JP2870509B2 - スクロール気体圧縮機 - Google Patents
スクロール気体圧縮機Info
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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
機に係り、過負荷軽減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、吸入室が渦巻き形状の圧縮室の外周部にあ
り、吐出ポートが渦巻き形状の圧縮室の中心部に設けら
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、吐出脈動も比較的小さくて大きな吐
出空間を必要としないことが一般に知られている。 【0003】また、固定スクロールと旋回スクロールの
両部材によって形成された圧縮室圧力により、両部材を
軸方向に引き離そうとする力が生じ、圧縮室内の密封が
不完全となり、圧縮流体漏れが増大し、効率低下を招く
ので、以下に述べる各種の方策が提案されている。 【0004】すなわち、第1の方策は、旋回スクロール
の背面全域に圧縮気体圧力を付勢して軸方向押し付け力
を与え、両部材が離反するのを防ぎ圧縮室を密封する構
成である。 【0005】この構成は、図7と図8に示す如く、スク
ロール圧縮機の特徴である低振動や低騒音特性を、より
一層改善するために、圧縮機高速運転時などにおける、
旋回スクロールのジャンピング現象(激しい軸方向移
動)を少なくする方策として、駆動シャフト1007の
先端部の駆動ピン1007aに連通する旋回スクロール
1001の鏡板1001aが、固定スクロール1002
の鏡板1002aと、フレーム1008との間に微小隙
間で支持され、旋回スクロールの背面に圧縮途中の中間
圧力気体を導入し、その気体圧力により旋回スクロール
1001を背圧付勢して固定スクロール1002と適当
な力で軸方向接触させると共に、圧縮機の始動、停止
時、高速運転時など、圧縮負荷や回転部材の慣性力など
が変化する際に、旋回スクロール1001がジャンピン
グするのを阻止し、旋回スクロール1001と固定スク
ロール1002との軸方向微小隙間を確保して圧縮室の
密封を図り、圧縮効率を高めると共に、部材間の衝突に
より生じる異常音、摺動部耐久性低下を防止する工夫が
なされている(特開昭55−142902号公報)。 【0006】第2の方策は、図9に示す如く、固定スク
ロール2001eを軸方向に移動可能な構成にし、背圧
室2015に吐出気体を導入して、その背圧力と板バネ
2023eの付勢力とで固定スクロール2001eを旋
回スクロール2001dに押圧し、旋回スクロール20
01dと、固定スクロール2001eとの間の軸方向隙
間を無くして、圧縮室の密封を図り、圧縮気体漏れを減
少すると共に圧縮室内で液圧縮が生じた時、固定スクロ
ール2001eが旋回スクロール2001dから軸方向
に離反して圧縮室圧力を降下せしめて負荷を軽減する構
成である(米国特許第3600114号明細書)。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の第1の構成では、スクロール圧縮機の圧縮比が一定
なために、液圧縮などにより圧縮室内が異常圧力上昇し
た場合には、旋回スクロールの鏡板が軸方向に微小隙間
しか移動できず、圧縮室間隙間を広げて圧縮流体を漏洩
させ、圧縮室圧力を急降下させることが出来ないので、
圧縮負荷の増大、部品の破損、摺動部耐久性の低下を生
じるという課題があった。 【0008】また、上記従来の第2の構成では、固定ス
クロール2001eと旋回スクロール2001dを常時
大きな付勢力で軸方向接触させる必要があり、両スクロ
ールの接触面の摩擦や磨耗により耐久性が低下し、動力
損失も大きいという課題があり、圧縮室の機密性確保と
過圧縮時の負荷軽減を同時に実現できるスクロール気体
圧縮機が望まれていた。 【0009】 【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、旋回スクロールの反圧縮室側を支持するス
ラスト軸受を旋回スクロールの側に付勢する手段を、ス
ラスト軸受によって旋回スクロールを固定スクロールに
押圧しない形態で受け、付勢手段とスラスト軸受の反圧
縮室側に流体を連通路を介する導入によって得られ、過
圧縮時にその連通路を遮断し、それ以外の時に開通させ
るものである。 【0010】上記スラスト軸受の反圧縮室側への流体導
入および遮断手段によって、正常圧縮運転時の旋回スク
ロールは固定スクロールとスラスト軸受の間で支持され
て圧縮室が密封され、圧縮室圧力異常上昇時の旋回スク
ロールは付勢力が減衰したスラスト軸受に抗して固定ス
クロールから離反し、圧縮室軸方向密封の解除が得られ
る。 【0011】 【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、旋回ス
クロールが駆動軸を支承する本体フレームと固定スクロ
ールとの間に配置され、旋回スクロールのラップ支持円
板が本体フレームの側に設けられて旋回スクロールの反
圧縮室側を支持し、且つ軸方向に移動が可能なスラスト
軸受と固定スクロールとの間に配置されており、スラス
ト軸受と本体フレームとの間に、スラスト軸受を旋回ス
クロールの方向に付勢する手段を設け、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、少なくとも
油膜形成可能な軸方向微小隙間を有して配置されるべ
く、スラスト軸受が固定スクロールの側へ移動する範囲
を規制する手段を設けた構成において、スラスト軸受の
反圧縮室側には、スラスト軸受が反圧縮室側へ後退でき
るレリース隙間を備えたスラスト軸受背圧室を設け、吐
出ポートに通じる高圧空間とスラスト軸受背圧室との連
通路を設け、圧縮室の圧力が高圧空間より設定値以上の
時に連通路を遮断し、それ以外の時に連通路を開通させ
る連通路開閉手段を備えたものである。そしてこの構成
によれば、圧縮起動初期には高圧空間よりも圧縮室の圧
力が高く、スラスト軸受背圧室への連通路が遮断されて
スラスト軸受への付勢力がない。 【0012】したがって、旋回スクロールは圧縮室圧力
によって固定スクロールから離反し易く、スラスト軸受
を反圧縮室側に容易に後退させ、圧縮室軸方向隙間が拡
大して圧縮負荷を軽減することができる。 【0013】過圧縮時も同様に、スラスト軸受背圧室へ
の連通路が遮断されて、圧縮室軸方向隙間が拡大し、圧
縮負荷を軽減することができる。 【0014】圧縮室圧力正常運転時には、高圧流体がス
ラスト軸受の背面を付勢してスラスト軸受を固定スクロ
ールの側に前進して、固定スクロールとの間で旋回スク
ロールを支持し、圧縮室方向隙間を小さくして高い圧縮
効率を得ることができる。 【0015】請求項2に記載の発明は、連通路開閉手段
が、連通路の途中に連通路を開閉する弁装置を配置し、
連通路の上流側を高圧空間に通じ、圧縮室から導入した
圧縮気体による弁装置への付勢力が、高圧空間から導入
した流体による弁装置への付勢力よりも大きい時に、連
通路を閉塞すべく弁装置を形成したもので、この構成に
よれば、圧縮室圧力が異常上昇した時に、連通路が瞬時
に遮断されて圧縮負荷軽減することができる。 【0016】圧縮室圧力が正常復帰した時も、連通路が
瞬時に開通されてスラスト軸受が背圧付勢され、圧縮室
軸方向隙間を小さくして高い圧縮効率を得ることができ
る。 【0017】請求項3に記載の発明は、旋回スクロール
の反圧縮室側に背圧室を設け、背圧室をスラスト軸受背
圧室に連通したもので、この構成によれば、旋回スクロ
ールを固定スクロールの側に付勢するスラスト力が、ス
ラスト軸受への背圧付勢力と連動して変化し、その相互
作用で圧縮室軸方向隙間密封と解除が迅速に作用するこ
とができる。 【0018】請求項4に記載の発明は、スラスト軸受背
圧室と吸入側との間を絞り通路で連通させたもので、こ
の構成によれば、連通路遮断後のスラスト軸受背圧室の
流体閉じ込みを防止し、圧縮室圧力異常上昇時の負荷軽
減作用が迅速化する。 【0019】請求項5に記載の発明は、スラスト軸受を
弾性体で予圧付勢したもので、この構成によれば、過圧
縮時にスラスト軸受が後退した後、スラスト軸受の早期
再復帰を得ることができる。 【0020】請求項6に記載の発明は、スラスト軸受の
内側に旋回スクロールの背圧室を配設し、吐出圧力が作
用する吐出室油溜の潤滑油を背圧室に導入する手段を設
け、旋回スクロールが主としてスラスト軸受に支持され
るべく、吐出圧力が作用する状態で導入された背圧室の
潤滑油による旋回スクロールへの付勢力を設定すると共
に、背圧室と吸入室とを摺接部を兼ねた絞り通路で連通
させたもので、この構成によれば、背圧室の潤滑ゆが旋
回スクロールへの背圧付勢とスラスト軸受への潤滑に供
され、旋回スクロールの中央部を固定スクロール側に変
形されて中央部圧縮室軸方向隙間の狭小化とスラスト軸
受荷重の軽減をしながら旋回スクロールと固定スクロー
ルとの軸方向接触のない低振動、高圧縮効率運転を継続
できる。 【0021】一方、吐出室油溜が異常圧力上昇した時、
吐出ポートに最も近い圧縮室(第3圧縮室)も吐出ポー
ト116からの気体逆流によって間欠的に異常圧力上昇
し、旋回スクロールのラップ支持円板の中央部に作用す
る集中荷重による変形が背圧室の圧力上昇によって相殺
されて阻止できる。 【0022】 【実施例】以下、本発明の実施例のスクロール冷媒圧縮
機について、図面を参照しながら説明する。 【0023】図1,図2において、101a,101b
は鉄製の密閉ケース、180は鉄製の本体フレーム10
5をボルト固定した軟鋼製の仕切り板で、その外周面部
で密閉ケース101a,101bと共に単一の溶接ビー
ト181によって溶接密封され、密閉ケース101a,
101b内を上側の吐出室102と下側の駆動室106
(低圧側)とに仕切っている。 【0024】本体フレーム105に支承され、インバー
タ電源(図示せず)によって運転制御されるモータ10
3により、回転駆動される駆動軸104の上端部の偏心
穴136には、旋回スクロール118の旋回軸118b
がはめ込まれ、旋回スクロール118の自転防止用のオ
ルダムリング124が、本体フレーム105に固定され
た割ピン形の平行ピン(図示せず)に拘束されて軸方向
にのみ移動が可能なスラスト軸受120と旋回スクロー
ル118の各種に係合し、旋回スクロール118に噛み
合う固定スクロール115が、仕切り板180にボルト
固定され、固定スクロール115の鏡板115bには吐
出ポート116が設けられ、鏡板115bの上面には、
リードバルブ形式の給油通路制御弁装置182が取り付
けられている。 【0025】スラスト軸受120は、その背面外側部に
配置されたシールリング170の弾性力で常に旋回スク
ロール118の方へ付勢され、仕切り板180の片側平
面部に当接して旋回スクロール118の側への軸方向移
動を規制されている。 【0026】しかし、仕切り板118の板厚さは、スラ
スト軸受120を介したシールリング170の弾性力に
よって、旋回スクロール118を固定スクロール115
に押し付けて旋回スクロール118の円滑な旋回運動を
阻害せぬように、固定スクロール115とスラスト軸受
120との間に挟まれた旋回スクロール118の軸方向
微小隙間(約0.020mm)が確保される寸法設定に
なっている。 【0027】吐出室102の底部は吐出室油溜134と
なり、その上部には多数の***を有した傘状のパンチン
グメタル133が密閉ケース101aに取り付けられ、
密閉ケース101aとパンチングメタル133との間に
は細樹脂線材から成るフィルタ183が詰められてい
る。 【0028】吐出室102は密閉ケース101aの上面
に設けられた吐出管131、外部の冷凍サイクル配管系
をそれぞれ経て密閉ケース101bの側面に設けられた
吸入管147を通じ、低圧側の駆動室106に連通して
いる。 【0029】また駆動軸106の底部にはモータ室油溜
184が設けられている。吐出室102にも吸入室11
7にも連通しない常時密閉空間となる第2圧縮室151
と吐出室油溜134との間は、鏡板115bの底部に開
口して設けられた油吸い込み穴185、鏡板115bに
薄鋼板製のリード弁186と共に取り付けられた給油通
路制御弁装置182の弁押え187と鏡板115bとの
間に形成された弁空間188、リード弁186の打ち抜
き穴189、鏡板115bに設けられた極細通路のイン
ジェクション穴152とから成る絞り通路を有した第1
給油通路によって連通している。 【0030】旋回スクロール118の旋回スクロールラ
ップ118aを支持するラップ支持円板118bとスラ
スト軸受120と駆動軸104とで形成された背圧室1
39は、第1給油通路の途中から分岐して弁空間18
8、リード弁186の打ち抜き穴189a、鏡板115
bに設けられた油穴A138a、仕切り板180に設け
られた極細通路の油穴B138b、本体フレーム105
に設けられた油穴C138c、スラスト軸受120と本
体フレーム105との間に設けられ、その外周部をゴム
製のシールリング170で支持、密閉されたレリース隙
間127、スラスト軸受120に設けられた油穴D13
8dとで給油される給油通路により吐出室油溜134に
連通している。 【0031】レリース隙間127は、スラスト軸受背圧
室127aとして機能を兼ねる。背圧室139と低圧側
の駆動室106との間は本体フレーム105の主軸受1
21の軸受隙間、偏心軸受114の隙間、駆動軸104
に設けられた偏心油穴190と、横油穴191、駆動軸
104を支承すべく本体フレーム105の下端に設けら
れた下部軸受192と主軸受112との間の軸受油溜1
93、下部軸受192の軸受隙間とで構成されてる絞り
通路を有した第1潤滑通路により連通している。 【0032】また、背圧室139と吸入室117との間
は、スラスト軸受120とラップ支持円板118bとの
摺動面や、オルダムリング124の摺動面を介して構成
される第2潤滑通路によって連通している。 【0033】図5において、横軸は駆動軸104の回転
角度、縦軸は圧縮室内の冷媒圧力を示し、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す。実線
62は正常圧力で運転時の圧力変化を示し、点線63は
異常圧力上昇運転時の圧力変化を表わす。 【0034】図6において、横軸は駆動軸104の回転
角度を示し、縦軸は圧縮室内の冷媒圧力を示し、実線6
4は吐出室102にも吸入室117にも連通しない常時
密閉空間となる第2圧縮室のインジェクション穴152
の開口位置における圧力変化を示し、点線65は吸入室
117に間欠的に連通する第1圧縮室161a,161
bの定点における圧力変化を示し、一点鎖線66は吐出
室102に間欠的に連通する第3圧縮室160a,16
0bの定点における圧力変化を示し、二点鎖線67は第
1圧縮室161a,161bと第2圧縮室151a,1
51bとの間の圧縮室の定点における圧力変化を示し、
二重点線68は背圧室139の圧力変化を示す。 【0035】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。 モータ103に
よって駆動軸104が回転駆動を始めると、旋回スクロ
ール118が旋回運動をし、圧縮機に接続した冷凍サイ
クル配管系から吸入冷媒ガスが吸入管147を通して駆
動室106に流入し、その中に含まれる潤滑油の一部が
分離された後、吸入通路を経て吸入室117に吸入され
る。 【0036】この吸入冷媒ガスは、旋回スクロール11
8と固定スクロール115との間に形成され且つ吸入室
117に間欠的に通じる第1圧縮室を経て圧縮室内に閉
じ込められ、旋回スクロール118の旋回運動に伴って
常時密閉空間となる第2圧縮室、吐出ポートと間欠的に
通じる第3圧縮室へと順次移送圧縮され、中央部の吐出
ポート116を経て吐出室102へと吐出される。 【0037】吐出冷媒ガス中に含まれる潤滑油の一部
は、その自重およびパンチングメタル133の***や細
樹脂線材から成るフィルタ183を通過する際にその表
面などに付着などして吐出冷媒ガスから分離し、密閉ケ
ース101aの内壁を伝って流下し、吐出室油溜134
に収集される。 【0038】残りの潤滑油は、吐出冷媒ガスと共に吐出
管131を経て外部の冷凍サイクル配管系へ搬出され、
吸入冷媒ガスと共に吸入管147を通って圧縮機内に帰
還する。 【0039】圧縮機の冷時起動後しばらくの間は、吐出
室102の圧力が第2圧縮室の圧力よりも低いので、吐
出室油溜134の潤滑油は第1給油通路を通じて差圧給
油されず、また、逆止弁の作用によって第2圧縮室から
圧縮途中冷媒ガスが吐出室油溜134に逆流もせず、ス
ラスト軸受120のレリース隙間127や旋回スクロー
ル118の背圧室139に流入することもなく、各摺動
部の残留潤滑油によって各摺動面が潤滑される。 【0040】また、背圧室139やレリース隙間127
の圧力が低いので起動初期には旋回スクロール118に
作用する圧縮室冷媒ガス圧力によって、スラスト軸受1
20が微少に後退して圧縮室軸方向隙間を広げて圧縮室
圧力を急降下させ、起動初期負荷を軽減する。 【0041】圧縮機の冷時起動後しばらくの後、吐出室
102の圧力が第2圧縮室の圧力以上に上昇した後、吐
出室油溜134の潤滑油は、給油通路制御弁装置182
のリード弁186の付勢力に抗して第1給油通路を経由
する。 【0042】そして漸次減圧され、第2圧縮室に差圧給
油されると共に、第1給油通路の途中から分岐して構成
される第2給油通路の油穴138a,138b,138
cを経て漸次減圧され、吐出側圧力と吸入側圧力との中
間圧力に調整されてレリース隙間127と背圧室139
に差圧給油される。 【0043】第2圧縮室に差圧給油された潤滑油は、吸
入ガスと共に圧縮室に流入した潤滑油と合流し、隣接す
る圧縮室間の微少隙間を油膜により密封して圧縮冷媒ガ
ス漏れを防ぎ、圧縮空間の摺動面を潤滑しながら圧縮冷
媒ガスと共に吐出室102に再び吐出される。 【0044】レリース隙間127と背圧室139に給油
された中間圧力の潤滑油は、旋回スクロール118へ背
圧力による付勢力を与え、圧縮室圧力に基づいて固定ス
クロール115から離反しようとする旋回スクロール1
18に作用する下向きのスラスト力を軽減し、旋回スク
ロール118とスラスト軸受120との間の摺動面に作
用するスラスト荷重を小さくすると共に、スラスト軸受
120を付勢して仕切り板180に当接させ、固定スク
ロール115とスラスト軸受120との間に旋回スクロ
ール118を微小隙間で挟み、旋回スクロール118の
円滑な旋回運動を可能にする。 【0045】また、背圧室139の背圧力は旋回スクロ
ール118がスラスト軸受120から離反しないように
調整されているので、旋回スクロール118とスラスト
軸受120とは常時摺接説しており、この摺接部を境と
して背圧室139と吸入室117とはその摺接面を適切
潤滑することのできる潤滑油漏洩を許容する程度に密封
されている。 【0046】したがって、背圧室139に供給された潤
滑油は、この摺接面を通過する際に減圧された後、オル
ダムリング124の摺動面を潤滑して吸入冷媒ガスに混
入し、再び圧縮室に流入する。 【0047】また、残りの潤滑油は、第1潤滑通路を通
じて旋回軸118bと偏心穴136との隙間、偏心穴1
36、偏心油穴190、横油穴191を通る給油通路と
主軸受112の隙間とを経て軸受油溜193に流入し、
下部軸受192の微小隙間を通して最終減圧される。 【0048】そして駆動室106に流入し、その一部は
吸入冷媒ガスに混入して再び圧縮室へ流入するが、残り
の潤滑油はモータ室油溜184に収集される。 【0049】モータ室油溜134の潤滑油は、密閉ケー
ス101bを介して自然放熱により冷却され、その油面
がある程度高くなると、モータ103の回転子の下端部
に拡散されて駆動室106内の吸入冷媒ガスに混入し、
再び圧縮室へ流入して最終的には吐出室油溜134に収
集される。 【0050】また、冷時起動初期や定常運転時に瞬時的
な液圧縮が生じて常時密閉空間となる第2圧縮室内が異
常圧力上昇した場合には、リード弁186の逆止作用に
より、圧縮冷媒ガスが吐出室油溜134へ逆流せず、ま
た、レリース隙間127や背圧室139への流入もな
く、背圧力の上昇もないことから、スラスト軸受120
が後退して異常圧力上昇状態での接続運転を防ぐ。 【0051】圧縮機停止後は吸入室117と駆動室10
6との間の吸入通路に設けられた逆止弁(図示なし)に
より、吸入通路を塞ぎ、吐出室102から吸入室117
までの圧力は圧縮空間の隙間を通じて吐出室102の圧
力に等しくなり、油吸い込み穴185の開口端をリード
弁186が塞ぐ。 【0052】その結果、圧縮機停止直後の吐出室油溜1
34の潤滑油は、第2圧縮室と背圧室139へ差圧給油
されず、背圧室139とレリース隙間127の潤滑油
は、第1給油通路を通じて駆動室106にその差圧が一
定値以下になるまで僅かづつ戻され、上述の圧縮機再始
動時負荷軽減作動を容易にする。 【0053】なお、上述実施例では、レリース隙間12
7や背圧室139へ吐出室油溜134の潤滑油を中間圧
力にまで減圧したが、スラスト軸受120や背圧室13
9の寸法構成などにより減圧しなくともよい。 【0054】この場合における背圧室139から旋回ス
クロール118への背圧付勢刃、以下のように作用す
る。 【0055】すなわち、吐出ポート116に最も近い第
3圧縮室160a,160bで連続的な異常圧力上昇が
生じた場合には、圧縮室から排出された高圧冷媒ガスに
よって吐出室油溜134が圧力上昇し、背圧室139か
ら旋回スクロール118に作用する付勢力が圧縮室側か
ら作用するスラスト力よりも大きくなる。この結果、旋
回スクロール118は固定スクロール115と軸方向接
触する。 【0056】このような背圧室139から旋回スクロー
ル118に作用させる付勢力の設定は、旋回スクロール
118のラップ支持円板118cが中央部で著しい変形
が生じるのを防ぐことができる。 【0057】なお、このような現象は、吐出室油溜13
4の圧力に比べて吸入室117の圧力が著しく低下した
場合にも同様に生じる。 【0058】また、上記実施例では吐出室油溜134の
潤滑油を第2圧縮室に油注入したが、圧縮機運転速度や
圧力などの運転条件により吸入室117に通じる第1圧
縮室に油注入してもよい。 【0059】また、上記実施例では、旋回スクロール1
18のラップ支持円板118cの外周部が吸入室117
の内側に配置された構成であるが、図8における鏡板1
00aの如く、固定スクロールの鏡板1002aまで広
がる構成も上述の説明と同じく作用する。 【0060】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も同様の作用効果を期待できる。 【0061】 【発明の効果】上記実施例から明らかなように、請求項
1に記載の発明は、旋回スクロールが駆動軸を支承する
本体フレームと固定スクロールとの間に配置され、旋回
スクロールのラップ支持円板が本体フレームの側に設け
られて旋回スクロールの反圧縮室側を支持し、且つ軸方
向に移動が可能なスラスト軸受と固定スクロールとの間
に配置されており、スラスト軸受と本体フレームとの間
に、スラスト軸受を旋回スクロールの方向に付勢する手
段を設け、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、少なくとも油膜形成可能な軸方向微小隙
間を有して配置されるべく、スラスト軸受が固定スクロ
ールの側へ移動する範囲を規制する手段を設けた構成に
おいて、スラスト軸受の反圧縮室側には、スラスト軸受
が反圧縮室側へ後退できるレリース隙間を備えたスラス
ト軸受背圧室を設け、吐出ポートに通じる高圧空間とス
ラスト軸受背圧室との連通路を設け、圧縮室の圧力が高
圧空間より設定値以上の時に連通路を遮断し、それ以外
の時に連通路を開通させる連通路開閉手段を備えたもの
で、この構成によれば、圧縮機起動初期には高圧空間よ
りも圧縮室の圧力が高く、スラスト軸受背圧室への連通
路が遮断されてスラスト軸受への付勢力がないので、旋
回スクロールは圧縮室圧力によってスラスト軸受を容易
に後退させ、圧縮室軸方向隙間を拡大させる。この結
果、始動初期の圧縮負荷を軽減して圧縮機始動性を良く
することができる。 【0062】過圧縮時も同様に、スラスト軸受背圧室の
圧力上昇が阻止されるので、旋回スクロールがスラスト
軸受を後退させ、過負荷を軽減し耐久性を向上すること
ができる。 【0063】圧縮室圧力正常運転時には、高圧流体がス
ラスト軸受の背面を付勢してスラスト軸受を固定スクロ
ールの側に前進させ、固定スクロールとの間で旋回スク
ロールを支持し圧縮室軸方向隙間を小さくさせるので、
圧縮効率を向上することができると言う効果を奏する。 【0064】請求項2に記載の発明は、連通路開閉手段
が、連通路の途中に連通路を開閉する弁装置を配置し、
連通路の上流側を高圧空間に通じ、圧縮室から導入した
圧縮気体による弁装置への付勢力が、高圧空間から導入
した流体による弁装置への付勢力よりも大きい時に、連
通路を閉塞すべく弁装置を形成したもので、この構成に
よれば、圧縮室圧力が異常上昇した時に、連通路を瞬時
に遮断してスラスト軸受背圧室の圧力上昇を抑制しスラ
スト軸受が後退し易くできるので、圧縮負荷軽減作動の
信頼性を高めることができる。 【0065】また、圧縮室圧力が正常復帰した時、スラ
スト軸受を即時に正常位置に復帰させ、不要な圧縮負荷
軽減作動に基づく圧縮効率低下を防止することができる
という効果を奏する。 【0066】請求項3に記載の発明は、旋回スクロール
の反圧縮室側に背圧室を設け、背圧室をスラスト軸受背
圧室に連通したもので、この構成によれば、旋回スクロ
ールを固定スクロールの側に付勢するスラスト力を、ス
ラスト軸受への背圧付勢力と連動して変化させ得るの
で、その相互作用で圧縮室軸方向隙間密封と解除を迅速
に作用させて全体の圧縮効率を向上することができると
いう効果を奏する。 【0067】請求項4に記載の発明は、スラスト軸受背
圧室と吸入側との間を絞り通路で連通させたもので、こ
の構成によれば、連通路遮断後のスラスト軸受背圧室の
流体閉じ込みがないので、スラスト軸受けの後退が容易
になり、負荷軽減作用を迅速にして耐久性を向上できる
という効果を奏する。 【0068】請求項5に記載の発明は、スラスト軸受を
弾性体で予圧付勢したもので、この構成によれば、過圧
縮時にスラスト軸受が後退した後、スラスト軸受を早期
に再復帰させ、正常圧縮状態の再開始を早めることがで
きるという効果を奏する。 【0069】請求項6に記載の発明は、スラスト軸受の
内側に旋回スクロールの背圧室を配設し、吐出圧力が作
用する吐出室油溜の潤滑油を背圧室に導入する手段を設
け、旋回スクロールが主としてスラスト軸受に支持され
るべく、吐出圧力が作用する状態で導入された背圧室の
潤滑油による旋回スクロールへの付勢力を設定すると共
に、背圧室と吸入室とを摺動部を兼ねた絞り通路で連通
させたもので、この構成によれば、背圧室の潤滑油が旋
回スクロールへの背圧付勢とスラスト軸受への潤滑に供
され、旋回スクロールの中央部を固定スクロール側に変
形させて中央部圧縮室軸方向隙間を狭くして圧縮気体漏
れを防いで圧縮効率を高めることができる。 【0070】また、吐出室油溜が異常圧力上昇した時、
吐出ポートに最も近い圧縮室が吐出ポートからの気体逆
流によって簡潔的に異常圧力上昇して旋回スクロールの
ラップ支持円板の中央部が変形するのを背圧室の圧力上
昇によって相殺できるので、旋回スクロールの永久変形
を防止とスラスト軸受部の磨耗を少なくできるという効
果を奏する。
機に係り、過負荷軽減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、吸入室が渦巻き形状の圧縮室の外周部にあ
り、吐出ポートが渦巻き形状の圧縮室の中心部に設けら
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、吐出脈動も比較的小さくて大きな吐
出空間を必要としないことが一般に知られている。 【0003】また、固定スクロールと旋回スクロールの
両部材によって形成された圧縮室圧力により、両部材を
軸方向に引き離そうとする力が生じ、圧縮室内の密封が
不完全となり、圧縮流体漏れが増大し、効率低下を招く
ので、以下に述べる各種の方策が提案されている。 【0004】すなわち、第1の方策は、旋回スクロール
の背面全域に圧縮気体圧力を付勢して軸方向押し付け力
を与え、両部材が離反するのを防ぎ圧縮室を密封する構
成である。 【0005】この構成は、図7と図8に示す如く、スク
ロール圧縮機の特徴である低振動や低騒音特性を、より
一層改善するために、圧縮機高速運転時などにおける、
旋回スクロールのジャンピング現象(激しい軸方向移
動)を少なくする方策として、駆動シャフト1007の
先端部の駆動ピン1007aに連通する旋回スクロール
1001の鏡板1001aが、固定スクロール1002
の鏡板1002aと、フレーム1008との間に微小隙
間で支持され、旋回スクロールの背面に圧縮途中の中間
圧力気体を導入し、その気体圧力により旋回スクロール
1001を背圧付勢して固定スクロール1002と適当
な力で軸方向接触させると共に、圧縮機の始動、停止
時、高速運転時など、圧縮負荷や回転部材の慣性力など
が変化する際に、旋回スクロール1001がジャンピン
グするのを阻止し、旋回スクロール1001と固定スク
ロール1002との軸方向微小隙間を確保して圧縮室の
密封を図り、圧縮効率を高めると共に、部材間の衝突に
より生じる異常音、摺動部耐久性低下を防止する工夫が
なされている(特開昭55−142902号公報)。 【0006】第2の方策は、図9に示す如く、固定スク
ロール2001eを軸方向に移動可能な構成にし、背圧
室2015に吐出気体を導入して、その背圧力と板バネ
2023eの付勢力とで固定スクロール2001eを旋
回スクロール2001dに押圧し、旋回スクロール20
01dと、固定スクロール2001eとの間の軸方向隙
間を無くして、圧縮室の密封を図り、圧縮気体漏れを減
少すると共に圧縮室内で液圧縮が生じた時、固定スクロ
ール2001eが旋回スクロール2001dから軸方向
に離反して圧縮室圧力を降下せしめて負荷を軽減する構
成である(米国特許第3600114号明細書)。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の第1の構成では、スクロール圧縮機の圧縮比が一定
なために、液圧縮などにより圧縮室内が異常圧力上昇し
た場合には、旋回スクロールの鏡板が軸方向に微小隙間
しか移動できず、圧縮室間隙間を広げて圧縮流体を漏洩
させ、圧縮室圧力を急降下させることが出来ないので、
圧縮負荷の増大、部品の破損、摺動部耐久性の低下を生
じるという課題があった。 【0008】また、上記従来の第2の構成では、固定ス
クロール2001eと旋回スクロール2001dを常時
大きな付勢力で軸方向接触させる必要があり、両スクロ
ールの接触面の摩擦や磨耗により耐久性が低下し、動力
損失も大きいという課題があり、圧縮室の機密性確保と
過圧縮時の負荷軽減を同時に実現できるスクロール気体
圧縮機が望まれていた。 【0009】 【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、旋回スクロールの反圧縮室側を支持するス
ラスト軸受を旋回スクロールの側に付勢する手段を、ス
ラスト軸受によって旋回スクロールを固定スクロールに
押圧しない形態で受け、付勢手段とスラスト軸受の反圧
縮室側に流体を連通路を介する導入によって得られ、過
圧縮時にその連通路を遮断し、それ以外の時に開通させ
るものである。 【0010】上記スラスト軸受の反圧縮室側への流体導
入および遮断手段によって、正常圧縮運転時の旋回スク
ロールは固定スクロールとスラスト軸受の間で支持され
て圧縮室が密封され、圧縮室圧力異常上昇時の旋回スク
ロールは付勢力が減衰したスラスト軸受に抗して固定ス
クロールから離反し、圧縮室軸方向密封の解除が得られ
る。 【0011】 【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、旋回ス
クロールが駆動軸を支承する本体フレームと固定スクロ
ールとの間に配置され、旋回スクロールのラップ支持円
板が本体フレームの側に設けられて旋回スクロールの反
圧縮室側を支持し、且つ軸方向に移動が可能なスラスト
軸受と固定スクロールとの間に配置されており、スラス
ト軸受と本体フレームとの間に、スラスト軸受を旋回ス
クロールの方向に付勢する手段を設け、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、少なくとも
油膜形成可能な軸方向微小隙間を有して配置されるべ
く、スラスト軸受が固定スクロールの側へ移動する範囲
を規制する手段を設けた構成において、スラスト軸受の
反圧縮室側には、スラスト軸受が反圧縮室側へ後退でき
るレリース隙間を備えたスラスト軸受背圧室を設け、吐
出ポートに通じる高圧空間とスラスト軸受背圧室との連
通路を設け、圧縮室の圧力が高圧空間より設定値以上の
時に連通路を遮断し、それ以外の時に連通路を開通させ
る連通路開閉手段を備えたものである。そしてこの構成
によれば、圧縮起動初期には高圧空間よりも圧縮室の圧
力が高く、スラスト軸受背圧室への連通路が遮断されて
スラスト軸受への付勢力がない。 【0012】したがって、旋回スクロールは圧縮室圧力
によって固定スクロールから離反し易く、スラスト軸受
を反圧縮室側に容易に後退させ、圧縮室軸方向隙間が拡
大して圧縮負荷を軽減することができる。 【0013】過圧縮時も同様に、スラスト軸受背圧室へ
の連通路が遮断されて、圧縮室軸方向隙間が拡大し、圧
縮負荷を軽減することができる。 【0014】圧縮室圧力正常運転時には、高圧流体がス
ラスト軸受の背面を付勢してスラスト軸受を固定スクロ
ールの側に前進して、固定スクロールとの間で旋回スク
ロールを支持し、圧縮室方向隙間を小さくして高い圧縮
効率を得ることができる。 【0015】請求項2に記載の発明は、連通路開閉手段
が、連通路の途中に連通路を開閉する弁装置を配置し、
連通路の上流側を高圧空間に通じ、圧縮室から導入した
圧縮気体による弁装置への付勢力が、高圧空間から導入
した流体による弁装置への付勢力よりも大きい時に、連
通路を閉塞すべく弁装置を形成したもので、この構成に
よれば、圧縮室圧力が異常上昇した時に、連通路が瞬時
に遮断されて圧縮負荷軽減することができる。 【0016】圧縮室圧力が正常復帰した時も、連通路が
瞬時に開通されてスラスト軸受が背圧付勢され、圧縮室
軸方向隙間を小さくして高い圧縮効率を得ることができ
る。 【0017】請求項3に記載の発明は、旋回スクロール
の反圧縮室側に背圧室を設け、背圧室をスラスト軸受背
圧室に連通したもので、この構成によれば、旋回スクロ
ールを固定スクロールの側に付勢するスラスト力が、ス
ラスト軸受への背圧付勢力と連動して変化し、その相互
作用で圧縮室軸方向隙間密封と解除が迅速に作用するこ
とができる。 【0018】請求項4に記載の発明は、スラスト軸受背
圧室と吸入側との間を絞り通路で連通させたもので、こ
の構成によれば、連通路遮断後のスラスト軸受背圧室の
流体閉じ込みを防止し、圧縮室圧力異常上昇時の負荷軽
減作用が迅速化する。 【0019】請求項5に記載の発明は、スラスト軸受を
弾性体で予圧付勢したもので、この構成によれば、過圧
縮時にスラスト軸受が後退した後、スラスト軸受の早期
再復帰を得ることができる。 【0020】請求項6に記載の発明は、スラスト軸受の
内側に旋回スクロールの背圧室を配設し、吐出圧力が作
用する吐出室油溜の潤滑油を背圧室に導入する手段を設
け、旋回スクロールが主としてスラスト軸受に支持され
るべく、吐出圧力が作用する状態で導入された背圧室の
潤滑油による旋回スクロールへの付勢力を設定すると共
に、背圧室と吸入室とを摺接部を兼ねた絞り通路で連通
させたもので、この構成によれば、背圧室の潤滑ゆが旋
回スクロールへの背圧付勢とスラスト軸受への潤滑に供
され、旋回スクロールの中央部を固定スクロール側に変
形されて中央部圧縮室軸方向隙間の狭小化とスラスト軸
受荷重の軽減をしながら旋回スクロールと固定スクロー
ルとの軸方向接触のない低振動、高圧縮効率運転を継続
できる。 【0021】一方、吐出室油溜が異常圧力上昇した時、
吐出ポートに最も近い圧縮室(第3圧縮室)も吐出ポー
ト116からの気体逆流によって間欠的に異常圧力上昇
し、旋回スクロールのラップ支持円板の中央部に作用す
る集中荷重による変形が背圧室の圧力上昇によって相殺
されて阻止できる。 【0022】 【実施例】以下、本発明の実施例のスクロール冷媒圧縮
機について、図面を参照しながら説明する。 【0023】図1,図2において、101a,101b
は鉄製の密閉ケース、180は鉄製の本体フレーム10
5をボルト固定した軟鋼製の仕切り板で、その外周面部
で密閉ケース101a,101bと共に単一の溶接ビー
ト181によって溶接密封され、密閉ケース101a,
101b内を上側の吐出室102と下側の駆動室106
(低圧側)とに仕切っている。 【0024】本体フレーム105に支承され、インバー
タ電源(図示せず)によって運転制御されるモータ10
3により、回転駆動される駆動軸104の上端部の偏心
穴136には、旋回スクロール118の旋回軸118b
がはめ込まれ、旋回スクロール118の自転防止用のオ
ルダムリング124が、本体フレーム105に固定され
た割ピン形の平行ピン(図示せず)に拘束されて軸方向
にのみ移動が可能なスラスト軸受120と旋回スクロー
ル118の各種に係合し、旋回スクロール118に噛み
合う固定スクロール115が、仕切り板180にボルト
固定され、固定スクロール115の鏡板115bには吐
出ポート116が設けられ、鏡板115bの上面には、
リードバルブ形式の給油通路制御弁装置182が取り付
けられている。 【0025】スラスト軸受120は、その背面外側部に
配置されたシールリング170の弾性力で常に旋回スク
ロール118の方へ付勢され、仕切り板180の片側平
面部に当接して旋回スクロール118の側への軸方向移
動を規制されている。 【0026】しかし、仕切り板118の板厚さは、スラ
スト軸受120を介したシールリング170の弾性力に
よって、旋回スクロール118を固定スクロール115
に押し付けて旋回スクロール118の円滑な旋回運動を
阻害せぬように、固定スクロール115とスラスト軸受
120との間に挟まれた旋回スクロール118の軸方向
微小隙間(約0.020mm)が確保される寸法設定に
なっている。 【0027】吐出室102の底部は吐出室油溜134と
なり、その上部には多数の***を有した傘状のパンチン
グメタル133が密閉ケース101aに取り付けられ、
密閉ケース101aとパンチングメタル133との間に
は細樹脂線材から成るフィルタ183が詰められてい
る。 【0028】吐出室102は密閉ケース101aの上面
に設けられた吐出管131、外部の冷凍サイクル配管系
をそれぞれ経て密閉ケース101bの側面に設けられた
吸入管147を通じ、低圧側の駆動室106に連通して
いる。 【0029】また駆動軸106の底部にはモータ室油溜
184が設けられている。吐出室102にも吸入室11
7にも連通しない常時密閉空間となる第2圧縮室151
と吐出室油溜134との間は、鏡板115bの底部に開
口して設けられた油吸い込み穴185、鏡板115bに
薄鋼板製のリード弁186と共に取り付けられた給油通
路制御弁装置182の弁押え187と鏡板115bとの
間に形成された弁空間188、リード弁186の打ち抜
き穴189、鏡板115bに設けられた極細通路のイン
ジェクション穴152とから成る絞り通路を有した第1
給油通路によって連通している。 【0030】旋回スクロール118の旋回スクロールラ
ップ118aを支持するラップ支持円板118bとスラ
スト軸受120と駆動軸104とで形成された背圧室1
39は、第1給油通路の途中から分岐して弁空間18
8、リード弁186の打ち抜き穴189a、鏡板115
bに設けられた油穴A138a、仕切り板180に設け
られた極細通路の油穴B138b、本体フレーム105
に設けられた油穴C138c、スラスト軸受120と本
体フレーム105との間に設けられ、その外周部をゴム
製のシールリング170で支持、密閉されたレリース隙
間127、スラスト軸受120に設けられた油穴D13
8dとで給油される給油通路により吐出室油溜134に
連通している。 【0031】レリース隙間127は、スラスト軸受背圧
室127aとして機能を兼ねる。背圧室139と低圧側
の駆動室106との間は本体フレーム105の主軸受1
21の軸受隙間、偏心軸受114の隙間、駆動軸104
に設けられた偏心油穴190と、横油穴191、駆動軸
104を支承すべく本体フレーム105の下端に設けら
れた下部軸受192と主軸受112との間の軸受油溜1
93、下部軸受192の軸受隙間とで構成されてる絞り
通路を有した第1潤滑通路により連通している。 【0032】また、背圧室139と吸入室117との間
は、スラスト軸受120とラップ支持円板118bとの
摺動面や、オルダムリング124の摺動面を介して構成
される第2潤滑通路によって連通している。 【0033】図5において、横軸は駆動軸104の回転
角度、縦軸は圧縮室内の冷媒圧力を示し、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す。実線
62は正常圧力で運転時の圧力変化を示し、点線63は
異常圧力上昇運転時の圧力変化を表わす。 【0034】図6において、横軸は駆動軸104の回転
角度を示し、縦軸は圧縮室内の冷媒圧力を示し、実線6
4は吐出室102にも吸入室117にも連通しない常時
密閉空間となる第2圧縮室のインジェクション穴152
の開口位置における圧力変化を示し、点線65は吸入室
117に間欠的に連通する第1圧縮室161a,161
bの定点における圧力変化を示し、一点鎖線66は吐出
室102に間欠的に連通する第3圧縮室160a,16
0bの定点における圧力変化を示し、二点鎖線67は第
1圧縮室161a,161bと第2圧縮室151a,1
51bとの間の圧縮室の定点における圧力変化を示し、
二重点線68は背圧室139の圧力変化を示す。 【0035】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。 モータ103に
よって駆動軸104が回転駆動を始めると、旋回スクロ
ール118が旋回運動をし、圧縮機に接続した冷凍サイ
クル配管系から吸入冷媒ガスが吸入管147を通して駆
動室106に流入し、その中に含まれる潤滑油の一部が
分離された後、吸入通路を経て吸入室117に吸入され
る。 【0036】この吸入冷媒ガスは、旋回スクロール11
8と固定スクロール115との間に形成され且つ吸入室
117に間欠的に通じる第1圧縮室を経て圧縮室内に閉
じ込められ、旋回スクロール118の旋回運動に伴って
常時密閉空間となる第2圧縮室、吐出ポートと間欠的に
通じる第3圧縮室へと順次移送圧縮され、中央部の吐出
ポート116を経て吐出室102へと吐出される。 【0037】吐出冷媒ガス中に含まれる潤滑油の一部
は、その自重およびパンチングメタル133の***や細
樹脂線材から成るフィルタ183を通過する際にその表
面などに付着などして吐出冷媒ガスから分離し、密閉ケ
ース101aの内壁を伝って流下し、吐出室油溜134
に収集される。 【0038】残りの潤滑油は、吐出冷媒ガスと共に吐出
管131を経て外部の冷凍サイクル配管系へ搬出され、
吸入冷媒ガスと共に吸入管147を通って圧縮機内に帰
還する。 【0039】圧縮機の冷時起動後しばらくの間は、吐出
室102の圧力が第2圧縮室の圧力よりも低いので、吐
出室油溜134の潤滑油は第1給油通路を通じて差圧給
油されず、また、逆止弁の作用によって第2圧縮室から
圧縮途中冷媒ガスが吐出室油溜134に逆流もせず、ス
ラスト軸受120のレリース隙間127や旋回スクロー
ル118の背圧室139に流入することもなく、各摺動
部の残留潤滑油によって各摺動面が潤滑される。 【0040】また、背圧室139やレリース隙間127
の圧力が低いので起動初期には旋回スクロール118に
作用する圧縮室冷媒ガス圧力によって、スラスト軸受1
20が微少に後退して圧縮室軸方向隙間を広げて圧縮室
圧力を急降下させ、起動初期負荷を軽減する。 【0041】圧縮機の冷時起動後しばらくの後、吐出室
102の圧力が第2圧縮室の圧力以上に上昇した後、吐
出室油溜134の潤滑油は、給油通路制御弁装置182
のリード弁186の付勢力に抗して第1給油通路を経由
する。 【0042】そして漸次減圧され、第2圧縮室に差圧給
油されると共に、第1給油通路の途中から分岐して構成
される第2給油通路の油穴138a,138b,138
cを経て漸次減圧され、吐出側圧力と吸入側圧力との中
間圧力に調整されてレリース隙間127と背圧室139
に差圧給油される。 【0043】第2圧縮室に差圧給油された潤滑油は、吸
入ガスと共に圧縮室に流入した潤滑油と合流し、隣接す
る圧縮室間の微少隙間を油膜により密封して圧縮冷媒ガ
ス漏れを防ぎ、圧縮空間の摺動面を潤滑しながら圧縮冷
媒ガスと共に吐出室102に再び吐出される。 【0044】レリース隙間127と背圧室139に給油
された中間圧力の潤滑油は、旋回スクロール118へ背
圧力による付勢力を与え、圧縮室圧力に基づいて固定ス
クロール115から離反しようとする旋回スクロール1
18に作用する下向きのスラスト力を軽減し、旋回スク
ロール118とスラスト軸受120との間の摺動面に作
用するスラスト荷重を小さくすると共に、スラスト軸受
120を付勢して仕切り板180に当接させ、固定スク
ロール115とスラスト軸受120との間に旋回スクロ
ール118を微小隙間で挟み、旋回スクロール118の
円滑な旋回運動を可能にする。 【0045】また、背圧室139の背圧力は旋回スクロ
ール118がスラスト軸受120から離反しないように
調整されているので、旋回スクロール118とスラスト
軸受120とは常時摺接説しており、この摺接部を境と
して背圧室139と吸入室117とはその摺接面を適切
潤滑することのできる潤滑油漏洩を許容する程度に密封
されている。 【0046】したがって、背圧室139に供給された潤
滑油は、この摺接面を通過する際に減圧された後、オル
ダムリング124の摺動面を潤滑して吸入冷媒ガスに混
入し、再び圧縮室に流入する。 【0047】また、残りの潤滑油は、第1潤滑通路を通
じて旋回軸118bと偏心穴136との隙間、偏心穴1
36、偏心油穴190、横油穴191を通る給油通路と
主軸受112の隙間とを経て軸受油溜193に流入し、
下部軸受192の微小隙間を通して最終減圧される。 【0048】そして駆動室106に流入し、その一部は
吸入冷媒ガスに混入して再び圧縮室へ流入するが、残り
の潤滑油はモータ室油溜184に収集される。 【0049】モータ室油溜134の潤滑油は、密閉ケー
ス101bを介して自然放熱により冷却され、その油面
がある程度高くなると、モータ103の回転子の下端部
に拡散されて駆動室106内の吸入冷媒ガスに混入し、
再び圧縮室へ流入して最終的には吐出室油溜134に収
集される。 【0050】また、冷時起動初期や定常運転時に瞬時的
な液圧縮が生じて常時密閉空間となる第2圧縮室内が異
常圧力上昇した場合には、リード弁186の逆止作用に
より、圧縮冷媒ガスが吐出室油溜134へ逆流せず、ま
た、レリース隙間127や背圧室139への流入もな
く、背圧力の上昇もないことから、スラスト軸受120
が後退して異常圧力上昇状態での接続運転を防ぐ。 【0051】圧縮機停止後は吸入室117と駆動室10
6との間の吸入通路に設けられた逆止弁(図示なし)に
より、吸入通路を塞ぎ、吐出室102から吸入室117
までの圧力は圧縮空間の隙間を通じて吐出室102の圧
力に等しくなり、油吸い込み穴185の開口端をリード
弁186が塞ぐ。 【0052】その結果、圧縮機停止直後の吐出室油溜1
34の潤滑油は、第2圧縮室と背圧室139へ差圧給油
されず、背圧室139とレリース隙間127の潤滑油
は、第1給油通路を通じて駆動室106にその差圧が一
定値以下になるまで僅かづつ戻され、上述の圧縮機再始
動時負荷軽減作動を容易にする。 【0053】なお、上述実施例では、レリース隙間12
7や背圧室139へ吐出室油溜134の潤滑油を中間圧
力にまで減圧したが、スラスト軸受120や背圧室13
9の寸法構成などにより減圧しなくともよい。 【0054】この場合における背圧室139から旋回ス
クロール118への背圧付勢刃、以下のように作用す
る。 【0055】すなわち、吐出ポート116に最も近い第
3圧縮室160a,160bで連続的な異常圧力上昇が
生じた場合には、圧縮室から排出された高圧冷媒ガスに
よって吐出室油溜134が圧力上昇し、背圧室139か
ら旋回スクロール118に作用する付勢力が圧縮室側か
ら作用するスラスト力よりも大きくなる。この結果、旋
回スクロール118は固定スクロール115と軸方向接
触する。 【0056】このような背圧室139から旋回スクロー
ル118に作用させる付勢力の設定は、旋回スクロール
118のラップ支持円板118cが中央部で著しい変形
が生じるのを防ぐことができる。 【0057】なお、このような現象は、吐出室油溜13
4の圧力に比べて吸入室117の圧力が著しく低下した
場合にも同様に生じる。 【0058】また、上記実施例では吐出室油溜134の
潤滑油を第2圧縮室に油注入したが、圧縮機運転速度や
圧力などの運転条件により吸入室117に通じる第1圧
縮室に油注入してもよい。 【0059】また、上記実施例では、旋回スクロール1
18のラップ支持円板118cの外周部が吸入室117
の内側に配置された構成であるが、図8における鏡板1
00aの如く、固定スクロールの鏡板1002aまで広
がる構成も上述の説明と同じく作用する。 【0060】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も同様の作用効果を期待できる。 【0061】 【発明の効果】上記実施例から明らかなように、請求項
1に記載の発明は、旋回スクロールが駆動軸を支承する
本体フレームと固定スクロールとの間に配置され、旋回
スクロールのラップ支持円板が本体フレームの側に設け
られて旋回スクロールの反圧縮室側を支持し、且つ軸方
向に移動が可能なスラスト軸受と固定スクロールとの間
に配置されており、スラスト軸受と本体フレームとの間
に、スラスト軸受を旋回スクロールの方向に付勢する手
段を設け、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、少なくとも油膜形成可能な軸方向微小隙
間を有して配置されるべく、スラスト軸受が固定スクロ
ールの側へ移動する範囲を規制する手段を設けた構成に
おいて、スラスト軸受の反圧縮室側には、スラスト軸受
が反圧縮室側へ後退できるレリース隙間を備えたスラス
ト軸受背圧室を設け、吐出ポートに通じる高圧空間とス
ラスト軸受背圧室との連通路を設け、圧縮室の圧力が高
圧空間より設定値以上の時に連通路を遮断し、それ以外
の時に連通路を開通させる連通路開閉手段を備えたもの
で、この構成によれば、圧縮機起動初期には高圧空間よ
りも圧縮室の圧力が高く、スラスト軸受背圧室への連通
路が遮断されてスラスト軸受への付勢力がないので、旋
回スクロールは圧縮室圧力によってスラスト軸受を容易
に後退させ、圧縮室軸方向隙間を拡大させる。この結
果、始動初期の圧縮負荷を軽減して圧縮機始動性を良く
することができる。 【0062】過圧縮時も同様に、スラスト軸受背圧室の
圧力上昇が阻止されるので、旋回スクロールがスラスト
軸受を後退させ、過負荷を軽減し耐久性を向上すること
ができる。 【0063】圧縮室圧力正常運転時には、高圧流体がス
ラスト軸受の背面を付勢してスラスト軸受を固定スクロ
ールの側に前進させ、固定スクロールとの間で旋回スク
ロールを支持し圧縮室軸方向隙間を小さくさせるので、
圧縮効率を向上することができると言う効果を奏する。 【0064】請求項2に記載の発明は、連通路開閉手段
が、連通路の途中に連通路を開閉する弁装置を配置し、
連通路の上流側を高圧空間に通じ、圧縮室から導入した
圧縮気体による弁装置への付勢力が、高圧空間から導入
した流体による弁装置への付勢力よりも大きい時に、連
通路を閉塞すべく弁装置を形成したもので、この構成に
よれば、圧縮室圧力が異常上昇した時に、連通路を瞬時
に遮断してスラスト軸受背圧室の圧力上昇を抑制しスラ
スト軸受が後退し易くできるので、圧縮負荷軽減作動の
信頼性を高めることができる。 【0065】また、圧縮室圧力が正常復帰した時、スラ
スト軸受を即時に正常位置に復帰させ、不要な圧縮負荷
軽減作動に基づく圧縮効率低下を防止することができる
という効果を奏する。 【0066】請求項3に記載の発明は、旋回スクロール
の反圧縮室側に背圧室を設け、背圧室をスラスト軸受背
圧室に連通したもので、この構成によれば、旋回スクロ
ールを固定スクロールの側に付勢するスラスト力を、ス
ラスト軸受への背圧付勢力と連動して変化させ得るの
で、その相互作用で圧縮室軸方向隙間密封と解除を迅速
に作用させて全体の圧縮効率を向上することができると
いう効果を奏する。 【0067】請求項4に記載の発明は、スラスト軸受背
圧室と吸入側との間を絞り通路で連通させたもので、こ
の構成によれば、連通路遮断後のスラスト軸受背圧室の
流体閉じ込みがないので、スラスト軸受けの後退が容易
になり、負荷軽減作用を迅速にして耐久性を向上できる
という効果を奏する。 【0068】請求項5に記載の発明は、スラスト軸受を
弾性体で予圧付勢したもので、この構成によれば、過圧
縮時にスラスト軸受が後退した後、スラスト軸受を早期
に再復帰させ、正常圧縮状態の再開始を早めることがで
きるという効果を奏する。 【0069】請求項6に記載の発明は、スラスト軸受の
内側に旋回スクロールの背圧室を配設し、吐出圧力が作
用する吐出室油溜の潤滑油を背圧室に導入する手段を設
け、旋回スクロールが主としてスラスト軸受に支持され
るべく、吐出圧力が作用する状態で導入された背圧室の
潤滑油による旋回スクロールへの付勢力を設定すると共
に、背圧室と吸入室とを摺動部を兼ねた絞り通路で連通
させたもので、この構成によれば、背圧室の潤滑油が旋
回スクロールへの背圧付勢とスラスト軸受への潤滑に供
され、旋回スクロールの中央部を固定スクロール側に変
形させて中央部圧縮室軸方向隙間を狭くして圧縮気体漏
れを防いで圧縮効率を高めることができる。 【0070】また、吐出室油溜が異常圧力上昇した時、
吐出ポートに最も近い圧縮室が吐出ポートからの気体逆
流によって簡潔的に異常圧力上昇して旋回スクロールの
ラップ支持円板の中央部が変形するのを背圧室の圧力上
昇によって相殺できるので、旋回スクロールの永久変形
を防止とスラスト軸受部の磨耗を少なくできるという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるスクロール冷媒圧縮
機の縦断面図 【図2】同圧縮機における給油通路制御弁装置のリード
弁取り付け外観図 【図3】それぞれ同圧縮機の吐出ポート付近における圧
縮室の移動説明図 【図4】それぞれ同圧縮機の吐出ポート付近における圧
縮室の移動説明図 【図5】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6】各圧縮室における定点の圧力変化を示す特性図 【図7】従来のそれぞれ異なるスクロール圧縮機の縦断
面図 【図8】図7の部分拡大図 【図9】従来のそれぞれ異なるスクロール圧縮機の縦断
面図 【符号の説明】 102 吐出室 103 モータ 104 駆動軸 105 本体フレーム 115 固定スクロール 115a 固定スクロールラップ 115b 鏡板 116 吐出ポート 117 吸入室 118 旋回スクロール 118a 旋回スクロールラップ 118b ラップ支持円板 120 スラスト軸受 127a スラスト軸受背圧室 134 吐出室油溜 139 背圧室 170 シールリング
機の縦断面図 【図2】同圧縮機における給油通路制御弁装置のリード
弁取り付け外観図 【図3】それぞれ同圧縮機の吐出ポート付近における圧
縮室の移動説明図 【図4】それぞれ同圧縮機の吐出ポート付近における圧
縮室の移動説明図 【図5】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6】各圧縮室における定点の圧力変化を示す特性図 【図7】従来のそれぞれ異なるスクロール圧縮機の縦断
面図 【図8】図7の部分拡大図 【図9】従来のそれぞれ異なるスクロール圧縮機の縦断
面図 【符号の説明】 102 吐出室 103 モータ 104 駆動軸 105 本体フレーム 115 固定スクロール 115a 固定スクロールラップ 115b 鏡板 116 吐出ポート 117 吸入室 118 旋回スクロール 118a 旋回スクロールラップ 118b ラップ支持円板 120 スラスト軸受 127a スラスト軸受背圧室 134 吐出室油溜 139 背圧室 170 シールリング
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 1.固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に形成され
た渦巻き状の固定スクロールラップに対して旋回スクロ
ールの一部をなすラップ支持円板上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
巻き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、前記圧縮空間は吸入側よ
り吐出側に向けて連続移行する複数個の圧縮室に区画さ
れて流体を圧縮するスクロール圧縮機構を形成し、前記
旋回スクロールは駆動軸を支承する本体フレームと前記
固定スクロールとの間に配置され、前記ラップ支持円板
は前記本体フレームの側に設けられて前記旋回スクロー
ルの反圧縮室側を支持し、且つ軸方向に移動が可能なス
ラスト軸受と前記固定スクロールとの間に配置されてお
り、前記スラスト軸受と前記本体フレームとの間に、前
記スラスト軸受を前記旋回スクロールの方向に付勢する
手段を設け、前記旋回スクロールが前記固定スクロール
と前記スラスト軸受との間で、少なくとも油膜形成可能
な軸方向微小隙間を有して配置されるべく、前記スラス
ト軸受が前記固定スクロールの側へ移動する範囲を規制
する手段を設けた構成において、前記スラスト軸受の反
圧縮室側には、前記スラスト軸受が反圧縮室側へ後退で
きるレリース隙間を備えたスラスト軸受背圧室を設け、
前記吐出ポートに通じる高圧空間と前記スラスト軸受背
圧室との連通路を設け、前記圧縮室の圧力が前記高圧空
間より設定値以上の時に前記連通路を遮断し、それ以外
の時に前記連通路を開通させる連通路開閉手段を備えた
スクロール気体圧縮機。 2.連通路開閉手段は、前記連通路の途中に前記連通路
を開閉する弁装置を配置し、前記連通路の上流側を前記
高圧空間に通じ、前記圧縮室から導入した圧縮気体によ
る前記弁装置への付勢力が、前記高圧空間から導入した
流体による前記弁装置への付勢力よりも大きい時に、前
記連通路を閉塞すべく前記弁装置を形成した請求項1記
載のスクロール気体圧縮機。 3.旋回スクロールの反圧縮室側に背圧室を設け、前記
背圧室を前記スラスト軸受背圧室に連通した請求項2の
スクロール気体圧縮機。 4.スラスト軸受背圧室と吸入側との間を絞り通路で連
通させた請求項1,2,3のいずれか1項に記載のスク
ロール気体圧縮機。 5.スラスト軸受を弾性体で予圧付勢した請求項1,
2,3,4のいずれか1項に記載のスクロール気体圧縮
機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8304375A JP2870509B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | スクロール気体圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8304375A JP2870509B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | スクロール気体圧縮機 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62332005A Division JPH07117049B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | スクロール圧縮機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09105387A JPH09105387A (ja) | 1997-04-22 |
JP2870509B2 true JP2870509B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=17932270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8304375A Expired - Fee Related JP2870509B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | スクロール気体圧縮機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2870509B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102269165A (zh) * | 2010-06-07 | 2011-12-07 | 蒋友荣 | 一种气液态介质两用的高效无油涡旋压缩机 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102407092B1 (ko) * | 2020-10-20 | 2022-06-13 | 에스트라오토모티브시스템 주식회사 | 차량용 전동압축기 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6238887A (ja) * | 1985-08-09 | 1987-02-19 | Matsushita Refrig Co | スクロ−ル型圧縮機 |
-
1996
- 1996-11-15 JP JP8304375A patent/JP2870509B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102269165A (zh) * | 2010-06-07 | 2011-12-07 | 蒋友荣 | 一种气液态介质两用的高效无油涡旋压缩机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09105387A (ja) | 1997-04-22 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |