JPH0510277A - Scroll compressor - Google Patents

Scroll compressor

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Publication number
JPH0510277A
JPH0510277A JP16123191A JP16123191A JPH0510277A JP H0510277 A JPH0510277 A JP H0510277A JP 16123191 A JP16123191 A JP 16123191A JP 16123191 A JP16123191 A JP 16123191A JP H0510277 A JPH0510277 A JP H0510277A
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JP
Japan
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wrap
orbiting scroll
orbiting
scroll member
scroll
Prior art date
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Pending
Application number
JP16123191A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Joji Okamoto
譲治 岡本
Kazutaka Suefuji
和孝 末藤
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH0510277A publication Critical patent/JPH0510277A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent the damage of a turning scroll lap without lowering the performance, and secure the reliability of a scroll compressor. CONSTITUTION:A cut-off part of a turning scroll lap 4b of a tuning scroll member 4 is cut so as to be inclined from the upper part (point A) of the cut-off part to the lower part (point B) of the cut-off part. An angle of the cut-off end surface of the turning scroll lap 4b against a mirror plate 4a is thereby formed into an acute angle to relax the notch shape in comparison with the conventional vertical structure.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はスクロール圧縮機に係
り、特にガス圧縮時に作用するくり返し荷重に対し疲労
強度に優れたラップ形状に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scroll compressor, and more particularly to a lap shape which is excellent in fatigue strength against repeated load applied during gas compression.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の技術は例えば、米国特許第466
6380号に開示されている。本特許においては、スク
ロール圧縮機のガス圧縮時のくり返し荷重を受けるラッ
プに対し、特に渦巻状に巻回しているラップの巻始め部
を球根形とし、強度向上を図ると共にラップと旋回スク
ロール部材の交わる所を円状に形成している。
2. Description of the Related Art The prior art is, for example, US Pat. No. 466.
No. 6380. In the present patent, the lap subjected to the repeated load at the time of gas compression of the scroll compressor, in particular, the winding start portion of the spirally wrapped lap is formed into a bulb shape to improve the strength and the wrap and the orbiting scroll member. The intersection is formed in a circle.

【0003】また、スクロール圧縮機の回転部の重量負
担を軽減する為に旋回スクロール部材及びラップの材質
を軽いアルミニゥムとし、ラップの巻始り部が旋回スク
ロール部材に対し垂直に形成している例が有る。このラ
ップはガス圧縮時にさまざまの方向から作用する繰返し
荷重を受けている。例えば、ガス圧縮時のガス流れによ
る流体抵抗、巻始り部と他の部材との接触、液圧縮等が
あげられる。
Further, in order to reduce the weight burden on the rotating portion of the scroll compressor, the orbiting scroll member and the wrap are made of light aluminum, and the winding start portion of the wrap is formed perpendicular to the orbiting scroll member. There is. This lap is subjected to cyclic loads that act from different directions during gas compression. For example, fluid resistance due to gas flow at the time of gas compression, contact between the winding start portion and other members, liquid compression, and the like can be mentioned.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の米国特
許第4666380号に開示されている球根形ラップは
圧縮終了時にクリアランスボリュームがゼロとなり、冷
媒ガスに液冷媒、潤滑油などの液体が比較的多く含まれ
ている場合、液圧縮現象を起こして圧縮機軸入力が増加
し性能上問題がある。
However, in the bulb-shaped wrap disclosed in the above-mentioned US Pat. No. 4,666,380, the clearance volume becomes zero at the end of compression, and the liquid refrigerant such as liquid refrigerant and lubricating oil is relatively discharged. When a large amount is contained, a liquid compression phenomenon occurs and the input to the compressor shaft increases, which causes a problem in performance.

【0005】また、旋回スクロール部材とラップに用い
ているアルミニゥムは切欠き係数が大きいから上記繰返
し荷重により疲労破壊を起こす。アルミニゥムは鉄と異
なり繰返し荷重による応力を疲労破壊限度以下にすれば
疲労破壊を防止出来るという特性を持っていないから、
繰返し荷重による応力を小さくし疲労破壊を起こす時期
をスクロール圧縮機本体の寿命より先に延ばさなければ
ならない。
Further, since the aluminum used for the orbiting scroll member and the wrap has a large notch coefficient, fatigue fracture occurs due to the above repeated load. Unlike aluminum, Arminium does not have the property of preventing fatigue failure if the stress due to cyclic loading is kept below the fatigue failure limit.
It is necessary to reduce the stress due to repeated loading and extend the time when fatigue failure occurs before the life of the scroll compressor body.

【0006】本発明の目的は、性能を低下させること無
く旋回スクロールラップの破損を防止しスクロール圧縮
機の信頼性を確保することに有る。
An object of the present invention is to prevent the orbiting scroll wrap from being damaged and to ensure the reliability of the scroll compressor without deteriorating the performance.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的は、密閉容器内
に固定した円板に渦巻状のラップを直立させた固定スク
ロール部材と、駆動軸に連設する偏心軸部に係合した円
板に渦巻状のラップを直立させ該ラップが前記固定スク
ロール部材のラップと互いに内側にて嵌合する旋回スク
ロール部材とを有し該旋回スクロール部材を旋回運動さ
せてガスを圧縮するスクロール圧縮機において、前記旋
回スクロール部材の中心部にあるラップ端部が前記円板
に対して渦巻方向で鋭角をなして形成されていることに
より達成される。
The above object is to provide a fixed scroll member in which a spiral wrap is upright on a disk fixed in a closed container, and a disk engaged with an eccentric shaft portion continuous with a drive shaft. In a scroll compressor for upsetting a spiral wrap upright, the wrap having an orbiting scroll member fitted to the wrap of the fixed scroll member inside each other, and orbiting the orbiting scroll member to compress gas, This is achieved by forming the wrap end portion at the center of the orbiting scroll member with respect to the disc at an acute angle in the spiral direction.

【0008】上記目的は、密閉容器内に固定した円板に
渦巻状のラップを直立させた固定スクロール部材と、駆
動軸に連設する偏心軸部に係合した円板に渦巻状のラッ
プを直立させ該ラップが前記固定スクロール部材のラッ
プと互いに内側にて嵌合する旋回スクロール部材とを有
し該旋回スクロール部材を旋回運動させてガスを圧縮す
るスクロール圧縮機において、前記旋回スクロール部材
の中心部にあるラップ端部と前記円板が渦巻方向で円弧
状をなして交わることにより達成される。
The above object is to provide a fixed scroll member in which a spiral wrap is upright on a disk fixed in a closed container, and a spiral wrap for a disk engaged with an eccentric shaft portion connected to a drive shaft. In a scroll compressor which is upright and has an orbiting scroll member in which the wrap and the wrap of the fixed scroll member are fitted inside each other, the orbiting scroll member is orbitally moved to compress gas, and a center of the orbiting scroll member is provided. This is achieved by the wrap end portion of the portion and the disc intersecting each other in an arc shape in the spiral direction.

【0009】上記目的は、前記ラップ端部の横断面が円
をなすことにより達成される。
The above object is accomplished by the circular cross section of the wrap end.

【0010】[0010]

【作用】発明者は旋回スクロール部材のラップに加わる
荷重により中心部側のラップ端部の応力が大きく、ラッ
プ端部の渦巻方向に荷重がかかる時ラップ端部付け根に
大きな応力が発生することを有限要素法による解析と実
験で発見した。以下に有限要素法による解析の方法と結
果を説明する。
The inventor has found that the load applied to the wrap of the orbiting scroll member causes a large stress at the lap end on the center side, and when a load is applied in the spiral direction of the wrap end, a large stress is generated at the root of the wrap end. It was discovered by analysis and experiments by the finite element method. The method and results of analysis by the finite element method will be described below.

【0011】図1は解析の対象としたラップを示す斜視
図である。ラップの高さは15.835mmで、ラップ端部断面
の形状は2種類の半径0.1mmと1.0mmの円状とし、3方向
からP1、P2、P3なる同じ値の1Kgfの荷重を加え
た。即ち、P1はラップ端部の渦巻方向にかけた荷重、
2はラップの内側にかけた荷重、P3はラップの外側に
かけた荷重である。
FIG. 1 is a perspective view showing a wrap to be analyzed. The height of the wrap is 15.835Mm, the shape of the lap end cross section and two radial 0.1mm and 1.0mm circular, adding P 1, P 2, P 3 become load 1Kgf of the same value from three directions It was That is, P 1 is the load applied to the wrap end in the spiral direction,
P 2 is the load applied to the inside of the wrap, and P 3 is the load applied to the outside of the wrap.

【0012】図2は解析結果を示す図表である。横軸は
解析を行う粗さの程度を示すメッシュ分割幅で、縦軸は
荷重によって発生する応力を示し、実線はラップ端部断
面の円半径が1.0mmの場合、点線は円半径が0.1mmの場合
である。本図から明らかなように同じ荷重を加えてもP
1即ちラップ端部の渦巻方向にかけた荷重に対する応力
が最大となる。またラップ端部断面の円半径が0.1mmの
場合に大きな応力が発生する。
FIG. 2 is a chart showing the analysis results. The horizontal axis is the mesh division width that indicates the degree of roughness for analysis, the vertical axis is the stress generated by the load, the solid line indicates the circle radius of the lap end section is 1.0 mm, and the dotted line indicates the circle radius is 0.1 mm. Is the case. As is clear from this figure, even if the same load is applied, P
Stress is maximized with respect to the load by multiplying the spiral direction of 1 That lap end. Also, a large stress occurs when the circle radius of the lap end cross section is 0.1 mm.

【0013】ラップ端部の渦巻方向に荷重がかかる原因
はラップ端部と他の部材との接触にあると考えられる。
このラップ端部の付け根に発生する応力を低減する為に
ラップ端部と旋回スクロール部材の円板とがなす角度を
渦巻方向で鋭角とすることにより、切欠き形状を緩和し
てそこでの応力集中による切欠き係数の大きいアルミニ
ゥムの疲労破壊を防止する。
It is considered that the reason why the load is applied to the wrap end in the spiral direction is the contact between the wrap end and other members.
In order to reduce the stress generated at the root of the lap end, the angle formed by the lap end and the disc of the orbiting scroll member is made acute in the spiral direction to relax the notch shape and concentrate the stress there. Prevents fatigue fracture of aluminum with a large notch factor.

【0014】また、ラップ端部の付け根を円弧状に形成
することにより、切欠き形状を緩和してそこでの応力集
中による切欠き係数の大きいアルミニゥムの疲労破壊を
防止する。
Further, by forming the base of the lap end in an arc shape, the shape of the notch is relaxed, and fatigue failure of aluminum having a large notch coefficient due to stress concentration there is prevented.

【0015】更に、ラップ上部が後退した構成により圧
縮終了時にクリアランスボリュームが残り、冷媒ガスに
液冷媒、潤滑油などの液体が比較的多く含まれている場
合、液圧縮現象を起こし難いから圧縮機軸入力が増加せ
ず性能が向上し、同時に信頼性も向上し、騒音や振動の
発生も少なくなる。
Further, since the clearance volume remains at the end of compression due to the configuration in which the upper part of the lap is retracted, and the refrigerant gas contains a relatively large amount of liquid such as liquid refrigerant and lubricating oil, the liquid compression phenomenon is unlikely to occur, so the compressor shaft The input is not increased and the performance is improved. At the same time, the reliability is improved and the noise and vibration are reduced.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図3は本実施例のスクロール圧縮機部分を
示す縦断面図である。
FIG. 3 is a vertical sectional view showing a scroll compressor portion of this embodiment.

【0018】本図に示すようにスクロール圧縮機は、密
閉容器1内の上方に圧縮機部2,下方に電動機部(図示
せず)が収納されている。圧縮機部2では固定スクロー
ル部材3を旋回スクロール部材4に互いにかみ合わせ圧
縮室5が形成されている。固定スクロール部材3は、円
板状の鏡板3aとこれに直立しインボリュート曲線ある
いはこれに近似の曲線で形成された固定スクロールラッ
プ3bとからなり、その中心部に吐出口6、外周部に吸
入口7を備えている。
As shown in the figure, in the scroll compressor, a compressor section 2 is housed in an upper part of a closed container 1, and an electric motor section (not shown) is housed in a lower section. In the compressor section 2, a fixed scroll member 3 is meshed with an orbiting scroll member 4 to form a compression chamber 5. The fixed scroll member 3 is composed of a disk-shaped end plate 3a and a fixed scroll wrap 3b which stands upright on the disk-shaped end plate 3a and which is formed by an involute curve or a curve similar thereto, and has a discharge port 6 at its center and a suction port at its outer periphery. Equipped with 7.

【0019】一方、旋回スクロール部材4も円板状の鏡
板4aとこれに直立した旋回スクロールラップ4bと、
鏡板の反ラップ面に形成されたボス4cとから成立って
いる。フレーム8は中央部に軸受部8aを形成し、この
軸受部8aに回転軸9が支承され、回転軸9先端の偏心
軸9aは、旋回スクロール部材4のボス4cに挿入さ
れ、図示せざる電動機により駆動されて旋回運動を行な
う。
On the other hand, the orbiting scroll member 4 also has a disk-shaped end plate 4a and an orbiting scroll wrap 4b standing upright on this.
It is composed of a boss 4c formed on the non-lap surface of the end plate. The frame 8 has a bearing portion 8a formed in the central portion thereof, and the rotating shaft 9 is supported by the bearing portion 8a. The eccentric shaft 9a at the tip of the rotating shaft 9 is inserted into the boss 4c of the orbiting scroll member 4, and the electric motor (not shown) is provided. It is driven by and makes a turning motion.

【0020】また、フレーム8には固定スクロール部材
3がボルトにより固定され、旋回スクロール部材4はオ
ルダム機構10によりフレーム8に支承され、固定スク
ロール部材3に対し、自転することなく旋回運動を行な
う。
Further, the fixed scroll member 3 is fixed to the frame 8 with bolts, and the orbiting scroll member 4 is supported by the frame 8 by the Oldham mechanism 10 to perform the orbiting motion with respect to the fixed scroll member 3 without rotating.

【0021】回転軸9には下部に電動機部(図示せず)
が直結し、固定スクロール部材3の吸入口7には密閉容
器1を貫通し、吸入管11が接続され、吐出口6が開口
している吐出室1aは通路12を介して下部室1bに連
通し、また、密閉容器1を貫通する吐出管13に連通し
ている。
An electric motor unit (not shown) is provided at the bottom of the rotary shaft 9.
Are directly connected to each other, the suction port 7 of the fixed scroll member 3 penetrates the closed container 1, the suction pipe 11 is connected, and the discharge chamber 1a in which the discharge port 6 is opened communicates with the lower chamber 1b through the passage 12. In addition, it communicates with a discharge pipe 13 that penetrates the closed container 1.

【0022】図4は本実施例の旋回スクロールラップの
形状を示す斜視図である。旋回スクロール部材4に形成
した旋回スクロールラップ4bの巻始め部位を示し、鏡
板4aは図視していない。ここで、巻始め部位は、巻き
上部始め(A点)より巻き始め下部(B点)にかけて斜
めに切除している。このようにすることにより旋回スク
ロールラップ4bの巻始め端面と鏡板4aがなす角度は
鋭角となり従来の垂直構造より切欠き形状が緩和され
る。
FIG. 4 is a perspective view showing the shape of the orbiting scroll wrap of this embodiment. The winding start portion of the orbiting scroll wrap 4b formed on the orbiting scroll member 4 is shown, and the end plate 4a is not shown. Here, the winding start portion is obliquely cut from the winding start (point A) to the winding start (point B). By doing so, the angle formed by the winding start end face of the orbiting scroll wrap 4b and the end plate 4a becomes an acute angle, and the notch shape is relaxed as compared with the conventional vertical structure.

【0023】図5は図4に示した旋回スクロールラップ
4bをP方向より見た側面図を示す。本図に示すように
旋回スクロールラップ4bの巻始め部端面と旋回スクロ
ール部材4の鏡板4aの角度が鋭角となり切欠き形状が
緩和されている。
FIG. 5 is a side view of the orbiting scroll wrap 4b shown in FIG. 4 viewed from the P direction. As shown in this figure, the angle between the winding start end face of the orbiting scroll wrap 4b and the end plate 4a of the orbiting scroll member 4 becomes an acute angle, and the notch shape is relaxed.

【0024】図6は本発明の他の実施例におけるラップ
の形状を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing the shape of the wrap in another embodiment of the present invention.

【0025】旋回スクロールラップ4bの巻始め部位を
示し、鏡板4aは図視していない。ここで、巻き始め下
部(C点)を円弧状に形成している。このようにするこ
とにより従来の垂直構造より切欠き形状が緩和される。
The winding start portion of the orbiting scroll wrap 4b is shown, and the end plate 4a is not shown. Here, the winding start lower part (point C) is formed in an arc shape. By doing so, the notch shape is relaxed as compared with the conventional vertical structure.

【0026】図7は図6に示した旋回スクロールラップ
4bをQ方向より見た側面図を示す。 以上述べたよう
に、ラップの巻き始め下部の切欠き形状を緩和すること
により、繰返し荷重によるラップ根本の応力集中が軽減
される。この応力集中が軽減される効果は材質の如何に
かかわらず得られるが、特に切欠き係数の大きいアルミ
ニゥムの場合は疲労寿命が大幅に向上する。
FIG. 7 is a side view of the orbiting scroll wrap 4b shown in FIG. 6 viewed from the Q direction. As described above, by relaxing the shape of the notch in the lower portion of the wrap at the beginning of winding, stress concentration at the root of the lap due to repeated loading is reduced. The effect of reducing the stress concentration can be obtained regardless of the material, but especially in the case of aluminum with a large notch coefficient, the fatigue life is greatly improved.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、ラップの巻き始め下部
の切欠き形状を緩和することにより、繰返し荷重による
ラップ根本の応力集中が軽減され、特に切欠き係数の大
きいアルミニゥムの場合は疲労寿命が大幅に向上する効
果が得られる。
According to the present invention, the stress concentration at the root of the lap due to the repeated load is reduced by relaxing the shape of the notch at the lower part of the wrap winding, and the fatigue life is particularly high in the case of aluminum having a large notch coefficient. It is possible to obtain the effect of significantly improving.

【0028】更に、ラップ上部が後退した構成により圧
縮終了時にクリアランスボリュームが残るから、液圧縮
による圧縮機軸入力の増加が防止できる。
Furthermore, since the clearance volume remains at the end of compression due to the structure in which the upper part of the lap is retracted, it is possible to prevent an increase in the compressor shaft input due to liquid compression.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】有限要素法による解析の対象としたラップを示
す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a lap subjected to analysis by a finite element method.

【図2】有限要素法による解析結果を示す図表である。FIG. 2 is a chart showing analysis results by the finite element method.

【図3】本発明の実施例のスクロール圧縮機部分を示す
縦断面図である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a scroll compressor portion of the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例のラップ形状を示す斜視図であ
る。
FIG. 4 is a perspective view showing a wrap shape according to an embodiment of the present invention.

【図5】図4に示したラップをP方向より見た側面図で
ある。
5 is a side view of the lap shown in FIG. 4 as seen from the P direction.

【図6】本発明の他の実施例におけるラップの形状を示
す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing the shape of a wrap according to another embodiment of the present invention.

【図7】図6に示したラップをQ方向より見た側面図で
ある。
7 is a side view of the lap shown in FIG. 6 viewed from the Q direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 固定スクロール部材 3b 固定スクロールラップ 4 旋回スクロール部材 4b 旋回スクロールラップ 3 Fixed scroll member 3b Fixed scroll wrap 4 Orbiting scroll member 4b Orbiting scroll wrap

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 密閉容器内に固定した円板に渦巻状のラ
ップを直立させた固定スクロール部材と、駆動軸に連設
する偏心軸部に係合した円板に渦巻状のラップを直立さ
せ該ラップが前記固定スクロール部材のラップと互いに
内側にて嵌合する旋回スクロール部材とを有し該旋回ス
クロール部材を旋回運動させてガスを圧縮するスクロー
ル圧縮機において、前記旋回スクロール部材の中心部に
あるラップ端部が前記円板に対して渦巻方向で鋭角をな
して形成されていることを特徴とするスクロール圧縮
機。
1. A fixed scroll member in which a spiral wrap is erected on a disc fixed in a closed container, and a spiral wrap is erected on a disc engaged with an eccentric shaft portion connected to a drive shaft. In a scroll compressor having wraps of the fixed scroll member and orbiting scroll members that fit inside each other, the wraps orbiting the orbiting scroll members to compress gas, in a central portion of the orbiting scroll members. A scroll compressor, wherein a certain wrap end is formed at an acute angle with respect to the disc in the spiral direction.
【請求項2】 密閉容器内に固定した円板に渦巻状のラ
ップを直立させた固定スクロール部材と、駆動軸に連設
する偏心軸部に係合した円板に渦巻状のラップを直立さ
せ該ラップが前記固定スクロール部材のラップと互いに
内側にて嵌合する旋回スクロール部材とを有し該旋回ス
クロール部材を旋回運動させてガスを圧縮するスクロー
ル圧縮機において、前記旋回スクロール部材の中心部に
あるラップ端部と前記円板が渦巻方向で円弧状をなして
交わることを特徴とするスクロール圧縮機。
2. A fixed scroll member in which a spiral wrap is erected on a disc fixed in a closed container, and a spiral wrap is erected on a disc engaged with an eccentric shaft portion connected to a drive shaft. In a scroll compressor having wraps of the fixed scroll member and orbiting scroll members that fit inside each other, the wraps orbiting the orbiting scroll members to compress gas, in a central portion of the orbiting scroll members. A scroll compressor characterized in that a certain wrap end and the disc intersect in a spiral direction in an arc shape.
【請求項3】 前記ラップ端部の横断面が円をなすこと
を特徴とする請求項1に記載のスクロール圧縮機。
3. The scroll compressor according to claim 1, wherein the wrap end has a circular cross section.
【請求項4】 前記旋回スクロール部材及びラップがア
ルミニゥムからなることを特徴とする請求項1から請求
項3のうち何れかの請求項に記載のスクロール圧縮機。
4. The scroll compressor according to claim 1, wherein the orbiting scroll member and the wrap are made of aluminum.
JP16123191A 1991-07-02 1991-07-02 Scroll compressor Pending JPH0510277A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16123191A JPH0510277A (en) 1991-07-02 1991-07-02 Scroll compressor

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JP16123191A JPH0510277A (en) 1991-07-02 1991-07-02 Scroll compressor

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Country Status (1)

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JP (1) JPH0510277A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3840231A1 (en) * 1988-04-07 1989-10-19 Fuji Machinery Co EMPTY PACKAGE DETECTION CONTROL DEVICE FOR A PACKING MACHINE
JP2016079873A (en) * 2014-10-15 2016-05-16 ダイキン工業株式会社 Scroll compressor

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