JPH07189946A - スクロール型圧縮機における潤滑構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】可動スクロール部材のスクロール基板の背面の
潤滑を良好に行なう。 【構成】回転軸６の端部に形成された駆動突起６ａには
ブッシュ１０が支持されており、ブッシュ１０には可動
スクロール部材１１が相対回転可能に支持されている。
可動スクロール部材１１とフロントハウジング２上の受
圧壁２ａとの間に旋回リング１３が介在されている。旋
回リング１３上の受圧突部１３ａはスクロール基板１１
ａの背面に摺接する。スクロール基板１１ａの背面には
給油溝２１Ｃが形成されている。可動スクロール１１の
公転運動に伴う遠心作用によって潤滑油が給油溝２１Ｃ
内を流動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スクロール基板上に渦
巻壁を形成した固定スクロール部材と、スクロール基板
上に渦巻壁を形成した可動スクロール部材とが対向して
おり、自転不能に公転する可動スクロール部材の渦巻壁
と固定スクロール部材の渦巻壁との間に可動スクロール
部材の公転に基づいて容積減少する密閉空間を形成する
スクロール型圧縮機における潤滑構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】可動スクロールを自転不能に公転させる
機構として実開平４−４２２０３号公報に開示されるも
のがある。この従来では固定スクロール部材に対向する
可動スクロール部材をオルダムリンクによって自転を阻
止しながら公転させ、可動スクロール部材に作用するス
ラスト方向の圧縮反力をスラストプレートで受け止める
ようになっている。可動スクロール部材のスクロール基
板の背面に接触するスラストプレートの摺接面には給油
溝が放射状に形成されている。冷媒ガス中に含まれるミ
スト状の潤滑油が給油溝に入り、スクロール基板の背面
とスラストプレートとの摺接部位における潤滑の向上が
図られている。スクロール基板の背面とスラストプレー
トとの摺接部位における潤滑が十分であれば、摺接面に
おけるかじり、焼きつき、異常摩耗、さらには公転運動
に伴う動力損失を防止できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スラス
トプレートは固定であり、ミスト状潤滑油が給油溝に入
り込むには冷媒ガス流の流れ作用が必要である。固定ス
クロール部材と可動スクロール部材との間の密閉空間は
外周側の１８０°回転対称の決められた位置の２ヵ所か
ら中心側へ集束移動してゆく。即ち、圧縮機本体外から
密閉空間へ流入する冷媒ガスの主な流入経路はほぼ決ま
っている。この流入経路に沿って流れる冷媒ガスがスラ
ストプレート上に放射状に形成された全ての給油溝に沿
って同等に流れることはなく、場所によっては十分な潤
滑油の流入のない給油溝もある。又、給油溝内の潤滑油
の出入りの少ない状態、即ち潤滑油が給油溝内に滞留す
る状態が長く続くと給油溝内の潤滑油の劣化が早まる。
そのため、可動スクロール部材のスクロール基板の背面
とスラストプレートとの摺接部位における潤滑が十分で
ない場所もある。このような潤滑不良は、摺接面におけ
るかじり、焼きつき、異常摩耗をもたらし、さらには公
転運動に伴う動力損失が大きくなる。

【０００４】本発明は、可動スクロール部材のスクロー
ル基板の背面におけるかじり、焼きつき、異常摩耗、さ
らには公転運動に伴う動力損失を低減することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明は、
スクロール基板上に渦巻壁を形成した固定スクロール部
材と、スクロール基板上に渦巻壁を形成した可動スクロ
ール部材とが対向しており、自転不能に公転する可動ス
クロール部材の渦巻壁と固定スクロール部材の渦巻壁と
の間に可動スクロール部材の公転に基づいて容積減少す
る密閉空間を形成するスクロール型圧縮機を対象とし、
請求項１に記載の発明では、前記可動スクロール部材の
スクロール基板の背面上に可動スクロール部材の半径中
心側から外周に向かう給油溝を形成した。

【０００６】請求項２に記載の発明では、前記可動スク
ロール部材に作用する密閉空間内の圧縮反力を受け止め
る受圧壁と可動スクロール部材のスクロール基板との間
に旋回リングを介在し、旋回リングと受圧壁との対向面
の一方には複数の自転阻止用素子を周方向に配列すると
共に、他方にはこれら自転阻止用素子を挿入する複数の
自転阻止孔を周方向に配列し、旋回リングと可動スクロ
ール部材のスクロール基板との対向面の一方には複数の
自転阻止用素子を周方向に配列すると共に、他方にはこ
れら自転阻止用素子を挿入する自転阻止孔を周方向に配
列し、可動スクロール部材のスクロール基板の背面に摺
接する旋回リングの摺接面上に旋回リングの半径中心側
から外周に向かう給油溝を形成した。

【０００７】

【作用】可動スクロール部材のスクロール基板上の給油
溝は可動スクロール部材の公転運動に伴って公転軌跡を
描く。従って、給油溝内の潤滑油は、給油溝の公転方向
に応じた遠心作用によって可動スクロール部材の半径中
心側から外周側へ、又は可動スクローク部材の外周側か
ら半径中心側へ流動する。この流動方向の切り換わりは
公転１回に１回という周期的な繰り返しであり、給油溝
内では適度な油循環と油保持とが得られる。

【０００８】旋回リングは可動スクロール部材の公転運
動に追随して自転することなく公転する。従って、旋回
リング上の給油溝内の潤滑油は、給油溝の公転方向に応
じた遠心作用によって旋回リングの半径中心側から外周
側へ、又は旋回リングの外周側から半径中心側へ流動す
る。この流動方向の切り換わりは公転１回に１回という
周期的な繰り返しであり、旋回リング上の給油溝内でも
適度な油循環と油保持作用とが得られる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図５に基づいて説明する。図１に示すように、ハウジン
グを兼ねるアルミニウム合金製の固定スクロール部材１
にはアルミニウム合金製のフロントハウジング２及びリ
ヤハウジング３が接合固定されている。４，５はハウジ
ング内を気密保持するためのシールリングである。フロ
ントハウジング２内には回転軸６がベアリング７を介し
て回転可能に支持されている。８はシャフトシールであ
る。

【００１０】回転軸６の端部には駆動突起６ａが一体形
成されている。駆動突起６ａにはブッシュ１０が支持さ
れており、ブッシュ１０にはバランスウェイト９が一体
形成されている。ブッシュ１０には可動スクロール部材
１１が固定スクロール部材１と対向接合するようにベア
リング１２を介して回転可能に支持されている。可動ス
クロール部材１１のスクロール基板１１ａの背面の中央
部には筒部１１ｄが一体に突設形成されている。ブッシ
ュ１０は筒部１１ｄ内に入りこんでおり、ベアリング１
２がブッシュ１０の外周と筒部１１ｄの内周との間に介
在されている。

【００１１】図１、図２及び図３に示すようにブッシュ
１０の中心軸線Ｃ₁ は回転軸６の中心軸線Ｃ₀ に対して
偏心しており、両スクロール部材１，１１のスクロール
基板１ａ，１１ａ及び渦巻壁１ｂ，１１ｂが密閉空間Ｓ
を形成する。可動スクロール部材１１は回転軸６の回転
に伴って公転し、密閉空間Ｓが渦巻壁１ｂ，１１ｂの内
終端部間に向けて収束してゆく。バランスウェイト９は
可動スクロール部材１１の公転運動に伴う遠心力を相殺
する。

【００１２】可動スクロール部材１１のスクロール基板
１１ａとフロントハウジング２の受圧壁２ａと間には旋
回リング１３及び摩耗防止用の鉄製のプレート１４が介
在されている。旋回リング１３の両面には複数の受圧突
部１３ａ，１３ｂが周方向に配列形成されている。受圧
突部１３ａと受圧突部１３ｂとは背向して配置されてい
る。受圧突部１３ａはプレート１４に接し、受圧突部１
３ｂは可動スクロール１１のスクロール基板１１ａの背
面に接する。受圧突部１３ｂに接するスクロール基板１
１ａの背面には摩耗防止用のニッケル複合メッキが施さ
れている。

【００１３】背向する受圧突部１３ａ，１３ｂの複数対
（本実施例では４対以上）には円柱形状の鉄製の自転阻
止ピン１５が回転可能に貫通支持されている。自転阻止
ピン１５は旋回リング１３の周方向に等間隔に配列され
ており、自転阻止ピン１５の両端は受圧突部１３ａ，１
３ｂの先端面から突出している。

【００１４】受圧壁２ａには自転阻止ピン１５と同数の
自転阻止孔２ｂが周方向に配列されている。スクロール
基板１１ａには自転阻止ピン１５と同数の自転阻止孔１
１ｃが周方向に配列されている。自転阻止孔２ｂ，１１
ｃはいずれも等間隔角度位置に配置されている。自転阻
止孔２ｂ，１１ｃには摩耗防止用の鉄製のスリーブ１
６，１７が嵌入固定されている。自転阻止孔２ｂ，１１
ｃには自転阻止ピン１５の端部が挿入されている。自転
阻止ピン１５の先端は自転阻止孔２ｂ，１１ｃの底面か
ら離間している。

【００１５】回転軸６の回転に伴って可動スクロール部
材１１が回転軸６の回りを公転し、フロントハウジング
２の周壁上の吸入口２ｃから導入された冷媒ガスの一部
は固定スクロール部材１の渦巻壁１ｂの外終端部側の吸
入室Ｓ₁ に吸入される。吸入室Ｓ₁ の冷媒ガスは密閉空
間Ｓへ導入される。吸入口２ｃから導入された冷媒ガス
の残りは、フロントハウジング２と可動スクロール部材
１１との間の吸入通路１８を経由して可動スクロール部
材１の渦巻壁１１ｂの外終端部側の吸入室Ｓ₂に吸入さ
れる。吸入室Ｓ₂ の冷媒ガスは密閉空間Ｓへ導入され
る。

【００１６】密閉空間Ｓは可動スクロール部材１１の公
転に伴って容積減少しつつ両スクロール１，１１の渦巻
壁１ｂ，１１ｂの内終端部１ｄ，１１ｄ間に向けて収束
して行く。密閉空間Ｓの容積減少によって圧縮された冷
媒ガスはスクロール基板１ａ上の吐出ポート１ｃから吐
出弁１９を押し退けてリヤハウジング３内の吐出室３ａ
へ吐出される。吐出弁１９の開度はリテーナ２０によっ
て規制される。可動スクロール１１のスクロール基板１
１ａに作用する密閉空間Ｓ内の圧縮反力は受圧突部１３
ａ，１３ｂ及びプレート１４を介して受圧壁２ａで受け
止められる。

【００１７】可動スクロール部材１１の公転に伴い、図
４に示すように自転阻止ピン１５がスリーブ１６，１７
の内周面間に挟みこまれながら転動し、旋回リング１３
は公転中心側から可動スクロール１１の公転位置側へ付
勢される。スリーブ１６，１７の内径をＤ、自転阻止ピ
ン１５の径をｄとした場合、（Ｄ−ｄ）はブッシュ１０
の公転半径ｒに等しい。従って、スリーブ１６，１７の
内径Ｄ、自転阻止ピン１５の径ｄ、ブッシュ１０の公転
半径（即ち、可動スクロール部材１１の公転半径）ｒの
間にはＤ＝ｄ＋ｒの関係が設定されている。この関係に
よって可動スクロール１１の公転半径がｒに規定され
る。旋回リング１３は可動スクロール１１の公転半径ｒ
の１／２の半径で公転する。

【００１８】旋回リング１３は自転しようとする。しか
し、３本以上の自転阻止ピン１５が受圧壁２ａ側に固定
配置されたスリーブ１６の内周面に接しているため、旋
回リング１３が自転することはない。

【００１９】可動スクロール部材１１はブッシュ１０の
中心軸線の周りで自転しようとする。しかし、スクロー
ル基板１１ａ側のスリーブ１７の内周面が自転しない旋
回リング１３上の３本以上の自転阻止ピン１５に接して
いるため、可動スクロール部材１１がブッシュ１０の中
心軸線の周りに自転することはない。

【００２０】図２、図３及び図５に示すように可動スク
ロール部材１１のスクロール基板１１ａの背面には複数
本の給油溝２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄがスクロー
ル基板１１ａの半径中心側から外周側に向けて形成され
ている。給油溝２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは周方
向に隣り合う自転阻止孔１１ｃ間に複数本ずつ形成され
ている。給油溝２１Ａ〜２１Ｄの内端部２１ａは筒部１
１ｄの外周の近くに位置設定されており、給油溝２１Ａ
〜２１Ｄの外端部２１ｂはスクロール基板１１ａの外周
縁に達している。給油溝２１Ａ〜２１Ｄはスクロール基
板１１ａの半径中心側から外周側に向かうにつれて周方
向に傾いてゆく曲線形状となっている。

【００２１】吸入口２ｃから導入された冷媒ガスの一部
はフロントハウジング２と可動スクロール部材１１との
間の吸入通路１８を通ってスクロール基板１１ａの背面
を掃過してゆく。従って、スクロール基板１１ａの背面
は常に冷媒ガス雰囲気中にあり、冷媒ガス中のミスト状
潤滑油が給油溝２１Ａ〜２１Ｄに入り込む。

【００２２】ブッシュ１０の中心軸線Ｃ₁ は図２及び図
３に矢印Ｑで示す方向に公転しており、可動スクロール
部材１１の公転運動に伴って給油溝２１Ａ〜２１Ｄが公
転軌跡を描く。図２はブッシュ１０の中心軸線Ｃ₁ が回
転軸６の中心軸線Ｃ₀ に対して最上位に位置した状態を
示す。図３はブッシュ１０の中心軸線Ｃ₁ が回転軸６の
中心軸線Ｃ₀ に対して最下位に位置した状態を示す。

【００２３】図２の状態では給油溝２１Ａ，２１Ｃ内の
潤滑油及び冷媒ガスには矢印Ｆ₁ 方向の遠心力が作用す
る。従って、吸入通路１８を通る冷媒ガス中のミスト状
潤滑油が給油溝２１Ａの内端部２１ａから給油溝２１Ａ
内に流入し、給油溝２１Ａ内の潤滑油が外端部２１ｂか
ら流出する。又、吸入通路１８を通る冷媒ガス中のミス
ト状潤滑油が給油溝２１Ｃの外端部２１ｂから給油溝２
１Ｃ内に流入し、給油溝２１Ｃ内の潤滑油が内端部２１
ａから流出する。

【００２４】図３の状態では給油溝２１Ａ，２１Ｃ内の
潤滑油及び冷媒ガスには矢印Ｆ₂ 方向の遠心力が作用す
る。従って、吸入通路１８を通る冷媒ガス中のミスト状
潤滑油が給油溝２１Ｃの内端部２１ａから給油溝２１Ｃ
内に流入し、給油溝２１Ｃ内の潤滑油が外端部２１ｂか
ら流出する。又、吸入通路１８を通る冷媒ガス中のミス
ト状潤滑油が給油溝２１Ａの外端部２１ｂから給油溝２
１Ａ内に流入し、給油溝２１Ａ内の潤滑油が内端部２１
ａから流出する。

【００２５】他の給油溝２１Ｂ，２１Ｄにおいても同様
の潤滑油の流出入が可動スクロール部材１１の公転位置
に応じて生じる。そして、給油溝２１Ａ〜２１Ｄにおけ
る潤滑油の流出入方向は可動スクロール部材１１の公転
１回に対して１回切り換わる。可動スクロール部材１１
の公転運動に伴う遠心作用を利用した潤滑油の給油溝２
１Ａ〜２１Ｄへの供給は吸入通路１８内の冷媒ガス流に
よる給油作用のみに比して効果的であり、給油溝２１Ａ
〜２１Ｄには十分な量の潤滑油が常に確保されることに
なる。従って、受圧突部１３ｂと可動スクロール部材１
１のスクロール基板１１ａの背面との摺接部位の潤滑が
十分な量の潤滑油によって行われる。

【００２６】本実施例では、給油溝２１Ａ〜２１Ｄがス
クロール基板１１ａの半径中心側から外周側に向かうに
つれて周方向に傾いてゆく曲線形状となっているが、こ
のような溝形状の設定は給油溝２１Ａ〜２１Ｄを増長し
て貯油容積を増やすためである。

【００２７】給油溝２１Ａ〜２１Ｄ内の潤滑油の滞留が
長くなるとこの潤滑油の劣化が早まり、旋回リング１３
と可動スクロール部材１１との間の摺接部位のかじり、
焼きつき、異常摩耗が起きやすくなる。しかしながら、
給油溝２１Ａ〜２１Ｄにおける潤滑油の流出入は可動ス
クロール部材１１の公転１回に対して１回という周期的
な繰り返しをしており、給油溝２１Ａ〜２１Ｄ内の潤滑
油の少なくとも一部は周期的に入れ替わる。従って、給
油溝２１Ａ〜２１Ｄ内の潤滑油の滞留が長くなることは
なく、潤滑油の早期劣化が防止される。

【００２８】従って、旋回リング１３と可動スクロール
部材１１との間の摺接部位におけるかじり、焼きつき、
異常摩耗が防止され、さらには公転運動に伴う動力損失
が低減する。

【００２９】旋回リング１３と可動スクロール部材１１
との間の摺接部位における良好な潤滑をもたらす給油溝
２１Ａ〜２１Ｄは可動スクロール部材１１の型成形の一
部として形成される。従って、給油溝２１Ａ〜２１Ｄ形
成のための別工程は不要であり、コストアップの問題は
ない。

【００３０】本発明は勿論前記実施例にのみ限定される
ものではなく、例えば給油溝の形状としては図６〜図９
に示す実施例も有効である。図６の実施例では給油溝２
３がスクロール基板１１ａの半径中心側から外周側に向
かうにつれて第１実施例の給油溝２１Ａ〜２１Ｄとは逆
方向に傾いてゆく曲線形状となっている。この実施例に
おいても第１実施例と同様の作用効果が得られる。

【００３１】図７の実施例では直線状の給油溝２２がス
クロール基板１１ａの半径方向に対して傾き形成されて
いる。この傾き形状は給油溝２２の増長をもたらし、給
油溝２２内の貯油容積が増す。

【００３２】図８の実施例では直線状の給油溝２４がス
クロール基板１１ａの半径方向へ放射状に形成されてい
る。給油溝２４が半径方向に一致している場合でも可動
スクロール部材１１の公転に伴う遠心作用が給油溝２４
における潤滑油の流出入をもたらし、旋回リング１３と
可動スクロール部材１１との間の摺接部位が良好に潤滑
される。

【００３３】図９の実施例では前記各実施例の給油溝に
比して幅狭かつ浅い給油溝２５が形成されている。給油
溝２５の本数は前記各実施例の場合よりも多くしてあ
り、スクロール基板１１ａ上の均等な潤滑が図られてい
る。幅狭かつ浅い給油溝２５はバイト加工によって形成
される。

【００３４】又、本発明は図１０及び図１１に示す実施
例も可能である。この実施例では可動スクロール部材１
１のスクロール基板１１ａに摺接する旋回リング２６の
摺接面に給油溝２６ａが放射状に形成されている。旋回
リング２６の厚みはどの部位も同じであり、旋回リング
２６の片面全部がスクロール基板１１ａの背面に摺接す
る。旋回リング２６は第１実施例の旋回リング１３と同
様に可動スクロール部材１１の公転運動に追随して自転
することなく公転する。従って、給油溝２６ａ内の潤滑
油は、給油溝２６ａの公転方向に応じた遠心作用によっ
て旋回リング２６の半径中心側から外周側へ、又は旋回
リングの外周側から半径中心側へ流動する。この流動方
向の切り換わりは公転１回に１回という周期的な繰り返
しであり、旋回リング２６上の給油溝２６ａ内でも適度
な油循環と油保持とが得られる。従って、可動スクロー
ル部材１１と旋回リング２６との摺接部位における潤滑
が良好に行われる。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の発
明は、可動スクロール部材のスクロール基板の背面上に
可動スクロール部材の半径中心側から外周に向かう給油
溝を形成したので、可動スクロール部材の公転運動に伴
う遠心作用によって給油溝内で潤滑油が流動し、可動ス
クロール部材のスクロール基板の背面という摺接部位の
潤滑を良好に行なってかじり、焼きつき、異常摩耗、さ
らには公転運動に伴う動力損失を低減し得るという優れ
た効果を奏する。

【００３６】請求項２に記載の発明は、可動スクロール
部材の公転運動に追随して自転することなく公転する旋
回リングの摺接面上に旋回リングの半径中心側から外周
に向かう給油溝を形成したので、旋回リングの公転運動
に伴う遠心作用によって給油溝内で潤滑油が流動し、可
動スクロール部材と旋回リングとの間の摺接部位の潤滑
を良好に行なってかじり、焼きつき、異常摩耗、さらに
は公転運動に伴う動力損失を低減し得るという優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を具体化した一実施例の圧縮機全体の
側断面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図３】 図２の状態から可動スクロール部材が１８０
°公転した状態を示す拡大断面図である。

【図４】 図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】 分解斜視図である。

【図６】 別例を示す要部斜視図である。

【図７】 別例を示す要部斜視図である。

【図８】 別例を示す要部斜視図である。

【図９】 別例を示す要部斜視図である。

【図１０】別例を示す圧縮機全体の側断面図である。

【図１１】分解斜視図である。

【符号の説明】

１…固定スクロール部材 １ａ…スクロール基板、１ｂ
…渦巻壁、１１…可動スクロール部材、１１ａ…スクロ
ール基板、１１ｂ…渦巻壁、２１Ａ〜２１Ｄ…給油溝、
２６…旋回リング、２６ａ…給油溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深沼 哲彦 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スクロール基板上に渦巻壁を形成した固定
   スクロール部材と、スクロール基板上に渦巻壁を形成し
   た可動スクロール部材とが対向しており、自転不能に公
   転する可動スクロール部材の渦巻壁と固定スクロール部
   材の渦巻壁との間に可動スクロール部材の公転に基づい
   て容積減少する密閉空間を形成するスクロール型圧縮機
   において、 前記可動スクロール部材のスクロール基板の背面上に可
   動スクロール部材の半径中心側から外周に向かう給油溝
   を形成したスクロール型圧縮機における潤滑構造。
2. 【請求項２】スクロール基板上に渦巻壁を形成した固定
   スクロール部材と、スクロール基板上に渦巻壁を形成し
   た可動スクロール部材とが対向しており、自転不能に公
   転する可動スクロール部材の渦巻壁と固定スクロール部
   材の渦巻壁との間に可動スクロール部材の公転に基づい
   て容積減少する密閉空間を形成するスクロール型圧縮機
   において、 前記可動スクロール部材に作用する密閉空間内の圧縮反
   力を受け止める受圧壁と可動スクロール部材のスクロー
   ル基板との間に旋回リングを介在し、旋回リングと受圧
   壁との対向面の一方には複数の自転阻止用素子を周方向
   に配列すると共に、他方にはこれら自転阻止用素子を挿
   入する複数の自転阻止孔を周方向に配列し、旋回リング
   と可動スクロール部材のスクロール基板との対向面の一
   方には複数の自転阻止用素子を周方向に配列すると共
   に、他方にはこれら自転阻止用素子を挿入する自転阻止
   孔を周方向に配列し、可動スクロール部材のスクロール
   基板の背面に摺接する旋回リングの摺接面上に旋回リン
   グの半径中心側から外周に向かう給油溝を形成したスク
   ロール型圧縮機における潤滑構造。