(57)【要約】【課題】旋回スクロールに作用するスラスト荷重を支持するためにシールリングを有する背圧室を設けたスクロール型圧縮機において、始動直後から迅速に背圧室へ高い流体圧力を供給してスラスト荷重を円滑に支持させる。【解決手段】旋回スクロールの端板部６ａに環状の溝６ｅを設けてミドルハウジング１３の表面との間に背圧室１９を形成し、作動室９から高圧流体を導入することにより、圧縮反力によって発生するスラスト荷重を支持する。背圧室１９のシールリング１１及び１２が熱膨張や膨潤によって軸方向に伸びて旋回スクロール６の作動を阻害するので、予めそれを小さく設定すると、始動時に渦巻き形の羽根部の先端における隙間が大きくなるために、作動室９からの流体の洩れが多くなって背圧室１９の圧力上昇も遅れるので、溝６ｆを設けて摺動材であるサブリング２１を装着し、それによって始動時だけスラスト荷重を支持させる。【選択図】　　　図１
2004108339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジングによって軸支されていると共に一部に偏心したクランク部を有するシャフトと、渦巻き形の羽根部及び端板部を有し前記シャフトのクランク部によって駆動されることにより公転運動をする旋回スクロールと、該旋回スクロールと噛み合う渦巻き形の羽根部及び端板部を有すると共に前記ハウジングに固定された固定スクロールとを備えていて、前記旋回スクロールが前記シャフトのクランク部によって駆動されて公転運動をする時に、前記旋回スクロールの羽根部と前記固定スクロールの羽根部との間に形成される複数個の作動室が外周部から中心部に向かって移動する間に、該作動室の容積が連続的に縮小することにより該作動室内において流体を圧縮するスクロール型圧縮機であって、更に、
前記作動室内の流体の圧縮圧力が上昇するのに伴って前記旋回スクロールに作用する前記シャフトの軸線方向のスラスト荷重を支持するために、前記旋回スクロールの背後に前記ハウジングの一部として設けられたミドルハウジングと、
前記旋回スクロールの端板部の背面及びそれに対向してそれを支持している前記ミドルハウジングの表面のいずれか一方に少なくとも一条環状に形成されて背圧室を構成する第１の溝と、
前記第１の溝内へ高圧の流体を導入するための通路と、
前記第１の溝の中に作用する流体の圧力によって押し出されるように前記第１の溝の中に装着された少なくとも一個の環状のシールリングと、
前記第１の溝と略同心円になるように、前記旋回スクロールの端板部の背面及びそれに対向している前記ミドルハウジングの表面のいずれか一方に環状に形成された第２の溝と、
前記第２の溝の中に装着されて、少なくとも始動時において前記旋回スクロールの端板部の背面から前記ミドルハウジングの表面へスラスト荷重を伝達する環状の摺動材とを備え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、前記シールリングの軸方向における高さをｔ１とすると共に、前記摺動材の軸方向における高さをｔ２とした時に、それらが、
ｔ１＞ｔ２
なる関係を有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型圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記シールリングの前記第１の溝からの突出量をｈ１とすると共に、前記摺動材の前記第２の溝からの突出量をｈ２とした時に、それらが初期の組み付け状態及び非作動状態において、
ｈ１＜ｈ２
なる関係を有する一方、
定常運転の状態において、
ｈ１＞ｈ２
なる関係を有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型圧縮機。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記第１の溝と前記第２の溝が共に、前記旋回スクロールの端板部の背面及びそれに対向してそれを支持している前記ミドルハウジングの表面のいずれか一方に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５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記第２の溝に装着される前記摺動材が、耐摩耗性、耐油性、及び弾性を有するゴム、合成樹脂、金属、或いはカーボンのいずれか１つ以上の材料から製作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６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記第１の溝に装着される前記シールリングが、耐摩耗性、耐油性、及び弾性を有するゴム、合成樹脂、金属、或いはカーボンのいずれか１つ以上の材料から製作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７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、前記シャフトが前記ハウジングに直接に取り付けられたモータによって回転駆動され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８】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、前記シャフトが車両に搭載された内燃機関のような外部の原動機によって回転駆動され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９】
請求項１ないし８のいずれかにおいて、圧縮すべき前記流体が冷凍サイクル内を流れる冷媒であることを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項１０】
請求項９において、圧縮された後の前記冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力以上の高さとなるように設定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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、空調装置等の冷凍サイクルにおいて冷媒を圧縮する冷媒圧縮機として使用することができるスクロール型圧縮機に係り、特に、旋回スクロールに作用するスラスト荷重を支持するために背圧室を設けたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール型圧縮機において、旋回スクロールの端板部の背面、或いはそれに対向してそれを支持するために設けられたミドルハウジングのような、ハウジングと一体の部分の表面に窪み空間として環状の背圧室を形成し、この背圧室へ吐出側から圧縮された流体（空調装置等の場合は冷媒）を導入して背圧を発生させることにより、旋回スクロールを固定スクロールに向かって軸線方向に付勢し、作動室内において流体（冷媒）を圧縮する際に圧縮反力として発生して旋回スクロールを固定スクロールから遠ざけるように軸線方向に作用するスラスト荷重の少なくとも一部を相殺して、旋回スクロールの端板部の背面と、それに対向しているハウジング側の平坦面との間に作用する摺動摩擦を軽減する、所謂背圧室式のスラスト荷重支持手段は一般的に知られている。
【０００３】
背圧室は、通常、旋回スクロールの端板部の背面と、それに対向してそれを支持するために設けられたミドルハウジングの表面とのいずれか一方に、環状の溝として少なくとも一条形成されるか、或いは、それらの中心部に一個の室として形成される。このような背圧室から高圧の流体（冷媒）が多量に漏れ出るのを未然に防止するために、リング状等のシール材が背圧室内に設けられる。背圧室のシール材は耐摩耗性と耐油性を有する材料から製作され、背圧室の外周面や内周面に沿って装着される。
【０００４】
背圧室にシール材を設けたものでは、シール材と、背圧室を形成された旋回スクロールの端板部或いはミドルハウジングを構成している材料との間の熱膨張の差や、シール材の膨潤等によって、圧縮機の運転時には背圧室の溝の深さとシール材の厚さ（軸方向の高さ寸法）との間の寸法関係が、運転状態の変化或いは経時変化によって初期の圧縮機組み付け状態に比べて変化するという問題がある。
【０００５】
それに対応するために、初期の圧縮機の組み付け時に、定常運転時におけるシール材の熱膨張や経時変化による膨潤を見込んでシール材の組み付け時の寸法を小さめに設定するので、圧縮機の起動時には低温のためにシール材とそれに接触するミドルハウジング或いは旋回スクロールの端板部との間の隙間が大きくなる結果、圧縮機を起動しても温度が十分に上昇するまでの間は背圧室のシール性が良くないので、背圧室の圧力が十分に上昇せず、スラスト荷重を十分に支持することができないために、旋回スクロール及び固定スクロールの渦巻き形の羽根部の先端に隙間が生じて作動室のシール性が低下し、作動室において十分な圧縮が行われないことから背圧室の圧力の上昇が更に遅れるという問題が生じる。
【０００６】
この問題は、定常運転時におけるシール材の熱膨張や膨潤による寸法変化を予め見込んで、シール材の寸法をその分だけ小さく設定したことが原因となって生じた渦巻き形の羽根部の先端の隙間によるものであるが、仮に組み付け時にシール材の軸方向の寸法をその隙間の分だけ大きく設定すると、圧縮機の運転中にシール材に熱膨張や膨潤が生じた時に、シール材が、摺接する相手方のミドルハウジングの表面或いは旋回スクロールの端板部の背面に強く押し付けられて大きな摩擦を生じることから、機械損失が増大することによって圧縮機の効率が低下するとか、シール材や相手方の面の摩耗が異常に増加するという問題が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術におけるこれらの問題に鑑み、スクロール型圧縮機の旋回スクロールに作用するスラスト荷重を背圧室によって支持する場合に、背圧室の流体圧が低くてスラスト荷重を十分に支持することができない起動直後のような運転状態においても、旋回スクロール及び固定スクロールの渦巻き形の羽根部の先端に隙間が生じることを防止することにより、始動直後から十分に作動室において流体の圧縮を行なうことができると共に背圧室に設けられたシール材の摩耗が増加するのも防止することができ、シール材の摩擦による機械損失が少なくて効率が高く、始動後の早い時期から背圧室によるスラスト荷重の支持を可能にするような、始動性能に優れているスクロール型圧縮機を提供することを解決課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、従来技術における前述のような問題に対応することができる解決手段として、特許請求の範囲の請求項１に記載されたスクロール型圧縮機を提供する。
【０００９】
本発明のスクロール型圧縮機においては、旋回スクロールの端板部の背面と、それに対向しているミドルハウジングの表面のいずれか一方に少なくとも一個の第１の溝を設けることにより背圧室を形成して、その背圧室内へ作動室において圧縮された高圧の流体を導入することにより背圧室を加圧するので、旋回スクロールをミドルハウジングによって軸線方向に支持する摺動接触面に作用するスラスト荷重の少なくとも一部が相殺されて小さくなり、作動室内の圧力が非常に高くなる場合でも、旋回スクロールのスラスト荷重支持面においては摩擦が少なくなって機械損失が低減する。
【００１０】
この場合に、環状の第１の溝からなる背圧室内へ導入された高圧の流体が吸入室等の低圧側へ漏洩するのを防止するために、背圧室内に少なくとも一個の環状のシールリングを装着する。このシールリングは、背圧室内へ導入される高圧流体によって軸方向に押されて、相手方の面であるミドルハウジングの表面、或いは旋回スクロールの端板部の背面に押し付けられることにより、高いシール性を発揮する。
【００１１】
本発明のスクロール型圧縮機においては背圧室を形成する第１の溝に加えて、更に、旋回スクロールの端板部の背面と、それに対向しているミドルハウジングの表面とのいずれか一方に環状の第２の溝を設けて、それによって環状の摺動材を支持させる点に特徴がある。
【００１２】
摺動材は、少なくとも圧縮機の始動時に、旋回スクロールの端板部の背面からミドルハウジングの表面へ伝達されるスラスト荷重を支持するので、熱膨張や膨潤を考慮して第１の溝に装着されたシールリングの軸方向の寸法が予め小さめに設定されていても、摺動材がスラスト荷重を支持するために、旋回スクロール及び固定スクロールの渦巻き形の羽根部の先端における隙間が過大となることが防止される。従って、スクロール型圧縮機の起動直後でも作動室において圧力が迅速に上昇すると共に、その圧力が導入される背圧室における流体の圧力も迅速に上昇するので、旋回スクロールに作用するスラスト荷重が起動後の早い時期から背圧室によって円滑に支持されるようになる。
【００１３】
この場合、シールリングの軸方向における高さをｔ１とすると共に、摺動材の軸方向における高さをｔ２とした時に、それらがｔ１＞ｔ２なる関係を有するように構成すると、シールリングと摺動材が同等の熱膨張率を有すると共に、同等の膨潤率を有する場合には、摺動材の熱膨張量や膨潤量が、同じ温度及び同じ使用期間におけるシールリングの熱膨張量や膨潤量よりも少なくなるので、摺動材の膨張によって旋回スクロールとミドルハウジングの間の摩擦が過度に大きくなるのを防止することができる。
【００１４】
また、シールリングの突出量をｈ１とすると共に摺動材の突出量をｈ２とした時に、それらが初期の組み付け状態及び非作動状態においてｈ１＜ｈ２なる関係を有する一方、定常運転の状態において、ｈ１＞ｈ２なる関係を有するように構成すると、背圧室へ十分に高い流体の圧力が供給されていない始動直後には一時的に摺動材が相手方の面と接触してスラスト荷重を支持するので、旋回スクロールが作動室の圧縮反力によって軸方向に後退することが防止される。そのため、旋回スクロールと固定スクロールの渦巻き形の羽根部の先端において大きい隙間が生じないので、始動直後から作動室において流体の効果的な圧縮が行われる結果、作動室の圧力と、それを導入している背圧室の圧力も迅速に上昇する。それによって、シールリングが相手方の面に向かって押し出されて、背圧室のシール性を高めるから、背圧室が早期からスラスト荷重を支持するようになり、摺動材を相手方の面から遠ざけて摩擦を軽減することができる。
【００１５】
摺動材を装着する第２の溝は、旋回スクロールの端板部の背面の一部に設けられていてもよいし、それに対向しているミドルハウジングの表面の一部に設けられていてもよい。また、第１の溝を第２の溝と同じ面に設けると、２つの溝を形成するための工程が簡単になる。
【００１６】
第２の溝に装着される摺動材と、第１の溝に装着されるシールリングは、耐摩耗性、耐油性、及び弾性を有するゴム、合成樹脂、金属、或いはカーボンのいずれか１つ以上の材料から製作することができる。
【００１７】
本発明のスクロール型圧縮機は、所謂モータ直結型として、ハウジングに直接に取り付けられたモータによってそのシャフトを直接に回転駆動するように構成してもよいし、車両に搭載された内燃機関のような外部の原動機によって、そのシャフトを回転駆動するように構成してもよい。
【００１８】
本発明のスクロール型圧縮機は、空調装置等の冷凍サイクル内を流れる冷媒を圧縮する冷媒圧縮機として使用するのに適しているが、用途が冷媒圧縮機に限られるわけではない。冷媒圧縮機として使用する場合、本発明のスクロール型圧縮機は非常に高いスラスト荷重に耐えることができるので、特に、圧縮された後の冷媒の圧力がその冷媒の臨界圧力以上の高さとなるように設定されているものに適用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を用いて本発明のスクロール型圧縮機に関する第１実施例を説明する。図１に示す１はシャフトであって、その下端には軸心に対して所定量だけ偏心したクランク部１ａが形成されている。２はモータであって、電力の供給を受けた時にシャフト１を回転駆動する。図示実施例の場合はモータ２が圧縮機のハウジング部分と一体化されたモータハウジング３の内部に構成されている。４はモータハウジング３の上部に取り付けられたフロントラジアル軸受であって、同じく下部に取り付けられたリアラジアル軸受５と共に、シャフト１を回転可能に支持している。なお、本発明はモータ一体型のスクロール型圧縮機に限って適用される訳ではなく、シャフト１を回転駆動する動力源が、例えば車両に搭載されている内燃機関のように、圧縮機本体とは別体のものであってもよい。
【００２０】
６は旋回スクロールであって、概ね円板状の端板部６ａと、それから軸線方向に突出するように形成された渦巻き形の羽根部６ｂと、端板部６ａの背面に形成された円筒状のボス部６ｃ等からなっている。旋回スクロール６の全体は、ボス部６ｃに圧入して取り付けられている旋回スクロール軸受１６を介して、シャフト１のクランク部１ａによって回転可能に支持されていて、シャフト１の中心軸線の回りに公転運動をする。７は旋回スクロール６の公転運動のみを許す複数個の自転防止ピンであって、旋回スクロール６の自転運動を阻止する。
【００２１】
８は固定スクロールであって、旋回スクロール６と同様な端板部８ａと渦巻き形の羽根部８ｂを備えていて、旋回スクロール６と噛み合うように組み付けられている。固定スクロール８の外筒は、スクロール型圧縮機の圧縮機部分のハウジングを兼ねている。固定スクロール８の渦巻き形の羽根部８ｂと旋回スクロール６の渦巻き形の羽根部６ｂが噛み合うと共に、羽根部６ｂ及び８ｂの先端縁部がそれぞれ相手方の端板部８ａ及び６ａの内面に接触することによって、それらの羽根部６ｂ及び８ｂの間に軸線方向に見た時に三日月形に見える作動室９が複数個形成される。
【００２２】
そして、図示しない冷凍サイクルから戻って来て吸入ポート８ｄから吸入室１４内へ導入される気体冷媒のような流体を、外周において作動室９が吸入室１４に向かって開いた時に作動室９の内部へ吸入し、旋回スクロール６が公転をする間に旋回スクロール６及び固定スクロール８の中心部に向かって作動室９が半径方向に移動しながら縮小することによって流体を圧縮する。最後に作動室９が中心部の作動室９ａに向かって開いた時に、吐出圧に達した冷媒が固定スクロール８の端板部８ａに設けられた吐出孔８ｃを通過して、端板部８ａと、図示しないボルト等によって固定スクロール８に固定されているリアハウジング１８との間に形成された吐出室１５内へ吐出される。
【００２３】
１８ａはリアハウジング１８に形成された吐出ポートであって、図示しない配管によって冷凍サイクルに連通しており、吐出室１５内へ吐出された高圧の冷媒を冷凍サイクルの凝縮器へ導く。１７は吐出弁であって、吐出室１５内の冷媒が吐出孔８ｃを介して逆流しないように端板部８ａ上に装着されている。なお、図１に示す１０はシャフト１に固定されたバランサであって、シャフト１に対して偏心して支持されている旋回スクロール６が公転運動をする時に発生する振動を抑制する。
【００２４】
次に、本発明の特徴に対応する第１実施例の細部構造について説明する。図１と、その一部を拡大して示す図２から明らかなように、６ｅは旋回スクロール６の端板部６ａの背面に形成された円環状の溝（第１の溝）を示しており、この溝６ｅは端板部６ａの中心の周りにおいてミドルハウジング１３の表面と対向して摺動状態で接触することによって、それとの間に円環状の背圧室１９となる空間を形成している。そして、背圧室１９と、中心部に近い所定の位置に形成される作動室９との間を連通させるように圧力導入孔６ｄが設けられているので、作動室９の中で所定の大きさの高圧まで加圧された流体（冷媒）が背圧室１９内へ導入され、ミドルハウジング１３を足掛かりにして旋回スクロール６の端板部６ａを固定スクロール８に向かって押圧する。なお、第１実施例においては、背圧室１９は円環状の溝６ｅによって単一の環状に形成されているが、これを例えば同心円状に複数個形成することができることは言うまでもない。
【００２５】
第１実施例の場合は、旋回スクロール６の端板部６ａの背面に形成された円環状の溝６ｅからなる背圧室１９の中に、内外２条のシールリングが相互に別体のものとして設けられている。即ち、背圧室１９を形成する環状の溝６ｅの外周面６ｏに沿って、閉じた円環状のアウタシールリング１１が設けられられていると共に、それとは別に、環状の溝６ｅの内周面６ｉに沿って、閉じた円環状のインナシールリング１２が設けられている。これらのシールリング１１及び１２によって、背圧室１９（溝６ｅ）の周りの旋回スクロール６の端板部６ａの背面と、それに対向しているミドルハウジング１３の表面との間から冷媒が漏れ出るのを防止している。
【００２６】
第１実施例の場合は、背圧室１９の中に断面形が長方形のアウタシールリング１１と、やはり長方形の断面形状を有するインナシールリング１２が別体のものとして同心円状に装着されている。しかしながら、シールリング１１，１２の断面形状は長方形に限らず、外周面或いは内周面が円錐状に傾斜している梯形や、外周面或いは内周面の一部に環状の突条を有するような形状であってもよい。これら２つのシールリング１１，１２はいずれも連続した円環状であって、内燃機関のピストンリングに設けられる合い口のような切れ目を有しない。なお、シールリング１１，１２の材料は、耐摩耗性、耐油性、及び弾性を有するゴム、合成樹脂、金属、或いはカーボン等である。
【００２７】
図２に示したように、シールリング１１，１２の軸方向の寸法である高さｔ１は、初期組み付け時から溝６ｅ、即ち背圧室１９の深さよりも僅かに大きくなっているので、非作動時の静止状態において、シールリング１１，１２は旋回スクロール６の端板部６ａの表面からｈ１だけ突出している。なお、背圧室１９内に圧力導入孔６ｄを介して作動室９の冷媒圧力が作用すると、シールリング１１，１２は下面に圧力を受けることによって浮き上がって軸方向に移動し、相手方であるミドルハウジング１３の表面に軽く押し付けられる。
【００２８】
図示していないが、シールリング１１，１２の断面形が長方形でなはくて、例えば、アウタシールリング１１の外周面やインナシールリング１２の内周面が円錐面である場合には、背圧室１９内に作用する冷媒の圧力によってシールリング１１，１２の断面形が僅かに傾斜して、シールリング１１及び１２のエッジ部分が相手方の面に押し付けられることによって、その部分の面圧が高くなることによりシール作用をする。また、シールリング１１，１２の外周面或いは内周面の一部に突条が形成されている場合にも、突条の部分において面圧が高くなる。なお、アウタシールリング１１の外径は溝６ｅの外周径よりも僅かに大きく、インナシールリング１２の内径は溝６ｅの内周径よりも僅かに小さくする。従って、シールリング１１，１２を溝６ｅ内へ装着する時に若干弾性変形をさせる。
【００２９】
第１実施例において最も特徴的な点は、背圧室１９として旋回スクロール６の端板部６ａに設けられた溝６ｅの内側に略同心円状に環状の溝（第２の溝）６ｆが設けられて、その溝６ｆによってサブリング２１と呼ぶ環状の摺動材が装着されていることである。しかも、サブリング２１の寸法とシールリング１１，１２の寸法との間には特別の条件が設定されていて、それが本発明に特有の作用効果をもたらす点に特徴がある。
【００３０】
サブリング２１の高さｔ２（軸方向の厚さ）はシールリング１１，１２の高さｔ１よりも十分に小さくする。それによって、サブリング２１及びシールリング１１，１２の材質が同じか、或いは熱膨張率等が同程度のものである場合には、同じ温度におけるサブリング２１の熱膨張量がシールリング１１，１２のそれよりも小さくなる。それによって、シールリング１１，１２やサブリング２１が熱膨張や膨潤をした時に、同じ条件ならば、サブリング２１の軸方向（高さ方向）における寸法変化はシールリング１１，１２のそれよりも小さくなる。従って、サブリング２１が熱膨張や膨潤によって高さｔ２が増加しても、相手方のミドルハウジング１３の表面に強く押し付けられて摩擦が増加するようなことはない。
【００３１】
しかしながら、組み付け時及び非作動の靜止時には、シールリング１１，１２が背圧室１９の外面である端板部６ａの背面から突出している突出量ｈ１よりもサブリング２１の突出量ｈ２の方を大きくする。それによって、始動直後であるために低温で、しかも背圧室１９内にシールリング１１，１２を押し上げるのに十分な流体圧が作用していない状態においては、作動室９内において冷媒を圧縮することによって発生する圧縮反力によって旋回スクロール６が微小な距離だけ軸方向に後退すると、先ずサブリング２１の先端がミドルハウジング１３の表面に接触してスラスト荷重を支持するようになる。
【００３２】
このように、シールリング１１，１２とサブリング２１の高さ寸法に関して、ｔ１＞ｔ２であって且つｈ１＜ｈ２であるという大小関係を設定していることもまた、第１実施例によって代表される本発明の各実施例の特徴の一つであって、それによって、始動時にはサブリング２１が相手方の面に接触してスラスト荷重を支持する一方、定常運転状態には背圧室１９の冷媒圧力によってシールリング１１，１２が押し上げられて背圧室１９のシール性を高めるので、背圧室１９がスラスト荷重を支持するようになり、サブリング２１が相手方の面から離れて、高さに関して見かけ上はｈ１＞ｈ２という関係になる。
【００３３】
サブリング（摺動材）２１の材料は、シールリング１１，１２と同様に、耐摩耗性、耐油性、及び弾性を有するゴム、合成樹脂、金属、或いはカーボン等である。サブリング２１の高さｔ２は溝６ｆの深さよりも大きいので、サブリング２１は端板部６ａの表面からｈ２だけ突出している。この突出量ｈ２は、背圧室１９内にシールリング１１，１２を押し上げる冷媒の圧力が作用していない状態、即ち、起動前におけるシールリング１１，１２の突出量ｈ１よりも若干大きくなっている。そのために、起動前と、起動後も背圧室１９内に十分に高い冷媒圧力が作用する前には、サブリング２１だけがミドルハウジング１３の表面と接触することになる。
【００３４】
このように摺動材であるサブリング２１を介在させることによって、スクロール型圧縮機の起動時と、起動後も未だに作動室９内において圧縮される冷媒の圧力が十分に高くなるまでは、サブリング２１がミドルハウジング１３の表面に接触して摺動し、作動室９における冷媒の圧縮によって発生する圧縮反力としてのスラスト荷重が、旋回スクロール６の端板部６ａからサブリング２１を介してミドルハウジング１３に伝達されることによって支持される。
【００３５】
通常のスクロール型圧縮機の起動時や起動直後の過渡的な状態においては、背圧室１９内に十分に高い流体圧力が作用しないために、シールリング１１，１２を押し上げる力が作用せず、背圧室１９のシール性が悪くて、旋回スクロール６に作用するスラスト荷重を支持することができないので、旋回スクロール６が軸方向に移動して渦巻き形の羽根部６ｂ及び８ｂの先端に大きい隙間が発生する結果、作動室９のシール性が悪くなって冷媒が洩れるために作動室９内の圧力上昇が遅れて、背圧室１９の流体圧力も上昇しないという悪循環に陥るが、このような時期に限って、固体の摺動材であるサブリング２１が一時的にスラスト荷重を支持するので、渦巻き形の羽根部６ｂ及び８ｂの先端における隙間が大きくならないために作動室９の圧力上昇が迅速になる。
【００３６】
作動室９内の冷媒の圧力が高まると、圧力導入孔６ｄを介して背圧室１９内の圧力も高まるので、その圧力を受けたシールリング１１，１２が軸方向に僅かに移動して、ミドルハウジング１３の表面に押し付けられることにより摺接し、背圧室１９内の冷媒が漏れ出るのを防止して圧力を維持する。それによって、背圧室１９が旋回スクロール６に作用するスラスト荷重を冷媒のような流体を介して支持して、端板部６ａの表面と相手方のミドルハウジング１３の表面との間の摩擦及び摩耗を低減するので、スクロール型圧縮機の耐久性及び効率が向上する。このような定常運転の状態においては、サブリング２１によるスラスト荷重の支持は行われないので、サブリング２１や、それに摺動接触するミドルハウジング１３の表面が摩耗するとか、大きな摩擦を生じて効率を低下させる恐れはない。
【００３７】
図３に本発明の第２実施例としてのスクロール型圧縮機の要部のみを示す。第２実施例のスクロール型圧縮機の全体構成は、図１に示した第１実施例のそれと同様なものである。第２実施例においても、図２に示された第１実施例のスクロール型圧縮機の要部と共通の部分については、同じ参照符号を付すことによって重複する説明を省略する。第２実施例の圧縮機の特徴は、背圧室１９を形成する溝６ｅの中に装着されるシールリング２２がＨ形の断面形状を有する単一のものであるという点にある。溝６ｅ内へ加圧された冷媒を導入するための手段は、例えば、図１に示された圧力導入孔６ｄのようなものでよい。
【００３８】
シールリング２２は、第１実施例における内外２つのシールリング１１，１２にそれぞれ対応するシールリング部１１ａ，１２ａを備えていると共に、それらを連結する連結部２２ａをも備えている。このように、シールリング２２においては、シールリング部１１ａ，１２ａが連結部２２ａによって連結されて一体化されているが、第１実施例における個々のシールリング１１，１２と概ね同様な作用をするので、第２実施例のスクロール型圧縮機は、実質的に第１実施例のそれと同様な作用効果を奏する。しかし、シールリング２２が無孔の連結部２２ａを有することによって受圧面積が大きくなるので、背圧室１９へ供給される冷媒圧力が低くてもシールリング２２をミドルハウジング１３の表面に向かって押し付けることができる。また、シールリング２２が単体であるために製造や組み付けが簡単になり、より低コスト化することが可能になる。
【００３９】
図４に本発明の第３実施例としてのスクロール型圧縮機の要部のみを示す。第３実施例は、第２実施例におけるシールリング２２の代わりに使用することができるシールリング２３を備えている点に特徴を有するもので、シールリング２３においても第２実施例におけるシールリング２２と同様に、内外のシールリング部１１ａ及び１２ａを連結部２３ａによって連結して一体化したものであるが、連結部２３ａに連通孔２３ｂを備えている点に特徴がある。
【００４０】
連通孔２３ｂは連結部２３ａの上下の空間を均圧化するために設けられたものであって、この場合も、溝６ｅ内へ加圧された冷媒を導入するための手段は図１に示された圧力導入孔６ｄのようなものである。連結部２３ａの下部の空間内へ導入された冷媒の一部は、連通孔２３ｂを通過して上部の空間内へも回り込むことができる。それによって、第３実施例におけるシールリング２３のシールリング部１１ａ，１２ａは、第１実施例における２つのシールリング１１及び１２と殆ど同様な作用をすることになるので、第３実施例の作用効果は、第１実施例のそれと実質的に同じである。
【００４１】
図５に、第１実施例の変形例としての第４実施例の要部のみを示す。第４実施例が第１実施例と異なる点は、サブリング２１が第１実施例のそれよりも大径であって、サブリング２１を装着する溝６ｆが、背圧室１９を形成している溝６ｅから見て半径方向における外側に設けられていることである。それ以外の点においては、第４実施例は第１実施例と同じ構成を有する。従って、作用効果も第１実施例のそれと同じである。
【００４２】
図１及び図２に示す第１実施例の変形例として図５に示す第４実施例があるように、図３に示す第２実施例の変形例として、図６に要部のみを示す第５実施例が存在する。また、図４に示す第３実施例の変形例として、図７に要部のみを示す第６実施例が存在する。第５実施例及び第６実施例のいずれの場合も、サブリング２１を装着する溝６ｆが、背圧室１９を形成している溝６ｅよりも外側にある点だけが異なり、実質的な作用効果等は全て同じであるから、個別の実施例についての詳細な説明は省略する。
【００４３】
図８に本発明の第７実施例としてのスクロール型圧縮機を示す。図１及び図２に示す第１実施例のスクロール型圧縮機と共通の部分については同じ参照符号を付すことによって重複する説明を省略する。第７実施例のスクロール型圧縮機の特徴は、第１実施例の圧縮機においてサブリング２１を装着するために旋回スクロール６の端板部６ａに形成された環状の溝６ｆに代わるものとして、第７実施例においてはミドルハウジング１３の側に環状の溝（第２の溝）１３ｆを形成していることと、環状の溝６ｅによって構成されている背圧室１９を、ミドルハウジング１３の側に形成された環状の溝（第１の溝）１３ａによって構成している点にある。そのために、旋回スクロール６の端板部６ａにおいて環状の溝１３ａ及び１３ｆに対応する部分はいずれも平面となっている。
【００４４】
第７実施例のスクロール型圧縮機においても、背圧室１９を構成する環状の溝１３ａの中に２つのシールリング１１及び１２が装着されることや、旋回スクロール６の端板部６ａに設けられた圧力導入孔６ｄによって、作動室９内において加圧された冷媒をミドルハウジング１３に形成された背圧室１９内へ導入していることは第１実施例の場合と同じであるが、この場合は、シールリング１１，１２が、ミドルハウジング１３に設けられた環状の溝１３ａからなる背圧室１９内の冷媒圧力によって、旋回スクロール６の端板部６ａの背面に向かって軽く押し付けられる。また、サブリング２１もミドルハウジング１３の環状の溝１３ｆによって支持されているので、始動時のような過渡期に限って端板部６ａの背面に接触する。しかし、第７実施例の奏する効果は第１実施例のそれと同じである。
【００４５】
図８に示す第７実施例が図１及び図２に示す第１実施例と概ね均等であることから明らかなように、図３に示す第２実施例から図７に示す第６実施例までの各実施例についても、それらの背圧室１９を、ミドルハウジング１３の側に形成した環状の溝１３ａによって構成することが可能であり、それによって実質的に同じ作用効果が得られる。
【００４６】
但し、図３に示すようなＨ形の断面形状を有する無孔のシールリング２２を使用する場合には、旋回スクロール６の端板部６ａに設けられた圧力導入孔６ｄのみによって、ミドルハウジング１３の環状に形成された溝１３ａからなる背圧室１９の底部へ作動室９の冷媒圧力を導入することができないので、このような場合に限って、圧力導入孔をミドルハウジング１３の内部にわたって形成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】第１実施例の要部を拡大して示す斜視図である。
【図３】第２実施例の要部のみを示す縦断面図である。
【図４】第３実施例の要部のみを示す縦断面図である。
【図５】第４実施例の要部のみを示す縦断面図である。
【図６】第５実施例の要部のみを示す縦断面図である。
【図７】第６実施例の要部のみを示す縦断面図である。
【図８】第７実施例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
６…旋回スクロール
６ａ…端板部
６ｂ…渦巻き形の羽根部
６ｅ…環状の溝（第１の溝）
６ｆ…環状の溝（第２の溝）
８…固定スクロール
８ａ…端板部
８ｂ…渦巻き形の羽根部
９…作動室
１１…アウタシールリング
１２…インナシールリング
１３…ミドルハウジング
１３ａ…環状の溝（第１の溝）
１３ｆ…環状の溝（第２の溝）
１９…背圧室
２１…サブリング（摺動材）
２２，２３…シールリング
２２ａ，２３ａ…連結部
２３ｂ…連通孔
【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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