JP2020037868A - Double-rotating scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動源によって回転する駆動スクロールと、駆動スクロールの回転に伴って回転する従動スクロールとを備える両回転スクロール圧縮機に関する。 The present invention relates to a dual scroll compressor including a driving scroll that is rotated by a driving source and a driven scroll that rotates with the rotation of the driving scroll.
両回転スクロール圧縮機は、回転軸線が相互に偏心している駆動スクロールと従動スクロールとを備え、双方のスクロールを同期回転させる。そして、駆動スクロールの渦巻壁と従動スクロールの渦巻壁とが互いに噛合わされるとともに、双方の渦巻壁の間に、圧縮室が区画形成される。そして、駆動スクロールが自転するのに従動して従動スクロールが自転することで、圧縮室に気体が吸入されるとともに、その気体は徐々に圧縮されるようになっている。 Both rotary scroll compressors include a drive scroll and a driven scroll whose rotation axes are eccentric to each other, and rotate both scrolls synchronously. The spiral wall of the driving scroll and the spiral wall of the driven scroll are engaged with each other, and a compression chamber is defined between the spiral walls. Then, the driven scroll rotates as the driven scroll rotates, so that the gas is sucked into the compression chamber and the gas is gradually compressed.
特許文献1には、従動スクロールが、円筒形状の外周環状ブロック部と、外周環状ブロック部とその中央に位置する連結部とを接続する渦巻き状の従動スクロールラップとを備える両回転スクロール圧縮機が開示されている。
特許文献1の両回転スクロール圧縮機は、従動側スクロールの外周部に外周環状ブロック部という質量を有するために、従動側スクロールの慣性モーメントが大きくなってしまう。したがって、特許文献1の両回転スクロール圧縮機は、停止している状態から所望の回転数にまで短時間で到達させるために高い加速度が要求される過給機等への応用には適していない。
In the dual rotary scroll compressor of
以上より、本発明は、高い回転の加速度が要求される用途にも適用できる両回転スクロール圧縮機を提供することを目的とする。 As described above, an object of the present invention is to provide a dual-rotation scroll compressor that can be applied to applications requiring high rotational acceleration.
本発明の両回転スクロール圧縮機は、外殻をなすハウジングと、ハウジングの内部に回転可能に支持され、駆動端板の一端面に渦巻き形状の駆動ラップを有する駆動スクロールと、ハウジングの内部に回転可能に支持され、駆動端板に対向する従動端板の一端面に渦巻き形状の従動ラップを有する従動スクロールと、を備える。
そして、駆動ラップの巻き終わりの付近において、駆動ラップを径方向の外側から支持する駆動側補剛要素、及び、従動ラップの巻き終わりの付近において、従動ラップを径方向の外側から支持する従動側補剛要素、の一方又は双方を有する。
The rotary scroll compressor according to the present invention includes a housing forming an outer shell, a drive scroll rotatably supported inside the housing and having a spiral-shaped drive wrap on one end face of a drive end plate, and a rotary scroll inside the housing. And a driven scroll having a spiral-shaped driven wrap on one end surface of the driven end plate facing the drive end plate.
A drive-side stiffening element that supports the drive wrap from outside in the radial direction near the winding end of the drive lap, and a driven side that supports the driven wrap from outside in the radial direction near the winding end of the driven wrap. One or both of the stiffening elements.
駆動側補剛要素は、駆動端板から駆動ラップにかけて設けられ、従動側補剛要素は、従動端板から従動ラップにかけて設けられることが好ましい。 It is preferable that the drive-side stiffening element is provided from the drive end plate to the drive wrap, and the driven-side stiffening element is provided from the driven end plate to the driven wrap.
駆動側補剛要素は、駆動ラップの巻き終わりから駆動ラップの周方向の内側に向けて、肉厚が厚くなり、従動側補剛要素は、従動ラップの巻き終わりから駆動ラップの周方向の内側に向けて、肉厚が厚くなることが好ましい。 The drive-side stiffening element becomes thicker toward the inside of the drive wrap in the circumferential direction from the winding end of the drive wrap, and the driven-side stiffening element becomes inward in the circumferential direction of the drive wrap from the winding end of the driven wrap. It is preferable that the thickness increases toward.
駆動側補剛要素は、駆動端板の中心軸線から駆動ラップの巻き終わりまでの径の範囲に収まり、従動側補剛要素は、従動端板の中心軸線から従動ラップの巻き終わりまでの径の範囲に収まることが好ましい。 The driving-side stiffening element falls within the diameter range from the center axis of the driving end plate to the end of winding of the driving lap, and the driven-side stiffening element has a diameter of from the center axis of the driven end plate to the end of winding of the driven wrap. It preferably falls within the range.
駆動側補剛要素は、駆動端板の中心軸線の方向の寸法が、駆動ラップの歯丈の10〜30%の範囲にあり、従動側補剛要素は、従動端板の中心軸線の方向の寸法が、従動ラップの歯丈の10〜30%の範囲にあることが好ましい。 The driving-side stiffening element has a dimension in the direction of the center axis of the driving end plate in the range of 10 to 30% of the tooth length of the driving lap, and the driven-side stiffening element has a dimension in the direction of the center axis of the driven end plate. Preferably, the dimensions are in the range of 10 to 30% of the tooth length of the driven wrap.
駆動スクロールは、従動スクロールを境界として、中心軸線の方向の一方の側に設けられる第一駆動スクロールと、中心軸線の方向の他方の側に設けられる第二駆動スクロールと、を備え、第一駆動スクロール、及び、第二駆動スクロールの一方又は双方が、駆動側補剛要素を備えることが好ましい。 The driving scroll includes a first driving scroll provided on one side in the direction of the center axis with a driven scroll as a boundary, and a second driving scroll provided on the other side in the direction of the center axis, and the first driving It is preferable that one or both of the scroll and the second drive scroll include a drive-side stiffening element.
本発明によれば、駆動ラップが、その巻き終わりの付近において駆動ラップを径方向の外側から支持する駆動側補剛要素を有することにより、駆動ラップが径方向の外側に倒れるのを防止又は軽減するとともに、駆動スクロールを高い加速度で安定して回転することができる。従動ラップが、その巻き終わりの付近において従動ラップを径方向の外側から支持する従動側補剛要素を有することによっても、同様に効果を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a drive wrap has the drive side stiffening element which supports a drive wrap from the radial outside in the vicinity of the winding end, and prevents or reduces the drive wrap from falling to a radial outside. In addition, the driving scroll can be stably rotated at a high acceleration. The same effect can be obtained by providing the driven wrap with a driven stiffening element that supports the driven wrap from the outside in the radial direction near the winding end.
以下、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態の両回転スクロール圧縮機1は、図1に示すように、両回転スクロール圧縮機1の外殻をなすハウジング10と、従動端板51の表裏の両面にスクロールを有する従動スクロール50と、従動スクロール50の前方側Fに回転可能に支持される第二駆動スクロール40と、従動スクロール50の後方側Bに回転可能に支持される第一駆動スクロール20と、第一駆動スクロール20を回転させる駆動力を出力する電動モータ60と、を備える。両回転スクロール圧縮機1は、第一駆動スクロール20及び第二駆動スクロール40と従動スクロール50との両方が回転する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the dual
両回転スクロール圧縮機1は、第一駆動スクロール20の駆動ラップ22と従動スクロール50の第一従動ラップ52が噛み合い、複数の圧縮空間を形成する。同様に、両回転スクロール圧縮機1は、第二駆動スクロール40の駆動ラップ42と従動スクロール50の第二従動ラップ53が噛み合い、複数の圧縮空間を形成する。これらの圧縮空間に、図示を省略する吸入孔から吸入された気体が圧縮されて吐出筒48から吐出される。
第二駆動スクロール40と第一駆動スクロール20は、ボルトX1で締結されており、第一駆動スクロール20に駆動力が与えられると、一緒に回転する。一方、従動スクロール50は、後述するピンリング機構により、第一駆動スクロール20と第二駆動スクロール40の回転に伴い回転する。
In the
The second drive scroll 40 and the
両回転スクロール圧縮機1は、第一駆動スクロール20と第二駆動スクロール40に、駆動側補剛要素27,47及び補剛リブ23,43を備え、かつ、従動スクロール50に従動側補剛要素56を備える。これにより、高い回転の加速度での運転を可能にしつつ、回転時に各ラップが径方向の外側に傾くのを防止する。
以下、両回転スクロール圧縮機1の各要素について説明する。
なお、本実施形態において、ロータ軸63の回転軸線Cの方向に直行する方向を径方向といい、径方向の回転軸線Cに近い側を径方向の内側、径方向の回転軸線Cから遠い側を径方向の外側という。
また、前方側F及び後方側Bは、相対的な位置関係を示している。
In the dual
Hereinafter, each element of the dual
In the present embodiment, a direction perpendicular to the direction of the rotation axis C of the
The front side F and the rear side B indicate a relative positional relationship.
[ハウジング10]
ハウジング10は、図1に示すように、前方側Fから第二駆動スクロール40、従動スクロール50、第一駆動スクロール20及び電動モータ60を収容する本体11と、本体11の内部を前後に仕切り、第一駆動スクロール20と電動モータ60を隔てる隔壁12と、を備える。
本体11は、前方側Fの端部に、ハウジング10の回転軸線Cを取り囲むように、第一ボス13が形成されている。第一ボス13は、筒状に形成されており、第二駆動スクロール40の吐出筒48を包囲する。
[Housing 10]
As shown in FIG. 1, the
The
第一ボス13は、第二サポート80の軸受84を収容する軸受箱として機能する大径円筒14と、これより前方側Fに、第二駆動スクロール40の軸受46を収容する軸受箱として機能する小径円筒15を有している。
なお、軸受46は、例えば、内輪と、外輪と、内輪と外輪の間に設けられる球状の転動体とを備える玉軸受からなる。後述する軸受26,74,84,64も、軸受46と同様である。
The
The
隔壁12は、第一ボス13と同様に、筒状の第二ボス16が形成されている。第二ボス16は、第二サポート80の軸受84を収容する軸受箱として機能する大径円筒17と、これより後方側Bに、第一駆動スクロール20の軸受26を収容する軸受箱として機能する小径円筒18を有している。
さらに、本体11は、後方側Bの端部に、ハウジング10の回転軸線Cを取り囲むように、後方側Bに張り出す第三ボス19が形成されている。第三ボス19は、後述する電動モータ60の軸受け64を収容する軸受箱として機能する。
The
Further, the
[第一駆動スクロール20]
第一駆動スクロール20は、本体11の内部に回転可能に支持され、電動モータ60からの駆動力が直接伝えられる。
第一駆動スクロール20は、図1、図2(b)に示すように、ハウジング10に回転可能に支持される駆動端板21と、駆動端板21の前方側Fの一端面から垂直に立ち上がる駆動ラップ22と、駆動ラップ22の巻き終わり24から延びる補剛リブ23と、駆動ラップ22の巻き終わり24の近傍の外周面に設けられる駆動側補剛要素27と、を備える。第一駆動スクロール20は、駆動端板21、駆動ラップ22、補剛リブ23及び駆動側補剛要素27が一体的に形成されている。
[First driving scroll 20]
The
As shown in FIGS. 1 and 2B, the
駆動端板21は、図1に示すように、駆動ラップ22が設けられる一端面と反対の他端面に、駆動端板21と一体に形成された駆動軸28を備えている。
駆動軸28は、電動モータ60のロータ軸63の回転軸線Cと、同軸上に配置されている。駆動軸28は、ロータ軸63と一体に形成されていても良い。駆動軸28は、軸受26を介して、ハウジング10の第二ボス16に回転可能に支持される。
駆動端板21の中心軸線C1は、図1に示すように、ロータ軸63の回転軸線Cと平行でかつ回転軸線Cに対して僅かに偏心している。第二駆動スクロール40の駆動端板41の中心軸線C1も同様である。
As shown in FIG. 1, the
The
The center axis C1 of the
駆動ラップ22は、図2(b)に示すように、インボリュート曲線に沿う渦巻き形状をなしており、吐出孔21Aの周縁の径方向の内側から径方向の外側に延びている。
本実施形態では、第一駆動スクロール20は、3つの駆動ラップ22A,22B,22Cを備えている。駆動ラップ22A,22B,22Cは、吐出孔21Aの周縁から、周方向に120°だけ位相をずらして配置されている。そして、各々の駆動ラップ22は、内周面の全域が径方向に隣り合う他の駆動ラップ22の外周面と対向する。一方、各々の駆動ラップ22の外周面は、巻き終わり24の近傍を除いて、径方向に隣り合う他の駆動ラップ22の内周面と対向する。
駆動ラップ22A,22B,22Cは、歯丈Hrが等しくなっている。
なお、駆動ラップ22A,22B,22Cを区別しない場合には、単に駆動ラップ22ということがある。第一従動ラップ52A〜Cについても同様である。
As shown in FIG. 2B, the
In the present embodiment, the
The drive wraps 22A, 22B, and 22C have the same tooth height Hr.
When the
駆動ラップ22A,22B,22Cのそれぞれは、図2(a),(b)に示すように、その外周に径方向の外側に突き出る締結突起25を有している。
第一駆動スクロール20は、図1に示すように、第二駆動スクロール40の締結突起45と位置合わせされた締結突起25とをボルトX1が貫通することで、第二駆動スクロール40と締結される。
As shown in FIGS. 2A and 2B, each of the drive wraps 22A, 22B, and 22C has a
As shown in FIG. 1, the
第一駆動スクロール20は、図3(a),(b)に示すように、補剛リブ23を備える。
補剛リブ23は、駆動ラップ22を周方向の外側から支持することにより、第一駆動スクロール20が回転したときに駆動ラップ22が径方向の外側に倒れるのを防止する。
補剛リブ23は、図3(a),(b)に示すように、駆動ラップ22の巻き終わり24と駆動端板21との間に、駆動ラップ22及び駆動端板21と一体的に設けられている。補剛リブ23は、駆動ラップ22の下方端をあたかも周方向に延長させた形態を有しており、駆動ラップ22及び駆動端板21と一体的に設けられることで、駆動ラップ22を巻き終わり24において支持する。これにより、駆動ラップ22が回転時に径方向の外側に倒れるのを防止する。
The
The stiffening
As shown in FIGS. 3A and 3B, the stiffening
補剛リブ23は、図3(a)に示すように、巻き終わり24の側から離れるのにしたがって、駆動端板21からの高さH1が徐々に低くなるように形成されており、一例として、巻き終わり24と繋がる寸法と駆動端板21と繋がる寸法が等しい三角形状をなしている。
補剛リブ23は、矩形状をなしていてもよい。しかし、駆動ラップ22を巻き終わり24において支持に寄与するのは、駆動ラップ22と駆動端板21に繋がっている部分であることから、補剛リブ23には余肉となる部分を排除する結果、三角形状としている。
As shown in FIG. 3A, the stiffening
The stiffening
次に、第一駆動スクロール20は、図3(a)に示すように、駆動側補剛要素27を備える。
駆動側補剛要素27は、駆動ラップ22を径方向の外側から支持することにより、第一駆動スクロール20が回転したときに駆動ラップ22が径方向の外側に倒れるのを防止する。
駆動側補剛要素27は、駆動端板21の先端Sから突起29に至る終端Eまで、駆動ラップ22に沿って内側に向けて徐々に肉厚が増しながら延びている。また、駆動側補剛要素27は、駆動端板21から駆動ラップ22にわたって設けられており、駆動端板21と駆動ラップ22を径方向の外側から支持する補剛体として機能する。
駆動側補剛要素27は、図4に示すように、先端Sの側から突起29に向けて、径方向の寸法である肉厚Tが連続的に厚くなる。具体的には、駆動側補剛要素27の外周面は、駆動端板21の中心軸線C1から補剛リブ23の先端Sまでの半径R1の円弧面と一致するように形成されている。つまり、駆動側補剛要素27は、中心軸線C1を中心とする半径R1の範囲内に形成されている。そして、駆動ラップ22は、突起29の付近の終端Eにおける半径R2よりも半径R1が大きく設定されており、駆動側補剛要素27は、径方向において駆動端板21の半径R1が描く円弧の範囲内に収まりつつ、駆動ラップ22が径方向の外側に倒れるのを防止するのに必要な肉厚Tを有する。
駆動側補剛要素27は、図3(b)に示すように、中心軸線C1の方向の寸法が一定であり、径方向の外側から観ると矩形をなしている。駆動側補剛要素27の高さH2は、先端Sから終端Eまで等しくなっている。
Next, the
The drive-
The drive-
As shown in FIG. 4, the driving
As shown in FIG. 3B, the drive-
駆動端板21は、図1に示すように、駆動軸28の周辺に複数のピン31を有している。
複数のピン31は、後述する第一サポート70に設けられた複数の保持孔73と共に、第一駆動スクロール20の回転を従動スクロール50に伝達する回転力伝達機構であるピンリング機構を構成する。
第一駆動スクロール20が回転すると、保持孔73に挿入されたピン31が保持孔73の内周面と接触して第一駆動スクロール20の回転力が、第一サポート70を介して従動スクロール50に伝達される。これにより、第一駆動スクロール20及び第二駆動スクロール40の回転に従って、従動スクロール50が回転する。
なお、第一駆動スクロール20の回転を従動スクロール50に伝達することができるのであれば、他の回転力伝達機構を適宜用いることができる。
The
The plurality of
When the
If the rotation of the
[第二駆動スクロール40]
第二駆動スクロール40は、電動モータ60から出力された駆動力が第一駆動スクロール20を介して伝わる。
第二駆動スクロール40は、図1に示すように、従動スクロール50を境界に、より具体的には従動端板51を境界に、第一駆動スクロール20と鏡像の関係になっている。
第二駆動スクロール40は、図2(a)に示すように、第一駆動スクロール20と同様に、ハウジング10に回転可能に支持される駆動端板41と、駆動端板41の後方側Bの面から垂直に立ち上がる駆動ラップ42と、駆動ラップ42の巻き終わり44から延びる補剛リブ43と、駆動ラップ42の巻き終わり44の近傍の外周面に設けられる駆動側補剛要素47と、を備える。これらの各要素は、配置される位置、向きが異なる以外は、駆動ラップ22と同様に、構成されている。第二駆動スクロール40は、駆動端板41、駆動ラップ42、補剛リブ43及び駆動側補剛要素47が一体的に形成されている。
[Second drive scroll 40]
The driving force output from the
As shown in FIG. 1, the
As shown in FIG. 2A, the
駆動端板41は、図1、図2(a)に示すように、駆動ラップ42が設けられている面と反対側の面の中心部に、円筒形の吐出筒48を備える。吐出筒48は、軸受46を介して、ハウジング10の第一ボス13に回転可能に支持される。吐出筒48は、図2(b)に示すように、駆動端板41を貫通する吐出孔45を介して、複数の圧縮空間と繋がっている。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the
[従動スクロール50]
従動スクロール50は、第一駆動スクロール20及び第二駆動スクロール40の回転に従って回転する。
従動スクロール50は、図1、図5(a),(b)に示すように、従動端板51と、従動端板51の後方側Bの面から垂直に立ち上がる第一従動ラップ52と、従動端板51の前方側Fの面から垂直に立ち上がる第二従動ラップ53と、第一従動ラップ52と第二従動ラップ53の巻き終わり55の近傍の外周面に設けられる従動側補剛要素56と、を備える。従動スクロール50は、従動端板51、第一従動ラップ52、第二従動ラップ53及び従動側補剛要素56が一体的に形成されている。
[Driving scroll 50]
The driven
As shown in FIGS. 1, 5A and 5B, the driven
従動端板51は、図5(a)に示すように、中心部に通気孔57が形成されており、第一駆動スクロール20と従動スクロール50の間で圧縮された気体は、通気孔57を通って吐出筒48に至る。
従動端板51の中心軸線C2は、ロータ軸63の回転軸線Cと平行でかつ回転軸線Cに対して僅かに偏心している。
As shown in FIG. 5A, the driven
The center axis C2 of the driven
第一従動ラップ52は、図5(a)に示すように、インボリュート曲線に沿う渦巻き形状をなしており、通気孔57の周縁から径方向の外側に延びている。
本実施形態では、第一従動ラップ52は、3つの第一従動ラップ52A,52B,52Cを備えている。第一従動ラップ52A,52B,52Cは、通気孔57の周縁から、周方向に120°だけ位相をずらして配置されている。そして、各々の第一従動ラップ52は、内周面の全域が径方向に隣り合う第一従動ラップ52の外周面と対向する。一方、各々の第一従動ラップ52の外周面は、巻き終わり55の近傍を除いて、径方向に隣り合う他の第一従動ラップ52の内周面と対向する。
As shown in FIG. 5A, the first driven
In the present embodiment, the first driven
第一従動ラップ52A,52B,52Cのそれぞれは、図1に示すように、その外周に径方向の外側に突き出る締結突起58を有している。
従動スクロール50は、図1に示すように、第一サポート70の挿通孔75と位置合わせされた締結突起58をボルトX2が貫通することで、第一サポート70と締結される。
As shown in FIG. 1, each of the first driven wraps 52A, 52B, and 52C has a
As shown in FIG. 1, the driven
第二従動ラップ53は、従動端板51を境に、第一従動ラップ52と鏡像の関係になっている。
第二従動ラップ53は、図1に示すように、ボルトX2により、第二サポート80に固定される。ボルトX2は、第二サポート80に設けられている挿通孔83を貫通して、締結突起59に締結される。
The second driven
As shown in FIG. 1, the second driven
従動スクロール50は、図5(a)に示すように、第一従動ラップ52A,52B,52Cのそれぞれの先端Sから終端Eまで、第一従動ラップ52に沿って内側に向けて徐々に肉厚が増しながら延びる従動側補剛要素56を備える。
従動側補剛要素56は、図5(b)に示すように、従動端板51から第一従動ラップ52にわたって設けられており、従動端板51と第一従動ラップ52を径方向の外側から支持する補剛体として機能する。
従動側補剛要素56は、図5(b)に示すように、第一従動ラップ52の側だけでなく、従動端板51から第二従動ラップ53にわたって設けられている。従動側補剛要素56は、第一従動ラップ52の側の高さH3と第二ラップの側の高さH4が等しい。
従動側補剛要素56は、図5(a),(b)に示すように、先端Sから終端Eに向けて肉厚Tが連続的に厚くなり、また、中心軸線C1の方向の寸法が一定であり、径方向の外側から観ると矩形をなしている。
As shown in FIG. 5A, the driven
The driven-
The driven-
As shown in FIGS. 5A and 5B, the driven
[第一サポート70]
第一サポート70は、図1に示すように、従動スクロール50をハウジング10に対して回転可能に支持する。
第一サポート70は、図1に示すように、スリーブ71と、スリーブ71の前方側Fの端から径方向の外側に張り出すフランジ72と、を有する。フランジ72は、表裏を貫通する複数の挿通孔75を備える。
スリーブ71は、その内側に第一駆動スクロール20の駆動軸28が挿通される。
また、スリーブ71は、軸受74を介して、ハウジング10の内部で第二ボス16の大径円筒17に回転可能に支持される。
[First Support 70]
As shown in FIG. 1, the
As shown in FIG. 1, the
The
The
[第二サポート80]
第二サポート80は、図1に示すように、第一サポート70と共に、従動スクロール50をハウジング10に対して回転可能に支持する。
第二サポート80は、スリーブ81と、スリーブ81の後方側Bの端から、径方向の外側に張り出すフランジ82と、を有する。フランジ82は、表裏を貫通する複数の挿通孔83を備える。
スリーブ81は、その内側に第二駆動スクロール40の吐出筒48が挿通される。
また、スリーブ81は、軸受84を介して、ハウジング10の内部で第一ボス13の大径円筒14に回転可能に支持される。
[Second support 80]
The
The
The
The
[電動モータ60]
電動モータ60は、図1に示すように、ロータ軸63の周囲に一体的に設けられるロータ61と、ロータ61の周囲に設けられるステータ62と、を備える。
ロータ軸63は、後方側Bで、軸受64を介してハウジング10の第三ボス19に回転可能に支持される。そして、前方側Fで、駆動軸28とともに、軸受26を介して、ハウジング10の第二ボス16に回転可能に支持される。
[Electric motor 60]
As shown in FIG. 1, the
The
[両回転スクロール圧縮機1の動作]
次に、両回転スクロール圧縮機1の動作について簡単に説明する。
電動モータ60から駆動力が与えられると、第一駆動スクロール20及び第二駆動スクロール40と、従動スクロール50とが相対的に公転運動する。そうすると、第一駆動スクロール20の駆動ラップ22と従動スクロール50の第一従動ラップ52の間と、第二駆動スクロール40の駆動ラップ42と従動スクロール50の第二従動ラップ53の間と、に形成された圧縮空間が径方向の内側に、縮小しながら移動する。これによって、圧縮空間に入った気体は、次第に圧縮され、吐出筒48から吐出される。
[Operation of double rotary scroll compressor 1]
Next, the operation of the
When a driving force is applied from the
[両回転スクロール圧縮機1の効果]
以下、両回転スクロール圧縮機1が奏する効果について説明する。
両回転スクロール圧縮機1は、第一駆動スクロール20と第二駆動スクロール40に、駆動側補剛要素27,47を備えており、従動スクロール50に従動側補剛要素56を備えている。以下、駆動側補剛要素27,47及び従動側補剛要素56の効果を、駆動側補剛要素27を例にして説明する。
[Effects of double rotary scroll compressor 1]
Hereinafter, the effects provided by the dual
The dual
駆動ラップ22には、第一駆動スクロール20を自転させると、自転による遠心力により、駆動ラップ22を径方向の外側に向かって傾けようとする荷重が働く。この荷重による曲げモーメントは、中心軸線C1からの距離が離れる巻き終わり24及びその近傍が最も大きくなる。そこで、本実施形態は、駆動ラップ22の巻き終わり24の付近において、駆動ラップ22の根本を径方向の外側から支持する駆動側補剛要素27を備える。
駆動側補剛要素27は、巻き終わり24の付近において、駆動ラップ22の根本を径方向の外側から支持するので、第一駆動スクロール20が自転して駆動ラップ22に遠心力が作用しても、曲げモーメントに対抗して、駆動ラップ22が径方向の外側に倒れるのを防止又は軽減する。
When the
Since the drive-
第一駆動スクロール20は、駆動側補剛要素27を設けることによる質量の増加によって、慣性モーメントが増える。
しかるに、駆動側補剛要素27が設けられるのは、周方向において巻き終わり24の付近に限られるとともに、径方向において駆動端板21の半径R1が描く円弧の範囲内に収まる。このように、第一駆動スクロール20は、駆動側補剛要素27を設ける範囲を限定することにより、質量の増加を最小限に抑えるので、高い加速度で安定して回転することができる。
The
However, the drive-
ここで、図6は、肉厚Tの異なる駆動側補剛要素27の高さH2と駆動ラップ22の歯丈Hrとの比(H2/Hr)と駆動ラップ22に生ずる曲げ応力比の関係を示す。なお、曲げ応力比は、駆動側補剛要素27を設けない、つまりH2=0のときを1とする指数で表されている。
図6より、駆動ラップ22に生ずる曲げ応力は、H2/Hrにより変動することがわかる。そして、H2/Hrが0.1〜0.3(10%〜30%)の範囲にすれば、曲げ応力を小さくできるので、これを指針として駆動側補剛要素27を設けることが好ましい。
Here, FIG. 6 shows the relationship between the ratio (H2 / Hr) between the height H2 of the drive-
FIG. 6 shows that the bending stress generated in the
次に、第一駆動スクロール20及び第二駆動スクロール40のそれぞれが、補剛リブ23,43を備えることによる効果について、補剛リブ23を例にして説明する。
補剛リブ23は、駆動ラップ22の巻き終わり24と駆動端板21との間に、駆動ラップ22及び駆動端板21と一体的に設けられているので、駆動ラップ22を周方向の外側から支持する。したがって、第一駆動スクロール20が自転して駆動ラップ22に遠心力が作用しても、補剛リブ23が曲げモーメントに対抗して、駆動ラップ22が径方向の外側に倒れるのを防止又は軽減する。
Next, the effect obtained by providing the
Since the stiffening
また、第一駆動スクロール20は、補剛リブ23を設けることによる質量の増加によって、慣性モーメントが増える。
しかるに、補剛リブ23は、駆動ラップ22を周方向の外側から支持するのに寄与する範囲に限定して設けられているので、補剛リブ23を設けることによる質量の増加を最小限に抑えることができる。したがって、第一駆動スクロール20は、高い加速度で安定して回転することができる。
In addition, the
However, since the stiffening
ここで、図7は、補剛リブ23が巻き終わり24と繋がっている部分の高さH1と駆動ラップ22の歯丈Hrとの比(H1/Hr)と補剛リブ23に生ずる曲げ応力比の関係を示す。なお、曲げ応力比は、H1/Hrが1のときを1とする指数で表されている。
図7より、H1/Hrが大きい方が、つまり補剛リブ23が巻き終わり24と繋がる部分の寸法が大きい方が、補剛リブ23に生ずる曲げ応力が小さくできる。ただし、H1/Hrが大きくなると、第一駆動スクロール20の質量が増えるので、曲げ応力を小さくできる利点と質量が増えることによる欠点を比較考慮して、H1/Hrを設定することが好ましい。
Here, FIG. 7 shows the ratio (H1 / Hr) between the height H1 of the portion where the stiffening
According to FIG. 7, the bending stress generated in the stiffening
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。 As described above, the preferred embodiment of the present invention has been described. In addition to the above, the configuration described in the above embodiment may be selected or changed to another configuration as appropriate, without departing from the gist of the present invention. It is possible to
例えば、本実施形態では、従動スクロール50は、従動端板51の表裏の両面にスクロールを有しているが、これに限定されず、片面にのみスクロールを有していてもよい。
For example, in the present embodiment, the driven
また、第一駆動スクロール20が、駆動ラップ22A,22B,22Cの3つの駆動ラップ22を備えているが、駆動ラップ22の数はこれに限定されない。なお、駆動ラップ22の数は、奇数であることが好ましい。
第二駆動スクロール40、従動スクロール50においても、第一駆動スクロール20と同様である。
Further, the
The same applies to the
さらに、本実施形態では、駆動側補剛要素27は、図8(a)に示すように、先端Sから終端Eまで、駆動端板21の側面を全て覆うように設けられているが、これに限定されない。つまり、駆動側補剛要素27は、駆動ラップ22が径方向の外側に倒れるのを防止するように駆動端板21から駆動ラップ22にわたって設けられていれば足り、図8(b)に示すように、先端Sから終端Eまでの間に駆動端板21の側面が露出していてもよい。駆動側補剛要素47、従動側補剛要素56も、駆動側補剛要素27と同様である。
Further, in the present embodiment, the drive-
本実施形態では、駆動側補剛要素27は、肉厚Tが中心軸線C1の方向に等しいが、これに限定されない。駆動ラップ22の根本で、駆動ラップ22が径方向の外側に倒れるのを防止できるのであれば、例えば図8(c)に示すように、駆動端板21側から駆動ラップ22側に向かって肉厚Tが薄くなるように設けられていてもよい。駆動側補剛要素47、従動側補剛要素56も、駆動側補剛要素27と同様である。
In the present embodiment, the drive-
本実施形態では、駆動側補剛要素27の外周面は、駆動端板21の中心軸線C1から補剛リブ23の先端Sまでの半径R1の円弧面と一致するように形成されているが、これに限定されない。外周面が複数の角を有していてもよく、第一駆動スクロール20が高い加速度で安定して回転するのであれば、中心軸線C1から駆動側補剛要素27の外周面の半径が半径R1よりも大きくてもよい。駆動側補剛要素47、従動側補剛要素56も、駆動側補剛要素27と同様である。
In the present embodiment, the outer peripheral surface of the driving-
本実施形態では、駆動側補剛要素として第一駆動スクロール20に駆動側補剛要素27と第二駆動スクロール40に駆動側補剛要素47を有しており、従動側補剛要素として従動スクロール50に従動側補剛要素56を有しているが、これに限定されない。本発明には、駆動側補剛要素及び従動側補剛要素のいずれか一方のみ有している形態も含まれる。この形態であっても、両回転スクロール圧縮機1の使用条件によっては、回転時に各ラップが径方向の外側に傾くのを防止すことができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、第一駆動スクロール20が補剛リブ23を備え、第二駆動スクロール40が補剛リブ43を備えているが、これに限定されない。本発明には、補剛リブ23と補剛リブ43のどちらか一方のみを備えている形態も含まれる。
Further, in the present embodiment, the
1 両回転スクロール圧縮機
10 ハウジング
20 第一駆動スクロール
21 駆動端板
22 駆動ラップ
23 補剛リブ
27 駆動側補剛要素
40 第二駆動スクロール
41 駆動端板
42 駆動ラップ
43 補剛リブ
47 駆動側補剛要素
50 従動スクロール
51 従動端板
52 第一従動ラップ
53 第二従動ラップ
56 従動側補剛要素
60 電動モータ
70 第一サポート
80 第二サポート
C 回転軸線
C1 中心軸線
C2 中心軸線
F 前方側
B 後方側
Hr 歯丈
H1 高さ
H2 高さ
H3 高さ
H4 高さ
S 先端
E 終端
T 肉厚
X1 ボルト
X2 ボルト
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ハウジングの内部に回転可能に支持され、駆動端板の一端面に渦巻き形状の駆動ラップを有する駆動スクロールと、
前記ハウジングの内部に回転可能に支持され、前記駆動端板に対向する従動端板の一端面に渦巻き形状の従動ラップを有する従動スクロールと、を備え、
前記駆動ラップの巻き終わりの付近において、前記駆動ラップを径方向の外側から支持する駆動側補剛要素、及び、
前記従動ラップの巻き終わりの付近において、前記従動ラップを前記径方向の外側から支持する従動側補剛要素、の一方又は双方を有する、
ことを特徴とする両回転スクロール圧縮機。 A housing that forms an outer shell,
A drive scroll rotatably supported inside the housing and having a spiral-shaped drive wrap on one end surface of a drive end plate;
A driven scroll that is rotatably supported inside the housing and has a spiral-shaped driven wrap on one end surface of the driven end plate facing the drive end plate,
In the vicinity of the winding end of the drive wrap, a drive-side stiffening element that supports the drive wrap from the outside in the radial direction, and
In the vicinity of the winding end of the driven wrap, the driven wrap has one or both of a driven stiffening element that supports the driven wrap from the radial outside,
A double-rotating scroll compressor, characterized in that:
前記従動側補剛要素は、前記従動端板から前記従動ラップにかけて設けられる、
請求項1に記載の両回転スクロール圧縮機。 The drive-side stiffening element is provided from the drive end plate to the drive wrap,
The driven-side stiffening element is provided from the driven end plate to the driven wrap,
The dual rotary scroll compressor according to claim 1.
前記駆動ラップの前記巻き終わりから前記駆動ラップの周方向の内側に向けて、肉厚が厚くなり、
前記従動側補剛要素は、
前記従動ラップの前記巻き終わりから前記駆動ラップの周方向の内側に向けて、肉厚が厚くなる、
請求項2に記載の両回転スクロール圧縮機。 The drive-side stiffening element includes:
From the winding end of the drive wrap toward the inside in the circumferential direction of the drive wrap, the thickness increases,
The driven-side stiffening element includes:
From the winding end of the driven wrap toward the inside in the circumferential direction of the drive wrap, the thickness increases.
The dual rotary scroll compressor according to claim 2.
前記駆動端板の中心軸線から前記駆動ラップの前記巻き終わりまでの径の範囲に収まり、
前記従動側補剛要素は、
前記従動端板の中心軸線から前記従動ラップの前記巻き終わりまでの径の範囲に収まる、
請求項3に記載の両回転スクロール圧縮機。 The drive-side stiffening element includes:
Within the diameter range from the center axis of the drive end plate to the end of the winding of the drive wrap,
The driven-side stiffening element includes:
Within the range of the diameter from the center axis of the driven end plate to the end of the winding of the driven wrap,
The dual rotary scroll compressor according to claim 3.
前記駆動端板の前記中心軸線の方向の寸法が、前記駆動ラップの歯丈の10〜30%の範囲にあり、
前記従動側補剛要素は、
前記従動端板の前記中心軸線の方向の寸法が、前記従動ラップの歯丈の10〜30%の範囲にある、
請求項4に記載の両回転スクロール圧縮機。 The drive-side stiffening element includes:
A dimension of the drive end plate in the direction of the central axis is in a range of 10 to 30% of a tooth length of the drive wrap;
The driven-side stiffening element includes:
A dimension of the driven end plate in the direction of the central axis is in a range of 10 to 30% of a tooth length of the driven wrap;
The dual rotary scroll compressor according to claim 4.
前記従動スクロールを境界として、前記中心軸線の方向の一方の側に設けられる第一駆動スクロールと、前記中心軸線の方向の他方の側に設けられる第二駆動スクロールと、を備え、
前記第一駆動スクロール、及び、前記第二駆動スクロールの一方又は双方が、前記駆動側補剛要素を備える、
請求項4又は請求項5に記載の両回転スクロール圧縮機。 The driving scroll,
With the driven scroll as a boundary, a first drive scroll provided on one side in the direction of the center axis, and a second drive scroll provided on the other side in the direction of the center axis,
One or both of the first driving scroll and the second driving scroll include the driving-side stiffening element,
A dual scroll compressor according to claim 4 or claim 5.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP2016240260A JP2020037868A (en) | 2016-12-12 | 2016-12-12 | Double-rotating scroll compressor |
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WO2023125780A1 (en) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 丹佛斯(天津)有限公司 | Scroll compressor |
WO2023125791A1 (en) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 丹佛斯(天津)有限公司 | Scroll compressor |
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- 2016-12-12 JP JP2016240260A patent/JP2020037868A/en active Pending
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