特許 6016890 スクロール圧縮機及び空調用の冷凍サイクル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6016890

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年10月26日

(54)【発明の名称】スクロール圧縮機及び空調用の冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   F04C 18/02 20060101AFI20161013BHJP

   F04C 29/02 20060101ALI20161013BHJP

【ＦＩ】

   F04C18/02 311Y

   F04C29/02 351B

   F04C29/02 361A

【請求項の数】11

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-507010(P2014-507010)

(86)(22)【出願日】2012年3月30日

(86)【国際出願番号】JP2012002214

(87)【国際公開番号】WO2013145018

(87)【国際公開日】20131003

【審査請求日】2014年8月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】515294031

【氏名又は名称】ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー（ホンコン）リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】飯島 遼太

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 英治

(72)【発明者】

【氏名】近野 雅嗣

(72)【発明者】

【氏名】土屋 豪

【審査官】 松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０３６８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３７０３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１１６２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１７７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４７０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０４７２６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｃ １８／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定側平板部と、該固定側平板部の一面に渦巻き形状を保持して立設される固定側ラップと、を有する固定スクロールと、
旋回側平板部と、該旋回側平板部の一面に渦巻き形状を保持して立設される旋回側ラップと、を有し、前記旋回側ラップと前記固定側ラップとが噛み合いながら、前記固定スクロールに対して旋回することにより圧縮室を形成する旋回スクロールと、
底部に冷凍機油を貯留する油溜り部を有する密閉容器と、
該密閉容器に固定されたフレームと、
前記旋回スクロールをシャフトを介して駆動する電動機と、
前記フレームに前記シャフトを回転自在に保持する軸受部と、を備えたスクロール圧縮機において、
前記電動機と前記軸受部との間に位置し、前記シャフトと一体で回転することにより、前記軸受部から流れる冷凍機油を外周側に排出するつば部と、
前記つば部と前記電動機との間に位置し、前記シャフトと一体で回転するように取り付けられるバランスウェイトと、を有し、
該つば部は、前記軸受部における前記シャフトの径よりも大きな径であり、
前記つば部と前記バランスウェイトとの間に位置し、前記密閉容器又は前記フレームに固定され、前記軸受部から流れる冷凍機油を保持する板部を備え、
前記板部上面の冷凍機油に前記つば部下面が接触するように前記つば部および前記板部は配置され、前記つば部が回転することで前記板部上面の冷凍機油に遠心力が作用することを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項2】

請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記つば部が回転することで冷凍機油は前記板部上を流れ、外周側に排出された後に、前記フレーム又は前記板部に形成された排油穴に流入し、
該排油穴と前記油溜り部とを連通する排油パイプを通って前記油溜り部に流れることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項3】

請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記軸受部は、転がり軸受または玉軸受により構成されることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項4】

請求項２に記載のスクロール圧縮機において、
前記つば部の軸方向の位置は、排油パイプの軸方向の位置と一致していることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項5】

請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記つば部は、前記シャフトと別部品で構成されたことを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項6】

請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記つば部の上面若しくは下面の少なくとも一方に、前記シャフト側面付近から外周方向に向かう複数の直線状または曲線状の溝が形成されたことを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項7】

請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記つば部の外周形状は、多角形であることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項8】

請求項２に記載のスクロール圧縮機において、
前記排油パイプの内周側に開口する開口部と前記シャフトの中心部とを繋げ、かつ前記つば部と平行な直線をｘ軸とし、
該ｘ軸と垂直であり、かつ前記つば部と平行な直線をｙ軸とし、
前記排油穴のうち、前記ｘ軸及び前記ｙ軸で構成されるｘｙ座標の第二象限における面積をＳ２、第三象限における面積をＳ３としたとき、
前記シャフトが前記ｘｙ座標上で時計周りに回転する場合には、前記排油穴はＳ２＜Ｓ３となるように構成され、
一方で前記シャフトが前記ｘｙ座標上で反時計周りに回転する場合には、前記排油穴はＳ２＞Ｓ３となるように構成されることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項9】

請求項２に記載のスクロール圧縮機において、
前記シャフトの中心部を通り、かつ前記排油パイプの内周側に向かう直線と平行な直線をｘ軸とし、
該ｘ軸と垂直であり、かつ前記つば部と平行な直線をｙ軸とし、
前記排油穴のうち、前記ｙ軸方向の中心部からｙ軸方向上側の面積をＳ２、ｙ軸方向下側の面積をＳ３としたとき、
前記シャフトが前記ｘｙ座標上で時計周りに回転する場合には、前記排油穴はＳ２＜Ｓ３となるように構成され、
一方で前記シャフトが前記ｘｙ座標上で反時計周りに回転する場合には、前記排油穴はＳ２＞Ｓ３となるように構成されることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項10】

請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記軸受部は、前記シャフトに固定された内輪と、前記フレームに固定された外輪と、前記外輪と前記内輪の両方に接するように配置された複数の転動体と、を備えて構成され、
前記つば部は前記軸受部と一体で構成され、さらに、
前記つば部の外径は、前記軸受部における前記外輪と前記転動体とが接触する部分における外径より大きくなるように構成されたことを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項11】

請求項１〜１０の何れか一項に記載のスクロール圧縮機を用いて構成した空調用の冷凍サイクル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スクロール圧縮機に関し、たとえば冷凍用や空調用などの冷凍サイクルに使用される冷媒圧縮機、或いは空気やその他のガスを圧縮するガス圧縮機として好適なスクロール圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

スクロール圧縮機では、軸受等の摺動部を潤滑する冷凍機油が何らかの理由で圧縮冷媒とともに圧縮機外へ流出する、いわゆる油上がり現象が生じることがある。油の流出により、潤滑油不足による圧縮機の信頼性低下や、圧縮機下流の熱交換器性能低下等の問題が生じることから、高効率で高信頼性を有する圧縮機を提供するためには、油上がりを抑制する必要がある。油上がりの原因の１つには、油が主軸受からフレームシールとシャフトの隙間を流れる油漏れにより、油が主軸受下方のバランスウェイトで冷媒とともに撹拌され、冷媒と油が分離されないまま圧縮機外へ流出することが挙げられる。このような油上がりを抑制する従来技術としては特許文献１があり、一部引用すると以下の通りである。

【0003】

密閉したチャンバ内に冷媒を圧縮するための圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する駆動軸と、該駆動軸を回転するための電動機部とを収納し、該電動機部は容器に固定した固定子と駆動軸に連結した回転子とを備え、前記駆動軸に前記圧縮機構部の回転質量の釣合いをとるバランスウェイトを配置した回転型圧縮機において、前記バランスウェイトは、回転質量の釣合いをとる概ね半円柱状のウェイト部と、該ウェイトの径方向の反対側に概ね半円筒状で上下付近に開口部を有するカバー部と、該ウェイト部と該カバー部で囲まれた中空空間を備え、該バランスウェイトと前記回転子は互いに接触しないように軸方向に隙間を設けて配置したことを特徴とする回転型圧縮機を用いることで、バランスウェイトによる油の撹拌を防ぎ、油上がりを抑制することができる。

【0004】

一方、主軸受にすべり軸受を使用する構造において、軸受から下端へ油が漏洩するのを抑制する従来技術として、特許文献２がある。以下、一部抜粋する。ケーシング内に、モータと、モータに駆動軸を介して連結されたスクロール機構とが収納され、駆動軸は、駆動軸が貫通する軸受との間に潤滑油を供給して回転自在に支持されている。駆動軸の外周面と軸受の内周面とで構成される軸受部の軸方向端部には、周方向の油溝を有する油回収部が軸方向の一端部に形成されている。軸受には油通路が形成されている。油通路の一端は、油回収部に連通し、油通路の他端は、軸受における被覆端面に開口している。

【0005】

また、近年では環境負荷低減や低コスト化のために省資源化が強く求められており、その実現には圧縮機の小径化や高効率化が必要である。圧縮機を高効率化する方法の１つとして、主軸受に転がり軸受を用いることで、摺動部によるエネルギー損失を低減する方法がある。例えば、主軸受に転がり軸受を用いた構造例として、特許文献３がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０−１３８８６３号公報

【特許文献2】特開２００３−２９３９５４号公報

【特許文献3】特開２００４−３１６５３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

転がり軸受では、内輪と外輪との間に多くの隙間が存在するため、シャフトと軸受の隙間が小さいすべり軸受のように、給油された油を軸受上方に汲みあげる構造は実現が難しく、潤滑のために給油された油の多くは軸受下方に落下する。軸受下方では、油がシャフトを伝ってバランスウェイト（あるいは電動機）まで落下するのを防止するため、フレームシールによりシールし、やや低い位置に設けられた排油穴に重力によって油が流れ込むことで、排油パイプを介して油を油溜りに戻していた。しかし、固定されたフレームシールと回転するシャフトの間には、ある程度の隙間が形成されるのが避けられず、排油パイプを通過せずに隙間から油が漏洩する問題があった。

【0008】

さらに、圧縮機が小径化すると、漏洩した油が撹拌された後、再び分離されるためのケース内の空間も狭くなるため、バランスウェイト（あるいは電動機）での撹拌による油上がりへの寄与がより顕在化する問題があった。

【0009】

本発明の目的は、スクロール圧縮機において、油上がりが少なく、高効率なスクロール圧縮機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、「固定側平板部と、該固定側平板部の一面に渦巻き形状を保持して立設される固定側ラップと、を有する固定スクロールと、旋回側平板部と、該旋回側平板部の一面に渦巻き形状を保持して立設される旋回側ラップと、を有し、前記旋回側ラップと前記固定側ラップとが噛み合いながら、前記固定スクロールに対して旋回することにより圧縮室を形成する旋回スクロールと、底部に冷凍機油を貯留する油溜り部を有する密閉容器と、該密閉容器に固定されたフレームと、前記旋回スクロールをシャフトを介して駆動する電動機と、前記フレームに前記シャフトを回転自在に保持する軸受部と、を備えたスクロール圧縮機において、前記電動機と前記軸受部との間に位置し、前記シャフトと一体で回転することにより、前記軸受部から流れる冷凍機油を外周側に排出するつば部と、前記つば部と前記電動機との間に位置し、前記シャフトと一体で回転するように取り付けられるバランスウェイトと、を有し、該つば部は、前記軸受部における前記シャフトの径よりも大きな径であり、前記つば部と前記バランスウェイトとの間に位置し、前記密閉容器又は前記フレームに固定され、前記軸受部から流れる冷凍機油を保持する板部を備え、前記板部上面の冷凍機油に前記つば部下面が接触するように前記つば部および前記板部は配置され、前記つば部が回転することで前記板部上面の冷凍機油に遠心力が作用すること」を特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、スクロール圧縮機において、油上がりが少なく、高効率なスクロール圧縮機を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施例１における圧縮機を示す縦断面図。

【図2】転がり軸受を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図。

【図3】図１における、Ｌ部の部分拡大図。図中の矢印は油の流路を示す。

【図4】実施例２を示す図であって、（ａ）はシャフトの側面図、（ｂ）はつば部の上面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図。

【図5】実施例３を示す図であって、（ａ）はシャフトの側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図。

【図6】実施例４を示す図であって、（ａ）はシャフトの側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図。

【図7】実施例５を示す図であって、シャフトのつば部における水平断面図。

【図8】実施例６を示す図であって、シャフトのつば部における水平断面図。

【図9】実施例７を示す図であって、図３と同じ部分における拡大図。図中の矢印は油の流路を示す。

【図10】従来例におけるスクロール圧縮機を示す縦断面図。

【図11】図１０における、Ｍ部の部分拡大図。図中の矢印は油の流路を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。

【実施例1】

【0014】

まず、実施例１のスクロール圧縮機の基本的な構造について図面を用いて説明する。 図１は本発明の実施例１を示すスクロール圧縮機の縦断面図である。図に示すように、固定スクロール（固定スクロール部材）７は、円板状の固定側平板部７ａ（台板）と、この固定側平板部７ａの上に渦巻状に立設された固定側ラップ７ｂと、固定側平板部７ａの外周側に位置し、固定側ラップ７ｂの先端面と連続する鏡板面を有して固定側ラップ７ｂを囲む筒状の支持部７ｄとを有する。

【0015】

渦巻き形状を保持した固定側ラップ７ｂが立設された固定側平板部７ａの表面は、固定側ラップ７ｂの間にあるため歯底７ｃと呼ばれる。また、支持部７ｄが、旋回スクロール（旋回スクロール部材）８の旋回側平板部８ａ（鏡板）と接する面は、固定スクロール７の鏡板面７ｅとなっている。固定スクロール７は、その支持部７ｄがボルト等によりフレーム１７に固定され、固定スクロール７と一体となったフレーム１７は溶接等の固定手段によりケース（密閉容器）９に固定されている。

【0016】

前記旋回スクロール８は、固定スクロール７に対向して配置され、固定スクロールの固定側ラップ７ｂと旋回スクロールの旋回側ラップ８ｂとが噛み合わされて、フレーム１７内に旋回可能に設けられている。旋回スクロール８は、円板状の旋回側平板部８ａ、この旋回側平板部８ａの表面である歯底８ｃから渦巻き形状を保持した旋回側ラップ８ｂが立設される。また旋回側平板部８ａの背面中央に設けられたボス部８ｄを有する。さらに、旋回側平板部８ａの外周部の、固定スクロール７と接する表面が、旋回スクロール８の鏡板面８ｅとなっている。

【0017】

ケース９は、固定スクロール７と旋回スクロール８からなるスクロール部、モータ部１６（１６ａ：回転子、１６ｂ：固定子）及び潤滑油などを内部に収納したケース構造となっている。モータ部１６の回転子１６ａと一体に固定されたシャフト（回転軸）１０は、フレーム１７に主軸受５を介して回転自在に支持され、固定スクロール７の中心軸線と同軸となっている。

【0018】

シャフト１０の先端にはクランク部１０ａが設けられており、このクランク部１０ａは旋回スクロール８のボス部８ｄに設けられた旋回軸受１１に挿入され、旋回スクロール８はシャフト１０の回転に伴い旋回可能に構成されている。旋回スクロール８の中心軸線は固定スクロール７の中心軸線に対して所定距離だけ偏心した状態となる。また、旋回スクロール８の旋回側ラップ８ｂは、固定スクロール７の固定側ラップ７ｂに周方向に所定角度だけずらして重ね合わせられている。１２は、旋回スクロール８を固定スクロール７に対して、自転しないように拘束しながら相対的に旋回運動させるためのオルダムリングである。

【0019】

モータ部１６（電動機）によりシャフト１０を回転駆動すると、シャフト１０のクランク部１０ａから旋回軸受１１を介して旋回スクロール８に伝えられ、旋回スクロール８は固定スクロール７の中心軸線を中心に、所定距離の旋回半径をもって旋回運動する。この旋回運動時に旋回スクロール８が自転しないように、オルダムリング１２によって拘束される。また、旋回運動によってシャフト１０に働く不均衡力を打ち消すため、バランスウェイト４０が、モータ部１６上方にシャフト１０と一体で回転するように取り付けられる。

【0020】

旋回スクロール８の旋回運動によって、固定側ラップ７ｂ、旋回側ラップ８ｂの間にできる圧縮室１３は中央に連続的に移動し、その移動に従って圧縮室１３の容積が連続的に縮小する。これにより、吸込ポート１４から吸込まれた流体（例えば、冷凍サイクルを循環する冷媒ガス）を各圧縮室１３内で順次圧縮し、圧縮された流体は吐出ポート１５からケース上部の吐出空間５４に吐出される。吐出された流体は、吐出空間５４からケース９内のモータ室５２に入り、吐出パイプ６から圧縮機外、例えば冷凍サイクルに供給される。

【0021】

潤滑油はケース９の底に貯留されており、シャフト１０の下端には容積型または遠心式の給油ポンプ２１を設けている。シャフトの回転とともに給油ポンプ２１も回転させ、潤滑油を給油ポンプケース２２に設けた潤滑油吸込口２５から吸入して、給油ポンプの吐出口２８から吐出する。吐出された潤滑油はシャフトに設けた貫通穴３を通って上部へ供給される。潤滑油の一部は、シャフト１０に設けた横穴２４を通って副軸受２３を潤滑し、ケース底部の油溜り部５３に戻る。その他大部分の潤滑油は、貫通穴３を通ってシャフト１０のクランク部１０ａ上部に達し、クランク部１０ａに設けた油溝５７を通って旋回軸受１１を潤滑する。その後、旋回軸受１１の下方に設けた主軸受５を潤滑する。以降の油の流動経路については後述する。

【0022】

以下では、主軸受５として転がり軸受を用いた場合について説明する。この主軸受５（軸受部）は、フレーム１７にシャフト１０を回転自在に保持するように作用するものである。軸受部における機械損失を低減し、圧縮機の効率を向上させるためには、転がり軸受あるいは玉軸受を使うことが望ましい。

【0023】

図２は転がり軸受の構造の一例を示す図である。図２の転がり軸受は、外輪５ａと、内輪５ｂと、円柱状の転動体５ｃで構成され、外輪５ａと内輪５ｂの間に、それぞれに接するように複数の転動体５ｃが配置され、外輪５ａと内輪５ｂは転動体５ｃを介して互いに独立かつ同心状に回転可能である。これらの接触部分を潤滑するために給油が行われ、潤滑後の油は軸受下方に落下する。

【0024】

しかしながら、油が主軸受５の下方にあるバランスウェイト４０（あるいは回転子１６ａ）まで落下すると、油は回転によって撹拌されて細かい油滴となり、最終的に冷媒とともに圧縮機外へ流出する恐れがある。圧縮機外への油の流出は油上がりと呼ばれ、圧縮機内の潤滑油の不足による軸受信頼性の低下や、圧縮機の下流における熱交換器の性能低下、油冷媒分離器の設置によるコスト増加などの問題を引き起こすことから、油上がりを抑制することは圧縮機や圧縮機を含む冷凍サイクルの性能向上にとって重要な課題である。

【0025】

図３は、本実施例の主軸受５周辺を拡大した縦断面図を示す図である。主軸受５潤滑後の油がバランスウェイト４０（あるいは回転子１６ａ）に落下するのを防止するため、主軸受５の下方には板部５６（フレームシール）を設け、フレーム１７やシャフト１０とともに、主軸受５下方に油を一時的に貯留可能な空間を形成する。以下では、この空間を排油空間５９と呼ぶこととする。排油空間５９の外周側のフレーム１７又は板部５６には排油穴２６ｂを設け、排油穴２６ｂには排油パイプ２６ａを接続する。排油パイプ２６ａの逆側の端は、ケース９底部の油溜り部５３に位置し、排油パイプ２６ａは排油空間５９と油溜り部５３を連通する。

【0026】

図１０、図１１は、この排油空間５９、排油穴２６ｂ、排油パイプ６ａにより油を排出する構造を示す図であるが、この構造では、板部５６とシャフト１０の隙間からの油の漏洩を抑制しきれない問題がある。そこで、本実施例では、図３で示すように、排油空間５９内のシャフト１０の一部に、主軸受５部のシャフト１０の径よりも大きい径を有する円盤状のつば部５８を設ける。すなわち、このつば部５８は電動機（モータ部１６）と軸受部（主軸受５）との間に位置し、シャフト１０と一体で回転することにより、軸受部（主軸受５）から流れる冷凍機油を外周側に排出するものであり、該つば部５８の直径は軸受部（主軸受５）の直径よりも大きな直径となるように構成したものである。

【0027】

上述した本実施例の構造における、主軸受５潤滑後の油の流動経路について説明する。主軸受５を潤滑した油は、主軸受５下方のシャフト１０に設けた円盤状のつば部５８に落下する。つば部５８はシャフト１０と一体で回転しており、つば部上面５８ａに落下した油は、遠心力によって排油空間５９内の外周側へと飛散する。なお、板部５６は、つば部５８と電動機（モータ部１６）との間に密閉容器（ケース９）又はフレーム１７に固定され、軸受部（主軸受５）から流れる冷凍機油を保持するものであり、つば部５８が回転することで冷凍機油は板部５６上を流れ、外周側に排出される。排油空間５９の外周側には、フレーム１７又は板部５６に排油穴２６ｂが設けられ、さらに排油穴２６ｂと油溜り部５３とを連通する排油パイプ２６ａが設けられている。つば部５８の遠心力によって外周側へ誘導された排油空間５９内の油は、これらを通過して圧縮機底部の油溜り部５３へと排出される。

【0028】

以上のように、本実施例の構造では、シャフト１０のつば部上面５８ａに落下する主軸受５潤滑後の油排出を促進する効果があるとともに、次の効果も発揮する。図１１に、図３に対応してつば部５８の無いスクロール圧縮機を示しているが、図１１において主軸受５給油後の油漏れは、シャフト１０と板部５６の隙間から生じるものであった。一方、この隙間は、排油空間５９の中心側に位置しており、図３で示した本実施例における構造では、つば部５８によって外周側に飛ばされた油が、つば部５８の下面５８ｂと板部５６の上面５８ａの間を通過した後に、油漏れが生じる。しかしながら、つば部５８の回転効果により、つば部５８の下面５８ｂ付近の油に対しても遠心力が働くことから、上述の油漏れの流路に対して抵抗力が生じ、油漏れが抑制される。

【0029】

本実施例の構造では、上述したように、遠心力による油の排出促進と、油漏れの流路に対する抵抗力の発生の２つの効果により、排油空間５９からバランスウェイト４０（あるいはモータ部１６）へ漏れる油を低減し、主軸受５に高効率な転がり軸受を用いても油上がりの少ない圧縮機を提供することができる。

【実施例2】

【0030】

次に実施例２について図面を用いて説明する。
図４は本実施例のスクロール圧縮機の構成を示す図である。図４に示すように、シャフト１０とつば部５８を別体（別部品）で製造し、つば部５８をシャフト１０に圧入する構造も考えられる。シャフト１０は母材を削り出して製造することが多いため、シャフト１０とつば部５８が一体の構造よりも、別体の構造にした方がシャフト１０の最大径を小さくでき、シャフト１０を製造する際に削り出す母材の量を低減できる。その結果、より低コスト化、省資源化を図ることができる。

【実施例3】

【0031】

次に実施例３について図面を用いて説明する。
図５は本実施例のスクロール圧縮機の構成を示す図である。実施例２では、つば部５８の上面５８ａ、下面５８ｂは平面であり、つば部５８の回転による平面上の各点における速度ベクトルは、その平面内に含まれ、油と平面との界面に対して平行となる。よって、つば部５８の上面５８ａ、下面５８ｂに付着する油への力は、油の粘性によるせん断応力を通じてのみ伝達するため、力の伝達にはさらに向上の余地がある。

【0032】

そこで、本実施例では、図５に示すように、つば部５８の上面若しくは下面の少なくとも一方に、シャフト１０側面付近から外周方向に向かう複数の直線状の溝５８ｃを形成したものである。これにより、溝５８ｃの中に溜まった油に対しては、溝５８ｃ底面からのせん断応力に加え、溝５８ｃ側面からの垂直応力も働くことで、油に対する遠心力の働きがより強くなり、より効果的に排油空間５９の油を排出することで、油漏れを低減することができる。なお、溝の形状は動径に必ずしも沿う必要はなく、シャフト１０の側面付近からつば部５８の外周まで至るような直線状または曲線状でもよい。

【実施例4】

【0033】

次に、実施例４について図面を用いて説明する。
図６は本実施例のスクロール圧縮機の構成を示す図である。第１〜３の実施例では、つば部５８の外周形状は円形を想定していたが、必ずしも円形である必要はない。本実施例では図６に示すように、つば部５８の外周形状を六角形としたものである。さらに、六角形に限らず、このようにつば部５８を多角形にしたときの効果を以下で説明する。つば部５８が多角形であるとき、円形の場合と違ってシャフト１０中心からつば部５８側面までの距離は一定でなく、排油空間５９に固定された系から見ると、つば部５８側面と排油空間５９内壁の径方向隙間の距離は、シャフト１０の回転によって非定常に変動する。従って、つば部５８を多角形にすることにより、つば部５８側面の油を径方向外側に押し出す効果が得られ、特に隙間が小さくなる多角形の角部が通過する度に、排油空間５９内の油は外周側へかき出される。これにより、排油空間５９からの油の排出をさらに促進し、シャフト１０と板部５６の間からの油漏れをより低減することができる。

【実施例5】

【0034】

次に、実施例５について図面を用いて説明する。
図７は本実施例のスクロール圧縮機の構成を示す図である。図７には、シャフト１０と、板部５６と、排油パイプ２６ａを抜粋したときの、つば部５８の位置における水平断面図を、排油パイプ２６ａの向きが図の横方向となるように回転して示す。

【0035】

以下では、本実施例のより一般的な特徴を示した後、さらに具体例を示す。排油パイプ２６ａの排油空間５９側の開口部付近における中心軸上の直線を考える。ただし、図７のように排油パイプ２６ａの中心軸がシャフト１０の中心軸を通過する場合以外（例えば後述する実施例６）は、排油パイプ２６ａの中心軸に平行であってシャフト１０中心軸を通過する直線を考える。また、排油パイプの中心軸が水平面に対して傾いている場合は、水平面への射影をとり、水平な直線を得る。次に、得られた直線に沿って、シャフト１０中心軸上で原点Ｏをとり、排油パイプ２６ａが負の方向に位置するようにｘ軸をとる。また、ｚ軸を鉛直上向きが正になるようにとり、ｘｙｚ座標が右手系デカルト座標となるようにｙ軸をとる。このとき、図７で示したように、シャフト１０が上から見て時計回り、即ち回転ベクトルがｚ軸負方向を向く場合、つば部５８によって飛散する油の接線速度と排油パイプの方向とを近付けることを考えると、つば部５８上の各点の接線速度が排油パイプ２６ａに向かう成分をもつことから、油が排油パイプ２６ａ方向へ飛散する、図７左下のｘｙ座標の第三象限に排油穴を設けることが望ましい。一方、排油穴２６ｂを多く設け過ぎることは、つば部５８の回転による遠心力効果が及ぶ範囲が相対的に狭くなるため、避けるべきである。従って、本実施例では、第二、第三象限における排油穴２６ｂの開口部の面積をそれぞれＳ２、Ｓ３とおくとき、シャフト１０の回転ベクトルがｚ軸下向きの場合、Ｓ２＜Ｓ３とする。同様に、回転ベクトルがｚ軸上向きの場合、Ｓ２＞Ｓ３とする。これにより、つば部５８で飛散した油を排油パイプ２６ａから排出する流路が飛散方向に沿って確保でき、より効率的に排出することが可能となって、シャフト１０と板部５６の間からの油漏れを低減することができる。

【0036】

以上をより具体的に実現した一例を、図７を用いて説明する。本実施例では、排油パイプ２６ａの排油穴２６ｂ接続部分における中心軸の延長線がシャフト１０中心軸と交わるように、排油パイプ２６ａを設ける。このとき、排油パイプ１０中心軸はｘ軸と一致する。ｘ軸とつば部５８の外周との交点をＰとおき、Ｐにおけるつば部５８の速度ベクトルｖとする。このとき、排油パイプ２６ａの開口面上で中心軸からｖの方向に最も離れた点をＡとおき、Ａから排油パイプ２６ａ中心軸に平行に伸ばした直線と板部５６内壁との交点をＢとおく。一方、排油パイプ２６ａの開口面上で中心軸からｖと反対の方向に最も離れた点をＣとおき、Ｃから板部５６の内壁に接するように直線を引いた時の接点をＤとおく。このとき、ＡＢＣＤで囲まれる部分に空間を設け、これを排油穴２６ｂとする。これにより、つば部５８によって接線速度成分をもちながら飛散する油を排出する流路が拡大し、より効率的に排油空間５９から油を排出可能となる。図７ではシャフト１０の回転ベクトルはｚ軸負の向きであり、Ｓ２＜Ｓ３を満たしている。

【0037】

なお、より簡単に説明すると、本実施例の構成は、排油パイプ２６ａの内周側に開口する開口部とシャフト１０の中心部とを繋げ、かつつば部５８と平行な直線をｘ軸とし、該ｘ軸と垂直であり、かつつば部５８と平行な直線をｙ軸とし、排油穴２６ｂのうち、ｘ軸及び前記ｙ軸で構成されるｘｙ座標の第二象限における面積をＳ２、第三象限における面積をＳ３としたとき、シャフト１０がｘｙ座標上で時計周りに回転する場合には、排油穴２６ｂはＳ２＜Ｓ３となるように構成され、一方でシャフト１０がｘｙ座標上で反時計周りに回転する場合には、排油穴２６ｂはＳ２＞Ｓ３となるように構成されるものである。

【実施例6】

【0038】

実施例６は実施例５の変形例であり、実施例５で説明した座標系や記号、及び図８を用いて説明する。図８には、図７と同様に、シャフト１０と、板部５６と、排油パイプ２６ａを抜粋したときの、つば部５８の位置における水平断面図を示す。

【0039】

本実施例では、排油パイプ２６ａの中心軸の延長線がシャフト中心軸と一致しないようにずらし、排油パイプ２６ａと排油穴２６ｂが直線状になるように排油穴２６ｂを設けたことを特徴とする。図８にはシャフト１０の回転が時計回り、即ち回転ベクトルがｚ軸負の向きである場合を示しており、このとき、排油パイプ２６ａを、ｘｙ座標の第三象限に位置するよう設けることで、Ｓ２（＝０）＜Ｓ３を満たし、より効率的な油の排出が可能となる。換言すると、シャフト１０の中心部を通り、かつ排油パイプ２６ａの内周側に向かう直線と平行な直線をｘ軸とし、ｘ軸と垂直であり、かつつば部５８と平行な直線をｙ軸とし、排油穴２６ｂのうち、ｙ軸方向の中心部からｙ軸方向上側の面積をＳ２（≠０）、ｙ軸方向下側の面積をＳ３（図８で図示しているものと異なる面積）としたとき、シャフト１０がｘｙ座標上で時計周りに回転する場合には、排油穴はＳ２＜Ｓ３となるように構成され、一方でシャフト１０がｘｙ座標上で反時計周りに回転する場合には、排油穴排油穴２６ｂはＳ２＞Ｓ３となるように構成される。

【実施例7】

【0040】

次に、実施例７について図９の圧縮機縦断面の主軸受５付近の拡大図を用いて説明する。この構造は、シャフト１０につば部５８を設ける代わりに、転がり軸受である主軸受５の外輪５ａの下端に、該主軸受５と一体で構成され、転動体５ｃに接する外輪５ａの外径よりも大きい外径を有するつば部５８を設けることを特徴とする。これにより、主軸受５潤滑後に落下する油を、外輪５ａのつば部５８の遠心力により外周側へ飛散させ、排油空間５９からの油排出を促進することで、シャフト１０と板部５６の間からの油漏れを低減し、圧縮機の油上がりを低減することができる。

【0041】

以上の何れかの実施例のスクロール圧縮機を、該スクロール圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮器により凝縮された冷媒を減圧する減圧手段（膨脹弁）と、減圧手段（膨脹弁）により減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器に対して送風を行う送風手段と、を備えた冷凍サイクル装置に採用することで、油上がりを低減し、効率の良い空調用の冷凍サイクル装置を提供することが可能である。

【符号の説明】

【0042】

３ 貫通穴
５ 主軸受（５ａ：外輪、５ｂ：内輪、５ｃ：転動体、５ｄ：つば部）
６ 吐出パイプ
７ 固定スクロール（７ａ：固定側平板部、７ｂ：固定側ラップ、７ｃ：歯底、７ｄ：支持部、７ｅ：鏡板面）
８ 旋回スクロール（８ａ：旋回側平板部、８ｂ：旋回側ラップ、８ｃ：歯底、８ｄ：ボス部、８ｅ：鏡板面）
９ ケース（密閉容器）
１０ シャフト（回転軸）（１０ａ：クランク部）
１１ 旋回軸受
１２ オルダムリング
１３ 圧縮室
１４ 吸込ポート
１５ 吐出ポート
１６ モータ部（１６ａ：回転子、１６ｂ：固定子）
１７ フレーム
１８ 背圧室
２１ 給油ポンプ
２２ 給油ポンプケース
２３ 副軸受
２４ 横穴
２６ 油排出経路（２６ａ：排油パイプ、２６ｂ：排油穴、２６ｃ：掘込部）
２８ 給油ポンプ吐出口
４０ バランスウェイト
５２ モータ室
５３ 油溜り部
５４ 吐出空間
５６ 板部
５７ 油溝
５８ つば部（５８ａ：上面、５８ｂ：下面）
５９ 排油空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】