JPH04334784A - スクロール圧縮機 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スクロール圧縮機に係
り、特に空気調和機、冷蔵庫等の冷凍機に用い、簡便な
構造で高品質、高性能なスクロール圧縮機に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、圧縮機の低振動化、低騒音化を図
るためにスクロール圧縮機が採用されてきている。さら
に、空気調和機、冷蔵庫等における高効率化、省電力化
に伴い、インバータを導入した広範囲な運転条件を保証
できる圧縮機が要求されている。従来、差圧給油方式を
用いたスクロール圧縮機では、低速回転での運転が給油
不足となる問題があった。そこで、低速回転での運転範
囲を拡大し、省電力化に貢献するように開発されたのが
背圧制御弁構造である。

【０００３】ここで、上記背圧制御弁の作用を図５を参
照して説明する。図５は、従来の背圧制御弁の構成を示
す縦断面図である。図５において、２は固定スクロール
、１７は吸込圧力側通路、１８は中間圧力側通路、１９
は吐出圧力側通路、２０は弁穴、２５はストッパピン、
２６は、ニードル弁のばね、２７はニードルを示す。通
常の運転時（吐出圧力＞中間圧力＋ばね力）の場合、図
５のようにニードル２７は下方向へ押しつけられ中間圧
室と吸込圧室とは閉じられた状態となる。この状態のと
きは、吐出圧力と中間圧力との差圧が確保でき軸受部や
摺動部への給油は十分可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】問題となるのは、低速
運転で上記差圧が小さい場合（吐出圧力＜中間圧力＋ば
ね力）で、ニードル２７は押し上げられ中間圧室と吸込
圧室とが連通し、中間圧室の圧力は吸込圧力との中間の
圧力となり、結果として吐出圧力との差圧が保たれて給
油が可能となる。図５に示す従来の背圧制御弁は、３方
向の圧力（吸込圧力側通路１７、中間圧力側通路１８、
吐出圧力側通路１９における各圧力）を１度に制御しな
ければならないため、特にニードル２７は２つのシール
面２７ａ、２７ｂを持つこととなり、ミクロン単位の超
高精度の加工技術を必要とする。このため、生産性は悪
く、コスト的にも高くなり実用化に至らなかった。

【０００５】本発明は、上記従来技術の問題を解決する
もので、従来のニードル弁が超精密な加工精度を必要と
したのに対し、弁手段の同軸度や真円度など寸法精度を
大幅に緩和することができ、より安価で、かつ、信頼性
および性能を向上しうるスクロール圧縮機を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスクロール圧縮機に係る第１の発明の構成
は、密閉容器内に、電動機と該電動機に連結された圧縮
機構部とを収納するものであって、圧縮機構部に、２つ
の台板上にそれぞれ直立する渦巻状のラップを有し、そ
れぞれのラップを互いに噛み合わせて圧縮室を形成する
固定スクロ−ルおよび旋回スクロ−ルと、この旋回スク
ロ−ルに回転力を伝達するクランク軸と、このクランク
軸の回転を受ける軸受を具備するフレ−ムと、このフレ
ームと前記旋回スクロ−ルとの角度位置関係を保つ自転
防止機構とを備え、前記旋回スクロールの背面に、前記
圧縮室の圧縮途中の領域と通じることにより、吸込圧力
と吐出圧力の中間の圧力となる中間圧室を有し、その中
間圧室の圧力と吐出圧力との差圧により軸受部や各摺動
部へ給油する差圧給油手段を有してなるスクロール圧縮
機において、前記固定スクロールに、吸込圧力，吐出圧
力，中間圧力の各圧力を制御する弁手段を設けたもので
、その弁手段として、吐出圧力側と吸込圧力側とを同軸
の穴で貫通し、この穴の吸込圧力側に近接して中間圧室
に連通する通路を設け、前記同軸の穴に、吐出圧力側の
第１のニードルと、中間圧力側と吸込圧力側とにシール
面を形成した第２のニードルとからなるニードル弁を弾
性部材を介して装着したものである。

【０００７】また、上記目的を達成するために、本発明
のスクロール圧縮機に係る第２の発明の構成は、前記第
１の発明の前提と同一の前提において、弁手段として、
吐出圧力側と中間圧力側とを同軸の穴で貫通し、この穴
の側面に吸込圧力側に連通する通路を設け、前記同軸の
穴に、ニードルの側面に吐出圧力と中間圧力とをシール
する面を形成した一体ニードル弁を弾性部材を介して装
着したものである。

【０００８】

【作用】上記の各技術的手段による働きは次のとおりで
ある。第１の手段（第１の発明）による背圧制御弁の働
きは従来と全く同様である。本発明は、従来のニードル
を２ピースにすることにより、ニードルの加工精度を緩
め、多量の生産を可能にし、かつ生産コストの低減に大
きく貢献するものである。また、図３は、本発明の背圧
制御弁構造を示す縦断面図であるが、従来のニードルと
比較すると、下部ニードル２１の外形２１ａを上部ニー
ドル２２の外形よりわずかに小さくすることで、下部ニ
ードル２１のシール面２１ｂと外形２１ａとの同軸度に
高精度を要求しないだけでなく、下部ニードル２１のシ
ール面２１ｂは径方向にスライドが自由であり局部的な
応力が加わることもなく、さらに縦方向からの圧力のみ
しか加わらないためシール面２１ｂでのシール性が向上
し、より高性能でかつ高信頼性なスクロール圧縮機を提
供することができる。

【０００９】第２の手段（第２の発明）においても、第
１の手段と同様な効果が得られる。第２の手段では、ニ
ードルを１ピースとしシール面が１つであり、構造が簡
易であるためニードルの加工は第１の発明以上に容易で
ある。

【００１０】

【実施例】以下本発明の各実施例を図１ないし図４を参
照して説明する。図１は、本発明の一実施例に係るスク
ロール圧縮機の縦断面図、図２は、第１の実施例におけ
る背圧制御弁の構成を示す縦断面図、図３は、図２の要
部拡大図である。まず、全体構成を説明する。図１に示
すスクロール圧縮機は、密閉容器１内の上部にポンプ部
（圧縮機構部）、下部に電動機部が収納されている。ポ
ンプ部は固定スクロール２、旋回スクロール３、フレー
ム４、オルダムリング１１を主要構成要素としている。 固定スクロール２の吸込口７には、外部サイクルに接続
する吸込パイプ８が圧入されている。

【００１１】固定スクロール２と旋回スクロール３とは
、それぞれの台板面に直立する渦巻き状のそれぞれのラ
ップ部を互いに内側に向けて噛み合わせて圧縮室６を形
成している。旋回スクロール３のボス部には、クランク
軸５の偏心部５ａが回転自在に嵌入され、台板部の溝お
よびフレーム４の溝（図示せず）には、オルダムリング
１１が摺動自在に装備されている。旋回スクロール３の
背面とフレーム４との間には、前記圧縮室６の圧縮途中
の領域と通じることにより吸込圧力と吐出圧力の中間の
圧力となる中間圧室１５が構成されている。

【００１２】また、固定スクロール２の外周部には、図
２に示すように、第１の発明である背圧制御弁が設けら
れている。図３は、その拡大図であり、図中、図５と同
一符号のものは従来技術と同等部分を示す。背圧制御弁
は、２ピースの上部ニードル２２，下部ニードル２１と
、ばね２６と、ニードルが飛び出さないためのストッパ
ピン２５から構成されたニードル弁であり、吐出圧力側
通路１９の吐出圧力、中間圧力側通路１８の中間圧力、
吸込圧力側通路１７の吸込圧力の３つの圧力を制御する
。

【００１３】フレーム４には、旋回スクロール３の台板
を支持するための座面およびクランク軸５の回転力を受
ける主軸受４ａが具備されている。また、フレーム４の
外周部は固定スクロール２とボルトにより締結され、外
周側面はスポット溶接により密閉容器１に固定されてい
る。クランク軸５には、電動機を構成するロータ１０が
圧入などにより嵌着されており、電動機を構成するステ
ータ９は密閉容器１内に焼嵌めなどにより固定されてい
る。１２は、クランク軸５の下部を支持する副軸受であ
る。

【００１４】次にスクロール圧縮機の作用および給油機
構を説明する。ロータ１０は、ステータ９から回転力を
受け、クランク軸５が回転し、旋回スクロール３は、オ
ルダムリング１１の作用により自転することなく、偏心
回動（公転）する。旋回スクロール３の偏心回動により
吸込パイプ８を通して吸い込まれた冷媒ガスは、固定ス
クロール２の吸込口７から圧縮室６に入り、圧縮室６で
徐々に圧縮され、吐出口１３から密閉容器１の中に放出
される。放出された冷媒ガスは、電動機部を冷却し吐出
パイプ１４から外部サイクルへ供給される。

【００１５】給油機構は差圧給油方式を採用しており、
中間圧室１５の圧力と吐出圧力との差圧により、主軸受
４ａ、旋回スクロール軸受３ａ、副軸受１２その他摺動
部へ給油される。中間圧室１５は、旋回スクロール３の
台板に圧縮室６と通じる２つの中間圧孔１６により、吸
込圧力と吐出圧力の中間の圧力の部屋を形成している。 冷凍給油３０は、上記圧力差により、クランク軸５の内
部の貫通穴５ｂを通り旋回スクロール軸受３ａ、主軸受
４ａ、副軸受１２に給油される。さらに、中間圧室１５
に入り込んで、冷凍機油は、旋回スクロール３の中間圧
孔１６や台板外周部から圧縮室６に給油され、吐出口１
３から冷媒ガスとともに密閉容器１内に放出される。

【００１６】本実施例の要部を図２および図３を参照し
てより具体的に説明する。 〔実施例　　１〕固定スクロール２には、吐出圧力側通
路１９から吸込圧力側通路１７へ通じる同軸の穴に係る
弁穴２０が穿設され、さらに中間圧室１５と通じる中間
圧力側通路１８（斜め穴）が吸込圧力側通路１７に近接
して穿設されている。その弁穴２０の内部に、２ピース
のニードルすなわち下部ニードル２１，上部ニードル２
２と、ばね２６と、ストッパピン２５とからなるニード
ル弁２３が装着されている。

【００１７】通常運転時（吐出圧力＞ばね力＋中間圧力
）の場合、図３に示す如くニードル弁２３は下方向へ押
しつけられ、中間圧力側通路１８と吸込圧力側通路１７
とは閉じられた状態となる。すなわち、中間圧室と吸込
室が閉じられた状態となる。逆に低速運転で差圧が小さ
い場合（吐出圧力＜ばね力＋中間圧力）は、上，下部ニ
ードル２２，２１は押し上げられ、中間圧力側通路１８
と吸込圧力側通路１７とは連通する。すなわち中間圧室
と吸込室が連通し、中間圧室１５の圧力は、吸込圧力と
吐出圧力の中間の圧力となり、吐出圧力との差圧が大き
くなり給油が十分に行われる。

【００１８】このとき、下部ニードル２１はシール面２
１ｂのみを持ち、外形２１ａを上部ニードル２２の外形
より小さくすることにより、従来のニードル２７（図５
参照）よりもはるかに加工精度を緩和することができる
。また、下部ニードル２１は、外形２１ａ部が小さくで
きているため径方向の動きが自在であり、シール面２１
ｂでのシール性が向上し、高性能な圧縮機を提供するこ
とができる。また、下部ニードル２１は径方向の動きが
自在であり、上部ニードル２２よりまっすぐに押される
ため、シール面２１ｂ付近に過大な応力が加わることも
なく信頼性の高い圧縮機を提供することができる。

【００１９】本実施例によれば、スクロール圧縮機の１
つの機構で、背圧制御弁の構成要素であるニードル製作
において、超精密な加工を必要とせず、コスト的にも安
価で生産性に優れた構造とし、さらに、ニードルに加わ
る局部的な応力を避けられ、また中間圧力と吸込圧力と
に対するシール性を向上させることができ、高信頼性で
かつ高性能なスクロール圧縮機を提供することができる
。

【００２０】〔実施例　　２〕次に、図４は、第２の実
施例における背圧制御弁の構成を示す縦断面図である。 図中、図３と同一符号のものは第１の実施例と同等部分
であるから、その説明を省略する。図４の第２の実施例
では、図３の第１の実施例と同様、固定スクロール２に
ニードル弁（背圧制御弁）が装着されている。本実施例
では、吐出圧力側通路１９と中間圧力側通路１８Ａとを
同軸の弁穴２０Ａで貫通させ、この弁穴２０Ａの側面に
吸込圧力側通路１７Ａを連通させる。その弁穴２０Ａの
内部には、１ピースのニードル２４とばね２６からなる
ニードル弁が装着されている。その作用，効果は、図３
の実施例と同様であるが、シール面をニードル２４の外
形のみで行うため、この部分の加工だけに気を使えばよ
く、第１の実施例よりもさらに生産性の高いニードルを
供給することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、従来のニードル弁が超精密な加工精度を必要とし
たのに対し、弁手段の同軸度や真円度など寸法精度を大
幅に緩和することができ、より安価で、かつ、信頼性お
よび性能を向上しうるスクロール圧縮機を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るスクロール圧縮機の縦
断面図である。

【図２】第１の実施例における背圧制御弁の構成を示す
縦断面図である。

【図３】図２の要部拡大図である。

【図４】第２の実施例における背圧制御弁の構成を示す
縦断面図である。

【図５】従来の背圧制御弁の構成を示す縦断面図である
。

【符号の説明】

１　　密閉容器 ２　　固定スクロール ３　　旋回スクロール ４　　フレーム ５　　クランク軸 ６　　圧縮室 ９　　ステータ １０　　ロータ １１　　オルダムリング １５　　中間圧室 １７　　吸込圧力側通路 １８　　中間圧力側通路 １９　　吐出圧力側通路 ２０　　弁穴 ２１　　下部ニードル ２１ａ　　外形 ２１ｂ　　シール面 ２２　　上部ニードル ２３　　ニードル弁 ２４　　ニードル ２６　　ばね

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　密閉容器内に、電動機と該電動機に連
   結された圧縮機構部とを収納するものであって、圧縮機
   構部に、２つの台板上にそれぞれ直立する渦巻状のラッ
   プを有し、それぞれのラップを互いに噛み合わせて圧縮
   室を形成する固定スクロ−ルおよび旋回スクロ−ルと、
   この旋回スクロ−ルに回転力を伝達するクランク軸と、
   このクランク軸の回転を受ける軸受を具備するフレ−ム
   と、このフレームと前記旋回スクロ−ルとの角度位置関
   係を保つ自転防止機構とを備え、前記旋回スクロールの
   背面に、前記圧縮室の圧縮途中の領域と通じることによ
   り、吸込圧力と吐出圧力の中間の圧力となる中間圧室を
   有し、その中間圧室の圧力と吐出圧力との差圧により軸
   受部や各摺動部へ給油する差圧給油手段を有してなるス
   クロール圧縮機において、前記固定スクロールに、吸込
   圧力，吐出圧力，中間圧力の各圧力を制御する弁手段を
   設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 【請求項２】　　弁手段として、吐出圧力側と吸込圧力
   側とを同軸の穴で貫通し、この穴の吸込圧力側に近接し
   て中間圧室に連通する通路を設け、前記同軸の穴に、吐
   出圧力側の第１のニードルと、中間圧力側と吸込圧力側
   とにシール面を形成した第２のニードルとからなるニー
   ドル弁を弾性部材を介して装着したこととを特徴とする
   請求項１記載のスクロール圧縮機。
3. 【請求項３】　　弁手段として、吐出圧力側と中間圧力
   側とを同軸の穴で貫通し、この穴の側面に吸込圧力側に
   連通する通路を設け、前記同軸の穴に、ニードルの側面
   に吐出圧力と中間圧力とをシールする面を形成した一体
   ニードル弁を弾性部材を介して装着したこととを特徴と
   する請求項１記載のスクロール圧縮機。