スクロール圧縮機
【課題】近年の冷凍空調機器の高効率化に伴い、スクロール圧縮機における背圧室でのオイル圧縮による動力損失低減と背圧室への漏れ低減が課題となっていた。
【解決手段】主軸受部材１１の内周部に、主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂにおける内周部の内径Ｄ１よりも大きいＤ２を内径とした凹部８５を設けることにより、高圧部から背圧室２９へのシール長さを十分に確保しつつ、主軸受部材１１の内周部１１ｃに設けた凹部８５によって、旋回スクロール１３の鏡板１３ａの外周部と主軸受部材１１の内周部１１ｃが接近することによって生じるオイルを圧縮する動力損失を低減することができ、圧縮機全体の小型化、軽量化が可能で、かつ高効率で高信頼性を実現することができる。
【解決手段】主軸受部材１１の内周部に、主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂにおける内周部の内径Ｄ１よりも大きいＤ２を内径とした凹部８５を設けることにより、高圧部から背圧室２９へのシール長さを十分に確保しつつ、主軸受部材１１の内周部１１ｃに設けた凹部８５によって、旋回スクロール１３の鏡板１３ａの外周部と主軸受部材１１の内周部１１ｃが接近することによって生じるオイルを圧縮する動力損失を低減することができ、圧縮機全体の小型化、軽量化が可能で、かつ高効率で高信頼性を実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷暖房空調装置や冷蔵庫等の冷却装置、あるいはヒートポンプ式の給湯装置等に用いら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、冷凍空調機や冷凍機に用いられるスクロール圧縮機は、一般に、鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール及び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、旋回スクロールを自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき、圧縮室が容積を変えながら移動することで、吸入、圧縮、吐出を行うものである。ここで、旋回スクロールは、固定スクロールと主軸受部材を締結することによって、支持されており、運転中、旋回スクロールにはその背面の背圧室にオイルを供給することにより圧力が印加され、固定スクロールに張り付いた状態となっており、軸方向の密封を保っている。また、旋回スクロールの鏡板外周部は、主軸受部材の内周部に接近しながら旋回運動するため、背圧室のオイルを圧縮することによる動力損失が発生する。その動力損失を低減するため、主軸受部材の内周部に溝等を設ける構成をとっていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、特許文献１に記載された従来のスクロール圧縮機の圧縮機構部断面図である。主軸受部材１１に溝９０を設けており、この構成により、旋回スクロール１３の鏡板外周部が主軸受部材１１に接近しても、溝９０によりオイルを逃がすことができるため、背圧室２９のオイルを圧縮することによる動力損失の低減を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２２９９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開平３−２２９９８４号公報に記載されているような従来の構成では、主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂに溝９０を設けているため、主軸受部材１１の外側の高圧部と内側である背圧室２９とのシール長さが小さくなり、背圧室２９に高圧の冷媒ガスが流入することにより、背圧室２９の圧力が過大になる恐れがある。
【０００６】
すなわち、旋回スクロール１３の背面に過剰な圧力が印加することで固定スクロール１２との軸方向の摺動面（スラスト面）には過大な押し付け力が発生するため、摺動損失増大による性能悪化やかじりや異常磨耗等の信頼性悪化を引き起こすことになる。
【０００７】
また、背圧室２９に圧縮した冷媒ガスが流入するため、再圧縮による動力が発生し、性能悪化を引き起こしてしまう。
【０００８】
また、主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂに溝９０を設けているため、主軸受部材１１の強度低下により、主軸受部材１１と固定スクロール１２をボルト締結した時の主軸受部材１１の変形および、運転中の圧力による主軸受部材１１の変形が大きく、高圧が高い高負荷運転時や高圧冷媒を用いた場合、旋回スクロール１３の鏡板が主軸受部材１１と固定スクロール１２の間で接触し、かじりや異常摩耗等の信頼性悪化を引き起こすこととなる。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、主軸受部材の小径化を図り、かつ主軸受部材と固定スクロールの締結面での冷媒ガスの漏れを抑制するとともに、旋回スクロールの鏡板外周部と主軸受部材の内周部が接近することによって生じるオイルを圧縮する動力損失を低減することにより、圧縮機全体の小型化、軽量化が可能で、高効率、高信頼性を実現する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】
【００１０】
少なくとも旋回スクロールの鏡板外周部における厚みの範囲において、主軸受部材の内周部の内径を主軸受部材の固定スクロールとの締結面における内周部の内径よりも大きくしたものである。
【００１１】
この構成により、主軸受部材の小径化を図り、かつ主軸受部材と固定スクロールの締結面での冷媒ガスの漏れを抑制できるとともに、旋回スクロールの鏡板外周部と主軸受部材の内周部が接近することによって生じるオイルを圧縮する動力損失を低減することにより、圧縮機全体の小型化、軽量化が可能で、高効率、高信頼性を実現することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のスクロール圧縮機は、主軸受部材の小径化を図り、かつ主軸受部材と固定スクロールの締結面での冷媒ガスの漏れを抑制できるとともに、旋回スクロールの鏡板外周部と主軸受部材の内周部が接近することによって生じるオイルを圧縮する動力損失を低減することにより、圧縮機全体の小型化、軽量化が可能で、高効率で高信頼性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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断面図
【図２】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の断面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の旋回スクロールのラップ方向から見た正面図
【図４】本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の第１及び第２の経路の連通状態図
【図５】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の断面図
【図６】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の断面図
【図７】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の断面図
【図８】従来のスクロール圧縮機の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、スクロール圧縮機において、鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール及び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、旋回スクロールを自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき圧縮室が容積を変えながら移動することで、吸入、圧縮、吐出を行い、前記旋回スクロールの鏡板背面部を微小な隙間を持って略支持する背面規制部と、旋回スクロールを旋回させたときに、旋回スクロールの外周部が近接する内周部を有する主軸受部材と、固定スクロールと主軸受部材を締結することにより、旋回スクロールを支持し、旋回スクロール背面に吐出圧力雰囲気の高圧領域と背圧室を形成したスクロール圧縮機において、少なくとも旋回スクロールの鏡板外周部における厚みの範囲において、主軸受部材の内周部の内径を主軸受部材の固定スクロールとの締結面における内周部の内径よりも大きくしたものである。
【００１５】
これによって、主軸受部材の小径化を図りつつ、高圧部から背圧室へのシール長さを十分に確保できるため、主軸受部材と固定スクロールの締結面での冷媒ガスの漏れを抑制で
きるとともに、少なくとも旋回スクロールの鏡板外周部における厚みの範囲において、主軸受部材の内周部の内径を、主軸受部材と固定スクロールの締結面での主軸受部材の内周部の内径よりも大きくすることにより旋回スクロールの鏡板外周部と主軸受部材の内周部が接近することによって生じるオイルを圧縮する動力損失を低減することができ、圧縮機全体の小型化、軽量化が可能で、かつ高効率で高信頼性を実現することができる。
【００１６】
第２の発明は、特に、第１の発明において、主軸受部材の固定スクロールとの締結面における内周部の内径よりも大きくした凹部を主軸受部材の内周部に設けたものである。
【００１７】
これによって、高圧部から背圧室へのシール長さを十分に確保しつつ、主軸受部材の内周部に設けた凹部によって、旋回スクロールの鏡板外周部と主軸受部材の内周部が接近することによって生じるオイルを圧縮する動力損失を低減することができ、圧縮機全体の小型化、軽量化が可能で、かつ高効率で高信頼性を実現することができる。また、簡単構成で加工工数を削減できるため、より低コストで高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。
【００１８】
第３の発明は、特に、第１の発明において、主軸受部材の内周部に、主軸受部材と固定スクロールの締結面から主軸受部材の背面規制部の方向に内径が大きくなるような傾斜を設けたものである。
【００１９】
これによって、旋回スクロールが旋回運動したときに、旋回スクロールの鏡板外周部と主軸受部材の内周部が接近することによってオイルが圧縮されずに、効果的に、主軸受部材の背面規制部の方向つまり、背圧室の空間にオイルが逃がされるため、オイルが圧縮することによる動力損失を低減し、高効率で高信頼性を実現することができる。
【００２０】
第４の発明は、特に、第１から３のいずれか１つの発明において、少なくとも主軸受部材の内周部と自転拘束機構が接近する範囲において、主軸受部材の内周部の内径を主軸受部材の固定スクロールとの締結面における内周部の内径よりも大きくしたものである。
【００２１】
これによって、主軸受部材の内周部と自転拘束機構が接近しても、主軸受部材の内周部の内径を主軸受部材の固定スクロールとの締結面における内周部の内径よりも大きくしているため、オイルを圧縮することがなく、オイル圧縮による動力損失を低減することができ、圧縮機全体の小型化、軽量化が可能で、かつ高効率で高信頼性を実現することができる。
【００２２】
第５の発明は、特に、第１から４のいずれか１つの発明において、高圧領域と背圧室を間欠的に連通させる第１の経路と、背圧室と前記圧縮室を間欠的に連通させる経路を設け、第１の経路の連通タイミングと第２の経路の連通タイミングが異なるものである。
【００２３】
これによって、第１の経路によって高圧領域から背圧室に間欠に連通している時は、オイルが背圧室に供給され、その後、そのオイルが、第２の経路によって、背圧室から圧縮室へ間欠的に供給されるため、背圧室にオイルが常に充満している状態となる。
【００２４】
そのような場合においても、第１から第４の発明により、特に効果的に、オイルを圧縮することによる動力損失を低減することができ、高効率で高信頼性なスクロール圧縮機を実現することができる。
【００２５】
第６の発明は、特に、第１から５のいずれか１つの発明において、作動流体を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素としたものである。二酸化炭素冷媒を使用する場合、圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の圧力差は、フロンを冷媒とする従来の冷凍サイクルの圧力差の約７〜１
０倍以上高い。そのため、高圧領域から背圧室および高圧領域から圧縮室の差圧も大きいため、多量のオイルが流入しやすく、背圧室にオイルが充満した状態となるが、第１から５の発明により、特に効果的に、オイルを圧縮することによる動力損失を低減することができ、高効率で高信頼性なスクロール圧縮機を実現することができる。また、高圧領域と背圧室との差圧が大きいことにより、主軸受部材と固定スクロールとの締結面でのシールが十分でないと、高圧領域と背圧室との差圧が大きいことにより漏れが発生し、背圧室の圧力が過大となるが、第１から第５の発明により、主軸受部材と固定スクロールとの締結面でのシールを十分にとれる構成であるため、差圧が大きな場合でも、締結面での漏れにより背圧室の圧力が過大になることなく、安定した背圧の印加を実現でき、高効率で高信頼性なスクロール圧縮機を実現することができる。
【００２６】
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。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態に係わるスクロール圧縮機の縦断面図、図２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の断面図、図３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図２（ａ）の旋回スクロールのラップ方向から見た正面図である。
【００２８】
図１に示すように、本発明のスクロール圧縮機は、密閉容器１内に溶接や焼き嵌めなどして固定したクランク軸４の主軸受部材１１と、この主軸受部材１１上にボルト止めした固定スクロール１２との間に、固定スクロール１２と噛み合う旋回スクロール１３を挟み込んでスクロール式の圧縮機構２を構成している。
【００２９】
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。
【００３０】
旋回スクロール１３と主軸受部材１１との間に旋回スクロール１３の自転を防止して円軌道運動するように案内するオルダムリングなどによる自転規制機構１４を設けて、クランク軸４の上端にある偏心軸部４ａにて旋回スクロール１３を偏心駆動することにより旋回スクロール１３を円軌道運動させ、これにより固定スクロール１２と旋回スクロール１３との間に、固定スクロール１２のラップ１２ｂ外壁と旋回スクロール１３のラップ１３ｂの内壁と固定スクロール１２のラップ１２ｂ内壁と旋回スクロール１３のラップ１３ｂの外壁に圧縮室１５を形成し、その圧縮室１５のそれぞれが外周側から中央部に移動しながら小さくなるのを利用して、密閉容器１外に通じた吸入パイプ１６および固定スクロール１２の外周部の吸入口１７から冷媒ガスを吸入して圧縮していき、所定圧以上になった冷媒ガスは固定スクロール１２の中央部の吐出口１８からリード弁１９を押し開いて密閉容器１内に吐出させることを繰り返す。
【００３１】
旋回スクロール１３には、アルミ系材料、固定スクロール１２には、鉄系材料、主軸受部材には、鉄系材料を使用している。
【００３２】
旋回スクロール１３のラップ底面１３ｃには、運転中の温度分布を測定した結果をもとに、中心部である巻き始め部から外周部である巻き終わり部にかけて、徐々にハネ高さが高くなるようにスロープ形状が設けられている。これにより熱膨張による寸法変化を吸収し、局所摺動を防止することができる。
【００３３】
また、吸入圧力と吐出圧力との差圧が大きく、吐出される冷媒の温度も高い高負荷運転条件において、主軸受部材１１と旋回スクロール１３が圧力および温度変形しても、旋回スクロール１３の鏡板背面と、主軸受部材１１の旋回スクロール１３の鏡板背面との背面
規制部１１ａとが接触することによって焼き付かないように、組立時に適正量の微小な隙間を設けている。
【００３４】
そして、旋回スクロール１３の背面部分には、主軸受部材１１に配置されている摺動仕切り環７８があり、旋回運動を行いながら摺動仕切り環７８により、摺動仕切り環７８の内側領域である吐出圧力雰囲気の高圧領域３０と、外側領域である高圧と低圧の中間圧に設定された背圧室２９とに仕切られている。この背面の圧力付加により旋回スクロール１３は固定スクロール１２に安定的に押しつけられ、漏れを低減するとともに安定して円軌道運動を行うことができる。
【００３５】
圧縮機運転中は、クランク軸４の下向きの他端にはポンプ２５が設けられ、スクロール圧縮機と同時に駆動される。これによりポンプ２５は密閉容器１の底部に設けられたオイル溜め２０にあるオイル６を吸い上げてクランク軸４内を通縦しているオイル供給穴２６を通じて圧縮機構２に供給する。
【００３６】
このときの供給圧は、スクロール圧縮機の吐出圧力とほぼ同等であり、旋回スクロール１３に対する背圧源ともなる。これにより、旋回スクロール１３は固定スクロール１２から離れたり片当たりしたりするようなことはなく、所定の圧縮機能を安定して発揮する。
【００３７】
このように供給されたオイル６の一部は、供給圧や自重によって、逃げ場を求めるようにして偏心軸部４ａと旋回スクロール１３との嵌合部、クランク軸４と主軸受部材１１との間の軸受部６６に進入してそれぞれの部分を潤滑した後落下し、オイル溜め２０へ戻る。
【００３８】
旋回スクロール１３の鏡板１３ａの背面の高圧領域３０に供給されたオイル６の別の一部を、旋回スクロール１３の旋回運動によって摺動仕切り環７８をまたいで、間欠的に背圧室２９へ給油する第１の経路８１を旋回スクロール１３に設けている。
【００３９】
図２のように、旋回スクロール１３は、旋回運動に伴い、図の（ａ）、（ｂ）の状態を繰り返す。この時、旋回スクロール１３の鏡板１３ａの背面において、環状仕切り環７８の内側が高圧領域３０を形成し、その外周部は背圧室２９を形成している。
【００４０】
したがって、第１の経路８１の背圧室側の開口部８１ｂが環状仕切り環７８の外周部に位置する場合のみ高圧領域３０と背圧室２９が連通され、高圧のオイル６が背圧室２９に供給される。図においては、オイル６が供給可能となるのは（ａ）の状態である。
【００４１】
上記構成により、背圧室２９への高圧のオイル６の供給が間欠的になされ、連通時間を調整することにより背圧室２９へ適量のオイルを供給することが可能となり、自転規制機構１４の摺動部を潤滑するのに併せ、背圧室２９にて旋回スクロール１３の背圧を印加する。
【００４２】
また、背圧室２９と圧縮室１５を連通するように、第２の経路８２は、背圧室側の開口部８２ａを、旋回スクロール１３の鏡板１３ａの外周部に設け、旋回スクロール１３の内部を経て、ラップ先端１３ｄから圧縮室側に開口するように設けるとともに、旋回スクロール１３の旋回運動によって、第２の経路８２の圧縮室１５側の開口部８２ｂが間欠的に開口するように、固定スクロール１２のラップ溝底面１２ｃに凹部８４を設けている。
【００４３】
図２に示す構成の場合、第２の経路８２の他方の開口部８２ｂを、固定スクロール１２のラップ溝底面１２ｃに形成された凹部８４に周期的に開口させることで、間欠連通を実現させている。
【００４４】
図２の（ｂ）の状態で開口部８２ｂが凹部８４に開口しており、この状態では第２の経路８２を通って背圧室２９から圧縮室１５へとオイルが供給される。これに対し（ａ）では、開口部８２ｂが凹部８４に開口していないため、背圧室２９から圧縮室１５へとオイルが供給されることはない。
【００４５】
以上のことから、第１の経路８１を通って背圧室２９に進入したオイル６は、第２の経路８２を通って圧縮室１５へと導かれ、圧縮時のシール性向上や潤滑性向上の役割を果たす。
【００４６】
ここで、第１の経路８１と第２の経路８２の連通状態について説明する。図４は旋回スクロール１３の回転位相に対して、第１の経路８１と第２の経路８２の連通状態を示している。
【００４７】
図４に示すように、１回転のうち第１の経路８１が高圧領域３０から背圧室２９へ連通している区間のタイミングと、第２の経路８２が背圧室２９から圧縮室１５に連通している区間のタイミングを異なるように設定する。
【００４８】
この構成によると、第１の経路８１によって高圧領域３０から背圧室２９に間欠に連通している時は、オイルが背圧室２９に供給され、その後、第２の経路８２によって、異なる連通タイミングで背圧室２９から圧縮室１５へ間欠的に供給されるため、高圧領域３０と圧縮室１５が第１の経路８１と第２の経路８２によって、連通状態にならず、背圧室２９にオイルが常に充満している状態となる。
【００４９】
よって、圧縮機が停止しても、オイル溜め２０にあるオイル６が停止時の差圧により、圧縮室へ供給されることがなく、オイル溜め２０のオイル６を確保することができるため、圧縮機が再度運転しても、オイル溜め２０のオイル６により、圧縮時のシール性向上や潤滑性向上の役割を果たすことができる。
【００５０】
また、上記構成により、背圧室２９と圧縮室１５ｂが短い時間で間欠的に連通できるため、背圧室２９の圧力を、変動の少ない所定の圧力に維持することが容易となる。
【００５１】
ここで、上記記述では、第２の経路８２が片方の圧縮室１５に間欠に連通しているが、もう一方の圧縮室に連通したり、両方の圧縮室に連通しても、同様の効果があることは言うまでもない。
【００５２】
また、図に示すように、主軸受部材１１の内周部１１ｃに、主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂにおける内周部１１ｃの内径Ｄ１よりも大きいＤ２を内径とした凹部８５を設けている。
【００５３】
上述した実施の形態では、特に、背圧室２９にオイルが充満した状態であり、その背圧室２９のオイル中を旋回スクロール１３が旋回運動している。通常、旋回スクロール１３の鏡板１３ａの外周部と主軸受部材１１の内周部１１ｃは、接近することにより、オイルを圧縮し、その圧縮動力により損失が発生するが、主軸受部材１１の内周部１１ｃに、主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂにおける内周部１１ｃの内径Ｄ１よりも大きいＤ２を内径とした凹部８５を設けているため、旋回スクロール１３の鏡板１３ａの外周部と主軸受部材１１の内周部１１ｃが近接しても凹部８５にオイルが逃げ、旋回スクロール１３の鏡板１３ａの背面側の背圧室２９に導かれるため、オイルを圧縮する動力損失を低減することができる。
【００５４】
また、主軸受部材１１の締結面のシール長は確保できる構成であるため、差圧が大きな場合でも、主軸受部材１１の外側領域の高圧の冷媒ガスが背圧室２９へ漏れることによって生じる背圧室の圧力の増大を抑制し、安定した背圧の印加を実現でき、高効率で高信頼性なスクロール圧縮機を実現することができる。
【００５５】
また、凹部８５は、簡単構成で加工工数を削減できるため、より低コストでかつ高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。
【００５６】
（実施の形態２）
図５を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部の断面図を示す。図に示すように、主軸受部材１１の内周部１１ｃに、主軸受部材１１と固定スクロール１２の締結面１１ｂから主軸受部材１１の背面規制部１１ａの方向に内径が大きくなるような傾斜８６を設けたものである。
【００５７】
これによって、旋回スクロール１３が旋回運動したときに、旋回スクロール１３の鏡板１３ａの外周部と主軸受部材１１の内周部１１ｃが接近することによってオイルが圧縮されずに、効果的に、主軸受部材１１の背面規制部１１ａの方向つまり、背圧室２９の空間にオイルが逃がされるため、オイルが圧縮することによる動力損失を低減し、高効率で高信頼性を実現することができる。
【００５８】
更に、主軸受部材１１の内周部１１ｃに、主軸受部材１１と固定スクロール１２の締結面１１ｂから主軸受部材１１の背面規制部１１ａの方向に内径が大きくなるような傾斜８６を設け、かつ主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂにおける内周部１１ｃの内径よりも大きい内径とした凹部８５を設けても、上述する同様の効果が得られることは言うまでもない（図示せず）。
【００５９】
（実施の形態３）
図６を用いて、本発明の第３の実施の形態について説明する。図６は、本発明の第３の実施の形態に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部の断面図を示す。図に示すように、少なくとも主軸受部材１１の内周部１１ｃと自転規制機構１４が接近する範囲において、主軸受部材１１の内周部１１ｃの内径を主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂにおける内周部１１ｃの内径よりも大きくした凹部８５を設けている。
【００６０】
これによって、主軸受部材１１の内周部１１ｃと自転規制機構１４が接近しても、主軸受部材１１の内周部１１ｃの内径を主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂにおける内周部１１ｃの内径よりも大きくしているため、オイルを圧縮することがなく、オイル圧縮による動力損失を低減することができ、圧縮機全体の小型化、軽量化が可能で、かつ高効率で高信頼性を実現することができる。
【００６１】
また、図７に示すように、主軸受部材１１の内周部１１ｃに、主軸受部材１１と固定スクロール１２の締結面１１ｂから主軸受部材１１の背面規制部１１ａの方向に内径が大きくなるような傾斜８６を設けているが、上述する同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００６２】
更に、主軸受部材１１の内周部１１ｃに、主軸受部材１１と固定スクロール１２の締結面１１ｂから主軸受部材１１の背面規制部１１ａの方向に内径が大きくなるような傾斜８６を設け、かつ主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂにおける内周部１１ｃの内径よりも大きい内径とした凹部８５を設けても、上述する同様の効果得られることは言うまでもない（図示せず）。
【００６３】
最後に、作動流体を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素とした場合、吐出圧力と吸入圧力の差圧が大きいため、高圧領域から背圧室の差圧も大きく、多量のオイルが流入しやすく、また、主軸受部材の外側の高圧から背圧室２９へ冷媒ガスの漏れが生じやすくなるが、本発明の実施の形態を用いることにより、特に効果が顕著に現れ、高効率、高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、あらゆる運転条件下においても、高効率、高信頼性を実現することがき、作動流体を冷媒と限ることなく、空気スクロール圧縮機、真空ポンプ、スクロール型膨張機等のスクロール流体機械の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００６５】
６ オイル
１１ 主軸受部材
１１ａ 背面規制部
１１ｂ 締結面
１１ｃ 内周部
１２ 固定スクロール
１２ａ 鏡板
１２ｂ ラップ
１２ｃ ラップ溝底面
１２ｄ ラップ先端部
１３ 旋回スクロール
１３ａ 鏡板
１３ｂ ラップ
１３ｃ ラップ底面
１４ 自転規制機構
１５、圧縮室
２９ 背圧室
３０ 高圧領域
８１ 第１の経路
８１ａ 高圧領域側開口部
８１ｂ、８２ａ 背圧室側の開口部
８２ 第２の経路
８２ｂ 開口部
８４ 凹部
８５ 凹部
８６ 傾斜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷暖房空調装置や冷蔵庫等の冷却装置、あるいはヒートポンプ式の給湯装置等に用いら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、冷凍空調機や冷凍機に用いられるスクロール圧縮機は、一般に、鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール及び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、旋回スクロールを自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき、圧縮室が容積を変えながら移動することで、吸入、圧縮、吐出を行うものである。ここで、旋回スクロールは、固定スクロールと主軸受部材を締結することによって、支持されており、運転中、旋回スクロールにはその背面の背圧室にオイルを供給することにより圧力が印加され、固定スクロールに張り付いた状態となっており、軸方向の密封を保っている。また、旋回スクロールの鏡板外周部は、主軸受部材の内周部に接近しながら旋回運動するため、背圧室のオイルを圧縮することによる動力損失が発生する。その動力損失を低減するため、主軸受部材の内周部に溝等を設ける構成をとっていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、特許文献１に記載された従来のスクロール圧縮機の圧縮機構部断面図である。主軸受部材１１に溝９０を設けており、この構成により、旋回スクロール１３の鏡板外周部が主軸受部材１１に接近しても、溝９０によりオイルを逃がすことができるため、背圧室２９のオイルを圧縮することによる動力損失の低減を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２２９９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開平３−２２９９８４号公報に記載されているような従来の構成では、主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂに溝９０を設けているため、主軸受部材１１の外側の高圧部と内側である背圧室２９とのシール長さが小さくなり、背圧室２９に高圧の冷媒ガスが流入することにより、背圧室２９の圧力が過大になる恐れがある。
【０００６】
すなわち、旋回スクロール１３の背面に過剰な圧力が印加することで固定スクロール１２との軸方向の摺動面（スラスト面）には過大な押し付け力が発生するため、摺動損失増大による性能悪化やかじりや異常磨耗等の信頼性悪化を引き起こすことになる。
【０００７】
また、背圧室２９に圧縮した冷媒ガスが流入するため、再圧縮による動力が発生し、性能悪化を引き起こしてしまう。
【０００８】
また、主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂに溝９０を設けているため、主軸受部材１１の強度低下により、主軸受部材１１と固定スクロール１２をボルト締結した時の主軸受部材１１の変形および、運転中の圧力による主軸受部材１１の変形が大きく、高圧が高い高負荷運転時や高圧冷媒を用いた場合、旋回スクロール１３の鏡板が主軸受部材１１と固定スクロール１２の間で接触し、かじりや異常摩耗等の信頼性悪化を引き起こすこととなる。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、主軸受部材の小径化を図り、かつ主軸受部材と固定スクロールの締結面での冷媒ガスの漏れを抑制するとともに、旋回スクロールの鏡板外周部と主軸受部材の内周部が接近することによって生じるオイルを圧縮する動力損失を低減することにより、圧縮機全体の小型化、軽量化が可能で、高効率、高信頼性を実現する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】
【００１０】
少なくとも旋回スクロールの鏡板外周部における厚みの範囲において、主軸受部材の内周部の内径を主軸受部材の固定スクロールとの締結面における内周部の内径よりも大きくしたものである。
【００１１】
この構成により、主軸受部材の小径化を図り、かつ主軸受部材と固定スクロールの締結面での冷媒ガスの漏れを抑制できるとともに、旋回スクロールの鏡板外周部と主軸受部材の内周部が接近することによって生じるオイルを圧縮する動力損失を低減することにより、圧縮機全体の小型化、軽量化が可能で、高効率、高信頼性を実現することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のスクロール圧縮機は、主軸受部材の小径化を図り、かつ主軸受部材と固定スクロールの締結面での冷媒ガスの漏れを抑制できるとともに、旋回スクロールの鏡板外周部と主軸受部材の内周部が接近することによって生じるオイルを圧縮する動力損失を低減することにより、圧縮機全体の小型化、軽量化が可能で、高効率で高信頼性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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断面図
【図２】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の断面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の旋回スクロールのラップ方向から見た正面図
【図４】本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の第１及び第２の経路の連通状態図
【図５】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の断面図
【図６】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の断面図
【図７】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の断面図
【図８】従来のスクロール圧縮機の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、スクロール圧縮機において、鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール及び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、旋回スクロールを自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき圧縮室が容積を変えながら移動することで、吸入、圧縮、吐出を行い、前記旋回スクロールの鏡板背面部を微小な隙間を持って略支持する背面規制部と、旋回スクロールを旋回させたときに、旋回スクロールの外周部が近接する内周部を有する主軸受部材と、固定スクロールと主軸受部材を締結することにより、旋回スクロールを支持し、旋回スクロール背面に吐出圧力雰囲気の高圧領域と背圧室を形成したスクロール圧縮機において、少なくとも旋回スクロールの鏡板外周部における厚みの範囲において、主軸受部材の内周部の内径を主軸受部材の固定スクロールとの締結面における内周部の内径よりも大きくしたものである。
【００１５】
これによって、主軸受部材の小径化を図りつつ、高圧部から背圧室へのシール長さを十分に確保できるため、主軸受部材と固定スクロールの締結面での冷媒ガスの漏れを抑制で
きるとともに、少なくとも旋回スクロールの鏡板外周部における厚みの範囲において、主軸受部材の内周部の内径を、主軸受部材と固定スクロールの締結面での主軸受部材の内周部の内径よりも大きくすることにより旋回スクロールの鏡板外周部と主軸受部材の内周部が接近することによって生じるオイルを圧縮する動力損失を低減することができ、圧縮機全体の小型化、軽量化が可能で、かつ高効率で高信頼性を実現することができる。
【００１６】
第２の発明は、特に、第１の発明において、主軸受部材の固定スクロールとの締結面における内周部の内径よりも大きくした凹部を主軸受部材の内周部に設けたものである。
【００１７】
これによって、高圧部から背圧室へのシール長さを十分に確保しつつ、主軸受部材の内周部に設けた凹部によって、旋回スクロールの鏡板外周部と主軸受部材の内周部が接近することによって生じるオイルを圧縮する動力損失を低減することができ、圧縮機全体の小型化、軽量化が可能で、かつ高効率で高信頼性を実現することができる。また、簡単構成で加工工数を削減できるため、より低コストで高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。
【００１８】
第３の発明は、特に、第１の発明において、主軸受部材の内周部に、主軸受部材と固定スクロールの締結面から主軸受部材の背面規制部の方向に内径が大きくなるような傾斜を設けたものである。
【００１９】
これによって、旋回スクロールが旋回運動したときに、旋回スクロールの鏡板外周部と主軸受部材の内周部が接近することによってオイルが圧縮されずに、効果的に、主軸受部材の背面規制部の方向つまり、背圧室の空間にオイルが逃がされるため、オイルが圧縮することによる動力損失を低減し、高効率で高信頼性を実現することができる。
【００２０】
第４の発明は、特に、第１から３のいずれか１つの発明において、少なくとも主軸受部材の内周部と自転拘束機構が接近する範囲において、主軸受部材の内周部の内径を主軸受部材の固定スクロールとの締結面における内周部の内径よりも大きくしたものである。
【００２１】
これによって、主軸受部材の内周部と自転拘束機構が接近しても、主軸受部材の内周部の内径を主軸受部材の固定スクロールとの締結面における内周部の内径よりも大きくしているため、オイルを圧縮することがなく、オイル圧縮による動力損失を低減することができ、圧縮機全体の小型化、軽量化が可能で、かつ高効率で高信頼性を実現することができる。
【００２２】
第５の発明は、特に、第１から４のいずれか１つの発明において、高圧領域と背圧室を間欠的に連通させる第１の経路と、背圧室と前記圧縮室を間欠的に連通させる経路を設け、第１の経路の連通タイミングと第２の経路の連通タイミングが異なるものである。
【００２３】
これによって、第１の経路によって高圧領域から背圧室に間欠に連通している時は、オイルが背圧室に供給され、その後、そのオイルが、第２の経路によって、背圧室から圧縮室へ間欠的に供給されるため、背圧室にオイルが常に充満している状態となる。
【００２４】
そのような場合においても、第１から第４の発明により、特に効果的に、オイルを圧縮することによる動力損失を低減することができ、高効率で高信頼性なスクロール圧縮機を実現することができる。
【００２５】
第６の発明は、特に、第１から５のいずれか１つの発明において、作動流体を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素としたものである。二酸化炭素冷媒を使用する場合、圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の圧力差は、フロンを冷媒とする従来の冷凍サイクルの圧力差の約７〜１
０倍以上高い。そのため、高圧領域から背圧室および高圧領域から圧縮室の差圧も大きいため、多量のオイルが流入しやすく、背圧室にオイルが充満した状態となるが、第１から５の発明により、特に効果的に、オイルを圧縮することによる動力損失を低減することができ、高効率で高信頼性なスクロール圧縮機を実現することができる。また、高圧領域と背圧室との差圧が大きいことにより、主軸受部材と固定スクロールとの締結面でのシールが十分でないと、高圧領域と背圧室との差圧が大きいことにより漏れが発生し、背圧室の圧力が過大となるが、第１から第５の発明により、主軸受部材と固定スクロールとの締結面でのシールを十分にとれる構成であるため、差圧が大きな場合でも、締結面での漏れにより背圧室の圧力が過大になることなく、安定した背圧の印加を実現でき、高効率で高信頼性なスクロール圧縮機を実現することができる。
【００２６】
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。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態に係わるスクロール圧縮機の縦断面図、図２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の断面図、図３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図２（ａ）の旋回スクロールのラップ方向から見た正面図である。
【００２８】
図１に示すように、本発明のスクロール圧縮機は、密閉容器１内に溶接や焼き嵌めなどして固定したクランク軸４の主軸受部材１１と、この主軸受部材１１上にボルト止めした固定スクロール１２との間に、固定スクロール１２と噛み合う旋回スクロール１３を挟み込んでスクロール式の圧縮機構２を構成している。
【００２９】
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。
【００３０】
旋回スクロール１３と主軸受部材１１との間に旋回スクロール１３の自転を防止して円軌道運動するように案内するオルダムリングなどによる自転規制機構１４を設けて、クランク軸４の上端にある偏心軸部４ａにて旋回スクロール１３を偏心駆動することにより旋回スクロール１３を円軌道運動させ、これにより固定スクロール１２と旋回スクロール１３との間に、固定スクロール１２のラップ１２ｂ外壁と旋回スクロール１３のラップ１３ｂの内壁と固定スクロール１２のラップ１２ｂ内壁と旋回スクロール１３のラップ１３ｂの外壁に圧縮室１５を形成し、その圧縮室１５のそれぞれが外周側から中央部に移動しながら小さくなるのを利用して、密閉容器１外に通じた吸入パイプ１６および固定スクロール１２の外周部の吸入口１７から冷媒ガスを吸入して圧縮していき、所定圧以上になった冷媒ガスは固定スクロール１２の中央部の吐出口１８からリード弁１９を押し開いて密閉容器１内に吐出させることを繰り返す。
【００３１】
旋回スクロール１３には、アルミ系材料、固定スクロール１２には、鉄系材料、主軸受部材には、鉄系材料を使用している。
【００３２】
旋回スクロール１３のラップ底面１３ｃには、運転中の温度分布を測定した結果をもとに、中心部である巻き始め部から外周部である巻き終わり部にかけて、徐々にハネ高さが高くなるようにスロープ形状が設けられている。これにより熱膨張による寸法変化を吸収し、局所摺動を防止することができる。
【００３３】
また、吸入圧力と吐出圧力との差圧が大きく、吐出される冷媒の温度も高い高負荷運転条件において、主軸受部材１１と旋回スクロール１３が圧力および温度変形しても、旋回スクロール１３の鏡板背面と、主軸受部材１１の旋回スクロール１３の鏡板背面との背面
規制部１１ａとが接触することによって焼き付かないように、組立時に適正量の微小な隙間を設けている。
【００３４】
そして、旋回スクロール１３の背面部分には、主軸受部材１１に配置されている摺動仕切り環７８があり、旋回運動を行いながら摺動仕切り環７８により、摺動仕切り環７８の内側領域である吐出圧力雰囲気の高圧領域３０と、外側領域である高圧と低圧の中間圧に設定された背圧室２９とに仕切られている。この背面の圧力付加により旋回スクロール１３は固定スクロール１２に安定的に押しつけられ、漏れを低減するとともに安定して円軌道運動を行うことができる。
【００３５】
圧縮機運転中は、クランク軸４の下向きの他端にはポンプ２５が設けられ、スクロール圧縮機と同時に駆動される。これによりポンプ２５は密閉容器１の底部に設けられたオイル溜め２０にあるオイル６を吸い上げてクランク軸４内を通縦しているオイル供給穴２６を通じて圧縮機構２に供給する。
【００３６】
このときの供給圧は、スクロール圧縮機の吐出圧力とほぼ同等であり、旋回スクロール１３に対する背圧源ともなる。これにより、旋回スクロール１３は固定スクロール１２から離れたり片当たりしたりするようなことはなく、所定の圧縮機能を安定して発揮する。
【００３７】
このように供給されたオイル６の一部は、供給圧や自重によって、逃げ場を求めるようにして偏心軸部４ａと旋回スクロール１３との嵌合部、クランク軸４と主軸受部材１１との間の軸受部６６に進入してそれぞれの部分を潤滑した後落下し、オイル溜め２０へ戻る。
【００３８】
旋回スクロール１３の鏡板１３ａの背面の高圧領域３０に供給されたオイル６の別の一部を、旋回スクロール１３の旋回運動によって摺動仕切り環７８をまたいで、間欠的に背圧室２９へ給油する第１の経路８１を旋回スクロール１３に設けている。
【００３９】
図２のように、旋回スクロール１３は、旋回運動に伴い、図の（ａ）、（ｂ）の状態を繰り返す。この時、旋回スクロール１３の鏡板１３ａの背面において、環状仕切り環７８の内側が高圧領域３０を形成し、その外周部は背圧室２９を形成している。
【００４０】
したがって、第１の経路８１の背圧室側の開口部８１ｂが環状仕切り環７８の外周部に位置する場合のみ高圧領域３０と背圧室２９が連通され、高圧のオイル６が背圧室２９に供給される。図においては、オイル６が供給可能となるのは（ａ）の状態である。
【００４１】
上記構成により、背圧室２９への高圧のオイル６の供給が間欠的になされ、連通時間を調整することにより背圧室２９へ適量のオイルを供給することが可能となり、自転規制機構１４の摺動部を潤滑するのに併せ、背圧室２９にて旋回スクロール１３の背圧を印加する。
【００４２】
また、背圧室２９と圧縮室１５を連通するように、第２の経路８２は、背圧室側の開口部８２ａを、旋回スクロール１３の鏡板１３ａの外周部に設け、旋回スクロール１３の内部を経て、ラップ先端１３ｄから圧縮室側に開口するように設けるとともに、旋回スクロール１３の旋回運動によって、第２の経路８２の圧縮室１５側の開口部８２ｂが間欠的に開口するように、固定スクロール１２のラップ溝底面１２ｃに凹部８４を設けている。
【００４３】
図２に示す構成の場合、第２の経路８２の他方の開口部８２ｂを、固定スクロール１２のラップ溝底面１２ｃに形成された凹部８４に周期的に開口させることで、間欠連通を実現させている。
【００４４】
図２の（ｂ）の状態で開口部８２ｂが凹部８４に開口しており、この状態では第２の経路８２を通って背圧室２９から圧縮室１５へとオイルが供給される。これに対し（ａ）では、開口部８２ｂが凹部８４に開口していないため、背圧室２９から圧縮室１５へとオイルが供給されることはない。
【００４５】
以上のことから、第１の経路８１を通って背圧室２９に進入したオイル６は、第２の経路８２を通って圧縮室１５へと導かれ、圧縮時のシール性向上や潤滑性向上の役割を果たす。
【００４６】
ここで、第１の経路８１と第２の経路８２の連通状態について説明する。図４は旋回スクロール１３の回転位相に対して、第１の経路８１と第２の経路８２の連通状態を示している。
【００４７】
図４に示すように、１回転のうち第１の経路８１が高圧領域３０から背圧室２９へ連通している区間のタイミングと、第２の経路８２が背圧室２９から圧縮室１５に連通している区間のタイミングを異なるように設定する。
【００４８】
この構成によると、第１の経路８１によって高圧領域３０から背圧室２９に間欠に連通している時は、オイルが背圧室２９に供給され、その後、第２の経路８２によって、異なる連通タイミングで背圧室２９から圧縮室１５へ間欠的に供給されるため、高圧領域３０と圧縮室１５が第１の経路８１と第２の経路８２によって、連通状態にならず、背圧室２９にオイルが常に充満している状態となる。
【００４９】
よって、圧縮機が停止しても、オイル溜め２０にあるオイル６が停止時の差圧により、圧縮室へ供給されることがなく、オイル溜め２０のオイル６を確保することができるため、圧縮機が再度運転しても、オイル溜め２０のオイル６により、圧縮時のシール性向上や潤滑性向上の役割を果たすことができる。
【００５０】
また、上記構成により、背圧室２９と圧縮室１５ｂが短い時間で間欠的に連通できるため、背圧室２９の圧力を、変動の少ない所定の圧力に維持することが容易となる。
【００５１】
ここで、上記記述では、第２の経路８２が片方の圧縮室１５に間欠に連通しているが、もう一方の圧縮室に連通したり、両方の圧縮室に連通しても、同様の効果があることは言うまでもない。
【００５２】
また、図に示すように、主軸受部材１１の内周部１１ｃに、主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂにおける内周部１１ｃの内径Ｄ１よりも大きいＤ２を内径とした凹部８５を設けている。
【００５３】
上述した実施の形態では、特に、背圧室２９にオイルが充満した状態であり、その背圧室２９のオイル中を旋回スクロール１３が旋回運動している。通常、旋回スクロール１３の鏡板１３ａの外周部と主軸受部材１１の内周部１１ｃは、接近することにより、オイルを圧縮し、その圧縮動力により損失が発生するが、主軸受部材１１の内周部１１ｃに、主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂにおける内周部１１ｃの内径Ｄ１よりも大きいＤ２を内径とした凹部８５を設けているため、旋回スクロール１３の鏡板１３ａの外周部と主軸受部材１１の内周部１１ｃが近接しても凹部８５にオイルが逃げ、旋回スクロール１３の鏡板１３ａの背面側の背圧室２９に導かれるため、オイルを圧縮する動力損失を低減することができる。
【００５４】
また、主軸受部材１１の締結面のシール長は確保できる構成であるため、差圧が大きな場合でも、主軸受部材１１の外側領域の高圧の冷媒ガスが背圧室２９へ漏れることによって生じる背圧室の圧力の増大を抑制し、安定した背圧の印加を実現でき、高効率で高信頼性なスクロール圧縮機を実現することができる。
【００５５】
また、凹部８５は、簡単構成で加工工数を削減できるため、より低コストでかつ高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。
【００５６】
（実施の形態２）
図５を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部の断面図を示す。図に示すように、主軸受部材１１の内周部１１ｃに、主軸受部材１１と固定スクロール１２の締結面１１ｂから主軸受部材１１の背面規制部１１ａの方向に内径が大きくなるような傾斜８６を設けたものである。
【００５７】
これによって、旋回スクロール１３が旋回運動したときに、旋回スクロール１３の鏡板１３ａの外周部と主軸受部材１１の内周部１１ｃが接近することによってオイルが圧縮されずに、効果的に、主軸受部材１１の背面規制部１１ａの方向つまり、背圧室２９の空間にオイルが逃がされるため、オイルが圧縮することによる動力損失を低減し、高効率で高信頼性を実現することができる。
【００５８】
更に、主軸受部材１１の内周部１１ｃに、主軸受部材１１と固定スクロール１２の締結面１１ｂから主軸受部材１１の背面規制部１１ａの方向に内径が大きくなるような傾斜８６を設け、かつ主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂにおける内周部１１ｃの内径よりも大きい内径とした凹部８５を設けても、上述する同様の効果が得られることは言うまでもない（図示せず）。
【００５９】
（実施の形態３）
図６を用いて、本発明の第３の実施の形態について説明する。図６は、本発明の第３の実施の形態に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部の断面図を示す。図に示すように、少なくとも主軸受部材１１の内周部１１ｃと自転規制機構１４が接近する範囲において、主軸受部材１１の内周部１１ｃの内径を主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂにおける内周部１１ｃの内径よりも大きくした凹部８５を設けている。
【００６０】
これによって、主軸受部材１１の内周部１１ｃと自転規制機構１４が接近しても、主軸受部材１１の内周部１１ｃの内径を主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂにおける内周部１１ｃの内径よりも大きくしているため、オイルを圧縮することがなく、オイル圧縮による動力損失を低減することができ、圧縮機全体の小型化、軽量化が可能で、かつ高効率で高信頼性を実現することができる。
【００６１】
また、図７に示すように、主軸受部材１１の内周部１１ｃに、主軸受部材１１と固定スクロール１２の締結面１１ｂから主軸受部材１１の背面規制部１１ａの方向に内径が大きくなるような傾斜８６を設けているが、上述する同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００６２】
更に、主軸受部材１１の内周部１１ｃに、主軸受部材１１と固定スクロール１２の締結面１１ｂから主軸受部材１１の背面規制部１１ａの方向に内径が大きくなるような傾斜８６を設け、かつ主軸受部材１１の固定スクロール１２との締結面１１ｂにおける内周部１１ｃの内径よりも大きい内径とした凹部８５を設けても、上述する同様の効果得られることは言うまでもない（図示せず）。
【００６３】
最後に、作動流体を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素とした場合、吐出圧力と吸入圧力の差圧が大きいため、高圧領域から背圧室の差圧も大きく、多量のオイルが流入しやすく、また、主軸受部材の外側の高圧から背圧室２９へ冷媒ガスの漏れが生じやすくなるが、本発明の実施の形態を用いることにより、特に効果が顕著に現れ、高効率、高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、あらゆる運転条件下においても、高効率、高信頼性を実現することがき、作動流体を冷媒と限ることなく、空気スクロール圧縮機、真空ポンプ、スクロール型膨張機等のスクロール流体機械の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００６５】
６ オイル
１１ 主軸受部材
１１ａ 背面規制部
１１ｂ 締結面
１１ｃ 内周部
１２ 固定スクロール
１２ａ 鏡板
１２ｂ ラップ
１２ｃ ラップ溝底面
１２ｄ ラップ先端部
１３ 旋回スクロール
１３ａ 鏡板
１３ｂ ラップ
１３ｃ ラップ底面
１４ 自転規制機構
１５、圧縮室
２９ 背圧室
３０ 高圧領域
８１ 第１の経路
８１ａ 高圧領域側開口部
８１ｂ、８２ａ 背圧室側の開口部
８２ 第２の経路
８２ｂ 開口部
８４ 凹部
８５ 凹部
８６ 傾斜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール及び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、旋回スクロールを自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき圧縮室が容積を変えながら移動することで、吸入、圧縮、吐出を行い、前記旋回スクロールの鏡板背面部を微小な隙間を持って略支持する背面規制部と、前記旋回スクロールを旋回させたときに、前記旋回スクロールの外周部が近接する内周部を有する主軸受部材と、前記固定スクロールと前記主軸受部材を締結することにより、前記旋回スクロールを支持し、前記旋回スクロール背面に吐出圧力雰囲気の高圧領域と背圧室を形成したスクロール圧縮機において、少なくとも前記旋回スクロールの鏡板外周部における厚みの範囲において、前記主軸受部材の内周部の内径を前記主軸受部材の前記固定スクロールとの締結面における内周部の内径よりも大きくしたスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記主軸受部材の前記固定スクロールとの締結面における内周部の内径よりも大きくした凹部を前記主軸受部材の内周部に設けた請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記主軸受部材の内周部に、前記主軸受部材と前記固定スクロールの締結面から前記主軸受部材の背面規制部の方向に内径が大きくなるような傾斜を設けた請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
少なくとも前記主軸受部材の内周部と前記自転拘束機構が接近する範囲において、前記主軸受部材の内周部の内径を前記主軸受部材の前記固定スクロールとの締結面における内周部の内径よりも大きくした請求項１〜３のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記高圧領域と前記背圧室を間欠的に連通させる第１の経路と、前記背圧室と前記圧縮室を間欠的に連通させる第２の経路を設け、前記第１の経路の連通タイミングと前記第２の経路の連通タイミングが異なる請求項１〜４のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
作動流体を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素としてなる請求項１から５のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１】
鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール及び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、旋回スクロールを自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき圧縮室が容積を変えながら移動することで、吸入、圧縮、吐出を行い、前記旋回スクロールの鏡板背面部を微小な隙間を持って略支持する背面規制部と、前記旋回スクロールを旋回させたときに、前記旋回スクロールの外周部が近接する内周部を有する主軸受部材と、前記固定スクロールと前記主軸受部材を締結することにより、前記旋回スクロールを支持し、前記旋回スクロール背面に吐出圧力雰囲気の高圧領域と背圧室を形成したスクロール圧縮機において、少なくとも前記旋回スクロールの鏡板外周部における厚みの範囲において、前記主軸受部材の内周部の内径を前記主軸受部材の前記固定スクロールとの締結面における内周部の内径よりも大きくしたスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記主軸受部材の前記固定スクロールとの締結面における内周部の内径よりも大きくした凹部を前記主軸受部材の内周部に設けた請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記主軸受部材の内周部に、前記主軸受部材と前記固定スクロールの締結面から前記主軸受部材の背面規制部の方向に内径が大きくなるような傾斜を設けた請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
少なくとも前記主軸受部材の内周部と前記自転拘束機構が接近する範囲において、前記主軸受部材の内周部の内径を前記主軸受部材の前記固定スクロールとの締結面における内周部の内径よりも大きくした請求項１〜３のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記高圧領域と前記背圧室を間欠的に連通させる第１の経路と、前記背圧室と前記圧縮室を間欠的に連通させる第２の経路を設け、前記第１の経路の連通タイミングと前記第２の経路の連通タイミングが異なる請求項１〜４のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
作動流体を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素としてなる請求項１から５のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−５２４９３（Ｐ２０１２−５２４９３Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９７２８８（Ｐ２０１０−１９７２８８）
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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