(57)【要約】      （修正有）【課題】固定スクロールのスラスト面と旋回鏡板の摺動面での摺動損失を低減し、高効率および高信頼性を図ったスクロール流体機械を提供すること。【解決手段】旋回鏡板６の旋回渦巻羽根５が形成されていない外周部分に切り欠き部２１を設けることにより、旋回鏡板６の固定スクロールのスラスト面と接する面積を小さくして不要な摺動面１９を小さくすることができるので、摺動損失を低減することができ、また、摺動面での摩耗進行を抑えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体機構部を、スラスト面に固定渦巻羽根を形成した固定スクロールと、この固定スクロールの固定渦巻羽根と噛み合わせて複数個の流体空間を形成する旋回渦巻羽根を旋回鏡板上に形成した旋回スクロールと、この旋回スクロールの自転を防止し旋回運動させるための自転防止機構と、前記旋回スクロールに駆動力を伝達させる偏心軸部を有するクランク軸と、前記旋回スクロールを前記固定スクロールとにより挟む位置に設けられ、前記クランク軸を支持する軸受部材と、この軸受部材に設置され前記旋回スクロールの旋回鏡板の背面に異なる圧力を付勢させるためのシール部材とで構成したスクロール流体機械において、前記旋回鏡板の前記旋回渦巻羽根が形成されていない外周部分に切り欠き部を設けたことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項２】
切り欠き部がほぼ直線状である請求項１に記載のスクロール流体機械。
【請求項３】
旋回鏡板中心から見て、切り欠き部が存在する範囲が１２０°未満である請求項１または２に記載のスクロール流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調機器やヒートポンプ式給湯機などに用いられるスクロール流体機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からあるスクロール流体機械について、その構造および動作原理は広く公知である。以下、スクロール流体機械の一例として、スクロール圧縮機を用いて図面とともに説明する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、スクロール圧縮機の流体機構部の縦断面図、図５は、図４のＸ−Ｘ’位置での横断面図、図６は、旋回スクロールの旋回動作の説明図である。流体機構部１は、スラスト面１０２に固定渦巻羽根１０３を形成した固定スクロール１０４と、この固定スクロール１０４の固定渦巻羽根１０３と噛み合わせて複数個の流体空間８を形成する旋回渦巻羽根１０５を旋回鏡板１０６上に形成した旋回スクロール１０７と、この旋回スクロール１０７の自転を防止し旋回運動させるための自転防止機構９と、前記旋回スクロール１０７に電動機（図示せず）からの駆動力を伝達させる偏心軸部１０を有するクランク軸１１と、前記旋回スクロール１０７を前記固定スクロール１０４とにより挟む位置に設けられ、前記クランク軸１１を支持する軸受部材１２と、この軸受部材１２に設置され前記旋回スクロール１０７の旋回鏡板１０６の背面１１３に異なる圧力を付勢させるためのシール部材１４とで構成されている。
【０００４】
上記構成により、駆動力が前記クランク軸１１を介して伝達されると、流体機構部１の外周側に設けられた吸入孔１５から吸入された低温低圧の流体は、複数個の流体空間８で外周側から中央部に移動しながら順次圧縮され、吐出孔１６から高温高圧の流体となって吐出され、これを繰り返す。
【０００５】
従来より、この種のスクロール圧縮機では、前記圧縮動作に伴い、流体空間８の圧力が旋回鏡板１０６に働くため、旋回スクロール１０７が固定スクロール１０４から離れようとする力、いわゆる、転覆力が作用し、旋回スクロール１０７の転覆現象が発生することが知られている。この転覆現象が発生すると正常なシールが保持されないために、大幅な性能低下を招いたり、片当たりによる異常音の発生などが生じる。
【０００６】
そのため、旋回鏡板１０６の背面１１３側に設けられたシール部材１４より中心側に吐出圧力に近い圧力のオイルを作用させるとともに、旋回スクロール１０７に設けられた絞り弁１７と、固定スクロール１０７に設けられた背圧制御機構１８とにより、前記吐出圧力と吸入圧力との間の適度な中間圧力のオイルを前記背面１１３のシール部材１４より外周側の中間圧室２０に作用させ、圧縮動作中、常に旋回スクロール１０７を固定スクロール１０４に押し付ける力が作用する構成としていた。
【０００７】
しかしながら、スクロール圧縮機が搭載される空調機器やヒートポンプ給湯機などは、いろいろな条件で運転される必要がため、それに伴い、圧縮機の吸入圧力や吐出圧力は大幅に変動する。そのため、圧縮動作中、常に前記転覆力に打ち勝つような中間圧力に設定する必要があるが、運転される条件によっては、必要以上な過大な中間圧力の設定になる場合があった。
【０００８】
図６は、固定スクロール１０４に対して、旋回スクロール１０７が最も吸入孔１１５側に位置するときをθ＝０°とし、旋回スクロール１０７が順次旋回して、θ＝９０°、１
８０°、２７０°のときをそれぞれ示した図であり、旋回鏡板１０６外周形状が破線で示されている。この図からも明らかなように、固定スクロール１０４のスラスト面１０２と、旋回スクロール１０７の旋回鏡板１０６との接触面のうち、特に、渦巻羽根１０３、１０５が形成されていない斜線部で示した旋回渦巻羽根１０５の外周側巻き終わりの仮想延長部分付近の摺動面１１９周りは、比較的大きな面積を占めている。しかも、旋回スクロール１０７が、どの位置にあっても、この部分は固定スクロール１０４の固定渦巻羽根１０３の最外周にかかることはない。そのため、特に、この摺動面１１９周りでは、前記のような運転条件により、大きな摺動損失が発生し、場合によっては、オイル膜切れにより、スラスト面１０２や旋回鏡板１０６の大幅な摩耗進行を招いていた。
【０００９】
そのため、従来のスクロール圧縮機では、例えば図５で示したように、旋回鏡板１０６の、固定スクロール１０７のスラスト面１０２と接触する側に溝１２４を設けて、中間圧室２０のオイルを導いて前記摺動面１１９の潤滑の改善を図っていた。
【特許文献１】特開２００８−１５７１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の構成では、旋回スクロール１０７の旋回鏡板１０６の形状は、主に加工性により円形（円盤形状）としているために、摺動面１１９が必要以上に大きくなっており、そもそも、図６で示した斜線部の摺動面１１９は、圧縮動作になんら必要ない。
【００１１】
そのため、前記従来技術でも説明した通り、特に、固定スクロールのスラスト面と、旋回スクロールの旋回鏡板との接触面のうち、固定渦巻羽根が形成されていない摺動面での摺動損失を低減させるために、旋回スクロール７に溝１２４を設けるといったことが必要であり、その分、加工工数が増加するという課題があった。
【００１２】
さらに、従来より、部品の軽量化による、高速運転時の不釣り合い力による軸受け部負荷低減や圧縮機自体のさらなる振動低減が望まれていた。また、材料削減にさらなる低コスト化が望まれていた。
【００１３】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、固定スクロールのスラスト面と旋回鏡板の摺動面での摺動損失を低減し、高効率および高信頼性を図ったスクロール流体機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記従来の課題を解決するために本発明は、旋回鏡板の旋回渦巻羽根が形成されていない外周部分に切り欠き部を設けたものである。
【００１５】
これにより、旋回鏡板の固定スクロールのスラスト面と接する摺動面の面積を小さくすることができるので、摺動損失を低減することができる。また、オイル膜切れが起こりにくくなるためスラスト面や旋回鏡板の摩耗進行を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるスクロール流体機械は、旋回鏡板の固定スクロールのスラスト面と接する面積を小さくして不要な摺動面を小さくすることができるので、摺動損失を低減し、また、摺動面での摩耗進行を抑えることにより、効率および信頼性の向上を図ることができる。また、旋回鏡板の大きさを従来よりも小さくすることができるので、旋回スクロールの軽量化にもつながり、不釣り合い力による軸受け部負荷や圧縮機自体の振動増加を抑えることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
第１の発明は、流体機構部を、スラスト面に固定渦巻羽根を形成した固定スクロールと、この固定スクロールの固定渦巻羽根と噛み合わせて複数個の流体空間を形成する旋回渦巻羽根を旋回鏡板上に形成した旋回スクロールと、この旋回スクロールの自転を防止し旋回運動させるための自転防止機構と、前記旋回スクロールに駆動力を伝達させる偏心軸部を有するクランク軸と、前記旋回スクロールを前記固定スクロールとにより挟む位置に設けられ、前記クランク軸を支持する軸受部材と、この軸受部材に設置され前記旋回スクロールの旋回鏡板の背面に異なる圧力を付勢させるためのシール部材とで構成したスクロール流体機械において、前記旋回鏡板の前記旋回渦巻羽根が形成されていない外周部分に切り欠き部を設けたものである。これにより、旋回鏡板の固定スクロールのスラスト面と接する摺動面を小さくすることができるので、摺動損失を低減することができる。また、オイル膜切れが起こりにくくなるためスラスト面や旋回鏡板の摩耗進行を抑えることができる。また、旋回鏡板の大きさを従来よりも小さくすることができるので、旋回スクロールの軽量化にもつながり、不釣り合い力による軸受け部負荷や圧縮機自体の振動増加を抑えることもできる。
【００１８】
第２の発明は、第１の発明において、切り欠き部がほぼ直線状であるとしたものである。これにより、切り欠き部の加工をより容易にすることができる。
【００１９】
第３の発明は、第１または第２の発明において、旋回鏡板中心から見て、切り欠き部が存在する範囲が１２０°未満であるとしたものである。これにより、加工する際に、加工機で多く用いられている三つ爪チャックに容易に固定することができ、加工性を向上することができる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明は限定されるものではない。
【００２１】
また、図４ないし図６で説明した従来例と同一の構成については、同一番号を使用し、その作用の説明は省略する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるスクロール圧縮機の旋回スクロールの旋回渦巻羽根側から見た平面図である。
【００２３】
図１において、旋回スクロール７は、旋回鏡板６の旋回渦巻羽根５が形成されていない外周部分に切り欠き部２１を設けている。ここで、この切り欠き部２１は、旋回スクロール７が旋回したときに、この旋回スクロール７側から見て、固定スクロール４のスラスト面２に形成された固定渦巻羽根３の最外周にかからない外側の領域に設けられている。
【００２４】
この構成により、旋回鏡板６の固定スクロール４のスラスト面２と接する面積を小さくして不要な摺動面１９を小さくすることができるので、摺動損失を低減することができる。また、オイル膜切れや摺動発熱などによるスラスト面２や旋回鏡板６の摩耗進行を抑えることができる。
【００２５】
また、図からも明らかなように、旋回鏡板６の大きさを従来より小さくすることができるので、旋回スクロール７の軽量化にもつながり、特に、電動機をインバーター電源で駆動して高速運転するような場合、不釣り合い力による軸受部材１２の軸受け部負荷や圧縮機自体の振動増加を抑えることもできる。
【００２６】
また、同じく、旋回鏡板６の大きさを従来よりも小さくすることができるので、例えば、予め旋回スクロールの素材自体を小さくしておけば、材料費を抑えることができ、低コスト化を図ることが可能である。
【００２７】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２におけるスクロール圧縮機の旋回スクロールの旋回渦巻羽根側から見た平面図である。
【００２８】
図３において、旋回鏡板６の外周部分に設けられた切り欠き部２１がほぼ直線状であるとしている。
【００２９】
この構成により、前記実施の形態１の作用、効果に加えて、切り欠き部２１の加工をより容易にすることができ、加工性が上がる。
【００３０】
なお、切り欠き部２１は、上記で説明したとおり、加工性から見れば直線形状が良いが、旋回スクロール７が旋回したときに、この旋回スクロール７側から見て、固定スクロール４のスラスト面２に形成された固定渦巻羽根３の最外周にかからない外側の領域に設けられていれば、特にどんな形状でも同様の作用、効果が得られ、望ましくは、切り欠き部の面積がより大きい方が不要な摺動面を小さくすることができるので、一層の効果が期待できる。
【００３１】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態１または２におけるスクロール圧縮機の旋回スクロールであり、切り欠き部２１が存在する範囲が、旋回鏡板６中心から見て、１２０°未満であるとしたものである。
【００３２】
旋回スクロール７の加工時、旋回鏡板６の外周をチャックするのに加工機で多く用いられている三つ爪チャックに固定するときに、前記切り欠き部２１以外の部分で容易に固定することができ、加工性を向上することができる。
【００３３】
以上説明したように、本発明の実施の形態によるスクロール圧縮機は、旋回鏡板の固定スクロールのスラスト面と接する面積を小さくして不要な摺動面を小さくすることができるので、摺動損失を低減し、また、摺動面での摩耗進行を抑えることにより、効率および信頼性の向上を図ることができる。さらに、旋回スクロールの軽量化により、不釣り合い力による軸受け部負荷や圧縮機自体の振動増加を抑え、また、材料費を抑えることができ、低コスト化を図ることが可能である。
【００３４】
なお、上記実施の形態において、スクロール圧縮機を用いて説明したが、スクロール膨張機でも同様の作用、効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明に係るスクロール流体機械は、不要な摺動面を小さくして摺動損失を低減し、摺動面での摩耗進行を抑えることにより、効率および信頼性の向上を図ることが可能となるので、空気調和機、冷蔵庫などの冷凍機器、除湿機、乾燥機、ヒートポンプ式給湯機などの用途に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の旋回スクロールの旋回渦巻羽根側から見た平面図
【図２】本発明の実施の形態２におけるスクロール圧縮機の旋回スクロールの旋回渦巻羽根側から見た平面図
【図３】本発明の実施の形態３におけるスクロール圧縮機の旋回スクロールの旋回渦巻羽根側から見た平面図
【図４】従来のスクロール圧縮機の流体機構部の縦断面図
【図５】従来のスクロール圧縮機の要部横断面図
【図６】従来のスクロール圧縮機の旋回スクロールの旋回動作の説明図
【符号の説明】
【００３７】
２  スラスト面
３  固定渦巻羽根
４  固定スクロール
５  旋回渦巻羽根
６  旋回鏡板
７  旋回スクロール
８  流体空間
１５  吸入孔
１６  吐出孔
１９  摺動面
２１  切り欠き部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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