JPWO2019022037A1 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

吸入管（１３）から供給された冷媒を分流する整流板（１６０）を設け、整流板（１６０）の上端面は吸入管（１３）の密閉容器側の開口部（１３ａ）の下端と上端との間に位置する。これにより、吸入管（１３）から流れる冷媒は、電動要素（８０）を冷却するのに必要な量だけ電動要素（８０）の方に分流するとともに、残りの冷媒は、直接、圧縮機構部（１７０）に流れるため、吸入加熱による効率低下を抑制することができる。すなわち、冷媒の仕切板（２０）への接触を抑制して、吸入加熱による効率低下を防ぐことができる。

Description

本開示は、スクロール圧縮機に関する。

近年、密閉型スクロール圧縮機が知られている。密閉型スクロール圧縮機は、圧縮容器内に仕切板を設けるとともに、この仕切板で仕切られた低圧側の空間に固定スクロールおよび旋回スクロールを有する圧縮要素と、この旋回スクロールを旋回駆動する電動要素とを有する。

特許文献１は、吸入管から吸引した冷媒を圧縮要素で圧縮し、圧縮された冷媒を、固定スクロールの吐出ポートを介して、仕切板で仕切られた高圧側の空間に吐出するように構成された密閉型スクロール圧縮機を提案している。

図１２は、特許文献１に記載されたスクロール圧縮機を示す。冷媒は、吸入管２００を介して、密閉容器の内部の低圧空間２０１に供給される。このスクロール圧縮機では、吸入管２００の密閉容器側の開口と対向する部分に設けられた整流板２０２に、冷媒が衝突して分流する。一部の冷媒は電動要素を冷却し、残りの冷媒は圧縮要素に吸引されて圧縮される。

特開平４−２５５５９５号公報

しかしながら、上記従来の整流板２０２に冷媒が衝突して分流すると、整流板２０２からの冷媒の流れは、回転軸と平行（図では上下方向）な方向に向かう。整流板２０２から電動要素とは反対方向に流れる冷媒は仕切板２０３に衝突する。

仕切板２０３は、高圧空間２０４と接触するため高温である。冷媒は仕切板２０３に接触することで加熱される。圧縮機構部２０５に吸入される冷媒密度が低下し、体積効率が低下する。

本開示は、吸入加熱による効率低下を防止することで、高効率なスクロール(Scroll)圧縮機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示では、整流板が、回転軸方向の上端面が吸入管の密閉容器側の開口部の内径の下端と上端との間に位置するように構成される。

これにより、吸入管から流れる冷媒の一部は、整流板に衝突して電動要素の方に分流し、電動要素を冷却する。残りの冷媒は、圧縮機構部に直接流れる。

本開示によれば、電動要素の冷却を確保しつつ、仕切板における吸入加熱による効率低下を防ぐことができ、効率の高いスクロール圧縮機を提供することができる。

図１は、本開示の実施の形態に係るスクロール圧縮機の構成を示す縦断面図である。 図２は、実施の形態に係るスクロール圧縮機の要部を示す縦断面図である。 図３は、実施の形態に係るスクロール圧縮機の要部を示す縦断面図である。 図４Ａは、実施の形態に係るスクロール圧縮機の旋回スクロールを示す側面図である。 図４Ｂは、図４Ａの４Ｂ−４Ｂ線断面図である。 図５は、実施の形態に係るスクロール圧縮機の固定スクロールを示す底面図である。 図６は、実施の形態に係る固定スクロールを底面から見た斜視図である。 図７は、実施の形態に係る固定スクロールを上面から見た斜視図である。 図８は、実施の形態に係るスクロール圧縮機の主軸受を示す斜視図である。 図９は、実施の形態に係るスクロール圧縮機の自転抑制部材を示す上面図である。 図１０は、実施の形態に係るスクロール圧縮機の仕切板と固定スクロールを示す要部断面図である。 図１１は、実施の形態に係るスクロール圧縮機の要部を示す一部断面斜視図である。 図１２は、従来のスクロール圧縮機の縦断面図である。

本開示の第１の態様のスクロール圧縮機は、容器内を高圧空間と低圧空間とに区画する仕切板と、仕切板に隣接する固定スクロールと、固定スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する旋回スクロールと、旋回スクロールの自転を防止する自転抑制部材と、旋回スクロールを支持する主軸受とを有する。

固定スクロール、旋回スクロール、自転抑制部材からなる圧縮機構部と、主軸受とは低圧空間に配置される。固定スクロールおよび旋回スクロールは、仕切板と主軸受との間に配置される。低圧空間に冷媒の吸入管を開口させるとともに、吸入管の密閉容器側に冷媒分流用の整流板が設けられる。整流板は、回転軸方向の上端面が吸入管の密閉容器側の開口部の内径の下端と上端との間に位置するように構成される。

本態様によれば、吸入管からの冷媒の一部が、整流板に衝突して圧縮機構部を駆動する電動要素の方に分流し、電動要素を冷却する。残りの冷媒は、圧縮機構部に直接流れるので、吸入加熱による効率低下を防ぐことができる。その結果、冷媒の仕切板への接触を抑制して、吸入加熱による効率低下を防ぐことができる。

本開示の第２の態様のスクロール圧縮機では、第１の態様に加えて、吸入管の密閉容器側の開口部が、圧縮機構部の吸入部と対向する。

本態様によれば、吸入冷媒を、圧縮機構部の吸入部に直線的に吸入させることができる。このため、第１態様よりも仕切板との接触をより少なくして、冷媒密度の低下を抑制することができる。その結果、効率を向上させることができる。

本開示の第３の態様のスクロール圧縮機では、第１の態様に加えて、整流板が、吸入管の密閉容器側の開口部を、密閉容器の円周方向に５０％以上覆う。

本態様によれば、密閉容器内に供給された冷媒が、密閉容器の周方向に分流されるのを抑制して、圧縮機構部側と電動要素側に効率よく分流される。これにより、効率的に冷媒を圧縮機構部の吸入部へと導くことができる。その結果、冷媒の仕切板への接触をより少なくして冷媒密度の低下を抑制して、効率を向上させることができる。

本開示の第４の態様のスクロール圧縮機では、第１の態様に加えて、吸入管の内径の直径をｄとすると、整流板と密閉容器の内壁との距離Ｌが、ｄ／４≦Ｌ≦ｄの関係を満たす。

本態様によれば、整流板と密閉容器の内壁との間を流れる冷媒の圧力損失を低減しつつ、電動要素側と圧縮機構部側とへの分流を促進することができる。

本開示の第５の態様のスクロール圧縮機では、第１の態様に加えて、吸入管の内径の直径をｄとすると、吸入管の密閉容器側の開口部の内径の下端を基準とした整流板の上端面の高さＨが、ｄ／４≦Ｈ≦３ｄ／４の関係を満たす。

本態様によれば、電動要素の冷却に必要な最小限の冷媒を整流板に衝突させて電動要素に供給し、それ以外の冷媒を圧縮機構部に直接供給することができる。これにより、効率よく電動要素を冷却することができ、圧縮機構部の効率を向上させることができる。

本開示の第６の態様のスクロール圧縮機では、第１の態様に加えて、整流板が密閉容器の内壁に取り付けられる。

本態様によれば、圧縮機構部の固定スクロールが軸方向に移動するスクロール圧縮機であっても、吸入管の密閉容器側の開口部と整流板との位置関係を常に一定に維持することができる。これにより、整流板を固定スクロールに固定する場合などに比べ、冷媒をより安定的に圧縮機構部に導くことができる。その結果、効率を安定的に向上させることができる。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。図２、図３は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機の要部を示す縦断面図である。

図１に示すように、圧縮機１は、外殻として上下方向に長手方向を有する円筒状の密閉容器１０を有する。本明細書において、上下方向とは、図１〜図３におけるＺ軸方向、すなわち、電動要素の回転軸方向である。

圧縮機１は、密閉容器１０の内部に、冷媒を圧縮する圧縮機構部１７０と、圧縮機構部１７０を駆動する電動要素８０とを備えた密閉型スクロール圧縮機である。圧縮機構部１７０は、固定スクロール３０、旋回スクロール４０、主軸受６０、オルダムリング(Oldham ring)９０を含む。

密閉容器１０内の上部には、密閉容器１０の内部を上下に仕切る仕切板２０が設けられる。仕切板２０は、密閉容器１０の内部を、高圧空間１１と低圧空間１２とに区画する。

高圧空間１１には、圧縮機構部１７０と電動要素８０とが配置される。高圧空間１１は、圧縮機構部１７０において圧縮された高圧の冷媒で満たされる空間である。低圧空間１２は、圧縮機構部１７０において圧縮される前の低圧の冷媒で満たされる空間である。低圧空間１２の底部には、潤滑油が貯留される油溜まり１５が形成される。

密閉容器１０は、密閉容器１０の外部と低圧空間１２とを連通させる吸入管１３と、密閉容器１０の外部と高圧空間１１とを連通させる吐出管１４とを備える。

圧縮機１は、吸入管１３を介して、密閉容器１０の外部に設けられた冷凍サイクル回路（図示せず）から、低圧空間１２に低圧の冷媒が供給される。圧縮機構部１７０において圧縮された高圧の冷媒は、高圧空間１１に移動し、その後、高圧空間１１から吐出管１４を介して、冷凍サイクル回路に吐出される。

密閉容器１０の内壁には、吸入管１３の密閉容器側の開口部１３ａと対向するように、整流板１６０が取り付けられる。整流板１６０は、上部の仕切板２０側を閉塞し、密閉容器１０の内壁に取り付けられる。

吸入管１３から流入した冷媒の一部が整流板１６０に衝突することなく圧縮機構部１７０の方に流れ、残りの冷媒が整流板１６０に衝突して電動要素８０の方に流れるように、整流板１６０と吸入管１３とが構成される。

具体的には、図１に示すように、回転軸方向（図１では上下方向）の上端面が開口部１３ａの内径の下端と上端との間に位置するように、整流板１６０が設けられる。

本実施の形態では、開口部１３ａは、固定スクロール３０の吸入部３０１と対向する。整流板１６０は、開口部１３ａをＹ軸方向（密閉容器の円周方向）に５０％以上覆う。

図２に示すように、整流板１６０と密閉容器１０の内壁との距離Ｌは、開口部１３ａの内径の直径をｄとしたとき、ｄ／４≦Ｌ≦ｄの関係を満たす。

図３に示すように、開口部１３ａの内径の下端を基準とした、整流板１６０の上端面の高さＨは、ｄ／４≦Ｈ≦３ｄ／４を満たす。

圧縮機１は、低圧空間１２内に、圧縮機構部１７０の固定スクロール３０と旋回スクロール４０とを備える。固定スクロール３０は、本実施の形態における非旋回スクロールである。固定スクロール３０は、仕切板２０の下方に隣接して配置される。旋回スクロール４０は、固定スクロール３０の下方に、固定スクロール３０と噛み合わされて配置される。

固定スクロール３０は、円板状の固定スクロール端板３１と、固定スクロール端板３１の下面に設けられた渦巻状の固定渦巻きラップ(Lap)３２とを備える。

旋回スクロール４０は、円板状の旋回スクロール端板４１と、旋回スクロール端板４１の上面に設けられた渦巻状の旋回渦巻きラップ４２と、下方ボス部４３とを備える。下方ボス部４３は、旋回スクロール端板４１の下面の略中央に形成された円筒状の突起である。

旋回スクロール４０の旋回渦巻きラップ４２と固定スクロール３０の固定渦巻きラップ３２とを噛み合わせることで、旋回スクロール４０と固定スクロール３０との間に、圧縮室５０が形成される。圧縮室５０は、旋回渦巻きラップ４２の内壁側と外壁側とに形成される。旋回渦巻きラップ４２については後述する。

固定スクロール３０および旋回スクロール４０の下方には、旋回スクロール４０を支持する主軸受６０が設けられる。主軸受６０は、上面の略中央に設けられたボス収容部６２と、ボス収容部６２の下方に設けられた軸受部６１とを備える。ボス収容部６２は、下方ボス部４３を収納するための凹部である。軸受部６１は、上端がボス収容部６２において開口し、下端が低圧空間１２に向かって開口する貫通孔である。

主軸受６０は、上面で旋回スクロール４０を支持するとともに、軸受部６１により回転軸７０を軸支する。

図１に示すように、回転軸７０は、上下方向に配置された軸である。回転軸７０の一端は、軸受部６１により軸支され、回転軸７０の他端は、副軸受１６により軸支される。副軸受１６は、低圧空間１２の下方、望ましくは、油溜まり１５内に設けられる。

回転軸７０の上端には、回転軸７０の軸心に対して偏心した偏心軸７１が設けられる。偏心軸７１は、スイングブッシュ７８および旋回軸受７９を介して、下方ボス部４３に摺動自在に挿入される。下方ボス部４３は、偏心軸７１によって、旋回駆動される。

回転軸７０の内部には、潤滑油が通過する油路７２が形成される。油路７２は、回転軸７０の軸方向に形成された貫通孔である。油路７２の一端は、回転軸７０の下端に設けられた吸込口７３として、油溜まり１５内において開口する。吸込口７３の上部には、吸込口７３から油路７２に潤滑油を汲み上げるパドル(Paddle)７４が設けられる。

回転軸７０は、電動要素８０に連結される。電動要素８０は、主軸受６０と副軸受１６の間に配置される。電動要素８０は、密閉容器１０に固定されたステータ(Stator)８１と、ステータ８１の内側に配置されたロータ(Rotor)８２とを備える。

回転軸７０は、ロータ８２に固定される。回転軸７０は、ロータ８２の上方に設けられたバランスウェイト(Balance weight)１７ａと、ロータ８２の下方に設けられたバランスウェイト１７ｂとを備える。バランスウェイト１７ａ、１７ｂは、回転軸７０の周方向に１８０°ずれた位置に配置される。

回転軸７０は、バランスウェイト１７ａ、１７ｂによる遠心力と、旋回スクロール４０の公転運動により発生する遠心力とにより、バランスを保ちながら回転する。バランスウェイト１７ａ、１７ｂは、ロータ８２に設けられてもよい。

旋回スクロール４０と主軸受６０との間には、自転抑制部材であるオルダムリング９０が設けられる。オルダムリング９０は、旋回スクロール４０の自転を防止する。旋回スクロール４０は自転することなく、固定スクロール３０に対して旋回運動を行う。

固定スクロール３０、旋回スクロール４０、電動要素８０、オルダムリング９０、主軸受６０は、低圧空間１２に配置される。固定スクロール３０および旋回スクロール４０は、仕切板２０と主軸受６０との間に配置される。

仕切板２０および主軸受６０は、密閉容器１０に固定される。固定スクロール３０、旋回スクロール４０のうちの、少なくとも弾性体（図示せず）を有する一方は、仕切板２０と旋回スクロール４０との間、または、固定スクロール３０と主軸受６０との間を、軸方向に移動自在に設けられる。

より具体的には、固定スクロール３０は、主軸受６０に設けられた柱状部材１００に対して、軸方向（図１において上下方向）に移動自在に設けられる。柱状部材１００の下端部は軸受側孔部１０２に挿入されて固定され、柱状部材１００の上端部はスクロール側孔部１０１に摺動自在に挿入される。

柱状部材１００は、固定スクロール３０の自転と半径方向の動きとを規制し、固定スクロール３０の軸方向の動きを許容する。すなわち、固定スクロール３０は、柱状部材１００によって主軸受６０で支持され、仕切板２０と旋回スクロール４０との間で軸方向に動く。

複数の柱状部材１００が、周方向に所定の間隔をあけて配置される。複数の柱状部材１００は、周方向におおよそ均等に配置されるのが望ましい。

柱状部材１００は、固定スクロール３０に設けられてもよい。すなわち、下端部が軸受側孔部１０２に摺動自在に挿入され、上端部がスクロール側孔部１０１に挿入されるように、柱状部材１００が固定されてもよい。

以上のように構成されたスクロール圧縮機について、以下その動作、作用について説明する。

回転軸７０は、電動要素８０に駆動されて、ロータ８２とともに回転する。偏心軸７１とオルダムリング９０とによって、旋回スクロール４０は自転することなく、回転軸７０の中心軸を中心に旋回運動を行う。これによって、圧縮室５０の容積が縮小し、圧縮室５０内の冷媒が圧縮される。

冷媒は、吸入管１３から低圧空間１２に供給される。低圧空間１２に供給された冷媒は、整流板１６０に衝突して分流する。

本実施の形態では、整流板１６０の回転軸方向の上端面が、開口部１３ａの内径の下端と上端との間に位置する。

従って、吸入管１３から供給された冷媒の一部は、整流板１６０に衝突して電動要素８０の方に分流する。残りの冷媒は、整流板１６０の上部を通過して圧縮機構部１７０の方に直接流れる。すなわち、電動要素８０へは、電動要素８０の冷却に必要な量の冷媒が流れる。残りの冷媒は、直接、圧縮機構部１７０における固定スクロール３０の吸入部３０１に向かって流れる。

従って、圧縮機構部１７０の方に流れる冷媒は、比較的高温になった仕切板２０に衝突することなく圧縮機構部１７０の吸入部３０１に流れる。そのため、吸入冷媒が、仕切板２０によって加熱されることがなく、加熱による冷媒密度の低下を抑制して、効率を向上させることができる。

本実施の形態では、開口部１３ａは、固定スクロール３０の吸入部３０１と対向する。これにより、整流板１６０の上部を通過する冷媒は直線的に圧縮機構部１７０の吸入部３０１に向かい、より直接的に圧縮室５０内に冷媒が導かれる。これにより、仕切板２０との接触を低減して冷媒密度の低下を抑制し、効率を向上させることができる。

本実施の形態では、整流板１６０は、開口部１３ａをＹ軸方向（密閉容器の円周方向）に５０％以上覆う。これにより、密閉容器１０内に流入した冷媒は、密閉容器１０の周方向ではなく、主に回転軸の下方向に分流される。このため、流動抵抗が少なく、固定スクロール３０の吸入部３０１または電動要素８０に効率よく分流させることができる。

本実施の形態では、整流板１６０と密閉容器１０の内壁との距離Ｌは、開口部１３ａの内径の直径をｄとしたとき、ｄ／４≦Ｌ≦ｄの関係を満たす。

これにより、冷媒の流動抵抗を必要最小限に抑えつつ、吸入冷媒を効率よく分流することができる。すなわち、整流板１６０と密閉容器１０の内壁との距離をｄ／４より大きくすることにより、整流板１６０と密閉容器１０の内壁との間での冷媒の圧力損失を低減することができる。

整流板１６０と密閉容器１０の内壁との距離をｄより小さくすることにより、整流板１６０による吸入冷媒の電動要素８０側への分流を促進することができる。

本実施の形態では、開口部１３ａの内径の下端を基準とした、整流板１６０の上端面の高さＨは、ｄ／４≦Ｈ≦３ｄ／４を満たす。

その結果、整流板１６０により分流されることによって、電動要素８０の冷却に必要な最小限の冷媒が電動要素８０に流れる。それ以外の冷媒は、固定スクロール３０の吸入部３０１に直接流れ込む。これにより、体積効率をさらに高めることができる。

本実施の形態では、吐出空間３０Ｈ（図１０参照）からの圧力によって、固定スクロール３０を旋回スクロール４０に押し付けることで、固定スクロール３０と旋回スクロール４０との隙間を最小化し、圧縮時の冷媒漏れを防止する。そのため、この構成では、固定スクロール３０が、仕切板２０と主軸受６０との間で回転軸に沿って上下方向に動く。

従って、整流板１６０を固定スクロール３０に取り付けた場合、吸入管１３と整流板１６０との位置関係が変化してしまい、効率的に冷媒を圧縮室５０に供給することができない。

しかしながら、本実施の形態では、整流板１６０が密閉容器１０の内壁に取り付けられる。そのため、吸入管１３と整流板１６０との位置関係は常に一定に維持される。これにより、安定的に冷媒を圧縮室５０に供給することが可能となる。

このようにして、圧縮機構部１７０の圧縮室５０に供給され、圧縮室５０で圧縮された冷媒は、高圧空間１１を経由して、吐出管１４から吐出される。

油溜まり１５に貯留された潤滑油は、回転軸７０の回転によって、吸込口７３からパドル７４に沿って、油路７２の上方に汲み上げられる。汲み上げられた潤滑油は、第１給油口７５、第２給油口７６および第３給油口７７から、軸受部６１、副軸受１６、ボス収容部６２に供給される。

ボス収容部６２まで汲み上げられた潤滑油は、主軸受６０と旋回スクロール４０との摺動面に導かれ、返送経路６３（図８参照）を通して排出され、再び油溜まり１５に戻る。

圧縮機１の詳細な構成について、さらに説明する。

図４Ａは、本実施の形態に係るスクロール圧縮機の旋回スクロールの側面図である。図４Ｂは、図４Ａの４Ｂ−４Ｂ線断面図である。

旋回渦巻きラップ４２は、旋回スクロール端板４１の中心に位置する始端４２ａから、外周付近に位置する終端４２ｂに向かって徐々に半径が拡大するインボリュート曲線状の断面を有する壁である。旋回渦巻きラップ４２は、所定の高さおよび厚さを有する。

旋回スクロール端板４１の下面には、外周から中心に向かう長手方向を有する一対の第１のキー溝９１が設けられる。

図５は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機の固定スクロールを示す底面図である。図６は、固定スクロールを底面側から見た斜視図である。図７は、固定スクロールを上面側から見た分解斜視図である。

図５〜図７に示すように、固定渦巻きラップ３２は、固定スクロール端板３１の中心に位置する始端３２ａから、外周付近に位置する終端３２ｃに向かって徐々に半径が拡大するインボリュート曲線状の断面を有する壁である。固定渦巻きラップ３２の高さおよび厚さは、旋回渦巻きラップ４２の高さおよび厚さにそれぞれ等しい。

固定渦巻きラップ３２は、始端３２ａから中間部３２ｂまでは内壁と外壁とを有し、中間部３２ｂから終端３２ｃまでは内壁のみを有する。内壁とは中心側の壁面であり、外壁とは外周側の壁面である。

固定スクロール端板３１の略中心部には、第１吐出ポート３５が形成される。固定スクロール端板３１には、バイパスポート３６と中圧ポート３７とが形成される。バイパスポート３６は、第１吐出ポート３５の近傍の、圧縮完了直前の高圧圧力の冷媒が存在する領域に配置される。

旋回渦巻きラップ４２には、二組のバイパスポート３６が設けられる。一組のバイパスポート３６は三つの小孔で構成される。旋回渦巻きラップ４２の外壁側に、圧縮室５０と連通する一組のバイパスポート３６が形成される。旋回渦巻きラップ４２の内壁側に、圧縮室５０と連通するもう一組のバイパスポート３６が形成される。

中圧ポート３７は、中間部３２ｂの近傍の、圧縮途中の冷媒が存在する領域に配置される。

図６に示すように、固定スクロール３０の外周部には、周壁３３から半径方向に突出する一対の第１フランジ３４ａと一対の第２フランジ３４ｂとが設けられる。第１フランジ３４ａおよび第２フランジ３４ｂは、固定スクロール端板３１よりも下方（旋回スクロール４０側）に設けられる。第２フランジ３４ｂは、第１フランジ３４ａよりも下方に設けられ、その下面（旋回スクロール４０側の面）は、固定渦巻きラップ３２の先端面と略同一平面上に位置する。

一対の第１フランジ３４ａは、所定の間隔をあけて、回転軸７０の周方向にほぼ均等に配置される。一対の第２フランジ３４ｂは、所定の間隔をあけて、回転軸７０の周方向にほぼ均等に配置される。

固定スクロール３０の周壁３３には、冷媒を圧縮室５０に取り込むための吸入部３０１が形成される。

第１フランジ３４ａには、柱状部材１００の上端部が挿入されるスクロール側孔部１０１が設けられる。一対の第１フランジ３４ａの各々に、一つのスクロール側孔部１０１が設けられる。スクロール側孔部１０１は、本実施の形態における受部である。二つのスクロール側孔部１０１は、周方向に所定の間隔をあけて配置される。二つのスクロール側孔部１０１は、周方向に均等に配置されるのが望ましい。スクロール側孔部１０１は、貫通孔ではなく、下向きの凹部であってもよい。

スクロール側孔部１０１は、連通孔（図示せず）を介して、固定スクロール３０の外部、すなわち、低圧空間１２と連通する。

第２フランジ３４ｂには、第２のキー溝９２が設けられる。第２のキー溝９２は、一対の第２フランジ３４ｂの各々に設けられた、半径方向に長手方向を有する一対の溝である。

図７に示すように、固定スクロール３０の上面（仕切板２０側の面）には、中央に上方ボス部３９が設けられる。上方ボス部３９は、固定スクロール３０の上面から突出する円柱状の突起である。

第１吐出ポート３５とバイパスポート３６とは、上方ボス部３９の上面において開口する。上方ボス部３９の上面側と仕切板２０との間には、吐出空間３０Ｈが形成される（図１０参照）。第１吐出ポート３５とバイパスポート３６とは、吐出空間３０Ｈと連通する。

固定スクロール３０の上面には、上方ボス部３９の外周側に、リング状凸部３１０が設けられる。上方ボス部３９とリング状凸部３１０とによって、固定スクロール３０の上面に凹部が形成される。この凹部は中圧空間３０Ｍを形成する（図１０参照）。中圧ポート３７は、固定スクロール３０の上面（凹部の底面）において開口し、中圧空間３０Ｍと連通する。

中圧ポート３７の孔径は、旋回渦巻きラップ４２の厚さより小さい。これにより、旋回渦巻きラップ４２の内壁側に形成される圧縮室５０が、旋回渦巻きラップ４２の外壁側に形成される圧縮室５０と連通するのを防止することができる。

上方ボス部３９の上面には、バイパスポート３６を開閉自在とするバイパス逆止弁１２１と、バイパス逆止弁１２１の過度な変形を防止するバイパス逆止弁ストップ１２２とが設けられる。バイパス逆止弁１２１にリードバルブを用いることで、高さ方向の寸法をコンパクトにすることができる。

バイパス逆止弁１２１にＶ字型のリードバルブを用いることで、一つのリードバルブで、旋回渦巻きラップ４２の外壁側に形成される圧縮室５０と連通するバイパスポート３６と、旋回渦巻きラップ４２の内壁側に形成される圧縮室５０と連通するバイパスポート３６とを閉じることができる。

固定スクロール３０の上面（凹部の底面）には、中圧ポート３７を開閉自在とする中圧逆止弁（図示せず）と、中圧逆止弁の過度な変形を防止する中圧逆止弁ストップ（図示せず）とが設けられる。中圧逆止弁にリードバルブを用いることで、高さ方向の寸法をコンパクトにすることができる。中圧逆止弁は、ボールバルブとバネとで構成することもできる。

図８は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機の主軸受を上面側から見た斜視図である。

主軸受６０の外周部には、柱状部材１００の下端部が挿入される軸受側孔部１０２が設けられる。二つの軸受側孔部１０２が、周方向に所定の間隔をあけて配置される。二つの軸受側孔部１０２は、周方向に均等に配置されるのが望ましい。軸受側孔部１０２は、貫通孔ではなく、上向きの凹部であってもよい。

主軸受６０には、一端がボス収容部６２において開口し、他端が主軸受６０の下面において開口する返送経路６３が形成される。返送経路６３の一端は、主軸受６０の上面において開口してもよい。返送経路６３の他端は、主軸受６０の側面において開口してもよい。

返送経路６３は、軸受側孔部１０２とも連通する。このため、軸受側孔部１０２には、返送経路６３を介して潤滑油が供給される。

図９は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機のオルダムリング９０を示す上面図である。オルダムリング９０は、略円環状のリング部９５と、リング部９５の上面から突出する一対の第１のキー９３および一対の第２のキー９４とを備える。第１のキー９３および第２のキー９４は、二つの第１のキー９３を結ぶ直線が、二つの第２のキー９４を結ぶ直線と直交するように設けられる。

第１のキー９３は、旋回スクロール４０の第１のキー溝９１と係合する。第２のキー９４は、固定スクロール３０の第２のキー溝９２と係合する。これにより、旋回スクロール４０は自転することなく、固定スクロール３０に対して旋回運動を行うことができる。

本実施の形態では、固定スクロール３０、旋回スクロール４０、オルダムリング９０が、回転軸７０の軸方向に上方からこの順に配置される。このため、第１のキー９３と第２のキー９４とは、リング部９５と同一平面に形成される。

これにより、オルダムリング９０の作成時に、第１のキー９３と第２のキー９４を同一方向から加工することが可能となり、加工装置からオルダムリング９０を脱着する回数を減らすことができる。その結果、オルダムリング９０の加工精度の向上および加工費の削減が可能となる。

図１０は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機の要部断面図である。図１１は、本実施の形態に係る密閉型スクロール圧縮機の要部断面斜視図である。

図１０、図１１に示すように、仕切板２０の中心部には、第２吐出ポート２１が設けられる。仕切板２０の上面には、第２吐出ポート２１を開閉自在とする吐出逆止弁１３１と、吐出逆止弁１３１の過度な変形を防止する吐出逆止弁ストップ１３２とが設けられる。

仕切板２０と固定スクロール３０との間には、吐出空間３０Ｈが形成される。吐出空間３０Ｈは、第１吐出ポート３５およびバイパスポート３６を介して圧縮室５０と連通し、第２吐出ポート２１を介して高圧空間１１と連通する。

吐出空間３０Ｈは、第２吐出ポート２１を介して高圧空間１１と連通するため、固定スクロール３０の上面側には背圧が加わる。吐出空間３０Ｈに高圧圧力が加わることで、固定スクロール３０は、旋回スクロール４０に押し付けられる。このため、固定スクロール３０と旋回スクロール４０との間の隙間を無くすことができる。その結果、圧縮機１は、高効率で運転することができる。

吐出逆止弁１３１の厚さは、バイパス逆止弁１２１の厚さより厚い。これにより、バイパス逆止弁１２１は、必ず吐出逆止弁１３１より先に開く。

第２吐出ポート２１の容積は、第１吐出ポート３５の容積よりも大きい。これにより、圧縮室５０から吐出される冷媒の圧力損失を低減することができる。

第２吐出ポート２１の流入側に、テーパを形成してもよい。これにより、圧力損失を低減することができる。

仕切板２０の下面には、第２吐出ポート２１の周りに円環状に突出する突出部２２が設けられる。突出部２２には、閉塞部材１５０の一部が挿入される複数の孔２２１が設けられる。閉塞部材１５０については後述する。

突出部２２には、第１シール部材１４１と、第２シール部材１４２とが設けられる。第１シール部材１４１は、突出部２２から仕切板２０の中心側に突出するリング状のシール部材である。第１シール部材１４１の先端は、上方ボス部３９の側面に接する。すなわち、第１シール部材１４１は、仕切板２０と固定スクロール３０との間の、吐出空間３０Ｈの外周に配置される。

第２シール部材１４２は、突出部２２から仕切板２０の外周側に突出するリング状のシール部材である。第２シール部材１４２は、第１シール部材１４１の外側に配置される。第２シール部材１４２の先端は、リング状凸部３１０の内側面に接する。すなわち、第２シール部材１４２は、仕切板２０と固定スクロール３０との間の、中圧空間３０Ｍの内周に配置される。

換言すると、第１シール部材１４１および第２シール部材１４２によって、仕切板２０と固定スクロール３０との間には、吐出空間３０Ｈと中圧空間３０Ｍとが形成される。吐出空間３０Ｈは、上方ボス部３９の上方に形成される空間である。中圧空間３０Ｍは、上方ボス部３９の周囲に形成される空間である。

第１シール部材１４１は、吐出空間３０Ｈと中圧空間３０Ｍとを区画する。第２シール部材１４２は、中圧空間３０Ｍと低圧空間１２とを区画する。

第１シール部材１４１および第２シール部材１４２には、例えばフッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレンが、シール性と組み立て性の面で適する。第１シール部材１４１および第２シール部材１４２を、繊維材を混合させたフッ素樹脂で作製すると、シールの信頼性が向上する。

第１シール部材１４１および第２シール部材１４２は、閉塞部材１５０と突出部２２との間に挟み込まれる。このため、仕切板２０に、第１シール部材１４１、第２シール部材１４２、閉塞部材１５０を取り付けた後に、これら部材が取り付けられた仕切板２０を密閉容器１０内に配置することができる。これにより、部品点数を削減することができるとともに、スクロール圧縮機の組み立てが容易になる。

より詳細には、閉塞部材１５０は、仕切板２０の突出部２２に対向するように配置されたリング状部１５１と、リング状部１５１から突出する複数の突出部１５２とを備える。

第１シール部材１４１の外周側は、リング状部１５１の上面の内周側と突出部２２の下面とで挟み込まれる。第２シール部材１４２の内周側は、リング状部１５１の上面の外周側と突出部２２の下面とで挟み込まれる。

すなわち、リング状部１５１は、第１シール部材１４１と第２シール部材１４２とを介して、仕切板２０の突出部２２の下面に対向する。

複数の突出部１５２が、突出部２２に形成された複数の孔２２１に挿入される。突出部１５２の上端は、リング状部１５１が突出部２２の下面を押圧した状態で、かしめられる。すなわち、突出部１５２の上端を平板状に変形させて、閉塞部材１５０を仕切板２０に固定すると、リング状部１５１が突出部２２の下面に押圧された状態となる。閉塞部材１５０をアルミニウム材で作製すると、突出部１５２の上端を容易にかしめることができる。

仕切板２０に第１シール部材１４１および第２シール部材１４２を取り付けた状態では、第１シール部材１４１の内周部は、リング状部１５１から仕切板２０の中心側に突出し、第２シール部材１４２の外周部は、リング状部１５１から仕切板２０の外周側に突出する。

第１シール部材１４１および第２シール部材１４２を取り付けた仕切板２０を、密閉容器１０内に装着することで、第１シール部材１４１の内周部は、固定スクロール３０の上方ボス部３９の外周面に押圧され、第２シール部材１４２の外周部は、固定スクロール３０のリング状凸部３１０の内周面に押圧される。

中圧空間３０Ｍは、中圧ポート３７を介して、圧縮途中の冷媒が存在する圧縮室５０の領域と連通する。このため、中圧空間３０Ｍの圧力は、吐出空間３０Ｈの圧力より低く、低圧空間１２の圧力よりも高い。

このように、仕切板２０と固定スクロール３０との間に、吐出空間３０Ｈ以外に、中圧空間３０Ｍを形成することで、固定スクロール３０を旋回スクロール４０に押し付ける力を調整することが容易となる。

第１シール部材１４１と第２シール部材１４２とで中圧空間３０Ｍを区画するため、吐出空間３０Ｈから中圧空間３０Ｍへの冷媒の漏れや、中圧空間３０Ｍから低圧空間１２への冷媒の漏れを低減することができる。

本開示によれば、電動要素の冷却を確保しつつ、仕切板における吸入加熱による効率低下を防ぐことができ、効率の高いスクロール圧縮機を提供することができる。本開示は、給湯機、温水暖房装置、空気調和装置などに用いられる圧縮機に適用可能である。

１ 圧縮機
１０ 密閉容器
１１、２０４ 高圧空間
１２、２０１ 低圧空間
１３、２００ 吸入管
１３ａ 開口部
１４ 吐出管
１６ 副軸受
１７ａ、１７ｂ バランスウェイト
２０、２０３ 仕切板
２１ 第２吐出ポート
２２、１５２ 突出部
３０ 固定スクロール
３０Ｈ 吐出空間
３０Ｍ 中圧空間
３１ 固定スクロール端板
３２ 固定渦巻きラップ
３２ａ 始端
３２ｂ 中間部
３２ｃ 終端
３３ 周壁
３４ａ 第１フランジ
３４ｂ 第２フランジ
３５ 吐出ポート
３６ バイパスポート
３７ 中圧ポート
３９ 上方ボス部
４０ 旋回スクロール
４１ 旋回スクロール端板
４２ 旋回渦巻きラップ
４２ａ 始端
４２ｂ 終端
４３ 下方ボス部
５０ 圧縮室
６０ 主軸受
６１ 軸受部
６２ ボス収容部
６３ 返送経路
７０ 回転軸
７１ 偏心軸
７２ 油路
７３ 吸込口
７４ パドル
７５ 給油口
７６ 給油口
７７ 給油口
７８ スイングブッシュ
７９ 旋回軸受
８０ 電動要素
８１ ステータ
８２ ロータ
９０ オルダムリング
９１、９２ キー溝
９３、９４ キー
９５ リング部
１００ 柱状部材
１０１ スクロール側孔部
１０２ 軸受側孔部
１２１ バイパス逆止弁
１２２ バイパス逆止弁ストップ
１３１ 吐出逆止弁
１３２ 吐出逆止弁ストップ
１４１、１４２ シール部材
１５０ 閉塞部材
１５１ リング状部
１６０、２０２ 整流板
１７０、２０５ 圧縮機構部
２２１ 孔
３０１ 吸入部
３１０ リング状凸部

Claims (6)

1. 密閉容器内を高圧空間と低圧空間とに区画する仕切板と、
   前記仕切板に隣接する固定スクロールと、
   前記固定スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する旋回スクロールと、
   前記旋回スクロールの自転を防止する自転抑制部材と、
   前記旋回スクロールを支持する主軸受とを有し、
   前記固定スクロール、前記旋回スクロール、前記自転抑制部材を有する圧縮機構部と、前記主軸受とが前記低圧空間に配置され、
   前記固定スクロールおよび前記旋回スクロールが、前記仕切板と前記主軸受との間に配置されたスクロール圧縮機であって、
   前記低圧空間において冷媒の吸入管を開口させるとともに、前記吸入管の前記密閉容器側に冷媒分流用の整流板が設けられ、
   前記整流板は、回転軸方向の上端面が、前記吸入管の前記密閉容器側の開口部の内径の下端と上端との間に位置するように構成されたスクロール圧縮機。
2. 前記吸入管の前記密閉容器側の開口部が前記圧縮機構部の吸入部と対向する、請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 前記整流板が、前記吸入管の前記密閉容器側の開口部を、前記密閉容器の円周方向に５０％以上覆う、請求項１に記載のスクロール圧縮機。
4. 前記吸入管の内径の直径をｄとすると、前記整流板と前記密閉容器の内壁との距離Ｌが、ｄ／４≦Ｌ≦ｄの関係を満たす、請求項１に記載のスクロール圧縮機。
5. 前記吸入管の内径の直径をｄとすると、前記吸入管の前記密閉容器側の開口部の内径の下端を基準とした前記整流板の上端面の高さＨが、ｄ／４≦Ｈ≦３ｄ／４の関係を満たす、請求項１に記載のスクロール圧縮機。
6. 前記整流板が前記密閉容器の内壁に取り付けられた、請求項１に記載のスクロール圧縮機。