JPS5896193A - スクロ−ル型圧縮機 - 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】 本発明はスクロール型圧縮機に関する。

この種の圧縮機は、第１図作動原理図に示すように、同
一形状２つのうずまき、体の一方２を略中夫に吐出口４
を有するシール端板に固定し、他方のうずまき体ｌを他
方の端板に固定し、両者を、第１図に示すように、相対
的に１８０°回転させ、かつこの両者のうずまき体が５
１．５２および５１’、５２’の４点で互いに接触する
ように、距離２ρ（＝うずまきのピッチ−２×うずまき
の板厚）だけ相対的にずらして、互いに両うずまき体を
重ね合せ、−一方のうずまき体２を静止し、他方のうず
まき体ｌをクランク半径ρを有するクランク機構にて、
一方のうずまき体２の中心Ｏの周りに自転を行なうこと
なく半径ρ＝００′で公転運動をなすように構成される
。

そうすると、２つのうずまき体１．　２間には、両うず
まき体が当接する点５１．５２及び点５１’、５２’間
に密閉された小室３゜３が形成され、密閉小室３，３の
容積がうずまき体ｌの公転に伴い徐々に変化する。

すなわち、同図（１）の状態からうずまき体１をまず９
０°公転させると、同図（２）となり、１８０°公転さ
せると同図（３）に、２７０°公転させると同図（４）
となり、この間、小゛室３の容積は徐々に減少し、同図
（４）では２つの小室３．３は連通して小室５３となり
、同図（４）の状態から更に９０°公転すると、同図（
１）となり、小室５３の容積は同図（２）より同図（３
）へとその容積を減少し、同図（３）と同図（４）の間
で最小の容積となり、この間、同図（２）で開Ｎはじめ
た外側空間が同図（３）、同図（４）から同図（１）に
移り、新たな気体を取りこんで密閉小室を形成し、以後
これをくりかえし、うずまき体外側空間より取りこまれ
た気体が圧縮され吐出口４より吐出される。

上記は、スクロール型圧縮機の作動原理であるが、スク
ロール型圧縮機は具体的には、第２図縦断面図に示すよ
うに、ハウジング１０１ｄフロントエンドプレート１１
．　　リヤエンドプレート１２．シリンダプレー）１３
よりなり、リヤエンドブレ二ト１２に吸入口１４、吐出
口１５を突設すると＼もに、うずまき体２５２および円
板２５１よりなる静止スクロール部材２５を固定し、フ
ロントエンドプレート１１にクランクビン２３を有する
主軸１７を枢着し、クランクビン２３に、第３図■−■
断面図に示すように、ラジアルニードル軸受２６　＋　
公転スロール部材２４のポス２４３．角筒部材２７１．
摺動体２９１゜リング部材２９２９回り止め２９３等よ
りなる公転機構を介して、うずまき体２４２および円板
２４１よりなる公転スクロール部材２４が付設されてい
る。

しかしながら、このようなスクロール型圧縮機には次の
ような大きな欠点がある。

（１１第１図（１）〜（４）に示したように、密閉され
た小室３，３は、公転うずまき体ｌの公転に伴い、徐々
にその容積を減少し、小室５３となっていくが、その際
、小室３，３又は小室５３が吐出口４に連通しない領域
。

すなわち回転角範囲がかなり発生するので、このためう
ずまき体外側空間より取りこまれる気体に液体（例えば
潤滑油）がある程度混入すると、ガスがまず圧縮され、
次いで液体が圧縮されること＼なるが、液体は非圧縮性
液体であることから更にうずまき体が回転すると、異常
な圧力上昇が発生しくこれは通常液圧縮と呼ばれている
）、うずまき体（第１図１，２．第２図２４２゜２５２
参照）が破損することがある。

また、圧縮機の起動時には、圧縮機のハウジングｌＯ内
及び小室（第１図３，３゜５３参照）内に液冷媒や油が
少なくとも若干溜まりこむため、大きな圧縮機の起動ト
ルクが発生し、このため、外部のモータには大きな起動
トルクが要求され、圧縮機を車載として走行用エンジン
でこれを駆動する場合には、起動時にエンジン負荷が一
時的に犬となり、いわゆるショック（圧縮機起動ショッ
ク）が発生し、車の走行フィーリングを悪化する。

（２）また、圧縮機内にゴミ等の異物が侵入し、この異
物が両うずまき体の接触部分にかみこまれると、うずま
き体が破損したり、あるいはキズがつき、このキズによ
り正常なる圧縮が行ない得なくなる。

（３）また、主軸１７からのクランクピン２３の偏心量
ρは前述のように、公転半径を与えるものであシ、また
２ρは、両うずまき体のオフセット量を与えるものであ
るが、仮りに偏心量ρが所定の寸法より小さいと両うず
まき体は当接せず（第１図５１゜５２．５１’、５２’
の接点がなくなる）、このため２つのうずまき体からガ
スが洩れ、圧縮機の大巾なる性能低下をまねき、逆に、
偏心量ρが大きいと、両うずまき体が強く当接するため
、圧縮機を回転させるのに大きな動力を必要とし、また
、両うずまき体が磨耗するという問題があり、クランク
ピン２３の偏心量ρを得るのに極めて高精度の加工を必
要とする。

本発明はこのような事情に鑑みて提案されたもので、液
圧縮を生起せず、起動トルクを小とし、破損を防止し、
性能を向上し、摩耗を防止するスクロール型圧縮機を提
供することを目的とし、内径の中心と外径の中心とが若
干偏心してなるエキセントリックブツシュを主軸のクラ
ンクピン側と公転スクロール部材側との間に回動自在に
挿入し、上記クランクピンの偏心回動に基因する上記エ
キセントリックブツシュの自転によシ上記公転スクロー
ル部材の静止スクロール部材に対する公転半径を可変と
したことを特徴とする。

本発明の実施例を図面について説明すると、第４図はそ
の公転機構を示す第１実施例の横断面図、第５図は第４
図の部分拡大図、第６図（１）〜（４）はそれぞれ第４
図の作用説明図、第７図は第５図の変形を示す斜視図、
第８図は第２実施例の公転機構の部分縦断面図である。

まず、第４〜５図の第１・実施例において、第２〜３図
と同一の記号はそれぞれ第２〜３図と同一の部材を示し
、５００はクランクピン２３に回動自在に外挿されると
＼もに、ラジアルニードル軸受２６に内挿された外径の
中心がＯ′、内径の中心がＯＩ′にあシ偏心ｅを有する
エフセントリンクプッシュである。

こ＼で、主軸１７の中心を０とすると、エフセントリッ
クプッシュ５００の内径部分はクランクピン２３に回転
自在に嵌挿されているので、主軸１７の中心Ｏを中心と
してクランクピン２３が回転すると、エフセントリック
プッシュ５００は、ラジアルニードル軸受２６を介して
スクロール部材２４の凸部２４３及びクランクピン２３
に対しそれぞれ相対的に回動する。

その際、クランクピン２３に嵌挿されたエフセントリッ
クプッシュ５００には遠心力が働き、クランクピン２３
の中心、すなわちエフセントリックプッシュ５００の内
径中心０″とエフセントリックプッシュ５００の外径中
心０′とがｅだけずれているため、エフセントリックプ
ッシュ５００は遠心力により外径中心０′が主軸１７中
心０よりできるだけ離れようとする。

仮りに何らの障害物もなければ、エフセントリックプッ
シュ５００は、第６図（１）に示すように、ｏ、ｏ”、
ｏ’が一直線上になり、この時のＯ−０′の距離はクラ
ンクピン２３中心０　”と主軸中心Ｏの距離をＲとする
と、Ｒ十ｅとなシ、これがエフセントリックプッシュ５
００を運転したときの公転半径ρの最大値ρｍａｘで・ ρｍａｘ＝Ｒ十ｅ となる。

逆に、エフセントリックプッシュ５００がクランクピン
２３中心０”を中心として回転した場合の公転半径ρの
最小値ρｍｉｎは同図（３）に示すように、 ρｍｉｎ　＝　　Ｒ−ｅ となるので、次式に示すように、公転半径ρは同図（４
）に示すように、Ｏ〃を中心とする半径ｅの円−と０と
の距離だけ変化し得るものとなる。　すなわち、 Ｒ−ｅ〈ρ〈凡十ｅ さて、通常の圧縮機の運転中は、叙上のように、主軸１
７を回転すると、エフセントリックプッシュ５００の外
径中心０′は、同図（１）の矢印に示すように、遠心力
により０からできるだけ遠く離れるように、クランクピ
ン２３の周シを回転し、２つのうずまき体が接する位置
（例えば、第１図５１．５２．５１’。

５２′参照）位置まで公転半径ρが大きくなり、この公
転半径にて圧縮機は極めて良好に運転されるのである。

然し、第１図に示す小室３，３．５３等が液冷媒、油等
の液体を閉じこみ、いわゆる液圧縮を行なうと、異常な
力がうずまき体２４（第２図参照）に加わり、これがラ
ジアルニードル軸受２６を介してエフセントリックプッ
シュ５００に伝達され、このときエフセントリックプッ
シュ５００は、クランクピン２３に回転自在に嵌挿され
ているため、同図（２）の矢印に示すように、公転半径
ρを小さくするように逃げ、自動的に公転半径ρが小さ
くなる。これによりそれまで第１図５１，５２゜５１’
、５２’に示すようにうずまき体ｌ。

２が接触することにより形成されていた密閉小室３．　
３．　５３が、うずまき体１．　２が接触しなくなるこ
とによ９両うずまき体間にすきまが生じ、液体はこのす
１ｋまから逃げだし、異常な圧力上昇は解消される。

なお、両うずまき体がゴミ等の異物をかみこんだ場合も
、同様に異常な力が発生するので、エフセントリックプ
ッシュ５００は公転半径を小とするように回転し、異物
を乗り越え、良好なる運転が継続する。

従って、通常の圧縮機の運転中には、エフセントリック
プッシュが遠心力により主軸中力 心から外方へ動こうとし公転半径を大戸蔽果、□両うず
まき体間はすきまなく良好にシールされ、密閉された小
室が形成され、極めて高効率の運転が行なわれ、また、
うずまき体間の小室が液圧縮を生じたり、ゴミ・等の異
物を噛みこんで異常な力が発生する場合には、エフセン
トリックプッシュはクランクピンの回りを回転し、公転
半径ρを小さくするように逃げる結果、液体の放出、異
物の乗り越えが生じ、うずまき体の破壊、起動トルクの
増加に基因する運転フィーリングの悪化等の問題はすべ
て解消される。

因みに、従来のこの種の圧縮機では、主軸中心とクラン
クピン中心とのオフセット量により公転半径ρが決定さ
れるので、所定の公転半径ρを得るのに極めて高精度の
オフセット量ρが要求されているが、本発明では、公転
半径ρは Ｒ−６〈　ρ　〈Ｒ十ｅ の範囲で自動的に変わるので、主軸中心とクランクピン
中心のオフセット量Ｒは適当なる精度で加工すれば良い
のである。

上記実施例そは、エフセントリックプッシュ５００をラ
ジアルニードル軸受２６を介してスクロール部材２４（
第２図参照）のボス２４３（第２図、第３図、第４図参
照）に挿入した場合を示したが、ラジアルニードル軸受
２６は必ずしも必要セはなく、また、上記実施例では、
エフセントリックプッシュ５００をクランクピン２３に
回転自由に直接挿入したが、要すれば、クランクピン２
３とエクセントリツクプッシュ５００間にニードル、主
軸受等の軸受部材を挿入しても良い。

また、エフセントリックプッシュとこれが組み合される
相手側部材、例えば、クランクピンとの摺動を滑らかに
行なうために、エフセントリンクプッシュの外径面およ
び又は内径面にいわゆる油プール用の溝を設けても良く
、第９図は外径側に油溝５０２を設けた例を示す。

なお、内径側と外径側とを単数又は複数の孔にて連通し
、この孔を介して油を内外径に万遍なく送るようにして
もよい。

更に、油溝は、エフセントリックプッシュの内、外径側
に設置する代わシに、クランクピンの外径又はスクロー
ル部材２４のボス２４３に設けても良く、また、エフセ
ントリックプッシュを潤滑するために、主軸１７及びク
ランクピン２３に油孔を設け、この孔を介して潤滑油を
エフセントリックプッシュに給油するようにしても良い
。

第８図は本発明の第２実施例を示すもので、主軸１７に
は、その内部にエフセントリックプッシュ６００が入る
凹部６０１を有するボス６０２を設け、スクロール部材
２４には円板２４１に、エフセントリックプッシュ６０
０がその外径部に挿入される軸６０３を設け、ボス６０
２と軸６０３の間に両部材にそれぞれ回動自在にエフセ
ントリックプッシュ６００を挿入している。こ＼では、
スラストニードル軸受は省略したが、これは前記のとお
シ、付けても付けなくても良く、また油溝、油孔につい
ても同様である。

要するに本発明によれば、内径の中心と外径の中心とが
若干偏心してなるエキセンドリンクブツシュを主軸のク
ランク−ビン側と公転スクロール部材側との間に回動自
在に挿入し。

上記クランクピンの偏心回動に基因する上記エキセント
リックブツシュの自転により上記公転スクロール部材の
静止スクロール部材に対する公転半径を可変としたこと
によシ、高性能のスクロール型圧縮機を得るから、本発
明は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知のスクロール型圧縮機の作動原理図、第２
図は公知のスクロール型圧縮機の縦断面図、第３図は第
２図の■−■に沿った横断面図、第４図は本発明の第１
実施例の公転機構を示す部分横断面図、第５図は第４図
の部分拡大図、第６図は第４図の作用説明図、第７図は
第４図のエキセントリックブツシュの変形例を示す斜視
図、第８図は本発明の第２実施例を示す部分縦断面図で
ある。 ３・・小室、１０・・ハウジング、１１・・フロントエ
ンドプレート、１２・・リヤエンドプレー）、１３・・
シリンダプレート、１４・・吸入口、１５・・吐出口、
１７・・主軸、２３・・クランクビン、２４・・公転ス
クロール部材、２４１・・円板、２４２・・うずまき体
。 ２４３・・ボス、２５・・静止スクロール部材、２５１
・・円板、２５２・・うずまき体、２６・・ラジアルニ
ードル軸受、５３・・小室、２７１・・角筒部材、２９
１・・摺動体、２９２・・リング部材、２９３・・回り
止め、５００・・エキセントリックブツシュ、５０２・
・油溝、５１，５１’、５２．５２’・・当接点、６０
０・・エキセントリックブツシュ、６０１・・凹部、６
０２・・ボス、６０３・・軸、 晃６　図 （２−） ２２　　　ｉと

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内径の中心と外径の中心とが若干偏心してなるエキセン
   トリックブツシュを主軸のクランクピン側と公転スクロ
   ール部材側との間に回動自在に挿入し、上記クランクピ
   ンの偏心回動に基因する上記エキセントリックブツシュ
   の自転により上記公転スクロール部材の静止スクロール
   部材に対する公転半径を可変としたことを特徴とするス
   クロール型圧縮機。