JP2000352385A - スクロール圧縮機 - Google Patents
スクロール圧縮機Info
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- JP2000352385A JP2000352385A JP11161697A JP16169799A JP2000352385A JP 2000352385 A JP2000352385 A JP 2000352385A JP 11161697 A JP11161697 A JP 11161697A JP 16169799 A JP16169799 A JP 16169799A JP 2000352385 A JP2000352385 A JP 2000352385A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- 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
-
- 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
-
- 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
- F01C17/063—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements with only rolling movement
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 組立精度が向上する上に、運転時にオルダム
継手に大きな力がかかってもその係合突起が破損しにく
いスクロール圧縮機を提供する。 【解決手段】 このスクロール圧縮機は、ケーシング内
に、固定側端板10の一面側に渦巻状突起11が設けら
れるとともに固定側端板10のほぼ中心部に吐出ポート
34が設けられた固定スクロール8と、旋回側端板17
の一面側に渦巻状突起18が設けられかつこの渦巻状突
起18が固定スクロール8の渦巻状突起11と組み合わ
されて渦巻状の圧縮室を形成するとともに固定スクロー
ル8に対して相対的に旋回するように駆動される旋回ス
クロール9と、旋回スクロール9と固定スクロール8と
の間に設けられて旋回スクロール9および固定スクロー
ル8の相対回転を阻止するための機構27(オルダム接
手)とを備えている。
継手に大きな力がかかってもその係合突起が破損しにく
いスクロール圧縮機を提供する。 【解決手段】 このスクロール圧縮機は、ケーシング内
に、固定側端板10の一面側に渦巻状突起11が設けら
れるとともに固定側端板10のほぼ中心部に吐出ポート
34が設けられた固定スクロール8と、旋回側端板17
の一面側に渦巻状突起18が設けられかつこの渦巻状突
起18が固定スクロール8の渦巻状突起11と組み合わ
されて渦巻状の圧縮室を形成するとともに固定スクロー
ル8に対して相対的に旋回するように駆動される旋回ス
クロール9と、旋回スクロール9と固定スクロール8と
の間に設けられて旋回スクロール9および固定スクロー
ル8の相対回転を阻止するための機構27(オルダム接
手)とを備えている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スクロール圧縮機
に関し、特に二酸化炭素(CO2)等の超臨界域で冷媒
を使用する蒸気圧縮冷凍サイクルに適したスクロール圧
縮機に関するものである。
に関し、特に二酸化炭素(CO2)等の超臨界域で冷媒
を使用する蒸気圧縮冷凍サイクルに適したスクロール圧
縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、環境保護の観点から、蒸気圧縮式
冷凍サイクルにおいて、冷媒の脱フロン対策の1つとし
て、作動ガス(冷媒ガス)として二酸化炭素(CO2)
を使用した冷凍サイクル(以下、CO2サイクル)が提
案されている(例えば、特公平7−18602号公
報)。このCO2サイクルの作動は、フロンを使用した
従来の蒸気圧縮式冷凍サイクルと同様である。すなわ
ち、図8(CO2モリエル線図)のA−B−C−D−A
で示されるように、圧縮機で気相状態のCO2を圧縮し
(A−B)、この高温圧縮の気相状態のCO2を放熱器
(ガスクーラ)にて冷却する(B−C)。そして、減圧
器により減圧して(C−D)、気液相状態となったCO
2を蒸発させて(D−A)、蒸発潜熱を空気等の外部流
体から奪って外部流体を冷却する。
冷凍サイクルにおいて、冷媒の脱フロン対策の1つとし
て、作動ガス(冷媒ガス)として二酸化炭素(CO2)
を使用した冷凍サイクル(以下、CO2サイクル)が提
案されている(例えば、特公平7−18602号公
報)。このCO2サイクルの作動は、フロンを使用した
従来の蒸気圧縮式冷凍サイクルと同様である。すなわ
ち、図8(CO2モリエル線図)のA−B−C−D−A
で示されるように、圧縮機で気相状態のCO2を圧縮し
(A−B)、この高温圧縮の気相状態のCO2を放熱器
(ガスクーラ)にて冷却する(B−C)。そして、減圧
器により減圧して(C−D)、気液相状態となったCO
2を蒸発させて(D−A)、蒸発潜熱を空気等の外部流
体から奪って外部流体を冷却する。
【0003】ところで、CO2の臨界温度は約31°と
従来の冷媒であるフロンの臨界点温度と比べて低いの
で、夏場等外気温の高いときには、放熱器側でのCO2
の温度がCO2の臨界点温度よりも高くなってしまう。
つまり、放熱器出口側においてCO2は凝縮しない(線
分BCが飽和液線SLと交差しない)。また、放熱器出
口側(C点)の状態は、圧縮機の吐出圧力と放熱器出口
側でのCO2温度によって決定され、放熱器出口側での
CO2温度は放熱器の放熱能力と外気温度(制御不可)
とによって決定するので、放熱器出口での温度は、実質
的には制御することができない。したがって、放熱器出
口側(C点)の状態は、圧縮機の吐出圧力(放熱器出口
側圧力)を制御することによって制御可能となる。つま
り、夏場等外気温の高いときには、十分な冷却能力(エ
ンタルピ差)を確保するためには、E−F−G−H−E
で示されるように、放熱器出口側圧力を高くする必要が
ある。そのために、圧縮機の運転圧力を従来のフロンを
用いた冷凍サイクルに比べて高くする必要がある。車両
用空調装置を例にすると、前記圧縮機の運転圧力は従来
のR134(フロン)では3kg/cm2程度であるの
に対してCO2では40kg/cm2程度と高く、また運
転停止圧力はR134(フロン)では15kg/cm2
程度であるのに対してCO2では100kg/cm2程度
と高くなる。
従来の冷媒であるフロンの臨界点温度と比べて低いの
で、夏場等外気温の高いときには、放熱器側でのCO2
の温度がCO2の臨界点温度よりも高くなってしまう。
つまり、放熱器出口側においてCO2は凝縮しない(線
分BCが飽和液線SLと交差しない)。また、放熱器出
口側(C点)の状態は、圧縮機の吐出圧力と放熱器出口
側でのCO2温度によって決定され、放熱器出口側での
CO2温度は放熱器の放熱能力と外気温度(制御不可)
とによって決定するので、放熱器出口での温度は、実質
的には制御することができない。したがって、放熱器出
口側(C点)の状態は、圧縮機の吐出圧力(放熱器出口
側圧力)を制御することによって制御可能となる。つま
り、夏場等外気温の高いときには、十分な冷却能力(エ
ンタルピ差)を確保するためには、E−F−G−H−E
で示されるように、放熱器出口側圧力を高くする必要が
ある。そのために、圧縮機の運転圧力を従来のフロンを
用いた冷凍サイクルに比べて高くする必要がある。車両
用空調装置を例にすると、前記圧縮機の運転圧力は従来
のR134(フロン)では3kg/cm2程度であるの
に対してCO2では40kg/cm2程度と高く、また運
転停止圧力はR134(フロン)では15kg/cm2
程度であるのに対してCO2では100kg/cm2程度
と高くなる。
【0004】ここで、一般的なスクロール圧縮機は、図
9に示すように、ケーシング100内に、固定側端板1
01aの一面側に渦巻状突起101bが設けられるとと
もに前記固定側端板101aのほぼ中心部に吐出ポート
104が設けられた固定スクロール101と、旋回側端
板102aの一面側に渦巻状突起102bが設けられか
つこの渦巻状突起102bが前記固定スクロール101
の前記渦巻状突起101bと組み合わされて渦巻状の圧
縮室103を形成するとともに固定スクロール101に
対して相対的に旋回するように駆動される旋回スクロー
ル102と、旋回スクロール102および固定スクロー
ル101の相対回転を阻止するためのリング状のオルダ
ム接手105とを備えている(例えば特開平4−234
502号公報参照)。このリング状のオルダム接手10
5は旋回スクロール102の自転防止機能の他に、旋回
スクロール102および固定スクロール101の位相が
オルダム接手105の精度のみで決定できる利点があ
る。
9に示すように、ケーシング100内に、固定側端板1
01aの一面側に渦巻状突起101bが設けられるとと
もに前記固定側端板101aのほぼ中心部に吐出ポート
104が設けられた固定スクロール101と、旋回側端
板102aの一面側に渦巻状突起102bが設けられか
つこの渦巻状突起102bが前記固定スクロール101
の前記渦巻状突起101bと組み合わされて渦巻状の圧
縮室103を形成するとともに固定スクロール101に
対して相対的に旋回するように駆動される旋回スクロー
ル102と、旋回スクロール102および固定スクロー
ル101の相対回転を阻止するためのリング状のオルダ
ム接手105とを備えている(例えば特開平4−234
502号公報参照)。このリング状のオルダム接手10
5は旋回スクロール102の自転防止機能の他に、旋回
スクロール102および固定スクロール101の位相が
オルダム接手105の精度のみで決定できる利点があ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
スクロール圧縮機では、オルダム接手105が旋回スク
ロール102の背後側に設けられているので、固定スク
ロールおよび旋回スクロールの噛み合いの誤差のばらつ
きにより、旋回スクロール102および固定スクロール
101の位相のずれが起こりやすく、結果的に組立精度
が低く信頼性が低いという問題点がある。また、オルダ
ム接手105の特に固定スクロール101との係合突起
106の長さが長くなり、特にCO2を作動ガスとした
運転圧力の高いスクロール圧縮機のように、前記係合突
起106の根元部に過度の荷重がかかった場合、係合突
起106の疲労破損等によって信頼性が低くなる恐れも
ある。
スクロール圧縮機では、オルダム接手105が旋回スク
ロール102の背後側に設けられているので、固定スク
ロールおよび旋回スクロールの噛み合いの誤差のばらつ
きにより、旋回スクロール102および固定スクロール
101の位相のずれが起こりやすく、結果的に組立精度
が低く信頼性が低いという問題点がある。また、オルダ
ム接手105の特に固定スクロール101との係合突起
106の長さが長くなり、特にCO2を作動ガスとした
運転圧力の高いスクロール圧縮機のように、前記係合突
起106の根元部に過度の荷重がかかった場合、係合突
起106の疲労破損等によって信頼性が低くなる恐れも
ある。
【0006】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、旋回スクロールおよび固定
スクロールの組立精度が向上する上に、運転時にオルダ
ム継手に大きな力がかかってもその係合突起が破損しに
くく信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することを目
的としている。
鑑みてなされたものであり、旋回スクロールおよび固定
スクロールの組立精度が向上する上に、運転時にオルダ
ム継手に大きな力がかかってもその係合突起が破損しに
くく信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することを目
的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のスクロール圧縮機は、ケーシング内に、固定
側端板の一面側に渦巻状突起が設けられた固定スクロー
ルと、旋回側端板の一面側に渦巻状突起が設けられかつ
この渦巻状突起が前記固定スクロールの前記渦巻状突起
と組み合わされて渦巻状の圧縮室を形成するとともに前
記固定スクロールに対して相対的に旋回するように駆動
される旋回スクロールと、前記旋回スクロールと前記固
定スクロールとの間に設けられて前記旋回スクロールお
よび前記固定スクロールの相対回転を阻止するための機
構とを備えていることを特徴とするものである。
の本発明のスクロール圧縮機は、ケーシング内に、固定
側端板の一面側に渦巻状突起が設けられた固定スクロー
ルと、旋回側端板の一面側に渦巻状突起が設けられかつ
この渦巻状突起が前記固定スクロールの前記渦巻状突起
と組み合わされて渦巻状の圧縮室を形成するとともに前
記固定スクロールに対して相対的に旋回するように駆動
される旋回スクロールと、前記旋回スクロールと前記固
定スクロールとの間に設けられて前記旋回スクロールお
よび前記固定スクロールの相対回転を阻止するための機
構とを備えていることを特徴とするものである。
【0008】ここで、請求項2記載の発明のように、前
記固定側端板側にはその一直径線上に一対の第1の溝が
形成されているとともに、前記旋回側端板側にはその一
直径線上に一対の第2の溝が形成されており、前記相対
回転を阻止するための機構がオルダム接手であり、各渦
巻状突起の周囲に旋回可能に配置された環状体と、この
環状体の一方の端面に一直径線上に配置され、かつ前記
固定側端板側の一対の第1の溝に、前記環状体と前記固
定スクロール間の相対回転を阻止するように係合する一
対の第1の係合突起と、前記環状体の他方の端面に前記
一直径線に対し直交する直径線上に配置され、かつ前記
旋回側端板側の一対の第2の溝に、前記環状体と前記旋
回スクロール間の相対回転を阻止するように係合する一
対の第2の係合突起と、を有するものである。
記固定側端板側にはその一直径線上に一対の第1の溝が
形成されているとともに、前記旋回側端板側にはその一
直径線上に一対の第2の溝が形成されており、前記相対
回転を阻止するための機構がオルダム接手であり、各渦
巻状突起の周囲に旋回可能に配置された環状体と、この
環状体の一方の端面に一直径線上に配置され、かつ前記
固定側端板側の一対の第1の溝に、前記環状体と前記固
定スクロール間の相対回転を阻止するように係合する一
対の第1の係合突起と、前記環状体の他方の端面に前記
一直径線に対し直交する直径線上に配置され、かつ前記
旋回側端板側の一対の第2の溝に、前記環状体と前記旋
回スクロール間の相対回転を阻止するように係合する一
対の第2の係合突起と、を有するものである。
【0009】このように、リング状のオルダム接手が固
定スクロールおよび旋回スクロール間に設けられている
ので、固定スクロールおよび旋回スクロールを個別にオ
ルダム接手に組み付けることにより、固定スクロールお
よび旋回スクロールの噛み合いを高精度に行える。ま
た、オルダム接手の固定スクロールおよび旋回スクロー
ルとそれぞれ係合する第1の係合突起および第1の係合
突起の長さをほぼ均等にして、特にCO2を作動ガスと
した運転圧力の高いスクロール圧縮機のように、係合突
起の根元部に大きな荷重がかかった場合でも、係合突起
の疲労破損等を起こりにくくなる。
定スクロールおよび旋回スクロール間に設けられている
ので、固定スクロールおよび旋回スクロールを個別にオ
ルダム接手に組み付けることにより、固定スクロールお
よび旋回スクロールの噛み合いを高精度に行える。ま
た、オルダム接手の固定スクロールおよび旋回スクロー
ルとそれぞれ係合する第1の係合突起および第1の係合
突起の長さをほぼ均等にして、特にCO2を作動ガスと
した運転圧力の高いスクロール圧縮機のように、係合突
起の根元部に大きな荷重がかかった場合でも、係合突起
の疲労破損等を起こりにくくなる。
【0010】ここで、請求項3のように、前記固定側端
板あるいは前記旋回側端板に、前記環状体を埋没させる
ような凹部を形成することにより、固定スクロール、旋
回スクロールおよび環状体を組立た態において、軸寸法
が小さくなる。そして、本発明は、請求項4のように、
作動ガスとして二酸化炭素を使用した冷凍サイクルに使
用される、運転圧力の高いスクロール圧縮機に適用する
ことが効果的である。
板あるいは前記旋回側端板に、前記環状体を埋没させる
ような凹部を形成することにより、固定スクロール、旋
回スクロールおよび環状体を組立た態において、軸寸法
が小さくなる。そして、本発明は、請求項4のように、
作動ガスとして二酸化炭素を使用した冷凍サイクルに使
用される、運転圧力の高いスクロール圧縮機に適用する
ことが効果的である。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係わるスクロール
圧縮機の実施形態について図面を参照して説明する。先
ず、本発明のスクロール圧縮機を備えたCO2サイクル
について、図7を参照して説明する。このCO2サイク
ルSは例えば車両用空調装置に適用したものであり、1
は気相状態のCO2を圧縮するスクロール圧縮機であ
る。スクロール圧縮機1は図示しない駆動源(例えばエ
ンジン等)から駆動力を得て駆動する。1aは、スクロ
ール圧縮機1で圧縮されたCO2を外気等との間で熱交
換して冷却する放熱器(ガスクーラ)であり、1cは放
熱器1a出口側でのCO2温度に応じて放熱器1a出口
側圧力を制御する圧力制御弁である。CO2は、この圧
力制御弁1bおよび絞り1cにより減圧されて低温低圧
の気液2相状態のCO2となる。1dは、車室内の空気
冷却手段をなす蒸発器(吸熱器)で、気液2相状態のC
O2は蒸発器1d内で気化(蒸発)する際に、車室内空
気から蒸発潜熱を奪って車室内空気を冷却する。1e
は、気相状態のCO2を一時的に蓄えるアキュムレータ
である。そして、スクロール圧縮機1、放熱器1a、圧
力制御弁1b、絞り1c、蒸発器1dおよびアキュムレ
ータ1eは、それぞれ配管1fによって接続されて閉回
路を形成している。
圧縮機の実施形態について図面を参照して説明する。先
ず、本発明のスクロール圧縮機を備えたCO2サイクル
について、図7を参照して説明する。このCO2サイク
ルSは例えば車両用空調装置に適用したものであり、1
は気相状態のCO2を圧縮するスクロール圧縮機であ
る。スクロール圧縮機1は図示しない駆動源(例えばエ
ンジン等)から駆動力を得て駆動する。1aは、スクロ
ール圧縮機1で圧縮されたCO2を外気等との間で熱交
換して冷却する放熱器(ガスクーラ)であり、1cは放
熱器1a出口側でのCO2温度に応じて放熱器1a出口
側圧力を制御する圧力制御弁である。CO2は、この圧
力制御弁1bおよび絞り1cにより減圧されて低温低圧
の気液2相状態のCO2となる。1dは、車室内の空気
冷却手段をなす蒸発器(吸熱器)で、気液2相状態のC
O2は蒸発器1d内で気化(蒸発)する際に、車室内空
気から蒸発潜熱を奪って車室内空気を冷却する。1e
は、気相状態のCO2を一時的に蓄えるアキュムレータ
である。そして、スクロール圧縮機1、放熱器1a、圧
力制御弁1b、絞り1c、蒸発器1dおよびアキュムレ
ータ1eは、それぞれ配管1fによって接続されて閉回
路を形成している。
【0012】次に、スクロール圧縮機1の一実施形態に
ついて、図1を参照して説明する。スクロール圧縮機1
のハウジング1A(ケーシング)は、カップ状のケース
本体2と、これにボルト3により締結されたフロントケ
ース4(クランクケース)とから構成されている。クラ
ンクシャフト5はフロントケース4を貫通し、メイン軸
受6およびサブ軸受7を介してフロントケース4に回転
自在に支持されている。クランクシャフト5には、図示
しない車両エンジンの回転が公知の電磁クラッチ32を
介して伝動されるようになっている。なお、符号32
a,32bはそれぞれ電磁クラッチ32のコイルおよび
プーリを示している。
ついて、図1を参照して説明する。スクロール圧縮機1
のハウジング1A(ケーシング)は、カップ状のケース
本体2と、これにボルト3により締結されたフロントケ
ース4(クランクケース)とから構成されている。クラ
ンクシャフト5はフロントケース4を貫通し、メイン軸
受6およびサブ軸受7を介してフロントケース4に回転
自在に支持されている。クランクシャフト5には、図示
しない車両エンジンの回転が公知の電磁クラッチ32を
介して伝動されるようになっている。なお、符号32
a,32bはそれぞれ電磁クラッチ32のコイルおよび
プーリを示している。
【0013】ハウジング1Aの内部には固定スクロール
8および旋回スクロール9が配設されている。固定スク
ロール8は端板10とその内面に立設された渦巻状突起
11(ラップ)とを備え、この端板10の背面には背圧
ブロック13がボルト12により分解可能に固定されて
いる。背圧ブロック13の内周面および外周面にはOリ
ング14a,14bがぞれぞれ埋設されており、これら
Oリング14a,14bは、ケース本体2の内周面に密
接し、ケース本体2内の低圧室15(吸入室)より後述
する高圧室(吐出チャンバ)16が隔離されている。こ
の高圧室16は、背圧ブロック13の内空間13aと、
固定スクロール8の端板10の背面に形成された凹部1
0aとから構成されている。旋回スクロール9は端板1
7とその内面に立設された渦巻状突起18(ラップ)と
を備え、この渦巻状突起18は上記固定スクロール8の
渦巻状突起11と実質的に同一の形状を有している。
8および旋回スクロール9が配設されている。固定スク
ロール8は端板10とその内面に立設された渦巻状突起
11(ラップ)とを備え、この端板10の背面には背圧
ブロック13がボルト12により分解可能に固定されて
いる。背圧ブロック13の内周面および外周面にはOリ
ング14a,14bがぞれぞれ埋設されており、これら
Oリング14a,14bは、ケース本体2の内周面に密
接し、ケース本体2内の低圧室15(吸入室)より後述
する高圧室(吐出チャンバ)16が隔離されている。こ
の高圧室16は、背圧ブロック13の内空間13aと、
固定スクロール8の端板10の背面に形成された凹部1
0aとから構成されている。旋回スクロール9は端板1
7とその内面に立設された渦巻状突起18(ラップ)と
を備え、この渦巻状突起18は上記固定スクロール8の
渦巻状突起11と実質的に同一の形状を有している。
【0014】固定スクロール8とフロントケース4との
間にはリング状の板ばね20aが配置されており、この
板ばね20aは複数のボルト21bを介して、周方向に
交互に固定スクロール8およびフロントケース4に締結
されている。これにより、固定スクロール8はその軸方
向においてのみ板ばね20aの最大撓み量だけ、移動を
許容されている(フロート構造)。なお、リング状の板
ばね20aおよびボルト20bにより固定スクロール支
持装置20が構成されている。前記背圧ブロック13の
背面突出部とハウジング1Aとの間には隙間cが設けら
れていることにより、この背圧ブロック13は前記軸方
向に可動となっている。固定スクロール8と旋回スクロ
ール9とは、相互に公転旋回半径だけ偏心し(図2中に
偏心量ρ参照)、かつ、180°だけ位相をずらせて図
示のように噛み合わされ、渦巻状突起11の先端に埋設
されたチップシール(不図示)は端板17の内面に密接
し、渦巻状突起18の先端に埋設されたチップシール
(不図示)は端板10の内面に密接し、また、各渦巻状
突起11,18の側面に互いに複数箇所で密接する。こ
れにより、渦巻状の中心に対してほぼ点対称をなす複数
の密閉空間21a,21bが限界される。固定スクロー
ル8と旋回スクロール9との間には、旋回スクロール9
の自転を阻止して公転を許容するオルダム接手27が設
けられている。このオルダム接手27は旋回スクロール
9の自転を防止する機構(旋回スクロール9および固定
スクロール8の相対回転を阻止するための機構)であ
り、後で詳述する。
間にはリング状の板ばね20aが配置されており、この
板ばね20aは複数のボルト21bを介して、周方向に
交互に固定スクロール8およびフロントケース4に締結
されている。これにより、固定スクロール8はその軸方
向においてのみ板ばね20aの最大撓み量だけ、移動を
許容されている(フロート構造)。なお、リング状の板
ばね20aおよびボルト20bにより固定スクロール支
持装置20が構成されている。前記背圧ブロック13の
背面突出部とハウジング1Aとの間には隙間cが設けら
れていることにより、この背圧ブロック13は前記軸方
向に可動となっている。固定スクロール8と旋回スクロ
ール9とは、相互に公転旋回半径だけ偏心し(図2中に
偏心量ρ参照)、かつ、180°だけ位相をずらせて図
示のように噛み合わされ、渦巻状突起11の先端に埋設
されたチップシール(不図示)は端板17の内面に密接
し、渦巻状突起18の先端に埋設されたチップシール
(不図示)は端板10の内面に密接し、また、各渦巻状
突起11,18の側面に互いに複数箇所で密接する。こ
れにより、渦巻状の中心に対してほぼ点対称をなす複数
の密閉空間21a,21bが限界される。固定スクロー
ル8と旋回スクロール9との間には、旋回スクロール9
の自転を阻止して公転を許容するオルダム接手27が設
けられている。このオルダム接手27は旋回スクロール
9の自転を防止する機構(旋回スクロール9および固定
スクロール8の相対回転を阻止するための機構)であ
り、後で詳述する。
【0015】端板17の外面中央部に形成された円筒状
のボス22の内部にはドライブブッシュ23が、ラジア
ル軸受を兼ねる旋回軸受24(ドライブ軸受)を介して
回動自在に収容され、このドライブブッシュ23に穿設
された貫通孔25内にはクランクシャフト5の内端に突
設された偏心軸26が回動自在に嵌合されている。ま
た、端板17の外面の外周縁とフロントケース4との間
には、旋回スクロール9の支持するためのスラスト玉軸
受19が配置されている。
のボス22の内部にはドライブブッシュ23が、ラジア
ル軸受を兼ねる旋回軸受24(ドライブ軸受)を介して
回動自在に収容され、このドライブブッシュ23に穿設
された貫通孔25内にはクランクシャフト5の内端に突
設された偏心軸26が回動自在に嵌合されている。ま
た、端板17の外面の外周縁とフロントケース4との間
には、旋回スクロール9の支持するためのスラスト玉軸
受19が配置されている。
【0016】クランクシャフト5の外周には公知のメカ
ニカルシール28(シャフトシール)が配置されてお
り、このメカニカルシール28は、フロントケース4に
固定されたシートリング28aと、クランクシャフト5
とともに回転する従動リング28bとを備え、この従動
リング28bは、付勢部材28cによりシートリング2
8aに圧接されていることにより、クランクシャフト5
の回転に伴いシートリング28aに対して摺動する。
ニカルシール28(シャフトシール)が配置されてお
り、このメカニカルシール28は、フロントケース4に
固定されたシートリング28aと、クランクシャフト5
とともに回転する従動リング28bとを備え、この従動
リング28bは、付勢部材28cによりシートリング2
8aに圧接されていることにより、クランクシャフト5
の回転に伴いシートリング28aに対して摺動する。
【0017】ここで、前記オルダム接手27について説
明する。図2および図3に示すように、固定スクロール
8の端板10の一面側には、その渦巻状突起11を囲ん
で収容するような壁部50が形成されており、この壁部
50の先端面は旋回スクロール9の端板17に近接して
対向している。この壁部50の先端面にはその一直径線
上に一対の第1のガイド溝51a,51bが形成されて
いる。一方、旋回スクロール9の端板17の固定スクロ
ール8側の面には、オルダム接手27の環状体27aを
収容するような凹部52が形成されているとともに、こ
の凹部52の奥面には、その一直径線上に一対の第2の
ガイド溝55a,55bが形成されている。なお、壁部
50を旋回スクロール9の端板17側に形成したり、ま
た凹部52を固定スクロール8の壁部50側に形成して
もよい。
明する。図2および図3に示すように、固定スクロール
8の端板10の一面側には、その渦巻状突起11を囲ん
で収容するような壁部50が形成されており、この壁部
50の先端面は旋回スクロール9の端板17に近接して
対向している。この壁部50の先端面にはその一直径線
上に一対の第1のガイド溝51a,51bが形成されて
いる。一方、旋回スクロール9の端板17の固定スクロ
ール8側の面には、オルダム接手27の環状体27aを
収容するような凹部52が形成されているとともに、こ
の凹部52の奥面には、その一直径線上に一対の第2の
ガイド溝55a,55bが形成されている。なお、壁部
50を旋回スクロール9の端板17側に形成したり、ま
た凹部52を固定スクロール8の壁部50側に形成して
もよい。
【0018】オルダム接手27は、各渦巻状突起11,
18の周りに旋回可能に配置された環状体27aを備え
ている。この環状体27aの一方の端面の一直径線上に
一対の第1の係合突起53a,53bが一体的に形成さ
れており、この一対の第1の係合突起53a,53bは
固定側の前記端板10の一対の第1のガイド溝51a,
51bに、前記環状体27aと前記固定スクロール8間
の相対回転を阻止するように偏心量ρだけ遊びを以て摺
動自在に係合する。環状体27aの他方の端面の一直径
線上に一対の第2の係合突起54a,54bが形成され
ており、この一対の第2の係合突起54a,54bは前
記旋回側の端板17の一対の第2のガイド溝55a,5
5bに、前記環状体27aと前記旋回スクロール9間の
相対回転を阻止するように偏心量ρだけ遊びを以て摺動
自在に係合する。一対の第2の係合突起54a,54b
が並ぶ一直径線は前記一対の第1の係合突起53a,5
3bが並ぶ一直径線と直交している。
18の周りに旋回可能に配置された環状体27aを備え
ている。この環状体27aの一方の端面の一直径線上に
一対の第1の係合突起53a,53bが一体的に形成さ
れており、この一対の第1の係合突起53a,53bは
固定側の前記端板10の一対の第1のガイド溝51a,
51bに、前記環状体27aと前記固定スクロール8間
の相対回転を阻止するように偏心量ρだけ遊びを以て摺
動自在に係合する。環状体27aの他方の端面の一直径
線上に一対の第2の係合突起54a,54bが形成され
ており、この一対の第2の係合突起54a,54bは前
記旋回側の端板17の一対の第2のガイド溝55a,5
5bに、前記環状体27aと前記旋回スクロール9間の
相対回転を阻止するように偏心量ρだけ遊びを以て摺動
自在に係合する。一対の第2の係合突起54a,54b
が並ぶ一直径線は前記一対の第1の係合突起53a,5
3bが並ぶ一直径線と直交している。
【0019】次に、スクロール圧縮機1の動作について
説明する。電磁クラッチ32のコイル32aに通電し
て、車両エンジンの回転をクランクシャフト5に伝動さ
せると、クランクシャフト5の回転は、偏心軸26、貫
通孔25、ドライブブッシュ23、旋回軸受24、ボス
22からなる旋回駆動機構を介して旋回スクロール9が
駆動され、旋回スクロール9は自転防止リング17によ
ってその自転を阻止されながら、偏心軸26の偏心量ρ
を半径とする円軌道上を公転旋回運動する。
説明する。電磁クラッチ32のコイル32aに通電し
て、車両エンジンの回転をクランクシャフト5に伝動さ
せると、クランクシャフト5の回転は、偏心軸26、貫
通孔25、ドライブブッシュ23、旋回軸受24、ボス
22からなる旋回駆動機構を介して旋回スクロール9が
駆動され、旋回スクロール9は自転防止リング17によ
ってその自転を阻止されながら、偏心軸26の偏心量ρ
を半径とする円軌道上を公転旋回運動する。
【0020】旋回スクロール9が公転旋回運動すると、
双方のうず巻状ラップ11,18の線接触部が次第にう
ず巻の中心方向に移動し、この結果、密閉空間21a,
21b(圧縮室)が容積を減少しながら、うず巻の中心
方向へ移動する。これに伴って吸入口(不図示)を通っ
て吸入室15へ流入した作動ガス(矢印A参照)が、双
方のうず巻状ラップ11,18との外終端開口部から密
閉空間21a内に取り込まれ、圧縮されながら中心部2
1cに至り、ここから固定スクロール8の端板10に穿
設された吐出ポート34を通り、吐出弁35を押開いて
高圧室16へ吐出され、さらに吐出口38から流出され
る。このように、旋回スクロール9の旋回により、吸入
室15より導入した流体を前記密閉空間21a,21b
内で圧縮し、この圧縮ガスを吐出する。電磁クラッチ3
2のコイル32aへの通電を解除して、クランクシャフ
ト5への回転力の伝動を絶つと、開放型圧縮機1の運転
は停止される。
双方のうず巻状ラップ11,18の線接触部が次第にう
ず巻の中心方向に移動し、この結果、密閉空間21a,
21b(圧縮室)が容積を減少しながら、うず巻の中心
方向へ移動する。これに伴って吸入口(不図示)を通っ
て吸入室15へ流入した作動ガス(矢印A参照)が、双
方のうず巻状ラップ11,18との外終端開口部から密
閉空間21a内に取り込まれ、圧縮されながら中心部2
1cに至り、ここから固定スクロール8の端板10に穿
設された吐出ポート34を通り、吐出弁35を押開いて
高圧室16へ吐出され、さらに吐出口38から流出され
る。このように、旋回スクロール9の旋回により、吸入
室15より導入した流体を前記密閉空間21a,21b
内で圧縮し、この圧縮ガスを吐出する。電磁クラッチ3
2のコイル32aへの通電を解除して、クランクシャフ
ト5への回転力の伝動を絶つと、開放型圧縮機1の運転
は停止される。
【0021】上記のスクロール圧縮機では、リング状の
オルダム接手27が固定スクロール8および旋回スクロ
ール9間に設けられているので、固定スクロール8およ
び旋回スクロール9を個別にオルダム接手27に組み付
けることにより、固定スクロール8および旋回スクロー
ル8を高い位相で噛み合わせることができる。また、オ
ルダム接手27の固定スクロール8および旋回スクロー
ル9とそれぞれ係合する第1の係合突起53a,53b
および第2の係合突起54a,54bの長さを短くほぼ
均等にして、特にCO2を作動ガスとした運転圧力の高
いスクロール圧縮機のように、係合突起53a,53
b,54a,54bの根元部に大きな荷重がかかった場
合でも、係合突起53a,53b,54a,54bの疲
労破損等が起こりにくくなる。
オルダム接手27が固定スクロール8および旋回スクロ
ール9間に設けられているので、固定スクロール8およ
び旋回スクロール9を個別にオルダム接手27に組み付
けることにより、固定スクロール8および旋回スクロー
ル8を高い位相で噛み合わせることができる。また、オ
ルダム接手27の固定スクロール8および旋回スクロー
ル9とそれぞれ係合する第1の係合突起53a,53b
および第2の係合突起54a,54bの長さを短くほぼ
均等にして、特にCO2を作動ガスとした運転圧力の高
いスクロール圧縮機のように、係合突起53a,53
b,54a,54bの根元部に大きな荷重がかかった場
合でも、係合突起53a,53b,54a,54bの疲
労破損等が起こりにくくなる。
【0022】ここで、前記相対回転を防止する機構の他
の形態について説明する。この形態は、図4乃至図6に
示すように、本出願人の出願に係わる特願平10−35
0262号の相対回転防止機構60(自転防止機構)を
固定スクロール8および旋回スクロール9間に設けたも
のであり、旋回スクロール9の端板17の固定スクロー
ル8側の面には、周方向に等しい間隔を隔てて複数(本
例では4個)の旋回ピン61(旋回側突起)が突設され
ている。また、固定スクロール8の壁部50の先端面に
も、周方向に等しい間隔を隔てて旋回ピン61と同数の
固定ピン62(固定側突起)が突設されている。
の形態について説明する。この形態は、図4乃至図6に
示すように、本出願人の出願に係わる特願平10−35
0262号の相対回転防止機構60(自転防止機構)を
固定スクロール8および旋回スクロール9間に設けたも
のであり、旋回スクロール9の端板17の固定スクロー
ル8側の面には、周方向に等しい間隔を隔てて複数(本
例では4個)の旋回ピン61(旋回側突起)が突設され
ている。また、固定スクロール8の壁部50の先端面に
も、周方向に等しい間隔を隔てて旋回ピン61と同数の
固定ピン62(固定側突起)が突設されている。
【0023】符号64は、旋回スクロール9の端板17
と固定スクロール8の壁部50との間に設けられた円板
状の突起拘束部材63である。これら突起拘束部材63
には、旋回ピン61および固定ピン62が各々遊びを以
て嵌合される一対の穴64が穿設されている。すなわ
ち、これらの穴64は、旋回ピン61および固定ピン6
2よりも十分に大径に形成されている。また、これら穴
64の中心間距離ρは、偏心軸26(図1参照)の偏心
量と等しくなうように設定され、この偏心量が旋回スク
ロール9の旋回半径とされる。本実施形態では、穴64
として貫通孔を図示したが、突起拘束部材63の両端面
に開口しない止まり穴状であってもよい。
と固定スクロール8の壁部50との間に設けられた円板
状の突起拘束部材63である。これら突起拘束部材63
には、旋回ピン61および固定ピン62が各々遊びを以
て嵌合される一対の穴64が穿設されている。すなわ
ち、これらの穴64は、旋回ピン61および固定ピン6
2よりも十分に大径に形成されている。また、これら穴
64の中心間距離ρは、偏心軸26(図1参照)の偏心
量と等しくなうように設定され、この偏心量が旋回スク
ロール9の旋回半径とされる。本実施形態では、穴64
として貫通孔を図示したが、突起拘束部材63の両端面
に開口しない止まり穴状であってもよい。
【0024】本実施形態においても、相対回転防止機構
60が固定スクロール8および旋回スクロール9間に設
けられているので、固定スクロール8および旋回スクロ
ール9の組立精度が向上する。そして、クランクシャフ
ト5(図1参照)を回転させれば、図2および図3に示
したオルダム接手との場合と同様に、旋回スクロール9
は、自転防止機構60によってその自転を阻止されなが
ら、ドライブブッシュ23、旋回軸受24およびボス2
2等(図1参照)からなる旋回駆動機構を介して、クラ
ンクシャフト5(図1参照)を中心に偏心軸26の偏心
量を半径とする円軌道上を公転旋回運動する。これによ
り、渦巻状突起11,18間の線接触部は、次第に渦巻
きの中心方向に移動し、その結果、密閉空間21a,2
1bは、容積を減少しながら渦巻きの中心方向へと移動
する。
60が固定スクロール8および旋回スクロール9間に設
けられているので、固定スクロール8および旋回スクロ
ール9の組立精度が向上する。そして、クランクシャフ
ト5(図1参照)を回転させれば、図2および図3に示
したオルダム接手との場合と同様に、旋回スクロール9
は、自転防止機構60によってその自転を阻止されなが
ら、ドライブブッシュ23、旋回軸受24およびボス2
2等(図1参照)からなる旋回駆動機構を介して、クラ
ンクシャフト5(図1参照)を中心に偏心軸26の偏心
量を半径とする円軌道上を公転旋回運動する。これによ
り、渦巻状突起11,18間の線接触部は、次第に渦巻
きの中心方向に移動し、その結果、密閉空間21a,2
1bは、容積を減少しながら渦巻きの中心方向へと移動
する。
【0025】上記実施形態では、開放型圧縮機を、CO
2を作動ガスとするCO2サイクルに適用したが、これに
限らず、通常のフロン等を作動ガスとする蒸気圧縮式冷
凍サイクルに適用してもよい。
2を作動ガスとするCO2サイクルに適用したが、これに
限らず、通常のフロン等を作動ガスとする蒸気圧縮式冷
凍サイクルに適用してもよい。
【0026】
【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりに構成さ
れているので、以下に記載するような効果を奏する。相
対回転を防止するための機構を固定スクロールおよび旋
回スクロール間に設けることにより、固定スクロールお
よび旋回スクロールの組立精度が向上する。リング状の
オルダム接手が固定スクロールおよび旋回スクロール間
に設けられているので、固定スクロールおよび旋回スク
ロールを個別にオルダム接手に組み付けることにより、
固定スクロールおよび旋回スクロールの噛み合いを高精
度に行える。また、オルダム接手の固定スクロールおよ
び旋回スクロールとそれぞれ係合する第1の係合突起お
よび第1の係合突起の長さを短くかつほぼ均等にして、
特にCO2を作動ガスとした運転圧力の高いスクロール
圧縮機のように、係合突起の根元部に大きな応力がかか
った場合でも、係合突起の疲労破損等を起こりにくくな
る。
れているので、以下に記載するような効果を奏する。相
対回転を防止するための機構を固定スクロールおよび旋
回スクロール間に設けることにより、固定スクロールお
よび旋回スクロールの組立精度が向上する。リング状の
オルダム接手が固定スクロールおよび旋回スクロール間
に設けられているので、固定スクロールおよび旋回スク
ロールを個別にオルダム接手に組み付けることにより、
固定スクロールおよび旋回スクロールの噛み合いを高精
度に行える。また、オルダム接手の固定スクロールおよ
び旋回スクロールとそれぞれ係合する第1の係合突起お
よび第1の係合突起の長さを短くかつほぼ均等にして、
特にCO2を作動ガスとした運転圧力の高いスクロール
圧縮機のように、係合突起の根元部に大きな応力がかか
った場合でも、係合突起の疲労破損等を起こりにくくな
る。
【0027】また、前記固定側端板あるいは前記旋回側
端板に、前記環状体を埋没させるような凹部を形成する
ことにより、固定スクロール、旋回スクロールおよび環
状体を組立た態において、軸寸法が小さくなる。そし
て、本発明を、作動ガスとして二酸化炭素を使用した冷
凍サイクルに使用される、運転圧力の高いスクロール圧
縮機に適用することにより、上記効果は特に有効なもの
となる。
端板に、前記環状体を埋没させるような凹部を形成する
ことにより、固定スクロール、旋回スクロールおよび環
状体を組立た態において、軸寸法が小さくなる。そし
て、本発明を、作動ガスとして二酸化炭素を使用した冷
凍サイクルに使用される、運転圧力の高いスクロール圧
縮機に適用することにより、上記効果は特に有効なもの
となる。
【図1】 本発明に係るスクロール圧縮機の一実施形態
の縦断面図である。
の縦断面図である。
【図2】 図1に示した固定スクロール、オルダム接手
(相対回転防止機構)および旋回スクロールの組立前の
斜視図である。
(相対回転防止機構)および旋回スクロールの組立前の
斜視図である。
【図3】 固定スクロール、オルダム接手および旋回ス
クロールの組立後の係合状態を示す、周方向に沿った要
部断面図である。
クロールの組立後の係合状態を示す、周方向に沿った要
部断面図である。
【図4】 相対回転防止機構の他の形態を示す図2と同
様な組立前の図である。
様な組立前の図である。
【図5】 図4の組立後の要部断面図である。
【図6】 図4および図5に示した突起拘束部材の拡大
図である。
図である。
【図7】 蒸気圧縮式冷凍サイクルを示す模式図であ
る。
る。
【図8】 CO2のモリエル線図である。
【図9】 従来のスクロール圧縮機の要部の断面図であ
る。
る。
S CO2サイクル 1 スクロール圧縮機 1A ハウジング 2 ハウジング本体 4 フロントケース(クランクケース) 5 クランクシャフト 6 メイン軸受 8 固定スクロール 9 旋回スクロール 13 背圧ブロック 15 低圧室(吸入室、機械室) 16 高圧室 28 メカニカルシール(シャフトシール) 27 オルダム接手(相対回転を阻止するための機構) 27a 環状体 50 壁部 51a,51b 第1のガイド溝 53a,53b 第1の係合突起 54a,54b 第2の係合突起 55a,55b 第2ガイド溝 60 自転防止機構(相対回転を阻止するための機構)
Claims (4)
- 【請求項1】 ケーシング内に、固定側端板の一面側に
渦巻状突起が設けられた固定スクロールと、旋回側端板
の一面側に渦巻状突起が設けられかつこの渦巻状突起が
前記固定スクロールの前記渦巻状突起と組み合わされて
渦巻状の圧縮室を形成するとともに前記固定スクロール
に対して相対的に旋回するように駆動される旋回スクロ
ールと、前記旋回スクロールと前記固定スクロールとの
間に設けられて前記旋回スクロールおよび前記固定スク
ロールの相対回転を阻止するための機構とを備えている
ことを特徴とするスクロール圧縮機。 - 【請求項2】 前記固定側端板側にはその一直径線上に
一対の第1の溝が形成されているとともに、前記旋回側
端板側にはその一直径線上に一対の第2の溝が形成され
ており、前記相対回転を阻止するための機構がオルダム
接手であり、各渦巻状突起の周囲に旋回可能に配置され
た環状体と、この環状体の一方の端面に一直径線上に配
置され、かつ前記固定側端板側の一対の第1の溝に、前
記環状体と前記固定スクロール間の相対回転を阻止する
ように係合する一対の第1の係合突起と、前記環状体の
他方の端面に前記一直径線に対し直交する直径線上に配
置され、かつ前記旋回側端板側の一対の第2の溝に、前
記環状体と前記旋回スクロール間の相対回転を阻止する
ように係合する一対の第2の係合突起と、を有するもの
である請求項1記載のスクロール圧縮機。 - 【請求項3】 前記固定側端板あるいは前記旋回側端板
に、前記環状体を埋没させるような凹部が形成されてい
る請求項2記載のスクロール圧縮機。 - 【請求項4】 前記作動ガスは二酸化炭素である請求項
1乃至請求項3のいずれか1項に記載のスクロール圧縮
機。
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