JP2703688B2 - スクロール圧縮機の吐出弁装置 - Google Patents

スクロール圧縮機の吐出弁装置

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好範 白藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は例えば冷凍機，空気調
和機等に用いられるスクロール圧縮機の吐出弁装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は例えば特開平２−１６３４８６号
公報に示された従来のスクロール圧縮機を示す断面図、
図６はその一部の拡大図であり、図において、１は固定
スクロールであり、この固定スクロール１は密閉容器１
０内壁に圧接して該密閉容器内を高圧室ＶＨと低圧室Ｖ
Ｌとに区画する円板状の鏡板１ａと、この鏡板１ａの一
方の面周縁に突出された環状壁１ｂと、この環状壁１ｂ
で囲まれ鏡板１ａに立設された渦巻き状のラップ１ｃと
で構成されている。
【０００３】２は揺動スクロールであり、この揺動スク
ロール２は円板状の鏡板２ａと、この鏡板２ａの一方の
面に立設された渦巻き状のラップ２ｂと、鏡板２ａの他
方の面の中央に突出されたピン部２ｃとで構成されてい
る。
【０００４】上記構成の固定スクロール１と揺動スクロ
ール２とはラップ１ｃとラップ２ｂを向かい合ってかみ
合せ、内部に第１圧縮室（最内圧縮室）、第１圧縮室の
外側に位置する第２圧縮室、第２圧縮室の外側に位置す
る第３圧縮室（最外圧縮室）を形成するようになってい
る。４はクランク軸であり、このクランク軸４の先端に
は揺動スクロール２のピン部２ｃを挿入するボス穴４ａ
が形成されており、このボス穴４ａの中心はクランク軸
４の軸心と偏心して設けられている。
【０００５】５はオルダムリング、６は主フレームであ
り、この主フレーム６は中央にクランク軸４を軸支する
軸受部３１が設けられている。７は電動機固定子、８は
電動機回転子、９は副フレームであり、この副フレーム
９は中央にクランク軸を軸支する軸受部３２が設けられ
ている。
【０００６】１１は密閉容器１０の下部に取付けられ外
部より冷媒を導く吸入管であり、この吸入管１１は密閉
容器１０の低圧室ＶＬに連通している。１２は密閉容器
１０の上部に取付けられ高圧室ＶＨに連通している吐出
管、１３は密閉容器１０の底部に貯溜された潤滑油であ
る。
【０００７】２５はリード弁型の吐出弁、２６は吐出弁
２５の開き量を規制する弁押え、２７は弁収納用凹部内
の吐出弁２５の装着面、２８は固定スクロール１の鏡板
１ａの中央において装着面２７に設けた吐出孔、２９は
弁押え２６を介して吐出弁２５を固定した吐出弁固定部
分である。
【０００８】次に動作について説明する。電動機による
回動力は、電動機回転子８を焼ばめ固定されたクランク
軸４により伝達される揺動スクロール２に伝えられる。
揺動スクロール２は自動防止機構であるオルダムリング
５により円軌道を画く公転運動を行ない固定スクロール
１との間に形成される圧縮室の容積変化に従って冷媒の
圧縮が行なわれる。
【０００９】冷媒は、吸入管１１により外部冷凍サイク
ルから密閉容器１０内へ流入して圧縮室内で圧縮され、
この圧縮室内の圧力が外部冷凍サイクルの高圧側の圧力
より高くなると、吐出孔２８を通り吐出弁２５を押し開
いて、密閉容器上部の高圧室ＶＨに流れる。この時、冷
媒は圧縮室内から全て流出するわけではなく、外部冷凍
サイクルの高圧側の圧力と圧縮室内圧力が平衡に達した
直後に吐出弁２５は閉じ、吐出孔２８と圧縮室内に冷媒
が残る。そして、密閉容器上部の高圧室ＶＨに流れた冷
媒は、吐出管１２を通って外部冷凍サイクルへ流出す
る。
【００１０】このようなスクロール型圧縮機において、
最も内側の第１圧縮室がその外側の第２圧縮室と連通す
る直前の該第１圧縮室の体積と吐出孔２８の体積とを合
わせた体積をトップクリアランスと称するが、連通直後
の再膨張損失を減らすためには、このトップクリアラン
スを小さくしなければならない。それには、一般に圧縮
作用に寄与していない吐出孔２８の体積をできる限り小
さくすることが必要である。ここでは吐出孔２８の体積
のみをトップクリアランスと定義することにする。
【００１１】このトップクリアランスを小さくしようと
して、従来は図６に示されるように固定スクロール１の
鏡板１ａ中心部に凹部２４を形成している。しかし、こ
の場合吐出弁２５の形状から相当な断面積（凹部の開口
面積）を有する凹部２４の形成が必要となる。
【００１２】このように断面積を大きくした上に更にト
ップクリアランスを小さくするためにこの凹部２４を深
くしようとすると、固定スクロール１の鏡板１ａに係る
強度並びに剛性面に悪影響が出る。そのため、結果的に
凹部２４を深くすることはできず、従って、トップクリ
アランスを小さくすることに限界があった。
【００１３】また、吐出弁装着面２７を含む凹部２４の
加工は、エンドミルによる加工であり、凹部の形状が複
雑であるため、加工に時間がかかり、凹部２４の加工コ
ストが高かった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来のスクロール圧縮
機は以上のように構成されているので、吐出弁収納室形
成はエンドミル加工により加工時間が長く、コスト高で
ある。また、吐出行程の再圧縮ロスを小さくするため、
吐出孔部分のトップクリアランスを小さくすることが必
要であるが、リード弁では吐出弁収納室の断面積を大き
くせざるをえないため、トップクリアランスを小さくす
ると、鏡板１ａの剛性が低くなるという問題点があっ
た。
【００１５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、加工が容易であるとともに、ト
ップクリアランスを小さくでき、かつ、鏡板の剛性を高
くできる高効率、かつ信頼性の高いスクロール圧縮機の
吐出弁装置を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１および２記載の
発明に係るスクロール圧縮機の吐出弁装置は、渦巻き状
のラップを鏡板に立設させた固定スクロールに向い合っ
て、前記渦巻き状のラップとかみ合う渦巻き状のラップ
を鏡板に立設し該固定スクロールに対して自転しないよ
うに公転させる揺動スクロールを設け、前記固定スクロ
ールの鏡板表面に形成された円弧状凹部の弁装着面に該
固定スクロールを貫通させて吐出孔を設け、この吐出孔
を開閉する円弧状に曲げ成形された吐出弁の開き量を規
制する弁押えを備えたものである。
【００１７】請求項３および４記載の発明に係るスクロ
ール圧縮機の吐出弁装置は、渦巻き状のラップを鏡板に
立設させた固定スクロールと、この固定スクロールに向
い合って前記渦巻き状のラップとかみ合う渦巻き状のラ
ップを鏡板に立設し該固定スクロールに対して自転しな
いように公転させる揺動スクロールと、前記固定スクロ
ールの鏡板背部に形成された高圧室と、前記固定スクロ
ールの鏡板表面に形成された円弧状凹部の弁装着面と、
この弁装着面において前記固定スクロールを貫通し該固
定スクロールのラップと前記揺動スクロールのラップと
で形成される第１圧縮室と前記高圧室を連通する吐出孔
と、この吐出孔を開閉する円弧状に曲げ成形された吐出
弁と、この吐出弁の開き量を規制する円柱状の弁押え
と、前記弁装着面において前記固定スクロールの鏡板を
貫通し、前記第１圧縮室の外側に位置する第２圧縮室と
前記高圧室を連通するように設けられた１つ以上の小孔
と、該小孔を前記吐出弁と独立して開閉する円弧状に曲
げ成形されたリリーフ弁とを備え、該リリーフ弁の開き
量を規制する弁押えとして前記円柱状の弁押えを吐出 弁
とともに共有したものである。
【００１８】
【作用】請求項１および２記載の発明におけるスクロー
ル圧縮機の吐出弁装置は、弁装着面が円弧状であるた
め、吐出弁収納部分の開口断面積を小さくでき、固定ス
クロール鏡板の剛性を弱めることなく、トップクリアラ
ンスを小さくすることができる。また弁装着面は円柱状
のカッタを用いて簡単に加工でき、加工時間を短く、そ
して加工コストを低減できる。
【００１９】請求項３および４記載の発明におけるスク
ロール圧縮機の吐出弁装置は、リリーフ弁と吐出弁の弁
装着面を同時に、しかも円柱状のカッタを用いて簡単に
加工できるため加工時間が短かく、加工コストを低減で
きる。また弁押さえを吐出弁と共有するため、部品点数
を削減できる。
【００２０】
【実施例】実施例１． 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
は請求項１および２記載の発明の一実施例によるスクロ
ール圧縮機の吐出弁装置を示す縦断面図、図２はその要
部の拡大図であり、前記図５，図６と同一部分には同一
符号を付して重複説明を省略する。
【００２１】図１，図２において、１７は図３に示すよ
うに、固定スクロール鏡板１ａのほぼ中央部分に切削形
成された円弧状の弁装着面、１８は第１圧縮室と連通す
るように、上記弁装着面１７に固定スクロール鏡板１ａ
を貫通して形成した吐出孔、１５は吐出孔１８を開閉す
る円弧状の吐出弁、１６は円柱状の弁押え、１４は吐出
弁１５、弁押え１６を支持し、吐出弁１５のバネ力が円
弧状弁装着面１７に設定された初期値になるように、固
定スクロール鏡板１ａに取付けられるカバーであり、固
定スクロール鏡板１ａと一体的に形成されていても構わ
ない。
【００２２】ここで、弁押え１６は直径が吐出弁１５の
円弧状曲げ直径より小さく該吐出弁の内側に入れて、カ
バー１４の内側の円弧部分にねじ止めされており、吐出
孔１５は弁押さえ１６とともに片持ち支持状態でカバー
１４にねじ止めにより固定されている。１９は給油ポン
プ、２０はポンプカバーである。
【００２３】次に上記実施例構成の動作について説明す
る。但し、前記図５，図６に示す従来装置と同じ動作内
容については重複説明を省略する。固定スクロール１と
揺動スクロール２の間に形成される圧縮室での圧縮行程
により、冷媒ガスは吐出孔１８を通り吐出弁１５を押し
上げる。この時、弁リフト量は円柱状の弁押え１６の円
の中心と円弧状の吐出弁１５の円の中心との偏心量にそ
れぞれの円の半径の差分を加えた量となる。そして、吐
出弁１５を押し上げた圧縮ガスは、固定スクロール鏡板
１ａの上部の高圧室ＶＨに流れる。
【００２４】上記圧縮行程において、容積が最小になっ
た時の圧縮室と吐出孔１８の部分のトップクリアランス
によりデッドボリュームが形成されるが、弁装着面１７
が円弧状であるため、吐出弁収納部分の開口断面積が小
さくでき、このため鏡板１ａの剛性を弱めることなく、
トップクリアランスが小さく設定できる。よって、信頼
性が高く、かつ再圧縮ロスの小さい高効率なスクロール
圧縮機置の吐出弁装置を得ることができる。
【００２５】実施例２． 図４は請求項３および４記載の発明の一実施例を示す分
解斜視図であり、吐出孔１８を中心としてほぼ対称位置
に、吐出弁１５のための円弧状の弁装着面を延長した同
形状の円弧状弁装着面１７内に、第１圧縮室の外側に位
置する第２圧縮室と連通するように固定スクロール鏡板
１ａを貫通して小孔２３，２３が設けられている。そし
てこの小孔２３，２３をそれぞれ独立して開閉して、液
圧縮による圧縮室内の圧力上昇を防止するための円弧状
に曲げ成形されたリリーフ弁２２，２２が設置されてい
る。このリリーフ弁２２，２２は吐出弁１５の弁押さえ
１ ６を共用して、吐出弁１５と同様に弁押さえ１６とと
もに片持ち支持状態でカバー１４にねじ止めにより固定
されている。
【００２６】ここで、液圧縮とは、圧縮機内に冷媒が液
となって寝込んだ状態での起動や吐出管から液冷媒が入
って来る液バック運転などによって、液冷媒を圧縮して
しまう状態のことである。
【００２７】この液圧縮状態では、圧縮室内の圧力は極
端に高くなるため、固定スクロール１、揺動スクロール
２の渦巻き状のラップ１ｃ，２ｂが破壊されるおそれが
ある。そこで、上記の構成により、第１圧縮室の外側に
位置する第２圧縮室内の液冷媒を、リリーフ弁２２，２
２を開放して高圧室ＶＨに逃がし、上記の破壊事故を未
然に防止する。
【００２８】上記のように液圧縮による圧縮室内の圧力
上昇をリリーフするリリーフ弁２２、２２を設置するに
あたって、固定スクロール鏡板１ａに形成するリリーフ
弁２２，２２のための弁装着面を、吐出弁１５のための
円弧状の弁装着面と同形状で同時に加工できるため加工
時間が短かく、加工コストを低減できる。また弁押さえ
１６を吐出弁１５と共有するため、１つの弁押さえ対応
でき、それぞれの弁に固有の弁押さえを設ける必要がな
く、部分点数を削減できる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、請求項１および２記載の
発明によれば、円弧状の弁装着面に円弧状の吐出弁と円
柱状の弁押えを配設し、円弧状の吐出弁を片持ち支持さ
せる構成としたので、吐出弁収納部分の開口断面積を小
さくでき、固定スクロール鏡板の剛性を弱めることな
く、トップクリアランスを小さくすることができる。よ
って信頼性が高く、かつ再圧縮ロスの小さい高効率なス
クロール圧縮機の吐出弁装置が得られる効果がある。ま
た弁装着面は円柱状のカッタを用いて簡単に加工でき、
加工時間を短かく、そして加工コストを低減することが
できる。
【００３０】また、請求項３および４記載の発明によれ
ば、液圧縮機による圧縮室内の圧力上昇を防止するため
のリリーフ弁を、吐出弁と同様に曲げ成形された円弧状
として、円弧状の弁装着面と円柱状の弁押さえを吐出弁
と共用するように配設し、円弧状の吐出弁と円弧状のリ
リーフ弁を片持ち支持させる構成としたので、リリーフ
弁と吐出弁の弁装着面を同時に、しかも円柱状のカッタ
を用いて簡単に加工でき、加工時間が短かく、加工コス
トを低減できる。また弁押さえを吐出弁と共有するた
め、部品点数を削減できる効果がある。すなわち液圧縮
による渦巻き状のラップの破壊を防止し、かつトップク
リアランスが小さく、再圧縮ロスの小さい高効率で信頼
性の高いスクロール圧縮機の吐出弁装置が、少ない部品
点数でかつ容易な加工により短時間で安価に得られる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１および２記載の発明の一実施例による
スクロール圧縮機の吐出弁装置を示す縦断面図である。
【図２】図１の要部の拡大図である。
【図３】図２の一部の斜視図である。
【図４】請求項３および４記載の発明の一実施例による
スクロール圧縮機の吐出弁装置を示す要部の分解斜視図
である。
【図５】従来のスクロール圧縮機の吐出弁装置を示す縦
断面図である。
【図６】図５の一部の拡大図である。
【符号の説明】
１ 固定スクロール １ａ 固定スクロール鏡板 １ｃ ラップ ２ 揺動スクロール ２ａ 揺動スクロール鏡板 ２ｂ ラップ １５ 吐出弁 １６ 弁押え １７ 弁装着面 １８ 吐出孔 ２２ リリーフ弁 ２３ 小孔

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 渦巻き状のラップを鏡板に立設させた固
    定スクロールと、この固定スクロールに向い合って前記
    渦巻き状のラップとかみ合う渦巻き状のラップを鏡板に
    立設し該固定スクロールに対して自転しないように公転
    させる揺動スクロールと、前記固定スクロールの鏡板背
    部に形成された高圧室と、前記固定スクロールの鏡板表
    面に形成された円弧状凹部の弁装着面と、この弁装着面
    において前記固定スクロールを貫通し該固定スクロール
    のラップと前記揺動スクロールのラップとで形成される
    第１圧縮室と前記高圧室を連通する吐出孔と、この吐出
    孔を開閉する円弧状に曲げ成形された吐出弁と、この吐
    出弁の開き量を規制する弁押えとを備えたスクロール圧
    縮機の吐出弁装置。
  2. 【請求項２】 前記弁押えが円柱状に形成されていると
    ともに、前記円弧状に曲げ成形された吐出弁が弁押えと
    ともに前記固定スクロールの鏡板に装着あるいは一体的
    に形成されたカバーに片持ち支持されていることを特徴
    とする請求項１記載のスクロール圧縮機の吐出弁装置。
  3. 【請求項３】 渦巻き状のラップを鏡板に立設させた固
    定スクロールと、この固定スクロールに向い合って前記
    渦巻き状のラップとかみ合う渦巻き状のラップを鏡板に
    立設し該固定スクロールに対して自転しないように公転
    させる揺動スクロールと、前記固定スクロールの鏡板背
    部に形成された高圧室と、前記固定スクロールの鏡板表
    面に形成された円弧状凹部の弁装着面と、この弁装着面
    において前記固定スクロールを貫通し該固定スクロール
    のラップと前記揺動スクロールのラップとで形成される
    第１圧縮室と前記高圧室を連通する吐出孔と、この吐出
    孔を開閉する円弧状に曲げ成形された吐出弁と、この吐
    出弁の開き量を規制する円柱状の弁押えと、前記弁装着
    面において前記固定スクロールの鏡板を貫通し、前記第
    １圧縮室の外側に位置する第２圧縮室と前記高圧室を連
    通するように設けた１つ以上の小孔と、該小孔を前記吐
    出弁と独立して開閉する円弧状に曲げ成形されたリリー
    フ弁とを備え、該リリーフ弁の開き量を規制する弁押え
    として前記円柱状の弁押えを吐出弁とともに共有したこ
    とを特徴とするスクロール圧縮機の吐出弁装置。
  4. 【請求項４】 前記円弧状に曲げ成形された吐出弁とリ
    リーフ弁はそれぞれ独立して、前記弁押えとともに前記
    固定スクロールの鏡板に装着あるいは一体的に形成され
    たカバーに片持ち支持されていることを特徴とする請求
    項３記載のスクロール圧縮機の吐出弁装置。
JP3350398A 1991-12-11 1991-12-11 スクロール圧縮機の吐出弁装置 Expired - Lifetime JP2703688B2 (ja)

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JP3350398A JP2703688B2 (ja) 1991-12-11 1991-12-11 スクロール圧縮機の吐出弁装置
KR1019920017875A KR960014089B1 (ko) 1991-12-11 1992-09-30 스크롤 압축기의 토출 밸브 장치
US07/980,183 US5346375A (en) 1991-12-11 1992-11-23 Delivery valve for a scroll compressor

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