JPH0325601B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 容積型スクロール型流体モータおよびポンプは
先行技術において多岐にわたつて記述されてい
る。例えば、米国特許第3011694号、同第3600114
号、同第3802809号、同第3874827号、同第
3884599号、同第3924977号、同第3986799号、同
第3989422号、同第3994633号、同第3994635号、
同第3994636号、同第4065279号、同第4129405号、
同第4160629号、同第4192152号、および同第
4259043号を参照されたい。このような装置は一
般に公知であり、この種の装置は、同じピツチの
「側板」と呼ばれる螺旋状即ちインボリユート形
状の相互に入込んだ表面を有し、軌道上を運動す
る側板は固定された側板と相対的に軌道軸線の周
りを変位され、これにより相対的に運動可能な側
板間の変更可能な空間内に密閉された流体と旋回
するスクロールとの間にエネルギの伝達が生じ得
るように配置されている。本装置がポンプである
かあるいはモータであるかに従つて、エネルギの
伝達はそれぞれ、旋回する側板から流体に対し、
あるいは流体から旋回する側板に対して生じるも
のである。

このような装置においては、摩擦および摩耗は
最小限度に抑制しなければならず、また従来技術
においては、ベアリングにおける半径方向の荷重
を吸収するため固定されたスクロールに対して旋
回スクロールを案内することにより側板間の接触
荷重を最終的に除去し、あるいは少なくとも最小
限度に抑えるための種々の構成が公知である。し
かし、従来技術のベアリングにおける典型的な短
所には、潤滑、実質的に大きな強度、正確な整合
状態および構造的な一体性のための必要要件を含
んでいる。また、従来技術のスクロール形の容積
型回転流体装置の運動要素と静止要素間において
は封止上の諸問題が存在し、また完全に密閉封止
された条件においてかかる装置が作動することを
可能にする適当なベアリング構造はないことが知
られている。

本発明は、このような短所を克服することを意
図し、旋回スクロール要素と固定スクロール要素
との間にローラ型のオルダム（Oldham）継手の
使用を考えるものである。従つて、本発明は、少
なくとも１つのインボリユート側板を有する固定
スクロールと固定インボリユート側板と係合関係
にある少なくとも１つのインボリユート側板を有
する旋回スクロールとからなる容積型流体装置に
関するものである。旋回側板は、固定側板および
旋回側板との間に閉じ込められた流体と旋回スク
ロールとの間のエネルギの伝達を可能にするため
固定側板に対して旋回駆動されるように配置され
ている。前記の旋回スクロールは、この旋回スク
ロールの軸心方向に反対側に同心状に配置される
等しい内径を有する固定された対向位置に対をな
す中空の円筒状支持面を含む転動接触型のロー
ラ・ベアリング構造体により固定スクロールに対
して旋回運動を行なうように案内されている。対
をなす固定された支持面の軸心は、旋回スクロー
ルの旋回軸と平行に延在し、旋回スクロールの旋
回運動の軸心と同心状である円の周囲に配置され
ている。

固定支持面の直径と等しい直径を有する旋回す
る中空の円筒状支持面は軸心方向に完全に延在し
て旋回スクロールと接続されている。この旋回す
る支持面の軸心は、対向位置に固定された対をな
す支持面の軸心と平行に延在し、そして１つの円
の円周上にあり、この円は最初に上記に述べた円
周と直径が等しい。旋回する円筒状支持面の各軸
心は、円筒状支持面の直径よりも小さな等しい偏
在距離だけ各対の固定支持面の軸心に隣接してこ
れから同じ方向に偏在し、円筒状のローラ・ベア
リング要素が各々の旋回する支持面を貫通しなが
ら前記の対をなす各固定支持面の間の内部に配置
され、かつその間に延在する。前記のローラ・ベ
アリング要素は前記偏在距離を維持するため必要
な直径と対応する直径を有するが、旋回する支持
面は固定支持面に対するその旋回軸心の周囲に運
動させられ、これにより旋回スクロールは固定ス
クロールの側板に対して旋回するように正確に案
内されるのである。

前記支持構造体は、構造的に堅固であり、幾何
的に正確に形状を呈し、遠心作用を有する支持荷
重に応答するための大きな支持面を提供し、かつ
構造的に簡単である。このような支持構造体は、
流体に対する適当な入口および出口ポートが設け
られたハウジング内に密閉状に封止することが容
易であり、また旋回スクロールに対する種々の駆
動構造を可能にするものである。

本発明の支持構造体を内蔵するスクロール型の
回転式流体装置の特定の一実施態様を図面に関し
て例示する。

図面においては、旋回スクロール部材が全体的
に番号１０で示され、軸心方向に対向位置関係の
その側面上に面対称の螺旋状側板１６及び１８を
含む。この旋回スクロール１０は、従来技術にお
いて公知の如く相互に入込んだ関係において、一
緒に固定スクロールの側板１２及び１４と係合す
る。このような相互に係合する側板については、
例えば、米国特許第4192152号を参照することに
より明らかになろう。

旋回スクロール１０は、固定ハウジング要素２
０，２２における対向位置関係をなす中空の円筒
状支持面２４，２６を含むローラ・オルダム継手
からなる支持構造によつて固定ハウジング要素２
０，２２に対して旋回経路において案内され、前
記の対向位置の対をなす固定支持面２４，２６は
全て等しい内径を有し、旋回スクロール１０の軸
心方向に反対の側面において同心状に配置されて
いる。用語「軸心方向」とは、旋回スクロールの
旋回軸と略々平行であることを意味する。対向位
置の対をなす固定された固定支持面２４，２６は
旋回スクロール１０の旋回軸と平行に延在し、か
つこれら支持面は固定スクロールの軸心と同心状
である円の円周上に配置されている。このような
複数の対をなす中空の固定支持面２４，２６は前
記の同心円の周囲に円周上に離間された関係にお
いて配置され、更に望ましい実施例においては旋
回スクロール１０の周辺部に隣接して配置されて
いる。

旋回スクロール１０は更にこれを貫通して延在
する中空の円筒状支持面３０が設けられており、
この旋回支持面３０は固定支持面２４，２６の直
径と等しい直径を有する。旋回支持面３０の軸心
は、固定された対をなす支持面２４，２６の軸心
と平行に延在し、同様に前述の円周部と直径にお
いて等しい円の円周部に存在する。旋回支持面３
０は各々対向位置の対をなす固定支持面２４，２
６に隣接して位置し、またこれらは第２図に示さ
れる如く円筒状支持面の半径よりも小さな距離だ
け固定対に対して偏在されている（実際には、こ
の偏在量は旋回スクロール１０の旋回半径と等し
い。） 円筒状のローラ・ベアリング要素３２が、前記
の対向位置の対をなす固定支持面２４，２６内部
に配置されてその各々の間に延在し、かつ各々の
隣接する旋回支持面３０を貫通している。各ロー
ラ・ベアリング要素３２は、前記旋回支持面が固
定支持面に対してその旋回軸の周囲で運動する間
前記偏在量を維持するに必要な直径と対応する直
径を有し、これにより旋回スクロール１０はハウ
ジング要素２０，２２と固定側板１２，１４に対
する旋回運動のため正確に定置され案内されるの
である。実際には、各ローラ・ベアリング要素３
２の直径は、旋回スクロール１０の旋回半径の寸
法より小さな固定支持面２４，２６の直径寸法と
等しい。

本実施例における旋回スクロール１０は、適当
な駆動機構３６によりエネルギーが供給される駆
動軸と磁石４０を支持するフレーム３８と釣合重
錘４２とを含む磁石継手により駆動される。この
磁石は、旋回スクロール１０に対して固定されあ
るいはこれと一体の強磁性体のリング４４と相互
に作用する。フレーム３８の回転運動は、磁石４
０とリング４４との間の磁気継手の作用により旋
回スクロール１０の旋回運動を生じることにな
る。無論、駆動側と被駆動側の要素間の関係は、
加圧された流体により旋回スクロールが駆動され
るならば反転することができる。

本実施例においては本装置はポンプであり、流
体入口部４６と流体出口部４８を含んでいる。適
当な転送ポートが面対称の螺旋状側板１６，１８
間の連通状態を可能にするように旋回スクロール
１０内に設られている。

固定ハウジング要素２０，２２は、例えば、番
号５０で示される如きハウジング壁面を一体に接
合することにより図示の如く密閉状に封止するこ
とができる。ローラ３２は、円筒状の対をなす固
定支持面２４，２６の端面部５４と共働して完全
に保持されたベアリング組立体を提供する適当な
形態の適当な端部のスラスト支持面５２を設ける
ことができることは明らかであろう。

図面においては、固定ハウジング要素２０，２
２を平行に離間された位置関係に保持するため使
用することができる結合ボルトは図示しない。こ
のようなボルトは旋回スクロール１０の周部にお
いて設けられた比較的大きな開口を貫通し、また
これらボルトが貫通する適当な軸心方向に延在す
るスペーサを旋回スクロールを貫通する開口内に
配置することもできる。このような結合ボルトの
使用はスクロール形装置の特定の用途に依存する
ことになろう。

本発明の支持継手は、旋回スクロールと固定ス
クロール間の遠心力の半径方向の荷重反作用する
大きな支持面を提供するものであり、かつ支持構
造の完全な密閉状態の封止部を可能にする簡単な
構造のものであることが明らかであろう。この支
持部は純粋な転動運動により作用し、各種の潤滑
剤により運動可能である。

本発明の望ましい実施態様についての上記の記
述は例示と考えるべきものであり、本発明は特定
の開示された実施態様に限定されるべきものでは
なく頭書の特許請求の範囲に記載される範囲によ
るべきものであることを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による支持構造を用いた磁気的
に駆動されるインボリユートの容積型ポンプを示
す立面断面図。第２図は第１図の線−に関す
る部分断面図。 １０……旋回スクロール、１２……側板、１４
……側板、１６，１８……螺旋状側板、２０，２
２……固定ハウジング要素、２４，２６……固定
支持面、３０……旋回支持面、３２……ローラ・
ベアリング要素、３４……駆動軸、３６……駆動
機構、３８……フレーム、４０……磁石、４２…
…釣合重錘、４４……リング、４６……流体入口
部、４８……流体出口部、５０……ハウジング壁
面、５２……スラスト支持面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つのインボリユート側板を有す
   る固定スクロールと、 該固定インボリユート側板と係合関係にある少
   なくとも１つのインボリユート側板を有し、該固
   定側板及び該旋回側板の間に密閉された流体と旋
   回スクロールとの間のエネルギーの伝達を可能に
   するように、該固定側板に対して旋回半径で旋回
   可能に駆動されるように配置された旋回スクロー
   ルとを具備し、 該旋回スクロールの軸心方向の両側側に同心状
   に配置され、等しい内径を有し、かつ対向位置関
   係で複数の対をなして配置された固定中空円筒状
   支持面を具備する転動接触支持構造体によつて、
   該旋回スクロールが、該固定スクロールに対し
   て、旋回運動可能にかつ所定の角度関係を維持し
   つつ案内され、 複数の対をなして配置された該固定支持面の軸
   心が、該旋回スクロールの旋回軸心と平行に延び
   ており、かつ該旋回スクロールの旋回運動の軸心
   と同心状にある１つの円の円周上に配置されてお
   り、 該旋回スクロールを介して軸心方向に延び、該
   旋回スクロールに関し、該固定支持面の直径と等
   しい直径を有する旋回中空円筒状支持面を設け、 該旋回支持面の軸心が、該固定支持面の軸心と
   平行に延びており、かつ前記円周と等しい直径の
   円の円周上に位置し、 旋回支持面の軸心の各々が、該旋回半径と等し
   い偏心距離だけ、複数の対をなして配置された該
   固定支持面の軸心のそれぞれから同じ方向にずれ
   てかつ隣接して配置されており、 複数の対をなして配置された該固定支持面の
   各々の内に配置され、該固定支持面の間を延びる
   ように配置され、それぞれの該旋回支持面を介し
   て延びる旋回円筒状ローラ・ベアリング要素を設
   け、 該ローラ・ベアリング要素が、該固定支持面の
   直径と該旋回半径の間の差異と対応する直径を有
   し、 該旋回接触ベアングが、該旋回スクロールの実
   質的に全ての遠心力の半径方向負荷を支持し対抗
   する ことを特徴とする容積型スクロール流体装置。 ２ 該インボリユート側板と支持構造体が共通の
   ハウジング内に密閉される特許請求の範囲第１項
   記載の容積型スクロール流体装置。 ３ 該旋回スクロールに対する駆動手段を設け、
   該駆動手段は該旋回スクロールに対しては物理的
   に結合されていない特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の容積型スクロール流体装置。 ４ 該対向位置の対をなす固定支持面が端面を有
   し、該ローラ・ベアリング要素がその軸心方向運
   動を拘束するため該端部支持面と共働する端部ス
   ラスト・ベアリングを含む特許請求の範囲第１項
   記載の容積型スクロール流体装置。 ５ 該旋回スクロールがその軸心方向に反対側の
   中心部に面対称の側板を有し、該固定されたスク
   ロールは該面対称の側板と係合する２つのインボ
   リユート側板を含み、該支持構造体のローラ・ベ
   アリング要素が該中心部の外側の該旋回スクロー
   ルの周辺領域と隣接して配置されており、 該固定支持表面が、該対抗して配置された固定
   インボリユート側板に配置されている特許請求の
   範囲第１項記載の容積型スクロール流体装置。 ６ 該旋回スクロールが、磁気要素と該旋回スク
   ロールのための駆動手段とを含み、 該駆動手段が、該旋回スクロールの該磁気要素
   に引き付けられ、かつ該固定スクロールと同心状
   の回転運動中心の回り回転可能な相補的な磁気要
   素を含み、 該相補的な磁気要素が、該旋回スクロールの該
   磁気要素の運動経路に密接して存在する円形状の
   経路において運動可能である特許請求の範囲第１
   項又は第５項記載の容積型スクロール流体装置。