JPH0412181A - スクロールコンプレッサ - 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】

［０００１］

【産業上の利用分野】

本発明は、空調機などで使用されるスクロールコンプレ
ッサに関する。 ［０００２］

【従来の技術】

回転ロータ型モータは、巻線の一部がいかなる所定時に
も励磁され、生じた非対称な磁場を、巻線の一部の励磁
を変化させることによって、ステータの回りに移動させ
るものである。この型のモータは高いトルクと低速が特
徴である。ロータはステータの内部に配置されており、
非対称な磁場の結果としてのロータとステータとの間の
共働動作は、他の制限がなければ、ピストンと、回転ピ
ストン型あるいは往復ベーン型のコンプレッサのシリン
ダとの間の共働動作と似ている。 結果として、ロータは、また、例えば米国特許第２，５
６１，８９０号明細書に開示されている回転ピストンコ
ンプレッサのピストンに該当する。このロータはステー
タに接触しながらその回りを回転することから、ロータ
が固定シャフトの回りを回転するようになっているモー
タと比較して、軸受の負荷が小さい。 ［０００３］

【発明が解決しようとする課題】

回転ロータ型モータは、コンプレッサと一体に構成し、
もって、シャフトや軸受の様な部品の大きさや個数を減
らすことが出来るが、しかしながら、幾つかの固有の欠
点を有している。すなわち、ある特定の時間では、幾つ
かの巻線のみが励磁されるので、モータ重量当たりの馬
力が誘導電動機よりも小さくなる。またロータが磁気的
吸引力により、回転磁界に従って、励磁された巻線に向
かいながら周囲に移動すると、ロータ上の点は内サイク
ロイド運動を行う一方、ロータの中心は円形の軌跡を描
くことから、ロータは動的に不均衡である。この不均衡
な力はロータの２乗で増加するため、モータを高回転で
使用するには不適当となる３、 ［０００４］

【課題を解決づるための手段】

外部ロータがステータの回りを回転すると、旋回スクロ
ールがそのロータの位相から１８０°のところに維持′
されるように、そのＤ−夕が一連の周辺に離隔し７て置
かれたリンクを介して、旋回スクロールを駆動する。旋
回スクロールの質量は、ロータのそれと一致させられ、
その結果として、動機械平衡が取られている。また、ス
テータに対するロータの固有の径方向コングラ５イアン
スが、それらのリンクを介して、旋回スクロール素子及
びその固定スクＤ−ルとの関係に移される。好適な実施
例においては、旋回スクロール素子がロータの各端部に
よって駆動され、それらの累積質量がロータのそれに等
しく、その結果実効・つり合い重さが維持される。 ［０００５１

【作用］ 基本的には、少なくとも１個の旋回スクロールが、回転
ロータモータの外部ロータによっ−Ｃ駆動される。旋回
スク■７−ルの駆動は、旋回スクロールがスデータ軸に
関してロータの位相から１８０°のどころに維持される
ように、固定ピンでピボット支持されている複数の周辺
に離隔して置かれたリンクを介して行われる［０００６
） 【実施例】 図１を参照する。番号１０は、回転ロータ型モー・−タ
／コンプレッサを示している。この回転ロータ型モータ
７／コンプレツサは６個からなる複数の巻線１１−１〜
６を有する。電源１２からの電力は、スイッチング論理
モジュール１６の制御下にあるパワースイッチングモジ
ュール１４によって巻線１１−］〜６に供給される。次
に、図２を参照する。電源１２はスイッチング論理モジ
ュール１６によって制御されるスイッチ１４−１〜６を
通じて巻線１１−１〜６に接続されている。スイッチ１
４−１〜６は、ソレノイド作動として図示されている力
板適当なパ”７−スイッチ素子であっても良い。図３．
に示すように、スイッチ１４−１〜６は、ある巻線への
電力の遮断が次の巻線への電力の供給と一致するところ
の「オフ時オン」モードで作動することが出来る。代替
的には、図４に示すように、スイッチ１４−１〜６は、
電力が次の巻線に供給された後も短期間、巻線に電力が
供給される「オフ前オン」モードでも作動され得る。 ［０００７］ 次に図５を参照する。図１及び図２の回転ロータモータ
１０は、巻線１１を持つ回転ロータモータ１０、及びス
テータ２０を取り囲んでいる外部環状ロータ２１を含ん
でいる。モータ１０は、密封スクロールコンプレッサ４
０のシェル３０内に置かれている。シェル３０は、上部
部分３０−１、中間部分３０−２、及び下部部分３０−
３から構成され、それらの部分は、例えば溶接などの適
切な方法で、互いに固定されている。フランジを付けら
れた環状延長部２２及び２３は、それぞれロータ２１の
端部に固定され、それらは、ロータ２１と一体として可
動し得るようになっている。環状フランジ２２−１及び
２３−１は、シェル３０内でロータ２１を軸方向に位置
付けるために、中間部分３０−２上のショルダと共働す
る。ステータ２０は、それぞれ軸受板２４及び２５を有
する一対の軸延長部を備えている。かつ巻線１１用の保
護ハウジングすなわちカバーを形成している端板２４及
び２５とも可動し得る。端板２４及び２５は、図６に示
されているように、それぞれ上部シェル部分３０−１及
び下部シェル部分３０−２に固定支持されている。それ
ぞれラップ４２−１及び４３−１を持つ固定スクロール
４２及び４３は、それぞれ、上部部分３０−１及び下部
部分３０−３に固定されている［０００８］ 旋回スクロール４４のラップ４４−１は、固定スクロー
ル４２のラップ４２−１と作動的に係合するとともに、
端板２４によって支持されている。同様に、旋回スクロ
ール４５のｆｆ１４５−１は、固定スクロール４３と係
合するとともに、端板２５によって支持されている。第
一の一連の周囲に離隔したピボットリンク４８は、シェ
ル３０に関してピボットで固定支持されている。また、
それらのリンク４８は、各々旋回スクロール４４と延長
部２２の両方に同時に係合している。 同様に、第二の一連の周囲に離隔したピボットリンク４
９も、シェル３０に関してピボットで固定支持されてい
る。それらのリンク４９は、各々旋回スクロール４４と
延長部２３の両方に同時に係合し７ている。ロータ２１
−及び延長部２２．２３の質量は、旋回スクロール４４
及び４５の質量の合計になっている。］個の旋回スクロ
ール４４だけが与えられる場合には、ロータ２１−及び
延長部２２が旋回スクロール４４と同一の質量を持・っ
ことになる。 ［０００９３ 動作に・ついて説明する。上述の如く、磁界が幾つかの
巻線を選択的に励磁することによってステータ２０の回
りを移動−１−ると、環状ロータ２１はその磁界に追従
し５、ステータ２０と共働するようになる。従・っ゛Ｃ
１環状ロータ２１は、延長部２２及び２３と共にステー
タの回りを回転するようになる。延長部２２及び２３が
、ロータ２１と共に移動すると、それらは、それぞれリ
ンク４８及び４９に作用し、それらがロータ２１−の位
相から１８０°のどころに位置するように、旋回スクロ
ール４４及び４５をシフトさぜる。また、Ｃ−Ｃによ・
って表された延長部２２及び２３、及びＩコータ２］に
よって形成される一体部材のそれよりも、ステータ２０
の中心線Ａ−Ａの反対側にある。従って、そのユニッＩ
・は１．慣性式の標準モーメントを用いて部品の正しい
選択すなわち設計をすることで、動的平衡が取られ、ロ
ータ２１とその関連部品を旋回スクロール４４及び４５
と平衡させることができる。ロータ２１の軸Ｂ−ＢがＡ
−Ａと〜致する場合には、リンク４８及び４９がＡ−Ａ
及びＢ−Ｂに対して平行どなる。そして、旋回スクロー
ル４４及び４−５は、ロータ２１に関する位相から外れ
、スクロール４２〜４５は、気体を圧縮するように機能
しない。さらに、固定スクロール及び旋回スクロール間
の適切な方向を保持するために、何らかの回転防止装置
が必要である。また、ロータ２１の抑制されない移動が
、ステータ２００回りを回転しようどし、これが、それ
ぞれ延長部２２及び２３と、リンク４８及び４９との間
の相対的回転運動を引き起こす。 ［００１０］ 図５及び図７に最も良く示されている如く、旋回スクロ
ール４４及び４５及び３５の直径と旋回スクロール４４
及び４５の軌道の直径の和に等しい直径を持つ１個以上
の穴４４−２及び４５−２を有している。ピン３４及び
３５は、それぞれ端板２４及び２５内に固定配置されて
いて、旋回スクロール４４及び４５内のくぼみ４４−２
及び４５−２と共働するようになっている。気体荷重は
、圧縮プロセスに従って変化するので、いつか不平衡と
なる。これは、重心がこれらの変化を吸収しきれないた
めである。しかし、重心の初期選択は、平衡が確立され
る圧縮ストロークのどの段階にも選ぶことができる。例
えば液体スラッグカ飄コンプレッサの捕獲容積内にある
場合、その圧縮不能が過圧を発生させる。旋回スクロー
ル４４及び４５は、固定スクロール４２及び４３から離
れる方向へ移動し、それによって捕獲容積を漏洩させる
と共に、旋回スクロール４４及び４５に液体スラッゾ、
粗粒砂等が影響しないようにさせることができる。旋回
スクロール４４及び４５が固定スクロール４２及び４３
から離れる方向に動くとき、リンク機構４８及び４９が
共働することによって、ロータ２１がステータ２０から
離れる方向へ動く。 ［００１１］ コンプレッサ動作に対して、吸込圧にある冷媒は、冷凍
システム（図示せず）からシェル３０の内部に、そして
、放出圧に冷媒は冷凍システムへ　それぞれ管３７及び
３８を介して、従来のスクロールコンプレッサと同様の
方法で供給される。特に、磁界がステータ２０の回りを
動くと、延長部２２及び２３と共に環状ロータ２１が、
ステータの回りを回転する。延長部２２及び２３が動く
と、それらは、旋回スクロール４４及び４５をロータ２
１に関する位相から１８０°のところに維持する働きを
するリンク４８及び４９と共働し、さらに旋回スクロー
ル４４及び４５は、スクロールコンプレッサの通常の共
働作用で、それぞれ、固定スクロール４２及び４３と共
働する。従って、旋回スクロール４２及び４３は、ロー
タ構造に関する釣り合い重りとして機能し、それによっ
て、動平衡を与える。ピン３４及び３５は、それぞれく
ぼみ４４−２と共働し、旋回運動に対して、それぞれ、
旋回スクロール４４及び４５と板２４及び２５との間の
相対運動を抑制する。それは、次に、旋回運動に対して
、それぞれ固定スクロール４２及び４３に関する旋回ス
クロール４４及び４５間の相対運動を抑制する。 ［００１２］ 本発明の好適な実施例について説明したカミ当業者にと
って他の変更も可能である。例えば、旋回スフ１゜ｍ？
−ルの質量：が■訃・−・夕２１−と延、）〈５部２２
及び２３との合成質量に等１４．＜単一旋回スク■Ｅ−
ルのみが使用されたどき、口・・−タ２１は旋回運動に
対゛［７て保持され、延長部：ど２及び２３と、リンク
４．８及び４９の両方が使用され得る５、 （００］、、３］

【発明の効果】

本発明のスクロールコンプレッ÷ノは、モータの重量当
／′、゛りの馬力が誘導電動機に比較して遜色なく、」
：／ご、高回転で使用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 回転ロータ型モ・−夕／コンブレッザの回路図である。 。

【図２】 図１の回路のス２イツチング部分のさらに詳Ｎｌ’ａな
図である。

【図３】 オフ時オンモードにおける時間の関数どＬ−ζ、゛のス
フイッヂの作動を示すグラフである。

【図４】 オフ前オンモードにおける時間の関数とし７ての×イッ
ヂの作動を示すグラフである３、

【図５】 図６の線５−５に沿って切り取られた回転口・−タモ−
・〜夕駆動コンプレッサの垂直断面図である。

【図６】 図５の線分６−６に沿・って切り取られ／こ水平断面図
である。

【図７】 図５の一部分の拡大図である。

【符号の説明】

］０　回転ロー・タモータ １１−１〜６　巻線 ２　電源 ４　パワースイッチングモジュール ４−１〜６　スイッチ ６　スイッチング論理モジュール ０　ステータ １　環状ロータ Ｏシェル ４及び３５　ピン Ｏスクロールコンプレッサ ２及び４３　固定スクロール ４及び４５　旋回スクロール ４−２及び４５−２　　＜ぼみ ８及び４９　リンク

【計類名】

【図１−】 図面

【図２】 回路スイッチング部の詳細図

【図３】

【図４】 スイ ッチの作動を示ζグラノ スイッチの作動を示ｄ−グラフ

【図５】 密封スクロールコンプレッサ　４０ ２０：ステータ ２１：環状ロータ ２２．２３：環状延長部 ２４．２５二軸受板 ３０；シェル ３４．３５：ビン ４２．４３：固定スクロール ４４．４５：旋回スクロール ４４−２．　４５−２　：　＜ぼみ ４８．４９：リンク

【図６】 回転ロータモータ／コンフ１−７・ノリ゛０）水’＝Ｐ
！、主ｆｉ［石［１四］スク１ノール：］ンプレ、す４
０

【図７】 回転ロータモータ／コンプレッサの一部拡大図ｉ 八 ビン 旋回スクロール

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密封ハウジング手段、上記ハウジング手段
   内に固定的に配置された固定スクロール手段、重心を有
   し、かつ上記固定スクロール手段と共働するように、上
   記ハウジング手段内に配置された旋回スクロール手段、
   及び上記ハウジング手段内にあって、軸及び複数の選択
   的に励磁される巻線から成るスクロールコンプレッサに
   おいて、さらに、上記ハウジング手段内にあって、重心
   （Ｂ−Ｂ）を有し、かつ幾つかの巻線が励磁される時、
   当該ロータ手段がステータ手段と線接触するような回転
   ロータモータ手段を形成するために、それらと共働する
   ように上記ステータ手段を取り囲んでいる環状ロータ手
   段（２１）と、上記ロータ手段の重心及び上記旋回スク
   ロール手段の重心（Ｃ−Ｃ）が、上記ロータ手段が上記
   旋回スクロール手段を駆動する時、動平衡を与えるよう
   に、上記ステータ手段の上記軸に関して位相が１８０゜
   の所に維持されるように、上記ロータと旋回スクロール
   を接続するリンク手段を設けたことを特徴とするスクロ
   ールコンプレッサ。
2. 【請求項２】請求項１のスクロールコンプレッサ手段に
   おいて、上記ロータ手段及び上記旋回スクロール手段が
   、等しい質量であることを特徴とするスクロールコンプ
   レッサ。
3. 【請求項３】請求項１のスクロールコンプレッサ手段に
   おいて、上記環状ロータ手段が、第１及び第２の端部、
   及び上記第１及び第２端部に固定された軸延長部（２２
   、２３）を有し、かつ上記リンク手段と共働する環状ロ
   ータを含んでいることを特徴とするスクロールコンプレ
   ッサ。
4. 【請求項４】請求項１のスクロールコンプレッサ手段に
   おいて、上記リンク手段は、上記旋回スクロール手段及
   び上記ロータ手段の上記重心が、上記ステータ手段の上
   記軸に関して対称に移動するように、上記旋回スクロー
   ル手段及び上記ロータ手段の両方と係合する複数のピボ
   ット部材を含んでいることを特徴とするスクロールコン
   プレッサ。
5. 【請求項５】請求項１のスクロールコンプレッサ手段に
   おいて、上記固定スクロール手段が２個の固定スクロー
   ル（４２、４３）を含み、上記旋回スクロール手段が２
   個の旋回スクロールを含んでいることを特徴とするスク
   ロールコンプレッサ。