JP2858897B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

スクロール圧縮機

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【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は両スクロールを同じ方向に回転させて圧縮
を行うスクロール圧縮機に関する。
(ロ)従来の技術 従来のスクロール圧縮機は例えば特公平1−35196号
公報に示されているように構成されている。ここで、こ
の公報を参考に従来例を説明する。第6図において、こ
の図に示されている従来例のものは、ハウジング50、吐
出チャンバ51、ハウジング50の内部に収納された駆動ス
クロールである第1のスクロール52及び従動スクロール
である第2のスクロール53、第1のスクロール52と一体
の駆動軸である回転軸54、第2のスクロール53と一体の
被動軸である回転軸55、第1・第2のスクロール52,53
の駆動源である電動機56、摺動リング57により第1のス
クロール52の鏡板58とこれに対向する第1のハウジング
部材59の内壁60間に形成された密封空間61、摺動リング
62により第2のスクロール53の鏡板63とこれに対向する
第2のハウジング64の内壁65間に形成された密封空間6
6、潤滑系路とを備えている。
ハウジング50は、第6図に示されるように、第1・第
2のハウジング部材59,64を組合わせて構成されてい
る。第2のハウジング64の側部にはガスの吸入ポート67
が形成され、また筒部68の端部には給油孔69を有するエ
ンドカバー70が取付けられている。
吐出チャンバ51は、第6図に示されているように、第
1のハウジング部材59に連結され、またこの吐出チャン
バの側部にはガスの排出口71が形成され、さらに筒部72
の端部にはエンドカバー73が取付けられている。
第1のスクロール52は、鏡板58及びラップ74を有して
いる。一方、第2のスクロール53は鏡板63、ラップ75、
鏡板63に設けられた周縁部76、第1のスクロール52の鏡
板58に外縁部に対向させて周縁部76に設けられたフラン
ジ77とを有している。第2のスクロール53は周縁部76の
内部に圧縮空間78が設けられ、また周縁部76にはガスの
吸入口79が設けられている。ラップ74,75はインボリュ
ートまたはこれと類似の曲線からなる渦巻き状に形成さ
れ、かつ、互にかみ合わされている。鏡板58,63には、
圧縮空間78から密封空間61,66内にガス圧を導入するガ
ス通孔80,81が設けられている。さらに、第1のスクロ
ール52の鏡板58と第2のスクロール53のフランジ77との
間にはオルダムリング82が組み込まれ、第1のスクロー
ル52が駆動されるに伴い、第2のスクロール53が同じ方
向に駆動され、かつ、停止時には第1のスクロール52に
対して第2のスクロール53が自転しないように駆動連結
されている。
第1のスクロール52の回転軸54と第2のスクロール53
の回転軸55とは、中心O1,O2が互に間隔ε、偏心させて
取付けられている。第1のスクロール52の回転軸54の鏡
板58側半部には、ラップ74,75間に形成された圧縮空間7
8から吐出チャンバ51に通じるガスの吐出ポート83が設
けられている。また、第1のスクロール52の回転軸54は
第1のハウジング部材59のボス部に設けられた軸受84と
吐出チャンバ51の筒部72内に設けられた軸受85とにより
支持され、軸方向の定位置で回転しうるようになってお
り、かつ、電動機56に直結されている。
この構造のスクロール圧縮機では、第1・第2のスク
ロール52,53を同じ方向に回転させて冷媒を圧縮空間78
で圧縮し、第1・第2のスクロール52,53の圧縮運転時
の振動を小さくさせ、スクロール圧縮機を高速あるいは
大型用として使用できるようにしている。
(ハ)発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来のスクロール圧縮機は摺動リング
57により第1のスクロール52の鏡板58とこれに対向する
第1のハウジング部材59の内壁60間に形成された密封空
間61と、摺動リング62により第2のスクロール53の鏡板
63とこれに対向する第2のハウジング64の内壁65間に形
成された密封空間66とに圧縮途中の圧縮空間78の冷媒を
供給して第1・第2のスクロール52,53を押圧している
ため、起動時には軸方向の隙間が必要以上に開き、圧縮
空間78内での圧縮が遅れ、起動初期の冷凍能力が低下す
るとともに、オルダムリング82を第1のスクロール52の
鏡板58と第2のスクロール53のフランジとの間の回転し
ているスクロール圧縮要素の外周に設けているため、外
形の形状が大きくなる等の問題があった。
この発明は上記の問題を解決するもので、第1・第2
のスクロールの軸方向の隙間を一定間隔にし、起動時の
冷凍能力の低下を防止しつつ、外形寸法を小さくしたス
クロール圧縮機を提供することを目的としたものであ
る。
(ニ)課題を解決するための手段 この発明は密閉容器内に電動要素とスクロール圧縮要
素とを収納し、このスクロール圧縮要素を、鏡板に渦巻
き状のラップを立設させて電動要素に直接あるいは間接
的に連結された軸を有する第1のスクロールと、この第
1のスクロールの軸の中心と偏心した軸を有し、前記第
1のスクロールに対して向かい合ってかみ合う鏡板に渦
巻き状のラップを立設させた第2のスクロールと、前記
第1のスクロールの軸を軸支する主軸受を有する主フレ
ームと、前記第2のスクロールの軸を軸支する補助軸受
を有する補助フレームと、前記第1・第2のスクロール
の中、一方のスクロールに他方のスクロールの軸方向へ
の移動を規制するように取付けるとともに、他方のスク
ロールの鏡板との間に圧縮途中の圧縮空間に連通する圧
力室を形成する規制部材とで構成し、この主フレームあ
るいは補助フレームで軸支される第1のスクロールと第
2のスクロールとのいずれか一方の軸の中央に吐出孔を
設けたスクロール圧縮機において、前記規制部材には他
方のスクロールを一方のスクロールと同じ方向に回転さ
せる伝達継手を摺動させる案内部を設けたものである。
(ホ)作 用 この発明は上記のように構成したことにより、第1・
第2のスクロールの中、一方のスクロールに他方のスク
ロールの軸方向への移動を規制する規制部材に一方のス
クロールの駆動力を他方のスクロールに伝達する伝達継
手を摺動自在に取付け、この規制部材で運動初期に冷凍
能力が低下しないようにするとともに、伝達継手で第1
のスクロールの駆動力を第2のスクロールに伝え、前記
伝達継手によりスクロール圧縮機の外形寸法が大きくな
らないようにしたものである。
(へ)実施例 以下この発明を第1図乃至第3図に示す実施例に基い
て説明する。
1は密閉容器で、この容器内には下側に電動要素2
が、上側にスクロール圧縮要素3が夫々収納されてい
る。電動要素2は固定子4と、この固定子の内部に配置
した回転子5とで構成されている。固定子4と回転子5
との間にはエアギャップ6が形成されている。そして、
固定子4の外周には一部切欠されて通路7が形成されて
いる。8は密閉容器1の内壁に圧接して取付けられた主
フレームで、このフレームには中央に主軸受9が設けら
れている。10は同じく密閉容器1の内壁に圧接して取付
けられた補助フレームで、この補助フレームには主フレ
ーム8の主軸受9と間隔ε、偏心して補助軸受11が設け
られている。主フレーム8と補助フレーム10との間には
内部に空間12を形成するように円筒フレーム13が挟持さ
れている。
スクロール圧縮要素3は電動要素2によって駆動され
る第1のスクロール14と、この第1のスクロールと同じ
方向に回転させる第2のスクロール15とで構成されてい
る。第1のスクロール14は円板状の鏡板16と、この鏡板
の一方の面に立設されたインボリュート状の曲線からな
る渦巻き状のラップ17と、鏡板16の他方の面の中央に突
出させて回転子5に挿入固定された主駆動軸18とで構成
されている。そして、第1のスクロール14は駆動側スク
ロールを構成している。第2のスクロール15は円板状の
鏡板19と、この鏡板の一方の面に立設されたインボリュ
ート状の曲線からなる渦巻き状のラップ20と、鏡板19の
他方の面の中央に突出された従動軸21とで構成されてい
る。そして、第2のスクロール15は従動側スクロールを
構成している。
第1・第2のスクロール14,15はラップ17,20を空間12
内で互に向かい合わせてかみ合うようにして内部に複数
の圧縮空間22を形成するようにしている。
23は第2のスクロール15の軸方向への動きを規制する
規制部材で、この規制部材は平型リング状に形成され、
第2のスクロール15の鏡板20に接触して第1のスクロー
ル14の鏡板16の外周に係止部材24で固定された円筒部材
25に取付けられている。
第2のスクロール15の鏡板20には規制部材23との接触
面側に環状の圧力室26が設けられている。この圧力室内
には内周側と外周側とに夫々断面コ字状の環状シール材
27,28と、これらのシール材内に配置された弾性部材29,
30とが収納されている。また、圧力室26内は第2のスク
ロール15の鏡板19に設けられた小孔31で圧縮途中の圧縮
空間22に連通している。
32は伝達継手で、この伝達継手は第2のスクロール15
の従動軸21の外周に設けられたスライド面33に嵌合わさ
れるリング34と、規制部材23に設けられて従動軸21のス
ライド面33と直交するキー溝35に摺動自在に嵌合わされ
たキー36とで構成されている。
密閉容器1内は主フレーム8と補助フレーム10とによ
り低圧室37と高圧室38とに区画されている。そして、空
間12は主フレーム8に設けられた孔39で低圧室37に連通
している。また、主フレーム8には空間12内の底部に溜
ったオイルを低圧室37に逃がすパイプ40が設けられてい
る。
従動軸21には圧縮空間22内で圧縮された冷媒を高圧室
38に連通する吐出孔41が設けられている。
空間12と高圧室38とは補助フレーム10の補助軸受11と
従動軸21との摺動面に設けられたシール部材42で密封さ
れている。
43は吸込管で、この吸込管は低圧室37内に連通してい
る。44は吐出管で、この吐出管は高圧室38内に連通して
いる。
このように構成されたスクロール圧縮機において、電
動要素2を回転させると、その回転力が主駆動軸18を介
して第1のスクロール14に伝えられる。この第1のスク
ロールに伝えられた回転力は伝達継手32を介して第2の
スクロール15に伝えられ、この第2のスクロールを規制
部材23と第1のスクロール14とで挟持した状態でこの第
1のスクロールと同じ方向に回転させる。そして、第1
のスクロール14の主駆動軸18の中心に対して第2のスク
ロール15は従動軸21の中心を間隔εだけ偏心させた位置
で回転している。第1のスクロール14と第2のスクロー
ル15とはこれらのスクロールで形成された圧縮空間22を
外方から内方へ向かって次第に縮小させ、吸込管42から
低圧室37内に流入した冷媒を主フレーム8の孔39から空
間12内に導いて外方の圧縮空間22内に流入させて圧縮し
ている。この圧縮された冷媒は第2のスクロール15の従
動軸21に設けられた吐出孔40を通って高圧室38内に吐出
され、吐出管43から密閉容器1外に吐出される。また、
圧縮途中の中圧力の冷媒は小孔31から圧力室26内に吐出
させ、第2のスクロール15の背圧として作用させるよう
にしている。
規制部材23は第1のスクロール14の鏡板16の外周に係
止部材24で固定された円筒部材25に取付けて第2のスク
ロール15の軸方向の動きを規制することにより、第1・
第2のスクロール14,15のラップ17,20の先端のクリアラ
ンスを一定以下に制限し、軸方向押付力の小さい起動時
においても冷凍能力が低下しないようにしている。
圧力室26は内部に収納された環状シール材27,28で空
間12内との連通を遮蔽することにより、圧縮空間22から
小孔31を通って吐出された冷媒が空間12内にリークしな
いようにしている。すなわち、環状シール材27,28は圧
縮空間22から吐出された冷媒によってコ字状の両端が上
下に変形し、圧力室26内の冷媒圧力で第2のスクロール
15が第1のスクロール14側に押圧され、この第2のスク
ロールと規制部材23との間のクリアランスが大きくなっ
ても圧力室26内の冷媒が空間12内にリークするのを防止
できるようにしている。
また、弾性部材29,30は断面コ字状のシール材27,28内
に装着することにより、これらのシール材のコ字状の両
端に隙間を確保し、シール材27,28での圧力室26内での
シール効果が損なわれないようにしている。
伝達継手32はリング34を第2のスクロール15の従動軸
21のスライド面33に嵌合わせるとともに、キー36を第1
のスクロール14に固定された規制部材23のキー溝35内に
嵌合わせることにより、電動要素2によって駆動される
第1のスクロール14と同じ方向に第2のスクロール15を
回転させることができるようにしている。しかも、伝達
継手32は第2のスクロール15の軸方向への移動を規制す
るようにこの第2のスクロールの鏡板19に位置する規制
部材23と、第2のスクロール15の従動軸21とに嵌合わせ
て設けたことにより、スクロール圧縮要素3の内側に設
けることができ、密閉容器1の径方向の外形寸法が大き
くならないようにしている。
また、伝達継手32は第1のスクロール14に固定された
規制部材23に嵌合わせることにより、第1・第2のスク
ロール14,15の圧縮空間22内で圧縮された圧力によって
これらの両スクロールが軸方向への移動による押圧力が
作用しても、第2のスクロール15の軸方向の押圧力の影
響を受けないようにされている。すなわち、軸方向への
押圧力は規制部材23で受けている。
尚、上記の説明においては、第2のスクロール15の従
動軸21にスライド面33を一体に形成して説明したが、第
4図及び第5図に示すように伝達部材32のリング34に嵌
合わされるスライド面45を有する部材46を、従動軸47の
間に挟み込まれる係止部材48と、軸方向の両側に設けら
れる止め輪49とで固定しても同様な効果を有することは
言うまでもない。
(ト)発明の効果 以上のようにこの発明によれば、第1・第2のスクロ
ールの中、一方のスクロールに他方のスクロールの軸方
向への移動を規制する規制部材を取付け、この規制部材
に他方のスクロールを一方のスクロールと同じ方向に回
転させる伝達継手を摺動自在に嵌合わせる案内部を設け
たのであるから、伝達継手に両スクロールの圧縮空間で
圧縮された圧力による軸方向の押圧力を受けないように
し、前記伝達継手の摩耗を防止できるようにするととも
に、伝達継手をスクロール圧縮要素の内側に位置させ、
この伝達継手による径方向の外形寸法が大きくならない
ようにし、スクロール圧縮機の小型化を図ることができ
るようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すスクロール圧縮機の
縦断面図、第2図は同じくスクロール圧縮機の要部拡大
断面図、第3図は同じく第2図のA−A線方向に沿って
切断した断面図、第4図は他の実施例を示すスクロール
圧縮機の要部拡大断面図、第5図は同じく第4図のB−
B線方向に沿って切断したスクロール圧縮機の断面図、
第6図は従来例を示すスクロール圧縮機の縦断面図であ
る。 1……密閉容器、2……電動要素、3……スクロール圧
縮要素、8……主フレーム、9……主軸受、10……補助
フレーム、11……補助軸受、14……第1のスクロール、
15……第2のスクロール、16,19……鏡板、17,20……ラ
ップ、18……主駆動軸、21……従動軸、23……規制部
材、26……圧力室、32……伝達継手、33……スライド
面、34……リング、35……キー溝、36……キー。
フロントページの続き (72)発明者 石合 愃雄 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 真下 傅二 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F04C 18/02 311

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】密閉容器内に電動要素とスクロール圧縮要
    素とを収納し、このスクロール圧縮要素を、鏡板に渦巻
    き状のラップを立設させて電動要素に直接あるいは間接
    的に連結された軸を有する第1のスクロールと、この第
    1のスクロールの軸の中心と偏心した軸を有し、前記第
    1のスクロールに対して向かい合ってかみ合う鏡板に渦
    巻き状のラップを立設させた第2のスクロールと、前記
    第1のスクロールの軸を軸支する主軸受を有する主フレ
    ームと、前記第2のスクロールの軸を軸支する補助軸受
    を有する補助フレームと、前記第1・第2のスクロール
    の中、一方のスクロールに他方のスクロールの軸方向へ
    の移動を規制するように取付けるとともに、他方のスク
    ロールの鏡板との間に圧縮途中の圧縮空間に連通する圧
    力室を形成する規制部材とで構成し、この主フレームあ
    るいは補助フレームで軸支される第1のスクロールと第
    2のスクロールとのいずれか一方の軸の中央に吐出孔を
    設けたスクロール圧縮機において、前記規制部材には他
    方のスクロールを一方のスクロールと同じ方向に回転さ
    せる伝達継手を摺動自在に嵌合わせる案内部が設けられ
    ていることを特徴とするスクロール圧縮機。
  2. 【請求項2】前記伝達継手は規制部材で規制されるスク
    ロールの軸に設けられたスライド面に摺動自在に嵌合わ
    されていることを特徴とする第1請求項に記載されたス
    クロール圧縮機。
  3. 【請求項3】前記伝達継手は規制部材で規制されるスク
    ロールの軸に取付けられたスライド面を有する部材に摺
    動自在に嵌合わされていることを特徴とする第1請求項
    に記載されたスクロール圧縮機。
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