(57)【要約】【課題】スクロール圧縮機の圧縮機構部の摺動部の摩耗を抑制して性能低下の抑制を図ること。【解決手段】偏心ベアリング４３がわずかな隙間をもって収容される旋回スクロール１２の背面側の筒部１２ｂにおいて、筒部１２ｂの内側面と旋回スクロール鏡板背面の筒部底面１２ｄとに油溝１３を設けたことにより、液溜り２１に供給された潤滑油７の一部が、油溝１３を介して筒部１２ｂの内面に供給され、偏心ベアリング４３の外輪４３ｂとの摺動部の摩耗を抑制することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した旋回スクロールと、前記旋回スクロールと組み合わされ鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した固定スクロールと、前記旋回スクロールの回転を支える自転拘束部と、ベアリングとにより構成される圧縮機構部と、前記旋回スクロールを駆動するモータと駆動軸とを容器内に備え、前記旋回スクロールの鏡板背面に形成されベアリングをわずかな隙間をもって収容する筒部を備えたスクロール圧縮機において、潤滑油を導く油溝を前記筒部の内面に形成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
旋回スクロールの鏡板の内部に前記鏡板の背面へ潤滑油を供給するための給油通路を備え、この給油通路の入口は油溝から連続して形成したことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
旋回スクロールのラップの内部に給油通路を備え、この給油通路の入口は油溝から連続して形成したことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
油溝は、旋回スクロールの鋳物素材での凹部形状にて形成したことを特徴とする請求項１から３に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
二酸化炭素を主成分とする冷媒を用いて運転することを特徴とする請求項１から４に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
ポリオールエステル油を主成分とする潤滑油を用いて運転することを特徴とする請求項１から５に記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調及び冷凍装置に適用されるスクロール圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の圧縮機は、例えば下記特許文献１で開示されているように、旋回スクロールの鏡板背面にボールベアリングを収容する筒形状のボス部が突設されており、ボールベアリングの外輪は、旋回スクロールの鏡板に向けて相対移動不能に勘合されており、ボールベアリングの内輪が旋回スクロールの鏡板に当接しないようにしている。
【特許文献１】特開２００２−３７１９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記のようにボールベアリングを移動不能に勘合する方法としては、一般的に筒部の内径をボールベアリングの外輪外径より材質差による熱膨張などを考慮しやや小さめに設定した圧入固定が用いられる。しかしながら、前記圧入の際、旋回スクロールの筒部が径方向に膨らむことで鏡板が変形し、さらに鏡板に直立して形成した渦巻状のラップの変形が生じる。スクロール圧縮機の性能を左右する圧縮機構部の密閉度を確保するためには、その圧縮機構部である旋回スクロール鏡板および固定スクロール鏡板の平面度を確保し、前記鏡板を基準に渦巻状のラップの高さを管理することにより旋回スクロールと固定スクロールを組合せ時のクリアランスを一定値以下に保つことにより実現可能である。したがって前記旋回スクロールの変形は、圧縮機構部の密閉性が低下し性能の低下を招くことが予想される。
【０００４】
そこで前記変形を抑える目的で、旋回スクロールの鏡板背面の筒部内径をボールベアリングの外輪外径より大きく設定し、いわゆるルーズに勘合する方法が考えられる。しかしこの場合、圧縮機運転時にボールベアリングの外輪が回転することになり、長時間運転中には前記筒部内面に摩耗が生じる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した旋回スクロールと、前記旋回スクロールと組み合わされ鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した固定スクロールと、前記旋回スクロールの回転を支える自転防止装置と、ベアリングとにより構成される圧縮機構部と、前記旋回スクロールを駆動するモータと駆動軸とを容器内に備え、前記旋回スクロールの鏡板背面に形成されベアリングをわずかな隙間をもって収容する筒部を備えたスクロール圧縮機において、潤滑油を導く油溝を前記筒部の内面に形成したものである。
【０００６】
これによって、旋回スクロールの鏡板背面の筒部内径をボールベアリングの外輪外径より大きく設定し、圧縮機運転時にベアリング外輪が回転する場合、潤滑油が筒部底面油溝を通り筒部内面とベアリング外輪外面との間に供給されるため、筒部内面の摩耗を防止することができる。また、旋回スクロールとベアリングはルーズ勘合されるため、勘合時の旋回スクロールの変形が防止でき、性能への影響を低減することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のスクロール圧縮機は、圧縮機構部の摺動部の摩耗を抑制し、性能低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、本発明のスクロール圧縮機は、鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した旋回スクロールと、前記旋回スクロールと組み合わされ鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した固定スクロールと、前記旋回スクロールの回転を支える自転防止装置と、ベアリングとにより構成される圧縮機構部と、前記旋回スクロールを駆動するモータと駆動軸とを容器内に備え、前記旋回スクロールの鏡板背面に形成されベアリングをわずかな隙間をもって収容する筒部を備えたスクロール圧縮機において、潤滑油を導く油溝を前記筒部の内面に形成したことにより、潤滑油をスムーズに導くことができ、圧縮機運転時における筒部内面の摩耗を抑制することができる。また、旋回スクロールとベアリングはルーズ勘合されるため、勘合時の旋回スクロールの変形を防止し、性能低下を防ぐことができる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、旋回スクロールの鏡板の内部に前記鏡板の背面へ潤滑油を供給するための給油通路を備え、この給油通路の入口は油溝から連続して形成したものである。これにより、潤滑油を旋回スクロール筒部内周全面に供給すると共に、絞り部へ潤滑油供給を行い、圧縮機構部へ潤滑油を供給し、圧縮機後部の信頼性をさらに向上させることができる。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明において、旋回スクロールのラップの内部に給油通路を備え、この給油通路の入口は油溝から連続して形成したものである。これにより、潤滑油をラップの先端から圧縮機構部の内部へ潤滑油を供給し、圧縮機後部の信頼性をさらに向上させることができる。
【００１１】
第４の発明は、油溝を旋回スクロールの型成形の際に形成したことにより、特別な後加工を必要とせず、加工コストを低減することができる。
【００１２】
第５の発明は、二酸化炭素を主成分とする冷媒を用いたものであり、潤滑が厳しくなるＣＯ２冷媒の下では、潤滑油をベアリングの摺動部に非常に効率よく供給ができ、高い信頼性が得ることができる。
【００１３】
第６の発明は、ポリオールエステル油を主成分とする潤滑油を用いたものであり、粘度指数が低く潤滑が厳しくなるポリオールエステル油でも、筒部内面とベアリングの外輪外面との潤滑に供す潤滑油を導く油溝を旋回スクロール鏡板背面に形成したことにより、高い信頼性を得ることができる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図２を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の断面図であり、図２は旋回スクロール鏡板の背面図、図３は、図２におけるベアリングを除いた状態の旋回スクロール鏡板の背面図である。図１〜３において、スクロール圧縮機１の胴部の周りにある取付け脚２によって横向きに設置される横型のスクロール圧縮機の場合の１つの例を示しており、スクロール圧縮機１はその本体ケーシング３内に圧縮機構部４およびこれを駆動するモータ５を内蔵し、圧縮機構部４を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部６を備え、モータ５を図示しないモータ駆動回路部によって駆動するようにしている。取り扱う冷媒はガス冷媒であり、各摺動部の潤滑や圧縮機構部４の摺動部のシールに供する液としては潤滑油７などの液を採用している。また、潤滑油７は冷媒に対して相溶性のあるものである。しかし、本発明はこれらに限られることはない。基本的には、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部４と、この圧縮機構部４を駆動するモータ５と、圧縮機構
部４を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部６を本体ケーシング３に内蔵し、モータ５をモータ駆動回路部により駆動するスクロール圧縮機１であればよく、以下の説明は特許請求の範囲の記載を限定するものではない。
【００１６】
本実施の形態のスクロール圧縮機１の圧縮機構部４は、固定スクロール１１と旋回スクロール１２のお互いの渦巻状のラップを噛み合わせて形成した圧縮空間１０が、旋回スクロール１２をモータ５により駆動軸１４を介して固定スクロール１１に対し旋回運動をさせたときに、移動を伴い容積を変化させることにより外部サイクルから帰還する冷媒の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を、サブケーシング８０に設けた吸入口８および本体ケーシング３に設けた吐出口９を通じて行う。
【００１７】
これに併せ、本体ケーシング３の貯液部６に貯留されている潤滑油７がポンプ１４などを駆動軸１５にて駆動するか本体ケーシング３内の差圧を利用するなどして、駆動軸１５の給油路１５ｂを通じ旋回スクロール１２の旋回駆動に伴い旋回スクロール１２の背面の液溜り２１および液溜り２２に供給する。図に示す例ではまず液溜り２１に供給し、この液溜り２１に供給した潤滑油７の一部は旋回スクロール１２の外周部の側背面に、旋回スクロール鏡板１２ａの内部に設けた油通路２３とその絞り部２３ａによる所定の制限の基に供給して旋回スクロール１２を背圧によってバックアップする。さらに、旋回スクロール１２の渦巻状ラップ１２ｃの内部に設けたラップ給油路２３ｂにより先端の固定スクロール１１との間のシール部材の一例であるチップシール２４を保持する保持溝２５に潤滑油７を供給して固定スクロール１１と旋回スクロール１２との間のシールおよび潤滑を図る。また、液溜り２１に供給した潤滑油７の別の一部は、偏心ベアリング４３、液溜り２２、主ベアリング４２を経ながら、それらベアリング４２、４３を潤滑した後、モータ５側に流出し、貯液部６へと回収される。
【００１８】
さらに、本体ケーシング３内の軸線方向の一方の端部壁３ａ側からポンプ１４、副ベアリング４１、モータ５、主ベアリング４２を持った主軸受部材５１を配置してある。ポンプ１４は端部壁３ａの外面から収容してその後に嵌め付けた蓋体５２との間に保持し、蓋体５２の内側に貯液部６に通じるポンプ室５３を形成して吸上げ通路５４を介して貯液部６に通じるようにしてある。副ベアリング４１は端部壁３ａにて支持し、駆動軸１５のポンプ１４に連結している側を軸受するようにしてある。モータ５は固定子５ａを本体ケーシング３の内周に焼き嵌めなどして固定し、駆動軸１５の途中まわりに固定した回転子５ｂとによって駆動軸１５を回転駆動できるようにしている。
【００１９】
主軸受部材５１はサブケーシング８０の内周にボルト１７などにて固定し、駆動軸１５の圧縮機構部４側を主ベアリング４２により軸受している。主軸受部材５１の外面には前記固定スクロール１１を図示しないボルトなどによって取付け、これら主軸受部材５１と固定スクロール１１との間に旋回スクロール１２を挟み込んでスクロール圧縮機を構成している。主軸受部材５１と旋回スクロール１２との間にはオルダムリングなどの旋回スクロール１２の自転を防止して円運動させるための自転拘束部５７が設けられている。
【００２０】
駆動軸１５の端部には偏心軸１５ａが一体形成されており、偏心軸１５ａにはブッシュ３０が勘合して支持されている。ブッシュ３０には旋回スクロール１２が固定スクロール１１と対向するように偏心ベアリング４３を介して旋回運動可能に支持されている。旋回スクロール１２の旋回スクロール鏡板１２ａの背面には筒部１２ｂが突設されており、偏心ベアリング４３は筒部１２ｂ内に収容されている。偏心ベアリング４３の内輪４３ａは、ブッシュ３０に勘合されており、偏心ベアリング４３の外輪４３ｂは、筒部１２ｂにわずかな隙間をもってルーズに勘合されている。
【００２１】
圧縮機構部４のサブケーシング８０からの露出部分は、サブケーシング８０と開口どう
しを突き合わせてボルト１８にて固定した本体ケーシング３により覆い、端部壁３ａと軸線方向に反対側の端部壁８０ａを形成している。圧縮機構部４はサブケーシング８０の吸入口８と本体ケーシング３の吐出口９との間に位置し、自身の吸入口１６がサブケーシング８０の吸入口８と接続され、自身の吐出口３１がリード弁３１ａを介して端部壁８２ａの側に開口して相互間を吐出室６２としている。吐出室６２は固定スクロール１１および主軸受部材５１ないしはこれらと本体ケーシング３との間に形成した連絡通路６３を通じて圧縮機構部４と端部壁３ａとの間の、吐出口９を持ったモータ５側に通じている。
【００２２】
以上によって、モータ５はモータ駆動回路部によって駆動され、駆動軸１４を介して圧縮機構部４を旋回運動させるとともに、ポンプ１４を駆動する。このとき圧縮機構部４はポンプ１４により貯液部６の潤滑油７を供給されて潤滑およびシール作用を受けながら、サブケーシング８０の吸入口８さらに自身の固定スクロール１１に設けた吸入口１６を通じ冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入して、圧縮し、自身の吐出口３１から吐出室６２に吐出する。吐出室６２に吐出された冷媒は連絡通路６３を通じてモータ５側に入り、モータ５を冷却しながら本体ケーシング３の吐出口９から吐出されるまでの過程で、冷媒は衝突、絞りなどの気液分離を図って潤滑油７の分離を受けながらも、随伴している一部潤滑油７によって副ベアリング４１の潤滑も行う。
【００２３】
ここで、本実施の形態では、図１および旋回スクロール１２を鏡板背側から見た図２、ベアリングを除いた状態を示す旋回スクロール鏡板背面の図３で示すように、特に、旋回スクロール１２の筒部１２ｂの内面である内側面と筒部底面１２ｄに、潤滑油７を導く油溝１３を設けたことを基本構成としている。
【００２４】
以上のような構成によると、液溜り２１に供給された潤滑油７の一部が油溝１３に供給され、偏心ベアリング４３の外輪４３ｂの回転に伴い、旋回スクロール１２の筒部１２ｂの内面と旋回スクロール１２の筒部底面１２ｄに供給される。よって、旋回スクロール１２の変形を防ぎ性能の低下を防止する目的で、偏心ベアリング４３の外輪４３ｂを、筒部１２ｂに隙間をもって勘合した場合でも、筒部１２ｂの内面の摩耗が防止できる。尚、図２、図３に示すように、油溝１３を筒部１２ｂの内面と旋回スクロールの筒部底面１２ｄに複数設けることで、さらに筒部１２ｂの内面の潤滑が促進される。
【００２５】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における旋回スクロール１２の断面図である。図４において、旋回スクロール鏡板１２ａの内部に設けた絞り部２３ａへの入口と、渦巻状ラップ１２ｃに設けたラップ給油路２３ｂの入口とが油溝１３から連続して形成されている。これにより、潤滑油７を内周全面に供給すると共に、絞り部２３ａとラップ先端への潤滑油７の供給がスムーズになることにより、圧縮機構部４へ潤滑油７を供給し、圧縮機構部４の摺動部の信頼性をさらに向上させることができる。
【００２６】
なお、油溝１３は、旋回スクロール１２の型成形の際に形成すれば、特別な後加工を必要とせず、加工コストを低減することができる。
【００２７】
また、二酸化炭素を主成分とする冷媒を用いたスクロール圧縮機においては潤滑が厳しくなるため、本発明は潤滑油をベアリングや圧縮機構部の摺動部に非常に効率よく供給ができるため、高い信頼性が得ることができ、より好適である。
【００２８】
さらに、ポリオールエステル油を主成分とする潤滑油を用いたスクロール圧縮機においては、漏電の危険性から電気絶縁性の高い潤滑油を用いる必要がある。しかし、ポリオールエステル油を主成分とする潤滑油は、粘度指数が低く潤滑性に課題がある。本発明は、筒部内面とベアリングの外輪外面との潤滑に供す潤滑油を導く油溝を旋回スクロール筒部
内面と筒部底面に形成したことにより、高い信頼性を得ることができ、より好適である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、旋回スクロールの変形を防止し、ベアリングとの摺動部の信頼性向上が可能となるので、モータを内蔵しない圧縮機にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の断面図
【図２】同スクロール圧縮機の旋回スクロール鏡板の背面図
【図３】図２におけるベアリングを除いた状態の旋回スクロール鏡板の背面図
【図４】図３のＡ−Ａ断面図
【符号の説明】
【００３１】
１  スクロール圧縮機
３  本体ケーシング
４  圧縮機構部
５  モータ
７  潤滑油
１０  圧縮空間
１１  固定スクロール
１２  旋回スクロール
１２ａ  旋回スクロール鏡板
１２ｂ  筒部
１２ｃ  渦巻状ラップ
１２ｄ  筒部底面
１３  油溝
１５  駆動軸
１５ｂ  給油路
２３  油通路
２３ａ  絞り部
２３ｂ  ラップ給油路
４２  主ベアリング
４３  偏心ベアリング
４３ａ  内輪
４３ｂ  外輪
５１  主軸受部材
５７  自転拘束部
【図１】
2007205297.tif 000003
【図２】
2007205297.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007205297.tif 000006