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技術 圧縮機

出願人 三菱重工サーマルシステムズ株式会社
発明者 岡田義之山下拓馬渡辺隆史佐藤創舘石太一
出願日 2018年2月13日 (2年4ヶ月経過) 出願番号 2018-022976
公開日 2019年8月22日 (10ヶ月経過) 公開番号 2019-138234
状態 未査定
技術分野 回転型圧縮機の応用細部 回転型ポンプ(1)
主要キーワード 外縁面 横流路 縦流路 変更要素 導出流路 周縁面 密閉ハウジング スライドブッシュ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年8月22日)のものです。
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図面 (11)

課題

潤滑油ポンプロータの厚さ方向に流れる場合でも、給油ポンプ吸入口の開口面積を確保できる圧縮機を提供すること。

解決手段

スクロール圧縮機の給油ポンプ40A、第一吸油室に向けて潤滑油が流入する第一吸入口51Aと、第二吸油室48Aに向けて潤滑油が流入する第二吸入口51Bと、第一排油室から潤滑油が流出する第一吐出口51Cと、第二排油室48Bから潤滑油が流出する第二吐出口51Dと、第二吸入口51Bに対応して設けられる、外側ロータ46および内側ロータ47の周縁面が窪んで設けられる油導入流路46R1,47R1と、第二吐出口51Dに対応して設けられる、外側ロータ46および内側ロータ47の周縁面が窪んで設けられる油導出流路46R2,47R2と、を備える。

概要

背景

一般に、ハウジング内に収容されるスクロール圧縮機構と、このスクロール圧縮機構を駆動する電動機とを備えたスクロール圧縮機が広く知られている。スクロール圧縮機構は、円板状の端板の一面側に渦巻状のラップが設けられた固定スクロール部材旋回スクロール部材とを備えて構成され、これら固定スクロール旋回スクロールとを、ラップを噛み合わせた状態で対向させ、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転旋回運動させる。そして、双方のラップの間に形成される圧縮空間容積を旋回スクロールの旋回に伴って減少させることで、その空間内のガス冷媒圧縮を行う。

スクロール圧縮機は、スクロール圧縮機構や軸受の焼き付きの防止や冷却等を目的として各摺動部の潤滑が必要である。また、固定スクロール及び旋回スクロールのラップ間の微小な隙間から流体漏れると、圧縮機の能力低下に繋がる。このため、ハウジングの底部に潤滑油貯留するとともに、電動機の回転軸下端付近給油ポンプを設け、給油ポンプが回転軸の回転により潤滑油を汲み上げて各摺動部に供給する構成が採用されている(例えば、特許文献1参照)。

概要

潤滑油がポンプロータの厚さ方向に流れる場合でも、給油ポンプの吸入口の開口面積を確保できる圧縮機を提供すること。スクロール圧縮機の給油ポンプ40A、第一吸油室に向けて潤滑油が流入する第一吸入口51Aと、第二吸油室48Aに向けて潤滑油が流入する第二吸入口51Bと、第一排油室から潤滑油が流出する第一吐出口51Cと、第二排油室48Bから潤滑油が流出する第二吐出口51Dと、第二吸入口51Bに対応して設けられる、外側ロータ46および内側ロータ47の周縁面が窪んで設けられる油導入流路46R1,47R1と、第二吐出口51Dに対応して設けられる、外側ロータ46および内側ロータ47の周縁面が窪んで設けられる油導出流路46R2,47R2と、を備える。

目的

本発明は、潤滑油がポンプロータの厚さ方向に流れる場合でも、給油ポンプの吸入口の開口面積を確保できる圧縮機を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

圧縮機構と、前記圧縮機構を駆動させる電動機と、前記電動機の駆動力により動作するポンプロータを有し、潤滑油循環させる容積型給油ポンプと、を備え、前記給油ポンプは、前記ポンプロータの厚さ方向に沿って前記潤滑油が流れる吸入口および吐出口と、前記吸入口から前記潤滑油が流入する吸油室と、前記吐出口に向けて前記潤滑油が流出する排油室と、前記吸入口に対応して設けられ、前記吸油室よりも前記潤滑油の流路が広い油導入流路と、前記吐出口に対応して設けられ、前記排油室よりも前記潤滑油の流路が広い油導出流路と、を備えることを特徴とする圧縮機。

請求項2

前記給油ポンプは、シリンダと、前記シリンダの内側において公転旋回運動される前記ポンプロータと、前記シリンダと前記ポンプロータの間に設けられる前記吸油室に向けて前記潤滑油が流入する前記吸入口と、前記シリンダと前記ポンプロータの間に設けられる前記排油室から前記潤滑油が流出する前記吐出口と、前記吸入口に対応して設けられる、前記シリンダおよび前記ポンプロータの一方または双方の周縁面が窪んで設けられる前記油導入流路と、前記吐出口に対応して設けられる、前記シリンダおよび前記ポンプロータの一方または双方の周縁面が窪んで設けられる前記油導出流路と、を備える請求項1に記載の圧縮機。

請求項3

前記給油ポンプは、シリンダと、前記シリンダの内側において公転旋回運動される外側ロータと、前記外側ロータの内側において公転旋回運動される内側ロータと、前記シリンダと前記外側ロータの間に形成される第一吸油室に向けて前記潤滑油が流入する第一吸入口と、前記外側ロータと前記内側ロータの間に形成される第二吸油室に向けて前記潤滑油が流入する第二吸入口と、前記シリンダと前記外側ロータの間に形成される第一排油室から前記潤滑油が流出する第一吐出口と、前記外側ロータと前記内側ロータの間に形成される第二排油室から前記潤滑油が流出する第二吐出口と、前記第二吸入口に対応して設けられる、前記外側ロータおよび前記内側ロータの一方または双方の周縁面が窪んで設けられる前記油導入流路と、前記第二吐出口に対応して設けられる、前記外側ロータおよび前記内側ロータの一方または双方の周縁面が窪んで設けられる前記油導出流路と、を備える請求項1に記載の圧縮機。

請求項4

前記油導入流路および前記油導出流路は、前記厚さ方向を貫通して設けられる、請求項2または請求項3に記載の圧縮機。

請求項5

前記油導入流路および前記油導出流路は、前記厚さ方向の所定範囲に限って設けられる、請求項2または請求項3に記載の圧縮機。

請求項6

前記シリンダだけに前記油導入流路および前記油導出流路が設けられるか、または、前記ポンプロータだけに前記油導入流路および前記油導出流路が設けられる、請求項2に記載の圧縮機。

請求項7

前記外側ロータだけに前記油導入流路および前記油導出流路が設けられるか、または、前記内側ロータだけに前記油導入流路および前記油導出流路が設けられる、請求項3に記載の圧縮機。

請求項8

前記油導入流路および前記油導出流路は、周方向の開口寸法が径方向の開口寸法よりも小さい、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の圧縮機。

技術分野

0001

本発明は、例えばスクロール圧縮機に適用される、潤滑油循環するポンプに関する。

背景技術

0002

一般に、ハウジング内に収容されるスクロール圧縮機構と、このスクロール圧縮機構を駆動する電動機とを備えたスクロール圧縮機が広く知られている。スクロール圧縮機構は、円板状の端板の一面側に渦巻状のラップが設けられた固定スクロール部材旋回スクロール部材とを備えて構成され、これら固定スクロール旋回スクロールとを、ラップを噛み合わせた状態で対向させ、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転旋回運動させる。そして、双方のラップの間に形成される圧縮空間容積を旋回スクロールの旋回に伴って減少させることで、その空間内のガス冷媒圧縮を行う。

0003

スクロール圧縮機は、スクロール圧縮機構や軸受の焼き付きの防止や冷却等を目的として各摺動部の潤滑が必要である。また、固定スクロール及び旋回スクロールのラップ間の微小な隙間から流体漏れると、圧縮機の能力低下に繋がる。このため、ハウジングの底部に潤滑油を貯留するとともに、電動機の回転軸下端付近給油ポンプを設け、給油ポンプが回転軸の回転により潤滑油を汲み上げて各摺動部に供給する構成が採用されている(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0004

特開平09−264281号公報

発明が解決しようとする課題

0005

圧縮機の給油機構において、特許文献1に記載されるように、潤滑油の循環回路を二系統設けるために、大小の二つのポンプロータ半径方向に重ねることで、給油ポンプを外側と内側に合わせて二系統設けることが提案されている。給油ポンプの吸入口、外側ポンプはポンプロータの半径方向の外側に設置できる。ところが、内側ポンプは外側ポンプが存在する構造上、ポンプロータの厚さ方向にしか吸入口を設置できない。そのため回転軸偏心量、内側の吸入口の径等の制約から、内側ポンプの吸入口の開口面積が不十分な場合、潤滑油の循環量が不足し、圧縮機の性能低下や信頼性低下を招く。

0006

上より、本発明は、潤滑油がポンプロータの厚さ方向に流れる場合でも、給油ポンプの吸入口の開口面積を確保できる圧縮機を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明の圧縮機は、圧縮機構と、圧縮機構を駆動させる電動機と、電動機の駆動力により動作するポンプロータを有し、潤滑油を循環させる容積型の給油ポンプと、を備える。
本発明における給油ポンプは、その厚さ方向に沿って潤滑油が流れる吸入口および吐出口と、吸入口から潤滑油が流入する吸油室と、吐出口に向けて潤滑油が流出する排油室と、吸入口に対応して設けられ、吸油室よりも潤滑油の流路が広い油導入流路と、吐出口に対応して設けられ、排油室よりも潤滑油の流路が広い油導出流路と、を備えることを特徴とする。

0008

本発明における給油ポンプは、少なくとも二つの形態を備えている。一つ目の形態はポンプロータが一つであり、二つ目の形態はポンプロータを二つである。
一つ目の形態は、シリンダと、シリンダの内側において公転旋回運動されるポンプロータと、シリンダとポンプロータの間に設けられる吸油室に向けて、潤滑油が流入する吸入口と、シリンダとポンプロータの間に形成される排油室から潤滑油が流出する吐出口と、吸入口に対応して設けられる、シリンダおよびポンプロータの一方または双方の周縁面が窪んで設けられる油導入流路と、吐出口に対応して設けられる、シリンダおよびポンプロータの一方または双方の周縁面が窪んで設けられる油導出流路と、を備える。

0009

二つ目の形態は、シリンダと、シリンダの内側において公転旋回運動される外側ロータと、外側ロータの内側において公転旋回運動される内側ロータと、シリンダと外側ロータの間に形成される第一吸油室に向けて潤滑油が流入する第一吸入口と、外側ロータと内側ロータの間に設けられる第二吸油室に向けて潤滑油が流入する第二吸入口と、シリンダと外側ロータの間に形成される第一排油室から潤滑油が流出する第一吐出口と、外側ロータと前記内側ロータの間に形成される第二排油室から潤滑油が流出する第二吐出口と、第二吸入口に対応して設けられる、外側ロータおよび内側ロータの一方または双方の周縁面が窪んで設けられる油導入流路と、第二吐出口に対応して設けられる、外側ロータおよび内側ロータの一方または双方の周縁面が窪んで設けられる油導出流路を備える。

0010

一つ目の形態および二つ目の形態において、油導入流路および油導出流路は、厚さ方向を貫通して設けることができるし、厚さ方向の所定範囲に限って設けることもできる。
一つ目の形態においては、シリンダだけに油導入流路および油導出流路を設けることができるし、または、ポンプロータだけに油導入流路および油導出流路を設けることができる。シリンダとポンプロータの双方に油導入流路および油導出流路を設けることもできる。
二つ目の形態において、外側ロータだけに油導入流路および油導出流路を設けることができるし、または、内側ロータだけに油導入流路および油導出流路を設けることができる。外側ロータと内側ロータの双方に油導入流路および油導出流路を設けることもできる。

0011

一つ目の形態および二つ目の形態において、周方向の開口寸法を径方向の開口寸法よりも小さくできる。

発明の効果

0012

本発明に係る給油ポンプによれば、吸油室に向けて潤滑油が流入する吸入口に対応する油導入流路および排油室から潤滑油が流出する吐出口に対応する油導出流路を設けるので、吸油室に流入する潤滑油の流路の開口面積および排油室から流出する潤滑油の流路の開口面積を確保できる。これにより、本発明によれば、吸油室への給油量が増加するとともに排油室からの排油量が増加するので、必要な個所に必要な量の潤滑油の供給を可能にし、圧縮機の性能および信頼性を向上できる。

図面の簡単な説明

0013

本発明の第1実施形態に係るスクロール圧縮機を示す縦断面図である。
第1実施形態に係る給油ポンプを示す縦断面図であり、図3のX1−X2線に沿った断面図である。
第1実施形態に係る給油ポンプを示す横断面図である。
第1実施形態に係る給油ポンプの動作を示す横断面図である。
第2実施形態に係る給油ポンプを示す縦断面図である。
第2実施形態に係る給油ポンプを示す横断面図である。
第3実施形態に係る給油ポンプを示し、(a)は横断面図、(b)は第3実施形態の給油ポンプなどの吸入口の開口面積の変動を示すグラフである。
第4実施形態に係る給油ポンプを示す横断面図である。
第4実施形態に係る給油ポンプを示す横断面図である。
本実施形態における好ましい条件を説明する図である。

実施例

0014

以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施形態に基づいて説明する。
本実施形態に係るスクロール圧縮機1は、吸入した流体、例えば冷媒を圧縮して吐出するものであり、空気調和機冷凍機などにおいて冷媒を循環する冷媒流路に設けられる。
スクロール圧縮機1は、容積型の給油ポンプ40Aが外側ロータ46と内側ロータ47の二つのポンプロータを備えており、特に内側ロータ47の潤滑油の吸入口の開口面積を広く確保できる構成を備える。以下、スクロール圧縮機1に係る五つの実施形態を順に説明する。

0015

[第1実施形態]
図1に示すように、スクロール圧縮機1は、密閉ハウジング10の内部に、電動機30と、電動機30により駆動されるスクロール圧縮機構60と、を備える。
[密閉ハウジング10]
密閉ハウジング10は、上下に延在する筒状のハウジング本体11と、ハウジング本体11の下端を閉塞する底蓋13と、ハウジング本体11の上端を閉塞する上蓋15と、を備え、全体が密閉された圧力容器となっている。

0016

ハウジング本体11は、その側部に、密閉ハウジング10の内部に低圧のガス冷媒を導入させる吸入管17が設けられている。上蓋15は、その上部に、スクロール圧縮機構60によって圧縮された高圧のガス冷媒を排出させる吐出管19が設けられている。

0017

密閉ハウジング10は、ハウジング本体11と上蓋15との間にディスチャージカバー12が設けられ、密閉ハウジング10の内部は、ディスチャージカバー12より下側の低圧室10Aとディスチャージカバー12より上側の高圧室10Bとに仕切られている。ディスチャージカバー12は、低圧室10Aと高圧室10Bとを連通する吐出ポート14が形成され、吐出ポート14を開閉する吐出リード弁16が設けられている。
また、密閉ハウジング10における低圧室10Aの底には、潤滑油LOが溜められる油溜37として構成されている。

0018

[電動機30]
電動機30は、固定子31と、回転子33と、出力軸35と、を備えている。
固定子31は、ハウジング本体11の上下方向のほぼ中央において、ハウジング本体11の内壁面に固定されている。回転子33は、固定子31に対して回転可能に設けられている。出力軸35は、回転子33と一体をなしており、回転子33の回転に追従して回転することで駆動力を出力する。出力軸35は、回転子33を上下方向、つまり回転軸線方向に貫通して設けられている。
電動機30は、密閉ハウジング10の外部から電源が供給されることで回転子33を回転させ、回転子33と共に出力軸35が回転する。本実施形態では、電動機30は、例えば、インバータによって運転周波数を制御可能に構成され、低回転数領域から高回転数領域までの広範囲運転することができる。

0019

出力軸35は、回転子33の上方および下方に端部が突出して設けられ、ハウジング本体11に対し、上端部が上部軸受21に、下端部が下部軸受23によって上下方向に延在する回転軸心CEを中心にして回転可能に支持されている。

0020

出力軸35は、その上端に、回転軸心CEに対して偏心する偏心ピン25が形成されている。この偏心ピン25を有する出力軸35の上端に、スクロール圧縮機構60が連結されている。

0021

また、出力軸35および偏心ピン25は、その内部に、上下に貫通する給油孔27が形成されている。給油孔27は、出力軸35および偏心軸35Aの内部に、下端から上端に連通するように回転軸心CEの方向に貫通して設けられている。
この給油孔27は、上部軸受21および下部軸受23に相当する高さ位置に、給油孔27に連通して出力軸35の径方向に貫通する上部給油孔27A、下部給油孔27Bを備える。

0022

また、出力軸35の下端には、油溜37に配置される給油ポンプ40Aが設けられている。給油ポンプ40は、出力軸35の回転に伴って油溜37に溜められた潤滑油LOを汲み上げる。汲み上げられた潤滑油は、出力軸35の給油孔27、上部給油孔27Aおよび下部給油孔27Bを通じて、上部軸受21および下部軸受23と出力軸35との摺動部、および、スクロール圧縮機構60に供給される。給油ポンプ40について詳しくは後述する。

0023

上部軸受21は、出力軸35の上端部を貫通させて出力軸35を回転可能に支持する。上部軸受21は、その上面に、貫通させた出力軸35の上端部を囲むように凹部21Aが形成されている。凹部21Aは、後述するスライドブッシュ67を収容すると共に、給油ポンプ40により給油孔27を介して送り込まれた潤滑油LOを貯留する。そして、貯留された潤滑油LOは、スクロール圧縮機構60に供給される。

0024

また、上部軸受21は、密閉ハウジング10のハウジング本体11の内壁面と隙間を有するように外周の一部に切欠21Bが形成され、切欠21Bと凹部21Aとを連通する排油孔21Cが形成されている。また、上部軸受21の切欠21Bの下方において、カバープレート36が設けられている。カバープレート36は、上下方向に延在して設けられている。カバープレート36は、切欠21Bの周囲を覆うようにハウジング本体11の内壁面に両側端を向けて湾曲して形成され、かつ下端がハウジング本体11の内壁面に漸次近づくように折曲して形成されている。そして、排油孔21Cは、凹部21Aに余剰に貯留された潤滑油LOを切欠21Bから上部軸受21の外周に排出する。カバープレート36は、切欠21Bから排出された潤滑油LOを受けてハウジング本体11の内壁面に向けて案内する。カバープレート44により内壁面に向けて案内された潤滑油LOは、カバープレート44により内壁面を伝って密閉ハウジング10内の底の油溜37に戻される。

0025

[スクロール圧縮機構60]
スクロール圧縮機構60は、密閉ハウジング10の内部において、ディスチャージカバー12より下側の低圧室10Aであって上部軸受21の上方に配置されており、固定スクロール61と、旋回スクロール63と、スライドブッシュ67と、を備えている。

0026

固定スクロール61は、密閉ハウジング10の内部に固定された固定側端板61Aの内面図1における下面)に、渦巻状の固定側ラップ61Bが形成されている。固定側端板61Aは、その中央部に吐出孔61Cが形成されている。

0027

旋回スクロール63は、固定スクロール61における固定側端板61Aの内面に対面する可動側端板63Aの内面(図1における上面)に、渦巻状の可動側ラップ63Bが形成されている。そして、旋回スクロール63の可動側ラップ63Bと、固定スクロール61の固定側ラップ61Bとが互いに位相をずらして噛み合わされることで、固定側端板61A、可動側端板63Aおよび固定側ラップ61B、可動側ラップ63Bで区画された圧縮室が形成されている。

0028

また、旋回スクロール63は、可動側端板63Aの外面(図1における下面)に、出力軸35の偏心ピン25が接続されて当該偏心ピン25の偏心した回転が伝達される円筒形状のボス63Cが形成されている。また、旋回スクロール63は、可動側端板63Aの外面と上部軸受21との間に配置される周知のオルダムリンクなどの自転阻止機構により、偏心ピン25の偏心した回転に基づき自転を阻止されつつ公転旋回される。

0029

スライドブッシュ67は、上述した上部軸受21の凹部21Aに収容され、出力軸35の偏心ピン25と旋回スクロール63のボス63Cとの間に介在されて、偏心ピン25の回転移動を旋回スクロール63の旋回移動として伝達するものである。また、スライドブッシュ67は、旋回スクロール63の可動側ラップ63Bと、固定スクロール61の固定側ラップ61Bとの噛み合わせを維持するために偏心ピン25の径方向にスライド移動可能に設けられている。

0030

このスクロール圧縮機構60では、吸入管17を介して密閉ハウジング10内の低圧室10Aに導入された低圧の冷媒は、旋回スクロール63が公転旋回することで固定スクロール61と旋回スクロール63との間の圧縮室内に吸入されつつ圧縮される。

0031

ここで、排油孔21Cを通じて、密閉ハウジング10内に排出された潤滑油LOの一部は、低圧室10A内の低圧の冷媒に巻き上げられることで、この低圧の冷媒に混入して固定スクロール61と旋回スクロール63との間に吸い込まれて、固定スクロール61と旋回スクロール63との摺動部に供給される。このため、冷媒に混入した潤滑油LOは、各ラップ61B,63B間の微小な隙間をシールすることで、該隙間から冷媒が漏れることを防止し、スクロール圧縮機1の運転効率の低下を抑制している。

0032

圧縮された高圧のガス冷媒は、固定スクロール61の吐出孔61Cから固定側端板61Aの外面側に吐出され、自身の圧力によりディスチャージカバー12の吐出リード弁16を開放し、吐出ポート14から高圧室10Bに至り、吐出管19を介して密閉ハウジング10の外部に排出される。

0033

[給油ポンプ40]
次に、第1実施形態の特徴部分である給油ポンプ40Aについて、図2および図3を参照して説明する。なお、図2および図3は、外側ロータ46と内側ロータ47はシリンダ41と中心を一致させて示しているが、実際の動作時には図4のように、それぞれの中心はずれる。
給油ポンプ40は、シリンダ41と、シリンダ41の内部に公転旋回が可能に収容されるポンプロータ45と、シリンダ41とともにポンプロータ45を公転旋回が可能に支持するカバープレート44と、シリンダ41とカバープレート44の間に挟持されるスラストプレート43と、を備える。本実施形態は、ポンプロータ45が、外側ロータ46と内側ロータ47の二つのポンプロータを備えており、二系統の潤滑油の循環回路に対応する。

0034

シリンダ41は、密閉ハウジング10の底部に配置され、下面が開放された第一シリンダ室42を有している。このシリンダ41は、これと一体に形成された下部軸受23がステーとなり密閉ハウジング10に支持されている。第一シリンダ室42の下面開放部は、シリンダ41に取り付けられたスラストプレート43およびカバープレート44により閉塞されている。

0035

電動機30の出力軸35は、その下端部がシリンダ41に挿通され、第一シリンダ室42内に位置する下端には偏心軸35Aが形成されている。ポンプロータ45は、第一シリンダ室42の内部に配置された円環状の部材である。このポンプロータ45は、偏心軸35Aの外周部に回転自在に嵌合され外周面が第一シリンダ室42の内周面に接触し、第一シリンダ室42内に三日月形の空間を形成する(図4参照)。

0036

ポンプロータ45は、それぞれが円環状の部材である外側ロータ46と、内側ロータ47とから構成される。外側ロータ46の方が内側ロータ47よりも径が大きく作製されており、外側ロータ46の内周よりも内側の中空部分に内側ロータ47が配置される。外側ロータ46の中空部分が第二シリンダ室48を構成する。

0037

外側ロータ46の外周部には、図3に示すように、半径方向に延びるブレード形の突起46Pが一体に形成され、これは第一シリンダ室42の内周面に半径方向に沿って形成されたスロット42Sに摺動自在に挿入されている。この突起46Pは、第一シリンダ室42内に形成される三日月形の空間を第一吸油室42Aと第一排油室42Bとに仕切り(図4参照)、かつ、外側ロータ46の自転を阻止している。なお、外側ロータ46の外周は、突起46Pを除く部分が円弧をなしている。

0038

外側ロータ46は、図2および図3に示すように、平面視した形状が半円状をなす油導入流路46R1および油導出流路46R2を有する。油導入流路46R1および油導出流路46R2は、外側ロータ46の内周縁面を径方向の内側に窪んで設けられている。油導入流路46R1および油導出流路46R2は、外側ロータ46の内周側を半径方向の外側に向けて窪んで形成されている。また、油導入流路46R1および油導出流路46R2は、外側ロータ46の厚さ方向を貫通している。

0039

油導入流路46R1は第二シリンダ室48の第二吸油室48Aに対応して設けられ、油導出流路46R2は第二シリンダ室48の第二排油室48Bに対応して設けられている。油導入流路46R1は、油導入流路47R1と協働して、吸入流路49の横流路49Bを流れてくる潤滑油LOを第二吸油室48Aに導く油導入流路を構成する。この油導入流路は、第二シリンダ室48よりも潤滑油が流れる流路が広い。油導出流路46R2は、油導出流路47R2と協働して、第二排油室48Bを流れてくる潤滑油LOを第二吐出流路53に導く油導出流路を構成する。この油導出流路も、第二シリンダ室48よりも潤滑油が流れる流路が広い。

0040

内側ロータ47の外周部には、図3に示すように、半径方向に延びるブレード形の突起47Pが一体に形成され、これは第一シリンダ室42の内周面に半径方向に沿って形成されたスロット42Sに摺動自在に挿入されている。この突起46Pは、第二シリンダ室48内に形成される三日月形の空間を第二吸油室48Aと第二排油室48Bとに仕切り(図3参照)、かつ、外側ロータ46の自転を阻止している。なお、外側ロータ46の外周は、突起46Pを除く部分が円形をなしている。

0041

内側ロータ47は、図2および図3に示すように、平面視した形状が半円状をなす油導入流路47R1および油導出流路47R2を有する。油導入流路47R1は、外側ロータ46の油導入流路46R1に対向して設けられ、油導出流路47R2は、外側ロータ46の油導出流路46R2に対向して設けられる。油導入流路47R1および油導出流路47R2は、内側ロータ47の外縁面を半径方向の内側に向けて窪んで形成されている。また、油導出流路47R2および油導出流路47R2は、内側ロータ47の厚さ方向を貫通している。

0042

油導入流路47R1は第二シリンダ室48の第二吸油室48Aに対応して設けられ、油導出流路47R2は第二シリンダ室48の第二排油室48Bに対応して設けられている。油導入流路47R1は、油導入流路46R1と協働して、吸入流路49の横流路49Bを流れてくる潤滑油LOを第二吸油室48Aに導く油導入流路を構成する。油導出流路47R2は、油導出流路46R2と協働して、第二排油室48Bを流れてくる潤滑油LOを第二吐出流路53に導く油導出流路を構成する。

0043

カバープレート44には、上述した第一シリンダ室42の第一吸油室42Aの下側に位置する吸入流路49が形成されている。この吸入流路49は、潤滑油LOが貯留されている密閉ハウジング10の内底部に連通している。吸入流路49は、シリンダ41の厚さ方向に延びる縦流路49Aと、シリンダ41の径方向に延びる横流路49Bと、を備えている。

0044

スラストプレート43は、カバープレート44の縦流路49Aおよび第一シリンダ室42の第一吸油室42Aに連通する第一吸入口51Aを備えている。また、スラストプレート43は、カバープレート44の横流路49Bおよび第二シリンダ室48の第二吸油室48Aに連通する第二吸入口51Bを備えている。

0045

カバープレート44には、上述した吸入流路49に加えて、第二吐出流路53が形成されている。第二吐出流路53は、シリンダ41の径方向に延びて形成されている。第二シリンダ室48から出力軸35の給油孔27に供給される潤滑油は第二吐出流路53を通る。

0046

スラストプレート43は、カバープレート44の第二吐出流路53と出力軸35の給油孔27に連通する第三吐出口51Eを備えている。スラストプレート43は、カバープレート44の第二吐出流路53と第二シリンダ室48の第二排油室48Bに連通する第二吐出口51Dを備えている。

0047

カバープレート44には、第二吐出流路53に加えて第一吐出流路52が形成されている。第一吐出流路52は、シリンダ41の厚さ方向に延びて形成されている。第一シリンダ室42の第一排油室42Bからの潤滑油LOは第一吐出流路52を通って潤滑対象に供給される。この潤滑対象は任意であるが、例えばとしては前述したオルダムリンク、電動機30を潤滑対象にできる。この場合、潤滑に加えて冷却を目的として、オイルクーラーを経由して潤滑対象に潤滑油OLを供給できる。

0048

スラストプレート43は、カバープレート44の第一吐出流路52と第一シリンダ室42の第一排油室42Bに連通する第一吐出口51Cを備えている。

0049

油導入流路46R1と油導入流路47R1が取り囲む円形の開口面積は、第二吸入口51Bの開口面積と一致しており、第二吸入口51Bと油導入流路46R1および油導入流路47R1は外側ロータ46と内側ロータ47を厚さ方向に貫通している。

0050

同様に、油導出流路46R2と油導出流路47R2が取り囲む円形の開口面積は、第二吐出口51Dの開口面積と一致しており、第二吐出口51Dと油導出流路46R2および油導出流路47R2は外側ロータ46と内側ロータ47を厚さ方向に貫通している。

0051

また、以上のように構成される給油ポンプ40Aにおける潤滑油LOは以下のように流れる。
吸入流路49の縦流路49Aを流れてきた潤滑油LOは、第一シリンダ室42の第一吸油室42Aに流れる潤滑油LO1と横流路49Bに流れる潤滑油LO2に分岐する。横流路49Bを流れる潤滑油LOは第二吸入口51Bを通って第二シリンダ室48の第二吸油室48Aに至る。

0052

第一吸油室42Aに至った潤滑油LO1は外側ロータ46と内側ロータ47が旋回運動する過程で第一排油室42Bを通り、さらに第一吐出流路52から潤滑油L03となって目的とする潤滑対象に向けて流れる。

0053

また、第二吸油室48Aに至った潤滑油LO2は外側ロータ46と内側ロータ47が旋回運動する過程で第二排油室48Bを通り、潤滑油LO4となって第二吐出流路53に至る。この潤滑油LO4はさらに出力軸35の給油孔27から潤滑対象に向けて流れる。

0054

以上のように構成された給油ポンプ40は、電動機30により回転される出力軸35とともにポンプロータ45(外側ロータ46,内側ロータ47)が回転されると、偏心軸35Aが偏心回転される。

0055

外側ロータ46は、偏心回転する偏心軸35Aに押されて外周面がシリンダ41に形成された第一シリンダ室42の内周面に接し、その外周面が摺接しながら公転旋回運動する。この外側ロータ46の旋回運動に伴い、第一シリンダ室42における第一吸油室42Aおよび第一排油室42Bのそれぞれの容積は、相対的に増減して変化する。

0056

内側ロータ47についても外側ロータ46と同様であり、偏心回転する偏心軸35Aに押されて外周面が外側ロータ46の内側に形成される第二シリンダ室48に臨む内周面に摺接しながら公転旋回運動する。この内側ロータ47の旋回運動に伴い、第二シリンダ室48における第二吸油室48Aおよび第二排油室48Bのそれぞれの容積は、相対的に増減して変化する。

0057

図4は以上の動作を段階的に示している。つまり、図4(a)はポンプロータ45(外側ロータ46、内側ロータ47)が潤滑油LOの吐出を開始した状態、図4(b),(c)はポンプロータ45が潤滑油LOの吸い込みおよび吐出をしている状態、図4(d)はポンプロータ45が潤滑油LOの吐出を完了した状態を示している。以後、図4(a)〜(d)を1サイクルとして、図4(a)〜(d)を繰り返す公転旋回運動を行う。

0058

このようにしてポンプロータ45の外側ロータ46が公転旋回運動する結果、第一吸油室42Aの容積が増大していくのに伴い、密閉ハウジング10の内底部に溜められている潤滑油LOは、カバープレート44の吸入流路49の縦流路49Aおよびスラストプレート43の第一吸入口51Aを通って第一シリンダ室42の第一吸油室42Aに順次吸い込まれる。吸い込まれた潤滑油LOは、第一排油室42Bの容積が減少していくのに伴い、第一排油室42B内に存在している潤滑油LOが加圧され、その主流がスラストプレート43の第一吐出口51Cを通って第一吐出流路52に吐出される。

0059

また、ポンプロータ45の内側ロータ47が公転旋回運動する結果、第二吸油室48Aの容積が増大していくのに伴い、密閉ハウジング10の内底部に溜められている潤滑油LOは、カバープレート44の吸入流路49の縦流路49A、横流路49Bおよび第二吸入口51Bを通って第二シリンダ室48の第二吸油室48Aに順次吸い込まれる。吸い込まれた潤滑油LOは、第二排油室48Bの容積が減少していくのに伴い、第二排油室48B内に存在している潤滑油LOが加圧され、その主流が第二吐出流路53、スラストプレート43の第三吐出口51Eを通って出力軸35の給油孔27に吐出される。

0060

[効 果]
以上説明したように、第1実施形態に係る給油ポンプ40は、外側ロータ46に油導入流路46R1および油導出流路46R2を設けるとともに、内側ロータ47に油導入流路47R1および油導出流路47R2を設ける。これにより、外側ロータ46および内側ロータ47までの油導入流路がこれらの厚さ方向を向いているにもかかわらず、第一吸油室42Aへ流入する潤滑油の吸入口の開口面積および第二吐出流路53から流出する潤滑油の吐出口の開口面積を確保できる。したがって、第一吸油室42Aおよび第二吐出流路53への潤滑油の流量が増加するので、必要な個所に必要な量の潤滑油を供給し、スクロール圧縮機1の性能および信頼性を向上できる。

0061

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る給油ポンプ40Bを、図5および図6を参照して説明する。なお、第2実施形態に係る給油ポンプ40Bは、その基本的な構成が第1実施形態に係る給油ポンプ40Aと同じであるから、以下では相違点を中心に給油ポンプ40Bを説明する。また、図5および図6において、給油ポンプ40Aと同じ要素については図2および図3と同じ符号を付している。次の第3実施形態以降も同様である。

0062

給油ポンプ40Bは、油導入流路46R1および油導出流路46R2、油導入流路47R1および油導出流路47R2の上側が46Eおよび軒47Eで閉じられており、油導入流路46R1,47R1および油導出流路46R2,47R2は外側ロータ46および内側ロータ47の下端から所定範囲に限って形成されている。つまり、給油ポンプ40Aは、油導入流路46R1,47R1および油導出流路46R2,47R2は外側ロータ46および内側ロータ47をその厚さ方向に貫通しているが、給油ポンプ40Bは貫通していない。

0063

上側が軒46E、47Eで閉じられていることを除けば、油導入流路46R1,47R1および油導出流路46R2,47R2は第1実施形態と同様に構成されている。これにより、軒46E、47Eまでは潤滑油LOが供給されるので、給油ポンプ40Aと同様に、給油ポンプ40Bは第一吸油室42Aおよび第二吸油室48Aに流入する潤滑油の流路の開口面積を確保できる。

0064

また、給油ポンプ40Bは、厚さ方向に貫通する油導入流路46R1,47R1、油導出流路46R2,47R2に比べて軒46E、47Eがある分だけ外側ロータ46および内側ロータ47の剛性の低下を抑えることができる。これにより、スクロール圧縮機1の運転中における、外側ロータ46および内側ロータ47の変形を軽減し、寿命および信頼性を向上できる。

0065

ここで、外側ロータ46と内側ロータ47の双方に外側ロータ46と内側ロータ47の両者に油導入流路46R1,47R1及び油導出流路46R2,47R2を設けると、円弧面と油導入流路46R1などとの境界部分に角が立つ。これに対して、給油ポンプ40Bは、軒46E、47Eがあるので、互いに接触する外側ロータ46の内周面と内側ロータ47の外周面のいずれもが円弧面だけからなるので、角どうしが接触してかじりが生じるという事態にはならない。

0066

[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る給油ポンプ40Cを、図7を参照して説明する。
給油ポンプ40Cは、図7(a)に示すように、外側ロータ46だけに油導入流路46R1および油導出流路46R2を設ける。換言すれば、給油ポンプ40Cは、給油ポンプ40Aの内側ロータ47の油導入流路47R1および油導出流路47R2を閉じた構造を有している。

0067

外側ロータ46だけに油導入流路46R1および油導出流路46R2設けても、第1実施形態と同様に、給油ポンプ40Cは第二吸油室48Aに流入する潤滑油の流路の開口面積を確保できる。
また、給油ポンプ40Cは、外側ロータ46と内側ロータ47の両者に油導入流路46R1,47R1及び油導出流路46R2,47R2を設けるのに比べて、外側ロータ46と内側ロータ47が接触してもかじりが生じにくい。

0068

また、内側ロータ47だけに油導入流路47R1および油導出流路47R2を設けるのに比べると、図7(b)に示すように、外側ロータ46の偏心量が内側ロータ47より少ないことから、油導入流路46R1および油導出流路46R2と第二吸入口51Bとが交わってできる開口面積の減少を小さくできる。これにより、同じ切り欠き量、開口面積であっても、潤滑油LOが通るためのより大きな開口面積を確保できる。

0069

[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態に係る給油ポンプ40Dを、図8を参照して説明する。
給油ポンプ40Dは、図8に示すように、第3実施形態の給油ポンプ40Cとは逆に、内側ロータ47だけに油導入流路47R1および油導出流路47R2を設ける。換言すれば、給油ポンプ40Dは、給油ポンプ40Aの外側ロータ46の油導入流路46R1および油導出流路46R2を閉じた構造を有している。

0070

内側ロータ47だけに油導入流路47R1および油導出流路47R2を設けても、第1実施形態と同様に、給油ポンプ40Dは第二吸油室48Aに流入する潤滑油の流路の開口面積を確保できる。

0071

また、給油ポンプ40Dは、外側ロータ46と内側ロータ47の両者に油導入流路46R1〜47R2を設けるのに比べて、外側ロータ46と内側ロータ47が接触してもかじりが生じにくい。

0072

ここで、運転中において、外側ロータ46の油導入流路46R1および油導出流路46R2の周りの外側ロータ46には油導入流路46R1および油導出流路46R2を広げる向きに荷重がかかる。これに対して、内側ロータ47の油導入流路47R1および油導出流路47R2には、図8に矢印で示すように、油導入流路47R1および油導出流路47R2を閉じる向きに荷重がかかる。したがって、外側ロータ46だけに油導入流路46R1および油導出流路46R2を設けるのに比べると、内側ロータ47だけに油導入流路47R1および油導出流路47R2を設けるほうが、回転子の破壊を軽減できる。

0073

[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態に係る給油ポンプ40Eを、図9を参照して説明する。
給油ポンプ40Eは、図9に示すように、油導入流路46R1,47R1および油導出流路46R2,47R2の開口寸法が、半径方向よりも周方向が小さい。
この特徴的な油導入流路46R1,47R1および油導出流路46R2,47R2を有することにより、給油ポンプ40の締め切りを早くして、潤滑油の吐出が終了するのを遅らせることができるので、開口面積当たりの給油量を増加できる。

0074

以上、本発明を好ましい実施形態に基づいて説明するが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。以下、いくつかの変更要素を説明する。

0075

第1実施形態〜第5実施形態はいずれも、ポンプロータを二つ備える給油ポンプを対象としているが、本発明はポンプロータを一つだけ備える給油ポンプであって、潤滑油の吸入方向及び吐出方向がポンプロータの厚さ方向に延びる場合に適用できる。この給油ポンプは、シリンダと、シリンダの内側において公転旋回運動されるポンプロータと、を備えるが、油導入流路はシリンダおよびポンプロータの一方または双方の周縁面が窪んで設けられることになる。

0076

また、以上で説明した油導入流路46R1〜47R2は、開口面積が軸線方向に沿って等しいが、本発明はこれに限定されず、軸線方向に開口面積が変動してもよい。

0077

次に、給油ポンプ40において潤滑油が通るいくつかの開口部分の開口面積に関する好ましい限定条件を、図10(a),(b),(c)を参照して説明する。この中で図10(a)は本実施形態の油導入流路46R1,47R1を備えない例を示しているのに対して、図10(b),(c)は開口面積が不足して給油量の低下を招かないための条件を示している。なお、以下は油導入流路46R1,47R1について説明するが、油導出流路46R2,47R2についても同様に当てはまる

0078

図10(a)は、平面視したときの外側ロータ46と内側ロータ47の間の隙間であって、第二吸入口51Bの投影面内の開口面積A1と、縦断面における外側ロータ46と内側ロータ47の間の隙間の開口面積A2との関係を示している。
図10(a)の左側に開口面積A1が円弧状に塗りつぶされ、また、図10(a)の右側に開口面積A2が矩形に塗りつぶされている。開口面積A1、開口面積A2は、外側ロータ46、内側ロータ47が公転旋回運動することにより、それぞれの値が最小値最大値の間で変動する。図10(b)、(c)においても同様である。
ここで、開口面積A1の最小値(A1min)を開口面積A2の最大値(A2max)よりも大きくする、つまりA1min>A2maxであれば、A1min≦A2maxであるよりも、給油量を確保しやすい。ところが、油導入流路46R1,47R1を備えていないと、好ましいA1min>A2maxの条件を満たさないか、満たしたとしてもA1minとA2maxの差は小さいので、十分な給油量を確保できない。

0079

そこで、図10(b)に示すように、第1実施形態は、油導入流路46R1,47R1を設けポンプロータをその厚さ方向に貫通させる。
これにより、油導入流路46R1,47R1により形成される開口面積A3と上述の開口面積A2を比較すれば、開口面積A3の最小値(A3min)を開口面積A2の最大値(A2max)よりも容易に大きくできる。

0080

また、図10(c)に示すように、第2実施形態、つまり油導入流路46R1,47R1がポンプロータをその厚さ方向に貫通しない場合においても同様である。
つまり、図10(c)に示すように、開口面積A3と開口面積A2を比較すれば、開口面積A3の最小値(A3min)を開口面積A2の最大値(A2max)よりも容易に大きくできる。なお、油導入流路46R1,47R1がポンプロータをその厚さ方向に貫通しない場合においては、開口面積A3については軒46E,47Eを除いて定義され、開口面積A2については油導入流路46R1,47R1を除いて定義している。

0081

1スクロール圧縮機
10密閉ハウジング
10A低圧室
10B高圧室
16吐出リード弁
17吸入管
19吐出管
30電動機
31固定子
33回転子
35出力軸
35A偏心軸
37油溜
40,40A,40B,40C,40D,40E給油ポンプ
41シリンダ
42 第一シリンダ室
42A 第一吸油室
42B 第一排油室
42Sスロット
43スラストプレート
44カバープレート
45ポンプロータ
46外側ロータ
46E軒
46P突起
46R1 油導入流路
46R2 油導出流路
47内側ロータ
47E 軒
47P 突起
47R1 油導入流路
47R2 油導出流路
48 第二シリンダ室
48A 第二吸油室
48B 第二排油室
49吸入流路
49A縦流路
49B横流路
51A 第一吸入口
51B 第二吸入口
51C 第一吐出口
51D 第二吐出口
51E 第三吐出口
52 第一吐出流路
53 第二吐出流路
60スクロール圧縮機構
61固定スクロール
63 旋回スクロール

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