JPH0821382A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高差圧時押付け力が過大になったり、低差圧
時に押付け力が不足したりするのをなくし、押付け力の
過不足による効率低下を回避し、スラスト面の損傷を防
止する。 【構成】 軸受ハウジング３と可動スクロール５の鏡板
５ｂとの間に複数のシールリング２１，２２を設け、内
側シールリング２１の径方向中心側に高圧室２３を、外
側シールリング２２の径方向外側に低圧室２４を設け、
前記シールリング２１，２２の間に制御室２５を設け
て、この制御室２５を低圧室と高圧室との一方に切換え
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスクロール圧縮機、詳し
くは主として冷凍装置に用いるスクロール圧縮機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、固定スクロールと可動スクロール
とを備えたスクロール圧縮機において、前記可動スクロ
ールの鏡板背面をシールリングで区画し、その径方向中
心側を高圧室として高圧圧力を作用させ、前記可動スク
ロールを固定スクロールに押しつけるようにしたもの
が、特公平３−３６１６０号公報に示されているように
知られている。

【０００３】このスクロール圧縮機は図６に示したよう
に、密閉ケーシングＣに、モ−タＭの駆動軸Ｄを支持す
る軸受ハウジングＨを設け、この軸受ハウジングＨの反
モ−タ側に、固定スクロールＦＳと可動スクロールＯＳ
とを噛合わせた圧縮要素Ｅを配置すると共に、前記軸受
ハウジングＨと可動スクロールＯＳの鏡板Ｆとの間に、
オルダムリングを兼用したシールリングＳを介装して前
記鏡板Ｆの背面側における径方向中心側に、前記ケーシ
ングＣの高圧空間Ａ、即ち、吐出ガス作用空間と連通す
る高圧室ＨＲを設け、径方向外側に、前記ケーシングＣ
の低圧空間Ｂ、即ち吸入ガス作用空間と連通する低圧室
ＬＲを設け、前記高圧室ＨＲに作用させる高圧圧力と、
前記低圧室ＬＲに作用させる低圧圧力との差圧により、
前記可動スクロールＯＳを固定スクロールＦＳに押付け
渦巻体と鏡板とのシールを図るようにしたもので、前記
鏡板Ｆの全面に高圧圧力を作用させて押付けるようにし
たものに比較してその押付け力（スラスト力）を低減
し、押付け力が過大になることによる摩損やモ−タの軸
動力損失が大きくなるのを防止したものである。尚、図
６においてＧは吸入ガス管、Ｊは吐出ガス管である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが以上の構成に
おいて、前記高圧室ＨＲでの受圧面積は前記シールリン
グＳの内径により決まり、このため、この受圧面積を高
圧圧力と低圧圧力との差圧が最低となる最低差圧時にお
いて、前記可動スクロールＯＳが固定スクロールＦＳに
押し付けられるように設定すると、高差圧域においては
押し付け力が過大となり、モ−タの入力が大きくなって
運転効率が低下するし、場合によってはスラスト面が損
傷する問題があり、また、逆に前記受圧面積を最高差圧
時でもスラスト面圧が所定値以下になるように設定する
と、低差圧域において押付け力が不足し、このため前記
スクロールＦＳ，ＯＳ間のシール性が低下して、圧縮効
率が低下し、場合によっては可動スクロールＯＳが遠心
力による半径方向の力とガス圧による力とで傾転してス
ラスト面を損傷する恐れが生ずる問題があった。

【０００５】本発明の目的は、高差圧時押付け力が過大
になって運転効率が低下したり、スラスト面が損傷した
りするのを回避できながら、低差圧時、押付け力が不足
して圧縮効率が低下したりするのも同時に回避できるよ
うにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、駆動軸２を支持する軸受ハ
ウジング３と、可動スクロール５の鏡板５ｂとの間に、
シールリングを介装して、前記鏡板５ｂの径方向中心側
に、密閉ケーシング１の高圧空間９と連通する高圧室２
３を設け、径方向外側に、前記ケーシング１の低圧空間
８と連通する低圧室２４を設けたスクロール圧縮機にお
いて、前記軸受ハウジング３と鏡板５ｂとの間に複数の
シールリング２１，２２を介装して、これらシールリン
グ２１，２２間に、制御室２５を設けると共に、この制
御室２５を、高圧側圧力ＨＰと低圧側圧力ＬＰとの高低
差圧ΔＰが、所定差圧を越えると低圧空間８と連通して
低圧室に、また、所定差圧以下で高圧空間９と連通して
高圧室に切換える切換手段を設けたのである。

【０００７】また、請求項２記載の発明は、前記切換手
段が高低差圧ΔＰで動作する差圧弁３０から成り、この
差圧弁３０の高圧側作用室３２を、高圧空間９とスクロ
ール圧縮要素６における中間圧室との一方と連通させ、
前記差圧弁３０の低圧側作用室３３を、低圧空間８とス
クロール圧縮要素６における中間圧室との一方と連通さ
せ、高圧側圧力ＨＰと低圧側圧力ＬＰとの高低差圧ΔＰ
で切換動作し、制御室２５を高圧室と低圧室との一方に
切換えるようにしたのであり、また、請求項３記載の発
明は、前記可動スクロール５の鏡板５ｂにシールリング
２１，２２を保持させたのである。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明では、前記制御室２５を、
低圧室と高圧室との一方に切換えるようにしたから、高
圧圧力で作用する前記高圧室２３の受圧面積を可変にで
き、即ち、高低差圧が大きい領域では前記受圧面積を減
少させ、高低差圧が小さい領域では前記受圧面積を増大
させることができるのである。

【０００９】従って、高差圧領域において前記可動スク
ロール５を固定スクロール４に押し付ける押付け力（ス
ラスト力）が過大になるのを回避できるし、低差圧領域
において前記押付け力が不足するのを回避できるのであ
る。

【００１０】この結果、従来例のように、押付け力が過
大となってモ−タの入力が増大して運転効率が低下した
り、スラスト面が損傷したりすることはなくなり、ま
た、押付け力が不足してシール性が悪くなり圧縮効率が
低下したり、可動スクロール５の傾きによりスラスト面
が損傷したりするのをなくせるのであって、ＥＥＲを向
上でき、信頼性を向上できるのである。

【００１１】また、請求項２では、前記切換手段として
差圧弁３０を用い、高低差圧の変動で自動的に前記制御
室２５を低圧室と高圧室との一方に切換えるようにした
から、殊更に高低差圧を検出するための検出手段を別途
設ける必要なく、また、この検出手段による高低差圧の
信号により電気的に動作する切換弁を用いる必要もなく
し得るのである。

【００１２】従って、構造簡単にできて、前記押付け力
の過不足を防止でき、安価にＥＥＲ向上及び信頼性向上
を達成できるのである。

【００１３】

【実施例】図３に示したスクロール圧縮機は、冷凍装置
に用いる縦形のもので、縦形の密閉ケーシング１の下部
にモ−タＭを内装し、このモ−タＭの上部に前記モ−タ
Ｍの駆動軸２を支持する軸受ハウジング３を設けると共
に、この軸受ハウジング３の反モ−タ側に固定スクロー
ル４と可動スクロール５との渦巻体４ａ，５ａを噛合わ
せた圧縮要素６を内装する一方、前記固定スクロール４
と軸受ハウジング３との間に、吸入管７が開口する低圧
空間８を設け、また、前記固定スクロール４における鏡
板４ｂの中央部に吐出口４ｃを設けて前記密閉ケーシン
グ１の上部空間に開口させると共に、この上部空間を、
前記軸受ハウジング３とモ−タＭとの中間部空間に連通
させて前記密閉ケーシング１を高圧ドームとし、その高
圧空間９における前記中間部空間に吐出管１０を開口さ
せ、更に、前記駆動軸２の中心部には、下部に設ける給
油ポンプ（図示せず）と連通する給油通路１１を設け、
この給油通路１１を前記駆動軸２における偏心軸２ａの
軸端部に開口させ、前記可動スクロール５における鏡板
５ｂの背面に高圧圧力と、前記ポンプにより昇圧された
圧力との高圧圧力が作用するように構成している。

【００１４】尚図３において１２は前記可動スクロール
５の自転を防止するためのオルダムリングであり、５ｃ
は前記可動スクロール５における鏡板５ｂの背面から突
出する筒軸で、前記駆動軸２の偏心軸部２ａに嵌合させ
ている。また、１３，１４は軸受、１５は仕切板であ
る。

【００１５】従って、以上の構成で前記駆動軸２が駆動
回転することにより、前記可動スクロール５が前記固定
スクロール４に対し公転駆動され、前記吸入管７から低
圧空間８を介して吸入するガス冷媒を、前記各スクロー
ル４，５の渦巻体４ａ，５ａ間に形成する圧縮室１６で
圧縮し、圧縮した高圧ガス冷媒を、前記吐出口４ｃから
前記高圧空間９に吐出させた後、前記吐出管１０から外
部に取出すことができるのである。

【００１６】しかして、図１に示した実施例は、以上の
ように構成するスクロール圧縮機において、前記軸受ハ
ウジング３と可動スクロール５の鏡板５ｂとの間に、二
つのシールリング２１，２２を介装し、このシールリン
グ２１，２２のうち内側シールリング２１の径方向中心
側に、前記高圧空間９と前記給油通路１１を介して連通
する高圧室２３を設け、また、前記シールリング２１，
２２のうち外側シールリング２２の径方向外側に、前記
低圧空間８と連通する低圧室２４を設けると共に、前記
シールリング２１，２２間に制御室２５を設け、更に、
この制御室２５を、高圧側圧力ＨＰと低圧側圧力ＬＰと
の高低差圧ΔＰが所定差を越える高差圧時に低圧室２３
と連通して低圧室に、また、所定差圧以下で高圧室２４
に連通して高圧室に切換える切換手段を設け、前記制御
室２５を低圧室としたり高圧室とすることにより前記高
圧室２３における前記鏡板５ｂの受圧面積を変更して前
記可動スクロール５を固定スクロール４に押付ける押付
け力を、差圧条件で調節できるようにしたのである。

【００１７】第１実施例における前記シールリング２
１，２２は、前記可動スクロール５の鏡板５ｂに、リン
グ溝５ｄ，５ｅを設けて、例えばコイルばねや、Ｏリン
グなどの弾性体から成るバックアップばね２６，２７を
介して前記鏡板５ｂに保持させると共に、前記切換手段
として高低差圧ΔＰで動作する差圧弁３０を用いてい
る。

【００１８】この差圧弁３０は、３ランド形式のスプー
ル弁から成るもので前記軸受ハウジング３に設けるスプ
−ル孔に摺動可能に内装すると共に、スプ−ル３１の長
さ方向一側に前記高圧室２３に連通する高圧側作用室３
２を設け、また、他側に前記低圧室２４に連通する低圧
側作用室３３を設け、この低圧作用室３３に前記スプ−
ル３１を高圧側作用室側に押圧し、切換動作の高低差圧
を設定するスプリング３４を設ける一方、前記スプ−ル
３１に、一端側が前記高圧側作用室３２に開口し、他端
側がランド間の高圧側環状室３５に開口する高圧側通路
３６と、一端側が前記低圧側作用室３３に開口し、他端
側がランド間の低圧側環状室３７に開口する低圧側通路
３８とを設け、更に前記軸受ハウジング３に、一端側が
前記スプ−ル孔に開口し、他端側が前記制御室２５に開
口する連通路３９を設けて構成している。

【００１９】従って、前記高低差圧ΔＰが前記スプリン
グ３４で設定する設定差圧を越える高差圧時には、前記
スプ−ル３１が前記スプリング３４に抗して低圧側作用
室３３側に摺動し、図１に示したように前記低圧側環状
室３７が前記連通路３９に連通して、前記制御室２５が
低圧室に切換えられるのであり、また、高低差圧ΔＰが
設定差圧以下になると前記スプリング３４の押圧力で前
記スプ−ル３１が高圧側作用室３２側に摺動し、図２に
示したように前記高圧側環状室３５が前記連通路３１に
連通して前記制御室２５が高圧室に切換えられるのであ
る。

【００２０】このように、高差圧時、前記制御室２５が
低圧室に切換えられることで、前記高圧室２３は前記内
側シールリング２１の径方向中心側のみとなり、この結
果、前記可動スクロール５の鏡板５ｂにおける高圧圧力
の受圧面積が減少し、前記可動スクロール５の固定スク
ロール４への押付け力は弱められるのであり、また、低
差圧時、前記制御室２５が高圧室に切換えられると、前
記高圧室２３は、前記内側シールリング２１の径方向中
心側と前記制御室２５との合計となり、この結果、前記
可動スクロール５の前記受圧面積は増大し、前記押付力
を強められるのである。

【００２１】即ち、図５に示したように高低差圧ΔＰが
設定差圧以外の低差圧時には、前記受圧面積を鎖線で示
したように内側リング２１の径方向中心側面積から破線
で示した外側リング２２の径方向中心側面積に広げられ
ると共に、高低差圧ΔＰが所定差圧を越えると、前記受
圧面積を内側リング２１の径方向中心側面積に狭められ
るのであって、このように受圧面積を変更することによ
り、前記押付け力を所定荷重（例えば２０Kg／cm² 以
下）に抑えられるのである。

【００２２】従って、低差圧時でも押付け力が不足する
ことをなくし得ながら、高差圧時押付け力が過大になる
のも防止できるのであって、低差圧域において押付け力
が不足することによりシール性が低下したり、可動スク
ロールの傾転によるスラスト面の損傷を防止できなが
ら、高差圧域において押付け力が過大となって入力が増
大して運転効率が低下し、場合によってはスラスト面が
損傷するのも防止できるのである。

【００２３】この結果、ＥＥＲを向上でき、かつ、信頼
性も向上できるのである。

【００２４】以上説明した実施例は、前記切換手段とし
て前記差圧弁３０を用いたが、高圧圧力ＨＰと低圧圧力
ＬＰとを検出する圧力検出器を設けて、高低差圧を検出
すると共に、電磁切換弁を設け、前記圧力検出器による
高低差圧の電気信号をもとに前記切換弁を動作させて切
換えるようにしてもよい。

【００２５】また、差圧弁３０を用いる場合、図１，２
のように前記軸受ハウジング３に組込み、前記スプ−ル
３１の高圧側作用室３２を前記高圧室２３に、前記低圧
側作用室３３を前記低圧室２４に連通させたが、前記可
動スクロール５の鏡板５ｂにスプ−ル孔を設けて、前記
スプ−ル３１の高圧側作用室３２を、前記可動スクロー
ル５と固定スクロール４との各渦巻体５ａ，４ａ間に形
成する圧縮室１６のうち、中間圧となる中間圧室に連通
させ、低圧側作用室３３を前記低圧室２３又は前記低圧
空間８に連通させたり、又は前記高圧側作用室３２を前
記高圧空間９に連通させ、低圧側作用室３３を前記中間
圧室に連通させてもよい。何れの場合も、高圧圧力ＨＰ
と低圧圧力ＬＰとの高低差圧ΔＰを検知して前記スプ−
ル３１を動作させられるのである。

【００２６】また、図１，２に示した実施例は、前記シ
ールリング２１，２２を前記可動スクロール５の鏡板５
ｂに保持させたが、図４のように前記軸受ハウジング３
に保持させてもよい。

【００２７】しかし、前記シールリング２１，２２を可
動スクロール５に保持させる場合には、前記可動スクロ
ール５の鏡板５ｂに作用する押付け力が、この可動スク
ロール５の公転駆動に拘らず、前記鏡板５ｂの中心に対
しずれることなく作用することになり、前記可動スクロ
ール５の姿勢を安定させられる点で有利となる。

【００２８】更に、前記差圧弁３０として、前記スプ−
ル３１に高圧側通路３６及び低圧側通路３８を設けた
が、これら通路は、前記スプ−ル孔を設ける例えば軸受
ハウジング３に形成してもよい。

【００２９】しかし、前記スプ−ル３１に前記通路３
６，３８を設けることにより、前記軸受ハウジングでの
通路構成が簡単になり、前記軸受ハウジング３の加工を
容易にできる点で有利となる。

【００３０】また、図１，２及び図３に示した実施例で
は、前記スプ−ル３１の低圧側作用室３３に前記スプリ
ング３４を介装して、前記スプ−ル３１が動作を開始す
る高低差圧を設定したが、前記スプ−ル３１の高圧側受
圧面と低圧側受圧面とに受圧面積の差を設けて設定して
もよいし、前記スプリング３４と併用してもよい。又、
前記シールリング２１，２２は２個としたが、３個以上
の複数でもよい。

【００３１】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、前記制御室２
５を、低圧室と高圧室との一方に切換えるようにしたか
ら、高圧圧力で作用する前記高圧室２３の受圧面積を可
変にでき、即ち、高低差圧が大きい領域では前記受圧面
積を減少させ、高低差圧が小さい領域では前記受圧面積
を増大させることができるのである。

【００３２】従って、高差圧領域において前記可動スク
ロール５を固定スクロール４に押し付ける押付け力（ス
ラスト力）が過大になるのを回避できるし、低差圧領域
において前記押付け力が不足するのを回避できるのであ
る。

【００３３】この結果、従来例のように、押付け力が過
大となってモ−タの入力が増大して運転効率が低下した
り、スラスト面が損傷したりすることはなくなり、ま
た、押付け力が不足してシール性が悪くなり圧縮効率が
低下したり、可動スクロール５の傾きによりスラスト面
が損傷したりするのをなくせるのであって、ＥＥＲを向
上でき、信頼性を向上できるのである。

【００３４】また、請求項２では、前記切換手段として
差圧弁３０を用い、高低差圧の変動で自動的に前記制御
室２５を低圧室と高圧室との一方に切換えるようにした
から、殊更に高低差圧を検出するための検出手段を別途
設ける必要なく、また、この検出手段による高低差圧の
信号により電気的に動作する切換弁を用いる必要もなく
し得るのである。

【００３５】従って、構造簡単にできて、前記押付け力
の過不足を防止でき、安価にＥＥＲ向上及び信頼性向上
を達成できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例で高差圧時の作動状態を示
す要部の断面図。

【図２】 低差圧時の作動状態を示す要部の断面図。

【図３】 第１実施例の１部省略全体断面図。

【図４】 別の実施例を示す要部の断面図。

【図５】 高低差圧に対する押付け力の変化を示すグラ
フ。

【図６】 従来例の断面図。

【符号の説明】

１ 密閉ケーシング ２
駆動軸 ３ 軸受ハウジング ４
固定スクロール ５ 可動スクロール ５ｂ
鏡板 ８ 低圧空間 ９
高圧空間 ２１ シールリング ２２
シールリング ２３ 高圧室 ２４
低圧室 ２５ 制御室 ３０
差圧弁 ３２ 高圧側作用室 ３３
低圧側作用室

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸（２）を支持する軸受ハウジング
   （３）と、可動スクロール（５）の鏡板（５ｂ）との間
   に、シールリングを介装して、前記鏡板（５ｂ）の径方
   向中心側に、密閉ケーシング（１）の高圧空間（９）と
   連通する高圧室（２３）を設け、径方向外側に、前記ケ
   ーシング（１）の低圧空間（８）と連通する低圧室（２
   ４）を設けたスクロール圧縮機において、 前記軸受ハウジング（３）と鏡板（５ｂ）との間に複数
   のシールリング（２１）（２２）を介装して、これらシ
   ールリング（２１）（２２）間に、制御室（２５）を設
   けると共に、 この制御室（２５）を、高圧側圧力（ＨＰ）と低圧側圧
   力（ＬＰ）との高低差圧（ΔＰ）が、所定差圧を越える
   と低圧空間（８）と連通して低圧室に、また、所定差圧
   以下で高圧空間（９）と連通して高圧室に切換える切換
   手段を設けていることを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 【請求項２】 切換手段が高低差圧（ΔＰ）で動作する
   差圧弁（３０）から成り、この差圧弁（３０）の高圧側
   作用室（３２）を、高圧空間（９）とスクロール圧縮要
   素（６）における中間圧室との一方と連通させ、前記差
   圧弁（３０）の低圧側作用室（３３）を、低圧空間
   （８）とスクロール圧縮要素（６）における中間圧室と
   の一方と連通させ、高圧側圧力（ＨＰ）と低圧側圧力
   （ＬＰ）との高低差圧（ΔＰ）で切換動作し、制御室
   （２５）を高圧室と低圧室との一方に切換えるようにし
   ている請求項１記載のスクロール圧縮機。
3. 【請求項３】 可動スクロール（５）の鏡板（５ｂ）に
   シールリング（２１）（２２）を保持させている請求項
   １又は２記載のスクロール圧縮機。