(57)【要約】【課題】旋回スクロールの圧力変形による油凹部への応力集中を抑制する。【解決手段】固定スクロールと、旋回スクロールと、固定スクロール及び旋回スクロールの相対旋回運動によって形成される圧縮室及び吸込室と、油を圧縮室又は吸込室に供給する圧縮給油路と、固定スクロール及び旋回スクロールの相対旋回運動によって圧縮室及び吸込室それぞれに連通可能なポケットと、を有し、ポケットの底部形状が滑らかであるスクロール圧縮機。【選択図】図５
2020012379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールと、
旋回スクロールと、
前記固定スクロール及び前記旋回スクロールの相対旋回運動によって形成される圧縮室及び吸込室と、
油を前記圧縮室又は前記吸込室に供給する圧縮給油路と、
前記固定スクロール及び前記旋回スクロールの相対旋回運動によって前記圧縮室及び前記吸込室それぞれに連通可能なポケットと、を有し、
該ポケットの底部形状が滑らかであるスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、背圧室の油を汲み取って圧縮室へ至る吸込圧部に油を供給する油凹部７０ａ１を設けている（図４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０８０８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の油凹部の形状は、底部側が錘状であるから応力集中を受けやすい形状であり、クラックや割れ等の信頼性低下を招く恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記事情に鑑みた本発明は、
固定スクロールと、
旋回スクロールと、
前記固定スクロール及び前記旋回スクロールの相対旋回運動によって形成される圧縮室及び吸込室と、
油を前記圧縮室又は前記吸込室に供給する圧縮給油路と、
前記固定スクロール及び前記旋回スクロールの相対旋回運動によって前記圧縮室及び前記吸込室それぞれに連通可能なポケットと、を有し、
該ポケットの底部形状が滑らかであるスクロール圧縮機。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施例１のスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】実施例１の旋回スクロールの上面図である。
【図３】図２のＨ−Ｈ断面図である。
【図４】実施例１の固定スクロールに旋回スクロールを配した状態の下面図である。
【図５】実施例１の旋回スクロールの変形を示す断面図である。
【図６】図１のＳ部で囲む背圧弁付近の部分拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の実施例を添付の図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は実施例１のスクロール圧縮機の縦断面図、図２は実施例１の旋回スクロール３の上面図、図３は図２のＨ−Ｈ断面図である。
【０００９】
［スクロール圧縮機の概要］
スクロール圧縮機１は、作動流体を圧縮する固定スクロール２と旋回スクロール３、旋回スクロール３を回転させるクランク軸６、クランク軸６の主軸受２４を有するフレーム４、クランク軸６に回転力を付与するモータ７、これらを内包するケーシング８、を備えている。
【００１０】
スクロール圧縮機１は、一端がスクロール圧縮機の外部に、他端が吸込み口２ｓに繋がる吸込パイプ５０を有する。吸込パイプ５０の一端から作動流体がスクロール圧縮機１内部に取り込まれると、他端の吸込み口２ｓから、固定スクロール２と旋回スクロール３とによって形成される吸込室９０に作動流体が導入される。吸込室９０に導入された作動流体は、スクロールにより圧縮されて、固定スクロール２の上部に位置する固定背面室１２０に吐出される。吐出された圧縮流体はケーシング８下方に流れて、ケーシング８下方に貯留された貯油部１２５の油を昇圧する。
【００１１】
クランク軸６には、貯油部１２５に浸された給油パイプ６ｘの下端が配されており、旋回スクロール３とフレーム４との間に形成された背圧室１１０にまで貯油部１２５の油を汲み上げることで、背圧室１１０は油溜部として機能できる。背圧室１１０へ流入する油の圧力は、上述の経緯により吐出圧Pdとなるため、その油の流入によって背圧室１１０が昇圧する。なお、クランク軸６の上端に位置する偏心部６ａは、旋回スクロール３下面の旋回軸受２３に挿入される。旋回スクロール３は、クランク軸６の回転に伴い旋回運動して固定スクロール２に対して相対運動する。
【００１２】
［圧縮］
図４は実施例１の旋回スクロール３を固定スクロール２に配した状態の正面図である。旋回スクロール３は、平板状の旋回鏡板３ａと、旋回鏡板３ａの固定スクロール２側の面としての旋回面３ａ１と、そこから立設する旋回ラップ３ｂと、旋回面３ａ１に設けられたポケット７０ａ１とを有する。旋回スクロール３の上面側には固定スクロール２が配される。
【００１３】
固定スクロール２は、平板状の固定鏡板２ａと、固定鏡板２ａの下面側に位置し旋回ラップ３ｂの巻方向とは逆向きの渦巻き状に立設する固定ラップ２ｂと、圧縮流体を吐出する吐出穴２ｄと、固定ラップ２ｂより外周側に位置して円状の固定台板面２ｕを有する。固定ラップ２ｂの外周寄りには吸込パイプ５０の吸込み口２ｓが、また、中央付近には吐出孔２ｄが形成されている。これら固定ラップ２ｂおよび旋回ラップ３ｂを噛合わせることで、旋回ラップ３ｂの内周面と固定ラップ２ｂの外周面との間としての吸込室９０と、旋回ラップ３ｂの外周面と固定ラップ２ｂの内周面との間としての圧縮室１００とが形成される。
【００１４】
旋回スクロール３が旋回すると、旋回スクロール３と噛合う固定スクロール２の間の外辺部に吸込室９０が形成される。吸込室９０に流入した作動流体は、閉込み開始によって圧縮室１００へ移行していき、容積が縮小する。これによって圧縮室１００内部の作動流体は圧縮され、ラップ２ｂ，３ｂ中央側に位置する吐出穴２ｄから固定背面室１２０へ流出する。
【００１５】
固定背面室１２０へ流出した作動流体の圧力を吐出圧Pdとする。固定背面室１２０へ流出した作動流体は、ケーシング８下方である貯油部１２５側の空間に流れて貯油部１２５に吐出圧Pdを加えるとともに吐出パイプ５５から外部へ吐出される。貯油部１２５に加えられた圧力により、油はクランク軸内に設けられた給油穴６ｂを上昇していく。この油によって昇圧されるため、背圧室１１０の圧力（背圧という。）は、吸込口２ｓや吸込部９５の圧力である吸込圧Psより高い。
【００１６】
なお、吐出穴２ｄの外周側には複数のバイパス穴２ｅが形成され、各々にバイパス弁２２が設けられている。バイパス弁２２は、圧縮室１００の圧力がケーシング８の内部の圧力よりも等しくなるかわずかに高くなると開弁するようになっている。
過圧縮条件では、圧縮室１００の内部の圧力が吐出圧Pdとなるため、図1に示すバイパス弁２２が開いて、バイパス穴２ｅを介して、圧縮室１００の内部の作動流体を固定背面室１２０へ流出させる。
【００１７】
［圧縮給油路６０］
図６は図１のＳ部で囲む背圧弁付近の部分拡大縦断面図である。固定スクロール２には、背圧弁２６、圧縮給油路６０が設けられている。
上述のように、旋回スクロール３とフレーム４とで囲まれた空間としての背圧室１１０には油が貯留されており、背圧室１１０の油は、背圧弁２６が開放すると、圧縮給油路６０を通じて圧縮室１００に流れる。
【００１８】
背圧弁２６は、弁座として固定スクロール２に圧入された背圧弁ピース２６ａと、弁体と、弁体を移動させる弾性体とを有する。
圧縮給油路６０は、背圧室１１０に設けられた背圧室側開口部６０ａと、圧縮室１００に設けられた圧縮室側開口部６０ｂとを繋いでいる。圧縮給油路６０には背圧弁２６が設けられており、背圧室側開口部６０ａは、背圧弁ピース２６ａを貫通する穴である。
【００１９】
背圧弁２６は、背圧室１１０の圧力（背圧）が所定値Ｐｍ以上になると開弁するようになっており、背圧が吐出圧Pdより低く維持される。これにより、背圧は、吸込圧Ｐｓ超吐出圧Ｐｄ未満である中間圧Pm近辺になる。圧縮室１００による圧縮が開始されると、途中で背圧弁２６が開放し、背圧室１１０の油が通過することになる。
【００２０】
［背圧室１１０からの油の分散］
上記のような構成により、背圧室１１０へ流入した油は、圧縮給油路６０を経由して圧縮室１００と吸込室９０（特に吸込部９５）とへ流入する。圧縮室側開口部６０ｂの位置は圧縮室１００内であれば特に限られないが、図４に例示するように、本実施例では外周寄りの部分に設けている。
【００２１】
（圧縮室１００への油の供給）
圧縮室側開口部６０ｂ近傍の固定スクロール２には、固定台板面２ｕ内周側に位置する環状凹部７０ｂ０と、旋回鏡板３ａの外周縁に位置する湾状凹部７０ｂ１とが設けられている。環状凹部７０ｂ０は、旋回鏡板３ａが旋回運動するときの掃引領域よりも大きい外径を有する環状、好ましくは円環状の部分である。湾状凹部７０ｂ１は、環状凹部７０ｂ０より内周側に位置し、固定ラップ２ｂの最外周部分に凹状、好ましくは湾状に食い込んだ部分である。湾状凹部７０ｂ１は、常に旋回鏡板３ａの外側まで広がっているため、背圧室１１０と常に連通している。これにより、圧縮室１００側に油が貯留される。
【００２２】
（吸込室９０側への油の運搬）
吸込部９５からは、圧縮室側開口部６０ｂ側に向けて延在する吸込溝２ｒが設けられている。圧縮室側開口部６０ｂと吸込溝２ｒとの間は、固定ラップ２ｂによって区切られている。
【００２３】
また、旋回鏡板３ａには、ポケット７０ａ１を有する。ポケット７０ａ１の位置は、径方向について、吸込口９５と略同じ位置だと好ましい。ポケット７０ａ１は、旋回スクロール２の旋回に伴って、図４に示すように旋回して所定の領域を掃引する。例示するように、ポケット７０ａ１を旋回鏡板３ａに直交する方角から観察すると、吸込溝２ｒと湾状凹部７０ｂ１それぞれに重なる瞬間がある。ポケット７０ａ１を介して湾状凹部７０ｂ１と吸込連通部２ｒは常時連通するわけではなく、旋回スクロール３の旋回動作に同期して、ポケット７０ａ１が凹部７０ｂに臨んたときに油を汲み取り、ポケット７０ａ１が吸込溝２ｒへ臨んだときに吸込部９５へ油を吐き出す。一旋回当りの給油量は、ポケット７０ａ１の容積が上限となるため、過剰な吸込給油を抑制できる。
【００２４】
このように、ポケット７０ａ１によって、圧縮室１００側の油は、吸込部９５へ少量だけ給油され、残部は圧縮室１００へ留まる。これにより、圧縮室１００のシール性が格段に向上するため、圧縮途中の作動流体の漏れが大幅に抑制され、圧縮機効率が向上できる。
【００２５】
圧縮室側開口部６０ｂを吸込室９５側に設け、ポケット７０ａ１によって圧縮室１００側に運搬するようにしてもよい。
【００２６】
［ポケット７０ａ１の形状］
図５は旋回スクロールの変形を示す断面図である。運転時における旋回スクロール３の変形について説明する。旋回スクロール３は、背圧室１１０の中間圧力Pm等によって固定スクロール２へ付勢されている。旋回鏡板３ａは、中心側には、変形を抑制するリブとして機能する構造体（旋回スクロールラップ３ｂ、旋回軸受３ｃ）が立設しているのに対し、外周側には構造体の立設が少なく、ポケット７０ａ１を設けているため、鏡板部３ａの外周側の剛性が低くなる。このため、例えば二酸化炭素冷媒のような高温高圧力条件下で運転する場合、旋回鏡板３ａは、これらの押し付け力によって、図５に示すように、お椀形状に変形することとなる。ポケット７０ａ１をドリル加工により形成すると、底部が錘状になるためエッジがあり、運転変形時に応力集中が発生する。本実施例では、ボールエンドミル加工や焼結加工等で形成することにした。これにより、ポケット７０ａ１の底部の形状を図５のような縦断面視で滑らかな形状、例えば円弧状、鐘状、すりばち状等にできる。
【符号の説明】
【００２７】
１…スクロール圧縮機、２…固定スクロール、２ａ…固定鏡板、２ｂ…固定ラップ、２ｄ…吐出穴、２ｅ…バイパス穴、２ｓ…吸込口、２ｒ…吸込溝、２ｕ…固定台板面（スラスト支持面）、３…旋回スクロール、３ａ…旋回鏡板、３ａ１…旋回鏡板上面（旋回スラスト面）、３ａ２…旋回鏡板縁、３ａ３…旋回鏡板下面、３ｂ…旋回ラップ、４…フレーム、５…オルダムリング、６…クランク軸、６ａ…ピン部、６ｂ…給油穴、７…モータ、７ａ…ロータ、７ｂ…ステータ、８…ケーシング、２２…バイパス弁、２３…旋回軸受、２４…主軸受、２５…副軸、２６…背圧弁、５０…吸込パイプ、６０…圧縮給油路、６０ａ…背圧室側開口部、６０ｂ…圧縮室側開口部、７０ａ１…ポケット、７０ｂ１…湾状凹部、９０…吸込室、９５…吸込部、１００…圧縮室、１１０…背圧室（油溜部）、１１５…旋回軸受室、１２０…固定背面室、１２５…貯油部。
【図１】
2020012379.tif 000003
【図２】
2020012379.tif 000004
【図３】
2020012379.tif 000005
【図４】
2020012379.tif 000006
【図５】
2020012379.tif 000007
【図６】
2020012379.tif 000008