JP4184673B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍サイクル装置等に用いられ、簡便な構造で高性能、高信頼性のスクロール圧縮機を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来のスクロール圧縮機は、一般に図８に示すような構成を備えている。このものは固定渦巻部品３０１と旋回渦巻部品３０２とを噛み合わせて双方間に複数の圧縮空間３００が形成されている。旋回渦巻部品３０２が、クランク軸３０６の偏心部３０９にて駆動されて固定スクロール３０１に対し円軌道運動つまり旋回運動される。この旋回渦巻部品３０２の旋回運動によって圧縮空間３００が外周側から渦巻きの中心部に向かって移動しながら容積を小さくすることで、吸入口３１４から冷媒ガスなどを吸入して圧縮した後、吐出口３１５を通じて密閉容器３０４の内部空間３１６に吐出する。ここに上述の固定渦巻部品３０１および旋回渦巻部品３０２が主な構成要素となって圧縮機構部３１０が構成されている。
【０００３】
この圧縮機構部３１０の駆動機構は、密閉容器３０４の内側に圧縮機構部３１０とともに上下に設けられた電動機３０３のロータ３０５にクランク軸３０６を貫通状態で結合して構成され、電動機３０３によってクランク軸３０６を回転駆動する。クランク軸３０６の上端部分は軸受３１１を介して主軸受部材３０７に支持され、クランク軸３０６の主軸受３０８から上に出た先端部には、これに対して偏心運動を行い旋回渦巻部品３０２を旋回軸受３１３を介して円軌道運動させる偏心部３０９を備えている。クランク軸３０６の下端部は、副軸受３１７ａを介し副軸受部材３１７に支持され、クランク軸３０６の副軸受３１７ａから下に出た下端に容積型ポンプ３１８を備えている。
【０００４】
容積型ポンプ３１８はクランク軸３０６によって圧縮機構部３１０とともに駆動され、密閉容器３０４の下端部の液溜部３１９に貯留されているオイルなどの潤滑油（図示せず）を吸入して、クランク軸３０６に形成された液供給通路３２０を通じ液溜まり３２１に供給する。液溜まり３２１に供給した潤滑油は旋回軸受３１３に対し潤滑および冷却を行って後、次の液溜まり部３２２を経て主軸受３０８を潤滑し、その後前記液溜部３１９に戻って再循環される。一方、液溜まり部３２１に供給された潤滑油の一部は、旋回渦巻部品３０２の内部に設けられた長孔３２３を経由して絞り部３２４で減圧されながら背圧室３２９に供給される。ここに、液溜まり３２１、３２２は高圧部となり背圧室３２９は高圧と低圧の中間圧部となり、互いにシール部材３２８によりシールされている。
【０００５】
この背圧室３２９は前記絞り部３２４での絞り作用によって液溜まり３２１内の潤滑油が減圧を伴い適正量に制限して供給され、旋回渦巻部品３０２をバックアップする背圧を働かせて、旋回渦巻部品３０２を固定渦巻部品３０１側に押圧し固定渦巻部品３０１から引き離されたり転覆したりしないようにされる。
【０００６】
背圧室３２９に供給された潤滑油が溜まるに従い、背圧室３２９の圧力が上昇して固定、旋回各渦巻部品３０１、３０２間が過剰接触する原因になるが、その圧力を所定の範囲に保つために、背圧室３２９と圧縮空間３００の吸入域３００ａの間に圧力調整機構３３１が設けられている。この圧力調整機構３３１は背圧室３２９の圧力が設定された圧力より高くなると背圧室３２９内の過剰な潤滑油を吸入域３００ａに逃がして背圧室３２９を所定の圧力に維持し、旋回渦巻部品３０２が固定渦巻部品３０１に過剰に接触するようなことを防止し、吸入域３００ａに逃がした潤滑油は圧縮空間３００に導かれ、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３０１と旋回渦巻部品３０２の接触面を潤滑する役割を果たす。
【０００７】
また、前記長孔３２３の絞り部３２４よりも上流側から分岐して旋回渦巻部品３０２の羽根先端部に設けた固定旋回部品３０１との間をシールするチップシール３３３を保持する保持溝３３４とを連絡する通路３３５を設けることにより（例えば、特２０００−２１３４７７号公報参照）、保持溝３３４とチップシール３３３背面の隙間に形成される空間に潤滑油を供給する。これにより、保持溝３３４内にその長手方向に形成される低圧側への漏れ通路を埋めて遮断するとともに、保持溝３３４から溢れ出る潤滑油によってその直角方向を横断して外側に形成されるより低圧の圧縮空間３００への漏れ通路をも遮断し、さらには圧縮空間３００を形成する壁面へも供給している。
【０００８】
次に、絞り部３２４は図９に示すように、外周部に取り付け用のネジ部３２４ａを持つ円筒状ピンであり中心に細い絞り孔３３９が設けられている。絞り部３２４はこの絞り孔３３９によって長孔３２３を通じて液溜まり３２１から背圧室３２９に供給される潤滑油に絞り作用を及ぼし、それを減圧し適正量に制限して背圧室３２９に供給する。この適正量は絞り孔３３９の内径を変更することにより調整している。
【０００９】
一方、従来の他のスクロール圧縮機としては、図１０に示すような構成を備えたものが知られている（特開平７−７７１８２号公報参照）。このものは、背圧が一定値以上になったときに弁が開いて過剰入力を吸入側に逃がす差圧給油方式を用いて、潤滑油を供給するものである。すなわち、密閉容器３０４の下部の油溜部３１９の潤滑油は、旋回渦巻部品３０２の背部にある中間圧室３４２の圧力と密閉容器３０４の内部空間３１６に充満する吐出冷媒による吐出圧力との差圧により主軸受部材３０７、旋回軸受３１３を始めとする圧縮機構部３１０における他の摺動箇所に供給される。
【００１０】
中間圧室３４２は、旋回渦巻部品３０２に圧縮空間３００の中間圧域と通じる２つの中間孔（図示せず）を設けることにより、吸込圧力と吐出圧力の中間の圧力に保持されている。潤滑油は、上記吐出圧と中間圧との圧力差により、クランク軸３０６の給油経路３２０、主軸受３０８を滑り軸受としてそこに絞り部として形成した細い給油溝３４３を通って主軸受３０８および旋回軸受３１３、主軸受部材３０７と旋回渦巻部品３０２との間の中間圧室３４２に供給される。中間圧室３４２に入った潤滑油は、旋回渦巻部品３０２の中間圧孔や外周部を経て圧縮空間３００に供給された後、吐出ポート３１５から冷媒ガスと共に密閉容器内空間３１６に放出される。
【００１１】
圧縮機構部３１０の吸入通路３４４には冷媒の逆流を防止する逆止弁３４５が設けられている。この逆止弁３４５はスクロール圧縮機における運転停止時の状態を図１１に示し、運転時の状態を図１２に示してある。圧縮機が運転されると、冷媒ガスは外部サイクルから吸入通路３４４に入り込み、逆止弁３４５は上記吸入ガス圧によって図１１の位置から図１２の位置まで押し下げられて、その上方に図１０の圧縮空間３００に連通する空間が形成される。それにより、吸入ガスは上記空間から圧縮空間３００に吸入され、圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、図１０の吐出ポート３１５から密閉容器内空間３１６に吐出され、この吐出された高圧ガスは密閉容器３０４の上部空間から圧縮機構部３１０の外周部に設けられた切欠きまたは連通孔を通り、電動機３０３などを収納する下部空間に供給される。このとき、冷媒ガスは電動機３０３のステータを冷却し、さらに、電動機３０３などの空間を通過することで吐出ポート３１５から霧状となって吐出される潤滑油が分離され、高圧の冷媒ガスが吐出通路３４７から外部サイクルに戻される。
【００１２】
圧縮機の運転が停止されると、逆止弁３４５は、圧縮空間３００、密閉容器３１４および吐出通路３４７から外部サイクルに戻る途中にある高圧の冷媒ガスが吸入通路３４４より前段側へ逆流しようとする力と、逆止弁３４５の下段に設けられたスプリング３４８とにより、図１２の位置から図１１の位置に押し戻されて、シールカラー３４９の端面と逆止弁３４５の平面とで吸込み側と連通する通路を閉鎖し、冷媒の逆流を防止するとともに、圧縮機下部の潤滑油が摺動部への給油経路であるクランク軸３０６の給油経路３２０、旋回軸受３１３、主軸受部材３０７、中間圧室３４２、中間圧孔および圧縮空間３００などを通って圧縮機の外部へ持ち出されるのを防ぐ。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示す従来例のように、高圧の油溜り３２１と旋回渦巻部品３０２の羽根先端に設けたチップシール３３３の保持溝３３４の底面とを常時連絡する長孔３２３および分岐通路３３５を通じて液溜まり３２１から保持溝３３４に潤滑油を供給するのでは、保持溝３３４は液溜まり３２１に常時通じて高圧の潤滑油が供給され続けるので、保持溝３３４内のチップシール３３３との間にできる長手方向の隙間を通じて余剰の潤滑油が圧縮空間３００の低圧な吸入域３００ａ側に過剰に流入していき、吸入加熱が生じて性能低下を来す。これを解消するのに長孔３２３が保持溝３３４に通じる通路部分を細くするなどして絞り効果を持たせ潤滑油の供給量を制限すると、圧縮空間３００の低圧な吸入域３００ａ側への流れ込み量を少なくできても、圧縮効率の低下や摺動部の磨耗による寿命の低下を招く。
【００１４】
また、絞り部３２４の絞り孔３３９の内径を小さくしたり長さを長くしたりして絞り効果を上げると、液溜まり３２１から背圧室３２９に供給する液量を制限する分だけ前記保持溝３３４に供給しやすくなっても、これは前記吸入加熱の原因にしかならない。一方、前記供給制限は背圧室３２９での昇圧を遅くするので、吸入域３００ａへの過剰な潤滑油の逃がしを防止して吸入加熱の問題を低減することはできるが、絞り孔３３９の内径を小さくしたり長さを長くしたりすると潤滑油に存在するゴミにより閉塞しやすくなり、圧縮機の性能や信頼性が低下するとともに、絞り孔３３９の加工が困難になりコストが上昇するといった問題がある。
【００１５】
一方、図１０に示す従来例では、給油機構は容積型ポンプを備えない簡単なもので、部品コストを低減させられるし、各部に適量の潤滑油を供給しやすいものであっても、機能上の高信頼性を確保するためには逆止弁３４５を設ける必要があり、この逆止弁３４５はシール面の洩れが多いとガスが逆流し、その際に圧縮機構部３１０内の潤滑油が外部に持ち出されて潤滑するための潤滑油が不足し、信頼性が低下するという問題が残存している。また、通常運転時に逆止弁３４５が冷媒ガスの吸入抵抗となり、性能が低下するという問題が残存している。
【００１６】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、低コスト、高効率、高信頼性のスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明のスクロール圧縮機は、鏡板から羽根が立ち上がった固定渦巻部品と旋回渦巻部品とが噛み合わされて双方間に圧縮空間が形成され、旋回渦巻部品が固定渦巻部品に対し円軌道運動されたとき圧縮空間が移動しながら容積を変化させて、流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、旋回渦巻部品の旋回駆動に伴い旋回渦巻部品の背面の液溜まりに供給した液を、旋回渦巻部品外周部の背面側の背圧室に旋回渦巻部品を通じ供給制限部で制限して供給するのに併せ、前記液を旋回渦巻部品を通じ旋回渦巻部品の羽根における先端の固定渦巻部品との間のシール部材を保持する保持溝に供給する液供給機構とを備え、特に、液供給機構は、固定渦巻部品の旋回渦巻部品と摺動する面に設けた凹部と、旋回渦巻部品に設けられて旋回渦巻き部品の旋回に伴い前記凹部と間欠的に通じ前記液溜まりの液を凹部に供給する第１の通路と、旋回渦巻部品に設けられてその旋回に伴い前記第１の通路と異なったタイミングで前記凹部と通じて凹部内の液を前記保持溝に供給する第２の通路とを備えたことを主たる特徴とする。
【００１８】
このような構成では、旋回渦巻部品が旋回駆動されて吸入、圧縮、吐出の動作を繰り返すのに併せ、潤滑機構が働かされて旋回渦巻部品の背部にある液溜まりを経て旋回渦巻部品の背部の背圧室と旋回渦巻部品の羽根先端のシール部材を保持する保持溝とに液を供給して、背圧室で液の供給が所定の制限の基に行われることにより旋回渦巻部品の背部に所定の背圧を働かせてバックアップする一方、保持溝への供給は旋回渦巻部品の旋回に伴い第１の通路が凹部に通じたときに液溜まりの液を凹部に供給し、この凹部が第１の通路と異なったタイミングで、従って第１の通路と通じなくなったタイミングで第２の通路と通じ凹部内の液を前記保持溝に供給するので、液溜まりの高圧で、しかも背圧室への供給が制限されて余剰液が生じやすい環境にあって保持溝の高圧域にでも行き渡りやすい状態の液を、絞ったりせずにそのままの状態で第１、第２の通路と同時に通じることのない凹部によって確実に量規制し、低圧の吸入域側への流出を抑えながら圧縮空間の全域に適量の液を供給してシールおよび潤滑を図ることができ、性能および信頼性の高いスクロール圧縮機が必須の部材、既設部材を利用した簡単で安価なものとして提供することができる。また、差圧給油方式を採用しても、第１、第２の通路の一方が凹部との間で閉じて互いが通じることがないので、運転停止時に残存する差圧によって液が供給され続けることはなく、液の過剰供給は勿論、外部への持ち出しは生じない。従って逆止弁は不要である。
【００１９】
もっとも、第１、第２通路の間欠的な通じ合いが凹部に同時に通じることによりなされて、この状態で運転が停止されることがあっても、容積型ポンプを利用した給油方式であれば前記外部への持ち出しの問題はない。
【００２０】
さらに、液供給機構の前記供給制限部は、前記液溜まりから背圧室に液を供給する通路に設けられた絞り部、あるいは、この絞り部を持ち、または持たない通路を旋回渦巻部品の旋回運動に伴い間欠的に通じさせる間欠連通部であればよく、後者では特に、旋回渦巻部品の旋回に伴う間欠的に通じる時間割合や流量の設定によって、どのようにも制限することができ、背圧の過剰や吸入加熱を防止すべく供給制限を強める場合でも、従来のように絞り孔の径を小さくしたり長くして詰まりやすくなって性能や信頼性が低下する問題、および加工が困難でコスト高になる問題のいずれも解消し、より高効率かつ低コストなスクロール圧縮機が実現する。また、絞り部を併せ持つことにより、加工が容易で詰まりが生じない程度の絞り部にて、従って、コストが特に上昇するようなことなしに、より高い供給制限を間欠供給による脈流を抑制しながら容易に達成することができ、性能のさらなる安定と吸入加熱のさらなる防止が図れる。
【００２１】
なお、供給制限部が間欠的に通路が通じるものである場合、通じる時間が前記凹部が第１の通路と通じる時間と異なったタイミングになるように設定すると、凹部への液の供給圧が背圧のための液供給によって低下されず、保持溝の高圧域への液の供給がさらに確保しやすくなる。
【００２２】
また、供給制限部が、前記第１の通路の途中から分岐した分岐通路に設けられていると、第１の通路の一部を共用して設けられるので、通路構造が簡単で加工しやすくなり、コストがさらに低減する。
【００２３】
さらに、背圧室の過剰液を逃がし経路を通じ逃がして背圧室を所定の圧力に維持する圧力調整機構を備え、逃がし経路は前記旋回渦巻部品の旋回に伴い間欠的に背圧室に通じる開口を有している構成とすることができる。
【００２４】
このような構成では、さらに、過剰な液を逃がし経路を通じ逃がす簡単な方式での背圧調整をも採用してより適正な背圧状態を維持できるようにする一方、この逃がした液を差圧方式にて圧縮空間に供給しそこでのシールと潤滑に利用するので、固定、旋回各渦巻部品間のシールおよび潤滑機能がさらに向上する。しかも、逃がし経路の開口が旋回渦巻部品の旋回に伴い背圧室に間欠的に通じるので、背圧調整のために逃がした液を吸入域に供給することが無闇に行われず吸入加熱の問題が生じるのを抑制することができる。特に、逃がし経路 の開口が背圧室に間欠的に通じる時間を供給制限部で間欠的に通じる時間と異ならせることにより、運転が停止しても圧力調整機構への液の通路が逃がし経路の開口か供給制限部かのいずれかで常に遮断されるので、差圧給油方式を採用しても液の過剰供給や外部への持ち出しは生じない。従って、逆止弁は不要である。
【００２８】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴はそれ単独で、あるいは可能な限り種々な組合せで複合して採用することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかるスクロール圧縮機とその駆動方法につき、図１〜図７を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態は縦型で容器内に電動機および圧縮機構を内蔵した冷凍サイクル用のスクロール圧縮機の場合の幾つかを例示しており、取り扱う流体は冷媒である。また、各部の潤滑およびシールに供する液としてはオイルなどの潤滑油を採用している。しかし、本発明はこれに限られることはなく、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。
【００３０】
本実施の形態のスクロール圧縮機の駆動方法は、図１〜図７に示すように 、固定鏡板１０ａ、旋回鏡板２５から羽根が立ち上がった固定渦巻部品１０と旋回渦巻部品１１とを噛み合わせて形成した圧縮空間３２が、旋回渦巻部品１１を固定渦巻部品１０に対し円軌道運動させたときの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の冷媒の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を行う。これに併せ、旋回渦巻部品１１の旋回駆動に伴い旋回渦巻部品１１の背面の液溜まり２１ないしは２２、図に示す例では液溜まり２１に供給した潤滑油４１を、旋回渦巻部品１１の外周部の背面側に旋回渦巻部品１１を通じ所定の制限の基に供給して旋回渦巻部品１１をバックアップしながら、前記潤滑油４１を旋回渦巻部品１１を通じ旋回渦巻部品１１の羽根における先端の固定渦巻部品１０との間のシール部材の一例であるチップシール３３を保持する保持溝３４に供給して固定、旋回各渦巻部品１０、１１間のシールおよび潤滑を図る。これに加え、特に、前記保持溝３４への潤滑油４１の供給は、旋回渦巻部品１１の旋回に伴う前記液溜まり２１と保持溝３４との間欠的な直接または間接の通じ合い時に行う。
【００３１】
このように、旋回渦巻部品１１の旋回により固定渦巻部品１０との間の圧縮空間３２にて吸入、圧縮、吐出の動作を繰り返すのに併せ、旋回渦巻部品１１の旋回駆動に伴い旋回渦巻部品１１の背面の液溜まり２１および旋回渦巻部品１１内を経て、旋回渦巻部品１１の外周部の背面側と、旋回渦巻部品１１の羽根先端におけるチップシール３３の保持溝３４とに液を供給することにより、旋回渦巻部品１１の外周部の背面側では供給した液による背圧にて旋回渦巻部品１１をバックアップするのに、潤滑油４１の供給を所定の制限の基に行うことでバックアップの過不足を無くして、固定渦巻部品１０から離れずまた過剰に接触しない安定な旋回動作を保証する一方、保持溝３４では供給した潤滑油４１による固定、旋回各渦巻部品１０、１１間のシールおよび潤滑を図って、圧縮性能、耐久性を高められる。
【００３２】
特に、保持溝３４への潤滑油４１の供給は旋回渦巻部品１１の旋回に伴う液溜まり２１と保持溝３４との間欠的な直接または間接の通じ合い時に、液溜まり２１や２２での高圧でしかも背圧のための供給が制限されて余剰液が生じやすい環境にある潤滑油４１を絞ったりせずにそのままの状態で供給することによって、保持溝３４の高圧域にでも行き渡りやすくしながら、全体としては液溜まり２１と保持溝３４とが通じる時間割合いないしは流量の設定によって供給する潤滑油４１の量規制をするので、低圧の吸入域３０側への流出を抑えながら保持溝３４の高圧域を含む全域に適量の液を供給して圧縮空間３２のシールおよび摺動部の潤滑を図ることができ、性能および信頼性の高いスクロール圧縮機が得られる。しかも、必須の部材や既設部材を利用して特別な部材や機構なしに安価に実現する。
【００３３】
前記間接の通じ合いを固定、旋回各渦巻部品１０、１１間の図１〜図７に例示するような液溜まり空間の一例としての固定渦巻部品１０側の凹部３８が、図２（ａ）（ｂ）に示すように液溜まり２１と前記保持溝とに異なったタイミングで通じることにより行うようにしている。このようにすると、凹部３８が液溜まり２１に通じたときに前記高圧で余剰液が生じやすい環境の液を適量受け入れて閉じ込め、この凹部３８が保持溝３４に通じたときにそのまま、つまり絞り作用を伴わないで供給することによって、凹部３８の容量に比例したより確実な量規制をした潤滑油を保持溝３４に供給でき、低圧の吸入域３０側への流出、吸入加熱をさらに抑制しながら、しかも保持溝３４の高圧域への供給を保証して性能のさらなる向上を図ることができる。
【００３４】
また、このような構成であると、差圧給油方式を採用しても、凹部３８においてその液溜まり２１側か保持溝３４側かのいずれかで通じ合いが常に断たれていて、運転停止時に残存する差圧によって潤滑油４１が供給され続けることはなく、潤滑油４１の過剰供給は勿論、外部への持ち出しは生じない。従って逆止弁は不要である。
【００３５】
以上のような駆動方法を採用した本実施例のスクロール圧縮機は、図１、図２に示すように前記固定渦巻部品１０と旋回渦巻部品１１とが噛み合わされて双方間に圧縮空間３２が形成され、旋回渦巻部品１１が固定渦巻部品１０に対し円軌道運動されたとき圧縮空間３２が移動しながら容積を変化させて、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部２と、旋回渦巻部品１１の旋回駆動に伴い旋回渦巻部品１１の背面の液溜まり２１に供給した潤滑油４１を、旋回渦巻部品１１の外周部背面側の背圧室２９に旋回渦巻部品１１を通じ供給制限部１０１で制限して供給するのに併せ、前記潤滑油４１を旋回渦巻部品１１を通じ旋回渦巻部品１１の羽根における先端の前記チップシール３３などのシール部材を保持する保持溝３４に供給する液供給機構１０２とを備え、さらに、液供給機構１０２は、固定渦巻部品１０の旋回渦巻部品１１と摺動する面に設けた凹部３８と、旋回渦巻部品１１に設けられて旋回渦巻き部品１１の旋回に伴い前記凹部３８と間欠的に通じ前記液溜まり２１の潤滑油４１を凹部３８に供給する第１の通路３６と、旋回渦巻部品１１に設けられてその旋回に伴い前記第１の通路３６と異なったタイミングで前記凹部３８と通じて凹部３８内の液を前記保持溝３４に供給する第２の通路３７とを備えたもので足り、必須の部材、既設部材を利用して高性能かつ高信頼性の構造が簡単で安価なスクロール圧縮機が得られる。ここに、第１、第２通路３６、３７および凹部３８は液溜まり２１から保持溝３４に潤滑油を間欠に供給する間欠供給機構１００をなしている。
【００３６】
もっとも、この間欠供給機構１００における第１、第２通路３６、３７の間欠的な通じ合いが凹部３８に同時に通じ合って行われて、通じ合い時に運転が停止されても図１の例、図６の例で示すような容積型ポンプ１８を利用した給油方式であれば前記外部への持ち出しの問題はない。なお、図示しないが、第１、第２の通路３６、３７の直接の通じ合いは、双方を旋回渦巻部品１１にて通じるようにしておき、その境界部を開閉する弁部材を固定渦巻部品１０と旋回渦巻部品１１との相対移動により開閉することで行える。もっとも、他の方法によってもよい。
【００３７】
さらに、液供給機構１０２の前記供給制限部１０１は、前記液溜まり２１から背圧室２９に潤滑油４１を供給する通路である図１、図２の例の場合のような長孔２３などに設けられた絞り部２４、あるいは、この絞り部２４を図３、図４に示す例のように持ち、または持たない通路である長孔２３などを図４に示すように旋回渦巻部品１１の旋回運動に伴い間欠的に背圧室２９に通じさせる間欠連通部１０３などであればよい。
【００３８】
後者では特に、旋回渦巻部品１１の旋回に伴う間欠的な直接または間接に通じる時間割合や流量の設定によって、どのようにも制限することができ、背圧の過剰や吸入加熱を防止すべく供給制限を強める場合でも、従来のように絞り孔の径を小さくしたり長くして詰まりやすくなって性能や信頼性が低下する問題、および加工が困難でコスト高になる問題のいずれも解消し、より高効率かつ低コストなスクロール圧縮機が実現する。また、図３、図４の例で示すように絞り部２４を間欠連通部１０３と併せ持つことにより、加工が容易で詰まりが生じない程度の絞り部２４にて、従って、コストが特に上昇するようなことなしに、より高い供給制限を間欠供給による脈流を抑制しながら容易に達成することができ、性能のさらなる安定と吸入加熱のさらなる防止が図れる。
【００３９】
なお、供給制限部１０１が図３、図４に示す例のように、間欠的に通路である長孔２３などが背圧室２９に通じるものである場合、この通じる時間が前記凹部３８が第１の通路３６と通じる時間と異なったタイミングになるように設定すると、凹部３８への潤滑油４１の供給圧が背圧のための潤滑油４１の供給によって低下されず、保持溝３４の高圧域への潤滑油４１の供給がさらに確保しやすくなる。
【００４０】
また、供給制限部１０１が図５の例で示すように、前記第１の通路３６の途中から分岐した分岐通路に設けられていると、第１の通路３６の一部を共用して設けられるので、共用した分だけ通路構造が簡単で加工しやすくなり、コストがさらに低減する。
【００４１】
さらに、図１〜図７に示す各例のように、背圧室２９の過剰液を液逃がし経路１０４を通じ逃がして背圧室２９を所定の圧力に維持する圧力調整機構３１を備えておくのに、図６、図７に示す例のように、液逃がし経路１０４は前記旋回渦巻部品１１の旋回に伴い図７（ａ）（ｂ）に示すように間欠的に背圧室２９に通じる開口５０を有したものとすることができる。このようにすると、過剰な潤滑油４１を逃がし経路１０４を通じ逃がす簡単な方式での背圧調整をも採用してより適正な背圧状態を維持できるようにする一方、この逃がした潤滑油４１を差圧方式にて圧縮空間３２に供給しそこでのシールと潤滑に利用するので、固定、旋回各渦巻部品１０、１１間のシールおよび潤滑機能がさらに向上する。しかも、液逃がし経路１０４の開口５０が旋回渦巻部品１１の旋回に伴い背圧室２９に間欠的に通じるので、背圧調整のために逃がした潤滑油４１を圧縮空間３２の吸入域３０に供給することが無闇に行われず吸入加熱の問題が生じるのを抑制することができる。特に、液逃がし経路１０４の開口５０が背圧室２９に間欠的に通じる時間を供給制限部１０１で間欠的に通じる時間と異ならせることにより、運転が停止しても圧力調整機構３１への潤滑油４１の供給通路が液逃がし経路１０４の開口５０か供給制限部１０１かのいずれかで常に遮断されるので、差圧給油方式を採用しても潤滑油４１の過剰供給や外部への持ち出しは生じない。従って、逆止弁は不要である。
【００４２】
図１、図２に示す例のスクロール圧縮機について、さらに具体的に説明する。圧縮機構部２は電動機３とともに容器１内に上下に配置されている。電動機３は容器１の内側に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にはクランク軸６が貫通状態で結合されている。このクランク軸６の一端側は圧縮機構部２の一部を構成する支持部材である主軸受部材７によって主軸受８を介し軸受けされている。主軸受部材７は容器１内に固定され、これに取り付けた固定渦巻部品１０との間に旋回渦巻部品１１を収容して固定渦巻部品１０との噛みあい状態に保持している。主軸受部材７と旋回渦巻部品１１との間に旋回渦巻部品１１の自転を阻止して円軌道運動させる自転拘束手段としてもオルダムリングなどの自転拘束部品１２や機構を働かせ、クランク軸６の主軸受８の上に出た一端側の先端に備えられたクランク軸６に対して偏心運動を行う偏心部９により旋回軸受１３を介し旋回渦巻部品１１を駆動し、旋回渦巻部品１１を固定渦巻部品１０に対し旋回運動のみをさせることによって、圧縮空間３２を例えば外周部から渦巻の中心に向かって容積を減少させながら移動させることにより吸入ポート１４を通じ外部サイクルから冷媒ガス等を吸入し、圧縮する。圧縮した冷媒ガスなどは吐出ポート１５を通り、容器内空間１６に吐出する。
【００４３】
また、クランク軸６の他端側は容器１内に固定された支持部材である副軸受部材１７の副軸受１７ａによって軸受けされている。クランク軸６の他端側の副軸受１７ａから下方に出た先端に容積型ポンプ１８を備えている。容積ポンプ１８はクランク軸６によって圧縮機構部２とともに駆動され、液溜部１９に貯留された潤滑油４１をクランク軸６の中心に軸方向に設けられた給油経路２０を通じて偏心部９の上部の液溜まり２１に供給する。液溜まり２１に供給した潤滑油４１は旋回軸受１３を潤滑および冷却し、次の液溜まり２２を経て主軸受８を潤滑し、その後前記した液溜部１９に戻り再循環される。
【００４４】
一方、液溜まり２１に供給された潤滑油４１の一部は、旋回渦巻部品１１の内部に設けられた長孔２３を経由して細い絞り孔で構成された絞り部２４より旋回鏡板２５と主軸受部材７に設けられた窪み２６と固定渦巻部品１０の面２７とシール部材２８で囲われた背圧室２９に、減圧されて供給される。ここに、背圧室２９は液溜まり２１、２２よりも低圧になる。そこで、前記シール部材２８は高圧部である液溜まり２１、２２とそれよりも低圧の背圧室２９との間をシールし、絞り部２４を経ないで通じ合うことを防止する役割を持っている。この背圧室２９には前記自転拘束部品１２が配設されておりこの背圧室２９に供給される潤滑油４１により潤滑を行う。
【００４５】
背圧室２９に供給された潤滑油４１が溜まるに従い、背圧室２９の圧力が上昇して固定、旋回渦巻部品１０、１１間の過剰接触の原因になる。そこで、その圧力を一定の範囲に保つために、背圧室２９と圧縮空間３２の低圧域である吸入域３０との間に前記圧力調整機構３１が設けられている。この圧力調整機構３１は、背圧室２９の圧力が設定された圧力より高くなると作動して液逃がし経路１０４を開いて背圧室２９内の過剰な潤滑油４１を吸入域３０へ逃がし、圧縮空間３２に供給する。これにより背圧室２９内の圧力はほぼ一定に保たれると共に吸入域３０に供給された潤滑油４１は圧縮空間３２に導かれ、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と旋回渦巻部品１１の接触面を潤滑する役割を果たす。
【００４６】
また、液溜まり２１に供給された潤滑油４１は、第１の通路３６と、固定渦巻部品１０の旋回渦巻部品１１との摺動面に形成された前記凹部３８とが、旋回渦巻部品１１の旋回運動に伴い図２（ａ）に示すように通じた時点で、第１の通路３６を介し凹部３８に供給されて溜められ、前記通じ合いを断たれた時点以降一旦閉じ込められる。次いで、旋回渦巻部品１１の旋回運動に伴い溜められる。その後、旋回渦巻部品１１の旋回運動に伴い図２（ｂ）に示すように凹部３８が第２の通路３７に通じた時点で、凹部３８に溜められていた潤滑油４１は第２の通路３７を介して、旋回渦巻部品１１の羽根先端部に形成されたチップシール３３の保持溝３４に供給される。
【００４７】
以上のようにして、液溜部１９から容積型ポンプ１８でクランク軸６の偏心部９上部の液溜まり２１に供給された潤滑油４１は、第１の通路３６と第２の通路３７により保持溝３４のチップシール３３背面にある隙間で形成される空間に間欠的に供給され、吐出ポート１５から吸入ポート１４に至る圧縮空間３２の全域に適量の潤滑油４１が供給される。また、保持溝３４の底面に供給される潤滑油４１の量は、固定渦巻部品１０に設けられた凹部３８などよりなる溜まり空間の容積により容易に制御できる。そのため、高圧の潤滑油４１が圧縮空間３２における低圧の吸入域３０側に多量に流入することによって発生する吸入加熱による性能低下を防ぐことができ、性能および信頼性の高いスクロール圧縮機を実現できる。
【００４８】
もっとも、凹部３８内の潤滑油４１は液溜まり２１での潤滑油４１と同圧であり、凹部３８が保持溝３４に通じたときは保持溝３４側の圧力との差によって供給される。従って、凹部３８には潤滑油４１は残る。
【００４９】
図３に示す例のスクロール圧縮機は、図１、図２の例の間欠供給機構１００に加え、既述した絞り部２４と間欠連通部１０３とを併用した供給制限部１０１を採用したものである。図４（ａ）〜（ｄ）に旋回渦巻部品１１の９０°毎の旋回位置における絞り部２４の絞り孔開口２４ａとシール部材２８との作動時の関連を示してあるように、絞り孔開口２４ａは、液溜まり２２と背圧室２９との間をシール部材２８をまたぎながら円運動を行う。絞り孔開口２４ａがシール部材２８または液溜まり２２に臨んでいるときには、潤滑油４１が背圧室２９に供給されない。一方、絞り孔開口２４ａが背圧室２９に臨んでいるときには、液溜まり２２の潤滑油４１が長孔２３および絞り部２４を通って背圧室２９に供給される。従って、絞り孔開口２４ａが背圧室２９に臨んでいる時間的割合を設計変更すれば、背圧室２９への潤滑油４１の供給量を調整することができる。この場合、絞り孔開口２４ａは、形成位置の設定により円運動するときの軌跡の径を設計変更して、背圧室２９に臨んでいる時間的割合を調整できるので、従来のように絞り部２４の絞り孔の径を小さく、また長さを長くしたりする場合のような不具合が生じない。
【００５０】
なお、絞り部２４が背圧室２９に間欠的に連通し、長孔２３を通って背圧室２９に潤滑油４１を供給するのに代えて、絞り部２４が液溜まり２２に間欠的に連通し、長孔２３を通って背圧室２９に潤滑油を供給する構成を用いても、同様の効果を得ることができるのは勿論である。これにより、図１、図２に示す作用に加えて、吸入孔近傍の圧縮室に適量に調整された潤滑油を供給でき、高性能で低コストなスクロール圧縮機を実現できる。
【００５１】
図５に示す例のスクロール圧縮機は、図４の例の絞り部２４および間欠連通部１０３を持った供給制限部１０１を、既述の間欠供給機構１００における第１の通路３６の途中から分岐して形成している。このようにすることにより、加工工数を削減して実現でき、この利点は絞り部２４および間欠連通部１０３のいずれか１つを設ける場合でも同様である。
【００５２】
図６、図７に示す例のスクロール圧縮機は、図３の例の液溜部１９からクランク軸６を通じて背圧室２９と旋回渦巻部品１１におけるチップシール３３の保持溝３４とに潤滑油４１を供給する液供給機構１０２を、給油経路２０に供給した潤滑油４１が主軸受８を潤滑して後液溜まり２２を経て旋回軸受１３を冷却および潤滑して液溜まり２１に達し、ここから間欠供給機構１００を介した保持溝３４への間欠供給を行い、液溜まり２２から絞り部２４および間欠連通部１０３を持った供給制限部１０１を介した背圧室２９への間欠供給を行うようにしてあり、これに加え、さらに、既述した背圧室２９から圧縮空間３２の低圧の吸入域３０への液逃がし経路１０４に圧力調整機構３１を設け、液逃がし経路１０４の開口５０が旋回渦巻部品１１の旋回に伴い背圧室２９に間欠的に通じるようにしたものである。従って、図１の例で説明した間欠供給機構１００、図３の例で説明した絞り部２４および間欠連通部１０３を持った供給制限部１０１、図６、図７を参照して既述した圧力調整機構３１、のそれぞれによる特長を発揮する。他の構成は図１に示す例と特に変わるところはない。従って、共通する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５３】
なお、本例の液供給機構１０２を差圧給油方式のものとしても、図７（ａ）におけるように供給制限部１０１での間欠連通部１０３がシール部材２８の外側に越えて背圧室２９に通じ合った状態で運転が停止した場合、間欠供給機構１００の第１、第２通路３６、３７が通じていないので、保持溝３４への潤滑油４１の供給は行われず、過剰供給や外部への持ち出しは生じない。同時に圧力調整機構３１の液逃がし経路１０４の開口５０は旋回鏡板２５によって塞がれているので、潤滑油４１が背圧室２９から吸入域３０に供給されないので、過剰供給や外部への持ち出しは生じない。
【００５４】
また、図７（ｂ）におけるように、圧力調整機構３１の液逃がし経路１０４の開口５０が背圧室２９に通じた状態で運転が停止しても、供給制限部１０１での間欠連通部１０３がシール部材２８の内側に位置して背圧室２９と通じていないので、背圧室２９の潤滑油４１が圧力調整機構３１を介して吸入域３０に供給されることはなく、過剰供給や外部への持ち出しは生じない。間欠供給機構１００の第１、第２通路３６、３７も通じていないので、保持溝３４への潤滑油４１の供給は行われず、過剰供給や外部への持ち出しは生じない。
【００５５】
【発明の効果】
本発明のスクロール圧縮機によれば、旋回渦巻部品の旋回により吸入、圧縮、吐出の動作を繰り返すのに併せ、旋回渦巻部品の旋回駆動に伴い旋回渦巻部品の背面の液溜まりおよび旋回渦巻部品内を経て、旋回渦巻部品外周部の背面側と、旋回渦巻部品の羽根先端におけるシール部材の保持溝とに液を供給することにより、旋回渦巻部品外周部の背面側では供給した液による背圧にて旋回渦巻部品をバックアップするとともに、液の供給は所定の制限の基に行うことでバックアップの過不足を無くし、固定渦巻部品から離れずまた過剰に接触しない安定な旋回動作を保証する一方、保持溝では供給した液による固定、旋回各渦巻部品間のシールおよび潤滑を図って、圧縮性能、耐久性を高めることができる。特に、保持溝への液の供給は旋回渦巻部品の旋回に伴う液溜まりと保持溝との間欠的な直接または間接の通じ合い時に、液溜まりの高圧でしかも背圧室への供給が制限されて余剰液が生じやすい環境にある液を絞ったりせずにそのままの状態で供給することによって、保持溝の高圧域にも行き渡りやすくしながら、全体としては液溜まりと保持溝とが通じる時間割合いないしは流量の設定によって供給する液の量規制をするので、低圧の吸入域側への流出を抑えながら保持溝の高圧域を含む全域に適量の液を供給して圧縮空間のシールおよび摺動部の潤滑を図ることができ、性能および信頼性の高いスクロール圧縮機が実現する。
【００５６】
特に、保持溝への供給は旋回渦巻部品の旋回に伴い第１の通路が凹部に通じたときに液溜まりの液を凹部に供給し、この凹部が第１の通路と異なったタイミングで、従って第１の通路と通じなくなったタイミングで第２の通路と通じ凹部内の液を前記保持溝に供給するので、液溜まりの高圧で、しかも背圧室への供給が制限されて余剰液が生じやすい環境にあって保持溝の高圧域にでも行き渡りやすい状態の液を、絞ったりせずにそのままの状態で第１、第２の通路と同時に通じることのない凹部によって確実に量規制し、低圧の吸入域側への流出を抑えながら圧縮空間の全域に適量の液を供給してシールおよび潤滑を図ることができ、性能および信頼性の高いスクロール圧縮機が必須の部材、既設部材を利用した簡単で安価なものとして提供することができる。また、差圧給油方式を採用しても、第１、第２の通路の一方が凹部との間で閉じて互いが通じることがないので、運転停止時に残存する差圧によって液が供給され続けることはなく、液の過剰供給は勿論、外部への持ち出しは生じない。従って逆止弁は不要である。
【００５７】
もっとも、第１、第２通路が凹部を介して間欠的に通じ合っても容積型ポンプを利用した給油方式であれば問題はなく、間欠的に通じることでも供給する液を適正量に規制しながら通じるときに供給圧全体を働かせて高圧部に供給しやすくすることができる。
【００５８】
さらに、液供給機構の前記供給制限部は、前記液溜まりから背圧室に液を供給する通路に設けられた絞り部、あるいは、この絞り部を持ち、または持たない通路を旋回渦巻部品の旋回運動に伴い間欠的に通じさせる間欠連通部であればよく、後者では特に、旋回渦巻部品の旋回に伴う間欠的に通じる時間割合や流量の設定によって、どのようにも制限することができ、背圧の過剰や吸入加熱を防止すべく供給制限を強める場合でも、従来のように絞り孔の径を小さくしたり長くして詰まりやすくなって性能や信頼性が低下する問題、および加工が困難でコスト高になる問題のいずれも解消し、より高効率かつ低コストなスクロール圧縮機が実現する。また、絞り部を併せ持つことにより、加工が容易で詰まりが生じない程度の絞り部にて、従って、コストが特に上昇するようなことなしに、より高い供給制限を間欠供給による脈流を抑制しながら容易に達成することができ、性能のさらなる安定と吸入加熱のさらなる防止が図れる。
【００５９】
なお、供給制限部が間欠的に通路が通じるものである場合、通じる時間が前記凹部が第１の通路と通じる時間と異なったタイミングになるように設定すると、凹部への液の供給圧が背圧のための液供給によって低下されず、保持溝の高圧域への液の供給がさらに確保しやすくなる。
【００６０】
また、供給制限部が、前記第１の通路の途中から分岐した分岐通路に設けられていると、第１の通路の一部を共用して設けられるので、通路構造が簡単で加工しやすくなり、コストがさらに低減する。
【００６１】
背圧室の過剰液を逃がし経路を通じ逃がして背圧室を所定の圧力に維持する圧力調整機構を備え、逃がし経路は前記旋回渦巻部品の旋回に伴い間欠的に背圧室に通じる開口を有している構成とする構成では、さらに、過剰な液を逃がし経路を通じ逃がす簡単な方式での背圧調整をも採用してより適正な背圧状態を維持できるようにする一方、この逃がした液を差圧方式にて圧縮空間に供給しそこでのシールと潤滑に利用するので、固定、旋回各渦巻部品間のシールおよび潤滑機能がさらに向上する。しかも、逃がし経路の開口が旋回渦巻部品の旋回に伴い背圧室に間欠的に通じるので、背圧調整のために逃がした液を吸入域に供給することが無闇に行われず吸入加熱の問題が生じるのを抑制することができる。特に、逃がし経路の開口が背圧室に間欠的に通じる時間を供給制限部で間欠的に通じる時間と異ならせることにより、運転が停止しても圧力調整機構への液の通路が逃がし経路の開口か供給制限部かのいずれかで常に遮断されるので、差圧給油方式を採用しても液の過剰供給や外部への持ち出しは生じない。従って、逆止弁は不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の１つの例を示す断面図。
【図２】図１のスクロール圧縮機の圧縮機構の２つの動作状態（ａ）（ｂ）を示す部分断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の別の例を示す圧縮機構の部分断面図。
【図４】図３のスクロール圧縮機における旋回渦巻部品の９０°毎の旋回位置（ａ）〜（ｄ）で見た背面図。
【図５】本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の他の例を示す圧縮機構の部分断面図。
【図６】本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の今１つの例を示す断面図。
【図７】図６のスクロール圧縮機における圧縮機構を２つの動作状態（ａ）（ｂ）で示す部分断面図。
【図８】従来のスクロール圧縮機の１つの例を示す断面図。
【図９】図８のスクロール圧縮機における潤滑油供給路の絞り部の断面図。
【図１０】従来のスクロール圧縮機の他の例を示す断面図。
【図１１】図１０のスクロール圧縮機における逆止弁の停止時の拡大断面図。
【図１２】図１０のスクロール圧縮機における逆止弁の運転時の拡大断面図。
【符号の説明】
１ 容器
２ 圧縮機構部
３ 電動機
６ クランク軸
８ 主軸受
９ 偏心部
１０ 固定渦巻部品
１１ 旋回渦巻部品
１３ 旋回軸受
１４ 吸入ポート
１５ 吐出ポート
１６ 容器内空間
１７ａ 副軸受
１９ 液溜部
２０ 給油経路
２１、２２ 液溜まり
２３ 長孔
２４ 絞り部
１０ａ、２５ 旋回鏡板
２８ シール部材
２９ 背圧室
３０ 吸入域
３１ 圧力調整機構
３２ 圧縮空間
３３ チップシール
３４ 保持溝
３６ 第１の通路
３７ 第２の通路
３８ 凹部
５０ 開口
１００ 間欠供給機構
１０１ 供給制限部
１０２ 液供給機構
１０３ 間欠連通部
１０４ 液逃がし経路

Claims (4)

1. 鏡板から羽根が立ち上がった固定渦巻部品と旋回渦巻部品とが噛み合わされて双方間に圧縮空間が形成され、旋回渦巻部品が固定渦巻部品に対し円軌道運動されたとき圧縮空間が移動しながら容積を変化させて、流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、旋回渦巻部品の旋回駆動に伴い旋回渦巻部品の背面の液溜まりに供給した液を、旋回渦巻部品外周部の背面側の背圧室に旋回渦巻部品を通じ供給制限部で制限して供給するのに併せ、前記液を旋回渦巻部品を通じ旋回渦巻部品の羽根における先端の固定渦巻部品との間のシール部材を保持する保持溝に供給する液供給機構とを備えたスクロール圧縮機において、
   液供給機構は、固定渦巻部品の旋回渦巻部品と摺動する面に設けた凹部と、旋回渦巻部品に設けられて旋回渦巻き部品の旋回に伴い前記凹部と間欠的に通じ前記液溜まりの液を凹部に供給する第１の通路と、旋回渦巻部品に設けられてその旋回に伴い前記第１の通路と異なったタイミングで前記凹部と通じて凹部内の液を前記保持溝に供給する第２の通路とを備えたことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 液供給機構の前記供給制限部は、前記液溜まりから背圧室に液を供給する通路に設けられた絞り部、あるいは、この絞り部を持ち、または持たない通路を旋回渦巻部品の旋回運動に伴い間欠的に通じさせる間欠連通部である請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 供給制限部は、前記第１の通路の途中から分岐した分岐通路に設けられている請求項２に記載のスクロール圧縮機。
4. 前記背圧室の過剰液を逃がし経路を通じ逃がして背圧室を所定の圧力に維持する圧力調整機構を備え、逃がし経路は前記旋回渦巻部品の旋回に伴い間欠的に背圧室に通じる開口を有している請求項１〜３のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。

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