JP3104272B2

JP3104272B2 - 同期回転形スクロール式流体機械及びそれを用いた冷凍サイクル

Info

Publication number: JP3104272B2
Application number: JP03066019A
Authority: JP
Inventors: 茂町田; 博岩田; 勇坪野; 和孝末藤; 生司大竹; 健司東條
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 2000-10-30
Anticipated expiration: 2015-10-30
Also published as: JPH04301193A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば冷凍機や空気調
和機用として用いられるスクロ−ル流体機械に係り、特
にスクロ−ルラップの遠心力に伴う変形を防止するのに
好適な同期回転形スクロ−ル流体機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の同期回転形スクロ−ル流体機械と
しては、例えば、特開昭６４−３０２号公報に記載され
ているように、第１のスクロ−ル部において、ラップが
立設される面とは反対の鏡板裏面に回転軸以外に第２の
スクロ−ル部材を回転させるための駆動部品が摺動可能
なごとく配置されると共に、第１のスクロ−ル部材の鏡
板でラップが立設される面にはスクロ−ルラップ以外の
ものを介在させないように構成したもの開示されてい
る。また、他の従来技術としては、例えば特開平１−２
６７３７９号公報に記載されているように、第１のスク
ロ−ル部材の鏡板と第２のスクロ−ル部材の鏡板との間
に第２のスクロ−ル部材を回転させるための駆動部品が
摺動可能に介在して配置されると共に、第１のスクロ−
ル部材の鏡板でラップが立設する面とは反対の鏡板裏面
には回転軸以外のものは立設させないように構成したも
のが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の同期回
転形スクロ−ル流体機械では、スクロール部材が回転す
るため、スクロ−ルラップ自身には遠心力が作用し半径
方向で外向きに変形する。その力と変形量は外側ほど大
きくなるが、スクロール部材は鏡板とスクロールラップ
が一体になって形成されているので、ラップの遠心力
は、鏡板に対してモーメント荷重として作用する。上記
従来技術では、スクロール部の鏡板外周部分は両スクロ
ールともスラスト方向には支持されていないため、この
モーメント荷重によって鏡板はスクロ−ルラップ側を内
側に凸状に弓なりの変形が両スクロール部材共に生じる
ことがある。このような変形が生じた場合には、スクロ
ール部材の中心部では両方の鏡板が互いに近寄り、摺動
摩擦損失が増大し、最悪の場合には接触する事態が発生
する。また、鏡板外周部では互いに鏡板が離反するよう
になるため、スクロールラップと鏡板面間の軸方向すき
まが大きくなると共に、両ラップの側面部では互いの径
方向すきまが不均一になり、最悪の場合にはラップ側面
部同士が互いに接触しあうこともある。そのため、上記
従来技術では、スクロール部材を高速回転すればするほ
ど前記したこの変形現象が発生しやすくなり、スクロー
ル同士の接触の度合いも大きくなるため、振動や騒音が
大きくなったり部品の損傷が発生して、圧縮機としての
信頼性も大きく損なわれるという問題があった。

【０００４】このようなラップ間の隙間を大きくする原
因としては、ラップ自身より鏡板の方が影響が大きい。
従って、１つの解決策として、鏡板の厚さを増して鏡板
の剛性を大きくして鏡板の変形を少なくすれば、ラップ
間の隙間を小さくする方策があるが、鏡板は円盤上に構
成されているため面外からの外力に対しては剛性が小さ
いので、その厚さをラップに比して相当大きくしなけれ
ばならない。この場合、スクロール部品の重量が重くな
るとともに、慣性質量が大きくなり、モータの起動、停
止等には回転の追従性が損なわれるため、同期回転させ
ることが困難になってくるという問題があった。

【０００５】本発明は以上のような事情に着目してなさ
れたもので、本発明の第１の目的は、高速回転時におい
てもそれぞれの鏡板の変形量を小さく抑えてスクロ−ル
ラップ間のすきまを好適に維持できる同期回転形スクロ
−ル式流体機械を提供することにある。

【０００６】本発明の第２の目的は、鏡板の裏面で高圧
もしくは中間圧のガスや潤滑油のシールを行うことによ
って、簡単な構造で高速回転時でも信頼性が高く、しか
も低速回転から高速回転までの広い範囲にわたって高効
率で運転することができる同期回転形スクロール式流体
機械を提供することにある。

【０００７】本発明の第３の目的は、低振動、低騒音の
同期回転形スクロール式流体機械を提供することにあ
る。

【０００８】本発明の第４の目的は、組立性の良い同期
回転形スクロール式流体機械を提供することにある。

【０００９】本発明の第５の目的は、２室を冷房、暖房
するのに好適な冷凍サイクルを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の第１の目的を達成
するために、本発明の同期回転形スクロール流体機械
は、第１のスクロール部および第２のスクロ−ル部の鏡
板の裏面に該鏡板と一体もしくは別体に形成された環状
の突起部を設けるように構成したものである。

【００１１】又、鏡板の裏面の各々に設けた突起部材に
よって作用するモーメント荷重とスクロールラップによ
って作用するモーメント荷重との大小関係により、突起
部材の位置を半径方向でより外側に設けたりあるいは、
突起部材の位置を半径方向でより内側に設けるようにし
たものである。

【００１２】又、環状の突起部をスクロ−ル部材より比
重の大きい材料で構成したものである。

【００１３】

【００１４】又、スラスト方向の鏡板が互いに接近する
向きの変位を抑制する第２のスラスト軸受を第１のスク
ロール部および第２のスクロ−ル部のスクロ−ルラップ
が立設する側の鏡板面の各々に該鏡板から突出するよう
に設けて構成したものである。又、鏡板の裏面に一体
もしくは別体に形成された環状の突起部の外周面をテー
パ状に形成するあるいは、円弧状に形成して相手面に適
当な隙間をもって嵌め合わされるように構成したもので
ある。

【００１５】又、一対のスクロール鏡板の対向面内に配
置され、両方の鏡板に回動可能に係合して鏡板の変形を
強制的に阻止する連接棒を設けたものである。

【００１６】上記の第２の目的を達成するために、本発
明の同期回転形スクロール流体機械は、鏡板に対向して
配設されたフレームに、この環状突起部が適当な隙間を
もって嵌合される環状溝を設けて、その環状溝に潤滑油
を介在させたものである。

【００１７】又、第２のスラスト軸受の鏡板面からの高
さは、両方の第２のスラスト軸受の高さを合計したとき
に前記スクロールラップの高さにほぼ等しいか、もしく
は若干高くなるように形成している。

【００１８】上記の第３の目的を達成するために、本発
明の同期回転形スクロール流体機械は、鏡板と、その鏡
板に対向して配設されたフレームとの間に、回転位相補
償機構を設けたものである。

【００１９】上記の第４の目的を達成するために、本発
明の同期回転形スクロール流体機械は、回転駆動部を第
１のスクロ−ル部に回転駆動力を供給する第１の回転駆
動部と第２のスクロ−ル部に回転駆動力を供給する第２
の回転駆動部の２個設け、それぞれの回転駆動部が回転
軸を介してこれに対応するスクロール部材とスプライン
軸継手で連結し、一つの密閉容器に収納したものであ
る。

【００２０】上記の第５の目的を達成するために、本発
明の冷凍サイクルは、鏡板とこれに立設するスクロ−ル
ラップで形成される第１及び第２のスクロ−ル部材と、
該第１及び第２のスクロ−ル部材の鏡板のラップとは反
対の面に設けられ、前記第１及び第２のスクロ−ル部材
を回転駆動する回転軸を軸受支持するフレ−ムを有し、
前記第１及び第２のスクロ−ル部材が互いにスクロ−ル
ラップを内側にして組合わされ、前記回転軸を介して第
１と第２の両スクロール部材の各々を同じ方向に同期回
転させることにより前記空間内の気体を圧縮させて吐出
するものであって、前記回転軸の中心部に吐出孔を設
け、該吐出孔と連通する吐出室を前記スクロ−ル部材の
両側に配置するとともに、前記吐出室の各々に第１の熱
交換器と、該各々の第１の熱交換器が合流するように配
管された後流側に絞り弁機能を有する部品と、第２の熱
交換器とを接続したものである。

【００２１】

【作用】本発明の同期回転形スクロ−ル式流体機械の作
用について、図１０を参照して説明する。図１０に示す
ように、第１スクロール部１および第２のスクロ−ル部
（図示せず）はともに、それぞれ軸継ぎ手部１ｌに係合
する回転軸を中心に回転する。回転軸が回転すると、そ
れぞれのスクロール部１には遠心力Ｆｗが発生し、特に
スクロールラップ１ｂに作用する遠心力Ｆｗはラップ自
身を外側に倒すように作用する。この結果、スクロール
鏡板１ａにはモーメント力Ｍｗとなって作用し、スクロ
ールラップ側が凸面になる様に変形する。一方、鏡板の
裏面には、突起部材１ｋが設けられており、スクロール
ラップと同様にスクロール部材１の回転運動によって遠
心力Ｆｃを発生する。この遠心力Ｆｃはスクロール鏡板
に対してモーメント力Ｍｃとなって作用し、スクロール
ラップ１ｂを内側にして湾曲するようにスクロール鏡板
をそれぞれ変形させる力となる。このように、鏡板を境
にしてその両面に作用する遠心力Ｆｗ、Ｆｃは、鏡板に
対してモーメント荷重となるがこのモーメント荷重Ｍ
ｗ、Ｍｃはお互いに打ち消しあうように作用する。この
結果、鏡板の変形量は、小さく抑えられる。

【００２２】又、鏡板の裏面の各々に設けた突起部材１
ｋによって作用するモーメント荷重Ｍｃが、スクロール
ラップ１ｂによって作用するモーメント荷重Ｍｗより小
さい場合には、突起部材１ｋの位置を半径方向でより外
側に設けたりあるいは、比重量の大きな材料で前記突起
部材１ｋを構成させる。これとは反対に、突起部材１ｋ
によって作用するモーメント力Ｍｃがモーメント荷重Ｍ
ｗより大きい場合には、鏡板の裏面に設ける突起部材１
ｋの位置を半径方向でより内側に設けるなどしてモーメ
ント荷重Ｍｃの大きさを調節できる。

【００２３】又、第１のスクロール部および第２のスク
ロ−ル部の鏡板の裏面に鏡板が互いに離れる向きの変位
を抑制する動圧形の第１のスラスト軸受を設けているの
で、回転速度が高速になるほどスラスト支持力が大きく
なり、スクロール部材がスラスト方向に移動するのを規
制するので、これによって２つのスクロール部材の位置
関係が正しく保たれる。

【００２４】また、本発明の中の一実施例では、第１の
スラスト軸受を流体の圧力を用いて達成する構成を示し
てあるが、この場合においても前記突起部が流体の圧力
を適正に維持することができるので、それぞれのスクロ
ール部材に働くスラスト力を十分に受けることができ
る。

【００２５】又、スラスト方向の鏡板が互いに接近する
向きの変位を抑制する第２のスラスト軸受を第１のスク
ロール部および第２のスクロ−ル部のスクロ−ルラップ
が立設する側の鏡板面の各々に該鏡板から突出するよう
に設けて構成ししているので、第２のスラスト軸受は、
第１のスクロールラップ先端面と第２のスクロールラッ
プ底面とがスラスト方向に強く接触するのを防止すると
ともに、スクロールラップ先端面の軸方向すきまをを小
さく保つことができる。また、鏡板が湾曲するような変
形に対してもその変形を抑えることができるので、スク
ロ−ルラップ間の径方向クリアランスも正常域に保持す
ることができる。

【００２６】又、鏡板の裏面に一体もしくは別体に形成
された環状の突起部の外周面をテーパ状にあるいは、円
弧状に形成して相手面に適当な隙間をもって嵌め合わさ
れるように構成しているので、遠心力で外側に変形しよ
うとする時、テーパ面で受けるので、スラスト方向の分
力により鏡板がラップ側に凸に変形するのを防止するよ
うに作用する。

【００２７】又、一対のスクロール鏡板の対向面内に配
置され、両方の鏡板に回動可能に係合して鏡板の変形を
強制的に阻止する連接棒を設けているので、その両端が
それぞれの鏡板に係合されていて、鏡板が全体的に弓な
り状に変形する場合にその鏡板の変形を規制する働きが
ある。

【００２８】第２に、鏡板に対向して配設されたフレー
ムに、この環状突起部が適当な隙間をもって嵌合される
環状溝を設けて、その環状溝に潤滑油を介在させている
ので、突起部の外周部と環状溝の内周部は互いに滑り軸
受の機能を有し、このため、環状溝が突起部の外周部を
支持している状態になり、結果として鏡板の変形を拘束
することができ、この嵌め合い部の小さな隙間に潤滑油
などの液体が介在していることによってシール作用を行
う。この結果、鏡板の裏面に設けた突起部の内外面で異
なる圧力レベルを保つことができる。そして、この突起
部の外側は吸込圧力で内側は高圧の吐出圧力あるいは中
間圧力になっているが、この突起部の持つシール作用に
よって高圧の吐出ガスあるいは中間圧力が一度に且つ多
量に吸込側へ漏れ込まないので圧縮機性能を高く維持す
ることができる。

【００２９】また上記手段に加えて、第１のスクロ−ル
部に回転駆動力を供給する第１の回転駆動部と第２のス
クロ−ル部に回転駆動力を供給する第２の回転駆動部を
別々にして２個設けることによりスクロ−ル部と駆動部
とを直結してさらに近付けることができるので、部品の
組立て精度が高められスクロ−ルラップ間の軸方向及び
径方向クリアランスを正常域に保持することが容易にな
るとともに、回転駆動力の伝達系（駆動機構）が単純に
なる。

【００３０】又、第２のスラスト軸受の鏡板面からの高
さは、両方の第２のスラスト軸受の高さを合計したとき
に前記スクロールラップの高さにほぼ等しいか、もしく
は若干高くなるように形成しているので、ラップ間のす
きまが適正に保たれ、高効率で運転することができる。

【００３１】第３に、鏡板と、その鏡板に対向して配設
されたフレームとの間に、回転位相補償機構を設けてい
るので、スクロール部材のラップ同志の接触も防止でき
るので、高速回転においても振動や騒音が小さくでき
る。

【００３２】第４に、回転駆動部を第１のスクロ−ル部
に回転駆動力を供給する第１の回転駆動部と第２のスク
ロ−ル部に回転駆動力を供給する第２の回転駆動部の２
個設け、それぞれの回転駆動部が回転軸を介してこれに
対応するスクロール部材とスプライン軸継手で連結した
ことにより、スクロ−ル部との偏心量の誤差の許容量を
大きくできるので部品加工が容易になる上に、スクロ−
ルラップをかみあわせてから駆動軸を連結できるので組
み立てやすくなる。

【００３３】第５に、鏡板とこれに立設するスクロ−ル
ラップで形成される第１及び第２のスクロ−ル部材と、
該第１及び第２のスクロ−ル部材の鏡板のラップとは反
対の面に設けられ、前記第１及び第２のスクロ−ル部材
を回転駆動する回転軸を軸受支持するフレ−ムを有し、
前記第１及び第２のスクロ−ル部材が互いにスクロ−ル
ラップを内側にして組合わされ、前記回転軸を介して第
１と第２の両スクロール部材の各々を同じ方向に同期回
転させることにより前記空間内の気体を圧縮させて吐出
するものであって、前記回転軸の中心部に吐出孔を設
け、該吐出孔と連通する吐出室を前記スクロ−ル部材の
両側に配置するとともに、前記吐出室の各々に第１の熱
交換器と、該各々の第１の熱交換器が合流するように配
管された後流側に絞り弁機能を有する部品と、第２の熱
交換器とを接続して冷凍サイクルを構成しているので第
１の熱交換器を２室に配置できる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の第一の実施例を図１から図３
により説明する。図１は、同期回転形スクロール式流体
機械の一例として、密閉形圧縮機に適用した場合の実施
例を示す縦断面図であり、図２および図３は、各々第１
のスクロ−ル部および第２のスクロ−ル部を示す斜視図
である。

【００３５】１は、第１のスクロールであって、円板形
状のスクロール鏡板１ａに対して渦巻状のスクロ−ルラ
ップ１ｂが垂直に立設されている。スクロールラップ１
ｂの外側には、ピン１ｄが挿入固定されたピン台１ｃ
と、ピン１ｆが挿入固定されたピン台１ｅとが設けら
れ、その外側にこれらのピンおよびピン台を取り囲むよ
うに鏡板面１ａから突出して環状に形成された第２のス
ラスト軸受１ｇが設けられている。この第２のスラスト
軸受１ｇには、ガス流路溝１ｈと１ｉとがそれぞれ第１
のスクロールの中心に対してほぼ対抗するように対にな
って配設されており、このスラスト軸受１ｇの一部分に
ラップとのバランスをとるためのバランス用の凹部１ｒ
を設けている。この凹部１ｒは、第１のスクロールの重
心が回転中心に位置するように設けられている。

【００３６】又、図１に示すように鏡板１ａには圧縮作
動室と鏡板の裏面１ｊに設けられた空間１ｓとを連通さ
せるための連通孔１ｏが設けられている。この実施例で
は１つのスクロールに１個の連通孔１ｏが設けられてい
るが、スクロールの中心に対してほぼ対称位置に複数個
設けることもできる。この前記空間１ｓは、鏡板１ａの
裏面に設けられたスラスト面１ｊと、ケーシング３と一
体的に設けられたフレーム部３ｊの凹部３ｍとによって
ほぼ密封されるように形成されており、圧縮機運転時に
は圧縮途中の吐出圧力と吸入圧力との中間の圧力レベル
を有するガスが連通孔１ｏを介して圧縮室から流入し、
空間１ｓ内の内圧を中間圧に維持して、第１のスラスト
軸受に作用する第１のスクロールのスラスト力を軽減し
て好適に支持している。（以下、前記空間１ｓを中間圧
室１ｓという）。

【００３７】鏡板１ａの中央部にはもう一方の鏡板面２
ａと対向した吐出口１ｔが、鏡板１ａを貫通して設けら
れている。又、鏡板１ａの裏面の外周部には、鏡板１ａ
の面外に突出して環状に形成された突起部１ｋが設けら
れており、ケーシング３と一体的に形成されたフレーム
部３ｊの環状溝３ｎに適度な隙間を維持した状態で嵌合
されている。そして、この突起部１ｋと環状溝３ｎとは
運転状態において滑り軸受と同じような機能をもってい
る。鏡板１ａの裏面の中央部のスクロールラップ１ｂと
は反対側には鏡板１ａと一体的に円筒部分が形成されて
おり、この円筒部分の内周面をメス側スプライン軸継手
１ｍとし、外周面をジャ−ナル軸受対向面１ｎとする軸
継手部１ｌが構成されている。

【００３８】第２のスクロ−ル部も第１のスクロール部
とほぼ同様に構成されている。すなわち、円板形状のス
クロール鏡板２ａに対して渦巻状のスクロ−ルラップ２
ｂが垂直に立設されている。スクロールラップ２ｂの外
側には、第１のスクロールに配設されたピン１ｄおよび
ピン１ｆが隙間をもって運動可能なように組み合わされ
るピン穴２ｐおよびピン２ｑとが設けられ、その外側に
これらを取り囲むように鏡板面２ａから突出して環状に
形成された第２のスラスト軸受２ｇが設けられている。
この第２のスラスト軸受２ｇには、ガス流路溝２ｈと２
ｉとがそれぞれ第２のスクロールの中心に対してほぼ対
抗するように対になって配設されており、また、この第
２のスラスト軸受２ｇの一部分にラップとのバランスを
とるためのバランス用の凹部２ｒを設けている。この凹
部２ｒを設けることによって第２のスクロールの重心が
回転中心に位置するようになっている。

【００３９】又、鏡板２ａには圧縮作動室と鏡板の裏面
２ｊに設けられた空間２ｓとを連通させるを連通孔２ｏ
が設けられている。この実施例では１個の連通孔２ｏが
設けられているが、スクロールの中心に対してほぼ対称
位置に複数個設けることもできる。この空間２ｓは、鏡
板２ａの裏面に設けられたスラスト面２ｊとケーシング
４と一体的に設けられたフレーム部４ｊの凹部４ｍとに
よってほぼ密封されるように構成されており、圧縮機運
転時には圧縮途中の吐出圧力と吸入圧力との中間の圧力
レベルを有するガスが連通孔２ｏを介して圧縮室から流
入し、空間２ｓ内の内圧を中間圧に維持して、第１のス
ラスト軸受に作用する第１のスクロールのスラスト力を
軽減して好適に支持している。（以下、前記空間２ｓを
中間圧室２ｓという）。

【００４０】鏡板２ａの中央部にはもう一方の鏡板面１
ａと対向して吐出口２ｔが貫通して設けられている。鏡
板２ａの裏面の外周部には、面外に突出して環状に構成
された突起部２ｋが形成され、ケーシング４と一体的に
設けられたフレーム部４ｊの環状溝４ｎに適度な隙間を
維持した状態で嵌合されている。そして、この突起部２
ｋと環状溝４ｎとは運転状態において滑り軸受を構成し
ている。

【００４１】鏡板２ａの裏面の中央部のスクロールラッ
プ２ｂとは反対側には、鏡板２ａと一体的であって延在
する円筒部分が設けられており、この内周面をメス側ス
プライン軸継手２ｍとし、外周面をジャ−ナル軸受対向
面２ｎとする軸継手部２ｌが構成されている。そして、
第１のスクロール１と第２のスクロール２は互いにラッ
プ部分を組み合わされて、フレーム３ｊとフレーム４ｊ
によってサンドイッチ状に挾まれ配置されているが、ス
クロール部材１、２が共に回転可能できるように鏡板２
ａの裏面１ｊとフレーム３ｊおよび、他方の鏡板２ａの
裏面２ｊとフレーム４ｊのそれぞれの間には適度な隙間
が設けられており、この隙間内には潤滑油を介在させて
好適な潤滑状態が保たれている。そして、両スクロール
１、２が回転する時、ピン１ｄとピン穴２ｐ、ピン１ｆ
とピン穴２ｑとがそれぞれ組み合わされて、ラップ１
ｂ、２ｂの側面同志が強く接触しないように両スクロー
ルの回転方向の相対位置関係が定められる。また、ガス
流路１ｉと２ｈ、１ｈと２ｉとがそれぞれ対になって大
きな吸込み流路を形成しており、スクロール部の外周部
に設けた吸込室１９から圧縮作動室２２に流入される。

【００４２】ケーシング３には、フレーム部３ｊの左側
にスクロ−ル室形成部３ａを、右側にモ−タ室形成部３
ｄが形成されている。スクロ−ル室形成部３ａには、そ
の周方向側に吸入口３ｂが開口され、端面側に円筒形状
のフランジ３ｃが設けられている。モ−タ室形成部３ｄ
には、その周方向側に排出口３ｅが、又、フランジ３
ｆ、フランジ３ｇおよび右端面にフランジ３ｉが配設さ
れている。フランジ３ｆとフランジ３ｇの間には、複数
のフィン３ｈを設け、さらにその外周部に冷却液の入口
５ａと出口５ｂを持つ円筒状部材５を配設してウオータ
ージャケット５ｆを構成している。ウオータージャケッ
ト５ｆには、円筒状部材５に対向してシール部材５ｄ，
５ｅが設けられておりフランジ３ｆとフランジ５ｃをボ
ルト等で締め付けることにより密封が保たれている。

【００４３】モ−タ室形成部３ｄの中心部には、モータ
ステータ７ａとモータロータ７ｂからなる第１のモータ
７が配設されている。モータステータ７ａは、モ−タ室
形成部３ｄに固定され、モータロータ７ｂは、回転軸１
１に固定されている。この回転軸１１は、一端が軸受支
持板９に固定された軸受９ａに支持され、他端はオス側
スプライン軸継手１１ｃが形成されており、これが上述
した第１のスクロール部に形成されたメス側スプライン
軸継手１ｍと係合して支持されている。また、回転軸１
１にはバランスリング１１ａ、および１１ｂが固定配置
され、内部には貫通孔１１ｄが設けられている。貫通孔
１１ｄの一端は吐出口１ｔに対向して配置されていて他
端は吐出口１５に開口している。側ケーシング１３は、
ハーメチック端子１３ｂを備え、端部のフランジで軸受
支持板９を挾んだ状態で相手フランジ３ｉに固定され、
潤滑油１７を収納する吐出室１５を形成する。モータス
テータ７ａとハーメチック端子１３ｂとは、吐出室１５
の中の電線７ｃによって、電気的に接続されている。フ
レーム部３ｊに設けた給油穴３ｌは、一端が潤滑油１７
中に開口し、他端が滑り軸受３ｋの内側とに連通するよ
うに形成されている。ケーシング４の構成は、ケーシ
ング３の構成とほぼ同様であり、以下にその要部につい
て説明する。ケーシング４には、ケーシング３に設けら
れたスクロ−ル室形成部３ａに相当する部分は無く、フ
レーム部４ｊの外周側にはケーシング３に設けられたフ
ランジ３ｃと結合されるフランジ部４ｃが形成されてい
る。モ−タ室形成部４ｄの内側には、モータ８が配置さ
れ、回転軸１２にはモータロータ８ｂの両端に一対のバ
ランスリング１２ａ、１２ｂが一体的に固定され設けら
れている。モ−タ室形成部４ｄの端面に軸受支持板１０
ｂに固定された軸受１０ａがあって、内部に貫通孔１２
ｄを有する回転軸１２は、この軸受１０ａと第２のスク
ロールの円筒部２ｌによって回転可能に軸支されてい
る。

【００４４】又、モ−タ室形成部４ｄの端面にはさら
に、側ケーシング１４がフランジ部４ａおよび、４ｉで
固定され、吐出室１６が形成されている。モ−タ室形成
部４ｄの外周部には、ウオータージャケット６ｆが構成
されている。このウオータージャケット６ｆに平行して
外部配管に連絡する作動ガスの排出口４ｅが設けられて
いる。４ｌは、給油のための連通孔であって、一端が潤
滑油１８中に他端が軸受４ｋに開口されている。

【００４５】次に本実施例に示す同期回転形スクロ−ル
式流体機械の動作を説明する。ハーメチック端子１３ｂ
を介してモ−タ７および、８に電力が同時に供給される
ことにより、モータロータ７ｂ、８ｂが回転し、それら
のモ−タに結合された第１のスクロ−ル部および第２の
スクロール部が回転する。この時、第１のスクロールの
鏡板面上１ａに形成されたピン１ｄは相手スクロール部
に設けられたピン穴２ｐにそして、同じくピン１ｆは相
手ピン穴２ｑに係合しあって回転位相差補償手段を構成
し、お互いのスクロールが同じ方向に同じ回転速度で回
転するように動作する。尚、本実施例ではピンとピン穴
の組合せで一対だけで構成しているが、この組合せは円
周状に複数組配列されていても回転位相補償手段として
十分機能することができる。このようにして両方のスク
ロール部材が回転すると、ガスは圧縮機の外部より吸入
口３ｂを通って吸入み室１９へ入り、ガス流路溝１ｈ、
１ｉ、２ｈ、２ｉを通過して第１のスクロ−ル部および
第２のスクロール部によって形成される圧縮室２２へ入
る。この圧縮室２２は、スクロール部材の回転にともな
って体積を減少させながら順次回転中心へ移動するた
め、ガスは圧縮されて吐出口１ｔおよび、２ｔへ導かれ
る。その後、吐出ガスは左右の回転軸１１および、１２
の方向に別れ、ロ−タ７ｂ、８ｂを間接的に冷却しなが
ら貫通孔１１ｄ、１２ｄを通り吐出室１５、１６へ流入
する。さらに、吐出室１５に流入したこの吐出ガスは、
モータ７を冷却しながらロ−タ７ｂとステ−タ７ａの隙
間やステ−タ７ａの外側を通り、排出口３ｅから圧縮機
の外部へ出る。一方、吐出室１６に充満したこの吐出ガ
スも同様に、モータ８を冷却しながらロ−タ８ｂとステ
−タ８ａの隙間やステ−タ８ａの外側を通り、排出口４
ｅから圧縮機の外部へ出る。

【００４６】鏡板の裏面の突出部１ｋや２ｋは、フレー
ム部３ｊ、４ｊの環状溝３ｎ、４ｎに適度な隙間を維持
した状態で嵌め合わされていて、その隙間には潤滑油が
介在しているのでガスのシール作用を有している。この
結果、中間圧室１ｓおよび、２ｓの圧力を保持している
ガスはこのシール作用によって吸込み室１９と概略遮断
される。中間圧室１ｓおよび、２ｓの面積は、第１のス
クロール部と第２のスクロール部が離れる向きの変位を
抑制できるだけのスラスト力が発生できるように、内部
の圧力に応じて決めてある。また、回転することによっ
て生じたスクロールラップ側の遠心力は前述したように
鏡板に対してモーメント荷重となり、スクロ−ルラップ
側を凸面とする鏡板変位をもたらす。一方、鏡板の裏面
の突出部１ｋ、２ｋの遠心力は、前記モーメントに対す
るカウンターモーメントとなって鏡板変位を小さくする
ように作用する。

【００４７】又、この中間圧室１ｓおよび、２ｓの内圧
が高くなると、鏡板１ａと２ａが接近する様にスラスト
力が作用する。この時、鏡板面に設置された両方の第２
のスラスト１ｇ、２ｇの先端面が互いに摺動することに
よって、鏡板１ａと２ａが接近する向きの変位が抑制さ
れる。中間圧室１ｓ、２ｓには、圧縮作動室内のガスと
は別に圧力差によって潤滑油１７、１８が、給油孔３
ｌ、４ｌを通って軸受３ｋ、４ｋを潤滑した後で流入す
る。さらに、この潤滑油１７，１８は、圧力差によって
吸込み室１９に移動し吸入ガスと混ざりあう。その後、
吸入ガスと共に圧縮室に入り、スクロ−ルラップ１ｂ、
２ｂを潤滑しながら吐出ガスと共に貫通孔１１ｄや１２
ｄを通って、最終的にケ−シング３および４内へ戻る。
吐出室１５や１６の内部ではこの潤滑油とガスが混在し
た状態になるが、ガスの流速が小さくなるため潤滑油と
ガスの分離が行われ、潤滑油を好適にケーシング内に回
収できる。

【００４８】ウォ−タジャケット５ｆおよび、６ｆに冷
却水を流すことにより、モータ７と８および潤滑油１７
と１８を冷却することができる。また、モータ７と８の
温度が低い場合には、その温度レベルに応じて、冷却水
の代わりに気体を流すことができる。

【００４９】本実施例によれば、鏡板の裏面に突出部１
ｋと２ｋを設けたことにより鏡板１ａと２ａの曲げ剛性
が増大し、その面外からの外力が加わっても鏡板の変形
は小さく抑えられる。また、裏面の突出部１ｋと２ｋが
遠心力によって変形しようとしても環状溝３ｎ、４ｎが
軸受機能を有しているので、互いに接近し合うとその隙
間内に存在する流体の圧力が高まるため、強制的に鏡板
の変形が一層抑制されるという、特有の効果を奏する。
この結果、スクロ−ルラップ間の隙間を適性に保持する
ことが可能となり、圧縮機の性能を向上させることがで
きる。さらに、スクロ−ル部１、２と駆動軸１１、１２
をスプライン軸継手で連結したことにより、スクロ−ル
部１と２の偏心量の誤差の許容量を大きくできるので部
品加工が容易になる上に、スクロ−ルラップ１ｂ、２ｂ
をかみあわせてから駆動軸１１、１２を連結できるので
組み立てやすいという、本実施例特有の効果もある。

【００５０】次に、本発明の同期回転形スクロ−ル式流
体機械の第二の実施例を図４に従って説明する。図４
は、この実施例の第１のスクロ−ル部の斜視図である。
第２のスラスト軸受１ｇを環状に形成し、その内部にガ
ス流路穴１ｕ及び１ｖを設けてある。すなわち、この実
施例では第一の実施例のガス流路溝１ｈと、１ｉの代わ
りにガス流路穴１ｕ及び１ｖを設けたものである。又、
第２のスクロ−ル部にもこれらのガス流路穴と同様の２
個のガス流路穴が設けられている。その他の部分の構成
は第一の実施例とほぼ同様であり、動作も第一の実施例
とほぼ同じであるので、本実施例の構成および動作の説
明は以下省略する。

【００５１】本実施例によれば鏡板上面に突出した第２
のスラスト軸受１ｇおよび２ｇは、第１の実施例とは異
なってガス流路が切欠き溝とならないので、鏡板１ａお
よび２ａの曲げ剛性が向上し鏡板の変形量を一層小さく
できる。この結果、スクロ−ルラップ間の隙間を一層適
性に保持することが可能となる。次に、本発明の第三の
実施例を図５、図６および図７により説明する。図５
は、図１に示した実施例の中央部分から右側に相当する
位置の構成を表わすもので、本実施例の第１のスクロ−
ル部１側の部分縦断面図である。図示していない左側は
モータ等が配置してあり全体としては図１に示したよう
な密閉形圧縮機を構成している。図６は第１のスクロ−
ル部１の斜視図、図７は第１のスクロ−ル部１の平面図
である。本実施例は、第１のスラスト軸受を中間圧室１
ｓ、２ｓの代わりに動圧形スラスト軸受１ｗおよび、２
ｗで構成したものである。動圧形スラスト軸受１ｗおよ
び、２ｗはそれぞれ第１のスクロール１と第２のスクロ
ール２の鏡板の裏面に対向して、環状に形成されてい
る。

【００５２】又、これらの動圧形スラスト軸受１ｗおよ
び２ｗは、それぞれのフレーム部３ｊ、４ｊに回転を阻
止された状態で嵌め合わされている。さらに、本実施例
は、図４に示した第二の実施例のピン台１ｃ、１ｅの代
わりに、ピン１ｄ、１ｆを第２のスラスト軸受１ｇに取
りつけ、ピン穴２ｐ、２ｑを第２のスラスト軸受２ｇに
配設したものである。その結果、スクロ−ル部の外径が
小さくなり吸込み室の直径を小形化できる。動圧形スラ
スト軸受はその支持面に液体もしくは気体を介在させ、
相手部材の回転運動によってスラスト負荷を受けようと
するものである。本実施例では、これを設置したことに
よりスクロール部材の回転に伴ってスラスト支持能力が
向上すると共に摩擦損失を小さく保つことができるの
で、安定した回転運動を達成できる。このように、第１
のスラスト軸受と第２のスラスト軸受によってスクロー
ル部材の並行移動を抑制し、鏡板の裏面の外周部に設け
た環状突起部１ｋ、２ｋの遠心力で鏡板１ａおよび２ｋ
の変形を阻止できるので、スクロールラップ間の隙間を
運転中好適に維持することができる。その他の部分の構
成および動作は第二の実施例とほぼ同じであるので、本
実施例の構成および動作の説明は以下省略する。

【００５３】次に、本発明の第四の実施例を図８により
説明する。図８は図１に示した実施例の中央部分に相当
する位置の構成を表わすもので、本実施例のスクロール
のかみあい部を表わす部分拡大図である。本実施例で
は、環状突起部１ｋと２ｋを鏡板外周部に設け、その内
側に図１では中間圧室でに相当する位置に設けた第１の
スラスト軸受を配置したものである。その他の構成や作
用は、第一の実施例とほぼ同じであるのでここでの説明
は省略する。本実施例の特徴は、鏡板の裏面の環状突起
部１ｋと２ｋの構造にある。すなわち、この突起部１ｋ
の外周側はテーパ状になっており、この突起部１ｋと凹
部の形状がほぼ同形状に作られたフレーム３ｊの環状溝
３ｎ１、４ｎ１が適度な隙間を維持されて嵌め合わされ
ている。このような状態で、スクロール１が回転すると
突起部１ｋは、遠心力で外側に変形しようとする。一方
フレーム側３ｎ１、４ｎ１では、この時の力をテーパ面
で受けるので、反力としてはテーパ面に沿った力とこれ
に直角な成分に分けられる。この結果、テーパ面に沿っ
た力がラップ側へ向くスラスト力となる。このように、
本実施例ではテーパ面で生じるスラスト方向の分力によ
り、鏡板がラップ側を凸形にする弓なりの変形をより一
層抑制することができるので、スクロール部材の回転速
度が大きくなってもスクロールラップ間の隙間を小さく
維持でき、さらに安定した回転運動を達成できる。

【００５４】次に、本発明の第五の実施例を図９により
説明する。図９は図１に示した実施例の中央部分に相当
する位置の構成を表わすもので、本実施例のスクロール
のかみあい部を表わす部分拡大図である。本実施例の特
徴は、鏡板の裏面の環状突起部１ｋ２と２ｋ２を鏡板内
周部に設け、その外側に動圧形スラスト軸受１ｗ１、２
ｗ１で構成した第１のスラスト軸受を配置した。さら
に、鏡板前面に第２のスラスト軸受１ｇ１、２ｇ１を環
状に形成しその摺動面の面積を小さくしている。また、
両スクロール部材１、２の回転位相補償手段を構成する
ピン１ｄ２とピン穴２ｐ２を第２のスラスト軸受１ｇ
１、２ｇ１の内側に設けている。吸込室１９からラップ
１ｂ、２ｂの外周部へ連通するガスの流路は第９図に示
していないが、第２のスラスト軸受１ｇ１、２ｇ１を半
径方向に貫通するように異なった断面位置に設けられて
いる。動圧形スラスト軸受１ｗ１、２ｗ１は、回転速度
が大きくなるにしたがいスラスト支持力を大きくする作
用がある。従って、このスラスト軸受は、第四の実施例
で示した中間圧方式１ｓがほぼ一定のスラスト力を発揮
できるのに比較して、回転数に応じて鏡板１ａをラップ
側に変形させる余分な力を発揮できる。また、環状突起
部１ｋ２と２ｋ２は、鏡板１ａ、２ａ同じもので構成す
るように示してあるが比重量が大きい材料、例えば鉛材
などによって環状突起部だけを別体に構成して後で鏡板
に取り付けるようにしても良い。比重量が大きい材料で
環状突起部１ｋ２や２ｋ２を構成すれば、回転半径が小
さくても遠心力としては第一の実施例などとほぼ同じ大
きさを得ることができる。このようにして、スクロール
部材の姿勢を正常に保ち、ラップ間の隙間を好適に保つ
ことができる。さらに、本実施例では、環状突起部１ｋ
２や２ｋ２の回転周速を小さくすることができ環状溝３
ｎ１、４ｎ１との摺動による摩擦損失を小さくできる。
また、両スクロール部材の回転位相差補償手段によりラ
ップ同志の接触も防止できるので、高速回転においても
振動や騒音が小さくまた、高性能の同期回転形スクロー
ル圧縮機を提供することができる。次に、本発明の第六
の実施例を図１１により説明する。図１１は図１に示し
た実施例の中央部分に相当する位置の構成を表わすもの
で、本実施例のスクロールかみあい部を表わす部分拡大
図である。本実施例の特徴は、鏡板の裏面の環状突起部
１ｋ３と２ｋ３の外周部を円弧状に構成し、これが嵌め
合わされるフレーム３ｊ、４ｊの環状溝３ｎ３、４ｎ３
の内周面もこれにあわせて円弧状の凹部を形成してい
る。この嵌め合い部には、適度な隙間が保たれているが
円弧状の部分のところの隙間は比較的に小さく形成さ
れ、内側の直線部分は比較的大きく形成されている。第
１のスラスト軸受は、第四の実施例と同じように中間圧
方式によって構成され環状突起部１ｋ３と２ｋ３の内側
に配置されている。第２のスラスト軸受は、軽量化され
た材料で構成され、断面がＴ字形の環状形状にして構成
している。吸込室１９からラップ１ｂ、２ｂの外周部へ
連通するガスの流路１ｈ２、２ｈ２は、第２のスラスト
軸受１ｇ１、２ｇ１を半径方向に貫通するように円周上
に複数個設けている。

【００５５】又、図示していないが両スクロール部材の
回転位相差補償手段を第三の実施例のように第２のスラ
スト軸受１ｇ１、２ｇ１の円周上に複数個設けている。
スクロール部材が回転することによって鏡板が弓なり状
に多少変形しても環状突起部１ｋ３と２ｋ３は、円弧状
に形成された環状溝３ｎ３、４ｎ３に嵌め合わされてい
るので、お互いに接触しあうことも無く円弧に沿って好
適に逃げることができる。さらに、この円弧部分の隙間
の大きさは、鏡板が弓なり状に多少変形してもほとんど
変化せずに維持される。従って、本実施例では特に環状
突起部１ｋ３と２ｋ３の嵌め合い部分におけるシール機
能は向上されている。その結果、中間圧室１ｓ、２ｓの
圧力レベルをより好適な状態で維持できるので、スクロ
ール部材に対して適度なスラスト力を付与でき、圧縮機
としても性能が改善されている。一方、第２のスラスト
軸受１ｇ２、２ｇ２を軽量化して形成しているので、こ
れ自身による遠心力が軽減でき、しいては鏡板の変形を
小さくすることができる。

【００５６】次に、本発明の第七の実施例を図１２によ
り説明する。図１２は図１に示した実施例の中央部分に
相当する位置の構成を表わすもので、本実施例のスクロ
ールかみあい部を表わす部分拡大図である。本実施例の
特徴は、鏡板１ａ、２ａの変形防止を該鏡板の対向面内
に配置した支持棒２２で行うことにある。この支持棒２
２はその両端が球面継手で構成してあり、一方が鏡板１
ａと他方が鏡板２ａと摺動可能なごとく結合されてい
る。結合部には止め輪２１を設けて軸方向に抜けないよ
うにしている。この支持棒２２は、一対だけ図示してい
るが円周上に複数個設けることもできる。第１のスラス
ト軸受１ｗ、２ｗは、動圧形スラスト軸受で構成されて
いる。この軸受は、回転速度が大きくなるとスクロール
を互いに押しつけるようなスラスト力を発生するが、こ
れに対しては支持棒２２がその力を受けて鏡板の変形を
抑えることができる。また、吸入室１９は、スクロール
ラップの外周部と空間的につながっているので作動ガス
の流路を特別に設ける必要はない。このため、作動ガス
の流動抵抗が小さくできる等の効果がある。従って、全
体としての圧縮機の性能を向上することができる。

【００５７】次に、図１３及び図１４に従って両スクロ
ールの回転位相関係を正常に保つ他の実施例について説
明する。図１３は第１および第２スクロ−ル部材を組み
合わせたときの状況を回転位相補償手段と共に模式的に
示したものである。また、図１４は、図１３の縦断面図
である。図１３、図１４とも図１に示した実施例の中央
部分に相当する位置の構成を本実施例に代えて表わすも
ので、図１３中で、実線は第２のスクロ−ル部、破線は
第１のスクロ−ル部を示す。この構成は、第三の実施例
に示す第２のスラスト軸受１ｇ、２ｇの代わりに、１２
個のボ−ル穴１ｘ₁〜１ｘ₁₂を有するボ−ル台１ｘを鏡
板１ａから突出させて配置し、さらに、１２個のボ−ル
穴２ｘ₁〜２ｘ₁₂を有するボ−ル台２ｘを鏡板２ａから
突出させて配置したものである。尚、本実施例ではこれ
らのボ−ル台１ｘ、２ｘは鏡板と一体に形成されている
が、別体にして構成することもできる。そして、スクロ
−ル部１とスクロ−ル部２を対向させ、組み合わせると
前記ボール穴がほぼ向かいあうように配置されるので、
これら一対になったボ−ル穴の各々に１２個のボ−ル２
０ａ〜２０ｌを転動可能なごとく組入れるようにしてあ
る。ボ−ル台１ｘ、２ｘやボ−ル２０ａ〜２０ｌは、比
較的硬度の高い金属で構成されている。両スクロールが
回転するとボール２０は、それぞれのボール穴１ｘおよ
び２ｘの壁面と底面に接しながら回転すると共に、両ス
クロールの相対位置関係を一定に保つことができる。従
って、この部分の構成によって、第１および第２スクロ
−ル部材は回転中の回転位相差を規制されるとともに、
鏡板が接近する向きの変位も規制される。この場合、接
触面はボールと面で構成されるため、接触による摩擦損
失が少なくなり圧縮機としての効率が向上する。

【００５８】次に、圧縮機を冷凍空調機のサイクルに適
用した本発明の第八の実施例を図１５により説明する。
図１５は冷凍空調機のサイクルを構成する主たる要素を
配管によって接続したものであり、この作動気体には冷
媒ガスが用いられている。圧縮機の排出口からは高温高
圧のガスが吐出され、この高温高圧のガスは、第１の熱
交換器３１で冷却されて高圧の液体となる。高圧液体が
絞り弁機構３２を通過するとき、断熱膨張され低温低圧
の蒸気に状態変化する。そして、第２の熱交換器３３で
吸熱し、低圧のガスになって圧縮機の吸入口に流入す
る。従って、第１の熱交換器３１を室内に配置すれば、
室内を暖房することができ、第２の熱交換器３３を室内
に配置すれば、室内を冷房することができる。この場
合、圧縮機は第一の実施例に示したように排出口が３ｅ
と４ｅの二つになっているので、配管で一つに接続して
冷凍空調サイクルにつないでいる。また、各実施例で説
明したように圧縮機の回転数は低速から高速まで非常に
広い範囲で設定されているので本実施例によれば、暖房
能力や冷房能力が広い範囲で設定できる。また、低振動
の圧縮機を用いているので空調機としても静かなものを
提供することができる。

【００５９】次に、圧縮機を他の冷凍空調機のサイクル
に適用した本発明の第九の実施例を図１６により説明す
る。図１６は冷凍空調機のサイクルを構成する主たる要
素を配管によって接続したものであり、この作動気体に
は冷媒ガスが用いられている。本実施例の特徴は、圧縮
機に設けたそれぞれの排出口３ｅと４ｅに高圧側配管を
設けてさらに独立した２つの第１の熱交換器３１ａ、３
１ｂと絞り弁機構３２ａ、３２ｂを接続したことにあ
る。このように構成したことにより、圧縮機からの吐出
ガスは圧縮機の内部で既に流量が２分されて第１の熱交
換器３１ａ、３１ｂにそれぞれ流入する。絞り弁機構３
２ａ、３２ｂを通過した後は、冷媒ガスが合流して第２
の熱交換器３３に流入する。第１の熱交換器３１ａ、３
１ｂをそれぞれ異なる室内に配置することにより、同時
に２室一緒に暖房することができる。さらに、配置を逆
にして第２の熱交換器３３を室内に設置することにより
室内の冷房ができる。この場合には、第１の熱交換器３
１ａ、３１ｂで十分に放熱することができるので、室内
の冷房能力を高めることができる。暖房能力や冷房能力
の可変幅や低振動化、低騒音化の効果については前記実
施例とほぼ同じである。また、従来から用いられている
四方弁もしくは流路切り替え弁などの要素を前記サイク
ル内に組み込むことにより、第１の熱交換器３１ａ、３
１ｂを室内の冷房用として利用できる。このように、本
発明の圧縮機は２室同時に暖房もしくは冷房する空調機
などに容易に適用することができる。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏す
る。

【００６１】第１に鏡板の裏面には、突起部材が設けら
れており、スクロールラップと同様にスクロール部材の
回転運動によって遠心力が発生し、この鏡板を境にして
その両面に作用する遠心力は、鏡板に対してお互いに打
ち消しあうようなモーメント荷重として作用するので、
鏡板の変形量は、小さく抑えられる効果がある。

【００６２】又、鏡板の裏面の各々に設けた突起部材に
よって作用するモーメント荷重が、スクロールラップに
よって作用するモーメント荷重より小さい場合には、突
起部材の位置を半径方向のより外側に設けたりあるい
は、比重量の大きな材料で前記突起部材を構成させ、こ
れとは反対に、突起部材によって作用するモーメント力
がモーメント荷重より大きい場合には、鏡板の裏面に設
ける突起部材の位置を半径方向でより内側に設けている
ので、モーメント荷重の大きさを調節できるため、鏡板
の変形量は、より小さく抑えられる効果がある。

【００６３】又、鏡板の裏面に環状の突起部を設けると
共に、第１のスクロール部および第２のスクロ−ル部の
鏡板の裏面に鏡板が互いに離れる向きの変位を抑制する
動圧形の第１のスラスト軸受を設けているので、回転速
度が高速になるほどスラスト支持力が大きくなり、スク
ロール部材がスラスト方向に移動するのを規制するの
で、これによって２つのスクロール部材の位置関係が正
しく保たれる効果がある。その結果、スクロールの姿勢
を安定した状態で運転でき、したがって、高速運転時に
おけるスクロ−ル鏡板の変形が抑えられると共に、スク
ロールラップ間の隙間を正常域に保持することが容易に
なり、圧縮機性能の向上を図ることができる。又、ス
ラスト方向の鏡板が互いに接近する向きの変位を抑制す
る第２のスラスト軸受を第１のスクロール部および第２
のスクロ−ル部のスクロ−ルラップが立設する側の鏡板
面の各々に該鏡板から突出するように設けて構成しして
いるので、第２のスラスト軸受は、第１のスクロールラ
ップ先端面と第２のスクロールラップ底面とがスラスト
方向に強く接触するのを防止するとともに、スクロール
ラップ先端面の軸方向すきまをを小さく保つことができ
る効果がある。また、鏡板が湾曲するような変形に対し
てもその変形を抑えることができるので、スクロ−ルラ
ップ間の径方向クリアランスも正常域に保持することが
できる効果がある。

【００６４】又、鏡板の裏面に一体もしくは別体に形成
された環状の突起部の外周面をテーパ状に形成するある
いは、円弧状に形成して相手面に適当な隙間をもって嵌
め合わされるように構成しているので、遠心力で外側に
変形しようとする時、テーパ面で受けるので、スラスト
方向の分力により鏡板がラップ側に凸に変形するのを防
止できる効果がある。

【００６５】又、一対のスクロール鏡板の対向面内に配
置され、両方の鏡板に係合して鏡板の変形を強制的に阻
止する連接棒を設けているので、その両端をそれぞれの
鏡板に結合されていて、鏡板が全体的に弓なり状に変形
する場合にその鏡板の変形を直接的に規制し、鏡板が湾
曲するような変形に対してもその変形を抑えることがで
きるので、スクロ−ルラップ間の径方向クリアランスも
正常域に保持することができる効果がある。

【００６６】第２に、鏡板に対向して配設されたフレー
ムに、この環状突起部が適当な隙間をもって嵌合される
環状溝を設けて、その環状溝に潤滑油を介在させている
ので、突起部の外周部と環状溝の内周部は互いに滑り軸
受の機能を有するため、環状溝が突起部の外周部を支持
し鏡板の変形を拘束することができ、この嵌め合い部の
小さな隙間に潤滑油などの液体が介在していることによ
ってシール作用を行うことができる。この突起部の持つ
シール作用によって高圧の吐出ガスあるいは中間圧力が
一度に且つ多量に吸込側へ漏れ込まないので圧縮機性能
を高く維持することができる効果がある。

【００６７】また、本発明の中の一実施例では、第１の
スラスト軸受を流体の圧力を用いて達成する構成を示し
てあるが、この場合においても前記突起部が流体の圧力
を適正に維持することができるので、それぞれのスクロ
ール部材に働くスラスト力を十分に受けることができ
る。

【００６８】又、第２のスラスト軸受の鏡板面からの高
さは、両方の第２のスラスト軸受の高さを合計したとき
に前記スクロールラップの高さにほぼ等しいか、もしく
は若干高くなるように形成しているので、ラップ間のす
きまが適正に保たれ、高効率で運転することができる。

【００６９】第３に、鏡板と、その鏡板に対向して配設
されたフレームとの間に、回転位相補償機構を設けてい
るので、鏡板の変形によるスクロール部材のラップ同志
の接触も防止できるので、高速回転においても振動や騒
音が小さくできる。又、回転位相差補償手段の設置によ
りスクロ−ルラップ間の隙間の適正保持も一層容易にな
り、上記効果に加えて体積効率のより一層の向上がはか
れる。従って、広範な運転速度範囲において圧縮機の効
率を向上させ、振動および騒音を低減するという効果が
ある。

【００７０】第４に、回転駆動部を第１のスクロ−ル部
に回転駆動力を供給する第１の回転駆動部と第２のスク
ロ−ル部に回転駆動力を供給する第２の回転駆動部の２
個設け、それぞれの回転駆動部が回転軸を介してこれに
対応するスクロール部材とスプライン軸継手で連結した
ことにより、スクロ−ル部との偏心量の誤差の許容量を
大きくできるので部品加工が容易になる上に、スクロ−
ルラップをかみあわせてから駆動軸を連結できるので組
み立てやすくなる。

【００７１】第５に、鏡板とこれに立設するスクロ−ル
ラップで形成される第１及び第２のスクロ−ル部材と、
該第１及び第２のスクロ−ル部材の鏡板のラップとは反
対の面に設けられ、前記第１及び第２のスクロ−ル部材
を回転駆動する回転軸を軸受支持するフレ−ムを有し、
前記第１及び第２のスクロ−ル部材が互いにスクロ−ル
ラップを内側にして組合わされ、前記回転軸を介して第
１と第２の両スクロール部材の各々を同じ方向に同期回
転させることにより前記空間内の気体を圧縮させて吐出
するものであって、前記回転軸の中心部に吐出孔を設
け、該吐出孔と連通する吐出室を前記スクロ−ル部材の
両側に配置するとともに、前記吐出室の各々に第１の熱
交換器と、該各々の第１の熱交換器が合流するように配
管された後流側に絞り弁機能を有する部品と、第２の熱
交換器とを接続して冷凍サイクルを構成しているので第
１の熱交換器を２室に配置できる。又、暖房や冷房に対
する能力可変幅を一段と広くできる他、低振動で低騒音
の空調機を提供することができる。

【００７２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す縦断面図である。

【図２】本発明の第一の実施例を示す第１スクロ−ル部
の斜視図である。

【図３】本発明の第一の実施例を示す第２スクロ−ル部
の斜視図である。

【図４】本発明の第二の実施例を示す第１スクロ−ル部
の斜視図である。

【図５】本発明の第三の実施例を示す第１スクロ−ル部
側の部分縦断面図である。

【図６】本発明の第三の実施例を示す第１スクロ−ル部
の斜視図である。

【図７】本発明の第三の実施例を示す第１スクロ−ル部
の平面図である。

【図８】本発明の第四の実施例を示すスクロ−ル部の部
分縦断面図である。

【図９】本発明の第五の実施例を示すスクロ−ル部の部
分縦断面図である。

【図１０】本発明の作用を示す説明する図である。

【図１１】本発明の第六の実施例を示すスクロ−ル部の
部分縦断面図である。

【図１２】本発明の第七の実施例を示すスクロ−ル部の
部分縦断面図である。

【図１３】一対のスクロール部材の相対回転位置を一定
に保つ他の回転位相補償機構を示す横断面図である。

【図１４】一対のスクロール部材の相対回転位置を一定
に保つ他の回転位相補償機構を示す縦断面図である。

【図１５】本発明の圧縮機を冷凍空調機のサイクルに適
用した一実施例を示すサイクル構成図である。

【図１６】本発明の圧縮機を冷凍空調機のサイクルに適
用した他の実施例を示すサイクル構成図である。

【符号の説明】

１…第１スクロ−ル部、２…第２スクロ−ル部、１ａ,
２ａ…鏡板、１ｂ,２ｂ…スクロ−ルラップ、１ｄ,１ｆ
…ピン、２ｐ,２ｑ…ピン穴、１ｇ,２ｇ…第２のスラス
ト軸受、１ｋ，２ｋ…環状突起部、１ｓ,２ｓ…中間圧
室、１ｗ，２ｗ…動圧形スラスト軸受（第１のスラスト
軸受)、１ｈ，１ｉ…吸込みガス流路、１ｏ，２ｏ…連
通孔、１ｔ，２ｔ…吐出口、１ｌ，２ｌ…軸継手部、１
ｕ,１ｖ…ガス流路穴、１ｗ,２ｗ…動圧形スラスト軸
受、１ｘ₁〜１ｘ₁₂,２ｘ₁〜２ｘ₁₂…ボ−ル穴、３，４
…ケーシング、３ｊ，４ｊ…フレーム、３ｋ，４ｋ…滑
り軸受、３ｎ，４ｎ…環状溝部、５ｆ，６ｆ…ウオータ
ージャケット、７,８…モ−タ、９ａ，１０ａ…ラジア
ル軸受、１１,１２…回転軸、１５,１６…吐出室、１
７，１８…潤滑油、１９…吸込み室、２０ａ〜２０ｌ…
ボ−ル、２２…支持棒、３０…圧縮機、３１…第１の熱
交換器、３２…絞り弁機構、３３…第２の熱交換器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者末藤和孝茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者大竹生司茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者東條健司静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所清水工場内 (56)参考文献特開平４−209982（ＪＰ，Ａ) 特開平３−194180（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04C 23/00 F04C 18/02 311

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鏡板とこれに立設するスクロ−ルラップで
形成される第１及び第２のスクロ−ル部材が互いにスク
ロ−ルラップを内側にして組合わされて圧縮空間を構成
し、前記第１と第２の両スクロール部材の各々を同じ方
向に同期回転させることにより前記空間内の気体を圧縮
させて吐出する同期回転形スクロ−ル式流体機械におい
て、前記第１及び第２のスクロ−ル部材のそれぞれの鏡
板の裏面側に環状の突起部を設けたことを特徴とする同
期回転形スクロール式流体機械。
【請求項２】鏡板とこれに立設するスクロ−ルラップで
形成される第１及び第２のスクロ−ル部材が互いにスク
ロ−ルラップを内側にして組合わされ、前記第１と第２
の両スクロール部材の各々を同じ方向に同期回転させる
ことにより前記空間内の気体を圧縮させて吐出する同期
回転形スクロ−ル式流体機械において、前記第１及び第
２のスクロ−ル部材間にそれぞれスクロ−ル部材と回動
可能に係合し、両スクロール部材が離反する方向に抜け
ないように設けられた連接棒を設けたことを特徴とする
同期回転形スクロール式流体機械。
【請求項３】前記突起部の少なくとも一部分がスクロー
ル部材よりも比重量の大きい材料で構成した請求項１に
記載の同期回転形スクロ−ル式流体機械。
【請求項４】前記第１及び第２のスクロ−ル部材の鏡板
のラップとは反対の面に、前記第１及び第２のスクロ−
ル部材を回転駆動する回転軸を軸受支持するフレ−ムが
設けられたものであって、該フレ−ムに前記突起部と対
向して環状溝が配置され、前記突起部と該環状溝とが適
当な隙間を維持した状態で嵌合されている請求項１又は
３に記載の同期回転形スクロ−ル式流体機械。
【請求項５】前記突起部が、その外周側を鏡板の外周側
に向かって傾斜する形状に形成されたものであって、前
記フレームに前記突起部と適当な隙間を維持した状態で
嵌合する該環状溝とが配置され、前記突起部と環状溝と
の間に潤滑油を介在させた請求項１又は３に記載の同期
回転形スクロ−ル式流体機械。
【請求項６】前記突起部が、テーパー状に形成されたも
のである請求項５に記載の同期回転形スクロ−ル式流体
機械。
【請求項７】前記突起部が、円弧状に形成されたもので
ある請求項５に記載の同期回転形スクロ−ル式流体機
械。
【請求項８】鏡板とこれに立設するスクロ−ルラップで
形成される第１及び第２のスクロ−ル部材が互いにスク
ロ−ルラップを内側にして組合わされて圧縮空間を構成
し、前記第１と第２の両スクロール部材の各々を同じ方
向に同期回転させることにより前記空間内の気体を圧縮
させて吐出する同期回転形スクロ−ル式流体機械におい
て、前記鏡板の外周部が互いに離れる向きの鏡板の変形
を抑制する手段を、スクロール部材の鏡板の裏面側に設
けるとともに、前記第１及び第２のスクロ−ル部材との
間に回転位相補償機構を設けたことを特徴とする同期回
転形スクロ−ル式流体機械。
【請求項９】前記回転位相補償機構が、一方のスクロー
ル部材に設けられたピンと、他方のスクロール部材に設
けられたピン穴とで構成されている請求項８記載の同期
回転形スクロ−ル式流体機械。
【請求項１０】前記回転位相補償機構が、一方のスクロ
ール部材に設けられたボ−ルと、他方のスクロール部材
に設けられたボ−ル台とで構成されている請求項８記載
の同期回転形スクロ−ル式流体機械。
【請求項１１】鏡板とこれに立設するスクロ−ルラップ
で形成される第１及び第２のスクロ−ル部材と、該第１
及び第２のスクロ−ル部材の鏡板のラップとは反対の面
に設けられ、前記第１及び第２のスクロ−ル部材を回転
駆動する回転軸を軸受支持するフレ−ムを有し、前記第
１及び第２のスクロ−ル部材が互いにスクロ−ルラップ
を内側にして組合わされ、前記回転軸を介して第１と第
２の両スクロール部材の各々を同じ方向に同期回転させ
ることにより前記空間内の気体を圧縮させて吐出する同
期回転形スクロ−ル式流体機械において、前記鏡板の外
周部が互いに離れる向きの鏡板の変形を抑制する手段
を、スクロール部材の鏡板の裏面側に設けるとともに、
前記回転軸とスクロ−ル部材とをスプラインで連結した
ことを特徴とする同期回転形スクロール式流体機械。
【請求項１２】鏡板とこれに立設するスクロ−ルラップ
で形成される第１及び第２のスクロ−ル部材が互いにス
クロ−ルラップを内側にして組合わされて圧縮空間を構
成し、前記第１と第２の両スクロール部材の各々を同じ
方向に同期回転させることにより前記空間内の気体を圧
縮させて吐出する同期回転形スクロ−ル式流体機械にお
いて、前記第１及び第２のスクロ−ル部材のそれぞれの
鏡板のラップ側にスラスト軸受を設けたことを特徴とす
る同期回転形スクロール式流体機械。
【請求項１３】前記スラスト軸受の鏡板面からの高さの
合計が、前記スクロ−ルラップの高さにほぼ等しいか若
干高く設定されている請求項１２に記載の同期回転形ス
クロール式流体機械。
【請求項１４】前記スラスト軸受に吸入側と前記圧縮空
間とを連通するガス流路穴を設けた請求項１２に記載の
同期回転形スクロ−ル式流体機械。
【請求項１５】鏡板のラップ側にスラスト軸受を設けた
請求項１、３、４、５、８、又は１１に記載の同期回転
形スクロ−ル式流体機械。
【請求項１６】鏡板のラップ側にスラスト軸受を設けた
前記第１及び第２のスクロ−ル部材の鏡板のラップとは
反対の面に、前記第１及び第２のスクロ−ル部材を回転
駆動する回転軸を軸受支持するフレ−ムが設けられたも
のであって、該フレ−ムに前記圧縮空間と連通する背面
室を設けた請求項１、２、８、９、１０、１１、１２、
又は１３に記載の同期回転形スクロ−ル式流体機械。
【請求項１７】前記スクロ−ルラップの遠心力と釣り合
わせるカウンタ質量を設けた請求項２、３、又は１２に
記載の同期回転形スクロ−ル式流体機械。
【請求項１８】鏡板とこれに立設するスクロ−ルラップ
で形成される第１及び第２のスクロ−ル部材と、該第１
及び第２のスクロ−ル部材の鏡板のラップとは反対の面
に設けられ、前記第１及び第２のスクロ−ル部材を回転
駆動する回転軸を軸受支持するフレ−ムを有し、前記第
１及び第２のスクロ−ル部材が互いにスクロ−ルラップ
を内側にして組合わされ、前記回転軸を介して第１と第
２の両スクロール部材の各々を同じ方向に同期回転させ
ることにより前記空間内の気体を圧縮させて吐出するも
のであって、前記回転軸の中心部に吐出孔を設け、該吐
出孔と連通する吐出室を前記スクロ−ル部材の両側に配
置するとともに、前記吐出室の各々に第１の熱交換器
と、該各々の第１の熱交換器が合流するように配管され
た後流側に絞り弁機能を有する部品と、第２の熱交換器
とを接続したことを特徴とする冷凍サイクル。