(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡板からほぼ同じ形状をした羽根が立ち上がった固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールの固定スクロールに対する円軌道運動により圧縮室が外周側から中心部に移動しながら容積を小さくすることで、流体の吸入、圧縮、吐出を行う圧縮機構を密閉容器に収納したスクロール圧縮機において、旋回スクロールの背部に位置して、旋回スクロールを固定スクロール側に押圧する背圧を働かせる背圧室と、前記圧縮室に流体の吸入を図る吸入室と前記背圧室とを連絡する弁室と、この弁室の弁座に背圧が一定値以上になるまで前記弁を押し付けて常閉にするばねとを備え、弁室に弁の背圧による最大押し戻し位置を規制するストッパを設け、前記密閉容器の下部を圧縮機構各部に供給する潤滑剤を貯留する潤滑剤溜とし、前記圧縮機構の回転軸線が横向きになるように設置した横型のスクロール圧縮機であって、前記弁室を固定スクロールの下部に設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
鏡板からほぼ同じ形状をした羽根が立ち上がった固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールの固定スクロールに対する円軌道運動により圧縮室が外周側から中心部に移動しながら容積を小さくすることで、流体の吸入、圧縮、吐出を行う圧縮機構を密閉容器に収納したスクロール圧縮機において、旋回スクロールの背部に位置して、旋回スクロールを固定スクロール側に押圧する背圧を働かせる背圧室と、前記圧縮室に流体の吸入を図る吸入室と前記背圧室とを連絡する弁室と、この弁室の弁座にボール弁を背圧が一定値以上になるまで押し付けて常閉にするばねとを備え、弁室にボール弁の背圧による最大押し戻し位置を規制するストッパを設け、前記密閉容器の下部を圧縮機構各部に供給する潤滑剤を貯留する潤滑剤溜とし、前記圧縮機構の回転軸線が横向きになるように設置した横型のスクロール圧縮機であって、前記弁室を固定スクロールの下部に設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項３】
鏡板からほぼ同じ形状をした羽根が立ち上がった固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールの固定スクロールに対する円軌道運動により圧縮室が外周側から中心部に移動しながら容積を小さくすることで、流体の吸入、圧縮、吐出を行う圧縮機構を持ったスクロール圧縮機において、旋回スクロールの背部に位置して、旋回スクロールを固定スクロール側に押圧する背圧を働かせる背圧室と、前記圧縮室に流体の吸入を図る吸入室と前記背圧室とを固定スクロール内を通じて連絡する連絡路と、この連絡路の途中にボール弁を収容した弁室と、この弁室と背圧室側連絡路との間に形成した弁座に背圧が一定値以上になるまでボール弁を押し付けて常閉にするばねとを備え、弁室にボール弁の背圧による最大押し戻し位置を規制するストッパを設けるとともに、弁室から側方に延びる吸入室側連絡路の弁室への開口をボール弁の最大押し戻し位置での中心位置以上に弁座側から離して設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項４】
背圧は圧縮機構への潤滑剤の供給圧であって、弁室は固定スクロールの羽根の巻き終わり部の近傍に設けた請求項１〜３のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
吸入室側連絡路は羽根の巻き終わり部に位置する吸入室部分から、羽根の巻き終わり方向にほぼ向いて弁室まで設けられている請求項４に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
ストッパは、ばねの基端部を受け止めるばね座に、ばねの基端部内に嵌まり合うテーパ部を有している請求項１〜５のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項７】
ばねは、弁が最大押し戻し位置にあるときコイル間に隙間を残す巻線密度を有している請求項１〜６のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項８】
弁室は固定スクロールの背面に弁室よりも大きな径のシール孔を持って開口するとともに、弁室とシール孔との間に前記開口に向いたストッパの位置決め段差面を形成し、ストッパはばねを受け止めるばね座を先端に持ち弁室内に遊びのある隙間を有して嵌まり合うストッパ部と、このストッパ部の後部にそれよりも大径で続いて前記位置決め段差面に当接して位置決めされる被位置決め段差面を形成するとともに、前記シール孔にほぼ遊びのないガイド隙間を有して嵌まり合うガイド部と、このガイド部の後部に続いてシール孔に圧入されて双方間をシールするシール部とが設けられている請求項１〜７のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項９】
固定スクロールの前記弁室からの背圧室側連絡路が背圧室に開口する面に、この開口よりも大きな堀込み部を設けた請求項１〜８のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１０】
堀込み部は背圧室側連絡路の前記開口に対して固定スクロールの外周側に偏心し、旋回スクロールの鏡板の最大旋回径よりも外側に張出している請求項９に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１１】
堀込み部の深さは、旋回スクロールの鏡板が最大に覆った位置での背圧室側連絡路の前記開口に向かう通路断面積が背圧室側連絡路の通路断面積よりも大きくなるように設定した請求項９、１０のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１２】
固定スクロールと旋回スクロールとの外周部にある双方間のスラスト摺動面にほぼ環状の潤滑剤供給溝を設け、これの一端を前記堀込み部の吸入室から遠い側に接続した請求項１１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１３】
潤滑剤供給溝は吸入室近傍を除く範囲に設けた請求項１２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１４】
前記範囲は全周のほぼ３／４である請求項１３に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１５】
潤滑剤供給溝の他端部に、旋回スクロールの鏡板の最大旋回径の外に延びる延長部を設けた請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１６】
弁座は背圧室側連絡路から弁室側に広がる鈍角なテーパ面であり、このテーパ面と背圧室側連絡路とがなす陵部でボール弁を受け止めシールするようにした請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１７】
陵部がボール弁に接する両側部分とボール弁の中心がなす角度が３０〜６０度である請求項１６に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１８】
背圧室側連絡路の径はボール弁の径の５０〜８６％の範囲である請求項１７に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１９】
ばねはコイルばねであって、ボール弁と接触する先端部の径が、ボール弁への両側接触位置とボール弁の中心とがなす角度が３０〜６０度となる範囲である請求項２、１６〜１８のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項２０】
ばねは、ボール弁側の先端部からこれと反対側の基端部に向け径が増大する円錐型のコイルばねである請求項２、１６〜１９のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項２１】
吸入室側連絡路の吸入室への開口は、前記弁室への開口よりも弁座側の位置に設け、前記開口を座グリ加工部とし、吸入室側連絡路はこの座グリ加工部内から弁室に通じている請求項３に記載のスクロール圧縮機。
【請求項２２】
吸入室側連絡路の吸入室への開口は、固定スクロールの外周部の旋回スクロールとのスラスト摺動面寄りの位置に設けられている請求項２１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項２３】
ボール弁外周と弁室内周との間の隙間の通路断面積は、背圧室側連絡路のそれよりも大きい請求項３、２１、２２のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項２４】
ボール弁と弁室の半径差が、ボール弁の半径の１／３よりも小さい請求項２３に記載のスクロール圧縮機。
【請求項２５】
背圧は、圧縮機構各部への潤滑剤の供給圧を利用したものである請求項３、２３〜２４のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項２６】
背圧室は潤滑剤供給路と絞りを介して通じている請求項２５に記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールの円軌道運動により圧縮室が外周部から中心部に容積を小さくしながら移動するのを利用して流体の吸入、圧縮、吐出を繰り返し行うスクロール圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のスクロール圧縮機では、旋回スクロールおよび固定スクロール間の圧縮室で流体を吸入し、圧縮し、吐出するのに、旋回スクロールの背部に背圧室を設け、ここに導いた背圧によって旋回スクロールを固定スクロールの側に押圧し、圧縮室での流体圧により旋回スクロールが固定スクロールから押し離されないようにすることが従来から行われている。
【０００３】
この背圧は圧縮機構の吐出流体圧、圧縮途中の流体圧、旋回スクロールに連動するポンプ機構や圧縮機構の吐出側と吸入側の差圧を利用して圧縮機構各部に潤滑剤を供給するときの供給圧など、種々の方法で得られる。どのような方式で得られる背圧でも変動は抑え切れないため、どんな条件のときでも旋回スクロールが固定スクロールから押し離されない背圧設定が必要である。これにより背圧の変動はときとして過剰になり旋回スクロールが固定スクロールに強く押し付けられて、スラスト摺動部の異常摩耗や入力増加を招く。
【０００４】
特許第２５７４５９９号公報、特公平５−８４３９４号公報、特開平１０−１１０６８８号公報、特開平１０−１１０６８９号公報などは、そのような問題を解消する技術を開示している。その多くは差圧弁方式によって、背圧が一定値以上であるときに弁が開いてその過剰圧力を吸入側に逃がすようにしている。
【０００５】
上記差圧弁として、特許第２５７４５９９号公報、特開平１０−１１０６８８号公報、特開平１０−１１０６８９号公報などに開示されている図５に示すような、固定スクロールａの背面に開口した弁室ｂを設けて蓋ｃを施し、弁室ｂから背圧室ｄに通じる背圧室側連絡路ｅと、吸入室ｆに通じる吸入室側連絡路ｇとを設け、弁室ｂ内に背圧側連絡路ｅをそれとの間の弁座ｈに当接して閉じる弁体ｉと、この弁体ｉを前記蓋ｃとの間で閉じ位置に保つばねｊとを収容した構造のものを採用すると、固定スクロールａだけの加工、組立によって背圧制御弁機構ｑが実現する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、弁体ｉは固定スクロールａと旋回スクロールｍとを組み合わせた圧縮機構ｎから吐出する流体圧の脈動によって旋回スクロールａの１回の旋回で１回開閉し、例えば１秒間に６０回程度開閉する。このため、特開平１０−１１０６８９号公報に開示している板弁を採用したものでは、板弁の挙動が不安定で、しかも弁座ｈとは平面どうしの面接触であるため、振動や騒音の原因になる。そこで、図５に示すような特許第２５７４５９９号公報、特開平１０−１１０６８８号公報が開示しているボール弁ｉを用いたものにするのが好適である。
【０００７】
この場合、図５に示すように弁室ｂと背圧室側連絡路ｅとを固定スクロールａの旋回スクロールｍとの外周部におけるスラスト摺動面ｐに直角な同一軸線上に位置する構造にすると、同一の位置基準によって弁室ｂ、背圧室側連絡路ｅおよびそれらの間の弁座ｈを必要な寸法条件、形状条件を持って容易に精度よく加工でき、吸入室側連絡路ｇは単に弁室ｂと吸入室ｆとが通じるように設ければよいので加工精度は特に要求されない利点がある。
【０００８】
しかし、本発明者等の実験によれば、図５に示す背圧制御弁機構ｑを採用しても背圧はまだ満足に安定しない。これは、ボール弁ｉが自身の球面と弁座のテーパ面との線接触ではあっても面と面とが対面するものであるため、双方間に異物を噛み込みやすくシール漏れが発生したり、ボール弁ｉがばねｊで閉じられるときなどに滑って横揺れしたり、踊ったりする動作の不安定によってシール漏れが発生したりすることが原因と思われる。また、ボール弁ｉの不安定な動きによって弁室ｂの壁面に触れて騒音を発するし、摩耗により寿命が早期に低下する。
【０００９】
さらに、ボール弁ｉは図６の（ａ）に示すように過剰な背圧によってばねｊに抗し押し開かれるときに、背圧の流れが弁室ｂ内の吸入室側連絡路ｇの開口側に偏ってボール弁ｉを反対の側に押し退けたり、図６の（ｂ）に示すようにボール弁ｉが弁室ｂ内の吸入室側連絡路ｇの開口位置まで上がると、ボール弁ｉがその開口に吸いつけられて背圧の逃げを阻害したりして、その挙動はやはり安定しにくく、音を発したり、摩耗により寿命が早期に低下したりするし、背圧の逃げを制御し切れない問題がある。
【００１０】
従って、背圧制御弁機構ｑおよび圧縮機構ｎともに寿命を安定して長くするのが困難であり、メンテナンスフリーな密閉型のスクロール圧縮機では特に問題となっている。
【００１１】
本発明の主たる目的は、安定した弁動作で安定した背圧を得て、効率がよく信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のスクロール圧縮機は、鏡板からほぼ同じ形状をした羽根が立ち上がった固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールの固定スクロールに対する円軌道運動により圧縮室が外周側から中心部に移動しながら容積を小さくすることで、流体の吸入、圧縮、吐出を行う圧縮機構を密閉容器に収納したスクロール圧縮機を前提にしており、
大きな点では、旋回スクロールの背部に位置して、旋回スクロールを固定スクロール側に押圧する背圧を働かせる背圧室と、前記圧縮室に流体の吸入を図る吸入室と前記背圧室とを連絡する弁室と、この弁室の弁座に背圧が一定値以上になるまで各種の形態の弁を押し付けて常閉にするばねとを備え、弁室に弁の背圧による最大押し戻し位置を規制するストッパを設け、前記密閉容器の下部を圧縮機構各部に供給する潤滑剤を貯留する潤滑剤溜とし、前記圧縮機構の回転軸線が横向きになるように設置した横型のスクロール圧縮機であって、前記弁室を固定スクロールの下部に設けたことを第１の特徴としている。
【００１３】
また、旋回スクロールの背部に位置して、旋回スクロールを固定スクロール側に押圧する背圧を働かせる背圧室と、前記圧縮室に流体の吸入を図る吸入室と前記背圧室とを連絡する弁室と、この弁室の弁座にボール弁を背圧が一定値以上になるまで押し付けて常閉にするばねとを備え、弁室にボール弁の背圧による最大押し戻し位置を規制するストッパを設け、前記密閉容器の下部を圧縮機構各部に供給する潤滑剤を貯留する潤滑剤溜とし、前記圧縮機構の回転軸線が横向きになるように設置した横型のスクロール圧縮機であって、前記弁室を固定スクロールの下部に設けたことを第２の特徴としている。
【００１４】
さらに、旋回スクロールの背部に位置して、旋回スクロールを固定スクロール側に押圧する背圧を働かせる背圧室と、前記圧縮室に流体の吸入を図る吸入室と前記背圧室とを固定スクロール内を通じて連絡する連絡路と、この連絡路の途中にボール弁を収容した弁室と、この弁室よりも小径の背圧室側連絡路と弁室との間に形成した弁座にボール弁を背圧が一定値以上になるまで押し付けて常閉にするばねとを備え、弁室にボール弁の背圧による最大押し戻し位置を規制するストッパを設けるとともに、弁室から側方に延びる吸入室側連絡路の弁室への開口をボール弁の最大押し戻し位置での中心位置以上に弁座側から離して設けたことを第３の特徴としている。
【００１５】
これらの構成では、旋回スクロールが背圧室での背圧のもとに固定スクロールに押圧されながら旋回駆動され、相互間の圧縮室にて流体の漏れなく吸入、圧縮、吐出を続けることができ、背圧が所定値以上となったとき、弁またはボール弁がばねに抗し押し戻されて背圧室側連絡路が弁室に通じ、この弁室、吸入側連絡路を介して吸入室に逃がし、背圧が所定値を下回ったときにばねによって弁、またはボール弁を閉じるので、背圧を所定値に保つ働きをする。
【００１６】
特に、第１の特徴の各種の形態の弁または第２、第３の特徴のボール弁は、共に最大押し戻し位置がストッパによって規制されることにより、開閉のストロークを過剰な背圧を吸入室に逃がすための必要最小限に抑えて開閉時の弁座とストッパとの間の挙動を安定させるので、例え板弁であっても挙動が安定し、ボール弁では特に安定し、背圧の安定により効率が向上しスクロール圧縮機の信頼性が向上する。
【００１７】
また弁またはボール弁は前記安定によって横揺れしにくく弁室の壁面に触れて音を発したり摩耗したりすることが低減するので、背圧を安定させやすいし、音を発しにくい。従って、これらによるだけでも、弁機構は静かで摩耗が少なく長寿命になるし、圧縮機構も弁機構による背圧の安定によって過剰な摩耗なく静かに軽負荷で経済的に運転されるとともに長寿命になる。従ってメンテナンスフリーな使用に有効であるし、運転が静かになるので環境によくなる。
【００１８】
第１の特徴、第２の特徴ではさらに、前記密閉容器の下部を圧縮機構各部に供給する潤滑剤を貯留する潤滑剤溜とし、前記圧縮機構の回転軸線が横向きになるように設置した横型のスクロール圧縮機であって、前記弁室を固定スクロールの下部に設けてあることにより、背圧室から弁室部までの部分にはオイルが充満しやすくオイルの流量が安定し、背圧の安定に貢献する。また、第３の特徴ではさらに、弁室から側方に延びる吸入室側連絡路の弁室への開口がボール弁の最大押し戻し位置での中心位置以上に弁座側から離れているので、ボール弁が前記開口に対向して吸いつけられて音を発したり背圧が吸入室へ逃げるのを妨げたりするようなことを防止することができる。これにより、弁機構はより静かでより摩耗が少なくさらに長寿命になるし、圧縮機構も弁機構による背圧がより安定することによって過剰な摩耗なくより静かにより軽負荷で経済的に運転されるとともにさらに長寿命になる。従ってメンテナンスフリーな使用に特に有効であるし、運転が静かになるので環境によくなる。
【００１９】
しかも、第３の特徴では、ストッパによって規制されるボール弁の必要最小限の最大押し戻し位置まで、吸入室側連絡路の弁室への開口を近づけられるので、この開口が固定スクロールの外周部の旋回スクロールとのスラスト摺動面に近くなり、このスラスト摺動面側の吸入室や羽根が形成している凹部を利用した斜め方向からのドリル加工などによる吸入室側連絡路の孔明け作業がしやすくなる。
【００２０】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴は、可能な限りにおいてそれ単独で、あるいは種々な組み合わせで複合して用いることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の代表的な一実施の形態に係るスクロール圧縮機につきその実施例とともに図を参照しながら詳細に説明し、本発明の理解に供する。
【００２２】
本実施の形態は空調、冷凍機器に用いられる密閉型のスクロール圧縮機に本発明を適用した場合の一例である。従って取り扱う流体は冷媒であり、以下冷媒として説明する。しかし、本発明はこれに限られることはない。図１、図２に示すように、鏡板１、２からほぼ同じ形状をした羽根３、４が立ち上がった固定スクロール５と旋回スクロール６とを噛み合わせて双方間に圧縮室７を形成し、旋回スクロール６の固定スクロール５に対する円軌道運動により圧縮室７が外周側から中心部に移動しながら容積を小さくすることで、吸入口４３、吸入室１１を通じた冷媒の吸入、圧縮、吐出口４２を通じた冷媒の吐出を行う圧縮機構８を持ち、旋回スクロール６の背部に位置して、旋回スクロール６を固定スクロール５側に押圧する背圧を働かせる背圧室９と、前記圧縮室７に冷媒の吸入を図る吸入室１１と前記背圧室９とに通じ、各種形態の弁またはボール弁１３を収容した弁室１５と、この弁室１５よりも小径の背圧室側連絡路１２ａと弁室１５との間に形成した弁座１６に、背圧が一定値以上になるまで各種形態の弁またはボール弁１３を図２に実線で示すように押し付けて常閉にするばね１７とを備えたスクロール圧縮機であれば、他の具体的な構造の違いや、用途の違いに関係なく本発明を適用して有効である。具体的には弁室１５は固定スクロール５内を通じて吸入室１１と前記背圧室９とを連絡する連絡路１２の途中に設けてある。
【００２３】
また、本実施の形態で背圧室９に働かせる背圧は、基本的に、圧縮機構８の吐出冷媒圧、圧縮途中の冷媒圧、圧縮機構８各部に旋回スクロール６に連動するポンプ機構や圧縮機構８の吐出側と吸入側の差圧を利用して潤滑剤を供給するときの供給圧など、種々の方法で得られるどの方式を採用したものでもよい。
【００２４】
本実施の形態は特に、図１、図２に示すように、弁室１５に各種の形態の弁またはボール弁１３の背圧による最大押し戻し位置を図２に仮想線で示す位置などに規制するストッパ２１を設けることを基本的な特徴としている。より好適には、これに併せ、弁室１５から側方に延びる吸入室側連絡路１２ｂの弁室１５への開口２２をボール弁１３の最大押し戻し位置での中心位置以上に弁座１６側から離れた位置に設けてある。
【００２５】
このようにすると、まず、旋回スクロール６が背圧室９での背圧のもとに固定スクロール５に押圧されながら旋回駆動され、相互間の圧縮室７にて冷媒の漏れなく吸入、圧縮、吐出を続けることができ、背圧が所定値以上となったとき、板弁を含む各種形態の弁またはボール弁１３がばね１７に抗し押し戻されて背圧室側連絡路１２ａが弁室１５に通じ、この弁室１５、吸入室側連絡路１２ｂを介して吸入室１１に逃がし、背圧が所定値を下回ったときにばね１７によって各種形態の弁またはボール弁１３を閉じるので、背圧を所定値に保つ働きをする。
【００２６】
特に、各種形態の弁またはボール弁１３は最大押し戻し位置がストッパ２１によって規制されることにより、開閉のストロークを過剰な背圧を吸入室１１に逃がすための必要最小限に抑えて開閉時の弁座１６とストッパ２１との間の弁の挙動を板弁などでも安定させられ、ボール弁１３は特に安定させられるので、横揺れしにくく弁室１５の壁面１５ａに振れて音を発したり摩耗したりすることが低減し、背圧を安定させやすいし、音を発しにくい。従って、これらによるだけでも、弁機構は静かで摩耗が少なく長寿命になるし、圧縮機構も弁機構による背圧の安定によって過剰な摩耗なく静かに軽負荷で経済的に運転されるとともに長寿命になる。従ってメンテナンスフリーな使用に有効であるし、運転が静かになるので環境によくなる。
【００２７】
これに加え、弁室１５から側方に延びる吸入室側連絡路１２ｂの弁室１５への開口２２がボール弁１３の最大押し戻し位置での中心位置Ｏ以上に弁座１６側から離れた位置にあるので、ボール弁１３が前記開口２２に対向して吸いつけられて音を発したり背圧が吸入室１１へ逃げるのを妨げたりするようなことを防止することができる。
【００２８】
これらにより、ボール弁１３を持った背圧制御弁機構３１はより静かでより摩耗が少なくさらに長寿命になるし、圧縮機構８も背圧制御弁機構３１による背圧のさらなる安定によって過剰な摩耗なくより静かにより軽負荷でさらに経済的に運転されるとともにさらに長寿命になる。従ってメンテナンスフリーな使用に特に有効であるし、運転が静かになるので環境によくなる。
【００２９】
しかも、ストッパ２１によって規制されるボール弁１３の必要最小限の最大押し戻し位置まで、吸入室側連絡路１２ｂの弁室１５への開口２２を近づけられるので、この開口２２が固定スクロール５の外周部の旋回スクロール６とのスラスト摺動面２０の側に近くなり、スラスト摺動面２０に吸入室１１や羽根３が形成している凹部を利用した斜め方向からのドリル加工などによる吸入室側連絡路１２ｂの孔明け作業がしやすくなる。
【００３０】
さらに具体的には、吸入室側連絡路１２ｂの吸入室１１への開口２３は、図２に示すように前記弁室１５への開口２２よりも弁座１６側の位置に設け、前記開口２３を座グリ加工部２３ａとし、吸入室側連絡路１２ｂはこの座グリ加工部２３ａ内から弁室１５に通じるように設けてある。このように開口２３が開口２２よりも弁座１６側の位置する構造では、前記ストッパ２１の先端２１ｈによるボール弁１３の位置規制によってスラスト摺動面２０の側に近くなった開口２２に対し、さらにスラスト摺動面２０に近い開口２３との間で吸入室側連絡路１２ｂが通じ、吸入室側連絡路１２ｂは固定スクロール５のスラスト摺動面２０の側に凹部を形成する羽根３や吸入室１１の周壁１１ａに対して斜めに位置することになるので、前記凹部を利用して斜め方向から挿入したドリルなどにより容易に孔明け作業して形成できる。
【００３１】
また、開口２３の座グリ加工部２３ａはドリルなどで比較的ラフに浅く加工しておけばよいので吸入室１１の周壁１１ａなどに対し斜めになっても加工しやすく、それに次ぐ前記吸入室側連絡路１２ａをドリル加工して孔明け作業をするときのドリルの案内になるので、周壁１１ａに斜めな吸入室側連絡路１２ｂの孔明け作業がさらに容易になる。
【００３２】
また、吸入室側連絡路１２ｂの吸入室１１への開口２３を、図２に示すように固定スクロール５のスラスト摺動面２０の側に寄って位置するように設けてあるので、前記座グリ部２３ａや吸入室側連絡路１２ｂの孔明け作業をするのに、羽根３などがより邪魔になりにくくさらに作業しやすくなる。
【００３３】
ところで、図１に示す実施例は圧縮機構８をそれを駆動する電動機１３１とともに密閉容器３２に収容したメンテナンスフリーなスクロール圧縮機の場合の一例であって、下部を潤滑剤としてのオイル３３を貯留するオイル溜３４とし、このオイル溜３４のオイル３３を圧縮機構８の各摺動部に供給する供給圧を利用して前記背圧を得ている。吐出口４２は密閉容器３２の一端部内に開口し、吐出した冷媒を電動機１３１の部分に通してこれを冷却した後、密閉容器３２外への吐出管４４に達して外部の冷凍サイクルに供給される。吸入口４３は密閉容器３２の外部からの吸入管４５に通じて、そこに戻ってくる冷凍サイクルでの使用後の冷媒を吸入し前記圧縮に供する。
【００３４】
このため、この実施例では電動機１３１の回転子１３１ａに結合されて旋回スクロール６を円軌道運動するように自転防止用の例えばオルダムリング３５を介して駆動するクランク軸３６に縦通したオイル供給路３７を通じて、圧縮機構８の各部摺動部に供給してあり。オイル供給圧はクランク軸３６に連動するトココイドポンプ３８を利用して得た例を示してあり、トココイドポンプ３８は吸込みパイプ３９を通じオイル３３を吸入して高圧にしオイル供給路３７に供給する。オイル供給路３７は圧縮機構８の各摺動部に分岐して至り、必要な潤滑を行う。
【００３５】
電動機１３１の固定子１３１ｂは密閉容器３２の内周に焼き嵌めなどして固定され、必要に応じて密閉容器３２との間に冷却用の冷媒を通す通路を形成する切り欠きが外周に設けられる。クランク軸３６の旋回スクロール６を旋回駆動する偏心孔３６ａなどを持った主軸３６ｂと、これと反対のトココイドポンプ３８が連結されつ副軸３６ｃとが、密閉容器３２内に溶接などして固定された主、副各軸受部材５１、５２によって軸受５３、５４を介し軸受され、主軸受部材５１には固定スクロール５５をボルト止めしてあり、主軸受部材５１と固定スクロール５との間に旋回スクロール６およびオルダムリング３５を挟み込み、固定スクロール５と主軸受部材５１との間に前記背圧室９を形成している。
【００３６】
オイル供給路３７の一部は絞り４１を介して背圧室９に通じ、トココイドポンプ３８によって供給される高圧のオイル３３が絞り４１の絞り作用で背圧室９に徐々に達し、背圧室９内でオイル３３の供給圧の変動が絞り４１により低減される状態で旋回スクロール６をバックアップし、固定スクロール５から押し離されないようにする。
【００３７】
ここで、弁室１５は図３に示すように、固定スクロール５の羽根３の巻き終わり部の近傍に設けてある。これによって、背圧が過剰で弁室１５に入ったオイル３３は吸入室１１の羽根３の巻き終わり端直ぐの位置に戻されるので、吸入側連絡路１２ｂから供給されたオイル３３が圧縮室７にスムーズに供給され、羽根３、４部の摺動を良化させるとともに、圧縮室７のシールもよくなり、圧縮機構８の効率が向上する。
【００３８】
これに関連して、吸入室側連絡路１２ｂは図３に破線で示すように、吸入室１１の羽根３の巻き終わり部に位置する部分から、羽根３の巻き終わり方向にほぼ向いて弁室１５まで設けてある。これによって、羽根３が形成する固定スクロール５のスラスト摺動面２０の側の羽根３に沿った通路状凹部の長手方向が、前記吸入室側連絡路１２ｂの長手方向に一致するので、吸入室側連絡路１２ｂをドリルによる孔加工で形成するのに、スラスト摺動面２０に対するドリルの角度を小さくしても羽根３などが邪魔にならない利点がある。これによって、吸入室側連絡路１２ｂのスラスト摺動面２０に対する傾き角度を小さくして加工しやすくすることができる。
【００３９】
図２に示すボール弁１３の外周と弁室１５の内周との間の隙間Ｓ１の通路断面積は、背圧室側連絡路１２ａのそれよりも大きく設定する。これにより、背圧室側連絡路１２ａから弁室１５内に入ったオイル３３などの流体は弁室１５の内周とボール弁１３との間の隙間Ｓ１を背圧室側連絡路１２ａとほぼ等しいか、それよりも小さい通路抵抗で難なく通り抜けるので、通路抵抗のためにボール弁１３を不安定にして横揺れなどを生じさせることはなく、より静かで、しかも開閉動作も安定し背圧を所定の範囲に安定させることができる。
【００４０】
この場合、背圧室側連絡路１２ａの径がボール弁１３の径の５０〜８６％の範囲に設定すると上記の条件を得やすい。また、ボール弁１３と弁室１５の半径差が、ボール弁１３の半径の１／３よりも小さく設定するのが、オイル３３の流れが吸入室側連絡路１２ｂの開口２２側に偏って生じるボール弁１３の弁室１５内での不要な動きを制動するのに好適である。
【００４１】
また、図に示す実施例の弁座１６は図２に示すように、背圧室側連絡路１２ａから弁室１５の側に広がる鈍角なテーパ面で、このテーパ面と背圧室側連絡路１２ａとがなす陵部４６でボール弁１６を受け止めシールするようにしてある。
【００４２】
これにより、ボール弁１６は球面にて線状の陵部４６と接触するので、面と面との接触の場合よりも異物が噛み込みにくいし、ボール弁１６が開閉に際して弁座１６に対し滑りにくく、横揺れなどしにくくなるので、ボール弁１３の背圧の変動に対する開閉機能および開閉に際する挙動が安定し、背圧を適正範囲によく保ち圧縮機構８に過剰摩耗や過剰負荷が生じないようにすることができる。また、背圧制御弁機構３１および圧縮機構８がより静かになる。しかも陵部４６は少しの間の使用中にボール弁１３との擦り合わでその曲面によく馴染むのでシール性が向上する。
【００４３】
また、陵部４６がボール弁１３に接する両側部分とボール弁１３の中心Ｏがなす角度θ２を３０〜６０度に範囲にすると、ボール弁１３を所定位置、つまり中心位置に保持して不安定な挙動を防止しやすく、かつシールが十分でしかもボール弁１３が背圧室側連絡路１２ａに落ち込んだり、嵌まり合いによって開きにくくなるようなことを防止することができる。
【００４４】
ばね１７は図１、図２に示すようにコイルばねであるのがボール弁１３の横の動きを規制するのに好適であり、ボール弁１３と接触する先端部１７ａの径が、ボール弁１３への両側接触位置とボール弁１３の中心Ｏとなす角度θ１が３０〜６０度となる範囲にすると、ばね１７がボール弁１３を押圧するのに逃げがないし、ボール弁１３の横揺れを防止しやすい。
【００４５】
なお図示しないが、ばね１７は、ボール弁１３側の先端部１７ａからこれと反対側の基端部１７ｂに向け径が増大する円錐状のコイルばねにすると、ばね１７の先端部１７ａの求心性が向上し、ボール弁１３を所定の中心位置に保持しやすく横揺れ防止性能が向上する。
【００４６】
ストッパ２１は図２に示すように、ばね１７の基端部１７ｂを受け止めるばね座２１ａに、ばね１７の基端部１７ｂ内に嵌まり合うテーパ部２１ｂを有しているので、テーパ部２１ｂのテーパ面をガイドにしてばね１７の基端部１７ｂに容易に挿入してしかもテーパ部２１ｂの基部でばね１７の基端部１７ｂを中心位置など所定位置に位置決めすることができる。
【００４７】
なお、ばね１７は、ボール弁１３が最大押し戻し位置にあるときコイル間に隙間を残す線密度に巻かれているようにすると、ボール弁１３が最大押し戻し位置まで開かれても、ばね１７は密着し合わずオイルや冷媒の流通を阻害しないので背圧制御弁機構３１の背圧調整機能を損なわない。
【００４８】
図に示す実施例での弁室１５は、固定スクロール５の鏡板１の背面に弁室１５よりも大きな径のシール孔６１を持って開口するとともに、弁室１５とシール孔６１との間に前記開口に向いたストッパ２１の位置決め段差面６２を形成している。これに対応してストッパ２１は図２、図４に示すように、ばね１７を受け止めるばね座２１ａを先端に持ち弁室１５内に遊びのある隙間Ｓ２を有して嵌まり合うストッパ部２１ｃと、このストッパ部２１ｃの後部にそれよりも大径で続いて前記位置決め段差面６２に当接して位置決めされる被位置決め段差面２１ｄを形成するとともに、前記シール孔６１にほぼ遊びのないガイド隙間Ｓ３を有してＪＩＳ規格のトマリバメからスキマバメ程度で嵌まり合うガイド部２１ｅと、このガイド部２１ｅの後部に続いてシール孔６１にそれより大径でＪＩＳ規格のシマリバメ程度で圧入されて双方間をシールするシール部２１ｆとが設けられている。
【００４９】
これにより、ストッパ２１のガイド部２１ｅは、シール孔６１との間にＪＩＳ規格のトマリバメからスキマバメ程度のほぼ遊びのないガイド隙間Ｓ３を有して、抵抗や過度な遊びによるガタツキや心の触れや傾きなくシール孔６１に簡単に嵌め合わせて行くことができる。このようにして、シール部２１ｆがシール孔６１に達したとき、ガイド部２１ｅのシール孔６１への嵌まり合いがガイドとなってシール部２１ｆがシール孔６１に位置ずれや傾きなく対向させられそのまま押圧することでシール孔６１にスムーズにＪＩＳ規格のシマリバメ程度に圧入することができ、ストッパ２１を弁室１５の所定位置に配置するのと同時に弁室１５の機械的なシールが簡単に完了する。圧縮機構８の吐出圧と背圧との差は通常１０〜２０Ｋｂ／ｃｍ2 程度であり、シール部２１ｆのシール孔６１への嵌め合い長さＬ２は３ｍｍ以上あれば十分なシール効果が得られる。１つの実施例としては５ｍｍに設定してある。
【００５０】
このシール部２１ｆのシール孔６１への圧入の際、ストッパ２１のばね座２１ａの面を高精度に位置させ、ばね１７のボール弁１３への押付力を精度よく設定でき、適せるな背圧が得られる。また、シール孔６１およびシール部２１ｆはシール性能確保から高精度に加工され、シール孔６１へのシール部２１ｆの圧入作業はストッパ２１の上記先端２１ｈを弁室１５内の径方向の所定位置、例えば中心位置に高精度に位置させる位置決め作業にもなる。
【００５１】
なお、被位置決め段差面２１ｄとガイド部２１ｅとの間にはシール孔６１と隙間Ｓ３よりも大きな遊びＳ４を形成する逃げ部２１ｇが形成されている。この逃げ部２１ｇは位置決め段差面６２とシール孔６１との相関部の加工で角がでにくくアール面になっても、上記被位置決め段差面２１ｄの当接位置に影響しないようにする隙間Ｓ４を形成する。
【００５２】
なお、ガイド部２１ｅの先端位置２１ｅ１からストッパ２１のばね座２１ａまでの長さＬ１を、シール孔６１の長さＬ２よりも大きく設定すると、ガイド部２１ｅがシール孔６１に進入した後、ストッパ部２１ｃが弁室１５に進入し始めるので、ガイド部２１ｅのシール孔６１への嵌め合いはストッパ部２１ｃを弁室１５に嵌め合わせるときのガイドにもなり、ストッパ部２１ｃが位置決め段差面６２に当たって傷を付けるような不都合を回避することができる。
【００５３】
また、図２に示すように、固定スクロール５の前記背圧室側連絡路１２ａが背圧室９に開口するスラスト摺動面２０に、この開口１２ａ１よりも大きな堀込み部６５を設けてそのまわりに張り出すようにしてある。これにより、旋回スクロール６が旋回駆動されるときの円軌道運動により鏡板２が図２の矢印Ａの方向に移動しても、その最大旋回径Ｄよりも外側に位置して、背圧室９と背圧室側連絡路１２ａとの連絡が旋回スクロール６の鏡板２によって遮断されるようなことを防止することができ、そのような遮断によって背圧制御弁機構３１の機能が一時でも損なわれることはない。従って、堀込み部６５は背圧室側連絡路１２ａの前記開口１２ａ１に対して固定スクロール５の外周側に偏心し、旋回スクロール６の鏡板２の図２、図３に示す最大旋回径Ｄよりも外側に位置するようにしている。
【００５４】
この場合、堀込み部６５の図２に示す深さＨは、旋回スクロール６の鏡板２が最大に覆った前記最大旋回径Ｄの位置での、背圧室側連絡路１２ａの前記開口１２ａ１へ矢印Ｂの方向に向かう通路断面積が背圧室側連絡路１２ａの通路断面積よりも大きくなるように設定する。これにより、旋回スクロール６がどの旋回位置にあるときでも、オイル３３などによる背圧は堀込み部６５の部分で絞られるようなことなく通常圧でボール弁１３に働く。従って、背圧制御弁機構３１は旋回スクロール６の旋回の影響を受けることなく安定に機能し、背圧を安定させる。
【００５５】
図１に示すように、圧縮機構８を密閉容器３２に収容してその密閉容器３２の下部を圧縮機構８の各部に供給するオイル３３を貯留するオイル溜３４とし、圧縮機構８の回転軸線６６が横向きになるように設置される横型のスクロール圧縮機において、弁室１５は固定スクロール５の下部に設けてある。
【００５６】
これにより背圧室９から背圧室側連絡路１２ａを介した弁室１５部までの部分にはオイル３３が充満しやすくなるので、背圧制御弁機構３１内をオイル３３が主体で流れ、背圧制御弁機構３１を流れるオイル３３の流量が安定し、背圧の安定に貢献する。
【００５７】
固定スクロール５と旋回スクロール６との外周部にある双方間のスラスト摺動面２０には、図３に示すようなほぼ環状の潤滑剤供給溝としてのオイル供給溝７１を設け、これの一端部７１ａを前記堀込み部６５の吸入室１１から遠い側に接続してある。これにより、背圧室９に到達したオイル３３は堀込み部６５を通じてオイル供給溝７１に進入して毛細管減少によってその全長に行き渡り、羽根３と旋回スクロール６との間の摺動部を潤滑しやすくなる。
【００５８】
しかも、オイル供給溝７１は吸入口４３および吸入室１１の近傍を除く範囲に設けてある。具体的にはこの範囲は全周のほぼ３／４であり、圧縮室７が冷媒の吸入後圧縮を開始して冷媒が昇圧する範囲での前記潤滑を旺盛にしてシール効果を高められるようにしている。また、吸入口付近のシール長さを十分にとることができる。これによって、圧縮機構８の圧縮効率が向上する。また、オイル供給溝７１の他端部７１ｂに、旋回スクロール６の鏡板２の最大旋回径Ｄの外に延びる延長部７１ｃを設けてあるので、この延長部７１ｃを通じても背圧室９内のオイル３３が供給されるので、他端部７１ｂの側での潤滑性能が低下するようなことを防止することができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、上記の説明で明らかなように、旋回スクロールを固定スクロールに押圧する背圧を、固定スクロールにある背圧室と吸入室とを連絡する背圧制御弁機構によって調整し安定させるのに、背圧の変動により開閉する各種形態の弁またはボール弁の最大押し戻し位置を規制して過剰な背圧を吸入室に逃がすための必要最小限の開閉ストロークに抑えて弁またはボール弁の開閉時の挙動を安定させるので、安定した背圧が得られ、効率が高く、信頼性の高い圧縮機が実現できる。
【００６０】
しかも、弁またはボール弁は横揺れしにくく弁室の壁面に触れて音を発したり摩耗したりすることを低減し、かつ弁室から側方に延びる吸入室側連絡路の弁室への開口にボール弁が対向して吸いつけられて音を発したり背圧が吸入室へ逃げるのを妨げたりするようなことも防止するので、弁機構は静かで摩耗が少なく長寿命になるし、圧縮機構も弁機構による背圧の安定によって過剰な摩耗なく静かに軽負荷で経済的に運転されるとともに長寿命になる。従ってメンテナンスフリーな使用に有効であるし、運転が静かになるので環境によくなる。
【００６１】
しかも、吸入室側連絡路の弁室への開口は、ストッパによって規制される弁またはボール弁の必要最小限の最大押し戻し位置まで近づけられ、この開口が固定スクロールの外周部の旋回スクロールとのスラスト摺動面に近くなり、このスラスト摺動面側の吸入室や羽根が形成している凹部を利用した斜め方向からのドリル加工などによる吸入室側連絡路の孔明け作業がしやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の代表的な一実施の形態に係る１つの実施例を示すスクロール圧縮機の断面図である。
【図２】図１の圧縮機の背圧制御弁機構の断面図である。
【図３】図１の圧縮機の固定スクロールの旋回スクロールとのスラスト摺動面側の正面図である。
【図４】図２の背圧制御弁機構のストッパを示す側面図である。
【図５】従来の圧縮機の背圧制御弁機構の一例を示す断面図である。
【図６】図５の背圧制御弁機構におけるボール弁の挙動を示し、その（ａ）はボール弁が冷媒の偏りによってそれと反対の側に押し退けられた例を示す断面図、その（ｂ）はボール弁が吸入室側連絡路の弁室への開口に吸いつけられた例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２  鏡板
３、４  羽根
５  固定スクロール
６  旋回スクロール
７  圧縮室
８  圧縮機構
９  背圧室
１１  吸入室
１２  連絡路
１２ａ  背圧室側連絡路
１２ｂ  吸入室側連絡路
１３  ボール弁
１５  弁室
１６  弁座
１７  ばね
２１  ストッパ
２１ａ  ばね座
２１ｂ  テーパ部
２１ｃ  ストッパ部
２１ｄ  被位置決め段差面
２１ｅ  ガイド部
２１ｆ  シール部
２１ｈ  先端
２２、２３  開口
２３ａ  座グリ加工部
３１  背圧制御弁機構
３２  密閉容器
３３  オイル
３４  オイル溜
３６  クランク軸
３７  オイル供給路
３８  トココイドポンプ
４１  絞り
４２  吐出口
４３  吸入口
４６  陵部
６１  シール孔
６２  位置決め段差面
６５  堀込み部
７１  オイル供給溝
７１ａ  一端部
７１ｂ  他端部
７１ｃ  延長部
１３１  電動機
Ｓ２  遊び隙間
Ｓ３  ガイド隙間
Ｄ  旋回スクロールの最大旋回径
Ｈ  深さ
Ｌ１、Ｌ２  長さ
【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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