JPH0526958B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、スクロール圧縮機、詳しくは固定ス
クロールと公転スクロールとを備え、前記公転ス
クロールの背面側に、吐出側と絞り機構を介して
連通する圧力室を設けて前記公転スクロールを支
持すると共に、前記固定スクロールの吸入側にお
けるラツプの巻き角を、前記公転スクロールの吸
入側におけるラツプの巻き角より大きくしたスク
ロール圧縮機に関する。

（従来の技術） 上記のごとく、固定スクロールのラツプの巻き
角を公転スクロールのラツプの巻き角より大きく
して、前記固定スクロールにおける外周部部材を
有効に利用し、単位吐出量当りの両スクロールを
大きさを小さくするように成したものは特開昭56
−20701号公報に記載されているようにすでに知
られている。このものを第３，４図に基づいて説
明すると、固定スクロール５０におけるラツプ５
０ａの巻き角を公転スクロール５１におけるラツ
プ５１ａよりも大きくし、これらスクロール５
０，５１によつて形成される２系統の圧縮室のう
ち、一方の第１圧縮室５２の吸入完了時の密閉容
積を第２圧縮室５３の吸入完了時の密閉容積より
大きく成し、斯くして、前記した如く前記固定ス
クロールの外周側部材５０ｂを有効に利用して吐
出量をアツプできるように成していたのである。

尚、上記従来のものは第４図に示すように、公
転スクロール５１の背面側に圧力室５４を設け
て、該圧力室５４に前記圧縮室５２又は５３の中
間圧を導き、前記圧力室５４の中間圧により前記
公転スクロール５１を前記固定スクロール５０側
に押圧し、これらスクロール５０，５１のスラス
ト面を、該面に適当なスラスト荷重を与えて摺接
させる如く成している。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、以上の如く構成したものは第１、第
２圧縮室５２，５３の吸入完了時の密閉容積が異
なるために、圧縮過程において前記第１、第２圧
縮室５２，５３の内圧にアンバランスを生じ、こ
れら内圧に起因して前記公転スクロール５１に働
く離脱力、即ち、公転スクロール５１を固定スク
ロール５０から引き離そうとする力に偏差が生じ
るのであり、しかも前記公転スクロール５１の背
面側の圧力室５４に中間圧を導いて、この中間圧
で前記公転スクロール５１を固定スクロール５０
側に押圧させているのであつて、この結果前記偏
差により公転スクロール５１にねじれが生じて、
該スクロール５１における第２圧縮室５３側端部
が固定スクロール５０から離れることになり、こ
のため該部分で固定スクロール５０と公転スクロ
ール５１とのスラスト面間に間隙ができ冷媒洩れ
を生じる一方、前記公転スクロール５１における
第１圧縮室５２側端部においては両スクロール５
０，５１のスラスト面での接触圧が不必要に高く
なり、前記スラスト面での摩耗が著しく、また、
焼付けを生じたりするばかりでなく、動力損失も
増大する問題があつた。

而して本発明は、前記公転スクロールの背面側
に形成する圧力室を吐出側と絞り機構を介して連
通すると共に、該圧力室を、前記圧縮室の中間圧
を背圧とし、かつ、押圧体をもつた圧力調整弁を
もつ通路を介して低圧側中間圧となる第２圧縮室
に連通させ、前記圧力調整弁により前記圧力室の
圧力を前記圧縮室の中間圧よりも高い中間圧に調
整して前記両スクロール間のスラスト面に働くス
ラスト荷重を所望の値に保持できるようにする一
方、前記圧力室を低圧側中間圧に開放する前記通
路の出口側を前記第１、第２圧縮室のうち吸入完
了時の密閉容積が小さい方の第２圧縮室における
圧縮過程途中に開口させて、該第２圧縮室に圧力
室の圧縮流体を押込めることにより、前記第１、
第２圧縮室の圧縮過程の内圧の差を少なくする如
くなしたもので、目的は、前記公転スクロールと
固定スクロールとのスラスト面でのスラスト荷重
を所望の値に保持できながら、しかも、前記公転
スクロールのねじれを生じさせるような偏荷重が
働くのを抑制し、公転スクロールと固定スクロー
ルとのスラスト面で間隙を生じたり、また著しい
摩耗、焼付け、動力損失を生じたりする問題をも
解決できるように成す点にある。

（問題を解決するための手段） 而して、本発明は、固定スクロール２と公転ス
クロール３とを備え、前記公転スクロール３の背
面側に、吐出側と絞り機構を介して連通する圧力
室１２を設けて、前記公転スクロール３を支持す
ると共に、前記固定スクロール２の吸入側におけ
るラツプ２ａの巻き角を、前記公転スクロール３
の吸入側におけるラツプ３ａの巻き角より大きく
したスクロール圧縮機において、前記圧力室１２
と、前記固定スクロール２と公転スクロール３と
で形成する第１及び第２圧縮室４１，４２のう
ち、吸入完了時密閉容積が大きくなる第１圧縮室
４１に対して密閉容器が小さい第２圧縮室４２で
あつて、圧縮過程の中間圧となる領域との間に、
連通路１７を設けて、この連通路１７に圧力調整
弁１８を設ける一方、この調整弁１８の背圧室２
３を、前記第１圧縮室４１の圧縮過程の中間圧と
なる領域に開口する中間圧通路２６に連通させる
と共に、前記背圧室２３に押圧体２４を設け、前
記圧力室１２の圧力を前記第１及び第２圧縮室４
１，４２の圧縮過程の中間圧力より高い中間圧に
したのである。

（作用） 前記絞り機構及び前記圧力調整弁１８の作用に
より、前記圧力室１２の内圧が、第２圧縮室４２
より吸入完了時の密閉容積が大きい第１圧縮室４
１の中間圧より高い中間圧に保持され、このこと
により両スクロール２，３間のスラスト荷重を所
望の値に保持できるのであり、また、前記圧力室
１２の圧縮流体が吸入完了時の密閉容積が小さい
側の前記第２圧縮室４２に前記連通路１７を介し
て押込められることにより、前記第１、第２圧縮
室４１，４２の内圧の差を少なくして、前記公転
スクロール３にねじれを生じさせるような大きな
偏荷重が働くのを抑制できるのである。しかも、
前記圧力室１２から排出される圧縮流体は吸入側
に解放するのではなく、前記第２圧縮室４２に押
込むようにしたから、動力損失を少なくできる
し、吸入側流体が加熱されて容積効率が低下する
ことを防止できるし、また、インジエクシヨン効
果により吐出量を増大させることもできるのであ
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。

第１図に示すスクロール圧縮機は、冷凍装置の
圧縮機として適用するものであつて、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、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たものである。そ
して、前記公転スクロール３の背面側に前記モー
タ５のロータ５ａに固定するクランク軸６を軸受
メタル７を介して嵌合させ、前記モータ５の駆動
により前記公転スクロール３を前記固定スクロー
ル２に対して公転させる如く成している。

また、前記圧縮要素４における固定スクロール
２に吸入ポート２１と吐出ポート２２とを設け
て、前記吸入ポート２１に吸入管８を接続する一
方、前記吐出ポート２２をケーシング１内に開口
させており、斯くして前記公転スクロール３の公
転により低圧ガスを前記吸入管８を介して前記圧
縮要素４に吸入し、圧縮して圧縮流体を前記吐出
ポート２２からケーシング１内に一旦吐出し、更
に、該ケーシング１に接続される外部吐出管９を
介して機外に吐出する如く成しているのである。

更に、前記圧縮機において、前記圧縮要素４と
モータ５との間に、これら圧縮要素４とモータ５
とを支持する架構１０を、前記ケーシング１に圧
入して固定すると共に、該架構１０における圧縮
要素４側に凹入部１１を形成し、かつ、この凹入
部１１を前記圧縮要素４により閉鎖して、前記公
転スクロール２の背面側に圧力室１２を形成する
のである。

なお、第１図中、１３は前記架構１０に設ける
軸受部で、１４は該軸受部１３に内装する軸受メ
タル、１５は前記架構１０とクランク軸６との間
に設ける軸受、６ａは前記クランク軸６に設ける
バランスウエイト、１６は前記公転スクロール３
の自転を防止するオルダム継手である。

また、前記圧縮要素４は第２図に示すように固
定スクロール２の吸入側におけるラツプ２ａの巻
き角を、公転スクロール３の吸入側におけるラツ
プ３ａの巻き角より大きくして、前記両スクロー
ル２，３により形成される２系統の第１、第２圧
縮室４１，４２のうち、第１圧縮室４１の吸入完
了時の密閉容積を第２圧縮室４２のそれよりも大
きくなるように成し、前記固定スクロール２にお
ける外周側部材２ｂを有効に利用して吐出量をア
ツプできるように成している。

以上の如く構成するスクロール圧縮機におい
て、前記固定スクロール２の形成部材に、前記圧
力室１２と、２つの前記圧縮室４１，４２のうち
吸入完了時の密閉容積が小さい方の第２圧縮室４
２であつて、圧縮過程の中間圧となる領域との間
に連通路１７を設け、この連通路１７に前記圧力
室１２の圧力を調節する圧力調整弁１８を設ける
のである。この圧力調整弁１８は、前記固定スク
ロール２の形成部材内に前記連通路１７の途中に
開口する弁孔１９を形成し、該弁孔１９に前記連
通路１７を開閉する弁体２０を内装すると共に、
前記弁孔１９における前記弁体２０の背圧室２３
にこの弁体２０を押圧するコイルばねから成る押
圧体２４を内装したものである。

更に、前記背圧室２３を前記第１圧縮室４１の
圧縮過程途中の中間圧の領域に中間圧通路２６を
介して連通すると共に、前記背圧室２３に、前記
弁体２０を前記連通路１７を閉鎖する方向に押圧
する押圧体２４を設けており、前記調整弁１８の
作用と後記する絞り機構の作用とにより、前記圧
力室１２の圧力を前記第１及び第２圧縮室４１，
４２の圧縮過程の中間圧より高い中間圧に保持で
きるようにするのである。

而して、前記中間圧通路２６の前記第１圧縮室
４１への開口位置及び前記押圧体２４のばね力
は、前記圧力室１２の内圧により規定される前記
スクロール２，３間のスラスト荷重が常に所望の
設定値に保持できるように決定するのである。ま
た、前記連通路１７の第２圧縮室４２への開口位
置は、前記圧力室１２の圧力よりも低い中間圧領
域とするのである。

また、本実施例においては、前記圧力室１２を
吐出側に連通させるための特別な手段は設けてい
ないが、この圧力室１２は前記架構１０の軸受部
１３における軸受メタル１４とクランク軸６との
間の間隙などを介してケーシング１内（吐出側）
と連通しており、前記間隙が絞り機構として作用
するのであつて、前記第１、第２圧縮室４１，４
２の圧縮過程の内圧の差を少なくさせるために前
記第２圧縮室４２に前記連通路１７を介して押込
む流体量に相当する流体量が前記間隙を介して前
記ケーシング１内から前記圧力室１２に洩れるこ
とになる。

尚、前記架構１０に、前記圧力室１０とケーシ
ング１内とを連通させるための通路を別途に設け
てもよい。

以上の如く構成するスクロール圧縮機の作用を
説明する。

前記モータ５の駆動により圧縮要素４が作用す
ると前記吐出ポート２２からケーシング１内に圧
縮流体が吐出され、該ケーシング１内が高圧とな
る。そして、このケーシング１内の圧縮流体は前
記した軸受メタル１４とクランク軸６との間の間
隙などを介して前記圧力室１２に流入する。

この時、この圧力室１２の圧力が低く、前記圧
力調整弁１８を開方向に動作させる力が前記第１
圧縮室４１の前記中間圧力と前記押圧体２４で設
定する押圧力との合計の力（以下、基準力とい
う）以下であれば、前記圧力調整弁１８が閉動作
し、前記連通路１７が閉鎖され、このため前記圧
力室１２の圧力は、前記第１圧縮室４１の中間圧
より前記押圧体２４で設定する圧力分だけ高い中
間圧に保持されるのである。

即ち、前記圧力室１２の圧力が高くなり、前記
圧力調整弁１８を開方向に動作させる力が第１圧
縮室４１の前記中間圧力による押圧力と押圧体２
４で設定する押圧力との合計の力より大きくなる
と、前記圧力調整弁１８が前記連通路１７を解放
し、該通路１７を介して前記圧力室１２が前記第
１圧縮室４１の中間圧より低い前記第２圧縮室４
２における中間圧領域に連通し該圧力室１２の流
体が前記第２圧縮室４２から導入される。即ち、
前記圧力室１２から前記第２圧縮室４２に圧縮流
体が押込められるのである。

この場合、前記圧力室１２の圧力は低くなる
が、前記圧力調整弁１８を開方向に作動させる力
が、前記基準力より低くなれば、前記圧力調整弁
１８は閉じるのであるから、前記圧力室１２の圧
力は前記第２圧縮室４２より高い前記第１圧縮室
４１の前記中間圧よりも前記押圧体２４で設定す
る押圧力に相当の圧力分だけ高い中間圧力に常に
保持できるのである。従つて、前記各圧縮室４
１，４２の内圧に起因して前記両スクロール２，
３間に働くスラスト方向の離脱力は冷凍装置の負
荷変動に伴う吸入圧力の変化に相関して増減する
のであるが、上記した如く前記圧力調整弁１８に
より前記圧力室１２の内圧を前記第１圧縮室４１
の前記中間圧（この中間圧は前記離脱力の変化に
ほぼ比例して増減する）より前記押圧体２４で設
定する圧力分だけ高い中間圧に調整できるから、
前記両スクロール２，３のスラスト面に働くスラ
スト荷重が冷凍負荷の変動による影響を受けるの
を少なく、ほぼ一定に保持できるのである。その
上、前記圧力調整弁１８の作用により前記圧力室
１２から解放される圧縮流体を、第１圧縮室４１
に対し吸入完了時の密閉容積が小さい第２圧縮室
４２に前記連通路１７を介して押込めるようにし
たから、第２圧縮室４２の圧力を上昇させること
ができ、この結果、圧縮過程での第１、第２圧縮
室４１，４２の内圧の差を少なくさせられるので
あり、従つて、これら内圧の差に起因して前記公
転スクリユー３にねじれを生じさせるような偏荷
重の大きさを小さく抑制できるのである。

また、前記したように前記圧力室１２から解放
される圧縮流体を、吸入側ではなく前記第２圧縮
室４２に押込めるようにしたから、下記の効果も
達成できるのである。

前記圧力室１２の圧縮流体を低圧である吸入
側に解放すると動力損失が大きくなるが、前記
圧縮流体を中間圧領域に解放するようにすれば
それだけ動力損失が少なくできる。

圧縮流体は高温となつていることから、この
圧縮流体を吸入側に排出すると、吸入側の低圧
流体が加熱され容積効率が低下するが、前記圧
縮流体を中間圧領域に導くことにより上記した
問題を解消できる。

その上、前記第２圧縮室４２に、該圧縮室４
２の内圧より高い圧力をもつ前記圧力室１２の
圧力を導入するするのであるから、インジエク
シヨン効果があり、吐出量も増大できるのであ
る。

尚、上記実施例において、前記連通路１７の前
記第２圧縮室４２側開口部は前記公転スクロール
３のラツプ先端面の公転により開閉されるもので
あるが、この連通路１７の第２圧縮室４２側開口
部を開口させるタイミングは前記第２圧縮室４２
が吸入完了に伴い閉鎖された後に設定してもよい
し、また、前記連通路１７から第２圧縮機４２に
流入する圧縮流体の流入速度を考慮して前記吸入
完了時よりやゝ以前の時点に設定してもよい。ま
た、本実施例においては、各軸受における摺接面
への給油は、前記クランク軸６内に、下端を前記
ケーシング１底部に設ける油溜３７に連通し、上
部を分岐して各軸受側に開口する給油通路３８を
形成して、前記クランク軸６の回転により前記通
路３８に生じるポンプ作用及び圧力室１２とケー
シング１内との圧力差を利用して行う如く成して
いるのであるが、本実施例は、前記した如く前記
圧力室１２の内圧を、前記油溜３７のあるケーシ
ング１内の圧力を導いて上昇させるように成して
いるから、起動時に前記圧力室１２の圧力が前記
油溜３８のあるケーシング１内の圧力よりも先に
立上がることがなく、従つて、前記圧力室１２の
圧力に規定される前記給油通路３８の出口側の圧
力を、起動時においても前記油溜３７側の圧力よ
り低くできるのであつて、この結果、この起動時
においても前記給油通路３８を介して各軸受の摺
接面に十分な潤滑油を確実に供給できるのであ
る。

（発明の効果） 以上のごとく、本発明は吐出側の圧力を絞り機
構を介して導入する前記圧力室１２の内圧を、前
記圧力調整弁１８により前記第１圧縮室４１の前
記中間圧により前記押圧体２４で設定する圧力分
だけ高く調整できるようにしたから、負荷変動に
拘らず、両スクロール２，３に作用するスラスト
荷重を一定にできるし、しかも、前記調整弁１８
の作用により前記圧力室１２から解放する圧縮流
体を、第１圧縮室４１に対し吸入完了時の密閉容
積が小さい第２圧縮室４２に押込むようにしたか
ら、これら第１、第２圧縮室４１，４２の圧縮過
程の内圧の差を少なくでき、その上前記したよう
に、従来と同様に前記固定スクロール２の外周側
部材を有効に利用して吐出量のアツプが計れなが
ら前記公転スクロール２のねじれを生じさせるよ
うな偏荷重が働くのを抑制できるのであり、この
ことにより両スクロール２，３のスラスト面間
で、間隙ができたり、著しい摩耗、焼付け及び動
力損失を生じる問題を解決でき、その上、前記第
２圧縮室４２に圧縮流体を押込めるので、圧縮流
体を吸入側に解放する場合に比較して動力損失を
少なくできるし、容積効率の低下を小さくでき、
しかもインジエクシヨン効果により吐出量もアツ
プできるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の縦断面図、第２図は
同実施例のスクロール部分の模式横断面図、第３
図は従来例の要部の横断面図、第４図は同要部の
縦断面図である。 ２……固定スクロール、３……公転スクロー
ル、１２……圧力室、１７……連通路、１８……
圧力調整弁、２３……背圧室、２４……押圧体、
２６……中間圧通路、４１……第１圧縮室、４２
……第２圧縮室、２ａ，３ａ……ラツプ。

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、前記公転スクロール３の背面側に吐出側と絞
   り機構を介して連通する圧力室１２を設けて、前
   記公転スクロール３を支持すると共に、前記固定
   スクロール２の吸入側におけるラツプ２ａの巻き
   角を、前記公転スクロール３の吸収側におけるラ
   ツプ３ａの巻き角より大きくしたスクロール圧縮
   機において、前記圧力室１２と、前記固定スクロ
   ール２と公転スクロール３とで形成する第１及び
   第２圧縮室４１，４２のうち、吸入完了時密閉容
   積が大きくなる第１圧縮室４１に対して密閉容積
   が小さい第２圧縮室４２であつて、圧縮過程の中
   間圧となる領域との間に、連通路１７を設けて、
   この連通路１７に圧力調整弁１８を設ける一方、
   この調整弁１８の背圧室２３を、前記第１圧縮室
   ４１の圧縮過程の中間圧となる領域に開口する中
   間圧通路２６に連通されると共に、前記背圧室２
   ３に押圧体２４を設け、前記圧力室１２の圧力を
   前記第１及び第２圧縮室４１，４２の圧縮過程の
   中間圧力より高い中間圧にしたことを特徴とする
   スクロール圧縮機。