JP2019019768A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧力比となる運転条件においても、固定スクロールと旋回スクロール間の押付け力が過度になるのを抑制する。【解決手段】スクロール圧縮機は、旋回スクロール２００と、該旋回スクロールと噛み合わされて圧縮室４を形成する固定スクロール１００を備える。また、前記旋回スクロールと前記固定スクロールとを互いに密着させるための吐出圧力が導入される高圧室７と、前記高圧室とは第１のシール部４０３を介して区画され、両スクロールを密着させるために、吸込圧力と吐出圧力の間の圧力となる背圧室６と、前記高圧室の一部を、第２のシール部６０７を介して区画されたシール部内空間と、前記シール部内空間と前記背圧室とを連通する連通路２０８と、前記連通路を圧力差で開閉する圧力調整弁６００と、を備え、前記シール部内空間と前記背圧室との圧力差が所定値以上となると、前記圧力調整弁が開き、前記シール部内空間の流体を背圧室側に流出させる。【選択図】図１

Description

本発明はスクロール圧縮機に関し、特に、冷凍装置や空気調和機などの冷媒圧縮機として使用されている密閉形のスクロール圧縮機に好適なものである。

スクロール圧縮機は、固定スクロールと旋回スクロールの両スクロールを噛み合わせて圧縮室を形成し、この圧縮室を中心側に移動させながらその容積を減少させて冷媒ガスを圧縮する。このときの圧縮作用により、前記旋回スクロールを前記固定スクロールから引き離そうとする力（引き離し力）が発生する。

一方、冷凍装置に使用されている密閉形のスクロール圧縮機においては、前記両スクロール内で圧縮されて高圧となった冷媒ガスが密閉容器内に吐出され、この吐出圧力の冷媒ガスにより、前記旋回スクロールを前記固定スクロールに押し付ける力（押付け力）も発生するように構成されている。

固定スクロールに対し旋回スクロールが離れると、冷媒ガスの圧縮効率が悪くなり、また固定スクロールに対し旋回スクロールを過度に押し付けても摺動損失が増大する。従って、前記引き離し力に対して押付け力が適切になるように、固定スクロールに対し旋回スクロールをバランス良く押し付ける必要がある。
この種従来技術としては、特開２００５−３０７９８９号公報（特許文献１）に記載のものなどがある。

特開２００５−３０７９８９号公報

従来のスクロール圧縮機において、旋回スクロールの背面側を、シールリングにより、中央部側の吐出圧力空間と、外周部側の中間圧力（吸入圧力と吐出圧力との間の圧力）の空間である背圧室に分離しているものがある。このように構成されたスクロール圧縮機の場合、前記シールリングの内径寸法によって、前記吐出圧力空間による押付け力が決まる。一方、固定スクロールと旋回スクロールとにより形成される圧縮室での圧縮作用により引き離し力も決まる。スクロール圧縮機の運転条件により、前記引き離し力に対して前記押付け力の方が過度に大きくなることがある。

前記押付け力が前記引き離し力に対して過度に大きくなると、固定スクロールと旋回スクロールとの間の鏡板面における摺動損失（摩擦摺動ロス）が増え、圧縮機の動力損失が増加する。また、押付け力が過度に大きくなると、スクロール鏡板面でのかじりや焼付き等が発生する虞もある。

このような課題に対して、上記特許文献１に記載のスクロール圧縮機では、吸入室と旋回スクロールの背部に設けられた背圧室とを連通する連通路を設けると共に、この連通路を開閉する背圧制御弁を設け、前記背圧室の圧力と吸入圧力との差に応じて前記背圧制御弁を開閉している。これにより、旋回スクロールの押付け力の変動を少なくしている。

しかし、外気温度が高い場合でも低蒸発温度で運転する、所謂、高圧力比での運転が必要になる場合、吸入圧力が低く、吐出圧力が高くなるため、前記押付け力が過度に大きくなることがある。

特に、冷凍装置などのように、吸入圧力と吐出圧力の差が大きい高圧力比での運転条件が主たる運転範囲となるものでは、過度に大きな押付け力で運転されることが多くなり、摺動損失が大きくなり、またスクロール鏡板面でのかじりや焼付き等が発生する虞も増大してスクロール圧縮機の信頼性が低下する。
しかし、上記特許文献１のものでは、高圧力比での運転条件に対して考慮されておらず、高圧力比運転条件における信頼性の確保と性能向上に対する配慮が為されていない。

本発明の目的は、高圧力比となる運転条件においても、固定スクロールと旋回スクロール間の押付け力が過度になるのを抑制することのできるスクロール圧縮機を得ることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、鏡板に渦巻き状のラップを有すると共に前記鏡板の背面側に形成された旋回ボス部を有する旋回スクロールと、該旋回スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する固定スクロールと、前記旋回スクロールの旋回ボス部に係合される偏心ピン部を有し前記旋回スクロールを旋回駆動するクランク軸と、前記旋回スクロールを収容すると共に前記固定スクロールを固定するフレームと、を備えるスクロール圧縮機において、前記旋回スクロールの旋回ボス部内に形成され吐出圧力が導入される高圧室と、前記旋回スクロールの背面側で前記旋回ボス部の外周側に形成され、前記高圧室とは第１のシール部を介して区画された背圧室と、前記高圧室の一部を、第２のシール部を介して区画されたシール部内空間と、前記旋回スクロールの鏡板に形成され、前記シール部内空間と前記背圧室とを連通する連通路と、前記連通路を圧力差で開閉する圧力調整弁と、を備え、前記シール部内空間と前記背圧室との圧力差が所定値以上となると、前記圧力調整弁が開き、前記シール部内空間の流体を背圧室側に流出させることを特徴とする。

本発明の他の特徴は、旋回スクロールと、該旋回スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する固定スクロールを備えるスクロール圧縮機において、前記旋回スクロールと前記固定スクロールとを互いに密着させるための吐出圧力が導入される高圧室と、前記高圧室とは第１のシール部を介して区画され、前記旋回スクロールと固定スクロールを密着させるために、吸込圧力と吐出圧力の間の圧力となる背圧室と、前記高圧室の一部を、第２のシール部を介して区画されたシール部内空間と、前記シール部内空間と前記背圧室とを連通する連通路と、前記連通路を圧力差で開閉する圧力調整弁と、を備え、前記シール部内空間と前記背圧室との圧力差が所定値以上となると、前記圧力調整弁が開き、前記シール部内空間の流体を背圧室側に流出させることにある。

本発明によれば、高圧力比となる運転条件においても、固定スクロールと旋回スクロール間の押付け力が過度になるのを抑制することのできるスクロール圧縮機を得ることができる効果がある。

本発明のスクロール圧縮機の実施例１を示す縦断面図。 図１に示す実施例１における固定スクロールと旋回スクロールを組合せた状態を示す模式図で、圧力調整弁が閉じている場合の押付け力を説明する図。 図１に示す実施例１における固定スクロールと旋回スクロールを組合せた状態を示す模式図で、圧力調整弁が開いている場合の押付け力を説明する図。

以下、本発明のスクロール圧縮機の具体的実施例を、図面に基づいて説明する。各図において、同一符号を付した部分は同一部分である。

本発明のスクロール圧縮機の実施例１を図１〜図３を用いて説明する。
まず、図１により本実施例１のスクロール圧縮機の全体構成を説明する。図１は本発明のスクロール圧縮機の実施例１を示す縦断面図である。

図１に示すように、密閉容器７００内には、上方に圧縮機構部１、中央に電動機２、下方に油溜り３が設けられている。前記圧縮機構部１は前記電動機２とクランク軸３００を介して接続されている。

前記圧縮機構部１は、固定スクロール１００、旋回スクロール２００及びフレーム４００などにより構成されている。
前記固定スクロール１００は、鏡板１０２、この鏡板１０２の片側に立設された渦巻き状のラップ（固定ラップ）１０１、及び吐出口１０３などにより構成されている。この固定スクロール１００は、前記フレーム４００にボルト４０２を介して固定されている。

前記旋回スクロール２００は、鏡板２０２、この鏡板２０２の片側に立設された渦巻き状のラップ（旋回ラップ）２０１、及び前記鏡板の背面（反ラップ側）中央に形成された旋回ボス部（軸支持部）２０３などから構成されている。

前記固定スクロール１００と前記旋回スクロール２００の各々のラップ１０１，２０１を互いに噛み合わせることにより圧縮室４が形成され、この圧縮室４は前記旋回スクロール２００が旋回運動することによりその容積が減少する圧縮動作が行われる。

前記フレーム４００は、前記密閉容器７００内に固定され、前記クランク軸３００を回転支持する転がり軸受（主軸受）４０１が設けられている。前記クランク軸３００は、電動機２の上部に備えられた前記転がり軸受４０１と、電動機２の下部に備えた副軸受５００により支持されている。前記副軸受５００は副軸受ハウジング５０３内に設けられ、前記副軸受ハウジング５０３は密閉容器７００内下部に取り付けた下フレーム５０１に取り付けられている。

前記クランク軸３００は前記電動機２の回転子に一体に結合されている。このクランク軸３００の上端側には偏心ピン部（クランクピン）３０１が設けられ、この偏心ピン部３０１は、前記圧縮機構部１の旋回スクロール２００の鏡板２０２背面に突設して形成された旋回ボス部２０３内に挿入して係合されている。前記旋回ボス部２０３内には旋回軸受２０５が設けられており、前記偏心ピン部３０１との摺動面を形成している。

前記旋回スクロール２００の鏡板背面にはオルダム継手５０２が配設されている。このオルダム継手５０２は、前記クランク軸３００の回転により前記偏心ピン部３０１が偏心回転したとき、前記旋回スクロール２００が固定スクロール１００に対し自転せずに旋回運動させる自転防止機構としての継手である。

また、旋回スクロール２００の前記鏡板２０２の背面側には、前記フレーム４００と前記固定スクロール１００と前記旋回スクロール２００により形成された背圧室６が設けられている。更に、前記旋回スクロール２００の前記鏡板２０２には、前記各ラップ１０１，２０１を組合せて形成されている前記圧縮室４と前記背圧室６とを連通させる背圧穴２０６が形成されている。この背圧穴２０６は閉じ込み直後の圧縮室４ａ、即ち吸入圧力よりも僅かに高い圧力の圧縮室に連通されており、これにより、前記背圧室２０６の圧力は吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力（中間圧力）に保たれている。

一方、前記旋回スクロール２００の旋回ボス部２０３内の空間には、前記油溜り３から吐出圧力の油が、前記クランク軸３００内に軸方向に形成された油通路３０３を介して供給される高圧室（吐出圧力空間）７となっている。

前記旋回スクロール２００の旋回ボス部端面２０４に対面する前記フレーム４００の部分には円環状のシール溝４０４が形成されており、このシール溝４０４内にはシールリング４０３が配設されて、第１のシール部を構成している。このシールリング（第１のシール部）４０３は、旋回スクロール２００の背面の中間圧力が働く前記背圧室６と、前記シールリング４０３の内側の吐出圧力となる吐出圧力空間７とをシールするもので、吐出圧力の冷媒ガスや油が前記高圧室７から前記背圧室６に流入するのを抑えるものである。このように、本実施例では、前記シールリング４０３により、前記旋回スクロール２００の背面中央側の前記高圧室（吐出圧力空間）７と、その外側の背圧室（中間圧力の空間）６を形成している。

上述したように、前記旋回スクロール２００の背面には、前記背圧室６と前記高圧室７が形成されているので、前記旋回スクロール２００は、前記背圧室２０６の中間圧力と、前記高圧室７の吐出圧力との合力で、その背面側から前記固定スクロール１００に押し付けられ、前記旋回スクロール及び前記固定スクロールはそれぞれの鏡板面が互いに接触して摺動するように構成されている。

前記電動機２が駆動され、前記旋回スクロール２００が旋回運動すると、冷凍装置などの冷凍サイクルを流れる作動流体（冷媒ガス）が、前記密閉容器７００の上部に貫通するように取り付けられた吸入管７０２から、前記固定スクロール１００の外周側に形成された吸入室１０４に吸込まれる。ここから作動流体は、前記圧縮室４へ取り込まれ、該圧縮室４が中央部へ移動するにつれてその容積を減少してガスを圧縮し、この圧縮されたガスは前記吐出口１０３から吐出室５に吐出される。

前記吐出室５に吐出されたガスは、前記圧縮機構部１の外周側の通路（図示せず）を通って、前記電動機２が配置されている空間に流入し、一部は前記電動機２の周囲を循環して電動機２を冷却した後、前記密閉容器７００の側部に取付けた吐出管７０１から圧縮機外の冷凍サイクルに送り出される。スクロール圧縮機はこのように構成されているので、前記密閉容器７００内の空間は吐出圧力に保たれる。

次に、給油経路について説明する。
前記副軸受ハウジング５０３の下端にはポンプ部５０４が設けられており、このポンプ部５０４は前記クランク軸３００により駆動されるように構成されている。クランク軸３００が回転すると前記ポンプ部５０４も回転され、油溜り３の油を吸い上げて前記クランク軸３００内の油通路３０３に送られる。この油の一部は、前記油通路３０３に連通する横穴３０４を介して前記副軸受５００に流れた後、前記油溜り３に戻る。

前記油通路３０３を通って偏心ピン部３０１に到達した油は、前記油通路３０３と連通したクランクピン部横穴３０５を介して、前記旋回ボス部２０３内の高圧室７に送られ、この高圧室内に設けられている旋回軸受２０５を潤滑後、前記転がり軸受４０１へ流れてこれを潤滑し、その後、軸受潤滑後の油は排油パイプ４０５を通り、前記油溜り３に戻る。

また、前記旋回スクロール２００の旋回ボス部端面２０４には給油ポケット２０７が設けられており、旋回スクロール２００が旋回運動することにより、前記給油ポケット２０７が前記シールリング４０３の外側と内側を往復し、前記旋回軸受２０５と前記転がり軸受４０１の間にある油の一部を前記背圧室６に搬送する。前記背圧室６に搬送された油は、前記オルダム継手５０２などを潤滑した後、前記固定スクロール１００の鏡板１０２と前記旋回スクロール２００の鏡板２０２の摺動面なども潤滑して前記吸入室１０４に流入する。また、背圧室６の油の一部は前記背圧穴２０６を通り前記閉じ込み直後の圧縮室４ａに流入する。

本実施例においては、前記高圧室７内における前記偏心ピン部３０１の端面に、リング状（円環状）のシール溝６０８と、このシール溝６０８内に配設されたリング状のシール部材６０７により構成された第２のシール部が設けられており、前記高圧室７の一部を、前記第２のシール部を介して区画されたシール部内空間７ａを設けている。また、前記シール部内空間７ａと前記背圧室６とを連通する連通路２０８が前記旋回スクロール２００の鏡板２０２に形成されている。更に、前記連通路２０８を、前記シール部内空間７ａの圧力と前記背圧室６の圧力との圧力差で開閉する圧力調整弁６００を備えている。

前記圧力調整弁６００は、前記シール部内空間７ａと前記背圧室６との圧力差が所定値未満の場合には閉じており、前記シール部内空間７ａと前記背圧室６との圧力差が所定値以上になると開いて、前記シール部内空間７ａ内の流体を前記背圧室６側に流出させるように構成されている。

次に、図２を用いて旋回スクロール２００に加わる軸方向荷重について説明する。図２は図１に示す実施例１における固定スクロールと旋回スクロールを組合せた状態を示す模式図で、圧力調整弁６００が閉じている場合の旋回スクロールに加わる押付け力を説明する図である。例えば、起動時など、吸入圧力と吐出圧力との圧力差が小さい低圧力比で運転される場合、前記シール部内空間７ａと前記背圧室６との圧力差が所定値よりも小さくなり、前記圧力調整弁６００が閉じている。

図２は、圧力調整弁６００が閉じている場合の旋回スクロール２００の背面側（反ラップ側）に加わる押付け力（押付け荷重）を矢印で示したものである。
ここで、旋回スクロール２００の軸方向に作用する荷重を、以下のように定義する。固定スクロール１００に対し旋回スクロール２００が離れる方向の荷重を引き離し力（押下げ力）とし、旋回スクロール２００が固定スクロール１００に押付けられる方向の荷重を押付け力（押上げ力）とする。前記引き離し力と前記押付け力の合力が、最終的に旋回スクロール２００を固定スクロール１００に押圧する力となる。

通常運転時、旋回スクロール２００は鏡板２０２背面に作用する押付け力により固定スクロール１００に押し付けられ、固定スクロール１００と旋回スクロール２００の鏡板面は互いに密着している。固定スクロール１００に対し旋回スクロール２００の引き離し力が大きい場合、旋回スクロール２００の離脱現象が生じて圧縮室内のガス漏れによる大きな効率低下を招く。このため、スクロール圧縮機の全ての運転範囲、即ち全ての運転圧力条件において、押付け力を引き離し力よりも大きくする必要がある。

固定スクロール１００と旋回スクロール２００の噛み合わせにより形成される複数の圧縮室４のうち、内側の圧縮室４ほど高圧になっており、内側の圧縮室４から外側の圧縮室に向かって径方向に圧力がかかる。従って、引き離し力は、軸方向荷重だけでなく径方向に作用する圧力によるモーメント荷重も働くことになる。

前記押付け力は、図１に示すシールリング４０３の内径部よりも内側に形成されている前記高圧室７の吐出圧力による押付け力（図２に示す太い白抜き矢印）と、前記シールリング４０３の内径部よりも外側に形成されている背圧室６の中間圧力による押付け力（図２に示す細い矢印）との合力となる。何れの押付け力も、スクロール圧縮機の圧力条件である吸入圧力と吐出圧力により決まる。

また、前記シールリング４０３の内径が旋回スクロール２００の鏡板２０２の径に対して比較的大きい場合には、前記シールリング４０３内側の前記高圧室７の吐出圧力による押付け力が支配的となる。このような場合、冷凍サイクルの蒸発器側の温度が非常に低くなり吸入圧力が低下して吐出圧力との差が大きくなる高圧力比の運転条件になると、圧縮室４内の圧力による引き離し力に対し、シールリング４０３内側の高圧室７の吐出圧力による押付け力が過大となり易い。従って、従来のスクロール圧縮機においては、高圧力比の運転条件になると旋回スクロール２００の押付け力が過大になり易く、摺動損失が増大し、またスクロール鏡板面でのかじりや焼付き等が発生する虞も増大する課題があった。

この課題を解決するため、本実施例のスクロール圧縮機においては、図１、図２に示すように、偏心ピン部３０１の端面に、リング状のシール溝６０８と、このシール溝６０８内に配設されたリング状のシール部材６０７により構成された第２のシール部を設けている。前記シール部材６０７は、前記偏心ピン部３０１の端面と旋回スクロール２００の背面との間をシールしている。これにより、前記高圧室７における前記第２のシール部の内側にシール部内空間７ａを形成している。

また、このシール部内空間７ａを中間圧力空間である背圧室６に連通する連通路２０８を、前記旋回スクロール２００の鏡板２０２内に形成している。即ち、前記鏡板２０２内には、前記シール部内空間７ａと鏡板２０２の側面部とを連通するように、径方向に前記連通路２０８が形成されている。

更に、前記連通路２０８における背圧室６側への開口部側には圧力調整弁６００が設けられている。この圧力調整弁６００は、前記シール部内空間７ａの圧力と前記背圧室６の圧力との圧力差で開閉するように構成されているものである。

前記圧力調整弁６００は、前記連通路２０８内に設けられた弁板６０２と、この弁板６０２を閉じる方向に押圧する弁ばね６０３と、この弁ばね６０３の反弁板側を固定する弁押さえ６０４などにより構成されている。
また、この圧力調整弁６００を収容する前記連通路２０８の部分は前記シール部内空間７ａ側の連通路２０８の径よりも大径に形成された弁収容部２０８ａとなっている。

前記弁押さえ６０４は、前記連通路２０８内に、旋回スクロール２００の鏡板２０２の側面側から圧入して固定されており、前記シール部内空間７ａ内の圧力による前記弁板６０２を押圧する荷重は、前記弁ばね６０３を介して前記弁押さえ６０４側に向かって作用する。

前記弁板６０２は、シール部内空間７ａ内の圧力と、前記鏡板２０２の側面及び背面の背圧室６の圧力を仕切るように構成されている。この弁板６０２には、シール部内空間７ａ内からの吐出圧力により、該弁板６０２を開く方向の荷重、即ち、連通路２０８を開く方向の荷重が加わる。

前記弁押さえ６０４には、その中心部に、該弁押さえ６０４の両側を連通する穴６０５が形成されており、この穴６０５を介して背圧室６の圧力が前記弁板６０２側に導入されて該弁板６０２を閉じる方向に作用している。従って、前記弁板６０２には、前記弁ばね６０３による押圧力と、背圧室６の圧力による押圧力を合計した荷重が、弁板６０２を閉じる方向の荷重、即ち、連通路２０２を閉じる方向の荷重として作用する。

これにより、前記弁板６０２には、前記弁板６０２を開く方向の荷重と、前記弁板６０２を閉じる方向の荷重とが作用し、これらの荷重の合力で弁板６０２の開閉が行われる。
前記弁ばね６０３による押圧力は、該弁ばねを組付けた状態の弁ばねのたわみ量で決まり、一定量となるため、シール部内空間７ａ内の圧力と背圧室６の圧力との圧力差（差圧）により、前記弁板６０２の開閉が為される。

スクロール圧縮機が起動し、吸入圧力が低下するに従い、圧力比は大きくなる。高圧力比の運転条件に移行すると、背圧室６の圧力は吸入圧力の低下と共に低下するので、前記弁板６０２を閉じる方向に押し付ける荷重が小さくなる。一方、前記高圧室７内の圧力は吐出圧力となっており、前記シール部内空間７ａの圧力も吐出圧力となっている。このため、前記弁板６０２を開く方向に押し付ける荷重は大きいままである。

従って、前記シール部内空間７ａと前記背圧室６との圧力差は次第に大きくなり、吸入圧力が安定すると前記圧力差も安定する。しかし、吸入圧力が低く吐出圧力が高い高圧力比の運転になり、前記圧力差が予め定めた所定値以上になると、前記弁板６０２が開く。即ち、圧力調整弁６００が開くので、前記シール部内空間７ａ内の高圧の流体は背圧室６側に流出する。

前記弁板６０２が、前記弁収容部２０８ａの穴径とほぼ同径の円板状のものである場合、前記弁板６０２が鏡板２０２の外周側に移動しても、前記連通路２０８は前記弁板６０２に塞がれたままの状態となってしまう。このため、本実施例では前記弁板６０２の外周側に切欠きを周方向に数か所形成している。この切欠きは前記弁板６０２が閉じられたときには前記連通路２０８を完全に塞ぐことができるように、弁板６０２の外周側にのみ形成している。即ち、シール部内空間７ａ側の連通路２０８の径よりも外径側となる前記弁板６０２の部分にのみ前記切欠きは形成されている。

前記弁板６０２における前記切欠き以外の外周部は前記連通路２０８における弁収容部２０８ａの内径よりも僅かに小さく形成され、弁板６０２が前記弁収容部２０８ａの内面にガイドされて動けるように構成されている。このように構成することにより、弁板６０２が開くと、弁板６０２によって塞がれていた連通路２０８が開放され、弁板６０２に形成された前記切欠き、及び弁板６０２と弁収容部２０８ａの内面との隙間を通り、更に前記弁押さえ６０４に形成された穴６０５を通過して、シール部内空間７ａからの高圧ガスが背圧室６側に流出するように構成されている。

従って、シール部内空間７ａの圧力は、前記弁板６０２が開くことにより低下し、シール部材６０７は外側から内側へ圧力差に相当する力を受ける。これにより、前記シール部材６０７の内周面と前記シール溝６０８の内側の周面に押圧されてシールされ、シール部内空間７ａの圧力と背圧室６の圧力との圧力差が前記所定値よりも小さくなるまで、前記シール部内空間７ａの圧力は低下する。このように前記シール部内空間７ａの圧力が低下して圧力差が前記所定値よりも小さくなると、前記弁板６０２は再び閉じられる。

図３は、図１に示す実施例１における固定スクロールと旋回スクロールを組合せた状態を示す模式図で、圧力調整弁が開いている場合の旋回スクロールの押付け力を説明する図である。即ち、高圧力比の運転条件となって圧力調整弁が開いている状態を示している。

高圧力比の運転条件となり、前記圧力調整弁６００が開くと、旋回スクロール２００の背面側（反ラップ側）に加わる荷重は図３に示すようになる。即ち、旋回スクロール２００の背面側に加わる荷重のうち、シールリング４０３（図１参照）の内径部よりも外側に形成されている背圧室６の中間圧力による押付け力（細い矢印で示す）については図２の場合と同様である。

また、シールリング４０３の内径部よりも内側に形成されている高圧室７のうち、Ａで示すシール部内空間７ａよりも外側の部分には、太い白抜き矢印で示すように、吐出圧力による押付け力が作用するので、図２と同様である。

しかし、Ａで示す前記シール部内空間７ａ（シール部材６０７の内径よりも内側の空間）の圧力は、前記圧力調整弁６００が閉じている図２の状態では吐出圧力による押付け力が作用していたが、この図３の状態では、押付け力が小さくなっている。即ち、図３の状態では前記圧力調整弁６００が開いているため、前記シール部内空間７ａの圧力は減圧されて吐出圧力よりも小さくなり、太い塗潰しの矢印で示すように押付け力が小さくなっている。

このように、本実施例では、吸入圧力が低く吐出圧力が高い高圧力比の運転条件になると、前記圧力調整弁６００が開いて、前記シール部内空間７ａの圧力が低下するように構成されているので、高圧力比の運転条件においても、旋回スクロール２００の押付け荷重を低減して適切な押付け力にすることが可能になる。従って、両スクロールの鏡板面での摺動摩擦損失を低減できると共に、前記鏡板面のかじりや焼付きを防止することもできるので、スクロール圧縮機の効率向上と信頼性向上を図ることができる。

以上説明したように、本発明のスクロール圧縮機の実施例によれば、高圧室（吐出圧力空間）７の一部を、シール部材６０７を有する第２のシール部を介して区画されたシール部内空間７ａと、シール部内空間７ａと背圧室６とを連通する連通路２０８と、前記連通路を圧力差で開閉する圧力調整弁６００を備えているので、高圧力比となる運転条件においても、吐出圧力による旋回スクロールを押し付ける力を緩和することができる。従って、固定スクロールに対し旋回スクロールを適切な押付け力で押し付けることができるので、摺動損失を低減して性能向上を図ると共に、信頼性向上も図れる効果が得られる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施例では旋回スクロールの背面側に高圧室と背圧室を形成して、旋回スクロールを固定スクロールに対して押圧する形式のスクロール圧縮機の場合につい説明したが、固定スクロールを軸方向に移動可能にして、固定スクロールの背面側に高圧室と背圧室を形成して、固定スクロールを旋回スクロールに押圧する形式のスクロール圧縮機にも同様に適用できるものである。

即ち、本発明は、旋回スクロールと、該旋回スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する固定スクロールを備えるスクロール圧縮機において、前記旋回スクロールと前記固定スクロールとを互いに密着させるための吐出圧力が導入される高圧室と、前記高圧室とは第１のシール部を介して区画され、前記旋回スクロールと固定スクロールを密着させるために、吸込圧力と吐出圧力の間の圧力となる背圧室と、前記高圧室の一部を、第２のシール部を介して区画されたシール部内空間と、前記シール部内空間と前記背圧室とを連通する連通路と、前記連通路を圧力差で開閉する圧力調整弁と、を備え、前記シール部内空間と前記背圧室との圧力差が所定値以上となると、前記圧力調整弁が開き、前記シール部内空間内の流体を背圧室側に流出させる構成を具備するものであれば良い。
なお、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１：圧縮機構部、２：電動機、３：油溜まり、
４：圧縮室、４ａ：閉じ込み直後の圧縮室、５：吐出室、
６：背圧室（中間圧力空間）、
７：高圧室（吐出圧力空間）、７ａ：シール部内空間、
１００：固定スクロール、１０１：固定ラップ、２０１：旋回ラップ、
１０２，２０２：鏡板、１０３：吐出口、１０４：吸入室、
２００：旋回スクロール、２０３：旋回ボス部（軸支持部）、２０４：旋回ボス部端面、
２０５：旋回軸受、
２０６：背圧穴、２０７：給油ポケット、２０８：連通路、２０８ａ：弁収容部、
３００：回転軸、３０１：偏心ピン部、３０３：油通路、３０４：横穴、
３０５：クランクピン部横穴、
４００：フレーム、４０１：転がり軸受（主軸受）、
４０２：ボルト、４０３：シールリング（第１のシール部）、４０４：シール溝、
４０５：排油パイプ、
５００：副軸受、５０１：下フレーム、
５０２：オルダム継手、５０３：副軸受ハウジング、５０４：ポンプ部、
６００：圧力調整弁、６０２：弁板（弁）、６０３：弁ばね、６０４：弁押さえ、
６０５：穴通路、６０７：シール部材（第２のシール部）、６０８：シール溝、
７００：密閉容器、７０１：吐出管、７０２：吸入管。

Claims (10)

1. 鏡板に渦巻き状のラップを有すると共に前記鏡板の背面側に形成された旋回ボス部を有する旋回スクロールと、該旋回スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する固定スクロールと、前記旋回スクロールの旋回ボス部に係合される偏心ピン部を有し前記旋回スクロールを旋回駆動するクランク軸と、前記旋回スクロールを収容すると共に前記固定スクロールを固定するフレームと、を備えるスクロール圧縮機において、
   前記旋回スクロールの旋回ボス部内に形成され吐出圧力が導入される高圧室と、
   前記旋回スクロールの背面側で前記旋回ボス部の外周側に形成され、前記高圧室とは第１のシール部を介して区画された背圧室と、
   前記高圧室の一部を、第２のシール部を介して区画されたシール部内空間と、
   前記旋回スクロールの鏡板に形成され、前記シール部内空間と前記背圧室とを連通する連通路と、
   前記連通路を圧力差で開閉する圧力調整弁と、を備え、
   前記シール部内空間と前記背圧室との圧力差が所定値以上となると、前記圧力調整弁が開き、前記シール部内空間の流体を背圧室側に流出させることを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 請求項１に記載のスクロール圧縮機において、前記高圧室の一部を分離して前記シール部内空間を形成するための前記第２のシール部は、前記クランク軸における偏心ピン部の旋回スクロール側端面に形成されたリング状のシール溝と、このシール溝内に配設され前記偏心ピン部端面と前記旋回スクロールとの間をシールするリング状のシール部材を備えていることを特徴とするスクロール圧縮機。
3. 請求項１に記載のスクロール圧縮機において、前記連通路は前記旋回スクロールの鏡板に径方向に形成され、前記圧力調整弁は前記連通路における背圧室への開口部側に設けられ、且つ前記圧力調整弁は、前記シール部内空間の圧力と前記背圧室の圧力との圧力差で開閉することを特徴とするスクロール圧縮機。
4. 請求項３に記載のスクロール圧縮機において、前記圧力調整弁は、前記連通路内に設けられた弁板と、この弁板を閉じる方向に押圧する弁ばねと、この弁ばねの反弁板側を固定する弁押さえを備えることを特徴とするスクロール圧縮機。
5. 請求項４に記載のスクロール圧縮機において、前記圧力調整弁を収容する前記連通路の部分は、前記シール部内空間側の連通路の径よりも大径に形成された弁収容部となっていることを特徴とするスクロール圧縮機。
6. 請求項４に記載のスクロール圧縮機において、前記弁押さえは、前記連通路内に、旋回スクロールの鏡板の側面側から圧入して固定され、前記シール部内空間内の圧力による前記弁板を押圧する荷重は、前記弁ばねを介して前記弁押さえに作用するように構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
7. 請求項５に記載のスクロール圧縮機において、前記弁押さえには、その中心部に、該弁押さえの両側を連通する穴が形成されており、この穴を介して前記背圧室の圧力が前記弁板側に導入されて該弁板を閉じる方向に作用し、前記弁板には、前記弁ばねによる押圧力と、背圧室の圧力による押圧力を合計した荷重が作用するように構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
8. 請求項７に記載のスクロール圧縮機において、前記弁板の外周側に切欠きを周方向に複数個形成し、この切欠きは、前記弁板が閉じられたときに前記連通路を塞ぐように、前記シール部内空間側の前記連通路の径よりも外径側となる前記弁板の部分に形成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
9. 請求項８に記載のスクロール圧縮機において、前記弁板における前記切欠き以外の外周部は前記連通路における前記弁収容部の内径よりも小さく形成され、前記弁板が前記弁収容部の内面にガイドされて動くように構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
10. 旋回スクロールと、該旋回スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する固定スクロールを備えるスクロール圧縮機において、
    前記旋回スクロールと前記固定スクロールとを互いに密着させるための吐出圧力が導入される高圧室と、
    前記高圧室とは第１のシール部を介して区画され、前記旋回スクロールと固定スクロールを密着させるために、吸込圧力と吐出圧力の間の圧力となる背圧室と、
    前記高圧室の一部を、第２のシール部を介して区画されたシール部内空間と、
    前記シール部内空間と前記背圧室とを連通する連通路と、
    前記連通路を圧力差で開閉する圧力調整弁と、を備え、
    前記シール部内空間と前記背圧室との圧力差が所定値以上となると、前記圧力調整弁が開き、前記シール部内空間の流体を背圧室側に流出させることを特徴とするスクロール圧縮機。

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