(57)【要約】【課題】  背圧室を活用して旋回スクロールを固定スクロールへ強く押付えるよう工夫したスクロール圧縮機を提供することを目的とする。【解決手段】  固定スクロール９と、固定スクロール９とかみ合わされ、公転旋回運動を行う旋回スクロール１０と、旋回スクロール１０の下部を支持し、ハウジング２に固定された上部軸受３と、旋回スクロールを公転旋回運動させるオルダムリンク機構１１と、旋回スクロール１０と上部軸受３との間に形成され、高圧が維持される背圧室と、を具備したスクロール圧縮機１において、拡径されて高圧を受圧する受圧面形成部３２を一端部に備え、受圧面形成部３２で受圧した力を圧力伝達部３３にて旋回スクロールに伝達する圧力伝達部材３１を背圧室３０に設けたことを特徴とする。【選択図】      図１
2005180296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に固定支持された固定スクロールと、
該固定スクロールとかみ合わされ、公転旋回運動を行う旋回スクロールと、
該旋回スクロールの下部を支持するとともに、該旋回スクロールを駆動する駆動軸を回転自在に支持する前記ハウジングに固定された上部軸受と、
該上部軸受に支持されるとともに、前記旋回スクロールを公転旋回運動させるオルダムリンク機構と、
前記旋回スクロールと前記上部軸受との間に形成され、吐出されるガスと同等の高圧が維持される背圧室と、を具備したスクロール圧縮機において、
外径が拡径されて前記高圧を受圧する受圧面形成部を一端部に備え、前記受圧面形成部で受圧した力を他端部にて前記旋回スクロールに伝達する圧力伝達部材を前記背圧室に設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記圧力伝達部材は、前記背圧室の高圧側と外部の低圧側とを仕切るシール機能を備えている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】
前記背圧室内に位置する前記旋回スクロールに、回転運動を滑らかにするバランスウェイトを取り付けたことを特徴とする請求項１または２に記載されたスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記圧力伝達部材は前記受圧面形成部に連なる筒状部を有し、該筒状部の内周面に対向するようにバランスウェイトのウェイト部を配したことを特徴とする請求項１または２に記載されたスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば空気調和装置の冷媒圧縮機などに使用されているスクロール圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置の冷媒圧縮機などに使用されているスクロール圧縮機は、固定スクロール、旋回スクロール及び自転を阻止するオルダムリンク機構を具備している。このスクロール圧縮機において、一方の固定スクロールは、吸入管及び吐出管を接続したハウジング内に固定支持された不動のスクロールである。他方の旋回スクロールは、固定スクロールと上下または左右方向に噛み合わされた状態で配置され、オルダムリンク機構により自転を阻止されると共に、電動モータなどの駆動源と連結されて、固定スクロールに対し公転旋回運動を行うものである。この旋回スクロールは、固定スクロールと複数の接触点で接触して三日月状の圧縮室を形成し、同圧縮室が外周側より容積を減少させながら内側へ移動することにより、吸入・圧縮・吐出を同時に行うことができる。
このスクロール圧縮機において、圧縮効率の向上のため、旋回スクロールの背面から圧力付勢し、旋回スクロールを固定スクロールに押し付けることにより、スクロールのラップ先端からのガス漏れを抑えることが行われている。しかし、外周部にオルダムリンク機構が設けられているため、背圧室の形状及び大きさが制限され、十分な背圧力を得ることができなかった。
この問題を解消するものとして、特許文献１に記載されたものが提案されている。これは、旋回スクロールを支持するとともにその駆動軸を回転自在に支持している上部軸受の背面から圧力を付勢して、上部軸受を動かし、それにより旋回スクロールを固定スクロールに対して付勢するものである。上部軸受の背面には、邪魔する部材がないので十分な受圧面を確保できるものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６４５６７号公報（段落［００２５］〜［００３３］，及び図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたものは、上部軸受が浮上するので、駆動軸が片当たりする恐れがあり信頼性の点で問題がある。また、この片当たりを防止するためには、上部軸受を垂直方向にのみ動くようにする機構を設ける必要があり、構造が複雑になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み、背圧室を活用して旋回スクロールを固定スクロールへ強く押付えるよう工夫した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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のスクロール圧縮機は以下の手段を採用する。
本発明のスクロール圧縮機では、ハウジング内に固定支持された固定スクロールと、
該固定スクロールとかみ合わされ、公転旋回運動を行う旋回スクロールと、該旋回スクロールの下部を支持するとともに、該旋回スクロールを駆動する駆動軸を回転自在に支持する前記ハウジングに固定された上部軸受と、該上部軸受に支持されるとともに、前記旋回スクロールを公転旋回運動させるオルダムリンク機構と、前記旋回スクロールと前記上部軸受との間に形成され、吐出されるガスと同等の高圧が維持される背圧室と、を具備したスクロール圧縮機において、外径が拡径されて前記高圧を受圧する受圧面形成部を一端部に備え、前記受圧面形成部で受圧した力を他端部にて前記旋回スクロールに伝達する圧力伝達部材を前記背圧室に設けたことを特徴とする。
【０００７】
圧力伝達部材は、一端部に備えられた受圧面形成部で、背圧室の高圧を受圧する。圧力伝達部材は、この受圧面形成部で受圧した力を、他端部にて旋回スクロールに伝達するので、旋回スクロールは、背圧室に面する旋回スクロール部分から受ける圧力に加えて、圧力伝達部材からの圧力も受けることになる。そのため、旋回スクロールは、固定スクロールへ強く押し付けられるので、スクロール先端からのガス漏れは防止されることになる。したがって、スクロール圧縮機の圧縮効率が向上することになる。
【０００８】
また、本発明のスクロール圧縮機では、前記圧力伝達部材は、前記背圧室の高圧側と外部の低圧側を仕切るシール機能を備えていることを特徴とする。
【０００９】
このように、圧力伝達部材は、背圧室の高圧側と外部の低圧側を仕切るシール機能を備えているので、別途必要なシール部材を省略することができる。また、圧力伝達部材の内側が高圧側となり、外側が低圧側となるので、受圧面形成部での受圧効率が向上する。
【００１０】
さらに、本発明のスクロール圧縮機では、前記背圧室内に位置する前記旋回スクロールに、回転運動を滑らかにするバランスウェイトを取り付けたことを特徴とする。
【００１１】
このように、バランスウェイトを旋回スクロールに取り付けており、旋回スクロールとバランスウェイトとが一体となって単純な円運動を行うこととなるので、背圧室に貯留された潤滑油が、偏心運動をする旋回スクロールにより攪拌されて飛散することがない。このように、単純な円運動をすると、潤滑油の攪拌機能がおさえられるので、潤滑油が乱れたり飛散したりすることを防止でき、潤滑油攪拌損失を低減できる。
【００１２】
また、本発明のスクロール圧縮機では、前記圧力伝達部材は前記受圧面形成部に連なる筒状部を有し、該筒状部の内周面に対向するようにバランスウェイトのウェイト部を配したことを特徴とする。
【００１３】
このように、バランスウェイトのウェイト部が、圧力伝達部材の受圧面形成部に連なる筒状部の内周面に対向して配されているので、バランスウェイトが背圧室の高圧側にバランスよく配置されることになる。したがって、旋回スクロールとバランスウェイトとがバランスを取りながら回転し、潤滑油の攪拌機能がおさえられるので、潤滑油が乱れたり飛散したりすることを防止でき、潤滑油攪拌損失を低減できる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、圧力伝達部材は、一端部に備えられた受圧面形成部で受圧した力を、他端部にて旋回スクロールに伝達するので、その分旋回スクロールは固定スクロールへ強く押し付けられる。したがって、スクロール先端からのガス漏れは防止されるので、スクロール圧縮機の圧縮効率が向上することになる。
【００１５】
請求項２に記載された発明によれば、圧力伝達部材は、背圧室の高圧と外部の低圧を仕切るシール機能を備えているので、別途必要なシール部材を省略することができる。また、受圧面での受圧効率が向上する。
【００１６】
請求項３に記載された発明によれば、バランスウェイトを旋回スクロールに取り付けており、旋回スクロールとバランスウェイトとが一体となって単純な円運動を行うこととなるので、背圧室に貯留された潤滑油が、偏心運動をする旋回スクロールにより攪拌されて飛散することがなく、潤滑油攪拌損失を低減できる。
【００１７】
請求項４に記載された発明によれば、バランスウェイトのウェイト部が、圧力伝達部材の受圧面形成部に連なる筒状部の内周面に対向して配されており、旋回スクロールとバランスウェイトとがバランスを取りながら回転し、潤滑油の攪拌機能がおさえられるので、潤滑油が乱れたり飛散したりすることを防止でき、潤滑油攪拌損失を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。
図４は、本発明を適用する空気調和装置の冷媒圧縮機に使用されるスクロール圧縮機の全体構造を示す縦断面図である。
スクロール圧縮機１は、上下に延設された有底筒形状のハウジング２と、ハウジング２内部の上部に上部軸受３で支持されたスクロール型圧縮機構４と、スクロール型圧縮機構４の下方、すなわちハウジング２内部の下部に上部軸受３などで支持して配設された駆動手段のモータ５とを備え、モータ５の駆動軸６が、スクロール型圧縮機構４の下部に連結されている。
なお、図中の符号７は閉空間のハウジング２に接続された吸入管、８は吐出管である。
【００１９】
スクロール型圧縮機構４は、上部軸受３に固定された固定スクロール９と、上部軸受３と固定スクロール９との間にスラスト軸受を介して公転旋回運動が可能に支持された旋回スクロール１０と、旋回スクロール１０の外面に設けられ旋回スクロール１０の公転旋回運動を許容しながらその自転を阻止する周知のオルダムリンク機構１１とを備えている。
【００２０】
固定スクロール９は、固定側端板９ａと、固定側端板９ａの内面に下方に向けて立設された渦巻き状の固定側渦巻体９ｂと、固定側端板９ａの周縁部に形成された円筒状の周壁部９ｃとを備えている。固定スクロール端板中心近傍には、吐出通路１２の吐出口を開閉する吐出弁１４および吐出弁１４の動きを規制する吐出弁リテーナ１５が設けられている。
【００２１】
また、吸入管７の下端部に設けられた吸入口は、固定スクロール９と旋回スクロール１０との間に形成される吸入室１６に接続されており、これら吸入口及び吸入室１６により圧縮流体の吸入流路が形成されている。
【００２２】
旋回スクロール１０は、上述した固定側端板９ａに対向状態に配された旋回側端板１０ａと、旋回側端板１０ａの内面に上方に向けて立設されて固定側渦巻体９ｂと噛み合わされた渦巻き状の旋回側渦巻体（スクロール）１０ｂとを備えている。旋回側渦巻体１０ｂの先端面にはチップシールが嵌装されている。旋回側端板１０ａには、その下面に円筒形状のボス１７が軸線を同じくして立設されている。ボス１７の内部には、ブッシュ１８が旋回軸受１９を介して回転可能に嵌装されている。また、ブッシュ１８には、その内部に軸線から偏心した貫通孔１８ａが形成されている。
【００２３】
固定スクロール９と旋回スクロール１０とは、互いに所定の距離だけ偏心した状態で、固定側渦巻体９ｂと旋回側渦巻体１０ｂとの互いの側面が複数個所で線接触するように１８０度の位相差をもって噛み合わされている。また、この状態で、固定側渦巻体９ｂの先端面及び旋回側渦巻体１０ｂのチップシールがそれぞれ旋回側端板１０ａ及び固定側端板９ａの内面に密接して示すように、固定側渦巻体９ｂと旋回側渦巻体１０ｂの中心に対して点対称の位置関係となる複数個所に密閉空間となる圧縮室Ｐが形成される。なお、旋回スクロール１０は、周知のオルダムリンク機構１１によって、上部軸受３及び同上部軸受３に固定された固定スクロール９に対して、自転が阻止された状態で公転旋回運動可能に配されている。
【００２４】
旋回スクロール１０と上部軸受３の間には、後述するようにボス１７の回りに背圧室３０が設けられている。背圧室３０は、スクロール圧縮機１の稼動中に、シールリング２４で規制され吐出されるガスと同等の高圧に維持される。そして、この高圧により旋回スクロール１０を固定スクロール９の方向へ押し付けるものである。
また、ブッシュ１８の外周には、一体に回転するバランスウェイト２５が嵌装されている。
【００２５】
前記モータ５の駆動軸６は、上部軸受３及びモータ５の下方に位置する下部軸受２３に軸支され、軸線から所定量偏心された偏心ピン２０が上端に突出状態に設けられている。偏心ピン２０は、ブッシュ１８の貫通孔１８ａに挿入され、ブッシュ１８を回転可能に支持している。
【００２６】
偏心ピン２０及び駆動軸６には、これらを上下に貫通する油通路２１が形成されるとともに、駆動軸６の下端には潤滑油ポンプ機構が設けられている。また、ハウジング２の底部には潤滑油２２が貯留されており、潤滑油２２内に駆動軸６下端の潤滑油ポンプ機構が配されている。
【００２７】
図１により、本実施形態にかかる圧力伝達部材３１を設けた背圧室３０について説明する。
上部軸受３の上端部には、旋回スクロール１０の外周の外側に固定スクロール９の取付け部３６が設けられている。そして、上部軸受３には、旋回スクロール１０のボス１７の下部に相当する位置に、プレート４０を取り付けるプレート取付け部３７が設けられている。
【００２８】
プレート４０は、図２および図３に示すように、上方が小径となる二重円筒形状をしている。プレート４０は、ボルト用穴４２に、ボルト４４を挿入して上部軸受３のプレート取付け部３７に固定される。プレート４０の溝４３にオルダムリンク機構１１が設置される。プレート４０の上面４１は、スクロール圧縮機１の休止時に旋回スクロール１０を下方から支持するものである。
【００２９】
このように、休止時における旋回スクロール１０の支持機能およびオルダムリンク機構１１の設置機能を、上部軸受３とは別体のプレート４０に持たせたので、この部分の上部軸受３の径を大きくすることができる。
【００３０】
プレート４０の内側には、圧力伝達部材３１が設けられている。圧力伝達部材３１は、略円筒形状で、その下端部が外方に向けて水平に拡大した受圧面形成部３２を形成している。圧力伝達部材３１は、上端部の圧力伝達部（他端部）３３が旋回スクロール１０の旋回側端板１０ａ下面に接触している。接触面における油膜形成や背圧による押圧と相俟って、圧力伝達部３３は内部の高圧側と外部の低圧側とを仕切るシール部材としても機能する。
また、圧力伝達部材３１の受圧面形成部３２の外周端面は、上部軸受３に接触しており、外周端面における熱膨張または油膜形成などにより、内部の高圧側と外部の低圧側とを仕切るシール部材としても機能する。上部軸受３と圧力伝達部材３１との間に介装されたばね３４は、圧力伝達部材３１を軸線方向でかつ上向きに付勢して圧力伝達部材３１の姿勢を維持するものである。
圧力伝達部材３１は、金属製であり、板金、鋳造等の適宜手段にて製造される。
【００３１】
以上説明した、本実施形態にかかるスクロール圧縮機１の動作について説明する。
モータ５により駆動軸６を回転させると、旋回スクロール１０がオルダムリンク機構１１によって自転を阻止されつつ公転旋回運動を行う。そして、吸入管７より冷媒ガスを吸入室１６に導入すると固定側渦巻体９ｂと旋回側渦巻体１０ｂとで形成される圧縮室Ｐが順次移動することにより圧縮が行われる。圧縮された高圧の冷媒ガスは、吐出通路１２を通って、吐出弁１４を開いてセパレータカバー１３内に吐出される。セパレータカバー１３から排出された高圧の冷媒ガスは吐出管８から空気調和装置の熱交換器に送られる。
【００３２】
このとき、背圧室３０にも高圧の冷媒ガスが導入される。この高圧の冷媒ガスは、旋回スクロール１０の背圧室３０に面しているボス１７および旋回側端板１０ａの部分に作用して、旋回スクロール１３を固定スクロール１２に押しつける。
同時に、高圧の冷媒ガスは、圧力伝達部材３１の受圧面形成部３２の下面にも作用するので、圧力伝達部材３１は、受圧面形成部３２において外部（受圧面形成部３２の上方）の低圧との差圧分だけの力を受けることになる。そして、圧力伝達部材３１は、この受圧した力を圧力伝達部３３にて旋回スクロール１０に伝達する。
【００３３】
すなわち、旋回スクロール１０は、旋回スクロール１０の背圧室３０に面しているボス１７および旋回側端板１０ａの部分に加えて、圧力伝達部材３１の受圧面形成部３２に作用する高圧を受けて、固定スクロール９へ押し付けられることになる。したがって、図１に示すように、圧力伝達部材３１の受圧面形成部３２の外端部までが背圧径といえるので、従来に比べて固定スクロール９への押付力は大きくなっている。
【００３４】
このように、旋回スクロール１０の固定スクロール９への押付力が大きくなると、固定側渦巻体９ｂの先端と旋回側端板１０ａの底部と、および固定側端板９ａの底部と旋回側渦巻体１０ｂの先端部とが、十分に接触して摺動しながら冷媒ガスを圧縮することになる。したがって、冷媒ガスの漏れが少ない高効率な圧縮が行える。
【００３５】
スクロール圧縮機１の運転中、潤滑油ポンプ機構により駆動軸６に設けられた油通路２１を通って上部に供給されている潤滑油２２が、背圧室３０に溜まっている。旋回スクロール１０のボス１７は、ブッシュ１８に嵌装されたバランスウェイト２５とバランスをとりながら、滑らかに単純な円運動をしているので、変則的な動きにより潤滑油を攪拌するようなことがない。したがって、潤滑油２２が飛散して、損失を生じることもない。
【００３６】
以下、本実施形態の作用・効果について説明する。
圧力伝達部材３１は、一端部に備えられた受圧面形成部３２で、背圧室３０の高圧を受圧する。圧力伝達部材３１は、この受圧面形成部３２で受圧した力を、圧力伝達部３３にて旋回スクロール１０に伝達するので、旋回スクロール１０は、背圧室３０に面する旋回スクロール１０部分から受ける圧力に加えて、圧力伝達部材３１からの圧力も受けることになる。そのため、旋回スクロール１０は、固定スクロール９へ強く押し付けられるので、スクロール先端からのガス漏れは防止されることになる。したがって、スクロール圧縮機１の圧縮効率が向上することになる。
【００３７】
また、圧力伝達部材３１は、背圧室３０の高圧側と外部の低圧側を仕切るシール機能を備えているので、別途必要なシール部材を省略することができる。また、圧力伝達部材３１の内側が高圧側となり、外側が低圧側となるので、受圧面での受圧効率が向上する。
【００３８】
さらに、バランスウェイト２５をブッシュ１８の外周部に取り付けており、旋回スクロール１０とバランスウェイト２５とが単純な円運動を行うこととなるので、背圧室３０に貯留された潤滑油が、偏心運動をする旋回スクロールにより攪拌されて飛散することがない。このように、単純な円運動をすると、潤滑油の攪拌機能がおさえられるので、潤滑油２２が乱れたり飛散したりすることを防止でき、潤滑油２２の攪拌損失を低減できる。
【００３９】
なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、高圧を受ける受圧面を拡大するために受圧面形成部３２を備えた圧力伝達部材３１を設けることが趣旨である。したがって、圧力伝達部材の形状については、この受圧面を拡大できるものであれば適宜の形状としてよい。例えば、圧力伝達部３３を幅広にして断面がコ字形状をするようにしてもよい。こうすると、シール機能が増強されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態の背圧室部分を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態のプレートを示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の一実施形態のスクロール圧縮機を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  スクロール圧縮機
２  ハウジング
３  上部軸受
６  駆動軸
９  固定スクロール
１０  旋回スクロール
１１  オルダムリンク機構
２５  バランスウェイト
３０  背圧室
３１  圧力伝達部材
３２  受圧面形成部
３３  圧力伝達部
【図１】
2005180296.tif 000003
【図２】
2005180296.tif 000004
【図３】
2005180296.tif 000005
【図４】
2005180296.tif 000006