JP2870509B2 - 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

Claims (1)

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。