特許 7399193 圧縮機

(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】

(24)【登録日】2023-12-07

(45)【発行日】2023-12-15

(54)【発明の名称】圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04C 29/02 20060101AFI20231208BHJP

   F04C 18/02 20060101ALI20231208BHJP

【ＦＩ】

F04C29/02 361A

F04C18/02 311W

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021572183

(86)(22)【出願日】2020-01-22

(86)【国際出願番号】 JP2020002072

(87)【国際公開番号】W WO2021149180

(87)【国際公開日】2021-07-29

【審査請求日】2022-02-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐々野 航

(72)【発明者】

【氏名】増本 浩二

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼村 祐司

(72)【発明者】

【氏名】達脇 浩平

【審査官】岸 智章

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／１０４８６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１６９５９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／１７７８５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０２－００５７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２１３４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１５８８０９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｃ ２９／０２

Ｆ０４Ｃ １８／０２

Ｆ０４Ｂ ３９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外殻を構成し、油が溜まる油溜まりが下部に形成されたシェルと、
前記シェルの内部に設けられるモータと、
前記シェルの内部に設けられ、前記モータによって駆動して作動ガスを圧縮する圧縮部と、
前記シェルに固定され、前記圧縮部を支持するフレームと、
前記フレームに支持され、前記モータと前記圧縮部とを接続して前記モータの回転力を前記圧縮部に伝達し、内部に油が流れる油通路が形成された軸部と、
前記軸部の下部に設けられ、前記油溜まりから吸い上げた油を前記油通路に供給し、前記油通路に流れる油の圧力が圧力閾値より高い場合に開いて、一部の油を前記油溜まりに戻すバイパス弁を有する油ポンプと、
を備え、
前記圧縮部は、
前記シェルの内部に固定された固定スクロールと、
前記軸部の上端部が接続されるボス部を有し、前記固定スクロールと共に前記作動ガスを圧縮する圧縮室を形成し、下面にスラスト面が形成された揺動スクロールと、
前記揺動スクロールの前記スラスト面に設けられるスラストプレートと、を有し、
前記揺動スクロールには、
前記油通路と前記スラスト面とを接続し、前記油通路に流通する油を供給する供給孔が形成されており、
前記スラストプレートには、
前記揺動スクロールが揺動する際に、前記供給孔に連通する給油孔が形成されており、
前記供給孔は、
前記油通路から側方に延びる第１の穴と、
前記第１の穴から下方に延びて前記第１の穴と前記スラスト面とを接続する第２の穴と、からなるものであり、
前記揺動スクロールが揺動運動している際に、前記第２の穴と前記給油孔との連通又は非連通が間欠的に実施され、
前記第２の穴と前記給油孔とが連通する時間は、低速運転時よりも高速運転時の方が短く、高速運転時において、前記第２の穴と前記給油孔とが連通する時間が短くなることによって、前記油通路に流れる油の圧力が高くなり、圧力閾値を超えて前記バイパス弁が開になるものであり、
前記油ポンプは、
前記バイパス弁が閉じているときの容積が、前記バイパス弁が開いているときの容積の２倍以上である
圧縮機。

【請求項2】

前記揺動スクロールは、
中心から外側に渦を巻いている揺動渦巻歯を有し、
前記第２の穴は、
前記揺動スクロールの中心に対し、前記揺動渦巻歯の巻き終わりの点対称の位置に形成されている
請求項１記載の圧縮機。

【請求項3】

前記供給孔は、
前記揺動スクロールに複数形成されており、
前記給油孔は、
前記スラストプレートに複数形成されている
請求項１又は２記載の圧縮機。

【請求項4】

前記油ポンプは、
前記バイパス弁を閉じる方向に付勢するバネを更に有する
請求項１～３のいずれか１項に記載の圧縮機。

【請求項5】

前記油ポンプは、
前記バイパス弁を押さえる弁押さえを更に有する
請求項１～３のいずれか１項に記載の圧縮機。

【請求項6】

前記油ポンプは、
前記バイパス弁が設けられる弁座が傾斜している
請求項５記載の圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、作動ガスを圧縮する圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、作動ガスを圧縮する圧縮機として、冷凍用途又は空調用途等のスクロール圧縮機が知られている。スクロール圧縮機は、渦巻状の突起がそれぞれ設けられた固定スクロールと揺動スクロールとを組み合わせた圧縮部において、揺動スクロールを旋回することによって、冷媒等の作動ガスを圧縮する。圧縮機は、揺動スクロールを円滑に旋回するために、主軸受及び副軸受という２個の軸受によって支持された軸部を、モータによって回転している。

【0003】

特許文献１には、トロコイド型等の容積一定の容積ポンプであるポンプ部を有するスクロール圧縮機が開示されている。特許文献１は、ポンプ部によってシェルの下部に形成された油貯留空間から油が吸い上げられ、軸受及び圧縮部等に油が供給される。これにより、特許文献１は、軸受及び圧縮部が摩耗することを保護しようとするものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平４－３５０３８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示されたスクロール圧縮機は、容積一定の容積ポンプを使用している。容積ポンプは、構造上、単位時間当たりに吸い上げる揚油量が回転数に依存する。特許文献１は、容積一定の容積ポンプを使用しているため、圧縮部の回転数が多い高速運転時に給油量が増加して、油上がりが増加するおそれがある。

【0006】

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、圧縮部の高速運転時において油上がりが増加することを抑制する圧縮機を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る圧縮機は、外殻を構成し、油が溜まる油溜まりが下部に形成されたシェルと、シェルの内部に設けられるモータと、シェルの内部に設けられ、モータによって駆動して作動ガスを圧縮する圧縮部と、シェルに固定され、圧縮部を支持するフレームと、フレームに支持され、モータと圧縮部とを接続してモータの回転力を圧縮部に伝達し、内部に油が流れる油通路が形成された軸部と、軸部の下部に設けられ、油溜まりから吸い上げた油を油通路に供給し、油通路に流れる油の圧力が圧力閾値より高い場合に開いて、一部の油を油溜まりに戻すバイパス弁を有する油ポンプと、を備え、圧縮部は、シェルの内部に固定された固定スクロールと、軸部の上端部が接続されるボス部を有し、固定スクロールと共に作動ガスを圧縮する圧縮室を形成し、下面にスラスト面が形成された揺動スクロールと、揺動スクロールのスラスト面に設けられるスラストプレートと、を有し、揺動スクロールには、油通路とスラスト面とを接続し、油通路に流通する油を供給する供給孔が形成されており、スラストプレートには、揺動スクロールが揺動する際に、供給孔に連通する給油孔が形成されており、供給孔は、油通路から側方に延びる第１の穴と、第１の穴から下方に延びて第１の穴とスラスト面とを接続する第２の穴と、からなるものであり、揺動スクロールが揺動運動している際に、第２の穴と給油孔との連通又は非連通が間欠的に実施され、第２の穴と給油孔とが連通する時間は、低速運転時よりも高速運転時の方が短く、高速運転時において、第２の穴と給油孔とが連通する時間が短くなることによって、油通路に流れる油の圧力が高くなり、圧力閾値を超えてバイパス弁が開になるものであり、油ポンプは、バイパス弁が閉じているときの容積が、バイパス弁が開いているときの容積の２倍以上である。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、油ポンプが、油通路に流れる油の圧力が圧力閾値より高い場合に開いて、一部の油を油溜まりに戻すバイパス弁を有している。油ポンプのバイパス弁は、圧縮部の回転数が多い高速運転時に油通路に流れる油の圧力が高くなることによって開く。これにより、一部の油が油溜まりに戻される。このため、圧縮部の高速運転時において、給油量が増加することを抑制することができる。従って、圧縮機は、圧縮部の高速運転時において油上がりが増加することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る空気調和機を示す回路図である。

【図2】実施の形態１に係る圧縮機を示す断面図である。

【図3】実施の形態１に係る揺動スクロールを示す断面図である。

【図4】実施の形態１に係る揺動スクロールを示す下面図である。

【図5】実施の形態１に係る揺動スクロールを示す上面図である。

【図6】実施の形態１に係るスラストプレートを示す上面図である。

【図7】実施の形態１に係る油ポンプを示す断面図である。

【図8】実施の形態２に係る油ポンプを示す断面図である。

【図9】実施の形態２に係る油ポンプを示す上面図である。

【図10】実施の形態３に係る油ポンプを示す断面図である。

【図11】実施の形態３に係る油ポンプを示す上面図である。

【図12】実施の形態４に係る揺動スクロールを示す下面図である。

【図13】実施の形態４に係るスラストプレートを示す上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の圧縮機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、本開示は、以下に説明する実施の形態によって限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の説明において、本開示の理解を容易にするために方向を表す用語を適宜用いるが、これは本開示を説明するためのものであって、これらの用語は本開示を限定するものではない。方向を表す用語としては、例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」又は「後」等が挙げられる。なお、一部の図面において、断面図のハッチングを一部省略している。

【0011】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和機１００を示す回路図である。図１に示すように、空気調和機１００は、室内空間の空気を調整する装置であり、室外機１０１と、室外機１０１と通信可能な室内機１０２とを備えている。室外機１０１には、圧縮機１、流路切替装置７２、室外熱交換器７３、室外送風機７４及び膨張部７５が設けられている。室内機１０２には、室内熱交換器７６及び室内送風機７７が設けられている。

【0012】

圧縮機１、流路切替装置７２、室外熱交換器７３、膨張部７５及び室内熱交換器７６が冷媒配管７０ａにより接続されて、作動ガスである冷媒が流れる冷媒回路７０が構成されている。圧縮機１は、低温且つ低圧の状態の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高温且つ高圧の状態の冷媒にして吐出するものである。流路切替装置７２は、冷媒回路７０において冷媒が流れる方向を切り替えるものであり、例えば四方弁である。室外熱交換器７３は、例えば室外空気と冷媒との間で熱交換するものである。室外熱交換器７３は、冷房運転時には凝縮器として作用し、暖房運転時には蒸発器として作用する。

【0013】

室外送風機７４は、室外熱交換器７３に室外空気を送る機器である。膨張部７５は、冷媒を減圧して膨張する減圧弁又は膨張弁である。膨張部７５は、例えば開度が調整される電子式膨張弁である。室内熱交換器７６は、例えば室内空気と冷媒との間で熱交換するものである。室内熱交換器７６は、冷房運転時には蒸発器として作用し、暖房運転時には凝縮器として作用する。室内送風機７７は、室内熱交換器７６に室内空気を送る機器である。

【0014】

（運転モード、冷房運転）
次に、空気調和機１００の運転モードについて説明する。先ず、冷房運転について説明する。冷房運転において、圧縮機１に吸入された冷媒は、圧縮機１によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。圧縮機１から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置７２を通過して、凝縮器として作用する室外熱交換器７３に流入し、室外熱交換器７３において、室外送風機７４によって送られる室外空気と熱交換されて凝縮して液化する。凝縮された液状態の冷媒は、膨張部７５に流入し、膨張部７５において膨張及び減圧されて低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する室内熱交換器７６に流入し、室内熱交換器７６において、室内送風機７７によって送られる室内空気と熱交換されて蒸発してガス化する。このとき、室内空気が冷やされ、室内において冷房が実施される。蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置７２を通過して、圧縮機１に吸入される。

【0015】

（運転モード、暖房運転）
次に、暖房運転について説明する。暖房運転において、圧縮機１に吸入された冷媒は、圧縮機１によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。圧縮機１から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置７２を通過して、凝縮器として作用する室内熱交換器７６に流入し、室内熱交換器７６において、室内送風機７７によって送られる室内空気と熱交換されて凝縮して液化する。このとき、室内空気が暖められ、室内において暖房が実施される。凝縮された液状態の冷媒は、膨張部７５に流入し、膨張部７５において膨張及び減圧されて低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する室外熱交換器７３に流入し、室外熱交換器７３において、室外送風機７４によって送られる室外空気と熱交換されて蒸発してガス化する。蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置７２を通過して、圧縮機１に吸入される。

【0016】

次に、圧縮機１について詳細に説明する。圧縮機１は、例えば冷蔵庫、冷凍庫、空気調和機１００、冷凍装置又は給湯器等といった冷凍用途及び空調用途の冷凍サイクル装置に使用されるものである。本実施の形態１では、空気調和機１００に用いられる圧縮機１について説明する。圧縮機１は、冷凍サイクルを循環する作動ガスを吸入して圧縮し、高温且つ高圧の状態にして吐出するものであり、例えば密閉型のスクロール圧縮機である。

【0017】

図２は、実施の形態１に係る圧縮機１を示す断面図である。圧縮機１は、図２に示すように、シェル２と、フレーム６と、サブフレーム２０と、軸部７と、主軸受８ａと、副軸受８ｂと、吸入管１１と、吐出管１２と、圧縮部５とを有している。また、圧縮機１は、偏心部４５と、オルダムリング１５と、スライダ１６と、スリーブ１７と、第１のバランサ１８と、第２のバランサ１９と、吐出弁１０と、マフラー１４と、油ポンプ３と、排油パイプ２１と、モータ４とを備えている。

【0018】

シェル２は、圧縮機１の外殻を構成する密閉容器であり、有底円筒状をなしている。シェル２は、ロアーシェル２ｂに載置されており、ドーム状のアッパーシェル２ａによって上部が塞がれている。シェル２の内部には、圧縮部５、モータ４及びそのほかの部品が収納されている。シェル２内において、上方に圧縮部５が配置され、下方にモータ４が配置されている。なお、シェル２の下部には、油溜まり１３が形成されている。

【0019】

フレーム６は、シェル２に固定され、圧縮部５を収容するものであり、例えば主軸受８ａを介して軸部７を回転自在に支持している。フレーム６は、モータ４の上方に配置されてモータ４と圧縮部５との間に位置している。なお、フレーム６には、オルダムリング１５の爪が収容されるオルダム溝１５ａが形成されている。フレーム６には、吸入ポートが形成されており、作動ガスは、吸入ポートをとおって圧縮部５に流入する。

【0020】

サブフレーム２０は、シェル２の内部におけるモータ４の下方に配置されている。サブフレーム２０は、副軸受８ｂを介して軸部７を回転自在に支持するものである。フレーム６とサブフレーム２０とは、モータ４を挟んで対向するように、シェル２の内部に固定されている。フレーム６及びサブフレーム２０は、焼嵌又は溶接等によってシェル２の内周面に固着されている。軸部７は、シェル２の中央においてフレーム６に支持され、上下方向に延びる棒状のクランク軸であり、モータ４と圧縮部５とを接続している。軸部７は、モータ４と圧縮部５とを接続してモータ４の回転力を圧縮部５に伝達する。軸部７の内部には、油がとおる油通路７ａが形成されている。主軸受８ａは、フレーム６の中央部に設けられており、軸部７の上部を回転自在に支持する。副軸受８ｂは、サブフレーム２０の中央部に設けられており、軸部７の下部を回転自在に支持する。

【0021】

吸入管１１は、シェル２の側部において、シェル２におけるモータ４と圧縮部５との間に形成された低圧空間に接続されている。吸入管１１は、冷媒配管７０ａから流れる低圧の作動ガスを、低圧空間に吸入する。吐出管１２は、シェル２の上部において、シェル２における圧縮部５の上方に形成された高圧空間に接続されている。吐出管１２は、圧縮部５によって圧縮された高圧の作動ガスを、圧縮機１の外部の冷媒配管７０ａに吐出する。

【0022】

圧縮部５は、吸入管１１から吸入された作動ガスを圧縮し、シェル２の内部上方に形成されている高圧空間に排出する。圧縮部５は、固定スクロール３０と、揺動スクロール４０と、スラストプレート４６とを有している。固定スクロール３０は、揺動スクロール４０の上方においてフレーム６を介してシェル２にボルト（図示せず）等によって固定されており、鏡板３０ａと、固定渦巻歯３０ｂとを有している。鏡板３０ａは、固定スクロール３０の上部を構成する板状の部材である。固定渦巻歯３０ｂは、鏡板３０ａの下面から下方に延び、中心から外側に渦を巻いている渦巻状突起である。また、固定スクロール３０の中央部には、圧縮されて高圧となった作動ガスが吐出される空間である吐出口９が貫通して形成されている。

【0023】

揺動スクロール４０は、固定スクロール３０に対して公転旋回運動（揺動運動）を行うものであり、ボス部４４と、台盤４３と、揺動渦巻歯４１とを有している。ボス部４４は、揺動スクロール４０の下部を構成するものであり、軸部７の偏心部４５が収容される円筒状をなしている。台盤４３は、ボス部４４と揺動渦巻歯４１とを接続する板状の部材である。揺動渦巻歯４１は、ボス部４４の上面から上方に延び、中心から外側に渦を巻いている渦巻状突起である。なお、揺動スクロール４０の下部には、オルダムリング１５の爪が収容されるオルダム溝１５ａが形成されている。

【0024】

また、揺動スクロール４０の下面は、摺動部であるスラスト面４０ａとなっている。固定スクロール３０及び揺動スクロール４０は、固定渦巻歯３０ｂと揺動渦巻歯４１とが互いに噛み合った状態で、シェル２内に設けられている。固定渦巻歯３０ｂ及び揺動渦巻歯４１は、インボリュート曲線に倣って形成されており、固定渦巻歯３０ｂ及び揺動渦巻歯４１が噛み合った状態で組み合わせられることにより、固定渦巻歯３０ｂと揺動渦巻歯４１との間に、複数の圧縮室５ａが形成される。

【0025】

図３は、実施の形態１に係る揺動スクロール４０を示す断面図であり、図４は、実施の形態１に係る揺動スクロール４０を示す下面図である。図３及び図４に示すように、固定スクロール３０の台盤４３の内部には、供給孔５０が形成されている。供給孔５０は、油通路７ａとスラスト面４０ａとを接続し、油通路７ａに流れる油をスラスト面４０ａに供給する。供給孔５０は、第１の穴５０ａと第２の穴５０ｂとを有している。

【0026】

第１の穴５０ａは、ボス部４４に収容された軸部７の内部に形成された油通路７ａの上端部から側方に延びる穴である。なお、第１の穴５０ａの出口は、イモネジ５１によって塞がれている。第２の穴５０ｂは、第１の穴５０ａから下方に延びて第１の穴５０ａとスラスト面４０ａとを接続する穴である。本実施の形態１では、第２の穴５０ｂは、外側に傾斜するように形成されているが、傾斜せずに直線状に下方に延びるように形成されてもよい。

【0027】

図５は、実施の形態１に係る揺動スクロール４０を示す上面図である。図５に示すように、供給孔５０の第１の穴５０ａは、揺動スクロール４０の中心に対し、揺動渦巻歯４１の巻き終わり８０の点対称の位置に形成されている。

【0028】

スラストプレート４６は、フレーム６と揺動スクロール４０のスラスト面４０ａとの間に設けられている板状の部材である。スラストプレート４６は、揺動スクロール４０がフレーム６に対し公転運転する際にスラスト面４０ａの摺動性を改善するものである。これにより、揺動スクロール４０は、スラストプレート４６を介してフレーム６に軸方向に支持された状態となっている。

【0029】

図６は、実施の形態１に係るスラストプレート４６を示す上面図である。図６に示すように、スラストプレート４６には、給油孔５２が形成されている。給油孔５２は、揺動スクロール４０が揺動する際に、供給孔５０に連通する穴である。具体的には、給油孔５２は、揺動スクロール４０が旋回運動する際に、一回転のうち揺動スクロール４０が特定の位置にあるときに、供給孔５０の第２の穴５０ｂと重なるように形成されている。

【0030】

また、揺動スクロール４０とスライダ１６との間には、揺動軸受８ｃが設けられている。揺動軸受８ｃは、軸部７と、偏心部４５とを覆い、軸部７を回転自在に支持する。偏心部４５は、軸部７の上端に設けられ、揺動スクロール４０を偏心回転させる。オルダムリング１５は、揺動スクロール４０において揺動渦巻歯４１が形成された面と反対側であるスラスト面４０ａに設けられている。オルダムリング１５は、揺動スクロール４０の偏心旋回運動中における自転運動を阻止し、揺動スクロール４０の公転運動を可能とする。なお、オルダムリング１５の上面及び下面には、互いに直交するように突設された爪（図示せず）が設けられている。オルダムリング１５の爪は、揺動スクロール４０及びフレーム６に形成されたオルダム溝１５ａに挿入されている。

【0031】

スライダ１６は、軸部７の上部の外周面に取り付けられた筒状の部材であり、揺動スクロール４０の下部の内面に位置している。即ち、揺動スクロール４０は、スライダ１６を介して軸部７に取り付けられており、軸部７の回転に伴って揺動スクロール４０も回転する。スリーブ１７は、フレーム６と主軸受８ａとの間に設けられた筒状の部材であり、フレーム６と軸部７との傾斜状態を吸収するものである。

【0032】

第１のバランサ１８は、軸部７に取り付けられており、フレーム６とロータ４ａとの間に位置している。第１のバランサ１８は、揺動スクロール４０及びスライダ１６によって生じるアンバランスを相殺するものである。なお、第１のバランサ１８は、バランサカバー１８ａに収容されている。また、第２のバランサ１９は、軸部７に取り付けられており、ロータ４ａとサブフレーム２０との間に位置し、ロータ４ａの下面に取り付けられている。第２のバランサ１９は、揺動スクロール４０及びスライダ１６によって生じるアンバランスを相殺するものである。

【0033】

吐出弁１０は、吐出口９を覆い、作動ガスの逆流を防止する板バネ製の部材である。圧縮室５ａ内で作動ガスが所定の圧力にまで圧縮されると、作動ガスは、吐出弁１０の弾性力に逆らって吐出弁１０を持ち上げる。そして、圧縮された作動ガスは、吐出口９から高圧空間に吐出され、吐出管１２をとおって圧縮機１の外部に吐出される。マフラー１４は、吐出弁１０を覆い、吐出口９から吐出される作動ガスの脈動を抑制するものである。

【0034】

油ポンプ３は、シェル２の下部に収容され、油溜まり１３から油を吸い上げる。油ポンプ３は、軸部７の下部に固着されている。油ポンプ３は、例えば容積型ポンプであり、油溜まり１３に挿入されたポンプ吸込口６０から油を吸い上げて、ポンプ吐出口６１から油を吐出する。軸部７の回転に従って、油溜まり１３に貯留する油を軸部７の内部に形成された油通路７ａに吸い上げ、油通路７ａをとおって副軸受８ｂ、主軸受８ａ及び揺動軸受８ｃに供給する。揺動軸受８ｃを潤滑した油は、供給孔５０の第１の穴５０ａをとおり、圧縮室５ａに取り込まれる。

【0035】

図７は、実施の形態１に係る油ポンプ３を示す断面図である。図７に示すように、油ポンプ３は、例えばリード弁であるバイパス弁６２を有している。バイパス弁６２は、油通路７ａに流れる油の圧力が圧力閾値より高い場合に開いて、一部の油を油溜まり１３に戻す。油ポンプ３には、バイパス通路６３が形成されており、バイパス弁６２は、バイパス通路６３の入り口に設けられている。本実施の形態１では、バイパス通路６３に設けられ、バイパス弁６２を閉じる方向に付勢するバネ６４を更に有する。

【0036】

バイパス通路６３は通常時、バイパス弁６２によって閉じられており、油通路７ａの内部の油の圧力が圧力閾値より高い場合に、バネ６４の付勢力に逆らってバイパス弁６２が押圧されて、バイパス通路６３が開かれる。これにより、油がバイパス通路６３をとおって油溜まり１３に戻る。なお、油ポンプ３は、バイパス弁６２が閉じているときの容積が、バイパス弁６２が開いているときの容積の２倍以上である。これにより、バイパス弁６２が開いているときに油溜まり１３に戻る油の量を十分に確保することができる。

【0037】

排油パイプ２１は、フレーム６と揺動スクロール４０との間の空間と、フレーム６とサブフレーム２０との間の空間とを接続する管である。排油パイプ２１は、フレーム６と揺動スクロール４０との間の空間に流通する油のうち、過剰な油を、フレーム６とサブフレーム２０との間の空間に流出させる。フレーム６とサブフレーム２０との間の空間に流出した油は、サブフレーム２０を通過して油溜まり１３に戻る。

【0038】

モータ４は、シェル２の内部において、例えばフレーム６とサブフレーム２０との間の作動ガスが吸入される低圧側の低圧空間に設けられている。モータ４は、圧縮部５を構成する揺動スクロール４０を駆動する。即ち、モータ４は、軸部７を介して揺動スクロール４０を回転駆動することによって、圧縮部５において作動ガスが圧縮される。モータ４は、ロータ４ａと、ステータ４ｂとを有している。ロータ４ａは、ステータ４ｂの内周側に設けられている。ロータ４ａは、インバータ（図示せず）からステータ４ｂに通電されることによって回転駆動し、軸部７を回転させる。ロータ４ａは、軸部７の外周に固定されており、ステータ４ｂと僅かな隙間を隔てて保持されている。

【0039】

次に、圧縮機１の動作について説明する。ステータ４ｂに電力が供給されると、ロータ４ａがトルクを発生して、フレーム６に設けられた主軸受８ａとサブフレーム２０に設けられた副軸受８ｂとに支持された軸部７が回転する。軸部７に設けられた偏心部４５に取り付けられて回転するボス部４４を有する揺動スクロール４０は、オルダムリング１５によって自転が規制され、公転運動する。

【0040】

即ち、フレーム６に形成されたオルダム溝１５ａの方向に往復運動するオルダムリング１５によって自転を規制された状態で、揺動スクロール４０のボス部４４が軸部７の偏心部４５によって偏心運動することによって、揺動スクールが揺動運動する。これにより、固定スクロール３０の固定渦巻歯３０ｂと揺動スクロール４０の渦巻歯との間に形成された圧縮室５ａの容積が変化する。なお、軸部７に取り付けられた第１のバランサ１８と、ロータ４ａに取り付けられた第２のバランサ１９とは、揺動スクロール４０とオルダムリング１５との運動に伴うアンバランスが釣り合うように制御している。

【0041】

次に、圧縮機１の内部における作動ガスの流れについて説明する。流体状の作動ガスは、圧縮機１の外部から吸入管１１を通ってシェル２内に吸入され、先ず、フレーム６とモータ４との間の空間に流入する。そして、フレーム６とモータ４との間の空間に流入した作動ガスは、フレーム６に形成された吸入ポートを通って圧縮部５に流入する。圧縮部５に流入した作動ガスは、圧縮部５の圧縮室５ａによって圧縮される。圧縮された作動ガスは、固定スクロール３０から吐出されて、吐出空間に収容される。その後、吐出空間から流出した作動ガスは、マフラー１４を通過して、吐出管１２から圧縮機１の外部、即ち冷媒回路７０の冷媒配管７０ａに吐出される。

【0042】

次に、圧縮機１の内部における油の流れについて説明する。油ポンプ３によって油溜り３ａから吸い上げられた油は、軸部７の内部に形成された油通路７ａに流入する。油通路７ａに流入した油の一部は、径方向に形成された流路を通って、副軸受８ｂを潤滑する。そして、副軸受８ｂを潤滑した油は、サブフレーム２０を通って、油溜り３ａに戻る。

【0043】

また、油通路７ａに流入した油の一部は、径方向に形成された通路を通って、主軸受８ａを潤滑する。主軸受８ａを潤滑した油は、フレーム６とモータ４との間の空間に流出する。フレーム６とモータ４との間の空間に流出した油は、ロータ４ａとステータ４ｂとの間を通って、フレーム６とモータ４との間の空間に流入し、サブフレーム２０を通って、油溜り３ａに戻る。

【0044】

更に、油通路７ａに流入した油の一部は、軸部７の上端部まで到達し、揺動軸受８ｃを潤滑する。揺動軸受８ｃを潤滑した油は、フレーム６と揺動スクロール４０との間の空間に流出する。そして、フレーム６と揺動スクロール４０との間の空間に流出した油は、オルダムリング１５を潤滑する。そして、オルダムリング１５を潤滑した油、及び、フレーム６と揺動スクロール４０との間の空間に流れる油は、排油パイプ２１に流入する。排油パイプ２１に流入した油は、フレーム６とサブフレーム２０との間の空間に流出し、サブフレーム２０を通って油溜り３ａに戻る。

【0045】

ここで、油通路７ａに流入し、軸部７の上端部まで到達した油の一部は、供給孔５０の第１の穴５０ａに進入し、その後、第２の穴５０ｂをとおってスラスト面４０ａに至り、スラスト面４０ａを潤滑させる。揺動スクロール４０が揺動運動している間において、第２の穴５０ｂと給油孔５２とが連通していない場合、油は第２の穴５０ｂに留まる。一方、揺動スクロール４０が揺動運動している間において、第２の穴５０ｂと給油孔５２とが連通しているとき、油は給油孔５２をとおって排油パイプ２１に至り、排出される。

【0046】

また、油通路７ａに流れる油の圧力が圧力閾値より高い場合、油ポンプ３のバイパス弁６２が開いて、一部の油がバイパス通路６３をとおって油溜まり１３に戻る。

【0047】

本実施の形態１によれば、油ポンプ３が、油通路７ａに流れる油の圧力が圧力閾値より高い場合に開いて、一部の油を油溜まり１３に戻すバイパス弁６２を有している。油ポンプ３のバイパス弁６２は、圧縮部５の回転数が多い高速運転時に油通路７ａに流れる油の圧力が高くなることによって開く。これにより、一部の油が油溜まり１３に戻される。このため、圧縮部５の高速運転時において、給油量が増加することを抑制することができる。従って、圧縮機１は、油上がりが増加することを抑制することができる。

【0048】

従来のように、容積一定の容積ポンプを使用するスクロール圧縮機の場合、回転数が少ない低速運転時に給油量が減少して、軸受及び圧縮部が摩耗するおそれがある。このように、従来のスクロール圧縮機は、信頼性の確保が困難となる。これに対し、本実施の形態１は、油ポンプ３がバイパス弁６２を有しているため、圧縮部５の高速運転時において、給油量が増加することを抑制することができる。従って、従来の油ポンプよりも大容積の油ポンプ３を採用することができる。従って、低速運転時の給油量を増加させることができる。

【0049】

また、圧縮部５は、シェル２の内部に固定された固定スクロール３０と、軸部７の上端部に接続され、固定スクロール３０と共に作動ガスを圧縮する圧縮室５ａを形成するものである。圧縮部５は、下面にスラスト面４０ａが形成された揺動スクロール４０と、揺動スクロール４０のスラスト面４０ａに設けられるスラストプレート４６と、を有する。揺動スクロール４０には、油通路７ａとスラスト面４０ａとを接続し、油通路７ａに流通する油を供給する供給孔５０が形成されており、スラストプレート４６には、揺動スクロール４０が揺動する際に、供給孔５０に連通する給油孔５２が形成されている。そして、油通路７ａに流入し、軸部７の上端部まで到達した油の一部は、供給孔５０の第１の穴５０ａに進入し、その後、第２の穴５０ｂをとおってスラスト面４０ａに至り、スラスト面４０ａを潤滑させる。

【0050】

揺動スクロール４０が揺動運動している間において、第２の穴５０ｂと給油孔５２とが連通していない場合、油は第２の穴５０ｂに留まる。このため、油通路７ａに流れる油の量が減らず、油通路７ａに流れる油の圧力が高くなる。これにより、油ポンプ３のバイパス弁６２が開き、一部の油が油溜まり１３に戻される。一方、揺動スクロール４０が揺動運動している間において、第２の穴５０ｂと給油孔５２とが連通しているとき、油は給油孔５２をとおって圧縮部５に流れたり、排油パイプ２１に至って排出されたりする。この場合、油通路７ａに流れる油の圧力が高くならず、油ポンプ３のバイパス弁６２が閉じる。バイパス弁６２が閉じている場合、油ポンプ３による揚油量は、圧縮部５の回転速度に依らず一定である。

【0051】

ここで、圧縮部５の回転数が多い高速運転時において、揺動スクロール４０が一回転する間に第２の穴５０ｂと給油孔５２とが連通する時間は、低速運転時に比べて短くなる。このため、高速運転時の方が低速運転時よりも、油が排出され難い。従って、油通路７ａに流れる油の圧力が高くなり、油ポンプ３のバイパス弁６２が開く。これにより、一部の油が油溜まり１３に戻される。このため、圧縮部５の高速運転時において、給油量が増加することを抑制することができる。従って、圧縮機１は、油上がりが増加することを抑制することができる。

【0052】

また、揺動スクロール４０は、中心から外側に渦を巻いている揺動渦巻歯４１を有し、第２の穴５０ｂは、揺動スクロール４０の中心に対し、揺動渦巻歯４１の巻き終わり８０の点対称の位置に形成されている。圧縮機１が運転している際、揺動スクロール４０の台盤４３に曲げの力が加わると、揺動渦巻歯４１の巻き終わり８０が台盤４３の最も外周に位置するため、巻き終わり８０の位置が最も変形し難い。一方、巻き終わり８０の点対称の位置が最も変形し易いため、揺動スクロール４０とスラストプレート４６とが焼き付くおそれがある。本実施の形態１では、第２の穴５０ｂが巻き終わり８０の点対称の位置に形成されているため、巻き終わり８０の点対称の位置から順に油が排出される。このため、最も変形し易い位置の摺動性を向上させることができる。

【0053】

実施の形態２．
図８は、実施の形態２に係る油ポンプ１０３を示す断面図であり、図９は、実施の形態２に係る油ポンプ１０３を示す上面図である。本実施の形態２は、油ポンプ１０３が弁押さえ１６６を有し、バネ６４を有していない点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

【0054】

図８及び図９に示すように、油ポンプ３の下面は弁座１６５となっており、バイパス弁６２は弁座１６５に設けられている。弁押さえ１６６は、バイパス弁６２を押さえている。通常時、バイパス弁６２は弁押さえ１６６に押さえられて閉じているが、油通路７ａの内部の油の圧力が圧力閾値より高い場合に、弁押さえ１６６の押圧力に逆らってバイパス弁６２が押圧されて、バイパス弁６２が開く。このように、本実施の形態２では、比較的小さい荷重でもバイパス弁６２が開く。本実施の形態２のように、バイパス弁６２が弁押さえ１６６によって押さえられるものであっても、実施の形態１と同様の効果を奏する。

【0055】

実施の形態３．
図１０は、実施の形態３に係る油ポンプ２０３を示す断面図であり、図１１は、実施の形態３に係る油ポンプ２０３を示す上面図である。本実施の形態３は、弁座２６５が傾斜している点で、実施の形態２と相違する。本実施の形態３では、実施の形態１及び２と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１及び２との相違点を中心に説明する。

【0056】

図１０及び図１１に示すように、弁座２６５が傾斜しており、傾斜した弁座２６５にバイパス弁６２が設けられている。この場合、傾斜した弁座２６５によってバイパス弁６２自体が傾斜した状態となり、バイパス弁６２が開くために必要な荷重が大きい。即ち、バイパス弁６２の復元力によって、弁座２６５の方向に予荷重が掛かっており、予荷重以上の力が負荷されなければ、バイパス弁６２は開かない。本実施の形態３のように、弁座２６５が傾斜しているものであっても、実施の形態１及び２と同様の効果を奏する。

【0057】

実施の形態４．
図１２は、実施の形態４に係る揺動スクロール３４０を示す下面図であり、図１３は、実施の形態４に係るスラストプレート３４６を示す上面図である。本実施の形態４は、供給孔５０及び給油孔５２が複数形成されている点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態４では、実施の形態１～３と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１～３との相違点を中心に説明する。

【0058】

図１２に示すように、供給孔５０は、揺動スクロール３４０に２個形成されている。２個の供給孔５０は、それぞれ揺動スクロール３４０の中心をとおる線分上に、中心に対し点対称の位置に配置されている。なお、供給孔５０は、３個以上形成されてもよい。

【0059】

図１３に示すように、給油孔５２は、スラストプレート３４６に２個形成されている。２個の給油孔５２は、それぞれスラストプレート３４６の中心をとおる線分上に、中心に対し点対称の位置に配置されている。なお、給油孔５２は、３個以上形成されてもよい。

【0060】

本実施の形態４では、供給孔５０及び給油孔５２がそれぞれ２個形成されているため、排油される経路の面積が増加する。このため、揺動スクロール３４０が一回転する間の連通時間が長い低速運転時に、給油孔５２から排出されて圧縮部５に至る油の量が増加する。一方、揺動スクロール３４０が一回転する間の連通時間が短い高速運転時に、給油孔５２から油が排出されず、油通路７ａにおける油の圧力が高くなる。これにより、油ポンプ３のバイパス弁６２が開き、一部の油が油溜まり１３に戻される。このように、本実施の形態４よりも更に、圧縮機１の低速運転時の給油量が増加し、圧縮機１の高速運転時の給油量が減少する。なお、揺動スクロール３４０から排出される油の量が増加するため、各摺動部の摺動性が向上する。

【0061】

なお、上記実施の形態１～４に記載された構成は、適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0062】

１ 圧縮機、２ シェル、２ａ アッパーシェル、２ｂ ロアーシェル、３ 油ポンプ、１３ 油溜まり、４ モータ、４ａ ロータ、４ｂ ステータ、５ 圧縮部、５ａ 圧縮室、６ フレーム、７ 軸部、７ａ 油通路、８ａ 主軸受、８ｂ 副軸受、８ｃ 揺動軸受、９ 吐出口、１０ 吐出弁、１１ 吸入管、１２ 吐出管、１４ マフラー、１５ オルダムリング、１５ａ オルダム溝、１６ スライダ、１７ スリーブ、１８ 第１のバランサ、１８ａ バランサカバー、１９ 第２のバランサ、２０ サブフレーム、２１ 排油パイプ、３０ 固定スクロール、３０ａ 鏡板、３０ｂ 固定渦巻歯、４０ 揺動スクロール、４０ａ スラスト面、４１ 揺動渦巻歯、４３ 台盤、４４ ボス部、４５ 偏心部、４６ スラストプレート、５０ 供給孔、５０ａ 第１の穴、５０ｂ 第２の穴、５１ イモネジ、５２ 給油孔、６０ ポンプ吸込口、６１ ポンプ吐出口、６２ バイパス弁、６３ バイパス通路、６４ バネ、７０ 冷媒回路、７０ａ 冷媒配管、７２ 流路切替装置、７３ 室外熱交換器、７４ 室外送風機、７５ 膨張部、７６ 室内熱交換器、７７ 室内送風機、８０ 巻き終わり、１００ 空気調和機、１０１ 室外機、１０２ 室内機、１０３ 油ポンプ、１６５ 弁座、１６６ 弁押さえ、２０３ 油ポンプ、２６５ 弁座、３４０ 揺動スクロール、３４６ スラストプレート。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】