(57)【要約】【課題】この発明は、オルダムリングおよび揺動軸受を分割することなく、軸受負荷容量の減少を抑え、位相を高精度に規制でき、潤滑油の強制送出手段を不要とするスクロール膨張機を得る。【解決手段】オルダムリング７７の基部７７ａを収容するオルダムリング収容溝６９が第３台板５３ａの上面の上渦巻歯５３ｄの形成領域の外周部に環状に凹設され、オルダムリング７７の第１キー部７７ｂを収容する第１キー溝７０ａが第１台板５２の下面の第１渦巻歯５２ｃの形成領域の外周部に凹設され、オルダムリング７７の第２キー部７７ｃを収容する第２キー溝７０ｂが第３台板５３ａのオルダムリング収容溝６９の形成領域に凹設され、上部空間と第１キー溝７０ａとを連通する第１オルダム給油孔８２が第１台板５２ａに穿設され、一端を第３台板５３ａの上面の中央側に開口し、他端を第２キー溝７０ｂに開口する第２オルダム給油孔８３が第３台板５３ａに穿設されている。【選択図】図１
2009024546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器と、
上記密閉容器内に上部空間を画成するように配設され、第１渦巻歯が第１台板の下面に形成された第１固定スクロールと、
上渦巻歯および下渦巻歯が第３台板の両面に形成されて構成され、該上渦巻歯が上記第１渦巻歯と咬合するように上記第１固定スクロールの下面側に相対して配設された揺動スクロールと、
第２渦巻歯が第２台板の上面に形成されて構成され、該第２渦巻歯が上記下渦巻歯と咬合するように上記揺動スクロールの下面側に相対して配設され、上記密閉容器内に下部空間を画成する第２固定スクロールと、
上記第１固定スクロール、上記揺動スクロールおよび上記第２固定スクロールを貫通して設けられ、上記揺動スクロールを揺動運動可能に支持する主軸と、
上記下部空間の底部に貯留された潤滑油と、
上記上部空間と上記下部空間とを連通し、上記上部空間に貯留する潤滑油を上記下部空間に戻す返油孔と、
上記主軸中に上下方向に延設され、下端が上記下部空間の底部に貯留された上記潤滑油に開口する給油通路と、
上記第１固定スクロール、上記揺動スクロールおよび上記第２固定スクロールの主軸貫通部と上記給油通路とを連通するように上記主軸中に半径方向外向きに形成された軸受給油孔と、
環状の基部、該基部の上面に突設された第１キー部、および該基部の下面に突設された第２キー部からなり、上記第１固定スクロールと上記揺動スクロールとの間に介装され、上記第１および第２固定スクロールに対して該揺動スクロールの自転を規制するオルダムリングと、を備え、
上記揺動スクロールと上記第１および第２固定スクロールの一方の固定スクロールとにより冷媒を膨張させて動力を回収する膨張機構を構成し、かつ上記揺動スクロールと上記第１および第２固定スクロールの他方の固定スクロールとにより上記膨張機構で回収した動力を用いて冷媒を圧縮するサブ圧縮機構を構成し、上記サブ圧縮機構で圧縮された冷媒が上記上部空間に吐出され、上記膨張機構で膨張された冷媒が上記揺動スクロールの外周側に吐出されるスクロール膨張機において、
上記オルダムリングの基部を収容するオルダムリング収容溝が上記第３台板の上面の上記上渦巻歯の形成領域の外周部に環状に凹設され、
上記オルダムリングの第１キー部を収容する第１キー溝が上記第１台板の下面の上記第１渦巻歯の形成領域の外周部に凹設され、
上記オルダムリングの第２キー部を収容する第２キー溝が上記第３台板の上記オルダムリング収容溝の形成領域に凹設され、
第１オルダム給油孔が上記上部空間と上記第１キー溝とを連通するように上記第１台板に穿設され、
第２オルダム給油孔が一端を上記第３台板の上面の中央側に開口し、他端を上記第２キー溝に開口するように該第３台板に穿設されていることを特徴とするスクロール膨張機。
【請求項２】
歯先逃がし部が、上記第３台板の主軸貫通部を中心とする所定の半径領域を薄肉として該第３台板の両面中央側に形成され、
上記第２オルダム給油孔の一端が上記第３台板の上面に形成された上記歯先逃がし部に開口していることを特徴とする請求項１記載のスクロール膨張機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍・空調用途の冷凍サイクル内で用いられ、冷媒の膨張過程からエネルギーを動力として回収・利用するスクロール膨張機に関し、特に密閉容器内が低圧の空間と高圧の空間とに区分され、潤滑油が高圧の空間に保持されたスクロール膨張機における低圧の区間内の可動部品への潤滑油の給油構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍・空調用に用いられる冷凍サイクルにおいて、膨張過程の冷媒から機械エネルギーを回収して圧縮過程の一部の動力として利用する膨張機を、モータなどで駆動されて冷媒を圧縮する主圧縮機とは独立に構成したものが提案されている。このような膨張機では、冷媒を膨張させる膨張機構と、回収動力により駆動されて、冷凍サイクルの圧縮過程の一部を担うサブ圧縮機能とを密閉容器内に収めた構造をとり、摺動部を潤滑するための潤滑油が密閉容器内に保持される。
【０００３】
膨張動力で圧縮機構を駆動する膨張機をスクロール型で構成する場合、性能および信頼性の面を考慮して、台板の表面に膨張機構の渦巻を、台板の背面にサブ圧縮機構の渦巻をそれぞれ形成して揺動スクロールを構成し、圧縮／膨張過程において揺動スクロールに作用する軸方向のスラスト荷重を相殺することが有利である。このようなスクロール膨張機では、揺動スクロールの膨張側渦巻において回収された動力はそのまま背面のサブ圧縮側渦巻においてサブ圧縮仕事に用いられるため、動力伝達のための軸などの動力伝達部材は必要がない。そして、揺動スクロールの運動を規制するクランク軸とオルダムリングを備えるのが一般的であり、クランク軸は揺動スクロール中央部を貫通し、オルダムリングは揺動スクロールの台板と膨張側固定スクロール又はサブ圧縮側固定スクロールとの間で自転規制を行う。
【０００４】
このような渦巻歯が両面に形成された揺動スクロールを用いたスクロール流体機械としては、揺動スクロールの両面で圧縮を行う圧縮機ではあるが、軸受各部や摺動部への潤滑を確実に行うために、潤滑油溜に連通する給油通路に連通するように軸内に偏心して形成された第２給油通路を設け、この第２給油通路に連通するように半径方向外向きの軸受給油孔を設置し、給油通路の潤滑油溜側端部に強制ポンプ手段あるいは半径方向外向きに形成された軸受給油孔に連通する螺旋溝を設置し、揺動スクロールと固定スクロールの間にシール機構を設け、油戻し通路を潤滑油溜に連通するように構成していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この特許文献１に記載の両面渦巻型の従来のスクロール型圧縮機では、揺動スクロールの台板の軸方向中央部外周に径方向内方に所定の深さを有する凹所部を設け、オルダムリングを周方向に２分割し、それぞれ径方向外方から凹所部に収めていた。そして、揺動軸受を軸方向に二分割し、一端を揺動軸受の分割面に開口し、他端を凹所部に開口する給油路を台板に形成し、潤滑油を第２給油通路から半径方向外向きの軸受給油孔、揺動軸受の分割面および給油路を介して凹所部に給油し、凹所部に収められているオルダムリングの潤滑を行っていた。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３２６６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この特許文献１に記載の従来のスクロール型圧縮機におけるオルダムリングへの給油構造では、揺動軸受の分割面がオルダムリングへの給油経路の一部を担っており、給油路の開口が負荷面側となるタイミングでの軸受負荷容量の減少が避けられないという課題があった。また、オルダムリングに給油するために台板に形成された給油路の前後が同等の圧力雰囲気であるので、強制ポンプ手段等の潤滑油の強制送出手段が必要であった。さらに、オルダムリングが周方向に二分割されているので、分割面での相対移動を許容するため、位相を高精度に規制できないという課題もあった。
【０００８】
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、オルダムリングの収容構造およびオルダムリングへの給油経路を工夫し、オルダムリングおよび揺動軸受を分割することなく、軸受負荷容量の減少を抑え、位相を高精度に規制でき、強制ポンプ手段などの潤滑油の強制送出手段を不要とするスクロール膨張機を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のスクロール膨張機は、密閉容器と、上記密閉容器内に上部空間を画成するように配設され、第１渦巻歯が第１台板の下面に形成された第１固定スクロールと、上渦巻歯および下渦巻歯が第３台板の両面に形成されて構成され、該上渦巻歯が上記第１渦巻歯と咬合するように上記第１固定スクロールの下面側に相対して配設された揺動スクロールと、第２渦巻歯が第２台板の上面に形成されて構成され、該第２渦巻歯が上記下渦巻歯と咬合するように上記揺動スクロールの下面側に相対して配設され、上記密閉容器内に下部空間を画成する第２固定スクロールと、上記第１固定スクロール、上記揺動スクロールおよび上記第２固定スクロールを貫通して設けられ、上記揺動スクロールを揺動運動可能に支持する主軸と、を備えている。さらに、上記下部空間の底部に貯留された潤滑油と、上記上部空間と上記下部空間とを連通し、上記上部空間に貯留する潤滑油を上記下部空間に戻す返油孔と、上記主軸中に上下方向に延設され、下端が上記下部空間の底部に貯留された上記潤滑油に開口する給油通路と、上記第１固定スクロール、上記揺動スクロールおよび上記第２固定スクロールの主軸貫通部と上記給油通路とを連通するように上記主軸中に半径方向外向きに形成された軸受給油孔と、環状の基部、該基部の上面に突設された第１キー部、および該基部の下面に突設された第２キー部からなり、上記第１固定スクロールと上記揺動スクロールとの間に介装され、上記第１および第２固定スクロールに対して該揺動スクロールの自転を規制するオルダムリングと、を備えている。そして、上記揺動スクロールと上記第１および第２固定スクロールの一方の固定スクロールとにより冷媒を膨張させて動力を回収する膨張機構を構成し、かつ上記揺動スクロールと上記第１および第２固定スクロールの他方の固定スクロールとにより上記膨張機構で回収した動力を用いて冷媒を圧縮するサブ圧縮機構を構成し、上記サブ圧縮機構で圧縮された冷媒が上記上部空間に吐出され、上記膨張機構で膨張された冷媒が上記揺動スクロールの外周側に吐出されるように構成されている。そして、上記オルダムリングの基部を収容するオルダムリング収容溝が上記第３台板の上面の上記上渦巻歯の形成領域の外周部に環状に凹設され、上記オルダムリングの第１キー部を収容する第１キー溝が上記第１台板の下面の上記第１渦巻歯の形成領域の外周部に凹設され、上記オルダムリングの第２キー部を収容する第２キー溝が上記第３台板の上記オルダムリング収容溝の形成領域に凹設され、第１オルダム給油孔が上記上部空間と上記第１キー溝とを連通するように上記第１台板に穿設され、第２オルダム給油孔が一端を上記第３台板の上面の中央側に開口し、他端を上記第２キー溝に開口するように該第３台板に穿設されている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、オルダムリング収容溝が第３台板の上面の上渦巻歯の形成領域の外周部に環状に凹設されているので、オルダムリングは環状の基部を周方向に２分割することなく、オルダムリング収容溝に収容でき、位相を高精度に規制できる。
サブ圧縮機構で圧縮された冷媒が上部空間に吐出され、膨張機構で膨張された冷媒が揺動スクロールの外周側に吐出され、上記上部空間と上記下部空間とを連通し、上部空間に貯留する潤滑油を下部空間に戻す返油孔が上部空間と下部空間とを連通するように設けられているので、第１および第２オルダム給油孔の前後に圧力差が生じ、潤滑油の強制送出手段を用いることなく、潤滑油を第１および第２キー溝に給油できる。
さらに、第２オルダム給油孔の一端が第３台板の上面に開口しているので、第３台板の主軸貫通部から第１台板と第２台板との隙間を介してオルダム給油孔に至る給油路が確保される。そこで、揺動軸受の軸方向の分割が不要となり、揺動軸受を分割することに起因する軸受負荷容量の減少を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１はこの発明の実施の形態によるスクロール膨張機の構成を示す縦断面図である。図において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは、明細書の全文において共通することである。さらに、明細書全文の表れている構成要素の形態は、あくまで例示であって、これらの記載の限定されるものではない。
【００１２】
図１において、スクロール膨張機１の密閉容器４内の下方には、膨張機構２が設置されており、膨張機構２の上方には、サブ圧縮機構３が設置されている。膨張機構２は、第２台板５１ａの上面に第２渦巻歯５１ｃを形成した第２固定スクロール５１と、第３台板５３ａの下面に下渦巻歯５３ｃを形成した揺動スクロール５３とからなる。第２固定スクロール５１の第２渦巻歯５１ｃと揺動スクロール５３の下渦巻歯５３ｃとは、逆の巻き方向で、咬合するように配置されている。また、サブ圧縮機構３は、第１台板５２ａの下面に第１渦巻歯５２ｃを形成した第１固定スクロール５２と、第３台板５３ａの上面に上渦巻歯５３ｄを形成した揺動スクロール５３とからなる。第１固定スクロール５２の第１渦巻歯５２ｃと揺動スクロール５３の上渦巻歯５３ｄとは、逆の巻き方向で、咬合するように配置されている。
【００１３】
ここで、サブ圧縮機構３の第１渦巻歯５２ｃおよび上渦巻歯５３ｄは、膨張機構２の第２渦巻歯５１ｃおよび下渦巻歯５３ｃと同じ巻き方向で、揺動スクロール５３が揺動したときに、一方で圧縮、他方で膨張できるようになっている。また、第１固定スクロール５２により密閉容器４内に上部空間が画成され、第２固定スクロール５１により密閉容器４内に下部空間が画成される。
【００１４】
主軸７８は、膨張機構２の第２固定スクロール５１およびサブ圧縮機構３の第１固定スクロール５２それぞれの中央に形成された軸受部５１ｂ，５２ｂによって、回転自由に両持ち支持されている。スリーブ７５が主軸７８の軸受部５１ｂに対応する部分に同軸に外嵌状態に嵌め込まれている。スライダ７４が揺動スクロール５３の中央に穿設された揺動軸受部５３ｂに内嵌状態に嵌め込まれている。そして、主軸７８の中央部に形成された偏心軸部８０が、スライダ７４に穿設された軸嵌入孔８１に嵌入されている。これにより、スライダ７４の外径中心と主軸７８の軸心との間の距離が変動可能で、スライダ７４が揺動スクロール５３に作用するガス圧による力で揺動半径が大きくなる方向に移動する可変半径クランク機構を構成し、揺動スクロール５３が揺動運動できる。
【００１５】
膨張機構２の外周であって密閉容器４の側面には、冷媒を吸入する膨張吸入管１５および膨張した冷媒を吐出する膨張吐出管１６が設置されている。一方、サブ圧縮機構３の上方であって密閉容器４の上面には、冷媒を吸入するサブ圧縮吸入管１９が設置されており、サブ圧縮機構３の外周であって密閉容器４の側面には、圧縮した冷媒を吐出するサブ圧縮吐出管２０が設置されている。
【００１６】
サブ圧縮機構３においては、第１固定スクロール５２および揺動スクロール５３それぞれの第１渦巻歯５２ｃおよび上渦巻歯５３ｄの先端には、第１固定スクロール５２の第１渦巻歯５２ｃと揺動スクロール５３の上渦巻歯５３ｄとで形成されるサブ圧縮室３ａを仕切るチップシール７１が装着されている。また、第１固定スクロール５２における揺動スクロール５３に対向する面であって第１渦巻歯５２ｃの外周には、揺動スクロール５３と第１固定スクロール５２とをシールする外周シール７３が設けられている。
【００１７】
一方、膨張機構２においては、サブ圧縮機構３と同様に、揺動スクロール５３の第２固定スクロール５１に対向する面であって揺動軸受部５３ｂの外周には、揺動スクロール５３と第２固定スクロール５１とをシールする内周シール７２が設けられている。また、第２固定スクロール５１および揺動スクロール５３の第２渦巻歯５１ｃおよび下渦巻歯５３ｃの先端には、第２固定スクロール５１の第２渦巻歯５１ｃと揺動スクロール５３の下渦巻歯５３ｃとで形成される膨張室２ａを仕切るチップシール７１が装着されている。
【００１８】
揺動スクロール５３は、サブ圧縮機構３に設けたオルダムリング７７によって、自転を規正される。また、揺動スクロール５３が揺動運動することによって発生する遠心力を相殺するために、上および下バランサ７９ａ，７９ｂが主軸７８の両端側に取り付けられている。主軸７８の下端には、油ポンプ７６が取り付けられ、密閉容器４の下部空間の底部に貯留されている潤滑油９を各軸受部に供給する。
【００１９】
主軸７８内には、給油通路である油孔７８ａ，７８ｂが下端を下部空間に貯留する潤滑油９に開口して上下方向に延在し、およびガス抜き孔７８ｃが上端を上部空間に開口するように上下方向に延設されている。また、主軸貫通部である軸受部５１ｂに給油する軸受給油孔７８ｄが油孔７８ａから半径方向外方に延設され、主軸貫通部である軸受部５２ｂおよび揺動軸受部５３ｂに給油する軸受給油孔７８ｅが油孔７８ｂから半径方向外方に延設されている。そして、主軸７８の軸受部５２ｂに対応する部分の外周面には、螺旋溝（図示せず）が設けられており、油孔７８ｂを介して軸受部５２ｂに給油された潤滑油９が螺旋溝を通って上部空間にオーバーフローするようになっている。返油孔３１が、上部空間と下部空間とを連通するように第２固定スクロール５１および第１固定スクロール５２に穿設されている。
【００２０】
サブ圧縮される冷媒は、主圧縮機５から潤滑油を含んでサブ圧縮吸入管１９を介して供給され、揺動スクロール５３と第１固定スクロール５２とによりサブ圧縮された後、上部空間に一旦開放されることにより油分離され、サブ圧縮吐出管２０から排出される。そして、軸受部５２ｂからオーバーフローされ、さらに油分離されて上部空間の下部に溜まった潤滑油９が、返油孔３１を介して下部空間に戻される。
【００２１】
つぎに、このように構成されたスクロール膨張機１を用いた冷凍サイクルについて図２を参照しつつ説明する。
冷凍サイクルでは、スクロール膨張機１のサブ圧縮機構３がガスクーラ１１の上流側に配設され、膨張機構２がガスクーラ１１の下流側に配設されている。この時、膨張機構２とサブ圧縮機構３とが一体に構成されていることの制約から、膨張機構２の通過流量を調整するためのバイパス膨張弁１３が膨張機構２と並列に、膨張機構２の体積流量を調整するための予膨張弁１４が膨張機構２と直列上流側に設けられている。また、膨張機構２が蒸発器１２の上流側に配設され、サブ圧縮機構３が蒸発器１２の下流側に配設された主圧縮機５の下流側に配設されている。
【００２２】
このように構成された冷凍サイクルでは、モータ６に給電されると、主圧縮機５が駆動され、冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、サブ圧縮吸入管１９からサブ圧縮機構３に送り込まれ、第１固定スクロール５２の第１渦巻歯５２ｃと揺動スクロール５３の上渦巻歯５３ｄとで形成されるサブ圧縮室３ａ内で圧縮昇圧される。サブ圧縮室３ａ内で圧縮昇圧された冷媒は、吐出弁３２から吐出されて密閉容器４の上部空間に一旦開放され、油分離された後、サブ圧縮吐出管２０から密閉容器４外へ吐出される。サブ圧縮吐出管２０から吐出された冷媒は、ガスクーラ１１に送り込まれて冷却される。冷却された冷媒の一部が、予膨張弁１４で膨張されて、あるいは膨張されずに膨張吸入管１５から膨張機構２に送り込まれ、第２固定スクロール５１の第２渦巻歯５１ｃと揺動スクロール５３の下渦巻歯５３ｃとで形成される膨張室２ａ内で膨張減圧される。ガスクーラ１１で冷却された冷媒の残部は、バイパス膨張弁１３で膨張減圧される。膨張室２ａ内で膨張減圧された冷媒は、膨張吐出管１６から吐出され、バイパス膨張弁１３で膨張減圧された冷媒の残部とともに蒸発器１２に送り込まれ、加熱された後、主圧縮機５に送り込まれる。
【００２３】
この時の冷凍サイクルの動作について図３を用いて説明する。図３は冷凍サイクルの動作を説明するモリエル線図であり、縦軸は冷媒圧力を、横軸は比エンタルピを表している。なお、図３はＣＯ２のように高圧側が超臨界となる冷媒を用いることを想定している。
【００２４】
冷媒は、主圧縮機５にて中間圧Ｐｍまで減圧される（ａ→ｄ’）。主圧縮機５で圧縮された中間圧Ｐｍの冷媒は、サブ圧縮吸入管１９からサブ圧縮機構３のサブ圧縮室３ａ内に送り込まれ、高圧Ｐｈまで昇圧される（ｄ’→ｄ）。高圧Ｐｈまで昇圧された冷媒は、サブ圧縮吐出管２０からガスクーラ１１に送り込まれ、冷却される（ｄ→ｃ）。ついで、冷却された冷媒は、膨張吸入管１５から膨張機構２の膨張室３ａ内に送り込まれ、低圧Ｐｌまで膨張減圧される（ｃ→ｂ）。この時、バイパス膨張弁１３で減圧されると、点ｃから比エンタルピ一定で減圧して点ｂ’に至る。この減圧時の比エンタルピ差（＝ｂ’−ｂ）が膨張動力として回収され、サブ圧縮機構３における比エンタルピ差（＝ｄ−ｄ’）分の圧縮動力として利用される。冷媒は、膨張過程でサブ圧縮に必要な動力を回収されてから、膨張吐出管１６から吐出され、蒸発器１２に送り込まれ、加熱される（ｂ→ａ）。加熱された冷媒が主圧縮機５に送り込まれる。
【００２５】
ここで、揺動スクロール５３の圧縮仕事を行うときの運動と位相を規制する主軸７８およびオルダムリング７７が設けられているので、この膨張機構２で回収された膨張動力が、サブ圧縮機構３の圧縮動力に加えて、揺動スクロール５３、主軸７８、オルダムリング７７などの駆動に伴う摺動損失分の仕事をまかなうことになる。
【００２６】
サブ圧縮機構３のサブ圧縮室３ａ内が中間圧Ｐｍであり、サブ圧縮機構３のサブ圧縮室３ａの外周側が膨張後の低圧Ｐｌである。そこで、第１固定スクロール５２における揺動スクロール５３に対向する面であって第１渦巻歯５２ｃの外周に設けられた外周シール７３が、サブ圧縮室３ａの内外の差圧をシールする。また、揺動スクロール５３の第２固定スクロール５１に対向する面であって揺動軸受部５３ｂの外周に設けられた内周シール７２が、膨張室２ａと揺動軸受部５３ｂ側との差圧をシールする。
【００２７】
つぎに、このスクロール膨張機１におけるオルダムリングの装着構造および給油構造について説明する。図４はこの発明の実施の形態によるスクロール膨張機に適用される揺動スクロールを示す平面図、図５は図４のＶ−Ｖ矢視断面図、図６はこの発明の実施の形態によるスクロール膨張機に適用されるオルダムリングを示す斜視図である。
【００２８】
図６において、オルダムリング７７は、リング状の基部７７ａと、基部７７ａの一面側に相対して径方向に延設された一対の第１キー部７７ｂと、基部７７ａの他面側に第１キー部７７ｂに対して９０°ずれて相対して径方向に延設された一対の第２キー部７７ｃと、を備えている。
【００２９】
図４および図５において、オルダムリング収容溝６９が、揺動スクロール５３の第３台板５３ａの上面の上渦巻歯５３ｄの形成領域の外周部に、基部７７ａの厚みと同等の深さに、かつ環状に凹設されている。また、一対の第２キー溝７０ｂが第３台板５３ａのオルダムリング収容溝６９の底部に１８０°ずれて径方向外方に延びるように凹設されている。第３台板５３ａの両面中央部の半径Ｒｃの領域の下渦巻歯５３ｃおよび上渦巻歯５３ｄの歯高さを数十μｍ低くして、歯先逃がし部５３ｅ，５３ｆを形成している。そして、第２オルダム給油孔８３が歯先逃がし部５３ｆと第２キー溝７０ｂとを連通するように第３台板５３ａに穿設されている。第２オルダム給油孔８３は一端を歯先逃がし部５３ｆに開口する細い縦孔と、縦孔の他端と第２キー溝７０ｂとを連通する横孔とからなる。
【００３０】
なお、一対の第１キー溝７０ａが、図１に示されるように、第１固定スクロール５２の第１台板５２ａの下面の第１渦巻歯５２ｃの形成領域の外周部に、１８０°ずれて径方向外方に延びるように凹設されている。また、第１オルダム給油孔８２が第１台板５２ａの上面と各第１キー溝７０ａとを連通するように穿設されている。
【００３１】
第１固定スクロール５２と揺動スクロール５３とは、第１および第２キー溝７０ａ，７０ｂが互いに９０°ずれるように配設されている。そして、オルダムリング７７は、基部７７ａをオルダムリング収容溝６９に収容され、第１キー部７７ｂを各第１キー溝７０ａに収容され、第２キー部７７ｃを各第２キー溝７０ｂに収容されて、第１固定スクロール５２と揺動スクロール５３との間に介装される。これにより、第１および第２キー部７７ｂ，７７ｃが第１および第２キー溝７０ａ，７０ｂに対して、それぞれ直交方向に独立して摺動可能となっており、揺動スクロール５３が回転駆動されたときに、揺動スクロール５３の自転を規制する。
【００３２】
第１固定スクロール５２の上部空間はサブ圧縮吐出側の圧力雰囲気であり、第１キー溝７０ａは膨張後の圧力雰囲気である。そこで、第１オルダム給油孔８２の前後の圧力差により、上部空間の下部に溜まった潤滑油９が第１オルダム給油孔８２を通り、第１キー溝７０ａに給油される。ここで、上部空間から下部空間への返油孔３１の前後の圧力差はほぼゼロであり、高低差により流量が決まる。そこで、第１オルダム給油孔８２を介しての第１キー溝７０ａへの給油量と返油孔３１を介しての返油量とのバランスを適正に保つために、第１オルダム給油孔８２の孔径を極小として絞ることで、第１キー溝７０ａへの給油が過剰とならないようになっている。これにより、オルダムリング７７の駆動に伴う摺動損失を低減している。
【００３３】
歯先逃がし部５３ｆ側はサブ圧縮吐出側の圧力雰囲気であり、第２キー溝７０ｂは膨張後の圧力雰囲気である。そこで、第２オルダム給油孔８３の前後の圧力差により、油孔７８ｂを介して軸受部５２ｂに給油された潤滑油９が、歯先逃がし部５３ｆと第１台板５２ａとの隙間から第２オルダム給油孔８３を通り、第２キー溝７０ｂに給油される。ここで、歯先逃がし部５３ｆと第１台板５２ａとの間で構成される数十μｍ程度の狭い経路が第２オルダム給油孔８３の入口側に形成されているので、潤滑油９の流れが絞られ、軸受給油系から第２キー溝７０ｂへの給油が過剰とならないようになっている。これにより、オルダムリング７７の駆動に伴う摺動損失を低減している。
【００３４】
ここで、揺動スクロール５３の上面の上渦巻歯５３ｄの中央側ではサブ圧縮の吐出が行われ、揺動スクロール５３の下面の下渦巻歯５３ｃの中央側では膨張の吸入が行われる。そこで、運転中、図３の点ｄと点ｃでは、揺動スクロール５３の中央側が高圧側となると同時に、外周部より温度が高くなる。従って、揺動スクロール５３の中央側と外周側との熱膨張差による中央側の歯先隙間の減少分を見越して、組立時に予め歯先クリアランスを大きめに設定しておく必要がある。しかし、渦巻歯の巻き始めから巻き終わりまでの全長に渡って歯先隙間を大きくすることは、性能の著しい低下につながる。
【００３５】
この実施の形態では、揺動スクロール５３の中央側の所定の半径の領域の厚みを薄くして歯先逃がし部５３ｅ，５３ｆを形成しているので、揺動スクロール５３の中央側が膨張しても、歯先隙間が過度に減少し、揺動スクロール５３の揺動運動における摺動損失が過大に増加することが抑えられる。同時に、中央側の歯先隙間のみが大きくなっているので、性能低下を抑えることができる。
【００３６】
以上のように、本発明によれば、密閉容器４内に第１および第２固定スクロール５２，５１により揺動スクロール５３を挟持して配設し、膨張機構２とサブ圧縮機構３とを構成し、主軸７８を第１および第２固定スクロール５２，５１および揺動スクロール５３を貫通して設け、揺動スクロール５３を揺動運動可能に支持している。そして、サブ圧縮機構３のサブ圧縮後の冷媒を密閉容器４内の上部空間に吐出させ、膨張機構２の膨張後の冷媒を揺動スクロール５３の外周側に吐出させる。オルダムリング７７の基部７７ａを揺動スクロール５３の上面の上渦巻歯５３ｄの形成領域の外周側に凹設した環状のオルダムリング収容溝６９に収容し、第１キー部７７ｂを第１固定スクロール５２の下面に凹設された第１キー溝７０ａに収容し、第２キー部７７ｃを揺動スクロール５３のオルダムリング収容溝６９の底部に凹設された第２キー溝７０ｂに収容し、第１および第２固定スクロール５２，５１に対して揺動スクロール５３の自転を規制している。さらに、第１オルダム給油孔８２を上部空間と第１キー溝７０ａとを連通するように第１台板５２ａに穿設し、第２オルダム給油孔８３を第３台板５３ａの中央側上面と第２キー溝７０ｂとを連通するように第３台板５３ａに穿設している。
【００３７】
これより、単一のオルダムリング７７を用いることができ、位相を高精度に規制でき、第１および第２オルダム給油孔８２，８３の前後の圧力差を利用して、潤滑油９を第１および第２キー溝７０ａ，７０ｂに給油でき、揺動軸受の軸方向の分割も不要となり、優れた性能で、信頼性の高いスクロール膨張機が得られる。
【００３８】
なお、上記実施の形態では、膨張機構２を密閉容器４内の下方に構成し、サブ圧縮機構３を密閉容器４内の上方に構成するものとしているが、サブ圧縮機構３を密閉容器４内の下方に構成し、膨張機構２を密閉容器４内の上方に構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の実施の形態によるスクロール膨張機の構成を示す縦断面図である。
【図２】この発明の実施の形態によるスクロール膨張機を搭載した冷凍サイクルの回路図である。
【図３】図２に示される冷凍サイクルの動作を説明するモリエル線図である。
【図４】この発明の実施の形態によるスクロール膨張機に適用される揺動スクロールを示す平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】この発明の実施の形態によるスクロール膨張機に適用されるオルダムリングを示す斜視図
【符号の説明】
【００４０】
１  スクロール膨張機、２  膨張機構、３  サブ圧縮機構、４  密閉容器、９  潤滑油、３１  返油孔、５１  第２固定スクロール、５１ａ  第２台板、５１ｃ  第２渦巻歯、５２  第１固定スクロール、５２ａ  第１台板、５２ｃ  第１渦巻歯、５３  揺動スクロール、５３ａ  第３台板、５３ｃ  下渦巻歯、５３ｄ  上渦巻歯、５３ｅ，５３ｆ  歯先逃がし部、６９  オルダムリング収容溝、７０ａ  第１キー溝、７０ｂ  第２キー溝、７７  オルダムリング、７７ａ  基部、７７ｂ  第１キー部、７７ｃ  第２キー部、７８  主軸、７８ａ，７８ｂ  油孔（給油通路）、７８ｄ，７８ｅ  軸受給油孔、８２  第１オルダム給油孔、８３  第２オルダム給油孔。
【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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