JPH06102961B2 - Scroll type fluid machinery - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、圧縮機、膨張機、及び真空ポンプとして機能
するスクロール流体機械に係り、特に一の旋回スクロー
ルの軸方向両面側に夫々固定スクロールを配したスクロ
ール流体機械に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a scroll fluid machine that functions as a compressor, an expander, and a vacuum pump, and particularly to a fixed scroll on both axial sides of one orbiting scroll. The present invention relates to a scroll fluid machine in which is arranged.

「従来の技術」 従来より、周壁により囲繞されたケーシング内に第１の
ラップを形成するとともに、その周壁と中心域に夫々吸
込口と吐出口を設けた固定スクロールと、前記第１のラ
ップに嵌合可能な第２のラップを有する旋回スクロール
とからなり、例えば前記旋回スクロールを自転させる事
なく公転させる事により、前記吸込口よりケーシング内
に導入した気体を前記第一及び第二のラップ間に形成さ
れる密閉空間に取り込みながら、旋回スクロールの公転
運動とともに徐々にその容積を減少させつつ中心に向か
って移動させて圧縮させ、その高圧空気を吐出口より外
部に排出可能に構成したスクロール式圧縮機は公知であ
る。"Prior Art" Conventionally, a first wrap is formed in a casing surrounded by a peripheral wall, and a fixed scroll in which a suction port and a discharge port are provided in the peripheral wall and a central region, respectively, and the first wrap. And a revolving scroll having a second wrap capable of being fitted, for example, by revolving the revolving scroll without rotating it, the gas introduced into the casing through the suction port is inserted between the first and second wraps. The scroll type is designed so that the high-pressure air can be discharged to the outside through the discharge port while taking in the enclosed space formed in the Compressors are known.

そしてこのようなスクロール流体機械は前記一の固定ス
クロールと一の旋回スクロール同士を互いに嵌合させて
膨張、圧縮若しくは圧送運動を行なわしめる、いわゆる
対面型スクロール流体機械（例えば特開昭50-32512号）
と、前記軸方向両面側に夫々ラップを形成した一の旋回
スクロールの両面側に、夫々前記ラップと嵌合可能なラ
ップを有する一対の固定スクロールを挟持させ、一の旋
回スクロールの公転運動によりその両面側で夫々所定の
膨張、圧縮若しくは圧送運動を行なわしめる、いわゆる
ツイン式スクロール流体機械（特公昭63-42081号）が提
案されているが、後者は一つの旋回スクロールの両側で
圧縮運動等を行なう事が出来、この結果動力／圧縮効率
の面で又小型化の要請の面からも更には二段圧縮等を構
成する上でも極めて有利である。Such a scroll fluid machine is a so-called face-to-face scroll fluid machine in which the one fixed scroll and one orbiting scroll are fitted to each other to perform expansion, compression or pumping movement (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 50-32512). )
A pair of fixed scrolls each having a wrap that can be fitted with the wrap are sandwiched on both sides of the one orbiting scroll having wraps formed on both sides in the axial direction. A so-called twin scroll fluid machine (Japanese Patent Publication No. 63-42081) has been proposed, which performs predetermined expansion, compression or pumping movements on both sides, but the latter has compression movements etc. on both sides of one orbiting scroll. As a result, it is extremely advantageous in terms of power / compression efficiency, in terms of demand for downsizing, and in constructing a two-stage compression or the like.

「発明が解決しようとする課題」 さてスクロール流体機械はラップ端面を、例えば油その
他のシール材を介して相手側スクロールの鏡面（摺動
面）に相対的に摺動させながら、言い換えればラップ端
面と鏡面間を実質的に面接触させながら圧縮運動を生ぜ
しめる為に、対面するスクロール同士の平行度維持とス
ラスト調整を精度よく行なう必要がある。[Problems to be Solved by the Invention] In a scroll fluid machine, the wrap end surface is slid relative to the mirror surface (sliding surface) of the counterpart scroll, for example, via oil or other sealing material, in other words, the wrap end surface. In order to generate a compressive motion while substantially making surface contact between the mirror surface and the mirror surface, it is necessary to accurately maintain the parallelism between the facing scrolls and adjust the thrust accurately.

この為前記いずれのスクロール流体機械においてもラッ
プ形成空間（圧縮空間）の外周側に位置する（螺旋スク
ロールと対面する）固定スクロールの壁面上に、例えば
120°づつ角度変位させた位置に夫々スラスト調整手段
を設け、前記両スクロールの平行度維持とスラスト調整
を行なっている。Therefore, in any of the scroll fluid machines described above, for example, on the wall surface of the fixed scroll (facing the spiral scroll) located on the outer peripheral side of the wrap forming space (compression space), for example,
Thrust adjusting means is provided at each position displaced by 120 ° to maintain the parallelism of both scrolls and adjust the thrust.

しかしながら前記ツイン式スクロール流体機械において
は、螺旋スクロールの両側に一対の固定スクロールを配
する構造を取る為に、言い換えれば螺旋スクロールを共
有しているにも拘らず、旋回一固定スクロール間夫々に
スラスト調整手段を配し、他側固定スクロールと無関係
にスラスト調整を行なう為に、一側の固定スクロールの
加工組み立て誤差に加えて他側固定スクロールの誤差も
印加されてしまう為にそのスラスト調整が極めて困難と
なる。However, in the twin scroll fluid machine, since the pair of fixed scrolls are arranged on both sides of the spiral scroll, in other words, although the spiral scroll is shared, the thrust is provided to each of the orbiting and fixed scrolls. Since the adjusting means is arranged and the thrust adjustment is performed independently of the fixed scroll on the other side, the error of the fixed scroll on the other side is applied in addition to the processing and assembly error of the fixed scroll on the one side, so the thrust adjustment is extremely difficult. It will be difficult.

この為従来装置においては、例えば特公昭63-42081号に
示すように、前記各スクロールの中心軸に貫装させた公
転運動用の主軸と、前記スクロールの外周側に設けた自
転規制用の複数の偏心回転軸とを利用して、軸受け等を
介して前記各スクロールを一体的に組み付けることによ
り、前記スクロール同士の平行度とスラスト誤差の発生
を極力排除しているが、かかる構成を取ると前記各スク
ロール組み立て及び加工精度を相当高精度にしなけれ
ば、所期の目的を達成し得ず、而も三つのスクロールを
前記主軸と複数の回転軸により（複数点支持にて）一体
的に軸支させることは旋回スクロール自体の軸振れを許
容出来ず、例え許容出来たとしても軸動力が数段大にな
るという欠点を有す。Therefore, in the conventional device, as shown in, for example, Japanese Examined Patent Publication No. 63-42081, a main shaft for revolving motion that is inserted through the central axis of each scroll, and a plurality of rotation-controlling spindles provided on the outer peripheral side of the scroll. By using the eccentric rotation shaft of (1) and assembling the respective scrolls integrally through a bearing or the like, the parallelism between the scrolls and the occurrence of thrust error are eliminated as much as possible. The intended purpose cannot be achieved unless the scroll assembly and processing accuracy are set to a considerably high level, and the three scrolls are integrally shaft-supported by the main shaft and a plurality of rotating shafts (by supporting a plurality of points). The support has the disadvantage that the shaft runout of the orbiting scroll itself cannot be tolerated, and even if it can be tolerated, the shaft power will increase by several steps.

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、旋回スクロール
の両側に固定スクロールを配したツイン式の流体機械に
おいて、各スクロールの組み立て精度や加工精度をそれ
ほど高精度にする必要がなく若しくはこれらの機械誤差
を有している場合においてもその誤差を吸収して前記ラ
ップ端面と相手方鏡面間のシール性能を維持し所望の圧
縮若しくは膨張効率を得る事の出来るスクロール流体機
械を提供する事を目的とする。In view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, the present invention, in a twin-type fluid machine in which fixed scrolls are arranged on both sides of an orbiting scroll, does not require the assembly accuracy and processing accuracy of each scroll to be very high, or these mechanical errors. It is an object of the present invention to provide a scroll fluid machine capable of absorbing the error and maintaining the sealing performance between the wrap end surface and the opposite mirror surface to obtain a desired compression or expansion efficiency even in the case of having the above.

又本発明の他の目的とするところは、旋回スクロールの
公転中に前記スラスト解消若しくは平行度調整を自動的
かつ高精度に行ない得るスクロール流体機械を提供する
事を目的とする。Another object of the present invention is to provide a scroll fluid machine capable of automatically and highly accurately performing the thrust elimination or the parallelism adjustment during the revolution of the orbiting scroll.

本発明の他の目的とする所は、旋回スクロールに軸振れ
等がある場合でも精度よく且つ軸動力が無用に増加する
事なく所望の圧縮若しくは膨張動作を行ない得るスクロ
ール流体機械を提供する事にある。Another object of the present invention is to provide a scroll fluid machine capable of performing a desired compression or expansion operation with high accuracy even when the orbiting scroll has shaft runout and the like, and the shaft power does not unnecessarily increase. is there.

「課題を解決する為の手段」 本発明は、前記ツインタイプのスクロール流体機械にお
いて、第１図に示すように 前記旋回スクロール１を、固定スクロール2,3に対し
軸方向、言い換えればスラスト方向に移動可能に構成し
た点、 少なくとも各固定スクロール2,3の鏡面と対峙する旋
回スクロール１の両ラップ端面12A,12B夫々にシール部
材４を嵌入させた点、 前記シール部材４自体を弾性材で形成するか、若しく
はシール部材４の背面側に弾性材を介在させる事によ
り、ほぼ同等の弾性力が付勢した点、 前記シール部材４を介して前記鏡面21,31とラップ端
面12A,12B間を弾性的に封止可能に構成した点、 の四つの構成要件からなるスクロール式流体機械を提案
する。[Means for Solving the Problems] The present invention is directed to the twin-type scroll fluid machine in which the orbiting scroll 1 is axially arranged with respect to the fixed scrolls 2 and 3, in other words, the thrust direction, as shown in FIG. A movable point, at least a seal member 4 is fitted into each of the wrap end surfaces 12A and 12B of the orbiting scroll 1 facing the mirror surfaces of the fixed scrolls 2 and 3, and the seal member 4 itself is formed of an elastic material. Or an elastic material is interposed on the back side of the seal member 4 to apply substantially the same elastic force. Between the mirror surfaces 21 and 31 and the wrap end surfaces 12A and 12B via the seal member 4. We propose a scroll type fluid machine consisting of four components, which are elastically sealable.

尚、好ましくは各固定スクロール2,3のラップ端面22,32
にも夫々ほぼ同等の弾性力が付勢されたシール部材４を
嵌入させるのがよい。In addition, preferably, the wrap end faces 22, 32 of each fixed scroll 2, 3
Also, it is preferable to insert the seal members 4 to which substantially the same elastic force is applied.

又前記シール部材４は必ずしも単独で気密シールを図る
必要はなく、油潤滑材と共同で気密シールを図るように
構成してもよい。Further, the sealing member 4 does not necessarily have to be hermetically sealed by itself, and may be configured to be hermetically sealed together with an oil lubricant.

「作用」 かかる技術手段によれば、第１図に示すように旋回スク
ロール１がスラスト方向に移動可能に構成されるととも
に、該旋回スクロール１は両ラップ端面12A,12Bに嵌入
したシール部材４を介して両固定部材の鏡面21,31間に
弾性的に保持されている為に、而も該シール部材４に付
勢された弾性力は同等の付勢力を有する為に、組み立て
若しくは加工誤差に起因して前記旋回スクロール１にス
ラスト力の不均一化が生じても前記弾性力により自動的
に位置修正され、スラスト力の解消が図れる。[Operation] According to such technical means, the orbiting scroll 1 is configured to be movable in the thrust direction as shown in FIG. 1, and the orbiting scroll 1 is provided with the seal member 4 fitted on both lap end faces 12A, 12B. Since it is elastically held between the mirror surfaces 21 and 31 of both fixing members, the elastic force biased to the seal member 4 has the same biasing force, so that there is no error in assembly or processing. Even if the thrust force becomes non-uniform in the orbiting scroll 1, the position is automatically corrected by the elastic force, and the thrust force can be eliminated.

言い換えれば、組み立て若しくは加工誤差を有していて
も又特別にスラスト調整や平行度調整を行なう必要もな
く、前記旋回スクロール１のセンター位置修正を自動的
に行なう事が出来る。In other words, the center position of the orbiting scroll 1 can be automatically corrected even if there is an assembly or processing error and there is no need for special thrust adjustment or parallelism adjustment.

又前記シール部材４は弾性的に伸縮自在である為に、旋
回スクロール１に軸振れが生じてもこれを容易に吸収し
得る。Further, since the seal member 4 is elastically expandable and contractible, even if shaft swing occurs in the orbiting scroll 1, this can be easily absorbed.

前記旋回スクロール１は両固定スクロール2,3に剛性的
に支持されているのではなく、シール部材４を介して弾
性的に支持されている為に軸動力が無用に増加する事も
ない。Since the orbiting scroll 1 is not rigidly supported by both the fixed scrolls 2 and 3, but is elastically supported by the seal member 4, the shaft power does not increase unnecessarily.

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている構
成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特
定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。[Embodiment] Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, unless otherwise specified, the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention thereto, but merely illustrative examples. Nothing more than.

第１図は本発明の実施例に係るスクロール圧縮機で、主
軸５の中央クランク部5aに支承され軸方向両面に夫々旋
回ラップを形成した一の旋回スクロール１と、前記各ラ
ップに嵌合する固定ラップを形成した一対の固定スクロ
ール2,3と、前記スクロールの外周側に、夫々120°づつ
周方向に位置をずらして設けた自転規制用の３個の偏心
回転軸６とから構成されている。FIG. 1 shows a scroll compressor according to an embodiment of the present invention, which is supported by a central crank portion 5a of a main shaft 5 and has one orbiting scroll 1 formed with orbiting wraps on both sides in the axial direction. It is composed of a pair of fixed scrolls 2 and 3 that form a fixed wrap, and three eccentric rotation shafts 6 for rotation restraint, which are provided on the outer peripheral side of the scroll and are displaced by 120 ° in the circumferential direction. There is.

固定スクロール2,3は円蓋状をなし、ケーシングとして
機能するその周壁24をシール部材４を介して当接させて
その内部に密閉空間を形成するとともに、その中心穴に
軸受け25を介して主軸５を貫装させ、該主軸５が２点支
持にて回転可能に軸支する。The fixed scrolls 2 and 3 have a circular lid shape, and a peripheral wall 24 functioning as a casing is abutted via a seal member 4 to form a sealed space inside thereof, and a main shaft is provided with a bearing 25 in a central hole thereof. 5, the main shaft 5 is rotatably supported by two-point support.

そして前記軸受け25の周囲には螺旋状の固定ラップ26が
互いに対面させて対称位置に配置されるとともに、１の
固定スクロール2,3の中心域側と外周縁に夫々吐出口27
と吸込口28を形成する。Around the bearing 25, spiral fixing wraps 26 are arranged symmetrically so as to face each other, and discharge ports 27 are provided on the central region side and the outer peripheral edge of the fixed scrolls 2 and 3, respectively.
And the suction port 28 is formed.

一方、旋回スクロール１は前記したように軸方向両面に
夫々旋回ラップを形成し、前記固定ラップ26と互いに嵌
合可能に構成すると共に、その周縁側に偏心回転軸６を
軸支する。そして該偏心回転軸６の両側支軸6a,6bを固
定スクロール2,3に軸支し、二点支持にて前記旋回スク
ロール１の自転規制を行なう。On the other hand, as described above, the orbiting scroll 1 is formed with orbiting wraps on both sides in the axial direction, is configured to be fittable with the fixed wrap 26, and supports the eccentric rotation shaft 6 on the peripheral side thereof. Both side support shafts 6a and 6b of the eccentric rotation shaft 6 are pivotally supported by the fixed scrolls 2 and 3, and rotation of the orbiting scroll 1 is restricted by two-point support.

かかる構成は公知の為、その詳細な説明は省略する。Since such a configuration is publicly known, detailed description thereof will be omitted.

次に本発明の要部構成について説明するに、主軸５と旋
回スクロール１間は及び偏心回転軸６と旋回スクロール
１間（若しくは偏心回転軸６と固定スクロール2,3間）
はニードルベアリング７、８を介して支承する事により
（ニードルベアリング自体がハウジングに対し軸方向に
僅かにクリアランスをもって形成されているために）、
該旋回スクロール１を、軸方向に僅かに移動自在に構成
すると共に、相手側スクロールの鏡面11,21,31と対峙す
るラップ端面12,22,32に、その長手方向中心線に沿って
螺旋方向に、断面矩形状のシール溝９を凹設し、該シー
ル溝９に弾性力を有する帯状樹脂シール部材４、より具
体的には自己潤滑性樹脂材を嵌合し、前記固定スクロー
ル2,3の鏡面21,31間に弾性的に保持させる。Next, the main configuration of the present invention will be described. Between the main shaft 5 and the orbiting scroll 1 and between the eccentric rotation shaft 6 and the orbiting scroll 1 (or between the eccentric rotation shaft 6 and the fixed scrolls 2 and 3).
Is supported by needle bearings 7 and 8 (because the needle bearing itself is formed with a slight clearance in the axial direction with respect to the housing),
The orbiting scroll 1 is configured to be slightly movable in the axial direction, and the wrap end surfaces 12, 22, 32 facing the mirror surfaces 11, 21, 31 of the counterpart scroll are spirally oriented along the longitudinal centerline thereof. A grooved seal groove 9 having a rectangular cross section, and a band-shaped resin seal member 4 having an elastic force, more specifically, a self-lubricating resin material is fitted in the seal groove 9, and the fixed scrolls 2, 3 It is elastically held between the mirror surfaces 21 and 31.

尚、前記ラップ高さＨは、相手側スクロールとの間の鏡
面間距離Ｌより僅かに小に設定する事が、前記旋回スク
ロール１の軸方向の僅かな移動保証と、弾性的保持を可
能にするものである。It should be noted that setting the wrap height H to be slightly smaller than the mirror surface distance L with the scroll on the other side enables a slight movement guarantee in the axial direction of the orbiting scroll 1 and elastic holding. To do.

かかる実施例によれば組み立て若しくは加工誤差に起因
して前記旋回スクロール１にスラスト力の不均一化や平
行度狂いが生じていても、前記シール部材４の弾性力に
より自動的に位置修正され、スラスト力の解消や平行度
調整が可能である。According to this embodiment, even if the orbiting scroll 1 has uneven thrust force or deviation in parallelism due to an assembly or processing error, the elastic force of the seal member 4 automatically corrects the position. It is possible to eliminate thrust force and adjust parallelism.

尚、前記実施例によれば、前記旋回スクロール１を自転
規制されながら旋回可能に支持する偏心回転軸６は、固
定スクロール2,3により二点支持されている為に、軸方
向の移動は許容出来るが、旋回スクロール１の倒れや軸
振れが生じた場合、これを許容できず剛性的に支持して
しまうために、軸動力を増大につながる。According to the above-described embodiment, the eccentric rotation shaft 6 that supports the orbiting scroll 1 so as to be able to orbit while being restricted in rotation is supported by the fixed scrolls 2 and 3 at two points, so that axial movement is allowed. However, if the orbiting scroll 1 tilts or the shaft shakes, it cannot be tolerated and is rigidly supported, resulting in an increase in the shaft power.

このような場合、第２図に示す様に前記偏心回転軸60を
一側の固定スクロール２のみに軸支される片側支持にて
構成する事により、前記旋回スクロール１の僅かな倒れ
や軸振れを吸収する事が出来、軸動力の無用の増加を防
ぐ事が出来る。In such a case, as shown in FIG. 2, the eccentric rotary shaft 60 is configured to be supported on one side only by the fixed scroll 2 on one side, so that the orbiting scroll 1 slightly tilts or shakes. Can be absorbed and the unnecessary increase in shaft power can be prevented.

又、前記実施例に示すようにシール部材４自体に弾性力
を付勢させる事なく、シール部材４の背面側に弾性部材
を介在させて弾性力を付勢させてもよい。Further, as shown in the above embodiment, the elastic force may be urged by interposing an elastic member on the back side of the seal member 4 without urging the elastic force to the seal member 4 itself.

「効果」 以上記載した如く本発明によれば、ツイン式スクロール
流体機械において、その組み立て精度や加工精度をそれ
ほど高精度にする必要がなく若しくはこれらの機械誤差
を有している場合においてもその誤差を吸収してそのス
ラスト解消若しくは平行度調整を自動的かつ高精度に行
ない得るとともに、ラップ端面と相手方鏡面間のシール
性能を維持しつつ所望の圧縮若しくは膨張効率を得る事
の出来る。[Effect] As described above, according to the present invention, in the twin type scroll fluid machine, even if it is not necessary to make the assembling accuracy and the processing accuracy so high or there is such a mechanical error, the error may occur. It is possible to eliminate the thrust and adjust the parallelism automatically and highly accurately, and to obtain a desired compression or expansion efficiency while maintaining the sealing performance between the lap end surface and the opposite mirror surface.

又本発明によれば、旋回スクロールに軸振れ等がある場
合でも精度よく且つ軸動力が無用に増加する事なく所望
の圧縮若しくは膨張動作を行ない得る。等の種々の著効
を有す。Further, according to the present invention, even if the orbiting scroll has shaft runout or the like, the desired compression or expansion operation can be performed accurately and without the shaft power unnecessarily increasing. It has various remarkable effects.

等の種々の著効を有す。It has various remarkable effects.

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

第１図は本発明の実施例に係るスクロール圧縮機の全体
断面図、第２図はその変形例を示す偏心回転軸附近の内
部構成を示す要部断面図である。FIG. 1 is an overall cross-sectional view of a scroll compressor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of essential parts showing an internal configuration near an eccentric rotation shaft showing a modified example thereof.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】主軸に支承され軸方向両面に夫々螺旋状ラ
ップを形成した一の旋回スクロールと、前記各ラップに
嵌合する螺旋状ラップを形成した一対の固定スクロール
からなり、前記旋回スクロールを自転させる事なく公転
可能に構成したスクロール流体機械において、前記旋回
スクロールを、固定スクロールに対し軸方向に僅かに移
動可能に構成すると共に、少なくとも各固定スクロール
の鏡面と対峙する旋回スクロールの両ラップ端面夫々に
弾性力を付勢したシール部材を嵌入させ、該シール部材
を介して前記鏡面とラップ端面間を封止可能に構成した
事を特徴とするスクロール式流体機械1. An orbiting scroll which is supported by a main shaft and has spiral wraps formed on both sides in the axial direction, and a pair of fixed scrolls having spiral wraps fitted to the respective wraps. In a scroll fluid machine configured to revolve without rotating, the orbiting scroll is configured to be slightly movable in the axial direction with respect to the fixed scroll, and at least both wrap end faces of the orbiting scroll facing the mirror surface of each fixed scroll. A scroll type fluid machine characterized in that a seal member urged by an elastic force is fitted into each of them, and the mirror surface and the wrap end face can be sealed via the seal member. 【請求項２】旋回スクロールの両ラップ端面と各固定ス
クロールのラップ端面夫々に、ほぼ同等の弾性力を付勢
したシール部材を嵌入させた請求項１）記載のスクロー
ル流体機械2. A scroll fluid machine according to claim 1, wherein seal members having substantially the same elastic force are fitted into both wrap end faces of the orbiting scroll and each wrap end face of each fixed scroll.