JPH0735057A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

スクロール型圧縮機

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JPH0735057A
JPH0735057A JP17521893A JP17521893A JPH0735057A JP H0735057 A JPH0735057 A JP H0735057A JP 17521893 A JP17521893 A JP 17521893A JP 17521893 A JP17521893 A JP 17521893A JP H0735057 A JPH0735057 A JP H0735057A
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JP
Japan
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scroll
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spiral
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Withdrawn
Application number
JP17521893A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Inagaki
稲垣  光夫
Mikio Matsuda
三起夫 松田
Hiroki Ishii
弘樹 石井
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Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転時に可動スクロールが傾斜しても、渦巻
状歯部の歯先の磨耗が少なく信頼性と機械効率の高いス
クロール型圧縮機を提供することを目的とする。 【構成】 固定スクロール3の渦巻状歯部17のうち最
外周から少なくとも一周分の歯丈を、可動スクロール2
の歯丈に対して高く形成する。これにより、可動スクー
ル2が転倒モーメントにより傾斜した場合、固定スクロ
ール3の歯先が可動スクロール2の端板12と接触して
転倒モーメントを支えることにより、従来と比較して可
動スクロール2の駆動点に近い位置で、歯先と端板間の
摩擦力を作用させることができ、この摩擦力が転倒モー
メントを大きくする影響を小さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスクロール型圧縮機に関
するもので、例えば自動車用空調装置の冷媒圧縮機とし
て用いて有効である。
【0002】
【従来の技術】従来のスクロール型圧縮機においては、
固定スクロールと可動スクロールの端板上に形成した渦
巻形状の歯部の歯丈は同一高さに仕上げられているのが
一般的である。そのような中で、特開昭59−1764
83号公報には、固定スクロールと可動スクロールの少
なくとも一方の歯部の歯丈が外周側よりも内周側が低く
なるように形成されているものが開示されており、また
特開昭58−67902号公報には、両スクロールの歯
部の先端面から奥底面までの深さを、中心部と外周部と
で異ならせるものが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、歯丈を
高くして容量を高く設定した場合など、可動スクロール
には大きな転倒モーメントが作用し固定スクロールに対
して傾斜する。両スクロールの歯部の歯丈が同一高さに
仕上げられている従来のスクロール型圧縮機では、可動
スクロールの歯先と固定スクロールの端板とが接触して
上記転倒モーメントを受け、この接触部における摩擦力
が転倒モーメントを増幅し、歯先と端板が高面圧で接触
する。このため歯先の磨耗による信頼性の低下や摩擦損
失による機械効率の低下を招くという問題が生じる。そ
して、上記した特開昭59−176483号公報、およ
び特開昭58−67902号公報に開示されているスク
ロール型圧縮機では、運転時にスクロール中央部の温度
が外周部に比べ高温になり、熱膨張による変形を強いら
れ、歯先端と端板との接触を引き起こし機械的ロスの増
大、さらには焼き付きなどの圧縮機を損傷させることを
防ぐという観点では有効であるが、上記した転倒モーメ
ントによる諸問題を解決するもではない。
【0004】そこで、本発明は回転時に可動スクロール
が傾斜しても歯先の磨耗が少なく信頼性と機械効率の高
いスクロール型圧縮機を提供することを目的とする。
【0005】
【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、外枠を形成するハウジングと、前記ハウ
ジングに回転自在に支持されるとともに、軸心に対して
所定量偏心したクランク部を有するシャフトと、前記ハ
ウジングに固定され、渦巻状歯部およびこの歯部を支持
する端板を有する固定スクロール部材と、前記ハウジン
グ内に回転自在に配置された可動スクロール部材であっ
て、渦巻状歯部およびこの歯部を支持する端板を有し、
前記固定スクロール部材と向かい合って配設され、かつ
自転を防止しつつ公転運動を行うように前記クランク部
に回転自在に嵌合された可動スクロール部材と、前記2
つのスクロール部材の間に形成され、前記可動スクロー
ル部材の公転運動によって前記渦巻状歯部の外周側から
中心側にむかって次第に容積が縮小されるように構成さ
れた複数の作動室とを備えているスクロール型圧縮機で
あって、前記各スクロール部材の渦巻状歯部の歯先面と
それに対向する各端板面との距離のうち、前記固定スク
ロール部材の外周から少なくとも一周部分の渦巻状歯部
の歯先面と前記可動スクロール部材の端板面との距離が
最小であるという技術手段を採用する。
【0006】
【作用効果】上記構成のように、本発明のスクロール型
圧縮機では、各スクロール部材の渦巻状歯部の歯先面と
それに対向する各端板面との距離のうち、前記固定スク
ロール部材の外周から少なくとも一周部分の渦巻状歯部
の歯先面と前記可動スクロール部材の端板面との距離が
最小となるように形成する。これにより、可動スクロー
ル部材が転倒モーメントにより傾斜した場合、固定スク
ロール部材の渦巻状歯部の歯先が、可動スクロール部材
の端板(あるいはプレート)と接触して転倒モーメント
を支えることになり、従来と比較して可動スクロール部
材の駆動点に近い位置で歯先と端板(あるいはプレー
ト)間の摩擦力を作用させることができ、この摩擦力が
転倒モーメントを大きくする影響を小さくすることがで
きる。
【0007】
【実施例】以下、本発明のスクロール型圧縮機を自動車
用空調装置の冷媒圧縮機に適用した実施例を図にしたが
って示す。図1において、1は回転軸でクランク部11
を有し、アルミ合金製のフロントハウジング4に対し、
このフロントハウジング4に組み込まれたラジアルベア
リング21によって回転自在に支持される。
【0008】2は硬質アルマイト処理を施したアルミ合
金製の可動スクロールで円盤状の端板12に前記回転軸
1のクランク部11と、回転自在に係合するニードルベ
アリング22を保持するボス部13とインボリュート曲
線からなる渦巻状の歯部14を配している。3はアルミ
合金製の固定スクロールで円盤状の端板16にインボリ
ュート曲線の渦巻状の歯部17を持ち、この歯部17は
前記可動スクロール2の渦巻状の歯部14とかみ合い作
動室29を形成する。また、可動スクロール2と固定ス
クロール3の渦巻状の歯部14、および17の先端には
樹脂製のチップシール15および18が挿入されてい
る。
【0009】5は吸入ポート31aおよび吐出ポート3
1bをもつリアハウジングで、前記固定スクロール部材
3をボルト32により固定し支持している。このリアハ
ウジング5の内周側には、前記吸入ポート31aと常時
連通している吸入圧力室33、および前記吐出ポート3
1bと常時連通している吐出圧力室34が形成されてい
る。
【0010】前記フロントハウジング4と可動スクロー
ル2には周方向に配した複数の円形溝19を有する鋼製
のガイドプレート6および7が対向するように固定され
ており、さらに前記複数の円形溝19内にはそれぞれ鋼
球8を組み込んでいる。この円形溝19と鋼球8の直径
の差は回転軸1のクランク部11の旋回半径に一致する
ように構成されて、可動スクロール2がボス部13中心
に自転するのを規制するとともに可動スクロール2に作
用するフロントハウジング4方向へのスラスト力を受け
るようになっている。9は固定スクロール3の中央部の
吐出口20に設けた鋼板製の逆止弁で10は前記逆止弁
9のストッパである。
【0011】図2および図3により、本発明によるスク
ロール型圧縮機の第1の実施例による可動スクロールと
固定スクロールの構成上の特徴について説明する。図2
は、可動スクロール2と固定スクロール3のかみ合い状
態における縦断面を示している。可動スクロール2の歯
丈は渦巻状の歯部14の中央部から外周部まで一定の高
さh0 であり、固定スクロール3の渦巻状の歯部17の
外周の歯丈h1 は中央の歯丈h2 に対して10〜30ミ
クロン程度の微少量高く、かつ、可動スクロール2の歯
丈h0 より20〜40ミクロンの微少量高く形成されて
いる。この外周の微少量だけ高い部分は、図3に示した
固定スクロール3の正面図に示す通り、渦巻状の歯部1
7の外周のほぼ一周分に相当する分だけ高くなるように
斜線部が旋削されている。この渦巻状の歯部17の高さ
は、急に高くなっても漸次高くなっても同様の効果が得
られるが、加工の容易さを考えると、一定高さに加工し
た歯部を低い部分だけ旋削するほうが漸次高さを変化さ
せるよりも良い。
【0012】次に、上記構成において本発明の第1実施
例の作動を説明する。まず、本第1実施例によるスクロ
ール型圧縮機の圧縮作用について説明する。図示しない
電磁クラッチを介して、自動車エンジンの駆動力を受け
て回転軸1が回転すると、クランク部11は回転軸1の
軸心に対して所定量偏心した円軌道で回転するので、こ
のクランク部11が可動スクロール2を公転させる。こ
のように、可動スクロール2が公転することにより、固
定スクロール3と可動スクロール2とで囲まれる複数の
作動室29は、その外周部より中央部へ向かって容積を
減少しながら冷媒を圧縮する。この時、図示しない自動
車用空調装置の冷凍サイクルの蒸発器出口側から冷媒は
吸入ポート31aを経て圧縮機の吸入圧力室33に流入
し、上記作動室29のうち最外周の作動室29に閉じ込
められ、回転軸1の回転に伴う可動スクロール2によっ
て徐々に中央部へと圧縮され、遂には吐出口20から逆
止弁9を押し退け、吐出圧力室34に至る。そして、こ
の吐出圧力室34から圧縮冷媒は吐出ポート31bを経
て図示しない冷凍サイクルの凝縮機入口側へ送出され
る。
【0013】このとき、前述したように可動スクロール
2は固定スクロール3に対して一定半径を保ちながら公
転運動を行っている。そしてフロントハウジング4と可
動スクロール2に固定され互いに対向するガイドプレー
ト6および7に設けた円形溝19と鋼球8とから構成さ
れる自転防止機構により、ボス部13中心回りの自転の
発生を規制するとともに、固定スクロール3に作用する
フロントハウジング4方向のスラスト荷重を支持する。
スクロール型圧縮機の渦巻状歯部の歯丈が高かったり、
回転数が高かったりすると可動スクロール2に作用する
半径方向荷重が大きくなって可動スクロール2を固定ス
クロール3に対して傾斜させるように働く転倒モーメン
トが大きくなる。転倒モーメントが大きくなって円形溝
19と鋼球8だけで支持できなくなると可動スクロール
2は固定スクロール3に対して実際に傾斜する。そし
て、可動スクロール2と固定スクロール3は互いの渦巻
状の歯部14および17と円盤状の端板16および12
とがそれぞれ接触し転倒モーメントを支持する。
【0014】図4および図5に従来構成のスクロール型
圧縮機と本発明のスクロール型圧縮機の可動スクロール
2に作用する荷重のつり合いの様子を示す。荷重のつり
合いは、軸方向には作動室29内部の圧力が端板12に
加わり作用する荷重F1 と、歯部14と端板16間に発
生する押しつけ荷重F2 、および鋼球8とガイドプレー
ト7を介して作用する荷重F3 がつり合っている。半径
方向には作動室29内部の圧力が歯部14に加わって作
用する荷重F4 と、歯部14と端板16間に発生する前
記押しつけ荷重F2 に応じた摩擦による荷重F5 、およ
び回転軸1のクランク部11で駆動されるボス部13に
作用する荷重F6 がつり合うとともに、かつ、これらの
荷重による可動スクロール2を傾斜させるように働く転
倒モーメントMのつり合い式から決定される。
【0015】従来構成によれば、可動スクロール2と固
定スクロール3の歯部14および17の歯丈は同一高さ
に設定されており、可動スクロール2が傾斜すると可動
スクロールの歯部14が固定スクロール3の端板16に
接触する場合がある。このとき、この接触部の摩擦力F
5 の作用点とボス部13の荷重の作用点間の距離L0
応じて転倒モーメントMが増加し、可動スクロール2の
歯部14と固定スクロール3の端板16間の押しつけ力
2 が大きくなる。また、従来構成では温度の高い歯部
14中央の歯丈が熱膨張で、歯部外周の歯丈よりも高く
なることもあり、歯部14と端板16の接触位置が歯部
14の中央に位置した場合には、転倒モーメントMを支
持する歯部14と端板16間の押しつけ力はF2 は増大
する。したがって、従来構成では転倒モーメントMの増
大と、それを支持する歯部14と端板16間の押しつけ
力F2 が増加し、その結果摩擦力F5 が大きくなり、一
層の転倒モーメントMの増幅を招いてしまう。このた
め、非常に大きな押しつけ力F2 で歯部14と端板16
が接触して、遂には歯部14の磨耗による信頼性の低下
や摩擦力F5 の増大による機械効率の低下をもたらして
いる。
【0016】本発明の構成によれば、固定スクロール3
の渦巻状の歯部17の最外周の歯丈h1 が中央の歯丈h
2 より高く、しかも可動スクロール2の渦巻状の歯部1
4の歯丈h0 よりも高く設定されていることから、運転
時の熱膨張によって歯部17の中央の歯丈が高くなった
状態で可動スクロール2が傾斜した場合でも、常に固定
スクロール3の歯部17が可動スクロール2の端板12
と接触する。したがって、歯部17と端板12の接触位
置とボス部13の距離L2 が短くなり、接触による摩擦
力F5 による転倒モーメントMの増加が小さく、しかも
歯部17と端板12の接触位置が歯部17の最外周に位
置することで、転倒モーメントMを支持する歯部17と
端板12の押しつけ力F2 が小さくなることから歯部1
7の磨耗による信頼性の低下や摩擦力F5 による機械効
率の低下を小さくすることができる。
【0017】本発明によるスクロール型圧縮機の第1実
施例においては、可動スクロール2は硬質アルマイト処
理を施したアルミ合金製とし、固定スクロール3はアル
ミ合金製とし、この固定スクロール3の渦巻状の歯部1
7の最外周ほぼ一周分の歯丈h1 を可動スクロール2の
歯丈h0 に対して高く設定した。図6に示した第2実施
例では可動スクロール2の端板12上に厚さdの鋼板2
3を配するとともに、可動スクロール2の歯丈h0 から
鋼板23の厚さdを減じた実質的な歯丈(h0 −d)に
対し、固定スクロール3の歯部17の外周ほぼ一周分の
歯丈h1 を微少量、たとえば20〜40ミクロン高く設
定している。これにより、可動スクロール2が傾斜した
ときには第1の実施例と全く同様の固定スクロール3の
歯部17と可動スクロール2の端板12の接触位置を保
つことができる。したがって、可動スクロール2の端板
12上の鋼板23は、固定スクロール3の歯部17の接
触による磨耗を低減するとともに、接触部での摩擦係数
を小さくして摩擦力F5 を低減し転倒モーメントMの増
加をおさえ、歯部17の磨耗による信頼性の低下や摩擦
力F5 による機械効率の低下を抑える効果を発揮でき
る。
【0018】上記第1および第2実施例においてはとも
に、固定スクロール3の渦巻上の歯部17の最外周の歯
丈h1 を中央の歯丈h2 より高く設定した。図7に示し
た第3の実施例では、可動スクロール2の端板12の外
周一周程度に、厚さdの鋼板24を配するとともに、可
動スクロール2の一定歯丈h0 、固定スクロール3の一
定歯丈h3 は、これらの間に、h0 <(h3 +d)なる
関係が成立するよう設定している。これにより、可動ス
クロール2が傾斜したときに、第1、第2実施例と全く
同様の固定スクロール3の歯部17と可動スクロール2
の端板12の接触位置を保つことができる。また第2実
施例と同様に、可動スクロール2の端板12上の鋼板2
4は、固定スクロール3の歯部17の接触による磨耗を
低減するとともに接触部での摩擦係数を小さくして、摩
擦力F5 を低減し、転倒モーメントMの増加をおさえ、
歯部17の磨耗による信頼性の低下や摩擦力F5 による
機械効率の低下をおさえる効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明圧縮機の第1実施例の縦断面図。
【図2】両スクロールのかみ合い状態の縦断面図。
【図3】固定スクロールの正面図。
【図4】従来の圧縮機における荷重のつりあいの様子を
示す図。
【図5】本発明の圧縮機における荷重のつりあいの様子
を示す図。
【図6】本発明の第2実施例を示す図。
【図7】本発明の第3実施例を示す図。
【符号の説明】
1 回転軸 2 可動スクロール 3 固定スクロール 4 フロントハウジング 5 リアハウジング 11 クランク部 12 端板(可動スクロール側) 14 歯部(可動スクロール側) 16 端板(固定スクロール側) 17 歯部(固定スクロール側) 24 鋼板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外枠を形成するハウジングと、 前記ハウジングに回転自在に支持されるとともに、軸心
    に対して所定量偏心したクランク部を有するシャフト
    と、 前記ハウジングに固定され、渦巻状歯部およびこの歯部
    を支持する端板を有する固定スクロール部材と、 前記ハウジング内に回転自在に配置された可動スクロー
    ル部材であって、渦巻状歯部およびこの歯部を支持する
    端板を有し、前記固定スクロール部材と向かい合って配
    設され、かつ自転を防止しつつ公転運動を行うように前
    記クランク部に回転自在に嵌合された可動スクロール部
    材と、 前記2つのスクロール部材の間に形成され、前記可動ス
    クロール部材の公転運動によって前記渦巻状歯部の外周
    側から中心側にむかって次第に容積が縮小されるように
    構成された複数の作動室とを備えているスクロール型圧
    縮機であって、 前記各スクロール部材の渦巻状歯部の歯先面とそれに対
    向する各端板面との距離のうち、前記固定スクロール部
    材の外周から少なくとも一周部分の渦巻状歯部の歯先面
    と前記可動スクロール部材の端板面との距離が最小であ
    ることを特徴とするスクロール型圧縮機。
  2. 【請求項2】 前記固定スクロール部材の渦巻状の歯部
    のうち外周から少なくとも一周部分の歯丈h1 が中央の
    歯丈h2 に対して微少量高く、かつ前記可動スクロール
    部材の渦巻状の歯部の歯丈h0 より微少量高くなってい
    ることを特徴とする請求項1記載のスクロール型圧縮
    機。
  3. 【請求項3】 前記可動スクロール部材の端板上に厚さ
    dのプレートを配設し、前記固定スクロール部材の渦巻
    状の歯部のうち外周から少なくとも一周部分の歯丈h1
    が前記可動スクロール部材の渦巻状の歯部の歯丈h0
    ら前記プレートの厚さdを減じた実質的な歯丈(h0
    d)より微少量高くなっていることを特徴とする請求項
    1記載のスクロール型圧縮機。
  4. 【請求項4】 前記可動スクロール部材の端板上の外周
    から少なくとも一周部分に厚さdのプレートを配設し、
    前記可動スクロール部材の渦巻状の歯部の歯丈h0 、前
    記固定スクロール部材の渦巻状の歯部の歯丈h3 との間
    に、h0 <h 3 +dなる関係が成り立っていることを特
    徴とする請求項1記載のスクロール型圧縮機。
JP17521893A 1993-07-15 1993-07-15 スクロール型圧縮機 Withdrawn JPH0735057A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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