JP2883421B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

スクロール圧縮機

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JP2883421B2
JP2883421B2 JP2188755A JP18875590A JP2883421B2 JP 2883421 B2 JP2883421 B2 JP 2883421B2 JP 2188755 A JP2188755 A JP 2188755A JP 18875590 A JP18875590 A JP 18875590A JP 2883421 B2 JP2883421 B2 JP 2883421B2
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義典 登
和禧 杉本
敏彦 光永
傳二 真下
愃雄 石合
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Sanyo Denki Co Ltd
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Sanyo Denki Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-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
    • F04C18/0207Rotary-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
    • F04C18/023Rotary-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 both members are moving

Description

【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、密閉容器に固定スクロー
ルを固定し、この固定スクロールの中心の回りに旋回ス
クロールを旋回運動させるように構成されている。
しかし、前記従来のものは、旋回スクロールの駆動軸
が片持ち構造となっているので、高速回転用のものでは
振動が大きくなる。また、大型用のものでは旋回スクロ
ールの遠心力が非常に大きくなり、旋回スクロールの背
部に設けられた軸受に作用する荷重が増大し、効率の低
下や信頼性の低下を招く恐れがあった。
一方、高速回転用のスクロール圧縮機として、特公昭
57−49721号公報に、両スクロールが回転し、さらに一
方のスクロールに対して他方のスクロールを旋回する型
式のものが示されいる。
(ハ)発明が解決しようとする課題 しかしながら、この型式のものは次のような問題があ
った。すなわち、旋回スクロールを駆動軸に対して揺動
させるようにしているので、高速回転時、旋回スクロー
ルが激しく振動する恐れがあり、高速回転用のスクロー
ル圧縮機として必ずしも満足すべきものではなかった。
しかも、このスクロール圧縮機は結合リングと、このリ
ングの溝内に嵌合わされるラップの外周端に設けた突起
で両スクロールを同じ方向に回転させるとともに、両ス
クロールのラップで形成される圧縮空間を外方から内方
へ向かって次第に縮小させて圧縮させるように揺動させ
るため、構造が複雑になる問題があった。
この発明は上記の問題を解決するもので、両スクロー
ルを同一方向に回転させる構造を簡単にするとともに、
小型化をはかれるように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2のスクロールを第1
のスクロールと同じ方向に回転させる駆動装置とで構成
し、前記第1・第2のスクロール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
駆動装置を第1・第2のスクロールのいずれか一方に設
けられた駆動ピンと、このピンを嵌合わせて径方向に設
けた案内溝とで構成し、前記駆動ピンを、ラップの巻き
終端から90゜の範囲内のこのラップの延長上に設けたも
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、電動要
素によって駆動される第1のスクロールと、この第1の
スクロールに向かい合ってかみ合う第2のスクロールと
を同じ方向に回転させる駆動ピンをラップの巻き終端か
ら90゜の範囲内のこのラップの延長上に形成し、第1・
第2のスクロールを鏡板の外周に設けた一個の駆動装置
で、両スクロールを同じ方向に回転させながら圧縮を行
えるようにするとともに、前記駆動装置がスクロールの
大型化を招かないようにしたものである。
(ヘ)実施例 以下この発明を第1図乃至第5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中央に
補助軸受部11が設けられている。主フレーム8と補助フ
レーム10とは内部に中空室12を形成するようにボルト13
で固定されている。
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は円筒状の鏡板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は円筒状の鏡
板19と、この鏡板の一方の面周縁に突出されて第1のス
クロール14の鏡板16に摺接する環状壁20と、この環状壁
で囲まれた鏡板19に立設されたインボリュート角度補正
歯形の曲線からなる渦巻き状のラップ21と、鏡板19の他
方の面の中央に突出された従動軸22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のスクロール14のインボリュート状のラップ17の
座標は X=R(cosθ+θsinθ) Y=R(sinθ−θcosθ) で求められ、 第2のスクロール15のインボリュート角度補正歯形の
ラップ21の座標は X=−R〔cosθ+(θ+β)sin(θ+β)〕 Y=−R〔sinθ−(θ+β)cos(θ+β)〕 β=tan-1〔Psinθ/(Pcosθ+e)〕 但し、R:基礎円の半径、 P:駆動ピンの円軌道半径、 で求められる。
第1のスクロール14は主フレーム8の主軸受9で駆動
軸18を軸支され、第2のスクロール15は補助フレーム10
の補助軸受11で従動軸22を軸支され、両スクロール14,1
5のラップ17,21を中空室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23を形成するよう
にしている。
主フレーム8と補助フレーム10とは密閉容器1内を低
圧室24と高圧室25とに区画している。
駆動軸18には圧縮空間23内で圧縮された冷媒を高圧室
25に吐出する吐出孔26が設けられている。この吐出孔に
は電動要素2の上側と下側とで夫々高圧室25に開口する
吐出口27,28が2個設けられている。
従動軸22には低圧室24内の冷媒を圧縮空間23に導く吸
込孔29が設けられている。30は鏡板19に設けた連絡通路
で、この通路は吸込孔29に連通し、外側から圧縮空間23
に冷媒を導くようにしている。
31は駆動装置で、この駆動装置は第1のスクロール14
の鏡板16の外周に突出して設けられた円筒状の駆動ピン
32と、この駆動ピンに嵌合わされて外周にスライド面33
を有する摺動部材34と、この摺動部材のスライド面33を
嵌合わせる第2のスクロール15の環状壁20に径方向に設
けられた案内溝35とで構成されている。駆動ピン32は第
1のスクロール14の鏡板16に立設されたラップ17の巻き
終端36から90゜の範囲内にこのラップの延長上に設けら
れている。摺動部材34は摺動特性の優れたカーボン、繊
維強化樹脂あるいは金属等の材料で形成されている。案
内溝35は外方を切り欠いてU字状に形成されている。
37は第1のスクロール14の鏡板16に設けた小孔で、こ
の小孔は圧縮途中の圧縮空間23と中空室12とを連通して
いる。中空室12と低圧室24とは補助フレーム10の補助軸
受11と従動軸22との摺動面に設けられたシール部材38で
密封されている。中空室12と高圧室25とは主フレーム8
の主軸受9と駆動軸18との摺動面に設けられたシール部
材39で密封されている。
40は吸込管で、この吸込管は低圧室24内に連通してい
る。41は吐出管で、この吐出管は高圧室25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駆動装置31を介して第2のス
クロール15に伝えられ、この第2のスクロールを第1の
スクロール14と同じ方向に回転させる。そして、第1の
スクロール14の駆動軸18の中心に対して第2のスクロー
ル15は従動軸22の中心を間隔εだけ偏心させた位置で回
転している。そのため、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23を外方から内方へ向かって次第に縮小させ、吸込管
40から低圧室24内に流入した冷媒を従動軸22の吸込孔29
から鏡板19の連絡通路30を通って外方の圧縮空間23内に
流入させて圧縮している。この圧縮された冷媒は第1の
スクロール14の駆動軸18に設けられた吐出孔26を通って
吐出口27,28から高圧室25内に吐出され、吐出管41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37から中空室12内に吐出させ、第1・第2の
スクロールの背圧として作用するようにし、これらのス
クロールのラップ17,21の先端が互に一定のクリアラン
スを保って鏡板16,19に摺動するようにしている。
第1のスクロール14と第2のスクロール15とは中心を
間隔εだけ偏心させ、第1のスクロール14のラップ17を
インボリュート状の曲線からなる渦巻き、第2のスクロ
ール15のラップ21をインボリュート角度補正歯形の曲線
からなる渦巻きに形成することにより、一本の駆動ピン
32で互に同じ方向に回転したときに、ラップ17,21の接
触部が離れたり、異常圧接しないようにし、圧縮空間23
で圧縮が行えるようにしている。
また、中空室12はシール部材38,39で低圧室24及び高
圧室25を夫々密封することにより、高圧の冷媒が浸入し
ないようにするとともに、低圧室24内にリークしないよ
うにさせ、圧力を一定の中圧力に保持できるようにし、
第1・第2のスクロール14,15の軸方向密封力を適正な
圧力にできるようにしている。
圧縮空間23内で圧縮された冷媒は吐出孔26を通り電動
要素2の上側の吐出口27と下側の吐出口28から夫々高圧
室25内に吐出させることにより、通路抵抗を小さくし、
高圧室25内に吐出される冷媒の圧力低下を抑えられるよ
うにしている。また、一方の吐出口28から吐出された冷
媒は電動要素2のエアギャップ6と通路7とを通って吐
出管41に流れ、電動要素2を効果的に冷却し、かつ、こ
の電動要素の熱を有効に利用できるようにしている。
第1のスクロール14と一緒に第2のスクロール15を同
じ方向に回転させる駆動装置31は案内溝35の外周端の円
軌道を駆動ピン32の中心の円軌道の外側に形成すること
により、駆動ピン32が案内溝35から外れないようにし、
一本の駆動ピン32で第1のスクロール14の回転方向と同
じ方向に第2のスクロール15を回転させて圧縮空間23で
圧縮を行えるようにしている。
駆動ピン32は第1のスクロール14のラップ17の巻き終
端36から90゜の範囲内のこのラップの延長上に設けるこ
とにより、駆動装置31によってスクロール圧縮要素3の
外径寸法が大きくなるのを抑えられるようにしている。
また、駆動ピン32は摺動部材34を介して案内溝35に嵌合
わされることにより、この案内溝にスライド面33で面接
触させて線接触による摩耗やカジリ等を防止できるよう
にしている。
摺動部材34は駆動ピン32に回転自在に嵌合わされてい
るので、第1のスクロール14と第2のスクロール15との
相対回転角度が変化しても案内溝35との間のカジリなど
を防止できるようにしている。
この発明は第1・第2のスクロール14,15を電動要素
2の回転方向と同じ方向に回転させて圧縮を行うように
する駆動装置31の駆動ピン32と案内溝35との間に摺動部
材34を介在させるとともに、第1のスクロール14のラッ
プ17の巻き終端36から90゜の範囲内にこのラップの延長
上に駆動ピン32を設けたことにより、駆動ピン32と案内
溝35とを摺動部材34で面接触させ、線接触による摩耗や
カジリ等を防止するとともに、駆動装置31によってスク
ロール圧縮要素の外径寸法が大きくならないようにした
ものである。
尚、上記説明においては、摺動部材34の外周にスライ
ド面33を設け、案内溝35との間で面接触して摺動するよ
うに説明したが、第6図に示すように摺動部材42を摺動
特性の優れた材料で円筒状に形成し、案内溝35との間で
回転自在に設けて線接触させるようにしても同様な効果
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、駆動装置を第1・第
2のスクロールの鏡板のいずれか一方の外周に設けられ
た駆動ピンと、このピンを嵌合わせて径方向に設けた案
内溝とで構成し、前記駆動ピンを、この駆動ピンを設け
られた鏡板のラップの巻き終端から90゜の範囲のこのラ
ップの延長上に設けたのであるから、前記第1・第2の
スクロールを同じ方向に回転させる駆動装置によってス
クロール圧縮機の外径寸法が大きくなるのを抑えられ、
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。しかも、この発明は駆動装置の駆動ピン
と案内溝との間に摺動部材を介在させたので、前記駆動
ピンと案内溝との接触を面接触にでき、線接触による摩
耗やカジリを防止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図は同じく第1図のA−A線に沿って切
断したスクロール圧縮機の断面図、第3図は同じく第1
のスクロールの断面図、第4図は同じく第2のスクロー
ルの断面図、第5図は同じく摺動部材の断面図、第6図
は他の実施例を示す摺動部材の断面図である。 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、17,21……ラ
ップ、18……駆動軸、22……従動軸、26……吐出孔、31
……駆動装置、32……駆動ピン、33……スライド面、3
4,42……摺動部材、35……案内溝、36……巻き終端。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真下 傳二 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 (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 (56)参考文献 特開 平2−227579(JP,A) (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2のスクロールを第1
    のスクロールと同じ方向に回転させる駆動装置とで構成
    し、前記第1・第2のスクロール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
    駆動装置を第1・第2のスクロールのいずれか一方に設
    けられた駆動ピンと、このピンを嵌合わせて径方向に設
    けた案内溝とで構成し、前記駆動ピンを、ラップの巻き
    終端から90゜の範囲内のこのラップの延長上に設けたこ
    とを特徴とするスクロール圧縮機。
  2. 【請求項2】駆動装置の駆動ピンと案内溝との摺動する
    面の間に摺動部材を設けた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】摺動部材は駆動ピンとの間で回転自在に設
    けられた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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KR100663169B1 (ko) * 2004-04-30 2007-01-02 한양대학교 산학협력단 가교 술폰화 폴리이미드와 막분리공정에서의 그의 응용

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