JP2011047368A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】手間も殆どかからず耳ざわりな周波数の騒音レベルの低減を図ることができるスクロール圧縮機を提供する。
【解決手段】密閉容器内にスクロール圧縮要素と電動要素を設ける。スクロール圧縮要素を、渦巻き状のラップ１７が立設された固定スクロール１４と、固定スクロール１４に対して電動要素の回転軸により旋回運動され、渦巻き状のラップが立設された揺動スクロールとから構成する。両ラップを互いに噛み合わせて形成される複数の圧縮空間を、外側から内側に向かって次第に圧縮した冷媒を、密閉容器内の吐出圧力空間に吐出する。固定スクロール１４に形成され、圧縮空間と吐出圧力空間とを連通する貫通孔３２と、固定スクロール１４の吐出圧力空間側に設けられ、貫通孔３２を開閉する常閉のリリーフバルブ３５とを備え、貫通孔３２の深さ寸法を、騒音ピーク周波数の波長に対応した値とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、密閉容器内に渦巻き状のラップが形成された固定スクロールと渦巻き状のラップが形成された揺動スクロールと電動要素とを備え、該両ラップを互いに噛み合わせて形成される複数の圧縮空間を、外側から内側に向かって次第に縮小させることにより圧縮した冷媒を、密閉容器内の吐出圧力空間に吐出するスクロール圧縮機に関するものである。

従来一般的なスクロール圧縮機としては密閉容器内に設けられた圧縮要素と、このスクロール圧縮要素を駆動する電動要素とを備えている。そして、鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された固定スクロールと、この固定スクロールに対して電動要素の回転軸により旋回運動され、鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された揺動スクロールとを備えている。そして、両ラップを互いに噛み合わせて形成される複数の圧縮空間を、外側から内側に向かって次第に縮小させることにより圧縮した高温高圧の冷媒ガスを、密閉容器内の吐出圧力空間に吐出している（例えば、特許文献１参照）。

一方、ロータリ圧縮機の騒音レベルを低減させる研究が行われており、騒音源はロータリ圧縮機の圧力脈動成分のうち、音圧レベルが高く耳ざわりな周波数の騒音低減が図られている。これらの周波数成分が何らかの方法で低減できれば、他の高周波騒音は残るものの、ある程度気にならないようにすることができる。そこで、シリンダの上側及び下側端部或いはシリンダの上側及び下側端部を密閉する上部及び下部軸受けのシリンダ接触面の何れかの面にシリンダ内の圧縮室に連通する複数個の空間（サイドブランチ）を設け、この空間にて騒音への影響が特に大きい圧力脈動成分を減衰させて騒音レベルを小さくしていた（例えば、特許文献２参照）。
特開２００８−１３８６４４号公報 特開平１０−３７８８４号公報

しかしながら、スクロール圧縮機もロータリ圧縮機同様に騒音レベルの低減が図られているが、この騒音の低減は主にマフラー室の改良であった。このため、耳ざわりな騒音は大きく改善されないまま残っているという問題があった。

そこで、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、手間も殆どかからず耳ざわりな周波数の騒音レベルの低減を図ることができるスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のスクロール圧縮機は、密閉容器内にスクロール圧縮要素と、該スクロール圧縮要素を駆動する電動要素とを設けると共に、スクロール圧縮要素を、鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された固定スクロールと、該固定スクロールに対して電動要素の回転軸により旋回運動され、鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された揺動スクロールとから構成し、両ラップを互いに噛み合わせて形成される複数の圧縮空間を、外側から内側に向かって次第に縮小させることにより圧縮した冷媒を、密閉容器内の吐出圧力空間に吐出するものであって、固定スクロールに形成され、圧縮空間と吐出圧力空間とを連通する貫通孔と、固定スクロールの吐出圧力空間側に設けられ、貫通孔を開閉する常閉のリリーフバルブとを備え、貫通孔の深さ寸法を、騒音ピーク周波数の波長に対応した値としたことを特徴とする。

また、請求項２の発明のスクロール圧縮機は、上記において、固定スクロールの吐出圧力空間側の面に形成された凹陥部を備え、該凹陥部内にリリーフバルブを配置し、貫通孔の深さを、騒音ピーク周波数の波長の略１／４の値としたことを特徴とする。

また、請求項３の発明のスクロール圧縮機は、請求項２において、貫通孔は、固定スクロールの中心に対して点対称の位置に２箇所形成されており、各貫通孔に対応してそれぞれ形成された凹陥部は、各貫通孔の中心を通る固定スクロールの中心線に対して直交する方向にそれぞれ延在していることを特徴とする。

また、請求項４の発明のスクロール圧縮機は、請求項２において、リリーフバルブは、凹陥部内に取り付けられたバルブと、貫通孔を閉じる方向に常時バルブを付勢するスプリングとから構成されていることを特徴とする。

更に、請求項５の発明のスクロール圧縮機は、請求項１乃至請求項４のうちの何れかにおいて、リリーフバルブは、スクロール圧縮要素の過圧縮時に貫通孔を開放することを特徴とする。

更にまた、請求項６の発明のスクロール圧縮機は、請求項１乃至請求項４のうちの何れかにおいて、リリーフバルブは、スクロール圧縮要素の液圧縮時に貫通孔を開放することを特徴とする。

本発明は、密閉容器内にスクロール圧縮要素と、該スクロール圧縮要素を駆動する電動要素とを設けると共に、スクロール圧縮要素を、鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された固定スクロールと、該固定スクロールに対して電動要素の回転軸により旋回運動され、鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された揺動スクロールとから構成し、両ラップを互いに噛み合わせて形成される複数の圧縮空間を、外側から内側に向かって次第に縮小させることにより圧縮した冷媒を、密閉容器内の吐出圧力空間に吐出するスクロール圧縮機において、固定スクロールに形成され、圧縮空間と吐出圧力空間とを連通する貫通孔と、固定スクロールの吐出圧力空間側に設けられ、貫通孔を開閉する常閉のリリーフバルブとを備え、貫通孔の深さ寸法を、騒音ピーク周波数の波長に対応した値としたので、例えば、請求項２の如く、固定スクロールの吐出圧力空間側の面に形成された凹陥部を備え、該凹陥部内にリリーフバルブを配置し、貫通孔の深さを、騒音ピーク周波数の波長の略１／４の値とすれば、吐出孔近傍で発生した騒音を貫通孔内に取り込み低減させることができる。即ち、騒音が貫通孔内に入出する際、リリーフバルブの貫通孔を同一騒音波長の山と谷が相互に打ち消し合う深さに形成することにより、圧縮室内の圧力異常上昇でリリーフバルブが開放していないとき、その騒音レベルをリリーフバルブの貫通孔内にて相殺し低減させることができる。従って、固定スクロールの鏡板全体を薄くしなくても済むので、固定スクロールの強度を維持した状態でスクロール圧縮機の信頼性向上を図りつつ、騒音レベルを低減させることができる。特に、リリーフバルブの貫通孔を騒音レベルの低減に利用しているので、騒音レベル低減用の格別な孔を設ける必要がない。従って、最小限のコストでスクロール圧縮機の信頼性と、騒音レベルの低減を図ることができるようになるものである。

また、請求項３の発明は、請求項２において、貫通孔は、固定スクロールの中心に対して点対称の位置に２箇所形成されており、各貫通孔に対応してそれぞれ形成された凹陥部は、各貫通孔の中心を通る固定スクロールの中心線に対して直交する方向にそれぞれ延在しているので、例えば、２つの貫通孔を通る中心線の延長線上に両凹陥部を延在させた場合、固定スクロールは延在する両凹陥部部分の強度が弱くなり曲がり易くなってしまうのに比して、固定スクロールの曲がり易さを回避することができる。これにより、固定スクロールの強度低減を最小限に抑えることができる。

また、請求項４の発明は、請求項２において、リリーフバルブは、凹陥部内に取り付けられたバルブと、貫通孔を閉じる方向に常時バルブを付勢するスプリングとから構成されているので、バルブから圧縮空間迄の貫通孔の深さ寸法を容易に騒音ピーク周波数の波長に対応した値に調整することができる。この場合、バルブから圧縮空間迄の貫通孔の深さ寸法を変えるだけで騒音が貫通孔内に入出する際、同一騒音波長の山波形で谷波形を、若しくは、谷波形で山波形を打ち消せる深さにすることができる。また、圧縮室内の圧力異常上昇でバルブが開放していないとき、その騒音レベルをバルブから圧縮空間迄の貫通孔内にて低減させることができる。これにより、バルブから圧縮空間迄の貫通孔の深さ寸法を調整するだけで騒音レベルを低減できるので、殆ど手間もかからず好適な加工性を得ることができる。従って、固定スクロールの強度を維持しつつ、騒音レベルを大幅に低減させることができるようになる。

更に、請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のうちの何れかにおいて、リリーフバルブは、スクロール圧縮要素の過圧縮時に貫通孔を開放するので、圧縮室内の圧力異常上昇時には入力の増大や摺動部への負担増で信頼性の低下を招くなどの不都合を防止すると共に、圧縮室内の圧力異常上昇でリリーフバルブが開放していないとき、貫通孔内にて騒音レベルを低減させることができる。従って、最小限のコストでスクロール圧縮機の保護と、騒音レベルの低減を図ることができるようになるものである。

更にまた、請求項６の発明は、請求項１乃至請求項４のうちの何れかにおいて、リリーフバルブは、スクロール圧縮要素の液圧縮時に貫通孔を開放するので、圧縮室内に液冷媒が流入した際に、リリーフバルブが開き液冷媒を圧縮室から放出して入力の増大や摺動部への負担増で信頼性の低下を招くなどの不都合を防止すると共に、圧縮室内の圧力異常上昇でリリーフバルブが開放していないとき、貫通孔内にて騒音レベルを低減させることができる。従って、最小限のコストでスクロール圧縮機の保護と、騒音レベルの低減を図ることができるようになるものである。

本発明の一実施例を示すスクロール圧縮機の縦断面図である（実施例１）。 同図１のスクロール圧縮機の腰部拡大図である。 本発明の一実施例を示すスクロール圧縮機を構成する板バネからなるスプリングを備えた固定スクロール（過圧縮）の平面図である。 同図２のスクロール圧縮機を構成する固定スクロールの縦断側面図である。 本発明の一実施例を示すスクロール圧縮機を構成する板バネからなるスプリングを備えた固定スクロール（液圧縮）の平面図である。 同図２のスクロール圧縮機を構成する固定スクロールの縦断側面図である。 本発明の一実施例を示すスクロール圧縮機を構成するコイルバネをを備えた固定スクロールの縦断面図（リリーフバルブ閉時）である（実施例２）。 同図７のスクロール圧縮機を構成するコイルバネをを備えた固定スクロールの縦断面図（リリーフバルブ開放時）である。

本発明は、スクロール圧縮機の運転時に発生する耳ざわりな周波数の騒音レベルを殆ど手間をかけずに低減することを主な特徴とする。耳ざわりな騒音レベルを低減するという目的を固定スクロールに形成された圧縮空間と吐出圧力空間とを連通する貫通孔の深さ寸法を騒音ピーク周波数の波長に対応した値としただけの簡単な構造で実現した。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示すスクロール圧縮機Ｃの縦断面図、図２は同図１のスクロール圧縮機Ｃの腰部拡大図をそれぞれ示している。

図１において、スクロール圧縮機Ｃは内部低圧型のもので、鋼板からなる縦型円筒状の密閉容器１を備えている。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（図中上方）及びボトムキャップ１Ｃ（図中下方）とから構成されている。以降、スクロール圧縮機Ｃは、密閉容器１のエンドキャップ１Ｂ側を上、ボトムキャップ１Ｃ側を下として説明を行う。

この密閉容器１内には、下側に駆動手段としての電動要素３、上側に電動要素３の回転軸５にて駆動されるスクロール圧縮要素２がそれぞれ収納されている。該密閉容器１内のスクロール圧縮要素２と電動要素３の間には、上部支持フレーム４（メインフレーム）が収納されており、この上部支持フレーム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、当該上部支持フレーム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１５のボス２４を収容するためのものであり、上部支持フレーム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、電動要素３の下部の密閉容器１内には、下部支持フレーム７（ベアリングプレート）が収納されており、この下部支持フレーム７の中央には軸受け８が形成されている。この軸受け８は、回転軸５の末端（下端）側を軸支するためのものであり、当該下部支持フレーム７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。そして、下部支持フレーム７の下側の空間、即ち、密閉容器１内の底部は、スクロール圧縮要素２などを潤滑する潤滑油が貯留される油溜め６２とされている。

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、図示しないスライドブッシュ及び旋回軸受けを介して、揺動スクロール１５のボス２４に、当該揺動スクロール１５を旋回駆動可能に挿入されている。

前記スクロール圧縮要素２は、固定スクロール１４と揺動スクロール１５とで構成されている。該固定スクロール１４は、円形状の鏡板１６と、この鏡板１６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き状のラップ１７と、このラップ１７の周囲を取り囲むように立設された周壁１８と、この周壁１８の周囲（周壁１８の他方の面側（上側））に突出して設けられ、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１９とから一体に構成されている。そして、固定スクロール１４は、フランジ１９が容器本体１Ａの内面に焼き嵌め固定されると共に、鏡板１６の中央部（固定スクロール１４の中心）には、スクロール圧縮要素２にて圧縮された冷媒ガスを密閉容器１内上側に形成された吐出圧力空間１１（マフラー室）に連通する吐出孔１３が形成されている。係る固定スクロール１４は、ラップ１７の突出方向を下方としている。

前記電動要素３は、密閉容器１に固定された固定子５０と、この固定子５０の内側に配置され、固定子５０内で回転する回転子５２とから構成されており、この回転子５２の中心に回転軸５が嵌合されている。固定子５０は、複数枚の電磁鋼板を積層した積層体から成り、この積層体の歯部に巻装された固定子巻線５１を有している。また、回転子５２も固定子５０と同様に電磁鋼板の積層体で形成されている。

また、回転軸５の内部には当該回転軸５の軸方向に沿って図示しない油路が形成されており、この油路は、回転軸５の下端に位置する吸込口６１を備え、当該吸込口６１が油溜め６２に貯留された潤滑油に浸漬されて、潤滑油中に開口している。また、油路には各軸受けに対応する位置に潤滑を給油する給油口が形成されて、係る構成により、回転軸５が回転すると、油溜め６２に貯留された潤滑油が回転軸５の吸込口６１から油路に入り、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等を介して各軸受けやスクロール圧縮要素２の摺動部に供給されることとなる。

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４５と、スクロール圧縮要素２にて圧縮され、前記吐出孔１３から後述する吐出マフラー室２８を介して密閉容器１内の上側の吐出圧力空間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４６とが設けられている。尚、本実施例では、冷媒導入管４５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４６はエンドキャップ１Ｂの側面に溶接固定されている。

一方、本実施例の構成では、固定スクロール１４の鏡板１６の上面３０（ラップ１７の反対側の面）が密閉容器１内の上側に形成された吐出圧力空間１１に臨むように構成されている。固定スクロール１４の鏡板１６の上面３０には、吐出孔１３に連なる吐出弁（図示せず）と、この吐出弁に隣接して複数（実施例では２個）のリリーフバルブ３５が設けられている（図３に２個のリリーフバルブ３５を図示）。該リリーフバルブ３５は、冷媒の過圧縮を防止するためのものであり、密閉容器１内上側の吐出圧力空間１１は、リリーフバルブ３５と、固定スクロール１４の鏡板１６に貫通して形成された貫通孔３２（図４に図示）を介して圧縮空間２５に連通している。尚、貫通孔３２及びリリーフバルブ３５については後に詳しく説明する。

該密閉容器１内上側の吐出圧力空間１１内には固定スクロール１４にネジ止めされたカバー２７が設けられている。このカバー２７の下面中央には、固定スクロール１４側から吐出圧力空間１１側に凹陥形成され、当該吐出圧力空間１１と共にマフラー室を形成する吐出マフラー室２８が形成されている。この吐出マフラー室２８は、前記吐出孔１３に連通すると共に、図示しないがカバー２７と固定スクロール１４間に設けられた隙間を介して密閉容器１内上側の吐出圧力空間１１内に連通している。

前記揺動スクロール１５は、上述した如き容器本体１Ａの内面に焼き嵌め固定された固定スクロール１４に対して旋回するスクロールであり、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き状のラップ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１５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１４のラップ１７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１７、２１間に前記圧縮空間２５（複数の圧縮室）が形成される。

即ち、揺動スクロール１５のラップ２１は、固定スクロール１４のラップ１７と対向し、両ラップ２１、１７の先端面が相手の底面（鏡板１６面、及び、鏡板２０面）に接するように噛み合い、且つ、揺動スクロール１５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。このため、圧縮空間２５は、２つの渦巻き状のラップ２１、１７が互いに偏心して、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を作り、この空間の各々が圧縮室となる。

前記固定スクロール１４は、その周壁１８の周囲に設けられたフランジ１９が複数のボルト（図示せず）を介して上部支持フレーム４に固定されている。また、揺動スクロール１５はオルダムリング４８、及び、オルダムキーよりなるオルダム機構４９によって上部支持フレーム４に支承されている。これにより、揺動スクロール１５は、固定スクロール１４に対して、自転せずに旋回運動を行うように構成されている。

この揺動スクロール１５は、固定スクロール１４に対して偏心して公転するため、２つの渦巻き状のラップ１７、２１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次第に縮小していく。最初に外側の圧縮空間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次第に内側に移動して中間圧となり、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１３、吐出マフラー室２８を介して吐出圧力空間１１に送り出される。

前記固定スクロール１４の鏡板１６には、圧縮空間２５にて圧縮され高圧になった冷媒ガスが高温になり過ぎてしまうのを防止するため、冷媒ガスの冷却を行うインジェクション孔４１、４２が貫通形成されている。両インジェクション孔４１、４２の下側（揺動スクロール１５側）は、ラップ１７、２１側に開口すると共に、中間圧となる圧縮空間２５に連通している。該一方のインジェクション孔４１は固定スクロール１４の中心を基準にして他方のインジェクション孔４２は１８０度ずれた位置に形成されると共に、固定スクロール１４に立設されたラップ１７の内側と外側に形成されている。

また、前記カバー２７内（板厚内部）には図示しない受液器内の液冷媒を冷媒回路を介して両インジェクション孔４１、４２から圧縮空間２５に吐出するためのリキッドインジェクション通路４４が形成されている（図１、図２に図示）。このリキッドインジェクション通路４４は、固定スクロール１４の鏡板１６に形成した両インジェクション孔４１、４２に連通し、この両インジェクション孔４１、４２が圧縮空間２５に開口（鏡板１６の表面（ラップ１７側の面）に開口）している。

該リキッドインジェクション通路４４には配管４０が接続されている。この配管４０は、内部が中空のチューブで、一端はカバー２７のリキッドインジェクション通路４４内に圧入され、他端はスリーブ３９を介してエンドキャップ１Ｂに溶接固定されている。即ち、エンドキャップ１Ｂとカバー２７間に渡って配管４０が取り付けられると共に、配管４０に接続された接続管４７に図示しないが受液器からのリキッドインジェクション用の配管が接続されて、リキッドインジェクション回路が形成されている。

他方、前記貫通孔３２は、固定スクロール１４の中心（吐出孔１３の中心）に対して点対称の位置に２箇所（貫通孔３２Ａ、貫通孔３２Ｂ）形成されている（図３）。該貫通孔３２は、中間圧となる圧縮空間２５に位置して設けられると共に、揺動スクロール１５のラップ２１の厚さ寸法の約５０％〜８０％の直径にて形成されている。そして、一方の貫通孔３２Ａは、揺動スクロール１５に立設されたラップ２１とその内側に位置する固定スクロール１４に立設されたラップ２１との間に開口し、他方の貫通孔３２Ｂは、揺動スクロール１５に立設されたラップ２１とその外側に位置する固定スクロール１４に立設されたラップ２１との間に開口している。この場合、圧縮空間２５は低圧部分と中間圧部分と高圧部分との３段階に分けている。

即ち、一方の貫通孔３２Ａは、圧縮空間２５の中間圧室の高圧室側に位置すると共に、吐出孔１３から高圧ガスの吐出が開始された時点で揺動スクロール１５に立設されたラップ２１にて閉塞される位置に形成されている。また、他方の貫通孔３２Ｂも、圧縮空間２５の中間圧室の高圧室側に位置すると共に、吐出孔１３から高圧ガスの吐出が開始された時点で揺動スクロール１５に立設されたラップ２１にて閉塞される位置に形成されている。

そして、各貫通孔３２Ａ、３２Ｂに対応して縦長形状の凹陥部３３（図３、図４に図示）が形成され、両凹陥部３３は各貫通孔３２の中心を通る固定スクロール１４の中心線に対して直交する方向にそれぞれ延在している。これによって、縦長形状で掘り込まれた両凹陥部３３は長手方向一直線上に配置されないので、両凹陥部３３の長手方向に沿った固定スクロール１４の強度低減を最小限に抑えることができる。尚、両貫通孔３２の深さは同一深さ寸法、或いは、異なる騒音波長に対応する深さ寸法に対応させても差し支えない。また、凹陥部３３の深さ寸法については後に詳しく説明する。

また、前記リリーフバルブ３５は、図２に示すように固定スクロール１４の鏡板１６の上面３０に設けられ、縦長形状の板バネからなるスプリング３６と、当該スプリング３６のへたりや劣化を防止するため、スプリング３６より少許大きくて厚く変形しない縦長形状のバッカーバルブ３７とから構成されている。このリリーフバルブ３５は、所謂一般的にリードバルブと称されるものである。そして、鏡板１６とバッカーバルブ３７との間にスプリング３６が挟み込まれた状態でリリーフバルブ３５は、鏡板１６にボルト３８にて固定されている。該リリーフバルブ３５は固定スクロール１４の貫通孔３２に対応してボルト３８で固定されており、スプリング３６は常にその弾性力と、背圧として作用する高圧ガスの圧力により貫通孔３２を閉塞する。尚、バッカーバルブ３７は、ボルト３８固定側から貫通孔３２側に行くに従って、貫通孔３２から所定距離離間する方向に反っている。

そして、リリーフバルブ３５は、圧縮空間２５が所定の圧力以上に上昇すると、その圧力上昇に伴ってスプリング３６が上側（バッカーバルブ３７方向）に弾性変形して貫通孔３２が開放する。具体的には、圧縮空間２５内の圧縮過程の冷媒圧力が予め設定された吐出圧力に達すると、リリーフバルブ３５が開放されて、圧縮空間２５内の冷媒が貫通孔３２を介して密閉容器１内上側の吐出圧力空間１１に吐出される。これによって、圧縮空間２５内が異常圧力になってしまうのを防止して、スクロール圧縮機Ｃの入力増大（動力損失）を防ぐ。

ところで、このようなスクロール圧縮機Ｃにおいては、従来例で示したように運転時には、特に冷媒ガスの吐出孔１２近傍で２２００Ｈｚ付近の耳ざわりな周波数の騒音が発生していた。そこで、安価で手間も殆どかからずに耳ざわりな騒音レベルの低減方法を次に説明する。該スクロール圧縮機Ｃには、過圧縮や液圧縮などによる圧縮機の破損を防ぐために圧縮過程途中に各種保護バルブが設けられている。本発明はこの保護バルブ（本発明ではリリーフバルブ３５）の貫通孔３２で耳ざわりな騒音レベルの低減を図るものである。

この場合、図３、図４に示すように、固定スクロール１４の吐出圧力空間１１側の面に前記凹陥部３３を形成し、この凹陥部３３内にリリーフバルブ３５を配設している。該凹陥部３３は、リリーフバルブ３５を構成する縦長形状のスプリング３６とバッカーバルブ３７を容易に収容可能な縦長形状に形成されている。また、固定スクロール１４の吐出圧力空間１１側の面を縦長形状のままラップ１７方向に掘り込んで凹陥部３３を形成し、これによって貫通孔３２の深さ寸法を騒音ピーク周波数の波長に対応した値としている。この貫通孔３２の深さ寸法は、耳ざわりとなる騒音ピーク周波数の波長の１／４波長の深さ寸法になるように、凹陥部３３を凹陥させている。

この場合、耳ざわりとなる特定周波数の波長が貫通孔３２内に入り、当該貫通孔３２の底面に反射して出るとき、次に貫通孔３２内に入る同一波長の周波数で相殺して音を打ち消すことができる貫通孔３２の深さ寸法としている。詳しくは、例えば波長はプラス波長とマイナス波長で１波長（１サイクル周波数）を構成しており、１波長は、プラス１／２波長と、マイナス１／２波長で構成されている。

この場合、１周波数において、プラス波長が貫通孔３２内に入り、その波長が当該貫通孔３２の底面に設けられたスプリング３６に反射して貫通孔３２内から出るとき、マイナス波長が貫通孔３２内に入れば、プラス波長とマイナス波長（波長の山と谷）とが衝突して０波長になるので、１周波数は相殺されて０波長となる。つまり、プラス１／２波長全体が貫通孔３２内に入り、スプリング３６に反射して出るときにマイナス１／２波長を衝突させれば、プラス波長とマイナス波長は、相殺されて０波長になる。このことから、貫通孔３２の深さは、プラス１／２波長が当該貫通孔３２に入ってスプリング３６に反射して出るまでの深さとすればよいことになる。この結果、貫通孔３２の深さは、プラス１／２波長全体の１／２波長の深さとなる。即ち、貫通孔３２の深さを、騒音波長の１／４の深さにすれば、騒音波長が貫通孔３２内で打ち消されることとなり、騒音レベルを低減させることができる。

次に、図５、図６にスクロール圧縮機Ｃの液圧縮を防ぐための保護バルブ（リリーフバルブ３５）を備えた固定スクロール１４を示している。該スクロール圧縮機Ｃの固定スクロール１４は、前述の実施例と略同じ構成を有している。以下、異なる部分について説明する。尚、前述の実施の形態と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。

前記圧縮空間２５には、前述した如き外側の圧縮空間２５から入り込んで閉じこめられる低圧の冷媒は、いつもガス状態とは限らず、しばしば液状態（液冷媒状態）で吸入され、そのまま圧縮状態になってしまうことがある。また、各軸受けやスクロール圧縮要素２の摺動部に供給される潤滑油に液冷媒が混じって、圧縮空間２５に閉じこめられてそのまま圧縮状態になってしまうこともある。圧縮空間２５に閉じこめられた液冷媒の圧縮作用が始まると、圧縮空間２５の液冷媒は液封状態となり、機械部品に過大な衝撃力を作用させ、これによってスクロール圧縮機Ｃの損傷を招いてしまう。

そこで、液圧縮が開始されスクロール圧縮機Ｃが損傷してしまう以前の位置に貫通孔３２を設け、圧縮空間が液冷媒により異常な圧力に上昇したらリリーフバルブ３５が開き、貫通孔３２から吐出圧力空間１１に高圧冷媒ガスを放出するように構成している。即ち、固定スクロール１４に設けた、リリーフバルブ３５の両貫通孔３２Ａ、３２Ｂの間隔を前記図３の両貫通孔３２Ａ、３２Ｂの間隔よりも離間させている。この場合、両貫通孔３２Ａ、３２Ｂは、中間圧範囲の略先頭に位置している。これにより、圧縮空間が異常な圧力に上昇したらリリーフバルブ３５が開放して、貫通孔３２から液冷媒を吐出圧力空間１１に放出し、スクロール圧縮機Ｃの損傷を防止している。

そして、前述同様各貫通孔３２に対応して形成された縦長形状の凹陥部３３は、各貫通孔３２の中心を通る固定スクロール１４の中心線に対して直交する方向にそれぞれ延在している。これによって、縦長形状で掘り込まれた両凹陥部３３は長手方向一直線上に配置されないので、両凹陥部３３の長手方向に沿った固定スクロール１４の強度低減を最小限に抑えることができる。

このように、固定スクロール１４に形成され、圧縮空間２５と吐出圧力空間１１とを連通する貫通孔３２と、固定スクロール１４の吐出圧力空間１１側に設けられ、貫通孔３２を開閉する常閉のリリーフバルブ３５とを備え、貫通孔３２の深さ寸法を、騒音ピーク周波数の波長に対応した値としたので、固定スクロール１４の吐出圧力空間１１側の面に形成された凹陥部３３を備え、該凹陥部３３内にリリーフバルブ３５を配置し、貫通孔３２の深さを、騒音ピーク周波数の波長の略１／４の値とすれば、吐出孔１３近傍で発生した耳ざわりな騒音を貫通孔３２内に取り込んで確実に低減させることができる。

即ち、騒音が貫通孔３２内に入出する際、リリーフバルブ３５の貫通孔３２を同一騒音波長の山と谷が相互に打ち消し合う深さに形成することにより、圧縮空間２５の圧力異常上昇でリリーフバルブ３５が開放していないとき（リリーフバルブ３５閉時）、その騒音をリリーフバルブ３５の貫通孔３２にて打ち消して低減させることができる。従って、固定スクロール１４の鏡板１６全体を薄くすることなく、固定スクロール１４の強度を維持した状態でスクロール圧縮機Ｃの信頼性向上を図りつつ、騒音を低減させることができる。尚、勿論圧縮空間２５内の圧力異常上昇時はリリーフバルブ３５が開放し、圧縮空間２５内の液冷媒（または過圧縮ガス）を吐出圧力空間１１側に放出してスクロール圧縮機Ｃを保護する。

また、貫通孔３２は、固定スクロール１４の中心に対して点対称の位置に２箇所形成されており、各貫通孔３２に対応してそれぞれ形成された凹陥部３３は、各貫通孔３２の中心を通る固定スクロール１４の中心線に対して直交する方向にそれぞれ延在しているので、２つの貫通孔３２を通る中心線の延長線上に両凹陥部３３を延在させた場合、固定スクロール１４は延在する両凹陥部３３部分の強度が弱くなり曲がり易くなってしまうのに比して、固定スクロール１４の曲がり易さを回避することができる。これにより、固定スクロール１４の強度低減を最小限に抑えることができる。

また、リリーフバルブ３５は、スクロール圧縮要素２の液圧縮時に貫通孔３２が開放するので、圧縮空間２５内の圧力異常上昇時にはスクロール圧縮機Ｃが破壊されてしまうのを防止すると共に、圧縮空間２５内の圧力異常上昇でリリーフバルブ３５が開放していないとき、貫通孔３２にて騒音を低減させることができる。これにより、最小限のコストでスクロール圧縮機Ｃの保護と、騒音低減を行うことができる。

次に、図７、図８には本発明のスクロール圧縮機Ｃの過圧縮を防ぐための保護バルブ（リリーフバルブ３５）を備えた固定スクロール１４を示している。該スクロール圧縮機Ｃの固定スクロール１４は、前述の実施例と略同じ構成を有している。以下、異なる部分について説明する。尚、前述の実施の形態と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。

該リリーフバルブ３５は、円形に掘り込まれた凹陥部５６内に取り付けられたバルブ板５４（本発明のバルブに相当）と、貫通孔３２を閉じる方向に常時バルブ板５４を付勢するコイルバネ５５（本発明のスプリングに相当）とから構成されている。凹陥部３３は、貫通孔３２より大径に形成されると共に、凹陥部５６の内側周囲には、固定スクロール１４の鏡板１６の上面３０近傍に凹陥部３３が突出して溝５７が設けられている。

この溝５７にＣリング５８が嵌合されてコイルバネ５５が凹陥部５６内から外れないように構成すると共に、コイルバネ５５はバルブ板５４を常時貫通孔３２を閉じる方向に付勢している。尚、凹陥部５６と貫通孔３２は同一軸心上に配置されると共に、貫通孔３２は、実施例１同様固定スクロール１４の中心に対して点対称の位置に２箇所形成されている。

該貫通孔３２の深さ寸法は、凹陥部５６の深さ寸法を調整することによって、前述同様騒音ピーク周波数の波長に対応する値に構成されている。そして、リリーフバルブ３５は図８に示すように、スクロール圧縮要素２の過圧縮時には、その圧力でバルブ板５４が押し上げられ、コイルバネ５５が圧縮されてリリーフバルブ３５が開放し、高圧ガスを吐出圧力空間１１側に放出する。

これにより、圧縮空間２５内の圧力異常上昇時には入力の増大や摺動部への負担増で信頼性の低下を招くなどの不都合を防止すると共に、圧縮空間２５内の圧力異常上昇でリリーフバルブ３５が開放していないとき（リリーフバルブ３５閉時）、貫通孔３２にて騒音を低減させることができる。これにより、最小限のコストでスクロール圧縮機Ｃの保護と、騒音低減を行うことができる。尚、スクロール圧縮要素２の液圧縮を防止する場合は、前述の実施例の液圧縮と同様両貫通孔３２Ａ、貫通孔３２Ｂを中間圧範囲の略先頭に位置させれば同様の効果を得ることができる。

このように、リリーフバルブ３５は、凹陥部５６の深さ寸法を調整するだけで、バルブ板５４から圧縮空間２５迄の貫通孔３２の深さ寸法を容易に騒音ピーク周波数の波長に対応した値に調整することができる。この場合、リリーフバルブ３５から圧縮空間２５迄の貫通孔３２の深さ寸法を変えるだけで騒音が貫通孔３２内に入出する際、同一騒音波長の山と谷が相互に打ち消し合う深さにすることができる。また、圧縮空間２５内の圧力異常上昇でリリーフバルブ３５が開放していないとき、その騒音をリリーフバルブ３５から圧縮空間２５迄の貫通孔３２にて低減させることができる。これにより、リリーフバルブ３５から圧縮空間２５迄の貫通孔３２の深さ寸法を調整するだけで耳ざわりな騒音を低減することができるので、殆ど手間もかからず好適な加工性を得ることができる。

尚、実施例では、スクロール圧縮機Ｃを内部低圧型で説明したが、本発明は内部低圧型のスクロール圧縮機Ｃに限定されるものでなく、内部高圧型のスクロール圧縮機や、ロータリ圧縮機などに適用しても有効である。

また、実施形態ではスクロール圧縮機Ｃの形状や寸法などを記載したが、スクロール圧縮機Ｃの要旨を逸脱しない範囲内で形状や寸法を変更しても良いのは言うまでもない。勿論本発明は、上記各実施例のみに限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で他の様々な変更を行っても本発明は有効である。

Ｃ スクロール圧縮機
１ 密閉容器
２ スクロール圧縮要素
３ 電動要素
１１ 吐出圧力空間
１３ 吐出孔
１４ 固定スクロール
１５ 揺動スクロール
１６、２０ 鏡板
１７、２１ ラップ
２５ 圧縮空間
２７ カバー
２８ 吐出マフラー室
３２ 貫通孔
３２Ａ 貫通孔
３２Ｂ 貫通孔
３３ 凹陥部
３５ リリーフバルブ
３６ スプリング
３７ バッカーバルブ
４１ インジェクション孔
４２ インジェクション孔
４４ リキッドインジェクション通路
５４ バルブ板

Claims (6)

1. 密閉容器内にスクロール圧縮要素と、該スクロール圧縮要素を駆動する電動要素とを設けると共に、前記スクロール圧縮要素を、鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された固定スクロールと、該固定スクロールに対して前記電動要素の回転軸により旋回運動され、鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された揺動スクロールとから構成し、前記両ラップを互いに噛み合わせて形成される複数の圧縮空間を、外側から内側に向かって次第に縮小させることにより圧縮した冷媒を、前記密閉容器内の吐出圧力空間に吐出するスクロール圧縮機において、
   前記固定スクロールに形成され、前記圧縮空間と前記吐出圧力空間とを連通する貫通孔と、
   前記固定スクロールの前記吐出圧力空間側に設けられ、前記貫通孔を開閉する常閉のリリーフバルブとを備え、
   前記貫通孔の深さ寸法を、騒音ピーク周波数の波長に対応した値としたことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 前記固定スクロールの前記吐出圧力空間側の面に形成された凹陥部を備え、該凹陥部内に前記リリーフバルブを配置し、前記貫通孔の深さを、騒音ピーク周波数の波長の略１／４の値としたことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 前記貫通孔は、前記固定スクロールの中心に対して点対称の位置に２箇所形成されており、各貫通孔に対応してそれぞれ形成された前記凹陥部は、前記各貫通孔の中心を通る前記固定スクロールの中心線に対して直交する方向にそれぞれ延在していることを特徴とする請求項２に記載のスクロール圧縮機。
4. 前記リリーフバルブは、前記凹陥部内に取り付けられたバルブと、前記貫通孔を閉じる方向に常時前記バルブを付勢するスプリングとから構成されていることを特徴とする請求項２に記載のスクロール圧縮機。
5. 前記リリーフバルブは、前記スクロール圧縮要素の過圧縮時に前記貫通孔を開放することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載のスクロール圧縮機。
6. 前記リリーフバルブは、前記スクロール圧縮要素の液圧縮時に前記貫通孔を開放することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載のスクロール圧縮機。

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