JPH03151585A

JPH03151585A - スクロール型流体装置

Info

Publication number: JPH03151585A
Application number: JP29084189A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yoshioka; 正博吉岡; Hiroyuki Kataoka; 宏之片岡; Yoshiyuki Hatasaki; 畑崎　良幸; Takashi Sugano; 菅野　俊; Yoshihiro Onishi; 大西　良弘
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1989-11-07
Filing date: 1989-11-07
Publication date: 1991-06-27

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、圧縮機や真空ポンプなどに用いられるスクロ
ール型流体装置に関し、特に、旋回スクロールの自転防
止機構に係るものである。

−（従来の技術）一般に、スクロール型流体装置は、特開昭５９−１４１
７８３号公報に開示されているように、ケーシング内に
固定スクロールと旋回スクロールとが収納されており、
該両スクロールはそれぞれ鏡板の前面に渦巻状のラップ
が突出形成されて成り、該両鏡板を対面させて両ラップ
を互いに噛合させ、該両ラップの側面接触間に圧縮室が
形成されるように成っている。更に、上記旋回スクロー
ルは鏡板背面にクランク軸が軸心より偏心して連結され
ると共に、該鏡板背面にてケーシングに支持されている
。そして、上記クランク軸を回転すると、旋回スクロー
ルはフレームとの間に設けられたオルタムリングによっ
て自転が阻止され、固定スクロールに対して公転のみ行
い、ラップ側方より低圧流体が圧縮室に流入し、該圧縮
室の収縮により流体は圧縮されて固定スクロールの中央
吐出口より吐出される。

該スクロール型流体装置において、オルダムリングはリ
ング部材の上面に１対のスクロールキーが、下面に１対
のフレームキーが直交方向に位置して突出形成されて成
り、該各キーに対応して旋回スクロールの鏡板及びフレ
ームにキー溝が削設されている。そして、上記クランク
軸の回転に伴って各キーがキー溝内を往復摺動して旋回
スクロールの自転を阻止している。

（発明が解決しようとする課題）上述したスクロール型流体装置において、第７図に示す
ように、オルタムリングａの各キーｂと旋回スクロール
の鏡板又はフレームのキー溝Ｃとは、該キーｂがキー溝
Ｃ内を摺動するので、両側間に少隙δ１．δ２　（隙間
δ−δ１＋δ２）が存するように形成されている。そし
て、該隙間δを大きくすると、オルタムリングａががた
つき、振動が発生するばかりでなく、旋回スクロールの
不釣合振動を誘起するという問題があった。また逆に、
上記隙間δを小さくすると、キーｂとキー溝Ｃとの摩擦
によって発熱し、その際、キーｂが一体物の凸部で形成
されているので、熱変形が大きく、隙間δが減少するこ
とになり、摩擦トルクが増大したり、キーｂ又はキー溝
Ｃが焼損するという問題があった。

従って、上記間隙δが所定値になるようにオルダムリン
グを加工しなければならず、高度な加工精度が要求され
ると共に、強度設計についても高精度に行う必要があっ
た。

また、上記オルタムリングａが周回方向に回動゛すると
、キーｂの外端側部がキー溝Ｃに接し、所渭片当りが生
ずるという問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、発熱によ
るキーの熱変形を低減し、隙間を小さく設定できるよう
にすると共に、所謂片当りが生じ難くすることを目的と
するものである。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明が講じた手段は、キ
ーの変形を吸収するスリットを該キーに形成するように
したものである。

具体的に、請求項（１）に係る発明が講じた手段は、先
ず、鏡板の前面に渦巻状のラップが立設されて成る固定
スクロールと、鏡板の前面に渦巻状のラップが立設され
て成る旋回スクロールとが互いにラップを口麿合して並
設されている。更に、該旋回スクロールは鏡板背面側に
てフレームに支持され、該フレームと鏡板との間には上
記旋回スクロールの自転防止用オルタムリングが介設さ
れたスクロール型流体装置を前提としている。

そして、上記オルダムリングはフレーム及び鏡板に係合
するキーがリング部材に形成されて構成される一方、上
記フレーム及び旋回スクロールの鏡板にはオルダムリン
グの各キーが係合するキー溝が形成されている。加えて
、上記オルダムリングの各キーにはリング部材の径方向
に延びるスリットが少なくとも１つ以上形成された構成
としている。

また、請求項（ａに係る発明が講じた手段は、請求項（
１）の発明におけるキー及びキー溝を逆に形成したもの
であり、フレーム及び旋回スクロールの鏡板にキーが、
オルダムリングにキー溝が形成され、該キーにスリット
が形成された構成としている。

また、請求項（３）に係る発明が講じた手段は、上記請
求項（１）又は（２）記載の発明において、スリットは
キー先端側の先端幅がキー底側の底幅より大きくなるよ
うに形成されており、また、請求項（４）に係る発明が
講じた手段は、上記請求項（１）、　（２４又は（３）
記載の発明において、キーの外端面側の隅角部は円弧部
に形成された構成としている。

（作用）上記構成により、本発明では、旋回スクロールに連結さ
れた駆動軸を回転すると、該旋回スクロールはフレーム
との間に介設されたオルダムリングにより固定スクロー
ルに対して自転することなく公転運動のみ行う。そして
、上記旋回スクロールの公転によって両スクロールのラ
ップ間には密閉室が形成され、該密閉室が、例えば、中
央に向って渦巻状に移動しつつその容積が収縮し、流体
を圧縮して固定スクロールの中央部より吐出する。

この駆動時において、請求項（１）に係る発明では、オ
ルダムリングのキーが旋回スクロール及びフレームのキ
ー溝に、請求項（２）に係る発明では、オルダムリング
のキー溝に旋回スクロール及びフレームのキーが係合し
、該キーがキー溝内を往復摺動してオルダムリングが旋
回スクロールの自転を阻止している。そして、上記キー
の往復摺動により発熱し、キーが熱変形すると、該熱変
形の一部がスリットで吸収されることになる。特に、請
求項（３）に係る発明では、キー底部の強度が低下する
ことなく、上記熱変形が吸収される。

また、請求項（４）に係る発明では、オルダムリングの
移動時において、キーがキー溝に対して片側に片寄った
際、スリットによる変形及び外端側部の円弧部によって
キーの局所的な片当りが生じることはない。

（発明の効果）従って、請求項（１）及び（２）に係る発明によれば、
各キーにスリットを形成して熱変形の一部を吸収するよ
うにしたために、キーとキー溝間の初期隙間及び運転隙
間を小さく設定することができるので、オルダムリング
の振動を低減することができると共に、旋回スクロール
の不釣合振動を防止することができ、オルダムリングが
安定して往復運動することになり、耐久性及び信顆性を
向上させることができる。また、上記キーの熱変形を抑
制することができるので、キー溝との間の隙間の変動が
小さくなり、摩擦トルクの増大を防止することができる
と共に、キー及びキー溝の焼損を防止することができる
。更に、上記キーの熱変形の抑制によってオルダムリン
グ等の強度設計及び加工精度について高度なものが要求
されなくなり、設計及び加工を容易に行うことができる
。

また、上記キーがスリットによって容易に変形するので
、該キーがキー溝の片側に片寄った際、片当りを防止す
ることができる。

また、請求項（３）に係る発明によれば、スリットの幅
を底部側で小さくしたので、キーの底部における応力を
小さくすることができることから、該キーの損傷を防止
することができる。

また、請求項（４）に係る発明によれば、キーの外端両
側を円弧部にしたので、スリットによるキーの変形と相
俟ってより確実に片当りを防止することができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図及び第２図に示すように、１は空気等の各種流体
を圧縮して吐出するブロアや圧縮機などの他、流体を吸
引して吐出する真空ポンプなどに用いられるスクロール
型流体装置である。

該スクロール型流体装置１は、ケーシング２に駆動機構
１１とスクロール機構１２とが取付けられて構成され、
該ケーシング２はほぼ円盤状に形成された本体部２１の
片面（下面）にモータハウジング部２２が取付けられて
形成されている。

上記駆動機構１１はモータハウジング２２内に収納され
たモータｌｌａにクランク軸３が嵌挿されて構成されて
いる。該クランク軸３はクランク主軸３１の上端にスク
ロール軸３２が該クランク主軸３１の軸心より半径方向
に偏心して突出形成されて成り、上記クランク主軸３１
は上端部が軸受３Ｂ、３４を介してケーシング２の本体
部２１に、下端部が軸受３５を介してモータハウジング
部２２の底板に回転自在に嵌挿されてケーシング２に支
持されている。更に、上記クランク主軸３１の上端部に
はメインバランスウェイト３６が、下端部にはサブバラ
ンスウェイト３７が設けられていて、該両バランスウェ
イト３６．３７がスクロール機構１２により生ずる遠心
力による不釣合を相殺するようにしている。

上記ケーシング２の本体部２１には、上面に第１段差部
２３ａが形成されると共に、該第１段差部２３ａの内側
に第２段差部２３ｂが、該第２段差部２３ｂの内側に凹
部２４が順に形成されており、該凹部２４内を上記メイ
ンバランスウェイト３６が回転するように構成されてい
る。更に、上記本体部２１の中央部には軸孔２５が上下
両面に貫通して穿設されており、該軸孔２５には上記ク
ランク主軸３１が軸受３３，３４を介して嵌挿支持され
ている。

上記スクロール機構１２は、固定スクロール４と旋回ス
クロール５とを備えて構成され、該両スクロール４，５
はそれぞれ円盤状に形成された鏡板４１．５１の前面に
渦巻状（インボリュート曲線状）のラップ４２．５２が
一体に立設されて形成されている。そして、該両スクロ
ール４，５は互いにｆｉ、［４１，５１の前面を対面さ
せて上下に並設されると共に、両ラップ４２．５２が互
いに噛合されている。

更に、上記固定スクロール４における鏡板４１の外周縁
にはフランジ４３が一体形成されており、該フランジ４
３は旋回スクロール５の側方を覆うように下方に延長さ
れていて、上記ケーシング２の本体部２１の上面外周縁
に固定されている。また、上記固定スクロール４の鏡板
４１には両ラップ４２．５２の外側に連通ずる吸込口４
４が外周部に、吐出口４５が中央部にそれぞれ穿設され
ている。

一方、上記旋回スクロール５は鏡板５１の下面外周縁が
ケーシング本体部２１の第１段差部２３ａに設置されて
いて、該鏡板５１背面側に延びるフレームであるケーシ
ング本体部２１に支持されている。更に、上記旋回スク
ロール５の鏡板５１背面にはボス部５３が突出形成され
ていて、該ボス部５３に上記クランク軸３のスクロール
軸３２が軸受５４を介して嵌合され、旋回スクロール５
がクランク主軸３１の軸心より偏心して回転すると共に
、両ラップ４１．５１が偏心方向の側面にて接触して、
両ラップ４２．５２間に密閉室１３が該ラップ４２．５
２の外周巻終り端より形成され、中央部に渦巻状に移動
しつつ容積が収縮するように構成されている。

また、上記旋回スクロール５の鏡板５１とケーシング２
の本体部２１との間には、本発明の特徴とするオルダム
リング６が介設されている。該オルダムリング６は、第
３図及び第４図に示すように、上記旋回スクロール５の
自転を阻止するように構成されており、リング部材６１
の片面（下面）に１対のフレームキー６２．６２が、他
の片面（上面）に１対のスクロールキー６３．６３が突
出形成されて構成されている。そして、上記リング部材
６１は偏平な円形のドーナツ盤状に形成されていて、上
記ケーシング本体部２１の第２段差部２３ａに着座する
ように設けられている。また、上記フレームキー６２は
ケーシング本体部２１に係合し、スクロールキー６３は
旋回スクロール５の鏡板５１に係合しており、該フレー
ムキー６２とスクロールキー６３とは直交方向に配設さ
れている。

更に、上記各キー６２．６３にはリング部材６１の径方
向に延びるスリット６４が１本宛形成されている。該ス
リット６４は各キー６２．６３の中央部に外周端から内
周端に亘って形成されていて、各キー６２．６３を左右
に２分割しており、更に、上記各スリット６４は深さが
キー６２，６３の高さと同一に形成される共に、スリッ
ト幅が深さ方向に同一に形成されて構成されている。

一方、上記ケーシング本体部２１の第２段差部２３ｂに
は上記フレームキー６２が係合するキー溝２１ａが、ま
た、上記旋回スクロール５の鏡板５１背面には上記スク
ロールキー６３が係合するキー溝５１ａがそれぞれ形成
されている。そして、該各キー溝２１ａ、５１ａは両側
部に各キー６２゜６３の側面との間に少欲δ１．δ２　
（隙間δ−６１＋δ２）が存するように形成され、該キ
ー溝２１ａ、５１ａ内をキー６２．６３が往復摺動する
ように構成されている。

次に、このスクロール型流体装置１の作用について説明
する。

先ず、低圧流体は図示しない吸入管より吸込口４４を介
して両ラップ４２．５２の外側に導入されており、一方
、モータ１１ａの駆動によりクランク軸３が回転し、該
クランク軸３の軸心より偏心したスクロール軸３２の回
転によって旋回スクロール５が固定スクロール４に対し
て回転する。

そして、この旋回スクロール５はオルダムリング６によ
って自転が阻止され、クランク軸３の軸心を中心に公転
することになり、この公転によって両スクロール４．５
のラップ４２．５２間で密閉室１３が順次形成され、該
密閉室１３が中央の吐出口４５に向って渦巻状に移動し
つつその容積が収縮し、上記低圧流体が密閉室１３内で
圧縮され、吐出口４５より吐出される。

この駆動時において、上記オルダムリング６のフレーム
キー６２はケーシング本体部２１のキー溝２１ａに、ス
クロールキー６３は旋回スクロール５のキー溝５１ａに
それぞれ係合し、該各キー６２．６３がキー溝２１ａ、
５１ａ内を往復摺動して旋回スクロール５が自転するこ
となく公転のみ行うようにしている。

そして、上記オルダムリング６において、ケーシング本
体部２１及び旋回スクロール５の鏡板５１に対する往復
摺動により発熱し、各キー６２゜６３が熱変形する場合
がある。その際、該各キー６２．６３は両側面が外側（
キー溝２１ａ、５１ａの両側面側）に変位するものの、
スリット６４側にも変位することになり、該スリット６
４によって熱変形の一部が吸収されることになる。

従って、上記各キー６２．６３にスリット６４を形成し
て熱変形の一部を吸収するようにしたために、キー６２
．６３とキー溝２１ａ、５１ａ間の初期隙間及び運転隙
間を小さく設定することができるので、オルダムリング
６の振動を低減することができると共に、旋回スクロー
ル５の不釣合振動を防止することができ、オルダムリン
グ６が安定して往復運動することになり、耐久性及び信
頼性を向上させることができる。また、上記キー６２．
６３の熱変形を抑制することができるので、キー溝２１
ａ、５１ａとの間の隙間δの変動が小さくなり、摩擦ト
ルクの増大を防止することができると共に、キー６２．
６３及びキー溝２１ａ。

５１ａの焼損を防止することができる。更に、上記キー
６２．６３の熱変形の抑制によってオルダムリング６の
強度設計及び加工精度について高度なものが要求されな
くなり、設計及び加工を容易に行うことができる。

また、上記キー６２．６３がスリット６４によって容易
に変形するので、該キー６２．６３がキー溝２１ａ、５
１ａの片側に片寄った際、片当りを防止することができ
る。

第５図は本実施例のスリット６４ａを示しており、前実
施例のスリット６４はスリット幅が全体に亘って同一に
形成されていたのに代り、本実施例のスリット６４ａは
、キー６２．６３の先端側の先端幅が大きく、キー６２
．６３のキー底側に向ってスリット幅が小さく、底幅が
最も小さく形成されていて、横断面台形状に形成されて
いる。

従って、本実施例によれば、上記スリット６４ａの幅を
底部側で小さくしたので、キー６２．６３の底部におけ
る応力を小さくすることができることから、該キー６２
．６３の損傷を防止することができる。

第６図は上記各キー６２．６３の他の実施例を示してお
り、該各キー６２．６３における外端両側の隅角部が所
定半径の円弧部６５に形成されている。

従って、本実施例によれば、第６図に示すように、キー
溝２１ａ、５１ａに対してキー６２．６３が片寄った際
、スリット６４によるキー６２゜６３の変形と上記円弧
部６５によってキー溝２１ａ、５１ａに対して局所的な
接触が防止され、より確実に片当りを防止することがで
きる。

尚、上記各実施例は、オルダムリング６にキー６２．６
３を、旋回スクロール５及びケーシング２にキー溝５１
ａ、２１ａを形成したが、逆に、オルダムリング６にキ
ー溝を、旋回スクロール５及びケーシング２にキーを設
けてもよい。そして、その際においても、キーにスリッ
ト６４等を形成することになる。

また、上記スリット６４．６４ａは各キー６２゜６３に
１つのみ形成したが、２つ以上並列に形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の実施例を示し、第１図はスク
ロール型流体装置の縦断面図、第２図は同要部の分解斜
視図、第３図はオルダムリングの斜視図、第４図はキー
とキー溝との係合状態を示す断面図である。第５図は他
のスリットを示すオルダムリングの要部の正面図、第６
図は他の実施例を示すオルダムリングの平面図である。第７図は従来のオルダムリングを示す要部の正面図であ
る。１・・・スクロール型流体装置２・・・ケーシング４・・・固定スクロール５・・・旋回スクロール６・・・オルダムリング２１ａ　　５１ａ・・・キー溝４１．５１・・・鏡板４２．５２・・・ラップ６１・・・リング部材６２．６３・・・キー６４．６４ａ・・・スリット６５・・・円弧部ほか２名第２図１・・・スクロール型流体装置２・ケーシング４・・固定スクロール５・旋回スクロール６・・・オルダムリング２１ａ、５１ａ・・・キー溝４１５１・・・鏡板４２５２・・・ラップ６１・・・リング部材６２６３・・・キー６４．６４ａ・・・スリ・ノド６５・・・円弧部第３第７第４

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鏡板の前面に渦巻状のラップが立設されて成る固
定スクロールと、鏡板の前面に渦巻状のラップが立設さ
れて成る旋回スクロールとが互いにラップを噛合して並
設される一方、該旋回スクロールが鏡板背面側にてフレームに支持され
、該フレームと鏡板との間には上記旋回スクロールの自
転防止用オルダムリングが介設されたスクロール型流体
装置において、上記オルダムリングはフレーム及び鏡板
に係合するキーがリング部材に形成されて構成される一
方、上記フレーム及び旋回スクロールの鏡板にはオルダ
ムリングの各キーが係合するキー溝が形成され、上記オルダムリングの各キーにはリング部材の径方向に
延びるスリットが少なくとも１つ以上形成されているこ
とを特徴とするスクロール型流体装置。
（２）鏡板の前面に渦巻状のラップが立設されて成る固
定スクロールと、鏡板の前面に渦巻状のラップが立設さ
れて成る旋回スクロールとが互いにラップを噛合して並
設される一方、該旋回スクロールが鏡板背面側にてフレームに支持され
、該フレームと鏡板との間には上記旋回スクロールの自
転防止用オルダムリングが介設されたスクロール型流体
装置において、上記オルダムリングはフレーム及び鏡板
に係合するキー溝がリング部材に形成されて構成される
一方、上記フレーム及び旋回スクロールの鏡板にはオル
ダムリングの各キー溝に係合するキーが形成され、上記フレーム及び鏡板の各キーにはリング部材の径方向
に延びるスリットが少なくとも１つ以上形成されている
ことを特徴とするスクロール型流体装置。
（３）請求項（１）又は（２）記載のスクロール型流体
装置において、スリットはキー先端側の先端幅がキー底
側の底幅よりも大きくなるように形成されていることを
特徴とするスクロール型流体装置。
（４）請求項（１）、（２）又は（３）記載のスクロー
ル型流体装置において、キーの外端両側の隅角部は円弧
部に形成されていることを特徴とするスクロール型流体
装置。