JP2001059484A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動機室が高圧と低圧に切換可能な圧縮機の
場合、電動機室が高圧、低圧にかかわらず、旋回スクロ
ールを固定スクロールに均一な最適状態の力で押付けら
れるスクロール圧縮機を提供する。 【解決手段】 旋回スクロール５の鏡板5aの背面を環状
の外側背圧室15と、内側背圧室に区画し、外側背圧室15
と圧縮室６の途中とを連通するとともに、外側背圧室15
と吸入室18とを連通する第一通路17b を設け、第一通路
17b の途中に弁室19を形成し、弁室19と電動機室2aを連
通する第二通路17c を設け、弁室19内に外側背圧室15、
吸入室18および第二通路17c とを仕切る可動可能な仕切
体20を設け、仕切体20に外側背圧室15と吸入室18を連通
する透孔20a を設け、吸入室18側の弁室19a に仕切体20
を付勢する第一の弾性部材21a を設けるとともに、外側
背圧室15側の弁室19b に第一通路17b を開閉する弁体22
と、弁体22を付勢する第二の弾性部材21b を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクロール圧縮機
に係わり、より詳細には運転状況に応じて電動機室を高
圧と低圧に切換可能なものにおいて、どちらの圧力でも
旋回スクロールの固定スクロールへの押付け力を最適に
できるようにした背圧室の圧力調整構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスクロール圧縮機は例えば、図
８、図９および図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、密
閉容器１内に電動機２と圧縮部３を配置し、同圧縮部３
を、鏡板4aに渦捲き状のラップを有する固定スクロール
４と、同じく鏡板5aに渦捲き状のラップを有する旋回ス
クロール５とを互いに噛み合わせて圧縮室６を形成し、
前記旋回スクロール５の旋回駆動軸5bを支承し先端に旋
回軸5cを形成して旋回運動し、中心部に潤滑油送路７を
形成したシャフト８を軸支するメインフレーム９を備
え、前記密閉容器１内を前記固定スクロール４に設けた
吐出口4bから圧縮冷媒が吐出される吐出室10と、前記電
動機２を収容する電動機室2aとに区画し、前記圧縮部３
に吸入管11を、前記吐出室10に吐出管12をそれぞれ接続
し、前記電動機室2aに第一バイパス管13および第二バイ
パス管14を接続し、前記電動機室2aを高圧と低圧に切換
可能にした構成となっている。

【０００３】前記旋回スクロール５の鏡板5aの背面を、
前記圧縮室６の冷媒吸入部6aに連通する環状の外側背圧
室15' と、前記吐出室10に連通する中央背圧室16' と、
前記電動機室2aに連通する内側背圧室18' とに区画した
構成となっている。

【０００４】前記旋回スクロール５の旋回駆動軸5bの外
側の鏡板5aに対応する前記メインフレー９に環状溝を設
け、同環状溝に外側シール材19a'を嵌入し、前記旋回駆
動軸5bの背面と前記メインフレーム９の圧接面に環状溝
を設け、同環状溝に内側シール材19b'を嵌入し、前記外
側背圧室15' と中央背圧室16' および内側背圧室18'と
にそれぞれ区画する構成となっている。

【０００５】図10（Ａ）、（Ｂ）は旋回スクロール５の
背面の各背圧室のガス圧力の分布を概念的に表したもの
で、電動機室2aが高圧の場合、旋回スクロール５の背面
の高圧領域はA'(A+D) ＋Ｂとなる。それに対し、電動機
室2aが低圧の場合、Ｂとなる。しかしながら、冷房また
は暖房の運転状況による電動機室2aの圧力変化により、
各背圧室のガス圧力の分布が大きく変わると、旋回スク
ロール５を固定スクロール４に押し付ける力が異なり、
両スクロールラップ間に圧縮ガスの漏れ等が生じて圧縮
性能を低下させてしまうという恐れがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、前
記問題点に鑑み、電動機室が高圧と低圧に切換可能なタ
イプの圧縮機の場合、電動機室が高圧、低圧にかかわら
ず、旋回スクロールを固定スクロールに均一な最適状態
の力で押付けられるスクロール圧縮機を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためなされたもので、密閉容器内に電動機と圧縮
部を配置し、同圧縮部を、鏡板に渦捲き状のラップを有
する固定スクロールと、旋回スクロールとを互いに噛み
合わせて圧縮室を形成し、同旋回スクロールの背面に背
圧室を設け、同背圧室のガス圧力により前記旋回スクロ
ールを前記固定スクロールに押圧し、前記密閉容器内を
前記固定スクロールに設けた吐出口から圧縮冷媒が吐出
される吐出室と、前記電動機を収容する電動機室とに区
画し、前記圧縮部の吸入室に吸入管を、前記吐出室に吐
出管をそれぞれ接続し、前記電動機室に第一バイパス管
および第二バイパス管を接続し、前記電動機室を高圧と
低圧に切換可能にしたスクロール圧縮機において、前記
旋回スクロールの鏡板の背面を環状の外側背圧室と、内
側背圧室に区画し、同外側背圧室と前記圧縮室の途中と
を連通するとともに、前記外側背圧室と前記吸入室とを
連通する第一通路を設け、同第一通路の途中に弁室を形
成し、同弁室と前記電動機室を連通する第二通路を設
け、前記弁室内に前記外側背圧室、前記吸入室および前
記第二通路とを仕切る可動可能な仕切体を設け、同仕切
体に前記外側背圧室と前記吸入室を連通する透孔を設
け、前記吸入室側の弁室に前記仕切体を付勢する第一の
弾性部材を設けるとともに、前記外側背圧室側の弁室に
前記第一通路を開閉する弁体と、同弁体を付勢する第二
の弾性部材を設けた構成となっている。

【０００８】また、前記電動機室が高圧の場合、前記仕
切体に圧力を加え押圧すると同時に、前記第二の弾性部
材の弾性力により前記仕切体を前記吸入室側に押圧し、
同吸入室と前記外側背圧室との圧力差に応じて前記弁体
を開き、前記電動機室が低圧の場合、前記第一の弾性部
材の弾性力および吸入圧が前記第二の弾性部材の弾性力
に抗して前記仕切体を前記外側背圧室側に押圧し、同外
側背圧室と前記吸入室の圧力差が所定値以上のとき、前
記弁体を開く構成となっている。

【０００９】また、前記外側背圧室を中間圧力にした構
成となっている。

【００１０】また、前記外側背圧室と前記内側背圧室を
シール材により区画した構成となっている。

【００１１】また、前記シール材を前記旋回スクロール
の旋回駆動軸背面に設けた構成となっている。

【００１２】また、前記第一の弾性部材および前記第二
の弾性部材にスプリングを用いた構成となっている。

【００１３】また、前記弁体を平板で形成した構成とな
っている。

【００１４】また、前記弁体を球体で形成した構成とな
っている。

【００１５】また、前記弁体を円錐体で形成した構成と
なっている。

【００１６】また、前記弁に樹脂等の静音性を持った材
料を用いた構成となっている。

【００１７】また、前記外側背圧室と前記吐出室を絞り
機構を介して連通孔により連通した構成となっている。

【００１８】また、前記絞り機構がメインフレームに設
けた細孔からなる構成となっている。

【００１９】また、前記絞り機構をメインフレームに交
換可能に設けたノズルで構成した。

【００２０】また、前記仕切体を断面略凹状に形成した
構成となっている。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明における実施例を添
付図面に基づいて詳細に説明する。図１と、図２と、図
３および図４において、密閉容器１内に電動機２と圧縮
部３を配置し、同圧縮部３を、鏡板4aに渦捲き状のラッ
プを有する固定スクロール４と、同じく鏡板5aに渦捲き
状のラップを有する旋回スクロール５とを互いに噛み合
わせて圧縮室６を形成し、前記旋回スクロール５の旋回
駆動軸5bを支承し先端に旋回軸5cを形成して旋回運動
し、中心部に潤滑油送路７を形成したシャフト８を軸支
するメインフレーム９を備え、前記密閉容器１内を前記
固定スクロール４に設けた吐出口4bから圧縮冷媒が吐出
される吐出室10と、前記電動機２を収容する電動機室2a
とに区画し、前記圧縮部３の吸入室18に吸入管11を、前
記吐出室10に吐出管12をそれぞれ接続し、前記電動機室
2aに第一バイパス管13および第二バイパス管14を接続
し、前記電動機室2aを高圧と低圧に切換可能にした構成
となっている。

【００２２】前記旋回スクロール５の鏡板5aの背面を、
環状の外側背圧室15と内側背圧室16に区画し、同外側背
圧室15と前記圧縮室６の途中とを連通路17a により連通
するとともに、前記外側背圧室15と前記吸入室18とを連
通する第一通路17b を設け、同第一通路17b の途中に弁
室19を形成し、同弁室19と前記電動機室2aを連通する第
二通路17c を設け、前記弁室19内に前記外側背圧室15、
前記吸入室18および前記第二通路17c とを仕切る可動可
能な仕切体20を設け、同仕切体20に前記外側背圧室15と
前記吸入室18を連通する透孔20a を設け、前記吸入室18
側の弁室19a に前記仕切体20を付勢するスプリング等か
らなる第一の弾性部材21a を設けるとともに、前記外側
背圧室15側の弁室19b に前記第一通路17b を開閉する弁
体22と、同弁体22を付勢するスプリング等からなる第二
の弾性部材21b を設けた構成となっている。

【００２３】また、前記旋回スクロール５の旋回駆動軸
5bの背面と前記メインフレーム９の圧接面に環状溝を設
け、同環状溝にシール材23を嵌入し、前記外側背圧室15
と内側背圧室16とに区画し、同外側背圧室15を中間圧と
して形成し、その中間圧を前記電動機室2aの圧力の変化
に伴い可変させる構成となっている。

【００２４】また、前記電動機室2aが高圧の場合、前記
仕切体20に圧力を加え押圧すると同時に、前記第二の弾
性部材21b の弾性力により前記仕切体20を前記吸入室18
側に押圧する。つまり、図３に示す仕切体押下力PH（仕
切体の圧力区画面積×高圧）＋第二の弾性部材21b の弾
性力K2が、吸入圧Ps（仕切体面積×低圧）＋第一の弾性
部材21a の弾性力K1に勝り、仕切体20を押し下げ第二の
弾性部材21b が伸長する。前記第二の弾性部材21b が伸
長すると弾性力K2が小さいため中間圧力Pcが勝り、前記
弁体22を開き前記外側背圧室15は低圧に近い中間圧力に
なる。

【００２５】前記電動機室2aが低圧の場合、前記第一の
弾性部材21a の弾性力および吸入圧が前記第二の弾性部
材21b の弾性力に抗して前記仕切体20を前記外側背圧室
15側に押圧する。つまり、図４に示す第一の弾性部材21
の弾性力K1＋吸入圧Ps（仕切体面積×低圧）が前記第二
の弾性部材21b の弾性力K2に勝り、仕切体20押し上げ第
二の弾性部材21b が収縮する。前記第二の弾性部材21b
が収縮すると弾性力K2が大きくなり、前記外側背圧室15
は高圧に近い中間圧力になる。吸入室18と外側背圧室15
の圧力差が所定値以上に大きくなると、前記弁体22が開
き中間圧力のバランスをとるようになる。

【００２６】図５は本発明による弁体構造を示したもの
で、（Ａ）は平板22a で形成し、一端を弁室19b の壁に
固定したもので、（Ｂ）は球体22b で形成し、その周囲
に外れ防止具22b1を設けたもので、（Ｃ）は円錐体22c
で形成し、その周囲に外れ防止具22c1を設けた構成とな
っている。また、前記弁体のそれぞれに樹脂等の静音性
を持った材料を用いた構成となっている。

【００２７】図６、図７は本発明による他の実施例を示
すもので、前記外側背圧室15と前記吐出室10を絞り機構
24を介して連通孔17d により連通した構成とし、吐出室
10の高圧を絞り機構24により中間圧力にして前記外側背
圧室15へ導いている。この場合、絞り機構24の流体抵抗
を中間圧力調整機構（前記第二の弾性部材19b ）より大
きくし、前記外側背圧室15が吐出室10圧力にならないよ
うにしている。

【００２８】上記構成において、前記電動機室2aが高圧
の場合、前記第二の弾性部材21b が伸長して弁体22が開
き、前記外側背圧室15は低圧に近い状態の中間圧力にな
り、内側背圧室16の高圧とバランスをとり、逆に前記電
動機室2aが低圧の場合、前記第二の弾性部材21b 収縮し
て弁体22が開き、前記外側背圧室15は高圧に近い状態の
中間圧力にでき、内側背圧室16の低圧とバランスがとれ
るため、電動機室が高圧、低圧にかかわらず、前記外側
背圧室15の中間圧力が最適に変化し、旋回スクロール５
を固定スクロール４に押付ける力が均一な最適状態の力
（スラスト力）となり、機械的ロスが低減でき、かつラ
ップの異常摩耗やカジリ等を低減でき信頼性の向上が図
れるスクロール圧縮機となる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電動機室
2aが高圧の場合、第二の弾性部材が伸長して弁体が開
き、外側背圧室は低圧に近い状態の中間圧力になり、内
側背圧室の高圧とバランスをとり、逆に電動機室が低圧
の場合、第二の弾性部材収縮して弁体が開き、外側背圧
室は高圧に近い状態の中間圧力にでき、内側背圧室の低
圧とバランスがとれるため、電動機室が高圧、低圧にか
かわらず、外側背圧室の中間圧力が最適に変化し、旋回
スクロールを固定スクロールに押付ける力が均一な最適
状態の力（スラスト力）となり、機械的ロスが低減で
き、かつラップの異常摩耗やカジリ等を低減でき信頼性
の向上が図れるスクロール圧縮機となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスクロール圧縮機の概略横断面図
である。

【図２】本発明によるスクロール圧縮機の要部横断面図
である。

【図３】本発明による内部高圧型の実施例を示す要部拡
大断面図。

【図４】本発明による内部低圧型の実施例を示す要部拡
大断面図。

【図５】本発明による弁体形状を示したもので、（Ａ）
は平板、（Ｂ）は球体、（Ｃ）は円錐体で構成した断面
図である。

【図６】本発明による他の実施例を示す要部拡大断面
図。

【図７】本発明による他の実施例の絞り機構の形状を示
したもので、（Ａ）はノズル式、（Ｂ）は細孔による要
部拡大断面図である。

【図８】従来例によるスクロール圧縮機の概略横断面図
である。

【図９】従来例によるスクロール圧縮機の要部横断面図
である。

【図１０】従来例によるガス圧力の分布を概念的に表し
たもので、（Ａ）は分布を表したもので、（Ｂ）は電動
機室の圧力に対する各背圧室の圧力状態を表したもの
で、ある。

【符号の説明】

１ 密閉容器 ２ 電動機 2a 電動機室 ３ 圧縮部 ４ 固定スクロール ５ 旋回スクロール 5a 鏡板 5b 旋回駆動軸 5c 旋回軸 ６ 圧縮室 ７ 潤滑油送路 ８ シャフト ９ メインフレーム 10 吐出室 15 外側背圧室 16 内側背圧室 17a 連通路 17b 第一通路 17c 第二通路 17d 連通孔 18 吸入室 19 弁室 20 仕切体 21a 第一の弾性部材 21b 第二の弾性部材 22 弁体 23 シール材 24 絞り機構

フロントページの続き (72)発明者 荒木 誠 川崎市高津区末長1116番地 株式会社富士 通ゼネラル内 Ｆターム(参考） 3H039 AA02 AA12 BB01 BB04 BB21 BB28 CC02 CC03 CC08 CC27 CC30 CC32 CC35 CC39

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内に電動機と圧縮部を配置し、
   同圧縮部を、鏡板に渦捲き状のラップを有する固定スク
   ロールと、旋回スクロールとを互いに噛み合わせて圧縮
   室を形成し、同旋回スクロールの背面に背圧室を設け、
   同背圧室のガス圧力により前記旋回スクロールを前記固
   定スクロールに押圧し、前記密閉容器内を前記固定スク
   ロールに設けた吐出口から圧縮冷媒が吐出される吐出室
   と、前記電動機を収容する電動機室とに区画し、前記圧
   縮部の吸入室に吸入管を、前記吐出室に吐出管をそれぞ
   れ接続し、前記電動機室に第一バイパス管および第二バ
   イパス管を接続し、前記電動機室を高圧と低圧に切換可
   能にしたスクロール圧縮機において、 前記旋回スクロールの鏡板の背面を環状の外側背圧室
   と、内側背圧室に区画し、同外側背圧室と前記圧縮室の
   途中とを連通するとともに、前記外側背圧室と前記吸入
   室とを連通する第一通路を設け、同第一通路の途中に弁
   室を形成し、同弁室と前記電動機室を連通する第二通路
   を設け、前記弁室内に前記外側背圧室、前記吸入室およ
   び前記第二通路とを仕切る可動可能な仕切体を設け、同
   仕切体に前記外側背圧室と前記吸入室を連通する透孔を
   設け、前記吸入室側の弁室に前記仕切体を付勢する第一
   の弾性部材を設けるとともに、前記外側背圧室側の弁室
   に前記第一通路を開閉する弁体と、同弁体を付勢する第
   二の弾性部材を設けてなることを特徴とするスクロール
   圧縮機。
2. 【請求項２】 前記電動機室が高圧の場合、前記仕切体
   に圧力を加え押圧すると同時に、前記第二の弾性部材の
   弾性力により前記仕切体を前記吸入室側に押圧し、同吸
   入室と前記外側背圧室との圧力差に応じて前記弁体を開
   き、前記電動機室が低圧の場合、前記第一の弾性部材の
   弾性力および吸入圧が、前記第二の弾性部材の弾性力に
   抗して前記仕切体を前記外側背圧室側に押圧し、同外側
   背圧室と前記吸入室の圧力差が所定値以上のとき、前記
   弁体を開いてなることを特徴とする請求項１記載のスク
   ロール圧縮機。
3. 【請求項３】 前記外側背圧室を中間圧力にしてなるこ
   とを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
4. 【請求項４】 前記外側背圧室と前記内側背圧室をシー
   ル材により区画してなることを特徴とする請求項１記載
   のスクロール圧縮機。
5. 【請求項５】 前記シール材を前記旋回スクロールの旋
   回駆動軸背面に設けてなることを特徴とする請求項１ま
   たは４記載のスクロール圧縮機。
6. 【請求項６】 前記第一の弾性部材および前記第二の弾
   性部材にスプリングを用いてなることを特徴とする請求
   項１記載のスクロール圧縮機。
7. 【請求項７】 前記弁体を平板で形成してなることを特
   徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
8. 【請求項８】 前記弁体を球体で形成してなることを特
   徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
9. 【請求項９】 前記弁体を円錐体で形成してなることを
   特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
10. 【請求項１０】 前記弁に樹脂等の静音性を持った材料
    を用いてなることを特徴とする請求項１、７、８または
    ９記載のスクロール圧縮機。
11. 【請求項１１】 前記外側背圧室と前記吐出室を絞り機
    構を介して連通孔により連通してなることを特徴とする
    請求項１記載のスクロール圧縮機。
12. 【請求項１２】 前記絞り機構がメインフレームに設け
    た細孔からなることを特徴とする請求項１または１１記
    載のスクロール圧縮機。
13. 【請求項１３】 前記絞り機構が前記メインフレームに
    交換可能に設けたノズルからなることを特徴とする請求
    項１または１１記載のスクロール圧縮機。
14. 【請求項１４】 前記仕切体を断面略凹状に形成してな
    ることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。