(57)【要約】【課題】摺動仕切り環の外周側コーナー部の変形を少なくして、旋回スクロール部品の鏡板背面に均一にオイルを供給し、摺動仕切り環の高信頼性と性能を確保できるスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】摺動仕切り環７８を装着する溝７９の外周エッジ部７９ａを、０．３ｍｍ以下の面取り形状（Ｃ面取りまたはＲ面取り）としている。これにより、高差圧運転でも、摺動仕切り環７８の変形を抑制することができるため、摺動仕切り環の信頼性が向上し、かつ摺動部へ安定して給油できるため、高効率化が実現できる。【選択図】図３
2005351098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール及び旋回スクロールを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールを自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき圧縮室が容積を変えながら移動することで、吸入、圧縮、吐出を行い、前記旋回スクロールの鏡板背面側をバックアップする主軸受部材と前記鏡板背面側の中央部に潤滑用オイルにより高圧を与える高圧部と、この高圧部との間を旋回スクロールと合口部を有するリング状の摺動仕切り環によって仕切られ、前記旋回スクロール鏡板背面の外周部に前記高圧部より、低い所定の圧力を印加する背圧空間を設けたスクロール圧縮機において、前記摺動仕切り環を装着する溝部を前記主軸受部材または旋回スクロール背面部に設置し、前記溝部の外周側エッヂ部に０．３ｍｍ以下の面取り形状を有することを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール及び旋回スクロールを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールを自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき圧縮室が容積を変えながら移動することで、吸入、圧縮、吐出を行い、前記旋回スクロールの鏡板背面側をバックアップする主軸受部材と前記鏡板背面側の中央部に潤滑用オイルにより高圧を与える高圧部と、この高圧部との間を旋回スクロールと合口部を有するリング状の摺動仕切り環によって仕切られ、前記旋回スクロール鏡板背面の外周部に前記高圧部より、低い所定の圧力を印加する背圧空間を設けたスクロール圧縮機において、前記摺動仕切り環を装着する溝部のエッジ部に、溝加工後、バフ処理したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項３】
主軸受部材における前記旋回スクロール背面部との受け面と前記主軸受部材の外周部の高さを、前記旋回スクロールの鏡板厚みをＨとした時、１．００２Ｈ〜１．００５Ｈとしたことを特徴とする請求項１〜２記載のスクロール圧縮機
【請求項４】
旋回スクロール部品の鏡板背面の高圧部の潤滑用オイルを、前記旋回スクロールの旋回運動によって前記摺動仕切り環をまたいで間欠的に背圧空間へ給油する通路を前記旋回スクロールに設けたことを特徴とする請求項１〜３記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
作動流体として高圧冷媒ガスであるＨＦＣ４１０Ａ及び炭酸ガスを用いたことを特徴とする請求項１〜４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、冷暖房、あるいは冷蔵庫等の冷却装置あるいは、給湯装置に用いられるスクロール圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来のスクロール圧縮機の縦断面図である。この図を用いてこの種のスクロール圧縮機の圧縮機構部への給油方式を説明する。スクロール圧縮機は鏡板に渦巻状の羽根を有する固定スクロールと、鏡板に渦巻状の羽根を有する旋回スクロールとが互いにその羽根を向い合わせにして噛み合い固定スクロールに対して見かけ上、自転しないように旋回スクロールが旋回運動し、ガスの圧縮を行なうものである。スクロール圧縮機においては、旋回スクロールの羽根と固定スクロールの羽根とにより形成される空間容積が順次減少することによってガスを圧縮するがその効率は空間を形成している羽根の接触面からのガスの洩れを如何に少なくするかによっている。この洩れを小さくするにはオイルを圧縮室内に導入してその油膜によってシールする技術が知られている。密閉容器の底部の油溜１０７のオイルは、クランク軸１０６の反圧縮機構部側に取り付けられる容積型ポンプ１４２によって吸い上げられ、クランク軸１０６内を貫通する給油通路１４３から旋回スクロール内の給油通路１４１に入る。そして、この給油通路１４１内に設けられた絞り機構１４６に入り、適量にコントロールされたオイルは、旋回スクロール１３３の外周および固定部材１２１で形成される背圧空間１４５に溜められる。この背圧空間１４５にためられたオイルは、旋回スクロール１３３の旋回運動によって、固定スクロール１１０の摺動面に形成された給油溝から圧縮機構部１０２に供給される構成であった。
【特許文献１】特開２０００−２１３４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の構成では、組付け性を考慮し、合口を持つ摺動仕切り環を主軸受部材に配設した場合、旋回スクロール鏡板背面の中心部に作用する高圧圧力と鏡板背面外周部に作用する背圧圧力との差圧が特に大きいと、摺動仕切り環にせん断力が掛り、摺動仕切り環の合口部が変形しやすく、摺動仕切り環の合口からのオイル給油量が変動し、長期的に適量のオイル量の供給ができず、圧縮室に加熱されたオイルが供給されるため、吸入加熱をおこし、性能低下となる。また、同時に摺動仕切り環の変形が大きいと圧力を仕切ることができず、背圧空間も高圧圧力に近づき、旋回スクロールが固定スクロールに押し付けられるスラスト力が増大し、摺動ロスが増加し、性能が低下するといった課題があった。
【０００４】
また、鏡板背面の外周に作用する高圧圧力より低い背圧圧力とに仕切る摺動仕切り環に高圧圧力と背圧圧力との差圧が係り、摺動仕切り環の外周部が、主軸受部材の溝部外壁で抑えられるが、主軸受部材の溝部の外周側エッジ部に何らかの考慮をしていないと、摺動仕切り環の外周側コーナー部が変形し、高圧部と背圧空間とのシール機能が損なわれ、旋回スクロール鏡板背面の高圧部から背圧空間部へのオイル給油量が変動するという課題を有していた。
【０００５】
また、高圧冷媒ガスである炭酸ガス及びＨＦＣ４１０Ａを用いた場合、特に、上記のような課題が発生しやすい。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、旋回スクロールの鏡板背面に均一にオイルを供給し、摺動仕切り環の変形の少ない高い信頼性と性能を確保するス
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、摺動仕切り環を装着する溝部の外周側エッヂ部に０．３ｍｍ以下の面取り形状を施したものである。
【０００８】
これによって、旋回スクロールの鏡板背面に均一にオイルを供給し、摺動仕切り環の変形の少ない高い信頼性と性能を確保するスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のスクロール圧縮機は、摺動仕切り環の外周側コーナー部の変形を少なくして、旋回スクロール部品の鏡板背面に均一にオイルを供給し、摺動仕切り環の高信頼性と性能を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、摺動仕切り環を装着する溝部を主軸受部材または旋回スクロール背面部に設置し、溝部の外周側エッヂ部に０．３ｍｍ以下の面取り形状を有するものである。これによって、摺動仕切り環の内側領域である高圧部と外側領域である背圧空間部の差圧が過大になった場合でも、摺動仕切り環の合口部および外周コーナー部の変形を抑制し、摺動仕切り環の高信頼性と摺動仕切り環の内側領域と外側領域のシールを確保できる。
【００１１】
第２の発明は、摺動仕切り環を装着する溝部のエッジ部に、溝加工後、バフ処理することにより、溝加工後に発生する外周側エッジ部のバリを効果的に除去し、かつ溝部の外周側エッジ部がほぼ鋭角に保持できるため、摺動仕切り環の内側領域である高圧部と外側領域である背圧空間部の差圧が過大になった場合でも、摺動仕切り環の合口部および外周コーナー部の変形を抑制し、摺動仕切り環の高信頼性と摺動仕切り環の内側領域と外側領域のシールを確保できる。
【００１２】
第３の発明は、特に第１〜２の発明において、主軸受部材における旋回スクロール背面部との受け面と主軸受部材の外周部の高さを、旋回スクロールの鏡板厚みをＨとした時、１．００２Ｈ〜１．００５Ｈとしたものであり、１．００２Ｈ以上にて、高負荷運転条件において、主軸受と旋回スクロールが圧力および温度変形しても、旋回スクロール鏡板背面と主軸受部材の旋回スクロール鏡板背面との受け面とが適正量の隙間をもって焼きつかずに運転できるため、高信頼性が実現でき、１．００５Ｈ以下にて、摺動仕切り環の内側領域である高圧部と外側領域である背圧空間部の差圧が過大になった場合でも、摺動仕切り環の合口部および外周コーナー部の変形を抑制するとともに、摺動仕切り環の高信頼性と摺動仕切り環の内側領域と外側領域のシールを確保できる。
【００１３】
第４の発明は、特に第１〜３の発明において、旋回スクロールの鏡板背面の高圧部の潤滑油を、旋回スクロールの旋回運動によって摺動仕切り環をまたいで、間欠的に背圧空間へ給油する通路を旋回スクロールに設けたものである。これによって、摺動仕切り環の合口部および外周コーナー部の変形が抑制されるため、高圧の潤滑用オイルが背圧空間に摺動仕切り環をまたいで適正量を安定的に供給する事ができ、性能の高いスクロール圧縮機を実現できる。
【００１４】
第５の発明は、特に第１〜４の発明において、作動流体として高圧冷媒ガスであるＨＦＣ４１０Ａ及び炭酸ガスを用いたことを特徴とするスクロール圧縮機であって、ＨＦＣ４１０Ａや炭酸ガスのような高圧冷媒の場合、旋回スクロール背面中心部の吐出圧と背圧空間の圧力との差圧が大きくなり、摺動仕切り環は変形が起こりやすくなるが、第１〜４の発明によって、効果的に摺動仕切り環の変形を抑え、高い耐久性を得ることができる。
【００１５】
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。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる縦型のスクロール圧縮機の縦断面図の一例である。
【００１７】
図１に示すように、密閉容器１内に溶接や焼き嵌めなどして固定したクランク軸４の主軸受部材１１と、この主軸受部材１１上にボルト止めした固定スクロール１２との間に、固定スクロール１２と噛み合う旋回スクロール１３を挟み込んでスクロール式の圧縮機構２を構成し、旋回スクロール１３と主軸受部材１１との間に旋回スクロール１３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規制機構１４を設けて、クランク軸４の上端にある主軸部４ａにて旋回スクロール１３を偏心駆動することにより旋回スクロール１３を円軌道運動させ、これにより固定スクロール１２と旋回スクロール１３との間に形成している圧縮室１５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１外に通じた吸入パイプ１６および固定スクロール１２の外周部の吸入口１７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１２の中央部の吐出口１８からリード弁１９を押し開いて密閉容器１内に吐出させることを繰り返す。
【００１８】
旋回スクロール１３の背面部分には、主軸受部材１１に配置されている摺動仕切り環７８があり、旋回運動を行いながら摺動仕切り環７８により、摺動仕切り環７８の内側領域である高圧部と、外側領域である高圧と低圧の中間圧に設定された背圧空間２９に仕切られている。この背面の圧力付加により旋回スクロール１３は固定スクロール１２に安定的に押しつけられ、漏れを低減するとともに安定して円軌道運動を行うことができる。
【００１９】
図２は、主軸受部材１１の（ａ）正面図および（ｂ）側面断面図、図３は、主軸受部材１１における環状仕切り環７８を装着する溝７９の断面図である。
【００２０】
摺動仕切り環７８を装着する溝７９の外周エッジ部７９ａは、０．３ｍｍ以下の面取り形状としている。面取り形状は、図では、Ｃ面取りとなっているが、Ｒ面取りでも構わない。
【００２１】
上記構成により、溝７９加工後に発生する外周側エッジ部７９ａのバリを効果的に除去しているため、旋回スクロール１３の背面を傷つけることがない。また、摺動仕切り環７８の内側領域である高圧部と外側領域である背圧空間２９の差圧が過大になった場合でも、摺動仕切り環７８の合口部および外周コーナー部が外側に向かって変形するのを抑制し、摺動仕切り環７８の高信頼性を実現すると共に、摺動仕切り環７８の内側領域と外側領域のシールを確保でき、高効率化が実現できる。
【００２２】
また、溝７９を加工後、バフ処理しても、溝７９加工後に発生する外周側エッジ部７９ａのバリを除去でき、外周エッジ部７９ａが鋭角に保持されるため、上記の効果があることは言うまでもない。
【００２３】
（実施の形態２）
図１、２を用いて、本発明の第２の実施の形態の説明を行う。主軸受部材１１における旋回スクロール１３の背面との受け面１１ａと主軸受部材１１の外周部１１ｂの高さ１１ｈを、旋回スクロール１３の鏡板厚み１３ｈをＨとした時、１．００２Ｈ〜１．００５Ｈとするのが好適である。１．００２Ｈ以上とすることにより、高負荷運転条件において、
主軸受部材１１と旋回スクロール１３が圧力および温度変形しても、旋回スクロール１３の鏡板背面と、主軸受部材１１の旋回スクロール１３の鏡板背面との受け面１１ａとが適正量の隙間をもって焼きつかずに運転できるため、高信頼性が実現でき、１．００５Ｈ以下に抑えることにより、摺動仕切り環７８の内側領域である高圧部と外側領域である背圧空間部２９の差圧が過大になった場合でも、摺動仕切り環７８の合口部および外周コーナー部の変形を抑制するとともに、摺動仕切り環７８の高信頼性と摺動仕切り環７８の内側領域である高圧部と外側領域である背圧空間２９のシールを確保できる。
【００２４】
（実施の形態３）
図１、４、５を用いて、本発明の第３の実施の形態の説明を行う。図４は、スクロール圧縮機の圧縮機構部の断面図である。図に示すように、旋回スクロール１３の鏡板背面の高圧部の潤滑油を、旋回スクロール１３の旋回運動によって摺動仕切り環７８をまたいで、間欠的に背圧空間２９へ給油する通路５４と絞り５７を旋回スクロール１３に設けている。
【００２５】
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。クランク軸４の下向きの他端にはポンプ２５が設けられ、スクロール圧縮機と同時に駆動される。これによりポンプ２５は密閉容器１の底部に設けられたオイル溜め２０にあるオイル６を吸い上げてクランク軸４内を通縦しているオイル供給穴２６を通じて背圧空間２９に供給する。このときの供給圧は、スクロール圧縮機の吐出圧とほぼ同等であり、旋回スクロール１３の外周に対する背圧源ともする。これにより、旋回スクロール１３は前記圧縮によっても固定スクロール１２から離れたり転覆したりするようなことはなく、所定の圧縮機能を安定して発揮する。
【００２６】
背圧空間２９に供給されたオイル６の一部は、前記供給圧や自重によって、逃げ場を求めるようにして偏心軸部４ａと旋回スクロール１３の嵌合部、クランク軸４と主軸受部材１１との間の軸受部６６に進入してそれぞれの部分を潤滑した後落下し、オイル溜め２０へ戻る。背圧空間２９に供給されたオイル６の別の一部は通路５４を通って固定スクロール１２と旋回スクロール１３との噛み合せによる摺動部と、旋回スクロール１３の外周部まわりにあって自転規制機構１４が位置している環状空間８とに分岐して進入し、前記噛み合せによる摺動部および自転規制機構１４の摺動部を潤滑するのに併せ、環状空間８にて旋回スクロール１３の背圧を印加する。
【００２７】
環状空間８に進入するオイル６は絞り５７での絞り作用によって前記背圧と圧縮室１５の低圧側との圧力の中間となる中圧に設定される。環状空間８は背圧空間２９の高圧側との間が環状仕切り環７８によってシールされていて、進入してくるオイルが充満するにつれて圧力を増し所定の圧力を越えると、背圧調整機構９が作用して圧縮室１５の低圧側に戻され進入する。このオイル６の進入は所定の周期で繰り返され、この繰り返しのタイミングは前記吸収、圧縮、吐出の繰り返しサイクル、絞り５７による減圧設定と背圧調整機構９での圧力設定との関係、の組み合わせによって決まり、固定スクロール１２と旋回スクロール１３との噛み合せによる摺動部への意図的な潤滑となる。吸入口１７へと供給されたオイル６は旋回スクロール１３の旋回運動とともに圧縮室１５へと移動し、圧縮室１５間の漏れ防止に役立っている。
【００２８】
図５は、旋回スクロール１３の鏡板を下面側から見た状態で、旋回スクロール１３の旋回運動に対する絞り５７の開孔部と主軸受部品１１に設けられた環状仕切り環７８との相対的位置関係を示している。旋回スクロール１３は図の（ａ）〜（ｄ）の順番に矢印に示すように環状空間８の外周線３５に対して偏心した状態で旋回運動をする。この時、環状仕切り環７８の内周部が高圧空間を形成し、その外周部は背圧空間２９を形成している。したがって、絞り５７の開孔部が環状仕切り環７８の外周部に位置する場合のみ高圧部と
背圧空間２９が連通され、オイル６が背圧空間２９に供給される。図においては、潤滑油が供給可能となるのは（ｄ）の状態の時のみである。
【００２９】
上記構成により、オイル６の供給が間欠的になされ、かつ絞り５７を通るため、供給量を抑えることが可能となり、この背圧空間２９から吸入空間への潤滑油供給量も抑制される。また、実施の形態１〜３の構成を用いていることより、環状仕切り環７８の外側への変形が抑制されているため、絞り５７の開孔部が安定的に開孔する。したがって、吸入加熱が抑えられ、かつ旋回スクロール１３と固定スクロール１２のシールオイルが適正化されるため、圧縮効率が高く、安定した運転が可能となる。
【００３０】
（実施の形態４）
本発明による第４の実施の形態は、第１から３の実施形態によるスクロール圧縮機において、作動流体として高圧冷媒ガスであるＨＦＣ４１０Ａ及び炭酸ガスを用いる。特に本構成におけるスクロール圧縮機において、旋回スクロール１３が固定スクロール１２に押し付けられるスラスト力を低減することがスクロール羽根先端で発生する摺動ロスを低減するポイントととなる。そのため、背圧空間２９の圧力を低く抑える設計となるが、ＨＦＣ４１０Ａや炭酸ガスのような高圧冷媒の場合、旋回スクロール１３背面中心部の吐出圧と背圧圧力との差圧が大きくなり、摺動仕切り環７８は変形が起こりやすくなるが、先に述べた第１から５の実施の形態によって、効果的に摺動仕切り環７８の変形を抑え、高い耐久性を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、摺動仕切り環の外周側コーナー部の変形を少なくして、旋回スクロール部品の鏡板背面に均一にオイルを供給し、摺動仕切り環の高信頼性と性能を確保することができるので、作動流体を冷媒と限ることなく、空気スクロール圧縮機、真空ポンプ、オイルフリー圧縮機、スクロール型膨張機等のスクロール流体機械の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【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断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の主軸受部材の正面図（ｂ）同側面断面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の主軸受部材における環状仕切り環を装着する溝の断面図
【図４】本発明の実施の形態３におけるスクロール圧縮機の圧縮機構部の断面図
【図５】本発明実施形態３における旋回スクロールの所定旋回位置での旋回スクロールと固定スクロールの位置関係を示す平面図
【図６】従来のスクロール圧縮機の縦断面図
【符号の説明】
【００３３】
１    密閉容器
２    圧縮機構
３    電動機
３ａ    固定子
３ｂ    回転子
４    クランク軸
４ａ    偏心軸部
６    オイル
１１  主軸受部材
１１ａ  受け面
１１ｂ  外周部
１２  固定スクロール
１２ａ  鏡板
１２ｂ  ラップ
１２ｃ  溝
１３  旋回スクロール
１３ａ  鏡板
１３ｂ    ラップ
１４  自転規制機構
１５  圧縮室
１６  吸入パイプ
１７    吸入口
１８    吐出口
１９  リード弁
２５  ポンプ
２９  背圧空間
５４  通路
５７  絞り
７８  摺動仕切り環
７９  溝
７９ａ  外周エッジ部
【図１】
2005351098.tif 000003
【図２】
2005351098.tif 000004
【図３】
2005351098.tif 000005
【図４】
2005351098.tif 000006
【図５】
2005351098.tif 000007
【図６】
2005351098.tif 000008