JPH05126070A - 軌道運動スクロール部材のためのコンプライアンス機構を有するスクロールコンプレツサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、スクロール型コンプレッサーのス
クロール部材間の軸線方向の分離によって生じた互に適
合しているスクロール部材間の漏洩を防止し、かつ軌道
運動スクロール部材の動搖／傾斜運動を阻止するのに役
立つ軸線方向コンプライアンス機構を提供すること。 【構成】 本発明は、スラスト面（５５）と軌道運動ス
クロール部材（４８，５０）の裏面との間のシール（１
５８）が、排出圧力に曝されている裏面の半径方向内側
部分と、吸入圧力に曝されている半径方向外側部分との
間をシールしている。フレーム部材が、側面（１７６）
および底面（１７４）を有している環状油チャンバを規
定しており、その底面の上方で裏面の半径方向外側部分
が間隔をへだてた関係で軌道運動する。油チャンバは、
底面と裏面との間に十分な深さの油（１７１）を含み、
それによって軌道運動スクロール部材（５０）の回転傾
斜動搖運動に応答して、油が反動力を裏面に加える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には互にかみ合
う固定および軌道運動（orbiting）スクロール部材を含
んでいる密閉スクロール型コンプレッサーに関し、そし
てさらに詳細には、軌道運動スクロール部材を固定スク
ロール部材の方にバイアスするため軌道スクロール部材
に作用し、それらの間に正しいかみ合いおよびシーリン
グをするコンプライアンス機構を有しているコンプレッ
サーに関する。

【０００２】

【従来の技術】典型的なスクロールコンプレッサーは、
各々が螺旋状のラップ（wrap）を有している２つの対向
するスクロール部材を具備している、この場合それぞれ
のラップは、複数の閉じた圧縮ポケットを規定するよう
に互に適合している。スクロール部材の一方が、他方と
相対的に軌道運動されるとき、それらが半径方向外側吸
入ポートと半径方向内側ポートとの間を走行するに従っ
て、ポケットは容積を減少し、それによって冷媒流体を
運びそして圧縮する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、スクロール
型コンプレッサーは、種々の冷却システム装置におい
て、潜在的に、静かな、有効な、そして保守の少ない運
転を提供すると信じられている。しかしながら、いくつ
かの設計問題が、スクロールコンプレッサーの広い市場
受け入れおよび商業的成功の達成を妨げていると言われ
ている。たとえば、コンプレッサー運転中、スクロール
部材間のインタフェースにおける圧縮冷媒の圧力は、ス
クロール部材を軸線方向に離そうとする傾向がある。ス
クロール部材の軸線方向の分離は、一方のスクロール部
材のラップ先端と反対のスクロール部材の表面との間の
インタフェースにおいて閉じたポケットを漏洩させる。
そのような漏洩は、コンプレッサー運転効率の低下を生
じ、かつ極端な場合には、コンプレッサーは運転不能と
なる。

【０００４】コンプレッサー運転中のスクロール部材間
の先端対面における漏洩はまた、軌道運動スクロール部
材の傾斜および／または動搖運動によって生ずることが
ある。この傾斜運動は、スクロールの軸線方向に間隔を
へだてた位置において、軌道運動スクロールに作用する
力によっで発生したオーバーターニングモーメントの結
果である。特に、軌道運動スクロールの駆動ハブにクラ
ンクシャフトによって与えられる駆動力は、圧力、慣性
および摩擦によってスクロールラップに作用する力から
軸線方向に間隔をへだてられる。

【０００５】軌道運動スクロール部材に作用するオーバ
ーターニングモーメントは、スクロール部材を僅かに傾
斜した状態で軌道運動せしめるので、軌道運動スクロー
ルのプレート部分の下面は、軌道運動の方向に上方に傾
斜される。

【０００６】軌道運動スクロールの動搖運動は、特にコ
ンプレッサーの最初のならし期間中、凸面のかみ合い面
間の相互作用から生ずることがある。たとえば、一方の
スクリーン部材のかみ合いラップチップ面および他方の
スクロール部材のフエースプレートは、機械加工の変化
によりおよび／またはコンプレッサー運転中の圧力およ
び熱歪によって、それぞれの凸面形状を有することがあ
る。これがスクロール部材間に強い接触点を生じ、軌道
運動スクロールは、その部分が磨耗するまで動搖する傾
向を有している。上記の傾斜軌道運動の他に、動搖摂動
が起る。

【０００７】コンプレッサー運転中スクロール部材に加
えられる分離力を消し、それによって前記の漏洩を最小
にしようとする努力が、種々の従来技術のコンプライア
ンス（compliance）機構の開発となった。軌道運動スク
ロール部材の裏側が吸入圧力に曝されているコンプレッ
サーでは、動的分離力を阻止するのに十分な力を、スク
ロール部材の相互の軸線方向に前もって荷重をかけるこ
とが知られている。しかしながら、このアプローチは、
コンプレッサーが静止しているとき、スクロール部材お
よび／またはベアリングの間に高い初期摩擦力を生じ、
それによってコンプレッサースタートの困難、従って電
力消費の増大を生ずる。他のアプローチは、構成部品に
対する精密な製造公差を保証し、そしてスラストベアリ
ングまたは面によって保持された分離力を持たせること
である。それは、高価なスラストベアリングを必要と
し、かつ精密な製造公差を維持するのに高い製造コスト
を必要とする。

【０００８】加圧、または「高圧側」ハウジングを有し
ているコンプレッサーでは、分離力を阻止するコンプラ
イアンス力を発生させるため、排出圧力が軌道運動スク
ロール部材の裏側に使用されてきた。この配置に関連し
た問題は、軌道運動スクロール部材に対する上向きの力
が大きすぎ、それによってスクロールラップおよび面の
急速な磨耗を促進し、関連して電力損失を発生する。

【０００９】吸入圧力または排出圧力のいづれかを使用
する軸線方向のコンプライアンス機構に関連した前記の
問題を認識して、いくつかの従来技術のコンプレッサー
設計では、吸入圧力のガス状の冷媒および排出圧力のガ
ス状の冷媒の組合せを利用していた。

【００１０】たとえば、所望の差し引いた正味の力を得
るため、軸線方向に可動な固定または軌道運動スクロー
ル部材の裏側のそれぞれの領域を、２つの異なる圧力に
曝すことが知られている。そのようなコンプレッサー設
計では、種々のシール手段が、それぞれのガスの圧力領
域を分離して、スクロール部材の軸線方向の運動を補償
するのに利用されている。

【００１１】他の型式の軸線方向コンプライアンス機構
では、中間圧力チャンバが軌道運動スクロール部材の後
に設けられていて、それによってこの中間圧力が、分離
力を阻止する上方への力を生ずる。そのような設計は、
吸入圧力または排出圧力のみの使用に関連した問題と認
識しており、そして各々のそれぞれの領域間のシーリン
グの必要性を弁別している。そのような漏洩はコンプレ
ッサーの効率運転条件を低下させる。

【００１２】スクロールコンプレッサーのためのなお他
の軸線方向コンプライアンス機構は、軌道運動スクロー
ル部材底面の半径方向内側部分を排出圧力の油に露出
し、そして半径方向外側部分を吸入圧力の冷媒流体に露
出することである。これ等の領域は、軌道運動スクロー
ル部材底面と、被駆動クランクシャフトの半径方向に延
びているプレート部分を具備している回転スラスト面と
の間に配置されている可撓性環状シール要素によって密
閉分離されている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、スクロール型
コンプレッサーに関連した上述の問題を克服することに
向けられている、この場合、スクロール部材間の軸線方
向の分離によって生じた互に適合しているスクロール部
材間の漏洩を防止し、かつ軌道運動スクロール部材の動
搖／傾斜運動を阻止するのに役立つ軸線方向コンプライ
アンス機構を設けるのが望ましい。

【００１４】本発明は、コンプレッサー運転中スクロー
ル部材が軸線方向に分離しようとする傾向と、軌道運動
スクロール部材の動揺／傾斜する傾向との双方を阻止す
る改良された軸線方向コンプライアンス機構を設けるこ
とによって、前述の従来技術のスクロール型コンプレッ
サーの欠点を克服する。

【００１５】一般的に、本発明は、固定スクロール部材
と、軌道運動スクロール部材とを含み、それらは、軸線
方向のコンプライアンス機構によって相互の方にバイア
スされている。軌道運動スクロール部材が固定スクロー
ル部材と相対的に軌道運動される駆動機構は、コンプレ
ッサー運転中、軌道運動スクロール部材の傾斜および動
搖運動を生ずる傾向を有している。

【００１６】軸線方向のコンプライアンス機構は、軌道
運動スクロール部材の裏面の半径方向内側部分への排出
圧力の付加と、裏面の半径方向外側部分への吸入圧力の
付加とを含む。さらに、油プールが、軌道運動スクロー
ル部材の裏面の半径方向外側部分に隣接して設けられて
おり、それによって、軌道運動スクロール部材の回転傾
斜動搖運動に応答して、反動力が油によって裏面上に加
えられる。

【００１７】さらに詳細には、本発明は、軸線方向のコ
ンプライアンス機構を備えており、これが、圧縮ポケッ
トによって生じたスクロール部材間の分離力に反作用す
る軌道運動スクロール部材上の能動力と、軌道運動スク
ロール部材の回転する傾斜搖動運動に反作用するため
に、軌道運動スクロール部材の裏面の半径方向外側部分
上の反動力とを加える。能動力は、軌道運動スクロール
部材の裏面上のそれぞれの領域に対して排出圧力および
吸入圧力の組合せに曝すことによって、軌道運動スクロ
ール部材に絶えず加えられる。反動力は、軌道運動スク
ロール部材の回転傾斜動搖摂動運動に応答して、軌道運
動スクロール部材の裏面の半径方向外側部分に隣接する
楔形状油プールによって加えられる。軌道運動スクロー
ルは僅かに傾斜しても、シールとスラスト面との間に広
いギャップができ、それによってポンプアップされるべ
き油の流れを楔型状油プール内に送り込み可能にし、こ
の油が、誘起された動搖および傾斜力に対する反動力を
与えるのに十分な量を楔形状の油プールの維持を助け
る。

【００１８】傾斜スクロールおよび油プール内への油の
ポンプアップ効果は、タイトサークル（tight circle）
内を動いているボートの後に引かれている円板に類似し
ている。円板は、運動の方向からずれて後方に傾く傾向
があり、それによって円板の下方傾斜面の前に水の
「楔」を生ずる。広がった回転シールギャップによって
生じたポンプ作用は、ホースによって水の楔状クッショ
ン内にスプレーされている水流にたとえることができ
る。それが、軌道運動スクロールの動搖／傾斜運動に対
して反動力を与えるこの油の楔である。この反動力は、
動搖する摂動を減衰する傾向があり、そしてよりよい軸
線方向および半径方向のコンプライアンスを提供する。

【００１９】本発明はさらに、軌道運動スクロール部材
に作用する回転オーバーターニングモーメントによって
生じたスクロール部材の軸線方向の分離が、スクロール
部材間の分離力に反作用するため、軌道運動スクロール
に加えられる静圧力を増加することなく有効に阻止で
き、それによってコンプレッサーにおける摩擦力および
それに関連した電力損失を最小にするという認識にあ
る。これは、軌道運動スクロール部材に加えられる反動
力が、静圧力に依存せずに、むしろ回転する傾向／動搖
運動自体に依存している機構を設けることによっで達成
される。従って、本発明によって反動力を加える油プー
ルは、吸入圧力領域内に位置づけできる。

【００２０】本発明の一形式のさらに他の見地によれ
ば、軌道運動スクロール部材の回転を防止するオルダム
リングが、スクロール部材の裏面と油プールを規定しい
てる環状油チャンバの底面との中間に配置されている。
スクロール部材の軌道運動、オルダムリングは、軌道運
動スクロール部材およびフレーム部材と相対的に、油プ
ール内で往復運動を行ない、それによってオルダムリン
グの境界に局部的油の加圧を生じ、それにより動搖／傾
斜運動に反作用する軌道運動スクロール部材上に追加の
局部的軸線方向の力を与える。

【００２１】本発明のスクロール型コンプレッサーの利
点は、軌道運動スクロール部材に加えられる分離力およ
びオーバーターニングモーメントの双方によって生じた
スクロール部材の軸線方向の分離を阻げる軸線方向のコ
ンプライアンス機構を設けたことである。

【００２２】本発明のスクロール型コンプレッサーの他
の利点は、軌道運動スクロール部材の動搖運動が、絶え
ず加えられる軸線方向のコンプライアンス力を増加する
ことなく有効に最小にし、それによってシーリング特性
を改良し、一方電力消費を最小にすることである。

【００２３】本発明のスクロール型コンプレッサーのさ
らに他の利点は、コンプレッサーの最初のならし段階
中、軌道運動スクロール部材の動搖が最小にされ、それ
によりスクロール部材をより速やかに磨耗可能にするこ
とである。ならし後、小さい残りの動搖摂動がさらにシ
ーリング摩擦を減少する。

【００２４】本発明のスクロール型コンプレッサーのさ
らに他の利点は、スクロール部材間の分離力に反作用す
るのに利用される静圧力レベルに関係なく機能する軌道
スクロール部材の回転傾向動搖運動に反作用する機構を
設けたことである。

【００２５】本発明のスクロールコンプレッサーのさら
に他の利点は、固定スクロール部材の方に軌道運動スク
ロールプレート上に絶えず加わる力を発生し、かつ軌道
運動スクロール部材の動搖／傾斜運動に応答して反動力
を発生する簡単な、確実な、費用のかからない、かつ容
易に製造されるコンプライアンス機構を設けたことであ
る。

【００２６】本発明のスクロールコンプレッサーは、そ
の１形式において、排出圧力の排出圧力チャンバと、吸
入圧力の吸入圧力チャンバとを有しているハウジングを
含んでいる密閉スクロール型コンプレッサーを備えてい
る。スクロール部材間に圧縮ポケットを規定するように
作動的に互にかみ合わされているそれぞれのラップを有
している固定および軌道運動スクロール部材がハウジン
グ内にある。クランクシャフトが、互にかみ合ったラッ
プから軸線方向に間隔をへだてた位置において軌道運動
スクロール部材に駆動的に結合されている。軌道運動ス
クロール部材の裏面の半径方向内側部分は、排出圧力チ
ャンバに露出されており、そして裏面の半径方向外側部
分が吸入圧力チャンバに露出されていて、それにより軸
線方向のコンプライアンスを固定スクロール部材の方に
軌道運動スクロール部材に加える。

【００２７】軌道運動スクロール部材に加えられる駆動
力は、互にかみ合ったラップから軸線方向に間隔をへだ
てた位置にあり、それによって軌道運動スクロール部材
にオーバーターニングモーメントを与え、それが軌道運
動スクロール部材の回転傾向運動を生ずる。軌道運動ス
クロール部材の動搖／傾斜運動に応答して、反動力が裏
面の半径方向外側部分に加えられる機構が設けられてい
て、それによって動搖／傾斜運動に反作用し、そして固
定および軌道運動スクロール部材間のシーリングを改良
する。この機構は、底面を有している環状油チャンバを
規定している油プールを含み、その上方で軌道運動スク
ロール部材の裏面の半径方向外側部分が、それと間隔を
へだてた関係で軌道運動する。軌道運動部材の裏面は十
分大きく、そてチャンバは、油チャンバの底面と軌道運
動スクロール部材との間のスペースを有効に満たすのに
十分な深さの油を備えていて、軌道運動スクロール部材
の角度傾斜が動搖し、そして底面と裏面との間のスペー
スを減少するとき、油によって裏面に力を付加せしめ
る。

【００２８】

【実施例】図に示したように本発明の例示的実施例で
は、そして詳細には図１および図２を参照すると、１２
で全体的に示されたハウジングを有しているコンプレッ
サー１０が示されている。この実施態様は実施例として
のみ提供されており、本発明はそれに限定されない。

【００２９】ハウジングは、頂部カバー部分１４と、中
央部分１６と、底部部分１８とを有している。この場合
中央部分１６および底部部分１８は、その代りに単一の
シェル部材を具備していてもよい。３つのハウジング部
分は、たとえば溶接またはろう付けによって一緒に密閉
固定される。コンプレッサーを垂直直立位置に取付ける
ために、取付フランジ２０が底部部分１８に溶接されて
いる。

【００３０】密閉シールされたハウジング１２内に、全
体的に２２で示されており、ステータ２４とロータ２６
とを有している電気的モータが配置されている。ステー
タ２４は、たとえば収縮ばめのような干渉ばめによって
ハウジングの中央部分１６内に固定されており、かつ巻
線２８を備えている。ロータ２６はその中に設けられた
中心開口３０を有し、その開口内に干渉ばめによってク
ランクシャフト３２が固定されている。ロータはまたそ
の下部端リングにバランスウエイト２７を含む。端子群
３４（図４）が、モータ２２を電力源に接続するためハ
ウジング１２の中心部分１６内に設けられている。

【００３１】コンプレッサー１０はまた、全体的に底部
部分１８内に配置された油溜り３６を含む。遠心力油ピ
ックアップチューブ３８が、クランクシャフト３２の下
部端のざぐり穴４０内に圧力ばめされている。油プック
アップチューブ３８は普通の構造のものであり、かつそ
の中に含まれた垂直パドル（図示せず）を含む。ピック
アップチューブ３８の油入口端４２は、シリンダー状油
カップ４４の開放端内に下方に延びており、これは静止
ゾーンを備えていて、それから高級、非撹拌油が吸引さ
れる。

【００３２】コンプレッサー１０は、ハウジング１２内
に囲まれたスクロールコンプレッサー機構４６を含む。
コンプレッサー機構４６は全体的に固定スクロール部材
４８と、軌道運動スクロール部材５０と、主ベアリング
フレーム部材５２とを具備する。図１に示したように、
固定スクロール部材４８およびフレーム部材５２は、複
数の取付ボルト５４によって一緒に固定されている。固
定スクロール部材４８とフレーム部材５２との間の正確
な芯出しは、１対の位置決めピン５６によって達成され
る。フレーム部材５２は、譲受人の米国特許第４，８４
６，６３５号に示され記載された形式の複数の周辺に配
置された取付ピン（図示せず）によってハウジング１２
の中央部分１６内に取付けられており、上記の特許の開
示は、参照により本願に織り込まれている。取付ピン
は、ステータ２４とロータ２６との間に環状ギャップが
あるように、フレーム部材５２の取付を容易にする。

【００３３】固定スクロール部材４８は、平面６３を有
している全体的に平らな平板６２と、平面６３から軸線
方向に延びている螺旋状固定ラップ（wrap）６４とを具
備する。同様に、軌道運動スクロール部材５０は、裏面
６５を有している全体的に平らな平板６６と、頂部平面
６７と、平面６７から軸線方向に延びている螺旋状軌道
運動ラップ６８とを具備する。固定スクロール部材４８
および軌道運動スクロール部材５０は、固定ラップ６４
および軌道運動ラップ６８が互に作動的に相互に適合す
るように一緒に組立てられている。さらに表面６３、６
７およびラップ６４、６８は、圧縮作動中、固定および
軌道運動スクロール部材が相互の方に軸線方向に押され
たとき、ラップ６４、６８の先端が、それぞれの対向す
る面６７、６３でシーリング係合するように製造または
機械加工されている。

【００３４】主ベアリングフレーム部材５２は、環状
の、半径方向内方に突出している部分５３と、裏面６５
に隣接し、かつ、それと対向する関係にある軸線方向に
面している固定スラスト面５５とを含む。裏面６５およ
びスラスト面５５は、実質的に平行平面であり、かつ機
械加工公差および固定スクロール部材４８に対する軌道
運動スクロール部材５０の許容軸線方向コンプライアン
ス運動量に従って軸線方向に間隔をへだてられている。

【００３５】主ベアリングフレーム部材５２は、図１お
よび図２に示したように、さらに、下方に延びているベ
アリング部分７０を具備する。上部ベアリング７２と、
下部ベアリング７４とを具備している普通のスリーブベ
アリング組立体が、たとえば圧力ばめによってベアリン
グ部分７０内に保持されている。ベアリング部分７０内
への組立を容易にし、かつ、２つのベアリング７２、７
４の間に環状スペースを設けるには、２つのスリーブベ
アリングの方が単一のスリーブベアリングよりも好まし
い。従って、クランクシャフト３２は、ベアリング７
２、７４内に回転可能に軸支されている。

【００３６】クランクシャフト３２は、クランクシャフ
ト３２の側壁から半径方向外方に延びている同心のスラ
ストプレート７６を含む。バランスウエイト７７が、た
とえばボルト７５によってスラストプレート７６に取付
けられている。本願に開示した好ましい実施例では、ス
ラストプレート７６の直径は、フレーム５２の内方に突
出している部分５３によって規定された丸い開口７９の
直径よりも小さく、それによってクランクシャフト３２
は開口７９を通り下方に挿入される。一旦クランクシャ
フト３２が所定の位置に置かれると、バランスウエイト
７７は、図４および図５に示したように、フレーム部材
５２を通り延びている１対の半径方向に延びている取付
穴５１の１つを通りクランクシャフトに取付けられる。
この取付穴はまた、スラストプレート７６を囲んでいる
空間が、フレーム５２の外周に形成された軸線方向に延
びているノッチ１０９を経て排出圧力におけるハウジン
グチャンバ１１０の１部であるのを保証している。

【００３７】図２および図３に最もよく示されているよ
うに、偏心クランク機構７８がクランクシャフト３２の
頂部に置かれている。好ましい実施例によれば、クラン
ク機構７８は、偏心位置にあってローラー８０を通り延
びている軸線方向の穴８１を有しているシリンダー状の
ローラー８０を具備している。クランクシャフト３２の
上部オフセット位置を構成している偏心クランクピン８
２が穴８１内に収容されており、それによってローラー
８０は、偏心クランクピン８２の周りに偏心的に軸支さ
れている。軌道運動スクロール部材５０は、ローラー８
０が中に収容されているシリンダー状のくぼみ８５を規
定している下部ハブ部分８４を含む。ローラー８０は、
くぼみ８５内に圧力ばめされているスリーブベアリング
８６によってくぼみ８５内に回転のため軸支されてい
る。スリーブベアリング７２、７４および８６の各々
は、好ましくはスチール裏張り青銅ブッシングである。

【００３８】クランクシャフト３２がモータ２２によっ
て回転されると、偏心クランクピン８２とくぼみ８５内
のローラー８０の運動が、軌道運動スクロール部材５０
を固定スクロール部材４８に対して軌道運動せしめる。
ローラー８０は、クランクピン８２の周りに軽く枢軸し
ているので、クランク機構７８は、固定ラップ６４と軌
道運動ラップ６８との間のシール係合を増進する普通の
搖動リンクラジアルコンプライアンス機構として機能す
る。軌道運動スクロール部材５０は、オルダムリング８
８と、それぞれ軌道運動スクロール部材５０およびフレ
ーム部材５２に関連したオルダムキーの対９０、９２と
を具備する普通のオルダムリング組立体によってスクロ
ール部材５０自身の軸線の周りに回転するのを防止され
ている。

【００３９】好ましい実施例のコンプレッサー１０の作
動において、吸入圧力の冷媒流体は、吸入チューブ９４
を通り導入される、そしてこの吸入チューブ９４は、Ｏ
−リングシール９７の助けをかりて固定スクロール部材
４８内のざぐり穴９６内に密閉収容されている。吸入チ
ューブ９４は、それぞれの端を吸入チューブおよびハウ
ジングの開口に銀または真鍮ろう付けされている吸入チ
ューブアダプタ９５によってコンプレッサーに固定され
ている。吸入圧力チャンバ９８は、全体的に固定スクロ
ール部材４８およびフレーム部材５２によって規定され
ている。冷媒は、チャンバ９８の半径方向外方の位置の
吸入チューブ９４からチャンバ９８内に導入される。軌
道運動スクロール部材５０が軌道運動させられると、吸
入圧力チャンバ９８内の冷媒流体は、固定ラップ６４と
軌道運動ラップ６８とによって規定された密閉ポケット
内を運動することによって半径方向内方に圧縮される。

【００４０】ラップ間の最内部ポケット内の排出圧力の
冷媒流体は、固定スクロール部材４８のフエースプレー
ト６２を通り連絡している排出ポート１０２を通り上方
に排出される。ポート１０２を通り排出された圧縮した
冷媒は、頂部カバー部分１４と固定スクロール部材４８
の頂部面１０６とによって規定された排出プレナムチャ
ンバ１０４に入る。前に説明した軸線方向に延びている
通路１０８が、排出プレナムチャンバ１０４内の圧縮し
た冷媒を、ハウジング１２内に規定ハウジングチャンバ
１１０内に導入可能にする。図２に示したように、排出
チューブ１１２が、ハウジング１２の中央部分１６を通
り延びており、かつそこでたとえば銀ろうによってシー
ルされている。排出チューブ１１２は、ハウジングチャ
ンバ１１０内の加圧冷媒をコンプレッサー１０が組込ま
れている冷却システム（図示せず）に排出可能にしてい
る。

【００４１】コンプレッサー１０はまた、スクロール部
材、クランクシャフトおよびクランク機構を含んでいる
コンプレッサーの可動部分を潤滑するための潤滑システ
ムを含む。軸線方向の油通路１２０がクランクシャフト
３２内に設けられており、これがチューブ３８と連絡
し、かつクランクシャフト３２の中心軸線に沿って上方
に延びている。クランクシャフト３２の長さに沿って中
心位置において、オフセットし、半径方向に分岐した油
通路１２２が通路１２０を横切り、かつクランクシャフ
ト３２の頂部の偏心クランクピン８２の頂部の開口１２
４に延びている。

【００４２】クランクシャフト３２が回転すると、油ピ
ックアップチューブ３８が油を油溜り３６から吸引し、
そして油を油通路１２０および１２２を通って上方に移
動せしめる。上部ベアリング７２および下部ベアリング
７４の潤滑は、クランクシャフト３２内に形成されてお
り、全体的にベアリング７２および７４の近くに配置さ
れ、かつ半径方向の通路１２６によって油通路１２０お
よび１２２に連絡しているフラット（図示せず）によっ
て達成される。出口通路１２８がベアリング部分７０を
通り延びていて、環状スペース７３と排出圧力チャンバ
１１０との間を連絡している。

【００４３】図３を参照すると、オフセット油通路１２
２を追り上方に送り込まれた潤滑油は、偏心クランクピ
ン８２の頂部にある開口１２４を通りクランクシャフト
３２を出る。穴１２４から排出された潤滑油が、くぼみ
８５の底面１４０と、ローラー８０およびクランクピン
８２を含んでいるクランク機構７８の頂部面とによって
規定されたくぼみ８５内のチャンバ１３８を満たす。チ
ャンバ１３８内の油は、潤滑のため、ローラー８０とス
リーブベアリング８６との間のインタフェースおよび穴
８１とクランクピン８２との間のインタフェースに沿っ
て下方に流れようとする。フラット（図示せず）が、潤
滑を増進するためローラー８０およびクランクピン８２
の外部シリンダー状表面に設けられてもよい。

【００４４】図３を参照すると、排出圧力の潤滑油が、
前述の潤滑システムによってくぼみ８５内の軌道運動ス
クロール部材５０の下側中央部分に供給される。従っ
て、潤滑油がチャンバ１３８を満たすと、上方への力
が、固定スクロール部材４８の方に軌道運動スクロール
部材５０に作用する。底面１４０の表面積によって決定
される、この上方への力の大きさは、必要な軸線方向の
コンプライアンス力を提供するには不十分である。従っ
て、軌道運動スクロール部材５０上の上方への力を増加
するため、直接隣接している、即ち周辺の裏面６５の環
状部分であるハブ部分８４は、さらに説明するように、
排出圧力の冷媒流体に曝される。

【００４５】コンプレッサー１０は、２つの合成力を特
徴とする軸線方向のコンプライアンス機構を含む、第１
の力は、排出圧力チャンバ１１０および吸入圧力９８内
の圧力の大きさによって絶えず加えれらる力であり、そ
して第２の力は、主に、駆動機構によって軌道運動スク
ロール部材に加えられる力により軌道運動スクロール部
材によって経験したオーバーターニングモーメントによ
って生じた回転する傾いた動搖運動に応答して軌道運動
スクロール部材に加えられる反動力である。

【００４６】軸線方向コンプライアンス機構の第１の絶
えず加えられる力に対して、裏面６５のそれぞれの固定
部分は、排出および吸入圧力に露出される、それにより
固定スクロール部材４８に対して軌道運動スクロール部
材５０に上方に作用する実質的に一定の力分布を与え
る。従って、軌道運動スクロール部材５０の中心軸線の
周りのモーメントは最小となる。さらに詳細には、裏面
６５と、隣接する固定スラスト面５５との間で協働する
環状シール機構１５８は、それぞれ排出圧力および吸入
圧力に曝されている、半径方向内部部分１５４と裏面６
５との半径方向外部部分１５６との間を密封分離してい
る。さらに本願に説明されているように、シール機構１
５８は、裏面６５に形成された環状シール溝１５２を含
む。

【００４７】図７および図８を参照すると、シール機構
は、シール溝１５２内に結合せずに収容されている環状
弾性シール要素１５８を具備する。好ましい実施例で
は、シール要素１５８の半径方向の厚さは、図７および
図８に最もよく示されたように、シール溝１５２の半径
方向の幅よりも小さい。コンプレッサーが停止している
とき、シール要素が不作動状態で示されている図７を参
照すると、シール要素１５８の軸線方向の厚さは、スラ
スト面５５から裏面６５に僅かにスペースがあるよう
に、シール溝１５２の軸線方向の深さよりも大きい。

【００４８】再び図７を参照すると、環状溝１５２は、
半径方向の内側壁１６０と、半径方向の外側壁１６２
と、その間に延びている底部壁１６４とを含む。同様
に、環状シール要素１５８は、全体的に長方形であり、
そして半径方向の内側壁１６６と、半径方向の外側壁１
６８と、頂部面１７０と底面１７２とを含む。図７に示
された不作動状態では、シール要素１５８は、外側壁１
６２の直径よりも小さい直径を有し、それにより外側壁
１６８は外側壁１６２から僅かに間隔をへだてられてい
る。

【００４９】本発明の４０，０００ＢＴＵ実施例では、
たとえば、スラスト面５５の外径は、３．４８インチで
あり、軌道運動スクロール５０のフランジ部分の外径
は、４．８８インチであり、油プール１７１の平均深さ
は０．２２インチであり、油の粘度は１００〜３００Ｓ
ＵＳであって、そしてオーバーターニングモーメントア
ーム（ベアリング８６の中央点に対する１／２ラップ高
さ）は１．１７２インチである。油チャンバの側壁１７
６に対する軌道運動スクロール部材の外縁のクリアラン
ス（図９）は、好ましくは０．００１インチ〜０．１０
０インチ、たとえば例示的実施例では０．０２５インチ
である。設計圧縮比、使用圧力状態およびスクロールと
シールの幾何学的形状によって、これ等の寸法は変化で
きる。

【００５０】コンプレッサー１０の作動において、固定
スクロール部材４８に対する軌道運動スクロール部材５
０の軸線方向のコンプライアンスは、コンプレッサーが
ハウジングチャンバ１１０内に排出するため冷媒流体を
圧縮するとき生ずる。ハウジングチャンバ１１０が加圧
されると、排出圧力が、図７の内側壁１６６から半径方
向内方に示された容積を占める、それによってシール要
素１５８を半径方向外方に膨張せしめ、そしてスクロー
ル部材５０を図８に示したようにスラスト面５５から離
れて軸線方向上方に移動せしめる。スクロール部材５０
の軸線方向運動の結果として、裏面６５とスラスト面５
５との間に増加したスペースが作られる。シール要素１
５８は重力作用により、および／または底面１７２とス
ラスト面５５との間の初めの流体の流れによっで生じた
ベンチュリー効果によりスラスト面１５５の方に下方に
動く。その結果、排出圧力が、底部壁１６４と頂部壁１
７０との間のスペースを占める。上記から、シール要素
１５８の頂部面１７０および内側面１６６に作用する排
出圧力が、シールのためシール要素をスラスト面５５に
対して軸線方向下方に、そして外側壁１６８に対して半
径方向外方に押す分布力をシール要素上に生ずることは
理解されるであろう。

【００５１】本願に開示した環状シール要素は、好まし
くはテフロン材料で構成される。さらに詳細には、ガラ
ス充填テフロン、またはテフロン、カーボンの混合物、
そして圧力差によりクリアランス内に押出されるのを防
ぐのに必要な剛性を有するシール要素を提供するにはレ
イヨンが好ましい。上記の材料は、単に例示であり、任
意の他の普通の材料が使用できる。さらにまた、テフロ
ンシートが接触する面は、鋳鉄または他の普通の材料を
使用することができる。

【００５２】前述のように、本発明による軸線方向のコ
ンプライアンス機構は、スクロール部材の回転する傾斜
した動搖運動に応答する軌道運動スクロール部材に加え
られる第２の反動力を特徴としている。これは、図３お
よび図９に示したように、軌道運動スクロール部材５０
の裏面６５の半径方向外側部分１５６に隣接して油プー
ル１７１を設けることによって達成される。さらに詳細
には、図９を参照すると、固定スクロール部材５２は、
底面１７４と、外部側壁１７６と、スラスト面５５に交
るように底面１７４から立上っている内側壁１７８とを
有している環状油チャンバ１７５を規定している。

【００５３】図１０を参照すると、軌道運動スクロール
部材５０の傾斜方向が示されている。この傾斜運動は、
軌道運動スクロール５０および固定スクロール５２に作
用する力によって生ずるオーバーターニングモーメント
によって生ずる。油の楔形プール１７１が図１０の左側
に示されている。シール１５８がスラスト面５５から僅
かに持ち上げられ、それによって楔形油プール１７１内
に半径方向外方に油を送り込み可能にしいてる広いギャ
ップ１７３を生じ、それによって軌道運動スクロール５
０の動搖／傾斜摂動に対して増加した力を与えているこ
とに注目すべきである。図１０の軌道スクロール５０の
傾斜の図示は、必要な原理を図示するため非常に誇張さ
れていることに注目すべきである。前に述べたように、
軌道運動スクロール部材の回転している傾斜運動は、シ
ール１５８とスラスト面５５との間に回転する洩れを生
ぜしめ、それによって追加の油を楔形油プール１７１
（図１０）内に送る。

【００５４】裏面６５の半径方向外側部分１５６は、底
面１７４と間隔をへだてた関係で油チャンバ１７５の底
面１７４上を軌道運動する。底面１７４と、裏面６５の
半径方向外側部分１５６との間の空間を満たすのに十分
な深さを油チャンバ１７５に有している油プール１７１
が示されている。この方法では、軌道運動スクロール部
材の回転する傾斜動搖運動が、前記のスペースを減少
し、それによって油プール１７１を圧縮しようとする試
みを生じ、その試みは、軌道運動スクロール部材の裏面
上の楔形油プールによって加えられる反動力によって満
足される。

【００５５】油は最初に潤滑不十分なシール要素１５８
を横切る差圧の発生によって、油プール１７１を確立す
るため、油チャンバ１７５に送られる。再び図３および
本発明の潤滑システムに関する前の論述を参照すると、
ローラー８０とスリーブベアリング８６との間のインタ
フェースに沿って、そして穴８１とクランクピンとの間
のインタフェースに沿って下方に流れる油は、スラスト
プレート７６の頂部面に沿って半径方向外方に流れ、そ
して回転するカウンターウエイト７７と交差することに
よっでまき散らされる。このまき散らし作用は、シール
要素１５８を通過するいかなる洩れと共に、油を環状ス
ペース中間開口７９およびハブ部分８４に沿って、それ
からヒーター要素１５８の方に半径方向外方に移動させ
る。最初に、シール要素を通過する比較的高速の洩れ
が、油プール１７１の確立を生じさせ、これがその後、
シール要素を通過する最小の油の流量によって維持され
る。

【００５６】油プール１７１が吸入圧力チャンバ９８内
に置かれていることは理解されるであろう、しかしなが
ら、スクロール部材の回転する傾斜動搖運動に応答して
軌道運動スクロール部材に油プールによって加えれらる
反動力は、周囲の圧力レベルに関係がない。さらに、軌
道運動スクロール部材の半径方向最外方部分における反
動的衝動力の付加は、最大のモーメントを生じ、従っ
て、回転する傾斜搖動運動を阻止する最大の利益を生ず
る。従って、裏面１５６の直径は、軌道運動スクロール
５０の傾斜動搖運動を減衰するため、油プール１７１で
反作用するのに十分大きくなければならない。同時に、
第１の絶えず加えられる軸線方向のコンプライアンス力
は、回転する傾向動搖運動を補償するために過度に大き
くする必要はない。むしろ、排出圧力と吸入圧力の組合
せによって、軌道運動スクロール部材の裏面に加えられ
る正味の力は、圧縮ポケット内に生じた分離力およびモ
ーメントのみを阻止するのに十分大きい必要がある。

【００５７】開示した実施例では、オルダムリング８８
が、油チャンバ１７５内に配置されており、それによっ
て軌道運動スクロール部材５０の軌道運動中に油プール
１７１と相互作用する。油プール１７１のオルダムリン
グ８８の配置および油の撹拌は、それがないときには存
在しない軌道運動スクロール部材５０の裏面６５に加え
られる油圧力を生ずる。特に、オルダムリングは、裏面
６５および底面１７４に対して往復運動を行ない、それ
によってオルダムリングが油の慣性力に対する圧搾とし
て作用するので、オルダムリングの境界において油の局
部的油圧圧縮を生ずる。この動的作用は、軌道運動スク
ロール部材上に追加の局部的軸線方向の力を生じてさら
に軸線方向のシーリングを増大すると信じられている。

【００５８】本発明の１実施例の上記の説明が、例示の
ためのに提供されており、いかなる限定もなく、そして
本発明の精神および範囲から逸脱することなく例示した
実施例に種々の変化および変更が行なわれてもよいこと
は理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、図４の１−１線に沿って切断し、矢印
の方向に見たときの本発明に属する形式のコンプレッサ
ーの長手方向断面図である。

【図２】図２は、図４の２−２線に沿って切断し、矢印
の方向に見たときの図１のコンプレッサーの拡大部分断
面図である。

【図３】図３は、特に本発明の軌道運動スクロール部材
コンプライアンス機構を示している図１のコンプレッサ
ーの拡大部分断面図である。

【図４】図４は、図２の４−４線に沿って切断し、矢印
の方向で見たときの図１のコンプレッサーの拡大横断断
面図である。

【図５】図５は、図１のコンプレッサーの主ベアリング
フレーム部材の拡大頂部図である。

【図６】図６は、図１のコンプレッサーの軌道運動スク
ロール部材の拡大底面図である。

【図７】図７は、非作動状態で示した、図１のコンプレ
ッサーの環状シール要素の拡大部分断面図である。

【図８】図８は、作動状態で示した図１のコンプレッサ
ーの環状シール要素の拡大部分断面図である。

【図９】図９は、特に、軌道運動スクロール部材の外側
フランジおよび油プールを示している図３のコンプライ
アンス機構の拡大部分断面図である。

【図１０】図１０は、大きく誇張した様式で傾斜した軌
道運動スクロールを示している図３に類似の断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ コンプレッサー、 １２ ハウジング、 ２０ 取付フランジ、 ２４ ステータ、 ２６ ロータ、 ３２ クランクシャフト、 ４８ 固定スクロール部材、 ５０ 軌道運動スクロール部材、 ５２ フレーム部材、 ６５ 裏面。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排出圧力の排出チャンバ（１０４，１１
   ０）および圧力の吸入チャンバ（９８）を含んでいる密
   閉シールしたハウジング（１６）と；前記ハウジング内
   にあって、螺旋状固定ラップ要素（６４）を含んでいる
   固定スクロール部材（４８）と；前記ハウジング内にあ
   って、表面（６７）および裏面（６５）を有しているプ
   レート部分を含んでいる軌道運動スクロール部材（５
   ０）であって、前記表面がその上に前記固定ラップ要素
   に互にかみ合う螺旋状駆動運動ラップ要素（６８）を有
   し、前記軌道運動スクロール部材プレート部分が前記軌
   道運動ラップ要素を超えて半径方向に延びているフラン
   ジを有し、前記フランジが下部周縁を含んでいる軌道運
   動スクロール部材（５０）と；前記軌道運動スクロール
   部材裏面に隣接するスラスト面（５５）であって、前記
   フランジが前記スラスト面の半径方向外方に配置されて
   いるスラスト面（５５）と；前記軌道運動スクロール部
   材と前記スラスト面との間にあって、排出圧力および吸
   入圧力に露出した前記プレート部分裏面のそれぞれの部
   分の間を密閉分離するためシール手段（１５８）と；前
   記軌道運動スクロール部材を前記固定スクロール部材と
   相対的に軌道運動せしめる駆動手段（３２）とを具備し
   ている冷媒流体圧縮のためのスクロール型コンプレッサ
   ーにおいて、 油チャンバ（１７５）を規定している手段であって、そ
   の中で前記軌道運動スクロール部材フランジが軌道運動
   し、前記油チャンバが、前記軌道スクロール裏面に対向
   する関係にある底面（１７４）と、側壁（１７６）とを
   有し、前記チャンバが、実質的に吸入圧力にある手段
   と、前記軌道運動スクロール部材フランジに対し油圧ス
   ラスト抵抗として機能するのに十分な深さの前記油チャ
   ンバの油プール（１７１）を形成している手段であっ
   て、それによって前記軌道運動スクロール部材の動搖傾
   斜運動によって生じた前記フランジの下方運動に反作用
   し、前記油プールが前記軌道運動スクロールフランジ
   （５０）の下部周縁上方に延びている手段とを特徴とす
   るスクロール型コンプレッサー。
2. 【請求項２】 前記油プール（１７１）が、前記軌道運
   動スクロール部材（５０）に作用するオーバーターニン
   グモーメントによって生じた前記フランジの傾斜方向に
   より楔形に形成される請求項１に記載のコンプレッサ
   ー。
3. 【請求項３】 油プール（１７１）を形成している前記
   手段が、前記油チャンバ内にあって、前記軌道運動スク
   ロール部材（５０）を軌道運動に束縛するためのオルダ
   ム手段（８８）を含み、前記オルダム手段が、前記油チ
   ャンバ内で往復運動し、そして油プール内の油を撹拌し
   て、前記フランジの領域において前記軌道運動スクロー
   ル部材プレート部分の裏面に対して油圧力を生ずる請求
   項１に記載のコンプレッサー。
4. 【請求項４】 前記オルダム手段が、油プール（１７
   １）内に配置されており、かつ前記プレート部分裏面
   （１５６）に接近しているがそれから間隔をへだててい
   る上面（１８０）を有している往復運動する環状部材
   （８８）を含む請求項３に記載のコンプレッサー。
5. 【請求項５】 前記スラスト面（５５）が、前記油チャ
   ンバの底面（１７４）に対して上方に延びている肩を形
   成し、そして油プール（１７１）が、前記スラスト面肩
   および前記チャンバ側壁（１７６）によって閉じ込めら
   れている請求項３に記載のコンプレッサー。
6. 【請求項６】 油プール（１７１）が、約０．０１０イ
   ンチよりも大きい深さを有している請求項１に記載のコ
   ンプレッサー。
7. 【請求項７】 前記油プール（１７１）が、前記軌道運
   動スクロール部材（５０）に作用するオーバーターニン
   グモーメントにより生じた前記フランジ（５０）の傾斜
   方向による楔形に形成され、前記傾斜した軌道運動スク
   ロール部材が、前記シール手段（１５８）と前記スラス
   ト面（５５）との間に、前記軌道運動スクロール部材が
   軌道運動するとき、前記楔形プール内に増加した量の油
   を送るための回転する広いギャップを作る請求項１に記
   載のコンプレッサー。
8. 【請求項８】 油プール（１７１）が、前記シール手段
   （１５８）の半径方向外方に位置づけられており、前記
   駆動手段が、クランクシャフト（３２）と、前記駆動軸
   に取付けた平衡重錘手段（７７）とを含み、前記平衡重
   錘手段が油を前記シール手段の方に上方に送り込み、そ
   れから送り込まれた油の一部分が、前記シール手段を横
   切って流れ、そして油プール（１７１）を形成するため
   の前記油プールチャンバ内に集まる請求項１に記載のコ
   ンプレッサー。
9. 【請求項９】 前記シール手段（１５８）を横切って流
   れる油が、実質的に排出圧力にある請求項８に記載のコ
   ンプレッサー。
10. 【請求項１０】 前記スクロール部材を一緒に軸線方向
    に押すため、冷媒流体圧力を前記軌道運動スクロールプ
    レート裏面（１５６）に加えるための軸線方向コンプラ
    イアンス手段と、前記固定および軌道運動スクロール部
    材を半径方向コンプライアンスに動かすための搖動リン
    ク機構を具備している半径方向コンプライアンス手段と
    を特徴とする請求項１に記載のコンプレッサー。