JPH0665879B2

JPH0665879B2 - スクロ−ル型の確動容積装置

Info

Publication number: JPH0665879B2
Application number: JP60502785A
Authority: JP
Inventors: ブレイン、エドワード・エス
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1984-06-28
Filing date: 1985-06-20
Publication date: 1994-08-24
Anticipated expiration: 2009-08-24
Also published as: US4549861A; WO1986000369A1; JPS61502550A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野この発明は２つの適合するスクロールを有した型の確動
容積装置、特にこの様な装置に使用できる軸シールおよ
び油ポンプに関するものである。

背景技術適宜な従来技術には、1982年８月10日付で許されたコー
ソカベの米国特許第4,343,599号、1974年４月９日付で
許されたヒラガ等の米国特許第3,802,809号、1982年６
月１日付で許可のテラウチ等の米国特許第4,332,535
号、1977年12月27日付で許可のマックロウの米国特許第
4,065.279号、1982年２月９日付で許可のテラウチの米
国特許第4,314,796号、1982年12月28日付で許可のトー
ジョー等の米国特許第4,365,941号、1982年９月21日付
で許可のトージョー等の米国特許第4,350,479号、1978
年12月12日付で許可のマックロウの米国特許第4,129,40
5号明細書が含まれる。

上述の特許から明らかな様に、長年に亘りスクロール型
の確動容積装置の多数の提案が冷蔵装置の圧縮機として
使用すべく常ではないが度々なされている。理論的であ
るけれども、これらはシールや潤滑の困難さを含む種々
の問題にもとづき十分な程度に実用化されていない。

この発明は上述の問題の１つ以上を解決することに向け
られている。

発明の開示この発明の主な目的はスクロール型の新規で改良された
確動容積装置を提供することにある。特に、この発明の
目的は、潤滑のための改良された油ポンプ装置乃至は該
装置の高圧部分の改良されたシール装置を有する様な確
動容積装置を提供することにある。

この発明の１つの形態に従えば、確動容積装置は、一方
のスクロールの他方のスクロールに対する回転作動にて
放射方向内方孔口と放射方向外方孔口間を動くようでき
る少なくとも１つの流体受ポケットを形成するようでき
る適合する羽根を有した第１、第２のスクロールを有す
るべく設けられている。少なくとも１つの回転軸を含む
装置は回転および回転転換のためのスクロールを取付け
ている。環状ポンプハウジングは一緒に回転すべく軸に
固着されており、潤滑剤をハウジング内に供給できる入
口を有する。固定して取付けられた潤滑剤取出管がハウ
ジング内に設けられており、軸の意図した回転方向と対
向して向いた開口端部を有する、機械内の使用個所に取
出管により取出した潤滑剤を供給すべく取出管と流体連
通した装置が設けられる。

この発明のこの形態に依れば、取出管の開口端部の放射
方向内方にハウジング内に排出口を設けて、軸が回転し
ないときにハウジング内の潤滑剤と内容物をハウジング
から排出するようできる。

この発明のこの形態は、スクロールと取付装置と環状ハ
ウジングと取出管とを収容すると共に、環状ハウジング
に入口によって流体連通する潤滑剤溜りを形成する機械
ハウジングを意図している。ハウジングへの入口は環状
ハウジングの環状開口から成り、取出管は機械ハウジン
グに取付けられて環状開口を通って環状ポンプハウジン
グ内に軸方向に延びている。ポンプハウジング内の取出
管の一部は環状開口を通って中に挿入できるように彎曲
され、取出管が制限された回転をもって機械ハウジング
に取付けられ、従って取出管の開口端部は組立のために
環状開口と整列した放射方向内方位置と、取出管の開口
端部が排出口の放射方向外方にある放射方向外方位置と
の間を動くことができる。

この発明の別の形態に依れば、流体を受けるようできる
少なくとも１つの移送ポケットを形成できる適合する羽
根をもった第１、第２のスクロールを有した確動容積装
置が提供される。スクロールの１つは中央出口を有し、
中空軸を有する装置は中空軸の一端が出口まわりの該１
つのスクロールに連結されるように回転すべくスクロー
ルを取付けている。機械ハウジングはスクロールと取付
装置を収容し、出口孔を有する。伝達管は出口と流体連
通してハウジング内に固定して取付けられ、軸の他端に
延びている。伝達管と軸の界面を封止する手段がある。

この発明の推奨実施例は、伝達管の外径が軸の内径より
も十分小さくて間に環状空所があるように設けている。
シール装置は伝達管によって軸の隣接端部と封止係合す
るように案内され、環状空所を通ってシール装置に向っ
て潤滑剤を供給すべく伝達管に対する軸の回転に応答す
るポンプ構成を形成する装置が環状空所に設けられる。

この発明に従えば、ベローは伝達管を取囲み、係合する
軸端部に向ってシール装置を押圧すべく用いられる。

この発明の他の目的と利点は添付図面に関連した以下の
説明から明らかになろう。

図面の簡単な説明第１図はこの発明に従ってつくられたスクロール型の確
動容積装置の断面図、第２図は潤滑剤ポンプ構造の概要図、第３図は第２図の３−３線にほゞ沿った拡大断面図であ
る。

発明を実施するための最良の形態この発明に従ってつくられた確動容積スクロール装置の
一実施例が第１図に示され、２つのスクロールが回転さ
れて一方のスクロールが他方のスクロールに対して回転
状態にて転換される型のスクロール圧縮機の形をしてい
る。しかし、当業者には、この発明が圧縮機として作用
する確動容積装置に制限されずに、ポンプやエキスパン
ダ或は同様なものとして作用する確動容積機械に効果的
に使用できることが明らかであろう。

スクロール圧縮機は、向い合う面14,16を夫々有した第
1,2のスクロール10,12を有している。面14,16はほゞ平
行で、各々スクロール被いすなわち羽根18を取付けてい
る。スクロール10,12の羽根18は、作動される流体を受
ける少なくとも１つの流体を受けて移送するポケット20
を周知の様に有する中間領域を２つの羽根の間に形成す
るよう適合する。ポケット20は周知の様に放射方向内方
位置と放射方向外方位置の間を動く。装置が圧縮機とし
て作用されるときに、スクロール10,12の中間領域にお
けるスクロール10,12の周囲に隣接した個所22は入口を
形成するよう開く。一般に、スクロール12の中央に開口
24があって出口を形成しており、この場合にポケット20
は流体を圧縮するよう入口22から出口24に放射方向内方
に動く。これを達成するために、羽根18は例えば先に例
示した特許の教えに従って慣用的に形成されている。概
略的に示される通常の構成の装置26は、軸30を駆動する
モータ28による如くスクロール12が回転されるときに、
スクロール10が平行なずれた軸心まわりに一緒に回転す
るようにスクロール10,12を連結するよう用いられる。

圧縮工程の際の漏れを防止するために、符号32で示され
る様に先端シールを羽根18に設けることができる。

この発明に従って、軸30は中空で、内径が符号34で示さ
れ、スクロール12に形成された出口24と流体連通してい
る。軸30は、ハウジング36の一部を形成するウェブ42か
ら上方に延びる環状フランジ40に装着された軸受38に軸
承されるべく機械のハウジング36内を下方に延びてい
る。また、これらの部材は、潤滑のための一般に油46の
様な潤滑剤を受ける溜り部分44を形成するように作用す
る。

また、ハウジング36は、ボルト50とシール52によるよう
に溜り44のウェブ42に対して固着封止された蓋48を有す
る。蓋48は、軸30と軸方向に整列される出口54を有す
る。伝達管56は蓋48の溝60に受けられる放射方向に延び
るフランジ58を有しており、ねじ62による如くして蓋48
に固着されＯリング64により封止されている。伝達管56
は軸30の内径34よりも幾分小さい外径66を有しており、
伝達管56の端部が軸30の中空部内に延びるときに環状空
所68が軸30と伝達管56の間に形成されるようなる。

伝達管56を囲んでベロー70がねじ62により蓋48に取付け
られている。ベロー70は圧縮状態にあり、平面シール74
の下側に対して封止係合する平面72を有する。平面シー
ル74は環状で、伝達管56のまわりに設けられていて機械
の軸心に沿って案内されるべくなっている。平面シール
74の上面は出口24から遠い方の軸30の端部76と封止係合
する。ベロー70により端部76に対して平面シール74を押
圧することによって良好な封止係合が達成される。

周知の様に、この様な装置が圧縮機として用いられると
きに、先端シール32を潤滑すると同様に羽根18の近接接
触部に含まれる摩擦を最小にするよう入口22およびその
附近に潤滑剤が度々供給される。この様な潤滑剤は出口
24を介してスクロール10,12の中間領域に必然的になけ
ればならないので、軸30の内部に潤滑剤が見られよう。
装置の作動中、軸30が回転されてこの様な回転にて圧縮
ガスおよび潤滑剤の流出混合物に回転運動が与えられる
ために、軸30の内径34に対する遠心力によって潤滑剤が
飛ばされるようになる。この様な潤滑剤は軸30の内径34
を下方に移動して空所68に入るようできる。粗いねじの
形を大体なすようできるポンプ構造は、ポンプ作用のた
めに伝達管56の外部にて行うようできる。軸30と固定の
伝達管56の間の相対的な回転で潤滑剤が平面シール74の
方に下方に運ばれる様なピッチをねじ80は成しており、
この平面シール74の処で良好な封止を設け摩耗を最小に
するように平面シール74と係合した種々の部材の界面を
潤滑すべくなっている。

この発明のこの面は装置が圧縮機として用いられるとき
に軸30の内径34と伝達管56に対して高圧ガスを制限す
る。当業者周知の種々の他の圧縮機における様に、ハウ
ジング36の適宜な部分に対して高圧ガスが作用されるこ
とは一度もない。従って、ハウジング36は材料の節約を
なす少ない強度条件をもってつくることができる。

装置の他の部材を潤滑するために、特異なポンプが使用
できる。

ポンプは形状が円環形の符号82で示される環状ハウジン
グを示す。環状ハウジング82は内径84にてろう付の様な
適宜な手段によって端部76近くの軸30に固着されてい
る。従って、ハウジング82は装置が附勢されるときに軸
30と一緒に回転する。ハウジング82は放射方向内上端に
環状の入口86が設けられており、この入口86はハウジン
グ82によって形成される円環全体に亘って延びている。
ウェブ42の下側に形成された出張り88は環状入口86を通
ってハウジング82内に延びており、溜り44に延びる孔口
90を有する。従って、溜り44内の油46はハウジング82内
に排出できる。

環状入口86に対抗してハウジング82の最下部には放射方
向内方端部と放射方向外方端部の中間の場所に一連の排
出孔92が設けられている。軸30の回転の際に、導管90と
入口86を通ってハウジング82内に導かれる潤滑剤は遠心
力が作用してハウジング82の放射方向外方端部に向って
動くようなることが明らかであろう。排出孔92の位置
は、遠心力にもとづき潤滑剤の環状体の深さを従って制
御する。

また、装置が消勢されるときに、排出孔92はハウジング
82内に残っている潤滑剤を蓋48内に排出するようできる
ことが明らかであろう。この様な排出は、粒子状の形の
汚染物質が理解される様に潤滑剤の移動通路の外の蓋48
内に位置するようにハウジング82の外の排出潤滑剤によ
って運ばれるので大いに好適である。

取出管100はハウジング82内に配置され、軸30の回転方
向と反対方向に開口した開口端部102を有する。また、
開口端部102は、軸30が回転されるときに形成するハウ
ジング82内の潤滑剤の環状体内にあるように排出孔92の
放射方向外方に位置される。同時に、開口端部102は、
ハウジング82との接触を避けると共に、潤滑剤よりも大
きな密度にもとづいてハウジング82内の材料の一般に放
射方向最外方にあるこの様な作動の際の遠心力を受ける
特別な材料の開口端部102内への流入を避けるようにハ
ウジング82自体から幾分放射方向内方に隔っている。

取出管100は、ハウジング36内の所要場所に形成された
１つ以上の潤滑剤通路104と流体連通している。この様
な通路104は、軸受38を潤滑するよう点線106で示される
様に例えば軸受38に延びている。選択的或は附加的に、
これら通路104は他の軸受（図示しない）や、弁10,12の
界面や連結リンク26や潤滑を必要とする他の部材に延び
るようできる。

取出管100はハウジング36内にてハウジング36に取付け
られ、第１図に示される様にウェブ42に取付けられる。
第2,3図に明示される様に、取出管100は彎曲した下端部
108を有しており、この曲率は環状入口86の曲率半径に
等しいか小さい曲率半径になるよう大体なしている。こ
れは理解されるように組立を容易にするよう作用する。

取出管100の上端は真直ぐで、符号110で示される様にウ
ェブ44から軸方向に大体延びている。取出管100のこの
上端部110は、ウェブ42の座ぐり穴114に受けられる逆截
頭円錐形の頭部112に終っている。上端部110の下端はね
じ116がきられていて取出管100をウェブ42にしっかり固
着できるナット118を受けるようできる。

舌片120は適宜な手段によって取出管100の頭部112に固
着され、ウェブ42の上面の溝122内に受けられる。溝122
の放射方向外側は、上端部110により形成される軸心ま
わりの取出管100の制限された回転を許すよう舌片120と
連結して形成されている。

機械の作動を一層好適に示すために構造を技術的に正確
に故意的に示していない第２図に例えば作動の２つの端
部が示されている。ウェブ42と溝122が同図に正確に示
されており、環状入口86の放射方向外周は符号86が付け
られた点線により示される。取出管100の大部分はウェ
ブ42により図面から隠されるが、作動位置の取出管は実
線で示され符号100が付けられていることが明らかであ
ろう。この位置にて、舌片120の側部124は取出管100の
端部102が放射方向外方に動かすことができないように
溝122の側部と接触することが理解されよう。従って、
この形状は作動のために取出管100の端部102の適宜な位
置決めを確実にする。

また、第２図で見て時計方向の組体の回転によって、取
出管が点線位置をとるようつくられ得ることが明らかで
あろう。この位置にて、取出管100の全ての部材が環状
入口86の放射方向外周の放射方向内方に設けられること
が理解されよう。

従って、組立てのために、蓋48を取外して、取出管100
を第２図に示される点線位置に動かすようできる。環状
ポンプハウジング82は軸30上に且つ取出管100まわりを
軸方向に動かすようでき、所要位置に固着される。取出
管100の頭部112や関連した舌片120との係合によって、
取出管100は第２図に示される実線位置に回転できる。
その後、軸受36は第１図に示される場所に組立て、残り
の組体細部を取付できる。

蓋48内の排出孔92を経てハウジング82から出る潤滑剤の
築成を防止するために、溜り44に延びる戻り管132に向
って放射方向外方に傾斜する内面130（第１図）を蓋48
は有している。装置の作動中、潤滑剤が蓋に係合する点
にポンプハウジング82の外の蓋48内に築成できるような
潤滑剤がこの様な係合によって附与される回転運動を有
する。回転運動は、溜り44内の潤滑剤の抵抗水頭が最小
になるので戻り管132を介して溜り44に戻されるべく傾
斜面の上を潤滑剤が放射方向外方に動くようなす遠心力
を生じる。一般的な場合に、蓋48上に残る粒状汚染物質
がこの様なポンプ作用によって影響しないように、ハウ
ジング82の下端部は蓋48の上面の十分上方にある。

以上から、この発明に従ってつくられた確動容積装置が
従来技術にて出会う封止と潤滑の問題を簡単に且つ安価
に解決することが明らかであろう。中空軸30内の伝達管
56の界面の特異なポンプ構成80は長寿命を与えるようシ
ール74の適宜な潤滑を確実にする。取出管100を有する
油ポンプは簡単で信頼でき、粒状汚染物質が摩耗を増大
してしまう潤滑を必要とする個所に粒状汚染物質を取上
げ搬送する可能性を特に排除する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体を受けるようできる少なくとも１つの
移動ポケットを形成できる適合する羽根を有し中央出口
を一方に有する第１、第２のスクロール、中空軸を有しスクロールを回転すべく取付け中空軸の一
端が出口まわりに該一方のスクロールに連結された装
置、スクロールと取付装置を収容し出口孔を有する機械ハウ
ジング、出口孔と流体連通して機械ハウジング内に固定して取付
けられ該中空軸の他端内に延びる伝達管、伝達管と中空軸の界面を封止し伝達管の外径が中空軸の
内径よりも十分小さくて間に環状空所があり中空軸他端
と封止係合すべく伝達管により案内される封止する装
置、潤滑剤源から環状空所を通って封止する装置に向って潤
滑剤を供給すべく伝達管に対する中空軸の回転に応答す
るポンプ構造を形成する環状空所内の装置、を備えた確動容積装置。
【請求項２】伝達管を囲み中空軸他端に向って封止装置
を押圧するベローを有する請求の範囲第１項記載の確動
容積装置。
【請求項３】一緒に回転すべく中空軸に固着された円環
状のポンプハウジング、ポンプハウジングの放射方向内
方入口、ポンプハウジングの放射方向中間排出孔、開口
が中空軸の意図した回転方向と対向するようポンプハウ
ジング内に放射方向外方に固定して取付けられた取付管
を有する請求の範囲第２項記載の確動容積装置。
【請求項４】機械ハウジングは放射方向内方入口と流体
連通した潤滑剤溜りを有し、取付装置は少なくとも１つ
の軸受を有し、軸受と取出管の間に流体連通を形成する
装置を有する請求の範囲第３項記載の確動容積装置。
【請求項５】放射方向内方入口はポンプハウジング内に
環状開口を有し、取出管は機械ハウジングに取付けられ
環状開口を通ってポンプハウジング内に軸方向に延びて
いる請求の範囲第４項記載の確動容積装置。
【請求項６】ポンプハウジング内の取出管の一部は環状
開口を通ってポンプハウジング内に挿入できるよう屈曲
され、取出管は制限された回転のために機械ハウジング
に取付けられていて該取出管の一部が、組立のための環
状開口と整列した放射方向内方位置と、取出管の開口が
排出孔の放射方向外方にある放射方向外方位置との間を
動くようできる請求の範囲第５項記載の確動容積装置。
【請求項７】放射方向内方孔口と放射方向外方孔口間を
一方の他方に対する回転転換にて移動できる少なくとも
１つの流体を受けるポケットを形成すべくできる適合す
る羽根を有した第１、第２スクロール、少なくとも１つの回転軸を有し回転および回転転換すべ
くスクロールを取付ける装置、一緒に回転すべく該軸に固着され潤滑剤を中に供給でき
る入口を有した環状ハウジング、環状ハウジング内に固定して取付けられて開口端部が該
軸の意図した回転方向と対向して向いた潤滑剤取出管、取出管により取出した潤滑剤を機械内の使用個所に供給
すべく取出管と流体連通する装置、軸が回転しないときにハウジング内の潤滑剤と汚染物質
をハウジングから流出できるようハウジング内の開口端
部放射方向内方の排出孔、スクロールと取付装置と環状ハウジングと取出管を収容
し潤滑剤溜りを形成し、入口が取出管の放射方向内方に
且つ潤滑剤溜りと流体連通して設けられた機械ハウジン
グ、潤滑剤溜りの下の機械ハウジングにあって排出孔と排出
孔の放射方向外方の該溜りと流体連通した蓋、を備えた確動容積装置。
【請求項８】放射方向内方入口は環状ハウジング内の環
状開口から成り、取出管が機械ハウジングに取付けられ
環状開口を通って環状ハウジング内に軸方向に延びてい
る請求の範囲第７項記載の確動容積装置。
【請求項９】環状ハウジング内の取出管の一部は環状開
口を通って挿入できるように屈曲され、取出管は制限さ
れた回転のために機械ハウジングに取付けられていて取
出管の該一部が組立のため環状開口と整列する放射方向
内方位置と、取出管の開口が排出孔の放射方向外方にあ
る放射方向外方位置との間を動くようできる請求の範囲
第８項記載の確動容積装置。
【請求項１０】放射方向内方孔口と放射方向外方孔口間
を一方の他方に対する回転転換にて移動できる少なくと
も１つの流体を受けるポケットを形成するようできる適
合する羽根を有する第１、第２スクロール、少なくとも１つの回転軸を有し回転および回転転換すべ
くスクロールを取付ける装置、一緒に回転すべく該軸に固着され潤滑剤を中に供給でき
る入口を有する環状ハウジング、環状ハウジング内に固定して取付けられて開口端部が該
軸の意図した回転方向と対向して向いた潤滑剤取出管、取出管により取出した潤滑剤を機械内の使用個所に供給
すべく取出管と流体連通する装置、スクロールと該軸を収容し流体孔口を有する機械ハウジ
ング、機械ハウジング内に固定して取付けられ中空軸内に延び
流体孔口と流体連通する伝達管、軸と伝達管の界面を封止する装置、を備え、該軸は中空で、ポケットと周期的に流体連通し、該封止
装置は伝達管によって該軸の一端と封止係合すべく案内
される確動容積装置。
【請求項１１】流体孔口まわりに機械ハウジングに封止
され該軸の一端と対向する平面シールと係合し且つ該軸
の一端に対して該平面シールを押圧するベローを有した
請求の範囲第10項記載の確動容積装置。