JPH0799146B2

JPH0799146B2 - スクロ−ル圧縮機

Info

Publication number: JPH0799146B2
Application number: JP60182699A
Authority: JP
Inventors: 誠中川
Original assignee: トキコ株式会社
Priority date: 1985-08-20
Filing date: 1985-08-20
Publication date: 1995-10-25
Anticipated expiration: 2010-10-25
Also published as: JPS6241984A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、アンロード運転機構を備えたスクロール圧縮
機に関するものである。

〔従来技術〕

一般に、スクロール圧縮機は固定スクロールに対して旋
回スクロールが旋回運動を行う間に吸込口から吸込んだ
空気を圧縮室に封じ込め、該圧縮室を徐々に縮小して圧
力を高め、吐出口から吐出せしめる構成となっている。

このようなスクロール圧縮機では、空気タンク、油分離
器（油冷式圧縮機の場合）等の圧力が所定圧力に達した
ときには、定格圧力以上の高圧になるのを防止するため
に圧縮運転を停止する必要がある。

そこで、従来技術においては、吐出側圧力が所定の定格
圧力に達したとき、吸込口に設けられた圧力調整弁を自
動的に閉弁して該吸込口への空気供給を停止し、モータ
ををアンロード運転する構成となっている。これによ
り、空気タンク、油分離器等の内部が異常高圧になるの
を防止している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前述のようにアンロード運転時に吸込口を閉塞
するアンロード運転方式にあっては、圧力調整弁が自動
的に閉弁した以後は吸込口近傍が極端な負圧になってい
るにも拘わらず、吐出口近傍の圧縮室は依然として空気
を連続圧縮しているという状態が続く。即ち、スクロー
ル圧縮機では、吸込圧力に対する吐出圧力の比は固有の
値に定められるから、吸込側が負圧になっても吐出側に
固有の圧力比まで圧縮運転を行なうことになる。この結
果、圧力調整弁が閉弁しても回転軸に作用する軸動力、
即ちモータの動力が軽減しないという欠点がある。

本発明はこのような従来技術の欠点に鑑みなされたもの
で、吐出側の圧力が所定圧力に達したときには旋回スク
ロールの押圧力を解除することにより、圧縮室内に作用
する開離力を利用して該旋回スクロールを浮上させ、各
圧縮室間をすべて連通状態とさせてしまうことにより、
アンロード運転を行なわせるようにしたスクロール圧縮
機を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本発明は、ケーシングと、
該ケーシングに固着され、うず巻状ラップ部が立設され
た固定スクロールと、前記ケーシングに回転自在に設け
られ、先端部分がクランクとなった回転軸と、一側面に
前記固定スクロールのラップ部と重なり合って旋回する
間に複数の圧縮室を形成するうず巻状ラップ部が立設さ
れ、他側面に前記回転時のクランクが嵌入する軸受穴が
形成された旋回スクロールと、該旋回スクロールの軸受
穴と前記回転軸のクランクとの間に設けられ、該クラン
クに対して旋回スクロールを回転自在に支持する旋回軸
受とからなるスクロール圧縮機において、前記旋回スク
ロールの軸受穴内に形成され、外部から圧力が供給され
ることにより前記旋回スクロールを固定スクロール側に
向けて押圧する圧力室と、該圧力室を圧力源に接続する
管路の途中に設けられ、ロード運転時に前記圧力源から
の圧力を圧力室に供給し、アンロード運転時には前記圧
力源からの圧力の供給を停止して前記圧力室の押圧力を
解除する制御弁とを備えたことを特徴としてなる構成を
採用している。

〔作用〕

上記構成により、アンロード運転時には圧力源から圧力
室への圧力の供給を制御弁で停止させ、前記圧力室の押
圧力を解除するから、旋回スクロールは圧縮室からの圧
力で固定スクロールに対して浮上するようになり、各圧
縮室間を連通状態とすることができ、圧縮運転を確実に
中断させることができる。また、ロード運転時には圧力
源からの圧力を制御弁により圧力室へと供給し、前記旋
回スクロールを固定スクロール側に向けて押圧できるか
ら、各圧縮室間が互いに連通するのを防止でき、各圧縮
室内に空気等を封じ込めて圧縮運転を確実に行うことが
できる。

〔実施例〕

以下本発明について、第１図ないし第３図に基づいて詳
細に述べる。

図中、１はケーシングを示し、該ケーシング１は軸受部
1Aと、大径筒部1Bとからなり、該大径筒部1B内にはスク
ロール嵌合穴1Cが形成されている。

２は固定スクロールで、該固定スクロール２は鏡板2A
と、該鏡板2Aに立設されたうず巻状のラップ部2Bと、該
ラップ部2Bを囲むように該ラップ部2Bと同一高さに突出
した円筒部2Cと、鏡板2Bから径方向に延びたフランジ部
2Dとから構成されている。そして、円筒部2Cをケーシン
グ１のスクロール嵌合穴1Cに嵌合し、フランジ部2Dを大
径筒部1Bの端面に固着することにより、ケーシング１と
固定スクロール２とが一体化される。また、前記ラップ
部2Bはインボリュートまたはインボリュートに近い曲線
に形成されている。さらに、固定スクロール２にはフラ
ンジ部2Dに吸込口３が形成されると共に、鏡板2Aにはそ
のほぼ中心位置に吐出口４が形成されている。

５は固定スクロール２と同一の軸線O₁上に設けられた回
転軸で、該回転軸は軸受部1Aに設けられた軸受6A,6Bを
介して回転自在に支持されている。そして、回転軸５の
一端はメカニカルシール７を介してケーシング１外に突
出し、モータ（図示せず）と接続され、その他端は大径
筒部1B内に突出し、クランク5Aとなっており、該クラン
ク5Aの軸線O₂は回転軸５の軸線O₁に対して距離δだけ偏
心している。そして、前記クランク5Aの外周には軸方向
に雄スプライン5Bが形成され、後述の旋回軸受10の雌ス
プライン10Dと噛合するようになっている。なお、クラ
ンク5Aは回転軸５と同一部材で形成するものとして図示
したが、別部材としてもよいものである。

８は前記回転軸５の軸線方向に穿設された油通路で、該
油通路８の一端側は回転軸５の一端側端面に開口し、そ
の他端側はクランク5Aの端面に開口し、後述する如くロ
ード運転に必要な圧油を供給するようになっている。

９は旋回スクロールを示し、該旋回スクロール９は鏡板
9Aと、該鏡板9Aの一側面に立設されたラップ部9Bと、該
ラップ部9Bの他側面に突設された筒部9cと、該筒部9Cに
形成され、後述の旋回軸受10を介してクランク5Aが取付
けられる有底状の軸受穴9Dとから構成される。そして、
前記ラップ部9Bはインボリュートまたはインボリュート
に近い曲線に形成されている。

10は回転軸５のクランク5Aと軸受穴9Dとの間に設けられ
た旋回軸受で、該軸受10は外輪10Aと、内輪10Bと、これ
らの間に設けられたコロ部材10cとからなるコロ軸受と
して構成され、内輪10Bの内周面には雌スプライン10Dが
軸方向に形成されている。そして、前記旋回軸受10の外
輪10Aは軸受穴9Dに圧入され、内輪10Cはクラック5Aの雄
スプライン5Bと噛合するように係合され、旋回スクロー
ル９は該旋回軸受10を介してクランク5Aに対し軸方向に
変位可能となっている。

この際、旋回スクロール９は旋回軸受10によってそのラ
ップ部9Bが固定スクロール２のラップ部2Bと所定角度ず
らせて重なり合うように取付けられ、該旋回スクロール
９が旋回する間にラップ部2B,9B間に複数の圧縮室11,1
1,…が形成されるような配置関係となっている。

12は前記軸受穴9D内に摺動可能に挿嵌され、かつクラン
ク5Aの端面に固着されたピストンで、該ビストン12の外
周面には軸受穴9Dとの間をシールするＯリング13が設け
られている。そして、ピストン12には後術の油圧室14を
油通路８と連通する連通穴12Aが穿設されている。

14は前記ピストン12によって軸受穴9D内に画成された圧
力室としての油圧室で、該油圧室14内には連通穴12Aを
介して油通路８から圧力としての圧油が供給されること
により、旋回スクロール９を図中下方に押圧し、ロード
運転を行なわせることができる。

また、15は吐出口４に接続された吐出配管、16は該吐出
配管15に接続された油分離器で、該油分離器16内には吐
出口４から油と圧縮空気の混合体として吐出された混合
流体を油を空気に分離する油分離エレメント（図示せ
ず）が設けられている。17は油分離器16によって洗浄と
なった圧縮空気を空気タンク、空気機器等（図示せず）
に供給する供給配管、18は該供給配管17の途中に設けら
れた止め弁である。

19は圧縮過程にある圧縮室11に開口するように固定スク
ロール２の鏡板2Aに穿設された油噴出口で、該油噴出口
19は油配管20を介して油分離器16と接続され該油分離器
16内の油を圧縮室11に噴射することにより、固定スクロ
ール２、旋回スクロール９等を冷却、シール、潤滑する
ようになっている。

21は前記油分離器15内の圧力を検出する圧力検出器で、
該圧力検出器21は予め設定された所定の限定圧力に達し
たとき後述する制御弁26にアンロード運転信号を出力
し、予め設定された所定の下源圧力に低下したときには
上限圧力に達するまでロード運転信号を出力するように
構成されている。

さらに、22は油タンク、23は該油タンク22と油通路８と
の間を連通する管路としての油配管、24は該油配管23の
途中に設けられ、油タンク22の共に圧力源を構成するポ
ンプ、25は該ポンプ24の最高圧を設定すリリーフ弁であ
る。26は前記ポンプ24の吐出側に位置して油配管23の途
中に設けられらで電磁式の制御弁で、該制御弁26は油配
管23の流入側、流出側とそれぞれ接続する流出入ボート
26A,26B、油配管27を介してタンク22と接続するタンク
ポート26C、これら各ポート26A〜26Cのポート切換を行
うソレノイド26Dとから構成され、該ソレノイド26Dは圧
力検出器21と接続されている。そして、前記制御弁26は
圧力検出器21からロード運転信号が出力されている間は
ポート26A,26B間に連通し、アンロード運転信号が出力
されている間はポート26B,26C間を連通する機能を有す
る。

本実施例はこのように構成されるが、次にこの作動につ
いて述べる。

まず、油分離器16内は大気圧状態にあり、圧力検出器21
からはロード運転信号が出力され、制御弁26はポート26
A,26Bを連通している。従って、ポンプ24からの圧油は
油配管23、油通路８を介して油圧室14に供給され、旋回
スクロール９は図中下方に押圧され、各圧縮室11は独立
的な密閉空間となっている（第２図参照。）この状態で、圧縮機を起動すべくモータを回転すると、
その回転は回転軸５、旋回軸受10を介して旋回スクロー
ル９に伝えられ、該旋回スクロール９は固定スクロール
２に対しては相対的な円運動を行なう。この結果、吸込
口３からの空気は圧縮室11内に吸込まれ、旋回スクロー
ル９が旋回する間に徐々に圧縮され、吐出口４から吐出
される。そして、吐出された圧縮空気と油の混合体は油
分離機16内で洗浄な空気と油とに分離され、圧縮空気は
供給配管17に供給され、油は油配管20を介して油噴出口
19から圧縮室11内に噴射される。

然るに、油分離機16内が所定の上限圧力に達すると、圧
力検出器21からアンロード運転信号が出力され、制御弁
26はポート26B,26C間が連通する。この結果、油圧室14
内は油タンク22と連通する状態となり、圧縮室11内の圧
力によって旋回スクロール９に作用する開離力のため、
油圧室14内の油は制御弁26を介して油タンク22に排出さ
れる。かくして、旋回スクロール９は図中上方に浮上
し、各圧縮室11間がすべて連通し、アンロード運転状態
となる（第３図参照）。

さらに、油分離器16内の圧縮空気が消費され、所定の下
限圧力に達すると、圧旅検出器21からはロード運転信号
が出力され、制御弁26は再びポート26A,26B間を連通
し、油圧室14に油を供給し、旋回スクロール９に押圧力
を作用させ、ロード運転を再開せしめる。

本実施例は以上の如くであって、油圧室14に供給される
油圧力を利用して旋回スクロール９を押圧することによ
ってロード運転し、またこれを浮上させることによって
アンロード運転させるものであるから、アンロード運転
時に動力軽減を著るしく向上させることができる。

なお、実施例では油分離器16内の圧力を検出することよ
って制御弁26を制御するものとして述べたが、吐出配管
15の圧力、空気タンク内の圧力等を用いてもよく、要は
吐出側圧力であればよい。

また、実施例では制御弁26は圧力検出器21からの信号に
基づいて作動する電磁式制御弁を例に挙げたが、油分離
器16内の油、圧縮空気によって作動する流体圧式制御弁
としてもよい。

また、実施例では旋回スクロール９を軸方向に変位させ
る手段として、雄スプライン5Bと雌スプライン10Dのス
プライン結合を例に挙げたが、これに限ることなく、キ
ー結合等によってもよく、さらにはコロ部材10Cのガタ
分を利用するものであってもよく、このガタ分を利用す
る場合には内輪10Bをクランク5Bに対して圧入させても
よい。

さらに、圧縮機としては給油式圧縮機に限ることなく、
無給油式圧縮機としてもよいことは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明に係るスクロール圧縮機は以上詳細に述べた如く
であって、ロード運転時には制御弁により圧力源からの
圧力を圧力室へと供給し、該圧力室内の圧力で旋回スク
ロールを固定スクロール側に向けて押圧し、アンロード
運転時には前記制御弁によって圧力源から圧力室への圧
力の供給を停止させ、前記圧力室の押圧力を解除する構
成としたから、旋回スクロールと固定スクロールとの間
に形成される各圧縮室間をアンロード運転時に連通状態
として、圧縮運転を確実に中断させることができると共
に、アンロード運転時の動力を著しく軽減でき、アンロ
ード構成として好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例によるスクロール圧縮機の全体構成
図、第２図はロード運転時の状態を示す第１図の要部拡
大図、第３図はアンロード運転時の状態を示す第１図の
要部拡大図である。１……ケーシング、２……固定スクロール、2A……鏡
板、2B……ラップ部、３……吸込口、４……吐出口、５
……回転軸、5A……クランク、5B……雄スプライン、８
……油通路、９……旋回スクロール、9A……鏡板、9C…
…ラップ部、9D……軸受穴、10……旋回軸受、10D……
雌スプライン、11……圧縮室、12……ピストン、14……
油圧室、15……吐出配管、16……油分離器、21……圧力
検出器、22……油タンク、24……ポンプ、26……制御
弁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングと、該ケーシングに固着され、
うず巻状ラップ部が立設された固定スクロールと、前記
ケーシングに回転自在に設けられ、先端部分がクランク
となった回転軸と、一側面に前記固定スクロールのラッ
プ部と重なり合って旋回する間に複数の圧縮室を形成す
るうず巻状ラップ部が立設され、他側面に前記回転軸の
クランクが嵌入する軸受穴が形成された旋回スクロール
と、該旋回スクロールの軸受穴と前記回転軸のクランク
との間に設けられ、該クランクに対して旋回スクロール
を回転自在に支持する旋回軸受とからなるスクロール圧
縮機において、前記旋回スクロールの軸受穴内に形成さ
れ、外部から圧力が供給されることにより前記旋回スク
ロールを固定スクロール側に向けて押圧する圧力室と、
該圧力室を圧力源に接続する管路の途中に設けられ、ロ
ード運転時に前記圧力源からの圧力を圧力室に供給し、
アンロード運転時には前記圧力源からの圧力の供給を停
止して前記圧力室の押圧力を解除する制御弁とを備えた
ことを特徴とするスクロール圧縮機。