JPH01177482A

JPH01177482A - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JPH01177482A
Application number: JP62332005A
Authority: JP
Inventors: Katsuharu Fujio; 藤尾　勝晴
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-07-13
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPH07117049B2

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圧縮機の過負荷軽減に関するもので
ある。

従来の技術低振動、低騒音特性を備えたスクロール圧縮機は、吸入
室が外周部に有り、吐出ポートが渦巻きの中心部に設け
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
ず圧縮比が一定で、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。

また、振動や騒音特性をより一層改善するために、圧縮
機高速運転時などにおける旋回スクロールのジャンピン
グ現象を少なくする方策として第１６図、第１７図の構
成が考えられている。

同図は駆動シャフト１００７の先端部の駆動ピン１００
７ａに連結する旋回スクロール１００１の鏡板ｔ００１
ａが固定スクロール１００２（７）ｉ板１００２ａとフ
レーム１００８との間に微少隙間で支持され、圧縮機の
始動、停止時、高速運転時など圧縮負荷や回転部材の慣
性力などが変化する際に旋回スクロール１００１ｍがジ
ャンピングするのを阻止し、旋回スクロール１０ｏ１と
固定スクロール１００２との軸方向微少隙間を確保して
圧縮室の密封を図り、圧縮効率を高めると共に、部材間
の衝突により生じる異常音、振動、摺動部耐久性低下を
防止する工夫がなされている（特開昭５５−１４２９０
２号公報、米国特許３９９４６３３号公報など）。

発明が解決しようとする問題点しかし、スクロール圧縮機は圧縮比が一定なために、液
圧縮などにより圧縮室内が異常圧力上昇した場合に圧縮
室間隙間を広げて圧縮流体を漏洩させ、圧縮室圧力を降
下させることが出来ないので、圧縮負荷の増大、部品の
破損、摺動部耐久性の低下を生じるというスクロール圧
縮機特有の問題がある。

また、この液圧縮問題解決のための方策として、第１８
図の構成が考えられている。

同図は固定スクロール２００１ｅを軸方向に移動可能な
構成にし、板バネ２０２３ｅの付勢力と背圧室２０１５
に吐出圧力を導入してその背圧力とで固定スクロール２
００１ｅを旋回スクロール２００１ｂに押圧し、旋回ス
クロールと固定スクロールとの間の軸方向隙間を無くし
て圧縮室の密封を図り、圧縮効率を高めると共に圧縮室
内で液圧縮が生じた時、固定スクロール２００１・が旋
回スクロール２００１ｄから軸方向に離反して圧縮室圧
力を降下せしめて負荷を軽減する構成である（米国特許
３６００１１４号公報）。

しかし、固定スクロール２００１・を旋回スクロール２
００１ｄに常に押圧する構成では、その付勢力を大きく
する必要があり両スクロールの接触面の摩擦や摩耗によ
り耐久性が低下し、入力損失も大きいという問題があっ
た。

また、過負荷防止策として米国特許３８１７６６４号公
報などのように旋回スクロールを駆動軸の主軸と直角方
向に移動させる構成も考えられているが、部品構成が複
雑で振動や騒音特性の改善に難点があり、コスト高で圧
縮機の外形寸法が大きくなるなど、振動、騒音特性の改
善と過負荷軽減を同時に実現できるスクロール圧縮機が
望まれていた。

問題点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のスクロール圧縮機は
、旋回スクロールが駆動軸を支承する本体フレームと固
定スクロールとの間に配置され、本体フレームの側に設
けられて軸方向にのみ移動が可能なスラスト軸受と固定
スクロールとの間に微少隙間を設けて挾まれており、ス
ラスト軸受は本体フレームとの間に適当な軸方向隙間を
維持しながら吐出流体圧力または吐出圧力と吸入圧力と
の間の中間流体圧力を利用して常に旋回スクロールの方
向に付勢されたものである。

作　　用本発明は上記構成によって、圧縮室圧力が正常で順次移
行する圧縮室の圧縮圧力により旋回スクロールに作用し
てスラスト軸受の側に向かうスラスト力がスラスト軸受
に作用する付勢力よりも小さい場合は、旋回スクロール
と固定スクロールとの間で軸方向に微少隙間が保たれて
圧縮室の密封を維持し、効率の良い圧縮作用をすると共
に成る程度の負荷変動時や加減速運転時、高速運転時で
も旋回スクロールのジャンピングや傾きを防止して振動
の少ない静粛な圧縮運転を続ける。

万−１液圧縮などが生じて瞬時的に圧縮室圧力が異常上
昇した場合は、旋回スクロールに作用するスラスト力が
スラスト軸受に作用する付勢力よりも大きくなり、スラ
スト軸受は本体フレームとの間の隙間を小さくする方向
に移動し、旋回スクロールと固定スクロールとの間の軸
方向隙間が大きくなる。その結果、圧縮室の密封を解除
して圧縮室圧力を降下せしめ、圧縮負荷を軽減し、再び
正常な圧縮運転に復帰させて動力損失の低減を図ると共
に、圧縮機の破損や摺動部の摩耗を防止して振動、騒音
、耐久性に優れた効率の良いスクロール圧縮機が提供で
きる。

実施例以下、本発明の実施例のスクロール圧縮機について、図
面を参照しながら説明する。

第１図において、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と吐出重重に仕切られている。

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の外周面が密閉ケース１に全周内接し部分的
に溶接固定されている。

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が設けられている。

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１５
ａの巻き始め部に開口する吐出ポート１６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１５暑の外
周部には吸入室１７が設けられている。

固定スクロールラップ１５ｍ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ンプ１１３ａと駆動軸
４の偏心軸受１４に支持された旋回軸１８ｂ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１８ａの表面は硬化
処理されている。

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２０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１８ａの厚さより
も約０．０１５〜０．０２０　ｍｍ大きく設定されてい
る。

駆動軸４の偏心軸受１４の底部と旋回スクロール１日の
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ｔａｂとラ
ップ支持円板１８ｃに設けられた油水Ａ３８ｍにより連
通されている。

スラスト軸受２０は第２図、第６図のように、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。

旋回スクロール自転阻止用のオルダムリング２４は、焼
結成形やインジェクション成形工法などに適した軽合金
や樹脂材料から成り、第４図のように両面が平行な薄い
環状板２４ｍとその一面に設けられた一対の平行キ一部
分２４ｂとから成り、環状板２４ｍ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は第６図のようにスラスト
軸受２０の直線部分２２に微少隙間で係合し、摺動可能
であり、平行キ一部分２４ｂの側面２４ｃは、直線部分
２５の中央部で直交し、第１図、第２図のように旋回ス
クロール１８のラップ支持円板１８ｏに設けられた一対
のキー溝７１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、平行キ一部分２４ｂの付は根に設けられた
ヘコミ部２４ｄは潤滑油の通路にもなる。

第１図、第３図のように、本体フレーム５とスラスト軸
受２ｏ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。

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。

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に設けられた油室Ｂ
５８ｂを経由して環状Ｗ１ｊ２８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
、更に偏心軸受１４に設けられた油溝Ａ４０ｍを介して
偏心軸受空間３６へも連通している。

また。本体フレーム５に設けられた油室Ｂ５８ｂは駆動
軸４の下部軸受１１に対応する下部軸受４ａの表面に設
けられた螺線状油溝４１にも通じており、螺線状油溝４
１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
終端は下部軸受４ａの途中まで形成されている。

第６図、第７図のように、固定スクロール１５は吸入室
１７の両端を連通ず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１５ｍ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。第８図のように、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Ｌ４
９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。

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とは、第２圧縮室５１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
形状の油室Ｃ３８ｃとから成るインジェクション通路５
５で連通され、油室Ｃ３８ａの大径部５６には第９図に
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とが配置されている
。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への油室Ｃ
３８ｃの開口位置は、第１０図、第１１図に示す如く、
吐出ポート１６に連通ずる第３圧縮室６０の容積減少行
程が終了する近傍にまで旋回スクロール１８が移動した
（第１０図参照）時に外周部空間３７と油室Ｃ３８ｃと
が連通し、それ以外の時（第１１図参照）にはラップ支
持円板１１３ｃ＋によって遮断される位置に設けられて
いる。

第１２図において、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。

第１３図において、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、５１ｂのインジ
ェクション穴５２ｍ。

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（第６図参照）の定点における圧力変化を示し、
−点鎖線６６は吐出室２に連通ずる第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ｅｔｍ、６１ｂと第２圧縮室５１ｍ、５１ｂ
との間の定点における圧力変化を示し、２重点線６８は
背圧室３９の圧力変化を示す。

第１４図は別の実施例のスクロール冷媒圧縮機の縦断面
図で、１０１ｍ、１０１ｂは鉄製の密閉ケース、１８０
は鉄製の本体フレーム１０５をボルト固定した軟鋼製の
仕切り板で、その外周面部で密閉ケースｌ０１ｍ、１０
１ｂと共に単一の溶接ビード１８１によって溶接密封さ
れ、密閉ケース１０１ｍ、１０Ｉｂ内を上側の吐出室１
０２と下側の駆動室１０６（低圧側）とに仕切っている
。

フレーム１０５に支承され、インバータ電源（図示せず
）によって運転制御されるモータ１０３により、回転駆
動される駆動軸１０４の上端部の偏心穴１３６には、旋
回スクロール１１８の旋回軸１１８ｂがはめ込まれ、旋
回スクロール１１８の自転阻止用のオルダムリング１２
４が、本体フレーム１０５に固定された平行ピン（ｒｆ
！１示せず）に拘束されて軸方向にのみ移動が可能なス
ラスト軸受１２０と旋回スクロール１１８の各溝に係合
し、旋回スクロール１１８にかみ合う固定スクロール１
１５が、仕切り板１８０にボルト固定され、固定スクロ
ール１１５の鏡板１１５ｂには吐出ポート１１６が設け
られ、鏡板１１５ｂの上面には、リードバルブ型の給油
通路制御弁装置１８２が取り付けられている。

スラスト軸受１２０は、シールリング１７０の弾性力で
常に旋回スクロール１１８の方へ付勢され、仕切り板１
８０に当接してその移動を規制されている。しかし、旋
回スクロール１１８を固定スクロール１１５に押し付け
て旋回スクロール１１８の円滑な旋回運動を阻害せぬよ
うに微少隙間（約０．０２０　ｍｍ　）を確保できる軸
方向の寸法設定がなされている。

吐出室１０２の底部は吐出室油溜１３４となり、その上
部には多数の小穴を有した傘状のパンチングメタル１３
３が密閉ケース１０１ａに取り付けられ、密閉ケース１
０１−とパンチングメタル１３３との間には細樹脂線材
から成るフィルタ１８３が詰められている。吐出室１０
２は密閉ケース１０１−の上面に設けられた吐出管１３
１、外部の冷凍サイクル配管系をそれぞれ経て密閉ケー
ス１０１ｂの側面に設けられた吸入管１４７を通じ、低
圧側の駆動室１０６に連通している。また駆動室１０６
の底部にはモータ室油溜１８４が設けられている。

吐出室１０２にも吸入室１１７にも連通しない第２圧縮
室１５１と吐出室油溜１３４との間は、鏡板１１５ｂに
設けられた油吸い込み穴１８５、鏡板１１５ｂに薄鋼板
製のリード弁１８６と共に取り付けられた給油通路制御
弁装置１８２の弁押え１８７と鏡板１１５ｂとの間に形
成された弁室間１８８、リード弁１８６の打ち抜き穴１
８９、鏡板１１５ｂに設けられた極細通路のインジェク
ション穴１５２とから成る絞り通路を有した第１給油通
路によって連通している。

固定スクロール１１５とスラスト軸受１２０との間に配
置された旋回スクロール１１８の旋回スクロールラップ
１１８ａを支持するラップ支持円盤１１８ｂと、スラス
ト軸受１２０と駆動軸１０４とで形成された背圧室１３
９との間は、第１給油通路の途中から分岐して弁室間１
８８、リード弁１８６の打ち抜き穴１８９暑、鏡板１１
５ｂに設けられた油室Ａ１３８ｍ、仕切り板１８０に設
けられた極細通路の油室Ｂ１３１３ｂ１本体フレーム１
０５に設けられた油室Ｃ１３８ｃ、スラスト軸受１２０
と本体フレーム１０５との間に設けられ、その外周部を
ゴム製のシールリング１７０で支持・密封されたレリー
ス隙間１２７、スラスト軸受１２０に設けられた油室Ｒ
１３８ｄとで構成される給油通路により連通している。

背圧室１３９と低圧側の駆動室との間は主軸受１１２の
軸受隙間、偏心軸受１１４の隙間、駆動軸１０４に設け
られた偏心油室１９０と、横部穴１９１、駆動軸１０４
を支承し、本体フレーム１０５の下端に設けられた下部
軸受１９２と主軸受１１２との間の軸受油溜１９３、下
部軸受１９２の軸受隙間とで構成される絞り通路を有し
た第１潤滑通路により連通している。

また、背圧室１３９と吸入室１１７との間は、スラスト
軸受１２０とランプ支持円板１１８ｂとの摺動面や、オ
ルダムリング１２４の摺動面を介して構成される第２潤
滑通路によって連通している。

以上のように構成されたスクロール気体圧縮機について
、その動作を説明する。

第１図〜第１３図において、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４
７、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６１ｍ、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５１
ａ、５１ｂ、第３圧縮室６０ａ、Ｓｏｂ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。

これにより、潤滑油の一部が分離され、その後−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。

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。

吐出室油溜３４の潤滑油は、駆動軸４の下部軸部４ｍの
表面に設けられた螺線状油溝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。

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、背圧室３９に流入する。

その後、偏心軸受１４の油溝Ａ　４０　ａ　１偏心軸受
室間３６、旋回スクロール１８を通る油室Ａ３８を経て
外周部空間３７に流入し、更に間欠的に開口する油室Ｃ
３８ｃ、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５ｔａ、５１ｂに流入し、その
通路途中の各摺動面を潤滑する。

また、吐出室油溜３４は、環状溝２８やレリース隙間２
７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の端部に当接する。そし
て、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
間で微少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
圧縮室間の気体漏れを少なくする。

第２圧縮室５１ｇ、５１ｂのインジェクション穴５２ａ
、５２ｂ開口部は、第１３図の如くの圧力変化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
りも瞬時的に高いが平均圧力が低い。そのため背圧室３
９からの潤滑油は、間欠的に第２圧　室５１ａ、５１ｂ
に流入し、また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５１ｍ、５１ｂ内の圧縮冷媒ガスは
、細径のインジェクション穴５２ｍ、５２ｂど減衰され
て瞬時的なインジェクション溝５４への逆流が少なく、
インジェクション溝５４内の圧力が背圧室圧力６８より
も高くならない。

第２圧縮室５１ｍ、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少隙間を油膜により密封
して圧縮気体漏れを防ぎ、圧縮室間の摺動面を潤滑しな
がら圧縮気体と共に吐出室２に再び吐出される。

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１８ａを鏡板１
５ｂとの摺動面に押圧油膜シールし、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１８ａとの摺動面の隙間も潤滑
シールする。

また、圧縮機の冷時始動後しばらくの間は、第１２図、
第１３図から理解できるように、吐出室２の圧力が第２
圧縮室５１ｍ、５１ｂの圧力よりも低く、圧縮途中の冷
媒ガスが第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
に逆流しようとするが、逆止弁５８の逆止作用にて外周
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。

したがって、冷時始動初期のスラスト軸受２０への背圧
付勢力が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。これにより圧縮空間に漏れを生じて圧
縮室圧力を下げ、始動初期の圧縮負荷を軽減する。

その後、吐出室２の圧力上昇に伴い、外周部空間２１の
潤滑油は、コイルスプリング５′９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。

また、冷時始動初期や定常運転時に、瞬時的な液圧縮が
生じた場合の圧縮室圧力は、第１２図の点線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
に連通ずる高圧空間容積が大きいため、吐出室圧力の上
昇は極めて小さい。

また、液圧縮により第２圧縮室５１ｍ、５１ｂに連通ず
るインジェクション溝５４なども異常圧力上昇するが、
細径の油室Ｃ３８ｃの絞り効果と逆止弁５８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。その結果、背圧室３９の圧力は変わ
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。その結果、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。

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、圧縮室圧力は第１２図の一点鎖線６３ｍの如く途
中で降圧する。

圧縮機停止後は、圧縮室内圧力により旋回スクロール１
８に逆旋回トルクが生じ、旋回スクロール１８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が第６図の位置から第
７図の位置に移動し、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。

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ａ９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、ｓｏｂが拡大
した位置に停止し、油水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。

また、圧縮機運転中、主軸受１２の給油上流側は、吐出
室油溜ａ４に連通し、給油下流側は中間圧力状態の背圧
室３９に連通してその間に差圧が生じ、モータ３の回転
子３ａを固定した駆動軸４力旋回スクロール１８の方向
へ付勢される。この付勢力は、スラスト玉軸受１３を介
して本体フレーム５に支持され、駆動軸４が上部軸受１
ｏ、主軸受１２との間の隙間の範囲内で倒れるのを規制
し、軸受の片当りを防止する。

また、圧縮機運転時の温変上昇により、アルミニウム合
金製の本体フレーム５は熱膨張して鉄製のライナー８を
拡管し、ライナー８の外周面と密閉ケース１の内壁との
密着を強めて吐出室油溜３４と吐出室２との間の気密を
向上させると共に、本体フレーム５と密閉ケース１との
固定を強めて互いの剛性向上に役立つ。

また、上記実施例では吐出室油溜３４の潤滑油を第２圧
縮室５１ｍ、５１ｂに油インジェクションしたが、圧縮
機使用条件などにより吸入室１７に通じる第１圧縮室６
１ｍ、６１ｂに油インジェクションしてもよい。

また、上記実施例ではスラスト軸受２２の背面に設けた
レリース隙間２７や環状溝２８に吐出室油溜３４の潤滑
油を導入したが、モータ室６の吐出冷媒ガスや第２圧縮
室５１ｍ、５１ｂなどから中間圧力冷媒ガスを導入して
もよい。

また、上記実施例ではスラスト軸受２２への予圧付勢力
をシールリング７０の弾性力を利用したが、スラスト軸
受２２の背圧面積が不足する場合などは、バネ装置など
で付勢力を付加してもよい。

次に、第１４図、第１５図により、本発明の他の実施例
の動作について説明する。

第１４図、第１５図において、モータ１０３によって駆
動軸１０４が回転駆動を始めると、旋回スクロール１１
８が旋回運動をし、圧縮機に接続した冷凍サイクルから
吸入冷媒ガスが吸入管１４７を通して駆動室に流入し、
その中に含まれる潤滑油の一部が分離された後、吸入通
路を経て吸入室１１−７に吸入される。この吸入冷媒ガ
スは、旋回スクロール１１８と固定スクロール１１５と
の間に形成され、吸入室１１７に通じる第１圧縮室を経
て圧縮室内に閉じ込められ、旋回スクロール１１８の旋
回運動に伴って第２圧縮室１５１ｍ。

１５１ｂ、第３圧縮室へと順次移送圧縮され、中央部の
吐出ポート１１６を経て吐出室１０２へと吐出される。

吐出冷媒ガス中に含まれる潤滑油の一部は、その自重お
よびパンチングメタル１３３の小穴や細樹脂線から成る
フィルタ１８３を通過する際にその表面などに付着など
して吐出冷媒ガスから分離し、吐出室油溜１３４に収集
される。残りの潤滑油は、吐出冷媒ガスと共に吐出管１
３１を経て外部の冷凍サイクルへ搬出され、吸入冷媒ガ
スと共に吸入管１４７を通って圧縮機内に帰還する。

圧縮機の冷時始動後しばらくの間は、上述のように吐出
室１０２の圧力が第２圧縮室１５１ｍ。

１５１ｂの圧力よりも低いので、吐出室油溜１３４の潤
滑油は第１給油通路を通じて差圧給油されず、また、逆
止弁効果によって第２圧縮室１５１ｍ。

１５１ｂから圧縮途中気体が吐出室油溜１３４に逆流も
せず、スラスト軸受１２０のレリース隙間１２７や旋回
スクロール１１８の背圧室１３９に流入することもなく
、各摺動部の残留潤滑油によって各摺動面が潤滑される
。

また、背圧室１３９やレリース隙間１２７の圧力が低い
ので上述のように始動初期にはスラスト軸受１２０が微
少に後退して始動初期負荷を軽減する。

圧縮機の冷時始動後しばらくの後、吐出室１０２の圧力
が第２圧縮室１５１ａ、１５１ｂの圧力以上に上昇した
後、吐出室油溜１３４の潤滑油は、給油通路制御弁装置
１８２のリード弁１８６の付勢力に抗して第１給油通路
を経由する。そして漸次減圧され、第２圧縮室１５１ｍ
、１５１ｂに差圧給油されると共に、第１給油通路の途
中から分岐して構成される第２給油通路の油室１３８ｍ
。

１３８ｂ、１３８ａを経て漸次減圧され、吐出側圧力と
吸入側圧力との中間圧力に調整されてレリース隙間１２
７と背圧室１３９に差圧給油される。

第２圧縮室１５１ｍ（１５１ｂ）に差圧給油された潤滑
油は、吸入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
縮気体漏れを防ぎ、圧縮室間の摺動面を潤滑しながら圧
縮気体と共に吐出室１０２に再び吐出される。

レリース隙間１２７と背圧室１３９に給油された中間圧
力の潤滑油は、旋回スクロール１１８へ背圧力による付
勢力を与えて圧縮室内圧力により、固定スクロール１１
５から離反しようとする旋回スクロフル１１８に作用す
る下向きのスラスト力を軽減し、旋回スクロール１１８
とスラスト軸受１２０との間の摺動面に作用するスラス
ト荷重を小さくすると共に、スラスト軸受１２０を付勢
して仕切り板に当接させ、固定スクロール１１５とスラ
スト軸受１２０との間に旋回スクロール１１８を微少隙
間で挾み、旋回スクロール１１８の円滑な旋回運動を可
能にする。また、背圧室１３９の背圧力は旋回スクロー
ル１１８がスラスト軸受１２０から離反しないように調
整されているので、背圧室１３９と吸入室１１７とは常
時密接し、潤滑油はこの摺動面を通過する際に減圧され
た後、オルダムリング１２４の摺動面を潤滑して吸入冷
媒ガスに混入し、再び圧縮室に流入する。

また、残りの潤滑油は、第１潤滑通路を通じて旋回軸１
１８ｂと偏心°穴１３６との隙間、偏心穴１３６、偏心
油穴１９０１横油穴１９１を通る給油通路と主軸受１１
２の隙間とを経て軸受油溜１９３に流入し、下部軸受１
９２の微少隙間を通して最終減圧される。そして駆動室
１０６に流入し、その一部は吸入冷媒ガスに混入して再
び圧縮室へ流入するが、残りの潤滑油はモータ室油溜１
８４に収集される。モータ室油溜１８４の潤滑油は、密
閉ケース１０１ｂを介して自然放熱により冷却され、′
その油面がある程度高くなると、モータ１０３の回転子
の下端部に拡散されて駆動室１０６内の吸入冷媒ガスに
混入し、再び圧縮室へ流入して最終的には吐出室油溜１
３４に収集される。

また、冷時始動初期や定常運転時に瞬時的な液圧縮が生
じて第２圧縮室１５１＠、１５１ｂ内が異常圧力上昇し
た場合は、上述と同様にリード弁１８６の逆止弁作用に
より、圧縮冷媒ガスが吐出室油溜１３４へ逆流せず、ま
た、レリース隙間１２７や背圧室１３９への流入もなく
、背圧力の上昇もないことから、スラスト軸受１２０が
孝退して継続的な異常圧力上昇を防ぐ。

圧縮機停止後は吸入室１１７と駆動室１０６との間の吸
入通路に設けられた逆止弁（図示なし）により、吸入通
路を塞ぎ、吐出室１０２から吸入室１１７までの圧力は
圧縮空間の隙間を通じて吐出室１０２ρ圧力に等しくな
り、油吸い込み穴１８５の開口端をリード弁１８６が塞
ぐ。その結果、圧縮機停止直後の吐出室油溜１３４の潤
滑油は、第２圧縮室１５１ｍ、１５１ｂと背圧室１３９
へ差圧給油されず、背圧室１３９の潤滑油は、第１給油
通路を通じて駆動室１０６にその差圧が一定値以下にな
るまで僅かづつ戻される。

なお、上記実施例では、レリース隙間１２７や背圧室１
３９へ吐出室油溜１３４の潤滑油を中間圧力にまで減圧
したが、スラスト軸受１２０や背圧室１３９の寸法構成
などにより゛減圧しなくともよい。

以上のように上記実施例によれば旋回スクロール１８は
駆動軸４を支承する本体フレーム５と固定スクロール１
５との間に配置され、本体フレーム５の側に設けられて
軸方向にのみ移動が可能なスラスト軸受２０と固定スク
ロール１５との間に微少隙間（約０．０２０ｍｍ）を設
けて挾まれており、スラスト軸受２０は本体フレーム５
との間に適当なレリース隙間２７を維持しながら吐出室
油溜３４の潤滑油圧力を利用して、常に旋回スクロ−ル
１５の方向に背圧付勢されることにより、圧縮室圧力が
正常な運転時には、固定スクロール１５とスラスト軸受
２０との間に微少隙間で挾まれた旋回スクロール１Ｂは
倒れやジャンピングに起因する摺動面との衝突や片当り
のない円滑な旋回運動をする。

その結果、圧縮室間の軸方向微少隙間を確保して圧縮冷
媒ガス漏れを防いで高圧縮効率の維持と騒音や振動の少
ない耐久性に優れた圧縮機を提供することは当然ながら
、冷時始動初期などに冷凍サイクルから多量の液冷媒が
圧縮機内に帰還し、圧縮過程で液圧縮が生じて圧縮室圧
力が異常上昇を始め、固定スクロール１５から離反する
方向ｆζ旋回スクロール１８に作用するスラスト力が一
時的に過大になる場合でも、スラスト軸受２０がモータ
室６の方へ後退するので、旋回スクロール１８が固定ス
クロール１５との軸方向隙間を広げて圧縮室間の密封を
解除し、圧縮室圧力が瞬時に降圧して圧縮機負荷が軽減
され、耐久性を高めることができる。

また、液圧縮が生じない場合でも、圧縮比が一定なため
、始動時は吸入圧力が比較的高く、圧縮室圧力は安定運
転時よりも極めて高くなるが、スラスト軸受２ｏの常時
付勢力の適正設定により、起動負荷を軽減することがで
きる。

また、ｈ記実施例によればラップ支持円板１８ｃのスラ
スト軸受２０の側に旋回スクロール１８の背圧室３９を
形成し、背圧室３９と吐出室油溜３４とを主軸受１２の
微少隙間を介して連通ずることにより、背圧室３９を中
間圧力にしその背圧力により旋回スクロール１８を圧縮
空間の側へ常時付勢してスラスト軸受２０に作用させる
背圧による付勢力を小さくできる。その結果、液圧縮な
どで、圧縮空間が異常圧力上昇して旋回スクロール１８
が固定スクロール１５から離反する場合のスラスト軸受
２０の後退応答性が良く、異常圧縮時の圧縮空間圧力を
迅速に降下させることができる。また、スラスト軸受２
０の小形化によって圧縮機の小型化を図ることもできる
。

また、上記実施例によればスラスト軸受２０にシールリ
ング７０やバネ装置（図示なし）の弾性力を利用して予
圧付勢すること（こより、圧縮室圧力が一時的に上昇し
、背圧室３９の圧力が低い圧縮機始動初期でも、旋回ス
クロール１８に作用するスラスト力によってスラスト軸
受２０が大きく後退せず、固定スクロール１５と旋回ス
クロール１８との間の隙間を適正に保つ。したがって、
圧縮室隙間過大による圧縮不能を防止すると共にスラス
ト軸受２０のレリース隙間２７を大きく設定でき、液圧
縮時の負荷軽減連応性を良くすることもできる。

また、上記実施例によれば、スラスト軸受２０と本体フ
レーム５との間に設けたスラスト軸受背圧室形成のため
のゴム製のシールリング７０の弾性力を利用して予圧付
勢することにより、安価な圧縮負荷＠減装置を実現でき
る。

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斌体
圧縮機の場合も同様の作用効果を期待できる。

発明の効果以上のように本発明は、旋回スクロールが駆動軸を支承
する本体フレームと固定スクロールとの間に配置され、
本体フレームの側に設けられて軸方向にのみ移動が可能
なスラスト軸受と固定スクロールとの間に微少隙間を設
けて挾まれており、スラスト軸受は本体フレームとの間
に適当な軸方向隙間を維持しながら吐出流体圧力または
吐出圧力と吸入圧力との間の中間流体圧力を利用して常
に旋回スクロールの方向に付勢されることにより、圧縮
室圧力が正常安定状態の運転時には、固定スクロールと
スラスト軸受との間に微少隙間で挾まれた旋回スクロー
ルは、圧縮作用や慣性力、摺動抵抗などに基づく旋回ス
クロールを転覆させようとするモーメントやジャンピン
グ現象を受けずに、摺動面との衝突や片当りのない静粛
で振動の少ない旋回運動をする。これにより、圧縮室間
の軸方向の微少隙間を確保して圧縮流体漏れを防ぎ、圧
縮効率を高め、騒音や振動特性をより一層改善すること
ができる。また圧縮過程での液圧縮などにより、圧縮室
圧力が異常上昇を始め、固定スクロールから離反する方
向に旋回スクロールに作用するスラスト荷重が一時的に
過大になる場合は、スラスト軸受が本体フレームとの隙
間を狭める方向に後退するので、旋回スクロールが固定
スクロールとの軸方向隙間を広げて圧縮室間の密封を解
除し、圧縮室圧力を降圧し、圧縮負荷を軽減して耐久性
を高めることができる。

また、液圧縮が生じない場合でも、圧縮比が一定なため
に、閉配管系で使用される圧縮機の始動初期は、吸入圧
力が比較的高く、圧縮負荷も安定運転時よりも極めて高
くなるが、スラスト軸受への常時付勢力を適切設定する
ことにより、起動負荷も軽減できるなど、圧縮効率、振
動・騒音特性、耐久性に優れた効果を有するスクロール
圧縮機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるスクロール冷媒
圧縮機の縦断面図、第２図は同圧縮機における主要部品
の分解図、第３図は同圧縮機におけるスラスト軸受のシ
ール部詳細部分断面図、第４図は同圧縮機におけるオル
ダムリングの外観図、第５図は同圧縮機におけるオルダ
ム機構部の組み立て外観図、第６図は第１図におけるＡ
−Ａ線に沿った横断面図、第７図は同圧縮機の吸入管接
続部における逆止弁の位置説明図、第８図は第７図にお
けるＢ−８線に沿った部分断面図、第９図は同圧縮機の
給油通路に用いる逆止弁の外観図、第１０図、第１１図
はそれぞれ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、第１２図は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、第１３図は
各圧縮室における定点の圧力変化を示す特性図、第１４
図は本発明の第２の実施例におけるスクロール冷媒圧縮
機の縦断面図、第１５図は同圧縮機における給油通路制
御弁装置のリード弁取り付は外観図、第１６図、第１８
図はそれぞれ異なる従来例を示すスクロール圧縮機の縦
断面図、第１７図は第１６図の部分拡大図である。２・・・・・・吐出室、３・・・・・・モータ、４・・
・・・・駆動軸、５・・・・・・本体フレーム、１５・
・・・・・固定スクロール、１５ｍ・・・・・・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、１８Ｇ・・・・・・ラップ支持円板、２
０・・・・・・スラスト軸受、３４・・・・・・吐出室
油溜、３９・・・・・・背圧室、７０・・・・・シール
リング、１０５・・・・・・本体フレーム、１１５・・
・・・・固定スクロール、１１８・・・・・・旋回スク
ロール、１２０・・・・・・スラスト軸受、１３９・・
・・・・背圧室。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ノ５
−リ固定スクロール第６図６／１）９−ｍ−逆止弁第８図四儒ノＸＺ−−−油穴Ａ第１６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に形成
された渦巻き状の固定スクロールラップに対して旋回ス
クロールの一部をなすラップ支持円板上の旋回スクロー
ルラップを揺動回転自在に噛み合わせ、両スクロール間
に渦巻き形の圧縮空間を形成し、前記固定スクロールラ
ップの中心部には吐出ポートを設け、前記固定スクロー
ルラップの外側には吸入室を設け、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圧縮室に区
画されて流体を圧縮するスクロール圧縮機構を形成し、
前記旋回スクロールは駆動軸を支承する本体フレームと
前記固定スクロールとの間に配置され、前記本体フレー
ムの側に設けられて軸方向にのみ移動が可能なスラスト
軸受と前記固定スクロールとの間に微小隙間を設けて挾
まれており、前記スラスト軸受は前記本体フレームとの
間に適当な軸方向隙間を維持しながら吐出流体圧力また
は吐出圧力と吸入圧力との間の中間流体圧力を利用して
常に前記旋回スクロールの方向に付勢されたスクロール
圧縮機。
（２）　ラップ支持円板のスラスト軸受側に旋回スクロ
ールの背圧室を形成し、前記背圧室と圧縮空間または吐
出室に通じる空間とを連通した特許請求の範囲第１項記
載のスクロール圧縮機。
（３）　スラスト軸受に予圧付勢した特許請求の範囲第
１項または第２項記載のスクロール圧縮機。（４）　ス
ラスト軸受と本体フレームとの間に設けたスラスト軸受
背圧室形成シール部材の弾性力を利用して予圧付勢した
特許請求の範囲第３項記載のスクロール圧縮機。