JP2007211702A - 横置き型スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】背圧領域及び吸入領域の雰囲気が一様ではない場合であっても、背圧領域において意図する背圧が設定されないおそれを低減することができる横置き型スクロール圧縮機の提供にある。
【解決手段】横置き型スクロール圧縮機１０において、可動基板と背面固定壁の間に背圧領域と吸入圧領域を遮断する環状シール部材３４が介在され、環状シール部材３４に背圧領域と吸入圧領域とを連通する複数の溝部３４ａ〜３４ｄが設けられ、
溝部３４ａ〜３４ｄは環状シール部材３４の端面において径方向に形成された細溝であり、互いに最も離れた溝部３４ａ〜３４ｄについて、環状シール部材３４の円周長上における溝部間の最短周上距離が環状シール部材３４の円周長の３分の１以上に設定される。
【選択図】 図３

Description

この発明は、旋回スクロール体の旋回軸が水平となる横置き型スクロール圧縮機に関し、例えば、空調設備の冷凍回路の一部を構成する冷媒圧縮用の横置き型スクロール圧縮機に関する。

従来の横置き型スクロール圧縮機は、ハウジング内に固定された固定基板及び固定基板の正面に立設した固定渦巻壁を有する固定スクロール体と有している。
そして、固定渦巻壁に噛合する可動渦巻壁が可動基板の正面に立設される可動スクロール体と、固定渦巻壁及び可動渦巻壁の間に区画した圧縮室を有している。
さらに、この種のスクロール圧縮機では、ハウジング内に、可動スクロール体の正面と摺接する正面固定壁が固定基板に設けられている。
また、可動スクロール体の背面に摺接する軸支部材が設けられるとともに、可動スクロール体の背面に背圧領域が区画されている。
スクロール圧縮機は、可動スクロール体の旋回運動による圧縮室内の容積の減少及び移動により圧縮性流体である冷媒を圧縮する。

ところで、この種のスクロール圧縮機では、可動スクロール体は圧縮室の圧力に応じたスラスト方向の力（正圧力）の作用を受ける。
圧縮室の圧力が高圧になるにつれて正圧力も大きくなり、正圧力が増大すると可動スクロール体における摺動部位に対する負荷が多大となり、スクロール圧縮機の信頼性を損なう要因となる。

そこで、従来では、特許文献１に開示されてスクロール圧縮機のように、吐出圧領域と背圧領域を接続する導入通路を設けられ、この導入通路は可動スクロール体と正面固定壁との摺動部分を経由する構成を採用している。
そして、摺動部分のクリアランス（隙間）が、正面固定壁に対する可動スクロール体の接離方向への変位に応じて変化することにより、クリアランスにおけるガスの通過断面積が変更されて背圧領域における圧力が調節される。

例えば、圧縮室内の圧力が低くなり、可動スクロール体に作用する正圧力が背圧領域の圧力によるスラスト方向の力（背圧力）を下回ると、可動スクロール体は背圧力により、正面固定壁に接近する方向へ変位される。
つまり、可動スクロール体と正面固定壁との摺動部分のクリアランスが最小となり、クリアランスにおける吐出圧領域からのガスの導入が妨げられ、背圧領域の圧力は下降傾向となる。

逆に、圧縮室内の圧力が高くなり、可動スクロール体に作用する正圧力が背圧力を上回ると、可動スクロール体は正圧力により正面固定壁から離間する方向へ変位される。
このため、可動スクロール体と正面固定壁との隙間（クリアランス）が最大となり、最大開度のクリアランスへ冷媒の導入が促進され、背圧領域の圧力は上昇傾向となる。

また、別の従来技術として、特許文献２に開示されたスクロール圧縮機を挙げることができる。
このスクロール圧縮機は縦置き型であり、ハウジング内の背圧領域を２つの空間に分割するシール部材が設けられている。
シール部材は、固定スクロール体及び可動スクロール体との摺動部分に潤滑油を供給する溝を有している。
シール部材の溝の数、幅、深さを調節することにより潤滑油の供給量を制御することができるとしている。
特開２００５−１８０３４５号公報 特開平８−１２１３６６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された横置き型スクロール圧縮機では、背圧領域及び吸入圧領域の雰囲気が液となったり、ミスト又はガスの状態となったりすることがある。
これは、横置き型のスクロール圧縮機では、背圧領域及び吸入圧領域の雰囲気が上下方向において一様とならないという実情がある。
通常、背圧領域及び吸入圧領域の上部の雰囲気はガスになりがちであり、上部に対して下部では液あるいはミストになりがちである。
背圧領域及び吸入圧領域の雰囲気が一様でないと、背圧領域において吐出圧に応じた背圧を実現することができず、過度な背圧が生じたり背圧の不足を招く場合がある。
背圧領域において過剰な背圧が生じる場合、摺動部分における摩擦力が増大し、摩擦力の増大は動力損失の拡大を招き、また、背圧が不足すると圧縮室から媒体の漏れが生じて圧縮不良を招き、圧縮機としての性能が低下する。
特に、背圧領域と吸入領域に通路を設けて背圧を制御するようにしても、通路が下部に対応する箇所にのみ存在する場合は、通路における潤滑油や冷媒液の液詰り等により摺動部分の摩擦力増大や圧縮不良を招く可能性が高くなる。
このように、従来の横置き型のスクロール圧縮機では、導入通路の雰囲気が一様ではない場合、背圧領域において意図する背圧が設定されないおそれがあるという問題がある。

一方、特許文献２に記載されたスクロール圧縮機では、シール材に溝を設けるようにしているものの、この種のスクロール圧縮機は縦置き型であって、横置き型スクロール圧縮機における背圧領域及び吸入圧領域の雰囲気に関する問題は存在しない構成である。
さらに言うと、この技術におけるシール材の溝は、吸入圧領域と背圧領域を連通する溝ではなく、シール材の溝を介して背圧領域の背圧を制御する思想は開示されていない。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、背圧領域及び吸入領域の雰囲気が一様ではない場合であっても、背圧領域において意図する背圧が設定されないおそれを低減することができる横置き型スクロール圧縮機の提供にある。

上記課題を達成するため、本発明は、ハウジング内に固定された固定基板及び該固定基板の正面に立設した固定渦巻壁を有する固定スクロール体と、前記固定渦巻壁に噛合する可動渦巻壁が可動基板の正面に立設される可動スクロール体と、前記固定渦巻壁と可動渦巻壁との間に区画した圧縮室を有し、可動基板の背面と摺接する背面側摺接体が設けられ、前記可動基板の背面に背圧領域が区画され、背圧領域と吐出圧領域は導入通路を介して連通され、前記背圧領域と別に吸入圧領域が区画され、前記可動スクロール体の旋回運動による前記圧縮室内の容積の減少及び移動により圧縮性流体を圧縮する横置き型スクロール圧縮機において、前記可動基板と前記背面側摺接体との間に前記背圧領域と前記吸入圧領域を遮断する環状シール部材が介在され、前記環状シール部材は、前記背圧領域と前記吸入圧領域とを連通する複数の溝部を有し、前記溝部は、前記環状シール部材の端面において径方向に形成された細溝であり、互いに最も離れた前記溝部について、前記環状シール部材の円周上における該溝部間の最短周上距離が前記環状シール部材の円周長の３分の１以上に設定されることを特徴とする。

本発明によれば、環状シール部材が背圧領域と前記吸入圧領域を遮断する一方、シール部材に設けられた複数の溝部により背圧領域と吸入圧領域とを連通される。
溝部は絞り機能を有する細溝であり、背圧領域よりも低圧の吸入圧へ背圧領域の媒体を流すことで、背圧領域の背圧が調整される。
環状シール部材に溝部が設けられ、互いに最も離れた前記溝部について、環状シール部材の円周長上における溝部間の最短周上距離が３分の１以上に設定されることで、背圧領域や吸入圧領域の雰囲気が一様ではない状況で、可動スクロール体の公転運動に伴い環状シール部材が周方向に移動したとしても、いずれかの溝部が絞りとして機能する。
例えば、背圧領域及び吸入圧領域の雰囲気が下部で液、上部でガスの場合、下部に対応する溝部が液等により詰った状態でもガスに対応する上部の溝部の絞りにより背圧領域の背圧が適切に制御される。

また、上記の横置き型スクロール圧縮機において、前記溝部は、微小間隔にて配設された複数の細溝から構成されてもよい。
この場合、微小間隔にて配設した複数の細溝が、シール部材の溝部を構成することにより、シール部材の溝部における強度低下を抑制しつつ、溝部の幅を実質的に自由に設定することができる有利性が存在する。

また、上記の横置き型スクロール圧縮機において、前記可動基板と前記背面側摺接体の間に前記環状シール部材より径が小さく設定された第２環状シール部材を介在させ、前記第２環状シール部材は、前記背圧領域と前記吸入圧領域とを連通する複数の第２溝部を有するようしてもよい。
この場合、環状シール部材と第２環状シール部材に溝部が設けられるから、それぞれの溝部を通じて背圧領域の背圧を制御し、背圧領域において意図する背圧が設定されないおそれをより確実に低減することができる。

また、上記の横置き型スクロール圧縮機において、前記吐出圧領域にオイルセパレータが設けられ、前記導入通路は該オイルセパレータに回収された油分の通過を許容するようにしてもよい。
この場合、吐出圧領域にはオイルセパレータにより分離された潤滑油が貯留されるため、背圧領域及び吸入圧領域の雰囲気はより一様となり難い条件となるが、背圧領域において意図する背圧が設定されないおそれをより低減する効果がより顕著となる。

本発明によれば、背圧領域及び吸入領域の雰囲気が一様ではない場合であっても、背圧領域において意図する背圧が設定されないおそれを低減することができる横置き型スクロール圧縮機を提供することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る横置き型スクロール圧縮機について説明する。
この実施形態の横置き型スクロール圧縮機（以下、単に「圧縮機」と表記する。）は、車載空調装置の冷凍回路の一部を構成する圧縮機である。
冷凍回路に使用される圧縮性流体としての冷媒は二酸化炭素を使用している。
図１は、第１の実施形態に係る圧縮機の縦断面図であり、図２は圧縮機の要部を拡大して示す拡大縦断面図であり、図３は環状シール部材を示す斜視図であり、図４は図１におけるＡ−Ａ線の矢視図である。

図１に示すように、第１の実施形態の圧縮機１０のハウジング１１は、第１ハウジング体１２と第２ハウジング体１３を接合して固定することにより形成されている。
第１ハウジング体１２は、有底筒状の形態を呈しており、第１ハウジング体１２の底部１２ａは図１における左側に配置されている。
第２ハウジング体１３は、隔壁１３ａにより区画された複数の空間部を有する蓋状体であり、第１ハウジング体１２における開口側の端部を覆っている。

第１ハウジング体１２における底部１２ａの内壁中央部には、環状の軸受用リブ１２ｂが開口側へ向けて形成されている。
第１ハウジング体１２の開口側の端部付近には、軸支部材１４が収容固定されている。
軸支部材１４は、挿通孔１５ａ及び軸受収容部１５ｂを有する円筒部１５と、円筒部１５の第１ハウジング体１２の開口側から拡径して形成されたフランジ部１６を有する。
フランジ部１６の外周部は、第１ハウジング体１２の内周壁と密接嵌合されている。
このため、第１ハウジング体１２内の空間部は、軸支部材１４により底部１２ａ側の空間部と開口側の空間部に２分割されている。

第１ハウジング体１２の内部には、回転軸１７が収容されている。
回転軸１７の一方の軸端は、軸受用リブ１２ｂ内に装着される軸受１８により回転自在に支持され、他方の端部付近は、軸支部材１４の軸受収容部に収容される別の軸受１９により回転自在に支持されている。
第１ハウジング体１２の底部１２ａ側の空間部はモータ室２０を構成し、モータ室２０の内周壁に沿ってステータ２１が固定されている。
モータ室２０における回転軸１７には、ステータ２１内に収容されるロータ２２が固定されている。
このように、ステータ２１及びロータ２２により圧縮機１０における電動モータが構成され、ステータ２１への電力供給により、ステータ２１と回転軸１７の一体的な回転を実現している。

ところで、第１ハウジング体１２における開口側の空間部には、固定スクロール体２５が収容され、固定スクロール体２５は軸支部材１４よりも第１ハウジング体１２における開口端側に位置するように、第１ハウジング体１２に固定されている。
そして、固定スクロール体２５と軸支部材１４の間には、回転軸１７の回転により旋回する可動スクロール体３５が配置される。
固定スクロール体２５について説明すると、固定スクロール体２５は、円盤状の固定基板２６と、固定基板２６の正面において外周縁付近に立設された外周壁２７と、外周壁２７の内径側において固定基板２６に立設した固定渦巻壁２８から構成されている。
この発明では、固定基板２６において、可動スクロール体３５を臨む面を固定基板２６若しくは固定スクロール体２５の正面としている。
従って、図１に示すように、外周壁２７及び固定渦巻壁２８は固定基板２６の正面に立設されている。
固定渦巻壁２８の先端には、シール部材２９が装着されている。
外周壁２７の先端は、軸支部材１４におけるフランジ部１６の外周付近と接合されている。

ところで、回転軸１７の開口側の端部には、回転軸１７の軸芯Ｐに対して偏芯する軸芯Ｑを持つ偏芯軸３０が設けられている。
偏芯軸３０には円筒状のブシュ３１が嵌挿され、ブシュ３１の外周には偏芯用軸受３２の内輪が装着されている。
偏芯用軸受３２の外輪には可動スクロール体３５が支持されている。
ブシュ３１にはバランサ３３が設けられており、バランサ３３は、軸芯周りにおける可動スクロール体３５の偏在による回転軸１７の偏りを緩和するための部材である。

可動スクロール体３５は、円盤状の可動基板３６と、可動基板３６の背面外周縁付近に立設された外周壁３７と、可動基板３６の正面において外周壁３７の内径側に立設した可動渦巻壁３８と、偏芯用軸受３２の外輪を収容する軸受収容部３９とを有する。
この発明では、固定スクロール体２５を臨む可動基板３６の一方の面を可動基板３６若しくは可動スクロール体３５の正面としている。
従って、図１に示すように、可動渦巻壁３８は可動基板３５の正面に立設されている。
可動渦巻壁３８の先端には、シール部材４０が装着されている。
この実施形態では、可動基板３６の背面の最外周から立設される環状の外周壁３７が設けられており、外周壁３７の先端は軸支部材１４のフランジ部１６と摺動自在に当接する。
従って、軸支部材１４は、可動スクロール体３５に対する背面側摺接体に相当する。
可動スクロール体３５における外周壁３７の先端部には環状シール部材３４が装着されている。
環状シール部材３４については後に詳しく説明する。

可動スクロール体３５における可動渦巻壁３８と固定スクロール体２５における固定渦巻壁２８は互いに噛合されている。
そして、可動渦巻壁３８の先端は固定基板２６に対して当接し、固定基板２６に対して摺動自在である。
他方、固定渦巻壁２８の先端は可動基板３６に対して同様に摺動自在に当接している。
このため、固定スクロール体２５と可動スクロール体３５との間には、固定基板２６、可動基板３６、固定渦巻壁２８及び可動渦巻壁３８により圧縮室４１が区画されている。
可動基板３６の背面と、軸支部材１４のフランジ部１６との間には、可動スクロール体３５の自転回避手段としてのピン４２が複数設けられている。

固定スクロール体２５の外周壁２７と、可動スクロール体３５の外周壁３７と、軸支部材におけるフランジ部１６により、吸入圧領域である吸入室４３が区画されている。
軸支部材１４のフランジ部１６には、吸入室４３とモータ室２０を連通する吸入通路４４が設けられている。
第１ハウジング体１２には、モータ室２０と連通する吸入口４５が形成されており、吸入口４５は外部冷媒回路の低圧側と接続されている。
このため、圧縮機１０が運転されると、低圧の冷媒は、吸入口４５、モータ室２０、吸入通路４４を通じて吸入室４３へ導入される。
従って、この実施形態では、モータ室２０及び吸入室４３は吸入圧領域に相当する。

一方、前記ハウジング１１における第２ハウジング体１３には、吐出室４８と、油分離室４９、油回収室５０が区画されている。
固定スクロール体２５における中心部には吐出孔２６ａが形成され、吐出室４８を臨む吐出孔２６ａの出口側にはリード式の逆止弁４６が設けられている。
この実施形態では、第２ハウジング体１３と固定スクロール体２５の間に区画部材４７が介在されており、区画部材４７は、第２ハウジング体１３の隔壁１３ａとともに、吐出室４８と油回収室５０を区画する手段を構成している。
吐出室４８と油分離室４９は隔壁１３ａにより区画され、油分離室４９と油回収室５０も隔壁１３ａにより区画されている。
隔壁１３ａは吐出室４８と油分離室４９を連通する通路５１と、油分離室４９と油回収室５０を連通する通路５２を有する。

油分離室４９には、オイルセパレータ５３が備えられており、吐出圧の冷媒に含まれる潤滑油を回収することができるように図られている。
オイルセパレータ５３は外部冷媒回路の高圧側と接続されている。
オイルセパレータ５３により分離された潤滑油は、通路５２を通じて油分離室４９の潤滑油を油回収室５０へ供給することができるものとなっている。
このため、圧縮機１０が運転されると、圧縮された高圧の冷媒は、吐出孔２６ａ、吐出室４８、油分離室４９、オイルセパレータ５３を通じて外部冷媒回路へ導出される。
なお、吐出室４８と、油分離室４９と、油回収室５０は吐出圧領域に相当する。

次に、可動スクロール体３５に作用させる背圧の調整について説明する。
区画部材４７は、油回収室５０から固定基板２６の背面における外周付近まで貫通する区画側通孔５５を有している。
通孔５５の油回収室５０側はフィルタ５６で覆われており、油回収室５０から通孔５５へ流れる潤滑油中の異物を分離するためのものである。
一方、固定スクロール体２５の外周付近には、区画側通孔５５と接続される固定側通孔５７が形成され、固定側通孔５７は固定基板２６の背面から正面へ貫通している。
固定基板２６の正面における外周付近（外周壁２７の内径側）には、正面固定壁２６ｂが形成され、固定側通孔５７は正面固定壁２６ｂに達している。

固定側通孔５７の正面固定壁２６ｂにおける開口は、可動スクロール体３５における可動基板３６の正面外周付近を臨んでいる。
可動基板３６の正面外周付近は、固定基板２６の正面の外周付近である正面固定壁２６ｂと摺接している。
可動基板３６と固定基板２６における正面固定壁２６ｂとの間には微小な隙間（クリアランス）が設定されている。
この隙間は、旋回する可動スクロール体３５の軸芯Ｐ方向の僅かな移動を実現する隙間を構成している。
図２に示すように、固定基板２６における固定側通孔５７の開口と吸入室４３とを遮断するチップシール５８と、固定側通孔５７の開口と圧縮室４１を遮断する別のチップシール５９が設けられている。

正面固定壁２６ｂに対向する可動基板３６の正面の外周付近には、隙間（クリアランス）から可動基板３６の背面に貫通する可動側通孔６０が形成されている。
可動基板３６の背面を臨む可動側通孔６０の開口は外周壁３７の内側に位置する。
可動基板３６の外周壁３７の内側の空間部は、可動基板３６の背面と軸支部材１４の内壁面により区画される背圧領域としての背圧室６１を構成する。
背圧室６１とモータ室２０を隔絶する軸シール部材６２が、軸支部材１４の内壁面に装着された止め輪６３により保持されている。

このように、この実施形態の圧縮機では、油回収室５０から背圧室６１へ連通する導入通路が形成されている。
導入通路は、吐出圧を利用した背圧調整のための通路であり、区画側通孔５５、固定側通孔５７と、固定基板２６における正面固定壁２６ｂと可動基板３６との間の微小な隙間（クリアランス）と、可動側通孔６０とから構成されている。

ところで、可動スクロール体３５における外周壁３７の先端は軸支部材１４におけるフランジ部１６と摺接し、外周壁３７の先端に環状の環状シール部材３４が装着されている点について既に言及した。
環状シール部材３４は、外周壁３７の先端面に刻設された装着溝３７ａに装着される。
この実施形態の環状シール部材３４は、弾性を有するゴム系材料により形成されており、図３に示すように、環状シール部材３４の円周において等間隔（環状シール部材３４の円周長を１／４に分割する間隔）に設けられた４個の溝部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを有する。
因みに、この溝部が設定される条件は、溝部の数が２以上であって、互いに最も離れた溝部（図３において、例えば溝部３４ａに対して最も離れた溝部は３４ｃであり、３４ｂに対して最も離れた溝部は３４ｄである）について、環状シール部材３４の円周上における溝部間の最短周上距離が環状シール部材３４の円周長の３分の１以上に設定され、かつ、最長周上距離が環状シール部材３４の円周長の３分の２以内に設定されていればよい。
溝部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄは、径方向に横断する細溝であり、これらの細溝は背圧室６１と吸入室４３を連通する。
溝部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの深さは、固定基板２６の正面固定壁２６ｂと可動基板３６との間に設定される隙間に対応した深さに設定されている。
溝部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの溝幅は、背圧室６１と吸入室４３との関係において絞りの機能を保つように設定されている。

このように構成されたシール部材３４は、可動スクロール体３５に装着された状態では、溝部３４ａ〜３４ｄのいずれかが背圧室６１及び吸入室４３における上部と下部を臨む状態となる。
つまり、背圧室６１と吸入室４３の上部付近を連通する細溝と、両室の下部付近を連通する細溝が存在する。
背圧室６１及び吸入室４３の雰囲気が一様でない場合でも、例えば、図３に示す場合では、上部と下部に位置する溝部３４ａ、３４ｃが存在することにより、液詰りを生じることが殆どない上部の溝部３４ａと、中間部に存在する溝部３４ｂ、３４ｄを介して背圧を調整し、背圧室６１において意図する背圧が設定されないおそれを低減する。
また、環状シール部材３４を装着する可動スクロール体３５が軸支部材１４と摺接しつつ旋回するが、環状シール部材３４において等間隔に４個の溝部３４ａ〜３４ｄを設けたことにより、環状シール部材３４が装着溝３７ａに沿って移動しても、背圧室６１と吸入室４３の上部付近を連通する溝部３４ａ〜３４ｄの少なくとも一つと、両室の下部付近を連通する溝部３４ａ〜３４ｄの少なくとも一つが存在する。

なお、この実施形態における背圧室６１及び吸入室４３の上部とは、図４に示すように、横置きされた圧縮機１０の高さ方向において圧縮機１０の頂部から下方へ向けて約４分の１の領域を指し、下部とは圧縮機１０の底部から上方へ向けて約４分の１の領域を指している。
背圧室６１及び吸入室４３の上部は、冷媒がガス状態にあり、環状シール部材３４の溝部３４ａ〜３４ｄが液詰り等を生じ難い領域である。
背圧室６１及び吸入室４３の下部は、冷媒がミストや液として存在する可能性が高いほか、潤滑油が溜まりやすく、環状シール部材３４の溝部３４ａ〜３４ｄが液詰り等を起しやすい領域である。

次に、この圧縮機１０の作用について説明する。
圧縮機１０における電動モータに電力が供給されるとロータ２２と回転軸１７が一体的に回転される。
回転軸１７の回転に伴い、可動スクロール体３５が自転を回避しつつ旋回し、圧縮室４１への冷媒の吸入と圧縮を行う。
吸入行程では、低圧の冷媒は、外部冷媒回路から吸入口４５、モータ室２０、吸入通路４４を通じて吸入室４３へ導入される。
圧縮行程では、圧縮室４１内の容積が減少されることにより冷媒が圧縮され、圧縮された高圧の冷媒は逆止弁４６を開き、吐出孔２６ａ、吐出室４８、油分離室４９、オイルセパレータ５３を通じて外部冷媒回路へ導出される。
オイルセパレータ５３では冷媒中の潤滑油が分離され油回収室５０へ回収される。

油回収室５０は吐出圧領域の一部であり、油回収室５０の冷媒は導入通路を通じて背圧室６１へ導入される。
背圧室６１の冷媒は、環状シール部材３４の溝部を通じて吸入室４３へ導出される。
背圧室６１の圧力は、導入通路を通じた油回収室５０からの冷媒の導入量と、環状シール部材３４の溝部３４ａ〜３４ｄを通じた冷媒の導出量のバランスにより決定される。

可動スクロール体３５は、背圧室６１の背圧に応じて、固定スクロール体２５へ押し付けられるスラスト方向の付勢力を受けるほか、圧縮室４１内の冷媒圧力に応じて、軸支部材１４へ押し付けられるスラスト方向の付勢力を受ける。
背圧による付勢力（背圧力）と、冷媒圧力による付勢力（圧縮力）は互いに逆方向の向きに作用する力である。
このため、背圧力と正圧力のバランスに応じて、固定スクロール体２５に対する可動スクロール体３５の軸芯方向の相対位置が決定される。

例えば、圧縮室４１内の圧力が低下し、圧縮力が背圧力を下回ると、可動スクロール体３５は背圧力により、可動基板３６が軸支部材１４から離れる向きに変位される。
可動スクロール体３５が軸支部材１４から離れると、固定基板２６における正面固定壁２６ｂと可動基板３６との隙間が最小（隙間無し）となる。
図５（ａ）に示すように、正面固定壁２６ｂと可動基板３６との隙間が最小となると、導入通路の一部を構成する隙間において吐出圧の冷媒の通過が妨げられる。
これにより、背圧室６１に対して吐出圧の冷媒が導入されなくなる。
可動基板３６が軸支部材１４から離れる方向へ変位されることにより、逆に、可動基板３６の外周壁３７と軸支部材１４との間には隙間が得られる。
この隙間は、可動基板３６の変位前の固定基板２６と可動基板３６との隙間が最小となることにより生じる隙間である。

可動基板３６の外周壁３７と軸支部材１４との間には、環状シール部材３４が設けられているから、隙間が生じても溝部３４ａ〜３４ｄのみ背圧室６１と吸入室４３を連通する状態となる。
背圧室６１よりも吸入室４３の圧力が低いことから、背圧室６１の冷媒が溝部３４ａ〜３４ｄによる絞りを受けながら吸入室４３へ逃がされる。
このため、背圧が低下して可動スクロール体３５を固定スクロール体２５へ押して付ける背圧力も下降する。
このとき、背圧室６１及び吸入室４３の上部と下部の雰囲気が一様でない場合、例えば、上部の雰囲気がガスで下部の雰囲気が液であることがある。
この場合、下部に位置する溝部３４ａ〜３４ｄのいずれかが冷媒液が詰るなどして絞りとしての機能を果たさなくても、上部に位置する溝部３４ａ〜３４ｄのいずれかが絞り機能を果たしつつ背圧室６１の圧力を調整する。

一方、圧縮室４１の圧力が上昇し、圧縮力が背圧力を上回ると、可動スクロール体３５は、圧縮力の作用により可動基板３６を固定基板２６から離す方向へ変位される。
その結果、図５（ｂ）に示すように、可動基板３６の外周壁３７と軸支部材１４が隙間無く当接され、可動基板３６の外周壁３７と軸支部材１４との間を冷媒が通ることができなくなる。

他方、可動スクロール体３５における正面と固定スクロール体２５における正面固定壁２６ｂとの間には隙間が生じる。
両スクロール体２５、３５の正面間において、隙間が生じるときにチップシール５８、５９により区画された空間は導入通路の一部であり、吐出圧の冷媒が導入通路を通じて背圧室６１へ導入される。
これにより、背圧室６１の圧力が上昇して可動スクロール体３５を固定スクロール体２５へ押し付ける背圧力が上昇する。
背圧力の上昇により、可動基板３６の外周壁３７と軸支部材１４との当接圧が軽減され、可動基板３６の背面側における摩擦力が低減される。
摩擦力の軽減により動力損失が軽減でき、動力損失の軽減は圧縮機１０の性能の向上に寄与する。

また、背圧力が上昇することにより、固定スクロール体２５に対する可動スクロール体３５の密着度が向上する。
可動スクロール体３５と固定スクロール体２５との密着度が向上することにより、圧縮室４１からの冷媒漏れを防止する。
冷媒漏れの防止は圧縮効率を向上させ、圧縮効率の向上は圧縮機１０の性能の向上に寄与する。

このように、可動スクロール体３５は、背圧室６１の圧力に基づく背圧力が、圧縮室４１内の圧力に基づく圧縮力に応じた好適な大きさとなるように、可動基板３６の正面と軸支部材１４との間の隙間を変化させて、背圧室６１内の圧力を制御する。
背圧室６１内の圧力が制御されることにより可動スクロール体３５の旋回運動に伴う摺動抵抗の低減と、圧縮室４１の密閉度の向上による圧縮効率の向上を図ることができる。

この実施形態に係る圧縮機１０によれば以下の効果を奏する。
（１）環状シール部材３４が背圧室６１と吸入室４３を遮断する一方、環状シール部材に設けられた複数の溝部３４ａ〜３４ｄにより背圧室６１と吸入室４３とを連通される。溝部３４ａ〜３４ｄは絞り機能を有し、背圧領域よりも低圧の吸入室へ背圧室の媒体を流すことで、背圧室６１の背圧を吐出圧に応じて調整する。環状シール部材３４に複数の溝部３４ａ〜３４ｄが設けられることで、背圧室６１や吸入室４３の雰囲気が一様ではない場合であっても、溝部３４ａ〜３４ｄのいずれかが絞りとして適切に機能する。例えば、背圧室６１及び吸入室４３の雰囲気が下部で液、上部でガスの場合、下部に対応する溝部３４ａ〜３４ｄのいずれかが液等により詰った状態でもガスに対応する上部の溝部３４ａ〜３４ｄのいずれかの絞りにより背圧室６１の背圧が適切に制御される。

（２）吐出圧領域にはオイルセパレータ５３により分離された潤滑油が貯留されるため、背圧室６１及び吸入室４３の雰囲気はより一様となり難い条件となるが、背圧室６１において意図する背圧が設定されないことを低減する効果がより顕著となる。
（３）環状シール部材３４を用いるだけで、背圧室６１の背圧の制御を行うことができるという簡便性が存在する。また、環状シール部材３４は溝部３４ａ〜３４ｄを設けるだけでよく、環状シール部材３４の構造も簡単で製作しやすい。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る圧縮機について図６に基づき説明する。
この実施形態の圧縮機は第１の実施形態と同様の横置き型スクロール圧縮機である。
この実施形態の圧縮機は、可動スクロール体と軸支部材との間にのみ、背圧室が設定される圧縮機である。
図６は第２の実施形態に係る圧縮機の要部を示す拡大縦断面図である。

この実施形態の圧縮機７０の基本構造は、第１の実施形態と同様であることから、圧縮機７０において共通する構成の説明は第１の実施形態の説明を援用する。
図６に示すように、有底筒状の第１ハウジング体７２は、蓋状の第２ハウジング体７３と接合されている。
第１ハウジング体７２内の空間部は軸支部材７４により区画され、第１ハウジング体７２の底部側の空間部はモータ室７５となっている。

第１ハウジング体７２の開口側の端部付近には固定スクロール体７６が収容固定されており、固定スクロール体７６は、固定基板７７と、固定基板７７の正面に立設された固定渦巻壁７８と、固定基板７７の正面の最外周付近に立設された外周壁７９を有する。
固定基板７７の背面側である第２ハウジング体７３内の空間部は、吐出圧領域としての吐出室８０が形成されている。
固定スクロール体７６と軸支部材７４の間には、可動スクロール体８１が配置されている。
因みに軸支部材７４は可動スクロール体８１に対する背面側摺接体に相当する。

可動スクロール体８１は、回転軸（図示せず）の偏芯軸（図示せず）に旋回自在に支持されている。
可動スクロール体８１は、可動基板８２と、可動基板８２の正面に立設された可動渦巻壁８３を有する。
可動スクロール体８１と固定スクロール体７６の噛合により圧縮室８５が形成されている。
固定基板７７における外周壁７９と可動基板８２の外周面の間には吸入圧領域としての吸入室８６が形成されている。
吸入室８６は、外周壁７９及び第１ハウジング体７２をともに貫通する吸入口９６を通じて外部冷媒回路に接続されている。

可動渦巻壁８３の先端が固定基板７７の正面と摺接し、その先端にはチップシール８７が装着され、固定渦巻壁７８の先端も同様に可動基板８２の正面と摺接し、先端はチップシール８８が装着されている。

可動基板８２の正面において、圧縮室８５の径方向の外側である外周付近は、固定基板７７の正面における正面壁７７ａと摺接する。
固定基板７７の正面壁７７ａには凹部７７ｂが形成されており、凹部７７ｂの内径側と外側の正面壁７７ａには２個のチップシール８９が装着されている。

可動基板８２の背面において、吸入室８６の径方向の内側である外周付近は、軸支部材７４と摺接する。
軸支部材７４と摺接する可動基板８２の背面には環状の凹部８２ａが形成されており、凹部８２ａは背圧室を構成している。
凹部８２ａによる背圧室の内径側と外径側は、可動基板８２の背面と軸支部材７４が夫々摺接するが、可動基板８２における凹部８２ａの外径側には外径側環状シール部材９０が装着されている。

外径側環状シール部材９０は、背圧室である凹部８２ａと吸入室８６を連通する細溝からなる複数の溝部９０ａ（説明の便宜上、この実施形態では個々の溝部を区別しない。）を有する。
また、軸支部材７４において凹部８２ａに対応する内径側には内径側環状シール部材９１が装着されている。
内径側環状シール部材９１は、外径側環状シール部材９０に対する第２の環状シール部材に相当し、細溝からなる複数の溝部９１ａ（説明の便宜上、この実施形態では個々の溝部を区別しない。）を有し、内径側環状シール部材９１は第２溝部としての溝部９１ａにより、凹部８２ａとモータ室７５との連通を可能としている。
両環状シール部材９０、９１は、径の大小の差が存在するほかは第１の実施形態の環状シール部材３４と同じ構成である。

ところで、固定基板７７は、吐出室８０と凹部７７ｂを連通する固定側通孔９２を有する。
固定側通孔９２の吐出室８０側の開口はフィルタ９４により覆われている。
可動スクロール体８１における可動基板８２は、固定基板７７の凹部７７ｂ、可動基板８２の凹部８２ａと連通する可動側通孔９５を有する。
つまり、吐出室８０から凹部８２ａを連通する冷媒の導入通路が形成されており、換言すれば、導入通路は、固定基板７７の固定側通孔９２及び凹部７７ｂと、可動基板８２の可動側通孔９５により構成される。

この実施形態の圧縮機７０が運転されると、可動スクロール体８１が自転を回避しつつ旋回し、圧縮室８５への冷媒の吸入と圧縮を行う。
可動スクロール体８１は、背圧室の背圧に応じて、固定スクロール体７６へ押し付けられるスラスト方向の付勢力（背圧力）を受けるほか、圧縮室８５内の冷媒圧力に応じて、軸支部材７４へ押し付けられるスラスト方向の付勢力（圧縮力）を受ける。

例えば、圧縮室８５内の圧力が低下し、圧縮力が背圧力を下回ると、可動スクロール体８１は背圧力により、可動基板８２が軸支部材７４から離れる向きに変位される。
可動スクロール体８１が軸支部材７４から離れると、固定基板７７と可動基板８２との隙間が最小（隙間無し）となる。
固定基板７７と可動基板８２との隙間が最小となると、導入通路における吐出圧の冷媒の通過を妨げられ、背圧室である凹部８２ａに対して吐出圧の冷媒が導入されなくなる。
一方、可動基板８２と軸支部材７４との間には、可動基板８２の変位前の固定基板７７と可動基板８２との隙間に相当する隙間が得られることになる。

可動基板８２と軸支部材７４との間の凹部８２ａの外径側には外径側環状シール部材９０が設けられているから、隙間が生じても細溝９０ａのみが凹部８２ａと吸入室８６を連通する状態となる。
また、内径側においては、内径側環状シール部材９１の溝部９１ａがモータ室７５と連通する空間部と凹部８２ａを連通する。
凹部８２ａよりも吸入室８６及びモータ室７５の圧力が低いことから、溝部９０ａ、９１ａを通じて凹部８２ａの冷媒が絞りを受けながら逃がされ、背圧が低下して可動スクロール体８１を固定スクロール体７６へ押して付ける背圧力も下降する。
このとき、凹部８２ａの上部の雰囲気がガスであって下部の雰囲気が液である場合、各環状シール部材９０、９１における下部に位置する溝部９０ａ、９１ａが液により詰るなど、絞りとしての機能を果たさなくても、上部に位置する溝部９０ａ、９１ａが絞り機能を果たしつつ背圧室の圧力を調整する。

一方、圧縮室８５の圧力が上昇し、正圧力が背圧力を上回ると、可動スクロール体８１は正圧力により、可動基板８２を固定基板７７から離す方向へ変位される。
その結果、可動基板８２と軸支部材７４が隙間無く当接され、可動基板８２の外周壁と軸支部材７４との間を冷媒が通ることができなくなる。
他方、可動スクロール体８１における正面と固定スクロール体７６における正面との間には隙間が生じる。
両スクロール体７６、８１の正面の間の凹部７７ｂにおいて、チップシール８９により区画された隙間は導入通路の一部であり、吐出圧の冷媒が導入通路を通じて凹部８２ａへ導入される。
これにより、凹部８２ａの圧力が上昇して可動スクロール体７６を固定スクロール体８１へ押し付ける背圧力が上昇する。

凹部８２ａの上昇により、可動基板８２の外周壁と軸支部材７４との当接圧が軽減され、可動基板８２の背面側における摩擦力が低減される。
また、背圧力が上昇することにより、固定スクロール体７６に対する可動スクロール体８１の密着度が向上し、圧縮室８５からの冷媒漏れを防止する。

この実施形態の圧縮機によれば、第１の実施形態の圧縮機が奏する作用効果（１）を奏する。
さらに言うと、この場合、外径環状シール部材９０と内径環状シール部材９１による背圧領域としての凹部８２ａが形成され、それぞれのシール部材９０、９１に溝部９０ａ、９１ａが設けられるから、背圧領域において意図する背圧が設定されないおそれをより確実に低減することができる。

（環状シール部材の別例）
次に、環状シール部材の別例について説明する。
第１の実施形態では、環状シール部材３４の溝部である細溝をシール部材４０の円周上において等間隔となるように４個の溝部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを設けた。
図７（ａ）に示す環状シール部材１０１は、細溝である溝部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを設けた例である。
３個の溝部１０１ａ〜１０１ｃは互いに環状シール部材１０１の円周上において等間隔となるように配置されている。
隣合う溝部１０１ａ〜１０１ｃとの円周上の距離は、環状シール部材１０１の円周長の３分の１となっている。
この３個の溝部１０１ａ〜１０１ｃの配置によれば、例えば、１個の溝部１０１ａが背圧室及び吸入室の上部を臨む場合、残りの２個の溝部１０１ｂ、１０１ｃが両室の下部を臨むことになる。
この場合、背圧室及び吸入室の上部に溝部１０１ａが、下部に溝部１０１ｂ、１０１ｃが存在することにより、背圧室及び吸入室の雰囲気が一様でないことによる背圧制御の悪影響を低減することができる。

図７（ｂ）は、溝部としての５個の溝部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅが設けられた環状シール部材１０２の例であるが、特に各溝部１０２ａ〜１０２ｅ間の距離は等間隔ではない。
しかしながら、例えば、任意の溝部１０２ａから最も離れた溝部１０２ｄに対する円周上の最短距離が、環状シール部材１０２の円周長の３分の１以上に設定され、この溝部１０２ａ、１０２ｄ間の最長距離となる周上に別の溝部１０２ｅが配置されている。
このため、この例の溝部１０２ａ〜１０２ｅの配置によれば、背圧室及び吸入室の上部と下部に溝部１０２ａ〜１０２ｅいずれかが存在することになる。

図７（ｃ）は、溝部としての２個の溝部１０３ａ、１０３ｂが設けられた環状シール部材１０３の例であるが、周上における溝部１０３ａ、１０３ｂ間の最短距離と、最長距離はいずれも円周長の３分の１以上に設定されている。
このため一方の溝部１０３ａが背圧室及び吸入室の下部を臨む場合、他方の溝部１０３ｂは上部に位置することになる。
なお、両溝部１０３ａ、１０３ｂがほぼ同じ高さ、すなわち、圧縮機の中心付近の高さに位置する場合が考えられる。
しかし、少なくとも、下部に細溝１０３ａ、１０３ｂが存在しないことから、液やミストが細溝１０３ａに詰る可能性は殆どなく、背圧室及び吸入室の雰囲気が一様でないことによる背圧制御の悪影響を受ける可能性は極めて少ない。

図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、環状シール部材１０１〜１０３における溝部である溝部１０１ａ〜１０１ｃ、１０２ａ〜１０２ｅ、１０３ａ、１０３ｂは、複数個であって、任意の溝部から最も離れた溝部との周上における最短距離と、最長距離がいずれも円周長の３分の１以上に設定されていればよい。
さらに、好ましくは、溝部を３個以上設けるようにして、任意の溝部から最も離れた溝部との周上における最短距離を円周長の３分の１以上とするとともに、この溝部間の最長距離が設定される円周上に別の溝部を設けるようにすればよい。

（溝部の別例）
次に、環状シール部材の溝部の別例について説明する。
第１の実施形態では、環状シール部材３４において単一の細溝が溝部３４ａ〜３４ｄを実質的に構成するとした。
図８に示す溝部は径方向に刻設された３本の細溝１０５ａが互いに平行に配置された環状シール部材１０５の例である。
細溝１０５ａ間に軸支部材と当接する溝間当接面１０５ｂが形成されることにより、細溝１０５ａ付近の剛性が維持され、溝部の変形を防止することができる。
なお、溝部の断面形態は、四角溝に限らず、円弧溝、逆三角溝等、溝として機能することができる断面であれば、特に限定されない。

本発明は、上記した第１、第２の実施形態や変形例に限定されるものではなく例えば、以下のように、発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
○ 上記の第１、２の実施形態では、環状シール部材の４個の溝部は互いに環状シール部材の円周上において等間隔となるように配置したが、例えば、図７（ａ）〜図７（ｃ）の環状シール部材を採用してもよい。
○ 第２の実施形態では内径側環状シール部材を採用したが、溝部のないチップシールを用いてもよい。この場合、吸入室と背圧室を連通する外径側シール部材の溝部により背圧を制御する。
また、内径側環状シール部材の溝部と、外径側環状シール部材の構成を互いに異なるようにしていもよく、例えば、溝部の数、溝部を構成する細溝の数を異なるようにしてもよい。
○ 第１の実施形態では、背圧室とモータ室を隔絶する軸シール部材を設け、モータ室を吸入圧領域としたが、軸シール部材を設けずにモータ室を背圧領域とするようにしてもよい。この場合、吸入口をモータ室と連通させず、吸入通路を設ける必要がある。
○ 第１の実施形態では、オイルセパレータを設けて冷媒中の潤滑油を分離して回収し、回収された潤滑油を導入通路にのみ通し、環状シール部材の溝部は潤滑油の通過させるようにしたが、導入通路とは別の潤滑油を通す通路を設けてもよい。これにより、環状シール部材の溝部における液詰りを生じにくくすることができる。

第１の実施形態に係る横置き型スクロール圧縮機の縦断面図である。 横置き型スクロール圧縮機の要部を示す拡大縦断面図である。 環状シール部材を示す斜視図である。 図４は図１におけるＡ−Ａ線の矢視図である。 横置き型スクロール圧縮機の作用を説明する拡大縦断面図である。 第１の実施形態に係る横置き型スクロール圧縮機の要部を示す拡大縦断面図である。 環状シール部材における溝部の配置の別例を示す環状シール部材の正面図である。 溝部の別例を示す環状シール部材の要部斜視図である。

符号の説明

１０、７０ 横置き型スクロール圧縮機
１４ 軸支部材
２５、７６ 固定スクロール体
２６、７７ 固定基板
２６ｂ 正面固定壁
２７、７９ 外周壁
２８、７８ 固定渦巻壁
３４、１０１〜１０３ 環状シール部材
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、９０ａ、９１ａ、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０３ａ、１０３ｂ 溝部
３５、８１ 可動スクロール体
３６、８２ 可動基板
３７ 外周壁
３７ａ 装着溝
３８、８３ 可動渦巻壁
４１ 圧縮室
４３、８６ 吸入室
４８、８０ 吐出室
５０ 油回収室
５３ オイルセパレータ
５５ 区画側通孔
５７ 固定側通孔
６０ 可動側通孔
６１ 背圧室
８２ａ 凹部
９０ 外径環状シール部材
９１ 内径環状シール部材
Ｐ、Ｑ 軸芯

Claims (4)

1. ハウジング内に固定された固定基板及び該固定基板の正面に立設した固定渦巻壁を有する固定スクロール体と、前記固定渦巻壁に噛合する可動渦巻壁が可動基板の正面に立設される可動スクロール体と、前記固定渦巻壁と可動渦巻壁との間に区画した圧縮室を有し、可動基板の背面と摺接する背面側摺接体が設けられ、前記可動基板の背面に背圧領域が区画され、背圧領域と吐出圧領域は導入通路を介して連通され、前記背圧領域と別に吸入圧領域が区画され、前記可動スクロール体の旋回運動による前記圧縮室内の容積の減少及び移動により圧縮性流体を圧縮する横置き型スクロール圧縮機において、
   前記可動基板と前記背面側摺接体との間に前記背圧領域と前記吸入圧領域を遮断する環状シール部材が介在され、
   前記環状シール部材は、前記背圧領域と前記吸入圧領域とを連通する複数の溝部を有し、
   前記溝部は、前記環状シール部材の端面において径方向に形成された細溝であり、
   互いに最も離れた前記溝部について、前記環状シール部材の円周上における該溝部間の最短周上距離が前記環状シール部材の円周長の３分の１以上に設定されることを特徴とする横置き型スクロール圧縮機。
2. 前記溝部は、微小間隔にて配設された複数の細溝から構成されることを特徴とする請求項１記載の横置き型スクロール圧縮機。
3. 前記可動基板と前記背面側摺接体の間に前記環状シール部材より径が小さく設定された第２環状シール部材を介在させ、前記第２環状シール部材は、前記背圧領域と前記吸入圧領域とを連通する複数の第２溝部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の横置き型スクロール圧縮機。
4. 前記吐出圧領域にオイルセパレータが設けられ、前記導入通路は該オイルセパレータに回収された油分の通過を許容することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の横置き型スクロール圧縮機。

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