JPS6358271B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷房装置用圧縮機に係り、特に、一対
のうず巻体を角度をずらせてかみ合わせ、一方の
うず巻体に相対的な円運動（公転運動のみ）を与
えて、両うず巻体間に形成した密閉空間を中心方
向へ容積の減少を伴なわせながら移動させ、中心
部から圧縮ガスを吐出させるようにしたスクロー
ル型と呼ばれる冷媒圧縮機に関する。

一般の室内冷房の場合、室内温度が一旦設定温
度にまで達すると、その後に室内温度が上昇した
ときに補う冷凍能力は小さくてすむ。ところが冷
房装置は普通、室内温度や室内外の温度差等にし
たがつてオンオフされるようになつているため、
室内が設定温度にまで冷却された後は、オンオフ
の繰り返しが高感度のものほど多くなり、駆動源
に大きな負荷が断続的に加わつてしまう。また特
に自動車用冷房装置にあつては、上述の温度上の
問題に加え、回転数が刻々と変化する自動車エン
ジンによつて冷媒圧縮機を駆動するようになつて
いるので、その冷媒圧縮機の無駄な駆動を避ける
には、エンジンと圧縮機との動力伝達を掛け外し
する電磁クラツチを頻繁にオンオフしなければな
らず、その都度、エンジンにかかる負荷が変化す
るため小型車への適用には制限がある。

それ故に本発明の目的は、消費エネルギーに大
きな無駄を生じることなく、必要に応じて圧縮比
を小さくして駆動源の負担を軽減することの可能
なスクロール型圧縮機の提供にある。

さらに本発明は、両うず巻体間に形成される密
閉空間の最初の容積を、起動時には減少した状態
にあるがその後に自動的に増加させることで、起
動時のトルク・シヨツクの低減を可能とした圧縮
機の提供にある。

以下、本発明を図面に示す実施例を参照して詳
細に説明する。

第１図を参照して、図示の圧縮機１は、アルミ
ニウムあるいはアルミニウム合金で作られたフロ
ントエンドプレート１１と、これに設置されたカ
ツプ状部分１２とからなる圧縮機ハウジング１０
を有している。

フロントエンドプレート１１は、主軸１３を挿
通させるための貫通孔１１１を中心に形成されて
おり、背面には貫通孔１１１と同心状の環状突起
１１２が形成されている。一方、カツプ状部分１
２は、スチール板の絞り加工、あるいはアルミダ
イカストによつて形成される。カツプ状部分１２
は、その開口部をフロントエンドプレートの環状
突起１１２上に嵌合し固着される。なお、Ｏ−リ
ング１４が接合部に挟持されてシールを行なつて
いる。

主軸１３の内端にはデイスクロータ１５が固定
されており、このデイスクロータ１５は貫通孔１
１１内にボールベアリング１６によつて回転可能
に支持されている。

フロントエンドプレート１１は、また、主軸１
３を取巻くように前方に伸びたスリーブ１７を有
している。スリーブ１７は、フロントエンドプレ
ート１１と一体に成形されても良いが、ここで
は、フロントエンドプレートとは別個にスチール
にて形成され、フロントエンドプレート１１の前
面に取付けられている。スリーブ１７内の前端部
には、ボールベアリング１９が設置されており、
主軸１３を回転可能に支持している。シヤフトシ
ール組立体２０は、スリーブ１７中で主軸１３上
に組立てられている。

スリーブ１７の外面上には、ベアリング２１に
よつて、プーリー２２が回転可能に支持されると
ともに、電磁石２３が固定されている。一方、主
軸１３のスリーブ１７から突出した端部上には、
アーマチヤプレート２４が弾性支持されている。
即ち、プーリー２２、電磁石２３およびアーマチ
ヤプレート２４により、電磁クラツチが構成され
ており、これによつて、外部駆動源（例えば自動
車エンジン）の回転をベルトを介してプーリー２
２へ伝え、電磁石２３への通電によつて、アーマ
チヤプレート２４をプーリー２２へ吸着すること
によつて主軸１３へ回転力を伝達するようにして
いる。

フロントエンドプレート１１によつて開口部を
閉じられたカツプ状部分１２内には、固定スクロ
ール部材２５、可動スクロール部材２６、可動ス
クロール駆動機構２７および可動スクロール回転
阻止機構２８が設けられている。

固定スクロール部材２５は、第１図および第２
図を参照して、中央部分２５１と、その外周に軸
方向で摺動可能に嵌合した外周部分２５２とから
なる。中央部分２５１は、一般に側板２５１−１
と、その一面に固定されたうず巻体２５１−２と
を有し、そして側板２５１−１の他面から軸方向
に突出した円筒体２５１−３をカツプ状部分１２
にボルト２９によつて固定されている。カツプ状
部分１２と円筒体２５１−３との間はオーリング
３１によつてシールされている。一方、外周部分
２５２は、一般に側板２５２−１と、その一面に
固定されたうず巻体２５２−２とを有し、そして
側板２５２−１の他面から軸方向に突出した円筒
体２５２−３を中央部分２５１の円筒体２５１−
３に実質的に密着状態で嵌合させられている。両
方の円筒体２５１−３，２５２−３はまた、キー
２５３によつて相互回動を阻止されている。

第３図は中央部分２５１と外周部分２５２とか
らなる固定スクロール部材２５におけるうず巻体
全体の様子を示している。第３図において、中央
部分２５１のうず巻体２５１−２と外周部分２５
２のうず巻体２５２−２とは、互いに同じインボ
リユート曲線に沿つた形状のもので、しかも互い
に連続し、これによつて実質的に一つのうず巻体
を構成している。簡単に言えば、この固定スクロ
ール部材２５は、第３図に示した形状に作つた一
体構造のスクロール部材をその側板中心０を中心
とした半径R₁の円に沿つて切断したものと実質
的に同じである。

なお普通に円に沿つて切断されただけのものの
うず巻体２５１−２，２５２−２の相互合わせ部
２５４は第４図ａに示したようになる。これでは
組み立て時に角度ズレが生じた場合、対応する可
動スクロール部材のうず巻体との干渉が生じて損
傷を受け易い。そこで第４図ｂのようにアール
R₂，R₃を設けて干渉の影響を軽減している。

さらに第１図および第２図に戻り、外周部分２
５２の外周端面には複数個の突起２５２−４が互
いに等角度間隔をもつて一体に設けられている。
これらの突起２５２−４は、カツプ状部分１２の
内面に形成された軸方向溝１２１に軸方向にスラ
イド可能に嵌合している。かくして外周部分２５
２は自転や公転をすることなく、即ち回動方向で
は固定でありながら、軸方向では軸方向溝１２１
の長さで定まる範囲内で可動である。このような
軸方向で可動な外周部分２５２はさらに、カツプ
状部分１２の内面の溝１２２に配した圧縮ばね３
２によつて後方へ付勢されている。

上述のようにカツプ状部分１２に組み込まれた
固定スクロール部材２５は、カツプ状部分１２の
内部を吸入室３３、吐出室３４および加圧室３５
に分割する。カツプ状部分１２にはさらに、外部
の流体回路と接続するために、吸入室３３に連通
した吸入ポート３６と、吐出室３４に連通した吐
出ポート３７とが設けられている。吐出ポート３
７には加圧室３５に吐出圧を導入するための圧力
伝達経路となる分岐管３８が接続されている。分
岐管３８には加圧室３５への吐出圧の導入をオ
ン・オフする電磁弁３９が設けられている。

吸入室３３中には、可動スクロール部材２６が
配置されている。可動スクロール部材２６は側板
２６１とその一面に固定されたうず巻体２６２か
らなる。うず巻体２６２は、うず巻体２５１−
２，２５２−２と180゜の角度ズレをもつてかみ合
わされて、両うず巻体の間に密閉空間を形成して
いる。可動スクロール部材２６は、デイスクロー
タ１５の内端面に偏心して結合した駆動輪２７１
上に、ラジアルベアリング２７２を介して、回転
可能に設置され、かつ回転阻止機構２８によつて
回転を阻止されている。かくして可動スクロール
部材２６は主軸１３が回転させられると、円軌道
上を自転することなく公転する。

今、回動スクロール部材２６が駆動されると、
吸入室３３へ導入された流体は、両スクロール部
材２５，２６間の密閉空間へ取り込まれ、可動ス
クロール部材の円軌道運動により圧縮されながら
中心部へ移動し、固定スクロール部材２５の中央
部２５１の側板２５１−１の中心部に設けた吐出
孔２５１−４から吐出弁４１を介して吐出室３４
へ吹出し、そこから吐出ポート３７を通つて流体
回路へ流出する。

ところで両スクロール部材２５，２６間の密閉
空間への流体の取り込みは普通、一方のうず巻体
２５２−２又は２６２の外端と他方のうず巻体の
外側面との間にそれぞれ形成される合計二つの流
体取り込み口を通して行われる。即ち可動スクロ
ール部材２５の円軌道運動にしたがつて流体取り
込み口が開閉され、その際に両スクロール部材２
５，２６間の密閉空間へ流体を取り込む。ここで
うず巻体２５２−２，２６２の外端の位置は最終
伸開角φendで表わされるので、流体取り込み口
の位置も最終伸開角φendで実質的に定まる。

また第３図をも参照して、固定スクロール部材
２５はうず巻体２５１−２，２５２−２の最終伸
開角φendが4πを越えるものである。そしてうず
巻体２５１−２，２５２−２の相互合わせ部２５
４、より厳密には中央部２５１のうず巻体２５１
−２の最外端は、最終伸開角φendで実質的に定
まる通常の流体取り込み口よりもうず巻曲線に沿
つて中心部に近づいた伸開角φ₁の位置に設けら
れる。ここで中央部２５１のうず巻体２５１−２
の最終伸開角φ₁は、 φend＞φ₁＞φend−2π (1) で定まる範囲内に選ぶ。

次に作用について説明する。先ず起動時には電
磁弁３９を開とするが、吐出圧が低いため外周部
２５２は圧縮ばね３２によつて可動スクロール部
材２６の側板２６１から離れている。すると外周
部２５２のうず巻体２５２−２に対応した部分に
は、第５図ａに示すように密閉空間が形成され
ず、それよりも内側のa₂，b₂，c₂，d₂の各点でシ
ールされた比較的狭い領域でのみ流体が取り込ま
れることになる。したがつて取込容積の減少によ
つて小容積の圧縮機として作動するので、起動時
のトルクシヨツクの低減が可能である。

さらに通常の低速回転時には、電磁弁３９が開
のままであると、圧力伝達経路３２を介して、圧
縮された流体の圧力が外周部２５２の後方の加圧
室３５に伝わり、外周部２５２を前方へ押し、そ
のうず巻体２５２−２を可動スクロール部材２６
の側板２６１に押しつける。すると第５図ｂに示
すようにa₁，b₁，c₁，d₁の各点でシールされた比
較的広い領域に流体が取り込まれることになる。
したがつて取込容積の増加によつて大容積の圧縮
機として作動する。このように起動時から低速運
転に移行する際に容量が自動的に切換わる。

なお外周部２５２の可動範囲は、軸方向溝１２
１と突起２５２−４とによつて制限されているの
で、外周部２５２のうず巻体２５２−２が可動ス
クロール部材２６の側板２６１に強く押しつけら
れてしまうことによる摩耗の増加は防止される。

また高速回転時には弁３９を閉じる。すると加
圧室３５の圧力は各部の隙間より徐々に漏れて低
圧となり、外周部２５２が圧縮ばね３２によつて
後方へ押し動かされる。したがつて起動時と同様
に、この高速運転時にも小容量の圧縮機として作
動する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスクロール型圧縮機の一
実施例を示す断面図、第２図は固定スクロール部
材の分解斜視図、第３図は固定スクロール部材の
正面図、第４図は固定スクロール部材のうず巻体
の要部の説明用拡大図、第５図は本発明の作用説
明図である。 １３……主軸、２５……固定スクロール部材、
２５１……中央部、２５１−１……側板、２５１
−２……うず巻体、２５１−３……円筒体、２５
１−４……吐出孔、２５２……外周部、２５２−
１……側板、２５２−２……うず巻体、２５２−
３……円筒体、２６……可動スクロール部材、２
６１……側板、２６２……うず巻体、３２……圧
縮ばね、３３……吸入室、３４……吐出室、３５
……加圧室、３６……吸入ポート、３７……吐出
ポート、３８……分岐管、３９……電磁弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 板体の一面上にうず巻体を配設した第１のス
   クロール部材と、同様に板体の一面上にうず巻体
   を配設した第２のスクロール部材の両うず巻体を
   互に角度をずらせ、かつ両うず巻体側壁が接触す
   るように配設し、第１のスクロール部材を円軌道
   上を公転運動させて両うず巻体間に閉塞された複
   数の空間を形成しつつ流体を取り込み、該第１の
   スクロール部材の運動に伴い、該密閉空間を中心
   に移動せしめ、かつ容積の減少を伴わせて一方向
   性流体圧縮作用を行なわせるようにしたスクロー
   ル型圧縮機において、上記第２のスクロール部材
   は、そのうず巻体の最終伸開角φendで実質的に
   定まる通常の流体取り込み口よりも中心部に近づ
   いた位置を境界線として、外側の外周部と内側の
   中央部とに分離させられており、該外周部は軸方
   向でのみ移動可能に設けられており、さらに該外
   周部を位置移動させる駆動手段を設けたことを特
   徴とするスクロール型圧縮機。 ２ 上記中央部のうず巻体部分の最終伸開角φ₁
   は、 φend＞φ₁＞φend−2π で定まる範囲内に選ばれてい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型圧縮
   機。 ３ 上記駆動手段は、圧縮された流体の圧力を上
   記外周部の板体部分の背面に伝える圧力伝達経路
   と、上記外周部を後方へ向けて付勢したばねとを
   含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１
   又は第２項記載のスクロール型圧縮機。 ４ 上記圧力伝達経路は、圧力の伝達をオン・オ
   フできる電磁弁を有したものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第３項記載のスクロール型圧
   縮機。