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JPH04339189A - スクロール型流体装置 - Google Patents

スクロール型流体装置

Info

Publication number
JPH04339189A
JPH04339189A JP3138691A JP13869191A JPH04339189A JP H04339189 A JPH04339189 A JP H04339189A JP 3138691 A JP3138691 A JP 3138691A JP 13869191 A JP13869191 A JP 13869191A JP H04339189 A JPH04339189 A JP H04339189A
Authority
JP
Japan
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scroll member
scroll
spiral
fluid
fluid pocket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3138691A
Other languages
English (en)
Inventor
Jiro Iizuka
二郎 飯塚
Yoshihiro Ochiai
芳宏 落合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanden Corp
Original Assignee
Sanden Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanden Corp filed Critical Sanden Corp
Priority to JP3138691A priority Critical patent/JPH04339189A/ja
Priority to KR1019920008113A priority patent/KR100192687B1/ko
Priority to CA002068776A priority patent/CA2068776C/en
Priority to EP92108278A priority patent/EP0513827B1/en
Priority to US07/883,382 priority patent/US5269661A/en
Priority to AU16303/92A priority patent/AU661308B2/en
Priority to DE69212222T priority patent/DE69212222T2/de
Publication of JPH04339189A publication Critical patent/JPH04339189A/ja
Priority to US08/086,036 priority patent/US5362211A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/10Control 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
    • F04C28/16Control 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/24Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F04C28/26Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスクロール型流体装置、
特に、スクロール型圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】スクロール型流体装置では、第1のうず
巻体を有する第1のスクロール部材と、第2のうず巻体
を有する第2のスクロール部材とを有し、第1のスクロ
ール部材と第2のスクロール部材とを組み合わせて第1
のうず巻体と第2のうず巻体の間に流体ポケットを構成
し、第1のスクロール部材と第2のスクロール部材の間
に相対的な円軌道運動を行わせて流体ポケットを第1及
び第2のうず巻体に沿って移動させ流体の吸排動作を行
つている。
【0003】ところで、このようなスクロール型流体装
置には、第1のスクロール部材が固定され(固定スクロ
ール部材と呼ばれる)、第2のスクロール部材が円軌道
運動可能に配設されて(可動スクロール部材と呼ばれる
)、この第2のスクロール部材を円軌道運動させるスク
ロール型流体装置がある(以下固定型スクロール流体装
置という)。一方、第1のスクロール部材と第2のスク
ロール部材を夫々回転可能に配置し、且つ第1のスクロ
ール部材の回転中心と第2のスクロール部材の回転中心
とを円軌道運動の軌道半径分だけ偏心させ、第1のスク
ロール部材及び第2のスクロール部材を同期して回転さ
せるようにしたスクロール型流体装置も知られている(
以下全系回転型スクロール型流体装置という)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のスクロール型流
体装置、特に、全系回転型スクロール型流体装置では、
圧縮機として自動車等に使用した場合、高速回転時に過
剰能力となってしまうばかりでなく、消費動力が増加し
てしまう。その結果、エンジンに負担がかかるばかりで
なく快適な空調を行うことが難しいという問題点がある
。さらに、スクロール型圧縮機では、液圧縮等の異常圧
縮が生じた場合、この異常圧力が圧縮機に悪影響を及ぼ
し、耐久性上が低下してしまうという問題点がある。 本発明の目的は高速回転時におけるエンジンの負担を低
減するとともに耐久性のあるスクロール型流体装置を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第1の
うず巻体を有する第1のスクロール部材と、第2のうず
巻体を有する第2のスクロール部材とを有し、前記第1
のスクロール部材と前記第2のスクロール部材とを組み
合わせて前記第1のうず巻体と前記第2のうず巻体の間
に流体ポケットを構成し、前記第1のスクロール部材と
前記第2のスクロール部材との間に相対的な円軌道運動
を行わせて前記流体ポケットを前記第1及び前記第2の
うず巻体に沿って移動させ流体の吸排動作を行うスクロ
ール型流体装置において、前記第1及び前記第2のうず
巻体の少なくとも一方にはその側壁にバイパス孔が形成
され、該バイパス孔を前記両スクロール部材の運動に応
じて開閉制御する弁機構を備えていることを特徴とする
スクロール型流体装置が得られる。さらに、本発明によ
れば、第1のうず巻体を有する第1のスクロール部材と
、第2のうず巻体を有する第2のスクロール部材とを有
し、前記第1のスクロール部材と前記第2のスクロール
部材とを組み合わせて前記第1のうず巻体と前記第2の
うず巻体の間に流体ポケットを構成し、前記第1のスク
ロール部材と前記第2のスクロール部材との間に相対的
な円軌道運動を行わせて前記流体ポケットを前記第1及
び前記第2のうず巻体に沿って移動させ流体の吸排動作
を行うスクロール型流体装置において、前記第1及び前
記第2のうず巻体の少なくとも一方にはその側壁にバイ
パス孔が形成され、前記流体ポケット内の圧力に応じて
前記バイパス孔を開閉制御する弁機構を備えていること
を特徴とするスクロール型流体装置が得られる。
【0006】
【作用】本発明では、第1及び第2のうず巻体の少なく
とも一方にその側壁にバイパス孔を形成する。そして、
弁機構は両スクロール部材の運動又は流体ポケット内の
圧力に応じてバイパス孔を開閉制御する。例えば、スク
ロール部材の運動が高速になると、遠心力に応じてバイ
パス孔が開かれ、流体ポケットから流体がバイパスされ
ることになる。一方、液圧縮等によって流体ポケット内
に異常圧力が生じると、この異常圧力によって弁機構が
開かれ、異常圧力が開放される。このようにして、両ス
クロール部材の運動又は流体ポケット内の圧力に応じて
バイパス孔を開閉制御しているから、高速回転時には容
量減少状態となってエンジン負荷を低減させることがで
き、一方、異常圧力時には異常圧力を開放することがで
きるので、圧縮機の耐久性を向上させることができる。
【0007】
【実施例】以下本発明について実施例によって説明する
。なお、ここでは、全系回転型スクロール型圧縮機を例
として説明する。図1を参照して、略漏斗状のケーシン
グ本体1と、略皿状のシリンダーヘッド2とでケーシン
グ3が構成されている。ケーシング本体1の先端部には
、ボス部4が形成されている。ケーシング本体1とシリ
ンダーヘッド2との間には、仕切板5が介在する。この
仕切板5によりケーシング3内は、吸入室10と吐出室
11とに仕切られている。仕切板5の中央には、軸受部
12が形成されている。軸受部12には、孔13が穿設
されている。仕切板5のシリンダーヘッド2側面には、
取付部14が形成されている。この取付部14には、孔
13を開閉する弁15、及び弁15の開方向の動きを規
制するバルブリテーナ16がボルト17により固定され
ている。
【0008】ボス部4内には、主軸20が回転可能に備
えられている。この主軸20は、一端に嵌合部21を有
している。嵌合部21は、ボス部4内に備えられたニー
ドルベアリング22によって回転可能に支持されている
。ボス部4と主軸20の間には、シール材23及びフェ
ルト材24が配されている。ケーシング本体1のボス部
4には、クラッチロータ30が、ボールベアリング31
を介して回転可能に装着されている。このクラッチロー
タ30は、断面略V字状の溝32を有している。この溝
32に、外部駆動源であるエンジンに備えられたプーリ
からベルト(以上、図示せず)を掛け渡すことによって
、クラッチロータ30は、エンジンにより回転駆動され
る。また、ボス部4には、継鉄部33が備えられている
。この継鉄部33は、略リング状であり、且つ環状に延
びる溝34を有している。この溝34内には、略リング
状のコイル35が収納されている。継鉄部33には、固
定板36が取り付けられている。この固定板36は、ス
ナップリング37によりボス部4に固定されており、こ
れにより継鉄部33は、ボス部4に固定されている。 主軸20の先端部には、アマチュアボス40がナット4
1により固定されている。アマチュアボス40には、板
バネ42の一端及びスペーサ43を介在させてストッパ
ープレート44が、リベット45により固定されている
。板バネ42の他端には、リング状の摩擦板50がリベ
ット51により固定されている。従って、摩擦板50は
、板バネ42により弾性支持されており、主軸20の軸
線方向に移動できるように成っている。摩擦板50は、
クラッチロータ30の軸線方向端面に対向しており、摩
擦板50が軸線方向に移動することにより、摩擦板50
はクラッチロータ30の軸線方向端面に対して圧接した
り離隔するように成っている。上述のクラッチロータ3
0、継鉄部33、コイル35、アマチュアボス40、摩
擦板50等で、電磁クラッチ52が構成されている。
【0009】第1のスクロール部材60は、第1の板体
61と第1のうず巻体62を有している。第1の板体6
1は、略円盤状であり、この一面に第1のうず巻体62
が設けられている。第1の板体61の他面には、軸部6
3が形成されている。この軸部63は、主軸20の嵌合
部21に嵌入され、そして、軸部63と嵌合部21とは
、ピン64により連結されている。これにより、第1の
スクロール部材60は、主軸20と共に回転するように
成っている。第1の板体61の他面とケーシング本体1
の内壁面との間には、スラストニードルベアリング65
が配置されている。第2のスクロール部材70は、第2
の板体71と第2のうず巻体72を有している。第2の
スクロール部材70は、第1のスクロール部材60と組
み合わされ、両者の間には、流体ポケット73が形成さ
れる。第2の板体71は、略円盤状であり、この一面に
第2のうず巻体72が設けられている。第2の板体71
の他面には、軸部74が形成されている。この軸部74
は、スペーサ75を介在させて、仕切板5の軸受部12
に装着されたニードルベアリング80に挿入されている
。これにより、第2のスクロール部材70は、回転可能
と成っている。第2のスクロール部材70の回転中心は
、第1のスクロール部材60の回転中心から偏心してい
る。この偏心距離は、第1のスクロール部材60が固定
されていると想定した場合に、第2のスクロール部材7
0が流体ポケット73内の流体を圧縮させる為に行う円
軌道運動の軌道半径の長さに等しい。
【0010】軸部74は、中空に成っており、この中空
部分は、連通孔81により流体ポケット73に連通して
いる。また、軸部74の中空部分は、孔13を通じて吐
出室11に連通している。上述の連通孔81、軸部74
の中空部分、及び孔13で連通路82が構成されている
。この連通路82により、流体ポケット73内で圧縮さ
れた流体を吐出室11へと通すように成っている。第2
の板体71と仕切板5との間には、スラストニードルベ
アリング83が配置されている。第1のうず巻体62の
最外周部分には吸入室10に連通する空洞部を備える支
持体90が形成されている。支持体90には主軸20の
軸線方向に延びる第1側ピン91が設けられている。 一方、第1の板体61の最外周部分にも、軸線方向に延
びる第1側ピン92が設けられている。ピン91とピン
92とは、第1のスクロール部材60の回転中心軸を通
る平面上に並んでいる。第2の板体71の最外周部分に
は、主軸20の軸線方向の延びる第2側ピン100が第
1側ピン91に対応させて設けられている。一方、第2
のうず巻体72の最外周部分にも吸入室10に連通する
空洞部を備える支持体101が形成され、支持体101
には軸線方向に延びる第2側ピン102が第1側ピン9
2に対応させて設けられている。ピン100とピン10
2とは、第2のスクロール部材70の回転中心軸を通る
平面上に並んでいる。第1側ピン91と第2側ピン10
0とは、これらを取り囲むリング110により連結され
ている。同様に、第1側ピン92と第2側ピン102と
は、これらを取り囲むリング111により連結されてい
る。
【0011】支持体90及び101にはそれぞれ径方向
に延びる孔部120及び121が形成されている。つま
り、第1及び第2のうず巻き体にはその最外周部分にお
いて側壁にそれぞれ孔部120及び121が形成されて
いることになる。そして、孔部120及び121によっ
て空洞部はそれぞれ流体ポケット73に連通している。 孔部120及び121を塞ぐようにして空洞部内にはそ
れぞれ弁体122及び123が配設され、弁体122及
び123はバネ部材124及び125によって径方向内
側に押圧されている。
【0012】上述の圧縮機では、第1のスクロール部材
60の回転中心軸(第1の回転中心軸)から第1側ピン
91の中心軸までの距離と、第2のスクロール部材70
の回転中心軸(第2の回転中心軸)から第2側ピン10
0の中心軸までの距離は、等しい。そして、第1の回転
中心軸と第2の回転中心軸を通る直線上において、第1
側ピン91と第2側ピン100は並ぶ。そして、第1側
ピン91は、第1の回転中心軸を中心とする軌道上を旋
回し、第2側ピン100は、第2の回転中心軸を中心と
する軌道上を旋回する。この際、第1側ピン91と第2
側ピン100とは、リング110により連結されている
ので、第1のスクロール部材60と第2のスクロール部
材70とは、偏心した状態で同期して回転する。そして
、第2側ピン100は、第1側ピン91の中心軸を中心
にして円軌道運動を行う。同様にして、第1側ピン91
は、第2側ピン100の中心軸を中心にして円軌道運動
を行う。この様に、第1のスクロール部材60と第2の
スクロール部材70は、回転運動のみしているにも拘ら
ず、第1のスクロール部材60と第2のスクロール部材
70の間には、相対的な円軌道運動が行われる。上述の
様に、本実施例では、第1のスクロール部材60と第2
のスクロール部材70とを同期させて回転させる手段と
して、ピン91,92,100,102と,リング11
0,111を用いているが、これに限らず、例えば、ギ
ヤやタイミングベルト等を用いて一方のスクロール部材
に伝達された駆動力を他方のスクロール部材に同期して
伝達するようにしても構わないし、或いは、1台の駆動
源により第1のスクロール部材と第2のスクロール部材
を別々に同期させて駆動しても構わない。
【0013】ところで、上述の圧縮機が、例えば、自動
車エンジンを動力源として駆動されると、主軸20の回
転に応じて第1のスクロール部材60及び第2のスクロ
ール部材70は同期して回転しつつ円軌道運動を行い、
流体ポケット73に流体(冷媒)取り込み、流体ポケッ
ト73を中心方向へ移動させつつ圧縮して圧縮流体とし
て吐出室11に吐出する。第1のスクロール部材60及
び第2のスクロール部材70の回転運動(円軌道運動も
含む)に応じて弁体122及び123は遠心力を受ける
ことになる。そして、この遠心力がバネ部材124及び
125の押圧力にうちかった時、弁体122及び123
は径方向外側に移動する。これによって、孔部120及
び121が開かれることになり、流体ポケット(外側に
位置する流体ポケット)73は吸入室10と連通するこ
とになって、圧縮容積減少状態となる。つまり、エンジ
ンが高速回転状態になった際、弁体122及び123が
開かれ、圧縮容積減少状態となる。
【0014】一方、液圧縮等の異常状態が発生して、流
体ポケット73内の圧力が異常に高くなり、所定の圧力
を越えると(つまり、異常圧力状態となると)、弁体1
23及び124はバネ部材124及び125に抗して径
方向外側に移動させられ、これによって、流体が孔部1
20及び121を介して吸入室10に逃がされる。つま
り、異常圧力が孔部120及び121を介して開放され
ることになる。
【0015】上述の実施例では、圧縮機として全系回転
型スクロール型圧縮機を例として説明したが、固定型ス
クロール型圧縮機等においても可動スクロール部材の側
壁に孔部を形成して上記の弁体等を可動スクロール部材
側に配設するようにすれば、同様にして流体バイパス制
御を行うことができる。また、上述の実施例では、第1
及び第2のうず巻き体の側壁にバイパス孔を形成してこ
のバイパス孔を開閉制御するようにしたが、第1及び第
2のうず巻き体の少なくとも一方の側壁にバイパス孔を
形成してバイパス孔を開閉制御するようにしてもよい。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では第1及
び前記第2のうず巻体の少なくとも一方にその側壁にバ
イパス孔を形成し、該バイパス孔を前記両スクロール部
材の運動又は流体ポケット内の圧力に応じて開閉制御す
るようにしたから、高速回転時には容量減少状態となっ
てエンジンの負担を低減することができ、液圧縮等によ
って異常圧力状態となった場合、異常圧力を開放するこ
とができるから、耐久性を向上させることができるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるスクロール型圧縮機の一実施例を
示す断面図である。
【符号の説明】
1  ケーシング本体 2  シリンダーヘッド 3  ケーシング 4  ボス部 5  仕切板 10  吸入室 11  吐出室 12  軸受部 13  孔 14  取付部 15  弁 16  バルブリテーナ 17  ボルト 20  主軸 21  嵌合部 22  ニードルベアリング 23  シール材 24  フェルト材 52  電磁クラッチ 60  第1のスクロール部材 61  第1の板体 62  第1のうず巻体 63  軸部 64  ピン 65  スラストニードルベアリング 70  第2のスクロール部材 71  第2の板体 72  第2のうず巻体 73  流体ポケット 74  軸部 75  スペーサ 80  ニードルベアリング 81  連通孔 82  連通路 83  スラストニードルベアリング 90  支持体 91,92  第1側ピン 100  第2側ピン 101  支持体 102  第2側ピン 110,111  リング 120,121  孔部 122,123  弁体 124,125  バネ部材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  第1のうず巻体を有する第1のスクロ
    ール部材と、第2のうず巻体を有する第2のスクロール
    部材とを有し、前記第1のスクロール部材と前記第2の
    スクロール部材とを組み合わせて前記第1のうず巻体と
    前記第2のうず巻体の間に流体ポケットを構成し、前記
    第1のスクロール部材と前記第2のスクロール部材との
    間に相対的な円軌道運動を行わせて前記流体ポケットを
    前記第1及び前記第2のうず巻体に沿って移動させ流体
    の吸排動作を行うスクロール型流体装置において、前記
    第1及び前記第2のうず巻体の少なくとも一方にはその
    側壁にバイパス孔が形成され、該バイパス孔を前記両ス
    クロール部材の運動に応じて開閉制御する弁機構を備え
    ていることを特徴とするスクロール型流体装置。
  2. 【請求項2】  第1のうず巻体を有する第1のスクロ
    ール部材と、第2のうず巻体を有する第2のスクロール
    部材とを有し、前記第1のスクロール部材と前記第2の
    スクロール部材とを組み合わせて前記第1のうず巻体と
    前記第2のうず巻体の間に流体ポケットを構成し、前記
    第1のスクロール部材と前記第2のスクロール部材との
    間に相対的な円軌道運動を行わせて前記流体ポケットを
    前記第1及び前記第2のうず巻体に沿って移動させ流体
    の吸排動作を行うスクロール型流体装置において、前記
    第1及び前記第2のうず巻体の少なくとも一方にはその
    側壁にバイパス孔が形成され、前記流体ポケット内の圧
    力に応じて前記バイパス孔を開閉制御する弁機構を備え
    ていることを特徴とするスクロール型流体装置。
JP3138691A 1991-05-15 1991-05-15 スクロール型流体装置 Pending JPH04339189A (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3138691A JPH04339189A (ja) 1991-05-15 1991-05-15 スクロール型流体装置
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