(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に、回転駆動されるシャフト、潤滑油を含む作動流体の吸入室、及び吐出室を備え、前記シャフトに連結された可動スクロールが固定スクロールに対し公転旋回運動することにより、作動流体の吸入、圧縮、吐出の一連のプロセスを実施するスクロール圧縮機であって、
前記可動スクロールの端板の背面に摺動されるスラストプレートと、
前記作動流体の圧縮反力により発生する前記可動スクロールのスラスト荷重を受けるスラスト受け部と、
前記スラストプレートと前記スラスト受け部との間に形成され、前記スラスト荷重に抗して前記スラストプレートを前記固定スクロールに対して押圧付勢する背圧を生じる背圧室と、
前記スラスト荷重に抗する前記背圧を含む背圧荷重を制御する背圧制御機構と
を備え、
前記背圧制御機構は、
前記吐出室と前記背圧室とを連通し、作動流体の吐出圧が作用する高圧流体を前記背圧室に供給する高圧流路と、
前記吐出室と前記背圧室とを連通し、前記高圧流体から減圧された中圧流体を前記背圧室に供給する中圧流路と、
前記背圧室に区画され、前記高圧流路が開口された高圧室と、
前記背圧室の前記高圧室よりも前記シャフト側に区画され、前記中圧流路が開口された中圧室と、
前記高圧室と前記中圧流路とを連通し、前記高圧室の前記高圧流体を前記中圧流路に供給する連通流路と、
前記スラスト荷重と前記背圧荷重との差に応じて前記連通流路を開閉する開閉機構と
を有する、スクロール圧縮機。
【請求項２】
前記開閉機構は、
前記スラストプレートと前記スラスト受け部との間に介装され、前記背圧室にて前記高圧室を区画するとともに、前記スラスト荷重に抗する弾性力で前記スラストプレートを押圧する環状のシール部材と、
前記スラスト受け部に形成され、前記シール部材が嵌入されるとともに、前記連通流路が開口される環状溝と
を有し、
前記シール部材は、前記スラスト荷重と前記背圧荷重との差に応じ、前記スラストプレートに押圧されて弾性変形し、前記連通流路の開口を開閉する、請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記環状溝は、
前記連通流路が開口される溝底と、
前記シール部材との間に、前記高圧室と前記連通流路とを連通する間隙流路を形成する溝壁と
を有し、
前記シール部材は、前記スラスト荷重と前記背圧荷重との差に応じ、前記スラストプレートに押圧されて弾性変形し、前記間隙流路の流路断面積を調節する、請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記連通流路又は前記高圧流路は、前記高圧室の前記高圧流体を減圧する減圧機構をさらに具備する、請求項１から３の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスクロール圧縮機に関し、例えば車両用空調装置に使用して好適なスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール圧縮機は、ケーシング内に、回転駆動されるシャフト、潤滑油を含む作動流体の吸入室、及び吐出室備え、シャフトに連結された可動スクロールが固定スクロールに対し公転旋回運動することにより、作動流体の吸入、圧縮、吐出の一連のプロセスを実施する。また、スクロール圧縮機には、可動スクロールの端板の背面に摺動されるスラストプレートと、作動流体の圧縮反力により発生する可動スクロールのスラスト荷重を受けるスラスト受け部と、スラストプレートとスラスト受け部との間に形成された背圧室と有するものが知られている。
【０００３】
背圧室は、上記スラスト荷重に抗してスラストプレート、すなわち可動スクロールの背面を固定スクロールに対して押圧付勢する背圧を生じ、上記スラスト荷重に抗する上記背圧を含む背圧荷重を制御することが一般に行われている。
そして、特許文献１には、可動スクロールの背面に対向するフレーム（スラスト受け部）に内環状溝と外環状溝を設け、これら環状溝に環状のチップシール（シール部材）をそれぞれ嵌入したスクロール圧縮機が開示されている。これにより、背圧室は、作動流体の吐出圧が作用する高圧室、作動流体の吸入圧が作用する低圧室、及び高圧室と低圧室との間の圧力となる中圧室に区画されるため、圧縮室側の圧力変化に対して可動スクロールのスラスト荷重をバランス良く受容可能となり、スクロール圧縮機の圧縮効率が向上するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１１９６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、背圧室に形成される中圧室には、シール部材を介して高圧室から減じられた圧力が作用するだけである。このため、上記背圧荷重は、結局は高圧室、すなわち吐出室の圧力に左右されることとなる。従って、スクロール圧縮機にて使用する運転範囲が拡大され、スクロール圧縮機の運転範囲が広範囲になると、背圧室の背圧制御の応答性が悪化し、可動スクロールのスラスト荷重に抗する適正な背圧荷重を維持できないおそれがある。
【０００６】
具体的には、背圧荷重が過大になると、スクロール圧縮機の機械的損失が増大し、ひいてはスクロール圧縮機の耐久性が悪化する。一方、背圧荷重が不足すると、スクロール圧縮機にて作動流体の圧縮室の形成が適正に行われず、スクロール圧縮機の圧縮効率低下による性能悪化を招きかねない。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、運転範囲に拘わらず、可動スクロールのスラスト荷重に抗する背圧荷重を適正に維持し、耐久性向上及び性能向上を実現することができるスクロール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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のスクロール圧縮機は、ケーシング内に、回転駆動されるシャフト、潤滑油を含む作動流体の吸入室、及び吐出室を備え、シャフトに連結された可動スクロールが固定スクロールに対し公転旋回運動することにより、作動流体の吸入、圧縮、吐出の一連のプロセスを実施するスクロール圧縮機であって、可動スクロールの端板の背面に摺動されるスラストプレートと、作動流体の圧縮反力により発生する可動スクロールのスラスト荷重を受けるスラスト受け部と、スラストプレートとスラスト受け部との間に形成され、スラスト荷重に抗してスラストプレートを固定スクロールに対して押圧付勢する背圧を生じる背圧室と、スラスト荷重に抗する背圧を含む背圧荷重を制御する背圧制御機構とを備え、背圧制御機構は、吐出室と背圧室とを連通し、作動流体の吐出圧が作用する高圧流体を背圧室に供給する高圧流路と、吐出室と背圧室とを連通し、高圧流体から減圧された中圧流体を背圧室に供給する中圧流路と、背圧室に区画され、高圧流路が開口された高圧室と、背圧室の高圧室よりもシャフト側に区画され、中圧流路が開口された中圧室と、高圧室と中圧流路とを連通し、高圧室の高圧流体を中圧流路に供給する連通流路と、スラスト荷重と背圧荷重との差に応じて連通流路を開閉する開閉機構とを有することを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、開閉機構は、スラストプレートとスラスト受け部との間に介装され、背圧室にて高圧室を区画するとともに、スラスト荷重に抗する弾性力でスラストプレートを押圧する環状のシール部材と、スラスト受け部に形成され、シール部材が嵌入されるとともに、連通流路が開口される環状溝とを有し、シール部材は、スラスト荷重と背圧荷重との差に応じ、スラストプレートに押圧されて弾性変形し、連通流路の開口を開閉する。
【００１０】
好ましくは、環状溝は、連通流路が開口される溝底と、シール部材との間に、高圧室と連通流路とを連通する間隙流路を形成する溝壁とを有し、シール部材は、スラスト荷重と背圧荷重との差に応じ、スラストプレートに押圧されて弾性変形し、間隙流路の流路断面積を調節する。
好ましくは、連通流路又は高圧流路は、高圧室の高圧流体を減圧する減圧機構をさらに具備する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のスクロール圧縮機によれば、運転範囲に拘わらず、可動スクロールのスラスト荷重に抗する背圧荷重を適正に維持し、耐久性向上及び性能向上を実現することができるスクロール圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機の全体構造を示す断面図である。
【図２】図１の背圧制御機構において、背圧室の背圧が適正状態の場合を示した背圧制御機構の拡大図である。
【図３】図２の背圧室の背圧が不足状態の場合を示した背圧制御機構の拡大図である。
【図４】本発明の変形例に係る背圧制御機構を拡大した図である。
【図５】本発明の別の変形例に係る背圧制御機構を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明のスクロール圧縮機１の全体構造の断面図を示す。なお、以下の説明では、スクロール圧縮機１の作動流体の吸入側、吐出側（それぞれ、図１において左側、右側）を、それぞれスクロール圧縮機１の前側、後側と規定している。
スクロール圧縮機１は、円筒状のケーシングの内部に、主要構成要素である固定スクロール２、可動スクロール３、シャフト４及び電動機５を収容した構造を有している。
【００１４】
スクロール圧縮機１の圧縮機構を構成する固定スクロール２と可動スクロール３とは、スクロール圧縮機１の軸方向（中心軸ＣＬの方向）で対向して配置されている。
固定スクロール２は、円板状の端板２ａと、端板２ａに一体形成された渦巻きラップ２ｂとから構成されており、同様に、可動スクロール３も、円板状の端板３ａと、端板３ａに一体形成された渦巻きラップ３ｂとから構成されている。
【００１５】
両スクロール２、３は、両渦巻きラップ２ｂ、３ｂを噛み合わせた状態で、固定スクロール２の渦巻きラップ２ｂの軸方向先端部が可動スクロール３の端板３ａに接触し、可動スクロール３の渦巻きラップ３ｂの軸方向先端部が固定スクロール２の端板２ａに接触するように、それぞれ配設されている。なお、両渦巻きラップ２ｂ、３ｂの軸方向先端部には、チップシールが埋設されている（図１においては、渦巻きラップ２ｂの軸方向先端部に埋設されたチップシール２ｃのみ図示している）。
【００１６】
また、両スクロール２、３は、両渦巻きラップ２ｂ、３ｂの位相が互いに１８０度ずれた状態で、両渦巻きラップ２ｂ、３ｂの側面が部分的に接触するように配設されている。これにより、両渦巻きラップ２ｂ、３ｂ間に、密閉空間である圧縮室Ｃが形成される。
可動スクロール３は、端板３ａの背面３ａ１（渦巻きラップ３ｂが形成された面とは反対側の面）に設けられた円筒状のボス部３ｃにおいてシャフト４と連結されている。
【００１７】
可動スクロール３は、シャフト４と図示を省略した自転阻止機構の作用により、中心軸ＣＬの回りを自転阻止された状態で公転旋回運動する。これにより、両渦巻きラップ２ｂ、３ｂ間に形成される圧縮室Ｃは、渦巻きラップ２ｂ、３ｂの外端部から中心部へ向かって移動し、その容積が次第に減少する。これにより、渦巻きラップ２ｂ、３ｂの外端部から圧縮室Ｃ内に取り込まれた作動流体（例えば冷媒ガス）が圧縮される。
【００１８】
固定スクロール２の端板２ａの径方向中心部には、端板２ａを貫通する吐出孔２ｄが設けられている。圧縮室Ｃ内で圧縮された作動流体は、吐出孔２ｄを経て、固定スクロール２の端板２ａの背面２ａ１（渦巻きラップ２ｂが形成された面とは反対側の面）側へ吐出される。吐出孔２ｄの出口には、リード弁などの一方向弁２ｅが設けられており、作動流体が圧縮室Ｃへと逆流することを防止している。
【００１９】
スクロール圧縮機１のケーシングは、フロントケーシング６と、センターケーシング７と、リアケーシング８とから構成されている。フロントケーシング６とセンターケーシング７、センターケーシング７とリアケーシング８は、それぞれ、各ケーシングの軸方向端面において、図示しない締結具（ボルト・ナット等）により締結されている。
【００２０】
フロントケーシング６は、略円板状に形成された端壁部６ａと、端壁部６ａの外周縁部から軸方向後方へ延びる略円筒状の外殻部６ｂと、端壁部６ａの径方向中心部近傍に設けられた円筒状の軸受支持部６ｃとから構成されている。これにより、フロントケーシング６の内部には、前端が端壁部６ａにより閉鎖され後端が開放された吸入室Ｓが形成されている。
【００２１】
センターケーシング７は、略円筒状に形成された外殻部７ａと、外殻部７ａから径方向内方かつ軸方向前方へ延出した略円錐台状の軸受支持部７ｂとから構成されている。センターケーシング７の外殻部７ａの内側且つ軸受支持部７ｂの後方に、固定スクロール２及び可動スクロール３が収容されている。また、軸受支持部７ｂの前端部近傍には、シャフト４を回転可能に支持する転がり軸受７ｃが嵌合されている。
【００２２】
リアケーシング８は、センターケーシング７との間に固定スクロール２の端板２ａの外周縁部を挟んだ状態で、センターケーシング７に締結されている。リアケーシング８の径方向中央部には凹部が形成されており、この凹部に固定スクロール２の端板２ａで区画された吐出室８ａが形成される。
【００２３】
シャフト４は、電動機５により回転駆動され、これにより、中心軸ＣＬの周りに可動スクロール３を公転旋回運動させる機能を有している。シャフト４は、シャフト本体４ａと、シャフト本体４ａの後端面４ｂから可動スクロール３側へ突出する偏心ピン部４ｃとから構成されている。シャフト本体４ａは、その前端部が、フロントケーシング６の軸受支持部６ｃの内周に嵌合されたすべり軸受６ｄにより回転可能に支持されると共に、後端面４ｂの近傍において、センターケーシング７の軸受支持部７ｂの内周に嵌合された転がり軸受７ｃによって回転可能に支持されている。
【００２４】
偏心ピン部４ｃの外周には偏心ブッシュ４ｄが嵌合固定されている。一方、可動スクロール３の背面３ａ１に設けられた円筒状のボス部３ｃの内周には、すべり軸受３ｅが嵌合固定されている。そして、偏心ブッシュ４ｄがすべり軸受３ｅの内周に嵌合されることにより、シャフト４と可動スクロール３とが、互いに摺動可能に連結されている。
【００２５】
シャフト本体４ａの後端面４ｂと転がり軸受７ｃとの間の部位には、カウンタウェイト４ｅが嵌合固定されている。カウンタウェイト４ｅの重心は、偏心ピン部４ｃに対して位相が１８０度ずれた位置にある。このため、シャフト４の回転に伴って可動スクロール３が公転旋回運動したとき、カウンタウェイト４ｅは、中心軸ＣＬの周りに発生するアンバランス荷重を相殺し、シャフト４に過大な振動が発生することを防止している。
【００２６】
フロントケーシング６の内部に形成された吸入室Ｓには、シャフト４を回転駆動するための電動機５が収容されている。電動機５は、ステータ５ａとロータ５ｂとから構成されている。ステータ５ａは円筒状に形成されており、フロントケーシング６の外殻部６ｂの内周にしまり嵌めされている。ロータ５ｂも円筒状に形成されており、シャフト４の外周にしまり嵌めされている。ステータ５ａとロータ５ｂとは、その間に微小な径方向間隙を保った状態で同軸に配置されており、ステータ５ａ内に設けられた図示しないコイルに外部から電流を供給することにより、ロータ５ｂが回転する。
【００２７】
フロントケーシング６の外殻部６ｂの開放された後端部の近傍には、図示しない吸入孔が設けられており、吸入ポート６ｓを経て供給された作動流体は、吸入孔を経てフロントケーシング６内部の吸入室Ｓに吸入される。吸入された作動流体は、外殻部６ｂの開放された後端部を経てセンターケーシング７の内部へ流入し、軸受支持部７ｂに設けられた図示しない流体流通孔を経て、両渦巻きラップ２ｂ、３ｂの外端部の吸入室７ｓへ導入され、渦巻きラップ２ｂ、３ｂの外端部側から圧縮室Ｃ内に取り込まれ、圧縮される。圧縮された作動流体は、固定スクロール２の端板２ａの径方向中心部に設けられた吐出孔２ｄを経て、吐出室８ａへ吐出され、そこから図示しない吐出ポートを介して外部に導出される。
【００２８】
センターケーシング７の軸受支持部７ｂの可動スクロール３側には、径方向に延在する平面状のスラスト受け部７ｅが形成されている。スラスト受け部７ｅと可動スクロール３の端板３ａとの間には、円環状のスラストプレート９が配設されている。スラストプレート９は、可動スクロール３の端板３ａの背面３ａ１に摺動され、可動スクロール３の端板３ａの背面３ａ１との間に後述する背圧室１０を形成する。
【００２９】
スラストプレート９の外周部と、軸受支持部７ｂの外周部との間には、軸受支持部７ｂの外周側から順に、円環状の外側シール部材（シール部材）７ｆ、内側シール部材７ｈが介装されている。また、スラストプレート９の外周部と、可動スクロール３の端板３ａの外周部との間には、円環状のシール部材３ｄが介装されている。これらシール部材７ｆ、７ｈ、３ｄは、所定の弾性力を発生する樹脂等の弾性材料から成形されている。
【００３０】
リアケーシング８の鉛直方向下部には、油分離壁８ｂが設けられている。一方、固定スクロール２の端板２ａの背面側にも、この油分離壁８ｂと軸方向に略対向する部位に油分離壁２ｆが設けられている。リアケーシング８の両油分離壁８ｂ、２ｆの鉛直方向下部には貯油室８ｃが形成されている。
【００３１】
固定スクロール２の端板２ａに設けられた吐出孔２ｄから吐出室８ａへ吐出された作動流体は、スクロール圧縮機１の各軸受や摺動面を潤滑するための潤滑油を含有している。この潤滑油は、吐出室８ａの内壁及び油分離壁８ｂ、２ｆに衝突し、これらの壁に付着することにより、作動流体から分離される。分離された潤滑油は、重力の作用により、貯油室８ｃへと流下して貯油室８ｃに貯留される。
【００３２】
リアケーシング８の内部の鉛直方向下部には高圧油供給流路８ｄが穿設されている。高圧油供給流路８ｄの一端は、貯油室８ｃの鉛直方向最下部に開口している。高圧油供給流路８ｄの他端は、リアケーシング８のセンターケーシング７との接合端面における鉛直方向下部に設けられた油マニホールド８ｅまで延在している。
【００３３】
リアケーシング８内の吐出室８ａにおいて作動流体と分離され、貯油室８ｃに貯留された潤滑油は、スクロール圧縮機１の吐出圧が作用した高い圧力を有する高圧油である。この高圧油は、リアケーシング８に穿設された高圧油供給流路８ｄに導入され、リアケーシング８とセンターケーシング７との接合端面に設けられた油マニホールド８ｅに至る。
【００３４】
センターケーシング７の外殻部７ａの鉛直方向下部から軸受支持部７ｂに向けて、油マニホールド８ｅと背圧室１０とを連通する高圧油供給流路（高圧流路）７ｄ及び中圧油供給流路（中圧流路）７ｍが穿設されている。なお、図１においては、高圧油供給流路７ｄ及び中圧油供給流路７ｍを、周方向の同一位置に穿設されているように図示しているが、これらは、周方向の異なる位置に穿設される場合もある。
【００３５】
高圧油供給流路７ｄ及び中圧油供給流路７ｍの各一端は、センターケーシング７のリアケーシング８との接合端面に開口し、外殻部７ａの内部を軸方向前方へ延在する軸方向流路部分と、軸方向流路部分の前方端から軸受支持部７ｂの内部を径方向内方へ延在する径方向流路部分とを有している。
【００３６】
高圧油供給流路７ｄの他端は、径方向流路部分の前方端から軸方向後方へ延在する別の軸方向流路部分を経て背圧室１０に開口している。一方、中圧油供給流路７ｍの他端は、径方向流路部分の末端において背圧室１０に開口している。また、中圧油供給流路７ｍの軸方向流路部分には、その入口開口に供給される高圧油の圧力を少なくとも吸入室Ｓが作用する低圧よりも大となる中圧油にまで減圧するオリフィス７ｎが埋設されている。
【００３７】
油マニホールド８ｅに供給された高圧油は、高圧油供給流路７ｄ及び中圧油供給流路７ｍに流入する。なお、高圧油供給流路８ｄは、高圧油供給流路７ｄに連通するもの、中圧油供給流路７ｍに連通するものをそれぞれ１本ずつ、計２本設けてもよく、この場合、油マニホールド８ｅを設ける必要はない。
シャフト本体４ａには、その後端面４ｂから軸方向前方へ向かって穿設された第１油流路４ｈと、その前端面から軸方向後方へ向かって穿設された第２油流路４ｊとが設けられている。
【００３８】
シャフト本体４ａの後端面４ｂから偏心ピン部４ｃが突出しているため、第１油流路４ｈは、中心軸ＣＬ上ではなく、中心軸ＣＬから偏心した位置に延在している。一方、第２油流路４ｊは、中心軸ＣＬ上に延在している。第１及び第２油流路４ｈ、４ｊは互いに連通し、全体として、シャフト本体４ａの後端面４ｂにて背圧室１０に連通した油流路を形成している。また、第２油流路４ｊの前方端にはオリフィス４ｋが埋設されている。オリフィス４ｋは、上記油流路の圧力を背圧室１０と同様になるように維持している。
【００３９】
また、シャフト本体４ａにおける転がり軸受７ｃの前方の位置にはシールリング４ｆが嵌合されている。シールリング４ｆの外周面に設けられた溝には、円環状のシール部材４ｇが嵌合されている。シール部材４ｇは、センターケーシング７の軸受支持部７ｂの内周面に摺動し、これにより、背圧室１０と吸入室Ｓとの間がシールされる。
【００４０】
以上のように構成されたスクロール圧縮機１においては、圧縮室Ｃ内の圧力と、背圧室１０の背圧との差圧に起因して、可動スクロール３を固定スクロール２から引き離す方向（図１において左向き）のスラスト荷重が作用する。このスラスト荷重はスラストプレート９からスラスト受け部７ｅに向けて作用する。このため、本実施形態のスクロール圧縮機１では、その高効率作動を広い運転範囲で保証すべく、上記スラスト荷重に抗して可動スクロール３を固定スクロール２に対し押圧付勢する背圧荷重を発生させ、この背圧荷重を適正に維持する背圧制御機構１２を設けている。
【００４１】
以下、図２及び図３を参照して背圧制御機構１２について詳しく説明する。
図２は、背圧室１０の背圧が適正状態である場合を示した背圧制御機構１２の拡大図である。スラスト受け部７ｅには、内側シール部材７ｈ、外側シール部材７ｆがそれぞれ嵌入される内側環状溝７ｉと、外側環状溝（環状溝）７ｊとが形成されている。背圧室１０には、内側シール部材７ｈ及び外側シール部材７ｆにより、高圧油供給流路７ｄが開口する高圧室Ｐｄと、中圧油供給流路７ｍが開口する中圧室Ｐｍとが区画されている。中圧室Ｐｍは、背圧室１０の高圧室Ｐｄよりもシャフト４側に区画されている。
【００４２】
高圧室Ｐｄには、実線で示すように、高圧油供給流路７ｄに流入した高圧油（高圧流体）が実質的に圧力低下を伴うことなく流入する。一方、中圧室Ｐｍには、破線で示すように、中圧油供給流路７ｍに流入した高圧油がオリフィス７ｎにて中圧油（中圧流体）まで減圧されて流入する。
図１を用いて説明すると、中圧室Ｐｍに流入した潤滑油は、転がり軸受７ｃやすべり軸受３ｅの潤滑に供される。
【００４３】
中圧室Ｐｍ内の潤滑油は、次いで、シャフト４のシャフト本体４ａに設けられた第１油流路４ｈに流入し、さらに第２油流路４ｊ及びその下流端に埋設されたオリフィス４ｋを経て、吐油室６ｅに流入する。潤滑油は、吐油室６ｅから、すべり軸受６ｄを潤滑しながら吸入室Ｓ内に流入し、電動機５のステータ５ａ及びロータ５ｂの周囲の空間を通って、吸入室Ｓの後方に至る。
【００４４】
吸入室Ｓの後方に至った潤滑油は、吸入ポート６ｓを経て吸入室Ｓ内に供給された作動流体と合流し、再び両渦巻きラップ２ｂ、３ｂの外端部の吸入室７ｓへ導入される。なお、中圧室Ｐｍから吸入室Ｓへ至る潤滑油の経路は、例えばセンターケーシング７の軸受支持部７ｂに設けた貫通孔を利用するなどして、シャフト４の内部を経由しないようなものとして構成しても良い。
【００４５】
このようにして、潤滑油は、スクロール圧縮機１の内部を循環する。なお、以上においては、リアケーシング８内の吐出室８ａにおいて作動流体と分離された潤滑油が、高圧室Ｐｄ及び中圧室Ｐｍに供給されるものとして説明をしたが、リアケーシング８内の吐出室８ａから高圧室Ｐｄ及び中圧室Ｐｍに作動流体が供給される場合であっても、同様に背圧制御を行うことができる。
【００４６】
ここで、センターケーシング７の軸受支持部７ｂには、高圧室Ｐｄと中圧油供給流路７ｍとを連通し、高圧室Ｐｄの高圧油を中圧油供給流路７ｍに供給する連通流路１４が穿設されている。外側環状溝７ｊは、溝底７ｊ１と溝壁７ｊ２とを有して形成され、連通流路１４は、外側環状溝７ｊの溝底７ｊ１において高圧室Ｐｄに開口されている。
スラストプレート９は、圧縮室Ｃの形成に伴う作動流体の圧縮反力によって生じたスラスト荷重Ｆ１で内側シール部材７ｈ、外側シール部材７ｆを押圧している。
【００４７】
一方、内側シール部材７ｈ、外側シール部材７ｆは、それぞれの弾性力Ｆ２ａ、Ｆ２ｂでスラストプレート９を押圧している。また、中圧室Ｐｍは、その背圧に基づく押圧力Ｆ２ｃで可動スクロール３を押圧している。また、高圧室Ｐｄは、その背圧に基づく押圧力Ｆ２ｄでスラストプレート９を押圧している。すなわち、スラスト荷重Ｆ１に抗する背圧荷重は、弾性力Ｆ２ａ、Ｆ２ｂと押圧力Ｆ２ｃ、Ｆ２ｄとの合力（以下、背圧荷重Ｆ２と総称する）により概略構成されている。そして、本実施形態の背圧制御機構１２は、スラスト荷重Ｆ１と背圧荷重Ｆ２との差に応じて連通流路１４を開閉する開閉機構１８を外側シール部材７ｆ及び外側環状溝７ｊにより構成している。
【００４８】
詳しくは、開閉機構１８では、外側シール部材７ｆがスラスト荷重Ｆ１と背圧荷重Ｆ２との差に応じてスラストプレート９に押圧されて弾性変形し、連通流路１４の開口を開閉する。本実施形態の外側シール部材７ｆは、無負荷の自然状態でスラスト方向が長径となる楕円形断面に成形されている。以下、背圧室１０の背圧適正時における開閉機構１８の作動について説明する。
【００４９】
図２に示すように、スラスト受け部７ｅとスラストプレート９との間には距離Ｌ１が確保された状態でスラスト荷重Ｆ１に抗する背圧荷重Ｆ２が発生している。この状態において、外側シール部材７ｆは、スラスト受け部７ｅ及びスラストプレート９の双方に当接した状態で、スラスト方向が長径となる楕円形断面をなしている。また、内側シール部材７ｈの略円形断面をなしている。
【００５０】
外側シール部材７ｆが上記楕円形断面を有していることにより、外側環状溝７ｊの溝壁７ｊ２と外側シール部材７ｆとの間には高圧室Ｐｄと連通流路１４とを連通する間隙流路１６が形成されている。従って、高圧油供給流路７ｄの高圧油は、高圧室Ｐｄを経て間隙流路１６、連通流路１４を順次流れ、より低圧となる中圧油供給流路７ｍに供給される。このとき、高圧油は高圧油供給流路７ｄを流れることで圧力損失が生じ、適切に減圧された状態で高圧室Ｐｄに流れ、高圧室Ｐｄの圧力が適正に維持される。
【００５１】
また、外側シール部材７ｆは、スラスト荷重Ｆ１と背圧荷重Ｆ２との差に応じ、スラストプレート９に押圧されて弾性変形することで、間隙流路１６の流路断面積を調節する、いわゆるオリフィス機能をも有している。従って、高圧室Ｐｄから中圧油供給流路７ｍに供給される高圧油は間隙流路１６を流れる際に減圧されるため、高圧油により中圧室Ｐｍの圧力が急激に上昇することが回避される。
【００５２】
図３は、背圧室１０の背圧が不足状態である場合を示した背圧制御機構１２の拡大図である。この場合には、図２の状態から、スクロール圧縮機１にて使用する運転範囲が変更され、高圧室Ｐｄの圧力、ひいては高圧室Ｐｄのスラストプレート９に対する押圧力Ｆ２ｄが背圧適正時に比して不足した状態となっている。このため、スラスト受け部７ｅとスラストプレート９との間の距離が図２の場合の距離Ｌ１よりも減じられて距離Ｌ２となり、この状態でスラスト荷重Ｆ１に抗する背圧荷重Ｆ２が発生している。
【００５３】
また、スラスト受け部７ｅとスラストプレート９との間の距離がＬ２に減少したのに伴い、外側シール部材７ｆが押し潰されて弾性変形し、外側シール部材７ｆの断面は略矩形をなし、内側シール部材７ｈの断面も略矩形をなしている。外側シール部材７ｆが略矩形断面を有していることにより、外側シール部材７ｆは外側環状溝７ｊの溝底７ｊ１の略全域に当接し、間隙流路１６を塞ぎ、高圧室Ｐｄと連通流路１４との連通を遮断する。これにより、高圧油供給流路７ｄの高圧油は、連通流路１４ひいて中圧油供給流路７ｍに流れず、高圧室Ｐｄのみに供給され、高圧油自体の流れが発生しない。その結果、高圧油は、高圧油供給流路７ｄでの圧力損失を生じず、減圧されずに高圧室Ｐｄへ流れることとなる。従って、高圧室Ｐｄひいては背圧室１０の背圧不足が迅速に解消され、高圧室Ｐｄの圧力ひいては背圧荷重Ｆ２が迅速に適正化される。
【００５４】
以上のように、本実施形態では、スラスト荷重Ｆ１と背圧荷重Ｆ２との差に応じて、高圧室Ｐｄと中圧油供給流路７ｍとの連通流路１４を開閉する開閉機構１８を備えている。開閉機構１８により、背圧適正時には、高圧油供給流路７ｄの高圧油は、高圧室Ｐｄを経て間隙流路１６、連通流路１４を順次流れ、より低圧となる中圧油供給流路７ｍに供給される。このとき、高圧油は高圧油供給流路７ｄを流れることで圧力損失が生じ、適切に減圧された状態で高圧室Ｐｄに流れ、高圧室Ｐｄの圧力が適正に維持される。
【００５５】
一方、背圧不足時には、高圧油供給流路７ｄの高圧油は、高圧室Ｐｄのみに供給されるため、高圧室Ｐｄひいては背圧室１０の背圧不足が迅速に解消され、高圧室Ｐｄの圧力ひいては背圧荷重Ｆ２が迅速に適正化される。従って、スクロール圧縮機１の運転範囲が広範囲になっても、外側シール部材７ｆの弾性変形による簡単な機構で、背圧室１０の背圧制御の応答性を大幅に向上し、機械的損失を低減しながら、圧縮効率を向上したスクロール圧縮機１を提供することができる。
【００５６】
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、図４に示すように、連通流路１４にオリフィス（減圧機構）２０を設け、高圧室Ｐｄから中圧油供給流路７ｍに供給される高圧油を間隙流路１６とオリフィス２０とで段階的に減圧しても良い。これにより、高圧室Ｐｄから中圧油供給流路７ｍに供給される高圧油をより一層確実に減圧することができるため、高圧油により中圧室Ｐｍの圧力が急激に上昇することを効果的に回避可能である。
【００５７】
また、連通流路１４にオリフィス２０を設けることにより、背圧室１０の背圧過大時、ひいては背圧荷重Ｆ２の過大時における中圧室Ｐｍの急激な圧力上昇をより一層確実に防止し、スクロール圧縮機１の機械的損失をより一層確実に低減可能である。
また、図５に示すように、高圧油供給流路７ｄにオリフィス（減圧機構）７ｋを設けても良い。この場合、背圧適正時には、高圧室Ｐｄから中圧油供給流路７ｍに高圧油が流れることにより、高圧油供給流路７ｄから高圧室Ｐｄへの高圧油の流れも生じ、オリフィス７ｋで減圧された高圧油が高圧室Ｐｄに供給される。
【００５８】
一方、背圧不足時には、高圧室Ｐｄから中圧油供給流路７ｍへの高圧油の流れは生じないことにより、高圧油供給流路７ｄから高圧室Ｐｄへの高圧油の流れも生じず、オリフィス７ｋによる高圧油供給流路７ｄの高圧油の減圧効果はない。従って、高圧油供給流路７ｄにオリフィス７ｋを設けることにより、背圧適正時と背圧不足時との高圧油の圧力差を大きくすることができるため、スクロール圧縮機１の運転範囲をより一層広範囲にすることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１    スクロール圧縮機
２    固定スクロール
３    可動スクロール
３ａ    端板
３ａ１    背面
４    シャフト
６、７、８    ケーシング
７ｄ    高圧油供給流路（高圧流路）
７ｅ    スラスト受け部
７ｆ    外側シール部材７ｆ（シール部材）
７ｍ    中圧油供給流路（中圧流路）
７ｊ    外側環状溝（環状溝）
７ｊ１    溝底
７ｊ２    溝壁
７ｋ    オリフィス（減圧機構）
８ａ    吐出室
９    スラストプレート
１０    背圧室
１２    背圧制御機構
１４    連通流路
１６    間隙流路
１８    開閉機構
２０    オリフィス（減圧機構）
Ｆ１    スラスト荷重
Ｆ２    背圧荷重
Ｆ２ａ、Ｆ２ｂ    弾性力
Ｐｄ    高圧室
Ｐｍ    中圧室
Ｓ    吸入室
【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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