JPH04159477A

JPH04159477A - スクロール型流体装置

Info

Publication number: JPH04159477A
Application number: JP28376190A
Authority: JP
Inventors: Jiro Iizuka; 二郎飯塚
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1990-10-22
Filing date: 1990-10-22
Publication date: 1992-06-02

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】［産業上の利用分野コ本発明は、スクロール型の圧縮機やポンプ等のスクロー
ル型流体装置に関する。

［従来の技術］従来のスクロール型流体装置は、第１のうず巻体を有す
る第１のスクロール部材と、第２のうず巻体を有する第
２のスクロール部材とを含み、上記第１のスクロール部
材と上記第２のスクロール部材とを組み合わせて上記第
１のうず巻体と上記第２のうず巻体の間に流体ポケット
を構成し、上記第１のスクロール部材と上記第２のスク
ロール部材の間に相対的な円軌道運動を行わせて上記流
体ポケットを上記第１及び第２のうず巻体に沿って移動
させ流体の吸排動作を行うように成っている（例えば特
開平２−１１５５８８号公報参照）。

そして、従来のスクロール型流体装置では、第１のスク
ロール部材が固定され（従来、固定スクロール部材と呼
ばれている）、第２のスクロール部材が円軌道運動可能
に備えられ（従来、可動スクロール部材と呼ばれている
）、この第２のスクロール部材が円軌道運動を行うこと
により第１のスクロール部材と第２のスクロール部材の
間に構成される流体ポケットが、第１のうず巻体及び第
２のうず巻体に沿って移動し、流体の吸排動作が行われ
る。

従来のスクロール型流体装置では、可動スクロール部材
が円軌道運動を行う際に、可動スクロール部材の自転を
阻止する必要がある。この為、従来のスクロール型流体
装置では、回転阻止機構としてオルダムカップリングや
ボールカップリングが備えられている。また、可動スク
ロール部材が円軌道運動を行うので、この際に可動スク
ロール部材に生じる遠心力を相殺する為にカウンターウ
ェイト及びシャフトバランスウェイトが設けられている
。

［発明が解決しようとする課題］以上のように、従来のスクロール型流体装置では２つの
渦巻の周期回転（固定スクロール部材が固定、即ち速度
０の為、事実上可動スクロール部材の回転阻止）の機構
として、オルダムカップリングやボールカップリングが
必要であった。そして、これらの機構は、そのレイアウ
ト上の制約により、スクロール部材を主軸軸線方向で支
持するスラストベアリングの機能を兼ね備えるか、スラ
ストベアリングを併用するかしなければならなかった。

ここでオルダムカップリングはすべり接触を行う為、高
速回転には不向きである上、接触面の潤滑油膜切れが起
きない様にするには大型化してしまうという問題があっ
た。また、オルダムカップリングの重心の動きそのもの
は、オルダムカップリングの一方のキー溝或いは突起２
点で得られる軸線上を往復するものであり、これによっ
て生じる振動はカウンターウェイト等の単純な回転運動
をする部品で相殺する事は可能であるという問題があっ
た。

一方、ボールカップリングは、周期回転を得るための継
手の機能とスラストベアリングの機能を兼ね備えてるい
るが、この２つの機能を両立させる為にボール素子を使
っており、点接触支持になってしまう。この点接触では
面圧が高くなり油膜切れを起こし易いので、十分な耐久
性を得るにはボール径を大きくするか、ボールの数を増
やす他はなく大型複雑化してしまうという問題があった
。

また、ボールカップリングは、主軸軸線方向でのスラス
トベアリングとしての接触と同期回転継手としての接触
点の２点間距離とボール径により旋回半径が決定づけら
れるものであるため、スラスト力を受けない場所では旋
回半径がばらついてしまったり、ボールがフレッティン
グしてしまうという問題があった。

また、従来のスクロール型流体装置では、可動スクロー
ル部材に生じる遠心力を相殺する為にカウンターウェイ
ト及びシャフトバランスウェイトが設けられているが、
このカウンターウェイトとシャフトバランスウェイトで
可動スクロール部材によって生じる振動を完全に抑える
ことは困難であった。

これは、可動スクロール部材、カウンターウェイト、シ
ャフトバランスウェイトの重心位置が同一平面内にない
ためであり、振動によって生ずるアンバランスを０にな
る様にするには、Σｍ牽ｒ拳ω２厘０及び８ｍ・ｒ−ω
２拳１１−０ｍ：各部材質量ｒ：各部材重心回転半径ｇ：各部材に生ずる遠心力 ω：モーメントの腕の長さ回転速度を満足しなればならない。

このため、多くの部品の１つでも質量や寸法が狂ってし
まうと振動を完全に抑えることが不可能となってしまう
という実際の生産上の制約がある。

また、カウンターウェイトやシャフトバランスウェイト
は、その機能上略半円形であるためコンプレッサーとし
てのスペース効率を悪化させ大型にしてしまうと同時に
複雑化してしまうという問題があった。

更に従来のものは、クランクシャフトにより一方のスク
ロール部材（可動スクロール部材）のみ旋回運動させて
いたが、その際必ずしもスクロール部材に加わる駆動力
の作用点としてスクロール部材の重心を一致させる事は
可能ではなかった。

そのため、コンプレッサー運転時にスクロール部材は駆
動力の作用点を中心に振り回されることにより振動が生
ずるという問題があった。

それ故に、本発明の課題は、単純な構造で十分な耐久性
持ち、小型で、しかも低振動なスクロール型流体装置を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明によれば、第１のうず巻体を有する第１のスクロ
ール部材と、第２のうず巻体を有する第２のスクロール
部材とを含み、上記第１のスクロール部材と上記第２の
スクロール部材とを組み合わせて上記第１のうず巻体と
上記第２のうず巻体の間に流体ポケットを構成し、上記
第１のスクロール部材と上記第２のスクロール部材の間
に相対的な円軌道運動を行わせて上記流体ポケットを上
記第１及び第２のうず巻体に沿って移動させ流体の吸排
動作を行うスクロール型流体装置において、上記第１の
スクロール部材と上記第２のスクロール部材が夫々回転
可能に配置され、且つ上記第１のスクロール部材の回転
中心と上記第２のスクロール部材の回転中心とが上記円
軌道運動の軌道半径分だけ偏心しており、更に上記第１
のスクロール部材と上記第２のスクロール部材が同期し
て回転することを特徴とするスクロール型流体装置が得
られる。

［作用］本発明のスクロール型流体装置の場合、第１のスクロー
ル部材と第２のスクロール部材とが共に同期して回転す
る。第１のスクロール部材の回転中心と第２のスクロー
ル部材の回転中心とは、円軌道運動の軌道半径分だけ偏
心している。従って、第１のスクロール部材と第２のス
クロール部材とが同期して回転すると、第１のスクロー
ル部材と第２のスクロール部材との間には、相対的な円
軌道運動が生じる。この結果、流体の吸排動が行われる
。

この様に、本発明の場合、第１スクロール部材と第２の
スクロール部材とを偏心させ且つ同期させて回転させ第
１のスクロール部材と第２のスクロール部材の間に相対
的な円軌道運動を行わせるので、従来のように、回転阻
止機構を必要としない。

また、第１のスクロール部材、第２のスクロール部材と
も回転運動のみなので、それぞれのスクロール部材の重
心を回転中心にあわせておけば振動が生じることが無く
、また２つのスクロール部材の重心にかかる遠心力は１
８０″向きが異なり相殺されるため従来のようにカウン
ターウェイトを必要としない。

［実施例コ第１図は本発明の一実施例によるスクロール型圧縮機の
断面図である。

第１図を参照して、略漏斗状のケーシング本体１と、略
皿状のシリンダーヘッド２とでケーシング３が構成され
ている。ケーシング本体１の先端部には、ボス部４が形
成されている。ケーシング本体１とシリンダーヘッド２
との間には、仕切板５が介在する。この仕切板５により
ケーシング３内は、吸入室１０と吐出室１１とに仕切ら
れている。仕切板５の中央には、軸受部１２が形成され
ている。軸受部１２には、孔１３が穿設されている。仕
切板５のシリンダ−ヘッド２側面には、取付部１４が形
成されている。この取付部１４には、孔１３を開閉する
弁１５、及び弁１５の開方向の動きを規制するバルブリ
テーナ１６がボルト１７により固定されている。

ボス部４内には、主軸２０が回転可能に備えられている
。この主軸２０は、一端に嵌合部２１を有している。嵌
合部２１は、ボス部４内に備えられたニードルベアリン
グ２２によって回転可能に支持されている。ボス部４と
主軸２０の間には、シール材２３及びフェルト材２４が
配されている。

ケーシング本体１のボス部４には、クラッチロータ３０
が、ボールベアリング３１を介して回転可能に装着され
ている。このクラッチロータ３０は、断面路Ｖ字状の溝
３２を有している。この溝３２に、外部駆動源であるエ
ンジンに備えられたブーりからベルト（以上、図示せず
）を掛は渡すことによって、クラッチロータ３０は、エ
ンジンにより回転駆動される。

また、ボス部４には、継鉄部３３が備えられている。こ
の継鉄部３３は、略リング状であり、且つ環状に延びる
溝３４を有している。この溝３４内には、略リング状の
コイル３５が収納されている。継鉄部３３には、固定板
３６が取り付けられている。この固定板３６は、スナッ
プリング３７によりボス部４に固定されており、これに
より継鉄部３３は、ボス部４に固定されている。

主軸２０の先端部には、アマチュアボス４０がナツト４
１により固定されている。アマチュアボス４０には、板
バネ４２の一端及びスペーサ４３を介在させてストッパ
ープレート４４が、リベット４５により固定されている
。板バネ４２の他端には、リング状の摩擦板５０がリベ
ット５１により固定されている。従って、摩擦板５０は
、板バネ４２により弾性支持されており、主軸２０の軸
線方向に移動できるように成っている。摩擦板５０は、
クラッチロータ３０の軸線方向端面に対向しており、摩
擦板５０が軸線方向に移動することにより、摩擦板５０
はクラッチロータ３０の軸線方向端面に対して圧接した
り離隔するように成っている。

上述のクラッチロータ３０、継鉄部３３、コイル３５、
アマチュアボス４０、摩擦板５０等で、電磁クラッチ５
２が構成されている。

第１のスクロール部材６０は、第１の板体６１と第１の
うず巻体６２を有している。第１の板体６１は、略円盤
状であり、この−面に第１のうず巻体６２が設けられて
いる。第１の板体６１の他面には、軸部６３が形成され
ている。この軸部６３は、主軸２０の嵌合部２１に嵌入
され、そして、軸部６３と嵌合部２１とは、ピン６４に
より連結されている。これにより、第１のスクロール部
材６０は、主軸２０と共に回転するように成っている。

第１の板体６１の他面とケーシング本体１の内壁面との
間には、スラストニードルベアリング６５が配置されて
いる。

第２のスクロール部材７０は、第２の板体７１と第２の
うず巻体７２を有している。第２のスクロール部材７０
は、第１のスクロール部材６０と組み合わされ、両者の
間には、流体ポケット７３が構成される。第２の板体７
１は、略円盤状であり、この−面に第２のうず巻体７２
が設けられている。第２の板体７１の他面には、軸部７
４が形成されている。この軸部７４は、スペーサ７５を
介在させて、仕切板５の軸受部１２に装着されたニード
ルベアリング８０に挿入されている。これにより、第２
のスクロール部材７０は、回転可能と成っている。第２
のスクロール部材７０の回転中心は、第１のスクロール
部材６０の回転中心から偏心している。この偏心距離は
、従来の様に、第１のスクロール部材６０が固定されて
いると想定した場合に、第２のスクロール部材７０が流
体ポケット７３内の流体を圧縮させる為に行う円軌道運
動の軌道半径の長さに等しい。

軸部７４は、中空に成っており、この部分は、連通孔８
１により流体ポケット７３に連通している。また、軸部
７４の中空部分は、孔１３を通じて吐出室１１に連通し
ている。上述の連通孔８１、軸部７４の中空部分、及び
孔１３で連通路８２が構成されている。この連通路８２
により、流体ポケット７３内で圧縮された流体を吐出室
１１へと通すように成っている。第２の板体７１と仕切
板５との間には、スラストニードルベアリング８３が配
置されている。

第１のうず巻体６２には、この最外周部分に形成された
支柱部９０に、主軸２０の軸線方向に延びる第１側ピン
９１が設けられている。一方、第１の板体６１の最外周
部分にも、軸線方向に延びる第１側ピン９２が設けられ
ている。ピン９１とピン９２とは、第１のスクロール部
材６０の回転中心軸を通る平面上に並んでいる。

第２の板体７１の最外周部分には、主軸２０の軸線方向
の延びる＄２側ピン１００が第１側ピン９１に対応させ
て設けられている。一方、第２のうず巻体７２にも、こ
の最外周部分に形成された支柱部１０１に、軸線方向に
延びる第２側ピン１０２が第１側ピン９２に対応させて
設けられている。ピン１００とピン１０２とは、第２の
スクロール部材７０の回転中心軸を通る平面上に並んで
いる。

第１側ピン９１と第２側ピン１００とは、これらを取り
囲むリング１１０により連結されている。

同様に、第１側ピン９２と第２側ピン１０２とは、これ
らを取り囲むリング１１１により連結されている。

第２図は第１図に示す実施例の第１のスクロール部材と
第２のスクロール部材の連結部における動作説明図であ
る。

第２図をも参照して、第１のスクロール部材６０の回転
中心軸Ｏから第１側ピン９１の中心軸Ｐまでの距離と、
第２のスクロール部材７０の回転中心軸Ｑから第２側ピ
ン１００の中心軸Ｒまでの距離は、等しい。そして、回
転中心軸Ｏと回転中心軸Ｑを通る直線Ｓ上において、第
１側ピン９１と第２側ピン１００は並ぶ。そして、第１
側ピン９１は、回転中心軸Ｏを中心にして軌道Ｔ上を旋
回し、第２側ピン１００は、回転中心軸Ｑを中心にして
軌道Ｕ上を旋回する。この際、第１側ピン９１と第２側
ピン１００とは、リング１１０により連結されているの
で、第１のスクロール部材６０と第２のスクロール部材
７０とは、偏心した状態で同期して回転する。

今、第２図に従って、回転中心軸Ｏから第１側ピン９１
の軌道Ｔ上の動きを追ってみると、第２図から明らかな
ように、第２側ピン１００は、第１側ピン９１の中心軸
Ｐを中心にして円軌道運動を行う。反対に、回転中心軸
Ｑから第２側ピン１００の軌道Ｕ上の動きを追ってみる
と、第１側ピン９１は、第２側ピン１００の中心軸Ｒを
中心にして円軌道運動を行う。この様に、第１のスクロ
ール部材６０と第２のスクロール部材７０は、回転運動
のみしているにも拘らず、第１のスクロール部材６０と
第２のスクロール部材７０の間には、相対的な円軌道運
動が行われる。

尚、第１側ピン９２、第２側ピン１０２並びにリング１
１１の関係は、上述の第１側ピン９１、第２側ピン１０
０並びにリング１１０の関係と同じである。

上述の様に、本実施例では、第１のスクロール部材６０
と第２のスクロール部材７０とを同期させて回転させる
手段として、ピン９１，９２，１００．１０２と、リン
グ１１０．１１１を用いているが、これに限らず、例え
ば、ギヤやタイミングベルト等を用いて一方のスクロー
ル部材に伝達された駆動力を他方のスクロール部材に同
期して伝達するようにしても構わないし、或いは、１台
の駆動源により第１のスクロール部材と第２のスクロー
ル部材を別々に同期させて駆動しても構わない。

尚、本実施例は、スクロール部材が板体を有する通常の
タイプのスクロール型圧縮機に本発明を適用したもので
あるが、スクロール型流体装置の特殊な形態であるスク
ロール部材に板体を有しないうす巻き体流体装置（例え
ば、特開平２−３３４８２号公報参照）にも本発明を適
用することができる。

［発明の効果〕本発明によるスクロール型流体装置は、従来のような回
転阻止機構やカウンターウェイト、シャフトバランスウ
ェイトを備える必要が無い。この為、本発明によるスク
ロール型流体装置は、組立が大変容易であり、コストを
従来のものに比べ低減することができる。

きる。

また、本発明によるスクロール型流体装置の同期回転機
構では２つのスクロール部材の回転軸のオフセット量と
スクロール部材の円軌道運動の軌道半径に差が生じても
、リングと２つのピンから得られる円軌道半径を最大と
してスクロール壁の壁厚とピッチから得られる円軌道半
径を最小としてその範囲内で調整が出来るため、スクロ
ール部材の加工組立の精度を厳しくしなくとも流体ポケ
ットの確保が可能であり、このスクロール型流体装置は
安定した性能を得る事が大変容易であると同時にスクロ
ール壁の接触を制限する事で摩耗を最小にとどめ耐久性
を保つ事も大変容易である。

この同機回転機構は２つのピンとリングの転がり接触・
線接触を行うものであり摩耗が少なく油膜切れを起こし
にくいため高速回転にも対応が容易である。

更に、本発明によるスクロール型流体装置は、両スクロ
ール部材とも回転運動のみ行うので、従来のものとは比
較にならないほど低振動である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるスクロール型圧縮機の
断面図、第２図は同実施例の第１のスクロール部材と第
２のスクロール部材の連結部における動作説明図である
。１・・・ケーシング本体、２・・・シリンダーヘッド、
３・・・ケーシング、４・・・ボス部、５・・・仕切板
、１０・・・吸入室、１１・・・吐出室、１２・・・軸
受部、１３・・・孔、１４・・・取付部、１５・・・弁
、１６・・・バルブリテーナ、１７・・・ボルト、２０
・・・主軸、２１・・・嵌合部、２２・・・ニードルベ
アリング、２３・・・シール材、２４・・・フェルト材
、５２・・・電磁クラッチ、６０・・・第１のスクロー
ル部材、６１・・・第１の板体、６２・・・第１のうず
巻体、６３・・・軸部、６４・・・ピン、６５・・・ス
ラストニードルベアリング、７０・・・１２のスクロー
ル部材、７１・・・第２の板体、７２・・・第２のうず
巻体、７３・・・流体ポケット、７４・・・軸部、７５
・・・スペーサ、８０・・・ニードルベアリング、８１
・・・連通孔、８２・・・連通路、８３・・・スラスト
ニードルベアリング、９０・・・支柱部、９１．９２・
・・第１側ピン、１００・・・第２側ピン、１０１・・
・支柱部、１０２・・・第２側ピン、１１０，１１１・
・・リング。第２図手続補正書（方式）平成λ年７２月父日

Claims

【特許請求の範囲】

１．第１のうず巻体を有する第１のスクロール部材と、
第２のうず巻体を有する第２のスクロール部材とを含み
、上記第１のスクロール部材と上記第２のスクロール部
材とを組み合わせて上記第１のうず巻体と上記第２のう
ず巻体の間に流体ポケットを構成し、上記第１のスクロ
ール部材と上記第２のスクロール部材の間に相対的な円
軌道運動を行わせて上記流体ポケットを上記第１及び第
２のうず巻体に沿って移動させ流体の吸排動作を行うス
クロール型流体装置において、上記第１のスクロール部
材と上記第２のスクロール部材が夫々回転可能に配置さ
れ、且つ上記第１のスクロール部材の回転中心と上記第
２のスクロール部材の回転中心とが上記円軌道運動の軌
道半径分だけ偏心しており、更に上記第１のスクロール
部材と上記第２のスクロール部材が同期して回転するこ
とを特徴とするスクロール型流体装置。
２．請求項１記載のスクロール型流体装置において、上
記第１のスクロール部材が第１側ピンを有し、上記第２
のスクロール部材が上記第１側ピンに対応した部位に第
２側ピンを有し、上記第１側ピンと上記第２側ピンとを
取り囲むリングで上記第１側ピンと上記第２側ピンとを
連結したことを特徴とするスクロール型流体装置。