JP2919553B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

スクロール圧縮機

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JP2919553B2 JP12198190A JP12198190A JP2919553B2 JP 2919553 B2 JP2919553 B2 JP 2919553B2 JP 12198190 A JP12198190 A JP 12198190A JP 12198190 A JP12198190 A JP 12198190A JP 2919553 B2 JP2919553 B2 JP 2919553B2
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敏彦 光永
義典 登
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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、前記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
式のものが示されている。
(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
ルの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
突起とで両スクロールを同じ方向に回転させるととも
に、一方のスクロールを圧縮空間で圧縮された冷媒で押
圧して軸方向の押付力としており、両スクロールの接触
面に異常磨耗が生じる問題があった。
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、
スクロールの背圧を中間圧力にして全体に作用するよう
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 本発明は、密閉容器と、この容器内に収納された電動
要素と、この電動要素によって駆動されるスクロール圧
縮要素とを収納し、このスクロール圧縮要素を、前記電
動要素によって直接あるいは間接的に回転される駆動ス
クロールと、この駆動スクロールと向かい合ってかみ合
い同一方向に回転する従動スクロールと、前記駆動スク
ロールの駆動軸及び前記従動スクロールの従動軸をそれ
ぞれ軸支して内部に形成された空間に前記両スクロール
を収納する主フレーム及び補助フレームとで構成し、前
記駆動軸と前記主フレームとの間及び前記従動軸と前記
補助フレームとの間にそれぞれシール材を設けて前記主
フレーム及び前記補助フレームで前記密閉容器内を高圧
室及び低圧室に区画するとともに、前記駆動軸と前記従
動軸にそれぞれ前記高圧室及び前記低圧室に連通する吐
出孔と吸込孔とを設けたスクロール圧縮機において、前
記両スクロールを収納する前記空間と、前記駆動スクロ
ールと前記従動スクロールとで形成された圧縮途中の圧
縮空間とを連通させて前記両スクロールを収納する前記
空間に中圧力の冷媒を導く小孔を前記空間内の前記スク
ロール圧縮要素に形成したことを特徴とするスクロール
圧縮機。
(ホ)作用 この発明は上記のように構成したことにより、互に向
かい合わせてかみ合うように形成した駆動スクロールと
従動スクロールとを主フレームと補助フレームとの内部
に形成された空間内に収納し、この空間内をスクロール
圧縮要素に設けた小孔で圧縮途中の圧縮空間に連通し、
駆動スクロールと従動スクロールとの全体の外周の背圧
として中間圧力の冷媒圧力を作用させるようにしたもの
である。
(ヘ)実施例 以下この発明を図に示す実施例に基いて説明する。
第1図はスクロール圧縮機の縦断面図、第2図は第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
図である。第1図及び第2図において、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の
中心O1と間隔ε偏心して中心O2の補助軸受部11が設けら
れている。主フレーム8と補助フレーム10とは内部に空
間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
る駆動スクロール14と、この駆動スクロールと同じ方向
に回転させる従動スクロール15とで構成されている。駆
動スクロール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の他方の面の中央の突出されて
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。従動スクロール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駆動スクロール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。
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、 インボリュート角度補正歯形のラップの座標は X=−R〔cosθ+(θ+β)sin(θ+β)〕 Y=−R〔sinθ−(θ+β)cos(θ+β)〕 β=tan-1〔sinθ/(Pcosθ+ε)〕 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。
駆動スクロール14は主フレーム8の主軸受9で駆動軸
18を軸支され、従動スクロール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14,15の
ラップ17,21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は圧縮空間23内で圧縮された冷媒を高圧室25
に連通する吐出孔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内の冷房を圧縮空間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、この駆動装置は駆動スクロール14の
鏡板16の外周に突出して設けられた駆動ピン32と、この
駆動ピンを嵌合わせる従動スクロール15の環状壁20に径
方向に設けられた案内溝33とで構成されている。この案
内溝は外方を切り欠いてU字状に形成されている。案内
溝33の外周端は円軌道が駆動ピン32の中心の円軌道の外
側に位置させている。
34は駆動スクロール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と空間12とを連通してい
る。空間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35で密封
されている。空間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36で
密封されている。
37は吸込管で、この吸込管は低圧室24内に連通してい
る。38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から駆
動スクロール14に伝えられる。この駆動スクロールに伝
えられた回転力は駆動装置31を介して従動スクロール15
に伝えられ、この従動スクロールを駆動スクロール14と
同じ方向に回転させる。そして、駆動スクロール14の駆
動軸18の中心に対して従動スクロール15は従動軸22の中
心を長さεだけ偏心させた位置で回転させている。駆動
スクロール14と従動スクロール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37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
縮された冷媒は駆動スクロール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38から密閉容器1外に吐出される。また、
圧縮途中の圧縮空間23内の中圧力の冷媒は小孔34から空
間12内に吐出し、駆動スクロール14と従動スクロール15
と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。
駆動スクロール14の回転で従動スクロール15を同じ方
向に回転させる駆動装置31は案内溝33の外周端の円軌道
を駆動ビン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33内から外れないようにし、一
本の駆動ピン32で駆動スクロール14の回転方向と同じ方
向に従動スクロール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。また、駆動スクロール14と従動
スクロール15とは中心の長さεだけ偏心させ、駆動スク
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、従動スクロール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、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、異常接触しないようにし、圧縮空間23
で圧縮を行えるようにしている。
従動スクロール15の環状壁20は駆動スクロール14の鏡
板16の外周に摺接して空間12と遮蔽することにより、圧
縮空間23と空間12との連通を防止できるようにしてい
る。
空間12はシール部材35,36で低圧室24及び高圧室25と
夫々密封するとともに、小孔34で圧縮途中の中圧力の冷
媒を導くことにより、低圧の冷媒や高圧の冷媒が侵入し
ないようにしつつ圧力を一定の中圧力に保持できるよう
にし、駆動スクロール14と従動スクロール15との軸方向
密封力を適正な力にできるようにしている。そして、駆
動スクロール14と従動スクロール15とには局部的に過大
な接触力が加わらないようにしている。
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内に吐出されることにより、高圧室25内に吐出され
る冷媒の圧力低下を抑えられるとともに、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38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利用できるように
している。
この発明は駆動スクロール14と従動スクロール15とを
収納する主フレーム8と補助フレーム10とで形成された
空間12内に圧縮途中の冷媒を供給して中圧力の室にする
ことにより、駆動スクロール14と従動スクロール15との
全体を中圧力で押圧することができ、局部的に異常接触
するのを防止できるようにしたものである。
(ト)発明の効果 以上のようにこの発明によれば、主フレーム及び補助
フレームで形成された空間と、駆動スクロールと従動ス
クロールとで形成された圧縮途中の圧縮空間とを連通さ
せる小孔を空間内のスクロール圧縮要素に形成したので
あるから、前記両スクロールを収納した主フレーム及び
補助フレームで形成された空間を中圧力室にでき、両ス
クロールの軸方向のシール力を向上できるとともに、局
部的に異常接触して両スクロールが摩耗するのを防止で
きるものである。
【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、12……空間、14……駆動ス
クロール、従動スクロール、18……駆動軸、22……従動
軸、24……低圧室、25……高圧室、26……吐出孔、29…
…吸入孔、34……小孔。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】密閉容器と、この容器内に収納された電動
    要素と、この電動要素によって駆動されるスクロール圧
    縮要素とを収縮し、このスクロール圧縮要素を、前記電
    動要素によって直接あるいは間接的に回転される駆動ス
    クロールと、この駆動スクロールと向かい合ってかみ合
    い同一方向に回転する従動スクロールと、前記駆動スク
    ロールの駆動軸及び前記従動スクロールの従動軸をそれ
    ぞれ軸支して内部に形成された空間に前記両スクロール
    を収納する主フレーム及び補助フレームとで構成し、前
    記駆動軸と前記主フレームとの間及び前記従動軸と前記
    補助フレームとの間にそれぞれシール材を設けて前記主
    フレーム及び前記補助フレームで前記密閉容器内を高圧
    室及び低圧室に区画するとともに、前記駆動軸と前記従
    動軸にそれぞれ前記高圧室及び前記低圧室に連通する吐
    出孔と吸込孔とを設けたスクロール圧縮機において、前
    記両スクロールを収納する前記空間と、前記駆動スクロ
    ールと前記従動スクロールとで形成された圧縮途中の圧
    縮空間とを連通させて前記両スクロールを収納する前記
    空間に中圧力の冷媒を導く小孔を前記空間内の前記スク
    ロール圧縮要素に形成したことを特徴とするスクロール
    圧縮機。
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