(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台板に渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、鏡板に渦巻状のラップを立設し前記固定スクロールと噛み合わされて旋回運動をすることにより吸込室または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背面中心側に設けられ、吐出圧力に近い圧力を有する第１の空間と、前記旋回スクロールの背面であって前記第１の空間の外周側に設けられ、吐出圧力と吸込圧力の間の圧力である中間圧力を有する第２の空間とを備えるスクロール圧縮機において、
前記固定スクロールにおける摺動面となる鏡板面、または前記旋回スクロールにおける摺動面となる鏡板面の少なくとも何れか一方に形成されて周方向に延びる周方向溝と、
前記旋回スクロールの鏡板に設けられ、前記第１の空間内の潤滑油を前記周方向溝に供給するための通路を備え、
前記周方向溝は、前記旋回スクロールに作用する荷重が最大となるクランク角の近傍において、旋回スクロールの鏡板が固定スクロールの鏡板面に最も強く当たる位置に設けられ、且つ
前記周方向溝の周方向における長さは、前記最も強く当たる位置を含む略±９０度の範囲内に、その周方向溝の両端が配置される長さであり、更に
前記周方向溝が設けられている鏡板面における前記周方向溝を設けている範囲以外の領域に、前記第２の空間と連通する少なくとも一つの背圧溝が設けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記周方向溝は固定スクロールの鏡板面に設けられ、
前記固定スクロールの鏡板面には、前記周方向溝と前記通路に連通する溝部が設けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項３】
請求項２に記載のスクロール圧縮機において、
前記周方向溝と前記通路に連通する前記溝部は円形の溝部であり、
前記通路における前記溝部に開口する端部が旋回運動する全範囲で前記円形の溝部が前記通路の端部と連通する形状であることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項４】
請求項２に記載のスクロール圧縮機において、
前記周方向溝と前記通路に連通する前記溝部は、前記通路とは間欠的に連通するように構成され、前記溝部が前記通路と連通する角度は、前記荷重が最大となるクランク角を含む略±９０度以内となるように構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項５】
請求項４に記載のスクロール圧縮機において、
前記周方向溝と前記通路に連通する前記溝部は円弧状の溝部であり、
前記円弧状の溝部は、旋回スクロールが旋回運動した際に、荷重が最大となるクランク角を含む略±９０度の範囲内でのみ前記通路の端部と連通するように構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項６】
請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記周方向溝は旋回スクロールの鏡板面に設けられ、
前記旋回スクロールの鏡板に設けられている前記通路は前記周方向溝に直接連通していることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項７】
請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記旋回スクロールに作用する荷重が最大となるクランク角の位置に対応して旋回スクロールの鏡板が固定スクロールの鏡板面に最も強く当たる位置に対し、旋回スクロールの回転が遅れる方向であるクランク角の小さい側よりも、旋回スクロールの回転が進む方向であるクランク角の大きい側の方が長くなるように、前記周方向溝を形成していることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項８】
請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記周方向溝に供給された潤滑油を、吸込室または圧縮室へ漏出させる油漏出手段を旋回スクロールの鏡板面または固定スクロールの鏡板面に設けていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項９】
請求項８に記載のスクロール圧縮機において、
前記油漏出手段は、前記旋回スクロールの鏡板面に設けられたスリットまたは油ポケットであることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１０】
請求項８に記載のスクロール圧縮機において、
前記油漏出手段は、前記周方向溝に連通するように前記固定スクロールの鏡板面に設けられたスリットであることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１１】
請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記周方向溝に潤滑油を供給するために旋回スクロールの鏡板に設けている前記通路に、前記第１の空間から導かれた潤滑油の圧力を低下させて前記周方向溝に供給するための絞り部材を設けていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１２】
スクロール圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、膨張弁、室内側熱交換器を冷媒配管で順次接続して冷凍サイクルを構成している空気調和機において、
前記スクロール圧縮機は請求項１〜１１の何れか一項に記載のスクロール圧縮機を採用していることを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール圧縮機及びこれを用いた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機等に使用されているスクロール圧縮機は、台板に渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、鏡板に渦巻状のラップを立設した旋回スクロールを備え、両スクロールのラップを互いに内側にして噛み合わせている。また、旋回スクロールを旋回運動させることにより、両ラップ間に形成される複数の圧縮室の容積を順次縮小させることにより、作動ガスを圧縮するように構成されている。【０００３】
この圧縮作用により、固定スクロールと旋回スクロールを互いに引き離そうとする軸方向力が発生する。両スクロールが引き離されてしまうと、ラップの歯先と歯底との間に隙間が生じ、圧縮室の密閉性が悪化して圧縮機の効率が低下する。【０００４】
スクロール圧縮機においては、両スクロールが引き離されてしまわないように、旋回スクロールの鏡板の背面中央側に、ほぼ吐出圧力となる第１空間（高圧室）を設け、更に前記第１空間の外周側の鏡板背面には、吐出圧力と吸込圧力の間の圧力（中間圧力）となる第２空間（背圧室）を形成し、これら第１、第２の空間の圧力により、旋回スクロールを固定スクロールに押付ける押付力を発生させている。【０００５】
しかし、この押付力により、固定スクロールの台板と旋回スクロールの鏡板との摺動面（鏡板面）には摺動摩擦が生じ、押付力が過大となった場合には、前記摺動面に焼付き現象が生じるなど、圧縮機の信頼性が損なわれる。
そこで、従来のスクロール圧縮機においては、固定スクロールと旋回スクロールとの摺動面（鏡板面）に潤滑油を供給する構成として、前記摺動面の潤滑状態を向上させる工夫がなされている。【０００６】
例えば、特開２００８−２４２２号公報（特許文献１）に記載されているスクロール圧縮機では、旋回スクロールまたは固定スクロールの鏡板面に溝を設け、旋回スクロールの鏡板内には第１の空間（高圧室）と連通する通路を設け、前記溝と前記通路を連通させることにより、第１の空間内の高圧の潤滑油を摺動面（鏡板面）に供給するようにしている。これにより、固定スクロールと旋回スクロールの摺動面に潤滑油供給を行い、前記摺動面の潤滑状態を向上させるように構成している。【０００７】
また、特開２０１６−１７４８４号公報（特許文献２）に記載されているスクロール圧縮機では、旋回スクロールと摺動する固定スクロールの摺動面（鏡板面）に油溝を周方向に延びるように形成している。また、前記油溝に潤滑油を供給するための複数の油導入路と給油ポイントが固定スクロールに設けられ、ケーシング内部の高圧空間からの潤滑油を前記給油ポイントに供給するように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２４２２号公報
【特許文献２】特開２０１６−１７４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１のものには、高圧の潤滑油を導入する前記溝の位置や前記溝の長さについて記載されていない。このため、前記溝が短い場合、摺動面（鏡板面）の潤滑状態を向上する効果が低下し、圧縮機の信頼性が低下する。一方、前記溝が長すぎると、溝から吸込室への潤滑油の漏出量が多くなり、潤滑油が冷媒ガスを加熱することによる加熱損失が増大する。また、押下げ力が増大するため、旋回スクロールが離脱し易くなるという課題もある。【００１０】
上記特許文献２のものは、複数の給油ポイントを有する油溝とし、溝の長さを半周を超える円環状やＣ字形状の油溝としており、溝が長い形状であるため、溝から吸込室への潤滑油の漏出量が多くなり、潤滑油が冷媒ガスを加熱して加熱損失が増大する。また、押下げ力が増大するため、旋回スクロールが離脱し易くなる課題もある。【００１１】
本発明の目的は、加熱損失の増大を抑制しつつ、固定スクロールと旋回スクロールの摺動面の潤滑性を向上して、高効率で信頼性の高いスクロール圧縮機及びこれを用いた空気調和機を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、台板に渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、鏡板に渦巻状のラップを立設し前記固定スクロールと噛み合わされて旋回運動をすることにより吸込室または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背面中心側に設けられ、吐出圧力に近い圧力を有する第１の空間と、前記旋回スクロールの背面であって前記第１の空間の外周側に設けられ、吐出圧力と吸込圧力の間の圧力である中間圧力を有する第２の空間とを備えるスクロール圧縮機において、前記固定スクロールにおける摺動面となる鏡板面、または前記旋回スクロールにおける摺動面となる鏡板面の少なくとも何れか一方に形成されて周方向に延びる周方向溝と、前記旋回スクロールの鏡板に設けられ、前記第１の空間内の潤滑油を前記周方向溝に供給するための通路を備え、前記周方向溝は、前記旋回スクロールに作用する荷重が最大となるクランク角の近傍において、旋回スクロールの鏡板が固定スクロールの鏡板面に最も強く当たる位置に設けられ、且つ前記周方向溝の周方向における長さは、前記最も強く当たる位置を含む略±９０度の範囲内に、その周方向溝の両端が配置される長さであることを特徴とする。【００１３】
本発明の他の特徴は、スクロール圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、膨張弁、室内側熱交換器を冷媒配管で順次接続して冷凍サイクルを構成している空気調和機において、前記スクロール圧縮機は上述したスクロール圧縮機を採用していることにある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、加熱損失の増大を抑制しつつ、固定スクロールと旋回スクロールの摺動面の潤滑性を向上して、高効率で信頼性の高いスクロール圧縮機及びこれを用いた空気調和機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のスクロール圧縮機の実施例１を示す縦断面図。
【図２】図１に示す固定スクロールの底面図で、旋回スクロールのラップも断面で示す図。
【図３】従来のスクロール圧縮機における旋回スクロール鏡板面での圧力分布を説明する図。
【図４】本発明の実施例１における旋回スクロール鏡板面での圧力分布を説明する図。
【図５】スクロール圧縮機における１回転中のクランク角に対する荷重の変化を説明する線図。
【図６】スクロール圧縮機におけるクランク角と圧縮室内圧力の変化との関係を説明する線図。
【図７】本発明のスクロール圧縮機の実施例２を示す図で、図２に相当する図。
【図８】本発明のスクロール圧縮機の実施例３を示す図で、図２に相当する図。
【図９】本発明のスクロール圧縮機の実施例４を説明する旋回スクロールの平面図。
【図１０】本発明のスクロール圧縮機の実施例５を説明する固定スクロールの底面図。
【図１１】本発明のスクロール圧縮機の実施例６を説明する旋回スクロールの縦断面図。
【図１２】本発明のスクロール圧縮機の実施例７を説明する旋回スクロールの平面図。
【図１３】本発明のスクロール圧縮機の実施例８を説明する固定スクロールの底面図。
【図１４】本発明のスクロール圧縮機を用いた空気調和機の一例を説明する冷凍サイクル構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のスクロール圧縮機及びこれを用いた空気調和機の具体的実施例を、図面を用いて説明する。なお、各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。
【実施例１】
【００１７】
本発明のスクロール圧縮機の実施例１を図１〜図６を用いて説明する。
まず、本実施例が適用されるスクロール圧縮機の全体構成を、図１及び図２を用いて説明する。図１は本実施例１のスクロール圧縮機を示す縦断面図、図２は図１に示す固定スクロールの底面図で、旋回スクロールのラップも断面で示す図である。【００１８】
スクロール圧縮機１は、密閉容器（ケース）９内に、圧縮機構部２及びモータ部１６などを収容して構成されている。【００１９】
前記圧縮機構部２は、フレーム１７と、フレーム１７に固定された固定スクロール７と、前記フレーム１７と固定スクロール７との間に配置され、前記固定スクロール７と噛み合わされて圧縮室１３を形成する旋回スクロール８を備えている。【００２０】
前記固定スクロール７は、円板状の台板７ａ、台板７ａに渦巻状に立設されたラップ７ｂ、前記台板７ａの外周側に位置し、前記ラップ７ｂの先端面とほぼ同じ高さの鏡板面７ｅを有して前記ラップ７ｂを囲むように筒状に設けられた支持部７ｄを備えている。前記ラップ７ｂが立設された台板７ａの表面は、ラップ７ｂの間にあるため、歯底７ｃと呼ばれる。固定スクロール７の支持部７ｄの鏡板面７ｅは、旋回スクロール８の鏡板８ａと接する摺動面となっている。【００２１】
また、固定スクロール７は、前記支持部７ｄをボルト等により前記フレーム１７に固定しており、固定スクロール７と一体に結合された前記フレーム１７は溶接等の固定手段により前記密閉容器９に固定されている。【００２２】
前記旋回スクロール８は、固定スクロール７に対向して配置され、固定スクロール７のラップ７ｂと旋回スクロール８のラップ８ｂとが噛み合わされて、フレーム１７内に旋回可能に設けられている。この旋回スクロール８は、円板状の鏡板８ａ、この鏡板８ａの表面である歯底８ｃから立設された渦巻状のラップ８ｂ、及び前記鏡板８ａの背面中央に設けられたボス部（旋回ボス部）８ｄを有する。また、鏡板８ａの外周部の、固定スクロール７と接する表面が、旋回スクロール８の鏡板面８ｅとなっている。【００２３】
前記旋回スクロール８のラップ８ｂの先端部（ラップ歯先）は、前記固定スクロール７の歯底７ｃと微小すき間をもって相対するように構成されている。同様に、固定スクロール７のラップ７ｂの先端部（ラップ歯先）も、前記旋回スクロール８の歯底８ｃと微小すき間をもって相対するように構成されている。【００２４】
前記モータ部１６は、回転子１６ａと固定子１６ｂにより構成され、前記回転子１６ａにはクランクシャフト（回転軸）１０が一体に固定されている。
このクランクシャフト１０を介して前記旋回スクロール８をモータ部１６で駆動し、旋回スクロール８を旋回運動させることにより、前記圧縮室１３の容積を次第に減少させる圧縮動作を行う。【００２５】
この圧縮動作に伴い、冷凍サイクルを流れる冷媒等の作動流体が吸込ポート１４から吸込室２０（図２参照）へ吸込まれ、吸込まれた作動流体は圧縮室１３での圧縮行程を経て吐出ポート１５から密閉容器９内の吐出空間５４に吐出される。前記吐出空間５４に吐出された作動流体は、前記固定スクロール７の外周と前記フレーム１７の外周に形成された通路（図示せず）を通って、モータ室５２に流れ、その後吐出パイプ６から密閉容器９外に吐出されるように構成されている。【００２６】
前記クランクシャフト１０は、前記フレーム１７に設けられている主軸受５に回転自在に支持され、このクランクシャフト１０の中心軸線と固定スクロール７の中心軸線Ｏ１とは同軸となるように構成されている。また、前記クランクシャフト１０の先端部（上端部）には偏心したクランク部１０ａが設けられており、このクランク部１０ａは、前記旋回スクロール８の旋回ボス部８ｄに設けられた旋回軸受１１に挿入されている。これにより前記旋回スクロール８は、クランクシャフト１０が回転すると、前記クランク部１０ａの偏心運動により旋回運動するように構成されている。【００２７】
前記旋回スクロール８の中心軸線Ｏ２は、前記固定スクロール７の中心軸線に対して所定距離だけ偏心した状態となっている。また、旋回スクロール８のラップ８ｂは、固定スクロール７のラップ７ｂに対し、周方向に所定角度（一般には１８０度）だけずらして重ね合わせられている。また、前記旋回スクロール８と前記フレーム１７との間には、旋回スクロール８を固定スクロール７に対して自転しないように拘束しながら相対的に旋回運動させるためのオルダムリング１２が設けられている。【００２８】
図２により、前記固定スクロール７と旋回スクロール８との噛み合い状態を説明する。この図２において、旋回スクロール８のラップ８ｂが断面図で示されており、また旋回スクロール８の鏡板８ａの外周に相当する部分が二点鎖線の想像線で図示されている。この図２に示すように、固定スクロール７のラップ７ｂと旋回スクロール８のラップ８ｂとの間には、三日月状の複数の圧縮室１３（旋回内線側圧縮室１３ａ、旋回外線側圧縮室１３ｂ）が形成され、旋回スクロール８を旋回運動させると、各圧縮室１３は中央部に移動するに従い連続的に容積が縮小していく。【００２９】
２０は吸込室で、流体を吸入している途中の空間である。この吸込室２０は、旋回スクロール８の旋回運動の位相が進んで、流体の閉じ込みを完了した時点から圧縮室１３となる。【００３０】
前記吸込ポート１４は、図１、図２に示すように、固定スクロール７に設けられ、この吸込ポート１４は、前記吸込室２０と連通するように、固定スクロール７の台板７ａの外周側に形成されている。【００３１】
前記吐出ポート１５は、前記固定スクロール７の台板７ａの渦巻中心付近に設けられており、最内周側の圧縮室１３の圧縮が進むと、やがて前記吐出ポート１５に連通するように構成されている。【００３２】
図１に示すモータ部１６によりクランクシャフト１０が回転されると、旋回スクロール８は、固定スクロール７の中心軸線を中心に、所定距離の旋回半径で旋回運動する。これにより、前記吸込ポート１４から作動ガス（例えば、冷凍サイクルを循環する冷媒ガス）が吸込まれ、前述した各圧縮室１３内で順次圧縮されて、圧縮された作動ガス（以下、圧縮ガスともいう）は吐出ポート１５から吐出空間５４に吐出される。その後、前記圧縮ガスは、モータ室５２に流入し、ここから吐出パイプ６を介してスクロール圧縮機１の外部の冷凍サイクル等に供給される。【００３３】
次に、図１に示すスクロール圧縮機（以下、単に圧縮機ともいう）１における潤滑油の流れについて説明する。圧縮機構部２及びモータ部１６等を収容している密閉容器９の底部には、潤滑油（冷凍機油）を溜める油溜り５３が設けられている。クランクシャフト１０の下端には、容積型または遠心式の給油ポンプ２１が設けられており、前記クランクシャフト１０の回転と共に、給油ポンプ２１も回転し、前記密閉容器９底部の油溜り５３に溜められている潤滑油を吸入して、前記クランクシャフト１０内に軸方向に形成されている給油穴（貫通穴）３に供給する。【００３４】
油溜り５３の潤滑油は、給油ポンプケース２２に設けた潤滑油吸込口２５から吸入され、前記給油ポンプ２１の吐出口２８から吐出される。吐出された潤滑油は、前記給油穴３を通って、クランクシャフト１０の上端へ送られる。【００３５】
この時、前記給油穴３を流れる潤滑油の一部は、前記クランクシャフト１０に設けられている横穴２４を介して副軸受２３に送られ、副軸受２３を潤滑後、密閉容器９底部の前記油溜り５３に戻される。前記給油穴３を流れるその他の大部分の潤滑油は、前記クランクシャフト１０のクランク部１０ａ上端の旋回ボス部８ｄの内側空間に達し、前記クランク部１０ａの外周面に設けた油溝５７を通って旋回軸受１１を潤滑する。この潤滑油は、その後、前記旋回軸受１１の下部に設けた前記主軸受５を潤滑した後、排油穴２６ａ及び排油パイプ２６ｂで構成される油戻し通路を通って密閉容器９底部の油溜り５３に戻される。【００３６】
前記旋回ボス部８ｄの内側空間（クランク部１０ａ上端部の空間、旋回軸受１１とクランクシャフト１０との隙間や油溝５７で形成される空間）と、前記旋回ボス部８ｄの外周側に位置する空間（旋回ボス部８ｄ、鏡板８ａ背面、シール部材３２及びフレーム１７で形成される空間）と、前記主軸受５を収める空間（フレーム１７、クランクシャフト１０及びフレームシール５６で形成される空間）を合わせて第１の空間３３と呼ぶことにする。この第１の空間３３は吐出圧力に近い圧力を有する空間である。【００３７】
前記主軸受５及び前記旋回軸受１１の潤滑のために前記第１の空間３３に流入した潤滑油の大部分は、前記排油穴２６ａ及び前記排油パイプ２６ｂの油戻し通路を通って、密閉容器９底部の油溜り５３に戻る。また、前記潤滑油の一部は、前記シール部材３２の上端面と前記鏡板８ａの背面との間に設けられた油漏出手段を介して、前記第１の空間３３よりも外周側に設けられ、吐出圧力と吸込圧力との間の圧力（中間圧力。以下背圧ともいう）となる背圧室（第２の空間）１８に流入する。この背圧室１８に流入した潤滑油は、前記オルダムリング１２の潤滑、前記固定スクロール７と旋回スクロール８の鏡板面７ｅ、８ｅ間の摺動部の潤滑、ラップ７ｂ、８ｂ間の隙間のシール（密閉）等に供される。従って、前記潤滑やシールに必要な潤滑油量が前記背圧室１８に流入するように前記油漏出手段は構成されている。【００３８】
前記シール部材３２は、前記フレーム１７の、前記鏡板８ａの背面と対向する面に設けられた円環溝３１に、波状バネ（図示せず）と共に設けられている。このシール部材３２は、吐出圧力となっている前記第１の空間３３と、吸込圧力と吐出圧力の中間圧力となっている前記背圧室（第２の空間）１８とを仕切っている。【００３９】
前記油漏出手段は、例えば、前記鏡板８ａの背面に設けられた一つまたは複数のスリット状の浅溝５８と、前記シール部材３２とにより構成されている。前記浅溝５８は、前記旋回スクロール８の旋回運動により、前記シール部材３２を跨ぐように配置されることにより、前記第１の空間３３と前記背圧室１８を間歇的に連通するように構成されている。このように構成することにより、前記第１の空間３３と前記背圧室１８との圧力差により、前記第１の空間３３から前記背圧室１８へ、微小すき間である前記浅溝５８を介して、潤滑油を流入させることができる。【００４０】
また、前記浅溝５８の代わりに、前記鏡板８ａの背面に、一つまたは複数の油ポケット（油溜めとなる穴で、例えば円形の溝）を設け、この油ポケットが、旋回スクロール８の旋回運動に伴って前記シール部材３２を跨いだ円運動を行うように構成しても良い。このように構成すると、前記油ポケットは、前記第１の空間３３と前記背圧室１８との間を移動し、前記第１の空間３３の潤滑油を油ポケットに溜めて、前記背圧室１８に間歇的に移送することができ、第１の空間３３内の潤滑油を背圧室１８に供給できる。【００４１】
前記背圧室１８に入った潤滑油は、オルダムリング１２の摺動部を潤滑しつつ、その一部は、前記固定スクロール７と旋回スクロール８の鏡板面７ｅ、８ｅ間の微小すき間を潤滑しながら通過し、吸込室２０または圧縮室１３に流入する。その他の潤滑油は、背圧室の圧力（背圧）が高くなった際に、背圧室１８と圧縮室１３とを連通する背圧孔３５を通って圧縮室１３へ流入する。この背圧孔３５は、背圧室１８内の圧力を調整するための孔である。【００４２】
吸込室２０や圧縮室１３に流入した潤滑油は、前記固定スクロール７のラップ７ｂと旋回スクロール８のラップ８ｂとの間のすき間のシールや潤滑に利用された後、前記吐出ポート１５から吐出空間５４に吐出される。この吐出された油の一部は、冷媒ガスと共に前記吐出パイプ６から冷凍サイクルへ吐出され、残りは密閉容器９内で冷媒ガスと分離されて密閉容器９底部の油溜り５３に貯留される。【００４３】
上述したように、前記第１の空間３３、前記背圧室１８及び前記油漏出手段を設けることにより、各軸受部に必要な給油量と、背圧室１８への給油量を独立に制御することができるので、高効率なスクロール圧縮機を得ることができる。【００４４】
次に、前記背圧室１８の機能について説明する。スクロール圧縮機１では、その圧縮作用により、固定スクロール７と旋回スクロール８を互いに引離そうとする軸方向の力（引き離し力）が発生する。この軸方向の力により、前記両スクロールが引き離される、いわゆる旋回スクロール８の離脱現象が発生すると、圧縮室１３の密閉性が悪化し、圧縮機効率を低下させる。【００４５】
そこで、旋回スクロール８の鏡板８ａの背面側に、吐出圧力と吸込圧力の間の圧力となる背圧室１８を設け、この背圧室１８の圧力（中間圧力）と、前記第１の空間３３の吐出圧力とにより、前記引き離し力を打ち消すと共に、旋回スクロール８を固定スクロール７に押付けるようにしている。【００４６】
このとき、押付力が大きすぎると、旋回スクロール８の鏡板面８ｅと固定スクロール７の鏡板面７ｅとの摺動損失が増大し、圧縮機効率が低下すると共に、鏡板面７ｅ、８ｅに摩耗やかじり、または焼付き等の不具合が発生するなど、圧縮機の信頼性が低下する。つまり、前記押付力には最適な値が存在し、小さすぎると圧縮室の密閉性が悪化して熱流体損失が増大し、大きすぎると摺動損失が増大する。従って、押付力を最適な値に維持することが、圧縮機の高性能化、高信頼性化において重要である。【００４７】
以上がスクロール圧縮機１の基本的な構造である。ここで、例えば前記旋回軸受１１の信頼性を向上したい等の理由により旋回軸受１１の径を大きくする場合がある。このような場合には、その外側に配置されている前記シール部材３２の径も大きくなり、吐出圧力に近い圧力を有する前記第１の空間３３が大きくなる。そのため、旋回スクロール８の鏡板８ａの背面に作用する吐出圧力の領域も広くなり、前記押付力が増加する。この押付力の増加が過大になると、鏡板面７ｅと鏡板面８ｅとの摺動損失が増大するとともに、摩耗やかじり、または焼付き等の不具合が発生して圧縮機の信頼性を低下させる。特に、スクロール圧縮機１が高圧力比で運転される高圧力比条件においては、前記押付力が過大となって鏡板面にかじりや焼付き等が発生し、圧縮機の信頼性が低下し易い。【００４８】
そこで、本実施例では、固定スクロール７における摺動面となる鏡板面７ｅ、または旋回スクロール８における摺動面となる鏡板面８ｅの少なくとも何れか一方に周方向に延びる周方向溝を形成し、前記旋回スクロール８の鏡板８ａには前記第１の空間３３内の潤滑油を前記周方向溝に供給するための通路を設ける構成としている。また、前記周方向溝は、前記旋回スクロールに作用する荷重が最大となるクランク角の近傍において、旋回スクロールの鏡板が固定スクロールの鏡板面に最も強く当たる位置に設ける構成としている。【００４９】
このように構成することにより、固定スクロール７の鏡板面７ｅと旋回スクロール８の鏡板面８ｅとの摺動面に吐出圧力を作用させることができるので、旋回スクロール８を固定スクロール７から引き離す方向の力、即ち押下げ力を付与することができる。従って、押付力が過大となることを回避することが可能となる。【００５０】
また、本実施例では、前記周方向溝の周方向における長さを、前記最も強く当たる位置から＋７０〜＋１００度の範囲内に、前記周方向溝の一端が配置され、前記周方向溝の他端は前記最も強く当たる位置から−７０〜−１００度の範囲内に配置される構成としている。従って、前記周方向溝から吸込室２０への潤滑油の漏出量を低減して、潤滑油が冷媒ガスを加熱する加熱損失も低減できる。更に、前記押下げ力が過大になりすぎることも防止しつつ、旋回スクロール８の鏡板８ａが固定スクロール７の鏡板面７ｅに最も強く当たる位置での押下げ力を確保することができる。【００５１】
なお、前記周方向溝の周方向における長さは上述した範囲に限られるものではなく、前記周方向溝の一端を、前記最も強く当たる位置から＋２０〜＋１００度の範囲内に、他端を前記最も強く当たる位置から−２０〜−１００度の範囲内に配置すれば良い。例えば、前記周方向溝の一端を、前記最も強く当たる位置から＋２０〜＋４０度の範囲内に、他端を前記最も強く当たる位置から−２０〜−４０度の範囲内に配置する構成としても良い。【００５２】
以下、本発明のスクロール圧縮機の具体的実施例を、図面を用いて説明する。本実施例１では、図１、図２に示すように、固定スクロール７に周方向溝３６が設けられている。また、図１に示すように、旋回スクロール８の鏡板８ａには、一端が第１の空間３３に連通している通路３７が設けられている。この通路３７は、前記第１の空間３３内の潤滑油（以下、油ともいう）を前記周方向溝３６に供給するためのものである。【００５３】
前記通路３７からの潤滑油を受け入れるために、前記周方向溝３６の一端部またはその一部には、図２に示すように、円形の溝部３６ａが形成されている。前記円形の溝部３６ａは、前記通路３７の溝部３６ａに開口する端部が旋回運動する全範囲で、前記通路３７の端部と連通するように、旋回半径以上の半径の大きさの円で形成されている。図２中に一点鎖線で示した円４５は、旋回スクロール８が旋回運動した際に、前記通路３７が固定スクロール７に対して動く軌跡を表している。【００５４】
なお、前記周方向溝３６のうち溝部３６ａを除く部分は、溝部３６ａの径よりも狭い幅に形成され、且つ前記溝部３６ａの径よりも周方向に長く形成されている。また、前記溝部３６ａは円形には限られず、前記通路３７の端部が旋回運動する全範囲で前記溝部３６ａと連通するように形成されていれば良く、楕円形や矩形など他の形状にしても良い。【００５５】
前記通路３７が前記円形の溝部３６ａと連通することにより、第１の空間３３内の潤滑油が円形の溝部３６ａの空間に供給され、この円形の溝部３６ａから前記周方向溝３６に油が供給される。周方向溝３６に高圧の油が供給されることにより、周方向溝３６内の圧力は、第１の空間３３内の圧力と同様、吐出圧力に近い圧力となる。【００５６】
ここで、従来のスクロール圧縮機における旋回スクロール８の鏡板面上での圧力分布を図３により説明し、本実施例のスクロール圧縮機における旋回スクロール８の鏡板面上での圧力分布を図４により説明する。【００５７】
従来のスクロール圧縮機における旋回スクロール８の鏡板面での圧力分布は、図３に示すように、背圧室１８に面する側（鏡板の外周側）の圧力は背圧となり、吸込室２０または圧縮室１３（図２参照）に面する側（鏡板の内周側で、ラップ８ｂのある側）の圧力は、吸込圧力または圧縮室内圧力となっている。【００５８】
これに対し、本実施例のスクロール圧縮機１では、前述した周方向溝３６を設けているので、前記周方向溝３６内に吐出圧力の油が導入される。このため、図４中の右側に示す旋回スクロール鏡板面での圧力分布に示すように、周方向溝３６を設けている側では吐出圧力の油が導入されることにより、図４中に斜線で示した領域３８の分だけ旋回スクロール８を下方へ押下げる力が増大する。従って、旋回スクロール８の鏡板が固定スクロールの鏡板面に最も強く当たる位置での押付力の増加を抑制することができる。【００５９】
また、周方向溝３６内に流入した潤滑油は、固定スクロール７の鏡板面７ｅと旋回スクロール８の鏡板面８ｅとの間の微小すき間を潤滑しながら通過し、背圧室１８、吸込室２０または圧縮室１３へ流れるため、鏡板面７ｅ、８ｅでの潤滑状態が良くなり信頼性を向上できる。【００６０】
次に、旋回スクロール８に作用する、軸方向と直交する方向の力、及びその力の１回転中の変化について、図３〜図６を用いて説明する。
スクロール圧縮機１の運転中の旋回スクロール８には、圧縮作用により、軸方向の力だけでなく接線方向及び半径方向の力も生じている。旋回スクロールのある位相での、これら軸方向と直交する方向の力の合力は、図３、図４中のＦｇで示される。また、Ｆｇの反力である、旋回スクロール８を旋回運動させる力Ｆｒが旋回軸受１１に作用している。【００６１】
ここで、Ｆｇ及びＦｒは互いに逆向きで、かつその作用点が軸方向に離れているため、旋回スクロール８には、矢印Ｍで示すように、モーメントが発生する。このモーメントＭが、旋回スクロール８を傾けようとする、いわゆる転覆モーメントである。この転覆モーメントにより、旋回スクロール８の鏡板面８ｅは、固定スクロール７の鏡板面７ｅに局部的に強く押付けられることになる。その強く押付けられる位置は、モーメントＭが図３、図４に示すように作用する場合、鏡板の右側となる。【００６２】
なお、旋回スクロール８の旋回運動に伴って、Ｆｇ及びＦｒの向きと大きさが変化するため、転覆モーメントの方向と大きさも変化することになる。これがいわゆる旋回スクロールの揺動運動の原因となる。また、旋回スクロール８の鏡板面８ｅが局部的に強く押付けられる位置及びその大きさも１回転中に変化することになる。【００６３】
図５はスクロール圧縮機における１回転中のクランク角に対する荷重Ｆｇの変化を説明する線図であり、図６はスクロール圧縮機におけるクランク角と圧縮室内圧力の変化との関係を説明する線図である。【００６４】
図５中の曲線４６は、一回転中の荷重Ｆｇの変化の一例を示しており、この図５の例では、クランク角で概略１８０度となる位置４７でＦｇは最大となっている。なお、図５は一例であり、荷重Ｆｇが最大となるクランク角の位置４７は、一般的にスクロールラップの巻き数や吐出開始角度などによって決定されるものである。【００６５】
例えば、図６は、スクロールラップの巻き数と吐出開始角度が決まっているある特定のスクロール圧縮機における、クランク角と、旋回内線側圧縮室１３ａの圧力５０ａ及び旋回外線側圧縮室１３ｂの圧力５０ｂとの関係を示している。なお、図６に示す例では、旋回内線側圧縮室１３ａと旋回外線側圧縮室１３ｂの巻き数が異なる、いわゆる非対称ラップでの例を示しており、また、あらゆる運転条件の中で荷重Ｆｇの最大値が最も大きくなる、高圧力比の運転条件での例を示している。更に、旋回外線側圧縮室１３ｂが吸込を完了した時点をクランク角０度としている。【００６６】
なお、クランク角は本来０度から３６０度までであるが、スクロール圧縮機の場合、一般的に、一つの圧縮室が吸込を完了してから吐出を開始するまでに１回転以上するように構成されている。また、非対称ラップの場合、旋回内線側圧縮室１３ａは、旋回外線側圧縮室１３ｂが吸込を完了してからクランク角が略１８０度進んだ位置で吸込を完了して圧縮を開始する。このため、図６の横軸のクランク角は、便宜上０度から７２０度までとしている。【００６７】
図６に示す通り、クランク角が変化すると、各圧縮室内の圧力も変化する。スクロール圧縮機１は、図２に示すように、複数の圧縮室１３を有し、それぞれの圧縮室１３の圧力が図６のように変化していく。また、これら各圧縮室１３内の圧力が、旋回スクロール８のラップ８ｂに作用することとなる。これらの合力が前記荷重Ｆｇ（ガス荷重）であり、このＦｇは、図５中の曲線４６のように変化している。【００６８】
この図５に示す例では、旋回内線側圧縮室１３ａが吐出を開始するクランク角１８０度（図６では、３６０度＋１８０度＝５４０度の位置が吐出を開始するクランク角１８０度の位置に相当）においてＦｇが最大となり、これに伴い転覆モーメントも最大となる。【００６９】
旋回スクロールに作用する荷重が最大となる前記クランク角において、旋回スクロールの鏡板が固定スクロールの鏡板面に最も強く当たる位置を、図２〜図４により説明する。図２はクランク角が１８０度の状態を示す図で、図３、図４はクランク角１８０度のときの縦断面図を示しており、旋回スクロールに作用する荷重が最大となっている状態の図である。図３、図４に示すＦｇ及びＦｒの力の方向により発生するモーメントＭからわかる通り、旋回スクロール８の鏡板が固定スクロール７の鏡板面に最も強く当たる位置は、鏡板面における右側の位置である。【００７０】
この位置は、図２に点線４４で示す範囲にほぼ相当する。つまり、この位置に前記周方向溝３６を設けることにより、圧縮機の１回転中に、旋回スクロール８の鏡板８ａが固定スクロール７の鏡板面７ｅに最も強く押付けられる位置に、ほぼ吐出圧力の高圧の潤滑油を供給することができる。従って、鏡板面７ｅ、８ｅに摩耗やかじり、または焼付き等の不具合が発生するのを防止でき、圧縮機の信頼性を向上することができる。
前記周方向溝３６を設ける位置は以上説明した通りである。【００７１】
次に、前記周方向溝３６の好ましい形状について説明する。周方向溝の形状、即ち周方向の長さが、例えば、円環状やＣ字形状などのように半周を超える場合、押下げ力が過大となり、旋回スクロール８が固定スクロール７から引き離されてしまう離脱現象が生じるおそれがある。また、前記周方向溝３６に供給された油が吸込室２０や圧縮室１３へ漏れる量も多くなる。即ち、油が漏れる流路面積は周方向溝３６の長さと、鏡板面７ｅ、８ｅ間の微小すき間の長さとの積で表されるため、周方向溝が長くなるほど、過大な量の潤滑油が吸込室２０や圧縮室１３へ流入し、冷媒ガスを加熱して加熱損失が増大する。【００７２】
そこで本実施例では、前記周方向溝３６を略円弧の一部で構成し、図５に示す荷重Ｆｇが最大となるときに、旋回スクロール８の鏡板８ａが最も強く押付けられる位置を含め略±９０度の範囲内（図２中のθ１の範囲内）にその両端が収まる形状とする。これにより、押付力が強く潤滑が最も必要な場所に効果的に給油できるように周方向溝３６を配置することができ、周方向溝３６の長さをより短くすることができる。従って、離脱現象や加熱損失の発生を抑制しつつ、押付力の増加を抑制して、鏡板面７ｅ、８ｅに摩耗やかじり、または焼付き等の不具合が発生するのを防止し、圧縮機の信頼性を向上することが可能となる。【００７３】
なお、図５に示す区間４８は、荷重Ｆｇが最大となるクランク角の位置４７を含む略±９０度の範囲を示しており、この区間４８で、荷重Ｆｇの値が平均値より顕著に大きくなる範囲をカバーできる。従って、この区間４８に相当する鏡板面７ｅまたは８ｅの位置に前記周方向溝３６を設ける。即ち、旋回スクロール８の鏡板８ａが固定スクロール７の鏡板面７ｅに強く押付けられる領域の鏡板面７ｅまたは８ｅの位置に、前記周方向溝３６を設ける。これにより、押付力が平均値より顕著に大きくなる鏡板面の領域に潤滑油を供給することが可能となる。【００７４】
このように、上述した本実施例によれば、旋回スクロール８の鏡板８ａが固定スクロール７の鏡板面７ｅに強く押付けられる領域の鏡板面の位置に周方向溝３６を設けているので、押付力が平均値より顕著に大きくなる鏡板面の領域に潤滑油を供給することが可能となる。従って、押付力が強く潤滑が最も必要な場所に効果的に給油できるので、周方向溝３６の長さをより短くすることができ、離脱現象や加熱損失の発生を抑制しつつ、押付力の増加を抑制して、鏡板面に摩耗、かじり、焼付き等が発生するのを防止し、圧縮機の信頼性を向上することができる。
【実施例２】
【００７５】
本発明のスクロール圧縮機の実施例２を、図５を引用しつつ図７を用いて説明する。図７は本実施例２のスクロール圧縮機を示す図で、図２に相当する図である。なお、図７において、図１〜図６と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示し、実施例１と同様の部分については説明を省略し、実施例１と異なる部分を中心に説明する。【００７６】
高圧力比の運転条件でのスクロール圧縮機の特性として、図５中の曲線４６は、荷重Ｆｇが最大となるクランク角の位置４７に対して、その左側４６ａ（旋回スクロール８の回転が遅れる方向であるクランク角の小さい側で、以下遅角側ともいう）より右側４６ｂ（旋回スクロール８の回転が進む方向であるクランク角の大きい側で、以下進角側ともいう）の方が、傾斜が一般的に緩い。これは、圧縮室１３の容積減少による圧縮だけでは不足圧縮となる高圧力比の運転条件では、吐出開始直後に吐出圧力空間（吐出空間５４）から冷媒ガスが逆流して、圧縮室内の圧力が急激に吐出圧力まで上昇し、その後クランク角が進むにつれて、吐出圧力まで上昇した冷媒ガスを徐々に吐出空間５４に排出するためである。【００７７】
そこで、本実施例２においては、図５、図７に示すように、前記周方向溝３６を、区間４８ａに相当する部分より区間４８ｂに相当する部分の方が長くなるように形成したものである。具体的には、旋回スクロール８に作用する荷重Ｆｇが最大となるクランク角の位置４７（図５参照）に対応して押付力が平均値より顕著に大きくなる鏡板面の位置（旋回スクロールの鏡板が固定スクロールの鏡板面に最も強く当たる位置）４７Ａ（図７参照）に対し、図７に示すように、旋回スクロール８の回転が遅れる方向であるクランク角の小さい側（遅角側）θ１ａよりも、旋回スクロール８の回転が進む方向であるクランク角の大きい側（進角側）θ１ｂの方が長くなるように、前記周方向溝３６を形成しているものである。【００７８】
このように構成することにより、荷重Ｆｇの値が平均値より顕著に大きくなる範囲、即ち、周方向溝３６の長さを同一とした場合、押付力が平均値より顕著に大きくなる鏡板面の領域により確実に潤滑油を供給することができる効果が得られる。このように本実施例２によれば、周方向溝３６に供給する潤滑油による加熱損失をより抑制しつつ荷重Ｆｇの値が平均値より顕著に大きくなる範囲をより広くカバーすることができる。
他の構成は上述した実施例１と同様である。
【実施例３】
【００７９】
本発明のスクロール圧縮機の実施例３を、図５を引用しつつ図８を用いて説明する。図８は本実施例３のスクロール圧縮機を示す図で、図２に相当する図である。なお、図８において、図１〜図６と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示し、実施例１と同様の部分については説明を省略し、実施例１と異なる部分を中心に説明する。【００８０】
図２に示す実施例１では、固定スクロール７の鏡板面７ｅに周方向溝３６を設けると共に、その一端部に円形の溝部３６ａを設けている。また、旋回スクロール８には、第１の空間３３内の潤滑油を前記周方向溝３６に供給するための通路３７を設け、この通路３７の端部を前記円形の溝部３６ａに連通させている。前記通路３７の端部は旋回スクロール８の旋回運動と共にその旋回半径で旋回運動をする。このため、前記円形の溝部３６ａは前記通路３７の端部が旋回運動する全範囲で連通するように前記旋回半径以上の半径の大きさの円で構成されている。また、前記周方向溝３６のうち溝部３６ａを除く部分は、溝部３６ａの径よりも狭い幅に形成されている。【００８１】
これに対し、本実施例３では、旋回スクロール８に設けられた通路３７が前記周方向溝３６に連通する区間を、荷重Ｆｇが最大となるクランク角を含めた、略±９０度の範囲内のみになるように構成したものである。この連通する区間は、図５に示す区間４８に相当する。即ち、上記実施例１のものでは、前記周方向溝３６に潤滑油を前記通路３７から常時供給するように構成しているが、本実施例３では、前記荷重Ｆｇの値が平均値より顕著に大きくなるタイミングでのみ間歇的に潤滑油を周方向溝３６に供給するようにしたものである。【００８２】
これを実現する具体的構成を図８により説明する。周方向溝３６の一端部には、旋回運動をする前記通路３７が荷重Ｆｇの値が平均値より顕著に大きくなるタイミングでのみ間歇的に連通するように円弧状の溝部３９が形成されている。この円弧状の溝部３９は、旋回スクロール８が旋回運動した際に、荷重Ｆｇが最大となるクランク角を含む略±９０度の範囲内でのみ前記通路３７の端部と連通するように構成されている。円弧状の前記溝部３９は、好ましくは、その溝中心が旋回スクロール８の旋回半径と同じ半径を持つ円弧になるように形成すると良いが、前記通路３７の端部が、Ｆｇが最大となるクランク角を含む略±９０度の範囲内でのみ前記溝部３９に連通するように、前記溝部３９を形成すれば良く、溝部３９の形状は円弧状の溝部に限られるものではなく、円形や矩形等の形状としても良い。【００８３】
ここで、図８中の一点鎖線で示した円４５は、旋回スクロール８が旋回運動した際の、前記通路３７の軌跡を表している。この軌跡のうち、略±９０度の範囲内であるθ２の範囲でのみ、前記通路３７は前記溝部３９を介して前記周方向溝３６に連通する。【００８４】
前記通路３７が常時前記周方向溝３６に連通している場合、常に押下げ力が作用するのに対し、本実施例３によれば、１回転中で旋回スクロール８の鏡板８ａが固定スクロール７の鏡板面７ｅに最も強く押付けられるタイミングでのみ、その最も強く押付けられる位置に潤滑油を供給できる。従って、潤滑油を、必要なタイミングで必要な場所にのみ、効率よく供給することが可能となるので、離脱現象の発生や加熱損失をより抑えることができると共に、旋回スクロールの揺動運動を抑制することも可能となる。
なお、本実施例３では、前記周方向溝３６のうち円弧状の溝部３９を除く部分は、旋回スクロール８の旋回半径よりも小さい幅になるように形成されている。
【実施例４】
【００８５】
本発明のスクロール圧縮機の実施例４を、図９を用いて説明する。図９は本実施例４を説明する旋回スクロールの平面図である。なお、図９において、図１〜図６と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示し、実施例１と同様の部分については説明を省略し、実施例１と異なる部分を中心に説明する。【００８６】
本実施例４においても、固定スクロール７の鏡板面に周方向溝３６とその一端部側に円形の溝部３６ａを形成し、第１の空間３３（図１参照）内の潤滑油を前記周方向溝３６に供給する通路３７を旋回スクロール８の鏡板８ａに設けている点では、実施例１と同様である。【００８７】
更に、本実施例４では、図９に示すように、前記周方向溝３６に供給された潤滑油を、図２に示す吸込室２０または圧縮室１３へ漏出する手段としてのスリット（油漏出手段）４０を、旋回スクロール８の鏡板面８ｅに設けているものである。このスリット４０が前記周方向溝３６と、吸込室２０または圧縮室１３を常時または間歇的に連通するように構成されている。【００８８】
常時連通させる場合には、旋回スクロール８が旋回運動をしても、スリット４０が常に周方向溝３６と吸込室２０または圧縮室１３とを連通するように、前記スリット４０の位置と長さを決めれば良い。また、間歇的に連通させる場合には、旋回スクロール８の旋回運動に伴い、前記スリット４０の一部が前記周方向溝３６に間歇的に連通するか、または前記スリット４０の一部が吸込室２０または圧縮室１３に間歇的に連通するように、前記スリット４０の位置と長さを決めれば良い。【００８９】
なお、本実施例では、前記スリット４０を一つだけ設けているが、複数設けるようにしても良い。また、油漏出手段として、前記スリット４０の代わりに、一つ以上の油ポケットを旋回スクロールの鏡板面８ｅに設け、この油ポケット（油漏出手段）が前記周方向溝３６と、吸込室２０または圧縮室１３との間を移動して、前記周方向溝３６内に供給された潤滑油を、吸込室２０または圧縮室１３に間歇的に移送するように構成しても良い。
他の構成は上述した実施例１と同様である。【００９０】
本実施例４の構成とすることにより、周方向溝３６に供給された油を、前記スリット４０や前記油ポケットを介して、スムーズに吸込室２０や圧縮室１３に流出させることができる。従って、周方向溝３６に供給された油が、周方向溝３６で滞留するのを抑制し、鏡板面７ｅ、８ｅの摺動による発熱で高温に加熱される前に、前記吸込室２０や圧縮室１３に流出させることができる効果が得られる。また、前記通路３７から新たな潤滑油を前記周方向溝３６にスムーズに供給することも可能となる。なお、前記周方向溝３６に供給された油の一部は前記鏡板面７ｅ、８ｅ間の微小すき間を潤滑した後、前記吸込室２０や圧縮室１３に流出する。【００９１】
本実施例においては、前記スリット４０の深さや、前記油ポケットの容積や個数により、潤滑油の流れる量を制御できるので、加熱損失の増大を抑制しつつ、鏡板面７ｅ，８ｅの良好な潤滑状態を確保できるだけの油量を周方向溝３６に供給することも可能となる。
【実施例５】
【００９２】
本発明のスクロール圧縮機の実施例５を、図１０を用いて説明する。図１０は本実施例５を説明する固定スクロールの底面図である。なお、図１０において、図１〜図６と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示し、実施例１と同様の部分については説明を省略し、実施例１と異なる部分を中心に説明する。【００９３】
本実施例５も上記実施例４と同様に、周方向溝３６に供給された潤滑油を、吸込室２０または圧縮室１３へ漏出させる油漏出手段を設けたものである。上記実施例４においては、旋回スクロール８の鏡板面８ｅに油漏出手段としてのスリット４０を設ける例を説明したが、本実施例５では、固定スクロール７の鏡板面７ｅに、前記周方向溝３６に供給された潤滑油を吸込室２０または圧縮室１３へ漏出させる油漏出手段としてのスリット４１を設けたものである。【００９４】
即ち、図１０に示すように、本実施例においても、固定スクロール７の鏡板面７ｅには、周方向溝３６と、この周方向溝３６の一端部側に円形の溝部３６ａが設けられている。更に本実施例においては、前記周方向溝３６における前記溝部３６ａとは反対側に連通するスリット４１を固定スクロール７の鏡板面７ｅに設けている。前記スリット４１は吸込室２０または圧縮室１３にも連通するように構成されている。【００９５】
他の構成は上述した実施例１と同様である。なお、前記スリット４１は１つに限られず、周方向溝３６に沿って複数設けても良い。
本実施例５のように、油漏出手段としてのスリット４１を固定スクロール７の鏡板面７ｅに設けるように構成しても、周方向溝３６に供給された油をスムーズに吸込室２０または圧縮室１３へ漏出させることができるので、上述した実施例４と同様の効果を得ることができる。
【実施例６】
【００９６】
本発明のスクロール圧縮機の実施例６を、図１１を用いて説明する。図１１は本実施例６を説明する旋回スクロールの縦断面図である。なお、図１１において、図１〜図６と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示し、実施例１と同様の部分については説明を省略し、実施例１と異なる部分を中心に説明する。【００９７】
本実施例６のスクロール圧縮機においても、図１に示す実施例１と同様に、第１の空間３３内の潤滑油を周方向溝３６に供給するための通路３７を、旋回スクロール８の鏡板８ａに備えている。本実施例６においては、実施例１の構成に加え、更に図１１に示すように、前記通路３７の一部の通路断面積が小さくなるように絞り部材４２を設けているものである。【００９８】
前記通路３７に絞り部材４２を設けることにより、第１の空間３３から通路３７に導かれた潤滑油が、前記絞り部材４２によって通路断面積が小さい部分を通過する際に、圧力損失が発生して圧力が低下する。このため、周方向溝３６に供給された潤滑油の圧力は、吐出圧力である第１の空間３３の圧力よりも低い圧力となる。【００９９】
前記周方向溝３６に第１の空間３３内の吐出圧力の潤滑油を、通路３７を介して直接供給すると旋回スクロール８を押下げる力が過大となってしまうような場合に、本実施例６を適用すると良い。即ち、前記通路３７に絞り部材４２を設けることにより、周方向溝３６に供給される潤滑油の圧力を吐出圧力より低く抑えることができるため、旋回スクロール８を押下げる力が過大となることを回避でき、旋回スクロール８を適正な押付力で固定スクロールに押し付けることが可能となる。
他の構成は上述した実施例１と同様である。
【実施例７】
【０１００】
本発明のスクロール圧縮機の実施例７を、図１２を用いて説明する。図１２は本実施例７を説明する旋回スクロールの平面図である。なお、図１２において、図１〜図６と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示し、実施例１と同様の部分については説明を省略し、実施例１と異なる部分を中心に説明する。【０１０１】
上述した実施例１においては、固定スクロール７の鏡板面に周方向溝３６を設け、旋回スクロール８の鏡板８ａに設けた通路３７を介して、第１の空間３３内の潤滑油を前記周方向溝３６に供給するようにしている。【０１０２】
これに対し、本実施例７では、前記周方向溝３６を、固定スクロール７の鏡板面７ｅではなく、旋回スクロール８の鏡板面８ｅに形成しているものである。また、旋回スクロール８に設けられている前記周方向溝３６に、第１の空間３３内の潤滑油を導くための通路３７については、実施例１と同様に旋回スクロール８の鏡板８ａに設けられている。なお、前記通路３７の第１の空間３３側は、旋回ボス部８ｄの内側に開口している点では実施例１と同様であるが、前記通路３７の周方向溝３６側は該周方向溝３６に直接連通している。【０１０３】
本実施例のように、旋回スクロール８の鏡板面８ｅに周方向溝３６を形成すると、周方向溝３６は旋回スクロール８の旋回運動とともに移動するため、潤滑油を鏡板面７ｅ、８ｅのより広い範囲に拡散させることができ、潤滑状態をより良好なものとすることができる。
他の構成は上述した実施例１と同様である。
【実施例８】
【０１０４】
本発明のスクロール圧縮機の実施例８を、図１３を用いて説明する。図１３は本実施例８を説明する固定スクロールの底面図である。なお、図１３において、図１〜図６と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示し、実施例１と同様の部分については説明を省略し、実施例１と異なる部分を中心に説明する。【０１０５】
本実施例８においては、周方向溝３６が設けられている固定スクロール７の鏡板面７ｅにおける前記周方向溝３６を設けている範囲以外の領域（図１３中のθ１ｃ以外の範囲の鏡板面７ｅ）に、背圧室（第２の空間）１８と連通する少なくとも一つの背圧溝４３を設けているものである。前記背圧溝４３は、図１３に示すように、周方向溝３６が設けられている前記θ１ｃで示す領域以外の領域に周方向に延びるように形成されている。前記背圧室１８は吐出圧力と吸込圧力との間の圧力（中間圧力）となっており、この背圧室１８の潤滑油を固定スクロール７の鏡板面７ｅに導くことができる。なお、前記背圧溝４３は１本に限られるものではなく、複数本設けるようにしても良い。【０１０６】
本実施例の構成とすることにより、旋回スクロール８の鏡板８ａが固定スクロール７の鏡板面７ｅに最も強く当たる位置に対しては前記周方向溝３６により、適正な押下げ力を与えると共に、周方向溝３６が設けられている鏡板面付近の潤滑を行うことができる。また、前記背圧溝４３を設けているので、前記周方向溝３６が設けられている部分以外の鏡板面の領域にも背圧室１８内の潤滑油を供給でき、鏡板面全体の潤滑状態を良好に保つことが可能となる。
他の構成は上述した実施例１と同様である。
【実施例９】
【０１０７】
本発明の実施例９を、図１４を用いて説明する。図１４は本発明のスクロール圧縮機を用いた空気調和機の一例を説明する冷凍サイクル構成図である。【０１０８】
図１４において、１はスクロール圧縮機、６０は四方弁、６１は室外側熱交換器（冷房運転時は凝縮器、暖房運転時は蒸発器となる）、６２は電子膨張弁などで構成された膨張弁、６３は室内側熱交換器（冷房運転時は蒸発器、暖房運転時は凝縮器となる）であり、これらの機器は冷媒配管６４により順次接続されて、空気調和機の冷凍サイクルが構成されている。【０１０９】
前記スクロール圧縮機１は、上述した実施例１〜８の何れかに記載されたスクロール圧縮機が使用されている。図１４に示すような空気調和機に、高効率で高信頼性の本発明の各実施例記載のスクロール圧縮機を組み合わせることにより、空気調和機の運転効率を向上できる。従って、空気調和機の通年エネルギー消費効率を大幅に向上でき、年間を通じた消費電力量が小さく且つ信頼性の高い空気調和機を得ることができる。【０１１０】
以上説明したように、本発明の各実施例によれば、旋回スクロール８の鏡板８ａが固定スクロール７の鏡板面７ｅに強く押付けられる領域の鏡板面の位置に周方向溝３６を設けているので、押付力が顕著に大きくなる鏡板面の領域に潤滑油を供給することが可能となる。従って、押付力が強く潤滑が最も必要な場所に効果的に給油できるので、周方向溝３６の長さをより短くすることができ、離脱現象や加熱損失の発生を抑制しつつ、押付力の増加を抑制して、高効率で信頼性の高いスクロール圧縮機を得ることができる。また、このスクロール圧縮機を空気調和機に適用することにより、高効率で信頼性の高い空気調和機を得ることができる。【０１１１】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
更に、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１：スクロール圧縮機、２：圧縮機構部、３：給油穴（貫通穴）、５：主軸受、６：吐出パイプ、７：固定スクロール、７ａ：台板、７ｂ：ラップ、７ｃ：歯底、７ｄ：支持部、７ｅ：鏡板面、８：旋回スクロール、８ａ：鏡板、８ｂ：ラップ、８ｃ：歯底、８ｄ：ボス部（旋回ボス部）、８ｅ：鏡板面、９：密閉容器（ケース）、１０：クランクシャフト（回転軸）、１０ａ：クランク部、１１：旋回軸受、１２：オルダムリング、１３：圧縮室、１３ａ：旋回内線側圧縮室、１３ｂ：旋回外線側圧縮室、１４：吸込ポート、１５：吐出ポート、１６：モータ部、１６ａ：回転子、１６ｂ：固定子、１７：フレーム、１８：背圧室（第２の空間）、２０：吸込室、２１：給油ポンプ、２２：給油ポンプケース、２３：副軸受、２４：横穴、２５：潤滑油吸込口、２６ａ：排油穴、２６ｂ：排油パイプ、２８：吐出口、３１：円環溝、３２：シール部材、３３：第１の空間、３５：背圧孔、３６：周方向溝、３６ａ：溝部、３７：通路、３８：領域、３９：溝部、４０、４１：スリット（油漏出手段）、４２：絞り部材、４３：背圧溝、４５：円、４６：曲線、４７：荷重Ｆｇが最大となるクランク角の位置、４７Ａ：押付力が平均値より顕著に大きくなる鏡板面の位置、４８：区間、５０ａ：内線側圧縮室の圧力、５０ｂ：外線側圧縮室の圧力、５２：モータ室、５３：油溜り、５４：吐出空間、５６：フレームシール、５７：油溝、５８：浅溝、６０：四方弁、６１：室外側熱交換器、６２：膨張弁、６３：室内側熱交換器、６４：冷媒配管。
【要約】
スクロール圧縮機は、固定スクロールと、固定スクロールと噛み合わされて吸込室または圧縮室を形成する旋回スクロールと、旋回スクロールの背面中心側に設けられ、吐出圧力に近い圧力を有する第１の空間と、前記第１の空間の外周側に設けられ中間圧力を有する第２の空間とを備える。また、固定スクロールにおける鏡板面または旋回スクロールにおける摺動面となる鏡板面の少なくとも何れかに形成されて周方向に延びる周方向溝と、旋回スクロールの鏡板に設けられ、前記第１の空間内の潤滑油を前記周方向溝に供給するための通路を備え、前記周方向溝は、旋回スクロールに作用する荷重が最大となるクランク角の近傍において、旋回スクロールの鏡板が固定スクロールの鏡板面に最も強く当たる位置に設けられ、且つ前記周方向溝の周方向における長さは、前記最も強く当たる位置を含む略±９０度の範囲内としている。【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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