JPH11324950A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バイパスバルブの開き遅れによる過圧縮損失
を発生させない高効率なスクロール圧縮機を得ること。 【解決手段】 固定スクロールの鏡板に形成された一対
のバイパス孔から圧縮途中の圧縮室より高圧空間に冷媒
ガスを逃がし、バイパスバルブは、中央に吐出ガスが通
る穴を有する一対のバイパス孔に共用のフリーバルブ形
式で、固定スクロールにはバイパスバルブの軸方向移動
を規制するストッパーが固定された過圧縮防止機構を備
えたもので、固定スクロール鏡板の反圧縮室側の端面に
形成される弁座面またはバイパバルブの固定スクロール
側端面を、弁座面とバイパスバルブの固定スクロール側
端面との接触面積が、バイパスバルブの固定スクロール
側端面の弁座面への投影面積よりも小さくなるような形
状に形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空気調和機・冷
凍機等に用いられるスクロール圧縮機に関するもので、
特にフリーバルブ形式のバイパスバルブを用いた過圧縮
防止機構の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開昭６１−１１６０８５号公報
に示されるようなリードバルブ形式とは異なり、固定さ
れる部位が存在しないフリーバルブ形式のバイパスバル
ブを使用した過圧縮防止機構を有する従来のスクロール
圧縮機が、例えば特開平８−２４７０５３号公報に開示
されている。

【０００３】図８および図９は、上記特開平８−２４７
０５３号公報に示されたスクロール圧縮機の部分縦断面
図および要部分解斜視図である。図において、密閉容器
１ａ、１ｂ内に圧縮機構部２と駆動源である電動機３が
内蔵されている。圧縮機構部２の構成要素として、４は
鏡板４ａに渦巻体４ｂを立設させた固定スクロール、５
は鏡板５ａに渦巻体５ｂを立設させた揺動スクロール
で、両渦巻体４ｂ、５ｂを互いに位相を１８０度ずら
し、偏心させて組み合わせることにより圧縮室１３が形
成される。

【０００４】固定スクロール鏡板４ａのほぼ中央には、
圧縮した冷媒ガスを高圧空間１５に導くための吐出ポー
ト４ｃが設けられている。６は揺動スクロール５の自転
防止機構であるオルダムリング、７は密閉容器１ａに嵌
着固定されたフレームである。揺動スクロール５はフレ
ーム７に設けられたスラスト軸受面７ｂで軸方向に支持
され、また固定スクロール４はフレーム７にボルト等に
より固定されている。

【０００５】８はクランク軸で、上部が偏心しており、
その偏心部が揺動スクロール５の渦巻体５ｂが立設して
いる側と反対側の面の中央に形成された揺動軸受部５ｃ
内に直接、あるいは偏心量可変機構であるスライダー等
を介して挿入されている。そしてクランク軸８はフレー
ム７に形成されている軸受部７ａに半径方向に支承され
る。一方電動機３はクランク軸８に取り付けられた回転
子３ａと、密閉容器１ａに嵌着固定された固定子３ｂと
から構成されている。１１は低圧の冷媒ガスを密閉容器
１ａ、１ｂ内に導く吸入管、１２は高圧の冷媒ガスを外
部に吐き出す吐出管である。

【０００６】ここで図８および図９に示されるスクロー
ル圧縮機が備えている過圧縮防止機構の構成について説
明する。固定スクロール鏡板４ａの反渦巻体側端面のほ
ぼ中央部には円筒状壁４ｆが形成され、該円筒状壁４ｆ
にはストッパー１０が圧入等により固定されている。固
定スクロール鏡板４ａは円筒状壁４ｆの内側において、
外側より厚さが少し薄く、その円筒状壁４ｆ内側での鏡
板端面４ｅ（以降固定スクロール鏡板中央端面４ｅと呼
ぶ）は、外側の鏡板端面より渦巻体４ｂ側に近い位置に
存在している。

【０００７】そして、固定スクロール鏡板中央端面４ｅ
とストッパー１０および円筒状壁４ｆの内壁により吐出
室２０が形成される。この吐出室２０には前記吐出ポー
ト４ｃが開口し、また前記高圧空間１５と連通してい
る。実質的にはこの吐出室２０も高圧空間１５の一部で
あり、その圧力状態は高圧空間１５と等しく吐出圧力
（凝縮圧力）である。ここでは説明をわかりやすくする
ために、便宜的に固定スクロール鏡板中央端面４ｅとス
トッパー１０および円筒状壁４ｆの内壁により形成され
る空間を吐出室２０と呼ぶものとする。

【０００８】円筒状壁４ｆの内側の固定スクロール鏡板
４ａには、圧縮途中の一対の圧縮室１３から吐出室２０
に連通する一対のバイパス孔４ｄが設けられている。バ
イパス孔４ｄの吐出室２０側の開口面は固定スクロール
鏡板中央端面４ｅであり、この鏡板中央端面４ｅ全表面
が弁座面となり、例えば金属薄板材等により成形された
バイパスバルブ９が吐出室２０内に設置されている。

【０００９】バイパスバルブ９は他の部品とは一切つな
がっておらず、固定点を全く有さず、吐出室２０内にお
いて、バルブ全体が軸方向移動することに対して、何ら
妨げるものがないフリーバルブ形式である。９ａはバイ
パスバルブの固定スクロール側端面、９ｂはバイパスバ
ルブのストッパー側端面であり、ともに平坦な面であ
る。

【００１０】弁座面である固定スクロール鏡板中央端面
４ｅは、図９に示すように一対のバイパス孔４ｄの開口
面をその表面内に含む平坦な面で、ほぼ中央には吐出ポ
ート４ｃが開口している円環形状であり、またバイパス
バルブ９も同様に、吐出ポート４ｃやバイパス孔４ｄか
ら吐出される高圧冷媒ガスの流路を妨げないように、中
央に吐出ポート４ｃの径より大きい径の穴を有した円環
状に成形されている。

【００１１】次に動作について説明する。吸入管１１よ
り取り込まれた低圧の冷媒ガスは、電動機３の回転子３
ａの回転によりクランク軸８が回転すると、揺動スクロ
ール５がオルダムリング６の案内で、固定スクロール４
に対して自転を伴わない公転旋回運動を行うことで、両
スクロールの渦巻体４ｂ、５ｂが組み合わされて形成さ
れる一対の圧縮室１３へと取り込まれる。そして圧縮室
１３が揺動スクロール５の公転旋回運動により、外周部
から徐々に中心部へとその体積を減少させながら移動す
ることで低圧の冷媒ガスは圧縮され、その圧力が上昇す
る。そして吐出ポート４ｃから吐出された高圧の冷媒ガ
スが、高圧空間１５等を経て、吐出管１２を通って外部
に送り出される。

【００１２】なお一対の圧縮室１３の圧力は、一対の圧
縮室１３が中心部にて互いに連通し、吐出ポート４ｃと
連通するまでは、吐出圧力（凝縮圧力）にほとんど関係
なく、吸入圧力（蒸発圧力）と圧縮室１３の容積変化に
よって、昇圧される圧力が決定される。このようにスク
ロール圧縮機では渦巻体４ｂ、５ｂの幾何形状によって
決定される組み込み圧縮比が存在する。組み込み圧縮比
の定義は、吐出ポート４ｃと連通する直前の一対の圧縮
室１３における圧力と吸入圧力（蒸発圧力）の比であ
る。

【００１３】ここで過圧縮防止機構の動作について説明
する。吐出圧力（凝縮圧力）と吸入圧力（蒸発圧力）の
比が、前記組み込み圧縮比より大きい場合、一対のバイ
パス孔４ｄがそれぞれ臨む一対の圧縮室１３の圧力は、
吐出室２０の圧力すなわち吐出圧力（凝縮圧力）よりも
常に低い。このような条件で運転されている場合には、
バイパスバルブ９は吐出圧力（凝縮圧力）とバイパス孔
４ｄが臨む圧縮室１３の圧力との差圧により、弁座面で
ある固定スクロール鏡板中央端面４ｅに、その固定スク
ロール側端面９ａの全表面積を常に密着させていて、バ
イパス孔４ｄが吐出室２０に連通しないように、バイパ
ス孔４ｄの吐出室２０側の開口部を閉塞し、吐出圧力
（凝縮圧力）まで圧縮された冷媒ガスが、バイパス孔４
ｄが臨む吐出圧力より低い圧力の圧縮室へリークしない
ようにシールしている。

【００１４】一方吐出圧力（凝縮圧力）と吸入圧力（蒸
発圧力）の比が、前記組み込み圧縮比より小さい場合に
は、一対のバイパス孔４ｄがそれぞれ臨む一対の圧縮室
１３の圧力は、吐出ポート４ｃと連通する前に、吐出圧
力（凝縮圧力）に到達する。吐出圧力に到達する前まで
は、前述と同様に、バイパスバルブ９は吐出圧力（凝縮
圧力）とバイパス孔４ｄが臨む圧縮室１３の圧力との差
圧により、弁座面である固定スクロール鏡板中央端面４
ｅに、その固定スクロール側端面９ａの全表面積を密着
させ、バイパス孔４ｄの吐出室２０側の開口部を閉塞し
ているが、一対の圧縮室１３の圧力が吐出圧力に到達
し、さらに圧縮行程が進み、吐出圧力（凝縮圧力）より
わずかに高くなると、バイパスバルブ９に作用する圧力
差の方向は逆になり、その差圧によりバイパスバルブ９
は押し上げられ、すなわち固定スクロール鏡板中央端面
４ｅとバイパスバルブ９の固定スクロール側端面９ａが
離間し、一対のバイパス孔４ｄは開口され、圧縮室１３
はバイパス孔４ｄを介して、それぞれ吐出室２０に連通
する。

【００１５】このようにして圧縮途中の冷媒ガスを吐出
室２０を介して高圧空間１５に吐出させ、圧縮室１３の
圧力が吐出圧力（凝縮圧力）よりも上昇することを防止
し、過圧縮損失を著しく低減させる。なお押し上げられ
たバイパスバルブ９は、ストッパー１０の吐出室２０側
に面する平坦な端面１０ａ（以降吐出室側端面１０ａと
呼ぶ）の全表面が移動規制部となって、バイパスバルブ
のストッパー側端面９ｂがその移動規制部であるストッ
パーの吐出室側端面１０ａと接触することで、移動が停
止する。

【００１６】さらに圧縮行程が進み、外周部の圧縮室が
バイパス孔４ｄが臨む一対の圧縮室１３となり、その圧
縮室１３の圧力が一旦吐出圧力より低下すると、押し上
げられた後にストッパーの吐出室側端面１０ａにストッ
パー側端面９ｂを接触させていたバイパスバルブ９は、
吐出圧力である吐出室２０と吐出圧力より低い圧縮室１
３の圧力差により、固定スクロール鏡板中央端面４ｅ方
向に移動し、すなわちバイパスバルブのストッパー側端
面９ｂがストッパーの吐出室側端面１０ａと離間し、前
述の通り、弁座面である固定スクロール鏡板中央端面４
ｅに、その固定スクロール側端面９ａの全面積を密着さ
せ、バイパス孔４ｄの吐出室２０側の開口部を閉塞す
る。吐出圧力（凝縮圧力）と吸入圧力（蒸発圧力）の比
が、組み込み圧縮比より小さい場合には、上記の様なバ
イパスバルブ９の軸方向移動という動作をクランク軸８
の１回転中に１回ずつ繰り返し行っている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】従来のフリーバルブ形
式のバイパスバルブを使用した過圧縮防止機構を有する
スクロール圧縮機は、以上のように構成されているが、
通常圧縮室１３内には通常冷媒ガスとともに軸受部等の
摺動部を潤滑するための油も混入して取り込まれる。よ
って、バイパス孔４ｄや吐出ポート４ｃから吐出される
冷媒ガスにも油が混入しているため、バイパスバルブ９
の表面や、弁座面となっている固定スクロール鏡板中央
端面４ｅまた移動規制部となっているストッパー１０の
吐出室側端面１０ａの表面にも油が付着している。

【００１８】従って、バイパスバルブ９が、過圧縮を防
止すべく、差圧によって弁座面となっている固定スクロ
ール鏡板中央端面４ｅからバイパスバルブ９の固定スク
ロール側端面９ａが離間し、バイパス孔４ｄを開口しよ
うとしても、弁座面とバイパスバルブ９の固定スクロー
ル側端面９ａとの接触面積が、バイパスバルブ９の固定
スクロール側端面９ａ全表面と大きいため、付着してい
る油の粘性による粘着により、スムースに離間が行われ
ず、バイパスバルブ９の開き遅れが生じ、その遅れの分
だけ過圧縮損失が発生してしまうという問題点があっ
た。

【００１９】またバイパス孔４ｄが臨む圧縮室１３の圧
力が吐出圧力より低下し、一旦押し上げられたバイパス
バルブ９が、バイパス孔４ｄの吐出室側開口部を閉塞す
べく、移動規制部となっているストッパー１０の吐出室
側端面１０ａからバイパスバルブ９のストッパー側端面
９ｂが離間しようとしても、移動規制部とバイパスバル
ブ９のストッパー側端面９ｂとの接触が３６０度途切れ
ることのない平坦面同士の接触であり、接触面積が大き
いため、付着している油の粘性による粘着により、スム
ースに離間が行われず、バイパスバルブ９の閉じ遅れが
生じ、その遅れの分だけ、吐出圧力まで圧縮された冷媒
ガスが、バイパス孔４ｄが臨む吐出圧力より低い圧力の
圧縮室１３へリークしてしまい、それをまた圧縮しなけ
ればならないという再圧縮損失が発生してしまうという
問題点があった。

【００２０】特に吐出ポート４ｃやあるいはバイパス孔
４ｄから吐出した、油が混入している冷媒ガスの油分離
が、密閉容器内で簡単にできる、密閉容器内のほとんど
の空間を高圧空間とするような、一般的に高圧シェル型
と呼ばれるスクロール圧縮機では、圧縮室１３内の渦巻
体側面間や端面間に形成されるすきまからの冷媒ガスの
洩れを少なくすべく、圧縮室１３内のシール性を高める
ために、積極的に圧縮室１３内に油を取り込ませる場合
が多く、その場合は付着される油の量も多くなり、上記
の問題点がより顕著になる。

【００２１】この発明は、かかる問題点を解消するため
になされたもので、バイパスバルブの弁座面からの離間
をスムースにし、開き遅れを防止し、バイパスバルブの
開き遅れによる過圧縮損失を発生させない高効率なスク
ロール圧縮機を得ることを目的とする。

【００２２】また、バイパスバルブの移動規制部からの
離間をスムースにし、閉じ遅れを防止し、バイパスバル
ブの閉じ遅れによる再圧縮損失を発生させない高効率な
スクロール圧縮機を得ることを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明に係るスクロー
ル圧縮機は、固定スクロールの鏡板に形成された一対の
バイパス孔からバイパスバルブを介して圧縮途中の圧縮
室より高圧空間に冷媒ガスを逃がし、バイパスバルブ
は、中央に吐出ガスが通る穴を有する一対のバイパス孔
に共用のフリーバルブ形式で、固定スクロールにはバイ
パスバルブの軸方向移動を規制するストッパーが固定さ
れた過圧縮防止機構を備えたスクロール圧縮機におい
て、固定スクロール鏡板の反圧縮室側の端面に形成され
る弁座面またはバイパバルブの固定スクロール側端面
を、弁座面とバイパスバルブの固定スクロール側端面と
の接触面積が、バイパスバルブの固定スクロール側端面
の弁座面への投影面積よりも小さくなるような形状に形
成したものである。

【００２４】また、固定スクロール鏡板の反圧縮室側の
端面に複数の略同一高さの突起を形成し、一対のバイパ
ス孔は各々１つの突起内を貫通して形成され、突起の端
面を弁座面としたものである。

【００２５】また、固定スクロール鏡板の反圧縮室側の
端面に円環部を形成し、一対のバイパス孔は円環部内を
貫通して形成され、円環部の端面を弁座面としたもので
ある。

【００２６】また、固定スクロールの鏡板に形成された
一対のバイパス孔からバイパスバルブを介して圧縮途中
の圧縮室より高圧空間に冷媒ガスを逃がし、バイパスバ
ルブは、中央に吐出ガスが通る穴を有する一対のバイパ
ス孔に共用のフリーバルブ形式で、固定スクロールには
バイパスバルブの軸方向移動を規制するストッパーが固
定された過圧縮防止機構を備えたスクロール圧縮機にお
いて、ストッパーのバイパスバルブ側端面またはバイパ
スバルブのストッパー側端面を、ストッパーのバイパス
バルブ側端面とバイパスバルブのストッパー側端面との
接触面積が、バイパスバルブのストッパー側端面のスト
ッパーへの投影面積（開口部への投影面積は除く）より
も小さくなるような形状に形成したものである。

【００２７】また、ストッパーのバイパスバルブ側端面
に、突起を形成し、突起の端面をバイパスバルブのスト
ッパー側端面が接触する軸方向移動規制部としたもので
ある。

【００２８】また、ストッパーに形成される突起の端面
を球面形状に形成したものである。

【００２９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図面を参照して説明する。なお従来例と
同一または相当部分については同一符号を付し、その説
明は省略する。図１はこの発明の実施の形態１のスクロ
ール圧縮機の過圧縮防止機構を示す要部縦断面図、図２
は図１の固定スクロールをストッパー側から見た平面図
である。図１はバイパスバルブ９がバイパス孔４ｄを閉
塞している状態を示している。同図に示すように、固定
スクロール鏡板中央端面４ｅ上には、固定スクロールと
一体的に複数の同一高さの突起４ｇが形成されており、
固定スクロール鏡板４ａを貫通する一対のバイパス孔４
ｄは、各々鏡板４ａから連続的に突起４ｇ内をも貫通し
て形成され、突起４ｇの端面４ｈに開口している。

【００３０】よって複数の突起４ｇのうち、バイパス孔
４ｄが貫通する２つについては、バイパス孔４ｄの横断
面積よりも大きい横断面積を有する形状でなければなら
ないが、それ以外の突起はバイパス孔４ｄの横断面積よ
りも小さい横断面積となる形状で構わない。そして、こ
れら突起の端面４ｈが弁座面となり、一対のバイパス孔
４ｄがそれぞれ臨む一対の圧縮室１３の圧力が、吐出室
２０の圧力すなわち吐出圧力（凝縮圧力）よりも低い場
合には、バイパスバルブの固定スクロール側端面９ａが
接触し、バイパス孔４ｄが吐出室２０に連通しないよう
に、バイパス孔４ｄの吐出室２０側の開口部を閉塞し、
吐出圧力（凝縮圧力）まで圧縮された冷媒ガスが、バイ
パス孔４ｄが臨む吐出圧力より低い圧力の圧縮室１３へ
リークしないようにシールしている。

【００３１】シール性が要求されるため、バイパス孔４
ｄの閉塞時に、バイパスバルブ９が傾斜して、弁座面と
なる突起の端面４ｈとバイパスバルブの固定スクロール
側端面９ａに部分的に隙間が形成されることがないよう
に、突起４ｇの高さは同一高さである必要があり、少な
くともバイパス孔４ｄが開口する２つの突起について
は、その端面が確実にバイパスバルブ９の固定スクロー
ル側端面９ａと面接触されていなければならない。

【００３２】このように構成することにより、従来例と
比べ、シール機能を全く損なうことなく、バイパス孔４
ｄの閉塞時の弁座面とバイパスバルブ９の固定スクロー
ル側端面９ａとの接触面積を、著しく低減させることが
できる。したがって過圧縮防止機能として、バイパス孔
４ｄが臨む圧縮室１３の圧力が吐出圧力（凝縮圧力）よ
りわずかに高くなった時に、バイパス孔４ｄを吐出室２
０に開口すべく、弁座面からバイパスバルブ９の固定ス
クロール側端面９ａが離間する際には、付着している油
の粘性による粘着の影響を著しく小さくすることができ
るので、開き遅れの生じないスムースな離間が実現可能
となり、従来例のような付着油の影響で起きる開き遅れ
による過圧縮損失が発生しない。

【００３３】なお突起４ｇの高さは、図ではバイパスバ
ルブ９の厚さよりも大きく描いているが、固定スクロー
ル鏡板中央端面４ｅからわずかに突出していればよく、
バイパスバルブ９の厚さよりも小さくても機能上何ら問
題はない。突起４ｇ形成のために固定スクロール鏡板４
ａの厚さを薄くして鏡板４ａの剛性低下を招いたり、バ
イパス孔４ｄの長さを長くしてしまい死容積増加を招く
ことを避けるためにも、突起４ｇの高さはなるべく低い
方がよい。

【００３４】突起４ｇはバイパス孔４ｄが貫通する２つ
のみの配置でも可能であるが、閉塞時にバイパスバルブ
９を安定させるためには、バイパス孔４ｄがほぼ点対称
であることもあり、４つほぼ等ピッチで配置するのが望
ましい。またバイパス孔４ｄが貫通しない突起について
は、その端面を球面形状とすることで、バイパスバルブ
９の安定を確保しつつ、点接触となることでバイパスバ
ルブの固定スクロール側端面９ａと接触面積をさらに低
減させることができる。

【００３５】図１において、突起４ｇの縦断面形状が長
方形であるが、台形形状等であっても構わない。また図
２において、突起４ｇの横断面形状が円形であるが、円
形にこだわるものではなく、多角形等でも構わない。な
おこれら突起４ｇは、固定スクロール４と一体的に形成
されるのがコスト面からも望ましいが、別の部材として
突起を形成し、それらを固定スクロール４に取り付けて
も構わない。

【００３６】これら突起４ｇを固定スクロール４と一体
的に形成する場合には、固定スクロール４の材料が鋳鉄
ならば鋳造の時に、またアルミニウム合金であれば鍛造
の時に突起を形成しておき、それらの突起の端面を同時
に切削加工し、高さ調整をかねて同一高さとすることと
シールに必要な面精度を確保することを達成すればよ
い。

【００３７】また、突起を固定スクロール鏡板中央端面
４ｅに形成せず、固定スクロール鏡板中央端面４ｅは平
坦面で形成し、バイパスバルブ９の固定スクロール側端
面９ａ側にプレス等で突起を形成して、その突起が確実
にバイパス孔９を閉塞するようにすることで、上記同様
両者の接触面積を低減させることも可能である。

【００３８】実施の形態２．次にこの発明の実施の形態
２を図面を参照して説明する。図３は実施の形態２にお
けるスクロール圧縮機の過圧縮防止機構を示す要部縦断
面図、図４は図３の固定スクロールをストッパー側から
見た平面図である。図３はバイパスバルブ９がバイパス
孔４ｄを閉塞している状態を示している。同図に示すよ
うに、固定スクロール鏡板中央端面４ｅ上には、円環状
に成形されているバイパスバルブ９の内径より大きい内
径と、バイパスバルブ９の外径より小さい外径を有し、
かつバイパス孔４ｄの孔径より幅が大きい円環部４ｉ
が、固定スクロールと一体的に形成されており、固定ス
クロール鏡板４ａを貫通する一対のバイパス孔４ｄは、
鏡板４ａから連続的に円環部４ｉをも貫通して形成さ
れ、円環部４ｉの端面４ｊに開口している。

【００３９】よって円環部の幅は少なくてもバイパス孔
４ｄ近傍においては、バイパス孔４ｄの孔径より大きな
幅を有していなければならない。そして、この円環部の
端面４ｊが弁座面となり、一対のバイパス孔４ｄがそれ
ぞれ臨む一対の圧縮室１３の圧力が、吐出室２０の圧力
すなわち吐出圧力（凝縮圧力）よりも低い場合には、バ
イパスバルブの固定スクロール側端面９ａが接触し、バ
イパス孔４ｄが吐出室２０に連通しないように、バイパ
ス孔４ｄの吐出室２０側の開口部を閉塞し、吐出圧力
（凝縮圧力）まで圧縮された冷媒ガスが、バイパス孔４
ｄが臨む吐出圧力より低い圧力の圧縮室１３へリークし
ないようにシールしている。

【００４０】このように構成することにより、従来例と
比べ、シール機能を全く損なうことなく、バイパス孔４
ｄの閉塞時の弁座面とバイパスバルブ９の固定スクロー
ル側端面９ａとの接触面積を、低減させることができ
る。したがって過圧縮防止機能として、バイパス孔４ｄ
が臨む圧縮室１３の圧力が吐出圧力（凝縮圧力）よりわ
ずかに高くなった時に、バイパス孔４ｄを吐出室２０に
開口すべく、弁座面からバイパスバルブの固定スクロー
ル側端面９ａが離間する際には、付着している油の粘性
による粘着の影響を小さくすることができるので、開き
遅れの生じないスムースな離間が実現可能となり、従来
例のような付着油の影響で起きる開き遅れによる過圧縮
損失が発生しない。また接触面が３６０度渡って途切れ
ることがないので、閉塞時のバイパスバルブ９が安定す
る。

【００４１】なお円環部４ｉの高さは、図ではバイパス
バルブ９の厚さよりも大きく描いているが、固定スクロ
ール鏡板中央端面４ｅからわずかに突出していればよ
く、バイパスバルブ９の厚さよりも小さくても機能上何
ら問題はない。円環部４ｉ形成のために固定スクロール
鏡板４ａの厚さを薄くして鏡板４ａの剛性低下を招いた
り、バイパス孔４ｄの長さを長くしてしまい死容積増加
を招くことを避けるためにも、円環部４ｉの高さはなる
べく低い方がよい。

【００４２】図３において、円環部４ｉの縦断面形状が
長方形であるが、台形形状等であっても構わない。また
円環部４ｉは、固定スクロール４と一体的に形成される
のがコスト面からも望ましいが、別の部材として形成
し、それを固定スクロール４に取り付けても構わない。

【００４３】円環部４ｉを固定スクロール４と一体的に
形成する場合には、固定スクロール４の材料が鋳鉄なら
ば鋳造の時に、またアルミニウム合金であれば鍛造の時
に円環部を形成しておき、その円環部の端面を切削加工
し、高さ調整とシールに必要な面精度の確保を行えばよ
い。

【００４４】また円環部を固定スクロール鏡板中央端面
４ｅに形成せず、固定スクロール鏡板中央端面４ｅは平
坦面で形成し、バイパスバルブの固定スクロール側端面
９ａ側にプレス等で円環部を形成して、両者の接触面積
を低減させることも可能である。

【００４５】なお固定スクロール鏡板中央端面４ｅ上に
形成される弁座面は、上記した突起４ｇや円環部４ｉだ
けでなく、バイパスバルブの固定スクロール側端面９ａ
と弁座面の接触面積が、バイパスバルブの固定スクロー
ル側端面９ａの表面積より小さくなるような形状であれ
ば、どのような形状であっても、付着している油の粘性
による粘着の影響を小さくすることができるので、開き
遅れの生じないスムースな離間が実現可能となる。

【００４６】実施の形態３．次にこの発明の実施の形態
３を図面を参照して説明する。図５は実施の形態３にお
けるスクロール圧縮機の過圧縮防止機構を示す要部縦断
面図、図６は図５のストッパーを固定スクロール側から
見た平面図である。図５はバイパスバルブ９がバイパス
孔４ｄを開口するために押し上げられ、ストッパー１０
と接触している状態を示している。同図に示すように、
ストッパーの吐出室側端面１０ａ上には、ストッパーと
一体的に複数の突起１０ｂが形成されており、これら突
起の端面１０ｃがバイパスバルブ９の軸方向移動規制部
となり、バイパス孔４ｄを吐出室２０に開口すべく、バ
イパスバルブ９が圧力差により押し上げられた時に、バ
イパスバルブのストッパー側端面９ｂが接触し、バイパ
スバルブ９の軸方向移動量を規制する。なお突起１０ｂ
の高さは、ストッパーの吐出室側端面１０ａからわずか
に突出していればよい。

【００４７】このように構成することにより、従来例と
比べ、移動規制部とバイパスバルブ９のストッパー側端
面９ｂとの接触面積を、著しく低減させることができ
る。従ってバイパス孔４ｄが臨む圧縮室１３の圧力が吐
出圧力より低下し、一旦押し上げられたバイパスバルブ
９が、バイパス孔４ｄの開口部を閉塞すべく、移動規制
部からバイパスバルブ９のストッパー側端面９ｂが離間
する際には、付着している油の粘性による粘着の影響を
著しく小さくすることができるので、閉じ遅れの生じな
いスムースな離間が実現可能となり、従来例のような付
着油の影響で起きる閉じ遅れによる再圧縮損失が発生し
ない。

【００４８】図５において、突起１０ｂの縦断面形状が
長方形であるが、台形形状等であっても構わない。また
図６において、突起１０ｂの横断面形状が円形である
が、円形にこだわるものではなく、多角形等でも構わな
い。なおこれら突起１０ｂは、ストッパー１０と一体的
に形成されるのがコスト面からも望ましいが、別の部材
として突起を形成し、それらをストッパー１０に取り付
けても構わない。

【００４９】また図７に縦断面形状を示すように突起の
端面１０ｃの形状を球面形状として、この球面をバイパ
スバルブ９の軸方向移動規制部とすれば、移動規制部と
バイパスバルブのストッパー側端面９ｂとの接触が複数
の点接触となり、その接触面積を限りなくゼロに近づけ
られことができ、移動規制部からバイパスバルブのスト
ッパー側端面９ｂが離間する際の付着油の影響をほぼ完
璧に排除できる。図７では突起１０ｂ全体が球面形状で
あるが、突起の端面１０ｃだけを球面形状としても同様
な効果を奏する。

【００５０】なお移動規制部とバイパスバルブ９のスト
ッパー側端面９ｂとの接触は軸方向移動の規制のためだ
けの接触であり、上記した固定スクロール４に形成され
る弁座面のようにシール性が要求さるものではないの
で、突起１０ｂの高さは必ずしも同一にする必要はな
く、微量な差が生じていても問題ではない。また移動規
制部となる突起の端面１０ｃにも厳しい面精度も必要な
い。よってストッパー１０は板金のプレス加工で成形
し、そのプレス時に突起１０ｂも同時に成形してしまえ
ばよく、端面１０ｃへの切削加工等の必要はなく、突起
形成による加工コストの上昇はほとんどない。プレスに
て突起１０ｂを成形する場合には、図７に示すような突
起全体が球面形状である方が作成し易い。

【００５１】またシール性が要求されないので、ストッ
パー１０の移動規制部とバイパスバルブのストッパー側
端面９ｂとの接触時に、バイパスバルブ９が多少傾斜し
ても構わないので、突起１０ｂの数を１つだけとして、
バイパスバルブのストッパー側端面９ｂが突起の端面１
０ｃとストッパーの吐出室側端面１０ａに傾斜した状態
で接触させることも可能である。

【００５２】また突起をストッパーの吐出室側端面１０
ａ上に形成せず、ストッパーの吐出室側端面１０ａは平
坦面で形成し、バイパスバルブのストッパー側端面９ｂ
側にプレス等で突起を形成して、両者の接触面積を低減
させることも可能である。

【００５３】実施の形態４．閉じ遅れ回避のための他の
実施の形態として、ストッパーの吐出室側端面１０ａ上
に円環部を形成し、その円環部の端面をバイパスバルブ
９の軸方向移動規制部とし、移動規制部とバイパスバル
ブのストッパー側端面９ｂとの接触面積を低減させる形
態、またその円環部の断面形状を三角形状とし、三角形
状のエッジ部を移動規制部とし、移動規制部とバイパス
バルブのストッパー側端面９ｂとの接触を線接触（円形
状となる）とする形態がある。

【００５４】実施の形態５．上記した実施の形態１およ
び実施の形態２のいずれかと、上記実施の形態３および
実施の形態４のいずれかを組み合わせることで、従来例
で生じていた付着した油の影響による開き遅れ、閉じ遅
れの両方がなくなり、開き遅れにより発生していた過圧
縮損失、および閉じ遅れにより発生していた再圧縮損失
の両方が発生しない、高効率なスクロール圧縮機が得ら
れる。

【００５５】

【発明の効果】この発明に係るスクロール圧縮機は、固
定スクロール鏡板の反圧縮室側の端面に形成される弁座
面またはバイパバルブの固定スクロール側端面を、弁座
面とバイパスバルブの固定スクロール側端面との接触面
積が、バイパスバルブの固定スクロール側端面の弁座面
への投影面積よりも小さくなるような形状に形成したの
で、バイパス孔閉塞時の固定スクロールの弁座面とバイ
パスバルブの接触面積を低減させたことにより、過圧縮
防止機能として、バイパス孔が臨む圧縮室の圧力が吐出
圧力よりわずかに高くなった時に、バイパス孔を開口す
べく、弁座面からバイパスバルブの固定スクロール側端
面が離間する際には、付着している油の粘性による粘着
の影響を著しく小さくすることができるので、開き遅れ
の生じないスムースな離間が実現可能となり、従来例の
ような付着油の影響で起きる開き遅れによる過圧縮損失
が発生しない高効率なスクロール圧縮機が得られる効果
がある。

【００５６】また、固定スクロール鏡板の反圧縮室側の
端面に複数の略同一高さの突起を形成し、一対のバイパ
ス孔は各々１つの突起内を貫通して形成され、突起の端
面を弁座面としたので、バイパス孔閉塞時のシール性を
損なうことなく、固定スクロールの弁座面とバイパスバ
ルブの接触面積を大幅に低減させることができ、そのた
め過圧縮防止機能として、バイパス孔が臨む圧縮室の圧
力が吐出圧力よりわずかに高くなった時に、バイパス孔
を開口すべく、弁座面からバイパスバルブの固定スクロ
ール側端面が離間する際には、付着している油の粘性に
よる粘着の影響を著しく小さくすることができるので、
開き遅れの生じないスムースな離間が実現可能となり、
従来例のような付着油の影響で起きる開き遅れによる過
圧縮損失が発生しない高効率なスクロール圧縮機が得ら
れる効果がある。

【００５７】また、固定スクロール鏡板の反圧縮室側の
端面に円環部を形成し、一対のバイパス孔は円環部内を
貫通して形成され、円環部の端面を弁座面としたもの
で、バイパス孔閉塞時のシール性を損なうことなく、固
定スクロールの弁座面とバイパスバルブの接触面積を低
減させることができ、そのため過圧縮防止機能として、
バイパス孔が臨む圧縮室の圧力が吐出圧力よりわずかに
高くなった時に、バイパス孔を開口すべく、弁座面から
バイパスバルブの固定スクロール側端面が離間する際に
は、付着している油の粘性による粘着の影響を著しく小
さくすることができるので、開き遅れの生じないスムー
スな離間が実現可能となり、従来例のような付着油の影
響で起きる開き遅れによる過圧縮損失が発生しない高効
率なスクロール圧縮機が得られる効果がある。また接触
面積が少ないにもかかわらず、バイパス孔閉塞時の接触
面が３６０度渡って途切れることがないので、閉塞時の
バイパスバルブが安定して着座できる。

【００５８】また、ストッパーのバイパスバルブ側端面
またはバイパスバルブのストッパー側端面を、ストッパ
ーのバイパスバルブ側端面とバイパスバルブのストッパ
ー側端面との接触面積が、バイパスバルブのストッパー
側端面のストッパーへの投影面積（開口部への投影面積
は除く）よりも小さくなるような形状に形成したので、
バイパス孔が臨む圧縮室の圧力が吐出圧力より低下し、
一旦押し上げられたバイパスバルブが、バイパス孔の開
口部を閉塞すべく、ストッパーのバイパスバルブ側端面
からバイパスバルブのストッパー側端面が離間する際に
は、付着している油の粘性による粘着の影響を著しく小
さくすることができるので、閉じ遅れの生じないスムー
スな離間が実現可能となり、従来例のような付着油の影
響で起きる閉じ遅れによる再圧縮損失が発生しない高効
率なスクロール圧縮機が得られる効果がある。

【００５９】また、ストッパーのバイパスバルブ側端面
に、突起を形成し、突起の端面をバイパスバルブのスト
ッパー側端面が接触する軸方向移動規制部としたので、
バイパス孔が臨む圧縮室の圧力が吐出圧力より低下し、
一旦押し上げられたバイパスバルブが、バイパス孔の開
口部を閉塞すべく、軸方向移動規制部からバイパスバル
ブのストッパー側端面が離間する際には、付着している
油の粘性による粘着の影響を著しく小さくすることがで
きるので、閉じ遅れの生じないスムースな離間が実現可
能となり、従来例のような付着油の影響で起きる閉じ遅
れによる再圧縮損失が発生しない高効率なスクロール圧
縮機が得られる効果がある。

【００６０】また、ストッパーに形成される突起の端面
を球面形状に形成したので、ストッパーとバイパスバル
ブのストッパー側端面との接触が、複数の点接触となる
ようにしたことにより、バイパス孔開口時のストッパー
の軸方向移動規制部とバイパスバルブの接触面積をほぼ
ゼロすることができ、そのためバイパス孔が臨む圧縮室
の圧力が吐出圧力より低下し、一旦押し上げられたバイ
パスバルブが、バイパス孔の開口部を閉塞すべく、移動
規制部からバイパスバルブのストッパー側端面が離間す
る際には、付着している油の粘性による粘着の影響をほ
とんどなくすことができるので、閉じ遅れの生じないス
ムースな離間が実現可能となり、従来例のような付着油
の影響で起きる閉じ遅れによる再圧縮損失が発生しない
高効率なスクロール圧縮機が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１におけるスクロール
圧縮機を示す要部縦断面図である。

【図２】 図１の固定スクロールをストッパー側から見
た平面図である。

【図３】 この発明の実施の形態２におけるスクロール
圧縮機を示す要部縦断面図である。

【図４】 図３の固定スクロールをストッパー側から見
た平面図である。

【図５】 この発明の実施の形態３におけるスクロール
圧縮機を示す要部縦断面図である。

【図６】 図５のストッパーを固定スクロール側から見
た平面図である。

【図７】 この発明の実施の形態３における他の形態の
ストッパーの縦断面図である。

【図８】 従来のフリーバルブ形式のバイパスバルブを
用いた過圧縮防止機構を備えたスクロール圧縮機の要部
縦断面図である。

【図９】 図８のスクロール圧縮機の要部分解斜視図で
ある。

【符号の説明】

４ 固定スクロール、４ａ 固定スクロール鏡板、４ｄ
バイパス孔、４ｇ突起、４ｈ 突起端面、４ｉ 円環
部、４ｊ 円環部端面、９ バイパスバルブ、９ａ 固
定スクロール側端面、９ｂ ストッパー側端面、１０
ストッパー、１０ｂ 突起、１０ｃ 突起端面、１３
圧縮室、１５ 高圧空間。

フロントページの続き (72)発明者 小川 喜英 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 泉澤 渉 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定スクロールの鏡板に形成された一対
   のバイパス孔からバイパスバルブを介して圧縮途中の圧
   縮室より高圧空間に冷媒ガスを逃がし、前記バイパスバ
   ルブは、中央に吐出ガスが通る穴を有する前記一対のバ
   イパス孔に共用のフリーバルブ形式で、前記固定スクロ
   ールには前記バイパスバルブの軸方向移動を規制するス
   トッパーが固定された過圧縮防止機構を備えたスクロー
   ル圧縮機において、 前記固定スクロール鏡板の反圧縮室側の端面に形成され
   る弁座面または前記バイパバルブの固定スクロール側端
   面を、前記弁座面と前記バイパスバルブの固定スクロー
   ル側端面との接触面積が、前記バイパスバルブの固定ス
   クロール側端面の前記弁座面への投影面積よりも小さく
   なるような形状に形成したことを特徴とするスクロール
   圧縮機。
2. 【請求項２】 前記固定スクロール鏡板の反圧縮室側の
   端面に複数の略同一高さの突起を形成し、前記一対のバ
   イパス孔は各々１つの前記突起内を貫通して形成され、
   前記突起の端面を前記弁座面としたことを特徴とする請
   求項１記載のスクロール圧縮機。
3. 【請求項３】 前記固定スクロール鏡板の反圧縮室側の
   端面に円環部を形成し、前記一対のバイパス孔は前記円
   環部内を貫通して形成され、前記円環部の端面を前記弁
   座面としたことを特徴とする請求項１記載のスクロール
   圧縮機。
4. 【請求項４】 固定スクロールの鏡板に形成された一対
   のバイパス孔からバイパスバルブを介して圧縮途中の圧
   縮室より高圧空間に冷媒ガスを逃がし、前記バイパスバ
   ルブは、中央に吐出ガスが通る穴を有する前記一対のバ
   イパス孔に共用のフリーバルブ形式で、前記固定スクロ
   ールには前記バイパスバルブの軸方向移動を規制するス
   トッパーが固定された過圧縮防止機構を備えたスクロー
   ル圧縮機において、 前記ストッパーのバイパスバルブ側端面または前記バイ
   パスバルブのストッパー側端面を、前記ストッパーのバ
   イパスバルブ側端面と前記バイパスバルブのストッパー
   側端面との接触面積が、前記バイパスバルブのストッパ
   ー側端面の前記ストッパーへの投影面積（開口部への投
   影面積は除く）よりも小さくなるような形状に形成した
   ことを特徴とするスクロール圧縮機。
5. 【請求項５】 前記ストッパーのバイパスバルブ側端面
   に、突起を形成し、前記突起の端面を前記バイパスバル
   ブのストッパー側端面が接触する軸方向移動規制部とし
   たことを特徴とする請求項４記載のスクロール圧縮機。
6. 【請求項６】 前記ストッパーに形成される突起の端面
   を球面形状に形成したことを特徴とする請求項５記載の
   スクロール圧縮機。