JPH116487A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シールリングの外周におけるシール性を確保
しつつ可動スクロールに対するシールリングの追従性を
向上させる。 【解決手段】 可動スクロール３のボス部３ａを取囲む
ようにシールリング５が設置される。シールリング５の
外周面には環状溝５ａが設けられ、環状溝５ａ内にピス
トンリング７が嵌入される。このピストンリング７がシ
ールリング５の外周におけるシール部材として機能す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スクロール圧縮
機に関し、特に、可動スクロールを固定スクロールに押
付ける機能を有するシールリングの外周におけるシール
構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来のスクロール圧縮機の一例を
示す。この図４には、特開平４−３６５９８２号公報に
開示されたスクロール圧縮機が示されている。なお、図
４には、本発明と関連する部分にのみ番号を付し、その
番号の付された構成部分の名称も本発明に対応させて適
宜変更している。

【０００３】図４に示されるように、密閉ケーシング１
内には、固定スクロール２と、可動スクロール３と、シ
ールリング５と、ハウジング６と、クランク軸１１と、
モータ１０とが組込まれる。固定スクロール２は、ハウ
ジング６によって保持される。可動スクロール３は、ボ
ス部３ａを有し、クランク軸１１は偏心部１１ａを有す
る。この偏心部１１ａが、ボス部３ａの内側に挿入さ
れ、偏心部１１ａとボス部３ａとの間には軸受メタル１
８′が配置される。ボス部３ａを取囲むようにシールリ
ング５が配置され、このシールリング５とハウジング６
との間にはシール用のＯリング２０が取付けられる。ま
た、シールリング５の下端には、このシールリング５を
可動スクロール３側に付勢するためのスプリング２２が
取付けられる。

【０００４】モータ１０は、ロータ９とステータ８とを
有しており、ロータ９にクランク軸１１が嵌入される。
それにより、モータ１０によってクランク軸１１が回転
操作され、クランク軸１１の回転に伴って偏心部１１ａ
が旋回運動し、それに伴い可動スクロール３も旋回運動
する。

【０００５】密閉ケーシング１には、ガス冷媒を密閉ケ
ーシング１内に送り込むための吸入管１６と、密閉ケー
シング１内で圧縮された後のガス冷媒を外部に放出する
ための外部吐出管１７とが取付けられる。ガス冷媒は、
吸入管１６を通して固定スクロール２と可動スクロール
３とによって形成される圧縮室１９内に送り込まれ、こ
の圧縮室１９内で圧縮された後吐出口１４から密閉ケー
シング１内に吐出される。その後、外部吐出管１７を通
して外部へと放出されることとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、シール
リング５の外周におけるシールはＯリング２０によりな
される。しかしながら、通常のゴム製のＯリング２０を
使用した場合、Ｏリング２０とハウジング６との間の摩
擦抵抗が比較的大きくなるため、可動スクロール３に対
するシールリング５の追従性が低下することが懸念され
ていた。それに鑑み、図４に示される場合ではシールリ
ング５の下端にスプリング２２を取付け、このスプリン
グ２２によりシールリング５を可動スクロール３に押付
ける方向に付勢しているが、この場合にはシールリング
５の軸方向における端部での摩擦抵抗が増大するばかり
でなく部品点数も増加するというコスト面での問題も生
じる。

【０００７】また、上記のシールリング５の追従性の低
下は、シールリング５が高圧部と低圧部とを仕切るよう
に配置された場合に特に懸念される。このことを説明す
べく、図５に、高圧部１５ｂと低圧部１５ａとを仕切る
ようにシールリング５を配置した場合を模式的に示す。
図５に示すように低圧部１５ａと高圧部１５ｂとを仕切
るようにシールリング５が設けられた場合に上記のよう
な通常のゴム製のＯリング２０を使用すると、Ｏリング
２０が低圧部１５ａと高圧部１５ｂとの間の圧力差によ
って押し潰され、シールリング５の外周における摩擦抵
抗がさらに増大するばかりでなくスクロール圧縮機を停
止させた際にＯリング２０がシールリング５を引き下ろ
すことも懸念される。

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものである。この発明の目的は、高圧部と
低圧部とを仕切るようにシールリングを配置した場合に
おいても、シール部材によるシールリングの外周におけ
る摩擦抵抗の増大を抑制でき、かつシール性をも確保可
能なスクロール圧縮機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に記
載のスクロール圧縮機は、固定スクロールと、可動スク
ロールと、シールリングと、シール部材とを備える。固
定スクロールは、運転中に高圧部と低圧部とが併存する
密閉ケーシング内でハウジングにより保持される。可動
スクロールは、ハウジングの内側に配置されボス部を有
する。シールリングは、ボス部を取囲むようにハウジン
グの内側に配置され、高圧部と低圧部とを仕切り、圧縮
後のガス冷媒の圧力を利用して可動スクロールを固定ス
クロールに押付ける機能を有する。シール部材は、シー
ルリングの外周とハウジングとの間に配置され、シール
リングの外周におけるシール機能を有する。そして、こ
のシール部材は、高圧部と低圧部との圧力差により変形
しない材質により構成される。

【００１０】ここで、「圧力差」とは、スクロール圧縮
機の運転中において生じ得る最大の圧力差のことを意味
する。また、この圧力差により変形しない材質とは、こ
のような圧力差が加わった場合においても変形しないだ
けの硬度を有する材質のことを意味し、たとえば、後述
する金属製のピストンリングや、通常のゴム製のＯリン
グよりも硬度の大きい樹脂リング等を挙げることができ
る。

【００１１】請求項２に記載のスクロール圧縮機では、
上記のシール部材としてピストンリングを採用してい
る。この場合には、次のような隙間設定をする。すなわ
ち、ハウジングとシールリングとの間隙をδとし、シー
ルリングの軸方向の長さをＬとした場合、δ／Ｌが０．
００３以下であり、シールリングの外径をＤとした場
合、δ／Ｄが０．０００５以上０．００１５以下であ
る。

【００１２】請求項３に記載のスクロール圧縮機では、
シール部材として樹脂リングを採用している。この場
合、この樹脂リングをシールリングの外周面あるいはハ
ウジングの内側の表面（シールリングの外周面と対向す
る表面）に押付けるための付勢手段をさらに備える。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を用いて、この
発明の実施の形態について説明する。

【００１４】（実施の形態１）まず、図１と図２を用い
てこの発明の実施の形態１について説明する。図１は、
この発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の部
分断面図である。

【００１５】図１を参照して、スクロール圧縮機の運転
中に低圧部１５ａと高圧部１５ｂとが併存する密閉ケー
シング１内には、固定スクロール２と可動スクロール３
とで構成される圧縮要素４と、固定スクロール２を保持
するハウジング６と、クランク軸１１と、モータ１０と
が組込まれる。可動スクロール３の背面にはボス部３ａ
が設けられ、クランク軸１１の一端には偏心部１１ａが
設けられる。そして、偏心部１１ａがボス部３ａの内側
に挿入される。偏心部１１ａとボス部３ａとの間にはス
ライドブシュ１８が挿入される。スライドブシュ１８と
ボス部３ａとの間には、ブシュが挿入される。

【００１６】ボス部３ａを取囲むようにハウジング６の
内側にシールリング５が配置される。このシールリング
５は円筒状の形状をしており、その外周面に設けられた
環状溝内にピストンリング７が嵌着されている。なお、
ピストンリング７は、ハウジング６側に取付けてもよ
い。また、シールリング５は、低圧部１５ａと高圧部１
５ｂとを仕切るように配置されている。

【００１７】クランク軸１１は、転がり軸受１２を介し
てハウジング６によって保持されている。モータ１０
は、ロータ９とステータ８とを備え、ロータ９にクラン
ク軸１１が圧入される。

【００１８】また、密閉ケーシング１には、ガス冷媒を
密閉ケーシング１内に送り込むための吸入管１６と、密
閉ケーシング１内において圧縮された後のガス冷媒を外
部に吐出するための外部吐出管１７とが取付けられる。
そして、吸入管１６を通して圧縮前のガス冷媒が圧縮室
１９内に送り込まれ、この圧縮室１９内において圧縮さ
れ、可動スクロール３に設けられた吐出口１４を通して
クランク軸１１内に設けられた吐出ガス通路（図示せ
ず）内に送り込まれる。その後、クランク軸に設けられ
た開口（図示せず）を通して圧縮後のガス冷媒が密閉ケ
ーシング１内に吐出され、外部吐出管１７を通してスク
ロール圧縮機の外部へと放出される。

【００１９】上記の構造を有する本実施の形態１におけ
るスクロール圧縮機の特徴部分を拡大した図が図２に示
されている。すなわち、図１における領域１３内の部分
を拡大した図が図２に示されている。

【００２０】図２を参照して、シールリング５の外周に
は環状溝５ａが設けられ、この環状溝５ａ内にピストン
リング７が嵌着される。このピストンリング７は、たと
えば鋳鉄等の金属により構成されることが好ましい。そ
れにより、通常のゴム製のＯリングをシール部材として
用いた従来例と比べ、ハウジング６との間の摩擦抵抗を
格段に低減することが可能となる。また、高圧部１５ｂ
と低圧部１５ａとの圧力差によってピストンリング７が
変形することをも抑制でき、変形により生じ得る摩擦抵
抗の増大をも回避することが可能となる。

【００２１】なお、シールリング５の外周におけるシー
ル部材としてピストンリング７を使用した場合には、次
のような隙間設定を行なうことが好ましい。それによ
り、シールリング５の外周におけるシール性をさらに効
果的に確保することが可能となる。

【００２２】図２に示されるように、シールリング５の
軸方向における長さをＬとし、シールリング５の外周と
ハウジング６の内側の表面６ｂとの間隙をδとした場
合、δ／Ｌが０．００３以下となるようにδとＬの値を
設定する。それにより、シールリング５が傾くことを効
果的に抑制することが可能となる。

【００２３】また、シールリング５の外径をＤとした場
合、δ／Ｄの値が０．０００５以上０．００１５以下と
なることが好ましい。δ／Ｄの値が０．０００５より小
さくなった場合には、シールリング５の熱膨張によって
ハウジング６が抉られることが懸念される。また、δ／
Ｄの値が０．００１５より大きくなった場合には、高圧
部１５ｂから低圧部１５ａへとガス冷媒が多く漏れ、シ
ールリング５の性能を低下させることが懸念される。し
たがって、δ／Ｄを上記の範囲とすることにより、シー
ルリング５の熱膨張による悪影響やガス冷媒の漏れによ
るシールリング５の性能低下を効果的に抑制することが
可能となる。

【００２４】なお、上記の各数値限定の値は、本願の発
明者らが経験的に知得したものであり、数値に対する理
論的根拠を記載することは困難であるが、上述のような
隙間設定を行なうことにより結果として上述のような効
果が得られる。

【００２５】また、シールリング５の下端における間隙
εをたとえば０．１ｍｍ程度と十分に小さく設定するこ
とにより、シールリング５を可動スクロール３に押付け
る付勢手段をシールリング５の下端に取付ける必要がな
くなる。それにより、部品点数の増大をも効果的に抑制
することが可能となる。

【００２６】以上のことより、本実施の形態１における
スクロール圧縮機によれば、シール性を確保しつつシー
ル部材（ピストンリング７）とハウジング６との摩擦抵
抗をも低減することが可能となる。それにより、可動ス
クロール３に対するシールリング５の追従性を従来例よ
りも向上させることが可能となり、スクロール圧縮機の
起動時において生じ得る油上がり等を効果的に抑制する
ことが可能となる。

【００２７】（実施の形態２）次に、図３を用いて、こ
の発明の実施の形態２について説明する。図３は、この
発明の実施の形態２におけるスクロール圧縮機の特徴部
分を示す図であり、図１における領域１３に対応する部
分を拡大した図である。

【００２８】図３を参照して、本実施の形態２では、上
記のピストンリング７の代わりに、シール部材として樹
脂リング２１を採用している。この樹脂リング２１の材
質としては、たとえばＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethyl
ene ）等の高圧部１５ｂと低圧部１５ａとの間の圧力差
によって変形しないと考えられる程度の硬度を有する材
質が選択される。それにより、シール部材として機能す
る樹脂リング２１が上記の圧力差により変形することを
効果的に抑制でき、変形に伴う摩擦抵抗の増大を効果的
に抑制することが可能となる。また、樹脂リング２１の
材質としては、従来例で用いられていた通常のゴム製の
Ｏリング２０よりもシールリング５やハウジング６に対
する摩擦係数が小さい材質が選択されることが好まし
い。それにより、シールリング５の可動スクロール３に
対する追従性を従来例よりも向上させることが可能とな
る。

【００２９】また、樹脂リング２１の背後に、樹脂リン
グ２１をシールリング５に押付けるための付勢手段とし
て機能するＯリング２０を取付けることが好ましい。こ
のＯリング２０は、従来用いられていた通常のゴム製の
Ｏリングを使用してもよい。このようなＯリング２０を
樹脂リング２１の背後に設置することにより、このＯリ
ング２０によって樹脂リング２１をシールリング５に押
付けることが可能となる。それにより、シールリング５
の外周における高いシール性を確保することが可能とな
る。なお、樹脂リング２１をシールリング５に押付ける
ことができるものであれば、上記のＯリング２０以外の
ものを使用することも可能である。

【００３０】以上のことより、本実施の形態２の場合
も、上述の実施の形態１の場合と同様に、シールリング
５の外周におけるシール性を確保しつつシールリング５
の追従性を向上させることが可能となる。なお、実施の
形態１において述べた隙間設定を本実施の形態２におい
て行なってもよい。それにより、さらに効果的にシール
性を向上させることが可能となると考えられる。また、
Ｏリング２０および樹脂リング２１はハウジング６側に
形成された環状溝６ａ内に取付けられることが好ましい
が、シールリング５側に環状溝を形成しそれらを取付け
ることも考えられる。

【００３１】以上のようにこの発明の実施の形態につい
て説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべ
ての点で例示であって制限的なものではないと考えられ
るべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって
示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での
すべての変更が含まれることが意図される。

【００３２】

【発明の効果】請求項１に記載のスクロール圧縮機によ
れば、高圧部と低圧部との圧力差によりシール部材が変
形するのを阻止することが可能となる。それにより、シ
ール部材の変形による摩擦抵抗の増大を効果的に抑制す
ることが可能となる。その結果、可動スクロールに対す
るシールリングの追従性を従来例よりも向上させること
が可能となる。また、可動スクロールに対するシールリ
ングの追従性が向上することにより、スクロール圧縮機
の起動時に生じていた油上がり等の種々の問題も解消で
きる。

【００３３】請求項２に記載のスクロール圧縮機では、
ピストンリングをシール部材として使用している。ピス
トンリングは通常鋳鉄等の金属により構成されるので、
ゴム製のＯリングを使用していた従来例と比べ、相手材
に対する摩擦係数を効果的に低減することが可能とな
る。それにより、可動スクロールに対するシールリング
の追従性を向上させることが可能となる。また、冷媒の
変更に伴う材料特性に関しても問題がなく、冷媒を変更
した場合のコストアップをも防止できる。さらに、シー
ルリングの外周とハウジングとの間の隙間を適切に調整
（δ／Ｌとδ／Ｄの値を適切に調整）することにより、
シールリングの外周におけるシール性をさらに向上させ
ることが可能となる。その結果、シールリングの外周に
おけるシール性を向上させることが可能となるとともに
可動スクロールに対するシールリングの追従性をも向上
させることが可能となる。

【００３４】請求項３に記載のスクロール圧縮機では、
シール部材として樹脂リングを採用し、この樹脂リング
をシールリングの外周面あるいはハウジングの内側の表
面に押付けるための付勢手段を備えている。この付勢手
段によって樹脂リングをシールリングの外周面あるいは
ハウジングの内側の表面に押付けることが可能となるの
で、シールリングの外周におけるシール性を確保するこ
とが可能となる。また、シール部材として樹脂リングを
用いることにより、ゴム製のＯリングの場合よりも相手
材との間の摩擦係数を低減することが可能となる。それ
により、可動スクロールに対するシールリングの追従性
を従来例よりも向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１におけるスクロール圧
縮機を示す部分断面図である。

【図２】図１における領域１３を拡大した断面図であ
る。

【図３】実施の形態２におけるスクロール圧縮機の特徴
部分を示す断面図である。

【図４】従来のスクロール圧縮機の一例を示す部分断面
図である。

【図５】高圧部と低圧部とを仕切るようにシールリング
を配置した場合に高圧部と低圧部との圧力差によってＯ
リングが変形している状態を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 密閉ケーシング ２ 固定スクロール ３ 可動スクロール ３ａ ボス部 ５ シールリング ５ａ，６ａ 環状溝 ６ｂ ハウジングの内側の表面 ６ ハウジング ７ ピストンリング １５ａ 低圧部 １５ｂ 高圧部 ２０ Ｏリング ２１ 樹脂リング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 英行 大阪府堺市築港新町３丁12番地 ダイキン 工業株式会社堺製作所臨海工場内 (72)発明者 芝本 祥孝 大阪府堺市築港新町３丁12番地 ダイキン 工業株式会社堺製作所臨海工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 運転中に高圧部（１５ｂ）と低圧部（１
   ５ａ）とが併存する密閉ケーシング（１）内でハウジン
   グ（６）により保持された固定スクロール（２）と、 前記ハウジング（６）の内側に配置されボス部（３ａ）
   を有する可動スクロール（３）と、 前記ボス部（３ａ）を取囲むように前記ハウジング
   （６）の内側に配置され、前記高圧部（１５ｂ）と前記
   低圧部（１５ａ）とを仕切り、圧縮後のガス冷媒の圧力
   を利用して前記可動スクロール（３）を前記固定スクロ
   ール（２）に押付ける機能を有するシールリング（５）
   と、 前記シールリング（５）の外周と前記ハウジング（６）
   との間に配置され、前記シールリング（５）の外周にお
   けるシールのためのシール部材（７，２１）とを備え、 前記シール部材（７，２１）は、前記高圧部（１５ｂ）
   と前記低圧部（１５ａ）との圧力差により変形しない材
   質により構成される、スクロール圧縮機。
2. 【請求項２】 前記シール部材（７，２１）はピストン
   リング（７）であり、 前記ハウジング（６）と前記シールリング（５）との間
   隙をδとし、前記シールリング（５）の軸方向の長さを
   Ｌとした場合、δ／Ｌが０．００３以下であり、 前記シールリング（５）の外径をＤとした場合、δ／Ｄ
   が０．０００５以上０．００１５以下である、請求項１
   記載のスクロール圧縮機。
3. 【請求項３】 前記シール部材（７，２１）は樹脂リン
   グ（２１）であり、 前記樹脂リング（２１）を前記シールリング（５）の外
   周面あるいは前記ハウジング（６）の内側の表面（６
   ｂ）に押付けるための付勢手段（２０）をさらに備え
   た、請求項１記載のスクロール圧縮機。