JP2975637B2

JP2975637B2 - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JP2975637B2
Application number: JP2113136A
Authority: JP
Inventors: 義典登; 敏彦光永
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1999-11-10
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JPH0412182A

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３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３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３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77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が互いに間隔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78から吐出チャンバ51に通じるガスの吐出孔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中央の圧縮
空間78の冷媒を吐出チャンバ51内に回転軸54を設けた吐
出孔83から直接吐出させているため、回転軸54に直接逆
止弁を取付けるのが難しく、しかも、圧縮機の停止時に
吐出チャンバ51内に冷媒が吐出孔83を介して圧縮空間78
内に逆流し、第１・第２のスクロール52,53を逆回転さ
せる問題があった。

この発明は状の問題を解決するもので、第１・第２の
スクロールのいずれかの軸に設けた吐出孔の開口を逆止
弁で運転時に常時開放するとともに、停止時に塞ぐよう
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のスクロールの中心と偏
心した中心を有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、この第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
ながら第１・第２のスクロールで形成された複数の圧縮
空間を外方から内方へ向かって次第に縮小させて圧縮を
行う駆動装置と、前記第１のスクロールを軸支する主フ
レームと、前記第２のスクロールを軸支する補助フレー
ムとで構成し、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、前記軸に吐出孔の開口を塞ぐ逆止弁を設
け、この逆止弁を吐出孔の開口部を開閉するためにこの
開口部より外側に配置された弁体と、この弁体を前記軸
の外側から前記開口部に付勢する弾性体とで構成したも
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のスクロールのいずれかの軸に設けた吐出孔の開口
を塞ぐ逆止弁の弁体が、運転時、すなわち軸の回転時に
その遠心力を受けると弾性体の付勢力に打ち勝って軸の
外側に移動し開口を開くため、吐出孔の開口を常時開放
させ、吐出孔内と高圧室内との圧力差による逆止弁の開
閉を防止するとともに、停止時にスクロール圧縮機が逆
転し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図及び第２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、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＋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。

第１・第２のスクロール14,15はラップ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。

26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駆動ピン27と、こ
の駆動ピンを嵌合わせる第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28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28の外周端の円軌道は駆動ピン27の中心の円軌道
の外側に形成されている。

主駆動軸18には圧縮空間23内で圧縮された冷媒を高圧
室25に連通する吐出孔29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30,31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32が設けられている。33は鏡板19に設けた連絡通路
で、この通路は吸込孔32に連通し、外側から圧縮空間23
内に冷媒を導くようにしている。

34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と第２の
スクロール15の鏡板19の摺動面に設けられたシール部材
35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と主駆動軸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。

37,38は逆止弁で、これらの逆止弁は吐出口30,31を適
宜開閉する弁体39,40と、これらの弁体を主駆動軸18側
に押圧するばね41,42と、これらのばねの一端を固定し
て主駆動軸18に取付けられたホルダ43,44とで構成され
ている。弁体39,40は質量の大きい材料で形成されてい
る。

45は吸込管で、この吸込管は低圧室24内に連通してい
る。46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駆動装置26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。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45か
ら低圧室24内に流入した冷媒を従動軸22の吸込孔32から
鏡板19の連絡通路33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の主駆動軸18に設けられた吐出孔29を通って吐
出口30,31から高圧室25内に吐出され、吐出管46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34から中空室12内に吐出させ、第１・第２のス
クロール14,15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の回転で第２のスクロール15を同
じ方向に回転させる駆動装置26は案内溝28の外周端の円
軌道を駆動ピン27の中心の円軌道の外側に形成すること
により、駆動ピン27が案内溝28内から外れないように
し、一本の駆動ピン27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。また、第１のスクロ
ール14と第２のスクロール15とは中心を長さ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27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35,36で低圧室24及び高
圧室25と夫々密封することにより、低圧の冷媒や高圧の
冷媒が浸入しないようにし、圧力を一定の中圧力に保持
できるようにさせ、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29を通り電動
要素２の上側で吐出口30と下側の吐出口31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
31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46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。

逆止弁37,38は運転時に主駆動軸18の回転によって質
量の大きい弁体39,40に遠心力が作用し、主駆動軸18側
に押圧するばね41,42の付勢力に打ち勝って吐出口30,31
を常時開放することにより、圧縮空間23から吐出孔29を
介して高圧室25に吐出する冷媒の通路抵抗とならないよ
うにするとともに、圧縮空間23内から吐出孔29内に吐出
される冷媒の量の少ない冷凍用の運転の高圧縮比時に、
吐出孔29内と高圧室25との間で圧力差が生じても開閉動
作しないようにしている。また、逆止弁37,38は停止時
にばね41,42の付勢力で弁体39,40を主駆動軸18側に押圧
することにより、吐出口30,31が塞がれ、高圧室25と圧
縮空間23との連通が遮断されて高圧室25内の冷媒が圧縮
空間23内に逆流しないようにしている。

尚、上記説明においては、主駆動軸18に逆止弁37,38
を取付けて説明したが、従動軸に吐出孔を設け、この従
動軸に逆止弁を取付けるようにしても良いことは言うま
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
ールのいずれかの軸こ吐出孔の開口部を適宜開閉する逆
止弁を設け、この逆止弁を吐出孔の開口部を開閉するた
め開閉するためにこの開口部より外側に配置された弁体
と、この弁体を前記軸の外側から前記開口部に付勢する
弾性体とで構成したので、逆止弁の弁体が、運転時、す
なわち軸の回転時にその遠心力を受けると弾性体の付勢
力に打ち勝って軸の外側に移動して開口を開き、吐出孔
の開口を常時開放でき、通路抵抗の増加を防止できると
ともに、高圧縮比運転時の弁の開閉動作による騒音を防
止でき、しかも、停止時に吐出孔の開口を逆止弁で塞
ぎ、高圧室内の冷媒が吐出孔を介して圧縮空間内に逆流
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図は同じく逆止弁の要部拡大断面図、第
３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、10……補助フレーム、11…
…摺動溝、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……主駆
動軸、22……従動軸、37,38……逆止弁、39,40弁体、4
1,42……ばね、43,44……ホルダ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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のスクロールの中心と偏
心した中心を有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、この第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
ながら第１・第２のスクロールで形成された複数の圧縮
空間を外方から内方へ向かって次第に縮小させて圧縮を
行う駆動装置と、前記第１のスクロールを軸支する主フ
レームと、前記第２のスクロールを軸支する補助フレー
ムとで構成し、この主フレームあるいは補助フレームで
軸支される第２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、前記軸に吐出孔の開口を塞ぐ逆止弁を設
け、この逆止弁を吐出孔の開口部を開閉するためにこの
開口部より外側に配置された弁体と、この弁体を前記軸
の外側から前記開口部に付勢する弾性体とで構成したこ
とを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】前記逆止弁を、前記弾性体より重量の重い
弁体と、この弁体を保持し前記弾性体として用いるばね
と、このばねの一端を固定して軸に取付けられたホルダ
とで構成し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。