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JP2000257569A - スクロール圧縮機 - Google Patents

スクロール圧縮機

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Publication number
JP2000257569A
JP2000257569A JP11056475A JP5647599A JP2000257569A JP 2000257569 A JP2000257569 A JP 2000257569A JP 11056475 A JP11056475 A JP 11056475A JP 5647599 A JP5647599 A JP 5647599A JP 2000257569 A JP2000257569 A JP 2000257569A
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JP
Japan
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scroll
gas flow
flow passage
opening
casing
Prior art date
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Pending
Application number
JP11056475A
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English (en)
Inventor
Isao Hosoku
功 保足
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Sanden Corp
Original Assignee
Sanden Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanden Corp filed Critical Sanden Corp
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Priority to US09/513,138 priority patent/US6379131B1/en
Priority to DE10009673A priority patent/DE10009673B4/de
Priority to CA002299843A priority patent/CA2299843C/en
Priority to FR0002768A priority patent/FR2794189B1/fr
Publication of JP2000257569A publication Critical patent/JP2000257569A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/10—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber
    • F04C28/16—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber using lift valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を削減できて組み立て性が良く、且
つ効率高い大幅な低負荷運転が可能なガスエンジン駆動
のスクロール圧縮機を提供すること。 【解決手段】 このスクロール圧縮機では、ケーシング
２０に固定スクロール１１の開口部１８に連結するガス
流通路１９を設けると共に、固定スクロール１１及びケ
ーシング２０の接触部に設けた空間部２１を開口部１８
及びガス流通路１９に連結する構造とした上、所定の圧
縮段階によりガス流通路１９から圧縮機外部に導出され
た冷媒ガスを開度を自由に操作調節して冷媒回路におけ
る低圧側ガス流通路へ流出させる絞り機構２２を備える
ため、少ない部品点数で簡単に組み立てられ、一体的に
形成されるために構造上においても精度が優れたものと
なり、しかも冷媒ガス流量の調節を精度良く行った上で
効率高い大幅な低負荷運転が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として車両用等
の空調装置に用いられると共に、効率高い大幅な低負荷
運転が可能なガスエンジン駆動のスクロール圧縮機に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のスクロール圧縮機として
は、例えば特開平１０−１１５２９２号公報に開示され
たスクロールコンプレッサ（圧縮機）が挙げられる。
【０００３】このスクロール圧縮機の要部構成は、図６
に示されるように、ケーシング２０´内に固定スクロー
ル１１´及び旋回スクロール１２´を組み付けることで
区画形成される圧縮室１５´を有するスクロール体を装
備して成る。即ち、固定スクロール１１´は円板本体の
片面に所定の高さ及びパターンで渦巻状突出壁が一体的
に形成され、旋回スクロール１２´は円板本体の片面に
固定スクロール１１´の渦巻状突出壁と同じ高さ及び異
なるパターンで渦巻状突出壁が一体的に形成されてお
り、一方の渦巻状突出壁の側面に他方の渦巻状突出壁の
側面が接触させるように固定スクロール１１´及び旋回
スクロール１２´を組み付けた状態で圧縮室１５が区画
形成されるようになっている。
【０００４】又、固定スクロール１１には所定の圧縮段
階を担う圧縮室１５´の局部に対応する位置に開口部１
６が設けられ、この開口部１６に対向するケーシング２
０´の局部にはガス流通路１７が形成されたパイプ状部
材１３を挿入するための挿入口が開口されており、ネジ
加工されたパイプ状部材１３を取り付け箇所がネジ加工
されたケーシング２０´と固定スクロール１１とに装着
することでパイプ状部材１３のガス流通路１７が固定ス
クロール１１の開口部１６に連結されるようになってい
る。ここでパイプ状部材１３を固定スクロール１１及び
ケーシング２０´に装着する際、パイプ状部材１３の端
部に形成された環状溝にリング状係止部材（Ｏリング）
１４ａを嵌め込むと共に、パイプ状部材１３の中途部に
形成された別の環状溝にリング状係止部材１４ｂを嵌め
込んだ上で装着し、リング状係止部材１４ａが固定スク
ロール１１の開口部１６周辺の壁面に当接して固定され
る際のガス漏れ防止として働き、リング状係止部材１４
ｂがケーシング２０´の挿入口周辺に形成された段差壁
面に当接されて固定される際のガス漏れ防止として働く
ようにする。
【０００５】このスクロール圧縮機の場合、パイプ状部
材１３のガス流通路１７内に閉状態で閉路し、開状態で
開路する開閉手段が設けられており、開閉手段は圧縮機
の負荷が所定値以下の場合に開路してガス流通路１７内
に冷媒ガスを流して外部の冷媒回路の低圧側へ導出させ
るようになっており、こうした構造によって効率高い大
幅な低負荷運転を可能にしている。尚、スクロール圧縮
機では、同じ圧縮段階を持つ２つの圧縮室１５´を有す
るため、このような圧縮機の負荷が所定値以下のときに
圧縮室からの冷媒ガスを外部へ導出させるための構造は
２系統設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したスクロール圧
縮機の場合、圧縮室から圧縮機外部へ冷媒ガスを導出さ
せるための構造として、固定スクロールに設けられた開
口部に連結されるガス流通路を有するパイプ状部材を２
つのリング状係止部材を用いて固定スクロール及びケー
シングに装着固定する構造を２系統有しているが、この
ような構造であれば部品点数が多くなるばかりでなく、
ケーシング内に装備されるスクロール体の位置によって
パイプ状部材が位置決めされてしまうため、位置精度が
定まり難く、しかもリング状係止部材が固定スクロール
やケーシングに噛み込んで変形したり、或いは切れるこ
とでがたつきを起こし易い等、組み立て性が悪いという
問題がある。
【０００７】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、部品点数を削減で
きて組み立て性が良く、且つ効率高い大幅な低負荷運転
が可能なガスエンジン駆動のスクロール圧縮機を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ケーシ
ング内に固定スクロール及び旋回スクロールを組み付け
ることで区画形成される圧縮室を有するスクロール体を
装備して成り、該固定スクロールには所定の圧縮段階を
担う圧縮室に対応する位置に開口部が設けられ、且つ該
開口部を通して該所定の圧縮段階による冷媒ガスを圧縮
機外部へ導出する構造のスクロール圧縮機において、ケ
ーシングには、開口部に連結するガス流通路が設けられ
たスクロール圧縮機が得られる。
【０００９】このスクロール圧縮機において、固定スク
ロール及びケーシングの接触部には、固定スクロール側
では開口部に連結され、且つケーシング側ではガス流通
路に連結される空間部が設けられたこと、固定スクロー
ル側の開口部には、ケーシング側のガス流通路に連結さ
れる空間部が設けられたこと、ケーシング側のガス流通
路には、固定スクロール側の開口部に連結される空間部
が設けられたことは、それぞれ好ましい。
【００１０】又、本発明によれば、上記何れか一つのス
クロール圧縮機において、圧縮室は、同じ圧縮段階を持
つ２つの部屋を有する２系統構造であり、開口部は、２
系統構造の所定の圧縮段階を担う圧縮室に対応する位置
にそれぞれ設けられると共に、空間部で合流するように
連結されて成るスクロール圧縮機が得られる。
【００１１】更に、本発明によれば、上記何れか一つの
スクロール圧縮機において、ガス流通路は、旋回スクロ
ールの駆動に供される主軸が延在する一軸方向に交差し
て形成されたスクロール圧縮機が得られる。
【００１２】加えて、本発明によれば、上記何れか一つ
のスクロール圧縮機において、冷媒ガスの所定の圧縮段
階によりガス流通路から導出されたものを開度を自由に
調節して冷媒回路の低圧側ガス流通路へ流出させる絞り
機構を備えたスクロール圧縮機が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明のス
クロール圧縮機について、図面を参照して詳細に説明す
る。
【００１４】図１は、本発明の一実施例に係るスクロー
ル圧縮機の要部構成を冷媒回路周辺局部を含めて示した
側面断面図である。このスクロール圧縮機の場合も、図
６に示した従来の構造のものと同様に、ケーシング２０
内に固定スクロール１１及び旋回スクロール１２を組み
付けることで区画形成される圧縮室１５を有するスクロ
ール体を装備して成り、固定スクロール１１には所定の
圧縮段階を担う圧縮室１５に対応する位置に開口部１８
が設けられ、且つ開口部１８を通して所定の圧縮段階に
よる冷媒ガスを圧縮機外部へ導出する構造（但し、図６
に示した従来の構造のものと比べてここでの開口部１８
を含む各部の形状は若干相違している）となっている
が、それ以外にガス流通路１７を有するパイプ状部材１
３を用いる構成に代え、ケーシング２０に対して開口部
１８に連結するガス流通路１９が設けられている。
【００１５】本実施例のスクロール圧縮機においては、
ケーシング２０に設けられたガス流通路１９は旋回スク
ロールの駆動に供される図示されない主軸が延在する一
軸方向に直交して形成されており、固定スクロール１１
及びケーシング２０の接触部には、固定スクロール１１
側では開口部１８に連結され、且つケーシング２０側で
はガス流通路１９に連結される空間部２１が設けられて
いる。
【００１６】更に、図１に点線により示した冷媒回路周
辺局部において、圧縮機外部に備えられた絞り機構２２
は、ガス流通路１９から圧縮機外部に導出された冷媒ガ
ス（矢印Ｍで示されるもの）の開度を自由に操作調節し
て冷媒ガス流量の調節を行う（即ち、冷媒ガス流量を可
変容量で調節する）ために設けられている。ここで、絞
り機構２２によって冷媒ガス流量が調節された冷媒ガス
は、冷媒回路における低圧側ガス流通路へ流出された後
に吸入ポートから吸入室２３を通して圧縮室１５へ流入
される。圧縮室１５で圧縮された冷媒ガスは、吐出口２
４ａを通して吐出室２４に流出された後に吐出ポートか
ら冷媒回路における高圧側ガス流通路へ流出されるが、
このときに一部が開口部１８，空間部２１，及びガス流
通路１９を通して圧縮機外部へ導出される。
【００１７】図２は、固定スクロール１１の背面側の平
面図を示したものである。このスクロール圧縮機の場合
も、圧縮室１５は同じ圧縮段階を持つ２つの部屋を有す
る２系統構造であるため、ここでは固定スクロール１１
における２系統構造の所定の圧縮段階を担う圧縮室１５
の局部に対応する位置にそれぞれ設けられた２箇所の開
口部１８に空間部２１が連結されている。この２股状の
空間部２１内では、２つの圧縮室１５から流出する冷媒
ガスが分岐側端部の２箇所の開口部１８から導出されて
矢印で示される結合部の中心へと向かう方向に流れて結
合部近傍で合流する。
【００１８】図３は、この固定スクロール１１の背面側
に当接される側のケーシング２０の平面図を示したもの
である。ここでの相手側となる２股状の空間部２１に
は、その結合部の中心側にガス流通路１９が連結されて
いる。この２股状の空間部２１内では、２つの圧縮室１
５から流出して開口部１８から導出された冷媒ガスが分
岐側端部から矢印で示されるように結合部の中心へと向
かう方向に流れて結合部近傍で合流し、その後にガス流
通路１９内へと導かれる。
【００１９】このような構成のスクロール圧縮機の場
合、圧縮室１５から圧縮機外部へ冷媒ガスを導出させる
ための構造として、図６に示した従来のもののように固
定スクロール１１´に設けられた開口部１６に連結され
るガス流通路１７を有するパイプ状部材１３を２つのリ
ング状係止部材１４ａ、１４ｂを用いて固定スクロール
１１´及びケーシング２０´に装着固定する構造とは異
なり、ケーシング２０に固定スクロール１１の開口部１
８に連結するガス流通路１９を設けると共に、固定スク
ロール１１及びケーシング２０の接触部に設けた空間部
２１を開口部１８及びガス流通路１９に連結する構造と
しているため、少ない部品点数で簡単に組み立てられ、
一体的に形成されるために構造上においても精度が優れ
たものとなる。
【００２０】ところで、上述した空間部２１は、固定ス
クロール１１及びケーシング２０の接触部に設けた構成
としたが、別な形態としては空間部を固定スクロール１
１及びケーシング２０の何れか一方に設ける構成とする
ことも可能である。具体的に言えば、空間部を固定スク
ロール１１の開口部１８に設ければ、この空間部はケー
シング２０のガス流通路１９に連結されるものとなる。
反対に、空間部をケーシング２０のガス流通路１９に設
ければ、この空間部は固定スクロール１１の開口部１８
に連結されるものとなる。
【００２１】何れにしても、こうした構成のスクロール
圧縮機の場合、図６で説明した従来のもののように、開
口部１８内やガス流通路１９内に開閉手段を設け、開閉
手段によって圧縮機の負荷が所定値以下の場合に開路し
て開口部１８内及びガス流通路１９内に冷媒ガスを流し
て外部の冷媒回路の低圧部へ導出させれば、効率高い大
幅な低負荷運転が可能となる。
【００２２】しかしながら、このような開閉手段に代え
て、上述したように図１に示した絞り機構２２を冷媒ガ
ス流量調節手段として設ければ、一層細かく冷媒ガス流
量の調節が可能になる。即ち、こうした絞り機構２２を
圧縮機外部に備えれば、図４の圧縮機周辺構成の簡易な
冷媒回路局部図に示されるように、所定の圧縮段階によ
りガス流通路１９から圧縮機外部に導出された冷媒ガス
（矢印Ｍで示されるもの）の開度を自由に操作調節して
可変容量で調節した上で冷媒回路における低圧側ガス流
通路へ流出させることができ、これによって冷媒ガス流
量の調節を可変容量で精度良く行った上で効率高い大幅
な低負荷運転が可能となる。
【００２３】図５は、図１に示す要部構成を含むスクロ
ール圧縮機全体の基本構成を示した側面断面図である。
このスクロール圧縮機では、図１に示した構成部分に対
して貫通孔３２を有するフロントエンドプレート２７を
用いて一軸方向に延びた主軸（シャフト）２６と電磁ク
ラッチ１５とを取り付けて構成される。このとき、旋回
スクロール１２の圧縮室１５側とは反対の端面中央に設
けられた凹部の側面にラジアルベアリング３１を配備し
た上、このラジアルベアリング３１を介して主軸２６の
大径部２８の内端面に偏心して結合される偏心ブッシュ
２９を嵌入し、その後に主軸２６の一端側をラジアルベ
アリング３３，３８とシャフトシール組立体３０とを用
いてフロントエンドプレート２７の貫通孔３２の内壁に
支持固定し、最後に電磁クラッチ２５を主軸２６の他端
側に取り付ける。
【００２４】電磁クラッチ２５は、フロントエンドプレ
ート２７の外周にラジアルベアリング３６を介して回転
自在に搭載されたロータ３４（図示されないベルトを介
してエンジンに直結される）と、ロータ３４の軸端面に
微小間隔を有して対向し、且つ主軸２６の一端に弾性的
に可動なように配備されたアーマチュア３７と、電磁ソ
レノイド３５とから構成される。即ち、電磁クラッチ２
５では、電磁ソレノイド３５に通電されると、アーマチ
ュア３７がロータ３４の軸端面に吸着されて一体化し、
エンジンの動力がロータ３４及びアーマチュア３７を介
して主軸２６に伝達され、エンジンの駆動時に主軸２６
が回転する。
【００２５】このスクロール圧縮機では、図示されない
吸入ポートから吸入室２３を通して圧縮室１５へ流入さ
れた冷媒ガスは、電磁クラッチ２５により回転駆動され
る主軸２６及び偏心ブッシュ２９に連動する旋回スクロ
ール１２の円軌道運動により圧縮されて渦体の中心部へ
移動し、吐出口２４ａを通して吐出室２４に流出された
後に図示されない吐出ポートから冷媒回路における高圧
側ガス流通路へ流出されるが、このときに一部が開口部
１８，空間部２１，及びガス流通路１９を通して圧縮機
外部へ導出され、しかも導出された冷媒ガスは絞り機構
２２によってガス流量が容量可変で調節されるため、圧
縮機全体として効率高い大幅な低負荷運転が可能とな
る。
【００２６】尚、本実施例のスクロール圧縮機において
は、ガス流通路１９を圧縮機全体の主軸２６が延在する
一軸方向に沿う方向に形成する構成としても良い。
【００２７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のスクロ
ール圧縮機によれば、圧縮室から圧縮機外部へ冷媒ガス
を導出させるための構造として、従来の固定スクロール
に設けられた開口部に連結されるガス流通路を有するパ
イプ状部材を２つのリング状係止部材を用いて固定スク
ロール及びケーシングに装着固定する構造に代え、ケー
シングに固定スクロールの開口部に連結するガス流通路
を設けると共に、固定スクロール及びケーシングの接触
部に設けた空間部、或いは固定スクロール及びケーシン
グの何れか一方に設けた空間部を開口部及びガス流通路
に連結する構造とした上、所定の圧縮段階によりガス流
通路から圧縮機外部に導出された冷媒ガスを開度を自由
に操作調節して冷媒回路における低圧側ガス流通路へ流
出させる絞り機構を備えるようにしているので、少ない
部品点数で簡単に小型な構成として組み立てられるよう
になり、しかも一体的に形成されるために構造上におい
ても精度が優れたものとなる他、冷媒ガス流量の調節を
精度良く可変容量で調節した上で効率高い大幅な低負荷
運転を行わせることができるようになる。又、本発明の
一形態に係るスクロール圧縮機の場合、空間部を固定ス
クロール及びケーシングの接触部に設ける構成としてい
るため、２箇所からのガス合流部を容易に計り得るよう
になる。更に、本発明のスクロール圧縮機において、ガ
ス流通路を吸入室や吐出室側の主軸が延在する一軸方向
に交差（直交）する部分に形成した場合には、ケーシン
グに対する形成時の取り回しが簡易である上、圧縮機全
体の長さを小さくして小型に構成できるという長所を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るスクロール圧縮機の要
部構成を冷媒回路周辺局部を含めて示した側面断面図で
ある。
【図２】図１に示すスクロール圧縮機に備えられる固定
スクロールの背面側を示した平面図である。
【図３】図２に示す固定スクロールの背面側に当接され
る側のケーシングを示した平面図である。
【図４】図１に示すスクロール圧縮機周辺構成の簡易な
冷媒回路局部図を示したものである。
【図５】図１に示す要部構成を含むスクロール圧縮機全
体の基本構成を示した側面断面図である。
【図６】従来のスクロール圧縮機の要部構成を示した側
面断面図である。
【符号の説明】
１１、１１´ 固定スクロール １２、１２´ 旋回スクロール １３ パイプ状部材 １４ａ、１４ｂ リング状係止部材（Ｏリング） １５、１５´ 圧縮室 １６ 開口部 １７ ガス流通路 １８ 開口部 １９ ガス流通路 ２０、２０´ ケーシング ２１ 空間部 ２２ 絞り機構 ２３ 吸入室 ２４ 吐出室 ２４ａ 吐出口 ２５ 電磁クラッチ ２６ 主軸（シャフト） ２７ フロントエンドプレート ２８ 大径部 ２９ 偏心ブッシュ ３０ シャフトシール組立体 ３１，３３，３６，３８ ラジアルベアリング ３２ 貫通孔 ３４ ロータ ３５ 電磁ソレノイド ３７ アーマチュア

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ケーシング内に固定スクロール及び旋回
    スクロールを組み付けることで区画形成される圧縮室を
    有するスクロール体を装備して成り、該固定スクロール
    には所定の圧縮段階を担う圧縮室に対応する位置に開口
    部が設けられ、且つ該開口部を通して該所定の圧縮段階
    による冷媒ガスを圧縮機外部へ導出する構造のスクロー
    ル圧縮機において、前記ケーシングには、前記開口部に
    連結するガス流通路が設けられたことを特徴とするスク
    ロール圧縮機。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のスクロール圧縮機におい
    て、前記固定スクロール及び前記ケーシングの接触部に
    は、前記固定スクロール側では前記開口部に連結され、
    且つ前記ケーシング側では前記ガス流通路に連結される
    空間部が設けられたことを特徴とするスクロール圧縮
    機。
  3. 【請求項３】 請求項１記載のスクロール圧縮機におい
    て、前記固定スクロール側の前記開口部には、前記ケー
    シング側の前記ガス流通路に連結される空間部が設けら
    れたことを特徴とするスクロール圧縮機。
  4. 【請求項４】 請求項１記載のスクロール圧縮機におい
    て、前記ケーシング側の前記ガス流通路には、前記固定
    スクロール側の前記開口部に連結される空間部が設けら
    れたことを特徴とするスクロール圧縮機。
  5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れか一つに記載のスク
    ロール圧縮機において、前記圧縮室は、同じ圧縮段階を
    持つ２つの部屋を有する２系統構造であり、前記開口部
    は、前記２系統構造の所定の圧縮段階を担う圧縮室に対
    応する位置にそれぞれ設けられると共に、前記空間部で
    合流するように連結されて成ることを特徴とするスクロ
    ール圧縮機。
  6. 【請求項６】 請求項１〜５の何れか一つにスクロール
    圧縮機において、前記ガス流通路は、前記旋回スクロー
    ルの駆動に供される主軸が延在する一軸方向に交差して
    形成されたことを特徴とするスクロール圧縮機。
  7. 【請求項７】 請求項１〜６の何れか一つに記載のスク
    ロール圧縮機において、前記冷媒ガスの前記所定の圧縮
    段階により前記ガス流通路から導出されたものを開度を
    自由に調節して冷媒回路の低圧側ガス流通路へ流出させ
    る絞り機構を備えたことを特徴とするスクロール圧縮
    機。
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