JPH02204692A - 全系回転形スクロール流体装置 - 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〕 本発明は例えばスクロールを使用した全系回転形真空ポ
ンプ等に好適な構造を有する全系回転形スクロール流体
装置に関するものである。

（従来の技術〕 第８図及び第９図は例えば実開昭５８−１８６１９０号
公報等に開示された従来の揺動形スクロール流体装置に
おける継手部の構成を示す断面図である。

第８図において、１０１は偏心回転軸１０２に軸受１０
３を介して揺動自在に取付けられた揺動スクロールで、
その台板部１０１ａ下面側に渦巻状の歯１０１ｂを有し
ている。１０４は固定スクロールで、その台板部１０４
ａ上面側に歯１０１ｂと噛合う渦巻状の歯１０４ｂを有
し、それらの噛合いによって中央部に形成される室に連
通ずる排気口１０４ｃを有している。１０５は揺動スク
ロール１０１及び固定スクロール１０４を覆うように設
けられたケーシングで、側部に吸気口１０５ａが設けら
れ、上部内面に溝１０５ｂが設けられている。１０６は
揺動スクロール１０１の台板部１０１ａの上面側に摺動
自在に組込まれ且つ溝１０５ｂに入れられたボール、１
０７はボール１ｏ６の保持器である。

第９図は第８図のボール１０６の代りに平行ビン１０８
を用いた装置の部分断面図である。

第１Ｏ図は揺動スクロール１０１の揺動運動に伴うボー
ル１０６　（又は平行ピン１０８）と溝１０５　ｂ（７
）関係位置を０°、４５°、　　９０”、　　２７０’
Ｃ：ついて示した原理説明図である。第１０図において
、Ｈは揺動スクロール１０１と固定スクロール１０４の
中心のずれで偏心量、Ｒは各スクロール１０１．１０４
（７）中心力らボール１ｏ６（又は平行ピン１０８）又
はｉＨｔ　ｏ　ｓ　ｂの中心迄の半径、Ｄ及びｄは溝１
０５ｂとボール１０６　（又は平行ピン１０８）が揺動
運動に伴う接触位置の軌跡におけるそれぞれの中心を通
る直径、０．、０には各スクロール１０１，１０４の中
心、大矢印は回転方向を示す。

次に動作について説明する。揺動スクロール１０１に固
定スクロール１０４を正面同士向い合わせて互いに面対
称な歯１０１ｂ、１０４ｂの位置を１８０°ずらし、且
つ互いの歯１０１ｂ、　１０４ｂが接触する迄中心をず
らして噛み合わせることによって密閉空間を作り、偏心
回転軸１０２の偏心回転運動により揺動スクロール１０
１を旋回半径Ｈとして自転することなく旋回運動させる
。これにより、前記密閉空間が次第に中央部に移動しつ
つその容積を減少し、歯部最外端が開いた時に吸気口１
０５ａを通して取込んだ気体を圧縮し、排気口１０４Ｃ
から排気する。このように揺動スクロール１０１を自転
させることなく旋回運動のみをさせることにより圧縮作
用を得ることができる。この自転のみを阻止するのがボ
ール１０６（又は平行ピン１０８）と円形の溝１０５ｂ
であり、揺動スクロール１０１を公転させるとボール１
０６（又は平行ビン１０日）が固定された溝１０５ｂに
噛合っているためその溝１０５ｂをガイドにして揺動ス
クロール１０１はその位置を変えていくが、第１０図で
も明確なように平行移動するだけで全く自転しない。な
お、ボール１０６　（又は平行ビン１０８）は揺動スク
ロール１０１の中心ｏ。

から半径Ｒの円上に等ピッチに３箇以上配置され、同様
に？ａ　１０５　ｂもそれと対応する位置に固定スクロ
ール１０４の中心０．から半径Ｒの円上に等ピッチに３
箇以上配置され、Ｄ＝ｄ＋２Ｈの関係が成立する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のスクロール流体装置は以上のように構成されてい
るので、一対のスクロールが両方共回転する全系回転形
スクロール流体ａ械には通用できず、別の機構を考えな
ければならない等の課題があった。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたも
ので、構造が節単且っ小形軽量で精度が良＜シ・かも長
寿命で安価で且つ一対のスクロール間の摺動部の潤滑を
容易に行うことのできる全系回転形スクロール流体装置
を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る全系回転形スクロール流体装置は、駆動ス
クロールに結合された継手におけるその下部と従動スク
ロールの台板部との対向面側にボール受け台を３組以上
袋着させ、ボール受け台間にボールを組入れたものであ
る。

本発明の他の発明に係る全系回転形スクロール流体装置
は、駆動スクロールに結合された継手におけるその下部
と従動スクロールの台板部との対向面側に対をなす平行
ピンを３組以上固着させ、平行ピンの対が内接するよう
にリングを遊合させたものである。

〔作　用〕 本発明における全系回転形スクロール流体装置は、駆動
スクロールの回転をボール、ボール受け台及び継手によ
って駆動スクロールと同一回転で同一位相で従動スクロ
ールに伝えることにより、スクロール内部で圧縮作用が
できるようにし、しかも底部に貯えられた浦によりボー
ル等の摺動部の潤滑ができる。

本発明における他の発明の全系回転形スクロール流体装
置は、駆動スクロールの回転を継手、リング及び平行ピ
ンによって駆動スクロールと同一回転数で、しかも同一
位相で従動スクロールに伝えることにより、スクロール
内部で圧縮作用ができ、しかも底部に貯えられた油によ
り平行ピン等の摺動部の潤滑ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示す断面図で、図
中、■は駆動用のモータ、２はモータ１の回転軸１ａに
つなぐ継手、３はモータ１の回転軸１ａに取付けられた
ポンプ部の冷却用のファン兼カンプリング、４は軸受、
５は真空容器（図示せず）等に接続される吸気口、６は
吸気口５に連通ずる吸気通路である。７はケーシングの
上部を構成する上部ケーシング、８はケーシングの下部
を構成する下部ケーシングであり、両ケーシング７゜８
により吸気通路６及び油タンク９を構成する。

１０、ＩＩは上部及び下部ケーシング７．８間に設けら
れ、吸気通路６や油タンク９の周囲を囲うように設けら
れた０リングである。１２は下部ケーシング８の上部中
央の孔内に嵌着された軸受で、上部ケーシング７の上部
中央の孔内に嵌着された軸受４とでモータ１の回転軸１
ａに結合された回転軸１３を垂直に軸支している。１４
．１５は下部ケーシング８と回転軸１３間に軸受１２を
挾むように設けられ、油タンク９からの油漏れを防止す
るための一対のオイルシール、１６は油タンク９内に収
納された油である。１７は下部ケーシング８の下端部に
Ｏリング１８を介して接続され、その下端部を塞ぐよう
に設けられた下部カバーで、中央部に垂直な凹部１７ａ
を有している。１９゜２０は凹部１７ａの内面の上・下
部に嵌着された軸受で、従動用回転軸２１を垂直に軸支
している。

２２はその台板部２３ａが駆動用の回転軸１３の下端部
に取付けられた駆動スクロール、２３はその台板部２３
ａが従動用回転軸２１の上端部に取付けられた従動スク
ロールで、駆動スクロール２２と組合わされて圧縮室を
形成している。２４は駆％ｊＪスクロール２２の台板部
２２ａ下面側に取付けられた継手で、第２図及び第２図
のＡ−Ｂ線に沿った断面を示す第３図に示すように、こ
の継手２４の下部で内側に屈曲された部分の内面及び従
動スクロール２３の台板部２３ａ下面即ちそれら両者が
対向する面に互いに対をなす傾斜した転動面２５ａを有
するボール受け部２５とその転動面２５ａを仕切るよう
にボール受け部２５内に設けられた円板状のスラスト受
け部２６とから構成される同−形伏のボール受け台２７
を３組等ピッチに装着している。これら各対のボール受
け台２７間にボール２８が一個ずつ組入れられている。

上記両スクロール２２．２３、継手２４等は下部ケーシ
ング８と下部カバー１７とで構成され、吸気通路６に連
通ずるスクロール収納室２９内に収納されている。また
、両スクロール２２．２３により中央部に形成された室
に連通ずる排気通路３０は排気弁（図示せず）を介して
回転軸１３内を通って油タンク９内の上部に開口してい
る。３１は油タンク９内の排気を機外に導き出すための
排気口である。なお、両スクロール２２．２３の構成は
周知なのでその詳細な説明を省略する。

第４図は継手部の回転に伴うボール２８やボール受け部
２５等の動きを回転角度が０°、４５゜９０°、２７０
°について表した原理説明図で、第１図及び第２図と同
じ部分には同一符号を付し２、また、図中の記号で、１
１−よ両スクロール２２．２３の回転中心のずれで偏心
量、Ｒ１は両スクロール２２．２３の各回転中心からボ
ール受け部２５の中心迄の距に１、ｄｌ及びり、は回転
に伴うボール２８及びボール受け部２５の接触面の軌跡
におけるそれぞれの中心を通る直径、０．Ｉは駆動スク
ロール２２の回転中心、Ｏｋｌは従動スクロール２３の
回転中心、大矢印は回転方向を示す。また、ＤＩ、　ｄ
ｌ＋　１１１間にはり、＝ｄｄｌｌ　ｌの関係が成立す
る。

次に第１図〜第４図を参照して動作について説明する。

吸気口５を真空容器（図示せず）に接続し、モータｌを
回転させて運転すると、モータｌの回転動力によりファ
ン兼カップリング３と回転軸１３が回転駆動される。回
転軸１３の回転動力は駆動スクロール２２に伝達されて
、これを回転運動させる。駆動スクロール２２の回転運
動は継手２４から継手２４や従動スクロール２３に嵌合
されたボール受け部２５を有するボール受け台２７とボ
ール２８を介して従動スクロール２３に伝達される。こ
れにより、従動スクロール２３は従動用回転軸２１を回
転中心として駆動スクロール２２と同−回転数且つ同一
位相で回転運動する。これらの駆動及び従動スクロール
２２．２３のポンプ作用により吸気口５より吸気通路６
を通過して取込まれた上記真空容器内の気体は、両スク
ロール２２．２３により形成された密閉空間を回転と共
に中心部に向って次第に容積を減少させられて圧縮され
、スクロール室内に排気弁（図示せず）を介して連通し
た排気通路３０を通って、排気口３１より装置外へ排出
される。

一方、油タンク９内の油１６は、油自動供給装置（図示
せず）により両スクロール２２．２３から成るスクロー
ル内部へ供給される。この油はスクロール内部へ吸込ま
れた気体が狭隙からリークしないようにリーク防止の役
割を果たし、その気体と共に排気通路３０から排出され
て油タンク９内に戻される。しかし、一部の油は両スク
ロール２２．２３外へ排出されてスクロール収納室２９
内の予め注油された油と一緒になる。このスクロール収
納室２９内の油は内部のオルダム継手摺動部や軸受１９
，２０の潤滑を行う。スクロール収納室２９内の油はそ
の量が増えると両スクロール２２．２３から成るスクロ
ール内に吸込まれるために継手２４が若干漬かる程度で
常に一定量に保たれる。第４図でも明らかなように、両
スクロール２２．２３の回転角は同一で、又、ボール受
け部２５の中心線を結んだラインはＹ軸（両スクロール
２２．２３の回転中心ＯＦｌ＋　Ｏｊｌ同士を結んだラ
イン）と平行になる。しかも、ボール２８はボール受け
部２５の転動面２５ａ同士で常に挟まれた形で転勤する
。見掛は上、従動スクロール２３の回転を止めて見ると
前述した揺動スクロールと全く同じ動きをすることが理
解される。

第５図及び第６図は本発明の他の一実施例を示し、第５
図はオルダム継手摺動部の詳細を示す部分断面図、第６
図は第５図のＥ−Ｆ線に沿った断面部分図である。第１
図及び第２図に示した第１実施例と異なる点は、従動ス
フミール２３の台板部２３ａと継手２４との対向面間の
摺動部のみが異なり、他は同じ構成なので同符号を付し
、その説明を省略する。継手２４の下部で内側に屈曲さ
れた部分の内面とこの内面に対向する従動スクロール２
３の台板部２３ａの面部ら従動スクロール２３０台板部
２３ａと継手２４下部との対向面には平行ピン４Ｉが互
いに平行になるようにそれぞれ垂直に固着されている。

４２はリングで、上記一対の平行ピン４１をリング４２
の中心線を中心として対称的に内接して遊合している。

上記一対の平行ピン４１とリング４２との組が３＆Ｉ１
等ピッチに設けられている。

第７図は継手部の回転に伴う平行ピン４１やリング４２
等の動きを回転角度がＯ”、４５°、９０°。

２７０°について表した原理説明図で、第５図と同じ部
分には同符号を付し、また、図中の記号で、Ｈ２は両ス
クロール２２．２３の回転中心のずれで偏心量、Ｒｚは
両スクロール２２．２３の各回転中心から平行ピン４１
の中心部の距離、ｄＺは平行ピン４Ｎの直径、Ｄｔはリ
ング４２の内径、０１□は駆動スクロール２２の回転中
心、０□は従動スクロール２３の回転中心、大矢印は回
転方向、平行ピン４１の内で斜線を施こした平行ピンは
駆動側である。また、ロア、　ｄｚ−Ｌ間にはり、＝ｄ
、＋Ｈ，の関係が成立する。

一対のスクロール２２．２３により形成された密閉空間
を回転と共に中心部に向って次第に容積を減少させ圧縮
作用をなさせるためには、全系回転形スクロール流体装
置においては一対のスクロール２２．２３を同一回転数
で且つ同一位相で回転させれば良いということは周知の
事実である。

駆動スクロール２２から従動スクロール２３にこのよう
な回転を伝達するのが継手２４と、継手２４及び従動ス
クロール２３に固着された平行ピン４１とリング４２で
ある。第７図からも明らかなように平行ピン４１は駆動
及び従動スクロール２２．２３の各々の回転中心Ｏｊ！
＋　ＯｋｍからＲｔの距離の円上に等ピンチに対応した
３箇所に対にして配置されている。また、Ｄ！＝ｄ、＋
Ｈ，の関係が成立するために駆動スクロール２２を回転
させると、それにつれて従動スクロール２３も回転する
が、常に両スクロール２２．２３の回転角は同一で、ま
た、各組の平行ピン４１の中心及びリング４２の中心を
結んだラインはＹ軸（両スクロール２２゜２３の回転中
心Ｏｊ！＋　ＯｋＺを結んだライン）と平行になる。勿
論、本実施例の場合にもスクロール収納室２９の底部に
貯えられた油により平行ピン４１やリング４２との摺動
部の潤滑を行う。その他の動作は第１実施例と同じなの
でその説明を省略する。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば駆動スクロールの台板部
に結合された継手におけるその下部と従動スクロールの
台板部との対向面側に、互いに対をなす傾斜した転動面
を有する同一形状のボール受け台を３組以上袋着させ、
ボール受け台間にボールを組入れるか、または、対をな
す平行ピンを３組以上固着させ、平行ピンの対が内接す
るようにリングを遊合させるように構成したので、構造
が簡単で且つ径方向の寸法を小さく押えることができ全
体として小形軽量で安価にできる効果がある。

また、単純な形状のボール又は平行ピンとリングを使用
したので加工が容易で、更に熱処理も簡単にできるので
摺動部の摩耗に対する寿命が長くなる効果がある。

さらに、継手摺動部を下部に配置したのでスクロール収
納室底部に溜まった油で潤滑でき、摺動部の摩耗に対す
る寿命が長くなる効果がある。

さらに、また、摺動部にボールを使用する場合、機械精
度を要するボール受け台の転動面の寸法を市販の鋼球を
使ってチｊ、　７りできるようにしたので品質が安定化
する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る装置全体の部分断面図
、第２図は第１図における継手摺動部分の部分断面図、
第３図は第２図のＡ−Ｂ線に沿った断面部分図、第４図
は本発明の一実施例の原理説明図、第５図は本発明の他
の発明の一実施例における継子トＨ動部分の部分断面図
、第６図は第５図のＥ　−Ｆ　線に沿った断面部分図、
第７図は本発明の他の発明の一実施例の原理説明図、第
８図は従来のスクロール流体装置の継手部の構成を示す
断面図、第９図は他の従来の装置の摺動部の断面部分図
、第１０図は従来のスクロール流体装置の原理説明図で
ある。 図中、ｌ・・・モータ、ｌａ・・・回転軸、４．■２１
９．２０・・・軸受、５・・・吸気口、６・・・吸気通
路、７・・・上部ケーシング、８・・・下部ケーシング
、９・・・油タンク、１３・・・回転軸、１６・・・油
、１７・・・下部カバー　１７ａ・・・凹部、２１・・
・従動用回転軸、２２・・・駆動スクロール、２２ａ・
・・台板部、２３・・・従動スクロール、２３ａ・・・
台板部、２４・・・継手、２５・・・ボール受け部、２
５ａ・・・転動面、２６・・・スラスト受け部、２７・
・・ボール受け台、２８・・・ボール、２９・・・スク
ロール収納室、３ｏ・・・排気ｉ１１路、３１・・・排
気口、４１・・・平行ピン、４２・・・リング。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対のスクロールを同一回転、同一位相で回転さ
   せる継手部の回転伝達用にボールを使用した全系回転形
   スクロール流体装置において、駆動スクロールの台板部
   に結合された継手におけるその下部と従動スクロールの
   台板部との互いに対向する面側に互いに対をなす傾斜し
   た転動面を有する同一形状のボール受け台を３組以上装
   着させ、上記ボール受け台の間にボールを組入れた事を
   特徴とする全系回転形スクロール流体装置。
2. （２）一対のスクロールを同一回転、同一位相で回転さ
   せる継手部の回転伝達用に平行ピンを使用した全系回転
   形スクロール流体装置において、駆動スクロールの台板
   部に結合された継手におけるその下部と従動スクロール
   の台板部との互いに対向する面側に互いに対をなす平行
   ピンを３組以上固着させ、上記平行ピンの対が内接する
   ようにリングを遊合させた事を特徴とする全系回転形ス
   クロール流体装置。