JP2785805B2 - スクロール気体圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスクロール気体圧縮
機の圧縮室の密封および解除による圧縮負荷軽減装置と
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】低振動、低騒音特性を備えたスクロール
圧縮機は、吸入室が外周部にあり、吐出ポートが渦巻の
中心部に設けられ、圧縮流体の流れが一方向で往復動式
圧縮機や回転式圧縮機のような流体を圧縮するための吐
出弁を必要とせず圧縮比が一定で、吐出脈動も小さくて
大きな吐出空間を必要としないことから、各分野への利
用展開の実用化研究が成されている。

【０００３】しかし、圧縮室のシール部分が多いので圧
縮流体の漏れが多く、特に、家庭空調用冷媒圧縮機のよ
うな少排除容量のスクロール気体圧縮機の場合などは、
圧縮機の漏れ隙間を小さくするために渦巻部の寸法精度
を極めて高くする必要がある。

【０００４】しかしながら、部品形状の複雑さ、渦巻部
寸法精度バラツキなどにより、スクロール気体圧縮機の
コストが高く、性能のバラツキも大きく、特に圧縮機低
速運転状態では、圧縮途中の気体漏れ率が多く、圧縮効
率が往復動式圧縮機や回転式圧縮機よりも低いという欠
点を有している。

【０００５】そこで、この種の課題解決のための方策と
して、圧縮途中の気体漏れ防止のために渦巻部寸法精度
の適正化と、潤滑油を利用した油膜シール効果による圧
縮効率向上を期待することが大きく、特開昭５７−８３
８６号公報にも記載されているように、圧縮途中の圧縮
室に潤滑油を適量注入し、潤滑油の油膜で圧縮室の隙間
を密封し、上記欠点を改善する提案が成されている。

【０００６】特に、冷凍空調分野においてはスクロール
冷媒圧縮機の実用化がなされ、パッケージエアコン，チ
ラーユニット等の一吸入行程当りの冷媒容積が比較的大
きい中型〜大型クラスの圧縮機に関しては、種々の改善
が成され既に量産化も実現している。

【０００７】しかしながら、以下に述べるような課題も
残っている。図１７は、密閉ケース内を高圧空間とした
構成の中型〜大型クラスのスクロール冷媒圧縮機の圧縮
室密封をより改善した構造例である。同図は、圧縮部と
吐出室１０３１が上部に、モータ（電動要素）が下部
に、油溜が底部に、圧縮機の最終出口である吐出配管１
０４２がモータ（電動要素）の近傍に配置された構成
で、吐出室１０３１で吐出冷媒ガスと潤滑油とが分離の
後、潤滑油は油抜き穴１０３５，１０３６を通してモー
タ（電動要素）を収納する空間に戻り、底部の油溜に収
集されると共に、吐出冷媒ガスは吐出室１０３１の上部
から別の通路を通してモータ（電動要素）を収納する空
間を経由しモータ（電動要素）を冷却の後、再び、吐出
配管１０４２から排出される。また、圧縮室の軸方向隙
間を少なくするために、旋回スクロール１００６の鏡板
１００４が、駆動軸（クランクシャフト）１００８を支
持し且つ固定スクロール１００３を固定した本体フレー
ム（フレーム）１００９と固定スクロール１００３との
間に油膜形成が可能な微小隙間で配置される一方、密閉
ケース（チャンバー）１０１３の底部の吐出圧力が作用
する潤滑油を駆動軸（クランクシャフト）１００８の内
部に設けた揚油穴１０１９、本体フレーム（フレーム）
１００９の軸受の隙間、駆動軸（クランクシャフト）１
００８のクランク軸部の隙間を経由させて軸受摺動面を
潤滑した後、旋回スクロール１００６の背面に設けた背
圧室１０２５に、その経路途中で減圧した中間圧力の潤
滑油を流入させ、その中間圧力の潤滑油とクランク軸上
部の高圧の潤滑油とで旋回スクロール１００６を固定ス
クロール１００３の側に背面付勢する。この背面付勢力
は、吸入圧力と吐出室１０３１の圧力に多少の変動があ
る場合でも、圧縮室冷媒ガス圧力に抗して、旋回スクロ
ール１００６を常に固定スクロールから離れないように
大きめに設定されている。

【０００８】更に、背圧室１０２５の潤滑油は、旋回ス
クロール１００６の鏡板１００４に設けられた背圧孔１
０１７を介して圧縮途中の圧縮室１０１５に流入の後、
圧縮室１０１５の隙間を油膜で密封しながら吸入冷媒ガ
スと共に圧縮・吐出され、吐出室１０３１に吐出され
る。

【０００９】なお、圧縮機起動初期などのように密閉ケ
ース１０１３内の圧力上昇が小さくて、背圧室１０２５
への差圧給油ができない状態では、旋回スクロール１０
０６の鏡板１００４に設けられた背圧孔１０１７を介し
て圧縮途中の圧縮室１０１５から背圧室１０２５に圧縮
途中冷媒ガスを導き、その冷媒ガス圧力で旋回スクロー
ル１００６を固定スクロールに背圧付勢して常に圧縮室
の密封を図る技術思想の構成である（特開昭５６−１６
５７８８号公報）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の図１７の構成では、圧縮機停止後も圧力バランスす
るまでの残存差圧によって密閉ケース（チャンバー）１
０１３の底部の潤滑油が圧縮室１０１５に流入し充満す
る。この状態で圧縮機再起動時には、圧縮途中潤滑油が
背圧室１０２５に流入して旋回スクロール１００６を固
定スクロールに背圧付勢して圧縮室１０１５の密封を解
除できない状態で、圧縮室１０１５内で油圧縮現象が生
じ、圧縮機起動不能や圧縮機破損が生じるという課題が
あった。また、圧縮機定常運転時に圧縮室圧力が異常上
昇した際にも同様の課題があった。

【００１１】そこで、発明者は特開平１−１７７４８２
号公報で、吐出圧力相当の流体または吐出圧力と吸入圧
力との中間圧力相当の流体をスラスト軸受の背面に導入
して、旋回スクロールの反圧縮室側を支持すると共に、
旋回スクロールが固定スクロールとスラスト軸受との間
で常に軸方向隙間を有して旋回運動できるように、スラ
スト軸受が旋回スクロールの側へ移動する範囲を規制す
る手段を設けることを提案した。

【００１２】しかしながら、この提案の構成のみでは、
旋回スクロールへの背面付与力に過不足が生じた場合
に、必ずしも所要の過負荷軽減作動をしないことが判明
した。

【００１３】また、圧縮機起動初期における圧縮作用の
円滑な立ち上がり実現のための簡易構成化も必要になっ
た。

【００１４】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、圧縮機起動初期における円滑な圧縮作用と
過負荷軽減作動の安定化を図るための簡易構成を提供す
ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、旋回スクロールを固定スクロールの鏡板と
スラスト軸受のいずれでも支持する形態とし、スラスト
軸受の背面に導入する流体通路途中に、絞り通路を設け
たものである。上記旋回スクロールの支持形態とスラス
ト軸受背面への導入通路の構成によって、円滑な圧縮機
起動と過負荷軽減機構の安定化を図ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】上記の課題を解決するための請求
項１記載の発明は、旋回スクロールの反圧縮室側に導入
した潤滑油の一部が駆動軸を支持する本体フレームに設
けたスラスト軸受および固定スクロールの鏡板の旋回ス
クロールのラップ支持円盤との摺接面を潤滑した後、圧
縮室と吸入室のいずれか一方への流入のみを許容された
給油通路を形成し、圧縮機起動初期を含めた圧縮機極低
速運転時の如く吸入圧力と吐出圧力との差圧が小さい場
合に、ラップ支持円盤が主としてスラスト軸受に支持さ
れ、圧縮機定格運転を含めた定常運転時の如く吸入圧力
と吐出圧力との差圧が大きい場合に、ラップ支持円盤が
主として鏡板に支持されるべく、旋回スクロールへの背
圧付与力を設定し、軸方向のみの移動を許容されたスラ
スト軸受の反旋回スクロール側を付勢する手段を設け、
旋回スクロールのラップ支持円盤が固定スクロールの鏡
面の摺動面とスラスト軸受との間で少なくとも油膜形成
可能な微小隙間を保持されるべく、スラスト軸受の旋回
スクロールの側への移動距離を規制する手段を成し、圧
縮室圧力により旋回スクロールに作用するスラスト荷重
が旋回スクロールへの背圧付与力よりも大きい場合に、
ラップ支持円盤がスラスト軸受に支持される一方、スラ
スト荷重が旋回スクロールへの背圧付与力とスラスト軸
受への背圧付与力との合成力よりも大きい場合に、スラ
スト軸受が後退することによって旋回スクロールと固定
スクロールの軸方向隙間が更に拡大されるべく構成し、
前記スラスト軸受の背面を付勢する手段として、圧縮途
中気体を導入し、導入経路途中に絞り通路を設けたもの
である。そして、この構成によれば圧縮機起動初期の圧
縮室気体は絞り通路を介して、徐々にスラスト軸受の背
面に流入し、スラスト軸受への背圧付勢が遅延し、旋回
スクロールが固定スクロールから離反し易くなり、圧縮
室軸方向隙間を広げて起動時負荷軽減ができる。

【００１７】圧縮機起動後は、密閉ケースを含めた吐出
側空間の大きさに左右されることなく、圧縮機起動初期
から圧縮気体圧力がスラスト軸受の背面に作用してスラ
スト軸受を支持し、スラスト軸受の後退を抑制する。こ
れにより、旋回スクロールが固定スクロールから離反す
る距離が小さくなって圧縮立ち上がりが早まる。

【００１８】請求項２記載の発明は、スラスト軸受の背
面を付勢する手段として、バネ装置を配設したものであ
る。そして、この構成によればスラスト軸受背面付勢力
に大きな変動が生じず、過負荷限度を一定にできる。

【００１９】請求項３記載の発明は、スラスト軸受の背
面を付勢する手段として、バネ装置を配設すると共に、
吐出圧力が作用する潤滑油圧力を補助付加したものであ
る。そして、この構成によれば過剰なバネ付勢力の必要
がなく、バネ装置が小型になる。

【００２０】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明による第１の実施例のスクロ
ール冷媒圧縮機について、図１〜図１５を参照しながら
説明する。

【００２１】図１において、１は鉄製の密閉ケースで、
その内部が旋回スクロール１８と噛み合って圧縮室を形
成する固定スクロール１５をボルト固定し且つ駆動軸４
を支持する本体フレーム５により、上側のモータ室６と
下側のアキュームレータ室４６とに仕切られている。

【００２２】モータ室６は高圧雰囲気で、上部にモータ
３、下部に圧縮部を配置し、モータ３の回転子３ａを連
結固定した駆動軸４を支持する本体フレーム５は、摺動
特性と溶接性に優れた共晶黒鉛鋳鉄製で、その外周面部
に設けられた突起条部７９ａが上部密閉ケース１ａと下
部密閉ケース１ｂの内壁面と端面とに当接しており、突
起条部７９ａと上部密閉ケース１ａと下部密閉ケース１
ｂとが単一の溶接ビード７９ｂによって密封溶接されて
いる。

【００２３】駆動軸４は本体フレーム５の上端部に設け
られた上部軸受１１，中央部に設けられた主軸受１２，
本体フレーム５の上端面に設けられ且つ放射状の複数の
浅溝７を有するスラスト軸受部１３とで支持され、駆動
軸４の主軸から偏心した下端部のクランク軸１４が旋回
スクロール１８に設けられた旋回ボス部１８ｅの旋回軸
受１８ｂに係合している。

【００２４】固定スクロール１５は、その熱膨張係数が
純アルミニウムと共晶黒鉛鋳鉄との中間の値に相当する
高珪素アルミニウム合金製で、図１４に示すような渦巻
状の固定スクロールラップ１５ａと鏡板１５ｂから成
り、鏡板１５ｂの中央部には、固定スクロールラップ１
５ａの巻始め部で開口する吐出ポート１６がモータ室６
に開通する吐出通路８０に連通して設けられ、固定スク
ロールラップ１５ａの外周部に吸入室１７が設けられて
いる。

【００２５】反旋回スクロール側の鏡板１５ｂ上には、
吐出ポート１６を覆うように逆止弁装置５０が取り付け
られ、その逆止弁装置５０は図３〜図６で詳描するよう
に、その外周部を数箇所切り欠いた形状の薄板鋼板から
なる弁体５０ｂ（または不連続な環状穴５０ｅａを有す
る弁体５０ｅ）と、逆止弁穴５０ａと中央穴５０ｇとそ
の周りの複数の吐出***５０ｈを有した弁ケース９９
と、弁体５０ｂと弁ケース９９との間に介在するバネ装
置５０ｃとから成る。バネ装置５０ｃは、それ自身の温
度が５０℃を超えると収縮し、それ自身の温度が５０℃
以下で伸長する形状記憶特性を有するもので、圧縮機運
転中は吐出冷媒ガス圧を受けて逆止弁穴５０ａの底面ま
で収縮し、それ自身の温度が５０℃以下の状態にある圧
縮機停止中は吐出ポート１６を塞ぐべく弁体５０を鏡板
１５ｂに押圧するように設定されている。

【００２６】図１および図１４に示すように、固定スク
ロールラップ１５ａに噛み合って圧縮室側壁を形成する
渦巻状の旋回スクロールラップ１８ａと駆動軸４のクラ
ンク軸１４に係合した旋回ボス部１８ｅを直立させたラ
ップ支持円盤１８ｃとから成るアルミニウム合金製の旋
回スクロール１８は、固定スクロール１５と本体フレー
ム５とに囲まれて配置されており、ラップ支持円盤１８
ｃおよび旋回スクロールラップ１８ａの表面は多孔質ニ
ッケルメッキなどの硬化処理が成されている。図３に示
すように、旋回スクロールラップ１８ａの先端には渦巻
状のチップシール溝９８が設けられて、そのチップシー
ル溝９８には樹脂製のチップシール９８ａが微少隙間を
有して装着されている。旋回スクロール１８が固定スク
ロール１５の軸方向側に押圧されたとき、ラップ支持円
盤１８ｃの平面部は固定スクロールラップ１５ａの先端
に接するが、旋回スクロールラップ１８ａの先端は固定
スクロール１５に接することなく数ミクロン程度の微少
距離を保っている。

【００２７】吐出通路８０（図１参照）は、逆止弁装置
５０を覆うように鏡板１５ｂに取り付けられた吐出カバ
ー２ａと鏡板１５ｂによって形成される吐出室２，固定
スクロール１５に設けられたガス通路Ｂ８０ｂ，本体フ
レーム５に設けられたガス通路Ａ８０ａ，主軸受１２を
囲うように本体フレーム５に取り付けられた吐出ガイド
８１と本体フレーム５によって形成される吐出チャンバ
ー２ｂとから成り、ガス通路Ａ８０ａ，ガス通路Ｂ８０
ｂはそれぞれ対象位置に設けられている（図１４参
照）。

【００２８】吐出ガイド８１の上面には図７のように、
多数の***８１ａが設けられている。

【００２９】冷凍サイクルの蒸発器側に通じるアキュー
ムレータ室４６は、下部密閉ケース１ｂと固定スクロー
ル１５と本体フレーム５とで形成され、それに連通する
吸入管４７が下部密閉ケース１ｂの側面に設けられ、そ
の吸入管４７に対向する位置からそれぞれ約９０度隔て
た位置の２箇所で吸入穴４３が固定スクロール１５に設
けられている（図１４参照）。

【００３０】アキュームレータ室４６の底部の低圧油溜
４６ａと吸入穴４３とは吐出カバー２ａに設けられた油
吸い込み穴Ａ９ａ，固定スクロール１５に設けられた細
径の油吸い込み穴Ｂ９ｂとで連通しており、これら油吸
い込み穴（９ａ，９ｂ）は低圧油溜４６ａに滞溜してい
る冷媒液や潤滑油が吸入穴４３を冷媒ガスが通過する際
の負圧発生によって吸い上げられるように設定されてい
る。

【００３１】本体フレーム５に固定された割りピン形の
平行ピン１９によって回転方向の移動を拘束されて軸方
向にのみ移動が可能な平板形状のスラスト軸受２０は、
ラップ支持円盤１８ｃと本体フレーム５との間に配置さ
れており、スラスト軸受２０と本体フレーム５との間に
介在する環状のシールリング（ゴム製）７０（図１０参
照）の弾性力によって本体フレーム５と固定スクロール
１５との間の鏡板取り付け面１５ｂ１に当接している。

【００３２】旋回スクロール１８のラップ支持円盤１８
ｃに摺接する鏡板摺動面１５ｂ２から鏡板取り付け面１
５ｂ１迄の高さはラップ支持円盤１８ｃの油膜による摺
動部のシール性向上のために、ラップ支持円盤１８ｃの
厚さよりも約０．０１５〜０．０２０ｍｍ大きく設定さ
れている。

【００３３】図１，図８に示すように、旋回スクロール
１８の旋回ボス部１８ｅの本体フレーム５側端面には旋
回軸受１８ｂの中心と同芯の環状シール溝９５が設けら
れ、その環状シール溝９５には、図９に示すような、そ
の一部を切断して切口９４ｂを有し、柔軟性を有する樹
脂製の環状リング９４が装着されている。環状リング９
４の外周面は、圧縮機運転時に環状リング９４の熱膨張
と環状リング９４の内側の潤滑油圧力によって、環状シ
ール溝９５の側面に密接すると共に、環状リング９４の
外周面に対して傾斜角度を有する切口９４ｂが互いに密
着すべく配置されている。環状リング９４は、駆動軸４
を支持する主軸受１２の側の油室Ａ９８ａの側から旋回
スクロール１８，本体フレーム５，スラスト軸受２０に
よって形成される旋回スクロール１８の背圧室３９への
過剰な漏洩を防ぐようにシールしている。

【００３４】環状のスラスト軸受２０は穴成形が容易な
焼結合金製で、図１０，図１１で示すように、割りピン
１９が可動挿入される２つのガイド穴９３と環状油溝９
２，油穴９１とを有しており、本体フレーム５のスラス
トリング溝９０に装着されている。

【００３５】本体フレーム５とスラスト軸受２０との間
には約０．０５ｍｍ程度のレリース隙間２７が設けら
れ、レリース隙間２７の内側と外側にはシールリング７
０を装着する環状溝２８が設けられている。シールリン
グ７０はレリース隙間２７と背圧室３９との間をシール
している。

【００３６】レリース隙間２７は、本体フレーム５に設
けられた細径のスラスト背圧導入穴Ａ８９ａと固定スク
ロール１５に設けられた細径のスラスト背圧導入穴Ｂ８
９ｂとによって、最終圧縮行程の第３圧縮室６０ｂ（図
１４参照）に連通している。

【００３７】図１，図２に示すように、スラスト軸受２
０の内側に配置された旋回スクロール１８の自転阻止部
材（以下、オルダムリングと称する）２４は、焼結成形
や射出成形工法などに適した軽合金や強化繊維複合材か
ら成り、平らなリングの両面に互いに直交する平行キー
形状のキー部を備えたもので、上面側のキー部は本体フ
レーム５に設けられたキー溝７１ａに、下面側のキー部
はラップ支持円盤１８ｃに設けられたキー溝７１に係合
し、摺動する。

【００３８】オルダムリング２４のリングの厚さはオル
ダムリング２４が往復運動する際に、本体フレーム５と
ラップ支持円盤１８ｃとの間で円滑に摺動し且つジャン
ピング現象が生じないように設定されている。

【００３９】上部密閉ケース１ａの上端壁の外周部には
吐出管３１、中央部にはモータ電源接続用のガラスター
ミナル８８が取り付けられている。

【００４０】吐出管３１およびガラスターミナル８８の
側とモータ３の側とを上部密閉ケース１ａに取り付けら
れた油セパレータ８７が仕切っている。駆動軸４の段付
き部によって軸方向に位置決めされたモータ３の回転子
３ａは上部バランスウエイト７５と共に駆動軸４にボル
ト固定され、上部バランスウエイト７５は円盤形状を成
し、その外径は回転子３ａの外径より大きく設定されて
いる。

【００４１】回転子３ａの下端に取り付けられた下部バ
ランスウエイト７６と吐出ガイド８１との間には本体フ
レーム５に取り付けられた遮閉板８６が下部バランスウ
エイトに接近して配置されている。

【００４２】モータ室６の下部に設けられた吐出室油溜
３４は、モータ３の固定子３ｂの外周の一部を切り欠い
て設けた冷却通路３５によりモータ室６の上部と連通さ
れている。

【００４３】また、吐出室油溜３４は、本体フレーム５
に設けられた油穴Ａ３８ａを介して主軸受１２と旋回軸
受１８ｂとの中間位置の油室Ａ７８ａにも通じている。

【００４４】図１，図８に示すように、駆動軸４の摺動
軸部４ａおよびクランク軸１４の表面には、駆動軸４が
正回転する時、油室Ａ７８ａの潤滑油が旋回軸受１８ｂ
とクランク軸１４とで形成される油室Ｂ７８ｂおよびモ
ータ３側にネジポンプ給油される方向に螺旋状油溝４１
ａ，４１ｂが設けられて、その上端はスラスト軸受部１
３にまで達している。

【００４５】油室Ｂ７８ｂと主軸受１２面とは駆動軸４
に設けられた給油穴７３ａによって連通され、上部軸受
１１と主軸受１２との間の油溜り７２と背圧室３９とは
本体フレーム５に設けられた絞り通路部を有する油穴Ｂ
３８ｂによって連通され、油穴Ｂ３８ｂの背圧室３９側
開口端は環状リング９４に設けられた不連続な油溝９４
ａに間欠的に開通すると共に、環状リング９４によって
間欠的に開閉される位置に設けられている。

【００４６】図１，図１０，図１４に示すように、背圧
室３９は、吸入室１７に間欠的に通じる第１圧縮室６１
ａ，６１ｂが吸入冷媒ガス閉じ込み完了前の約１８０度
の旋回角度範囲内で、スラスト軸受２０に設けられた油
穴９１，ラップ支持円盤１８ｃの外側の外周部空間３
７，ラップ支持円盤１８ｃに設けられた油穴Ｃ３８ｃ，
対称位置に配設された細径のインジェクション穴５２
ａ，５２ｂによって構成されるインジェクション通路に
よって第１圧縮室６１ａ，６１ｂと連通しており、スラ
スト軸受２０に設けられた油穴９１はラップ支持円盤１
８ｃによって間欠的に開閉される。

【００４７】図１２，図１３に示すように、ラップ支持
円盤１８ｃには背圧室３９の圧力を制御する背圧制御弁
装置２５が装着されている。

【００４８】背圧制御弁装置２５は、ラップ支持円盤１
８ｃの半径方向に設けられて大径部シリンダ２６ａと小
径部シリンダ２６ｂとから成る段付き形状のシリンダ２
６，そのシリンダ内を可動する段付き形状のプランジャ
ー２９，シリンダ２６の外周部空間３７側の開口端の一
部を塞ぐキャップ３２，キャップ３２とプランジャー２
９との間に配置されてプランジャー２９をクランク軸１
４の側に付勢するコイルバネ５３，大径部シリンダ２６
ａのクランク軸１４側と吸入室１７とを連通する油穴５
４ａ，小径部シリンダ２６ｂのクランク軸１４側と油室
Ｂ７８ｂおよび背圧室３９とをそれぞれ連通する油穴５
４ｂ，５４ｃによって構成されている。その作動は、背
圧室３９の圧力が適正範囲の時、図１２に示すように、
プランジャー２９の小径端面が油穴５４ｂのシリンダ側
開口端を塞ぎ、背圧室３９の圧力が不足の時、図１３に
示すように、プランジャー２９の大径部を境界とするプ
ランジャー２９の両側に作用する付勢力差によってプラ
ンジャー２９が外周部空間３７の側に移動し、油穴５４
ｂのシリンダ側開口端が開かれ、油室Ｂ７８ｂと背圧室
３９とが通じるべくコイルバネ５３の付勢力およびシリ
ンダ２６の各部寸法が設定されている。

【００４９】なお５５は、プランジャー２９の小径外周
部をシールするために小径部シリンダ２６ｂに装着され
たＯーリングである。

【００５０】図１５において、横軸は駆動軸４の回転角
度を示し、縦軸は冷媒圧力を示し、吸入・圧縮・吐出過
程における冷媒ガスの圧力変化状態を示し、実線６２は
正常圧力で運転時の圧力変化を示し、点線６３は異常圧
力上昇時の圧力変化を示す。

【００５１】以上のように構成されたスクロール冷媒圧
縮機について、その動作を説明する。

【００５２】図１〜図１５において、モータ３によって
駆動軸４が回転駆動すると、旋回スクロール１８は、駆
動軸４のクランク機構によって駆動軸４の主軸周りに回
転しようとするが、オルダムリング２４の旋回スクロー
ル１８の側のキー部（図２参照）が旋回スクロール１８
のキー溝７１に係合し、反対側のキー部が本体フレーム
５のキー溝７１ａ（図１参照）に係合しているので自転
を阻止され、公転運動をして固定スクロール１５と共に
圧縮室の容積を変化させ、冷媒ガスの吸入・圧縮作用を
行う。

【００５３】そして、圧縮機に接続した冷凍サイクルか
ら潤滑油を含んだ気液混合の吸入冷媒が、吸入管４７か
らアキュームレータ室４６に流入し、固定スクロール１
５の鏡板１５ｂの外側面に衝突の後、アキュームレータ
室４６の上部空間を経由して、二箇所の吸入穴４３（図
１４参照）を通じて吸入室１７に流入する。

【００５４】一方、気体と液体の重量差や流入方向転換
時の慣性力によって冷媒ガスから分離した液冷媒や潤滑
油はアキュームレータ室４６の底部に、一旦、収集さ
れ、吸入冷媒ガスが吸入穴４３を通過する際に生じる負
圧によって油吸い込み穴Ａ９ａ，油吸い込み穴Ｂ９ｂを
介して霧化状態で吸入穴４３に吸い上げられ、再び吸入
冷媒ガスに混入する。

【００５５】気液分離された吸入冷媒ガスは、吸入室１
７，旋回スクロール１８と固定スクロール１５との間に
形成された第１圧縮室６１ａ，６１ｂ（図１４参照）を
経て圧縮室内に閉じ込められ、第２圧縮室５１ａ，５１
ｂ，第３圧縮室６０ａ，６０ｂへと順次移送圧縮の後、
中央部の吐出ポート１６から逆止弁室５０ａに吐出さ
れ、吐出室２，ガス通路Ｂ８０ｂ，ガス通路Ａ８０ａ，
吐出チャンバー２ｂを順次経由してモータ室６へと吐出
される。

【００５６】圧縮完了直後に第３圧縮室６０ａ，６０ｂ
と吐出ポート１６が開通することによって、圧縮冷媒ガ
スは、第３圧縮室６０ａ，６０ｂから逆止弁室５０ａに
流入する際に急激な一次膨張が生じ、その直後の吐出完
了行程から圧縮開始行程までの間に逆止弁室５０ａの吐
出冷媒ガスが一次的に第３圧縮室６０ａ，６０ｂに逆流
する。

【００５７】その結果、冷媒ガスは、間欠的に第３圧縮
室（６０ａ，６０ｂ）からの流出・第３圧縮室（６０
ａ，６０ｂ）への流入を繰り返しながら、全体の流れと
して第３圧縮室（６０ａ，６０ｂ）から吐出室２へと流
出するが、逆止弁室５０ａ，吐出室２の吐出冷媒ガスは
第３圧縮室（６０ａ，６０ｂ）への流入・流出の際に圧
力変動が生じて脈動現象を呈する。

【００５８】吐出冷媒ガスは逆止弁装置５０の吐出***
５０ｈを介して吐出室２を構成する球面状の壁面に向か
って流出する際の二次膨張、更に、球面状の壁面に衝突
して均等分散する。その後、更に、対称位置に配設され
た二つの吐出通路８０が吐出チャンバー２ｂ，モータ室
６で合流することによって、各吐出通路８０からの吐出
ガス脈動が互いに減衰し合う作用と第三次，第四次膨張
によって、更に、順次減衰し、モータ室６の圧力変動は
ほとんど無い状態になる。

【００５９】なお、吐出冷媒ガスが吐出室２から逆止弁
室５０ａに瞬時的に逆流する際、その流れに追従して弁
体５０ｂが吐出ポート１６を塞ぐ方向に移動しようとす
るが、圧縮機運転中は、周囲の温度によって形状記憶特
性を有するコイルバネ５０ｃが全収縮して弁体５０ｂへ
の付勢を及ぼさないと共に、磁性を帯びた弁体５０ｂが
逆止弁室５０ａの底面に吸着して離反せず、弁体５０ｂ
が吐出ポート１６を塞がない。

【００６０】吐出ガイド８１の***８１ａから分散して
モータ室６に排出した吐出冷媒ガスは、環状の遮閉板８
６，モータ３の巻線に衝突した後、ステータ３ｂの外側
部の冷却通路３５や内側部の通路を経てモータ３を冷却
しながらモータ室６の上部側部へと流れ、吐出管３１か
ら外部の冷凍サイクルへ送出される。

【００６１】この際、吐出冷媒ガス中の潤滑油は、その
一部がモータ３の下部の巻線の表面に付着して冷媒ガス
から分離して吐出室油溜３４に収集するが、上部バラン
スウエイト７５，下部バランスウエイト７６の外周部を
通過する吐出冷媒ガス中の潤滑油は、上部バランスウエ
イト７５，下部バランスウエイト７６の回転によって遠
心分離され、モータ３の巻線の内側表面へと拡散され、
巻線束の内部空間に沿って下部へ流下し、吐出室油溜３
４に収集する。

【００６２】最終圧縮行程の第３圧縮室６０ｂ（圧縮室
が吐出ポート１６と間欠的に通じる圧縮空間）に通じる
スラスト軸受２０の背面側のレリース隙間２７は、圧縮
開始後、冷媒ガスが細径のスラスト背圧導入穴８９ａ，
８９ｂを経て徐々に導入され、次第に昇圧する。そし
て、密閉ケース１内の吐出冷媒圧力に影響を受けること
なく、最終的に圧縮室内最終圧力の冷媒ガスで充満され
る。その背圧付勢とシールリング７０の弾性力によっ
て、スラスト軸受２０は固定スクロール１５の鏡板取り
付け面１５ｂ１に押接される。それによって、旋回スク
ロール１８のラップ支持円盤１８ｃは鏡板摺動面１５ｂ
２とスラスト軸受２０との間で狭持（１５〜２０ミクロ
ンの組立隙間）される。

【００６３】したがって、スラスト軸受２０の背圧付勢
力は、圧縮機起動初期に小さく、徐々に増加し、最終的
に、旋回スクロール１８の背面を支持できる大きさにな
る。

【００６４】吐出室油溜３４の潤滑油は、後述する経路
を経て油室Ａ７８ａと油室Ｂ７８ｂおよび背圧室３９に
流入し、次第に旋回スクロール１８への背圧付与力が大
きくなる。

【００６５】モータ室６の圧力上昇に追従して、ラップ
支持円盤１８ｃは徐々に固定スクロール１５の鏡板摺動
面１５ｂ２に適度な押圧力で接触する。固定スクロール
ラップ１５ａの先端と旋回スクロール１８のラップ支持
円盤１８ｃとの間の隙間が無くなり、それによって圧縮
室が密封され、吸入冷媒ガスが効率良く圧縮されて、安
定運転が継続する。

【００６６】なお、旋回スクロールラップ１８ａの先端
と固定スクロール１５の鏡板１５ｂとの間の軸方向隙間
は、圧縮途中冷媒ガスが隣室の低圧側圧縮室に漏洩する
際に、チップシール溝９８（図３参照）に流入し、その
ガス背圧力によってチップシール９８ａがチップシール
溝９８の低圧縮室側面および固定スクロール１５の鏡板
１５ｂに押圧されることによってシールされる。

【００６７】圧縮機停止の際に、圧縮室内冷媒ガスの圧
力差に基づく逆流によって、旋回スクロール１８が瞬時
的に逆旋回運動するが、冷媒ガスが圧縮室から吸入室１
７に逆流することから、旋回スクロール１８は図１４の
ように、第１圧縮室６１ａ，６１ｂが吸入室１７に通じ
た状態の旋回角度で停止する。図８のように、この停止
状態では環状リング９４が背圧室３９への潤滑油流入口
を塞ぐ。

【００６８】また圧縮機停止の際に、圧縮室の冷媒ガス
が吸入室１７へ逆流することによって吐出ポート１６の
冷媒ガス圧力が急低下し、吐出ポート１６と吐出室２と
の冷媒ガス圧力差によって弁体５０ｂが吐出ポート１６
を塞ぎ、吐出室２から圧縮室への吐出冷媒ガスの連続的
な逆流を阻止する。

【００６９】圧縮機停止直後の一時的な吐出冷媒ガスの
逆流と旋回スクロール１８の逆旋回によって、磁性を帯
びた弁体５０ｂが逆止弁室５０ａの底面から離脱し、冷
凍サイクルが圧力バランスするまでの間、圧力差によっ
て弁体５１ｂが吐出ポート１６を塞ぎ続ける。それと並
行して形状記憶特性を有するコイルバネ５０が温度低下
して伸長し、コイルバネ５０の付勢力によって弁体５０
ｂが吐出ポート１６を閉塞し続ける。

【００７０】吸入室１７と間欠的に連通する第１圧縮室
６１ａ，６１ｂと背圧室３９とは第１圧縮室６１ａ，６
１ｂが閉じ込み完了前の１８０度以内にある時のみスラ
スト軸受２０に設けられた油穴９１（図１０参照）を介
して連通すると共に、スラスト軸受２０とラップ支持円
盤１８ｃとの間は潤滑油膜でシールされるので、圧縮室
から背圧室３９に圧縮途中冷媒ガスが逆流することはな
い。

【００７１】圧縮機長時間停止中は圧縮機内圧力が均衡
し、アキュームレータ室４６は勿論のこと、圧縮室内に
まで液冷媒が流入しており、圧縮機冷時起動初期には液
圧縮が生じ易く、圧縮室内の液圧縮冷媒圧力によって吐
出ポート１６と反対方向のスラスト力が旋回スクロール
１８に作用する。その結果、旋回スクロール１８が固定
スクロール１５から軸方向に離反し、圧縮負荷が軽減す
る。

【００７２】一方、圧縮機冷時起動初期の背圧室３９の
圧力は吐出室油溜３４の潤滑油圧力上昇が低いことか
ら、ほぼ吸入圧力相当である。その結果、旋回スクロー
ル１８のラップ支持円盤１８ｃは圧力上昇の低い油室Ａ
７８ａの潤滑油によってのみ背圧付与される状態で、鏡
板摺動面１５ｂ２から離反してスラスト軸受２０まで後
退し支持され、ラップ支持円盤１８ｃと固定スクロール
ラップ１５ａの先端との間に隙間（約０．０１５〜０．
０２０ミクロン）が生じ、圧縮室圧力が低下し、起動初
期の圧縮負荷が軽減する。

【００７３】起動初期の旋回スクロール１８に作用する
スラスト荷重がスラスト軸受２０の背面に作用する背圧
付与力よりも大きい場合には、スラスト軸受２０が後退
し、ラップ支持円盤１８ｃと固定スクロールラップ１５
ａの先端との隙間が更に拡大し、圧縮負荷が軽減する。

【００７４】万一、連続運転中に、圧縮室内で液圧縮な
どが生じて瞬時的に圧縮室圧力が異常上昇した場合など
には、旋回スクロール１８に作用するスラスト力が旋回
スクロール１８の背面に作用する背圧付勢力よりも大き
くなり、旋回スクロール１８が軸方向に移動し、スラス
ト軸受２０に支持される。そして、圧縮室の密封が上述
と同様に解除して圧縮室圧力が低下し、圧縮負荷が低下
する。

【００７５】なお、背圧室３９は、第１圧縮室６１ａ，
６１ｂが吸入冷媒ガス閉じ込み完了前の約１８０度の旋
回角度範囲内で、スラスト軸受２０に設けられた油穴９
１を介して外周部空間３７に通じているので、この連通
旋回範囲内で液圧縮が生じることがない。

【００７６】したがって、圧縮室での液圧縮発生を含め
た如何なる圧縮機運転状態において、背圧室３９への圧
縮室の冷媒ガスの逆流が回避され、圧縮負荷軽減を阻害
することはない。

【００７７】圧縮機冷時始動初期の吐出室油溜３４の潤
滑油は、駆動軸４に設けられた螺旋状油溝４１ａ，４１
ｂのネジポンプ作用によって、油穴Ａ３８ａを経由して
油室Ａ７８ａに吸い込まれる。

【００７８】その後、潤滑油の一部は螺旋状油溝４１
ｂ，油室Ｂ７８ｂ，給油穴７３ａを順次経由途中で旋回
軸受１８ｂの摺動面を潤滑し、主軸受１２の摺動面に供
給され、油溜り７２に送出される。

【００７９】螺旋状油溝４１ａによって主軸受１２に供
給された潤滑油は、油室Ｂ７８ｂを経由してきた潤滑油
と共に油溜り７２で合流した後、潤滑油の一部は油穴Ｂ
３８ｂ（図８参照）の絞り通路部で減圧されて背圧室３
９に間欠給油され、残りの潤滑油は上部軸受１１とスラ
スト軸受部１３の各摺動面を潤滑の後、吐出室油溜３４
に再回収される。

【００８０】なお、モータ室６の冷媒ガスは上部軸受１
１を通過する潤滑油によって油溜り７２への逆流が阻止
される。

【００８１】圧縮機冷時始動後の時間経過に追従してモ
ータ室６の吐出冷媒ガス圧力は上昇し、吐出室油溜３４
の潤滑油は背圧室３９との間の差圧によっても油室Ａ７
８ａに供給され、螺旋状油溝４１ａ，４１ｂのネジポン
プ作用と併せて背圧室３９に給油される。背圧室３９の
圧力は次第に高くなり、油室Ａ７８ａの吐出圧力相当の
潤滑油圧力との合成力が旋回スクロール１８のラップ支
持円盤１８ｃに作用する。その結果、圧縮室の冷媒ガス
圧力によって旋回スクロール１８を固定スクロール１５
から離反させようと作用するスラスト荷重が相殺され、
旋回スクロール１８に作用するスラスト力が軽減する。

【００８２】したがって、圧縮機冷時始動後のモータ室
６の圧力上昇が低い間は、油室Ａ７８ａと背圧室３９の
潤滑油圧力による旋回スクロール１８への付与力が圧縮
室の冷媒ガス圧力による旋回スクロール１８へのスラス
ト荷重よりも小さい。その結果、旋回スクロール１８は
固定スクロール１５から離反して、シールリング７０の
弾性力と最終圧縮行程の第３圧縮室６０ｂから導入され
た冷媒ガスによる背圧を受けるスラスト軸受２０に支持
される。

【００８３】吐出圧力と吸入圧力との差圧が所要圧力を
超えた場合に、油室Ａ７８ａと背圧室３９の潤滑油圧力
による旋回スクロール１８への付与力が圧縮室の冷媒ガ
ス圧力による旋回スクロール１８へのスラスト荷重より
も大きくなる。そして、旋回スクロール１８は固定スク
ロール１５に支持される。

【００８４】圧縮室の中心，旋回軸受１８ｅの中心，環
状リング９４の中心が各々ほぼ一致した配置構成におい
て、環状リング９４は旋回スクロール１８と共に旋回運
動をするので、その時の慣性力によって旋回ボス部１８
ｅに設けられた環状シール溝９５から飛び出そうとす
る。また、環状リング９４は、油室Ａ７８ａと背圧室３
９との差圧によってその内径を拡張し、熱膨張と併せて
その切口９４ｂを閉じる。これらの作用によって、環状
リング９４は本体フレーム５と環状シール溝９５の外側
面に押接されると共に、環状リング９４の油掻き作用に
よって環状シール溝９５と環状リング９４との間に潤滑
油が押し込まれ、油室Ａ７８ａと背圧室３９との間の過
剰な潤滑油漏洩を防止する。

【００８５】更に、柔軟性に優れた樹脂製の環状リング
９４は、背圧室３９と油室Ａ７８ａとの間の圧力差によ
ってその内径を環状シール溝９５の外側面に沿って拡張
し、熱膨張と併せてその切口９４ｂを閉じると共に、環
状シール溝９５の外側面に押圧されるので、両空間の間
の漏洩を更に少なくする。

【００８６】なお、環状溝９４の表面に設けられた油溝
９４ａに滞溜する潤滑油の油膜によって環状リング９４
と本体フレーム５との間の摺動面を潤滑し、摺動面の摩
耗，摺動抵抗を少なくする。

【００８７】圧縮機定常運転時は、高圧の油室Ａ７８ａ
の潤滑油圧力と背圧室３９の潤滑油圧力によって旋回ス
クロール１８は固定スクロール１５の側に背圧付与さ
れ、ラップ支持円盤１８ｃと鏡板摺動面１５ｂ２との間
は適度な接触力を保持しながら円滑に摺動し、圧縮室の
軸方向隙間を最小にしている。

【００８８】背圧室３９に流入した潤滑油は、スラスト
軸受２０に設けられた油穴９１を介して間欠的に外周部
空間３７に流入し、更にラップ支持円盤１８ｃに設けら
れた油穴Ｃ３８ｃ，細径のインジェクション穴５２（図
１４参照）を通して漸次減圧され、第１圧縮室６１ａ，
６１ｂに流入する。潤滑油は、その通路途中で各摺動面
を潤滑し、摺動隙間を密封する。

【００８９】第１圧縮室６１ａ，６１ｂに注入された潤
滑油は、吸入冷媒ガスと共に圧縮室（圧縮空間）に流入
した潤滑油と合流し、隣接する圧縮空間の微少隙間を油
膜密封して圧縮冷媒ガス漏れを防ぎ、圧縮室間の摺動面
を潤滑しながら圧縮冷媒ガスと共に吐出ポート１６を経
てモータ室６に再び吐出される。

【００９０】背圧室３９を経由する吐出室油溜３４から
第１圧縮室６１ａ，６１ｂまでの給油経路において、背
圧室３９は吐出圧力と吸入圧力との間の適正な中間圧力
を維持する。

【００９１】また、スクロール冷媒圧縮機の圧縮比が一
定であることから、冷時起動直後のように吸入室１７と
吐出室２との差圧が小さい場合、あるいは、異常な液圧
縮が生じた場合などは、上述のように旋回スクロール１
８が固定スクロール１５から離反し、スラスト軸受２０
に支持される。

【００９２】しかしながら、背圧付勢されたスラスト軸
受２０は、異常上昇した圧縮室圧力荷重を支持できず、
レリース隙間２７を減少させる方向に後退して、旋回ス
クロール１８のラップ支持円盤１８ｃと固定スクロール
１５の固定スクロールラップ１５ａの先端との間の軸方
向隙間が拡大する。これにより、圧縮室間に多くの漏れ
が生じ、図１５の一点鎖線６３ａで示すように、圧縮室
圧力が圧縮途中で急低下する。

【００９３】旋回スクロール１８が固定スクロール１５
から軸方向に離反する最大距離が約７０ミクロンに規制
されているので、ラップ支持円盤１８ｃの両側摺動面の
各隙間に油膜が残留し、外周部空間３７と吸入室１７と
が直接連通することによる背圧室３９の圧力変化が抑制
され、圧縮負荷が瞬時に軽減した後、スラスト軸受２０
が瞬時に元の位置に復帰でき、安定運転が再継続する。

【００９４】なお、旋回スクロール１８がスラスト軸受
２０の方へ後退する時、旋回スクロールラップ１８ａの
先端と固定スクロール１５との間の軸方向寸法も拡大す
るが、チップシール９８ａがその背面のガス圧によって
固定スクロール１５の側に押圧されているので、この部
分からの圧縮冷媒ガス漏れはほとんど生じない。

【００９５】一方、旋回スクロール１８のラップ支持円
盤１８ｃと固定スクロール１５の固定スクロールラップ
１５ｂの先端との間の隙間が拡大し、圧縮室内での圧縮
冷媒ガス漏れが生じて、圧縮室圧力が急低下する。

【００９６】また、旋回スクロール１８と固定スクロー
ル１５との間の軸方向隙間部に異物の噛み込みが生じた
場合にも、上述と同様に、スラスト軸受２０が後退して
異物を除去する。

【００９７】また、冷時起動初期や定常運転時に、瞬時
的な液圧縮が生じた場合の圧縮室圧力は、図１５の点線
６３のように異常な過圧縮が生じるが、吐出ポート１６
に連通する高圧空間容積が大きく、しかも、逆止弁室５
０ａ，吐出室２，吐出チャンバー２ｂを順次通過する間
に膨張を繰り返し、モータ室６の圧力変化はほとんど生
じない。

【００９８】また、圧縮機運転速度が増加するに伴い単
位時間当りの圧縮室冷媒ガス漏れが少なくなる。その反
面、一旋回運動当りのインジェクション穴５２ａ，５２
ｂの開口時間が短くなり、一旋回運動当りの圧縮室への
油インジェクション量が抑制されて不要な油圧縮が少な
くなると共に、油穴Ｂ３８ｂと背圧室３９との間の遮断
回数増加による通路抵抗が増加して、油室Ａ７８ａから
背圧室３９への潤滑油流入量も抑制され、背圧室３９の
圧力が適切に維持される。

【００９９】また、ヒートポンプ冷凍サイクルに組み込
まれて運転中のスクロール冷媒圧縮機は、暖房運転から
除霜運転に切り替わった際、短時間ではあるが、高圧側
が蒸発器に、低圧側が凝縮器側に通じる関係からモータ
室６の圧力が瞬時的に低下する。それに追従して油穴Ｂ
３８ｂ，油溜り７２，油室Ａ７８ａを順次介してモータ
室６に通じる背圧室３９の圧力と外周部空間３７の圧力
とが低下する一方、吸入室１７と圧縮室の圧力が一時的
に圧力上昇して、適正背圧力を維持できなくなる場合に
は、図１２のようにラップ支持円盤１８ｃに設けられた
背圧制御弁装置２５のプランジャー２９が油室Ｂ７８ｂ
に通じる油穴５４ｂの潤滑油圧力によって、コイルバネ
５３と背圧室３９に通じる潤滑油の背圧力に抗して図１
３のように外周部空間３７の方へ移動し、油室Ｂ７８ｂ
と背圧室３９とが連通して高圧の潤滑油が背圧室３９に
流入し、背圧室３９を適正圧力に復帰させ、再び図１２
のようにプランジャー２９を油室Ｂ７８ｂの側に移動さ
せ、油室Ｂ７８ｂと背圧室３９とが遮断される。

【０１００】また、蒸発器側の熱負荷が高く且つ凝縮器
側の凝縮能力が大きい場合には、吸入圧力が比較的高
く、吐出圧力が比較的低い状態で運転される。

【０１０１】このような場合には、圧縮室圧力が通常運
転時より高くなるので背圧室圧力を通常よりも高くする
必要が有るが、このような場合も上記と同様に、プラン
ジャー２９が油室Ｂ７８ｂに通じる油穴５４ｂの潤滑油
圧力と油穴５４ａを介して吸入室１７に通じる吸入側の
冷媒圧力とによって、コイルバネ５３と背圧室３９に通
じる潤滑油の背圧力に抗して図１３のように外周部空間
３７の方へ移動し、油室Ｂ７８ｂと背圧室３９とが間欠
的（または部分的）に連通して高圧の潤滑油が背圧室３
９に流入し、背圧室３９を適正圧力に維持する。

【０１０２】当然のことながら、プランジャー２９は、
プランジャー２９に作用する慣性力および摩擦力の影響
を受けて、外周部空間３７の方へ移動しようとして小径
部シリンダ２６ｂと油穴５４ｃとの間の連通面積を広げ
るので、背圧室３９の圧力は圧縮機運転速度が増加する
のに追従して高くなる。

【０１０３】また、上記実施例では旋回スクロール１８
のラップ支持円盤１８ｃとスラスト軸受２０との間の摺
動隙間を潤滑油の油膜のみでシールしたが、発明者が特
願昭６３−１５９９９６号公報で提案しているような、
環状リング（８２）をラップ支持円盤１８ｃの背面側に
装着し、背圧室３９と外周部空間３７との間の摺動部隙
間のシール性能を向上してもよい。

【０１０４】なお、図８では、油穴Ｂ３８ｂと背圧室３
９とが間欠的に連通する一旋回運動当りの区間を多く設
定したが、圧縮負荷が比較的小さい圧縮機運転条件の場
合には、油穴Ｂ３８ｂと背圧室３９との一旋回運動当り
の連通区間が少なくなるように、油穴Ｂ３８ｂの開口位
置を本体フレーム５の中心部側に移動させて、油室Ａ７
８ａの潤滑油が背圧室３９および圧縮室へ流入する量を
少なくする必要があることは、従来技術の説明から明か
であろう。これに伴い、背圧室３９および外周部空間３
７の圧力も低くなる。

【０１０５】以上のように、上記実施例によれば、圧縮
機起動初期は、第３圧縮室６０ｂの冷媒ガスが細径のス
ラスト背圧導入穴８９ａ，８９ｂを介して、徐々にスラ
スト軸受２０の背面に流入し、スラスト軸受２０への背
圧付勢を遅延させる一方、旋回スクロール１８への背圧
付与力が圧縮室冷媒ガスによるスラスト荷重よりも小さ
い。その結果、スラスト軸受２０は固定スクロール１５
から離反した旋回スクロール１８を支持できずに後退
し、圧縮室軸方向隙間を拡大し、圧縮負荷を軽減するこ
とができる。

【０１０６】その後は、密閉ケース１を含めた吐出側空
間の緩やかな圧力上昇に左右されることなく、第３圧縮
室６０ｂの冷媒ガスがスラスト軸受２０の背面に安定し
て作用し、スラスト軸受２０の後退を抑制する。これに
より、旋回スクロール１８への背圧付与力の高まりに追
従して、旋回スクロール１８が固定スクロール１５から
離反する距離が小さくなって圧縮立ち上がりを早めるこ
とができる。

【０１０７】また、異常過圧縮時には、冷媒ガスが細径
のスラスト背圧導入穴８９ａ，８９ｂを経由するため
に、第３圧縮室６０ｂから瞬時にスラスト軸受２０の背
面に流入せず、付与力が瞬時変化しないので、旋回スク
ロール１８の背面を支持するスラスト軸受２０が後退し
易く、過負荷軽減できる。

【０１０８】（実施例２）図１６は、本発明の第２の実
施例のスクロール冷媒圧縮機の縦断面図で、軟鉄製の密
閉ケース８０１の内部は、図１の場合と同様に、駆動軸
７０４を支持する本体フレーム８０５によって上部密閉
ケース８０１ａの側と下部密閉ケース８０１ｂの側とに
仕切られており、上部密閉ケース８０１ａの内部はモー
タ７０３を内蔵する高圧空間で、下部密閉ケース８０１
ｂの内部は蒸発器の下流側に通じる低圧空間でアキュー
ムレータ室８４６を構成する。

【０１０９】モータ７０３を連結する駆動軸７０４は、
本体フレーム８０５の主軸受８１２と上部フレーム１２
６とに支持されている。

【０１１０】吐出室２は、固定スクロール８１５に設け
られたガス通路Ｂ８８０ｂ，本体フレーム８０５に設け
られたガス通路Ａ８８０ａ，本体フレーム８０５と吐出
ガイド８１とで形成された吐出チャンバー２ｃを介して
高圧側のモータ室８０６に通じている。

【０１１１】上部密閉ケース８０１ａの上端に設けられ
た吐出管８３１は、上部フレーム１２６に設けられたガ
ス穴１２９を介してモータ室８０６に通じている。

【０１１２】スラスト軸受２２０の背面側の反圧縮室側
には、コイルバネ１３１が等間隔で複数個配置され、コ
イルバネ１３１は本体フレーム８０５に取り付けられた
吐出ガイド８８１によってその端面を押さえられて、ス
ラスト軸受２２０を固定スクロール８１５の鏡板８１５
ｂに押圧している。

【０１１３】スラスト軸受２２０の背面側は、本体フレ
ーム８０５に設けられたコイルバネ装着穴１３２と吐出
ガイド８８１に設けられた油導入穴１３３によって吐出
室油溜３４に通じている。

【０１１４】スラスト軸受２２０の背面側は、内側にの
みシールリングＡ７０ａが装着されており、外周側は、
スラスト軸受２２０が鏡板８１５ｂに押接することによ
ってシールされている。

【０１１５】旋回スクロール８１８の外周部空間３７
は、スラスト軸受２２０に設けた浅溝８９１を介して背
圧室８３９に間欠的に通じると共に、吸入室１７に間欠
的に通じる第１圧縮室６１ａ，６１ｂとは連通せずに、
固定スクロール８１５の鏡板８１５ｂの摺動面に設けた
油溝８９９を介して吸入室１７に通じている。

【０１１６】そして、この実施例によれば、背圧室８３
９は吸入室１７の圧力に近い圧力を保持する。

【０１１７】したがって、固定スクロール８１５の側に
作用させる旋回スクロール８１８への背圧付与力は、油
室Ａ８７８ａの潤滑油圧力のみに依存する。

【０１１８】この背圧付与形態によれば、圧縮機起動初
期から定常運転に到達するまでの間、および、圧縮室の
圧力が液圧縮などにより異常圧力上昇した時に、旋回ス
クロール８１８のラップ支持円盤８１８ｃが固定スクロ
ール８１５の鏡板８１５ｂから離反してスラスト軸受２
２０に支持され、定常運転時のように定格負荷作用時に
鏡板８１５ｂに支持されるべく、旋回スクロールの反圧
縮側の油室Ａ８７８ａに供給された高圧の潤滑油による
旋回スクロール８１８への背圧付与力を設定する。

【０１１９】以上のように、上記実施例によれば、スラ
スト軸受２２０の背面をコイルバネ１３１で付勢してお
り、スラスト軸受２２０への背面付勢力が圧縮室圧力に
影響を受けることがなく、過負荷軽減作用時の過負荷限
度を一定にできる。

【０１２０】また、吐出室油溜３４の潤滑油圧力をスラ
スト軸受２２０の背面にコイルバネ１３１と併せて補助
付加しており、コイルバネ１３１の付勢力を小さくで
き、コイルバネ１３１の小型化による圧縮機の小型化も
できる。

【０１２１】また、上記実施例では冷媒圧縮機について
説明したが、潤滑油を使用する酸素，窒素，ヘリウムな
どの他の気体圧縮機の場合も同様の作用効果を期待でき
る。

【０１２２】また、上記実施例では、縦置形圧縮機の構
成を示しその作用・効果を説明したが、例えば、油穴Ａ
（３８ａ他）の上流側を密閉ケース（１他）の底部側と
した横置形圧縮機の構成などについても同様の作用効果
が期待できる。

【０１２３】

【発明の効果】上記実施例から明かなように、請求項１
に記載の発明は、旋回スクロールの反圧縮室側に導入し
た潤滑油の一部が駆動軸を支持する本体フレームに設け
たスラスト軸受および固定スクロールの鏡板の旋回スク
ロールのラップ支持円盤との摺接面を潤滑した後、圧縮
室と吸入室のいずれか一方への流入のみを許容された給
油通路を形成し、圧縮機起動初期を含めた圧縮機極低速
運転時の如く吸入圧力と吐出圧力との差圧が小さい場合
に、旋回スクロールのラップ支持円盤が主として駆動軸
を支持する本体フレームに設けたスラスト軸受に支持さ
れ、圧縮機定格運転を含めた定常運転時の如く吸入圧力
と吐出圧力との差圧が大きい場合に、ラップ支持円盤が
主として固定スクロールの鏡板に支持されるべく、旋回
スクロールへの背圧付与力を設定し、軸方向のみの移動
を許容されたスラスト軸受の反旋回スクロール側を付勢
する手段を設け、旋回スクロールのラップ支持円盤が固
定スクロールの鏡面の摺動面とスラスト軸受との間で少
なくとも油膜形成可能な微小隙間を保持されるべく、ス
ラスト軸受の旋回スクロールの側への移動距離を規制す
る手段を成し、圧縮室圧力により旋回スクロールに作用
するスラスト荷重が旋回スクロールへの背圧付与力より
も大きい場合に、ラップ支持円盤がスラスト軸受に支持
される一方、スラスト荷重が旋回スクロールへの背圧付
与力とスラスト軸受への背圧付与力との合成力よりも大
きい場合に、スラスト軸受が後退することによって旋回
スクロールと固定スクロールの軸方向隙間が更に拡大さ
れるべく構成し、スラスト軸受の背面を付勢する手段と
して、圧縮途中気体を導入し、導入経路途中に絞り通路
を設けたもので、この構成によれば圧縮機起動初期は、
吐出ポートと間欠的に通じる圧縮室の圧縮気体が絞り通
路を介して、徐々にスラスト軸受の背面に流入し、スラ
スト軸受への背圧付勢を遅延させる一方、旋回スクロー
ルへの背圧付与力が圧縮室気体によるスラスト荷重より
も小さい。その結果、スラスト軸受は固定スクロールか
ら離反した旋回スクロールを支持できずに後退し、圧縮
室軸方向隙間を拡大し、圧縮負荷を軽減することができ
る。

【０１２４】その後の密閉ケースを含めた吐出側空間の
緩やかな圧力上昇に左右されることなく、吐出ポートと
間欠的に通じる圧縮室の圧縮気体がスラスト軸受の背面
に安定して作用し、スラスト軸受の後退を抑制する。そ
の結果、旋回スクロールへの背圧付与力の高まりに追従
して、旋回スクロールが固定スクロールから離反する距
離が小さくなるので、気体の圧縮立ち上がりを早めるこ
とができる。

【０１２５】また、異常過圧縮時には、圧縮気体が絞り
通路を経由するために、吐出ポートと間欠的に通じる圧
縮室から瞬時にスラスト軸受の背面に流入せず、付与力
を瞬時変化させないので、旋回スクロールの背面を支持
するスラスト軸受２０を退し易すくし、過負荷軽減を安
定して作用させることができるという効果を奏する。

【０１２６】請求項２記載の発明は、スラスト軸受の背
面を付勢する手段として、バネ装置を配設したもので、
この構成によればスラスト軸受の背面付勢力に変動が生
じないので、過負荷限度を一定にし、不要な過負荷軽減
作動を抑制し、圧縮機の振動発生を少なくすることがで
きるという効果を奏する。

【０１２７】請求項３記載の発明は、スラスト軸受の背
面を付勢する手段として、バネ装置を配設すると共に、
吐出圧力が作用する潤滑油圧力を補助付加したもので、
この構成によれば過剰なバネ付勢力の必要性を無くし、
バネ装置を小型化し、圧縮機の小型化を図ることができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すスクロール冷媒圧縮機
の縦断面図

【図２】同圧縮機における主要部品の分解図

【図３】同圧縮機における吐出ポート部に配置した逆止
弁装置の部分断面図

【図４】図３における逆止弁装置の構成部品の斜視図

【図５】同逆止弁装置の要部斜視図

【図６】同逆止弁装置の要部斜視図

【図７】同圧縮機における小物部品の分解斜視図

【図８】同圧縮機における主要軸受部の部分断面図

【図９】同圧縮機におけるシール部品の斜視図

【図１０】同圧縮機におけるスラスト軸受部の部分断面
図

【図１１】図１０におけるスラスト軸受の斜視図

【図１２】同圧縮機における背圧制御弁装置の動作説明
断面図

【図１３】同動作説明断面図

【図１４】図１におけるＡ−Ａ線に沿った横断面図

【図１５】同圧縮機の吸入行程から吐出行程までの冷媒
ガスの圧力変化を示す特性図

【図１６】本発明の他の実施例を示すスクロール冷媒圧
縮機の縦断面図

【図１７】従来のスクロール圧縮機の縦断面図

【符号の説明】

１ 密閉ケース ４ 駆動軸 ５ 本体フレーム １５ 固定スクロール １５ａ 固定スクロールラップ １５ｂ 鏡板 １６ 吐出ポート １７ 吸入室 １８ 旋回スクロール １８ａ 旋回スクロールラップ １８ｃ ラップ支持円盤 ２０ スラスト軸受 ２４ 自転阻止機構 ３４ 吐出室油溜 ６０ａ 第３圧縮室 ８９ａ スラスト背圧導入穴 ８９ｂ スラスト背圧導入穴 １３１ コイルバネ ２２０ スラスト軸受

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04C 18/02 311 F04C 29/02 311

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定スクロールの一部を成す鏡板の一面に
   形成された渦巻状の固定スクロールラップに対して旋回
   スクロールの一部を成すラップ支持円盤上の渦巻状の旋
   回スクロールラップを揺動回転自在に噛み合わせ、両ス
   クロール間に渦巻形の圧縮空間を形成し、前記固定スク
   ロールラップの中心部には吐出ポートを設け、前記固定
   スクロールラップの外側には吸入室を設け、前記ラップ
   支持円盤は、駆動軸を支承する本体フレームに設けたス
   ラスト軸受と前記鏡板との間に遊合状態で配置され、さ
   らに前記ラップ支持円盤の自転阻止機構を介して旋回可
   能に前記駆動軸に支承されて、両スクロール間に形成さ
   れた圧縮室の容積変化を利用して流体を圧縮するように
   したスクロール式圧縮機構と前記駆動軸に連接するモー
   タを密閉ケースに収納し、前記ラップ支持円盤の反圧縮
   室側に前記吐出ポートに通じ且つ前記モータを収納する
   モータ室の下部に配設された吐出室油溜の潤滑油を導入
   して、前記旋回スクロールを前記固定スクロールの側に
   背圧付与する構成において、前記反圧縮室側に導入した
   潤滑油の一部が前記スラスト軸受および前記鏡板の前記
   ラップ支持円盤との摺接面を潤滑した後、前記圧縮室と
   前記吸入室のいずれか一方への流入のみを許容された給
   油通路を形成し、圧縮機起動初期を含めた圧縮機極低速
   運転時の如く吸入圧力と吐出圧力との差圧が小さい場合
   に、前記ラップ支持円盤が主として前記スラスト軸受に
   支持され、圧縮機定格運転を含めた定常運転時の如く吸
   入圧力と吐出圧力との差圧が大きい場合に、前記ラップ
   支持円盤が主として前記鏡板に支持されるべく、前記旋
   回スクロールへの前記背圧付与力を設定し、軸方向のみ
   の移動を許容された前記スラスト軸受の反旋回スクロー
   ル側を付勢する手段を設け、前記旋回スクロールの前記
   ラップ支持円盤が前記固定スクロールの前記鏡板の摺動
   面と前記スラスト軸受との間で少なくとも油膜形成可能
   な微小隙間を保持されるべく、前記スラスト軸受の前記
   旋回スクロールの側への移動距離を規制する手段を成
   し、圧縮室圧力により前記旋回スクロールに作用するス
   ラスト荷重が前記旋回スクロールへの背圧付与力よりも
   大きい場合に、前記ラップ支持円盤が前記スラスト軸受
   に支持される一方、前記スラスト荷重が前記旋回スクロ
   ールへの背圧付与力と前記スラスト軸受への背圧付与力
   との合成力よりも大きい場合に、前記スラスト軸受が後
   退することによって前記旋回スクロールと前記固定スク
   ロールの軸方向隙間が更に拡大されるべく構成し、前記
   スラスト軸受の背面を付勢する手段として、圧縮途中気
   体を導入し、導入経路途中に絞り通路を設けたスクロー
   ル気体圧縮機。
2. 【請求項２】固定スクロールの一部を成す鏡板の一面に
   形成された渦巻状の固定スクロールラップに対して旋回
   スクロールの一部を成すラップ支持円盤上の渦巻状の旋
   回スクロールラップを揺動回転自在に噛み合わせ、両ス
   クロール間に渦巻形の圧縮空間を形成し、前記固定スク
   ロールラップの中心部には吐出ポートを設け、前記固定
   スクロールラップの外側には吸入室を設け、前記ラップ
   支持円盤は、駆動軸を支承する本体フレームに設けたス
   ラスト軸受と前記鏡板との間に遊合状態で配置され、さ
   らに前記ラップ支持円盤の自転阻止機構を介して旋回可
   能に前記駆動軸に支承されて、両スクロール間に形成さ
   れた圧縮室の容積変化を利用して流体を圧縮するように
   したスクロール式圧縮機構と前記駆動軸に連接するモー
   タを密閉ケースに収納し、前記ラップ支持円盤の反圧縮
   室側に前記吐出ポートに通じ且つ前記モータを収納する
   モータ室の下部に配設された吐出室油溜の潤滑油を導入
   して、前記旋回スクロールを前記固定スクロールの側に
   背圧付与する構成において、前記反圧縮室側に導入した
   潤滑油の一部が前記スラスト軸受および前記鏡板の前記
   ラップ支持円盤との摺接面を潤滑した後、前記圧縮室と
   前記吸入室のいずれか一方への流入のみを許容された給
   油通路を形成し、圧縮機起動初期を含めた圧縮機極低速
   運転時の如く吸入圧力と吐出圧力との差圧が小さい場合
   に、前記ラップ支持円盤が主として前記スラスト軸受に
   支持され、圧縮機定格運転を含めた定常運転時の如く吸
   入圧力と吐出圧力との差圧が大きい場合に、前記ラップ
   支持円盤が主として前記鏡板に支持されるべく、前記旋
   回スクロールへの前記背圧付与力を設定し、軸方向のみ
   の移動を許容された前記スラスト軸受の反旋回スクロー
   ル側を付勢する手段を設け、前記旋回スクロールのラッ
   プ支持円盤が固定スクロールの鏡板の摺動面と前記スラ
   スト軸受との間で少なくとも油膜形成可能な微小隙間を
   保持されるべく、前記スラスト軸受の前記旋回スクロー
   ルの側への移動距離を規制する手段を成し、圧縮室圧力
   により前記旋回スクロールに作用するスラスト荷重が前
   記旋回スクロールへの背圧付与力よりも大きい場合に、
   前記ラップ支持円盤が前記スラスト軸受に支持される一
   方、前記スラスト荷重が前記旋回スクロールへの背圧付
   与力と前記スラスト軸受への背面付与力との合成力より
   も大きい場合に、前記スラスト軸受が後退することによ
   って前記旋回スクロールと前記固定スクロールの軸方向
   隙間が更に拡大されるべく構成し、前記スラスト軸受の
   背面を付勢する手段として、バネ装置を配設したスクロ
   ール気体圧縮機。
3. 【請求項３】スラスト軸受の背面を付勢する手段とし
   て、吐出圧力が作用する潤滑油圧力を補助付加した請求
   項２記載のスクロール気体圧縮機。