(57)【要約】【課題】低速起動時などの低圧縮比で背圧が不安定な条件で転覆現象が発生した場合でも、低い背圧設定で転覆現象を抑制することができ、摩耗や摺動による損失を低減し効率が良く信頼性の高いスクロール圧縮機を提供すること。【解決手段】旋回スクロール１２の外周部に段差部１８を設け、段差部１８を支持するようにフレーム１５の内周部に支持部１９を設けることにより、転覆現象が発生した場合でも、旋回スクロール外周部での段差部と支持部の隙間分だけしか離されないため、より低い背圧でも転覆現象を抑制することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールと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、前記旋回スクロールを旋回運動させるための旋回軸を端部に形成したクランクシャフトと、前記クランクシャフトを軸支する主軸部を有し、前記旋回スクロールを前記固定スクロールとの間で摺動可能に挟持するフレームと、前記旋回スクロールの背部に位置して前記旋回スクロールを前記固定スクロール側に押圧する背圧を働かせる背圧室を有する圧縮機において、前記旋回スクロール外周部に段差部を設け、前記段差部を支持するように前記フレーム内周部に支持部を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
段差部、支持部にテーパを設けた請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
支持部をフレームと別体で構成した請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
支持部の材質の熱膨張率を、旋回スクロールの熱膨張率からフレームの熱膨張率を減じた値が、フレームの熱膨張率から支持部の熱膨張率を減じた値と略同一となるようにした請求項３に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
流体として２酸化炭素を用いたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項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】
本発明は固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールの円軌道運動により圧縮室が外周部から中心部に容積を小さくしながら移動するのを利用して流体の吸入、圧縮、吐出を繰り返し行うスクロール圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のスクロール圧縮機は、旋回スクロールの背部に背圧室を設け、ここに導いた背圧によって旋回スクロールを固定スクロールの側に押圧し、圧縮室での流体圧により旋回スクロールが固定スクロールから押し離される転覆現象を抑制しようとしている（例えば、特許文献１参照）。また、このようなスクロール圧縮機で圧縮機構部が電動機の上部に位置していて、吸入管が圧縮機構部の径方向に設けられている縦型のスクロール圧縮機もある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
図４は、特許文献２に記載された従来のスクロール圧縮機の圧縮機構部を示すものである。図に示すように、固定スクロール１と、旋回スクロール２と、フレーム３と、背圧室４と、シール材５と旋回スクロール背面支持部６から構成されている。
【特許文献１】特開２０００−２９１５７１号公報
【特許文献２】特開２００３−４２０８０号公報
【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、前記従来の構成では、旋回スクロール背面支持部６は、高圧部と背圧室４を仕切るためのシール材５を設けるため、中心部に位置している。そのため低速起動時などの低圧縮比で背圧が不安定な条件で転覆現象が発生した場合、背面支持部６では旋回スクロール２との隙間分だけ離され、旋回スクロール２の外周部ではより大きな隙間となり、それを抑制するために背圧を高く設定する必要があり、スラスト摺動部の摩耗や入力増加が起こるという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低速起動時などの低圧縮比で背圧が不安定な条件で転覆現象が発生した場合でも、低い背圧設定で転覆現象を抑制することができ、摩耗や摺動による損失を低減し効率が良く信頼性の高い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】
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、旋回スクロール外周部に段差部を設け、段差部を支持するようにフレーム内周部に支持部を設けたものである。
【０００７】
これによって、低速起動時などの低圧縮比で背圧が不安定な条件で転覆現象が発生した場合でも、旋回スクロール外周部での段差部と支持部の隙間分だけしか離されないため、より低い背圧でも転覆現象を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のスクロール圧縮機は、低い背圧で旋回スクロールが固定スクロールから押し離される転覆現象を抑制し、スラスト摺動部の摩耗や摺動による損失を低減し効率が良く信頼性の高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は固定スクロールと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、前記旋回スクロールを旋回運動させるための旋回軸を端部に形成したクランクシャフトと、前記クランクシャフトを軸支する主軸部を有し、前記旋回スクロールを前記固定スクロールとの間で摺動可能に挟持するフレームと、前記旋回スクロールの背部に位置して前記旋回スクロールを前記固定スクロール側に押圧する背圧を働かせる背圧室を有する圧縮機において、前記旋回スクロール外周部に段差部を設け、前記段差部を支持するように前記フレーム内周部に支持部を設けることにより、低速起動時などの低圧縮比で背圧が不安定な条件で転覆現象が発生した場合でも、旋回スクロール外周部での段差部と支持部の隙間分だけしか離されず、より低い背圧でも転覆現象を抑制することができ、スラスト摺動部の摩耗や摺動による損失を低減することができる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明の支持部にテーパを設けることにより、旋回スクロール外周部の段差部がフレーム内周部の支持部に接近する時に、その隙間に介在するオイルのくさび効果により、旋回スクロールを固定スクロールに押付ける力が働くため、より低い背圧で転覆現象を抑制することができ、スラスト摺動部の摩耗や摺動による損失をさらに低減することができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の支持部を別体で構成することにより、支持部部品をマッチングし段差部と支持部の隙間寸法を精度良く管理でき、より狭い隙間に設定することができるため、より低い背圧でも転覆現象を抑制することができ、スラスト摺動部の摩耗や摺動による損失をさらに低減することができる。
【００１２】
第４の発明は、特に、第３の発明の支持部の材質の熱膨張率を、旋回スクロールの熱膨張率からフレームの熱膨張率を減じた値がフレームの熱膨張率から支持部の熱膨張率を減じた値と同等になるようにすることにより、旋回スクロールとフレームが異なる材質で熱膨張率に差がある場合でも、運転時の段差部と支持部との隙間が変化しないため、隙間を小さく設定でき、転覆現象を最小限に抑えられ、より低い背圧で転覆現象を抑制することができ、スラスト摺動部の摩耗や摺動による損失を最小限に低減することができる。
【００１３】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の流体として２酸化炭素を用いた場合、低圧縮比で運転されることが多く、また、圧力上昇が急で旋回スクロールを固定スクロールから押し離そうとする力がより大きく働き、より転覆現象が発生しやすいため、低い背圧で転覆現象を抑制でき、スラスト摺動部の摩耗や摺動による損失を低減がすることがより有効である。
【００１４】
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。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるスクロール圧縮機の圧縮機構部縦断面図を示すものである。
【００１６】
図１において、固定スクロール１１と旋回スクロール１２と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１２を旋回運動させるため旋回軸１３を端部に形成したクランクシャフト１４と、クランクシャフト１４を軸支する主軸部を有し旋回スクロール１２を固定スクロール１１との間で摺動可能に挟持するフレーム１５と、旋回スクロール１２の背部に位置して旋回スクロール１２を固定スクロール１１側に押圧する背圧を働かせる背圧室１６とで圧縮機構部１７を構成している。
【００１７】
また、旋回スクロール１２の外周部に段差部１８を設け、この段差部１８を支持するようにフレーム１５の内周部に支持部１９を有する。
【００１８】
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。
【００１９】
低速起動時などの低圧縮比で背圧が不安定な条件で転覆現象が発生した場合、従来の構成のように旋回スクロール１２の背面を中心部で支持すると中心部で隙間分だけ転覆し、外周部ではさらに大きな転覆量になるが、本発明では旋回スクロール１２とフレーム１５が最接近する部分では、旋回スクロール１２の外周部の段差部１８がフレーム１５の内周部の支持部１９により支持される。そのため、転覆量は段差部１８と支持部１９との隙間分に抑えられ、同じ隙間で中心部で支持した場合より少ない転覆量に抑えられ、より低い背圧で転覆現象が抑制される。
【００２０】
以上のように、本実施の形態においては旋回スクロール１２の外周部に段差部１８を設け、この段差部１８を支持するようにフレーム１５の内周部に支持部１９を設けることにより、転覆量が段差部１８と支持部１９の隙間分に抑えられ、より低い背圧で転覆現象が抑制され、スラスト摺動部の摩耗や摺動損失が低減できる。
【００２１】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態のスクロール圧縮機の圧縮機構部縦断面図である。
【００２２】
図２において、固定スクロール１１と旋回スクロール１２と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１２を旋回運動させるため旋回軸１３を端部に形成したクランクシャフト１４と、クランクシャフト１４を軸支する主軸部を有し旋回スクロール１２を固定スクロール１１との間で摺動可能に挟持するフレーム１５と、旋回スクロール１２の背部に位置して旋回スクロール１２を固定スクロール１１側に押圧する背圧を働かせる背圧室１６とで圧縮機構部１７を構成している。
【００２３】
また、旋回スクロール１２の外周部に段差部１８を設け、この段差部１８を支持するようにフレーム１５の内周部に支持部１９を有し、段差部１８、支持部１９にはテーパを設けている。
【００２４】
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。
【００２５】
低速起動時などの低圧縮比で背圧が不安定な条件で転覆現象が発生した場合でも、旋回スクロール１２とフレーム１５が最接近する部分では、旋回スクロール１２の外周部の段差部１８がフレーム１５の内周部の支持部１９により支持される。そのため、転覆量は段差部１８と支持部１９との隙間分に抑えられ、さらに、旋回スクロール１２がフレーム１５に接近する際にその隙間に介在するオイルのくさび効果により、旋回スクロール１２を固定スクロール１１に押し付ける力が働くため、より低い背圧で転覆現象が抑制される。
【００２６】
以上のように、本実施の形態においては旋回スクロール１２の外周部に段差部１８を設け、この段差部１８を支持するようにフレーム１５の内周部に支持部１９を設け、段差部１８と支持部１９にテーパを設けることにより、転覆量が段差部１８と支持部１９の隙間分に抑えられ、さらに、隙間に介在するオイルのくさび効果により旋回スクロール１２を固定スクロール１１に押し付ける力が働くため、より低い背圧で転覆現象が抑制され、スラスト摺動部の摩耗や摺動損失が低減できる。
【００２７】
図３は、本発明の第３の実施の形態のスクロール圧縮機の圧縮機構部縦断面図である。
【００２８】
図３において、固定スクロール１１と旋回スクロール１２と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１２を旋回運動させるため旋回軸１３を端部に形成したクランクシャフト１４と、クランクシャフト１４を軸支する主軸部を有し旋回スクロール１２を固定スクロール１１との間で摺動可能に挟持するフレーム１５と、旋回スクロール１２の背部に位置して旋回スクロール１２を固定スクロール１１側に押圧する背圧を働かせる背圧室１６とで圧縮機構部１７を構成している。
【００２９】
また、旋回スクロール１２の外周部に段差部１８を設け、この段差部１８を支持するようにフレーム１５の内周にフレーム１５とは別体で支持部１９を設け、段差部１８、支持部１９にはテーパを設けている。
【００３０】
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。
【００３１】
低速起動時などの低圧縮比で背圧が不安定な条件で転覆現象が発生した場合でも、旋回スクロール１２とフレーム１５が最接近する部分では、旋回スクロール１２の外周部の段差部１８がフレーム１５の内周にフレーム１５とは別体の支持部１９により支持される。そのため、転覆量は段差部１８と支持部１９との隙間分に抑えられ、さらに、旋回スクロール１２がフレーム１５に接近する際にその隙間に介在するオイルのくさび効果により、旋回スクロール１２を固定スクロール１１に押し付ける力が働く。
【００３２】
また、支持部１９をフレーム１５とは別体にすることで、組立時の段差部１８と支持部１９との隙間をマッチングにより精度良く管理できるため、より狭い隙間に設定することができ、より低い背圧で転覆現象が抑制される。
【００３３】
以上のように、本実施の形態においては旋回スクロール１２の外周部に段差部１８を設け、この段差部１８を支持するようにフレーム１５の内周にフレーム１５とは別体の支持部１９を設け、段差部１８と支持部１９にテーパを設けることにより、転覆量が段差部１８と支持部１９の隙間分に抑えられ、さらに、隙間に介在するオイルのくさび効果により旋回スクロール１２を固定スクロール１１に押し付ける力が働く。また、支持部１９をフレーム１５とは別体にすることで、組立時の段差部１８と支持部１９との隙間をマッチングにより精度良く管理できるため、より狭い隙間に設定することができ、より低い背圧で転覆現象が抑制され、スラスト摺動部の摩耗や摺動損失が低減できる。
【００３４】
また、本実施の形態において、フレーム１５とは別体の支持部１９の材質の熱膨張率を旋回スクロール１２の熱膨張率からフレーム１５の熱膨張率を減じた値とフレーム１５の熱膨張率から支持部１９の熱膨張率を減じた値が同等になるようにすることにより、旋回スクロール１２とフレーム１５が異なる材質で熱膨張率に差がある場合でも、運転時の段差部１８と支持部１９との隙間が変化しないため、隙間を小さく設定でき、転覆現象を最小限に抑えられ、より低い背圧で転覆現象を抑制することができ、スラスト摺動部の摩耗や摺動による損失を最小限に低減することができる。
【００３５】
また、冷媒として２酸化炭素を用いた場合、低圧縮比で運転されることが多く、また、圧力上昇が急で旋回スクロール１２を固定スクロール１１から押し離そうとする力がより大きく働き、より転覆現象が発生しやすい。そのため、実施の形態１、２または３を施すことによって、より低い背圧で転覆現象を抑制する効果が顕著に現れ、スラスト摺動部の摩耗や摺動による損失を低減する効果が大きい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、低い背圧で転覆現象を抑制し、ス
ラスト摺動部の摩耗や摺動による損失を低減することが可能となるので、高効率で信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することができる。さらに、製品であるルームエアコン等の空調機やヒートポンプ式給湯機として、快適で且つ消費電力の少ない製品とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【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圧縮機構部縦断面図
【図２】本発明の実施の形態２におけるスクロール圧縮機の圧縮機構部縦断面図
【図３】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縦断面図
【図４】従来のスクロール圧縮機の圧縮機構部縦断面図
【符号の説明】
【００３８】
１１  固定スクロール
１２  旋回スクロール
１３  旋回軸
１４  クランクシャフト
１５  フレーム
１６  背圧室
１７  圧縮機構部
１８  段差部
１９  支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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