(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
フロント側の内部空間に低圧室と圧縮室が形成されるとともにリヤ側の内部空間に排出室が形成されるハウジングと、ハウジング内のフロント側の内部空間に固定して設けられた固定スクロールと、ハウジング内のフロント側の内部空間に上記固定スクロールと対向して設けられた旋回スクロールと、固定スクロールと旋回スクロールとの間に形成される圧縮室と、上記ハウジング内に回転自在に設けられた回転軸と、上記低圧室内となるハウジングの内周部に設けられて上記回転軸を回転自在に軸支する第1軸受と、上記低圧室に面する旋回スクロールの円筒部内に設けられた第2軸受と、該第2軸受により回転自在に軸支されるとともに上記回転軸に連動して回転される偏心部材とを備えて、上記回転軸が回転されると上記偏心部材と上記第2軸受とを介して旋回スクロールが旋回されて、冷媒ガスが上記圧縮室内に吸入されて圧縮されてから上記排出室を経由してハウジングの外部へ排出されるように構成されたスクロールコンプレッサにおいて、
上記ハウジングの内部空間における低圧室と上記排出室内の底部とを連通させる第1貫通孔を上記ハウジング又は固定スクロールに設けるとともに、上記第1貫通孔の先端開口と対向する上記低圧室内となるハウジングの端面に、フロント側の端部がリヤ側の端部よりも高くなる傾斜溝を設けて、
上記旋回スクロールの旋回に伴う上記排出室と低圧室との圧力差によって上記排出室内の底部に溜まった潤滑油を上記第1貫通孔を介して上記傾斜溝に向けて吐出させるとともに、該傾斜溝内を上昇した潤滑油が上記第1軸受に供給されるように構成したことを特徴とするスクロールコンプレッサ。
上記冷媒ガスから潤滑油を分離するオイルセパレータが上記排気室内に設けられており、排出室を流通する冷媒ガスは上記オイルセパレータによって潤滑油を分離されるようになっており、該オイルセパレータによって冷媒ガスから分離された潤滑油は排出室の底部に貯溜されることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のスクロールコンプレッサ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、従来のスクロールコンプレッサは、潤滑油を上記軸受の摺動部分へ直接供給するのではなく、潤滑油を含んだ冷媒ガスを上記軸受の摺動部分に介在させて潤滑するようにしていたものである。つまり、旋回スクロールが旋回されると潤滑油を含んだ冷媒ガスがハウジング内の圧縮室に吸入されるが、その際にハウジング内に導入された冷媒ガスを上記軸受の箇所にも介在させて潤滑するようにしていたものである。このような従来のスクロールコンプレッサの潤滑方式においては、潤滑油を含んだ冷媒ガスが上記軸受の位置まで十分に導入されないので、該軸受が潤滑不足となって焼付きが生じやすいという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述した事情に鑑み、本発明は、フロント側の内部空間に低圧室と圧縮室が形成されるとともにリヤ側の内部空間に排出室が形成されるハウジングと、ハウジング内のフロント側の内部空間に固定して設けられた固定スクロールと、ハウジング内のフロント側の内部空間に上記固定スクロールと対向して設けられた旋回スクロールと、固定スクロールと旋回スクロールとの間に形成される圧縮室と、上記ハウジング内に回転自在に設けられた回転軸と、上記低圧室内となるハウジングの内周部に設けられて上記回転軸を回転自在に軸支する
第1軸受と、上記低圧室に面する旋回スクロールの円筒部内に設けられた第2軸受と、該第2軸受により回転自在に軸支されるとともに上記回転軸に連動して回転される偏心部材とを備えて、
上記回転軸が回転されると上記偏心部材と上記第2軸受とを介して旋回スクロールが旋回されて、冷媒ガスが上記圧縮室内に吸入されて圧縮されてから上記排出室を経由してハウジングの外部へ排出されるように構成されたスクロールコンプレッサにおいて、
上記ハウジングの内部空間における低圧室と上記排出室内の底部とを連通させる
第1貫通孔を上記ハウジング又は固定スクロールに設けるとともに、上記
第1貫通孔の先端開口と対向する上記低圧室内となるハウジングの端面に、フロント側の端部がリヤ側の端部よりも高くなる傾斜溝を設けて、上記旋回スクロールの旋回に伴う上記排出室と低圧室との圧力差によって上記排出室内の底部に溜まった潤滑油を上記
第1貫通孔を介して上記傾斜溝に向けて吐出させるとともに、該傾斜溝内を上昇した潤滑油が上記
第1軸受に供給されるように構成したものである。
【発明の効果】
【0006】
このような構成によれば、旋回スクロールの旋回に伴って上記
第1貫通孔から傾斜溝に向けて潤滑油が吐出され、該吐出された潤滑油は上記
第1軸受に直接供給される。そのため、上記
第1軸受の摺動部分の潤滑不足を解消することができ、したがって、上記
第1軸受とその摺動部分の焼付きを良好に防止することができる。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、
図1において1はスクロールコンプレッサであり、このスクロールコンプレッサ1は自動車のエンジンに連結されている。この
図1に示すように、本実施例のスクロールコンプレッサ1は、回転軸2の軸心が水平となるように配置される、いわゆる横置き型のスクロールコンプレッサ1となっている。
【0009】
スクロールコンプレッサ1は、図示しないエンジンに固定されるとともに内部に圧縮室3が形成されるハウジング4と、ハウジング4内に第1軸受5によって回転自在に軸支された回転軸2と、上記圧縮室3に面してハウジング4内にフロント側を向けて固定された固定スクロール6と、圧縮室3に面してハウジング4内に固定スクロール6と対向させて配置された旋回スクロール7と、旋回スクロール7に設けられた第2軸受11によって回転自在に軸支されるとともに、回転軸2に連動して回転される偏心部材12とを備えている。
【0010】
ハウジング4は、概略カップ状のリヤハウジング4Aと、このリヤハウジング4Aの開口部に嵌着された段付円筒状のフロントハウジング4Bとから構成されている。
リヤハウジング4A内におけるリヤ側の段部4aの位置に、固定スクロール6における円板状の基部6Aが嵌着されており、この基部6Aによってハウジング4の内部空間はフロント側とリヤ側とに区分されている。基部6Aよりもフロント側(左側)の空間に圧縮室3が形成されており、他方、基部6Aよりもリヤ側(右側)の空間は排出室13となっている。
リヤハウジング4Aの外周部には、ハウジング4内の圧縮室3に冷媒ガスGを導入するための吸入口14が形成されており、他方、リヤハウジング4Aの端面には排出室13から冷媒ガスGをハウジング4の外部へ吐出するための吐出口15が形成されている。固定スクロール6の基部6Aの中心には軸方向の連通孔6aが穿設されており、この連通孔6aは、基部6Aのリヤ側の端面に装着されたリード弁16によって閉鎖されている。
回転軸2が所要時に回転される際には、それに連動して旋回スクロール7が一方向に旋回されるので、吸入口14から潤滑油を含んだ冷媒ガスGが圧縮室3内に導入されて圧縮されるようになっている。そして、旋回スクロール7が旋回されることに伴って圧縮室3内の冷媒ガスGが圧縮され、圧力が上昇した冷媒ガスGによってリード弁16が開放されるようになっている。リード弁16が開放されると、圧縮室3内の冷媒ガスGは連通孔6aを介して排出室13へ導入され、その後、排出室13内を流通してから吐出口15を介してハウジング4の外部へ吐出されるようになっている。
【0011】
本実施例の回転軸2は、エンジンに連動して所要時に回転駆動される小径部2Aと、フロントハウジング4Bの内周部に装着された第1軸受5によって回転自在に軸支される大径部2Bと、この大径部2Bの軸心に対して偏心させて、かつ該大径部2Bのリヤ側の端面に連設されたクランクピン2Cとから構成されている。上記小径部2Aと大径部2Bとは同軸上に設けられている。そのため、上記小径部2Aをエンジンによって所要時に回転させると、大径部2Bと小径部2Aが同軸上で回転し、それにより上記クランクピン2Cが小径部2Aおよび大径部2Bに対して偏心した位置で公転するようになっている。第1軸受5によって回転軸2の大径部2Bが摺動自在に軸支されている。この第1軸受5よりもフロント側となるフロントハウジング4Aの内周面と小径部2Aとの間に環状シール部材17が装着されており、この環状シール部材17によってフロントハウジング4Bの内周面と小径部2Aの外周面との間の気密が保持されている。
【0012】
上記クランクピン2Cと上記旋回スクロール7との間には、回転軸2の回転を旋回スクロール7に伝達するための偏心部材12が配置されている。この偏心部材12は、クランクピン2Cを回転自在に軸支する嵌合孔12Aと、第2軸受11によって摺動可能に軸支される外周部12Bとを備えている。嵌合孔12Aと外周部12Bとは互い偏心した位置に形成されている。そのため、クランクピン2Cが大径部2Bの軸心を回転中心として公転する際には、偏心部材12を介して旋回スクロール7を所定の移動軌跡で一方向に旋回させるようになっている。旋回スクロール7が旋回されると、固定スクロール6のラップ6Bと旋回スクロール7のラップ7Bとが2箇所で接触したまま相対移動されるので、両ラップ7B、6Bの間に位置する圧縮室3の容積が縮小されることに伴って圧縮室3内の冷媒ガスGが圧縮されるようになっている。そして、圧縮された冷媒ガスGは上記リード弁16を開放させて圧縮室3から排出室13に導入されるようになっている。
偏心部材12の外周部12Bは、旋回スクロール7に装着された第2軸受11によって回転自在に軸支されており、この第2軸受11は上記第1軸受5に隣接するリヤ側に位置している。これら第1軸受5および第2軸受11は共に環状のすべり軸受からなる。従って、回転軸2が回転される際には、第1軸受5は回転軸2の大径部2Bと摺動し、第2軸受11は偏心部材12の外周部12Bと摺動するようになっている。
【0013】
次に、旋回スクロール7および固定スクロール6について説明する。旋回スクロール7と固定スクロール6は、それぞれ円板状をした基部6A、7Aと、該基部6A、7Aから相互の基部6A、7Aに向けて立設された渦巻状のラップ6B、7Bとを備えている。前述したように固定スクロール6の基部6Aは段部4aの位置に嵌着されている。そして、対向する基部6A、7Aと両方のラップ6B,7Bとで囲繞される空間が、冷媒ガスGを圧縮させる圧縮室3となっている。
旋回スクロール7の基部7Aには、上記ラップ7Bとは反対側(フロント側)となる裏面に環状の円筒部7Cが形成されており、この円筒部7Cの内周面に上記第2軸受8が装着されている。
旋回スクロール7の基部7Aの裏面とそこに対向するフロントハウジング4Bのリヤ側へ向けた段部4bとにわたって、かつ上記円筒部7Cを囲繞して従来公知の自転阻止機構18が設けられており、この自転阻止機構18によって旋回スクロール7の自転が阻止されるようになっている。本実施例においては自転阻止機構18としてオルダムリングを用いているが、オルダムリング以外にピン・リング、ボールベアリングを自転阻止機構18として用いてもよい。
基部7Aよりもフロント側となるハウジング4の内部空間および基部7Aの隣接外方となるハウジング4の内部空間は、圧縮室3よりも内部圧力が低くなる低圧室19となっている。つまり、上記両軸受5,11および自転阻止機構18は低圧室19内に収容されており、この低圧室19は両ラップ6B、7Bの外周端を介して圧縮室3と連通している。
【0014】
上記構成を有するスクロールコンプレッサ1においては、所要時に回転軸2の小径部2Aがエンジンの駆動力によって回転されると、クランクピン2Cと偏心部材12を介して旋回スクロール7に回転運動が作用する。このとき、上記旋回スクロール7は自転阻止機構18によって自転が規制されているので、旋回スクロール7はその姿勢を維持したまま旋回する。これに伴い、旋回スクロール7と固定スクロール6のラップ7B、6Bが接触状態を維持して相対移動するので、潤滑油を含んだ冷媒ガスGは吸入口14から圧縮室3内に吸入される。そして、冷媒ガスGはラップ7B、6Bの相対移動によって圧縮室3内で圧縮されて、圧力が上昇するので、該圧縮された冷媒ガスGによりリード弁16が開放される。そのため、圧縮室3内の冷媒ガスGは連通孔6aを通って排出室13へと流入し、その後、排出室13を経由して吐出口15からハウジング4の外部へ排出される。
このようなスクロールコンプレッサ1の構成は、従来公知のものである。
【0015】
しかして、本実施例は、上述したスクロールコンプレッサ1の構成を前提とした上で、第1軸受5及び第2軸受11に潤滑油Oを直接供給することで、両軸受5、11とその摺動部分の焼付きを防止するようにしたことが特徴である。
すなわち、本実施例においては、冷媒ガスGから潤滑油Oを分離し、その分離させた潤滑油Oを第1軸受5及び第2軸受11に直接供給する方式を採用している。そのために、排出室13内にオイルセパレータ22が配置されている。このオイルセパレータ22の構成は従来公知のものであり、その内部に潤滑油Oを含んだ冷媒ガスGを流通させる際に遠心力によって冷媒ガスG中の潤滑油Oを分離することができる。そして、上述したようにして旋回スクロール7が旋回されて圧縮された冷媒ガスGによりリード弁16が開放された際には、圧縮室3から排出室13に流入された冷媒ガスGは先ずオイルセパレータ22に導入されるようになっている。すると、オイルセパレータ22は、冷媒ガスGを流通させながらその中の潤滑油Oを分離させて、該潤滑油Oを排出室13内の底部に貯溜させるようになっている。排出室13内の底部は、実質的に潤滑油の貯溜室23となっている。
そして、本実施例では、上記貯溜室23に貯溜された潤滑油Oを両方の軸受5,11の箇所に直接供給するために、固定スクロール6の最下部となる基部6Aとそこから続くラップ6Bとにわたって軸方向の貫通孔6Cが穿設されている。この貫通孔6Cは、フロント側の開口(先端開口)を除いた領域が同一内径に設定されており、フロント側の開口(先端開口)はそこよりもリヤ側の内周部と比較して極端に窄まった小さな孔となっている。換言すると、貫通孔6Cの全体形状は、フロント側に小さな孔が開いたノズル状となっている。また、貫通孔6C内におけるリヤ側の箇所にはフィルタ24が装着されており、このフィルタ24によって潤滑油O内に混入した異物が除去されるようになっている。そして、貫通孔6Cのリヤ側の端部は上記貯溜室23の潤滑油O内に開口し、貫通孔6Cのフロント側の開口(先端開口)は上記低圧室19に開口している。他方、旋回スクロール7の基部7Aにおける最下部には、円筒部7C内と基部7Aのリヤ側の端面とにわたって貫通孔7Dが穿設されている。さらに、貫通孔6Cの先端開口と対向する位置のフロントハウジング4の段部4bには、フロント側がリヤ側よりも高さが高くなる傾斜溝4Cが形成されている(
図1、
図2参照)。
【0016】
貫通孔6Cのリヤ側の端部は、貯溜室23に開口しているので貯溜室23内の潤滑油Oは貫通孔6C内に流入している。他方、貫通孔6Cのフロント側の開口(先端開口)は上記低圧室19に開口している。そのため、圧縮された冷媒ガスGによりリード弁16が開放されて、冷媒ガスGが圧縮室3から排出室13に導入される際には、排出室13と貯溜室23は低圧室19よりも高圧となっている。そのため、両室13、23内と低圧室19内の冷媒ガス19の圧力差によって貯溜室23内の潤滑油Oは貫通孔6Cを介して低圧室19内に吐出される。ここで、貫通孔6Cは、フロント側の開口(先端開口)が窄まった構造となっているので、貫通孔6Cの先端開口から潤滑油Oが低圧室19内に勢いよく吐出される。
そして、
図1に示すように、旋回スクロール7における貫通孔7Dのリヤ側の開口部が貫通孔6Cの先端開口と重合していない状態では、貫通孔6Cから吐出された潤滑油Oは対向位置の傾斜溝4C内に吐出される。そして、この傾斜溝4Cに吐出された潤滑油Oは、該傾斜溝4Cの傾斜に沿って上方へ案内されてから上記第1軸受5内に供給される。このようにして、第1軸受5およびそれと摺動する大径部2Bに直接潤滑油が供給されるようになっている。また、吐出された潤滑油Oは、ハウジング4内の下部に貯溜される。
さらに本実施例では、
図1ないし
図3に示すように、上記第1軸受5と大径部2Bとを十分潤滑できるように、大径部2Bの外周面には一部を接線方向に平坦に切り欠いた切欠き部2Dが形成されている。この切欠き部2Dとその隣接外方となる第1軸受5の内周面との間に軸方向の空間部が維持され、その空間部内に潤滑油Oが保持される。そのため、第1軸受5と大径部2Bとを潤滑油Oによって十分潤滑して、第1軸受5とその摺動部分の焼付きを防止することができる。なお、大径部2Bの切欠き部2Dは必ずしも必要ではなく省略しても良い。
【0017】
一方、第2軸受11に対しては次のようにして潤滑油Oが供給されるようになっている。つまり、旋回スクロール7の貫通孔7Dのフロント側の開口は、円筒部7C内の最奥となる基部7Aとの境界部に開口させてあり、他方、貫通孔7Dのリヤ側の開口は、旋回スクロール7が旋回される際に上記貫通孔6Cの先端開口と重合する位置に設けられている(
図4参照)。そのため、旋回スクロール7が1回旋回される毎に、旋回スクロール7における貫通孔7Dのリヤ側の開口と、固定スクロール6の貫通孔6Cの先端開口とが重合する(
図4の状態)。つまり、旋回スクロール7が1回旋回する毎に貫通孔7Dと貫通孔6Cとが連通するので、貯溜室23内の潤滑油Oが低圧室19と貯溜室23の圧力差によって両貫通孔6C,7Dを介して第2軸受11に直接供給される。このように、潤滑油Oが第2軸受11に直接供給されるので、第2軸受11とそれに摺動する偏心部材12の外周部12Bとを潤滑油Oにより十分潤滑し、第2軸受11の焼付きを良好に防止することができる。
【0018】
以上のように、本実施例のスクロールコンプレッサ1は、回転軸2の回転に連動して旋回スクロール7が旋回されると、圧縮室3内で圧縮された冷媒ガスGがリード弁16を開放して圧縮室3から排出室13へ導入される。そして、排出室13内のオイルセパレータ22によって潤滑油Oは冷媒ガスGから分離されて排出室13内の底部側の貯溜室23に貯溜される。
そして、旋回スクロール7の1回毎の旋回に伴って、排出室13と低圧室19との圧力差によって貫通孔6Cから低圧室19内および傾斜溝4Cに向けて潤滑油Oが吐出される。そして、傾斜溝4Cによって上方へ案内された潤滑油が第1軸受5に供給されて、第1軸受5と大径部2Bが潤滑油によって十分に潤滑される。しかも、大径部2Bには切欠き部2Dが形成されているので、摺動部分に潤滑油を十分供給することができ、第1軸受5と大径部2Bの焼付きを良好に防止できる。
また、旋回スクロール7の1回毎の旋回に伴って、旋回スクロール7の貫通孔7Dと固定スクロール6の貫通孔6Cが連通し、それらを介して貯溜室23内の潤滑油Oが第2軸受11と偏心部材12の外周部12Bとの摺動部分に直接供給される。
このように本実施例においては、冷媒ガスGから分離した潤滑油Oを第1軸受5と第2軸受11に直接供給する方式を採用しているので、それら両軸受5,11とその摺動部分の潤滑不足を解消して、両軸受5,11が焼付くのを良好に防止することができる。
なお、上記実施例においては、固定スクロール6の基部6Aの最下部とラップ6Bとにわたって上記貫通孔6Cを穿設しているが、リヤハウジング4Aの底部を上方に向けて膨出させて、その膨出部分に上記貫通孔6Cに相当する貫通孔を形成しても良い。
また、上記貫通孔6C内に、該貫通孔6Cの内周部の全体形状に倣った小径のノズル(パイプ)を装着するようにしても良い。