(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻き状のラップ(３１b)を有する固定スクロール(３１)と、
上記固定スクロール(３１)の渦巻き状のラップ(３１b)と互いに噛合する渦巻き状のラップ(３２b)を有する旋回スクロール(３２)と、
上記旋回スクロール(３２)を回転軸(３５)を介して駆動するモータ(２)と
を備え、
上記モータ(２)により上記旋回スクロール(３２)を自転させることなく公転させることにより、上記固定スクロール(３１)のラップ(３１b)と上記旋回スクロール(３２)のラップ(３２b)との間に形成される圧縮室(３３)を外側から中心に向かって移動させながら、上記圧縮室(３３)の容積を減少させて冷媒を圧縮するスクロール圧縮機であって、
上記旋回スクロール(３２)の公転を停止したとき、運転時には自転しないで公転する上記旋回スクロール(３２)の状態に対して、上記回転軸(３５)を中心に上記旋回スクロール(３２)を旋回方向に所定角度自転させる角度シフト部を備えたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
上記角度シフト部は、
上記旋回スクロール(３２)を回転させずに公転運動をさせるためのオルダムを支持すると共に、本体側に回転自在に支持されたオルダム支持板(９)と、
上記オルダム支持板(９)を上記旋回スクロール(３２)の公転方向とは逆の方向に付勢する弾性部材と、
上記旋回スクロール(３２)が旋回するとき、上記モータ(２)の回転軸の回転力を上記オルダム支持板(９)に伝達せず、上記旋回スクロール(３２)が旋回方向と逆の方向に旋回して上記モータ(２)の回転軸が逆回転したとき、上記弾性部材の付勢力に抗して上記モータ(２)の回転軸の回転力を上記オルダム支持板(９)に伝達する伝達機構(９０,９３)と
を有することを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項３】
渦巻き状のラップ(４１b)を有する第１の回転スクロール(４１)と、
上記第１のスクロール(４１)の渦巻き状のラップ(４１b)と互いに噛合する渦巻き状のラップ(４２b)を有する第２の回転スクロール(４２)と、
上記第１の回転スクロール(４１)を駆動する第１のモータ(２Ａ)と、
上記第２の回転スクロール(４２)を上記第１の回転スクロール(４１)と同一の回転方向に駆動する第２のモータ(２Ｂ)と
を備え、
上記第１のモータ(２Ａ)と上記第２のモータ(２Ｂ)により回転角を所定角度ずらした状態で上記第１の回転スクロール(４１)と上記第２の回転スクロール(４２)を自転させることにより、上記第１の回転スクロール(４１)のラップ(４１b)と上記第２の回転スクロール(４２)のラップ(４２b)との間に形成される圧縮室(３３)を外側から中心に向かって移動させながら上記圧縮室(３３)の容積を減少させて、冷媒を圧縮するスクロール圧縮機であって、
上記第１のモータ(２Ａ)と上記第２のモータ(２Ｂ)を制御する制御部(１０)を備え、
上記制御部(１０)は、上記第１の回転スクロール(４１)と上記第２の回転スクロール(４２)の自転を停止したとき、上記第１の回転スクロール(４１)と上記第２の回転スクロール(４２)とが回転角を所定角度ずらした自転時の状態から、上記第１の回転スクロール(４１)と上記第２の回転スクロール(４２)のいずれか一方が他方に対して自転方向に所定角度さらにずれるように、上記第１のモータ(２Ａ)と上記第２のモータ(２Ｂ)の回転角を制御することを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項４】
渦巻き状のラップ(５１b)を有する固定スクロール(５１)と、
上記固定スクロール(５１)の渦巻き状のラップ(５１b)と互いに噛合する渦巻き状のラップ(５２b)を有する旋回スクロール(５２)と、
上記旋回スクロール(５２)を公転可能に支持する回転軸(５３)と、
上記旋回スクロール(５２)の外周側に周方向に所定の間隔をあけて配置された複数の磁石(６１)と、上記複数の磁石(６１)に対する磁力によって上記旋回スクロール(５２)を自転させることなく公転させるための複数のステータ(６２)とを有する公転モータ(６０)と、
上記公転モータ(６０)を制御する制御部(７０)と
を備え、
上記公転モータ(６０)により上記旋回スクロール(５２)を自転させることなく公転させることにより、上記固定スクロール(５１)のラップ(５１b)と上記旋回スクロール(５２)のラップ(５２b)との間に形成される圧縮室を外側から中心に向かって移動させながら、上記圧縮室の容積を減少させて冷媒を圧縮するスクロール圧縮機であって、
上記制御部(７０)は、上記旋回スクロール(５２)の公転を停止したとき、運転時には自転しないで公転する上記旋回スクロール(５２)の状態に対して、上記回転軸(５３)を中心に上記旋回スクロール(５２)を旋回方向に所定角度自転させるように、上記公転モータ(６０)の回転角を制御することを特徴とするスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気調和機や冷凍機等に使用されるスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクロール圧縮機としては、渦巻き状のラップを有する第１のスクロールおよび第２のスクロールを備え、上記第１,第２のスクロールを同じ方向に回転させることにより、第１,第２のスクロールのラップを互いに噛み合わせて形成される圧縮室を外側から中心に移動させながら圧縮室の容積を減少させて、冷媒を圧縮するものがある(例えば、特開平４−７６２８６号公報(特許文献１)参照)。このスクロール圧縮機では、吐出孔の開口に逆止弁を設けて、運転時に逆止弁を開くと共に、停止時に逆止弁を塞ぐことによって、吐出孔を介して圧縮室に冷媒が逆流することによる第１,第２のスクロールの逆回転を防止している。
【０００３】
しかしながら、上記スクロール圧縮機では、吐出孔の開口に逆止弁を設ける必要があるため、構造が複雑になってコストが高くつくという欠点がある。
【特許文献１】特開平４−７６２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、この発明の目的は、簡単な構成でかつ低コストに停止時のスクロールの逆回転を防止できるスクロール圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、この発明のスクロール圧縮機は、
渦巻き状のラップを有する固定スクロールと、
上記固定スクロールの渦巻き状のラップと互いに噛合する渦巻き状のラップを有する旋回スクロールと、
上記旋回スクロールを回転軸を介して駆動するモータと
を備え、
上記モータにより上記旋回スクロールを自転させることなく公転させることにより、上記固定スクロールのラップと上記旋回スクロールのラップとの間に形成される圧縮室を外側から中心に向かって移動させながら、上記圧縮室の容積を減少させて冷媒を圧縮するスクロール圧縮機であって、
上記旋回スクロールの公転を停止したとき、運転時には自転しないで公転する上記旋回スクロールの状態に対して、上記回転軸(３５)を介してを中心に上記旋回スクロールを旋回方向に所定角度自転させる角度シフト部を備えたことを特徴とする。
【０００６】
上記構成のスクロール圧縮機によれば、上記モータにより旋回スクロールを自転させることなく公転させることにより、互いに噛合する固定スクロールの渦巻き状のラップと旋回スクロールの渦巻き状のラップとの間に形成される圧縮室を外側から中心に向かって移動させながら圧縮室の容積を減少させて、冷媒を圧縮する。そして、上記旋回スクロールを停止するとき、角度シフト部により、運転時には自転しないで公転する旋回スクロールの状態に対して、回転軸を中心に旋回スクロールを旋回方向に所定角度自転させることによって、旋回スクロールのラップが固定スクロールのラップに対して内側から半径方向外向に押し付けられるので、旋回スクロールの旋回が規制され、吐出側から圧縮室に冷媒が逆流しても旋回スクロールの逆回転を防止できる。これにより、逆回転による異音の発生を防ぐことができる。
【０００７】
また、一実施形態のスクロール圧縮機は、
上記角度シフト部は、
上記旋回スクロールを回転させずに公転運動をさせるためのオルダムを支持すると共に、本体側に回転自在に支持されたオルダム支持板と、
上記オルダム支持板を上記旋回スクロールの公転方向とは逆の方向に付勢する弾性部材と、
上記旋回スクロールが旋回するとき、上記モータの回転軸の回転力を上記オルダム支持板に伝達せず、上記旋回スクロールが旋回方向と逆の方向に旋回して上記モータの回転軸が逆回転したとき、上記弾性部材の付勢力に抗して上記モータの回転軸の回転力を上記オルダム支持板に伝達する伝達機構と
を有することを特徴とする。
【０００８】
上記実施形態のスクロール圧縮機によれば、上記モータにより旋回スクロールを自転させることなく公転させているときは、モータの回転軸の回転力がオルダム支持板に伝達されず、旋回スクロールが旋回方向と逆の方向に旋回してモータの回転軸が逆回転したときは、弾性部材の付勢力に抗してモータの回転軸の回転力を伝達機構によりオルダム支持板に伝達することによって、旋回スクロールのラップが固定スクロールのラップに対して内側から半径方向外向に押し付けられる。したがって、旋回スクロールの逆回転を容易に防止できる。
【０００９】
また、この発明のスクロール圧縮機は、
渦巻き状のラップを有する第１の回転スクロールと、
上記第１のスクロールの渦巻き状のラップと互いに噛合する渦巻き状のラップを有する第２の回転スクロールと、
上記第１の回転スクロールを駆動する第１のモータと、
上記第２の回転スクロールを上記第１の回転スクロールと同一の回転方向に駆動する第２のモータと
を備え、
上記第１のモータと上記第２のモータにより回転角を所定角度ずらした状態で上記第１の回転スクロールと上記第２の回転スクロールを自転させることにより、上記第１の回転スクロールのラップと上記第２の回転スクロールのラップとの間に形成される圧縮室を外側から中心に向かって移動させながら上記圧縮室の容積を減少させて、冷媒を圧縮するスクロール圧縮機であって、
上記第１のモータと上記第２のモータを制御する制御部を備え、
上記制御部は、上記第１の回転スクロールと上記第２の回転スクロールの自転を停止したとき、上記第１の回転スクロールと上記第２の回転スクロールとが回転角を所定角度ずらした自転時の状態から、上記第１の回転スクロールと上記第２の回転スクロールのいずれか一方が他方に対して自転方向に所定角度さらにずれるように、上記第１のモータと上記第２のモータの回転角を制御することを特徴とする。
【００１０】
上記構成のスクロール圧縮機によれば、第１,第２のモータにより回転角を所定角度ずらした状態で第１,第２の回転スクロールを自転させることにより、第１,第２の回転スクロールのラップ間に形成される圧縮室を外側から中心に向かって移動させながら圧縮室の容積を減少させて、冷媒を圧縮する。そして、上記第１,第２の回転スクロールを停止するとき、制御部により第１,第２のモータを制御して、第１,第２の回転スクロールが回転角を所定角度ずらした自転時の状態から、第１,第２の回転スクロールのいずれか一方が他方に対して回転方向に所定角度さらにずれた状態にすることによって、第１,第２の回転スクロールのいずれ一方のラップが他方のラップに対して内側から半径方向外向に押し付けられるので、第１,第２の回転スクロールの自転が規制され、吐出側から圧縮室に冷媒が逆流しても第１,第２の回転スクロールの逆回転を防止できる。
【００１１】
また、この発明のスクロール圧縮機は、
渦巻き状のラップを有する固定スクロールと、
上記固定スクロールの渦巻き状のラップと互いに噛合する渦巻き状のラップを有する旋回スクロールと、
上記旋回スクロールを公転可能に支持する回転軸と、
上記旋回スクロールの外周側に周方向に所定の間隔をあけて配置された複数の磁石と、上記複数の磁石に対する磁力によって上記旋回スクロールを自転させることなく公転させるための複数のステータとを有する公転モータと、
上記公転モータを制御する制御部と
を備え、
上記公転モータにより上記旋回スクロールを自転させることなく公転させることにより、上記固定スクロールのラップと上記旋回スクロールのラップとの間に形成される圧縮室を外側から中心に向かって移動させながら、上記圧縮室の容積を減少させて冷媒を圧縮するスクロール圧縮機であって、
上記制御部は、上記旋回スクロールの公転を停止したとき、運転時には自転しないで公転する上記旋回スクロールの状態に対して、上記回転軸を中心に上記旋回スクロールを旋回方向に所定角度自転させるように、上記公転モータの回転角を制御することを特徴とする。
【００１２】
上記構成のスクロール圧縮機によれば、上記制御部により制御された公転モータによって旋回スクロールを自転させることなく公転させることにより、互いに噛合する固定スクロールの渦巻き状のラップと旋回スクロールの渦巻き状のラップとの間に形成される圧縮室を外側から中心に向かって移動させながら圧縮室の容積を減少させて、冷媒を圧縮する。そして、上記旋回スクロールを停止するとき、制御部により公転モータの回転角を制御して、運転時には自転しないで公転する旋回スクロールの状態に対して、回転軸を中心に旋回スクロールを旋回方向に所定角度自転させることによって、旋回スクロールのラップが固定スクロールのラップに対して内側から半径方向外向に押し付けられるので、旋回スクロールの旋回が規制され、吐出側から圧縮室に冷媒が逆流しても旋回スクロールの逆回転を防止できる。これにより、逆回転による異音の発生を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上より明らかなように、この発明のスクロール圧縮機によれば、簡単な構成でかつ低コストに停止時のスクロールの逆回転を防止できるスクロール圧縮機を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明のスクロール圧縮機を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１５】
(第１実施形態)
図１は、この発明の第１実施形態のスクロール圧縮機の縦断面図を示している。このスクロール圧縮機は、密閉容器１内に配置されたアキシャルギャップ型のモータ２と、上記密閉容器１内かつモータ２の下側に配置され、モータ２により駆動される圧縮部３とを備えている。ここで、上側とは、密閉容器１の中心軸が水平面に対して傾斜しているか否かに関わらず、密閉容器１の中心軸に沿った上側をいう。
【００１６】
上記圧縮部３は、密閉容器１内に取り付けられた本体部３０と、この本体部３０に固定された固定スクロール３１と、上記固定スクロール３１に重ね合わされ、本体部３０にオルダムリング８とオルダム支持板９を介して公転可能に支持された旋回スクロール３２とを有する。つまり、上記圧縮部３は、一方の旋回スクロール３２が自転せずに公転する片回り構造である。
【００１７】
上記固定スクロール３１は、鏡板３１aと、この鏡板３１aに直立に設けられた渦巻き状のラップ３１bとを有すると共に、旋回スクロール３２は、鏡板３２aと、この鏡板３２aに直立に設けられた渦巻き状のラップ３２bとを有する。上記固定スクロール３１のラップ３１bと旋回スクロール３２のラップ３２bとを互いに噛み合わせて、複数の圧縮室３３が形成される。
【００１８】
上記旋回スクロール３２の鏡板３２aの下側にボス３２ｃを立設している。また、上記回転軸３５を本体部３０に挿通して、その回転軸３５の下端側を軸受４により回転自在に支持している。上記回転軸３５の上端側に、旋回スクロール３２のボス３２ｃに内嵌する偏心軸６５aを、回転軸３５の軸に対して偏心した位置に設けている。つまり、上記旋回スクロール３２は、回転軸３５の軸の周りを公転可能になる。
【００１９】
上記固定スクロール３１に、密閉容器１の外側から圧縮室３３内に連通する吸入管６を接続している。上記固定スクロール３１に、圧縮された冷媒を圧縮室３３から外側に吐出する吐出孔３４を設けている。上記密閉容器１内は、圧縮部３から吐出される高圧の冷媒が満たされる。このスクロール圧縮機は、いわゆる高圧ドーム型である。また、上記密閉容器１の上側に吐出管７の一端を接続し、この吐出管７から高圧の冷媒が密閉容器１の外側に吐出される。
【００２０】
上記本体部３０の下側のモータ２は、本体部３０に取り付けられたステータ２１と、上記ステータ２１のアキシャル方向(下方向)にエアギャップを介して配置され、回転軸３５に取り付けられたロータ２６とを有している。
【００２１】
また、このスクロール圧縮機は、コイル２２に流れる電流を制御する制御部１０を備えている。なお、このコイル２２への給電には、例えば、フレキシブル電線またはスリップ電極を用いている。
【００２２】
図１,図２に示すように、上記ステータ２１は、本体部３０と反対側の面に取り付けられた鉄心２３と、この鉄心２３に巻回されたコイル２２とを有する。
【００２３】
上記鉄心２３は、回転軸３５に対して略直交するように配置された環状の基台２４aと、この基台２４aのロータ２６側の一面に設けられた突部２４ｂとを有する。
【００２４】
上記突部２４ｂは、回転軸３５の軸方向に沿って延びており、回転軸３５の周りに複数個設けている。上記コイル２２を各突部２４ｂの軸周りに巻回している。つまり、上記コイル２２は、ステータ２１の周方向に複数設けられている。上記コイル２２が励磁されて、突部２４ｂの突出方向に磁束を発生する。
【００２５】
上記ステータ２１は、鉄心２３と共同してコイル２２を挟むステータ板２５を有する。このステータ板２５は、磁性体からなり、互いに隣接する突部２４ｂの間の空間に対応する位置に、磁気的に絶縁する複数のスリット２５aが設けられている。このスリット２５aは、ステータ板２５の中心から径方向外側に放射状に延びている。この構成により、エアギャップに対向するステータコア面積が増加するので、鎖交磁束を増大させることが可能となる。なお、上記ステータ板２５は必須ではない。
【００２６】
また、上記ロータ２６は、回転軸３５に固定され、磁性体からなる環状のバックヨーク２８と、このバックヨーク２８のステータ２１側の一面に設けられた永久磁石２７とを有する。
【００２７】
上記永久磁石２７は、回転軸３５に沿った方向の磁束を発生する。上記永久磁石２７は、ロータ２６の周方向に複数設けられている。隣り合う永久磁石２７は、異なる磁極を有する。この永久磁石２７の間に空間２７aを形成している。なお、上記永久磁石２７は必須ではない。
【００２８】
上記ロータ２６は、バックヨーク２８と共同して永久磁石２７を挟むロータ板２９を有する。このロータ板２９は、磁性体からなり、隣接する永久磁石２７,２７の間を磁気的に絶縁するスリット２９aが設けられている。このスリット２９aは、ロータ板２９の中心から径方向外側に放射状に延びている。この構成により、エアギャップに対向するロータコア面積が増加するので、鎖交磁束を増大させることが可能である。また、上記永久磁石２７に減磁界が直接かからないため、減磁耐力も増大する。なお、上記ロータ板２９は必須ではない。
【００２９】
次に、このスクロール圧縮機の動作を説明する。
【００３０】
図３に示すように、６つの突部２４ｂのそれぞれに巻回された６つのコイル２２を、反時計方向に順に、Ｕ１相、Ｖ１相、Ｗ１相、Ｕ２相、Ｖ２相およびＷ２相とする。なお、図３では、ステータ２１を下側から見た図を示している。
【００３１】
そして、図４に示すように、上記ロータ２６(図１に示す)を底面からみて反時計方向に回転させて旋回スクロール３２を底面からみて反時計方向に公転させるための電流を、各相に順に電流を流す。図４において、横軸はロータ２６の回転角度を示し、縦軸は電流値を示している。また、Ｕ１相とＵ２相を実線で示し、Ｖ１相とＶ２相を一点鎖線で示し、Ｗ１相とＷ２相を破線で示している。なお、図４中、各相に正の電流を流すと、各相はＮ極となり、各相に負の電流を流すと、各相はＳ極となる。
【００３２】
図５〜図８は上記旋回スクロール３２が１回公転する動作を４つの段階に分けて説明するための図であり、固定スクロール３１のラップ３１bと旋回スクロール３２のラップ３２bのみを下側から見た模式図である。図５〜図８において、ＰＬは、低圧の冷媒が満たされる圧縮室３３を示し、ＰＭは、中圧の冷媒が満たされる圧縮室３３を示し、ＰＨは、高圧の冷媒が満たされる圧縮室３３を示している。
【００３３】
図５〜図８に示すように、上記旋回スクロール３２が反時計回りに旋回し、固定スクロール３１のラップ３１bと旋回スクロール３２のラップ３２bとを互いに噛み合わせて形成される圧縮室３３が外側から中心に移動しながら圧縮室３３の容積が減少する。そうして、図１に示すように、吸入管６から吸い込んだ冷媒を圧縮してから、吐出孔３４を介して吐出管７から吐出する。
【００３４】
次に、図９は上記スクロール圧縮機の正回転時のオルダム支持板９の平面図を示しており、図９に示すように、オルダム支持板９は、ドーナツ形状の円板部９aと、上記円板部９aの内周縁から下方に延びる円筒部９bとを有する。上記円板部９aの対向する位置に、半径方向に沿ってキー溝９c,９cを設けている。
【００３５】
また、図１０は上記スクロール圧縮機のオルダムリング８の斜視図を示しており、図１０に示すように、オルダムリング８は、環状部８aと、上記環状部８aの下側の対向する位置に設けられた本体部側キー８０b,８０bと、上記環状部８aの上側の対向する位置でかつ本体部側キー８０b,８０bと周方向に略９０度ずれた位置に設けられた旋回スクロール側キー８０c,８０cとを有している。
【００３６】
上記オルダムリング８の本体部側キー８０b,８０bを、図９に示すオルダム支持板９のキー溝９c,９cにスライド自在に嵌合している。同様に、オルダムリング８の旋回スクロール側キー８０c,８０cを、図１に示す旋回スクロール３２の鏡板３２aの下側に設けられたキー溝(図示せず)にスライド自在に嵌合している。
【００３７】
このオルダムリング８とオルダム支持板９を含むオルダム機構によって、旋回スクロール３２を自転させずに公転運動をさせる。
【００３８】
また、図９に示すように、回転軸３５の外周に、円柱形状の８つのころ９１を介して円筒部９２を外嵌している。さらに、上記円筒部９２の外周に設けられた外歯(図示せず)に円柱形状のギア９３が噛合し、そのギア９３の外側に、オルダム支持板９の円筒部９bの内周側に設けられた内歯(図示せず)が噛合している。なお、ギア９３は、複数用いてもよい。
【００３９】
また、オルダム支持板９の円板部９aにバネ装着部９dを設け、そのバネ装着部９d内に下側の本体部３０から突出する凸部３０aを配置し、バネ装着部９dの内壁(正回転方向に対して後方側)と凸部３０aとの間に弾性部材の一例としてのコイルバネ９４を縮装して、コイルバネ９４によりオルダム支持板９を逆回転方向(反時計方向)に付勢している。この第１実施形態では、弾性部材にコイルバネを用いたが、板バネ等の他の弾性部材でもよい。
【００４０】
上記８つのころ９１と円筒部９２で逆回転クラッチ９０を構成している。すなわち、逆回転クラッチ９０は、回転軸３５が時計方向に正回転すると、回転軸３５の回転が円筒部９２に伝達されず、回転軸３５が反時計方向に逆回転すると、回転軸３５の回転が円筒部９２に伝達される。これは、回転軸３５の逆回転時、回転軸３５の外周または円筒部９２の内周に設けられたカム面(図示せず)によって、ころ９１が回転軸３５の外面と円筒部９２の内面との間に噛み込んで、回転軸３５と円筒部９２を結合状態にするためである。上記逆回転クラッチ９０,ギア９３で伝達機構を構成している。また、上記オルダム支持板９,逆回転クラッチ９０,ギア９３およびコイルバネ９４で回転角シフト部を構成している。
【００４１】
そして、回転軸３５の正回転時、旋回スクロール３２の公転方向にオルダムリング８を介してオルダム支持板９に荷重が時計方向に働き、この時計方向の回転力に抗して、コイルバネ９４がオルダム支持板９を逆方向(反時計方向)に付勢する。そうして、オルダム支持板９に対して、回転軸３５の回転力とコイルバネ９４の付勢力が釣り合った状態で、オルダム支持板９を正回転時の位置に保つ。
【００４２】
次に、回転軸３５の回転が停止すると、吐出側から圧縮室３３に冷媒が逆流することによって、旋回スクロール３２に逆回転させる力が働き、回転軸３５を逆回転させる。
【００４３】
それによって、図１１に示すように、逆回転クラッチ９０により回転軸３５と円筒部９２とが結合状態になり、ギア９３を介してオルダム支持板９に時計方向の回転力が働いて、コイルバネ９４の付勢力に抗してオルダム支持板９を正回転時よりもさらに時計方向に回転させる。
【００４４】
図１２は上記スクロール圧縮機の通常運転時のスクロールの状態の模式図であり、図１３は上記スクロール圧縮機の停止時のスクロールの状態の模式図であり、図１２,図１３では、上側から見た固定スクロール３１のラップ３１bと旋回スクロール３２のラップ３２bのみを示している。
【００４５】
図１２に示す通常運転状態から上記旋回スクロール３２を停止するとき、上記回転角シフト部により旋回スクロール３２(図１３ではラップ３２aのみを示す)の回転角を旋回方向に角度φずらすことによって、図１３に示すように、旋回スクロール３２のラップ３２aが固定スクロール３１のラップ３１aに対して内側から半径方向外向に押し付けられる。このため、旋回スクロール３２の旋回が規制され、吐出側から圧縮室３３に冷媒が逆流しても旋回スクロール３２の逆回転を防止することができる。これにより、停止時の逆回転による異音の発生を防ぐことができる。
【００４６】
したがって、簡単な構成でかつ低コストに停止時のスクロールの逆回転を防止できるスクロール圧縮機を実現することができる。
【００４７】
また、上記モータ２により旋回スクロール３２を自転させることなく公転させているときは、モータ２の回転軸３５の回転力がオルダム支持板９に伝達されず、旋回スクロール３２が旋回方向と逆の方向に旋回してモータ２の回転軸３５が逆回転したときは、上記伝達機構(逆回転クラッチ９０,ギア９３)によって、コイルバネ９４の付勢力に抗してモータ２の回転軸３５の回転力をオルダム支持板９に伝達することによって、旋回スクロール３２のラップ３２aが固定スクロール３１のラップ３１aに対して内側から半径方向外向に押し付けられる。したがって、旋回スクロール３２の逆回転を容易に防止することができる。
【００４８】
上記第１実施形態では、オルダム支持板９,逆回転クラッチ９０,ギア９３およびコイルバネ９４で構成された回転角シフト部を備えたスクロール圧縮機について説明したが、回転角シフト部の構成はこれに限らず、プランジャ等を用いて旋回スクロールの位相をシフトさせるものでもよい。また、伝達機構は、逆回転クラッチ９０,ギア９３の構成に限らず、旋回スクロールが旋回するとき、モータの回転軸の回転力をオルダム支持板に伝達せず、旋回スクロールが旋回方向と逆の方向に旋回してモータの回転軸が逆回転したとき、弾性部材の付勢力に抗してモータの回転軸の回転力をオルダム支持板に伝達するものであればよい。
【００４９】
(第２実施形態)
図１４は、この発明の第２実施形態のスクロール圧縮機の要部を示す縦断面図を示している。この第２実施形態のスクロール圧縮機の圧縮部４０は、渦巻き状のラップ４１bを有する第１の回転スクロール４１と、渦巻き状のラップ４２bを有する第２の回転スクロール４２とを備えている。つまり、上記圧縮部４０は、両方のスクロールが回転する共回り構造である。
【００５０】
このスクロール圧縮機は、第１の回転スクロール４１を駆動するアキシャルギャップ型の第１のモータ２Ａと、第２の回転スクロール４２を駆動するアキシャルギャップ型の第２のモータ２Ｂとを備えている。上記第１,第２のモータ２Ａ,２Ｂは、上記第１実施形態のスクロール圧縮機のモータ２と同じ構成である。
【００５１】
上記第１のモータ２Ａは、コイル２２を有するステータ２１と、このステータ２１のアキシャル方向にエアギャップを介して配置され、第１の回転スクロール４１の鏡板４１aに取り付けられたロータ２６とを有している。上記ステータ２１を、図１に示す密閉容器１内に固定された本体部３０等の部材に取り付けている。
【００５２】
上記第２のモータ２Ｂは、コイル２２を有するステータ２１と、このステータ２１のアキシャル方向にエアギャップを介して配置され、第２の回転スクロール４２の鏡板４２aに取り付けられたロータ２６とを有している。上記ステータ２１を、図１に示す密閉容器１内に固定された本体部３０等の部材に取り付けている。
【００５３】
次に、このスクロール圧縮機の動作を説明する。
【００５４】
上記第１のモータ２Ａおよび第２のモータ２Ｂに、上記第１実施形態(図４)に示すように、回転角を１８０度ずらした状態で第１の回転スクロール４１および第２の回転スクロール４２を同一の回転方向に自転させるための電流を流す。
【００５５】
そうすると、図１４〜図１７に示すように、第１の回転スクロール４１および第２の回転スクロール４２が自転し、第１の回転スクロール４１のラップ４１bと第２の回転スクロール４２のラップ４２bとを互いに噛み合わせて形成される圧縮室３３が外側から中心に移動しながら圧縮室３３の容積が減少して、冷媒を圧縮する。
【００５６】
そして、上記第１,第２の回転スクロール４１,４２を停止するとき、制御部１０により第１,第２のモータ２Ａ,２Ｂを制御し、第１,第２の回転スクロール４１,４２が回転角を所定角度(例えば１８０度)ずらした自転時の状態から第１,第２の回転スクロール４１,４２のいずれか一方が他方に対して回転方向に所定角度さらにずれた状態にすることによって、第１,第２の回転スクロール４１,４２のいずれか一方のラップが他方のラップに対して内側から半径方向外向に押し付けられるので、第１,第２の回転スクロール４１,４２の自転が規制され、吐出側から圧縮室３３に冷媒が逆流しても第１,第２の回転スクロール４１,４２の逆回転を防止することができる。
【００５７】
したがって、簡単な構成でかつ低コストに停止時のスクロールの逆回転を防止できるスクロール圧縮機を実現することができる。
【００５８】
(第３実施形態)
図１９は、この発明の第３実施形態のスクロール圧縮機の要部を示す縦断面図を示しており、図２０は上記スクロール圧縮機の要部の一部分の平面図を示している。この第３実施形態のスクロール圧縮機は、オルダム機構およびモータなどを除いて図１に示す第１実施形態のスクロール圧縮機と同様の構成をしており、密閉容器は回転軸の軸方向の寸法が図１に示すスクロール圧縮機よりも短くなっている。なお、図２０の旋回スクロール５２については、鏡板５２aのみを示し、渦巻き状のラップ５２bは省略している。
【００５９】
このスクロール圧縮機の圧縮部は、図１９に示すように、密閉容器(図示せず)内に取り付けられた本体部５０と、この本体部５０に固定された固定スクロール５１と、上記固定スクロール５１に重ね合わされ、本体部５０に公転可能に支持された旋回スクロール５２とを有する。つまり、上記圧縮部は、一方の旋回スクロール５２が自転せずに公転する片回り構造である。
【００６０】
上記固定スクロール５１は、鏡板５１aと、この鏡板５１aに直立に設けられた渦巻き状のラップ５１bとを有すると共に、旋回スクロール５２は、鏡板５２aと、この鏡板５２aに直立に設けられた渦巻き状のラップ５２bとを有する。上記固定スクロール５１のラップ５１bと旋回スクロール５２のラップ５２bとを互いに噛み合わせて、複数の圧縮室が形成される。
【００６１】
上記旋回スクロール５２の鏡板５２aの下側にボス５２cを立設している。また、上記本体部５０に支持部の一例としての回転軸５３を挿通し、回転軸５３を回転自在に支持している。上記回転軸５３の上端側に、旋回スクロール５２のボス５２cに内嵌する偏心軸５３aを、回転軸５３の軸に対して偏心した位置に設けている。つまり、上記旋回スクロール５２は、回転軸５３の軸の周りを公転可能になる。
【００６２】
このスクロール圧縮機は、旋回スクロール３２の外周側に、周方向に配置された複数の磁石６１と、複数の磁石６１に対する磁力によって旋回スクロール３２を自転させることなく公転させる複数のステータ６２とを有する公転モータ６０と、公転モータ６０を制御する制御部７０とを備えている。上記複数の磁石６１は８個あり、周方向に４５度毎に所定の間隔をあけて配置されると共に、複数のステータ６２は１２個あり、周方向に３０度毎に所定の間隔をあけて配置されている。上記公転モータ６０により旋回スクロール５２を自転させることなく公転させることにより、固定スクロール５１のラップ５１bと旋回スクロール５２のラップ５２bとの間に形成される圧縮室を外側から中心に向かって移動させながら、圧縮室の容積を減少させて冷媒を圧縮する。このように、この第３実施形態のスクロール圧縮機は、オルダムリングなどを用いることなく公転モータ６０により旋回スクロール３２を自転させることなく公転させるので、オルダム機構を有しない。
【００６３】
また、上記制御部７０は、旋回スクロール５２を自転させることなく公転させるために、公転モータ６０のステータ６２に電流を流す。例えば、図２０において、対向する一対のステータ６２の一方のステータ６２の磁力により旋回スクロール３２側の磁石６１を吸引する一方、他方のステータ６２の磁力により旋回スクロール３２側の磁石６１を磁力により押し、これを時計回りに順に繰り返すことにより、旋回スクロール５２を自転させることなく時計回りに公転させる。そして、上記旋回スクロール５２の旋回を停止したときに旋回スクロール５２の回転角を旋回方向にずらすように、公転モータ６０の回転角を制御する。
【００６４】
上記構成のスクロール圧縮機の通常運転状態から旋回スクロール５２を停止するとき、制御部７０により旋回スクロール５２の回転角を旋回方向にずらすことによって、旋回スクロール５２のラップ５２aが固定スクロール５１のラップ５１aに対して内側から半径方向外向に押し付けられる。このため、旋回スクロール５２の旋回が規制され、吐出側から圧縮室に冷媒が逆流しても旋回スクロール５２の逆回転を防止することができる。これにより、停止時の逆回転による異音の発生を防ぐことができる。
【００６５】
したがって、簡単な構成でかつ低コストに停止時のスクロールの逆回転を防止できるスクロール圧縮機を実現することができる。
【００６６】
また、渦巻き状のラップ５１bを有する固定スクロール５１と、固定スクロール５１の渦巻き状のラップ５１bと互いに噛合する渦巻き状のラップ５２bを有する旋回スクロール５２と、旋回スクロール５２を公転可能に支持する支持部(５３)と、旋回スクロール５２の外周側に周方向に所定の間隔をあけて配置された複数の磁石６１と、複数の磁石６１に対する磁力によって旋回スクロール５２を自転させることなく公転させるための複数のステータ６２とを有する公転モータ６０と、公転モータ６０を制御する制御部７０とを備え、公転モータ６０により旋回スクロール５２を自転させることなく公転させることにより、固定スクロール５１のラップ５１bと旋回スクロール５２のラップ(５２b)との間に形成される圧縮室を外側から中心に向かって移動させながら、圧縮室の容積を減少させて冷媒を圧縮するスクロール圧縮機によれば、簡単な構成で軸方向の寸法を短くでき、小型化および低コスト化が容易にできる。
【００６７】
なお、この発明のスクロール圧縮機は、上述の実施形態に限定されない。例えば、モータは、アキシャルギャップ型に限らず、ラジアルギャップ型のモータでもよく、アキシャルギャップ型のモータとラジアルギャップ型のモータを併用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態のスクロール圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】図２は上記スクロール圧縮機のモータの分解斜視図である。
【図３】図３は上記スクロール圧縮機のモータのステータの底面図である。
【図４】図４は上記スクロール圧縮機の旋回スクロールを回転するための電流を示すグラフである。
【図５】図５は上記スクロール圧縮機の動作を示す第１の説明図である。
【図６】図６は図５に続く第２の説明図である。
【図７】図７は図６に続く第３の説明図である。
【図８】図８は図７に続く第４の説明図である。
【図９】図９は上記スクロール圧縮機の正回転時のオルダム支持板の平面図である。
【図１０】図１０は上記スクロール圧縮機のオルダムリングの斜視図である。
【図１１】図１１は上記スクロール圧縮機の逆回転時のオルダム支持板の平面図である。
【図１２】図１２は上記スクロール圧縮機の通常運転時のスクロールの状態を示す平面図である。
【図１３】図１３は上記スクロール圧縮機の停止時のスクロールの状態を示す平面図である。
【図１４】図１４はこの発明の第２実施形態のスクロール圧縮機の要部を示す縦断面図である。
【図１５】図１５は上記スクロール圧縮機の動作を示す第１の説明図である。
【図１６】図１６は図１５に続く第２の説明図である。
【図１７】図１７は図１６に続く第３の説明図である。
【図１８】図１８は図１７に続く第４の説明図である。
【図１９】図１９はこの発明の第３実施形態のスクロール圧縮機の要部を示す縦断面図である。
【図２０】図２０は上記スクロール圧縮機の要部の一部分を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…密閉容器
２…モータ
２Ａ…第１のモータ
２Ｂ…第２のモータ
３…圧縮部
６…吸入管
７…吐出管
８…オルダムリング
８a…環状部
８b…本体部側キー
８c…旋回スクロール側キー
９…オルダム支持板
９a…円板部
９b…円筒部
９c…キー溝
９d…バネ装着部
１０…制御部
２１…ステータ
２２…コイル
２３…鉄心
２６…ロータ
２７…永久磁石
２８…バックヨーク
３０…本体部
３０a…凸部
３１…固定スクロール
３１a…鏡板
３１b…ラップ
３２…旋回スクロール
３２a…鏡板
３２b…ラップ
３３…圧縮室
３４…吐出孔
３５…回転軸
３５a…偏心軸
４０…圧縮部
４１…第１の回転スクロール
４１a…鏡板
４１b…ラップ
４２…第２の回転スクロール
４２a…鏡板
４２b…ラップ
５０…本体部
５１…固定スクロール
５１a…鏡板
５１b…ラップ
５２…旋回スクロール
５２a…鏡板
５２b…ラップ
５２c…ボス
５３…回転軸
５３a…偏心軸
６０…公転モータ
６１…磁石
６２…ステータ
７０…制御部
９０…逆回転クラッチ
９１…ころ
９２…円筒部
９３…ギア
９４…コイルバネ
【図１】
0004635826.tif 000002
【図２】
0004635826.tif 000003
【図３】
0004635826.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004635826.tif 000006
【図６】
0004635826.tif 000007
【図７】
0004635826.tif 000008
【図８】
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【図９】
0004635826.tif 000010
【図１０】
0004635826.tif 000011
【図１１】
0004635826.tif 000012
【図１２】
0004635826.tif 000013
【図１３】
0004635826.tif 000014
【図１４】
0004635826.tif 000015
【図１５】
0004635826.tif 000016
【図１６】
0004635826.tif 000017
【図１７】
0004635826.tif 000018
【図１８】
0004635826.tif 000019
【図１９】
0004635826.tif 000020
【図２０】
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