JP3158938B2 - スクロール流体機械及びこれを用いた圧縮気体製造装置 - Google Patents
スクロール流体機械及びこれを用いた圧縮気体製造装置Info
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
- F04C18/063—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C17/00—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
- F01C17/06—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
-
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
- F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
- F04C18/0223—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving with symmetrical double wraps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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- F05C2251/04—Thermal properties
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧縮作動室の容積を減
じながら気体を圧縮する旋回運動形容積式圧縮機であっ
て、特に渦巻状に構成されたスクロール部材によって三
日月状の圧縮室が形成されるスクロール圧縮機に関する
ものである。
じながら気体を圧縮する旋回運動形容積式圧縮機であっ
て、特に渦巻状に構成されたスクロール部材によって三
日月状の圧縮室が形成されるスクロール圧縮機に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】スクロール圧縮機は、鏡板に渦巻状のラ
ップを直立して設けた２つのスクロール部材を互いに噛
み合わせて、一方のスクロール部材を他方のスクロール
部材に対して自転しないように拘束しながら相対的に旋
回運動させ、スクロール部材の外周部から中央部に向か
って気体を圧縮させている。この種のスクロール圧縮機
において、スクロールラップによって形成される圧縮室
内の気体の圧力によって旋回スクロールと固定スクロー
ルとが相互に離反する力を受ける構造のものや、旋回ス
クロール鏡板の両面にラップをなしそれぞれの面に圧縮
作動室を形成して圧縮機体によるスラスト力をキャンセ
ルさせる構造のものがある。特開平５−５２１８９号公
報には後者の技術が記載されている。この従来技術に
は、固定スクロールの間に配置され両歯を持った旋回ス
クロールと、この旋回スクロールの外周部に２本の駆動
軸が設けられ、これら駆動軸は両固定スクロールに設け
られた軸受によって回転可能に軸支されている。さら
に、これら駆動軸はその端部に歯車が設けられていて、
電動機軸に設けられた歯車と噛み合うように配置され、
電動機軸が回転することで両駆動軸すなわちクランク軸
が回転するようになっている。旋回スクロールはこれら
駆動軸の偏心部と係合しており、このクランク軸の回転
によって駆動され、旋回スクロールが一定の半径で旋回
運動するように構成されている。
ップを直立して設けた２つのスクロール部材を互いに噛
み合わせて、一方のスクロール部材を他方のスクロール
部材に対して自転しないように拘束しながら相対的に旋
回運動させ、スクロール部材の外周部から中央部に向か
って気体を圧縮させている。この種のスクロール圧縮機
において、スクロールラップによって形成される圧縮室
内の気体の圧力によって旋回スクロールと固定スクロー
ルとが相互に離反する力を受ける構造のものや、旋回ス
クロール鏡板の両面にラップをなしそれぞれの面に圧縮
作動室を形成して圧縮機体によるスラスト力をキャンセ
ルさせる構造のものがある。特開平５−５２１８９号公
報には後者の技術が記載されている。この従来技術に
は、固定スクロールの間に配置され両歯を持った旋回ス
クロールと、この旋回スクロールの外周部に２本の駆動
軸が設けられ、これら駆動軸は両固定スクロールに設け
られた軸受によって回転可能に軸支されている。さら
に、これら駆動軸はその端部に歯車が設けられていて、
電動機軸に設けられた歯車と噛み合うように配置され、
電動機軸が回転することで両駆動軸すなわちクランク軸
が回転するようになっている。旋回スクロールはこれら
駆動軸の偏心部と係合しており、このクランク軸の回転
によって駆動され、旋回スクロールが一定の半径で旋回
運動するように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術で
は、旋回スクロールが２つの並行に配置された固定スク
ロールに挟まれた状態で構成され、２本の旋回スクロー
ル駆動用クランク軸がそれぞれ固定スクロールに転がり
軸受を介して軸支されている。また、一般的に、固定ス
クロールに設けた二つの軸受の中心間距離及び旋回スク
ロールに設けた二つの軸受の中心間距離は、旋回スクロ
ールの安定運動を達成するためや軸受の信頼性を高く保
つために、互いに等しくなるように構成されている。上
記従来技術においても、２つの固定スクロールが平行に
配置されているので、固定スクロール同士で見ても、２
つの軸受の中心間距離も同様に等しく構成されている。
は、旋回スクロールが２つの並行に配置された固定スク
ロールに挟まれた状態で構成され、２本の旋回スクロー
ル駆動用クランク軸がそれぞれ固定スクロールに転がり
軸受を介して軸支されている。また、一般的に、固定ス
クロールに設けた二つの軸受の中心間距離及び旋回スク
ロールに設けた二つの軸受の中心間距離は、旋回スクロ
ールの安定運動を達成するためや軸受の信頼性を高く保
つために、互いに等しくなるように構成されている。上
記従来技術においても、２つの固定スクロールが平行に
配置されているので、固定スクロール同士で見ても、２
つの軸受の中心間距離も同様に等しく構成されている。
【０００４】一方、従来技術のスクロール流体機械を圧
縮機として運転すると、機械本体はもちろん、スクロー
ルの中心部が圧縮熱によって高温になる。また、スクロ
ール流体機械は原理的に固定スクロールと旋回スクロー
ルが互いに接触（鏡面やスクロール同士、非接触が望ま
しいが原理的に困難）して圧縮・膨張を行うものである
ため摩擦熱によってもスクロールは高温になる。このた
め、固定スクロール間に配置された旋回スクロールが熱
膨張して半径方向に伸びてしまう。固定スクロールも熱
膨張するが、外面に接しているため、全体的に加熱され
やすい旋回スクロールに対して熱膨張量が相対的に小さ
い。この結果、固定スクロールに設けた二つの軸受の中
心間距離と旋回スクロールに設けた二つの軸受の中心間
距離とが互いに変化し、これら二つの中心間距離はもは
や等しくなくなってしまい、両方の駆動軸には旋回スク
ロールの遠心力やガス圧縮力に加えて相対熱膨張量に見
合った負荷荷重が作用することになる。この負荷荷重は
両方の駆動軸間の距離を押し広げる方向（二つの駆動軸
には半径方向外向き）に作用するので、駆動軸がスムー
ズに回転できなくなってしまう。駆動軸がスムーズに回
転できなくなると、圧縮機の静寂な運転が損なわれるば
かりでなく、旋回スクロールの二つの軸受の中心間距離
における相対熱膨張量差が極端に大きくなると、もはや
圧縮機は正常な運転を行うことができなくなるという問
題がある。
縮機として運転すると、機械本体はもちろん、スクロー
ルの中心部が圧縮熱によって高温になる。また、スクロ
ール流体機械は原理的に固定スクロールと旋回スクロー
ルが互いに接触（鏡面やスクロール同士、非接触が望ま
しいが原理的に困難）して圧縮・膨張を行うものである
ため摩擦熱によってもスクロールは高温になる。このた
め、固定スクロール間に配置された旋回スクロールが熱
膨張して半径方向に伸びてしまう。固定スクロールも熱
膨張するが、外面に接しているため、全体的に加熱され
やすい旋回スクロールに対して熱膨張量が相対的に小さ
い。この結果、固定スクロールに設けた二つの軸受の中
心間距離と旋回スクロールに設けた二つの軸受の中心間
距離とが互いに変化し、これら二つの中心間距離はもは
や等しくなくなってしまい、両方の駆動軸には旋回スク
ロールの遠心力やガス圧縮力に加えて相対熱膨張量に見
合った負荷荷重が作用することになる。この負荷荷重は
両方の駆動軸間の距離を押し広げる方向（二つの駆動軸
には半径方向外向き）に作用するので、駆動軸がスムー
ズに回転できなくなってしまう。駆動軸がスムーズに回
転できなくなると、圧縮機の静寂な運転が損なわれるば
かりでなく、旋回スクロールの二つの軸受の中心間距離
における相対熱膨張量差が極端に大きくなると、もはや
圧縮機は正常な運転を行うことができなくなるという問
題がある。
【０００５】また、スクロール流体機械の上記熱膨張の
影響がなくなるように十分に冷却を施すと、このスクロ
ール流体機械を用いた圧縮気体製造装置が大型化してし
まうという問題があった。
影響がなくなるように十分に冷却を施すと、このスクロ
ール流体機械を用いた圧縮気体製造装置が大型化してし
まうという問題があった。
【０００６】本発明の目的は、熱による膨張があっても
正常な運転が可能なスクロール流体機械を提供すること
にある。
正常な運転が可能なスクロール流体機械を提供すること
にある。
【０００７】また、本発明の他の目的は、小型軽量を実
現した圧縮気体製造装置を提供することにある。
現した圧縮気体製造装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の基本的な手段は固定スクロールと旋回スク
ロールとの相対熱膨張差を吸収する構成したことにあ
る。すなわち、渦巻状のスクロールラップを有する固定
スクロールと、この固定スクロールに保持され同期して
回転する複数の駆動軸と、これら駆動軸が有するクラン
ク部によって旋回し、前記固定スクロールのスクロール
ラップに噛み合うようなスクロールラップを有する旋回
スクロールとを備えたスクロール流体機械において、前
記駆動軸線方向における前記旋回スクロールの延びを許
容する手段を備えたものである。
め、本発明の基本的な手段は固定スクロールと旋回スク
ロールとの相対熱膨張差を吸収する構成したことにあ
る。すなわち、渦巻状のスクロールラップを有する固定
スクロールと、この固定スクロールに保持され同期して
回転する複数の駆動軸と、これら駆動軸が有するクラン
ク部によって旋回し、前記固定スクロールのスクロール
ラップに噛み合うようなスクロールラップを有する旋回
スクロールとを備えたスクロール流体機械において、前
記駆動軸線方向における前記旋回スクロールの延びを許
容する手段を備えたものである。
【０００９】また、他の目的を達成するため、圧縮気体
製造装置として、渦巻状のスクロールラップを有する固
定スクロールと、この固定スクロールに保持され同期し
て回転する複数の駆動軸と、これら駆動軸が有するクラ
ンク部によって旋回し、前記固定スクロールのスクロー
ルラップに噛み合うようなスクロールラップを有する旋
回スクロールとを備え、前記固定スクロール及び旋回ス
クロールの内表面を自己潤滑性を有する表面処理を施し
たスクロール流体機械を圧縮機として用い、このスクロ
ール圧縮機に軸間の延びを許容する手段を設けたもので
ある。
製造装置として、渦巻状のスクロールラップを有する固
定スクロールと、この固定スクロールに保持され同期し
て回転する複数の駆動軸と、これら駆動軸が有するクラ
ンク部によって旋回し、前記固定スクロールのスクロー
ルラップに噛み合うようなスクロールラップを有する旋
回スクロールとを備え、前記固定スクロール及び旋回ス
クロールの内表面を自己潤滑性を有する表面処理を施し
たスクロール流体機械を圧縮機として用い、このスクロ
ール圧縮機に軸間の延びを許容する手段を設けたもので
ある。
【００１０】
【作用】スクロール流体機械を例えば圧縮機として運転
中、旋回スクロールや固定スクローは、上述の如く、旋
回スクロールの方が大きい度合いで熱膨張する。このス
クロール流体機械における旋回スクロールは、固定スク
ロールに設けられ同期して回転する複数の駆動軸に設け
られたクランク手段によって旋回する構造となってい
る。旋回スクロールと固定スクロール間で熱膨張差が発
生すると、駆動軸同士を結ぶ軸線に対して垂直方向は、
後述するように、設計時に熱膨張を許容する範囲で余裕
を見ているので問題は発生しないが、軸線方向について
は固定スクロールに回転自在に取り付けられた駆動軸が
膨張を規制する方向に働くので、旋回スクロールの膨張
によって駆動軸を撓ませてしまう。
中、旋回スクロールや固定スクローは、上述の如く、旋
回スクロールの方が大きい度合いで熱膨張する。このス
クロール流体機械における旋回スクロールは、固定スク
ロールに設けられ同期して回転する複数の駆動軸に設け
られたクランク手段によって旋回する構造となってい
る。旋回スクロールと固定スクロール間で熱膨張差が発
生すると、駆動軸同士を結ぶ軸線に対して垂直方向は、
後述するように、設計時に熱膨張を許容する範囲で余裕
を見ているので問題は発生しないが、軸線方向について
は固定スクロールに回転自在に取り付けられた駆動軸が
膨張を規制する方向に働くので、旋回スクロールの膨張
によって駆動軸を撓ませてしまう。
【００１１】本発明では、駆動軸同士を結ぶ軸線方向に
おける前記旋回スクロールの延びを許容する手段を備え
たので、旋回スクロールと固定スクロールとの膨張バラ
ンスが崩れて旋回スクロールがより膨張したとしても軸
線方向の延びが許容されるので駆動軸への負担が軽減さ
れ、駆動軸の回転が妨げられない。
おける前記旋回スクロールの延びを許容する手段を備え
たので、旋回スクロールと固定スクロールとの膨張バラ
ンスが崩れて旋回スクロールがより膨張したとしても軸
線方向の延びが許容されるので駆動軸への負担が軽減さ
れ、駆動軸の回転が妨げられない。
【００１２】また、スクロール回転機械の冷却を潤滑油
で行っていたが、本発明では、固定スクロール及び旋回
スクロールの内表面を自己潤滑性を有する表面処理を施
したため、潤滑油を用いる場合に比べて、油タンク、オ
イルクーラー、オイル供給ポンプ及びポンプの制御装置
等の構成が必要なくなり、小型軽量な圧縮気体製造装置
となる。
で行っていたが、本発明では、固定スクロール及び旋回
スクロールの内表面を自己潤滑性を有する表面処理を施
したため、潤滑油を用いる場合に比べて、油タンク、オ
イルクーラー、オイル供給ポンプ及びポンプの制御装置
等の構成が必要なくなり、小型軽量な圧縮気体製造装置
となる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に示すダブル
スクロール形流体機械を用いたオイルフリー式空気圧縮
機の構造を表す断面図を用いて説明する。自己潤滑性を
高めるためアルミニウム合金で形成された固定スクロー
ル１と固定スクロール２が平行に配置されておりその間
に同じくアルミニウム合金で形成された旋回スクロール
３がそれぞれの固定スクロールに噛み合って、旋回スク
ロール３の鏡板３ａの両側に圧縮作動室１４と１５を形
成している。固定スクロール１及び２、旋回スクロール
３のそれぞれのラップ先端部には潤滑性を高めるためカ
ーボン等の無機系材料や４フッ化エチレン樹脂やポリイ
ミド樹脂の複合材料で形成されたチップシール１ｄ，２
ｄ，３ｄ，３ｅが設けられている。旋回スクロール鏡板
３ａには上側圧縮作動室１４と下側圧縮作動室１５に連
通する複数の連通孔３１と、中央部には流路８（図３に
図示）が設けられている。旋回スクロール３の鏡板外周
部にはクランク部を有する駆動軸４と同じ偏心量のクラ
ンク部を有する補助クランク軸５とが旋回スクロール３
を挟むように配置されており、旋回スクロール３は補助
クランク軸５のクランク部分で弾性支持部３２を有する
転がり軸受１１ｂと駆動軸４のクランク部で転がり軸受
１１ａを介して回転可能に係合している。一方、固定ス
クロール１はそのほぼ中央部に吐出ポート９と外表面全
体に不連続的に設けられた放熱フィン１ｃがあり、さら
に、固定スクロール１の外周部にはフランジ部１ｅがあ
る。他方、固定スクロール２もその外表面に固定スクロ
ール１に設けた物と同様な構造の放熱フィン部２ｃを有
し、外周部にはフランジ部２ｅが配置されている。そし
て、互いの固定スクロール１と２がこのフランジ部１
ｅ、２ｅにおいてボルト１８等によって結合されてい
る。結合の際、両固定スクロールの相対位置を合わせる
位置決め手段１６（例えば図９に示したようなノックピ
ン２８ｂ）によって、両固定スクロール１，２同士なら
びに旋回スクロール３との位置関係が適正に保たれて組
み立てられている。
スクロール形流体機械を用いたオイルフリー式空気圧縮
機の構造を表す断面図を用いて説明する。自己潤滑性を
高めるためアルミニウム合金で形成された固定スクロー
ル１と固定スクロール２が平行に配置されておりその間
に同じくアルミニウム合金で形成された旋回スクロール
３がそれぞれの固定スクロールに噛み合って、旋回スク
ロール３の鏡板３ａの両側に圧縮作動室１４と１５を形
成している。固定スクロール１及び２、旋回スクロール
３のそれぞれのラップ先端部には潤滑性を高めるためカ
ーボン等の無機系材料や４フッ化エチレン樹脂やポリイ
ミド樹脂の複合材料で形成されたチップシール１ｄ，２
ｄ，３ｄ，３ｅが設けられている。旋回スクロール鏡板
３ａには上側圧縮作動室１４と下側圧縮作動室１５に連
通する複数の連通孔３１と、中央部には流路８（図３に
図示）が設けられている。旋回スクロール３の鏡板外周
部にはクランク部を有する駆動軸４と同じ偏心量のクラ
ンク部を有する補助クランク軸５とが旋回スクロール３
を挟むように配置されており、旋回スクロール３は補助
クランク軸５のクランク部分で弾性支持部３２を有する
転がり軸受１１ｂと駆動軸４のクランク部で転がり軸受
１１ａを介して回転可能に係合している。一方、固定ス
クロール１はそのほぼ中央部に吐出ポート９と外表面全
体に不連続的に設けられた放熱フィン１ｃがあり、さら
に、固定スクロール１の外周部にはフランジ部１ｅがあ
る。他方、固定スクロール２もその外表面に固定スクロ
ール１に設けた物と同様な構造の放熱フィン部２ｃを有
し、外周部にはフランジ部２ｅが配置されている。そし
て、互いの固定スクロール１と２がこのフランジ部１
ｅ、２ｅにおいてボルト１８等によって結合されてい
る。結合の際、両固定スクロールの相対位置を合わせる
位置決め手段１６（例えば図９に示したようなノックピ
ン２８ｂ）によって、両固定スクロール１，２同士なら
びに旋回スクロール３との位置関係が適正に保たれて組
み立てられている。
【００１４】駆動軸４は一部分を固定スクロール２に固
定された転がり軸受１０ａによって軸方向に固定された
状態で軸支されており、駆動軸４の先端部は他方の固定
スクロール１に固定された軸受１２ａに回転可能に係合
されている。さらに、駆動軸４にはバランスウエイト１
７ａ、１７ｂが、また補助クランク軸５にもバランスウ
エイト１７ｃ、１７ｄが吸込雰囲気中に配置固定されて
いる。他方、駆動軸４とは対称の反対側に位置している
補助クランク軸５も同様に固定スクロール２に固定され
た転がり軸受１０ｂによって軸方向に固定された状態で
軸支されており、補助クランク軸５の先端部は他方の固
定スクロール１に固定された軸受１２ｂに回転可能に係
合されている。駆動軸４にはプーリ６が設けてあり、他
に設置した動力源から動力伝達手段によって回転動力が
供給されるようになっている。さらに、駆動軸４と補助
クランク軸５とはタイミングベルト７によって回転の同
期性を保つように連結されている。
定された転がり軸受１０ａによって軸方向に固定された
状態で軸支されており、駆動軸４の先端部は他方の固定
スクロール１に固定された軸受１２ａに回転可能に係合
されている。さらに、駆動軸４にはバランスウエイト１
７ａ、１７ｂが、また補助クランク軸５にもバランスウ
エイト１７ｃ、１７ｄが吸込雰囲気中に配置固定されて
いる。他方、駆動軸４とは対称の反対側に位置している
補助クランク軸５も同様に固定スクロール２に固定され
た転がり軸受１０ｂによって軸方向に固定された状態で
軸支されており、補助クランク軸５の先端部は他方の固
定スクロール１に固定された軸受１２ｂに回転可能に係
合されている。駆動軸４にはプーリ６が設けてあり、他
に設置した動力源から動力伝達手段によって回転動力が
供給されるようになっている。さらに、駆動軸４と補助
クランク軸５とはタイミングベルト７によって回転の同
期性を保つように連結されている。
【００１５】気体の吸入口１９は一例として図３に示す
ように駆動軸４とは直交する方向で両固定スクロールに
跨って設けられている。またその反対の下側には圧縮機
据付け用の足部３０が配置されている。前記したように
固定スクロール１と２それに、旋回スクロール３はそれ
ぞれアルミニウム合金等に代表されるように軽くて、熱
伝導性の良い材料で構成することができる。また、無潤
滑式圧縮機を提供するために特にシリコンが含有された
アルミニウム合金を適用することもできる。さらには、
スクロールラップ表面には、ラップ同士の接触時の潤滑
性を向上させるため陽極酸化皮膜等の表面処理を施すこ
ともできる。旋回スクロールを固定スクロールに比べて
熱膨張係数の小さい材料とする。
ように駆動軸４とは直交する方向で両固定スクロールに
跨って設けられている。またその反対の下側には圧縮機
据付け用の足部３０が配置されている。前記したように
固定スクロール１と２それに、旋回スクロール３はそれ
ぞれアルミニウム合金等に代表されるように軽くて、熱
伝導性の良い材料で構成することができる。また、無潤
滑式圧縮機を提供するために特にシリコンが含有された
アルミニウム合金を適用することもできる。さらには、
スクロールラップ表面には、ラップ同士の接触時の潤滑
性を向上させるため陽極酸化皮膜等の表面処理を施すこ
ともできる。旋回スクロールを固定スクロールに比べて
熱膨張係数の小さい材料とする。
【００１６】図２は他の一実施例を示したものである。
図１に示した実施例と異なる点は、駆動軸４に係合した
軸受１１ａと旋回スクロール３との間に弾性体２１を配
置したことである。
図１に示した実施例と異なる点は、駆動軸４に係合した
軸受１１ａと旋回スクロール３との間に弾性体２１を配
置したことである。
【００１７】スクロール形圧縮機は、固定スクロールに
対して旋回スクロールが高速に回転する構造であるた
め、摩擦熱によって各部が高温になる。各部を冷却する
ため通常潤滑油を用いているが、吐出ポート９から吐出
される圧縮ガス中に油も混ざるため圧縮ガスの用途によ
っては油が不純物となり適当でない場合がある。このた
めスクロールのラップやチップシールを、前記の如く、
自己潤滑性のある材料で形成してオイルフリーを実現す
る。
対して旋回スクロールが高速に回転する構造であるた
め、摩擦熱によって各部が高温になる。各部を冷却する
ため通常潤滑油を用いているが、吐出ポート９から吐出
される圧縮ガス中に油も混ざるため圧縮ガスの用途によ
っては油が不純物となり適当でない場合がある。このた
めスクロールのラップやチップシールを、前記の如く、
自己潤滑性のある材料で形成してオイルフリーを実現す
る。
【００１８】摩擦が減少したと言えども摩擦熱は発生し
ており、また、吐出ポート９から吐出される圧縮空気は
高温（２００℃〜２３０℃）であるため、冷却が十分で
ないと圧縮機が熱膨張を起こしてしまう。この熱膨張が
固定スクロールと旋回スクロール共に同程度に起これば
問題がないのであるが、固定スクロールは外気に接して
おり、一方旋回スクロールは外気に触れていない分温度
が上昇する。実測値で示すと、固定スクロールが１６０
℃まで上昇するのに対して、旋回スクロールは１６０℃
〜２３０℃まで上昇してしまう。この結果、駆動軸４と
補助駆動軸５との軸間長が２８０ｍｍの場合、旋回スク
ロールの延びが固定スクロールの延びに対して相対的に
０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍ延びることが観測された。
ており、また、吐出ポート９から吐出される圧縮空気は
高温（２００℃〜２３０℃）であるため、冷却が十分で
ないと圧縮機が熱膨張を起こしてしまう。この熱膨張が
固定スクロールと旋回スクロール共に同程度に起これば
問題がないのであるが、固定スクロールは外気に接して
おり、一方旋回スクロールは外気に触れていない分温度
が上昇する。実測値で示すと、固定スクロールが１６０
℃まで上昇するのに対して、旋回スクロールは１６０℃
〜２３０℃まで上昇してしまう。この結果、駆動軸４と
補助駆動軸５との軸間長が２８０ｍｍの場合、旋回スク
ロールの延びが固定スクロールの延びに対して相対的に
０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍ延びることが観測された。
【００１９】旋回スクロールの熱膨張は全方向に渡って
発生する。この熱膨張によって、互いのラップ側面が衝
突し、円滑に回動しなくなってしまう。この実施例で
は、この問題を回避するため旋回スクロールの旋回半径
を、固定スクロールの歯形から決まる理論値よりも小さ
くしている。両駆動軸のクランク部の偏心量にオフセッ
トを設け旋回スクロールの旋回半径が理論値よりも小さ
くなるようにしている。従って、図８に示すように、圧
縮機組立て状態、すなわち、冷えている状態ではラップ
側面にすきまが生じるようになっている。このため、旋
回スクロールの全方向の熱膨張に対しても、ラップ側面
が衝突（接触）することなく運転が可能となる。
発生する。この熱膨張によって、互いのラップ側面が衝
突し、円滑に回動しなくなってしまう。この実施例で
は、この問題を回避するため旋回スクロールの旋回半径
を、固定スクロールの歯形から決まる理論値よりも小さ
くしている。両駆動軸のクランク部の偏心量にオフセッ
トを設け旋回スクロールの旋回半径が理論値よりも小さ
くなるようにしている。従って、図８に示すように、圧
縮機組立て状態、すなわち、冷えている状態ではラップ
側面にすきまが生じるようになっている。このため、旋
回スクロールの全方向の熱膨張に対しても、ラップ側面
が衝突（接触）することなく運転が可能となる。
【００２０】旋回スクロールの熱膨張を阻害するものが
なければ偏心量にオフセットを設けることで何らの問題
もないのであるが、図１に示されているように、駆動軸
４及び補助駆動軸５は固定スクロール１に軸支されてお
り、旋回スクロール２はこれら駆動軸にクランク部を介
して支持されている。このため、旋回スクロール２の熱
による駆動軸同士の軸線方向の膨張は両駆動軸により阻
害されてしまう。一方、旋回スクロール２の駆動軸同士
の軸線方向以外（軸線に垂直方向）の膨張は上記した偏
心量のオフセットにより妨げられない。
なければ偏心量にオフセットを設けることで何らの問題
もないのであるが、図１に示されているように、駆動軸
４及び補助駆動軸５は固定スクロール１に軸支されてお
り、旋回スクロール２はこれら駆動軸にクランク部を介
して支持されている。このため、旋回スクロール２の熱
による駆動軸同士の軸線方向の膨張は両駆動軸により阻
害されてしまう。一方、旋回スクロール２の駆動軸同士
の軸線方向以外（軸線に垂直方向）の膨張は上記した偏
心量のオフセットにより妨げられない。
【００２１】さて、本実施例では、駆動軸同士の軸線方
向の膨張を許容する手段として、弾性支持部３２や弾性
体２１を設けたので、旋回スクロールが膨張しても膨張
が規制されることがなくスクロールの運転に支障を来す
ことがない。
向の膨張を許容する手段として、弾性支持部３２や弾性
体２１を設けたので、旋回スクロールが膨張しても膨張
が規制されることがなくスクロールの運転に支障を来す
ことがない。
【００２２】次に、図１ならびに図２における構成の圧
縮機についてその動作を説明する。プーリ６に回転動力
が伝達されると駆動軸４が回転し、さらに補助クランク
軸５はタイミングベルト７によって駆動軸４と同期して
回転する。すると、旋回スクロール３も同時に駆動軸４
や補助クランク軸５の偏心量を半径とする旋回運動がも
たらされる。その結果、気体は吸入口１９から吸入され
吸入室１３に入る。その後、気体はさらに旋回スクロー
ル鏡板３ａの上側の圧縮作動室１４や旋回スクロール鏡
板３ａの下側の圧縮作動室１５に流入しそれぞれ所定の
圧力まで圧縮される。圧縮作動室１５で圧縮された気体
は最終的に鏡板３ａの中央部に設けられた連通孔８を通
って上側の圧縮作動室１４の中心部の吐出空間に流入
し、旋回スクロール鏡板上側の圧縮作動室１４で圧縮さ
れた気体と合流し、固定スクロール１に設けられた吐出
ポート９から機外へ流出する。圧縮動作中、圧縮作動室
には潤滑油がほとんど無いため圧縮熱の発生が盛んにな
るが、この熱は固定スクロール外表面に設けた放熱フィ
ン１ｃ、２ｃの回りをダクト構造として強制空冷するこ
とによって効果的に除去される。従って、旋回スクロー
ルや固定スクロールは適当な温度に保たれる。また、連
通孔３Ｃにより鏡板上下の圧縮作動室内のガスのスラス
ト力の総和がほぼ等しくなるので、ラップの先端面には
大きなスラスト荷重は作用しない。従って、ラップ先端
部での摺動損失を最小に維持することができる。さらに
は、旋回スクロール３に働くスラスト力がほぼバランス
しているため、旋回スクロール３を支持する軸受１１の
位置決め手段を簡素化でき組立性の改善を図ることがで
きる。そして、この実施例では補助クランク軸５と旋回
スクロールに設けた軸受１１ｂの間に設けた弾性体３２
が旋回スクロールと固定スクロールとの熱膨張差を吸収
して、旋回スクロールの軸受中心間距離と固定スクロー
ルに設けた軸受中心間距離を運転中ほぼ等しく保つこと
ができる。図２に示した実施例では、駆動軸４と旋回ス
クロールに設けた軸受１１ａとの間に設けた弾性体２１
が旋回スクロールと固定スクロールとの熱膨張差を吸収
して、旋回スクロールの軸受中心間距離と固定スクロー
ルに設けた軸受中心間距離を運転中ほぼ等しく保つこと
ができる。
縮機についてその動作を説明する。プーリ６に回転動力
が伝達されると駆動軸４が回転し、さらに補助クランク
軸５はタイミングベルト７によって駆動軸４と同期して
回転する。すると、旋回スクロール３も同時に駆動軸４
や補助クランク軸５の偏心量を半径とする旋回運動がも
たらされる。その結果、気体は吸入口１９から吸入され
吸入室１３に入る。その後、気体はさらに旋回スクロー
ル鏡板３ａの上側の圧縮作動室１４や旋回スクロール鏡
板３ａの下側の圧縮作動室１５に流入しそれぞれ所定の
圧力まで圧縮される。圧縮作動室１５で圧縮された気体
は最終的に鏡板３ａの中央部に設けられた連通孔８を通
って上側の圧縮作動室１４の中心部の吐出空間に流入
し、旋回スクロール鏡板上側の圧縮作動室１４で圧縮さ
れた気体と合流し、固定スクロール１に設けられた吐出
ポート９から機外へ流出する。圧縮動作中、圧縮作動室
には潤滑油がほとんど無いため圧縮熱の発生が盛んにな
るが、この熱は固定スクロール外表面に設けた放熱フィ
ン１ｃ、２ｃの回りをダクト構造として強制空冷するこ
とによって効果的に除去される。従って、旋回スクロー
ルや固定スクロールは適当な温度に保たれる。また、連
通孔３Ｃにより鏡板上下の圧縮作動室内のガスのスラス
ト力の総和がほぼ等しくなるので、ラップの先端面には
大きなスラスト荷重は作用しない。従って、ラップ先端
部での摺動損失を最小に維持することができる。さらに
は、旋回スクロール３に働くスラスト力がほぼバランス
しているため、旋回スクロール３を支持する軸受１１の
位置決め手段を簡素化でき組立性の改善を図ることがで
きる。そして、この実施例では補助クランク軸５と旋回
スクロールに設けた軸受１１ｂの間に設けた弾性体３２
が旋回スクロールと固定スクロールとの熱膨張差を吸収
して、旋回スクロールの軸受中心間距離と固定スクロー
ルに設けた軸受中心間距離を運転中ほぼ等しく保つこと
ができる。図２に示した実施例では、駆動軸４と旋回ス
クロールに設けた軸受１１ａとの間に設けた弾性体２１
が旋回スクロールと固定スクロールとの熱膨張差を吸収
して、旋回スクロールの軸受中心間距離と固定スクロー
ルに設けた軸受中心間距離を運転中ほぼ等しく保つこと
ができる。
【００２３】ちなみに、吐出圧力が０.５Ｍｐａ以上の
高い圧力を出力する圧縮機は、圧縮機容量では数馬力以
上の大きな圧縮機であり、圧縮機容量が大きいとスクロ
ール形状が大きくなり旋回スクロールも大きくなり、運
転中に発生する遠心力が大きくなる。従って、運転中の
旋回スクロールの遠心力を小さくするためにはスクロー
ルの軽量化が必要で材質をアルミニウム合金等の軽量材
を利用することになる。さらには、固定スクロールの熱
膨張量を旋回スクロールと出来るだけ合わせるためや、
圧縮機全体の軽量化を図るため、両固定スクロールの材
質も旋回スクロールと同じアルミニウム合金等の軽量材
を利用することになる。
高い圧力を出力する圧縮機は、圧縮機容量では数馬力以
上の大きな圧縮機であり、圧縮機容量が大きいとスクロ
ール形状が大きくなり旋回スクロールも大きくなり、運
転中に発生する遠心力が大きくなる。従って、運転中の
旋回スクロールの遠心力を小さくするためにはスクロー
ルの軽量化が必要で材質をアルミニウム合金等の軽量材
を利用することになる。さらには、固定スクロールの熱
膨張量を旋回スクロールと出来るだけ合わせるためや、
圧縮機全体の軽量化を図るため、両固定スクロールの材
質も旋回スクロールと同じアルミニウム合金等の軽量材
を利用することになる。
【００２４】次に、旋回スクロール３の弾性支持方式に
ついての他の実施例を図３〜図６に従って説明する。図
３は図２の実施例において、旋回スクロール３を取りだ
して平面図で示したものである。流路８はスクロールの
ほぼ中央部に設けられており、連通孔３１は、スクロー
ルラップ３ｂ間のほぼ中央部で約１８０度おきに複数個
設けられている。軸受１１ａは駆動軸４側に設けられた
転がり軸受けであり、旋回スクロール３との間に弾性部
材２１を配置している。図４と図５はこの弾性部材の一
実施例を示したものであり、図４は図３のｘ−ｘ’断面
を示したもので図５は図３のｙ−ｙ’断面を示したもの
である。図４では転がり軸受１１ａの周りに外周部が波
形の形状をしたゴムを配設したもので、旋回スクロール
３との間には若干の隙間２２が構成されるようになって
いる。一方、図５では転がり軸受１１ａの周りに配設し
たゴムの外周部は直線的になっている。図４に示した波
形の部分は図３のｘ−ｘ’を基準として円周方向にプラ
スマイナス約３０から６０度の範囲で構成されている。
同様に図５に示すような直線的な部分もある一定の範囲
に渡って形成されている。このように構成することによ
り、二つの軸受間距離は、両軸受中心間を結ぶ方向に変
位しやすくなっている。従って、旋回スクロール３が熱
膨張したときには軸受１１ａはｘ方向に変位しやすく、
ｙ方向には変位を拘束されやすくなっている。ｙ方向に
変位しにくくしている理由は、旋回スクロールの自転を
防止するためである。弾性部材としては、この他に、弾
性作用を有するリング状の高分子（ゴム性）を適用する
ことができる。この場合、作用する負荷荷重を考慮し
て、軸受の周囲に複数本配置することもできる。
ついての他の実施例を図３〜図６に従って説明する。図
３は図２の実施例において、旋回スクロール３を取りだ
して平面図で示したものである。流路８はスクロールの
ほぼ中央部に設けられており、連通孔３１は、スクロー
ルラップ３ｂ間のほぼ中央部で約１８０度おきに複数個
設けられている。軸受１１ａは駆動軸４側に設けられた
転がり軸受けであり、旋回スクロール３との間に弾性部
材２１を配置している。図４と図５はこの弾性部材の一
実施例を示したものであり、図４は図３のｘ−ｘ’断面
を示したもので図５は図３のｙ−ｙ’断面を示したもの
である。図４では転がり軸受１１ａの周りに外周部が波
形の形状をしたゴムを配設したもので、旋回スクロール
３との間には若干の隙間２２が構成されるようになって
いる。一方、図５では転がり軸受１１ａの周りに配設し
たゴムの外周部は直線的になっている。図４に示した波
形の部分は図３のｘ−ｘ’を基準として円周方向にプラ
スマイナス約３０から６０度の範囲で構成されている。
同様に図５に示すような直線的な部分もある一定の範囲
に渡って形成されている。このように構成することによ
り、二つの軸受間距離は、両軸受中心間を結ぶ方向に変
位しやすくなっている。従って、旋回スクロール３が熱
膨張したときには軸受１１ａはｘ方向に変位しやすく、
ｙ方向には変位を拘束されやすくなっている。ｙ方向に
変位しにくくしている理由は、旋回スクロールの自転を
防止するためである。弾性部材としては、この他に、弾
性作用を有するリング状の高分子（ゴム性）を適用する
ことができる。この場合、作用する負荷荷重を考慮し
て、軸受の周囲に複数本配置することもできる。
【００２５】次に、さらに他の実施例を図６に従ってこ
の実施例特有の技術について説明する。旋回スクロール
３の駆動軸側に周方向には移動できないように規制され
両軸受を結ぶ方向に移動できる補助軸受箱２４を配置し
たものである。本実施例では一例として角形溝２３を形
成しその中に板バネ等の金属性バネ２１ｂとと共に軸受
１１ａを固定した補助軸受箱２４を配置したものであ
る。本実施例では、金属性バネ２１ｂが弾性変形して二
つの軸受間距離を調整できるようになっている。また本
実施例では弾性部材２１の変位方向がより規制されるよ
うになっているのでｘ方向（駆動軸同士の軸線方向）に
のみ移動可能で、ｙ方向（駆動軸同士の軸線に対して垂
直方向）に対して規制されるため、旋回スクロール３の
安定運動が達成できる。
の実施例特有の技術について説明する。旋回スクロール
３の駆動軸側に周方向には移動できないように規制され
両軸受を結ぶ方向に移動できる補助軸受箱２４を配置し
たものである。本実施例では一例として角形溝２３を形
成しその中に板バネ等の金属性バネ２１ｂとと共に軸受
１１ａを固定した補助軸受箱２４を配置したものであ
る。本実施例では、金属性バネ２１ｂが弾性変形して二
つの軸受間距離を調整できるようになっている。また本
実施例では弾性部材２１の変位方向がより規制されるよ
うになっているのでｘ方向（駆動軸同士の軸線方向）に
のみ移動可能で、ｙ方向（駆動軸同士の軸線に対して垂
直方向）に対して規制されるため、旋回スクロール３の
安定運動が達成できる。
【００２６】また、前記した実施例に比べ、弾性体を金
属性としたので長期に渡って劣化することがなく、ま
た、軸受１１ａが補助軸受箱に固定されているので、姿
勢が一定であり、負荷の作用点と、軸受の転動面がほぼ
一定となるので、軸受として正しい使い方ができるため
高い信頼性が得られる。
属性としたので長期に渡って劣化することがなく、ま
た、軸受１１ａが補助軸受箱に固定されているので、姿
勢が一定であり、負荷の作用点と、軸受の転動面がほぼ
一定となるので、軸受として正しい使い方ができるため
高い信頼性が得られる。
【００２７】次に、さらに他の実施例を図７に従って説
明する。本実施例は旋回スクロール３の駆動軸同士の軸
線方向の膨張を許容するため、補助クランク軸５を支持
する固定スクロール１に設けた軸受１２ｂと固定スクロ
ール２に設けた軸受１０ｂを弾性部材３３、３４を弾性
支持したスクロール圧縮機を示したものである。この場
合には、旋回スクロール３と固定スクロール１，２との
熱膨張差を固定スクロール側で吸収させようとするもの
である。弾性支持部材としては、前記したようにゴムな
どを適用したり、金属性バネを適用することもできる。
このようにすることにより、クランク部に弾性体を設け
るよりもメンテナンスが容易となる。固定スクロール
１，２側であるので、ねじを取り外すだけで弾性体を取
りだし交換することができる。
明する。本実施例は旋回スクロール３の駆動軸同士の軸
線方向の膨張を許容するため、補助クランク軸５を支持
する固定スクロール１に設けた軸受１２ｂと固定スクロ
ール２に設けた軸受１０ｂを弾性部材３３、３４を弾性
支持したスクロール圧縮機を示したものである。この場
合には、旋回スクロール３と固定スクロール１，２との
熱膨張差を固定スクロール側で吸収させようとするもの
である。弾性支持部材としては、前記したようにゴムな
どを適用したり、金属性バネを適用することもできる。
このようにすることにより、クランク部に弾性体を設け
るよりもメンテナンスが容易となる。固定スクロール
１，２側であるので、ねじを取り外すだけで弾性体を取
りだし交換することができる。
【００２８】以上は旋回スクロール３の膨張を許容する
実施例を説明したが、固定スクロール１，２も極力旋回
スクロール３の膨張に追従する方が好ましい。固定スク
ロールには全体の温度を下げるため冷却フィン１ｃ，２
ｃが取り付けられている。このフィンがないとかえって
熱膨張差を増大させることになる。この冷却フィンは、
従来、端から端まで１枚のフィンが複数枚駆動軸同士の
軸線に並行に配列されていた。しかし、この配列では、
固定スクロールが駆動軸同士の軸線方向に延びることを
妨げてしまう。この点を解決する実施例を、図９から図
１１を用いて説明する。これらの実施例は放熱フィンの
構成によって、圧縮機全体を効果的に冷却すると共に二
つの軸受を結ぶ方向熱膨張しやすくさせるもので、これ
によって旋回スクロール３との熱膨張差を小さくさせる
狙いである。固定スクロールに設けた前記放熱フィンが
固定スクロールの熱膨張を拘束しないように二つの軸受
を結ぶ方向には不連続に構成したり、前記方向とは直角
方向に構成したりさらには、放射状に構成するなどして
放熱フィンを配置したので、固定スクロール外表面に設
けたフィンは効果的に圧縮機本体を冷却しながらフィン
自身が固定スクロールの熱膨張を阻害することは少な
く、固定スクロールは少なくとも二つの軸受を結ぶ方向
には熱膨張しやすくなっているため同方向の旋回スクロ
ールの熱膨張量との差が非常に少なくなる。以下順に実
施例を説明する。
実施例を説明したが、固定スクロール１，２も極力旋回
スクロール３の膨張に追従する方が好ましい。固定スク
ロールには全体の温度を下げるため冷却フィン１ｃ，２
ｃが取り付けられている。このフィンがないとかえって
熱膨張差を増大させることになる。この冷却フィンは、
従来、端から端まで１枚のフィンが複数枚駆動軸同士の
軸線に並行に配列されていた。しかし、この配列では、
固定スクロールが駆動軸同士の軸線方向に延びることを
妨げてしまう。この点を解決する実施例を、図９から図
１１を用いて説明する。これらの実施例は放熱フィンの
構成によって、圧縮機全体を効果的に冷却すると共に二
つの軸受を結ぶ方向熱膨張しやすくさせるもので、これ
によって旋回スクロール３との熱膨張差を小さくさせる
狙いである。固定スクロールに設けた前記放熱フィンが
固定スクロールの熱膨張を拘束しないように二つの軸受
を結ぶ方向には不連続に構成したり、前記方向とは直角
方向に構成したりさらには、放射状に構成するなどして
放熱フィンを配置したので、固定スクロール外表面に設
けたフィンは効果的に圧縮機本体を冷却しながらフィン
自身が固定スクロールの熱膨張を阻害することは少な
く、固定スクロールは少なくとも二つの軸受を結ぶ方向
には熱膨張しやすくなっているため同方向の旋回スクロ
ールの熱膨張量との差が非常に少なくなる。以下順に実
施例を説明する。
【００２９】図９は、図７においてＭ−Ｍ’から見た矢
視図である。スクロール圧縮機は上部に吸入口１９が配
置され、下部には架台３０が設けられている。図示した
ようにフィン２ｃは軸受カバー２９ａ，２９ｂの部分を
除いて圧縮機表面全体に配置させている。固定スクロー
ル１はフランジ部２ｅに設けたボルト１８によって互い
に固定されているが、この時の両固定スクロールの相対
位置はノックピン２８ａによって規制されている。本実
施例は、二つの軸受１０ａ、１０ｂを結ぶ方向にフィン
２ｃを配列させ、冷却風をこのフィン２ｃに沿って流し
て圧縮機を冷却させるものである。これらのフィン２ｃ
は、二つの軸受１０ａ、１０ｂを結ぶ方向に複数個に分
割しているため、直線上に長いフィン構造としたものに
比べ固定スクロール２の両軸受を結ぶ方向の熱膨張を拘
束しないようになっている。
視図である。スクロール圧縮機は上部に吸入口１９が配
置され、下部には架台３０が設けられている。図示した
ようにフィン２ｃは軸受カバー２９ａ，２９ｂの部分を
除いて圧縮機表面全体に配置させている。固定スクロー
ル１はフランジ部２ｅに設けたボルト１８によって互い
に固定されているが、この時の両固定スクロールの相対
位置はノックピン２８ａによって規制されている。本実
施例は、二つの軸受１０ａ、１０ｂを結ぶ方向にフィン
２ｃを配列させ、冷却風をこのフィン２ｃに沿って流し
て圧縮機を冷却させるものである。これらのフィン２ｃ
は、二つの軸受１０ａ、１０ｂを結ぶ方向に複数個に分
割しているため、直線上に長いフィン構造としたものに
比べ固定スクロール２の両軸受を結ぶ方向の熱膨張を拘
束しないようになっている。
【００３０】図１０は、放熱フィンを放射状に構成した
ものであり、冷却風は紙面垂直方向上部から中央部に向
けて吹き付けるようにし、フィンに沿って流すようにし
たものである。本実施例では、冷却されたフィンが固定
スクロールの両軸受１０ａ、１０ｂを結ぶ方向の熱膨張
を拘束しないようになっている。この実施例では、固定
スクロールの鏡板面に対してフィンが圧縮作動室内部の
圧力に対する補強部材の役目がなされるようになる効果
がある。すなわち図９に示した実施例では軸線に沿って
折られる力に対して構造上弱い。さらに、冷却風が圧縮
機の高温部にまず最初に供給されるので、圧縮機の冷却
効果が大きくなるという効果があり、圧縮機全体の熱膨
張量が小さくなる効果があり、旋回スクロール３と固定
スクロールとの相対的な熱膨張差が小さくなって各軸受
の負荷荷重を小さくすることが出来る。
ものであり、冷却風は紙面垂直方向上部から中央部に向
けて吹き付けるようにし、フィンに沿って流すようにし
たものである。本実施例では、冷却されたフィンが固定
スクロールの両軸受１０ａ、１０ｂを結ぶ方向の熱膨張
を拘束しないようになっている。この実施例では、固定
スクロールの鏡板面に対してフィンが圧縮作動室内部の
圧力に対する補強部材の役目がなされるようになる効果
がある。すなわち図９に示した実施例では軸線に沿って
折られる力に対して構造上弱い。さらに、冷却風が圧縮
機の高温部にまず最初に供給されるので、圧縮機の冷却
効果が大きくなるという効果があり、圧縮機全体の熱膨
張量が小さくなる効果があり、旋回スクロール３と固定
スクロールとの相対的な熱膨張差が小さくなって各軸受
の負荷荷重を小さくすることが出来る。
【００３１】図１１はさらに他の実施例を示したもので
あり、フィン２ｃを軸受１０ａ、１０ｂを結ぶ方向とは
直角方向に配置させたことにある。これにより、フィン
２ｃは冷却されて図中上下方向の熱膨張を拘束するが、
反対に両軸受１０ａ、１０ｂを結ぶ方向に固定スクロー
ル２を熱膨張しやすくしているものである。冷却風は当
然フィン２ｃの配列している上下方向に流れるもので効
果的に圧縮機全体を冷却することができる。
あり、フィン２ｃを軸受１０ａ、１０ｂを結ぶ方向とは
直角方向に配置させたことにある。これにより、フィン
２ｃは冷却されて図中上下方向の熱膨張を拘束するが、
反対に両軸受１０ａ、１０ｂを結ぶ方向に固定スクロー
ル２を熱膨張しやすくしているものである。冷却風は当
然フィン２ｃの配列している上下方向に流れるもので効
果的に圧縮機全体を冷却することができる。
【００３２】以上図９から図１１の実施例について片側
の固定スクロールについてのみ説明したが基本的には一
対の固定スクロールは同じ形状のフィンを配置させてい
るが、一方の固定スクロールには中央部に吐出ポート９
があるため、場合によっては両方の固定スクロールが互
いに異なるフィン配置を適用することもできる。
の固定スクロールについてのみ説明したが基本的には一
対の固定スクロールは同じ形状のフィンを配置させてい
るが、一方の固定スクロールには中央部に吐出ポート９
があるため、場合によっては両方の固定スクロールが互
いに異なるフィン配置を適用することもできる。
【００３３】次に、軸線方向に旋回スクロールが膨張す
ることを許容する他の実施例を図１２から図１７に基づ
いて説明する。本実施例は、旋回スクロール３を複数分
割し、分割面それぞれに凹部と凸部を設けて互いに嵌め
合わせて一体化させ、嵌合部を軸受を結ぶ方向に移動可
能なごとく構成させて、軸受中心間距離が移動できるよ
うにしたものである。この結果、旋回スクロールの熱膨
張を吸収して駆動軸や補助クランク軸には過大な負荷荷
重が作用するのを防止することができる。図１２は、図
１３と図１５を一体化して旋回スクロールを構成したも
ので組立て状態においては、互いの合わせ面には隙間４
０，４１が構成された状態で二つの軸受け間距離が図１
に示したような固定スクロールの軸受間距離にほぼ等し
い状態になっている。従って、運転時に旋回スクロール
３が熱膨張すると隙間４０，４１が小さくなって、軸受
に過大な荷重が作用するのを防止できる。図１４は図１
３の側面図であり、嵌め合い部は図１３に示した凸部３
ａ２は直方体に形成されている。一方、図１６は図１５
の側面図であり、凹部３ａ４は前記した凸部３ａ２の直
方体にほぼ同じ直方体形の空間になっているが、凸部３
ａ２の突出し長さは凹部３ａ４の深さより短く形成され
ている。従って、この嵌め合い部では、両軸受を結ぶ方
向と直角の方向には動きが拘束され、並行する方向にの
み移動できるようになっている。図１７は、他の実施例
を示したものであり旋回スクロール３をスクロール部分
３ａ５と駆動軸受側３ａ６そして補助クランク軸受側３
ａ７とに３分割して構成したものである。本実施例でも
互いの分割部は前記実施例と同じ考え方の継ぎ手手段で
構成しても良い。ただし、継ぎ手部の隙間４０は片側だ
けに設けることができるが、両方の継ぎ手部に設けるこ
ともできる。
ることを許容する他の実施例を図１２から図１７に基づ
いて説明する。本実施例は、旋回スクロール３を複数分
割し、分割面それぞれに凹部と凸部を設けて互いに嵌め
合わせて一体化させ、嵌合部を軸受を結ぶ方向に移動可
能なごとく構成させて、軸受中心間距離が移動できるよ
うにしたものである。この結果、旋回スクロールの熱膨
張を吸収して駆動軸や補助クランク軸には過大な負荷荷
重が作用するのを防止することができる。図１２は、図
１３と図１５を一体化して旋回スクロールを構成したも
ので組立て状態においては、互いの合わせ面には隙間４
０，４１が構成された状態で二つの軸受け間距離が図１
に示したような固定スクロールの軸受間距離にほぼ等し
い状態になっている。従って、運転時に旋回スクロール
３が熱膨張すると隙間４０，４１が小さくなって、軸受
に過大な荷重が作用するのを防止できる。図１４は図１
３の側面図であり、嵌め合い部は図１３に示した凸部３
ａ２は直方体に形成されている。一方、図１６は図１５
の側面図であり、凹部３ａ４は前記した凸部３ａ２の直
方体にほぼ同じ直方体形の空間になっているが、凸部３
ａ２の突出し長さは凹部３ａ４の深さより短く形成され
ている。従って、この嵌め合い部では、両軸受を結ぶ方
向と直角の方向には動きが拘束され、並行する方向にの
み移動できるようになっている。図１７は、他の実施例
を示したものであり旋回スクロール３をスクロール部分
３ａ５と駆動軸受側３ａ６そして補助クランク軸受側３
ａ７とに３分割して構成したものである。本実施例でも
互いの分割部は前記実施例と同じ考え方の継ぎ手手段で
構成しても良い。ただし、継ぎ手部の隙間４０は片側だ
けに設けることができるが、両方の継ぎ手部に設けるこ
ともできる。
【００３４】以上の実施例によれば、旋回スクロールが
複数部に分断されこの分断部が軸受中心間距離だけを調
節できるように構成されているので、安定した旋回運動
を達成しながら固定スクロールと旋回スクロールとの熱
膨張差を好適に吸収することができる。従って、上記し
たこれらの方策により圧縮機運転中にそれぞれのスクロ
ール部材が熱膨張しても前記の如く軸受を弾性支持した
時と同様に駆動軸には過大な荷重が作用せず、旋回スク
ロールの安定運動を達成すると共に駆動軸や軸受の信頼
性を高く保ち圧縮機の寿命やメンテナンス時間の延長を
図ることができる。
複数部に分断されこの分断部が軸受中心間距離だけを調
節できるように構成されているので、安定した旋回運動
を達成しながら固定スクロールと旋回スクロールとの熱
膨張差を好適に吸収することができる。従って、上記し
たこれらの方策により圧縮機運転中にそれぞれのスクロ
ール部材が熱膨張しても前記の如く軸受を弾性支持した
時と同様に駆動軸には過大な荷重が作用せず、旋回スク
ロールの安定運動を達成すると共に駆動軸や軸受の信頼
性を高く保ち圧縮機の寿命やメンテナンス時間の延長を
図ることができる。
【００３５】さらに、材料について、図１に従って説明
する。圧縮機運転中の温度は旋回スクロール３の方が高
くなるので相対的な熱膨張差を小さくするため旋回スク
ロール３に固定スクロール１、２より熱膨張係数の小さ
な材料を適用することもできる。これによって、固定ス
クロールと旋回スクロールとの熱膨張差が小さくでき、
軸受に対する負荷を軽減することができる。
する。圧縮機運転中の温度は旋回スクロール３の方が高
くなるので相対的な熱膨張差を小さくするため旋回スク
ロール３に固定スクロール１、２より熱膨張係数の小さ
な材料を適用することもできる。これによって、固定ス
クロールと旋回スクロールとの熱膨張差が小さくでき、
軸受に対する負荷を軽減することができる。
【００３６】次に、圧縮気体製造装置の一実施例につい
て図１８により説明する。モータベース５９に固定され
たモータ５１と圧縮機５０（上記説明したスクロール流
体機械）は動力伝達手段５２によって連結されている。
圧縮機５０の吸い込み側には、サクションフィルタ５３
と圧縮機の容量制御を行うためのアンローダ５４が配置
されている。圧縮機５０の吐出側には逆止弁５５が配置
され、圧縮機５０の停止時などに高圧気体が逆流するの
を防止するようになっている。逆止弁５５に続き吐出配
管５７を配置している。圧縮機５０ならびに吐出配管５
７の一部には外表面にフィンが設けられていて、圧縮機
５０及び吐出気体は冷却ファン５６によって効果的に冷
却されるようになっている。圧縮機５０の運転ならびに
運転制御を行うための電気品５８が装備されていて、こ
こに電源を供給することにより圧縮機５０の運転が達成
されるようになっている。そして、これらをまとめて架
台６０に乗せられ、さらに箱体６２内に収納して一つの
圧縮気体製造装置を構成している。また、この箱体６２
の中には圧縮気体中の水分を除去するためのドライヤー
６１を備える場合もある。さらに、圧縮機５０とモータ
５１の駆動軸に設けられたプーリーの大きさを種々変え
ることにより圧縮機の出力を容易に変えることもでき
る。このように圧縮機をオイルフリーのものとすること
により、従来必要であった油タンク、オイルクーラー、
オイル循環用ポンプ及びポンプ用制御装置が必要なくな
りコンパクトなオイルフリーの高圧気体を提供できる製
造装置を実現することができる。ここに用いられた圧縮
機は上記幾多の実施例にて説明した旋回スクロールの膨
張を許容するものを用いていることは言うまでもない。
また、箱体６２には防音、防振手段を設けることにより
圧縮機運転中でも静寂な圧縮気体製造装置を提供でき
る。
て図１８により説明する。モータベース５９に固定され
たモータ５１と圧縮機５０（上記説明したスクロール流
体機械）は動力伝達手段５２によって連結されている。
圧縮機５０の吸い込み側には、サクションフィルタ５３
と圧縮機の容量制御を行うためのアンローダ５４が配置
されている。圧縮機５０の吐出側には逆止弁５５が配置
され、圧縮機５０の停止時などに高圧気体が逆流するの
を防止するようになっている。逆止弁５５に続き吐出配
管５７を配置している。圧縮機５０ならびに吐出配管５
７の一部には外表面にフィンが設けられていて、圧縮機
５０及び吐出気体は冷却ファン５６によって効果的に冷
却されるようになっている。圧縮機５０の運転ならびに
運転制御を行うための電気品５８が装備されていて、こ
こに電源を供給することにより圧縮機５０の運転が達成
されるようになっている。そして、これらをまとめて架
台６０に乗せられ、さらに箱体６２内に収納して一つの
圧縮気体製造装置を構成している。また、この箱体６２
の中には圧縮気体中の水分を除去するためのドライヤー
６１を備える場合もある。さらに、圧縮機５０とモータ
５１の駆動軸に設けられたプーリーの大きさを種々変え
ることにより圧縮機の出力を容易に変えることもでき
る。このように圧縮機をオイルフリーのものとすること
により、従来必要であった油タンク、オイルクーラー、
オイル循環用ポンプ及びポンプ用制御装置が必要なくな
りコンパクトなオイルフリーの高圧気体を提供できる製
造装置を実現することができる。ここに用いられた圧縮
機は上記幾多の実施例にて説明した旋回スクロールの膨
張を許容するものを用いていることは言うまでもない。
また、箱体６２には防音、防振手段を設けることにより
圧縮機運転中でも静寂な圧縮気体製造装置を提供でき
る。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、スクロールの安定運動
を達成できると共に、振動騒音の小さなスクロール流体
機械を提供できる。
を達成できると共に、振動騒音の小さなスクロール流体
機械を提供できる。
【図１】本発明の一実施例を示すダブルスクロール圧縮
機の全断面図。
機の全断面図。
【図２】本発明の他の一実施例を示すダブルスクロール
圧縮機の全断面図。
圧縮機の全断面図。
【図３】本発明の一実施例で旋回スクロールを示す平面
図。
図。
【図４】本発明の一実施例で旋回スクロールの軸受部を
示す図３のｘ−ｘ’断面図。
示す図３のｘ−ｘ’断面図。
【図５】本発明の一実施例で旋回スクロールの軸受部を
示す図３のｙ−ｙ’断面図。
示す図３のｙ−ｙ’断面図。
【図６】本発明のさらに他の一実施例で旋回スクロール
を示す平面図。
を示す平面図。
【図７】本発明のさらに他の一実施例を示すダブルスク
ロール圧縮機の全断面図。
ロール圧縮機の全断面図。
【図８】熱膨張を考慮したスクロールの説明図。
【図９】本発明のさらに他の一実施例で固定スクロール
の側面図（例えば図７のＭ−Ｍ’矢視図）。
の側面図（例えば図７のＭ−Ｍ’矢視図）。
【図１０】本発明のさらに他の一実施例で固定スクロー
ルの側面図（例えば図７のＭ−Ｍ’矢視図）。
ルの側面図（例えば図７のＭ−Ｍ’矢視図）。
【図１１】本発明のさらに他の一実施例で固定スクロー
ルの側面図（例えば図７のＭ−Ｍ’矢視図）。
ルの側面図（例えば図７のＭ−Ｍ’矢視図）。
【図１２】本発明のさらに他の一実施例で旋回スクロー
ルを示す平面図。
ルを示す平面図。
【図１３】本発明のさらに他の一実施例で旋回スクロー
ルの１部を示す平面図。
ルの１部を示す平面図。
【図１４】図１３の側面図。
【図１５】本発明のさらに他の一実施例で旋回スクロー
ルの１部を示す平面図。
ルの１部を示す平面図。
【図１６】図１５の側面図。
【図１７】本発明のさらに他の一実施例で旋回スクロー
ルを示す平面図。
ルを示す平面図。
【図１８】本発明の一実施例を示す圧縮気体製造装置で
箱体の１部をはずして示した正面図。
箱体の１部をはずして示した正面図。
１……固定スクロール、２……固定スクロール、３……
旋回スクロール、４……駆動軸、５……補助クランク
軸、６……プーリ、７……タイミングベルト、８……流
路、９……吐出ポート、１０、１１、１２……軸受、１
３……吸入室、１４、１５……圧縮作動室、１７……バ
ランスウエイト、１８……ボルト、１９……吸入口、２
１……弾性体、２２……導入孔、２４……スライダ、２
８……位置決め手段、３１……連通孔、３３、３４……
弾性体、４０、４１……隙間、５０……圧縮機、５１…
…モータ、５２……ベルト、５３……吸い込みフィル
タ、５５……逆止弁、５６……冷却ファン、５７……吐
出配管、５８……電気品、６０……架台
旋回スクロール、４……駆動軸、５……補助クランク
軸、６……プーリ、７……タイミングベルト、８……流
路、９……吐出ポート、１０、１１、１２……軸受、１
３……吸入室、１４、１５……圧縮作動室、１７……バ
ランスウエイト、１８……ボルト、１９……吸入口、２
１……弾性体、２２……導入孔、２４……スライダ、２
８……位置決め手段、３１……連通孔、３３、３４……
弾性体、４０、４１……隙間、５０……圧縮機、５１…
…モータ、５２……ベルト、５３……吸い込みフィル
タ、５５……逆止弁、５６……冷却ファン、５７……吐
出配管、５８……電気品、６０……架台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川野 勇 静岡県清水市村松390番地 株式会社 日立製作所 空調システム事業部内 (56)参考文献 特開 平５−52189（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−51909（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04C 18/02 311 F04C 18/02
Claims (9)
- 【請求項１】渦巻状のスクロールラップを有する固定ス
クロールと、この固定スクロールに保持され同期して回
転する複数の駆動軸と、これら駆動軸が有するクランク
部によって旋回し、前記固定スクロールのスクロールラ
ップに噛み合うようなスクロールラップを有する旋回ス
クロールとを備えたスクロール流体機械において、前記
駆動軸同士を結ぶ軸線方向における前記旋回スクロール
の延びを許容する手段を備えたことを特徴とするスクロ
ール流体機械。 - 【請求項２】請求項１において、前記駆動軸と前記旋回
スクロール間に軸受を配置し、この軸受に前記旋回スク
ロールの延びを許容する手段である弾性体を取付けたこ
とを特徴とするスクロール流体機械。 - 【請求項３】請求項２において、前記弾性体は高分子材
料であり、前記駆動軸同士を結ぶ軸線方向に対して弾性
であり、少なくとも軸線方向と直角方向には非弾性であ
ることを特徴とするスクロール流体機械。 - 【請求項４】請求項２において、前記弾性体は、前記駆
動軸同士を結ぶ軸線方向に対して弾性を有する金属バネ
であることを特徴とするスクロール流体機械。 - 【請求項５】請求項１において、前記駆動軸同士を結ぶ
軸線を横切るように前記旋回スクロールを複数個に分割
し、スクロールラップが前記軸線の方向に移動可能でか
つこの軸線方向と直角方向には移動不可能に結合したこ
とを特徴とするスクロール流体機械。 - 【請求項６】請求項１において、前記駆動軸同士を結ぶ
軸線方向における固定スクロールの延びを許容する冷却
フィンを、前記固定スクロール外面に形成したことを特
徴とするスクロール流体機械。 - 【請求項７】請求項６において、前記冷却フィンは、前
記駆動軸同士を結ぶ軸線方向に対してほぼ直交するよう
に配置したことを特徴とするスクロール流体機械。 - 【請求項８】渦巻状のスクロールラップを有する固定ス
クロールと、この固定スクロールに保持され同期して回
転する複数の駆動軸と、これら駆動軸が有するクランク
部によって旋回し、前記固定スクロールのスクロールラ
ップに噛み合うようなスクロールラップを有する旋回ス
クロールとを備えたスクロール流体機械を圧縮機として
使用し、前記固定スクロール及び旋回スクロールの内表
面に自己潤滑性を有する表面処理を施すとともに、スク
ロール流体機械に前記駆動軸間における旋回スクロール
の延びを許容する手段を設けたことを特徴とする圧縮気
体製造装置。 - 【請求項９】渦巻状のスクロールラップを有する固定ス
クロールと、この固定スクロールに保持され同期して回
転する複数の駆動軸と、これら駆動軸が有するクランク
部によって旋回し、前記固定スクロールのスクロールラ
ップに噛み合うようなスクロールラップを有する旋回ス
クロールとを備えたスクロール流体機械において、前記
駆動軸同士を結ぶ軸線方向における前記旋回スクロール
の延びを許容する手段と、前記固定スクロール外面に形
成され前記駆動軸同士を結ぶ軸線方向における固定スク
ロールの延びを許容する冷却フィンとを備えたことを特
徴とするスクロール流体機械。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06037095A JP3158938B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | スクロール流体機械及びこれを用いた圧縮気体製造装置 |
| US08/616,272 US5755564A (en) | 1995-03-20 | 1996-03-15 | Scroll fluid machine having resilient member on the drive means |
| KR1019960007167A KR100189285B1 (ko) | 1995-03-20 | 1996-03-18 | 스크롤 유체 기계 및 그것을 구비한 압축기체제조장치 |
| CN96104255A CN1097169C (zh) | 1995-03-20 | 1996-03-20 | 涡旋机和使用涡旋机的压缩气生产设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06037095A JP3158938B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | スクロール流体機械及びこれを用いた圧縮気体製造装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19836199A Division JP3674394B2 (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 両歯型スクロール流体機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08254191A JPH08254191A (ja) | 1996-10-01 |
| JP3158938B2 true JP3158938B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=13140189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06037095A Expired - Lifetime JP3158938B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | スクロール流体機械及びこれを用いた圧縮気体製造装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5755564A (ja) |
| JP (1) | JP3158938B2 (ja) |
| KR (1) | KR100189285B1 (ja) |
| CN (1) | CN1097169C (ja) |
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| JP3985051B2 (ja) * | 1997-07-28 | 2007-10-03 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | ダブルラップドライスクロール真空ポンプ |
| JP3488825B2 (ja) | 1998-03-19 | 2004-01-19 | 株式会社日立産機システム | パッケージ型スクロール圧縮機 |
| US6126423A (en) * | 1998-11-13 | 2000-10-03 | Ford Global Technologies, Inc. | Preloaded spring mount for crank pin/rotor bearing assembly |
| JP3747358B2 (ja) * | 1999-06-23 | 2006-02-22 | 株式会社日立製作所 | スクロール形流体機械の製作方法 |
| JP3706276B2 (ja) * | 1999-07-29 | 2005-10-12 | 株式会社日立製作所 | 外周駆動型スクロール圧縮機 |
| JP3866925B2 (ja) * | 2000-02-18 | 2007-01-10 | 株式会社日立産機システム | スクロール圧縮機 |
| JP4044341B2 (ja) * | 2001-09-14 | 2008-02-06 | サンデン株式会社 | ハイブリッド圧縮機 |
| US6761037B2 (en) | 2002-01-23 | 2004-07-13 | Sanden Corporation | Vehicle air conditioner using a hybrid compressor |
| AU2003200332B2 (en) * | 2002-02-08 | 2005-11-17 | Sanden Corporation | Hybrid compressor |
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| JP3917002B2 (ja) | 2002-05-15 | 2007-05-23 | サンデン株式会社 | 車両用空調装置 |
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-
1995
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