(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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入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低圧側に、円周状の凹部と、前記凹部と前記固定スクロールと前記固定スクロール支持部材との隙間より大きな隙間を持って噛み合うような凸部を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は業務用および家庭用の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有り、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おり、現在はコスト、性能面等でそれぞれ特徴を生かして成長してきている。そして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生かして実用化されてきた。
【０００３】
米国特許第３，８７４，８２７号明細書は、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ことができ、簡単な構造で性能の向上を図ることが出来る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に高い効率を得るために固定スクロールと可動スクロールのラップ同志を半径方向に適度な力で押し当てることによりラップの半径方向からの漏れを減少させる構成をとることが多い。ところが、固定スクロールを軸方向に移動出来るように構成した場合、可動スクロールのラップが固定スクロールラップに押し当てられる力や圧縮するガス力によって固定スクロールを転覆させる力が働き固定スクロールはみそすり運動を行う。このみそすり運動は一回転あたり一回発生するため、内側または外側の片方はみそすり運動する固定スクロールに接触し残る方側は運動しない固定スクロール支持部材に接触する固定スクロールに吐出流体の背圧を発生させる吸入圧力部と吐出圧力部を分離する環状シール材には、一回転に一回の振動が加わり、摩耗粉が発生しやすくこの摩耗粉が固定スクロールと可動スクロールから構成される圧縮機構部に吸入後圧縮され圧縮機に接続された冷凍サイクルへ流出し膨張弁や各部のフィルターのつまりを引き起こす可能性があった。環状シール材はシール性を考慮して樹脂製のものが多いが、その摩耗量は圧縮機信頼性に影響をおよぼす程ではないが、摩耗粉は冷凍サイクルに対する許容ゴミ量を越えて発生する可能性が高くなっている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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、環状シールの低圧側に凹部を設けるものである。この構成により環状シール材から発生する摩耗粉を冷凍サイクルに出すこと無く信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することができる。
【０００７】
上記問題点を解決するために本発明は、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入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、前記固定スクロールの鏡板背面に、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低圧側に円周状の凹部と、前記凹部に噛み合う凹部を設け、その隙間は固定スクロールと固定スクロール支持部材との隙間より大きくしたものである。
【００１０】
このように本発明は環状シールの低圧側に凹部を設け、固定スクロールと固定スクロール支持部材との隙間より大きい隙間で凹部と噛み合う凸部を設けることにより、凹部に環状シールの摩耗粉を溜めさらに凸部で摩耗粉が外周側に移動することを抑制するため、環状シールの摩耗粉が圧縮機構部に吸入後圧縮され冷凍サイクルに飛び出すことを防止することが出来る。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明について図１から図４を参照しながら説明する。
【００１３】
（実施例１）
図１は第１の本発明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４に従来の全体の構成を示している。
【００１４】
これについて説明すると、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。
【００１５】
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を吸入口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。
【００１６】
これらの支持および駆動と、吸い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の内側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を固定している。
【００１７】
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は種々に変更することが出来る。
【００１８】
可動スクロール１２は中間フレーム１９の上面のスラスト軸受部１９ａによって下方から受け止められ、これの受動軸１２ａがクランク軸１６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。可動スクロールと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が旋回することを防止するオルダムリング２４が設けられている。
【００１９】
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から図４に示すように上部フレーム２５から突出しているピン２６に放射方向の凹状２７を嵌め合わせて回転を防止されるようになっている。
【００２０】
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。
【００２１】
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によって吸い込み、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。
【００２２】
吸入口１４にはガス吸い込み管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。
【００２３】
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５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め１０内に戻される。
【００２４】
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。
【００２５】
前記環状シール２９は図１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間に環状シール４１を会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。さらに環状シール２９の低圧側の固定スクロール１１に円周状の凹部４２が設けられている。この円周状の凹部４２は固定スクロール１１に設けられているが、もちろん上部フレーム２５に設ける、または固定スクロール１１と上部フレーム２５の両方に設けられてもよい。
【００２６】
このようにすると、固定スクロール１１がみそすり運動を行った結果、環状シール４１の摩耗が発生しその摩耗粉は円周状の凹部４２に溜められそれより外側へ移動することが防止できるため、固定スクロール１１の外周から圧縮機構部へ吸入された後圧縮されてガス吐出管３４から冷凍サイクルへ飛び出すことがなく信頼性が高く効率のよい圧縮機とすることが出来る。
【００２７】
（実施例２）
また、図２は第２の本発明の実施例を示している。環状シール４１の低圧側で固定スクロール１１に設けられた円周状の凹部４２と噛み合う円周状の凸部４３を上部フレーム２５に形成しその隙間を固定スクロールと固定スクロール支持部材の隙間より大きく設定している。もちろん、上部フレーム２５に円周状の凹部を、固定スクロール１１に円周状の凸部を設けてもよい。
【００２８】
このようにすると、固定スクロール１１がみそすり運動を行った結果、環状シール４１の摩耗が発生しその摩耗粉は円周状の凹部４２に溜められさらに上部フレーム２５に設けられた円周状の凸部４３により移動を妨げられるためその低圧側である外側には移動することが防止できる。従って、固定スクロール１１の外周から圧縮機構部へ吸入された後圧縮されてガス吐出管３４から冷凍サイクルへ飛び出すことがなく信頼性が高く効率のよい圧縮機とすることが出来る。
【００２９】
（実施例３）
図３は第３の発明の実施例を示している。本実施例では、環状シール４１の低圧側に円周状のシール材４６を設けており、固定スクロール１１がみそすり運動を行った結果、環状シール４１の摩耗が発生しその摩耗粉は円周状のシール材４６で低圧側への移動が防止できる。従って、固定スクロール１１の外周から圧縮機構部へ吸入された後圧縮されてガス吐出管３４から冷凍サイクルへ飛び出すことがなく信頼性が高く効率のよい圧縮機とすることが出来る。
【００３０】
図２、図３とも他の構成は第１の発明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。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明のスクロール圧縮機の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できるため圧縮室のシール性を高めることが出来るとともに、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、環状シールの低圧側に円周状の凹部と、この円周状の凹部と噛み合う凸部を固定スクロールと支持部材との隙間より大きな隙間で設けることにより、固定スクロールの前記みそすり運動による環状シールの摩耗粉を捕捉し、環状シールの摩耗粉が圧縮機構部に吸入され圧縮後冷凍サイクルへ吐出されることが防止でき、効率がよく信頼性の高いものとすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の本発明の一実施例を示すスクロール圧縮機の断面図
【図２】第２の本発明の一実施例を示すスクロール圧縮機の圧縮機構部の断面図
【図３】第３の本発明の一実施例を示すスクロール圧縮機の圧縮機構部の断面図
【図４】従来の実施例を示すスクロール圧縮機の圧縮機構部の断面図
【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
２８  連通口
２８ａ  受圧面
２９  環状シール
３１  円筒状摺動部
３４  ガス吐出管
４２  円周状の凹部
４３  円周状の凸部
４６  円周状のシール材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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