(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端面が可動スクロールの端板に摺接し他方の端面がハウジングに摺接する平板状のリング体と、リング体の一方の端面に形成された第１突起と、リング体の他方の端面に形成され、第１突起の延在方向と直交方向に延在する第２突起とを有するオルダムリングと、可動スクロールの端板に形成され、オルダムリングの第１突起と摺動可能に嵌合する第１溝と、ハウジングに形成され、オルダムリングの第２突起と摺動可能に嵌合する第２溝とにより構成されるオルダムカップリングを備え、リング体の常時可動スクロールの端板とハウジングとに摺接する部位に板厚方向貫通穴が形成され、可動スクロールの端板の中心部に形成された板厚方向貫通穴がリング体の板厚方向貫通穴に連通していることを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】
可動スクロールの端板の中心部に形成された板厚方向貫通穴が、可動スクロールとオルダムリングとの相対運動に伴って、リング体に形成された板厚方向貫通穴に断続的に連通することを特徴とする、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項３】
リング体に形成された板厚方向貫通穴を外部からシールするシール部材を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項４】
リング体は自己潤滑性を有する素材から成ることを特徴とする、請求項１乃至３の何れか１項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項５】
シール部材は自己潤滑性を有する素材から成ることを特徴とする、請求項３に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項６】
第１突起と第１溝とにより形成されるポンプ及び／又は第２突起と第２溝とにより形成されるポンプにより、リング体の板厚方向貫通穴に潤滑油が供給されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の二酸化炭素圧縮用スクロール型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール型圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
旋回駆動される可動スクロールと可動スクロールとかみ合って作動空間を形成する固定スクロールと可動スクロールの回転防止機構とを有するスクロール型圧縮機であって、可動スクロールの端板の背後に背圧室を形成し、可動スクロールの端板の中心部に形成した板厚方向貫通穴から背圧室へ圧縮途中の高圧冷媒ガスを導き、圧縮機作動中の可動スクロールの渦巻体と固定スクロールの端板との摺接部、固定スクロールの渦巻体と可動スクロールの端板との摺接部からの圧縮途中の冷媒ガスの漏洩を防止したスクロール型圧縮機が、特開昭６３−１２９１８２号に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭６３−１２９１８２号のスクロール型圧縮機においては、可動スクロール端板の背後の空間が、当該端板の周縁部に近接する部位を除いて、略全面的に背圧室に成っているので、車載エンジン等の外部駆動源により駆動される開放型圧縮機において可動スクロールの背後に配設される軸封装置、内蔵電動モータにより駆動される密閉型圧縮機において可動スクロールの背後に配設される電動モータ等を吸入冷媒ガスで冷却することができず、軸封装置やモータ等の耐久性が低下し、圧縮機の信頼性が低下する可能性がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、可動スクロールの端板の背後に背圧室を形成し、可動スクロールの端板の中心部に形成した板厚方向貫通穴から背圧室へ圧縮途中の高圧冷媒ガスを導き、圧縮機作動中の可動スクロールの渦巻体と固定スクロールの端板との摺接部、固定スクロールの渦巻体と可動スクロールの端板との摺接部からの圧縮途中の冷媒ガスの漏洩を防止したスクロール型圧縮機であって、特開昭６３−１２９１８２号のスクロール型圧縮機に比べて可動スクロールの背後に配設される部材の耐久性に優れ、信頼性が高いスクロール型圧縮機を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、一方の端面が可動スクロールの端板に摺接し他方の端面がハウジングに摺接する平板状のリング体と、リング体の一方の端面に形成された第１突起と、リング体の他方の端面に形成され、第１突起の延在方向と直交方向に延在する第２突起とを有するオルダムリングと、可動スクロールの端板に形成され、オルダムリングの第１突起と摺動可能に嵌合する第１溝と、ハウジングに形成され、オルダムリングの第２突起と摺動可能に嵌合する第２溝とにより構成されるオルダムカップリングを備え、リング体の常時可動スクロールの端板とハウジングとに摺接する部位に板厚方向貫通穴が形成され、可動スクロールの端板の中心部に形成された板厚方向貫通穴がリング体の板厚方向貫通穴に連通していることを特徴とするスクロール型圧縮機を提供する。
本発明に係るスクロール型圧縮機においては、リング体に形成された板厚方向貫通穴が背圧室を形成する。可動スクロールの端板の中心部に形成された板厚方向貫通穴を介して、圧縮途中の高圧冷媒ガスが前記背圧室へ導かれ、圧縮機作動中の可動スクロールの渦巻体と固定スクロールの端板との摺接部、固定スクロールの渦巻体と可動スクロールの端板との摺接部からの圧縮途中の冷媒ガスの漏洩が防止される。
本発明に係るスクロール型圧縮機においては、オルダムリングの可動スクロールの端板とハウジングとに常時摺接する部位に背圧室を形成したので、可動スクロールの背後に配設される軸封装置、電動モータ等を収容する空間を吸入室にすることができる。軸封装置、電動モータ等が吸入冷媒ガスにより冷却されることにより、特開昭６３−１２９１８２号のスクロール型圧縮機に比べて、前記部材の耐久性が向上し、圧縮機の信頼性が向上する。
【０００５】
本発明の好ましい態様においては、可動スクロールの端板の中心部に形成された板厚方向貫通穴が、可動スクロールとオルダムリングとの相対運動に伴って、リング体に形成された板厚方向貫通穴に断続的に連通する。
リング体と可動スクロールの端板との摺接部と、リング体とハウジングとの摺接部とを通って、微量ではあるが背圧室内の高圧冷媒ガスが可動スクロール端板の背後の空間へ漏洩するので、可動スクロールの端板の中心部に形成された板厚方向貫通穴が、背圧室に常時連通していると、可動スクロール端板の背後の空間への圧縮途中の高圧冷媒ガスの漏洩量が増加し、圧縮機の圧縮効率が低下する。可動スクロールの端板の中心部に形成された板厚方向貫通穴を、可動スクロールとオルダムリングとの相対運動に伴って、リング体に形成された板厚方向貫通穴に断続的に連通させることにより、可動スクロール端板の背後の空間への圧縮途中の高圧冷媒ガスの漏洩が抑制され、圧縮機の圧縮効率の低下が抑制される。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、スクロール型圧縮機は、リング体に形成された板厚方向貫通穴を外部からシールするシール部材を備える。
シール部材により、リング体と可動スクロールの端板との摺接部と、リング体とハウジングとの摺接部とを通って、背圧室内の高圧冷媒ガスが可動スクロール端板の背後の空間へ漏洩するのが防止され、圧縮機の圧縮効率の低下が防止される
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、リング体は自己潤滑性を有する素材から成る。
リング体を自己潤滑性を有する素材で形成すれば、リング体と可動スクロール端板との摺動抵抗が減少し、リング体とハウジングとの摺動抵抗が減少し、圧縮機の消費エネルギーが減少する。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、シール部材は自己潤滑性を有する素材から成る。
シール部材を自己潤滑性を有する素材で形成すれば、シール部材と可動スクロール端板との摺動抵抗が減少し、シール部材とハウジングとの摺動抵抗が減少し、圧縮機の消費エネルギーが減少する。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、第１突起と第１溝とにより形成されるポンプ及び／又は第２突起と第２溝とにより形成されるポンプにより、リング体の板厚方向貫通穴に潤滑油が供給される。
第１突起と第１溝とによりポンプを形成することができる。第２突起と第２溝とによりポンプを形成することができる。前記ポンプにより、リング体の板厚方向貫通穴に潤滑油を供給すれば、当該貫通穴に保持された潤滑油により、オルダムリングと可動スクロール端板、ハウジングとの摺接部が十分に潤滑される。
【００１０】
本発明の好ましい態様においては、スクロール型圧縮機は二酸化炭素圧縮用圧縮機である。
フロン圧縮用のスクロール型圧縮機に比べて、被圧縮冷媒ガスの圧力が高く、圧縮途中の冷媒ガス漏洩の可能性が高い二酸化炭素圧縮用のスクロール型圧縮機においては、圧縮途中の高圧冷媒ガスを導入する背圧室を可動スクロールの端板の背後に形成することは、圧縮途中の冷媒ガス漏洩の防止に有効である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例に係るスクロール型圧縮機を説明する。
図１に示すように、スクロール型圧縮機Ａは、回転子１ａと固定子１ｂと出力軸１ｃとを有する電動モータ１により駆動されるスクロール型圧縮部２とを備えている。
【００１２】
電動モータ１は円筒状のセンターハウジング３ａと、センターハウジング３ａの一端に接合された有底円筒状のリアハウジング３ｂとに収容されている。センターハウジング３ａの内部空間と、リアハウジング３ｂの内部空間とは、吸入室αを形成している。リアハウジング３ｂの底壁に取り付けられた密封端子４を介して、電動モータ１に電力が供給される。吸入室αに連通する吸入ポート３ｂ１がリアハウジング３ｂの端壁に形成されている。センターハウジング３ａの他端にボス３ａ１が形成されている。センターハウジング３ａの他端は平坦な端面３ａ２を有している。ボス３ａ１にガス流路３ａ３が形成されている。ガス流路３ａ３の一端は吸入室αに連通し、他端は後述する吸入室βに連通している。
【００１３】
スクロール型圧縮部２は、渦巻体２ａ１と端板２ａ２とを有する可動スクロール２ａと、渦巻体２ｂ１と端板２ｂ２とを有する固定スクロール２ｂとを有している。渦巻体２ａ１と渦巻体２ｂ１とが噛み合って、複数の作動室２ｃを形成している。端板２ｂ２の中心部に吐出穴２ｂ３が形成されている。端板２ｂ２の周縁部は渦巻体２ｂ１と平行に延在する円筒体を形成しており、当該円筒体はセンターハウジング３ａの他端に接合されている。前記円筒体の内部空間は、可動スクロール２ａと固定スクロール２ｂとを取り巻く吸入室βを形成している。吸入室βは、ガス流路３ａ３を介して、吸入室αに連通している。端板２ｂ２によりスクロール型圧縮部２を収容するフロントハウジング３ｃが形成されている。可動スクロール２ａは電動モータ１の出力軸１ｃにより旋回駆動される。フロントハウジング３ｃに吐出ポート３ｃ１が形成されている。
【００１４】
スクロール型圧縮部２は、可動スクロールの自転防止機構であるオルダムカップリング５を有している。
図２に示すように、オルダムカップリング５は、一方の端面が可動スクロールの端板２ａ２の背面に摺接し、他方の端面がセンターハウジングの端面３ａ２に摺接する平板状のリング体５ａを有している。リング体５ａの一方の端面５ａ１に、リング体５ａの中心に関して点対称の位置に、一対の径方向へ差し向けられたキー形状の第１突起５ｂが互いに整列して形成されている。リング体５ａの他方の端面５ａ２に、リング体５ａの中心に関して点対称の位置に、一対の径方向へ差し向けられたキー形状の第２突起５ｃが互いに整列して形成されている。第１突起５ｂの延在方向と第２突起５ｃの延在方向は直交している。第２リング体５ａと第１突起５ｂと第２突起５ｃとによりオルダムリング５ｄが形成されている。
リング体５ａの、第１突起５ｂと第２突起５ｃとの間で延在する部位であって、端板２ａ２の背面とセンターハウジングの端面３ａ２とに常時摺接する部位に、合計４個の板厚方向貫通穴５ｅが形成されている。４個の板厚方向貫通穴５ｅは互いに連通している。板厚方向貫通穴５ｅを取り囲んでリング体５ａの両端面に埋め込まれた合計４個の環状シール部材５ｆにより、板厚方向貫通穴５ｅが外部からシールされている。
【００１５】
可動スクロールの端板２ａ２に、リング体５ａに形成された一対の第１突起５ｂと摺動可能に嵌合する一対の径方向へ差し向けられた第１溝５ｇが形成されている。端板２ａ２の中心部に形成された板厚方向貫通穴２ａ３が、リング体５ａに形成された４個の板厚方向貫通穴５ｅ中の特定の１個に連通している。
センターハウジング３ａの端面３ａ２に、リング体５ａに形成された一対の第２突起５ｃと摺動可能に嵌合する一対の径方向へ差し向けられた第２溝５ｈが形成されている。
【００１６】
スクロール型圧縮機Ａにおいては、図示しない電源から供給された電力により、電動モータ１が駆動され、電動モータ１の出力軸１ｃにより圧縮部２の可動スクロール２ａが旋回駆動される。
外部冷媒回路から還流した冷媒ガスが吸入ポート３ｂ１を通って吸入室αへ流入し、電動モータ１の構成部品や構成部品間に形成された流路を通り、更にガス流路３ａ３を通って、吸入室βへ流入し、圧縮部２の作動空間２ｃへ取り込まれ、体積を減少させつつ径方向内方へ移動する作動空間２ｃ内で圧縮された後、吐出穴２ｂ３を通って圧縮部２から吐出し、吐出ポート３ｃ１を通って外部冷媒回路へ流出する。
可動スクロール２ａが、オルダムリング５ｄに対して、第１突起５ｂの延在方向に相対運動し、可動スクロール２ａとオルダムリング５ｄとがセンターハウジングの端面３ａ２に対して、第２溝５ｈの延在方向に相対運動することにより、可動スクロール２ａの旋回が許容され且つ自転が阻止される。
【００１７】
スクロール型圧縮機Ａにおいては、リング体５ａに形成された４個の板厚方向貫通穴５ｅが背圧室を形成する。可動スクロールの端板２ａ２の中心部に形成された板厚方向貫通穴２ａ３を介して、作動室２ｃ内の圧縮途中の高圧冷媒ガスが前記背圧室へ導かれる。背圧室の内圧により可動スクロール２ａが固定スクロール２ｂへ向けて押圧され、圧縮機作動中の可動スクロールの渦巻体２ａ１と固定スクロールの端板２ｂ２との摺接部、固定スクロールの渦巻体２ｂ１と可動スクロールの端板２ａ２との摺接部からの圧縮途中の冷媒ガスの漏洩が防止される。
スクロール型圧縮機Ａにおいては、リング体５ａの可動スクロールの端板２ａ２とセンターハウジングの端面３ａ２とに常時摺接する部位に形成された４個の板厚方向貫通穴５ｅが背圧室を形成しているので、可動スクロールの端板２ａ２の背後に配設される軸受けや電動モータ１を収容する空間を吸入室αにすることができる。可動スクロールの端板２ａ２の背後に配設される軸受けや電動モータ１が吸入室α内の吸入冷媒ガスにより冷却されることにより、特開昭６３−１２９１８２号のスクロール型圧縮機に比べて、前記部材の耐久性が向上し、圧縮機の信頼性が向上する。
【００１８】
環状シール部材５ｆにより、リング体５ａと可動スクロールの端板２ａ２との摺接部と、リング体５ａとセンターハウジングの端面３ａ２との摺接部とを通って、背圧室内の高圧冷媒ガスが可動スクロール端板２ａ２の背後の空間へ漏洩するのが防止され、スクロール型圧縮機Ａの圧縮効率の低下が防止されている。
【００１９】
板厚方向貫通穴２ａ３を、背圧室を形成する板厚方向貫通穴５ｅに常時連通させても良いが、可動スクロール２ａとオルダムリング５ｄとの相対運動に伴って、板厚方向貫通穴２ａ３を板厚方向貫通穴５ｅに断続的に連通させても良い。
リング体５ａと可動スクロールの端板２ａ２との摺接部と、リング体５ａとセンターハウジングの端面３ａ２との摺接部とを通って、微量ではあるが背圧室内の高圧冷媒ガスが可動スクロール端板２ａ２の背後の空間へ漏洩するので、板厚方向貫通穴２ａ３が板厚方向貫通穴５ｅに常時連通していると、可動スクロール端板２ａ２の背後の空間への圧縮途中の高圧冷媒ガスの漏洩量が増加し、スクロール型圧縮機Ａの圧縮効率が低下する。可動スクロール２ａとオルダムリング５ｄとの相対運動に伴って、板厚方向貫通穴２ａ３を板厚方向貫通穴５ｅに断続的に連通させることにより、可動スクロール端板２ａ２の背後の空間への圧縮途中の高圧冷媒ガスの漏洩が抑制され、スクロール型圧縮機Ａの圧縮効率の低下が抑制される。
【００２０】
潤滑油を含浸させた焼結金属等の自己潤滑性を有する素材でリング体５ａを形成しても良い。リング体５ａと可動スクロール端板２ａ２との摺動抵抗が減少し、リング体５ａとセンターハウジングの端面３ａ２との摺動抵抗が減少し、スクロール型圧縮機Ａの消費エネルギーが減少する。
【００２１】
フッ素樹脂等の自己潤滑性を有する素材で環状シール部材５ｆを形成しても良い。環状シール部材５ｆと可動スクロール端板２ａ２との摺動抵抗が減少し、環状シール部材５ｆとセンターハウジングの端面３ａ２との摺動抵抗が減少し、スクロール型圧縮機Ａの消費エネルギーが減少する。
【００２２】
図３、図４に示すように、第１溝５ｇの径方向内端を行き止まりとし、可動スクロール２ａがオルダムリング５ｄに対して第１突起５ｂの延在方向に相対運動する際に、図３で一点鎖線で示し、図４（ａ）の下部や図４（ｂ）の上部に示すように、第１溝５ｇの行き止まり近傍部がリング体５ａの内周縁から径方向内方へはみ出したり、図３で二点鎖線で示し、図４（ａ）の上部や図４（ｂ）の下部に示すように、第１溝５ｇの全体がリング体５ａによって覆われたりするように構成しても良い。係る構成によれば、第１突起５ｂと第１溝５ｇとによりポンプが形成される。第１溝５ｇの行き止まり近傍部がリング体５ａの内周縁から径方向内方へはみ出した時に、図４で二重矢印で示すように、当該行き止まり近傍部から第１溝５ｇへ潤滑油が取り込まれる。可動スクロール２ａのオルダムリング５ｄに対する相対運動に伴って、第１溝５ｇの全体がリング体５ａによって覆われると共に、第１溝５ｇに嵌合する第１突起５ｂが第１溝５ｇの行き止まり部へ接近し、第１溝５ｇ内の潤滑油を加圧する。加圧された潤滑油は、図４で三重矢印で示すように、第１溝５ｇの周辺から可動スクロール端板２ａ２とリング体５ａとの摺接部を通って板厚方向貫通穴５ｅへ圧送される。
【００２３】
図３、図５に示すように、第２溝５ｈの径方向外端を行き止まりとし、可動スクロール２ａとオルダムリング５ｄとがセンターハウジングの端面３ａ２に対して、第２溝５ｈの延在方向に相対運動する際に、図３で一点鎖線で示し、図５（ａ）の左部や図５（ｂ）の右部に示すように、第２溝５ｈの行き止まり近傍部がリング体５ａの外周縁から径方向外方へはみ出したり、図３で二点鎖線で示し、図５（ａ）の右部や図５（ｂ）の左部に示すように、第２溝５ｈの全体がリング体５ａによって覆われたりするように構成しても良い。係る構成によれば、第２突起５ｃと第２溝５ｈとによりポンプが形成される。第２溝５ｈの行き止まり近傍部がリング体５ａの外周縁から径方向外方へはみ出した時に、図５で二重矢印で示すように、当該行き止まり近傍部から第２溝５ｈへ潤滑油が取り込まれる。可動スクロール２ａとオルダムリング５ｄとのセンターハウジングの端面３ａ２に対する相対運動に伴って、第２溝５ｈの全体がリング体５ａによって覆われると共に、第２溝５ｈに嵌合する第２突起５ｃが第２溝５ｈの行き止まり部へ接近し、第２溝５ｈ内の潤滑油を加圧する。加圧された潤滑油は、図５で三重矢印で示すように、第２溝５ｈの周辺からセンターハウジングの端面３ａ２とリング体５ａとの摺接部を通って板厚方向貫通穴５ｅへ圧送される。
【００２４】
板厚方向貫通穴５ｅに保持された潤滑油により、オルダムリング５ｄと可動スクロール端板２ａ２、センターハウジングの端面３ａ２との摺接部が十分に潤滑される。
【００２５】
フロン圧縮用のスクロール型圧縮機に比べて、被圧縮冷媒ガスの圧力が高く、圧縮途中の冷媒ガス漏洩の可能性が高い二酸化炭素圧縮用のスクロール型圧縮機においては、圧縮途中の高圧冷媒ガスを導入する背圧室を可動スクロールの端板の背後に形成することは、圧縮途中の冷媒ガス漏洩の防止に有効である。従って、スクロール型圧縮機Ａは、二酸化炭素の圧縮に好適である。
【００２６】
本発明は、車載エンジン等の外部駆動源による駆動されるスクロール型圧縮部を備える開放型圧縮機にも適用可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明に係るスクロール型圧縮機においては、リング体に形成された板厚方向貫通穴が背圧室を形成する。可動スクロールの端板の中心部に形成された板厚方向貫通穴を介して、圧縮途中の高圧冷媒ガスが前記背圧室へ導かれ、圧縮機作動中の可動スクロールの渦巻体と固定スクロールの端板との摺接部、固定スクロールの渦巻体と可動スクロールの端板との摺接部からの圧縮途中の冷媒ガスの漏洩が防止される。
本発明に係るスクロール型圧縮機においては、オルダムリングの可動スクロール端板とハウジングとに常時摺接する部位に背圧室を形成したので、可動スクロールの背後に配設される軸封装置、電動モータ等を収容する空間を吸入室にすることができる。軸封装置、電動モータ等が吸入冷媒ガスにより冷却されることにより、特開昭６３−１２９１８２号のスクロール型圧縮機に比べて、前記部材の耐久性が向上し、圧縮機の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るスクロール型圧縮機の側断面図である。
【図２】本発明の実施例に係るスクロール型圧縮機が備えるオルダムカップリングの分解斜視図である。
【図３】本発明の他の実施例に係るスクロール型圧縮機が備えるオルダムカップリングの分解斜視図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ矢視図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ矢視図である。
【符号の説明】
１  電動モータ
２  スクロール型圧縮部
２ａ  可動スクロール
２ａ３  板厚方向貫通穴
２ｂ  固定スクロール
３ａ  センターハウジング
５  オルダムカップリング
５ａ  リング体
５ｄ  オルダムリング
５ｅ  板厚方向貫通穴
【図１】
0003933492.tif 000002
【図２】
0003933492.tif 000003
【図３】
0003933492.tif 000004
【図４】
0003933492.tif 000005
【図５】
0003933492.tif 000006