JPH09217689A

JPH09217689A - スクロール気体圧縮機

Info

Publication number: JPH09217689A
Application number: JP8026393A
Authority: JP
Inventors: Katsuharu Fujio; 勝晴藤尾; Sadayuki Yamada; 定幸山田; Takashi Morimoto; 敬森本; Shozo Hase; 昭三長谷; Hiromasa Ashitani; 博正芦谷; Shuichi Yamamoto; 修一山本; Kiyoshi Sawai; 清澤井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 1997-08-19
Anticipated expiration: 2016-02-14
Also published as: JP3027930B2

Abstract

(57)【要約】【課題】逆止弁装置とバイパス弁を接近して組立配置
する際の位置ずれおよび干渉防止の弁構成を実現したも
のである。【解決手段】吐出口３０に最も近い圧縮室２ｂと吐出
室３２との間を連通する一対以上のバイパス穴３９を固
定スクロール７の鏡板７ａに対称配置し、吐出口３０を
開閉する逆止弁装置３５とバイパス穴３９を開閉するバ
イパス穴３９を接近して鏡板７ａに設けた構成で、バイ
パス弁４０のバネ定数を逆止弁装置３５よりも小さく設
定し、バイパス弁４０と逆止弁装置３５とを一体的に連
結したものである。この構成によれば、剛性の高い逆止
弁装置３５に支えられたバネ定数の小さいバイパス弁４
０を、バイパス穴３９に対する位置ズレを生じることな
く精度よく組み付けることができ、それによって、バイ
パス穴３９を経由した吐出室３２から圧縮室２ｂへの逆
流を防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスクロール気体圧縮
機のバイパス弁の配置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】低振動、低騒音特性を備えたスクロール
気体圧縮機は、吸入室が圧縮空間を形成する渦巻きの外
周部に有り、吐出口が渦巻きの中心部に設けられ、吸入
容積と最終圧縮室容積とで決定する圧縮比が一定であ
る。特に、吸入圧力と吐出圧力とで定まる圧縮比の変動
が少ない場合は、それに合わせた容積比を設定すること
によって、往復動圧縮機や回転式圧縮機のような流体を
圧縮するための吐出弁装置を必要とせず、高効率な圧縮
ができる。

【０００３】このスクロール気体圧縮機を空調用冷媒圧
縮機として使用する場合は、可変速運転や空調負荷変動
によって冷媒の吸入圧力と吐出圧力が変化する。そし
て、実際の圧縮比と設定圧縮比との間の差によって、不
足圧縮や過圧縮運転が生じる。不足圧縮時には、吐出室
の高圧冷媒ガスが吐出口から圧縮室に間欠的に逆流し、
圧縮入力の増加を招く。また、液冷媒や多量の潤滑油を
圧縮する、いわゆる液圧縮現象が生じた場合には、超過
圧縮状態となり、圧縮入力の異常上昇、過大な振動と騒
音、圧縮機破損を招くことがある。

【０００４】このような圧縮不足に起因する圧縮流体の
逆流を防ぐ方策として、吐出口の出口側に逆止弁装置を
設けることもある。また、過圧縮を軽減する方策とし
て、特公平５−４９８３０号公報に記載されているよう
に、吸入室にも吐出口にも間欠的に通じない常時密閉空
間となる圧縮室を有する場合には、超過圧縮発生頻度の
高い常時密閉空間となる圧縮室から吐出室に通じる対称
位置に配置されたバイパス穴を設け、バイパス穴の出口
側に吐出室への流体流出のみを許容するバイパス弁装置
を設けて液圧縮や過圧縮に起因する圧縮機破損を防止す
る手段が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、超過圧縮となる液圧縮や通常の過圧縮は
上述の常時密閉空間に限らず、圧縮途中の任意の圧縮室
でも生じる可能性がある。

【０００６】特に、家庭空調用冷媒圧縮機は容積比が小
さく、上述の常時密閉空間は存在せず、逆止弁装置を設
けて圧縮不足運転時の逆流防止を図ると共に、空調負荷
変動によって生じる過圧縮防止を有効的に作用させるた
めに、バイパス穴を吐出口と間欠的に通じる圧縮室に開
設する手段が検討されている。

【０００７】この複合構成の場合は、吐出口とバイパス
穴とが接近するために、逆止弁装置とバイパス弁とが干
渉し合うという課題がある。

【０００８】この課題を解決するために、吐出口への逆
止弁装置およびバイパス穴へのバイパス弁の塞ぎ代を少
なくする必要が生じる。

【０００９】その結果、逆止弁装置とバイパス弁をそれ
ぞれ固定スクロールに組み付ける際の位置ずれによっ
て、吐出口とバイパス穴に対する逆止弁装置とバイパス
弁の閉塞機能が低下するという課題があった。また、逆
止弁装置が開閉する際の吐出気体の拡散によって、バイ
パス弁の閉塞機能が低下する課題もあった。

【００１０】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、逆止弁装置とバイパス弁を固定スクロール
に組み付ける際の位置決め精度を改善して逆止弁装置と
バイパス弁の閉塞機能低下の防止を図ることを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、吐出口を開閉する逆止弁装置と、吐出口に
最も近い圧縮室に開設したバイパス穴を開閉し且つ逆止
弁装置に接近したバイパス弁とを一体的に連結したもの
である。逆止弁装置よりも小さいバネ定数を有して変形
し易いバイパス弁は、剛性の高い逆止弁装置に連結され
てバイパス穴とのズレがなくなり、バイパス穴の閉塞機
能を高めることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】上記の課題を解決するための請求
項１記載の発明は、吐出口から吐出室へのみの流体流れ
を許容し且つ吐出口の出口側を開閉するリード弁形の逆
止弁装置を固定スクロールの鏡板に配置し、吐出口に最
も近い圧縮途中の圧縮室に開口し且つ他端が吐出室に通
じる一対以上のバイパス穴を鏡板に対称配置すると共
に、バイパス穴を介して圧縮室から吐出室へのみの流体
排出を許容し且つバイパス穴の出口側を開閉するリード
弁形のバイパス弁を逆止弁装置に接近して鏡板に設けた
構成で、バイパス弁のバネ定数を逆止弁装置よりも小さ
く設定し、バイパス弁と逆止弁装置とを一体的に連結し
たものである。

【００１３】そして、この構成によれば剛性の高い逆止
弁装置に支えられたバイパス弁が、変形と位置ズレを生
じることなくバイパス穴を閉塞し、バイパス作用を発揮
する。また、逆止弁装置とバイパス弁の取り付け時間短
縮によって、逆止弁装置とバイパス弁の取り付け位置精
度向上に作業時間を付与することができる。

【００１４】請求項２記載の発明は、リード弁形の逆止
弁装置とリード弁形のバイパス弁を同じ方向に配列した
ものである。そして、この構成によれば逆止弁装置とバ
イパス弁を省スペースに配置構成することができる。

【００１５】請求項３記載の発明は、吐出口から吐出室
へのみの流体流れを許容し且つ吐出口の出口側を開閉す
るリード弁形の逆止弁装置を固定スクロールの鏡板に配
置し、吐出口に最も近い圧縮途中の圧縮室に開口し且つ
他端が吐出室に通じる一対以上のバイパス穴を鏡板に対
称配置すると共に、バイパス穴を介して圧縮室から吐出
室へのみの流体排出を許容し且つバイパス穴の出口側を
開閉するリード弁形のバイパス弁を逆止弁装置に接近さ
せて鏡板に設けた構成で、逆止弁装置の吐出弁座をバイ
パス弁のバイパス弁座より高く配置したものである。

【００１６】そして、この構成によれば吐出口から流出
する圧縮気体流れの拡散作用によってバイパス弁が微小
浮上することなく、バイパス穴の閉塞機能を継続するこ
とができる。

【００１７】請求項４記載の発明は、対称位置に配置さ
れたバイパス穴を開閉する複数のバイパス弁を一体的に
連結し、逆止弁装置の吐出弁座に接近して囲む形態で複
数のバイパス弁を配置したものである。そして、この構
成によれば吐出弁座の側壁によってバイパス弁が位置規
制され、バイパス穴からの位置ズレをなくすることがで
きる。

【００１８】請求項５記載の発明は、同一の圧縮室に開
口した複数のバイパス穴を単一のバイパス弁が同時に開
閉する構成において、互いに同機能を有する両方のバイ
パス弁がバイパス穴を同時に開閉すべく、両バイパス弁
のバネ定数を相違させたものである。

【００１９】そして、この構成によれば圧縮途中気体が
バイパス穴を通じて流出する際に、各バイパス弁に作用
する気体圧力の作用点が異なるが、バネ定数の調整設定
によって、バイパス弁の全開時期がほぼ同時になり、２
つの圧縮空間の圧力分布を同じにすることができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例の横置形スクロール気
体圧縮機について、図面を参照して説明する。

【００２１】（実施例１）図１において、１は鉄製の密
閉容器で、その内部全体は吐出管（図示なし）に連通す
る高圧雰囲気となり、その中央部にモータ３、右部に圧
縮部が配置され、モータ３の回転子３ａを固定した駆動
軸４の一端を支承する圧縮部の本体フレーム５が密閉容
器１に固定されており、その本体フレーム５に固定スク
ロール７が取り付けられている。駆動軸４に設けられた
主軸方向の油穴１２は、その一端が給油ポンプ装置（図
示なし）に通じ、他端が最終的に主軸受８に通じてい
る。固定スクロール７と噛み合って圧縮室２を形成する
旋回スクロール１３は、渦巻き状の旋回スクロールラッ
プ１３ａと旋回軸１３ｃとを直立させたラップ支持円板
１３ｂとから成り、固定スクロール７と本体フレーム５
との間に配置されている。

【００２２】また、前述の実開昭６２−２６５９１号公
報でも開示されているような、渦巻き状溝が旋回スクロ
ールラップ１３ａの先端に設けられている。この渦巻き
状溝と同形状をした渦巻き状のシール部材１３ｅが渦巻
き状溝内に油膜形成ができる程度の微小隙間を有して遊
合状態で配置されている。

【００２３】固定スクロール７は、鏡板７ａと渦巻き状
の固定スクロールラップ７ｂとから成り、固定スクロー
ルラップ７ｂの中央部に吐出口３０、外周部に吸入室３
１が配置されている。吐出口３０は、隣接する吐出室３
２を介してモータ３が配置された高圧空間に通じてい
る。吸入室３１は、密閉容器１の端壁を貫通する吸入管
３３に通じている。

【００２４】駆動軸４の主軸から偏芯して駆動軸４の右
端穴部に配置された旋回軸受１４は、旋回スクロール１
３の旋回軸１３ｃと係合摺動すべく構成されている。旋
回スクロール１３のラップ支持円板１３ｂと本体フレー
ム５に設けられたスラスト軸受１９との間は、油膜形成
可能な微小隙間が設けられている。

【００２５】ラップ支持円板１３ｂには旋回軸１３ｃと
ほぼ同芯の環状シール部材１８が遊合状態で装着されて
おり、その環状シール部材１８はその内側の背面室Ａ２
０と外側とを仕切っている。背面室Ａ２０の上流側と下
流側は旋回軸受１４の摺動面と駆動軸４の油穴１２およ
び主軸受８を介して油溜１１に通じている。

【００２６】旋回軸受１４の底部の油室１５と、ラップ
支持円板１３ｂの外周部空間の背面室Ｃ１６との間は、
ラップ支持円板１３ｂに設けられた油通路２１を介して
通じている。油通路２１は、その両端に絞り部Ａ２２と
絞り部Ｂ２３を、その中間にバイパス油穴２４を有して
いる。バイパス油穴２４は、旋回スクロール１３の旋回
運動に伴って、スラスト軸受１９面に設けられた環状の
油溝２５に間欠的に通じるべく配置されている。

【００２７】環状の油溝２５と背面室Ｃ１６とは、環状
の油溝２５の一部として設けられた排出油通路２６を介
して通じている。スラスト軸受１９の環状の油溝２５
は、自転阻止部材２７と係合する旋回スクロール１３の
係止溝（図示なし）にも間欠的に連通すべく配置されて
いる。背面室Ｃ１６と吸入室３１との間は、ラップ支持
円板１３ｂと摺接する鏡板７ａの表面に設けられた油溝
５０（図２参照）を介して連通している。

【００２８】吐出口３０の出口側を開閉する逆止弁装置
３５が固定スクロール７の鏡板７ａの平面上に取り付け
られており、その逆止弁装置３５は薄鋼板製のリード弁
３５ａと弁押え３５ｂとから成る。鏡板７ａの中央部に
は、吐出口３０と間欠的に連通する第２圧縮室２ｂと吐
出室３２とに開口し、且つ、第２圧縮室２ｂへの開口部
が旋回スクロールラップ１３ａの先端部に配置されたシ
ール部材１３ｅの幅Ｗよりも小径のバイパス穴３９が吐
出口３０に対して対称配置されている。

【００２９】バイパス穴３９は、一対の第１バイパス穴
３９ａと一対の第２バイパス穴３９ｂから成り、旋回ス
クロールラップ１３ａの壁面に沿って圧縮進行に追従す
る形態で順次対称配置されている。第１バイパス穴３９
ａ，第２バイパス穴３９ｂはシール部材１３ｅによって
同時に全閉塞されないように、適正間隔で配置されてい
る。

【００３０】一対のバイパス穴３９の出口側を開閉する
リード形のバイパス弁４０が鏡板７ａに取り付けられて
いる。バイパス弁４０は、逆止弁装置３５と同様に薄鋼
板製のリード弁４０ａと弁押え４０ｂとから成る。

【００３１】図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面
を示した図で、吐出口３０と間欠的に連通する第２圧縮
室２ｂが吐出口３０と開通した直後の圧縮空間の状態を
示す。

【００３２】この圧縮空間の容積比、すなわち、圧縮室
２の吸入容積と圧縮完了時の圧縮室容積との割合が、圧
縮機定格負荷時の吸入室３１の圧力と吐出室３２の圧力
との割合、すなわち、運転圧縮比に相当する容積比に最
も近づくように設定されており、定格負荷運転時に過不
足圧縮の少ない渦巻き形状の圧縮空間に設定されてい
る。

【００３３】この状態で、第１バイパス穴３９ａ，第２
バイパス穴３９ｂは旋回スクロールラップ１３ａによっ
て、遮閉されることのない位置に配置されている。

【００３４】また、第１バイパス穴３９ａ，第２バイパ
ス穴３９ｂは、第２圧縮室２ｂが図２の状態から進角ま
たは退角した状態でも旋回スクロールラップ１３ａによ
って、同時に遮閉されることがないような形状と間隔で
配置されている。

【００３５】また、鏡板７ａには、吸入室３１と間欠的
に連通する第１圧縮室２ａと吐出室３２とに開口する一
対の補助バイパス穴４９が対称配置されていると共に、
補助バイパス穴４９の出口側を開閉する補助バイパス弁
装置４２が取り付けられている。

【００３６】補助バイパス弁装置４２は、薄鋼板製のリ
ード弁４２ａと弁押え４２ｂとから成る。

【００３７】図３に示す如く、逆止弁装置３５とバイパ
ス弁４０と補助バイパス弁装置４２は、同じ方向に配列
されて一体的に連結されて鏡板７ａにボルト固定されて
いる。

【００３８】バイパス穴３９が吐出口３０の近傍に配置
されているので、逆止弁装置３５とバイパス弁４０とは
接近状態で配置されている。一対のバイパス弁４０が同
じ方向に配列されているために、一対のバイパス弁４０
に対して、吐出口３０に近い側の第２バイパス穴３９ｂ
と吐出口３０から離れた第１バイパス穴３９ａとから排
出した気体圧力の作用点が互いに入れ替わっている。

【００３９】したがって、一対のバイパス弁４０がほぼ
同時期に全開口できるように、各リード弁４０ａのスパ
ン１₁，１₂と幅Ｗ₁，Ｗ₂を変えてバネ定数がほぼ同
様になるべく設定されている。吐出口３０と比較してバ
イパス穴３９が小径のために、バイパス弁を開口させ易
いように、バイパス弁のバネ定数は逆止弁よりも小さく
設定されている。

【００４０】図５は、横軸に圧縮機運転速度を、縦軸に
圧力と圧縮比を表し、空調装置運転時の圧縮機運転速度
と吸入圧力，吐出圧力，圧縮比の関係を示す実負荷特性
図である。図６は、横軸に圧縮室の容積変化を、縦軸に
圧縮室の圧力変化を表した従来スクロール圧縮機のＰ−
Ｖ線図（指圧線図）である。

【００４１】以上のように構成されたスクロール気体圧
縮機について、その動作を説明する。図１〜図５におい
て、モータ３によって駆動軸４が回転駆動すると本体フ
レーム５のスラスト軸受１９に支持された旋回スクロー
ル１３が旋回運動をし、圧縮機に接続した冷凍サイクル
から潤滑油を含んだ吸入冷媒ガスが、吸入管３３を経由
して吸入室３１に流入し、旋回スクロール１３と固定ス
クロール７との間に形成された圧縮室２へと圧縮移送さ
れ、中央部の吐出口３０，吐出室３２を経てモータ３を
冷却しながら吐出管（図示なし）から圧縮機外部に排出
される。

【００４２】潤滑油を含んだ吐出冷媒ガスは、吐出室３
２から吐出管（図示なし）までの通路途中で分離され、
油溜１１に収集する。吐出圧力が作用する油溜１１の潤
滑油は、駆動軸４の一端に連結された給油ポンプ装置
（図示なし）により、駆動軸４の油穴１２を経由して油
室１５に送られ、その大部分が主軸受８を経由して油溜
１１に帰還する一方、残りの潤滑油が旋回スクロール１
３に設けられた油通路２１を経由して最終的に背面室Ｃ
１６に流入する。

【００４３】油通路２１を流れる潤滑油は、その入口部
の絞り部Ａ２２で一次減圧され、その一部の潤滑油がバ
イパス油穴２４を通じてスラスト軸受１９に設けられた
環状の油溝２５に流入し、残りの潤滑油が絞り部Ｂ２３
で二次減圧された後、両経路を経た潤滑油は吸入室３１
に通じている背面室Ｃ１６に流入する。

【００４４】油通路２１の潤滑油は、旋回スクロール１
３の旋回運動に伴ってバイパス油穴２４が環状の油溝２
５に間欠的に連通する際の通路抵抗の影響を受ける。す
なわち、旋回速度が遅い時には油通路２１の潤滑油が環
状の油溝２５に多く流入し、旋回速度が速い時には油通
路２１の潤滑油が環状の油溝２５に少なく流入するよう
に調整される。圧縮室２の冷媒ガス圧力は、駆動軸４の
主軸方向に旋回スクロール１３を固定スクロール７から
離反させようと作用する。

【００４５】一方、旋回スクロール１３のラップ支持円
板１３ｂが吐出圧力の作用する背面室Ａ２０（環状シー
ル部材１８で囲まれた内側部分）からの背圧を受けてい
る。したがって、旋回スクロール１３を固定スクロール
７から離反させようとする力と背圧力とが相殺される。

【００４６】その結果、旋回スクロール１３の離反力よ
りも背圧力が大きい場合には、ラップ支持円板１３ｂは
固定スクロール７の鏡板７ａに支持され、反対の場合に
はスラスト軸受１９に支持される。

【００４７】上述のいずれの場合にもラップ支持円板１
３ｂとその摺動面の間は微小隙間が保持されて、その摺
動面に供給された潤滑油によって油膜形成されており、
その摺動抵抗が軽減されている。

【００４８】旋回スクロール１３のラップ支持円板１３
ｂが固定スクロール７の鏡板７ａまたはスラスト軸受１
９のいずれに支持される場合でも、圧縮室２の隙間は微
小で、背面室Ｃ１６，吸入室３１を順次経て圧縮室２に
流入した潤滑油の油膜で密封されている。

【００４９】一方、スクロール気体圧縮機は容積比と冷
媒の特性から定まる圧縮比が一定なことから、圧縮機冷
時始動初期には多量の冷媒液が圧縮室２に流入して液圧
縮が生じることが有り、圧縮室２が異常圧力上昇して吐
出室３２の圧力より高くなる。吸入室３１と間欠的に連
通する第１圧縮室２ａで液圧縮が生じた場合には、鏡板
７ａに設けた補助バイパス穴３９ａの出口側を閉塞する
補助バイパス弁装置４２および第１バイパス穴３９ａ，
第２バイパス穴３９ｂの出口側を閉塞するバイパス弁４
０のリード弁４０ａが順次開いて冷媒を吐出室３２に流
出させ、圧縮室圧力を降下させる。

【００５０】なお、バイパス弁４０のバネ定数が逆止弁
装置３５よりも小さく設定されているので、バイパス弁
４０が開き易く、バイパス作用を効果的に行うことがで
きる。

【００５１】また、逆止弁装置３５と一体的に連結され
ているので、変形し易い形状のバイパス弁４０を鏡板７
ａに組み付ける際にバイパス弁４０がバイパス穴３９か
らずれることもなく、バイパス穴３９を確実に閉塞でき
る。

【００５２】また、吐出口３０と間欠的に連通する第２
圧縮室２ｂで液圧縮が生じた場合には、鏡板７ａに設け
た第１バイパス穴３９ａ，第２バイパス穴３９ｂの出口
側を閉塞するバイパス弁４０が開き冷媒を吐出室３２に
流出させ、圧縮室圧力を降下させる。なお、第１〜第２
バイパス穴（３９ａ，３９ｂ）は旋回スクロールラップ
１３ａの端面によって同時に閉塞されることが無いよう
に配置されているので、バイパス弁４０が一部連続的に
必ず開通作動する。

【００５３】また、補助バイパス弁装置４２およびバイ
パス弁４０が開通作動するのは、圧縮室２で液圧縮が生
じる場合に限らない。

【００５４】すなわち、図４に示す如く、通常の冷凍サ
イクル運転における吸入圧力は、圧縮機が低速〜高速運
転に変化するのに追従して低下する。一方、吐出圧力は
上昇して、圧縮比が上昇するのが一般的である。

【００５５】したがって、補助バイパス弁装置４２およ
びバイパス弁４０が設置されない場合の圧縮機低速運転
時などの圧縮比は、定格負荷運転状態で設定された圧縮
比よりも小さくなって図５の斜線部分で示す如く過圧縮
状態となる。

【００５６】このような場合には上述と同様に、第１バ
イパス穴３９ａ，第２バイパス穴３９ｂの出口側を閉塞
するバイパス弁４０のリード弁４０ａが開いて冷媒を吐
出室３２に流出させ、２点鎖線９９で示す如く、圧縮室
圧力が途中降下して圧縮負荷が軽減する。

【００５７】なお、一般的には、対称位置に配置された
圧縮室２（圧縮室Ａ，圧縮室Ｂ）の各圧力は、圧縮室隙
間密封程度の差から互いに相違する。この圧縮室２の圧
力差は旋回スクロール１３に自転力を与えて自転阻止部
材２７に回転力を与えることになる。

【００５８】しかし、補助バイパス弁装置４２およびバ
イパス弁４０が開通して圧縮負荷軽減する場合には、圧
縮室２（圧縮室Ａ，圧縮室Ｂ）の圧力が吐出室３２を介
して圧縮行程途中で瞬時的に均圧されて、圧縮室圧力差
が小さくなる。

【００５９】また、吐出口３０から離れた第１バイパス
穴３９ａが開通することによって、吐出口３０に近い側
の第２バイパス穴３９ｂも開通するので、第２圧縮室２
ｂからのバイパス作用が円滑に作動し、入力低減に寄与
する。

【００６０】一方、圧縮機高速運転時は吸入室３１の圧
力が低下、吐出室３２の圧力が上昇する結果、実際の冷
凍サイクル運転圧縮比がスクロール気体圧縮機設定圧縮
比よりも大きい圧縮状態（バイパス弁４０が開通作動し
ない状態）となる。

【００６１】この状態では、第２圧縮室２ｂの容積が拡
大する過程で、しかも逆止弁装置３５が吐出口３０を閉
塞するまでの間に、吐出室３２の冷媒ガスが吐出口３０
を介して第２圧縮室２ｂに間欠的に逆流する。この逆流
冷媒ガスは第２圧縮室２ｂで再圧縮されて圧縮損失とな
る。

【００６２】しかしながら、吸入室３１に供給された潤
滑油が吸入冷媒ガスと共に圧縮室を通過する際の油膜に
よって隣接する圧縮室隙間、渦巻き状溝とシール部材１
３ｅとの隙間が密封されるので、吐出口３０に開通しな
い圧縮室への吐出冷媒ガスの逆流が阻止される。

【００６３】また、圧縮室に供給された潤滑油がシール
部材１３ｅの幅Ｗより小径のバイパス穴３９に充満し、
バイパス穴３９に滞留する冷媒ガス量が少ない。この結
果、バイパス穴３９内に残留する冷媒ガスの再膨張，再
圧縮による圧縮損失は極めて少ない。

【００６４】また、第２圧縮室２ｂが吐出口３０と開通
した直後の圧縮冷媒ガス排出通路は狭く、しかも逆止弁
装置３５の開口遅延が生じる。したがって、吐出口３０
に開通直後の第２圧縮室２ｂ内の圧力が吐出室３２より
も圧力上昇しようとする。

【００６５】しかしながら、圧縮冷媒ガスの一部がバイ
パス穴３９とバイパス弁４０とを介してバイパス吐出室
３６に排出され、第２圧縮室２ｂ内の圧力が低下し、過
剰な過圧縮が回避され、圧縮入力が低減する。

【００６６】その後、第２圧縮室２ｂと吐出口との開通
拡大と逆止弁装置３５の開口が進行するのに伴って、圧
縮冷媒ガスは吐出口３０から吐出室３２に排出される。

【００６７】なお、実際の容積比（吸入容積と最終圧縮
室容積との割合）が圧縮機定格運転負荷条件に合わせて
設定されているので、バイパス穴３９の開設位置が上述
の位置より大幅に吸入側に開設された場合は、旋回スク
ロールラップ１３ａがバイパス穴３９を通過後の第２圧
縮室２ｂが吐出口３０と開通するまでの圧縮室移動範囲
で、密閉空間になる。

【００６８】その結果、過圧縮発生時の実質的な入力低
減効果が漸次少なくなっていく。また、バイパス穴３９
の開設位置が上述の位置より吐出口３０の側に近付けた
場合は、圧縮機高速運転時など、吸入圧力と吐出圧力と
の差圧が大きくて実負荷圧縮比が設定圧縮比よりも大き
い場合に、第２圧縮室２ｂが吐出口３０と開通するまで
にバイパス穴３９が旋回スクロールラップ１３ａによっ
て遮閉されることに成るので、バイパス作用も少なくな
る。

【００６９】第２圧縮室２ｂが吐出口３０と開通する直
前と直後に生じる過圧縮を回避できなくなり、バイパス
作用による入力低減効果も漸次少なくなる。

【００７０】なお、上記実施例ではバイパス穴３９の第
２圧縮室２ｂへの開口部の大きさをシール部材１３ｅよ
り小さくしたが、圧力負荷，運転速度，圧縮室への給油
量条件などに応じてシール部材１３ｅの幅Ｗ相当まで広
げることができ、潤滑油の油膜形成によって実質的な圧
縮効率低下を招くことがない。

【００７１】（実施例２）図６は逆止弁装置３５₁の鏡
板７ａへの取り付け面と、バイパス弁４０₁および補助
バイパス弁装置４２₁の鏡板７ａへの取り付け面との間
に段差を設けている。逆止弁装置３５₁の吐出弁座３５
ｃは、バイパス弁４０₁および補助バイパス弁装置４２
₁のバイパス弁座４０ｃよりも高い位置に設けられてい
る。一対のバイパス弁４０₁と補助バイパス弁装置４２
₁は同じ方向に配列されて一体的に連結されている。

【００７２】実施例１の場合と同様に、一対のバイパス
弁４０₁のスパン（１₁，１₂）と幅（Ｗ₁，Ｗ₂）が
互いに相違して、バネ定数の異なる両方のバイパス弁４
０₁がほぼ同時に全開口すべく設定されている。

【００７３】一対のバイパス弁４０₁は吐出弁座３５ｃ
の側壁に接近して囲むように配置されている。バイパス
弁４０₁は組み付け時の位置決め精度を高めるべく、そ
の形状が設定されている。

【００７４】この構成において、バイパス弁４０₁が開
通作動して第２圧縮室２ｂから冷媒ガスが流出する際の
圧力によって、逆止弁装置３５₁が少し開通を始め、第
２圧縮室２ｂが吐出口３０と開通後の吐出冷媒ガスの流
出が円滑になり、吐出口３０内の過圧縮を低減できる。

【００７５】また、バイパス弁４０₁が開通作動しない
状態で、吐出口３０から吐出冷媒ガスが吐出室３２に流
出する際の気流拡散の影響を受けることなく、バイパス
弁４０₁はバイパス穴３９を閉塞することができ、吐出
室３２の冷媒ガスがバイパス穴３９を経由して第２圧縮
室２ｂに逆流することによる圧縮効率低下を防止でき
る。

【００７６】なお、上記実施例では吐出弁座３５ｃと鏡
板７ａとを一体構成にしたが、別体構成にしても良い。

【００７７】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、請求項１
記載の発明は、吐出口から吐出室へのみの流体流れを許
容し且つ吐出口の出口側を開閉するリード弁形の逆止弁
装置を固定スクロールの鏡板に配置し、吐出口に最も近
い圧縮途中の圧縮室に開口し且つ他端が吐出室に通じる
一対以上のバイパス穴を鏡板に対称配置すると共に、バ
イパス穴を介して圧縮室から吐出室へのみの流体排出を
許容し且つバイパス穴の出口側を開閉するリード弁形の
バイパス弁を逆止弁装置に接近して鏡板に設けた構成
で、バイパス弁のバネ定数を逆止弁装置よりも小さく設
定し、バイパス弁と逆止弁装置とを一体的に連結したも
のである。

【００７８】この構成によれば、逆止弁装置とバイパス
弁の取り付け時間短縮によって、逆止弁装置とバイパス
弁の取り付け位置精度向上に作業時間を付与することが
でき、剛性の高い逆止弁装置に支えられたバネ定数の小
さいバイパス弁を、バイパス穴に対する位置ズレを生じ
ることなく精度よく組み付けることができる。

【００７９】その結果、バイパス穴を経由した吐出室か
ら圧縮室への逆流を防ぎ、バイパス弁設置による弊害を
防止することができる。また、バネ定数の小さいバイパ
ス弁を簡単配置できることによって、効果的なバイパス
作用を発揮させることができる。また、部品，組立コス
トも低減できる。

【００８０】請求項２記載の発明は、リード弁形の逆止
弁装置とリード弁形のバイパス弁を同じ方向に配列した
もので、この構成によれば部品の取扱いが容易なため、
バイパス穴と吐出口に対する組み付け精度を高めること
ができると共に、取り付け時間も短縮できる。

【００８１】また、リード弁の材料が備えている金属組
織の方向をリード弁の長手方向と一致させることができ
るので、リード弁の強度を向上し信頼性を高めることが
できる。

【００８２】請求項３記載の発明は、吐出口から吐出室
へのみの流体流れを許容し且つ吐出口の出口側を開閉す
るリード弁形の逆止弁装置を固定スクロールの鏡板に配
置し、吐出口に最も近い圧縮途中の圧縮室に開口し且つ
他端が吐出室に通じる一対以上のバイパス穴を鏡板に対
称配置すると共に、バイパス穴を介して圧縮室から吐出
室へのみの流体排出を許容し且つバイパス穴の出口側を
開閉するリード弁形のバイパス弁を逆止弁装置に接近さ
せて鏡板に設けた構成で、逆止弁装置の吐出弁座をバイ
パス弁のバイパス弁座より高く配置したものである。

【００８３】この構成によれば吐出口から流出する圧縮
気体流れの拡散作用によってバイパス弁が微小開口する
ことなく、バイパス穴の閉塞機能を継続することができ
る。

【００８４】また、バイパス弁が開通作動して圧縮途中
の圧縮室から気体が吐出室に流出する際の圧力によっ
て、逆止弁装置が少し開通を始めるので、最終行程の圧
縮室が吐出口と開通後の吐出気体の流出が円滑になり、
吐出口内の過圧縮を低減できる。

【００８５】請求項４記載の発明は、対称位置に配置さ
れたバイパス穴を開閉する複数のバイパス弁を一体的に
連結し、逆止弁装置の吐出弁座に接近して囲む形態で複
数のバイパス弁を配置したもので、この構成によれば吐
出弁座の側壁によってバイパス弁を精度よく位置決めす
ることができ、バイパス弁とバイパス穴の位置ズレをな
くすることができる。

【００８６】その結果、バイパス弁設置の弊害を生じる
ことなく、効果的なバイパス機能を作用させることがで
きる。

【００８７】請求項５記載の発明は、同一の圧縮室に開
口した複数のバイパス穴を単一のバイパス弁が同時に開
閉する構成において、互いに同機能を有する両方のバイ
パス弁がバイパス穴を同時に開閉すべく、両バイパス弁
のバネ定数を相違させたものである。

【００８８】この構成によれば圧縮途中気体がバイパス
穴を通じて吐出室に流出する際に、各バイパス弁に作用
する気体圧力の作用点が異っても、バネ定数の調整設定
によって、バイパス弁の全開をほぼ同時に作用させるこ
とができる。

【００８９】さらに、一対のバイパス弁を同じ方向に配
列して一体的に連結する際の弊害（対称な圧縮空間の圧
力分布の差異発生による圧縮トルク変動の増加）を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクロール気体圧縮機の一実施例の部
分縦断面図

【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図

【図３】逆止弁装置とバイパス弁の配置図

【図４】圧縮機運転速度と圧力の関係を示す特性図

【図５】圧縮室の容積変化と圧力変化状態を示す特性図

【図６】本発明のスクロール気体圧縮機の別の実施例の
部分縦断面図

【図７】別の実施例の逆止弁装置とバイパス弁の配置図

【符号の説明】

２圧縮室４駆動軸５本体フレーム７固定スクロール７ａ鏡板７ｂ固定スクロールラップ１３旋回スクロール１３ａ旋回スクロールラップ１３ｂラップ支持円板１９スラスト軸受３０吐出口３１吸入室３２吐出室３５逆止弁装置３５ｃ吐出弁座３９バイパス穴４０バイパス弁４０ｃバイパス弁座

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長谷昭三大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者芦谷博正大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者山本修一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者澤井清大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定スクロールの一部をなす鏡板の一面
に直立して形成された渦巻き状の固定スクロールラップ
に対して、旋回スクロールの一部をなすラップ支持円板
上に直立し且つ前記固定スクロールラップに類似した形
状の旋回スクロールラップを互いに噛み合わせて、両ス
クロール間に渦巻き形の一対の圧縮空間を形成し、前記
固定スクロールラップの中心部に吐出室に通じる吐出口
を設け、前記固定スクロールラップの外側には吸入室を
設け、駆動軸と係合する前記ラップ支持円板と、前記固
定スクロールを締結し且つ前記駆動軸を支持する本体フ
レームとに係合する前記旋回スクロールの自転阻止部材
を介して、前記旋回スクロールが前記固定スクロールに
対し公転運動を行うことによって、前記各圧縮空間が吸
入側より吐出側に向けて連続移行する複数個の圧縮室に
区画されて流体を圧縮すべく容積変化するスクロール圧
縮機構と、吐出圧力が作用する油溜から前記圧縮室と前
記吸入室の内、少なくとも一方への給油通路とを形成
し、前記ラップ支持円板の反圧縮空間側が前記本体フレ
ームに設けたスラスト軸受に支持される形態と、前記旋
回スクロールが前記固定スクロールの側に背圧付勢され
る形態とのうち少なくとも一方の形態とし、前記吐出口
から吐出室へのみの流体流れを許容し且つ前記吐出口の
出口側を開閉するリード弁形の逆止弁装置を前記鏡板に
配置し、前記吐出口に最も近い圧縮途中の前記圧縮室に
開口し且つ他端が前記吐出室に通じる一対以上のバイパ
ス穴を前記鏡板に対称配置すると共に、前記バイパス穴
を介して前記圧縮室から前記吐出室へのみの流体排出を
許容し且つ前記バイパス穴の出口側を開閉するリード弁
形のバイパス弁を前記逆止弁装置に接近して前記鏡板に
設けた構成で、前記バイパス弁のバネ定数を前記逆止弁
装置よりも小さく設定し、前記バイパス弁と前記逆止弁
装置とを一体的に連結したスクロール気体圧縮機。
【請求項２】逆止弁装置とバイパス弁を同じ方向に配
列した請求項１記載のスクロール気体圧縮機。
【請求項３】固定スクロールの一部をなす鏡板の一面
に直立して形成された渦巻き状の固定スクロールラップ
に対して、旋回スクロールの一部をなすラップ支持円板
上に直立し且つ前記固定スクロールラップに類似した形
状の旋回スクロールラップを互いに噛み合わせて、両ス
クロール間に渦巻き形の一対の圧縮空間を形成し、前記
固定スクロールラップの中心部に吐出室に通じる吐出口
を設け、前記固定スクロールラップの外側には吸入室を
設け、駆動軸と係合する前記ラップ支持円板と、前記固
定スクロールを締結し且つ前記駆動軸を支持する本体フ
レームとに係合する前記旋回スクロールの自転阻止部材
を介して、前記旋回スクロールが前記固定スクロールに
対し公転運動を行うことによって、前記各圧縮空間が吸
入側より吐出側に向けて連続移行する複数個の圧縮室に
区画されて流体を圧縮すべく容積変化するスクロール圧
縮機構と、吐出圧力が作用する油溜から前記圧縮室と前
記吸入室の内、少なくとも一方への給油通路とを形成
し、前記ラップ支持円板の反圧縮空間側が前記本体フレ
ームに設けたスラスト軸受に支持される形態と、前記旋
回スクロールが前記固定スクロールの側に背圧付勢され
る形態とのうち少なくとも一方の形態とし、前記吐出口
から吐出室へのみの流体流れを許容し且つ前記吐出口の
出口側を開閉するリード弁形の逆止弁装置を前記鏡板に
配置し、前記吐出口に最も近い圧縮途中の前記圧縮室に
開口し且つ他端が前記吐出室に通じる一対以上のバイパ
ス穴を前記鏡板に対称配置すると共に、前記バイパス穴
を介して前記圧縮室から前記吐出室へのみの流体排出を
許容し且つ前記バイパス穴の出口側を開閉するリード弁
形のバイパス弁を前記逆止弁装置に接近させて前記鏡板
に設けた構成で、前記逆止弁装置の吐出弁座を前記バイ
パス弁のバイパス弁座より高く配置したスクロール気体
圧縮機。
【請求項４】対称位置に配置されたバイパス穴を開閉
する複数のバイパス弁を一体的に連結し、逆止弁装置の
吐出弁座に接近して囲む形態で前記複数のバイパス弁を
配置した請求項３記載のスクロール気体圧縮機。
【請求項５】同一の圧縮室に開口した複数のバイパス
穴を単一のバイパス弁が同時に開閉する構成において、
互いに同機能を有する両方のバイパス弁が前記バイパス
穴を同時に開閉すべく、前記両バイパス弁のバネ定数を
相違させた請求項２から４いずれか１項に記載のスクロ
ール気体圧縮機。