(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクロール型圧縮機の固定及び可動渦巻体のスクロール壁上端面に潤滑油が保持でき、なお且つ相手側渦巻体底板との間にオイルシールを形成する深さの浅溝を前記渦巻体の中央部付近にのみ設け、該浅溝に潤滑油を供給する為の給油溝を、前記スクロール壁上端面における中央端部分に圧縮室と連通させて設けたことを特徴とするスクロール型圧縮機
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍空調装置などに用いられる圧縮機に関し、特には、スクロール圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール圧縮機は、可動スクロールを旋回運動させることによって外径部から取り入れたガスを、固定スクロールのスクロール壁と可動スクロールのスクロール壁との作る空間（圧縮室）を狭めていくことによって、ガスを圧縮し、渦巻体中央部に設けられた弁体を通して圧縮ガスを吐出する構造の圧縮機である。
【０００３】
図１は、スクロール型圧縮機の構造を示している。
駆動主軸２に取り付けられた主軸大径部２１０、さらに主軸大径部２１０に取り付けられた駆動ピン２１１、駆動ピン２１１にはめたブッシュ１３に可動スクロール１１０の円環状ボス１１９をかぶせる形ではめ込み、駆動主軸２を回転させると、駆動ピン２１１が駆動主軸２の回転軸よりわずかにずれて配置されているために、可動スクロール１１０はニードルベアリング３と円環状ボス１１９を介して旋回運動する。
【０００４】
一方、渦巻体１は、可動スクロール１１０と固定スクロール１２０とからなり、可動スクロール１１０を固定スクロール１２０にかぶせるように組み合わせて構成される圧縮機構の主要部分である。
可動スクロールおよび固定スクロールはスクロール壁（図の１２１と１１１）を有しており、この両スクロール壁の間に図２に示すような空間（図２の斜線部）ができ、その空間が可動スクロールが旋回することによって外径部から内径部へと狭められながら移動する。これによって、外径部で取り入れられたガスが圧縮され、吐出通路４を通り、弁体５を押し開けて吐出室６に吐き出される。
【０００５】
なお図２は、渦巻体を旋回転軸方向から見た断面図であり、斜線部１０がガスを閉じ込める部屋である。
この部屋は、可動スクロール壁１１１と固定スクロール壁１２１によって作り出されるもので、図では斜線部以外にも５個（全体で６個）の部屋ができている。部屋は中央部にいくほど小さくなる。すなわち、外径部（図の斜線部）で取り入れられたガスは中央部の部屋では圧縮ガスとなる。
【０００６】
固定スクロールと可動スクロールの組み合わせが平行に保たれたまま、可動スクロールが稼動すれば問題はないが、両スクロール壁の平行度の悪化により接触部分で隙間ができ、そこから圧縮ガスが逃げてしまう恐れがある。
このような事態になれば、圧縮効率の低下すなわち圧縮機の性能低下を引き起こす。とくに中央部では圧力が高くなるので、もれは大きくなる。そこで一般に採られている方法がチップシールを用いる方法である。
【０００７】
この方法は、図３に示すように可動スクロール壁１１１の上端部に溝を彫り、そこにチップシール７を埋め込み、固定スクロール底板１２２のボトムプレート１２３との隙間をなくすことによって、ガス漏れを防ごうというものである。
なお図３は、可動スクロール壁上端部と固定スクロール底板部の関係で見ているが、固定スクロール壁上部と可動スクロール底板部においても同じような構成を施す必要がある。
【０００８】
チップシールを用いないスクロール型圧縮機としては、『スクロール圧縮機』（特開平９−２１３９０号公報）と『スクロール装置及びその製造方法』（特開平７−２５９７６１号公報）がある。
【０００９】
前者では、渦巻体底板部に突起の付いた敷板を設置する方法や、弾性材のシール部材と潤滑性材の板状敷板を設置する方法が提唱されている。
これによってチップシールを使うときのような高精度な加工工程を不要としている。また後者では、セラミックパーティクル強化アルミニウムマトリクス組成物よる渦巻体を提唱している。この提唱によれば、この組成物を用いた渦巻体ではチップシールが不要となるというものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術でみてきたように、スクロール壁上端部と相手側渦巻体底板部の隙間から圧縮ガスが漏れることを防ぐために、一般にチップシールが使用されている。しかしチップシールを用いると、組み付け部品が多いために組み付け性が悪く、またコスト高になる問題がある。
【００１１】
またチップシール溝を加工するには、高度な技術が必要であり、加工時間が長くなるなどの欠点がある。このような理由から、『スクロール圧縮機』や『スクロール装置及びその製造方法』などでは、チップシールを用いない方法が提唱されている。
【００１２】
通常用いられているチップシールの場合、チップシールをはめ込む溝を深く（冷凍空調装置用圧縮機の場合チップシール溝の深さは１．４ｍｍ）彫らなければならないために加工時間が掛かる。また、チップシールを用いるために組み立て部品が多くなり、組み付け工数が多くなるなどの問題点もある。このようなことから、加工組立コストが割高となっていた。
【００１３】
上記従来技術の問題点に対して、本発明が解決しようとする課題は、上記の提案とは別の方法でチップシールを用いないで、加工がしやすく、渦巻体を組み立てやすいスクロール圧縮機を提唱することである。
【００１４】
上記の発明が課題を解決する為に、スクロール型圧縮機の固定及び可動渦巻体のスクロール壁上端面に潤滑油が保持でき、なお且つ相手側渦巻体底板との間にオイルシールを形成する深さの浅溝を前記渦巻体の中央部分にのみ設け、該浅溝に潤滑油を供給する為の給油溝を、前記スクロール壁上端面付近における中央端部分に圧縮室と連通させて設けたスクロール型圧縮機を提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例にもとづき図と共に説明する。
【００１７】
図４は、スクロール壁の上端面に浅溝１１４を設けたときのスクロール壁と相手側渦巻体底板と関連で見たときの断面図である。
図ではスクロール壁は、可動スクロール壁１１１とし、相手側渦巻体底板は固定スクロール底板１２２としてあるが、固定スクロール壁から見たときも同様の相対的な関係を有する同じ作用が考えられるので、以降では説明上支障のない限り、“固定”および“可動”という用語は付けないで説明する。
【００１８】
スクロール壁１１１の上端面に設けた浅溝１１４は、相手側渦巻体ボトムプレート１２３との間で空間を作る。この空間に潤滑油が溜まり、その潤滑油が渦巻体１１１の上端部とボトムプレートの間でオイルシールを形成し、ガスの漏れを防ぐ。
【００１９】
図５は接触部分を誇張して描いたものであるが、図に示すように油溜まり８（浅溝１１４）から広がるオイルで可動スクロール壁１１１とボトムプレート１２３の間にオイルシール９を形成する。
この油溜まり８が、可動スクロール壁１１１と固定スクロール壁１２１及び両渦巻体の底板で仕切られる空間１０（圧縮室）に閉じこめられた圧縮ガスの漏れを防ぐ働きをするのが見出された。
但し、このような効果を得るには、オイル溜まりができ、なおかつオイルシールを形成する深さの浅溝１１４であることが必要条件となる。
【００２０】
即ち、図５において浅溝１１４の深さが深すぎると、浅溝１１４に潤滑油がすべて集まり、その浅溝１１４の上に空気層（冷媒）が溜まり、オイルシールを形成しないのが理解される。
また、浅すぎてもオイルシールを形成せず好ましくない。したがって、浅溝１１４は、潤滑油の保持性がよく、なおかつオイルシールを形成することができる深さを目処にするとよい。
【００２１】
つまり、浅溝１１４の深さは、オイル溜まりとしての機能を保持し、なおかつオイルシールを形成する深さであることが要求され、深すぎるとオイルシールは作らないし、浅すぎるとオイル溜まりとしての働きが薄れるのであり、実際の数値としては、おおよそ０．０２ｍｍから０．２ｍｍ程度が好ましい。
従来の通常用いられているチップシールの場合、チップシールをはめ込む溝を深く（冷凍空調装置用圧縮機の場合チップシール溝の深さは１．４ｍｍ）彫らなければならなかったのが、チップシールを不要とするばかりでなく、その加工も浅いために簡単となる。
【００２２】
冷凍空調装置における圧縮機で、浅溝１１４の深さを０．０５ｍｍ（＝５０μｍ）としたときの実験結果では、従来の性能と遜色のない結果を得ている。
【００２３】
その流れの状況は、図５のように、可動スクロール壁１１１と浅溝１１４との間で、潤滑油の粘性と摺動速度との関係により、浅溝１１４へ入る潤滑油の量と出る量とがバランスした場合には、一種の移動できるシールが形成されると考えられる。
このバランス状態が崩れると、オイルシールが壊れて隙間に空気層（冷媒）の流れが形成されたり、また、オイル溜まりとして機能が無くなるものと考えられる。
【００２４】
スクロール型圧縮機の固定スクロール壁１２１上端部および可動スクロール壁１１１上端部に浅溝１１４を設けるのであるが、必要なら片方だけにも設けられる。
【００２５】
浅溝１１４は、以下図面と共に説明するが、スクロール壁上端部の中央部から大半にかけて全体的に設ける場合、断続的に設ける場合、あるいは中央部だけに設ける場合など、浅溝１１４の刻み方はいく通りか考えられる。
【００２６】
図６、７、８は、渦巻体を旋回軸方向のスクロール壁上面側から見た図である（固定スクロール部分もまったく同様な形態であるから、可動スクロールでのみ説明する）。
【００２７】
以下の図において、斜線部が浅溝１１４を表している。
図６は、渦巻体１の中央部から外に向かって長い浅溝１１４をスクロール壁１１１の上端面に設けた例である。
図７は、渦巻体１の中央部付近にのみ浅溝１１４を設けた例である。
図８は、渦巻体１の中央部から外に向かって長い浅溝１１４を設けた例であるが、図６と異なる点は断続的に浅溝１１４を設けている。したがって、浅溝１１４と浅溝の間に彫り残し部分として断点１１５ができている。
【００２８】
図６のような長い連続した溝を設けることによって、中央部の圧縮室（固定スクロール壁と可動スクロール壁及び両渦巻体の底板が作る空間＜図２、図５の圧縮室１０を参照＞）だけでなく、外側の圧縮室もガスが漏れること防いでいる。
【００２９】
これに対して、図７の中央部にだけ浅溝１１４を設けた場合には、圧縮されたガスの漏れに重点的を置いている。なぜなら、渦巻体１の外径部にできる圧縮室ではガス圧が低いために、ガス漏れが少ないからである。ただし、どちらを採用するかは圧縮機の種類にもよる。
【００３０】
図８は、図６と同じ形態の浅溝１１４をもつ構造であるが、浅溝１１４を断続的にしてある。これは、中央部で圧縮ガスが浅溝１１４に入った場合、ガスが溝を伝わって圧力の低い外径方向に逃げるのを防ぐためである。
【００３１】
中央部ほどガス圧は高い。したがって、中央部ではガス圧によってガスが浅溝１１４に流れ込み潤滑油を吐き出してしまう可能性があるので、中央部に対しては潤滑油の供給できる通路を設ける。
【００３２】
浅溝１１４に給油する場合には、固定スクロール壁および可動スクロール壁のそれぞれの浅溝１１４に対して、渦巻体の中央端部分に、浅溝１１４と吐出室６とをつなぐ給油孔１１を設ける。
通常は問題はないが、長時間運転ではこのような問題も想定しておく必要がある。その例が、図９と図１０である。
【００３３】
図９には、固定スクロール底板１２２を貫いて吐出室６とつなげる給油孔１１を設けた例である。
可動スクロール壁１１１の浅溝１１４に給油する給油孔１１は、吐出室６から固定スクロール底板１２２の表面まで貫通している。
【００３４】
一方、固定スクロール壁１２１の浅溝１２４に給油する給油孔１１は、吐出室６から固定スクロール底板１２２と固定スクロール壁１２１を貫通し、浅溝１２４の溝底部の表面まで達する貫通孔にする。
【００３５】
吐出室６は、浅溝１１４部よりも高圧であるために、潤滑油を含んだガスが浅溝１１４まで達し、潤滑油を浅溝１１４に供給することができる。なお、給油孔は圧縮機の性能を低下させない程度の太さにする。
【００３６】
図１０は、給油溝１２で浅溝１１４、１２４に給油する場合の例である。
図において、給油溝１２は圧縮室１０と浅溝１１４とをつなぐ溝になっている。  給油溝１２を設ける位置は、スクロール壁の中央端部分である。なお、給油溝１２は、圧縮機の性能を低下させない程度の深さと幅にする。
【００３７】
これら溝１２は固定、可動両スクロールのいずれに設けても浅溝１１４、１２４とは同様の相対的な関係を有しており、その作用は同じであることは勿論である。
【００３８】
図９の給油孔の場合には、確実な給油が行えるが、精密な加工が必要となる。しかし、図１０の給油溝の場合には、スクロール壁中央端部に浅溝と圧縮室をつなげる細い溝を彫るだけでよいから、精密な加工技術も不要であり、また加工時間も掛からない。
また、給油溝を設けたとしても、浅溝にすることによってチップシールが廃止したことによって得られるメリットのほうが大きい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は、チップシールを不要としつつ、シール作用を行わせることが出来、且つ部品点数も複雑な組立工程もなくなるために、加工組立時間の短縮とコストパフォーマンスの向上が期待できる。
【００４０】
現在の渦巻体製造工程でチップシール用溝を浅溝にする作業に替えればよいので、現在の製造工程がそのまま利用できるなどのメリットがある。
【００４１】
また、現在広く用いられているチップシールの深い溝（約１．４ｍｍ程度）を、浅溝に替えるだけで潤滑油を浅溝に溜めると共に、オイルシールを張ることによってガス漏れ防止することができる。
【００４２】
本発明では、また、浅溝に給油する給油孔または給油溝を設け、このような給油孔や給油溝がなくても、浅溝からオイルがなくなるというような問題は起きないとはいえ、より確実に常時オイルを浅溝に蓄えておく構成として、給油孔または給油溝を設け確実な給油によるシール作用と共に潤滑作用を保証する。
【００４３】
以上、本発明の効果は、「スクロール型圧縮機の固定及び可動渦巻体のスクロール壁上端面に潤滑油が保持でき、なお且つ相手側渦巻体底板との間にオイルシールを形成する深さの浅溝を前記渦巻体の中央部付近にのみ設け」ることで、高圧部分からの漏れを防止できると共に、「浅溝に潤滑油を供給する為の給油溝を、前記スクロール壁上端面における中央端部分に圧縮室と連通させて設けた」ことで、浅溝であり、且つ圧縮室との連通により、常時オイルを蓄えておくことができシール作用と共に潤滑作用を行なう相乗作用が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術におけるスクロール圧縮機の構造を説明するための図である。
【図２】従来技術におけるスクロール圧縮機のスクロール壁が作る圧縮室を説明するための図である。
【図３】従来技術におけるチップシールを用いたガス漏れ防止策を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施例における渦巻体底板、スクロール壁および浅溝との位置関係を示した断面図である。
【図５】本発明の実施例における浅溝を設けることによって形成されるオイルシールを説明するための図である。
【図６】本発明の長い浅溝を設けるときの実施例である。
【図７】本発明の渦巻体中央部付近にのみに浅溝を設けるときの実施例である。
【図８】本発明の不連続な長い浅溝を設けるときの実施例である。
【図９】本発明の給油孔を設けた実施例である。
【図１０】本発明の実施例における給油溝を説明するめの図である。
【符号の説明】
１            渦巻体
１０１        中央スクロール壁の段差
１１０        可動スクロール
１１１        可動スクロール壁
１１４        浅溝
１１５        浅溝間の断点（不連続部分）
１２０        固定スクロール
１２１        固定スクロール壁
１２２        固定スクロール底板
１２３        ボトムプレート
１２４        浅溝
２            駆動主軸
２１０        主軸大径部
２１１        駆動ピン
３            ニードルベアリング
４            吐出通路
５            弁体
６            吐出室
７            チップシール
８            油溜まり
９            オイルシール
１０          圧縮室（固定スクロール壁と可動スクロール壁とで区切ら
れる空間）
１１          給油孔
１２          給油溝
１３          ブッシュ
【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】
0004153085.tif 000009
【図９】
0004153085.tif 000010
【図１０】
0004153085.tif 000011