JPH03138472A - スクロール式流体機械 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば無給油式のスクロール真空ポンプ、ス
クロール圧縮機等に用いられるスクロール式流体機械に
関する。

〔従来の技術〕

従来、スクロール式流体機械は、ケーシングと、該ケー
シングに固着され、鏡板にうず巻状のラップ部が立設さ
れた固定スクロールと、前記ケーシングに回転可能に支
持され、該ケーシング内の先端側がクランク軸になった
駆動軸と、該駆動軸のクランク軸に回転自在に設けられ
、前記固定スクロールのラップ部と重なり合って旋回す
る間に密閉空間を形成するように鏡板にうず巻状のラッ
プ部が立設された旋回スクロールと、該旋回スクロール
の自転を防止する自転防止機構とから大略構成されてい
る。そして、このスクロール式流体機械を空気圧縮機と
して使用する場合、ラップ部の巻終り端近例に配設した
吸込口から吸込んだ空気を密閉空間である圧縮室に密封
し、旋回スクロールが公転しながら圧縮室を徐々に縮小
する間に空気を圧縮し、前記ラップ部の巻始め端近例に
配設した吐出口から外部に吐出するようになっている。

このように、旋回スクロールか旋回しつつ固定スクロー
ルとの間で圧縮室を縮小させるためには、旋回スクロー
ルが固定スクロールに対して自転運動のない相対円運動
を行なうための自転防止機構か必要であり、この種の自
転防止機構としては、ケーシング側のキー溝に係合する
オルタムキーと、旋回スクロールの鏡板背面側のキー溝
に係合するオルダムキーとを有するオルダムリングから
なるオルダム継手か知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、オルタム継手を設けたスクロール圧縮機にお
いて旋回スクロールを固定スクロールに対して公転運動
させ、圧縮室内で空気を圧縮する場合、圧縮室内の圧縮
空気によって旋回スクロールには固定スクロールからの
軸方向の開離力、即ちスラスト荷重が作用する。そして
、このスラスト荷重によって旋回スクロールの鏡板背面
はオルダム継手に全面的に押圧され、またオルタム継手
はケーシング側に押＋１けられることになるため、鏡板
とオルタム継手との間及びオルダム継手とケーシングと
の間の各摺接部位には潤滑油を供給し、旋回スクロール
の円滑な旋回運動とこれらの各部材の摩耗防止を図る必
要かある。

一方、旋回スクロールか旋回して圧縮室内に空気を吸込
む場合、吸込口側の圧縮室は負圧になるため、固定スク
ロールと旋回スクロールとの間の微小隙間を介してケー
シング内の空気を圧縮室内に吸込む現象が生じるが、こ
の際、当該空気と共に潤滑油か圧縮室内に吸込まれ、圧
縮空気中に油分が含まれることになる。

かくして、オルダム継手を備えた従来技術にあっては、
オルダム継手と旋回スクロール及びケーシングとの各摺
接部位に潤滑油を供給し、しかも一方では圧縮空気中に
混入した潤滑油を除去するためのオイルセパレータ等の
油分離装置を付設しなければならず、スクロール式流体
機械が複雑化、重量増加を招くという欠点かある。

また、自転防止機構として補助クランクを用いるように
した他の従来技術も知られているか、この場合には、ケ
ーシングと旋回スクロールとの間に補助クランクを設け
、該補助クランクなケーシングによって片持ち支持させ
る構成であるから、旋回スクロールの旋回運動を安定化
させるのが難しいという欠点がある。

本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、本発明は旋回スクロールを無給油状態で円滑に旋回さ
せることがてき、全体を小型化できるようにしたスクロ
ール式流体機械を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 上述した課題を解決するために本発明が採用する構成の
特徴は、自転防止機構を、旋回スクロールの周方向に離
間して設けられ、該旋回スクロールの軸方向に伸びる複
数のガイド部と、該各ガイド部の中心に対して所定寸法
偏心した位置で該各ガイド部を軸方向に貫通し、両端側
かケーシングによって支持された複数の支持軸と、該各
支持軸の外周側に設けられ、該各支持軸により前記旋回
スクロールを各ガイド部を介して摺動可能に支持させる
複数のベアリングとからなる。

〔作用〕

上記構成により、自転防止機構の支持軸をケーシングで
両持ち支持することができ、旋回スクロールの旋回運動
を安定化できる上に、ベアリンクを用いるので、外部か
ら給油を行う必要がなくなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図に基づき、
無給油式スクロール圧縮機を例に挙げて説明する。

第１図および第２図は本発明の第１の実施例を示してい
る。

図において、１はスクロール圧縮機の本体を構成するケ
ーシングな示し、該ケーシング１は、有底筒状のケーシ
ング本体２と、該ケーシング本体２の開口端側を施蓋し
た蓋体３とから大略構成され、該蓋体３およびケーシン
グ本体２の外周側には周方向に所定間隔をもって離間し
、径方向外向きに円弧状に張出した、例えば３個の張出
部２Ａ、２Ａ、・・・、３Ａ、３Ａ、・・・が第２図に
示す如く形成されている。そして、該各張出部２Ａ。

３Ａ内には後述する旋回スクロール７の各突出部７Ｄが
摺動可能に収容されている。

４はケーシング本体２の底部に固着された固定スクロー
ルを示し、該固定スクロール４は、円板状の鏡板４Ａと
、該鏡板４Ａの内側面にインボリュートまたはインボリ
ュートに近い曲線をもって立設されたうず巻状のラップ
部４Ｂとから構成されている。５は固定スクロール４の
鏡板４Ａと共にケーシング本体２の底部に固着され、ケ
ーシングｌの一部をなす支持板を示し、該支持板５の外
周側にはケーシング本体２の各張出部２Ａとほぼ対応す
る形状をもって該各張出部２Ａ内に配設された３個の支
持部５Ａ（−個のみ図示）が設けられ、該支持板５の内
周側は鏡板４Ａの外周側をケーシング本体２の底部との
間で挟持するようになっている。

６はケーシングｌの蓋体３等に軸受（図示せず）を介し
て回転可能に設けられた駆動軸を示し、該駆動軸６は基
端側かケーシングｌ外に突出し、モータ（図示せず）等
によって軸線Ｏｒ　−０１を中心として回転駆動される
。そして、該駆動軸６の先端側はケーシング１内でクラ
ンク軸６Ａとなり、該クランク軸６Ａはその軸線０□−
０２が駆動軸６の軸線０１−０□に対して所定寸法δだ
け偏心している。

７は旋回軸受８，８を介してクランク軸６Ａに回転自在
に設けられた旋回スクロールを示し、該旋回スクロール
７は、円板状の鏡板７Ａと、該鏡板７Ａの前面に固定ス
クロール４のラップ部４Ｂと同様に立設されたうず巻状
のラップ部７Ｂと、該ラップ部７Ｂの外周側を取囲むよ
うに鏡板７Ａに一体形成され、先端面が支持板５に摺接
する円筒部７Ｃと、該円筒部７Ｃから径方向外向きに突
出し、蓋体３の各張出部３Ａと支持板５の支持部５Ａと
の間に摺動可能に配設された３個の突出部７Ｄ、７Ｄ、
・・・（第２図参照）と、鏡板７Ａの背面側に突設され
、各旋回軸受８を介してクランク軸６Ａに取付けられた
円筒状のボス部７Ｅとから大略構成されている。

ここで、各旋回軸受８は潤滑剤封入式の軸受によって構
成され、旋回スクロール７のボス部７Ｅとクランク軸６
Ａとの間にカラー９、止め輪ｌＯを介して抜止めされて
いる。そして旋回スクロール７のラップ部７Ｂは固定ス
クロール４のラップ部４Ｂに対して所定角度ずらして重
なり合うように配設され、両者の間に複数の圧縮室ｉｔ
、ｉｔ、・・・を画成するようになっている。

１２は吐出口を示し、該吐出口１２は各圧縮室１１のう
ち最中右側の圧縮室１１と連通するように、固定スクロ
ール４の鏡板４Ａ、ケーシング本体２の底部を貫通して
設けられている。また、貫通して吸込口（図示せず）が
設けられ、この吸込口から吸込んだ空気を各圧縮室１１
て圧縮しつつ、吐出口１２から圧縮空気を外部に吐出さ
せるようになっている。

１３．１３．・・・はケーシング１と旋回スクロール７
との間に設けられ、該旋回スクロール７の自転を防止す
る自転防止機構を示し、該各自転防止機構１３は、旋回
スクロール７の各突出部７Ｄに穿設された円形のガイド
穴１４，１４．・・・と、該各ガイド穴１４内にベアリ
ング１５，１５．・・・を介して回動可能に配設され、
該各ガイド穴１４、各ベアリング１５と共にガイド部を
構成する偏心リング１６，１６．−・・と、該各偏心リ
ング１６を軸方向に貫通し、両端側が蓋体３の各張出部
３Ａと支持板５の各支持部５Ａとによって両持ち支持さ
れた支持軸１７，１７．・・・と、該各支持軸１７と各
偏心リング１６との間に設けられ、該各偏心リング１６
を介して旋回スクロール７を各支持軸１７により摺動可
能に支持させる他の　０ ベアリンク１８，１８．・・・とから構成され、該各ベ
アリング１８．１５は潤滑剤封入式の軸受によって構成
されている。

ここて、該各自転防止機構１３の支持軸１７はその中心
かガイド穴１４、偏心リンク１６の中心に対して、クラ
ンク軸６Ａの偏心量に対応する所定寸法δたけ偏心し、
この所定寸法δを旋回半径とする旋回スクロール７の相
対的円運動（旋回運動）を補償するようになっている。

即ち、旋回スクロール７をクランク軸６Ａによって駆動
すると、各偏心リング１６が各ベアリング１５゜１８を
介して支持軸１７を中心に回動し、該各偏心リング１６
の回動は各ガイド穴１４を介して旋回スクロール７に伝
えられるから、該旋回スクロール７は軸線０．−０２を
中心に自転することなく公転し、相対的円運動を続ける
ようになる。

本実施例によるスクロール圧縮機は上述の如き構成を有
するもので、その基本的作動については従来技術による
ものと格別差異はない。

然るに本実施例では、ケーシングｌと旋回スフ１ ０−ル７との間に設けた各自転防止機構１３を、旋回ス
クロール７の各突出部７Ｄに穿設した円形の各ガイド穴
１４と、該各ガイド穴１４内に各ベアリング１５を介し
て配設された各偏心リング１６と、該各偏心リンク１６
を各ベアリング１８を介して回動可能に支持し、軸方向
両端側かケーシング１の蓋体３と支持板５とに両持ち支
持された各支持軸１７とによって構成したから、旋回ス
クロール７がクランク軸６Ａの軸線０２−０□を中心に
して自転するのを効果的に防止てき、所定寸法δを旋回
半径として、固定スクロール４に対し相対的円運動（旋
回運動）を行うのを補償することができる。

そして、各ベアリング１５．１８には潤滑剤封入式の軸
受を用い、各支持軸１７の両端側をケーシング１の蓋体
３と支持板５とで両持ち支持させたから、各ベアリング
１５．１８等に外部から給油を行う必要かなくなり、無
給油状態で旋回スクロール７を旋回させることかできる
上に、旋回スクロール７の旋回運動を安定化させること
が　２ てき、円滑な作動を補償できる。また、支持板５を用い
ることによって、ケーシング１、固定スクロール４か大
型化するのを防止でき、全体をコンパクトに形成できる
等、種々の効果を奏する。

次に、第３図および第４図は本発明の第２の実施例を示
し、本実施例の特徴は、自転防止機構を旋回スクロール
の鏡板背面側に位置してケーシング内に配設したことに
ある。なお、本実施例では前記第１の実施例と同一の構
成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものと
する。

図中、２１はケーシングを示し、該ケーシング２１は、
有底筒状に形成され、開口部側が段部２２Ａを介して拡
径部２２Ｂとなったケーシング本体２２と、該ケーシン
グ本体２２の拡径部２２Ｂを施蓋した蓋体２３とから大
略構成されている。２４は固定スクロールを示し、該固
定スクロール２４は第１の実施例で述べた固定スクロー
ル４とほぼ同様に、鏡板２４Ａとラップ部２４Ｂとから
構成されている。２５はケーシング本体２２の段部２２
Ａ、拡径部２２Ｂ間にストッパ２６を介して固定された
支持板を示し、該支持板２５は比較的厚肉の環状平板に
よりて形成され、ケーシング２１の一部を構成している
。なお、ストッパ２６はリンク状に形成してもよく、複
数の板材によって形成してもよい。

２７は駆動軸を示し、該駆動軸２７は第１の実施例で述
べた駆動軸６とほぼ同様に形成され、先端側にクランク
軸２７Ａが設けられている。

２８は旋回スクロールを示し、該旋回スクロール２８は
第１の実施例で述べた旋回スクロール７とほぼ同様に、
鏡板２８Ａ、ラップ部２８Ｂ、円筒部２８Ｃおよびボス
部２８Ｄを有するものの、該旋回スクロール２８の円筒
部２８Ｃ先端面は固定スクロール２４の鏡板２４Ａ内側
面に摺接するようになっている。また、ボス部２８Ｄの
外周側には径方向外向きに突出する厚肉の円板部２８Ｅ
が設けられ、該円板部２８Ｅはケーシング本体２２の拡
径部２２Ｂ内で蓋体２３と支持板２５との間に収容され
るようになっている。

　３ ４ ２９．２９．・・・は旋回スクロール２８の自転を防止
する自転防止機構を示し、該各自転防止機構２９は第４
図中にも示す如く、旋回スクロール２８の円板部２８Ｈ
に周方向に所定間隔をもって円形に穿設されたガイド部
としセ吻イト穴３０゜３０、・・・と、該各ガイド穴３
０の中心に対して所定寸法δたけ偏心した位置で該各ガ
イド穴３０を軸方向に貫通し、両端側か蓋体２３と支持
板２５とに両持ち支持された支持軸３１，３１．・・・
と、該各支持軸３１の外周側に設けられ、外輪側が各ガ
イド穴３０の周壁に摺接するベアリング３２，３２．・
・・とからなり、該各ベアリング３２は潤滑剤封入式の
軸受によって構成されている。

かくして、このように構成される本実施例でも、旋回ス
クロール２８は各ガイド穴３０の周壁に各ベアリング３
２か摺接して、各支持軸３１により自転が防止され、公
転のみを行うようになり、前記第１の実施例とほぼ同様
の作用効果を得ることができる。

　５ 次に、第５図は本発明の第３の実施例を示し、本実施例
の特徴は、自転防止機構の支持軸に偏心リングを一体形
成し、この偏心リングをガイド穴内にベアリングを介し
て取付けると共に、支持軸の両端側をケーシングにベア
リングを介して支持させる構成としたことにある。なお
、本実施例ては前記第２の実施例と同一の構成要素に同
一の符号を付し、その説用を省略するものとする。

図中、４１はケーシングを示し、該ケーシング４１は第
２の実施例で述べたケーシング２１とほぼ同様に、段部
４２Ａ、拡径部４２Ｂを有するケーシング本体４２と、
蓋体４３とから大略構成され、ケーシング本体４２の底
部に固定スクロール２４が固着されている。４４はケー
シング本体４２の拡径部４２Ｂ内に位置して、段部４２
Ａの端面に固着された支持板を示し、該支持板４４は第
２の実施例で述べた支持板２５とほぼ同様に環状平板に
よって形成され、ケーシング４１の一部を構成している
。そして、該支持板４４は後述の支持軸４８を回動可能
に支持すると共に、その　６ 前側面は旋回スクロール２８の鏡板２８Ａ背面と摺接す
るようになっている。

４５は駆動軸を示し、該駆動軸４５は第２の実施例で述
べた駆動軸２７とほぼ同様に形成され、その先端側はク
ランク軸４５Ａとなっている。

４６は自転防止機構を示し、該自転防止機構４６は第２
の実施例で述べた自転防止機構２９とほぼ同様に、旋回
スクロール２８の円板部２８Ｈに穿設したガイド穴４７
と、該ガイド穴４７を所定寸法δだけ偏心して貫通した
支持軸４８とから大略構成されるものの、該支持軸４８
の両端側は蓋体４３と支持板４４とにベアリング４９゜
５０を介して回動可能に両持ち支持されている。

また、支持軸４８には軸方向中間部に、ガイド穴４７内
にベアリング５１を介して回動可能に配設された偏心リ
ング５２か一体に形成され、該偏心リング５２はガイド
穴４７と同軸の円柱形状をなすようになっている。

かくして、このように構成される本実施例でも、前記各
実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができる。

なお、前記第２、第３の実施例ては、旋回スクロール２
８のボス部２８Ｄ外周側に径方向外向きに突出する円板
部２８Ｅを設けるものとして述べたが、これに替えて、
ボス部２８Ｄの外周側に周方向に所定間隔をもって、例
えば３個の突出部を第１の実施例で述べた各突出部７Ｄ
とほぼ同様に形成し、この各突出部にガイド穴３０　（
４７）を穿設するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上詳述した通り、本発明によれば、自転防止機構を、
旋回スクロールに設けた複数のガイド部と、該各ガイド
部を所定寸法偏心して貫通し、両端側がケーシングに支
持された支持軸と、ベアリングとから構成したから、支
持軸をケーシングによって両持ち支持でき、旋回スクロ
ールの旋回運動を安定化できる上に、該旋回スクロール
を無給油状態で円滑に作動させることができ、全体を小
型化することが可能となる等、種々の効果を奏する。

　７ ８

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図はスクロール圧縮機の縦断面図、第２図は第１図中
のＩＩ　−ＩＩ矢示方向断面図、第３図および第４図は
第２の実施例を示し、第３図はスクロール圧縮機の縦断
面図、第４図は第３図中の■−ＩＶ矢示方向断面図、第
５図は第３の実施例を示すスクロール圧縮機の縦断面図
である。 １．２１．４１・・・ケーシング、２，２２゜４２・・
・ケーシング本体、３，２３．４３・・・蓋体、４，２
４・・・固定スクロール、４Ａ、７Ａ。 ２４Ａ、２８Ａ・・・鏡板、４Ｂ、７Ｂ、２４Ｂ。 ２８Ｂ・・・ラップ部、５，２５．４４−・・支持板、
６．２７．４５・・・駆動軸、６Ａ、２７Ａ。 ４５Ａ−・・クランク軸、７，２８・・・旋回スクロー
ル、８・・・旋回軸受、１１・・・圧縮室、１２・・・
吐出口、１３，２９．４６・・・自転防止機構、１４゜
３０．４７・・・ガイド穴、１５，１８，３２゜４９．
５０．５１・・・ベアリング、１６．５２・・・偏心リ
ンク、 １７．３１゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケーシングと、該ケーシングに固着され、鏡板にうず巻
   状のラップ部が立設された固定スクロールと、前記ケー
   シングに回転可能に設けられ、該ケーシング内の先端側
   がクランク軸となった駆動軸と、該駆動軸のクランク軸
   に回転自在に取付けられ、前記固定スクロールのラップ
   部と重なり合って旋回する間に密閉空間を形成するよう
   に鏡板にうず巻状のラップ部が立設された旋回スクロー
   ルと、該旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構
   とからなるスクロール式流体機械において、前記自転防
   止機構は、前記旋回スクロールに周方向に離間して設け
   られ、該旋回スクロールの軸方向に伸びる複数のガイド
   部と、該各ガイド部の中心に対して所定寸法偏心した位
   置で該各ガイド部を軸方向に貫通し、両端側が前記ケー
   シングによって支持された複数の支持軸と、該各支持軸
   の外周側に設けられ、該各支持軸により前記旋回スクロ
   ールを各ガイド部を介して摺動可能に支持させる複数の
   ベアリングとから構成したことを特徴とするスクロール
   式流体機械。