JP3201901B2 - スクロ−ル形圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、渦巻状に加工された
２つの翼を持つ旋回体を組み合わせ、これらの相対旋回
運動によりフロン冷媒等の流体の圧縮を行うスクロ−ル
形圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スクロ−ル形圧縮機は、渦巻状に加工さ
れた２つの翼すなわち、非旋回スクロ−ル翼と旋回スク
ロ−ル翼とを組み合わせ、これらの相対運動により気体
の圧縮を行うものである。

【０００３】すなわち、スクロ−ル圧縮機は、上記旋回
スクロ−ル翼を具備する旋回スクロ−ルを非旋回スクロ
−ル翼を具備する非旋回スクロ−ルに対して旋回駆動す
ることで、上記非旋回スクロ−ル翼と旋回スクロ−ル翼
とによって区画された圧縮空間を旋回させながら上記非
旋回スクロ−ルの径方向外側から中央部に移動させ気体
を圧縮する。圧縮された気体は、上記非旋回スクロ−ル
の中心部に穿設された吐出口から外部に吐出されるよう
になっている。

【０００４】上記非旋回スクロ−ルは、このスクロ−ル
圧縮機のケ−スに固定され、上記旋回スクロ−ルは上記
ケ−スに設けられた電動機のクランクシャフトに取り付
けられている。

【０００５】そして、上記流体を圧縮することによって
上記旋回スクロ−ルに生じるスラスト荷重を受けるため
に、上記旋回スクロ−ルの背面は上記ケ−ス側に固定さ
れたフレ−ムによってスライド自在に支持されている。

【０００６】ところで、このようなスクロ−ル形圧縮機
においては、上記圧縮室内に吸い込んだ流体を上記旋回
スクロ−ルおよび非旋回スクロ−ルの中央部に向かって
圧縮していく構成であるため、上記旋回スクロ−ルに生
じるスラスト力は、この旋回スクロ−ルの外周部から中
央部に向かって大きくなるということがある。

【０００７】一方、上記フレ−ムは、上記旋回スクロ−
ルの背面全体を支持しているわけではなく、上記電動機
から導出されたクランクシャフトの偏心部との干渉を防
止するために、中央部に穴部を有する。

【０００８】したがって、上記旋回スクロ−ルの背面の
中央部、すなわち上記フレ−ムの穴部に対応する部位
は、このフレ−ムによって支持されないこととなる。そ
して、この旋回スクロ−ルは、上記フレ−ムに対して偏
心回転するために、上記旋回スクロ−ルの背面の中央部
の一部には、上記旋回スクロ−ルが一回転する間に、上
記フレ−ムに支持されなかったり支持されたりする部位
が存在する。

【０００９】一般に、上記旋回スクロ−ルは軽量アルミ
ニウム合金製であり、上記フレ−ムは鉄製である。ま
た、上記フレ−ムの穴部付近は潤滑油膜圧力の低い部分
であり、上述したように上記旋回スクロ−ルの中央部に
過大なスラスト力が発生している場合には、上記旋回ス
クロ−ルの背面が支持されていない状態から支持される
状態に移行する際に、上記フレ−ムに設けられた穴部の
内周縁部に食い込むようになり、上記旋回スクロ−ルの
背面にかじりが生じたり、この部分に異常摩擦やさらに
は焼き付きが生じるということがある。

【００１０】また、旋回スクロ−ルのに生じるスラスト
力は一定ではなく、一般に、圧縮流体の吐出の瞬間が最
も大きくなる。このため、上記旋回スクロ−ルは軸方向
に振動しながら旋回することとなる。このため、上記旋
回スクロ−ルの中央付近は、旋回しながら極圧を受ける
ことなり、上述した不具合が生じやすいということがあ
る。

【００１１】そして、これらのことにより、圧縮機が破
損したり運転効率が低下することがある。従来、上述し
た問題と同様の問題を解決する提案として、特公平３−
３０６８１号公報に開示された発明がある。

【００１２】この公報に開示された発明は、「スラスト
軸受の揺動スクロ−ル（旋回スクロ−ル）端板を支承す
る面、または揺動スクロ−ルの端板のスラスト軸受に支
承される面を半径方向に傾斜させ、内周側が外周側に対
し、軸方向に微小寸法だけ撓む中凸形状に形成した」も
のである。

【００１３】この発明によれば、ガス圧縮時の上記旋回
スクロ−ルの中央部の撓みを許容し、この旋回スクロ−
ルの撓んだ部分を上記傾斜面で支承することで、この部
分の異常磨耗や焼き付けを防止することができるとされ
ている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
には、以下に示す解決すべき課題がある。すなわち、上
記従来例は、上記スラスト軸受の支承面を傾斜させるこ
とによて、上記揺動スクロ−ルの撓んだ場合の面を支持
するものであるが、最近の空気調和機は、インバ−タ圧
縮機を採用しているものがあり、このような圧縮機にお
いては、上記旋回スクロ−ルの撓みは一定ではない。

【００１５】特に、上記高速運転時には、低速運転時に
比べると上記旋回スクロ−ルの中央部に位置する圧縮空
間が高温になり、この位置に設けられたスクロ−ル翼に
大きな熱膨脹が生じることがある。

【００１６】そして、このときの熱応力がそのままスラ
スト荷重となって上記旋回スクロ−ルに伝わり、さらに
大きな撓みが生じることも考えられる。一方、例えば液
バック運転等により上記圧縮空間内が異常昇圧状態にな
ることがあるが、この場合には、上記旋回スクロ−ルに
通常では考えられないような異常なスラスト荷重が生じ
ることとなる。

【００１７】このように、上記旋回スクロ−ルに異常な
撓みが生じて、上記傾斜面に強く押し付けられる場合に
は、旋回運転の途中で上記傾斜面の内周縁部が上記旋回
スクロ−ルの鏡板の下面に食い込み、この鏡板にかじり
や焼き付きが生じるということが考えられる。

【００１８】すなわち、このようなすべての状態に対応
し得る上記傾斜面の傾斜角度の算出および傾斜面の形を
設計するのは困難であり、また、その成形も非常に難し
いということがある。

【００１９】このため、上述した構成では、種々の運転
状態に対応することができず、安定した運転が行えない
ということがある。この発明は、このような事情に鑑み
て成されたもので、簡単な構成で種々の運転状態に対応
して旋回スクロ−ルの食い込みや焼き付けを防止でき、
信頼性の高い運転を行えるスクロ−ル形圧縮機を提供す
ることを目的とするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の手段
は、非旋回スクロ−ル翼を具備し、ケ−ス内に回転不能
に設けられた非旋回スクロ−ルと、旋回スクロ−ル翼を
具備し、この旋回スクロ−ル翼を非旋回スクロ−ル翼の
隙間に挿入することで、上記非旋回スクロ−ルに対して
圧縮空間を介して組み合わされ、上記非旋回スクロ−ル
に対して旋回駆動されることで上記圧縮空間に吸い込ん
だ流体を上記旋回中心に向かって圧縮する旋回スクロ−
ルと、この旋回スクロ−ルの背面側に設けられ、この旋
回スクロ−ルの背面を摺動自在に支持することで、この
旋回スクロ−ルに作用するスラスト荷重を受けるスラス
ト荷重受け部と、上記旋回スクロ−ルの背面あるいは上
記スラスト荷重受け部の支持面の少なくともどちらかに
設けられ、上記旋回スクロ−ルとスラスト荷重の受け部
材の一部との間に微小隙間を区画する凹陥部とを具備す
ることを特徴とするスクロ−ル形圧縮機である。

【００２１】第２の手段は、第１の手段のスクロ−ル形
圧縮機において、上記凹陥部は、上記旋回スクロ−ルの
背面あるいはスラスト荷重受け部の支持面の少なくとも
どちらか一方の回転中心に近い位置に、段差を設けるこ
とで形成したことを特徴とするものである。。

【００２２】第３の手段は、第１の手段のスクロ−ル形
圧縮機において、上記凹陥部は、上記旋回スクロ−ルと
スラスト荷重の最も大きくなる部位に極所的に設けられ
ていることを特徴とするものである。

【００２３】第４の手段は、第１の手段のスクロ−ル形
圧縮機において、上記凹陥部は、上記旋回スクロ−ルの
旋回スクロ−ル翼の回転軸に沿う方向の運転時の熱的変
形量に対応して、この旋回スクロ−ルの中心部に向かっ
て成形された複数の段差から構成されることを特徴とす
るものである。

【００２４】第５の手段は、第４の手段のスクロ−ル形
圧縮機において、上記段差は、上記スラスト荷重受け部
の支持面側に形成したことを特徴とするものである。第
６の手段は、第４の手段のスクロ−ル形圧縮機におい
て、上記段差は、上記スラスト荷重受け部および旋回ス
クロ−ルの背面に設けられ、それらの間には板状の摺動
部材が介在されていることを特徴とするものである。

【００２５】

【作用】このような構成によれば、スラスト荷重の大き
くなる部分に凹陥部を形成することによって、旋回スク
ロ−ルの背面がスラスト受け部に食い込むことを防止で
きる。

【００２６】また、旋回スクロ−ル翼の変形に応じた、
上記旋回スクロ−ルの撓みを許容することができるか
ら、旋回スクロ−ル翼の突端からの圧縮ガス漏れを防止
できる。

【００２７】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１〜図４を参
照して説明する。図１は、この発明のスクロ−ル形圧縮
機を示すものである。図中１は、密閉ケ−ス（ケ−ス）
である。この密閉ケ−ス１内には、この発明のスラスト
荷重受け部としての支持フレ−ム２が固定されている。
この支持フレ−ム２は、上端部３ａの中心軸線Ｌ1 が下
端側３ｂの中心軸線Ｌ2 に対して所定寸法偏心して形成
されてなるクランクシャフト３を回転自在に支持してい
る。

【００２８】このクランクシャフト３の下端側は、上記
フレ−ム２の下方に設けられた電動機４に接続されてい
る。この電動機４は、上記クランクシャフト３の下端側
３ｂに外嵌されたロ−タ５と、上記ケ−ス１の内壁に固
定され上記ロ−タ５の外周面に所定隙間を存して対向す
るステ−タ６とからなる。

【００２９】この電動機４は、図示しないインバ−タ回
路を介して電源に接続され、このインバ−タ回路は、図
示しない制御部によって制御されるようになっている。
したがって、上記クランクシャフト３はこの電動機４が
作動することで、任意の制御速度で上記ロ−タ５と共に
軸線Ｌ2 回りに回転駆動されるようになっている。

【００３０】また、上記フレ−ム２の上部には、圧縮機
構部８が設けられている。この圧縮機構部８は、下部に
突設されたボス部９ｃを上記クランクシャフト３の上端
部３ａに遊嵌されると共に、上記フレ−ム２の上面（以
下「支持面２ａ」という）によって支持される旋回スク
ロ−ル９と、この旋回スクロ−ル９と上記フレ−ム２と
の間に設けられ、この旋回スクロ−ル９の自転を防止す
るオルダムリング１０と、上記旋回スクロ−ル９に圧縮
空間１２を介して組み合わされると共に、上記フレ−ム
２から立設された支持ピン１３によって回転不能かつ上
下移動可能に設けられた非旋回スクロ−ル１４とから構
成される。

【００３１】上記旋回スクロ−ル９と非旋回スクロ−ル
１４は、それぞれ、上下方向に互いに対向する鏡板９
ａ、１４ａと、この鏡板９ａ、１４ａの対向面にそれぞ
れ立設された平面視渦巻き状の旋回スクロ−ル翼９ｂ、
非旋回スクロ−ル翼１４ｂを具備する。そして、それぞ
れのスクロ−ル翼９ｂ、１４ｂの突端面を互いに相手の
鏡板１４ａ、９ａに当接させることで複数の圧縮空間１
２を区画している。

【００３２】この圧縮空間１２は、上記電動機４が作動
し、上記旋回スクロ−ル９を非旋回スクロ−ル１４に対
して旋回駆動されることで、径方向外縁部から中心部へ
と旋回しながら移動すると共にその容積を縮小させ圧縮
作用を行う。

【００３３】このスクロ−ル圧縮機は、このような作用
を利用することで、流体の圧縮を連続的に行うもので、
圧縮された流体は上記非旋回スクロ−ル１４の鏡板１４
ａの中心部に設けられた吐出口１７からこの非旋回スク
ロ−ル１４の上方へと吐出されるようになっている。

【００３４】この非旋回スクロ−ル１４の上方には、こ
の非旋回スクロ−ル１４の鏡板１４ａの上面と狭小隙間
を介して設けられ、上記密閉ケ−ス１の上端部を仕切る
背圧板１８が設けられている。

【００３５】この背圧板１８によって上記密閉ケ−ス１
内に区画された空間は吐出室１９と称され、上記非旋回
スクロ−ル１４の吐出口１７から吐出された流体は、こ
の背圧板１８の中心孔部１８ａの上部に設けられた逆止
弁２０を通過して上記吐出室１９内に導入されるように
なっている。また、この吐出室１９には、この吐出室１
９内に満たされた流体を密閉ケ−ス１外へ吐出する吐出
管２２が設けられている。

【００３６】また、上記背圧板１８の下面には中心軸線
Ｌ2 を中心として異なる半径で設けられた第１および第
２の環状段差２３、２４がこの背圧板１８と一体的に形
成されている。

【００３７】一方、上記非旋回スクロ−ル１４の鏡板１
４ａの上面には、上記第１および第２の環状段差２３、
２４の内側に近接する第１および第２の環状突起２５、
２６が一体的に突設されている。

【００３８】そして、上記第１の環状突起２５の上記第
１の環状段差２３に対向する面（外周面）には、図２に
示すように、径方向外側にコ字状に開放する第１の溝２
５ａが全周に亘って設けられ、この第１の溝２５ａ内に
は、上記第１の環状突起２５と第１の環状段差２３の間
の隙間を気密にシ−ルするリング状の第１のシ−ル部材
２８が挿入されている。

【００３９】一方、第２の環状突起２６にも、同様な第
２の溝２６ａが設けられ、この第２の溝２６ａ内には、
第２の環状突起２６と第２の環状段差２４の間の隙間を
気密にシ−ルする第２のシ−ル部材２９が挿入されてい
る。

【００４０】このことにより、この背圧板１５と非旋回
スクロ−ル１３間には、上記第１の環状突起２５および
第１の環状段差２３によって高圧吐出室３１（背圧案内
手段）が区画され、その外側には、第２の環状突起２６
および第２の環状段差２４によって中間圧室３２（背圧
案内手段）が区画されている。

【００４１】なお、上記非旋回スクロ−ル１４の鏡板１
４ａには、上記中間圧室２８と上記圧縮空間１６とを連
通させ、上記中間圧室３２内に中間圧力に圧縮された流
体を充満させる連通孔３３が設けられている。

【００４２】次に、上記第１、第２のシ−ル部材２８、
２９の構成について図３〜図５を参照して詳しく説明す
る。ただし、この第１のシ−ル部材２８と第２のシ−ル
部材２９は、直径が異なるだけの相似形状であるので、
第１のシ−ル部材２８の構成のみを説明し、上記第２の
シ−ル部材２９の説明は省略する。

【００４３】上記第１のシ−ル部材２８は、図４（ａ）
に示すようなリング状の部材であり、例えばＰＥＥＫ
（ポリエ−テルエ−テルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェニ
レンサルファイド）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチ
レン）などの樹脂材で形成されている。

【００４４】また、この第１のシ−ル部材２８は、円周
方向の一部に、図に３５で示すような突合わせ部が設け
られていて、この第１のシ−ル部材２８を上記第１の環
状突起２５に設けられた第１の溝２５ａに取り付ける場
合には、図４（ｂ）に示すように、上記突合わせ部３５
を周方向に開きつつ取り付けるようにする。

【００４５】なお、上記突合わせ部３５は、同図に示す
ように、径方向外面側に、周方向に互いに組み合われる
凸部３５ａおよび凹部３５ｂを具備し、これらを組み合
わせることで突合わせられるようになっている。

【００４６】そして、この突合わせ部３５は、上記凸部
３５ａおよび凹部３５ｂによって、周方向に若干量開か
れた場合でもシ−ル力を保つことができるようになって
いる。

【００４７】また、この第１のシ−ル部材２８は、図３
に示すように、径方向外周面２８ａと下面２８ｂをシ−
ル面とする。すなわち、この外周面２８ａと下面２８ｂ
は互いに直角に設けられ、それぞれ上記第１の環状段差
２３の内面と上記第１の環状突起２５に設けられた第１
の溝２５ａの底面とに当接し、それらと気密に密着する
ようになっている。なお、上記第１の環状段差２３の内
面と上記第１の環状突起２５の外面の間の隙間ｔは、上
記第１のシ−ル部材２８の外径の０．００１〜０．１倍
となるように設定されている。

【００４８】なお、この第１のシ−ル部材２８の外周面
２８ａと下面２８ｂ以外の面、すなわち、上面と内周面
は、シ−ル面ではないので、上記内周面は、図３に示す
ように、この第１のシ−ル部材２５の幅が上面から下面
に向かって次第に大きくなるように二次曲線状に傾斜し
ていても良い。

【００４９】また、上記外周面２８ａと下面２８ｂとが
平坦でかつ直角をなしていれば、上記上面と内周面の形
状は問わず、例えば、図５（ａ）あるいは（ｂ）に示す
ような形状であっても良い。

【００５０】上記第１のシ−ル部材２８は、図３に矢印
で示すように、上記上面と内周面とに上記高圧吐出室３
１内の圧力を受け、外方向および下方向に押圧されるこ
とで、上記外周面２８ａと下面２８ｂとで、上記第１の
環状突起２５と第２の環状段差２３間のシ−ルを行うよ
うになっている。

【００５１】上述した第１、第２のシ−ル部材２８、２
９によって気密に区画される高圧吐出室３１および中間
圧室３２は、上記非旋回スクロ−ル１４の鏡板１４ａに
上記圧縮空間１２内の圧力よりも高い背圧を作用させる
ことで、上記非旋回スクロ−ル１４を上記旋回スクロ−
ル９に押し付ける機能を有する。

【００５２】また、何等かの原因で上記圧縮室１２内の
圧力が上昇しすぎた場合には、上記非旋回スクロ−ル１
４の上昇を許容し、上記圧縮室１２内の昇圧状態を解消
するものである。このような機能はコンプライアンス機
能と称される。

【００５３】なお、上記非旋回スクロ−ル１４が必要以
上に上昇するのを防止するために、上記フレ−ム２に
は、図１に３７で示すストッパが設けられている。この
ストッパ３７は、上記非旋回スクロ−ル１４のフランジ
部１４ｃを貫通して設けられ、上端部にこの非旋回スク
ロ−ル１４の上昇を規制する鍔部３７ａを有する。

【００５４】次に、この発明の要部である、上記旋回ス
クロ−ル９のスラスト荷重を受ける部分の構成について
説明する。図１に示すように、上記フレ−ム２は、上部
中央に、上記クランクシャフト３の上端部３ａに遊嵌さ
れた上記旋回スクロ−ル９のボス部９ｃが偏心運動しう
る大きさに形成された穴部３８を有する。

【００５５】図６に示すように、この穴部３８（二点鎖
線で示す）の内径Ａ1 は、上記旋回スクロ−ル９のボス
部９ｃの外径Ａ2 よりも、上記クランクシャフト３の上
端部３ａの偏心量ｅの２倍以上大きく形成されている。

【００５６】そして、このフレ−ム２は、図１に示すよ
うに、上記穴部３８よりも径方向外側の上面２ａ（支持
面）で上記旋回スクロ−ル９の鏡板９ａの下面（旋回ス
クロ−ル９の背面）を摺動自在に支持し、この旋回スク
ロ−ル９のスラスト荷重を受けるようになっている。し
たがって、このフレ−ム２の上面２ａは平坦に形成され
ている。

【００５７】一方、上記旋回スクロ−ル９の背面には、
中心軸Ｌ1 を中心とする直径Ａ3の環状の段差３９が設
けられ、この段差３９から径方向内側は上記フレ−ム２
の上面２ａとの間に所定隙間を区画する凹陥部４０とな
っている。

【００５８】上記段差３９の直径Ａ3 は、上記フレ−ム
２に形成された穴部３８の内径Ａ1 よりも偏心量ｅの２
倍以上大きく設定されている。すなわち、上記旋回スク
ロ−ル９が上記フレ−ム２に対して旋回運動を行った場
合に、上記鏡板９ａの摺動面が（上記段差３９よりも径
方向外側に位置する下面）が上記フレ−ム２の上面２ａ
から上記穴部３８内に突出しないようになっている。

【００５９】なお、上記段差３９の深さ（凹陥部４０の
深さ）は、この圧縮機の運転時における上記旋回スクロ
−ル９の鏡板９ａの撓み量および上記スクロ−ル翼９ｂ
の軸方向の膨脹量を考慮して定められ、少なくとも、高
速運転時における上記撓み量および上記膨脹量よりも大
きく設定される。

【００６０】次に、上述した構成を有するスクロ−ル圧
縮機の動作について説明する。なお、基本的な圧縮動作
については、すでに述べたので説明を省略する。通常の
圧縮運転時には、図１に示すように、上記旋回スクロ−
ル９と非旋回スクロ−ル１４は、上記高圧吐出室３１お
よび中間圧室３２によって上記非旋回スクロ−ル１４に
加わる背圧によって組み合わされている。

【００６１】このことにより、上記旋回スクロ−ル翼９
ｂおよび非旋回スクロ−ル翼１４ｂとによって区画され
る圧縮空間１０は必要な気密状態を保つことができるよ
うになっている。

【００６２】なお、このとき、上記非旋回スクロ−ル１
４は、上記ストッパ３１の鍔部３１ａの下面および上記
フレ−ム２の縁部の上面２ａ（非旋回スクロ−ル７の下
降量を規制する規制手段）とそれぞれ狭小の隙間を保
ち、上下方向どちらにも移動可能なように保持されてい
る。

【００６３】また、通常の圧縮運転の際には、上記旋回
スクロ−ル９に生じるスラスト荷重は上記フレ−ム２の
上面２ａによって支持されている。なお、この圧縮機は
インバ−タ圧縮機であり、上記旋回スクロ−ル９の旋回
速度は、所定の低速（低負荷時）と高速（高負荷時）と
の間で、任意の速度に設定される。

【００６４】低速運転時には、上記圧縮室１２内の圧力
は低いから、上記スラスト荷重は小さく、したがって上
記旋回スクロ−ル９の鏡板９ａはあまり撓まない。一
方、高速運転時には、反対に上記圧縮室１２内の圧力が
上昇し、上記スラスト荷重は増す。特に、上記圧縮室１
２内の流体は、径方向外側から中央部に向かって次第に
圧縮されることから、上記旋回スクロ−ル９の中央部に
生じる圧力が特に大きくなり、それがスラスト力となっ
て上記鏡板９ａに作用することとなる。

【００６５】また、このような高速運転の際には、圧縮
された流体の温度が上昇し、この流体が満たされる圧縮
室１２、すなわち上記旋回スクロ−ル９の中央部に位置
する圧縮室１２内が高温になる。このことでこの圧縮室
１２を区画する上記スクロ−ル翼９ｂ、１４ｂが軸方向
に熱膨脹することとなる。

【００６６】このことにより、上記鏡板９の中央部に下
方向に押し付けられる力が働き、それがスラスト荷重と
なって上記鏡板９ａに作用することとなる。このような
場合には、上記旋回スクロ−ル９の鏡板９ａの上記段差
３９から内側の部分（凹陥部４０）が下方向に撓むこと
によって、上記スラスト力および上記スクロ−ル翼９
ａ、１４ａの膨脹量を吸収するようになっている。

【００６７】そして、鏡板９ａの中央部に生じたスラス
ト力は、上記段差３９よりも外側の摺動部に分散され、
上記フレ−ム２の上面２ａによって摺動自在に受け止め
られる。

【００６８】また、上記摺動部は、上述したように、旋
回運動中に上記フレ−ム２の穴部３８内に突出すること
がないから、上記鏡板９ａの下面が上記フレ−ム２の内
周縁部に食い込むということがなくなり、上記鏡板９ａ
にかじりや焼き付きが生じることは少ない。

【００６９】さらに、上記旋回スクロ−ル９の中央部に
位置するスクロ−ル翼９ｂ、１４ｂの膨脹に応じて上記
鏡板９ａが撓み、上記旋回スクロ−ル９および非旋回ス
クロ−ル１４のそれぞれの鏡板９ａ、１４ａとスクロ−
ル翼９ｂ、１４ｂとの間に隙間が生じることが防止され
るから、上記旋回スクロ−ル９と非旋回スクロ−ル１４
との間の気密状態を保持することができ、効率の良い圧
縮を維持することができる。

【００７０】次に、液バック運転などにより上記圧縮空
間１２内の圧力が異常に上昇した場合の動作について説
明する。この場合には、上記高圧吐出室３１内の圧力よ
りも圧縮空間１２内の圧力の方が大きくなるので、この
圧縮空間１２内の圧力Ｐによって上記非旋回スクロ−ル
１４は若干量上昇駆動される（コンプライアンス機
能）。このことで、上記非旋回スクロ−ル翼１４ｂと旋
回スクロ−ル翼９ｂの気密が失われ、圧縮された流体を
逃がすことができる。

【００７１】以上述べたような構成によれば、以下に説
明する効果がある。第１に、上記鏡板９ａの中央部下面
に段差３９を設け、フレ−ム２の上面２ａとの間に所定
の隙間を区画する凹陥部４０を形成した。そして、この
段差３９の内径Ａ3 は、上記フレ−ム２に設けられた穴
部３８の内径Ａ1 よりも少なくとも偏心量ｅの２倍以上
大きく設定した。

【００７２】このことによって、上記鏡板９ａの中央部
に、旋回運動中に上記フレ−ム２の上面によって支持さ
れたり支持されなかったりする部分がなくなる。このこ
とにより、旋回動作中に上記鏡板９ａの下面が上記フレ
−ム２の穴部３８の縁部に食い込むことがなくなり、上
記旋回スクロ−ル９にかじりや焼き付きが生じることを
防止することができる。

【００７３】したがって、上記旋回スクロ−ルとフレ−
ムとの間の摩擦力が異常に上昇することが防止できるか
ら効率の良い運転を維持できると共に、この圧縮機の破
損も有効に防止できる効果がある。

【００７４】第２に、また、上記鏡板９ａの中央部に生
じるスラスト力はこの鏡板９ａの径方向外側に分散し、
上記フレ−ム２の上面２ａによって安定的に支持され
る。したがって、上記電動機のインバ−タ運転における
回転速度の高低を問わず、安定した運転を行うことがで
きる効果がある。

【００７５】これに対し、従来例の項で挙げた発明は、
電動機の回転速度の変化を想定しておらず、回転数によ
っては、上記旋回スクロ−ル９を支持できなかったり、
この旋回スクロ−ル９が傾斜面に強く押圧されたりし
て、上記旋回スクロ−ルを安定的に支持することができ
ない場合がある。

【００７６】第３に、特に高速運転時の旋回スクロ−ル
９の中央部に位置するスクロ−ル翼９ｂ、１４ｂの熱膨
脹を上記鏡板９ａの中央部を撓わませることで許容する
ことができ、上記旋回スクロ−ル９と非旋回スクロ−ル
１４のスクロ−ル翼９ｂ、１４ｂと鏡板９ａ、１４ａと
の間に隙間が生じるのを有効に防止することができる。

【００７７】このことによって、通常運転時における圧
縮漏れを少なくすることができ、効率の良い圧縮を行う
ことができる効果がある。第４に、上記鏡板９ａ下面と
フレ−ム２の上面との間に凹陥部４０を成形するために
は、上記鏡板９ａの下面をエンドミルで切削すれば良
い。

【００７８】これは、従来例の項で挙げた発明における
傾斜面よりも構成が簡単で、成形も容易であり、また、
材料の歩留まりも良いという効果がある。第５に、これ
は、実施例のみの効果であるが、上述したコンプライア
ンス機構を構成するべく、上記背圧板１８と非旋回スク
ロ−ル１４との間のシ−ルを行うのに、２つの面（外周
面２８ａおよび下面２８ｂ）をそれぞれ上記背圧板１８
と非旋回スクロ−ル１４に当接するシ−ル面とするリン
グ状のシ−ル部材２８を用い、他の面に作用する圧力に
より上記２つの面をそれぞれ上記背圧板１８と非旋回ス
クロ−ル１４とに押し付けることによりシ−ルを行うよ
うにした。

【００７９】従来は、上記背圧板１８と非旋回スクロ−
ル１４のシ−ルは、Ｕ字シ−ルリングの内側にバネ材を
挿入したもの、あるいは断面円形状のＯリングを用いて
行っていた。しかし、前者は製造コストが高く、後者は
信頼性が低く長時間の運転に耐えられないということが
あった。

【００８０】しかし、上述した構成によれば、簡単な構
成であるから製造コストおよび組み付けが容易であり、
また、シ−ルを行う２面２８ａ、２８ｂは平面に形成し
たから、シ−ル面積を大きくとることができ、信頼性も
高い。

【００８１】また、上記第１の環状段差２３の内面と上
記第１の環状突起２５の外面の間の隙間ｔは、上記第１
のシ−ル部材２８の外径の０．００１〜０．１倍となる
ように設定されているので、そのシ−ル性は安定してい
る。

【００８２】このことにより、簡単な構成で、シ−ル性
能の高いコンプライアンス機能を有する圧縮機を得るこ
とができ、長時間の運転でも信頼性を維持することがで
きる効果がある。

【００８３】次に、この発明の第２の実施例について説
明する。なお、上記第１の実施例と同一の構成要素につ
いては、同一の符号を付してその説明は省略する。上記
第１の実施例においては、上記隙間を区画する凹陥部
は、段差によって設けられていたが、図７に示すよう
に、上記スラスト荷重の最も大きくなる位置をあらかじ
め算出あるいは実験によって求めておいて、この部分に
対応する上記旋回スクロ−ル９の鏡板９ａの下面に、窪
み部４２を設けるようにしてもよい。すなわち、この発
明の凹陥部を局所的に設けたものである。

【００８４】なお、図中４３は、上記オルダムリング１
０のキ−部が挿入されるキ−溝である。このような構成
によれば、上記旋回スクロ−ル９の鏡板９ａの下面のう
ち最も大きなスラスト荷重が生じる部位が、上記フレ−
ム２の上面２ａに当接することがないから、食い込みや
焼き付きが生じることが少ない。そして、この部分に生
じるスラスト荷重は、外周部に分散し、上記フレ−ム２
の上面２ａによって支持されることとなる。

【００８５】したがって、上記第１の実施例と同様の効
果を得ることができる効果がある。なお、上記旋回スク
ロ−ル９の鏡板９ａのうち最も大きなスラスト荷重が生
じる部位は、上記スクロ−ル翼９ｂの端部に対応する部
位およびこの部位から周方向に１８０°離間した位置で
あると考えられる。

【００８６】次に、第３の実施例について説明する。な
お、上記第１の実施例と同一の構成要素については、同
一の符号を付してその説明は省略する。図８に示すよう
に、この第３の実施例の旋回スクロ−ル９の鏡板９ｂに
は、段差が設けられていおらず、かわりに、上記フレ−
ム２の上面２ａには中央部に向かって次第に低くなる複
数の段差４４〜４６が設けられている。

【００８７】すなわち、上記フレ−ム２の上面２ａと旋
回スクロ−ル９の背面に設けられる隙間（凹陥部）は、
この旋回スクロ−ル９の中央部に向かって次第に大きく
なるように形成されている。

【００８８】このことにより、中央部に向かって次第に
大きくなる上記スクロ−ル翼９ｂ、１４ｂの熱膨張量に
対して、より良好に対応することができる。すなわち、
上記圧縮室１２内の流体は、この旋回スクロ−ル９の中
心部に向かって次第に圧縮されていくので、外周部から
中央部にむかって上記圧縮室内の温度が上昇していくこ
とになる。したがって、上記スクロ−ル翼９ｂ、１４ｂ
に生じる熱膨脹は、径方向外側から中央部に向かって次
第に大きくなっていくのである。

【００８９】上述したような構成によれば、このような
スクロ−ル翼９ｂ、１４ｂの熱膨張に対応する分の上記
鏡板９ａの撓みを許容することができ、上記旋回スクロ
−ル９および非旋回スクロ−ル１４のスクロ−ル翼９
ｂ、１４ｂの突端と鏡板９ａ、１４ａとの間に隙間が生
じることを有効に防止することができる。したがって、
効率の良い圧縮することができる効果がある。

【００９０】なお、このとき、上記旋回スクロ−ル９の
鏡板９ａの中央部に生じるスラスト力は、この鏡板９ａ
の径方向外側の上記フレ−ム２の上面２ａによって支持
される部分に分散されることとなる。

【００９１】なお、このとき、上記旋回スクロ−ル９の
旋回運動に伴い、上記フレ−ム２に設けられた第１の段
差４４の縁部がこの旋回スクロ−ル９の鏡板９ａの下面
と摺接する部位が生じる。

【００９２】しかし、この外周部分に生じるスラスト力
は、中心部に極部的に生じる場合に比べて小さいので、
上記鏡板９ａの下面が上記フレ−ム２の上記第１の段差
４４の縁部に食い込むことはない。

【００９３】次に、第４の実施例について説明する。た
だし、上記第１の実施例と同一の構成要素については、
同一の符号を付してその説明は省略する。上記第３の実
施例においては、上記フレ−ム２の上面２ａに３つの段
差が設が設けられていたが、図９に示すように、径方向
外側から、上記フレ−ム２の上面２ａに一つの段差４９
を設け、上記旋回スクロ−ル９の鏡板９ａの下面に２つ
の段差４７、４８を設けることで、次第に高さが高くな
る凹陥部を形成するようにしても良い。

【００９４】このような構成によっても上記第１〜第３
の実施例と略同様の効果を得ることができる。次に第５
の実施例について説明する。ただし、上記第１の実施例
と同一の構成要素については同一の符号を付してその説
明は省略する。

【００９５】この第５の実施例では、図１０に示すよう
に、上記旋回スクロ−ル９の鏡板９ａの下面に２つの段
差５０、５１を設けると共に、上記フレ−ム２の上面２
ａうに３つの段差を設け、これらの間に、上記旋回スク
ロ−ル９に設けた各段差５０、５１の縁部に当接するよ
うに中央部が上方に凸なる薄板鉄製の板ばね５６を介在
させたものである。

【００９６】上記電動機を作動させると、上記旋回スク
ロ−ル９と上記板ばね５６は、共に旋回駆動される。そ
して、上記旋回スクロ−ル９に生じるスラスト力は、上
記板ばね５６を介して上記フレ−ム２の上面２ａによっ
て支持されることとなる。

【００９７】このとき、上記板ばね５６と上記フレ−ム
２とが摺接することとなるが、両者とも鉄製であるの
で、食い込みやかじりが生じることはない。また、上記
旋回スクロ−ル９に過大なスラスト力が生じたり、上記
スクロ−ル翼９ｂ、１４ｂに熱膨脹が生じた場合には、
それに対応して、上記旋回スクロ−ル９の鏡板９ａの中
央部が上記板ばね５６の付勢力に抗して撓む。

【００９８】このことによって、上記第１〜第４の実施
例と同様の効果を得ることができる。なおこの発明は、
上記第１〜第５の実施例に限定されるものではなく、発
明の要旨を変更しない範囲で種々変形可能である。

【００９９】例えば、上記実施例で説明した圧縮機は、
電動機４を内蔵しているものであったが、これに限定さ
れるものではなく、別体式のものであっても良い。ま
た、上記シ−ル部材２８（２９）は、外周面２８ａおよ
び下面２８ｂでシ−ル作用を行うものであったが、これ
に限定されるものではない。図１１に示すように、上面
および外周面でシ−ル作用を行うようなものであっても
良い。

【０１００】なお、このような構成の場合には、上記シ
−ル部材２８、２９の下面を図に５５で示すバネで支持
するようにする。さらに、上記一実施例では、コンプラ
イアンス機能を有する圧縮機であったが、特許請求の範
囲に記載された発明によれば、このような機能を有しな
い圧縮機であってもその効果を奏することができる。

【０１０１】

【発明の効果】この発明は、非旋回スクロ−ル翼を具備
し、ケ−ス内に回転不能に設けられた非旋回スクロ−ル
と、旋回スクロ−ル翼を具備し、この旋回スクロ−ル翼
を非旋回スクロ−ル翼の隙間に挿入することで、上記非
旋回スクロ−ルに対して圧縮空間を介して組み合わさ
れ、上記非旋回スクロ−ルに対して旋回駆動されること
で上記圧縮空間に吸い込んだ流体を上記旋回中心に向か
って圧縮する旋回スクロ−ルと、この旋回スクロ−ルの
背面側に設けられ、この旋回スクロ−ルの背面を摺動自
在に支持することで、この旋回スクロ−ルに作用するス
ラスト荷重を受けるスラスト荷重受け部と、上記旋回ス
クロ−ルの背面あるいは上記スラスト荷重受け部の支持
面の少なくともどちらかに設けられ、上記旋回スクロ−
ルとスラスト荷重の受け部材の一部との間に微小隙間を
区画する凹陥部とを具備するスクロ−ル形圧縮機であ
る。

【０１０２】このような構成によれば、第１に、旋回ス
クロ−ルの上記スラスト荷重受け部に対する食い込み
（かじり）や焼き付きを防止でき、異常摩擦による効率
低下や破損を防止することができると共に、加工性が良
いので、量産性に優れ、コストダウンを図ることができ
る効果がある。

【０１０３】第２に、第１の効果を達成しつつ上記旋回
スクロ−ルのスラスト荷重を良好に支持することがで
き、安定した運転を行える効果がある。第３に、スクロ
−ル翼の熱膨脹による圧縮ガス漏れを防止でき、効率の
良い運転を行うことができる効果がある。第４に、異常
運転時に、スクロ−ル翼にかかる過大なストレスを解消
し、圧縮機の破損を有効に防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す概略縦断面図。

【図２】同じく、拡大縦断面図。

【図３】同じく、拡大縦断面図。

【図４】同じく、シ−ル部材を示す斜視図。

【図５】同じく、シ−ル部材を示す径方向に沿う縦断面
図。

【図６】同じく、旋回スクロ−ルを示す縦断面図および
下面図。

【図７】第２の実施例の、旋回スクロ−ルを示す縦断面
図および下面図。

【図８】第３の実施例の、旋回スクロ−ルとフレ−ムを
示す概略縦断面図。

【図９】第４の実施例の、旋回スクロ−ルとフレ−ムを
示す概略縦断面図。

【図１０】第４の実施例の、旋回スクロ−ルとフレ−ム
を示す概略縦断面図。

【図１１】他の実施例を示す一部縦断面図。

【符号の説明】

１…ケ−ス、２…フレ−ム（スラスト荷重受け部）、２
ａ…上面（支持面）、９…旋回スクロ−ル、９ａ…鏡板
（背面）、９ｂ…旋回スクロ−ル翼、１４…非旋回スク
ロ−ル、１４ｂ…非旋回スクロ−ル翼、３９…段差、４
０…凹陥部。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非旋回スクロ−ル翼を具備し、ケ−ス内
   に回転不能に設けられた非旋回スクロ−ルと、 旋回スクロ−ル翼を具備し、この旋回スクロ−ル翼を非
   旋回スクロ−ル翼の隙間に挿入することで、上記非旋回
   スクロ−ルに対して圧縮空間を介して組み合わされ、上
   記非旋回スクロ−ルに対して旋回駆動されることで上記
   圧縮空間に吸い込んだ流体を回転中心に向かって圧縮す
   る旋回スクロ−ルとを備えたスクロ−ル形圧縮機におい
   て、 上記旋回スクロ−ルの背面側に設けられ、この旋回スク
   ロ−ルの背面を摺動自在に支持することで、この旋回ス
   クロ−ルに作用するスラスト荷重を受けるスラスト荷重
   受け部と、 上記旋回スクロ−ルの背面あるいは上記スラスト荷重受
   け部の支持面の少なくともどちらかの一部に設けられ、
   上記旋回スクロ−ルとスラスト荷重受け部との間に微小
   隙間を区画する凹陥部とを具備することを特徴とするス
   クロ−ル形圧縮機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスクロ−ル形圧縮機にお
   いて、 上記凹陥部は、 上記旋回スクロ−ルの背面あるいはスラスト荷重受け部
   の支持面の少なくともどちらか一方の回転中心に近い位
   置に、段差を設けることで形成したことを特徴とするス
   クロ−ル形圧縮機。
3. 【請求項３】 請求項１記載のスクロ−ル形圧縮機にお
   いて、 上記凹陥部は、上記旋回スクロ−ルとスラスト荷重の最
   も大きくなる部位に極所的に設けられていることを特徴
   とするスクロ−ル形圧縮機。
4. 【請求項４】 請求項１記載のスクロ−ル形圧縮機にお
   いて、 上記凹陥部は、 上記旋回スクロ−ル翼および非旋回スクロ−ル翼の上記
   旋回スクロ−ルの旋回軸に沿う方向の運転時の熱的変形
   量に対応して、この旋回スクロ−ルの中心部に向かって
   上記微小隙間が大きくなるように成形された複数の段差
   からなることを特徴とするスクロ−ル圧縮機。
5. 【請求項５】 請求項４記載のスクロ−ル形圧縮機にお
   いて、 上記段差は、 上記スラスト荷重受け部の支持面側に形成したことを特
   徴とするスクロ−ル形圧縮機。
6. 【請求項６】 請求項４記載のスクロ−ル形圧縮機にお
   いて、 上記段差は、 上記スラスト荷重受け部および旋回スクロ−ルの背面の
   両方に設けられ、それらの間には板状の摺動部材が介在
   されていることを特徴とするスクロ−ル形圧縮機。