JPH11236888A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ラップ強度を下げずに一対の圧縮
室の圧力バランスをとり、流路抵抗を小さくし過圧縮を
防止したスクロール圧縮機を提供する。 【解決手段】 密封容器１内に上下に圧縮部２と電動機
３を配置し、前記圧縮部を、中央に吐出口１５と、吐出
室１９を有し渦捲状のラップ４ｂを有する固定スクロー
ル４と、同固定スクロ−ル４と互いに噛み合わせて渦捲
状のラップ５ｂを有し複数の対となる圧縮室１２、１２
ａ、１２ｂなどを形成する旋回スクロ−ル５とを設けて
なるスクロール圧縮機において、前記固定スクロール４
のラップ５ｂ部分の前記吐出口１５と反対の外側面に接
する第二の吐出口１５ａを、前記吐出口１５に最も近い
一対の圧縮室の一方１２ａが該吐出口１５を通して前記
吐出室１９と連通する位置に対応し、他方の圧縮室１２
ｂがほぼ同時に前記吐出室１９と連通する位置、且つ、
前記固定スクロール４の鏡板４ａと背面の間に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスクロール圧縮機に
係り、詳しくは一対の圧縮室の圧力バランス装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来例のスクロール圧縮機の構
成を示す縦断面図であり、図７は、従来例によるスクロ
ール圧縮機の固定スクロールの平面図（Ａ）と、固定ス
クロールとリード弁の分解斜視図（Ｂ）を示す。従来の
スクロール圧縮機について、図６及び図７に基づいて説
明する。

【０００３】スクロール圧縮機には、密封容器１内に圧
縮部２と電動機３が内蔵されている。圧縮部２は固定ス
クロール４、旋回スクロール５、自転防止装置、旋回駆
動軸７、クランク軸８、主軸受９、メタル軸受１０及び
シャフト１１により主に構成されている。

【０００４】そして、前記圧縮部２を、鏡板４ａに渦捲
状のラップ４ｂを有する固定スクロール４と、鏡板５ａ
に同形状のラップ５ｂを有し、前記固定スクロール４と
互いに噛み合わせて、複数の圧縮室１２、１２ａ、１２
ｂなどを形成する旋回スクロール５を設ける。更に、同
旋回スクロール５の旋回駆動軸５ｃを支承し下端にクラ
ンク軸８を形成して旋回駆動するシャフト１１と、前記
クランク軸８を軸支する軸受７と、前記固定スクロール
４の底面の中央に形成された前記中央の圧縮室１２と連
通する吐出口１５を設ける。

【０００５】この構成において、電動機３の回転によっ
てシャフト１１が回転すると、旋回スクロール５は自転
防止装置によって自転することなく固定スクロール４に
対して旋回運動を行い、固定スクロール４と旋回スクロ
ール５の噛み合いによって形成される一対の圧縮室１２
ａ、１２ｂは順次外周部から中心部へ移動し、吸気管１
３から吸気室１４に取り込まれた冷媒ガスの容積が減少
して圧縮作用が生ずる。冷媒の圧縮ガスは固定スクロー
ル４の中心部に設けられた吐出口１５から連通路１６を
通じて電動機室１７に入り、吐出管１８より外部へ導か
れる。

【０００６】ところで、前記ラップ４ａ、５ａの先端の
前記吐出口１５側の外側面は、インボリュート曲線では
なく円弧状に形成し、前記一対の圧縮室１２ａ、１２ｂ
は、吐出開始直後には、一方の圧縮室１２ａにのみ吐出
口１４が開き、他方の圧縮室１２ｂは、前記固定スクロ
ール４のラップ４ｂ先端と、旋回スクロ−ル５のラップ
５ｂ外側面間の間隙からのみ冷媒ガスが流れる。

【０００７】このような構造では前記間隙が小さく流路
抵抗が大きくなり、圧縮室１２ａより圧縮室１２ｂの圧
力が大きくなる。このため、一対の圧縮室１２ａ、１２
ｂは圧力の不均衡が起こり、過圧縮のおそれも生ずる。
スクロール圧縮機は、吸入容積と圧縮完了状態の比が一
定となる定容積形の圧縮機であるため、設定圧力比より
小さな圧力比で運転すると、前記圧縮室１２の圧力が吐
出圧力よりも高くなる過圧縮の現象を生じ、圧縮機に余
分な動力を必要とする。

【０００８】一方、前記間隙を大きくすると、前記ラッ
プ４ｂ先端の厚さが小さくなり強度が弱くなる。このよ
うに、従来のスクロール圧縮機は、上述のような圧縮効
率及び信頼性の低下を生じるおそれがある問題点があっ
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のような問題点を
解決するために、本発明は、ラップ強度を下げずに一対
の圧縮室の圧力バランスをとり、流路抵抗を小さくし過
圧縮を防止したスクロール圧縮機を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、密封容器内に
圧縮部と電動機を配置し、前記圧縮部を、渦捲状のラッ
プを有する固定スクロールと、同固定スクロ−ルと互い
に噛み合わせて渦捲状のラップを有し複数の対となる圧
縮室を形成する旋回スクロ−ルと、同旋回スクロ−ルの
旋回駆動軸を支承し上端にクランク軸を形成して旋回運
動するシャフトと、前記クランク軸を軸支する主軸受と
で構成され、前記固定スクロールの中央に吐出口と、同
吐出口の近傍に前記圧縮室と通常吐出圧力となる吐出室
とを設けてなるスクロール圧縮機において、前記吐出口
に最も近い一対の圧縮室の一方が該吐出口を通して前記
吐出室と連通する位置に対応し、他方の圧縮室がほぼ同
時に前記吐出室と連通する位置、且つ、前記固定スクロ
ールのラップ外側面がインボリュート曲線の始点となる
位置とラップ先端間における前記固定スクロールの鏡板
と背面の間に、前記固定スクロールのラップ先端部分の
前記吐出口と反対の外側面に接する第二の吐出口を設け
てなるようにする。

【００１１】また、前記第二の吐出口の直径を、前記固
定スクロールのラップ外側面がインボリュート曲線であ
る部分における該ラップの厚さと等しいか、それより小
さくしてなるようにする。

【００１２】そして、前記第二の吐出口の直径を、前記
固定スクロールのラップ先端と、旋回スクロ−ルのラッ
プ外側面間の間隙よりも大きくしてなるようにする。

【００１３】一方、前記固定スクロールの背面側に、前
記吐出口と第二の吐出口をともに閉止する吐出弁を設け
てなるようにする。また、前記吐出弁が、リード弁であ
るようにする。

【００１４】そして、前記リード弁を、前記吐出口と第
二の吐出口を結ぶ直線上に装着し、その支点を前記吐出
口側の該リード弁端部に設けてなるようにする。さら
に、前記リード弁の支点からの長さを、同リード弁を装
着する前記吐出口と第二の吐出口の動作圧力差に対応し
た長さにしてなるようにする。

【００１５】あるいは、前記リード弁を、前記吐出口と
第二の吐出口を結ぶ直線と略直角に装着し、その支点を
該リード弁端部に設けてなるようにする。

【００１６】そして、前記リード弁を、前記吐出口と第
二の吐出口の各々に対して設け、且つ、前記リード弁の
支点から前記吐出口と第二の吐出口までの長さを同一の
長さにしてなるようにする。

【００１７】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づ
き添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明
のスクロール圧縮機の構成を示す縦断面図、図２（ａ）
乃至（ｌ）は、本発明の第一の実施例によるスクロール
圧縮機の旋回運動に伴う状態を示す説明図、図３は、図
２（ｅ）における要部拡大図、図４は、本発明の第一の
実施例によるスクロール圧縮機の固定スクロールの平面
図（Ａ）と、固定スクロールと過圧縮防止装置の分解斜
視図（Ｂ）を示す。以下本発明の第一の実施例について
説明する。本実施例の基本構成の他は図６に示した従来
例と同じであるので、全体構成の説明は省略する。な
お、構成品の番号は同じものについては同一の番号を使
用する。

【００１８】密封容器１内に上下に圧縮部２と電動機３
を配置し、前記圧縮部を、渦捲状のラップ４ｂを有する
固定スクロール４と、同固定スクロ−ル４と互いに噛み
合わせて渦捲状のラップ５ｂを有し複数の対となる圧縮
室１２、１２ａ、１２ｂなどを形成する旋回スクロ−ル
５と、同旋回スクロ−ル５の旋回駆動軸７を支承し上端
にクランク軸８を形成して旋回運動するシャフト１１
と、前記クランク軸８を軸支する主軸受９とによりスク
ロール圧縮機を構成する。

【００１９】そして、前記固定スクロール４の中央に吐
出口１５と、同吐出口１５の近傍に前記圧縮室１２、１
２ａ、１２ｂと通常吐出圧力となる吐出室１９とを設け
ている。

【００２０】ここで、本発明により、前記固定スクロー
ル４のラップ５ｂ部分の前記吐出口１５と反対の外側面
に接する第二の吐出口１５ａを、前記吐出口１５に最も
近い一対の圧縮室１２ａ、１２ｂの一方１２ａが該吐出
口１５を通して前記吐出室１９と連通する位置に対応
し、他方の圧縮室１２ｂがほぼ同時に前記吐出室１９と
連通する位置、且つ、前記固定スクロール４の鏡板４ａ
と背面の間に設けている。そして、この実施例では、上
述の条件を満たすため、前記第二の吐出口１５ａを、前
記固定スクロール４のラップ４ｂ外側面がインボリュー
ト曲線の始点４ｂ１となる位置とラップ４ｂ先端間に設
けている。また、前記第二の吐出口１５ａの直径を、前
記固定スクロール４のラップ４ｂ外側面がインボリュー
ト曲線である部分における該ラップ４ｂの厚さと等しい
か、それより小さくし、前記固定スクロール４のラップ
４ｂ先端と、旋回スクロ−ル５のラップ５ｂ外側面間の
間隙ｓよりも大きく形成している。

【００２１】一方、前記固定スクロール４の背面側に
は、前記吐出口１５と第二の吐出口１５ａをともに閉止
する吐出弁としてリード弁２０を、前記吐出口１５と第
二の吐出口１５ａを結ぶ直線上に装着し、その支点２０
ａを前記吐出口１５側の該リード弁２０端部に設けるた
め、ネジで固定している。さらに、前記リード弁２０の
支点２０ａからの長さを、各々前記吐出口１５までｘ、
前記第二の吐出口１５ａまでｙとし、同リード弁２０を
装着する前記吐出口１５と第二の吐出口１５ａの各々の
動作圧力をｐ１、ｐ２とすると、前記支点２０ａを基準
として、ｘ＊ｐ１＝ｙ＊ｐ２となるように動作圧力差に
対応した長さにしている。

【００２２】次いで、本発明の作用について説明する。
図２（ａ）乃至（ｌ）に示すように、旋回スクロール５
の旋回運動に対して、前記吐出口１５に最も近い一対の
圧縮室１２ａ、１２ｂと、前記吐出口１５、第二の吐出
口１５ａの関係は順次変化して、一連の動作を繰り返
す。そして、図２の（ｅ）の要部拡大図である図３を参
照すると、一対の圧縮室１２ａ、１２ｂの一方１２ａが
前記吐出口１５を通して前記吐出室１９と連通する位置
に対応し、他方の圧縮室１２ｂがほぼ同時に前記吐出室
１９と連通する位置に前記第二の吐出口１５ａが設けら
れているので、吐出開始タイミングがほぼ一致する。こ
のため、前記一対の圧縮室１２ａ、１２ｂの圧力は、均
衡している。

【００２３】また、前記第二の吐出口１５ａの直径を、
前記固定スクロール４のラップ４ｂ外側面がインボリュ
ート曲線である部分における該ラップ４ｂの厚さと等し
いか、それより小さくしているので、吐出開始の直後に
のみに限定されて、前記第二の吐出口１５ａが開口する
ようにできる。そして、前記固定スクロール４のラップ
４ｂ先端と、旋回スクロ−ル５のラップ５ｂ外側面間の
間隙よりも大きく形成しているので、前記一対の圧縮室
１２ａ、１２ｂは、ほぼ同時に圧力バランスがとれ、ラ
ップ４ｂ、５ｂの強度は変わらない。

【００２４】一方、前記リード弁２０を、前記吐出口１
５と第二の吐出口１５ａを結ぶ直線上に装着し、その支
点２０ａを前記第二の吐出口１５ａ側の該リード弁２０
端部に設けているので、リード弁２０を共用することが
できる。さらに、前記リード弁２０の支点２０ａからの
長さを、該リード弁２０を装着する前記吐出口１５と第
二の吐出口１５ａの動作圧力差に対応した長さにする
と、各々のリード弁１５の作動タイミングをほぼ同一に
することができる。

【００２５】図５は、本発明の第二の実施例によるスク
ロール圧縮機の固定スクロールの平面図（Ａ）と、固定
スクロールと過圧縮防止装置の分解斜視図（Ｂ）を示
す。この場合、前記リード弁２０を、前記吐出口１５と
第二の吐出口１５ａを結ぶ直線と略直角に装着し、その
支点２０ａを該リード弁２０端部に設けている。そし
て、前記リード弁２０、２１を、前記吐出口１５と第二
の吐出口１５ａの各々に対して設け、且つ、前記リード
弁２０、２１の支点２０ａ、２１ａから前記吐出口１５
と第二の吐出口１５ａまでの長さを、同一の長さにして
いる。なお、作用、効果は上述の第一の実施例と同じで
あるが、各々のリード弁２０、２１の作動の圧力差をよ
り少なくすることができる。一方、前記リード弁２０、
２１を同一にしてもよいが、この場合には作動タイミン
グをほぼ同一にし、部品点数を少なくすることができ
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、密封容器内に圧縮部と
電動機を配置し、前記圧縮部を、渦捲状のラップを有す
る固定スクロールと、同固定スクロ−ルと互いに噛み合
わせて渦捲状のラップを有し複数の対となる圧縮室を形
成する旋回スクロ−ルと、同旋回スクロ−ルの旋回駆動
軸を支承し上端にクランク軸を形成して旋回運動するシ
ャフトと、前記クランク軸を軸支する主軸受とで構成さ
れ、前記固定スクロールの中央に吐出口と、同吐出口の
近傍に前記圧縮室と通常吐出圧力となる吐出室とを設け
てなるスクロール圧縮機において、前記固定スクロール
のラップ先端部分の前記吐出口と反対の外側面に接する
第二の吐出口を、前記吐出口に最も近い一対の圧縮室の
一方が該吐出口を通して前記吐出室と連通する位置に対
応し、他方の圧縮室がほぼ同時に前記吐出室と連通する
位置、且つ、前記固定スクロールの鏡板と背面の間に設
けてなるようにした。この結果、ラップ強度を下げずに
一対の圧縮室の圧力バランスをとり、流路抵抗を小さく
し過圧縮を防止したスクロール圧縮機を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例によるスクロール圧縮機
の構成を示す縦断面図である。

【図２】（ａ）乃至（ｌ）は、本発明の第一の実施例に
よるスクロール圧縮機の旋回運動に伴う状態を示す説明
図である。

【図３】図２（ｅ）における要部拡大図である。

【図４】本発明の第一の実施例によるスクロール圧縮機
の固定スクロールの平面図（Ａ）と、固定スクロールと
リード弁の分解斜視図（Ｂ）を示す。

【図５】本発明の第二の実施例によるスクロール圧縮機
の固定スクロールの平面図（Ａ）と、固定スクロールと
リード弁の分解斜視図（Ｂ）を示す。

【図６】従来例のスクロール圧縮機の構成を示す縦断面
図である。

【図７】従来例によるスクロール圧縮機の固定スクロー
ルの平面図（Ａ）と、固定スクロールとリード弁の分解
斜視図（Ｂ）を示す。

【符号の説明】

１ 密封容器 ２ 圧縮部 ３ 電動機 ４ 固定スクロール ４ａ 鏡板 ４ｂ ラップ ４ｂ１ インボリュート曲線の始点 ５ 旋回スクロール ５ａ 鏡板 ５ｂ ラップ ７ 旋回駆動軸 ８ クランク軸 ９ 主軸受 １０ メタル軸受 １１ シャフト １２ 圧縮室 １２ａ、１２ｂ 一対の圧縮室 １３ 吸気管 １４ 吸気室 １５ 吐出口 １５ａ 第二の吐出口 １６ 連通路 １７ 電動機室 １８ 吐出管 １９ 吐出室 ２０ リード弁 ２０ａ 支点 ２１ リード弁 ２１ａ 支点

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密封容器内に圧縮部と電動機を配置し、
   前記圧縮部を、渦捲状のラップを有する固定スクロール
   と、同固定スクロ−ルと互いに噛み合わせて渦捲状のラ
   ップを有し複数の対となる圧縮室を形成する旋回スクロ
   −ルと、同旋回スクロ−ルの旋回駆動軸を支承し上端に
   クランク軸を形成して旋回運動するシャフトと、前記ク
   ランク軸を軸支する主軸受とで構成され、前記固定スク
   ロールの中央に吐出口と、同吐出口の近傍に前記圧縮室
   と通常吐出圧力となる吐出室とを設けてなるスクロール
   圧縮機において、 前記吐出口に最も近い一対の圧縮室の一方が該吐出口を
   通して前記吐出室と連通する位置に対応し、他方の圧縮
   室がほぼ同時に前記吐出室と連通する位置、且つ、前記
   固定スクロールのラップ外側面がインボリュート曲線の
   始点となる位置とラップ先端間における前記固定スクロ
   ールの鏡板と背面の間に、前記固定スクロールのラップ
   先端部分の前記吐出口と反対の外側面に接する第二の吐
   出口を設けてなることを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 【請求項２】 前記第二の吐出口の直径を、前記固定ス
   クロールのラップ外側面がインボリュート曲線である部
   分における該ラップの厚さと等しいか、それより小さく
   してなることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧
   縮機。
3. 【請求項３】 前記第二の吐出口の直径を、前記固定ス
   クロールのラップ先端と、旋回スクロ−ルのラップ外側
   面間の間隙よりも大きくしてなることを特徴とする請求
   項１または請求項２記載のスクロール圧縮機。
4. 【請求項４】 前記固定スクロールの背面側に、前記吐
   出口と第二の吐出口をともに閉止する吐出弁を設けてな
   ることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のスクロ
   ール圧縮機。
5. 【請求項５】 前記吐出弁が、リード弁であることを特
   徴とする請求項４記載のスクロール圧縮機。
6. 【請求項６】 前記リード弁を、前記吐出口と第二の吐
   出口を結ぶ直線上に装着し、その支点を前記吐出口側の
   該リード弁端部に設けてなることを特徴とする請求項５
   記載のスクロール圧縮機。
7. 【請求項７】 前記リード弁の支点からの長さを、同リ
   ード弁を装着する前記吐出口と第二の吐出口の動作圧力
   差に対応した長さにしてなることを特徴とする請求項５
   または請求項６記載のスクロール圧縮機。
8. 【請求項８】 前記リード弁を、前記吐出口と第二の吐
   出口を結ぶ直線と略直角に装着し、その支点を該リード
   弁端部に設けてなることを特徴とする請求項５または請
   求項６記載のスクロール圧縮機。
9. 【請求項９】 前記リード弁を、前記吐出口と第二の吐
   出口の各々に対して設け、且つ、前記リード弁の支点か
   ら前記吐出口と第二の吐出口までの長さを同一の長さに
   してなることを特徴とする請求項８記載のスクロール圧
   縮機。