JP2000291571A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した弁動作で安定した背圧を得て、効率
がよく信頼性のよいものにする。 【解決手段】 旋回スクロール６を固定スクロール５側
に押圧する背圧を働かせる背圧室９、旋回スクロール６
を固定スクロール５間の圧縮室７への吸入室１１と背圧
室９とを固定スクロール５内を通じて連絡する連絡路１
２、連絡路１２の途中に各種形態の弁またはボール弁１
３を収容した弁室１５、背圧室側連絡路１２ａと弁室１
５との間に形成した弁座１６に背圧が一定値以上になる
まで各種形態の弁またはボール弁１３を押し付けて常閉
にするばね１７を備え、弁室１５にボール弁１３の背圧
による最大押し戻し位置を規制するストッパ２１を設け
るとともに、弁室１５から側方に延びる吸入室側連絡路
１２ｂの弁室１５への開口２２をボール弁１３の最大押
し戻し位置での中心位置Ｏ以上に弁座１６側から離して
設けることにより、上記の目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は固定スクロールと旋
回スクロールとを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成
し、旋回スクロールの円軌道運動により圧縮室が外周部
から中心部に容積を小さくしながら移動するのを利用し
て流体の吸入、圧縮、吐出を繰り返し行うスクロール圧
縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のスクロール圧縮機では、旋回ス
クロールおよび固定スクロール間の圧縮室で流体を吸入
し、圧縮し、吐出するのに、旋回スクロールの背部に背
圧室を設け、ここに導いた背圧によって旋回スクロール
を固定スクロールの側に押圧し、圧縮室での流体圧によ
り旋回スクロールが固定スクロールから押し離されない
ようにすることが従来から行われている。

【０００３】この背圧は圧縮機構の吐出流体圧、圧縮途
中の流体圧、旋回スクロールに連動するポンプ機構や圧
縮機構の吐出側と吸入側の差圧を利用して圧縮機構各部
に潤滑剤を供給するときの供給圧など、種々の方法で得
られる。どのような方式で得られる背圧でも変動は抑え
切れないため、どんな条件のときでも旋回スクロールが
固定スクロールから押し離されない背圧設定が必要であ
る。これにより背圧の変動はときとして過剰になり旋回
スクロールが固定スクロールに強く押し付けられて、ス
ラスト摺動部の異常摩耗や入力増加を招く。

【０００４】特許第２５７４５９９号公報、特公平５−
８４３９４号公報、特開平１０−１１０６８８号公報、
特開平１０−１１０６８９号公報などは、そのような問
題を解消する技術を開示している。その多くは差圧弁方
式によって、背圧が一定値以上であるときに弁が開いて
その過剰圧力を吸入側に逃がすようにしている。

【０００５】上記差圧弁として、特許第２５７４５９９
号公報、特開平１０−１１０６８８号公報、特開平１０
−１１０６８９号公報などに開示されている図５に示す
ような、固定スクロールａの背面に開口した弁室ｂを設
けて蓋ｃを施し、弁室ｂから背圧室ｄに通じる背圧室側
連絡路ｅと、吸入室ｆに通じる吸入室側連絡路ｇとを設
け、弁室ｂ内に背圧側連絡路ｅをそれとの間の弁座ｈに
当接して閉じる弁体ｉと、この弁体ｉを前記蓋ｃとの間
で閉じ位置に保つばねｊとを収容した構造のものを採用
すると、固定スクロールａだけの加工、組立によって背
圧制御弁機構ｑが実現する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、弁体ｉは固
定スクロールａと旋回スクロールｍとを組み合わせた圧
縮機構ｎから吐出する流体圧の脈動によって旋回スクロ
ールａの１回の旋回で１回開閉し、例えば１秒間に６０
回程度開閉する。このため、特開平１０−１１０６８９
号公報に開示している板弁を採用したものでは、板弁の
挙動が不安定で、しかも弁座ｈとは平面どうしの面接触
であるため、振動や騒音の原因になる。そこで、図５に
示すような特許第２５７４５９９号公報、特開平１０−
１１０６８８号公報が開示しているボール弁ｉを用いた
ものにするのが好適である。

【０００７】この場合、図５に示すように弁室ｂと背圧
室側連絡路ｅとを固定スクロールａの旋回スクロールｍ
との外周部におけるスラスト摺動面ｐに直角な同一軸線
上に位置する構造にすると、同一の位置基準によって弁
室ｂ、背圧室側連絡路ｅおよびそれらの間の弁座ｈを必
要な寸法条件、形状条件を持って容易に精度よく加工で
き、吸入室側連絡路ｇは単に弁室ｂと吸入室ｆとが通じ
るように設ければよいので加工精度は特に要求されない
利点がある。

【０００８】しかし、本発明者等の実験によれば、図５
に示す背圧制御弁機構ｑを採用しても背圧はまだ満足に
安定しない。これは、ボール弁ｉが自身の球面と弁座の
テーパ面との線接触ではあっても面と面とが対面するも
のであるため、双方間に異物を噛み込みやすくシール漏
れが発生したり、ボール弁ｉがばねｊで閉じられるとき
などに滑って横揺れしたり、踊ったりする動作の不安定
によってシール漏れが発生したりすることが原因と思わ
れる。また、ボール弁ｉの不安定な動きによって弁室ｂ
の壁面に触れて騒音を発するし、摩耗により寿命が早期
に低下する。

【０００９】さらに、ボール弁ｉは図６の（ａ）に示す
ように過剰な背圧によってばねｊに抗し押し開かれると
きに、背圧の流れが弁室ｂ内の吸入室側連絡路ｇの開口
側に偏ってボール弁ｉを反対の側に押し退けたり、図６
の（ｂ）に示すようにボール弁ｉが弁室ｂ内の吸入室側
連絡路ｇの開口位置まで上がると、ボール弁ｉがその開
口に吸いつけられて背圧の逃げを阻害したりして、その
挙動はやはり安定しにくく、音を発したり、摩耗により
寿命が早期に低下したりするし、背圧の逃げを制御し切
れない問題がある。

【００１０】従って、背圧制御弁機構ｑおよび圧縮機構
ｎともに寿命を安定して長くするのが困難であり、メン
テナンスフリーな密閉型のスクロール圧縮機では特に問
題となっている。

【００１１】本発明の主たる目的は、安定した弁動作で
安定した背圧を得て、効率がよく信頼性の高いスクロー
ル圧縮機を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のスクロール圧縮機は、鏡板からほぼ同じ
形状をした羽根が立ち上がった固定スクロールと旋回ス
クロールとを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋
回スクロールの固定スクロールに対する円軌道運動によ
り圧縮室が外周側から中心部に移動しながら容積を小さ
くすることで、流体の吸入、圧縮、吐出を行う圧縮機構
を持ったスクロール圧縮機を前提にしており、大きな点
では、旋回スクロールの背部に位置して、旋回スクロー
ルを固定スクロール側に押圧する背圧を働かせる背圧室
と、前記圧縮室に流体の吸入を図る吸入室と前記背圧室
とを連絡する弁室と、この弁室の弁座に背圧が一定値以
上になるまで各種の形態の弁を押し付けて常閉にするば
ねとを備え、弁室に弁の背圧による最大押し戻し位置を
規制するストッパを設けたことを第１の特徴としてい
る。

【００１３】また、旋回スクロールの背部に位置して、
旋回スクロールを固定スクロール側に押圧する背圧を働
かせる背圧室と、前記圧縮室に流体の吸入を図る吸入室
と前記背圧室とを連絡する弁室と、この弁室の弁座にボ
ール弁を背圧が一定値以上になるまで押し付けて常閉に
するばねとを備え、弁室にボール弁の背圧による最大押
し戻し位置を規制するストッパを設けたことを第２の特
徴としている。

【００１４】さらに、旋回スクロールの背部に位置し
て、旋回スクロールを固定スクロール側に押圧する背圧
を働かせる背圧室と、前記圧縮室に流体の吸入を図る吸
入室と前記背圧室とを固定スクロール内を通じて連絡す
る連絡路と、この連絡路の途中にボール弁を収容した弁
室と、この弁室よりも小径の背圧室側連絡路と弁室との
間に形成した弁座にボール弁を背圧が一定値以上になる
まで押し付けて常閉にするばねとを備え、弁室にボール
弁の背圧による最大押し戻し位置を規制するストッパを
設けるとともに、弁室から側方に延びる吸入室側連絡路
の弁室への開口をボール弁の最大押し戻し位置での中心
位置以上に弁座側から離して設けたことを第３の特徴と
している。

【００１５】これらの構成では、旋回スクロールが背圧
室での背圧のもとに固定スクロールに押圧されながら旋
回駆動され、相互間の圧縮室にて流体の漏れなく吸入、
圧縮、吐出を続けることができ、背圧が所定値以上とな
ったとき、弁またはボール弁がばねに抗し押し戻されて
背圧室側連絡路が弁室に通じ、この弁室、吸入側連絡路
を介して吸入室に逃がし、背圧が所定値を下回ったとき
にばねによって弁、またはボール弁を閉じるので、背圧
を所定値に保つ働きをする。

【００１６】特に、第１の特徴の各種の形態の弁または
第２、第３の特徴のボール弁は、共に最大押し戻し位置
がストッパによって規制されることにより、開閉のスト
ロークを過剰な背圧を吸入室に逃がすための必要最小限
に抑えて開閉時の弁座とストッパとの間の挙動を安定さ
せるので、例え板弁であっても挙動が安定し、ボール弁
では特に安定し、背圧の安定により効率が向上しスクロ
ール圧縮機の信頼性が向上する。

【００１７】また弁またはボール弁は前記安定によって
横揺れしにくく弁室の壁面に触れて音を発したり摩耗し
たりすることが低減するので、背圧を安定させやすい
し、音を発しにくい。従って、これらによるだけでも、
弁機構は静かで摩耗が少なく長寿命になるし、圧縮機構
も弁機構による背圧の安定によって過剰な摩耗なく静か
に軽負荷で経済的に運転されるとともに長寿命になる。
従ってメンテナンスフリーな使用に有効であるし、運転
が静かになるので環境によくなる。

【００１８】第３の特徴ではさらに、弁室から側方に延
びる吸入室側連絡路の弁室への開口がボール弁の最大押
し戻し位置での中心位置以上に弁座側から離れているの
で、ボール弁が前記開口に対向して吸いつけられて音を
発したり背圧が吸入室へ逃げるのを妨げたりするような
ことを防止することができる。これにより、弁機構はよ
り静かでより摩耗が少なくさらに長寿命になるし、圧縮
機構も弁機構による背圧がより安定することによって過
剰な摩耗なくより静かにより軽負荷で経済的に運転され
るとともにさらに長寿命になる。従ってメンテナンスフ
リーな使用に特に有効であるし、運転が静かになるので
環境によくなる。

【００１９】しかも、第３の特徴では、ストッパによっ
て規制されるボール弁の必要最小限の最大押し戻し位置
まで、吸入室側連絡路の弁室への開口を近づけられるの
で、この開口が固定スクロールの外周部の旋回スクロー
ルとのスラスト摺動面に近くなり、このスラスト摺動面
側の吸入室や羽根が形成している凹部を利用した斜め方
向からのドリル加工などによる吸入室側連絡路の孔明け
作業がしやすくなる。

【００２０】本発明のそれ以上の目的および特徴は、以
下の詳細な説明および図面の記載によって明らかにな
る。本発明の各特徴は、可能な限りにおいてそれ単独
で、あるいは種々な組み合わせで複合して用いることが
できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の代表的な一実施の
形態に係るスクロール圧縮機につきその実施例とともに
図を参照しながら詳細に説明し、本発明の理解に供す
る。

【００２２】本実施の形態は空調、冷凍機器に用いられ
る密閉型のスクロール圧縮機に本発明を適用した場合の
一例である。従って取り扱う流体は冷媒であり、以下冷
媒として説明する。しかし、本発明はこれに限られるこ
とはない。図１、図２に示すように、鏡板１、２からほ
ぼ同じ形状をした羽根３、４が立ち上がった固定スクロ
ール５と旋回スクロール６とを噛み合わせて双方間に圧
縮室７を形成し、旋回スクロール６の固定スクロール５
に対する円軌道運動により圧縮室７が外周側から中心部
に移動しながら容積を小さくすることで、吸入口４３、
吸入室１１を通じた冷媒の吸入、圧縮、吐出口４２を通
じた冷媒の吐出を行う圧縮機構８を持ち、旋回スクロー
ル６の背部に位置して、旋回スクロール６を固定スクロ
ール５側に押圧する背圧を働かせる背圧室９と、前記圧
縮室７に冷媒の吸入を図る吸入室１１と前記背圧室９と
に通じ、各種形態の弁またはボール弁１３を収容した弁
室１５と、この弁室１５よりも小径の背圧室側連絡路１
２ａと弁室１５との間に形成した弁座１６に、背圧が一
定値以上になるまで各種形態の弁またはボール弁１３を
図２に実線で示すように押し付けて常閉にするばね１７
とを備えたスクロール圧縮機であれば、他の具体的な構
造の違いや、用途の違いに関係なく本発明を適用して有
効である。具体的には弁室１５は固定スクロール５内を
通じて吸入室１１と前記背圧室９とを連絡する連絡路１
２の途中に設けてある。

【００２３】また、本実施の形態で背圧室９に働かせる
背圧は、基本的に、圧縮機構８の吐出冷媒圧、圧縮途中
の冷媒圧、圧縮機構８各部に旋回スクロール６に連動す
るポンプ機構や圧縮機構８の吐出側と吸入側の差圧を利
用して潤滑剤を供給するときの供給圧など、種々の方法
で得られるどの方式を採用したものでもよい。

【００２４】本実施の形態は特に、図１、図２に示すよ
うに、弁室１５に各種の形態の弁またはボール弁１３の
背圧による最大押し戻し位置を図２に仮想線で示す位置
などに規制するストッパ２１を設けることを基本的な特
徴としている。より好適には、これに併せ、弁室１５か
ら側方に延びる吸入室側連絡路１２ｂの弁室１５への開
口２２をボール弁１３の最大押し戻し位置での中心位置
以上に弁座１６側から離れた位置に設けてある。

【００２５】このようにすると、まず、旋回スクロール
６が背圧室９での背圧のもとに固定スクロール５に押圧
されながら旋回駆動され、相互間の圧縮室７にて冷媒の
漏れなく吸入、圧縮、吐出を続けることができ、背圧が
所定値以上となったとき、板弁を含む各種形態の弁また
はボール弁１３がばね１７に抗し押し戻されて背圧室側
連絡路１２ａが弁室１５に通じ、この弁室１５、吸入室
側連絡路１２ｂを介して吸入室１１に逃がし、背圧が所
定値を下回ったときにばね１７によって各種形態の弁ま
たはボール弁１３を閉じるので、背圧を所定値に保つ働
きをする。

【００２６】特に、各種形態の弁またはボール弁１３は
最大押し戻し位置がストッパ２１によって規制されるこ
とにより、開閉のストロークを過剰な背圧を吸入室１１
に逃がすための必要最小限に抑えて開閉時の弁座１６と
ストッパ２１との間の弁の挙動を板弁などでも安定させ
られ、ボール弁１３は特に安定させられるので、横揺れ
しにくく弁室１５の壁面１５ａに振れて音を発したり摩
耗したりすることが低減し、背圧を安定させやすいし、
音を発しにくい。従って、これらによるだけでも、弁機
構は静かで摩耗が少なく長寿命になるし、圧縮機構も弁
機構による背圧の安定によって過剰な摩耗なく静かに軽
負荷で経済的に運転されるとともに長寿命になる。従っ
てメンテナンスフリーな使用に有効であるし、運転が静
かになるので環境によくなる。

【００２７】これに加え、弁室１５から側方に延びる吸
入室側連絡路１２ｂの弁室１５への開口２２がボール弁
１３の最大押し戻し位置での中心位置Ｏ以上に弁座１６
側から離れた位置にあるので、ボール弁１３が前記開口
２２に対向して吸いつけられて音を発したり背圧が吸入
室１１へ逃げるのを妨げたりするようなことを防止する
ことができる。

【００２８】これらにより、ボール弁１３を持った背圧
制御弁機構３１はより静かでより摩耗が少なくさらに長
寿命になるし、圧縮機構８も背圧制御弁機構３１による
背圧のさらなる安定によって過剰な摩耗なくより静かに
より軽負荷でさらに経済的に運転されるとともにさらに
長寿命になる。従ってメンテナンスフリーな使用に特に
有効であるし、運転が静かになるので環境によくなる。

【００２９】しかも、ストッパ２１によって規制される
ボール弁１３の必要最小限の最大押し戻し位置まで、吸
入室側連絡路１２ｂの弁室１５への開口２２を近づけら
れるので、この開口２２が固定スクロール５の外周部の
旋回スクロール６とのスラスト摺動面２０の側に近くな
り、スラスト摺動面２０に吸入室１１や羽根３が形成し
ている凹部を利用した斜め方向からのドリル加工などに
よる吸入室側連絡路１２ｂの孔明け作業がしやすくな
る。

【００３０】さらに具体的には、吸入室側連絡路１２ｂ
の吸入室１１への開口２３は、図２に示すように前記弁
室１５への開口２２よりも弁座１６側の位置に設け、前
記開口２３を座グリ加工部２３ａとし、吸入室側連絡路
１２ｂはこの座グリ加工部２３ａ内から弁室１５に通じ
るように設けてある。このように開口２３が開口２２よ
りも弁座１６側の位置する構造では、前記ストッパ２１
の先端２１ｈによるボール弁１３の位置規制によってス
ラスト摺動面２０の側に近くなった開口２２に対し、さ
らにスラスト摺動面２０に近い開口２３との間で吸入室
側連絡路１２ｂが通じ、吸入室側連絡路１２ｂは固定ス
クロール５のスラスト摺動面２０の側に凹部を形成する
羽根３や吸入室１１の周壁１１ａに対して斜めに位置す
ることになるので、前記凹部を利用して斜め方向から挿
入したドリルなどにより容易に孔明け作業して形成でき
る。

【００３１】また、開口２３の座グリ加工部２３ａはド
リルなどで比較的ラフに浅く加工しておけばよいので吸
入室１１の周壁１１ａなどに対し斜めになっても加工し
やすく、それに次ぐ前記吸入室側連絡路１２ａをドリル
加工して孔明け作業をするときのドリルの案内になるの
で、周壁１１ａに斜めな吸入室側連絡路１２ｂの孔明け
作業がさらに容易になる。

【００３２】また、吸入室側連絡路１２ｂの吸入室１１
への開口２３を、図２に示すように固定スクロール５の
スラスト摺動面２０の側に寄って位置するように設けて
あるので、前記座グリ部２３ａや吸入室側連絡路１２ｂ
の孔明け作業をするのに、羽根３などがより邪魔になり
にくくさらに作業しやすくなる。

【００３３】ところで、図１に示す実施例は圧縮機構８
をそれを駆動する電動機１３１とともに密閉容器３２に
収容したメンテナンスフリーなスクロール圧縮機の場合
の一例であって、下部を潤滑剤としてのオイル３３を貯
留するオイル溜３４とし、このオイル溜３４のオイル３
３を圧縮機構８の各摺動部に供給する供給圧を利用して
前記背圧を得ている。吐出口４２は密閉容器３２の一端
部内に開口し、吐出した冷媒を電動機１３１の部分に通
してこれを冷却した後、密閉容器３２外への吐出管４４
に達して外部の冷凍サイクルに供給される。吸入口４３
は密閉容器３２の外部からの吸入管４５に通じて、そこ
に戻ってくる冷凍サイクルでの使用後の冷媒を吸入し前
記圧縮に供する。

【００３４】このため、この実施例では電動機１３１の
回転子１３１ａに結合されて旋回スクロール６を円軌道
運動するように自転防止用の例えばオルダムリング３５
を介して駆動するクランク軸３６に縦通したオイル供給
路３７を通じて、圧縮機構８の各部摺動部に供給してあ
り。オイル供給圧はクランク軸３６に連動するトココイ
ドポンプ３８を利用して得た例を示してあり、トココイ
ドポンプ３８は吸込みパイプ３９を通じオイル３３を吸
入して高圧にしオイル供給路３７に供給する。オイル供
給路３７は圧縮機構８の各摺動部に分岐して至り、必要
な潤滑を行う。

【００３５】電動機１３１の固定子１３１ｂは密閉容器
３２の内周に焼き嵌めなどして固定され、必要に応じて
密閉容器３２との間に冷却用の冷媒を通す通路を形成す
る切り欠きが外周に設けられる。クランク軸３６の旋回
スクロール６を旋回駆動する偏心孔３６ａなどを持った
主軸３６ｂと、これと反対のトココイドポンプ３８が連
結されつ副軸３６ｃとが、密閉容器３２内に溶接などし
て固定された主、副各軸受部材５１、５２によって軸受
５３、５４を介し軸受され、主軸受部材５１には固定ス
クロール５５をボルト止めしてあり、主軸受部材５１と
固定スクロール５との間に旋回スクロール６およびオル
ダムリング３５を挟み込み、固定スクロール５と主軸受
部材５１との間に前記背圧室９を形成している。

【００３６】オイル供給路３７の一部は絞り４１を介し
て背圧室９に通じ、トココイドポンプ３８によって供給
される高圧のオイル３３が絞り４１の絞り作用で背圧室
９に徐々に達し、背圧室９内でオイル３３の供給圧の変
動が絞り４１により低減される状態で旋回スクロール６
をバックアップし、固定スクロール５から押し離されな
いようにする。

【００３７】ここで、弁室１５は図３に示すように、固
定スクロール５の羽根３の巻き終わり部の近傍に設けて
ある。これによって、背圧が過剰で弁室１５に入ったオ
イル３３は吸入室１１の羽根３の巻き終わり端直ぐの位
置に戻されるので、吸入側連絡路１２ｂから供給された
オイル３３が圧縮室７にスムーズに供給され、羽根３、
４部の摺動を良化させるとともに、圧縮室７のシールも
よくなり、圧縮機構８の効率が向上する。

【００３８】これに関連して、吸入室側連絡路１２ｂは
図３に破線で示すように、吸入室１１の羽根３の巻き終
わり部に位置する部分から、羽根３の巻き終わり方向に
ほぼ向いて弁室１５まで設けてある。これによって、羽
根３が形成する固定スクロール５のスラスト摺動面２０
の側の羽根３に沿った通路状凹部の長手方向が、前記吸
入室側連絡路１２ｂの長手方向に一致するので、吸入室
側連絡路１２ｂをドリルによる孔加工で形成するのに、
スラスト摺動面２０に対するドリルの角度を小さくして
も羽根３などが邪魔にならない利点がある。これによっ
て、吸入室側連絡路１２ｂのスラスト摺動面２０に対す
る傾き角度を小さくして加工しやすくすることができ
る。

【００３９】図２に示すボール弁１３の外周と弁室１５
の内周との間の隙間Ｓ１の通路断面積は、背圧室側連絡
路１２ａのそれよりも大きく設定する。これにより、背
圧室側連絡路１２ａから弁室１５内に入ったオイル３３
などの流体は弁室１５の内周とボール弁１３との間の隙
間Ｓ１を背圧室側連絡路１２ａとほぼ等しいか、それよ
りも小さい通路抵抗で難なく通り抜けるので、通路抵抗
のためにボール弁１３を不安定にして横揺れなどを生じ
させることはなく、より静かで、しかも開閉動作も安定
し背圧を所定の範囲に安定させることができる。

【００４０】この場合、背圧室側連絡路１２ａの径がボ
ール弁１３の径の５０〜８６％の範囲に設定すると上記
の条件を得やすい。また、ボール弁１３と弁室１５の半
径差が、ボール弁１３の半径の１／３よりも小さく設定
するのが、オイル３３の流れが吸入室側連絡路１２ｂの
開口２２側に偏って生じるボール弁１３の弁室１５内で
の不要な動きを制動するのに好適である。

【００４１】また、図に示す実施例の弁座１６は図２に
示すように、背圧室側連絡路１２ａから弁室１５の側に
広がる鈍角なテーパ面で、このテーパ面と背圧室側連絡
路１２ａとがなす陵部４６でボール弁１６を受け止めシ
ールするようにしてある。

【００４２】これにより、ボール弁１６は球面にて線状
の陵部４６と接触するので、面と面との接触の場合より
も異物が噛み込みにくいし、ボール弁１６が開閉に際し
て弁座１６に対し滑りにくく、横揺れなどしにくくなる
ので、ボール弁１３の背圧の変動に対する開閉機能およ
び開閉に際する挙動が安定し、背圧を適正範囲によく保
ち圧縮機構８に過剰摩耗や過剰負荷が生じないようにす
ることができる。また、背圧制御弁機構３１および圧縮
機構８がより静かになる。しかも陵部４６は少しの間の
使用中にボール弁１３との擦り合わでその曲面によく馴
染むのでシール性が向上する。

【００４３】また、陵部４６がボール弁１３に接する両
側部分とボール弁１３の中心Ｏがなす角度θ２を３０〜
６０度に範囲にすると、ボール弁１３を所定位置、つま
り中心位置に保持して不安定な挙動を防止しやすく、か
つシールが十分でしかもボール弁１３が背圧室側連絡路
１２ａに落ち込んだり、嵌まり合いによって開きにくく
なるようなことを防止することができる。

【００４４】ばね１７は図１、図２に示すようにコイル
ばねであるのがボール弁１３の横の動きを規制するのに
好適であり、ボール弁１３と接触する先端部１７ａの径
が、ボール弁１３への両側接触位置とボール弁１３の中
心Ｏとなす角度θ１が３０〜６０度となる範囲にする
と、ばね１７がボール弁１３を押圧するのに逃げがない
し、ボール弁１３の横揺れを防止しやすい。

【００４５】なお図示しないが、ばね１７は、ボール弁
１３側の先端部１７ａからこれと反対側の基端部１７ｂ
に向け径が増大する円錐状のコイルばねにすると、ばね
１７の先端部１７ａの求心性が向上し、ボール弁１３を
所定の中心位置に保持しやすく横揺れ防止性能が向上す
る。

【００４６】ストッパ２１は図２に示すように、ばね１
７の基端部１７ｂを受け止めるばね座２１ａに、ばね１
７の基端部１７ｂ内に嵌まり合うテーパ部２１ｂを有し
ているので、テーパ部２１ｂのテーパ面をガイドにして
ばね１７の基端部１７ｂに容易に挿入してしかもテーパ
部２１ｂの基部でばね１７の基端部１７ｂを中心位置な
ど所定位置に位置決めすることができる。

【００４７】なお、ばね１７は、ボール弁１３が最大押
し戻し位置にあるときコイル間に隙間を残す線密度に巻
かれているようにすると、ボール弁１３が最大押し戻し
位置まで開かれても、ばね１７は密着し合わずオイルや
冷媒の流通を阻害しないので背圧制御弁機構３１の背圧
調整機能を損なわない。

【００４８】図に示す実施例での弁室１５は、固定スク
ロール５の鏡板１の背面に弁室１５よりも大きな径のシ
ール孔６１を持って開口するとともに、弁室１５とシー
ル孔６１との間に前記開口に向いたストッパ２１の位置
決め段差面６２を形成している。これに対応してストッ
パ２１は図２、図４に示すように、ばね１７を受け止め
るばね座２１ａを先端に持ち弁室１５内に遊びのある隙
間Ｓ２を有して嵌まり合うストッパ部２１ｃと、このス
トッパ部２１ｃの後部にそれよりも大径で続いて前記位
置決め段差面６２に当接して位置決めされる被位置決め
段差面２１ｄを形成するとともに、前記シール孔６１に
ほぼ遊びのないガイド隙間Ｓ３を有してＪＩＳ規格のト
マリバメからスキマバメ程度で嵌まり合うガイド部２１
ｅと、このガイド部２１ｅの後部に続いてシール孔６１
にそれより大径でＪＩＳ規格のシマリバメ程度で圧入さ
れて双方間をシールするシール部２１ｆとが設けられて
いる。

【００４９】これにより、ストッパ２１のガイド部２１
ｅは、シール孔６１との間にＪＩＳ規格のトマリバメか
らスキマバメ程度のほぼ遊びのないガイド隙間Ｓ３を有
して、抵抗や過度な遊びによるガタツキや心の触れや傾
きなくシール孔６１に簡単に嵌め合わせて行くことがで
きる。このようにして、シール部２１ｆがシール孔６１
に達したとき、ガイド部２１ｅのシール孔６１への嵌ま
り合いがガイドとなってシール部２１ｆがシール孔６１
に位置ずれや傾きなく対向させられそのまま押圧するこ
とでシール孔６１にスムーズにＪＩＳ規格のシマリバメ
程度に圧入することができ、ストッパ２１を弁室１５の
所定位置に配置するのと同時に弁室１５の機械的なシー
ルが簡単に完了する。圧縮機構８の吐出圧と背圧との差
は通常１０〜２０Ｋｂ／ｃｍ² 程度であり、シール部２
１ｆのシール孔６１への嵌め合い長さＬ２は３ｍｍ以上
あれば十分なシール効果が得られる。１つの実施例とし
ては５ｍｍに設定してある。

【００５０】このシール部２１ｆのシール孔６１への圧
入の際、ストッパ２１のばね座２１ａの面を高精度に位
置させ、ばね１７のボール弁１３への押付力を精度よく
設定でき、適せるな背圧が得られる。また、シール孔６
１およびシール部２１ｆはシール性能確保から高精度に
加工され、シール孔６１へのシール部２１ｆの圧入作業
はストッパ２１の上記先端２１ｈを弁室１５内の径方向
の所定位置、例えば中心位置に高精度に位置させる位置
決め作業にもなる。

【００５１】なお、被位置決め段差面２１ｄとガイド部
２１ｅとの間にはシール孔６１と隙間Ｓ３よりも大きな
遊びＳ４を形成する逃げ部２１ｇが形成されている。こ
の逃げ部２１ｇは位置決め段差面６２とシール孔６１と
の相関部の加工で角がでにくくアール面になっても、上
記被位置決め段差面２１ｄの当接位置に影響しないよう
にする隙間Ｓ４を形成する。

【００５２】なお、ガイド部２１ｅの先端位置２１ｅ１
からストッパ２１のばね座２１ａまでの長さＬ１を、シ
ール孔６１の長さＬ２よりも大きく設定すると、ガイド
部２１ｅがシール孔６１に進入した後、ストッパ部２１
ｃが弁室１５に進入し始めるので、ガイド部２１ｅのシ
ール孔６１への嵌め合いはストッパ部２１ｃを弁室１５
に嵌め合わせるときのガイドにもなり、ストッパ部２１
ｃが位置決め段差面６２に当たって傷を付けるような不
都合を回避することができる。

【００５３】また、図２に示すように、固定スクロール
５の前記背圧室側連絡路１２ａが背圧室９に開口するス
ラスト摺動面２０に、この開口１２ａ１よりも大きな堀
込み部６５を設けてそのまわりに張り出すようにしてあ
る。これにより、旋回スクロール６が旋回駆動されると
きの円軌道運動により鏡板２が図２の矢印Ａの方向に移
動しても、その最大旋回径Ｄよりも外側に位置して、背
圧室９と背圧室側連絡路１２ａとの連絡が旋回スクロー
ル６の鏡板２によって遮断されるようなことを防止する
ことができ、そのような遮断によって背圧制御弁機構３
１の機能が一時でも損なわれることはない。従って、堀
込み部６５は背圧室側連絡路１２ａの前記開口１２ａ１
に対して固定スクロール５の外周側に偏心し、旋回スク
ロール６の鏡板２の図２、図３に示す最大旋回径Ｄより
も外側に位置するようにしている。

【００５４】この場合、堀込み部６５の図２に示す深さ
Ｈは、旋回スクロール６の鏡板２が最大に覆った前記最
大旋回径Ｄの位置での、背圧室側連絡路１２ａの前記開
口１２ａ１へ矢印Ｂの方向に向かう通路断面積が背圧室
側連絡路１２ａの通路断面積よりも大きくなるように設
定する。これにより、旋回スクロール６がどの旋回位置
にあるときでも、オイル３３などによる背圧は堀込み部
６５の部分で絞られるようなことなく通常圧でボール弁
１３に働く。従って、背圧制御弁機構３１は旋回スクロ
ール６の旋回の影響を受けることなく安定に機能し、背
圧を安定させる。

【００５５】図１に示すように、圧縮機構８を密閉容器
３２に収容してその密閉容器３２の下部を圧縮機構８の
各部に供給するオイル３３を貯留するオイル溜３４と
し、圧縮機構８の回転軸線６６が横向きになるように設
置される横型のスクロール圧縮機において、弁室１５は
固定スクロール５の下部に設けてある。

【００５６】これにより背圧室９から背圧室側連絡路１
２ａを介した弁室１５部までの部分にはオイル３３が充
満しやすくなるので、背圧制御弁機構３１内をオイル３
３が主体で流れ、背圧制御弁機構３１を流れるオイル３
３の流量が安定し、背圧の安定に貢献する。

【００５７】固定スクロール５と旋回スクロール６との
外周部にある双方間のスラスト摺動面２０には、図３に
示すようなほぼ環状の潤滑剤供給溝としてのオイル供給
溝７１を設け、これの一端部７１ａを前記堀込み部６５
の吸入室１１から遠い側に接続してある。これにより、
背圧室９に到達したオイル３３は堀込み部６５を通じて
オイル供給溝７１に進入して毛細管減少によってその全
長に行き渡り、羽根３と旋回スクロール６との間の摺動
部を潤滑しやすくなる。

【００５８】しかも、オイル供給溝７１は吸入口４３お
よび吸入室１１の近傍を除く範囲に設けてある。具体的
にはこの範囲は全周のほぼ３／４であり、圧縮室７が冷
媒の吸入後圧縮を開始して冷媒が昇圧する範囲での前記
潤滑を旺盛にしてシール効果を高められるようにしてい
る。また、吸入口付近のシール長さを十分にとることが
できる。これによって、圧縮機構８の圧縮効率が向上す
る。また、オイル供給溝７１の他端部７１ｂに、旋回ス
クロール６の鏡板２の最大旋回径Ｄの外に延びる延長部
７１ｃを設けてあるので、この延長部７１ｃを通じても
背圧室９内のオイル３３が供給されるので、他端部７１
ｂの側での潤滑性能が低下するようなことを防止するこ
とができる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、上記の説明で明らかな
ように、旋回スクロールを固定スクロールに押圧する背
圧を、固定スクロールにある背圧室と吸入室とを連絡す
る背圧制御弁機構によって調整し安定させるのに、背圧
の変動により開閉する各種形態の弁またはボール弁の最
大押し戻し位置を規制して過剰な背圧を吸入室に逃がす
ための必要最小限の開閉ストロークに抑えて弁またはボ
ール弁の開閉時の挙動を安定させるので、安定した背圧
が得られ、効率が高く、信頼性の高い圧縮機が実現でき
る。

【００６０】しかも、弁またはボール弁は横揺れしにく
く弁室の壁面に触れて音を発したり摩耗したりすること
を低減し、かつ弁室から側方に延びる吸入室側連絡路の
弁室への開口にボール弁が対向して吸いつけられて音を
発したり背圧が吸入室へ逃げるのを妨げたりするような
ことも防止するので、弁機構は静かで摩耗が少なく長寿
命になるし、圧縮機構も弁機構による背圧の安定によっ
て過剰な摩耗なく静かに軽負荷で経済的に運転されると
ともに長寿命になる。従ってメンテナンスフリーな使用
に有効であるし、運転が静かになるので環境によくな
る。

【００６１】しかも、吸入室側連絡路の弁室への開口
は、ストッパによって規制される弁またはボール弁の必
要最小限の最大押し戻し位置まで近づけられ、この開口
が固定スクロールの外周部の旋回スクロールとのスラス
ト摺動面に近くなり、このスラスト摺動面側の吸入室や
羽根が形成している凹部を利用した斜め方向からのドリ
ル加工などによる吸入室側連絡路の孔明け作業がしやす
くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な一実施の形態に係る１つの実
施例を示すスクロール圧縮機の断面図である。

【図２】図１の圧縮機の背圧制御弁機構の断面図であ
る。

【図３】図１の圧縮機の固定スクロールの旋回スクロー
ルとのスラスト摺動面側の正面図である。

【図４】図２の背圧制御弁機構のストッパを示す側面図
である。

【図５】従来の圧縮機の背圧制御弁機構の一例を示す断
面図である。

【図６】図５の背圧制御弁機構におけるボール弁の挙動
を示し、その（ａ）はボール弁が冷媒の偏りによってそ
れと反対の側に押し退けられた例を示す断面図、その
（ｂ）はボール弁が吸入室側連絡路の弁室への開口に吸
いつけられた例を示す断面図である。

【符号の説明】 １、２ 鏡板 ３、４ 羽根 ５ 固定スクロール ６ 旋回スクロール ７ 圧縮室 ８ 圧縮機構 ９ 背圧室 １１ 吸入室 １２ 連絡路 １２ａ 背圧室側連絡路 １２ｂ 吸入室側連絡路 １３ ボール弁 １５ 弁室 １６ 弁座 １７ ばね ２１ ストッパ ２１ａ ばね座 ２１ｂ テーパ部 ２１ｃ ストッパ部 ２１ｄ 被位置決め段差面 ２１ｅ ガイド部 ２１ｆ シール部 ２１ｈ 先端 ２２、２３ 開口 ２３ａ 座グリ加工部 ３１ 背圧制御弁機構 ３２ 密閉容器 ３３ オイル ３４ オイル溜 ３６ クランク軸 ３７ オイル供給路 ３８ トココイドポンプ ４１ 絞り ４２ 吐出口 ４３ 吸入口 ４６ 陵部 ６１ シール孔 ６２ 位置決め段差面 ６５ 堀込み部 ７１ オイル供給溝 ７１ａ 一端部 ７１ｂ 他端部 ７１ｃ 延長部 １３１ 電動機 Ｓ２ 遊び隙間 Ｓ３ ガイド隙間 Ｄ 旋回スクロールの最大旋回径 Ｈ 深さ Ｌ１、Ｌ２ 長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡 秀人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 田上 浩樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 村松 繁 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山田 定幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 河野 博之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 森本 敬 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3H039 AA02 AA04 AA12 BB02 BB04 BB07 BB11 BB28 CC02 CC08 CC27 CC28 CC30 CC42

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鏡板からほぼ同じ形状をした羽根が立ち
   上がった固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わ
   せて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールの固定ス
   クロールに対する円軌道運動により圧縮室が外周側から
   中心部に移動しながら容積を小さくすることで、流体の
   吸入、圧縮、吐出を行う圧縮機構を持ったスクロール圧
   縮機において、 旋回スクロールの背部に位置して、旋回スクロールを固
   定スクロール側に押圧する背圧を働かせる背圧室と、前
   記圧縮室に流体の吸入を図る吸入室と前記背圧室とを連
   絡する弁室と、この弁室の弁座に背圧が一定値以上にな
   るまで前記弁を押し付けて常閉にするばねとを備え、 弁室に弁の背圧による最大押し戻し位置を規制するスト
   ッパを設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 【請求項２】 鏡板からほぼ同じ形状をした羽根が立ち
   上がった固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わ
   せて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールの固定ス
   クロールに対する円軌道運動により圧縮室が外周側から
   中心部に移動しながら容積を小さくすることで、流体の
   吸入、圧縮、吐出を行う圧縮機構を持ったスクロール圧
   縮機において、 旋回スクロールの背部に位置して、旋回スクロールを固
   定スクロール側に押圧する背圧を働かせる背圧室と、前
   記圧縮室に流体の吸入を図る吸入室と前記背圧室とを連
   絡する弁室と、この弁室の弁座にボール弁を背圧が一定
   値以上になるまで押し付けて常閉にするばねとを備え、 弁室にボール弁の背圧による最大押し戻し位置を規制す
   るストッパを設けたことを特徴とするスクロール圧縮
   機。
3. 【請求項３】 鏡板からほぼ同じ形状をした羽根が立ち
   上がった固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わ
   せて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールの固定ス
   クロールに対する円軌道運動により圧縮室が外周側から
   中心部に移動しながら容積を小さくすることで、流体の
   吸入、圧縮、吐出を行う圧縮機構を持ったスクロール圧
   縮機において、 旋回スクロールの背部に位置して、旋回スクロールを固
   定スクロール側に押圧する背圧を働かせる背圧室と、前
   記圧縮室に流体の吸入を図る吸入室と前記背圧室とを固
   定スクロール内を通じて連絡する連絡路と、この連絡路
   の途中にボール弁を収容した弁室と、この弁室と背圧室
   側連絡路との間に形成した弁座に背圧が一定値以上にな
   るまでボール弁を押し付けて常閉にするばねとを備え、 弁室にボール弁の背圧による最大押し戻し位置を規制す
   るストッパを設けるとともに、弁室から側方に延びる吸
   入室側連絡路の弁室への開口をボール弁の最大押し戻し
   位置での中心位置以上に弁座側から離して設けたことを
   特徴とするスクロール圧縮機。
4. 【請求項４】 背圧は圧縮機構への潤滑剤の供給圧であ
   って、弁室は固定スクロールの羽根の巻き終わり部の近
   傍に設けた請求項１〜３のいずれか一項に記載のスクロ
   ール圧縮機。
5. 【請求項５】 吸入室側連絡路は羽根の巻き終わり部に
   位置する吸入室部分から、羽根の巻き終わり方向にほぼ
   向いて弁室まで設けられている請求項４に記載のスクロ
   ール圧縮機。
6. 【請求項６】 ストッパは、ばねの基端部を受け止める
   ばね座に、ばねの基端部内に嵌まり合うテーパ部を有し
   ている請求項１〜５のいずれか一項に記載のスクロール
   圧縮機。
7. 【請求項７】 ばねは、弁が最大押し戻し位置にあると
   きコイル間に隙間を残す巻線密度を有している請求項１
   〜６のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
8. 【請求項８】 弁室は固定スクロールの背面に弁室より
   も大きな径のシール孔を持って開口するとともに、弁室
   とシール孔との間に前記開口に向いたストッパの位置決
   め段差面を形成し、ストッパはばねを受け止めるばね座
   を先端に持ち弁室内に遊びのある隙間を有して嵌まり合
   うストッパ部と、このストッパ部の後部にそれよりも大
   径で続いて前記位置決め段差面に当接して位置決めされ
   る被位置決め段差面を形成するとともに、前記シール孔
   にほぼ遊びのないガイド隙間を有して嵌まり合うガイド
   部と、このガイド部の後部に続いてシール孔に圧入され
   て双方間をシールするシール部とが設けられている請求
   項１〜７のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
9. 【請求項９】 ガイド部の後端位置からストッパのばね
   座までの長さは、シール孔の長さよりも大きい請求項８
   に記載のスクロール圧縮機。
10. 【請求項１０】 固定スクロールの前記弁室からの背圧
    室側連絡路が背圧室に開口する面に、この開口よりも大
    きな堀込み部を設けた請求項１〜９のいずれか一項に記
    載のスクロール圧縮機。
11. 【請求項１１】 堀込み部は背圧室側連絡路の前記開口
    に対して固定スクロールの外周側に偏心し、旋回スクロ
    ールの鏡板の最大旋回径よりも外側に張出している請求
    項１０に記載のスクロール圧縮機。
12. 【請求項１２】 堀込み部の深さは、旋回スクロールの
    鏡板が最大に覆った位置での背圧室側連絡路の前記開口
    に向かう通路断面積が背圧室側連絡路の通路断面積より
    も大きくなるように設定した請求項１０、１１のいずれ
    か一項に記載のスクロール圧縮機。
13. 【請求項１３】 圧縮機構を密閉容器に収容してその密
    閉容器の下部を圧縮機構各部に供給する潤滑剤を貯留す
    る潤滑剤溜とし、圧縮機構の回転軸線が横向きになるよ
    うに設置される横型のスクロール圧縮機において、 弁室は固定スクロールの下部に設けた請求項１〜１２の
    いずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
14. 【請求項１４】 固定スクロールと旋回スクロールとの
    外周部にある双方間のスラスト摺動面にほぼ環状の潤滑
    剤供給溝を設け、これの一端を前記堀込み部の吸入室か
    ら遠い側に接続した請求項１２、１３のいずれか一項に
    記載のスクロール圧縮機。
15. 【請求項１５】 潤滑剤供給溝は吸入室近傍を除く範囲
    に設けた請求項１４に記載のスクロール圧縮機。
16. 【請求項１６】 前記範囲は全周のほぼ３／４である請
    求項１５に記載のスクロール圧縮機。
17. 【請求項１７】 潤滑剤供給溝の他端部に、旋回スクロ
    ールの鏡板の最大旋回径の外に延びる延長部を設けた請
    求項１４〜１６のいずれか一項に記載のスクロール圧縮
    機。
18. 【請求項１８】 弁座は背圧室側連絡路から弁室側に広
    がる鈍角なテーパ面であり、このテーパ面と背圧室側連
    絡路とがなす陵部でボール弁を受け止めシールするよう
    にした請求項２に記載のスクロール圧縮機。
19. 【請求項１９】 陵部がボール弁に接する両側部分とボ
    ール弁の中心がなす角度が３０〜６０度である請求項１
    ８に記載のスクロール圧縮機。
20. 【請求項２０】 背圧室側連絡路の径はボール弁の径の
    ５０〜８６％の範囲である請求項１９に記載のスクロー
    ル圧縮機。
21. 【請求項２１】 ばねはコイルばねであって、ボール弁
    と接触する先端部の径が、ボール弁への両側接触位置と
    ボール弁の中心とがなす角度が３０〜６０度となる範囲
    である請求項２、１８〜２０のいずれか一項に記載のス
    クロール圧縮機。
22. 【請求項２２】 ばねは、ボール弁側の先端部からこれ
    と反対側の基端部に向け径が増大する円錐型のコイルば
    ねである請求項２、１８〜２１のいずれか一項に記載の
    スクロール圧縮機。
23. 【請求項２３】 吸入室側連絡路の吸入室への開口は、
    前記弁室への開口よりも弁座側の位置に設け、前記開口
    を座グリ加工部とし、吸入室側連絡路はこの座グリ加工
    部内から弁室に通じている請求項３に記載のスクロール
    圧縮機。
24. 【請求項２４】 吸入室側連絡路の吸入室への開口は、
    固定スクロールの外周部の旋回スクロールとのスラスト
    摺動面寄りの位置に設けられている請求項２３に記載の
    スクロール圧縮機。
25. 【請求項２５】 ボール弁外周と弁室内周との間の隙間
    の通路断面積は、背圧室側連絡路のそれよりも大きい請
    求項３、２３、２４のいずれか一項に記載のスクロール
    圧縮機。
26. 【請求項２６】 ボール弁と弁室の半径差が、ボール弁
    の半径の１／３よりも小さい請求項２５に記載のスクロ
    ール圧縮機。
27. 【請求項２７】 背圧は、圧縮機構各部への潤滑剤の供
    給圧を利用したものである請求項３、２５〜２６のいず
    れか一項に記載のスクロール圧縮機。
28. 【請求項２８】 背圧室は潤滑剤供給路と絞りを介して
    通じている請求項２７に記載のスクロール圧縮機。