JPS60249685A - 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】 （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、前記公転スクロールの背
面側に、吐出側と連通ず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
におけるランプの巻き角を、前記公転スクロールの吸入
側におけるランプの巻き角より大きくしたスクロール形
流体機械に関する。

（従来の技術） 上記の如く、固定スクロールのラップの巻き角を公転ス
クロールのラッ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
量当たりの両スクロールの大きさを小さくするように成
したものは特開昭５６−２０７０．１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
けるラップ（５０ａ）の巻き角を公転スクロール（５１
）におけるラップ（５１ａ）よりも大きくシ、これらス
クロール（５０）（５１）によって形成される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の
スクロールの外周側部材（５０ｂ）を有効に利用して吐
出量をアッ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または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）に曇く離脱力、即ち、
公転スクロール（５１）を固定スクロール（５０）から
引離そうとする力に偏差が生しるのであって、この結果
前記公転スクロール（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）側端部か固
定スクロール（５０）に対して浮上がり、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（５０）（’５１）のスラスト
面での接触圧が一不必要に高くなり、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った。

而して本発明の解決しようとする問題は、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連通ずると
共に、該圧力室を、前記圧縮室の中間圧を背圧とする圧
力調整弁をもつ通路を介して低圧側中間圧に解放し、前
記圧力調整弁により前記圧力室の圧力を調整して前記両
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
間圧に解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圧縮室に高
圧側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をバランスさせる如く成し、斯
くして、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一定にできながら、しかも前
記公転スクロールのねじれを防止して、該公転スクロー
ルと固定スクロールとのスラスト面間で間隙を生じたり
、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。

（問題点を解決するための手段） 而して、本発明は、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、吐出側と連通
ずる圧力室を設けて、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ップの
巻き角を、前記公転スクロールの吸入側におけるランプ
の巻き角より大きくしたスクロール形流体機械において
前記圧力室と、前記固定スクロールと公転スクロールと
で形成する第１及び第２圧縮室のうち、吸入完了時密閉
容積が増大する第１圧縮室に対する第２圧縮室であって
、圧縮過程の中間圧となる領域との間に、連通路を設け
て、この連通路に圧力調整弁を設ける一方、この調整弁
の背圧室を、前記圧縮室の一方であって、圧縮過程の中
間圧きなる領域に開口する中間圧通路に連通させたので
ある。

（作　用） 前記圧力調整弁の作用により、前記圧力室の内圧が、前
記圧縮室であって、前記中間圧通路を開口させた位置に
おける中間圧に基づいて調節され、このとにより前記両
スクロール間のスラスト荷重が常にほぼ一定となる一方
、前記圧力室の高圧側圧縮流体が吸入完了時の密閉容積
か小さい側の前記第２圧縮室に前記連通路を介して押込
められることにより、前記第１．第２圧縮室の圧縮過程
の内圧がバランスして前記公転スクロールにねしれを生
しさせるような大きな偏荷重が働くのが防止されるので
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形流体機械は、冷凍装置の圧縮
機として適用するものであって、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」１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）の背面に前記モータ（５
）のロータ（５Ｑ）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
）に吸入ボート（２１）と吐出ボート（２２）とを設け
て、前記吸入ポー）（２１）に吸入管（８）を接続する
一方、前記吐出ボート（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ボ
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、前記流体機械において、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。

尚、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ェイト、（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ンプ（２ａ）の巻き
角を、公転スクロール（３）の吸入側におけるラップ（
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
周部部材（２ｂ）をを効に利用して吐出量をアップでき
るように成している。

以上の如く構成するスクロール形流体機械において、前
記固定スクロール（２）の形成部材に、前記圧力室（１
２）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（４２）で
あって、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）の途中を開口す
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（２
３）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もしくは第２圧縮
室（４１もしくは４２）であって、圧縮過程途中の中間
圧の領域に中間圧通路（２６）を介して連通ずるのであ
る。

而して、前記中間圧通路（２６）の前記第１もしくは第
２圧縮室（４１または４２）への開口位置及び前記抑圧
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て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
の間隙なとを介してケーシング（１）内（吐出側）と連
通している。そして、前記間隙を介してケーシング（１
）内から前記圧力室（１２）へ洩れる圧縮流体量は、前
記第１．第２圧縮室（４１）（４２）の圧縮過程の内圧
をバランス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と一致させるよう
にしている。

尚、前記架構（１０）に、前記圧力室（１２）とケーシ
ング（１）内とを連通ず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形流体機械の作用を説明
する。

前記モータ（５）の駆動により圧縮要素（４）が作用す
ると前記吐出ボート（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（Ｉ２）の圧力が前記中間圧と前記
抑圧体（２４）で設定する圧力骨との合計の圧力（以下
、基準圧力という）以下であれば、前記圧力調整弁（１
８）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）の圧力は除々に上昇するのであ
る。

一方、前記圧力室（１２）の圧力が前記中間圧と押圧体
（２４）で設定する圧力骨との合計より高くなると、前
記圧力調整弁（１８）が前記連通路（１７）を開放し、
該通路（１７）を介して前記圧力室（１２）が該圧力室
（１２）の前記基準圧力より低い前記第２圧縮室（４２
）における中間圧領域に連通し、該圧力室（１２）の圧
力が低下するのである。

斯くして、前記圧力室（１２）の圧力は前記中間圧より
も前記押圧体（２４）で設定する圧力骨だけ高い圧力に
常に保持できるのである。従って、前記各圧縮室（４１
）（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
、」−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）に応して調整でき
るから、前記両スクロール（２）（３）のスラスト面に
働くスラスト荷重を冷凍負荷の変動に無関係にほぼ一定
に保持できるのである。その上、前記圧力調整弁（１８
）の作用にょり前記圧力室（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）に
第１圧縮室（４工）に密閉される流体量（流体重量）と
同量の流体を密閉でき、この結果、圧縮過程での第１．
第２圧縮室（４１、）（４２）の内圧をバランスさせら
れるのであり、従って、これら内圧に起因して前記公転
スクロール（３）にねしれを生しさせるような偏荷重か
作用するのを防止できるのである。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
聞口部は前記公転スクロール（３）のランプ先端面の公
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）側聞口部を開口させるタイミング
は前記第２圧縮室（４２）か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圧縮室（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Ｎ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）の圧が前記油溜（３７）
のあるケーシング（１）内の圧よりも先に立上がること
がなく、従って、前記圧力室（１２）の内圧に規定され
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
って、この結果１、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） 以上の如く、本発明は吐出側の圧力を導く前記圧力室（
１２）の内圧を中間圧を背圧とする圧力調整弁（１８）
で調整する一方、該調整弁（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（４
１）に対し吸入完了時の密閉容積か小さい第２圧縮室（
４２）に押込んで、これら第１．第２圧縮室（４１）（
４２）の圧縮過程の内圧をバランスさせるようにしたか
ら、前記両スクロール（２）（３）間に働くスラスト荷
重を一定に保持できる一方、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
ップが計れながら前記公転スクロール（３）にねしれを
生しさせるような偏荷重が働くのを防止できるのであり
、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、焼付は及び動
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従来より更に吐出
量もアンプできるのである。

【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 （２６）・・・・・・中間圧通路 （４１）・・・・・・第１圧縮室 （４２）・・・・・・第２圧縮室

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１ル（３）
   とを備え、前記公転スクロール（３）の背面側に、吐出
   側と連通ずる圧力室（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ンプ（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ップ（３ａ）の
   巻き角より大きくしたスクロール形流体機械において、
   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増大する
   第１圧縮室（４１）に対する第２圧縮室（４２）であっ
   て、圧縮過程の中間圧となる領域との間に、連通路（１
   ７）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、前記圧縮室（４１）（４２）の一方であって、圧縮
   過程の中間圧となる領域に開口する中間圧通路（２６）
   に連通させたことを特徴とするスクロール形流体機械。