JPH09195961A - スクロール気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸入室や圧縮室への安定給油量を確保するこ
とにより、潤滑油の有効利用によるスクロール気体圧縮
機の圧縮効率や耐久性の向上を図る。 【解決手段】 旋回スクロール１８の外周部を収納する
外周部空間３７を経由する吐出室油溜３４から圧縮空間
への給油通路の絞り通路を、摺動面を経由しない通路で
形成するものである。この構成によれば、吐出室油溜３
４の潤滑油を旋回スクロール１８の背圧室３９と摺接面
に供給した後、圧縮空間への安定した適正給油経路の構
成が可能となり、潤滑油の有効利用による圧縮効率や耐
久性の向上が図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスクロール気体圧縮
機の圧縮空間への油供給通路に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクロール圧縮機は、吸入室がうず巻状
の圧縮室の外周部に有り、吐出ポートが圧縮室の中心部
に設けられ、圧縮流体の流れが一方向で往復動圧縮機や
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の場合には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。

【０００３】しかし、特に気体を圧縮する場合などは圧
縮部の洩れ隙間を小さくするためにうず巻部の寸法精度
を極めて高くする必要があるが、部品形状の複雑さ、寸
法精度のバラツキなどにより、スクロール気体圧縮機の
コストが高く、性能のバラツキも大きいという問題があ
った。

【０００４】そこで、この種の問題解決のための方策と
して、圧縮途中の気体洩れ防止のために潤滑油膜を利用
したシール効果により、うず巻部寸法精度の適正化と圧
縮機性能の安定化を期待することが大きく、図１４に示
すように吐出室底部の潤滑油を圧縮途中の圧縮室に直接
流入させる構成が考えられている。

【０００５】同図は密閉ケース７０１内の上部にモータ
７０３を配置し、下部に圧縮部を配置して密閉ケース内
空間７０２を吐出室とした構造で、吐出室底部の油溜７
１０の潤滑油を固定スクロールに配設した各油吸い込み
管７２２を介して対称配置された圧縮途中の各圧縮室７
２３に直接流入させる構成である（特開昭５７−８３８
６号公報）。

【０００６】

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら上記のよ
うな吐出圧力に等しい密閉ケース内空間７０２の底部の
油溜７１０の潤滑油を、圧縮途中の圧縮室７２３に絞り
通路を介して直接的に差圧流入させる構成では、冷媒圧
縮機などのように閉循環系で使用する場合に、圧縮機停
止中にその自重により圧縮機外部の冷凍サイクル配管系
から圧縮機内に帰還した多量の冷媒が液化状態で油溜７
１０の上部のモータ７０３下面にまで溜り、冷媒液や潤
滑油が油吸い込み管７２２を通じて圧縮室７２３に流入
・充満する場合もある。このような状態では、圧縮機再
起動時の圧縮負荷が過大なために再起動運転不能であ
り、例えモータ７０３の起動トルクが大きくて再起動で
きる場合でも圧縮機破損を招く。

【０００７】また、油溜７１０の潤滑油が圧縮室７２３
の隙間密封のみに提供され、潤滑油の効果的な活用によ
る圧縮入力の低減効果がないという課題があった。

【０００８】そこで、上記課題解決の方策として図１５
の構成が提案されている。同図は、旋回スクロール８０
１の反圧縮室側に設けた背圧室８１７と圧縮室８０９と
を直接連通する絞り効果を有した導通孔８１８を旋回ス
クロール８０１に設け、吐出室８１２に通じるモータ８
１６下部の油溜８９９の潤滑油をクランク軸８０７内に
設けた主軸方向の油孔７１９、９２０、９２１、クラン
ク軸８０７と摺動する各軸受の微小隙間を介して減圧
し、中間圧力状態で背圧室８１７に供給の後、導通孔８
１８を介して圧縮室８０９に流入させ、圧縮室隙間の油
膜密封に供させる。

【０００９】一方、駆動軸８０７の上端部に導かれた吐
出圧力相当の潤滑油と背圧室８１７に供給された中間圧
力状態の潤滑油とで旋回スクロール８０１を固定スクロ
ール８０２の側に押圧し、圧縮室８０９の軸方向微小隙
間を保持する。

【００１０】また、背圧室８１７の潤滑油は、旋回スク
ロール８０１と固定スクロール８０２との摺接面を潤滑
しながら圧縮室８０９の外側に配設された吸入室にも流
入し、吸入気体と共に圧縮室８０９に搬送されて圧縮室
隙間の油膜密封に供される構成である（特開昭５９−１
１０８８４号公報）。

【００１１】しかしながら、上記の図１５の構成では、
モータ８１６下部の油溜８９９の潤滑油がクランク軸８
０７内に設けた主軸方向の油孔７１９、９２０、９２１
を経由の後、クランク軸８０７と摺動する各軸受の微小
隙間を介して減圧され最終的に圧縮室８０９に流入する
給油通路構成のために、各軸受の微小隙間のバラツキに
よって通路抵抗が異なり、圧縮室８０９への差圧給油量
に過不足が生じる。各軸受の微小隙間のバラツキは組立
部品間の寸法バラツキに依存すると共に、圧縮機運転速
度に応じて軸受隙間に形成される油膜厚さに大きく左右
される。特に、摺動方向（円周方向）に生じた油膜圧力
による軸方向通路抵抗は冷媒ガスが通過するのを阻止で
きる程度のシール効果を作用させることもあり、圧縮室
８０９への差圧給油量が大きく変動する。

【００１２】圧縮室８０９への差圧給油量が過剰な場合
には圧縮入力の増加を招く一方、圧縮室８０９への差圧
給油量が不足する場合には圧縮室８０９の隙間の油膜密
封が不十分で圧縮効率の低下を招くという重要な課題が
あった。

【００１３】また、圧縮室８０９への差圧給油量の変動
は、背圧室８１７の圧力変動を招き、旋回スクロール８
０１を固定スクロール８０２の側に適正力で押圧できな
い。

【００１４】その結果、背圧室８１７に不足給油される
場合には、背圧室８１７の圧力が低下するので、旋回ス
クロール８０１が固定スクロール８０２から軸方向に離
反して著しい圧縮冷媒ガス洩れを生じる。

【００１５】一方、背圧室８１７に過剰給油される場合
には、背圧室８１７の圧力が上昇するので、旋回スクロ
ール８０１が固定スクロール８０２と過剰に接触し、摺
動部摩擦損失が過大になって圧縮入力の増加を招くなど
の重要な課題があった。

【００１６】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、吸入室や圧縮室への安定給油量を確保する
ことにより、潤滑油の有効利用による圧縮効率や耐久性
の向上を図ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明は、旋回スクロールの外周部を収納する外周部
空間を経由する吐出室油溜から圧縮空間への給油通路
を、摺動面を経由しない通路で形成するものである。

【００１８】上記差圧給油通路の構成によって、吐出室
油溜の潤滑油を旋回スクロールの背圧室と摺接面に供給
した後、圧縮空間への安定した適正給油経路の構成が可
能となり、潤滑油の有効利用による圧縮効率や耐久性の
向上が得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、駆動軸
を支承する主軸受を有する本体フレームと固定スクロー
ルとの間に旋回スクロールが配置され、旋回スクロール
のラップ支持円板は、ラップ支持円板の反圧縮室側を支
持すべく本体フレームに設けられたスラスト軸受と鏡板
との間に配置され、スラスト軸受に隣接する外周部には
ラップ支持円板を収納すべく鏡板と本体フレームとで形
成して吐出室油溜から圧力的に隔離した外周部空間を配
置し、スラスト軸受の内側には主軸受に隣接し且つスラ
スト軸受と区画した背圧室を配置し、吐出ポートに通じ
る吐出室油溜と圧縮空間とは背圧室と外周部空間を順次
経由する絞り通路を有する油通路で連通した構成におい
て、絞り通路は摺動面を経由しない通路で形成され且つ
外周部空間の上流側に配置されたものである。そしてこ
の構成によれば、吐出室油溜の潤滑油は絞り通路で減圧
された後、外周部空間を経由して圧縮空間に安定適正量
が差圧給油され、圧縮室隙間を油膜密封する。外周部空
間を通過途中の潤滑油は、スラスト軸受とラップ支持円
板との間およびラップ支持円板と鏡板との間の各摺動面
を潤滑し、摩擦抵抗の低減に寄与することができる。

【００２０】請求項２に記載の発明は、絞り通路を本体
フレーム５に設けたものである。そしてこの構成によれ
ば、背圧室を適正圧力に設定し、旋回スクロールへの適
正背圧付勢により旋回スクロールのラップ支持円板とス
ラスト軸受との間、およびラップ支持円板と固定スクロ
ールの鏡板との間の摺接面に作用するスラスト力を小さ
くして摩擦損失を少なくできる。また、軸受摺動面の微
小隙間を絞り通路とするよりも潤滑油通路抵抗精度の高
い絞り通路を形成し、圧縮空間への過不足のない潤滑油
量を供給することができる。

【００２１】請求項３に記載の発明は、背圧室と外周部
空間との間をラップ支持円板内に設けた中心側から外周
側に至る半径方向通路部を有する油穴を経由して連通す
ると共に、その油穴の途中に絞り通路を配置したもので
ある。そしてこの構成によれば、絞り通路を長く配設で
き、絞り穴径のバラツキによる通路抵抗バラツキを少な
くできると共に、外周部空間への給油通路構成の自由度
を高くできる。

【００２２】請求項４に記載の発明は、モータを上部
に、スクロール圧縮機構を下部に配置し、モータの下部
に配置した吐出室油溜の油面が外周部空間より上部に配
設された構成において、外周部空間よりも上流側の油通
路の途中に設けた絞り通路は、圧縮機停止中の高低圧差
の無い状態で、吐出室油溜の潤滑油が外周部空間へ流入
するのを阻止できる通路抵抗を備えたものである。そし
てこの構成によれば、吐出室油溜の潤滑油が圧縮機停止
中に圧縮空間と外周部空間に流入・充満するのを防ぎ、
圧縮機再起動時の油圧縮発生と旋回スクロールの旋回運
動阻害を回避することができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例のスクロール気体圧縮
機について、図面を参照しながら説明する。

【００２４】（実施例１）図１において、１は鉄製の密
閉ケースで、その内部全体は吐出室２に連通する高圧雰
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
優れた鉄製ライナー８が焼ばめ固定され、ライナー８の
外周部が密閉ケース１に全周内接し部分的に溶接固定さ
れている。

【００２５】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（以下、旋回軸
受と称する）が設けられている。

【００２６】本体フレーム５の下端面には、アルミニウ
ム合金製の固定スクロール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１５ａ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１５ａの巻き始め部に開口する吐出ポート１
６が吐出室２にも開口して設けられ、固定スクロールラ
ップ１５ａの外周部には吸入室１７が設けられている。

【００２７】固定スクロールラップ１５ａ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ップ１８
ａと、駆動軸４の旋回軸受１４に支持された旋回軸１８
ｂ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１９が焼ばめ固定され、ラップ支持円板１８
ｃの表面は硬化処理されている。

【００２８】本体フレーム５に固定された平行ピン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１５ｂ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ップ支持円板
１８ｃの厚さよりも約0 .0 1 5〜0 . 0 2 0 ｍｍ大きく
設定されている。

【００２９】駆動軸４の旋回軸受１４の底部と旋回スク
ロール１８の旋回軸１８ｂの端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に設けられた油穴Ａ３
８ａにより連通されている。

【００３０】スラスト軸受２０は図２、図６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。

【００３１】旋回スクロール自転阻止用のオルダムリン
グ２４は、焼結成形や射出成形工法などに適した軽合金
や樹脂材料から成り、図４のように両面が平行な薄い環
状板２４ａとその一面に設けられた一対の平行キー部分
２４ｂとから成り、環状板２４ａ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は図６のようにスラスト軸
受２０の直線部分２２に微小隙間で係合し摺動可能であ
り、平行キー部分２４ｂの側面２４ｃは直線部分２５の
中央部で直交し、図１、図２のように旋回スクロール１
８のラップ支持円板１８ｃに設けられた一対のキー溝７
１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２４ａの内輪郭は外輪郭に類似した形
状である。また、平行キー部分２４ｂの付け根に設けら
れたヘコミ部２４ｄは潤滑油の通路にもなる。

【００３２】図１、図３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 0.1ｍｍ前後のレリース
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。

【００３３】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３０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５
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、かつ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。

【００３４】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
設けられた油穴Ｂ３８ｂ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、更に旋回軸受１４に設けられた油溝Ａ４０
ａを介して偏心軸受空間３６へも連通している。

【００３５】また、本体フレーム５に設けられた油穴Ｂ
３８ｂは駆動軸４の下部軸受１１に対応する下部軸部４
ａの表面に設けられた螺旋状油溝４１にも通じており、
螺旋状油溝４１の巻方向は、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、その終端は下部軸部４ａの途中まで形成され
ている。

【００３６】図６，図７のように、固定スクロール１５
は吸入室１７の両端を連通す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１５ａ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。図８のように、吸入穴４３の中心は吸
入通路４２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力性に富んだテフロ
ンまたはゴムなどがコーティングされている。

【００３７】また、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は、第２圧縮室５
１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と樹脂製の断熱カバー５３と
で形成されたインジェクション溝５４、外周部空間３７
に開口した段付き形状の油穴Ｃ３８ｃとから成るインジ
ェクション通路５５で連通され、油穴Ｃ３８ｃの大径部
５６には、図９に示すような外周の一部に切欠き５７を
有する薄鋼板製の逆止弁５８とコイルスプリング５９と
から成る逆止弁装置５８ａが配置せされ、コイルスプリ
ング５９は断熱カバー５３に押えられて逆止弁５８を常
時付勢する。外周部空間３７への油穴Ｃ３８ｃの開口位
置は、図１０、図１１に示す如く、吐出ポート１６に連
通する第３圧縮室６０ａ，６０ｂの容積減少行程が終了
する（吐出ポート１６と第３圧縮室６０ａ，６０ｂが開
通する直前）近傍にまで旋回スクロール１８が移動した
（図１０参照）時に、外周部空間３７と油穴Ｃ３８ｃと
が連通し、それ以外の吐出ポート１６と連通した第３圧
縮室６０ａ，６０ｂの容積が最も拡大した時（図１１参
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。

【００３８】図１２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を示し、点線６３は異常圧
力上昇運転時の圧力変化を表わす。

【００３９】図１３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，５
１ｂ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に連通す
る第１圧縮室６１ａ，６１ｂ（図６参照）の定点におけ
る圧力変化を示し、一点鎖線６６は吐出室２に連通する
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６１ａ，６１ｂと第２圧
縮室５１ａ，５１ｂ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。

【００４０】以上のように構成されたスクロール冷媒圧
縮機について、その動作を説明する。

【００４１】図１〜図１３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を順次経て吸
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６１ａ，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５１ａ，５１ｂ、第３圧縮室６０ａ，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。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
ルへ吐出管３１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とにより、潤滑油
の一部を分離した後、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の小穴を通過する際に潤滑油の慣性力や表面
付着などにより潤滑油が効果的に分離される。

【００４２】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を冷却しながら下部の吐出
室油溜３４に収集される。

【００４３】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。

【００４４】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て背圧室３９
に流入し、その後、旋回軸受１４の油溝Ａ４０ａ、偏心
軸受空間３６、旋回スクロール１８を通る油穴Ａ３８を
経て外周部空間３７に流入する。更に、第３圧縮室６０
ａ，６０ｂから吐出ポート１６への冷媒ガス排出開始時
に、ラップ支持円板１８ｃによって油穴Ｃ３８ｃが開口
状態にあり、図１３のＫ点における駆動軸回転角度で示
す如く、各圧縮室では圧縮初期段階で、液圧縮発生の可
能性がなく、第２圧縮室６４の圧力も低い状態にある。
したがって、外周部空間３７から油穴Ｃ３８ｃ，インジ
ェクション溝５４、インジェクション穴５２ａ，５２ｂ
を経て第２圧縮室５１ａ，５１ｂに大きな差圧で円滑に
流入し、その通路途中の摺動面を潤滑する。

【００４５】また、吐出室油溜３４は、環状溝２８やレ
リース隙間２７とも通じているので、スラスト軸受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
接している。

【００４６】また、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との間で微小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１５ａの端面とラップ
支持円板１８ｃとの間、ならびに、旋回スクロールラッ
プ１８ａの端面と鏡板１５ｂとの間の隙間も微少に保持
されて隣接する圧縮室間の冷媒ガス漏れを少なくする。

【００４７】第２圧縮室５１ａ，５１ｂのインジェクシ
ョン穴５２ａ，５２ｂ開口部は、図１３の如くの圧力変
化６４をし、吐出室２の圧力に追従して変化する背圧室
圧力６８よりも瞬時的に高い。しかし平均圧力が低いの
で、背圧室３９からの潤滑油は間欠的に第２圧縮室５１
ａ，５１ｂに流入し、正常運転時の背圧室圧力６８より
も瞬時的に高い第２圧縮室５１ａ，５１ｂ内の圧縮冷媒
ガスは、細径のインジェクション穴５２ａ，５２ｂで減
衰されて、瞬時的なインジェクション溝５４への逆流が
少なく、また、第２圧縮室５１ａ，５１ｂの圧縮行程進
行時には油穴Ｃ３８ｃがラップ支持円板１８ｃによって
閉塞されているので、第２圧縮室５１ａ，５１ｂから外
周部空間３７への逆流も発生しない。

【００４８】第２圧縮室５１ａ，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小隙間を油
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。

【００４９】また、背圧室３９に差圧給油された潤滑油
は、シールリング７０の弾性力と共に、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１
８ｃを鏡板１５ｂとの摺動面に押圧油膜シールして外周
部空間３７と吸入室１７との間の連通を遮断すると共
に、スラスト軸受２０とラップ支持円板１８ｃとの摺動
面の隙間も潤滑シールする。

【００５０】また、圧縮機の冷時始動後しばらくの間
は、図１２、図１３から理解できるように吐出室２の圧
力が第２圧縮室５１ａ，５１ｂの圧力よりも低く、圧縮
途中の冷媒ガスは、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に逆流しょうと
するが、逆止弁５８の逆止作用にても外周部空間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。

【００５１】したがって、冷時始動初期のスラスト軸受
２０への背圧付勢力は圧縮室圧力により生じ、旋回スク
ロール１８を固定スクロール１５から離反させようとす
るスラスト荷重に抗しながらスラスト軸受２０が微少に
後退して旋回スクロール１８と固定スクロール１５との
間の軸方向隙間を拡大する。

【００５２】このようなスラスト軸受２０の軸方向コン
プライアンス機構により、圧縮空間に洩れを生じて圧縮
室圧力を下げ、始動初期の圧縮負荷を軽減する。

【００５３】その後、吐出室２の圧力上昇に伴い、外周
部空間３７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５２ａ，５２ｂから第２圧
縮室５１ａ，５１ｂへインジェクションされる。

【００５４】また、冷時始動初期や定常運転時に、油イ
ンジェクションやその他の原因で瞬時的な液圧縮が生じ
た場合の圧縮室圧力は、図１２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
する高圧空間容積が大きいので吐出室圧力の上昇は極め
て小さい。

【００５５】また、液圧縮により第２圧縮室５１ａ，５
１ｂに連通するインジェクション溝５４なども異常圧力
上昇するが、細径の油穴Ｃ３８ｃの絞り効果と逆止弁５
８の逆止作用により、外周部空間３７とインジェクショ
ン溝５４との間は遮断される。

【００５６】なお、逆止弁５８の逆止作用には追従遅延
が生じる場合もあるが、ラップ支持円板１８ｃによる油
穴Ｃ３８ｃの閉塞作用がこれを支援する。また、逆に、
油穴Ｃ３８ｃをラップ支持円板１８ｃが閉塞しない状態
では、逆止弁５８の逆止作用がこれを支援する如く、互
いの短所を支援すべく機能し、背圧室３９への逆流を防
止する。

【００５７】その結果、背圧室３９の圧力は変らず、ス
ラスト軸受２０の背面に作用する背圧付勢力にも変動が
ない。したがって、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２０が後退し、圧縮室圧力が降下してその後
は正常運転を継続する。

【００５８】なお、液圧縮途中でスラスト軸受２０が後
退することにより、圧縮室圧力は図１２の一点鎖線６３
ａの如く途中で降圧する。

【００５９】圧縮機停止後は、圧縮室圧力により旋回ス
クロール１８に逆旋回トルクが生じ、旋回スクロール１
８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５０が図６の位
置から図７の位置に移動し、逆止弁５０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。

【００６０】また、インジェクション通路の逆止弁５８
を境にして、圧縮室に連通する通路は吐出圧力になる
が、外周部空間３７と背圧室３９との間の空間はしばら
くの間、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は逆転し、第３圧縮室６０ａ，
６０ｂが拡大した位置に停止し、油穴Ｃ３８ｃ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
力によっても逆止弁５８がインジェクション通路５５を
遮断するので、外周部空間３７から圧縮室への潤滑油流
入がない。

【００６１】なお、このスクロール冷媒圧縮機を冷凍サ
イクルに組み込み、暖房運転から除霜運転へ切り替えた
直後は吸入側が高圧に、吐出側が低圧状態になる。しか
しながら、上述の圧縮機起動初期と同様に圧縮室から外
周部空間３７への冷媒ガスの逆流を阻止することができ
る。

【００６２】また、上記実施例では、吐出室油溜３４の
潤滑油を常時密閉空間となる第２圧縮室５１ａ，５１ｂ
に油インジェクションしたが、常時密閉空間のない圧縮
空間を有する場合も同様である。

【００６３】また、圧縮機運転速度や圧力などの運転条
件により、吸入室１７に通じる第１圧縮室６１ａ，６１
ｂまたは吸入室１７に油注入する場合でも逆止弁装置５
８ａの作用により、第１圧縮室６１ａ，６１ｂまたは吸
入室１７から外周部空間３７への冷媒ガスの逆流を阻止
することができる。

【００６４】上記実施例のように、モータ３を上部に、
スクロール圧縮機構を下部に配置し、モータ３の下部に
配置した吐出室油溜３４の油面が外周部空間３７より上
部に配設され、固定スクロール１５の鏡板１５ｂに設け
た逆止弁装置５８のコイルスプリング５９の付勢力が逆
止弁５８を前進させて絞り機能を有する細径の油穴Ｃ３
８ｃを塞ぐので、圧縮機停止中のの高低圧差の無い状態
で、吐出室油溜３４の潤滑油が吸入室１７や圧縮室に流
入・充満するのを防止し、圧縮機再起動時の油圧縮を回
避することができる。

【００６５】また、吐出室油溜３４の潤滑油を確保して
圧縮機再起動初期からの摺動部潤滑に供することができ
るる。

【００６６】（実施例２）上記実施例では、細径部を有
する段付き形状の油穴Ｃ３８ｃと逆止弁５８とコイルス
プリング５９とを固定スクロール１５の鏡板１５ｂに設
けたが、旋回スクロール１８の旋回軸１８ｂやラップ支
持円板１８ｃに設けてもよい。

【００６７】この構成では、細径部を長くできるので、
細径バラツキによる絞り部通路抵抗のバラツキを抑制し
て、吸入室１７や圧縮室への過不足給油を防ぎ、圧縮効
率と圧縮入力の安定化を図ることができる。

【００６８】また、この構成では、圧縮空間が異常圧力
上昇することによって冷媒ガスが圧縮空間から外周部空
間３７に逆流するが、逆止弁作用によって背圧室３９へ
の逆流が阻止されて背圧室３９や吐出室油溜３４の潤滑
油流失を防ぐことができる。

【００６９】更に、冷媒ガスが圧縮空間から外周部空間
３７に逆流することによって、外周部空間３７も圧力上
昇し、スラスト軸受２０を反圧縮室側に後退させる。そ
の結果、旋回スクロール１８が固定スクロール１５から
軸方向に離反し易くなり、圧縮室軸方向隙間が広がり圧
縮室隙間の密封が解除するので、スラスト軸受２０の軸
方向コンプライアンス機構の作動を支援させることもで
きる。

【００７０】（実施例３）上記実施例では、吐出室油溜
３４と背圧室３９とを主軸受１２の微小隙間を介して連
通し、吐出室油溜３４からの潤滑油を減圧して背圧室３
９を中間圧力に保持したが、圧縮機使用条件（圧縮機負
荷や運転速度範囲の変動が大きい場合など）によって
は、本体フレーム５に設けた油穴Ｂ３８ｂから分岐した
通路で、吐出室油溜３４と背圧室３９とを直接連通して
もよい。

【００７１】また、旋回スクロール１８のラップ支持円
板１８Ｃ１８ｃに設けた絞り通路と組み合わせて、背圧
室３９を中間圧力〜吐出圧力相当に設定できる。

【００７２】そして、圧縮機運転速度が低速〜高速域範
囲で変動するのに伴い主軸受１２の軸受面に形成される
油膜厚さが変化し、実質的な軸受隙間が変動する場合で
も、吐出室油溜３４の潤滑油を本体フレーム５に設けた
油穴Ｂ３８ｂ，背圧室３９，油穴Ａ３８ａ，外周部空間
３７を順次経由して圧縮空間に安定供給できる差圧給油
通路を形成することができる。その結果、圧縮空間への
適量給油によって効果的な圧縮室隙間の油膜密封作用を
得ることができる。

【００７３】更に詳述するならば、上記の構成（油穴Ｃ
３８ｃと逆止弁５８とコイルスプリング５９とを旋回ス
クロール１８の旋回軸１８ｂやラップ支持円板１８ｃに
配置する）によって、背圧室３９から外周部空間３７に
流入する潤滑油が油穴Ｃ３８ｃの絞り作用とコイルスプ
リング５９の付勢力に抗して逆止弁５８を通過時の通路
抵抗によって減圧されるので、背圧室３９を中間圧力に
設定することなく、圧縮空間（吸入室１７と圧縮室とで
構成される）に通じる外周部空間３７を中間圧力や吸入
圧力相当に保持することができる。

【００７４】また、上記実施例では、駆動軸４の先端部
に偏心軸受空間３６を設ける形態の旋回軸受１４を設け
たが、図１４、図１５に示す如く、旋回スクロールに偏
心軸受空間を設けて駆動軸との間に旋回軸受を構成する
軸受形態の場合も上述同様の作用・効果を発揮する。

【００７５】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。

【００７６】

【発明の効果】上記実施例から明かなように、請求項１
に記載の発明は、駆動軸を支承する主軸受を有する本体
フレームと固定スクロールとの間に旋回スクロールが配
置され、旋回スクロールのラップ支持円板は、ラップ支
持円板の反圧縮室側を支持すべく本体フレームに設けら
れたスラスト軸受と鏡板との間に配置され、スラスト軸
受に隣接する外周部にはラップ支持円板を収納すべく鏡
板と本体フレームとで形成して吐出室油溜から圧力的に
隔離した外周部空間を配置し、スラスト軸受の内側には
主軸受に隣接し且つスラスト軸受と区画した背圧室を配
置し、吐出ポートに通じる吐出室油溜と圧縮空間とは背
圧室と外周部空間を順次経由する絞り通路を有する油通
路で連通した構成において、絞り通路は摺動面を経由し
ない通路で形成され且つ外周部空間の上流側に配置され
たもので、この構成によれば、吐出室油溜の潤滑油を絞
り通路で減圧した後、外周部空間を経由して圧縮空間に
適正量を安定して差圧給油でき、それによって圧縮室隙
間を効果的に油膜密封して圧縮効率を向上すると共に性
能安定化を図ることができる。

【００７７】また、外周部空間を通過途中の潤滑油が、
スラスト軸受とラップ支持円板との間およびラップ支持
円板と鏡板との間の各摺動面を潤滑するので、摩擦抵抗
を少なくして圧縮入力の低減と摺動部耐久性の向上を図
ることができるという効果を奏する。

【００７８】請求項２に記載の発明は、絞り通路を本体
フレーム５に設けたもので、この構成によれば、吐出室
油溜の潤滑油を背圧室に減圧供給して背圧室を適正圧力
に設定し、旋回スクロールに適正背圧を付勢できるの
で、旋回スクロールのラップ支持円板とスラスト軸受と
の間、およびラップ支持円板と固定スクロールの鏡板と
の間の摺接面に作用するスラスト力を小さくして摩擦損
失を少なくできる。

【００７９】また、軸受摺動面の微小隙間を絞り通路と
するよりも潤滑油通路抵抗精度の高い絞り通路を形成
し、圧縮空間への過不足のない潤滑油量を供給できるの
で、圧縮室隙間を効果的に油膜密封して圧縮効率向上を
図ることができるという効果を奏する。

【００８０】請求項３に記載の発明は、背圧室と外周部
空間との間をラップ支持円板内に設けた中心側から外周
側に至る半径方向通路部を有する油穴を経由して連通す
ると共に、その油穴の途中に絞り通路を配置したもの
で、この構成によれば、絞り通路を長く配設できるの
で、絞り穴径のバラツキによる通路抵抗バラツキの低減
を簡易な手段で実現できる。

【００８１】また、外周部空間への任意方向に給油通路
を設けることができるので、給油通路構成の選択自由度
が高く、外周部空間を広範囲に潤滑できる給油通路を実
現することができるという効果を奏する。

【００８２】請求項４に記載の発明は、モータを上部
に、スクロール圧縮機構を下部に配置し、モータの下部
に配置した吐出室油溜の油面が外周部空間より上部に配
設された構成において、外周部空間よりも上流側の油通
路の途中に設けた絞り通路は、圧縮機停止中の高低圧差
の無い状態で、吐出室油溜の潤滑油が外周部空間へ流入
するのを阻止できる通路抵抗を備えたもので、この構成
によれば、吐出室油溜の潤滑油が圧縮機停止中に圧縮空
間と外周部空間に流入・充満するのを防ぎ、圧縮機再起
動時の油圧縮発生と旋回スクロールによる潤滑油拡汎を
回避して、圧縮機起動初期の入力増加を防止することが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すスクロール冷媒圧縮機
の縦断面図

【図２】同圧縮機における主要部品の分解斜視図

【図３】図１におけるスラスト軸受のシール部の詳細部
分断面図

【図４】同圧縮機におけるオルダムリングの外観図

【図５】図１に関するオルダム機構部の組立外観図

【図６】図１のＡ−Ａ線による断面図

【図７】図６における吸入管接続部における逆止弁の位
置説明図

【図８】図７におけるＢ−Ｂ線による部分断面図

【図９】同圧縮機の油インジェクション通路に用いる逆
止弁の外観図

【図１０】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

【図１１】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

【図１２】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

【図１３】各圧縮室における定点の圧力変化を示す特性
図

【図１４】従来のスクロール圧縮機の縦断面図

【図１５】従来の異なるスクロール圧縮機の縦断面図

【符号の説明】

２ 吐出室 ３ モータ ４ 駆動軸 ５ 本体フレーム １２ 主軸受 １５ 固定スクロール １５ａ 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 ３４ 吐出室油溜 ３９ 背圧室 ５２ａ インジェクション穴 ５２ｂ インジェクション穴 ５４ インジェクション溝 ５５ 油インジェクション通路 ５８ 逆止弁 ５８ａ 逆止弁装置 ５９ コイルスプリング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定スクロール１５の一部をなす鏡板１
   ５ｂの一面に形成されたうず巻状の固定スクロールラッ
   プ１５ａに対して旋回スクロール１８の一部を成すラッ
   プ支持円板１８ｃ上の旋回スクロールラップ１８ａを搖
   動回転自在にかみあわせ、両スクロール間に吸入室１７
   と圧縮室から成る圧縮空間を形成し、前記固定スクロー
   ルラップ１５ａの中心部には吐出ポート１６を設け、前
   記固定スクロールラップ１５ａの外側には前記吸入室１
   ７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前記圧縮室を備えて流体を圧縮する
   スクロール圧縮機構を形成し、前記スクロール圧縮機構
   とモータ３を密閉ケース１内に収納し、前記旋回スクロ
   ール１８を旋回駆動させるべく前記モータ３に連結した
   駆動軸４を支承する主軸受１２を有する本体フレーム５
   と前記固定スクロール１５との間に前記旋回スクロール
   １８が配置され、前記ラップ支持円板１８ｃは、前記ラ
   ップ支持円板１８ｃの反圧縮室側を支持すべく前記本体
   フレーム５に設けられたスラスト軸受２０と前記鏡板１
   ５ｂとの間に油膜形成が可能な微小隙間で配置され、前
   記スラスト軸受２０に隣接する外周部には前記ラップ支
   持円板１８ｃを収納すべく前記鏡板１５ｂと前記本体フ
   レーム５とで形成して前記吐出室油溜３４から圧力的に
   隔離した外周部空間３７を配置し、前記スラスト軸受２
   ０の内側には主軸受１２に隣接し且つ前記スラスト軸受
   ２０と区画した背圧室３９を配置し、前記吐出ポート１
   ６に通じる吐出室油溜３４と前記圧縮空間とは前記背圧
   室３９と前記外周部空間３７を順次経由する絞り通路を
   有する油通路で連通した構成において、前記絞り通路は
   摺動面を経由しない通路で形成され且つ前記外周部空間
   ３７の上流側に配置されたスクロール気体圧縮機。
2. 【請求項２】 絞り通路を本体フレーム５に設けた請求
   項１記載のスクロール気体圧縮機。
3. 【請求項３】 背圧室３９と外周部空間３７との間をラ
   ップ支持円板１８ｃ内に設けた中心側から外周側に至る
   半径方向通路部を有する油穴３８ａを経由して連通する
   と共に、前記油穴３８ａの途中に絞り通路を配置した請
   求項１記載のスクロール気体圧縮機。
4. 【請求項４】 モータ３を上部に、スクロール圧縮機構
   を下部に配置し、前記モータ３の下部に配置した吐出室
   油溜３４の油面が外周部空間３７より上部に配設された
   構成において、前記外周部空間３７よりも上流側の油通
   路の途中に設けた絞り通路は、圧縮機停止中の高低圧差
   の無い状態で、吐出室油溜３４の潤滑油が前記外周部空
   間３７へ流入するのを阻止できる通路抵抗を備えた請求
   項２または請求項３に記載のスクロール気体圧縮機。