JPH0647989B2 - スクロ−ル式流体機械 - Google Patents

スクロ−ル式流体機械

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JPH0647989B2
JPH0647989B2 JP61144205A JP14420586A JPH0647989B2 JP H0647989 B2 JPH0647989 B2 JP H0647989B2 JP 61144205 A JP61144205 A JP 61144205A JP 14420586 A JP14420586 A JP 14420586A JP H0647989 B2 JPH0647989 B2 JP H0647989B2
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scroll
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俊次 鈴木
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トキコ株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0021Systems for the equilibration of forces acting on the pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/80Other components
    • F04C2240/807Balance weight, counterweight

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば空気、冷媒等を圧縮し又は圧送するた
めのスクロール圧縮機又は真空ポンプとして用いられる
スクロール式流体機械に関する。
〔従来技術〕
従来、スクロール式流体機械としてのスクロール圧縮機
は、ケーシングと、該ケーシングに回転自在に設けられ
た回転軸と、該回転軸のクランク軸に回転自在に設けら
れ、鏡板の前側面にはうず巻状のラップ部が立設された
旋回スクロールと、該旋回スクロールのラップ部と重な
り合って旋回する間に圧縮室を形成するように鏡板にう
ず巻状のラップ部が立設された固定スクロールと、前記
旋回スクロールの鏡板の他側摺動面と前記ケーシングと
の間に設けられ、前記圧縮室内に発生した流体圧によっ
て該旋回スクロールに加わる軸方向力を受承するスラス
トすべり軸受とから大略構成されている。そして、該ス
クロール圧縮機は、旋回スクロールが旋回する間に吸込
口から吸込んだ空気を圧縮室に封じ込め、該圧縮室で徐
々に圧縮し、吐出口から外部に吐出するようになってい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
而して、上述したスクロール圧縮機の旋回スクロールは
駆動軸のクランク軸に旋回軸受を介して軸支され、ケー
シングに対して偏心した旋回運動を行うものであること
から、旋回スクロールの重心位置については、従来、該
旋回軸受の中心と一致させるべく回転方向についての調
整は行われたのに対し、軸方向については考慮されずス
ラストすべり軸受から離間した位置におかれていた。
このため、各圧縮室内に発生した空気圧によって旋回ス
クロールをスラストすべり軸受に押圧する押圧力が小さ
い場合には、スクロール圧縮機に比較して真空ポンプに
おいて顕著な現象であるが、旋回スクロールに働いた遠
心力によってすべり軸受に対するモーメントが発生し、
スラストすべり軸受及び旋回軸受の偏摩耗や各ラップ部
の接触を招くという欠点がある。特に、旋回スクロール
の回転速度の変化に伴なって遠心力が変化する場合には
スラストすべり軸受に対するモーメントも大きく作用し
て軸受の偏摩耗等も促進されるため、旋回スクロールの
回転速度を変化させたり、旋回スクロールを高速回転さ
せることはできないという問題がある。
本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもの
で、旋回スクロールを安定的に旋回させ、スラストすべ
り軸受や旋回軸受の長寿命化を図るようにしたスクロー
ル式流体機械を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上述した問題点を解決するために、本発明によるスクロ
ール式流体機械は、ケーシングと、該ケーシングに回転
自在に設けられ、先端が偏心してクランク軸となった駆
動軸と、該駆動軸のクランク軸に回転自在に設けられ、
鏡板の前側面にはうず巻状のラップ部が立設された旋回
スクロールと、前記ケーシングに固着され、該旋回スク
ロールのラップ部と重なり合って旋回する間に圧縮室を
形成するように鏡板にうず巻状のラップ部が立設された
固定スクロールと、前記旋回スクロールの鏡板の後側摺
動面と前記ケーシングとの間に設けられ、前記圧縮室内
に発生した流体圧によって該旋回スクロールに加わる軸
方向力を受承するスラストすべり軸受とを備えている。
そして、本発明が採用する構成の特徴は、前記旋回スク
ロールの鏡板の後面側には前記クランク軸の軸線を中心
としたボス部を突設すると共に、該ボス部内には前記ク
ランク軸に対して旋回スクロールを軸支する旋回軸受を
設け、かつ前記旋回スクロールの重心が前記鏡板の後側
摺動面と同一平面で、前記クランク軸の軸線と交わる位
置となるように、前記ボス部に環状のバランスウエイト
を設けたことにある。
〔作用〕
このように構成することにより、旋回スクロールの重心
位置は、スラストすべり軸受の受圧面と旋回スクロール
の鏡板後側摺動面と同一平面となり、スラストすべり軸
受に対するモーメントの発生を防止できる結果、旋回ス
クロールの回転速度を変化させても安定した運転を確保
し、またスラストすべり軸受や旋回軸受の長寿命化とラ
ップ部の接触事故を防止する。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例としてスクロール圧縮機を例に
挙げ、図面に基づき詳述する。
図において、1はケーシングで、該ケーシング1はケー
シング本体2と前側ケーシング3とから構成されてい
る。ケーシング本体2は小径の軸受部2Aと大径筒状の
円筒部2Bとから形成され、又、該円筒部2Bの端面に
固着された前側ケーシング3は大径筒状の円筒部3Aと
該円筒部3Aの図中左端側に位置して該円筒部3Aの径
方向内側に伸びる環状の延伸部3Bと、該円筒部3A内
側で延伸部3Bの内周縁側に形成された環状突起3C
と、該環状突起3Cに対して径方向に形成された複数の
通気孔3D,3Dとから形成されている。
4は駆動軸で、該駆動軸4で軸受5,5を介してケーシ
ング本体2の軸受部2Aに回転自在に軸受されている。
そして、該駆動軸4の一端側は軸受部2A外に突出して
モータ(図示せず)と連結され、その他端側はケーシン
グ本体2の円筒部2B内に位置してカウンタウェイト取
付部4Aになっている。更に該カウンタウェイト取付部
4Aの先端側はクランク軸4Bになっており、駆動軸4
の軸線O−Oに対してクランク軸4Bの軸線O
は距離8だけ偏心している。
6は旋回スクロールを示し、該旋回スクロール6は鏡板
6Aと、該鏡板6Aの前側面に形成されたうず巻状のラ
ップ部6Bと、鏡板6Aの後側面に形成された後側摺動
面6Cと、該摺動面6Cに軸線O−Oを中心にして
突設され、延伸部3Bの内周側端面より小径に形成され
たボス部6Dとから構成されている。7はクランク軸4
Bに対して旋回スクロール6を旋回自在に軸支する旋回
軸受で、該旋回軸受7は前記ボス部6D内に位置して該
ボス部6Dとクランク軸4Bとの間に設けられている。
8は固定スクロールを示し、該固定スクロール8は鏡板
8Aと、該鏡板8Aに形成されたうず巻状ラップ部8B
と、該ラップ部8Bの周辺に位置して形成された円筒部
8Cとから構成されている。そして、該固定スクロール
8は軸線が軸線O−Oと一致するようにして、その
円筒部8Cを前側ケーシング3の円筒部3A端面に固着
することにより取付けられている。この際、ラップ部8
Bが旋回スクロール6のラップ部6Bと所定角度ずらし
て重なり合うように配置することにより、該旋回スクロ
ール6が旋回するとき、各ラップ部6B,8B間に連続
的に縮小する複数の圧縮室9,9,…を画成する。10
は吸込ポート、11は吐出ポートを示し、吸込ポート1
0は最外周側の圧縮室9と連通するように円筒部8Cに
穿設され、吐出ポート11は最中心側の圧縮室9と連通
するように鏡板8Aの中心に穿設されている。
次に、12は旋回スクロール6のスラスト方向の荷重を
支承するすべり軸受で、該すべり軸受12は前側ケーシ
ング3の環状突起3C前面と旋回スクロール6の後側摺
動面6Cとの間に設けられており、旋回スクロール6の
後側摺動面6Cは該すべり軸受12上を旋回するように
なっている。
13は旋回スクロール6の重心Gをすべり軸受12寄り
に位置させるために、旋回スクロール6のボス部6D後
側開口端に嵌着された環状のバランスウェイトである。
該バランスウェイト13の取着前における旋回スクロー
ル6の重心Gはラップ部6Bの軸方向中間に位置して
いたのに対し、バランスウェイト13を取着することに
よって旋回スクロール6の重心Gは鏡板6Aの後側摺動
面6Cと同一平面上で、軸線O−Oと交わる位置に
なっている。
なお、図中14は旋回スクロール6に対して質量的なバ
ランスを与えるカウンタウェイトで、該カウンタウェイ
ト14は駆動軸4のカウンタウェイト取付部4Aに固着
されている。また、15,15,…はケーシング本体2
の円筒部2B頂面に軸方向に穿設された複数の吸気通
路、16,16,…は前側ケーシング3の円筒部3Aに
径方向に穿設された複数の排気通路で、該各吸気通路1
5、通気孔3D及び排気通路16を介してケーシング1
内には冷却風が流通するようになっている。
本実施例は上述の如く構成されるが、次にその作動につ
いて説明する。
圧縮機を起動すべくモータを回転すると、その回転は駆
動軸4、クランク軸4Bを介して旋回スクロール6に伝
えられ、該旋回スクロール6は固定スクロール8に対し
て軸線O−Oを中心として相対的な円運動を行う。
この際、吸込ポート10から吸込んだ空気は旋回スクロ
ール6が旋回する間に徐々に圧縮され、所定の圧力に高
められた後、吐出ポートから吐出される。このとき、旋
回スクロール6に作用するスラスト方向の荷重はすべり
軸受12によって受承され、旋回スクロール6はすべり
軸受12上で旋回運動を行う。
而して、本実施例によれば、旋回スクロール6のボス部
6D先端にはバランスウェイト13を取着し、旋回スク
ロール6の重心Gはすべり軸受12上を摺動する後側摺
動面6Cと同一平面上に位置するように構成したから、
旋回スクロール6の回転速度が変化して該旋回スクロー
ル6に作用する遠心力の大きさが変化しても該すべり軸
受12に対してモーメントが発生するのを防止できる。
従って、すべり軸受12には旋回スクロール6の高圧側
である中心側に作用する圧縮空気による押付力だけが作
用する。しかし、各ラップ部6B,8Bの形状を適宜設
計することによって該押付力によりすべり軸受12に作
用するモーメントは極力小さくすることができるし、該
押付力は旋回スクロール6の回転速度によって大きく変
化することはない。
かくして、本実施例による旋回スクロール6はすべり軸
受12に対して押付力によるほぼ均一の押付荷重をもっ
て安定した摺動運動を行うから、すべり軸受12及び旋
回軸受7が偏摩耗するのを防止できるし、各ラップ部6
B,8Bの接触事故も防止できる。
なお、本実施例では、旋回スクロール6の重心Gを鏡板
6Aの後側摺動面6Cと同一平面上に位置させるため
に、ボス部6Dの後側開口の外周に別部材からなるバラ
ンスウエイト13を嵌着する構成としたが、従来技術の
ものよりもボス部6Dを肉厚な環状体に形成してバラン
スウエイトとしてもよく、または該ボス部6Dの後側開
口端の外周に同一材料からなる環状のバランスウエイト
を径方向に突設するように形成してもよく、更にはラッ
プ部6B側とボス部6D側を比重の異なる材料で一体的
に形成して、当該ボス部を環状のバランスウエイトとし
てもよいものである。
また、本実施例はスクロール圧縮機を例に挙げたが、本
発明は真空ポンプにも適用できるものである。
〔発明の効果〕
本発明に係るスクロール式流体機械は以上詳細に述べた
如くであって、軸方向の押付力がスラストすべり軸受に
よって受承されるようになった旋回スクロールの重心
を、該すべり軸受と摺動する鏡板の後側摺動面と同一平
面で、クランク軸の軸線と交わる位置とするために、旋
回スクロールのボス部に環状のバランスウエイトを設
け、該すべり軸受に対するモーメントの発生を防止でき
るように構成したから、旋回スクロールの回転速度を変
化させても安定した運転を確保できるし、すべり軸受及
び旋回軸受の長寿命化とラップ部の接触事故の防止を図
ることができ、信頼性、耐久性に優れたスクロール式流
体機械にすることができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例に係るスクロール圧縮機の縦断面
図である。 1……ケーシング、4……駆動軸、6……旋回スクロー
ル、6B……ラップ部、6C……後側摺動面、8……固
定スクロール、8B……ラップ部、9……圧縮室、12
……スラストすべり軸受、G……重心。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ケーシングと、該ケーシングに回転自在に
    設けられ、先端が偏心してクランク軸となった駆動軸
    と、該駆動軸のクランク軸に回転自在に設けられ、鏡板
    の前側面にはうず巻状のラップ部が立設された旋回スク
    ロールと、前記ケーシングに固着され、該旋回スクロー
    ルのラップ部と重なり合って旋回する間に圧縮室を形成
    するように鏡板にうず巻状のラップ部が立設された固定
    スクロールと、前記旋回スクロールの鏡板の後側摺動面
    と前記ケーシングとの間に設けられ、前記圧縮室内に発
    生した流体圧によって該旋回スクロールに加わる軸方向
    力を受承するスラストすべり軸受とからなるスクロール
    式流体機械において、前記旋回スクロールの鏡板の後面
    側には前記クランク軸の軸線を中心としたボス部を突設
    すると共に、該ボス部内には前記クランク軸に対して旋
    回スクロールを軸支する旋回軸受を設け、かつ前記旋回
    スクロールの重心が前記鏡板の後側摺動面と同一平面
    で、前記クランク軸の軸線と交わる位置となるように、
    前記ボス部に環状のバランスウエイトを設けたことを特
    徴とするスクロール式流体機械。
JP61144205A 1986-06-20 1986-06-20 スクロ−ル式流体機械 Expired - Lifetime JPH0647989B2 (ja)

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JPS631783A JPS631783A (ja) 1988-01-06
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EP1942278A2 (en) 2006-12-26 2008-07-09 Anest Iwata Corporation Scroll fluid machine

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