JP4121783B2 - スクロール型圧縮機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール型圧縮機に係り、特に、スクロール型圧縮機のスラスト荷重を支持する背圧室に設けるのに適したシール手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平２−１７６１７８号公報に記載されているように、スクロール型圧縮機においては、旋回スクロールを駆動して流体を圧縮する際に、圧縮反力によって旋回スクロールを固定のハウジング側へ押圧するスラスト荷重が発生する。このスラスト荷重を支持するために、旋回スクロールの端板部の背面と、それに対向するハウジング側の面との間に、例えば、コバルト又はニッケルを基本組成として、これにモリブデン、クローム、珪素、炭素等の副成分を含有させた部材や、カーボン繊維をエポキシ樹脂によって固めたような耐摩耗性のある材料からなる環状のスラスト荷重支持部材が使用される。しかしながら、このような構成ではスラスト荷重支持部材の表面と相手方の面との間に摺動による摩擦熱が発生すると共に摩耗も進行するので、この従来技術においては環状のスラスト荷重支持部材に溝を設けて、冷却水を供給することにより摩擦熱を吸収するという対策を講じている。
【０００３】
このようにして発生するスラスト荷重支持部における摩擦熱や摩耗を抑制するために、発明者が先に提案した特開平９−３１０６８７号公報に記載されている発明のように、スクロール型圧縮機において、旋回スクロールの端板部の背面に窪み空間としての背圧室を形成し、この背圧室へ吐出側から圧縮された流体を導入して背圧を発生させることにより旋回スクロールを軸線方向に付勢して、圧縮反力によって発生するスラスト荷重により旋回スクロールの背面とハウジング側の平坦面との間に作用する大きな接触荷重を軽減する手段が知られている。
【０００４】
前述のような従来技術を実施する場合は、圧縮される流体が冷凍サイクルの冷媒として一般的に使用されているフロンのように作動圧力が低いものであれば、圧縮反力によって発生するスラスト荷重が１０００Ｎ前後であるために、旋回スクロールの背面の背圧室へ導入する流体の圧力が小さくてよいから、背圧室内の圧力を保持するためにシール材を使用しても、シール材に作用する荷重はさほど大きくはならない。また、シール材の摺動面の潤滑状態は接触荷重が小さいことから流体潤滑域にあるものと推定されるので、シール材と摺動接触するハウジング側の面には油膜が確実に形成されていて、低い摩擦係数の下で摺動接触が行われているものと考えられる。従って、シール材の摺動による機械損失を低く抑えることができる。
【０００５】
しかしながら、二酸化炭素（ＣＯ2）のような所謂超臨界圧流体を冷媒として使用する冷凍サイクルにおいて、前述の従来技術に示されたスクロール型圧縮機によってその冷媒を圧縮する場合には、旋回スクロールに作用するスラスト荷重が、フロンのような作動圧の低い冷媒を使用した場合の約７倍の７０００Ｎにも達することから、背圧室へ導入する流体の圧力も同様に７倍前後の高圧になるので、その高圧がシール材に作用することになる。更に、シール材に作用する荷重が高いことから、シール材の摺動面の潤滑状態は流体潤滑域になく、摩擦係数が大きい混合潤滑域或いは境界潤滑域にあるものと考えられる。従って、シール材の摺動による機械損失が大きくなり、それが圧縮機の効率低下をもたらすことが問題になる。
【０００６】
そこで、発明者がその後に提案して、特開２０００−２４９０８６号公報に記載されている従来技術では、超臨界圧流体を冷媒として圧縮するスクロール型圧縮機において、その旋回スクロールの背圧室にシール材を設けると共に、作動室内で未だ十分に高圧まで圧縮されていない比較的に低圧の冷媒を取り出して、逆止弁を介してそれを背圧室へ供給することにより、背圧室から高圧の冷媒が多量に漏れ出るのを未然に防止すると共に、シール材の摩耗や機械損失が増大するのを抑制している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、スクロール型圧縮機においてスラスト荷重を支持するために旋回スクロールの端板部の背後に背圧室を設けることや、圧縮された流体が背圧室から漏洩するのを防止するために背圧室にシール材を設けることは、超臨界圧流体を圧縮するスクロール型圧縮機においても公知の事項に属するけれども、どのような形状のシール材を、どのようにして背圧室に設けるかという具体的な問題は未だ十分に研究されてはいない。
【０００８】
前述の従来技術を提案した発明者のその後の研究によって、背圧室のシール材として内燃機関用のピストンリングのような、所謂「合い口」を有するものを使用すると、背圧室へ供給される高圧の流体が合い口から大量に漏洩するという問題を生じること、及び、合い口のない連続リング状のシール材を使用すると、シール材と背圧室の壁面との隙間へ圧縮された流体が回り込むために、シール材が変形して背圧室の壁面や相手方のハウジングの壁面に密着しようとする作用が妨げられて、十分なシール効果が得られないという問題のあることが判った。
【０００９】
本発明は、従来技術における前述のような問題に対処して、スクロール型圧縮機の背圧室に新規な構成のシール手段を設けることにより、それらの問題を解消することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、従来技術における前述のような問題に対応することができる解決手段として、特許請求の範囲の請求項１及び２４に記載されたスクロール型圧縮機を提供する。
【００１１】
本発明のスクロール型圧縮機においては、旋回スクロールの端板部の背面と、それに対向しているミドルハウジングの表面のいずれか一方に少なくとも１個の背圧室を形成して、その背圧室内へ作動室において圧縮された高圧の流体を導入することにより背圧室を加圧するので、旋回スクロールをミドルハウジングによって軸線方向に支持する摺動接触面に作用するスラスト荷重が小さくなり、その圧縮機が超臨界圧流体等を圧縮する目的に使用されることによって作動圧力が非常に高くなる場合でも、旋回スクロールのスラスト荷重支持面においては流体潤滑の状態になるから、摩擦係数が小さくなって機械損失が低減する。
【００１２】
本発明のスクロール型圧縮機においては、背圧室内へ導入された高圧の流体が吸入室等の低圧側へ漏洩するのを防止するために、背圧室内に少なくとも１個の環状のシールリングを装着する。本発明の特徴の１つはこのシールリングが背圧室内において移動可能となっている点にある。従って、背圧室内へ高圧の流体が供給されると、その圧力によってシールリングが背圧室内で移動をして相手方の面へ押し付けられることにより、シールのために必要な面圧が発生する。
【００１３】
本発明においては、シールリングの移動の１つの形態として、このシールリングが背圧室内において高圧流体によって押圧されることにより断面形状が僅かに傾斜（移動）することができ、それによって接触する相手方の面との間に面圧が高くなる幅の狭い環状の接触領域が形成され、面圧が高くなった幅の狭い環状の接触領域によって高いシール作用が得られるので、背圧室から高圧流体が漏洩することが防止される。シールリングは背圧室内へ導入される高圧流体によって付勢されるが、更に、シールリングを付加的に付勢するために、シールリングの背後に弾性体を設けることができる。
【００１４】
本発明のスクロール型圧縮機においては、１個の背圧室内に２本のシールリングを設けることができる。この場合は、背圧室を形成する環状の溝の外周面に沿って第１のシールリングを装着すると共に、環状の溝の内周面に沿って第２のシールリングを装着する。これらのシールリングは耐摩耗性と耐油性を有し弾性のあるゴム、合成樹脂或いは金属のような材料から製作することができる。第１のシールリングは、環状の溝の外周面のうちで溝の底面に近い部分に対向する部分が、背圧室内へ装着される前の無荷重状態において環状の溝の外周径よりも外径が大きくなる環状の突条を形成していると共に、第２のシールリングは、環状の溝の内周面のうちで溝の底面に近い部分に対向する部分が、背圧室内へ装着される前の無荷重状態において環状の溝の内周径よりも内径が小さくなる環状の突条を形成しているものとすることができる。それによって、第１及び第２のシールリングの断面形状が背圧室内において傾斜（移動）し易くなる。
【００１５】
各シールリングに環状の突条を形成するために、第１のシールリングの外周面と、第２のシールリングの内周面との少なくとも一方の一部にテーパー面を形成することができる。それによって、環状の突条の一部に鋭いエッジ状の突出縁部を形成して、面圧とシール作用を高めることができる。また、第１のシールリングと第２のシールリングとの間に弾性体を配置して、第１のシールリングを環状の溝の外周面に向かって付勢すると同時に、第２のシールリングを環状の溝の内周面に向かって付勢することができる。弾性体の付勢によってシールリングのシール作用が向上する。なお、第１及び第２のシールリングの背圧室へ装着される前の無荷重状態における断面形を、正方形を含む長方形として、環状の突条を形成しない場合でも、長方形断面の角部が環状の突条の作用をするので、実質的に同様な効果が得られる。
【００１６】
本発明においては、単一のシールリングに代えて、背圧室を構成する環状の溝の外周面に沿って装着される第１のシールリング部と、環状の溝の内周面に沿って装着される第２のシールリング部と、第１のシールリング部及び第２のシールリング部を一体的に接続する連結部とを一体化したものとして構成することができる。それによって部品点数が減少するので、組み付けが容易になってコストが低減する。なお、連結部を有するものでは、その連結部の少なくとも一部を１つのシールリング部として、ミドルハウジングのような相手方の面に直接に接触させるように構成することができる。これらの一体化されたシールリングの各部分もまた、耐摩耗性と耐油性を有し弾性のあるゴム、合成樹脂或いは金属のような材料から製作することができる。
【００１７】
連結部を有するものでは、連結部に少なくとも１個の連通孔を形成することができる。それによって連結部の両側に同じ圧力が作用するので、２個のシールリング部が連結部によって一体化されているものでも、２個のシールリングが独立の場合と同様に作動する。このように、２個のシールリング部が一体化されている場合に、第１のシールリング部と第２のシールリング部との間に弾性体を配置して、第１のシールリング部を環状の溝の外周面に向かって付勢すると共に、第２のシールリング部を環状の溝の内周面に向かって付勢することができる。
【００１８】
本発明のスクロール型圧縮機においては、背圧室の中にシールリングを設けて、相手方の面に向って移動可能とすると共に、その側面と、それに対向している環状の溝（背圧室）の側面との間にＯリングのような弾性のある環状のシール部材を設けて、その部分を補足的にシールするという構成をとることができる。
【００１９】
この場合のシールリングは、その主成分が、例えば、カーボン、金属、合成樹脂、及びセラミックスの中から選択されることによって優れた自己潤滑性と高い硬度を備えているものとすることができる。しかしながら、それによって相手方との摺動接触面における耐摩耗性を高めることができる反面、シールリングと、それを受け入れている環状の溝（背圧室）の壁面との間のシール性能が低下する可能性があるが、Ｏリングのような環状のシール部材がその部分におけるシール性能を補足するので、全体として高いシール性能が得られる。
【００２０】
Ｏリングのような環状のシール部材は、シールリングとそれに対向する背圧室（環状の溝）の壁面のいずれか一方の所定の位置に、例えば、環状の溝や切り欠きのような形の支持部を形成して、その位置に安定に支持することができる。
【００２１】
本発明のスクロール型圧縮機においては、背圧室をシールする環状のシールリングの端部に、相手方の面との間の摺動面積を拡大する鍔部を形成することができる。それによってシール面積が増加して面圧を低下させることが可能になるので、摺動摩擦による摩耗を低減することができる。また、シールリングを相手方の面に向かって押圧するために、高圧の流体をシールリングの所定の面に確実に作用させることができる。
【００２２】
シールリングとして優れた自己潤滑性と高い硬度を備えている変形し難いものを使用する場合にも、そのシールリングを、背圧室を構成する環状の溝の外周面に沿って装着される第１のシールリング部と、環状の溝の内周面に沿って装着される第２のシールリング部と、第１のシールリング部及び第２のシールリング部を一体的に接続する連結部とが一体化されたものとして構成することができる。それによって部品点数が減少して組み付けが容易になる。この場合にも、２つのシールリング部を連結する連結部に連通孔を形成して、２つのシールリング部をそれぞれ単一のシールリングと同様に作動させることができる。
【００２３】
外側の第１のシールリング部と、内側の第２のシールリング部とを連結部によって連結した形状を有するシールリングにおいては、その連結部によって背圧室内の有効な空間を高圧側の部分と低圧側の部分とに分割すると共に、連結部に所定の開口面積を有する連通孔を形成して、この連通孔を流体のための絞り部とすることにより、高圧側の部分と低圧側の部分との間に圧力差を発生させることができる。その圧力差によってシールリングのシール面を相手方の面に押し付けてシール効果を発揮させるので、シール面における流体の漏れ量が多い時ほど圧力差が大きくなってシール面における押し付け力が大きくなる一方、漏れ量が少ない時には圧力差が小さくなるために押し付け力が小さくなるというように、シール面の摩耗や機械損失の面から見て好ましい作用、効果が得られる。
【００２４】
絞り部は、大き目の連通孔にピンを挿入して、連通孔とピンとの隙間によって構成してもよいし、連通孔の開口部分に近接して邪魔板を設けて、邪魔板とシールリングとの隙間及び連通孔によって直列の絞り部を構成してもよい。
【００２５】
本発明においては、外側の第１のシールリングと内側の第２のシールリングを実質的に別体とする場合に、それぞれのシールリングに相互に対向するように半径方向に突出する鍔部を設けて、それらが背圧室を構成する環状の溝の中に組み付けられた状態において、それらの鍔部によって背圧室内の有効な空間を高圧側の部分と低圧側の部分とに分割すると共に、それらの鍔部の間に形成される隙間を所定の大きさとすることによって、高圧側の部分と低圧側の部分との間に圧力差を発生させるための絞り部を構成することができる。
【００２６】
本発明はまた、旋回スクロールの端板部の背面と、それに対向してそれを支持しているミドルハウジングの表面とのいずれか一方に多数の窪みを形成して、それらをそれぞれ背圧室とすると共に、それらの窪みの中へそれぞれ高圧の流体を導入するための通路を設け、窪みの中にそれぞれ断面Ｈ形のシール材を移動可能に組み付けることにより、それぞれのシール材の両端に高圧側の部分と低圧側の部分を形成させ、更に、それぞれのシール材の隔壁に所定の大きさの連通孔等からなる絞り部を形成することができる。
【００２７】
それによって、多数の背圧室が旋回スクロールに作用するスラスト荷重を分散して支持することができる。そして、個々の背圧室においては、シール材が両端の高圧側の部分と低圧側の部分との圧力差によってシール面に押し付けられるので、個々の背圧室へ供給される流体の漏れ量が少なくなると共に、個々のシール材に作用する押し付け力が、シール材の絞り部を通過して漏れる流体の量に応じて変化するので、必要にして十分な押し付け力が得られる結果、シール材の摩耗や機械損失が最小となる。
【００２８】
本発明のスクロール型圧縮機は、所謂モータ直結型として、ハウジングに直接に取り付けられたモータによってそのシャフトを直接に回転駆動するように構成してもよいし、車両に搭載された内燃機関のような外部の原動機によって、そのシャフトを回転駆動するように構成してもよい。本発明のスクロール型圧縮機の好適な用途の一つは、圧縮すべき流体が冷凍サイクル内を流れる冷媒である所謂冷媒圧縮機、特に、圧縮された後の冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力以上の高さとなるように設定されているものに適用することである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を用いて本発明のスクロール型圧縮機に関する第１実施例を説明する。図１に示す１はシャフトであって、その下端には軸心に対して所定量だけ偏心したクランク部１ａが形成されている。２はモータであって、電力の供給を受けた時にシャフト１を回転駆動する。第１実施例の場合はモータ２が圧縮機のハウジング部分と一体化されたモータハウジング３の内部に構成されている。４はモータハウジング３の上部に取り付けられたフロントラジアル軸受であって、同じく下部に取り付けられたリアラジアル軸受５と共に、シャフト１を回転可能に支持している。なお、本発明はモータ一体型のスクロール型圧縮機に限って適用される訳ではなく、シャフト１を回転駆動する動力源が、例えば車両に搭載されている内燃機関のように、圧縮機本体とは別体のものであってもよい。
【００３０】
６は旋回スクロールであって、概ね円板状の端板部６ａと、それから軸線方向に突出するように形成された渦巻き形の羽根部６ｂと、端板部６ａの背面に形成された円筒状のボス部６ｃ等からなっている。旋回スクロール６の全体は、ボス部６ｃに圧入して取り付けられている旋回スクロール軸受１６を介して、シャフト１のクランク部１ａによって回転可能に支持されていて、シャフト１の中心軸線の回りに公転運動をする。７は旋回スクロール６の公転運動のみを許す複数個の自転防止ピンであって、旋回スクロール６の自転運動を阻止する。
【００３１】
８は固定スクロールであって、旋回スクロール６と同様な端板部８ａと渦巻き形の羽根部８ｂを備えていて、旋回スクロール６と噛み合うように組み付けられている。固定スクロール８の外筒は、スクロール型圧縮機の圧縮機部分のハウジングを兼ねている。固定スクロール８の渦巻き形の羽根部８ｂと旋回スクロール６の渦巻き形の羽根部６ｂが噛み合うことによって、それらの羽根部６ｂ及び８ｂの間に軸線方向に見た時に三日月形に見える作動室９が複数個形成される。
【００３２】
そして、図示しない冷凍サイクルから戻って来て吸入ポート８ｄから吸入室１４内へ導入される気体冷媒のような流体を、外周において作動室９が吸入室１４に向かって開いた時に作動室９の内部へ吸入し、旋回スクロール６が公転をする間に旋回スクロール６及び固定スクロール８の中心部に向かって作動室９が半径方向に移動しながら縮小することによって流体を圧縮する。最後に作動室９が中心部の作動室９ａに向かって開いた時に、吐出圧に達した冷媒が固定スクロール８の端板部８ａに設けられた吐出孔８ｃを通過して、端板部８ａと、図示しないボルト等によって固定スクロール８に固定されているリアハウジング１８との間に形成された吐出室１５内へ吐出される。
【００３３】
１８ａはリアハウジング１８に形成された吐出ポートであって、図示しない配管によって冷凍サイクルに連通しており、吐出室１５内へ吐出された高圧の冷媒を冷凍サイクルの凝縮器へ導く。１７は吐出弁であって、吐出室１５内の冷媒が吐出孔８ｃを介して逆流しないように端板部８ａ上に装着されている。なお、図１に示す１０はバランサであって、シャフト１に固定されているか、或いはクランク部１ａの偏心量を増減させることができるように、シャフト１に対して半径方向に僅かに移動可能に嵌合されている。
【００３４】
次に、本発明の特徴に対応する第１実施例の構造部分について説明する。図１及び図２に示す６ｅは旋回スクロール６の端板部６ａの背面に形成された円環状の溝であって、端板部６ａの中心の周りにおいてミドルハウジング１３の面と対向して摺動状態で接触することにより、それとの間に円環状の背圧室１９となる空間を形成している。そして、背圧室１９と、所定の位置に形成される作動室９との間を連通させるように圧力導入孔６ｄが設けられているので、作動室９の中で所定の大きさの高圧まで加圧された流体（冷媒）が背圧室１９内へ導入され、ミドルハウジング１３を足掛かりにして旋回スクロール６の端板部６ａを固定スクロール８に向かって押圧する。なお、第１実施例においては、背圧室１９は円環状の溝６ｅによって単一の環状に形成されているが、これを例えば同心円状に複数個形成することができることは言うまでもない。
【００３５】
本発明の特徴部分に対応して、第１実施例の場合は、背圧室１９内に内外２条のシールリングが相互に別体のものとして設けられている。即ち、背圧室１９を形成する環状の溝６ｅの外周面に沿って閉じた円環状のアウタシールリング１１が設けられられていると共に、環状の溝６ｅの内周面に沿って閉じた円環状のインナシールリング１２が設けられている。これらのシールリング１１，１２によって、旋回スクロール６の端板部６ａにおける背圧室１９の半径方向内外の壁面と、それに対向しているミドルハウジング１３の面との間に、冷媒が漏れ出る隙間が生じないようにシールしている。
【００３６】
第１実施例の最も特徴的な部分が図２に拡大して示されている。第１実施例の場合は、旋回スクロール６の端板部６ａに形成された円環状の溝６ｅが、ミドルハウジング１３の表面と協働して背圧室１９を構成するが、それらの間の隙間をシールするために、背圧室１９の中に断面形状が梯形のアウタシールリング１１と、やはり梯形の断面形状を有するインナシールリング１２が同心円状に装着される。２つのシールリング１１及び１２はいずれも連続した円環状であって、内燃機関に使用されるピストンリングに設けられる合い口のような切れ目を有しない。シールリング１１，１２の材料は耐摩耗性と耐油性を有し弾性のあるゴム、合成樹脂或いは金属である。
【００３７】
シールリング１１，１２が背圧室１９内へ装着される前の無荷重状態においては、アウタシールリング１１の頂面１１１と底面１１２は相互に平行な水平面となっており、外周面１１３はテーパー面(円錐面）となっている。また、アウタシールリング１１の最大径である底面１１２の外周径φｄ１は、円環状の溝６ｅからなる背圧室１９の底面１９１の外周径φＤ１よりも若干大きくなるように作られている。従って、アウタシールリング１１を背圧室１９の中へ押し込むようにして装着すると、アウタシールリング１１の断面形状が僅かに傾斜（移動）するために、その底面１１２の外周に円環状に形成されたエッジ状の突出縁部１１５が、背圧室１９の円筒形の外周面１９２と底面１９１とが直角に交わる円環状の溝６ｅの外周隅部１９４に押し付けられて、そこに周辺部よりも面圧の高い円環状の部分ができる（図３３参照）。
【００３８】
また、テーパー状であるアウタシールリング１１の外周面１１３が溝６ｅの円筒形状の外周面１９２に近づくので、アウタシールリング１１の円筒形の内周面１１４が若干傾いてテーパー状となる。それによって、アウタシールリング１１の頂面１１１の中で内周面１１４寄りの円環状の角部１１６がミドルハウジング１３の表面に強く押し付けられるようになり、その角部１１６における面圧が高くなる。このようにアウタシールリング１１の断面形状が僅かに傾斜（移動）することによって、アウタシールリング１１の頂面１１１のうちでも内周寄りの幅の狭い円環状の角部１１６と、底面１１２の中でも外周寄りの突出縁部１１５に近い幅の狭い円環状部分の面圧が高くなるので、背圧室１９の外周側部分が、旋回スクロール６の端板部６ａと、それを支持するミドルハウジング１３の表面との間で密封される。
【００３９】
このように、背圧室１９（溝６ｅ）の中でアウタシールリング１１の断面形状が僅かに傾斜することによって、円環状に面圧の高くなる部分が生じるが、この作用は、断面形状が僅かに傾斜（移動）することによって底面１１２の内周寄りの部分が溝６ｅの底面１９１から僅かに浮き上がって、その隙間に高圧の流体が侵入し、アウタシールリング１１の底面１１２を内周寄りの部分において押し上げるようにして、アウタシールリング１１の断面形状の傾斜角度を大きくするように作用することによって一層強められる。従って、背圧室１９と吸入室１４との間の差圧が大きくなるほどアウタシールリング１１のシール効果が高くなる。
【００４０】
インナシールリング１２は図２においてアウタシールリング１１と対称的に現れるが、背圧室１９(円環状の溝６ｅ）内に装着されたインナシールリング１２も、その断面形状が背圧室１９内で僅かに傾斜（移動）することによって、背圧室１９の内周側部分を旋回スクロール６の端板部６ａとミドルハウジング１３の表面との間で密封する。即ち、背圧室１９内へ装着される前の無荷重状態においてインナシールリング１２の頂面１２１と底面１２２は並行で、内周面１２３がテーパー面となっていると共に、外周面１２４は円筒面となっているが、インナシールリング１２の最小径である底面１２２の内周径φｄ２が、円環状の溝６ｅの内周面１９３の内周径φＤ２よりも小さくなっている。
【００４１】
従って、インナシールリング１２を若干拡径させて円環状の溝６ｅ内へ嵌め込むと、インナシールリング１２の断面形状が溝６ｅ内で僅かに傾斜（移動）することにより、底面１２２の内周側に円環状に形成されて内側に向かうエッジ状の突出縁部１２５が、溝６ｅの底面１９１と円筒形の内周面１９３が交わる円環状の内周隅部１９５に強く押し付けられて、円環状に幅が狭くて面圧の高い部分が生じる（図３３参照）。また、インナシールリング１２の頂面１２１における外周寄りの円環状の角部１２６も、ミドルハウジング１３の表面に強く押し付けられることによって、面圧が高くなる幅の狭い円環状の領域を形成する。この作用が背圧室１９内と吸入室１４内の流体圧力の差によって強められることも、アウタシールリング１１の場合と同様である。
【００４２】
第１実施例のスクロール型圧縮機はこのような構造を有するから、旋回スクロール６が公転をする運転状態においては、複数個の三日月形の作動室９内で圧縮される冷媒の圧力と吸入室１４内の圧力との差圧によって、旋回スクロール６の端板部６ａには図１において上方向にスラスト荷重が作用する。圧縮反力に基づくこのスラスト荷重によって、端板部６ａはミドルハウジング１３の面に強く押し付けられて、旋回スクロール６の公転力に対して大きな摩擦力を発生するところであるが、背圧室１９内へ圧力導入孔６ｄを介して作動室９から所定の高圧まで加圧された流体が導かれているために、背圧室１９内の圧力と吸入室１４内の圧力との差圧によって、上向きのスラスト荷重と同じ大きさの下向きのスラスト荷重を発生させることができるので、方向が反対の２つのスラスト荷重が相殺することによって、端板部６ａとミドルハウジング１３との間の接触力は、背圧室１９の圧力と吸入室１４の圧力との差圧により、例えば、シールリング１１及び１２に軸線方向に作用する荷重だけになる。
【００４３】
背圧室１９内の流体圧力によって、作動室９内で圧縮される冷媒の圧力に対抗するスラスト力を発生させることまでは前述の従来技術においても行われているところであるが、第１実施例のスクロール型圧縮機においては、特別の断面形状を有する２つのシールリング１１及び１２を使用することにより、シールリング１１，１２の断面形状が背圧室１９内で僅かに傾斜（移動）することによって、円環状に面圧が大きくなる部分を形成させて、高いシール効果を発揮させているので、背圧室１９から高圧の流体が漏れ出るのを確実に防止することができ、スクロール型圧縮機の効率が高くなる。
【００４４】
図３に本発明の第２実施例の要部を示す。第２実施例から第1２実施例までの各実施例のスクロール型圧縮機については要部の構成と作用効果のみを説明し、特徴のない全体構成等については特に説明をしないが、それらの各実施例の全体構成等は、例えば、先に図１を参照して説明した第１実施例における対応部分と同様なものであってもよい。
【００４５】
第２実施例におけるアウタシールリング１１は、背圧室１９内へ装着される前の無荷重状態において、その外周面１１３の一部だけにテーパー面が形成されていて、他の大部分が円筒面となっている。従って、円環状の突出縁部１１５を含むテーパー状の部分が、半径方向の外方に向かう円環状の突条１１７となっている。もっとも、図２に示す第１実施例の場合も、全体がテーパー面である外周面１１３によって円環状の突条１１７が形成されていると見ることができる。なお、第２実施例の場合は、円筒形の内周面１１４の一部にもテーパー面１１８を形成している。アウタシールリング１１のその他の構成や、その作用効果は第１実施例の場合と同様である。
【００４６】
第２実施例においても、アウタシールリング１１とは別体のものとしてインナシールリング１２が設けられる。第２実施例のインナシールリング１２における内周面１２３の下部の一部はテーパー面となっていて、それによって半径方向内方に向かう円環状の突条１２７が形成されている。突条１２７の先端は円環状の突出縁部１２５となっている。また、外周面１２４の下部の一部にもテーパー面１２８が形成されている。第２実施例におけるインナシールリング１２の作用効果もまた第１実施例のそれと同じである。
【００４７】
図４に本発明の第３実施例の要部を示す。第１実施例や第２実施例と違って、第３実施例におけるアウタシールリング１１の外周面１１３にはテーパー面を設けない。背圧室１９内へ装着される前の無荷重状態における外周面１１３の形状は大部分が円筒形であって、その下部の底面１１２に近い部分だけが、半径方向外方に向かって突出する円環状の突条１１７となっている。円環状の突条１１７の断面形状は正方形或いは長方形である。従って、第２実施例のような鋭く尖った突出縁部１１５は形成されないが、断面形状が僅かに傾斜したときに、小さな正方形断面等を有する円環状の突条１１７の２つの角部１１９及び１２０が、相手方の円環状の溝６ｅの底面１９１及び外周面１９２と接触して、そこに面圧が高くなる幅の狭い円環状の接触領域を形成するので、それらの角部１１９，１２０が突出縁部１１５と同様な作用をする。従って、第３実施例のアウタシールリング１１は、実質的に第１実施例の場合のそれと同様な効果を奏する。
【００４８】
第３実施例のインナシールリング１２においてもテーパー面は設けられず、アウタシールリング１１と同様に、小さな正方形或いは長方形の断面形状を有する円環状の突条１２７が、半径方向の内方に向かって突出するように設けられる。それによって、インナシールリング１２の円環状の突条１２７にも、角部１２９及び１３０が形成され、インナシールリング１２の断面形状が僅かに傾斜したときに、円環状の溝6ｅの底面１９１及び内周面１９３との間に面圧が高くなる円環状の接触領域を形成する。また、この場合も第１実施例におけるインナシールリング１２と実質的に同様な作用効果を奏するので、アウタシールリング１１と協働して、前述の各実施例の場合と同様に背圧室１９から流体が漏洩するのを防止して、スクロール型圧縮機の効率を改善することができる。
【００４９】
図５に本発明の第４実施例の要部を示す。第４実施例の特徴は背圧室１９内へ装着される前の無荷重状態における断面形状が長方形（正方形であってもよい）である２つのシールリング１１及び１２を使用したことと、それらのシールリング１１，１２の間に形成される隙間の中でも背圧室１９（円環状の溝６ｅ）の底面１９１に近い位置に、ゴム或いはコイルスプリング等からなる円環状の弾性体２０を装着したことである。なお、この場合も、背圧室１９内へ装着される前の無荷重状態におけるアウタシールリング１１の外周径φｄ１は円環状の溝６ｅの外周径φＤ１よりも大きくすると共に、インナシールリング１２の内周径φｄ２は円環状の溝６ｅの内周径φＤ２よりも小さくする。
【００５０】
第４実施例においては、２つのシールリング１１及び１２に前述の各実施例のような円環状の突条１１７或いは１２７を設けないが、それらの間に装着された円環状の弾性体２０がシールリング１１，１２の下部を矢印のように側方へ押圧するので、それらは前述の各実施例の場合とは反対方向に傾斜する。それによって、例えば、アウタシールリング１１の角部１１９は円環状の溝６ｅの外周面１９２に強く押し付けられて、そこに面圧が高くなる幅の狭い円環状の接触領域を形成する。また、頂面１１１においては、外周寄りの角部１１６ａがミドルハウジング１３の表面に押し付けられて、そこに面圧が高くなる幅の狭い円環状の接触領域を形成する。更に、アウタシールリング１１の底面１１２における内周寄りの角部１１９ａが溝６ｅの底面１９１と接触する場合には、そこにも面圧が高くなる幅の狭い円環状の接触領域が形成される。
【００５１】
このようにして、第４実施例のアウタシールリング１１も、第１実施例のそれと同様な高いシール効果をもたらす。第４実施例におけるインナシールリング１２については、アウタシールリング１１の説明から明らかなように、角部１２９及び１２６ａや、場合によっては角部１２９ａも加わって、面圧の高くなる幅の狭い円環状の接触領域を形成し、それによって高いシール効果をもたらすことができる。なお、第４実施例において、長方形断面のシールリング１１，１２に替えて前述の各実施例におけるシールリング１１，１２等を使用しても、概ね同様な作用効果が得られることは言うまでもない。
【００５２】
図６に本発明の第５実施例の要部を示す。第１実施例から第４実施例までは、２つのシールリング１１及び１２が独立している場合について述べたが、第５実施例から第１２実施例においては、２つのシールリング１１及び１２に相当するものが相互に共通の連結部分によって連結されて、一体化された単一のシールリングを構成している。第５実施例の場合は、一体化されたシールリング２１が、第１実施例におけるアウタシールリング１１に似た断面形状を有する円環状のアウタシールリング部２１１と、同じく、インナシールリング１２に似た断面形状を有する円環状のインナシールリング部２１２と、それらを連結する円環状の連結部２１３から構成されている。円環状の溝６ｅとシールリング２１との寸法関係は第１実施例の場合と同様であり、背圧室１９（円環状の溝６ｅ）内へ高圧流体を導入する手段は、例えば、図１に示されたような圧力導入孔６ｄによる。
【００５３】
第５実施例のシールリング２１は全体がコの字形になっていて、連結部２１３の一部が相手方のミドルハウジング１３の表面に接触することにより、連結部２１３がシール効果をもたらすこと、及び、アウタシールリング部２１１とインナシールリング部２１２が連結部２１３によって連結されて単一のシールリングとなっているために、第５実施例は部品点数が少なくなって組み付けが容易になるという利点を有するが、それ以外の点においては、第１実施例の場合と同様な作用効果を奏する。しかしながら、第５実施例のシールリング部２１１，２１２は図２に示す角部１１６及び１２６を有しないので、シールリング部２１１，２１２と連結部２１３との接続部分の上面１１６ａ，１２６ａが、ミドルハウジング１３の表面に強く押し付けられて面圧が高くなる幅の狭い円環状の接触領域を形成する。
【００５４】
図７に本発明の第６実施例の要部を示す。前述の第５実施例が第１実施例に対応しているのと同様に、第６実施例は図３に示された前述の第２実施例に対応している。第６実施例の構成と作用は、前述の第５実施例と第２実施例の説明を参照しながら図７を見れば明らかであるから、ここでは詳細な説明を省略する。第６実施例は実質的に第１実施例と同様な効果を奏する。
【００５５】
図８に本発明の第７実施例の要部を示す。前述の第５実施例が第１実施例に対応しているのと同様に、第７実施例は図４に示された前述の第３実施例に対応している。第７実施例の構成と作用は、前述の第５実施例と第３実施例の説明を参照しながら図８を見れば明らかであるから、ここでは詳細な説明を省略する。第７実施例は実質的に第１実施例と同様な効果を奏する。
【００５６】
図９に本発明の第８実施例の要部を示す。前述の第５実施例が第１実施例に対応しているのと同様に、第８実施例は図５に示された前述の第４実施例に対応している。第８実施例の構成と作用は、前述の第５実施例と第４実施例の説明を参照しながら図９を見れば明らかであるから、ここでは詳細な説明を省略する。第８実施例は実質的に第１実施例と同様な効果を奏する。
【００５７】
図１０に本発明の第９実施例の要部を示す。第９実施例においては、第５実施例から第８実施例までのシールリング２１と同様に、第１実施例等における２つのシールリング１１及び１２に相当するものが相互に共通の連結部分によって連結された形のシールリング２２を使用する。しかしながら、シールリング２２がＨ形の断面形状を有することから明らかなように、シールリング２２のアウタシールリング部２２１とインナシールリング部２２２とを連結している連結部２２３が直接にミドルハウジング１３の表面に接触することはないので、連結部２２３は実質的なシール作用をしない。
【００５８】
シールリング２２の連結部２２３には１個或いは複数個の連通孔２２４が設けられていて、環状の溝６eの内部に形成される上部の空間２２５と下部の空間２２６とを連通させている。円環状の溝６ｅとシールリング２２との寸法関係は第１実施例の場合と同様であり、背圧室１９（空間２２５及び２２６）内へ高圧流体を導入するための手段は、例えば、図１に示された圧力導入孔６ｄのようなものでよい。下部の空間２２６内へ導入された高圧流体の一部は、連結部２２３の連通孔２２４を通過して上部の空間２２５内へも回り込む。それによって、第９実施例におけるシールリング２２のアウタシールリング部２２１とインナシールリング部２２２は、第１実施例における２つのシールリング１１及び１２と実質的に同じ作用をすることができる。
【００５９】
第５実施例（図６）に対する第９実施例の特徴は、連結部２２３が、対向するミドルハウジング１３の表面に接触しないために、摺動面積が少なくなって機械損失を低減させ得る点にある。また、第１実施例（図２）に対する特徴は、アウタシールリング部２２１とインナシールリング部２２２が連結部２２３によって連結されているために、それだけ部品点数が少なくなって、シールリングの組み付けが容易になることである。
【００６０】
図１１に本発明の第１０実施例の要部を示す。前述の第９実施例が図２に示された第１実施例に対応しているのと同様に、第１０実施例は図３に示された前述の第２実施例に対応している。第１０実施例の構成と作用は、前述の第９実施例と第２実施例の説明を参照しながら図１１を見れば明らかであるから、ここでは詳細な説明を省略する。第１０実施例は実質的に第９実施例や第１実施例と同様な効果を奏する。
【００６１】
図１２に本発明の第１１実施例の要部を示す。前述の第９実施例が図２に示された第１実施例に対応しているのと同様に、第１１実施例は図４に示された前述の第３実施例に対応している。第１１実施例の構成と作用は、前述の第９実施例と第３実施例の説明を参照しながら図１２を見れば明らかであるから、ここでは詳細な説明を省略する。第１１実施例は実質的に第９実施例や第１実施例と同様な効果を奏する。
【００６２】
図１３に本発明の第１２実施例の要部を示す。前述の第９実施例が図２に示された第１実施例に対応しているのと同様に、第１２実施例は図５に示された前述の第４実施例に対応している。第１２実施例の構成と作用は、前述の第９実施例と第４実施例の説明を参照しながら図１３を見れば明らかであるから、ここでは詳細な説明を省略する。第１２実施例は実質的に第９実施例や第１実施例と同様な効果を奏する。
【００６３】
次に、図１４に本発明の第１３実施例としてのスクロール型圧縮機を示す。図１及び図２に示す第１実施例のスクロール型圧縮機と共通の部分については同じ参照符号を付すことによって重複する説明を省略する。第１３実施例の圧縮機の特徴は、第１実施例の圧縮機において旋回スクロール６の端板部６ａに形成された環状の溝６ｅによって構成されている背圧室１９を、ミドルハウジング１３の側に形成された環状の溝１３ａによって構成している点にある。そのために、旋回スクロール６の端板部６ａにおける対応部分は平面となっているが、第１３実施例においても環状の溝１３ａの中に２つのシールリング１１及び１２が装着されること等は第１実施例の場合と同じであり、第１３実施例の作用効果も第１実施例のそれと同じである。
【００６４】
図１４に示す第１３実施例が図１及び図２に示す第１実施例と均等であることから明らかなように、図３に示す第２実施例から図１３に示す第１２実施例までの各実施例についても、それらの背圧室１９を、ミドルハウジング１３の側に形成した環状の溝１３ａによって構成することが可能であり、それによって同じ作用効果が得られることは言うまでもない。
【００６５】
図１５に本発明の第１４実施例としてのスクロール型圧縮機を示す。前述の第１実施例から第１３実施例までのスクロール型圧縮機においては、それらの実施例の要部であるアウタシールリング１１及びインナシールリング１２等が、背圧室１９内で弾性変形等によって少なくとも断面形状が僅かに傾斜することができることを必要としたが、これから説明する第１４実施例以下の各実施例におけるアウタシールリング及びインナシールリングは、背圧室１９の中でそれらの断面形状が傾斜することを必要としていない点に相違がある。もっとも、それらが全く弾性変形をしないという訳ではなく、材料によって僅かでも弾性変形をする場合には前述の各実施例と同様な効果が得られるが、第１４実施例以下の各実施例においては別の付加的なシール手段を設けているので、シールリングの弾性変形による断面形状の傾斜を必須の要件とはしていないということである。
【００６６】
第１４実施例以下の各実施例におけるアウタシールリング及びインナシールリングの材料としては、摩擦係数が小さくて耐摩耗性が高い固体状のカーボン、金属或いはセラミックス等の無機材料、更に合成樹脂や、それらの粉末或いは繊維を適当なバインダーによって固めたもの等を使用することができる。具体的な材料の例として、８０％以上がカーボンからなる固形材料であって、それに金属アンチモンが含浸されたものは優れた自己潤滑性を示すので特に好ましい。この材料のヤング率は１０乃至２５ＧＰａ程度、硬さはショアー硬度で５０乃至１００程度と非常に硬いので殆ど弾性変形をしない。この他にも、ポリエーテルエ−テルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、或いは各種のフッ素樹脂等の合成樹脂材料を使用することもできる。
【００６７】
図１５に示す第１４実施例のスクロール型圧縮機の基本的な構成及び作動は、図１に示す第１実施例のそれと同じである。従って、第１実施例と同じ構成部分には同じ参照符号を付すことによって重複する詳細な説明を省略する。第１４実施例以下の各実施例の構成上の特徴は、旋回スクロール６の端板部６ａ或いはミドルハウジング１３に設けられた背圧室１９に、先に例示したような、摩擦係数が小さくて耐摩耗性が高い材料からなるアウタシールリング３１及びインナシールリング３２を設けたことと、それらに対してアウタＯリング３３及びインナＯリング３４のような弾性のあるシール部材を付設した点にある。
【００６８】
第１４実施例の要部を図１６に拡大して示す。第１４実施例において使用されるアウタシールリング３１及びインナシールリング３２の断面形状はいずれも長方形である。言うまでもなくこの場合の「長方形」には正方形が含まれる。前述のように、これらは摩擦係数が低くて耐摩耗性が高いカーボン等からなる実質的に弾性変形をしない部材である。従って、背圧室１９へ供給される冷媒のような流体がアウタシールリング３１及びインナシールリング３２の底面３１２及び３２２に作用すると、アウタシールリング３１及びインナシールリング３２が押し上げられる（移動する）ので、それらの頂面３１１及び３２１はミドルハウジング１３の表面に強く押し付けられた状態で接触する（図３４参照）。それらの接触面の間には旋回スクロール６の公転によって僅かに摩擦摺動が生じるが、接触面における面圧が高いため背圧室１９内の流体はシールされて外部へ漏れ出ることが阻止される。
【００６９】
しかしながら、アウタシールリング３１及びインナシールリング３２が実質的に弾性変形をしないので、それらの側面から流体が漏洩する可能性がある。そこで、第１４実施例においては、背圧室１９を形成する円環状の溝６ｅの外周面１９２に環状にアウタＯリング溝６ｆが形成され、その中に耐油ゴム製のアウタＯリング３３を装着して、アウタシールリング３１の外周面３１３に接触させている。また、溝６ｅの内周面１９３には環状にインナＯリング溝６ｇが形成され、その中に耐油ゴム製のインナＯリング３４を装着してインナシールリング３２の内周面３２３に接触させている。アウタＯリング３３及びインナＯリング３４を設けたことによって、アウタシールリング３１及びインナシールリング３２の側面もシールされるので、背圧室１９内の加圧された流体が外部へ漏れ出ることが阻止されて、背圧室１９が旋回スクロール６に作用するスラスト荷重を効率良く支持することができる。
【００７０】
第１４実施例の１つの変形例に相当する本発明の第１５実施例の要部を図１７に示す。この場合はアウタシールリング３１の外周面に環状のアウタＯリング溝３１ａが形成されて、それによってアウタＯリング３３が支持される。また、インナシールリング３２の内周面に環状のインナＯリング溝３２ａが形成されて、それによってインナＯリング３４が支持される。この実施例が第１４実施例と同様な効果を奏することは説明の必要がない。
【００７１】
第１４実施例の他の変形例に相当する本発明の第１６実施例の要部を図１８に示す。この場合はアウタシールリング３１の外周面の下端縁部に環状の切り欠きとしてのアウタＯリング溝３１ｂが形成されて、それによってアウタＯリング３３が支持される。また、インナシールリング３２の内周面の下端縁部に環状のインナＯリング溝３２ｂが形成されて、それによってインナＯリング３４が支持される。この実施例も第１４実施例と同様な効果を奏することは説明の必要がないものと思われる。
【００７２】
第１４実施例のいま１つの変形例に相当する本発明の第１７実施例の要部を図１９に示す。この場合はアウタシールリング３１の外周面の下端縁部にテーパー状の切り欠きとしての環状のアウタＯリング支持部３１ｃが形成されて、それに対向する円環状の溝６ｅの外周隅部１９４との間でアウタＯリング３３を支持する。また、インナシールリング３２の内周面の下端縁部にテーパー状の切り欠きとしての環状のインナＯリング支持部３２ｃが形成されて、それに対向する円環状の溝６ｅの内周隅部１９４との間でインナＯリング３４を支持する。この実施例は前述の第１６実施例と同様な、従って第１４実施例と同様な効果を奏する。
【００７３】
図２０に本発明の第１８実施例の要部を示す。図１６に示した前述の第１４実施例の要部と比較すると、両者の間に多くの共通点があるが、第１４実施例に対する第１８実施例の特徴は、アウタシールリング３１の外周面３１３の上端に、外方に向かって突出する円環状の鍔部３１４を形成したことと、同様に、インナシールリング３２の上端に、内方に向かって突出する円環状の鍔部３２４を形成した点にある。
【００７４】
これらの円環状の鍔部３１４及び３２４は、アウタシールリング３１及びインナシールリング３２の頂面３１１及び３２１の面積を増大させるので、これらのシールリングのシール性能を向上させると共に、シール面圧を低下させるので、シール面の摩耗を低減して信頼性を高めることができ、摺動摩擦による機械損失をも低減させることができる。
【００７５】
更に、これらの円環状の鍔部３１４及び３２４は、背圧室１９を構成する円環状の溝６ｅの中へアウタシールリング３１及びインナシールリング３２が完全に落ち込むのを阻止し、背圧室１９の底面１９１とアウタシールリング３１及びインナシールリング３２の底面３１２及び３２２との間に所定の大きさの隙間を形成させる。従って、背圧室１９内へ供給される流体の圧力が確実にアウタシールリング３１及びインナシールリング３２の底面３１２及び３２２に作用し、それらを押し上げてミドルハウジング１３の表面との接触位置へ移動させる（図３５参照）ので、アウタシールリング３１及びインナシールリング３２のシール作用が十分に発揮される。
【００７６】
このように、シールリングの端部における摺動面の面積を増大させて面圧を低減させるために、或いはアウタシールリング３１又はインナシールリング３２が背圧室１９の中へ完全に落ち込むのを阻止するために設けられる鍔部は、第１８実施例に限らず他の実施例においても設けることができる。
【００７７】
図２１に本発明の第１９実施例の要部を示す。第１９実施例の特徴は、前述の第９実施例（図１０）等と同様に、第１４実施例（図１６）における２つのシールリング３１及び３２に相当するシールリング部４３１及び４３２が共通の連結部分４３３によって一体的に連結された形のシールリング４１を使用する。シールリング４１の連結部４３３には１個或いは複数個の連通孔４３４が設けられていて、環状の溝６eの内部に形成される上部の空間と下部の空間を連通させて共通の背圧室１９を構成している。それによって、第１９実施例におけるシールリング４１のアウタシールリング部４３１とインナシールリング部４３２は、第１４実施例における２つのシールリング３１及び３２と実質的に同じ作用をすることができる。２つのシールリング部４３１及び４３２が連結部４３３によって一体化されているので、部品点数が少なくなると共に組み付けが容易になる。
【００７８】
図２２に示す第２０実施例は、前述の第１９実施例（図２１）に第１８実施例（図２０）の考え方を適用したものである。即ち、第２０実施例の特徴は、アウタシールリング部４３１の外周面の上端に外方に向かって突出する円環状の鍔部４３５を形成したことと、インナシールリング部４３２の内周面の上端に内方に向かって突出する円環状の鍔部４３６を形成した点にある。その効果は第１８実施例と第１９実施例の効果を加えたようなものになる。
【００７９】
図２３に本発明の第２１実施例としてのスクロール型圧縮機を示す。スクロール型圧縮機としての基本的な構成と作動は、前述の第１実施例（図１）と同じである。第２１実施例の特徴は、第１実施例（図１）や第１４実施例（図１５）等のスクロール型圧縮機においては、旋回スクロール６の端板部６ａに形成された環状の溝６ｅによって構成されている背圧室１９を、第１３実施例（図１４）の場合と同様に、ミドルハウジング１３の側に形成された環状の溝１３ａによって構成している点にある。しかしながら、第２１実施例の要部である背圧室１９内の構成は図１６に示す第１４実施例と同じであるから、第２１実施例は実質的に前述の第１４実施例と同様な効果を奏する。従って、図２０に示す第１８実施例から図２２に示す第２０実施例等の実施例についても、第２１実施例のように、ミドルハウジング１３側に背圧室１９を設けた変形例を考えることができる。
【００８０】
図２４に本発明の第２２実施例の要部を示す。第２２実施例は、図１７に示す前述の第１５実施例と比較して、アウタシールリング３１及びインナシールリング３２の頂面３１１及び３２１の面積が増大している点が異なる。これは、頂面３１１及び３２１に鍔部３１４及び３２４が形成されているためで、それによって図２０に示す前述の第１８実施例と同様な効果を奏する。その他の点では、前述の第１５実施例と同様な効果を奏する。
【００８１】
図２５に要部を示す第２３実施例は、図１８に示す第１６実施例と、図２０に示す第１８実施例とを折衷したものと見ることができる。それによって、第２３実施例においては第１６実施例と第１８実施例の和の効果が得られる。
【００８２】
また、同じような考え方から、図２６に要部を示す第２４実施例は、図１９に示す第１７実施例と、図２０に示す第１８実施例とを折衷したものと見ることができる。それによって、第２４実施例においては第１７実施例と第１８実施例の和の効果が得られる。
【００８３】
図２７に要部を示す第２５実施例は、図１７に示す第１５実施例と、図２１に示す第１９実施例の考え方とを折衷したものと見ることができる。従って、第２５実施例においては第１５実施例と第１９実施例の和の効果が得られる。
【００８４】
また、同じような考え方から、図２８に要部を示す第２６実施例は、図２５に示す第２３実施例と、図２２に示す第２０実施例とを折衷したものと見ることができる。従って、第２６実施例においては第２０実施例と第２３実施例の和の効果が得られる。
【００８５】
図２９に要部を示す第２７実施例は、図１８に示す第１６実施例と、図２１に示す第１９実施例の考え方とを折衷したものと見ることができる。従って、第２７実施例においては第１６実施例と第１９実施例の和の効果が得られる。
【００８６】
また、同じような考え方から、図３０に要部を示す第２８実施例は、図１８に示す第１６実施例と、図２２に示す第２０実施例とを折衷したものと見ることができる。従って、第２８実施例においては第１６実施例と第２０実施例の和の効果が得られる。
【００８７】
図３１に要部を示す第２９実施例は、図１９に示す第１７実施例と、図２２に示す第２０実施例の考え方とを折衷したものと見ることができる。従って、第２９実施例においては第１７実施例と第２０実施例の和の効果が得られる。
【００８８】
また、同じような考え方から、図３２に要部を示す第３０実施例は、図３１に示す第２９実施例と、図２２に示す第２０実施例とを折衷したものと見ることができる。従って、第３０実施例においては第２９実施例と第２０実施例の和の効果が得られる。
【００８９】
以上の説明から明らかなように、第１実施例から第３０実施例までの各実施例に共通している事項として捉えることができる本発明の特徴の１つは、背圧室１９を構成する溝６ｅ或いは１３ａの中において、高圧の流体の圧力を受けた環状のシールリング１１，１２，３１，３２や、シールリング部２１１，２１２，２２１，２２２，４３１，４３２等が移動することによって相手方の面に押し付けられるように構成した点にあるので、この特徴を明示するために、シールリングの移動の態様を図３３から図３５の各図にまとめて例示する。これらの図における矢印がそれぞれのシールリングの移動を示している。ここで移動と言うのは直線的な変位のみを意味するものではなく、傾斜、即ち傾動をも含んでいる。
【００９０】
図３６及び図３７に本発明の第３１実施例を示す。図３６に示す第３１実施例のスクロール型圧縮機も、前述の各実施例におけるそれと同様な基本的構成を有するので、同じ構成部分には同じ参照符号を付すことによって重複する詳細な説明を省略する。第３１実施例のスクロール型圧縮機の特徴は背圧室１９に設けられたシールリング５１の構成にある。第３１実施例の特徴とするシールリング５１は図３７に示すような構成を有する。即ち、断面形状がＨ形であるシールリング５１は、図１０，１１，１２，１３，２１，２２，２７，２８，２９，３０，３１，３２に示すような、断面が長方形或いはそれに近い形状のアウタシールリング部５１１と、やはり断面が長方形或いはそれに近い形状のインナシールリング部５１２と、それらを連結する連結部５１３が一体化されたものである。アウタシールリング部５１１の外径は旋回スクロール６の端板部６ａに形成された円環状の溝６ｅの外周径に等しく、インナシールリング部５１２の内径は溝６ｅの内周径に等しくなっている。それによって、シールリング５１は溝６ｅの中で僅かに移動することができる。
【００９１】
シールリング５１の連結部５１３によって背圧室１９内の有効な空間が上下２つの部分に区画されるので、圧力導入孔６ｄに常時接続している下部の背圧室前室１９ａと、上部の吸入室１４側の背圧室後室１９ｂとを連通させるために、所定の直径を有する連通孔５１４が連結部５１３に設けられている。連通孔５１４の直径（或いは断面積）は、それが流体の絞り部６１として冷媒のような被圧縮流体に対して有効な絞り作用する程度に小さい。アウタシールリング部５１１及びインナシールリング部５１２の頂面は、ミドルハウジング１３の平坦な表面に対して摺動可能に接触するシール面５１５及び５１６となっている。
【００９２】
一般に、背圧室１９にアウタシールリングとインナシールリングを設けただけの場合には、起動時のように作動室９の圧力が低くて、圧力導入孔6ｄを介して背圧室１９へ導入される冷媒（一般には流体）の圧力が低い時には、ミドルハウジング１３の表面とそれに対向しているシールリングのシール面との間に垂直に作用する面圧が低くなって、背圧室１９からシールリングのシール面に沿って吸入室１４へ逃げる冷媒の漏れ量が多くなる。また、冷媒に異物が混入していて、その異物がシール面とミドルハウジング１３の表面との間に挟まった時にも、シール面に沿って漏れ出る冷媒の量が多くなる。それによって、背圧室１９の圧力上昇が不十分となって、旋回スクロール６に作用するスラスト荷重を十分に支持することができなくなるために、ミドルハウジング１３の表面と旋回スクロール６の端板部６ａとの間に大きい摩擦力が発生して、機械損失や摩耗が増加することがある。
【００９３】
このような時でも第３１実施例のスクロール型圧縮機においては、そのシールリング５１が前述のような構成を有することから、シールリング５１のシール面５１５及び５１６は、絞り部６１となる小径の連通孔５１４を除いて閉じられた背圧室前室１９ａに作用する圧力によって、ミドルハウジング１３の表面に押し付けられるので、シール面５１５及び５１６に十分な大きさの面圧が発生するために高いシール性能が得られるし、アウタシールリング部５１１は半径方向外方に向かって拡径して溝６ｅの外周面に押し付けられると共に、インナシールリング部５１２は半径方向内方に向かって縮径して溝６ｅの内周面に押し付けられるので、シールリング５１の外周面及び内周面においても冷媒の漏れが防止される。
【００９４】
シール面５１５及び５１６に沿って吸入室１４へ漏れ出る冷媒は、その前に小径の連通孔５１４からなる絞り部６１を通過しなければならないから、絞り部６１によって背圧室前室１９ａと背圧室後室１９ｂとの間に大きい圧力差を生じるので、その圧力差によってシールリング５１のシール面５１５及び５１６をミドルハウジング１３の表面に押し付ける力や、アウタシールリング部５１１を拡径させると共にインナシールリング部５１２を縮径させる力が大きくなって、これらがシールリング５１の高いシール性能をもたらす。
【００９５】
このように、第３１実施例においては、シール面５１５及び５１６における冷媒の漏れ量が多い時ほど絞り部６１における絞り効果が大きくなるので、漏れ量を減少させるようにシール面５１５及び５１６等の押し付け力が大きくなるという構成になっている。また、シール面５１５及び５１６における漏れ量が減少すると絞り部６１を通過する冷媒の量も減少するため、絞り部６１による減圧効果も少なくなって背圧室前室１９ａと背圧室後室１９ｂとの間の圧力差も小さくなる。それによってシール面５１５及び５１６や溝６ｅの外周面及び内周面における押し付け力も小さくなるため、小径の絞り部６１を有しない前述の実施例のシール機構と同様に、機械損失の少ない状態でスクロール型圧縮機を運転することができる。このようにして、背圧室１９へ導入する冷媒の漏れ量が小さくて運転効率の高いスクロール型圧縮機が得られる。
【００９６】
第３１実施例の変形例として、図３８に本発明の第３２実施例の要部を示す。第３１実施例を示す前述の図３７と対比すれば明らかなように、第３２実施例のシールリング５１は第３１実施例のそれと概ね同様な形状を有するが、高圧側の背圧室前室１９ａと低圧側の背圧室後室１９ｂとの間を仕切る隔壁として機能する連結部５１３に大き目の連通孔５１４を形成すると共に、その連通孔５１４の中へ固定のピン６２を挿入して、連通孔５１４とピン６２との隙間によって絞り部６１を構成している。ピン６２は溝６ｅの底部に螺着等の方法で固定されているので、ピン６２を交換して太さを変化させることにより絞り部６１の断面積を容易に変更することができる。なお、ピン６２及び連通孔５１４の断面形状は円形のほか、多角形等とすることもできる。
【００９７】
第３１実施例の第２の変形例として、図３９に本発明の第３３実施例の要部を示す。第３１実施例を示す図３７や、第３２実施例を示す図３８と対比すれば明らかなように、第３３実施例のシールリング５１は第３１実施例や第３２実施例のそれと概ね同様な形状を有するが、高圧側の背圧室前室１９ａと低圧側の背圧室後室１９ｂとの間を仕切る隔壁として機能する連結部５１３に連通孔５１４を形成すると共に、その連通孔５１４の一方の開口を隙間を残して覆う邪魔板６３を設けた点にある。
【００９８】
この場合は、邪魔板６３を連通孔５１４の入口側、即ち、背圧室前室１９ａ内に設けた例を示しているが、邪魔板６３を、連通孔５１４の出口側となる背圧室後室１９ｂ内に設けてもよい。邪魔板６３は、例えば図示しないボルト等からなるステーを使用して溝６ｅ内に固定することができる。その際に連結部５１３との間の隙間の大きさを調整することが可能になる。第３３実施例における絞り部６１は、邪魔板６３とシールリング５１との間の隙間と、それに直列な連通孔５１４とによって構成される。
【００９９】
図４０に本発明の第３４実施例の要部を示す。第３４実施例においては別体のアウタシールリング１１とインナシールリング１２が使用される。アウタシールリング１１の内周面には内側に向かって突出する鍔部５１７が形成されていると共に、インナシールリング１２の外周面には外側に向かって突出する鍔部５１８が形成されていて、アウタシールリング１１及びインナシールリング１２が溝６ｅ内に装着された状態においては、それらの鍔部５１７及び５１８は相互に対向して、それらの間に微小な隙間６４が形成される。この場合は微小な隙間６４が絞り部６１を構成する。また、鍔部５１７及び５１８は溝６ｅの内部の有効な空間を高圧側の背圧室前室１９ａと低圧側の背圧室後室１９ｂに分割する隔壁として作用する。
【０１００】
このように、第３４実施例におけるアウタシールリング１１及びインナシールリング１２は基本的には別体のものであるが、製造や組み立ての便宜を図るために、鍔部５１７と５１８のそれぞれ一部を突き合わせて接続することにより、アウタシールリング１１及びインナシールリング１２を一体のものとして製作してもよい。この場合は、アウタシールリング１１及びインナシールリング１２が一体化して単一のシールリング５１になると共に、第３１実施例（図３７参照）における連通孔５１４が幅の狭い円弧状のスリットに換わった場合と同じになる。
【０１０１】
第３２実施例から第３４実施例は、いずれもシールリングに関連する部分に絞り部６１を形成して、背圧室後室１９ｂに対して背圧室前室１９ａが高圧となるように、それらの間に必要な圧力差を与えるので、前述の第３１実施例と同様な優れたシール効果と、機械損失の減少及びシール面の摩耗の防止効果を奏することができる。
【０１０２】
第３１実施例乃至第３４実施例においては、シールリングを装着してシールすべき背圧室１９を旋回スクロール６の端板部６ａに大きな環状の溝６ｅとして形成しているが、前述の第１３実施例（図１４）や、第２１実施例（図２３）と同様に、背圧室１９をミドルハウジング１３の側に形成された大きな環状の溝１３ａによって構成してもよいことは言うまでもない。この場合も前述の第３１実施例乃至第３４実施例と同様な効果が得られる。
【０１０３】
図４１に本発明の第３５実施例の要部を示す。第３５実施例のスクロール型圧縮機も、前述の各実施例、例えば第３１実施例と同様に図３６に示すような全体構成を有するので、全体構成を示す図面は省略する。第３５実施例のスクロール型圧縮機の特徴は、前述の各実施例のように旋回スクロール６の端板部６ａに形成された大径の溝６ｅ、或いはミドルハウジング１３に形成された大径の溝１３ａを背圧室１９としてそれらの中に大径のシールリングを設けるのではなく、図４１に例示したように、旋回スクロール６の端板部６ａに多数の小径の窪み６ｈを形成すると共に、それらの窪み６ｈの中に断面形がＨ形の小径のシール材２５をそれぞれ摺動可能に挿入した点にある。
【０１０４】
それぞれのシール材２５はＨ形の断面形を有し、上下に小さな背圧室前室と背圧室後室を区画形成する隔壁２５１が設けられていると共に、その隔壁２５１に小径の連通孔２５２が形成されているので、この連通孔２５２が絞り部６１となる。シール材２５の材質は前述の各実施例におけるシールリングと同様なものであってもよく、その外径は窪み６ｈの内径と同じである。図示していないが、シール材２５の一端側の背圧室前室は圧力導入孔６ｄのような通路によって作動室９或いは吐出室１５（いずれも図１参照）等の高圧側に連通している。シール材２５は窪み６ｈに対して１個ずつでよく、内外二重に設ける必要はない。
【０１０５】
第３５実施例においては、多数の小さな窪み６ｈの中へ供給される高圧の流体によって、旋回スクロール６に作用するスラスト荷重に対抗する小さな力をそれぞれ発生するので、それらの小さな力の合力によってスラスト荷重を支持することができる。その他の作用効果等は前述の各実施例の場合と同様である。また、窪み６ｈの代わりに、ミドルハウジング１３の側に多数の窪みを設けて、それらにシール材２５を挿入しても同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】第１実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】第２実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】第３実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図５】第４実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図６】第５実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図７】第６実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図８】第７実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図９】第８実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１０】第９実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１１】第１０実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１２】第１１実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１３】第１２実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１４】本発明の第１３実施例を示す縦断面図である。
【図１５】本発明の第１４実施例を示す縦断面図である。
【図１６】第１４実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１７】第１５実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１８】第１６実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１９】第１７実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２０】第１８実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２１】第１９実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２２】第２０実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２３】本発明の第２１実施例を示す縦断面図である。
【図２４】第２２実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２５】第２３実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２６】第２４実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２７】第２５実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２８】第２６実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２９】第２７実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図３０】第２８実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図３１】第２９実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図３２】第３０実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図３３】第１実施例に対応するシールリングの移動を示す要部の断面図である。
【図３４】第１４実施例に対応するシールリングの移動を示す要部の断面図である。
【図３５】第１８実施例に対応するシールリングの移動を示す要部の断面図である。
【図３６】本発明の第３１実施例を示す縦断面図である。
【図３７】第３１実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図３８】第３２実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図３９】第３３実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図４０】第３４実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図４１】第３５実施例の要部を拡大して示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１…シャフト
１ａ…クランク部
２…モータ
６…旋回スクロール
６ａ…端板部
６ｂ…渦巻き形の羽根部
６ｄ…圧力導入孔
６ｅ…環状の溝６ｅ
６ｈ…窪み
８…固定スクロール
８ａ…端板部
８ｂ…渦巻き形の羽根部
９…作動室
１１，３１…アウタシールリング
１２，３２…インナシールリング
１３…ミドルハウジング
１３ａ…環状の溝
１４…吸入室
１５…吐出室
１９…背圧室
２５…シール材
３３，３４…Ｏリング
５１…シールリング
６１…絞り部
２５１…隔壁
２５２…連通孔
３１４，３２４…鍔部
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール型圧縮機に係り、特に、スクロール型圧縮機のスラスト荷重を支持する背圧室に設けるのに適したシール手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平２−１７６１７８号公報に記載されているように、スクロール型圧縮機においては、旋回スクロールを駆動して流体を圧縮する際に、圧縮反力によって旋回スクロールを固定のハウジング側へ押圧するスラスト荷重が発生する。このスラスト荷重を支持するために、旋回スクロールの端板部の背面と、それに対向するハウジング側の面との間に、例えば、コバルト又はニッケルを基本組成として、これにモリブデン、クローム、珪素、炭素等の副成分を含有させた部材や、カーボン繊維をエポキシ樹脂によって固めたような耐摩耗性のある材料からなる環状のスラスト荷重支持部材が使用される。しかしながら、このような構成ではスラスト荷重支持部材の表面と相手方の面との間に摺動による摩擦熱が発生すると共に摩耗も進行するので、この従来技術においては環状のスラスト荷重支持部材に溝を設けて、冷却水を供給することにより摩擦熱を吸収するという対策を講じている。
【０００３】
このようにして発生するスラスト荷重支持部における摩擦熱や摩耗を抑制するために、発明者が先に提案した特開平９−３１０６８７号公報に記載されている発明のように、スクロール型圧縮機において、旋回スクロールの端板部の背面に窪み空間としての背圧室を形成し、この背圧室へ吐出側から圧縮された流体を導入して背圧を発生させることにより旋回スクロールを軸線方向に付勢して、圧縮反力によって発生するスラスト荷重により旋回スクロールの背面とハウジング側の平坦面との間に作用する大きな接触荷重を軽減する手段が知られている。
【０００４】
前述のような従来技術を実施する場合は、圧縮される流体が冷凍サイクルの冷媒として一般的に使用されているフロンのように作動圧力が低いものであれば、圧縮反力によって発生するスラスト荷重が１０００Ｎ前後であるために、旋回スクロールの背面の背圧室へ導入する流体の圧力が小さくてよいから、背圧室内の圧力を保持するためにシール材を使用しても、シール材に作用する荷重はさほど大きくはならない。また、シール材の摺動面の潤滑状態は接触荷重が小さいことから流体潤滑域にあるものと推定されるので、シール材と摺動接触するハウジング側の面には油膜が確実に形成されていて、低い摩擦係数の下で摺動接触が行われているものと考えられる。従って、シール材の摺動による機械損失を低く抑えることができる。
【０００５】
しかしながら、二酸化炭素（ＣＯ2）のような所謂超臨界圧流体を冷媒として使用する冷凍サイクルにおいて、前述の従来技術に示されたスクロール型圧縮機によってその冷媒を圧縮する場合には、旋回スクロールに作用するスラスト荷重が、フロンのような作動圧の低い冷媒を使用した場合の約７倍の７０００Ｎにも達することから、背圧室へ導入する流体の圧力も同様に７倍前後の高圧になるので、その高圧がシール材に作用することになる。更に、シール材に作用する荷重が高いことから、シール材の摺動面の潤滑状態は流体潤滑域になく、摩擦係数が大きい混合潤滑域或いは境界潤滑域にあるものと考えられる。従って、シール材の摺動による機械損失が大きくなり、それが圧縮機の効率低下をもたらすことが問題になる。
【０００６】
そこで、発明者がその後に提案して、特開２０００−２４９０８６号公報に記載されている従来技術では、超臨界圧流体を冷媒として圧縮するスクロール型圧縮機において、その旋回スクロールの背圧室にシール材を設けると共に、作動室内で未だ十分に高圧まで圧縮されていない比較的に低圧の冷媒を取り出して、逆止弁を介してそれを背圧室へ供給することにより、背圧室から高圧の冷媒が多量に漏れ出るのを未然に防止すると共に、シール材の摩耗や機械損失が増大するのを抑制している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、スクロール型圧縮機においてスラスト荷重を支持するために旋回スクロールの端板部の背後に背圧室を設けることや、圧縮された流体が背圧室から漏洩するのを防止するために背圧室にシール材を設けることは、超臨界圧流体を圧縮するスクロール型圧縮機においても公知の事項に属するけれども、どのような形状のシール材を、どのようにして背圧室に設けるかという具体的な問題は未だ十分に研究されてはいない。
【０００８】
前述の従来技術を提案した発明者のその後の研究によって、背圧室のシール材として内燃機関用のピストンリングのような、所謂「合い口」を有するものを使用すると、背圧室へ供給される高圧の流体が合い口から大量に漏洩するという問題を生じること、及び、合い口のない連続リング状のシール材を使用すると、シール材と背圧室の壁面との隙間へ圧縮された流体が回り込むために、シール材が変形して背圧室の壁面や相手方のハウジングの壁面に密着しようとする作用が妨げられて、十分なシール効果が得られないという問題のあることが判った。
【０００９】
本発明は、従来技術における前述のような問題に対処して、スクロール型圧縮機の背圧室に新規な構成のシール手段を設けることにより、それらの問題を解消することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、従来技術における前述のような問題に対応することができる解決手段として、特許請求の範囲の請求項１及び２４に記載されたスクロール型圧縮機を提供する。
【００１１】
本発明のスクロール型圧縮機においては、旋回スクロールの端板部の背面と、それに対向しているミドルハウジングの表面のいずれか一方に少なくとも１個の背圧室を形成して、その背圧室内へ作動室において圧縮された高圧の流体を導入することにより背圧室を加圧するので、旋回スクロールをミドルハウジングによって軸線方向に支持する摺動接触面に作用するスラスト荷重が小さくなり、その圧縮機が超臨界圧流体等を圧縮する目的に使用されることによって作動圧力が非常に高くなる場合でも、旋回スクロールのスラスト荷重支持面においては流体潤滑の状態になるから、摩擦係数が小さくなって機械損失が低減する。
【００１２】
本発明のスクロール型圧縮機においては、背圧室内へ導入された高圧の流体が吸入室等の低圧側へ漏洩するのを防止するために、背圧室内に少なくとも１個の環状のシールリングを装着する。本発明の特徴の１つはこのシールリングが背圧室内において移動可能となっている点にある。従って、背圧室内へ高圧の流体が供給されると、その圧力によってシールリングが背圧室内で移動をして相手方の面へ押し付けられることにより、シールのために必要な面圧が発生する。
【００１３】
本発明においては、シールリングの移動の１つの形態として、このシールリングが背圧室内において高圧流体によって押圧されることにより断面形状が僅かに傾斜（移動）することができ、それによって接触する相手方の面との間に面圧が高くなる幅の狭い環状の接触領域が形成され、面圧が高くなった幅の狭い環状の接触領域によって高いシール作用が得られるので、背圧室から高圧流体が漏洩することが防止される。シールリングは背圧室内へ導入される高圧流体によって付勢されるが、更に、シールリングを付加的に付勢するために、シールリングの背後に弾性体を設けることができる。
【００１４】
本発明のスクロール型圧縮機においては、１個の背圧室内に２本のシールリングを設けることができる。この場合は、背圧室を形成する環状の溝の外周面に沿って第１のシールリングを装着すると共に、環状の溝の内周面に沿って第２のシールリングを装着する。これらのシールリングは耐摩耗性と耐油性を有し弾性のあるゴム、合成樹脂或いは金属のような材料から製作することができる。第１のシールリングは、環状の溝の外周面のうちで溝の底面に近い部分に対向する部分が、背圧室内へ装着される前の無荷重状態において環状の溝の外周径よりも外径が大きくなる環状の突条を形成していると共に、第２のシールリングは、環状の溝の内周面のうちで溝の底面に近い部分に対向する部分が、背圧室内へ装着される前の無荷重状態において環状の溝の内周径よりも内径が小さくなる環状の突条を形成しているものとすることができる。それによって、第１及び第２のシールリングの断面形状が背圧室内において傾斜（移動）し易くなる。
【００１５】
各シールリングに環状の突条を形成するために、第１のシールリングの外周面と、第２のシールリングの内周面との少なくとも一方の一部にテーパー面を形成することができる。それによって、環状の突条の一部に鋭いエッジ状の突出縁部を形成して、面圧とシール作用を高めることができる。また、第１のシールリングと第２のシールリングとの間に弾性体を配置して、第１のシールリングを環状の溝の外周面に向かって付勢すると同時に、第２のシールリングを環状の溝の内周面に向かって付勢することができる。弾性体の付勢によってシールリングのシール作用が向上する。なお、第１及び第２のシールリングの背圧室へ装着される前の無荷重状態における断面形を、正方形を含む長方形として、環状の突条を形成しない場合でも、長方形断面の角部が環状の突条の作用をするので、実質的に同様な効果が得られる。
【００１６】
本発明においては、単一のシールリングに代えて、背圧室を構成する環状の溝の外周面に沿って装着される第１のシールリング部と、環状の溝の内周面に沿って装着される第２のシールリング部と、第１のシールリング部及び第２のシールリング部を一体的に接続する連結部とを一体化したものとして構成することができる。それによって部品点数が減少するので、組み付けが容易になってコストが低減する。なお、連結部を有するものでは、その連結部の少なくとも一部を１つのシールリング部として、ミドルハウジングのような相手方の面に直接に接触させるように構成することができる。これらの一体化されたシールリングの各部分もまた、耐摩耗性と耐油性を有し弾性のあるゴム、合成樹脂或いは金属のような材料から製作することができる。
【００１７】
連結部を有するものでは、連結部に少なくとも１個の連通孔を形成することができる。それによって連結部の両側に同じ圧力が作用するので、２個のシールリング部が連結部によって一体化されているものでも、２個のシールリングが独立の場合と同様に作動する。このように、２個のシールリング部が一体化されている場合に、第１のシールリング部と第２のシールリング部との間に弾性体を配置して、第１のシールリング部を環状の溝の外周面に向かって付勢すると共に、第２のシールリング部を環状の溝の内周面に向かって付勢することができる。
【００１８】
本発明のスクロール型圧縮機においては、背圧室の中にシールリングを設けて、相手方の面に向って移動可能とすると共に、その側面と、それに対向している環状の溝（背圧室）の側面との間にＯリングのような弾性のある環状のシール部材を設けて、その部分を補足的にシールするという構成をとることができる。
【００１９】
この場合のシールリングは、その主成分が、例えば、カーボン、金属、合成樹脂、及びセラミックスの中から選択されることによって優れた自己潤滑性と高い硬度を備えているものとすることができる。しかしながら、それによって相手方との摺動接触面における耐摩耗性を高めることができる反面、シールリングと、それを受け入れている環状の溝（背圧室）の壁面との間のシール性能が低下する可能性があるが、Ｏリングのような環状のシール部材がその部分におけるシール性能を補足するので、全体として高いシール性能が得られる。
【００２０】
Ｏリングのような環状のシール部材は、シールリングとそれに対向する背圧室（環状の溝）の壁面のいずれか一方の所定の位置に、例えば、環状の溝や切り欠きのような形の支持部を形成して、その位置に安定に支持することができる。
【００２１】
本発明のスクロール型圧縮機においては、背圧室をシールする環状のシールリングの端部に、相手方の面との間の摺動面積を拡大する鍔部を形成することができる。それによってシール面積が増加して面圧を低下させることが可能になるので、摺動摩擦による摩耗を低減することができる。また、シールリングを相手方の面に向かって押圧するために、高圧の流体をシールリングの所定の面に確実に作用させることができる。
【００２２】
シールリングとして優れた自己潤滑性と高い硬度を備えている変形し難いものを使用する場合にも、そのシールリングを、背圧室を構成する環状の溝の外周面に沿って装着される第１のシールリング部と、環状の溝の内周面に沿って装着される第２のシールリング部と、第１のシールリング部及び第２のシールリング部を一体的に接続する連結部とが一体化されたものとして構成することができる。それによって部品点数が減少して組み付けが容易になる。この場合にも、２つのシールリング部を連結する連結部に連通孔を形成して、２つのシールリング部をそれぞれ単一のシールリングと同様に作動させることができる。
【００２３】
外側の第１のシールリング部と、内側の第２のシールリング部とを連結部によって連結した形状を有するシールリングにおいては、その連結部によって背圧室内の有効な空間を高圧側の部分と低圧側の部分とに分割すると共に、連結部に所定の開口面積を有する連通孔を形成して、この連通孔を流体のための絞り部とすることにより、高圧側の部分と低圧側の部分との間に圧力差を発生させることができる。その圧力差によってシールリングのシール面を相手方の面に押し付けてシール効果を発揮させるので、シール面における流体の漏れ量が多い時ほど圧力差が大きくなってシール面における押し付け力が大きくなる一方、漏れ量が少ない時には圧力差が小さくなるために押し付け力が小さくなるというように、シール面の摩耗や機械損失の面から見て好ましい作用、効果が得られる。
【００２４】
絞り部は、大き目の連通孔にピンを挿入して、連通孔とピンとの隙間によって構成してもよいし、連通孔の開口部分に近接して邪魔板を設けて、邪魔板とシールリングとの隙間及び連通孔によって直列の絞り部を構成してもよい。
【００２５】
本発明においては、外側の第１のシールリングと内側の第２のシールリングを実質的に別体とする場合に、それぞれのシールリングに相互に対向するように半径方向に突出する鍔部を設けて、それらが背圧室を構成する環状の溝の中に組み付けられた状態において、それらの鍔部によって背圧室内の有効な空間を高圧側の部分と低圧側の部分とに分割すると共に、それらの鍔部の間に形成される隙間を所定の大きさとすることによって、高圧側の部分と低圧側の部分との間に圧力差を発生させるための絞り部を構成することができる。
【００２６】
本発明はまた、旋回スクロールの端板部の背面と、それに対向してそれを支持しているミドルハウジングの表面とのいずれか一方に多数の窪みを形成して、それらをそれぞれ背圧室とすると共に、それらの窪みの中へそれぞれ高圧の流体を導入するための通路を設け、窪みの中にそれぞれ断面Ｈ形のシール材を移動可能に組み付けることにより、それぞれのシール材の両端に高圧側の部分と低圧側の部分を形成させ、更に、それぞれのシール材の隔壁に所定の大きさの連通孔等からなる絞り部を形成することができる。
【００２７】
それによって、多数の背圧室が旋回スクロールに作用するスラスト荷重を分散して支持することができる。そして、個々の背圧室においては、シール材が両端の高圧側の部分と低圧側の部分との圧力差によってシール面に押し付けられるので、個々の背圧室へ供給される流体の漏れ量が少なくなると共に、個々のシール材に作用する押し付け力が、シール材の絞り部を通過して漏れる流体の量に応じて変化するので、必要にして十分な押し付け力が得られる結果、シール材の摩耗や機械損失が最小となる。
【００２８】
本発明のスクロール型圧縮機は、所謂モータ直結型として、ハウジングに直接に取り付けられたモータによってそのシャフトを直接に回転駆動するように構成してもよいし、車両に搭載された内燃機関のような外部の原動機によって、そのシャフトを回転駆動するように構成してもよい。本発明のスクロール型圧縮機の好適な用途の一つは、圧縮すべき流体が冷凍サイクル内を流れる冷媒である所謂冷媒圧縮機、特に、圧縮された後の冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力以上の高さとなるように設定されているものに適用することである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を用いて本発明のスクロール型圧縮機に関する第１実施例を説明する。図１に示す１はシャフトであって、その下端には軸心に対して所定量だけ偏心したクランク部１ａが形成されている。２はモータであって、電力の供給を受けた時にシャフト１を回転駆動する。第１実施例の場合はモータ２が圧縮機のハウジング部分と一体化されたモータハウジング３の内部に構成されている。４はモータハウジング３の上部に取り付けられたフロントラジアル軸受であって、同じく下部に取り付けられたリアラジアル軸受５と共に、シャフト１を回転可能に支持している。なお、本発明はモータ一体型のスクロール型圧縮機に限って適用される訳ではなく、シャフト１を回転駆動する動力源が、例えば車両に搭載されている内燃機関のように、圧縮機本体とは別体のものであってもよい。
【００３０】
６は旋回スクロールであって、概ね円板状の端板部６ａと、それから軸線方向に突出するように形成された渦巻き形の羽根部６ｂと、端板部６ａの背面に形成された円筒状のボス部６ｃ等からなっている。旋回スクロール６の全体は、ボス部６ｃに圧入して取り付けられている旋回スクロール軸受１６を介して、シャフト１のクランク部１ａによって回転可能に支持されていて、シャフト１の中心軸線の回りに公転運動をする。７は旋回スクロール６の公転運動のみを許す複数個の自転防止ピンであって、旋回スクロール６の自転運動を阻止する。
【００３１】
８は固定スクロールであって、旋回スクロール６と同様な端板部８ａと渦巻き形の羽根部８ｂを備えていて、旋回スクロール６と噛み合うように組み付けられている。固定スクロール８の外筒は、スクロール型圧縮機の圧縮機部分のハウジングを兼ねている。固定スクロール８の渦巻き形の羽根部８ｂと旋回スクロール６の渦巻き形の羽根部６ｂが噛み合うことによって、それらの羽根部６ｂ及び８ｂの間に軸線方向に見た時に三日月形に見える作動室９が複数個形成される。
【００３２】
そして、図示しない冷凍サイクルから戻って来て吸入ポート８ｄから吸入室１４内へ導入される気体冷媒のような流体を、外周において作動室９が吸入室１４に向かって開いた時に作動室９の内部へ吸入し、旋回スクロール６が公転をする間に旋回スクロール６及び固定スクロール８の中心部に向かって作動室９が半径方向に移動しながら縮小することによって流体を圧縮する。最後に作動室９が中心部の作動室９ａに向かって開いた時に、吐出圧に達した冷媒が固定スクロール８の端板部８ａに設けられた吐出孔８ｃを通過して、端板部８ａと、図示しないボルト等によって固定スクロール８に固定されているリアハウジング１８との間に形成された吐出室１５内へ吐出される。
【００３３】
１８ａはリアハウジング１８に形成された吐出ポートであって、図示しない配管によって冷凍サイクルに連通しており、吐出室１５内へ吐出された高圧の冷媒を冷凍サイクルの凝縮器へ導く。１７は吐出弁であって、吐出室１５内の冷媒が吐出孔８ｃを介して逆流しないように端板部８ａ上に装着されている。なお、図１に示す１０はバランサであって、シャフト１に固定されているか、或いはクランク部１ａの偏心量を増減させることができるように、シャフト１に対して半径方向に僅かに移動可能に嵌合されている。
【００３４】
次に、本発明の特徴に対応する第１実施例の構造部分について説明する。図１及び図２に示す６ｅは旋回スクロール６の端板部６ａの背面に形成された円環状の溝であって、端板部６ａの中心の周りにおいてミドルハウジング１３の面と対向して摺動状態で接触することにより、それとの間に円環状の背圧室１９となる空間を形成している。そして、背圧室１９と、所定の位置に形成される作動室９との間を連通させるように圧力導入孔６ｄが設けられているので、作動室９の中で所定の大きさの高圧まで加圧された流体（冷媒）が背圧室１９内へ導入され、ミドルハウジング１３を足掛かりにして旋回スクロール６の端板部６ａを固定スクロール８に向かって押圧する。なお、第１実施例においては、背圧室１９は円環状の溝６ｅによって単一の環状に形成されているが、これを例えば同心円状に複数個形成することができることは言うまでもない。
【００３５】
本発明の特徴部分に対応して、第１実施例の場合は、背圧室１９内に内外２条のシールリングが相互に別体のものとして設けられている。即ち、背圧室１９を形成する環状の溝６ｅの外周面に沿って閉じた円環状のアウタシールリング１１が設けられられていると共に、環状の溝６ｅの内周面に沿って閉じた円環状のインナシールリング１２が設けられている。これらのシールリング１１，１２によって、旋回スクロール６の端板部６ａにおける背圧室１９の半径方向内外の壁面と、それに対向しているミドルハウジング１３の面との間に、冷媒が漏れ出る隙間が生じないようにシールしている。
【００３６】
第１実施例の最も特徴的な部分が図２に拡大して示されている。第１実施例の場合は、旋回スクロール６の端板部６ａに形成された円環状の溝６ｅが、ミドルハウジング１３の表面と協働して背圧室１９を構成するが、それらの間の隙間をシールするために、背圧室１９の中に断面形状が梯形のアウタシールリング１１と、やはり梯形の断面形状を有するインナシールリング１２が同心円状に装着される。２つのシールリング１１及び１２はいずれも連続した円環状であって、内燃機関に使用されるピストンリングに設けられる合い口のような切れ目を有しない。シールリング１１，１２の材料は耐摩耗性と耐油性を有し弾性のあるゴム、合成樹脂或いは金属である。
【００３７】
シールリング１１，１２が背圧室１９内へ装着される前の無荷重状態においては、アウタシールリング１１の頂面１１１と底面１１２は相互に平行な水平面となっており、外周面１１３はテーパー面(円錐面）となっている。また、アウタシールリング１１の最大径である底面１１２の外周径φｄ１は、円環状の溝６ｅからなる背圧室１９の底面１９１の外周径φＤ１よりも若干大きくなるように作られている。従って、アウタシールリング１１を背圧室１９の中へ押し込むようにして装着すると、アウタシールリング１１の断面形状が僅かに傾斜（移動）するために、その底面１１２の外周に円環状に形成されたエッジ状の突出縁部１１５が、背圧室１９の円筒形の外周面１９２と底面１９１とが直角に交わる円環状の溝６ｅの外周隅部１９４に押し付けられて、そこに周辺部よりも面圧の高い円環状の部分ができる（図３３参照）。
【００３８】
また、テーパー状であるアウタシールリング１１の外周面１１３が溝６ｅの円筒形状の外周面１９２に近づくので、アウタシールリング１１の円筒形の内周面１１４が若干傾いてテーパー状となる。それによって、アウタシールリング１１の頂面１１１の中で内周面１１４寄りの円環状の角部１１６がミドルハウジング１３の表面に強く押し付けられるようになり、その角部１１６における面圧が高くなる。このようにアウタシールリング１１の断面形状が僅かに傾斜（移動）することによって、アウタシールリング１１の頂面１１１のうちでも内周寄りの幅の狭い円環状の角部１１６と、底面１１２の中でも外周寄りの突出縁部１１５に近い幅の狭い円環状部分の面圧が高くなるので、背圧室１９の外周側部分が、旋回スクロール６の端板部６ａと、それを支持するミドルハウジング１３の表面との間で密封される。
【００３９】
このように、背圧室１９（溝６ｅ）の中でアウタシールリング１１の断面形状が僅かに傾斜することによって、円環状に面圧の高くなる部分が生じるが、この作用は、断面形状が僅かに傾斜（移動）することによって底面１１２の内周寄りの部分が溝６ｅの底面１９１から僅かに浮き上がって、その隙間に高圧の流体が侵入し、アウタシールリング１１の底面１１２を内周寄りの部分において押し上げるようにして、アウタシールリング１１の断面形状の傾斜角度を大きくするように作用することによって一層強められる。従って、背圧室１９と吸入室１４との間の差圧が大きくなるほどアウタシールリング１１のシール効果が高くなる。
【００４０】
インナシールリング１２は図２においてアウタシールリング１１と対称的に現れるが、背圧室１９(円環状の溝６ｅ）内に装着されたインナシールリング１２も、その断面形状が背圧室１９内で僅かに傾斜（移動）することによって、背圧室１９の内周側部分を旋回スクロール６の端板部６ａとミドルハウジング１３の表面との間で密封する。即ち、背圧室１９内へ装着される前の無荷重状態においてインナシールリング１２の頂面１２１と底面１２２は並行で、内周面１２３がテーパー面となっていると共に、外周面１２４は円筒面となっているが、インナシールリング１２の最小径である底面１２２の内周径φｄ２が、円環状の溝６ｅの内周面１９３の内周径φＤ２よりも小さくなっている。
【００４１】
従って、インナシールリング１２を若干拡径させて円環状の溝６ｅ内へ嵌め込むと、インナシールリング１２の断面形状が溝６ｅ内で僅かに傾斜（移動）することにより、底面１２２の内周側に円環状に形成されて内側に向かうエッジ状の突出縁部１２５が、溝６ｅの底面１９１と円筒形の内周面１９３が交わる円環状の内周隅部１９５に強く押し付けられて、円環状に幅が狭くて面圧の高い部分が生じる（図３３参照）。また、インナシールリング１２の頂面１２１における外周寄りの円環状の角部１２６も、ミドルハウジング１３の表面に強く押し付けられることによって、面圧が高くなる幅の狭い円環状の領域を形成する。この作用が背圧室１９内と吸入室１４内の流体圧力の差によって強められることも、アウタシールリング１１の場合と同様である。
【００４２】
第１実施例のスクロール型圧縮機はこのような構造を有するから、旋回スクロール６が公転をする運転状態においては、複数個の三日月形の作動室９内で圧縮される冷媒の圧力と吸入室１４内の圧力との差圧によって、旋回スクロール６の端板部６ａには図１において上方向にスラスト荷重が作用する。圧縮反力に基づくこのスラスト荷重によって、端板部６ａはミドルハウジング１３の面に強く押し付けられて、旋回スクロール６の公転力に対して大きな摩擦力を発生するところであるが、背圧室１９内へ圧力導入孔６ｄを介して作動室９から所定の高圧まで加圧された流体が導かれているために、背圧室１９内の圧力と吸入室１４内の圧力との差圧によって、上向きのスラスト荷重と同じ大きさの下向きのスラスト荷重を発生させることができるので、方向が反対の２つのスラスト荷重が相殺することによって、端板部６ａとミドルハウジング１３との間の接触力は、背圧室１９の圧力と吸入室１４の圧力との差圧により、例えば、シールリング１１及び１２に軸線方向に作用する荷重だけになる。
【００４３】
背圧室１９内の流体圧力によって、作動室９内で圧縮される冷媒の圧力に対抗するスラスト力を発生させることまでは前述の従来技術においても行われているところであるが、第１実施例のスクロール型圧縮機においては、特別の断面形状を有する２つのシールリング１１及び１２を使用することにより、シールリング１１，１２の断面形状が背圧室１９内で僅かに傾斜（移動）することによって、円環状に面圧が大きくなる部分を形成させて、高いシール効果を発揮させているので、背圧室１９から高圧の流体が漏れ出るのを確実に防止することができ、スクロール型圧縮機の効率が高くなる。
【００４４】
図３に本発明の第２実施例の要部を示す。第２実施例から第1２実施例までの各実施例のスクロール型圧縮機については要部の構成と作用効果のみを説明し、特徴のない全体構成等については特に説明をしないが、それらの各実施例の全体構成等は、例えば、先に図１を参照して説明した第１実施例における対応部分と同様なものであってもよい。
【００４５】
第２実施例におけるアウタシールリング１１は、背圧室１９内へ装着される前の無荷重状態において、その外周面１１３の一部だけにテーパー面が形成されていて、他の大部分が円筒面となっている。従って、円環状の突出縁部１１５を含むテーパー状の部分が、半径方向の外方に向かう円環状の突条１１７となっている。もっとも、図２に示す第１実施例の場合も、全体がテーパー面である外周面１１３によって円環状の突条１１７が形成されていると見ることができる。なお、第２実施例の場合は、円筒形の内周面１１４の一部にもテーパー面１１８を形成している。アウタシールリング１１のその他の構成や、その作用効果は第１実施例の場合と同様である。
【００４６】
第２実施例においても、アウタシールリング１１とは別体のものとしてインナシールリング１２が設けられる。第２実施例のインナシールリング１２における内周面１２３の下部の一部はテーパー面となっていて、それによって半径方向内方に向かう円環状の突条１２７が形成されている。突条１２７の先端は円環状の突出縁部１２５となっている。また、外周面１２４の下部の一部にもテーパー面１２８が形成されている。第２実施例におけるインナシールリング１２の作用効果もまた第１実施例のそれと同じである。
【００４７】
図４に本発明の第３実施例の要部を示す。第１実施例や第２実施例と違って、第３実施例におけるアウタシールリング１１の外周面１１３にはテーパー面を設けない。背圧室１９内へ装着される前の無荷重状態における外周面１１３の形状は大部分が円筒形であって、その下部の底面１１２に近い部分だけが、半径方向外方に向かって突出する円環状の突条１１７となっている。円環状の突条１１７の断面形状は正方形或いは長方形である。従って、第２実施例のような鋭く尖った突出縁部１１５は形成されないが、断面形状が僅かに傾斜したときに、小さな正方形断面等を有する円環状の突条１１７の２つの角部１１９及び１２０が、相手方の円環状の溝６ｅの底面１９１及び外周面１９２と接触して、そこに面圧が高くなる幅の狭い円環状の接触領域を形成するので、それらの角部１１９，１２０が突出縁部１１５と同様な作用をする。従って、第３実施例のアウタシールリング１１は、実質的に第１実施例の場合のそれと同様な効果を奏する。
【００４８】
第３実施例のインナシールリング１２においてもテーパー面は設けられず、アウタシールリング１１と同様に、小さな正方形或いは長方形の断面形状を有する円環状の突条１２７が、半径方向の内方に向かって突出するように設けられる。それによって、インナシールリング１２の円環状の突条１２７にも、角部１２９及び１３０が形成され、インナシールリング１２の断面形状が僅かに傾斜したときに、円環状の溝6ｅの底面１９１及び内周面１９３との間に面圧が高くなる円環状の接触領域を形成する。また、この場合も第１実施例におけるインナシールリング１２と実質的に同様な作用効果を奏するので、アウタシールリング１１と協働して、前述の各実施例の場合と同様に背圧室１９から流体が漏洩するのを防止して、スクロール型圧縮機の効率を改善することができる。
【００４９】
図５に本発明の第４実施例の要部を示す。第４実施例の特徴は背圧室１９内へ装着される前の無荷重状態における断面形状が長方形（正方形であってもよい）である２つのシールリング１１及び１２を使用したことと、それらのシールリング１１，１２の間に形成される隙間の中でも背圧室１９（円環状の溝６ｅ）の底面１９１に近い位置に、ゴム或いはコイルスプリング等からなる円環状の弾性体２０を装着したことである。なお、この場合も、背圧室１９内へ装着される前の無荷重状態におけるアウタシールリング１１の外周径φｄ１は円環状の溝６ｅの外周径φＤ１よりも大きくすると共に、インナシールリング１２の内周径φｄ２は円環状の溝６ｅの内周径φＤ２よりも小さくする。
【００５０】
第４実施例においては、２つのシールリング１１及び１２に前述の各実施例のような円環状の突条１１７或いは１２７を設けないが、それらの間に装着された円環状の弾性体２０がシールリング１１，１２の下部を矢印のように側方へ押圧するので、それらは前述の各実施例の場合とは反対方向に傾斜する。それによって、例えば、アウタシールリング１１の角部１１９は円環状の溝６ｅの外周面１９２に強く押し付けられて、そこに面圧が高くなる幅の狭い円環状の接触領域を形成する。また、頂面１１１においては、外周寄りの角部１１６ａがミドルハウジング１３の表面に押し付けられて、そこに面圧が高くなる幅の狭い円環状の接触領域を形成する。更に、アウタシールリング１１の底面１１２における内周寄りの角部１１９ａが溝６ｅの底面１９１と接触する場合には、そこにも面圧が高くなる幅の狭い円環状の接触領域が形成される。
【００５１】
このようにして、第４実施例のアウタシールリング１１も、第１実施例のそれと同様な高いシール効果をもたらす。第４実施例におけるインナシールリング１２については、アウタシールリング１１の説明から明らかなように、角部１２９及び１２６ａや、場合によっては角部１２９ａも加わって、面圧の高くなる幅の狭い円環状の接触領域を形成し、それによって高いシール効果をもたらすことができる。なお、第４実施例において、長方形断面のシールリング１１，１２に替えて前述の各実施例におけるシールリング１１，１２等を使用しても、概ね同様な作用効果が得られることは言うまでもない。
【００５２】
図６に本発明の第５実施例の要部を示す。第１実施例から第４実施例までは、２つのシールリング１１及び１２が独立している場合について述べたが、第５実施例から第１２実施例においては、２つのシールリング１１及び１２に相当するものが相互に共通の連結部分によって連結されて、一体化された単一のシールリングを構成している。第５実施例の場合は、一体化されたシールリング２１が、第１実施例におけるアウタシールリング１１に似た断面形状を有する円環状のアウタシールリング部２１１と、同じく、インナシールリング１２に似た断面形状を有する円環状のインナシールリング部２１２と、それらを連結する円環状の連結部２１３から構成されている。円環状の溝６ｅとシールリング２１との寸法関係は第１実施例の場合と同様であり、背圧室１９（円環状の溝６ｅ）内へ高圧流体を導入する手段は、例えば、図１に示されたような圧力導入孔６ｄによる。
【００５３】
第５実施例のシールリング２１は全体がコの字形になっていて、連結部２１３の一部が相手方のミドルハウジング１３の表面に接触することにより、連結部２１３がシール効果をもたらすこと、及び、アウタシールリング部２１１とインナシールリング部２１２が連結部２１３によって連結されて単一のシールリングとなっているために、第５実施例は部品点数が少なくなって組み付けが容易になるという利点を有するが、それ以外の点においては、第１実施例の場合と同様な作用効果を奏する。しかしながら、第５実施例のシールリング部２１１，２１２は図２に示す角部１１６及び１２６を有しないので、シールリング部２１１，２１２と連結部２１３との接続部分の上面１１６ａ，１２６ａが、ミドルハウジング１３の表面に強く押し付けられて面圧が高くなる幅の狭い円環状の接触領域を形成する。
【００５４】
図７に本発明の第６実施例の要部を示す。前述の第５実施例が第１実施例に対応しているのと同様に、第６実施例は図３に示された前述の第２実施例に対応している。第６実施例の構成と作用は、前述の第５実施例と第２実施例の説明を参照しながら図７を見れば明らかであるから、ここでは詳細な説明を省略する。第６実施例は実質的に第１実施例と同様な効果を奏する。
【００５５】
図８に本発明の第７実施例の要部を示す。前述の第５実施例が第１実施例に対応しているのと同様に、第７実施例は図４に示された前述の第３実施例に対応している。第７実施例の構成と作用は、前述の第５実施例と第３実施例の説明を参照しながら図８を見れば明らかであるから、ここでは詳細な説明を省略する。第７実施例は実質的に第１実施例と同様な効果を奏する。
【００５６】
図９に本発明の第８実施例の要部を示す。前述の第５実施例が第１実施例に対応しているのと同様に、第８実施例は図５に示された前述の第４実施例に対応している。第８実施例の構成と作用は、前述の第５実施例と第４実施例の説明を参照しながら図９を見れば明らかであるから、ここでは詳細な説明を省略する。第８実施例は実質的に第１実施例と同様な効果を奏する。
【００５７】
図１０に本発明の第９実施例の要部を示す。第９実施例においては、第５実施例から第８実施例までのシールリング２１と同様に、第１実施例等における２つのシールリング１１及び１２に相当するものが相互に共通の連結部分によって連結された形のシールリング２２を使用する。しかしながら、シールリング２２がＨ形の断面形状を有することから明らかなように、シールリング２２のアウタシールリング部２２１とインナシールリング部２２２とを連結している連結部２２３が直接にミドルハウジング１３の表面に接触することはないので、連結部２２３は実質的なシール作用をしない。
【００５８】
シールリング２２の連結部２２３には１個或いは複数個の連通孔２２４が設けられていて、環状の溝６eの内部に形成される上部の空間２２５と下部の空間２２６とを連通させている。円環状の溝６ｅとシールリング２２との寸法関係は第１実施例の場合と同様であり、背圧室１９（空間２２５及び２２６）内へ高圧流体を導入するための手段は、例えば、図１に示された圧力導入孔６ｄのようなものでよい。下部の空間２２６内へ導入された高圧流体の一部は、連結部２２３の連通孔２２４を通過して上部の空間２２５内へも回り込む。それによって、第９実施例におけるシールリング２２のアウタシールリング部２２１とインナシールリング部２２２は、第１実施例における２つのシールリング１１及び１２と実質的に同じ作用をすることができる。
【００５９】
第５実施例（図６）に対する第９実施例の特徴は、連結部２２３が、対向するミドルハウジング１３の表面に接触しないために、摺動面積が少なくなって機械損失を低減させ得る点にある。また、第１実施例（図２）に対する特徴は、アウタシールリング部２２１とインナシールリング部２２２が連結部２２３によって連結されているために、それだけ部品点数が少なくなって、シールリングの組み付けが容易になることである。
【００６０】
図１１に本発明の第１０実施例の要部を示す。前述の第９実施例が図２に示された第１実施例に対応しているのと同様に、第１０実施例は図３に示された前述の第２実施例に対応している。第１０実施例の構成と作用は、前述の第９実施例と第２実施例の説明を参照しながら図１１を見れば明らかであるから、ここでは詳細な説明を省略する。第１０実施例は実質的に第９実施例や第１実施例と同様な効果を奏する。
【００６１】
図１２に本発明の第１１実施例の要部を示す。前述の第９実施例が図２に示された第１実施例に対応しているのと同様に、第１１実施例は図４に示された前述の第３実施例に対応している。第１１実施例の構成と作用は、前述の第９実施例と第３実施例の説明を参照しながら図１２を見れば明らかであるから、ここでは詳細な説明を省略する。第１１実施例は実質的に第９実施例や第１実施例と同様な効果を奏する。
【００６２】
図１３に本発明の第１２実施例の要部を示す。前述の第９実施例が図２に示された第１実施例に対応しているのと同様に、第１２実施例は図５に示された前述の第４実施例に対応している。第１２実施例の構成と作用は、前述の第９実施例と第４実施例の説明を参照しながら図１３を見れば明らかであるから、ここでは詳細な説明を省略する。第１２実施例は実質的に第９実施例や第１実施例と同様な効果を奏する。
【００６３】
次に、図１４に本発明の第１３実施例としてのスクロール型圧縮機を示す。図１及び図２に示す第１実施例のスクロール型圧縮機と共通の部分については同じ参照符号を付すことによって重複する説明を省略する。第１３実施例の圧縮機の特徴は、第１実施例の圧縮機において旋回スクロール６の端板部６ａに形成された環状の溝６ｅによって構成されている背圧室１９を、ミドルハウジング１３の側に形成された環状の溝１３ａによって構成している点にある。そのために、旋回スクロール６の端板部６ａにおける対応部分は平面となっているが、第１３実施例においても環状の溝１３ａの中に２つのシールリング１１及び１２が装着されること等は第１実施例の場合と同じであり、第１３実施例の作用効果も第１実施例のそれと同じである。
【００６４】
図１４に示す第１３実施例が図１及び図２に示す第１実施例と均等であることから明らかなように、図３に示す第２実施例から図１３に示す第１２実施例までの各実施例についても、それらの背圧室１９を、ミドルハウジング１３の側に形成した環状の溝１３ａによって構成することが可能であり、それによって同じ作用効果が得られることは言うまでもない。
【００６５】
図１５に本発明の第１４実施例としてのスクロール型圧縮機を示す。前述の第１実施例から第１３実施例までのスクロール型圧縮機においては、それらの実施例の要部であるアウタシールリング１１及びインナシールリング１２等が、背圧室１９内で弾性変形等によって少なくとも断面形状が僅かに傾斜することができることを必要としたが、これから説明する第１４実施例以下の各実施例におけるアウタシールリング及びインナシールリングは、背圧室１９の中でそれらの断面形状が傾斜することを必要としていない点に相違がある。もっとも、それらが全く弾性変形をしないという訳ではなく、材料によって僅かでも弾性変形をする場合には前述の各実施例と同様な効果が得られるが、第１４実施例以下の各実施例においては別の付加的なシール手段を設けているので、シールリングの弾性変形による断面形状の傾斜を必須の要件とはしていないということである。
【００６６】
第１４実施例以下の各実施例におけるアウタシールリング及びインナシールリングの材料としては、摩擦係数が小さくて耐摩耗性が高い固体状のカーボン、金属或いはセラミックス等の無機材料、更に合成樹脂や、それらの粉末或いは繊維を適当なバインダーによって固めたもの等を使用することができる。具体的な材料の例として、８０％以上がカーボンからなる固形材料であって、それに金属アンチモンが含浸されたものは優れた自己潤滑性を示すので特に好ましい。この材料のヤング率は１０乃至２５ＧＰａ程度、硬さはショアー硬度で５０乃至１００程度と非常に硬いので殆ど弾性変形をしない。この他にも、ポリエーテルエ−テルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、或いは各種のフッ素樹脂等の合成樹脂材料を使用することもできる。
【００６７】
図１５に示す第１４実施例のスクロール型圧縮機の基本的な構成及び作動は、図１に示す第１実施例のそれと同じである。従って、第１実施例と同じ構成部分には同じ参照符号を付すことによって重複する詳細な説明を省略する。第１４実施例以下の各実施例の構成上の特徴は、旋回スクロール６の端板部６ａ或いはミドルハウジング１３に設けられた背圧室１９に、先に例示したような、摩擦係数が小さくて耐摩耗性が高い材料からなるアウタシールリング３１及びインナシールリング３２を設けたことと、それらに対してアウタＯリング３３及びインナＯリング３４のような弾性のあるシール部材を付設した点にある。
【００６８】
第１４実施例の要部を図１６に拡大して示す。第１４実施例において使用されるアウタシールリング３１及びインナシールリング３２の断面形状はいずれも長方形である。言うまでもなくこの場合の「長方形」には正方形が含まれる。前述のように、これらは摩擦係数が低くて耐摩耗性が高いカーボン等からなる実質的に弾性変形をしない部材である。従って、背圧室１９へ供給される冷媒のような流体がアウタシールリング３１及びインナシールリング３２の底面３１２及び３２２に作用すると、アウタシールリング３１及びインナシールリング３２が押し上げられる（移動する）ので、それらの頂面３１１及び３２１はミドルハウジング１３の表面に強く押し付けられた状態で接触する（図３４参照）。それらの接触面の間には旋回スクロール６の公転によって僅かに摩擦摺動が生じるが、接触面における面圧が高いため背圧室１９内の流体はシールされて外部へ漏れ出ることが阻止される。
【００６９】
しかしながら、アウタシールリング３１及びインナシールリング３２が実質的に弾性変形をしないので、それらの側面から流体が漏洩する可能性がある。そこで、第１４実施例においては、背圧室１９を形成する円環状の溝６ｅの外周面１９２に環状にアウタＯリング溝６ｆが形成され、その中に耐油ゴム製のアウタＯリング３３を装着して、アウタシールリング３１の外周面３１３に接触させている。また、溝６ｅの内周面１９３には環状にインナＯリング溝６ｇが形成され、その中に耐油ゴム製のインナＯリング３４を装着してインナシールリング３２の内周面３２３に接触させている。アウタＯリング３３及びインナＯリング３４を設けたことによって、アウタシールリング３１及びインナシールリング３２の側面もシールされるので、背圧室１９内の加圧された流体が外部へ漏れ出ることが阻止されて、背圧室１９が旋回スクロール６に作用するスラスト荷重を効率良く支持することができる。
【００７０】
第１４実施例の１つの変形例に相当する本発明の第１５実施例の要部を図１７に示す。この場合はアウタシールリング３１の外周面に環状のアウタＯリング溝３１ａが形成されて、それによってアウタＯリング３３が支持される。また、インナシールリング３２の内周面に環状のインナＯリング溝３２ａが形成されて、それによってインナＯリング３４が支持される。この実施例が第１４実施例と同様な効果を奏することは説明の必要がない。
【００７１】
第１４実施例の他の変形例に相当する本発明の第１６実施例の要部を図１８に示す。この場合はアウタシールリング３１の外周面の下端縁部に環状の切り欠きとしてのアウタＯリング溝３１ｂが形成されて、それによってアウタＯリング３３が支持される。また、インナシールリング３２の内周面の下端縁部に環状のインナＯリング溝３２ｂが形成されて、それによってインナＯリング３４が支持される。この実施例も第１４実施例と同様な効果を奏することは説明の必要がないものと思われる。
【００７２】
第１４実施例のいま１つの変形例に相当する本発明の第１７実施例の要部を図１９に示す。この場合はアウタシールリング３１の外周面の下端縁部にテーパー状の切り欠きとしての環状のアウタＯリング支持部３１ｃが形成されて、それに対向する円環状の溝６ｅの外周隅部１９４との間でアウタＯリング３３を支持する。また、インナシールリング３２の内周面の下端縁部にテーパー状の切り欠きとしての環状のインナＯリング支持部３２ｃが形成されて、それに対向する円環状の溝６ｅの内周隅部１９４との間でインナＯリング３４を支持する。この実施例は前述の第１６実施例と同様な、従って第１４実施例と同様な効果を奏する。
【００７３】
図２０に本発明の第１８実施例の要部を示す。図１６に示した前述の第１４実施例の要部と比較すると、両者の間に多くの共通点があるが、第１４実施例に対する第１８実施例の特徴は、アウタシールリング３１の外周面３１３の上端に、外方に向かって突出する円環状の鍔部３１４を形成したことと、同様に、インナシールリング３２の上端に、内方に向かって突出する円環状の鍔部３２４を形成した点にある。
【００７４】
これらの円環状の鍔部３１４及び３２４は、アウタシールリング３１及びインナシールリング３２の頂面３１１及び３２１の面積を増大させるので、これらのシールリングのシール性能を向上させると共に、シール面圧を低下させるので、シール面の摩耗を低減して信頼性を高めることができ、摺動摩擦による機械損失をも低減させることができる。
【００７５】
更に、これらの円環状の鍔部３１４及び３２４は、背圧室１９を構成する円環状の溝６ｅの中へアウタシールリング３１及びインナシールリング３２が完全に落ち込むのを阻止し、背圧室１９の底面１９１とアウタシールリング３１及びインナシールリング３２の底面３１２及び３２２との間に所定の大きさの隙間を形成させる。従って、背圧室１９内へ供給される流体の圧力が確実にアウタシールリング３１及びインナシールリング３２の底面３１２及び３２２に作用し、それらを押し上げてミドルハウジング１３の表面との接触位置へ移動させる（図３５参照）ので、アウタシールリング３１及びインナシールリング３２のシール作用が十分に発揮される。
【００７６】
このように、シールリングの端部における摺動面の面積を増大させて面圧を低減させるために、或いはアウタシールリング３１又はインナシールリング３２が背圧室１９の中へ完全に落ち込むのを阻止するために設けられる鍔部は、第１８実施例に限らず他の実施例においても設けることができる。
【００７７】
図２１に本発明の第１９実施例の要部を示す。第１９実施例の特徴は、前述の第９実施例（図１０）等と同様に、第１４実施例（図１６）における２つのシールリング３１及び３２に相当するシールリング部４３１及び４３２が共通の連結部分４３３によって一体的に連結された形のシールリング４１を使用する。シールリング４１の連結部４３３には１個或いは複数個の連通孔４３４が設けられていて、環状の溝６eの内部に形成される上部の空間と下部の空間を連通させて共通の背圧室１９を構成している。それによって、第１９実施例におけるシールリング４１のアウタシールリング部４３１とインナシールリング部４３２は、第１４実施例における２つのシールリング３１及び３２と実質的に同じ作用をすることができる。２つのシールリング部４３１及び４３２が連結部４３３によって一体化されているので、部品点数が少なくなると共に組み付けが容易になる。
【００７８】
図２２に示す第２０実施例は、前述の第１９実施例（図２１）に第１８実施例（図２０）の考え方を適用したものである。即ち、第２０実施例の特徴は、アウタシールリング部４３１の外周面の上端に外方に向かって突出する円環状の鍔部４３５を形成したことと、インナシールリング部４３２の内周面の上端に内方に向かって突出する円環状の鍔部４３６を形成した点にある。その効果は第１８実施例と第１９実施例の効果を加えたようなものになる。
【００７９】
図２３に本発明の第２１実施例としてのスクロール型圧縮機を示す。スクロール型圧縮機としての基本的な構成と作動は、前述の第１実施例（図１）と同じである。第２１実施例の特徴は、第１実施例（図１）や第１４実施例（図１５）等のスクロール型圧縮機においては、旋回スクロール６の端板部６ａに形成された環状の溝６ｅによって構成されている背圧室１９を、第１３実施例（図１４）の場合と同様に、ミドルハウジング１３の側に形成された環状の溝１３ａによって構成している点にある。しかしながら、第２１実施例の要部である背圧室１９内の構成は図１６に示す第１４実施例と同じであるから、第２１実施例は実質的に前述の第１４実施例と同様な効果を奏する。従って、図２０に示す第１８実施例から図２２に示す第２０実施例等の実施例についても、第２１実施例のように、ミドルハウジング１３側に背圧室１９を設けた変形例を考えることができる。
【００８０】
図２４に本発明の第２２実施例の要部を示す。第２２実施例は、図１７に示す前述の第１５実施例と比較して、アウタシールリング３１及びインナシールリング３２の頂面３１１及び３２１の面積が増大している点が異なる。これは、頂面３１１及び３２１に鍔部３１４及び３２４が形成されているためで、それによって図２０に示す前述の第１８実施例と同様な効果を奏する。その他の点では、前述の第１５実施例と同様な効果を奏する。
【００８１】
図２５に要部を示す第２３実施例は、図１８に示す第１６実施例と、図２０に示す第１８実施例とを折衷したものと見ることができる。それによって、第２３実施例においては第１６実施例と第１８実施例の和の効果が得られる。
【００８２】
また、同じような考え方から、図２６に要部を示す第２４実施例は、図１９に示す第１７実施例と、図２０に示す第１８実施例とを折衷したものと見ることができる。それによって、第２４実施例においては第１７実施例と第１８実施例の和の効果が得られる。
【００８３】
図２７に要部を示す第２５実施例は、図１７に示す第１５実施例と、図２１に示す第１９実施例の考え方とを折衷したものと見ることができる。従って、第２５実施例においては第１５実施例と第１９実施例の和の効果が得られる。
【００８４】
また、同じような考え方から、図２８に要部を示す第２６実施例は、図２５に示す第２３実施例と、図２２に示す第２０実施例とを折衷したものと見ることができる。従って、第２６実施例においては第２０実施例と第２３実施例の和の効果が得られる。
【００８５】
図２９に要部を示す第２７実施例は、図１８に示す第１６実施例と、図２１に示す第１９実施例の考え方とを折衷したものと見ることができる。従って、第２７実施例においては第１６実施例と第１９実施例の和の効果が得られる。
【００８６】
また、同じような考え方から、図３０に要部を示す第２８実施例は、図１８に示す第１６実施例と、図２２に示す第２０実施例とを折衷したものと見ることができる。従って、第２８実施例においては第１６実施例と第２０実施例の和の効果が得られる。
【００８７】
図３１に要部を示す第２９実施例は、図１９に示す第１７実施例と、図２２に示す第２０実施例の考え方とを折衷したものと見ることができる。従って、第２９実施例においては第１７実施例と第２０実施例の和の効果が得られる。
【００８８】
また、同じような考え方から、図３２に要部を示す第３０実施例は、図３１に示す第２９実施例と、図２２に示す第２０実施例とを折衷したものと見ることができる。従って、第３０実施例においては第２９実施例と第２０実施例の和の効果が得られる。
【００８９】
以上の説明から明らかなように、第１実施例から第３０実施例までの各実施例に共通している事項として捉えることができる本発明の特徴の１つは、背圧室１９を構成する溝６ｅ或いは１３ａの中において、高圧の流体の圧力を受けた環状のシールリング１１，１２，３１，３２や、シールリング部２１１，２１２，２２１，２２２，４３１，４３２等が移動することによって相手方の面に押し付けられるように構成した点にあるので、この特徴を明示するために、シールリングの移動の態様を図３３から図３５の各図にまとめて例示する。これらの図における矢印がそれぞれのシールリングの移動を示している。ここで移動と言うのは直線的な変位のみを意味するものではなく、傾斜、即ち傾動をも含んでいる。
【００９０】
図３６及び図３７に本発明の第３１実施例を示す。図３６に示す第３１実施例のスクロール型圧縮機も、前述の各実施例におけるそれと同様な基本的構成を有するので、同じ構成部分には同じ参照符号を付すことによって重複する詳細な説明を省略する。第３１実施例のスクロール型圧縮機の特徴は背圧室１９に設けられたシールリング５１の構成にある。第３１実施例の特徴とするシールリング５１は図３７に示すような構成を有する。即ち、断面形状がＨ形であるシールリング５１は、図１０，１１，１２，１３，２１，２２，２７，２８，２９，３０，３１，３２に示すような、断面が長方形或いはそれに近い形状のアウタシールリング部５１１と、やはり断面が長方形或いはそれに近い形状のインナシールリング部５１２と、それらを連結する連結部５１３が一体化されたものである。アウタシールリング部５１１の外径は旋回スクロール６の端板部６ａに形成された円環状の溝６ｅの外周径に等しく、インナシールリング部５１２の内径は溝６ｅの内周径に等しくなっている。それによって、シールリング５１は溝６ｅの中で僅かに移動することができる。
【００９１】
シールリング５１の連結部５１３によって背圧室１９内の有効な空間が上下２つの部分に区画されるので、圧力導入孔６ｄに常時接続している下部の背圧室前室１９ａと、上部の吸入室１４側の背圧室後室１９ｂとを連通させるために、所定の直径を有する連通孔５１４が連結部５１３に設けられている。連通孔５１４の直径（或いは断面積）は、それが流体の絞り部６１として冷媒のような被圧縮流体に対して有効な絞り作用する程度に小さい。アウタシールリング部５１１及びインナシールリング部５１２の頂面は、ミドルハウジング１３の平坦な表面に対して摺動可能に接触するシール面５１５及び５１６となっている。
【００９２】
一般に、背圧室１９にアウタシールリングとインナシールリングを設けただけの場合には、起動時のように作動室９の圧力が低くて、圧力導入孔6ｄを介して背圧室１９へ導入される冷媒（一般には流体）の圧力が低い時には、ミドルハウジング１３の表面とそれに対向しているシールリングのシール面との間に垂直に作用する面圧が低くなって、背圧室１９からシールリングのシール面に沿って吸入室１４へ逃げる冷媒の漏れ量が多くなる。また、冷媒に異物が混入していて、その異物がシール面とミドルハウジング１３の表面との間に挟まった時にも、シール面に沿って漏れ出る冷媒の量が多くなる。それによって、背圧室１９の圧力上昇が不十分となって、旋回スクロール６に作用するスラスト荷重を十分に支持することができなくなるために、ミドルハウジング１３の表面と旋回スクロール６の端板部６ａとの間に大きい摩擦力が発生して、機械損失や摩耗が増加することがある。
【００９３】
このような時でも第３１実施例のスクロール型圧縮機においては、そのシールリング５１が前述のような構成を有することから、シールリング５１のシール面５１５及び５１６は、絞り部６１となる小径の連通孔５１４を除いて閉じられた背圧室前室１９ａに作用する圧力によって、ミドルハウジング１３の表面に押し付けられるので、シール面５１５及び５１６に十分な大きさの面圧が発生するために高いシール性能が得られるし、アウタシールリング部５１１は半径方向外方に向かって拡径して溝６ｅの外周面に押し付けられると共に、インナシールリング部５１２は半径方向内方に向かって縮径して溝６ｅの内周面に押し付けられるので、シールリング５１の外周面及び内周面においても冷媒の漏れが防止される。
【００９４】
シール面５１５及び５１６に沿って吸入室１４へ漏れ出る冷媒は、その前に小径の連通孔５１４からなる絞り部６１を通過しなければならないから、絞り部６１によって背圧室前室１９ａと背圧室後室１９ｂとの間に大きい圧力差を生じるので、その圧力差によってシールリング５１のシール面５１５及び５１６をミドルハウジング１３の表面に押し付ける力や、アウタシールリング部５１１を拡径させると共にインナシールリング部５１２を縮径させる力が大きくなって、これらがシールリング５１の高いシール性能をもたらす。
【００９５】
このように、第３１実施例においては、シール面５１５及び５１６における冷媒の漏れ量が多い時ほど絞り部６１における絞り効果が大きくなるので、漏れ量を減少させるようにシール面５１５及び５１６等の押し付け力が大きくなるという構成になっている。また、シール面５１５及び５１６における漏れ量が減少すると絞り部６１を通過する冷媒の量も減少するため、絞り部６１による減圧効果も少なくなって背圧室前室１９ａと背圧室後室１９ｂとの間の圧力差も小さくなる。それによってシール面５１５及び５１６や溝６ｅの外周面及び内周面における押し付け力も小さくなるため、小径の絞り部６１を有しない前述の実施例のシール機構と同様に、機械損失の少ない状態でスクロール型圧縮機を運転することができる。このようにして、背圧室１９へ導入する冷媒の漏れ量が小さくて運転効率の高いスクロール型圧縮機が得られる。
【００９６】
第３１実施例の変形例として、図３８に本発明の第３２実施例の要部を示す。第３１実施例を示す前述の図３７と対比すれば明らかなように、第３２実施例のシールリング５１は第３１実施例のそれと概ね同様な形状を有するが、高圧側の背圧室前室１９ａと低圧側の背圧室後室１９ｂとの間を仕切る隔壁として機能する連結部５１３に大き目の連通孔５１４を形成すると共に、その連通孔５１４の中へ固定のピン６２を挿入して、連通孔５１４とピン６２との隙間によって絞り部６１を構成している。ピン６２は溝６ｅの底部に螺着等の方法で固定されているので、ピン６２を交換して太さを変化させることにより絞り部６１の断面積を容易に変更することができる。なお、ピン６２及び連通孔５１４の断面形状は円形のほか、多角形等とすることもできる。
【００９７】
第３１実施例の第２の変形例として、図３９に本発明の第３３実施例の要部を示す。第３１実施例を示す図３７や、第３２実施例を示す図３８と対比すれば明らかなように、第３３実施例のシールリング５１は第３１実施例や第３２実施例のそれと概ね同様な形状を有するが、高圧側の背圧室前室１９ａと低圧側の背圧室後室１９ｂとの間を仕切る隔壁として機能する連結部５１３に連通孔５１４を形成すると共に、その連通孔５１４の一方の開口を隙間を残して覆う邪魔板６３を設けた点にある。
【００９８】
この場合は、邪魔板６３を連通孔５１４の入口側、即ち、背圧室前室１９ａ内に設けた例を示しているが、邪魔板６３を、連通孔５１４の出口側となる背圧室後室１９ｂ内に設けてもよい。邪魔板６３は、例えば図示しないボルト等からなるステーを使用して溝６ｅ内に固定することができる。その際に連結部５１３との間の隙間の大きさを調整することが可能になる。第３３実施例における絞り部６１は、邪魔板６３とシールリング５１との間の隙間と、それに直列な連通孔５１４とによって構成される。
【００９９】
図４０に本発明の第３４実施例の要部を示す。第３４実施例においては別体のアウタシールリング１１とインナシールリング１２が使用される。アウタシールリング１１の内周面には内側に向かって突出する鍔部５１７が形成されていると共に、インナシールリング１２の外周面には外側に向かって突出する鍔部５１８が形成されていて、アウタシールリング１１及びインナシールリング１２が溝６ｅ内に装着された状態においては、それらの鍔部５１７及び５１８は相互に対向して、それらの間に微小な隙間６４が形成される。この場合は微小な隙間６４が絞り部６１を構成する。また、鍔部５１７及び５１８は溝６ｅの内部の有効な空間を高圧側の背圧室前室１９ａと低圧側の背圧室後室１９ｂに分割する隔壁として作用する。
【０１００】
このように、第３４実施例におけるアウタシールリング１１及びインナシールリング１２は基本的には別体のものであるが、製造や組み立ての便宜を図るために、鍔部５１７と５１８のそれぞれ一部を突き合わせて接続することにより、アウタシールリング１１及びインナシールリング１２を一体のものとして製作してもよい。この場合は、アウタシールリング１１及びインナシールリング１２が一体化して単一のシールリング５１になると共に、第３１実施例（図３７参照）における連通孔５１４が幅の狭い円弧状のスリットに換わった場合と同じになる。
【０１０１】
第３２実施例から第３４実施例は、いずれもシールリングに関連する部分に絞り部６１を形成して、背圧室後室１９ｂに対して背圧室前室１９ａが高圧となるように、それらの間に必要な圧力差を与えるので、前述の第３１実施例と同様な優れたシール効果と、機械損失の減少及びシール面の摩耗の防止効果を奏することができる。
【０１０２】
第３１実施例乃至第３４実施例においては、シールリングを装着してシールすべき背圧室１９を旋回スクロール６の端板部６ａに大きな環状の溝６ｅとして形成しているが、前述の第１３実施例（図１４）や、第２１実施例（図２３）と同様に、背圧室１９をミドルハウジング１３の側に形成された大きな環状の溝１３ａによって構成してもよいことは言うまでもない。この場合も前述の第３１実施例乃至第３４実施例と同様な効果が得られる。
【０１０３】
図４１に本発明の第３５実施例の要部を示す。第３５実施例のスクロール型圧縮機も、前述の各実施例、例えば第３１実施例と同様に図３６に示すような全体構成を有するので、全体構成を示す図面は省略する。第３５実施例のスクロール型圧縮機の特徴は、前述の各実施例のように旋回スクロール６の端板部６ａに形成された大径の溝６ｅ、或いはミドルハウジング１３に形成された大径の溝１３ａを背圧室１９としてそれらの中に大径のシールリングを設けるのではなく、図４１に例示したように、旋回スクロール６の端板部６ａに多数の小径の窪み６ｈを形成すると共に、それらの窪み６ｈの中に断面形がＨ形の小径のシール材２５をそれぞれ摺動可能に挿入した点にある。
【０１０４】
それぞれのシール材２５はＨ形の断面形を有し、上下に小さな背圧室前室と背圧室後室を区画形成する隔壁２５１が設けられていると共に、その隔壁２５１に小径の連通孔２５２が形成されているので、この連通孔２５２が絞り部６１となる。シール材２５の材質は前述の各実施例におけるシールリングと同様なものであってもよく、その外径は窪み６ｈの内径と同じである。図示していないが、シール材２５の一端側の背圧室前室は圧力導入孔６ｄのような通路によって作動室９或いは吐出室１５（いずれも図１参照）等の高圧側に連通している。シール材２５は窪み６ｈに対して１個ずつでよく、内外二重に設ける必要はない。
【０１０５】
第３５実施例においては、多数の小さな窪み６ｈの中へ供給される高圧の流体によって、旋回スクロール６に作用するスラスト荷重に対抗する小さな力をそれぞれ発生するので、それらの小さな力の合力によってスラスト荷重を支持することができる。その他の作用効果等は前述の各実施例の場合と同様である。また、窪み６ｈの代わりに、ミドルハウジング１３の側に多数の窪みを設けて、それらにシール材２５を挿入しても同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】第１実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】第２実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】第３実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図５】第４実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図６】第５実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図７】第６実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図８】第７実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図９】第８実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１０】第９実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１１】第１０実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１２】第１１実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１３】第１２実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１４】本発明の第１３実施例を示す縦断面図である。
【図１５】本発明の第１４実施例を示す縦断面図である。
【図１６】第１４実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１７】第１５実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１８】第１６実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１９】第１７実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２０】第１８実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２１】第１９実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２２】第２０実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２３】本発明の第２１実施例を示す縦断面図である。
【図２４】第２２実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２５】第２３実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２６】第２４実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２７】第２５実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２８】第２６実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図２９】第２７実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図３０】第２８実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図３１】第２９実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図３２】第３０実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図３３】第１実施例に対応するシールリングの移動を示す要部の断面図である。
【図３４】第１４実施例に対応するシールリングの移動を示す要部の断面図である。
【図３５】第１８実施例に対応するシールリングの移動を示す要部の断面図である。
【図３６】本発明の第３１実施例を示す縦断面図である。
【図３７】第３１実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図３８】第３２実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図３９】第３３実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図４０】第３４実施例の要部を拡大して示す断面図である。
【図４１】第３５実施例の要部を拡大して示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１…シャフト
１ａ…クランク部
２…モータ
６…旋回スクロール
６ａ…端板部
６ｂ…渦巻き形の羽根部
６ｄ…圧力導入孔
６ｅ…環状の溝６ｅ
６ｈ…窪み
８…固定スクロール
８ａ…端板部
８ｂ…渦巻き形の羽根部
９…作動室
１１，３１…アウタシールリング
１２，３２…インナシールリング
１３…ミドルハウジング
１３ａ…環状の溝
１４…吸入室
１５…吐出室
１９…背圧室
２５…シール材
３３，３４…Ｏリング
５１…シールリング
６１…絞り部
２５１…隔壁
２５２…連通孔
３１４，３２４…鍔部
Claims (24)
- ハウジングと、前記ハウジングによって軸支されていると共に一部に偏心したクランク部を有するシャフトと、渦巻き形の羽根部及び端板部を有し前記シャフトのクランク部によって駆動されることにより公転運動をする旋回スクロールと、該旋回スクロールと噛み合う渦巻き形の羽根部及び端板部を有すると共に前記ハウジングに固定された固定スクロールとを備えていて、前記旋回スクロールが前記シャフトのクランク部によって駆動されて公転運動をする時に、前記旋回スクロールの羽根部と前記固定スクロールの羽根部との間に形成される複数個の作動室が外周部から中心部に向かって移動する間に、該作動室の容積が連続的に縮小することにより該作動室内において流体を圧縮するスクロール型圧縮機であって、更に、
前記作動室内の流体の圧縮圧力が上昇するのに伴って前記旋回スクロールに作用する前記シャフトの軸線方向のスラスト荷重を支持するために、前記旋回スクロールの背後に前記ハウジングの一部として設けられたミドルハウジングと、
前記旋回スクロールの端板部の背面と、それに対向してそれを支持している前記ミドルハウジングの表面とのいずれか一方に少なくとも一条形成されて背圧室を構成する環状の溝と、
前記環状の溝内へ高圧の流体を導入するための通路と、
前記環状の溝の中に移動可能に組み付けられた少なくとも１個の環状のシールリングとを備えていて、
前記シールリングを前記環状の溝の外周面或いは内周面に向かって付勢する弾性体が前記シールリングの背後に配置されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。 - ハウジングと、前記ハウジングによって軸支されていると共に一部に偏心したクランク部を有するシャフトと、渦巻き形の羽根部及び端板部を有し前記シャフトのクランク部によって駆動されることにより公転運動をする旋回スクロールと、該旋回スクロールと噛み合う渦巻き形の羽根部及び端板部を有すると共に前記ハウジングに固定された固定スクロールとを備えていて、前記旋回スクロールが前記シャフトのクランク部によって駆動されて公転運動をする時に、前記旋回スクロールの羽根部と前記固定スクロールの羽根部との間に形成される複数個の作動室が外周部から中心部に向かって移動する間に、該作動室の容積が連続的に縮小することにより該作動室内において流体を圧縮するスクロール型圧縮機であって、更に、
前記作動室内の流体の圧縮圧力が上昇するのに伴って前記旋回スクロールに作用する前記シャフトの軸線方向のスラスト荷重を支持するために、前記旋回スクロールの背後に前記ハウジングの一部として設けられたミドルハウジングと、
前記旋回スクロールの端板部の背面と、それに対向してそれを支持している前記ミドルハウジングの表面とのいずれか一方に少なくとも一条形成されて背圧室を構成する環状の溝と、
前記環状の溝内へ高圧の流体を導入するための通路と、
前記環状の溝の中に移動可能に組み付けられた少なくとも１個の環状のシールリングとを備えていて、
前記シールリングが、前記環状の溝の外周面に沿って装着された第１のシールリングと、前記環状の溝の内周面に沿って装着された第２のシールリングとから構成されていると共に、いずれも耐摩耗性と耐油性を有し弾性のあるゴム、合成樹脂或いは金属のような材料から製作されており、前記第１のシールリングは、前記環状の溝の外周面のうちで溝の底面に近い部分に対向する部分が、前記背圧室内へ装着される前の無荷重状態において前記環状の溝の外周径よりも外径が大きくなる環状の突条を形成していると共に、前記第２のシールリングは、前記環状の溝の内周面のうちで溝の底面に近い部分に対向する部分が、前記無荷重状態において前記環状の溝の内周径よりも内径が小さくなる環状の突条を形成していることを特徴とするスクロール型圧縮機。 - ハウジングと、前記ハウジングによって軸支されていると共に一部に偏心したクランク部を有するシャフトと、渦巻き形の羽根部及び端板部を有し前記シャフ トのクランク部によって駆動されることにより公転運動をする旋回スクロールと、該旋回スクロールと噛み合う渦巻き形の羽根部及び端板部を有すると共に前記ハウジングに固定された固定スクロールとを備えていて、前記旋回スクロールが前記シャフトのクランク部によって駆動されて公転運動をする時に、前記旋回スクロールの羽根部と前記固定スクロールの羽根部との間に形成される複数個の作動室が外周部から中心部に向かって移動する間に、該作動室の容積が連続的に縮小することにより該作動室内において流体を圧縮するスクロール型圧縮機であって、更に、
前記作動室内の流体の圧縮圧力が上昇するのに伴って前記旋回スクロールに作用する前記シャフトの軸線方向のスラスト荷重を支持するために、前記旋回スクロールの背後に前記ハウジングの一部として設けられたミドルハウジングと、
前記旋回スクロールの端板部の背面と、それに対向してそれを支持している前記ミドルハウジングの表面とのいずれか一方に少なくとも一条形成されて背圧室を構成する環状の溝と、
前記環状の溝内へ高圧の流体を導入するための通路と、
前記環状の溝の中に移動可能に組み付けられた少なくとも１個の環状のシールリングとを備えていて、
前記シールリングが、前記環状の溝の外周面に沿って装着された断面長方形の第１のシールリングと、前記環状の溝の内周面に沿って装着された断面長方形の第２のシールリングとから構成されていると共に、いずれも耐摩耗性と耐油性を有し弾性のあるゴム、合成樹脂或いは金属のような材料から製作されており、前記第１のシールリングは、前記環状の溝の外周面に対向する部分が、前記背圧室内へ装着される前の無荷重状態において前記環状の溝の外周径よりも外径が大きくなると共に、前記第２のシールリングは、前記環状の溝の内周面に対向する部分が、前記無荷重状態において前記環状の溝の内周径よりも内径が小さくなるように設定されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。 - ハウジングと、前記ハウジングによって軸支されていると共に一部に偏心したクランク部を有するシャフトと、渦巻き形の羽根部及び端板部を有し前記シャフトのクランク部によって駆動されることにより公転運動をする旋回スクロールと、該旋回スクロールと噛み合う渦巻き形の羽根部及び端板部を有すると共に前記ハウジングに固定された固定スクロールとを備えていて、前記旋回スクロールが前記シャフトのクランク部によって駆動されて公転運動をする時に、前記旋回スクロールの羽根部と前記固定スクロールの羽根部との間に形成される複数個の作動室が外周部から中心部に向かって移動する間に、該作動室の容積が連続的に縮小することにより該作動室内において流体を圧縮するスクロール型圧縮機であって、更に、
前記作動室内の流体の圧縮圧力が上昇するのに伴って前記旋回スクロールに作用する前記シャフトの軸線方向のスラスト荷重を支持するために、前記旋回スクロールの背後に前記ハウジングの一部として設けられたミドルハウジングと、
前記旋回スクロールの端板部の背面と、それに対向してそれを支持している前記ミドルハウジングの表面とのいずれか一方に少なくとも一条形成されて背圧室を構成する環状の溝と、
前記環状の溝内へ高圧の流体を導入するための通路と、
前記環状の溝の中に移動可能に組み付けられた少なくとも１個の環状のシールリングとを備えていて、
前記シールリングが前記環状の溝の外周面に沿って装着される第１のシールリング部と、前記環状の溝の内周面に沿って装着される第２のシールリング部と、前記第１のシールリング部及び前記第２のシールリング部を一体的に接続する連結部とから構成されていると共に、それらの各部分が耐摩耗性と耐油性を有し弾性のあるゴム、合成樹脂或いは金属のような材料から製作されており、前記第１のシールリング部は、前記環状の溝の外周面のうちで溝の底面に近い部分に対向する部分が、前記背圧室内へ装着される前の無荷重状態において前記環状の溝の外周径よりも外径が大きくなる環状の突条を形成していると共に、前記第２のシールリング部は、前記環状の溝の内周面のうちで溝の底面に近い部分に対向する部分が、前記無荷重状態において前記環状の溝の内周径よりも内径が小さくなる環状の突条を形成していることを特徴とするスクロール型圧縮機。 - ハウジングと、前記ハウジングによって軸支されていると共に一部に偏心したクランク部を有するシャフトと、渦巻き形の羽根部及び端板部を有し前記シャフトのクランク部によって駆動されることにより公転運動をする旋回スクロールと、該旋回スクロールと噛み合う渦巻き形の羽根部及び端板部を有すると共に前記ハウジングに固定された固定スクロールとを備えていて、前記旋回スクロールが前記シャフトのクランク部によって駆動されて公転運動をする時に、前記旋回スクロールの羽根部と前記固定スクロールの羽根部との間に形成される複数個の作動室が外周部から中心部に向かって移動する間に、該作動室の容積が連続的に縮小することにより該作動室内において流体を圧縮するスクロール型圧縮機であって、更に、
前記作動室内の流体の圧縮圧力が上昇するのに伴って前記旋回スクロールに作用する前記シャフトの軸線方向のスラスト荷重を支持するために、前記旋回スクロールの背後に前記ハウジングの一部として設けられたミドルハウジングと、
前記旋回スクロールの端板部の背面と、それに対向してそれを支持している前記ミドルハウジングの表面とのいずれか一方に少なくとも一条形成されて背圧室を構成する環状の溝と、
前記環状の溝内へ高圧の流体を導入するための通路と、
前記環状の溝の中に移動可能に組み付けられた少なくとも１個の環状のシールリングとを備えていて、
前記シールリングが前記環状の溝の外周面に沿って装着される断面長方形の第１のシールリング部と、前記環状の溝の内周面に沿って装着される断面長方形の第２のシールリング部と、前記第１のシールリング部及び前記第２のシールリング部を一体的に接続する連結部とから構成されていると共に、それらの各部分が耐摩耗性と耐油性を有し弾性のあるゴム、合成樹脂或いは金属のような材料から製作されており、前記第１のシールリング部は、前記環状の溝の外周面に対向する部分が、前記背圧室内へ装着される前の無荷重状態において前記環状の溝の外周径よりも外径が大きくなると共に、前記第２のシールリング部は、前記環状の溝の内周面に対向する部分が、前記無荷重状態において前記環状の溝の内周径よりも内径が小さくなるように設定されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。 - 請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記環状のシールリングが、前記環状の溝の中でその断面形状が僅かに傾斜することができるように装着されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項２において、前記第１のシールリングの外周面と、前記第２のシールリングの内周面との少なくとも一方の一部にテーパー面が形成されていることにより、前記環状の突条の一部がエッジ状の突出縁部となっていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項２，３又は７において、前記第１のシールリングと前記第２のシールリングとの間に配置されて、前記第１のシールリングを前記環状の溝の外周面に向かって付勢すると共に、前記第２のシールリングを前記環状の溝の内周面に向かって付勢する弾性体が設けられていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項４又は５において、前記連結部の少なくとも一部が一つのシールリング部として、相手方の面に直接に接触するように構成されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項４，５又は９において、前記第１のシールリング部と前記第２のシールリング部との間に配置されて、前記第１のシールリング部を前記環状の溝の外周面に向かって付勢すると共に、前記第２のシールリング部を前記環状の溝の内周面に向かって付勢する弾性体が設けられていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項１ないし１０のいずれかにおいて、更に、前記シールリングの側面と前記環状の溝の側面との間をシールするように装着された弾性のある環状のシール部材とを備えていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項１１において、前記弾性のある環状のシール部材がゴム製のＯリングであることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項１１又は１２において、前記環状のシールリングの主成分がカーボン、金属、合成樹脂、及びセラミックスの中から選択されることによって、前記環状のシールリングが優れた自己潤滑性と高い硬度を備えていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項１１ないし１３のいずれかにおいて、前記弾性のある環状のシール部材が、前記シールリングとそれに対向する前記背圧室の面のいずれか一方に形成された環状の支持部によって所定の位置に支持されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項１ないし１４のいずれかにおいて、前記環状のシールリングの端部に摺動面積を拡大する鍔部が形成されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項１１ないし１５のいずれかにおいて、前記シールリングが、前記背圧室を構成する前記環状の溝の外周面に沿って装着される第１のシールリング部と、前記環状の溝の内周面に沿って装着される第２のシールリング部と、前記第１のシールリング部及び前記第２のシールリング部を一体的に接続する連結部とが一体化されたものとして構成されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項４，５，１６のいずれかにおいて、前記連結部に少なくとも１個の連通孔が形成されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項１７において、前記連結部によって背圧室内の有効な空間を高圧側の部分と低圧側の部分とに分割すると共に、前記高圧側の部分と前記低圧側の部分との間に圧力差を発生させるために、前記連結部に形成された前記連通孔が所定の開口面積を有することによって流体のための絞り部が構成されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項１８において、前記連通孔にピンが挿入されて、前記連通孔と前記ピンとの隙間によって前記絞り部が構成されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項１８において、前記連通孔の開口部分に近接して邪魔板が設けられて、前記邪魔板とシールリングとの隙間及び前記連通孔によって前記絞り部が構成されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項２，３，７又は８において、前記第１のシールリングと前記第２のシールリングが、それぞれ相互に対向するように半径方向に突出する鍔部を備えていて、背圧室を構成する環状の溝の中に組み付けられた状態においてそれらの鍔部の間に所定の大きさの隙間が形成されると共に、前記鍔部によって前記背圧室内の有効な空間が高圧側の部分と低圧側の部分とに分割され、前記高圧側の部分と前記低圧側の部分との間に圧力差を発生させるために、前記鍔部の間に形成された前記隙間が所定の開口面積を有することによって流体のための絞り部が構成されることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項１ないし２１のいずれかにおいて、前記シャフトが前記ハウジングに直接に取り付けられたモータによって回転駆動されるように構成されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項１ないし２２のいずれかにおいて、前記シャフトが車両に搭載された内燃機関のような外部の原動機によって回転駆動されるように構成されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
- 請求項１ないし２３のいずれかにおいて、圧縮すべき前記流体が冷凍サイクル内を流れる冷媒であって、しかも、圧縮された後の前記冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力以上の高さとなるように設定されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
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