JPH0361686A - スクロール流体装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば冷凍サイクルの冷媒圧縮機の圧縮機構
部に使用されるスクロール成体装置に関する。

（従来の技術） １は密閉容器２内の上部に圧縮機構部３、および密閉容
器２内の下部に駆動モータ部４とが設けられて構成され
ている。上記圧縮機構部３は固定フレーム５を介して上
記密閉容器２の内壁面に結合されている。この固定フレ
ーム５は上部のサブフレーム５ａと下部のメインフレー
ム５ｂとからなっており、上記サブフレーム５ａの下面
部分には第１ＴＡ６が形成されている。この第１翼６は
第１鏡板部６ａ部分が上記サブフレーム５ａによって構
成されており、下側へは渦巻き形状の第１ラップロｂが
突設されている。このサブフレーム５ａの略中央部には
上下方向に貫通する吐出口が穿設されている。また、こ
のサブフレーム５ａには上記密閉容器２を貫通して接続
された吸込管８が設けられている。

さらに、上記第１翼６を形成するサブフレーム５ａの下
側には、上記メインフレーム５ｂの上部内側に位置して
第２翼９が形成されている。この第２翼９は第２鏡板９
ａと、この第２鏡板９ａの上側には局巻き形状の第２ラ
ップ９ｂが形成されている。そして、上記第２翼９下面
の略中央部には上記駆動モータ部４から上方に延長され
た回転軸１０の上端が回転自在に接続されている。

この回転軸１０は中途部が上記駆動モータ部４のロータ
４ａの中心に貫通して結合されており、このロータ４ａ
の外周部には上記密閉容器２の内周面に外周面が固定さ
れたステータ４ｂが設けられている。そして、上記回転
軸１０は上端側が上記メインフレーム５ｂの軸受部５Ｃ
に貫通状態で挿通され、さらにその先端部はクランク部
１０ａを構成するように偏心して延長されている。また
、このクランク部１０ａの近傍にはバランサー１１が設
けられている。

こうして設けられた回転軸１０は上記駆動モータ部４に
より回転駆動される。そして、上記第２翼９は上記第１
翼６に対して公転するように構成されている。このよう
に公転することで、第１翼６と第２翼９とにそれぞれ設
けられた第１ラップ６ｂと第２ラップ９ｂとの間に形成
される複数の作動室１２は最初にそれぞれのラップ６ｂ
、９ｂの外径側の端部に形成された吸込口１３から冷媒
ガスを吸込む。つまり、作動室１２が吸込側で解放状態
のときに、下方部分から冷媒ガスを収容する。さらに、
回転が進むと、外径側から内径側にに作動室１２が移動
して行き、次第にその容積を減少して行く。そして、は
ぼ中央部に移動したところで圧縮圧力は最大となり、上
記吐出ロアから密閉容器２内に吐出されるようになって
いる。

一方上述した回転軸１０の下端近傍部分は中空に形成さ
れており、下端がノズル状に形成されており上記密閉容
器２の下部に集溜された潤滑油１４に没している。ここ
で図面中に油面１４ａを示す。

そして、上記回転軸１０の内部には中途部から上方に向
けて２本の給油路１５．１６が穿設されており、上記下
端の中空部に連通している。これら給油路１５．１６の
うちの一方の給油路１５は上記メインフレーム５ｂの軸
受部５Ｃの下側の摺動面に開口されている。また他方の
給油路１６は上方へ延長され、上記第２翼９との摺動部
分に開口されている。これらの給油路１５．１６により
潤滑油を摺動部に供給するポンプ機構が形成されている
。

以上説明したスクロール圧縮機１は第６図乃至ラップ９
ｂとはそれぞれ一定の曲率の増加率で内径側から外径側
に展開された形状となっている。

こうしたスクロール圧縮機１においては、第１ラップ６
ｂと第２ラップ９ｂのそれぞれの外径端部で形成される
吸込口１３の開口面積の大きさが、直接圧縮効率に影響
を与えるものである。ところが、従来の構造においては
上述のごとく吸込口１３を積極的に形成しようとするも
のではなく、通常の渦巻形状を互い違い状態で位置させ
たときに、できる外径端部の隙間にすぎなかった。

（発明が解決しようとする課題） 一般に流体圧縮機等に使用されるスクロール流体装置は
、渦巻形状の第１ラップおよび第２ラップを互い違い状
態に位置させ、相対的に偏心回転させることにより、ラ
ップ間に形成される作動室を外径側から内径側に移動さ
せ、その容積を次第に減少して流体を圧縮するものであ
る。こうした流体圧縮構造においては、吸込口の開口面
積が直接的に圧縮効率に影響を与えるものであるが、通
常の渦巻き形状を偏心状態に位置させたときに、その端
部に形成される隙間寸法分の開口幅しかなく、流体の吸
込効率を積極的に向上しようとするものではなかった。

本発明は、第１ラップおよび第２ラップの外径側端を積
極的に外側に開口させた構造とし、吸込み効率を向上す
るスクロール流体装置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、第１鏡板の一側面に第１ラップを形成した第
１翼を設け、この第１翼の上記−側面に対峙する第２鏡
板の一側面に第２ラップが形成され上記第１鏡板に対し
て相対的に偏心公転する第２鏡板を設け、上記第１翼も
しくは第２翼のいずれか一方が自転し他方が従動回転す
るよう構威し、上記第１ラップおよび第２ラップとのそ
れぞれの渦巻形状の上記外径端の吸込口の断面積を増大
する状態に外径端から所定寸法間の曲率の増大率を内径
側より大としたスクロール流体装置にある。

（作　用） ラップの外径端から所定寸法間の曲率の増大率を内径側
より大とすることで、積極的に吸込口の断面積を増大し
流体の吸込み効率を向上して、従来構造のものに比較し
て圧縮効率を向上できる。

（実施例） 本発明における第１実施例を第１図乃至第４図を参照し
て説明する。

図中に示されるスクロール流体装置１５は密閉容器１６
の内側下部にスクロール圧縮機構部１７が収容され、こ
の密閉容器１６の上部には駆動モータ部１８が収容され
ている。

そして、上記スクロール圧縮機構部１７は上記密閉容器
１６の内壁に結合された固定フレーム１つの内側に収容
されている、この固定フレーム１９の内側下部には第１
翼２０が設けられている。

この第１翼２０は第１鏡板２０ａとこの鏡いた２０ａの
上面に形成された渦巻形状の第１ラップ２０ｂとを備え
ており、上記鏡板２０ａの下面のほぼ中央部には上下方
向に軸心をもつ第１回転軸２０ｃが設けられている。こ
の第１回転軸２０ｃは上記固定フレーム１９に形成され
た第１軸受部１９ａに回転自在に支持されている。

ここで、上記第１ラップ２０ｂは中心部から一定の曲率
の増加率で外側に向かって延長されているが、その外径
端部の所定寸法ｇで示される範囲においては、この曲率
の増加率を著しく大きくして、はぼ直線的に外側に向け
て形成されている。

また、この第１翼２０の上側には第２ｍ２１か設けられ
ている。この第２翼２１は第２鏡板２１ａとこの第２鏡
板２１ａの下面に形成された第２ラップ２１ｂとを備え
ている。そして、この第２ラップ２１ｂは上記第１ラッ
プ２０ｂと互い違い状態で位置して、相互間に複数の作
動室２２を形成するようになっている。

また、上記第２鏡板２１ａのほぼ中央部には上方向に突
出する第２回転軸２１ｃが設けられている。この第２回
転軸２１ｃは上記第１鏡板２０ａに設けられた第１回転
軸２０ｃに対して所定距離偏心して位置されている。こ
の第２回転軸２１ｃと上記鏡板２１ａにはほぼ中心部に
上下方向に貫通する吐出口２１ｄが穿設されている。

そして、上記固定フレーム１９の側面には上記密閉容器
１６を貫通して挿入された吸込管２３が開口している。

そして、上記第２回転軸２１ｃには固定フレム１９の上
部を貫通した状態で設けられたモータ回転軸１８ａの下
端が接続されている。このモータ回転軸１８ａは上記固
定フレーム１９に設けられた第２軸受部１９ｂに回転自
在に支持されている。

そして、モータ回転軸１８ａの上方に延長された中途部
には上記駆動モータ部１８のロータ１８ｂが設けられて
いる。このロータ１８ｂの外周部には所定の隙間をもっ
てステータ１８ｃが設けられている。このステータ１８
ｃの外周部は上記密閉容器１６の内周面に固定されてい
る。

さらに、上記モータ回転軸１８ａには上記第２翼２１に
穿設された吐出口２１ｄに連通ずる吐出路１８ｄが形成
されている。この吐出路１８ｄは上方に延長されており
上側部には逆止弁２４が設けられている。そして、この
逆止弁２４の上側には筒状部２５が形成されており、こ
の筒状部２５の上端部には円盤状のディスク２６が設け
られている。このディスク２６はその中央部が上記筒状
部２５に貫通された状態に結合されている。また、上記
ディスク２６の下部に位置する上記筒状部２５の周側面
には吐出孔２７が穿設されいる。

この吐出孔２７から吐出された冷媒ガスは密閉容器１６
内に吐出され、この密閉容器１６の上部に貫通して設け
られた吐出管２８を通じて外側に吐出される。

また、上記第１翼２０の第１回転軸２０ｃの下端部には
上記密閉容器１６の下部に集溜された潤滑油に没するポ
ンプ装置２９が設けられており、このポンプ装置２９に
より第１軸受部１９ａに給油される。さらに、このポン
プ装置２９には上記固定フレーム１９の壁面中に形成さ
れた給油路３０の下端が接続されている。この給油路３
０の上端は上記第２軸受部１９ｂに給油するように接続
されている。

さらに、上記第１！１Ｈ２０と第２ｇ２１とには例えば
一対のキーを用いたオルダム機構３１が設けられている
。

以上説明したように構成されたスクロール流体装置１５
は、上記モータ回転軸１８ａが回転されると、第１翼２
０が回転される。そして、上記オルダム機構３１によっ
て第２翼２１が回転される。

ここで、第１ｍ２０および第２翼２１はそれぞれ自転状
態であるが、相対的には公転状態にあり、両者間に形成
される作動室２２は外周部から中心部へ向けて、移動し
、かつ、その容積を次第に減少していく。つまり、上記
吸込管２３から吸い込まれた冷媒ガスは第１ラップ２０
ｂと第２ラップ２１ｂの外周端で開口する吸込口３２か
ら吸い込まれ、中心に向かうに従って圧縮される。そし
て、上記吐出口２１ｄに達すると、吐出路１８ｄを通じ
て矢印のごとく密閉容器１６内に吐出され、さらに、吐
出管２８を通じて外側に放出される。

このような圧縮工程中において、上記ラップ２０ｂ、２
１ｂのそれぞれの外周端部の所定寸法ｇで示される部分
は外側に向けて折曲された状態になっており、吸込口３
２が従来構造に比較して著しく拡大されている。このよ
うに吸い込口３２を積極的に拡大したことにより、従来
と同様の吸込圧力の冷媒ガスをより多く作動室２２内に
導くことができ、これにより、圧縮効率を向上すること
ができる。

また、上述のように第１翼２０および第２翼２１とがそ
れぞれ回転しているので、吸込口３２を回転の進行方向
に開口させることで過給状態となり、高い吸い込み効果
を得ることができる。

また、ｇ２ｏ、２１も従来同様の直径寸法で上述のよう
な効果を得ることができるので、低価格で極めて高い効
果を得ることができる。

本発明における第２実施例を第１図乃至第３図および第
５図を参照して説明する。

図中に示されるスクロール流体装置３５は密閉容器３６
の内部にスクロール圧縮機構部３７と、このスクロール
圧縮機構部３７を駆動する駆動モータ部３８とを備えて
なり、上記密閉容器３６に接続された吸込管３９から吸
込まれた冷媒を、圧縮し、この圧縮された冷媒を上記密
閉容器３６に接続された吐出管４０から吐出するように
なっている。

上記スクロール圧縮機構部３７は密閉容器３６内の上部
に収容され、駆動モータ部３８はその下部に収容されて
いる。

上記スクロール圧縮機構部３７は第１翼４１と第２翼４
２とが固定フレーム４３内に支持されて構成されている
。この固定フレーム４３は上記密閉容器３６の内壁面に
結合されており、上側に上記第１翼４１が回転自在に支
持されている。

この第１翼４１は第１鏡板４１ａとこの第１鏡板４１ａ
の下面に形成された渦巻形状の第１ラップ４１ｂとを備
えている。なお、この第１ラップ４１ｂの形状について
は後述する。また、上記第１鏡板４１ａの上面のほぼ中
央部には上下方向に軸心をもって上記固定フレーム４３
の第１軸受部４３ａに回転自在に支持される従動軸４１
ｃが設けられている。この従動軸４１ｃと上記第１ｖＬ
板４１ａとには上下方向に貫通される吐出口４１ｄが穿
設されている。また、この吐出口４．１ｄは上記固定フ
レーム４３を貫通し密閉容器３６の内側に開口されてい
る。そして、この固定フレーム４３の上記吐出口４１ｄ
に対応する位置には蓋形状のサイレンサー４４が挿着さ
れている。

また、上記第１翼４１の下部には上記第２翼４２が偏心
した状態で対峙されている。この第２翼４２は第２鏡板
４２ａとこの第１鏡板４２ａの上面に形成され上記第１
翼４１の第１ラップ４１ｂに互い違い状態に位置してこ
の第１ラップ４１ｂとの間で複数の作動室４５を形成す
る渦巻形状の第２ラップ４２ｂとを備えている。

ここで、上記第１ラップ４１ｂと第２ラップ４２ｂの形
状について説明する。これらのラップ４１ｂ、４２ｂは
それぞれの外径側の端部から所定寸法２間の曲率の増加
率が、この所定寸法ρを除く内径側の部分の曲率の増加
率に比較して著しく増大して形成されている。つまり、
この所定寸法翼の部分が外側に折曲されて形成され、こ
れによって吸込口４６の開口面積を従来構造に比較して
極めて大きいものとしている。そして、上記第１ラップ
４１ｂと第２ラップ４２ｂとのそれぞれの外径端側に対
応する固定フレーム４３には上記吸込管３９が接続され
ており、それぞれのラップ４１ｂ、４２ｂの端部で解放
される作動室４５は上述のように拡大された吸込口４６
を形成している。このように吸込口４６の開口面積を大
形化することにより、冷媒ガスの吸込み効率を増大する
ことができる。

そして、上記第１翼４１と第２ｇ４２とは後述する一対
のキーを備えたオルダム機構４７を共有している。

さらに、上記第２鏡板４２Ｈの下面のほぼ中央部には上
下方向に軸心をもつ支軸４２ｃが設けられている。ここ
で、支軸４２ｃは上記従動軸４１ｃに対して偏心した位
置に設けられている。

そして、この支軸４２ｃには下部の駆動モータ部３８か
ら上方に向けて延長された回転軸３８ａの上端が回転力
伝達状態に接続されている。この回転軸３８ａは固定フ
レーム４３の第２軸受部４３ｂによって上方端が回転自
在に支持されており、上記支軸４２ｃとは同心状態にあ
る゛。また、回転軸３８ａの下端部も密閉容器３６内壁
面に結合された支持フレーム４８によって回転自在に支
持されてる。この回転軸３８ａは中途部に上記駆動モー
タ部３８のロータ３８ｂを一体に有しており、このロー
タ３８ｂの外周部には所定の隙間をちってステータ３８
ｃが設けられている。このステータ３８Ｃは外周部が上
記密閉容器３６の内壁面に固定されている。

さらに、上記回転軸３８ａには上下方向に貫通する第１
給油路３８ｄが形成されている。この第１給油路３８ｄ
の下端部に対応する上記回転軸３８ａの下端部には回転
力を利用するポンプ装置４つが挿着されており、密閉容
器３６の下部に集溜された潤滑油５０を回転Ｔｏ　３８
　ａの回転により上方に圧送するようになっている。ま
た、この第１給浦路３８ｄの上端部は上記第２軸受部４
３ｂの内周面に対向して開口され圧送された潤滑油は第
２軸受部４３ｂの摺動部分に供給される。

そして、上記固定フレーム４３の壁面中には上記第１軸
受部４３ａと第２軸受部４３ｂとを接続する第２給油路
４３ｃが穿設されている。この第２給油路４３ｃは上記
第２軸受部４３ｂを通過した潤滑油をさらに上方に導き
、上記第１軸受部４３ａの摺動部に潤滑油を供給するよ
うになっている。

以上説明したスクロール式流体装置３５は、上記駆動モ
ータ部３８の回転軸３８ａが回転すると、これに接続さ
れた支軸４２ｃが同一中心で回転駆動される。そして、
この第２翼４２の自転駆動力は上記オルダム機構４７に
より第１翼４１に伝達される。この自転駆動力に従い第
１翼４１も自転をするが、第１翼４１と第２翼４２との
自転の中心は偏心状態にあるの、相対的には相互の翼４
１゜４２が偏心公転している状態となる。

こうした回転駆動により、上記第１ラップ４１ｂと第２
ラップ４２ｂとの間に形成される作動室４５が外径端側
から内径側へ移動しながら次第に容積を減少し、冷媒ガ
スを圧縮するようになっている。そして、中央部まで移
動した作動室４５は吐出口４１ｄに接続してサイレン・
サー４４内１；−吐出され、密閉容器３６内に放出され
る。そして圧縮された冷媒ガスは吐出管４０から密閉容
器３６の外側に吐出される。

上述のようにラップ４１ｂ、４２ｂの外径端０所定寸法
ρの部分が外側に広げられた構造となっているので、従
来同様の圧力で流入する冷媒ガスをより多く作動室４５
内に収容することができる。

これにより圧縮率を増大し、はぼ同様の仕様で構成され
た従来構造のスクロール圧縮機に比較して、著しい圧縮
効率の向上を計ることができる。

なお、本発明は上記各実施例にのみ限定されるものでは
ない。

［発明の効果コ ラップの外径端の所定寸法分の曲率の増加率を内径部よ
りも増大し、吸込口の開口面積を増大したことにより、
従来構造に比較して、同一圧力の流体が供給された際に
、作動室に収容できる容積が増大し、吸込みの効率を増
大して、効率の高い流体の圧縮ができる。また、ラップ
の形状変更によるものなので、従来の鏡板の直径を変更
する必要がないので、低価格で改良を完了し、上述のよ
うな高い効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の第１実施例であり、第１図
は第１ラップと第２ラップが作動室を構成する状態を示
す平断面図、第２図は第１翼の２実施例におけるスクロ
ール流体装置の正断面図、第６図乃至第８図は従来例で
あり、第６図はスクロール圧縮機の正断面図、第７図お
よび第８図は第１ラップと第２ラップとの間に形成され
る作動室が中心に向かって移動する状態を順次示す平面
図である。 ２０・・・第１翼、２０ａ・・・第１鏡板、２０ｂ・・
・第１ラップ、２１・・・第２ｍ、２１ａ・・・第２鏡
板、２１ｂ・・・第２ラップ、Ｄ・・・所定寸法。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１鏡板とこの第１鏡板の一側面に形成された渦巻形状
   の第１ラップとを有する第１翼と、この第１翼の一側面
   に対峙して設けられこの第１鏡板に相対的に偏心公転す
   る第２鏡板とこの第２鏡板の上記第１翼の一側面と対峙
   する面に上記第１ラップに互い違い状態に位置されこの
   第１ラップとの間に外径端の吸込口から内径側の吐出口
   に向けて次第に容積を減少し流体を圧縮する作動室を形
   成する渦巻形状の第２ラップとを有する第２翼とを有し
   、上記第１翼もしくは第２翼のいずれか一方が自転し他
   方が従動回転するスクロール流体装置において、上記第
   １翼の第１ラップおよび第２翼の第２ラップのそれぞれ
   の渦巻形状の上記外径端の吸込口の断面積を増大する状
   態に外径端から所定寸法間の曲率の増大率を内径側より
   も大としたことを特徴とするスクロール流体装置。