JP3630769B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は業務用および家庭用の主として冷凍空調に使用されるスクロール圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷凍空調用の電動圧縮機としては、圧縮部がレシプロ式のもの、ロータリー式のものがあり、いずれの方式も家庭用、業務用の冷凍空調分野で使用されてきている。現在はコスト、性能面等でそれぞれ特徴を活かして成長してきている。中でもスクロール式の圧縮機が高効率、低騒音、低振動という特徴を活かして実用化されてきた。
【０００３】
米国特許第３，８７４，８２７号明細書▲１▼、同第４，３２５，６８３号明細書▲２▼、および同第４，８７７，３８２号明細書▲３▼は、軸方向に移動できるようにした非旋回な固定スクロールに吐出流体による背圧を働かせ、この背圧によって固定スクロールを可動スクロール側に押圧するようにしたものを開示している。
【０００４】
これらによれば、固定、可動スクロールの双方間に幾つか形成する圧縮室のシール性を高めるとともに、固定、可動スクロールの軸方向のガタツキやこれによる騒音の発生を防止することができ、簡単な構造で性能の向上を図ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、米国特許明細書▲１▼に開示のものは、吐出口を有する支持壁の内側に固定スクロールが位置し、この固定スクロールの支持壁と対向する面に、固定、可動スクロール間の圧縮室を内周側で吐出口に連通させる連通口と、この連通口の回りに前記背圧を受ける受圧面とを有している。固定スクロールと支持壁との間に配した環状のシール壁の内周が固定スクロールに固定され、外周が支持壁に固定されることによって、固定スクロールをシール壁の弾性によって軸方向に移動できるように支持壁に支持しながら、固定スクロールおよび支持壁間を連通口と吐出口との連通部の回りでシールし、前記固定スクロールの軸方向の移動によっても連通口と吐出口との連通部で吐出流体が漏れるようなことを防止する。
【０００６】
しかし、このような構造では、固定スクロールは軸方向の移動の外に、軸と直角な方向にも移動してしまうので、可動スクロールとの間に形成する幾つかの圧縮室のシール性が低下してしまうことがある。また、固定スクロールの軸と直角な方向の動きによってガタツキやこれのための騒音が発生する問題もある。
【０００７】
米国特許明細書▲２▼に開示のものは、固定スクロールと支持壁との対向する面に、双方の円筒状摺動部を設けて固定スクロールが軸方向に移動できるように支持し、かつこの円筒状摺動部の円筒状摺動面間にＯリング状のシール部材を設けている。これによって、固定スクロールは軸方向に移動できるようにしながら、この移動のための円筒状摺動部の円筒状摺動面間をシールして、連通口と吐出口との連通部で吐出流体が漏れるようなことを防止することができ、固定スクロールの軸に直角な方向の動きを規制するできる点で、米国特許明細書▲１▼に開示のものの問題点を解消している。
【０００８】
しかし、円筒状摺動部でのシール構造は、高圧の吐出流体の漏れを防止するために、一定以上のシール面領域が必要である。これを満足するようにシール部材は比較的大きな環状範囲に設けられるので、このようなシール部を前記円筒状摺動面を利用して設けることが円筒状摺動部を必要衣装に大径化することになる。
【０００９】
円筒状摺動部は可動スクロールの軸方向の動きを滑らかにしながらガタツキを防止する必要から高精度な加工部分となり、このような大径化は加工域の徒な増大とこれによる加工の難度アップを招き、コストの無駄な上昇につながる。 また、固定スクロールはときとして傾く。大きな傾きは固定スクロールと支持部材との軸方向の当接によって防止することはできる。しかし、円筒状摺動部は固定スクロールが軸方向に円滑に摺動できるぎりぎりの極く小さなクリアランスを持った高精度な加工面とされていて、固定スクロールの外周が支持部材に当接するに至るまでの小さな傾きによってこじれを生じてしまうことがあり、固定スクロールの軸方向の動きに円滑性を欠いて圧縮室のシール性が低下し、あるいはガタツキや騒音が発生し、あるいは偏摩耗により寿命が低下すると云ったことが生じる。
【００１０】
しかも、円筒状摺動部が、米国特許▲２▼に開示のもののように固定スクロールの外周部近くになるほど、固定スクロールの傾きに対する円筒状摺動面の振れ量の割合が大きくなるので、一層こじれやすいものとなる。
【００１１】
米国特許明細書▲３▼に開示のものは、米国特許明細書▲２▼に開示のもののような円筒状摺動部およびこれを利用した環状シール部を、内外２重に設け、これら内外２重の環状シール部の間で固定スクロールが吐出口近くの流体による背圧を受けるようにしてある。
【００１２】
しかし、円筒状摺動部および環状シール部を２重に設けるのでは構造が複雑になり米国特許明細書▲２▼に開示のもよりもさらにコストの高いものとなるし、２か所での案内に整合性を持ちにくく却ってこじれやガタツキの原因になり性能や寿命の低下を招くことがある。
【００１３】
本発明は上記従来のような問題点を解消することを課題とし、円筒状摺動部の大型化なく固定スクロールを確実に案内し、かつ環状シール部に十分なシール性を確保できる、安価で高性能な信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のスクロール圧縮機は、上記のような目的を達成するために、軸方向に移動できるように支持した固定スクロールと旋回運動されるように支持した可動スクロールとを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、この圧縮室は前記旋回運動により吸込口に通じて流体を吸い込む外周部側から吐出口に通じる内周側に移動しながら容積が縮小して圧縮を行い吐出口に流体を吐出させるようにし、固定スクロールの圧縮室を吐出口に通じさせる連通口の回りに吐出流体の背圧を受けて固定スクロールが可動スクロール側に押圧されるようにする受圧面を設けたスクロール圧縮機において、固定スクロールとこれを支持する支持部材との固定スクロールを軸方向に移動できるように支持する円筒状摺動部を、固定スクロールとこれの支持部材との間を連通口と吐出口との連通部まわりで必要な環状シール面領域を満足してシールする環状シール部よりも内側に設けたことを主たる特徴とするものである。
【００１５】
円筒状摺動部の円筒状摺動面間のクリアランスが、固定スクロールおよび支持部材間の軸方向クリアランスよりも大きく設定されているのが好適である。
【００１６】
また、円筒状摺動部は、固定スクロール側の軸面と、支持部材側の穴面とが形成しているのが好適である。
【００１７】
また、固定スクロールと支持部材との上下方向に対向し合う対向面間に、円筒状摺動部、連通口と吐出口の連通部、および環状シール部を有する縦向き設置型のもので、これら連通部と環状シール部との間の環状領域に位置して、下側の対向面に形成された環状な凹条と、この凹条に上方から嵌まり合うように上側の対向面に形成された環状な凸条とを設けたものであるのも好適である。
【００１８】
吐出口をこれの吐出側開口に圧接して常閉する弾性舌片よりなる逆止弁を設けたものとするのがさらに好適である。
【００１９】
【作用】
本発明のスクロール圧縮機主たる特徴の上記構成では、固定スクロールは支持部材との円筒状摺動部での案内によって軸方向に移動できるので、可動スクロールとの間の圧縮室を吐出口に連通させる連通口の回りの受圧面に吐出流体の背圧を受けることにより可動スクロール側に押動されて圧縮室のシール性を高めることができるとともに、固定スクロールと支持部材との間の連通口および吐出口の連通部まわりでは必要なシール面領域を持った環状シール部によって高圧の吐出流体が漏れるようなことを十分に防止しながら、前記円筒状摺動部がこの環状シール部よりも内側に位置していることによって、環状シール部の大きなシール面領域の影響で徒に大型化するようなことはなく、加工が容易で手間が掛からないので安価なものとすることができる。また加工が容易なため加工精度を得やすいし、円筒状摺動部が内周部近くに位置して固定スクロールの傾きに対する円筒状摺動面の振れ量が小さくこじれ難いものとなるので、固定スクロールの軸方向の動きを円滑にして圧縮しつのシール性を保証しながら、ガタツキや騒音の発生、偏摩耗やこれによる寿命の低下を防止して高性能な信頼性の高いものとすることができる。
【００２０】
円筒状摺動部の円筒状摺動面間のクリアランスが、固定スクロールおよび支持部材間の軸方向クリアランスよりも大きく設定されている構成では、
円筒状摺動部の円筒状摺動面間に有するクリアランス一杯にまで固定スクロールが傾く前に、固定スクロールの一部が支持部材と軸方向クリアランスを規定している部分で軸方向に当接し合い、固定スルクロールがそれ以上傾くのを防止するので、固定スクロールが円筒状摺動部の円筒状摺動面間のクリアランスを越えるまで傾いてこじれを起こすようなことを確実に防止することができ、しかも、固定スクロールは可動スクロールの旋回に応動して、円筒状摺動面間のクリアランス内にて固定スクロール側の円筒状摺動面が、支持部材側の円筒状摺動面に摺接位置を周方向に連続的に変えながら必ず一か所で摺接し合うことによって、ガタツキなく確実に軸方向に案内されるので、性能および信頼性と寿命のさらなる向上が図れる。
【００２１】
また、筒状摺動部は、固定スクロール側の軸面と、支持部材側の穴面とが形成している構成では、
筒状摺動面の可動側が軸面となってここに及ぶ潤滑剤を自身の表面に行き渡らせて膜を形成させやすく、固定側となる支持部材の穴面との間の潤滑を促進するので、これによっても、固定スクロールの軸方向の動きをさらに円滑にするとともに、円筒状摺動部でこじれ難くすることができ、性能および信頼性と寿命を向上することができる。
【００２２】
また、固定スクロールと支持部材との上下方向に対向し合う対向面間に、筒状摺動部、連通口と吐出口の連通部、および環状シール部を有する縦向き設置型のもので、これら連通部と環状シール部との間の環状領域に位置して、下側の対向面に形成された環状な凹条と、この凹条に上方から嵌まり合うように上側の対向面に形成された環状な凸条とを設けた構成では、
環状な凹条と凸条とは、固定スクロールと支持部材との上下方向に対向し合う対向面間の連通部と環状シール部との間の環状領域に、横断面がＵ字状のラビリンス隙間を環状に形成して、ここに及ぶ潤滑剤がラビリンス隙間のＵ字状の底部に環状に溜まってこの部分を埋めるので、圧縮機がスクロール巻き数で決まる圧縮比よりも高い条件で運転されて吐出部の背圧が急激に低くなり、固定スクロールが背圧側、つまり可動スクロールから離れる方向に移動されようとしても、前記ラビリンス隙間に溜まった潤滑剤がオイルダンパーとなってこれを抑制するので、前記のような圧力変動による固定スクロールの急激な移動によって圧縮室のシール不良やガタツキ、騒音等の発生を防止することができ、性能および信頼性が向上する。
【００２３】
吐出口をこれの吐出側開口に圧接して常閉する弾性舌片よりなる逆止弁を設けた構成では、
弾性舌片である逆止弁は、吐出口から流体が吐出されるとき自身の弾性に抗し押し開かれ、流体の吐出圧、吐出流量に応じた開度状態にて流体を応答性よく吐出させるようにしながら、吐出圧が無くなるのと同時に自身の弾性による復元性によって瞬時に吐出口を閉じるし、一旦吐出した流体がスクロール圧縮機内に逆流しようとしても、これが逆止弁をなす弾性舌片の広い背面にこれを閉じる側への押動力を与えて、前記逆流、従って可動スクロールの逆転を確実に防止し、性能および信頼性を向上することができる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の幾つかの実施例について図１〜６を参照しながら説明する。
【００２５】
図１〜図３は本発明の第１の実施例を示している。本実施例は冷凍空調用の縦向き設置型のスクロール圧縮機の場合で、図１に全体の構成を示している。
【００２６】
これにつき説明すると、密閉容器１内には、上部にスクロールタイプの圧縮機構２が、中段部に圧縮機構２を駆動する電動機３が、下部には潤滑剤であるオイル４のオイル溜め５と、オイル溜め５内のオイル４を潤滑対象部へ送り出すオイルガイド６とが、それぞれ設けられている。オイルガイド６は他の形式のポンプに置き換えることもできる。
【００２７】
圧縮機構２は固定スクロール１１と可動スクロール１２とを従来同様に噛み合わせて構成し、可動スクロール１２を旋回駆動することによって、双方間に幾つか形成する圧縮室１３を吸込口１４に通じる外周側から吐出口１５に通じる内周側に移動させながら容積を縮小して圧縮を行う。
【００２８】
これらの支持および駆動と、吸込み圧縮して吐出する流体の案内構造とは、どのように構成されてもよいのは勿論である。本実施例では、圧縮機構２は縦向き設置型のもので上側の固定スクロール１１に下側の可動スクロール１２を噛み合わせてある。電動機３は密閉容器１の内面に固設した環状の固定子３ａと、これの内側に配した回転子３ｂとからなり、回転子３ｂに圧縮機構２の可動スクロール１２を旋回駆動するクランク軸１６を固定してある。
【００２９】
クランク軸１６は下端部を下部フレーム１７によって密閉容器１内に軸受され、上端部にある主軸１８を中間フレーム１９によって密閉容器１内に軸受されている。下部フレーム１７および中間フレーム１９には前記軸受のための転がり軸受２１と滑り軸受２２とを持っている。しかし、このような軸受構造に種々に変更することができる。
【００３０】
可動スクロール１２は中間フレーム１９の上面のスラスト受部１９ａによって下方から受止められ、これの受動軸１２ａが主軸１８の偏心軸受２３に嵌め合わされて、クランク軸１６の回転によって旋回駆動されるようになっている。可動スクロール１２と中間フレーム１９との間には可動スクロール１２を旋回駆動するのに可動スクロール１２が旋回するのを防止するオルダムリング２４が設けられている。
【００３１】
固定スクロール１１は、これの上に配して密閉容器１内に固定した上部フレーム２５によって円筒状摺動部３１によって軸方向に移動できるように支持され、図１、図２に示すように上部フレーム２５から突出しているピン２６に放射方向の凹条２７を嵌め合わせて回転を防止されるようになっている。上部フレーム２５は下向きのスラスト受部２５ａと、中間フレーム１９のスラスト受部１９ａに受られる可動スクロール１２との間で、固定スクロール１１の軸方向に移動できる図３の（ａ）に示すようなクリアランスβを設定している。
【００３２】
固定スクロール１１はほぼ中央位置に圧縮室１３を吐出口１５に通じさせる連通口２８を有し、この連通口２８の回りには吐出流体の背圧を受ける受圧面２８ａが設けられ、固定スクロール１１はこれの受圧面２８ａに働く吐出流体の背圧によって可動スクロール１２の側に押圧されて、双方間に形成する圧縮室１３のシール性が簡易な構造にて保証される。固定スクロール１１と上部フレーム２５との間が前記連通口２８と吐出口１５との連通部の回りで環状シール部２９によってシールされ、この連通部で吐出冷媒が漏れ出るようなことを防止する。
【００３３】
本実施例は冷凍空調用のスクロール圧縮機であることにより、圧縮機構２によって吸込み、圧縮して吐出する流体は冷媒であり、オイル４はこれに相溶性のあるものとされる。
【００３４】
吸込口１４にはガス吸込み管３２が接続され、吐出口１５には密閉容器１内の吐出チャンバー３３を介してガス吐出管３４が接続されている。
【００３５】
オイルガイド６はクランク軸１６の下端に設けられ、圧縮機構２とともに駆動され、オイル溜め１０内のオイル４をクランク軸１６に縦通形成したオイル通路３５内に送り出し、前記偏心軸受２３に先ず供給する。偏心軸受２３に供給された後のオイル４の一部は各部隙間を通って、滑り軸受２２や圧縮機構２内に供給されるとともに、残りは通路３６を通じて下部のオイル溜１０内に戻される。
【００３６】
圧縮機構２内に吸い込まれ圧縮されて吐出される冷媒は、相溶性のあるオイル４と圧縮機構２内等で接触してこれを随伴させ、さらに細部にまでオイルを持ち運んで必要な潤滑を達成させる。
【００３７】
前記環状シール部２９は図２に示すように、固定スクロール１１と上部フレーム２５との対向し合う円筒状摺動面２９ａ、２９ｂ間に環状のシール部材４１を介装した構成とするが、高圧の吐出流体である冷媒の漏れを防ぐために必要なシール面領域を満足するように設計される。
【００３８】
これの位置やこれよりも外側に前記円筒状摺動部３１を設けるのでは、前記したように、円筒状摺動部３１が大型化して問題であるので、本実施例ではこの円筒状摺動部３１を、必要な環状シール面領域を満足してシールする環状シール部２９よりも内側に設けてある。
【００３９】
このようにすると、固定スクロール１１は上部フレーム２５との円筒状摺動部３１での案内によって軸方向に移動できるので、可動スクロール１２との間の圧縮室１３を吐出口１５に連通させる連通口２８の回りの受圧面２８ａに吐出流体である冷媒の背圧を受けることにより可動スクロール１２側に押動されて圧縮室１３のシール性を高めることができるとともに、固定スクロール１１と上部フレーム２５との間の連通口２８および吐出口１５の連通部まわりでは必要なシール面領域を持った環状シール部２９によって高圧の吐出冷媒が漏れるようなことを十分に防止しながら、前記円筒状摺動部３１がこの環状シール部２９よりも内側に位置していることによって、環状シール部２９の大きなシール面領域の影響で徒に大型化するようなことはなく、加工が容易で手間が掛からないので安価なものとすることができる。また加工が容易なため加工精度を得やすいし、円筒状摺動部３１が内周部近くに位置して固定スクロール１１が傾くときの円筒状摺動面３１ａの振れ量が小さくこじれ難いものとなるので、固定スクロール１１の軸方向の動きを円滑にして圧縮室１３のシール性を保証しながら、ガタツキや騒音の発生、偏摩耗やこれによる寿命の低下を防止して高性能な信頼性の高いものとすることができる。
【００４０】
また、円筒状摺動部３１の円筒状摺動面３１ａ、３１ｂ間の図３の（ａ）に示すクリアランスαが、固定スクロール１１および上部フレーム２５間の前記軸方向のクリアランスβよりも大きく設定してある。
【００４１】
このようにすると、円筒状摺動部３１の円筒状摺動面３１ａ、３１ｂ間に有するクリアランスα一杯にまで固定スクロール１１が傾く前に、固定スクロール１１の一部が上部フレーム２５と軸方向のクリアランスβを規定している部分で図３の（ｂ）に示すように軸方向に当接し合い、固定スクロール１１がそれ以上傾くのを防止するので、固定スクロール１１が円筒状摺動部３１の円筒状摺動面３１ａ、３１ｂ間のクリアランスαを越えるまで傾いてこじれを起こすようなことを確実に防止することができ、しかも、固定スクロール１１は可動スクロール１２の旋回に応動して、図３の（ｃ）に実線と仮想線との２か所の位置で代表して示すように円筒状摺動面３１ａ、３１ｂ間のクリアランスα内にて固定スクロール１１側の円筒状摺動面３１ａが、上部フレーム２５側の円筒状摺動面３１ｂに摺接位置を周方向に連続的に変えながら必ず一か所で摺接し合うことによって、ガタツキなく確実に軸方向に案内されるので、性能および信頼性と寿命のさらなる向上が図れる。
【００４２】
さらに、吐出口１５には圧縮機構２の停止時に可動スクロール１２が逆転するのを防ぐための逆止弁４２と、これの動きを規制する逆止弁ガイド４３とが設けられている。特に本実施例では逆止弁４２を吐出口１５の吐出側開口に圧接してこれを常閉する弾性舌片よりなるものとしてある。このような弾性舌片である逆止弁４２は、吐出口１５から流体が吐出されるとき自身の弾性に抗し押し開かれ、流体の吐出圧、吐出流量に応じた開度状態にて流体を応答性よく吐出させるようにしながら、吐出圧が無くなるのと同時に自身の弾性による復元性によって瞬時に吐出口１５を閉じるし、一旦吐出した流体がスクロール圧縮機内に逆流しようとしても、これが逆止弁４２をなす弾性舌片の広い背面にこれを閉じる側への押動力を与えて、前記逆流、従って可動スクロール１２の逆転を確実に防止し、性能および信頼性を向上することができる。
【００４３】
図４は本発明の第２の実施例を示している。本実施例では、円筒状摺動部３１を、固定スクロール１側の円筒状摺動面３１ａが軸面となり、上部フレーム２５側の円筒状摺動面３１ｂが穴面となるように構成してある点、および圧縮機構２が縦向き設置型のものであって、固定スクロール１１と上部フレーム２５の上下方向に対向し合う対向面間に、円筒状摺動部３１、連通口２８と吐出口１５の連通部、および環状シール部２９を有していることを利用し、これら連通部と環状シール部２９との間の環状領域に位置して、下側の対向面に形成された環状な凹条５１と、この凹条５１に上方から嵌まり合うように上側の対向面に形成された環状な凸条５２とを設ける構成とした点で、第１の実施例と異なっている。
【００４４】
このように、可動側となる固定スクロール１１の円筒状摺動面３１ａが軸面であるとここに及ぶ潤滑剤９を自身の表面に行き渡らせて膜を形成させやすく、固定側となる上部フレーム２５の円筒状摺動面３１ｂの穴面との間の潤滑を促進するので、これによっても、固定スクロール１１の軸方向の動きをさらに円滑にするとともに、円筒状摺動部３１でこじれ難くすることができ、性能および信頼性と寿命を向上することができる。
【００４５】
また、前記のように設けた環状な凹条５１と凸条５２とは、固定スクロール１１と上部フレーム２５との上下方向に対向し合う対向面間の、連通口２８および吐出口１５相互の連通部と環状シール部２９との間の環状領域に、横断面がＵ字状のラビリンス隙間５３を環状に形成して、ここに及ぶ潤滑剤が図４の（ｂ）に示すようにラビリンス隙間５３のＵ字状の底部に環状に溜まってこの部分を埋めるので、圧縮機構２がスクロール巻き数で決まる圧縮比よりも高い条件で運転されて吐出部の背圧が急激に低くなり、固定スクロール１１が背圧側、つまり可動スクロール１２から離れる方向に移動されようとしても、前記ラビリンス隙間５３に溜まった潤滑剤がオイルダンパーとなってこれを抑制するので、前記のような圧力変動による固定スクロール１１の急激な移動によって圧縮室１３のシール不良やガタツキ、騒音等の発生を防止することができ、性能および信頼性が向上する。
【００４６】
他の構成は第１の実施例の場合と実質的に変わらないので、同一部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４７】
なお、図５の（ａ）は、通常圧力範囲である３馬力にて運転したときの圧縮機構２の逆止弁付近の各部圧力を示す圧力線図、（ｂ）は、スクロール巻き数で決まる圧縮比よりも高くなる５馬力の高圧条件で運転したときの圧縮機構２の逆止弁付近の各部圧力を示す圧力線図である。図に中間室として示す受圧面２８ａ部での圧力の最大落ち込みは、３馬力時で２０Ｋｇｆ／ｃｍ２ 弱、５馬力時で１８Ｋｇｆ／ｃｍ２ 弱程度に抑えられている。
【００４８】
また、図６の（ａ）（ｂ）は、５馬力で運転したときの固定スクロールと可動スクロールとの各部に働くスラスト力線図である。図で分かるように、図４のに示す圧力の最大落ち込み時の影響による圧力変動が見られが、前記第２の実施例によるオイルダンパー効果によってこれを緩和し、固定スクロール１１のガタツキや騒音の発生を防止することができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明のスクロール圧縮機主たる特徴によれば、固定スクロールは支持部材との円筒状摺動部での案内によって軸方向に移動できるので、可動スクロールとの間の圧縮室を吐出口に連通させる連通口の回りの受圧面に吐出流体の背圧を受けることにより可動スクロール側に押動されて圧縮室のシール性を高めることができるとともに、固定スクロールと支持部材との間の連通口および吐出口の連通部まわりでは必要なシール面領域を持った環状シール部によって高圧の吐出流体が漏れるようなことを十分に防止しながら、前記円筒状摺動部がこの環状シール部よりも内側に位置していることによって、環状シール部の大きなシール面領域の影響で徒に大型化するようなことはなく、加工が容易で手間が掛からないので安価なものとすることができる。また加工が容易なため加工精度を得やすいし、円筒状摺動部が内周部近くに位置して固定スクロールの傾きに対する円筒状摺動面の振れ量が小さくこじれ難いものとなるので、固定スクロールの軸方向の動きを円滑にして圧縮しつのシール性を保証しながら、ガタツキや騒音の発生、偏摩耗やこれによる寿命の低下を防止して高性能な信頼性の高いものとすることができる。
【００５０】
円筒状摺動部の円筒状摺動面間のクリアランスが、固定スクロールおよび支持部材間の軸方向クリアランスよりも大きく設定されているものによれば、
円筒状摺動部の円筒状摺動面間に有するクリアランス一杯にまで固定スクロールが傾く前に、固定スクロールの一部が支持部材と軸方向クリアランスを規定している部分で軸方向に当接し合い、固定スルクロールがそれ以上傾くのを防止するので、固定スクロールが円筒状摺動部の円筒状摺動面間のクリアランスを越えるまで傾いてこじれを起こすようなことを確実に防止することができ、しかも、固定スクロールは可動スクロールの旋回に応動して、円筒状摺動面間のクリアランス内にて固定スクロール側の円筒状摺動面が、支持部材側の円筒状摺動面に摺接位置を周方向に連続的に変えながら必ず一か所で摺接し合うことによって、ガタツキなく確実に軸方向に案内されるので、性能および信頼性と寿命のさらなる向上が図れる。
【００５１】
また、筒状摺動部は、固定スクロール側の軸面と、支持部材側の穴面とが形成しているものによれば、
筒状摺動面の可動側が軸面となってここに及ぶ潤滑剤を自身の表面に行き渡らせて膜を形成させやすく、固定側となる支持部材の穴面との間の潤滑を促進するので、これによっても、固定スクロールの軸方向の動きをさらに円滑にするとともに、円筒状摺動部でこじれ難くすることができ、性能および信頼性と寿命を向上することができる。
【００５２】
また、固定スクロールと支持部材との上下方向に対向し合う対向面間に、筒状摺動部、連通口と吐出口の連通部、および環状シール部を有する縦向き設置型のもので、これら連通部と環状シール部との間の環状領域に位置して、下側の対向面に形成された環状な凹条と、この凹条に上方から嵌まり合うように上側の対向面に形成された環状な凸条とを設けたものによれば、
環状な凹条と凸条とは、固定スクロールと支持部材との上下方向に対向し合う対向面間の連通部と環状シール部との間の環状領域に、横断面がＵ字状のラビリンス隙間を環状に形成して、ここに及ぶ潤滑剤がラビリンス隙間のＵ字状の底部に環状に溜まってこの部分を埋めるので、圧縮機がスクロール巻き数で決まる圧縮比よりも高い条件で運転されて吐出部の背圧が急激に低くなり、固定スクロールが背圧側、つまり可動スクロールから離れる方向に移動されようとしても、前記ラビリンス隙間に溜まった潤滑剤がオイルダンパーとなってこれを抑制するので、前記のような圧力変動による固定スクロールの急激な移動によって圧縮室のシール不良やガタツキ、騒音等の発生を防止することができ、性能および信頼性が向上する。
【００５３】
吐出口をこれの吐出側開口に圧接して常閉する弾性舌片よりなる逆止弁を設けたものによれば、
弾性舌片である逆止弁は、吐出口から流体が吐出されるとき自身の弾性に抗し押し開かれ、流体の吐出圧、吐出流量に応じた開度状態にて流体を応答性よく吐出させるようにしながら、吐出圧が無くなるのと同時に自身の弾性による復元性によって瞬時に吐出口を閉じるし、一旦吐出した流体がスクロール圧縮機内に逆流しようとしても、これが逆止弁をなす弾性舌片の広い背面にこれを閉じる側への押動力を与えて、前記逆流、従って可動スクロールの逆転を確実に防止し、性能および信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１の圧縮機の要部の断面図および一部の斜視図である。
【図３】図１の圧縮機の要部の状態変化を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示す一部の断面図である。
【図５】通常圧力範囲および高圧状態での運転における圧力線図である。
【図６】高圧状態での運転における固定、可動各スクロール各部に働くスラスト力線図である。
【符号の説明】
２ 圧縮機構
１１ 固定スクロール
１２ 可動スクロール
１３ 圧縮室
１５ 吐出口
２５ 上部フレーム
２８ 連通口
２８ａ 受圧面
２９ 環状シール部
３１ 円筒状摺動部
３１ａ、３１ｂ 円筒状摺動面
４２ 逆止弁
５１ 凹条
５２ 突条
α、β クリアランス
【産業上の利用分野】
本発明は業務用および家庭用の主として冷凍空調に使用されるスクロール圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷凍空調用の電動圧縮機としては、圧縮部がレシプロ式のもの、ロータリー式のものがあり、いずれの方式も家庭用、業務用の冷凍空調分野で使用されてきている。現在はコスト、性能面等でそれぞれ特徴を活かして成長してきている。中でもスクロール式の圧縮機が高効率、低騒音、低振動という特徴を活かして実用化されてきた。
【０００３】
米国特許第３，８７４，８２７号明細書▲１▼、同第４，３２５，６８３号明細書▲２▼、および同第４，８７７，３８２号明細書▲３▼は、軸方向に移動できるようにした非旋回な固定スクロールに吐出流体による背圧を働かせ、この背圧によって固定スクロールを可動スクロール側に押圧するようにしたものを開示している。
【０００４】
これらによれば、固定、可動スクロールの双方間に幾つか形成する圧縮室のシール性を高めるとともに、固定、可動スクロールの軸方向のガタツキやこれによる騒音の発生を防止することができ、簡単な構造で性能の向上を図ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、米国特許明細書▲１▼に開示のものは、吐出口を有する支持壁の内側に固定スクロールが位置し、この固定スクロールの支持壁と対向する面に、固定、可動スクロール間の圧縮室を内周側で吐出口に連通させる連通口と、この連通口の回りに前記背圧を受ける受圧面とを有している。固定スクロールと支持壁との間に配した環状のシール壁の内周が固定スクロールに固定され、外周が支持壁に固定されることによって、固定スクロールをシール壁の弾性によって軸方向に移動できるように支持壁に支持しながら、固定スクロールおよび支持壁間を連通口と吐出口との連通部の回りでシールし、前記固定スクロールの軸方向の移動によっても連通口と吐出口との連通部で吐出流体が漏れるようなことを防止する。
【０００６】
しかし、このような構造では、固定スクロールは軸方向の移動の外に、軸と直角な方向にも移動してしまうので、可動スクロールとの間に形成する幾つかの圧縮室のシール性が低下してしまうことがある。また、固定スクロールの軸と直角な方向の動きによってガタツキやこれのための騒音が発生する問題もある。
【０００７】
米国特許明細書▲２▼に開示のものは、固定スクロールと支持壁との対向する面に、双方の円筒状摺動部を設けて固定スクロールが軸方向に移動できるように支持し、かつこの円筒状摺動部の円筒状摺動面間にＯリング状のシール部材を設けている。これによって、固定スクロールは軸方向に移動できるようにしながら、この移動のための円筒状摺動部の円筒状摺動面間をシールして、連通口と吐出口との連通部で吐出流体が漏れるようなことを防止することができ、固定スクロールの軸に直角な方向の動きを規制するできる点で、米国特許明細書▲１▼に開示のものの問題点を解消している。
【０００８】
しかし、円筒状摺動部でのシール構造は、高圧の吐出流体の漏れを防止するために、一定以上のシール面領域が必要である。これを満足するようにシール部材は比較的大きな環状範囲に設けられるので、このようなシール部を前記円筒状摺動面を利用して設けることが円筒状摺動部を必要衣装に大径化することになる。
【０００９】
円筒状摺動部は可動スクロールの軸方向の動きを滑らかにしながらガタツキを防止する必要から高精度な加工部分となり、このような大径化は加工域の徒な増大とこれによる加工の難度アップを招き、コストの無駄な上昇につながる。 また、固定スクロールはときとして傾く。大きな傾きは固定スクロールと支持部材との軸方向の当接によって防止することはできる。しかし、円筒状摺動部は固定スクロールが軸方向に円滑に摺動できるぎりぎりの極く小さなクリアランスを持った高精度な加工面とされていて、固定スクロールの外周が支持部材に当接するに至るまでの小さな傾きによってこじれを生じてしまうことがあり、固定スクロールの軸方向の動きに円滑性を欠いて圧縮室のシール性が低下し、あるいはガタツキや騒音が発生し、あるいは偏摩耗により寿命が低下すると云ったことが生じる。
【００１０】
しかも、円筒状摺動部が、米国特許▲２▼に開示のもののように固定スクロールの外周部近くになるほど、固定スクロールの傾きに対する円筒状摺動面の振れ量の割合が大きくなるので、一層こじれやすいものとなる。
【００１１】
米国特許明細書▲３▼に開示のものは、米国特許明細書▲２▼に開示のもののような円筒状摺動部およびこれを利用した環状シール部を、内外２重に設け、これら内外２重の環状シール部の間で固定スクロールが吐出口近くの流体による背圧を受けるようにしてある。
【００１２】
しかし、円筒状摺動部および環状シール部を２重に設けるのでは構造が複雑になり米国特許明細書▲２▼に開示のもよりもさらにコストの高いものとなるし、２か所での案内に整合性を持ちにくく却ってこじれやガタツキの原因になり性能や寿命の低下を招くことがある。
【００１３】
本発明は上記従来のような問題点を解消することを課題とし、円筒状摺動部の大型化なく固定スクロールを確実に案内し、かつ環状シール部に十分なシール性を確保できる、安価で高性能な信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のスクロール圧縮機は、上記のような目的を達成するために、軸方向に移動できるように支持した固定スクロールと旋回運動されるように支持した可動スクロールとを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、この圧縮室は前記旋回運動により吸込口に通じて流体を吸い込む外周部側から吐出口に通じる内周側に移動しながら容積が縮小して圧縮を行い吐出口に流体を吐出させるようにし、固定スクロールの圧縮室を吐出口に通じさせる連通口の回りに吐出流体の背圧を受けて固定スクロールが可動スクロール側に押圧されるようにする受圧面を設けたスクロール圧縮機において、固定スクロールとこれを支持する支持部材との固定スクロールを軸方向に移動できるように支持する円筒状摺動部を、固定スクロールとこれの支持部材との間を連通口と吐出口との連通部まわりで必要な環状シール面領域を満足してシールする環状シール部よりも内側に設けたことを主たる特徴とするものである。
【００１５】
円筒状摺動部の円筒状摺動面間のクリアランスが、固定スクロールおよび支持部材間の軸方向クリアランスよりも大きく設定されているのが好適である。
【００１６】
また、円筒状摺動部は、固定スクロール側の軸面と、支持部材側の穴面とが形成しているのが好適である。
【００１７】
また、固定スクロールと支持部材との上下方向に対向し合う対向面間に、円筒状摺動部、連通口と吐出口の連通部、および環状シール部を有する縦向き設置型のもので、これら連通部と環状シール部との間の環状領域に位置して、下側の対向面に形成された環状な凹条と、この凹条に上方から嵌まり合うように上側の対向面に形成された環状な凸条とを設けたものであるのも好適である。
【００１８】
吐出口をこれの吐出側開口に圧接して常閉する弾性舌片よりなる逆止弁を設けたものとするのがさらに好適である。
【００１９】
【作用】
本発明のスクロール圧縮機主たる特徴の上記構成では、固定スクロールは支持部材との円筒状摺動部での案内によって軸方向に移動できるので、可動スクロールとの間の圧縮室を吐出口に連通させる連通口の回りの受圧面に吐出流体の背圧を受けることにより可動スクロール側に押動されて圧縮室のシール性を高めることができるとともに、固定スクロールと支持部材との間の連通口および吐出口の連通部まわりでは必要なシール面領域を持った環状シール部によって高圧の吐出流体が漏れるようなことを十分に防止しながら、前記円筒状摺動部がこの環状シール部よりも内側に位置していることによって、環状シール部の大きなシール面領域の影響で徒に大型化するようなことはなく、加工が容易で手間が掛からないので安価なものとすることができる。また加工が容易なため加工精度を得やすいし、円筒状摺動部が内周部近くに位置して固定スクロールの傾きに対する円筒状摺動面の振れ量が小さくこじれ難いものとなるので、固定スクロールの軸方向の動きを円滑にして圧縮しつのシール性を保証しながら、ガタツキや騒音の発生、偏摩耗やこれによる寿命の低下を防止して高性能な信頼性の高いものとすることができる。
【００２０】
円筒状摺動部の円筒状摺動面間のクリアランスが、固定スクロールおよび支持部材間の軸方向クリアランスよりも大きく設定されている構成では、
円筒状摺動部の円筒状摺動面間に有するクリアランス一杯にまで固定スクロールが傾く前に、固定スクロールの一部が支持部材と軸方向クリアランスを規定している部分で軸方向に当接し合い、固定スルクロールがそれ以上傾くのを防止するので、固定スクロールが円筒状摺動部の円筒状摺動面間のクリアランスを越えるまで傾いてこじれを起こすようなことを確実に防止することができ、しかも、固定スクロールは可動スクロールの旋回に応動して、円筒状摺動面間のクリアランス内にて固定スクロール側の円筒状摺動面が、支持部材側の円筒状摺動面に摺接位置を周方向に連続的に変えながら必ず一か所で摺接し合うことによって、ガタツキなく確実に軸方向に案内されるので、性能および信頼性と寿命のさらなる向上が図れる。
【００２１】
また、筒状摺動部は、固定スクロール側の軸面と、支持部材側の穴面とが形成している構成では、
筒状摺動面の可動側が軸面となってここに及ぶ潤滑剤を自身の表面に行き渡らせて膜を形成させやすく、固定側となる支持部材の穴面との間の潤滑を促進するので、これによっても、固定スクロールの軸方向の動きをさらに円滑にするとともに、円筒状摺動部でこじれ難くすることができ、性能および信頼性と寿命を向上することができる。
【００２２】
また、固定スクロールと支持部材との上下方向に対向し合う対向面間に、筒状摺動部、連通口と吐出口の連通部、および環状シール部を有する縦向き設置型のもので、これら連通部と環状シール部との間の環状領域に位置して、下側の対向面に形成された環状な凹条と、この凹条に上方から嵌まり合うように上側の対向面に形成された環状な凸条とを設けた構成では、
環状な凹条と凸条とは、固定スクロールと支持部材との上下方向に対向し合う対向面間の連通部と環状シール部との間の環状領域に、横断面がＵ字状のラビリンス隙間を環状に形成して、ここに及ぶ潤滑剤がラビリンス隙間のＵ字状の底部に環状に溜まってこの部分を埋めるので、圧縮機がスクロール巻き数で決まる圧縮比よりも高い条件で運転されて吐出部の背圧が急激に低くなり、固定スクロールが背圧側、つまり可動スクロールから離れる方向に移動されようとしても、前記ラビリンス隙間に溜まった潤滑剤がオイルダンパーとなってこれを抑制するので、前記のような圧力変動による固定スクロールの急激な移動によって圧縮室のシール不良やガタツキ、騒音等の発生を防止することができ、性能および信頼性が向上する。
【００２３】
吐出口をこれの吐出側開口に圧接して常閉する弾性舌片よりなる逆止弁を設けた構成では、
弾性舌片である逆止弁は、吐出口から流体が吐出されるとき自身の弾性に抗し押し開かれ、流体の吐出圧、吐出流量に応じた開度状態にて流体を応答性よく吐出させるようにしながら、吐出圧が無くなるのと同時に自身の弾性による復元性によって瞬時に吐出口を閉じるし、一旦吐出した流体がスクロール圧縮機内に逆流しようとしても、これが逆止弁をなす弾性舌片の広い背面にこれを閉じる側への押動力を与えて、前記逆流、従って可動スクロールの逆転を確実に防止し、性能および信頼性を向上することができる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の幾つかの実施例について図１〜６を参照しながら説明する。
【００２５】
図１〜図３は本発明の第１の実施例を示している。本実施例は冷凍空調用の縦向き設置型のスクロール圧縮機の場合で、図１に全体の構成を示している。
【００２６】
これにつき説明すると、密閉容器１内には、上部にスクロールタイプの圧縮機構２が、中段部に圧縮機構２を駆動する電動機３が、下部には潤滑剤であるオイル４のオイル溜め５と、オイル溜め５内のオイル４を潤滑対象部へ送り出すオイルガイド６とが、それぞれ設けられている。オイルガイド６は他の形式のポンプに置き換えることもできる。
【００２７】
圧縮機構２は固定スクロール１１と可動スクロール１２とを従来同様に噛み合わせて構成し、可動スクロール１２を旋回駆動することによって、双方間に幾つか形成する圧縮室１３を吸込口１４に通じる外周側から吐出口１５に通じる内周側に移動させながら容積を縮小して圧縮を行う。
【００２８】
これらの支持および駆動と、吸込み圧縮して吐出する流体の案内構造とは、どのように構成されてもよいのは勿論である。本実施例では、圧縮機構２は縦向き設置型のもので上側の固定スクロール１１に下側の可動スクロール１２を噛み合わせてある。電動機３は密閉容器１の内面に固設した環状の固定子３ａと、これの内側に配した回転子３ｂとからなり、回転子３ｂに圧縮機構２の可動スクロール１２を旋回駆動するクランク軸１６を固定してある。
【００２９】
クランク軸１６は下端部を下部フレーム１７によって密閉容器１内に軸受され、上端部にある主軸１８を中間フレーム１９によって密閉容器１内に軸受されている。下部フレーム１７および中間フレーム１９には前記軸受のための転がり軸受２１と滑り軸受２２とを持っている。しかし、このような軸受構造に種々に変更することができる。
【００３０】
可動スクロール１２は中間フレーム１９の上面のスラスト受部１９ａによって下方から受止められ、これの受動軸１２ａが主軸１８の偏心軸受２３に嵌め合わされて、クランク軸１６の回転によって旋回駆動されるようになっている。可動スクロール１２と中間フレーム１９との間には可動スクロール１２を旋回駆動するのに可動スクロール１２が旋回するのを防止するオルダムリング２４が設けられている。
【００３１】
固定スクロール１１は、これの上に配して密閉容器１内に固定した上部フレーム２５によって円筒状摺動部３１によって軸方向に移動できるように支持され、図１、図２に示すように上部フレーム２５から突出しているピン２６に放射方向の凹条２７を嵌め合わせて回転を防止されるようになっている。上部フレーム２５は下向きのスラスト受部２５ａと、中間フレーム１９のスラスト受部１９ａに受られる可動スクロール１２との間で、固定スクロール１１の軸方向に移動できる図３の（ａ）に示すようなクリアランスβを設定している。
【００３２】
固定スクロール１１はほぼ中央位置に圧縮室１３を吐出口１５に通じさせる連通口２８を有し、この連通口２８の回りには吐出流体の背圧を受ける受圧面２８ａが設けられ、固定スクロール１１はこれの受圧面２８ａに働く吐出流体の背圧によって可動スクロール１２の側に押圧されて、双方間に形成する圧縮室１３のシール性が簡易な構造にて保証される。固定スクロール１１と上部フレーム２５との間が前記連通口２８と吐出口１５との連通部の回りで環状シール部２９によってシールされ、この連通部で吐出冷媒が漏れ出るようなことを防止する。
【００３３】
本実施例は冷凍空調用のスクロール圧縮機であることにより、圧縮機構２によって吸込み、圧縮して吐出する流体は冷媒であり、オイル４はこれに相溶性のあるものとされる。
【００３４】
吸込口１４にはガス吸込み管３２が接続され、吐出口１５には密閉容器１内の吐出チャンバー３３を介してガス吐出管３４が接続されている。
【００３５】
オイルガイド６はクランク軸１６の下端に設けられ、圧縮機構２とともに駆動され、オイル溜め１０内のオイル４をクランク軸１６に縦通形成したオイル通路３５内に送り出し、前記偏心軸受２３に先ず供給する。偏心軸受２３に供給された後のオイル４の一部は各部隙間を通って、滑り軸受２２や圧縮機構２内に供給されるとともに、残りは通路３６を通じて下部のオイル溜１０内に戻される。
【００３６】
圧縮機構２内に吸い込まれ圧縮されて吐出される冷媒は、相溶性のあるオイル４と圧縮機構２内等で接触してこれを随伴させ、さらに細部にまでオイルを持ち運んで必要な潤滑を達成させる。
【００３７】
前記環状シール部２９は図２に示すように、固定スクロール１１と上部フレーム２５との対向し合う円筒状摺動面２９ａ、２９ｂ間に環状のシール部材４１を介装した構成とするが、高圧の吐出流体である冷媒の漏れを防ぐために必要なシール面領域を満足するように設計される。
【００３８】
これの位置やこれよりも外側に前記円筒状摺動部３１を設けるのでは、前記したように、円筒状摺動部３１が大型化して問題であるので、本実施例ではこの円筒状摺動部３１を、必要な環状シール面領域を満足してシールする環状シール部２９よりも内側に設けてある。
【００３９】
このようにすると、固定スクロール１１は上部フレーム２５との円筒状摺動部３１での案内によって軸方向に移動できるので、可動スクロール１２との間の圧縮室１３を吐出口１５に連通させる連通口２８の回りの受圧面２８ａに吐出流体である冷媒の背圧を受けることにより可動スクロール１２側に押動されて圧縮室１３のシール性を高めることができるとともに、固定スクロール１１と上部フレーム２５との間の連通口２８および吐出口１５の連通部まわりでは必要なシール面領域を持った環状シール部２９によって高圧の吐出冷媒が漏れるようなことを十分に防止しながら、前記円筒状摺動部３１がこの環状シール部２９よりも内側に位置していることによって、環状シール部２９の大きなシール面領域の影響で徒に大型化するようなことはなく、加工が容易で手間が掛からないので安価なものとすることができる。また加工が容易なため加工精度を得やすいし、円筒状摺動部３１が内周部近くに位置して固定スクロール１１が傾くときの円筒状摺動面３１ａの振れ量が小さくこじれ難いものとなるので、固定スクロール１１の軸方向の動きを円滑にして圧縮室１３のシール性を保証しながら、ガタツキや騒音の発生、偏摩耗やこれによる寿命の低下を防止して高性能な信頼性の高いものとすることができる。
【００４０】
また、円筒状摺動部３１の円筒状摺動面３１ａ、３１ｂ間の図３の（ａ）に示すクリアランスαが、固定スクロール１１および上部フレーム２５間の前記軸方向のクリアランスβよりも大きく設定してある。
【００４１】
このようにすると、円筒状摺動部３１の円筒状摺動面３１ａ、３１ｂ間に有するクリアランスα一杯にまで固定スクロール１１が傾く前に、固定スクロール１１の一部が上部フレーム２５と軸方向のクリアランスβを規定している部分で図３の（ｂ）に示すように軸方向に当接し合い、固定スクロール１１がそれ以上傾くのを防止するので、固定スクロール１１が円筒状摺動部３１の円筒状摺動面３１ａ、３１ｂ間のクリアランスαを越えるまで傾いてこじれを起こすようなことを確実に防止することができ、しかも、固定スクロール１１は可動スクロール１２の旋回に応動して、図３の（ｃ）に実線と仮想線との２か所の位置で代表して示すように円筒状摺動面３１ａ、３１ｂ間のクリアランスα内にて固定スクロール１１側の円筒状摺動面３１ａが、上部フレーム２５側の円筒状摺動面３１ｂに摺接位置を周方向に連続的に変えながら必ず一か所で摺接し合うことによって、ガタツキなく確実に軸方向に案内されるので、性能および信頼性と寿命のさらなる向上が図れる。
【００４２】
さらに、吐出口１５には圧縮機構２の停止時に可動スクロール１２が逆転するのを防ぐための逆止弁４２と、これの動きを規制する逆止弁ガイド４３とが設けられている。特に本実施例では逆止弁４２を吐出口１５の吐出側開口に圧接してこれを常閉する弾性舌片よりなるものとしてある。このような弾性舌片である逆止弁４２は、吐出口１５から流体が吐出されるとき自身の弾性に抗し押し開かれ、流体の吐出圧、吐出流量に応じた開度状態にて流体を応答性よく吐出させるようにしながら、吐出圧が無くなるのと同時に自身の弾性による復元性によって瞬時に吐出口１５を閉じるし、一旦吐出した流体がスクロール圧縮機内に逆流しようとしても、これが逆止弁４２をなす弾性舌片の広い背面にこれを閉じる側への押動力を与えて、前記逆流、従って可動スクロール１２の逆転を確実に防止し、性能および信頼性を向上することができる。
【００４３】
図４は本発明の第２の実施例を示している。本実施例では、円筒状摺動部３１を、固定スクロール１側の円筒状摺動面３１ａが軸面となり、上部フレーム２５側の円筒状摺動面３１ｂが穴面となるように構成してある点、および圧縮機構２が縦向き設置型のものであって、固定スクロール１１と上部フレーム２５の上下方向に対向し合う対向面間に、円筒状摺動部３１、連通口２８と吐出口１５の連通部、および環状シール部２９を有していることを利用し、これら連通部と環状シール部２９との間の環状領域に位置して、下側の対向面に形成された環状な凹条５１と、この凹条５１に上方から嵌まり合うように上側の対向面に形成された環状な凸条５２とを設ける構成とした点で、第１の実施例と異なっている。
【００４４】
このように、可動側となる固定スクロール１１の円筒状摺動面３１ａが軸面であるとここに及ぶ潤滑剤９を自身の表面に行き渡らせて膜を形成させやすく、固定側となる上部フレーム２５の円筒状摺動面３１ｂの穴面との間の潤滑を促進するので、これによっても、固定スクロール１１の軸方向の動きをさらに円滑にするとともに、円筒状摺動部３１でこじれ難くすることができ、性能および信頼性と寿命を向上することができる。
【００４５】
また、前記のように設けた環状な凹条５１と凸条５２とは、固定スクロール１１と上部フレーム２５との上下方向に対向し合う対向面間の、連通口２８および吐出口１５相互の連通部と環状シール部２９との間の環状領域に、横断面がＵ字状のラビリンス隙間５３を環状に形成して、ここに及ぶ潤滑剤が図４の（ｂ）に示すようにラビリンス隙間５３のＵ字状の底部に環状に溜まってこの部分を埋めるので、圧縮機構２がスクロール巻き数で決まる圧縮比よりも高い条件で運転されて吐出部の背圧が急激に低くなり、固定スクロール１１が背圧側、つまり可動スクロール１２から離れる方向に移動されようとしても、前記ラビリンス隙間５３に溜まった潤滑剤がオイルダンパーとなってこれを抑制するので、前記のような圧力変動による固定スクロール１１の急激な移動によって圧縮室１３のシール不良やガタツキ、騒音等の発生を防止することができ、性能および信頼性が向上する。
【００４６】
他の構成は第１の実施例の場合と実質的に変わらないので、同一部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４７】
なお、図５の（ａ）は、通常圧力範囲である３馬力にて運転したときの圧縮機構２の逆止弁付近の各部圧力を示す圧力線図、（ｂ）は、スクロール巻き数で決まる圧縮比よりも高くなる５馬力の高圧条件で運転したときの圧縮機構２の逆止弁付近の各部圧力を示す圧力線図である。図に中間室として示す受圧面２８ａ部での圧力の最大落ち込みは、３馬力時で２０Ｋｇｆ／ｃｍ２ 弱、５馬力時で１８Ｋｇｆ／ｃｍ２ 弱程度に抑えられている。
【００４８】
また、図６の（ａ）（ｂ）は、５馬力で運転したときの固定スクロールと可動スクロールとの各部に働くスラスト力線図である。図で分かるように、図４のに示す圧力の最大落ち込み時の影響による圧力変動が見られが、前記第２の実施例によるオイルダンパー効果によってこれを緩和し、固定スクロール１１のガタツキや騒音の発生を防止することができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明のスクロール圧縮機主たる特徴によれば、固定スクロールは支持部材との円筒状摺動部での案内によって軸方向に移動できるので、可動スクロールとの間の圧縮室を吐出口に連通させる連通口の回りの受圧面に吐出流体の背圧を受けることにより可動スクロール側に押動されて圧縮室のシール性を高めることができるとともに、固定スクロールと支持部材との間の連通口および吐出口の連通部まわりでは必要なシール面領域を持った環状シール部によって高圧の吐出流体が漏れるようなことを十分に防止しながら、前記円筒状摺動部がこの環状シール部よりも内側に位置していることによって、環状シール部の大きなシール面領域の影響で徒に大型化するようなことはなく、加工が容易で手間が掛からないので安価なものとすることができる。また加工が容易なため加工精度を得やすいし、円筒状摺動部が内周部近くに位置して固定スクロールの傾きに対する円筒状摺動面の振れ量が小さくこじれ難いものとなるので、固定スクロールの軸方向の動きを円滑にして圧縮しつのシール性を保証しながら、ガタツキや騒音の発生、偏摩耗やこれによる寿命の低下を防止して高性能な信頼性の高いものとすることができる。
【００５０】
円筒状摺動部の円筒状摺動面間のクリアランスが、固定スクロールおよび支持部材間の軸方向クリアランスよりも大きく設定されているものによれば、
円筒状摺動部の円筒状摺動面間に有するクリアランス一杯にまで固定スクロールが傾く前に、固定スクロールの一部が支持部材と軸方向クリアランスを規定している部分で軸方向に当接し合い、固定スルクロールがそれ以上傾くのを防止するので、固定スクロールが円筒状摺動部の円筒状摺動面間のクリアランスを越えるまで傾いてこじれを起こすようなことを確実に防止することができ、しかも、固定スクロールは可動スクロールの旋回に応動して、円筒状摺動面間のクリアランス内にて固定スクロール側の円筒状摺動面が、支持部材側の円筒状摺動面に摺接位置を周方向に連続的に変えながら必ず一か所で摺接し合うことによって、ガタツキなく確実に軸方向に案内されるので、性能および信頼性と寿命のさらなる向上が図れる。
【００５１】
また、筒状摺動部は、固定スクロール側の軸面と、支持部材側の穴面とが形成しているものによれば、
筒状摺動面の可動側が軸面となってここに及ぶ潤滑剤を自身の表面に行き渡らせて膜を形成させやすく、固定側となる支持部材の穴面との間の潤滑を促進するので、これによっても、固定スクロールの軸方向の動きをさらに円滑にするとともに、円筒状摺動部でこじれ難くすることができ、性能および信頼性と寿命を向上することができる。
【００５２】
また、固定スクロールと支持部材との上下方向に対向し合う対向面間に、筒状摺動部、連通口と吐出口の連通部、および環状シール部を有する縦向き設置型のもので、これら連通部と環状シール部との間の環状領域に位置して、下側の対向面に形成された環状な凹条と、この凹条に上方から嵌まり合うように上側の対向面に形成された環状な凸条とを設けたものによれば、
環状な凹条と凸条とは、固定スクロールと支持部材との上下方向に対向し合う対向面間の連通部と環状シール部との間の環状領域に、横断面がＵ字状のラビリンス隙間を環状に形成して、ここに及ぶ潤滑剤がラビリンス隙間のＵ字状の底部に環状に溜まってこの部分を埋めるので、圧縮機がスクロール巻き数で決まる圧縮比よりも高い条件で運転されて吐出部の背圧が急激に低くなり、固定スクロールが背圧側、つまり可動スクロールから離れる方向に移動されようとしても、前記ラビリンス隙間に溜まった潤滑剤がオイルダンパーとなってこれを抑制するので、前記のような圧力変動による固定スクロールの急激な移動によって圧縮室のシール不良やガタツキ、騒音等の発生を防止することができ、性能および信頼性が向上する。
【００５３】
吐出口をこれの吐出側開口に圧接して常閉する弾性舌片よりなる逆止弁を設けたものによれば、
弾性舌片である逆止弁は、吐出口から流体が吐出されるとき自身の弾性に抗し押し開かれ、流体の吐出圧、吐出流量に応じた開度状態にて流体を応答性よく吐出させるようにしながら、吐出圧が無くなるのと同時に自身の弾性による復元性によって瞬時に吐出口を閉じるし、一旦吐出した流体がスクロール圧縮機内に逆流しようとしても、これが逆止弁をなす弾性舌片の広い背面にこれを閉じる側への押動力を与えて、前記逆流、従って可動スクロールの逆転を確実に防止し、性能および信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１の圧縮機の要部の断面図および一部の斜視図である。
【図３】図１の圧縮機の要部の状態変化を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示す一部の断面図である。
【図５】通常圧力範囲および高圧状態での運転における圧力線図である。
【図６】高圧状態での運転における固定、可動各スクロール各部に働くスラスト力線図である。
【符号の説明】
２ 圧縮機構
１１ 固定スクロール
１２ 可動スクロール
１３ 圧縮室
１５ 吐出口
２５ 上部フレーム
２８ 連通口
２８ａ 受圧面
２９ 環状シール部
３１ 円筒状摺動部
３１ａ、３１ｂ 円筒状摺動面
４２ 逆止弁
５１ 凹条
５２ 突条
α、β クリアランス
Claims (5)
- 軸方向に移動できるように支持した固定スクロールと旋回運動されるように支持した可動スクロールとを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、この圧縮室は前記旋回運動により吸込口に通じて流体を吸い込む外周部側から吐出口に通じる内周側に移動しながら容積が縮小して圧縮を行い吐出口に流体を吐出させるようにし、固定スクロールの圧縮室を吐出口に通じさせる連通口の回りに吐出流体の背圧を受けて固定スクロールが可動スクロール側に押圧されるようにする受圧面を設けたスクロール圧縮機において、
固定スクロールとこれを支持する支持部材との固定スクロールを軸方向に移動できるように支持する円筒状摺動部を、固定スクロールとこれの支持部材との間を連通口と吐出口との連通部まわりで必要な環状シール面領域を満足してシールする環状シール部よりも内側に設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。 - 円筒状摺動部の円筒状摺動面間のクリアランスが、固定スクロールおよび支持部材間の軸方向クリアランスよりも大きく設定されている請求項１に記載のスクロール圧縮機。
- 円筒状摺動部は、固定スクロール側の軸面と、支持部材側の穴面とが形成している請求項１、２のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
- 固定スクロールと支持部材との上下方向に対向し合う対向面間に、円筒状摺動部、連通口と吐出口の連通部、および環状シール部を有する縦向き設置型のもので、これら連通部と環状シール部との間の環状領域に位置して、下側の対向面に形成された環状な凹条と、この凹条に上方から嵌まり合うように上側の対向面に形成された環状な凸条とを設けた請求項１〜３のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
- 吐出口をこれの吐出側開口に圧接して常閉する弾性舌片よりなる逆止弁を設けた請求項１〜４のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP13769095A JP3630769B2 (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | スクロール圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP13769095A JP3630769B2 (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | スクロール圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08326669A JPH08326669A (ja) | 1996-12-10 |
| JP3630769B2 true JP3630769B2 (ja) | 2005-03-23 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE19911212A1 (de) * | 1999-03-12 | 2000-09-14 | Mann & Hummel Filter | Wellenlagerung mit Lagerkalotte |
-
1995
- 1995-06-05 JP JP13769095A patent/JP3630769B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH08326669A (ja) | 1996-12-10 |
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