JPH03145585A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は固定スクロールと揺動スクロールとをかみ合
わせて圧縮を行うスクロール圧縮機の改良に関する。

（口〉従来の技術 従来のスクロール圧縮機は例えば特開昭６３−３０９７
９１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５図乃至第
９図において、５０はハウジングで、このハウジングは
フロントエンドプレート５１、リヤエンドプレート５２
、シリンダプレート５３よりなり、リヤエンドプレート
５２に吸込口５４、吐出口５５を突設するとともに、渦
巻き状のラップ５６及び鏡板５７よりなる固定スクロー
ル５８を固定し、フロントエンドプレート５１にクラン
クピン５９を有する回転軸６０を軸支し、クランクピン
５９に渦巻き状のラップ６１及び鏡板６２よりなる揺動
スクロール６３を付設し、この揺動スクロールが固定ス
クロール５８に対して自転しないようにオルダム継手６
４を設けている。

固定スクロール５８のラップ５６は外側的ｌ１６５と内
側間１ｉ６６とで形成されている。外側曲線６５は基礎
円Ｓの半径ｂ１始点Ａのインボリュート曲線、内側曲線
６６のＥＦ間は外側曲線６５と角度π〜ρ／ｂだけ位相
をずらせたインボリュート曲線、ＤＥ間は半径Ｒの円弧
とし、外側曲線６５と内側曲線６６を接続する接続曲線
６７吐半径ｒの円弧とし、始点Ａは外側曲線６５にイン
ボッニート始点、点Ｂは外側曲線６５と接続的線６７の
境界点で、両回線はこの点で夫々の接線を等しくする。

点Ｃは外側曲線６５の十分外方の点、点りは内側曲線６
５と接続曲線６７の境界点で、ここで半径Ｒ及びｒの２
つの円弧仕損する。点Ｅは内側曲線６６の円弧（ＤＥ間
）とインボリュート曲線！線ＥＦの境界点で、点Ｆは内
側曲線６６の十分外方の点である。同じように、揺動ス
クロール６３も同様である。

固定スクロール５８のラップ５６と揺動スクロール６３
のラップ６１との先端吐夫々当接点６８．６９で接触し
て圧縮空間７０を形成している。そして、圧縮空間７０
は当接点６８．６９が同一点となるように移動して容積
をゼロにしている。

このため、従来存在したいわゆるトップクリアランスボ
リュームはゼロとなるから、圧縮された冷媒Ｃよ外部に
すべて吐出され、圧縮機が冷媒に加えた仕事は、すべて
冷媒に与えられ、従来存在した損失はなくなる。

（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固定スクロー
ル５８と揺動スクロール６３との両ラップ５６．６１の
先端の当接点６８．６９を同一点になるように移動させ
ているため、両ラップ５６．６１に加工誤差が生じたり
、あるいは、これらのラップの相対的位置関係が正しく
組立てられていない場合には、両ラップ５６．６１に異
常な力が発生し、例えば、低圧側圧力と高圧側圧力との
差が大きい高負荷運転時等に、上記の異常な力は更に大
きくなり、破損する問題があった。

この発明は上記の問題を解決するもので、加工誤差、組
立誤差等があっても固定スクロールと揺動スクロールと
のラップが破損したり、異常摩耗したりするのを防止す
る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回転軸を有する電動要素と、こ
の電動要素で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、回転軸の軸受を中央に有
するフレームと、鏡板にインボリュート曲線からなる渦
巻き状のラップを立設させた固定スクロールと、この固
定スクロールに向かい合ってかみ合う鏡板にインボリュ
ート曲線からなる渦巻き状のラップを立設させた揺動ス
クロールと、この揺動スクロールと固定スクロールとで
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ように揺動スクロールを固定
スクロールに対して旋回させる駆動手段と、前記揺動ス
クロールを固定スクロールに対して自転しないように公
転させる継手手段とで構成したスクロール圧縮機におい
て、前記固定スクロールを夫々インボリュート曲線から
なる外側曲線と内側曲線との巻き始め角度を１８０°ず
らしたラップで形威し、同じく揺動スクロールを夫々イ
ンボリュートＩＩＩＩ線からなる外側曲線と内側＋Ｉｌ
＋線との巻き始め角度を１８００ずらしたラップで形成
し、かつ、前記ラップに固定スクロールの外側曲線の巻
き始め点につながる円弧と、この円弧に対して揺動スク
ロールの内側ｌｌｌ線の巻き始め点につながる円弧の半
径を、固定スクロールの外側曲線の巻き始め点につなが
る円弧の半径よりも固定スクロールに対する揺動スクロ
ールの旋回半径分長くした円弧とを設け、同じくラップ
に揺動スクロールの外側曲線の巻き始め点につながる円
弧と、この円弧に対して固定スクロールの内側曲線の巻
き始め点につながる円弧の半径を、固定スクロールに対
する揺動スクロールの旋回半径分長くした円弧とを設け
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、固定スク
ロールと揺動スクロールとのラップのインボリュート曲
線からなる外側曲線と内側曲線とに夫々つながる２つの
円弧を設け、一方のラップの外側曲線につながる円弧と
他方のラップの内側曲線につながる円弧とを同心円にし
、固定スクロールと揺動スクロールとの先端部の当りを
滑らかにするとともに、両ラップの先端の離れる直前の
接触面積を大きく取れる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４図に示す実施例に基いて
説明する。

１は密閉容器で、この容器内には上側にスクロール圧縮
要素２が、下側にこの圧縮要素を駆動する電動要素３が
夫々収納されている。４はフレームで、このフレームに
は中央に回転軸５を軸支する軸受部６が設けられている
。スクロール圧縮要素２は固定スクロール７と揺動スク
ロール８とで構成されている。固定スクロール７は密閉
容器１の内壁に圧接してこの容器内を高圧室９と低圧室
１０とに区画する円板状の鏡板１１と、この鏡板の一方
の面周縁に突出された環状壁１２と、この環状壁で囲ま
れ鏡板１１に立設されたインボッニート状またはこれに
近似の曲線からなる渦巻き状のラップ１３とで構成され
ている。固定スクロール７の鏡板１１には密閉容器１内
の高圧室９に連通ずる吐出孔１４が設けられている。そ
して、固定スクロール７は環状壁１２及びラップ１３の
突出方向を下方としている。揺動スクロール８は円板状
の鏡板１５と、この鏡板の一方の面に立設れたインボリ
ュート状また社これに近似の曲線からなる渦巻き状のラ
ップ１６と、鏡板の他方の面の中央に突出されたビン部
１７とで構成されている。そして、揺動スクロール８は
ラップ１６の突出方向を上方として、このラップが固定
スクロール７のラップ１３に１８０°回し、向かい合っ
てかみ合うようにして内部に複数の圧縮空間１８を形成
するようにしている。１９（ま回転軸５の先端に設けら
れて揺動スクロールのビン部１７を沖天するボス穴で、
このボス穴の中心は回転軸５の軸心と偏心して設けられ
ている。２０は固定スクロール７に対して揺動スクロー
ル８を自転しないように円軌道上を公転させるオルダム
継手である。フレーム４の外周にはスクロール圧縮要素
２に冷媒を導く吸込通路２１が設けられている。

２２は密閉容器１に取付けられた吸込管で、この吸込管
は電動要素３の下方で密閉容器１内の低圧室１０に連通
している。２３は密閉容器１の上部に取付けられた吐出
管で、この吐出管は密閉容器１内の高圧室９に連通して
いる。

固定スクロール７のラップ１３は基礎円Ｓ＋を基準とし
たインボリュート曲線で外側曲線２４と内側曲線２５と
を形成している。また、同様に揺動スクロール８のラッ
プ１６は固定スクロール７の基礎円Ｓ１と等しい半径の
基礎円Ｓ、を基準としたインボリュート曲線で外側曲線
２６と内側曲線２７とを形成している。固定スクロール
７の外側曲線２４はＰ、をインボリュート曲線の始点に
、内側曲線２５はＰ、をインボリュート曲線の始点にし
ている。揺動スクロール８の外側曲線２６はＰ、をイン
ボリュート曲線の始点に、内側曲線２７はＰ４をインボ
リュート曲線の始点にしている。始点Ｐ４の伸開角θ、
は始点Ｐ、の伸開角θ１よりも１８０°回転角度を進ま
せている。また、始点Ｐ、の伸開角θ８は始点Ｐ、の伸
開角θ、よりも１８０°回転角度を進ませている。２８
は固定スクロール７のラップ１３の外側曲線２４の始点
Ｐ。

につながる半径Ｒ１の円弧である。２９は固定スクロー
ル７のラップ１３の内側曲線２５の始点Ｐ。

につながる半径Ｒ１の円弧である。３０は円弧２Ｂ、２
９の共通の接線である。３１は揺動スクロール８のラッ
プ１６の外側曲線２６の始点Ｐ。

につながる半径Ｒ１の円弧である。３２は揺動スクロー
ル８のラップ１６の内側曲線２７の始点Ｐ４につながる
半径Ｒ４の円弧である。３３は円弧３１．３２の共通の
接線である。半径Ｒ１の円弧２８の中心は始点Ｐ１から
固定スクロール７の基礎円ＳＩの近い側に引かれた接線
上にあり、同様に、半径Ｒ１の円弧２９の中心は始点Ｐ
、から固定スクロール７の基礎円Ｓ１の近い側に引かれ
た接線上に、半径Ｒ１の円弧３１の中心は始点Ｐ、から
揺動スクロール８の基礎円Ｓ、の近い側に引かれた接線
上に、半径Ｒ４の円弧３２の中心は始点Ｐ４から揺動ス
クロール８の基礎円Ｓ、の近い側に引かれた接線上にあ
る。

揺動スクロール８の円弧３２の半径Ｒ４は固定スクロー
ル７の円弧２８の半径Ｒ１よりも旋回半径Ｅ分長くして
いる。また、固定スクロール７の円弧２７の半径Ｒ２は
揺動スクロール８の円弧３１の半径Ｒ８よりも旋回半径
Ｅ分長くしている。

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３を回転させると、その回転力が回転軸５を介して
揺動スクロール８に伝えられる。

すなわち、揺動スクロール８は回転軸５のボス穴１９に
この回転軸の軸心に対して偏心して挿入されたピン部１
７で駆動され、オルダム継手２０で固定スクロール７に
対して自転しないように円軌道上を公転させられる。そ
して、固定スクロール７と揺動スクロール８とはこれら
のスクロールで形成された圧縮空間１８を外方から内方
へ向かって次第に縮小させ、吸込管２２から密閉容器１
内の低圧室１０に流入して電動要素３を通りフレーム４
の外周の吸込通路２１を流れる冷媒を圧縮している。こ
の圧縮された冷媒は固定スクロール７の吐出孔１４から
高圧室９内に吐出され、吐出管２３から密閉容器１外に
吐出される。

固定スクロール７のラップ１３と揺動スクロール８のラ
ップ１６とは先端に円弧２８．２９，３１．３２と接線
３０．３３とで形成することにより、先端部の接線３０
．３３が互に接触して圧縮空間１８の容積をゼロになる
ようにしている。しかも、ラップ１３．１６は圧縮空間
１８の容積をゼロにする先端部の接触状態を面で受ける
ようにすることにより、この先端部に作用する吐出時の
応力の面圧を小さくしている。また、ラップ１３゜１６
の先端部は内側曲線２５．２７の始点Ｐ、。

Ｐ、につながる円弧２９．３２で径方向の肉厚を厚くす
ることにより、強度的に補強できるようにしている。

〈ト〉発明の効果 以上のようにこの発明によれば、固定スクロールと揺動
スクロールとのラップの先端にインボリュート曲線の外
側曲線と内側曲線との始点につながる円弧を形成したの
であるから、前記ラップの先端部で形成される圧縮空間
の残留容積をゼロに近付けることができ、トップクリア
ランスボリュームによる冷凍能力の低下を防止できるも
のである。また、この発明辻ラップの先端で形成された
圧縮空間がゼロに近付いたときの接触面積を大きくした
ので、前記ラップの面圧を小さくでき、このラップの破
損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
断面図、第２図は同じく固定スクロールと揺動スクロー
ルとのラップの組み合わせを示す要部拡大図、第３図は
同じく固定スクロールのラップを示す要部拡大図、第４
図は同じく揺動スクロールのラップを示す要部拡大図、
第５図は従来例を示すスクロール圧縮機の断面図、第６
図は同じく固定スクロールのラップを示す要部拡大図、
第７図乃至第９図は固定スクロールに対する揺動スクロ
ールのラップの移動を説明する要部拡大図である。 １・・・密閉容器、　　２・・・スクロール圧縮要素、
３・・・電動要素、　　４・・・フレーム、　　５・・
・回転軸、６・・・軸受部、　　７・・・固定スクロー
ル、　８・・・揺動スフ「１−ル、　　１１，１５・・
・鏡板、　　１３．１６・・・ラップ、　　１８・・・
圧縮空間、　　２０・・・オルダ１１継手、　　２４．
２６・・・外側■線、　　２５．２７・・・内イ創曲線
、　　２Ｂ、２９，３１．３２・・・円弧、３０．３３
・・・接線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、密閉容器内に回転軸を有する電動要素と、この電動
   要素で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は回転軸の軸受を中央に有するフレ
   ームと、鏡板にインボリュート曲線からなる渦巻き状の
   ラップを立設させた固定スクロールと、この固定スクロ
   ールに向かい合ってかみ合う鏡板にインボリュート曲線
   からなる渦巻き状のラップを立設させた揺動スクロール
   と、この揺動スクロールと固定スクロールとで形成され
   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
   させて圧縮を行うように揺動スクロールを固定スクロー
   ルに対して旋回させる駆動手段と、前記揺動スクロール
   を固定スクロールに対して自転しないように公転させる
   継手手段とを備えたスクロール圧縮機において、前記固
   定スクロールは夫々インボリュート曲線からなる外側曲
   線と内側曲線との巻き始め角度を１８０°ずらしたラッ
   プを有し、同じく揺動スクロールは夫々インボリュート
   曲線からなる外側曲線と内側曲線との巻き始め角度を１
   ８０°ずらしたラップを有し、かつ、前記ラップには固
   定スクロールの外側曲線の巻き始め点につながる円弧と
   、この円弧に対して揺動スクロールの内側曲線の巻き始
   め点につながる円弧の半径を、固定スクロールの外側曲
   線の巻き始め点につながる円弧の半径よりも固定スクロ
   ールに対する揺動スクロールの旋回半径分長くした円弧
   とが設けられ、同じくラップには揺動スクロールの外側
   曲線の巻き始め点につながる円弧と、この円弧に対して
   固定スクロールの内側曲線の巻き始め点につながる円弧
   の半径を、固定スクロールに対する揺動スクロールの旋
   回半径分長くした円弧とが設けられていることを特徴と
   するスクロール圧縮機。