(57)【要約】  固定スクロール端板（３１）の中心部から固定スクロール（３０）の固定渦巻きラップ（３２）の先端の外周部までの距離をＤｓとし、旋回スクロール端板（４１）の中心部から旋回スクロール（４０）の旋回渦巻きラップの底面で、かつ固定スクロールの固定渦巻きラップの先端の外周部に対向する部分までの距離をＤｏとする。さらに、偏心軸（７１）の中心と駆動軸（７０）の中心との距離である旋回スクロール（４０）の旋回半径をεとしたとき、Ｄｓ＋ε≦Ｄｏ、の関係を満たす。
2018021058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に収納された、
固定スクロールと、
前記固定スクロールに噛み合わされ圧縮室を形成する旋回スクロールと、
前記旋回スクロールの自転を防止する自転抑制部材と、
前記旋回スクロールを支持する主軸受と、
前記主軸受で支持されている駆動軸と、
前記駆動軸の一端に設けられた偏心軸と、を備え、
前記駆動軸と前記偏心軸とは一体的に形成されており、
前記偏心軸は前記旋回スクロールのボス部で支持されており、
前記固定スクロールの端板の中心部から前記固定スクロールの固定渦巻きラップの先端の外周部までの距離をＤｓとし、
前記旋回スクロールの端板の中心部から前記旋回スクロールの旋回渦巻きラップの底面で、かつ前記固定スクロールの固定渦巻きラップの先端の外周部に対向する部分までの距離をＤｏとし、
前記偏心軸の中心と前記駆動軸の中心との距離である前記旋回スクロールの旋回半径をεとしたとき、
Ｄｓ＋ε≦Ｄｏ、の関係を満たすことを特徴するスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記密閉容器内を高圧空間と低圧空間とに区画する仕切板と、
前記固定スクロールに形成され、前記圧縮室と連通する第１吐出ポートと、
前記仕切板と前記固定スクロールとの間に形成され、前記第１吐出ポートと連通する吐出空間と、
前記仕切板に形成され、前記吐出空間を前記高圧空間に連通する第２吐出ポートと、を備え、
前記固定スクロールは前記仕切板に隣接しており、
前記固定スクロールは、前記仕切板と前記主軸受との間で軸方向に移動するとともに、
前記吐出空間の圧力によって、前記固定スクロールを前記旋回スクロールに押し付ける構成とした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】
前記固定スクロールの周壁には、冷媒を圧縮室に取り込むための吸入部が形成され、
前記吸入部の開口部の下端を前記旋回スクロールで形成す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４】
前記固定スクロールの周壁には、冷媒を圧縮室に取り込むための吸入部が形成され、
前記吸入部の開口部の下端を前記旋回スクロールで形成することを特徴とする請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記圧縮室で、前記旋回スクロールの前記旋回渦巻きラップの外壁側に形成される圧縮室を第１の圧縮室、前記旋回スクロールの前記旋回渦巻きラップの内壁側に形成される圧縮室を第２の圧縮室としたとき、前記第１の圧縮室と前記第２の圧縮室の閉じ込み容積が異なることを特徴とする請求項１から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、スクロール圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、圧縮容器内に仕切板を設けるとともに、この仕切板で仕切られた低圧側の室に固定スクロール及び旋回スクロールを有した圧縮要素と、この旋回スクロールを旋回駆動する電動要素とを配置した密閉型スクロール圧縮機が知られている。【０００３】
この種の密閉型スクロール圧縮機では、仕切板の保持孔に固定スクロールのボス部を嵌合し、圧縮要素で圧縮した冷媒を、固定スクロールの吐出ポートを介して、仕切板で仕切られた高圧側の室に吐出する構成を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２３４７８５号公報
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、特許文献１においては、固定スクロールの端板の中心部から固定スクロールの固定渦巻きラップの先端の外周部までの距離と、旋回スクロールの端板の中心部から旋回スクロールの旋回渦巻きラップの底面で、かつ固定スクロールの固定渦巻きラップの先端の外周部に対向する部分までの距離と、偏心軸の中心と駆動軸の中心との距離である旋回スクロールの旋回半径との関係に関しては、開示されていない。
【０００６】
本発明は、固定スクロールの端板の中心部から固定スクロールの固定渦巻きラップの先端の外周部までの距離と、旋回スクロールの端板の中心部から旋回スクロールの旋回渦巻きラップの底面で、かつ固定スクロールの固定渦巻きラップの先端の外周部に対向する部分までの距離と、偏心軸の中心と駆動軸の中心との距離である旋回スクロールの旋回半径との関係について定義する。このことにより、旋回スクロールの旋回渦巻きラップの底面が、旋回運動中に、固定スクロールの固定渦巻きラップの上面から脱落するのを防止し、部品の磨耗の防止や摺動損失の低減を実現できるスクロール圧縮機を提供する。
【０００７】
本発明のスクロール圧縮機は、密閉容器内に収納された、固定スクロールと、固定スクロールに噛み合わされ圧縮室を形成する旋回スクロールと、旋回スクロールの自転を防止する自転抑制部材と、旋回スクロールを支持する主軸受と、主軸受で支持されている駆動軸と、駆動軸の一端に設けられた偏心軸と、を備える。また、駆動軸と偏心軸とは一体的に形成されており、偏心軸は旋回スクロールのボス部で支持されている。さらに、固定スクロールの端板の中心部から固定スクロールの固定渦巻きラップの先端の外周部までの距離をＤｓとし、旋回スクロールの端板の中心部から旋回スクロールの旋回渦巻きラップの底面で、かつ固定スクロールの固定渦巻きラップの先端の外周部に対向する部分までの距離をＤｏとし、偏心軸の中心と駆動軸の中心との距離である旋回スクロールの旋回半径をεとしたとき、Ｄｓ＋ε≦Ｄｏ、の関係を満たす。
【０００８】
これにより、旋回スクロールの旋回渦巻きラップの底面が、旋回運動中に、固定スクロールの固定渦巻きラップの上面から脱落することがないため、エッジ当たりが発生せず、部品の磨耗を防ぐことができる。また、片当たりにより摺動損失を低減できスクロール圧縮機の効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるスクロール圧縮機の構成を示す縦断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の第１の実施の形態にかかるスクロール圧縮機の旋回スクロールを示す側面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａの２Ｂ−２Ｂ断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態にかかるスクロール圧縮機の固定スクロールを示す底面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態にかかるスクロール圧縮機の固定スクロールの固定渦巻きラップと旋回スクロールの旋回渦巻きラップを噛み合わせた状態を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態にかかるスクロール圧縮機の固定スクロールを底面側から見た斜視図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態にかかるスクロール圧縮機の主軸受を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態にかかるスクロール圧縮機の自転抑制部材を示す上面図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態にかかるスクロール圧縮機の仕切板と固定スクロールおよび旋回スクロールを示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態にかかるスクロール圧縮機の要部を示す一部断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施の形態に掛かるスクロール圧縮機について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に記載した第１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。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるスクロール圧縮機の縦断面図である。なお、図１は、図３における１−１線での断面を示している。圧縮機１は、図１に示すように、上下方向に長手方向を有する円筒状の密閉容器１０を、外殻として備えている。なお、本明細書において、上下方向とは、各図におけるＺ軸方向である。
【００１２】
圧縮機１は、密閉容器１０の内部に、冷媒を圧縮するための圧縮機構部１７０と、圧縮機構部１７０を駆動するための電動機８０を備えた密閉型スクロール圧縮機である。圧縮機構部１７０は、少なくとも、固定スクロール３０、旋回スクロール４０、主軸受６０及びオルダムリング９０で構成される。
【００１３】
密閉容器１０の内部上方には、密閉容器１０の内部を上下に仕切る仕切板２０が設けられている。仕切板２０は、密閉容器１０の内部を、高圧空間１１と低圧空間１２とに区画している。高圧空間１１は、圧縮機構部１７０で圧縮された後の高圧の冷媒で満たされる空間であり、低圧空間１２は、圧縮機構部１７０で圧縮される前の低圧の冷媒で満たされる空間である。
【００１４】
密閉容器１０は、密閉容器１０の外部と低圧空間１２とを連通させる冷媒吸込管１３と、密閉容器１０の外部と高圧空間１１とを連通させる冷媒吐出管１４とを備えている。圧縮機１は、冷媒吸込管１３を介して、密閉容器１０の外部に設けられた冷凍サイクル回路（図示せず）から、低圧空間１２に低圧の冷媒を導入する。
【００１５】
また、圧縮機構部１７０で圧縮された高圧の冷媒は、まず、高圧空間１１に導入される。その後、高圧空間１１から冷媒吐出管１４を介して、冷凍サイクル回路に吐出される。低圧空間１２の底部には、潤滑油が貯留される油溜まり１５が形成されている。
【００１６】
圧縮機１は、低圧空間１２に、固定スクロール３０と、旋回スクロール４０とを備えている。固定スクロール３０は、本発明における非旋回スクロールである。固定スクロール３０は、仕切板２０の下方に隣接して配置されている。旋回スクロール４０は、固定スクロール３０の下方に、固定スクロール３０と噛み合わされて、配置されている。
【００１７】
固定スクロール３０は、円板状の固定スクロール端板３１と、固定スクロール端板３１の下面に立設された渦巻状の固定渦巻きラップ３２とを備えている。旋回スクロール４０は、円板状の旋回スクロール端板４１と、旋回スクロール端板４１の上面に立設された渦巻状の旋回渦巻きラップ４２と、下方ボス部４３とを備えている。下方ボス部４３は、旋回スクロール端板４１の下面の略中央に形成された円筒状の突起である。
【００１８】
固定スクロール端板３１は、本発明における第１の端板であり、固定渦巻きラップ３２は、本発明における第１の渦巻体である。また、旋回スクロール端板４１は、本発明における第２の端板であり、旋回渦巻きラップ４２は、本発明における第２の渦巻体である。
【００１９】
旋回スクロール４０の旋回渦巻きラップ４２と固定スクロール３０の固定渦巻きラップ３２とを噛み合わせることで、旋回スクロール４０と固定スクロール３０との間に、圧縮室５０が形成される。圧縮室５０は、旋回渦巻きラップ４２の内壁（後述する）側と、外壁（後述する）側とに形成される。
【００２０】
固定スクロール３０及び旋回スクロール４０の下方には、旋回スクロール４０を支持する主軸受６０が設けられている。主軸受６０は、上面の略中央に設けられたボス収容部６２と、ボス収容部６２の下方に設けられた軸受部６１とを備えている。
【００２１】
ボス収容部６２は、旋回スクロール４０の下方ボス部４３を収容するため凹部である。軸受部６１は、上端がボス収容部６２に開口し、下端が低圧空間１２に開口する貫通孔である。主軸受６０は、上面で旋回スクロール４０を支持するとともに、軸受部６１で駆動軸７０を軸支する。
【００２２】
駆動軸７０は、図１において上下方向に長手方向を有する軸である。駆動軸７０の一端側は、軸受部６１により軸支され、他端側は、副軸受１６で軸支される。副軸受１６は、低圧空間１２の下方、望ましくは、油溜まり１５内に設けられた軸受である。
【００２３】
駆動軸７０の上端には、駆動軸７０の軸心に対して偏心した偏心軸７１が設けられている。偏心軸７１は、スイングブッシュ７８及び旋回軸受７９を介して、円筒状の下方ボス部４３の内周に摺動自在に挿入されている。下方ボス部４３は、偏心軸７１によって、旋回駆動する。
【００２４】
駆動軸７０の内部には、潤滑油が通過する油路７２が形成されている。油路７２は、駆動軸７０の軸方向に形成された貫通孔である。油路７２の一端は、駆動軸７０の下端に設けられた吸込口７３として、油溜まり１５内に開口している。吸込口７３の上部には、吸込口７３から油路７２に潤滑油を汲み上げるパドル７４が設けられている。
【００２５】
また、駆動軸７０の内部には、第１分岐油路７５１と、第２分岐油路７６１とが形成されている。第１分岐油路７５１の一端は、第１給油口７５として、軸受部６１の軸受面で開口し、他端側は油路７２に連通する。また、第２分岐油路７６１の一端は、第２給油口７６として、副軸受１６の軸受面で開口し、他端側は油路７２に連通する。さらに、油路７２の上端は、第３給油口７７として、ボス収容部６２の内部に開口する。
【００２６】
駆動軸７０は、電動機８０に連結されている。電動機８０は、主軸受６０と副軸受１６の間に配置されている。電動機８０は、単相交流電力で駆動される単相交流モータである。電動機８０は、密閉容器１０に固定されたステータ８１と、このステータ８１の内側に配置されたロータ８２とを備えている。
【００２７】
駆動軸７０は、ロータ８２に固定されている。駆動軸７０は、ロータ８２の上方に設けられたバランスウェイト１７ａと、下方に設けられたバランスウェイト１７ｂとを備えている。バランスウェイト１７ａとバランスウェイト１７ｂとは、駆動軸７０の周方向に１８０°ずれた位置に配置されている。
【００２８】
駆動軸７０は、バランスウェイト１７ａ及びバランスウェイト１７ｂによる遠心力と、旋回スクロール４０の公転運動により発生する遠心力とで、バランスを取って回転する。なお、バランスウェイト１７ａ及びバランスウェイト１７ｂは、ロータ８２に設けてもよい。
【００２９】
旋回スクロール４０と主軸受６０との間には、自転抑制部材（オルダムリング）９０が設けられている。オルダムリング９０は、旋回スクロール４０の自転を防止する。これにより、旋回スクロール４０は、固定スクロール３０に対して自転することなく、旋回運動をする。
【００３０】
固定スクロール３０、旋回スクロール４０、電動機８０、オルダムリング９０及び主軸受６０は、低圧空間１２に配置されている。また、固定スクロール３０及び旋回スクロール４０は、仕切板２０と主軸受６０との間に配置されている。
【００３１】
そして、少なくとも、固定スクロール３０、旋回スクロール４０、主軸受６０及びオルダムリング９０で構成される圧縮機構部１７０には、弾性体（図示せず）が設けられている。具体的には、固定スクロール３０と旋回スクロール４０のいずれか一方には、固定スクロール３０と旋回スクロール４０を離間させる方向に付勢する弾性体が設けられている。
【００３２】
仕切板２０及び主軸受６０は、密閉容器１０に固定されている。固定スクロール３０及び旋回スクロール４０のうち少なくとも弾性体が設けられた一方は、仕切板２０と主軸受６０との間の少なくとも一部、より詳細には、仕切板２０と旋回スクロール４０との間、または、固定スクロール３０と主軸受６０との間を、軸方向に移動自在に設けられている。
【００３３】
より具体的には、固定スクロール３０は、主軸受６０に設けられた柱状部材１００に対して、軸方向（図１において上下方向）に移動自在に設けられている。柱状部材１００は、下端部が軸受側孔部１０２（後述する図６参照）に挿入され固定される一方、上端部がスクロール側孔部１０１（後述する図３、図５参照）に摺動自在に挿入されている。
【００３４】
柱状部材１００は、固定スクロール３０の自転と半径方向の動きを規制し、固定スクロール３０の軸方向の動きを許容する。つまり、固定スクロール３０は、柱状部材１００によって主軸受６０で支持され、仕切板２０と主軸受６０との間の一部、より詳細には、仕切板２０と旋回スクロール４０との間で軸方向に動くことができる。柱状部材１００は、複数設けられており、周方向に所定の間隔をあけて配置されている。望ましくは、複数の柱状部材１００は、周方向に均等に配置されている。
【００３５】
なお、柱状部材１００を固定スクロール３０に設けてもよい。つまり、柱状部材１００は、下端部が軸受側孔部１０２（後述する図６参照）に摺動自在に挿入される一方、上端部がスクロール側孔部１０１（後述する図３、図５参照）に挿入され固定されていてもよい。
【００３６】
次に、圧縮機１の動作、作用について説明する。電動機８０の駆動により、ロータ８２とともに駆動軸７０が回転する。偏心軸７１とオルダムリング９０とによって、旋回スクロール４０は自転することなく、駆動軸７０の中心軸を中心に旋回運動する。これによって、固定スクロール３０と旋回スクロール４０によって形成される圧縮室５０の容積が縮小し、圧縮室５０の冷媒は圧縮される。
【００３７】
冷媒は、冷媒吸込管１３から低圧空間１２に導入される。そして、低圧空間１２の冷媒は、軸受部６１に形成されている切り欠き６１ａ（図６参照）を介して旋回スクロール４０外周から圧縮室５０に導かれる。圧縮室５０で圧縮された冷媒は、高圧空間１１を経由して、冷媒吐出管１４から吐出される。
【００３８】
また、油溜まり１５に貯留された潤滑油は、駆動軸７０の回転によって、吸込口７３からパドル７４に沿って、油路７２の上方へと汲み上げられる。汲み上げられた潤滑油は、第１給油口７５、第２給油口７６及び第３給油口７７から、軸受部６１、副軸受１６及びボス収容部６２にそれぞれ供給される。
【００３９】
また、ボス収容部６２まで汲み上げられた潤滑油は、主軸受６０と旋回スクロール４０との摺動面に導かれるとともに、返送経路６３（後述する図６参照）を通じて排出されて、再び油溜まり１５に戻る。
【００４０】
圧縮機１の詳細な構成について、さらに説明する。図２Ａは、本実施の形態にかかるスクロール圧縮機の旋回スクロールの側面図である。図２Ｂは、図２Ａの２Ｂ−２Ｂ断面図である。
【００４１】
旋回渦巻きラップ４２は、旋回スクロール端板４１の中心側に位置する始端４２ａを巻き始めとし、外周側に位置する終端４２ｂに向けて徐々に半径を拡大する、インボリュート曲線状の断面を備える壁である。旋回渦巻きラップ４２は、所定の高さ（上下方向の長さ）と所定の壁厚（旋回渦巻きラップ４２の径方向の長さ）とを備えている。旋回スクロール端板４１の下面の両端には、外周側から中心側へ長手方向を有する一対の第１のキー溝９１が形成されている。
【００４２】
図３は、本実施の形態にかかるスクロール圧縮機の固定スクロールを示す底面図である。図５は、この固定スクロールを底面側から見た斜視図である。図６は、この固定スクロールを上面側から見た分解斜視図である。
【００４３】
図３、図５に示すように、固定渦巻きラップ３２は、固定スクロール端板３１の中心側に位置する始端３２ａを巻き始めとし、外周側に位置する終端３２ｃに向けて徐々に半径を拡大する、インボリュート曲線状の断面を備える壁である。固定渦巻きラップ３２は、旋回渦巻きラップ４２と等しい所定の高さ（上下方向の長さ）と所定の壁厚（固定渦巻きラップ３２の径方向の長さ）とを備えている。
【００４４】
固定渦巻きラップ３２は、始端３２ａから中間部３２ｂにかけては、内壁（中心側の壁面）と外壁（外周側の壁面）とを備え、中間部３２ｂから終端３２ｃにかけては、内壁のみを備えている。
【００４５】
本実施の形態では、図３に示すように、固定スクロール端板３１の中心から固定スクロール３０の固定渦巻きラップ３２の先端の外周部３２ｄまでの距離をＤｓとする。また、図２Ｂに示すように旋回スクロール端板４１の中心から旋回スクロール４０の旋回渦巻きラップ４２の底面で、かつ固定スクロール３０の固定渦巻きラップ３２の先端の外周部３２ｄに対向する部分４４までの距離をＤｏとする。そして、駆動軸７０の中心と偏心軸７１の中心との距離である旋回スクロール４０の旋回半径をεとしたとき、Ｄｓ＋ε≦Ｄｏを満たしている。
【００４６】
図４は固定スクロール３０の固定渦巻きラップ３２と旋回スクロール４０の旋回渦巻きラップ４２を噛み合わせた状態の断面図であり、旋回方向に沿って切り取った断面図である。図４では固定スクロール３０に対して旋回スクロール４０が左に寄った状態であるため、旋回方向は左となる。上記内容を、図４を用いて説明すると、旋回スクロール端板４１の中心から旋回スクロール４０の旋回渦巻きラップ４２の底面で、かつ固定スクロール３０の固定渦巻きラップ３２の先端の外周部３２ｄに対向する部分４４までの距離Ｄｏは、固定スクロール端板３１の中心から固定スクロール３０の固定渦巻きラップ４２の先端の外周部３２ｄまでの距離Ｄｓに対し、旋回半径ε以上に大きいことになる。すなわち、旋回渦巻きラップ４２の底面部分４４は固定渦巻きラップ３２の外周部３２ｄを確実に覆うことになる。これは旋回方向の位置がどこにあっても同様である。
【００４７】
本実施の形態によれば、この構成により、固定スクロール３０の固定渦巻きラップ３２の先端の外周部３２ｄは、旋回スクロール４０の旋回駆動中常に旋回スクロール端板４１から脱落することがない。
【００４８】
このため、固定スクロール３０の固定渦巻きラップ３２の先端と旋回スクロール端板４１が片当たりすることなく、運転できる。これにより、運転時に旋回スクロール４０の撓みや倒れが発生した場合でも、固定スクロール３０の固定渦巻きラップ３２の先端の外周部３２ｄと、旋回スクロール４０の旋回渦巻きラップ４２の底面で、かつ固定スクロール３０の固定渦巻きラップ３２の先端の外周部３２ｄに対向する部分４４が片当たりすることなく、常に安定した駆動状態を保つことができる。
【００４９】
そのため、エッジ当たりによる部品の磨耗を防ぐことができ、圧縮機の信頼性を向上することができる。また、片当たりによる摺動損失を低減することができるため、圧縮機の効率を向上することができる。
【００５０】
本実施の形態では、図３、図５に示す吸入部３８の開口部の下端を旋回スクロール４０で形成している。このため、吸入部３８の開口部の下端を固定スクロール３０で形成する場合と比較して、吸入部３８の開口面積を大きくすることができ、冷媒ガスの流動抵抗が低減され、圧縮機の効率をさらに向上することができる。本実施の形態においては、旋回スクロール４０の旋回渦巻きラップ４２と接触摺動する固定スクロール３０の固定渦巻きラップ３２の先端が存在しない。すなわち固定スクロール３０の固定渦巻きラップ３２の先端の終端が、伸開角が大きくなる方向は固定渦巻きラップ３２の先端と分断されている。このような場合でも、Ｄｓ＋ε≦Ｄｏの関係を満たすことで、分断部においても、固定渦巻きラップ３２の先端と旋回スクロール端板４１がエッジ当たりすることなく、安定した駆動状態を保つことができる。
【００５１】
また本実施の形態では、旋回スクロール４０の旋回渦巻きラップ４２の外壁側に形成される圧縮室５０を第１の圧縮室５１、旋回スクロール４０の旋回渦巻きラップ４２の内壁側に形成される圧縮室５０を第２の圧縮室５２としたとき、第１の圧縮室５１と第２の圧縮室５２の閉じ込み容積が異なるものである。すなわち、第１の圧縮室５１の閉じ込みと第２の圧縮室５２の閉じ込みのタイミングが異なるものである。図３に示すように、閉じ込み容積を大きくするには、固定スクロール３０の内壁を終端３２ｃまで延長することで、第１の圧縮室５１の容積を確保できる。ちなみに閉じ込みのタイミングとしては１８０度ずれている場合が閉じ込み容積が最大化できる。
【００５２】
本実施の形態によれば、閉じ込み容積は大きく確保できるものの、固定スクロール３０の固定渦巻きラップ３２の先端の外周部３２ｄがさらに中心から離れることとなり、旋回スクロール４０の旋回渦巻きラップ４２の底面が、旋回運動中に、固定スクロール４０の固定渦巻きラップ３２の上面から脱落しやすくなる。そのため、本発明の効果が顕著に現れ、安定した駆動状態を保つことができる。
【００５３】
また本実施の形態では、固定スクロール３０を吐出空間３０Ｈ（図８参照）からの圧力によって、固定スクロール３０を旋回スクロール４０に押し付けることで、固定スクロール３０と旋回スクロール４０の隙間を最小化し、圧縮時の冷媒漏れを防止している（後述する）。
【００５４】
この構成では、吐出空間３０Ｈから固定スクロール３０を押し付ける荷重の分だけ、固定スクロール３０の固定渦巻きラップ３２の先端と旋回スクロール端板４１に発生する面圧が上昇する。そのため、本実施の形態による片当たりを防止し、部品磨耗低減による信頼性向上効果及び効率向上効果をより有効的に発揮することができる。
【００５５】
固定スクロール端板３１の略中心部には、第１吐出ポート３５が形成されている。また、固定スクロール端板３１には、バイパスポート３６と中圧ポート３７とが形成されている。バイパスポート３６は、第１吐出ポート３５近傍で、圧縮完了直前の高圧圧力の冷媒が存在する領域に配置されている。
【００５６】
バイパスポート３６は、３つの小孔を１セットとし、旋回渦巻きラップ４２の外壁側に形成される第１の圧縮室５１と連通するバイパスポートと、旋回渦巻きラップ４２の内壁側に形成される第２の圧縮室５２と連通するバイパスポートとの２セットとして設けられている。中圧ポート３７は、中間部３２ｂ近傍で、圧縮途中の中間圧力の冷媒が存在する領域に配置されている。
【００５７】
固定スクロール３０の外周部には、周壁３３から外周側に突出する一対の第１フランジ３４ａと、一対の第２フランジ３４ｂとを備えている。第１フランジ３４ａ及び第２フランジ３４ｂは、固定スクロール端板３１よりも下方（旋回スクロール４０側）に設けられている（図８参照）。第２フランジ３４ｂは、第１フランジ３４ａよりも下方に設けられ、その下面（旋回スクロール４０側の面）は、固定渦巻きラップ３２の先端面と略同一平面上に位置している。
【００５８】
一対の第１フランジ３４ａのそれぞれは、所定の間隔をあけて、駆動軸７０の周方向にほぼ均等に配置されている。また、一対の第２フランジ３４ｂのそれぞれは、所定の間隔をあけて、駆動軸７０の周方向にほぼ均等に配置されている。図５に示すように、固定スクロール３０の周壁３３には、冷媒を圧縮室５０に取り込むための吸入部３８が形成されている。
【００５９】
また、第１フランジ３４ａには、柱状部材１００の上端部が挿入されるスクロール側孔部１０１が設けられている。スクロール側孔部１０１は、一対の第１フランジ３４ａに、それぞれ１つずつ設けられている。スクロール側孔部１０１は、本発明における受部である。２つのスクロール側孔部１０１は、周方向に所定の間隔をあけて配置されている。
【００６０】
望ましくは、２つのスクロール側孔部１０１は、周方向に均等に配置されている。なお、スクロール側孔部１０１は、貫通孔でなくてもよく、下面側から窪む凹部であってもよい。
【００６１】
スクロール側孔部１０１は、連通孔（図示せず）によって、固定スクロール３０の外部、つまり、低圧空間１２と連通している。
【００６２】
第２フランジ３４ｂには、第２のキー溝９２が設けられている。第２のキー溝９２は、一対の第２フランジ３４ｂに、それぞれ１つずつ設けられた、外周側から中心側へ長手方向を有する一対の溝である。
【００６３】
図６に示すように、固定スクロール３０の上面（仕切板２０側の面）には、中央に上方ボス部３９が設けられている。上方ボス部３９は、固定スクロール３０の上面から突出する円柱状の突起である。第１吐出ポート３５とバイパスポート３６とは、上方ボス部３９の上面に開口する。上方ボス部３９の上面側は、仕切板２０との間に吐出空間３０Ｈが形成される（後述する図８参照）。第１吐出ポート３５とバイパスポート３６とは、吐出空間３０Ｈと連通する。
【００６４】
また、固定スクロール３０の上面には、上方ボス部３９の外周側に、リング状凸部３１０が設けられている。上方ボス部３９とリング状凸部３１０とによって、固定スクロール３０の上面には環状の凹部が形成される。この凹部は中圧空間３０Ｍを形成する（後述する図８参照）。中圧ポート３７は、固定スクロール３０の上面（凹部の底面）に開口し、中圧空間３０Ｍと連通する。
【００６５】
中圧ポート３７の孔径は、旋回渦巻きラップ４２の壁厚より小さい。これにより、旋回渦巻きラップ４２の内壁側に形成される第２の圧縮室５２と、旋回渦巻きラップ４２の外壁側に形成される第１の圧縮室５１との連通を防止できる。
【００６６】
上方ボス部３９の上面には、バイパスポート３６を開閉自在とするバイパス逆止弁１２１と、バイパス逆止弁１２１の過度な変形を防止するバイパス逆止弁ストップ１２２とが設けられている。バイパス逆止弁１２１に、リードバルブを用いることで高さ方向の大きさをコンパクトにできる。
【００６７】
また、バイパス逆止弁１２１に、Ｖ字型のリードバルブを用いることで、旋回渦巻きラップ４２の外壁側に形成される第１の圧縮室５１に連通するバイパスポート３６と、旋回渦巻きラップ４２の内壁側に形成される第２の圧縮室５２に連通するバイパスポート３６とを、１つのリードバルブで開閉することができる。
【００６８】
固定スクロール３０の上面（凹部の底面）には、中圧ポート３７を開閉自在とする中圧逆止弁（図示せず）と、中圧逆止弁の過度な変形を防止する中圧逆止弁ストップ（図示せず）とが設けられている。中圧逆止弁に、リードバルブを用いることで高さ方向の大きさをコンパクトにできる。また、中圧逆止弁は、ボールバルブとバネとで構成することもできる。
【００６９】
図６は、本実施の形態にかかるスクロール圧縮機の主軸受を上面側から見た斜視図である。
【００７０】
主軸受６０の外周部には、柱状部材１００の下端部が挿入される軸受側孔部１０２が形成されている。軸受側孔部１０２は、２つ設けられており、周方向に所定の間隔をあけて配置されている。望ましくは、２つの軸受側孔部１０２は、周方向に均等に配置されている。なお、軸受側孔部１０２は、貫通孔でなくてもよく、上面側から窪む凹部であってもよい。
【００７１】
主軸受６０には、一端がボス収容部６２に開口し、他端が主軸受６０の下面で開口する返送経路６３を形成されている。なお、返送経路６３の一端は、主軸受６０の上面に開口してもよい。また、返送経路６３の他端は、主軸受６０の側面に開口してもよい。
【００７２】
返送経路６３は、軸受側孔部１０２とも連通している。従って、軸受側孔部１０２には、返送経路６３によって、潤滑油が供給される。
【００７３】
図７は、本実施の形態にかかるスクロール圧縮機のオルダムリングを示す上面図である。
【００７４】
オルダムリング９０は、略円環状のリング部９５と、リング部９５の上面から突出する一対の第１のキー９３及び一対の第２のキー９４とを備えている。第１のキー９３及び第２のキー９４は、２つの第１のキー９３を結ぶ直線と、２つの第２のキー９４を結ぶ直線とが直交するように設けられている。
【００７５】
第１のキー９３は、旋回スクロール４０の第１のキー溝９１と係合し、第２のキー９４は、固定スクロール３０の第２のキー溝９２と係合する。これによって、旋回スクロール４０は、固定スクロール３０に対して自転することなく旋回運動が可能となる。
【００７６】
本実施の形態では、駆動軸７０の軸方向に、上方から固定スクロール３０、旋回スクロール４０及びオルダムリング９０の順に配置している。このため、第１のキー９３と第２のキー９４とは、リング部９５の同一平面に形成されている。
【００７７】
これによれば、オルダムリング９０の作成時に、第１のキー９３と第２のキー９４を同一方向から加工することが可能となり、加工装置からオルダムリング９０を脱着する回数を減らすことができる。このため、オルダムリング９０の加工精度の向上及び加工費の削減効果を得ることができる。
【００７８】
図８は、本実施の形態にかかるスクロール圧縮機の要部断面図である。図９は、本実施の形態にかかる密閉型スクロール圧縮機の要部断面斜視図である。
【００７９】
仕切板２０の中心部には、第２吐出ポート２１が設けられている。仕切板２０の上面には、第２吐出ポート２１を開閉自在とする吐出逆止弁１３１と、吐出逆止弁１３１の過度な変形を防止する吐出逆止弁ストップ１３２とが設けられている。
【００８０】
仕切板２０と固定スクロール３０との間には、吐出空間３０Ｈが形成される。吐出空間３０Ｈは、第１吐出ポート３５及びバイパスポート３６によって、圧縮室５０と連通し、第２吐出ポート２１によって、高圧空間１１と連通する。
【００８１】
吐出空間３０Ｈが第２吐出ポート２１を介して高圧空間１１と連通しているため、固定スクロール３０の上面側には背圧が加わる。つまり、吐出空間３０Ｈに高圧圧力が加わることで、固定スクロール３０は、旋回スクロール４０に押し付けられる。このため、固定スクロール３０と旋回スクロール４０との隙間を無くすことができ、圧縮機１は、高効率な運転を行うことができる。
【００８２】
吐出逆止弁１３１の板厚は、バイパス逆止弁１２１の板厚より、厚い。これによって、吐出逆止弁１３１が、バイパス逆止弁１２１より先に開くことを防止できる。
【００８３】
第２吐出ポート２１の容積は、第１吐出ポート３５の容積よりも大きい。これによって、圧縮室５０から吐出される冷媒の圧力損失を低減できる。
【００８４】
また、第２吐出ポート２１の流入側にテーパを形成してもよい。これによって、より圧力損失を低減できる。
【００８５】
仕切板２０の下面には、第２吐出ポート２１の周りに、円環状に突出する突出部２２が設けられている。突出部２２には、閉塞部材１５０（後述する）の一部が挿入される複数の孔２２１が設けられている。
【００８６】
突出部２２には、第１シール部材１４１と、第２シール部材１４２とが設けられている。第１シール部材１４１は、突出部２２から仕切板２０の中心側に突出するリング状のシール部材である。第１シール部材１４１の先端は、上方ボス部３９の側面に接している。つまり、第１シール部材１４１は、仕切板２０と固定スクロール３０との間であって、吐出空間３０Ｈの外周に位置する隙間に配置されている。
【００８７】
第２シール部材１４２は、突出部２２から仕切板２０の外周側に突出するリング状のシール部材である。第２シール部材１４２は、第１シール部材１４１の外側に配置されている。第２シール部材１４２の先端は、リング状凸部３１０の内側面に接している。つまり、第２シール部材１４２は、仕切板２０と固定スクロール３０との間であって、中圧空間３０Ｍの外周に位置する隙間に配置されている。
【００８８】
換言すると、第１シール部材１４１及び第２シール部材１４２によって、仕切板２０と固定スクロール３０との間には、吐出空間３０Ｈと、中圧空間３０Ｍとが形成される。吐出空間３０Ｈは、上方ボス部３９の上面側に形成される空間であり、中圧空間３０Ｍは、上方ボス部３９の外周側に形成される空間である。
【００８９】
第１シール部材１４１は、吐出空間３０Ｈと中圧空間３０Ｍとを区画するシール部材であり、第２シール部材１４２は、中圧空間３０Ｍと低圧空間１２とを区画するシール部材である。
【００９０】
第１シール部材１４１及び第２シール部材１４２には、例えばフッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレンが、シール性と組み立て性の面で適している。さらに、第１シール部材１４１及び第２シール部材１４２を、フッ素樹脂に繊維材を混合させたものとすることで、シールの信頼性が向上する。
【００９１】
第１シール部材１４１及び第２シール部材１４２は、閉塞部材１５０と突出部２２との間に挟み込まれている。このため、仕切板２０に、第１シール部材１４１、第２シール部材１４２及び閉塞部材１５０を組み立てた後に、密閉容器１０内に配置できる。これによって、少ない部品点数にできるとともに、スクロール圧縮機の組み立てが容易となる。
【００９２】
より詳細には、閉塞部材１５０は、仕切板２０の突出部２２に対向するように配置されるリング状部１５１と、リング状部１５１の一面から突出する複数の突出部１５２とを備えている。
【００９３】
第１シール部材１４１の外周側は、リング状部１５１の上面の内周側と突出部２２の下面とで挟み込まれる。また、第２シール部材１４２の内周側は、リング状部１５１の上面の外周側と突出部２２の下面とで挟み込まれる。つまり、リング状部１５１は、第１シール部材１４１と第２シール部材１４２とを介して、仕切板２０の突出部２２の下面に対向している。
【００９４】
複数の突出部１５２は、突出部２２に形成された複数の孔２２１に挿入されている。そして、リング状部１５１が突出部２２の下面に押圧した状態となるように、突出部１５２の上端は、かしめられている。
【００９５】
つまり、突出部１５２の上端を平板状に変形させて、リング状部１５１が突出部２２の下面に押圧した状態となるように、閉塞部材１５０を仕切板２０に固定している。閉塞部材１５０を、アルミニウム材とすることで、容易に仕切板２０にかしめることができる。
【００９６】
仕切板２０に第１シール部材１４１及び第２シール部材１４２を取り付けた状態では、第１シール部材１４１の内周部は、リング状部１５１から仕切板２０の中心側に突出し、第２シール部材１４２の外周部は、リング状部１５１から仕切板２０の外周側に突出する。
【００９７】
そして、第１シール部材１４１及び第２シール部材１４２を取り付けた仕切板２０を、密閉容器１０内に装着することで、第１シール部材１４１の内周部は、固定スクロール３０の上方ボス部３９の外周面に押圧され、第２シール部材１４２の外周部は、固定スクロール３０のリング状凸部３１０の内周面に押圧される。
【００９８】
中圧空間３０Ｍは、中圧ポート３７によって、圧縮室５０の圧縮途中の中間圧力の冷媒が存在する領域と連通している。このため、中圧空間３０Ｍの圧力は、吐出空間３０Ｈの圧力より低く、低圧空間１２の圧力よりも高い。
【００９９】
このように、仕切板２０と固定スクロール３０との間に、吐出空間３０Ｈ以外に、中圧空間３０Ｍを形成することで、固定スクロール３０の旋回スクロール４０への押し付け力の調整が容易となる。
【０１００】
また、第１シール部材１４１と第２シール部材１４２とで、中圧空間３０Ｍを形成するため、吐出空間３０Ｈから中圧空間３０Ｍへの冷媒の漏れや、中圧空間３０Ｍから低圧空間１２への冷媒の漏れを低減できる。
【０１０１】
以上説明したように、第１の発明にかかるスクロール圧縮機は、密閉容器内に収納された、固定スクロールと、固定スクロールに噛み合わされ圧縮室を形成する旋回スクロールと、旋回スクロールの自転を防止する自転抑制部材と、旋回スクロールを支持する主軸受と、主軸受で支持されている駆動軸と、駆動軸の一端に設けられた偏心軸と、を備える。また、駆動軸と偏心軸とは一体的に形成されており、偏心軸は旋回スクロールのボス部で支持されている。さらに、固定スクロールの端板の中心部から固定スクロールの固定渦巻きラップの先端の外周部までの距離をＤｓとし、旋回スクロールの端板の中心部から旋回スクロールの旋回渦巻きラップの底面で、かつ固定スクロールの固定渦巻きラップの先端の外周部に対向する部分までの距離をＤｏとし、偏心軸の中心と駆動軸の中心との距離である旋回スクロールの旋回半径をεとしたとき、Ｄｓ＋ε≦Ｄｏ、の関係を満たす。
【０１０２】
これにより、旋回スクロールの旋回渦巻きラップの底面が、旋回運動中に、固定スクロールの固定渦巻きラップの上面から脱落することがないため、エッジ当たりが発生せず、部品の磨耗を防ぐことができる。また、片当たりにより摺動損失を低減でき運転効率を向上させることができる。
【０１０３】
また、第２の発明は、特に第１の発明において、密閉容器内を高圧空間と低圧空間とに区画する仕切板と、固定スクロールに形成され、圧縮室と連通する第１吐出ポートと、仕切板と固定スクロールとの間に形成され、第１吐出ポートと連通する吐出空間と、仕切板に形成され、吐出空間を高圧空間に連通する第２吐出ポートと、を備える。また、固定スクロールは仕切板に隣接しており、固定スクロールは、仕切板と主軸受との間で軸方向に移動するとともに、吐出空間の圧力によって、固定スクロールを旋回スクロールに押し付ける構成とてもよい。
【０１０４】
これにより、旋回スクロールの旋回渦巻きラップの底面にかかる面圧を高くすることができるため、より効果的に磨耗低減、効率向上効果を得ることができる。
【０１０５】
また、第３の発明は、第１の発明において、冷媒を圧縮室に取り込むための吸入部の開口部の下端を旋回スクロールで形成してもよい。これにより、吸入部の開口面積を大きくすることができ、冷媒ガスの流動抵抗が低減され、圧縮機の効率をさらに向上することができる。
【０１０６】
また、第４の発明は、第２の発明において、冷媒を圧縮室に取り込むための吸入部の開口部の下端を旋回スクロールで形成してもよい。これにより、吸入部の開口面積を大きくすることができ、冷媒ガスの流動抵抗が低減され、圧縮機の効率をさらに向上することができる。
【０１０７】
また、第５の発明は、第１の発明から第４の発明のいずかれにおいて、旋回渦巻きラップの外壁側に形成される第１の圧縮室と旋回渦巻きラップの内壁側に形成される第２の圧縮室の閉じ込み容積を異ならせてもよい。
【０１０８】
これにより、固定スクロールの固定渦巻きラップの先端の外周部がさらに中心から離れることとなり、旋回スクロールの旋回渦巻きラップの底面が、旋回運動中に、固定スクロールの固定渦巻きラップの上面から脱落しやすくなるため、本発明の効果が顕著に現れることとなる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、給湯機、温水暖房装置、空気調和装置などの電気製品に利用できる冷凍サイクル装置のスクロール圧縮機に有用である。
【符号の説明】
【０１１０】
１  圧縮機
１０  密閉容器
１１  高圧空間
１２  低圧空間
１３  冷媒吸込管
１４  冷媒吐出管
１５  油溜まり
１６  副軸受
２０  仕切板
２１  第２吐出ポート
２２  突出部
３０  固定スクロール
３０Ｈ  吐出空間
３０Ｍ  中圧空間
３１  固定スクロール端板
３２  固定渦巻きラップ
３２ｄ  固定渦巻きラップの先端の外周部
３３  周壁
３４ａ  第１フランジ
３４ｂ  第２フランジ
３５  第１吐出ポート
３６  バイパスポート
３７  中圧ポート
３８  吸入部
３９  上方ボス部
４０  旋回スクロール
４１  旋回スクロール端板
４２  旋回渦巻きラップ
４３  下方ボス部
４４  旋回渦巻きラップの底面で、固定渦巻きラップの先端の外周部と対向する部分
５０  圧縮室
５１  第１の圧縮室
５２  第２の圧縮室
６０  主軸受
６１  軸受部
６２  ボス収容部
６３  返送経路
７０  駆動軸
７１  偏心軸
７２  油路
７３  吸込口
７４  パドル
７５  第１給油口
７６  第２給油口
７７  第３給油口
７８  スイングブッシュ
７９  旋回軸受
８０  電動機
８１  ステータ
８２  ロータ
９０  自転抑制部材（オルダムリング）
９１  第１のキー溝
９２  第２のキー溝
９３  第１のキー
９４  第２のキー
９５  リング部
１００  柱状部材
１０１  スクロール側孔部
１０２  軸受側孔部
１２１  バイパス逆止弁
１２２  バイパス逆止弁ストップ
１３１  吐出逆止弁
１３２  吐出逆止弁ストップ
１４１  第１シール部材
１４２  第２シール部材
１５０  閉塞部材
１５１  リング状部
１５２  突出部
１７０  圧縮機構部
２２１  孔
３１０  リング状凸部
７５１  第１分岐油路
７６１  第２分岐油路
【図１】
2018021058.tif 000003
【図２Ａ】
2018021058.tif 000004
【図２Ｂ】
2018021058.tif 000005
【図３】
2018021058.tif 000006
【図４】
2018021058.tif 000007
【図５】
2018021058.tif 000008
【図６】
2018021058.tif 000009
【図７】
2018021058.tif 000010
【図８】
2018021058.tif 000011
【図９】
2018021058.tif 000012
【国際調査報告】
2018021058.tif 000013
2018021058.tif 000014
2018021058.tif 000015
2018021058.tif 000016