JP2019019772A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回スクロールの背面に形成されている中央側の高圧室と背圧室を区画するシール部のシール性の低下や摩耗の進行を抑制する。【解決手段】スクロール圧縮機は、密閉容器２と、この密閉容器内に固定されたフレーム９と、このフレームに固定された固定スクロール８と、前記フレームと前記固定スクロールとの間に配置され且つ前記固定スクロールと噛み合って旋回運動する旋回スクロール７と、前記旋回スクロールの背面に形成された中央側の高圧室２８と、この高圧室の外側に形成され前記高圧室の圧力よりも低い圧力の背圧室２９と、前記高圧室と前記背圧室の間をシールするシール部２５を備えている。前記シール部は、リング状のシール部材２６と、このシール部材を配設するリング状溝９ｄを有し、且つ前記シール部材の自転を防止する自転防止部２６ａを備えている。【選択図】図２

Description

本発明は空気調和機などに使用されるスクロール圧縮機に係り、特に旋回スクロールの背面に、高圧室と背圧室を区画するシール部材を備えるものに関する。

空気調和機などに使用されるスクロール圧縮機において、旋回スクロールの背面に、高圧室と背圧室を区画するシール部材（シールリング）を備える従来技術としては、特許第５７６４７１５号公報（特許文献１）に記載のものなどがある。この特許文献１のものでは、スクロール圧縮機において、旋回スクロール背面に、中央側空間（高圧室）と外側の背圧室（中間圧室）とを仕切るシール部材を、旋回スクロールのボス部端面とフレームとの間に設けている。

また、他の従来技術としては、特開２０１６−２１７２１９公報（特許文献２）に記載のものもある。この特許文献２に記載のスクロール圧縮機では、バランスウエイトがフレーム内部に収納されており、旋回スクロール背面側に形成される中央側の高圧室と外側の背圧室とを仕切るシール部材は、旋回スクロールのボス部端面と鍔部との間、及び前記鍔部とフレームとの間に設けられている。

特許第５７６４７１５号公報 特開２０１６−２１７２１９号公報

上記特許文献１のものにおいて、前記シール部材は、前記フレームに形成したリング状溝（取付け溝）に配設され、圧縮機運転時には、前記中央側空間（吐出圧力空間）と前記背圧室との差圧により、前記シール部材は前記旋回スクロール側に浮き上がり、旋回スクロール下端面（ボス部端面）に押し付けられて、フレームとの摺動面がシールされるように構成されている。

しかし、圧縮機停止時にはシール部材を押し付ける差圧が発生しないため、摺動面からシール部材が離れないように、前記シール部材の下側には、シール部材を前記旋回スクロールに押し付けるためのバネ部材が設けられる。このシール部材は、通常、旋回スクロール下端面と摺動するため、シール部材の旋回スクロール下端面側には、油溝などの摺動損失低減策が施されている。

前記シール部材は、前記旋回スクロールと摺動するが、その摺動摩擦が大きいと、旋回スクロールの旋回運動と共に連れ回り、フレーム側に設けているシール部材のリング状溝の外側の周面と前記シール部材の外周面が摺動する。前記シール部材の外周面には前述した摺動損失低減策は講じられていないため、前記シール部材のリング状溝との摺動による摺動損失が増加し、またシール部材やそのリング状溝の摩耗が進行する課題がある。

更に、前記シール部材が、旋回スクロールの旋回運動と共に連れ回ると、前記バネ部材と前記シール部材との間でも摺動し、前記シール部材の底面の摩耗が進行し、また前記シール部材と前記バネ部材との摺動により、バネ部材の回転運動が誘起されると、このバネ部材と前記シール部材のリング状溝の底面との摺動も発生し、摺動が繰り返し起こることにより、前記リング状溝の摩耗も進行するという課題がある。

このように、前記シール部材、そのリング状溝、及びバネ部材等の摩耗が進行すると、旋回スクロールの背面に形成されている中央側の高圧室と背圧室を区画するシール部のシール性が低下し、前記背圧室の圧力を、前記高圧室の吐出圧力に対し、十分な差圧を保てなくなる。このため、旋回スクロールが固定スクロールに対し過剰に押し付けられて、固定スクロールと旋回スクロールとの摺動損失が増大し、圧縮機性能が低下する。また、シール部材やそのリング状溝の摩耗進行により、それらが破損して、信頼性低下につながる恐れもあった。

なお、上述した特許文献２のものでは、旋回スクロール背面側に形成される中央側の高圧室と外側の背圧室とを仕切るシール部材が、旋回スクロールのボス部端面と鍔部との間、及び前記鍔部とフレームとの間、即ち、クランク軸の鍔部の上下に設けられており、クランク軸の自転による摺動も加わるため、摺動損失の増加及び摩耗の進行がより顕著となる。

本発明の目的は、旋回スクロールの背面に形成されている中央側の高圧室と背圧室を区画するシール部のシール性の低下や摩耗の進行を抑制することのできるスクロール圧縮機を得ることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、密閉容器と、この密閉容器内に固定されたフレームと、このフレームに固定された固定スクロールと、前記フレームと前記固定スクロールとの間に配置され且つ前記固定スクロールと噛み合って旋回運動する旋回スクロールと、前記旋回スクロールの背面に形成された中央側の高圧室と、この高圧室の外側に形成され前記高圧室の圧力よりも低い圧力の背圧室と、前記高圧室と前記背圧室の間をシールするシール部を備えたスクロール圧縮機において、前記シール部は、リング状のシール部材と、このシール部材を配設するリング状溝を有し、且つ前記シール部材の自転を防止する自転防止部を備えていることを特徴とする。

本発明の他の特徴は、密閉容器と、この密閉容器内に固定されたフレームと、このフレームに固定された固定スクロールと、前記フレームと前記固定スクロールとの間に配置され且つ前記固定スクロールと噛み合って旋回運動する旋回スクロールと、この旋回スクロールを旋回運動させるためのクランク軸と、前記旋回スクロールの背面に形成された中央側の高圧室と、この高圧室の外側に形成され前記高圧室の圧力よりも低い圧力の背圧室と、前記高圧室と前記背圧室の間をシールするシール部を備えたスクロール圧縮機において、前記背圧室における前記旋回スクロールと前記フレームとの間の前記クランク軸に設けられた円板状の鍔部と、この鍔部の外周側に設けられたバランスウェイトとを備え、前記シール部は、前記旋回スクロール下端面と前記鍔部との間をシールする第１のシール部と、前記鍔部と前記フレームとの間をシールする第２のシール部を備え、前記第１、第２のシール部は、それぞれ、リング状のシール部材と、このシール部材を配設するリング状溝を有し、且つ前記シール部材の自転を防止する自転防止部を備えていることにある。

本発明によれば、旋回スクロールの背面に形成されている中央側の高圧室と背圧室を区画するシール部のシール性の低下や摩耗の進行を抑制することのできるスクロール圧縮機を得ることができる効果がある。

本発明のスクロール圧縮機の実施例１を示す縦断面図。 図１に示すスクロール圧縮機の要部拡大断面図。 図２における固定スクロール、旋回スクロール及びオルダムリングを除去して示す平面図。 本発明の実施例１におけるシール部の変形例１を説明する図で、図３に相当する図。 本発明の実施例１におけるシール部の変形例２を説明する図で、図３に相当する図。 本発明のスクロール圧縮機の実施例２を示す図で、図２に相当する図。 図６に示すシールリングを示す正面図。 図６に示すシールリングを示す平面図。 図６のシール部付近の構成を拡大して示す要部拡大図で、圧縮機運転時の状態を示す図。 図６のシール部付近の構成を拡大して示す要部拡大図で、圧縮機停止時の状態を示す図。 本発明のスクロール圧縮機の実施例３を示す図で、図２に相当する図。 図９における固定スクロール、旋回スクロール及びオルダムリングを除去して示す平面図。 本発明の実施例３における自転防止部の他の例を説明する図で、図９に相当する図。

以下、本発明のスクロール圧縮機の具体的実施例を、図面に基づいて説明する。各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。

本発明のスクロール圧縮機の実施例１を図１〜図５を用いて説明する。
まず、図１により、本実施例１のスクロール圧縮機の全体構成を説明する。
図１に示すように、スクロール圧縮機１は、密閉容器２内に、圧縮機構部３及び駆動部４が収容され、前記圧縮機構部３は前記駆動部４によりクランク軸５を介して駆動される。

前記クランク軸５の下端部には給油機構部６が設けられ、クランク軸５の回転を利用して圧縮機下部の油溜り２２から油を吸い上げ、前記クランク軸５内に軸方向に形成した貫通穴５ｅを介して、吸い上げた油を軸受などの各摺動部に給油するように構成されている。前記給油機構部６としては、一般に、遠心型ポンプや容積型ポンプが用いられる。

前記圧縮機構部３は、旋回スクロール７、固定スクロール８、フレーム９、オルダムリング（自転防止機構）１０を基本要素として構成されている。
前記旋回スクロール７は、台板７ａ、この台板７ａの一側（表面）に垂直に立設して形成された旋回ラップ（渦巻体）７ｂ、前記台板７ａの背面（反ラップ側）の中央に垂直に突出して形成された旋回ボス部７ｃ及び前記旋回ボス部７ｃ内に設けられた旋回軸受（旋回すべり軸受）７ｄを基本要素として構成されている。

前記固定スクロール８は、台板８ａ、該台板８ａに垂直に立設して形成された固定ラップ（渦巻体）８ｂ、前記台板８ａの外周側に設けられた吸入口８ｃ及び前記台板８ａの中央に設けられた吐出口８ｄを基本要素として構成されている。
前記固定スクロール８の固定ラップ８ｂと前記旋回スクロール７の旋回ラップ７ｂを噛み合わせることで圧縮室１１を形成する。前記固定スクロール８は前記フレーム９にボルトにより固定されている。

前記オルダムリング１０は、前記旋回スクロール７と前記フレーム９との間に配置され、旋回スクロール７が固定スクロール８に対し自転せず旋回運動するよう、前記旋回スクロールの台板７ａと前記フレーム９に係合している。

前記フレーム９は、前記クランク軸１２を回転自在に支持する主軸受１３を配設する軸受配設部９ａ、前記旋回スクロール７の下端面（旋回ボス部７ｃの下端面）７ｅが着座する着座面９ｂ、及び前記固定スクロール８をボルトにより締結する締結面９ｃを基本要素として構成されている。なお、前記フレーム９は、プラグ溶接等によって前記密閉容器２に固定されている。

前記駆動部４は、固定子１４及び回転子１５で構成された電動機を基本要素として構成され、前記電動機は電気端子１７を経由した電源（図示せず）からの電気入力により駆動される。この電動機の回転作用は、前記回転子１５に一体に固定されている前記クランク軸５に伝達される。

前記クランク軸５は、主軸部５ａ、副軸部５ｂ及び偏心ピン部５ｃを有しており、前記主軸部５ａは前記主軸受１３により支持され、前記副軸部５ｂは副軸受１９により回転自在に支持されている。
前記副軸受１９は副軸受ハウジング２０内に設けられ、この副軸受ハウジング２０は密閉容器２内下部に固定された副フレーム１８に取り付けられている。また、前記副フレーム１８は、前記クランク軸５の軸方向における前記電動機よりも反圧縮機構部側に設けられ、プラグ溶接等によって前記密閉容器２に固定されている。

前記電動機の回転子１５は、前記クランク軸５における前記主軸部５ａと前記副軸部５ｂの間に固定されている。また、前記クランク軸５の偏心ピン部５ｃは、前記旋回軸受７ｄを介して前記旋回スクロール７と係合されている。
なお、５ｄは前記クランク軸５の主軸部５ａ上端に設けられた円板状の鍔部、１２は前記鍔部１２の下方の前記フレーム９に取り付けられ、前記クランク軸５の軸方向の荷重を支持するスラスト軸受、２１は前記クランク軸５における前記フレーム９と前記駆動部４との間に設けられ、旋回スクロールの旋回運動によるアンバランスを解消するバランスウェイトである。

前記駆動部（電動機）４によりクランク軸５が回転すると、クランク軸５の前記偏心ピン部５ｃを介して前記旋回スクロール７が旋回運動され、前記旋回スクロール７と前記固定スクロールとの噛み合わせにより形成された圧縮室１１の容積を減少させて圧縮動作を行う。空気調和機などの冷凍サイクルからの作動流体（冷媒）は、密閉容器２に設けられた吸入管２３を介して固定スクロール８の前記吸入口８ｃに導入され、ここから前記圧縮室１１へ吸込まれ、圧縮行程を経て前記吐出口８ｄから密閉容器２内に吐出される。圧縮されて密閉容器２内に吐出された作動流体は、前記密閉容器２における前記圧縮機構部３と前記駆動部４との間に設けられた吐出管２４を介して、前記冷凍サイクルに送り出される。

前記旋回スクロール７の背面には、中央側の高圧室（ほぼ吐出圧力の空間）２８と、この高圧室の外側に形成され前記高圧室の圧力よりも低い圧力（吐出圧力と吸入圧力との間の圧力）の背圧室２９とが形成されており、前記高圧室２８と前記背圧室２９との間はシール部２５によりシールされている。

前記シール部２５の構成を、図２及び図３を用いて詳しく説明する。図２は図１に示すスクロール圧縮機の要部拡大断面図、図３は図２における固定スクロール、旋回スクロール及びオルダムリングを除去して示す平面図である。

これらの図に示すように、シール部２５は、リング状のシール部材２６、このシール部材２６を配設するためのリング状溝（取付け溝）９ｄ、前記シール部材２６を前記旋回スクロール７の下端面（旋回ボス部７ｃ下端面）７ｅに押圧するためのバネ部材２７などにより構成されている。前記リング状溝９ｄは、前記フレーム９における前記旋回ボス部７ｃの下端面７ｅに対向する位置に形成されている。前記バネ部材２７はリング状の波バネなどにより構成され、前記シール部材２６の下面と前記リング状溝９ｄの底面との間に配設されている。

前記シール部２５における前記旋回ボス部７ｃの下端面７ｅには、前記旋回スクロール７の旋回運動に伴って、前記シール部材２６を跨いで前記高圧室２８側と前記背圧室２９側とを間歇的に連通する絞り部（絞り通路）３０が設けられている。この絞り部３０は径方向に形成された溝などにより構成され、例えば、この溝の一端側は常時高圧室２８に開口し、他端側は前記シール部材２６により間歇的に前記背圧室２９に開口するように構成されている。

また、図示はしていないが、前記旋回スクロール７の台板７ａには、前記背圧室２９と、吸込圧力と吐出圧力の間の圧力となる前記圧縮室１１とを連通する連通路が設けられている。この連通路と、前記絞り部３０により、前記背圧室２９内を吸入圧力と吐出圧力の間の圧力（以下、中間圧力とも言う）に保っている。このように、前記背圧室の圧力を中間圧力に保つことにより、前記旋回スクロール７は、前記背圧室２９の圧力と前記高圧室２８の圧力により、固定スクロール８の台板８ａに押し付けられ、前記圧縮室１１のシール性を保っている。

スクロール圧縮機１の運転が開始されると、前記高圧室２８の吐出圧力と前記背圧室２９の中間圧力により、前記旋回スクロール７は浮き上がり、前記固定スクロール８に押し付けられて旋回運動する。前記シール部材２６も、前記高圧室２８の吐出圧力と前記背圧室２９の中間圧力との差圧により浮き上がり、旋回スクロール７の下端面７ｅに押し付けられることにより、旋回スクロール７の下端面７ｅと前記フレーム９との間をシールする。

一方、スクロール圧縮機１の運転が停止されると、前記シール部材２６を前記旋回スクロール７に押し付ける差圧が発生しないため、旋回スクロール７の下端面７ｅからシール部材２６が離れて、シール部２５でのシール状態を保てなくなり、密閉容器２内の高圧圧力が低圧側（背圧室２９及び吸入口８ｃ側）に抜けてしまう恐れがある。

これを防止するため、本実施例では、前記リング状溝９ｄの底部に前記シール部材２６を旋回スクロール７側に押圧するための前記バネ部材２７が設けられ、スクロール圧縮機１の停止時でも、シール部材２６を旋回スクロール７の下端面７ｅに押圧した状態を保持して、密閉容器２内の高圧圧力が抜けないようにしている。

また、前記スクロール圧縮機１の運転が開始されると、前記高圧室２８の吐出圧力と前記背圧室２９の中間圧力との差圧により、前記シール部材２６には、該シール部材２６を径方向に広げる力が作用する。この力を利用して前記シール部材２６を径方向に拡大して、前記リング状溝９ｄの外側の周面に押圧して密着させ、径方向のシール性を保つことができるように合い口２６ｃ（図３参照）が設けられている。

前記合い口２６ｃは、図３に示すように、リング状のシール部材２６の一部を周方向に分断し、その分断された部分はかぎ状或いはステップカット状に構成されて、径方向の切断面と周方向の切断面を有している。前記径方向の切断面は前記シール部材２６が径方向に拡大縮小することを許容し、また前記周方向の切断面は、前記シール部材２６が径方向に拡大した場合でも、合い口２６ｃの径方向に重なり合う部分により、シール部材２６の内側と外側のシール性を維持し、圧力漏れを抑制することができる。

図２、図３に示すように、前記クランク軸５の主軸部５ａ上部には鍔部５ｄが設けられており、この鍔部５ｄの下側には、スラスト軸受１２が前記フレーム９に設けられている。このスラスト軸受１２により前記クランク軸５の軸方向の荷重を支持している。
前記シール部材２６及び該シール部材２６を配設する前記リング状溝９ｄは、前記鍔部５ｄ外径よりも外側に設けられている。

また、本実施例では、前記シール部材２６の周方向の一部に、該シール部材２６の自転を防止するための自転防止部２６ａが設けられている。

前記自転防止部２６ａは、前記シール部材２６の周方向の一部に設けられた径方向外径側に突出した凸部（径方向凸部）２６ａａにより構成され、前記リング状溝９ｄには前記凸部２６ａａと係合するように径方向に窪むように形成された凹部（径方向凹部）９ｅが設けられている。このように本実施例では、前記径方向凸部２６ａａと前記径方向凹部９ｅが係合することにより、前記シール部材２６は自転することなく旋回スクロール７の下端面７ｅと摺動し、その摺動面をシールすることができる。

なお、前記自転防止部２６ａである前記径方向凸部２６ａａと前記径方向凹部９ｅは、前記高圧室２８と前記背圧室２９との差圧により、前記シール部材２６が拡大した際に、互いにに密着する寸法に構成されている。

以上説明したように、本実施例では、シール部材２６の自転を防止する自転防止部２６ａを設けているので、クランク軸５の回転運動に誘起されて前記シール部材２６が連れ回るのを防止することができる。これに伴い、前記バネ部材２７が回転するのも防止でき、フレーム側に形成している前記リング状溝９ｄの外側の周面とシール部材２６の側面との間、シール部材２６の底面側とバネ部材２７との間、バネ部材２７と前記リング状溝９ｄの底面との間の各摺動を抑制することができる。従って、摺動損失を低減することができると共に、シール部材２６の摩耗などを低減することができるから、スクロール圧縮機１の性能低下及び信頼性低下を最小限に抑えることができる。

次に、本発明の実施例１における前記シール部２５の変形例１を図４により説明する。図４は図３に相当する図であり、図１〜図３を用いて説明した上記実施例１と異なる点を中心に説明する。

この変形例１は、シール部材２６に形成する径方向の自転防止部２６ａを、図４に示すように、シール部材２６の内径側に突出させて設けた凸部２６ａｂにより構成しているものである。具体的には、前記凸部２６ａｂはシール部材２６の一部を内径側に厚く形成することにより構成している。

また、この変形例では、前記シール部材２６を配設するリング状溝９ｄを凹溝に形成し、この凹溝の内側の周面の一部に、前記凸部２６ａｂを収容して係合するように、内径側に窪んだ径方向の凹部９ｅ´を設けている。

他の構成は、上記図１〜図３に示す実施例１と同様である。
このように構成しても、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の実施例１における前記シール部２５の変形例２を図５により説明する。図５は図３に相当する図であり、図１〜図３を用いて説明した上記実施例１と異なる点を中心に説明する。

この変形例２は、シール部材２６に形成する合い口２６ｃを、径方向に突出して形成した自転防止部２６ａに設けたものである。即ち、図５に示すように、自転防止部２６ａを構成している径方向の凸部２６ａａに前記合い口２６ｃを設けている。シール部材２６は、構造上、前記合い口２６ｃから微小な圧力の漏れが発生するが、前記合い口２６ｃを径方向の肉厚が大きい自転防止部２６ａ（径方向凸部２６ａａ）に設けることにより、前記合い口２６ｃの径方向に重なり合う部分の長さを大きくできる。

即ち、この図５に示す例では、前記合い口２６ｃにおける一方側をＵ溝とし、他方側を前記Ｕ溝に挿入して嵌り合う凸形状としており、これにより漏れに対する流路抵抗を増やすことができ、合い口２６ｃからの漏れを低減することができる。
他の構成は、上記図１〜図３に示す実施例１と同様である。

本発明のスクロール圧縮機の実施例２を図６〜図８Ｂを用いて説明する。図６は図２に相当する図、図７Ａは図６に示すシールリングを示す正面図、図７Ｂは図６に示すシールリングを示す平面図、図８Ａは図６のシール部付近の構成を拡大して示す要部拡大図で、圧縮機運転時の状態を示す図、図８Ｂは図６のシール部付近の構成を拡大して示す要部拡大図で、圧縮機停止時の状態を示す図である。これらの図において、上述した図１〜図３と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示しており、実施例２の説明においては、上記実施例１と異なる部分を中心に説明する。

本実施例２が上述した実施例１と異なる点は、シール部２５の構成である。図６、及び図７Ａ、図７Ｂに示すように、本実施例２におけるシール部材２６の自転防止部は、軸方向に突出した自転防止部２６ｂとしている。即ち、図７Ａ，図７Ｂに示すように、シール部材２６の反摺動面側（下面）には、周方向に３個所、軸方向下方に突出した凸部（軸方向凸部）２６ｂａを設けて、前記自転防止部２６ｂを構成している。

また、前記シール部材２６は、クランク軸５の鍔部５ｄよりも外側のフレーム９に形成したリング状溝９ｄに配設している。前記リング状溝９ｄの底部には、前記シール部材２６に設けた前記軸方向凸部２６ｂａを挿入するために、軸方向の穴により構成された凹部（軸方向凹部）９ｆが形成されている。この軸方向凹部９ｆに前記軸方向凸部２６ｂａが挿入されることにより、シール部材２６はフレーム９に対して周方向に係合され、シール部材２６は自転することなく旋回スクロール７の下端面７ｅと摺動しつつ、摺動面をシールすることができる。

このように、軸方向に突出した自転防止部２６ｂとしても、実施例１に示す径方向に突出した自転防止部２６ａとした場合と同様の効果を得ることができる。
なお、高圧室２８と背圧室２９との圧力差により、シール部材２６が径方向に拡大して、前記軸方向凸部２６ｂａが外径方向に移動しても、前記軸方向凹部９ｆと径方向に干渉しないように、前記軸方向凹部９ｆを構成している穴は、周方向の幅よりも径方向の幅が大きい長穴に形成されている。このように前記軸方向凹部９ｆを形成することにより、シール部材２６の径方向への拡大縮小を吸収することができる。

また、本実施例２では、図８Ａに示すように、スクロール圧縮機１の運転時においては、前記高圧室２８の吐出圧力と前記背圧室２９の中間圧力により、前記旋回スクロール７は浮き上がり、前記固定スクロール８に押し付けられて旋回運動する。前記シール部材２６も、前記高圧室２８の吐出圧力と前記背圧室２９の中間圧力との差圧により浮き上がり、旋回スクロール７の下端面７ｅに押し付けられることにより、旋回スクロール７の下端面７ｅと前記フレーム９との間をシールする。

一方、スクロール圧縮機１の運転が停止されると、前記シール部材２６を前記旋回スクロール７に押し付ける差圧が発生しないため、旋回スクロール７の下端面７ｅからシール部材２６が離れて、シール部２５でのシール状態を保てなくなり、密閉容器２内の高圧圧力が低圧側（背圧室２９及び吸入口８ｃ側）に抜けてしまう恐れがある。

これを防止するため、本実施例では、図８Ｂに示すように、圧縮機停止時には、前記軸方向自転防止部２６ｂ（軸方向凸部２６ｂａ）の下端部が、前記リング状溝９ｄの底部に形成している前記軸方向凹部９ｆの底部に着地した状態で、前記シール部材２６の上端面（摺動面）に旋回スクロール７の下端面７ｅが着地するように、前記軸方向凹部９ｆの深さを決めている。これにより、圧縮機停止時でも、前記旋回スクロールの下端面７ｅと前記シール部材２６の上端面との摺動面の密着状態を保持することができる。
従って、本実施例２によれば、従来、圧縮機停止時にシール部材２６と旋回スクロールの下端面７ｅとの密着状態を維持するために設けていた前記バネ部材２７（図２参照）が不要となるから、部品点数の低減を図ることもできる。

また、本実施例２によれば、前記自転防止部２６ｂを軸方向に設けているので、実施例１のように、前記自転防止部２６ａを径方向に設ける場合に対し、スクロール圧縮機１の外径を縮小することも可能となり、圧縮機の小径化を図ることも可能になる。
他の構成は図１〜図３に示す実施例１と同様である。

以上説明した本発明の実施例１及び実施例２によれば、シール部材２６に径方向の自転防止部２６ａまたは軸方向の自転防止部２６ｂを設け、フレーム側のリング状溝９ｄには径方向の自転防止部２６ａまたは軸方向の自転防止部２６ｂを挿入する径方向凹部９ｅまたは軸方向凹部９ｆを設けている。従って、旋回スクロール７の旋回運動に誘起されてシール部材２６が連れ回るのを防止でき、この結果、バネ部材２７が自転するのも防止できるから、リング状溝９ｄの外側の周面とシール部材２６の側面との間、シール部材２６底面とバネ部材２７との間、バネ部材２７とリング状溝９ｄの底面との間で摺動が発生するのを回避できる。これにより、摺動損失を低減できると共に、シール部材２６、リング状溝９ｄ及びバネ部材２７の摩耗も低減できるから、スクロール圧縮機の性能向上と信頼性向上を図ることができる。

本発明のスクロール圧縮機の実施例３を図９〜図１１を用いて説明する。図９は図２に相当する図、図１０は図９における固定スクロール、旋回スクロール及びオルダムリングを除去して示す平面図、図１１は本発明の実施例３における自転防止部の他の例を説明する図で、図９に相当する図である。これらの図において、上述した図１〜図３と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示しており、実施例３の説明においても、上記実施例１と異なる部分を中心に説明する。

本実施例３のスクロール圧縮機は、図９に示すように、密閉容器２、この密閉容器２内に固定されたフレーム９、このフレーム９に固定された固定スクロール８、前記フレーム９と前記固定スクロール８との間に配置され且つ前記固定スクロール８と噛み合って旋回運動する旋回スクロール７、この旋回スクロール７を旋回運動させるためのクランク軸５、前記旋回スクロール７の背面に形成された中央側の高圧室２８、この高圧室２８の外側に形成され前記高圧室２８の圧力よりも低い圧力の背圧室２９、及び前記高圧室２８と前記背圧室２９の間をシールするシール部２５を備えている点では上記実施例１と同様である。

本実施例３では、前記背圧室２９における前記旋回スクロール７と前記フレーム９との間の前記クランク軸５に円板状の鍔部５ｄ設けられ、この鍔部５ｄの外周側にはバランスウェイト２１が取り付けられてバランス機構部３５を構成している。このように本実施例では前記鍔部５ｄの外周にバランスウェイト２１が設けられているため、実施例１のように、旋回スクロール７の下端面７ｅとフレーム９との間をシールするようにシール部材２６を設けることはできない。

そこで、本実施例では、前記シール部２５を、前記旋回スクロール７の下端面７ｅと前記鍔部５ｄとの間をシールする第１のシール部２５ａと、前記鍔部５ｄと前記フレーム９との間をシールする第２のシール部２５ｂを設け、これら第１のシール部２５ａと第２のシール部２５ｂによりシール部２５を構成している。

また、本実施例においては、前記第１、第２のシール部２５ａ，２５ｂは、それぞれ、リング状のシール部材３１，３２と、該シール部材３１，３２を配設するリング状溝３５ａ，９ｄを有し、且つ前記シール部材３１，３２の自転を防止する自転防止部３１ａ，３２ａを備えている。なお、スラスト軸受２８は前記鍔部５ｄの下方のフレーム９に取付けられ、クランク軸５の軸方向の荷重を支持している。

前記自転防止部３１ａ，３２ａは、それぞれ、前記シール部材３１，３２に設けられた凸部（径方向凸部）３１ａａ，３２ａａと、前記リング状溝３５ａ，９ｄに設けられ前記径方向凸部３１ａａ，３２ａａと係合する凹部（径方向凹部）３５ｂ，９ｅにより構成されている。

図１０により更に詳しく説明する。前記第１のシール部２５ａのシール部材３１は、前記バランス機構部３５の鍔部５ｄに形成されている前記リング状溝３５ａに配設されている。また、前記シール部材３１には、自転防止部３１ａを構成する径方向外側に突出した凸部（径方向凸部）３１ａａが設けられている。この径方向凸部３１ａａは、前記リング状溝３５ａに形成された径方向の凹部（径方向凹部）３５ｂに収納され、これにより第１のシール部２５ａのシール部材３１は、自転することなく旋回スクロール下端面７ｅと摺動し、摺動面をシールする。

前記高圧室２８の吐出圧力と前記背圧室２９の差圧により前記シール部材３１が拡大した際、前記自転防止部３１ａの径方向凸部３１ａａが前記リング状溝３５ａの径方向凹部３５ｂに密着するように、前記径方向凹溝３５ｂの寸法が決められている。

また、前記シール部材３１には、中央側の前記高圧室２８と外側の前記背圧室２９との差圧により径方向に拡大して前記リング状溝３５ａの外側の周面に密着させるための合い口３１ｃが設けられている。

また、図１０には図示されていないが、前記第２のシール部２５ｂのシール部材３２についても、上述した第１のシール部２５ａのシール部材３１と同様に構成されている。但し、シール部材３２の摺動面はバランス機構部３５の鍔部５ｄ下端面となる。なお、前記シール部材３２は、前記鍔部５ｄと前記スラスト軸受１２の接触時に、軸方向に微動可能となるように前記リング状溝９ｄを構成すると良い。このように構成すると、鍔部１２ｄとスラスト軸受２８の接触時に、クランク軸１２の軸方向の荷重をスラスト軸受１２のみで支持することができ、シール部材３２に軸方向の荷重が作用するのを回避できる。

なお、前記第１のシール部２５ａのリング状溝３５ａは、鍔部５ｄに形成するものには限定されず、バランスウエイト２１の内径側が円板状に形成されておればバランスウェイト２１の円板状部分に前記リング状溝３５ａを形成するようにしても良い。

また、上述した図４に示す実施例１の変形例１と同様に、シール部材３１，３２に形成する径方向の自転防止部３１ａ，３２ａを、前記シール部材３１，３２の内径側に突出させて設けた凸部により構成しても良い。
更に、上述した図５に示す実施例１の変形例２と同様に、前記合い口３１ｃを前記自転防止部３１ａ（径方向凸部３１ａａ）に設けても良い。
他の構成は上述した実施例１と同様である。

次に、本発明の実施例３における前記自転防止部の他の例を、図１１を用いて説明する。図１１は図９に相当する図であり、図９、図１０を用いて説明した上記実施例３と異なる点を中心に説明する。

図１１に示す例は、第１、第２のシール部２５ａ，２５ｂにおけるシール部材３１，３２に設けている自転防止部を軸方向の自転防止部３１ｂ，３２ｂとしたものであり、図７Ａ，図７Ｂに示した上記実施例２と同様に、前記シール部材３１，３２の下面（反摺動面側）にはそれぞれ、軸方向に突出した軸方向の凸部（軸方向凸部）３１ｂａ，３２ｂａが周方向に３個所設けられている。

また、リング状溝３５ａ，９ｄの底部には、前記軸方向凸部３１ｂａ，３２ｂａが挿入されて周方向に係合する軸方向の穴、即ち軸方向の凹部（軸方向凹部）３５ｃ，９ｆが形成されている。前記軸方向の穴（軸方向凹部）３５ｃ，９ｆは、周方向の幅よりも径方向の幅が大きい長穴に形成され、シール部材３１，３２の径方向への拡大縮小を吸収できるように構成されている。即ち、前記軸方向凹部３５ｃ，９ｆは、高圧室２８と背圧室２９の圧力差によりシール部材３１，３２が径方向に拡大したときに、軸方向凸部３１ｂａ，３２ｂａと径方向に干渉しない穴形状に構成されている。
このように構成することにより、シール部材３１，３２は自転することなく旋回スクロールの下端面７ｅと摺動し、摺動面をシールすることができる。

なお、この図１１に示す例でも、上記実施例２と同様に、圧縮機停止時には、軸方向凸部３１ｂａの下端部が、軸方向凹部３５ｃの底部に着地した状態で、シール部材３１の上端面（摺動面）に旋回スクロール下端面７ｅが着地するように、前記軸方向凹部３５ｃの深さを決めている。これにより、圧縮機停止時でも、前記旋回スクロール下端面７ｅと前記シール部材３１の上端面との摺動面の密着状態を保持することができ、図９に示す前記バネ部材３３も不要となる。

また、シール部材３２及びリング状溝９ｄの軸方向凹部９ｆ底面は、鍔部５ｄとスラスト軸受１２の接触時に、シール部材３２が軸方向に微小移動可能となる寸法にしている。これにより、鍔部５ｄとスラスト軸受１２の接触時に、シール部材３２にクランク軸５の軸方向の荷重が作用するのを回避でき、スラスト軸受１２のみで軸方向の荷重を支持できる。
他の構成は、図９及び図１０で説明した実施例３や図６〜図８で説明した実施例２と同様である。

以上説明した本発明の実施例３のように、背圧室２９にバランスウェイト２１が設けられ且つ鍔部５ｄの外周に前記バランスウェイト２１が配置される構成のスクロール圧縮機においても、上述した実施例３の構成とすることにより、前記実施例１や実施例２と同様に、摺動損失を低減できると共に、シール部材３１，３２、リング状溝９ｄ，３５ａ及びバネ部材３３，３４の摩耗も低減できる。従って、圧縮機の性能向上と信頼性向上を図ることができる効果が得られる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
更に、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１：スクロール圧縮機、２：密閉容器、３：圧縮機構部、４：駆動部、
５：クランク軸、５ａ：主軸部、５ｂ：副軸部、５ｃ：偏心ピン部、５ｄ：鍔部、
５ｅ：貫通穴、
６：給油機構部、
７：旋回スクロール、７ａ：台板、７ｂ：渦巻体、７ｃ：旋回ボス部、
７ｄ：旋回軸受、７ｅ：下端面、
８：固定スクロール、
８ａ：台板、８ｂ：渦巻体、８ｃ：吸入口、８ｄ：吐出口、
９：フレーム、９ａ：軸受配設部、９ｂ：着座面、９ｃ：締結面、
９ｄ：リング状溝、９ｅ，９ｅ´：凹部（径方向凹部）、
９ｆ：凹部（軸方向凹部）、
１０：オルダムリング（自転防止機構）、１１：圧縮室、
１２：スラスト軸受、１３主軸受、１４：固定子、１５：回転子、１７：電気端子、
１８：副フレーム、１９：副軸受、２０：副軸受ハウジング、
２１：バランスウエイト、２２油溜り、２３：吸入管、２４：吐出管、
２５：シール部、２５ａ：第１のシール部、２５ｂ：第２のシール部、
２６：シール部材、
２６ａ：径方向の自転防止部、２６ａａ，２６ａｂ：凸部（径方向凸部）、
２６ｂ：軸方向の自転防止部、２６ｂａ：凸部（軸方向凸部）、２６ｃ：合い口、
２７：バネ部材、２８：高圧室、２９：背圧室、３０：絞り部、
３１，３２：シール部材、
３１ａ，３２ａ：径方向の自転防止部、３１ａａ，３２ａａ：凸部（径方向凸部）、
３１ｂ，３２ｂ：軸方向の自転防止部、３１ｂａ，３２ｂａ：凸部（軸方向凸部）、
３１ｃ：合い口、３３，３４：バネ部材、３５：バランス機構部、
３５ａ：リング状溝、３５ｂ：凹部（径方向凹部）、３５ｃ：凹部（軸方向凹部）。

Claims (12)

1. 密閉容器と、この密閉容器内に固定されたフレームと、このフレームに固定された固定スクロールと、前記フレームと前記固定スクロールとの間に配置され且つ前記固定スクロールと噛み合って旋回運動する旋回スクロールと、前記旋回スクロールの背面に形成された中央側の高圧室と、この高圧室の外側に形成され前記高圧室の圧力よりも低い圧力の背圧室と、前記高圧室と前記背圧室の間をシールするシール部を備えたスクロール圧縮機において、
   前記シール部は、リング状のシール部材と、このシール部材を配設するリング状溝を有し、且つ前記シール部材の自転を防止する自転防止部を備えていることを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 請求項１に記載のスクロール圧縮機において、前記自転防止部は、前記シール部材に設けられた凸部と、前記リング状溝に設けられ前記凸部と係合する凹部により構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
3. 請求項２に記載のスクロール圧縮機において、前記シール部は前記旋回スクロールの下端面と前記フレームとの間に設けられ、前記シール部材を配設するリング状溝は前記フレームに形成され、前記シール部材は前記旋回スクロールの下端面と摺動して前記高圧室と前記背圧室を区画していることを特徴とするスクロール圧縮機。
4. 請求項３に記載のスクロール圧縮機において、前記リング状溝の底部には前記シール部材を押圧するためのバネ部材を備えていることを特徴とするスクロール圧縮機。
5. 請求項３に記載のスクロール圧縮機において、前記自転防止部を構成する前記凸部は径方向に突出するように形成され、前記フレームに形成された前記リング状溝には前記凸部と係合するように径方向に窪んだ前記凹部が形成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
6. 請求項５に記載のスクロール圧縮機において、前記シール部材には、中央側の前記高圧室と外側の前記背圧室との差圧により径方向に拡大して前記リング状溝の外側の周面に密着させるための合い口が設けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。
7. 請求項６に記載のスクロール圧縮機において、前記合い口は、前記自転防止部を構成する径方向に突出するように形成された前記凸部に設けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。
8. 請求項２に記載のスクロール圧縮機において、前記自転防止部を構成する前記凸部は、前記シール部材の反摺動面側に軸方向に形成され、前記凹部は、前記リング状溝の底部に形成され、前記軸方向の凸部が挿入されて周方向に係合する軸方向の穴であり、この軸方向の穴は、周方向の幅よりも径方向の幅が大きい長穴に形成し、シール部材の径方向への拡大縮小を吸収できるように構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
9. 密閉容器と、この密閉容器内に固定されたフレームと、このフレームに固定された固定スクロールと、前記フレームと前記固定スクロールとの間に配置され且つ前記固定スクロールと噛み合って旋回運動する旋回スクロールと、この旋回スクロールを旋回運動させるためのクランク軸と、前記旋回スクロールの背面に形成された中央側の高圧室と、この高圧室の外側に形成され前記高圧室の圧力よりも低い圧力の背圧室と、前記高圧室と前記背圧室の間をシールするシール部を備えたスクロール圧縮機において、
   前記背圧室における前記旋回スクロールと前記フレームとの間の前記クランク軸に設けられた円板状の鍔部と、この鍔部の外周側に設けられたバランスウェイトとを備え、
   前記シール部は、前記旋回スクロール下端面と前記鍔部との間をシールする第１のシール部と、前記鍔部と前記フレームとの間をシールする第２のシール部を備え、
   前記第１、第２のシール部は、それぞれ、リング状のシール部材と、このシール部材を配設するリング状溝を有し、且つ前記シール部材の自転を防止する自転防止部を備えていることを特徴とするスクロール圧縮機。
10. 請求項９に記載のスクロール圧縮機において、前記自転防止部は、前記シール部材に設けられた凸部と、前記リング状溝に設けられ前記凸部と係合する凹部により構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
11. 請求項１０に記載のスクロール圧縮機において、前記自転防止部を構成する前記凸部は径方向外側に突出するように形成され、前記フレームに形成された前記リング状溝には前記凸部と係合するように径方向外側に窪んだ前記凹部が形成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
12. 請求項１０に記載のスクロール圧縮機において、前記自転防止部を構成する前記凸部は、前記シール部材の反摺動面側に軸方向に形成され、前記凹部は、前記リング状溝の底部に形成され、前記軸方向の凸部が挿入されて周方向に係合する軸方向の穴であり、この軸方向の穴は、周方向の幅よりも径方向の幅が大きい長穴に形成し、シール部材の径方向への拡大縮小を吸収できるように構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。

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