JPH0797994A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は圧縮機構の駆動停止時におけるガスの
逆流による旋回スクロールの逆転を逆止弁に拠らずに防
止し、もって逆止弁を不要にして圧縮機構の駆動停止時
における騒音の発生を防止したスクロール型圧縮機を提
供することを目的とする。 【構成】固定スクロール８と旋回スクロール９とを互い
に組合せて密閉空間を形成し、３相交流電動機Ｍの回転
により駆動力を得て旋回スクロールを旋回して密閉空間
を、その面積を減少させながら両スクロールの中心側に
向けて移動してガスを圧縮し、このガスを一方のスクロ
ールに形成された吐出ポートを介して外部に吐出するス
クロール型圧縮機において、３相交流電動機における任
意の２相間に、３相交流電動機の駆動が停止された時に
直流電流を流す回路が設けられるとともに、他相間に負
荷が接続されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は３相交流電動機を駆動源
とするスクロール型圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクロール型圧縮機は冷凍装置などに組
み込まれるものであり、従来用いられているスクロール
型圧縮機について図２を参照して説明する。図２はスク
ロール型圧縮機の全体を示している。

【０００３】図２において、密閉されたハウジング１の
内部はディスチャージカバー２によって高圧空間３と低
圧空間４とに仕切られている。低圧空間４の内部の上部
にはスクロール型圧縮機構Ｃが、中央部には電動機Ｍ
が、さらに低圧空間４の下部には油ポンプＰが夫々設け
られ、これらはスクロール型圧縮機構Ｃ、電動機Ｍおよ
び油ポンプＰは電動機Ｍに設けられた回転軸５によって
連結されている。

【０００４】電動機Ｍは３相交流電動機からなるもの
で、ハウジング１に固定された図示しない固定子巻線を
有する固定子６と、この固定子６の内部に組合された回
転子７と、この回転子７が固着された回転軸５とを有
し、回転軸５は回転子７の両端側に夫々延出している。
なお、回転軸５はハウジング１の内部に設けられたケー
シング２０、３４に支持されている。

【０００５】スクロール型圧縮機構Ｃは、固定スクロー
ル８と旋回スクロール９を有し、固定スクロール８は端
板１０と渦巻状のラップ１１とを備え、中央部に吐出ポ
ート１２が設けられている。旋回スクロール９は端板１
３と渦巻状のラップ１４とを備え、端板１３の側部に設
けられたボス１５の内部にブッシュ１６が軸受１７を介
して回転自在に嵌合され、このブッシュ１６に回転軸５
の端末に設けられた偏心軸１８がスライド可能に挿入さ
れている。

【０００６】固定スクロール８と旋回スクロール９とは
端板１０と端板１３とが所定距離偏心するとともに、ラ
ップ１１とラップ１４が１８０度だけ角度をずらせて相
互に組合されている複数の密閉空間１９が形成されてい
る。旋回スクロール９は密閉ハウジング１の内部に固定
されたケーシング２０に摺動自在に支持され、旋回スク
ロール９とケーシング２０との間には、旋回スクロール
９の公転旋回運動を許容するが自転を阻止する自転阻止
機構２１が設けられている。

【０００７】固定スクロール８の端板１０の外周はケー
シング２０に支持され、固定スクロール８の端板１０の
中央部には突部２２が形成され、この突部２２はディス
チャージカバー２に形成された孔２ａに支持されてい
る。

【０００８】固定スクロール８の端板１０の外周部には
フランジ２３が形成され、フランジ２３と突部２２の間
にはディスチャージカバー２の下面に設けられたフラン
ジ２４が封密摺動自在に嵌合されて背圧室２５が形成さ
れている。この背圧室２５は端板１０に設けられた孔２
６を介してガスの圧縮途中にある密閉空間１９と連通し
ている。ここで、孔２６はラップ１１の内周側に接した
地点に位置され、背圧室２５の内周側は高圧側となって
おり、外周側には低圧室２７が形成されている。なお、
密閉ハウジング１の低圧空間４の部分にはガス吸入管２
８が設けられ、また高圧空間３の部分にはガス吐出管２
９が設けられている。

【０００９】さらに、ディスチャージカバー２には、圧
縮機構Ｃが動作している時にガスが吐出ポート１２から
高圧空間５に吐出することを許容し、圧縮機構Ｃの駆動
が停止して圧縮機構Ｃが負圧になった時に高圧空間３か
ら吐出ポート１２へガスが逆流することを阻止して、ガ
スの逆流による旋回スクロール９の逆転、すなわち旋回
スクロール９が固定スクロール８との間の密閉空間１９
を広げる方向に回転することを防止する逆止弁３０が設
けられている。すなわち、ディスチャージカバー２の中
央部には上部には弁室３１が形成され、この弁室３１は
下部が固定スクロール８の吐出ポート１２に連通すると
ともに上部に吐出孔３２が形成され、この吐出孔３２を
介してハウジング１の高圧空間３と連通している。弁室
３０の内部には円形の弁体３３が上下移動自在に設けら
れている。この弁体３３は下降して固定スクロール８の
端板１０（突部２２）に載って吐出ポート１２を閉じ、
上昇移動して吐出ポート１２を開くものである。

【００１０】このように構成されたスクロール型圧縮機
では、圧縮機構Ｃが駆動していない時は逆止弁４１の弁
体４３は固定スクロール８の端板１０の上面に載って吐
出ポート１２を閉じている。

【００１１】そして、圧縮機構Ｃが駆動する時には、モ
ータＭの駆動によって回転軸５が回転され、この回転が
偏心軸１８、ブッシュ１６およびボス１５を介して圧縮
機構Ｃの旋回スクロール９に伝達される。旋回スクロー
ル９は自転阻止機構２１により自転を阻止されながら公
転旋回半径を半径とする円軌道上で公転旋回運動を行
う。

【００１２】そうすると、ガスが吸入管２８を介して密
閉ハウジング１の低圧空間４に入り、さらに圧縮機構Ｃ
の密閉区間１９に吸入される。そして、旋回スクロール
９の公転旋回運動によって密閉空間１９の容積が減少さ
れ、この容積の減少に伴ってガスが圧縮されながら中央
部に至る。

【００１３】ここで、ガスは固定スクロール８の吐出ポ
ート１２に入り、その圧力で逆止弁３０の弁室３１に設
けられている弁体３３を吐出ポート１２から離れる方向
に押し上げる。弁体３３は上昇移動して固定スクロール
８の吐出ポート１２が開放される。これによりガスは吐
出ポート１２から弁室３１の内部に吐出される。さら
に、ガスは弁室３１から各突出孔３２を通ってハウジン
グ１の高圧空間３に吐出され、高圧空間３に流れたガス
は吐出管２９を通って外部に吐出される。

【００１４】圧縮機構Ｃの駆動が停止すると、圧縮機構
Ｃが負圧になる。そして、逆止弁３０の上流側と下流側
の差圧、すなわち圧縮機構Ｃと高圧空間３との間の差圧
により、弁体３３が吐出ポート１２から離れた位置から
吐出ポート１２に向けて弁室３２の内部を移動して吐出
ポート１２が形成されている固定スクロール８の端板１
０の上面に当って吐出ポート１２を閉じる。

【００１５】また、ハウジング１の内部の下部に組み込
まれ油ポンプＰは、回転軸５に回転駆動されてハウジン
グ１の内部の底部に溜められた潤滑油を吸い込んで、回
転軸５に形成された孔５ａを通して圧縮機構Ｃの摺動部
に供給する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のスクロール型圧縮機に次に述べる問題がある。前
述したように、スクロール型圧縮機には、圧縮機構Ｃが
動作している時にガスが吐出ポート１２から高圧空間５
に吐出することを許容し、圧縮機構Ｃの駆動が停止して
圧縮機構Ｃが負圧になった時に高圧空間３から吐出ポー
ト１２へガスが逆流することを阻止して、ガスの逆流に
よる旋回スクロール９の逆転を防止するために、ディス
チャージカバー２に形成された弁室３１と、この弁室３
１の内部に上下移動自在に設けられて吐出ポート１２を
開閉する弁体３３とを有する逆止弁３０が設けられてい
る。

【００１７】そして、圧縮機構Ｃの駆動が停止した時に
は、逆止弁３０の上流側と下流側の差圧により、弁体３
３が吐出ポート１２から離れた位置から吐出ポート１２
に向けて弁室３２の内部を移動して吐出ポート１２が形
成されている固定スクロール８の端板１０の上面に当っ
て吐出ポート１２を閉じる。

【００１８】しかし、圧縮機構Ｃの駆動が停止した時に
は、前記のように弁体３３が移動して固定スクロール８
の端板１０の上面に衝突することにより、この衝突に伴
い大きな音、いわゆる弁叩き音が生じ、この衝突音がス
クロール型圧縮機を駆動する上での騒音の原因に一つに
なっている。特にスクロール型圧縮機の仕様が高圧縮比
である場合には、逆止弁３０の上流側と下流側の差圧が
大きいためにより高い衝突音が生じる。

【００１９】本発明は前記事情に基づいてなされたもの
で、圧縮機構の駆動停止時におけるガスの逆流による旋
回スクロールの逆転を、逆止弁に拠らずに、圧縮機構を
駆動する電動機の回転を制御することにより防止し、も
って逆止弁を不要にして、逆止弁の存在による圧縮機構
の駆動停止時における騒音の発生を防止したスクロール
型圧縮機を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明のスクロール型圧縮機は、固定スクロールと旋
回スクロールとを互いに組合せて密閉空間を形成し、３
相交流電動機の回転により駆動力を得て前記旋回スクロ
ールを旋回して前記密閉空間を、その面積を減少させな
がら前記両スクロールの中心側に向けて移動してガスを
圧縮し、このガスを前記一方のスクロールに形成された
吐出ポートを介して外部に吐出するスクロール型圧縮機
において、前記３相交流電動機における任意の２相間
に、前記３相交流電動機の駆動が停止された時に直流電
流を流す回路が設けられるとともに、他相間に負荷が接
続されていることを特徴とする。

【００２１】

【作用】旋回スクロールの駆動が停止して圧縮機構が負
圧になった時に、ガスが吐出ポートを介して固定スクロ
ールと旋回スクロールとの間の空間に逆流して旋回スク
ロールが逆転する。

【００２２】そこで、旋回スクロールの駆動が停止した
時に、旋回スクロールを駆動する駆動源である３相交流
電動機における固定子巻線の２相間に設けられた回路に
直流電流を流す。直流電流が流れることにより電動機に
磁界が発生し、この磁場の発生により固定子巻線の他相
間に誘起電流が発生して、この電流が固定子巻線の他相
間に接続された負荷で消費される。この動作が回転子の
回転に対する制動となり、回転子の逆転が抑制される。
この結果、電動機か駆動力を得て旋回される旋回スクロ
ールの逆転が抑制される。

【００２３】従って、圧縮機構の駆動停止時におけるガ
スの逆流による旋回スクロールの逆転を、逆止弁に拠ら
ずに、圧縮機構を駆動する電動機の回転を制御すること
により防止し、もって逆止弁を不要にすることができ
る。

【００２４】

【実施例】本発明の一実施例について図１を参照して説
明する。この実施例では、図２に示し且つ前述した内容
のスクロール型圧縮機を対象としている。このため、こ
の実施例ではスクロール型圧縮機の構成および作用の説
明を省略する。

【００２５】そして、この実施例のスクロール型圧縮機
では、図１に示す電動機駆動回路を装備して３相交流電
動機Ｍの駆動を制御して、圧縮機構における旋回スクロ
ール９の逆転を制動することを特徴するので、この電動
機駆動回路による電動機の駆動制御について説明する。

【００２６】図１においてＭｃは３相交流電動機Ｍの固
定子巻線で、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相を有してい
る。４１は交流電源、４２は通電切換手段で、交流電源
４１から供給される励磁電流を固定子巻線ＭｃのＵ相、
Ｖ相およびＷ相に順次切換えて通電するものである。

【００２７】４３は制御回路で、これは通電切換手段４
２に対して動作の開始、停止を指示し、後述するスイッ
チ４６に開放、閉成させるものである。４４は操作部
で、これは制御回路４３に対して３相交流電動機Ｍの起
動および停止の操作を入力するものである。４５は直流
用整流回路で、これは３相交流電動機Ｍの固定子巻線Ｍ
ｃにおける任意の２相間、例えばＵ相とＶ相との間に接
続されており、交流電源４１の交流電流を直流電流に変
換するものである。４６はスイッチで、これは固定子巻
線ＭｃにおけるＵ相とＶ相との間に整流回路４５ととも
に接続されており、その開閉により回路を開放または閉
成するものである。Ｒは抵抗で、これは３相交流電動機
Ｍの固定子巻線Ｍｃにおける他相間、例えばＶ相とＷ相
との間に接続されている。

【００２８】このような構成の電動機駆動回路の作用に
ついて説明する。圧縮機構Ｃの旋回スクロール９を駆動
するために３相交流電動機Ｍを駆動するに際しては、操
作者が操作部４４を操作して起動の指令を制御回路４３
に入力する。この起動指令を受けた制御回路４３は通電
切換手段４２に対して動作開始の指示をする。また、制
御回路４３スイッチ４６を開放状態にする。そうすると
通電切換手段４２が、交流電源４１から供給される励磁
電流を固定子巻線ＭｃのＵ相、Ｖ相およびＷ相に順次切
換えて通電することによち回転磁界を発生させ、これに
よって３相交流電動機Ｍの回転子７を回転して回転軸５
を回転する。

【００２９】ここで、圧縮機構Ｃの旋回スクロール９の
駆動が停止して圧縮機構Ｃの固定スクロール８と旋回ス
クロール９との間の密閉空間１９が負圧になった時に、
ガスが吐出ポート１２を介して固定スクロール８と旋回
スクロール９との間の密閉空間１９に逆流して旋回スク
ロール９を逆転する。

【００３０】そこで、圧縮機構Ｃの旋回スクロール９を
駆動を停止するために３相交流電動Ｍの駆動を停止する
に際しては、操作者が操作部４４を操作して駆動停止の
指令を制御回路４３に入力する。この指令を受けた制御
回路４３は通電切換手段４２に対して動作停止の指示を
する。これにより通電切換手段４２は固定子巻線Ｍｃの
Ｕ相、Ｖ相およびＷ相への通電を停止する。また、制御
回路４３はスイッチ４６を閉成動作させる。スイッチ４
６が閉成することによりＵ相とＶ相と整流回路４５とを
結ぶ回路が閉じる。整流回路４５は交流電源４１の交流
電流を直流電流に整流している。このため、固定子巻線
ＭｃのＵ相とＶ相との間には整流回路４５を電源として
直流電流が流れる。

【００３１】固定子巻線ＭｃのＵ相とＶ相との間に直流
電流が流れると、電動機Ｍに磁界が発生し、この磁場の
発生により固定子巻線ＭｃのＶ相とＷ相との間に誘起電
流が発生する。そうするとこの誘起電流は固定子巻線Ｍ
ｃのＶ相とＷ相との間に接続された負荷Ｒで消費され
る。この動作が回転子の回転に対する制動となり、回転
子７の逆転が抑制される。この結果、回転軸５の逆転が
抑制され、３相交流電動Ｍから駆動力を得て旋回される
旋回スクロール９の逆転が抑制される。

【００３２】このように圧縮機構Ｃの駆動停止時におけ
るガスの逆流による旋回スクロール９の逆転を、圧縮機
構Ｃを駆動する３相交流電動機Ｍの回転を制御して防止
すると、ガスの逆流による旋回スクロールの逆転を防止
するためにガスの逆流を阻止するために設ける逆止弁を
不要にすることができる。

【００３３】すなわち、この実施例のスクロール型圧縮
機では、図２に示すスクロール型圧縮機から逆止弁３０
を取り除いた構成とすることができる。具体的には逆止
弁３０の弁体３３を設けない構造とする。これにより圧
縮機構Ｃの駆動停止時に逆止弁３０の弁体３３が固定ス
クロール８の端板１０の表面に衝突して衝突音、すなわ
ちこの表面を叩く音が発生して騒音の原因となるという
問題の発生を防止できる。なお、本発明は前述した実施
例に限定されずに種々変形して実施することができる。
例えば３相交流電動機の駆動回路は図１に示す構成に限
定されない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明のスクロール
型圧縮機によれば、圧縮機構の駆動停止時におけるガス
の逆流による旋回スクロールの逆転を、逆止弁に拠らず
に、圧縮機構を駆動する電動機の回転を制御することに
より防止し、もって逆止弁を不要にして、逆止弁の存在
による圧縮機構の駆動停止時における騒音の発生を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクロール型圧縮機に装備する電動機
駆動回路の一実施例を示す回路図。

【図２】スクロール型圧縮機を示す断面図。

【符号の説明】

１…ハウジング ８…固定スクロール、９…
旋回スクロール、 １２…吐出ポート、４１…交流電
源、 ４３…制御回路、４５…整流回路、
Ｒ…抵抗。

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【手続補正書】

【提出日】平成６年１月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】４３は制御回路で、これは通電切換手段４
２に対して動作の開始、停止を指示し、後述するスイッ
チ４６、４７に開放、閉成させるものである。４４は操
作部で、これは制御回路４３に対して３相交流電動機Ｍ
の起動および停止の操作を入力するものである。４５は
直流用整流回路で、これは３相交流電動機Ｍの固定子巻
線Ｍｃにおける任意の２相間、例えばＵ相とＶ相との間
に接続されており、交流電源４１の交流電流を直流電流
に変換するものである。４６、４７はスイッチで、これ
は固定子巻線ＭｃにおけるＵ相とＶ相との間に整流回路
４５とともに接続されており、その開閉により回路を開
放または閉成するものである。Ｒは抵抗で、これは３相
交流電動機Ｍの固定子巻線Ｍｃにおける他相間、例えば
Ｖ相とＷ相との間に接続されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】そこで、圧縮機構Ｃの旋回スクロール９を
駆動を停止するために３相交流電動Ｍの駆動を停止する
に際しては、操作者が操作部４４を操作して駆動停止の
指令を制御回路４３に入力する。この指令を受けた制御
回路４３は通電切換手段４２に対して動作停止の指示を
する。これにより通電切換手段４２は固定子巻線Ｍｃの
Ｕ相、Ｖ相およびＷ相への通電を停止する。また、制御
回路４３はスイッチ４６を閉成動作させる。スイッチ４
６、４７が閉成することによりＵ相とＶ相と整流回路４
５とを結ぶ回路が閉じる。整流回路４５は交流電源４１
の交流電流を直流電流に整流している。このため、固定
子巻線ＭｃのＵ相とＶ相との間には整流回路４５を電源
として直流電流が流れる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定スクロールと旋回スクロールとを互
   いに組合せて密閉空間を形成し、３相交流電動機の回転
   により駆動力を得て前記旋回スクロールを旋回して前記
   密閉空間を、その面積を減少させながら前記両スクロー
   ルの中心側に向けて移動してガスを圧縮し、このガスを
   前記一方のスクロールに形成された吐出ポートを介して
   外部に吐出するスクロール型圧縮機において、 前記３相交流電動機における任意の２相間に、前記３相
   交流電動機の駆動が停止された時に直流電流を流す回路
   が設けられるとともに、他相間に負荷が接続されている
   ことを特徴とするスクロール型圧縮機。