(57)【特許請求の範囲】
【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室に冷媒を逃がす過圧縮防止機構を有するスクロール圧縮機において、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で、前記固定スクロールの鏡板背面中央部に設けられた上部に該バイパスバルブのストッパーを有する吐出室に収納されたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
バイパス孔の弁座をリング状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。
【請求項３】
バイパスバルブをリング状としたことを特徴とする請求項２記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
固定スクロールの鏡板背面側に高低圧仕切板とシール部品を有する軸方向コンプライアント機構を備え、前記高低圧仕切板の下面をバイパスバルブのストッパーとすることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
固定スクロールの鏡板背面側に高低圧仕切板、上下に移動可能な第２シール部品及びシール部品を有する軸方向コンプライアント機構を備え、前記第２シール部品の下面をバイパスバルブのストッパーとすることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、空調用或いは空気機械用に用いられるスクロール圧縮機に係り、特に過圧縮対策機構の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７〜９は、例えば特開昭６１−１１６０８５号公報に示された従来のスクロール圧縮機を示す縦断面図である。図において、密閉容器１ａ，１ｂ，１ｃ内に上部にスクロール圧縮部２と下部に駆動源であるモータ３が内蔵されている。スクロール圧縮部２には円盤上の鏡板４ａにインボリュート曲線あるいはこれに近似の曲線からなる渦巻状のラップ４ｂを下方に直立させて形成した固定スクロール部材４と、この固定スクロール部材４と実質的に同一形状の鏡板５ａ、ラップ５ｂからなる旋回スクロール部材５とを互いにラップ４ｂ，５ｂを内側に向けて噛み合わせ、また旋回スクロール部材５の見かけ上の自転を阻止するオルダムリング６を固定スクロール部材４に固定された静止部分であるフレーム７と旋回スクロール部材５との間に設けたものである。また固定スクロール４の鏡板４ａの中央部には、圧縮された冷媒ガスを高圧室１５に導くための吐出ポート４ｃと圧縮途中の圧縮室１３から高圧室１５に連通する一対のバイパス孔４ｄ、そして前記バイパス孔４ｄ上方には弁座４ｅとリード弁型のバイパスバルブ９及びストッパー１０がボルト１４により固定スクロール鏡板４ａ背面に固定されている。また、旋回スクロール５の背面にはクランク軸８が挿入されるボス部５ｃを備えている。クランク軸８はフレーム７の軸受部７ａに支えられており、一方端にはモータ３の回転子３ａが取り付けられ、他端は旋回スクロール５のボス部５ｃが挿入されている。１１は冷媒ガスを圧縮機内に導く吸入管、１２は高圧室１５の高圧冷媒ガスを外部へ吐き出す吐出管である。
【０００３】
次に動作について説明する。吸入管１１より圧縮機内部に取り込まれた冷媒ガスはモータ３の回転子３ａの回転によってクランク軸８が回転すると、旋回スクロール５が自転防止機構であるオルダムリング６の働きにより姿勢を保ったまま固定スクロール４に対して旋回運動し、両スクロールラップ４ｂ，５ｂの噛み合いによって形成される一対の圧縮室１３に取り込まれる。そして、圧縮室１３は旋回スクロール５の旋回運動によってスクロール外周部から次第に中心部へ移動し、その体積が減少する。その結果、圧縮室１３に取り込まれた低圧の冷媒ガスは前記の過程で圧縮され、その圧力が上昇する。
【０００４】
ここで、両スクロールラップ４ｂ，５ｂにより形成される一対の圧縮室１３が旋回スクロール５の旋回運動に伴い、吸入を完了後、中心部に向かって移動し固定スクロール部材４の中心部に設けられた吐出ポート４ｃに連通する間、一対の圧縮室１３の圧力は、吐出圧力に関わらず常に吸入圧力と圧縮室１３の容積変化とにより一定の圧力まで昇圧される。つまり、スクロール圧縮機には渦巻の幾何学形状によって決定する組み込み圧縮比が存在する。
【０００５】
従って、従来のスクロール圧縮機では、凝縮圧力（高圧）と蒸発圧力（低圧）との比が前記組み込み圧縮比より小さい場合には、一対の圧縮室１３の圧力は吐出ポート４ｃに連通する前に凝縮圧力（高圧）に到達するので、一対のバイパス孔４ｄよりリード弁型のバイパスバルブ９を押し上げて圧縮途中の冷媒ガスを高圧室１５に吐出して、圧縮室１３の圧力が凝縮圧力（高圧）よりも上昇することを防ぎ、過圧縮損失を低減させている。また、凝縮圧力（高圧）と蒸発圧力（低圧）との比がスクロール圧縮機の組み込み容積比より大きい場合には、圧縮室１３の圧力はバイパス孔４ｄの位置に到達したときも凝縮圧力（高圧）よりも低いためバイパスバルブ９は開かず従来と同様の圧縮行程が継続される。このようにして圧縮室１３から高圧室１５に吐出された高圧の冷媒ガスは吐出管１２より密閉容器１の外部へ送り出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスクロール圧縮機は以上のように構成されているので、過圧縮損失対策機構を構成する一対のバイパス孔４ｄに取り付けるバイパスバルブ９がリード弁型であるため、前記一対のバイパス孔４ｄを含んだ圧縮途中の圧縮室１３の圧力が凝縮圧力（高圧）に達しても、当該リード弁型のバイパスバルブ９自身のバネ力によりバイパス孔４ｄの開き遅れが生じ冷媒ガス流出が妨げられ、十分な過圧縮損失対策の効果が得られなかった。
また、一対のバイパス孔４ｄの開孔タイミングがずれると、一対の圧縮室１３の圧力がアンバランスとなり、余分なトルク変動が生じ振動が発生した。
さらに、前記一対のバイパス孔４ｄ上方には、バイパスバルブ９、ストッパー１０及び弁座４ｅをそれぞれ独立に設けていたので、部品点数の増加や加工箇所の増加、組立箇所の増加を招きコストアップとなっていた。
また前記リード弁型のバイパスバルブ９をボルト１４またはリベット等で固定する際には、固定スクロール鏡板４ａが歪んで揺動スクロール鏡板５ａとの間に隙間が生じることにより漏れ損失が増加して性能を低下させていた。
【０００７】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、一対のバイパス孔を開閉するバイパスバルブの開き遅れが無く、十分な過圧縮対策効果が得られ、且つ、加工、組立がし易く、組立時に固定スクロール鏡板が歪まないスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の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室に冷媒を逃がす過圧縮防止機構を有するスクロール圧縮機において、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で、固定スクロールの鏡板背面中央部に設けられた上部にバイパスバルブのストッパーを有する吐出室に収納されたものである。
【０００９】
請求項２のスクロール圧縮機は、請求項１記載のものにおいて、バイパス孔の弁座をリング状としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３のスクロール圧縮機は、請求項２記載のものにおいて、バイパスバルブをリング状としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４のスクロール圧縮機は、請求項１記載のものにおいて、固定スクロールの鏡板背面側に高低圧仕切板とシール部品を有する軸方向コンプライアント機構を備え、高低圧仕切板の下面をバイパスバルブのストッパーとすることを特徴とする。
【００１２】
請求項５のスクロール圧縮機は、請求項１記載のものにおいて、固定スクロールの鏡板背面側に高低圧仕切板、上下に移動可能な第２シール部品及びシール部品を有する軸方向コンプライアント機構を備え、第２シール部品の下面をバイパスバルブのストッパーとすることを特徴とする。
【００１３】
【作用】
請求項１のスクロール圧縮機は、一対の圧縮途中の圧縮室の圧力が高圧より若干高くなるとフリーバルブであるバイパスバルブは速やかに開き、かつ一対のバイパスバルブ孔を同時に開口させるので、過圧縮を防止し、かつ圧縮室の圧力がアンバランスにならない。また、バイパスバルブを固定スクロール鏡板に固定しないので固定スクロール鏡板が歪まない。
【００１４】
請求項２のスクロール圧縮機は、弁座を固定スクロール鏡板背面に成形する場合、同一加工工具により同一加工面に容易に成形できる。
【００１５】
請求項３のスクロール圧縮機は、バイパスバルブをリング状とすることにより組み立てが容易になる。
【００１６】
請求項４のスクロール圧縮機は、ストッパーに既存の部品である高低圧仕切板を流用できる。
【００１７】
請求項５のスクロール圧縮機は、ストッパーに既存の部品である第２シール部品を流用できる。
【００１８】
【実施例】
実施例１．
以下、この発明の実施例１を図について説明する。図１はこの発明の実施例１によるスクロール圧縮機の部分縦断面図、図２は同要部分解斜視図である。図において、図７〜９に示した従来のスクロール圧縮機と同一または相当部分には同一符号を付け、その説明は省略する。
図１において、固定スクロール４の鏡板４ａには、中央部に圧縮された冷媒ガスを高圧室１５に導くための吐出ポート４ｃと、一対の圧縮途中の圧縮室１３から高圧室１５に連通する一対のバイパス孔４ｄが設けられている。また、バイパス孔４ｄ上部に設けられた弁座４ｅは上から見ると図２に示すように、一対のバイパス孔４ｄをカバーするリング状となっている。弁座４ｅ上方には、前記弁座４ｅとほぼ同形状で、前記吐出ポート４ｃから吐出される高圧冷媒ガスの流路を防げないように中央に孔が開いており、例えば金属薄板材等により成形された、どこにもつながれていない一つのフリーバルブであるバイパスバルブ９が設置され、さらにその上方には当該バイパスバルブ９のリフト量を規制するストッパー１０が固定スクロール４に固定されている。そして、鏡板４ａの背面中央部とストッパー１０により吐出室２０を形成している。
【００１９】
次に動作について説明する。スクロール圧縮機の圧縮運転において、凝縮圧力（高圧）と蒸発圧力（低圧）との比がスクロール圧縮機の組み込み容積比より小さい場合、前記一対のバイパス孔４ｄを含んだ一対の圧縮室１３が吐出ポート４ｃに連通する前に前記一対の圧縮室１３の圧力が凝縮圧力（高圧）に達する。そして、さらに圧縮行程が進み圧縮室１３の圧力が凝縮圧力（高圧）よりも若干高くなると、前記バイパスバルブ９は上下の差圧により押し上げられ、一対のバイパス孔４ｄを開孔し、ストッパー１０まで到達する。この時、前記バイパスバルブ９は他の部品と直接つながっておらず、その上下移動を妨げるものがないフリーバルブであるので、当該バイパスバルブ９の下方の圧縮室１３の圧力が上方の凝縮圧力（高圧）よりも若干高くなると、ほとんど開き遅れがなく一対のバイパス孔４ｄを開孔することが可能である。つまり、過圧縮損失がほとんど生じない。
【００２０】
また前記のようにバイパスバルブ９は、半径方向については固定スクロール鏡板４ａ背面に設けられた円筒状壁の内側、上下方向については弁座４ｅとストッパー１０の間を移動可能となっているが、前記ストッパー１０は固定スクロール鏡板４ａ背面に設けられた円筒壁部にはめ込まれているため、圧縮室１３を形成する固定スクロール鏡板４ａ面近傍にボルトまたはリベット等を締め付けて前記固定スクロール鏡板４ａ面を歪ませて、揺動スクロール鏡板４ｂとの間に隙間が生じることにより漏れ損失が増加して圧縮機の性能を低下させることはなくなる。しかも、前記バイパスバルブ９の弁座４ｅは、前記一対のバイパス孔４ｄをカバーするリング状となっているため、当該弁座４ｅを固定スクロール鏡板４ａ背面上に成形する際には、例えば同一加工工具による同一加工面に極めて容易に成形可能となると共に、一対のバイパス孔４ｄに一つのバイパスバルブ９と一つのストッパー１０を設置するだけとなり従来より部品点数を減少できる。
【００２１】
実施例２．
なお、実施例１では固定スクロール鏡板４ａ背面に設けた円筒状壁に筒状のストッパー１０をかぶせるように固定したが、図３に示すようにＣリングなどをストッパー１０として固定スクロール鏡板４ａ背面部に設置することにより実施例１と同様の効果が得られる。
【００２２】
実施例３．
図４に示すようにバイパスバルブ９の移動可能な範囲が、上下方向は弁座４ｅとストッパー１０の間、そして半径方向は筒状になったストッパー１０の内側面となるような筒状のストッパー１０を固定スクロール鏡板４ａ背面に設置した場合でも実施例１と同様の効果が得られる。
【００２３】
実施例４．
図５に示すように軸方向コンプライアント機構を有するスクロール圧縮機、例えば、固定スクロール４がフレーム７に対して軸方向にのみ移動可能なように配置されると共に、密閉容器１内の圧力は高低圧仕切板１６と、前記高低圧仕切板１６と固定スクロール鏡板４ａ背面との間に、例えば樹脂材料等で成形され内径または外径側のどちらかがテーパ状になっており、上下空間の差圧により前記テーパ部がくさび状に押し付けられてシール性を向上し、他方の円筒状面のすべりにより上下移動可能に設置されたシール部品１７により高圧室１５と低圧空間が仕切られているスクロール圧縮機においては、前記バイパスバルブ９のストッパー１０の機能を前記バイパスバルブ９の上方に設置された高低圧仕切板１６の下面に持たせることにより、ストッパー１０を既存の従来部品で流用可能となると共に実施例１と同様の効果が得られる。
【００２４】
実施例５．
また、軸方向コンプライアント機構を有するスクロール圧縮機で、図６に示すように高低圧仕切板１６と前記シール部品１７の間に上下に移動可能な例えば金属性の第２シール部品１８を設置したスクロール圧縮機においては、バイパスバルブ９のストッパー１０の機能を、前記バイパスバルブ９の上方に設置された前記第２シール部品１８の下面に持たさせることにより実施例４と同様の効果が得られる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の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室に冷媒を逃がす過圧縮防止機構を有するスクロール圧縮機において、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で、固定スクロールの鏡板背面中央部に設けられた上部にバイパスバルブのストッパーを有する吐出室に収納された構成にしたので、過圧縮損失が小さく性能が向上し、一対のバイパス孔が同時に開くためトルク変動が減少して振動が小さくなり、バイパスバルブを固定スクロールにボルトまたはリベット等で固定しないので固定スクロール鏡板の歪みがなく、部品点数が少なくなるため安価になる。
【００２６】
請求項２のスクロール圧縮機は、請求項１記載のものにおいて、バイパス孔の弁座をリング状としたので、弁座を固定スクロール鏡板背面に成形する場合、例えば同一加工工具による同一加工面に容易に成形でき、製作コストを低減できる。
【００２７】
請求項３のスクロール圧縮機は、請求項２記載のものにおいて、バイパスバルブをリング状としたので、組み立て性が向上し製作コストを低減できる。
【００２８】
請求項４のスクロール圧縮機は、請求項１記載のものにおいて、固定スクロールの鏡板背面側に高低圧仕切板とシール部品を有する軸方向コンプライアント機構を備え、高低圧仕切板の下面をバイパスバルブのストッパーとする構成にしたので、ストッパーに既存の部品を流用することができ、部品点数が増えず組み立て性の良い安価なスクロール圧縮機が得られる。
【００２９】
請求項５のスクロール圧縮機は、請求項１記載のものにおいて、固定スクロールの鏡板背面側に高低圧仕切板、上下に移動可能な第２シール部品及びシール部品を有する軸方向コンプライアント機構を備え、第２シール部品の下面をバイパスバルブのストッパーとする構成にしたので、ストッパーに既存の部品を流用することができ、部品点数が増えず組み立て性の良い安価なスクロール圧縮機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１によるスクロール圧縮機の部分縦断面図である。
【図２】この発明の実施例１によるスクロール圧縮機の要部分解斜視図である。
【図３】この発明の実施例２によるスクロール圧縮機の部分縦断面図である。
【図４】この発明の実施例３によるスクロール圧縮機の部分縦断面図である。
【図５】この発明の実施例４によるスクロール圧縮機の部分縦断面図である。
【図６】この発明の実施例５によるスクロール圧縮機の部分縦断面図である。
【図７】従来のスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図８】従来のスクロール圧縮機の要部縦断面図である。
【図９】従来のスクロール圧縮機の要部横断面図である。
【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、４ｅ  弁座、９  バイパスバルブ、１０  ストッパー、１３  圧縮室、１５  高圧室、１６  高低圧仕切板、１７  シール部品、１８  第２シール部品。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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