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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- 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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- 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
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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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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5330334A (en) * | 1993-08-26 | 1994-07-19 | Carrier Corporation | Compact Oldham coupling |
| 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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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| AU3015892A (en) | 1993-06-24 |
| CA2084366C (en) | 1995-05-16 |
| DE69203587D1 (de) | 1995-08-24 |
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| 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 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 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 |