JPH0476286A - 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 二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７図において、
この図に示されている従来例のものは、バウンシング（
５０）、吐出チャンバ（５］）、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）の駆動源て−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）とこれらに対向する第２のハウジング（
６４）の内壁（６５）間に形成された密封空間（６６）
、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（７
０）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
けられた周端部（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７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（７
８）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、互い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（８
０）（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００．，０
．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（７４０７５）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（５
２）（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 −かじながら、１足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）に設けた吐出孔（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。

この発明は上記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
れか一方の回転軸に、前記圧縮空間に連通する吐出孔を
設けたスクロール圧縮機であって、 前記回転軸の外周面に、前記吐出孔に連通ずる開口部を
設けると共に、この開口部を閉塞するコイルバネ状の吐
出弁と該吐出弁の外側に配置されるコイル状の吐出弁保
待部材とを、前記回転軸に取付けたものである。

（ホ）作　用 この発明は上記のように構成したことにより、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
塞ぐ吐出弁を、前記吐出孔の開口部で遠心力の作用する
ようにコイルバネ状にし、運転時に前記吐出弁に遠心力
を作用させてこの吐出弁を常時開放させ、吐出孔内と高
原室内との圧力差による吐出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。

（へ）実施例 以下この発明の各実施例について説明する。

（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、この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］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０９）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
（］７）の空振は 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−’　（Ｐ　ｓｉｎθ／（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（１，４）（１５）はラップ（
１７）（２１）を中空室（１２）内で互いに向かい合わ
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。

王フレーム（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（］４）の鏡板（１６）の外周に突出して設けられた
駆動ビン（２７）と、この駆動ビンを嵌合わせる第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。

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）（３
１）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。（３
３）は鏡板（１９）に設けた連結通路で、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
駆動軸（１８）との摺動面に設けられたシール部材（３
６）で密封されている。

（３７）は吸込管で、この吸込管は低圧室（２４）内に
連通している。（３８）は吐出管で、この吐出管は高圧
室（２５）内に連通している。

而して前記駆動軸（１８）は、その外周面に、前記吐出
孔（２９）に連通ずる開口部（３９）を設けると共に、
この開口部（３９）を閉塞するコイルバネ状の吐出弁（
４０）と該吐出弁（４０）の外側に配置されるコイル状
の吐出弁保待部材（４１）とを取付けである。

第２図に示すように、前記吐出弁（４０）と前記吐出弁
保待部材（４１）は、それぞれ、一端部（４２）（４３
）て共通螺子（４４）により前記駆動軸（１８）に共締
めして、他端部（４５）（４６）を前記開口部（３９）
の外側に配置しである。また前記吐出弁（４０）と前記
吐出弁保待部材（４１）は、前記一端部（４２）（４３
）を前記他端部（４５）（４６）よりも、前記駆動軸（
１８）の回転方向（矢印で示す方向）の先行側に配置し
である。且つ前記吐出弁（４０）は、そのバネ力によっ
て前記駆動軸（１８）の外周面に圧接させである。

このように構成されたスクロール圧縮機では、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
）を倉口て第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
駆動軸（１８）の手心に対して第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）の粋込み孔（３２）から鏡板（
１９）の連通通路（３３）を通って外方の圧縮空間（２
３）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）の先端が互いに一定のクノアランスを
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、−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・し１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、−本の駆動ピン（２７
）で互い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巳
、圧接空間（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）の上側の吐出口（３０）と下側の
吐出口（３１）から夫々高原室（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（３８）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。

また前記スクロール圧縮機では、その停止時においては
第２図に示すように吐出弁（４０）がバネ力によって駆
動軸（１８）の外周面に圧接して前記開口部（３４）を
閉塞するようになり、よって、冷媒の逆流が阻止され、
スクロール圧縮要素（３）の逆転これにともなう騒音発
生及び損傷等が防止されるようになる。また、前記スク
ロール圧縮機の動作時においては、前記駆動軸（１８）
が回転して、前記吐出弁（４０）が遠心力により開放さ
れ、開口部（３４）から圧縮冷媒が円滑に吐出されるよ
うになる。

第３図は第２実施例を示し、第２実施例では、吐出弁（
４７）をそのバネ力によって前記吐出弁保待部材（４１
）の内周面に圧接させることで、前記吐出弁（４２）を
開放状態に保持しである。この第２実施例では、その動
作時においては前記吐出弁（４２）はバネ力と遠心力と
によって確実に開放状態に保持されるため冷媒の脈動等
による不要な開閉、これによる騒音発生が確実に防止さ
れると共に、前記吐出弁（４７）の吐出冷媒に対する抵
抗を解消してスクロール圧縮機のエネルギー効率を改善
できるようになる。また吐出弁（４７）は、スクロール
圧縮機の停止直後だけ、逆流冷媒の圧力によって開口部
（３４）を閉塞して冷媒の逆流を防止するようになる。

第４図は第３実施例を示し、この第３実施例では、吐出
弁保待部材（４８）を、その他端部（４６）においても
共通螺子（４４）によって共締めすることで、強度アッ
プさせである。

第５図は第４実施例を示し、この第・１実施例では、吐
出弁（４９）を１回転以上巻回することで、この吐出弁
（４９）に発生する応力を小さくしである。

第６図は第５実施例を示し、この第５実施例では、吐出
弁（５０）を他端部（４５）で複数に分離すると共に、
前記駆動軸（］８）の開口部（３４）も複数設け、各開
口部を前記他端部（４５）で閉塞しである。

尚、前記第２実施例乃至第５実施例では、それぞれ、他
の部分は前記第１実施例と同様に構成され、説明を省略
する。また前記各実施例においては前記駆動軸（１８）
に代えて前記従動軸（２２）に吐出孔を設け、この吐出
孔の開口部に、前述のように吐出弁及び吐出弁保待部材
を設けるものも実施される。

（ｌ・）発明の効果 本発明は、以上のように構成したから、吐出弁は、コイ
ルバネ形状故にその曲げ応力が小さくなり冷媒流圧力に
対応して応答性良く吐出開口部を開閉でき、またスクロ
ール圧縮機の動作時においては遠心力によって開成状態
に保持されるため不要な開閉これによる騒音発生を防止
でき、また前記吐出弁がコイルバネ形状故に強度低下の
危惧の生じるのを、吐出弁保待部材によって解消でき、
従って、吐出冷媒による逆流、逆転、騒音発生等を迅速
且つ確実に防止し得るスクロール圧縮機を、簡単且つ強
固な態様で提供て゛きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の縦断面図、第２図は同実
施例の要部の横断面図、第３図は本発明の第２実施例の
要部の横断面図、第４図は本発明の第３実施例の要部の
横断面図、第５図は本発明の第４実施例の要部の正面図
、第６図は本発明の第５実施例の要部の正面図である。 第７図は従来例の縦断面図である。 （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、（１
０）・補助フレーム、（１４）・・・第１のスクロール
、（１５）・第２のスクロール、（１８）（２２）・・
・回転軸、（２３）・・圧縮空間、（２９）・・・吐出
孔、（３９）・・・開口部、（４０）（４７）（４９）
（５０）・・・吐出弁、（４１）（４８）・・・吐出弁
保待部材、（４２）（４３）・・・一端部、（４４）・
・・共通螺子、（４５）（４６）・・・他端部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （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
   一方の回転軸に、前記圧縮空間に連通する吐出孔を設け
   たスクロール圧縮機であって、 前記回転軸の外周面に、前記吐出孔に連通する開口部を
   設けると共に、この開口部を閉塞するコイルバネ状の吐
   出弁と該吐出弁の外側に配置されるコイル状の吐出弁保
   待部材とを、前記回転軸に取付けたことを特徴とするス
   クロール圧縮機。 （２）前記吐出弁と前記吐出弁保持部材は、それぞれ、
   一端部で共通螺子により前記回転軸に共締めされ、他端
   部が前記開口部の外側に配置されてなることを特徴とす
   る請求項１記載のスクロール圧縮機。 （３）前記吐出弁と前記吐出弁保持部材は、前記一端部
   を前記他端部よりも、前記回転軸の回転方向の先行側に
   配置してなることを特徴とする請求項２記載のスクロー
   ル圧縮機。（４）前記吐出弁は、そのバネ力によって前
   記回転軸の外周面に圧接してなることを特徴とする請求
   項１記載のスクロール圧縮機。 （５）前記吐出弁は、そのバネ力によって前記吐出弁保
   持部材の内周面に圧接してなることを特徴とする請求項
   １記載のスクロール圧縮機。 （６）前記吐出弁は、１回転以上巻回してなることを特
   徴とする請求項２記載のスクロール圧縮機。 （７）前記吐出弁は、他端部で複数に分離して複数の開
   口部を閉塞してなることを特徴とする請求項２記載のス
   クロール圧縮機。