JP2505641Y2 - 無給油式スクロ―ル流体機械 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えば無給油式のスクロール真空ポンプ或
いはスクロール圧縮機等の無給油式スクロール流体機械
に関する。

〔従来の技術〕

従来、無給油式スクロール流体機械としてのスクロー
ル圧縮機は、ケーシングに軸受を介して回転可能に支持
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旋回軸受を介して回転
可能に設けられ、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、前記ケーシングに固着され、該旋
回スクロールのラップ部が重なり合って旋回する間に圧
縮室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、該鏡板中心に該圧縮室で圧縮された空気を吐出す
る吐出口が形成された固定スクロールとから大略構成さ
れている。そして、前記旋回スクロールが旋回する間に
前記圧縮室内に吸込んだ空気を徐々に圧縮し、吐出口か
ら外部に吐出するようになっている。

このようなスクロール圧縮機は、圧縮室が徐々に縮小
する間に空気が連続的に圧縮されるものであるから、吸
込口から吐出口に向けて圧縮熱による温度分布が高くな
っていく。また、駆動軸のクランク軸と旋回スクロール
との間に介装される旋回軸受は旋回スクロールが旋回す
る際に大きな荷重が掛るため摩擦熱等による発熱が生
じ、該熱が旋回スクロールの中心側を加熱することにな
る。このため、油による冷却を行わない無給油式のスク
ロール圧縮機では、旋回スクロール、固定スクロールに
設けられたうず巻状ラップ部では、周辺の巻終り部分よ
りも中心の巻始め位置の熱膨張が極めて大となり、この
ラップ部歯先が鏡板摺動面に押つけられ、円滑な旋回運
動ができなくなってしまう。

そこで、従来技術においては、例えばラップ部の歯底
面から歯先までの寸法を外周側の巻終り位置から中心側
の巻始め位置に向けて徐々に低くなるように形成するこ
とにより、或いは旋回スクロール、固定スクロールの鏡
板摺動面を外周側より中心側が低くなるように凹湾曲状
ないし摺鉢底状に形成することによって、各ラップ部と
旋回スクロール又は固定スクロールとの間の軸方向隙間
がラップ部の巻終り端側よりも巻始め端側で大きくなる
ように設定し、圧縮運転時の熱膨張によるラップ部歯先
と鏡板摺動面の接触を防止するようにしたものが知られ
ている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

然るに、上述した従来技術にあっては、ラップ部が予
め見込んだ熱膨張量に変形するまでは鏡板摺動面に対す
るラップ部の中心側と外周側の隙間が一定にならないた
め、始動後速かに所望の体積効率を得ることができない
という欠点がある。

本考案は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもの
で、旋回スクロールのラップ部のうち吐出口近傍に位置
する中心部が外周部よりも温度分布が高くなっても熱膨
張量はほぼ等しくなるようにし、鏡板とラップ部歯先の
接触を防止すると共に、始動時から良好な体積効率を得
ることができるようにした無給油式スクロール流体機械
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した問題点を解決するために、本考案の無給油式
スクロール流体機械が採用する構成の特徴は、旋回スク
ロールのラップ部のうち、固定スクロールに設けた吐出
口近傍に位置する中心部を熱膨張係数の小さい材料によ
って形成し、外周部を該中心部の材料よりも熱膨張係数
の大きい材料によって形成し、前記中心部のラップ部と
外周部のラップ部とによって、一連のうず巻状をなした
旋回スクロールのラップ部として構成したことにある。

〔作用〕

旋回スクロールのラップ部のうち、中心部側となる材
料の熱膨張係数を、外周部側となる材料の熱膨張係数よ
り小さく形成し、圧縮時の発熱が逃げにくい旋回スクロ
ールについて、中心部側が外周部側よりも温度が高くな
ってもラップ部全体をほぼ同じ熱膨張量にすることがで
きる。従って、旋回スクロールのラップ部中心側で鏡板
との間の隙間を予め大きく設定しておく必要がなく、始
動後速かに体積効率を高めることができ、また固定スク
ロールの鏡板と旋回スクロールのラップ部歯先との接触
も防止できる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例としてスクロール圧縮機を例に
挙げ、図面に基づき詳述する。

図において、１はケーシング、２は軸受（図示せず）
を介して該ケーシング１に回転可能に支持された駆動軸
で、該駆動軸２の一端はケーシング１外に突出してモー
タ（図示せず）と接続され、その他端は駆動軸２の軸線
O₁−O₁に対して軸線O₂−O₂が距離δだけ偏心したクラン
ク軸2Aになっている。

３は後述の旋回スクロール６を前記クランク軸2Aに旋
回軸受４を介して回転可能に支持するためのスクロール
取付け部材で、該スクロール取付け部材３はボルト5,5,
…を介して旋回スクロール６と締着される平板円板状の
スクロール取付け板部3Aと該スクロール取付け板部3Aの
一側面中央に突設されたボス部3Bとからなっている。そ
して該スクロール取付け部材３はボス部3Bに嵌着した旋
回軸受４を介してクランク軸2Aに取付けられている。

６はクランク軸2Aと同一軸線O₂−O₂に位置してスクロ
ール取付け部材３に設けられた旋回スクロールを示し、
該旋回スクロール６は鏡板７と、該鏡板７の摺動面7Aに
突設されたラップ部８とから構成されている。ここで、
該鏡板７は一側が摺動面7Aになり、他側の背面7B外周に
は段付きの環状突部7Cが形成されたアルミニウム製の円
板からなっており、その中心側には摺動面7Aから背面7B
にかけて360度のうず巻状をしたラップ部挿通穴7Dが穿
設されている。

一方、ラップ部８は全体としてインボリュート又はイ
ンボリュートに近いうず巻状に形成されているが、後述
する吐出口14Cの近傍に位置して鏡板７と異る熱膨張係
数の小さい材料、例えば鉄材等により形成された中心部
９と、該中心部９の外周側に位置して鏡板７と一体に形
成された外周部10の２部材から構成されている。ここ
で、中心部９は中心の巻始め端９A₁から第２図中左回り
に360度の位置を巻終り端９A₂としてうず巻状に形成さ
れた内側ラップ形成部9Aと、該内側ラップ形成部9Aの上
端に形成された平板状の当て板部9Bからなっている。そ
して、該中心部９は鏡板７の背面7B側から内側ラップ形
成部9Aをラップ挿通穴7Dに挿通して摺動面7A側に突出さ
せ、当て板部9Bを鏡板７の背面7Bにボルト11,11,…によ
って固着されており、該内側ラップ形成部9Aと鏡板７の
隙間にはシリコンゴム系シール剤12,12,…が充填されて
いる。次に、ラップ部８の外周部10は巻始め端10Aが前
記ラップ形成部9Aの巻終り端９A₂に当接し、巻終り端10
Bはラップ部８の最外周端となったうず巻状をなしてお
り、鏡板７と同一材料によって一体的に形成されてい
る。

13は固定スクロールを示し、該固定スクロール13は鏡
板14と、該鏡板14の摺動面14Aに旋回スクロール６に向
けて突設されたうず巻状のラップ部15とからなってい
る。ここで、鏡板14は内側面が摺動面14Aになり、外周
側にはラップ部15を囲繞するようにフランジ部14Bが突
出形成されると共に、中心には吐出口14Cが穿設された
アルミニウム製の円板からなっており、その中心側には
360度の左回りのうず巻状をしたラップ部挿通穴14Dが穿
設されている。

一方、ラップ部15はインボリュート又はインボリュー
トに近いうず巻状に形成されているが、該ラップ部15は
鉄材からなり、鏡板14と別体に形成された中心部16と、
鏡板14と一体に形成された外周部17とからなっている。
即ち、中心部16は中心の巻始め端16A₁から第２図中左回
り（反時計回り）に360度の位置を巻終り端16A₂とする
うず巻状に形成された内側ラップ形成部16Aと、該内側
ラップ形成部16Aの第１図中下端に形成された平板状の
当て板部16Bと、該当て板部16Bに穴され、前記鏡板14の
吐出口14Cに連通する連通口16Cとからなっている。そし
て、該中心部16は内側ラップ形成部16Aを鏡板14の外側
からラップ挿通穴14Dに挿通し、当て板16Bを鏡板14の外
面にボルト18,18,…によって固着されており、該ラップ
形成部16Aと鏡板14の隙間にはシリコンゴム系シール剤1
2,12,…が充填されている。

次に、ラップ部15の外周部17は巻始め端17Aが前記ラ
ップ形成部16Aの巻終り端16A₂に当接し、巻終り端17Bは
ラップ部15の最外周端となっったうず巻状をなしてお
り、鏡板14と同一材料によって一体的に形成されてい
る。

かくして、実施例の旋回スクロール６及び固定スクロ
ール13は各ラップ部8,15のうち巻始め端９A₁,16A₁から3
60度の位置までを形成する中心部9,16をアルミニウム製
の鏡板7,14よりは熱膨張係数が小さく、熱伝導性の良い
鉄材を用いて別体に形成したのに対し、外周部10,17は
鏡板7,14と一体に形成してある。そして、固定スクロー
ル13はラップ部15を旋回スクロール６のラップ部８と所
定角度ずらせて重なり合わせることによって複数の圧縮
室19,19を形成した状態でケーシング１に固定ボルト20,
20,…によって固着されている。

本実施例によるスクロール圧縮機は上述の如く構成さ
れるが、次にその作動について述べる。

モータを回転すると、その回転は駆動軸２、旋回軸受
４、スクロール取付け部材３を介して旋回スクロール６
に伝えられ、該旋回スクロール６は固定スクロール13に
対して軸線O₁−O₁を中心として相対的な円運動を行う。
そして、図示しない吸込口から最外周側の圧縮室19に吸
込んだ空気を各圧縮室19を経て徐々に圧縮し、吐出口14
Cから吐出する。この圧縮運転中、旋回スクロール６及
び固定スクロール13は圧縮熱によって次第に加熱され、
各ラップ部8,15の外周部10,17から中心部9,16に向けて
温度分布が高くなり、吐出口14Cの近傍に位置する中心
部9,16の温度は特に高くなる。

然るに、実施例によれば、各ラップ部8,15のうち吐出
口14C側に位置する中心部9,16はアルミニウム材からな
る外周部10,17よりも熱膨張係数の小さい鉄材で形成し
てある。従って、該中心部8,15は温度分布が高いにも拘
らずスラスト方向の熱膨張量は外周部10,17とほぼ同じ
にできるから、鏡板摺動面7A,14Aとラップ部8,15の各歯
先との隙間全体を予め考慮した値に規制でき、体積効率
を向上できる。

また、実施例は旋回軸受４と旋回スクロール６はスク
ロール取付け部材３を介して間接的に組付け、しかも鏡
板７とスクロール取付け部材３との間には空間を形成し
たから、旋回軸受４の熱が旋回スクロール６側に伝達す
るのを可及的に防止することができる。

なお、実施例は旋回スクロール６と共に固定スクロー
ル13のラップ部15の中心部16も外周部17より熱膨張係数
の小さい別部材で形成するものとして述べたが、最も高
温になり易い旋回スクロール６のみを実施例の如く構成
し、固定スクロール13のラップ部15全体は鏡板14と同一
材のアルミニウムで形成してもよいものである。

また、実施例はアルミニウムに対して熱膨張係数の小
さい鉄を例に挙げたが、アルミニウムに代えてマグネシ
ウムを用い、また鉄に代えて銅、タングステンを用いて
もよいものである。

更に、実施例は旋回スクロール６のラップ部８及び固
定スクロール13のラップ部15の各中心部9,16は外周部1
0,17と別体に形成し、各鏡板7,14に対してボルト11,11,
…、18,18,…で固着するものとして述べたが、中心部９
（16）を外周部10（17）及び鏡板７（14）に対して溶着
等の手段で一体的に設ける構成としてもよいものであ
る。

〔考案の効果〕

本考案は以上詳述した如くであって、吐出口近傍に位
置する中心部を熱膨張係数の小さい材料によって形成
し、外周部を該中心部の材料よりも熱膨張係数の大きい
材料によって形成し、前記中心部のラップ部と外周部の
ラップ部とによって、一連のうず巻状をなした旋回スク
ロールのラップ部を構成するとき、内周部と外周部をほ
ぼ同じ熱膨張量とすることができ、固定スクロールの鏡
板と旋回スクロールのラップ部歯先との接触を防止でき
ると共に、放熱性の悪い旋回スクロールにあっても、一
連のラップ部はその内，外周部分で熱膨張量が異なるか
ら、始動時から良好な体積効率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る無給油式スクロール圧縮
機の断面図、第２図は第１図中のII−II矢示方向断面図
である。 １…ケーシング、２…駆動軸、６…旋回スクロール、８
…ラップ部、９…中心部、10…外周部、12…固定スクロ
ール。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】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旋回軸受を介して回転可能に設けら
   れ、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、前記ケーシングに固着され、該旋回スクロール
   のラップ部と重なり合って旋回する間に圧縮室を形成す
   るように鏡板にうず巻状のラップ部が立設され、該鏡板
   中心に該圧縮室で圧縮された空気を吐出する吐出口が形
   成された固定スクロールとからなる無給油式スクロール
   流体機械において、 前記旋回スクロールのラップ部のうち、前記吐出口近傍
   に位置する中心部を熱膨張係数の小さい材料によって形
   成し、外周部を該中心部の材料よりも熱膨張係数の大き
   い材料によって形成し、前記中心部のラップ部と外周部
   のラップ部とによって、一連のうず巻状をなした旋回ス
   クロールのラップ部として構成したことを特徴とする無
   給油式スクロール流体機械。