JP2012062855A

JP2012062855A - スクロール型圧縮機

Info

Publication number: JP2012062855A
Application number: JP2010209227A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kumagai; 剛熊谷
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2012-03-29

Abstract

【課題】スクロール型圧縮機を構成するブッシュとクランクピンとの潤滑を確実且つ安定的に行い、且つ、可動スクロールと固定スクロールとの間の摺動部位の潤滑も確実に行う。
【解決手段】スクロール型圧縮機１０を構成する固定スクロール１８には、固定側渦巻壁２４に沿って供給通路２６が形成され、リアハウジング１４の貯油室と前記固定側渦巻壁２４の先端部２４ａとを連通している。一方、可動スクロール２０には、可動側基板部３８とボス部４６の円形凹部４８とを連通する連通路５４が形成されている。そして、可動スクロール２０が旋回動作し、供給通路２６と連通路５４とが一直線上となった際に、潤滑油が前記供給通路２６及び連通路５４を通じて円形凹部４８へと供給されて潤滑に供される。
【選択図】図２

Description

本発明は、スクロール型圧縮機に関し、一層詳細には、固定スクロールに対して可動スクロールを旋回させることにより圧縮機内部において流体を圧縮するスクロール型圧縮機に関する。

従来から、固定板と該固定板に直立した渦巻状の固定壁を有する固定スクロールと、可動板と該可動板に直立した渦巻状の可動壁を前記固定壁に噛み合わせるように配置した可動スクロールとをハウジングの内部に備えるスクロール型圧縮機が知られている。このスクロール型圧縮機は、ハウジングに対して回転自在に支持されたブッシュに対して偏心したクランクピンを挿通させ、前記ブッシュを介して前記可動スクロールを旋回させる。これにより、固定スクロールの固定壁及び可動スクロールの可動壁と固定板及び可動板との間で形成される圧縮室を外周部位から徐々に中央部位へと移動させて冷媒を圧縮させる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−９７８１号公報

上述したようなスクロール型圧縮機では、クランクピンと、該クランクピンの挿入されるブッシュの孔部との間に潤滑油を十分に供給し、潤滑不足に起因した騒音及び振動の発生を抑制したいという課題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、ブッシュとクランクピンとの潤滑を確実且つ安定的に行うと共に、可動スクロールと固定スクロールとの間の摺動部位の潤滑も確実に行うことが可能なスクロール型圧縮機を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、ハウジングと、該ハウジング内に設けられ固定側渦巻壁を有した固定スクロールと、前記固定スクロールと噛み合わされる可動スクロールと、駆動源の駆動作用下に回転する回転シャフトの軸心に対して偏心したクランクピンと、前記クランクピンが挿通されるピン孔を有し可動スクロールを揺動変位させるブッシュとを備え、前記可動スクロールを旋回動作させて流体を圧縮させるスクロール型圧縮機において、
前記固定スクロールには、前記ハウジングに設けられ潤滑油の貯えられる貯油室と連通し、且つ、前記可動スクロールに臨むように開口した第１通路が形成され、一方、前記可動スクロールには、前記固定スクロールに臨むように開口し、且つ、前記ブッシュの保持される保持部に連通した第２通路が形成され、前記可動スクロールが旋回動作する際、該可動スクロールが前記回転シャフトを介して一回転する間に少なくとも前記第２通路の開口部に前記第１通路が連通することを特徴とする。

本発明によれば、固定スクロールに、潤滑油の流通可能な第１通路を形成し、該第１通路を、ハウジングの貯油室に連通させると共に可動スクロール側に開口させる。一方、可動スクロールに、固定スクロールに臨むように開口し、且つ、前記ブッシュの保持される保持部と連通した第２通路を形成し、前記可動スクロールが旋回動作して一回転する間に、前記第２通路の開口部が前記第１通路と連通する構成としている。

従って、可動スクロールが旋回動作する際に、第２通路の開口部が第１通路と連通することにより、貯油室からの潤滑油が第１通路及び第２通路を通じて保持部へと供給されることとなる。その結果、潤滑油が、ブッシュ及び該ブッシュに挿通されるクランクピンへと供給され潤滑を行うことができる。一方、第１通路と第２通路とが連通していない場合には、前記第１通路を通じて供給される潤滑油が非連通状態にある第２通路側へは供給されず、固定スクロールの端部と可動スクロールとの間に供給されるため、前記固定スクロールと前記可動スクロールとの間の摺動部位の潤滑を行うことが可能となる。

また、可動スクロールの基板部にシール部材を設け、第１通路と第２通路とが連通した際、前記シール部材を前記第１通路の開口部を覆うように当接させるとよい。

さらに、第２通路の開口部を、第１通路の開口部より大きく形成するとよい。

さらにまた、第１通路の開口部及び第２通路の開口部は、それぞれ断面円形状に形成され、可動スクロールが旋回動作する際、前記第２通路における開口部の中心の描く軌跡が、前記第１通路の開口部の中心を通り、且つ、前記第１通路の開口部の半径と、前記第２通路の開口部の半径との和を、前記軌跡の直径よりも短くするとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、固定スクロールに、ハウジングの貯油室に連通し、可動スクロール側に開口して潤滑油の流通可能な第１通路を形成すると共に、前記可動スクロールに、固定スクロールに臨むように開口し、且つ、前記ブッシュの保持される保持部と連通した第２通路を形成して、前記可動スクロールが旋回動作して一回転する間に、前記第２通路の開口部を前記第１通路と連通させることにより、可動スクロールの旋回動作を利用してブッシュ及びクランクピンの潤滑と、前記可動スクロールと固定スクロールの摺動部位の潤滑とを選択的に行うことができる。

本発明の実施の形態に係るスクロール型圧縮機の一部省略縦断面図である。図１のスクロール型圧縮機における貯油室及び固定スクロール近傍を示す拡大断面図である。図２のスクロール型圧縮機において、可動スクロールが旋回して供給通路と連通路とが連通した状態を示す拡大断面図である。図１に示す固定スクロールを固定側渦巻壁側から見た正面図である。

本発明に係るスクロール型圧縮機について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るスクロール型圧縮機を示す。

このスクロール型圧縮機１０は、図１に示されるように、蓋状に形成されたフロントハウジング１２と、カップ状に形成されたリアハウジング（ハウジング）１４とを含む。

リアハウジング１４の上部には、例えば、冷媒ガス等からなるガスを内部に導入する吸入口（図示せず）が形成されると共に、前記内部において圧縮された圧縮ガスを、冷媒循環系へと吐出する吐出口（図示せず）が形成される。

また、リアハウジング１４には、スクロール型圧縮機１０を、例えば、エンジンや外部機器等に取り付けるための複数の取付部１６が設けられている。この際、スクロール型圧縮機１０は、例えば、フロントハウジング１２及びリアハウジング１４の軸線が地面と略平行となるように横置きに配置され固定される。

そして、リアハウジング１４の内部には、その開口した一端部側（矢印Ａ方向）から固定スクロール１８と、該固定スクロール１８に対して旋回する可動スクロール２０が挿入される。

固定スクロール１８は、リアハウジング１４に連結される外周縁部を含む固定側基板部２２と、この固定側基板部２２から可動スクロール２０側（矢印Ａ方向）へと渦巻状に立設される固定側渦巻壁２４とを有する。

固定側渦巻壁２４は、固定側基板部２２の中央から徐々に半径外方向に広がるように螺旋状に形成され、固定スクロール１８がリアハウジング１４に装着された際、下部側となる固定側渦巻壁２４に潤滑油Ｇの流通する供給通路（第１通路）２６が形成される。また、固定側渦巻壁２４の先端部２４ａは、後述する可動スクロール２０の可動側基板部３８に摺接可能に形成される。

供給通路２６は、例えば、断面円形状に形成され、固定スクロール１８の軸線方向に沿って延在し、固定側渦巻壁２４の先端部２４ａから固定側基板部２２側となる根元部２４ｂ側まで一直線状に貫通している。そして、供給通路２６は、固定側渦巻壁２４の先端部２４ａに開口した開口部２６ａを有すると共に、固定側基板部２２を貫通して後述する貯油室３２と連通している。

一方、固定スクロール１８の背面とリアハウジング１４との間には、吐出口（図示せず）に連通するガス吐出室３０が形成されると共に、前記ガス吐出室３０に対して離間して潤滑油Ｇが貯えられる貯油室３２が形成される。この貯油室３２は、図示しない分離機構によって冷媒から分離された潤滑油Ｇが貯められ、供給通路２６と連通することによって固定スクロール１８の先端部２４ａ側（矢印Ａ方向）へと供給される。

また、固定側基板部２２の略中心部には、後述するガス圧縮室４２からガス吐出室３０へと連通する圧縮ガス導出孔３４が形成されると共に、前記固定側基板部２２は、複数の締結ボルト３６によってリアハウジング１４と互いに連結される。

さらに、固定側基板部２２の背面には、圧縮ガス導出孔３４を閉塞する一方、ガス圧縮室４２において圧縮された圧縮ガスが所定圧となった際に、開動作してガス吐出室３０へ該圧縮ガスを導出する吐出弁（図示せず）が備えられる。

可動スクロール２０は、図１に示されるように、可動側基板部３８と、該可動側基板部３８から固定スクロール１８側へと渦巻状に立設され、前記固定側渦巻壁２４に噛み合う可動側渦巻壁４０とを有する。

そして、リアハウジング１４内において、可動側渦巻壁４０が固定スクロール１８側となるように配置され、前記固定スクロール１８を構成する固定側基板部２２及び固定側渦巻壁２４と、可動スクロール２０を構成する可動側基板部３８及び可動側渦巻壁４０とによってガス圧縮室４２が形成される。このガス圧縮室４２を封止するために、固定側渦巻壁２４及び可動側渦巻壁４０の各端部には、それぞれ可動側基板部３８及び固定側基板部２２に摺接するようにシール部材４４が装着されている。

また、可動側基板部３８の中央には、可動側渦巻壁４０から離間する方向に向かって突出した円筒状のボス部４６が形成され、その内部に形成された円形凹部４８には、旋回軸受５０を介して回転可能にブッシュ５２が嵌挿される。

ボス部４６には、可動スクロール２０がリアハウジング１４に装着された状態において、前記円形凹部４８の略中央部となる位置に連通路（第２通路）５４の一部が形成される。

連通路５４は、断面円形状に形成され、その一端部が可動側基板部３８に形成されて固定スクロール１８側（矢印Ｂ方向）に開口して開口部５４ａを形成し、他端部が円形凹部４８の内部に開口している。また、連通路５４の開口面積は、供給通路２６の開口面積に対して大きく形成される。

詳細には、図４に示されるように、連通路５４の開口部５４ａは、可動スクロール２０の旋回動作する際に、該開口部５４ａの中心がなす軌跡Ｌが、固定スクロール１８における供給通路２６の開口部２６ａの中心を通るように設定される。

換言すれば、連通路５４における開口部５４ａの半径と、供給通路２６における開口部２６ａの半径との和が、円形状に形成される前記軌跡Ｌの直径より小さくなるように設定される。

そして、連通路５４と供給通路２６との位置が一致した際に、前記供給通路２６から前記連通路５４へと潤滑油Ｇが供給されることとなる。

また、連通路５４は、一端部から軸線方向（矢印Ａ方向）に沿って延在した後、可動スクロール２０の半径内方向へと直角に折曲され、円形凹部４８に向かって斜め方向に延在して略中央部に開口している。

さらに、連通路５４の開口する可動側基板部３８の端面には、該連通路５４を囲むように形成された環状溝を介してシールリング（シール部材）５６が装着される。シールリング５６は、例えば、一定厚さを有したシール部材４４と同じポリフェニレンサルファイド樹脂等の合成樹脂から形成され前記端面から突出することがないように装着される。そして、図３に示されるように、可動スクロール２０の旋回によって連通路５４と供給通路２６とが一直線上に配置された際、固定側渦巻壁２４の先端部２４ａがシールリング５６とが当接し、前記連通路５４と供給通路２６との間のシール性が確保される。

駆動部５８は、回転シャフト６０と、前記回転シャフト６０の端部に連結されたブッシュ５２と、前記回転シャフト６０を回転自在に支持する第１及び第２軸受６２、６４と、前記ブッシュ５２を回転自在に支持する旋回軸受５０とを備える。回転シャフト６０は、その一端である軸部６６がフロントハウジング１２の端部に設けられた開口に挿入され、第２軸受６４を介して回転自在に支持される。また、軸部６６の外周側には、フロントハウジング１２との間にガス吸入室６８を封止するための封止部材７０が嵌挿される。

一方、回転シャフト６０の他端には、軸部６６に対して拡径した支持体７２が設けられ、前記支持体７２は、貫通孔に設けられた第１軸受６２に挿通されることによって回転自在に支持される。なお、第１軸受６２はフロントハウジング１２の内部に保持される。支持体７２には、その軸心に対して偏心したクランクピン７４が設けられている。

ブッシュ５２は、その軸心に偏心して形成された孔部に前記クランクピン７４が挿入されることで回転シャフト６０によってスイング運動可能に旋回され、これにより、可動スクロール２０が旋回半径を可変させながら旋回する。また、ブッシュ５２は、係止リング７６によりクランクピン７４の軸線方向への抜け止めがなされた状態で、該クランクピン７４を中心として回転可能に構成されている。なお、クランクピン７４の根元近傍には、ブッシュ５２を介してバランスウェイト７８が装着される。

可動スクロール２０における可動側基板部３８とフロントハウジング１２の内部に形成された支持面との間には、可動スクロール２０を摺接面によって摺動可能に支持するスラストプレート８０が設けられる。

一方、フロントハウジング１２の開口の外周部には、第３軸受８２を介してプーリ８４が装着されている。このプーリ８４に図示しないエンジン等の回転駆動源からベルト等を介して回転力が伝達され、電磁クラッチ８６のオン／オフ動作によって前記回転シャフト６０への前記回転力の伝達あるいは切り離しが行われる。

本発明の実施の形態に係るスクロール型圧縮機１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、電磁クラッチ８６の動作作用下に、回転シャフト６０に回転力が伝達されると、支持体７２が第１軸受６２を介して回転し、これによって前記支持体７２に固着されたクランクピン７４が回転シャフト６０の軸心に対して偏心した状態で旋回する。これにより、ブッシュ５２が回転して、スラストプレート８０に摺動可能に支持された可動スクロール２０が固定スクロール１８に対して旋回する。

これにより、吸入口から供給されたガスが、リアハウジング１４の内部に導入され、固定スクロール１８における固定側渦巻壁２４と可動スクロール２０における可動側渦巻壁４０との間で形成されるガス圧縮室４２に導入される。

この際、貯油室３２に予め貯えられていた潤滑油Ｇが、固定スクロール１８の供給通路２６を通じて可動スクロール２０側（矢印Ａ方向）へと流通し、可動スクロール２０の旋回作用下に前記供給通路２６と連通路５４とが一直線上となり、固定側渦巻壁２４の先端部２４ａとシールリング５６とが当接することによって前記供給通路２６の開口部２６ａと前記連通路５４の開口部５４ａとが連通する。これにより、潤滑油Ｇが、供給通路２６から連通路５４を経て円形凹部４８へと供給される。その結果、円形凹部４８内に設けられたブッシュ５２の潤滑が潤滑油Ｇによって行われると共に、前記ブッシュ５２の端面に沿って流通した前記潤滑油Ｇが前記ブッシュ５２の孔部に供給されることにより、前記孔部に挿通されたクランクピン７４の潤滑が行われる。

一方、図１及び図２に示されるように、可動スクロール２０が旋回動作して供給通路２６が連通路５４と一直線上になく、該連通路５４の開口部５４ａが、供給通路２６の開口部２６ａの中心を通る軌跡Ｌ上にある場合には、固定側渦巻壁２４の先端部２４ａとシールリング５６とが当接することがないため、前記供給通路２６と連通路５４とが非連通状態となり、潤滑油Ｇが前記連通路５４へと供給されることがない。

この場合、潤滑油Ｇは、供給通路２６の端部から吐出され、固定側渦巻壁２４の先端部２４ａと可動スクロール２０の可動側基板部３８との間に供給されるため、前記固定側渦巻壁２４と可動側基板部３８との間の潤滑が行われる。

すなわち、潤滑油Ｇは、可動スクロール２０の旋回動作によって供給通路２６が連通路５４と対向した際（図３参照）に円形凹部４８を介してブッシュ５２へと供給され、一方、前記供給通路２６が前記連通路５４と対向していない際（図２参照）には、固定スクロール１８の固定側渦巻壁２４と可動スクロール２０との間に供給される。

そして、固定スクロール１８における固定側渦巻壁２４と可動スクロール２０における可動側渦巻壁４０との間で形成されるガス圧縮室４２が外周部位から徐々に中央部位へと進行し、シール部材４４の封止作用下にガス吸入室６８に導入されたガスが徐々に圧縮されていく。その後、圧縮された圧縮ガスが、圧縮ガス導出孔３４からガス吐出室３０へと導出され、前記圧縮ガスは、図示しない分離機構によって潤滑油Ｇが分離された後、吐出口を介して図示しない冷媒循環系へと吐出される。

なお、圧縮ガスから分離された潤滑油Ｇは、貯油室３２へと移動して貯えられると共に、固定スクロール１８の供給通路２６を通じて再び可動スクロール２０側へと流通して潤滑に供される。

以上のように、本実施の形態では、固定スクロール１８を構成する固定側渦巻壁２４に、リアハウジング１４側に設けられた貯油室３２と連通し、可動スクロール２０に臨んだ先端部２４ａ側（矢印Ａ方向）まで延在する供給通路２６を設けると共に、前記供給通路２６に臨む可動スクロール２０の可動側基板部３８に、ブッシュ５２が保持される円形凹部４８と連通する連通路５４を形成している。また、可動側基板部３８の端面には、連通路５４の開口部５４ａを囲むようにシールリング５６を設けている。

これにより、可動スクロール２０が旋回動作し、連通路５４が供給通路２６と一直線上となった際（図３参照）に、該供給通路２６を有した固定側渦巻壁２４の先端部２４ａとシールリング５６が当接することによって前記連通路５４と供給通路２６とがシールされた状態で連通する。その結果、潤滑油Ｇが、貯油室３２から供給通路２６及び連通路５４を通じて円形凹部４８へと供給され、ブッシュ５２及び該ブッシュ５２に挿通されるクランクピン７４の潤滑を行うことができる。

一方、図２に示されるように、連通路５４が供給通路２６と一直線上とならずオフセットしている場合には、潤滑油Ｇが供給通路２６から連通路５４側へと流通することがない非連通状態となり、固定側渦巻壁２４と隣接した可動側基板部３８との摺動部位に対して供給される。その結果、潤滑油Ｇが、固定スクロール１８と可動スクロール２０との間における摺動部位に対して好適に供給されて潤滑がなされる。

すなわち、貯油室３２に貯えられた潤滑油Ｇを、可動スクロール２０の旋回動作を利用してブッシュ５２及びクランクピン７４と、前記可動スクロール２０と固定スクロール１８の摺動部位とに選択的に供給して潤滑を行うことができる。

なお、本発明に係るスクロール型圧縮機は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…スクロール型圧縮機１２…フロントハウジング
１４…リアハウジング１８…固定スクロール
２０…可動スクロール２２…固定側基板部
２４…固定側渦巻壁２６…供給通路
３０…ガス吐出室３２…貯油室
３８…可動側基板部４０…可動側渦巻壁
４６…ボス部４８…円形凹部
５０…旋回軸受５２…ブッシュ
５４…連通路５６…シールリング
５８…駆動部６０…回転シャフト
７２…支持体７４…クランクピン
７６…係止リング８４…プーリ

Claims

ハウジングと、該ハウジング内に設けられ固定側渦巻壁を有した固定スクロールと、前記固定スクロールと噛み合わされる可動スクロールと、駆動源の駆動作用下に回転する回転シャフトの軸心に対して偏心したクランクピンと、前記クランクピンが挿通されるピン孔を有し可動スクロールを揺動変位させるブッシュとを備え、前記可動スクロールを旋回動作させて流体を圧縮させるスクロール型圧縮機において、
前記固定スクロールには、前記ハウジングに設けられ潤滑油の貯えられる貯油室と連通し、且つ、前記可動スクロールに臨むように開口した第１通路が形成され、一方、前記可動スクロールには、前記固定スクロールに臨むように開口し、且つ、前記ブッシュの保持される保持部に連通した第２通路が形成され、前記可動スクロールが旋回動作する際、該可動スクロールが前記回転シャフトを介して一回転する間に少なくとも前記第２通路の開口部に前記第１通路が連通することを特徴とするスクロール型圧縮機。
請求項１記載のスクロール型圧縮機において、
前記可動スクロールの基板部にはシール部材が設けられ、前記第１通路と第２通路とが連通した際、前記シール部材が前記第１通路の開口部を覆うように当接することを特徴とするスクロール型圧縮機。
請求項１又は２記載のスクロール型圧縮機において、
前記第２通路の開口部は、前記第１通路の開口部より大きく形成されることを特徴とするスクロール型圧縮機。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のスクロール型圧縮機において、
前記第１通路の開口部及び前記第２通路の開口部は、それぞれ断面円形状に形成され、前記可動スクロールが旋回動作する際、前記第２通路の開口部の中心が描く軌跡が、前記第１通路の開口部の中心を通り、且つ、前記第１通路の開口部の半径と、前記第２通路の開口部の半径との和が、前記軌跡の直径よりも短いことを特徴とするスクロール型圧縮機。