(57)【要約】【課題】固定スクロール部材に対して旋回する旋回スクロール部材が高速回転する場合においても、体積効率が低下することのないスクロール型圧縮機を提供する。【解決手段】旋回スクロール部材２２の渦巻体２２ａの外周側の端部の固定スクロール部材２１側の端面と固定スクロール部材２１の溝２１ａの底部との間に、冷媒流通用の隙間を設けたので、冷媒流通用の隙間に冷媒を流通させることにより、渦巻体２２ａの内周面及び外周面と溝２１ａの壁面との間の各圧縮空間にそれぞれ冷媒を流通させることができ、旋回スクロール部材２２が固定スクロール部材２１に対して高速回転で旋回する場合においても体積効率が低下することがないという利点がある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻状の溝が設けられた第１スクロール部材と、第１スクロール部材の溝に噛み合うように挿入可能な渦巻体が設けられた第２スクロール部材とを備え、第１スクロール部材に対して第２スクロール部材を旋回させることにより、第１スクロール部材の外周側に位置する溝の端部から流体を流入させて圧縮し、第１スクロール部材の中心部側に位置する溝の端部に設けられた吐出口から流体を吐出するスクロール型圧縮機において、
前記第２スクロール部材の外周側に位置する渦巻体の端部の第１スクロール部材側の端面と第１スクロール部材の溝の底部との間に、流体流通用の隙間を設けた
ことを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】
前記流体流通用の隙間を、第２スクロール部材の外周側の渦巻体の端部が位置する第１スクロール部材の溝の底部に凹部を設けることにより構成した
ことを特徴とする請求項１記載のスクロール型圧縮機。
【請求項３】
前記流体流通用の隙間を、第２スクロール部材の外周側に位置する渦巻体の端部に切り欠き部を設けることにより構成した
ことを特徴とする請求項１記載のスクロール型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置や冷凍装置等に用いられるスクロール型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型圧縮機としては、渦巻状の溝が設けられた第１スクロール部材と、第１スクロール部材の溝に噛み合うように挿入可能な渦巻体が設けられた第２スクロール部材とを備え、第１スクロール部材に対して第２スクロール部材を旋回させることにより、第１スクロール部材の外周側に位置する溝の端部から流体を流入させて圧縮し、第１スクロール部材の中心部側に位置する溝の端部に設けられた吐出口から流体を吐出するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−０３７８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のスクロール型圧縮機では、第２スクロール部材の渦巻体の内周面と溝の内周側の壁面との間に圧縮空間が形成されるとともに、渦巻体の外周面と溝の外周側の壁面との間にも圧縮空間が形成されるようになっている。しかし、従来のスクロール型圧縮機では、第１スクロール部材に対して旋回する第２スクロール部材の回転速度が３０００ｒｐｍ以上の高速回転になると、特に、渦巻体の外周面と溝の外周側の壁面との間に形成される圧縮空間に流入する流体の流通抵抗が増加する。このため、従来のスクロール圧縮機は、第２スクロール部材の高速旋回時に第２スクロール部材の渦巻体の外周面と第１スクロール部材の溝の外周側の壁面との間に形成される圧縮空間に流入する流体の量が減少し、体積効率が低下するおそれがある。
【０００４】
本発明の目的とするところは、第１スクロール部材に対して旋回する第２スクロール部材が高速回転する場合においても、体積効率が低下することのないスクロール型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】
【０００５】
本発明は前記目的を達成するために、渦巻状の溝が設けられた第１スクロール部材と、第１スクロール部材の溝に噛み合うように挿入可能な渦巻体が設けられた第２スクロール部材とを備え、第１スクロール部材に対して第２スクロール部材を旋回させることにより、第１スクロール部材の外周側に位置する溝の端部から流体を流入させて圧縮し、第１スクロール部材の中心部側に位置する溝の端部に設けられた吐出口から流体を吐出するスクロール型圧縮機において、前記第２スクロール部材の外周側に位置する渦巻体の端部の第１スクロール部材側の端面と第１スクロール部材の溝の底部との間に、流体流通用の隙間を設けている。
【０００６】
これにより、第２スクロール部材の外周側に位置する渦巻体の端部の内周側及び外周側から各圧縮空間に冷媒が流入するとともに、渦巻体の端部と溝の壁面との隙間が閉鎖された後も冷媒流通用の隙間を介して各圧縮空間に冷媒が流入する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第２スクロール部材の外周側に位置する渦巻体の端部の内周側及び外周側から各圧縮空間に冷媒を流入させるとともに、渦巻体の端部と溝の壁面との隙間が閉鎖された後も冷媒流通用の隙間を介して各圧縮空間に冷媒を流入させることができるので、第２スクロール部材が第１スクロール部材に対して高速回転で旋回する場合においても体積効率が低下することがないという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１乃至図２は本発明の第１実施形態を示すもので、図１はスクロール型圧縮機の断面図、図２は図１のＡ−Ａ′断面図、図３は図２のＢ−Ｂ′断面図、図４は冷媒の流路を示す図１のＡ−Ａ′断面図である。
【０００９】
このスクロール型圧縮機は、縦長形状のハウジング１０と、ハウジング１０内の上部に設けられ、吸入した流体としての冷媒を圧縮するための圧縮部２０と、ハウジング１０内の圧縮部２０の下方に設けられ、圧縮部２０を駆動させるための電動機３０とを備えた密閉型圧縮機であり、冷媒として二酸化炭素が用いられる。
【００１０】
ハウジング１０は、中心軸を上下方向に向けて配置した円筒状の部材からなるハウジング本体１１と、ハウジング本体１１の上端開口及び下端開口を閉鎖する半球形状に形成された一対のキャップ１２とからなる。ハウジング本体１０の上端開口を閉鎖するキャップ１２には、圧縮部２０において圧縮した冷媒を吐出するための冷媒吐出管１３が接続されている。また、圧縮部２０の位置するハウジング本体１１の周面には、冷媒を吸入するための冷媒吸入管１４が接続されている。
【００１１】
圧縮部２０は、ハウジング本体１１の上部側にハウジング１０内を上下に仕切るように固定された第１スクロール部材としての固定スクロール部材２１と、固定スクロール部材２１の下方に設けられ、固定スクロール部材２１に対して旋回可能な第２スクロール部材としての旋回スクロール部材２２とを有している。
【００１２】
固定スクロール部材２１は、中心軸を上下に向けて配置された円板状の部材からなり、下面側に渦巻状の溝２１ａが設けられている。固定スクロール部材２１の外周部側に位置する溝２１ａの端部には、冷媒吸入管１４を流通する冷媒を流入させるための冷媒流入部２１ｂが設けられ、固定スクロール部材２１の径方向中央部側に位置する溝２１ａの端部には、圧縮した冷媒を吐出するための冷媒吐出孔２１ｃが設けられている。
【００１３】
旋回スクロール部材２２は、固定スクロール部材２１と対向するように設けられた円板状の部材からなり、固定スクロール部材２１形成された溝２１ａに噛み合うように挿入可能な渦巻体２２ａが上面側に設けられている。旋回スクロール部材２２の下面側には、駆動シャフト２３の上端が駆動ブッシュ２２ｂを介して連結されている。
【００１４】
また、固定スクロール部材２１の冷媒流入部２１ｂ近傍の溝２１ａには、溝２１ａの底面に対して段状に形成された凹部２１ｄが設けられ、固定スクロール部材２１と噛み合った状態における旋回スクロール部材２２の外周側に位置する渦巻体２２ａの端部の固定スクロール部材２１側の端面と固定スクロール部材２１の溝２１ａの底部との間に冷媒流通用の隙間が形成されるようになっている。また、凹部２１ｄは、固定スクロール部材２１の中心角約３０°の範囲に形成されている。
【００１５】
駆動シャフト２３は、回転中心となる中心軸を上下に向けて配置され、駆動ブッシュ２２ｂとの連結部２３ａが駆動シャフト２３の回転中心から偏心するように設けられている。また、駆動ブッシュ２２ｂは、駆動シャフト２３の連結部２３ａが駆動シャフト２３の中心軸と垂直の方向にスライド可能に設けられている。駆動シャフト２３は、上端側がハウジング１０内を上下に仕切るように設けられた上部フレーム２４に軸受けを介して回転自在に支持され、下部側がハウジング１０内を上下に仕切るように設けられた下部フレーム２５に軸受けを介して回転自在に支持されている。駆動シャフト２３は、電動機３０を動力として回転するようになっており、駆動シャフト２３の回転によって旋回スクロール部材２２を所定の円軌道上を旋回させるようになっている。このとき、旋回スクロール部材２２は、旋回位置規制機構４０によって旋回位置が規制され、自転することなく旋回するようになっている。また、駆動シャフト２３は、中心軸に沿って潤滑油流通路２３ｂが設けられ、下端側に連結された油ポンプ２６によって吸引した潤滑油を潤滑油流通路２３ｂに流通させるようになっている。
【００１６】
ハウジング１０内の固定スクロール部材２１の上方の空間は、仕切部材１５によって固定スクロール部材２１の冷媒吐出孔２１ｃ側の空間１５ａと冷媒吐出管１３側の空間１５ｂとに仕切られている。冷媒吐出孔２１ｃ側の空間１５ａは、固定スクロール部材２１及び上部フレーム２４に設けられた連通路１６によってハウジング１０内の上部フレーム２４と下部フレーム２５との間の空間１７に連通されている。また、ハウジング１０内の上部フレーム２４と下部フレーム２５との間の空間１７は、固定スクロール部材２１及び上部フレーム２４に設けられた連通路１８によって冷媒吐出管１３側の空間１５ｂに連通されている。更に、ハウジング１０内の下部フレーム２５の下方の空間１９には、ハウジング１０内の各摺動部を潤滑するための潤滑油が貯留されるようになっており、貯留された潤滑油が油ポンプ２６によって駆動シャフト２３の潤滑油流通路２３ｂを流通するようになっている。
【００１７】
電動機３０は、上部フレーム２４と下部フレーム２５との間の空間１７に設けられ、駆動シャフト２３に固定された永久磁石からなるロータ３１と、ロータ３１を囲むように設けられ、ハウジング本体１１に固定されたステータ３２とを有している。ステータ３２は、複数の電磁鋼板をハウジング本体１１の中心軸方向に積層することにより設けられたステータコア３２ａと、ステータコア３２ａに巻き付けられたコイル３２ｂとを有している。
【００１８】
以上のように構成されたスクロール型圧縮機において、電動機３０に通電して駆動シャフト２３を回転させると、圧縮部２０では固定スクロール部材２１に対して旋回スクロール部材２２が旋回する。これにより、冷媒吸入管１４からハウジング１０内に流入する冷媒は、圧縮部２０に流入して圧縮され、冷媒吐出孔２１ｃから空間１５ａに吐出される。空間１５ａに吐出された冷媒は、連通路１６を流通して空間１７に流入して電動機３０を冷却し、連通路１８を流通して空間１５ｂに流入して冷媒吐出管１３からハウジング１０外に流出する。また、下部フレーム２５の下方の空間１９に貯留された潤滑油は、油ポンプ２６によって吸引されて駆動シャフト２３の潤滑油流通路２３ｂを流通し、駆動シャフト２３の上端側から流出して各摺動部を潤滑する。
【００１９】
このとき、圧縮部２０においては、固定スクロール部材２１の溝２１ａの内周側の壁面と旋回スクロール部材２２の渦巻体２２ａの内周側の面との間に圧縮空間が形成されるとともに、固定スクロール部材２１の溝２１ａの外周側の壁面と旋回スクロール部材２２の渦巻体２２ａの外周側の面との間にも圧縮空間が形成される。冷媒流入部２１ｂに流入した冷媒は、旋回スクロール部材２２の外周側に位置する渦巻体２２ａの端部の内周側及び外周側から各圧縮空間に流入するとともに、渦巻体２２ａの端部と溝２１ａの壁面との隙間が閉鎖された後も、図４に示すように、冷媒流入部２１ｂ近傍の凹部２１ｄによって形成された渦巻体２２ａの端部の固定スクロール部材２１側の端面と溝２１ａの底部との間の冷媒流通用の隙間を流通し、各圧縮空間に流入する。
【００２０】
このように、本実施形態のスクロール型圧縮機によれば、旋回スクロール部材２２の外周側に位置する渦巻体２２ａの端部の固定スクロール部材２１側の端面と固定スクロール部材２１の溝２１ａの底部との間に、冷媒流通用の隙間を設けたので、旋回スクロール部材２２の外周側に位置する渦巻体２２ａの端部の内周側及び外周側から各圧縮空間に冷媒を流入させるとともに、渦巻体２２ａの端部と溝２１ａの壁面との隙間が閉鎖された後も冷媒流通用の隙間を介して各圧縮空間に冷媒を流入させることができ、旋回スクロール部材２２が固定スクロール部材２１に対して高速回転で旋回する場合においても体積効率が低下することがないという利点がある。
【００２１】
また、冷媒流通用の隙間を、旋回スクロール部材２２の外周側の渦巻体２２ａの端部が位置する固定スクロール部材２１の溝２１ａに凹部２１ｄを設けることにより構成したので、固定スクロール部材２１の簡単な加工により容易に冷媒流通用の隙間を形成することができ、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００２２】
尚、前記実施形態では、固定スクロール部材２１の溝２１ａに設けられた凹部２１ｄを、溝２１ａの底面に対して段状に形成したものを示したが、図５に示すように、溝２１ａから冷媒流入部２１ｂに向かって下り傾斜となるように凹部２１ｅを形成するようにしてもよい。
【００２３】
図６及び図７は、本発明の第２実施形態を示すもので、図６はスクロール型圧縮機の断面図、図７は図６のＣ−Ｃ′断面図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００２４】
このスクロール型圧縮機は、前記第１実施形態の凹部２１ｄは形成されておらず、旋回スクロール部材２２の外周側に位置する渦巻体２２ａの端部の固定スクロール部材２１側の端面に段状に形成された切り欠き部２２ｃが設けられ、固定スクロール部材２１と噛み合った状態における旋回スクロール部材２２の外周側に位置する渦巻体２２ａの端部の固定スクロール部材２１側の端面と固定スクロール部材２１の溝２１ａの底部との間に冷媒流通用の隙間が形成されるようになっている。また、切り欠き部２２ｃは、旋回スクロール部材２２の中心角３０°の範囲に形成されている。
【００２５】
以上のように構成されたスクロール型圧縮機において、前記第１実施形態と同様に、冷媒流入部２１ｂに流入した冷媒は、旋回スクロール部材２２の外周側に位置する渦巻体２２ａの端部の内周側及び外周側から各圧縮空間に流入するとともに、渦巻体２２ａの端部と溝２１ａの壁面との隙間が閉鎖された後も、冷媒流入部２１ｂ近傍の渦巻体２２ａに設けられた切り欠き部２２ｃによって形成された渦巻体２２ａの端部の固定スクロール部材２１側の端面と溝２１ａの底部との間の冷媒流通用の隙間を流通して各圧縮空間に流入する。
【００２６】
このように、本実施形態のスクロール型流体機械によれば、前記第１実施形態と同様に、旋回スクロール部材２２の外周側に位置する渦巻体２２ａの端部の内周側及び外周側から各圧縮空間に冷媒を流入させるとともに、渦巻体２２ａの端部と溝２１ａの壁面との隙間が閉鎖された後も冷媒流通用の隙間を介して各圧縮空間に冷媒を流入させることができ、旋回スクロール部材２２が固定スクロール部材２１に対して高速回転で旋回する場合においても体積効率が低下することがないという利点がある。
【００２７】
また、冷媒流通用の隙間を、旋回スクロール部材２２の外周側に位置する渦巻体２２ａの端部の固定スクロール２１側の端面に切り欠き部２２ｃを設けることにより構成したので、固定スクロール部材２１の簡単な加工により容易に冷媒流通用の隙間を形成することができ、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００２８】
尚、前記実施形態では、旋回スクロール部材２２の渦巻体２２ａに設けられた切り欠き部２２ｃを、固定スクロール部材２１側の端面に対して段状に形成したものを示したが、図８に示すように、渦巻体２２ａの外周側端部に向かって傾斜するように切り欠き部２２ｄを形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態を示すスクロール型圧縮機の断面図
【図２】図１のＡ−Ａ′断面図
【図３】図２のＢ−Ｂ′断面図
【図４】冷媒の流路を示す図１のＡ−Ａ′断面図
【図５】その他の例を示す図２のＢ−Ｂ′断面図
【図６】本発明の第２実施形態を示すスクロール型圧縮機の断面図
【図７】図６のＣ−Ｃ′断面図
【図８】その他の例を示す図６のＣ−Ｃ′断面図
【符号の説明】
【００３０】
２０…圧縮部、２１…固定スクロール部材、２１ａ…溝、２１ｃ…冷媒吐出孔、２１ｄ…凹部、２１ｅ…凹部、２２…旋回スクロール部材、２２ａ…渦巻体、２２ｃ…切り欠き部、２２ｄ…切り欠き部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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