JPH0436083A - スクロール形流体機械 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、固定スクロールと旋回スクロールとを組合
わせた流体機械部を有するスクロール形流体機械に関す
る。

（従来の技術） スクロールコンプレッサー（スクロール形流体機械）に
は、固定スクロールと旋回スクロールとを組合わせたも
のがある。

詳しくは、固定スクロールおよび旋回スクロルは、いづ
れも鏡板の一側面に渦巻状に成形したラップを突設して
なる。そして、これら固定スクロールと旋回スクロール
を、中心をすらして互いのラップ同志が互い違いに入り
込むように組合わせる。そして、この旋回スクロールを
、固定されている固定スクロールの軸心の回りに旋回さ
せることより、各ラップ間に形成される三日月状の圧縮
室の容積が、周期的に外周側から中心側に向って縮小し
て、外周側から吸込んだ吸込ガスを圧縮するようにして
いる。

ところで、こうした性能を確保するためには、鏡板とラ
ップとの間のシール、ラップの側面同志の間のシールを
良好にすることが必要である。

このため、従来、スクロールコンプレッサーでは各スク
ロールの加工精度を高めたり、鏡板と接触するラップの
突出端にシール部材を設けることが行われている。しか
し、これでも十分ではない。

そこで、近時では圧縮された流体を用いて、固定スクロ
ールを旋回スクロール側に押え付けて、高いシールを得
ようとしたスクロールコンプレッサーが提案されている
。これは例えば特開昭６３−８００８８号公報に開示さ
れているように、旋回スクロールと組合う固定スクロー
ルの外周部を、各鏡板のシール面となる一側面の間の位
置において、固定スクロールの直径方向に延びる１つの
平板状の弾性部材を用い、固定スクロールの周辺のフレ
ーム部分に支持して、軸心方向に弾性変位可能とする。

そして、この固定スクロールの背面側に、同固定スクロ
ールの鏡板を一部に用いた加圧室を設け、この加圧室内
に圧縮された流体を導く構造となっていて、固定スクロ
ールを背面から圧縮された流体の圧力で旋回スクロール
に対して押付けてシールしたものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、旋回スクロールは、偏心した軸部を有するシ
ャフトなどを用いて、固定スクロールの軸心の回りを旋
回させるために、偏心した軸部に転倒モーメントが発生
することは知られている。

ところが、上記のような固定スクロールの支持構造は、
１つの弾性部材で固定スクロールが支持されているため
に、転倒モーメントによる旋回スクロール、固定スクロ
ールの転倒動は抑制しにくい。すなわち、転倒動は旋回
スクロールとシャフトとを連結している摺動部に局部的
に荷重が加わって、円滑な旋回スクロールの旋回動を損
なうので、できるだけ無い方がよい。

しかも、転倒動が抑制しにくいために、その影響を受け
てスクロールと旋回スクロールとの組立の精度（位置、
平行度等）が上げられず、シール性向上の障害ともなる
。

この発明はこのような事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは、高いシール性を確保と、転倒
動の効果的な抑制とを両立させることができるスクロー
ル形流体機械を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明のスクロール形流
体機械は、固定スクロールを同固定スクロールの周辺に
設けたフレーム部分に弾性支持する弾性支持手段を、固
定スクロールの外周部に設けられラップ同志が重なる方
向とは直角な方向に並行に配置された複数の支持部と、
これら支持部に一端側が支持され他端側か固定スクロー
ルの直径方向に延出して前記フレーム部分に支持され前
記固定スクロールを並行四辺形状の支持形で軸心方向に
変位自在に保持する板状の複数の弾性部材とから構成し
たことにある。

（作用） この発明のスクロール形流体機械によると、固定スクロ
ールは弾性部材の組合わせで構成される並行四辺状の支
持形にて、高いシール性を得るに必要な軸心方向の弾性
変位と、転倒する方向に対する効果的な対抗力との双方
がもたされていく。

したがって、スクロール形流体機械は、高いシール性を
確保しつつ、転倒動を効果的に抑制することかできる。

故に、旋回スクロールの支障のない旋回動を得ることか
できるとともに、固定スクロールと旋回スクロールとの
組立精度（位置、平行度等）を高くすることができる。

しかも、複数の弾性部材を用いて並行四辺形状の支持形
を構成する構造は、部品の簡単な組合わせにより高い支
持強度か得られるから、コスト的にも安価ですむ。

（実施例） 以下、この発明を第１図に示す一実施例にもとづいて説
明する。第１図はこの発明を適用した例えば冷凍サイク
ルに用いられる密閉形のスクロールコンプレッサーを示
し、図中１は縦長の密閉ケースである。この密閉ケース
１内の上部にはモータ２が設けられている。このモータ
２は、ケース内周面に固着されたステータ３と、このス
テータ３の内部に配設されたロータ４とから構成される
。

なお、ロータ４の軸心部にはロータ軸となる回転軸５が
圧入によって取着されている。

６は密閉ケース１内の中段に配置された略円盤状の主フ
レームである。主フレーム６は、密閉ケース１の内周面
に、同密閉ケース１の内部を上下に仕切るように取着さ
れている。また主フレーム６の上面中央には、筒状の主
軸受部７が突設されている。この主軸受部７の内部に嵌
挿しである摺動ブツシュ７ａに上記回転軸５の下端部が
摺動自在に嵌挿されている。また回転軸５の上端部は密
閉ケース１の内周面に取着されている副フレーム８の筒
状の副軸受部９に摺動自在に嵌挿されていて、回転軸５
を上下２点で回転自在に支持している。

そして、この回転軸５の下端部に圧縮機部１０（流体機
械部に相当）が設けられている。この圧縮機部１０につ
いて説明すれば、１１は旋回スクロールである。旋回ス
クロール１１は、主フレーム６の下面中央に配置した円
板状の鏡板１２の下面全体に、帯板部を渦巻（インボリ
ュート等）に曲成したような渦巻状のラップ１３を突設
し、上面の軸心部分に旋回軸１４を突設して構成される
。

そして、この旋回スクロール１１の旋回軸１４か回転軸
５の端部に旋回用連結部１５を介して連結されている。

旋回用連結部１５には、回転軸５の下端に上記主フレー
ム６の下面に回転自在に埋め込んだ大径部１６を連結し
、この大径部１６の下端面に長円状の長溝１７を設ける
。そして、この長溝１７内に上記旋回軸１４をその旋回
軸１４に嵌挿した摺動ブツシュ１４ａと共に摺動自在に
嵌挿し、開口している溝端とブツシュ１４ａとの間に例
えば波形の板ばね１８を圧入して、旋回軸１４を弾性力
で溝端部に寄せて固定させる構造が用いられている。な
お、長溝１７はブツシュ外径に対応した幅寸法となって
いる。これにより、旋回スクロール１１は回転軸５の軸
心から偏心した位置で固定され、モータ２の作動にした
がって回転軸５の軸心の回りを旋回するようになる。

上記旋回スクロール１１の背面は、旋回軸１４を埋め込
んだ主フレーム６の凹部周囲の下面部分に突設したスラ
スト軸受部１９にて摺動自在に軸受されている。

またこのスラスト軸受部１９の周囲にはオルダム機構２
０が設けられている。オルダム機構２０は、例えば旋回
軸１４の軸心を中心とする円の軌跡上、上記旋回軸１４
の軸心を通る直径方向の２点部分に対応する主フレーム
６の下面部分に同直径方向にならう一対のキー溝２１．
２１　（一方しか図示せず）を設け、さらにこの方向と
直交する方向を通る円の軌跡の２点部分に対応する鏡板
１２の上面部分に同直径方向にならう一対のキ溝２２．
２２（一方しか図示しない）を設ける。

そして、鏡板１２と主フレーム６との間に、各キー溝２
１．２１，２２．２２とスライド自在に嵌挿する二対の
キー２１ａ、２１ａ、２２ａ２２ａ（いづれも一方しか
図示せず）を有したオルダムリング２３を介装した構造
となっている。

そして、上記各キー２１ａ、２２ａと各キー溝２１．２
２のスライドで得られる偏心量の許容から、旋回スクロ
ール１１を自転させずに旋回させるようにしている。

そして、この旋回スクロール１１に、固定スクロール２
４が組合っている。固定スクロール２４は、略円形平皿
状に形成された鏡板２５の底面に上記旋回スクロール１
１のラップ１３と同し外形のラップ２６を突設した構造
となっている。そして、この固定スクロール２４と上記
旋回スクロル１１のラップ同志が、中心をずらして互い
違いに入り込むように組合わせられている。具体的には
、固定スクロール２４の軸心が回転軸５の軸心と合致す
る位置て、ラップ１３とラップ２６とをかみ合わせてい
る。この組合わせにて、ラップ１３．２６間に三日月状
の圧縮空間２７を形成させている。

この固定スクロール２４が、この固定スクロール２４の
周辺の主フレーム部分に弾性支持されている。

この弾性支持構造について説明すれば、固定スクロ一ル
２４の環状の周壁２４ａは、先端が相手の旋回スクロー
ル１１の鏡板１２のシール面（下面）位置より背面側に
延出している。そして、この大きく離れた周壁２４ａの
先端部と同じく基部となる鏡板２５の背面の外周部分と
に形成された平面部分、すなわちラップ同志が重なる方
向とは直角方向に並行な２つの平面部分を板ばね据付部
２８．２８としている。そして、これら板ばね据付部２
８．２８にリング状の板ばね２９，３０（板状の弾性部
材）の内周側が取着されている。

具体的には、固定スクロール２４に板ばね２９゜３０か
均一に取付けられるよう、各板ばね２９゜３０の内周部
分にリング状の押え板３１を重ね、これをボルト３２で
周壁２４ａに締結する構造か用いられている。また固定
スクロール２４の直径方向に延びる板ばね２９の外周部
は、板ばね２９と板ばね３０との間にリング状のスペー
サ３３（板ばね２９，３０間の距離を保持するためのも
の）を嵌挿し、これをボルト３４で主フレーム６の下面
外周部に締結することによって固定されている。また下
側の板ばね３０の外周部は、同板ばね３０の背面に固定
スクロール２４の背面に覆う円板状のカバー３５を重ね
、これをボルト３６てスペーサ３３に締結することによ
って固定されている。こうした板ばね２９．３０の組合
わせで得られる平行四辺形状の支持形にて、固定スクロ
ル２４を軸心方向に弾性変位可能に支持している。

但し、板ばね２９．３０と隣接する周壁２４ａ。

押え板３１．スペーサ３３．主フレーム６の外周段差部
およびカバー３５の外周段差部の角部には、板ばね２９
，３０の弾性変位に伴って応力か集中しないよう逃げ部
４０が設けである。なお、スペーサ３３には外部から冷
媒（流体）を吸込むための吸込管３７が接続され、また
この吸込管３７と対向する周壁２４ａの部分には内外を
貫通する通孔３７ａが穿設されていて、上記旋回スクロ
ール１１の旋回動にしたがって冷媒が吸込めるようにな
っている。

また上記固定スクロール２４の鏡板２５の中央部分には
、最終の圧縮空間２７に開口する吐出孔３８が設けられ
ている。さらに鏡板２５の背面には上記吐出孔３８を囲
むリング状の突起３９が突設されている。そして、この
突起３９の先端部は上記カバー３５を貫通していて、密
閉ケース１の底面部とカバー３５との間の空間で構成さ
れたマフラー室４１に上記吐出孔３８を開口させている
。

つまり、圧縮空間２７の容積変化により圧縮された冷媒
はケース下部のマフラー室４１に吐出されるようになっ
ている。このマフラー室４１は、力ＩＣ−３５、スペー
サ３３、板ばね２９，３０．主フレーム６の外周端に設
けた通路４２を介して、主フレーム上方のケース空間、
さらには密閉ケス１の上部に接続された吐出管４３に連
通していて、吐出した冷媒をケース内部を通って吐出管
４３から外部に吐出することができるようになっている
。なお、４４は突起３９とカバー３５の貫通部との間の
摺動部分をシールするためのＯす／グである。

また上記Ｏリング４４のシールによって、上記固定スク
ロール２４の背面側には、鏡板２５および板ばね３０の
背面とカバー３５の上面とで囲まれる空間に中間圧室４
５（加圧室）を構成している。そして、この中間圧室４
５は鏡板２５の設けた中間圧取出孔４６を介して中間段
階の圧縮空間２７に開口していて、圧縮途中の中間圧力
の冷媒を受は入れることかできるようになっている。つ
まり、中間圧室４５内に導入される正圧力で固定スクロ
ール２４を軸心方向に変位させて旋回スクロール１１側
に押付けるようにし７ている。但し、カバー３５には吐
出圧と中間圧とに差圧かないときに、中間圧室４５から
マフラー室４１に冷媒を逃がすだめの、通孔４７ａ、開
閉弁４７ｂおよび弁理え４７ｃで構成された逃し弁４７
か設けである。

なお、４８は主軸受部７の周囲の主フレーム６の上面部
分に形成された油溜め部、４９は主フレーム６に設けら
れ上記油溜め部４８に貯溜されている潤滑油５０をスラ
スト軸受部１９のシール面に導くための油通路、５１は
主軸受部７で軸受けされる回転軸５の外周面部分に設け
られ粘性ポンプ作用を発生させて上記油溜め部４８の潤
滑油５０を吸込んで主軸受部７の摺動面を潤滑する螺旋
状の溝部、５２は旋回軸１４の外周面に設けられ上記回
転軸５の外周面部分に設けた螺旋状の溝部５３にて吸込
まれた油溜め部４８からの潤滑油５０を旋回軸１４の摺
動面に導くための油通路である。

つぎに、このように構成されたスクロールコンプレッサ
ーの作用について説明する。

モータ２を励磁すると、ロータ４が回転し、この回転が
回転軸５を介して旋回スクロール１１に伝達されていく
。ここで、旋回スクロール１１はオルダム機構２０で自
転が規制されている。それ故、旋回スクロール１１は固
定スクロール２４の軸心（回転軸５の軸心）を中心とし
て、その日りを自転せずに旋回運動していく。

この旋回運動に伴ってラップ１３．２６間の圧縮空間２
７は、外周側から中心側に向かうにしたがって容積が周
期的に縮小側に変化していく。この容積変化により、吸
込管３７から吸込まれた冷媒は圧縮されていく。そして
、圧縮された冷媒は吐出孔３８からマフラー室４１内に
吐出されていく。ついで、この冷媒は通路４２を介して
ケース上方側の空間に導かれた後、吐出管４３から外部
に吐出されていく。

一方、上記圧縮工程の途中の冷媒（中間圧）の一部は中
間圧取出孔４６，４６から中間圧室４５に吐出されてい
る。そして、この中間圧室４５に導入される冷媒の圧力
（中間圧力）で、固定スクロール２４を背面側から押圧
して軸心方向沿いに変位させ、ラップ１３．２６の突出
端と鏡板１２゜２５とが離れないよう、旋回スクロール
１１に押付けていく。

こうした圧縮運転中、旋回スクロール１１および固定ス
クロール２４は転倒モーメントを受けることになる。

ここで、複数の板ばね２８．２９を並行四辺形状に組合
わせた支持形で、軸心方向に弾性変位可能に支持されて
いる。この支持構造は、必要な軸心方向の変位可能な性
能はそのままに固定スクロール２４を所定状態に維持す
る機械的強度が高い。

したがって、旋回スクロール１１．固定スクロール２４
の転倒動を効果的に抑制することができる。

それ故、円滑な旋回スクロール１１の旋回動を得ること
ができると同時に、旋回スクロール１１と固定スクロー
ル２４との位置や平行度等といった組立精度を高めるこ
とができる。しかも、上記のような並行四辺形状の支持
形の支持構造は、２枚の板ばね２８，２９の組合わせだ
けでも高い支持強度が得られるから、構造的にも簡単で
、コスト的にも安価である。

なお、上記一実施例てはＯリング４４を用いて、突起３
９とカバー３５の貫通部との間をシールしたが、第２図
に示される他の実施例のように弁を兼ねるリング状の板
ばね６０を突起３９とカバー３５の貫通部に渡って設け
、これをボルト６］でそれぞれの部位に固定するように
してもよい。なお、６２は弁理えを兼ねたリング状のば
ね押え板である。

また、上記一実施例では２枚の板ばねで並行四辺形の支
持形を構成したが、それ以上の数量の板ばねを用いて複
数の並行四辺形の支持形を構成するようにしてもよい。

さらに上記一実施例では中間圧の冷媒（流体）を中間圧
室に導いたが、これに限らず、吐出冷媒（吐出圧）を導
いて固定スクロールを旋回スクロールに押付けるように
してもよい。

また、この発明を上記各実施例ではスクロールポンプに
適用したが、これに限らず、固定スクロールと旋回スク
ロールを組合わせたスクロールコンプレッサー　スクロ
ール式の膨脹機等といったスクロール形流体機械にこの
発明を適用してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、高いシール性を
確保と、転倒動の効果的な抑制とを両立させることがで
きる。

したがって、旋回スクロールの支障のない旋回動を得る
ことができるとともに、固定スクロールと旋回スクロー
ルとの組立精度（位置、平行度等）を高くすることがで
きる。しかも、複数の弾性部材を用いて並行四辺形状の
支持形を構成する構造は、部品の簡単な組合わせにより
高い支持強度が得られるから、コスト的にも安価である
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のスクロールコンプレッサ
ーを示す断面図、第２図は巷４巻囃この発明の他の実施
例のスクロールコンプレッサーを示す断面図である。 ６・・・主フレーム、１０・・・圧縮機部（流体機械部
）、１１・・・旋回スクロール、１２．２５・・・鏡板
、１３．２６・・・ラップ、２４・・・固定スクロール
、２８・・・板ばね据付部（支持部）、２９．３０・・
・板ばね（弾性部材）、４５・・・中間圧室（加圧室）
、４６・・・中間圧取出孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　鏡板の一側面に渦巻状のラップを突設した固定スクロ
   ールおよび旋回スクロールを前記各ラップが互い違いに
   入り込むように組合わせてなる流体機械部に、前記固定
   スクロールを同固定スクロールの周辺に設けたフレーム
   部分に弾性支持する弾性支持手段を設け、かつ固定スク
   ロールの背面側に加圧室を設けるとともに、この加圧室
   内に前記流体機械部からの正圧力の流体を導く手段を設
   け、前記加圧室内に導入される流体によって前記固定ス
   クロールを旋回スクロール側に押圧するスクロール形流
   体機械において、前記弾性支持手段は、前記固定スクロ
   ールの外周部に設けられ前記ラップ同志が重なる方向と
   は直角な方向に並行に配置された複数の支持部と、これ
   ら支持部に一端側が支持され他端側が前記固定スクロー
   ルの直径方向に延出して前記フレーム部分に支持され前
   記固定スクロールを並行四辺形状の支持形で軸心方向に
   変位自在に保持する複数の板状の弾性部材とから構成し
   たことを特徴するスクロール形流体機械。