JP3755694B2

JP3755694B2 - スクロール型圧縮機

Info

Publication number: JP3755694B2
Application number: JP24960397A
Authority: JP
Inventors: 剛竹本; 訓孝秋山; 滋久永; 寛之林; 伸一渡辺; 靖渡辺; 達志森; 出清水; 雅夫井口
Original assignee: Toyota Industries Corp; Denso Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp; Denso Corp
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2017-08-29
Also published as: JPH1182338A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスクロール型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール型圧縮機では、ハウジングに固定スクロールが固定されているとともに可動スクロールが公転のみ可能に支承されている。固定スクロールは固定側板及び固定渦巻部からなり、可動スクロールは可動側板及び可動渦巻部からなり、両者は互いに噛合して圧縮室を形成するようになっている。そして、可動スクロールが公転運動すると、圧縮室が渦巻き中心方向に移動されて容積を縮小し、冷媒ガスを冷凍回路を経て循環させる。
【０００３】
この際、冷媒ガスに潤滑油をミスト状に含有させた場合、外部の冷凍回路から吸入ポートを経て吸入室に吸入された冷媒ガスは、一部がそのまま圧縮室の容積縮小により圧縮される一方、残部が前部ハウジング内において可動スクロールを支承する軸受装置や自転防止機構及び可動スクロールと固定スクロールとの摺動部位を冷却するとともに、含有するミスト状の潤滑油でこれらを潤滑することとなる。そして、冷却及び潤滑後の冷媒ガスはその後に圧縮室に吸入され、圧縮されることとなる。この一方、上記軸受装置等の潤滑のために潤滑油を大量に含有する冷媒ガスがそのまま冷凍回路にて循環されるとすると、冷凍能力が低下することとなる。このため、スクロール型圧縮機においては、特開平３−１２９２７３号公報記載のように、ハウジングに圧縮後の冷媒ガスから潤滑油を分離する油分離室と、この油分離室と連通し、潤滑油を貯留する貯油室とを形成し、貯油室を給油通路により軸受装置等に連通することも採用され得る。こうしてハウジング内で分離した潤滑油を軸受装置等に供給することとしたスクロール型圧縮機では、その潤滑油により軸受装置等の潤滑をまかなえる一方、冷凍回路には潤滑油を分離した冷媒ガスが循環されることとなるため、冷凍能力が向上することとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、潤滑油を供給する給油通路が固定渦巻部と可動側板との摺動部位に連通している場合には、最小径０．０５ｍｍ程度の微小な摩耗粉が給油通路の固定渦巻部側の開口回りを閉塞して潤滑油の供給が行われなくなったり、その開口面積を縮小して潤滑油の供給量を少なくしたりして潤滑不足を生じるとともに、摩耗粉が開口回りに凝着して可動側板の公転を阻害するおそれがある。これらの場合、信頼性が損なわれることとなる。特に、スクロール型圧縮機が高温下で長期間停止していた状態から起動されるような場合には、圧縮室内に液体状の冷媒が多くなり、液圧縮を生じる。このような場合、固定スクロールと可動スクロールとは激しく衝突することとなり、より摩耗粉を生じやすくなるため、かかる傾向が大きくなる。
【０００５】
本発明は上記従来の実状に鑑みてなされたものであって、軸受装置等の潤滑と高い冷凍能力とを確保しつつ、優れた信頼性を発揮し得るスクロール型圧縮機を提供することを解決すべき課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のスクロール型圧縮機は、ハウジングと、該ハウジングに固定される固定側板及び固定渦巻部からなる固定スクロールと、該固定スクロールと噛合する可動側板及び可動渦巻部からなり、該固定スクロールとの間に圧縮室を形成する可動スクロールとを有し、該圧縮室が該可動スクロールの公転運動により渦巻方向に移動されて容積を縮小し、冷媒ガスを冷凍回路を経て循環させるスクロール型圧縮機において、
前記ハウジングには圧縮後の前記冷媒ガスから潤滑油を分離する油分離室と、該油分離室と連通し、前記潤滑油を貯留する貯油室とが形成され、該貯油室は給油通路により前記固定渦巻部と前記可動側板との摺動部位に連通し、前記油分離室、前記貯油室、前記給油通路又はこれらの間に異物を捕集するフィルタが設けられており、前記フィルタは前記ハウジングと前記固定側板とにより保持されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明のスクロール型圧縮機では、油分離室で圧縮後の冷媒ガスから分離した潤滑油が貯油室に貯留され、給油通路により固定渦巻部と可動側板との摺動部位に供給される。この際、油分離室、貯油室、給油通路又はこれらの間にフィルタが設けられているため、液圧縮を生じる起動時等であっても、微小な摩耗粉はそのフィルタにより異物として捕集され、開口回りを閉塞したり、その開口面積を縮小したりしない。このため、潤滑油が固定渦巻部と可動側板との摺動部位に安定的に供給され、充分に潤滑を行う。また、摩耗粉が開口回りに凝着することもなく、可動側板の公転も好適に維持できる。
【０００８】
また、本発明のスクロール型圧縮機においても、ハウジング内で分離した潤滑油を固定渦巻部と可動側板との摺動部位に供給することとしているため、冷凍回路には潤滑油を分離した冷媒ガスが循環されることとなり、冷凍能力が向上することとなる。
したがって、本発明のスクロール型圧縮機では、軸受装置、特に固定渦巻部と可動側板との摺動部位等の潤滑と高い冷凍能力とを確保しつつ、優れた信頼性を発揮し得る。また、固定渦巻部と可動側板との摺動部位に供給するのは冷媒ガスから分離した潤滑油だけであるため、性能低下を招かない。
【０００９】
固定スクロールは、外郭を形成するシェルを一体に有し、このシェルに渦巻溝を凹設することにより固定渦巻部及び固定側板が形成されたものであり、シェルには渦巻溝の外周端に連通し、圧縮前の圧縮室に外部の冷凍回路から冷媒ガスを吸入させる吸入ポートが形成されていることが好ましい。こうであれば、シェル内には渦巻溝を製造する上で生じ得る小さな容積の抜きしろ等以外に従来のような吸入室が形成されることはない。このため、こうしたスクロール型圧縮機では、吸入ポートを経て吸入された冷媒ガスを内部でほとんど膨張させることはなく、圧力損失を生じずに比容積が減少する。そして、こうしたスクロール型圧縮機では、渦巻溝の外周端に連通する吸入ポートをシェルに形成し、この吸入ポートから圧縮前の圧縮室に外部の冷凍回路から冷媒ガスを直接的に吸入させることとしている。このため、こうしたスクロール型圧縮機では、吸入ポートを経て吸入された冷媒ガスを軸受装置等により加熱しないようにでき、過熱度が減少するとともに、やはり圧力損失を生じずに比容積が減少する。したがって、こうしたスクロール型圧縮機によれば、過熱度及び比容積の減少を可能とし、近年の性能向上の要望を満足することができる。そして、こうしたスクロール型圧縮機においては、冷媒ガスは固定渦巻部と可動側板との摺動部位に供給されにくく、ここの冷却や潤滑がおろそかになる懸念があり得るため、本発明の必要性が高い。
【００１０】
ハウジングは、シェルと、このシェルに締結され、可動スクロールを支承する前部ハウジングと、シェルに締結され、圧縮後の圧縮室と連通する吐出室を内部に形成する後部ハウジングとを有する。固定スクロールと後部ハウジングとの間には少なくとも吐出室及び貯油室の封止を行うガスケットが介在され、フィルタはガスケットを介して後部ハウジングと固定側板とにより保持されていることが好ましい。こうであれば、特別の保持手段を講じなくともフィルタの保持が可能となるため、製造コストの低廉化を実現できる。
【００１１】
フィルタは貯油室と給油通路との間に設けたり、油分離室と貯油室との間に設けたり、油分離室と貯油室とを通孔により連通し、フィルタをこの通孔に設けたりすることが好ましい。これらの場合、フィルタが異物で目詰まりを起こし、給油通路を経ては固定渦巻部と可動側板との摺動部位等の潤滑が不能の状態になっても、油分離室から吐出される冷媒ガスが潤滑油を含んで冷凍回路を循環することとなり、万一の場合の耐久性を保証することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態１〜３を図面を参照しつつ説明する。
（実施形態１）
実施形態１のスクロール型圧縮機では、図１に示すように、外郭を形成するシェル１の前部にＯリングを介して前部ハウジング２が図３に示す複数本のボルト３により締結され、シェル１の後部にガスケット３３を介して後部ハウジング４が図示しない複数本のボルトにより締結されている。
【００１３】
シェル１内には、図３にも示すように、渦巻溝１ａが凹設されており、これにより内外壁の固定渦巻部１ｂ及び残部の固定側板１ｃからなる固定スクロール１０が形成されている。また、シェル１には、渦巻溝１ａの外周端に近接する位置に吸入ポート１ｆが貫設され、吸入ポート１ｆは図示しない吸入サービスバルブを介して外部の図示しない冷凍回路のエバポレータと接続されている。なお、渦巻溝１ａの外周端には、シェル１をダイキャスト製造する際の中子の抜きしろ１ｄが残留している。
【００１４】
また、図１に示すように、前部ハウジング２内には軸封装置５及び軸受装置６を介して駆動軸７が回転可能に支承されており、駆動軸７の内端には軸芯から偏心してスライドキー８が駆動軸７と一体に後方に突設されている。スライドキー８には径方向に微少に移動可能に駆動ブッシュ９が係合されており、駆動ブッシュ９には軸受装置１１を介して可動スクロール１２が支承されているとともに、カウンタウェイト１３が固定されている。可動スクロール１２は、軸受装置１１側の可動側板１２ｃと、この可動側板１２ｃから渦巻状に突出する突起により形成された可動渦巻部１２ｂとからなる。この可動スクロール１２における可動側板１２ｃ及び可動渦巻部１２ｂは固定スクロール１０の固定側板１ｃ及び固定渦巻部１ｂと噛合し、圧縮室Ｐを形成する。
【００１５】
さらに、前部ハウジング２には複数本のピン１４が固定され、他方可動スクロール１２の可動側板１２ｃにも複数本のピン１５が固定され、これらピン１４、１５は前部ハウジング２に凹設された座面を摺動するリテーナ１６にそれぞれ嵌合されている。これらピン１４、１５及びリテーナ１６が自転防止機構を構成している。なお、可動側板１２ｃとリテーナ１６との間には図示しないスラスト方向の間隙を調整するプレートが設けられている。
【００１６】
また、図１及び図３に示すように、固定スクロール１０の固定側板１ｃの中央部には吐出口１ｅが貫設され、吐出口１ｅは図示しない吐出弁により開閉可能になされている。吐出弁は固定側板１ｃに固定したリテーナ２０により開度が規制されるようになっている。そして、シェル１と後部ハウジング４とには、図２にも示すように、吐出室１７及び貯油室１８が形成され、後部ハウジング４には、図１に示すように、油分離室１９が形成されている。吐出室１７は吐出口１ｅにより圧縮後の圧縮室Ｐと連通しており、この吐出室１７は排出口４ａにより油分離室１９に連通している。油分離室１９には内部が吐出ポート４ｂとなる吐出サービスバルブ３２が設けられている。これら排出口４ａ、油分離室１９及び吐出サービスバルブ３２はスクロール型圧縮機に内蔵可能な遠心力利用オイルセパレータを構成している。吐出サービスバルブ３２は冷凍回路のコンデンサと接続されている。
【００１７】
油分離室１９の底部には貯油室１８と連通する通孔４ｃが貫設されている。また、固定スクロール１０の固定側板１ｃの下方とガスケット３３の下方との間には、シェル１側の貯油室１８の最下部に網目をさらした状態で円筒状のフィルタ３４が軸方向で挟持されている。そして、ガスケット３３の下方では、図２に示すように、フィルタ３４の内部と連通する給油孔３３ａが貫設されており、ガスケット３３の上方では給油孔３３ｂが貫設されている。給油孔３３ａ、３３ｂは後部ハウジング４の合わせ面側に凹設された給油溝３３ｃにより連通しており、給油孔３３ｂは、図１及び図３に示すように、シェル１に貫設した給油孔１ｈにより固定渦巻部１ｂと可動側板１２ｃとの摺動部位に開口している。ここで、給油孔３３ａ、給油溝３３ｃ、給油孔３３ｂ及び給油孔１ｈが給油通路である。なお、図２に示すように、シェル１の背面には複数個の位置決めピン１ｇが後方に突出されており、各位置決めピン１ｇはガスケット３３に係合している。
【００１８】
そして、以上のように構成されたこのスクロール型圧縮機では、駆動軸７が車両用エンジンから電磁クラッチを介してベルトにより回転される。これにより、スライドキー８が駆動され、駆動ブッシュ９が自転防止機構との協働により可動スクロール１２を公転円に沿って公転させる。このため、圧縮室Ｐは順次容積を縮小させながら渦巻き中心方向へ移動される。
【００１９】
このため、図３に示すように、シェル１の渦巻溝１ａの外周端では、可動スクロール１２の可動渦巻部１２ｂが一対の圧縮室Ｐを形成せんとする際、冷媒ガスがエバポレータから吸入ポート１ｆを経てそれぞれの圧縮室Ｐに均等に吸入される。一部の冷媒ガスは、圧縮室Ｐが可動側板１２ｃにより覆われていない間、軸受装置６、１１及び自転防止機構に供給され、これらを冷却する。
【００２０】
こうして、このスクロール型圧縮機では、シェル１内には渦巻溝１ａを製造する上で生じ得る小さな容積の抜きしろ１ｄ以外に従来のような吸入室が形成されることはないため、吸入ポート１ｆを経て吸入された冷媒ガスを内部でほとんど膨張させることはなく、圧力損失を生じずに比容積が減少する。
そして、このスクロール型圧縮機では、吸入ポート１ｆから圧縮前の圧縮室Ｐにエバポレータから冷媒ガスを直接的に吸入させることとしているため、吸入ポート１ｆを経て吸入された冷媒ガスを軸受装置６、１１等により加熱しないようにしており、過熱度が減少するとともに、やはり圧力損失を生じずに比容積が減少する。
【００２１】
したがって、このスクロール型圧縮機によれば、過熱度及び比容積の減少を可能とし、近年の性能向上の要望を満足することができる。
そして、圧縮室Ｐの移動によって圧縮された冷媒ガスは、図１に示すように、吐出口１ｅ、吐出弁を介して吐出室１７へ吐出される。この後、吐出室１７内の冷媒ガスは、排出口４ａから油分離室１９内に排出され、吐出サービスバルブ３２の筒部を回り、その間に遠心力により含有するミスト状の潤滑油を分離し、通孔４ｃを経て貯油室１８に貯留される。油分離室１９内で潤滑油を分離した冷媒ガスは、吐出サービスバルブ３２の吐出ポート４ｂからコンデンサへ吐出される。他方、貯油室１８内の潤滑油は、図２に示すように、給油孔３３ａ、給油溝３３ｃ、給油孔３３ｂ、給油孔１ｈを経て、図１に示すように、固定渦巻部１ｂと可動側板１２ｃとの摺動部位に供給される。この際、貯油室１８と給油孔３３ａとの間にフィルタ３４が設けられているため、液圧縮を生じる起動時等であっても、微小な摩耗粉はそのフィルタ３４により異物として捕集され、給油孔１ｈの開口回りを閉塞したり、その開口面積を縮小したりしない。このため、潤滑油が固定渦巻部１ｂと可動側板１２ｃとの摺動部位に安定的に供給される。ここに供給された潤滑油は、給油孔１ｈの開口が可動側板１２ｃにより覆われている間、可動スクロール１２の公転運動及び自重により固定渦巻部１ｂと可動側板１２ｃとの摺動部位全体に広がる。また、ここに供給された潤滑油は、給油孔１ｈの開口が可動側板１２ｃにより覆われていない間、軸受装置６、１１及び自転防止機構に供給される。このため、軸受装置６、１１等の潤滑も充分になる。また、摩耗粉が開口回りに凝着することもなく、可動側板１２ｃの公転も好適に維持できる。
【００２２】
また、このスクロール型圧縮機においても、シェル１及び後部ハウジング４内で分離した潤滑油を固定渦巻部１ｂと可動側板１２ｃとの摺動部位に供給することとしているため、冷凍回路には潤滑油を分離した冷媒ガスが循環されることとなり、冷凍能力が向上することとなる。
したがって、このスクロール型圧縮機では、軸受装置６、１１、特に固定渦巻部１ｂと可動側板１２ｃとの摺動部位等の潤滑と高い冷凍能力とを確保しつつ、優れた信頼性を発揮し得る。また、固定渦巻部１ｂと可動側板１２ｃとの摺動部位に供給するのは冷媒ガスから分離した潤滑油だけであるため、性能低下を招かない。
【００２３】
また、このスクロール型圧縮機では、フィルタ３４をシェル１とガスケット３３とにより保持しているため、シェル１とガスケット３３との組付けの際にフィルタ３４を簡易に保持することができ、製造コストの低廉化を実現している。
さらに、このスクロール型圧縮機では、フィルタ３４を貯油室１８と給油孔３３ａとの間に設けているため、フィルタ３４が異物で目詰まりを起こし、給油孔３３ａ等を経ては固定渦巻部１ｂと可動側板１２ｃとの摺動部位等の潤滑が不能の状態になっても、貯油室１８からあふれる潤滑油が通孔４ｃから油分離室１９にたまることから、油分離室１９から吐出される冷媒ガスがその潤滑油を含んで冷凍回路を循環することとなり、万一の場合の耐久性を保証することができる。
【００２５】
他の作用及び効果は実施形態１のものと同様である。
（実施形態２）
実施形態２のスクロール型圧縮機では、図４に示すように、固定スクロール１０の固定側板１ｃと後部ハウジング４とで筒状のフィルタ３６を軸方向に挟持している。フィルタ３６は内部が通孔４ａと連通し、編目が貯油室１８の上方でさらされている。他の構成は実施形態１のものと同一である。
【００２６】
このスクロール型圧縮機においては、シェル１と後部ハウジング４との組付けの際にフィルタ３６を簡易に保持することができ、製造コストの低廉化を実現している。
また、このスクロール型圧縮機では、フィルタ３６が異物で目詰まりを起こし、貯油室１８、給油孔３３ａ等を経ては固定渦巻部１ｂと可動側板１２ｃとの摺動部位等の潤滑が不能の状態になっても、油分離室１９内に潤滑油がたまることから、油分離室１９から吐出される冷媒ガスがその潤滑油を含んで冷凍回路を循環することとなり、万一の場合の耐久性を保証することができる。
【００２７】
他の作用及び効果は実施形態１のものと同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１のスクロール型圧縮機の縦断面図である。
【図２】実施形態１のスクロール型圧縮機に係り、図１のＩＩ−ＩＩ矢視背面図である。
【図３】実施形態１のスクロール型圧縮機に係り、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】実施形態２のスクロール型圧縮機に係り、要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１、２、４…ハウジング（１…シェル、２…前部ハウジング、４…後部ハウジング）
１０…固定スクロール
１ｃ…固定側板
１ｂ…固定渦巻部
１２…可動スクロール
１２ｃ…可動側板
１２ｂ…可動渦巻部
Ｐ…圧縮室
１９…油分離室
１８…貯油室
３３ａ、３３ｃ、３３ｂ、１ｈ…給油通路（３３ａ…給油孔、３３ｃ…給油溝、３３ｂ…給油孔、１ｈ…給油孔）
３４、３５、３６…フィルタ
１ａ…渦巻溝
１ｆ…吸入ポート
１７…吐出室
３３…ガスケット

Claims

ハウジングと、該ハウジングに固定される固定側板及び固定渦巻部からなる固定スクロールと、該固定スクロールと噛合する可動側板及び可動渦巻部からなり、前記固定スクロールとの間に圧縮室を形成する可動スクロールとを有し、前記圧縮室が前記可動スクロールの公転運動により渦巻方向に移動されて容積を縮小し、冷媒ガスを冷凍回路を経て循環させるスクロール型圧縮機において、
前記ハウジングには圧縮後の前記冷媒ガスから潤滑油を分離する油分離室と、該油分離室と連通し、前記潤滑油を貯留する貯油室とが形成され、該貯油室は給油通路により前記固定渦巻部と前記可動側板との摺動部位に連通し、前記油分離室、前記貯油室、前記給油通路又はこれらの間に異物を捕集するフィルタが設けられており、前記フィルタは前記ハウジングと前記固定側板とにより保持されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
前記固定スクロールは、外郭を形成するシェルを一体に有し、該シェルに渦巻溝を凹設することにより前記固定渦巻部及び前記固定側板が形成されたものであり、前記シェルには前記渦巻溝の外周端に連通し、圧縮前の前記圧縮室に外部の前記冷凍回路から前記冷媒ガスを吸入させる吸入ポートが形成されていることを特徴とする請求項１記載のスクロール型圧縮機。
前記ハウジングは、前記シェルに締結され、圧縮後の前記圧縮室と連通する吐出室を内部に形成する後部ハウジングを有し、前記固定スクロールと前記後部ハウジングとの間には少なくとも前記吐出室及び貯油室の封止を行うガスケットが介在され、前記フィルタはガスケットを介して前記後部ハウジングと前記固定側板とにより保持されていることを特徴とする請求項２記載のスクロール型圧縮機。
前記フィルタは前記貯油室と前記給油通路との間に設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載のスクロール型圧縮機。
前記フィルタは前記油分離室と前記貯油室との間に設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載のスクロール型圧縮機。
前記油分離室と前記貯油室とは通孔により連通し、前記フィルタは前記通孔に設けられていることを特徴とする請求項２、３又は５記載のスクロール型圧縮機。