JP2009041429A - スクロール型流体機械 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易にして且つ確実に適正なＯＣＲを確保し、流体機械の効率を向上することができるスクロール型流体機械を提供する。
【解決手段】フレーム(18)に凹設され、台座面(40)において背圧室(56)に開口し、ねじ部材(62)が嵌入されるねじ孔(60)と、フレームに穿設され、高圧室(54)とねじ孔とを連通する連通路(68)とを具備し、ねじ部材とねじ孔とは、互いに当接する螺合部(70)と、螺合部間においてねじ部材とねじ孔とが離間する間隙部(72)とを形成し、間隙部は、螺合部に沿って所定長を有して螺旋状に伸び、連通路を介して高圧室と背圧室とを連通させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、スクロール型流体機械に係り、詳しくは、冷凍空調機やヒートポンプ式給湯機に用いられて好適なスクロール型流体機械に関する。

この種のスクロール型流体機械、例えば密閉型のスクロール圧縮機は、ハウジング内で固定スクロールに対し可動スクロールが公転旋回運動することにより、潤滑油を含む作動流体（以下、冷媒という）の吸入から吐出の一連のプロセスを実施するものであり、作動流体の吐出圧が作用する前記潤滑油による高圧室と、この高圧室と連通することにより可動スクロールの鏡板の背面に潤滑油による背圧を付与する背圧室とを形成している。

また、ハウジングには、可動スクロールを台座面において公転旋回運動可能に支持するフレームが固定され、この台座面には可動スクロールの背面と摺接面において摺接するシールリングが支持されている。そして、可動スクロールの背面には高圧室と背圧室とを連通する連通溝が形成され、可動スクロールの公転旋回運動に伴って連通溝が摺接面上に位置づけられることにより、高圧室の潤滑油がシールリングを間歇的に跨いで背圧室に供給される（例えば、特許文献１参照）。
特許第３６９６６８３号公報

ところで、圧縮機内を循環する潤滑油の循環率（Oil-Circulation-Rate、以下、ＯＣＲという）を適正値に調整することは、圧縮機の圧縮効率を向上するための重要な要素の１つである。
しかしながら、上記従来技術は、潤滑油中に含まれるごみが連通溝を閉塞するのを防止するために、連通溝の溝幅を所定の大きさ以上に大きくせざるを得ない。このため、高圧室から背圧室へ供給される潤滑油量が多くなり、潤滑油量の小流量範囲での調整が困難となって適正なＯＣＲを確保できないとの問題がある。

また、上記従来技術では、連通溝がシールリングの摺接面上に位置づけられることにより、シールリングの磨耗、損壊によって背圧室のシール性が低下し、ひいては圧縮機の圧縮効率が低下するとの問題もある。
そこで、シールリングを高硬度材料で形成してその磨耗、損壊を防止することが考えられる。しかし、シールリングを高硬度化するとその摺接面における摩擦係数が増大し、この場合にも背圧室のシール性低下、圧縮機の圧縮効率低下は避けられない。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、簡易にして且つ確実に適正なＯＣＲを確保し、流体機械の効率を向上することができるスクロール型流体機械を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するべく、請求項１記載のスクロール型流体機械は、ハウジング内で固定スクロールに対し可動スクロールが公転旋回運動することにより、潤滑油を含む作動流体の吸入から吐出の一連のプロセスを実施し、作動流体の吐出圧が作用する潤滑油による高圧室と、高圧室と連通することにより可動スクロールの鏡板の背面に潤滑油による背圧を付与する背圧室とを備えたスクロール型流体機械であって、ハウジングに固定され、背面に対向する台座面において可動スクロールを公転旋回可能に支持するフレームと、フレームに支持され、台座面と背面との間で背圧室を高圧室側と区画するシールリングと、フレームに凹設され、台座面において背圧室に開口し、ねじ部材が嵌入されるねじ孔と、フレームに穿設され、高圧室とねじ孔とを連通する連通路とを具備し、ねじ部材とねじ孔とは、互いに当接する螺合部と、螺合部間においてねじ部材とねじ孔とが離間する間隙部とを形成し、間隙部は、螺合部に沿って所定長を有して螺旋状に伸び、連通路を介して高圧室と背圧室とを連通させることを特徴としている。

また、請求項２記載の発明では、請求項１において、螺合部の螺合長さを調整することにより、間隙部の所定長が調整されることを特徴としている。
更に、請求項３記載の発明では、請求項１又は２において、間隙部がねじ部材のねじのねじ山と、ねじ山と対向するねじ孔のねじの谷部とで形成されることを特徴している。
更にまた、請求項４記載の発明では、請求項１乃至３の何れかにおいて、間隙部がねじ部材のねじの谷部と、谷部と対向するねじ孔のねじのねじ山とで形成されることを特徴としている。

また、請求項５記載の発明では、請求項３又は４において、ねじ部材のねじ、及びねじ孔のねじの少なくとも何れか一方のねじ山は、断面視略台形状に形成されることを特徴としている。
更に、請求項６記載の発明では、請求項５において、ねじ部材のねじ、及びねじ孔のねじの少なくとも何れか一方において、ねじの谷部と、間隙部の形成に伴い谷部と対向するねじのねじ山とは、断面視略台形状に形成されることを特徴としている。

更にまた、請求項７記載の発明では、請求項３乃至６の何れかにおいて、ねじ部材のねじ、及びねじ孔のねじの少なくとも何れか一方において、ねじの谷部の側面と、間隙部の形成に伴い谷部と対向するねじのねじ山の側面とは、互いに密接してシール部を形成することを特徴としている。
また、請求項８記載の発明では、請求項１乃至７の何れかにおいて、ねじ部材が六角穴付き止めねじであることを特徴としている。

更に、請求項９記載の発明では、請求項１乃至８の何れかにおいて、連通路が高圧室から流入する潤滑油が一旦滞留する空間を有することを特徴としている。
更にまた、請求項１０記載の発明では、請求項９において、空間にはフィルタが設置されることを特徴としている。
更に、請求項１１記載の発明では、請求項１乃至１０の何れかにおいて、作動流体が二酸化炭素からなる冷媒であることを特徴としている。

請求項１記載の本発明のスクロール型流体機械によれば、フレームに凹設され、台座面において背圧室に開口し、ねじ部材が嵌入されるねじ孔と、フレームに穿設され、高圧室とねじ孔とを連通する連通路とを具備し、ねじ部材とねじ孔とは、互いに当接する螺合部と、螺合部間においてねじ部材とねじ孔とが離間する間隙部とを形成する。そして、間隙部は、螺合部に沿って所定長を有して螺旋状に伸び、連通路を介して高圧室と背圧室とを連通させる。このような間隙部を形成することにより、少ないスペースで潤滑油の流路長さを長くすることができ、その流路の管路摩擦による圧力損失によって高圧室の潤滑油を効果的に減圧して背圧室に供給できるため、高圧室から背圧室に供給する潤滑油量を小流量範囲で調整することができ、スクロール型流体機械における適正なＯＣＲを確保することができる。

しかも、背圧室の形成に伴うシールリングの磨耗、損壊の原因を根本から排除することができるため、これらにより、スクロール型流体機械の効率を大幅に向上することができる。
また、請求項２記載の発明によれば、螺合部の螺合長さを調整することにより、間隙部の所定長が調整されるため、ねじ部材のねじ長さを予め調整するか、或いは、ねじ孔に対するねじ部材のねじ込み量を調整すれば、潤滑油の流路長さを容易に調整することができ、簡易にして適正なＯＣＲを確保することができる。

更に、請求項３記載の発明によれば、間隙部がねじ部材のねじのねじ山と、このねじ山と対向するねじ孔のねじの谷部とで形成されることにより、ねじ山と谷部との離間距離を調整するだけの加工で潤滑油の流路断面積を容易に調整して適正な大きさに大きくすることができ、潤滑油中に混入するごみによる流路の閉塞を効果的に防止できるため、簡易にして且つ確実に適正なＯＣＲを確保することができる。

更にまた、請求項４記載の発明によれば、間隙部がねじ部材のねじの谷部と、この谷部と対向するねじ孔のねじのねじ山とで形成されることにより、請求項３記載の発明と同様に、潤滑油の流路断面積を容易に適正な大きさすることができ、簡易にして且つ確実に適正なＯＣＲを確保することができる。
特に、ねじ部材のねじのねじ山及び谷部と、ねじ孔のねじの谷部及びねじ山とでそれぞれ２つの間隙部を形成することにより、螺合部に沿った潤滑油の流路を２重螺旋構造にすることができる。これにより、潤滑油の流路断面積を約２倍に大きくしたのと同等の効果が得られるため、潤滑油中に混入するごみによる流路の閉塞を更に効果的に防止することができる。

また、請求項５記載の発明によれば、ねじ部材のねじ、及びねじ孔のねじの少なくとも何れか一方のねじ山は、断面視略台形状に形成される。これにより、間隙部の断面、すなわち潤滑油の流路断面を略三角形状に形成することができ、潤滑油中に混入するごみによる流路の閉塞を確実に防止することができる。
更に、請求項６記載の発明によれば、ねじ部材のねじ、及びねじ孔のねじの少なくとも何れか一方において、このねじの谷部と、間隙部の形成に伴い、この谷部と対向するねじのねじ山とが断面視略台形状に形成されることにより、間隙部の断面、すなわち潤滑油の流路断面を略台形状に形成することができる。これにより、潤滑油の流路断面を略台形となる矩形状を含む形状に形成することができ、潤滑油中に混入するごみによる流路の閉塞をより一層確実に防止することができる。

特に、ねじ部材のねじの谷部と、ねじ孔のねじのねじ山とを断面視台形状に形成することにより、ねじ孔の加工が容易となり、適正なＯＣＲを更に簡易にして確保できて好ましい。
更にまた、請求項７記載の発明によれば、ねじ部材のねじ、及びねじ孔のねじの少なくともいずれか一方において、このねじの谷部の側面と、間隙部の形成に伴い、この谷部と対向するねじのねじ山の側面とが互いに密接してシール部を形成することにより、間隙部からの潤滑油の漏洩を確実に防止できるため、より一層確実に適正なＯＣＲを確保することができる。

また、請求項８記載の発明によれば、ねじ部材が六角穴付き止めねじであることにより、ねじ部材を台座面から突出しないようにねじ孔に完全に嵌入することができるため、可動スクロールの公転旋回運動に支障を来たすことなく、省スペース化を図りつつ適正なＯＣＲを確保することができる。
更に、請求項９記載の発明によれば、連通路は高圧室から流入する潤滑油が一旦滞留する空間を有することにより、潤滑油の脈動を空間で緩衝させることができるため、高圧室から背圧室に供給する潤滑油量を小流量範囲で更に高精度に調整することができ、より一層適正なＯＣＲを確保することができる。

更にまた、請求項１０記載の発明によれば、空間にフィルタが設置されることにより、潤滑油中に混入するごみによる流路の閉塞を更に効果的に防止でき、より一層確実に適正なＯＣＲを確保することができる。
また、請求項１１記載の発明によれば、作動流体が二酸化炭素からなる冷媒であることにより、スクロール型流体機械は高圧、高温で作動するが、上記構成によれば、適正なＯＣＲを簡易にして且つ確実に確保できるため、スクロール型流体機械の効率向上効果をより顕著なものとすることができる。

以下、図面により本発明の一実施形態について説明する。
先ず、第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るスクロール型流体機械の一例として、密閉型のスクロール圧縮機を示している。この圧縮機１は、冷凍空調装置やヒートポンプ式給湯機などの冷凍回路に組み込まれ、当該回路は作動流体の一例である二酸化炭素冷媒（以下、冷媒という）が循環する経路を備え、圧縮機１は経路から冷媒を吸入し、圧縮して経路に向けて吐出する。

圧縮機１はハウジング２を備え、ハウジング２の胴部４の上側、下側にはそれぞれ上蓋６、下蓋８が気密に嵌合し、胴部４の内部は密閉されて冷媒の吐出圧が作用している。胴部４の適宜位置には上記回路から取り込んだ冷媒を吸入する吸入管１０が接続され、上蓋６の適宜位置にはハウジング２内の圧縮冷媒を上記回路へ吐出する吐出管１２が接続されている。

胴部４内には電動モータ１４が収容され、このモータ１４内には回転軸１６が配置されており、回転軸１６はモータ１４への通電によって駆動される。また、回転軸１６の上端側は軸受を介して主軸フレーム（フレーム）１８に回転自在に支持され、主軸フレーム１８はハウジング２に固定されている。
一方、回転軸１６の下端側は軸受を介して副軸フレーム２０に回転自在に支持されている。また、回転軸１６の下端側にはオイルポンプ２２が装着されており、このポンプ２２は下蓋８の内側に形成された貯油室２４内の潤滑油を吸引する。そして、潤滑油は回転軸１６内を軸線方向に穿孔される給油路２６を上昇し、回転軸１６の上端からモータ１４やスクロールユニット２８等に供給され、各摺動部分や軸受等の潤滑及びシールを実施する。このとき、冷媒の吐出圧が貯油室２４の潤滑油の油面に作用することも給油路２６における潤滑油の上昇に寄与する。更に、副軸フレーム２０の適宜位置には潤滑油の導入口３０が形成され、圧縮機１内の各摺動部分に供給された潤滑油は導入口３０を介して貯油室２４に貯留される。

上記スクロールユニット２８は胴部４内においてモータ１４の上方に配置され、冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する。
当該ユニット２８は、可動スクロール３２及び固定スクロール３４から構成され、これらスクロール３２，３４はそれぞれ鏡板３６，３８を備え、鏡板３６には鏡板３８に向けて延びる渦巻きラップが一体形成され、鏡板３８にも鏡板３６に向けて延びる渦巻きラップが一体形成されている。

そして、これら渦巻きラップが互いに協働し、鏡板３８の外周側に内設されると共に吸入管１０と連通する図示しない吸入室から冷媒を吸入して圧縮室を形成する。圧縮室は、固定スクロール３４に対する可動スクロール３２の公転旋回運動により、渦巻きラップの中心に向けて移動しながら、その容積を減少させて上記一連のプロセスを実施する。
可動スクロール３２は、その自転が図示しない自転阻止ピンにより阻止され、鏡板３６の背面３６ａと対向する主軸フレーム１８の台座面４０上を公転旋回運動する。可動スクロール３２に公転旋回運動を付与するため、可動スクロール３２の鏡板３６の背面３６ａ側にはボス４２が突出して形成され、それに対向する回転軸１６の上端側には偏心軸４４が一体形成されており、ボス４２は軸受を介して偏心軸４４に回転自在に支持されている。

一方、固定スクロール３４は、主軸フレーム１８に固定され、鏡板３８の背面３８ａ側に形成される冷媒の吐出室４６を圧縮室と区画している。更に、固定スクロール３４の中央部分の適宜位置には、圧縮室と吐出室４６とを連通する冷媒の吐出孔４８が鏡板３８を貫通して穿設されており、吐出孔４８は背面３８ａ側に配置された吐出弁５０により開閉される。吐出弁５０は吐出ヘッド５２で覆われており、吐出ヘッド５２によって吐出弁５０の開弁時における音が抑制される。

上述した圧縮機１によれば、回転軸１６の回転に伴い可動スクロール３２が台座面４０上を公転旋回運動し、これにより吸入室の冷媒がユニット２８の内方に向けて流動しながら圧縮され、圧縮された高圧冷媒が吐出孔４８から吐出されてハウジング２内を循環し、循環した冷媒が吐出室４６から吐出管１２を通じて圧縮機１の外部へ送出される。
一方、冷媒の吐出圧の作用と相俟ってポンプ２２で汲み上げられた潤滑油は給油路２６から吐出され、ボス４２が収容される主軸フレーム１８のボス収容部１８ａに潤滑油の高圧室５４を形成する。高圧室５４の潤滑油は軸受等を潤滑しながら回転軸１６に沿ってハウジング２内を流下する一方、背面３６ａと台座面４０との間に形成される背圧室５６に流入し、鏡板３６の外周側を経てユニット２８の内方に導かれる。

背圧室５６は、高圧室５４をシールリング５８で区画して形成され、圧縮室内の圧縮反力を相殺するべく背面３６ａに潤滑油による背圧を付与している。換言すると、背圧室５６は可動スクロール３２を台座面４０に押圧する方向に作用するスラスト荷重を受容している。
リング５８は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の低摩擦係数を有する樹脂等から環状に成形され、台座面４０に支持されており、図示しない板ばね等で背面３６ａ側に押圧付勢され、可動スクロール３２の公転旋回運動に伴い、背面３６ａに緊密に摺接する。

ところで、図２のユニット２８の拡大図にも示されるように、主軸フレーム１８には、台座面４０の背圧室５６に開口する位置にねじ孔６０が凹設され、ねじ孔６０には六角穴付き止めねじ（ねじ部材）６２（以下、単にねじという）が嵌入されている。
また、主軸フレーム１８には、ねじ孔６０の内方に空間６４が連続して凹設され、空間６４には所定のメッシュ数を有するフィルタ６６が設置されている。

更に、主軸フレーム１８には、空間６４から高圧室５４にかけて所定の孔径にて穿孔加工が施され、高圧室５４とねじ孔６０との間には、空間６４を含む潤滑油の連通路６８が形成されている。
図３には、螺合されたねじ孔６０及びねじ６２の詳細拡大図が示されている。ねじ孔６０とねじ６２とは、互いのねじ山６０ａ，６２ａを当接させることにより螺合部７０を形成すると共に、螺合部７０間において間隙部７２を形成している。

詳しくは、ねじ孔６０は、断面視略三角形状のねじ山６０ａが所定の高さＨ１及びピッチＰ１にて螺旋状に形成された雌ねじ（ねじ）であって、ねじ山６０ａ間には断面視略台形状の谷部６０ｂが形成されている。
一方、ねじ６２は、断面視略台形状のねじ山６２ａが所定の高さＨ２及びピッチＰ２にて螺旋状に形成された雄ねじ（ねじ）であって、ねじ山６２ａ間には断面視略三角形状の谷部６２ｂが形成されている。

また、ねじ６２の一端面には図示しない六角孔が形成され、この孔に六角レンチを嵌合して操作することにより、ねじ６２をねじ孔６０に螺進させることができる。ねじ６２の長さは、少なくともねじ孔６０の長さと略同一又は短く形成され、ねじ６２は台座面４０から突出することなくねじ孔６０に完全に嵌入される。
ここで、ピッチＰ１，Ｐ２は、それぞれ所定の距離に予め設定され、高さＨ１，Ｈ２は、ねじ山６０ａに対するねじ山６２ａの引っかかり率を例えば６０％程度に小さくするように予め設定されている。

具体的には、ピッチＰ１，Ｐ２は、ねじ山６０ａ，６２ａを厳密に加工することにより所定の距離に設定され、ねじ孔６０にねじ６２を螺合させたとき、ねじ山６０ａ，６２ａの互いの側面が密接してシール部７４が形成される。
一方、高さＨ１，Ｈ２は、高さＨ２が高さＨ１の６０％程度に低くなるように加工され、これにより、ねじ山６０ａに対するねじ山６２ａの引っかかり率が６０％程度となって所定の断面積Ｓを有する断面視略台形状の間隙部７２が螺合部７０に沿って形成される。断面積Ｓは、潤滑油中に含まれ得るごみによって間隙部７２が閉塞しない程度に大きく設定されている。

以下、高圧室５４から背圧室５６に流入する潤滑油の流れについて説明する。なお、潤滑油の流れは図３中に破線で概略的に示している。
高圧室５４の潤滑油は、連通路６８を流動して空間６４で一旦滞留し、この際フィルタ６６を通過して潤滑油中のごみが除去され、間隙部７２の一端側に流入する。
間隙部７２は、その一端側から背圧室５６に開口する他端側にかけ、螺合部７０に沿って所定の長さ（所定長）Ｌを有して螺旋状に伸びており、潤滑油の流路として機能している。すなわち、高圧室５４の潤滑油は、連通路６６、空間６４を順次経た後に流路長さＬの間隙部７２を流動しながらその管路摩擦による圧力損失によって減圧されて背圧室５６に供給される。

ここで、流路長さＬは、潤滑油に付与したい圧力損失に応じて、ねじ孔６０に嵌入されるねじ６２のねじ長さを調整するか、或いは、ねじ孔６０に対するねじ６２のねじ込み量を調整することにより適宜調整される。
一方、鏡板３８には、背圧室５６と吸入室とを連通する図示しない背圧調整弁が内蔵され、この背圧調整弁を調整することにより、背圧室５６は高圧室５４より低圧且つ吸入室より高圧の中間圧にされる。

このように、高圧室５４の高圧潤滑油は、流路長さＬの間隙部７２を流動する際に減圧され、この減圧された潤滑油が背圧室５６に連続的に流入し、中間圧となる背圧室５６が形成される。そして、背圧室５６の圧力で可動スクロール３２を台座面４０に押圧する方向に作用するスラスト荷重が受容され、また、高圧室５４、背圧室５６及び吸入室の圧力差を利用することにより、潤滑油がユニット２８の内方に向けて好適に供給される。

以上のように、本実施形態では、ねじ孔６０にねじ６２を嵌入して形成される間隙部７２を潤滑油の流路として利用することにより、少ないスペースで高圧室５４から背圧室５６にかけての潤滑油の流路を長くすることができ、この流路の管路摩擦による圧力損失によって高圧室５４の潤滑油を効果的に減圧して背圧室５６に供給できる。これにより、高圧室５４から背圧室５６に供給する潤滑油量を小流量範囲で調整することができ、圧縮機１内における適正なＯＣＲを簡易にして確保して圧縮機１の圧縮効率を向上することができる。

しかも、仮に背面３６ａに高圧室５４と背圧室５６との連通溝を形成し、この連通溝がリング５８を間歇的に跨いで背圧室５６を形成するような間歇給油方式を採用した場合において、上記連通溝にリング５８が入り込んだり、或いは引っかかったりすることにより生じるリング５８の磨耗、損壊の原因を根本から排除することができる。これにより、リング５８、ひいては圧縮機１の耐久性及び信頼性を向上することもでき、このことは背圧室５６のシール性向上、ひいては圧縮機１の圧縮効率向上に貢献する。

また、ねじ孔６０に嵌入されるねじ６２のねじ長さを調整するか、或いは、ねじ孔６０に対するねじ６２のねじ込み量を調整して螺合部７０の螺合長さを調整することにより、間歇部７２としての潤滑油の流路長さＬを容易に調整することができるため、適正なＯＣＲを更に簡易にして確保することができる。
更に、間隙部７２がねじ６２のねじ山６２ａ、及びねじ孔６０の谷部６０ｂにて形成されることにより、山部６２ｂと谷部６０ｃとの離間距離を調整するだけの加工で間隙部７２の断面積Ｓ、すなわち潤滑油の流路断面積Ｓを容易に調整して適正な大きさに大きくすることができる。これにより、潤滑油中に混入するごみによる流路の閉塞を効果的に防止することができ、簡易にして且つ確実に適正なＯＣＲを確保することができる。

特に、ねじ孔６０のねじ山６０ａの谷部６０ｂ、及びこの谷部６０ｂと対向するねじ６２のねじ山６２ａを共に断面視略台形状に形成することにより、潤滑油の流路断面を略台形状に形成することができるため、潤滑油中に混入するごみによる流路の閉塞を更に効果的に防止することができ、更に確実に適正なＯＣＲを確保することができる。
更にまた、ねじ孔６０及びねじ６２の側面を互いに密接させてシール部７４を形成することにより、間隙部７２のシール性が向上し、間隙部７２からの潤滑油の漏洩を確実に防止することができ、より一層確実に適正なＯＣＲを確保することができる。

また、ねじ６２が六角穴付き止めねじであることにより、ねじ６２を台座面４０から突出しないようにねじ孔６０に完全に嵌入することができ、可動スクロール３２の公転旋回運動に支障を来たすことなく、省スペース化を図りつつ適正なＯＣＲを確保することができる。
更に、連通路６８は高圧室５４から流入する潤滑油が一旦滞留する空間６４を有することにより、間隙部７２に流入する前の高圧潤滑油の脈動を空間６４で緩衝させることができるため、高圧室５４から背圧室５６に供給する潤滑油量を小流量範囲で更に高精度に調整することができ、より一層適正なＯＣＲを確保することができる。

更にまた、空間６４にフィルタ６６が設置されることにより、潤滑油中に混入するごみによる間隙部７２の閉塞を更に確実に防止でき、より一層確実に適正なＯＣＲを確保することができる。
次に、第２実施形態について説明する。
図４に示すように、当該第２実施形態では、上記第１実施形態のねじ孔６０及びねじ６２に代わり、新たな形状のねじ孔７６及びねじ７８を螺合させるものであり、他は上記第１実施形態と同一の構成をなしているため、主としてこの異なる点について説明する。

図４には、螺合部７０及び間隙部７２を形成するねじ孔７６及びねじ７８の詳細拡大図が示されている。
ねじ孔７６のねじ山７６ａ、及びねじ７８の谷部７８ｂは断面視略台形状に形成され、これらにより間隙部７２が形成される一方、ねじ孔７６の谷部７６ｂ、及びねじ７８のねじ山７８ａは断面視略三角形状に形成され、これらにより螺合部７０が形成される。なお、潤滑油の流れは図４中に破線で概略的に示している。

なお、本実施形態の場合には、ねじ山７６ａ，７８ａは、上記第１実施形態の場合とは逆に、高さＨ１を高さＨ２の６０％程度に低く設定され、ねじ山７６ａに対するねじ山７８ａの引っかかり率を６０％程度に小さくすることにより、間隙部７２を形成している。
このように、上記第１実施形態と同様に、第２実施形態においても、ねじ孔７６にねじ７８を嵌入して形成される間隙部７２を潤滑油の流路として利用することにより、少ないスペースで潤滑油の流路を長くできるため、高圧室５４から背圧室５６に供給する潤滑油量を小流量範囲で調整することができ、圧縮機１内における適正なＯＣＲを簡易にして且つ確実に確保して圧縮機１の圧縮効率を向上することができる。

特に当該第２実施形態の場合には、ねじ孔７６の谷部７６ｂではなく、ねじ山７６ａを断面視台形状に形成するため、ねじ孔７６の加工が容易となり、適正なＯＣＲを更に簡易にして確保できて好ましい。
次に、第３実施形態について説明する。
図５に示すように、当該第３実施形態では、上記各実施形態と異なる新たな形状のねじ孔８０及びねじ８２を螺合させるものであり、他は上記各実施形態と同一の構成をなしているため、主としてこの異なる点について説明する。

図５には、螺合部７０及び間隙部７２を形成するねじ孔８０及びねじ８２の詳細拡大図が示されている。
ねじ孔８０のねじ山８０ａ、谷部８０ｂ、及びねじ８２のねじ山８２ａ、谷部８２ｂのいずれも断面視略台形状に形成され、これらにより２つの間隙部８４，８６が形成されている。なお、間隙部８４，８６を流動する潤滑油の２つの流れは図５中に破線で示している。

なお、本実施形態の場合には、ねじ山８０ａ，８２ａのそれぞれの高さＨ１，Ｈ２は、上記各実施形態の場合とは異なり、略同程度の高さに設定され、これに代わり、高さＨ１，Ｈ２をねじ山８０ａ，８２ａにそれぞれ対向する谷部８２ｂ，谷部８０ｂの深さＤ２，Ｄ１の６０％程度に低く設定している。これより、ねじ山８０ａに対するねじ山８２ａの引っかかり率を６０％程度に小さくして間隙部８４，８６を形成している。

このように、上記各実施形態と同様に、第３実施形態においても、ねじ孔８０にねじ８２を嵌入して形成される間隙部８４，８６を潤滑油の流路として利用することにより、高圧室５４から背圧室５６に供給する潤滑油量を小流量範囲で調整することができ、適正なＯＣＲを確保して圧縮機１の圧縮効率を向上することができる。
特に当該第３実施形態の場合には、２つの間隙部８４，８６が形成され、螺合部７０に沿った潤滑油の流路をいわば２重螺旋構造にすることができる。これにより、潤滑油の流路における管路摩擦を約２倍に大きくできるため、実質的に潤滑油の流路長さＬを約２倍に長くしたのと同程度の圧力損失を潤滑油に付与することができる。従って、高圧室５４から背圧室５６に供給する潤滑油量を更なる小流量範囲で高精度に且つ省スペース化を図りつつ調整することができ、より一層適正なＯＣＲを確保することができる。

以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記各実施形態では、間隙部７２，８４，８６が何れも断面視略台形状にされているが、これに限定されるものではなく、ねじ孔及びねじのそれぞれのねじ山の高さＨ１，Ｈ２や谷部の深さＤ１，Ｄ２を調整することにより、種々に変更ができる。

詳しくは、図６に示されるように、第３実施形態における間隙部８４，８６を連結させた断面視略鍵状の間隙部８８を形成することも可能である。
また、図７に示されるように、ねじ孔９０のねじ山９０ａ、又はねじ９２のねじ山９２ａの何れか一方を一般的な断面視略三角形状とし、これと対向するねじ山９０ａ又はねじ山９２ａを断面視略台形状とすることにより、断面視略三角形状の間隙部９４を形成しても良い。

更に、図８に示されるように、図７の場合に比して更に大きな断面積を有する断面視略多角形状の間隙部９６を形成することもできる。
更にまた、図９に示されるように、ねじ孔９０のねじ山９０ａ、及びねじ９２のねじ山９２ａの両方を一般的な断面視略三角形状とすることにより、断面視略矩形状の間隙部９８を形成しても良く、これら間隙部８８，９４，９６，９８の形状であっても同様に、適正なＯＣＲを確保して圧縮機１の圧縮効率を向上することができる。

特に、間隙部９４，９６，９８の場合にあっては、ねじ孔９０やねじ９２を一般的な断面視略三角形状に形成することができるため、ねじ孔９０やねじ９２に対する加工工数を削減でき、適正なＯＣＲをより一層簡易に確保できて好ましい。
また、上記各実施形態及び各変形例では二酸化炭素を冷媒として用いているが、これに限定されない。但し、二酸化炭素を冷媒とすることにより、圧縮機１は高圧、高温で作動するが、上記構成によれば、適正なＯＣＲを簡易にして且つ確実に確保できるため、圧縮機１の効率向上効果をより顕著なものとすることができる。

最後に、上記各実施形態及び各変形例では冷凍空調装置やヒートポンプ式給湯機などの冷凍回路に組み込まれる密閉型のスクロール圧縮機について説明しているが、本発明はこれに限らず種々の分野における密閉型以外の圧縮機又は膨脹機等のスクロール型の流体機械に適用可能である。

本発明の第１実施形態に係る密閉型スクロール圧縮機を示した縦断面図である。 図１のスクロールユニットを拡大して示した縦断面図である。 図２のねじ孔及びねじを拡大し、潤滑油の流れを破線で示した縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係るねじ孔及びねじを拡大し、潤滑油の流れを破線で示した縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係るねじ孔及びねじを拡大し、潤滑油の流れを破線で示した縦断面図である。 第３実施形態の変形例となる間隙部の形状を概略的に示した縦断面図である。 各実施形態の変形例となる間隙部の形状を概略的に示した縦断面図である。 図７の場合の変形例となる間隙部の形状を概略的に示した縦断面図である。 各実施形態の変形例となる間隙部の形状を概略的に示した縦断面図である。

符号の説明

１ スクロール圧縮機（スクロール型流体機械）
２ ハウジング
１８ 主軸フレーム（フレーム）
３２ 可動スクロール
３４ 固定スクロール
３６ 鏡板
３６ａ 背面
４０ 台座面
５４ 高圧室
５６ 背圧室
５８ シールリング
６０，７６，８０，９０ ねじ孔
６０ａ，７６ａ，８０ａ，９０ａ ねじ孔の雌ねじのねじ山（ねじ孔のねじのねじ山）
６０ｂ，７６ｂ，８０ｂ ねじ孔の雌ねじの谷部（ねじ孔のねじの谷部）
６２，７８，８２，９２ 六角穴付き止めねじ（ねじ部材）
６２ａ，７８ａ，８２ａ，９２ａ 六角穴付き止めねじの雄ねじのねじ山（ねじ部材のねじのねじ山）
６２ｂ，７８ｂ，８２ｂ 六角穴付き止めねじの雄ねじの谷部（ねじ部材のねじの谷部）
６４ 空間
６６ フィルタ
６８ 連通路
７０ 螺合部
７２，８４，８６，８８，９４，９６，９８ 間隙部
７４ シール部

Claims (11)

1. ハウジング内で固定スクロールに対し可動スクロールが公転旋回運動することにより、潤滑油を含む作動流体の吸入から吐出の一連のプロセスを実施し、前記作動流体の吐出圧が作用する前記潤滑油による高圧室と、該高圧室と連通することにより前記可動スクロールの鏡板の背面に前記潤滑油による背圧を付与する背圧室とを備えたスクロール型流体機械であって、
   前記ハウジングに固定され、前記背面に対向する台座面において前記可動スクロールを公転旋回可能に支持するフレームと、
   前記フレームに支持され、前記台座面と前記背面との間で前記背圧室を前記高圧室側と区画するシールリングと、
   前記フレームに凹設され、前記台座面において前記背圧室に開口し、ねじ部材が嵌入されるねじ孔と、
   前記フレームに穿設され、前記高圧室と前記ねじ孔とを連通する連通路とを具備し、
   前記ねじ部材と前記ねじ孔とは、互いに当接する螺合部と、該螺合部間において前記ねじ部材と前記ねじ孔とが離間する間隙部とを形成し、
   前記間隙部は、前記螺合部に沿って所定長を有して螺旋状に伸び、前記連通路を介して前記高圧室と前記背圧室とを連通させることを特徴とするスクロール型流体機械。
2. 前記螺合部の螺合長さを調整することにより、前記間隙部の前記所定長が調整されることを特徴とする請求項１に記載のスクロール型流体機械。
3. 前記間隙部は、前記ねじ部材のねじのねじ山と、該ねじ山と対向する前記ねじ孔のねじの谷部とで形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクロール型流体機械。
4. 前記間隙部は、前記ねじ部材のねじの谷部と、該谷部と対向する前記ねじ孔のねじのねじ山とで形成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のスクロール型流体機械。
5. 前記ねじ部材のねじ、及び前記ねじ孔のねじの少なくとも何れか一方の前記ねじ山は、断面視略台形状に形成されることを特徴とする請求項３又は４に記載のスクロール型流体機械。
6. 前記ねじ部材のねじ、及び前記ねじ孔のねじの少なくとも何れか一方において、
   該ねじの谷部と、前記間隙部の形成に伴い該谷部と対向するねじのねじ山とは、断面視略台形状に形成されることを特徴とする請求項５に記載のスクロール型流体機械。
7. 前記ねじ部材のねじ、及び前記ねじ孔のねじの少なくとも何れか一方において、
   該ねじの谷部の側面と、前記間隙部の形成に伴い該谷部と対向するねじのねじ山の側面とは、互いに密接してシール部を形成することを特徴とする請求項３乃至６の何れかに記載のスクロール型流体機械。
8. 前記ねじ部材は六角穴付き止めねじであることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のスクロール型流体機械。
9. 前記連通路は前記高圧室から流入する前記潤滑油が一旦滞留する空間を有することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のスクロール型流体機械。
10. 前記空間にはフィルタが設置されることを特徴とする請求項９に記載のスクロール型流体機械。
11. 前記作動流体が二酸化炭素からなる冷媒であることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載のスクロール型流体機械。

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