JPH0460188A - スクロール形流体機械 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、固定スクロールと旋回スクロールとを組合
わせた流体機械部を有するスクロール形流体機械に関す
る。

（従来の技術） 空気調和装置、冷蔵庫等といった冷凍サイクル装置に用
いられるスクロールコンプレッサー（スクロール形流体
機械）には、固定スクロールと旋回スクロールとを組合
わせたケース内高圧式％式％ 従来、このようなスクロールコンプレッサーは、鏡板の
一側面に渦巻状に成形したラップを突設してなる固定ス
クロールおよび旋回スクロールが用いられる。そして、
これら固定スクロールと旋回スクロールを、中心をずら
して互いのラップ同志が互い違いに入り込むように組合
わせて、圧縮機部（流体機械部）を構成している。この
圧縮機部を同圧縮機部を駆動する電動機部と共に、密閉
ケ−ス内に収容していて、旋回スクロールを固定スクロ
ールに対して軸心の回りに旋回させることより、圧縮工
程が行われるようになっている。すなわち、糾合うラッ
プ間に形成される三日月状の密閉空間（ラップ室）の容
積は、旋回スクロールの旋回運動にしたがって、周期的
に外周側から中心側に向って縮小していくので、これを
利用してスクロール外周側から冷媒（吸込ガス）を吸込
むとともにこれを圧縮する。そして、中心部の吐出孔か
ら密閉ケース内に圧縮した冷媒を吐出し、その後、ケー
ス外へ吐出するようにしている。

ところで、こうした性能を確保するためには、鏡板とラ
ップとの間のシールを良好にすることが必要である。

このため、従来、スクロールコンプレッサーでは、ラッ
プの突出端にシール部材を設けることが行われている。

しかし、これでも十分ではない。

そこで、近時、スクロールコンプレッサーでは、圧縮さ
れた流体を用いて、固定スクロールを旋回スクロール側
に押え付けて、高いシールを得ようとしたものが提案さ
れている。

これは、第２図に示されるように圧縮機部ａの固定スク
ロールｂを、この固定スクロールｂの周辺に設けたフレ
ーム部分Ｃに軸心方向沿いに移動自在に支持する。また
固定スクロールｂの鏡板ｄの背面とこれと対向するフレ
ーム部分Ｃとの間に、前記鏡板ｄの一部に用いた背圧室
ｅを形成する。

そして、圧縮機部ａで発生する吐出圧（正圧力）を加え
るために、固定スクロールｂおよび旋回スクロールｆの
周辺にあるフレーム部分Ｃおよび副フレームとなるカバ
ーｈに、圧縮機部ａの上方のケース空間ｇと圧縮機部ａ
の下部の油溜め部にとなる空間とを連通ずる貫通溝ｍを
設けて、旋回スクロールｆの吐出孔ｎから回転軸ｐの内
部を通ってケース空間ｇ内に吐出される吐出冷媒の圧力
を油溜め部ｋに導くようにする。と共に、背圧室ｅの壁
面を構成するカバーｈに、油溜め部ｋに加わる吐出圧を
背圧室ｅ内に導くポートｑを設けた構造となっている。

つまり、密閉ケースｒ内の吐出圧を背圧室ｅへ導くこと
で、固定スクロールｂを旋回スクロールｆへ押付けて、
両者間をシールするようにしている。

（発明か解決しようとする課題） ところが、密閉式のコンプレッサーのケース空間ｆの容
積は、吐出冷媒に含まれる潤滑油を利用して電動機部Ｓ
を冷却する機能を維持する都合上、比較的大きなものと
なっているために、ケース空間ｇが高圧になるにしたが
って固定スクロルｂに背圧が加わるようになる。

このため、上記のような密閉ケースｒ内から背圧室ｅ内
へ吐出圧を導く構造は、密閉ケースｒの内部が高圧にな
ってからでないと、固定スクロールｂの背面に必要な圧
力が作用しない。つまり、起動時、直ちに固定スクロー
ルｂを旋回スクロールｆ側に押し付けることができない
欠点かあった。

それ故、上記のような構造を採用したコンプレッサーは
、起動時のシール性は良くなく、起動特性が悪かった。

この発明はこのような事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは、起動時から鏡板とラップ端と
の間のシールを良好に行うことができるようにしたスク
ロール形流体機械を提供することにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明のスクロール形流
体機械は、固定スクロールを構成する鏡板に、組合うラ
ップ間に形成される吐出側のラップ空間と前記背圧室と
を連通ずる通路を設けて、流体機械部で発生した正圧力
を背圧室へ導くための背圧供給手段を構成する。

（作用） この発明のスクロール形流体機械によると、流体機械部
が作動するにしたかって、同流体機械部で発生するラッ
プ間の吐出側の圧力が、固定スクロールの鏡板の通路を
通って背圧室に導かれていく。このことは、吐出側の圧
力は、圧力伝達の遅延の原因となっている密閉ケース内
を通らずに、直接、背圧室に作用して、固定スクロール
を旋回スクロール側に押付けることになる。

したかって、起動時から直ちに、鏡板とラップ端とが背
圧によりシールされた運転ができ、起動特性の改善を図
ることができる。

（実施例） 以下、この発明を第１図に示す一実施例にもとづいて説
明する。第１図はこの発明を適用した例えば冷凍サイク
ル装置に用いられるケース内高圧式のスクロールコンプ
レッサーを示し、図中１は縦長の密閉ケースである。こ
の密閉ケース１内の上部にはモータ２（電動機部）が設
けられている。このモータ２は、ケース内周面に固着さ
れたステータ３と、このステータ３の内部に配設された
ロータ４とから構成される。なお、ロータ４の軸心部に
はロータ軸となる回転軸５が圧入によって取着されてい
る。

６は密閉ケース１内の中段に配置された略円盤状のフレ
ームである。フレーム６は、密閉ケース１の内周面に、
同密閉ケース１の内部を上下に仕切るように取着されて
いる。またフレーム６の上面中央には、筒状の軸受部７
が突設されている。

二の軸受部７の内部には上記回転軸５の下端部が摺動自
在に嵌挿されている。そして、この回転軸５の下端部に
、圧縮機部８（流体機械部）が設けられている。

この圧縮機部８について説明すれば、９は旋回スクロー
ルである。旋回スクロール９は、フレム６の下面中央に
配置した円板状の鏡板１０の下面全体に、帯板部を渦巻
（インボリュート等）に曲成した渦巻状のラップ１１を
突設し、上面の軸心部分に旋回軸１２を突設して構成さ
れる。そして、この旋回軸１２は、上記回転軸５の下端
の大径部５ａに偏心して設けた嵌挿穴１３に回動自在に
嵌挿され、旋回スクロール９を回転軸５の軸心から位置
に配置している。これにより、旋回スクロール９はモー
タ２の作動にしたがって回転軸５の軸心の回りを旋回す
るようになる。なお、旋回スクロール９の背面は、旋回
軸１２を埋め込んだフレーム６の凹部周囲に突設したス
ラスト軸受部１４にて摺動自在に軸受されるようにしで
ある。

またスラスト軸受部１４の周囲にはオルダム機構１５が
設けられている。オルダム機構１５は、例えば旋回軸１
２の軸心を中心とする円の軌跡上、上記旋回軸１２の軸
心を通る直径方向の２点部分に対応するフレーム６の下
面部分に同直径方向にならう一対のキー溝１６．１６（
一方しか図示せず）を設け、さらにこの方向と直交する
方向を通る円の軌跡の２点部分に対応する鏡板］０の上
面部分に同直径方向にならう一対のキー溝１７１７（一
方しか図示しない）を設ける。そして、鏡板１０とフレ
ーム６との間に、各キー溝１６゜１、６．　１．、７．
　１．７とスライド自在に嵌挿する二対のキー１６ａ、
１６ａ、１７ａ、１７ａ　（いづれも一方しか図示せず
）を有したオルダムリング］８を介装した構造となって
いる。そして、上記各キー１６ａ、１７ａと各キー溝１
６．１７のスライドで得られる偏心量の許容から、旋回
スクロル９を自転させずに旋回させるようにしている。

この旋回スクロール９に、固定スクロール１９が組合い
圧縮機部８を構成している。すなわち、固定スクロール
１９は、円板状に形成された鏡板２０の上面に上記旋回
スクロール９のラップ１１と同じ外形のラップ２１を突
設し、背面となる下面中央部に短筒状の突起２２を突設
した構造となっている。そして、この固定スクロール１
９と上記旋回スクロール９のラップ同志が、中心をずら
して互い違いに入り込むように組合わせられている。具
体的には、固定スクロール１９の軸心が回転軸５の軸心
と合致する位置で、ラップ１１とラップ２１とをかみ合
わせている。この組合わせにより、ラップ１１．２１間
に三日月状の密閉空間２３を形成させている。

フレーム６の下面外周部には、旋回スクロール９および
固定スクロール１９の周囲を囲うよう、副フレームとな
る円形平皿状のカバー２４が取着されている。そして、
このカバー２４の凹状空間で構成される収容空間２５内
に旋回スクロール９を旋回自在に収めている。と同時に
、これと組合う固定スクロール１９を軸心方向に沿って
移動自在に収めている。すなわち、収容空間２５の底面
中央には固定スクロール１９の突起２２を摺動自在に嵌
挿する凹部２６が設けられている。そして、この凹部２
６の内周面と突起２２の外周面とは、例えばスプライン
構造で軸心方向にスライド可能に連結されていて、固定
スクロール１９を回転せず、軸心方向のみ変位させるこ
とができるようにしである。

なお、カバー２４の周壁には、収容空間２５と連通ずる
吸込管２７が接続されていて、上記旋回スクロール９の
旋回動にしたがって冷媒か吸込めるようになっている。

また旋回スクロール９の鏡板１０の中央部分には、圧縮
工程の最終段階となる密閉空間２３（吐出側のラップ室
に相当）に開口する吐出孔２８が設けられている。そし
て、この吐出孔２８は、回転軸５の軸心部に設けた吐出
路５ｂおよび密閉ケース１内の上段側の空間を介して、
密閉ケース１の上部に連結された吐出管２９に連通して
いて、吐出孔２８から吐出した冷媒をケース空間を通っ
て吐出管２９から外部に吐出できるようになっている。

一方、上記突起２２の外周面と四部２６の内周面との間
にはＯリング３０が介装されている。そして、二〇〇リ
ング３０にて、吸込圧力か作用する収容空間２５を遮断
して、鏡板２０の背面中央部分における突起２２、鏡板
２０の背面部分および四部２６で囲まれた空間部分に、
背圧室３１を構成している。また固定スクロール１９の
鏡板２０の中央部分には、上記圧縮工程の最終段階とな
る密閉空間２３と背圧室３１とを連通ずるポート３２（
通路）が設けられている。これにより、背圧室３１に吐
出圧（正圧力）を直接的に導くことかできるようにして
いる（背圧供給手段）。つまり、同背圧室３１に加わる
圧力で固定スクロール１９を旋回スクロール９側に押付
けることかできるようになっている。

なお、３３は軸受部７の周囲のフレーム部分の上面部分
に形成された油溜め部、３４はカバー２４と密閉ケース
１の底面との間に形成された油溜め部、３５はフレーム
６およびカバー２４の外周部分に設けた上記油溜め部３
３．３４同志を連通するための潤滑油通路、３６は油溜
め部３３゜３４に満たされた潤滑油である。

つぎに、このように構成されたスクロールコンプレッサ
ーの作用について説明する。

モータ２を励磁すると、ロータ４が回転し、この回転が
回転軸５を介して旋回スクロール９に伝達されていく。

ここで、旋回スクロール９はオルダム機構１５で自転が
規制されている。それ故、旋回スクロール９は固定スク
ロール１９の軸心（回転軸５の軸心）を中心として、そ
の回りを自転せずに旋回運動していく。

この旋回運動に伴ってラップ１１．２１間の密閉空間２
３は、外周側から中心側に向かうにしたがって容積が周
期的に縮小側に変化していく。この容積変化により、吸
込管２７から吸込まれた冷媒は圧縮されていく。そして
、最終段階の密閉空間２３に至る冷媒が吐出孔２８から
吐出路５ｂに吐出されていく。ついで、この冷媒は密閉
ケース１の上段側の空間に導かれた後、吐出管２９から
外部に吐出されていく。

一方、最終段階の密閉空間２３に至る冷媒の一部は、ポ
ート３２を通って背圧室３１に吐出されている。そして
、この背圧室３１に導入される冷媒の圧力（吐出圧）で
、固定スクロール１９を背面側から押圧して軸心方向沿
いに変位させ、ラップ１１．２１の突出端と鏡板１０．
２０とか離れないよう、旋回スクロール９に押付けてい
く。

したかって、圧力伝達の遅延の原因となっている密閉ケ
ース１内を通らず、吐出側の圧力を、直接、背圧室３１
に作用させることができることになる。

それ故、起動時から、直ちに鏡板１０．２０とラップ１
１．２１の突出端とを背圧によりシールさせた運転がで
き、起動特性の改善を図ることができる。

なお、上記一実施例では吐出圧を背圧室３１に導いたが
、これに限らず、圧縮途上の圧力、すなわち中間圧の冷
媒を背圧室３１に導くようにしたコンプレッサーにこの
発明を適用してもよい。さらに背圧室３１に導入された
冷媒を密閉ケース１内に吐出させる構造を用いて、旋回
スクロール９の吐出孔２８を廃止するようにしてもよい
。

また、この発明を上記各実施例ではスクロールポンプに
適用したが、これに限らず、固定スクロルと旋回スクロ
ールを組合わせたスクロールコンプレッサー　スクロー
ル式の膨張機等といったスクロール形流体機械にこの発
明を適用してもよい。

起、２６・・・凹部、２８・・・吐出孔、３０・・・０
リング、３１・・・背圧室、３２・・・ポート（通路）
。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、起動時から鏡板
とラップ端との間のシールを良好に行うことができ、起
動特性の改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のスクロールコンプレッサ
ーを示す断面図、キキ誉午第２図は従来のスクロールコ
ンプレッサーを示す断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　鏡板の一側面に渦巻状のラップを突設した固定スクロ
   ールおよび旋回スクロールを前記各ラップが互い違いに
   入り込むように組合わせてなる流体機械部を、該流体機
   械部を駆動する電動機部と共に密閉ケース内に収容し、
   この固定スクロールを同固定スクロールの周辺に設けた
   フレーム部分に軸心方向に沿って移動自在に支持し、前
   記固定スクロールの背面側に当該鏡板の背面に臨ませて
   背圧室を設け、かつこの背圧室へ前記流体機械部で発生
   する正圧力を導く背圧供給手段を設けて構成されるスク
   ロール形流体機械において、前記背圧供給手段は、前記
   固定スクロールを構成する鏡板に、前記組合うラップ間
   に形成される吐出側のラップ空間と前記背圧室とを連通
   する通路を設けてなることを特徴とするスクロール形流
   体機械。