Scroll compressor |
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申请号 | JP2010548429 | 申请日 | 2010-01-28 | 公开(公告)号 | JP5491420B2 | 公开(公告)日 | 2014-05-14 |
申请人 | パナソニック株式会社; | 发明人 | 定幸 山田; 信明 小川; 喜文 阿部; 作田 淳; 敬 森本; | ||||
摘要 | |||||||
权利要求 | 容器内にモータと圧縮機構部とを収納し、 前記圧縮機構部を、 鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した旋回スクロールと、 前記旋回スクロールと組み合わされ鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した固定スクロールと、 前記固定スクロールとの間に前記旋回スクロールを配置するとともにシール部材を保持する主軸受部材とにより構成し、 前記旋回スクロールと前記固定スクロールとの間に圧縮室が形成され、 前記旋回スクロールの背面に前記シール部材が配置され、 前記シール部材によって、前記シール部材の内側が高圧領域、前記シール部材の外側が背圧室に区画されるスクロール圧縮機であって、 前記高圧領域から前記背圧室に潤滑油を供給する背圧室給油経路と、前記背圧室から前記圧縮室に潤滑油を供給する圧縮室給油経路 と、駆動軸の軸方向に対して斜めに形成され前記高圧領域に開口を有する駆動軸給油経路を備え、 前記圧縮室給油経路の圧縮室側開口が連通する圧縮室は、作動流体を閉じこんだ後の圧縮室であり、 前記背圧室給油経路の一方の開口が前記シール部材を往来 し、 前記駆動軸の前記旋回スクロール側端部に偏心軸を有し、 前記偏心軸との境界の駆動軸の一部を、前記駆動軸の軸方向に対して角度をもった平面で切り欠き、当該平面上に前記駆動軸給油経路の前記開口を形成したことを特徴とするスクロール圧縮機。 前記圧縮室給油経路が、 前記旋回スクロールの内部に形成された通路と、 前記固定スクロールの前記鏡板に形成された凹部とから構成され、 前記通路の一方の開口が前記旋回スクロールの旋回運動にあわせて周期的に前記凹部に重なることで、前記背圧室と前記圧縮室が間欠的に連通す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。 前記駆動軸給油経路の前記開口が偏心転がり軸受の近傍位置であることを特徴とする請求項 1又は請求項2に記載のスクロール圧縮機。 前記駆動軸給油経路の前記開口が主転がり軸受の近傍位置であることを特徴とする請求項 1から請求項3のいずれかに記載のスクロール圧縮機。 前記主転がり軸受をシールド付転がり軸受としたことを特徴とする請求項 4に記載のスクロール圧縮機。 前記主転がり軸受の前記シールドの材料をステンレス鋼板としたことを特徴とする請求項 5に記載のスクロール圧縮機。 前記容器に設けた取り付け脚によって横向きに設置されることを特徴とする請求項1から請求項 6のいずれかに記載のスクロール圧縮機。 前記モータによって駆動される駆動軸と、 前記駆動軸内に形成した給油路と、 前記駆動軸の一端に形成した偏心軸と、 前記旋回スクロールの前記背面に形成した筒型ボス部を備え、 前記偏心軸が、偏心転がり軸受を介して前記筒型ボス部で支持され、 前記駆動軸が、主転がり軸受を介して前記主軸受部材で支持され、 前記高圧領域が、 前記筒型ボス部内部と前記偏心転がり軸受とによって囲まれる第1の高圧領域と、 前記主軸受部材、前記筒型ボス部外部、前記偏心転がり軸受、及び前記主転がり軸受によって囲まれる第2の高圧領域を有し、 前記給油路の出口を前記第1の高圧領域に連通させ、 前記背圧室給油経路の他方の開口を前記第1の高圧領域に連通させ、 前記背圧室給油経路の一方の前記開口を、前記シール部材の内側では前記第2の高圧領域に連通させ、前記シール部材の外側では前記背圧室に連通させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスクロール圧縮機。 前記モータによって駆動される駆動軸と、 前記駆動軸内に形成して前記駆動軸給油経路に潤滑油を供給する給油路と、 前記駆動軸の一端に形成した偏心軸と、 前記旋回スクロールの前記背面に形成した筒型ボス部を備え、 前記偏心軸が、偏心転がり軸受を介して前記筒型ボス部で支持され、 前記駆動軸が、主転がり軸受を介して前記主軸受部材で支持され、 前記高圧領域が、 前記筒型ボス部内部と前記偏心転がり軸受とによって囲まれる第1の高圧領域と、 前記主軸受部材、前記筒型ボス部外部、前記偏心転がり軸受、及び前記主転がり軸受によって囲まれる第2の高圧領域を有し、 前記駆動軸給油経路の開口を前記第2の高圧領域に連通させ、 前記背圧室給油経路の他方の開口を前記第1の高圧領域に連通させ、 前記背圧室給油経路の一方の前記開口を、前記シール部材の内側では前記第2の高圧領域に連通させ、前記シール部材の外側では前記背圧室に連通させることを特徴とする請求項 1又は請求項2に記載のスクロール圧縮機。 |
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说明书全文 | 本発明は、冷暖房空調装置や冷蔵庫等の冷却装置、あるいはヒートポンプ式の給湯装置等に用いられるスクロール圧縮機に関する。 従来、この種のスクロール圧縮機は、多くの製造業者等から同様の圧縮機に関するさまざまな出願がなされていると共に、家庭用ルームエアコン用や冷蔵庫用の圧縮機として種々の圧縮機が実際に利用されている。 また、最近は自動車用空気調和装置の圧縮機としても利用され始めている。 また、これら圧縮機の圧縮機構部などの潤滑を行うために、例えば特許文献1で開示されているように、旋回スクロール内部に形成された背圧室給油経路に絞り部を設置することにより常時所定の制限の基に給油を行う方法がある。 しかしながら、従来の構成では、背圧室給油経路の絞り部を介して高圧領域から背圧室へ常時給油を行うため、高圧領域から偏心転がり軸受を介し主転がり軸受への給油量が減少し、偏心転がり軸受および主転がり軸受の信頼性が低下するという課題を有していた。 本発明は、従来の課題を解決するもので、高圧領域から背圧室への給油量と高圧領域から偏心転がり軸受および主転がり軸受への給油量をコントロールすることにより、偏心転がり軸受および主転がり軸受の信頼性の向上を図ることを目的とする。 第1の発明によるスクロール圧縮機は、容器内にモータと圧縮機構部とを収納し、前記圧縮機構部を、鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した旋回スクロールと、前記旋回スクロールと組み合わされ鏡板に渦巻状のラップを直立して形成した固定スクロールと、前記固定スクロールとの間に前記旋回スクロールを配置するとともにシール部材を保持する主軸受部材とにより構成し、前記旋回スクロールと前記固定スクロールとの間に圧縮室が形成され、前記旋回スクロールの背面に前記シール部材が配置され、前記シール部材によって、前記シール部材の内側が高圧領域、前記シール部材の外側が背圧室に区画されるスクロール圧縮機であって、前記高圧領域から前記背圧室に潤滑油を供給する背圧室給油経路と、前記背圧室から前記圧縮室に潤滑油を供給する圧縮室給油経路と、駆動軸の軸方向に対して斜めに形成され前記高圧領域に開口を有する駆動軸給油経路を備え、前記圧縮室給油経路の圧縮室側開口が連通する圧縮室は、作動流体を閉じこんだ後の圧縮室であり、前記背圧室給油経路の一方の開口が前記シール部材を往来し、前記駆動軸の前記旋回スクロール側端部に偏心軸を有し、前記偏心軸との境界の駆動軸の一部を、前記駆動軸の軸方向に対して角度をもった平面で切り欠き、当該平面上に前記駆動軸給油経路の前記開口を形成したことを特徴とする。 本発明のスクロール圧縮機は、高圧領域から背圧室へ極小給油の制御が可能となるため、偏心転がり軸受および主転がり軸受への給油量を増やすことができ、偏心転がり軸受および主転がり軸受の信頼性が向上する。 第1の発明によるスクロール圧縮機は、高圧領域から背圧室に潤滑油を供給する背圧室給油経路と、背圧室から圧縮室に潤滑油を供給する圧縮室給油経路と、駆動軸の軸方向に対して斜めに形成され高圧領域に開口を有する駆動軸給油経路を備え、背圧室給油経路の一方の開口がシール部材を往来し、駆動軸の旋回スクロール側端部に偏心軸を有し、偏心軸との境界の駆動軸の一部を、駆動軸の軸方向に対して角度をもった平面で切り欠き、当該平面上に駆動軸給油経路の開口を形成したものである。 この構成によれば、背圧室給油経路の一開口端がシール部材を往来する割合により、背圧室への給油量をコントロールすることができるため、極小給油の制御が可能となり、過剰供給を防止することができる。 これにより偏心転がり軸受および主転がり軸受への給油量を増やすことが可能となり、偏心転がり軸受および主転がり軸受の信頼性が向上する。 また背圧室給油経路の径を小さくする必要がないため、異物による背圧室給油経路の閉塞も防止でき、安定した背圧を維持することができる。 また、旋回スクロールが固定スクロールから離れることで能力が低下してしまう、いわゆるチルティング現象を防止することができる。 また仮にチルティングが発生しても、圧縮室の圧力を背圧室へと導くことが可能であるため、正常運転への早期復帰が可能となる。 また高圧領域に開口を有する駆動軸給油経路を設ける構成によれば、駆動軸給油経路が旋回スクロールの鏡板背面の高圧領域に開口することから、偏心転がり軸受および主転がり軸受への給油量を増やすことが可能となり、偏心転がり軸受および主転がり軸受の信頼性が向上する。 また高圧領域と背圧室との差圧により潤滑油が偏心転がり軸受を介して背圧室給油経路から背圧室へ給油されることにより、偏心転がり軸受に安定した給油が可能となり偏心転がり軸受の信頼性がさらに向上する。 また駆動軸給油経路を、駆動軸の軸方向に対して斜めに形成する構成によれば、駆動軸の回転に伴って潤滑油を多方面に供給することが可能となる。 また駆動軸の旋回スクロール側端部に偏心軸を有し、偏心軸との境界の駆動軸の一部を、駆動軸の軸方向に対して角度をもった平面で切り欠き、当該平面上に駆動軸給油経路の開口を形成する構成によれば、駆動軸給油経路の形成において加工が簡単になる。 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 (実施の形態1) 図1は、スクロール圧縮機1の胴部の周りにある取付け脚2によって横向きに設置される横型のスクロール圧縮機を示している。 スクロール圧縮機1は、その本体ケーシング3内に圧縮機構部4およびこれを駆動するモータ5を内蔵し、潤滑油7を貯留する貯液部6を備えている。 モータ5は図示しないモータ駆動回路部によって駆動される。 取り扱う作動流体はガス冷媒であり、潤滑油7は各摺動部の潤滑を行うとともに圧縮機構部4の摺動部のシールとして用いられ、冷媒に対して相溶性のあるものを用いる。 しかし、本発明はこれらに限られることはない。 基本的には、作動流体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部4と、この圧縮機構部4を駆動するモータ5と、圧縮機構部4を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部6を本体ケーシング3に内蔵し、モータ5をモータ駆動回路部により駆動するスクロール圧縮機1であればよく、以下の説明に限定されるものではない。 圧縮機構部4は、鏡板12aに渦巻状のラップ12bを直立して形成した旋回スクロール12と、旋回スクロール12と組み合わされ鏡板11aに渦巻状のラップ11bを直立して形成した固定スクロール11と、固定スクロール11との間に旋回スクロール12を配置するとともにシール部材24を保持する主軸受部材51とにより構成される。 シール部材24は、旋回スクロール12の鏡板12aの背面に配置される。 旋回スクロール12の鏡板12aの背面は、シール部材24の内側が高圧領域21、シール部材24の外側が背圧室22を形成するようにシール部材24によって区画されている。 さらに、スクロール圧縮機1は、本体ケーシング3内の軸線方向の一方の端部壁3a側から順に、ポンプ13、副転がり軸受41、モータ5、主転がり軸受42を持った主軸受部材51を配置してある。 ポンプ13は端部壁3aの外面から収容され、蓋体52で嵌め付け固定される。 また、蓋体52の内側にはポンプ室53を形成し、ポンプ室53は吸上げ通路54を介して貯液部6に通じている。 副転がり軸受41は、端部壁3aにて支持され、駆動軸14のポンプ13に連結している側を軸支してある。 モータ5は、固定子5aと回転子5bから構成され、駆動軸14を回転駆動する。 固定子5aは本体ケーシング3の内周に焼き嵌めなどにより固定され、回転子5bは駆動軸14に固定されている。 圧縮機構部4のサブケーシング80からの露出部分は、本体ケーシング3により覆われる。 サブケーシング80は、端部壁3aと軸線方向に反対側に端部壁80aを形成している。 本体ケーシング3とサブケーシング80とはそれぞれの開口どうしを突き合わせてボルト18にて固定される。 圧縮機構部4はサブケーシング80の吸入口8と本体ケーシング3の吐出口9との間に位置し、固定スクロール11の吸入口16がサブケーシング80の吸入口8と接続され、固定スクロール11の吐出口31がリード弁31aを介して吐出室62と接続されている。 吐出室62は固定スクロール11および主軸受部材51に形成した連絡通路63によってモータ5側の空間に通じている。 連絡通路63は、固定スクロール11および主軸受部材51と本体ケーシング3との間に形成してもよい。 ここで、図2を用いて圧縮機構部4における潤滑油7の流れを説明する。 図3(a)、(b)、(c)、(d)は、固定スクロール11に対する旋回スクロール12の位相を90度ずつずらした状態を示している。 図4(a)、(b)、(c)、(d)は、図3と同様に位相を90度ずつずらした状態を示している。 ここで、本実施の形態では、背圧室給油経路25の一方の開口25cがシール部材24を往来する割合により、背圧室22への給油量をコントロールすることができるため、極小給油の制御が可能となり、過剰供給を防止することができる。 これにより偏心転がり軸受43および主転がり軸受42への給油量を増やすことが可能となり、偏心転がり軸受43および主転がり軸受42の信頼性が向上する。 また背圧室給油経路25の径を小さくする必要がないため、異物による背圧室給油経路25の閉塞も防止でき、安定した背圧を維持することができる。 (実施の形態2) 本実施の形態においては、給油路15は偏心軸14aまで至らず、給油路15の出口は駆動軸給油経路15aにつながっている。 駆動軸給油経路15aは駆動軸14の軸方向に対して角度をもった経路としている。 駆動軸14と偏心軸14aとの境界の駆動軸14側の一部は、駆動軸14の軸方向に対して角度をもった斜めの平面14bで切り欠かれ、当該平面14b上に駆動軸給油経路15aの開口15bが形成されている。 ここで、図6を用いて圧縮機構部4における潤滑油7の流れを説明する。 以上のように、本実施の形態では、駆動軸給油経路15aが第2の高圧領域21bに連通することから、偏心転がり軸受43および主転がり軸受42への給油量を増やすことが可能となり、偏心転がり軸受43および主転がり軸受42の信頼性が向上する。 また高圧領域21と背圧室22との差圧により潤滑油7の一部が背圧室給油経路25から背圧室22へ給油される。 これによって、偏心転がり軸受43に安定した給油が可能となり偏心転がり軸受43の信頼性がさらに向上する。 (実施の形態3) 本実施の形態は、実施の形態2におけるスクロール圧縮機において、主転がり軸受42をシールド付転がり軸受42としたものである。 シールド42aの材料をステンレス鋼板としている。 以上のように、本実施の形態では、潤滑油7が主転がり軸受42を潤滑し、主転がり軸受42をシールド付転がり軸受42としたことにより、潤滑油7のモータ5側への流出を防止し、潤滑油7が差圧により偏心転がり軸受43を介して背圧室給油経路25から背圧室22へ給油され、偏心転がり軸受43および主転がり軸受42への給油量を増やすことが可能となり、偏心転がり軸受43および主転がり軸受42の信頼性が向上する。 以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、偏心転がり軸受および主転がり軸受への給油量を増やすことが可能となり、偏心転がり軸受および主転がり軸受の信頼性の向上が図れるので、作動流体を冷媒と限ることなく、空気スクロール圧縮機、真空ポンプ、スクロール型膨張機等のスクロール流体機械の用途にも適用できる。 1 スクロール圧縮機 2 取付け脚 3 本体ケーシング 3a 端部壁 4 圧縮機構部 5 モータ 6 貯液部 7 潤滑油 8 吸入口 9 吐出口 10 圧縮室 11 固定スクロール 11a 鏡板 11b 渦巻状のラップ 12 旋回スクロール 12a 鏡板 12b 渦巻状のラップ 12c 筒型ボス部 13 ポンプ 14 駆動軸 14a 偏心軸 14b 平面 15 給油路 15a 駆動軸給油経路 15b 開口 16 吸入口 17 ボルト 18 ボルト 21 高圧領域 21a 第1の高圧領域 21b 第2の高圧領域 22 背圧室 23 圧縮室 24 シール部材 25 背圧室給油経路 25a 第1の背圧室給油経路 25b 第2の背圧室給油経路 25c 開口 26 圧縮室給油経路 26a 通路 26b 凹部 26c 圧縮室側開口 30 ブッシュ 31 吐出口 31a リード弁 41 副転がり軸受 42 主転がり軸受 42a シールド 43 偏心転がり軸受 43a 内輪 43b 外輪 51 主軸受部材 52 蓋体 53 ポンプ室 54 吸上げ通路 57 オルダムリング 62 吐出室 63 連絡通路 80 サブケーシング 80a 端部壁 |