JP2800144B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents
スクロール圧縮機Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
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。 〔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き状のラツプと
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。 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、例えば、特開昭51
−104609号公報に記載されている。 〔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、例えば、油や液体を吸込んで
圧縮し、圧縮室内に異常高圧が発生するといった実用上
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。 そこで、例えば、特開昭60−224988号公報記載のスク
ロール形流体機械（圧縮機）では、旋回，固定両スクロ
ールラップの歯先と歯底間にできた隙間から液を移動さ
せることで、液圧縮による過大な閉じ込み圧の発生を防
止することが開示されている。しかし、このスクロール
圧縮機では、冷凍サイクルなどの動作状況によって作動
室内部の圧力が低下すると、旋回スクロールの背面に作
用する押し付け力が過大となりすぎ両スクロール間に大
きなスラスト力が働くためスラスト力に抗して旋回スク
ロールを旋回運動させる電動機の入力が増大したしまう
という問題について十分に配慮されていなかった。 本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するため
になされたもので、スクロールラップ先端と端板との間
の隙間を適正に保つとともに、液圧縮などで異常高圧が
圧縮室に生じたとしても、異常圧力時の破損を防止しう
るスクロール圧縮機を提供することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明に係るスクロール
圧縮機の構成は、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、一方の固定スクロール部材を他方の固定
スクロール部材に対して軸方向に移動可能とし、この一
方の固定スクロール部材を他方の固定スクロール部材側
に移動させる力が付与され、この一方の固定スクロール
部材が他方の固定スクロール部材側に移動することを前
記旋回スクロールの存在によらず阻止する部材を備えた
ものである。 〔作用〕 一方の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、該固定スクロール部材を軸方向へ微小量だ
け移動可能としているため、起動時には両固定スクロー
ル部材へ背圧が作用することはなく、ほとんどガスを圧
縮しない状態で起動することができ、徐々に背圧（吐出
圧力）が作用して通常の圧縮運転を行なうようになるの
で、起動負荷が大幅に軽減される。そして、旋回スクロ
ールの外周に静止部材としてケーングを有し、該ケーン
グが軸方向へ移動可能の前記一方の固定スクロールの端
板外周部と干渉して、前記固定スクロールの所定微小量
以上の移動を阻止するように構成されているため、油や
液体を圧縮して圧縮室内で異常高圧が発生した場合に
は、この固定スクロール部材が軸方向へ移動して圧縮作
用を行なわなくなるため、スクロール圧縮機を破損する
ことがない。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例によつて説明する。 第１図は、本発明の一実施例に係るスクロール圧縮機
の縦断面図、第２図は、第１図におけるＡ−Ａ矢視断面
図、第３図は、第１図におけるＢ−矢視断面図、第４図
は、第１図におけるＣ−Ｃ矢視断面図、第５図は、第４
図における支持具の詳細を示すＤ−Ｄ矢視断面図、第６
図は、第１図における圧縮機部の詳細を示す拡大縦断面
図である。 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2b,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,2
b′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つて、駆動軸５のクランプ部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
は貫通する吐出口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、15〜150μ
ｍ）だけ移動可能にし、自転防止装置を、ケーシング８
で前回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。 以下、詳細に説明する。 第１図において、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2b′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プ部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。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を支持している。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。第６図に示すよう
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。 第２〜４図において、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、17,17′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。 第４〜５図において、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16a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。 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
している駆動軸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。 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2b′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17,1
7′内に閉じ込められ、回転とともに各々の圧縮室17,1
7′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）。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。旋回スクロー
ル部材２の片面のラツプ2b′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、スラスト力としてほとん
ど問題にならないレベルである。 前記自転防止作用を、第4,5図を用いて説明すると、
旋回スクロール部材２の端板2aに形成されたスライド穴
2c内に圧縮ばね15c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に
形成されたスライド面8bと当接した状態で、矢印で示す
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。 また、前記シール性向上作用を、第６図を用いて説明
すると、固定スクロール3,4の背面は吐出圧力が作用す
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の背面へ圧力が作用しない状態では、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。 最後に、前記起動負荷軽減作用，異常過圧時の保護作
用を、第６図を用いて説明すると、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衡した状
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。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、スクロール圧縮機１を破損するなど
の不都合は発生しない。 以上説明した実施例によれば、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。 特に、本実施例によれば、一方の固定スクロール部材
４を他の固定スクロール部材３に対して軸方向に移動可
能とし、該移動可能な固定スクロール部材４を背圧（吐
出圧力）で他の固定スクロール部材３側に移動させ、か
つ、この移動を旋回スクロールの存在によらず所定の微
小量δに阻止する部材（ケーシング８、より正確には、
明細書の第６図に示すケーシング８のメインフレーム７
よりも内方に突き出た部分、および固定スクロール４が
この突き出た部分に当接する部分）を設けることによ
り、スクロールラツプ先端と端板との隙間を適正に保つ
と共に、一方の固定スクロール部材３が軸方向に移動可
能であることから、異常圧力が圧縮室に生じたとしても
スクロールラツプ先端と端板との隙間が開くので圧縮動
作を行わなくさせることができ、圧縮機の破損を防止で
きる。 なお、本実施例においては、ラツプ2b,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′,4b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。 さらにまた、本実施例においては、、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。 他の実施例を説明する。 第７図は、本発明の他の実施例に係るスクロール圧縮
機の横断面図（前記実施例の第４図の相当する図）であ
る。この第７図において、第４図と同一符号を付したも
のは同一部分である。 この実施例の外周支持式自転防止装置16′は、前記実
施例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δの旋回運動を行なうことが可能となる。 ［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によれば、スクロ
ールラツプ先端と端板との間の隙間を適正に保つととも
に、液圧縮などで異常高圧が圧縮室に生じたとしても、
異常圧力時の破損を防止しうるスクロール圧縮機を提供
することができる。
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。 〔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き状のラツプと
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。 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、例えば、特開昭51
−104609号公報に記載されている。 〔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、例えば、油や液体を吸込んで
圧縮し、圧縮室内に異常高圧が発生するといった実用上
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。 そこで、例えば、特開昭60−224988号公報記載のスク
ロール形流体機械（圧縮機）では、旋回，固定両スクロ
ールラップの歯先と歯底間にできた隙間から液を移動さ
せることで、液圧縮による過大な閉じ込み圧の発生を防
止することが開示されている。しかし、このスクロール
圧縮機では、冷凍サイクルなどの動作状況によって作動
室内部の圧力が低下すると、旋回スクロールの背面に作
用する押し付け力が過大となりすぎ両スクロール間に大
きなスラスト力が働くためスラスト力に抗して旋回スク
ロールを旋回運動させる電動機の入力が増大したしまう
という問題について十分に配慮されていなかった。 本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するため
になされたもので、スクロールラップ先端と端板との間
の隙間を適正に保つとともに、液圧縮などで異常高圧が
圧縮室に生じたとしても、異常圧力時の破損を防止しう
るスクロール圧縮機を提供することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明に係るスクロール
圧縮機の構成は、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、一方の固定スクロール部材を他方の固定
スクロール部材に対して軸方向に移動可能とし、この一
方の固定スクロール部材を他方の固定スクロール部材側
に移動させる力が付与され、この一方の固定スクロール
部材が他方の固定スクロール部材側に移動することを前
記旋回スクロールの存在によらず阻止する部材を備えた
ものである。 〔作用〕 一方の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、該固定スクロール部材を軸方向へ微小量だ
け移動可能としているため、起動時には両固定スクロー
ル部材へ背圧が作用することはなく、ほとんどガスを圧
縮しない状態で起動することができ、徐々に背圧（吐出
圧力）が作用して通常の圧縮運転を行なうようになるの
で、起動負荷が大幅に軽減される。そして、旋回スクロ
ールの外周に静止部材としてケーングを有し、該ケーン
グが軸方向へ移動可能の前記一方の固定スクロールの端
板外周部と干渉して、前記固定スクロールの所定微小量
以上の移動を阻止するように構成されているため、油や
液体を圧縮して圧縮室内で異常高圧が発生した場合に
は、この固定スクロール部材が軸方向へ移動して圧縮作
用を行なわなくなるため、スクロール圧縮機を破損する
ことがない。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例によつて説明する。 第１図は、本発明の一実施例に係るスクロール圧縮機
の縦断面図、第２図は、第１図におけるＡ−Ａ矢視断面
図、第３図は、第１図におけるＢ−矢視断面図、第４図
は、第１図におけるＣ−Ｃ矢視断面図、第５図は、第４
図における支持具の詳細を示すＤ−Ｄ矢視断面図、第６
図は、第１図における圧縮機部の詳細を示す拡大縦断面
図である。 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2b,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,2
b′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つて、駆動軸５のクランプ部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
は貫通する吐出口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、15〜150μ
ｍ）だけ移動可能にし、自転防止装置を、ケーシング８
で前回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。 以下、詳細に説明する。 第１図において、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2b′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プ部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。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を支持している。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。第６図に示すよう
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。 第２〜４図において、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、17,17′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。 第４〜５図において、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16a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。 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
している駆動軸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。 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2b′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17,1
7′内に閉じ込められ、回転とともに各々の圧縮室17,1
7′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）。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。旋回スクロー
ル部材２の片面のラツプ2b′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、スラスト力としてほとん
ど問題にならないレベルである。 前記自転防止作用を、第4,5図を用いて説明すると、
旋回スクロール部材２の端板2aに形成されたスライド穴
2c内に圧縮ばね15c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に
形成されたスライド面8bと当接した状態で、矢印で示す
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。 また、前記シール性向上作用を、第６図を用いて説明
すると、固定スクロール3,4の背面は吐出圧力が作用す
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の背面へ圧力が作用しない状態では、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。 最後に、前記起動負荷軽減作用，異常過圧時の保護作
用を、第６図を用いて説明すると、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衡した状
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。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、スクロール圧縮機１を破損するなど
の不都合は発生しない。 以上説明した実施例によれば、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。 特に、本実施例によれば、一方の固定スクロール部材
４を他の固定スクロール部材３に対して軸方向に移動可
能とし、該移動可能な固定スクロール部材４を背圧（吐
出圧力）で他の固定スクロール部材３側に移動させ、か
つ、この移動を旋回スクロールの存在によらず所定の微
小量δに阻止する部材（ケーシング８、より正確には、
明細書の第６図に示すケーシング８のメインフレーム７
よりも内方に突き出た部分、および固定スクロール４が
この突き出た部分に当接する部分）を設けることによ
り、スクロールラツプ先端と端板との隙間を適正に保つ
と共に、一方の固定スクロール部材３が軸方向に移動可
能であることから、異常圧力が圧縮室に生じたとしても
スクロールラツプ先端と端板との隙間が開くので圧縮動
作を行わなくさせることができ、圧縮機の破損を防止で
きる。 なお、本実施例においては、ラツプ2b,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′,4b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。 さらにまた、本実施例においては、、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。 他の実施例を説明する。 第７図は、本発明の他の実施例に係るスクロール圧縮
機の横断面図（前記実施例の第４図の相当する図）であ
る。この第７図において、第４図と同一符号を付したも
のは同一部分である。 この実施例の外周支持式自転防止装置16′は、前記実
施例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δの旋回運動を行なうことが可能となる。 ［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によれば、スクロ
ールラツプ先端と端板との間の隙間を適正に保つととも
に、液圧縮などで異常高圧が圧縮室に生じたとしても、
異常圧力時の破損を防止しうる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】
第１図は、本発明の一実施例に係るスクロール圧縮機の
縦断面図、第２図は、第１図におけるＡ−Ａ矢視断面
図、第３図は、第１図におけるＢ−Ｂ矢視断面図、第４
図は、第１図におけるＣ−Ｃ矢視断面図、第５図は、第
４図における支持具の詳細を示すＤ−Ｄ矢視断面図、第
６図は、第１図における圧縮機部の詳細を示す拡大縦断
面図、第７図は、本発明の他の実施例に係るスクロール
圧縮機の横断面図（前記実施例の第４図に相当する図）
である。 １……スクロール圧縮機、２……旋回スクロール部材、
2b,2b′,3b,4b……ラツプ、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、17,17′…
…圧縮室、Ｍ……駆動部、Ｓ……圧縮機部、δ……微小
量、ε……所定半径。
縦断面図、第２図は、第１図におけるＡ−Ａ矢視断面
図、第３図は、第１図におけるＢ−Ｂ矢視断面図、第４
図は、第１図におけるＣ−Ｃ矢視断面図、第５図は、第
４図における支持具の詳細を示すＤ−Ｄ矢視断面図、第
６図は、第１図における圧縮機部の詳細を示す拡大縦断
面図、第７図は、本発明の他の実施例に係るスクロール
圧縮機の横断面図（前記実施例の第４図に相当する図）
である。 １……スクロール圧縮機、２……旋回スクロール部材、
2b,2b′,3b,4b……ラツプ、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、17,17′…
…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 岩田 博
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 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60−224988（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−152984（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−110885（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−157783（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−80088（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−3192（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−210265（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−138387（ＪＰ，Ａ)
特許2677980（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名)
F04C 18/02 311 G
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．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、 一方の固定スクロール部材を他方の固定スクロール部材
に対して軸方向に移動可能とし、この一方の固定スクロ
ール部材を他方の固定スクロール部材側に移動させる力
が付与され、この一方の固定スクロール部材が他方の固
定スクロール部材側に移動することを前記旋回スクロー
ルの存在によらず阻止する部材を備えたことを特徴とす
るスクロール圧縮機。 ２．特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、前記旋
回スクロール部材は、両面側の圧縮室同士を連通するガ
ス移動通路を穿設してな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 |
|---|---|---|---|
| JP62296014A JP2800144B2 (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | スクロール圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62296014A JP2800144B2 (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | スクロール圧縮機 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7291578A Division JP2677980B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | スクロール圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01138387A JPH01138387A (ja) | 1989-05-31 |
| JP2800144B2 true JP2800144B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=17828002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62296014A Expired - Fee Related JP2800144B2 (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | スクロール圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2800144B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH03237282A (ja) * | 1990-02-09 | 1991-10-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | スクロール型圧縮機 |
| JP2718295B2 (ja) * | 1991-08-30 | 1998-02-25 | ダイキン工業株式会社 | スクロール圧縮機 |
| JP3509299B2 (ja) * | 1995-06-20 | 2004-03-22 | 株式会社日立製作所 | スクロール圧縮機 |
| EP2067928B1 (en) * | 2006-09-28 | 2014-11-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Scroll expander |
Citations (1)
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| JP2677980B2 (ja) | 1995-11-10 | 1997-11-17 | 株式会社日立製作所 | スクロール圧縮機 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4431380A (en) * | 1982-06-07 | 1984-02-14 | The Trane Company | Scroll compressor with controlled suction unloading using coupling means |
| JPS60224988A (ja) * | 1984-04-20 | 1985-11-09 | Daikin Ind Ltd | スクロ−ル形流体機械 |
| JPS61152984A (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-11 | Nippon Soken Inc | スクロ−ル型圧縮機 |
| JPS61157783A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-17 | Toshiba Corp | スクロ−ル圧縮機 |
-
1987
- 1987-11-26 JP JP62296014A patent/JP2800144B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2677980B2 (ja) | 1995-11-10 | 1997-11-17 | 株式会社日立製作所 | スクロール圧縮機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01138387A (ja) | 1989-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |