(57)【要約】      （修正有）【課題】可動スクロールの転覆を速やかに解消できるスクロール型圧縮機を提供する。【解決手段】スクロール型圧縮機の圧縮機構３０には、圧縮室３１と背圧室とを連通させる導入路７１,７２を有し、圧縮室３１の流体を可動スクロール３５の背面側の背圧室へ第１期間に亘って供給する導入機構７０と、圧縮室３１と背圧室とを連通させる補助導入路８１と、圧縮室３１から背圧室へ向かう流体の流れを許容し且つ背圧室から圧縮室３１へ向かう流体の流れを禁止する逆止弁８２とを有し、第１期間よりも早いタイミングを含む第２期間に亘って上記圧縮室３１の流体を背圧室へ供給する補助導入機構８０とが設けられる。【選択図】図３
2015105642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロール（40）及び可動スクロール（35）を有し、該固定スクロール（40）と可動スクロール（35）の間に圧縮室（31）を形成する圧縮機構（30）を備えたスクロール型圧縮機であって、
上記圧縮機構（30）には、
上記圧縮室（31）と背圧室（56）とを連通させる導入路（71,72）を有し、上記圧縮室（31）の流体を上記可動スクロール（35）の背面側の背圧室（56）へ第１期間に亘って供給する導入機構（70）と、
上記圧縮室（31）と背圧室（56）とを連通させる補助導入路（81）と、該圧縮室（31）から該背圧室（56）へ向かう流体の流れを許容し且つ該背圧室（56）から圧縮室（31）へ向かう流体の流れを禁止する逆止弁（82）とを有し、上記第１期間よりも早いタイミングを含む第２期間に亘って上記圧縮室（31）の流体を上記背圧室（56）へ供給する補助導入機構（80）と
が設けられていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
上記補助導入機構（80）は、上記第２期間の一部が上記第１期間の一部と重なるように構成されている
ことを特徴とするスクロール型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール型圧縮機に関し、特に可動スクロールの転覆の対策に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、固定スクロールと可動スクロールとを有し、両者のスクロールの間に圧縮室を形成する圧縮機構を備えたスクロール型圧縮機が知られている。
【０００３】
特許文献１には、この種のスクロール型圧縮機が開示されている。このスクロール型圧縮機の圧縮機構には、圧縮室の圧縮途中の流体を可動スクロールの背面側の背圧室へ供給する導入路が形成される。この導入路からは、中間圧の冷媒が背圧室に向かって間欠的に供給される。これにより、可動スクロールには、圧縮室のスラスト方向のガス荷重と反対方向の押し付け力が作用し、可動スクロールの転覆が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２４４１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スクロール型圧縮機の起動時や過渡的な運転時において、流体の高低差圧が低い状態になることに起因して可動スクロールが一度転覆した状態になると、その後の流体の高低差圧が通常の差圧まで戻ったとしても、可動スクロールの転覆を解消することが困難なことがあった。その理由として大きく以下の２点が挙げられる。
【０００６】
第１に、可動スクロールが一度転覆してしまうと、固定スクロールと可動スクロールとの間のスラスト面の隙間が拡大してしまう。このため、特許文献１に記載のように、圧縮室の流体を背圧室に供給したとしても、この背圧室の流体が上記の隙間を通じて圧縮機構の吸入側（低圧側）へ漏れ込んでしまうことがある。つまり、可動スクロールの転覆に伴い両者のスクロールのスラスト面の隙間が大きくなると、導入路から背圧室へ供給される流体の流量よりも、背圧室から圧縮機構の吸入側へ漏れ込む流体の流量の方が大きくなることがある。このため、上記のように流体の高低差圧が通常の差圧まで戻ったとしても、背圧室の圧力がなかなか上昇せず、可動スクロールの転覆の解消が困難となってしまう。
【０００７】
第２に、可動スクロールが一度転覆してしまうと、両者のスクロールの各ラップ端面と、これらのラップに対向する各鏡板との間に隙間が生じやすくなる。このため、圧縮室内では、吐出ポート寄りの比較的高圧の流体が、この隙間を通じて吸入ポート寄りに漏れてしまうことがある。すると、圧縮室では、比較的高圧の流体が過剰に圧縮されてしまい、通常運転時によりも圧縮室の内圧が高くなることがある。圧縮室の内圧が上昇すると、固定スクロールに対する可動スクロールの離反力が大きくなり、可動スクロールの転覆の解消が困難となってしまう。
【０００８】
以上のような理由により、可動スクロールが一度転覆してしまうと、この転覆をなかなか解消できず、通常運転への復帰に時間を要してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動スクロールの転覆を速やかに解消できるスクロール型圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、固定スクロール（40）及び可動スクロール（35）を有し、該固定スクロール（40）と可動スクロール（35）の間に圧縮室（31）を形成する圧縮機構（30）を備えたスクロール型圧縮機を対象とし、上記圧縮機構（30）には、上記圧縮室（31）と背圧室（56）とを連通させる導入路（71,72）を有し、上記圧縮室（31）の流体を上記可動スクロール（35）の背面側の背圧室（56）へ第１期間に亘って供給する導入機構（70）と、上記圧縮室（31）と背圧室（56）とを連通させる補助導入路（81）と、該圧縮室（31）から該背圧室（56）へ向かう流体の流れを許容し且つ該背圧室（56）から圧縮室（31）へ向かう流体の流れを禁止する逆止弁（82）とを有し、上記第１期間よりも早いタイミングを含む第２期間に亘って上記圧縮室（31）の流体を上記背圧室（56）へ供給する補助導入機構（80）とが設けられていることを特徴とする。
【００１１】
第１の発明の圧縮機構（30）には、導入機構（70）と補助導入機構（80）とが設けられる。スクロール型圧縮機の通常運転時には、圧縮室（31）の流体が導入路（71,72）を通じて背圧室（56）へ供給される。この結果、背圧室（56）の圧力が上昇する。このように背圧室（56）の圧力が比較的高くなったとしても、背圧室（56）の流体が補助導入路（81）を通じて圧縮室（31）へ逆流することが逆止弁（82）によって阻止される。従って、通常運転時には、背圧室（56）の圧力が目標値に維持され、可動スクロール（35）の転覆が防止される。
【００１２】
一方、スクロール型圧縮機（10）の起動時や過渡的な運転時において、背圧室（56）の圧力が低下し可動スクロール（35）が一度転覆してしまうと、従来の構成では、上述のように可動スクロール（35）の転覆を速やかに解消できないことがある。これに対し、本発明では、可動スクロール（35）が転覆して背圧室（56）の圧力が低下し、補助導入路（81）と繋がる圧縮室（31）の圧力が背圧室（56）の圧力よりも高くなると、逆止弁（82）が開放され、圧縮室（31）の流体が補助導入路（81）を通じて背圧室（56）へ供給される。補助導入機構（80）は、導入機構（70）よりも早いタイミングで流体を背圧室（56）へ供給するため、背圧室（56）の圧力の上昇が促進される。つまり、背圧室（56）には、補助導入機構（80）及び導入機構（70）によって背圧室（56）へ連続的に流体が供給されるため、背圧室（56）の圧力が速やかに上昇する。この結果、可動スクロール（35）の押し付け力を十分に確保でき、可動スクロール（35）の転覆を解消し易くなる。
【００１３】
また、このようにして圧縮室（31）の流体を背圧室（56）へ供給することで、圧縮室（31）の圧力の上昇を防止できる。このため、可動スクロール（35）の離反力を低減でき、可動スクロール（35）の転覆を解消し易くなる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、上記補助導入機構（80）は、上記第２期間の一部が上記第１期間の一部と重なるように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
第２の発明では、可動スクロール（35）が一度転覆して背圧室（56）の圧力が低下すると、まず、補助導入機構（80）が第２期間に亘って流体を背圧室（56）へ供給する。本発明では、この第２期間の一部が、導入機構（70）が背圧室（56）へ流体を供給する第１期間の一部と重複する。このようにすると、補助導入機構（80）では、比較的高い圧力の流体が比較的長い期間に亘って背圧室（56）へ供給される。この結果、背圧室（56）の圧力を速やかに上昇でき、可動スクロール（35）の転覆も速やかに解消できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、スクロール型圧縮機の起動時や過渡的な運転時において、可動スクロール（35）が転覆したとしても、補助導入機構（80）により圧縮室（31）の流体を導入機構（70）より早いタイミングから背圧室（56）へ供給するため、この背圧室（56）の圧力を速やかに上昇できる。この結果、可動スクロール（35）の転覆を速やかに解消し、通常の運転へと復帰できる。
【００１７】
また、第２の発明によれば、補助導入機構（80）により流体を背圧室（56）へ供給する期間（第２期間）の一部が、導入機構（70）により流体を背圧室（56）へ供給する期間（第１期間）の一部と重なるため、比較的高圧の流体を長い間、背圧室（56）へ供給できる。この結果、可動スクロール（35）の転覆を一層速やかに解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施形態に係るスクロール型圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係る導入機構及び補助導入機構を拡大した縦断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る固定スクロールを下側から視た横断面図であり、最外周側の圧縮室の圧縮行程の開始のタイミングのものである。
【図４】図４は、実施形態に係る圧縮機構の圧縮室の内圧変化を示すグラフである。
【図５】図５は、実施形態に係る固定スクロールを下側から視た横断面図であり、固定側連通溝と可動側縦孔との連通が開始するタイミング（回転角度＝θ２）のものである。
【図６】図６は、実施形態に係る固定スクロールを下側から視た横断面図であり、固定側連通溝に対する可動側縦孔の開口面積が最大となるタイミング（回転角度＝θ４）のものである。
【図７】図７は、実施形態に係る固定スクロールを下側から視た横断面図であり、固定側連通溝と可動側縦孔との連通が終了するタイミング（回転角度＝θ５）のものである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２０】
本実施形態に係る圧縮機（10）は、スクロール型圧縮機で構成され、例えば冷凍装置の冷媒回路に接続される。この冷媒回路では、圧縮機（10）で圧縮された冷媒が冷媒回路を循環し、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。
【００２１】
図１に示すように、圧縮機（10）は、ケーシング（11）と、該ケーシング（11）に収容される電動機（20）及び圧縮機構（30）とを備えている。ケーシング（11）は、縦長の円筒状の密閉容器で構成される。ケーシング（11）は、軸方向の両端が開口する円筒状の胴部（12）と、該胴部（12）の上端部を閉塞する上部鏡板（13）と、該胴部（12）の下端部を閉塞する下部鏡板（14）とを備えている。ケーシング（11）の内部空間は、ハウジング（50）によって上下に区画されている。ケーシング（11）の内部では、ハウジング（50）よりも上側の空間が上部空間（15）を構成し、ハウジング（50）よりも下側の空間が下部空間（16）を構成する。また、下部空間（16）では、ケーシング（11）の底部に油溜部（17）が形成される。油溜部（17）には、圧縮機構（30）や軸受けの各摺動部を潤滑するための潤滑油が貯留される。
【００２２】
ケーシング（11）には、吸入管（18）及び吐出管（19）が取り付けられている。吸入管（18）は、上部鏡板（13）の上部を貫通している。吸入管（18）の流出端部は、圧縮機構（30）の吸入管継手（65）に接続される。吐出管（19）は、胴部（12）を貫通している。吐出管（19）の流入端部は、下部空間（16）に開口している。
【００２３】
電動機（20）は、下部空間（16）に収容されている。電動機（20）は、ステータ（21）とロータ（22）とを有している。ステータ（21）は、円筒状に形成され、外周面がケーシング（11）の胴部（12）に固定される。ロータ（22）は、円筒状に形成され、ステータ（21）の内部に挿通される。ロータ（22）の内部には、このロータ（22）を貫通する駆動軸（23）が固定される。
【００２４】
駆動軸（23）は、電動機（20）と圧縮機構（30）とを連結している。駆動軸（23）は、主軸部（24）と、該主軸部（24）の上側に一体に形成される偏心部（25）とを有している。偏心部（25）は、主軸部（24）よりも小径で且つ該主軸部（24）の軸心に対して所定量だけ偏心している。主軸部（24）は、下部軸受部（28）及び上部軸受部（53）に回転自在に支持されている。駆動軸（23）の下端部には、給油ポンプ（26）が設けられている。給油ポンプ（26）の吸込口は、油溜部（17）に開口している。給油ポンプ（26）に汲み上げられた潤滑油は、駆動軸（23）の内部の給油通路（27）を経由して、圧縮機構（30）や各軸受部（28,53）の摺動部へ供給される。
【００２５】
ハウジング（50）は、ケーシング（11）の胴部（12）の上端部に固定される。ハウジング（50）は、略円筒状に形成され、内部を主軸部（24）が貫通している。ハウジング（50）は、上部軸受部（53）の周囲に形成される小径部（51）と、偏心部（25）の周囲に形成される大径部（52）とを有している。大径部（52）の外周面は、ケーシング（11）に固定される。大径部（52）の内部には、略円筒状の高圧側背圧室（54）が形成される。この高圧側背圧室（54）には、給油通路（27）から流出した高圧の潤滑油が供給される。高圧側背圧室（54）は、圧縮機構（30）の吐出冷媒と同じ圧力雰囲気となっている。また、ハウジング（50）の大径部（52）の内周縁部の上端には、環状のシールリング（55）が設けられる。シールリング（55）は、高圧側背圧室（54）と中圧側背圧室（56）とが密に仕切られている。高圧側背圧室（54）は、シールリング（55）の内周側に区画され、中圧側背圧室（56）は、シールリング（55）の外周側に区画される。
【００２６】
圧縮機構（30）は、ハウジング（50）の上側に配置される。圧縮機構（30）は、固定スクロール（40）と可動スクロール（35）とを有するスクロール型の回転式圧縮機構である。圧縮機構（30）では、固定スクロール（40）と可動スクロール（35）との間に圧縮室（31）が形成される。固定スクロール（40）は、ハウジング（50）にボルトで締結されており、固定スクロール（40）とハウジング（50）の間に可動スクロール（35）が旋回自在に収容されている。
【００２７】
固定スクロール（40）は、略円板状の固定側鏡板部（41）と、該固定側鏡板部（41）の下面に支持される固定側ラップ（42）と、固定側ラップ（42）の径方向外側に形成される外縁部（43）とを有している。
【００２８】
固定側鏡板部（41）の中心部には、吐出ポート（32）が形成される。吐出ポート（32）は、固定側鏡板部（41）を上下方向に貫通している。吐出ポート（32）の上側には、吐出室（46）が区画されている。吐出室（46）は、図示しない吐出流路を介して下部空間（16）と連通している。つまり、下部空間（16）は、圧縮機構（30）の吐出冷媒の圧力と同等の圧力雰囲気となっている。固定側ラップ（42）は、吐出ポート（32）から外縁部（43）に亘って渦巻き状に延びて形成される（図３を参照）。固定スクロール（40）の外縁部（43）には、吸入ポート（34）が形成される。吸入ポート（34）は、吸入管（18）の流出部と接続している。
【００２９】
可動スクロール（35）は、略円板状の可動側鏡板部（36）と、該可動側鏡板部（36）の上面に支持される可動側ラップ（37）と、可動側鏡板部（36）の下面に支持されるボス部（38）とを有している。可動側鏡板部（36）は、オルダム継手（58）を介してハウジング（50）に支持される。可動側ラップ（37）は、可動側鏡板部（36）の中心付近から固定スクロール（40）の外縁部（43）に亘って渦巻き状に延びて形成される。ボス部（38）は、下側が開放された円筒状に形成され、その内部に偏心部（25）が挿通される。
【００３０】
ハウジング（50）の大径部（52）の上端面には、略環状の凹部が形成され、この凹部内に中圧側背圧室（56）が形成される。この中圧側背圧室（56）には、圧縮室（31）の中間圧の冷媒が供給される。また、中圧側背圧室（56）は、連通路（図示省略）を通じて上部空間（15）と連通している。つまり、中圧側背圧室（56）と上部空間（15）とは、実質的に同じ圧力の雰囲気となっている。
【００３１】
本実施形態に係る圧縮機構（30）には、圧縮室（31）の冷媒を上述した中圧側背圧室（56）へ供給するための導入機構（70）及び補助導入機構（80）が設けられている。この点について図２及び図３を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
導入機構（70）は、可動側縦孔（71）と固定側連通溝（72）とを有している。可動側縦孔（71）は、可動スクロール（35）の可動側鏡板部（36）を軸方向に貫通する貫通孔によって構成される。可動側縦孔（71）は、細長い円柱状に形成される。可動スクロール（35）が旋回運動を行うと、これに伴い可動側縦孔（71）も同様の旋回半径で変位する。この可動側縦孔（71）の旋回軌跡は、中圧側背圧室（56）と軸方向に重なっている。つまり、可動側縦孔（71）は、何れの旋回位置であっても常に中圧側背圧室（56）と連通している。
【００３３】
固定側連通溝（72）は、固定スクロール（40）の外縁部（43）の下面（即ち、スラスト面）に形成されている。固定側連通溝（72）の流入端は、外縁部（43）の内周面に開口し、固定側連通溝（72）の流出端は、可動側縦孔（71）と断続する位置に形成される。より詳細には、固定側連通溝（72）は、流入溝部（72a）と中間溝部（72b）と流出溝部（72c）とが連続して一体に形成される。流入溝部（72a）は、外縁部（43）の内周面から径方向外方に延びている。中間溝部（72b）は、流入溝部（72a）の径方向外方端部から屈曲して周方向に延びている。流出溝部（72c）は、中間溝部（72b）の流出側から径方向内方に屈曲しており、その流出端部が可動側縦孔（71）の旋回軌跡と重なっている。
【００３４】
導入機構（70）では、可動スクロール（35）の旋回運動に伴い固定側連通溝（72）と可動側縦孔（71）とが間欠的に連通する。導入機構（70）では、固定側連通溝（72）と可動側縦孔（71）とが連通することで、最外周側の圧縮室（31）と中圧側背圧室（56）とを連通させる導入路が構成される。導入機構（70）は、圧縮室（31）の圧縮途中の中間圧の冷媒を導入路（71,72）を通じて、第１期間（詳細は後述する）に亘って中圧側背圧室（56）へ供給する。
【００３５】
補助導入機構（80）は、補助導入路である固定側連通孔（81）と、該固定側連通孔（81）を開閉する開閉機構（逆止弁（82））とを有している。
【００３６】
固定側連通孔（81）は、固定スクロール（40）の外縁部（43）のうち固定側鏡板部（41）の近傍に形成される周壁部（43a）に形成される（図２を参照）。固定側連通孔（81）は、周壁部（43a）を径方向に貫通しており、最外周側の圧縮室（31）と上部空間（15）とを連通させている。固定スクロール（40）の外縁部（43）の内壁面では、固定側連通孔（81）の流入端が固定側連通溝（72）の流入端よりも吸入ポート（34）寄りに位置している。つまり、固定側連通孔（81）は、固定側連通溝（72）と比較すると低圧側（吸入側）に近い導入路を構成している。
【００３７】
逆止弁（82）は、固定側連通孔（81）の流出部に設けられている。逆止弁（82）は、圧縮室（31）から上部空間（15）への冷媒の流れを許容する一方、上部空間（15）から圧縮室（31）への冷媒の流れを禁止する。また、逆止弁（82）は、圧縮室（31）と上部空間（15）との差圧に応じて開放されるリード弁で構成される。
【００３８】
補助導入機構（80）では、中圧側背圧室（56）、ひいては上部空間（15）の圧力が低下し、圧縮室（31）と上部空間（15）の差圧が所定の圧力を超えると、逆止弁（82）が開放される。この結果、圧縮室（31）の冷媒が固定側連通孔（81）、上部空間（15）を通じて中圧側背圧室（56）へ導入される。補助導入機構（80）は、導入機構（70）が冷媒を中圧側背圧室（56）へ供給する期間（第１期間）よりも早いタイミングを含む第２期間に亘って、圧縮室（31）の冷媒を中圧側背圧室（56）へ供給するように構成される（詳細は後述する）。
【００３９】
−運転動作−
次に、上述した圧縮機（10）の基本的な運転動作について説明する。まず、圧縮機（10）の通常運転時の動作について説明する。
【００４０】
圧縮機（10）の電動機（20）へ通電されると、ロータ（22）とともに駆動軸（23）が回転する。この結果、可動スクロール（35）が、駆動軸（23）の軸心を中心として偏心回転し、圧縮室（31）の容積が周期的に変化する。
【００４１】
具体的には、可動スクロール（35）が旋回すると、吸入ポート（34）から最外周側の流体室に冷媒が徐々に吸入され、その後にこの流体室が閉じきられて圧縮室（31）が区画される（図３を参照）。更に、駆動軸（23）が回転すると、最外周側の圧縮室（31）の容積が縮小するとともに、この圧縮室（31）が徐々に吐出ポート（32）側へ近づいていく。
【００４２】
一方、図５に示すように、可動スクロール（35）が更に旋回すると、可動側縦孔（71）と固定側連通溝（72）とが連通する。これにより、圧縮室（31）の圧縮途中の冷媒が固定側連通溝（72）及び可動側縦孔（71）を順に通過し、中圧側背圧室（56）へ導入される。この状態から可動スクロール（35）が更に旋回すると、導入機構（70）では、固定側連通溝（72）に対する可動側縦孔（71）の開口面積が最大となる（図６を参照）。この結果、中圧側背圧室（56）が狙いの圧力（以下、目標背圧という）に維持される。中圧側背圧室（56）の背圧が目標背圧になると、可動スクロール（35）の可動側鏡板部（36）に所望とする押し付け力が作用する。この結果、可動スクロール（35）が固定スクロール（40）側に押し付けられ、可動スクロール（35）の転覆が抑制される。
【００４３】
図６の状態から可動スクロール（35）が更に旋回すると、固定側連通溝（72）と可動側縦孔（71）とが互いに遮断される（図７を参照）。この結果、導入機構（70）による中圧側背圧室（56）への冷媒の導入動作が終了する。この状態から可動スクロール（35）が更に旋回すると、中心寄りの圧縮室（31）が吐出ポート（32）と連通する。この結果、圧縮室（31）で圧縮された冷媒が、吐出ポート（32）より吐出室（46）へ吐出される。この冷媒は、ケーシング（11）の下部空間（16）を介して吐出管（19）を流出し、冷凍サイクルに用いられる。
【００４４】
このような圧縮機（10）の通常の運転動作においては、補助導入機構（80）が作動することはない。上述のように中圧側背圧室（56）が目標圧力に維持されている場合、固定側連通孔（81）の逆止弁（82）は閉鎖状態になるからである。従って、このような通常運転時においては、圧縮室（31）の冷媒が補助導入路（固定側連通孔（81））を通じて上部空間（15）へ供給されることはないからである。
【００４５】
〈補助導入機構の動作〉
一方、圧縮機（10）の起動時や過渡的な運転時において、例えば冷媒回路の高低差圧が小さくなり、可動スクロール（35）が一度転覆してしまうと、従来のものでは、その後に高低差圧が大きくなったとしても、可動スクロール（35）の転覆を速やかに解消することができないという問題があった。
【００４６】
具体的には、例えば可動スクロール（35）が転覆してしまうと、可動スクロール（35）の可動側鏡板部（36）と固定スクロール（40）の外縁部（43）との間のスラスト面に比較的広い隙間が形成されてしまうことがある。すると、中圧側背圧室（56）の中間圧の冷媒が、この隙間を介して圧縮室（31）の吸入側（低圧側）にまで漏れ込んでしまうことがある。この結果、図４に示すように、中圧側背圧室（56）の圧力Ｐｕが当初の目標圧力Ｐｏを大きく下回ってしまい、可動スクロール（35）に所望の押し付け力を付与できないことがあった。
【００４７】
また、可動スクロール（35）が転覆してしまうと、固定側ラップ（42）の先端と可動側鏡板部（36）との間や、可動側ラップ（37）の先端と固定側鏡板部（41）との間に比較的広い隙間が形成されてしまうことがある。すると、吐出ポート（32）寄りの比較的高圧の冷媒が、このような隙間を通じて吸入ポート寄りの圧縮室（31）へ漏れ込んでしまい、この冷媒が再び圧縮されて過剰な圧力となってしまうことがあった。この結果、図４の破線で示すように、圧縮室の内圧が通常運転と比較して全体的に高くなり、ガス荷重に起因する可動スクロール（35）の離反力が大きくなってしまうことがあった。
【００４８】
以上のようにして、可動スクロール（35）の押し付け力が不足したり、可動スクロール（35）の離反力が過剰になったりすると、転覆した状態の可動スクロール（35）をなかなか元の状態に復帰できず、圧縮機（10）の信頼性を損なってしまうという問題があった。そこで、本実施形態では、圧縮機（10）の起動時や過渡的な運転において、補助導入機構（80）を動作させて可動スクロール（35）の転覆を速やかに解消できるようにしている。
【００４９】
本実施形態に係る固定側連通孔（81）は、図４に示す第２期間に亘って最外周の流体室に開口可能な位置に形成される。つまり、固定側連通孔（81）の流入口は、可動スクロール（35）の回転角度がθ１〜θ３の範囲に亘って圧縮機構（30）の内部の流体室に臨むように配置されている。ここで、θ１は、最外周側の圧縮室（31）の圧縮行程の開始のタイミングに対応する回転角度よりもやや早い回転角度である。また、θ３は、上述した導入機構（70）によって圧縮室（31）と中圧側背圧室（56）との連通が開始するタイミング（図５で示す回転角度θ２）よりも遅い回転角度である。また、θ３は、固定側連通溝（72）に対する可動側縦孔（71）の開口面積が最大となるタイミング（図６で示す回転角度θ４）よりもやや早い回転角度である。
【００５０】
本実施形態では、上述のように可動スクロール（35）が一度転覆した後に、補助導入機構（80）により圧縮室（31）の冷媒が中圧側背圧室（56）へ導入される。具体的に、例えば図４に示す第２期間において、圧縮室（31）の内圧が上昇する一方で中圧側背圧室（56）の内圧がなかなか上昇しないとする。この場合、圧縮室（31）の圧力が上部空間（15）の圧力よりも所定圧力だけ大きくなり、逆止弁（82）が開放される。すると、第２期間において、圧縮室（31）の圧縮途中の冷媒が、固定側連通孔（81）、上部空間（15）を経由して、中圧側背圧室（56）へ供給される。この結果、中圧側背圧室（56）の圧力が速やかに上昇する。
【００５１】
その後、可動スクロール（35）が回転角度θ２に至ると、導入機構（70）により、圧縮室（31）の圧縮途中の冷媒が中圧側背圧室（56）へ供給される。このように、本実施形態では、可動スクロール（35）の転覆時において、第２期間及び第１期間に亘って、圧縮室（31）の冷媒が中圧側背圧室（56）へ供給される。このため、第１期間のみに冷媒を中圧側背圧室（56）へ送る従来例の構成と比較して、中圧側背圧室（56）の圧力を速やかに上昇できる。
【００５２】
しかも、本実施形態では、図４に示すように、第２期間の一部が第１期間の一部に重なっており、第２期間の終了のタイミングが回転角度θ４のほぼ直前となっている。このため、補助導入路（81）から中圧側背圧室（56）に向かって比較的高圧の冷媒を長期に亘って導入することができる。この結果、中圧側背圧室（56）の圧力を一層速やかに上昇できる。
【００５３】
−実施形態の効果−
上記実施形態によれば、圧縮機（10）の起動時や過渡的な運転時において、可動スクロール（35）が転覆したとしても、補助導入機構（80）により圧縮室（31）の流体を導入機構（70）より早いタイミングから中圧側背圧室（56）へ供給するため、この中圧側背圧室（56）の圧力を速やかに上昇できる。この結果、可動スクロール（35）の転覆を速やかに解消し、通常の運転へと復帰できる。
【００５４】
また、上記実施形態では、補助導入機構（80）により流体を中圧側背圧室（56）へ供給する期間（第２期間）の一部が、導入機構（70）により流体を中圧側背圧室（56）へ供給する期間（第１期間）の一部と重なるため、比較的高圧の流体を長い間、中圧側背圧室（56）へ供給できる。この結果、可動スクロール（35）の転覆を一層速やかに解消できる。
【００５５】
また、上記実施形態では、補助導入機構（80）の補助導入路（81）の流入端の位置が、導入機構（70）の導入路（71,72）の流入端の位置よりも僅かに低圧側（吸入側）に位置している。このため、圧縮機（10）の通常運転においては、中圧側背圧室（56）の圧力が導入機構（70）によって得られる目標圧力（狙いの圧力）を超えてしまうことも確実に防止できる。
【００５６】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００５７】
上記実施形態では、補助導入機構（80）により冷媒を中圧側背圧室（56）へ供給する期間（第２期間）の一部が、導入機構（70）により冷媒を中圧側背圧室（56）へ供給する期間（第１期間）の一部と重なっている。しかしながら、両者の期間は必ずしも重ならなくてもよく、第２期間の終了後に第１期間が設定されていてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態の補助導入機構（80）では、固定スクロール（40）の外縁部（43）の周壁部（43a）に補助導入路（81）を形成している。しかしながら、固定スクロール（40）の固定側鏡板部（41）に貫通孔を形成し、補助導入路（81）を形成するようにしてもよい。この場合には、固定側鏡板部（41）の上側に逆止弁（82）を取り付け、補助導入路（81）の上端部を開閉するようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上説明したように、本発明は、スクロール型圧縮機に関し、特に可動スクロールの転覆の対策について有用である。
【符号の説明】
【００６０】
10    スクロール型圧縮機（圧縮機）
30    圧縮機構
31    圧縮室
35    可動スクロール
40    固定スクロール
56    中圧側背圧室（背圧室）
70    導入機構
71    可動側縦孔（導入路）
72    固定側連通溝（導入路）
80    補助導入機構
81    固定側連通孔（補助導入路）
82    逆止弁
【図１】
2015105642.tif 000003
【図２】
2015105642.tif 000004
【図３】
2015105642.tif 000005
【図４】
2015105642.tif 000006
【図５】
2015105642.tif 000007
【図６】
2015105642.tif 000008
【図７】
2015105642.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月28日(2014.10.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール型圧縮機に関し、特に可動スクロールの転覆の対策に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、固定スクロールと可動スクロールとを有し、両者のスクロールの間に圧縮室を形成する圧縮機構を備えたスクロール型圧縮機が知られている。
【０００３】
特許文献１には、この種のスクロール型圧縮機が開示されている。このスクロール型圧縮機の圧縮機構には、圧縮室の圧縮途中の流体を可動スクロールの背面側の背圧室へ供給する導入路が形成される。この導入路からは、中間圧の冷媒が背圧室に向かって間欠的に供給される。これにより、可動スクロールには、圧縮室のスラスト方向のガス荷重と反対方向の押し付け力が作用し、可動スクロールの転覆が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２４４１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スクロール型圧縮機の起動時や過渡的な運転時において、流体の高低差圧が低い状態になることに起因して可動スクロールが一度転覆した状態になると、その後の流体の高低差圧が通常の差圧まで戻ったとしても、可動スクロールの転覆を解消することが困難なことがあった。その理由として大きく以下の２点が挙げられる。
【０００６】
第１に、可動スクロールが一度転覆してしまうと、固定スクロールと可動スクロールとの間のスラスト面の隙間が拡大してしまう。このため、特許文献１に記載のように、圧縮室の流体を背圧室に供給したとしても、この背圧室の流体が上記の隙間を通じて圧縮機構の吸入側（低圧側）へ漏れ込んでしまうことがある。つまり、可動スクロールの転覆に伴い両者のスクロールのスラスト面の隙間が大きくなると、導入路から背圧室へ供給される流体の流量よりも、背圧室から圧縮機構の吸入側へ漏れ込む流体の流量の方が大きくなることがある。このため、上記のように流体の高低差圧が通常の差圧まで戻ったとしても、背圧室の圧力がなかなか上昇せず、可動スクロールの転覆の解消が困難となってしまう。
【０００７】
第２に、可動スクロールが一度転覆してしまうと、両者のスクロールの各ラップ端面と、これらのラップに対向する各鏡板との間に隙間が生じやすくなる。このため、圧縮室内では、吐出ポート寄りの比較的高圧の流体が、この隙間を通じて吸入ポート寄りに漏れてしまうことがある。すると、圧縮室では、比較的高圧の流体が過剰に圧縮されてしまい、通常運転時によりも圧縮室の内圧が高くなることがある。圧縮室の内圧が上昇すると、固定スクロールに対する可動スクロールの離反力が大きくなり、可動スクロールの転覆の解消が困難となってしまう。
【０００８】
以上のような理由により、可動スクロールが一度転覆してしまうと、この転覆をなかなか解消できず、通常運転への復帰に時間を要してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動スクロールの転覆を速やかに解消できるスクロール型圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、固定スクロール（40）及び可動スクロール（35）を有し、該固定スクロール（40）と可動スクロール（35）の間に圧縮室（31）を形成する圧縮機構（30）を備えたスクロール型圧縮機を対象とし、上記圧縮機構（30）には、上記圧縮室（31）と背圧室（56）とを連通させる導入路（71,72）を有し、上記圧縮室（31）の流体を上記可動スクロール（35）の背面側の背圧室（56）へ第１期間に亘って供給する導入機構（70）と、上記圧縮室（31）と背圧室（56）とを連通させる補助導入路（81）と、該圧縮室（31）から該背圧室（56）へ向かう流体の流れを許容し且つ該背圧室（56）から圧縮室（31）へ向かう流体の流れを禁止する逆止弁（82）とを有し、上記第１期間よりも早いタイミングを含む第２期間に亘って上記圧縮室（31）の流体を上記背圧室（56）へ供給する補助導入機構（80）とが設けられていることを特徴とする。
【００１１】
第１の発明の圧縮機構（30）には、導入機構（70）と補助導入機構（80）とが設けられる。スクロール型圧縮機の通常運転時には、圧縮室（31）の流体が導入路（71,72）を通じて背圧室（56）へ供給される。この結果、背圧室（56）の圧力が上昇する。このように背圧室（56）の圧力が比較的高くなったとしても、背圧室（56）の流体が補助導入路（81）を通じて圧縮室（31）へ逆流することが逆止弁（82）によって阻止される。従って、通常運転時には、背圧室（56）の圧力が目標値に維持され、可動スクロール（35）の転覆が防止される。
【００１２】
一方、スクロール型圧縮機（10）の起動時や過渡的な運転時において、背圧室（56）の圧力が低下し可動スクロール（35）が一度転覆してしまうと、従来の構成では、上述のように可動スクロール（35）の転覆を速やかに解消できないことがある。これに対し、本発明では、可動スクロール（35）が転覆して背圧室（56）の圧力が低下し、補助導入路（81）と繋がる圧縮室（31）の圧力が背圧室（56）の圧力よりも高くなると、逆止弁（82）が開放され、圧縮室（31）の流体が補助導入路（81）を通じて背圧室（56）へ供給される。補助導入機構（80）は、導入機構（70）よりも早いタイミングで流体を背圧室（56）へ供給するため、背圧室（56）の圧力の上昇が促進される。つまり、背圧室（56）には、補助導入機構（80）及び導入機構（70）によって背圧室（56）へ連続的に流体が供給されるため、背圧室（56）の圧力が速やかに上昇する。この結果、可動スクロール（35）の押し付け力を十分に確保でき、可動スクロール（35）の転覆を解消し易くなる。
【００１３】
また、このようにして圧縮室（31）の流体を背圧室（56）へ供給することで、圧縮室（31）の圧力の上昇を防止できる。このため、可動スクロール（35）の離反力を低減でき、可動スクロール（35）の転覆を解消し易くなる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、上記補助導入機構（80）は、上記第２期間の一部が上記第１期間の一部と重なるように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
第２の発明では、可動スクロール（35）が一度転覆して背圧室（56）の圧力が低下すると、まず、補助導入機構（80）が第２期間に亘って流体を背圧室（56）へ供給する。本発明では、この第２期間の一部が、導入機構（70）が背圧室（56）へ流体を供給する第１期間の一部と重複する。このようにすると、補助導入機構（80）では、比較的高い圧力の流体が比較的長い期間に亘って背圧室（56）へ供給される。この結果、背圧室（56）の圧力を速やかに上昇でき、可動スクロール（35）の転覆も速やかに解消できる。
【００１６】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記圧縮室（31）では、上記補助導入路（81）の流入端が上記導入路（71）の流入端よりも該圧縮室（31）の低圧側寄りに開口していることを特徴とする。
【００１７】
第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明において、上記導入路は、上記可動スクロール（35）の可動側鏡板部（36）を貫通し、上記背圧室（56）と連通する可動側孔（71）と、上記固定スクロール（40）の外縁部（43）に形成され、上記圧縮室（31）に連通する固定側連通溝（72）とを有し、上記可動スクロール（35）の旋回運動に伴い固定側連通溝（72）と可動側孔（71）とが間欠的に連通するように構成され、上記補助導入機構（80）は、上記固定側連通溝（72）に対する上記可動側孔（71）の開口面積が最大となる時点よりも前に上記第２期間が終了するように構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スクロール型圧縮機の起動時や過渡的な運転時において、可動スクロール（35）が転覆したとしても、補助導入機構（80）により圧縮室（31）の流体を導入機構（70）より早いタイミングから背圧室（56）へ供給するため、この背圧室（56）の圧力を速やかに上昇できる。この結果、可動スクロール（35）の転覆を速やかに解消し、通常の運転へと復帰できる。
【００１９】
また、第２の発明によれば、補助導入機構（80）により流体を背圧室（56）へ供給する期間（第２期間）の一部が、導入機構（70）により流体を背圧室（56）へ供給する期間（第１期間）の一部と重なるため、比較的高圧の流体を長い間、背圧室（56）へ供給できる。この結果、可動スクロール（35）の転覆を一層速やかに解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施形態に係るスクロール型圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係る導入機構及び補助導入機構を拡大した縦断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る固定スクロールを下側から視た横断面図であり、最外周側の圧縮室の圧縮行程の開始のタイミングのものである。
【図４】図４は、実施形態に係る圧縮機構の圧縮室の内圧変化を示すグラフである。
【図５】図５は、実施形態に係る固定スクロールを下側から視た横断面図であり、固定側連通溝と可動側縦孔との連通が開始するタイミング（回転角度＝θ２）のものである。
【図６】図６は、実施形態に係る固定スクロールを下側から視た横断面図であり、固定側連通溝に対する可動側縦孔の開口面積が最大となるタイミング（回転角度＝θ４）のものである。
【図７】図７は、実施形態に係る固定スクロールを下側から視た横断面図であり、固定側連通溝と可動側縦孔との連通が終了するタイミング（回転角度＝θ５）のものである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２２】
本実施形態に係る圧縮機（10）は、スクロール型圧縮機で構成され、例えば冷凍装置の冷媒回路に接続される。この冷媒回路では、圧縮機（10）で圧縮された冷媒が冷媒回路を循環し、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。
【００２３】
図１に示すように、圧縮機（10）は、ケーシング（11）と、該ケーシング（11）に収容される電動機（20）及び圧縮機構（30）とを備えている。ケーシング（11）は、縦長の円筒状の密閉容器で構成される。ケーシング（11）は、軸方向の両端が開口する円筒状の胴部（12）と、該胴部（12）の上端部を閉塞する上部鏡板（13）と、該胴部（12）の下端部を閉塞する下部鏡板（14）とを備えている。ケーシング（11）の内部空間は、ハウジング（50）によって上下に区画されている。ケーシング（11）の内部では、ハウジング（50）よりも上側の空間が上部空間（15）を構成し、ハウジング（50）よりも下側の空間が下部空間（16）を構成する。また、下部空間（16）では、ケーシング（11）の底部に油溜部（17）が形成される。油溜部（17）には、圧縮機構（30）や軸受けの各摺動部を潤滑するための潤滑油が貯留される。
【００２４】
ケーシング（11）には、吸入管（18）及び吐出管（19）が取り付けられている。吸入管（18）は、上部鏡板（13）の上部を貫通している。吸入管（18）の流出端部は、圧縮機構（30）の吸入管継手（65）に接続される。吐出管（19）は、胴部（12）を貫通している。吐出管（19）の流入端部は、下部空間（16）に開口している。
【００２５】
電動機（20）は、下部空間（16）に収容されている。電動機（20）は、ステータ（21）とロータ（22）とを有している。ステータ（21）は、円筒状に形成され、外周面がケーシング（11）の胴部（12）に固定される。ロータ（22）は、円筒状に形成され、ステータ（21）の内部に挿通される。ロータ（22）の内部には、このロータ（22）を貫通する駆動軸（23）が固定される。
【００２６】
駆動軸（23）は、電動機（20）と圧縮機構（30）とを連結している。駆動軸（23）は、主軸部（24）と、該主軸部（24）の上側に一体に形成される偏心部（25）とを有している。偏心部（25）は、主軸部（24）よりも小径で且つ該主軸部（24）の軸心に対して所定量だけ偏心している。主軸部（24）は、下部軸受部（28）及び上部軸受部（53）に回転自在に支持されている。駆動軸（23）の下端部には、給油ポンプ（26）が設けられている。給油ポンプ（26）の吸込口は、油溜部（17）に開口している。給油ポンプ（26）に汲み上げられた潤滑油は、駆動軸（23）の内部の給油通路（27）を経由して、圧縮機構（30）や各軸受部（28,53）の摺動部へ供給される。
【００２７】
ハウジング（50）は、ケーシング（11）の胴部（12）の上端部に固定される。ハウジング（50）は、略円筒状に形成され、内部を主軸部（24）が貫通している。ハウジング（50）は、上部軸受部（53）の周囲に形成される小径部（51）と、偏心部（25）の周囲に形成される大径部（52）とを有している。大径部（52）の外周面は、ケーシング（11）に固定される。大径部（52）の内部には、略円筒状の高圧側背圧室（54）が形成される。この高圧側背圧室（54）には、給油通路（27）から流出した高圧の潤滑油が供給される。高圧側背圧室（54）は、圧縮機構（30）の吐出冷媒と同じ圧力雰囲気となっている。また、ハウジング（50）の大径部（52）の内周縁部の上端には、環状のシールリング（55）が設けられる。シールリング（55）は、高圧側背圧室（54）と中圧側背圧室（56）とが密に仕切られている。高圧側背圧室（54）は、シールリング（55）の内周側に区画され、中圧側背圧室（56）は、シールリング（55）の外周側に区画される。
【００２８】
圧縮機構（30）は、ハウジング（50）の上側に配置される。圧縮機構（30）は、固定スクロール（40）と可動スクロール（35）とを有するスクロール型の回転式圧縮機構である。圧縮機構（30）では、固定スクロール（40）と可動スクロール（35）との間に圧縮室（31）が形成される。固定スクロール（40）は、ハウジング（50）にボルトで締結されており、固定スクロール（40）とハウジング（50）の間に可動スクロール（35）が旋回自在に収容されている。
【００２９】
固定スクロール（40）は、略円板状の固定側鏡板部（41）と、該固定側鏡板部（41）の下面に支持される固定側ラップ（42）と、固定側ラップ（42）の径方向外側に形成される外縁部（43）とを有している。
【００３０】
固定側鏡板部（41）の中心部には、吐出ポート（32）が形成される。吐出ポート（32）は、固定側鏡板部（41）を上下方向に貫通している。吐出ポート（32）の上側には、吐出室（46）が区画されている。吐出室（46）は、図示しない吐出流路を介して下部空間（16）と連通している。つまり、下部空間（16）は、圧縮機構（30）の吐出冷媒の圧力と同等の圧力雰囲気となっている。固定側ラップ（42）は、吐出ポート（32）から外縁部（43）に亘って渦巻き状に延びて形成される（図３を参照）。固定スクロール（40）の外縁部（43）には、吸入ポート（34）が形成される。吸入ポート（34）は、吸入管（18）の流出部と接続している。
【００３１】
可動スクロール（35）は、略円板状の可動側鏡板部（36）と、該可動側鏡板部（36）の上面に支持される可動側ラップ（37）と、可動側鏡板部（36）の下面に支持されるボス部（38）とを有している。可動側鏡板部（36）は、オルダム継手（58）を介してハウジング（50）に支持される。可動側ラップ（37）は、可動側鏡板部（36）の中心付近から固定スクロール（40）の外縁部（43）に亘って渦巻き状に延びて形成される。ボス部（38）は、下側が開放された円筒状に形成され、その内部に偏心部（25）が挿通される。
【００３２】
ハウジング（50）の大径部（52）の上端面には、略環状の凹部が形成され、この凹部内に中圧側背圧室（56）が形成される。この中圧側背圧室（56）には、圧縮室（31）の中間圧の冷媒が供給される。また、中圧側背圧室（56）は、連通路（図示省略）を通じて上部空間（15）と連通している。つまり、中圧側背圧室（56）と上部空間（15）とは、実質的に同じ圧力の雰囲気となっている。
【００３３】
本実施形態に係る圧縮機構（30）には、圧縮室（31）の冷媒を上述した中圧側背圧室（56）へ供給するための導入機構（70）及び補助導入機構（80）が設けられている。この点について図２及び図３を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
導入機構（70）は、可動側縦孔（71）と固定側連通溝（72）とを有している。可動側縦孔（71）は、可動スクロール（35）の可動側鏡板部（36）を軸方向に貫通する貫通孔によって構成される。可動側縦孔（71）は、細長い円柱状に形成される。可動スクロール（35）が旋回運動を行うと、これに伴い可動側縦孔（71）も同様の旋回半径で変位する。この可動側縦孔（71）の旋回軌跡は、中圧側背圧室（56）と軸方向に重なっている。つまり、可動側縦孔（71）は、何れの旋回位置であっても常に中圧側背圧室（56）と連通している。
【００３５】
固定側連通溝（72）は、固定スクロール（40）の外縁部（43）の下面（即ち、スラスト面）に形成されている。固定側連通溝（72）の流入端は、外縁部（43）の内周面に開口し、固定側連通溝（72）の流出端は、可動側縦孔（71）と断続する位置に形成される。より詳細には、固定側連通溝（72）は、流入溝部（72a）と中間溝部（72b）と流出溝部（72c）とが連続して一体に形成される。流入溝部（72a）は、外縁部（43）の内周面から径方向外方に延びている。中間溝部（72b）は、流入溝部（72a）の径方向外方端部から屈曲して周方向に延びている。流出溝部（72c）は、中間溝部（72b）の流出側から径方向内方に屈曲しており、その流出端部が可動側縦孔（71）の旋回軌跡と重なっている。
【００３６】
導入機構（70）では、可動スクロール（35）の旋回運動に伴い固定側連通溝（72）と可動側縦孔（71）とが間欠的に連通する。導入機構（70）では、固定側連通溝（72）と可動側縦孔（71）とが連通することで、最外周側の圧縮室（31）と中圧側背圧室（56）とを連通させる導入路が構成される。導入機構（70）は、圧縮室（31）の圧縮途中の中間圧の冷媒を導入路（71,72）を通じて、第１期間（詳細は後述する）に亘って中圧側背圧室（56）へ供給する。
【００３７】
補助導入機構（80）は、補助導入路である固定側連通孔（81）と、該固定側連通孔（81）を開閉する開閉機構（逆止弁（82））とを有している。
【００３８】
固定側連通孔（81）は、固定スクロール（40）の外縁部（43）のうち固定側鏡板部（41）の近傍に形成される周壁部（43a）に形成される（図２を参照）。固定側連通孔（81）は、周壁部（43a）を径方向に貫通しており、最外周側の圧縮室（31）と上部空間（15）とを連通させている。固定スクロール（40）の外縁部（43）の内壁面では、固定側連通孔（81）の流入端が固定側連通溝（72）の流入端よりも吸入ポート（34）寄りに位置している。つまり、固定側連通孔（81）は、固定側連通溝（72）と比較すると低圧側（吸入側）に近い導入路を構成している。
【００３９】
逆止弁（82）は、固定側連通孔（81）の流出部に設けられている。逆止弁（82）は、圧縮室（31）から上部空間（15）への冷媒の流れを許容する一方、上部空間（15）から圧縮室（31）への冷媒の流れを禁止する。また、逆止弁（82）は、圧縮室（31）と上部空間（15）との差圧に応じて開放されるリード弁で構成される。
【００４０】
補助導入機構（80）では、中圧側背圧室（56）、ひいては上部空間（15）の圧力が低下し、圧縮室（31）と上部空間（15）の差圧が所定の圧力を超えると、逆止弁（82）が開放される。この結果、圧縮室（31）の冷媒が固定側連通孔（81）、上部空間（15）を通じて中圧側背圧室（56）へ導入される。補助導入機構（80）は、導入機構（70）が冷媒を中圧側背圧室（56）へ供給する期間（第１期間）よりも早いタイミングを含む第２期間に亘って、圧縮室（31）の冷媒を中圧側背圧室（56）へ供給するように構成される（詳細は後述する）。
【００４１】
−運転動作−
次に、上述した圧縮機（10）の基本的な運転動作について説明する。まず、圧縮機（10）の通常運転時の動作について説明する。
【００４２】
圧縮機（10）の電動機（20）へ通電されると、ロータ（22）とともに駆動軸（23）が回転する。この結果、可動スクロール（35）が、駆動軸（23）の軸心を中心として偏心回転し、圧縮室（31）の容積が周期的に変化する。
【００４３】
具体的には、可動スクロール（35）が旋回すると、吸入ポート（34）から最外周側の流体室に冷媒が徐々に吸入され、その後にこの流体室が閉じきられて圧縮室（31）が区画される（図３を参照）。更に、駆動軸（23）が回転すると、最外周側の圧縮室（31）の容積が縮小するとともに、この圧縮室（31）が徐々に吐出ポート（32）側へ近づいていく。
【００４４】
一方、図５に示すように、可動スクロール（35）が更に旋回すると、可動側縦孔（71）と固定側連通溝（72）とが連通する。これにより、圧縮室（31）の圧縮途中の冷媒が固定側連通溝（72）及び可動側縦孔（71）を順に通過し、中圧側背圧室（56）へ導入される。この状態から可動スクロール（35）が更に旋回すると、導入機構（70）では、固定側連通溝（72）に対する可動側縦孔（71）の開口面積が最大となる（図６を参照）。この結果、中圧側背圧室（56）が狙いの圧力（以下、目標背圧という）に維持される。中圧側背圧室（56）の背圧が目標背圧になると、可動スクロール（35）の可動側鏡板部（36）に所望とする押し付け力が作用する。この結果、可動スクロール（35）が固定スクロール（40）側に押し付けられ、可動スクロール（35）の転覆が抑制される。
【００４５】
図６の状態から可動スクロール（35）が更に旋回すると、固定側連通溝（72）と可動側縦孔（71）とが互いに遮断される（図７を参照）。この結果、導入機構（70）による中圧側背圧室（56）への冷媒の導入動作が終了する。この状態から可動スクロール（35）が更に旋回すると、中心寄りの圧縮室（31）が吐出ポート（32）と連通する。この結果、圧縮室（31）で圧縮された冷媒が、吐出ポート（32）より吐出室（46）へ吐出される。この冷媒は、ケーシング（11）の下部空間（16）を介して吐出管（19）を流出し、冷凍サイクルに用いられる。
【００４６】
このような圧縮機（10）の通常の運転動作においては、補助導入機構（80）が作動することはない。上述のように中圧側背圧室（56）が目標圧力に維持されている場合、固定側連通孔（81）の逆止弁（82）は閉鎖状態になるからである。従って、このような通常運転時においては、圧縮室（31）の冷媒が補助導入路（固定側連通孔（81））を通じて上部空間（15）へ供給されることはないからである。
【００４７】
〈補助導入機構の動作〉
一方、圧縮機（10）の起動時や過渡的な運転時において、例えば冷媒回路の高低差圧が小さくなり、可動スクロール（35）が一度転覆してしまうと、従来のものでは、その後に高低差圧が大きくなったとしても、可動スクロール（35）の転覆を速やかに解消することができないという問題があった。
【００４８】
具体的には、例えば可動スクロール（35）が転覆してしまうと、可動スクロール（35）の可動側鏡板部（36）と固定スクロール（40）の外縁部（43）との間のスラスト面に比較的広い隙間が形成されてしまうことがある。すると、中圧側背圧室（56）の中間圧の冷媒が、この隙間を介して圧縮室（31）の吸入側（低圧側）にまで漏れ込んでしまうことがある。この結果、図４に示すように、中圧側背圧室（56）の圧力Ｐｕが当初の目標圧力Ｐｏを大きく下回ってしまい、可動スクロール（35）に所望の押し付け力を付与できないことがあった。
【００４９】
また、可動スクロール（35）が転覆してしまうと、固定側ラップ（42）の先端と可動側鏡板部（36）との間や、可動側ラップ（37）の先端と固定側鏡板部（41）との間に比較的広い隙間が形成されてしまうことがある。すると、吐出ポート（32）寄りの比較的高圧の冷媒が、このような隙間を通じて吸入ポート寄りの圧縮室（31）へ漏れ込んでしまい、この冷媒が再び圧縮されて過剰な圧力となってしまうことがあった。この結果、図４の破線で示すように、圧縮室の内圧が通常運転と比較して全体的に高くなり、ガス荷重に起因する可動スクロール（35）の離反力が大きくなってしまうことがあった。
【００５０】
以上のようにして、可動スクロール（35）の押し付け力が不足したり、可動スクロール（35）の離反力が過剰になったりすると、転覆した状態の可動スクロール（35）をなかなか元の状態に復帰できず、圧縮機（10）の信頼性を損なってしまうという問題があった。そこで、本実施形態では、圧縮機（10）の起動時や過渡的な運転において、補助導入機構（80）を動作させて可動スクロール（35）の転覆を速やかに解消できるようにしている。
【００５１】
本実施形態に係る固定側連通孔（81）は、図４に示す第２期間に亘って最外周の流体室に開口可能な位置に形成される。つまり、固定側連通孔（81）の流入口は、可動スクロール（35）の回転角度がθ１〜θ３の範囲に亘って圧縮機構（30）の内部の流体室に臨むように配置されている。ここで、θ１は、最外周側の圧縮室（31）の圧縮行程の開始のタイミングに対応する回転角度よりもやや早い回転角度である。また、θ３は、上述した導入機構（70）によって圧縮室（31）と中圧側背圧室（56）との連通が開始するタイミング（図５で示す回転角度θ２）よりも遅い回転角度である。また、θ３は、固定側連通溝（72）に対する可動側縦孔（71）の開口面積が最大となるタイミング（図６で示す回転角度θ４）よりもやや早い回転角度である。
【００５２】
本実施形態では、上述のように可動スクロール（35）が一度転覆した後に、補助導入機構（80）により圧縮室（31）の冷媒が中圧側背圧室（56）へ導入される。具体的に、例えば図４に示す第２期間において、圧縮室（31）の内圧が上昇する一方で中圧側背圧室（56）の内圧がなかなか上昇しないとする。この場合、圧縮室（31）の圧力が上部空間（15）の圧力よりも所定圧力だけ大きくなり、逆止弁（82）が開放される。すると、第２期間において、圧縮室（31）の圧縮途中の冷媒が、固定側連通孔（81）、上部空間（15）を経由して、中圧側背圧室（56）へ供給される。この結果、中圧側背圧室（56）の圧力が速やかに上昇する。
【００５３】
その後、可動スクロール（35）が回転角度θ２に至ると、導入機構（70）により、圧縮室（31）の圧縮途中の冷媒が中圧側背圧室（56）へ供給される。このように、本実施形態では、可動スクロール（35）の転覆時において、第２期間及び第１期間に亘って、圧縮室（31）の冷媒が中圧側背圧室（56）へ供給される。このため、第１期間のみに冷媒を中圧側背圧室（56）へ送る従来例の構成と比較して、中圧側背圧室（56）の圧力を速やかに上昇できる。
【００５４】
しかも、本実施形態では、図４に示すように、第２期間の一部が第１期間の一部に重なっており、第２期間の終了のタイミングが回転角度θ４のほぼ直前となっている。このため、補助導入路（81）から中圧側背圧室（56）に向かって比較的高圧の冷媒を長期に亘って導入することができる。この結果、中圧側背圧室（56）の圧力を一層速やかに上昇できる。
【００５５】
−実施形態の効果−
上記実施形態によれば、圧縮機（10）の起動時や過渡的な運転時において、可動スクロール（35）が転覆したとしても、補助導入機構（80）により圧縮室（31）の流体を導入機構（70）より早いタイミングから中圧側背圧室（56）へ供給するため、この中圧側背圧室（56）の圧力を速やかに上昇できる。この結果、可動スクロール（35）の転覆を速やかに解消し、通常の運転へと復帰できる。
【００５６】
また、上記実施形態では、補助導入機構（80）により流体を中圧側背圧室（56）へ供給する期間（第２期間）の一部が、導入機構（70）により流体を中圧側背圧室（56）へ供給する期間（第１期間）の一部と重なるため、比較的高圧の流体を長い間、中圧側背圧室（56）へ供給できる。この結果、可動スクロール（35）の転覆を一層速やかに解消できる。
【００５７】
また、上記実施形態では、補助導入機構（80）の補助導入路（81）の流入端の位置が、導入機構（70）の導入路（71,72）の流入端の位置よりも僅かに低圧側（吸入側）に位置している。このため、圧縮機（10）の通常運転においては、中圧側背圧室（56）の圧力が導入機構（70）によって得られる目標圧力（狙いの圧力）を超えてしまうことも確実に防止できる。
【００５８】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００５９】
上記実施形態では、補助導入機構（80）により冷媒を中圧側背圧室（56）へ供給する期間（第２期間）の一部が、導入機構（70）により冷媒を中圧側背圧室（56）へ供給する期間（第１期間）の一部と重なっている。しかしながら、両者の期間は必ずしも重ならなくてもよく、第２期間の終了後に第１期間が設定されていてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態の補助導入機構（80）では、固定スクロール（40）の外縁部（43）の周壁部（43a）に補助導入路（81）を形成している。しかしながら、固定スクロール（40）の固定側鏡板部（41）に貫通孔を形成し、補助導入路（81）を形成するようにしてもよい。この場合には、固定側鏡板部（41）の上側に逆止弁（82）を取り付け、補助導入路（81）の上端部を開閉するようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上説明したように、本発明は、スクロール型圧縮機に関し、特に可動スクロールの転覆の対策について有用である。
【符号の説明】
【００６２】
10    スクロール型圧縮機（圧縮機）
30    圧縮機構
31    圧縮室
35    可動スクロール
40    固定スクロール
56    中圧側背圧室（背圧室）
70    導入機構
71    可動側縦孔（導入路）
72    固定側連通溝（導入路）
80    補助導入機構
81    固定側連通孔（補助導入路）
82    逆止弁
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロール（40）及び可動スクロール（35）を有し、該固定スクロール（40）と可動スクロール（35）の間に圧縮室（31）を形成する圧縮機構（30）を備えたスクロール型圧縮機であって、
上記圧縮機構（30）には、
上記圧縮室（31）と背圧室（56）とを連通させる導入路（71,72）を有し、上記圧縮室（31）の流体を上記可動スクロール（35）の背面側の背圧室（56）へ第１期間に亘って供給する導入機構（70）と、
上記圧縮室（31）と背圧室（56）とを連通させる補助導入路（81）と、該圧縮室（31）から該背圧室（56）へ向かう流体の流れを許容し且つ該背圧室（56）から圧縮室（31）へ向かう流体の流れを禁止する逆止弁（82）とを有し、上記第１期間よりも早いタイミングを含む第２期間に亘って上記圧縮室（31）の流体を上記背圧室（56）へ供給する補助導入機構（80）と
が設けられていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
上記補助導入機構（80）は、上記第２期間の一部が上記第１期間の一部と重なるように構成されている
ことを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記圧縮室（31）では、上記補助導入路（81）の流入端が上記導入路（71）の流入端よりも該圧縮室（31）の低圧側寄りに開口している
ことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
上記導入路は、上記可動スクロール（35）の可動側鏡板部（36）を貫通し、上記背圧室（56）と連通する可動側縦孔（71）と、上記固定スクロール（40）の外縁部（43）に形成され、上記圧縮室（31）に連通する固定側連通溝（72）とを有し、上記可動スクロール（35）の旋回運動に伴い固定側連通溝（72）と可動側縦孔（71）とが間欠的に連通するように構成され、
上記補助導入機構（80）は、上記固定側連通溝（72）に対する上記可動側縦孔（71）の開口面積が最大となる時点よりも前に上記第２期間が終了するように構成される
ことを特徴とするスクロール圧縮機。
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月23日(2015.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール型圧縮機に関し、特に可動スクロールの転覆の対策に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、固定スクロールと可動スクロールとを有し、両者のスクロールの間に圧縮室を形成する圧縮機構を備えたスクロール型圧縮機が知られている。
【０００３】
特許文献１には、この種のスクロール型圧縮機が開示されている。このスクロール型圧縮機の圧縮機構には、圧縮室の圧縮途中の流体を可動スクロールの背面側の背圧室へ供給する導入路が形成される。この導入路からは、中間圧の冷媒が背圧室に向かって間欠的に供給される。これにより、可動スクロールには、圧縮室のスラスト方向のガス荷重と反対方向の押し付け力が作用し、可動スクロールの転覆が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２４４１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スクロール型圧縮機の起動時や過渡的な運転時において、流体の高低差圧が低い状態になることに起因して可動スクロールが一度転覆した状態になると、その後の流体の高低差圧が通常の差圧まで戻ったとしても、可動スクロールの転覆を解消することが困難なことがあった。その理由として大きく以下の２点が挙げられる。
【０００６】
第１に、可動スクロールが一度転覆してしまうと、固定スクロールと可動スクロールとの間のスラスト面の隙間が拡大してしまう。このため、特許文献１に記載のように、圧縮室の流体を背圧室に供給したとしても、この背圧室の流体が上記の隙間を通じて圧縮機構の吸入側（低圧側）へ漏れ込んでしまうことがある。つまり、可動スクロールの転覆に伴い両者のスクロールのスラスト面の隙間が大きくなると、導入路から背圧室へ供給される流体の流量よりも、背圧室から圧縮機構の吸入側へ漏れ込む流体の流量の方が大きくなることがある。このため、上記のように流体の高低差圧が通常の差圧まで戻ったとしても、背圧室の圧力がなかなか上昇せず、可動スクロールの転覆の解消が困難となってしまう。
【０００７】
第２に、可動スクロールが一度転覆してしまうと、両者のスクロールの各ラップ端面と、これらのラップに対向する各鏡板との間に隙間が生じやすくなる。このため、圧縮室内では、吐出ポート寄りの比較的高圧の流体が、この隙間を通じて吸入ポート寄りに漏れてしまうことがある。すると、圧縮室では、比較的高圧の流体が過剰に圧縮されてしまい、通常運転時によりも圧縮室の内圧が高くなることがある。圧縮室の内圧が上昇すると、固定スクロールに対する可動スクロールの離反力が大きくなり、可動スクロールの転覆の解消が困難となってしまう。
【０００８】
以上のような理由により、可動スクロールが一度転覆してしまうと、この転覆をなかなか解消できず、通常運転への復帰に時間を要してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動スクロールの転覆を速やかに解消できるスクロール型圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、固定スクロール（40）及び可動スクロール（35）を有し、該固定スクロール（40）と可動スクロール（35）の間に圧縮室（31）を形成する圧縮機構（30）を備えたスクロール型圧縮機を対象とし、上記圧縮機構（30）には、上記圧縮室（31）と背圧室（56）とを連通させる導入路（71,72）を有し、上記圧縮室（31）の流体を上記可動スクロール（35）の背面側の背圧室（56）へ第１期間に亘って供給する導入機構（70）と、上記圧縮室（31）と背圧室（56）とを連通させる補助導入路（81）と、該圧縮室（31）から該背圧室（56）へ向かう流体の流れを許容し且つ該背圧室（56）から圧縮室（31）へ向かう流体の流れを禁止する逆止弁（82）とを有し、上記第１期間よりも早いタイミングを含む第２期間に亘って上記圧縮室（31）の流体を上記背圧室（56）へ供給する補助導入機構（80）とが設けられ、上記導入機構（70）の導入路（71,72）と、上記補助導入機構（80）の補助導入路（81）とは、上記圧縮機構（30）のうち外径側の同一の圧縮室（31）のみに連通するように構成されることを特徴とする。
【００１１】
第１の発明の圧縮機構（30）には、導入機構（70）と補助導入機構（80）とが設けられる。スクロール型圧縮機の通常運転時には、圧縮室（31）の流体が導入路（71,72）を通じて背圧室（56）へ供給される。この結果、背圧室（56）の圧力が上昇する。このように背圧室（56）の圧力が比較的高くなったとしても、背圧室（56）の流体が補助導入路（81）を通じて圧縮室（31）へ逆流することが逆止弁（82）によって阻止される。従って、通常運転時には、背圧室（56）の圧力が目標値に維持され、可動スクロール（35）の転覆が防止される。
【００１２】
一方、スクロール型圧縮機（10）の起動時や過渡的な運転時において、背圧室（56）の圧力が低下し可動スクロール（35）が一度転覆してしまうと、従来の構成では、上述のように可動スクロール（35）の転覆を速やかに解消できないことがある。これに対し、本発明では、可動スクロール（35）が転覆して背圧室（56）の圧力が低下し、補助導入路（81）と繋がる圧縮室（31）の圧力が背圧室（56）の圧力よりも高くなると、逆止弁（82）が開放され、圧縮室（31）の流体が補助導入路（81）を通じて背圧室（56）へ供給される。補助導入機構（80）は、導入機構（70）よりも早いタイミングで流体を背圧室（56）へ供給するため、背圧室（56）の圧力の上昇が促進される。つまり、背圧室（56）には、補助導入機構（80）及び導入機構（70）によって背圧室（56）へ連続的に流体が供給されるため、背圧室（56）の圧力が速やかに上昇する。この結果、可動スクロール（35）の押し付け力を十分に確保でき、可動スクロール（35）の転覆を解消し易くなる。
【００１３】
また、このようにして圧縮室（31）の流体を背圧室（56）へ供給することで、圧縮室（31）の圧力の上昇を防止できる。このため、可動スクロール（35）の離反力を低減でき、可動スクロール（35）の転覆を解消し易くなる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、上記補助導入機構（80）は、上記第２期間の一部が上記第１期間の一部と重なるように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
第２の発明では、可動スクロール（35）が一度転覆して背圧室（56）の圧力が低下すると、まず、補助導入機構（80）が第２期間に亘って流体を背圧室（56）へ供給する。本発明では、この第２期間の一部が、導入機構（70）が背圧室（56）へ流体を供給する第１期間の一部と重複する。このようにすると、補助導入機構（80）では、比較的高い圧力の流体が比較的長い期間に亘って背圧室（56）へ供給される。この結果、背圧室（56）の圧力を速やかに上昇でき、可動スクロール（35）の転覆も速やかに解消できる。
【００１６】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記圧縮室（31）では、上記補助導入路（81）の流入端が上記導入路（71）の流入端よりも該圧縮室（31）の低圧側寄りに開口していることを特徴とする。
【００１７】
第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明において、上記導入路は、上記可動スクロール（35）の可動側鏡板部（36）を貫通し、上記背圧室（56）と連通する可動側孔（71）と、上記固定スクロール（40）の外縁部（43）に形成され、上記圧縮室（31）に連通する固定側連通溝（72）とを有し、上記可動スクロール（35）の旋回運動に伴い固定側連通溝（72）と可動側孔（71）とが間欠的に連通するように構成され、上記補助導入機構（80）は、上記固定側連通溝（72）に対する上記可動側孔（71）の開口面積が最大となる時点よりも前に上記第２期間が終了するように構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スクロール型圧縮機の起動時や過渡的な運転時において、可動スクロール（35）が転覆したとしても、補助導入機構（80）により圧縮室（31）の流体を導入機構（70）より早いタイミングから背圧室（56）へ供給するため、この背圧室（56）の圧力を速やかに上昇できる。この結果、可動スクロール（35）の転覆を速やかに解消し、通常の運転へと復帰できる。
【００１９】
また、第２の発明によれば、補助導入機構（80）により流体を背圧室（56）へ供給する期間（第２期間）の一部が、導入機構（70）により流体を背圧室（56）へ供給する期間（第１期間）の一部と重なるため、比較的高圧の流体を長い間、背圧室（56）へ供給できる。この結果、可動スクロール（35）の転覆を一層速やかに解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施形態に係るスクロール型圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係る導入機構及び補助導入機構を拡大した縦断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る固定スクロールを下側から視た横断面図であり、最外周側の圧縮室の圧縮行程の開始のタイミングのものである。
【図４】図４は、実施形態に係る圧縮機構の圧縮室の内圧変化を示すグラフである。
【図５】図５は、実施形態に係る固定スクロールを下側から視た横断面図であり、固定側連通溝と可動側縦孔との連通が開始するタイミング（回転角度＝θ２）のものである。
【図６】図６は、実施形態に係る固定スクロールを下側から視た横断面図であり、固定側連通溝に対する可動側縦孔の開口面積が最大となるタイミング（回転角度＝θ４）のものである。
【図７】図７は、実施形態に係る固定スクロールを下側から視た横断面図であり、固定側連通溝と可動側縦孔との連通が終了するタイミング（回転角度＝θ５）のものである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２２】
本実施形態に係る圧縮機（10）は、スクロール型圧縮機で構成され、例えば冷凍装置の冷媒回路に接続される。この冷媒回路では、圧縮機（10）で圧縮された冷媒が冷媒回路を循環し、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。
【００２３】
図１に示すように、圧縮機（10）は、ケーシング（11）と、該ケーシング（11）に収容される電動機（20）及び圧縮機構（30）とを備えている。ケーシング（11）は、縦長の円筒状の密閉容器で構成される。ケーシング（11）は、軸方向の両端が開口する円筒状の胴部（12）と、該胴部（12）の上端部を閉塞する上部鏡板（13）と、該胴部（12）の下端部を閉塞する下部鏡板（14）とを備えている。ケーシング（11）の内部空間は、ハウジング（50）によって上下に区画されている。ケーシング（11）の内部では、ハウジング（50）よりも上側の空間が上部空間（15）を構成し、ハウジング（50）よりも下側の空間が下部空間（16）を構成する。また、下部空間（16）では、ケーシング（11）の底部に油溜部（17）が形成される。油溜部（17）には、圧縮機構（30）や軸受けの各摺動部を潤滑するための潤滑油が貯留される。
【００２４】
ケーシング（11）には、吸入管（18）及び吐出管（19）が取り付けられている。吸入管（18）は、上部鏡板（13）の上部を貫通している。吸入管（18）の流出端部は、圧縮機構（30）の吸入管継手（65）に接続される。吐出管（19）は、胴部（12）を貫通している。吐出管（19）の流入端部は、下部空間（16）に開口している。
【００２５】
電動機（20）は、下部空間（16）に収容されている。電動機（20）は、ステータ（21）とロータ（22）とを有している。ステータ（21）は、円筒状に形成され、外周面がケーシング（11）の胴部（12）に固定される。ロータ（22）は、円筒状に形成され、ステータ（21）の内部に挿通される。ロータ（22）の内部には、このロータ（22）を貫通する駆動軸（23）が固定される。
【００２６】
駆動軸（23）は、電動機（20）と圧縮機構（30）とを連結している。駆動軸（23）は、主軸部（24）と、該主軸部（24）の上側に一体に形成される偏心部（25）とを有している。偏心部（25）は、主軸部（24）よりも小径で且つ該主軸部（24）の軸心に対して所定量だけ偏心している。主軸部（24）は、下部軸受部（28）及び上部軸受部（53）に回転自在に支持されている。駆動軸（23）の下端部には、給油ポンプ（26）が設けられている。給油ポンプ（26）の吸込口は、油溜部（17）に開口している。給油ポンプ（26）に汲み上げられた潤滑油は、駆動軸（23）の内部の給油通路（27）を経由して、圧縮機構（30）や各軸受部（28,53）の摺動部へ供給される。
【００２７】
ハウジング（50）は、ケーシング（11）の胴部（12）の上端部に固定される。ハウジング（50）は、略円筒状に形成され、内部を主軸部（24）が貫通している。ハウジング（50）は、上部軸受部（53）の周囲に形成される小径部（51）と、偏心部（25）の周囲に形成される大径部（52）とを有している。大径部（52）の外周面は、ケーシング（11）に固定される。大径部（52）の内部には、略円筒状の高圧側背圧室（54）が形成される。この高圧側背圧室（54）には、給油通路（27）から流出した高圧の潤滑油が供給される。高圧側背圧室（54）は、圧縮機構（30）の吐出冷媒と同じ圧力雰囲気となっている。また、ハウジング（50）の大径部（52）の内周縁部の上端には、環状のシールリング（55）が設けられる。シールリング（55）は、高圧側背圧室（54）と中圧側背圧室（56）とが密に仕切られている。高圧側背圧室（54）は、シールリング（55）の内周側に区画され、中圧側背圧室（56）は、シールリング（55）の外周側に区画される。
【００２８】
圧縮機構（30）は、ハウジング（50）の上側に配置される。圧縮機構（30）は、固定スクロール（40）と可動スクロール（35）とを有するスクロール型の回転式圧縮機構である。圧縮機構（30）では、固定スクロール（40）と可動スクロール（35）との間に圧縮室（31）が形成される。固定スクロール（40）は、ハウジング（50）にボルトで締結されており、固定スクロール（40）とハウジング（50）の間に可動スクロール（35）が旋回自在に収容されている。
【００２９】
固定スクロール（40）は、略円板状の固定側鏡板部（41）と、該固定側鏡板部（41）の下面に支持される固定側ラップ（42）と、固定側ラップ（42）の径方向外側に形成される外縁部（43）とを有している。
【００３０】
固定側鏡板部（41）の中心部には、吐出ポート（32）が形成される。吐出ポート（32）は、固定側鏡板部（41）を上下方向に貫通している。吐出ポート（32）の上側には、吐出室（46）が区画されている。吐出室（46）は、図示しない吐出流路を介して下部空間（16）と連通している。つまり、下部空間（16）は、圧縮機構（30）の吐出冷媒の圧力と同等の圧力雰囲気となっている。固定側ラップ（42）は、吐出ポート（32）から外縁部（43）に亘って渦巻き状に延びて形成される（図３を参照）。固定スクロール（40）の外縁部（43）には、吸入ポート（34）が形成される。吸入ポート（34）は、吸入管（18）の流出部と接続している。
【００３１】
可動スクロール（35）は、略円板状の可動側鏡板部（36）と、該可動側鏡板部（36）の上面に支持される可動側ラップ（37）と、可動側鏡板部（36）の下面に支持されるボス部（38）とを有している。可動側鏡板部（36）は、オルダム継手（58）を介してハウジング（50）に支持される。可動側ラップ（37）は、可動側鏡板部（36）の中心付近から固定スクロール（40）の外縁部（43）に亘って渦巻き状に延びて形成される。ボス部（38）は、下側が開放された円筒状に形成され、その内部に偏心部（25）が挿通される。
【００３２】
ハウジング（50）の大径部（52）の上端面には、略環状の凹部が形成され、この凹部内に中圧側背圧室（56）が形成される。この中圧側背圧室（56）には、圧縮室（31）の中間圧の冷媒が供給される。また、中圧側背圧室（56）は、連通路（図示省略）を通じて上部空間（15）と連通している。つまり、中圧側背圧室（56）と上部空間（15）とは、実質的に同じ圧力の雰囲気となっている。
【００３３】
本実施形態に係る圧縮機構（30）には、圧縮室（31）の冷媒を上述した中圧側背圧室（56）へ供給するための導入機構（70）及び補助導入機構（80）が設けられている。この点について図２及び図３を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
導入機構（70）は、可動側縦孔（71）と固定側連通溝（72）とを有している。可動側縦孔（71）は、可動スクロール（35）の可動側鏡板部（36）を軸方向に貫通する貫通孔によって構成される。可動側縦孔（71）は、細長い円柱状に形成される。可動スクロール（35）が旋回運動を行うと、これに伴い可動側縦孔（71）も同様の旋回半径で変位する。この可動側縦孔（71）の旋回軌跡は、中圧側背圧室（56）と軸方向に重なっている。つまり、可動側縦孔（71）は、何れの旋回位置であっても常に中圧側背圧室（56）と連通している。
【００３５】
固定側連通溝（72）は、固定スクロール（40）の外縁部（43）の下面（即ち、スラスト面）に形成されている。固定側連通溝（72）の流入端は、外縁部（43）の内周面に開口し、固定側連通溝（72）の流出端は、可動側縦孔（71）と断続する位置に形成される。より詳細には、固定側連通溝（72）は、流入溝部（72a）と中間溝部（72b）と流出溝部（72c）とが連続して一体に形成される。流入溝部（72a）は、外縁部（43）の内周面から径方向外方に延びている。中間溝部（72b）は、流入溝部（72a）の径方向外方端部から屈曲して周方向に延びている。流出溝部（72c）は、中間溝部（72b）の流出側から径方向内方に屈曲しており、その流出端部が可動側縦孔（71）の旋回軌跡と重なっている。
【００３６】
導入機構（70）では、可動スクロール（35）の旋回運動に伴い固定側連通溝（72）と可動側縦孔（71）とが間欠的に連通する。導入機構（70）では、固定側連通溝（72）と可動側縦孔（71）とが連通することで、最外周側の圧縮室（31）と中圧側背圧室（56）とを連通させる導入路が構成される。導入機構（70）は、圧縮室（31）の圧縮途中の中間圧の冷媒を導入路（71,72）を通じて、第１期間（詳細は後述する）に亘って中圧側背圧室（56）へ供給する。
【００３７】
補助導入機構（80）は、補助導入路である固定側連通孔（81）と、該固定側連通孔（81）を開閉する開閉機構（逆止弁（82））とを有している。
【００３８】
固定側連通孔（81）は、固定スクロール（40）の外縁部（43）のうち固定側鏡板部（41）の近傍に形成される周壁部（43a）に形成される（図２を参照）。固定側連通孔（81）は、周壁部（43a）を径方向に貫通しており、最外周側の圧縮室（31）と上部空間（15）とを連通させている。固定スクロール（40）の外縁部（43）の内壁面では、固定側連通孔（81）の流入端が固定側連通溝（72）の流入端よりも吸入ポート（34）寄りに位置している。つまり、固定側連通孔（81）は、固定側連通溝（72）と比較すると低圧側（吸入側）に近い導入路を構成している。
【００３９】
逆止弁（82）は、固定側連通孔（81）の流出部に設けられている。逆止弁（82）は、圧縮室（31）から上部空間（15）への冷媒の流れを許容する一方、上部空間（15）から圧縮室（31）への冷媒の流れを禁止する。また、逆止弁（82）は、圧縮室（31）と上部空間（15）との差圧に応じて開放されるリード弁で構成される。
【００４０】
補助導入機構（80）では、中圧側背圧室（56）、ひいては上部空間（15）の圧力が低下し、圧縮室（31）と上部空間（15）の差圧が所定の圧力を超えると、逆止弁（82）が開放される。この結果、圧縮室（31）の冷媒が固定側連通孔（81）、上部空間（15）を通じて中圧側背圧室（56）へ導入される。補助導入機構（80）は、導入機構（70）が冷媒を中圧側背圧室（56）へ供給する期間（第１期間）よりも早いタイミングを含む第２期間に亘って、圧縮室（31）の冷媒を中圧側背圧室（56）へ供給するように構成される（詳細は後述する）。
【００４１】
−運転動作−
次に、上述した圧縮機（10）の基本的な運転動作について説明する。まず、圧縮機（10）の通常運転時の動作について説明する。
【００４２】
圧縮機（10）の電動機（20）へ通電されると、ロータ（22）とともに駆動軸（23）が回転する。この結果、可動スクロール（35）が、駆動軸（23）の軸心を中心として偏心回転し、圧縮室（31）の容積が周期的に変化する。
【００４３】
具体的には、可動スクロール（35）が旋回すると、吸入ポート（34）から最外周側の流体室に冷媒が徐々に吸入され、その後にこの流体室が閉じきられて圧縮室（31）が区画される（図３を参照）。更に、駆動軸（23）が回転すると、最外周側の圧縮室（31）の容積が縮小するとともに、この圧縮室（31）が徐々に吐出ポート（32）側へ近づいていく。
【００４４】
一方、図５に示すように、可動スクロール（35）が更に旋回すると、可動側縦孔（71）と固定側連通溝（72）とが連通する。これにより、圧縮室（31）の圧縮途中の冷媒が固定側連通溝（72）及び可動側縦孔（71）を順に通過し、中圧側背圧室（56）へ導入される。この状態から可動スクロール（35）が更に旋回すると、導入機構（70）では、固定側連通溝（72）に対する可動側縦孔（71）の開口面積が最大となる（図６を参照）。この結果、中圧側背圧室（56）が狙いの圧力（以下、目標背圧という）に維持される。中圧側背圧室（56）の背圧が目標背圧になると、可動スクロール（35）の可動側鏡板部（36）に所望とする押し付け力が作用する。この結果、可動スクロール（35）が固定スクロール（40）側に押し付けられ、可動スクロール（35）の転覆が抑制される。
【００４５】
図６の状態から可動スクロール（35）が更に旋回すると、固定側連通溝（72）と可動側縦孔（71）とが互いに遮断される（図７を参照）。この結果、導入機構（70）による中圧側背圧室（56）への冷媒の導入動作が終了する。この状態から可動スクロール（35）が更に旋回すると、中心寄りの圧縮室（31）が吐出ポート（32）と連通する。この結果、圧縮室（31）で圧縮された冷媒が、吐出ポート（32）より吐出室（46）へ吐出される。この冷媒は、ケーシング（11）の下部空間（16）を介して吐出管（19）を流出し、冷凍サイクルに用いられる。
【００４６】
このような圧縮機（10）の通常の運転動作においては、補助導入機構（80）が作動することはない。上述のように中圧側背圧室（56）が目標圧力に維持されている場合、固定側連通孔（81）の逆止弁（82）は閉鎖状態になるからである。従って、このような通常運転時においては、圧縮室（31）の冷媒が補助導入路（固定側連通孔（81））を通じて上部空間（15）へ供給されることはないからである。
【００４７】
〈補助導入機構の動作〉
一方、圧縮機（10）の起動時や過渡的な運転時において、例えば冷媒回路の高低差圧が小さくなり、可動スクロール（35）が一度転覆してしまうと、従来のものでは、その後に高低差圧が大きくなったとしても、可動スクロール（35）の転覆を速やかに解消することができないという問題があった。
【００４８】
具体的には、例えば可動スクロール（35）が転覆してしまうと、可動スクロール（35）の可動側鏡板部（36）と固定スクロール（40）の外縁部（43）との間のスラスト面に比較的広い隙間が形成されてしまうことがある。すると、中圧側背圧室（56）の中間圧の冷媒が、この隙間を介して圧縮室（31）の吸入側（低圧側）にまで漏れ込んでしまうことがある。この結果、図４に示すように、中圧側背圧室（56）の圧力Ｐｕが当初の目標圧力Ｐｏを大きく下回ってしまい、可動スクロール（35）に所望の押し付け力を付与できないことがあった。
【００４９】
また、可動スクロール（35）が転覆してしまうと、固定側ラップ（42）の先端と可動側鏡板部（36）との間や、可動側ラップ（37）の先端と固定側鏡板部（41）との間に比較的広い隙間が形成されてしまうことがある。すると、吐出ポート（32）寄りの比較的高圧の冷媒が、このような隙間を通じて吸入ポート寄りの圧縮室（31）へ漏れ込んでしまい、この冷媒が再び圧縮されて過剰な圧力となってしまうことがあった。この結果、図４の破線で示すように、圧縮室の内圧が通常運転と比較して全体的に高くなり、ガス荷重に起因する可動スクロール（35）の離反力が大きくなってしまうことがあった。
【００５０】
以上のようにして、可動スクロール（35）の押し付け力が不足したり、可動スクロール（35）の離反力が過剰になったりすると、転覆した状態の可動スクロール（35）をなかなか元の状態に復帰できず、圧縮機（10）の信頼性を損なってしまうという問題があった。そこで、本実施形態では、圧縮機（10）の起動時や過渡的な運転において、補助導入機構（80）を動作させて可動スクロール（35）の転覆を速やかに解消できるようにしている。
【００５１】
本実施形態に係る固定側連通孔（81）は、図４に示す第２期間に亘って最外周の流体室に開口可能な位置に形成される。つまり、固定側連通孔（81）の流入口は、可動スクロール（35）の回転角度がθ１〜θ３の範囲に亘って圧縮機構（30）の内部の流体室に臨むように配置されている。ここで、θ１は、最外周側の圧縮室（31）の圧縮行程の開始のタイミングに対応する回転角度よりもやや早い回転角度である。また、θ３は、上述した導入機構（70）によって圧縮室（31）と中圧側背圧室（56）との連通が開始するタイミング（図５で示す回転角度θ２）よりも遅い回転角度である。また、θ３は、固定側連通溝（72）に対する可動側縦孔（71）の開口面積が最大となるタイミング（図６で示す回転角度θ４）よりもやや早い回転角度である。
【００５２】
本実施形態では、上述のように可動スクロール（35）が一度転覆した後に、補助導入機構（80）により圧縮室（31）の冷媒が中圧側背圧室（56）へ導入される。具体的に、例えば図４に示す第２期間において、圧縮室（31）の内圧が上昇する一方で中圧側背圧室（56）の内圧がなかなか上昇しないとする。この場合、圧縮室（31）の圧力が上部空間（15）の圧力よりも所定圧力だけ大きくなり、逆止弁（82）が開放される。すると、第２期間において、圧縮室（31）の圧縮途中の冷媒が、固定側連通孔（81）、上部空間（15）を経由して、中圧側背圧室（56）へ供給される。この結果、中圧側背圧室（56）の圧力が速やかに上昇する。
【００５３】
その後、可動スクロール（35）が回転角度θ２に至ると、導入機構（70）により、圧縮室（31）の圧縮途中の冷媒が中圧側背圧室（56）へ供給される。このように、本実施形態では、可動スクロール（35）の転覆時において、第２期間及び第１期間に亘って、圧縮室（31）の冷媒が中圧側背圧室（56）へ供給される。このため、第１期間のみに冷媒を中圧側背圧室（56）へ送る従来例の構成と比較して、中圧側背圧室（56）の圧力を速やかに上昇できる。
【００５４】
しかも、本実施形態では、図４に示すように、第２期間の一部が第１期間の一部に重なっており、第２期間の終了のタイミングが回転角度θ４のほぼ直前となっている。このため、補助導入路（81）から中圧側背圧室（56）に向かって比較的高圧の冷媒を長期に亘って導入することができる。この結果、中圧側背圧室（56）の圧力を一層速やかに上昇できる。
【００５５】
−実施形態の効果−
上記実施形態によれば、圧縮機（10）の起動時や過渡的な運転時において、可動スクロール（35）が転覆したとしても、補助導入機構（80）により圧縮室（31）の流体を導入機構（70）より早いタイミングから中圧側背圧室（56）へ供給するため、この中圧側背圧室（56）の圧力を速やかに上昇できる。この結果、可動スクロール（35）の転覆を速やかに解消し、通常の運転へと復帰できる。
【００５６】
また、上記実施形態では、補助導入機構（80）により流体を中圧側背圧室（56）へ供給する期間（第２期間）の一部が、導入機構（70）により流体を中圧側背圧室（56）へ供給する期間（第１期間）の一部と重なるため、比較的高圧の流体を長い間、中圧側背圧室（56）へ供給できる。この結果、可動スクロール（35）の転覆を一層速やかに解消できる。
【００５７】
また、上記実施形態では、補助導入機構（80）の補助導入路（81）の流入端の位置が、導入機構（70）の導入路（71,72）の流入端の位置よりも僅かに低圧側（吸入側）に位置している。このため、圧縮機（10）の通常運転においては、中圧側背圧室（56）の圧力が導入機構（70）によって得られる目標圧力（狙いの圧力）を超えてしまうことも確実に防止できる。
【００５８】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００５９】
上記実施形態では、補助導入機構（80）により冷媒を中圧側背圧室（56）へ供給する期間（第２期間）の一部が、導入機構（70）により冷媒を中圧側背圧室（56）へ供給する期間（第１期間）の一部と重なっている。しかしながら、両者の期間は必ずしも重ならなくてもよく、第２期間の終了後に第１期間が設定されていてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態の補助導入機構（80）では、固定スクロール（40）の外縁部（43）の周壁部（43a）に補助導入路（81）を形成している。しかしながら、固定スクロール（40）の固定側鏡板部（41）に貫通孔を形成し、補助導入路（81）を形成するようにしてもよい。この場合には、固定側鏡板部（41）の上側に逆止弁（82）を取り付け、補助導入路（81）の上端部を開閉するようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上説明したように、本発明は、スクロール型圧縮機に関し、特に可動スクロールの転覆の対策について有用である。
【符号の説明】
【００６２】
10    スクロール型圧縮機（圧縮機）
30    圧縮機構
31    圧縮室
35    可動スクロール
40    固定スクロール
56    中圧側背圧室（背圧室）
70    導入機構
71    可動側縦孔（導入路）
72    固定側連通溝（導入路）
80    補助導入機構
81    固定側連通孔（補助導入路）
82    逆止弁
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロール（40）及び可動スクロール（35）を有し、該固定スクロール（40）と可動スクロール（35）の間に圧縮室（31）を形成する圧縮機構（30）を備えたスクロール型圧縮機であって、
上記圧縮機構（30）には、
上記圧縮室（31）と背圧室（56）とを連通させる導入路（71,72）を有し、上記圧縮室（31）の流体を上記可動スクロール（35）の背面側の背圧室（56）へ第１期間に亘って供給する導入機構（70）と、
上記圧縮室（31）と背圧室（56）とを連通させる補助導入路（81）と、該圧縮室（31）から該背圧室（56）へ向かう流体の流れを許容し且つ該背圧室（56）から圧縮室（31）へ向かう流体の流れを禁止する逆止弁（82）とを有し、上記第１期間よりも早いタイミングを含む第２期間に亘って上記圧縮室（31）の流体を上記背圧室（56）へ供給する補助導入機構（80）と
が設けられ、
上記導入機構（70）の導入路（71,72）と、上記補助導入機構（80）の補助導入路（81）とは、上記圧縮機構（30）のうち外径側の同一の圧縮室（31）のみに連通するように構成される
ことを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
上記補助導入機構（80）は、上記第２期間の一部が上記第１期間の一部と重なるように構成されている
ことを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記圧縮室（31）では、上記補助導入路（81）の流入端が上記導入路（71）の流入端よりも該圧縮室（31）の低圧側寄りに開口している
ことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
上記導入路は、上記可動スクロール（35）の可動側鏡板部（36）を貫通し、上記背圧室（56）と連通する可動側縦孔（71）と、上記固定スクロール（40）の外縁部（43）に形成され、上記圧縮室（31）に連通する固定側連通溝（72）とを有し、上記可動スクロール（35）の旋回運動に伴い固定側連通溝（72）と可動側縦孔（71）とが間欠的に連通するように構成され、
上記補助導入機構（80）は、上記固定側連通溝（72）に対する上記可動側縦孔（71）の開口面積が最大となる時点よりも前に上記第２期間が終了するように構成される
ことを特徴とするスクロール圧縮機。