JPS6355387A - スクロ−ル圧縮機 - Google Patents

スクロ−ル圧縮機

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JPS6355387A
JPS6355387A JP61196643A JP19664386A JPS6355387A JP S6355387 A JPS6355387 A JP S6355387A JP 61196643 A JP61196643 A JP 61196643A JP 19664386 A JP19664386 A JP 19664386A JP S6355387 A JPS6355387 A JP S6355387A
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健司 東條
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川島　憲一
Kazutaka Suefuji
和孝 末藤
Yozo Nakamura
中村　庸蔵
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    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/063—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them
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    • F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/06—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
    • F01C17/066—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements with an intermediate piece sliding along perpendicular axes, e.g. Oldham coupling

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】 〔産業上の利用分野〕 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。
【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挟持され、
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）。
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。
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５７−１４８０
８７号）。
〔発明が解決しようとする問題点〕
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。
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。
〔問題点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、鏡板にうず巻き状
のラップを直立させて形成した旋回スクロール部材と、
該旋回スクロール部材と実質的に同一形状の固定スクロ
ール部材とを備え、該固定スクロール部材および前記旋
回スクロール部材のラップを対向させて噛み合せて作動
室を形成し。
前記固定スクロール部材に対し前記旋回スクロール部材
を見かけ上回転しないように族５回運動させ。
前記作動室に該作動室の外部に設けられた吸入室から流
体を吸引し圧縮した後、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の鏡板の背面部に
、該背面部に形成された空間部と前記吸入室とを圧力的
にシールするシール機構を設け、かつ前記旋回スクロー
ル部材の綽板に前記空間部と作動室とを連通ずる小孔を
設けたものである。
〔作用〕
上述の構成によれば、シール要素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。
〔実施例〕
以下１本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。
第１図は、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
。
固定スクロール部材３は、円板状の鏡板１０と。
この鏡板１０←直立して形成されたうす巻き状の複数の
ラップ１１とからなっている。鏡板１ｏ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。
旋回スクロール部材４は、空間部１３内に配置されてお
り、円板状の鎖板１５と、この鏡板１５に直立して形成
されたうす巻き状の複数のラップ１６とからなり、この
ランプ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１１．１６により
密閉空間部の作動室１８が形成されている。ｊＩ板１５
のラップ１６と反対方向の面（以下、背面部という）１
５ａ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。
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２ｏの一側面は、フレーム９の突起部９ａに密
着している６台座２ｏ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。
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。
また第３図に示すように１台座２０のシール面の内側か
らシールリング２２外側までの距離悲は。
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。
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に連通ずる吐出孔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１作動室１８
および背圧室２４に連通ずる小孔２７が形成されている
。
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ボート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。
自転阻止機端６の詳細を第４図および第５図により説明
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一部材３
１又は鏡板１５と一体に形成されたキ一部が設けられ、
該キ一部材３１又はキ一部には、リング部材３２に１８
０°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一部材３６が
嵌入されている。
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４
１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。
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。
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−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−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−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。
なお、第１図において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イトである。
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、キ一部材３６上を往復動じ、キ一部材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１
８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。
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。
この場合、背圧室２４の圧力は、圧縮途中の作動室１８
に連通ずる小孔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側から旋回スフルール部材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１
５ａ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。
一方、吐出室１２の底部に溜る潤滑油５ｏは、給油路３
０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４５、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１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。
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Ｄい外側寸法
をＤ２、台座２ｏの突起部２１の外側寸法をり、（第３
図）、ハウジング８の外周面寸法をＤ４（第１図）とす
ると、 Ｄｌ＞　Ｄ３　＋　２　ｅ　、　Ｄｔ　＜　Ｄ４　２．
ｅなる関係がある。また、キ一部材３１を往復する方向
のリング部材３２の内側寸法をＤい外側寸法をＤ６とす
ると、 Ｄｓ＞ｏ。
Ｄ　４　＞　ｏ　ｓ　＞　ｏ　ｓ　＋　２　ｅ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。
また一般にリング部材３２のキー溝３３．３５の中心寸
法には、 なる関係がある。なお、キー溝３５とキ一部材３６との
組合せは、逆にリング部材３２にキ一部材を設け、台座
２ｏにキー溝を設けてもよい。
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１寸法゛Ｄ４が限定さ
れた場合に、最も台座２ｏの寸法り。
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３８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。
第３図において、台座２ｏのシール面の内側がら、シー
ルリング２２の外側までの距離。は、旋回スクロール部
材４の動く行程（＝２ｓ）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。
第６図はシール機構５の別実施例を示したもので、溝２
１ａ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。第７図はシール機構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２２
ａが設けられており、さらにより確実なシールがなされ
る。
第８図は、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、第１図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。
〔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１作動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。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例に係り、第１図はスクロール圧縮
機の縦断面図、第２図は第１図の■＝■縦断面図、第３
図はシール機構の縦断面図、第４図は自転阻止機構の断
面図、第５図はリング部材の平面図、第６図および第７
図はシール機構の別実施例を示す部分斜視図、第８図は
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。 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、２
０・・・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。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　鏡板にうず巻き状のラップを直立させて形成し
    た旋回スクロール部材と、該旋回スクロール部材と実質
    的に同一形状の固定スクロール部材とを備え、該固定ス
    クロール部材および前記旋回スクロール部材のラップを
    対向させて噛み合わせて作動室を形成し、前記固定スク
    ロール部材に対し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、前記作動室に該作動室の
    外部に設けられた吸入室から流体を吸引し圧縮した後、
    外部に排出するスクロール圧縮機において、前記旋回ス
    クロール部材の鏡板の背面部に、該背面部に形成された
    空間部と前記吸入室とを圧力的にシールするシール機構
    を設け、かつ前記旋回スクロール部材の鏡板に前記空間
    部と作動室とを連通する小孔を設けたスクロール圧縮機
    。
  2. （２）　前記シール機構が、リング状の溝を形成した静
    止部材と、前記溝に嵌入するシールリングとからなる特
    許請求の範囲第１項記載のスクロール圧縮機。
  3. （３）　前記旋回スクロール部材の鏡板背面部に、シー
    ルリングを嵌入した静止部材を設け、該シールリングの
    外側に自転阻止機構を設けた特許請求の範囲第１項記載
    のスクロール圧縮機。
  4. （４）　前記旋回スクロール部材の鏡板背面部の外縁部
    にシールリングを嵌入したリング状の突起部を設け、前
    記シールリングの内側に自転阻止機構を設けた特許請求
    の範囲第１項記載のスクロール圧縮機。
  5. （５）　前記シール機構が、リング状の溝を形成した静
    止部材と、前記溝に嵌入するシールリングと、該シール
    リングを押圧する押えばねとからなる特許請求の範囲第
    １項又は第４項記載のスクロール圧縮機。
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