JP2002168183A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクロール圧縮機構の絞り部の絞り効果を、
潤滑油に存在するゴミにより閉塞するようなことなく、
高められるようにする。 【解決手段】 絞り部２４を螺旋状の絞り通路３３を持
ったものとすることにより、上記の目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷凍サイクル装置な
どに用いられるスクロール圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の圧縮機は、本発明の実施
例を示す図１を参照して説明すると、固定渦巻羽根５３
と固定鏡板５４を有する固定渦巻部品１０と、旋回渦巻
羽根５５と旋回鏡板２５を有する旋回渦巻部品１１とを
噛み合わせて複数の圧縮室３２を持った圧縮機構部２を
構成し、旋回渦巻部品１１を自転を拘束して円軌道に沿
って旋回させたとき圧縮室３２が容積を変えながら移動
することにより、吸入、圧縮、吐出を行うのに併せ、圧
縮機構部２の旋回渦巻部品１１の羽根面と反対側に設け
られてシール部材２８により内側領域２１と外側領域２
９に区画された背圧室５６の前記内側領域２１に潤滑油
を供給し、この供給した潤滑油を絞り部２４を経由して
前記外側領域２９および圧縮機構部２の吸入空間３０へ
供給するようにし、内側領域２１および外側領域２９に
前記潤滑油の供給によって生じる背圧により、旋回渦巻
部品１１が固定渦巻部品１０から離れて転覆するような
ことがないようにしている。

【０００３】絞り部２４は内側領域２１に供給される高
圧の潤滑油を減圧して外側領域２９に適正量供給し自転
拘束部品１２などの摺動部を潤滑する一方、外側領域２
９への供給量が増大するにつれそこでの圧力が増大して
前記旋回渦巻部品１１の転覆を防止するための所定の圧
力になるようにしている。所定の圧力以上になると背圧
調整機構３１が開いて潤滑油を圧縮機構部２の吸入空間
３０へ逃がして所定の圧力状態に保つとともに、、圧縮
機構部２の摺動部を潤滑できるようにしている。

【０００４】本発明の実施例の絞り部２４に対応する従
来の絞り部は、図６に示すように取り付け用のネジ部ａ
を持つ円筒状のピンｂで構成している。ピンｂの中心に
ストレートな細孔による絞り通路ｃが形成されており、
この絞り通路ｃによって絞り効果を発生させ前記減圧を
行っている。潤滑油を供給する適正量は絞り通路ｃの内
径を変更することにより調整している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の絞り部では絞り効果を上げようとすると、絞り通路
ｃがストレートで短いために、孔径をかなり小さくする
必要があり、潤滑油に混在するゴミにより閉塞しやす
く、圧縮機の性能が不安定になる。また、絞り通路ｃは
孔径が小さくなるほど加工のコストが増大するといった
課題を有している。本発明はこのような従来の課題を解
決するものであり、性能の安定な高効率かつ低コストの
スクロール圧縮機を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のスクロール圧縮機は、固定渦巻羽根と固
定鏡板を有する固定渦巻部品と、旋回渦巻羽根と旋回鏡
板を有する旋回渦巻部品とを噛み合わせて複数の圧縮室
を持った圧縮機構を構成し、旋回渦巻部品を自転を拘束
して円軌道に沿って旋回させたとき圧縮室が容積を変え
ながら移動することにより、吸入、圧縮、吐出を行うの
に併せ、前記圧縮機構の前記旋回渦巻部品の羽根面と反
対側に設けられてシール部材により内側領域と外側領域
に区画された背圧室の内側領域に潤滑油を供給し、この
供給した潤滑油を絞り部を経由して前記外側領域および
圧縮機構の吸入空間へ供給するようにしたスクロール圧
縮機において、前記絞り部は、螺旋状の絞り通路を持っ
ていることを特徴とするものである。

【０００７】このような構成では、旋回渦巻部品が円軌
道に沿って旋回されてこれと噛み合った固定渦巻部品と
の間の圧縮室にて、吸入、圧縮、吐出を繰り返し行うと
き、旋回渦巻部品の羽根面と反対側の背圧室において、
シール部材により区画された内側領域に潤滑油が供給さ
れてその一部を各部の潤滑に供するのに併せ、内側領域
に供給された潤滑油の他の一部を絞り部により減圧して
背圧室の外側領域に適正量供給して各部の潤滑に供しな
がら、背圧室の内側領域が潤滑油の供給圧になり、外側
領域が所定圧となることにより旋回渦巻部品をバックア
ップして、旋回渦巻部品が固定渦巻部品から離れて転覆
するようなことを防止する。

【０００８】特に、絞り部が螺旋状の絞り通路を持って
いるので、従来と同じ長さの絞り部であっても、絞り通
路の長さを数倍から数十倍に長くすることができ、長さ
が長くなった割合分だけ孔径を大きくしても同じ絞り効
果が得られるので、従来よりも太い絞り通路にて従来よ
りも高い絞り効果を発揮し、潤滑油に混在しているゴミ
による閉塞の発生なしに絞り効果を十分に高めてスクロ
ール圧縮機の性能を高効率かつ安定なものとすることが
できる。しかも、孔径が大きくてよい分だけ孔径が小さ
い場合よりも加工しやすく低コストなものとなる。

【０００９】前記絞り通路が、外周面に螺旋溝が形成さ
れた雄部材と、この雄部材を孔内に挿入された雌部材と
で形成され、あるいは、孔の内周面に螺旋溝が形成され
た雌部材と、前記孔に挿入した雄部材とで形成されてい
ると、嵌め合わされる雌雄各部材の開放された外周面ま
たは内周面に螺旋溝を形成して、前記嵌め合わせを行う
だけで螺旋溝が雌雄各部材間で螺旋状の絞り通路となる
ので、絞り通路の加工がより簡単になりコストがさらに
低減する。

【００１０】雄部材の端部に、端面から切り込んだスリ
ットを備えていると、螺旋状の絞り通路が雄部材の端部
で加工不良やその後の潰れなどで不完全になることがあ
っても、螺旋状の絞り通路は端部から内側の部分がスリ
ットを通じ複数箇所で繋がって絞り通路の流路を確保す
るので、信頼性の高いものとなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るスクロール圧
縮機の幾つかの実施例につき、図１〜図５を参照しなが
ら詳細に説明し、本発明の理解に供する。

【００１２】本発明の図１〜図２に示す第１の実施例、
図３に示す第２の実施例、図４に示す第３の実施例、図
５に示す第４の実施例のいずれも、図１に示すような容
器１内に圧縮機構部２とこれを駆動する電動機３とを収
容した冷凍サイクル用の縦型配置されるスクロール圧縮
機の場合の一例である。しかし、本発明はこれに限定さ
れることはなく、図１に示すように固定渦巻羽根５３と
固定鏡板５４を有する固定渦巻部品１０と、旋回渦巻羽
根５５と旋回鏡板２５を有する旋回渦巻部品１１とを噛
み合わせて複数の圧縮室３２を持った圧縮機構部２を構
成し、旋回渦巻部品１１を自転拘束部品１２により自転
を拘束して円軌道に沿って旋回させたとき圧縮室３２が
容積を変えながら移動することにより、吸入、圧縮、吐
出を行うのに併せ、前記圧縮機構部２の旋回渦巻部品１
１の羽根面と反対側に設けられてシール部材２８により
内側領域２１と外側領域２９に区画された背圧室５６の
内側領域２１に潤滑油を供給し、この供給した潤滑油を
絞り部２４、３４、３８、４２を経由して前記外側領域
２９および圧縮機構部２の吸入空間３０へ供給するよう
な基本構成を有した各種のスクロール圧縮機全般に適用
して有効であり、いずれも本発明の範疇に属する。

【００１３】図１に示すスクロール圧縮機の具体的な構
造と基本動作について以下さらに説明すると、電動機３
は容器１の内側に焼き嵌めや溶接などして固定されたス
テータ４と、このステータ４の内側に位置するロータ５
とからなり、このロータ５は駆動軸６の外まわりに結合
されている。この駆動軸６の一端は旋回渦巻部品１１を
バックアップする固定部材として上記圧縮機構部２の一
部を構成する主軸受部品７に軸受８を介して回転自在に
支持されている。軸受８により支持されている駆動軸６
の先端には駆動軸６に対して偏心運動を行うクランク軸
９が備えられている。一方、固定渦巻部品１０と旋回渦
巻部品１１を噛み合わせることにより複数の圧縮室３２
を形成し、旋回渦巻部品１１と主軸受部品７との間に自
転拘束部品１２を備えて旋回渦巻部品１１の自転を防止
し、クランク軸９により旋回渦巻部品１１を旋回軸受１
３を介し円軌道に沿った旋回運動させることによって、
圧縮室３２が外周から中央部に向かって容積を減少させ
ながら移動され、容器１の吸入管５７、圧縮機構部２の
外周部の吸入ポート１４を通じ冷媒ガス等を吸入して圧
縮し、圧縮した冷媒ガス等を中央部の吐出ポート１５か
ら圧縮機構部２の上部にあるマフラー５０内を経て容器
１内の空間１６に吐出される。

【００１４】また駆動軸６の他端側は副軸受部品１７に
よって支持されており、駆動軸６の他端側の先端には容
積型のポンプ１８を備え、駆動軸６は旋回渦巻部品１１
の駆動と同時にポンプ１８を駆動する。ポンプ１８はこ
の駆動によって容器１の下部にある潤滑油溜まり１９か
ら潤滑油を吸入して駆動軸６の軸方向の中心に設けられ
た給油経路２０を経て背圧室５６における内側領域２１
に供給する。内側領域２１に達した潤滑油の一部は旋回
軸受１３および８を染み出すように順次流下してそれら
を潤滑および冷却した後、空間１６に出てそこに吐出さ
れた冷媒ガスに合流してロータ５のガス通路５１を通っ
て電動機３の下部に旋回流として吹出される。このとき
冷媒ガス中の潤滑油は遠心分離して潤滑油溜まり１９に
戻され、再循環する。潤滑油分離後の冷媒ガスはステー
タ４ないしはステータ４と容器１との間にあるガス通路
５２を経て容器１の上部に達し容器１の吐出管５８から
吐出され冷凍サイクルに供される。

【００１５】一方、内側領域２１に供給された潤滑油の
他の一部は、旋回渦巻部品１１の内部に設けられた長孔
２３を経由して絞り部２４、３４、３８、４２を通って
減圧された後、旋回鏡板２５と主軸受部品７に設けられ
た窪み２６と固定渦巻部品１０の上面２７とシール部材
２８で構成された前記外側領域２９に前記減圧に基づく
適量にて供給される。

【００１６】ここで、内側領域２１は潤滑油の供給圧と
なって圧縮機構部２での吐出圧よりも高い高圧部とな
り、外側領域２９は供給される潤滑油が増加することに
よって高圧部と吐出圧との中間の圧力に設定される。こ
れら背圧室５６における中央部の高圧状態と周辺部の中
間圧状態とで旋回渦巻部品１１をバックアップして、旋
回渦巻部品１１が固定渦巻部品１０から離れて転覆する
ようなことを防止している。シール部材２８は高圧部で
ある内側領域２１と中間圧部である外側領域２９との間
をシールする役割を持っている。また、この外側領域２
９には自転拘束部品１２が配設されておりこの外側領域
２９に供給される潤滑油により潤滑を行っている。

【００１７】外側領域２９に供給された潤滑油が過剰に
なって設定圧力を越えると、外側領域２９と圧縮室３２
を生成する吸入空間３０との間に構成された背圧調整機
構３１が開いて外側領域２９内の潤滑油を吸入空間３０
へ逃がして、外側領域２９を所定の中間圧に保つ。吸入
空間３０に逃がされた潤滑油はそれが形成する油膜によ
って圧縮室３２のシール性を高め圧縮中の冷媒ガス等の
漏れを防ぐシールの役割と、固定渦巻部品１０と旋回渦
巻き部品１１の接触面を潤滑する役割を果たしている。

【００１８】上記したように、必要な減圧を行うのに絞
り部２４の絞り通路の孔径を小さくして絞り効果を高め
る従来の技術では、潤滑油に混じっているゴミなどで閉
塞して性能低下を招くようなことがあるのを、本発明の
図２、図３（ａ）、図４（ａ）、図５（ａ）に示す第１
〜第４の実施例のいずれも、前記絞り部２４、３４、３
８、４２を、螺旋状の絞り通路３３を持った構造とする
ことにより解消している。

【００１９】このように、絞り部２４、３４、３８、４
２の絞り通路３３が螺旋状であると、従来と同じ長さの
絞り部２４であっても、絞り通路３３の長さを数倍から
数十倍に長くすることができ、長さが長くなった割合分
だけ孔径を大きくしても同じ絞り効果が得られるので、
従来よりも太い絞り通路３３にて従来よりも高い絞り効
果を発揮し、潤滑油に混在しているゴミによる閉塞の発
生なしに絞り効果を十分に高めてスクロール圧縮機の性
能を高効率かつ安定なものとすることができる。しか
も、孔径が大きくてよい分だけ孔径が小さい場合よりも
加工しやすく低コストなものとなる。

【００２０】図１、図２に示す第１の実施例では、絞り
部２４は１つのプラグ部材２４ａにて形成し、このプラ
グ部材２４ａの内部に螺旋状の絞り通路３３を形成して
いる。絞り通路３３の形成方法はどのような方式によっ
てもよいが、一例として螺旋状の中子を包み込むよう
に、金属製のプラグ部材２４ａの燒結成形や鋳造、樹脂
製のプラグ部材２４ａの型成形を行って後、中子を、そ
の抜き出しや溶出などにて除去することにより行える。
プラグ部材２４ａの円筒形状をした外周には取り付けね
じ６１が設けられ、内側領域２１から旋回渦巻部品１１
の内部を通じて旋回渦巻部品１１の外周に延びる前記長
孔２３の外周への開口部に外方からねじ合わせて取り付
けるようにしてある。プラグ部材２４ａの一端には前記
絞り通路３３に繋がる潤滑油導入口６０が形成され、外
側領域２９内の潤滑油を絞り通路３３へ案内するように
している。

【００２１】図３（ａ）（ｂ）に示す第２の実施例は、
図３（ｂ）に示すように、外周面に螺旋溝３７が形成さ
れた雄部材３６と、この雄部材３６を挿入する孔３５ａ
が形成された雌部材３５とで絞り部３４を構成し、図３
（ａ）に示すように雄部材３６を雌部材３５の孔３５ａ
に挿入することにより、前記螺旋溝３７と孔３５ａの内
面との間で螺旋状の絞り通路３３を形成している。雌部
材３５の一端に潤滑油導入口６０が設けられ、前記孔３
５ａに通じ、孔３５ａの一部を介して絞り通路３３に繋
がるようにしてある。もっとも、直接繋がるようにもで
きる。

【００２２】この第２の実施例によると、嵌め合わされ
る雌雄各部材３５、３６における嵌め合わせ前の雄部材
３６の開放された外周面に螺旋溝３７を形成して、前記
嵌め合わせを行うだけで螺旋溝３７が雌雄各部材３５、
３６間で螺旋状の絞り通路３３となるので、絞り通路３
３の加工がより簡単になりコストがさらに低減する。特
に、雄部材３６を円柱体とすることにより、雄部材３６
およびその螺旋溝３７の加工や、雌部材３５の孔３５ａ
の加工が旋盤などにより容易に行える。雌部材３５の円
筒形状をした外周面には第１の実施例の場合同様の取り
付けねじ６１が形成されている。

【００２３】図４（ａ）（ｂ）に示す第３の実施例は、
図４（ｂ）に示すように、孔３９ａの内周面に螺旋溝４
１が形成された雌部材３９と、前記孔３９ａに図４
（ａ）に示すように挿入される雄部材４０とで絞り部３
８を構成し、雄部材４０を雌部材３９の孔３９ａに挿入
することにより、螺旋溝４１と雄部材４０の外周面４０
ａとの間で螺旋状の絞り通路３３を形成する。雌部材３
９の一端に潤滑油導入口６０が設けられ、前記孔３９ａ
に通じ、孔３９ａの一部を介して絞り通路３３に繋がる
ようにしてある。もっとも、直接繋がるようにもでき
る。

【００２４】この第３の実施例でも、嵌め合わされる雌
雄各部材３９、４０における嵌め合わされる前の雌部材
３９の開放された孔３９ａの内周面に螺旋溝４１を形成
して、前記嵌め合わせを行うだけで螺旋溝４１が雌雄各
部材３９、４０間で螺旋状の絞り通路３３となるので、
絞り通路３３の加工がより簡単になりコストがさらに低
減する。また、第２の実施例と同様に、雄部材４０を円
柱体とすることにより、雄部材４０の加工や、雌部材３
９の雄部材４０を挿入する孔３９ａおよびその内周面の
螺旋溝４１の加工が旋盤などにより容易に行える。雌部
材３９の円筒形状をした外周面には第１、第２の実施例
の場合同様の取り付けねじ６１が形成されている。

【００２５】図５（ａ）（ｂ）に示す第４の実施例は、
図５（ｂ）に示すように、第２の実施例の場合どうよう
に、外周面に螺旋溝４５が形成された雄部材４４と、こ
の雄部材４４を挿入する孔４３ａが形成された雌部材４
３とで絞り部４２を構成し、図５（ａ）に示すように雄
部材４４を雌部材４３の孔４３ａに挿入することによ
り、前記螺旋溝４５と孔４３ａの内面との間で螺旋状の
絞り通路３３を形成し、雄部材４４の端部に、端面から
切り込んだスリット４６を備えている。雌部材４３の一
端に潤滑油導入口６０が設けられ、前記孔４３ａに通
じ、孔４３ａの一部を介して絞り通路３３に繋がるよう
にしてある。もっとも、直接繋がるようにもできる。

【００２６】この第４の実施例では、前記第２の実施例
と同様な作用効果を発揮する上に、雄部材４４の端部
に、端面から切り込んだスリット４６を備えていること
により、螺旋状の絞り通路３３が雄部材４４の端部で加
工不良やその後の潰れなどで不完全になることがあって
も、螺旋状の絞り通路３３は端部から内側の部分がスリ
ット４６を通じ複数箇所で繋がって絞り通路３３の流路
を確保するので、信頼性の高いものとなる。本実施例で
は雄部材４４の潤滑油が流入する潤滑油導入口６０側に
形成しているが、反対の潤滑油が流出する側の端部に形
成しても有効であるし、両端部に形成することもでき
る。

【００２７】なお、本発明は潤滑油の供給に容積型ポン
プを用いたが、差圧給油型ポンプを使用する場合にも同
様の効果を得ることができる。

【００２８】

【発明の効果】上記実施例から明らかなように、請求項
１に係る発明によれば、圧縮室にて吸入、圧縮、吐出を
繰り返し行いながら、旋回渦巻部品の羽根面と反対側の
背圧室において、シール部材により区画された内側領域
と外側領域とに潤滑油を供給して旋回渦巻部品をバック
アップし、旋回渦巻部品が固定渦巻部品から離れて転覆
するようなことを防止するのに、内側領域からの潤滑油
を減圧して外側領域に通し供給する絞り部が螺旋状の絞
り通路を持っているので、従来と同じ長さの絞り部であ
っても、絞り通路の長さを数倍から数十倍に長くするこ
とができ、長さが長くなった割合分だけ孔径を大きくし
ても同じ絞り効果が得られるので、従来よりも太い絞り
通路にて従来よりも高い絞り効果を発揮し、潤滑油に混
在しているゴミによる閉塞の発生なしに絞り効果を十分
に高めてスクロール圧縮機の性能を高効率かつ安定なも
のとすることができる。しかも、孔径が大きくてよい分
だけ孔径が小さい場合よりも加工しやすく低コストなも
のとなる。

【００２９】前記絞り通路が、外周面に螺旋溝が形成さ
れた雄部材と、この雄部材を孔内に挿入された雌部材と
で形成され、あるいは、孔の内周面に螺旋溝が形成され
た雌部材と、前記孔に挿入した雄部材とで形成されてい
ると、嵌め合わされる雌雄各部材の開放された外周面ま
たは内周面に螺旋溝を形成して、前記嵌め合わせを行う
だけで螺旋溝が雌雄各部材間で螺旋状の絞り通路となる
ので、絞り通路の加工がより簡単になりコストがさらに
低減する。

【００３０】また、雄部材の端部に、端面から切り込ん
だスリットを備えていると、螺旋状の絞り通路が雄部材
の端部で加工不良やその後の潰れなどで不完全になるこ
とがあっても、螺旋状の絞り通路は端部から内側の部分
がスリットを通じ複数箇所で繋がって絞り通路の流路を
確保するので、信頼性の高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１〜第４の実施例に共通するスクロ
ール圧縮機の全体構造を示す断面図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係る絞り部を示す断面
図である。

【図３】本発明の第２の実施例に係る絞り部を示し、そ
の（ａ）は組み立て状態の断面図、その（ｂ）は雌雄各
部材を分解し雌部材を断面して見た分解図である。

【図４】本発明の第３の実施例に係る絞り部を示し、そ
の（ａ）は組み立て状態の断面図、その（ｂ）は雌雄各
部材を分解し雌部材を断面して見た分解図である。

【図５】本発明の第４の実施例に係る絞り部を示し、そ
の（ａ）は組み立て状態の断面図、その（ｂ）は雌雄各
部材を分解し雌部材を断面して見た分解図である。

【図６】従来のスクロール圧縮機の絞り部を示す断面図
である。

【符号の説明】

２ 圧縮機構部 ３ 電動機 ６ 駆動軸 １０ 固定渦巻部品 １１ 旋回渦巻部品 １２ 自転拘束部品 １４ 吸入ポート １５ 吐出ポート １８ 容積型ポンプ １９ 潤滑油溜まり ２０ 給油経路 ２１ 内側領域 ２３ 長孔 ２４、３４、３８、４２ 絞り部 ２５ 旋回鏡板 ２７ 上面 ２８ シール部材 ２９ 外側領域 ３０ 吸入空間 ３２ 圧縮室 ３３ 絞り通路 ３５、３９、４３ 雌部材 ３６、４０、４４ 雄部材 ３７、４１、４５ 螺旋溝 ４６ スリット

フロントページの続き (72)発明者 鶸田 晃 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 澤井 清 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 佐野 潔 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3H029 AA02 AA14 AA21 AB03 BB06 BB31 BB36 CC33 CC55 3H039 AA03 AA06 AA12 BB07 BB11 BB16 CC27 CC40 CC42

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定渦巻羽根と固定鏡板を有する固定渦
   巻部品と、旋回渦巻羽根と旋回鏡板を有する旋回渦巻部
   品とを噛み合わせて複数の圧縮室を持った圧縮機構を構
   成し、旋回渦巻部品を自転を拘束して円軌道に沿って旋
   回させたとき圧縮室が容積を変えながら移動することに
   より、吸入、圧縮、吐出を行うのに併せ、前記圧縮機構
   の前記旋回渦巻部品の羽根面と反対側に設けられてシー
   ル部材により内側領域と外側領域に区画された背圧室の
   内側領域に潤滑油を供給し、この供給した潤滑油を絞り
   部を経由して前記外側領域および圧縮機構の吸入空間へ
   供給するようにしたスクロール圧縮機において、 前記絞り部は、螺旋状の絞り通路を持っていることを特
   徴とするスクロール圧縮機。
2. 【請求項２】 前記絞り通路は、外周面に螺旋溝が形成
   された雄部材と、この雄部材を孔内に挿入された雌部材
   とで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の
   スクロール圧縮機。
3. 【請求項３】 前記絞り通路は、孔の内周面に螺旋溝が
   形成された雌部材と、前記孔に挿入した雄部材とで形成
   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
   ル圧縮機。
4. 【請求項４】 雄部材の端部に、端面から切り込んだス
   リットを備えたことを特徴とする請求項２、３のいずれ
   か１項に記載のスクロール圧縮機。