JPH0526957B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はスクロール形流体機械、詳しくは、固
定スクロールと公転スクロールとを備え、該公転
スクロールの背面側に圧力室を設けて、前記公転
スクロールを支持部材に、前記圧力室に導入する
高圧側流体により前記固定スクロールに押圧する
ごとく支持したスクロール形流体機械に関する。

（従来技術） 一般に、スクロール形流体機械において、公転
スクロールの背面側に圧力室を設けて、この圧力
室に高圧側流体を導入させ、この高圧側流体によ
り前記公転スクロールを固定スクロールに押圧し
て、前記公転スクロールを駆動軸やフレームに対
し支持している。

所で、前記流体機械の固定スクロールと公転ス
クロールとのラツプにより形成される密閉空間の
容積変化で吐出する流体の圧縮比は、前記各スク
ロールの設計により所定比に設定できるものであ
るが、前記流体機械を冷凍装置の圧縮機として用
いる場合、液冷媒が吸入されて液圧縮が行なわれ
ると、前記密封空間における内圧が異常に上昇す
る所謂閉じ込み圧が発生するのである。

従つて、以上の如く閉じ込み圧が発生する場
合、機械の破損をなくするためには前記公転スク
ロールを、前記高圧側流体による圧力支持に対し
移動させ、前記閉じ込み圧を解放させることが必
要となるのである。

しかして、従来、冷凍装置の圧縮機として利用
するスクロール形流体機械においては、例えば特
開昭50−32512号公報に示され、また第５図に示
したものが提案されている。

この第５図に示したものは、公転スクロール６
０の背面側に環状の立上壁６１を設け、この立上
壁６１内に、駆動軸６２の一端部に軸受６３を介
して取付けた受体６４を挿入して、該受体６４と
前記公転スクロール６０との間にｏリング６５を
設け、前記公転スクロール６０の背面側に、前記
ｏリング６５により画成した高圧チヤンバー６６
を形成して、前記公転スクロール６０を、前記駆
動軸６２に圧力支持する一方、前記受体６４外周
面と前記立上壁６１内周面との間には間隙(A)を積
極的に設けたものであつて、斯しくて、前記公転
スクロール６０及び固定スクロール６７の各ラツ
プ６０ａ，６７ａ間に形成する密閉空間が液冷媒
を吸入し液圧縮を生じた場合、その液圧縮により
生じた閉込み圧により公転スクロール６０が固定
スクロール６７に対し、前記間隙(A)分だけ第５図
矢印方向（半径方向）に移動して、公転・固定ス
クロール６０，６７の各ラツプ６０ａ，６７ａ間
に半径方向の間隙を生じ、この間隙を介して閉じ
込み圧を吸入側に解放する如く成していたのであ
る。尚、図中、６９は各ラツプ６０ａ，６７ａ間
に形成する密閉空間の高圧域と前記高圧チヤンバ
ー６６とを連通する通路、７０は吸入ポート、７
１は吐出ポート、７５は予圧ばねである。

（発明が解決しようとする問題点） 以上説明した従来例によると、前記高圧チヤン
バー６６をｏリング６５より画成すると共に、前
記隙間(A)を設けて液圧縮時即ち、閉じ込み圧の発
生時、前記公転スクロール６０を前記ｏリング６
５を介して半径方向に移動可能としたものである
から、公転スクロール６０を固定スクロール６７
に対し、半径方向において厳密に位置決めするこ
とができず、この結果、駆動中に前記公転スクロ
ール６０に作用する遠心力により、該スクロール
６０が半径方向に押出され、該スクロール６０の
ラツプ６０ａが固定スクロール６７のラツプ６７
ａに強く押当てられて、これらラツプ６０ａ，６
７ａの側面が著しく摩耗する問題を生じるのであ
る。

又、大きな間隙(A)を設けたために、とりわけ前
記公転スクロール６０が駆動軸６２に対し半径方
向に移動すると、前記ｏリング６５のシール性が
低下する問題もあつたのである。

本発明は、以上の如き問題点を解決すべく発明
したもので、シールリングを用いて圧力室を画成
すると共に、この圧力室に導く高圧側流体により
公転スクロールを、固定スクロール側に押圧して
圧力支持することを利用して、シール性を向上で
きながら、前記シールリングを用いることを利用
して、閉じ込み圧の発生時、前記公転スクロール
を固定スクロールに対し、駆動軸の軸方向のみに
移動できるようにし、液圧縮による過大な閉じ込
み圧の発生を確実に防止でき、それでいて、運転
中に、前記公転スクロールに作用する遠心力によ
り各スクロール間に大きな接触圧が生じて、これ
らスクロールが著しく摩耗するのを防止でき、前
記シールリングのシール性低下も防止し、更に、
公転スクロールの背面所定の領域に高圧圧力を固
定的に付与し、公転スクロールの動きに拘らず該
公転スクロールを固定スクロールに安定的に押し
付けることができるように成す点にある。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明は、固定スクロールと公転スク
ロールとを備え、該公転スクロールの背面側に圧
力室を設けて、前記公転スクロールを前記圧力室
に導入する高圧流体により前記固定スクロールに
押圧するごとく支持したスクロール形流体機械で
あつて、前記公転スクロールの背面部に環状室
を、前記公転スクロールの背面に対向する支持部
材にシール面をそれぞれ設け、かつ、前記環状室
に、前記シール面に摺接する摺接面をもつたシー
ルリングを保持して、該シールリングにより圧力
室を画成すると共に、前記公転スクロールと支持
部材との間及び前記シールリングの背面と前記環
状室の底面との間に、前記公転スクロールの軸方
向移動を許容する隙間を設け、かつ、前記シール
リングの背面と環状室底面との間の隙間を、前記
圧力室に連通させたのである。

（作用） 上記の如く、シールリングの背面と環状室の底
面との間の隙間を前記圧力室に連通させたから、
前記シールリングの背面に高圧が作用して該リン
グの摺接面と前記シール面との間で常に高い接触
圧が保持でき、しかも、前記シールリングの背面
と環状室の底面との間の隙間と前記公転スクロー
ルと支持部との間の隙間とにより、液圧縮時に前
記公転スクロールの軸方向に移動を許容でき、こ
の移動により公転・固定スクロールとラツプ先端
と鏡板面の間に隙間ができるので、前記公転スク
ロールに半径方向の移動を許容しなくても過大な
閉じ込み圧の発生を防止できるのである。

その上、このように、液圧縮等に対処し得るだ
けでなく、公転スクロールの背面部に環状溝を設
けて、該溝にシールリングを保持させたから、公
転スクロールの公転動作に伴い、この公転スクロ
ールがどの旋回位置にあつても、その背面所定の
領域に高圧の受圧面を固定的に確保することがで
き、公転スクロールに対する高圧圧力の作用点が
常時変化することはないのであつて、このように
公転スクロールに対して常時定まつた作用点に高
圧圧力を付与できるから、公転スクロールを固定
スクロールに対して転覆させることなく安定的に
押し付けることができ、その支持を良好にできる
のである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

図面に示した実施例は、冷凍装置の圧縮機とし
て用いるもので、第２図に示したごとく、固定ス
クロール２と公転スクロール３とにより、圧縮要
素４を形成して、該圧縮要素４とモータ５とを密
閉ケーシング１内に、上下方向に配設している。

そして、前記公転スクロール３におけるモータ
５側の背面に軸受部３１に形成し該軸受部３１に
前記モータ５のロータ５１を圧入した駆動軸６の
偏心軸部６ａを嵌合させて、前記モータ５の回転
により前記公転スクロール３を公転させるように
している。尚、３２は軸受である。

また、前記固定スクロール２に吸入ポート２１
と吐出ポート２２とを設け、前記吸入ポート２１
に、一端を前記ケーシング１外に開口させる吸入
管７を接続する一方、前記吐出ポート２２を前記
ケーシング１内に開口させて、前記圧縮要素４
で、吸入ポート２１から流入する低圧流体を圧縮
し、圧縮した高圧流体を前記吐出ポート２２から
前記ケーシング１内に吐出する如く成している。

更に、第１，２図に示す如く前記圧縮要素４と
モータ５との間に、これら圧縮要素４およびモー
タ５を固定する支持部材８を前記ケーシング１内
に圧入して設けるのである。この支持部材８にお
ける前記モータ５側部分には前記駆動軸６を軸支
する軸受８１を形成する一方、前記圧縮要素４側
には、前記公転スクロール３を遊嵌状に受入れる
凹入部８２を形成すると共にこの凹入部８２の外
周部に前記固定スクロール２を気密状に固定し
て、前記凹入部８２における前記圧縮要素４のモ
ータ５側と支持部材８との間に密閉状の空間を形
成するのである。

更に第１，３図に示すように前記公転スクロー
ル３の背面に駆動軸６を囲む環状溝から成る環状
室９を形成して、該環状室９に、該室９の外周側
面に形成するシール面９１と支持部材８の凹入部
８２の底面に形成するシール面８３とにそれぞれ
摺接する摺接面１０１，１０２（第３図参照）を
もつた環状のシールリング１０を挿入し、該シー
ルリング１０により前記凹入部８２内に形成され
る空間を内周側と外周側とに画成するのである。

尚、前記シールリング１０は金属、合成樹脂な
どで形成するものである。

そして、この区画された空間のうち外周側部分
を、前記固定スクロール２に形成する通路１１を
介して圧縮要素４の吸入側と連通し、低圧圧力を
保持する低圧チヤンバー１２と成す一方、他方の
内周側の空間を前記支持部材８に形成する通路１
３を介して前記ケーシング１内に連通して、高圧
圧力を保持する圧力室（以下高圧チヤンバーとい
う）１４と成すのである。

斯くして、前記高圧チヤンバー１４における前
記公転スクロール３の受圧面１５に高圧が作用
し、この押圧力により前記公転スクロール３を前
記固定スクロール２に対し押圧する支持力が得ら
れるのである。

更に、第３図に示す如く公転スクロール３の背
面と支持部材８の凹入部８２底面との間、およ
び、前記シールリング１０の背面１０３と前記環
状室９の底面９２との間に、液圧縮時に前記公転
スクロール３の軸方向（第３図実線矢印方向）へ
の移動を許容する隙間(B)、(C)をそれぞれ設けるも
のである。

更に、前記環状室９の内周側面とシールリング
１０の側面との間にも隙間(D)を設けて、このシー
ルリング１０の背面１０３と環状室９底面９２と
の間の隙間(B)を前記高圧チヤンバー１４に連通さ
せるように成すのである。

尚、前記隙間(B)には、シールリングを介して支
持部材８から反力をとつて、公転スクロール３を
固定スクロール２側に押圧する環状の予圧ばね１
９を設けており、斯くして、起動時においても公
転スクロール３のスラスト面３ｂと固定スクロー
ル２のスラスト面２ｂとの密着状に摺接できるよ
うにしている。

以下、本発明実施例の作用を説明する。

上記の如く、シールリング１０の背面１０３と
環状室９の底面９２との間および公転スクロール
３と支持部材８との間に、前記公転スクロール３
の軸方向への移動を許す隙間(B)、(C)を設けたか
ら、前記圧縮要素４が液冷媒を吸入して液圧縮を
生じても、この液圧縮による閉じ込み圧により公
転スクロール３が受圧面１５に作用する押圧力に
抗して駆動軸６の軸方向に、前記隙間(B)、(C)に応
じて移動し、前記各スクロール２，３のラツプ２
ａ，３ａにおけるラツプ先端部２ｂ，３ｂ及び２
ｃ，３ｃ間に隙間が形成されて、前記閉じ込み圧
が吸入側に解放されるのである。

また、上記の如く、公転スクロール３の軸受部
３１に軸受３２を介して駆動軸６の偏心軸部６ａ
を嵌合させて、相互の半径方向の移動を阻止する
ようにしたから、公転スクロール３を固定スクロ
ール２に対して半径方向において厳密に位置決め
でき、従つて、駆動中に前記公転スクロール３に
作用する遠心力にもかかわらず、該公転スクロー
ル３のラツプ３ａの側面が固定スクロール２のラ
ツプ２ａの側面に強く押当てられるようなことが
なく、この結果、これらのスクロール２，３のラ
ツプ２ａ，３ａの摩耗を従来に比し著しく減少で
きるのである。

しかも、前記シールリング１０の背面側には常
時高圧が作用しているので、該シールリング１０
の各シール面１０１，１０２には常に大きな接触
圧が作用し、高いシール性が得られるのである。
また、前記シールリング１０の摺接面１０１が摩
耗してもシール性がほとんど低下しないのであ
る。

その上、以上のように、液圧縮時に対処し得る
だけでなく、公転スクロール３の背面部に環状溝
９を設けて、該溝９にシールリング１０を保持さ
せたから、公転スクロール３の公転動作に伴い、
この公転スクロール３がどの旋回位置にあつて
も、その背面所定の領域に高圧の受圧面を固定的
に確保することができ、公転スクロール３に対す
る高圧圧力の作用点が常時変化することはないの
であつて、このように公転スクロール３に対して
常時定まつた作用点に高圧圧力を付与できるか
ら、公転スクロール３を固定スクロール２に対し
て転覆させることなく安定的に押し付けることが
でき、その支持を良好にできるのである。

上記実施例以外に、第４図に示すように、前記
環状室９の外周面に形成するシール面９１とシー
ルリング１０との間のシール性を向上させるため
に、前記シールリング１０の前記外周面側に凹部
１０４を設けて、該凹部１０４に、このシールリ
ング１０と前記環状室９のシール面９１との間を
シールするｏリング３４を挿入するようにしても
よい。

また、前記予圧ばね１９は設けなくてもよい。

更に、本実施例は密閉ケーシング１内を高圧と
したが、第５図に示した従来のもののように前記
ケーシング１内を低圧にした場合にでも適用でき
るものである。

（発明の効果） 本発明は、前記公転スクロール３と支持部材８
との間及び前記シールリング１０の背面１０３と
前記環状室９の底面９２との間に、前記公転スク
ロール３の軸方向移動を許容する隙間を設け、か
つ、前記シールリング１０の背面と環状室底面と
の間の隙間を、前記圧力室１４に連通させたか
ら、液圧縮時に過大な閉じ込み圧が発生するのを
防止できながら、公転スクロール３に作用する遠
心力に起因して各スクロール２，３間で過大な接
触圧が発生してこれらスクロール２，３が著しく
摩耗するのを防止でき、しかも、前記シールリン
グ１０のシール性も向上できるのである。

しかも、液圧縮等に対処し得るだけでなく、固
定スクロール２と公転スクロール３を備え、固定
スクロール２に対し公転スクロール３が所定の旋
回半径で公転する公転タイプの構造を前提とした
上で、公転スクロール３の背面部に環状室９を設
け、この環状室９にシールリング１０を保持させ
て、高圧の圧力室１４を画成したから、公転スク
ロール３の公転動作に伴い、この公転スクロール
３がどの旋回位置にあつても、その背面所定の領
域に高圧の受圧面を固定的に確保することがで
き、公転スクロール３に対する高圧圧力の作用点
が常時変化することはないのであつて、このよう
に公転スクロール３に対して常時定まつた作用点
に高圧圧力を付与できるから、公転スクロール３
を固定スクロール２に対して転覆させることなく
安定的に押し付けることができ、その支持を良好
にできるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の要部の拡大縦断面
図、第２図は同実施例の縦断面図、第３図は同実
施例のシール部分の拡大断面図、第４図は他の実
施例のシール部分の拡大断面図、第５図は従来例
の説明図である。 ２……固定スクロール、３……公転スクロー
ル、８……支持部材、９……環状室、１０……シ
ールリング、１４……圧力室、８３……シール
面、９２……底面、１０２……摺接面、１０３…
…背面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 固定スクロール２と公転スクロール３とを備
   え、該公転スクロール３の背面側に圧力室１４を
   設けて、前記公転スクロール３を前記圧力室１４
   に導入する高圧流体により前記固定スクロール２
   に押圧するごとく支持したスクロール形流体機械
   であつて、前記公転スクロール３の背面部に環状
   室９を、前記公転スクロール３の背面に対向する
   支持部材８にシール面８３をそれぞれ設け、か
   つ、前記環状室９に、前記シール面８３に摺接す
   る摺接面１０２をもつたシールリング１０を保持
   して、該シールリング１０により圧力室１４を画
   成すると共に、前記公転スクロール３と支持部材
   ８との間及び前記シールリング１０の背面１０３
   と前記環状室９の底面９２との間に、前記公転ス
   クロール３の軸方向移動を許容する隙間を設け、
   かつ、前記シールリング１０の背面と環状室底面
   との間の隙間を、前記圧力室１４に連通させたこ
   とを特徴とするスクロール形流体機械。