JPH02277985A

JPH02277985A - スクロール形流体機械

Info

Publication number: JPH02277985A
Application number: JP9882989A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Machida; 茂町田; Masahiro Yoshioka; 正博吉岡; Kazuaki Miyazaki; 宮崎　和明; Hiroyuki Kataoka; 宏之片岡; Toshio Kushiro; 久代　利夫
Original assignee: Hitachi Ltd; Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1989-04-20
Filing date: 1989-04-20
Publication date: 1990-11-14

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〕本発明はスクロール形流体機械に係り、特に吐出圧力の
低いファンブロワや真空ポンプ等に好適な旋回スクロー
ルの自転防止部材の構成を有するスクロール形流体機械
に関する。

〔従来の技術〕

従来のスクロール形流体機械は、特開昭６２−１．３５
６８３号公報に記載のように旋回スクロールに作用する
スラスト力をスクロール鍍板部の外周で受け、旋回スク
ロールの自転を防止するオルダムリングにはそのスラス
ト力が作用しないように構成されており、オルダムリン
グが自重を支持するためオルダムリング環状部の片面が
摺動面となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は空調機用圧縮機を対象として発明されて
いるので旋回スクロールには非常に大きなスラスト力が
働いていて、この力を受けるため鏡板外径を大きくした
構成となっており、したがって吐出圧力の低いファンブ
ロワまたは真空ポンプ等に対しては十分な配慮がされて
おらず、これらの流体機械に従来技術を採用しようとす
る場合には鏡板のスラスト受けの部分だけが大径化して
、機械全体としても小型軽量化がむずかしいという問題
があった。また軸方向長さに対しても主軸に設けたバラ
ンスウェイトおよびオルダムリングがそれぞれ長手方向
に異なる位置に配置されているため、機械全体の長さが
長くなるという問題があった。

本発明の目的は、旋回スクロールの自転を防止するオル
ダムリングの両面をそれぞれ摺動面として上面では旋回
スクロールのスラスト力を受けると共に下面では旋回ス
クロールのスラスト力とオルダムリングの自重を受ける
ようにし、オルダムリングとは別体に配置したキーとの
はめ合い部にはスラスト方向にすきまを設けて円滑化を
図り、オルダムリングの内側にバランスウェイトを配置
するように構成して小型軽量化を図り、旋回スクロール
の運動に対して耐焼付性もしくは摺動特性の良好なオル
ダムリングを有するスクロール形ファンあるいはブロワ
もしくは真空ポンプ等のスクロール形流体機械を提供す
るにある。

〔課題を解決するための手段〕上記目的を達成するために、本発明のスクロール形流体
機械はオルダムリングをバランスウェイトとスラスト方
向にてほぼ同一面内に配置すると共に旋回スクロール軸
受を旋回スクロール鏡板に対して圧縮作動室側に設ける
構成とし、旋回スクロールの自転防止を環状のオルダム
リングと該環状幅より長い摺動部を有するオルダムキー
との組合せによって行うと共にオルダムリングの環状部
分と固定スクロール部材とによって旋回スクロール軸方
同慶を制御しつつ旋回スクロールのスラスト力をオルダ
ムリングの環状部分で支持し、オルダムキーの先端とオ
ルダムリングの溝底部との間にすきまを設けた構成とし
、またオルダムキーとは少し離れたところでオルダムリ
ングの上下面に凸状環状部分を設け、この凸状環状部分
に潤滑剤もしくは潤滑油を供給する環状溝を設けると共
に。

このオルダムリングの環状部分と固定スクロールとで旋
回スクロールの軸方向位置を決められるようにして、オ
ルダムリングの上下面に旋回スクロールのスラスト力が
作用するように構成し、さらにオルダムリングをアルミ
ニウム合金で形成すると共にオルダムリングの摺動部分
にテフロン複合樹脂被膜を形成し、またオルダムリング
とキーとのはめ合い部でオルダムリングの外周側および
内周側の幅を中央部の幅と異なる寸法に構成したもので
ある。

〔作　用〕

上記スクロール形流体機械は、オルダムリングがバラン
スウェイトの外側に配置されて旋回スクロールのスラス
ト力を受けつつ旋回スクロールの位置を決めているので
旋回スクロールがオルダムリングによって自転を阻止さ
れると共に固定スクロールとの間のラップ間すきまが適
正に維持され、かつオルダムリングの摺動部分の運動状
態がオルダムリング下面とフレーム間およびオルダムリ
ング上面と旋回スクロールの鏡板間で直線すべり運動で
あるので従来技術での旋回すベリ運動のものよりもすべ
り面の信頼性が向上し、またオルダムリングが凸状環状
部分で旋回スクロールのスラスト力を受ける一方でオル
ダムキーとのはめ合い部で旋回スクロールの自転阻止力
を受ける構成により、オルダムリングの円周方向に沿っ
てスラスト力を受ける部分と自転阻止力を受ける部分と
が互いに独立して配置されているので互いの摺動によっ
て発熱する部分が分離されていて摺動熱の放散性が良好
となり、さにオルダムリングのスラスト受は部に潤滑剤
もしくは潤滑油を保持する溝を設けたリオルダムリング
の摺動面にテフロン複合樹脂被膜を設けたりしているの
で耐焼付性が向上してオルダムリングによる摩擦損失を
低減することができ、また上記旋回スクロールの自転防
止がオルダムリングとキーとのはめ合い部の側面で受け
るように構成しであるのに対して、オルダムリングのは
め合い部が凹形状の場合には中央部の幅より外周部およ
び内周部の幅を広く形成する一方で凸形状の場合には中
央部の幅より外周部および内周部の幅を狭く形成するこ
とによりはめ合い部の側面でも片当りすることなく良好
なすへり状態をうろことができる。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を第１図ないし第８図により説明
する。

第１図は本発明によるスクロール形流体機械の一実施例
を示す縦断面図である。第１図において、１はインボリ
ュート曲線またはこれ１こ類（以した曲線の形状に形成
されたラップ１ａと、このラップ１ａを立設する固定鏡
板１ｂとによって構成される固定スクロールであって、
固定スクロール１の鏡板１ｂの外周部でフレーム３に固
定されており。

固定スクロール１の鏡板１ｂの中央部には吐出ポート４
を設けである。さらにフレーム３にはモータ５のステー
タ５ａが配置され、その下にふたケース６が配置される
。一方で主軸７はフレーム３に設けた主軸受８およびふ
たケース６に設けた下軸受９によって支承され、主軸７
にはモータ５ａのステータ５ａに相対してモータ５のロ
ータ５ｂが止めナツト１０とスペーサ１１によって固定
される。

また主軸７の一端には偏心軸１２が構成されており、こ
の偏心軸１２に旋回軸受１３ａ、１３ｂからなる旋回軸
受１３を介して旋回スクロール２が旋回スクロールボス
部２ｃにより連結される。さらに旋回スクロール２の運
動に伴って発生する遠心力のバランスを取るため、主軸
７にはバランスウェイト１４およびカウンタウェイト１
５が設けられ、旋回スクロールボス部２ｃには偏心軸１
２と接触しないようにプラグ１６が設けられる。旋回ス
クロール２は固定スクロール１のラップ１ａと同一形状
のラップ２ａと、このラップ２ａを設立する鏡板２ｂと
によって構成され、固定スクロール１とは１８０度ずら
して且つ固定スクロール１にかみ合った状態で配置され
る。

旋回スクロール２の自転防止は環状のオルダムリング１
７によって行なわれ、このオルダムリング１７はバラン
スウェイト１４とほぼ同一平面内に配置されると共に、
旋回スクロール２とフレーム３との間でサンドウィッチ
状に配置され、旋回スクロール２を支承している。旋回
スクロール２は固定スクロール１をフレーム３からはず
すことにより上部に抜き出すことができるように、偏心
軸１２と旋回軸受１３との間にはすきまを設けて配置さ
れる。

上記の構成で、モータ５によって主軸７が回転すると、
オルダムリング１７によって自転を阻止された状態で旋
回スクロール２が旋回運動を行なう。

これに伴ってフレーム３に設けた吸入口２６から作動流
体が流入し、固定スクロール１と旋回スクロール２のラ
ップｌａ、２ａ同士で形成された圧縮作動室２７を外周
側から内周側へ向けて順次縮小させることによって、圧
縮作動室２７内に油液を含まない状態で気体の圧縮なら
びに移送を行ない、最終的に吐出ポート４から吐き出す
。この圧縮作動室２７での気体の圧縮に伴って生ずるガ
スのスラスト力は旋回スクロール２を固定スクロール１
から離すように作用するが、このスラスト力はオルダム
リング１７を介してフレーム３で支持される。この旋回
スクロール２は圧縮作動室２７の側に設けた２３個の旋
回軸受１３ａ、１３ｂからなる旋回軸受１３によって支
持されるため、運転中のばたつきが非常に小さく抑えら
れる。したがってオルダムリング１７の両面のスラスト
受は部では片当りの発生することがなくなり、摺動面に
ついては長期にわたって高い信頼性かえられる。主軸７
のバランスウェイト１４とカウンタウェイト１５は旋回
スクロール２に対して静バランスをとるために設けられ
ており、これにより機械の振動を少なくできる。

第２図は第１図のオルダムリング１７の外観図である。

第２図において、オルダムリング】７のオルダムキー２
０との両面のはめ合い部１８ａ、１８ｂからなるはめ合
い部１８が凹形状の場合を代表して示す。

このオルダムキー２０は環状のオルダムリンク１７の幅
より長い摺動部２０ｃを有し、オルダムリング１７とは
別体に配置される。この環状のオルダムリング１７とそ
の環状幅より長い摺動部２０ｃを有するオルダムキー２
０との組合せによって旋回スクロール２の自転防止を行
なうとともに、オルダムリング１７の環状部と固定スク
ロール１の部材によって旋回スクロール２の軸方向変位
を制御し、旋回スクロール２のスラスト力をオルダムリ
ング１７の環状部で支持するようにして、オルダムリン
グ１７とオルダムキー２０が組み合わされた状態でオル
ダムキー２０の先端の摺動部２０ｃとオルダムリング１
７のはめ合い部１８の溝底部との間にすきまを設けてい
る。

第３図（ａ）　、　（ｂ）は第１図のオルダムリング１
７とオルダムキー２０とのはめ合い部１８のそれぞれは
め合い部１８ａ、１８ｂの部分断面図である。第３図（
ａ）において、旋回スクロール２の鏡板２ｂに設けたオ
ルダムキー２０ａはオルダムリング１７の上面のはめ合
い部１８ａにおいてオルダムリング１７とスラスト方向
にすきま２２ａを設け、かつオルダムキー２０ａの近傍
でスラスト力を受けないように構成するため、旋回スク
ロール２の鏡板２ｂとオルダムリング１７との間にすき
ま２１ａを設けると共に、フレーム３とオルダムリング
１７どの間にもすきま２１ｂを設けである。これにより
旋回スクロール２のスラスト力はオルダムリング１７の
凸状環状部（スラスト受は部）　２０ａ、２３ｂで受け
る構成である。第３図（ｂ）において、第３図＜ａ＞と
同様にしてフレーム３に設けたオルダムキー２０ｂとそ
の周囲でスラスト力を受けないように、それぞれすきま
２１ａ　、　２１．ｂ　、　２２ｂを設ける。また第３
図（ａ）、（ｂ）のオルダムキー２０８゜２０ｂの中心
線（すなわち紙面に直角な方向）の延長線は組立状態で
互いに直行する配置となっている。

このようにオルダムリング１７のオルダムキー２０８゜
２０ｂとのはめ合い部１８ａ、１８ｂおよび周囲にすき
ま２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂを設けることにより
、オルダムリング１７の凸状環状部（スラスト受は部）
２３でスラスト力を受ける部分と、はめ合い部１８で自
転阻止力を受ける所とを周方向に複数個の凹凸面を形成
して独立した配置としであるため、摺動熱を発生する部
位がオルダムリング１７内で重複することがなくて運転
中の温度を常に低く保つことができるので、オルダムリ
ング１７を長期にわたって高い信頼性をうろことができ
る。またオルダムリング１７の凸状環状部（摺動部）２
３の運動状態について述べると、オルダムリング１７の
下面とフレーム３の間のすベリは直線運動であり、オル
ダムリング１７の上面と旋回スクロール２の鏡板２ｂの
間のすべりも同様に直線運動である。これによって従来
技術の旋回スクロールのスラスト受は面のすべりが旋回
運動となっているのに対して、本実施例のような直線す
ベリ面の方が異物かみ込み等に対しても良好な特性をも
ち、すベリ面の信頼性が高い。

第４図は第１図のオルダムリング１７の一実施例を示す
平面図である。第４図において、第２図の形状のオルダ
ムリング】７の上面の凸状環状部（スラスト受は部）２
３ａに環状溝１９を設け、この溝１９には潤滑剤もしく
は潤滑油を備えることが可能である。

第５図（ａ）　、　（ｂ）は第１図のオルダムリング１
７の他の実施例を示す平面図およびそのｘ−ｘ断面図で
ある。第５図（ａ）、　（ｂ）において、オルダムリン
グ１７はその周方向に沿って両面の凸状環状部２３ａ　
。

２３ｂからなる凸状環状部（スラスト受は部）２３と凹
状環状部２１ａ、２１ｂからなる凹状環状部２１を交互
に配置し、この凸状環状部２３には環状溝１９ａ、１９
ｂが上下両面に設けられる。この凸状環状部２１はスラ
スト受は部として作用するため、環状溝１９の中には潤
滑剤はや潤滑油を配設できる。

第６図（ａ）、（ｂ）は第１図のオルダムリング１７の
さらに他の実施例を示すオルダムキー２０とのはめ合い
部の部分平面図およびその矢視方向側面図である。第６
図（ａ）、（ｂ）において、オルダムリング１７はアル
ミニウム合金等で構成し、かつオルダムリング１７の凸
状環状部（スラスト受は部）２３には環状溝（油溝）１
９を設けるとともに、テフロン複合樹脂によるコーティ
ング層２４ｃ　、　２４ｄ　、　２４ｅ　、　２４ｆを
設けてあり、またオルダムキー２０とのはめ合い部１８
の内面にも同様のテフロン複合窄脂のコーティング層２
４ａ　、　２４ｂ　、　２４ｇを設けてあって、これら
のコーティング層は無潤滑状態でも良好なすベリ面を形
成している。さらにオルダムキー２０とのはめ合い部１
８においては中心部の溝幅Ｑｏより外周側の溝幅Ｑ！お
よび内周側の溝幅Ｑ２を大きく構成し、オルダムリング
１７とオルダムキー２０との運動が円滑に行われるよう
にしである。

第７図（ａ）、（ｂ）は第１図のオルダムリング１７の
さらに他の実施例を示すオルダムキーとのはめ合い部の
部分平面図およびその矢視方向側面図である。第７図（
ａ）　、　（ｂ）において、第６図（ａ）、（ｂ）のオ
ルダムキー２０との凹形状のはめ合い部１８の形状と異
った凸形状のはめ合い部２５を構成しており、この構成
では相手オルダムキー２０に相当するものがなく、旋回
スクロール２の鏡板２ｂおよびフレーム３には凸状はめ
合い部２５に対応した凹形状のキー溝（図示していない
）が設けられ、実質的にオルダムリング１７の凹状はめ
合い部（溝）１８と同等である。この場合のはめ合い部
２５の表面にもテフロン複合樹脂のコーティング層２４
ａ　、　２４ｂ　、　２４ｈが設けられ、無潤滑状態で
も良好なすベリ面を構成している。さらに凸状はめ合い
部２５の円周方向幅については、中央部の幅ＱＯより外
周側の幅Ｑ３および内周側の幅ｐ４を小さく形成してあ
り、オルダムリング１７と相手キー溝との運動が円滑に
行われるようにしている。

第８図は本発明によるスクロール形流体機械の他の実施
例を示す縦断面図である。第８図において、第１図と同
一符号は相当部分を示すものとし、第１図と異なる構成
のところを主に説明すると、モータ５およびバランスウ
ェイト１４等を備えた主軸７は偏心軸１２を有しており
、固定カバー３０に設けた軸受３２と主軸受８によって
軸支される。また固定カバー３０は固定スクロール１に
固定され、固定スクロール１の鏡板１ａと共に吐出流路
３３を構成する。旋回スクロール２はその鏡板２ｂを固
定スクロール１とオルダムリング１７とによってサンド
インチ状に支持される。このような構成により旋回スク
ロール２はより安定した状態で支持されるので、旋回ス
クロール２のラップ２ａと固定スクロール１のラップ１
ａとの間のすきまは運転中に常に一定でかつ非接触で微
小寸法のまま保つことができる。したがってスクロール
ラップｌａ、２ａの間での作動流体の漏れを少なくする
ことが可能となり、ひいては効率の向上を図ることがで
きる。

オルダムリング１７などの構成については、第１図の実
施例で説明したのと同様である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、旋回スクロールのスラスト力をオルダ
ムリングによって支持するようにしたので、旋回スクロ
ールの鏡板の直径をスラスト受けのために大きくしなく
てもよく、両スクロール部材を小径化することができ、
またバランスウェイトをオルダムリングとほぼ同一平面
内に配置したので、機械の軸方向長さを小さくすること
が可能であって、これらによりスクロール形流体機械の
全体としての小型軽量化の効果がある。またオルダムリ
ングはスラストの受は部の潤滑条件の改良を図ったり、
無潤滑状態でも摺動部での摩擦損失や発熱を小さく抑え
るように構成しであるので、機械的摩擦損失の少ない高
効率のスクロール流体機械がえられる効果がある。さら
にスクロール圧縮作動室内に油液を含まないドライな状
態でも旋回スクロールの姿勢を安定な状態で駆動できる
ので、効率よくかつ吐出気体中に油分を含まない清浄な
圧縮気体をうろことができる効果がある。また吐出気体
中に油分を含まない状態でもオルダムリングの焼付現象
などがなく、高い信頼性を有するスクロール形流体機械
を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスクロール形流体機械の一実施例
を示す縦断面図、第２図は第１図のオルダムリングの外
観図、第３図（ａ）、（ｂ）は第１図のオルダムリング
と旋回スクロール鏡板およびフレームに設けたキーとの
はめ合い部の部分断面図、第４図は第１図のオルダムリ
ングの一実施例の平面図、第５図（ａ）　、　（ｂ）は
第１図のオルダムリングの他の実施例の平面図およびＸ
−Ｘ断面図、第６図（ａ）、（ｂ）は第１図のオルダム
リングのさらに他の実施例の部分断面図および矢視側面
図、第７図（ａ）、（ｂ）は第１図のオルダムリングの
さらに他の実施例の部分平面図および矢視側面部、第８
図は本発明によるスクロール形流体機械の他の実施例を
示す縦断面図である。１・・・固定スクロール、２・・・旋回スクロール、３
・・・フレーム、４・・吐出ボート、５モータ、６・・
・ふたケース、７・・・主軸、８・・・主軸受、９・・
・下部軸受、１２・・・偏心軸、１３・・・旋回軸受、
１４・・・バランスウェイト、１５・カウンタウェイト
、１７・・・オルダムリンク。１８・・・はめ合い部、１９・・溝、２０・・・オルダ
ムキー、２１゜２２・・すきま、２３・・・スラスト受
は部、２４・・・テフロン複合樹脂被膜、２５・・・は
め合い部、２６・・・吸入ポート。２７・・・圧縮作動室。第図代理人弁理士　　秋　本　正　実冗気スクロー（し２−−−χ九亘已２Ｄ−ｒし３−−−フレーへ４−一一吐光木゛−ト５−・−モータ６・・・ツ、Ｔてγ−スフーｉ釉８−−一工＃Ｂ交９・−下計釉焚１２−　　備、し輪３−−一距口釉吏４−一−ハーフ／スフエイト５−−−カウンタウェイト７−−−７ルり′Ａリンク゛８−−−コめ金いが第２図７−−−不１し９゛４リング８−−−　ｔコめ８いｆｌ’ ２０−−−λルり゛Ａ代− 第４図７−゛−不レしＡリング１８−−−１２め４＼、舒９−−一溝２３−一−スクスト受す鐸第　３　図２−一一夜回スクＤ１し３−−−フレー４７−−−７１しターム１ルク旧−−−１１ｅ）−会い肝ＺルタＡ六２１．２２−Ｔｒ！２Ｂ−−−−フラヌト交り費第図１ａ

Claims

【特許請求の範囲】

１．鏡板にインボリュート曲線またはこれに類似した曲
線形状からなるラップを設立させた固定スクロールと、
該固定スクロールに向い合ってかみ合う鏡板にインボリ
ュート曲線またはこれに類似した曲線形状からなるラッ
プを立設させた旋回スクロールとで圧縮作動室を構成し
、上記旋回スクロールの中央部に駆動軸を配設して該旋
回スクロールを固定スクロールに対して自転を阻止させ
つつ公転運動をさせながら、上記圧縮作動室を外周側か
ら内周側へ向けて順次縮小させることによって、該圧縮
作動室内に油液を含まない状態で流入気体の圧縮ならび
に移送を行うスクロール形流体機械において、上記旋回
スクロールの自転防止を環状のオルダムリングと該環状
幅より長い摺動部を有するオルダムキーとの組合せによ
って行うと共に、上記オルダムリングの環状部分と固定
スクロール部材とによって旋回スクロールの軸方向変位
を制御しして該旋回スクロールのスラスト力をオルダム
リングの環状部分で支持し、かつオルダムリングとオル
ダムキーとが組み合わされた状態でオルダムキーの先端
部分とオルダムリングの溝底部分との間にすきまを設け
て構成したことを特徴とするスクロール形流体機械。
２．上記オルダムリングの環状部分の上下両面が部分的
に摺動部となるように構成したことを特徴とする請求項
１記載のスクロール形流体機械。
３．上記オルダムリングの環状部分の一方の面の摺動部
の相手部材が旋回スクロール部材であって他方の面の摺
動部の相手部材がフレームの静止部材で構成したことを
特徴とする請求項２記載のスクロール形流体機械。
４．上記オルダムリングの環状部分を周方向い沿って複
数個の凹凸状面を形成し、該凹状面に１対のオルダムキ
ーとはめ合う部分を設けて構成したことを特徴とする請
求項１記載のスクロール形流体機械。
５．上記オルダムリングを配置した内側に駆動軸に設け
たバランスウェイトを配設すると共に、旋回スクロール
の軸方向位置を上記オルダムリングと固定スクロールと
によって定めるように構成したことを特徴とする請求項
１または請求項２または請求項３記載のスクロール形流
体機械。
６．上記オルダムリングをアルミニウム合金で形成する
と共に、その表面もしくは摺動部分にテフロン樹脂を主
成分とする複合高分子材料をコーティングして構成した
ことを特徴とする請求項１記載のスクロール形流体機械
。
７．上記オルダムリングの環状部分のスラスト力を受け
る部分もしくは厚さの厚い部分の表面に溝を設け、該溝
に潤滑剤もしくは潤滑油を備えたことを特徴とする請求
項１または請求項３または請求項６記載のスクロール形
流体機械。
８．上記オルダムリングのオルダムキーとのはめ合い部
の周辺に相手部材との間のすきまを設けたことを特徴と
する請求項１および請求項２および請求項３記載のスク
ロール形流体機械。
９．上記オルダムリングとオルダムキーとのはめ合い部
でオルダムリング側を凹形状に構成した場合には該凹形
状の幅をオルダムリングの外周側および内周側で中心部
より広く形成し、オルダムリング側を凸形状に構成した
場合には該凸形状の幅をオルダムリングの外周側および
内周側で中心部より狭く形成したことを特徴とする請求
項１および請求項３および請求項６記載のスクロール形
流体機械。