JP2897449B2 - スクロール圧縮機の可変クランク機構 - Google Patents
スクロール圧縮機の可変クランク機構Info
- Publication number
- JP2897449B2 JP2897449B2 JP3088135A JP8813591A JP2897449B2 JP 2897449 B2 JP2897449 B2 JP 2897449B2 JP 3088135 A JP3088135 A JP 3088135A JP 8813591 A JP8813591 A JP 8813591A JP 2897449 B2 JP2897449 B2 JP 2897449B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- eccentric shaft
- center
- balance weight
- shaft
- main
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/0021—Systems for the equilibration of forces acting on the pump
-
- 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
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/0042—Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
- F04C29/005—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
- F04C29/0057—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions for eccentric movement
-
- 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
- F04C2240/00—Components
- F04C2240/80—Other components
- F04C2240/807—Balance weight, counterweight
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷凍空調用，空気用その
他のあらゆるスクロール圧縮機に応用可能な、漏れと機
械損失を少なくして高性能化を図る可変クランク機構に
関する。
他のあらゆるスクロール圧縮機に応用可能な、漏れと機
械損失を少なくして高性能化を図る可変クランク機構に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の可変クランク機構は特願昭63−88
645 号に見られるように主バランスウェイトの遠心力が
主軸中心と偏心軸中心を結ぶ線上に作用する従動クラン
ク構造であった。系全体の慣性バランスをとる設計上、
主バランスウェイトの遠心力は旋回スクロールの遠心力
より大きくなるため、偏心軸は旋回半径を小さくする方
向に力を受ける。この力を相殺して旋回半径を大きくす
る方向に力を作用させ、ラップ同士の径方向隙間をゼロ
にする目的で、ガス圧縮荷重によるモーメントを利用し
て、枢動ピンを中心として旋回半径を大きくする方向に
偏心軸を回転させるような力を作用させていた。
645 号に見られるように主バランスウェイトの遠心力が
主軸中心と偏心軸中心を結ぶ線上に作用する従動クラン
ク構造であった。系全体の慣性バランスをとる設計上、
主バランスウェイトの遠心力は旋回スクロールの遠心力
より大きくなるため、偏心軸は旋回半径を小さくする方
向に力を受ける。この力を相殺して旋回半径を大きくす
る方向に力を作用させ、ラップ同士の径方向隙間をゼロ
にする目的で、ガス圧縮荷重によるモーメントを利用し
て、枢動ピンを中心として旋回半径を大きくする方向に
偏心軸を回転させるような力を作用させていた。
【０００３】特開平1−262393号公報では、従動クラン
ク構造において主バランスウェイトを二分しているが、
これはスペース上の問題解決を図ったものである。
ク構造において主バランスウェイトを二分しているが、
これはスペース上の問題解決を図ったものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の構造では主バラ
ンスウェイトの遠心力がそのまま偏心軸に作用し旋回ス
クロールの遠心力とアンバランスなので、回転数により
このアンバランス量が異なり、回転数によらず、ほぼ、
一定のガス圧縮荷重でこの遠心力を常にバランスさせる
ことはできない。従って、可変速圧縮機において、高速
回転のときに適度なラップ接触荷重になるように設計し
ておくと、低速回転では遠心力が小さくなるため、ガス
圧縮荷重が大きくなりすぎ、ラップ接触荷重が過大にな
る可能性がある。ラップ接触荷重が過大になると、振
動，騒音の原因になったり、機械損失を増大させて性能
を低下させたり、ラップの摩耗が増大して信頼性を低下
させたりする。
ンスウェイトの遠心力がそのまま偏心軸に作用し旋回ス
クロールの遠心力とアンバランスなので、回転数により
このアンバランス量が異なり、回転数によらず、ほぼ、
一定のガス圧縮荷重でこの遠心力を常にバランスさせる
ことはできない。従って、可変速圧縮機において、高速
回転のときに適度なラップ接触荷重になるように設計し
ておくと、低速回転では遠心力が小さくなるため、ガス
圧縮荷重が大きくなりすぎ、ラップ接触荷重が過大にな
る可能性がある。ラップ接触荷重が過大になると、振
動，騒音の原因になったり、機械損失を増大させて性能
を低下させたり、ラップの摩耗が増大して信頼性を低下
させたりする。
【０００５】本発明の目的は主バランスウェイトの遠心
力が常に旋回スクロールの遠心力と釣り合うようにし
て、ガス圧縮荷重の一部を偏心軸の旋回半径を大きくす
る方向に作用させ、回転数によらずラップ接触荷重がほ
ぼ一定になるようにして、振動，騒音や機械損失が少な
く、ラップの摩耗も少ない、高効率で高信頼性のスクロ
ール圧縮機を提供する。
力が常に旋回スクロールの遠心力と釣り合うようにし
て、ガス圧縮荷重の一部を偏心軸の旋回半径を大きくす
る方向に作用させ、回転数によらずラップ接触荷重がほ
ぼ一定になるようにして、振動，騒音や機械損失が少な
く、ラップの摩耗も少ない、高効率で高信頼性のスクロ
ール圧縮機を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第一の方法は、従動クラ
ンク構造において、主バランスウェイトの遠心力作用線
を偏心軸中心から枢動ピン側へ少しずらし、枢動ピンを
中心とする旋回スクロールの遠心力による回転モーメン
トと、主バランスウエイトによる回転モーメントが釣り
合うようにする。その上でガス圧縮荷重を、枢動ピンを
中心として偏心軸が偏心量が大きくなる方向へ回転する
ように作用さる。
ンク構造において、主バランスウェイトの遠心力作用線
を偏心軸中心から枢動ピン側へ少しずらし、枢動ピンを
中心とする旋回スクロールの遠心力による回転モーメン
トと、主バランスウエイトによる回転モーメントが釣り
合うようにする。その上でガス圧縮荷重を、枢動ピンを
中心として偏心軸が偏心量が大きくなる方向へ回転する
ように作用さる。
【０００７】第二の方法は、主バランスウェイトを二分
し、一方をその遠心力が旋回スクロールの遠心力と釣り
合う大きさにして偏心軸に装着し、他方を残りの遠心力
を発生する大きさにして主軸に装着する。その上で、偏
心軸が主軸に対し半径方向にスライドできるように嵌合
させた非円形軸と孔の機構を用いて、スライド方向を偏
心方向から反回転方向に傾かせ、ガス圧縮荷重の分力が
偏心軸の偏心量を大きくするように作用させる。
し、一方をその遠心力が旋回スクロールの遠心力と釣り
合う大きさにして偏心軸に装着し、他方を残りの遠心力
を発生する大きさにして主軸に装着する。その上で、偏
心軸が主軸に対し半径方向にスライドできるように嵌合
させた非円形軸と孔の機構を用いて、スライド方向を偏
心方向から反回転方向に傾かせ、ガス圧縮荷重の分力が
偏心軸の偏心量を大きくするように作用させる。
【０００８】
【作用】いずれの構造でも、ガス圧縮荷重による作用力
を任意に設定できるので、常に適度な力で旋回スクロー
ルラップを固定スクロールラップに押しつけるようにこ
れを設定する。このようにすることによって、旋回スク
ロールのラップと固定スクロールのラップは径方向の隙
間がゼロになり、低速回転でももれが少なくなるので高
性能化が図ることができる。また、ラップの押しつけ力
が回転数によらず常に適度な大きさになるため、振動，
騒音が少なくなる。さらに、ラップの摩耗も少なくな
る。
を任意に設定できるので、常に適度な力で旋回スクロー
ルラップを固定スクロールラップに押しつけるようにこ
れを設定する。このようにすることによって、旋回スク
ロールのラップと固定スクロールのラップは径方向の隙
間がゼロになり、低速回転でももれが少なくなるので高
性能化が図ることができる。また、ラップの押しつけ力
が回転数によらず常に適度な大きさになるため、振動，
騒音が少なくなる。さらに、ラップの摩耗も少なくな
る。
【０００９】
【実施例】図１は一般的な密閉型スクロール圧縮機の構
造を示している。密閉容器１内に固定スクロール２及び
旋回スクロール３からなる圧縮部と旋回スクロール３を
駆動する主軸４及び偏心軸５からなる駆動軸，主軸４を
支持し固定スクロールを固定するフレーム６，主軸４の
下部には駆動用の電動機が装着されて、これらが一体と
なって収納されている。旋回スクロール３はオルダムリ
ング７により自転を拘束され、主軸４の回転により偏心
軸５によって旋回駆動される。主軸４には旋回スクロー
ルの遠心力を打ち消して振動の発生を防ぐために、主バ
ランスウェイト９及び副バランスウェイト１０が取り付
けられている。ガスは吸入管１１から吸入され、圧縮室
１２で圧縮されて吐出ポート１３から吐出室へ吐出さ
れ、下部室１６を経て吐出管１７から密閉容器外へ吐出
される。軸受や摺動部へは油１８が主軸下方から給油さ
れる。
造を示している。密閉容器１内に固定スクロール２及び
旋回スクロール３からなる圧縮部と旋回スクロール３を
駆動する主軸４及び偏心軸５からなる駆動軸，主軸４を
支持し固定スクロールを固定するフレーム６，主軸４の
下部には駆動用の電動機が装着されて、これらが一体と
なって収納されている。旋回スクロール３はオルダムリ
ング７により自転を拘束され、主軸４の回転により偏心
軸５によって旋回駆動される。主軸４には旋回スクロー
ルの遠心力を打ち消して振動の発生を防ぐために、主バ
ランスウェイト９及び副バランスウェイト１０が取り付
けられている。ガスは吸入管１１から吸入され、圧縮室
１２で圧縮されて吐出ポート１３から吐出室へ吐出さ
れ、下部室１６を経て吐出管１７から密閉容器外へ吐出
される。軸受や摺動部へは油１８が主軸下方から給油さ
れる。
【００１０】旋回スクロール及びバランスウエイトの遠
心力の関係を図２により説明する。駆動軸は主軸４と偏
心軸５からなっており、偏心軸には旋回スクロール３の
遠心力Ｆc が作用する。主軸４にはＦc を相殺するため
に上部に主バランスウエイト９を、下部に副バランスウ
ェイト１０を装着する。主バランスウェイト９の遠心力
をＦb ，副バランスウェイト１０の遠心力をＦbsとし、
旋回スクロール３と副バランスウエイト１０の軸方向重
心間距離をＬc ，主バランスウェイト９と副バランスウ
ェイト１０の軸方向重心間距離をＬb とすると、これら
の間には次の関係がある。
心力の関係を図２により説明する。駆動軸は主軸４と偏
心軸５からなっており、偏心軸には旋回スクロール３の
遠心力Ｆc が作用する。主軸４にはＦc を相殺するため
に上部に主バランスウエイト９を、下部に副バランスウ
ェイト１０を装着する。主バランスウェイト９の遠心力
をＦb ，副バランスウェイト１０の遠心力をＦbsとし、
旋回スクロール３と副バランスウエイト１０の軸方向重
心間距離をＬc ，主バランスウェイト９と副バランスウ
ェイト１０の軸方向重心間距離をＬb とすると、これら
の間には次の関係がある。
【００１１】
【数１】 Ｆb＝Ｆc＋Ｆbs （１）
【００１２】
【数２】 Ｆc×Ｌc＝Ｆb×Ｌb （２） 式（２）を変形すると次のようになる。
【００１３】
【数３】 Ｆb／Ｆc＝Ｌc／Ｌb（＞１） （３） 式（１）及び式（３）から分かるように、ｆbはＦcより
も大きくなる。
も大きくなる。
【００１４】本発明の第一の実施例を図３及び図４によ
り説明する。
り説明する。
【００１５】図３は第一の実施例の発明部分の部品組合
せを示している。主軸４と偏心軸５及び主バランスウェ
イト９は別体で構成されている。主軸４の上部には枢動
ピン４ｂとストッパ孔４ｂが設けられている。主軸４に
は、まず、主バランスウェイト９が組み合わせられる。
主バランスウェイト９には幅が枢動ピン４ｂと隙間無く
はめ合わされる寸法で、長さはこれより少し長い長孔９
ｂと、係合孔９ｃとが設けられている。組み付けは長孔
９ｂを枢動ピン４ｂに通して行なわれる。次に、偏心軸
５が組み付けられる。偏心軸５には被枢動孔５ｂが設け
られ、基底部５ａには主バランスウェイト係合ピン６ｃ
が下向きに設けられている。被枢動孔は枢動ピン４ｂ
に、係合ピン６ｃは係合孔９ｃにそれぞれはめ合わされ
る。係合ピン６ｃはさらにストッパ孔４ｃに挿入され
る。ストッパ孔４ｃの直径は係合ピン６ｃの直径よりや
や大きくなっており、偏心軸５は枢動ピン４ｂを中心と
して僅かに回転することができる。
せを示している。主軸４と偏心軸５及び主バランスウェ
イト９は別体で構成されている。主軸４の上部には枢動
ピン４ｂとストッパ孔４ｂが設けられている。主軸４に
は、まず、主バランスウェイト９が組み合わせられる。
主バランスウェイト９には幅が枢動ピン４ｂと隙間無く
はめ合わされる寸法で、長さはこれより少し長い長孔９
ｂと、係合孔９ｃとが設けられている。組み付けは長孔
９ｂを枢動ピン４ｂに通して行なわれる。次に、偏心軸
５が組み付けられる。偏心軸５には被枢動孔５ｂが設け
られ、基底部５ａには主バランスウェイト係合ピン６ｃ
が下向きに設けられている。被枢動孔は枢動ピン４ｂ
に、係合ピン６ｃは係合孔９ｃにそれぞれはめ合わされ
る。係合ピン６ｃはさらにストッパ孔４ｃに挿入され
る。ストッパ孔４ｃの直径は係合ピン６ｃの直径よりや
や大きくなっており、偏心軸５は枢動ピン４ｂを中心と
して僅かに回転することができる。
【００１６】図４により平面図上の各部の位置関係及び
力の作用について説明する。方向については便宜上、図
に示したように、ｘ，ｙにそれぞれ符号を付けて定義す
る。Ｏc は主軸４の中心である。Ｏs は偏心軸５の中心
であり、Ｏc から旋回半径の距離にある。今、主軸４は
時計方向に回転するものとする。枢動ピン４ｂ及び被枢
動孔５ｂは、Ｏs に対して＋ｘ方向にＬsx，＋ｙ方向に
Ｌsyの位置にある。
力の作用について説明する。方向については便宜上、図
に示したように、ｘ，ｙにそれぞれ符号を付けて定義す
る。Ｏc は主軸４の中心である。Ｏs は偏心軸５の中心
であり、Ｏc から旋回半径の距離にある。今、主軸４は
時計方向に回転するものとする。枢動ピン４ｂ及び被枢
動孔５ｂは、Ｏs に対して＋ｘ方向にＬsx，＋ｙ方向に
Ｌsyの位置にある。
【００１７】Ｏbは主バランスウェイト係合ピン５ｃ及
び係合孔４ｃの中心である。ＯbはＯc及びＯs から＋ｘ
方向にＬbxの位置にある。また、ＯbはＯsよりも−ｙの
方向にある。
び係合孔４ｃの中心である。ＯbはＯc及びＯs から＋ｘ
方向にＬbxの位置にある。また、ＯbはＯsよりも−ｙの
方向にある。
【００１８】旋回スクロールの遠心力ＦcはＯsに対し、
＋ｙの方向に作用する。ガス圧縮荷重は、旋回軌道接線
方向荷重Ｆgtと半径方向荷重Ｆgrに分割して考えると、
図のように作用する。主バランスウエイト９の重心はＯ
sとＯcを通る直線上にあるが、長穴９ｂは枢動ピン４ｂ
からｘ方向にのみ拘束され、ｙ方向には拘束されないの
で、主バランスウエイト９の遠心力ＦbはＯbに対して−
ｙ方向に作用する。ここで、ＬsxとＬbxを次のように設
定する。
＋ｙの方向に作用する。ガス圧縮荷重は、旋回軌道接線
方向荷重Ｆgtと半径方向荷重Ｆgrに分割して考えると、
図のように作用する。主バランスウエイト９の重心はＯ
sとＯcを通る直線上にあるが、長穴９ｂは枢動ピン４ｂ
からｘ方向にのみ拘束され、ｙ方向には拘束されないの
で、主バランスウエイト９の遠心力ＦbはＯbに対して−
ｙ方向に作用する。ここで、ＬsxとＬbxを次のように設
定する。
【００１９】
【数４】 Ｌbx／Ｌsx＝Ｆc／Ｆb （４） Ｏd を中心とする遠心力のモーメントは、時計回りを正
として次のようになる。
として次のようになる。
【００２０】１）旋回スクロール＋偏心軸の遠心力によ
るモーメントＭcは
るモーメントＭcは
【００２１】
【数５】 Ｍc＝Ｆc×Ｌsx （５） ２）主バランスウエイトの遠心力によるモーメントＭb
は
は
【００２２】
【数６】 Ｍb＝−Ｆb×Ｌbx （６） 式（４）の関係からＭc＋Ｍb＝０となり、偏心軸に作用
する遠心力による荷重は釣り合うことになる。
する遠心力による荷重は釣り合うことになる。
【００２３】旋回スクロールの質量をｍs、旋回半径を
ε、バランスウェイトの質量をｍb、重心半径をｅとす
ると、Ｆc及びＦbは次式で表される。
ε、バランスウェイトの質量をｍb、重心半径をｅとす
ると、Ｆc及びＦbは次式で表される。
【００２４】
【数７】 Ｆc＝ｍs×ε （７）
【００２５】
【数８】 Ｆb＝ｍb×ｅ （８） よって、式（４）は次のように表すことができる。
【００２６】
【数９】 Ｌbx／Ｌsx＝ｍs×ε／(ｍb×ｅ) （９） 一方、ガス圧縮荷重によるモーメントの関係は次のよう
になる。
になる。
【００２７】１）接線方向荷重ＦgtによるモーメントＭ
ｇｔ
ｇｔ
【００２８】
【数１０】 Ｍｇｔ＝Ｆgt×Ｌsy （１
０） ２）半径方向荷重ＦgrによるモーメントＭgr
０） ２）半径方向荷重ＦgrによるモーメントＭgr
【００２９】
【数１１】 Ｍgr＝−Ｆgr×Ｌsx （１１） Ｍgt＋Ｍgrが正になるようにすると、偏心軸５は偏心量
が大きくなる方向に力を受ける。ストッパ孔４ｃの直径
と係合ピン５ｃの直径の差を適度に設定すると、図１に
示した旋回スクロールラップ３ａは固定スクロールラッ
プ２ａに押しつけられ、隙間が０になる。この条件を式
で表すと式（１０），（１１）から次のように表すこと
ができる。
が大きくなる方向に力を受ける。ストッパ孔４ｃの直径
と係合ピン５ｃの直径の差を適度に設定すると、図１に
示した旋回スクロールラップ３ａは固定スクロールラッ
プ２ａに押しつけられ、隙間が０になる。この条件を式
で表すと式（１０），（１１）から次のように表すこと
ができる。
【００３０】
【数１２】 Ｆgt×Ｌsy−Ｆgr×Ｌsx＞０ （１２） 式（１２）を変形すると次のようになる。
【００３１】
【数１３】 １＞Ｌsy／Ｌsx＞Ｆgr／Ｆgt （１３） Ｍgt＋Ｍgrが圧縮機に必要な全運転範囲において、負に
ならない範囲でなるべく小さくなるようにＬsx及びＬsy
を設定すると、ラップの押しつけ力は小さく、かつ隙間
を０にすることができる。通常、ＦgrはＦgtより小さい
ので、Ｆgr／Ｆgt＜１であり、適正なＬsxとＬsyの関係
を次のように表すことができる。
ならない範囲でなるべく小さくなるようにＬsx及びＬsy
を設定すると、ラップの押しつけ力は小さく、かつ隙間
を０にすることができる。通常、ＦgrはＦgtより小さい
ので、Ｆgr／Ｆgt＜１であり、適正なＬsxとＬsyの関係
を次のように表すことができる。
【００３２】
【数１４】 Ｌsy／Ｌsx＞Ｆgr／Ｆgt （１４） したがって、適正な枢動ピン４ｂ及び被枢動孔５ｂの位
置を、運転範囲の中で、吐出圧力と吸入圧力の差圧が最
も大きい条件で、Ｌsx及びＬsyが式（１９）を満たす適
切な位置に設定すればよい。
置を、運転範囲の中で、吐出圧力と吸入圧力の差圧が最
も大きい条件で、Ｌsx及びＬsyが式（１９）を満たす適
切な位置に設定すればよい。
【００３３】次に、本発明の第二の実施例を図５及び図
６により説明する。
６により説明する。
【００３４】図５は第二の実施例の発明部分の部品組合
せを示している。主軸４と偏心軸５は別体で構成されて
いる。主軸４の上部には方形の駆動軸４ｄが設けられて
いる。主軸４には偏心軸５が組み付けられる。偏心軸５
には、駆動軸４ｄと幅が微小隙間ではめあわされ、これ
と直角方向には少し大きな隙間があくような、長方形の
被駆動孔５ｄが設けられ、基底部５ａには主バランスウ
ェイト主部９Ａの装着孔９Ａａがやきばめなどによって
とりつけられる。また主バランスウェイト副部９Ｂが同
様な方法で駆動軸４ｄの下にとりつけられる。
せを示している。主軸４と偏心軸５は別体で構成されて
いる。主軸４の上部には方形の駆動軸４ｄが設けられて
いる。主軸４には偏心軸５が組み付けられる。偏心軸５
には、駆動軸４ｄと幅が微小隙間ではめあわされ、これ
と直角方向には少し大きな隙間があくような、長方形の
被駆動孔５ｄが設けられ、基底部５ａには主バランスウ
ェイト主部９Ａの装着孔９Ａａがやきばめなどによって
とりつけられる。また主バランスウェイト副部９Ｂが同
様な方法で駆動軸４ｄの下にとりつけられる。
【００３５】図６により平面図上の各部の位置関係及び
力の作用について説明する。方向についてはここでも便
宜上、図に示したようにように、ｘ，ｙにそれぞれ符号
を付けて定義する。Ｏc は主軸４の中心である。Ｏs は
偏心軸５の中心であり、Ｏcから旋回半径の距離にあ
る。今、主軸４は時計方向に回転するものとする。駆動
軸４ｄ及び被駆動孔５ｄのスライド面はｙ軸に対して少
し傾いて設定されている。偏心軸５はスライド面の方向
に駆動軸４ｄと被駆動孔５ｄの隙間の分だけ移動可能で
ある。
力の作用について説明する。方向についてはここでも便
宜上、図に示したようにように、ｘ，ｙにそれぞれ符号
を付けて定義する。Ｏc は主軸４の中心である。Ｏs は
偏心軸５の中心であり、Ｏcから旋回半径の距離にあ
る。今、主軸４は時計方向に回転するものとする。駆動
軸４ｄ及び被駆動孔５ｄのスライド面はｙ軸に対して少
し傾いて設定されている。偏心軸５はスライド面の方向
に駆動軸４ｄと被駆動孔５ｄの隙間の分だけ移動可能で
ある。
【００３６】旋回スクロールの遠心力ＦcはＯsに対し、
＋ｙの方向に作用する。ガス圧縮荷重は、旋回軌道接線
方向荷重Ｆgtと半径方向荷重Ｆgrである。主バランスウ
エイト主部９Ａの遠心力Ｆｂ1 は、偏心軸５に−ｙ方向
に作用する。主バランスウェイト副部の遠心力Ｆb2は、
主軸４に−ｙ方向に作用する。Ｆb1とＦb2及び式(１)の
上bとの関係を次のように設定する。
＋ｙの方向に作用する。ガス圧縮荷重は、旋回軌道接線
方向荷重Ｆgtと半径方向荷重Ｆgrである。主バランスウ
エイト主部９Ａの遠心力Ｆｂ1 は、偏心軸５に−ｙ方向
に作用する。主バランスウェイト副部の遠心力Ｆb2は、
主軸４に−ｙ方向に作用する。Ｆb1とＦb2及び式(１)の
上bとの関係を次のように設定する。
【００３７】
【数１５】 Ｆb1＋Ｆb2＝Ｆb （１５） また、偏心軸に作用する遠心力が常に釣り合うように、
Ｆb1を次のように設定する。
Ｆb1を次のように設定する。
【００３８】
【数１６】 Ｆb1＝Ｆc （１６） 図７は駆動軸４ｄと被駆動孔５ｄのスライド面の傾きθ
と接線方向荷重Ｆgtの作用を示したものである。Ｆgtの
ｙ方向分力Ｆgtyは次のように表される。
と接線方向荷重Ｆgtの作用を示したものである。Ｆgtの
ｙ方向分力Ｆgtyは次のように表される。
【００３９】
【数１７】 Ｆgty＝Ｆgt×ｔａｎθ （１７） Ｆgty がＦgrより僅かに大きくなるようにθを設定する
と、図１に示した旋回スクロールラップ３ａは固定スク
ロールラップ２ａに小さい力で押しつけられ、隙間が０
になる。また、Ｆgrは通常Ｆgtより小さいので、Ｆgty
はＦgtを超える必要は無い。以上の関係を式で表すと、
と、図１に示した旋回スクロールラップ３ａは固定スク
ロールラップ２ａに小さい力で押しつけられ、隙間が０
になる。また、Ｆgrは通常Ｆgtより小さいので、Ｆgty
はＦgtを超える必要は無い。以上の関係を式で表すと、
【００４０】
【数１８】 Ｆgt＞Ｆgty＞Ｆgr （１８） 式（１７）を代入すると式（１８）は、
【００４１】
【数１９】 Ｆgt＞Ｆgt×ｔａｎθ＞Ｆgr （１９） 式（１９）を変形すると、
【００４２】
【数２０】 １＞ｔａｎθ＞Ｆgr／Ｆgt （２０） したがって、適正なスライド面の傾き角θを、運転範囲
の中で、吐出圧力と吸入圧力の差圧が最も大きい条件に
おいて、式（２０）を満たす適切な値に設定すればよ
い。
の中で、吐出圧力と吸入圧力の差圧が最も大きい条件に
おいて、式（２０）を満たす適切な値に設定すればよ
い。
【００４３】次に、本発明の第三の実施例を図８に示
す。本実施例では、駆動機構を第一の実施例と同様の構
造にし、バランスウェイトを第二の実施例と同様の構造
にしてある。本実施例では、式（１４）を満たすように
枢動ピンおよび被枢動孔の位置を設定し、式（１５）及
び（１６）を満たすように主バランスウェイトを設計す
ることによって同じ効果が得られることは明らかであ
る。
す。本実施例では、駆動機構を第一の実施例と同様の構
造にし、バランスウェイトを第二の実施例と同様の構造
にしてある。本実施例では、式（１４）を満たすように
枢動ピンおよび被枢動孔の位置を設定し、式（１５）及
び（１６）を満たすように主バランスウェイトを設計す
ることによって同じ効果が得られることは明らかであ
る。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、旋回スクロール及び偏
心軸の遠心力を常にバランスさせた上で、圧力条件が一
定であれば回転数によらずほぼ一定になるガス圧縮荷重
を利用して偏心軸に半径方向の力を作用させ、旋回スク
ロールラップを小さな力で固定スクロールラップに押し
つけるようにしたので、高速運転のときにラップの接触
荷重が増大することが無く、また、低速運転のときにも
押しつけ荷重が確保されているのでラップ間に隙間が生
じることが無く、もれを生じない。したがって、幅広い
可変速範囲で機械損失やもれ損失が小さく、高効率のス
クロール圧縮機を実現することができる。また、ラップ
間の押しつけ荷重が常に適正になるので、振動や騒音が
少なく、ラップの摩耗も少なくなり、静かで信頼性の高
いスクロール圧縮機を提供することができる。
心軸の遠心力を常にバランスさせた上で、圧力条件が一
定であれば回転数によらずほぼ一定になるガス圧縮荷重
を利用して偏心軸に半径方向の力を作用させ、旋回スク
ロールラップを小さな力で固定スクロールラップに押し
つけるようにしたので、高速運転のときにラップの接触
荷重が増大することが無く、また、低速運転のときにも
押しつけ荷重が確保されているのでラップ間に隙間が生
じることが無く、もれを生じない。したがって、幅広い
可変速範囲で機械損失やもれ損失が小さく、高効率のス
クロール圧縮機を実現することができる。また、ラップ
間の押しつけ荷重が常に適正になるので、振動や騒音が
少なく、ラップの摩耗も少なくなり、静かで信頼性の高
いスクロール圧縮機を提供することができる。
【図１】一般的スクロール圧縮機の構造を示す断面図。
【図２】旋回スクロールとバランスウェイトの遠心力の
関係を示す説明図。
関係を示す説明図。
【図３】本発明の第一の実施例を示す発明部分の斜視
図。
図。
【図４】第一の実施例の荷重及び位置関係を示す平面
図。
図。
【図５】本発明の第二の実施例を示す発明部分の斜視
図。
図。
【図６】第二の実施例の荷重及び位置関係を示す平面
図。
図。
【図７】第二の実施例のスライド面の傾き角と荷重の関
係を示す部分平面図。
係を示す部分平面図。
【図８】本発明の第三の実施例を示す発明部分の斜視
図。
図。
３…旋回スクロール、４…主軸、５…偏心軸、９…主バ
ランスウェイト、１０…副バランスウェイト。
ランスウェイト、１０…副バランスウェイト。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−301688（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−85386（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F04C 18/02 311
Claims (1)
- 【請求項１】端板に渦巻状のラップを直立させた固定ス
クロール部材と、旋回スクロール部材を互いにラップを
向き合わせ、偏心させて組み合わせ、前記旋回スクロー
ル部材を自転することなく旋回運動させてガスを圧縮す
るようにしたスクロール圧縮機において、旋回スクロー
ルを駆動する偏心軸部は、主軸とは別体であり、前記主
軸の上部に設けた枢動ピンに前記偏心軸に設けた被枢動
孔が回転自在に係合し、前記枢動ピン及び被枢動孔の位
置は、前記偏心軸の中心を通る旋回軌道円接線より外周
側で、前記偏心軸の中心と前記主軸の中心を結ぶ平面よ
り回転方向に進んだ位置にあり、前記偏心軸の下部には
主バランスウェイトを係合して遠心力を作用させる係合
ピンを設け、前記係合ピン中心の位置は前記偏心軸の中
心と前記主軸の中心を通る平面より、前記枢動ピンの中
心側へずれていることを特徴とするスクロール圧縮機の
可変クランク機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3088135A JP2897449B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | スクロール圧縮機の可変クランク機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3088135A JP2897449B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | スクロール圧縮機の可変クランク機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04321785A JPH04321785A (ja) | 1992-11-11 |
| JP2897449B2 true JP2897449B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=13934488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3088135A Expired - Fee Related JP2897449B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | スクロール圧縮機の可変クランク機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2897449B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025157550A1 (de) * | 2024-01-22 | 2025-07-31 | Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Scrollmaschine |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2682790B2 (ja) * | 1993-12-02 | 1997-11-26 | 株式会社豊田自動織機製作所 | スクロール型圧縮機 |
| JP5072387B2 (ja) * | 2007-02-23 | 2012-11-14 | 三菱重工業株式会社 | スクロール圧縮機 |
| FR2985557B1 (fr) * | 2012-01-11 | 2014-11-28 | Valeo Japan Co Ltd | Excentrique balance comprenant une bague et un contrepoids bloques en rotation |
| CN103089651A (zh) * | 2012-11-14 | 2013-05-08 | 柳州易舟汽车空调有限公司 | 涡旋压缩机 |
| JP6165576B2 (ja) * | 2013-09-30 | 2017-07-19 | 株式会社日立産機システム | スクロール式流体機械 |
| JP7390997B2 (ja) | 2020-09-15 | 2023-12-04 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | 成膜装置 |
| CN112922808B (zh) * | 2021-03-05 | 2023-12-29 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 一种用于压缩机的曲轴组件及具有其的压缩机 |
| CN114033692B (zh) * | 2021-11-23 | 2023-03-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种平衡块组及其设计方法、装置、存储介质及处理器 |
| DE102022104746A1 (de) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | OET GmbH | Ausgleichsmechanismus für eine Verdrängermaschine |
| CN116066358A (zh) * | 2023-01-11 | 2023-05-05 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种电动压缩机、汽车空调系统及汽车 |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP3088135A patent/JP2897449B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025157550A1 (de) * | 2024-01-22 | 2025-07-31 | Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Scrollmaschine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04321785A (ja) | 1992-11-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4734020A (en) | Scroll type compressor with spiral oil feeding grooves in thrust bearing | |
| JP2897449B2 (ja) | スクロール圧縮機の可変クランク機構 | |
| JPH0428916B2 (ja) | ||
| US5460494A (en) | Orbiting scroll actuating means of a scroll-type compressor | |
| JPS59120794A (ja) | スクロ−ル圧縮機 | |
| JPH10281083A (ja) | スクロール圧縮機 | |
| US5174739A (en) | Scroll-type compressor with eccentricity adjusting bushing | |
| JPH0152591B2 (ja) | ||
| JP3693041B2 (ja) | スクロール圧縮機 | |
| JPS618488A (ja) | スクロ−ル式流体機械 | |
| JPH10281084A (ja) | スクロール圧縮機 | |
| JP2804928B2 (ja) | スクロール流体機械 | |
| JPH09170572A (ja) | スクロール型流体機械 | |
| JP2886968B2 (ja) | スクロール流体機械 | |
| JPH0549801B2 (ja) | ||
| JPS63159689A (ja) | スクロ−ル圧縮機 | |
| JPH0586801A (ja) | スクロール型流体機械 | |
| JPH07217558A (ja) | スクロール型無給油式流体機械 | |
| JPH0719183A (ja) | スクロール型空気圧縮機 | |
| JP2570535B2 (ja) | スクロール圧縮機 | |
| JPS6325344Y2 (ja) | ||
| JP2818024B2 (ja) | スクロール圧縮機 | |
| JPH05149271A (ja) | スクロール圧縮機 | |
| JP3066170B2 (ja) | スクロール圧縮機 | |
| JPH04308381A (ja) | スクロール圧縮機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080312 Year of fee payment: 9 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080312 Year of fee payment: 9 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080312 Year of fee payment: 9 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080312 Year of fee payment: 9 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080312 Year of fee payment: 9 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080312 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090312 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090312 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100312 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110312 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |