JP2545183B2 - スクロ―ル機用カップリング装置の動的釣合い方法 - Google Patents
スクロ―ル機用カップリング装置の動的釣合い方法Info
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- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C17/00—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
- F01C17/06—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
- F01C17/066—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements with an intermediate piece sliding along perpendicular axes, e.g. Oldham coupling
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- F01C17/06—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
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- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
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- F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
- F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C23/008—Hermetic pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2つの互いに旋回する
スクロール部材を有するスクロール機において、2つの
カップリングを用いた動的釣合い方法に関する。
スクロール部材を有するスクロール機において、2つの
カップリングを用いた動的釣合い方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポンプ、圧縮機、エキスパンダ等として
用いられるスクロール機においては、一方のスクロール
部が他方のスクロール部に対して円軌道運動をする必要
があり、両スクロール部の間に一つの基本的な協働作用
がある。他方のスクロール部に対して旋回運動する一方
のスクロール部は、通常、可動スクロールと称される。
周知の設計においては、スクロール部は両方とも回転及
び旋回運動するか、一方が固定されているか、あるいは
一方が軸方向の移動のみ可能であった。双方のスクロー
ル部が異なった半径で旋回運動するスクロール部の設計
は、米国特許3,874,827号に具体的に明らかに
されている。特に上記特許の図15においては、2つの
オルダム・カップリングが使用された可動スクロールの
説明が示されている。この例では、一つのカップリング
がスクロールの間をキー係合しているが、これは各スク
ロール部材の間に位置している。
用いられるスクロール機においては、一方のスクロール
部が他方のスクロール部に対して円軌道運動をする必要
があり、両スクロール部の間に一つの基本的な協働作用
がある。他方のスクロール部に対して旋回運動する一方
のスクロール部は、通常、可動スクロールと称される。
周知の設計においては、スクロール部は両方とも回転及
び旋回運動するか、一方が固定されているか、あるいは
一方が軸方向の移動のみ可能であった。双方のスクロー
ル部が異なった半径で旋回運動するスクロール部の設計
は、米国特許3,874,827号に具体的に明らかに
されている。特に上記特許の図15においては、2つの
オルダム・カップリングが使用された可動スクロールの
説明が示されている。この例では、一つのカップリング
がスクロールの間をキー係合しているが、これは各スク
ロール部材の間に位置している。
【0003】しかしながら、基本的に、開示されている
例においては、固定的な旋回運動を行う主可動スクロー
ルと、軸方向に移動可能であるとともに小さな旋回運動
が可能な従可動スクロールとを有し、主可動スクロール
によって従可動スクロールが駆動される。従可動スクロ
ールは、吐出圧力によって軸方向に付勢され、主可動ス
クロールに軸方向に接合される。また同様に、弾性部材
によって従可動スクロールを従旋回軌道の中心に対応す
る位置に向かわせるようにしている。従可動スクロール
は、この弾性部材のバイアス力に沿って旋回運動をする
ため、その旋回運動は非円形となることがある。上記特
許の開示された実施例における圧縮機は、スクロール上
部にモーターを有するオープン・ドライブ式である。
例においては、固定的な旋回運動を行う主可動スクロー
ルと、軸方向に移動可能であるとともに小さな旋回運動
が可能な従可動スクロールとを有し、主可動スクロール
によって従可動スクロールが駆動される。従可動スクロ
ールは、吐出圧力によって軸方向に付勢され、主可動ス
クロールに軸方向に接合される。また同様に、弾性部材
によって従可動スクロールを従旋回軌道の中心に対応す
る位置に向かわせるようにしている。従可動スクロール
は、この弾性部材のバイアス力に沿って旋回運動をする
ため、その旋回運動は非円形となることがある。上記特
許の開示された実施例における圧縮機は、スクロール上
部にモーターを有するオープン・ドライブ式である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一つのオルダム・カッ
プリングあるいは他の往復運動型の回転防止機構を有す
るスクロール圧縮機においては、回転する釣合い重りを
使用しても、往復運動の不釣合いを、最良の場合でも半
分しか相殺することができない。
プリングあるいは他の往復運動型の回転防止機構を有す
るスクロール圧縮機においては、回転する釣合い重りを
使用しても、往復運動の不釣合いを、最良の場合でも半
分しか相殺することができない。
【0005】そこで、本発明の一つの目的は、一方の構
成部材つまり従可動スクロールを、他方の部材つまり主
可動スクロールに対して旋回可能としつつ、2つの構成
部材を固定的な角度関係でもって連結することである。
成部材つまり従可動スクロールを、他方の部材つまり主
可動スクロールに対して旋回可能としつつ、2つの構成
部材を固定的な角度関係でもって連結することである。
【0006】さらに本発明の他の目的は、回転防止機構
の往復運動による不釣合いの全てあるいは大部分を、回
転する釣合い重りの使用により、打ち消すことである。
の往復運動による不釣合いの全てあるいは大部分を、回
転する釣合い重りの使用により、打ち消すことである。
【0007】また、本発明のさらに他の目的は、2つの
旋回部材が固定的な角度関係を保持しつつ共に旋回する
旋回スクロール機を提供することである。
旋回部材が固定的な角度関係を保持しつつ共に旋回する
旋回スクロール機を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、2つのカップ
リングを用いた動的釣合い方法であって、第1カップリ
ングの変位が正弦運動に対し完全な直線となるように、
該第1カップリングを、第1スクロール部材と固定クラ
ンクケースとにキー係合し、第2カップリングの変位が
楕円形となるように、該第2カップリングを、前記第1
スクロール部材と第2スクロール部材とにキー係合し、
前記第1カップリングの変位の往復運動成分と前記第2
カップリングの変位の往復運動成分とが、互いに直角か
ら10°の範囲内で交差し、90°±10°以内の位相
差で動くように各カップリングに対するキースロットの
方向を設定し、前記第1,第2カップリングの(質量×
変位)の大きさが互いに等しくなるように、前記第1,
第2カップリングの質量を、それぞれの往復運動変位量
と反比例する割合で設定し、釣合い重りの回転と平衡さ
せ得る回転力を生成させるようにしたことを特徴として
いる。
リングを用いた動的釣合い方法であって、第1カップリ
ングの変位が正弦運動に対し完全な直線となるように、
該第1カップリングを、第1スクロール部材と固定クラ
ンクケースとにキー係合し、第2カップリングの変位が
楕円形となるように、該第2カップリングを、前記第1
スクロール部材と第2スクロール部材とにキー係合し、
前記第1カップリングの変位の往復運動成分と前記第2
カップリングの変位の往復運動成分とが、互いに直角か
ら10°の範囲内で交差し、90°±10°以内の位相
差で動くように各カップリングに対するキースロットの
方向を設定し、前記第1,第2カップリングの(質量×
変位)の大きさが互いに等しくなるように、前記第1,
第2カップリングの質量を、それぞれの往復運動変位量
と反比例する割合で設定し、釣合い重りの回転と平衡さ
せ得る回転力を生成させるようにしたことを特徴として
いる。
【0009】すなわち、本発明は、2つの可動スクロー
ルを有するスクロール機に関し、主可動スクロールの下
部に、2つの組合わされたオルダム・カップリングがあ
る。スクロール間にキー係合された一方のカップリング
は、主可動スクロールの極く近くに位置し、4つの全て
のキーが同一面に設けられている。主可動スクロールと
クランクケースとの間にキー係合された他のカップリン
グは、クランクケースの近くに位置している。
ルを有するスクロール機に関し、主可動スクロールの下
部に、2つの組合わされたオルダム・カップリングがあ
る。スクロール間にキー係合された一方のカップリング
は、主可動スクロールの極く近くに位置し、4つの全て
のキーが同一面に設けられている。主可動スクロールと
クランクケースとの間にキー係合された他のカップリン
グは、クランクケースの近くに位置している。
【0010】両方のカップリングにおいて、1組のキー
は、それぞれに対応するスロットに連結するように、い
くつかの構成部材の周囲に伸びていなければならない。
従可動スクロールは、案内リングの内側面と協働する。
案内リングの内側面は、旋回する従可動スクロールを案
内かつ支持し、これによって放射方向のコンプライアン
スが与えられる。軸方向のコンプライアンスを与えるよ
うに、中間圧力が従可動スクロールに作用し、従可動ス
クロールと主可動スクロールとの接合状態が維持され
る。主可動スクロールはクランクケースの上で支持され
ている。クランクケース、案内リング、および分離プレ
ートは互いにボルトで結合されており、それらの間に主
可動スクロール、従可動スクロール、および回転防止機
構が支持されている。
は、それぞれに対応するスロットに連結するように、い
くつかの構成部材の周囲に伸びていなければならない。
従可動スクロールは、案内リングの内側面と協働する。
案内リングの内側面は、旋回する従可動スクロールを案
内かつ支持し、これによって放射方向のコンプライアン
スが与えられる。軸方向のコンプライアンスを与えるよ
うに、中間圧力が従可動スクロールに作用し、従可動ス
クロールと主可動スクロールとの接合状態が維持され
る。主可動スクロールはクランクケースの上で支持され
ている。クランクケース、案内リング、および分離プレ
ートは互いにボルトで結合されており、それらの間に主
可動スクロール、従可動スクロール、および回転防止機
構が支持されている。
【0011】本発明の共に旋回運動するスクロールの設
計においては、釣合いを得るために、2つのオルダム・
カップリングが別々に往復運動する。
計においては、釣合いを得るために、2つのオルダム・
カップリングが別々に往復運動する。
【0012】
【作用】基本的に本発明によれば、共に旋回運動する2
つのスクロール部材が、固定的な角度関係に保持されて
いる。各スクロール部材は、回転防止機構と協働し、か
つ、互いに結合された分離プレート、案内リングおよび
クランクケースの内部に位置している。この回転防止機
構は、2つのオルダム型カップリングの組み合わせとし
て構成されており、クランクケースと主可動スクロール
との間に位置している。2つのカップリングの協働によ
って、往復運動の不釣合いを相殺するような回転不釣合
いが発生する。この回転不釣合いは、一般的な釣合い重
りの回転によって、完全に釣り合わせることが可能であ
る。
つのスクロール部材が、固定的な角度関係に保持されて
いる。各スクロール部材は、回転防止機構と協働し、か
つ、互いに結合された分離プレート、案内リングおよび
クランクケースの内部に位置している。この回転防止機
構は、2つのオルダム型カップリングの組み合わせとし
て構成されており、クランクケースと主可動スクロール
との間に位置している。2つのカップリングの協働によ
って、往復運動の不釣合いを相殺するような回転不釣合
いが発生する。この回転不釣合いは、一般的な釣合い重
りの回転によって、完全に釣り合わせることが可能であ
る。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【0014】図1において、符号10は一般的な密閉ス
クロール圧縮機の下方部を示している。圧縮機10は、
本体12−1と上部カバー12−2とを有する外被つま
り外部ケース12を有する。外部ケース12内は、分離
プレート32によって吸入室16と吐出室17とに分割
されている。クランクケース20は本体12−1内に溶
接あるいは他の適宜な方法で固定されており、従来と同
様の構成により、クランク軸22とオルダム・カップリ
ング24を支持している。クランク軸22の偏心位置に
設けられた凹部22−1内には、主可動スクロール26
のハブ26−3が支持されている。主可動スクロール2
6はクランクケース20によって支持され、従来と同様
の構成でオルダム・カップリング24と協働する。クラ
ンク軸22は、主可動スクロール26を一定半径の軌道
に沿って駆動する。駆動側となる主可動スクロール26
はラップ26−1を有し、このラップ26−1が、従可
動スクロール28のラップ28−1と協働する。第2オ
ルダム・カップリング30は第1オルダム・カップリン
グ24と主可動スクロール26との間に配置されてい
る。
クロール圧縮機の下方部を示している。圧縮機10は、
本体12−1と上部カバー12−2とを有する外被つま
り外部ケース12を有する。外部ケース12内は、分離
プレート32によって吸入室16と吐出室17とに分割
されている。クランクケース20は本体12−1内に溶
接あるいは他の適宜な方法で固定されており、従来と同
様の構成により、クランク軸22とオルダム・カップリ
ング24を支持している。クランク軸22の偏心位置に
設けられた凹部22−1内には、主可動スクロール26
のハブ26−3が支持されている。主可動スクロール2
6はクランクケース20によって支持され、従来と同様
の構成でオルダム・カップリング24と協働する。クラ
ンク軸22は、主可動スクロール26を一定半径の軌道
に沿って駆動する。駆動側となる主可動スクロール26
はラップ26−1を有し、このラップ26−1が、従可
動スクロール28のラップ28−1と協働する。第2オ
ルダム・カップリング30は第1オルダム・カップリン
グ24と主可動スクロール26との間に配置されてい
る。
【0015】図1においては、オルダム・カップリング
24およびオルダム・カップリング30の対をなすキー
の中で、一方のキーおよびこれに隣接するキーのみが図
示されている。
24およびオルダム・カップリング30の対をなすキー
の中で、一方のキーおよびこれに隣接するキーのみが図
示されている。
【0016】また、図2に示すオルダム・カップリング
24は、格別に長いキーを有するものではなく、通常の
構成のものである。すなわち、ボア24−1の径方向反
対側の位置に配置された2対のキー24−2〜24−5
を有している。なお、例えば、キー24−5,24−4
のように、寸法的な制約を低減するため、各一対のキー
がボア24−1の直径に沿った位置以外に配置されるこ
ともある。一方の対のキーは、別の対のキーに対して直
角方向に位置し、各対がカップリング24の両面にそれ
ぞれ配置されている。図2では、キー24−4とキー2
4−5のみ直径に対しオフセットしているものとして示
されている。
24は、格別に長いキーを有するものではなく、通常の
構成のものである。すなわち、ボア24−1の径方向反
対側の位置に配置された2対のキー24−2〜24−5
を有している。なお、例えば、キー24−5,24−4
のように、寸法的な制約を低減するため、各一対のキー
がボア24−1の直径に沿った位置以外に配置されるこ
ともある。一方の対のキーは、別の対のキーに対して直
角方向に位置し、各対がカップリング24の両面にそれ
ぞれ配置されている。図2では、キー24−4とキー2
4−5のみ直径に対しオフセットしているものとして示
されている。
【0017】次に図3、図4に示すように、オルダム・
カップリング30は従来の設計とは異なり、非対称であ
り、かつ全てのキー30−2〜30−5がカップリング
30の同一の面にある。また、各対のキーの高さは異な
る。すなわち、カップリング30は、ボア30−1を有
するとともに、互いに対向する一対の短いキー30−
2、30−3と、互いに対向する一対の長いキー30−
4、30−5とを有している。
カップリング30は従来の設計とは異なり、非対称であ
り、かつ全てのキー30−2〜30−5がカップリング
30の同一の面にある。また、各対のキーの高さは異な
る。すなわち、カップリング30は、ボア30−1を有
するとともに、互いに対向する一対の短いキー30−
2、30−3と、互いに対向する一対の長いキー30−
4、30−5とを有している。
【0018】図5には、カップリング24のキー24−
4,24−5、およびカップリング30のキー30−2
〜30−5が図示されているが、これらのキーは全てカ
ップリング30よりも上方に突出している。
4,24−5、およびカップリング30のキー30−2
〜30−5が図示されているが、これらのキーは全てカ
ップリング30よりも上方に突出している。
【0019】主可動スクロール26、従可動スクロール
28およびオルダム・カップリング24,30は、クラ
ンクケース20と分離プレート32との間に設置されて
いる。分離プレート32は、吐出孔28−3と吐出室1
7とを連通する吐出通路32−1を有する。吐出通路3
2−1周囲の環状面32−2は、環状のO−リング等の
シール部材36、37に接している。ボア32−3は、
従可動スクロール28の軸方向の長さの大部分に対応す
る軸方向の長さを有している。これによりボア32−3
は、環状の案内リングつまり案内面を構成している。肩
部32−4はボア32−3を包囲している。周方向に間
隔を空けて設けられた脚部32−5が肩部32−4から
伸びており、この脚部32−5の内部表面32−6は、
ボア32−3よりも大きな直径を有している。ボア(案
内面)32−3は、主可動スクロール26および従可動
スクロール28を包囲している。従可動スクロール28
は、ベース28−2を有する。このベース28−2の表
面には、内周側環状凹部および外周側環状凹部が形成さ
れ、そこにO−リング等の適宜なシール部材36、37
がそれぞれ収納されている。1つまたは複数の流体通路
28−4がベース28−2を貫通して形成されており、
両シール部材36,37の間の部分と、ラッフ28−1
の互いに隣り合う湾曲部の間とを、この通路28−4が
連通している。
28およびオルダム・カップリング24,30は、クラ
ンクケース20と分離プレート32との間に設置されて
いる。分離プレート32は、吐出孔28−3と吐出室1
7とを連通する吐出通路32−1を有する。吐出通路3
2−1周囲の環状面32−2は、環状のO−リング等の
シール部材36、37に接している。ボア32−3は、
従可動スクロール28の軸方向の長さの大部分に対応す
る軸方向の長さを有している。これによりボア32−3
は、環状の案内リングつまり案内面を構成している。肩
部32−4はボア32−3を包囲している。周方向に間
隔を空けて設けられた脚部32−5が肩部32−4から
伸びており、この脚部32−5の内部表面32−6は、
ボア32−3よりも大きな直径を有している。ボア(案
内面)32−3は、主可動スクロール26および従可動
スクロール28を包囲している。従可動スクロール28
は、ベース28−2を有する。このベース28−2の表
面には、内周側環状凹部および外周側環状凹部が形成さ
れ、そこにO−リング等の適宜なシール部材36、37
がそれぞれ収納されている。1つまたは複数の流体通路
28−4がベース28−2を貫通して形成されており、
両シール部材36,37の間の部分と、ラッフ28−1
の互いに隣り合う湾曲部の間とを、この通路28−4が
連通している。
【0020】圧縮機10の組立ての際は、まず、クラン
クケース20の上部中央にある環状の突起部20−1と
ボア24−1との間に隙間を保ちつつカップリング24
を突起部20−1に配置する。このとき、キー24−2
はスロット20−2内に配置され、カップリング24上
のこれに整列した他方のキー24−3(図1には図示せ
ず)は、クランクケース20に整列した状態に形成され
た他方のスロット(図示せず)内に配置される。次に、
クランクケース20の上部中央にある環状の突起部20
−1とボア30−1との間に隙間を保ちつつ、カップリ
ング30を突起部20−1に配置する。ここで、図5に
良く示されているように、カップリング30がカップリ
ング24の上に重ねて配置されているが、キー24−4
とキー24−5は、カップリング30の径方向外側に配
置されており、カップリング30の上方に突出するよう
に、その高さ、つまり軸方向長さが大きくなっている。
主可動スクロール26は、キー24−4、および24−
5がスロット(図示せず)に嵌合した状態に配置されて
いる。クランクケース20、カップリング24および主
可動スクロール26によりなされる協働作用は、一般的
なスクロール圧縮機と同様である。構造的に異なるの
は、カップリング30が中間に存在するため、キー24
−4、キー24−5の高さが大きくなっている点のみで
ある。これらのキー24−4、24−5は、カップリン
グ24の運動に必要な空間を小さくするために、必要に
応じて、直径方向からずらした位置に配置しても良い。
クケース20の上部中央にある環状の突起部20−1と
ボア24−1との間に隙間を保ちつつカップリング24
を突起部20−1に配置する。このとき、キー24−2
はスロット20−2内に配置され、カップリング24上
のこれに整列した他方のキー24−3(図1には図示せ
ず)は、クランクケース20に整列した状態に形成され
た他方のスロット(図示せず)内に配置される。次に、
クランクケース20の上部中央にある環状の突起部20
−1とボア30−1との間に隙間を保ちつつ、カップリ
ング30を突起部20−1に配置する。ここで、図5に
良く示されているように、カップリング30がカップリ
ング24の上に重ねて配置されているが、キー24−4
とキー24−5は、カップリング30の径方向外側に配
置されており、カップリング30の上方に突出するよう
に、その高さ、つまり軸方向長さが大きくなっている。
主可動スクロール26は、キー24−4、および24−
5がスロット(図示せず)に嵌合した状態に配置されて
いる。クランクケース20、カップリング24および主
可動スクロール26によりなされる協働作用は、一般的
なスクロール圧縮機と同様である。構造的に異なるの
は、カップリング30が中間に存在するため、キー24
−4、キー24−5の高さが大きくなっている点のみで
ある。これらのキー24−4、24−5は、カップリン
グ24の運動に必要な空間を小さくするために、必要に
応じて、直径方向からずらした位置に配置しても良い。
【0021】そして、主可動スクロール26が所定の位
置に配置された状態では、カップリング30の短いキー
30−2およびキー30−3は、ベース26−2背面の
スロットに嵌合している(図1にはキー30−2を収納
したスロット26−4のみが図示されている)。従可動
スクロール28は、そのラップ28−1が主可動スクロ
ール26ラップ26−1に組み合わされた状態に配置さ
れる。また、従可動スクロール28には、カップリング
30の長いキー30−4、30−5が嵌合するようにこ
れらと一致する位置にスロットが形成されている(図1
にはキー30−4を収納したスロット28−5のみが図
示されている)。ベース28−2の背面に形成された溝
にはシール部材36、37が配置されている。分離プレ
ート32は、従可動スクロール28がそのボア32−3
内に収納され、かつカップリング24,30が脚部32
−5により囲まれた空間に収納されるように配置されて
いる。そして、分離プレート32の孔32−7とクラン
クケース20の孔20−3が一致するように並べられ、
これらを通るボルト42により両者が結合される。この
ようにして構成されたポンプ構造は、本体ケース12−
1に固定される。このような構造において、主可動スク
ロール26は、クランク軸22の軸A−Aとハブ26−
3の軸B−Bとの間の距離に等しい半径を有する円軌道
に沿った旋回運動を行う。従可動スクロール28は、ボ
ア32−3とベース28−2の直径差に等しい直径を有
する円に沿った旋回運動を行う。動作時、モーター60
はクランク軸22を軸A−Aを中心に回転させ、偏心位
置にある主可動スクロール26のハブ26−3を旋回さ
せる。主可動スクロール26はオルダム・カップリング
24と協働するため、クランク軸22により駆動される
と、軸A−Aと軸B−Bとの間の距離に等しい半径を有
する旋回運動を行う。主可動スクロール26のラップ2
6−1は、従可動スクロール28のラップ28−1と協
働して、吸入室16から吸入したガスを圧縮する。加圧
されたガスは、吐出孔28−3および吐出通路32−1
を介して吐出室17へ流出し、かつ吐出室17から出口
(図示せず)を経て冷凍システムへ供給される。スクロ
ール26、28内で生じたガスの圧力は、スクロール2
6、28に対し、両者を軸方向および放射方向に分離さ
せるように作用する。しかし、従可動スクロール28の
放射方向の動きは、ベース28−2に対し案内面として
作用するボア32−2の内周面によって規制される。さ
らに、カップリング30が、主可動スクロール26およ
び従可動スクロール28の双方と協働し、従可動スクロ
ール28の放射方向の動きを、主可動スクロール26に
対し旋回運動となるように規制する。ベース28−2と
ボア32−2との半径の差によって、従可動スクロール
28の旋回運動の半径が決定される。従って、必要があ
れば従可動スクロール28の旋回運動の径を、主可動ス
クロール26の旋回運動の直径と等しく、あるいはより
大きく設計することも可能である。また、従可動スクロ
ール28と主可動スクロール26とが軸方向に分離しよ
うとする動きは、ボルト42を介してクランクケース2
0に固定されてなる分離プレート32の環状表面32−
2によって規制される。さらに、環状チャンバー50内
に導かれた流体圧力によっても規制される。環状チャン
バー50は、分離プレート32と従可動スクロール28
との間に位置し、内周縁および外周縁がシール部材36
およびシール部材37によってそれぞれ区画されてい
る。この環状チャンバー50は、一つあるいは複数の流
体通路28−4を介して圧縮過程途中の中間的な圧力点
に連通している。従って、環状チャンバー50に導入さ
れた圧力によって、従可動スクロール28は主可動スク
ロール26へ向けて軸方向に付勢される。
置に配置された状態では、カップリング30の短いキー
30−2およびキー30−3は、ベース26−2背面の
スロットに嵌合している(図1にはキー30−2を収納
したスロット26−4のみが図示されている)。従可動
スクロール28は、そのラップ28−1が主可動スクロ
ール26ラップ26−1に組み合わされた状態に配置さ
れる。また、従可動スクロール28には、カップリング
30の長いキー30−4、30−5が嵌合するようにこ
れらと一致する位置にスロットが形成されている(図1
にはキー30−4を収納したスロット28−5のみが図
示されている)。ベース28−2の背面に形成された溝
にはシール部材36、37が配置されている。分離プレ
ート32は、従可動スクロール28がそのボア32−3
内に収納され、かつカップリング24,30が脚部32
−5により囲まれた空間に収納されるように配置されて
いる。そして、分離プレート32の孔32−7とクラン
クケース20の孔20−3が一致するように並べられ、
これらを通るボルト42により両者が結合される。この
ようにして構成されたポンプ構造は、本体ケース12−
1に固定される。このような構造において、主可動スク
ロール26は、クランク軸22の軸A−Aとハブ26−
3の軸B−Bとの間の距離に等しい半径を有する円軌道
に沿った旋回運動を行う。従可動スクロール28は、ボ
ア32−3とベース28−2の直径差に等しい直径を有
する円に沿った旋回運動を行う。動作時、モーター60
はクランク軸22を軸A−Aを中心に回転させ、偏心位
置にある主可動スクロール26のハブ26−3を旋回さ
せる。主可動スクロール26はオルダム・カップリング
24と協働するため、クランク軸22により駆動される
と、軸A−Aと軸B−Bとの間の距離に等しい半径を有
する旋回運動を行う。主可動スクロール26のラップ2
6−1は、従可動スクロール28のラップ28−1と協
働して、吸入室16から吸入したガスを圧縮する。加圧
されたガスは、吐出孔28−3および吐出通路32−1
を介して吐出室17へ流出し、かつ吐出室17から出口
(図示せず)を経て冷凍システムへ供給される。スクロ
ール26、28内で生じたガスの圧力は、スクロール2
6、28に対し、両者を軸方向および放射方向に分離さ
せるように作用する。しかし、従可動スクロール28の
放射方向の動きは、ベース28−2に対し案内面として
作用するボア32−2の内周面によって規制される。さ
らに、カップリング30が、主可動スクロール26およ
び従可動スクロール28の双方と協働し、従可動スクロ
ール28の放射方向の動きを、主可動スクロール26に
対し旋回運動となるように規制する。ベース28−2と
ボア32−2との半径の差によって、従可動スクロール
28の旋回運動の半径が決定される。従って、必要があ
れば従可動スクロール28の旋回運動の径を、主可動ス
クロール26の旋回運動の直径と等しく、あるいはより
大きく設計することも可能である。また、従可動スクロ
ール28と主可動スクロール26とが軸方向に分離しよ
うとする動きは、ボルト42を介してクランクケース2
0に固定されてなる分離プレート32の環状表面32−
2によって規制される。さらに、環状チャンバー50内
に導かれた流体圧力によっても規制される。環状チャン
バー50は、分離プレート32と従可動スクロール28
との間に位置し、内周縁および外周縁がシール部材36
およびシール部材37によってそれぞれ区画されてい
る。この環状チャンバー50は、一つあるいは複数の流
体通路28−4を介して圧縮過程途中の中間的な圧力点
に連通している。従って、環状チャンバー50に導入さ
れた圧力によって、従可動スクロール28は主可動スク
ロール26へ向けて軸方向に付勢される。
【0022】動作を要約すると、主可動スクロール26
は一定の旋回運動をするように駆動される。圧縮過程に
ある流体圧力によって、従可動スクロール28のベース
28−2は案内面となるボア32−2の内周表面へ押し
付けられ、かつ接触状態を保つ。従って、主可動スクロ
ール26および従可動スクロール28とオルダムカップ
リング30との協働作用によって従可動スクロール28
が主可動スクロール26に対し旋回運動を行う間、上記
の接触によって従可動スクロール28の半径方向の動き
が規制される。また、従可動スクロール28は、チャン
バー50内の流体圧力によって主可動スクロール26と
の軸方向の係合状態が保たれる。
は一定の旋回運動をするように駆動される。圧縮過程に
ある流体圧力によって、従可動スクロール28のベース
28−2は案内面となるボア32−2の内周表面へ押し
付けられ、かつ接触状態を保つ。従って、主可動スクロ
ール26および従可動スクロール28とオルダムカップ
リング30との協働作用によって従可動スクロール28
が主可動スクロール26に対し旋回運動を行う間、上記
の接触によって従可動スクロール28の半径方向の動き
が規制される。また、従可動スクロール28は、チャン
バー50内の流体圧力によって主可動スクロール26と
の軸方向の係合状態が保たれる。
【0023】前述の説明のように、オルダムカップリン
グ24は固定されたクランクケース20に対して往復運
動を行う。ここで、オルダムカップリング24は、主可
動スクロール26が旋回運動を行うのに対し、往復運動
のみ行うので、不釣合いが生じる。しかし、本発明で
は、オルダムカップリング30が、旋回運動をする主可
動スクロール26に対して往復運動を行う。この両スク
ロール26,28間のオルダムカップリング30の(質
量×変位)の軌跡を図6に示してある。図示するよう
に、オルダムカップリング30の(質量×変位)の軌跡
は、本質的に楕円形であり、その主軸(長軸)の径は主
円軌道(主可動スクロール24の旋回軌道)の直径にほ
ぼ等しく、従軸(短軸)の径は従円軌道(従可動スクロ
ール28の旋回軌道)の径にほぼ等しい。ボア32−3
とベース28−2との間の半径の差を変化させれば、オ
ルダムカップリング30の(質量×変位)の動きを示す
楕円の形を変化させることが可能である。
グ24は固定されたクランクケース20に対して往復運
動を行う。ここで、オルダムカップリング24は、主可
動スクロール26が旋回運動を行うのに対し、往復運動
のみ行うので、不釣合いが生じる。しかし、本発明で
は、オルダムカップリング30が、旋回運動をする主可
動スクロール26に対して往復運動を行う。この両スク
ロール26,28間のオルダムカップリング30の(質
量×変位)の軌跡を図6に示してある。図示するよう
に、オルダムカップリング30の(質量×変位)の軌跡
は、本質的に楕円形であり、その主軸(長軸)の径は主
円軌道(主可動スクロール24の旋回軌道)の直径にほ
ぼ等しく、従軸(短軸)の径は従円軌道(従可動スクロ
ール28の旋回軌道)の径にほぼ等しい。ボア32−3
とベース28−2との間の半径の差を変化させれば、オ
ルダムカップリング30の(質量×変位)の動きを示す
楕円の形を変化させることが可能である。
【0024】図7に示されるように、カップリング30
の変位は、回転質量の不釣合いと正弦曲線的に往復する
質量とを組合わせたものにほぼ相当する。カップリング
24の変位は、正弦曲線的であり、かつ完全に直線であ
る。キースロット(20−2,26−4及び28−5の
み図示する)は、互いに直角となるように配置されてお
り、2つの往復運動成分の位相が90°異なるようにな
っている。個々のオルダムカップリング24、30の質
量は、これらの往復運動の変位量と反比例する割合で設
定されており、従って、それぞれのカップリング24、
30における(質量×変位)の大きさが等しくなる。こ
の結果、2つの往復運動成分を合成すると、回転質量の
不釣合いと等価なものが得られる。従って、従来から知
られている釣合い重りの回転によって、完全に釣合わせ
ることができる。なお、カップリング24、30の各対
のキーを、90度以外の角度でもって交差させることも
可能である。特に、各キーを垂直から10度までの範囲
内で交差させれば、僅かな不釣合いが残るだけで十分に
効果的な釣合い作用を果たすことができる。
の変位は、回転質量の不釣合いと正弦曲線的に往復する
質量とを組合わせたものにほぼ相当する。カップリング
24の変位は、正弦曲線的であり、かつ完全に直線であ
る。キースロット(20−2,26−4及び28−5の
み図示する)は、互いに直角となるように配置されてお
り、2つの往復運動成分の位相が90°異なるようにな
っている。個々のオルダムカップリング24、30の質
量は、これらの往復運動の変位量と反比例する割合で設
定されており、従って、それぞれのカップリング24、
30における(質量×変位)の大きさが等しくなる。こ
の結果、2つの往復運動成分を合成すると、回転質量の
不釣合いと等価なものが得られる。従って、従来から知
られている釣合い重りの回転によって、完全に釣合わせ
ることができる。なお、カップリング24、30の各対
のキーを、90度以外の角度でもって交差させることも
可能である。特に、各キーを垂直から10度までの範囲
内で交差させれば、僅かな不釣合いが残るだけで十分に
効果的な釣合い作用を果たすことができる。
【0025】以上、本発明の好ましい具体例について図
示、説明したが、本発明はこれに限定されず種々の変更
が考えられる。例えば、寸法的な制約を低減するため
に、キーの位置を変更して正反対方向の運動を弦運動へ
変化させることができる。
示、説明したが、本発明はこれに限定されず種々の変更
が考えられる。例えば、寸法的な制約を低減するため
に、キーの位置を変更して正反対方向の運動を弦運動へ
変化させることができる。
【0026】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、オルダムカップリングを用いた回転防止機構に
よる往復運動の不釣合いを、一般的な釣合い重りの回転
によって十分に釣合わせることが可能となる。
よれば、オルダムカップリングを用いた回転防止機構に
よる往復運動の不釣合いを、一般的な釣合い重りの回転
によって十分に釣合わせることが可能となる。
【図1】本発明によるスクロール圧縮機の部分的な垂直
断面図である。
断面図である。
【図2】第1カップリングの上面図である。
【図3】第2カップリングの上面図である。
【図4】図3の4−4線に沿った断面図である。
【図5】第1カップリング部材の上に第2カップリング
部材を重ねた状態の上面図である。
部材を重ねた状態の上面図である。
【図6】本発明の回転防止カップリングの質量変位の説
明図である。
明図である。
【図7】本発明の原理による回転質量の不釣合いと正弦
曲線的に往復直線運動する質量との関係を示す説明図で
ある。
曲線的に往復直線運動する質量との関係を示す説明図で
ある。
10…圧縮機 12…外部ケース 12−1…本体ケース 12−2…上部カバー 16…吸入室 17…吐出室 20…クランクケース 20−1…突起部 20−2…キースロット 20−3…孔 22…クランク軸 22−1…凹部 24…第1オルダム・カップリング 24−1…ボア 24−2…キー 24−3…キー 24−4…キー 24−4…キー 24−5…キー 26…主可動スクロール 26−1…ラップ 26−2…ベース 26−3…ハブ 26−4…キースロット 28…従可動スクロール 28−1…ラップ 28−2…ベース 28−3…吐出孔 28−4…流体通路 28−5…キースロット 30…第2オルダム・カップリング 30−1…ボア 30−2…キー 30−3…キー 30−4…キー 30−5…キー 32…分離プレート 32−1…吐出通路 32−2…環状面 32−3…ボア(案内面) 32−4…肩部 32−5…脚部 32−6…脚部内部表面 32−7…孔 36…シール部材 37…シール部材 42…ボルト 50…環状チャンバー 60…モーター
Claims (1)
- 【請求項1】 2つのカップリングを用いた動的釣合い
方法であって、 第1カップリングの変位が正弦運動に対し完全な直線と
なるように、該第1カップリングを、第1スクロール部
材と固定クランクケースとにキー係合し、 第2カップリングの変位が楕円形となるように、該第2
カップリングを、前記第1スクロール部材と第2スクロ
ール部材とにキー係合し、 前記第1カップリングの変位の往復運動成分と前記第2
カップリングの変位の往復運動成分とが、互いに直角か
ら10°の範囲内で交差し、90°±10°以内の位相
差で動くように各カップリングに対するキースロットの
方向を設定し、 前記第1,第2カップリングの(質量×変位)の大きさ
が互いに等しくなるように、前記第1,第2カップリン
グの質量を、それぞれの往復運動変位量と反比例する割
合で設定し、釣合い重りの回転と平衡させ得る回転力を
生成させるようにしたことを特徴とする動的釣合い方
法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/808,820 US5141417A (en) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | Method for dynamically balancing nested coupling mechanisms for scroll machines |
US808,820 | 1991-12-17 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05248366A JPH05248366A (ja) | 1993-09-24 |
JP2545183B2 true JP2545183B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=25199836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4325251A Expired - Fee Related JP2545183B2 (ja) | 1991-12-17 | 1992-12-04 | スクロ―ル機用カップリング装置の動的釣合い方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5141417A (ja) |
EP (1) | EP0548001B1 (ja) |
JP (1) | JP2545183B2 (ja) |
KR (1) | KR960009862B1 (ja) |
CN (1) | CN1030853C (ja) |
AU (1) | AU654598B2 (ja) |
CA (1) | CA2084366C (ja) |
DE (1) | DE69203587T2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2750075B2 (ja) | 1992-08-18 | 1998-05-13 | キャリア コーポレイション | スクロールコンプレッサおよび2つのカップリングの動的釣合い方法 |
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US5449279A (en) * | 1993-09-22 | 1995-09-12 | American Standard Inc. | Pressure biased co-rotational scroll apparatus with enhanced lubrication |
JPH0849670A (ja) * | 1994-08-05 | 1996-02-20 | Toyota Autom Loom Works Ltd | スクロール型圧縮機 |
JPH08312541A (ja) * | 1995-05-19 | 1996-11-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | スクロール型流体機械 |
JP3865478B2 (ja) * | 1997-08-29 | 2007-01-10 | サンデン株式会社 | スクロール型圧縮機 |
US6231324B1 (en) * | 2000-02-02 | 2001-05-15 | Copeland Corporation | Oldham coupling for scroll machine |
US6280155B1 (en) | 2000-03-21 | 2001-08-28 | Tecumseh Products Company | Discharge manifold and mounting system for, and method of assembling, a hermetic compressor |
US20110091341A1 (en) * | 2009-10-21 | 2011-04-21 | Carlos Zamudio | Method and apparatus for establishing clearances in scroll compressor |
WO2012111863A1 (ko) * | 2011-02-17 | 2012-08-23 | Lee Jae Young | 스크롤 압축기의 더스트 시일 고정장치 |
FR3000143B1 (fr) * | 2012-12-21 | 2018-11-09 | Danfoss Commercial Compressors | Compresseur a spirales ayant des premier et second joints de oldham |
US9790942B2 (en) * | 2015-08-21 | 2017-10-17 | Honeywell International Inc. | Low vibration scroll compressor for aircraft application |
US10400770B2 (en) | 2016-02-17 | 2019-09-03 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Compressor with Oldham assembly |
US11136977B2 (en) | 2018-12-31 | 2021-10-05 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Compressor having Oldham keys |
US11624366B1 (en) * | 2021-11-05 | 2023-04-11 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Co-rotating scroll compressor having first and second Oldham couplings |
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---|---|---|---|---|
US3874827A (en) * | 1973-10-23 | 1975-04-01 | Niels O Young | Positive displacement scroll apparatus with axially radially compliant scroll member |
KR950007515B1 (ko) * | 1990-01-08 | 1995-07-11 | 가부시기가이샤 히다찌 세아사꾸쇼 | 스크롤 압축기 |
-
1991
- 1991-12-17 US US07/808,820 patent/US5141417A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-11-27 KR KR1019920022557A patent/KR960009862B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-12-02 CA CA002084366A patent/CA2084366C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-04 JP JP4325251A patent/JP2545183B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-10 DE DE69203587T patent/DE69203587T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-10 EP EP92630108A patent/EP0548001B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-16 AU AU30158/92A patent/AU654598B2/en not_active Ceased
- 1992-12-16 CN CN92115092A patent/CN1030853C/zh not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2750075B2 (ja) | 1992-08-18 | 1998-05-13 | キャリア コーポレイション | スクロールコンプレッサおよび2つのカップリングの動的釣合い方法 |
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---|---|
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AU3015892A (en) | 1993-06-24 |
CA2084366C (en) | 1995-05-16 |
DE69203587D1 (de) | 1995-08-24 |
KR930013482A (ko) | 1993-07-21 |
CA2084366A1 (en) | 1993-06-18 |
EP0548001B1 (en) | 1995-07-19 |
US5141417A (en) | 1992-08-25 |
DE69203587T2 (de) | 1996-01-04 |
CN1030853C (zh) | 1996-01-31 |
EP0548001A1 (en) | 1993-06-23 |
AU654598B2 (en) | 1994-11-10 |
CN1076009A (zh) | 1993-09-08 |
KR960009862B1 (ko) | 1996-07-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960528 |
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R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |