(57)【要約】【課題】  内部低圧型のスクロール圧縮機において、運転停止時の冷媒の逆流による逆回転を防止することができるスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】  旋回スクロール４２の鏡板４２１が固定スクロール４１に常に摺接するようにし、固定スクロール４１に圧縮室４３と電動機室２４とを連通する冷媒吸入孔４４を設け、この冷媒吸入孔４４に高圧冷媒の逆流を防止する逆流防止弁４５を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールおよび旋回スクロールの各鏡板上に立設された渦巻状のスクロールラップ同士を互いに噛み合わせて内部に圧縮室を形成してなる冷媒圧縮部と、上記旋回スクロールを駆動する回転駆動軸を有する電動機とをメインフレームを挟んで密閉シェル内に対向配置してなるとともに、低圧冷媒を上記電動機室を経由して上記冷媒圧縮部へと導く冷媒吸入路を有する内部低圧型のスクロール圧縮機において、
上記固定スクロールのラップ溝外周部には、上記圧縮室と上記電動機室とを連通する冷媒吸入孔が設けられており、上記冷媒吸入孔には、上記電動機を停止させた際に、上記圧縮室で生成された高圧冷媒の逆流を防止する逆流防止手段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】
上記旋回スクロールの鏡板は、上記固定スクロールのラップ溝を常に覆う大きさに形成されている請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
固定スクロールおよび旋回スクロールの各鏡板上に立設された渦巻状のスクロールラップ同士を互いに噛み合わせて内部に圧縮室を形成してなる冷媒圧縮部と、上記旋回スクロールを駆動する回転駆動軸を有する電動機とをメインフレームを挟んで密閉シェル内に対向配置してなり、上記旋回スクロールの鏡板背面にオルダムリングが収納されるオルダム室を備えるとともに、低圧冷媒を上記電動機室から上記オルダム室を経由して上記冷媒圧縮部へと導く冷媒吸入路を有する内部低圧型のスクロール圧縮機において、
上記旋回スクロールの鏡板には、上記オルダム室とスクロールラップのラップ溝外周とを連通する連通部が設けられており、上記固定スクロールと上記メインフレームの合わせ面を全周に設けて、上記オルダム室と上記電動機室とを区画し、上記メインフレームには、上記オルダム室と上記電動機室とを連通する冷媒吸入孔が設けられており、上記冷媒吸入孔には、上記電動機を停止させた際に、上記圧縮室で生成された高圧冷媒の逆流を防止する逆流防止手段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４】
上記逆流防止手段は、上記冷媒吸入孔の軸方向に沿って移動可能な弁体と、同弁体を常に閉じる方向にバネ付勢するバネと、同弁体の上記冷媒吸入孔からの脱落を阻止するストッパーとからなる請求項１，２または３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、空気調和機などの冷凍サイクルに用いられるスクロール圧縮機に関し、さらに詳しくいえば、内部低圧型スクロール圧縮機における圧縮機停止時の逆回転を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール圧縮機の運転停止直後は、吐出圧力と吸入圧力との圧力差によって高圧冷媒が圧縮室内を通って低圧側に向けて逆流するため、スクロール圧縮機が逆回転して騒音を発生する。そこで、通常のスクロール圧縮機には、逆流防止弁を設けて運転停止直後の冷媒の逆流を防止している。
【０００３】
逆流防止弁は、圧縮室の吐出側か吸入側のいずれかに取り付けられるのが一般的であるが、吐出側に逆流防止弁を設けた場合には、吐出ガスの脈動による弁のバタツキによって運転時に騒音が発生するおそれがある。そこで、より騒音の発生を抑えるためには、例えば特許文献１に記載されているように、冷媒ガスの脈動の少ない吸入側に逆流防止弁を設けることが好ましい。
【０００４】
特許文献１には、圧縮室の吸入空間に向けて差し込まれた冷媒吸入管の開口部を塞ぐように配置されたシリンダ弁と、同シリンダ弁を開口部向けて常にバネ付勢するバネとからなる逆流防止弁が設けられている。これによれば、組立性がよく、吸入通路の一部に逆流防止弁を取り付けたことで、吸入効率の低下も抑えることができる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のスクロール圧縮機は、電動機室内が吐出圧となる内部高圧型であるため、上記逆流防止弁をそのまま内部低圧型のスクロール圧縮機には適用することができない。
【０００６】
すなわち、内部低圧型のスクロール圧縮機は、電動機室に入った吸入ガス（低圧冷媒）のうち、大部分は固定スクロールのラップ溝外周部に開けられた吸入孔から圧縮室内に取り込まれるが、一部は旋回スクロールの鏡板に覆われていない固定スクロールのラップ溝外周部から圧縮室内に吸入される。
【０００７】
そのため、スクロール圧縮機を停止させた場合、例えば吸入孔に設けられた逆流防止弁が作動したとしても、旋回スクロールの鏡板背面から吐出ガス（高圧冷媒）が漏れ出すため、冷媒の逆流が生じ圧縮機が逆回転する。よって騒音の発生を防止できない。
【０００８】
【特許文献１】特公平１−３４３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、内部低圧型のスクロール圧縮機において、運転停止時の冷媒の逆流による逆回転を防止することができるスクロール圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するため、本発明は以下に示すいくつかの特徴を備えている。すなわち、請求項１の発明は、固定スクロールおよび旋回スクロールの各鏡板上に立設された渦巻状のスクロールラップ同士を互いに噛み合わせて内部に圧縮室を形成してなる冷媒圧縮部と、上記旋回スクロールを駆動する回転駆動軸を有する電動機とをメインフレームを挟んで密閉シェル内に対向配置してなるとともに、低圧冷媒を上記電動機室を経由して上記冷媒圧縮部へと導く冷媒吸入路を有する内部低圧型のスクロール圧縮機において、上記固定スクロールのラップ溝外周部には、上記圧縮室と上記電動機室とを連通する冷媒吸入孔が設けられており、上記冷媒吸入孔には、上記電動機を停止させた際に、上記圧縮室で生成された高圧冷媒の逆流を防止する逆流防止手段が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
請求項２の発明は、上記旋回スクロールの鏡板は、上記固定スクロールのラップ溝を常に覆う大きさに形成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３の発明は、固定スクロールおよび旋回スクロールの各鏡板上に立設された渦巻状のスクロールラップ同士を互いに噛み合わせて内部に圧縮室を形成してなる冷媒圧縮部と、上記旋回スクロールを駆動する回転駆動軸を有する電動機とをメインフレームを挟んで密閉シェル内に対向配置してなり、上記旋回スクロールの鏡板背面にオルダムリングが収納されるオルダム室を備えるとともに、低圧冷媒を上記電動機室から上記オルダム室を経由して上記冷媒圧縮部へと導く冷媒吸入路を有する内部低圧型のスクロール圧縮機において、上記旋回スクロールの鏡板には、上記オルダム室とスクロールラップのラップ溝外周とを連通する連通部が設けられており、上記固定スクロールと上記メインフレームの合わせ面を全周に設けて、上記オルダム室と上記電動機室とを区画し、上記メインフレームには、上記オルダム室と上記電動機室とを連通する冷媒吸入孔が設けられており、上記冷媒吸入孔には、上記電動機を停止させた際に、上記圧縮室で生成された高圧冷媒の逆流を防止する逆流防止手段が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項４の発明は、上記逆流防止手段は、上記冷媒吸入孔の軸方向に沿って移動可能な弁体と、同弁体を常に閉じる方向にバネ付勢するバネと、同弁体を上記冷媒吸入孔から脱落しないようにするストッパーとからなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１および２に記載の発明によれば、旋回スクロールの鏡板によって常に固定スクロールのラップ溝が覆われているため、固定スクロールに設けられた冷媒吸入孔のみが圧縮室と電動機室とを結ぶ唯一の経路となり、そこに逆流防止弁を設けたことにより、圧縮室から電動機室への冷媒の逆流を確実に防止できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、旋回スクロールの鏡板背面に圧縮室の吸入空間に連通するオルダム室を設け、さらにメインフレームによって固定スクロールの合わせ面を全周にわたって覆い隠し、メインフレームにオルダム室と電動機室とを連通する冷媒吸入孔を設け、そこに逆流防止弁を設けたことにより、メインフレームに設けられた冷媒吸入孔のみが圧縮室と電動機室とを結ぶ唯一の経路となり、そこに逆流防止弁を設けたことで、圧縮室から電動機室への冷媒の逆流を確実に防止できる。
【００１６】
請求項４の記載の発明によれば、シリンダ弁とバネ、およびストッパーの簡単な構成で逆流防止弁を安価に組み込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機の内部構造を概略的に示した断面図であり、図２は逆流防止機構の周囲を拡大した要部拡大図である。
【００１８】
このスクロール圧縮機１は、縦置きに配置される円筒状の密閉シェル２を備え、その内部には、メインフレーム３を挟んで冷媒圧縮部４と電動機５とが上下に対向配置されている。
【００１９】
密閉シェル２内の冷媒圧縮部４の上部には、円盤状の仕切板２１が設けられており、仕切板２１を介して密閉シェル２の上部空間が吐出室２３とされ、下部空間が電動機室２４に区画されている。密閉シェル２内の底部には、潤滑油Ｏが一定量貯留されている。
【００２０】
電動機室２４には、外部の図示しない冷凍サイクルを終えた低圧冷媒（吸入ガス）を電動機室２４内に引き込む冷媒吸入管２５が設けられている。吐出室２３には、冷媒圧縮部部４にて生成された高圧冷媒（吐出ガス）を冷凍サイクルに送り出す冷媒送出管２６が設けられている。
【００２１】
なお、本発明において、電動機５の構成は、あくまでスクロール圧縮機構を備えるに必要な構成要素を備えていればよく、その構成は従来のものと同じであってよいため、本発明では、その具体的な説明は省略する。
【００２２】
冷媒圧縮部４は、円盤状の鏡板４１１の一方の面に渦巻状のスクロールラップ４１２が形成された固定スクロール４１と、円盤状の鏡板４２１の一方の面に渦巻状のスクロールラップ４２２が立設された旋回スクロール４２とを有し、各スクロールラップ４１２，４２２同士を互いに噛み合わせることにより、内部に圧縮室４３が形成されている。
【００２３】
固定スクロール４１には、中央に圧縮室４３にて生成された高圧冷媒を吐出室２３に吐出するための吐出口４１３が設けられている。固定スクロール４１のスクロールラップ溝４１２の側部、すなわちラップ溝外周部（図１では右側部）には、圧縮室４３と電動機室２４とを連通する冷媒吸入孔４４が形成されている。
【００２４】
図２を参照して、冷媒吸入孔４４は、固定スクロール４１の鏡板４１１の上面から軸方向に沿って形成された有底の縦孔からなり、その側部が圧縮室４３のラップ溝外周部に連通している。冷媒吸入孔４４には、冷媒の逆流を防止する逆流防止弁４５が設けられている。
【００２５】
逆流防止弁４５は、冷媒吸入孔４４の軸先方向に沿って移動可能に設けられたシリンダ弁４５１（弁体）と、同シリンダ弁４５１を常に閉じる方向にバネ付勢するコイルバネ４５２と、シリンダ弁４５１の抜け落ちを防止するストッパー４５３とを備えている。
【００２６】
シリンダ４５１は、冷媒吸入孔４４の内径とほぼ同じ外径を有する円盤体からなり、冷媒吸入孔４４に沿って移動可能に設けられている。コイルバネ４５２は、シリンダ弁４５１と冷媒吸入孔４４の中に挿入される圧縮バネからなり、シリンダ弁４５１を常に閉じる方向、この実施形態では上方に向けてバネ付勢している。
【００２７】
ストッパー４５３は、冷媒吸入孔４４に対して嵌合されたリング体からなり、この実施形態ではＣ字型止め輪が用いられている。この実施形態において、ストッパー４５３は、冷媒吸入孔４５３の内径面に形成された環状溝に沿って嵌合されている。
【００２８】
この実施形態において、ストッパー４５３は、Ｃ字型止め輪が用いられているが、これ以外に図５（ａ）に示すように、冷媒吸入孔４４の内径よりも若干大きな外径を有する円盤状のリング体からなるストッパー４５３ａを冷媒吸入孔４４に沿って強制的に圧入嵌合してもよい。
【００２９】
また、図５（ｂ）に示すように、プレート状のストッパー４５３ｂを鏡板４１１の上面に沿って取り付けた後、ネジ４５４を介して固定するようにしてもよい。このストッパー４５３ｂの具体的な形状としては、例えば図６（ａ）に示すように、１枚のプレート板の中央に吸入孔４５５を形成し、さらにネジ孔４５６を設けたものであってもよいし、図６（ｂ）に示すように、２枚の矩形状プレートを互いに平行に配置し、各プレートの一部が冷媒吸入孔４４の開口部を覆うように取り付けてもよい。
【００３０】
再び図１を参照して、旋回スクロール４２は、円盤状の鏡板４２１の上面に渦巻状のスクロールラップ４２２が突設されており、その背面側には、旋回軸６２が差し込まれる軸受４２３が形成されている。
【００３１】
この固定スクロール４１と旋回スクロール４２の各スクロールラップ４１２，４２２同士を互いに向き合わせて噛み合わせることにより、冷媒圧縮部４の内部に圧縮室４３（密閉作動室）が形成される。
【００３２】
本発明において、旋回スクロール４２は、その鏡板４２１が固定スクロール４１のスクロールラップ４１２のラップ溝を常に覆う大きさに形成されていることが重要である。これによれば、圧縮室４３は、旋回スクロール４２の鏡板４２１によって常に密閉された空間となり、圧縮室４３に吸入される冷媒の全てが冷媒吸入孔４４を通って圧縮室４４内に導き入れられるとともに、運転停止時に吐出ガスが漏れることもない。
【００３３】
電動機５の回転駆動軸６は、モータ５に対して同軸的に配置される主軸６１と、主軸６１の上端側に一体的に形成され、主軸６１に対して偏心配置されたクランク軸６２とを備えている。
【００３４】
回転駆動軸６の内部には、密閉シェル２の底部に溜まっている潤滑油Ｏを冷媒圧縮部４側に供給するための潤滑油供給穴６３が主軸６１の回転軸線に対して偏心配置されており、その下端は密閉シェル２の底部に貯留された潤滑油Ｏの内部に向けて差し込まれている。この回転駆動軸６の回転によって、潤滑油Ｏが潤滑油供給穴６３内を通って下側から旋回スクロール４２の背面に持ち上げられる。
【００３５】
次に、メインフレーム３は、電動機室２４から冷媒圧縮部４に至る冷媒通路を除いて一部が密閉シェル２の内壁面に沿って固定される円盤状に形成されており、その中央には回転駆動軸６の主軸６１を軸支する主軸受け３１が形成されている。メインフレーム３の上面側には、軸受４２３を収納する凹部３２が形成されている。
【００３６】
メインフレーム３には、回転駆動軸６により送り込まれ、仕事を終えた潤滑油Ｏを再び電動機室２４内に戻すための排油通路３３が設けられている。
【００３７】
排油通路３３は、一端の吸入口が凹部３２の周壁面に向けて開放され、他端の吐出口がメインフレーム３の下端面から電動機室２４内に向けて開放されており、メインフレーム３の半径方向に沿ってＬ字状に形成されている。
【００３８】
このスクロール圧縮機１を駆動すると、図１に示すように、旋回スクロール４２の旋回運動によって、圧縮室４３は、その容積を外側から中央に向かって減少しながら移動することで、内部が負圧となる。
【００３９】
圧縮室４３の負圧がさらに強くなり、電動機室２４との圧力差が大きくなると、シリンダ弁４５１は、圧力差によってコイルバネ４５２に抗して押し下げられ、冷媒吸入孔４４が開放され、これにより、吸入ガスが圧縮室４３のラップ外周に流れ込む。
【００４０】
圧縮室４３内に入った吸入ガスは、スクロールラップ４１２，４２２間に形成された三日月状の圧縮室４３が外側から中央に向かうにつれて、その容積を減少していくことで圧縮される。これにより生成された吐出ガス（高圧冷媒）は、中央の吐出口４１３を通って吐出室２３に吐出され、そこから冷媒吐出管２６を通って冷凍サイクルへと送り出される。
【００４１】
電動機５を停止させると、吐出ガスは圧縮室４３を逆流して低圧側の電動機室２４内に流れ込もうとするが、停止と同時に、シリンダ弁４５１がコイルバネ４５２によって持ち上げられ、ストッパー４５３に沿って当接シールすることにより、吐出ガスの逆流が確実に防止される。
【００４２】
この実施形態において、冷媒吸入孔４４は、固定スクロール４１の軸線方向に沿って形成された縦穴からなるが、これ以外に、例えば図４に示すように、固定スクロール４１の半径方向に沿って形成された横穴であってもよく、この冷媒吸入孔４４に逆流防止弁４５を組み込んでもよい。
【００４３】
また、この実施形態において、ストッパー４５３は、冷媒吸入孔４４に取り付けられたリング体からなるが、シリンダ弁４５１の移動を規制する別の規制手段としては、図７（ａ）に示すように、シリンダ弁４５１の上部にストッパーピン４５５を設けて、これを隣接する冷媒吸入孔４４の開口部に対抗する壁面（この実施形態では、仕切り板２１）に接触させてもよい。
【００４４】
さらに、この実施形態において、冷媒吸入孔４４と逆流防止弁４５とは、固定スクロール４１に１箇所設けられているが、鏡板４１１の半径方向に沿って複数箇所設けてもよい。これによれば、吸入ガスの圧力損失を抑えることができる。
【００４５】
逆に、図７（ｂ）に示すように、壁面側（仕切板２１）側に規制ピン２１１を立てて、この規制ピン２１１の先端がシリンダ弁４５１に当接するようにしてもよく、これによっても、同じ作用効果が得られる。
【００４６】
次に、図８には、本発明の第２実施形態のスクロール圧縮機１ａの内部構造を概略的に示した断面図が示されている。なお、上述した第１実施形態と同一もしくは同一と見なされる箇所には同じ参照符号を付し、その説明は省略する。
【００４７】
このスクロール圧縮機１ａは、旋回スクロール４２の鏡板４２１の背面とメインフレーム３との間の空間が、鏡板支持部３６を挟んで、内径側が電動機室２４と連通する収納部３４に、外径側が圧縮室４３と連通するオルダム室３５に区画されている。
【００４８】
旋回スクロール４２の鏡板４２１の外周には、圧縮室４３とオルダム室３５と連通する切欠部４２４が設けられている。なお、切欠部４２４は、旋回スクロール４２の１旋回運動中において、常に圧縮室４３とオルダム室３５とを連通する範囲内に形成されている。
【００４９】
この実施形態において、メインフレーム３は、密閉シェル２の内周面に沿うように円盤状に形成されており、上面が全周にわたって固定スクロール４１の鏡板４１１に接触している。このメインフレーム３には、電動機室２４とオルダム室３５とを連通する冷媒吸入孔４４が設けられている。
【００５０】
冷媒吸入孔４４は、メインフレーム３の半径方向に沿って形成された横穴からなり、冷媒吸入孔４４内には、電動機５を停止させた際に、圧縮室４３で生成された吐出ガスの逆流を防止する逆流防止弁４５が設けられている。
【００５１】
逆流防止弁４５は、シリンダ弁４５１と、同シリンダ弁４５１を閉じる方向（図８では右方向）に常にバネ付勢するコイルバネ４５２と、シリンダ弁４５１の移動を規制するストッパー４５３とからなる。なお、その具体的な構成は上述した第１実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００５２】
このスクロール圧縮機１ａを駆動すると、冷媒吸入管２５より電動機室２４内に取り込まれた吸入ガスは、一定圧に達することで、シリンダ弁４５１を開方向（図８では左方向）に押し下げる。
【００５３】
これにより、吸入ガスが冷媒吸入孔４４を通ってオルダム室３５に流れ込み、さらにそこから鏡板４２１の切欠部４２４を通ってスクロールラップ外周の圧縮室４３に運ばれた後、圧縮室４３で圧縮される。
【００５４】
電動機５を停止させると、上記第１実施形態と同様に吐出ガスが逆流する前にシリンダ弁４５１がストッパー４５３に沿って当接シールすることにより、逆流を確実に防止することができる。
【００５５】
なお、この第２実施形態においてもストッパー４５３を図５（ａ）および（ｂ）に記載したものを適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスクロール圧縮機の内部構造を概略的に示した断面図。
【図２】上記第１実施形態のスクロール圧縮機の逆流防止弁の構造を説明するための拡大図。
【図３】逆流防止弁の作動状態を示す拡大図。
【図４】第１実施形態の逆流防止弁の変形例を示す拡大図。
【図５】ストッパーの変形例を示す断面図。
【図６】ストッパーの変形例を示す正面図。
【図７】ストッパーの変形例を説明する断面図。
【図８】本発明の第２実施形態に係るスクロール圧縮機の断面図。
【符号の説明】
【００５７】
１，１ａ  スクロール圧縮機
２  密閉シェル
２１  仕切板
２３  吐出室
２４  電動機室
３  メインフレーム
４  冷媒圧縮部
４１  固定スクロール
４１１  鏡板
４１２  スクロールラップ溝
４２  旋回スクロール
４２１  鏡板
４２２  スクロールラップ
４３  圧縮室
４４  冷媒吸入孔
４５  逆流防止弁
４５１  シリンダ弁
４５２  コイルバネ
４５３  ストッパー
５  電動機
６  回転駆動軸
【図１】
2005105990.tif 000003
【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】
2005105990.tif 000009
【図８】
2005105990.tif 000010