、モータコイル部を備えた固定子（ステータ）３７とを有しており、固定子３７は、ステータハウジング３８に、または圧縮機ハウジングの一部として形成されたステータハウジング３８に固定されるとともに、電動モータ３５全体がステータハウジング３８内に収納されている。電動モータ３５へは、給電部５０を介して給電される。この第２圧縮機構３においては、吸入ポート１８から第１圧縮機構２の吸入室２０へと吸入された被圧縮ガス（たとえば、冷媒ガス）が、連通路３９を通して第２圧縮機構３の吸入室４０および電動モータ３５部分に吸入され、吸入室４０に吸入されたガスは作動空間３２内に取り込まれ、作動空間３２が体積を減少させつつ固定スクロール３０の中心へ向けて移動されることにより、作動空間３２内の冷媒ガスが圧縮される。固定スクロール３０の中央部には吐出穴４１が形成されており、圧縮された冷媒ガスは吐出穴４１、吐出通路４２からなる吐出路４３を介し、かつ、図２に示すように第１圧縮機構２用と共通に構成されている吐出弁２４、該吐出弁２４の開度を規制している吐出弁リテーナ２５を介して、吐出室２６を通して外部冷媒回路の高圧側へ流出される。
【０００５】
第１圧縮機構２の固定スクロール１０と第２圧縮機構３の固定スクロール３０とは背中合わせに配設されており、かつ、両固定スクロール１０、３０は一体化された固定スクロール部材４４として形成されている。この例では、この固定スクロール部材４４に連通路兼ガス吸入通路３９が形成されている（図２）。
【０００６】
ハイブリッド圧縮機１の第１圧縮機構２のみが稼働される場合には、第２圧縮機構３を駆動する電動モータ３５には電力は供給されず、電動モータ３５は回転しない。従って第２圧縮機構３は作動しない。ハイブリッド圧縮機１が電動モータ３５のみにより駆動される場合には、電動モータ３５がオンされて回転し、電動モータ３５の回転が第２圧縮機構３の駆動軸３３へ伝達され、駆動軸３３により可動スクロール３１が旋回駆動される。このとき、第１圧縮機構２の電磁クラッチ１５には通電されず、第１駆動源としての車両用原動機の回転は第１圧縮機構２へは伝達されない。従って第１圧縮機構２は作動しない。両圧縮機構２、３が同時駆動される場合には、車両用原動機からの駆動力が第１圧縮機構２の可動スクロール１１に伝達されるとともに、電動モータ３５がオンされてその駆動力が第２圧縮機構３の可動スクロール３１に伝達される。
【０００７】
このように構成されたハイブリッド圧縮機１においては、固定スクロールと可動スクロール間の摺動部において、とくに第１圧縮機構２側の固定スクロール１０と可動スクロール１１間の摺動部において、より適切な潤滑が望まれる場合がある。例えば、冷凍回路から外部に冷媒ガスおよびオイル（潤滑油）が抜け、規定量の冷媒ガス量およびオイル量より少ない状態になった場合にも、例えば車室内側で除湿が必要な時、除湿空気予冷のため、圧縮機が運転される可能性がある。圧縮機が運転されると、冷凍回路内の冷媒ガスとオイルは、共に冷凍回路内を循環し、オイルは液状またはミスト状になって冷凍回路内を循環するものの、循環冷媒ガス量およびオイル量はかなり減少するかまたは間欠でしか循環しなくなる可能性がある。圧縮機冷媒通路内のオイルの挙動は冷媒ガスの流れに依存し、吸入される冷媒ガス中のオイルにより、固定スクロールと可動スクロール間の摺動部が潤滑されている。つまり、摺動部隙間におけるオイルの油膜保持により潤滑されているが、高回転数の場合、１回転当り吸入される冷媒ガス量およびオイル量も減少し、その結果、摺動部隙間の油膜減少による潤滑不良発生の可能性がある。また、潤滑不良発生が発生すると、固定スクロールと可動スクロール間の摺動部に摺動熱が発生し、摺動熱よるオイル油膜の粘度低下と更なるオイル油膜減少に拍車がかかる。もし潤滑不良が発生すると、最悪、摺動部、シール部に焼き付き、或いはかじりによる面粗度劣化を起こす可能性があり、特に第１圧縮機構２側が高回転域において顕著にその傾向を示す。このような状態になると、圧縮部における冷媒ガスおよびオイルの取り込み不良や圧縮漏れが発生するおそれがあり、車両の冷房性能の低下または圧縮機作動不能の可能性がある。
【特許文献１】特開２００３−１６１２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明の課題は、車両の冷凍回路から外部に冷媒ガスおよびオイルが抜け、規定の冷媒ガス量およびオイル量が少ない状況下の圧縮機運転においても、固定スクロールと可動スクロール間の摺動部にオイルを適切に供給でき、かつ摺動部にオイルを適切に保持させて、固定スクロールと可動スクロール間の摺動部における不具合の発生を防止して圧縮機の耐久性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るスクロール型圧縮機は、固定スクロールと可動スクロールを備えた圧縮機構を有するスクロール型圧縮機であって、固定スクロール内に、圧縮機構下部と上部との間を連通可能で、圧縮機構下部におけるオイル溜まり部から導入されたオイルを圧縮機構上部へと供給するオイル供給路を設けたことを特徴とするものからなる。
【００１０】
このスクロール型圧縮機においては、上記圧縮機構により圧縮されたガスを吐出する吐出路と上記オイル供給路とを連通し、上記オイル溜まり部から上記オイル供給路に導入されたオイルを吐出ガス圧を利用して上記圧縮機構上部へと供給可能な、吐出路への連通路が設けられていることが好ましい。例えば、圧縮機構からの圧縮ガスを吐出するための吐出孔、吐出室への吐出通路間の曲がり部に上記連通路を接続することができる。
【００１１】
また、上記オイル供給路の上部側に、該オイル供給路を開閉可能で、上記圧縮機構上部へのオイルの供給を制御可能な上部側開閉手段が設けられている構成とすることができる。上部側開閉手段としては、例えば、電磁弁を備えた手段を採用できる。
【００１２】
また、上記オイル供給路の下部側に、該オイル供給路を開閉可能で、上記オイル溜まり部からのオイルの導入を制御可能な下部側開閉手段が設けられている構成とすることができる。下部側開閉手段としては、例えば、オイル供給路を開閉するシール体と該シール体のシール圧を調整可能な手段とを有するものから構成できる。
【００１３】
また、本発明に係るスクロール型圧縮機においては、上記可動スクロールの渦巻き体の先端部における上記固定スクロールとの摺動面に、オイルを保持可能な溝が形成されている構造、或いは、オイルを保持可能なディンプル状の窪みが形成されている構造とすることもできる。
【００１４】
このような本発明に係るスクロール型圧縮機は、あらゆるスクロール型圧縮機に適用可能であり、第１の駆動源のみにより第１の可動スクロールが駆動される第１圧縮機構と第２の駆動源のみにより第２の可動スクロールが駆動される第２圧縮機構とが一体的に組み込まれたハイブリッド圧縮機にも適用可能である。
【００１５】
ハイブリッド圧縮機としては、例えば、上記第１の駆動源が外部駆動源（例えば、車両走行用のエンジンや電動モータ）からなり、第２の駆動源が圧縮機に内蔵された電動モータからなるものを使用できる。また、上記オイル溜まり部から上記オイル供給路に導入されたオイルが第１圧縮機構（つまり、外部駆動源によって駆動される第１圧縮機構）の上部へと供給される構成とされることが好ましい。
【００１６】
また、第１圧縮機構の固定スクロールと第２圧縮機構の固定スクロールが背中合わせに一体的に構成されており、該一体的固定スクロール内に前記オイル供給路が設けられている構成とすることもできる。
【００１７】
このような本発明に係るスクロール型圧縮機は、とくに、車両用空調装置の冷凍回路に設けられて好適なものである。
【００１８】
このような本発明に係るスクロール型圧縮機においては、オイル供給路を介して、圧縮機構下部におけるオイル溜まり部のオイルが適切に圧縮機構上部へと供給され、少ないオイル循環量であっても、それが圧縮機構全体にわたって潤滑に有効に活用される。とくに、オイル供給路を圧縮機構により圧縮されたガスを吐出する吐出路に連通させれば、吐出ガスの運動エネルギーを利用してオイル溜まり部からのオイルを効率よく圧縮機構上部へと供給することができる。圧縮機構上部へのオイル供給により、固定スクロールと可動スクロール間の摺動部を十分に潤滑できるようになる。とくに、ハイブリッド圧縮機においては、潤滑不足に陥りやすい、外部駆動源によって駆動される第１圧縮機構の上部側にオイルを供給することにより、第１圧縮機構の固定スクロールと可動スクロール間の摺動部が十分に潤滑されるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
このように本発明に係るスクロール型圧縮機によれば、オイル溜まり部におけるオイルを圧縮機構上部側にも回して圧縮機構を全体にわたって効率よく潤滑できるようにしたので、圧縮機構の固定スクロールと可動スクロール間の摺動部を十分に潤滑できるようになり、摺動部に必要な油膜を維持させて、潤滑不足による焼き付きやかじり等の不具合の発生を防止して、圧縮機の耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
前述したように、本発明に係るスクロール型圧縮機は、あらゆるスクロール型圧縮機に適用可能であるが、とくに、第１の駆動源のみにより第１の可動スクロールが駆動される第１圧縮機構と第２の駆動源のみにより第２の可動スクロールが駆動される第２圧縮機構とが一体的に組み込まれたハイブリッド圧縮機に適用して好適なものである。このような本発明が適用可能なハイブリッド圧縮機の構造は、例えば、前述の図１、図２を用いて説明した通りである。以下に、本発明をこのハイブリッド圧縮機１に適用した例について説明する。
【００２１】
図３は、本発明の一実施態様に係るスクロール型圧縮機の、オイル供給路周りの構造を示している。図１に示した固定スクロール部材４４内に、圧縮機構下部と上部（とくに、第１圧縮機構２の上部）との間を連通可能で、圧縮機構下部におけるオイル溜まり部から導入されたオイルを圧縮機構上部へと供給するオイル供給路６１が設けられている。このオイル供給路６１に対しては、吐出ガス圧を利用して上記圧縮機構上部へとオイルを供給可能な、吐出路２３への連通路６２が接続されている。オイル供給路６１の下部は、第１圧縮機構２下部におけるオイル溜まり部と第２圧縮機構３下部におけるオイル溜まり部との両方にわたって連通可能なオイル導入路６３に構成されており、上記吐出ガスの連通路６２は、このオイル導入路６３に接続されている。また、連通路６２は、本実施態様では、吐出孔２１と吐出通路２２間の曲がり部に接続されており、この部分から、圧縮された吐出ガスをオイル導入路６３へと供給できるようになっている。したがって、オイル導入路６３に導入されたオイルは、吐出ガスの連通路６２を通して導入された吐出ガスの圧力を利用して、オイル供給路６１を通して第１圧縮機構２の上部へと押し出し、供給可能となっている。
【００２２】
オイル供給路６１の上部側には、図４、図５にも示すように、第１圧縮機構２の固定スクロール１０の吸入部６４へと連通可能なオイル導出路６５が設けられており、このオイル導出路６５には、吸入部６４へのオイルの供給を制御可能な上部側開閉手段としての電磁弁６６が設けられている。電磁弁６６は、ボール状のシール体６７、該シール体６７を開方向に付勢するスプリング６８、通電により磁気構成回路７０を介してシール体６７を閉方向に付勢可能な電磁コイル６９を有しており、オイル供給路６１からの電磁弁６６内の通路７１を通して送られるオイルの吸入部６４への供給を制御できるようになっている（供給および該供給の遮断の制御）。
【００２３】
オイル供給路６１の下部側におけるオイル導入路６３の両側には、つまり、第１圧縮機構２側に開口する側と第２圧縮機構３側に開口する側との両側には、それぞれ、第１圧縮機構２下部におけるオイル溜まり部と第２圧縮機構３下部におけるオイル溜まり部からのオイルの導入、導入遮断を制御可能な下部側開閉手段７２が設けられている。この下部側開閉手段７２は、本実施態様では、図６に示すように、オイル溜まり部７３からのオイルを導入、導入遮断可能なボール状のシール体７４、該シール体７４を開方向に付勢するスプリング７５を備えたものからなる。スプリング７５によりシール体７４のシール圧を調整することにより、オイル溜まり部７３からのオイルを導入、導入遮断を制御できるようになっている。より詳しくは、例えば、各々スプリング荷重およびシール体のシール部分の各々連通部孔径を変更することにより、シール体の移動開始点およびシール体とシール面との当接によるシール圧の調整が可能である。また、一旦オイル導入路６３内にオイルが導入された後に、前述の如く吐出ガスがオイル導入路６３へ供給されると、該吐出ガスによりシール体７４が閉じられるとともに、導入されていたオイルは吐出ガス圧によりオイル供給路６１を通してその上部側へと送ることが可能になっている。但し、実際にオイルをオイル供給路６１の上部側に送るには、上述の電磁弁６６を開くことが必要である。したがって結局、上部に配置されている電磁弁６６の開閉制御により、第１圧縮機構２の上部側へのオイルの供給が制御されることになる。このような構成により、オイル溜まり部からのオイルをオイル導入路６３に導入し、導入したオイルをオイル供給路６１を介して第１圧縮機構２の上部側へと送り、送られてきたオイルを第１圧縮機構２上部側の吸入部へと供給する一方向のオイル供給経路が構成されることになる。
【００２４】
さらに、本実施態様においては、図７に示すように、圧縮機構の、とくに第１圧縮機構２の可動スクロール１１の渦巻き体８１の先端部における固定スクロール１０との摺動面８２に、該摺動面８２に沿って螺旋状に延びる溝８３が刻設されており、該溝８３内にチップシール８４が嵌着されている。この溝８３のうち、チップシール８４の嵌着部外部分は、オイル保持用溝８５として、例えば図８に示すように形成できる。溝形状はとくに限定されず、例えば図９に示すように複数条の溝８６の形状に形成したり、溝形状の他に、図１０に示すようにディンプル状の窪み８７に構成することも可能である。いずれの構成においても、可動スクロール１１の渦巻き体８１の先端部における摺動面８２にオイルを保持でき、固定スクロール１０と可動スクロール１１間の摺動部を、オイル供給路６１を介して供給されてきたオイルにより適切に潤滑することができる。
【００２５】
このように、圧縮機構下部のオイル溜まりにおけるオイルを圧縮機構上部に回して、圧縮機構全体に隈なくオイルが行き渡るようにすることにより、固定スクロール１０と可動スクロール１１間の摺動部における潤滑不足の発生が防止され、潤滑不足の発生に伴う不具合の発生が防止されて、圧縮機の耐久性が向上される。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、あらゆるスクロール型圧縮機に適用でき、とくにハイブリッド圧縮機に好適なものである。また、とくに車両用空調装置に用いられるスクロール型圧縮機に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の適用対象となるハイブリッド圧縮機の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１の圧縮機のＩＩ−ＩＩ線に沿う縦断面図である。
【図３】図１の圧縮機に本発明を適用した場合の、本発明の一実施態様に係る固定スクロール周りの概略縦断面図である。
【図４】図３の構造における上部側開閉手段部周りの概略縦断面図である。
【図５】図３の構造における上部側開閉手段の概略断面図である。
【図６】図３の構造における下部側開閉手段の概略断面図である。
【図７】可動スクロールの渦巻き体の先端部構造を示す概略部分平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿う渦巻き体の概略部分断面図である。
【図９】可動スクロールの渦巻き体の先端部における別の溝形状の例を示す、渦巻き体の概略部分断面図である。
【図１０】可動スクロールの渦巻き体の先端部におけるディンプル状の窪みの例を示す、渦巻き体の概略部分断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ハイブリッド圧縮機
２  第１圧縮機構
３  第２圧縮機構
１０  固定スクロール
１１  可動スクロール
１３  駆動軸
１４  プーリ
１５  電磁クラッチ
１６  ボールカップリング
１８  吸入ポート
１９  吸入通路
２０  吸入室
２１  吐出穴
２２  吐出通路
２３  吐出路
２４  吐出弁
２５  吐出弁リテーナ
２６  吐出室
３０  固定スクロール
３１  可動スクロール
３３  駆動軸
３４  ボールカップリング
３５  電動モータ
３６  回転子
３７  モータコイル部（ステータ）
３８  ステータハウジング
３９  連通路兼ガス吸入通路
４０  吸入室
４１  吐出穴
４２  吐出通路
４３  吐出路
４４  固定スクロール部材
５０  給電部
６１  オイル供給路
６２  吐出路への連通路
６３  オイル導入路
６４  固定スクロールの吸入部
６５  オイル導出路
６６  上部側開閉手段としての電磁弁
６７  シール体
６８  スプリング
６９  電磁コイル
７０  磁気構成回路
７１  電磁弁内の通路
７２  下部側開閉手段
７３  オイル溜まり部
７４  シール体
７５  スプリング
８１  可動スクロールの渦巻き体
８２  固定スクロールとの摺動面
８３  溝
８４  チップシール
８５、８６  オイル保持用溝
８７  ディンプル状の窪み
【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】
2007192195.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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