JPH029978A

JPH029978A - スクロール気体圧縮機

Info

Publication number: JPH029978A
Application number: JP63159996A
Authority: JP
Inventors: Katsuharu Fujio; 藤尾　勝晴
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-06-28
Filing date: 1988-06-28
Publication date: 1990-01-12
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH0739836B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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過負荷軽減に関する
ものである。

従来の技術低振動、低融音特性を備えたスクロール圧縮機は、吸入
室が外周部にあり、吐出ボートが渦巻きの中心部に設け
られ、圧縮流体の流れが一方向で往復動式圧縮機や回転
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
せず圧縮比が一定で、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。

また、固定スクロールと旋回スクロールの両部材によっ
て形成された圧縮室内で、流体が圧縮される際の圧縮圧
力により、両部材を軸方向に引き離そうとする力が生じ
、圧縮室内の密封が不完全となり、圧縮流体漏れが増大
し、効率低下を招くので、旋回スクロールの背面に圧縮
流体圧力を付勢したり、バネ装置などで押圧したりして
軸方向押し付は力を与え、両部材が離反するのを防ぐ構
成も知られている。

しかし、前者の場合の圧縮流体圧力だけの付勢では、特
に冷時起動の際には背圧付勢に必要な圧縮流体圧力が起
動初期から上昇しておらず、旋回スクロールが固定スク
ロールに密着していないので、旋回スクロールの背面の
側の流体が圧縮室外周部の吸入側に流入して圧力降下し
、旋回スクロールへの背圧付勢が出来なく、圧縮室間の
漏れが大きいので、圧縮室圧力が上昇しないという欠点
を有している。

また、後者の場合は、旋回スクロールとバネ装置との間
の摺動面に、摩擦抵抗が生じて、動力損失や摺動部耐久
性の低下を招くという欠点を有していることも知られて
いる。

また、スクロール圧縮機の特徴である低振動や低騒音特
性を、より一層改善するために、圧縮機高速運転時など
における、旋回スクロールのジャンピング現象を少なく
する方策として、第１５図、第１６図の構成が考えられ
ている。

同図は、駆動シャフト１００７の先端部の駆動ビン１０
０７畠に連結する旋回スクロール１００１の鏡板１００
１ｍが、固定スクロール１００２のｆｉ板１００２畠と
、フレーム１００８との間に微少隙間で支持され、旋回
スクロールの背面に、圧縮途中の中間圧力流体を導入し
、背圧付勢して上記の起動時の問題を解決すると共に、
圧縮機の始動、停止時、高速運転時など、圧縮負荷や回
転部材の慣性力などが変化する際に、旋回スクロール１
００１ｍがジャンピングするのを阻止し、旋回スクロー
ル１０ｏ１と固定スフｏ−＃１００２との軸方向微少隙
間を確保して圧縮室の密封を図り、圧縮効率を高めると
共に、部材間の衝突により生じる異常音、摺動部耐久性
低下を防止する工夫がなされている（特開昭５５−１４
２９０２号公報）。

また、第１７図の構成も考えられている。

同図は、固定スクロール２００１　ａを軸方向に移動可
能な構成にし、背圧室２０１５に吐出圧力を導入して、
その背圧力と板バネ２０２３ｅの付勢力とで固定スクロ
ール２００１　ａを旋回スクロール２００１ｄに押圧し
、旋回スクロール２００１ｄと、固定スクロール２００
１ｅとの間の軸方向隙間を無くして、圧縮室の密封を図
り、圧縮効率を高めると共に圧縮室内で液圧縮が生じた
時、固定スクロール２００１ｅが旋回スクロール２００
１　ｄから軸方向に離反して圧縮室圧力を降下せしめて
負荷を軽減する構成である（米国特許３６００１１４号
明細書）。

発明が解決しようとする課題しかし、第１５図、第１６図の場合は、スクロール圧縮
機の圧縮比が一定なために、液圧縮などにより圧縮室内
が異常上昇した場合には、旋回スクロールの鏡板が軸方
向に微少隙間しか移動できず、圧縮室間隙間を広げて圧
縮流体を漏洩させ、圧縮室圧力を降下させることが出来
ないので、圧縮負荷の増大、部品の破損、摺動部耐久性
の低下を生じるという課題がある。

また、第１７図のように固定スクロール２００１ｅを旋
回スクロール２００１　ｄに押圧する構成では、その付
勢力を大きくする必要があり、上述の如く両スクロール
の接触面の摩擦や摩耗により耐久性が低下し、動力損失
も大きいという課題があった。

また、過負荷防止策として米国特許第３８１７６６４号
などのように、旋回スクロールを、駆動軸の主軸と直角
方向に移動させる構成も考えられているが、部品構成が
複雑で、振動や騒音特性の改善に難点があり、コスト高
で圧縮機の外形寸法が大きくなるなど、振動、騒音特性
の改善と過負荷軽減を同時に実現できるスクロール圧縮
機が望まれていた。

課題を解決するための手段上記課題を解決するために本発明のスクロール圧縮機は
、旋回スクロールが自転阻止部材を介して旋回スクロー
ルに旋回運動させる駆動軸を支承する本体フレームと、
固定スクロールとの間に配置され、旋回スクロールのラ
ップ支持円板は、本体フレームと固定スクロールの鏡板
との間に形成され、且つ、本体フレームの外側の油溜と
は、給油通路を通じて連通した旋回スクロールの背圧室
に配置され、ラップ支持円板の外周部が、本体フレーム
と鏡板との間に遊合状態で支持され、ラップ支持円板の
本体フレームとの摺動面には、ラップ支持円板に設けら
れ、自転阻止部材に係合して自転阻止機構を形成する摺
動溝に干渉しない環状溝を設け、その環状溝には、環状
リングを軸方向に微少遊合状態で装着し、環状リングの
最大軸方向隙間を、ランプ支持円板に許容された軸方向
隙間よりも大きく設けたものである。

作　　用本発明は上記構成によって、圧縮機起動初期のような背
圧室と吸入室の圧力差が余り無い場合や、定常運転時の
ような背圧室と吸入室の圧力差が有る場合には、旋回ス
クロールに追従して旋回運動をする環状リングが、ラッ
プ支持円板と接する本体フレーム摺動面の潤滑油を油掻
き作用する。環状溝の周辺に収集された潤滑油は、環状
溝と環状リングとの間の隙間および環状リングと本体フ
レーム摺動面との間の隙間を油密封し、背圧室から吸入
室の側に旋回スクロール背圧用の流体が流入するのを防
ぎ、背圧室圧力を保持して旋回スクロールのランプ支持
円板を固定スクロールの鏡板に付勢接触させ、圧縮室を
密封して吸入気体を圧縮する。

万一、圧縮室内で液圧縮などが生じて、瞬時的に圧縮室
圧力が異常上昇した場合、あるいは、旋回スクロールと
固定スクロールとの間の軸方向隙間部に、異物噛み込み
が生じた場合などは、旋回スクロールに作用するスラス
ト力が旋回スクロールの背面に作用する付勢力よりも大
きくなり、旋回スクロールが軸方向に移動し、旋回スク
ロールのラップ支持円板が固定スクロールの鏡板から離
れて本体フレームに支持されると共に、圧縮室の密封を
解除して、圧縮室圧力を降下させたり、噛み込み異物を
除去したりして、圧縮負荷の軽減させ、圧縮圧縮機の破
損や摺動部の摩耗を防止して振動、騒音、耐久性に優れ
たスクロール気体圧縮機が提供できる。

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
面分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、その内部は
吐出室２に連通ず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のライナー８が焼はめ固定さ
れ、ライナー８の外周面が密閉ケース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ノ固定
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１５−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１
５畠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、固定スクロールランプ１５−の
外周部には吸入室１７が設けられている。

［５定スクロ一ルラツプ１５ｇ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ンプ１８ａと、駆動
軸４の偏心軸受１４に支持された旋回軸１８ｂとを直立
させたラップ支持円板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１４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に固定された割りピン形の平行ピン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２
０と、固定スクロール１５の鏡板ｔａｂ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、ランプ支持
円板１８ｃＯ）厚さよりも約０．０１５　＝　０．０２
０　ｍｍ大きく設定されている。

ラップ支持円板１８ｃのスラスト軸受２０との摺動面の
最外部には、環状溝８１が設けられ、その内部に、焼結
合金製の弾性を有する環状リング８２が微少隙間で装着
され、その最大軸方向微少隙間は０．０２５　ｍｍ　　
以上で、油膜形成が可能な程度である。また、環状リン
グ８２は、第４図のように自由状態で、その円周方向に
対して傾斜して切断された切り口を有して開いており、
その切り口は、環状リング８２が環状溝８１に装着され
た時、環状リング８２の外側面が、その弾性力で環状溝
８１の外側面に密接して微少隙間を有する程度に設定さ
れている。また、環状溝８１の幅と環状リング８２の幅
とは、全周囲に渡って同一寸法でなく、環状リング８２
が環状溝８１内で一回転出来ない状態に構成されている
。

駆動軸４の偏心軸受１４の底部と旋回スクロール１８の
旋回軸１８ｂの軸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１８ｃに設けられた油入Ａ３８−によ
り連通されている。

（スラスト軸受２０は焼結合金製で、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１８の自転阻止部材（以下、オルダムリ
ングという）２４は、焼結成形や射出成形工法などに適
した軽合金や強化繊維複合樹脂材料から成り、含油特性
も有し、第５図のように両面が平行な薄い環状板２４ａ
と、その−面に設けられた一対の平行キ一部分２４ｂと
から成り、環状板２４ｍ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が第６図のように、スラスト軸受
２０の直線部分２２に微少隙間で係合し、摺動可能であ
り、平行キ一部分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１８ａ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２４ｍの内輪郭は、外輪郭に類似した形状
である。また、平行キ一部分２４ｂの付は根に設けられ
たヘコミ部２４ｄは、潤滑油の通路にもなる。また、円
弧状曲線部分に設けられたへコミ部２４ｅも同様な潤滑
油の通路である。

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０．１　ｍｍ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３ｏ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９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、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
入Ｂ５８ｂ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、
更に偏心軸受１４に設けられた油溝Ａ４０　ｍを介して
偏心軸受は空間３６へも連通している。

また、本体フレーム５に設けられた油入８３８に＋は、
駆動軸４の下部軸受け１１に対応する下部軸部４ｍの表
面に設けられた螺線状油溝４１にも通じており、螺線状
油溝４１の巻き方向は、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、その終端は下部軸受４ａの途中まで形成されてい
る。

第７図、第８図のように、固定スクロール１５は、吸入
室１７の両端を連通ず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１５ｍ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。

また、第９図のように、吸入穴４３の中心は吸入通路４
２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、弾性力に富んだ
テフロンまたはゴムなどがコーティングされている。

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とは、第２圧縮室５１に開口して鏡板
１５ｂに設けられた細径のインジェクション穴５２、鏡
板１５ｂと樹脂製の断熱カベ−５３とで形成されたイン
ジェクション穴５４、外周部空間３７に開口した段付き
形状の油入Ｃ３８ｏとから成るインジェクション通路５
５で連通され、油入〇３８ａの大径部５６には、第１０
図に示すような外周の一部に切欠き５７を有するＨ鋼板
製の逆止弁５８と、コイルスプリング５９とが配置され
ている。

コイルスプリング５９は、断熱カバー５３に押さえられ
て逆止弁５８を常時付勢する。外周部空間３７への油入
Ｃ３８ｃの開口位置は、第１１図、第１２図に示す如く
、吐出ポート１６に連通ずる第３圧縮室６０の容積減少
行程が終了する近傍にまで、旋回スクロール１８が移動
した（第１１図参照）時に、外周部空間３７と油入Ｃ３
８ｃとが連通し、それ以外の時（第１２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、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
運転時の圧力変化分示し、点線６３は異常圧力上昇時の
圧力変化を示す。

第１４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に連通ずる第１圧縮室６１ａ。

６１ｂ（第７図参照）の定点における圧力変化を示し、
−点鎖線６６は吐出室２に連通ずる第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ｅｔｍ、６１ｂと第２圧縮室５１ａ、５１
ｂ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気体圧縮機について
、その動作を説明する。

第１図〜第１４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を順次径て吸入室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６１ｍ、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５
１　ｍ　、　５１　ｂ　ｓ第３圧縮室６０ｍ　、６０ｂ
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。

圧縮機内圧力が均衡した状態からの圧縮機起動初期には
、圧縮室内の圧縮冷媒圧力によって旋回スクロール１８
に吐出ポート１６と反対の方向のスラスト力が作用する
。しかし、旋回スクロール１８の背面には付勢に必要な
背圧力が生じていないので、旋回スクロール１８が固定
スクロール１５から離れスラスト軸受２０に支持される
。この時、圧縮室の軸方向には、約０．０１５〜０．０
２０ｒｎｍの隙間が生じる。その結果、圧縮室内圧力が
一時的に降下して、起動初期の圧縮負荷が＠減する。

なお、スラスト軸受２ｏが旋回スクロール１８を支持す
る初期の支持力は後述する如く、シールリング７０の弾
性力と補助的なバネ装置（例えば、第１７図の２０２３
のような板バネ）に依存する。

一方、旋回スクロール１８に追従して旋回運動をする弾
性体の環状リング８２が、ラップ支持円板１８ｃと接す
るスラスト軸受２０の摺動面の潤滑油を油掻きして環状
溝８１の周辺に収集し、環状溝８１と環状リング８２と
の間の隙間および環状リング８２とスラスト軸受２０と
の間の隙間を油密封する。その結果、背圧室３９から吸
入室１７側に、潤滑油とその中に溶解した冷媒ガスが流
入せず、後述する経過を経て次第に背圧室圧力が高まる
。その背圧力により、旋回スクロール１８のラップ支持
円板１８ｃが固定スクロール１５の鏡板１５ｂに付勢接
触し、圧縮室の軸方向隙間が無くなり、圧縮室が密封さ
れ、吸入冷媒ガスが効率良く圧縮され、安定運転が継続
する。

万一、圧縮室内で液圧縮などが生じて瞬時的に圧縮室圧
力が異常上昇した場合は、旋回スクロール１８に作用す
るスラスト力が、旋回スクロール１８の背面に作用する
付勢力よりも大きくなり、旋回スクロール１８が軸方向
に移動し、旋回スクロール１８のラップ支持円板１８ａ
が、固定スクロール１５の鏡板１５ｂから離れてスラス
ト軸受２０に支持されると共に、圧縮室の密封が解除し
て、圧縮室圧力が降下し、圧縮負荷が軽減する。

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ｗ３１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。

これにより、潤滑油の一部が分離され、その後、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の小穴を通る際
に、潤滑油の慣性力や表面付着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、背圧室３９に流入する。

その後、偏心軸受１４の油溝Ａ４０ｍ、偏心軸受空間３
６、旋回スクロール１８を通る油水Ａ３８を経て漸次減
圧されながら外周部空間３７に流入し、更に間欠的に開
口する油入〇３８ｏ、インジェクション溝５４、インジ
ェクション穴５２ｍ　、５２ｂを経て第２圧縮室５１ａ
、５１ｂに流入し、その通路途中の各摺動面を潤滑する
。

また、吐出室油溜３４は、環状溝２８やレリース隙間２
７とも通じているので、スラスト玉軸受２０はその背圧
力により、付勢されてスペーサ２１の端面に当接する。

そして、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
との間で微少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１５ｍの端面とラップ支持円板１
８ｃとの間、旋回スクロールラップ１８ｍの端面と鏡板
１５ｂとの間の隙間も微少に保持され、隣接する圧縮室
間の気体漏れを少なくする。

第２圧縮室５１　ｍ　、　５１　ｂのインジェクション
穴５２ａ、５２ｂ開口部は、第１４図の如くの圧力変化
をし、吐出室２の圧力に追従して変化する背圧室圧力６
８よりも瞬時的に高いが平均圧力は低い。そのため、背
圧室３９からの潤滑油は、間欠的に第２圧縮室５１　ｍ
　、　５１　ｂに流入し、また、正常運転時の背圧室圧
力６８よリモ瞬時的に高い第２圧縮室５１ｍ、５Ｉｂ内
の圧縮冷媒ガスは、細径のインジェクション穴５２ｍ　
、５２ｂで減圧されて、瞬時的なインジェクション溝５
４への逆流が少なく、インジェクション溝５４内の圧力
が背圧室圧力６８よりも高くならない。

第２圧縮室５１畠、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少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、前述のように圧縮機起動初期には、シールリング
７ｏの弾性力やバネ装置によりスラスト軸受２０を介し
て旋回スクロール１日を支持するが、圧縮機起動安定後
の背圧室３９に差圧給油された潤滑油は、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ｔａｂとの摺動面に押圧油膜シールし、
外周部空間３７と吸入室１７との間の連通を遮断する。

また、背圧室３９の潤滑油は、スラスト軸受２０とラッ
プ支持円板１８ｏとの摺動面の隙間に介在し、ラップ支
持円板１８ｃの環状溝８１に装着された環状リング８２
の旋回運動に伴う油掻き作用で、潤滑油が環状リング８
２の内外周に収集され、環状溝８１と環状リング８２と
の微少隙間、ラップ支持円板１８ｃとスラスト軸受２０
との隙間（約０．０１５〜０．０２０　ｍｍ　）を密封
する。

なお、旋回運動に基づく環状リング８２の慣性力によっ
て環状リング８２が環状溝８１内を回転しようとする。

しかし、環状溝８１の溝幅が環状リング８１よりも狭い
部分が有り、また、その外方向への弾性力によって環状
リング８１が環状溝８２の外側面に密接しているので、
環状リング８２は、環状溝８１内を円周方向と半径方向
に移動できない。また、環状溝８１内での環状リング８
２の切り口部が密着しているので、この部分からの漏れ
も生じない。

また、圧縮機の冷時起動後しばらくの間は、第１３図、
第１４図から理解できるように、吐出室２の圧力が、第
２圧縮室５１ｇ、５１ｂの圧力よりも低く、圧縮途中の
冷媒ガスが第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
に逆流しようとするが、逆止弁５８の逆止作用によって
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。その後、吐出室２の
圧力上昇に伴い、外周部空間２１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５２
暑。

５２ｂから第２圧縮室５ｔａ、５１ｂへインジェクショ
ンされる。

したがって、冷時起動直後のように、吸入冷媒ガスの圧
力が非常に高く、スクロール圧縮機の圧縮比が一定であ
ることから圧縮室圧力も非常に高くなった場合、あるい
は、異常な液圧縮が生じた場合などは、上述のように旋
回スクロール１８が固定スクロール１５から離反し、ス
ラスト軸受２０に支持される。しかしながら、背圧付勢
されたスラスト軸受２０は、異常に上昇した圧縮室圧力
により生じて旋回スクロール１８に作用するスラスト荷
重を支持できず、レリース隙間２７を減少させる方向に
後退して、旋回スクロール１８と固定スクロール１５と
の間の軸方向隙間が拡大する。これにより、圧縮室間に
多くの漏れが生じて圧縮室圧力が急低下し、圧縮負荷が
瞬時に軽減した後、スラスト軸受２０が瞬時に元の位置
に復帰して、背圧室３９の圧力は著しい低下もせず、安
定運転が再継続する。

また、旋回スクロール１８と固定スクロール１５との間
の軸方向隙間部に異物噛み込みが生じた場合も上述と同
様に、スラスト軸受２０が後退して異物を除去する。

また、冷時起動初期や定常運転時に、瞬時的な液圧縮が
生じた場合の圧縮室圧力は、第１３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
に連通ずる高圧空間容積が大きいため、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５１ｍ、５１ｂに連通ず
るインジェクション溝５４なども異常圧力上昇するが、
細径の油入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１ｌｊｓａ
との間は遮断される。その結果、背圧室３９の圧力は変
わらず、スラスト軸受け２０の背面に作用する背圧付勢
力にも変動がない。その結果、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け２ｏが後退し、圧縮室圧力が降
下して正常運転を継続する。

なお、液圧縮途中でスラスト軸受け２０が後退すること
により、圧縮室圧力は第１３図の一点鎖線６３ｍの如く
途中で降圧する。

圧縮機停止後は、圧縮室内圧力により旋回スクロール１
８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ＳＯが第７図の位置から第
８図の位置に移動し、逆止弁ＳＯ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
縮室に連通ずる通路は、吐出圧力になるが、外周部空間
３７と背圧室３９との間の空間は暫くのあいだ、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は逆旋回し、第３圧縮室６０ｍ　、６０ｂが
拡大した位置に停止し、油水〇３８ｃ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
ても逆圧弁５８がインジェクション通路５Ｓを遮断する
ので、外周部空間３７から圧縮室への潤滑油の流入がな
い。

また、圧縮機運転中、主軸受１２の給油上流側は、吐出
室油溜３４に連通し、給油下流側は中間圧力状態の背圧
室３９に連通してその間に差圧が生じ、モータ３の回転
子３ａを固定した駆動軸４力旋回スクロール１８の方向
へ付勢される。この付勢力は、スラスト玉軸受１３を介
して本体フレーム５に支持され、駆動軸４が上部軸受１
ｏと主軸受１２との間の隙間の範囲内で、駆動軸４の不
釣り合いや圧縮負荷に起因して、倒れが生じるのを阻止
し、上部軸受１ｏと主軸受１２の片当たりを防止する。

また、圧縮機運転時の温度上昇により、アルミニウム合
金製の本体フレーム５は熱膨張して鉄製のライナー８を
拡管し、ライナー８の外周面と密閉ケース１の内壁との
密着を強めて吐出室油溜３４と吐出室２との間の気密を
向上させると共に、本体フレーム５と密閉ケース１との
固定を強めて互いの剛性向上に役立つ。

また、上記実施例では吐出室油溜３４の潤滑油を、第２
圧縮室５１　ａ　、５１　ｂに油インジェクションした
が、圧縮機使用条件などにより吸入室１７に通じる第１
圧縮室６１ｍ、６１ｂに油インジェクションしてもよい
。

また、上記実施例ではスラスト軸受２０の背面に設けた
レリース隙間２７や環状溝２８に吐出室油溜３４の潤滑
油を導入したが、モータ室６の吐出冷媒ガスや第２圧縮
室５１ａ、５１ｂなどから中間圧力冷媒ガスを導入して
もよい。

以上のように上記実施例によれば、旋回スクロール１８
が、自転阻止機構を形成するオルダムリング２４を介し
て、旋回スクロール１８に旋回運動させる駆動軸４を支
承する本体フレーム５と、固定スクロール１５との間に
配置され、旋回スクロール１日のラップ支持円板１８ｃ
は、本体フレーム５と固定スクロール１５の鏡板１５ｂ
との間に形成され、且つ、本体フレーム５の外側の吐出
室油溜３４とは、本体フレーム５に設けられた袖穴３８
ｂ１駆動軸４と主軸受１２との間の微少隙間とで形成さ
れる給油通路を通じて連通した旋回スクロール１８の背
圧室３９に配置され、ラップ支持円板１８ｃの外周部が
本体フレーム５と鏡板１５ｂとの間に遊合状態で支持さ
れ、ランプ支持円板ｌｅｅの本体フレーム５との摺動面
には、ラップ支持円板１８ｏに設けられ、オルダムリン
グ１５に係合して自転阻止機構を形成するキー溝７１の
外側に環状溝８１を設け、その環状溝８１には焼結合金
製の弾性を有する環状リング８２を微少遊合状態で装着
し、環状リング８２の最大軸方向隙間をラップ支持円板
１８ｃの軸方向隙間よりも大きく設けたことにより、圧
縮機起動初期のような背圧室３９と吸入室１７の圧力差
が余り無い場合や、定常運転時のような背圧室３９と吸
入室１７の圧力差が有る場合には、旋回スクロール１８
に追従して旋回運動をする焼結合金製の弾性を有する環
状リング８２がラップ支持円板１８ｃと接する本体フレ
ーム５の摺動面の潤滑油を油掻き作用をして潤滑油を環
状溝８１の周辺に収集し、その潤滑油を環状溝８１と環
状リング８２との間の隙間や、環状リング８２とスラス
ト軸受２０との間の隙間に充満させて油密封し、背圧室
３９から吸入室１７の側に、潤滑油や潤滑油中に含まれ
る冷媒ガスが無制限に流入するのを防ぎ、背圧室圧力を
保持して旋回スクロール１８のラップ支持円板１８ｅを
固定スクロール１５の鏡板１５ｂに付勢接触させ、圧縮
室を密封して吸入冷媒ガスを圧縮し、圧縮効率を向上す
ることが出来る。

万一、圧縮室内で液圧縮などが生じて瞬時的に圧縮室圧
力が異常上昇した場合は、旋回スクロール１８に作用す
るスラスト力が、旋回スクロール１８の背面に作用する
付勢力よりも大きくなり、旋回スクロール１８が軸方向
に移動し、背圧室３９と吸入室１７との間の気密を保持
しながら旋回スクロール１８のランプ支持円板１８ａが
、固定スクロール１５の鏡板１５ｂから離れてスラスト
軸受２０に支持されると共に、圧縮室の軸方向密封を解
除して、圧縮室圧力を降下させ、圧縮負荷を軽減して圧
縮機の破損や摺動部の摩耗を防止し、耐久性を向上する
ことも出来る。

また、上記実施例によれば、ラップ支持円板１８ｃに設
けられた環状溝８１の溝寸法の一部が環状リング８２の
幅寸法よりも狭く、全周にわたって同一にしないことに
より、環状リング、８２が環状溝８１内で相対的な回転
移動をしないので、環状リング８２と環状溝８１との間
の摺動面摩耗がなく、環状リング８２と環状溝８１との
間の微少隙間を維持でき、上述の効果をいつまでも発揮
させることが出来る。

また上記実施例によれば、環状リング８２は外方向に広
がろうとする弾性力を有し、環状溝８１の外側面に密接
することにより、旋回スクロール１日に追従して環状リ
ング８２が旋回運動する際に、環状リング８２と環状溝
８１との間で半径方向の移動がなく、両部品間の隙間を
密封する油膜形成が安定すると共に衝突も生じないので
、静粛で安定した圧縮運転ができる。

また上記実施例によれば、ラップ支持円板１８ｃに設け
られた環状溝８１内で、一対の切り口面が密着すべく環
状リング８２に切り口を設けたことにより、環状リング
８２に弾性力を備えさせながら環状リング８２の切り口
部を通じて背圧室３９の潤滑油が吸入室１７に無制限に
流入するのを阻止し、圧縮効率の低下を防ぐことが出来
る。

また上記実施例によれば、旋回スクロール１８が、本体
フレーム５の側に設けられて、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１Ｓとの間に一定
隙間を設けて挾まれており、スラスト軸受２０は、本体
フレーム５との間に一定の軸方向隙間を維持しながら吐
出室２に通じる吐出室油溜３４の潤滑油圧力を利用して
、常に旋、回スクロール１８の方向に付勢させたことに
より、万一、圧縮室内で異常な液圧縮が生じて瞬時的に
圧縮室圧力が著しく上昇し、旋回スクロール１８に作用
するスラスト力が旋回スクロール１８の背面に作用する
付勢力よりも大きくなり、旋回スクロール１８が軸方向
に移動し、背圧室３９と吸入室１７との間の気密を保持
しながら旋回スクロール１８のラップ支持円板１８ｃが
、固定スクロール１５の鏡板１５ｂから離れて圧縮室の
軸方向隙間を生じさせても、正常な圧力にまで圧縮室圧
力を降下させることが出来ない場合には、ラップ支持円
１１８ｃがスラスト軸受２０に支持された状態で、スラ
スト軸受２０が潤滑油圧力の付勢力に抗してレリース隙
間２７を減少させる方向に後退させ、旋回スクロール１
８を固定スクロール１５の鏡板１５ｂから更に離反させ
て、圧縮室の軸方向隙間を拡大し、圧縮室圧力を瞬時的
に降下させることが出来るので、圧縮負荷を軽減して圧
縮機の破損や摺動部の摩耗を防止し、耐久性を向上する
ことも出来る。また、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に大きな異物が噛み込み、
旋回スクロール１８が後退し、ラップ支持円板１８ｃが
スラスト軸受２０を押接して過負荷の生じた場合も、上
述と同様な作用によって過負荷軽減効果を発揮すると共
に、噛み込み異物を圧縮冷媒ガスの流れによって除去し
、旋回スクロール１８と固定スクロール１５の異常摩耗
を阻止して圧縮冷媒ガス漏れを防ぎ、圧縮効率の低下を
防ぐことも出来る。

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、旋回スクロールが、自転阻止機
構を介して旋回スクロールを旋回運動させる駆動軸を支
承する本体フレームと、固定スクロールとの間に配置さ
れ、旋回スクロールのランプ支持円板は、本体フレーム
と固定スクロールの鏡板との間に形成され、且つ、本体
フレームの寿司の油溜とは、給油通路を通じて連通した
旋回スクロールの背圧室に配置され、ラップ支持円板の
外周部が本体フレームと鏡板との間に遊合状態で支持さ
れ、ラップ支持円板の本体フレームとの摺動面には、ラ
ップ支持円板に設けられ、自転阻止部材に係合して自転
阻止機構を形成する摺動溝に干渉しない環状溝を設け、
その環状溝には、環状リングを軸方向に微少遊合状態で
装着し、環状リングの最大軸方向隙間をラップ支持円板
の軸方向隙間よりも大きく設けたことにより、圧縮機起
動初期のような背圧室と吸入室の圧力差が余り無い場合
や、定常運転時のような背圧室と吸入室の圧力差が有る
場合には、旋回スクロールに追従して旋回運動をする環
状リングが、ラップ支持円板と接する本体フレーム摺動
面の潤滑油を油掻きして環状溝の周辺に収集し、環状溝
と環状リングとの間の隙間、環状リングとその摺動部と
の間の隙間を油密封し、背圧室から吸入室の側に潤滑油
や気体が無制限に流入するのを防ぎ、背圧室圧力を床持
して旋回スクロールのラップ支持円板を固定スクロール
の鏡板に付勢接層させ、圧縮室を密封して吸入気体を圧
縮する。

万一、圧縮室内で液圧縮などが生じて瞬時的に圧縮室圧
力が異常上昇した場合は、旋回スクロールに作用するス
ラスト力が、旋回スクロールの背面に作用する付勢力よ
りも大きくなり、旋回スクロールが軸方向に移動し、旋
回スクロールのラップ支持円板が固定スクロールの鏡板
から離れて本体フレームに支持されると共に、圧縮室の
密封を解除して、圧縮室圧力を降下させ、圧縮負荷の軽
減によって圧縮機の破損や摺動部の摩耗を防止し、振動
、騒音、耐久性に優れた効果を有するスクロール気体圧
縮機を提供することができる。

【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図は同圧縮機におけるシールリング部とスラ
スト軸受部の部分詳細図、第４図は同圧縮機におけるシ
ールリングの外観図、第５図は同圧縮機におけるオルダ
ムリングの外観図、第６図は同圧縮機におけるオルダム
機構部の組立外観図、第７図は第１図におけるＡ−Ａ線
に沿った横断面図、第８図は同圧縮機の吸入管接続部に
おける逆止弁の位置説明図、第９図は第８図における日
−８線に沿った部分断面図、第１０図は同圧縮機の給油
通路に用いる逆止弁の外観図、第１１図、第１２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１３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１４図は各圧
縮機における定点の圧力変化を示す特性図、第１５図、
第１７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、第１６図は第１５図の部分拡大図である。２・・・・・・吐出室、３・・・モータ、４　・・駆動
軸、５・・・・・本体フレーム、１５・・・固定スクロ
ール、１５１・・・・・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、２ｏ　・・・・スラスト軸受、２７・・・・・リ
リース隙間、２８・・・・・・環状溝、３４・・・・・
・吐出室油溜、３９・・・・・背圧室、７０・・・・・
シールリング、８１・・・・・環状溝、８２・環状リン
グ、８３・・・・・・半径方向隙間。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名帰図６／ｌ。嘉１２図ｔｏａ、　ｕｂ−＄　３ｙｈ　＊　！宜９図第１０図ゲ第１５図第１６図１θρδ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に形成さ
れた渦巻き状の固定スクロールラップに対して、旋回ス
クロールの一部をなすラップ支持円板上の旋回スクロー
ルラップを揺動回転自在に噛み合わせ、両スクロール間
に渦巻き形の圧縮空間を形成し、前記固定スクロールラ
ップの中心部には吐出ポートを設け、前記固定スクロー
ルラップの外側には吸入室を設け、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圧縮室に
区画されて流体を圧縮するスクロール圧縮機構を形成し
、前記旋回スクロールは、前記ラップ支持円板の自転阻
止部材を介して、前記旋回スクロールに旋回運動させる
駆動軸を支承する本体フレームと、前記固定スクロール
との間に配置され、前記ラップ支持円板は、前記本体フ
レームと前記鏡板との間に形成され、且つ、前記本体フ
レームの外側の油溜とは、給油通路を通じて連通した前
記旋回スクロールの背圧室に配置され、前記ラップ支持
円板の外周部が前記本体フレームと前記鏡板との間に遊
合状態で支持され、前記ラップ支持円板の前記本体フレ
ームとの摺動面には、前記ラップ支持円板に設けられ、
前記自転阻止部材に係合して自転阻止機構を形成する摺
動溝に干渉しない環状溝を設け、前記環状溝には、環状
リングを軸方向に微少遊合状態で装着し、前記環状リン
グの最大軸方向隙間を、前記ラップ支持円板の許容軸方
向隙間よりも大きく設けたスクロール気体圧縮機。
（２）環状溝と環状リングの幅寸法が全周にわたって同
一でない請求項１に記載のスクロール気体圧縮機。
（３）環状リングはその半径方向に弾性を有し、環状溝
の外周側壁に密接した請求項１または２に記載のスクロ
ール気体圧縮機。
（４）環状溝内で、一対の切り口面が密着すべく環状リ
ングに切り口を設けた請求項１または２に記載のスクロ
ール気体圧縮機。
（５）旋回スクロールが本体フレームの側に設けられて
軸方向にのみ移動が可能なスラスト軸受と、固定スクロ
ールとの間に一定隙間を設けて挾まれており、前記スラ
スト軸受は、前記本体フレームとの間に一定の軸方向隙
間を維持しながら吐出気体圧力または吐出圧力と吸入圧
力との間の中間気体圧力を利用して、常に前記旋回スク
ロールの方向に付勢された請求項１・２・３・４のいず
れかに記載のスクロール気体圧縮機。