JPS61197783A - スクロ−ル式圧縮機 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明はスクロール式の圧縮要素を備えた圧縮機本体
の構造を改良したスクロール式圧縮機に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来からスクロール式の圧縮要素を備えたスクロール式
圧縮機が開発されている。第８図はこの種のスクロール
式圧縮機全体の概略構成を示すもので、１は密閉ケース
、２はこの密閉ケース１内に配設された圧縮機本体、３
は圧縮機本体２のフレームである。このフレーム３の上
部側にはスクロール式の圧縮要素４、下部側には電動機
部５がそれぞれ配設されているとともに、フレーム３の
中央にはクランク軸６が挿通されている。また、圧縮要
素４は鏡板７上に渦巻状のラップ８を直立させた固定ス
クロール９および旋回スクロール１０によって形成され
ている。この固定スクロール９には圧縮室側壁１１の下
端部にフランジ部１２が形成されている。そして、固定
スクロール９のラップ８を下方に向けた状態でこのフラ
ンジ部１２がフレーム３に固定され、固定スクロール９
がフレーム３に取付けられている。さらに、旋回スクロ
ール１ｏはラップ８を上方に向けた状態でフレーム３の
上面に配置されており、これらの固定スクロール９およ
び旋回スクロール１０の両ラップ８が互いに重合された
状態で組合わされている。また、旋回スクロール１０に
は鏡板７のＴ面に円筒状のボス部１３が突設されており
、このボス部１３にはクランク軸６の偏心部１４が装着
されている。この偏心部１４はクランク軸６の主軸部１
５の上端部に設けられてお６、主軸部１５の軸心０に対
して偏心部１４の軸心ｅを適宜の距ＩＳだけ偏心させた
状態で形成されている。さらに、クランク軸６の主軸部
１５と偏心部１４との間にはバランスウェイト１６が設
けられている。

また、フレーム３にはクランク軸６を軸支する軸受部１
７およびクランク軸６のバランスウェイト１６を収容す
る収容至１８がそれぞれ形成されている。さらに、フレ
ーム３の上面には旋回スクロール１０のスラスト荷重を
受ける高圧受はリング１９および旋回スクロール１０の
自転を防止するオルダムリング２０がそれぞれ設けられ
ている。

一方、密閉ケース１には例えば冷凍サイクル等の低圧側
に連結される図示しない連結管が取付けられている。さ
らに、固定スクロール９のフランジ部１２には密閉ケー
ス１と圧縮機本体２との間の低圧！２１と固定スクロー
ル９の内部側の圧縮室（固定スクロール９０ラツプ８と
旋回スクロール１０のラップ８との間に形成される略三
日月形の圧縮室）Ａ、Ｂ内との間を連通ずる図示しない
吸入孔が形成されている。また、固定スクロール　　　
　　□″９の外側には高圧カバニ２２が装着されている
とともに、固定スクロール９の鏡板７中央には吐出孔２
３が形成されており、高圧カバー２２と固定スクロール
９との間の高圧室２４と固定スクロール９の内部側の圧
縮室Ａ、Ｂとの間がこの吐出孔２３を介して連通されて
いる。ざらに、高圧カバー２．・２には吐出管２５の一
端が連結されている。

この吐出！２５の他端側は密閉ケース１に形成された図
示しない挿通孔を介して延出京れており、密閉ケース１
の外部側に配設された例えば冷凍サイクル！の高圧側に
連結されている。

そして、電動機部５によってクランク軸６を介して旋回
スクロール１０が旋回駆動され、この旋回スクロール１
０の旋回動作にともない密閉ケース１と圧縮機本体２と
の間の低圧室２１内の被圧縮流体、例えば冷媒ガスが固
定スクロール９の吸入孔から固定スクロール９のラップ
８と旋回スクロール１０のラップ８との間の略三日月形
の圧縮！Ａ、Ｂ内に吸入されるようになっている。ざら
に、圧縮空Ａ、Ｂ内に吸入された吸入ガスは旋回スフ、
ロール９の移動にともない固定スクロール９の外周部位
側から中心方向に向かって渦巻き状に徐々に圧縮される
ようになっており、圧１＠ｉ’ＪＡ。

Ｂ内で圧縮された高圧の圧縮ガスが固定スクロール９の
鏡板７中央に形成された吐出孔２３から高圧室２４内に
吐出されるようになっている。また、この高圧？２４内
の高圧の圧縮ガスは吐出Ｉ！２５を介して密閉ケース１
の外部側に配設された冷凍サイクルの高圧側の構成機器
内に導入されるよう　　　　　□になっている。

□ ところで、この種のものにあっては固定スクロール９の
鏡板７に圧縮室Ａ、Ｂに連通させた連通孔２６．２７を
設け、これらの連通孔２６．２７　　　　　　′に、連
通管２８の各一端を連結させるとともに、こ　　　　　
□の連通管２８の他端を高圧カバー２２の外部側に延出
し、この連通管、２８を介して圧縮型Ａ、Ｂ内　　　　
　゛の圧縮ガスの一部を密閉ケース１と圧縮機本体２と
の間の低圧室２１内、或いは密閉ケース１の外部の冷凍
サイク、ル等の低圧側にレリーおさせ、圧ｍ機本体２の
能力を可変する構成にすることが考えられている。

しかしながら、上記構成のものにあっては高圧カバー２
２に挿通孔２９を設け、この挿通孔２９に連通管２８を
挿通させたのち、挿通孔２９と連通管２８との間の間隙
を溶接等の手段によって確実に塞ぐ作業が必要になるの
で、カロエ数が増大し、コスト高になる問題があった。

さらに、加工不良等により高圧カバー２２と固定スクロ
ール９との間の高圧室２４内の高圧の圧縮ガスが密閉ケ
ース１と圧縮機本体２との間の低圧室２１内に漏洩する
おそれもあるので、信頼性の向上を図るうえで問題があ
った。また、固定スクロール９の内部側の圧縮室Ａ、Ｂ
間の圧力バランスが不均一になるおそれがあり、このよ
うな場合には旋回スクロール１０に加わる荷重のバラン
スが不均一になるので、旋回スクロール１０の動作の円
滑化が図りにくい問題もあった。

〔発明の目的〕

この発明は加工数を低減してコスト低下を図ることがで
きるとともに、信頼性の向上を図ることができ、加えて
旋回スクロールの動作の円滑化を図ることができるスク
ロール式圧縮機を提供することを目的とするものである
。

〔発明の概要〕

この発明は密閉ケースの内部に配設された圧縮機本体の
固定スクロールの圧縮室側壁にレリース用の連通孔を設
けるとともに、この連通孔が形成された圧縮室と対称位
置に形成された圧縮室との間を連通路を介して連通させ
たことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図乃至第７図を参照し
て説明する。なお、第１図乃至第７図中で、第８図と同
一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。第
１図中で、３１は固定スクロール、３２は旋回スクロー
ルである。これらの固定スクロール３１および旋回スク
ロール３２は板状の鏡板３３．３４と各鏡板３３．３４
上に直立させた渦巻状のラップ３５．３６とによって形
成されている。この場合、固定スクロール３１には圧縮
室側壁３７の下端部に取付は用のフランジ部３８が形成
されており、固定スクロール３１はこのフランジ部３８
を介してフレーム２に取付けられている。さらに、旋回
スクロール３２はラップ３６を上方に向けた状態でフレ
ーム２の上面に配置され、ている。そして、これらの固
定スクロール３１および旋回スクロール３２の両ラップ
３５゜３６が互いに重合された状態で組合わされており
、第２図に示すように固定スクロール３１のラップ３５
と旋回スクロール３２のラップ３６との間に略三日月形
の圧縮室Ａ′、Ｂ′が対称位置にそれぞれ形成されてい
る。また、固定スクロール３１のフランジ部３８には密
閉ケース１と圧縮機本体２との間の低圧室２１と固定ス
クロール３１の内部側の圧縮室Ａ＝、Ｂ′内との間を連
通ずる図示しない吸入孔が形成されているとともに、固
定スクロール３１の鏡板３３中夫には吐出孔３９が形成
されており、高圧カバー２２と固定スクロール３１との
間の高圧室２４と固定スクロール３１の内部側の圧縮室
Ａ”、Ｂ−との間がこの吐出孔３９を介して連通されて
いる。

さらに、固定スクロール３１のフランジ部３８にはレリ
ース用の連通孔４０が形成されている。

この連通孔４０にはレリース管４１の一端が連結されて
いる。また、このレリース管４１の他端は密閉ケース１
と圧縮機本体２との間の低圧！２１内に連結されている
とともに、このレリース管４１には電磁弁（開閉弁）４
２が介設されている。

なお、レリース管４１の他端は密閉ケース１の外部側に
配設された例えば冷凍サイクル等の低圧側に連結させて
もよい。そして、電磁弁４２の閉塞時には圧縮室、’Ｍ
、Ｂ′内と低圧室２１内、或いは密閉ケース１の外部の
冷凍サイクル等の低圧側との間を遮断状態で保持して圧
縮機本体２の能力を高能力状態で保持するとともに、電
磁弁４２を開状態に切換え操作することにより圧縮室Ａ
−。

Ｂ−内の圧縮ガスの一部を低圧室２１内、或いは密閉ケ
ース１の外部の冷凍サイクル等の低圧側にレリースさせ
、圧縮機本体２の能力を低能力状態に切換えることがで
きるようになっている。

また、連通孔４０が形成された圧縮室Ａ′と対称位置に
形成された圧縮室Ｂ−との量線は連通路４３を介して連
通されている。この連通路４３は旋回スクロール３２の
鏡板３４に形成されている。

この場合、旋回スクロール３２の連通路４３は圧縮’！
Ａ−，Ｂ−の対称中心と固定スクロール３１の連通孔４
０との間を結ぶ直線上に沿って形成されており、この連
通路４３の一端側開口部４３ａは鏡板３４における圧縮
室側壁３７の近傍部位。

他端側開口部４３　ｂ　Ｇ、を鏡板３４における圧縮室
／Ｍ、Ｂ−の対称中心を中心として一端側開口部４３ａ
と対称位置にそれぞれ形成されている。そして、この連
通路４３を介して圧縮室Ａ−、Ｂ−間が連通されており
、両圧縮空／Ｍ、Ｂ”内の圧力状態を等しくさせるよう
になっている。

一方、第３図はクランク軸６の取付は状態を示すもので
ある。このクランク軸６には主軸部１５の上端部に外径
寸法が比較的小さい小径部４４が形成されており、この
小径部４４の上方に偏心部１４が形成されている。この
場合、偏心部１４の外径寸法をＤｌ、小径部４４の外径
寸法をＤ２゜主軸部１５の外径寸法をＤ３と４するとＤ
Ｉ　＞Ｄ２　。

Ｄ３　＞０２の関係になっている。したがって、フレー
ム３の軸受部１７の上端部内周面とクランク軸６の小径
部４４外周面との間には環状の間隙部４５が形成されて
いる。

さらに、第４図および第５図は旋回スクロール３２の自
転を防止するオルダムリング４６を示すものである。こ
のオルダムリング４６は環状体４７、この環状体４７の
上面に突設された一対の上部突起４８．４８および環状
体４７の下面に突設された一対の下部突起４９．４９に
よってそれぞれ形成されている。これらの上部突起４８
゜４８および下部突起４９．４９は互いに直交状態で配
設されており、上部突起４８．４８は旋回スクロール３
２の鏡板３４の下面に半径方向に延設された図示しない
キー溝内に挿入されているとともに、下部突起４９．４
９はフレーム３の上面に半径方向に延設された図示しな
いキー溝内に挿入されている。そして、このオルダムリ
ング４６はフレ、−ム３に対しフレニム３のキー溝に沿
ってキー溝方行に進退動作するとともに、この進退動作
方向と直行する方向に旋回スクロール３２を鏡板３４の
下面のキー溝に沿って進退動作させるようになっている
。したがって、クランク軸６の回転にともない旋回スク
ロール３２を旋回運動させるとともに、上部突起４８．
４８および下部突起４９．４９によって旋回スクロール
３２の旋回運動中の旋回スクロール３２の移動方向を規
制して旋回スクロール３２の自転を防止するようになっ
ている。また、このオルダムリング４６は例えばセラミ
ック材料、或いはアルミニウム合金等の軽合金によって
形成されている。

そこで、上記構成のものにあっては固定スクロール３１
のフランジ部３８にレリース用の連通孔４０を形成し、
この連通孔４０およびこの連通孔４０に連結されたレリ
ース管４１を介して圧縮室Ａ−、Ｂ＝内の圧縮ガスの一
部を低圧室２１内、或いは密閉ケース１の外部の冷凍サ
イクル等の低圧側にレリースさせ、圧縮機本体２の能力
を低能力状態に切換えるレリース動作を行なわせるよう
にしたので、高圧カバー２２に格別に挿通孔を設ける必
要がない。そのため、固定スクロール３１の鏡板３３に
圧縮室／１．８−に連通させた連通孔を設け、これらの
連通孔に連通管の各一端を連結させるとともに、高圧カ
バー２２に挿通孔を設け、この挿通孔に連通管を挿通さ
せる構成に、した場合のように高圧カバー２２に挿通孔
を設け、この挿通孔に連通管を挿通させたのち、挿通孔
と連通管との間の間隙を溶接等の手段によって塞ぐ等の
面倒な作業を省略することができ、加工数を低減してコ
スト低下を図ることができる。ざらに、加工不良等によ
り高圧カバー２２と固定スクロール３１との間の＾圧室
２４内の高圧の圧縮ガスが密閉ケース１と圧縮機本体２
との間の低圧室２１内に漏洩するおそれもなく、信頼性
の向上を図ることができる。

また、連通孔４０が形成された圧縮ＷＡ”と対称位置に
形成された圧縮ｖＢ−との間を連結する連通路４３を旋
回スクロール３２の鏡板３４に形成し、この連通路４３
を介して連通孔４０が形成された圧縮室Ａ′と対称位置
に形成された圧縮室Ｂ′との間を連通するようにしたの
で、固定スクロール３１の内部側の圧縮室Ａ”、Ｂ−間
の圧力バランスを均一状態で保持することができ、旋回
スクロール３２に加わる荷重のバランスを均一化して旋
回スクロール３２の動作の円滑化を図ることができる。

さらに、クランク軸６には主軸部１５の上端部に外径寸
法が比較的小さい小径部４４を形成し、フレーム３の軸
受部１７の上端部内周面とクランク軸６の小径部４４外
周面との間に環状の間隙部４５を形成したので、例えば
圧縮機本体２の起動時のように旋回スクロール３２に過
負荷が作用し、この旋回スクロール３２に加わるモーメ
ント力がクランク軸６の偏心部１４に伝達された場合に
第６図中に実線で示すようにクランク軸６の小径部４４
を弾性変形させることができる。なお、第６図中で、点
線は通常運転時のクランク軸６の状態を示しているとと
もに、Ｓ！は通常運転時のクランク軸６の偏心部１４の
偏心量、Ｓ２は過負荷運転時のクランク軸６の偏心部１
４の偏心量をそれぞれ示すものである。そのため、この
小径部４４の弾性変形にともない第７図中に実線で示す
ように過負荷運転時の固定スクロール３１のラップ３５
と旋回スクロール３２のラップ３６との間のクリアラン
ス八ｔ２を同図中に点線で示す通常運転時の固定スクロ
ール３１のラップ３５と旋回スクロール３２のラップ３
６との間のクリアランスΔ１．に比べて大きくすること
ができる。この場合、Δｔ２−Δｔ１　＋　（ｓｌ−５
２）として示される。したがって、過負荷運転時には固
定スクロール３１のラップ３５と旋回スクロール３２の
ラップ３６との間のクリアランスΔｔ２を通常運転時の
クリアランスΔｔ１に比べて大きくすることにより、固
定スクロール３１のラップ３５と旋回スクロール３２の
ラップ３６との間の中間圧縮至の異常圧力上昇を防止す
ることができ、過負荷運転時にクランク軸６側から高圧
量はリング１９および主軸部１５に加えられる力を減少
させることができ、クランク軸６の耐久性の向上を図る
ことができる。

また、オルダムリング４６は例えばセラミック材料、或
いはアルミニウム合金等の軽合金材料によって形成され
ているので、このオルダムリングを鋳鉄によって形成し
た場合に比べてオルダムリング４６全体の重量の軽量化
を図ることができる。

なお、オルダムリング４６の直線運動によるアンバラン
ス力Ｆは １”−ｍｒω２ （ここでｍ：オルダムリング４６の質量、ｒ：旋回スク
ロール３２の偏心量、ω：回転角速度）として示すこと
ができる。したがって、この式からも明らかなようにオ
ルダムリング４６の質１ｍを小さくすることによりアン
バランス力Ｆを小さくすることができ、圧縮機本体２全
体の振動を低減することができる。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施でき
ることは勿論である。

〔発明の効果〕

この発明によれば密閉ケースの内部に配設された圧縮機
本体の固定スクロールの圧縮室側壁にレリース用の連通
孔を設けるとともに、この連通孔が形成された圧縮室と
対称位置に形成された圧縮室との間を連通路を介して連
通させたので、加工数を低減してコスト低下を図ること
ができるとともに、信頼性の向上を図ることができ、加
えて旋回スクロールの動作の円滑化を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図はこの発明の一実施例を示すもので、
第１図はスクロール式圧縮機の要部の概略構成を示す縦
断面図、第２図は固定スクロールのレリース用の連通孔
を示す横断−図、第３図はクランク軸の小径部を示す縦
断面図、第４図はオルダムリングを示す平面図、第５図
は第４図の■−ｖ線断面図、第６図は過負荷運転時のク
ランク軸の変形状態を示す側面図、第７図は過負荷運転
時の固定スクロールのラップと旋回スクロールのラップ
との間のクリアランス量を示す要部の縦断面図、第８図
は従来のスクロール式圧縮機の要部の概略構成を示す縦
断面図である。 ２・・・圧縮機本体、４・・・圧縮要素、３１・・・固
定スクロール、３２・・・旋回スクロール、３７・・・
圧縮掌側壁、Ａ′、Ｂ−・・・圧縮室、４０・・・連通
孔、４３・・・連通路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図 第４図 第７図 第８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　密閉ケースの内部に配設された圧縮機本体に固
   定スクロールおよび旋回スクロールによつて形成された
   圧縮要素が設けられ、前記旋回スクロールの旋回動作に
   ともない前記固定スクロールと旋回スクロールとの間に
   形成される圧縮室内の被圧縮流体を圧縮するスクロール
   形圧縮機において、前記固定スクロールの圧縮室側壁に
   レリース用の連通孔を設けるとともに、この連通孔が形
   成された圧縮室と対称位置に形成された圧縮室との間を
   連通路を介して連通させたことを特徴とするスクロール
   式圧縮機。
2. （２）　連通路を旋回スクロールに形成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載のスクロール式圧
   縮機。
3. （３）　圧縮機本体は固定スクロールのレリース用連通
   孔に連結された開閉弁を備え、この開閉弁の開操作時に
   レリース動作を行なわせるものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載のスクロール式圧縮機。