JPH06147146A - スクロール型流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スクロール型流体機械のバランサを小型化
し、ハウジングをコンパクトにする。 【構成】 可動側スクロ−ル１の基板２を、クランク軸
部の支軸２０を介して駆動する主軸１５にバランサ３０
を形成する。該バランサ３０はバランサ形成軸部３３の
ほぼ半周にわたつて前記軸部３３より大なる半径を有す
る重錘部３６を突出形成し、重錘部３３の反対側は、前
記軸部３３の外周面に開口を有し、主軸１５の回転中心
軸１８に近い位置に底壁面３７を有する凹所３９を形成
して、バランサ３０の重心位置の回転中心軸１８に対す
る偏心量を可及的に大とする。ハウジング６の外部で主
軸１５に固定されたプーリ４２は、重錘部５０を残して
凹所４８が形成され、第２のバランサとされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸入口よりガスを吸入
しこれを高圧に圧縮して吐出口から吐出する圧縮機、吸
入口より容器内のガスを吸出して容器内のガス圧を低下
せしめる真空ポンプ、あるいは吸入口より高圧のガスを
受け入れて内部で膨脹させ吐出口より常圧のガスとして
吐出することにより高圧のエネルギーを動力に変換する
膨脹機などの流体機械に係り、特に前記ガスの圧縮また
は膨脹ををそれぞれ渦巻形のラツプ部を備えた固定側ス
クロールと可動側スクロールの間において行わせるスク
ロール型の流体機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】基板の平坦面に、インボリユート曲線の
または半円形を滑らかに接続せしめた、渦巻形のラツプ
部を立設した固定側スクロールと、該固定側スクロール
の前記ラツプ部に噛み合う、インボリユート曲線のまた
は半円形を滑らかに接続せしめた前記ラツプ部と同一形
状の渦巻形のラツプ部を、基板の平坦面に立設した可動
側スクロールとよりなり、前記可動側スクロールを収容
するハウジングに前記固定側スクロールを固定し、前記
ハウジングに回転自在に支承した主軸の端部をクランク
軸を介して前記可動側スクロールの基板に駆動的に連結
して、該可動側スクロールを前記主軸と同一回転速度で
かつ前記主軸の中心軸を中心とした前記クランク軸の主
軸に対する偏心長を半径とする公転運動を行わせるとと
もに、前記ハウジングと可動側スクロールの基板との間
にオルダムリングとオルダムキーとで構成されるオルダ
ム機構を配設して可動側スクロールのハウジングに対す
る自転運動を制止し、あるいは前記クランク軸の主軸に
対する偏心長と有効長が同一である連結杆を前記可動側
スクロールの基板とハウジングとにその両端で回転自在
に止着して前記クランク軸と連結杆とで形成される平行
四辺形リンクにより可動側スクロールのハウジングに対
する自転運動を制止せしめるスクロール流体機械が知ら
れている。

【０００３】スクロール型流体機械は、可動側スクロー
ルの渦巻形のラツプ部が固定側スクロールのラツプ部に
対し前記オルダム機構等によりハウジングに対する自転
運動を制止されながら、固定側スクロールのラツプ部に
対し公転運動をすることにより、両ラツプ部の接触位置
が渦巻形のラツプ部の長手方向に移動し、その結果両ラ
ツプ部の側壁面と両基板の平坦面との杆で両ラツプ部の
接触によつて閉じ込み形成される作用空間は、両ラツプ
部の接触位置が固定側スクロールのラツプ部の基板外周
位置から基板中心位置に移動するに従って縮小される。
従って前記主軸を原動機に連結して主軸を回転駆動する
ときは、可動側スクロールのラツプ部の外周位置にハウ
ジングに形成した第１の開口より吸入したガスを圧縮し
て固定側スクロールの基板の中心部に形成した第２の開
口より吐出する圧縮機または真空ポンプとして使用さ
れ、前記第２の開口より高圧ガスを前記作用空間に導入
するときは、前記高圧ガスの作用空間内における膨脹に
より前記主軸を回転させて高圧ガスのエネルギーを主軸
の回転動力に変換する膨脹機として使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記構成よりなるスク
ロール型流体機械においては、その作動中は固定側スク
ロールのラツプ部における基板の外周側の端部付近の作
用空間より基板の中心側の作用空間内の流体圧力が大と
なるため、可動側スクロールの基板と前記クランク軸と
の連結部には、該基板の特定半径方向に径方向荷重が作
用し、また可動側スクロールの渦巻形のラツプ部の重心
を前記クランク軸による基板支承部と一致させることが
困難であり、かつ可動側スクロールは主軸の周りに所定
の半径で公転運動をすることから生ずる可動側スクロー
ルの遠心力が作用し、可動側スクロールの公転動作を不
円滑とし、前記主軸にはこれを傾斜せしめようとする力
が作用して、該主軸をハウジングに回転自在に支承する
軸受の軸方向の中心回りにモーメントが発生する。これ
らの課題を解決するために、バランスウエイトまたはバ
ランサを、その重心部を前記主軸の中心軸より予め定め
た半径方向の外方位置に位置するように配設したものが
知られている（特開昭５９−１０５９８７号公報、実開
昭６１−９５７５号、実開昭６２−８７１９５号公
報）。これらのバランスウエイトまたはバランサは、こ
れを配設すべき主軸には何の加工をも施すことなく、直
接前記主軸の外周に重錘部を突出させて形成しているた
め、前記モーメントの解消のためには該重錘部の最大突
出半径が必然的に大となり、このためこれらのバランス
ウエイトまたはバランサを収容するハウジングを小型化
することはできない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はスクロール型流
体機械の主軸に配設するバランサの最大突出半径を可及
的に小として、ハウジングの小型化を図ることを目的と
するものである。即ち本発明は、基板の平坦面に渦巻形
のラツプ部を垂直に立設した固定側スクロールと、該固
定側スクロールの前記ラツプ部に噛み合う渦巻形のラツ
プ部を基板の平坦面に垂直に立設した可動側スクロール
と、前記可動側スクロールを収容するとともに前記固定
側スクロールを固定したハウジングと、該固定ハウジン
グに回転自在に支承せしめた主軸と、該主軸と前記可動
側スクロールの基板とを駆動的に連結して該可動側スク
ロールの基板を前記主軸と同一回転速度でかつ該主軸の
中心の周りに所定の半径で公転せしめる駆動的連結手段
と、前記可動側スクロールの基板の前記ハウジングに対
する自転を阻止する規制手段とを備えたスクロール型流
体機械において、前記主軸には、該主軸の中心軸に関し
予め定めた半径方向位置に重心を有するバランサを配設
するとともに、該バランサは、該バランサの配設位置に
おける前記主軸の軸方向の前後位置の主軸外周面の半径
より大なる半径のほぼ円筒状の周面を前記予め定めた半
径方向を中心として前記主軸の半径方向に突出する重錘
部と、該重錘部の半径方向反対側に開口し、前記主軸の
中心軸と前記予め定めた半径方向とに垂直な前記主軸の
直径に近接した位置に底壁部の最深部を有して前記バラ
ンサ配設位置における前記主軸の軸方向の前後位置の主
軸外周面より凹設された凹所とを備えたことを特徴とす
る。

【０００６】

【実施例】図面は、本発明を施したスクロール型圧縮機
の一実施例を示し、図１はその断面図である。図におい
て、固定側スクロール１は円盤状の基板２を備え、該基
板２の一面には平坦面３が形成され、該平坦面３に一体
に、平板状のラツプ部４をインボリユート曲線に沿って
渦巻形に、かつ前記平坦面３に垂直に立設する。前記基
板２の外周縁部には、前記ラツプ部４の渦巻形の基礎と
なすインボリユート曲線の基礎円に同心的に円筒面形状
の取付面部５が形成される。一方前記固定側スクロール
１を固定すべきハウジング６には、その一端に円筒面形
状の内壁面７が形成され、該内壁面７に前記基板２の取
付面部５が密に嵌合されて、前記基板２はラツプ部４を
ハウジング６内に向けた状態で、その周縁部においてボ
ルト等の緊締具（図示せず）によりハウジング６に固定
される。可動側スクロ−ル８は平板状の基板９を備え、
該基板９の一面に形成した平坦面１０に一体に、平板状
のラツプ部１１をインボリユート曲線に沿って渦巻形
に、かつ前記平坦面１０に垂直に立設したもので、前記
ラツプ部１１の寸法形状は固定側スクロール１のラツプ
部４とほぼ同一とする。前記基板９の他面は前記平坦面
１０に平行な平面とされ、前記ラツプ部１１の渦巻形の
基礎をなすインボリユート曲線の基礎円に同心的に、円
筒壁状の軸受筒１２が該面に垂直に、かつ一体に立設さ
れる。

【０００７】可動側スクロ−ル８は、そのラツプ部１１
を固定側スクロ−ル１のラツプ部４と噛合するように、
前記平板状基板９の平坦面１０を固定側スクロ−ル１の
円盤状基板２の平坦面３に平行せしめて、前記基板９の
前記軸受筒１２を立設した面が、ハウジング６の内壁に
形成した環状の段部１３に装着された環状のスラスト軸
受１４により、該軸受１４の軸受面上を摺動自在に支承
される。前記ハウジング６には、主軸１５が２個の軸受
１６，１７により回転自在に、かつその軸方向の移動を
阻止されて支承される。前記主軸１５の回転中心軸１８
は、固定側スクロ−ル１の基板２の平坦面３に垂直で、
かつ前記基板２に立設されたラツプ部４の渦巻形の基礎
をなすインボリユート曲線の基礎円の中心と一致する位
置に位置される。前記主軸１５の一端には、前記回転中
心軸１８に対し所定の寸法を隔てた偏心位置に該回転中
心軸に平行する中心軸１９を有する支軸２０を備えたク
ランク軸部を一体に形成する。該支軸２０は前記可動側
スクロ−ル８の円板状基板９に立設せしめた軸受筒１２
に軸受２１を介して回転自在に支承される。

【０００８】前記可動側スクロ−ル８の軸受筒１２の外
周面の一部にはボス部２２が一体に突設され、該ボス部
２２に形成された軸孔中に前記軸受筒１２の中心軸と平
行に中心軸を有する軸受２３が配設され、一方前記ハウ
ジング６の内壁の突出部に形成された軸孔中に、前記主
軸１５の回転中心軸と平行に中心軸を有する軸受２４が
配設され、これらの軸受２３，２４にそれぞれ支承され
る小軸を両端部に備えた連結杆２５が、前記可動側スク
ロ−ル８の基板９に平行に配設されて、該基板９をハウ
ジング６に連結する。前記連結杆２５の前記軸受２３，
２４に支承される２個の小軸の中心軸間の距離は前記主
軸１５の回転中心軸１８とクランク軸部の支軸２０の中
心軸１９との間の寸法と等しくされ、可動側スクロ−ル
８における軸受筒１２の中心軸と軸受２３の中心軸との
間の距離はハウジング６側における主軸１５の回転中心
軸１８と軸受２４の中心軸との間の距離と等しくされ
る。ここに前記主軸１５のクランク軸部と連結杆２５と
を対向する２辺とする平行四辺形リンクが形成され、主
軸１５を回転せしめるときは、可動側スクロ−ル８の基
板９は前記主軸１５の回転中心軸１８と支軸２０の中心
軸１９との間の距離を半径とし、前記回転中心軸１８を
中心として主軸１５の回転速度と同一の回転速度で公転
するが、前記基板９はハウジング６に関して自転するこ
とはない。

【０００９】前述したように可動側スクロ−ル８が主軸
１５の回転中心軸１８の周りに公転運動をするとき、可
動側スクロ−ル８の基板９に形成した渦巻形のラツプ部
１１の側面は固定側スクロ−ル１の基板２に形成した渦
巻形のラツプ部４の側面に対し１箇所または数箇所で線
接触し、かつこの線接触部が渦巻形に沿って次第に中心
部に移動するように前記クランク軸部における回転中心
軸１８と中心軸１９間の寸法および両ラツプ部４，１１
の渦巻形状が予め定められる。固定側スクロ−ル１の基
板２の平坦面３と可動側スクロ−ル８の基板９の平坦面
１０との間において前記平坦面３，１０とラツプ部４，
１１に囲まれた空間は、前記線接触部を境界とする作用
空間２６に区画され、前記可動側スクロ−ル８の一方向
の公転運動により、前記線接触部が両ラツプ部４，１１
の外周部側からインボリユート曲線の基礎円側に移動す
るにつれて作用空間２６は縮小される。そこでハウジン
グ６には、固定側スクロ−ル１のラツプ部４の最外周端
の半径方向外方位置であつて、前記基板２の取付面部５
を嵌装する円筒壁面形状の内壁面７とスラスト軸受１４
を支承する段部１３との間の位置に、第１の開口２７を
形成し、固定側スクロ−ル１の円盤状基板２にはラツプ
部４の渦巻形の基礎をなすインボリユート曲線の基礎円
の中心部に第２の開口２８を形成するとともに、主軸１
５の回転方向には可動側スクロ−ル８の公転に伴って、
前記第１の開口２７よりハウジング６と固定側スクロ−
ル１のラツプ部４との間の空間２９にガスが吸入され、
固定側スクロ−ル１のラツプ部４と可動側スクロ−ル８
のラツプ部１１との間の作用空間でガスが圧縮され、前
記第２の開口から圧縮されたガスが吐出される圧縮機と
して作用する。

【００１０】主軸１５において、前記ハウジング６に対
し支承される２個の軸受１６，１７の間の部分にバラン
サ３０が形成される。この主軸１５の正面図を図２に、
図２中の線Ａ−Ａに沿う断面図を図３に、それぞれ示
す。主軸１５は、前述したようにその一端に主軸１５の
回転中心軸１８に対し偏心位置に中心軸１９を有する支
軸２０が一体に形成されており、かつ軸受１６の支承軸
部３１および軸受１７の支承軸部３２の中間に位置する
バランサ形成軸部３３を同心的に大径に形成することに
より、該バランサ形成軸部３３の軸方向端面３４で両軸
受１６，１７のインナリングの側面に当接せしめてい
る。前記バランサ形成軸部３３には、前記支軸２０の中
心軸１９が回転中心軸１８に対して偏心している半径方
向と反対の半径方向３５を中心として、前記バランサ形
成軸部３３の半径より大なる半径の円筒周面を有する重
錘部３６をほぼ半周にわたり突出せしめて前記バランサ
形成軸部３３と一体に形成する。一方前記バランサ形成
軸部３３の前記半径方向３５の反対側の外周面には、前
記軸方向端面３４を形成する周面部を残して、軸方向の
中央部をその外周面より穿設して、最も深い部分の底壁
面３７が、主軸１５の回転中心軸１８を通り前記半径方
向３５に垂直なバランサ形成軸部３３の一直径３８に近
接した位置に有する凹所３９を形成し、前記バランサ形
成軸部３３の外周面に開口４０を有する前記凹所３９を
形成せしめる。以上により、主軸１５には軸受１６，１
７の支承軸部３１，３２間にバランサ３０が形成され
る。該バランサ部３０の重心０₁は前記半径方向３５上
ある。

【００１１】図１において、主軸１５の他端でハウジン
グ６より突出する軸端部４１は主軸１５の主要部より小
径に形成され、該軸端部にはプーリ４２が固定される。
該プーリ４２は中心部に前記軸端部４１の外周に密に嵌
められる軸孔４３を備え、該軸孔４３に軸端部４１を嵌
装し、キーにより回り止めされた後固定される。前記プ
ーリ４２の外周面には数条のＶ字断面の周溝４４が刻設
され、この周溝４４に係合する突条を備えた無端ベルト
（図示せず）が原動機との間に掛け渡されて、プーリ４
２を介して主軸１５が駆動される。前記プーリ４２の前
記軸端部４１の自由端側の側面は、図４および図１に示
すように、前記周溝４４を刻設した外周面を備えた筒状
周縁部４５と前記軸孔４３の周囲に形成された筒状のボ
ス部４６を残して、前記軸孔４３の中心軸（主軸１５の
中心軸１８に一致）を通る直径線まで、前記中心軸を中
心としてほぼ半周にわたり前記側面より深く刻設され、
前記側面に開口４７を有する凹所４８に形成され残りの
ほぼ半周にわたる部分に重錘部５０が形成される。前記
筒状周縁部４５とボス部４６とは、前記凹所４８の底壁
を形成するフランジ部４９で連結される。前記凹所４８
は、前記筒状周縁部４５、ボス部４６およびフランジ部
４９の強度が動力伝達に差支えのない強度を有する程度
に形成されることは勿論である。 前記プーリ４２は前
記凹所４８の形成により軸孔４３の中心軸より偏心した
位置に重心０₂を有する第２のバランサを形成し、その
重心０₂が主軸１５の回転中心軸１８に対し前記バラン
サ３０の半径方向３５と反対方向の半径位置にあるよう
に、主軸１５の軸端部４１に固定される。

【００１２】その他、図１において符号６２は主軸１５
とハウジング６の端壁部６１の開口部との間の油密保持
のためのメカニカルシール、６３は該メカニカルシール
６２と主軸１５の軸受支承軸部３２との間に設けられた
支持筒、６４は前記端壁部６１に穿設した第１の給油孔
で、該給油孔６４からハウジング６内に供給される潤滑
油は通路６５を介してメカニカルシール６２、軸受１７
を潤滑して、ハウジング６の底部に形成した油溜６６に
貯溜される。またハウジング６に穿設した第２の給油孔
６７からハウジング６内に供給される潤滑油は、通路６
８を介してスラスト軸受１４を潤滑した後、軸受２３，
２４，２１，１６を潤滑して油溜６６に貯溜される。油
溜６６内に貯溜された潤滑油は油路６９および固定側ス
クロ−ル１の円盤状基板２に穿設した給油孔７０を介し
て空間２９に送られ、該空間２９に吸入されたガスとと
もに作用空間２６に吸入され、吐出ガスとともに吐出口
２８から吐出され、吐出ガス貯溜タンク内の油分離器に
よりガスと分離される。なお前記油路６９には必要に応
じ原動機により駆動されるポンプが配設され、油溜６６
内の潤滑油を給油孔７０に圧送し、給油孔７０より空間
２９内に噴霧する。ガスとともに作用空間２６に送られ
た潤滑油は、両ラツプ部４，１１の接触部の気密保持、
潤滑ならびに両ラツプ部４，１１とガスの冷却に役立
つ。符号７１，７１はバランサ３０の重錘部３６の角部
を整形した円弧部で、潤滑油の撹拌による動力損失を少
なくするためのものである。

【００１３】圧縮機として作動させるには、図示を省略
した原動機および無端ベルトを介して、プーリ４２に動
力を伝達する。プーリ４２とともに主軸１５が回転駆動
されると、主軸１５の一端部に形成したクランク軸部の
支軸２０を介して可動側スクロ−ル８は主軸１５と同一
回転速度で、主軸１５の回転中心軸１８の周りに公転
し、両ラツプ部４，１１間で第１の開口２７から吸入し
たガスを作用空間２６で圧縮し、第２の開口２８から吐
出する。この可動側スクロ−ル８の重量ｍ₁による遠心
力Ｆ₁（ｇｆ）は前記支軸２０の中心軸１９上の重心位
置Ｏ₃（図１参照）に作用する。この中心軸１９の主軸
１５の回転中心軸１８に対する偏心量をｒ₁とする。次
に主軸１５に形成したバランサ３０の重心位置０₁は前
記回転中心軸１８に関して前記中心軸１９とは半径方向
反対側に位置し、前記回転中心軸１８に対する偏心量ｒ
₂の位置で重量ｍ₂による遠心力Ｆ₂（ｇｆ）を回転中心
軸１８に作用する。従ってスクロ−ル型圧縮機のダイナ
ミツクバランスを前記バランサ３０によりとる場合には
前記可動側スクロ−ル８の公転によつて生ずる遠心力Ｆ
₁による主軸１５の回転中心軸１８周りのモーメント
と、バランサ３０によつて生ずる遠心力Ｆ₂による前記
回転中心軸１８の周りのモーメントとを等しくすればよ
い。この場合はプーリ４２としては凹所４８を形成しな
い通常のプーリを用いる。

【００１４】プーリ４２を第２のバランサとして用いる
場合は、該プーリ４２の重心位置０₂は前記回転中心軸
１８に関して、前記中心軸１９とは半径方向に同一半径
方向位置で前記第１のバランサ３０の重心位置０₁とは
半径方向反対側の位置にあり、前記回転中心軸１８に対
する偏心量ｒ₃の位置で重量ｍ₃による遠心力Ｆ₃（ｇ
ｆ）を回転中心軸１８に作用する。これらの関係を図に
示すと図５のとおりにあらわされる。可動側スクロ−ル
８の重量ｍ₁による回転中心軸１８周りの遠心力Ｆ₁（ｇ
ｆ）は、主軸１５の回転速度をｎ（ｒｐｍ）とすると、
次式のとおりにあらわされる 。 Ｆ₁＝ｍ₁・ｒ₁・（π・ｎ／３０）²／９８０ また第１のバランサ３０の重量ｍ₂による回転中心軸１
８周りの遠心力Ｆ₂（ｇｆ）は次式であらわされる。 Ｆ₂＝〔ａ／（ａ−ｂ）〕・Ｆ₁ ＝ｍ₂・r₂・（π・ｎ／３０）²／９８０ 第２のバランサであるプーリ４２の重量ｍ₃による回転
中心軸１８周りの遠心力Ｆ₃（ｇｆ）は次式であらわさ
れる。 Ｆ₃＝｛〔ａ／（ａ−ｂ）〕−１｝・Ｆ₁ ＝ｍ₃・ｒ₃・（π・ｎ／３０）²／９８０ 従つて上記の式からバランサ３０およびプーリ４２のｍ
₁，ｒ₁およびｍ₂，ｒ₂を決めれば回転中心軸１８周りの
ダイナミツクバランスをとることができる。ここで、ｒ
₂を大とすることにより、ｍ₂が小であつても同じ遠心力
Ｆ₂を得ることができ、第１のバランサの最大突出半径
を小とすることができる。また第１のバランサ３０を小
型化することによりｂを小とすることができれば、第２
のバランサに作用する遠心力Ｆ₃を小さくでき、ｍ₂即ち
第２のバランサを小型化できる。

【００１５】図６及び図７は、本発明の主軸１５に形成
するバランサ３０の他の実施例を示す。図において図２
および図３に示す主軸１５と同一部分は同一符号を付し
てその説明を省略する。図６および図７において、重錘
部３６の反対側のバランサ形成軸部３３の外周面に開口
せしめた凹所５１は、前記重錘部３６の重心０₁の位置
する半径方向３５の延長線を中心とする薄肉のリブ５２
と、前記半径方向３５と垂直なバランサ形成軸部３３の
一直径３８に近接した位置に最も深い部分の底壁面５３
を有し、前記リブ５２の両側に開口５４を有する凹所に
形成されている。図８および図９は、本発明の主軸１５
に形成するバランサ３０のさらに他の実施例を示す。図
において図２および図３に示す主軸１５と同一部分は同
一符号を付して説明してその説明を省略する。図８およ
び図９において、重錘部３６の反対側のバランサ形成軸
部３３の外周面に開口せしめた凹所５５は、前記重錘部
３６の重心０₁の位置する半径方向３５に垂直なバラン
サ形成軸部３３の一直径３８に平行な中心軸線を有し、
前記バランサ形成軸部３３の外周面に両端の開口５６，
５６を有する円筒状貫通孔により形成され、前記凹所５
５の最も深い部分の底壁部５７は前記バランサ形成軸部
３３の一直径３８の近傍において該直径３８と平行す
る。なお前記凹所３９，５１，５５の底壁面３７，５
３，５７は前記バランサ形成軸部３３の前記一直径３８
に一致してもよく、重錘部３６側に寄ってもよい。

【００１６】前記実施例において固定側スクロ−ルおよ
び可動側スクロ−ルのラツプ部はインボリユート曲線に
沿った渦巻形としたが、これらのラツプ部は基礎円をな
す半円から、次第に大径の半円を接続して渦巻形とした
公知のものとすることができる。また前記実施例におい
ては本発明を圧縮機に施したものとして説明したが、ス
クロール型流体機械は前述したように第１の開口から吸
入したガスを圧縮して第２の開口から吐出することを可
能とするものであるから、本発明をスクロール型真空ポ
ンプに施すこともできる。さらに前記実施例に記載した
構成のものにおいては、第２の開口から高圧ガスを作用
空間内に導入すると高圧ガスが作用空間内で膨脹して、
可動側スクロ−ルを回転せしめ、これにより主軸から回
転駆動力を取り出すことができるので、本発明を高圧ガ
スのエネルギーを回転駆動力に変換するスクロール型膨
脹機に施すこともできる。

【００１７】

【発明の作用および効果】本発明は、基板の平坦面に渦
巻形のラツプ部を垂直に立設した固定側スクロールと、
該固定側スクロールの前記ラツプ部に噛み合う渦巻形の
ラツプ部を基板の平坦面に垂直に立設した可動側スクロ
ールと、前記可動側スクロールを収容するとともに前記
固定側スクロールを固定したハウジングと、該ハウジン
グに回転自在に支承せしめた主軸と、該主軸と前記可動
側スクロールの基板とを駆動的に連結して該可動側スク
ロールの基板を前記主軸と同一回転速度でかつ該主軸の
中心の周りに所定の半径で公転せしめる駆動的連結手段
と、前記可動側スクロールの基板の前記ハウジングに対
する自転を阻止する規制手段とを備えたスクロール型流
体機械に係るものであつて、前記可動側スクロ−ルを前
記主軸の回転中心軸を中心とし前記所定の半径で公転せ
しめるとともに、該可動側スクロ−ルの固定側スクロー
ルに対する自転運動を阻止することにより、可動側スク
ロ−ルの基板に立設したラツプ部を固定側スクロールの
基板に立設したラツプ部に線接触せしめながら搖動し、
かつこの搖動の間に前記線接触部を渦巻形のラツプ部に
沿って移動させ、両ラツプ部間に形成される作用空間を
縮小または拡張することにより、圧縮機または膨脹機と
しての作用を行う。

【００１８】さらに、前記主軸には、該主軸の中心軸に
関し予め定めた半径方向位置に重心を有するバランサを
配設するとともに、該バランサは、該バランサの配設位
置における前記主軸の軸方向の前後位置の主軸外周面の
半径より大なる半径の円筒状周面を前記予め定めた半径
方向を中心として前記主軸の半径方向に突出する重錘部
と、該重錘部の半径方向反対側に開口し、前記主軸の中
心軸と前記予め定めた半径方向とに垂直な前記主軸の直
径に近接した位置に底壁部の最深部を有して前記バラン
サ配設位置における前記主軸の軸方向の前後位置の主軸
外周面より凹設された凹所とを備えたことにより、重錘
部の円筒状周面の半径をさほど大とすることなく、主軸
の回転中心線よりバランサの重心位置までの偏心量を大
とすることができる。即ち主軸の外周面に重錘部を付設
したのみのバランサでは、該バランサの重心位置の偏心
量は小であり重錘部の重心位置までの距離ｒ₂は主軸に
近い位置となるが、本発明においては、重錘部の半径方
向反対位置において該重錘部のほぼ円筒状の周面の中心
を通る前記予め定めた半径方向に垂直な主軸直径に近接
した位置まで、前記主軸のバランサ形成軸部を削除した
凹所を形成し、該凹所をバランサ形成軸部の外周面に開
口させているので、前記凹所に相当する部分の重量を欠
くため、バランサとしての重心位置は、前述した主軸の
外周面に単に重錘を付設した場合に比し、重錘の外周円
筒状面の半径を等しくしても本発明の場合の方がバラン
サの重心位置と主軸の回転中心軸との間の距離、即ち偏
心距離を大とすることができる。従つて本発明によれ
ば、主軸の回転中心軸から重錘部の外縁までの距離を大
とすることなくスクロール型流体機械のダイナミツクバ
ランスをとるバランサが形成でき、スクロール型流体機
械のハウジングの外径を小とし、全体をコンパクトなも
のとすることができる。また主軸へのバランサの形成
は、鋳鍛造により凹所と重錘部を同時に成形してもよ
く、重錘部を有する主軸を一旦成形した後にバランサ形
成軸部の重錘の半径方向反対側を機械加工して凹所を形
成してもよい。さらに前記凹所にはその底壁面より半径
方向にリブを立設して開口と２ケ所にするとか、または
重錘部の中心とする予め定めた半径方向に垂直な主軸の
直径方向に平行な中心軸を有する円筒状凹所とすると、
主軸のバランサ形成軸部の強度をより大とすることがで
きる。

【００１９】さらに本発明において、前記主軸には、該
主軸の中心軸と前記バランサの重心位置とを結ぶ前記予
め定めた半径方向とは１８０度反対方向の半径方向位置
に重心を有する第２のバランサを、前記第１のバランサ
とは軸方向に離れた位置に配設するとともに、該第２の
バランサは、前記ハウジング外において前記主軸に固定
されるプーリに形成され、該プーリはベルト係合のため
の外周面を除く外表面の一部において開口する凹部によ
り重錘部が前記プーリ内に区画形成せしめる。このよう
にすれば、第１のバランサと第２のバランサにより可動
側スクロ−ルの旋回運動によつて発生する遠心力を完全
にバランスさせることができ、第１および第２のバラン
サによつて発生する遠心力のバランスによつて主軸を曲
げる方向に作用する力、いわゆる主軸をすりこぎ運動さ
せる力を完全に打ち消すことができ、さらに第２のバラ
ンサはプーリ内に重錘部を区画形成しているためプーリ
とバランスウエイトとを主軸に並列せしめる必要がない
ので、主軸の全長を可及的に短くすることとができる。

【００２０】このような構成においてさらに、前記主軸
を、前記ハウジング内において前記主軸の軸方向に隔た
った位置において前記ハウジングに配置された２個の軸
受によつて前記ハウジングに回転自在に支承し、前記第
１のバランサは前記２個の軸受の間において前記主軸に
配設するようにすれば、バランサの収容スペースとして
軸受間のデツドスペースを有効に利用することができ、
第１および第２のバランサの小型化および主軸の全長の
縮小とあいまつてハウジングの一層の小型化をはかるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の断面図。

【図２】前記実施例の主軸の正面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図４】第２のバランサ（プーリ）の側面図。

【図５】前記実施例のダイナミツクバランスを示す概要
図。

【図６】主軸の他の実施例における正面図。

【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図８】主軸の他の実施例における正面図。

【図９】図８のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【符号の説明】

１ 固定側スクロール ２ 基板 ３ 平坦面 ４ ラツプ部 ６ ハウジング ８ 可動側スクロ−ル ９ 基板 １０ 平坦面 １１ ラツプ部 １２ 軸筒部 １５ 主軸 １８ 回転中心軸 １９ 中心軸 ２０ 支軸 ２５ 連結杆 ３０ バランサ ３３ バランサ形成軸部 ３６ 重錘部 ３７ 底壁部 ３９ 凹所 ４０ 開口 ４２ プーリ ４７ 開口 ４８ 凹所 ５０ 重錘部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の平坦面に渦巻形のラツプ部を垂直
   に立設した固定側スクロールと、該固定側スクロールの
   前記ラツプ部に噛み合う渦巻形のラツプ部を基板の平坦
   面に垂直に立設した可動側スクロールと、前記可動側ス
   クロールを収容するとともに前記固定側スクロールを固
   定したハウジングと、該ハウジングに回転自在に支承せ
   しめた主軸と、該主軸と前記可動側スクロールの基板と
   を駆動的に連結して該可動側スクロールの基板を前記主
   軸と同一回転速度でかつ該主軸の中心の周りに所定の半
   径で公転せしめる駆動的連結手段と、前記可動側スクロ
   ールの基板の前記ハウジングに対する自転を阻止する規
   制手段とを備えたスクロール型流体機械において、 前記主軸には該主軸の中心軸に関し予め定めた半径方向
   位置に重心を有するバランサを配設するとともに、該バ
   ランサは、該バランサの配設位置における前記主軸の軸
   方向の前後位置の主軸外周面の半径より大なる半径のほ
   ぼ円筒状の周面を前記予め定めた半径方向を中心として
   前記主軸の半径方向に突出する重錘部と、該重錘部の半
   径方向反対側に開口し、前記主軸の中心軸と前記予め定
   めた半径方向とに垂直な前記主軸の直径に近接した位置
   に底壁面の最深部を有して前記バランサ配設位置におけ
   る前記主軸の軸方向の前後位置の主軸外周面より凹設さ
   れた凹所とを備えたことを特徴とするスクロール型流体
   機械。
2. 【請求項２】 前記主軸には、該主軸の中心軸と前記バ
   ランサの重心位置とを結ぶ前記予め定めた半径方向とは
   １８０度反対方向の半径方向位置に重心を有する第２の
   バランサを、前記第１のバランサとは前記主軸の軸方向
   に離間した位置に配設するとともに、該第２のバランサ
   は、前記ハウジング外において前記主軸に固定されるプ
   ーリに形成され、該プーリはベルト係合のための外周面
   を除く外表面の一部において開口する凹部により重錘部
   が前記プーリ内に区画形成されていることを特徴とする
   請求項１に記載のスクロール型流体機械。
3. 【請求項３】 前記主軸は、前記ハウジング内において
   前記主軸の軸方向に隔たった位置において前記ハウジン
   グに配置された２個の軸受によつて前記ハウジングに回
   転自在に支承され、前記第１のバランサは前記２個の軸
   受の間において前記主軸に配設されていることを特徴と
   する請求項１または請求項２に記載のスクロール型流体
   機械。