JPH0658268A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 スクロール部で圧縮したガスの導入により旋
回スクロール３を固定スクロール側に押圧する圧力室Ａ
を設ける構成において、圧力室Ａを形成する有底のシリ
ンダ１６を、その開口部が旋回スクロール３の背面に近
接対向する配置で機体ケーシング側に固定支持し、シー
ルリング１８を摺動自在な状態でシリンダ開口部に嵌合
させ、シールリング１８を旋回スクロール側に付勢する
付勢手段２１を設けるとともに、旋回スクロール背面と
シールリング１８との間からリークするガスにより旋回
スクロール３から離間する側への圧力ｆｂを受ける離間
用受圧面２２をシールリング１８に形成し、旋回スクロ
ール押圧付勢状態において、付勢手段２１の付勢力ｆａ
と離間用受圧面２２の受圧力ｆｂとの平衡により、シー
ルリング１８を旋回スクロール背面との間に微小リーク
間隙Ｘが形成される浮遊状態に保つ構成としてある。 【効果】 耐久性の向上、及び、構造の簡略化が可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋回スクロールと固定
スクロールとにより圧縮したガスの導入により、前記旋
回スクロールを固定スクロール側に押圧する圧力室を前
記旋回スクロールの背面側に設けたスクロール圧縮機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来のスクロール圧縮機を示し、
１は固定スクロール、３は旋回スクロール、１１はピン
１２’により旋回スクロール３を固定スクロール１に対
する遠近方向にのみ移動自在に連結した旋回伝達部材で
あり、旋回スクロール３は旋回伝達部材１１とともに駆
動クランク４により中心軸芯Ｐに対し所定寸法ｄだけ偏
芯した状態で旋回駆動される。

【０００３】又、１４はオルダムリングであり、このオ
ルダムリング１４は、機体ケーシング２に固定のフレー
ム部材１５に形成した溝１５ａに対し一方向にのみ摺動
自在に係合する突起１４ａを下面側に備え、かつ、旋回
伝達部材１１に形成した溝１１ａに対し上記の下面側突
起１４ａの摺動方向とは直交する方向にのみ摺動自在に
係合する突起１４ｂを上面側に備え、これら上面側及び
下面側夫々での突起１４ａ，１４ｂと溝１５ａ，１１ａ
の係合により、旋回伝達部材１１及び旋回スクロール３
の上記偏芯状態での旋回動作を許しながら、それら旋回
伝達部材１１及び旋回スクロール３の自転動作を防止す
る。

【０００４】そして、旋回スクロール３と固定スクロー
ル１とにより圧縮したガスの導入により旋回スクロール
３を固定スクロール側に押圧する圧力室Ａについては、
旋回スクロール３の背面にシリンダ部材１６Ａを固設
し、又、その旋回スクロール側のシリンダ部材１６Ａに
対して気密な状態で相対摺動自在に嵌合するシリンダ部
材１６Ｂを旋回伝達部材１１に固設し、これらシリンダ
部材１６Ａ，１６Ｂの内部を圧力室Ａとして、旋回スク
ロール３に形成の導圧孔１９から圧縮ガスの一部を圧力
室内に導入することで、その導入ガスのガス圧により両
シリンダ部材１６Ａ，１６Ｂを伸長させる状態で旋回ス
クロール３を固定スクロール側に押圧する構成としてい
た。

【０００５】６は旋回スクロール３と固定スクロール１
とにより圧縮した吐出対象のガスを吐出室７に導出する
吐出孔である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来構造で
は、旋回スクロール３を押圧することの反力が全て旋回
伝達部材１１にかかり、旋回スクロール３及び旋回伝達
部材１１からなる旋回体と機体ケーシング側の固定系と
の間に存在する相対摺動部（具体的には、旋回伝達部材
１１及びフレーム部材１５の夫々とオルダムリング１４
との間や、駆動クランク４と旋回伝達部材１１との連結
部等）において、相対摺動部材どうしが旋回スクロール
３の押圧反力により強く圧接された状態で相対摺動する
ため、摩損が生じ易くて耐久性の低下を招いたり、又、
それら相対摺動部にスラストベアリングの介装が必要と
なって構造が複雑となる問題があった。

【０００７】本発明の目的は、旋回スクロールに対し合
理的な押圧付勢構造を採用することにより、押圧反力を
受けて圧接された状態での相対摺動が必要となる部分を
回避して、耐久性の向上、及び、構造の簡略化を図る点
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によるスクロール
圧縮機の第１特徴構成は、旋回スクロールと固定スクロ
ールとにより圧縮したガスの導入により、前記旋回スク
ロールを固定スクロール側に押圧する圧力室を前記旋回
スクロールの背面側に設ける構成において、前記圧力室
を形成する有底のシリンダを、その開口部が前記旋回ス
クロールの背面に近接対向する配置で機体ケーシング側
に固定支持し、前記シリンダと前記旋回スクロールの背
面との間をシールするシールリングを、前記旋回スクロ
ールに対する遠近方向に摺動自在な状態で前記シリンダ
の開口部に気密に嵌合させ、前記シールリングを旋回ス
クロール側に付勢する付勢手段を設けるとともに、その
付勢手段の付勢力に抗して前記旋回スクロールの背面と
前記シールリングとの間からシリンダ外部の低圧域にリ
ークするガスにより前記旋回スクロールから離間する側
への圧力を受ける離間用受圧面を前記シールリングに形
成し、前記圧力室への圧縮ガス導入による旋回スクロー
ル押圧付勢状態において、前記付勢手段の付勢力と前記
離間用受圧面の受圧力との平衡により、前記シールリン
グを前記旋回スクロールの背面との間に微小リーク間隙
が形成される浮遊状態に保つ構成としてあることにあ
り、その作用・効果は次の通りである。

【０００９】

【作用】つまり、上記の第１特徴構成においては、圧力
室への圧縮ガス導入による旋回スクロール押圧状態にお
いて、シールリングが旋回スクロールの背面に対し接近
するとシールリングと旋回スクロールの背面との間の微
小リーク間隙が狭くなって、その微小リーク間隙からシ
リンダ外部の低圧域にリークするガスのガス圧が高ま
り、これにより、離間用受圧面の受圧力が高まってシー
ルリングが付勢手段の付勢力に抗し旋回スクロールから
離間する側に復帰動作する。

【００１０】また逆に、シールリングが旋回スクロール
の背面から遠ざかるとシールリングと旋回スクロールの
背面との間の微小リーク間隙が広くなって、その微小リ
ーク間隙からシリンダ外部の低圧域にリークするガスの
ガス圧が低下し、これにより、離間用受圧面の受圧力が
低下してシールリングが付勢手段の付勢力により旋回ス
クロールに接近する側に復帰動作する。

【００１１】従って、シールリングは、これら復帰動作
により、付勢手段の付勢力と離間用受圧面の受圧力とが
平衡してシールリングと旋回スクロールの背面との間に
一定の微小リーク間隙が形成される浮遊状態に保たれ
る。

【００１２】そして、このようにシールリングを浮遊状
態に保ちながら、シリンダ内部の圧力室へ導入した圧縮
ガスのガス圧により旋回スクロールを固定スクロール側
へ押圧付勢することで、旋回スクロールの旋回動作に対
しシリンダに嵌合のシールリングと旋回スクロール背面
との直接の摺接を回避しながら、旋回スクロールの固定
スクロール側への押圧に伴う反力を機体ケーシング側に
固定支持のシリンダで受け止めることができて、その押
圧反力が、旋回スクロールと機体ケーシング側の固定系
（上記のシリンダ以外の固定系）との間に存在する相対
摺動部にかかることを回避できる。

【００１３】

【発明の効果】従って、本発明の第１特徴構成によれ
ば、旋回スクロール背面とシールリングとの間を初め、
旋回スクロールと機体ケーシング側の固定系との間にお
いて、旋回スクロールの押圧に伴う反力を受けて圧接さ
れた状態での相対摺動が必要となる部分を回避でき、こ
れにより、従来装置に比べ、摩損を効果的に防止できて
耐久性を向上でき、又、相対摺動部に対するスラストベ
アリング装備の必要性が少なくなって構造の簡略化、及
び、装置コストの低減を達成し得るに至った。

【００１４】〔本発明の第２ないし第３特徴構成〕本発
明によるスクロール圧縮機の第２の特徴構成は、前記付
勢手段は、前記圧力室内への導入ガスにより前記旋回ス
クロールへ接近する側への圧力を受けるように前記シー
ルリングに形成した接近用受圧面であることにある。

【００１５】つまり、この第２特徴構成においては、旋
回スクロールの背面と前記シールリングとの間からシリ
ンダ外部の低圧域にリークするガスによりシールリング
の離間用受圧面に与えられる旋回スクロールから離間す
る側への圧力（微小リーク間隙の隙間寸法変化に伴い変
化する）と、圧力室内への導入ガスにより上記の接近用
受圧面に与えられる旋回スクロールへ接近する側への圧
力（導入ガス圧が一定のもとで一定）との平衡により、
シールリングが、旋回スクロールの背面との間に一定の
微小リーク間隙が形成される浮遊状態に保たれる。

【００１６】そして、これら離間用受圧面、及び、接近
用受圧面の形成において、それら受圧面どうしの有効面
積比を適当に設定することで、どの程度の間隙寸法の微
小リーク間隙をもってシールリングを旋回スクロール背
面に対し浮遊させるかを調整できる。

【００１７】本発明によるスクロール圧縮機の第３の特
徴構成は、前記シールリングの全周において前記微小リ
ーク間隙に面する前記離間用受圧面に、その全周にわた
る環状のガス圧案内溝、及び、そのガス圧案内溝へ前記
圧力室側からガス圧を導入するガス圧導入溝を形成して
あることにある。

【００１８】つまり、この第３特徴構成においては、離
間用受圧面の全周にわたる環状のガス圧案内溝へ圧力室
側からガス圧導入溝を介しガス圧を導くことで、離間用
受圧面に作用するガス圧を離間用受圧面の全周（換言す
れば、シールリングの全周）にわたって均一化し、これ
により、シールリングの旋回スクロール背面に対する接
近・離間動作を安定化するとともに、微小リーク間隙の
間隙寸法をシールリングの全周にわたり均一化して、圧
縮室への導入ガス圧による旋回スクロールの押圧付勢機
能を安定的なものとする。

【００１９】

【実施例】次に実施例を説明する。

【００２０】図１及び図２はスクロール圧縮機の内部構
造を示し、１は機体ケーシング２側に固定した固定スク
ロール、３は、クランク４を介しモータ５により駆動さ
れて、モータ回転軸芯Ｐに対し一定寸法ｄだけ偏芯した
状態でモータ回転軸芯Ｐ回りを公転動作（以下、旋回動
作と称する）する旋回スクロールであり、これらスクロ
ール１，３の渦状部１ａ，３ａを咬合させた状態で旋回
スクロール３を旋回動作させることにより、図６の
（イ）から（ニ）の順に示す如く、渦状部１ａ，３ａの
外周側から機体ケーシング２内の圧縮対象ガスを取り込
んだ三日月状空隙Ｓを両スクロール１，３における渦状
部１ａ，３ａ間に順次形成するとともに、それら三日月
状空隙Ｓを容積縮小させながら渦状部１ａ，３ａの中心
側へ順次移行させ、この容積縮小を伴う移行過程で三日
月状空隙Ｓ内のガスを圧縮する。

【００２１】６は上記の如く圧縮したガスを両スクロー
ル１，３の間から吐出室７に導出する吐出孔、８は吐出
孔６からの吐出ガスにより自重に抗して開く逆止弁であ
り、９は吐出室７から機外へ圧縮ガスを導出する吐出
管、又、１０は機内へ圧縮対象ガスを導入する吸入管で
ある。

【００２２】図１ないし図４において、１１は、旋回ス
クロール３とともにクランク４により旋回駆動される旋
回伝達部材であり、その上面側両端部の二つの凸部１
２，１３をもって、旋回スクロール３を固定スクロール
１に対する遠近方向にのみ移動自在に係合連結してあ
る。

【００２３】１４はオルダムリングであり、このオルダ
ムリング１４は、機体ケーシング２に固定のフレーム部
材１５に形成した１５ａ溝に対し一方向にのみ摺動自在
に係合する一対の凸部１４ａ、及び、旋回伝達部材１１
の下面に形成した溝１１ａに対し上記のフレーム部材側
凸部１４ａの摺動方向とは直交する方向にのみ摺動自在
に係合する一対の凸部１４ｂを、互いの位相が周方向で
９０°だけ異なる十字状配置で備え、これら凸部１４
ａ，１４ｂと各溝１５ａ，１１ａの係合により、旋回伝
達部材１１及び旋回スクロール３の旋回動作を許しなが
ら、それら旋回伝達部材１１及び旋回スクロール３の自
転動作を防止する。

【００２４】１６は、開口部を旋回スクロール３の背面
に近接対向させた配置で一対の脚部１７により上記の固
定フレーム部材１５に固定支持した有底のシリンダであ
り、このシリンダ１６の開口部には、シリンダ１６と旋
回スクロール３の背面との間をシールするシールリング
１８を、旋回スクロール３に対する遠近方向に摺動自在
な状態で気密に嵌合させてあり、一方、旋回スクロール
３には、固定スクロール１との協働により圧縮したガス
の一部をシリンダ１６の内部に導く導圧孔１９を形成し
てある。

【００２５】つまり、シリンダ１６の内部を旋回スクロ
ール付勢用の圧力室Ａとして、この圧力室Ａに導入する
圧縮ガスにより旋回スクロール３を固定スクロール１側
に押圧付勢し、これにより、固定スクロール１と旋回ス
クロール３との間における摺接部の気密性を高く保持す
るようにしてある。

【００２６】２０はシールリング１８の摺動を許しなが
らシールリング１８とシリンダ１６との間をシールする
Ｏリングである。

【００２７】図４及び図５に示すように、シールリング
１８には、圧力室Ａ内への導入ガスにより旋回スクロー
ル３へ接近する側への圧力ｆａを受ける接近用受圧面２
１と、それとは逆に旋回スクロール３の背面に対するシ
ール面として機能して、旋回スクロール３の背面とシー
ルリング１８との対向面間からシリンダ外部の機内低圧
域にリークするガスにより旋回スクロール３から離間す
る側への圧力ｆｂを受ける離間用受圧面２２とを形成し
てあり、そして、それら受圧面２１，２２の形成にあた
り、それらの有効受圧面積比を適当値とすることで、圧
力室Ａへの圧縮ガス導入による旋回スクロール押圧付勢
状態において、接近用受圧面２１の受圧力ｆａと離間用
受圧面２２の受圧力ｆｂとの平衡により、シールリング
１８を旋回スクロール背面との間に一定の微小リーク間
隙Ｘが形成・維持される浮遊状態に保つようにしてあ
る。

【００２８】つまり、このようにシールリング１８を浮
遊状態に保ちながら、圧力室Ａへの圧縮ガス導入により
旋回スクロール３を固定スクロール側へ押圧付勢するこ
とで、旋回スクロール３の旋回動作に対しシールリング
１８と旋回スクロール背面との直接の摺接を回避しなが
ら、旋回スクロール３の固定スクロール側への押圧Ｆに
伴う反力Ｆｒを機体ケーシング側に固定支持のシリンダ
１６で受け止める。

【００２９】シールリング１８の全周において微小リー
ク間隙Ｘに面する上記の離間用受圧面２２には、その全
周にわたる環状のガス圧案内溝２３、及び、そのガス圧
案内溝２３へ圧力室側からガス圧を導入するガス圧導入
溝２４を形成してあり、離間用受圧面２２の全周にわた
る環状のガス圧案内溝２３へ圧力室側からガス圧導入溝
２４を介しガス圧を導くことで、離間用受圧面２２に作
用するガス圧を離間用受圧面２２の全周にわたって均一
化し、これにより、シールリング１８の旋回スクロール
背面に対する接近・離間動作を安定化するとともに、微
小リーク間隙Ｘの間隙寸法をシールリング１８の全周に
わたり均一化して、圧縮室Ａへの圧縮ガス導入による旋
回スクロール３の押圧付勢機能を安定的なものとする。

【００３０】尚、離間用受圧面２２において上記の環状
ガス圧案内溝２３の内側には、それぞれ周方向において
三等分した二列の補助ガス圧案内溝２５，２６を形成し
てあり、これら補助ガス圧案内溝２５，２６の各分割部
分夫々にもガス圧導入溝２４を介し圧力室側からガス圧
を導くことで、離間用受圧面２２に作用するガス圧の均
一化を促進する。

【００３１】又、補助のガス圧案内溝２５，２６を形成
するにあたり、それら補助ガス圧案内溝２５，２６を周
方向で三等分して、その分割箇所夫々に無溝面部分２７
を設けることにより、シールリング１８に傾きが生じた
際には、微小リーク間隙Ｘの間隙寸法が小さくなった側
の無溝面部分２７においてリークガスの圧力上昇を溝の
存在部や他の無溝面部分２７よりも大きく生じさせ、こ
れにより、シールリング１８を旋回スクロール３の背面
に対して平行な適正姿勢へ速やかに自動復帰させるよう
にしてある。

【００３２】〔別実施例〕次に別実施例を列記する。

【００３３】シールリング１８を旋回スクロール側に押
圧付勢する付勢手段には、前述の実施例の如く圧力室Ａ
への導入ガス圧を利用してシールリング１８を旋回スク
ロール側に押圧付勢する受圧面２１を採用する他、従来
周知の種々の付勢形式を採用できる。

【００３４】シールリング１８における接近用受圧面２
１や離間用受圧面２２の具体的形成構造は種々の改良が
可能である。

【００３５】シリンダ１６を機体ケーシング１側の固定
支持する具体的支持構造は種々の構成変更が可能であ
る。

【００３６】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするため符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】側面視縦断面図

【図２】正面視拡大縦断面図

【図３】分解斜視図

【図４】シールリング部分の拡大断面図

【図５】シールリングの平面図

【図６】圧縮過程を説明する平面視断面図

【図７】従来構造を示す縦断面図

【符号の説明】

１ 固定スクロール ３ 旋回スクロール １６ シリンダ １８ シールリング ２１ 付勢手段 ２２ 離間用受圧面 ２３ ガス圧案内溝 ２４ ガス圧導入溝 Ａ 圧力室 ｆａ 付勢力 ｆｂ 圧力 Ｘ 微小リーク間隙

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回スクロール（３）と固定スクロール
   （１）とにより圧縮したガスの導入により、前記旋回ス
   クロール（３）を固定スクロール側に押圧する圧力室
   （Ａ）を前記旋回スクロール（３）の背面側に設けたス
   クロール圧縮機であって、 前記圧力室（Ａ）を形成する有底のシリンダ（１６）
   を、その開口部が前記旋回スクロール（３）の背面に近
   接対向する配置で機体ケーシング側に固定支持し、 前記シリンダ（１６）と前記旋回スクロール（３）の背
   面との間をシールするシールリング（１８）を、前記旋
   回スクロール（３）に対する遠近方向に摺動自在な状態
   で前記シリンダ（１６）の開口部に気密に嵌合させ、 前記シールリング（１８）を旋回スクロール側に付勢す
   る付勢手段（２１）を設けるとともに、その付勢手段
   （２１）の付勢力に抗して前記旋回スクロール（３）の
   背面と前記シールリング（１８）との間からシリンダ外
   部の低圧域にリークするガスにより前記旋回スクロール
   （３）から離間する側への圧力（ｆｂ）を受ける離間用
   受圧面（２２）を前記シールリング（１８）に形成し、 前記圧力室（Ａ）への圧縮ガス導入による旋回スクロー
   ル押圧付勢状態において、前記付勢手段（２１）の付勢
   力（ｆａ）と前記離間用受圧面（２２）の受圧力（ｆ
   ｂ）との平衡により、前記シールリング（１８）を前記
   旋回スクロール（３）の背面との間に微小リーク間隙
   （Ｘ）が形成される浮遊状態に保つ構成としてあるスク
   ロール圧縮機。
2. 【請求項２】 前記付勢手段（２１）は、前記圧力室内
   への導入ガスにより前記旋回スクロール（３）へ接近す
   る側への圧力（ｆａ）を受けるように前記シールリング
   （１８）に形成した接近用受圧面である請求項１記載の
   スクロール圧縮機。
3. 【請求項３】 前記シールリング（１８）の全周におい
   て前記微小リーク間隙（Ｘ）に面する前記離間用受圧面
   （２２）に、その全周にわたる環状のガス圧案内溝（２
   ３）、及び、そのガス圧案内溝（２３）へ前記圧力室側
   からガス圧を導入するガス圧導入溝（２４）を形成して
   ある請求項１又は２記載のスクロール圧縮機。