(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転式スクロール圧縮機において、従動スクロールの鏡板の背面にドーナツ状の従動スクロール溝をつけ、その開放部を可動プレートで覆い、前記従動スクロール溝と前記可動プレートとでできるバルブ可動空間をシールリング等のシール部材でシールすると共に、前記可動プレートはスラスト方向に可動な構造とし、前記バルブ可動空間と圧縮途中の圧縮室とを連通する微小穴を前記従動スクロールに開け、又、前記バルブ可動空間と前記従動スクロールの背部の高圧部とを連通する微小穴を前記可動プレートに開けると共に、前記両微小穴の前記バルブ可動空間に開放される面を両方共に弁座構造とし、且つ前記バルブ可動空間内に両方の前記弁座を共用とするような表と裏の両方を活用するバルブを有することを特徴とする回転式スクロール圧縮機。
【請求項２】
回転式スクロール圧縮機において、駆動スクロールのスクロール部と軸部を分割するか又は鏡板の裏面に固定プレートを取付けるかのいずれの場合も結合され、前記駆動スクロールを鏡板で分離したスクロール部と軸部又は駆動スクロールの一部である鏡板とこの鏡板背面に取り付ける固定プレートのいずれか２部材の間に前記固定プレートが形成するバルブが可動なバルブ可動空間をつくり、そのバルブ可動空間にバルブを有し且つそのバルブの表裏の両方に弁座があり、前記スクロール部材又は前記駆動スクロールの鏡板に設けられ、前記バルブ可動空間と圧縮途中の圧縮室とを連通する微小穴と、前記軸部又は固定プレートに設けられ、前記バルブ可動空間と前記駆動スクロールの軸部の外部の高圧空間とを連通する微小穴との両方があり、更に前記バルブ可動空間が前記従動スクロールの背面の背圧室に連通路を介して連通していることを特徴とする回転式スクロール圧縮機。
【請求項３】
旋回式スクロール圧縮機において、旋回スクロールの鏡板の背面にドーナツ状の旋回スクロール溝をつけ、その開放部を可動プレートで覆い、前記旋回スクロール溝と前記可動プレートとでできるバルブ可動空間をシールリング等のシール部材でシールすると共に、前記可動プレートはスラスト方向に可動な構造とし、前記バルブ可動空間と圧縮途中の圧縮室とを連通する微小穴を前記旋回スクロールに開け、又、前記バルブ可動空間と前記旋回スクロールの背部の高圧部とを連通する微小穴を前記可動プレートに開けると共に、前記両微小穴の前記バルブ可動空間に開放される面を両方共に弁座構造とし、且つ前記バルブ可動空間内に両方の前記弁座を共用とするような表と裏の両方を活用するバルブを有することを特徴とする旋回式スクロール圧縮機。
【請求項４】
旋回式スクロール圧縮機において、固定スクロールの上部に固定プレートを取り付け、その間にバルブが可動なバルブ可動空間をつくり、そのバルブ可動空間は中間圧縮室と外部高圧室と旋回スクロールの背面の背圧室との３室に連通路を介して連通しており、且つ、前記バルブ可動空間内にバルブが存在し、そのバルブの上下にそれぞれ弁座があって、そのバルブによって、前記バルブ可動空間と前記中間圧縮室とを連通する微小穴又は前記バルブ可動空間と前記外部高圧室とを連通する微小穴のどちらか一方の微小穴を塞閉させる構造を有することを特徴とする旋回式スクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、スクロール圧縮機、詳しくは回転式スクロール圧縮機及び旋回式スクロール圧縮機を含むスクロール圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール圧縮機には駆動スクロール及び従動スクロールを含む回転式スクロール圧縮機並びに固定スクロール及び旋回スクロールを含む旋回式スクロール圧縮機が含まれ、いずれのスクロール圧縮機も背圧により従動スクロール又は旋回スクロールを駆動スクロール又は固定スクロールに押し付ける構造となっている。
背圧によりスクロールを押し付ける構造においては、低速運転等で圧縮比が小さくなると中間圧縮部で過圧縮となり、押付力が不足しスクロールの歯が離れてしまうという問題があり、これを解決するために、例えば特開昭５３−１１９４１２号公報及び特開昭５８−１２８４８５号公報の「スクロール圧縮機」が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭５３−１１９４１２号公報のスクロール圧縮機のように旋回スクロールの背面全体を中間圧とすると、過圧縮圧力が背面全面積に作用してしまい、押付力が過大となり入力の増大を招いてしまうという問題があり、又、特開昭５８−１２８４８５号公報のスクロール圧縮機のように中間圧縮室にリリーフバルブを付けるのは、入力の増大なしに歯の押付けは保証できるが、折角の圧縮仕事を一部無駄にすることとなり、性能の低下を招いてしまうという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので、従動スクロール又は旋回スクロールを押付ける背圧室に、通常運転時（中間圧縮室でオーバーシュートが発生しない時）には高圧を作用させ、又、低圧縮比となりオーバーシュートが発生した時には中間圧（過圧縮圧力）を作用させることを自動的に変換できるバルブ構造を取り付けることで前記２つの問題点を解決しようとするものであって、
第１の発明として、回転式スクロール圧縮機において、従動スクロールの鏡板の背面にドーナツ状の従動スクロール溝をつけ、その開放部を可動プレートで覆い、前記従動スクロール溝と前記可動プレートとでできるバルブ可動空間をシールリング等のシール部材でシールすると共に、前記可動プレートはスラスト方向に可動な構造とし、前記バルブ可動空間と圧縮途中の圧縮室とを連通する微小穴を前記従動スクロールに開け、又、前記バルブ可動空間と前記従動スクロールの背部の高圧部とを連通する微小穴を前記可動プレートに開けると共に、前記両微小穴の前記バルブ可動空間に開放される面を両方共に弁座構造とし、且つ前記バルブ可動空間内に両方の前記弁座を共用とするような表と裏の両方を活用するバルブを有する回転式スクロール圧縮機を提供し、
第２の発明として、回転式スクロール圧縮機において、駆動スクロールのスクロール部と軸部を分割するか又は鏡板の裏面に固定プレートを取付けるかのいずれの場合も結合され、前記駆動スクロールを鏡板で分離したスクロール部と軸部又は駆動スクロールの一部である鏡板とこの鏡板背面に取り付ける固定プレートのいずれか２部材の間に前記固定プレートが形成するバルブが可動なバルブ可動空間をつくり、そのバルブ可動空間にバルブを有し且つそのバルブの表裏の両方に弁座があり、前記スクロール部材又は前記駆動スクロールの鏡板に設けられ、前記バルブ可動空間と圧縮途中の圧縮室とを連通する微小穴と、前記軸部又は固定プレートに設けられ、前記バルブ可動空間と前記駆動スクロールの軸部の外部の高圧空間とを連通する微小穴との両方があり、更に前記バルブ可動空間が前記従動スクロールの背面の背圧室に連通路を介して連通している回転式スクロール圧縮機を提供し、
第３の発明として、旋回式スクロール圧縮機において、旋回スクロールの鏡板の背面にドーナツ状の旋回スクロール溝をつけ、その開放部を可動プレートで覆い、前記旋回スクロール溝と前記可動プレートとでできるバルブ可動空間をシールリング等のシール部材でシールすると共に、前記可動プレートはスラスト方向に可動な構造とし、前記バルブ可動空間と圧縮途中の圧縮室とを連通する微小穴を前記旋回スクロールに開け、又、前記バルブ可動空間と前記旋回スクロールの背部の高圧部とを連通する微小穴を前記可動プレートに開けると共に、前記両微小穴の前記バルブ可動空間に開放される面を両方共に弁座構造とし、且つ前記バルブ可動空間内に両方の前記弁座を共用とするような表と裏の両方を活用するバルブを有する旋回式スクロール圧縮機を提供し、
第４の発明として、旋回式スクロール圧縮機において、固定スクロールの上部に固定プレートを取り付け、その間にバルブが可動なバルブ可動空間をつくり、そのバルブ可動空間は中間圧縮室と外部高圧室と旋回スクロールの背面の背圧室との３室に連通路を介して連通しており、且つ、前記バルブ可動空間内にバルブが存在し、そのバルブの上下にそれぞれ弁座があって、そのバルブによって、前記バルブ可動空間と前記中間圧縮室とを連通する微小穴又は前記バルブ可動空間と前記外部高圧室とを連通する微小穴のどちらか一方の微小穴を塞閉させる構造を有する旋回式スクロール圧縮機を提供しようというものである。
【０００５】
【作用】
従来は、従動スクロール又は旋回スクロールの背面の高低圧シールは１重のシールリングであったが、これを２重のシールリングとし、外リングの外側は低圧、内リングの内側は高圧となっている。つまり、背圧室は高圧部＋（高圧部又は中間圧部）の両方の合計となる。
即ち、通常運転では、高圧＞中間圧であるので、バルブは中間圧縮室と連通する穴の方を塞ぎ、同時に高圧部と２重シール空間とが連通され、押付力は内側の高圧部と２重シール部の高圧部の合計となる。
次に、低圧縮比運転では、高圧＜中間圧であるので、バルブは高圧部と連通する穴の方を塞ぎ、同時に中間圧縮室と２重シール空間とが連通され、押付力は、内側の高圧部と２重シール空間の中圧部（過圧縮圧力部）の合計である。
ここで、２重シールの内径及び外径を適切に設計することで、押付力の過大や不足を防止することが容易となる。さらに、過圧縮が発生した時、過圧縮ガスをリリーフバルブにより高圧空間に放出してしまうこともなく完全に利用できるので能力の低下もない。
【０００６】
【実施例】
以下、第１乃至第４の発明によるスクロール圧縮機の実施例について図１乃至図４を参照して説明する。
図１は第１の発明に対応する回転式スクロール圧縮機を示すもので、（Ａ）は圧縮部の断面正面図、（Ｂ）は（Ａ）のバルブ機構部の拡大断面正面図であり、図２は第２の発明に対応する回転式スクロール圧縮機を示すもので、（Ａ）は圧縮部の断面正面図、（Ｂ）は（Ａ）のバルブ機構部の拡大断面正面図であり、図３は第３の発明に対応する旋回式スクロール圧縮機を示すもので、（Ａ）は圧縮部の断面正面図、（Ｂ）は（Ａ）のバルブ機構部の拡大断面正面図であり、図４は第４の発明に対応する旋回式スクロール圧縮機を示すもので、（Ａ）は圧縮部の断面正面図、（Ｂ）は（Ａ）のバルブ機構部の拡大断面正面図である。図１に示された第１の発明は、駆動スクロール１のスクロール部と従動スクロール２のスクロール部とが互いに噛み合うように対向して配設されている回転式スクロール圧縮機におけるものであって、従動スクロール２の鏡板の背面にドーナツ状の従動スクロール溝３をつけ、その開放部を可動プレート４で覆い、従動スクロール溝３と可動プレート４とでできるバルブ可動空間５をシールリング等のシール部材６でシールすると共に、可動プレート４はスラスト方向に可動な構造とし、バルブ可動空間５と圧縮途中の圧縮室７とを連通する微小穴８を従動スクロール２に開け、又、バルブ可動空間５と従動スクロール２の背部の高圧部とを連通する微小穴９を可動プレート４に開けると共に、前記両微小穴８、９のバルブ可動空間５に開放される面をそれぞれ従動スクロール側弁座１０及び可動プレート側弁座１１とするように両方共に弁座構造とし、且つバルブ可動空間５内に両方の前記弁座１０、１１を共用とするような表と裏の両方を活用するバルブ１２を有している。
１３は円筒リング、１４は規制部材、１５は軸シールである。
【０００７】
図２に示された第２の発明は、駆動スクロール２１のスクロール部と従動スクロール２２のスクロール部とが互いに噛み合うように対向して配設されている回転式スクロール圧縮機におけるものであって、駆動スクロール２１のスクロール部２１ａと軸部２１ｂを分割して結合されるそのスクロール部２１ａと軸部２１ｂとの間にバルブ２４が可動なバルブ可動空間２３をつくり、バルブ可動空間２３にバルブ２４を有し且つバルブ２４の表裏の両方に対応するスクロール部側弁座２５及び軸部側弁座２６の二つの弁座があり、バルブ可動空間２３と圧縮途中の圧縮室２７とを連通する微小穴２８と、バルブ可動空間２３と駆動スクロールの軸部２１ｂの外部の高圧空間とを連通する微小穴２９との両方があり、更にバルブ可動空間２３が従動スクロール２２の背面の背圧室に連通路３０を介して連通している。
３１は円筒リング、３２は規制部材、３３は背圧室用シールリング、３４は軸シールである。
図２の実施例においては駆動スクロール２１がスクロール部２１ａと軸部２１ｂとからなるものを例示したが、スクロール部の鏡板の裏面に固定プレート（図示せず）を介装させたものにすることもできる。
【０００８】
図３に示された第３の発明は、固定スクロール４１のスクロール部と旋回スクロール４２のスクロール部とが互いに噛み合うように対向して配設されている旋回式スクロールにおけるものであって、旋回スクロール４２の鏡板の背面にドーナツ状の旋回スクロール溝４３をつけ、その開放部を可動プレート４４で覆い、旋回スクロール溝４３と可動プレート４４とでできるバルブ可動空間４５をシールリング等のシール部材４６でシールすると共に、可動プレート４４はスラスト方向に可動な構造とし、バルブ可動空間４５と圧縮途中の圧縮室４７とを連通する微小穴４８を旋回スクロール４２に開け、又、バルブ可動空間４５と旋回スクロール４２の背部の高圧部とを連通する微小穴４９を可動プレート４４に開けると共に、前記両微小穴４８、４９のバルブ可動空間４５に開放される面をそれぞれ旋回スクロール側弁座５０及び可動プレート側弁座５１となる両方共に弁座構造とし、且つバルブ可動空間４５内に両方の前記弁座５０、５１を共用とするような表と裏の両方を活用するバルブ５２を有する。
【０００９】
図４に示された第４の発明は、固定スクロール６１のスクロール部と旋回スクロール６２のスクロール部とが互いに噛み合うように対向して配設されている旋回式スクロール圧縮機におけるものであって、固定スクロール６１の上部に固定プレート６３を取り付け、その間にバルブ６５が可動なバルブ可動空間６４をつくり、そのバルブ可動空間６４は中間圧縮室と外部高圧室と旋回スクロールの背面の背圧室との３室に連通しており、且つ、バルブ可動空間６４内にバルブ６５が存在し、そのバルブ６５の上下に対応するようにそれぞれ固定スクロール側弁座６６及び固定プレート側弁座６７の二つの弁座があって、バルブ６５によって前記中間圧縮室と前記外部高圧室とのどちらか一方の微小穴６８、６９を塞閉させる構造を有する。
【００１０】
上述のように本発明は、回転式スクロール圧縮機においても、又、旋回式スクロール圧縮機においても実施可能である。
即ち、第１及び第３の発明のように背圧を作用させるスクロール（従動と旋回）にバルブを取り付けた例が図１及び図３に示されており、第２及び第４の発明のように押し付けられる側のスクロール（駆動と固定）にバルブを取り付けた例が図２及び図４に示されているのである。
第１及び第３の発明は構造上すっきりしているが、鏡板が厚くなり、転覆モーメントが増大することと可動プレートの摺動ロスが生じる等のデメリットもあり、他方、第２及び第４の発明は複雑な構造ではあるが、前記のデメリットは全くない。
尚、第１及び第２の発明においては規制部材（ベアリングプレート）側に、第３及び第４の発明においてはメインフレーム側に可動プレート及びバルブ機構があってもほぼ同様の作用が得られるのはいうまでもない。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によるスクロール圧縮機は、上述のように構成されているので、下記の効果がある。
▲１▼背圧室の一部が高圧と中間圧のいずれかに自動的に切り替わるバルブ機構を付けることで、低圧縮比時の歯の押付けを確実に保証することができる。
▲２▼押付力過大による入力の増大とリリーフ機構での圧縮ロスによる性能の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明に対応する回転式スクロール圧縮機の実施例を示すもので、（Ａ）は圧縮部の断面正面図、（Ｂ）は（Ａ）のバルブ機構部の拡大断面正面図である。
【図２】第２の発明に対応する回転式スクロール圧縮機の実施例を示すもので、（Ａ）は圧縮部の断面正面図、（Ｂ）は（Ａ）のバルブ機構部の拡大断面正面図である。
【図３】第３の発明に対応する旋回式スクロール圧縮機の実施例を示すもので、（Ａ）は圧縮部の断面正面図、（Ｂ）は（Ａ）のバルブ機構部の拡大断面正面図である。
【図４】第４の発明に対応する旋回式スクロール圧縮機の実施例を示すもので、（Ａ）は圧縮部の断面正面図、（Ｂ）は（Ａ）のバルブ機構部の拡大断面正面図である。
【符号の説明】
１：駆動スクロール
２：従動スクロール
３：従動スクロール溝
４：可動プレート
５：バルブ可動空間
６：シール部材
７：圧縮室
８、９：微小穴
１０：従動スクロール側弁座
１１：可動スクロール側弁座
１２：バルブ
２１：駆動スクロール
２２：従動スクロール
４１：固定スクロール
４２：旋回スクロール
６１：固定スクロール
６２：旋回スクロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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