(57)【要約】【課題】隣り合う圧縮室間の圧力差を低減し、また吸入孔から閉じ込み位置までの通路での吸入加熱を低減する。【解決手段】圧縮室Ａの閉じ込みに対して、９０°〜１５０°のクランク角度遅れて圧縮室Ｂが閉じ込むことにより、圧縮室Ａと圧縮室Ｂとの圧力上昇の差を、両圧縮室の閉じ込みが１８０°のクランク角度遅れる従来のスクロール圧縮機より、低減することができ、また、吸入孔から圧縮室Ａの閉じ込み点Ｓまでのガス通路を、圧縮室Ａの閉じ込み点Ｓが吸入孔から１８０°ずれた位置にある従来のスクロール圧縮機より短くすることができ、吸入加熱を低減できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡板に渦巻状のラップを有する固定スクロールと、この固定スクロールのラップに対向して噛み合うラップを有する旋回スクロールにより、前記固定スクロールの内壁と前記旋回スクロールの外壁との間に形成される圧縮室Ａと、前記固定スクロールの外壁と前記旋回スクロールの内壁との間に形成される圧縮室Ｂとを形成したスクロール圧縮機において、前記圧縮室Ａの閉じ込みに対して、９０°〜１５０°のクランク角度遅れて前記圧縮室Ｂが閉じ込む構成としたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記旋回スクロールの巻き終わりの外壁に逃がし部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記旋回スクロールの巻き終わりの外壁の根元以外の部分に逃がし部を設けたことを特徴とする請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記固定スクロールの巻き終わりの内壁に逃がし部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記固定スクロールの巻き終わりの内壁の逃がし部を、前記旋回スクロールとのスラスト部を残し、ラップの底面側に設けたことを特徴とする請求項４に記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールの円軌道運動により圧縮室が外周部から中心部に容積を小さくしながら移動するのを利用して流体の吸入、圧縮、吐出を繰り返し行うスクロール圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のスクロール圧縮機は、固定および旋回スクロールの両ラップの巻き終わり端同士がほぼ１８０°ずれた状態でかみ合っている。図６は、従来のスクロール圧縮機の固定スクロールと旋回スクロールの相関図を示すものである。図に示すように、固定スクロール１の巻き終わり端Ｑ１と旋回スクロール２の巻き終わり端Ｑ２とが互いに１８０°ずれたところに位置している。そして、固定スクロール１の巻き終わり端Ｑ１以降には大きな吸入ガス通路３が形成されている。
【０００３】
また、図７は他の従来のスクロール圧縮機の固定スクロールと旋回スクロールの相関図を示すものである。固定スクロール１の内壁が、固定スクロール１の巻き終わり端Ｑ３から旋回スクロール２の巻き終わり端Ｑ２に対向する点Ｑ４まで延長されており、延長部分Ｗの内壁は固定スクロールの巻き終わり端になめらかに連なりかつ、延長部分以外と同じ性質の曲線となっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６２−２９６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１のスクロール圧縮機では、固定スクロールの内壁と旋回スクロールの外壁で形成される圧縮室Ａと、固定スクロールの外壁と旋回スクロールの内壁で形成される圧縮室Ｂで圧力上昇に差ができるため、両圧縮室間で圧力差による漏れが発生し、性能が低下するという課題を有していた。一方、もう一つの従来例では、圧縮室Ａの閉じ込み点が吸入孔から１８０°ずれた位置にあるため、そこまでの吸入ガス通路を通過する間に吸入加熱が起き、性能が低下するという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、両圧縮室間の圧力差を低減し、また吸入孔から閉じ込み位置までの通路での吸入加熱を低減することで、高効率なスクロール圧縮機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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明のスクロール圧縮機は、圧縮室Ａの閉じ込みに対して、９０°〜１５０°のクランク角度遅れて、圧縮室Ｂが閉じ込むものである。
【０００８】
これによって、圧縮室Ａと圧縮室Ｂの圧力上昇の差を、両圧縮室の閉じ込みが１８０°のクランク角度遅れる従来のスクロール圧縮機より、低減することができる。また、吸入孔から圧縮室Ａの閉じ込み点までのガス通路を、圧縮室Ａの閉じ込み点が吸入孔から１８０°ずれた位置にあるもう一つの従来のスクロール圧縮機より短くすることができ、吸入加熱を低減できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のスクロール圧縮機は、両圧縮室間の圧力差による漏れを低減でき、また、吸入ガス通路における吸入加熱を低減できるため、性能低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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縦断面図
【図２】本発明の実施の形態１における固定スクロールと旋回スクロールの相関図
【図３】本発明の実施の形態１における旋回スクロールの斜視図
【図４】本発明の実施の形態２における固定スクロールと旋回スクロールの相関図
【図５】本発明の実施の形態２における固定スクロールの斜視図
【図６】従来のスクロール圧縮機の固定スクロールと旋回スクロールの相関図
【図７】従来のスクロール圧縮機の固定スクロールと旋回スクロールの相関図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、鏡板に渦巻状のラップを有する固定スクロールと、この固定スクロールのラップに対向して噛み合うラップを有する旋回スクロールにより、固定スクロールの内壁と旋回スクロールの外壁の間に形成される圧縮室Ａと固定スクロールの外壁と旋回スクロールの内壁の間に形成される圧縮室Ｂを形成したスクロール圧縮機において、圧縮室Ａの閉じ込みに対して、９０°〜１５０°のクランク角度遅れて圧縮室Ｂが閉じ込む構成としたものである。
【００１２】
これにより、圧縮室Ａと圧縮室Ｂの圧力上昇の差を、両圧縮室の閉じ込みが１８０°のクランク角度遅れる従来のスクロール圧縮機より低減することができ、両圧縮室間の圧力差による漏れを低減できる。また、吸入孔から圧縮室Ａの閉じ込み点までのガス通路を、圧縮室Ａの閉じ込み点が吸入孔から１８０°ずれた位置にある、もう一つの従来のスクロール圧縮機より短くすることができ、吸入ガス通路における吸入加熱を低減できる。
【００１３】
第２の発明は、特に、第１の発明の旋回スクロールの巻き終わりの外壁に逃がしを設け、ラップ厚さを薄くしたことにより、固定スクロールの内壁に吸入ガス通路を形成するための逃がしを作らずにすむため、固定スクロール部材の直径を小さく抑えることができる。
【００１４】
第３の発明は、特に、第２の発明の旋回スクロールの巻き終わりの外壁の根元以外の部分に逃がしを設けたことにより、応力のかかるラップの根元の厚みを維持できるため、信頼性の低下を抑えることができる。
【００１５】
第４の発明は、特に、第１の発明の固定スクロールの巻き終わりの内壁に逃がしを設けたことにより、吸入ガス通路を形成するための逃がしを大きく取ることができ、吸入ガスが壁面からの熱の影響を受けにくいため、吸入加熱を抑えることができる。
【００１６】
第５の発明は、特に、第４の発明の固定スクロールの巻き終わりの内壁の逃がしを、前記旋回スクロールとのスラスト部を残し、ラップの底面側に設けたことにより、旋回スクロールの鏡板外周と吸入室とのシール長を維持できるため、吸入室への冷媒ガスの漏れ込みを防ぐことができる。
【００１７】
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が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の縦断面図である。また、図
２は、本発明の実施の形態１における固定スクロールと旋回スクロールの相関図で、位置関係を示すものである。
【００１９】
図１において、密閉容器１１内に溶接や焼き嵌めなどで固定した、クランクシャフト１２の主軸受部材１３と、この主軸受部材１３上にボルト止めした固定スクロール１４との間に、固定スクロール１４と噛み合う旋回スクロール１５を挟み込んでスクロール式の圧縮機構１６を構成し、旋回スクロール１５と主軸受部材１３との間に旋回スクロール１５の自転を防止して円軌道運動するように案内するオルダムリングなどによる自転防止機構１７を設け、クランクシャフト１２の上端にある旋回軸部１２ａを旋回スクロール１５に設けた旋回軸受１８に嵌合させている。固定スクロール１４の外周部には冷媒ガスを吸入するための吸入室１９が設けられ、密閉容器１１外に通じた吸入パイプ２０が嵌合されている。クランクシャフト１２の下端は密閉容器１１の下部のオイル溜まり２１に達して、密閉容器１１内に溶接や焼き嵌めして固定された副軸受部材２２により安定に回転できるように軸支されている。
【００２０】
電動機２３は主軸受部材１３と副軸受部材２２との間に位置して、密閉容器１１に溶接や焼き嵌めなどして固定された固定子２３ａと、クランクシャフト１２の途中の外まわりに一体に結合された回転子２３ｂとで構成され、回転子２３ｂの上下端面の外周部分には、回転子２３ｂおよびクランクシャフト１２が安定して回転し、旋回スクロール１５を安定して円軌道運動させるため、ピン２４により止め付けられたバランスウェイト２５ａ、２５ｂが設けられている。
【００２１】
給油機構はクランクシャフト１２の下端で駆動されるポンプ２６によって構成され、オイル溜まり２１内のオイルを供給するため、クランクシャフト１２には軸方向に貫通している給油通路２７を形成している。
【００２２】
旋回スクロール１５外周部には背圧室２８が固定スクロール１４と主軸受部材１３により形成され、旋回軸部１２ａと旋回スクロール１５の間に形成される旋回軸受部空間２９から半径方向に背圧室２８まで貫通した給油経路３０が旋回スクロール１５の鏡板１５ａ内に設けられている。旋回スクロール１５の鏡板１５ａの主軸受部材１３側は主軸受部材１３に配設した断面が矩形のシール材３１により仕切られており、内側は高圧、外側は背圧室２８となり背圧室２８と吸入室１９は吸入連通路３２により連通し、吸入連通路３２内には背圧制御機構が設けられている。
【００２３】
図２において、旋回スクロール１５の巻き終わりの外壁の巻き終わり端Ｑ５から３０°〜９０°（点Ｓまで）の範囲の外壁にオフセット加工を施し、逃がし部を設けてラップ厚さを薄くしている。
【００２４】
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、作用を説明する。電動機２３によりクランクシャフト１２が回転駆動されるに伴い、クランクシャフト１２の上端にある旋回軸部１２ａが偏心駆動することにより旋回スクロール１５を円軌道運動させ、これにより固定スクロール１４と旋回スクロール１５との間に形成している圧縮室が外周側から中央部に移動しながら小さくなるのを利用して、密閉容器１１外に通じた吸入パイプ２０および固定スクロール１４の外周部の吸入室１９から冷媒ガスを吸入して圧縮していき、所定圧以上になった冷媒ガスは固定スクロール１４の中央部の吐出孔３３から吐出バルブ３４を押し開いて容器内吐出室３５に吐出させることを繰り返す。
【００２５】
吐出された冷媒ガスは、圧縮機構部１６を貫通する吐出ガス通路３６を通り回転子２３ｂ上部に到達し、回転子２３ｂに貫通している回転子ガス通路３７を通って密閉容器１１の下部に導かれ、固定子２３ａ外周に配した固定子ガス通路３８、圧縮機構部１６外周に
配した圧縮機構部切り欠きを通って密閉容器１１の上部に到達し、吐出管３９から密閉容器１１外へ吐出される。
【００２６】
また、オイル溜まり２１内のオイルはポンプ２６によりクランクシャフト１２を軸方向に貫通している給油通路２７を通じて旋回軸受部空間２９に供給される。供給されたオイルは２系統に分岐され、１系統は旋回軸受１８と旋回軸部１２ａを潤滑し、主軸部１２ｂと主軸受４０を潤滑した後、主軸受部材１３の下に滴下し、最終的にオイル溜まり２１に回収される。もう１系統は、旋回軸受部空間２９と背圧室２８との差圧により給油経路３０を通って背圧室２８に導かれる。
【００２７】
ここで、固定スクロール１４の内壁と旋回スクロール１５の外壁との間に形成される圧縮室Ａは、旋回スクロール１５の巻き終わりの外壁の巻き終わり端Ｑ５から３０°〜９０°の範囲の外壁がオフセット加工されているため、圧縮室Ａの閉じ込み点Ｓは、オフセット加工していない場合に比べ３０°〜９０°のクランク角度遅れ、オフセット加工された逃がし部は吸入ガス通路４１となる。吸入ガス通路４１は、圧縮室Ａの閉じ込み点Ｓが吸入孔から１８０°ずれた位置にある場合よりも短く形成される。
【００２８】
一方、固定スクロール１４の外壁と旋回スクロール１５の内壁との間に形成される圧縮室Ｂは、旋回スクロール１５の巻き終わり近傍の外壁がオフセット加工されていない場合、閉じ込みが圧縮室Ａに対して１８０°遅れるのに比べ、３０°〜９０°の範囲でオフセット加工されているため閉じ込みの遅れは、９０°〜１５０°となり、閉じ込みの遅れが少なくなる分、圧縮室Ａと圧縮室Ｂとの圧力上昇の差が低減できる。
【００２９】
以上のように本実施の形態においては、旋回スクロール１５の巻き終わりの外壁の巻き終わり端Ｑ５から３０°〜９０°の範囲の外壁にオフセット加工を施し、逃がし部を設けてラップ厚さを薄くすることにより、固定スクロール１４の内壁と旋回スクロール１５の外壁との間に形成される圧縮室Ａは、オフセット加工していない場合に比べ３０°〜９０°のクランク角度遅れて閉じ込まれ、固定スクロール１４の外壁と旋回スクロール１５の内壁との間に形成される圧縮室Ｂは、圧縮室Ａに対して閉じ込みの遅れは９０°〜１５０°となり、旋回スクロール１５の巻き終わり近傍の外壁がオフセット加工されていない場合には１８０°遅れるのに比べ、閉じ込みの遅れが少なくなる分、圧縮室Ａと圧縮室Ｂとの圧力上昇の差が低減できるため、両圧縮室間の圧力差による漏れを低減できる。
【００３０】
また、オフセット加工された逃がし部は吸入ガス通路４１となり、圧縮室Ａの閉じ込み点Ｓが吸入孔から１８０°ずれた位置にある場合より吸入ガス通路４１が短く形成されるため、吸入ガス通路４１における吸入加熱を低減できる。
【００３１】
ここで、圧縮室Ａに対する圧縮室Ｂの閉じ込みの遅れが１５０°以上になると両圧縮室間の圧力差が大きくなり、それによる両圧縮室間の漏れによる損失が大きくなる。一方、圧縮室Ａに対する圧縮室Ｂの閉じ込みの遅れが９０°以下になると吸入孔から圧縮室Ａの閉じ込み点Ｓまでの吸入ガス通路４１が長くなり、それによる吸入ガスの吸入加熱が大きくなる。そのため、漏れによる損失を抑えつつ吸入加熱を低減するためには圧縮室Ａに対する圧縮室Ｂの閉じ込みの遅れを９０°〜１５０°にすることが効果的である。
【００３２】
また、旋回スクロール１５の巻き終わり近傍の外壁にオフセット加工を施してラップ厚さを薄くすることにより、固定スクロール１４の内壁に吸入ガス通路４１を形成するための逃がし部を作らずにすむため、固定スクロール１４の部材の直径を小さく抑えることができる。
【００３３】
また、図３のように、旋回スクロール１５の巻き終わり近傍の外壁の根元以外の部分に
オフセット加工を施して逃がし部を設けるようにすれば、応力のかかるラップの根元の厚みを維持できるため、信頼性の低下を抑えることができる。
【００３４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２におけるスクロール圧縮機は構成、動作、作用の大部分が、第１の実施の形態と同様であるため、重複する部分の記載は省略する。
【００３５】
図４は、本発明の実施の形態２における固定スクロールと旋回スクロールの相関図で、位置関係を示すものである。図４において、固定スクロール１４の巻き終わりの内壁の巻き終わり端Ｑ４から３０°〜９０°（点Ｓまで）の範囲の内壁に逃がし部を設けている。
【００３６】
ここで、固定スクロール１４の内壁と旋回スクロール１５の外壁との間に形成される圧縮室Ａは、固定スクロール１４の巻き終わりの内壁の巻き終わり端Ｑ４から３０°〜９０°の範囲に逃がし部を設けているため、逃がし部がない場合に比べ圧縮室Ａの閉じ込み点Ｓが３０°〜９０°のクランク角度遅れ、逃がし部は吸入ガス通路４１となり、圧縮室Ａの閉じ込み点Ｓが吸入孔から１８０°ずれた位置にある場合より、吸入ガス通路４１が短く形成される。
【００３７】
一方、固定スクロール１４の外壁と旋回スクロール１５の内壁との間に形成される圧縮室Ｂは、固定スクロール１４の巻き終わり近傍の内壁に逃がし部が設けていない場合、閉じ込みが圧縮室Ａに対して１８０°遅れるのに比べ、３０°〜９０°の範囲で逃がし部を設けているため閉じ込みの遅れは９０°〜１５０°となり、閉じ込みの遅れが少なくなる分、圧縮室Ａと圧縮室Ｂとの圧力上昇の差が低減できる。
【００３８】
以上のように本実施の形態２においては、固定スクロール１４の巻き終わりの内壁の巻き終わり端Ｑ４から３０°〜９０°の範囲に逃がし部を設けることにより、固定スクロール１４の内壁と旋回スクロール１５の外壁との間に形成される圧縮室Ａは、逃がし部を設けていない場合に比べて３０°〜９０°のクランク角度遅れて閉じ込まれ、固定スクロール１４の外壁と旋回スクロール１５の内壁との間に形成される圧縮室Ｂは、圧縮室Ａに対して閉じ込みの遅れは９０°〜１５０°となり、固定スクロール１４の巻き終わり近傍の内壁に逃がし部を設けていない場合には１８０°遅れるのに比べ、閉じ込みの遅れが少なくなる分、圧縮室Ａと圧縮室Ｂとの圧力上昇の差が低減できるため、両圧縮室間の圧力差による漏れを低減できる。
【００３９】
また、逃がし部は吸入ガス通路４１となり、圧縮室Ａの閉じ込み点Ｓが吸入孔から１８０°ずれた位置にある場合より吸入ガス通路４１が短く形成され、固定スクロール１４の巻き終わり近傍の内壁に逃がし部を設けることで逃がし部を大きくとることができるため、吸入ガスが壁面からの熱の影響を受けにくいため、吸入ガス通路４１における吸入加熱を低減できる。
【００４０】
ここで、圧縮室Ａに対する圧縮室Ｂの閉じ込みの遅れが１５０°以上になると両圧縮室間の圧力差が大きくなり、それによる両圧縮室間の漏れによる損失が大きくなる。一方、圧縮室Ａに対する圧縮室Ｂの閉じ込みの遅れが９０°以下になると吸入孔から圧縮室Ａの閉じ込み点Ｓまでの吸入ガス通路４１が長くなり、それによる吸入ガスの吸入加熱が大きくなる。
【００４１】
そのため、漏れによる損失を抑えつつ吸入加熱を低減するためには圧縮室Ａに対する圧縮室Ｂの閉じ込みの遅れを９０°〜１５０°にすることが効果的である。
【００４２】
また、図５のように、固定スクロール１４の巻き終わり近傍の内壁の逃がし部を旋回ス
クロール１５とのスラスト部を残し、ラップの底面側に設けるようにすれば、旋回スクロール１５の鏡板１５ａ外周と吸入室１９とのシール長を維持できるため、吸入室１９への冷媒ガスの漏れ込みを防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、固定スクロールの内壁と旋回スクロールの外壁とで形成される圧縮室Ａと、固定スクロールの外壁と旋回スクロールの内壁とで形成される圧縮室Ｂの圧力上昇の差を、両圧縮室の閉じ込みが１８０°のクランク角度遅れる従来のスクロール圧縮機より低減することができる。また、吸入孔から圧縮室Ａの閉じ込み点までのガス通路を、圧縮室Ａの閉じ込み点が吸入孔から１８０°ずれた位置にある従来のスクロール圧縮機より短くすることができるため、両圧縮室間の圧力差による漏れを低減でき、また、吸入ガス通路における吸入加熱を低減できるため、性能低下を抑えることができるので、高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。さらに、製品であるルームエアコン等の空調機やヒートポンプ式給湯機として、より省エネで環境に優しい快適な製品とすることが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１１  密閉容器
１２  クランクシャフト
１２ａ  旋回軸部
１２ｂ  主軸部
１３  主軸受部材
１４  固定スクロール
１５  旋回スクロール
１５ａ  鏡板
１６  圧縮機構
１７  自転防止機構
１８  旋回軸受
１９  吸入室
２０  吸入パイプ
２１  オイル溜まり
２２  副軸受部材
２３  電動機
２３ａ  固定子
２３ｂ  回転子
２４  ピン
２５ａ、２５ｂ  バランスウェイト
２６  ポンプ
２７  給油通路
２８  背圧室
２９  旋回軸受部空間
３０  給油経路
３１  シール材
３２  吸入連通路
３３  吐出孔
３４  吐出バルブ
３５  容器内吐出室
３６  吐出ガス通路
３７  回転子ガス通路
３８  固定子ガス通路
３９  吐出管
４０  主軸受
４１  吸入ガス通路（逃がし部）
Ａ  固定スクロールの内壁と旋回スクロールの外壁との間に形成される圧縮室
Ｂ  固定スクロールの外壁と旋回スクロールの内壁との間に形成される圧縮室
Ｑ４  固定スクロールの内壁の巻き終わり端
Ｑ５  旋回スクロールの外壁の巻き終わり端
Ｓ  圧縮室Ａの閉じ込み点
【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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【図７】
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