(57)【要約】【課題】スクロール圧縮機において、軸受信頼性の向上を図りつつ、機械摺動損失を低減してエネルギー効率の向上を図ると共にその機械摺動部の過剰押付けを抑制して信頼性の向上を図るようにする。【解決手段】スクロール圧縮機１は、固定スクロール部材１１０及び旋回スクロール部材１２０を組み合わせて圧縮室１３０を形成した圧縮部２と、この圧縮部を駆動する駆動部３と、圧縮部２及び駆動部３を収納する密閉容器１００とを備える。クランク軸１０１の主軸部１０１ｂを回転駆動手段４より圧縮室側で支持する主軸支持部１０４として転がり軸受を用いる。旋回スクロール部材１２０の背面側を構成する空間１８０を、ほぼ吐出圧力になる中央部空間１８１とこの中央部空間１８１の圧力より低い圧力となる外周部空間１８２とに圧力的に分離するシール材１７２を設ける。シール材１７２で分離された中央部空間１８１の外径を転がり軸受１０４の外径より小さく構成する。【選択図】  図１
2004293531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロール部材及び旋回スクロール部材を組み合わせて圧縮室を形成した圧縮部と、この圧縮部を駆動する駆動部と、前記圧縮部及び前記駆動部を収納する密閉容器とを備えたスクロール圧縮機において、
前記旋回スクロール部材と前記駆動部の回転駆動手段とを連結するクランク軸と、
前記クランク軸の主軸部を前記回転駆動手段より圧縮室側で支持する主軸支持部と、
前記主軸支持部を配設する部材と、
前記旋回スクロール部材の背面側を構成する空間をほぼ吐出圧力になる中央部空間とこの中央部空間の圧力より低い圧力となる外周部空間とに圧力的に分離するシール材とを備え、
前記主軸支持部として転がり軸受を用いると共に、
前記シール材で分離された前記中央部空間の外径を前記転がり軸受の外径より小さくしたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
固定スクロール部材及び旋回スクロール部材を組み合わせて圧縮室を形成した圧縮部と、この圧縮部を駆動する駆動部と、前記圧縮部及び前記駆動部を収納する密閉容器とを備えたスクロール圧縮機において、
前記旋回スクロール部材と前記駆動部の回転駆動手段とを連結するクランク軸と、
前記クランク軸の主軸部を前記回転駆動手段より圧縮室側で支持する主軸支持部と、
前記主軸支持部を配設する部材と、
前記旋回スクロール部材の背面側を構成する空間をほぼ吐出圧力になる中央部空間とこの中央部空間の圧力より低い圧力となる外周部空間とに圧力的に分離するシール材とを備え、
前記主軸支持部として転がり軸受を用いると共に、
前記旋回スクロール部材と前記主軸支持部を配設する部材との間に介在させた前記シール材の内径を前記転がり軸受の外径より小さくしたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２に記載のスクロール圧縮機において、前記主軸支持部を配設する部材を前記密閉容器に固定されるフレームで構成し、前記フレームの回転駆動手段側に転がり軸受挿入部を設け、前記フレームの転がり軸受挿入部に前記転がり軸受を回転駆動手段側から挿入して装着し、前記クランク軸の偏心ピン部を係合する旋回軸支持部を前記旋回スクロール部材に設け、前記旋回軸支持部の端面である軸方向に垂直な面を一方のシール面とすると共に、このシール面に対面する前記フレームの圧縮室側の端面を他方のシール面とし、この他方のシール面にリング状溝を形成し、このリング状溝に前記シールリングを配設したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載のスクロール圧縮機において、前記主軸支持部を配設する部材とは別部材の軸受押さえで前記転がり軸受を押さえた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、前記クランク軸の前記回転駆動手段側へのスラスト力を前記軸受押さえで受けるように配置したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項６】
固定スクロール部材及び旋回スクロール部材を組み合わせて圧縮室を形成した圧縮部と、この圧縮部を駆動する駆動部と、前記圧縮部及び前記駆動部を収納する密閉容器とを備えたスクロール圧縮機において、
前記旋回スクロール部材と前記駆動部の回転駆動手段とを連結するクランク軸と、
前記クランク軸の主軸部を前記回転駆動手段より圧縮室側で支持する主軸支持部と、
前記主軸支持部を配設する部材と、
前記旋回スクロール部材の背面側を構成する空間をほぼ吐出圧力になる中央部空間とこの中央部空間の圧力より低い圧力となる外周部空間とに圧力的に分離するシール材と、
前記密閉容器内の底部に貯留された潤滑油と、
前記潤滑油を前記主軸支持部に供給する給油経路とを備え、
前記主軸支持部として転がり軸受を用いると共に、
前記旋回スクロール部材と前記主軸支持部を配設する部材との間に介在させた前記シール材の内径を前記転がり軸受の外径より小さく形成し、
前記潤滑油が前記中央部空間側から前記転がり軸受を通って前記密閉容器の底部に戻るように前記給油経路を形成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項７】
請求項６に記載のスクロール圧縮機において、前記主軸支持部を配設する部材とは別部材の軸受押さえで前記転がり軸受を押さえると共に、前記軸受押さえの転がり軸受側に前記給油経路の一部を形成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項８】
請求項１または２に記載のスクロール圧縮機において、前記転がり軸受を配設する部材の圧縮室側から前記転がり軸受を挿入して配設し、前記転がり軸受を配設する部材の前記圧縮室側から別体の軸受押さえを前記転がり軸受を押さえるように配設したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項９】
請求項４、５、７、８の何れかに記載のスクロール圧縮機において、前記軸受押さえと前記転がり軸受を配設する部材との接合面にシール機能を持たせたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１０】
請求項４、５、７〜９の何れかに記載のスクロール圧縮機において、前記軸受押さえと前記転がり軸受を配設する部材との締結にボルトを用いたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１１】
請求項１または２に記載のスクロール圧縮機において、前記転がり軸受を配設する部材の前記回転駆動手段側にバランスウェイトカバーを配設したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１２】
請求項４または５に記載のスクロール圧縮機において、前記転がり軸受を配設する部材の前記回転駆動手段側にバランスウェイトカバーを配設し、前記軸受押さえと前記転がり軸受を配設する部材との締結にボルトを用い、前記ボルトを共用して前記転がり軸受を配設する部材へ前記バランスウェイトカバーを固定したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１３】
請求項１〜１２の何れかに記載のスクロール圧縮機において、前記固定スクロール部材に過圧縮防止手段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、冷媒、空気、及びその他の圧縮性ガスを取扱うスクロール圧縮機に係り、特に旋回スクロール部材の背面側を構成する空間を中央部空間と外周部空間に圧力的に分離するシール材を備えたスクロール圧縮機に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール圧縮機は、冷凍・空調機器用の圧縮機として様々な分野で広く活用されている。他形態の圧縮機に比べて高効率、高信頼性、静音などの優位性を備えた圧縮機と言われている。
【０００３】
従来のスクロール圧縮機としては、例えば特開平８−１２１３６６号公報（特許文献１）に示されたものがある。このスクロール圧縮機は、旋回スクロール部材の反ラップ側シール面と前記シール面に対面するフレームとの間で、前記フレームのリング状溝に保持させたシールリングを設けたものである。このシールリングにより、中心部にあってほぼ吐出圧力に等しい圧力を有すると共に密閉容器内の底部に溜められている潤滑油が上部へ導かれる給油路を開口させた第１の空間と、外周部にあって吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力に維持される第２の空間とに分割している。
【０００４】
この分割により、旋回スクロール部材に第１の空間と第２の空間の両方の圧力に応じた圧力を作用させ、旋回スクロール部材を固定スクロール部材に押付けて両者の間をシールする構成としている。また、前記分割により、第１の空間と第２の空間との圧力差に相当する力をシールリングに下側から上側へ作用させてシールリングの上端面と旋回スクロール部材の反ラップ側シール面との間をシールすると共に、同じく前記圧力差に相当する力を内側から外側に作用させてシールリングの外周面とリング状溝の外周面との間でもシールする構成としている。
【０００５】
そして、シールリングの上端面に第１の空間から第２の空間へと差圧により必要最小限の潤滑油を漏洩させる油漏出手段としての溝を設けると共に、第１の空間内の残余の大部分の潤滑油を密閉容器内の圧縮ガスと混合させることなく密閉容器内底部へ戻す油戻し手段を設けている。
【０００６】
係る構成によって、高い軸受信頼性、良好な圧縮効率、低い油上り量を得ることができるようになっている。
【０００７】
また、この従来のスクロール圧縮機においては、クランク軸を滑り軸受で構成された主軸受で回転自在に係合し、この滑り軸受をフレームに第１の空間に対面する側から挿入して装着している。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−１２１３６６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
係る従来のスクロール圧縮機における固定スクロール部材への旋回スクロール押付け力は、ほぼ吐出圧力に等しい圧力を有する第１の空間と中間の圧力に維持される第２の空間とにより生成する旋回スクロール押上げ力と、圧縮室側で生じる旋回スクロール押下げ力とのバランスにより決定される。従来のスクロール圧縮機では、主軸受として滑り軸受を用いているため、主軸受の外径が小さいものであり、主軸受の外径にほとんど制約されることなく、第１の空間と第２の空間との比率（換言すれば、第１の空間の外径、またはシールリングの内径）をフレームの第１の空間に対面する部分のシールリングの位置を変えることによって任意に設定することができるものであった。しかし、主軸受として滑り軸受を用いているため、軸受信頼性が低いという課題があった。
【００１０】
そこで、軸受信頼性を向上するために、主軸受として転がり軸受を用いることが考えられる。しかし、転がり軸受は滑り軸受に比較してその外径が極めて大きいものであり、従来のスクロール圧縮機の構成において単に転がり軸受を用いる場合には、シールリングの内径を転がり軸受の外径より大きくしなければならない。このため、ほぼ吐出圧力に等しい圧力を有する第１の空間の旋回スクロール部材に作用する範囲が極めて大きくなり、旋回スクロール押上げ力が過剰になって機械摺動損失の増大及び信頼性の低下を招くという新たな課題が生ずる。
【００１１】
本発明の目的は、クランク軸の軸受として転がり軸受を用いて軸受信頼性の向上を図りつつ、固定スクロールへの旋回スクロール押付け力を適正化し、旋回スクロールと固定スクロールとの機械摺動部における機械摺動損失を低減してエネルギー効率の向上を図ると共にその機械摺動部の過剰押付けを抑制して信頼性の向上を図ることができるスクロール圧縮機を得ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、固定スクロール部材及び旋回スクロール部材を組み合わせて圧縮室を形成した圧縮部と、この圧縮部を駆動する駆動部と、前記圧縮部及び前記駆動部を収納する密閉容器とを備えたスクロール圧縮機において、前記旋回スクロール部材と前記駆動部の回転駆動手段とを連結するクランク軸と、前記クランク軸の主軸部を前記回転駆動手段より圧縮室側で支持する主軸支持部と、前記主軸支持部を配設する部材と、前記旋回スクロール部材の背面側を構成する空間をほぼ吐出圧力になる中央部空間とこの中央部空間の圧力より低い圧力となる外周部空間とに圧力的に分離するシール材とを備え、前記主軸支持部として転がり軸受を用いると共に、前記シール材で分離された前記中央部空間の外径を前記転がり軸受の外径より小さく構成したことにある。
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明は、固定スクロール部材及び旋回スクロール部材を組み合わせて圧縮室を形成した圧縮部と、この圧縮部を駆動する駆動部と、前記圧縮部及び前記駆動部を収納する密閉容器とを備えたスクロール圧縮機において、前記旋回スクロール部材と前記駆動部の回転駆動手段とを連結するクランク軸と、前記クランク軸の主軸部を前記回転駆動手段より圧縮室側で支持する主軸支持部と、前記主軸支持部を配設する部材と、前記旋回スクロール部材の背面側を構成する空間をほぼ吐出圧力になる中央部空間とこの中央部空間の圧力より低い圧力となる外周部空間とに圧力的に分離するシール材とを備え、前記主軸支持部として転がり軸受を用いると共に、前記旋回スクロール部材と前記主軸支持部を配設する部材との間に介在させた前記シール材の内径を前記転がり軸受の外径より小さく構成したことにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の幾つかの実施形態のスクロール圧縮機を、図を参照しながら説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【００１５】
本発明の第１実施形態のスクロール圧縮機について、図１及び図２を用いて詳細に説明する。
【００１６】
最初に図１を用いて、本発明の第１実施形態を示すスクロール圧縮機の全体構造に関して説明する。
【００１７】
スクロール圧縮機１は、圧縮部２と駆動部３とを密閉容器１００内に収納して構成されている。本実施形態では、圧縮部２と駆動部３とを上下に配置した縦型スクロール圧縮機である。
【００１８】
圧縮部２は、固定スクロール部材１１０と旋回スクロール部材１２０とフレーム１６０を基本要素として構成されている。フレーム１６０は密閉容器１００に固定され、転がり軸受１０４を配設する部材を構成している。固定スクロール部材１１０は、渦巻状ラップ１１０ａと鏡板１１０ｂと吐出口１１０ｅとを基本構成部分として構成され、フレーム１００にボルトを介して固定されている。ラップ１１０ａは鏡板１１０ｂの一側に垂直に立設されている。旋回スクロール部材１２０は、渦巻状ラップ１２０ａと鏡板１２０ｂと軸支持部１２０ｅと軸支持部端面１２０ｆとを基本構成部分として構成されている。ラップ１２０ａは鏡板１２０ｂの一側に垂直に立設されている。軸支持部１２０ｅは鏡板１２０ｂの他側（反ラップ側）に垂直に突出して形成されている。
【００１９】
固定スクロール部材１１０と旋回スクロール部材１２０を噛合せて構成した圧縮室１３０は、旋回スクロール部材１２０が旋回運動することによりその容積が減少する圧縮動作が行われる。この圧縮動作では、旋回スクロール部材１２０の旋回運動に伴って、作動流体が吸込口１４０、吸込空間１３５を経由して圧縮室１３０へ吸込まれ、吸込まれた作動流体が圧縮行程を経て固定スクロール部材１１０の吐出口１１０ｅから密閉容器１００内の吐出空間１３６に吐出され、さらに吐出口１５０を経由して密閉容器１００から吐出される。これによって、密閉容器１００内の空間は吐出圧力に保たれる。
【００２０】
また、設計圧力比より低い低圧力比運転時に生じる過圧縮を防止するために過圧縮防止手段が設けられている。この過圧縮防止手段は、圧縮室１３０と吐出空間１３６とを連通する通路１３８と、過圧縮になるとこの通路１３８を開く弁１３９とを備えて構成されている。
【００２１】
旋回スクロール部材１２０を旋回駆動する駆動部３は、ステータ１０８及びロータ１０７と、クランク軸１０１と、旋回スクロール部材１２０の自転防止機構の主要部品であるオルダムリング１３４と、フレーム１６０と、転がり軸受１０４、１０５と、旋回軸支持部１０３とを基本要素として構成されている。
【００２２】
ここで、ステータ１０８及びロータ１０７は、回転駆動手段４を構成するものであり、回転駆動手段４を電動機とした場合の構成要素である。クランク軸１０１は主軸部１０１ｂと偏心ピン部１０１ａとを一体に備えて構成されている。
転がり軸受１０４、１０５はクランク軸１０１の主軸部１０１ｂを回転自在に係合する主軸支持部を構成する。旋回軸支持部１０３は、クランク軸１０１の偏芯ピン部１０１ａを回転軸方向であるスラスト方向に移動可能にかつ回転自在に係合するように、旋回スクロール部材１２０に備えられている。
【００２３】
クランク軸１０４の主軸支持部である転がり軸受１０４、１０５は、回転駆動手段４の圧縮室側と反圧縮室側とにそれぞれ配置されている。本発明において、圧縮室側の主軸支持部に転がり軸受１０４を用いることは必須である。しかし、反圧縮室側の主軸支持部には図示のような転がり軸受１０５が望ましいが、すべり軸受やその他の軸支持部材でも良い。
【００２４】
オルダムリング１３４は、旋回スクロール部材１２０とフレーム１６０とにより構成した空間である外周部空間１８２ａに配設されている。オルダムリング１３４に形成した直交する２組のキー部分の１組がフレーム１６０に構成したオルダムリング１３４の受け部であるキー溝１４１を滑動し、残りの１組が旋回スクロールラップ１２０ａの背面側に構成したキー溝を滑動する。これによって、旋回スクロール部材１２０はスクロールラップの立設する方向である軸線方向に垂直な面内を自転せずに旋回運動する。
【００２５】
図１及び図２を用いて、旋回スクロール部材１２０の背面側に構成される空間を圧力的に分離するシール部構造に関して説明する。図２は図１の旋回軸支持部端面１２０ｆ付近の拡大図である。
【００２６】
旋回スクロール部材１２０の背面側に構成される空間は、旋回スクロール部材１２０とフレーム１６０と固定スクロール部材１１０とで囲まれて形成される空間である（以下、背圧室という）。
【００２７】
シール部は、旋回軸支持部端面１２０ｆと、これに対面するフレーム１６０の端面部と、この端面部に構成されたリング状溝１６１と、このリング状溝１６１に配設されたシール材１７２とを備えて構成されている。
【００２８】
ここで、旋回軸支持部端面１２０ｆは、旋回軸支持部１２０ｅの反圧縮室側（回転駆動手段側）に形成された端面であり、軸方向に垂直な面で形成されてシール面を構成している。リング状溝１６１は、転がり軸受１０４の外径より小さい内径を有して形成されている。シール材１７２は、背圧室１８０を中央部空間１８１と外周部空間１８２に圧力的に分離している。これによって、中央部空間１８０の外径は転がり軸受１０４の外径より小さくなっている。中央部空間１８１は、旋回軸支持部１２０ｅと偏心ピン部１０１ａとで構成した空間である中央部空間１８１ａと、旋回軸支持部端面１２０ｆとフレーム１６０の端面とで構成した空間である中央部空間１８１ｂとからなっている。また、外周部空間１８２は、旋回スクロール部材１２０とフレーム１６０とにより構成した空間である外周部空間１８２ａと、旋回スクロール部材１２０とフレーム１６０と固定スクロールにより構成した空間である外周部空間１８２ｂとからなっている。
【００２９】
このように構成を採用できるようにするために、本実施形態では、転がり軸受１０４をフレーム１６０の回転駆動手段側からフレーム１６０へ挿入し、挿入した転がり軸受１０４を軸受押さえ２００で固定する構成となっている。軸受押さえ２００はフレーム１６０と別体に形成されている。なお、簡易構造として、軸受押さえ２００を設けなくとも良い。
【００３０】
軸受押さえ２００はフレーム１６０にボルト２０１により固定されている。このようにボルト固定とすることで、軸受押さえ２００とフレーム１６０との間の隙間２０５、２０６を的確にシールできることから、給油経路１８３からの油漏れを抑制することができる。さらにボルト２０１で固定することから、軸受押さえ２００をフレーム１６０に圧入や焼入れなどで固定する場合に比較して、フレーム１６０のリング状溝１７１や転がり軸受１０４部の変形を極めて小さく抑えることができ、各部の信頼性を確保することができる。
【００３１】
なお、軸受押さえ２００は、フレーム１６０の内側に挿入されて転がり軸受１０４を押さえる部分と、フレーム１６０の回転駆動手段側端面に当接してこれに固定される部分とから構成されている。
【００３２】
また、油上り低減の目的で、バランスウェイト１０９の回転動作による気流の乱れを吐出口１５０付近へ作用させないためにバランスウェイトカバー２０３を設けるが、軸受押さえ２００とバランスウェイトカバー２０３の共締めでフレーム１６０へボルト２０１にて固定しているので、部品点数の低減と省スペース化を図ることができる。なお、バランスウェイトカバー２０３の固定は、フレーム１６０とのボルト共締め固定だけに拘らなくとも良い。バランスウェイトカバー２０３は、ステータのコイルエンドの内径より若干小径の略筒状に形成され、バランスウェイト１０９の周囲を覆ってバランスウェイト１０９の回転動作による気流の乱れを吐出口１５０付近へ作用させないようになっている。
【００３３】
主軸支持部１０４、１０５と旋回軸支持部１０３への給油は、クランク軸１０１内に設けた給油経路１０２と外部給油ポンプ１０６とで行なう。即ち、密閉容器１００の下部空間に溜めた潤滑油１３１を外部給油ポンプ１０６で吸引して給油通路１０２を通して各部へ供給する。
【００３４】
給油経路１０２から供給される潤滑油は、偏心ピン部１０１ａ上部の中央部空間１８１ａに達した後、旋回軸支持部１０３を潤滑し、中央部空間１８１ｂへ流出する。中央部空間１８１ｂへ流出した潤滑油は、旋回軸支持部端面１２０ｆに設けたシール部により、微量の潤滑油が外周部空間１８２へ供給されるものの、ほとんどの潤滑油が転がり軸受１０４を通過し、軸受押さえ２００上面に設けた給油経路１８３、排油パイプ１８４を経て、油溜め１３１へ戻される。これによって、旋回スクロール部材の軸支持部１０３とクランク軸の軸支持部１０４を潤滑する潤滑油を吸込口１４０通過後の作動流体と直接混合しないようにすることが実現できる。なお、給油ポンプとしては、図示していないがクランク軸１０１に構成する偏芯回転動作により実現する遠心ポンプ作用を用いても良い。
【００３５】
外周部空間１８２ａ内に配設したオルダムリング１３４等の摺動部を中央部空間１８１ｂへ供給した潤滑油で潤滑するために、中央部空間１８１ｂと外周部空間１８２ａを断続的あるいは連続的に連通させる小孔１７０、１７１を旋回軸支持部端面１２０ｆに設けてある。なお、スクロール圧縮機１の使用条件にもよるが、シール材１７２を介した油漏れだけで必要油量を確保できる場合には、小孔１７０、１７１は必要としない。小孔１７０、１７１は必要油量を確保できる個数であれば良い。また、常に給油することが必要な場合には、小孔１７０、１７１の大きさをシール材１７２のシート幅を超えた大きさとすることにより、常に給油することを可能としている。
【００３６】
中央部空間１８１と転がり軸受１０４と軸受押さえ２００上面に設けた給油経路１８３と排油パイプ１８４は、ポンプ作用による昇圧作用と軸受部や隙間部通過による減圧作用を受けるものの、ほぼ吐出圧力程度の圧力空間となっている。外周部空間１８２ａと連通している外周部空間１８２ｂは、圧縮途中の圧縮室と連通孔１３７を介して断続的あるいは連続的に連通し、吸込圧と吐出圧の間の中間圧力状態となる。これら吐出圧力及び中間圧力を利用して旋回スクロール鏡板１２０ｂの背面を固定スクロール部材１１０方向へ押上げ、圧縮室１３０の気密性を適確に保持するようになっている。なお、スクロール圧縮機１の圧縮部仕様や運転範囲により必要な旋回スクロール押付力が異なってくるため、外周部空間１８２を、吸込圧と吐出圧との間の中間圧力状態ではなく、吸込圧力状態として構成したほうが良い場合もある。その場合には、外周部空間１８２を吸込側に連通するように構成する。
【００３７】
回転軸方向であるスラスト方向に発生した荷重を受けるために、クランク軸１０１が上方に移動したときの荷重を受けるスラスト受け１９０と、下方に移動したときの荷重を受けるスラスト軸受２０４が配設されている。スラスト受け１９０は、旋回スクロールラップ背面に設けた突起部であり、クランク軸１０１とスラスト受け１９０が接触した時に給油経路１０２を閉塞させないように中央に凹部を設けている。また、クランク軸１０１が最も上方に移動した時に、旋回スクロールの軸支持部端面１２０ｆがクランク軸端部１０１ｃと接触せずに、スラスト受け１９０で偏心ピン部１０１ａの端部を受けるように、中央部空間１８１ａを構成する軸方向隙間と中央部空間１８１ｂを構成する軸方向隙間とが設定されている。スラスト軸受２０４は、軸受押さえ２００上に別部材として配設しても良いし、軸受押さえ２００と同一体として構成しても良い。また、簡易構造としては、軸受押さえ２００を設けなくとも良いが、この時はスラスト軸受２０４に相当する機能をクランク軸１０１の反圧縮室側軸支持部１０５に持たせることが必要である。
【００３８】
本実施形態の効果について説明する。
【００３９】
固定スクロール部材１１０への旋回スクロール部材１２０押付け力は、旋回スクロール部材１２０の背面側に構成する空間であって、概略吐出圧力である中央部空間１８１と概略吐出圧力と概略吸込圧力の間の圧力あるいは概略吸込圧力である外周部空間１８２とにより生成する旋回スクロール押上げ力と、圧縮室で生じる旋回スクロール押下げ力とのバランスにより決定される。軸受信頼性の向上のためにクランク軸１０１の圧縮室側軸支持部に転がり軸受１０４を用いた場合において、シールリング１７２の内径あるいは中央部空間１８１の外径を転がり軸受１０４の外径より小さく構成することができれば、概略吐出圧力である中央部空間１８１領域が小さくなり、旋回スクロール部材１２０への押付け力が過剰となることを防止できる。本実施形態の構成であれば、転がり軸受１０４の外径よりシールリング１７２の内径あるいはフレーム１６０のシート面部に構成したリング状溝１６１の内径を小さく構成できるので、概略吐出圧力である中央部空間１８１の作用する範囲を適正に構成し、広範囲に渡る運転範囲で適正な旋回スクロール押付け力を実現できる。
【００４０】
また、過圧縮防止手段１３８、１３９を併用すると、低圧力比運転時の旋回スクロール押下げ力を低減できるので、低圧力比から高圧力比に渡る広範な運転範囲で必要になる旋回スクロール押付け力の幅を小さくすることが可能となり、さらに適確に広範囲に渡る運転範囲で適正な旋回スクロール押付け力を実現できる。
【００４１】
以上のことから、旋回スクロール部材１２０と固定スクロール部材１１０との機械摺動損失を低減しエネルギー効率の向上を図ることができると共に、旋回スクロール部材１２０と固定スクロール部材１１０との機械摺動部の過剰押付けを抑制し信頼性の向上を図ることができる。
【００４２】
次に、本発明の第２実施形態を図３を用いて説明する。この第２実施形態は、次に述べる通り第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一である。
【００４３】
この第２実施形態は、フレーム１６０、軸受押さえ２０３及びバランスウェイトカバー２０３の構成が第１実施形態と相違する。フレーム１６０は、軸受押さえ２０３を挿入する部分を第１実施形態よりも長く形成している。フレーム１６０の回転駆動手段側から転がり軸受１０４をフレーム１６０へ挿入し、軸受押さえ２０３でおさえるという基本構成は第１実施形態と同様であるが、軸受押さえ２０３の外径を転がり軸受１０４の外径と同じに形成し、この軸受押さえ２０３をフレーム１６０へ挿入して転がり軸受１０４を押さえるようにしている。そして、フレーム１６０の内周に設けた溝に嵌めた止め輪４０５で軸受押さえ２０３を固定する。止め輪４０５はＣ形止め輪やベベル型止め輪などを用いる。止め輪４０５を用いることで、軸受押さえ２０３の固定を簡単にすることができ、安価なものとすることができる。
【００４４】
また、バランスウェイトカバー２０３をフレーム１６０にボルト２０１により単独で固定している。このバランスウェイトカバー２０３は、ステータ１０８のコイルエンド部１０８ａまで包含するように設置している。これによって、バランスウェイト１０９の回転動作による気流の乱れをまずステータ１０８のエンドコイル部１０８ａで吸収させ、さらにバランスウェイトカバー２０３で吸収させて吐出口３５０付近へ気流の乱れを確実に作用させないようになっている。なお、第２実施形態のバランスウェイトカバー２０３構成は、第１実施形態へ適用しても効果がある。
【００４５】
次に、本発明の第３実施形態を図４を用いて説明する。この第３実施形態は、次に述べる通り第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一である。
【００４６】
この第３実施形態では、フレーム１６０は、圧縮室側に転がり軸受１０４の挿入部を形成すると共に、その入口側に軸受押さえ６００の挿入部を形成している。転がり軸受１０４を圧縮室側からフレーム１６０の挿入部に挿入し、次いで、その上に軸受押さえ６００を圧縮室側からフレーム１６０の挿入部に挿入する。軸受押さえ６００は、転がり軸受１０４の外径より小さく、且つ旋回スクロールの軸支持部１２ｅの内径とほぼ同じ内径で形成してある。軸受押さえ６００の一側端面は転がり軸受１０４の端面に当接してこれを押さえるようになっていると共に、他側端面は旋回スクロールの軸支持部端面１２０ｆに極わずかな間隔で対面している。シールリング５７２を配設するリング状溝５６１を軸受押さえ６００の他側端面に形成している。そして、シールシング５７２をリング状溝５６１に配設し、旋回スクロールの軸支持部端面１２０ｆをシール面としている。
【００４７】
また、軸受押さえ６００をフレーム１６０にボルト６０５を用いて締結している。なお、中央部空間１８０に油をある程度溜めて必要油量を外周部空間１８２へ供給するために、クランク軸側面空間６０２を高精度にしておく必要があり、軸受押さえ６００の高精度位置決め手段としてノックピン（図示せず）を併用している。
【００４８】
この第３実施形態では、別部材の軸受押さえ６００をフレーム１６０に圧縮室側から挿入した構成であるので、軸受押さえ６００とフレーム１６０の挿入面（係合面）をシールする必要があり、軸受押さえ６００の外周部にシール部を配設している。このシール部のシール材６０６を軸受押さえ６００の外周面に形成したシール材挿入溝に挿入されているが、シール材６０６をフレーム５６０の内周面に形成したシール材挿入溝に挿入するようにしても良い。図示したシール材６０６は、Ｏリングであるが、フッ素樹脂やポリイミド系樹脂等からなるシールリングでも良い。
【００４９】
【発明の効果】
以上の実施形態の説明から明らかなように、本発明によれば、クランク軸の軸受として転がり軸受を用いて軸受信頼性の向上を図りつつ、固定スクロールへの旋回スクロール押付け力を適正化し、旋回スクロールと固定スクロールとの機械摺動部における機械摺動損失を低減してエネルギー効率の向上を図ると共にその機械摺動部の過剰押付けを抑制して信頼性の向上を図ることができるスクロール圧縮機を得ることできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１のスクロール圧縮機の要部縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態のスクロール圧縮機の要部縦断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態のスクロール圧縮機の要部縦断面図である。
【符号の説明】
１…スクロール圧縮機、２…圧縮部、３…駆動部、１００…密閉容器、１０１…クランク軸、１０１ａ…偏心ピン部、１０１ｂ…主軸部、１０２…給油経路、１０６・・・給油ポンプ、１０９…バランスウェイト、１１０…固定スクロール部材、１２０…旋回スクロール部材、１２０ｆ…旋回スクロール軸支持部端面、１３０…圧縮室、１３１・・潤滑油、１３４…オルダムリング、１３５・・・吸込空間、１３６…吐出空間、１６０…フレーム、１６１…リング状溝１７０、１７１…小孔、１７２…シールリング、１８０…背圧室、１８１、１８１ａ、１８１ｂ…中央部空間、１８２、１８２ａ、１８２ｂ…外周部空間、１８３…給油経路、１８４…排油パイプ、２００…軸受押さえ、２０１…ボルト、２０３…バランスウェイトカバー、２０４…スラスト受け、６０５…ボルト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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