(57)【要約】【課題】小型で高効率なスクロール圧縮機を提供すること。【解決手段】可動スクロールの背面側に、可動スクロールを固定スクロールに押付ける高圧作用室を設け、固定スクロールの渦巻体巻終り外側に環状のスラスト面を設けているスクロール圧縮機において、可動スクロールの渦巻体における基礎円中心Ｙ２を、可動スクロールの鏡板中心Ｙ１に対し渦巻体の巻終りの反対方向に偏心させると共に、高圧作用室を形成する環状シール体の中心Ｘを可動スクロールの鏡板中心Ｙ１に対し、可動スクロールの渦巻体における基礎円中心Ｙ２の偏心方向と同一方向に偏心させることで、高圧作用室の面積を小さくして、摺動損失が小さく高効率なスクロール圧縮機を提供する。【選択図】図２
2012102614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉ケーシングに、鏡板および渦巻体を持つ固定スクロールと鏡板および前記渦巻体に噛み合う渦巻体を持つ可動スクロールとを内装するとともに、前記可動スクロールの背面側に、前記可動スクロールを固定スクロールに押付ける高圧作用室を設け、前記固定スクロールにおける渦巻体の巻終り外側に環状のスラスト面を設けているスクロール圧縮機であり、前記可動スクロールの渦巻体における基礎円中心を、前記可動スクロールの鏡板中心に対し前記渦巻体の巻終りの反対方向に偏心させると共に、前期高圧作用室を形成する環状シール体の中心を前記可動スクロールの鏡板中心に対し、前記可動スクロールの渦巻体における基礎円中心の偏心方向と同一方向に偏心させたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調装置、給湯機などに使用される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小型化を図るために可動スクロールの渦巻体における基礎円中心を可動スクロールの鏡板中心から偏心させている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５および図６は、特許文献１に記載された従来のスクロール圧縮機を示すものである。図５に示すように、高圧ドーム形の密閉ケーシング１０９の上部に、鏡板１１１に渦巻体１１２とこれに連続する外周壁１１３とを突設した固定スクロール１０１と、鏡板１２１に渦巻体１２２と背面側ボス部１２３とを突設し、オルダムリング１２４を介してその自転が阻止された状態で固定スクロール１０１に対して公転運動する可動スクロール１０２とを内装すると共に、その下部に、ステータ１９２ａ及びロータ１９２ｂを備え、前記ボス部１２３に嵌合する偏心ピン部１９３ｄをもつクランク軸１９３を直結したモ−タ１９２を内装したものである。
【０００４】
そして、渦巻体１１２，１２２間に、吸入管１９４を開口する渦巻外周側の低圧域から吐出穴１９５を開口する吐出渦巻中心側の高圧域にかけてその圧力が変化する圧縮室１１０を画成して、該圧縮室１１０内で圧縮した後の高圧ガス冷媒を密閉ケーシング１０９の内部に一旦開放した後、吐出管１９６から外部に取出すようにしている。
【０００５】
可動スクロール１０２の背面側には、上部の内部ハウジング１９７を介して密閉ケーシング１０９の内部空間を画成し、且つ、可動スクロール１０２の背面側に配設するシールリング１３１と付勢用のＯリング１３２とを備える環状シール体１０３を介して外周側室と中心側室とに区画する背面室１０４を設ける。
【０００６】
そして、外周側室を、低圧連通穴１１４を介して渦巻外周側の低圧域に連通させて低圧作用室１４１を形成すると共に、中心側室に、クランク軸１９３内に貫通状に形成し、下部の内部ハウジング（図示せず）の下方に設ける油溜の油を汲み上げるトロコイド式の容積形油ポンプから延びる給油通路１０６を、偏心ピン１９３ｄの外周に切欠く連通溝１０６ａを介して開口させ、高圧作用室１４２を形成し可動スクロールが固定スクロールから離反しないように圧縮室のガス圧力に打勝つ力で可動スクロールを固定スクロール側に押し付けている。
【０００７】
また図６に示すように従来の可動スクロール１０２の渦巻体１２２における基礎円中心は、可動スクロール１０２の鏡板中心に対し、渦巻体１２２の巻終り１２５の反対方向、つまり、巻終り１２５から巻始め側に向かって１８０度内側に位置する内側位置１２６の外方に、渦巻体１２２の巻終り端面と鏡板１２１の外周端面１２１ａとの距離と、前記渦巻体１２２の巻終り１２５から巻始め側に向かって１８０度内側の位置１２６における外面と鏡板１２１の外周端面との距離とがほぼ等しくなるように偏心させてある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２９６１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の構成では、図４に示すように圧縮室で発生するガス圧力による可動スクロールの離反力ＦＰの作用点は鏡板中心から偏心しているにもかかわらず、可動スクロールを固定スクロール側へ押し付ける高圧作用室の押し付け力ＦＢ１の作用点が鏡板中心と一致していないため可動スクロールに転覆モーメントＭ１が発生してしまう。その結果、転覆モーメントＭ１に打ち勝ち可動スクロールが固定スクロールから離反させないため高圧作用室の面積を大きくして押し付け力ＦＢ１を確保しなければならなく、摺動損失が大きくなるという課題を有していた。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高圧作用室の面積を小さくすることで摺動損失を低減し高効率な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】
【００１１】
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、可動スクロールの背面側に設けられた環状シール体の中心を鏡板中心から渦巻体の基礎円中心の偏心方向に偏心させたものである。これによって、圧縮室に発生するガス圧力による可動スクロールの離反力の作用点と、可動スクロールを固定スクロール側へ押し付ける高圧作用室の作用点がほぼ一致するため、可動スクロールに働く転覆モーメントが小さくなることで高圧作用室の面積を小さくできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のスクロール圧縮機は、高圧作用室の面積を小さくできるため摺動損失が小さく高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のスクロール圧縮機の断面図
【図２】本発明の固定スクロールと可動スクロールとの関係を示す説明図
【図３】本発明の可動スクロールに働く力の関係を示す説明図
【図４】従来例の可動スクロールに働く力の関係を示す説明図
【図５】従来のスクロール圧縮機の断面図
【図６】従来の固定スクロールと可動スクロールとの関係を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、可動スクロールの背面側に設けられた環状シール体の中心を鏡板中心から渦巻体の基礎円中心の偏心方向に偏心させることにより、圧縮室に発生するガス圧力による可動スクロールの離反力の作用点と、可動スクロールを固定スクロール側へ押し付ける高圧作用室の作用点が一致するため、可動スクロールに働く転覆モーメントが発生することがないため高圧作用室の面積を小さくできる。
【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、本発明の実施の形態におけるスクロール圧縮機の断面図を示すものである。
【００１７】
図１において、高圧ドーム形の密閉ケーシング９の上部に、鏡板１１に渦巻体１２とこれに連続する外周壁１３とを突設した固定スクロール１と、鏡板２１に渦巻体２２と背面側ボス部２３とを突設し、オルダムリング２４を介してその自転が阻止された状態で固定スクロール１に対して公転運動する可動スクロール２とを内装すると共に、その下部に、ステータ９２ａ及びロータ９２ｂを備え、前記ボス部２３に嵌合する偏心ピン部９３ｄを
もつクランク軸９３を直結したモ−タ９２を内装したものである。
【００１８】
そして、渦巻体１２，２２間に、吸入管９４を開口する渦巻外周側の低圧域から吐出穴９５を開口する吐出渦巻中心側の高圧域にかけてその圧力が変化する圧縮室１０を画成して、該圧縮室１０内で圧縮した後の高圧ガス冷媒を密閉ケーシング９の内部に一旦開放した後、吐出管９６から外部に取出すようにしている。
【００１９】
以上の構成で、可動スクロール２の背面側に、上部の内部ハウジング９７を介して前記密閉ケーシング９の内部空間と画成し、且つ、可動スクロール２の背面側に配設するシールリング３１と付勢用のＯリング３２とを備える環状シール体３を介して外周側室と中心側室とに区画する背面室４を設ける。
【００２０】
そして、外周側室を、低圧連通穴１４を介して渦巻外周側の低圧域に連通させて低圧作用室４１を形成すると共に、中心側室に、クランク軸９３内に貫通状に形成し、下部の内部ハウジング（図示せず）の下方に設ける油溜の油を汲み上げるトロコイド式の容積形油ポンプから延びる給油通路６を、偏心ピン９３ｄの外周に切欠く連通溝６ａを介して開口させ、高圧作用室４２を形成するのである。
【００２１】
尚、前記高圧作用室４２は、次記する絞り機構７を備え、上部の内部ハウジング９７に設ける返油穴８１と外付けの返油管８２とから成る返油通路８を介して油溜に連通させている。
【００２２】
前記絞り機構７は、オリフィスやキャピラリーチューブ等を用いて構成してもよいが、このものは、上部軸受メタル９７ａに臨むクランク軸９３の摺動面９３ａにＤ字形のカット部から成る油溝７１を設けて、この油溝７１の上部入口部を高圧作用室４２の底部に開口すると共に、油溝７１の出口側を、上部軸受メタル９７ａに設ける横穴８１ａを介して前記返油穴８１に連通させて、油溝７１を中間部に介在させて高圧作用室４２と返油通路８の入口部とを結ぶ経路により該絞り機構７を構成している。
【００２３】
更に、前記油溝７１の出口部と返油通路８の入口部となる横穴８１ａとの間は、クランク軸９３の回転に伴い開口部相互間が一回転あたり一回の割合で間欠的に符合するオーバーラップ構造としている。
【００２４】
以上の構成により高圧作用室４２は、高圧圧力と油ポンプによる昇圧圧力とが加わった圧力となり、この場合、油ポンプ５による昇圧圧力は、運転条件により変動する高圧圧力の値に拘らず常にほぼ一定値に保たれるため、可動スクロール２の背面には、高圧圧力の他にほぼ一定値に保たれた例えば５Ｋｇｆ／ｃｍ２  程度の油ポンプによる昇圧圧力が相加わって作用することになり、この結果、上向きの正で且つ適当な大きさをもつスラスト力を発生させることができ、可動スクロール２を固定スクロール１における渦巻体１２の巻終り外側に設ける環状のスラスト面１５に適正に押し付けることができるのである。
【００２５】
又、以上のものでは、絞り機構７をクランク軸９３の円筒摺動面に開口する油溝７１を用いて構成したから、摺動部分の潤滑をも兼用して行うことができる。
【００２６】
更に、以上のものでは、油溝７１の出口部と返油通路８の入口部との間を、クランク軸９３の回転に伴い開口部相互間が間欠的に符合するオーバーラップ構造としたから、例えばインバータ制御等によりモ−タ９２を可変速とした場合、その回転数に応じて汲み上げ油量が増減する高圧作用室４２の油をその油量に応じて返油通路８に戻すことができ、回転数に応じて高圧作用室４２の圧力を適正に保つこともできる。
【００２７】
しかして、本発明は以上の如く可動スクロール２を、固定スクロール１に押しつけ、前記スラスト面１５で受止めるようにしたスクロール圧縮機において、前記可動スクロール２の渦巻体２２における基礎円中心Ｙ２を、図２に示したように前記可動スクロール２の鏡板中心Ｙ１に対し、前記渦巻体２２の巻終り２５の反対方向に、つまり、巻終り２５から巻始め側に向かって１８０度内側に位置する内側位置２６の外方に偏心させある。
【００２８】
また、環状シール体３の中心Ｘも可動スクロール２の鏡板中心Ｙ１に対して、渦巻体２２の基礎円中心Ｙ２と同一方向に偏心させてある。
【００２９】
ここで、図２の状態は環状シール体３の中心Ｘと基礎円中心Ｙ２が一致した場合を示している。
【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】
図３に示すように、可動スクロールの離反力ＦＰの作用点と可動スクロールを固定スクロール側へ押し付ける高圧作用室の押し付け力ＦＢ２の作用点が一致しているため可動スクロールに働く転覆モーメントＭ２は小さくなる。その結果、転覆モーメントＭ２に打ち勝ち可動スクロールが固定スクロールから離反させないための高圧作用室の面積が小さくでき、押し付け力ＦＢ２が小さくなる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように本発明によるスクロール圧縮機によれば、摺動損失が小さく高効率なスクロール圧縮機を提供することが可能となるので、冷蔵庫や除湿機などのヒートポンプ搭載機器にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  固定スクロール
２  可動スクロール
３  環状シール体
９  密閉ケーシング
１１  鏡板
１２  渦巻体
１５  スラスト面
２１  鏡板
２２  渦巻体
４２  高圧作用室
１０１  固定スクロール
１０２  可動スクロール
１０３  環状シール体
１０９  密閉ケーシング
１１１  鏡板
１１２  渦巻体
１２１  鏡板
１２２  渦巻体
１４２  高圧作用室
【図１】
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【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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