JP2003328963A - スクロール型圧縮機 - Google Patents
スクロール型圧縮機Info
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Abstract
ル(26)の押し付け力を可動スクロール(26)の公転に
伴う転覆モーメントの変動に対応させることで、可動ス
クロール(26)の公転動作を安定させ、スクロール型圧
縮機(1)の圧縮効率を高める。 【解決手段】 可動スクロール(26)の公転中に該可動
スクロール(26)に作用する転覆モーメントが所定値以
上になる公転角度領域で、該転覆モーメントを軽減する
転覆防止モーメントを発生させる調整機構(56)を設け
る。
Description
機に関し、特に、可動スクロールを固定スクロールに押
し付けて該可動スクロールの転覆を防止する構成におい
て、その押し付け力を調整する機構を備えたスクロール
型圧縮機に係るものである。
縮する圧縮機として、例えばスクロール型圧縮機が用い
られている。スクロール型圧縮機は、互いに噛合する渦
巻き状のラップを有する固定スクロールと可動スクロー
ルとをケーシング内に備えている。固定スクロールはケ
ーシングに固定され、可動スクロールは駆動軸(クラン
ク軸)の偏心部に連結されている。このスクロール型圧
縮機では、可動スクロールが固定スクロールに対して自
転することなく公転のみを行うことで、両スクロールの
ラップ間に形成される圧縮室を収縮させて冷媒などのガ
スを圧縮する動作が行われる。
すように、可動スクロール(OS)を固定スクロール(F
S)に対して軸方向に押し付ける構造を採用したものが
ある。これは、ガスの圧縮動作により可動スクロール
(OS)に作用する軸方向ガス荷重Fzと、ガス力と遠心
力との合力である半径方向荷重Fxとによりいわゆる転
覆モーメントが発生した場合に、この転覆モーメントで
可動スクロール(OS)が傾斜(転覆)すると、冷媒が漏
れて効率が低下してしまうため、そのような現象の発生
を防止することを目的としている。
Fxは、図11に示すように、ほぼ同時にピークに達す
ることが知られている。具体的には、圧縮室の内圧がほ
ぼ最大値に達するクランク角度(可動スクロール(OS)
の公転角度)においてこれらの荷重Fz,Fxが最大と
なり、このときに転覆モーメントMも最大となる。
中に可動スクロール(OS)の転覆を確実に阻止するため
には、上記押し付け力の大きさは転覆モーメントの最大
値を基準にして設定する必要がある。しかし、この押し
付け力を、単に転覆モーメントが最大の時に可動スクロ
ール(OS)が転覆しないような値に設定すると、転覆モ
ーメントがそれよりも小さいクランク角度においては逆
に押し付け力が強くなりすぎてしまい、機械損失により
効率が低下するおそれがある。
ロール(FS)と可動スクロール(OS)の摺動面に高圧の
冷凍機油を供給し、可動スクロール(OS)を上記押し付
け力に抗してFoに示す力で押し返す構造を採用したも
のがある。例えば特開2001−214872号公報に
は、装置の運転条件の変化に伴う圧縮比(ないし高低差
圧)の変動に対応して押し付け力を調整する構造が記載
されている。しかし、この圧縮機でも、可動スクロール
(OS)の公転中における上記軸方向ガス荷重や転覆モー
メントの変動に対応して上記押し返し力を調整するよう
にはしていない。つまり、この圧縮機では、単に圧縮比
(ないし高低差圧)の大小に応じて押し返し力の発生/
停止を切り換えるようにしており、押し返し力を発生さ
せるときは、その押し返し力がクランク角度に関係なく
ほぼ一定になっている。このため、上記圧縮機は可動ス
クロール(OS)の公転中における転覆モーメント等の変
動にまでは対応できておらず、可動スクロールの公転動
作を十分に安定させるには至っていない。
されたものであり、その目的とするところは、固定スク
ロールに対する可動スクロールの押し付け力を可動スク
ロールの公転に伴う軸方向ガス荷重や転覆モーメントの
変動に対応させることで可動スクロールの公転動作を安
定させ、ひいてはスクロール型圧縮機の圧縮効率を向上
させることにある。
トを軽減または相殺するように作用するモーメントを発
生させるか、可動スクロール(26)の押し返し力を可動
スクロール(26)の公転角度に応じて変化させることに
より、上記押し付け力を安定させるようにしたものであ
る。
定のクランク角度で転覆モーメントを軽減する転覆防止
モーメントを発生させるようにしている。
シング(10)内に固定された固定スクロール(22)と、
該固定スクロール(22)に噛合する可動スクロール(2
6)と、可動スクロール(26)を固定スクロール(22)
に対して軸方向に押し付ける押し付け手段(37b,52)
と、固定スクロール(22)に対する可動スクロール(2
6)の押し付け力を調整する調整機構(56)とを備えた
スクロール型圧縮機を前提としている。
調整機構(56)が、可動スクロールの公転中に該可動ス
クロール(26)に作用する転覆モーメントが所定値以上
になる公転角度領域で、該転覆モーメントを軽減する転
覆防止モーメントを発生させるように構成されているこ
とを特徴としている。
動スクロール(26)の公転時に転覆モーメントが大きく
なる公転角度の領域において可動スクロール(26)が転
覆しやすくなるのに対して、転覆防止モーメントが作用
する。この転覆防止モーメントにより転覆モーメントが
軽減されるため、可動スクロール(26)は上記角度領域
でも転覆しにくくなり、安定した公転動作が可能とな
る。
に記載のスクロール型圧縮機において、調整機構(56)
が、可動スクロール(26)に作用する転覆モーメントが
所定値以上になる公転角度領域で、転覆防止モーメント
が転覆モーメントと略反対方向に作用するように構成さ
れていることを特徴としている。
覆モーメントが大きくなる公転角度領域で転覆防止モー
メントが転覆モーメントを打ち消す方向に作用するた
め、可動スクロール(26)の転覆がより生じにくくな
り、その公転動作がさらに安定する。
又は2に記載のスクロール型圧縮機において、調整機構
(56)が、固定スクロール(22)と可動スクロール(2
6)の摺動面に形成された油溝(55)と、該油溝(55)
に高圧油を導入する油導入路(53)を有するとともに、
油溝(55)は、可動スクロール(26)に対する高圧圧力
の作用点が上記公転角度領域にある可動スクロール(2
6)の中心から偏心するように形成されていることを特
徴としている。
溝(55)に導入される高圧油の圧力による押し返し力の
作用点が、可動スクロール(26)の中心から偏心してい
ることにより、上記転覆防止モーメントが発生する。し
たがって、可動スクロール(26)の公転に伴って転覆モ
ーメントが所定値以上になると、高圧油の圧力により発
生する転覆防止モーメントで転覆モーメントを軽減でき
るので、可動スクロール(26)の公転動作が安定する。
また、転覆モーメントが所定値よりも小さい公転角度領
域においては、転覆防止モーメントにより可動スクロー
ル(26)が逆向きに転覆しないように、上記押し付け力
の強さを定めておくとよい。
記油溝(55)の形状を特定したものである。そして、請
求項4に記載の発明は、請求項3において、油溝(55)
が、円環状に形成され、かつその中心が上記公転角度領
域にある可動スクロール(26)の中心から偏心するよう
に固定スクロール(22)又は可動スクロール(26)に形
成されていることを特徴としている。
において、油溝(55)の面積が、上記公転角度領域にあ
る可動スクロール(26)の中心に対する転覆モーメント
の作用側において反作用側よりも小さくなるように形成
されていることを特徴としている。
5において、油溝(55)が、可動スクロール(26)の中
心と同心の円環状で、かつ、上記公転角度領域にある可
動スクロール(26)の中心に対して転覆モーメントの作
用側の一部(62)が途切れていることを特徴としてい
る。
において、油溝(55)が、可動スクロール(26)の中心
と同心の円環状で、かつ、上記公転角度領域にある可動
スクロール(26)の中心に対して転覆モーメントの反作
用側に、溝幅が拡大した拡幅部(64)を有していること
を特徴としている。
は、それぞれ、円環状の油溝(55)を可動スクロール
(26)の中心から偏心させるか、あるいは、可動スクロ
ール(26)の中心に対する転覆モーメントの作用側と反
作用側とで面積を相違させたことにより、上記公転角度
領域で高圧油による転覆防止モーメントが発生し、転覆
モーメントが軽減される。
所定のクランク角度で可動スクロール(26)の押し返し
力を低減又は遮断するようにしている。
項1に記載の発明と同様に、ケーシング(10)内に固定
された固定スクロール(22)と、該固定スクロール(2
2)に噛合する可動スクロール(26)と、可動スクロー
ル(26)を固定スクロール(22)に対して軸方向に押し
付ける押し付け手段(37b,52)と、固定スクロール(2
2)に対する可動スクロール(26)の押し付け力を調整
する調整機構(67)とを備えたスクロール型圧縮機を前
提としている。
機構(67)が、可動スクロール(26)を上記押し付け力
に抗して固定スクロール(22)から押し返す押し返し力
を発生させる一方、可動スクロール(26)の公転中にガ
スの圧縮により可動スクロール(26)に作用する転覆モ
ーメントが所定値以上になる公転角度領域で、該押し返
し力を遮断するように構成されていることを特徴として
いる。
ロール(26)が公転してガスの圧縮作用を行う際に、可
動スクロール(26)に作用する転覆モーメントが図11
に示すように公転に伴って変動し、所定の公転角度領域
において大きくなると、調整機構(67)による押し返し
力が遮断される。したがって、軸方向ガス荷重と押し返
し力と押し付け手段(37b,52)による押し付け力との
合力が必要最小押し付け力以下になることを防止でき
る。また、この角度領域を除いては可動スクロール(2
6)に押し返し力を作用させておくことで、過度の押し
付け力も生じない。このため、可動スクロール(26)
は、転覆したり押し付け過剰になったりせず、安定した
公転動作を行う。
に記載のスクロール型圧縮機において、調整機構(67)
が、固定スクロール(22)と可動スクロール(26)の摺
動面に形成された油溝(55)と、該油溝(55)に高圧油
を導入するように該油溝(55)と連通可能な油導入路
(53)を有し、油溝(55)と油導入路(53)は、ガスの
圧縮により可動スクロール(26)に作用する転覆モーメ
ントが所定値以上になる公転角度領域で、連通状態が遮
断されるように構成されていることを特徴としている。
例えば、固定スクロール(22)に油溝(55)を形成し、
可動スクロール(26)に油導入路(53)を形成した場合
は、油導入路(53)の開口端部が可動スクロール(26)
の公転半径を半径とする円周上を旋回するので、その軌
跡の一部(可動スクロール(26)が上記公転角度領域に
あるときの開口端部の位置)においてのみ油溝(55)と
連通せず、その他の部分で連通するようにしておけばよ
い。
ロール(26)を固定スクロール(22)に押し付ける力に
対して、上記油溝(55)に油導入路(53)が連通した状
態で押し返し力が発生する一方、ガスの圧縮により可動
スクロール(26)に作用する転覆モーメントが所定値以
上になる公転角度領域ではその連通状態が遮断されて押
し返し力が生じない。したがって、ガスの圧縮により発
生する転覆モーメントが小さい領域では軸方向ガス荷重
と高圧油による押し返し力と押し付け手段(37b,52)
による押し付け力との合力を小さくし、転覆モーメント
が大きい領域では軸方向ガス荷重と押し付け手段(37
b,52)による押し付け力との合力を大きくすることが
できる。このように、可動スクロール(26)の公転角度
領域に応じて高圧油による押し返し力の作用と停止を切
り換えることで、可動スクロール(26)の公転動作が安
定する。
1,8に記載の発明と同様に、ケーシング(10)内に固
定された固定スクロール(22)と、該固定スクロール
(22)に噛合する可動スクロール(26)と、可動スクロ
ール(26)を固定スクロール(22)に対して軸方向に押
し付ける押し付け手段(37b,52)と、固定スクロール
(22)に対する可動スクロール(26)の押し付け力を調
整する調整機構(67)とを備えたスクロール型圧縮機を
前提としている。
機構(67)が、可動スクロール(26)を上記押し付け力
に抗して固定スクロール(22)から押し返す押し返し力
を発生させる一方、可動スクロールの公転中にガスの圧
縮により可動スクロール(26)に作用する転覆モーメン
トが所定値以上になる公転角度領域で、該押し返し力を
低減するように構成されていることを特徴としている。
クロール(26)が公転してガスの圧縮作用を行う際に、
可動スクロール(26)に作用する転覆モーメントが図1
1に示すように公転に伴って変動し、所定の公転角度領
域において大きくなると、調整機構(67)による押し返
し力が低減される。したがって、軸方向ガス荷重と押し
返し力と押し付け手段(37b,52)による押し付け力と
の合力が必要最小押し付け力以下になることを防止でき
る。また、この角度領域を除いては可動スクロール(2
6)に押し返し力を低減せずに作用させておくことで、
過度の押し付け力も生じない。このため、可動スクロー
ル(26)は、転覆したり押し付け過剰になったりせず、
安定した公転動作を行う。
10に記載のスクロール型圧縮機において、調整機構
(67)が、固定スクロール(22)と可動スクロール(2
6)の摺動面に形成された油溝(55)と、該油溝(55)
に高圧油を導入するように該油溝(55)と連通する油導
入路(53)を有し、油溝(55)と油導入路(53)は、ガ
スの圧縮により可動スクロール(26)に作用する転覆モ
ーメントが所定値以上になる公転角度領域で、連通面積
が低減されるように構成されていることを特徴としてい
る。例えば、固定スクロール(22)に油溝(55)を形成
し、可動スクロール(26)に油導入路(53)を形成した
場合は、油導入路(53)の開口端部が可動スクロール
(26)の公転半径を半径とする円周上を旋回するので、
その軌跡の一部(可動スクロール(26)が上記公転角度
領域にあるときの開口端部の位置)においてのみ、油溝
(55)との連通面積が小さくなるようにしておけばよ
い。
クロール(26)を固定スクロール(22)に押し付ける力
に対して、上記油溝(55)に油導入路(53)が連通した
状態で押し返し力が発生する一方、ガスの圧縮により可
動スクロール(26)に作用する転覆モーメントが所定値
以上になる公転角度領域ではその連通面積が小さくなっ
て押し返し力が低減される。したがって、ガスの圧縮に
より発生する転覆モーメントが小さい領域では軸方向ガ
ス荷重と高圧油による押し返し力と押し付け手段(37
b,52)による押し付け力との合力を小さくし、転覆モ
ーメントが大きい領域では押し返し力を低減して軸方向
ガス荷重と高圧油による押し返し力と押し付け手段(37
b,52)による押し付け力との合力を大きくすることが
できる。このように、可動スクロール(26)の公転角度
領域に応じて押し返し力の低減を行うことで、可動スク
ロール(26)の公転動作が安定する。
10に記載のスクロール型圧縮機において、調整機構
(67)が、固定スクロール(22)と可動スクロール(2
6)の摺動面に形成された油溝(55)と、該油溝(55)
に高圧油を導入するように該油溝(55)と連通する油導
入路(53)を有し、上記油溝(55)が固定スクロール
(22)及び可動スクロール(26)の一方に形成され、固
定スクロール(22)及び可動スクロール(26)の他方に
は、ガスの圧縮により可動スクロール(26)に作用する
転覆モーメントが所定値以上になる公転角度領域で、上
記油溝(55)が近接する低圧凹部(71)が設けられてい
ることを特徴としている。
12に記載のスクロール型圧縮機において、低圧凹部
(71)が、油溝(55)の内部よりも低圧の空間に連通す
るように固定スクロール(22)又は可動スクロール(2
6)に形成された切欠部により構成されていることを特
徴としている。
スクロール型圧縮機の運転時には、可動スクロール(2
6)の公転に伴って油溝(55)と低圧凹部(71)とが相
対的に公転するため、油溝(55)と低圧凹部(71)とが
接近したり離れたりする動作が行われる。そして、油溝
(55)と低圧凹部(71)は、ガスの圧縮により可動スク
ロール(26)に作用する転覆モーメントが所定値以上に
なる公転角度領域で接近するため、このときに油溝(5
5)の高圧油を低圧凹部(71)に逃がす(漏らす)こと
が可能である。こうすると油溝(55)の圧力が低下する
ため、押し返し力が低減される。したがって、通常は可
動スクロール(26)を固定スクロール(22)から押し返
して押し付け力にバランスさせる構成において、転覆モ
ーメントが大きくなる角度領域でのみ押し返し力を弱め
ることができるため、可動スクロール(26)の公転動作
が安定する。
面に基づいて説明する。この実施形態1に係るスクロー
ル型圧縮機(1)は、冷媒ガスが循環して冷凍サイクル
運転動作を行う図外の冷媒回路に接続され、冷媒ガスを
圧縮するものである。
機(1)は、密閉ドーム型の圧力容器により構成された
ケーシング(10)を有する。このケーシング(10)の内
部には、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構(15)と、この圧
縮機構(15)を駆動する圧縮機モータ(16)とが収容さ
れている。圧縮機モータ(16)は圧縮機構(15)の下方
に配置されている。そして、圧縮機構(15)と圧縮機モ
ータ(16)とは駆動軸(17)によって連結されている。
(22)と、該固定スクロール(22)の下面に密着するよ
うに配置されたフレーム(24)と、上記固定スクロール
(22)に噛合する可動スクロール(26)とを備えてい
る。フレーム(24)は全周にわたってケーシング(10)
に気密状に接合されている。そして、ケーシング(10)
内はフレーム(24)の下方の高圧空間(28)とフレーム
(24)の上方の低圧空間(29)とに区画されている。フ
レーム(24)には、上面に凹設されたフレーム凹部(3
0)と、このフレーム凹部(30)の底面に凹設された中
凹部(31)と、フレーム(24)の下面中央に延設された
上軸受部としての軸受部(32)とが形成されている。こ
の軸受部(32)には、上記駆動軸(17)が滑り軸受けを
介して回転自在に嵌合している。
媒を圧縮機構(15)に導く吸入管(19)と、ケーシング
(10)内の冷媒をケーシング(10)外に吐出させる吐出
管(20)とがそれぞれ気密状に接合されている。
ール(26)は、それぞれ、鏡板(22a,26a)と渦巻き状
のラップ(22b,26b)とを備えている。また、上記可動
スクロール(26)の鏡板(26a)の下面には、上記フレ
ーム凹部(30)及び中凹部(31)の内側に位置し、上記
駆動軸(17)と連結される軸受部(34)が設けられてい
る。この軸受部(34)の外側には中凹部(31)の内周面
に密着するように環状のシール部材(36)が配設されて
いる。そして、上記フレーム凹部(30)及び中凹部(3
1)の内側は、シール部材(36)が板ばね等の付勢手段
(図示省略)により可動スクロール(26)に押し付けら
れて密着することで、シール部材(36)の外側の第1空
間(37a)とシール部材(36)の内側の第2空間(37b)
とに区画されている。上記フレーム(24)には、第2空
間(37b)に溜まった冷凍機油をフレーム(24)の下部
に流出させる油戻し孔(図示省略)が形成されていて、
上記第2空間(37b)がフレーム(24)の下部空間と連
通している。
には駆動軸(17)の上端が嵌入されている。一方、上記
可動スクロール(26)は、フレーム(24)にオルダムリ
ング(38)を介して連結され、自転することなくフレー
ム(24)内で公転するようになっている。上記固定スク
ロール(22)の鏡板(22a)の下面及び可動スクロール
(26)の鏡板(26a)の上面は、それぞれ互いに摺接す
る摺動面となっており、両スクロール(22,26)のラッ
プ(22b,26b)の接触部同士の間隙が圧縮室(40)とし
て区画形成されている。そして、可動スクロール(26)
の公転により圧縮室(40)が中心に向かって収縮するこ
とで冷媒ガスが圧縮される。この圧縮室(40)で圧縮さ
れた冷媒ガスは、図示しない吐出通路を通ってフレーム
(24)下部に吐出される。このことにより、フレーム
(24)の下部空間が高圧空間(28)を形成している。
(48)が形成されており、駆動軸(17)の下端部には該
駆動軸(17)の回転により油溜まり(48)の油を汲み上
げる給油ポンプ(49)が配設されている。
により汲み上げられた油が流通する駆動軸給油路(51)
が形成されている。また、可動スクロール(26)の軸受
部(34)内には駆動軸(17)と鏡板(26a)の間に油室
(52)が形成されており、駆動軸給油路(51)に流入し
た油は該油室(52)を始め、各部の給油箇所にも吐出さ
れる。
の軸受け部(34)内の油室(52)に高圧の冷凍機油が供
給されており、さらに、上記第2空間(37b)内が高圧
の冷媒ガスで満たされている。そして、以上の構成にお
いて、上記冷凍機油の圧力と冷媒ガスの圧力を利用して
可動スクロール(26)を固定スクロール(22)に軸方向
に押し付ける押し付け手段(37b,52)が構成されてい
る。また、両スクロール(22,26)の鏡板(22a,26a)
を互いに押し付けることにより、その摺動面がスラスト
軸受けとして構成されている。
(26a)には、半径方向に延びる油導入路(53)が形成
されている。この油導入路(53)は、内端部が上記油室
(52)に連通し、外端部が鏡板(26a)の上面に凹設さ
れた油溝(55)に連通している。上記冷凍機油は、油室
(52)から油導入路(53)を介して該摺動面に供給され
る。この摺動面に冷凍機油が供給されることによって、
スラスト軸受による機械損失が低減されるようになって
いる。
とともに、固定スクロール(22)に対する可動スクロー
ル(26)の押し付け力を調整する調整機構(56)を構成
している。油溝(55)は、上記可動スクロール(26)の
鏡板(26a)に設けられており、図2に示すように、ラ
ップ(26b)の外周側において円環状に形成されてい
る。この油溝(55)は、中心が可動スクロール(26)の
ラップ(26a)の中心から偏心した位置に形成されてい
る。具体的には、油溝(55)は、可動スクロールの公転
中に該可動スクロール(26)に作用する転覆モーメント
が所定値以上になる公転角度領域で、転覆モーメントを
軽減する転覆防止モーメントが該転覆モーメントの作用
方向(図2の矢印参照)と略反対方向に作用するように
構成されている。このため、油溝(55)は、可動スクロ
ール(26)に対する高圧圧力の作用点が可動スクロール
(26)の中心に対して転覆モーメントの反作用側に偏心
している。これにより、油溝(55)は、上記転覆モーメ
ントの作用側の部分が可動スクロールの中心の近くに位
置し、反作用側の部分が該中心から遠くに位置してい
る。
以下の条件により定められる。つまり、圧縮室(40)内
の冷媒ガス圧力により、可動スクロール(26)は、軸方
向ガス荷重と両鏡板(22a,26a)の摺動面に沿った方向
のガス力と遠心力の合力としての半径方向荷重とを受
け、これらの荷重は、所定のクランク角度(可動スクロ
ール(26)の公転角度領域)において最大となる。そし
て、転覆モーメントは概ねこのときの半径方向荷重の作
用方向に発生するので、この方向を転覆モーメントの作
用する方向として定めることができる。
ル(26)の中心から偏心した位置に形成すると、可動ス
クロール(26)を押し付け力に抗して押し返す力を、上
記の可動スクロールの中心から偏心した位置を作用点と
して確実に作用させることができる。
メントが所定値以上になる公転角度領域において、転覆
防止モーメントにより転覆モーメントが軽減される。ま
た、圧縮室の圧力が低くて転覆モーメントが所定値より
も小さい公転角度領域では、転覆防止モーメントが逆方
向の転覆モーメントにならないように、転覆防止モーメ
ントの大きさを押し付け力との関係から定めておくとよ
い。こうすると、転覆モーメントが大きくて可動スクロ
ール(26)が転覆しやすいときにその転覆を防止できる
とともに、転覆モーメントが小さいときには転覆防止モ
ーメントが逆方向の転覆モーメントとして作用してしま
うような不具合も生じない。
クロール(22)に常時安定して押し付けることが可能と
なり、可動スクロールの公転動作が安定する。したがっ
て、可動スクロール(26)の転覆を効率よく且つ確実に
抑制することができ、確実に圧縮効率を向上させること
ができる。
の動作を安定させるのに油溝を可動スクロールの中心か
ら偏心させるだけでよいため、構成が複雑になってしま
うことも防止できる。
型圧縮機(1)では、調整機構(56)が実施形態1と異
なるものとしている。具体的には、図3に示すように、
調整機構(56)を構成する油溝(55)の形状が実施形態
1とは異なっている。油溝(55)は、可動スクロール
(26)に、可動スクロール(26)のラップ(26b)の中
心と同心の円環状で、かつ可動スクロール(26)の中心
に対して転覆モーメントの作用側の一部(62)が途切れ
た形状になっている。これにより、油溝(55)は、平面
視形状がほぼC字状に形成されている。
有する円弧状に形成されている。そして、油溝(55)に
おける転覆モーメントの作用側の一部(62)において溝
が形成されていない部分は、可動スクロール(26)に作
用する転覆モーメントが所定値以上になる公転角度領域
において、可動スクロール(26)の中心に対して該転覆
モーメントが作用する方向に配設されている。
素には同じ符号を付し、その説明を省略することとす
る。
平面視C字状にしたために、摺動面間の油溝(55)への
冷凍機油の供給により可動スクロール(26)が受ける押
し返し力の作用点を可動スクロール(26)の中心から確
実に偏心させることができる。
部分(62)を、可動スクロール(26)の中心(59)に対
して、上記公転角度領域において転覆モーメントが作用
する方向に配置しているので、冷凍機油の高圧圧力によ
る押し返し力を転覆モーメントの作用側で小さく、その
反対側で大きくすることができる。この結果、上記転覆
モーメントを軽減する転覆防止モーメントが転覆モーメ
ントとは逆方向に作用することになるため、可動スクロ
ール(26)の転覆を効率よく且つ確実に抑制して、確実
に圧縮効率を向上させることができる。
である。
溝(55)の一部(62)が転覆モーメントの作用側におい
て途切れた形状としているが、油溝(55)の一部(62)
を途切れさせる代わりに、その部分の幅を細くすること
などにより面積を小さくしてもよい。このようにして
も、転覆モーメントを軽減する転覆防止モーメントが発
生するため、上記とほぼ同様の作用効果を得ることが可
能である。
型圧縮機(1)では、調整機構(56)が実施形態1,2
とは異なるものとしている。具体的には、図4に示すよ
うに、調整機構(56)を構成する油溝(55)の形状が実
施形態1,2と異なっている。
動面に、該可動スクロール(26)の中心(59)と同心状
に形成されている。この油溝(55)は、円環状に形成さ
れるとともに、その周方向の一部には、溝の横幅が拡大
した拡幅部(64)が形成されている。この拡幅部(64)
は、可動スクロール(26)に作用する転覆モーメントが
所定値以上となる公転角度領域において、可動スクロー
ル(26)の中心に対して転覆モーメントの作用方向とは
逆の方向となる位置に配置されている。
の油溝(55)に拡幅部(64)を設けるようにしているの
で、摺動面における冷凍機油の高圧圧力により可動スク
ロール(26)が受ける押し返し力の作用点を可動スクロ
ール(26)の中心から確実に偏心させることができる。
動スクロール(26)の中心(59)に対し、上記公転角度
領域において転覆モーメントの作用方向とは反対方向に
形成しているため、可動スクロール(26)の中心に対し
て転覆モーメントの作用側の押し返し力と反作用側の押
し返し力が相違することになり、転覆モーメントとは逆
向きの転覆防止モーメントが発生する。したがって、転
覆モーメントが所定値以上になったときに該転覆モーメ
ントを低減することができ、可動スクロール(26)の転
覆を効率よく且つ確実に抑制することができるので、確
実に圧縮機の圧縮効率を向上させることができる。
と同様である。
に係るスクロール型圧縮機(1)は、調整機構(67)を
実施形態1から3はと異なる構成にしている。この実施
形態4の調整機構(67)は、可動スクロール(26)を上
記押し付け手段(37b,52)の押し付け力に抗して固定
スクロール(22)から押し返す押し返し力を発生させる
一方、冷媒ガスの圧縮により可動スクロール(26)に作
用する転覆モーメントが所定値以上になる公転角度領域
で、該押し返し力を遮断するように構成されている。
(22)と可動スクロール(26)の摺動面に形成された油
溝(55)と、該油溝(55)に高圧油を導入するように該
油溝(55)と連通可能な油導入路(53)を有している。
油溝(55)は固定スクロール(22)に円環状に形成さ
れ、油導入路(53)は可動スクロール(26)に形成され
ている。そして、可動スクロール(26)の公転角度に応
じて、油導入路(53)の外端部の開口(68)と油溝(5
5)とが連通状態または非連通状態となる。つまり、可
動スクロール(26)の公転中に、油溝(55)と油導入路
(53)の連通状態が変化する。
クロール(26)に作用する転覆モーメントが所定値以上
になる公転角度領域で上記連通状態が遮断され、その他
の領域では連通状態が保持される。このように、本実施
形態では油溝(55)と油導入路(53)の連通/非連通を
切り換える構成であるため、開口(68)と油溝(55)と
は両スクロール(22,26)に別々に形成されていること
が必要となる。
横幅が内周側に膨出するように拡大した拡大部(69)が
形成されている。この拡大部(69)は、可動スクロール
(26)の公転半径よりも幾分大きな曲率半径の円弧によ
り形成されている。
スクロール(22)の油溝(55)における拡大部(69)と
連通/非連通を繰り返す位置に配設されている。この開
口(68)は、可動スクロール(26)の公転に伴って油溝
(55)の拡大部(69)の位置で公転し、その公転中の所
定位置で拡大部(69)の外側に外れて連通が遮断(OF
F)されるようになっている。そして、上記開口(68)
と油溝(55)の拡大部(69)との位置関係は、可動スク
ロール(26)の公転中に冷媒ガスの圧縮により可動スク
ロール(26)に作用する転覆モーメントが所定値以上に
なって両スクロール(22,26)を離反させようとする力
がほぼ最大に作用する公転角度領域のときに連通が遮断
され、高圧油による押し返し力の発生が停止するように
構成されている。つまり、上記公転角度領域は、可動ス
クロール(26)を転覆させないために固定スクロール
(22)に対する可動スクロール(26)の押し付け力を相
対的に大きくさせる領域であり、このときに、図7に示
すように油の吐出による押し返し力が低減されるように
なっている。
(1)によれば、油溝(55)と油導入路(53)との連通
状態を公転中の所定位置で遮断するようにしているの
で、摺動面への油の供給を公転中に一時的に中断するこ
とにより、高圧油により可動スクロール(26)に作用す
る押し返し力を上記所定位置で確実に低減することがで
きる。
覆モーメントがほぼ最大になる公転角度領域で高圧油に
よる押し返し力を低減させるようにしたために、軸方向
ガス荷重と押し返し力と押し付け手段(37b,52)によ
る押し付け力の合力を大きくすることができる。つま
り、固定スクロール(22)に対する可動スクロール(2
6)の押し付け力を確実に一定値以上に維持することが
できる。この結果、可動スクロール(26)を固定スクロ
ール(22)に常時安定して押し付けることが可能とな
り、可動スクロール(26)の転覆を確実に抑制して、圧
縮効率を確実に向上させることができる。
と同様である。
型圧縮機(1)は、可動スクロール(26)の公転中に油
溝(55)と油導入路(53)の連通状態を変化させる構成
において、実施形態4と異なり、図8に示すように、油
導入路(53)の開口(68)と油溝(55)との連通面積が
公転中の所定位置で低減されるようになっている。
の圧縮による転覆モーメントが大きくなって可動スクロ
ール(26)の必要最小押し付け力が大きくなる公転角度
領域のときに上記開口(68)と油溝(55)との連通が遮
断されるように構成したが、本実施形態5では、この公
転角度領域において、上記開口(68)と油溝(55)との
連通が完全に遮断されるのではなく、連通状態は保ちな
がらその連通面積が小さくなるようにしている。
領域において冷媒ガスによる軸方向ガス荷重と高圧油に
よる押し返し力の合力が必要以上に大きくなるのを抑え
られるので、可動スクロール(26)の押し付け力を一定
値以上に確実に維持することができる。このため、可動
スクロール(26)の転覆を確実に抑制し、圧縮効率を確
実に向上させることができる。
と同様である。
型圧縮機(1)では、実施形態4,5と異なり、可動ス
クロール(26)の公転中に冷媒ガスの圧縮により可動ス
クロール(26)に作用する転覆モーメントが所定値以上
になる公転角度領域で、油溝(55)内の高圧油の一部を
ケーシング(10)内の低圧側の空間に逃がすようにして
いる。
定スクロール(22)と可動スクロール(26)の摺動面に
形成された油溝(55)と、該油溝(55)に高圧油を導入
するように該油溝(55)と連通する油導入路(53)を有
している。上記油溝(55)及び油導入路(53)は可動ス
クロール(26)に形成されている。また、固定スクロー
ル(22)には、冷媒ガスの圧縮により可動スクロール
(26)に作用する転覆モーメントが所定値以上になる公
転角度領域で、上記油溝(55)が近接する低圧凹部(7
1)が設けられている。
(26)との摺動面における周縁部に凹設された切欠部に
より構成されている。この切欠部(71)は、油溝(55)
の内部よりも低圧の第1空間(37a)に連通するように
構成されている。また、この切欠部(71)は、可動スク
ロール(26)の公転中に冷媒ガスによる可動スクロール
(26)の必要最小押し付け力が大きくなる公転角度領域
において油溝(55)に最も接近するようになっている。
このため、可動スクロール(26)の油溝(55)が固定ス
クロール(22)の切欠部(71)に接近することにより油
溝(55)及び切欠部(71)間の摺接面積が小さくなる
と、油溝(55)の高圧油の一部が、それよりも低圧の切
欠部(71)に漏れることになる。
可動スクロール(26)が摺動面間の油から受ける押し返
し力を確実に低減させることができるため、このときに
冷媒の圧縮により発生する軸方向ガス荷重との合力が必
要以上に大きくなるのを阻止できる。したがって、固定
スクロール(22)に対する可動スクロール(26)の押し
付け力を確実に一定値以上に維持することで、可動スク
ロール(26)の転覆を確実に抑制することができるた
め、圧縮効率を確実に向上させることができる。
4,5と同様である。
動スクロール(26)の押し返し力を発生させるために冷
凍機油の高圧圧力を利用しているが、例えば冷媒ガスの
高圧圧力を用いるなど、他の手段を採用してもよい。
の高圧油及び第2空間(37b)内の高圧冷媒ガスを可動
スクロール(26)に作用させることにより、可動スクロ
ール(26)を固定スクロール(22)に押し付ける手段を
構成したが、押し付け手段は、このような構成に限ら
ず、その他の任意の手段を適用してもよい。
モーメントを発生させるようにしており、上記実施形態
4〜6では高圧油の押し返し力を変動させるようにして
いるが、これらの両方を併用する構成にしてもよい。
5)を可動スクロール(26)に形成するようにしたが、
これに代え、油溝(55)を固定スクロール(22)に形成
する構成としてもよい。この場合、油導入路(53)は例
えばフレーム(24)から固定スクロール(22)の内部を
通るものとして形成することができる。実施形態1にお
いて油溝(55)を固定スクロールに形成する場合は、可
動スクロール(26)の転覆モーメントが所定値以上とな
る公転角度領域にある可動スクロール(22)の中心に対
して、該油溝(55)の中心が偏心するように構成すると
よい。また、実施形態2,3において油溝(55)を固定
スクロールに形成する場合は、油溝(55)の中心は例え
ば固定スクロール(22)の中心に一致するように形成す
ることができる。
(55)を固定スクロール(22)に、油導入路(53)を可
動スクロール(26)にそれぞれ形成したが、これに代
え、油溝(55)を可動スクロール(26)に、油導入路
(53)を固定スクロール(22)にそれぞれ形成してもよ
い。要は、可動スクロール(26)の公転中に、油導入路
(53)と油溝(55)との連通が一時的に遮断されるか、
又は連通面積が低減されるようになっていればよい。
ル(22)に切欠部(71)を形成する構成としたが、これ
に代えて、油溝(55)を固定スクロール(22)に形成す
ると共に、切欠部(71)を可動スクロール(26)に形成
する構成にしてもよい。要は、可動スクロール(26)の
公転中に切欠部(71)と油溝(55)とが接近したり離れ
たりするようになっていればよい。
クロール(26)に作用する転覆モーメントが所定値以上
になる公転角度領域で転覆防止モーメントを発生させる
ことで、転覆モーメントを軽減するようにしているの
で、可動スクロール(26)の安定した動作が可能とな
る。したがって、転覆モーメントが大きくなったときに
可動スクロール(26)が転覆して冷媒が漏れるのを防止
できるので、運転効率の低下を防止できる。
動スクロール(26)に作用する転覆モーメントが所定値
以上になる公転角度領域で転覆防止モーメントが該転覆
モーメントと略反対方向に作用するようにしているの
で、転覆防止モーメントが転覆モーメントを軽減する作
用がより効率よく働く。したがって、可動スクロール
(26)の公転動作がさらに安定し、運転効率の低下をよ
り確実に防止できる。
定スクロール(22)と可動スクロール(26)の摺動面に
油溝(55)を形成し、この油溝(55)に高圧油を導入す
るとともにその高圧圧力の作用点を可動スクロール(2
6)の中心から偏心させることで、転覆モーメントを軽
減する転覆防止モーメントを確実に発生させ、可動スク
ロール(26)の動作を安定させることができる。
環状の油溝(55)を可動スクロール(26)の中心から偏
心させるだけで上記の作用が生じるようにできるので、
構造が複雑になるのを防止できる。
動スクロール(26)の中心に対する転覆モーメントの作
用側と反作用側とで油溝(55)の面積を相違させること
で、転覆モーメントを軽減する転覆防止モーメントを確
実に発生させることができる。
溝(55)を可動スクロール(26)の中心に対して転覆モ
ーメントの作用側の一部(62)が途切れた形状とするこ
とにより、また請求項7に記載の発明によれば、可動ス
クロール(26)の中心に対して転覆モーメントの反作用
側の一部(64)を拡幅することにより、いずれも簡単な
構成で転覆モーメントを軽減して可動スクロール(26)
の動作を安定させ、圧縮機の運転効率を高めることがで
きる。
ロール(26)を固定スクロール(22)に対して押し付け
る押し付け力に抗して作用させる押し返し力を、ガスの
圧縮により可動スクロール(26)に作用する転覆モーメ
ントが所定値以上になる公転角度領域で遮断することに
より、可動スクロール(26)の公転動作を安定させて転
覆や押し付け過剰の発生を防止できるので、請求項1〜
7の各発明と同様に運転効率の低下を防止できる。
動スクロール(26)と固定スクロール(22)の摺動面に
設けた油溝(55)と、この油溝(55)に高圧油を供給す
る油導入路(53)の連通状態を適宜切り換えることで、
可動スクロール(26)の公転動作を安定させることが可
能となる。例えば、固定スクロール(22)に油溝(55)
を形成し、可動スクロール(26)に油導入路(53)を形
成した場合は、油導入路(53)の開口端部が可動スクロ
ール(26)の公転半径を半径とする円周上を旋回するこ
とを利用して、油導入路(53)がその軌跡の一部(可動
スクロール(26)が上記公転角度領域にあるときの開口
端部の位置)において油溝(55)と連通せず、その他の
部分で連通する構成にすることが容易であり、構成の複
雑化も防止できる。
可動スクロール(26)を固定スクロール(22)に対して
押し付ける押し付け力に抗して作用させる押し返し力
を、ガスの圧縮により可動スクロール(26)に作用する
転覆モーメントが所定値以上になる公転角度領域で低減
することにより、可動スクロール(26)の公転動作を安
定させて転覆や押し付け過剰の発生を防止できるので、
運転効率の低下を防止できる。
可動スクロール(26)と固定スクロール(22)の摺動面
に設けた油溝(55)と、この油溝(55)に高圧油を供給
する油導入路(53)の連通状態を適宜変化させること
で、可動スクロール(26)の公転動作を確実に安定させ
ることが可能となる。例えば、固定スクロール(22)に
油溝(55)を形成し、可動スクロール(26)に油導入路
(53)を形成した場合は、油導入路(53)の開口端部が
可動スクロール(26)の公転半径を半径とする円周上を
旋回することを利用して、油導入路(53)がその軌跡の
一部(可動スクロール(26)が上記公転角度領域にある
ときの開口端部の位置)において油溝(55)と小さい面
積で連通させることが容易であり、構成の複雑化も防止
できる。
可動スクロール(26)の公転動作中、ガスの圧縮により
可動スクロール(26)に作用する転覆モーメントが所定
値以上になる領域において、油溝(55)の高圧油を低圧
凹部(71)に逃がすことにより押し返し力を低下させる
ことで、可動スクロール(26)の公転動作を安定させ、
運転効率の低下を防止できる。
低圧凹部(71)として、油溝(55)の内部よりも低圧の
空間に連通する切欠部を固定スクロール(22)又は可動
スクロール(26)に形成しているため、簡単な構成で請
求項12の動作を実現できる。
の全体構成を示す断面図である。
ある。
ある。
ある。
クロールの断面図である。
置関係図である。
ールの離反力の変動を示す特性図である。
置関係図である。
クロールの断面図である。
ロールに作用する力を示す図である。
ロールに作用する力と転覆モーメントの変動を示す特性
図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 ケーシング(10)内に固定された固定ス
クロール(22)と、該固定スクロール(22)に噛合する
可動スクロール(26)と、可動スクロール(26)を固定
スクロール(22)に対して軸方向に押し付ける押し付け
手段(37b,52)と、固定スクロール(22)に対する可
動スクロール(26)の押し付け力を調整する調整機構
(56)とを備えたスクロール型圧縮機であって、 調整機構(56)は、可動スクロール(26)の公転中に該
可動スクロール(26)に作用する転覆モーメントが所定
値以上になる公転角度領域で、該転覆モーメントを軽減
する転覆防止モーメントを発生させ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2】 請求項1において、 調整機構(56)は、可動スクロール(26)に作用する転
覆モーメントが所定値以上になる公転角度領域で、転覆
防止モーメントが転覆モーメントと略反対方向に作用す
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、 調整機構(56)は、固定スクロール(22)と可動スクロ
ール(26)の摺動面に形成された油溝(55)と、該油溝
(55)に高圧油を導入する油導入路(53)を有し、 油溝(55)は、可動スクロール(26)に対する高圧圧力
の作用点が上記公転角度領域にある可動スクロール(2
6)の中心から偏心するように形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3において、 油溝(55)は、円環状に形成され、かつその中心が上記
公転角度領域にある可動スクロール(26)の中心から偏
心するように固定スクロール(22)又は可動スクロール
(26)に形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5】 請求項3において、 油溝(55)は、上記公転角度領域にある可動スクロール
(26)の中心に対する転覆モーメントの作用側において
油圧の作用する面積が反作用側よりも小さくなるように
形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6】 請求項5において、 油溝(55)は、可動スクロール(26)の中心と同心の円
環状で、かつ、上記公転角度領域にある可動スクロール
(26)の中心に対して転覆モーメントの作用側の一部
(62)が途切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5において、 油溝(55)は、可動スクロール(26)の中心と同心の円
環状で、かつ、上記公転角度領域にある可動スクロール
(26)の中心に対して転覆モーメントの反作用側に、溝
幅が拡大した拡幅部(64)を有していることを特徴とす
るスクロール型圧縮機。 - 【請求項8】 ケーシング(10)内に固定された固定ス
クロール(22)と、該固定スクロール(22)に噛合する
可動スクロール(26)と、可動スクロール(26)を固定
スクロール(22)に対して軸方向に押し付ける押し付け
手段(37b,52)と、固定スクロール(22)に対する可
動スクロール(26)の押し付け力を調整する調整機構
(67)とを備えたスクロール型圧縮機であって、 調整機構(67)は、可動スクロール(26)を上記押し付
け力に抗して固定スクロール(22)から押し返す押し返
し力を発生させる一方、可動スクロール(26)の公転中
にガスの圧縮により可動スクロール(26)に作用する転
覆モーメントが所定値以上になる公転角度領域で、該押
し返し力を遮断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9】 請求項8において、 調整機構(67)は、固定スクロール(22)と可動スクロ
ール(26)の摺動面に形成された油溝(55)と、該油溝
(55)に高圧油を導入するように該油溝(55)と連通可
能な油導入路(53)を有し、 油溝(55)と油導入路(53)は、ガスの圧縮により可動
スクロール(26)に作用する転覆モーメントが所定値以
上になる公転角度領域で、連通状態が遮断されるように
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10】 ケーシング(10)内に固定された固定
スクロール(22)と、該固定スクロール(22)に噛合す
る可動スクロール(26)と、可動スクロール(26)を固
定スクロール(22)に対して軸方向に押し付ける押し付
け手段(37b,52)と、固定スクロール(22)に対する
可動スクロール(26)の押し付け力を調整する調整機構
(67)とを備えたスクロール型圧縮機であって、 調整機構(67)は、可動スクロール(26)を上記押し付
け力に抗して固定スクロール(22)から押し返す押し返
し力を発生させる一方、可動スクロールの公転中にガス
の圧縮により可動スクロール(26)に作用する転覆モー
メントが所定値以上になる公転角度領域で、該押し返し
力を低減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11】 請求項10において、 調整機構(67)は、固定スクロール(22)と可動スクロ
ール(26)の摺動面に形成された油溝(55)と、該油溝
(55)に高圧油を導入するように該油溝(55)と連通す
る油導入路(53)を有し、 油溝(55)と油導入路(53)は、ガスの圧縮により可動
スクロール(26)に作用する転覆モーメントが所定値以
上になる公転角度領域で、連通面積が低減されるように
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12】 請求項10において、 調整機構(67)は、固定スクロール(22)と可動スクロ
ール(26)の摺動面に形成された油溝(55)と、該油溝
(55)に高圧油を導入するように該油溝(55)と連通す
る油導入路(53)を有し、 上記油溝(55)が固定スクロール(22)及び可動スクロ
ール(26)の一方に形成され、 固定スクロール(22)及び可動スクロール(26)の他方
には、ガスの圧縮により可動スクロール(26)に作用す
る転覆モーメントが所定値以上になる公転角度領域で、
上記油溝(55)が近接する低圧凹部(71)が設けられて
いることを特徴とするスクロール型圧縮機。 - 【請求項13】 請求項12において、 低圧凹部(71)は、油溝(55)の内部よりも低圧の空間
に連通するように固定スクロール(22)又は可動スクロ
ール(26)に形成された切欠部により構成されているこ
とを特徴とするスクロール型圧縮機。
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