JP5384016B2 - 密閉式スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、密閉容器内に固定スクロールと揺動スクロールを有する圧縮要素を備えた密閉式スクロール圧縮機に関するものである。

従来よりこの種スクロール圧縮機は、密閉容器内に固定スクロールと揺動スクロールとを有する圧縮要素と、揺動スクロールを旋回駆動する電動要素を備える。固定スクロールは渦巻状のラップが端面に突設されることにより、渦巻状の溝部が形成されている。揺動スクロールも同様に端面に突設された渦巻状のラップを有し、このラップが固定スクロールの溝部内に位置した状態で、その内周側と外周側に複数の圧縮室が形成されている。

そして、揺動スクロールが旋回駆動によって圧縮室を中心に移動させて、その容積を減少して冷媒の圧縮を行うものであった。

このようなスクロール圧縮機では、揺動スクロールと固定スクロールとで形成される各圧縮室内からの冷媒の漏洩を防止して高効率な運転を実現するために、固定スクロールと揺動スクロール間の隙間を低減することが重要である。このため、揺動スクロールの背面にスラストリングを設け、圧縮要素の駆動時にスラストリング背面空間に圧縮過程の冷媒を導入して揺動スクロールを固定スクロールに押しつけて、両スクロール間の冷媒の漏れを抑制していた（例えば、特許文献１参照）。
米国特許第６１４６１１９号

しかしながら、揺動スクロールを固定スクロールに押し付けるスラストリングの押付力
が強すぎて摩耗したり、スラストリングと揺動スクロール間の摺動ロスが増大する問題が生じていた。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、固定スクロールと揺動スクロールとの間からの冷媒の漏洩を防止しながら、スラストリングと揺動スクロール間の摺動ロスを低減して、密閉式スクロール圧縮機の効率を改善することを目的とする。

本発明の密閉式スクロール圧縮機は、密閉容器内に、固定スクロール及び揺動スクロールを有した圧縮要素と、揺動スクロールを旋回駆動する電動要素とを備え、この電動要素が、冷媒導入管により密閉容器内に冷媒が導入される空間に位置し、揺動スクロールを固定スクロールに向けて軸方向に移動自在に支持すると共に、揺動スクロールの背面にスラストリングを設け、圧縮要素の駆動時には、スラストリングの背面空間に圧縮過程の冷媒を導入し、当該スラストリングを介して、揺動スクロールを固定スクロールに押し付ける機能を具備したものであって、スラストリングを支持する支持部材と、この支持部材に形成されてスラストリングを受け入れるリング溝と、スラストリングの内周縁及び外周縁に設けられ、このスラストリングとリング溝間をシールする背面側シール部材と、スラストリングの揺動スクロール側の面の内周側及び外周側に設けられ、当該スラストリングと揺動スクロールの背面間をシールする正面側シール部材とを備え、揺動スクロールの背面とスラストリングとの間に位置する当該スラストリングの正面空間に圧縮過程の冷媒を導入し、且つ、当該スラストリングの正面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ１と、背面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ２の関係を、Ｆ１＜Ｆ２とすると共に、スラストリングの背面空間に対応する背面側シール部材間のスラストリングの表面積Ａ１と、スラストリングの正面空間に対応する正面側シール部材間のスラストリングの表面積Ａ２の関係を、Ａ１＞Ａ２としたことを特徴とする。

請求項２の発明の密閉式スクロール圧縮機は、請求項１に記載の発明においてスラストリングの正面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ１と、背面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ２の関係が、Ｆ１＜Ｆ２となる範囲内で、スラストリングの正面空間に、背面空間に導入する圧縮過程の冷媒よりも高い圧力の圧縮過程の冷媒を導入することを特徴とする。

本発明によれば、密閉容器内に、固定スクロール及び揺動スクロールを有した圧縮要素と、揺動スクロールを旋回駆動する電動要素とを備え、この電動要素が、冷媒導入管により密閉容器内に冷媒が導入される空間に位置し、揺動スクロールを固定スクロールに向けて軸方向に移動自在に支持すると共に、揺動スクロールの背面にスラストリングを設け、圧縮要素の駆動時には、スラストリングの背面空間に圧縮過程の冷媒を導入し、当該スラストリングを介して、揺動スクロールを固定スクロールに押し付ける機能を具備した密閉式スクロール圧縮機において、揺動スクロールの背面とスラストリングとの間に位置する当該スラストリングの正面空間に圧縮過程の冷媒を導入し、且つ、当該スラストリングの正面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ１と、背面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ２の関係を、Ｆ１＜Ｆ２としたので、揺動スクロールを固定スクロールに押し付ける力を十分に確保しながら、スラストリングが揺動スクロール間に必要以上に強く押しつけられる不都合を抑制することができるようになる。

これにより、固定スクロールと揺動スクロールとの間からの冷媒の漏洩を防止しながら、スラストリングと揺動スクロール間の摺動ロスを軽減することができる。

特に、スラストリングを支持する支持部材と、この支持部材に形成されてスラストリングを受け入れるリング溝と、スラストリングの内周縁及び外周縁に設けられ、このスラストリングとリング溝間をシールする背面側シール部材と、スラストリングの揺動スクロール側の面の内周側及び外周側に設けられ、当該スラストリングと揺動スクロールの背面間をシールする正面側シール部材とを備え、スラストリングの背面空間に対応する背面側シール部材間のスラストリングの表面積Ａ１と、スラストリングの正面空間に対応する正面側シール部材間のスラストリングの表面積Ａ２の関係を、Ａ１＞Ａ２としたので、スラストリングの正面空間とスラストリングの背面空間に同一の圧縮過程の冷媒を導入するだけで、スラストリングの正面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ１と、背面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ２の関係を、Ｆ１＜Ｆ２とすることができる。

これにより、圧力導入のための構造を簡素化することができるようになる。

また、請求項２の発明の如くスラストリングの正面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ１と、背面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ２の関係が、Ｆ１＜Ｆ２となる範囲内で、スラストリングの正面空間に、背面空間に導入する圧縮過程の冷媒よりも高い圧力の圧縮過程の冷媒を導入するものとすれば、正面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ１を背面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ２に近づけることができるようになる。

これにより、揺動スクロールを固定スクロールに押し付ける機能を支障無く担保しながら、スラストリングと揺動スクロール間の摺動ロスを最小限に抑制することができるようになる。

総じて、密閉式スクロール圧縮機の効率を改善することができるようになる。

本発明は、密閉式スクロール圧縮機において揺動スクロールを固定スクロールに押し付けるために、揺動スクロールの背面にスラストリングを設け、このスラストリングの背面空間に圧縮過程の冷媒を導入して揺動スクロールを固定スクロールに押しつけることで、両スクロール間の冷媒の漏れを抑制する場合に、スラストリングから揺動スクロールを固定スクロールに押し付ける方向に働く力が強すぎて、スラストリングと揺動スクロール間の摺動ロスが増大する不都合を解消するために成されたものである。このように、固定スクロールと揺動スクロールとの間からの冷媒の漏洩を防止しながら、スラストリングと揺動スクロール間の摺動ロスを低減するという目的を、揺動スクロールの背面とスラストリングとの間に位置する当該スラストリングの正面空間に圧縮過程の冷媒を導入し、且つ、当該スラストリングの正面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ１と、背面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ２の関係を、Ｆ１＜Ｆ２とすることにより実現した。以下、図面に基づき本発明の実施の形態を詳述する。

図１は、本発明を適用した密閉式スクロール圧縮機の一実施例の縦断側面図、図２は図１の一部拡大図をそれぞれ示している。各図において、１は密閉容器である。この密閉容器１は、縦長円筒状を呈する容器本体１Ａと、この容器本体１Ａの両端（上下両端）にそれぞれ溶接固定された略椀状を呈するエンドキャップ１Ｂ及びボトムキャップ１Ｃとから構成されている。

そして、この密閉容器１内の上方には当該密閉容器１内の空間を上下に仕切る仕切板１０が設けられている。即ち、密閉容器１の内部は、仕切板１０にて上側の空間１１と、下側の空間１２とに仕切られている。

上記密閉容器１内の下側の空間１２には、上側に圧縮要素２、下側にこの圧縮要素２を駆動するための駆動手段としての電動要素３がそれぞれ収納されている。また、空間１２の底部（即ち、ボトムキャップ１Ｃの内面）６５は圧縮要素２等を潤滑する潤滑油が貯留される油溜めとされている。この圧縮要素２と電動要素３間の密閉容器１内には、支持フレーム４が収納されており、この支持フレーム４には中央に軸受部６とボス収容部２２とが形成されている。この軸受部６は、回転軸５の先端（上端）側を軸支するためのものであり、当該支持フレーム４の一方の面（下側の面）の中央から下方に突出して形成されている。また、ボス収容部２２は後述する揺動スクロール８のボス２４を収容するためのものであり、支持フレーム４の他方の面（上側の面）の中央を下方に凹陥することにより形成されている。

また、前記回転軸５の先端（上端）には、偏心軸２３が形成されている。この偏心軸２３は、中心が回転軸５の軸心と偏心して設けられると共に、スライドブッシュ２７及び旋回軸受け２８を介して、ボス２４に旋回駆動可能に挿入されている。

前記圧縮要素２は、固定スクロール７と揺動スクロール８とで構成されている。固定スクロール７は、円板状の鏡板１４と、この鏡板１４の一方の面（下側の表面）に立設されたインボリュート状、又は、これに近似した曲線からなる渦巻状のラップ１５と、このラップ１５の周囲を取り囲むように立設された周壁１６と、この周壁１６の周囲に設けられ、外周縁が密閉容器１の容器本体１Ａの内面に焼き嵌めされたフランジ１７とで構成されている。固定スクロール７の鏡板１４の中央部には、前記仕切板１０にて仕切られた上側の密閉容器１内の空間１１に連通する吐出孔１８が形成されている。そして、固定スクロール７はラップ１５の突出方向を下方とされている。

本実施例の構成では、固定スクロール７の鏡板１４は、当該鏡板１４の他方の面（上側の面）に突出すると共に、吐出孔１８を有する円筒状の突出部３０を備える。そして、この突出部３０は、前記仕切板１０に形成された保持孔１０Ａに嵌合し、当該突出部３０の上側の面３０Ａが仕切板１０の上側の空間１１に臨むよう構成されている。この突出部３０の上面３０Ａには、吐出孔１８を開閉する吐出弁３２と、この吐出弁３２に隣接して複数のリリース弁３４とが設けられている。当該リリース弁３４は、冷媒の過圧縮を防止するために設けられたものであり、図示しないリリースポートを介して圧縮過程の後述する圧縮空間２５と連通されている。

具体的に、圧縮過程の冷媒圧力が吐出孔１８に至る以前に吐出圧力に達すると、リリース弁３４が開放されて、圧縮空間２５内の冷媒がリリースポートを介して外部に吐出されることとなる。

一方、前記揺動スクロール８は、円板状の鏡板２０と、この鏡板２０の一方の面（上側の表面）に立設されたインボリュート状、又は、これに近似した曲線からなる渦巻状のラップ２１と、鏡板２０の他方の面（下側の面）の中央に突出形成された前述したボス２４とで構成されている。そして、揺動スクロール８はラップ２１の突出方向を上方として、このラップ２１が固定スクロール７のラップ１５に１８０度回し、向かい合って噛み合うように配置され、内部のラップ１５、２１間に複数の圧縮空間２５が形成されている。

即ち、揺動スクロール８のラップ２１は、固定スクロール７のラップ１５と対向し、両ラップ２１、１５の先端面が相手の底面に接するように噛み合い、且つ、揺動スクロール８は回転軸５の軸心から偏心して設けられた偏心軸２３に嵌合されているため、２つの渦巻状のラップ２１、１５は、互いに偏心して、その偏心方向の線上で接して閉じこめられた複数の空間２５を作り、この空間２５の各々が圧縮室となる。

前記固定スクロール７は、その周壁１６の周囲に設けられたフランジ１７が複数のボルト３７を介して支持フレーム４に固定されている。また、揺動スクロール８は、オルダムリング４０を介して支持フレーム４に支持されている。このオルダムリング４０は、揺動スクロール８を固定スクロール７に対して自転しないように円軌道上を公転させるためのものであり、相対向する位置に上側に突出して形成された一対のオルダムキー４１、４１を備える。

これらオルダムキー４１、４１は、固定スクロール７の下面に形成されたキー溝４２、に摺動自在に係合する。この場合、オルダムリング４０は、揺動スクロールの旋回に伴い固定スクロール７と支持フレーム４との間に形成された摺動スペース４３内をオルダムキー４１の延出方向に沿って摺動する。

更に、揺動スクロール８は、固定スクロール７に対して偏心して公転するため、２つの渦巻状のラップの偏心方向と接触位置は回転しながら移動し、前記圧縮室は外側から内側の圧縮空間２５に向かって移りながら縮小していく。最初、外側の圧縮空間２５から入り込んで閉じこめられた低圧の冷媒ガスは、断熱圧縮されながら内側に移動し、最後に中央部に到達するときには、高温高圧の冷媒ガスとなる。この冷媒ガスは、当該中央部に設けられた吐出孔１８を介して空間１１に送り出される。

一方、前記電動要素３は、密閉容器１に固定されたステータ５０と、このステータ５０の内側に配置され、ステータ５０内で回転するロータ５２とから構成されており、このロータ５２の中心に回転軸５が嵌合されている。回転軸５の末端（下端）は、密閉容器１の底部に配置された軸受け９に軸支されている。

また、回転軸５の内部には当該回転軸５の軸方向に沿って油路６０が形成されている。この油路６０は、回転軸５の下端に位置する吸込口６１と、この吸込口６１の上方に形成されたパドル６３とを備える。回転軸５の下端は、油溜め６５に貯留された潤滑油に浸漬されて、当該油路６０の吸込口６１が潤滑油内にて開口している。また、油路６０には各軸受けに対応する位置に潤滑を給油する給油口６４が形成されている。係る構成により、回転軸５が回転すると、油溜め６５に貯留された潤滑油が回転軸５の吸込口６１から油路６０に入り、この油路６０のパドル６３に沿って上方に汲み上げられる。そして、汲み上げられた潤滑油は各給油口６４等を介して各軸受けや圧縮要素２の摺動部に供給されることとなる。

他方、前記密閉容器１には、当該密閉容器１内の下側の空間１２内に冷媒を導入するための冷媒導入管６７と、圧縮要素２にて圧縮され、前記吐出孔１６を介して密閉容器１内の上側の空間１１に吐出された冷媒を外部に吐出するための冷媒吐出管６８とが設けられている。本実施例では、冷媒導入管６７は密閉容器１の容器本体１Ａの側面に溶接固定され、冷媒吐出管６８はエンドキャップ１Ｂの側面に溶接固定されている。

図２は、圧縮要素２周辺部の拡大図である。図２に示すように、支持フレーム４の上面には、ボス収容部２２の周囲に環状のリング溝７０が形成され、このリング溝７０には、鉄系の焼結部材にて形成されたスラストリング７２が配置されている。このスラストリング７２は、揺動スクロール８の鏡板２０を支持し、この揺動スクロール８の旋回時において揺動スクロール８と支持フレーム４との摺動抵抗を軽減させるためのものである。このスラストリング７２の下面には、位置決めピン７３が突設され、この位置決めピン７３はリング溝７０に設けられた係合穴７４に挿入されている。このため、揺動スクロール８がスラストリング７２上を旋回した場合であっても、スラストリング７２は、位置決めピン７３により、スラストリング７２の回転が阻止された状態で支持フレーム４に位置決めされる。

また、本実施例の構成では、揺動スクロール８は固定スクロール７に向けて軸方向に移動自在に支持されており、圧縮要素２の駆動時に、スラストリング７２の下面（背面）に圧縮要素２による圧縮過程の冷媒を導入することにより、スラストリング７２を介して、揺動スクロール８を固定スクロール７に押し付け可能な構成とされている。

具体的に、スラストリング７２と支持フレーム４との間には、上記圧縮過程の冷媒が導入される背面空間７５が形成されている。また、スラストリング７２の内周縁及び外周縁には、背面空間７５の気密性を確保するためにそれぞれＯリング（背面側シール部材）７６、７７が配置されている。また、揺動スクロール２０及びスラストリング７２には、圧縮空間２５と背面空間７５とを連通する連通孔７８が設けられている。この連通孔７８は、揺動スクロール８に形成された第１連通孔７９と、スラストリング７２に形成された第２連通孔８０とから構成されている。

第１連通孔７９は、揺動スクロール８の鏡板２０の半径方向に延出するように形成され、この鏡板２０の上面（ラップ面）に上面口７９Ａ、鏡板２０の下面（背面）に下面口７９Ｂを備える。上面口７９Ａは、中間圧力の圧縮空間２５に連通する位置に設けられ、この中間圧力は吸込圧力により近い値に設定されている。

一方、第２連通孔８０は、スラストリング７２を軸心方向（上下方向）に貫通する貫通孔であり、このスラストリング７２の上面に形成された上面口８０Ａと、当該スラストリング７２の下面に形成され、背面空間７５に連通した下開口８０Ｂとを備える。本実施例の構成では、揺動スクロール８が旋回駆動する際に、この揺動スクロール８に形成された第１連通孔７９の下面口７９Ｂがスラストリング７２に形成された第２連通孔８０の上面口８０Ａと常時連通するように、この第２連通孔８０の上面口８０Ａは、下面口７９Ｂの旋回軌跡を含む位置に形成されている。従って、圧縮要素２の駆動時に圧縮空間２５の中間圧力を背面空間７５に常時導入でき、スラストリング７２を介して揺動スクロール８を固定スクロール７に安定して押し付けることができる。

また、万一、圧縮空間２５内に塵埃等が生じて、この塵埃等が冷媒と共に第１連通孔７９に導入された場合であっても、この第１連通孔７９の下面口７９Ｂは、第２連通口８０の上面口８０Ａの内側に存在するため、塵埃等がスラストリング７２と揺動スクロール８途の摺動面内に侵入することはない。このため、揺動スクロール８の旋回時における揺動スクロール８とスラストリング７２との摺動抵抗の増加、若しくは、上記塵埃等により摺動面が損傷する不都合を防止できる。

また、スラストリング７２の上面には、図３に示すように第２連通孔８０の上面口８０Ａの外周側と内周側にそれぞれ環状の溝８１Ａ、８１Ｂ形成されており、各溝８１Ａ、８１Ｂにそれぞれ耐摩耗性に優れたシール部材（正面側シール部材）８２Ａ、８２Ｂ（図２）が配置されている。各シール部材８２Ａ、８２Ｂは、圧縮空間２５から第１連通孔７９に導入された冷媒がスラストリング７２と揺動スクロール８との摺動面を通じて、背面空間７５以外の他の空間（例えば、ボス収容部２２）へ流出することを防止するものである。

これにより、揺動スクロール８の旋回時にこの揺動スクロール８を反転させようとする力が生じた場合であっても、シール部材８２Ａ、８２Ｂにより圧縮空間２５から第１連通孔７９に流入した冷媒がスラストリング７２と揺動スクロール８との摺動面を通じて、ボス収容部２２に流入することを防止できる。従って、ボス収容部２２に流入した中間圧力の冷媒が油路６０に流れ込んで、潤滑油の供給が阻害される不都合を防止できる。

一方、スラストリング７２の内周縁及び外周縁には、それぞれ前述したＯリング７６、７７が設けられ、これらＯリング７６、７７を介してスラストリング７２と支持フレーム４のリング溝７０との気密性が確保されている。本実施例では、スラストリング７２の内周縁に設けられたＯリング７６は、外周縁に設けられたＯリング７７よりも高い位置に配置されている。具体的に、図４に示すようにスラストリング７２の内周縁には、下段部８５と、この下段部８５よりも内方に突出した上段部８６が形成され、この上段部８６にＯリング７６を取り付けるためのリング状の溝７６Ａが形成されており、この溝７６ＡにＯリング７６が配置される。これに対して、スラストリング７２の外周縁の下部にはＯリング７７を取り付けるためのリング状の溝７７Ａが形成され、該溝７７ＡにＯリング７７が配置される。

更に、スラストリング７２の外周縁の上部は、図２に示すようにリング溝７０から上方に突出するように構成されており、この上部がオルダムリング４０の摺動スペース４３の内壁として機能する。このように、スラストリング７２の内周縁に設けたＯリング７６を外周縁に設けたＯリング７７よりも高い位置に配置することで、その外周縁の上部をオルダムリング４０の摺動スペース４３の内壁として利用することができ、スペースの有効活用を図ることができる。これにより、装置の小型化を図ることができるようになる。

ところで、一般にＯリングを介して気密性を確保する場合、スラストリングの内周縁及び外周縁と、リング溝の内壁及び外壁との間には、それぞれＯリングを潰して介装するだけの隙間を設ける必要がある。しかしながら、この隙間の分、スラストリングとリング溝との間にガタが生じて、スラストリングがリング溝内で傾くため、揺動スクロールに一様の押しつけ力が作用しなくなってしまう。このように揺動スクロールが傾くことで、揺動スクロールと固定スクロールとの間の圧縮空間から冷媒が漏れて、密閉型スクロール圧縮機の冷却効率の低下を招く恐れがあった。

これを防止するために、支持フレーム４のリング溝７０にスラストリング７２を配置した場合、このリング溝７０の内壁には、スラストリング７２の内周縁の上段部８６にＯリング６６を介して対向するシール面（シール部）９０と、このスラストリング７２の下段部８５とインロー（例えば、すきま嵌め）に嵌合するガイド面（ガイド部）９１とが形成されている。

そして、スラストリング７２の内周縁の上段部８６と、リング溝７０の内壁のシール面９０との間には、小許隙間が形成されており、この隙間にＯリング７６が介装されている。一方、スラストリング７２の内周縁の下段部８５は、リング溝７０の内壁のガイド面９１のインローに嵌合し、スラストリング７２は、ガイド面９１に沿ってリング溝７０内を摺動自在に設けられている。

このように、スラストリング７２の内周縁の下段部８５は、リング溝７０の内壁のガイド面９１のインローに嵌合しているため、これら下段部８５とガイド面９１との間に、ガタが生じることはない。従って、背面空間７５に冷媒を導入して、スラストリング７２をリング溝７０のガイド面９１に沿って上下方向に摺動させることにより、このスラストリング７２がリング溝７０内で傾くことが防止される。このため、スラストリング７２を介して揺動スクロール８に一様な押し付け力を作用させることにより、この揺動スクロール８の傾きが防止されるため、これら揺動スクロール８と固定スクロール７とが密接する。これにより、揺動スクロール８と固定スクロール７間に形成される圧縮空間２５からの冷媒漏れが抑制され、密閉型スクロール圧縮機Ｃの冷却効率の向上を図ることができる。

ここで、スラストリング７２を傾かせることなく、ガイド溝に沿って摺動させる構成として、ガイド溝にガイドピンを立設し、このガイドピンをスラストリングに貫通させる構成も考えられる。しなしながら、このような構成では、立設するガイドピンの位置精度が要求されるため、加工が困難になるといった問題がある。これに対して、上述した本実施例の構成ではリング溝７０の内壁の下段部８５がスラストリング７２の内周縁とインローに嵌合する精度を備えるだけで良い。特に、周面加工においては、高い加工精度を発揮することが比較的容易であるため、ガイドピンを立設するものに比べて、容易に加工することができるといった効果を奏する。

更にまた、スラストリング７２を配置するリング溝７０に、ガイド面９１の上方にＯリング７６と当接するシール面９０を備えるので、スラストリング５２とリング溝７０との気密性を十分に確保することができると共に、スラストリング７２を安定して上下方向に移動させることができる。また、本実施形態では、スラストリング７２は、鉄系の焼結部材で形成されるため、無垢の鉄系材料を切削加工するものに比べて加工が容易となる。

ところで、このような揺動スクロールの背面にスラストリングを設けて、スラストリングの背面空間に圧縮過程の冷媒を導入し、当該スラストリングを介して、揺動スクロールを固定スクロールに押し付ける機能を具備したスクロール圧縮機では、揺動スクロールを固定スクロールに押し付けるスラストリングの押付力が強すぎて摩耗したり、スラストリングと揺動スクロール間の摺動ロスが増大する問題が生じていた。

そこで、本発明では揺動スクロール８の背面とスラストリング７２との間に位置する当該スラストリング７２の正面空間に圧縮過程の冷媒を導入するものとする。具体的に、本実施例では、図３に示すようにスラストリング７２の上面（正面）に、背面空間７５に圧縮過程の冷媒を導入するための前記連通孔７８と連通する環状の溝９５を形成し、そこからスラストリング７２の正面空間９６に背面空間７５に導入される圧縮過程の冷媒の一部を導入可能に構成している。この溝９５は、前述したシール部材８２Ａ、８２Ｂを挿入するための外側の溝８１Ａと内側の溝８１Ｂの間であって、且つ、連通孔７８の第２連通孔８０と連通する位置に形成されている。係る構成により、圧縮要素２の駆動時に圧縮空間２５の中間圧力が連通孔７８を介して、背面空間７５に導入される際に、当該溝９５を介してスラストリング７２の上面（正面）にも同様に中間圧力が導入されることとなる。このため、スラストリング７２の正面空間９６に中間圧力を導入することができる。

この場合、スラストリング７２の正面空間９６からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ１と、背面空間７５からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ２の関係が、Ｆ１＜Ｆ２となるように設定されている。本実施例では、スラストリング７２の背面空間７５に対応する背面側のＯリング７６、７７間の表面積Ａ１と、スラストリング７２の正面空間に対応する正面側のシール部材８２Ａ、８２Ｂ間の表面積Ａ２との関係が、Ａ１＞Ａ２となるように構成されている。即ち、スラストリング７２のＯリング７６とＯリング７７の背面側に相当するスラストリング７２の表面積Ａ１が、スラストリング７２のシール部材８２Ａの内周側からシール部材８２Ｂの外周側に相当する表面積Ａ２より大きくなるよう構成されている。

このように、スラストリング７２の背面空間７５に対応する背面側のＯリング７６、７７間の表面積Ａ１を、スラストリング７２の正面空間９６に対応する正面側のシール部材８２Ａ、８２Ｂ間の表面積Ａ２より大きくすることで、両空間７５、９６に同じ圧力の冷媒が導入された場合であっても、背面空間７５からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ２をスラストリング７２の正面空間９６からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ１より大きくすることができる。

即ち、本実施例の如く背面空間７５と正面空間９６に同じ中間圧の冷媒を導入した場合であっても、背面空間７５からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ２をスラストリング７２の正面空間９６からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ１より大きくすることが可能となる。

このように、揺動スクロール８の背面とスラストリング７２との間に位置する当該スラストリング７２の正面空間９６に圧縮過程の冷媒を導入すると共に、スラストリングの正面空間からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ１と、背面空間７５からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ２の関係を、Ｆ１＜Ｆ２とすることで、スラストリング７２が揺動スクロール８に必要以上に強く押しつけられる不都合を抑制しながら、スラストリング７２を介して、揺動スクロール８を固定スクロール７に安定して押し付けることができる。これにより、固定スクロール７と揺動スクロール８との間からの冷媒の漏洩を防止しながら、スラストリング７２と揺動スクロール８間の摺動ロスを軽減することができる。

特に、スラストリング７２の背面空間７５に対応する背面側のＯリング７６、７７間の表面積Ａ１を、スラストリング７２の正面空間９６に対応する正面側のシール部材８２Ａ、８２Ｂ間の表面積Ａ２より大きくすることで、スラストリング７２の正面空間９６とスラストリングの背面空間７５に同一の圧縮過程の冷媒を導入するだけで、スラストリング７２の正面空間９６からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ１と、背面空間７５からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ２の関係を、Ｆ１＜Ｆ２とすることができる。

即ち、スラストリング７２の背面空間７５に圧縮過程の冷媒を導入するための連通孔７８を利用してスラストリング７２の正面空間９６に圧縮過程の冷媒を導入して、スラストリング７２が揺動スクロール８に必要以上に強く押しつけられる不都合を抑制しながら、揺動スクロール８を固定スクロール７に安定して押し付けることができるようになる。これにより、スラストリング７２の背面空間７５に圧縮過程の冷媒を導入するための通路と、スラストリング７２の正面空間９６に圧縮過程の冷媒を導入するための通路とを兼用することができるので、圧力導入のための構造を簡素化することができる。総じて、密閉式スクロール圧縮機Ｃの効率を改善することができるようになる。

尚、上記実施例１では、スラストリング７２の背面空間７５に圧縮過程の冷媒を導入するための連通孔７８を利用してスラストリング７２の正面空間９６に圧縮過程の冷媒を導入する、即ち、スラストリング７２の正面空間９６とスラストリングの背面空間７５に同一の中間圧力を導入するものとしたが、本発明はこれに限定されるものでなく、スラストリングの正面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ１と、背面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ２の関係が、Ｆ１＜Ｆ２を満たすように、スラストリングの正面空間と背面空間の両空間に圧縮過程の冷媒を導入可能に構成されたものであれば、本発明は有効である。

例えば、スラストリングの正面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ１と、背面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ２の関係が、Ｆ１＜Ｆ２となる範囲内で、スラストリングの正面空間に、背面空間に導入する圧縮過程の冷媒よりも高い圧力の圧縮過程の冷媒を導入するものとしても差し支えない。ここで、上記の如くスラストリングの正面空間に、背面空間に導入する圧縮過程の冷媒よりも高い圧力の圧縮過程の冷媒を導入可能に構成した密閉式スクロール圧縮機の一例を図５乃至図８を用いて説明する。尚、図５乃至図８において、前記各図１乃至図４と同一の符号が付されているものは、同様、或いは、類似の効果、若しくは、作用を奏するものであるため、ここでは説明を省略し、本実施例では上記実施例１と異なる点のみを説明する。

本実施例の密閉式スクロール圧縮機Ｃでは、スラストリング７２の背面空間７５に圧縮過程の冷媒を導入するための通路と、スラストリング７２の正面空間９６に圧縮過程の冷媒を導入するための通路とが別々に形成されている。具体的に、揺動スクロール２０及びスラストリング７２に、圧縮空間２５と背面空間７５とを連通する連通孔１００が設けられ、当該連通孔１００がスラストリング７２の背面空間７５に圧縮過程の冷媒を導入するための通路とされている。

この連通孔１００は、揺動スクロール８に形成された第１連通孔１０１と、スラストリング７２に形成された第２連通孔１０２とから構成されている。 第１連通孔１０１は、揺動スクロール８の鏡板２０の半径方向に延出するように形成され、この鏡板２０の上面（ラップ面）に上面口１０１Ａ、鏡板２０の下面（背面）に下面口１０１Ｂを備える。上面口１０１Ａは、中間圧力の圧縮空間２５に連通する位置に設けられ、この中間圧力は吸込圧力により近い値に設定されている。

一方、第２連通孔１０２は、スラストリング７２を軸心方向（上下方向）に貫通する貫通孔であり、このスラストリング７２の上面に形成された上面口１０２Ａと、当該スラストリング７２の下面に形成され、背面空間７５に連通した下開口１０２Ｂとを備える。本実施例の構成では、揺動スクロール８が旋回駆動する際に、この揺動スクロール８に形成された第１連通孔１０１の下面口１０１Ｂがスラストリング７２に形成された第２連通孔１０２の上面口１０２Ａと常時連通するように、この第２連通孔１０２の上面口１０２Ａは、下面口１０１Ｂの旋回軌跡を含む位置に形成されている。従って、圧縮要素２の駆動時に圧縮空間２５の中間圧力を背面空間７５に常時導入して、スラストリング７２を介して揺動スクロール８を固定スクロール７に安定して押し付けることができる。また、スラストリング７２の上面（正面）の上記上面口１０２Ａの周囲にはリング状の溝１０５が形成され、該溝１０５には耐摩耗性に優れたシール部材１０７が設けられている（図６）。これにより、連通孔１００を介して背面空間７５に導入される中間圧力がスラストリング７２の上面（正面空間９６）に侵入する不都合を防ぐことができる。

更に、揺動スクロール８及びスラストリング７２の上面（正面）には、圧縮空間２５とスラストリング７２の正面空間９６とを連通する連通部１１０が設けられ、当該連通部１１０がスラストリング７２の正面空間９６に圧縮過程の冷媒を導入するための通路とされている。

この連通部１１０は、揺動スクロール８に形成された連通孔１１１と、スラストリング７２の上面（正面）に形成された溝１１２とから構成されている。連通孔１１１は、揺動スクロール８の鏡板２０の半径方向に延出するように形成され、この鏡板２０の上面（ラップ面）に上面口１１１Ａ、鏡板２０の下面（背面）に下面口１１１Ｂを備える。上面口１１１Ａは、中間圧力の圧縮空間２５に連通する位置に設けらている。更に、上面口１１１Ａは、スラストリング７２の正面空間９６からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ１と、背面空間７５からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ２の関係が、Ｆ１＜Ｆ２となる範囲内で、高い圧力の圧縮過程の冷媒圧力がスラストリング７２の正面空間９６に導入されるように前記連通孔１００の上面口１０１Ａより圧力の高い圧縮空間２５と連通する位置に設けられている。

また、溝１１２は、図７に示すようにスラストリング７２の上面（正面）に設けられている。この溝１１２は、前述したシール部材８２Ａ、８２Ｂを挿入するための外側の溝８１Ａと内側の溝８１Ｂの間であって、且つ、連通孔１００の第２連通孔１０２と連通しないようにＣ字状に形成されている。

本実施例の構成では、揺動スクロール８が旋回駆動する際に、この揺動スクロール８に形成された連通孔１１１の下面口１１１Ｂがスラストリング７２に形成された溝１１２と常時連通するように、溝１１２は、下面口１１１Ｂの旋回軌跡を含む位置に形成されている。従って、圧縮要素２の駆動時に圧縮空間２５の中間圧力を正面空間９６に常時導入することができる。

このように、前記実施例同様にスラストリング７２の正面空間９６からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ１と、背面空間７５からスラストリング９６に加わる作用力Ｆ２の関係を、Ｆ１＜Ｆ２としたので、揺動スクロール８を固定スクロール７に押し付ける力を十分に確保しながら、スラストリング７２が揺動スクロール８間に必要以上に強く押しつけられる不都合を抑制することができるようになる。これにより、固定スクロール７と揺動スクロール８との間からの冷媒の漏洩を防止しながら、スラストリング７２と揺動スクロール８間の摺動ロスを軽減することができる。

特に、本実施例ではスラストリング７２の正面空間９６からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ１と、背面空間７５からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ２の関係が、Ｆ１＜Ｆ２となる範囲内で、スラストリング７２の正面空間９６に、背面空間９６に導入する圧縮過程の冷媒よりも高い圧力の圧縮過程の冷媒が導入可能に構成されているので、正面空間９６からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ１を背面空間７５からスラストリング７２に加わる作用力Ｆ２に近づけることができるようになる。

これにより、揺動スクロール８を固定スクロール７に押し付ける機能を支障無く担保しながら、スラストリング７２と揺動スクロール８間の摺動ロスを最小限に抑制することができる。これにより、密閉式スクロール圧縮機Ｃの効率をより一層改善することができるようになる。

本発明を適用した密閉式スクロール圧縮機の一実施例の縦断側面図である（実施例１）。 図１の密閉式スクロール圧縮機の圧縮要素周辺部の拡大図である。 図１の密閉式スクロール圧縮機のスラストリングの平面図である。 図３のスラストリングの縦断側面図である。 本発明を適用した他の実施例の密閉式スクロール圧縮機の縦断側面図である（実施例２）。 図５の密閉式スクロール圧縮機の圧縮要素周辺部の拡大図である。 図５の密閉式スクロール圧縮機のスラストリングの平面図である。 図７のスラストリングの縦断側面図である。

Ｃ 密閉式スクロール圧縮機
１ 密閉容器
１Ａ 容器本体
１Ｂ エンドキャップ
１Ｃ ボトムキャップ
２ 圧縮要素
３ 電動要素
４ 支持フレーム
５ 回転軸
６ 軸受部
７ 固定スクロール
８ 揺動スクロール
９ 軸受け
１０ 仕切板
１０Ａ 保持孔
１１ 上側空間
１２ 下側空間
１４、２０ 鏡板
１５、２１ ラップ
１６ 周壁
１７ フランジ
１８ 吐出孔
２２ ボス収容部
２３ 偏心軸
２４ ボス
２５ 圧縮空間
２７ スライドブッシュ
３０ 突出部
３０Ａ 上面
３２ 吐出弁
３４ リリース弁
３７ ボルト
４０ オルダムリング
４１ オルダムキー
４２ キー溝
４３ 摺動スペース
５０ ステータ
５２ ロータ
６０ 油路
６１ 吸込口
６３ パドル
６４ 給油口
６５ 油溜め
６７ 冷媒導入管
６８ 冷媒吐出管
７０ リング溝
７２ スラストリング
７３ 位置決めピン
７４ 係合穴
７５ 背面空間
７６、７７ Ｏリング（背面側シール部材）
７６Ａ、７７Ｂ Ｏリング用の溝
７８ 連通孔
７９ 第１連通孔
７９Ａ、８０Ａ 上面口
７９Ｂ、８０Ｂ 下面口
８０ 第２連通孔
８１Ａ、８１Ｂ 溝
８２Ａ、８２Ｂ シール部材（正面側シール部材）
８５ 下段部
８６ 上段部
８７ 通気溝
９０ シール面
９１ ガイド面
９５ 溝
９６ 正面空間
１００ 連通孔
１０１ 第１連通孔
１０２ 第２連通孔
１０１Ａ、１０２Ａ 上面口
１０１Ｂ、１０２Ｂ 下面口
１０７ シール部材
１１０ 連通部
１１１ 連通孔
１１１Ａ 上面口
１１１Ｂ 下面口
１１２ 溝
１１５ リング溝

Claims (2)

1. 密閉容器内に、固定スクロール及び揺動スクロールを有した圧縮要素と、前記揺動スクロールを旋回駆動する電動要素とを備え、該電動要素が、冷媒導入管により前記密閉容器内に冷媒が導入される空間に位置し、前記揺動スクロールを前記固定スクロールに向けて軸方向に移動自在に支持すると共に、前記揺動スクロールの背面にスラストリングを設け、前記圧縮要素の駆動時には、前記スラストリングの背面空間に圧縮過程の冷媒を導入し、当該スラストリングを介して、前記揺動スクロールを前記固定スクロールに押し付ける機能を具備した密閉型スクロール圧縮機において、
   前記スラストリングを支持する支持部材と、該支持部材に形成されて前記スラストリングを受け入れるリング溝と、前記スラストリングの内周縁及び外周縁に設けられ、該スラストリングと前記リング溝間をシールする背面側シール部材と、前記スラストリングの前記揺動スクロール側の面の内周側及び外周側に設けられ、当該スラストリングと前記揺動スクロールの背面間をシールする正面側シール部材とを備え、
   前記揺動スクロールの背面と前記スラストリングとの間に位置する当該スラストリングの正面空間に圧縮過程の冷媒を導入し、且つ、当該スラストリングの正面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ１と、前記背面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ２の関係を、Ｆ１＜Ｆ２とすると共に、
   前記スラストリングの背面空間に対応する前記背面側シール部材間の前記スラストリングの表面積Ａ１と、前記スラストリングの正面空間に対応する前記正面側シール部材間の前記スラストリングの表面積Ａ２の関係を、Ａ１＞Ａ２としたことを特徴とする密閉式スクロール圧縮機。
2. 前記スラストリングの正面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ１と、前記背面空間からスラストリングに加わる作用力Ｆ２の関係が、Ｆ１＜Ｆ２となる範囲内で、前記スラストリングの正面空間に、前記背面空間に導入する圧縮過程の冷媒よりも高い圧力の圧縮過程の冷媒を導入することを特徴とする請求項１に記載の密閉式スクロール圧縮機。

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