JP2677980B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents
スクロール圧縮機Info
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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
- 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
- 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
- F04C18/0223—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 with symmetrical double wraps
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍用あるいは空
調用として使用されるスクロール圧縮機に係り、特に、
小形化と信頼性の向上とを志向したスクロール圧縮機に
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】スクロール圧縮機は、端板と、この端板
と一体にインボリユート曲線などで形成されたうず巻状
のラツプとを有する一対のスクロール部材を、互いにラ
ツプを向かい合わせて噛み合わせ、一方のスクロール部
材、すなわち旋回スクロール部材を他方のスクロール部
材、すなわち固定スクロール部材に対して見かけ上自転
しないように維持しつつ旋回運動させ、ガスを圧縮する
ようにしたものである。このようなスクロール圧縮機に
おいては、通常、ラツプ相互の噛み合わせによつて形成
される圧縮室内のガス圧力により、旋回運動を行なう旋
回スクロール部材へスラスト力が働き、これが機械的な
摩擦損失の主因をなしていた。 【０００３】このスラスト力をなくすために、旋回スク
ロール部材の端板の両面にラツプを形成し、これらのラ
ツプのそれぞれと噛み合つて圧縮室を形成する固定スク
ロール部材を前記スクロール部材の両面側に配設するこ
とにより、圧縮室を背中合せにしてスラスト力を相殺す
るようにするとともに、前記旋回スクロール部材の端板
の外周部に駆動機構を設けるようにしたものが、特開昭
51−104609号公報に記載されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、旋回
スクロール部材の端板の外周部に駆動機構を設けている
ため、スクロール圧縮機の径が大きくなつてしまい、モ
ータの外径を密閉容器の径とする密閉形スクロール圧縮
機（たとえば、冷蔵庫などの家庭電気品用として使用さ
れているもの）への適用が難しかつた。また、シール性
の低下（固定スクロール部材の変形によるシール性の低
下）の改善，起動時の負荷軽減，異常過圧縮時の保護と
いつた実用上の問題点についての解決策も示されておら
ず、信頼性にも問題点があつた。 【０００５】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決するために成されたもので、両面にラツプを設けた旋
回スクロール部材を具備し、圧縮機外形寸法の小型化が
図られ、かつ信頼性に優れたスクロール圧縮機を提供す
ることを目的とする。 【０００６】 【０００７】上記目的を達成するために、本発明のスク
ロール圧縮機に係る第一の発明の構成は、端板の両面に
うず巻き状のラツプを設けた旋回スクロール部材の両面
側に、前記ラツプのそれぞれと噛み合つて圧縮室を形成
することができるラツプを設けた固定スクロール部材を
配設し、圧縮機部本体に吸入口を設けた圧縮機部と、前
記旋回スクロール部材を駆動軸によつて所定半径の旋回
運動をさせることにより、前記吸入口から両圧縮室へ吸
入した作動流体を圧縮するようにした駆動部とを、密閉
容器内に収納したスクロール圧縮機において、前記旋回
スクロールを所定方向にのみ移動を許す直線部として、
前記旋回スクロールの外周部に位置する静止部材である
ケーシングの内周側に、対称位置に該ケーシングの半径
方向に直交する複数個のスライド面を設け、このスライ
ド面に垂直方向に移動を許す部材として、前記旋回スク
ロール部材の端板内に、前記スライド面に直角な方向に
複数個穿設したスライド孔に摺動可能にスライドピン手
段を設け、このスライドピン手段の端部側板を前記スラ
イド面に摺動可能に支持させたものである。 【０００８】また、上記目的を達成するために、本発明
のスクロール圧縮機に係る第二の発明の構成は、端板の
両面にうず巻き状のラツプを設けた旋回スクロール部材
の両面側に、前記ラツプのそれぞれと噛み合つて圧縮室
を形成することができるラツプを設けた固定スクロール
部材を配設し、圧縮機部本体に吸入口を設けた圧縮機部
と、前記旋回スクロール部材を駆動軸によつて所定半径
の旋回運動をさせることにより、前記吸入口から両圧縮
室へ吸入した作動流体を圧縮するようにした駆動部と
を、密閉容器内に収納したスクロール圧縮機において、
前記旋回スクロールを所定方向にのみ移動を許す直線部
として、前記旋回スクロールの端板の側面部に、対称位
置に該旋回スクロールの半径方向に直交する複数個のス
ライド面を設け、このスライド面に垂直方向に移動を許
す部材として、前記旋回スクロールの外周部に位置する
静止部材であるケーシングに、前記スライド面に直角な
方向に複数個穿設したスライド孔に摺動可能にスライド
ピン手段を設け、このスライドピン手段の端部側板を前
記スライド面に摺動可能に支持させたものである。 【０００９】なお、上記技術的手段による働きは次のと
おりである。旋回スクロール部材の一方のラツプの中心
部を駆動し、側面部に自転防止装置を設けるようにした
もので、旋回スクロール部材の端板の外周部に駆動機構
をもつ従来の構成に比べて、スクロール圧縮機の外径を
小さくすることができ、小形化が可能となる。また、両
固定スクロール部材の背面へ吐出圧力が作用するように
しているため、圧縮室内の圧力による固定スクロール部
材の変形が矯正され、クリアランスの増大によるシール
性の低下がなくなる。 【００１０】 【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１ないし
図７を参照して説明する。 〔実施の形態 １〕図１は、本発明の一実施の形態に係
るスクロール圧縮機の縦断面図、図２は、図１における
Ａ−Ａ矢視断面図、図３は、図１におけるＢ−Ｂ矢視断
面図、図４は、図１におけるＣ−Ｃ矢視断面図、図５
は、図４における支持具の詳細を示すＤ−Ｄ矢視断面
図、図６は、図１における圧縮機部の詳細を示す拡大縦
断面図である。 【００１１】このスクロール圧縮機の概要を、図を用い
て説明すると、これは、両面にうず巻き状のラツプ２
ｂ，２ｂ′を設けた旋回スクロール部材２の両面側に、
前記ラツプ２ｂ，２ｂ′のそれぞれと噛み合つて圧縮室
１７，１７′を形成することができるラツプ３ｂ，４ｂ
を設けた固定スクロール部材３，４を配設し、圧縮機部
本体の静止部材に係るケーシング８に吸入口に係る吸込
パイプ１１を設けた圧縮機部Ｓと、自転防止装置によつ
て前記旋回スクロール部材２の自転を防止しながら、該
旋回スクロール部材２を、駆動軸５によつて所定半径ε
の旋回運動をさせることにより、前記吸込パイプ１１か
ら両圧縮室１７，１７′へ吸入したガスを圧縮するよう
にした駆動部Ｍとを、密閉容器１０内に収納し、この密
閉容器１０をガスの吐出室１０ａにしたスクロール圧縮
機にしたものである。 【００１２】駆動部Ｍの駆動力を伝える駆動軸５のクラ
ンク部５ａを、旋回スクロール部材２の、一方のラツプ
２ｂを設けた面のラツプ中心部に穿設した軸受部２ｄへ
嵌入し、この軸受部２ｄ近傍に、前記旋回スクロール部
材２の両面側の圧縮室１７，１７′同士を連通するガス
移動通路２ｅを穿設し、前記軸受部２ｄを穿設した側と
反対側にある固定スクロール部材３の中心部に、ラツプ
３ｂを設けた面から背面へ貫通する吐出口３ｃを穿設
し、両固定スクロール部材３，４の背面間を連通せしめ
る吐出ガス通路１３を穿設し、一方の固定スクロール部
材４を他方の固定スクロール部材３に対して軸方向へ微
小量δ（たとえば、１５〜１５０μｍ）だけ移動可能に
し、自転防止装置を、ケーシング８で前記旋回スクロー
ル部材２の外周部側面を、該旋回スクロール部材２の旋
回運動を許すだけ変位しうるように支持する外周支持式
自転防止装置１６にしたスクロール圧縮機１である。 【００１３】以下、詳細に説明する。図１において、２
は旋回スクロール部材で、端板２ａとその両面に一体に
形成されたラツプ２ｂ，２ｂ′とからなり、ラツプ２
ｂ′側の中心部には軸受部２ｄが形成されている。３，
４は固定スクロール部材で、各々端板３ａ，４ａとラツ
プ３ｂ，４ｂとからなる。ラツプ２ｂ，２ｂ′，３ｂ，
４ｂは、すべて同一のインボリユート曲線で形成されて
いる。固定スクロール部材３の中心部には吐出口３ｃが
穿設されている。５は、中心に給油孔５ｂを貫通して穿
設した駆動軸であり、その上端にεだけ偏心しているク
ランク部５ａを有し、このクランク部５ａが旋回スクロ
ール部材２の軸受部２ｄへはめ込まれている。そして、
この駆動軸５の下端側は駆動部に係るモータ６のロータ
６ａへ嵌入されている。 【００１４】７は、中央に主軸受７ａを形成したメイン
フレームであり、その主軸受７ａで駆動軸５を軸支して
いる。８は静止部材に係るケーシングであり、旋回スク
ロール部材２の外周部に位置し、一面はメインフレーム
７および固定スクロール部材４の端板４ａ外周部に接
し、他面は固定スクロール部材３の端板３ａに接してい
る。すなわち、ケーシング８、固定スクロール部材３，
４とメインフレーム７とで旋回スクロール部材２を包囲
し、吸込室８ａ形成している。固定スクロール部材４は
メインフレーム７へはめ込まれており、ピン９で位置決
めされている。 【００１５】図６に示すように、固定スクロール部材４
の端板４ａの下面とメインフレーム７上面との対接部
は、固定スクロール部材４が背圧の作用で他方の固定ス
クロール部材３に対して軸方向へ微小量δだけ移動可能
に構成している。１０は密閉容器、１１は吸込パイプ、
１２は吐出パイプ、１３は吐出ガス通路、１４は、密閉
容器１０内に貯められた潤滑油である。 【００１６】図２〜４において、１５は、固定スクロー
ル部材３をケーシング８を介してメインフレーム７へ締
付け固定している固定ボルトである。記号Ｏｆは固定ス
クロール中心、Ｏｍは旋回スクロール中心であり、１
７，１７′は圧縮室である。２ｅは、旋回スクロール部
材２のラツプ２ｂ′の巻き始めの部分に、端板２ａを貫
通して設けられているガス移動通路である。 【００１７】図４〜５において、１６は外周支持式自転
防止装置であつて、これは、ケーシング８で旋回スクロ
ール部材２の端板２ａの外周部側面を半径εの旋回運動
を許すだけＸ，Ｙ方向へ変位しうるように支持したもの
である。詳しくは、ピン部１６ａと、その基部にピン軸
と垂直方向に設けた側板部１６ｂとを有するスライドピ
ンＰの側板部１６ｂを、ケーシング８の内周側に設けた
スライド面８ｂでＸ方向へ摺動可能に支持し、ピン部１
６ａを、旋回スクロール部材２の端板２ａの半径方向に
穿設したスライド穴２ｃへ、圧縮ばね１６ｃを介挿して
Ｙ方向へ摺動可能に嵌入してなる支持具１６Ａと、この
支持具１６Ａと対向して配設した全く同一構成の支持具
１６Ｂとからなるものである。前記スライドピンＰに
は、スライド穴１６ｃと吸込室８ａとを連通するガス逃
がし穴１６ｄが穿設されている。 【００１８】このように構成したスクロール圧縮機１の
動作を説明する。モータ６へ通電するとロータ６ａが回
転し、これに固定されている駆動軸５が回転する。すな
わち外周支持式自転防止装置１６の自転防止作用（この
自転防止作用については後述する）により、旋回スクロ
ール部材２が、自転することなく、駆動軸５のクランク
部５ａにより半径εで旋回運動をする。 【００１９】旋回スクロール部材２が旋回すると、吸込
パイプ１１を経て吸込室８ａへ入り込んだガスは、旋回
スクロール部材２のラツプ２ｂと固定スクロール部材３
のラツプ３ｂ、および旋回スクロール部材２のラツプ２
ｂ′を固定スクロール部材４のラツプ４ｂにより形成さ
れる各々の圧縮室１７，１７′内に閉じ込められ、回転
とともに各々の圧縮室１７，１７′は体積を縮小してガ
ス圧縮作用をなす（このガス圧縮時におけるシール性向
上作用，起動負荷軽減作用および異常過圧時の保護作用
については後述する）。 【００２０】圧縮室１７′で圧縮されたガスは、ラツプ
２ｂ′の巻き始めの部分に達すると、この部分に形成さ
れたガス移動通路２ｅを通つて圧縮室１７へ移動し、さ
らに圧縮されて、吐出口３ｃから密閉容器１０の吐出室
１０ａ内へ吐出される。この圧縮されたガスは吐出ガス
通路１３を通り、モータ６の周囲を通つて該モータ６を
冷却し、吐出パイプ１２から外部へ供給される。ここ
で、旋回スクロール部材２に働くスラスト力は、ラツプ
２ｂ，２ｂ′およびラツプ３ｂ，４ｂともに同一のイン
ボリユート曲線で形成されているため、圧縮室１７と１
７′の大部分で圧力均衡した状態にある。 【００２１】旋回スクロール部材２の片面のラツプ２
ｂ′が途中でカツトされ、そこに軸受部２ｄが設けられ
ていることから多少の圧力不均衡となるが、この部分は
周辺部に比べて面積も小さく、駆動軸５の給油孔５ｂか
ら軸受部２ｄへ圧油が流入して吐出圧力が加わるため差
圧も小さく、スラスト力としてはほとんど問題にならな
いレベルである。 【００２２】前記自転防止作用を、図４，５を参照して
説明すると、旋回スクロール部材２の端板２ａに対称位
置に形成されたスライド穴２ｃ内に圧縮ばね１６ｃがお
かれ、この圧縮ばね１６ｃによりピン部１６ａは外側へ
押圧され、側板部１６ｂがケーシング８の内周部に対称
位置に形成されたスライド面８ｂと当接した状態で、矢
印に示すＸ方向へ往復運動が可能となる。また、旋回ス
クロール部材２は、ピン部１６ａに対して矢印で示すＹ
方向へ往復運動が許容されている。これらの２つの往復
運動が組み合わされ、旋回スクロール部材２は、自転す
ることなしに半径εの旋回運動を行なうことができる。 【００２３】また、前記シール性向上作用を、図６を参
照して説明すると、固定スクロール３，４の背面へ吐出
圧力が作用するため、固定スクロール部材３，４は一点
鎖線で示すように（固定スクロール３のみ図示）変形
し、中央部付近ではラツプ間のクリアランスを小さくし
てシール性を向上させる。これに対して、従来のよう
に、固定スクロール部材３，４の背面へ圧力がかからな
い状態では、圧縮室１７，１７′内の圧力により固定ス
クロール部材３，４が破線の如く中央部付近で膨む変形
を起こしてラツプ間のクリアランスが増大し、シール性
が悪化して性能を低下させていた。 【００２４】最後に、前記起動負荷軽減作用，異常過圧
時の保護作用を、図６を参照して説明する。固定スクロ
ール部材４は、ケーシング８とメインフレーム７との間
に置かれ、軸方向へ微小量δ（１５〜１５０μｍ程度）
だけ移動可能となつているため、起動前の全部の圧力が
均衝した状態では、固定スクロール部材４，旋回スクロ
ール部材２が重力によつて下方へ下がり、固定スクロー
ル部材４の端板４ａがメインフレーム７と当接し、また
旋回スクロール部材２と固定スクロール部材４とが当接
し、軸方向のクリアランスがδだけ増大した状態になつ
ている。 【００２５】したがつて、起動時には、両固定スクロー
ル部材３，４へ背圧が作用せず、ほとんどガス圧縮をし
ない状態で運転を開始することができ、運転の経過とと
もに徐々に背圧が作用して通常の圧縮運転を行なうよう
になるので、モータ６に必要な起動トルクは大幅に軽減
される。また非圧縮媒体である油や液体を吸込んで圧縮
し、圧縮室１７，１７′内に異常高圧が発生した場合に
は、この固定スクロール部材４が軸方向へ移動して、圧
縮作用を行なわなくなるため、スロール圧縮機１を破損
するなどの不都合は発生しない。 【００２６】以上説明した実施の形態によれば、両面に
ラツプ２ｂ，２ｂ′を設けた旋回スクロール部材２の片
面側の中心部で駆動して圧縮運転をすることができるの
で、スクロール圧縮機１の小形化が達成され、また両側
の固定スクロール部材３，４の背面へ吐出圧力を作用さ
せることによりシール性が向上し、これに加えて一方の
固定スクロール部材４を軸方向へ微小量δだけ移動可能
とすることにより、起動時の負荷軽減，異常過圧縮時の
保護といつた実用上の問題点が解決され、家庭用電気品
などに使用しうる密閉形スクロール圧縮機を容易に実現
することができるという効果がある。 【００２７】なお、本実施の形態においては、ラツプ２
ｂ,２ｂ´，３ｂ，４ｂの形状をすべて同一にしたが、
たとえば、軸受部２ｄを穿設した側のラツプ２ｂ´,４
ｂのラツプ巻数を、反対側のラツプ２ｂ，３ｂよりも密
にすれば、旋回スクロール部材２に作用するスラスト力
を完全にゼロにすることができる。さらに、固定スクロ
ール部材４の背面とメインフレーム７との間にスプリン
グなどを介在させるようにすれば、ガス圧縮運転開始時
の立ち上がりを、きわめてスムーズに行なうことができ
る。 【００２８】さらにまた、本実施の形態においては、外
周支持式自転防止装置１６を、互いに対向して配設した
２組１対の支持具１６Ａ，１６Ｂによつて構成するよう
にしたが、前記支持具は、旋回スクロール中心Ｏｍに関
して対称位置に３組以上配設するようにしてもよい。ま
た、前記支持具１６Ａ，１６Ｂを、旋回スクロール中心
Ｏｍに対して、旋回スクロール部材２に作用するガス圧
縮にともなう自転モーメントを打ち消す方向に、所定量
だけオフセツトして配設してもよく、このようにすれ
ば、前記支持具１６Ａ，１６Ｂに作用する摩擦力が減少
し、さらに機械効率を向上させることができるという利
点がある。 【００２９】他の実施の形態を説明する。 〔実施の形態 ２〕図７は、本発明の他の実施の形態に
係るスクロール圧縮機の横断面図（前記実施の形態の図
４に相当する図）である。この図７において、図４と同
一符号を付したものは同一部分であるから、その説明を
省略する。この実施の形態における外周支持式自転防止
装置１６′は、前記実施の形態における外周支持式自転
防止装置１６とは逆に、スライド穴８ｃをケーシング８
に形成し、スライド面２ｆは旋回スクロール部材２の端
板２ａの側面部をカツトして形成されている。この場合
にも、２つの往復運転Ｘ方向，Ｙ方向が組み合わされ
て、旋回スクロール部材２の自転が防止され、半径εの
旋回運転を行なうことが可能となる。 【００３０】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、両面にラツプを設けた旋回スクロール部材を具備
し、圧縮機外形寸法の小型化が図られ、かつ信頼性に優
れたスクロール圧縮機を提供することができる。
調用として使用されるスクロール圧縮機に係り、特に、
小形化と信頼性の向上とを志向したスクロール圧縮機に
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】スクロール圧縮機は、端板と、この端板
と一体にインボリユート曲線などで形成されたうず巻状
のラツプとを有する一対のスクロール部材を、互いにラ
ツプを向かい合わせて噛み合わせ、一方のスクロール部
材、すなわち旋回スクロール部材を他方のスクロール部
材、すなわち固定スクロール部材に対して見かけ上自転
しないように維持しつつ旋回運動させ、ガスを圧縮する
ようにしたものである。このようなスクロール圧縮機に
おいては、通常、ラツプ相互の噛み合わせによつて形成
される圧縮室内のガス圧力により、旋回運動を行なう旋
回スクロール部材へスラスト力が働き、これが機械的な
摩擦損失の主因をなしていた。 【０００３】このスラスト力をなくすために、旋回スク
ロール部材の端板の両面にラツプを形成し、これらのラ
ツプのそれぞれと噛み合つて圧縮室を形成する固定スク
ロール部材を前記スクロール部材の両面側に配設するこ
とにより、圧縮室を背中合せにしてスラスト力を相殺す
るようにするとともに、前記旋回スクロール部材の端板
の外周部に駆動機構を設けるようにしたものが、特開昭
51−104609号公報に記載されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、旋回
スクロール部材の端板の外周部に駆動機構を設けている
ため、スクロール圧縮機の径が大きくなつてしまい、モ
ータの外径を密閉容器の径とする密閉形スクロール圧縮
機（たとえば、冷蔵庫などの家庭電気品用として使用さ
れているもの）への適用が難しかつた。また、シール性
の低下（固定スクロール部材の変形によるシール性の低
下）の改善，起動時の負荷軽減，異常過圧縮時の保護と
いつた実用上の問題点についての解決策も示されておら
ず、信頼性にも問題点があつた。 【０００５】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決するために成されたもので、両面にラツプを設けた旋
回スクロール部材を具備し、圧縮機外形寸法の小型化が
図られ、かつ信頼性に優れたスクロール圧縮機を提供す
ることを目的とする。 【０００６】 【０００７】上記目的を達成するために、本発明のスク
ロール圧縮機に係る第一の発明の構成は、端板の両面に
うず巻き状のラツプを設けた旋回スクロール部材の両面
側に、前記ラツプのそれぞれと噛み合つて圧縮室を形成
することができるラツプを設けた固定スクロール部材を
配設し、圧縮機部本体に吸入口を設けた圧縮機部と、前
記旋回スクロール部材を駆動軸によつて所定半径の旋回
運動をさせることにより、前記吸入口から両圧縮室へ吸
入した作動流体を圧縮するようにした駆動部とを、密閉
容器内に収納したスクロール圧縮機において、前記旋回
スクロールを所定方向にのみ移動を許す直線部として、
前記旋回スクロールの外周部に位置する静止部材である
ケーシングの内周側に、対称位置に該ケーシングの半径
方向に直交する複数個のスライド面を設け、このスライ
ド面に垂直方向に移動を許す部材として、前記旋回スク
ロール部材の端板内に、前記スライド面に直角な方向に
複数個穿設したスライド孔に摺動可能にスライドピン手
段を設け、このスライドピン手段の端部側板を前記スラ
イド面に摺動可能に支持させたものである。 【０００８】また、上記目的を達成するために、本発明
のスクロール圧縮機に係る第二の発明の構成は、端板の
両面にうず巻き状のラツプを設けた旋回スクロール部材
の両面側に、前記ラツプのそれぞれと噛み合つて圧縮室
を形成することができるラツプを設けた固定スクロール
部材を配設し、圧縮機部本体に吸入口を設けた圧縮機部
と、前記旋回スクロール部材を駆動軸によつて所定半径
の旋回運動をさせることにより、前記吸入口から両圧縮
室へ吸入した作動流体を圧縮するようにした駆動部と
を、密閉容器内に収納したスクロール圧縮機において、
前記旋回スクロールを所定方向にのみ移動を許す直線部
として、前記旋回スクロールの端板の側面部に、対称位
置に該旋回スクロールの半径方向に直交する複数個のス
ライド面を設け、このスライド面に垂直方向に移動を許
す部材として、前記旋回スクロールの外周部に位置する
静止部材であるケーシングに、前記スライド面に直角な
方向に複数個穿設したスライド孔に摺動可能にスライド
ピン手段を設け、このスライドピン手段の端部側板を前
記スライド面に摺動可能に支持させたものである。 【０００９】なお、上記技術的手段による働きは次のと
おりである。旋回スクロール部材の一方のラツプの中心
部を駆動し、側面部に自転防止装置を設けるようにした
もので、旋回スクロール部材の端板の外周部に駆動機構
をもつ従来の構成に比べて、スクロール圧縮機の外径を
小さくすることができ、小形化が可能となる。また、両
固定スクロール部材の背面へ吐出圧力が作用するように
しているため、圧縮室内の圧力による固定スクロール部
材の変形が矯正され、クリアランスの増大によるシール
性の低下がなくなる。 【００１０】 【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１ないし
図７を参照して説明する。 〔実施の形態 １〕図１は、本発明の一実施の形態に係
るスクロール圧縮機の縦断面図、図２は、図１における
Ａ−Ａ矢視断面図、図３は、図１におけるＢ−Ｂ矢視断
面図、図４は、図１におけるＣ−Ｃ矢視断面図、図５
は、図４における支持具の詳細を示すＤ−Ｄ矢視断面
図、図６は、図１における圧縮機部の詳細を示す拡大縦
断面図である。 【００１１】このスクロール圧縮機の概要を、図を用い
て説明すると、これは、両面にうず巻き状のラツプ２
ｂ，２ｂ′を設けた旋回スクロール部材２の両面側に、
前記ラツプ２ｂ，２ｂ′のそれぞれと噛み合つて圧縮室
１７，１７′を形成することができるラツプ３ｂ，４ｂ
を設けた固定スクロール部材３，４を配設し、圧縮機部
本体の静止部材に係るケーシング８に吸入口に係る吸込
パイプ１１を設けた圧縮機部Ｓと、自転防止装置によつ
て前記旋回スクロール部材２の自転を防止しながら、該
旋回スクロール部材２を、駆動軸５によつて所定半径ε
の旋回運動をさせることにより、前記吸込パイプ１１か
ら両圧縮室１７，１７′へ吸入したガスを圧縮するよう
にした駆動部Ｍとを、密閉容器１０内に収納し、この密
閉容器１０をガスの吐出室１０ａにしたスクロール圧縮
機にしたものである。 【００１２】駆動部Ｍの駆動力を伝える駆動軸５のクラ
ンク部５ａを、旋回スクロール部材２の、一方のラツプ
２ｂを設けた面のラツプ中心部に穿設した軸受部２ｄへ
嵌入し、この軸受部２ｄ近傍に、前記旋回スクロール部
材２の両面側の圧縮室１７，１７′同士を連通するガス
移動通路２ｅを穿設し、前記軸受部２ｄを穿設した側と
反対側にある固定スクロール部材３の中心部に、ラツプ
３ｂを設けた面から背面へ貫通する吐出口３ｃを穿設
し、両固定スクロール部材３，４の背面間を連通せしめ
る吐出ガス通路１３を穿設し、一方の固定スクロール部
材４を他方の固定スクロール部材３に対して軸方向へ微
小量δ（たとえば、１５〜１５０μｍ）だけ移動可能に
し、自転防止装置を、ケーシング８で前記旋回スクロー
ル部材２の外周部側面を、該旋回スクロール部材２の旋
回運動を許すだけ変位しうるように支持する外周支持式
自転防止装置１６にしたスクロール圧縮機１である。 【００１３】以下、詳細に説明する。図１において、２
は旋回スクロール部材で、端板２ａとその両面に一体に
形成されたラツプ２ｂ，２ｂ′とからなり、ラツプ２
ｂ′側の中心部には軸受部２ｄが形成されている。３，
４は固定スクロール部材で、各々端板３ａ，４ａとラツ
プ３ｂ，４ｂとからなる。ラツプ２ｂ，２ｂ′，３ｂ，
４ｂは、すべて同一のインボリユート曲線で形成されて
いる。固定スクロール部材３の中心部には吐出口３ｃが
穿設されている。５は、中心に給油孔５ｂを貫通して穿
設した駆動軸であり、その上端にεだけ偏心しているク
ランク部５ａを有し、このクランク部５ａが旋回スクロ
ール部材２の軸受部２ｄへはめ込まれている。そして、
この駆動軸５の下端側は駆動部に係るモータ６のロータ
６ａへ嵌入されている。 【００１４】７は、中央に主軸受７ａを形成したメイン
フレームであり、その主軸受７ａで駆動軸５を軸支して
いる。８は静止部材に係るケーシングであり、旋回スク
ロール部材２の外周部に位置し、一面はメインフレーム
７および固定スクロール部材４の端板４ａ外周部に接
し、他面は固定スクロール部材３の端板３ａに接してい
る。すなわち、ケーシング８、固定スクロール部材３，
４とメインフレーム７とで旋回スクロール部材２を包囲
し、吸込室８ａ形成している。固定スクロール部材４は
メインフレーム７へはめ込まれており、ピン９で位置決
めされている。 【００１５】図６に示すように、固定スクロール部材４
の端板４ａの下面とメインフレーム７上面との対接部
は、固定スクロール部材４が背圧の作用で他方の固定ス
クロール部材３に対して軸方向へ微小量δだけ移動可能
に構成している。１０は密閉容器、１１は吸込パイプ、
１２は吐出パイプ、１３は吐出ガス通路、１４は、密閉
容器１０内に貯められた潤滑油である。 【００１６】図２〜４において、１５は、固定スクロー
ル部材３をケーシング８を介してメインフレーム７へ締
付け固定している固定ボルトである。記号Ｏｆは固定ス
クロール中心、Ｏｍは旋回スクロール中心であり、１
７，１７′は圧縮室である。２ｅは、旋回スクロール部
材２のラツプ２ｂ′の巻き始めの部分に、端板２ａを貫
通して設けられているガス移動通路である。 【００１７】図４〜５において、１６は外周支持式自転
防止装置であつて、これは、ケーシング８で旋回スクロ
ール部材２の端板２ａの外周部側面を半径εの旋回運動
を許すだけＸ，Ｙ方向へ変位しうるように支持したもの
である。詳しくは、ピン部１６ａと、その基部にピン軸
と垂直方向に設けた側板部１６ｂとを有するスライドピ
ンＰの側板部１６ｂを、ケーシング８の内周側に設けた
スライド面８ｂでＸ方向へ摺動可能に支持し、ピン部１
６ａを、旋回スクロール部材２の端板２ａの半径方向に
穿設したスライド穴２ｃへ、圧縮ばね１６ｃを介挿して
Ｙ方向へ摺動可能に嵌入してなる支持具１６Ａと、この
支持具１６Ａと対向して配設した全く同一構成の支持具
１６Ｂとからなるものである。前記スライドピンＰに
は、スライド穴１６ｃと吸込室８ａとを連通するガス逃
がし穴１６ｄが穿設されている。 【００１８】このように構成したスクロール圧縮機１の
動作を説明する。モータ６へ通電するとロータ６ａが回
転し、これに固定されている駆動軸５が回転する。すな
わち外周支持式自転防止装置１６の自転防止作用（この
自転防止作用については後述する）により、旋回スクロ
ール部材２が、自転することなく、駆動軸５のクランク
部５ａにより半径εで旋回運動をする。 【００１９】旋回スクロール部材２が旋回すると、吸込
パイプ１１を経て吸込室８ａへ入り込んだガスは、旋回
スクロール部材２のラツプ２ｂと固定スクロール部材３
のラツプ３ｂ、および旋回スクロール部材２のラツプ２
ｂ′を固定スクロール部材４のラツプ４ｂにより形成さ
れる各々の圧縮室１７，１７′内に閉じ込められ、回転
とともに各々の圧縮室１７，１７′は体積を縮小してガ
ス圧縮作用をなす（このガス圧縮時におけるシール性向
上作用，起動負荷軽減作用および異常過圧時の保護作用
については後述する）。 【００２０】圧縮室１７′で圧縮されたガスは、ラツプ
２ｂ′の巻き始めの部分に達すると、この部分に形成さ
れたガス移動通路２ｅを通つて圧縮室１７へ移動し、さ
らに圧縮されて、吐出口３ｃから密閉容器１０の吐出室
１０ａ内へ吐出される。この圧縮されたガスは吐出ガス
通路１３を通り、モータ６の周囲を通つて該モータ６を
冷却し、吐出パイプ１２から外部へ供給される。ここ
で、旋回スクロール部材２に働くスラスト力は、ラツプ
２ｂ，２ｂ′およびラツプ３ｂ，４ｂともに同一のイン
ボリユート曲線で形成されているため、圧縮室１７と１
７′の大部分で圧力均衡した状態にある。 【００２１】旋回スクロール部材２の片面のラツプ２
ｂ′が途中でカツトされ、そこに軸受部２ｄが設けられ
ていることから多少の圧力不均衡となるが、この部分は
周辺部に比べて面積も小さく、駆動軸５の給油孔５ｂか
ら軸受部２ｄへ圧油が流入して吐出圧力が加わるため差
圧も小さく、スラスト力としてはほとんど問題にならな
いレベルである。 【００２２】前記自転防止作用を、図４，５を参照して
説明すると、旋回スクロール部材２の端板２ａに対称位
置に形成されたスライド穴２ｃ内に圧縮ばね１６ｃがお
かれ、この圧縮ばね１６ｃによりピン部１６ａは外側へ
押圧され、側板部１６ｂがケーシング８の内周部に対称
位置に形成されたスライド面８ｂと当接した状態で、矢
印に示すＸ方向へ往復運動が可能となる。また、旋回ス
クロール部材２は、ピン部１６ａに対して矢印で示すＹ
方向へ往復運動が許容されている。これらの２つの往復
運動が組み合わされ、旋回スクロール部材２は、自転す
ることなしに半径εの旋回運動を行なうことができる。 【００２３】また、前記シール性向上作用を、図６を参
照して説明すると、固定スクロール３，４の背面へ吐出
圧力が作用するため、固定スクロール部材３，４は一点
鎖線で示すように（固定スクロール３のみ図示）変形
し、中央部付近ではラツプ間のクリアランスを小さくし
てシール性を向上させる。これに対して、従来のよう
に、固定スクロール部材３，４の背面へ圧力がかからな
い状態では、圧縮室１７，１７′内の圧力により固定ス
クロール部材３，４が破線の如く中央部付近で膨む変形
を起こしてラツプ間のクリアランスが増大し、シール性
が悪化して性能を低下させていた。 【００２４】最後に、前記起動負荷軽減作用，異常過圧
時の保護作用を、図６を参照して説明する。固定スクロ
ール部材４は、ケーシング８とメインフレーム７との間
に置かれ、軸方向へ微小量δ（１５〜１５０μｍ程度）
だけ移動可能となつているため、起動前の全部の圧力が
均衝した状態では、固定スクロール部材４，旋回スクロ
ール部材２が重力によつて下方へ下がり、固定スクロー
ル部材４の端板４ａがメインフレーム７と当接し、また
旋回スクロール部材２と固定スクロール部材４とが当接
し、軸方向のクリアランスがδだけ増大した状態になつ
ている。 【００２５】したがつて、起動時には、両固定スクロー
ル部材３，４へ背圧が作用せず、ほとんどガス圧縮をし
ない状態で運転を開始することができ、運転の経過とと
もに徐々に背圧が作用して通常の圧縮運転を行なうよう
になるので、モータ６に必要な起動トルクは大幅に軽減
される。また非圧縮媒体である油や液体を吸込んで圧縮
し、圧縮室１７，１７′内に異常高圧が発生した場合に
は、この固定スクロール部材４が軸方向へ移動して、圧
縮作用を行なわなくなるため、スロール圧縮機１を破損
するなどの不都合は発生しない。 【００２６】以上説明した実施の形態によれば、両面に
ラツプ２ｂ，２ｂ′を設けた旋回スクロール部材２の片
面側の中心部で駆動して圧縮運転をすることができるの
で、スクロール圧縮機１の小形化が達成され、また両側
の固定スクロール部材３，４の背面へ吐出圧力を作用さ
せることによりシール性が向上し、これに加えて一方の
固定スクロール部材４を軸方向へ微小量δだけ移動可能
とすることにより、起動時の負荷軽減，異常過圧縮時の
保護といつた実用上の問題点が解決され、家庭用電気品
などに使用しうる密閉形スクロール圧縮機を容易に実現
することができるという効果がある。 【００２７】なお、本実施の形態においては、ラツプ２
ｂ,２ｂ´，３ｂ，４ｂの形状をすべて同一にしたが、
たとえば、軸受部２ｄを穿設した側のラツプ２ｂ´,４
ｂのラツプ巻数を、反対側のラツプ２ｂ，３ｂよりも密
にすれば、旋回スクロール部材２に作用するスラスト力
を完全にゼロにすることができる。さらに、固定スクロ
ール部材４の背面とメインフレーム７との間にスプリン
グなどを介在させるようにすれば、ガス圧縮運転開始時
の立ち上がりを、きわめてスムーズに行なうことができ
る。 【００２８】さらにまた、本実施の形態においては、外
周支持式自転防止装置１６を、互いに対向して配設した
２組１対の支持具１６Ａ，１６Ｂによつて構成するよう
にしたが、前記支持具は、旋回スクロール中心Ｏｍに関
して対称位置に３組以上配設するようにしてもよい。ま
た、前記支持具１６Ａ，１６Ｂを、旋回スクロール中心
Ｏｍに対して、旋回スクロール部材２に作用するガス圧
縮にともなう自転モーメントを打ち消す方向に、所定量
だけオフセツトして配設してもよく、このようにすれ
ば、前記支持具１６Ａ，１６Ｂに作用する摩擦力が減少
し、さらに機械効率を向上させることができるという利
点がある。 【００２９】他の実施の形態を説明する。 〔実施の形態 ２〕図７は、本発明の他の実施の形態に
係るスクロール圧縮機の横断面図（前記実施の形態の図
４に相当する図）である。この図７において、図４と同
一符号を付したものは同一部分であるから、その説明を
省略する。この実施の形態における外周支持式自転防止
装置１６′は、前記実施の形態における外周支持式自転
防止装置１６とは逆に、スライド穴８ｃをケーシング８
に形成し、スライド面２ｆは旋回スクロール部材２の端
板２ａの側面部をカツトして形成されている。この場合
にも、２つの往復運転Ｘ方向，Ｙ方向が組み合わされ
て、旋回スクロール部材２の自転が防止され、半径εの
旋回運転を行なうことが可能となる。 【００３０】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、両面にラツプを設けた旋回スクロール部材を具備
し、圧縮機外形寸法の小型化が図られ、かつ信頼性に優
れたスクロール圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスクロール圧縮機
の縦断面図である。 【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。 【図３】図１におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。 【図４】図１におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。 【図５】図４における支持具の詳細を示すＤ−Ｄ矢視断
面図である。 【図６】図１における圧縮機部の詳細を示す拡大縦断面
図である。 【図７】本発明の他の実施の形態に係るスクロール圧縮
機の横断面図である。 【符号の説明】 １…スクロール圧縮機、２…旋回スクロール部材、２
ｂ，２ｂ′，３ｂ，４ｂ…ラップ、２ｄ…軸受部、２ｅ
…ガス移動通路、３，４…固定スクロール部材、３ｃ…
吐出口、５…駆動軸、８…ケーシング、１０…密閉容
器、１０ａ…吐出室、１１…吸込パイプ、１３…吐出ガ
ス通路、１６，１６′…外周支持式自転防止装置、１
７，１７′…圧縮室、Ｍ…駆動部、Ｓ…圧縮機部、δ…
微小量、ε…所定半径。
の縦断面図である。 【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。 【図３】図１におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。 【図４】図１におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。 【図５】図４における支持具の詳細を示すＤ−Ｄ矢視断
面図である。 【図６】図１における圧縮機部の詳細を示す拡大縦断面
図である。 【図７】本発明の他の実施の形態に係るスクロール圧縮
機の横断面図である。 【符号の説明】 １…スクロール圧縮機、２…旋回スクロール部材、２
ｂ，２ｂ′，３ｂ，４ｂ…ラップ、２ｄ…軸受部、２ｅ
…ガス移動通路、３，４…固定スクロール部材、３ｃ…
吐出口、５…駆動軸、８…ケーシング、１０…密閉容
器、１０ａ…吐出室、１１…吸込パイプ、１３…吐出ガ
ス通路、１６，１６′…外周支持式自転防止装置、１
７，１７′…圧縮室、Ｍ…駆動部、Ｓ…圧縮機部、δ…
微小量、ε…所定半径。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 竹林 昌寛
神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株
式会社日立製作所家電研究所内
(72)発明者 松嶋 弘章
神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株
式会社日立製作所家電研究所内
(56)参考文献 特開 昭59−110885（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−152984（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−40220（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．端板の両面にうず巻き状のラツプを設けた旋回スク
ロール部材の両面側に、前記ラツプのそれぞれと噛み合
つて圧縮室を形成することができるラツプを設けた固定
スクロール部材を配設し、圧縮機部本体に吸入口を設け
た圧縮機部と、前記旋回スクロール部材を駆動軸によつ
て所定半径の旋回運動をさせることにより、前記吸入口
から両圧縮室へ吸入した作動流体を圧縮するようにした
駆動部とを、密閉容器内に収納したスクロール圧縮機に
おいて、 前記旋回スクロールを所定方向にのみ移動を許す直線部
として、前記旋回スクロールの外周部に位置する静止部
材であるケーシングの内周側に、対称位置に該ケーシン
グの半径方向に直交する複数個のスライド面を設け、 このスライド面に垂直方向に移動を許す部材として、前
記旋回スクロール部材の端板内に、前記スライド面に直
角な方向に複数個穿設したスライド孔に摺動可能にスラ
イドピン手段を設け、 このスライドピン手段の端部側板を前記スライド面に摺
動可能に支持させることを特徴とするスクロール圧縮
機。 ２．端板の両面にうず巻き状のラツプを設けた旋回スク
ロール部材の両面側に、前記ラツプのそれぞれと噛み合
つて圧縮室を形成することができるラツプを設けた固定
スクロール部材を配設し、圧縮機部本体に吸入口を設け
た圧縮機部と、前記旋回スクロール部材を駆動軸によつ
て所定半径の旋回運動をさせることにより、前記吸入口
から両圧縮室へ吸入した作動流体を圧縮するようにした
駆動部とを、密閉容器内に収納したスクロール圧縮機に
おいて、 前記旋回スクロールを所定方向にのみ移動を許す直線部
として、前記旋回スクロールの端板の側面部に、対称位
置に該旋回スクロールの半径方向に直交する複数個のス
ライド面を設け、 このスライド面に垂直方向に移動を許す部材として、前
記旋回スクロールの外周部に位置する静止部材であるケ
ーシングに、前記スライド面に直角な方向に複数個穿設
したスライド孔に摺動可能にスライドピン手段を設け、 このスライドピン手段の端部側板を前記スライド面に摺
動可能に支持させることを特徴とするスクロール圧縮
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7291578A JP2677980B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | スクロール圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7291578A JP2677980B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | スクロール圧縮機 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62296014A Division JP2800144B2 (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | スクロール圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08210265A JPH08210265A (ja) | 1996-08-20 |
| JP2677980B2 true JP2677980B2 (ja) | 1997-11-17 |
Family
ID=17770746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7291578A Expired - Fee Related JP2677980B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | スクロール圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2677980B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2800144B2 (ja) | 1987-11-26 | 1998-09-21 | 株式会社日立製作所 | スクロール圧縮機 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59110885A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-26 | Hitachi Ltd | スクロ−ル圧縮機 |
| JPS61152984A (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-11 | Nippon Soken Inc | スクロ−ル型圧縮機 |
-
1995
- 1995-11-10 JP JP7291578A patent/JP2677980B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2800144B2 (ja) | 1987-11-26 | 1998-09-21 | 株式会社日立製作所 | スクロール圧縮機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08210265A (ja) | 1996-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |