JP2019105195A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸入経路に冷媒の逆流を抑制する逆止弁機構が設けられている圧縮機であって、圧縮機内への液冷媒の流入抑制に関する信頼性が高い圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機は、吸入口２３ａから吸入した冷媒を圧縮室で圧縮して吐出口から吐出する。圧縮機は、吸入口から吸入された冷媒を圧縮室へと導く吸入経路９０と、逆止弁機構８０と、を備える。逆止弁機構は、吸入経路に設けられる。逆止弁機構は、圧縮機の運転停止時に、吸入口を通って圧縮機の内部から圧縮機の外部へと冷媒が逆流することを抑制する。逆止弁機構は、弁座８４と、弁体８２と、弾性部材８８と、磁力発生部材８４と、を有する。弁体は、吸入経路に、吸入経路に沿って移動可能に設けられ、弁座に押し当てられて吸入経路を閉鎖する。弾性部材は、弁体を弁座に向かって付勢する。磁力発生部材は、弁座に押し当てられた弁体の動きを磁力によって抑制する。【選択図】図２

Description

本開示は、圧縮機、特には冷媒の吸入経路に逆止弁機構が設けられた圧縮機に関する。

従来、特許文献１（特開２０１０−３１６７７号公報）に開示されているように、吸入管の入口（吸入口）から吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機であって、圧縮機の内部から外部へと冷媒が逆流することを防止するため、吸入口から圧縮室へと冷媒を導く吸入経路に逆止弁機構を設けた圧縮機が知られている。特許文献１（特開２０１０−３１６７７号公報）の逆止弁機構は、吸入管の一端側の開口を開閉する弁体と、弁体を背面側から吸入管の開口端面に向かって付勢するバネとを備えている。

ところで、圧縮機が組み込まれる冷媒システムの設計（例えば、吸入口の上流側の配管のレイアウト等）によっては、圧縮機の停止時に冷媒システム内で凝縮した液冷媒が吸入側の配管（逆止弁の弁体より上流側の吸入経路内を含む）に溜まる場合がある。そして、吸入側の配管に溜まる液冷媒量が多くなると、液冷媒の重みによる力がバネの付勢力を上回り、逆止弁の弁体が動かされ、液冷媒が圧縮機内部へと流入するおそれがある。圧縮機の停止中に液冷媒が圧縮機内部に流れ込んだ場合、液冷媒が圧縮機内の摺動部の油を流してしまい、圧縮機の再起動時に潤滑不良を起こす可能性がある。

特許文献１（特開２０１０−３１６７７号公報）には、このような問題を緩和する技術に関して開示されていない。

本開示の課題は、吸入口から吸入された冷媒を圧縮室へと導く吸入経路に冷媒の逆流を抑制する逆止弁機構が設けられている圧縮機であって、圧縮機内への液冷媒の流入抑制に関して信頼性が高い圧縮機を提供することにある。

圧縮機は、吸入口から吸入した冷媒を圧縮室で圧縮して吐出口から吐出する。圧縮機は、吸入経路と、逆止弁機構と、を備える。吸入経路は、吸入口から吸入された冷媒を、圧縮室へと導く。逆止弁機構は、吸入経路に設けられる。逆止弁機構は、圧縮機の運転停止時に、吸入口を通って圧縮機の内部から圧縮機の外部へと冷媒が逆流することを抑制する。逆止弁機構は、弁座と、弁体と、弾性部材と、磁力発生部材と、を有する。弁体は、吸入経路に、吸入経路に沿って移動可能に設けられ、弁座に押し当てられて吸入経路を閉鎖する。弾性部材は、弁体を弁座に向かって付勢する。磁力発生部材は、弁座に押し当てられた弁体の動きを磁力によって抑制する。

本圧縮機では、弁座に押し当てられた弁体の動きが弾性部材の弾性力に加え磁力によっても抑制されるので、圧縮機の外部から吸入経路を通って圧縮機内部に向かう液冷媒の流れが抑制されやすい。そのため、本圧縮機では、圧縮機の停止時に液冷媒が吸入側の配管に溜まったような場合にも、圧縮機内部への液冷媒の流入を抑制でき、信頼性が高い。

好ましくは、圧縮機では、弁座は磁力発生部材としての機能を兼ねる。

ここでは、弁座自体が磁力発生部材であるため、磁力により比較的強く弁体の動きを抑制することができる。

また他の例では、好ましくは、圧縮機では、磁力発生部材は弁座とは別体である。

ここでは、弁体が磁力発生部材に直接接触しないため、弁体が弁座に押し当てられる際の衝撃や、弁体が弁座から引き離される際に生じる力により、磁力発生部材が破損することを防止できる。

また、好ましくは、圧縮機は、圧縮室を形成する圧縮機構の一部を構成する第１部材を更に備える。吸入経路は、連絡管部を有する。連絡管部は、弁座よりも吸入口側に設けられ、第１部材に形成された穴に挿入されて固定される。連絡管部の、第１部材の穴の内面と対向する外面、及び、第１部材の穴の、連絡管部の外面と対向する内面、の少なくとも一方に、磁力発生部材が装着される溝が形成される。

ここでは、溝により磁力発生部材を適切な位置に配置することが容易である。

好ましくは、圧縮機では、弾性部材が無いと仮定した場合に、弁座に当接している弁体を磁力発生部材の発生する磁力に逆らって弁座から離間させるために要する力は、磁力発生部材が無いと仮定した場合に、弁座に当接している弁体を弾性部材の力に逆らって弁座から離間させるために要する力の、５倍以上１５倍以下である。

ここでは、磁力発生部材の発生する磁力に逆らって弁体を弁座から離間させるために要する力が、弾性部材の発生する弾性力に逆らって弁体を弁座から離間させるために要する力に比べ、５倍以上大きい。そのため、圧縮機の停止時に液冷媒が吸入側の配管に溜まったような場合にも、液冷媒が圧縮機内部に流入して潤滑のための油を摺動部から流してしまう事態の発生を抑制できる。

一方で、磁力発生部材の発生する磁力に逆らって弁体を弁座から離間させるために要する力が、弾性部材の発生する弾性力に逆らって弁体を弁座から離間させるために要する力の１５倍以下である。そのため、圧縮機が起動し、圧縮室の内部が負圧になると、容易に弁体を弁座から引き離すことができる。

圧縮機の一実施形態に係るスクロール圧縮機の概略縦断面図である。 図１のスクロール圧縮機が備える逆止弁機構について説明するための、逆止弁機構周りの模式図である。吸入経路が逆止弁機構の弁体により閉じられている状態を描画している。 図１のスクロール圧縮機が備える逆止弁機構について説明するための、逆止弁機構周りの模式図である。スクロール圧縮機運転中の吸入経路が開かれている状態を描画している。 変形例Ａのスクロール圧縮機が備える逆止弁機構について説明するための、逆止弁機構周りの模式図である。

圧縮機の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

以下では、方向や配置を説明するために、「上」、「下」等の表現を用いる場合があるが、特に断りの無い場合、図中の矢印Ｕの方向を上方向とする。

また、以下の説明において、平行、直交、水平、垂直、同一等の表現を用いる場合があるが、これらの表現は、厳密な意味で平行、直交、水平、垂直、同一等の関係にある場合だけを意味するものではない。平行、直交、水平、垂直、同一等の表現は、実質的に平行、直交、水平、垂直、同一等の関係にある場合を含む。

（１）全体構成
圧縮機の一実施形態に係るスクロール圧縮機１０について説明する。

本実施形態に係るスクロール圧縮機１０は、後述するように、吸入口２３ａから吸入した冷媒を圧縮機構３０の圧縮室Ｓｃで圧縮し、圧縮後の冷媒を吐出口２４ａから吐出する装置である。

スクロール圧縮機１０は、例えば、蒸気圧縮式の冷凍装置に用いられる。本実施形態では、スクロール圧縮機１０は、冷凍装置の一例としての空気調和装置の室外機に搭載され、空気調和装置の冷媒回路の一部を構成する。冷媒回路では、スクロール圧縮機１０で圧縮された冷媒が、放熱器（凝縮器）で放熱し、減圧機構で減圧され、蒸発器で吸熱し、スクロール圧縮機１０に再び吸引される、という冷凍サイクルが行われる。

スクロール圧縮機１０で圧縮の対象となる冷媒は、例えばＨＦＣ冷媒のＲ３２である。なお、Ｒ３２は冷媒の種類の例示に過ぎず、スクロール圧縮機１０の圧縮の対象の冷媒は、Ｒ３２以外の冷媒であってもよい。

スクロール圧縮機１０は、ケーシング２０、圧縮機構３０、モータ５０、駆動軸６０、下部軸受７０、及び逆止弁機構８０を主に有する（図１参照）。

（２）詳細構成
（２−１）ケーシング
スクロール圧縮機１０は、縦長円筒状のケーシング２０を有する。ケーシング２０は、上下が開口した略円筒状の円筒部材２１と、円筒部材２１の上端及び下端にそれぞれ設けられた上蓋２２ａ及び下蓋２２ｂと、を有する（図１参照）。円筒部材２１と、上蓋２２ａ及び下蓋２２ｂとは、気密を保つように溶接により固定される。

ケーシング２０には、圧縮機構３０、モータ５０、駆動軸６０、下部軸受７０、及び逆止弁機構８０を含むスクロール圧縮機１０の構成機器が収容される。

ケーシング２０の下部には、油貯留空間２６が形成される。油貯留空間２６には、スクロール圧縮機１０の摺動部を潤滑するための油（冷凍機油）が溜められる。油貯留空間２６は、後述する圧縮機構３０のハウジング３３よりモータ５０側に形成される、圧縮機構３０により圧縮された冷媒が流入する第１空間Ｓ１と連通している（図１参照）。

ケーシング２０の上部には、圧縮機構３０の圧縮対象である冷媒を吸入する吸入管２３が、上蓋２２ａを貫通して設けられる（図１参照）。吸入管２３は、吸入口２３ａが上端に設けられる、ケーシング２０側から上方に延びる。吸入管２３の上端の吸入口２３ａには、スクロール圧縮機１０と共に空気調和装置の冷媒回路を構成する冷媒管２００が接続される（図２参照）。冷媒管２００は、吸入口２３ａから一旦上方に延びた後、所定の方向へと延びる。吸入管２３の下端は、後述する圧縮機構３０の固定スクロール３１に接続される（図１参照）。具体的には、吸入管２３は、固定スクロール３１に形成された穴３１ａに挿入され固定される（図２参照）。吸入管２３は、連絡管部の一例であり、吸入口２３ａから吸入された冷媒を圧縮機構３０の圧縮室Ｓｃへと導く吸入経路９０の一部を構成する。

吸入経路９０は、吸入管２３の他、固定スクロール３１内に形成された圧縮室Ｓｃと連通する空間を含む。スクロール圧縮機１０の運転中には、冷媒管２００を通って吸入口２３ａから吸入される圧縮前の低圧の冷媒（冷凍サイクルにおける低圧の冷媒）が、圧縮室Ｓｃへと導かれる。吸入経路９０には、後述する逆止弁機構８０が設けられる。

ケーシング２０の円筒部材２１の中間部には、ケーシング２０外に吐出されるガス冷媒が通過する吐出管２４が設けられる（図１参照）。吐出管２４の一端はケーシング２０の外部に配置され、吐出管２４の他端はケーシング２０の内部に配置される。ケーシング２０の外部側の端部は、吐出口２４ａとして機能する。吐出口２４ａには、スクロール圧縮機１０と共に空気調和装置の冷媒回路を構成する冷媒管（図示せず）が接続される。吐出管２４のケーシング２０の内部側の端部は、後述する圧縮機構３０のハウジング３３の下方に形成される第１空間Ｓ１に突き出すように配置される。圧縮機構３０による圧縮後の冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、吐出管２４及び吐出口２４ａを介して、吐出口２４ａと接続される冷媒管へと吐出される。

（２−２）圧縮機構
圧縮機構３０は、吸入口２３ａから吸入した冷媒を圧縮する機構である。圧縮機構３０は、図１に示されるように、主に、ハウジング３３と、ハウジング３３の上方に配置される固定スクロール３１と、固定スクロール３１と組み合わされて圧縮室Ｓｃを形成する可動スクロール３２と、を有する（図１参照）。

（２−２−１）固定スクロール
固定スクロール３１は、図１に示されるように、略円板状の固定側鏡板３１１と、固定側鏡板３１１の前面（下面）から突出する渦巻状の固定側ラップ３１２と、固定側ラップ３１２を囲む周縁部３１３と、を有する。

固定側ラップ３１２は、固定側鏡板３１１の前面から、下方（可動スクロール３２側）に突出する壁状の部材である。固定スクロール３１を下方から見ると、固定側ラップ３１２は、固定側鏡板３１１の中心付近から外周側に向かって渦巻状（インボリュート形状）に形成されている。

固定側ラップ３１２と、後述する可動スクロール３２の可動側ラップ３２２とは、組み合わされて圧縮室Ｓｃを形成する。固定スクロール３１と可動スクロール３２とは、固定側鏡板３１１の前面（下面）と後述する可動側鏡板３２１の前面（上面）とが対向する状態で組み合わされ、固定側鏡板３１１と、固定側ラップ３１２と、可動側ラップ３２２と、後述する可動スクロール３２の可動側鏡板３２１と、に囲まれた圧縮室Ｓｃを形成する（図１参照）。後述するようにして可動スクロール３２が固定スクロール３１に対して旋回すると、吸入経路９０から周縁側の圧縮室Ｓｃに流入した冷媒（冷凍サイクルにおける低圧の冷媒）は、中心側の圧縮室Ｓｃへと移動するに連れ、圧縮されて圧力が上昇する。

固定側鏡板３１１の略中心には、吐出ポート３１１ａが、固定側鏡板３１１を厚さ方向（上下方向）に貫通して形成されている（図１及び図３参照）。吐出ポート３１１ａは、圧縮機構３０の中心側（最内側）の圧縮室Ｓｃに連通する（図１参照）。吐出ポート３１１ａからは、圧縮機構３０で圧縮された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒が吐出される。

固定側鏡板３１１の上面には、下方に凹むように凹部３１１ｂ（図１参照）が形成されている。凹部３１１ｂは、固定側鏡板３１１の上面に、平面視において略円形状に形成されている。固定スクロール３１の上面には、凹部３１１ｂを塞ぐように蓋体３５が固定されている（図１参照）。凹部３１１ｂと蓋体３５との間には、吐出空間Ｓａが形成される（図１参照）。吐出空間Ｓａは、吐出ポート３１１ａを介して圧縮室Ｓｃと連通する（図１参照）。吐出空間Ｓａには、圧縮室Ｓｃで圧縮された高圧の冷媒が吐出される。吐出空間Ｓａに吐出された高圧の冷媒は、固定スクロール３１及びハウジング３３にわたって形成された図示しない冷媒経路を通過して、ハウジング３３の下方に形成される第１空間Ｓ１へと流入する。

周縁部３１３は、厚肉のリング状に形成されている。周縁部３１３は、固定側ラップ３１２を取り囲むように、固定側鏡板３１１の外周側に配置される（図１参照）。

（２−２−２）可動スクロール
可動スクロール３２は、図１に示されるように、略円板状の可動側鏡板３２１と、可動側鏡板３２１の前面（上面）から突出する渦巻状の可動側ラップ３２２と、可動側鏡板３２１の背面（下面）から突出する円筒状のボス部３２３と、を有する。

可動側ラップ３２２は、可動側鏡板３２１の前面から上方（固定スクロール３１側）
に突出する壁状の部材である。可動スクロール３２を上方から見ると、可動側ラップ３２２は、可動側鏡板３２１の中心付近から外周側に向かって渦巻状（インボリュート形状）に形成されている。

ボス部３２３は、可動側鏡板３２１の背面から下方に延びる円筒状部分である（図１参照）。ボス部３２３は、可動側鏡板３２１により円筒の上端が塞がれている。ボス部３２３は、ハウジング３３が形成する、後述するクランク室３７の内部に収容される（図１参照）。ボス部３２３の内部には、軸受メタル３２３ａが嵌め込まれている（図１参照）。軸受メタル３２３ａには、駆動軸６０の偏心部６１が挿入されている。ボス部３２３に偏心部６１が挿入されることで、可動スクロール３２は、駆動軸６０と連結される。

（２−２−３）ハウジング
ハウジング３３は、円筒部材２１に圧入され、その外周面において周方向の全体にわたって固定されている。ハウジング３３は、固定スクロール３１及び可動スクロール３２に隣接して配置される。ハウジング３３は、固定スクロール３１及び可動スクロール３２の下方に配置される。ハウジング３３と固定スクロール３１とは、ハウジング３３の上端面が、固定スクロール３１の周縁部３１３の下面と対向するように配置され、図示しないボルト等により固定されている。

ハウジング３３には、上面中央部に凹むように配置される第１凹部３３ａと、第１凹部３３ａの下方に配置される上部軸受３３ｃと、第１凹部３３ａを囲むように配置される第２凹部３３ｂと、を有する。

第１凹部３３ａは、平面視において、円形状に形成されている。第１凹部３３ａは、その内部にクランク室３７を形成する。クランク室３７には、後述する駆動軸６０の偏心部６１が内部に挿入された、可動スクロール３２のボス部３２３が配置される。

上部軸受３３ｃの内部には、軸受メタル３４が嵌め込まれている。軸受メタル３４には、駆動軸６０が挿入される。軸受メタル３４は、駆動軸６０の主軸６２を回転自在に軸支する。

第２凹部３３ｂは、ハウジング３３の上面に設けられる。第２凹部３３ｂは、平面視において、第１凹部３３ａを取り囲むように形成される。第２凹部３３ｂには、オルダム継手４０が配置される。

オルダム継手４０は、可動スクロール３２の自転を防止するための部材である。オルダム継手４０は、環状のリング部４４と、リング部４４から可動スクロール３２側に延びる１対のキー部４２（約１８０度離して配置されるキー部４２）と、リング部４４からハウジング３３側に延びる１対のキー部（キー部４２と約９０度離して配置されるキー部、図示省略）と、を有する。リング部４４から可動スクロール３２側に延びる１対のキー部４２は、可動側鏡板３２１の背面に形成されたキー溝３２１ａに摺動自在に係合している。オルダム継手４０の１対のキー部４２の一方及びそのキー部４２が係合するキー溝３２１ａは、吸入経路９０の直下付近に配置されている。リング部４４からハウジング３３側に延びる１対のキー部は、ハウジング３３の上面に形成されたキー溝に摺動自在に係合している。オルダム継手４０は、可動スクロール３２及びハウジング３３の両方と摺動自在に係合し、可動スクロール３２の自転を規制して、可動スクロール３２を固定スクロール３１に対して公転させる。

（２−３）モータ
モータ５０は、可動スクロール３２を駆動する。モータ５０は、円筒部材２１の内壁面に固定された環状のステータ５１と、ステータ５１の内側に僅かな隙間（エアギャップ）を空けて回転自在に収容されたロータ５３とを有する（図１参照）。

ロータ５３は、円筒状の部材で、内部に駆動軸６０が挿通されている。ロータ５３は、駆動軸６０を介して可動スクロール３２と連結されている。モータ５０は、ロータ５３を回転させることで可動スクロール３２を駆動し、可動スクロール３２を固定スクロール３１に対して旋回させる。

（２−４）駆動軸
駆動軸６０は、円筒部材２１の軸心に沿って上下方向に延びるように配置され、モータ５０のロータ５３と、圧縮機構３０の可動スクロール３２とを連結する。駆動軸６０は、モータ５０の駆動力を可動スクロール３２に伝達する。

駆動軸６０は、円筒部材２１の軸心と中心軸が一致する主軸６２と、円筒部材２１の軸心（主軸６２の中心軸）に対して偏心した偏心部６１とを有する（図１参照）。駆動軸６０の内部には、給油経路６３が形成されている（図１参照）。

偏心部６１は、主軸６２の上方に配置される。偏心部６１は、可動スクロール３２のボス部３２３に連結される。

主軸６２は、ハウジング３３に設けられた上部軸受３３ｃに配置された軸受メタル３４、及び、後述する下部軸受７０に配置された軸受メタル７１により、回転自在に軸支される。また、主軸６２は、上部軸受３３ｃと下部軸受７０との間で、モータ５０のロータ５３と連結される。主軸６２は、上下方向に延びる鉛直軸周りに回転する。

給油経路６３は、スクロール圧縮機１０の摺動部に油を供給するための、油の流路である。給油経路６３は、駆動軸６０の軸方向に、駆動軸６０の下端から上端まで延び、駆動軸６０の上下の端部で開口する。

駆動軸６０の下端には、給油ポンプ６５が取り付けられている（図１参照）。給油ポンプ６５は、トロコイドポンプ等の容積型ポンプである。給油ポンプ６５の油の吸入口６５ａの下端は、油貯留空間２６内に配置されている（図１参照）。給油ポンプ６５の吐出口は、給油経路６３の下端と接続されている。駆動軸６０が回転すると、給油ポンプ６５が駆動され、油が吸入口６５ａを通って油貯留空間２６から吸い上げられ、給油経路６３に流入する。給油経路６３に流入した油は、駆動軸６０内を上方に流れる。給油経路６３を流れる油の一部は、給油経路６３の上端側の開口まで運ばれる。また、給油経路６３を流れる油の一部は、駆動軸６０の内部に形成された図示しない経路を通って、上部軸受３３ｃと駆動軸６０との摺動部や、下部軸受７０と駆動軸６０との摺動部に供給される。また、油は、その他の各部の摺動部、例えば、固定スクロール３１と可動スクロール３２とのスラスト面や、オルダム継手４０の摺動部等に供給される。

（２−５）下部軸受
下部軸受７０（図１参照）は、モータ５０の下方に配置される。下部軸受７０は、ケーシング２０の円筒部材２１と固定されている。下部軸受７０は、その内部に収容された軸受メタル７１を含む（図１参照）。軸受メタル７１は、駆動軸６０の主軸６２の下部側を回転自在に軸支する。

（２−６）逆止弁機構
逆止弁機構８０について、図２及び図３を参照して説明する。図２及び図３は、スクロール圧縮機１０が備える逆止弁機構８０周りの模式図である。特に、図２は吸入経路９０が逆止弁機構８０により閉鎖されている状態を、図３は吸入経路９０が開かれている状態（逆止弁機構８０が吸入経路９０を閉鎖していない状態）を描画している。

逆止弁機構８０は、弁体８２と、弁座８４と、弾性部材８８と、を有する。

弁体８２は、円板状の部材である。弁体８２は、磁石に吸着される材質、例えば軟磁性材料で製造される。材質を限定するものではないが、例えば、弁体８２は鉄製である。弁体８２は、吸入経路９０に沿って、第１位置（図３のような最も低い位置）と、第２位置（図２のような最も高い位置、弁座８４に押し当てられた位置）と、の間を移動可能に構成されている。

弁座８４は、固定スクロール３１に固定されたリング状の部材である。弁座８４は、弁体８２が押し当てられる部材である。弁座８４は、吸入管２３よりも弁体８２側に配置されている。言い換えれば、吸入管２３は、吸入経路９０において、弁座８４よりも吸入口２３ａ側に配置されている。弁座８４は、弁体８２が押し当てられた時に、冷媒の通過する弁座８４の開口８４ａが弁体８２により塞がれるようなサイズ、形状に形成されている。弁体８２が弁座８４に押し当てられると、吸入経路９０（開口８４ａ）が弁体８２により閉鎖される。

本実施形態では、弁座８４は、吸入管２３とは別部材である。弁座８４は、フェライト磁石、アルニコ磁石、希土類磁石等の材質で製造される。弁座８４に使用する材質は、所望の磁力、所望の硬度、使用条件（例えば温度）等に基づいて、適宜選択されればよい。本実施形態では、弁座８４は、磁力発生部材としての機能を兼ねる。磁力発生部材としての弁座８４は、弁座８４に押し当てられた弁体８２の動きを磁力によって抑制する。

弾性部材８８は、弁体８２を弁座８４に向かって付勢する部材である。弾性部材８８は、例えばバネであるが、ゴム等の弾性部材が代わりに用いられてもよい。

弁体８２の発生する磁力と、弾性部材８８の弾性力と、の間には以下のような関係があることが好ましい。

まず、逆止弁機構８０が弾性部材８８を有さないと仮定する。この場合に、弁座８４に当接している（磁力で吸着している）弁体８２を、磁力発生部材としての弁体８２の発生する磁力に逆らって弁座８４から離間させるために要する力をＦ１とする。

また、逆止弁機構８０が磁力発生部材を有さないと仮定する。つまり、逆止弁機構８０の弁座８４が磁力を発生しない材料で製作されている場合を仮定する。この場合に、弁座８４に当接している弁体８２を弾性部材８８の力に逆らって弁座８４から離間させるために要する力をＦ２とする。

この時、Ｆ１及びＦ２は、Ｆ２×５≦Ｆ１≦Ｆ２×１５という関係を満たすことが好ましい。より好ましくは、Ｆ１≧Ｆ２×８という関係を満たすことが好ましい。

なお、逆止弁機構８０が磁力発生部材と弾性部材との両方を有する利点は以下のとおりである。

逆止弁機構８０が弾性部材だけしか有さない場合、弁体８２の上方に溜まる液冷媒の流入等を抑制するために弁体８２を弁座８４に強く押し当てるためには、弾性部材８８の弾性力を大きくすることが望まれる。しかし、弾性部材８８の弾性力を大きくすれば、スクロール圧縮機１０の運転時に弁体８２を押し下げるために大きな力が必要となり、スクロール圧縮機１０の運転時に効率が低下するおそれがある。これに対し、磁力発生部材を利用することで、弁体８２を弁座８４に強く押し当てることができると共に、一旦、弁体８２が弁座８４から離れると、弁体８２は磁力の影響をあまり受けなくなり、スクロール圧縮機１０の運転時の効率低下を抑制できる。

一方、逆止弁機構８０が磁力発生部材だけしか有さない場合には、弁体８２と弁座８４とが離れている場合には、弁体８２には磁力がほとんど作用しないため、スクロール圧縮機１０の停止時に弁体８２が弁座８４に押し当てられない可能性がある。しかし、逆止弁機構８０が弾性部材を有することで、スクロール圧縮機１０の停止時に弁体８２が弁座８４に押し当てられない状態が発生しにくい。

スクロール圧縮機１０の運転時及び運転停止時の弁体８２の動きについて説明する。

まず、スクロール圧縮機１０の運転時には、圧縮機構３０で冷媒が吸引されるので、弁体８２は負圧により図３のような第１位置に移動する。第１位置に弁体８２が配置される時、弁体８２は吸入経路９０を閉鎖せず、スクロール圧縮機１０の外部から内部へと吸入口２３ａを通過した冷媒が流入する。なお、第１位置では、弁座８４の磁力は弁体８２にはほとんど作用しない。

一方、スクロール圧縮機１０の運転停止時には、圧縮室Ｓｃ側の圧力が冷媒管２００側の圧力よりも高くなり、圧力差により弁体８２が弁座８４に向かって押される。また、スクロール圧縮機１０の運転停止時には、弾性部材８８の弾性力により、弁体８２が弁座８４に向かって動かされる。弾性部材８８は、圧縮室Ｓｃ側の圧力と冷媒管２００側の圧力との圧力差を考えない場合に、弾性力により弁体８２を弁座８４に押し当てることができるように構成されることが好ましい。弁体８２が弁座８４に対して一旦押し当てられると（図２のような第２位置に移動すると）、弁座８４の磁力により弁体８２の動きが抑制される。特に上記のようにＦ１がＦ２よりも大きいことで、例えば、冷媒が凝縮し、弁体８２の上方に液冷媒が溜まったとしても、特に弁座８４の発生する磁力により弁体８２が弁座８４に押し当てられた状態が維持されやすい。そのため、弁体８２の上方に溜まる液冷媒が流入して、スクロール圧縮機１０内の各種の摺動部の油が流されてしまう状態の発生が抑制されやすい。そのため、潤滑不足による摺動部の摩耗、焼付き等の不具合の発生が抑制される。例えば、本実施形態のように、オルダム継手４０のキー部４２が吸入経路９０の直下付近に配置されていたとしても、オルダム継手４０のキー部４２の潤滑不足による摺動部の摩耗、焼付き等の不具合の発生が抑制される。

なお、スクロール圧縮機１０が運転されると、第２位置に配置される弁体８２は図３のような第１位置に再び移動する。

（３）スクロール圧縮機の動作
スクロール圧縮機１０の動作について説明する。

モータ５０が駆動されると、ロータ５３が回転し、ロータ５３と連結された駆動軸６０も回転する。駆動軸６０が回転すると、オルダム継手４０の働きにより、可動スクロール３２は自転せずに、固定スクロール３１に対して公転する。そして、低圧の（吸入圧の）冷媒が、吸入管２３を通ってケーシング２０内に吸引される。より具体的には、低圧の冷媒が、吸入管２３から圧縮室Ｓｃへ、圧縮室Ｓｃの周縁側から吸引される。可動スクロール３２が公転するのに従い、吸入管２３と圧縮室Ｓｃとは連通しなくなり、圧縮室Ｓｃの容積が減少するのに伴って、圧縮室Ｓｃの圧力が上昇する。冷媒は、周縁側の圧縮室Ｓｃから、中央側の圧縮室Ｓｃへ移動するにつれ圧力が上昇し、最終的に高圧（吐出圧）となる。圧縮機構３０によって圧縮された高圧の冷媒は、固定側鏡板３１１の中央付近に位置する吐出ポート３１１ａから吐出空間Ｓａに吐出される。吐出空間Ｓａの高圧の冷媒は、固定スクロール３１及びハウジング３３に形成された図示しない冷媒経路を通過して、ハウジング３３の下方の第１空間Ｓ１へ流入する。第１空間Ｓ１へ流入した高圧の冷媒は、吐出口２４ａからスクロール圧縮機１０の外部に吐出される。

（４）特徴
（４−１）
上記実施形態の圧縮機の一例としてのスクロール圧縮機１０は、吸入口２３ａから吸入した冷媒を圧縮室Ｓｃで圧縮して吐出口２４ａから吐出する。スクロール圧縮機１０は、吸入経路９０と、逆止弁機構８０と、を備える。吸入経路９０は、吸入口２３ａから吸入された冷媒を、圧縮室Ｓｃへと導く。逆止弁機構８０は、吸入経路９０に設けられる。逆止弁機構８０は、スクロール圧縮機１０の運転停止時に、吸入口２３ａを通ってスクロール圧縮機１０の内部からスクロール圧縮機１０の外部へと冷媒が逆流することを抑制する。逆止弁機構８０は、弁座８４と、弁体８２と、弾性部材８８と、磁力発生部材（弁座８４）と、を有する。弁体８２は、吸入経路９０に、吸入経路９０に沿って移動可能に設けられ、弁座８４に押し当てられて吸入経路９０を閉鎖する。弾性部材８８は、弁体８２を弁座８４に向かって付勢する。磁力発生部材は、弁座８４に押し当てられた弁体８２の動きを磁力によって抑制する。

本スクロール圧縮機１０では、弁座８４に押し当てられた弁体８２の動きが弾性部材８８の弾性力に加え磁力によっても抑制されるので、スクロール圧縮機１０の外部から吸入経路９０を通ってスクロール圧縮機１０内部に向かう液冷媒の流れが抑制されやすい。そのため、本スクロール圧縮機１０では、スクロール圧縮機１０の停止時に液冷媒が吸入側の配管に溜まったような場合にも、スクロール圧縮機１０内部への液冷媒の流入を抑制でき、液冷媒のスクロール圧縮機１０内への流入抑制に関して信頼性が高い。

さらに、本スクロール圧縮機１０では、運転が開始され弁体８２が一旦弁座８４から離れれば、弁体８２を弁座８４に向かって押す力は弾性部材８８による弾性力だけになるため、吸入圧損の増大によるスクロール圧縮機１０の性能低下が引き起こされにくい。

（４−２）
上記実施形態のスクロール圧縮機１０では、弁座８４は磁力発生部材としての機能を兼ねる。

ここでは、弁座８４自体が磁力発生部材であるため、磁力により比較的強く弁体８２の動きを抑制することができる。

（４−３）
上記実施形態のスクロール圧縮機１０では、弾性部材８８が無いと仮定した場合に、弁座８４に当接している弁体８２を磁力発生部材の発生する磁力に逆らって弁座８４から離間させるために要する力（Ｆ１）は、磁力発生部材が無いと仮定した場合に、弁座８４に当接している弁体８２を弾性部材８８の力に逆らって弁座８４から離間させるために要する力（Ｆ２）の、５倍以上１５倍以下である。

ここでは、磁力発生部材の発生する磁力に逆らって弁体８２を弁座８４から離間させるために要する力（Ｆ１）が、弾性部材８８の発生する弾性力に逆らって弁体８２を弁座８４から離間させるために要する力（Ｆ２）に比べ、５倍以上大きい。そのため、スクロール圧縮機１０の停止時に液冷媒が吸入側の配管に溜まったような場合にも、液冷媒がスクロール圧縮機１０内部に流入して潤滑のための油を摺動部から流してしまう事態の発生を抑制できる。

一方で、磁力発生部材の発生する磁力に逆らって弁体８２を弁座８４から離間させるために要する力が、弾性部材８８の発生する弾性力に逆らって弁体８２を弁座８４から離間させるために要する力の１５倍以下である。そのため、スクロール圧縮機１０が起動し、圧縮室Ｓｃの内部が負圧になると、容易に弁体８２を弁座８４から引き離すことができる。

（５）変形例
以下に本実施形態の変形例を示す。なお、互いに矛盾しない範囲で、複数の変形例が適宜組み合わされてもよい。

（５−１）変形例Ａ
上記実施形態では、弁座８４が磁力発生部材としても機能するが、これに限定されるものではない。

例えば、図４の逆止弁機構１８０のように、弁座１８４は、磁力発生部材１８６とは別体であってもよい。磁力発生部材１８６は、リング状の磁石である。なお、磁力発生部材１８６は、一体でリング状に形成される必要はなく、複数の分割部材を組合せてリング状に形成されるものであってもよい。磁力発生部材１８６が、リング状である場合、特に弁体８２に磁力が及ぼされやすい。ただし、磁力発生部材１８６の形状はリング状に限定されるものではなく、吸入管２３の周方向において局所的に配置されてもよい。

弁座８４が上記実施形態のように磁力発生部材としての機能を兼ねる場合、弁体８２が弁座８４に押し当てられる際の衝撃や、弁体８２が弁座８４から引き離される際に生じる力により、弁座８４である磁力発生部材が破損する可能性が考えられる。

これに対し、ここでは、弁座１８４が磁力発生部材ではなく、弁体８２が磁力発生部材１８６には直接接触しないため、弁体８２が弁座１８４に押し当てられる際の衝撃や、弁体８２が弁座１８４から引き離される際に生じる力により、磁力発生部材１８６が破損することを防止できる。

なお、図４に示したスクロール圧縮機では、吸入経路９０は、弁座１８４よりも吸入口２３ａ側に設けられ、固定スクロール３１に形成された穴３１ａに挿入されて固定される吸入管２３を有する。特にここでは、弁座１８４は、固定スクロール３１の穴３１ａに挿入されて固定される吸入管２３の端面である（ただし、これに限定されるものではなく、弁座１８４と吸入管２３とは別体であってもよい）。そして、吸入管２３の、固定スクロール３１の穴３１ａの内面３１ｂと対向する外面２３ｂに、磁力発生部材１８６が装着される溝２３ｃが形成される。なお、図４に示した形態に代えて、または、図４に示した形態に加えて、固定スクロール３１の穴３１ａの、吸入管２３の外面２３ｂと対向する内面３１ｂに、磁力発生部材１８６が装着される溝が形成されてもよい。

このように構成されることで、溝により磁力発生部材１８６を弁座１８４に対して適切な位置に配置することが容易である。

（５−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、圧縮機の一例としてスクロール圧縮機１０を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ロータリ圧縮機やスクリュー圧縮機等の圧縮機に、上記実施形態と同様の特徴の逆止弁機構１８０が採用されてもよい。

（５−３）変形例Ｃ
上記実施形態では、磁力発生部材はフェライト磁石等の磁石の磁力を利用するが、これに代えて電磁石の磁力を利用するものであってもよい。

（５−４）変形例Ｄ
上記実施形態のスクロール圧縮機１０は、駆動軸６０が鉛直方向に延びる縦型のスクロール圧縮機であるが、これに限定されるものではない。スクロール圧縮機のクランク軸が水平方向に延びる横型のスクロール圧縮機に、上記実施形態の構成が適用されてもよい。

以上、本開示の実施形態及び変形例を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

本開示は、吸入経路に冷媒の逆流を抑制する逆止弁機構が設けられる圧縮機に広く適用でき有用である。

１０ スクロール圧縮機（圧縮機）
２３ 吸入管（連絡管部）
２３ａ 吸入口
２３ｂ 外面（連絡管部の外面）
２３ｃ 溝
２４ａ 吐出口
３１ 固定スクロール（第１部材）
３１ａ 穴（第１部材に形成された穴）
３１ｂ 穴の内面
８０，１８０ 逆止弁機構
８２ 弁体
８４ 弁座（磁力発生部材）
８８ 弾性部材
９０ 吸入経路
１８４ 弁座
１８６ 磁力発生部材
Ｓｃ 圧縮室

特開２０１０−３１６７７号公報

Claims (5)

1. 吸入口（２３ａ）から吸入した冷媒を圧縮室（Ｓｃ）で圧縮して吐出口（２４ａ）から吐出する圧縮機であって、
   前記吸入口から吸入された冷媒を、前記圧縮室へと導く吸入経路（９０）と、
   前記吸入経路に設けられ、前記圧縮機の運転停止時に、前記吸入口を通って前記圧縮機の内部から前記圧縮機の外部へと前記冷媒が逆流することを抑制する逆止弁機構（８０，１８０）と、
   を備え、
   前記逆止弁機構は、
   弁座（８４，１８４）と
   前記吸入経路に、前記吸入経路に沿って移動可能に設けられ、前記弁座に押し当てられて前記吸入経路を閉鎖する弁体（８２）と、
   前記弁体を前記弁座に向かって付勢する弾性部材（８８）と、
   前記弁座に押し当てられた前記弁体の動きを磁力によって抑制する磁力発生部材（８４，１８６）と、
   を有する、
   圧縮機（１０）。
2. 前記弁座（８４）は、前記磁力発生部材としての機能を兼ねる、
   請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記磁力発生部材（１８６）は、前記弁座とは別体である、
   請求項１に記載の圧縮機。
4. 前記圧縮室を形成する圧縮機構の一部を構成する第１部材（３１）、
   を更に備え
   前記吸入経路は、前記弁座よりも前記吸入口側に設けられ、前記第１部材に形成された穴（３１ａ）に挿入されて固定される連絡管部（２３）を有し、
   前記連絡管部の、前記第１部材の前記穴の内面（３１ｂ）と対向する外面（２３ｂ）、及び、前記第１部材の前記穴の、前記連絡管部の外面（２３ｂ）と対向する内面（３１ｂ）、の少なくとも一方に、前記磁力発生部材が装着される溝（２３ｃ）が形成される、
   請求項３に記載の圧縮機。
5. 前記弾性部材が無いと仮定した場合に、前記弁座に当接している前記弁体を前記磁力発生部材の発生する磁力に逆らって前記弁座から離間させるために要する力は、前記磁力発生部材が無いと仮定した場合に、前記弁座に当接している前記弁体を前記弾性部材の力に逆らって前記弁座から離間させるために要する力の、５倍以上１５倍以下である、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の圧縮機。

Images