JP3661454B2 - スクロ−ル圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍空調機器に使用される冷媒圧縮機に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、本発明者らによる先行例である特願平９−２６８５７９に示されるスクロール圧縮機の縦断面図である。１は固定スクロールであり、外周部はガイドフレーム１５にボルト（図示せず）によって締結されており、また台板部１ａの一方の面（図８において下側）には板状渦巻歯１ｂが形成されていると同時に、外周部には２個１対のオルダム案内溝１ｃがほぼ一直線上に形成され、このオルダム案内溝１ｃにはオルダムリング９の２個１対の固定側爪９ｃが往復摺動自在に係合されている。さらに固定スクロール１の側面方向（図８において右側）からは吸入管１０ａが、密閉容器１０を貫通して圧入されている。
２は揺動スクロールであり、台板部２ａの一方の面（図８において上側）には固定スクロール１の板状渦巻歯１ｂと実質的に同一形状の板状渦巻歯２ｂが形成されており、また台板部２ａの板状渦巻歯２ｂと反対側の面（図８において下側）の中心部には中空円筒形状のボス部２ｆが形成されており、そのボス部２ｆの内側面には揺動軸受２ｃが形成されている。また、ボス部２ｆと同じ側の面の外周部には、コンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａと圧接摺動可能なスラスト面２ｄが形成されている。また、揺動スクロール２の台板部２ａの外周部には、前記固定スクロールのオルダム案内溝１ｃとほぼ９０度の位相差を持つ２個１対のオルダム案内溝２ｅがほぼ一直線上に形成されており、このオルダム案内溝２ｅにはオルダムリング９の２個１対の揺動側爪９ａが往復摺動自在に係合されている。
【０００３】
コンプライアントフレーム３の中心部には、電動機によって回転駆動される主軸４を半径方向に支持する主軸受３ｃおよび補助主軸受３ｈが形成されている。
ガイドフレーム１５の外周面１５ｇは焼きばめもしくは溶接などによって密閉容器１０に固着されているものの、固定スクロール１の吐出ポート１ｆから吐出される高圧の冷媒ガスをガイドフレーム１５より電動機側（図８において下側）に設けられた吐出管１０ｂに導く流路は確保されている。またガイドフレーム１５の内側面の固定スクロール側（図８において上側）には、上嵌合円筒面１５ａが形成されており、コンプライアントフレーム３の外周面に形成された上嵌合円筒面３ｄと係合されている。他方ガイドフレーム１５の内側面の電動機側（図４１において下側）には、下嵌合円筒面１５ｂが形成されており、コンプライアントフレーム３の外周面に形成された下嵌合円筒面３ｅと係合されている。またガイドフレーム１５の内側面には、シール材を収納するシール溝が２ヶ所に形成されており、それらのシール溝に上シール材１６ａおよび下シール材１６ｂが嵌着されている。そしてこれら２つのシール材とガイドフレーム１５の内側面とコンプライアントフレーム３の外側面とによって形成された空間、すなわちフレーム空間１５ｆは、コンプライアントフレーム３に形成された均圧孔３ｉを介してボス部外側空間２ｈと連通している。なお、上シール材１６ａおよび下シール材１６ｂは必ずしも必要ではなく、係合箇所の微小隙間でシールが可能で有れば省略できる部品である。また、上下を揺動スクロールの台板部２ａとコンプライアントフレーム３で囲われたスラスト軸受３ａの外周側の空間、すなわち台板外周部空間２ｉは、板状渦巻歯の巻終わり近傍である吸入空間１ｇと連通しているので、吸入ガス雰囲気となっている。
【０００４】
主軸４の揺動スクロール側（図８において上側）端部には、揺動スクロール２の揺動軸受２ｃと回転自在に係合する揺動軸部４ｂが形成されており、その下側には主軸バランサ４ｅが焼きばめられており、さらにその下側にはコンプライアントフレーム３の主軸受３ｃおよび補助主軸受３ｈと回転自在に係合する主軸部４ｃが形成されている。また主軸の他端部には、サブフレーム６の副軸受６ａと回転自在に係合する副軸部４ｄが形成されており、この副軸部４ｄと前述した主軸部４ｃとの間に電動機回転子８が焼きばめられている。また、この電動機回転子８の上端面には上バランサ８ａが、下端面には下バランサ８ｂが締結されており、前述した主軸バランサ４ｅとの３個のバランサによって静バランスおよび動バランスがとられている。さらに主軸４の下端面にはオイルパイプ４ｆが圧入されており、密閉容器１０の底部に溜まった冷凍機油１０ｅを吸い上げる。
また、密閉容器１０の側面にはガラス端子１０ｆが取り付けれており、電動機固定子７からのリード線が接合されている。
【０００５】
次に、この従来のスクロール圧縮機の基本動作について説明する。定常運転時には密閉容器空間１０ｄが吐出ガス雰囲気の高圧となるので、密閉容器１０の底部の冷凍機油１０ｅがオイルパイプ４ｆ、主軸４に軸方向に貫通して設けられた高圧油給油穴４ｇを経由してボス部空間２ｇに導かれる。そして、この高圧油は揺動軸受２ｃで減圧されて中間圧となり、ボス部外側空間２ｈに流れる。中間圧となった冷凍機油は、均圧孔３ｉを通ってフレーム空間１５ｆに流れ、その後中間圧調整弁などを経由して低圧空間である台板外周部空間２ｉに開放される。さてコンプライアントフレーム３には、ボス部外側空間２ｈの中間圧に起因する力およびスラスト軸受３ａを介しての揺動スクロール２からの押付け力の合計が下向きの力として作用するものの、フレーム空間１５ｆの中間圧に起因する力および下端面の高圧雰囲気に露出している部分に作用する高圧に起因する力の合計が上向きの力として作用し、そして定常運転時にはこの上向きの力が前述した下向きの力より大きくなるように設定されている。このためコンプライアントフレーム３は、上嵌合円筒面３ｄをガイドフレーム１５の上嵌合円筒面１５ａに、下嵌合円筒面３ｅをガイドフレーム１５の下嵌合円筒面１５ｂに案内され、固定スクロール側（図８でおいて上方）に浮き上がっている。そしてスラスト軸受３ａを介してコンプライアントフレーム３に押し付けられている揺動スクロール２も、同じく上方に浮き上がり、その結果揺動スクロール２の歯先と歯底は、固定スクロール１のそれぞれ歯底と歯先に接触し摺動する。
【０００６】
また起動時や液圧縮時などには、揺動スクロール２に作用するスラスト方向ガス負荷Ｆｇｔｈが大きくり、揺動スクロール２はスラスト軸受３ａを介してコンプライアントフレーム３を反固定スクロール側（図８において下方）に強く押し下げるので、揺動スクロール２の歯先や歯底と固定スクロール１の歯底や歯先との間には比較的大きな隙間が生じ、圧縮室内の異常な圧力上昇が回避される。なお、この時のリリーフ量は、コンプライアントフレーム３のリリーフ当り面３ｑとガイドフレーム１５のリリーフ当り面１５ｈとの距離によって管理される。
さて、コンプライアントフレーム３には、揺動スクロール２に発生する転覆モーメントの一部または全部がスラスト軸受３ａを介して伝達されるものの、主軸受３ｃから受ける軸受負荷と、その反作用である２つの力の合力、すなわち上嵌合円筒面３ｄを介してガイドフレーム１５から受ける反力と下嵌合円筒面３ｅを介してガイドフレーム１５から受ける反力との合力、とによって生ずる偶力が前記転覆モーメントを打ち消すように作用するので、非常に良好な定常運転時追随動作安定性およびリリーフ動作安定性を有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上に説明した、コンプライアントフレームがそれ自身のモーメントバランスをとりながら軸方向に可動である先行例のスクロール圧縮機、いわゆる先行例のフレームコンプライアントスクロール圧縮機では、運転圧力条件の振れや液冷媒の吸入などの僅かな外乱が原因で揺動スクロール２がコンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａの上でばたついた場合に、ボス部外側空間２ｈの中間圧力が低圧雰囲気である台板外周部空間２ｉに洩れ、さらに連鎖的にフレーム空間１５ｆの中間圧力も均圧孔３ｉを介して低圧雰囲気である台板外周部空間２ｉに洩れる。これにより、コンプライアントフレーム３を固定スクロール側（図８で上方）に持ち上げる力が減少しコンプライアントフレーム３は揺動スクロール２と共に反固定スクロール側（図８で下方）にリリーフしてしまう。すなわち、ちょっとした外乱で容易にリリーフしてしまうという不安定さを有していた。
この発明は、上記の問題点を解消するためになされたもので、僅かな外乱に起因する揺動スクロール２のばたつきでコンプライアントフレーム３および揺動スクロール２が容易にリリーフするという不安定さを改善することを目的とする。
【０００８】
また、以上に説明した、コンプライアントフレームがそれ自身のモーメントバランスをとりながら軸方向に可動である先行例のスクロール圧縮機、いわゆる先行例のフレームコンプライアントスクロール圧縮機では、コンプライアントフレーム３を固定スクロール側（図８で上方）に持ち上げる主要因であるフレーム空間１５ｆ（中間圧力空間）の作用面積の設定は、ボス部外側空間２ｈ（前記フレーム空間と同一の中間圧力空間）の作用面積の制約を受けたため、自由度がほとんど無かった。
この発明は、上記の問題点を解消するためになされたもので、フレーム空間１５ｆの作用面積設定に自由度を与えることを目的とする。
【０００９】
また、以上に説明した、コンプライアントフレームがそれ自身のモーメントバランスをとりながら軸方向に可動である先行例のスクロール圧縮機、いわゆる先行例のフレームコンプライアントスクロール圧縮機では、起動直後には、コンプライアントフレーム３を固定スクロール側（図８で上方）に持ち上げる主要因であるフレーム空間１５ｆの中間圧力は、密閉容器１０の内圧が上昇しその結果高圧の冷凍機油１０ｅが軸受で絞られてフレーム空間１５ｆに流入することで発生する。それ故に、フレーム空間１５ｆの中間圧力の上昇には時間遅れがある。そのため、コンプライアントフレーム３が浮上し正常運転になるのに時間が掛かる、すなわち起動に時間が掛かるという問題点があった。
この発明は、上記の問題点を解消するためになされたもので、起動性の優れた圧縮機を得ることを目的とする。
【００１０】
また、以上に説明した、コンプライアントフレームがそれ自身のモーメントバランスをとりながら軸方向に可動である先行例のスクロール圧縮機、いわゆる先行例のフレームコンプライアントスクロール圧縮機では、コンプライアントフレーム３の軸方向可動量が小さい時には、運転中に液冷媒が吸入されると液圧縮により固定スクロール１の板状渦巻歯１ｂと揺動スクロール２の板状渦巻歯２ｂで形成される圧縮室内が異常昇圧し、前記板状渦巻歯が破損する危険性や、揺動軸受２ｃや主軸受３ｃに過大な負荷が作用し焼付を起こすという問題点があった。
この発明は、上記の問題を解消するためになされたもので、圧縮要素である板状渦巻歯の破損の可能性がなく、軸受の焼き付くことのない圧縮機を得ることを目的とする。
【００１１】
また、以上に説明した、コンプライアントフレームがそれ自身のモーメントバランスをとりながら軸方向に可動である先行例のスクロール圧縮機、いわゆる先行例のフレームコンプライアントスクロール圧縮機では、コンプライアントフレーム３の軸方向可動量が大きい時には、起動時にコンプライアントフレーム３が最大限にリリーフするすなわち揺動スクロール２が固定スクロール１から軸方向に最大限に離れてしまい、圧縮動作を殆どすることなく空回りし、その結果密閉容器１０の内圧がなかなか上昇せず、コンプライアントフレーム３が浮上し正常運転になるのに極端に時間が掛かる、もしくは最悪の場合には起動できないという問題点があった。
この発明は、上記の問題を解消するためになされたもので、起動性に優れた圧縮機を得ることを目的とする。
【００１２】
さらに、この発明は、揺動スクロ−ルの摺動損失の低減及び軸受部への安定した給油が可能な圧縮機を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１のスクロール圧縮機は、密閉容器内に設けられ、それぞれの板状渦巻歯が相互間に圧縮室を形成するように噛み合わされた固定スクロ−ル及び揺動スクロ−ルと、この揺動スクロ−ルを軸方向に支持すると共にこの揺動スクロ−ルを駆動する主軸を半径方向に支持し、軸方向に移動可能なコンプライアントフレ−ムと、このコンプライアントフレ−ムを半径方向に支持するガイドフレ−ムとを備え、コンプライアントフレ−ムのガイドフレ−ムに対する軸方向の摺動により揺動スクロ−ルを軸方向に移動可能としたスクロ−ル圧縮機において、コンプライアントフレ−ムとガイドフレ−ム間にフレ−ム空間を形成し、フレ−ム空間内を吸入圧より高く、吐出圧以下の圧力としたものである。
【００１４】
請求項２のスクロール圧縮機は、請求項１のスクロ−ル圧縮機において、揺動スクロ−ルとコンプライアントフレ−ム間に、空間内を吸入圧より高く、吐出圧以下の圧力としたボス部外側空間を形成したものである。
【００１５】
請求項３のスクロール圧縮機は、前記フレ−ム空間と前記ボス部空間とを圧力的に独立としたものである。
【００１６】
請求項４のスクロール圧縮機は、前記圧縮室と前記ボス部外側空間とを連通させる第１の連通路と、前記圧縮室と前記フレーム空間とを連通させる前記第１の連通路とは異なる第２の連通路と、を備えたものである。
【００１７】
請求項５のスクロール圧縮機は、冷凍機油の溜まる密閉容器の底部を吐出圧力近傍の高圧として前記冷凍機油を前記ボス部外側空間に導くとともに、前記ボス部外側空間を、吸入圧力より高い所定の中間圧力に制御するための圧力調整装置を介して低圧空間に連通させるようにしたものである。
【００１８】
請求項６のスクロ−ル圧縮機は、前記フレ−ム空間と圧縮途中の圧縮室とを連通することにより、前記フレ−ム空間内の圧力を吸入圧より高く、吐出圧以下の圧力としたものである。
【００１９】
請求項７のスクロール圧縮機は、前記揺動スクロールと前記コンプライアントフレ−ム間に、吸入圧力雰囲気である低圧空間と連通するボス部外側空間と、を備えたものである。
【００２０】
請求項８のスクロール圧縮機は、密閉容器内に設けられ、それぞれの板状渦巻歯が相互間に圧縮室を形成するように噛み合わされた固定スクロ−ル及び揺動スクロ−ルと、この揺動スクロ−ルを軸方向に支持すると共にこの揺動スクロ−ルを駆動する主軸を半径方向に支持し、軸方向に移動可能なコンプライアントフレ−ムと、このコンプライアントフレ−ムを半径方向に支持するガイドフレ−ムとを備え、コンプライアントフレ−ムのガイドフレ−ムに対する軸方向の摺動により揺動スクロ−ルを軸方向に移動可能としたスクロ−ル圧縮機において、
コンプライアントフレ−ムとガイドフレ−ム間にフレ−ム空間を形成し、フレ−ム空間内を吸入圧より高く、吐出圧以下の圧力とするとともに、揺動スクロ−ルのガイドフレ−ムに対する軸方向最大可動量が３０μｍ以上で３００μｍ以下であるものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
まず最初に、図１〜図５において、本発明の実施の形態１の説明を行う。
図１は本発明の実施の形態１の縦断面図であり、また図２は本発明の実施の形態１の主要箇所の部分縦断面図ある。１は固定スクロールであり、外周部はガイドフレーム１５にボルト（図示せず）によって締結されており、また台板部１ａの一方の面（図１において下側）には板状渦巻歯１ｂが形成されていると同時に、外周部には２個１対のオルダム案内溝１ｃがほぼ一直線上に形成され、このオルダム案内溝１ｃにはオルダムリング９の２個１対の固定側爪９ｃが往復摺動自在に係合されている。さらに固定スクロール１の側面方向（図１において右側）からは吸入管１０ａが、密閉容器１０を貫通して圧入されている。
２は揺動スクロールであり、台板部２ａの一方の面（図１において上側）には固定スクロール１の板状渦巻歯１ｂと実質的に同一形状の板状渦巻歯２ｂが形成されており、また台板部２ａの板状渦巻歯２ｂと反対側の面（図１において下側）の中心部には中空円筒形状のボス部２ｆが形成されており、そのボス部２ｆの内側面には揺動軸受２ｃが形成されている。また、ボス部２ｆと同じ側の面の外周部には、コンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａと圧接摺動可能なスラスト面２ｄが形成されている。また、揺動スクロール２の台板部２ａの外周部には、前記固定スクロールのオルダム案内溝１ｃとほぼ９０度の位相差を持つ２個１対のオルダム案内溝２ｅがほぼ一直線上に形成されており、このオルダム案内溝２ｅにはオルダムリング９の２個１対の揺動側爪９ａが往復摺動自在に係合されている。さらに台板部２ａには、その固定スクロール１側の面（図１において上側の面）と、コンプライアントフレーム３側の面（図１において下側の面）とを連通する細い穴である抽気孔２ｊが形成されている。そして、この抽気孔２ｊのコンプライアントフレーム側の面の開口部、すなわち下開口部２ｋは、通常運転時にはその円軌跡がコンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａの内部に常時収まるように位置されている。なお、この抽気孔２ｊは、図１に示すように１本の斜め穴であっても、図２に示すように３本の穴と抽気孔栓２ｌで構成されていても実質的には同じである。
【００２２】
コンプライアントフレーム３の中心部には、電動機によって回転駆動される主軸４を半径方向に支持する主軸受３ｃおよび補助主軸受３ｈが形成されている。また、コンプライアントフレーム３には、スラスト軸受３ａの面からフレーム空間１５ｆに連通する連通穴３ｓが形成されている。また、コンプライアントフレーム３には、調整弁収納空間３ｐも形成されており、この調整弁収納空間３ｐの一端（図２においての下端）は調整弁前流路３ｊを介してボス部外部空間２ｈに連通すると共に他端（図２において上端）は調整弁後流路３ｎを介して台板外周部空間２ｉに連通する。また、この調整弁収納空間３ｐには、その下部に往復運動自在に中間圧調整弁３ｌが、その上部には中間圧調整スプリング押え３ｔがコンプライアントフレーム３に固着されて収納されており、これら中間圧調整弁３ｌと中間圧調整スプリング押え３ｔとには中間圧調整スプリング３ｍが自然長より縮められて収納されている。
ガイドフレーム１５の外周面１５ｇは焼きばめもしくは溶接などによって密閉容器１０に固着されているものの、固定スクロール１の吐出ポート１ｆから吐出される高圧の冷媒ガスをガイドフレーム１５より電動機側（図１において下側）に設けられた吐出管１０ｂに導く流路は確保されている。またガイドフレーム１５の内側面の固定スクロール側（図１において上側）には、上嵌合円筒面１５ａが形成されており、コンプライアントフレーム３の外周面に形成された上嵌合円筒面３ｄと係合されている。他方ガイドフレーム１５の内側面の電動機側（図１において下側）には、下嵌合円筒面１５ｂが形成されており、コンプライアントフレーム３の外周面に形成された下嵌合円筒面３ｅと係合されている。またガイドフレーム１５の内側面には、シール材を収納するリング状のシール溝が２ヶ所に形成されており、それらのシール溝にリング状の上シール材１６ａおよびリング状の下シール材１６ｂが嵌着されている。そしてこれら２つのシール材とガイドフレーム１５の内側面とコンプライアントフレーム３の外側面とによって形成された空間は、フレーム空間１５ｆを形成している。なお、上シール材１６ａおよび下シール材１６ｂは必ずしも必要ではなく、係合箇所の微小隙間で（例えば、油膜形成等で）シールを行うことで省略できる部品である。また、上下を揺動スクロールの台板部２ａとコンプライアントフレーム３で囲われたスラスト軸受３ａの外周側の空間、すなわち台板外周部空間２ｉは、板状渦巻歯の巻終わり近傍である吸入空間１ｇと連通しているので、吸入ガス雰囲気（吸入圧）の低圧空間となっている。
【００２３】
主軸４の揺動スクロール側（図１において上側）端部には、揺動スクロール２の揺動軸受２ｃと回転自在に係合する揺動軸部４ｂが形成されており、その下側には主軸バランサ４ｅが焼きばめられており、さらにその下側にはコンプライアントフレーム３の主軸受３ｃおよび補助主軸受３ｈと回転自在に係合する主軸部４ｃが形成されている。また主軸の他端部には、サブフレーム６の副軸受６ａと回転自在に係合する副軸部４ｄが形成されており、この副軸部４ｄと前述した主軸部４ｃとの間に電動機回転子８が焼きばめられている。また、この電動機回転子８の上端面には上バランサ８ａが、下端面には下バランサ８ｂが締結されており、前述した主軸バランサ４ｅとの３個のバランサによって静バランスおよび動バランスがとられている。さらに主軸４の下端面にはオイルパイプ４ｆが圧入されており、密閉容器１０の底部に溜まった冷凍機油１０ｅを吸い上げる。なお、主軸４を長くすることで、このオイルパイプ４ｆを廃止しても良い。
また、密閉容器１０の側面にはガラス端子１０ｆが取り付けれており、電動機固定子７からのリード線が接合されている。
【００２４】
次に、この実施の形態１のスクロール圧縮機の定常運転時の動作について説明する。定常運転時には密閉容器空間１０ｄが吐出ガス雰囲気の高圧となるので、密閉容器１０の底部の冷凍機油１０ｅがオイルパイプ４ｆ、主軸４に軸方向に貫通して設けられた高圧油給油穴４ｇを経由してボス部空間２ｇに導かれる。そして、この高圧油は揺動軸受２ｃで減圧されて吸入圧より高く、吐出圧以下の中間圧となり、ボス部外側空間２ｈに流れる。他方もう一つの経路として、高圧油給油穴４ｇの高圧油は、主軸４に設けられた横穴から主軸受３ｃの高圧側端面（図１において下端面）に導かれ、この主軸受３ｃで減圧されて中間圧となり、同じくボス部外側空間２ｈに流れる。ボス部外側空間２ｈの中間圧となった冷凍機油（冷凍機油に溶解していた冷媒の発泡で、一般にはガス冷媒と冷凍機油の２相流になっている）は、調整弁前流路３ｊを通り、中間圧調整スプリング３ｍによって負荷される力に打ち勝って中間圧調整弁３ｌを押し上げて吸入圧力雰囲気すなわち低圧雰囲気である調整弁収納空間３ｐに流れ、その後調整弁後流路３ｎを通って台板外周部空間２ｉに開放される。以上に説明したように、ボス部外側空間２ｈの中間圧力Ｐｍ１は、中間圧調整スプリング３ｍのバネ力と中間圧調整弁３ｌの中間圧露出面積とによってほぼ決定される所定の圧力αによって、
Ｐｍ１＝Ｐｓ＋α （Ｐｓは吸入雰囲気圧力すなわち低圧）
で制御されている。
本実施の形態では、圧力が常時、吸入空間（台板外周部空間２ｉ）＜ボス部外側空間＜吐出空間（密閉容器空間１０ｄ）の大小関係となり、圧力調整装置によって決まる所定の差圧によって、吐出空間の高圧雰囲気の冷凍機油は安定的にボス部外側空間に流入するので、安定した軸受部への給油が実現できる。
【００２５】
他方、揺動スクロール２の台板部２ａに設けられた抽気孔２ｊの下開口部２ｋは、コンプライアントフレーム３に設けられた連通穴３ｓのスラスト軸受側開口部すなわち上開口部３ｕ（図２において上側の開口部）と、常時もしくは間欠的に連通する。このため、固定スクロール１と揺動スクロール２とで形成される圧縮室からの圧縮途上の吸入圧より高く、吐出圧以下の中間圧の冷媒ガスが、揺動スクロール２の抽気孔２ｊおよびコンプライアントフレーム３の連通穴３ｓを介してフレーム空間１５ｆに導かれる。但し導かれると言っても、フレーム空間１５ｆは上シール材１６ａと下シール材１６ｂとで密閉された閉空間なので、定常運転時には圧縮室の圧力変動に呼応して圧縮室とフレーム空間１５ｆとは双方向の微小な流れを有する、いわば呼吸している状態となる。以上に説明したように、フレーム空間１５ｆの中間圧力Ｐｍ２は、連通する圧縮室の位置でほぼ決定される所定の倍率βによって、
Ｐｍ２＝Ｐｓ×β （Ｐｓは吸入雰囲気圧力すなわち低圧）
で制御される。
【００２６】
さて、コンプライアントフレーム３には、ボス部外側空間２ｈの中間圧Ｐｍ１に起因する力およびスラスト軸受３ａを介しての揺動スクロール２からの押付け力の合計が下向きの力として作用するものの、フレーム空間１５ｆの中間圧Ｐｍ２に起因する力および下端面の高圧雰囲気に露出している部分に作用する高圧に起因する力の合計が上向きの力として作用し、そして定常運転時にはこの上向きの力が前述した下向きの力より大きくなるように設定されている。このためコンプライアントフレーム３は、上嵌合円筒面３ｄをガイドフレーム１５の上嵌合円筒面１５ａに、下嵌合円筒面３ｅをガイドフレーム１５の下嵌合円筒面１５ｂに案内され、即ち、コンプライアントフレ−ム３はガイドフレ−ム１５に対して摺動可能となっており、固定スクロール側（図１でおいて上方）に浮き上がっている。そしてスラスト軸受３ａを介してコンプライアントフレーム３に押し付けられている揺動スクロール２も、同じく上方に浮き上がり、その結果揺動スクロール２の歯先と歯底は、固定スクロール１のそれぞれ歯底と歯先に接触し摺動する。
なお、本実施の形態では、ボス部外部空間２ｈを設け内部を吸入圧力より高い中間圧としているので、揺動スクロ−ルとコンプライアントフレ−ムとを軸方向に引き離す作用を持ち、揺動スクロ−ルのスラスト面とコンプライアントフレ−ムのスラスト軸受との圧接力が一部キャンセルされ、揺動スクロ−ルの摺動損失が低減されるとともに過大な負荷によるスラスト軸受の焼付きも回避される。
【００２７】
引き続いて図２において起動時の基本動作説明を行う。一般に起動直前は密閉容器１０の内部の圧力は全て同一の圧力、いわゆるバランス圧力となっている。すなわち、吸入雰囲気も吐出雰囲気も同一の圧力になっている。そして起動直後から、吸入雰囲気の圧力は圧縮動作に伴い低下し、他方吐出雰囲気の圧力は圧縮動作に伴い上昇する。さて、この実施の形態１のフレームコンプライアントスクロール圧縮機では、起動直後にフレーム空間１５ｆには起動直前のバランス圧をやや圧縮した圧力、すなわちバランス圧よりやや高い圧力（バランス圧力×β）が導かれる。従来のフレームコンプライアントスクロール圧縮機では密閉容器１０の内圧すなわち吐出雰囲気圧力が上昇し、それに遅れてフレーム空間１５ｆの圧力が上昇したのに対して、実施の形態１では吐出雰囲気圧力よりも早くフレーム空間１５ｆの圧力が上昇する。このためコンプライアントフレーム３は比較的短時間に持ち上げられ、それに伴い揺動スクロール２が持ち上げられ固定スクロール１と軸方向に接触摺動し正常運転状態となる。すなわち、起動性に優れた高効率な圧縮機が実現されている。
【００２８】
また、従来のフレームコンプライアントスクロール圧縮機、すなわちボス部外側空間２ｈとフレーム空間１５ｆとが均圧孔３ｉで連通して実質的に同一の空間となっている圧縮機で、仮にボス部外側空間２ｈおよびフレーム空間１５ｆの中間圧力を、圧縮途中の冷媒ガスを導くことで生成した場合（中間圧力＝吸入圧力×βの場合）、起動直後にフレーム空間１５ｆの圧力が上昇するので本実施の形態１と同様に起動性に優れた圧縮機が得られるように思えるが、実は以下の２点の問題点を有する。第１の問題点は、フレーム空間１５ｆの圧力上昇と同期してボス部外側空間２ｈの圧力も上昇するので、揺動スクロール２とコンプライアントフレーム３とを引き離す力が大きくなり、揺動スクロールが不安定になることである。このことにより、揺動スクロール２のスラスト面２ｄとコンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａとの洩れ隙間が増大し、フレーム空間１５ｆの中間圧力の減少を招き、起動性が悪化することに加えて、各種軸受の片当たりによる信頼性上のトラブルの危険性が生ずることである。また第２の問題点は、同じくフレーム空間１５ｆの圧力上昇と同期してボス部外側空間２ｈの圧力も上昇するので、密閉容器１０の底部に溜まっている冷凍機油１０ｅの圧力すなわち密閉容器内の吐出圧力よりボス部外側空間２ｈの圧力が高い状態が起動後しばらく続くことである。このことにより、冷凍機油１０ｅの差圧給油が行われず、このしばらくの間は揺動軸受２ｃや主軸受３ｃが無給油運転となり、軸受の摩耗や焼付といった信頼性上のトラブルを生じることである。これに対して、本発明の実施の形態１は、起動性の改善と起動直後の給油確保を両立させた、信頼性の高い高効率な圧縮機が実現されている。
【００２９】
また、本発明の実施の形態１のフレームコンプライアントスクロール圧縮機は、何らかの外乱で揺動スクロール２がコンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａの上でバタバタした場合に、ボス部外側空間２ｈの中間圧力Ｐｍ１は低下するもののフレーム空間１５ｆの中間圧力Ｐｍ２が低下することはないので、容易にリリーフしてしまうことはない。すなわち信頼性の高い高効率な圧縮機が実現されている。
加えて、ボス部外側空間２ｈとフレーム空間１５ｆとが連通することなく圧力的に独立した空間として形成されているので、各々の空間の軸方向の圧力作用面積設定の自由度の高い、コンパクトで低コストの圧縮機が実現されている。
なお、本発明の実施の形態１では、中間圧調整スプリング３ｍや中間圧調整弁３ｌを採用することでボス部外側空間２ｈを中間圧力に制御する例で説明したが、中間圧調整スプリング３ｍや中間圧調整弁３ｌを採用せずにボス部外側空間２ｈと台板外周部空間２ｉとを直接連通することで、ボス部外側空間２ｈを台板外周部空間２ｉと同じ低圧空間（吸入雰囲気空間）とする構造でも同等の効果が得られる。
【００３０】
次に図３から図５において、軸方向最大可動量に関する説明を行う。通常運転時には、図３（ａ）に示すようにコンプライアントフレーム３は揺動スクロール２と共に浮上しているので、コンプライアントフレーム３とガイドフレーム１５との間には「軸方向最大可動量（軸方向最大リリーフ量）」の隙間が存在した状態となっている。他方リリーフ運転状態には、図３（ｂ）に示すようにコンプライアントフレーム３とガイドフレ−ム１５とは軸方向に接触しているので、両者の軸方向隙間はゼロである。
図４は液冷媒圧縮時の内圧上昇の説明図である。図に置いて横軸は軸方向最大リリーフ量、すなわち定常運転時のコンプライアントフレームとガイドフレームの軸方向間隔であり、縦軸は液冷媒や冷凍機油などの液圧縮時に圧縮室で発生する最大圧力である。図に示すように、軸方向最大リリーフ量が３０μｍ以下の場合には圧縮室で発生する最大圧力が許容圧力を越えるので、固定スクロールおよび揺動スクロールの板状渦巻歯の疲労破壊を含めた破損や、軸受負荷の増大に伴う異常摩耗や焼付と言った信頼性上のトラブルが発生する危険性が高くなる。本発明の実施の形態１のフレームコンプライアントスクロール圧縮機は、軸方向最大リリーフ量を３０μｍ以上に設定しているので、上記のような信頼性上のトラブルを招く危険性はない。なお、一般に揺動スクロールが軸方向に単体で可動であるように構成されたスクロール圧縮機では、揺動スクロールの軸方向最大リリーフ量を大きく設定すると、揺動スクロールがリリーフ動作する際に揺動軸受の片当たり度合が増し軸の焼付を招く危険性が高かったが、本発明の実施の形態１に限らずフレームコンプライアントスクロール圧縮機に於いては、リリーフ動作の際には揺動スクロールとコンプライアントフレームが一体になって上下方向に動くので片当たりの度合が増すことはない。
【００３１】
また図５は起動性の善し悪しを説明する図である。図において横軸は図４と同じく軸方向最大リリーフ量であり、縦軸は起動に要する時間すなわち起動後にコンプライアントフレームが浮上し通常運転状態になるまでの時間である。図に示すように、軸方向最大リリーフ量が３００μｍ以上の場合には起動時間が許容起動時間を越えるので、立ち上がりの悪い圧縮機となるばかりか、場合によっては永遠に起動しない不良品となる危険性がある。本発明の実施の形態１のフレームコンプライアントスクロール圧縮機は、軸方向最大リリーフ量を３００μｍ以下に設定しているので、上記のような信頼性上、効率上のトラブルを引き起こす危険性はない。
【００３２】
なお、コンプライアントフレーム３には、揺動スクロール２に発生する転覆モーメントの一部または全部がスラスト軸受３ａを介して伝達されるものの、主軸受３ｃから受ける軸受負荷と、その反作用である２つの力の合力、すなわち上嵌合円筒面３ｄを介してガイドフレーム１５から受ける反力と下嵌合円筒面３ｅを介してガイドフレーム１５から受ける反力との合力、とによって生ずる偶力が前記転覆モーメントを打ち消すように作用するので、非常に良好な定常運転時追随動作安定性およびリリーフ動作安定性を有するのは従来のフレームコンプライアントスクロール圧縮機と同様である。
【００３３】
実施の形態２．
引き続いて図６において、本発明の実施の形態２の説明を行う。図６は本発明の実施の形態２の主要箇所の部分縦断面図である。他の部分は実施の形態１と同様であり、省略する。
コンプライアントフレーム３には、調整弁収納空間３ｐが形成されており、この調整弁収納空間３ｐの一端（図６においての下端）は調整弁前流路３ｊを介してフレーム空間１５ｆに連通すると共に他端（図６において上端）は調整弁後流路３ｎを介して台板外周部空間２ｉに連通する。また、この調整弁収納空間３ｐには、その下部に往復運動自在に中間圧調整弁３ｌが、その上部には中間圧調整スプリング押え３ｔがコンプライアントフレーム３に固着されて収納されており、これら中間圧調整弁３ｌと中間圧調整スプリング押え３ｔとには中間圧調整スプリング３ｍが自然長より縮められて収納されている。さらにコンプライアントフレーム３には、逆止弁収納空間３ｖが形成されており、この逆止弁収納空間３ｖの一端（図６においての上端）は逆止弁前流路３ｗを介してボス部外側空間２ｈに連通すると共に他端（図６において下端）は逆止弁後流路３ｘを介してフレーム空間１５ｆに連通する。また、この逆止弁収納空間３ｖには、その上部に往復運動自在に逆止弁３ｙが、その下部には逆止弁スプリング押え３ｚがコンプライアントフレーム３に固着されて収納されており、これら逆止弁３ｙと逆止弁スプリング押え３ｚとには逆止弁スプリング３ｂが自然長より縮められて収納されている。
【００３４】
またガイドフレーム１５の内側面には、シール材を収納するリング状のシール溝が２ヶ所に形成されており、それらのシール溝にリング状の上シール材１６ａおよびリング状の下シール材１６ｂが嵌着されている。そしてこれら２つのシール材とガイドフレーム１５の内側面とコンプライアントフレーム３の外側面とによって形成された空間は、フレーム空間１５ｆを形成している。なお、上シール材１６ａおよび下シール材１６ｂは必ずしも必要ではなく、係合箇所の微小隙間で（例えば油膜形成等で）シールを行うことにより、省略できる部品である。また、上下を揺動スクロールの台板部２ａとコンプライアントフレーム３で囲われたスラスト軸受３ａの外周側の空間、すなわち台板外周部空間２ｉは、板状渦巻歯の巻終わり近傍である吸入空間と連通しているので、吸入ガス雰囲気となっている。
【００３５】
次に、この実施の形態２のスクロール圧縮機の定常運転時の動作について説明する。定常運転時には密閉容器空間１０ｄが吐出ガス雰囲気の高圧となるので、密閉容器の底部の冷凍機油が主軸４に軸方向に貫通して設けられた高圧油給油穴４ｇを経由してボス部空間２ｇに導かれる。そして、この高圧油は揺動軸受２ｃで減圧されて吸入圧より高く、吐出圧力以下の中間圧となり、ボス部外側空間２ｈに流れる。他方もう一つの経路として、高圧油給油穴４ｇの高圧油は、主軸４に設けられた横穴から主軸受３ｃの高圧側端面（図６において下端面）に導かれ、この主軸受３ｃで減圧されて中間圧となり、同じくボス部外側空間２ｈに流れる。
ボス部外側空間２ｈの中間圧となった冷凍機油（冷凍機油に溶解していた冷媒の発泡で、一般にはガス冷媒と冷凍機油の２相流になっている）は、逆止弁前流路３ｗを通り、逆止弁スプリング３ｂによって負荷される力に打ち勝って逆止弁３ｙを押し上げて逆止弁収納空間３ｖに流れ、その後逆止弁後流路３ｘを通って別の、吸入圧より高く、吐出圧力以下の中間圧空間であるフレーム空間１５ｆに開放される。そしてその後フレーム空間１５ｆの別の中間圧となった冷凍機油（冷凍機油に溶解していた冷媒の発泡で、一般にはガス冷媒と冷凍機油の２相流になっている）は、調整弁前流路３ｊを通り、中間圧調整スプリング３ｍによって負荷される力に打ち勝って中間圧調整弁３ｌを押し上げて吸入圧力雰囲気すなわち低圧雰囲気である調整弁収納空間３ｐに流れ、その後調整弁後流路３ｎを通って台板外周部空間２ｉに開放される。
【００３６】
以上に説明したように、まずフレーム空間１５ｆの中間圧力Ｐｍ２は、中間圧調整スプリング３ｍのバネ力と中間圧調整弁３ｌのフレーム空間露出面積とによってほぼ決定される所定の圧力α１によって、
Ｐｍ２＝Ｐｓ＋α１ （Ｐｓは吸入雰囲気圧力すなわち低圧）
で制御されている。
他方、ボス部外側空間２ｈの中間圧力Ｐｍ１は、逆止弁スプリング３ｂのバネ力と逆止弁のボス部外側空間露出面積とによってほぼ決定される所定の圧力α２によって、
Ｐｍ１＝Ｐｍ２＋α２＝Ｐｓ＋（α１＋α２） （Ｐｓは吸入雰囲気圧力）
で制御される。
【００３７】
以上に説明したように、本発明の実施の形態２のフレームコンプライアントスクロール圧縮機では、ボス部外側空間２ｈからフレーム空間１５ｆへの流体の流れを許容すると共にその逆の流れすなわちフレーム空間１５ｆからボス部外側空間２ｈへの流体の流れを阻止するいわゆる逆止弁を設けたので、何らかの外乱で揺動スクロール２がコンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａの上でバタ付いた場合に、ボス部外側空間２ｈの中間圧力Ｐｍ１は低下するもののフレーム空間１５ｆの中間圧力Ｐｍ２がその影響で低下することがないので、容易にリリーフすることは起こり得ない。しかも給油機能を損なうことはない、すなわち信頼性の高い高効率な圧縮機が実現されている。
なお、上記α２の設定は逆止弁スプリングのバネ力の設定などで簡単にかつ自由に調整できるので、実際的にはボス部外側空間２ｈとフレーム空間１５ｆとが独立した空間として扱える。このため、上記２つの中間圧力空間の軸方向の圧力作用面積設定の自由度の高い、コンパクトで低コストの圧縮機が実現されている。
また、本実施の形態では、冷凍機油の溜まる密閉容器の底部を吐出圧力近傍の高圧とするとともに、ボス部外側空間を給油経路途中とし、フレ−ム空間を圧力調整装置を介して低圧空間に連通したので、圧力は常時、吸入空間（台板外周部空間２ｉ）＜フレ−ム空間＜ボス部外側空間＜吐出空間（密閉容器空間１０ｄ）の大小関係となり、圧力調整装置及び逆止弁によって決まる所定の差圧によって、吐出空間の高圧雰囲気の冷凍機油は安定的にボス部外側空間に流入するので、安定した軸受部への給油が実現できる。
また、本実施の形態ではボス部外部空間１５ｆへの流体の流れを許容すると共にその逆の流れすなわちフレーム空間１５ｆからボス部外側空間２ｈへの流体の流れを阻止する手段として、逆止弁を用いたものを記載しているが、逆止弁に限定するものではなく、他のものでも同様の作用をするものであればよい。
【００３８】
引き続いて図６において起動時の動作説明を行う。一般に起動直前は密閉容器１０の内部の圧力は全て同一の圧力、いわゆるバランス圧力となっている。すなわち、吸入雰囲気も吐出雰囲気も同一の圧力になっている。そして起動直後から、吸入雰囲気の圧力は圧縮動作に伴い低下し、他方吐出雰囲気の圧力は圧縮動作に伴い上昇する。さて、この実施の形態２のフレームコンプライアントスクロール圧縮機では、起動直後にボス部外側空間２ｈの中間圧力Ｐｍ１は、吸入雰囲気圧力の低下およびそれに伴っての台板外周部空間２ｉの圧力低下に引きずられる形で低下する。他方吐出雰囲気圧力は起動直後から上昇するので、密閉容器１０の底部に溜まっている冷凍機油を揺動軸受２ｃや主軸受３ｃに供給するための差圧が起動直後から確保される。すなわち起動直後の軸受給油が十分に確保された信頼性の高い圧縮機が実現されている。
【００３９】
以上は、２セットの弁・スプリングモジュールを、１つ（発生差圧α２）はボス部外側空間２ｈとフレーム空間１５ｆとの間に、もう１つ（発生差圧α１）はフレーム空間１５ｆと低圧雰囲気空間との間に設置することで、
Ｐｍ１＝Ｐｓ＋（α１＋α２）
Ｐｍ２＝Ｐｓ＋α１
で制御する例で説明したが、別の方法として２セットの弁・スプリングモジュールを、１つ（発生差圧α２）はボス部外側空間２ｈと今度は直接に低圧雰囲気空間との間に、もう１つ（発生差圧α１）はフレーム空間１５ｆと低圧雰囲気空間との間に設置することで、
Ｐｍ１＝Ｐｓ＋α２
Ｐｍ２＝Ｐｓ＋α１
で制御することでも同様の効果が得られる。この場合には、揺動軸受２ｃで減圧されて中間圧となる冷凍機油をボス部外側空間に、主軸受３ｃで減圧されて中間圧となる冷凍機油をフレーム空間に導く構造がシンプルとなる。
【００４０】
実施の形態３
次に図７において、本発明の実施の形態３の説明を行う。図７は本発明の実施の形態３の主要箇所の部分縦断面図である。他の部分は実施の形態１と同様であり、省略する。
揺動スクロール２の台板部２ａには、その固定スクロール側の面（図７において上側の面）と、コンプライアントフレーム３側の面（図７において下側の面）とを連通する細い穴である抽気孔２ｊが形成されている。そして、この抽気孔２ｊのコンプライアントフレーム側の面の開口部、すなわち下開口部２ｋは、通常運転時にはその円軌跡がコンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａの内部に常時収まるように位置されている。また、台板部２ａには、その固定スクロール側の面（図７において上側の面）と、コンプライアントフレーム３側の面（図７において下側の面）とを連通するもう一つの細い穴である第２抽気孔２ｍが形成されている。そして、この第２抽気孔２ｍのコンプライアントフレーム側の面の開口部は、通常運転時にはその円軌跡がボス部外側空間２ｈと常時もしくは間欠的に連通するように位置されている。
またコンプライアントフレーム３には、スラスト軸受３ａの面からフレーム空間１５ｆに連通する連通穴３ｓが形成されている。
またガイドフレーム１５の内側面には、シール材を収納するリング状のシール溝が２ヶ所に形成されており、それらのシール溝にリング状の上シール材１６ａおよびリング状の下シール材１６ｂが嵌着されている。そしてこれら２つのシール材とガイドフレーム１５の内側面とコンプライアントフレーム３の外側面とによって形成された空間は、フレーム空間１５ｆを形成している。なお、上シール材１６ａおよび下シール材１６ｂは必ずしも必要ではなく、係合箇所の微小隙間で（例えば油膜形成等で）シールを行うことにより、省略できる部品である。また、上下を揺動スクロールの台板部２ａとコンプライアントフレーム３で囲われたスラスト軸受３ａの外周側の空間、すなわち台板外周部空間２ｉは、板状渦巻歯の巻終わり近傍である吸入空間と連通しているので、吸入ガス雰囲気となっている。
【００４１】
次に、この実施の形態３のスクロール圧縮機の定常運転時の動作について説明する。定常運転時には密閉容器空間１０ｄが吐出ガス雰囲気の高圧となるので、密閉容器の底部の冷凍機油が主軸４に軸方向に貫通して設けられた高圧油給油穴４ｇを経由してボス部空間２ｇに導かれる。そして、この高圧油は揺動軸受２ｃで減圧されて中間圧となり、ボス部外側空間２ｈに流れる。他方もう一つの経路として、高圧油給油穴４ｇの高圧油は、主軸４に設けられた横穴から主軸受３ｃの高圧側端面（図３１において下端面）に導かれ、この主軸受３ｃで減圧されて中間圧となり、同じくボス部外側空間２ｈに流れる。
ボス部外側空間２ｈの中間圧となった冷凍機油（冷凍機油に溶解していた冷媒の発泡で、一般にはガス冷媒と冷凍機油の２相流になっている）は、次に第２抽気孔２ｍを通って固定スクロール１と揺動スクロール２とで形成される圧縮室に流れる。つまり圧縮途上の冷媒ガスにインジェクションされることになる。以上に説明したように、ボス部外側空間２ｈの中間圧力Ｐｍ１は、第２抽気孔２ｍが実質的に連通する圧縮室の位置やインジェクションされる冷凍機油などの量によってほぼ決定される所定の倍率β１によって、
Ｐｍ１＝Ｐｓ×β１ （Ｐｓは吸入雰囲気圧力すなわち低圧）
で制御されている。
他方、揺動スクロール２の台板部２ａに設けられた抽気孔２ｊの下開口部２ｋは、コンプライアントフレーム３に設けられた連通穴３ｓのスラスト軸受側開口部すなわち上開口部３ｕ（図３１において上側の開口部）と、常時もしくは間欠的に連通する。このため、固定スクロール１と揺動スクロール２とで形成される圧縮室からの圧縮途上の冷媒ガスが、揺動スクロール２の抽気孔２ｊおよびコンプライアントフレーム３の連通穴３ｓを介してフレーム空間１５ｆに導かれる。但し導かれると言っても、フレーム空間１５ｆは上シール材１６ａと下シール材１６ｂとで密閉された閉空間なので、定常運転時には圧縮室の圧力変動に呼応して圧縮室とフレーム空間１５ｆとは双方向の微小な流れを有する、いわば呼吸している状態となる。以上に説明したように、フレーム空間１５ｆの中間圧力Ｐｍ２は、抽気孔２ｊが実質的に連通する圧縮室の位置でほぼ決定される所定の倍率β２によって、
Ｐｍ２＝Ｐｓ×β２ （Ｐｓは吸入雰囲気圧力すなわち低圧）
で制御される。
【００４２】
以上に説明したように、本発明の実施の形態３のフレームコンプライアントスクロール圧縮機では、ボス部外側空間２ｈとフレーム空間１５ｆとが各々独立した部屋で形成されているので、何らかの外乱で揺動スクロール２がコンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａの上でバタ付いた場合に、ボス部外側空間２ｈの中間圧力Ｐｍ１は低下するもののフレーム空間１５ｆの中間圧力Ｐｍ２がその影響で低下することがないので、容易にリリーフすることは起こり得ない。すなわち信頼性の高い高効率な圧縮機が実現されている。
【００４３】
引き続いて図７において起動時の動作説明を行う。一般に起動直前は密閉容器１０の内部の圧力は全て同一の圧力、いわゆるバランス圧力となっている。すなわち、吸入雰囲気も吐出雰囲気も同一の圧力になっている。そして起動直後から、吸入雰囲気の圧力は圧縮動作に伴い低下し、他方吐出雰囲気の圧力は圧縮動作に伴い上昇する。さて、この実施の形態３のフレームコンプライアントスクロール圧縮機では、起動直後にフレーム空間１５ｆには起動直前のバランス圧をやや圧縮した圧力、すなわちバランス圧よりやや高い圧力（バランス圧力×β２）が導かれる。このため吐出雰囲気圧力よりも早くフレーム空間１５ｆの圧力が上昇し、ためコンプライアントフレーム３は比較的短時間に持ち上げられ、それに伴い揺動スクロール２が持ち上げられ固定スクロール１と軸方向に接触摺動し正常運転状態となる。すなわち、起動性に優れた高効率な圧縮機が実現されている。
加えて、ボス部外側空間２ｈとフレーム空間１５ｆとが独立した空間として形成されているので、各々の空間の軸方向の圧力作用面積設定の自由度の高い、コンパクトで低コストの圧縮機が実現されている。
【００４４】
なお、本発明の実施の形態１から３は、すべて小型・中型の冷凍機・空調機で主に採用されている密閉型圧縮機で説明したが、自動車用空調機で主に採用されている駆動要素を圧縮要素収納容器の外部に有するタイプの圧縮機でも同様の効果が得られる。
また、本発明の実施の形態１から３は、密閉容器空間１０ｄを吐出ガス雰囲気又は吐出ガス雰囲気近傍の高圧とした、いわゆる高圧シェルタイプのスクロ−ル圧縮機で説明したが、密閉容器空間１０ｄを吸入ガス雰囲気又は吸入ガス雰囲気近傍の低圧とした、いわゆる低圧シェルタイプのスクロ−ル圧縮機とし、冷凍機油１０ｅを主軸４の端部に給油ポンプを設けて、ポンプ圧力で給油を行うようにしても、ほぼ同様の作用・効果が得られる。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１のスクロール圧縮機は、密閉容器内に設けられ、それぞれの板状渦巻歯が相互間に圧縮室を形成するように噛み合わされた固定スクロ−ル及び揺動スクロ−ルと、この揺動スクロ−ルを軸方向に支持すると共にこの揺動スクロ−ルを駆動する主軸を半径方向に支持し、軸方向に移動可能なコンプライアントフレ−ムと、このコンプライアントフレ−ムを半径方向に支持するガイドフレ−ムとを備え、コンプライアントフレ−ムのガイドフレ−ムに対する軸方向の摺動により揺動スクロ−ルを軸方向に移動可能としたスクロ−ル圧縮機において、
コンプライアントフレ−ムとガイドフレ−ム間にフレ−ム空間を形成し、フレ−ム空間内を吸入圧より高く、吐出圧以下の圧力としたので、運転圧力条件の振れや液冷媒の吸入などの僅かな外乱によって揺動スクロールがばたついた時に、フレーム空間の吸入圧より高く、吐出圧以下の圧力は低下することがなく揺動スクロ−ルが容易にリリーフしてしまうことが回避される。このため、信頼性が高くかつ高効率な圧縮機が得られる。
【００４６】
請求項２のスクロール圧縮機は、請求項１のスクロ−ル圧縮機において、揺動スクロ−ルとコンプライアントフレ−ム間に、空間内を吸入圧より高く、吐出圧以下の圧力としたボス部外側空間を形成したので、請求項１の効果に加えて、ボス部外側空間が吸入圧力より高い中間圧力なので、揺動スクロ−ルとコンプライアントフレ−ムとを軸方向に引き離す作用を持ち、揺動スクロ−ルのスラスト面とコンプライアントフレ−ムのスラスト軸受との圧接力が一部キャンセルされ、揺動スクロ−ルの摺動損失が低減されるとともに過大な負荷によるスラスト軸受の焼付きも回避される。即ち、高効率で信頼性の高い圧縮機が得られる。
【００４７】
請求項３のスクロール圧縮機は、前記フレ−ム空間と前記ボス部空間とを圧力的に独立としたので、 ボス 部外部空間の圧力と フレーム 空間の圧力とを別々に設定でき、 フレーム 空間の作用面積が ボス 部外部空間の作用面積の制約を受けることがない、すなわち作用面積設定の自由度が高くなる。
このため、信頼性が高くかつ高効率でコンパクトな圧縮機が得られる。
【００４８】
請求項４のスクロール圧縮機は、前記圧縮室と前記ボス部外側空間とを連通させる第１の連通路と、前記圧縮室と前記フレーム空間とを連通させる前記第１の連通路とは異なる第２の連通路と、を備えたので、 ボス 部外部空間の圧力と フレーム 空間の圧力とを別々に設定でき、 フレーム 空間の作用面積が ボス 部外部空間の作用面積の制約を受けることがない、すなわち作用面積設定の自由度が高くなる。
このため、信頼性が高くかつ高効率でコンパクトな圧縮機が得られる。
【００４９】
請求項５のスクロ−ル圧縮機は、冷凍機油の溜まる密閉容器の底部を吐出圧力近傍の高圧として前記冷凍機油を前記ボス部外側空間に導くとともに、前記ボス部外側空間を、吸入圧力より高い所定の中間圧力に制御するための圧力調整装置を介して低圧空間に連通させるようにしたので、圧力が常時、吸入空間＜ボス部外側空間＜吐出空間の大小関係となり、圧力調整装置によって決まる所定の差圧によって、吐出空間の高圧雰囲気の冷凍機油は安定的にボス部外側空間に流入するので、安定した軸受給油が実現できる。その結果、軸受のまさつ係数を小さくできるとともに、軸受の焼付きも回避できる。
即ち、高効率で信頼性の高い圧縮機が得られる。
【００５０】
請求項６のスクロ−ル圧縮機は、前記フレ−ム空間と圧縮途中の圧縮室とを連通することにより、前記フレ−ム空間内の圧力を吸入圧より高く、吐出圧以下の圧力としたので、起動直後の コンプライアントフレーム を固定 スクロール 側に持ち上げる主要因である フレーム 空間の圧力は、圧縮室内圧力が上昇するのに呼応して上昇し、比較的短時間に コンプライアントフレーム が浮上し正常運転となる、すなわち起動性に優れる。このため、信頼性が高くかつ高効率な圧縮機が得られる。
【００５１】
請求項７のスクロール圧縮機は、前記揺動スクロールと前記コンプライアントフレ−ム間に、吸入圧力雰囲気である低圧空間と連通するボス部外側空間と、を備えたので、何らかの外乱で揺動スクロールがコンプライアントフレームのスラスト軸受の上でバタバタした場合に、フレーム空間の中間圧力が低下することがなく、容易にリリーフしてしまうことはない。すなわち信頼性の高い高効率な圧縮機が実現されている。
【００５２】
請求項８のスクロ−ル圧縮機は、密閉容器内に設けられ、それぞれの板状渦巻歯が相互間に圧縮室を形成するように噛み合わされた固定スクロ−ル及び揺動スクロ−ルと、この揺動スクロ−ルを軸方向に支持すると共にこの揺動スクロ−ルを駆動する主軸を半径方向に支持し、軸方向に移動可能なコンプライアントフレ−ムと、このコンプライアントフレ−ムを半径方向に支持するガイドフレ−ムとを備え、コンプライアントフレ−ムのガイドフレ−ムに対する軸方向の摺動により揺動スクロ−ルを軸方向に移動可能としたスクロ−ル圧縮機において、
コンプライアントフレ−ムとガイドフレ−ム間にフレ−ム空間を形成し、フレ−ム空間内を吸入圧より高く、吐出圧以下の圧力とするとともに、揺動スクロ−ルのガイドフレ−ムに対する軸方向最大可動量が３０μｍ以上で３００μｍ以下としたので、運転中に液冷媒が吸入された場合でも、圧縮室内圧が異常に昇圧する前にコンプライアントフレ−ムが比較的大きく軸方向にリリ−フするので、圧縮室内の異常昇圧によって板状渦巻歯などが破損することや、揺動軸受や主軸受に過大な負荷が作用することによる焼き付けを回避できる。
また、軸方向最大可動量を３００μｍ以下としたので、起動時にコンプライアントフレームが最大限に軸方向にリリーフしているすなわち揺動スクロールが固定スクロールから最大限に離れている場合でも、圧縮動作が全く行われないいわゆる空回り運転となり正常運転になるのに極端に時間が掛かることが回避される、すなわち起動性に優れる。これにより、信頼性の高くかつ高性能な圧縮機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の縦断面図
【図２】 この発明の実施の形態１の主要箇所の部分縦断面図
【図３】 この発明の実施の形態１の軸方向最大可動量の説明図
【図４】 この発明の実施の形態１の液冷媒圧縮時の内圧上昇説明図
【図５】 この発明の実施の形態１の起動性の説明図
【図６】 この発明の実施の形態２の主要箇所の部分縦断面図
【図７】 この発明の実施の形態３の主要箇所の部分縦断面図
【図８】 先行例のスクロール圧縮機の縦断面図
【符号の説明】
１ 固定スクロール、１ｂ 板状渦巻歯、２ 揺動スクロール、２ｂ 板状渦巻歯、２ｈ ボス部外側空間、２ｉ 台板外周部空間、３ コンプライアントフレーム、４ 主軸、１０ 密閉容器、１０ｅ 冷凍機油、１５ ガイドフレーム、１５ｆ フレーム空間、２１ 圧縮室、２２ 圧力調整装置、２３ 圧力調整装置。

Claims (8)

1. 密閉容器内に設けられ、それぞれの板状渦巻歯が相互間に圧縮室を形成するように噛み合わされた固定スクロ−ル及び揺動スクロ−ルと、この揺動スクロ−ルを軸方向に支持すると共にこの揺動スクロ−ルを駆動する主軸を半径方向に支持し、軸方向に移動可能なコンプライアントフレ−ムと、このコンプライアントフレ−ムを半径方向に支持するガイドフレ−ムとを備え、前記コンプライアントフレ−ムの前記ガイドフレ−ムに対する軸方向の摺動により前記揺動スクロ−ルを軸方向に移動可能としたスクロ−ル圧縮機において、前記コンプライアントフレ−ムと前記ガイドフレ−ムとの間にフレ−ム空間を形成し、このフレ−ム空間内を吸入圧より高く、吐出圧以下の圧力としたことを特徴とするスクロ−ル圧縮機。
2. 前記揺動スクロールと前記コンプライアントフレ−ム間に、吸入圧より高く、吐出圧以下の圧力としたボス部外側空間を形成したことを特徴とする請求項１に記載のスクロ−ル圧縮機。
3. 前記フレ−ム空間と前記ボス部空間とを圧力的に独立としたことを特徴とする請求項２に記載のスクロ−ル圧縮機。
4. 前記圧縮室と前記ボス部外側空間とを連通させる第１の連通路と、前記圧縮室と前記フレーム空間とを連通させる前記第１の連通路とは異なる第２の連通路と、を備えたことを特徴とする請求項３に記載のスクロ−ル圧縮機。
5. 冷凍機油の溜まる密閉容器の底部を吐出圧力近傍の高圧として前記冷凍機油を前記ボス部外側空間に導くとともに、前記ボス部外側空間を、吸入圧力より高い所定の中間圧力に制御するための圧力調整装置を介して低圧空間に連通させるようにしたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のスクロ−ル圧縮機。
6. 前記フレ−ム空間と圧縮途中の圧縮室とを連通することにより、前記フレ−ム空間内の圧力を吸入圧より高く、吐出圧以下の圧力としたこと を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のスクロ−ル圧縮機。
7. 前記揺動スクロールと前記コンプライアントフレ−ム間に、吸入圧力雰囲気である低圧空間と連通するボス部外側空間と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のスクロ−ル圧縮機。
8. 密閉容器内に設けられ、それぞれの板状渦巻歯が相互間に圧縮室を形成するように噛み合わされた固定スクロ−ル及び揺動スクロ−ルと、この揺動スクロ−ルを軸方向に支持すると共にこの揺動スクロ−ルを駆動する主軸を半径方向に支持し、軸方向に移動可能なコンプライアントフレ−ムと、このコンプライアントフレ−ムを半径方向に支持するガイドフレ−ムとを備え、前記コンプライアントフレ−ムの前記ガイドフレ−ムに対する軸方向の摺動により前記揺動スクロ−ルを軸方向に移動可能としたスクロ−ル圧縮機において、
   前記コンプライアントフレ−ムと前記ガイドフレ−ム間にフレ−ム空間を形成し、前記フレ−ム空間内を吸入圧より高く、吐出圧以下の圧力とするとともに、前記揺動スクロ−ルの前記ガイドフレ−ムに対する軸方向最大可動量が３０μｍ以上で３００μｍ以下であることを特徴とするスクロ−ル圧縮機。

Images