JP2692097B2 - スクロール気体圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はスクロール気体圧縮機の油インジェクション
通路に関する。 従来の技術 スクロール圧縮機は、吸入室がうず巻状の圧縮室の外
周部に有り、吐出ポートがうず巻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の場合には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。 しかし、特に気体を圧縮する場合などは圧縮部の洩れ
隙間を小さくするためにうず巻部の寸法精度を極めて高
くする必要があるが、部品形状の複雑さ、寸法精度のバ
ラツキなどにより、スクロール気体圧縮機のコストが高
く、性能のバラツキも大きいという問題があった。 そこで、この種の問題解決のための方策として、圧縮
途中の気体洩れ防止のために潤滑油膜を利用したシール
効果により、うず巻部寸法精度の適正化と圧縮機性能の
安定化を期待することが大きく、第14図に示すように吐
出室底部の潤滑油を圧縮途中の圧縮室に直接流入させる
構成が考えられている。 同図は密閉ケース701内の上部にモータ703を配置し、
下部に圧縮部を配置して密閉ケース内空間702を吐出室
とした構造で、吐出室底部の油溜710の潤滑油を固定ス
クロールに配設した各油吸い込み管722を介して対称配
置された圧縮途中の各油圧室723に直接流入させる構成
である（特開昭57−8386号公報）。 また、第15図に示す別の構成も考えられており、旋回
スクロール801の反圧縮室側に設けた背圧室817と圧縮室
809とを直接連通する絞り効果を有した導通孔818を旋回
スクロール801に設け、吐出室812に通じるモータ816下
部の油溜899の潤滑油をクランク軸807内に設けた主軸方
向の油孔719、920、921、クランク軸807と摺動する各軸
受の微小隙間を介して減圧し、中間圧力状態で背圧室81
7に供給の後、導通孔818を介して圧縮室809に流入さ
せ、圧縮室隙間の油膜密封に供させる。 一方、駆動軸807の上端部に導かれた吐出圧力相当の
潤滑油と背圧室817に供給された中間圧力状態の潤滑油
とで旋回スクロール801を固定スクロール802の側に押圧
し、圧縮室809の軸方向微小隙間を保持する。 また、背圧室817の潤滑油は、旋回スクロール801と固
定スクロール802との摺接面を潤滑しながら圧縮室809の
外側に配設された吸入室にも流入し、吸入気体と共に圧
縮室809に搬送されて圧縮室隙間の油膜密封に供される
構成である（特開昭59−110884号公報）。 発明が解決しょうとする問題点 しかしながら上記の第14図のような吐出圧力に等しい
密閉ケース内空間702の底部の油溜710の潤滑油を、圧縮
途中の圧縮室723に短い絞り通路を介して直接的に差圧
流入させる構成では、圧縮室723と油溜710とが常時直接
連通する構成のため、スクロール圧縮方式が吐出弁を要
することなく流体圧縮できる構成のために、閉サイクル
配管系に接続して運転するスクロール圧縮機の冷時起動
後しばらくの間は、圧縮室723よりも密閉ケース内空間7
02の油溜710の方が低圧力状態となり、圧縮室723の圧縮
途中気体が油溜710に逆流する。その結果、油溜710の潤
滑油が圧縮室723からの逆流気体によって拡散され、吐
出気体と共に圧縮機外部配管系に流出し、油溜710の潤
滑油不足が生じる。このため、圧縮機起動後しばらくし
て密閉ケース内空間702の圧力が上昇して圧縮室723の圧
力よりも高い状態になった場合でも、潤滑油が再び油溜
710に収集されるまでは圧縮室723への潤滑油供給による
圧縮室隙間の油膜密封効果も無く、逆に、密閉ケース内
空間702の気体が圧縮室723に流入して著しい圧縮効率の
低下や異常温度上昇、圧縮室異常圧力上昇などによる軸
受摺動部耐久性の低下を招くという問題があった。 また、上記の第15図のような圧縮室809と背圧室817と
を直接連通する構成では、上記の場合と同様に圧縮機冷
時起動直後しばらくの間は、圧縮機外部配管系に通じる
吐出室812の圧力が圧縮室809および圧縮室809に通じる
背圧室817よりも低圧状態となり、圧縮途中気体が導通
孔818、背圧室817、駆動軸807の軸受部隙間、主軸方向
の油孔719、720、721を経由して油溜に逆流し、上記の
場合と同様に油溜の潤滑油が拡散され、場合によっては
吐出気体と共に潤滑油が圧縮機外に流出する。また、背
圧室817と駆動軸807の軸受部に貯溜していた潤滑油も流
出し、冷時起動初期の背圧室817における摺動部潤滑と
駆動軸807の軸受部潤滑が不十分で耐久性低下の主要因
でもあった。 また、圧縮室809で液圧縮などが生じて異常圧力上昇
し圧縮負荷が急増した場合も、上記同様の潤滑油の流出
が生じると共に、導通孔818を介して圧縮室809に通じる
背圧室817も異常圧力上昇するので、旋回スクロール801
が固定スクロール802に強く押し付けられ、摺動面の摩
擦や摩耗による入力損失や潤滑油不足に基づく耐久性低
下を招くなどの問題があった。 なお、圧縮機を暖房運転冷凍サイクル配管系に組み込
み、一時的に暖房運転から除霜運転に切り替えた際に
も、圧縮機の吸入側が高圧状態に、吐出側が低圧状態に
なる場合もあり、吸入側または圧縮室809から背圧室817
に冷媒ガスが逆流して上記同様の潤滑油不足と耐久性低
下を招く。 そこで、本発明は、吐出室油溜から圧縮空間への給油
通路の一部に逆流防止手段を設けて圧縮空間からの逆流
を防止する一方、逆流気体の圧力によって軸方向に移動
が可能なスラスト軸受の軸方向コンプライアンス機構に
よる過負荷軽減作動を支援すべく構成することにより、
耐久性の向上を図ることを目的とするものである。 問題点を解決するための手段 上記問題を解決するために本発明のスクロール気体圧
縮機は、駆動軸を支承する主軸受を有する本体フレーム
と固定スクロールとの間に旋回スクロールが配置され、
旋回スクロールのラップ支持円板は、ラップ支持円板の
反圧縮室側を支持すべく本体フレームに設けられたスラ
スト軸受と固定スクロールの鏡板との間に油膜形成が可
能な微小隙間で配置され、スラスト軸受の隣接外周部に
はラップ支持円板を収納すべく鏡板と本体フレームとで
形成して吐出圧力が作用する吐出室油溜から圧力的に隔
離した外周部空間を配置すると共に、ラップ支持円板の
反圧縮室側で且つスラスト軸受から区画された内側に旋
回スクロールの背圧室を主軸受に隣接して設け、吐出室
油溜と圧縮空間とは背圧室と外周部空間を順次経由する
差圧給油通路で連通し、背圧室と外周部空間との間の油
路の途中に背圧室から外周部空間へのみの流入を許容す
る逆止弁装置を配置した構成において、軸方向に移動が
可能な前記スラスト軸受と本体フレームとの間に、スラ
スト軸受を固定スクロールの方向に付勢する付勢手段を
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が可能な軸方向微小隙間
を有して配置されるべく、スラスト軸受が旋回スクロー
ルの側へ移動する範囲を規制する手段を設けたスラスト
軸受の軸方向コンプライアンス機構を備え、外周部空間
の圧力がスラスト軸受を反圧縮室側に付勢すべく、スラ
スト軸受に外周部空間の壁面の一部を構成させたもので
ある。 作用 本発明は上記構成によって、吐出室油溜の潤滑油は外
周部空間を経由して圧縮空間に差圧給油され、その経路
途中の外周部空間内のスラスト軸受と鏡板の摺接面の潤
滑および圧縮室隙間の油膜密閉に供され、摩擦抵抗と圧
縮途中気体洩れを少なくすることができる。 また、圧縮空間が異常圧力上昇して、圧縮空間の気体
が背圧室と吐出室油溜に向かって逆流しょうとする時、
背圧室への気体逆流が阻止されると共に、外周部空間の
圧力上昇によってスラスト軸受が反圧縮室側に後退する
のを支援される。その結果、旋回スクロールが固定スク
ロールから軸方向に離反し易くなり、過圧縮軽減作用が
できる。 実施例 以下、本発明の実施例のスクロール圧縮機について、
図面を参照しながら説明する。 第１図において、１は鉄製の密閉ケースで、その内部
全体は吐出室２に連通する高圧雰囲気となり、上部にモ
ータ３、下部に圧縮部を配置し、モータ３の回転子3aに
固定された駆動軸４を支承する圧縮部の本体フレーム５
により密閉ケース１の内部がモータ室６と吐出室２とに
仕切られている。本体フレーム５は軽量化と軸受部の熱
発散を主目的とした熱伝導特性に優れたアルミニウム合
金製で、その外周部に溶接性に優れた鉄製ライナー８が
焼ばめ固定され、ライナー８の外周部が密閉ケース１に
全周内接し部分的に溶接固定されている。 モータ３の固定子3bの両端外周部は、密閉ケース１に
内接固定された軸受フレーム９と本体フレーム５によっ
て支持固定されている。駆動軸４は、軸受フレーム９に
設けられた上部軸受10、本体フレーム５の上端部に設け
られた下部軸受11、本体フレーム５の中央部に設けられ
た主軸受12、本体フレーム５の上端面とモータ３の回転
子3aの下部端面との間に設けられたスラスト玉軸受13と
で支持され、その下端部には駆動軸４の主軸から偏心し
た偏心軸受14（以下、旋回軸受と称する）が設けられて
いる。 本体フレーム５の下端面には、アルミニウム合金製の
固定スクロール15が固定され、固定スクロール15は渦巻
き状の固定スクロールラップ15aと鏡板15bから成り、鏡
板15bの中央部には固定スクロールラップ15aの巻き始め
部に開口する吐出ポート16が吐出室２にも開口して設け
られ、固定スクロールラップ15aの外周部には吸入室17
が設けられている。 固定スクロールラップ15aに噛み合って圧縮室を形成
する渦巻き状の旋回スクロールラップ18aと、駆動軸４
の旋回軸受14に支持された旋回軸18bとを直立させラッ
プ支持円板18cとから成るアルミニウム合金製の旋回ス
クロール18は、固定スクロール15と本体フレーム５と駆
動軸４とに囲まれて配置されており、旋回軸18bの外周
部に高張力鋼材料から成るスリーブ19が焼ばめ固定さ
れ、ラップ支持円板18cの表面は硬化処理されている。 本体フレーム５に固定された平行ピン19に拘束されて
軸方向にのみ移動が可能なスラスト軸受20と、固定スク
ロール15の鏡板15bとの間には、スペーサ21が設けら
れ、スペーサ21の軸方向寸法は油膜による摺動面のシー
ル性向上のためにラップ支持円板18cの厚さよりも約0.0
15〜0.020mm大きく設定されている。 駆動軸４の旋回軸受14の底部と旋回スクロール18の旋
回軸18bの端部との間の偏心軸受空間36とラップ支持円
板18cの外周部空間37とは旋回軸18bとラップ支持円板18
cに設けられた油穴A38aにより連通されている。 スラスト軸受20は第２図、第６図のように、その中央
部が２つの平行な直線部分22とそれに連なる２つの円弧
状曲線部分23から成る形状に貫通成形されている。 旋回スクロール自転阻止用のオルダムリング24は、焼
結成形や射出成形工法などに適した軽合金や樹脂材料か
ら成り、第４図のように両面が平行な薄い環状板24aと
その一面に設けられた一対の平行キー部分24bとから成
り、環状板24aの外輪郭は、２つの平行な直線部分25と
それに連なる２つの円弧状曲線部分26から成り、直線部
分25は第６図のようにスラスト軸受20の直線部分22に微
小隙間で係合し摺動可能であり、平行キー部分24bの側
面24cは直線部分25の中央部で直交し、第１図、第２図
のように旋回スクロール18のラップ支持円板18cに設け
られた一対のキー溝71に微少隙間で係合し、摺動可能な
形状に設定されている。なお、環状板24aの内輪郭は外
輪郭に類似した形状である。また、平行キー部分24bの
付け根に設けられたヘコミ部24dは潤滑油の通路にもな
る。 第１図、第３図のように、本体フレーム５とスラスト
軸受20との間には、約0.1mm前後のレリース隙間27が設
けられ、そのレリース隙間27に対向して本体フレーム５
にも環状溝28が設けられ、環状溝28を囲んだゴム製のシ
ールリング70が、本体フレーム５とスラスト軸受20との
間に装着されている。 モータ室６の上部と吐出室２とは、密閉ケース１の側
壁を貫通して接続されたバイパス吐出管29を介して連通
し、バイパス吐出管29のモータ室６への開口位置は、固
定子3bの上部コイルエンド30の側面に対向し、バイパス
吐出管29の上部開口端と密閉ケース１の上面に接続され
た吐出管31とは軸受フレーム５に設けられた抜き穴32、
密閉ケース１の上面と軸受フレーム９との間に配置さ
れ、かつ多数の小穴を有したパンチングメタル33を介し
て連通している。 モータ室６の下部に設けられた吐出室油溜34は、モー
タ室６の上部とモータ３の固定子3bの外周の一部をカッ
トして設けた冷却通路35により連通されている。また、
吐出室油溜34は、本体フレーム５に設けられた油穴B38b
を経由して環状溝28に通じると共に、オルダムリング24
が配置された旋回スクロール18の背圧室39にも主軸受12
の摺動部微少隙間を介して通じ、更に旋回軸受14に設け
られた油溝A40aを介して偏心軸受空間36へも連通してい
る。 また、本体フレーム５に設けられた油穴B38bは駆動軸
４の下部軸受11に対応する下部軸部4aの表面に設けられ
た螺旋状油溝41にも通じており、螺旋状油溝41の巻方向
は、駆動軸４が正回転する時に潤滑油の粘性を利用した
ネジポンプ作用の生じるように設けられ、その終端は下
部軸部4aの途中まで形成されている。 第６図，第７図のように、固定スクロール15は吸入室
17の両端を連通する円弧状の吸入通路42が設けられ、そ
れに直交する円形の吸入穴43が固定スクロールラップ15
aの側面に対しても直角方向に設けられ、吸入穴43の底
部は平面で吸入通路42の側面にまで到達している。第８
図のように、吸入穴43の中心は吸入通路42の底面44とず
れており、吸入通路42への開口部寸法W45は、吸入穴43
の直径寸法より小さく設けられている。また。吸入穴43
にはアキュームレータ46の吸入管47が接続されており、
吸入穴43の底面44と吸入管端面48との間には、吸入管47
の内径寸法および吸入管端面48と底面44との間の吸入穴
深さ寸法L49よりも大きく、且つ開口寸法W45よりも大き
い円形薄鋼板の逆止弁50が配置されている。逆止弁50の
表面は油濡れ特性が悪く弾力性に富んだテフロンまたは
ゴムなどがコーティングされている。 また、吸入室17にも吐出室２にも連通しない第２圧縮
室51と外周部空間37は、第２圧縮室51に開口して鏡板15
bに設けられた細径のインジェクション穴52、鏡板15bと
樹脂製の断熱カバー53とで形成されたインジェクション
溝54、外周部空間37に開口した段付き形状の油穴C38cと
から成るインジェクション通路55で連通され、油穴C38c
の大径部56には、第９図に示すような外周の一部に切欠
き57を有する薄鋼板製の逆止弁58とコイルスプリング59
とが配置せされて逆止弁装置58aを構成している。コイ
ルスプリング59は断熱カバー53に押えられて逆止弁58を
常時付勢する。外周部空間37への油穴C38cの開口位置
は、第10図、第11図に示す如く、吐出ポート16に連通す
る第３圧縮室60a,60bの容積減少行程が終了する（吐出
ポート16と第３圧縮室60a,60bが開通する直前）近傍に
まで旋回スクロール18が移動した（第10図参照）時に、
外周部空間37と油穴C38cとが連通し、それ以外の吐出ポ
ート16と連通した第３圧縮室60a,60bの容積が最も拡大
した時（第11図参照）にはラップ支持円板18cによって
遮断される位置に設けられている。 第12図において、横軸は駆動軸４の回転角度を示し、
縦軸は冷媒圧力を示し、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し、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。 第13図において、横軸は駆動軸４の回転角度を示し、
縦軸は冷媒圧力を示し、実線64は吐出室２にも吸入室17
にも連通しない第２圧縮室51a,51bのインジェクション
穴52a,52bの開口位置における圧力変化を示し、点線65
は吸入室17に連通する第１圧縮室61a,61b（第６図参
照）の定点における圧力変化を示し、一点鎖線66は吐出
室２に連通する第３圧縮室60a,60b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61a,61bと第２圧
縮室51a,51bとの間の定点における圧力変化を示し、二
重点線68は背圧室39の圧力変化を示す。 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。 第１図〜第13図において、モータ３によって駆動軸４
が回転駆動すると、旋回スクロール18が旋回運動をし、
圧縮機に接続した冷凍サイクルから潤滑油を含んだ吸入
冷媒ガスが、アキュームレータ46に接続した吸入管47、
吸入穴43、吸入通路42を順次経て吸入室17に流入し、旋
回スクロール18と固定スクロール15との間に形成された
第１圧縮室61a,61bを経て圧縮室内に閉じ込められ、常
時密閉空間となる第２圧縮室51a,51b、第３圧縮室60a,6
0bへと順次移送圧縮され、中央部の吐出ポート16を経て
吐出室２へと吐出される。潤滑油を含んだ吐出冷媒ガス
は、圧縮機外部へ配管されたバイパス吐出管29を経て再
び圧縮機内のモータ室６に帰還した後、外部の冷凍サイ
クルへ吐出管31から排出されるが、モータ室６に流入す
る際に、モータ３の上部コイルエンド30の側面に衝突し
てモータ巻き線の表面に付着することにより、潤滑油の
一部を分離した後、軸受フレーム９に設けられた抜き穴
32を通過する際に、流れ方向を変えたりパンチングメタ
ル33の小穴を通過する際に潤滑油の慣性力や表面付着な
どにより潤滑油が効果的に分離される。 吐出ガスから分離された潤滑油の一部は、上部軸受の
摺動面を潤滑した後、残りの潤滑油と共に冷却通路35を
通り、モータ３を冷却しながら下部の吐出室油溜34に収
集される。 吐出室油溜34の潤滑油は、駆動軸４の下部軸部4aの表
面に設けられた螺旋状油溝41のネジポンプ作用により、
スラスト玉軸受13へ給油され、下部軸部4aの端部の微少
軸受隙間を潤滑油が通過する際に、その油膜のシール作
用により、モータ室６の吐出冷媒ガス雰囲気と主軸受12
の上流側空間とが遮断される。 吐出室油溜34の溶解吐出冷媒ガスを含んだ潤滑油は、
主軸受12の微少隙間を通過する際に、吐出圧力と吸入圧
力との中間圧力に減圧されて背圧室39に流入し、その
後、旋回軸受14の油溝A40a、偏心軸受空間36、旋回スク
ロール18を通る油穴A38を経て外周部空間37に流入す
る。更に、第３圧縮室60a,60bから吐出ポート16への冷
媒ガス排出開始時に、ラップ支持円板18cによって油穴C
38cが開口状態にあり、第13図のＫ点における駆動軸回
転角度で示す如く、各圧縮室では圧縮初期段階で、液圧
縮発生の可能性がなく、第２圧縮室64の圧力も低い状態
にある。したがって、外周部空間37から油穴C38c,イン
ジェクション溝54、インジェクション穴52a,52bを経て
第２圧縮室51a,51bに大きな差圧で円滑に流入し、その
通路途中の摺動面を潤滑する。 また、吐出室油溜34は、環状溝28やレリース隙間27と
も通じているので、スラスト軸受20はその背圧力により
付勢されてスペーサ21の端面に当接している。 また、旋回スクロール18のラップ支持円板18cは、ス
ラスト軸受20と固定スクロール15の鏡板15bとの間で微
小隙間を保持されて円滑に摺動すると共に、固定スクロ
ールラップ15aの端面とラップ支持円板18cとの間、なら
びに、旋回スクロールラップ18aの端面と鏡板15bとの間
の隙間も微少に保持されて隣接する圧縮室間の冷媒ガス
漏れを少なくする。 第２圧縮室51a,51bのインジェクション穴52a,52b開口
部は、第13図の如くの圧力変化64をし、吐出室２の圧力
に追従して変化する背圧室圧力68よりも瞬時的に高い。
しかし平均圧力が低いので、背圧室39からの潤滑油は間
欠的に第２圧縮室51a,51bに流入し、正常運転時の背圧
室圧力68よりも瞬時的に高い第２圧縮室51a,51b内の圧
縮冷媒ガスは、細径のインジェクション穴52a,52bで減
衰されて、瞬時的なインジェクション溝54への逆流が少
なく、また、第２圧縮室51a,51bの圧縮行程進行時には
油穴C38cがラップ支持円板18cによって閉塞されている
ので、第２圧縮室51a,51bから外周部空間37への逆流も
発生しない。 第２圧縮室51a,51bにインジェクションされた潤滑油
は、吸入冷媒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小隙間を油膜により密封して
圧縮冷媒ガス漏れを防ぎ、圧縮室間の摺動面を潤滑しな
がら圧縮冷媒ガスと共に吐出室２に再び吐出される。 また、背圧室39に差圧給油された潤滑油は、シールリ
ング70の弾性力と共に、中間圧力の付勢力を旋回スクロ
ール18に作用させてラップ支持円板18cを鏡板15bとの摺
動面に押圧油膜シールして外周部空間37と吸入室17との
間の連通を遮断すると共に、スラスト軸受20とラップ支
持円板18cとの摺動面の隙間も潤滑シールする。 また、圧縮機の冷時始動後しばらくの間は、第12図、
第13図から理解できるように吐出室２の圧力が第２圧縮
室51a,51bの圧力よりも低く、圧縮途中の冷媒ガスは、
第２圧縮室51a,51bからインジェクション通路55を経て
背圧室39に逆流しょうとするが、逆止弁58の逆止作用に
ても外周部空間37への逆流が阻止され、吐出室油溜34の
潤滑油は吐出室２の圧力上昇と共に背圧室39、外周部空
間37にまで差圧給油される。 したがって、冷時始動初期のスラスト軸受20への背圧
付勢力は圧縮室圧力により生じ、旋回スクロール18を固
定スクロール15から離反させようとするスラスト荷重に
抗しながらスラスト軸受20が微少に後退して旋回スクロ
ール18と固定スクロール15との間の軸方向隙間を拡大す
る。 このようなスラスト軸受20の軸方向コンプライアンス
機構により、圧縮空間に洩れを生じて圧縮室圧力を下
げ、始動初期の圧縮負荷を軽減する。 その後、吐出室２の圧力上昇に伴い、外周部空間37の
潤滑油はコイルスプリング59の付勢力に抗して、インジ
ェクション穴52a,52bから第２圧縮室51a,51bへインジェ
クションされる。 また、冷時始動初期や定常運転時に、油インジェクシ
ョンやその他の原因で瞬時的な液圧縮が生じた場合の圧
縮室圧力は、第12図の点線63のように異常な圧力上昇と
過圧縮が生じるが、吐出室２とそれに連通する高圧空間
容積が大きいので吐出室圧力の上昇は極めて小さい。 また、液圧縮により第２圧縮室51a,51bに連通するイ
ンジェクション溝54なども異常圧力上昇するが、細径の
油穴C38cの絞り効果と逆止弁58の逆止作用により、外周
部空間37とインジェクション溝54との間は遮断される。 なお、逆止弁58の逆止作用には追従遅延が生じる場合
もあるが、ラップ支持円板18cによる油穴C38cの閉塞作
用がこれを支援する。また、逆に、油穴C38cをラップ支
持円板18cが閉塞しない状態では、逆止弁58の逆止作用
がこれを支援する如く、互いの短所を支援すべく機能
し、背圧室39への逆流を防止する。 その結果、背圧室39の圧力は変らず、スラスト軸受20
の背面に作用する背圧付勢力にも変動がない。したがっ
て、液圧縮時には、旋回スクロール18に作用する過大な
スラスト力によって、上述のようにスラスト軸受20が後
退し、圧縮室圧力が降下してその後は正常運転を継続す
る。 なお、液圧縮途中でスラスト軸受20が後退することに
より、圧縮室圧力は第12図の一点鎖線63aの如く途中で
降圧する。 圧縮機停止後は、圧縮室圧力により旋回スクロール18
に逆旋回トルクが生じ、旋回スクロール18が逆旋回して
吐出冷媒ガスが吸入側に逆流する。この吐出冷媒ガスの
逆流に追従して、逆止弁50が第６図の位置から第７図の
位置に移動し、逆止弁50の表面に施されたテフロン被膜
により、吸入管端面48を密封して吐出冷媒ガスの逆流を
制止し、旋回スクロール18の逆旋回が停止し、吸入通路
42と吐出ポート16との間の空間は吐出圧力を保持する。 また、インジェクション通路の逆止弁58を境にして、
圧縮室に連通する通路は吐出圧力になるが、外周部空間
37と背圧室39との間の空間はしばらくの間、中間圧力を
保持し、吐出室油溜34からの潤滑油微少流入により次第
に吐出圧力に近づく。圧縮機停止時、旋回スクロール18
は逆転し、第３圧縮室60a,60bが拡大した位置に停止
し、油穴C38cの外周部空間37への開口部は、ラップ支持
円板18cにより遮断される。圧縮機停止後はコイルスプ
リング59の付勢力によっても逆止弁58がインジェクショ
ン通路55を遮断するので、外周部空間37から圧縮室への
潤滑油流入がない。 なお、このスクロール冷媒圧縮機を冷凍サイクルに組
み込み、暖房運転から除霜運転へ切り替えた直後は吸入
側が高圧に、吐出側が低圧状態になる。しかしながら、
上述の圧縮機起動初期と同様に圧縮室から外周部空間37
への冷媒ガスの逆流を阻止することができる。 また、上記実施例では、吐出室油溜34の潤滑油を常時
密閉空間となる第２圧縮室51a,51bに油インジェクショ
ンしたが、常時密閉空間のない圧縮空間を有する場合も
同様である。 また、圧縮機運転速度や圧力などの運転条件により、
吸入室17に通じる第１圧縮室61a,61bまたは吸入室17に
油注入する場合でも逆止弁58の作用により、第１圧縮室
61a,61bまたは吸入室17から外周部空間37への冷媒ガス
の逆流を阻止することができる。 また、上記実施例では、細径部を有する段付き形状の
油穴C38cと逆止弁58とコイルスプリング59とを固定スク
ロール15の鏡板15bに設けたが、旋回スクロール18の旋
回軸18bやラップ支持円板18cに設けてもよい。 この構成では、圧縮空間が異常圧力上昇することによ
って冷媒ガスが圧縮空間から外周部空間37に逆流する
が、逆止弁作用によって背圧室39への逆流が阻止されて
背圧室39や吐出室油溜34の潤滑油流失を防ぐことができ
る。 更に、冷媒ガスが圧縮空間から外周部空間37に逆流す
ることによって、外周部空間37も圧力上昇し、スラスト
軸受20を反圧縮室側に後退させる。その結果、旋回スク
ロール18が固定スクロール15から軸方向に離反し易くな
り、圧縮室軸方向隙間が広がり圧縮室隙間の密封が解除
するので、スラスト軸受20の軸方向コンプライアンス機
構の迅速な作動を支援させることもできる。 また、上記実施例では、吐出室油溜34と背圧室39とを
主軸受12の微小隙間を介して連通し、吐出室油溜34から
の潤滑油を減圧して背圧室39を中間圧力に保持したが、
圧縮機使用条件（圧縮機負荷や運転速度範囲の変動が大
きい場合など）によっては、本体フレーム５に設けた油
穴B38bから分岐した通路で、吐出室油溜34と背圧室39と
を直接連通して背圧室39を吐出圧力相当にもできる。 また、上記実施例では、駆動軸４の先端部に偏心軸受
空間36を設ける形態の旋回軸受14を設けたが、第14図、
第15図に示す如く、旋回スクロールに偏心軸受空間を設
けて駆動軸との間に旋回軸受を構成する軸受形態の場合
も上述同様の作用・効果を発揮する。 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
気体圧縮機の場合も同様の作用効果を期待できる。 発明の効果 以上のように本発明は、駆動軸４を支承する主軸受12
を有する本体フレーム５と固定スクロール15との間に旋
回スクロール18が配置され、旋回スクロール18のラップ
支持円板18cは、ラップ支持円板18cの反圧縮室側を支持
すべく本体フレーム５に設けられたスラスト軸受20と固
定スクロール15の鏡板15bとの間に油膜形成が可能な微
小隙間で配置され、スラスト軸受20の隣接外周部にはラ
ップ支持円板18cを収納すべく鏡板15bと本体フレーム５
とで形成して吐出圧力が作用する吐出室油溜34から圧力
的に隔離した外周部空間37を配置すると共に、ラップ支
持円板18cの反圧縮室側で且つスラスト軸受20から区画
された内側に旋回スクロール18の背圧室19を主軸受12に
隣接して設け、吐出室油溜34と圧縮空間とは背圧室39と
外周部空間37を順次経由する差圧給油通路で連通し、背
圧室39と外周部空間37との間の油路の途中に背圧室39か
ら外周部空間37へのみの流入を許容する逆止弁装置58a
を配置した構成において、軸方向に移動が可能なスラス
ト軸受20と本体フレーム５との間に、スラスト軸受20を
固定スクロール15の方向に付勢する付勢手段を設け、旋
回スクロール18が固定スクロール15とスラスト軸受20と
の間で、少なくとも油膜形成が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20が旋回スクロー
ル18の側へ移動する範囲を規制する手段21を設けたスラ
スト軸受20の軸方向コンプライアンス機構を備え、外周
部空間37の圧力がスラスト軸受20を反圧縮室側に付勢す
べく、スラスト軸受20に外周部空間37の壁面の一部を構
成させたことにより、吐出室油溜34の潤滑油が外周部空
間37を経由して吸入室17と圧縮室とから成る圧縮空間に
供給されるので、その経路途中の外周部空間37内のスラ
スト軸受20と鏡板15bの摺接面の潤滑および圧縮室隙間
を油膜密封することができる。それによって、摩擦抵抗
と圧縮途中気体洩れを少なくし、入力低減と耐久性向上
および圧縮効率を向上することができる。 また、圧縮空気が異常圧力上昇して、圧縮空間の気体
が背圧室39と吐出室油溜34に向かって逆流しょうとする
時、逆止弁装置58aが作用して背圧室39への気体逆流を
阻止し、それによって、背圧室39と主軸受12および吐出
室油溜34の潤滑油流失を防ぎ、主軸受12の耐久性向上お
よび上述の圧縮空間への差圧給油による効果を得ること
ができる。 また、特に、外周部空間12の圧力上昇によってスラス
ト軸受20の反圧縮室側への後退を促進させると共に背圧
室39の圧力上昇を阻止できるので、圧縮空間の異常圧力
上昇によって固定スクロール15から軸方向に離反しょう
とする旋回スクロール18の移動を迅速化させ、圧縮室隙
間密封の早期解除による早期過圧縮軽減ができる。 また、本発明は、背圧室39と外周部空間37との間を連
通する油路を、ラップ支持円板18c内に設けた中心側か
ら外周側に至る絞り通路を有する油穴18aを経由させ、
その油穴18aの途中の絞り通路よりも外周部空間37の側
に逆止弁装置58aを配置したことにより、絞り通路長さ
を長く配置できる。 それによって、通路抵抗の安定化による圧縮空間への
過不足給油の防止を図ることができる。また、逆止弁作
用の迅速化と信頼性向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は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、第２図は同圧縮機における主要部品の分
解図、第３図は第１図におけるスラスト軸受のシール部
の詳細部分断面図、第４図は同圧縮機におけるオルダム
リングの外観図、第５図は第１図に関するオルダム機構
部の組立外観図、第６図は第１図のＡ−Ａ線による断面
図、第７図は第６図における吸入管接続部における逆止
弁の位置説明図、第８図は第７図におけるＢ−Ｂ線によ
る部分断面図、第９図は同圧縮機の油インジェクション
通路に用いる逆止弁の外観図、第10図、第11図はそれぞ
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、第12図は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、第13図は各圧縮室にお
ける定点の圧力変化を示す特性図、第14図、第15図はそ
れぞれ異なる従来のスクロール圧縮機の縦断面図であ
る。 ２……吐出室、３……モータ、４……駆動軸、５……本
体フレーム、12……主軸受、15……固定スクロール、15
a……固定スクロールラップ、15b……鏡板、16……吐出
ポート、17……吸入室、18……旋回スクロール、18a…
…旋回スクロールラップ、18c……ラップ支持円板、34
……吐出室油溜、39……背圧室、52a,52b……インジェ
クション穴、54……インジェクション溝、55……油イン
ジェクション通路、58……逆止弁、58a……逆止弁装
置、59……コイルスプリング。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．固定スクロール15の一部をなす鏡板15bの一面に形
   成されたうず巻状の固定スクロールラップ15aに対して
   旋回スクロール18の一部をなすラップ支持円板18c上の
   旋回スクロールラップ18aを揺動回転自在にかみあわ
   せ、両スクロール間に吸入室17と圧縮室とから成る渦巻
   き形の圧縮空間を形成し、前記固定スクロールラップ15
   aの中心部には吐出ポート16を設け、前記固定スクロー
   ルラップ15aの外側には前記吸入室17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
   前記圧縮室を備えて流体を圧縮するスクロール圧縮機構
   を形成し、前記スクロール圧縮機構とモータ３を密閉ケ
   ース１内に収納し、前記旋回スクロール18を旋回駆動さ
   せるべく前記モータ３に連結した駆動軸４を支承する主
   軸受12を有する本体フレーム５と前記固定スクロール15
   との間に前記旋回スクロール18が配置され、前記ラップ
   支持円板18cは、前記ラップ支持円板18cの反圧縮室側を
   支持すべく前記本体フレーム５に設けられたスラスト軸
   受20と前記鏡板15bとの間に油膜形成が可能な微小隙間
   で配置され、前記スラスト軸受20の隣接外周部には前記
   ラップ支持円板18cを収納すべく前記鏡板15bと前記本体
   フレーム５とで形成して吐出圧力が作用する吐出室油溜
   34から圧力的に隔離した外周部空間37を配置すると共
   に、前記ラップ支持円板18cの反圧縮室側で且つ前記ス
   ラスト軸受20と区画された内側に前記旋回スクロール18
   の背圧室39を前記主軸受12に隣接して設け、前記吐出室
   油溜34と前記圧縮空間とは前記背圧室39と前記外周部空
   間37を順次経由する差圧給油通路で連通し、前記背圧室
   39と前記外周部空間37との間の油路の途中に前記背圧室
   39から前記外周部空間37へのみの流入を許容する逆止弁
   装置58aを配置した構成において、軸方向に移動が可能
   な前記スラスト軸受20と前記本体フレーム５との間に、
   前記スラスト軸受20を前記固定スクロール15の方向に付
   勢する付勢手段を設け、前記旋回スクロール18が前記固
   定スクロール15と前記スラスト軸受20との間で、少なく
   とも油膜形成が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20が前記旋回スクロール18の
   側へ移動する範囲を規制する手段21を設けた前記スラス
   ト軸受20の軸方向コンプライアンス機構を備え、前記外
   周部空間37の圧力が前記スラスト軸受20を反圧縮室側に
   付勢すべく、前記スラスト軸受20に前記外周部空間37の
   壁面の一部を構成させたスクロール気体圧縮機。 ２．背圧室39と外周部空間37との間を連通する油路を、
   ラップ支持円板18c内に設けた中心側から外周側に至る
   絞り通路を有する油穴18aを経由させ、前記油穴18aの途
   中の前記絞り通路よりも前記外周部空間37の側に逆止弁
   装置58aを配置した特許請求の範囲第１項記載のスクロ
   ール気体圧縮機。