JPH0476201A - スクロール流体機械 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はスクロール流体機械に関し、更に詳細には駆動
スクロールと従動スクロールとを回転させる全系回転形
のスクロール流体装置の改良に関する。

（従来の技術） スクロール流体機械が一対の渦巻突起体を組合せて圧縮
作用を行なう容積形流体機械の一種であることは既によ
く知られている。一般に、スクロール流体機械は、渦巻
突起体の一方を固定し、他方を揺動運動させて圧縮作用
を行なうが、双方の渦巻突起体を異なる軸心を中心に回
転させる所謂全系回転形のスクロール流体機械も米国特
許第３８８４５９９号明細書などによって公知である。

このような全系回転形のスクロール流体機械は第８図な
いし第１Ｏ図に示されているように構成されていた。す
なわち、この種のスクロール流体機械は電動機、機関、
又はタービンなどの駆動源（図示せず）により、その軸
中心０．を中心として回転運動する駆動スクロール１を
備え、この駆動スクロール１は渦巻突起体１ａを有して
いる。

他方、軸中心０．を中心として駆動スクロールｌの回転
に同期して回転運動される従動スクロール２は渦巻突起
体２ａと、この中心に形成され且つ高圧気体が吐出され
る吐出口８とを有している。

双方のスクロール１，２により形成される圧縮室３は両
スクロールの回転により中心側へ容積を減しながら圧縮
気体の圧力を上昇させる。その際、両スクロール１．２
における渦巻突起体１ａ。

２ａの接触部すなわちシール部Ｓは、第１１回に示され
るように半径方向に一直線上に並んで静止状態で一定位
置を占めている。なお、第８図において、符号４は駆動
スクロール１を支承する第１の枠体、５は従動スクロー
ル２を支承する軸、６はこの軸を支承する第２の枠体、
７は双方のスクロール１と２の間に配置されたリング状
に切削加工された継手をそれぞれ示している。この継手
７は第９図および第１０図に示されるように駆動スクロ
ール１に対向して軸中心を通る直線上で径方向双方に形
成された切欠きからなる第１の保合部７ａと従動スクロ
ール２に対面してこの第１の保合部７ａと直交する直線
上で形成された切欠きからなる第２の保合部７ｂとを備
えている。なお、この第１の保合部７ａは駆動スクロー
ル１の一対の突起部１ｂに、第２の保合部７ｂは従動ス
クロール２の一対の突起部２ｂとＸ方向とＹ方向に摺動
自在に夫り係合している。

上述のように構成された従来のスクロール圧縮機におい
て、駆動スクロール１は駆動源によりその軸中心０１を
中心として回転運動され、従動スクロール２もその軸中
心０２を中心として駆動スクロール１０回転に同期して
回転運動する。従って、双方のスクロールの回転により
圧縮室３が中心側に移動することによってその容積が減
じられ、圧縮気体の圧力が上昇し、その気体は吐出口８
がら高圧気体として圧出される。

第１１図（ａ）〜第１１図（切は両スクロールの回転に
よる圧縮動作を示す図であり、第１１図（ａ）は圧縮室
３に気体が吸入された回転位ＷＯ°の状態であり、第１
１図（ｂ）〜第１１図（ｄ）はそれぞれ回転位置９０°
、１８０”、２７０°の状態を示している。これらの図
から明らかなように両スクロール１．２の回転により、
圧縮室３は次第に中心側に移動し容積が減少する。この
間、双方のスクロール１．　２の渦巻突起体１ａ、２ａ
による半径方向のシール部Ｓは、半径方向に一直線上に
並んで静止状態で一定位置を占めていることが分かる。

ところで、駆動スクロール１の回転力を従動スクロール
２へ伝達させる場合には、まず、駆動スクロール１の突
起部１ｂと継手７の第１の係合部７ａとが摺動自在に係
合しているので、駆動スクロール１の回転が継手７に伝
達される。

次に、継手７の第２の保合部７ｂと従動スクロール２の
突起部２ｂとが摺動自在に係合しているので、回転力は
更に従動スクロール２へと伝達される。ここで、継手７
は駆動スクロール１とは例えばＸ方向に摺動自在であり
、また、従動スクロール２とはＹ方向に摺動自在である
ため、継手７を介して駆動スクロール１の回転力を受け
た従動スクロール２は駆動スクロール１の軸心０．がら
偏心した０２の軸心で自転することになる。このような
継手７は切削加工にてリング状に形成され、次に両端に
同様に機械加工にて第１、第２の保合部？ａ、７ｂを形
成して製作される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のスクロール流体機械では、継手が
リング状に機械加工で単一径に製作されているため、強
度上どうしても径方向肉厚が大となり、おのずから重量
が大となる。そのため継手が駆動スクロールによって回
転駆動された場合、重心のアンバランスにより、振動が
大となり、両スクロール間の気密性にも悪影響を及ぼす
等の問題点があった。

本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決するために
なされたもので、継手を軽量化して装置の振動を防止す
ると共に継手自体を安価に構成するスクロール流体機械
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明のスクロール流体機械は、駆動源により回転駆動
される第１のスクロールと、該第１のスクロールの軸心
に対して偏心し前記第１のスクロールと協働して流体を
圧縮する第２のスクロールと、前記第１のスクロールの
回転力を前記第２のスクロールに伝達すべく前記両スク
ロール間周囲に配置された複数の継手とを含み、前記各
継手が連結部および該連結部の上下端面にそれぞれ形成
され前記第１および第２のスクロールの偏心距離に等し
い距離だけずれた位置に中心を有する円柱状突出部から
なり、該各円柱状突出部がそれぞれ前記第１のスクロー
ルおよび前記第２のスクロールに形成された嵌合孔に挿
入されていることを特徴とする。

（作　用） 本発明のスクロール流体機械によると、駆動源により駆
動スクロールが回転されると、駆動スクロールと従動ス
クロールとの回転中心が偏心していることから各継手は
それ自身の姿勢を変えずに即ち自転することなく公転し
ながら駆動スクロールの回転を従動スクロールに伝達す
る。これにより、両スクロールの各渦巻突起体で形成さ
れる圧縮室がその容積を減じながら中心側へ移動して圧
縮気体の圧力を上昇させ、高圧となった気体が吐出口よ
り排出される。

（実施例） 以下、本発明のスクロール流体機械を添付図面に示され
た実施例について更に詳細に説明する。

第１図には本発明の第１の実施例に係るスクロール流体
機械１０が示されている。この第１の実施例におけるス
クロール流体機械１０は、第８図に示された従来のスク
ロール流体機械と継手７および該継手７との各スクロー
ル嵌め合い部１ｂ２ｂを除けばすべて同じであるので同
一の参照符号を付して同一部分の説明を省略する。

本実施例のスクロール流体機械１０は、第２図に示され
るように、ＯＩを軸中心として駆動源により回転される
駆動スクロール１の前記軸中心０、から距離ｌだけ離れ
た位置即ち偏心した０゜を軸中心として回転可能に支持
された従動スクロール２とが、その周囲に配置された複
数の特殊な継手１１により以下説明する如く作動的に組
み合わされて構成されている。

この継手１１は、第３図に示されるように連結部である
円柱状中実軸部１２の下端面および上端面からそれぞれ
軸方向に突出して形成された円柱状突出部１３．１４を
備えて構成されている。２つの円柱状突出部１３．１４
は、その中心が円柱状中実軸部１２の同一径方向中心線
１５上にあって該円柱状中実軸部１２の軸中心からそれ
ぞれ！／２の距離に位置するように形成されている。

従って、両円柱状突出部１３．１４の中心間距離は！と
なり、この距離は両スクロール１，２の回転中心０．．
０．の偏心距離ｌと同じである。

他方、駆動スクロール１における渦巻突起体。

１ａ周囲の合板ＩＣには回転中心０．から半径Ｒの仮想
円形線上に等間隔に３つの円形孔１６が形成され、この
円形孔１６の各々には軸受１７が圧入されている。また
、駆動スクロールｌと所定の組み合わせ位置にある従動
スクロール２においても駆動スクロール１と同様に回転
中心０：から半径Ｒの仮想円形線と、回転中心０□０３
を結ぶ線に平行で円形孔１６の中心を通る線との交点で
合板２Ｃに円形孔１８が形成され、この円形孔１８の各
々にも軸受１９が圧入されている。上述したような幾何
学的図法に従って決められた両スクロール１，２の各円
形孔において、隣接し且つほぼ対向する円形孔１６．１
８が一対とされその軸中心間距離は両スクロール１．２
の偏心量！（回転中心間距離ｌ）に等しいことが分る。

そして、この一対の円形孔１６．１８の位置する両スク
ロール台板１ｃ、２ｃ間に継手１１が配置され、その円
柱状中実軸部１２の上下両端面に形成された円柱状突出
部１３．１４がそれぞれ対応するスクロール１．２の円
形孔１６．１８における軸受１７，１９に回転可能に挿
入される。

このような実施例のスクロール流体機械１０によると、
駆動スクロール１と従動スクロール２の動作は従来のも
のと同様であるので省略するが、駆動スクロール１と従
動スクロール２との回転中心０＋、Ｏｘは固定であり、
各回転中心０１，０！から継手１１の各円柱状突出部１
３．１４の中心までの距離はいずれもＲで等しく、更に
０，０．はｌで円柱状突出部１３．．１４の中心間距離
に等しいことから、第２図でみて明らかなように四節回
転機構、特に平行うランク機構を構成し、その結果駆動
スクロール１の回転に伴って継手１１はその姿勢を変え
ずに回転すなわち公転し、従動スクロール２に回転力を
伝達する。そして、各継手１１は極めて小形に形成され
ていることから、継手１１の回転時における重心のアン
バランスによる振動は抑制され、従って、双方のスクロ
ール１゜２の渦巻突起体１ａ、２ａにおける壁面は所定
位置で確実に接触し、気密性がほぼ完全に確保される。

なお、両スクロール１，２の台板１ｃ、２ｃに形成され
た円形孔１６．１８に嵌合された軸受１７．１９よりも
継手１１の各円柱状突出部１３゜１４の表面硬度を高く
しておけば、これらの回転接触部における摩耗を抑制で
き、しかもメインテナンス時には軸受１７，１９のみを
交換するだけでよく、保守費用も安価となると共にメイ
ンテナンスも容易となる。また、上述した本実施例の動
作から明らかではあるが、継手１１はどの回転角になっ
ても少なくとも１個以上で回転力が伝導できるように３
個以上設置されることが好ましい。

更に、両スクロール１．２の渦巻突起体１ａ２ａにおけ
る加工寸法の誤差によっては渦巻突起体１ａ、２ａ同士
が干渉したり隙間が拡がり過ぎることもあり、その場合
は偏心量ｌを調整すればよく、そのために円形孔１６．
１８を両スクロール１，２の偏心方向即ち回転中心０．
０□を結ぶ線に沿う方向（第４図のＹ−Ｙ方向）に長円
（第４図には駆動スクロール１の長円１６′を示す）に
しておくことも好ましい。この場合、円形孔１６゜１８
をＹ−Ｙ方向に長円にする限りは、両スクロール１．２
の円形孔１６．Ｉ８の動力伝達がＸ−Ｘ方向即ち偏心方
向に直交する方向で行なわれるため動作上はまったく支
障を生じない。

ところで、上述した実施例のスクロール流体機械におい
て、各継手１１は円柱状突出部１３゜１４の連結部とし
て円柱状中実軸部１２を用いたが、このような円柱状中
実軸部１２は質量が比較的に大きくなるため継手１工の
回転（公転）の際に遠心力が大きくなる。そのため、第
２の実施例に係るスクロール流体機械において第５図に
示されるように中間部を強度上問題を生じない程度にま
で細くした鼓形状の連結部２１を有する継手２０を用い
たものでもよい。

また、これらの実施例のように連結部１２又は２１があ
る程度の軸方向長さ即ち高さを有し、円柱状突出部１３
．１４が連結部１２又は２１の高さ方向に離れていれば
、両スクロール１．２の偏心量ｌが非常に小さなスクロ
ール流体機械の場合、両円柱状突出部１３．１４が位置
的にオーバーラツプする関係（軸方向に投影して見た時
円柱状突出部１３．１４が部分的に重なり合う位置関係
）に形成しても連結部１２又は２１の強度に全く問題を
生ずることな（、このようなスクロール流体機械にも対
応できる。

次に、第６図には本発明の第３の実施例に係るスクロー
ル流体機械における１つの継手２５が示されている。こ
の継手２５は円柱状突出部１３゜１４が矩形の板状体か
らなる連結部２６に回転可能に装着されて構成されてい
る。この継手２５における円柱状突出部１３．１４の端
部はそれぞれ駆動スクロール１および従動スクロール２
の各円形孔に圧入されて固着されている。この実施例に
よれば、連結部２６の質量が第５図に示されたものより
更に小さく−なり、そのため継手２５が受ける遠心力も
非常に小さく重心のアンバランスによる振動又は摩耗を
著しく抑制することができる。

しかし、この実施例に係るスクロール流体機械に用いる
継手２５は連結部２６が板状体であるため、２つの円柱
状突出部１３．１４の距離ｌがあまり小さい即ち両突出
部が接近しすぎるとその間の板状体部分２６ａが強度的
に弱くなる。そのため両スクロール１．２の偏心量ｌが
小さなスクロール流体機械には適さず、このような流体
機械には前述したように第２図および第５図のような継
手の方がよい。

なお、この継手２５において連結部２６は矩形であった
が、これはどんな形でもよい。また、この実施例では円
形状突出部１３．１４を連結部２６に対して回転可能に
し、各スクロール台板ｌｃ、２ｃに対しては圧入によっ
て固定したが、第１の実施例のように円柱状突出部１３
．１４を連結部２６に対して一体に形成するか又は溶接
などで固定し、各スクロール台板１ｃ、２ｃに対して軸
受は等を介して回転可能に接続してもよい。

このことから明らかなように、第１および第２の実施例
に係るスクロール流体機械についても、円柱状突出部１
３．１４を各スクロール台板１０２ｃに固定的に接続し
、連結部１２に対してそれぞれ回転可能とさせてもよい
。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のスクロール流体機械によ
れば、継手を小形軽量化したことでスクロールの回転時
における継手の重心アンバランスによる振動を抑制でき
、振動並びに騒音を大幅に低減することができ、更には
両スクロールの渦巻突起体同士の接触による圧縮室の気
密性を確実に確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１回は本発明の第１の実施例に係るスクロール流体機
械の主要部を示す断面図、第２図は第１図に示されるス
クロール流体機械における組合わされた駆動スクロール
および従動スクロールを示す底面図、第３図は第１図に
示されるスクロール流体機械に用いられる継手を示す斜
視図、第４図はスクロール流体機械においてスクロール
台板の円形孔を長円にした駆動スクロールを合板表面に
沿って切断して示す断面図、第５図は第２の実施例に係
るスクロール流体機械における継手を示す第２図と同様
な斜視図、第６図は第３図の実施例に係るスクロール流
体機械における継手を示す第２図と同様な斜視図、第７
図は第６回に示される継手を用いて組合わされた両スク
ロールを他の構成部分を省略して概略的に示す第３図と
同様な平面図、第８関は従来のスクロール流体機械の主
要部を示す断面図、第９図は第８図のスクロール流体機
械に用いられる従来の継手を示す平面図、第１０図は第
９図のＸ−Ｘ線に沿って得た従来の継手の断面図、第１
１図（ａ）ないし第１１図（ｄ）はそれぞれスクロール
流体機械の圧縮動作原理を説明すべくスクロールの回転
角度ごとに示す構成説明図である。 １・・・駆動スクロール、１ａ・・・渦巻突起体、１ｃ
・・・台板、２・・・従動スクロール、２ａ・・・渦巻
突起体、２Ｃ・・・台板、１０・・・スクロール流体機
械、１１・・・継手、１２・・・連結部、１３，１．４
・・・円柱状突出部。 なお、各図中同一符号は同一部分又は相当する部分を示
す。 代理人　　　大　　岩　　増　　雄 １１：　ｌ！手 第３ 図 １／。 第５図 第６ 図 第４図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 駆動源により回転駆動される第１のスクロールと、該第
   １のスクロールの軸心に対して偏心し前記第１のスクロ
   ールと協働して流体を圧縮する第２のスクロールと、前
   記第１のスクロールの回転力を前記第２のスクロールに
   伝達すべく前記両スクロール間周囲に配置された複数の
   継手とを含み、前記各継手が連結部および該連結部の上
   下端面にそれぞれ形成され前記第１および第２のスクロ
   ールの偏心距離に等しい距離だけずれた位置に中心を有
   する円柱状突出部からなり、該各円柱状突出部がそれぞ
   れ前記第１のスクロールおよび前記第２のスクロールに
   形成された嵌合孔に挿入されていることを特徴とするス
   クロール流体機械。