WO2017203923A1 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

本発明に係るスクロール圧縮機は、オルダム継手および可動スクロールの摺動面の焼き付きを抑制して、高い信頼性を有する。スクロール圧縮機（１０１）は、第１キー溝（２６ｄ）を有する可動スクロール（２６）と、第２キー溝（２３ｄ）を有するハウジング（２３）と、可動スクロール（２６）とハウジング（２３）との間のオルダム継手（３９）とを備える。オルダム継手（３９）は、環状本体部（３９ａ）と、第１キー溝（２６ｄ）に嵌め込まれる２対の第１キー部（３９ｂ）と、第２キー溝（２３ｄ）に嵌め込まれる第２キー部（３９ｃ）とを有する。第１キー部（３９ｂ）の外周面と、第１キー溝（２６ｄ）の内周面との間には、キー隙間（７０）が形成される。キー隙間（７０）は、オルダム継手（３９）の径方向内側の第１隙間（７１）と、径方向外側の第２隙間（７２）とを有する。第２隙間（７２）は、第１隙間（７１）よりも広いので、第１隙間（７１）よりも多量の潤滑油を保持することができる。

Description

スクロール圧縮機

　本発明は、可動スクロールの自転を防止するためのオルダム継手を備えるスクロール圧縮機に関する。

　冷凍装置等に用いられるスクロール圧縮機は、固定スクロールおよび可動スクロールを備える。固定スクロールおよび可動スクロールは、それぞれ、渦巻き部を有する。可動スクロールの渦巻き部が固定スクロールの渦巻き部と噛み合うことで、冷媒ガス等の流体が圧縮される空間である圧縮室が形成される。スクロール圧縮機は、可動スクロールを公転させて圧縮室の容積を変化させることで流体を圧縮する。

　通常、スクロール圧縮機は、運転中における可動スクロールの自転を防止するためのオルダム継手を備える。オルダム継手は、可動スクロールと、ハウジング等の固定部材との間に設置される。特許文献１（特表２０１１－５１０２０９号公報）に開示されているように、オルダム継手は、環状の本体部と、本体部から鉛直方向に突出しているキー部とを有する。各キー部は、可動スクロールまたは固定部材と摺動する面を有する。オルダム継手と可動スクロールとの間の摺動部、および、オルダム継手と固定部材との間の摺動部には、摺動面の焼き付きを防止するための潤滑油が供給される。摺動部に潤滑油が十分に供給されていないと、摺動面が高温になり焼き付きが生じるおそれがある。

　しかし、特許文献１（特表２０１１－５１０２０９号公報）に開示されるようなオルダム継手の場合、キー部の側面の一つのみが、可動スクロールの外周面と摺動する。そのため、オルダム継手と可動スクロールとの間の摺動部に供給された潤滑油が漏れ出して、摺動部に潤滑油が十分に供給されていない状態になりやすい。これにより、オルダム継手および可動スクロールの摺動面が焼き付いて、圧縮機の信頼性が低下するおそれがある。

　本発明の目的は、オルダム継手および可動スクロールの摺動面の焼き付きを抑制して、高い信頼性を有するスクロール圧縮機を提供することである。

　本発明の第１観点に係るスクロール圧縮機は、可動スクロールと、静止部材と、オルダム継手とを備える。可動スクロールは、第１キー溝を有する。静止部材は、第２キー溝を有する。オルダム継手は、可動スクロールと静止部材との間に設けられる。オルダム継手は、第１軸に沿って静止部材に対して相対的に移動可能であり、第２軸に沿って可動スクロールに対して相対的に移動可能である。オルダム継手は、環状本体部と、２対の第１キー部と、第２キー部とを有する。環状本体部は、互いに対向する第１水平面および第２水平面を有する。第１キー部は、第１水平面から突出し、第１キー溝に嵌め込まれる。第１キー部は、第２軸に沿って可動スクロールと摺動可能である。第２キー部は、第２水平面から突出し、第２キー溝に嵌め込まれる。第２キー部は、第１軸に沿って静止部材と摺動可能である。第１キー部の外周面と、第１キー溝の内周面との間には、キー隙間が形成される。キー隙間は、第１隙間と、第２隙間とを有する。第１隙間は、オルダム継手の重心側において第２軸に沿って形成される。第２隙間は、オルダム継手の重心側の反対側において第２軸に沿って形成される。第２隙間は、第１隙間よりも広い。

　このスクロール圧縮機では、オルダム継手の第１キー部は、オルダム継手の径方向内側の側面である摺動面と、径方向外側の側面であるガイド面とを有する。第１キー部の摺動面は、可動スクロールと摺動する面であり、可動スクロールの第１キー溝の内周面との間に第１隙間を形成する。第１キー部のガイド面は、可動スクロールの第１キー溝の内周面との間に第２隙間を形成する。第２隙間は、第１隙間よりも広いので、第１キー溝に供給された潤滑油を第１隙間よりも保持しやすい。これにより、第２隙間に保持されている潤滑油の一部が第１隙間に供給され、第１キー部の摺動面の焼き付きが抑制される。従って、このスクロール圧縮機は、オルダム継手および可動スクロールの摺動面の焼き付きを抑制することで、高い信頼性を有する。

　本発明の第２観点に係るスクロール圧縮機は、第１観点に係るスクロール圧縮機であって、第１隙間は、１５μｍ～５０μｍである。

　このスクロール圧縮機では、第１キー部の摺動面と、第１キー溝の内周面との間の第１隙間は、摺動しているオルダム継手のがたつきが十分に抑制される程度に狭く、かつ、摺動面の焼き付きが十分に抑制される量の潤滑油が保持される程度に広い。そのため、第１隙間に潤滑油が十分に供給されないことによる摺動面の焼き付きの発生が抑制される。

　本発明の第３観点に係るスクロール圧縮機は、第１観点または第２観点に係るスクロール圧縮機であって、第２隙間は、２００μｍ～１０００μｍである。

　このスクロール圧縮機では、第１キー部のガイド面と、第１キー溝の内周面との間の第２隙間は、第１隙間よりも多量の潤滑油を保持することができる。これにより、第２隙間に保持されている潤滑油の一部は、第１キー部の外周面と第１キー溝の内周面との間の隙間を介して、第１隙間に供給される。そのため、第１隙間に潤滑油が十分に供給されないことによる摺動面の焼き付きの発生が抑制される。

　本発明の第４観点に係るスクロール圧縮機は、第１乃至第３観点のいずれか１つに係るスクロール圧縮機であって、第１キー部は、第１軸および第２軸によって区画される４つの領域のそれぞれに、１つずつ設けられる。

　このスクロール圧縮機では、オルダム継手を上面視した場合に、４つの第１キー部は、できるだけ互いに離れるように配置されている。そのため、第１キー部の摺動面にかかる面圧は、４つの第１キー部の間で均等に分散される。従って、一部の第１キー部の摺動面のみに焼き付きが発生することが抑制される。

　本発明の第５観点に係るスクロール圧縮機は、第４観点に係るスクロール圧縮機であって、オルダム継手は、１対の第２キー部を有する。第２キー部は、第２軸を挟んで、第１軸の上に設けられる。

　このスクロール圧縮機では、オルダム継手を上面視した場合に、２つの第２キー部は、できるだけ互いに離れるように配置されている。そのため、第２キー部の摺動面にかかる面圧は、２つの第２キー部の間で均等に分散される。従って、一部の第２キー部の摺動面のみに焼き付きが発生することが抑制される。

　本発明の第６観点に係るスクロール圧縮機は、可動スクロールと、静止部材と、オルダム継手とを備える。可動スクロールは、第１キー溝を有する。静止部材は、第２キー溝を有する。オルダム継手は、可動スクロールと静止部材との間に設けられる。オルダム継手は、第１軸に沿って静止部材に対して相対的に移動可能であり、第２軸に沿って可動スクロールに対して相対的に移動可能である。オルダム継手は、環状本体部と、少なくとも２つの第１キー部と、第２キー部とを有する。環状本体部は、互いに対向する第１水平面および第２水平面を有する。第１キー部は、第１水平面から突出し、第１キー溝に嵌め込まれる。第１キー部は、第２軸に沿って可動スクロールと摺動可能である。第２キー部は、第２水平面から突出し、第２キー溝に嵌め込まれる。第２キー部は、第１軸に沿って静止部材と摺動可能である。第１キー部の外周面と、第１キー溝の内周面との間には、キー隙間が形成される。キー隙間は、第１隙間と、第２隙間とを有する。第１隙間は、オルダム継手の重心側において第２軸に沿って形成される。第２隙間は、オルダム継手の重心側の反対側において第２軸に沿って形成される。第２隙間は、第１隙間よりも広い。

　本発明に係るスクロール圧縮機は、オルダム継手および可動スクロールの摺動面の焼き付きを抑制して、高い信頼性を有する。

実施形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。 固定スクロールの下面図である。 可動スクロールの上面図である。 可動スクロールの第２ラップおよび圧縮室が示された固定スクロールの下面図である。 図１のオルダム継手の近傍の拡大図である。 図５の線分ＶＩ－ＶＩにおける断面図である。 オルダム継手の斜視図である。 オルダム継手の上面図である。 図３に示される左上の第１キー溝に嵌め込まれた第１キー部を表す上面図である。 図９の線分Ｘ－Ｘにおける断面図である。 変形例Ａのオルダム継手３９の上面図である。 変形例Ａのオルダム継手３９の上面図である。 変形例Ｂのオルダム継手３９の上面図である。 変形例Ｂのオルダム継手３９の上面図である。

　本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機１０１について、図面を参照しながら説明する。スクロール圧縮機１０１は、空気調和装置等の冷凍装置に用いられる。スクロール圧縮機１０１は、冷凍装置の冷媒回路を循環する冷媒ガスを圧縮する。

　（１）スクロール圧縮機の構成
　スクロール圧縮機１０１は、高低圧ドーム型のスクロール圧縮機である。スクロール圧縮機１０１は、互いに噛み合う渦巻き形状のラップを有する２つのスクロール部材を用いて冷媒を圧縮する。

　図１は、スクロール圧縮機１０１の縦断面図である。図１において、矢印Ｕは、鉛直方向に沿って上方を指す。スクロール圧縮機１０１は、主として、ケーシング１０と、圧縮機構１５と、ハウジング２３と、オルダム継手３９と、駆動モータ１６と、下部軸受６０と、クランクシャフト１７と、吸入管１９と、吐出管２０とから構成される。次に、スクロール圧縮機１０１の各構成要素について説明する。

　　（１－１）ケーシング
　ケーシング１０は、円筒状の胴部ケーシング部１１と、椀状の上壁部１２と、椀状の底壁部１３とから構成される。上壁部１２は、胴部ケーシング部１１の上端部に気密状に溶接される。底壁部１３は、胴部ケーシング部１１の下端部に気密状に溶接される。

　ケーシング１０は、ケーシング１０の内部および外部において圧力や温度が変化した場合に、変形および破損が起こりにくい剛性部材で成型されている。ケーシング１０は、胴部ケーシング部１１の円筒形状の軸方向が鉛直方向に沿うように設置される。

　ケーシング１０の内部には、主として、圧縮機構１５と、ハウジング２３と、オルダム継手３９と、駆動モータ１６と、下部軸受６０と、クランクシャフト１７とが収容されている。ケーシング１０の壁部には、吸入管１９および吐出管２０が気密状に溶接されている。

　ケーシング１０の底部には、潤滑油が貯留される油溜まり空間１０ａが形成されている。潤滑油は、スクロール圧縮機１０１の運転中において、圧縮機構１５等の摺動部の潤滑性を良好に保つために使用される冷凍機油である。

　　（１－２）圧縮機構
　圧縮機構１５は、ケーシング１０の内部に収容される。圧縮機構１５は、低温低圧の冷媒ガスを吸引して圧縮し、高温高圧の冷媒ガス（以下、「圧縮冷媒」という。）を吐出する。圧縮機構１５は、主として、固定スクロール２４と、可動スクロール２６とから構成される。固定スクロール２４は、ケーシング１０に対して固定されている。可動スクロール２６は、固定スクロール２４に対して公転運動を行う。図２は、鉛直方向に沿って視た固定スクロール２４の下面図である。図３は、鉛直方向に沿って視た可動スクロール２６の上面図である。

　　　（１－２－１）固定スクロール
　固定スクロール２４は、第１鏡板２４ａと、第１鏡板２４ａに直立して形成される渦巻き形状の第１ラップ２４ｂとを有する。第１鏡板２４ａには、主吸入孔２４ｃが形成されている。主吸入孔２４ｃは、吸入管１９と、後述する圧縮室４０とを接続する空間である。主吸入孔２４ｃは、低温低圧の冷媒ガスを吸入管１９から圧縮室４０に導入するための吸入空間を形成する。第１鏡板２４ａの中央部には、吐出孔４１が形成され、第１鏡板２４ａの上面には、吐出孔４１と連通する拡大凹部４２が形成されている。拡大凹部４２は、第１鏡板２４ａの上面に凹設された空間である。固定スクロール２４の上面には、拡大凹部４２を塞ぐように蓋体４４がボルト４４ａによって固定されている。固定スクロール２４および蓋体４４は、ガスケット（図示せず）を介してシールされている。拡大凹部４２に蓋体４４が覆い被せられることにより、圧縮機構１５の運転音を消音させるマフラー空間４５が形成されている。固定スクロール２４には、マフラー空間４５と連通し、固定スクロール２４の下面に開口する第１圧縮冷媒流路４６が形成されている。第１鏡板２４ａの下面には、図２に示されるように、Ｃ字形状の油溝２４ｅが形成されている。

　　　（１－２－２）可動スクロール
　可動スクロール２６は、円盤形状の第２鏡板２６ａと、第２鏡板２６ａに直立して形成される渦巻き形状の第２ラップ２６ｂとを有する。第２鏡板２６ａの下面中央部には、上端軸受２６ｃが形成されている。可動スクロール２６には、給油細孔６３が形成されている。給油細孔６３は、第２鏡板２６ａの上面外周部と、上端軸受２６ｃの内側の空間とを連通している。

　固定スクロール２４および可動スクロール２６は、第１ラップ２４ｂと第２ラップ２６ｂとが噛み合うことにより、第１鏡板２４ａと、第１ラップ２４ｂと、第２鏡板２６ａと、第２ラップ２６ｂとによって囲まれる空間である圧縮室４０を形成する。圧縮室４０の容積は、可動スクロール２６の公転運動によって徐々に減少する。可動スクロール２６の公転中に、固定スクロール２４の第１鏡板２４ａおよび第１ラップ２４ｂの下面は、可動スクロール２６の第２鏡板２６ａおよび第２ラップ２６ｂの上面と摺動する。以下、可動スクロール２６と摺動する第１鏡板２４ａの表面を、スラスト摺動面２４ｄと呼ぶ。図４は、可動スクロール２６の第２ラップ２６ｂおよび圧縮室４０が示された固定スクロール２４の下面図である。図４において、ハッチングされた領域は、スラスト摺動面２４ｄを表す。図４において、スラスト摺動面２４ｄの外縁は、公転する可動スクロール２６の第２鏡板２６ａの外縁の軌跡を表す。図４に示されるように、固定スクロール２４の油溝２４ｅは、スラスト摺動面２４ｄに納まるように第１鏡板２４ａの下面に形成されている。

　第２鏡板２６ａの下面には、２対の第１キー溝２６ｄが形成されている。図３には、第１キー溝２６ｄの位置が点線で示されている。可動スクロール２６を鉛直方向に沿って視た場合、各第１キー溝２６ｄは、第２鏡板２６ａの中心から同じ距離だけ離れた位置に形成されている。第１キー溝２６ｄは、オルダム継手３９の第１キー部３９ｂが嵌め込まれる溝である。

　　（１－３）ハウジング
　ハウジング２３は、圧縮機構１５の下方に配置されている。ハウジング２３の外周面は、胴部ケーシング部１１の内周面に気密状に接合されている。これにより、ケーシング１０の内部空間は、ハウジング２３の下方の高圧空間Ｓ１と、ハウジング２３の上方の空間である上部空間Ｓ２とに区画されている。ハウジング２３は、固定スクロール２４を載置し、固定スクロール２４と共に可動スクロール２６を挟み込んでいる。ハウジング２３の外周部には、第２圧縮冷媒流路４８が鉛直方向に貫通して形成されている。第２圧縮冷媒流路４８は、ハウジング２３の上面において第１圧縮冷媒流路４６と連通し、ハウジング２３の下面において高圧空間Ｓ１と連通する。

　ハウジング２３の上面には、クランク室Ｓ３が凹設されている。ハウジング２３には、ハウジング貫通孔３１が形成されている。ハウジング貫通孔３１は、クランク室Ｓ３の底面中央部から、ハウジング２３の下面中央部まで、ハウジング２３を鉛直方向に貫通している。以下、ハウジング２３の一部であり、かつ、ハウジング貫通孔３１が形成されている部分を、上部軸受３２という。ハウジング２３には、ケーシング１０の内周面近傍の高圧空間Ｓ１とクランク室Ｓ３とを連通する油戻し通路２３ａが形成されている。

　ハウジング２３の上面には、１対の第２キー溝２３ｄが形成されている。ハウジング２３を鉛直方向に沿って視た場合、各第２キー溝２３ｄは、ハウジング貫通孔３１の中心から同じ距離だけ離れた位置に形成されている。第２キー溝２３ｄは、オルダム継手３９の第２キー部３９ｃが嵌め込まれる溝である。

　　（１－４）オルダム継手
　オルダム継手３９は、公転している可動スクロール２６の自転を防止するための部材である。図５は、図１のオルダム継手３９の近傍の拡大図である。図６は、図５の線分ＶＩ－ＶＩにおける断面図である。図５，６に示されるように、オルダム継手３９は、可動スクロール２６とハウジング２３との間に設置される。図７は、オルダム継手３９の斜視図である。図８は、オルダム継手３９の上面図である。

　オルダム継手３９は、主として、環状本体部３９ａと、２対の第１キー部３９ｂと、１対の第２キー部３９ｃとを有する環状部材である。

　環状本体部３９ａは、互いに対向する第１水平面３９ｄ１および第２水平面３９ｄ２を有する。第１水平面３９ｄ１および第２水平面３９ｄ２は、水平面に平行な面である。第１水平面３９ｄ１は、第２水平面３９ｄ２よりも上方に位置している。図７，８において、第２水平面３９ｄ２は、第１水平面３９ｄ１の裏側の面である。第１水平面３９ｄ１には、複数の摺動凸部３９ｅが形成されている。摺動凸部３９ｅの上面は、第１水平面３９ｄ１と平行である。オルダム継手３９を鉛直方向に沿って視た場合、環状本体部３９ａの内周面は、円弧形状を有している。

　第１キー部３９ｂは、第１水平面３９ｄ１から上方に向かって突出する凸部である。第１キー部３９ｂは、可動スクロール２６の第１キー溝２６ｄに嵌め込まれる。

　第２キー部３９ｃは、第２水平面３９ｄ２から下方に向かって突出する凸部である。第２キー部３９ｃは、ハウジング２３の第２キー溝２３ｄに嵌め込まれる。図８には、第２キー部３９ｃの位置が点線で示されている。

　図８には、水平面に平行な第１軸Ａ１および第２軸Ａ２が示されている。第１軸Ａ１および第２軸Ａ２は、オルダム継手３９の重心Ｏを通り、かつ、互いに直交する。４つの第１キー部３９ｂは、第１軸Ａ１および第２軸Ａ２によって区画される４つの領域のそれぞれに、１つずつ形成されている。２つの第２キー部は、第２軸Ａ２によって区画される２つの領域のそれぞれに、１つずつ形成されている。以下、必要に応じて、図７，８に示されるように、４つの第１キー部３９ｂを、第１キー部３９ｂ１の対と、第１キー部３９ｂ２の対とに区別して説明する。

　１対の第１キー部３９ｂ１は、第１軸Ａ１を挟んで対称となる位置に形成されている。１対の第１キー部３９ｂ２は、第１軸Ａ１を挟んで対称となる位置に形成されている。第１キー部３９ｂ１の対、および、第１キー部３９ｂ２の対は、第２軸Ａ２を挟んで対称となる位置に形成されている。

　１対の第２キー部３９ｃは、第２軸Ａ２を挟んで対称となる位置に形成されている。各第２キー部３９ｃは、第１軸Ａ１の上において、第１軸Ａ１に対して対称となる位置に形成されている。

　第１キー部３９ｂは、第１摺動面３９ｈおよび第１ガイド面３９ｊを有する。第１摺動面３９ｈおよび第１ガイド面３９ｊは、第１キー部３９ｂの側面であり、第２軸Ａ２に平行な面である。第１摺動面３９ｈおよび第１ガイド面３９ｊのうち、第１摺動面３９ｈは、オルダム継手３９の重心Ｏに近い方の面であり、第１ガイド面３９ｊは、オルダム継手３９の重心Ｏから遠い方の面である。第１摺動面３９ｈは、第２軸Ａ２に沿って第１キー溝２６ｄの内周面と摺動する面である。第１摺動面３９ｈは、可動スクロール２６から面圧を受ける面である。

　第２キー部３９ｃは、第１軸Ａ１に平行な側面である第２摺動面３９ｉを有する。第２摺動面３９ｉは、第２キー部３９ｃの一対の側面であり、第１軸Ａ１に平行な面である。第２摺動面３９ｉは、第１軸Ａ１に沿って第２キー溝２３ｄの内周面と摺動する面である。第２摺動面３９ｉは、ハウジング２３から面圧を受ける面である。

　オルダム継手３９は、第１軸Ａ１に沿ってハウジング２３に対して相対的に移動可能であり、かつ、第２軸Ａ２に沿って可動スクロール２３に対して相対的に移動可能である。オルダム継手３９が可動スクロール２３に対して相対的に移動している間、オルダム継手３９の摺動凸部３９ｅの上面は、可動スクロール２６の第２鏡板２６ａの下面と摺動する。

　図９は、図３に示される左上の第１キー溝２６ｄに嵌め込まれた第１キー部３９ｂを表す上面図である。図１０は、図９の線分Ｘ－Ｘにおける断面図である。第１キー部３９ｂの第１摺動面３９ｈは、第１キー溝２６ｄの第１キー溝内側面２６ｄ１と対向する面である。第１キー部３９ｂの第１ガイド面３９ｊは、第１キー溝２６ｄの第１キー溝外側面２６ｄ２と対向する面である。第１キー溝内側面２６ｄ１および第１キー溝外側面２６ｄ２は、第２軸Ａ２に平行な面である。

　図１０に示されるように、第１キー部３９ｂは、第１上端面３９ｋを有する。第１上端面３９ｋは、第１キー溝２６ｄの第１キー溝底面２６ｄ３と対向する面である。第１キー溝底面２６ｄ３は、第１キー溝２６ｄの底面に相当する。しかし、第１キー溝２６ｄは、ハウジング２３の下面に形成される溝であるので、図１０に示されるように、第１キー溝底面２６ｄ３は、第１キー溝内側面２６ｄ１および第１キー溝外側面２６ｄ２の上端と接続している。

　図９および図１０に示されるように、第１キー部３９ｂの外周面と、第１キー溝２６ｄの内周面との間には、キー隙間７０と呼ばれる空間が存在する。キー隙間７０は、主として、第１隙間７１と、第２隙間７２と、第３隙間７３とを有する。第１隙間７１は、第１キー部３９ｂの第１摺動面３９ｈと、第１キー溝２６ｄの第１キー溝内側面２６ｄ１との間の隙間である。第２隙間７２は、第１キー部３９ｂの第１ガイド面３９ｊと、第１キー溝２６ｄの第１キー溝外側面２６ｄ２との間の隙間である。第３隙間７３は、第１キー部３９ｂの第１上端面３９ｋと、第１キー溝２６ｄの第１キー溝底面２６ｄ３との間の隙間である。

　第１隙間７１の寸法Ｄ１は、１５μｍ～５０μｍである。第２隙間７２の寸法Ｄ２は、２００μｍ～１０００μｍである。第３隙間７３の寸法Ｄ３は、２００μｍ～１０００μｍである。第１隙間７１の寸法Ｄ１は、第１軸Ａ１に平行な方向における、第１摺動面３９ｈと第１キー溝内側面２６ｄ１との間の距離である。第２隙間７２の寸法Ｄ２は、第１軸Ａ１に平行な方向における、第１ガイド面３９ｊと第１キー溝外側面２６ｄ２との間の距離である。第３隙間７３の寸法Ｄ３は、鉛直方向における、第１上端面３９ｋと第１キー溝底面２６ｄ３との間の距離である。第２隙間７２は、第１隙間７１よりも広い。すなわち、第２隙間７２の寸法Ｄ２は、第１隙間７１の寸法Ｄ１よりも大きい。

　　（１－５）駆動モータ
　駆動モータ１６は、ハウジング２３の下方に配置されるブラシレスＤＣモータである。駆動モータ１６は、主として、ステータ５１と、ロータ５２とを有する。ステータ５１は、ケーシング１０の内周面に固定される円筒形状の部材である。ロータ５２は、ステータ５１の内側に配置される円柱形状の部材である。ステータ５１の内周面と、ロータ５２の外周面との間には、エアギャップが形成されている。

　ステータ５１の外周面には、複数のコアカットが形成されている。コアカットは、ステータ５１の上端面から下端面に亘って鉛直方向に形成される溝である。コアカットは、ステータ５１の周方向に沿って所定の間隔で形成されている。コアカットは、胴部ケーシング部１１とステータ５１との間を鉛直方向に延びるモータ冷却通路５５を形成する。

　ロータ５２は、クランクシャフト１７に連結されている。クランクシャフト１７は、ロータ５２の回転中心を鉛直方向に貫通する。ロータ５２は、クランクシャフト１７を介して、圧縮機構１５に接続されている。

　　（１－６）下部軸受
　下部軸受６０は、駆動モータ１６の下方に配置される。下部軸受６０の外周面は、ケーシング１０の内周面に気密状に接合されている。下部軸受６０は、クランクシャフト１７を支持する。下部軸受６０には、油分離板７３が取り付けられている。油分離板７３は、ケーシング１０の内部に収容される平板状の部材である。油分離板７３は、下部軸受６０の上端面に固定されている。

　　（１－７）クランクシャフト
　クランクシャフト１７は、ケーシング１０の内部に収容される。クランクシャフト１７は、その軸方向が鉛直方向に沿うように配置されている。クランクシャフト１７の上端部の軸心は、上端部を除く部分の軸心に対してわずかに偏心している。クランクシャフト１７は、バランスウェイト１８を有する。バランスウェイト１８は、ハウジング２３の下方かつ駆動モータ１６の上方の高さ位置において、クランクシャフト１７に密着して固定されている。

　クランクシャフト１７は、ロータ５２の回転中心を鉛直方向に貫通してロータ５２に連結されている。クランクシャフト１７の上端部が上端軸受２６ｃに嵌入されることで、クランクシャフト１７は、可動スクロール２６に接続されている。クランクシャフト１７は、上部軸受３２および下部軸受６０によって支持されている。

　クランクシャフト１７は、その軸方向に延びている主給油路６１を内部に有している。主給油路６１の上端は、クランクシャフト１７の上端面と第２鏡板２６ａの下面とによって形成される油室８３と連通している。油室８３は、第２鏡板２６ａの給油細孔６３を介して、スラスト摺動面２４ｄおよび油溝２４ｅに連通し、圧縮室４０を介して最終的に低圧空間Ｓ２に連通する。主給油路６１の下端は、油溜まり空間１０ａの潤滑油中に浸漬している。

　クランクシャフト１７は、主給油路６１から分岐する第１副給油路６１ａ、第２副給油路６１ｂおよび第３副給油路６１ｃを有している。第１副給油路６１ａ、第２副給油路６１ｂおよび第３副給油路６１ｃは、水平方向に延びている。第１副給油路６１ａは、クランクシャフト１７と可動スクロール２６の上端軸受２６ｃとの摺動面に開口している。第２副給油路６１ｂは、クランクシャフト１７とハウジング２３の上部軸受３２との摺動面に開口している。第３副給油路６１ｃは、クランクシャフト１７と下部軸受６０との摺動面に開口している。

　　（１－８）吸入管
　吸入管１９は、ケーシング１０の外部から圧縮機構１５へ、冷媒回路の冷媒を導入するための管である。吸入管１９は、ケーシング１０の上壁部１２に気密状に嵌入されている。吸入管１９は、上部空間Ｓ２を鉛直方向に貫通するとともに、内端部が固定スクロール２４の主吸入孔２４ｃに嵌入されている。

　　（１－９）吐出管
　吐出管２０は、高圧空間Ｓ１からケーシング１０の外部へ、圧縮冷媒を吐出するための管である。吐出管２０は、ケーシング１０の胴部ケーシング部１１に気密状に嵌入されている。吐出管２０は、高圧空間Ｓ１を水平方向に貫通する。ケーシング１０内において、吐出管２０の開口部２０ａは、ハウジング２３の近傍に位置している。

　（２）スクロール圧縮機の動作
　スクロール圧縮機１０１の動作について説明する。最初に、スクロール圧縮機１０１を備える冷媒回路を循環する冷媒の流れについて説明する。次に、スクロール圧縮機１０１内部における潤滑油の流れについて説明する。

　　（２－１）冷媒の流れ
　駆動モータ１６の駆動が開始すると、ロータ５２が回転し始め、ロータ５２に固定されているクランクシャフト１７が軸回転を始める。クランクシャフト１７の軸回転運動は、上端軸受２６ｃを介して可動スクロール２６に伝達される。クランクシャフト１７の上端部の軸心は、クランクシャフト１７の軸回転運動の軸心に対して偏心している。

　可動スクロール２６は、オルダム継手３９を介してハウジング２３に係合されている。クランクシャフト１７が回転すると、オルダム継手３９の第１キー部３９ｂは、可動スクロール２６の第１キー溝２６ｄ内を第２軸Ａ２に沿って摺動し、オルダム継手３９の第２キー部３９ｃは、ハウジング２３の第２キー溝２３ｄ内を第１軸Ａ１に沿って摺動する。これにより、可動スクロール２６は、自転することなく、固定スクロール２４に対して公転運動を行う。

　圧縮される前の低温低圧の冷媒は、吸入管１９から主吸入孔２４ｃを経由して、圧縮機構１５の圧縮室４０に供給される。可動スクロール２６の公転運動により、圧縮室４０は容積を徐々に減少させながら固定スクロール２４の外周部から中心部に向かって移動する。その結果、圧縮室４０の冷媒は圧縮されて圧縮冷媒となる。圧縮冷媒は、吐出孔４１からマフラー空間４５へ吐出された後、第１圧縮冷媒流路４６および第２圧縮冷媒流路４８を経由して、高圧空間Ｓ１へ吐出される。その後、圧縮冷媒は、モータ冷却通路５５を下降して、駆動モータ１６の下方の高圧空間Ｓ１に到達する。その後、圧縮冷媒は、流れの向きを反転させて、他のモータ冷却通路５５および駆動モータ１６のエアギャップを上昇する。最終的に、圧縮冷媒は、吐出管２０からスクロール圧縮機１０１の外部に吐出される。

　　（２－２）潤滑油の流れ
　駆動モータ１６の駆動が開始すると、ロータ５２が回転し始め、ロータ５２に固定されているクランクシャフト１７が軸回転を始める。クランクシャフト１７の軸回転によって圧縮機構１５が駆動し、高圧空間Ｓ１に圧縮冷媒が吐出されると、高圧空間Ｓ１内の圧力が上昇する。主給油路６１の下端は、高圧空間Ｓ１内の油溜まり空間１０ａに連通している。主給油路６１の上端は、油室８３および給油細孔６３を介して低圧空間Ｓ２に連通している。これにより、主給油路６１の上端と下端との間に差圧が発生する。その結果、油溜まり空間１０ａに貯留されている潤滑油は、差圧によって、主給油路６１の下端から吸引され、主給油路６１内を油室８３に向かって上昇する。

　主給油路６１を上昇する潤滑油のほとんどは、順に、第３副給油路６１ｃ、第２副給油路６１ｂおよび第１副給油路６１ａに分流する。第３副給油路６１ｃを流れる潤滑油は、クランクシャフト１７と下部軸受６０との摺動面を潤滑した後、高圧空間Ｓ１に流入して油溜まり空間１０ａに戻る。第２副給油路６１ｂを流れる潤滑油は、クランクシャフト１７とハウジング２３の上部軸受３２との摺動面を潤滑した後、高圧空間Ｓ１およびクランク室Ｓ３に流入する。高圧空間Ｓ１に流入した潤滑油は、油溜まり空間１０ａに戻る。クランク室Ｓ３に流入した潤滑油は、ハウジング２３の油戻し通路２３ａを経由して高圧空間Ｓ１に流入し、油溜まり空間１０ａに戻る。第１副給油路６１ａを流れる潤滑油は、クランクシャフト１７と可動スクロール２６の上端軸受２６ｃとの摺動面を潤滑した後、クランク室Ｓ３に流入し、高圧空間Ｓ１を経由して、油溜まり空間１０ａに戻る。

　主給油路６１内を上端まで上昇して油室８３に到達した潤滑油は、差圧によって、給油細孔６３を流れて油溝２４ｅに供給される。油溝２４ｅに供給された潤滑油の一部は、スラスト摺動面２４ｄをシールしながら、低圧空間Ｓ２および圧縮室４０に漏れ出す。このとき、漏れ出した高温の潤滑油は、低圧空間Ｓ２および圧縮室４０に存在する低温の冷媒ガスを加熱する。また、圧縮室４０に漏れ出した潤滑油は、微小な油滴の状態で圧縮冷媒に混入される。圧縮冷媒に混入された潤滑油は、圧縮冷媒と同じ経路を通って、圧縮室４０から高圧空間Ｓ１へ吐出される。その後、潤滑油は、圧縮冷媒と共にモータ冷却通路５５を下降した後に、油分離板７３に衝突する。油分離板７３に付着した潤滑油は、高圧空間Ｓ１を落下して油溜まり空間１０ａに戻る。

　（３）スクロール圧縮機の特徴
　　（３－１）
　スクロール圧縮機１０１では、オルダム継手３９は、可動スクロール２６と摺動する第１キー部３９ｂと、ハウジング２３と摺動する第２キー部３９ｃとを有する。第１キー部３９ｂは、第２軸Ａ２に沿って移動する第１摺動面３９ｈおよび第１ガイド面３９ｊを有する。第１摺動面３９ｈは、第１ガイド面３９ｊよりも、オルダム継手３９の重心Ｏに近い面である。第１摺動面３９ｈは、可動スクロール２６の第１キー溝２６ｄの第１キー溝内側面２６ｄ１と摺動する面である。

　第１キー部３９ｂの第１摺動面３９ｈと、第１キー溝２６ｄの第１キー溝内側面２６ｄ１との間には、第１隙間７１が形成されている。第１キー部３９ｂの第１ガイド面３９ｊと、第１キー溝２６ｄの第１キー溝外側面２６ｄ２との間には、第２隙間７２が形成されている。第１隙間７１および第２隙間７２は、第１キー溝２６ｄに供給された潤滑油が保持される空間である。潤滑油は、互いに摺動する第１摺動面３９ｈと第１キー溝内側面２６ｄ１との間の焼き付きを抑制する。

　第２隙間７２は、第１隙間７１よりも広いので、第１キー溝２６ｄに供給された潤滑油を第１隙間７１よりも保持しやすい。これにより、第２隙間７２に保持されている潤滑油の一部が、第１キー部３９ｂの外周面と第１キー溝２６ｄの内周面との間のキー隙間７０を介して、第１隙間７１に供給される。そのため、第１隙間７１に存在する潤滑油が不足しても、第２隙間７２に存在する潤滑油の一部が第１隙間７１に供給されるので、第１キー部３９ｂの第１摺動面３９ｈの焼き付きが抑制される。従って、スクロール圧縮機１０１は、オルダム継手３９および可動スクロール２６の摺動面の焼き付きを抑制することで、高い信頼性を有する。

　　（３－２）
　スクロール圧縮機１０１では、第１隙間７１の寸法Ｄ１は、１５μｍ～５０μｍである。第１隙間７１の寸法Ｄ１は、摺動しているオルダム継手３９のがたつきが十分に抑制される程度に狭く、かつ、第１摺動面３９ｈの焼き付きが十分に抑制される量の潤滑油が保持される程度に広い。第１隙間７１の寸法Ｄ１が広すぎると、第２軸Ａ２に沿って摺動しているオルダム継手３９が第１軸Ａ１の方向に振動して、オルダム継手３９ががたつくことがある。また、第１隙間７１の寸法Ｄ１が狭すぎると、第１隙間７１に潤滑油が十分に保持されず、第１摺動面３９ｈの焼き付きが発生するおそれがある。従って、第１隙間７１の寸法Ｄ１を適切な範囲に設定することで、オルダム継手３９の振動が抑制され、かつ、第１隙間７１に潤滑油が十分に供給されないことによる、第１キー部３９ｂの第１摺動面３９ｈの焼き付きの発生が抑制される。

　　（３－３）
　スクロール圧縮機１０１では、第２隙間７２の寸法Ｄ２は、２００μｍ～１０００μｍである。第２隙間７２の寸法Ｄ２は、第１隙間７１の寸法Ｄ１よりも大きいので、第２隙間７２は、第１隙間７１よりも多量の潤滑油を保持することができる。これにより、第２隙間７２に保持されている潤滑油の一部は、第１キー部３９ｂの外周面と第１キー溝２６ｄの内周面との間のキー隙間７０を介して、第１隙間７１に供給される。従って、第２隙間７２の寸法Ｄ２を適切な範囲に設定することで、第１隙間７１に潤滑油が十分に供給されないことによる、第１キー部３９ｂの第１摺動面３９ｈの焼き付きの発生が抑制される。

　　（３－４）
　スクロール圧縮機１０１では、２対の第１キー部３９ｂは、第１軸Ａ１および第２軸Ａ２によって区画される４つの領域のそれぞれに、１つずつ設けられる。すなわち、オルダム継手３９を上面視した場合に、４つの第１キー部３９ｂは、できるだけ互いに離れるように配置されている。そのため、第１キー部３９ｂの第１摺動面３９ｈにかかる面圧は、４つの第１キー部３９ｂの間で均等に分散される。従って、一部の第１キー部３９ｂの第１摺動面３９ｈのみに焼き付きが発生することが抑制される。

　　（３－５）
　スクロール圧縮機１０１では、１対の第２キー部３９ｃは、第２軸Ａ２を挟んで、第１軸Ａ１の上に設けられる。すなわち、オルダム継手３９を上面視した場合に、２つの第２キー部３９ｃは、できるだけ互いに離れるように配置されている。そのため、第２キー部３９ｃの摺動面にかかる面圧は、２つの第２キー部３９ｃの間で均等に分散される。従って、一部の第２キー部３９ｃの摺動面のみに焼き付きが発生することが抑制される。

　（４）変形例
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の具体的構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。以下、本発明の実施形態に適用可能な変形例について説明する。

　　（４－１）変形例Ａ
　実施形態では、図８に示されるように、オルダム継手３９は、主として、環状本体部３９ａと、２対の第１キー部３９ｂと、１対の第２キー部３９ｃとを有する。２対の第１キー部３９ｂは、１対の第１キー部３９ｂ１と、１対の第１キー部３９ｂ２とからなる。１対の第１キー部３９ｂ１は、第１軸Ａ１を挟んで対称となる位置に形成されている。１対の第１キー部３９ｂ２は、第１軸Ａ１を挟んで対称となる位置に形成されている。第１キー部３９ｂ１の対、および、第１キー部３９ｂ２の対は、第２軸Ａ２を挟んで対称となる位置に形成されている。

　しかし、オルダム継手３９は、２対の第１キー部３９ｂを有する代わりに、１対の第１キー部３９ｂ１の一方のみ、および、１対の第１キー部３９ｂ２の一方のみを有してもよい。すなわち、オルダム継手３９の第１キー部３９ｂは、１つの第１キー部３９ｂ１、および、１つの第１キー部３９ｂ２のみから構成されてもよい。

　例として、図１１および図１２は、本変形例のオルダム継手３９の上面図である。図１１および図１２では、オルダム継手３９は、１つの第１キー部３９ｂ１、および、１つの第１キー部３９ｂ２を有する。図１１に示されるオルダム継手３９では、２つの第１キー部３９ｂ１，３９ｂ２は、オルダム継手３９の重心Ｏに対して対称となる位置に形成されている。図１２に示されるオルダム継手３９では、２つの第１キー部３９ｂ１，３９ｂ２は、第２軸Ａ２を挟んで対称となる位置に形成されている。また、２つの第１キー部３９ｂ１，３９ｂ２は、図１１および図１２に示される位置と、第１軸Ａ１を挟んで対称となる位置に形成されてもよい。

　本変形例においても、実施形態と同じ理由により、第１キー部３９ｂ１，３９ｂ２の第１摺動面３９ｈの焼き付きが抑制される。従って、スクロール圧縮機１０１は、オルダム継手３９および可動スクロール２６の摺動面の焼き付きを抑制することで、高い信頼性を有する。

　また、本変形例において、オルダム継手３９は、図８に示される４つの第１キー部３９ｂのうち、少なくとも２つの第１キー部３９ｂを有していればよい。すなわち、オルダム継手３９は、２つまたは３つの第１キー部３９ｂを有してもよい。この場合、第１キー部３９ｂは、第１軸Ａ１および第２軸Ａ２によって区画される４つの領域のいずれかに設けられ、かつ、２つ以上の第１キー部３９ｂは、同じ当該領域に設けられていない。

　　（４－２）変形例Ｂ
　実施形態では、オルダム継手３９を鉛直方向に沿って視た場合、環状本体部３９ａの内周面は、円弧形状を有している。しかし、環状本体部３９ａの内周面は、任意の形状を有してもよい。

　例として、図１３および図１４は、本変形例のオルダム継手３９の上面図である。図１３では、一対の第１キー部３９ｂ１の間、および、一対の第１キー部３９ｂ２の間において、環状本体部３９ａの内周面の形状は、第２軸Ａ２に平行な直線の部分ＩＥを含んでいる。図１４では、一対の第１キー部３９ｂ１の間、および、一対の第１キー部３９ｂ２の間において、環状本体部３９ａの内周面の形状は、第２軸Ａ２に平行でない直線の部分ＩＥを含んでいる。

　なお、本変形例において、オルダム継手３９の第１キー部３９ｂは、変形例Ａのように、１つの第１キー部３９ｂ１、および、１つの第１キー部３９ｂ２のみから構成されてもよい。

　本発明に係るスクロール圧縮機は、オルダム継手および可動スクロールの摺動面の焼き付きを抑制して、高い信頼性を有する。

　２３　　　ハウジング（静止部材）
　２３ｄ　　第２キー溝
　２６　　　可動スクロール
　２６ｄ　　第１キー溝
　３９　　　オルダム継手
　３９ａ　　環状本体部
　３９ｂ　　第１キー部
　３９ｃ　　第２キー部
　３９ｄ１　第１水平面
　３９ｄ２　第２水平面
　７０　　　キー隙間
　７１　　　第１隙間
　７２　　　第２隙間
１０１　　　スクロール圧縮機
　Ａ１　　　第１軸
　Ａ２　　　第２軸

特表２０１１－５１０２０９号公報

Claims (6)

1. 　第１キー溝（２６ｄ）を有する可動スクロール（２６）と、
   　第２キー溝（２３ｄ）を有する静止部材（２３）と、
   　前記可動スクロールと前記静止部材との間に設けられ、第１軸（Ａ１）に沿って前記静止部材に対して相対的に移動可能であり、第２軸（Ａ２）に沿って前記可動スクロールに対して相対的に移動可能であるオルダム継手（３９）と、
   を備え、
   　前記オルダム継手は、
   　　互いに対向する第１水平面（３９ｄ１）および第２水平面（３９ｄ２）を有する環状本体部（３９ａ）と、
   　　前記第１水平面から突出し、前記第１キー溝に嵌め込まれ、前記第２軸に沿って前記可動スクロールと摺動可能である少なくとも２つの第１キー部（３９ｂ）と、
   　　前記第２水平面から突出し、前記第２キー溝に嵌め込まれ、前記第１軸に沿って前記静止部材と摺動可能である第２キー部（３９ｃ）と、
   　を有し、
   　前記第１キー部の外周面と、前記第１キー溝の内周面との間には、キー隙間（７０）が形成され、
   　前記キー隙間は、
   　　前記オルダム継手の重心側において前記第２軸に沿って形成される第１隙間（７１）と、
   　　前記オルダム継手の重心側の反対側において前記第２軸に沿って形成され、かつ、前記第１隙間よりも広い第２隙間（７２）と、
   　を有する、
   スクロール圧縮機（１０１）。
2. 　前記第１隙間は、１５μｍ～５０μｍである、
   請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 　前記第２隙間は、２００μｍ～１０００μｍである、
   請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。
4. 　前記第１キー部は、前記第１軸および前記第２軸によって区画される４つの領域のいずれかに設けられ、かつ、２つ以上の前記第１キー部は、同じ前記領域に設けられていない、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
5. 　前記オルダム継手は、１対の前記第２キー部を有し、
   　前記第２キー部は、前記第２軸を挟んで、前記第１軸の上に設けられる、
   請求項４に記載のスクロール圧縮機。
6. 　前記オルダム継手は、２対の前記第１キー部を有する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。

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