JPH0921389A - スクロール圧縮機 - Google Patents

スクロール圧縮機

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JPH0921389A
JPH0921389A JP21721696A JP21721696A JPH0921389A JP H0921389 A JPH0921389 A JP H0921389A JP 21721696 A JP21721696 A JP 21721696A JP 21721696 A JP21721696 A JP 21721696A JP H0921389 A JPH0921389 A JP H0921389A
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JP
Japan
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scroll member
orbiting scroll
space
seal
pressure
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Application number
JP21721696A
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English (en)
Inventor
Kenji Tojo
健司 東條
Kenichi Kawashima
憲一 川島
Kazutaka Suefuji
和孝 末藤
Yozo Nakamura
庸蔵 中村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 旋回スクロール部材4の背面に空間部を形成
し、該背面に形成された空間部を、旋回スクロール部材
4の背面部とフレーム部材の間に配置された仕切帯によ
り区画するスクロール圧縮機において、フレーム部材を
小型軽量化する。 【解決手段】 旋回スクロール部材4の背面に空間部を
形成し、該背面に形成された空間部を、旋回スクロール
部材の背面部と、フレーム部材9と別体に形成されてフ
レーム部材に固着された台座20との間に配置された仕
切帯により区画し、該区画された空間部のうち半径方向
内側に形成された空間部の圧力を、外側に形成された空
間部の圧力より高く維持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ルームエアコン、
カーエアコン等に使用されるガス圧縮機として好適なス
クロール圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のスクロール圧縮機は、旋回スクロ
ール部材外縁部が、固定スクロール部材と静止部材とに
より狭持され、旋回スクロール部材鏡板背面部の空間部
と吸入圧力に等しい圧力の両スクロール部材のラップに
より形成された作動室とにより圧力的なシールがなされ
ている(特開昭55−148994号)。
【0003】そして、閉じられた旋回スクロール部材鏡
板背面部の空間部と圧縮途中の作動室とは、旋回スクロ
ール部材の鏡板に形成された小孔を介して連通し、該空
間部を吸入圧力と吐出圧力との中間の圧力に保つことに
より、旋回スクロール部材を背面部から押圧して固定ス
クロール部材に密着させている。
【0004】また他の従来のスクロール圧縮機は、旋回
スクロール部材に加わる軸方向のスラスト力を、すべて
旋回スクロール部材の鏡板背面部に設けたスラスト軸受
により支持する構造となっており、流体圧を用いて軸方
向のスラスト力を緩和するようになっている(特開昭5
7−148087号)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、両
スクロール部材のラップの外側にシール部分が必要であ
り、このためスクロール部材の外径が大きくなり、旋回
スクロール部材の重量が大きくなり、高速運転時の遠心
荷重が過大となるという問題があった。
【0006】本発明の目的は、旋回スクロール部材の鏡
板背面部と静止部材との間に配置されたシール要素を介
して、吸入圧力に等しい圧力の作動室と旋回スクロール
部材の鏡板背面部の空間部との圧力的シールが行なわれ
るようにしたスクロール圧縮機を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、鏡板15に渦巻き状のラップ16を直立
させて形成した旋回スクロール部材4と、鏡板10に渦
巻き状のラップ11を直立させて形成した固定スクロー
ル部材3とを備え、該固定スクロール部材3および前記
旋回スクロール部材4のラップ11,16を対向させて
噛み合わせて作動室18を形成し、前記固定スクロール
部材3に対して前記旋回スクロール部材を見かけ上回転
しないように旋回運動させ、前記作動室18に該作動室
18の外部に設けられた吸入室23から流体を吸入し圧
縮した後、外部に排出するスクロール圧縮機において、
前記旋回スクロール部材4の背面に空間部を形成し、該
背面に形成された空間部を、旋回スクロール部材の背面
部と、フレーム部材9と別体に形成されてフレーム部材
に固着された台座20との間に配置された仕切帯により
区画し、該区画された空間部のうち半径方向内側に形成
された空間部の圧力を、外側に形成された空間部の圧力
より高く維持されていることを特徴とする。
【0008】前記仕切帯を、前記台座部に形成された環
状の溝と、溝に挿入されたシール部材、或いはシール部
材と該シール部材を押圧するバネ部材の組合せとから構
成しても、旋回スクロール部材の背面に形成された環状
の溝と、溝に挿入されたシール部材、或いはシール部材
と該シール部材を押圧するバネ部材の組合せとから構成
してもよい。
【0009】上述の構成によれば、フレーム部材と別体
に形成されてフレーム部材に固着された台座部材と、旋
回スクロール背面との間に仕切帯を設けることにより、
フレーム部材の小型軽量化と、フレーム部材及び仕切帯
を設ける台座部材の加工を容易にし、安価で信頼性に優
れたスクロール圧縮機を得ることができる。
【0010】仕切帯により閉じられた旋回スクロール部
材の鏡板背面部の空間部は、圧縮途中の作動室と旋回ス
クロール部材に形成された小孔を介して連通しており、
該空間部の圧力は、吸入圧力と吐出圧力との中間的な圧
力となり、旋回スクロール部材を固定スクロール部材に
対して押圧するに必要な力が得られる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施例
に基いて説明する。図1は、カーエアコン用圧縮機に適
用したスクロール圧縮機1を示したもので、容器2と、
固定スクロール部材3と、旋回スクロール部材4と、シ
ール機構5と、旋回スクロール部材4の自転阻止機構6
と、クランクシャフト7とを備えている。容器2は、頂
面を開口したカップ状のハウジング8と、このハウジン
グ8の開口部に圧入されたリング状のフレーム9とから
なっている。フレーム9の外周面には、内側に延出した
小リングの突起部9aが形成されている。
【0012】固定スクロール部材3は、円板状の鏡板1
0と、この鏡板10に直立して形成されたうず巻き状の
複数のラップ11とからなっている。鏡板10の外周面
は、ハウジング8の内周面に固定されており、この鏡板
10により容器2は、底面側の吐出室12と、頂面側の
空間部13とに分離されている。
【0013】旋回スクロール部材4は、空間部13内に
配置されており、円板状の鏡板15と、この鏡板15に
直立して形成されたうず巻き状の複数のラップ16とか
らなり、このラップ16と固定スクロール部材3のラッ
プ11とは、共に同一形状に形成されている。固定、旋
回の両スクロール部材3,4は、ラップ11,16を互
いに内側に向けて噛み合わされており、このラップ1
1,16により密閉空間部の作動室18が形成されてい
る。鏡板15のラップ16と反対方向の面(以下、背面
部という)15aには、鏡板10の中心から半径eだけ
偏心した位置にリング状のボス部19が形成されてい
る。
【0014】ハウジング8の内周面には、シール機構5
の構成要素である静止部材たるリング状の台座20が固
定されており、該台座20の一側面は、フレーム9の突
起部9aに密着している。台座20の内周面には形成さ
れた小リングの突起部21には、リング状の溝21aが
形成され、該溝21a内にはシールリング22が嵌入さ
れ、このシールリング22により旋回スクロール4の鏡
板15の背面15aと台座20との間をシールしてい
る。
【0015】そして、ハウジング8、フレーム9、固定
スクロール部材3および旋回スクロール部材4により形
成された密閉空間部13は、台座20により外側の吸入
室23と内側の背圧室24とに分離される。
【0016】また図3に示すように、台座20のシール
面の内側からシールリング22外側までの距離Lは、旋
回スクロール部材4の動く行程(2e)よりも小さく設
定されている。
【0017】固定スクロール部材3の鏡板10には、作
動室18および吐出室12に連通する吐出孔25が形成
されており、該吐出孔25は、鏡板10に装着された吐
出弁26により開口部を被覆されている。また旋回スク
ロール部材4の鏡板15には、作動室18および背圧室
24に連通する小孔27が形成されている。
【0018】ハウジング8の外周面には、吸入室23お
よび外部の冷凍サイクルにそれぞれ連通する吸入ポート
28と、吐出室12に連通する吐出ポート29とが形成
されている。また固定スクロール部材3、旋回スクロー
ル部材4、台座20およびフレーム9には、吐出室12
とフレーム9の内周面9bとを連通させる給油路30が
形成されている。
【0019】自転阻止機構6の詳細を図4および図5に
より説明する。旋回スクロール部材4の鏡板15の背面
部15aには、180゜離れた位置に対向して一対のキ
ー部材31又は鏡板15と一体に形成されたキー部が設
けられ、該キー部材31又はキー部には、リング部材3
2に180゜離れた位置に対向して形成された一対の第
1のキー溝33が嵌入されている。またリング部材32
には、第1のキー溝33に直交して一対の第2のキー溝
35が形成されており、該キー溝35には、台座20に
180゜離れた位置に対向して設けられた一対のキー部
材36が嵌入されている。
【0020】クランクシャフト7の軸心は、固定スクロ
ール部材3の中心と一致しており、その中間部は、フレ
ーム9の内周面9bに圧入された軸受38に回動可能に
支持されており、クランクシャフト7の一端部は、フレ
ーム9の頂面に固定されたスリーブ39に圧入された軸
受40に回動可能に支持されている。またクランクシャ
フト7の他端部には、軸心から半径eだけ偏心した位置
に偏心軸部41が形成されており、該偏心軸部41は、
旋回スクロール部材4のボス部19に軸受43を介して
回動可能に支持されている。
【0021】スリーブ39の先端外周面には図示は省略
するが、軸受を介してプーリが回動可能に支持されると
共に、電磁石が固定されている。また、スリーブ39内
には、クランクシャフト7をシールするためのメカニカ
ルシール部材45が装着されている。
【0022】一方、スリーブ39から突出したクランク
シャフト7の端部には、アマーチャプレートが弾性的に
支持されている。即ち、プーリ、電磁石およびアマーチ
ャプレートにより電磁クラッチが構成されており、これ
により外部駆動源、例えば自動車のエンジンの回転がベ
ルトを介してプーリに伝達され、電磁石の通電によりア
マーチャプレートをプーリに吸着させることにより、ク
ランクシャフト7に伝達される。
【0023】なお、図1において46は、クランクシャ
フト7に取り付けられたバランスウェィトである。
【0024】つぎに、本発明の実施例の作用を説明す
る。電磁クラッチの作動によりクランクシャフト7が回
転すると、旋回スクロール部材4の旋回運動に伴ってリ
ング部材32は、キー部材36上を往復動し、キー部材
31は、リング部材32のキー溝33上を往復動し、こ
れにより旋回スクロール部材4の自転は阻止される。吸
入ポート28から吸入室23に導入された流体は、固
定、旋回の両スクロール部材3,4の協働作用により作
動室18内に取り込まれ、旋回スクロール部材4の旋回
運動によりラップ11,16で圧縮されながら中心部に
移動し、固定スクロール部材3の吐出孔25から吐出弁
26を押し上げて吐出室12に排出される。
【0025】この排出された流体は、吐出室12内で流
体中に含まれる潤滑油等を分離した後、吐出ポート29
から外部配管に排出される。
【0026】この場合、背圧室24の圧力は、圧縮途中
の作動室18に連通する小孔27により、作動室18の
圧力に応じて吸入圧力と吐出圧力との中間の圧力とな
り、旋回スクロール部材4の背面部15aに付加される
圧力による力が、作動室18側から旋回スクルール部材
4に付加される軸方向のスラスト力より大きい場合は、
旋回スクロール部材4は背面部15aから押圧され、固
定スクロール部材3に密着する。また旋回スクロール部
材4の背面部15aに付加される圧力による力が、上記
軸方向のスラスト力よりも小さい場合は、台座20がス
ラスト軸受となり、作用するスラスト力が緩和され、ス
ラスト軸受における摺動損失を低減させることができ
る。
【0027】一方、吐出室12の底部に溜る潤滑油50
は、給油路30によりフレーム9の内周面9bに送ら
れ、軸受38を潤滑した後、メカニカルシール部材4
5、軸受43等を潤滑し、更に旋回スクロール部材4の
小孔27を通って作動室18に送られ、作動室18内の
ラップ11,16間のシールおよび摺動部の潤滑に供さ
れ、作動流体と共に吐出室12に排出され油分分離後、
吐出室12の底部に溜まる。
【0028】ここで、自転阻止機構6の作用について詳
述する。リング部材32が往復動する方向の内側寸法を
1、外側寸法をD2、台座20の突起部21の外側寸法
をD3(図3)、ハウジング8の外周面寸法をD4(図
1)とすると、 D1>D3+2e,D2<D4−2e なる関係がある。また、キー部材31を往復する方向の
リング部材32の内側寸法をD5、外側寸法をD6とする
と、 D5>D34>D6>D5+2×2e なる関係がある。即ち、キー溝33は旋回半径eの2倍
以上の長さがある。
【0029】また一般にリング部材32のキー溝33,
35の中心寸法には、 (1/2)(D1+D2)≒(1/2)(D5+D6) なる関係がある。なお、キー溝35とキー部材36との
組合せは、逆にリング部材32にキー部材を設け、台座
20にキー溝を設けてもよい。
【0030】以上の如き寸法を満足させることにより、
自転阻止機構6は、台座20の外側に配置され、寸法D
4が限定された場合に、最も台座20の寸法D3を大きく
設定することができ、ボス部19の貫通部に外径が大き
く負荷容量の大きな軸受43を装着することができる。
またシールリング22の径を大きくすることができるた
め、受圧面積が大きくなり、旋回スクロール部材4の鏡
板背面部15aに付加する力を低く押えることができ
る。
【0031】図3において、台座20のシール面の内側
から、シールリング22の外側までの距離Lは、旋回ス
クロール部材4の動く行程(=2e)より小さく設定さ
れており、背圧室24に送られミスト状になり旋回スク
ロール部材4の鏡板背面部15aに付着した潤滑油が、
常にシールリング22と鏡板背面部15a上の摺動面に
供給されるので、シール機構5に特別の給油手段を必要
としない。
【0032】図6はシール機構5の別実施例を示したも
ので、溝21a内に押えばね52が収容され、該押えば
ね52によりシールリング22を旋回スクロール部材4
の鏡板背面部15aに押圧する構造となっており、より
確実なシールがなされる。図7はシール機構5の他の別
実施例を示したもので、シールリング22の接触面に突
起部22aが設けられており、さらにより確実なシール
がなされる。図8は、シール機構5および自転阻止機構
6の別実施例を示したもので、旋回スクロール部材4の
鏡板背面部15aの外縁部に、シールリング22を嵌入
したリング状の突起部55を設けたもので、自転阻止機
構6は、シールリング22の内側に設けられている。こ
の場合、中間圧Pの作用面積が、図1に示すものより広
くなるので設定圧を低くすることができる。
【0033】
【発明の効果】上述のとおり、本発明によれば、作動室
と背圧室とが小孔により連通しており、吸入室と背圧室
との圧力的なシールを旋回スクロールの鏡板の背面で行
なうことができるので、ラップの外側にシール部を設け
る必要がなくなり、圧縮機構部を小形にすることができ
る。これにより、圧縮機全体を小形に、かつ軽量にする
ことができるという効果がある。また旋回スクロール部
材が、小形で、かつ軽量となるので、遠心荷重が軽減さ
れ、より高速回転が可能となる。さらに、吸入室と背圧
室の間のシール部材の潤滑のための特別な構造を設ける
必要がない。また、フレーム部材の小型軽量化とフレー
ム部材及び仕切帯を設ける台座部材の加工を容易にし、
安価で信頼性に優れたスクロール圧縮機を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るスクロール圧縮機の縦断
面図である。
【図2】図1のII−II線矢視縦断面図である。
【図3】図1に示すシール機構の縦断面図である。
【図4】図1に示す自転阻止機構の断面図である。
【図5】図4に示すリング部材の平面図である。
【図6】シール機構の別実施例を示す部分斜視図であ
る。
【図7】シール機構の別実施例を示す部分斜視図であ
る。
【図8】シール機構および自転阻止機構の別実施例を示
す縦断面図である。
【符号の説明】
1 スクロール圧縮機 3 固定スクロー
ル部材 4 旋回スクロール部材 5 シール機構 6 自転阻止機構 10,15 鏡板 11,16 ラップ 13 空間部 15a 背面部 18 作動室 20 静止部材たる台座 21a 溝 22 シールリング 23 吸入室 52 押えばね 55 突起部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 庸蔵 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鏡板15に渦巻き状のラップ16を直立
    させて形成した旋回スクロール部材4と、鏡板10に渦
    巻き状のラップ11を直立させて形成した固定スクロー
    ル部材3とを備え、該固定スクロール部材3および前記
    旋回スクロール部材4のラップ11,16を対向させて
    噛み合わせて作動室18を形成し、前記固定スクロール
    部材3に対して前記旋回スクロール部材を見かけ上回転
    しないように旋回運動させ、前記作動室18に該作動室
    18の外部に設けられた吸入室23から流体を吸入し圧
    縮した後、外部に排出するスクロール圧縮機において、
    前記旋回スクロール部材4の背面に空間部を形成し、該
    背面に形成された空間部を、旋回スクロール部材の背面
    部と、フレーム部材9と別体に形成されてフレーム部材
    に固着された台座20との間に配置された仕切帯により
    区画し、該区画された空間部のうち半径方向内側に形成
    された空間部の圧力を、外側に形成された空間部の圧力
    より高く維持されていることを特徴とするスクロール圧
    縮機。
  2. 【請求項2】 前記仕切帯が、前記台座部に形成された
    環状の溝と、溝に挿入されたシール部材、或いはシール
    部材と該シール部材を押圧するバネ部材の組合せとから
    なることを特徴とする請求項1に記載のスクロール圧縮
    機。
  3. 【請求項3】 前記仕切帯が前記旋回スクロール部材の
    背面に形成された環状の溝と、溝に挿入されたシール部
    材、或いはシール部材と該シール部材を押圧するバネ部
    材の組合せとからなることを特徴とする請求項1に記載
    のスクロール圧縮機。
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