JPH03233181A - スクロール圧縮機およびその製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スクロール圧縮機に係り、特に空気調和機、
冷蔵座当の冷凍機に用い、簡便な構造で性能向上を図る
のに好適なスクロール圧縮機およびその製造方法に関す
るものである。

［従来の技術］ 近年、圧縮機の低振動化、低騒音化を図るためにスクロ
ール圧縮機が採用されて来ている。ただ。

この種の圧縮機は定容積形であるため、例えば多量の液
冷媒を吸込んだときなどに液冷媒の逃げ場がなく、スク
ロールラップ（以下単にラップという）の損傷等の弊害
を引きおこしやすい。

この現象を改善する技術として、例えば、クランク軸を
可動偏心として、液圧縮時には偏心を小さくして、固定
スクロールおよび旋回スクロールの各ラップ間の間隙を
大きくし、液圧縮を防止する構造の、いわゆるスイング
リンク機構のものがある。

また、例えば、特開昭６２−１７８７９０号公報に記載
のように、クランク軸の偏心部にスライド可能な旋回軸
受を設け、ばねで支持して上記スイングリンク機構と同
等の機能を有する構造のものも知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術における前者のスイングリンク機構は、可
動偏心機構が複雑で収納スペースも広く必要とし、経済
性、スペース効率の面で問題があった・ また、後者の特開昭６２−１７８７９０号公報記載の技
術は、超精密な加工技術が必要であり、生産性あるいは
経済性について十分に配慮されていなかった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので、超精密な加工を必要とせず、従来より簡便
な構造で液圧縮などの異常負荷時に液を逃がして、クラ
ンク軸やラップに加わる負荷を軽減し、信頼性を向上し
うるスクロール圧縮機を提供することを、その目的（第
１の目的）とするものである。

一方、密閉容器とフレームの固定方法として、従来技術
は、いわゆる突込み電気溶接を行い、フレームの母材の
一部を溶解せさて密閉容器に固定していたが、この電気
溶接時に、スパッタとよばれる硬い微小球状物を発生し
、運転中に冷凍機油中に混入しているスパッタが軸受に
至り軸受を損傷させるなどの事があった。この対策とし
て、スパッタを吸引する磁石を密閉容器内に配設したり
、クランク軸の冷凍機油吸込口周辺に防禦用の網を設け
たりしていた。

本発明の他の目的（第２の目的）は、フレームを溶解さ
せることなく、また、スパッタを発生させることなく、
フレームと密閉容器とを固定するスクロール圧縮機の製
造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記第１の目的を達成するために、本発明のスクロール
圧縮機に係る第１の発明の構成は、密閉容器内に、電動
機と該電動機に連結された圧縮機構部とを収納するもの
であって、それぞれの台板上に直立する渦巻状のラップ
を有し、それぞれのラップを互いに噛み合わせて圧縮室
を形成する固定スクロールおよび旋回スクロールと、旋
回スクロールに回転力を伝達するクランク軸と、このク
ランク軸を回転させる軸受を具備するフレームと、この
フレームと前記旋回スクロールとの角度位置関係を保つ
自転防止機構とを備えてなるスクロール圧縮機において
、前記固定スクロールと前記旋回スクロールとが圧縮室
の最大密閉空間を形成し、圧縮を開始した直後に開弁可
能な第１のリリース弁と、該第１のリリース弁が閉弁す
る旋回スクロールの回転位置付近で開弁する第２のリリ
ース弁とを前記固定スクロールに設け、前記第２のリリ
ース弁が閉弁する旋回スクロールの回転位置付近で前記
圧縮室が吐出口に通じるように構成したものである。

また、上記第１の目的を達成するために、本発明のスク
ロール圧縮機に係る第２の発明の構成は、前記第１の発
明の前提と同一の前提において、前記旋回スクロールの
台板を支持する前記フレームに分割された環状の座面を
有し、この環状の座面に環状の溝を設け、この環状の溝
に弾性を有する円環を装着したものである６ さらに、上記第２の目的を達成するために、本発明に係
るスクロール圧縮機の製造方法の構成は、密閉容器内に
電動機と該電動機に連結された圧縮機構部とを収納する
ものであって、それぞれの台板上に直立する渦巻状のラ
ップを有し、それぞれのラップを互いに噛み合わせて圧
縮室を形成する固定スクロールおよび旋回スクロールと
、旋回スクロールに回転力を伝達するクランク軸と、こ
のクランク軸を回転させる軸受を具備するフレームと、
このフレームと前記旋回スクロールとの角度位置関係を
保つ自転防止機構とを備えてなるスクロール圧縮機の１
造方法において、前記フレームの外周部に複数の凹部を
設け、 前記密閉容器の前記凹部に対向する位置に、前記凹部の
径よりも小さい穴を設け、この穴を貫通し前記凹部に当
接するように導電性の棒を挿入し、この導電棒を前記フ
レームの方向に加圧しながら当該導電棒に通電して軟化
圧着させて、前記密閉容器に前記フレームを固定するよ
うにしたものである。

［作用］ 上記の技術的手段による働きは次のとおりである。

第１の発明では、固定スクロールと旋回スクロールとが
圧縮室の最大密閉空間を形成し、圧縮を開始した直後か
ら１回転に伴って徐々に密閉空間が小さくなっても、い
ずれの状態でもリリース弁または吐出口が圧縮密閉空間
と密閉容器内空間とを連通できる状態にあり、液圧縮ま
たは過圧縮が発生しても、圧縮室から前記密閉容器内に
、余分な液や冷媒ガスを放出する。たのため、液圧縮ま
たは過圧縮時のラップやクランク軸への負荷を著しく軽
減できる。

また、第２の発明では、旋回スクロールの台板を支持す
るフレームの分割された環状の座面に、環状の溝を設け
、この溝に弾性を有する円環を装着したので、液圧縮ま
たは過圧縮時に、旋回スクロールと固定スクロールとが
上下方向に離脱し密閉空間でなくなり、余分な液や冷媒
ガスは漏洩することになるので、ラップやクランク軸へ
の負荷が著しく軽減できる。

さらに、第３の発明では、従来技術のようにフレームの
母材そのものを溶解させることはないので、硬質微小球
状物であるスパッタを発生させることがなく、軸受の信
頼性が向上する。

［実施例］ 以下、本発明の各実施例を第１図ないし第１６図を参照
して説明する。まず、全体構成を説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係るスクロール圧縮機の
縦断面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第７
図は、固定スクロールの上面図、第９図は、フレームの
上面図である。

第１図に示すスクロール圧縮機は、密閉容器１内の上部
にポンプ部（圧縮機構部）、下部に電動機部が収納され
ている。ポンプ部は、固定スクロール２、旋回スクロー
ル３、フレーム４、オルダムリング２７を主要構成要素
としている。固定スクロール２の吸込ロアには外部サイ
クルに接続する吸込パイプ８が圧入されている。

固定スクロール２と旋回スクロール３とは、それぞれの
台板面に直立する渦巻状のそれぞれのラップ部を互いに
内側に向けて噛み合わせて圧縮室６を形成している。

旋回スクロール３のボス部にはクランク軸５の偏心部５
ａが回転自在に嵌入され、台板部の溝（図示せず）とフ
レーム４の溝３０（第９図参照）にはオルダムリング２
７が摺動自在に配設されてる。

また、固定スクロール２の台板には、第２図に示すよう
に、第１のリリース穴１７ａ、１７ｂ、および第２のリ
リース穴１８ａ、１８ｂが穿設されており、その上に、
第７図に示すように、リリース弁板１９とリテーナ１５
が固定スクロール２にボルト１６により固定されてリリ
ース弁を構成している。

また、フレーム４には、第９図に示すように、旋回スク
ロール３の台板を支持する分割された環状の座面３１が
設けられており、座面３１には環状の溝２１が設けられ
ている。この環状の溝２１には弾性を有する円環１１が
装着されており、実質的には旋回スクロール３の合板を
支持している。

フレーム４の外周部は、後述する第３の発明の方法によ
り密閉容器１に固定されており、固定スクロール２はボ
ルト２９によりフレーム４に締結されている。

クランク軸５には電動機を構成するロータ１０が焼嵌め
などにより嵌着されており、電動機を構成するステータ
９は密閉容器１内に焼嵌めなどにより固定されている。

１３は、クランク軸５の下部を支持する軸受である。

スクロール圧縮機の作用を説明する。

ロータ１０はステータ９より回転力を受け、クランク軸
５が回転し、旋回スクロール３はオルダムリング２７の
作用により自転することなく偏心回動（公転）する。旋
回スクロール３の偏心回動により、吸込パイプ８を通し
て吸込まれた冷媒ガスは固定スクロール２の吸込ロアか
ら圧縮室６で徐々に圧縮され、吐出口２８から密閉容器
１の中に放出される。放出された冷媒ガスは電動機部を
冷却し吐出パイプ１４から外部サイクルへ供給される。

次に、第１の発明の実施例を、第１図に合わせて第２図
ないし第８図を参照して説明する。

第３図ないし第６図は、圧縮途中の圧縮室の断面積の変
化とリリース穴の位置関係を示す説明図、第７図は、固
定スクロールの上面図、第８図は、第７図のＣ矢視側面
図である。

圧縮途中の圧縮室の断面積の変化とリリース穴の位置関
係は、第３図→第４図→第５図→第６図→第３図のよう
に変化する。

第７図および第８図は、第１のリリース穴１７ａ、１７
ｂ、第２図のリリース穴１８ａ、１８ｂの上にリリース
弁板１９およびリテーナ１５を装着し、ボルト１６で固
定した状態を示している。

本実施例によれば、圧縮室６が第３図に示すように、圧
縮室６が最大密閉空間６ａ（縦横線のハツチング部）、
６ｂ（横線のハツチング部）を形成しくスクロール圧縮
機の場合、同一の圧力の圧縮室が１８０°対称位置に２
つ形成される）、圧縮を開始した直後、第４図のように
第１のリリース穴１７ａ、１７ｂが開口し、第５図のよ
うに第１のリリース穴１７ａ、１７ｂが閉口するときに
は第２のリリース穴１８ａ、１８ｂが開口し、第６図の
ように第２のリリース穴１８ａ、１８ｂが閉口するとき
には吐出口２８が開口する。

各リリース穴には弁板が取りつけられているので圧縮室
６の圧力が密閉容器１内の圧力より高くなった時のみ弁
板が上昇し、過圧縮を防止する。

このため、液圧縮または過圧縮時には圧力を解放できる
ので、ラップや軸受の損傷を防ぐ効果がある。また、い
かなる圧力比においても過圧縮を防ぐことができるので
圧縮効率を向上させる効果もある。

次に、第２の発明の実施例を第１図に合わせて第９図な
いし第１２図を参照して説明する。

第９図は、第１図のフレームを上方から見た図であり、
第１０図は、第９図のＢ−Ｂ矢視断面図、第１１図およ
び第１２図は、第１０図の他の実施例を示す要部断面図
である。

先に説明したように１分割された環状の座面３１には環
状の溝２１が設けられており、この環状の溝２１に弾性
を有する円環１１が装着されている。

第１１図の例は、第１０図に示す環状の溝の断面形状を
、その断面幅が溝の底部にいくに従って狭くなるような
形状に形成された環状の溝２１ａに、断面が矩形状の円
環１１ａを、前記溝２１ａに干渉するように装着したも
のである。

また、第１２図の例は、環状の溝２１は断面形状が矩形
状であり、円環１１ｂの断面形状を、前記溝２１に部分
的に干渉する台形状にしたものである。

旋回スクロール３の台板は、実質的に前記円環１１　（
ｌｌａ、１ｌｂ）で支持され所定の偏心運動が行われる
。

本実施例によれば、液圧縮または過圧縮により、圧縮室
６の中の圧力が異常に上昇したとき、旋回スクロール３
は下降し、固定スクロール２のラップの先端と旋回スク
ロール３の台板上面との隙間および固定スクロール２の
台板下面と旋回スクロール３のラップの先端との隙間が
下降した分だけ拡大し、圧力を低圧側に逃すことができ
る。したがって、第１の発明と同様に液圧縮または過圧
縮によるラップの損傷や軸受の損傷を防ぐ効果がある。

次に、第３の発明の実施例を、第１図に合わせて第１３
図ないし第１５図を参照して説明する。

第１３図は、第１図のフレームと密閉容器との固定時の
製造方法を示す要部断面図、第１４図は、その加工後の
状態を示す要部断面図、第１５図は、従来の製造方法を
示す要部断面図、第１６図は、その加工後の状態を示す
要部断面図である。

従来の製造方法（フレームと密閉容器との固定方法）は
、第１５．１６図に示すように、線電極２５を密閉容器
１に穿孔した穴を通して直接フレーム４ａに突込ませ、
電源３４ｂより通電してフレーム４ａを溶解して固定さ
せるものであった。

この溶接時に、硬質微小球状物であるスパッタ２６を大
量に発生させ、完全に除去できないため、スクロール圧
縮機の運転中に冷凍機油に混入して軸受を損傷させるな
どの弊害があった。

これに対し本実施例では、第１３図に示すように、フレ
ーム４の外周部に複数の凹部３２が穿設され、密閉容器
１の前記凹部３２に対向する位置に、前記凹部３２より
も小径の穴３３が穿孔されている。これに対し、導電性
の棒（以下導電棒という）２２を加圧手段２３．治具２
４を介し、フレーム４方向に加圧しながら電源３４ａよ
り通電加熱させ、導電棒２２を軟化させて、第１４図に
示すようにフレーム４の凹部３２の形状に倣った状態で
充填し栓１２として固定する。

このため、従来のようなスパッタの発生はなく軸受など
を損傷させる可能性を著しく減少させることができる。

前述の各実施例によれば次の効果がある。

１）第１の発明の実施例によれば、超精密な加工を必要
とせず、従来の簡便な構造で液圧縮などの異常負荷時に
主クランク軸やラップに加わる負荷を軽減でき、信頼性
を向上しうると共に、いかなる圧力比で運転しても過圧
縮となることはなく効率を向上できる。

２）第２の発明の実施例によっても、第１の発明の実施
例と同様の効果が得られる。

なお、第１の発明、第２の発明ともに液圧縮による損傷
を防止できるので、圧縮機本体に液圧縮による損傷を防
止する機構を有しない場合に用いる外部ラインの気液分
離器が必要なくなり、サイクル全体としてより安価にす
ることができる。

３）第３の発明の実施例によれば、スパッタの発生がな
いので、圧縮機内にスパッタ除去用の磁石を備えたり、
クランク軸の冷凍機油吸込口周辺に防禦用の網などを配
設する必要がなく、またフレームを適度な力で保持でき
るので、フレームの変形を少なくでき、安価で信頼性の
高いスクロール圧縮機を提供することができる。

なお、上記の実施例では第１．第２．第３の各発明をす
べて適用したスクロール圧縮機を説明したが、本発明は
これに限るものではなく、第１゜第２．第３の発明をそ
れぞれ独立に適用しても、それに対応した効果を得るこ
とができ、各発明のいずれかを組合わせて適用してもそ
れに対応した効果が得られるものである。ただし、上記
実施例のように各発明をすべて適用したものがもっとも
優れているのは当然である。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によれば、超精密な
加工を必要とせず、従来より簡便な構造で液圧縮などの
異常負荷時に液を逃して、クランク軸やラップに加わる
負荷を軽減し、信頼性を向上しうるスクロール圧縮機を
提供することができる。

また、本発明によれば、フレームを溶解させることなく
、また、スパッタを発生させることなく、フレームと密
閉容器とを固定するスクロール圧縮機の製造方法を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例に係るスクロール圧縮機の
縦断面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第３
図ないし第６図は、圧縮途中の圧縮室の断面積の変化と
リリース穴の位Ｉ！関係を示す説明図、第７図は、第１
図の固定スクロールの上面図、第８図は、第７図のＣ矢
視側面図、第９図は、第１図のフレームの上面図、第１
０図は、第９図のＢ−Ｂ矢視断面図、第１１図および第
１２図は、第１０図の他の実施例を示す要部断面図、第
１３図は、第１図のフレームと密閉容器との固定時の製
造方法を示す要部断面図、第１４図は、その加工後の状
態を示す要部断面図、第１５ｒｊ！Ｉは、従来の製造方
法を示す要部断面図、第１６図は、その加工後の状態を
示す要部断面図である。 １・・・密閉容器、２・・・固定スクロール、３・・・
旋回スクロール、４・・・フレーム、ｂ・・・クランク
軸、６・・・圧縮室、６ａ、６ｂ・・・最大密閉空間、
９・・・ステータ、１０　・＝　ａ−タ、１１　、　１
１　ａ　、　　１　ｌ　ｂ−円環、１７ａ、１７ｂ・・
・第１のリリース穴、１８ａ。 １８ｂ・・・第２のリリース穴、１９・・・リリース弁
板、２１．２１ａ・・・環状の溝、２２・・・導電棒、
２７・・・オルダムリング、２８・・・吐出口、３１・
・・座面、３２・・・凹部、３３・・・穴、３４ａ・・
・電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、密閉容器内に、電動機と該電動機に連結された圧縮
   機構部とを収納するものであって、 それぞれの台板上に直立する渦巻状のラップを有し、そ
   れぞれのラップを互いに噛み合わせて圧縮室を形成する
   固定スクロールおよび旋回スクロールと、旋回スクロー
   ルに回転力を伝達するクランク軸と、このクランク軸を
   回転させる軸受を具備するフレームと、このフレームと
   前記旋回スクロールとの角度位置関係を保つ自転防止機
   構とを備えてなるスクロール圧縮機において、 前記固定スクロールと前記旋回スクロールとが圧縮室の
   最大密閉空間を形成し、圧縮を開始した直後に開弁可能
   な第１のリリース弁と、該第１のリリース弁が閉弁する
   旋回スクロールの回転位置付近で開弁する第２のリリー
   ス弁とを前記固定スクロールに設け、 前記第２のリリース弁が閉弁する旋回スクロールの回転
   位置付近で前記圧縮室が吐出口に通じるように構成した ことを特徴とするスクロール圧縮機。 ２、密閉容器内に、電動機と該電動機に連結された圧縮
   機構部とを収納するものであって、 それぞれの台板上に直立する渦巻状のラップを有し、そ
   れぞれのラップを互いに噛み合わせて圧縮室を形成する
   固定スクロールおよび旋回スクロールと、旋回スクロー
   ルに回転力を伝達するクランク軸と、このクランク軸を
   回転させる軸受を具備するフレームと、このフレームと
   前記旋回スクロールとの角度位置関係を保つ自転防止機
   構とを備えてなるスクロール圧縮機において、 前記旋回スクロールの台板を支持する前記フレームに分
   割された環状の座面を有し、この環状の座面に環状の溝
   を設け、この環状の溝に弾性を有する円環を装着した ことを特徴とするスクロール圧縮機。 ３、環状の溝は、その断面幅が溝の底部にいくに従って
   狭くなるような形状に形成されたことを特徴とする請求
   項２記載のスクロール圧縮機。 ４、環状の溝は、その断面形状を矩形状とするとともに
   、円環の断面形状を、前記溝に部分的に干渉する台形状
   にしたことを特徴とする請求項２記載のスクロール圧縮
   機。 ５、密閉容器内に、電動機と該電動機に連結された圧縮
   機構部とを収納するものであって、 それぞれの台板上に直立する渦巻状のラップを有し、そ
   れぞれのラップを互いに噛み合わせて圧縮室を形成する
   固定スクロールおよび旋回スクロールと、前回スクロー
   ルに回転力を伝達するクランク軸と、このクランク軸を
   回転させる軸受を具備するフレームと、このフレームと
   前記旋回スクロールとの角度位置関係を保つ自転防止機
   構とを備えてなるスクロール圧縮機の製造方法において
   、 前記フレームの外周部に複数の凹部を設け、前記密閉容
   器の前記凹部に対向する位置に、前記凹部の径よりも小
   さい穴を設け、 この穴を貫通し前記凹部に当接するように導電性の棒を
   挿入し、 この導電棒を前記フレームの方向に加圧しながら当該導
   電棒に通電して軟化圧着させて、前記密閉容器に前記フ
   レームを固定することを特徴とするスクロール圧縮機の
   製造方法。