JPH0797991A - スクロ−ル型流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、運転中におけるドライブブッシュの
片当たりを抑制することができるスクロ−ル型流体機械
を提供することにある。 【構成】ドライブブッシュ２５介して旋回スクロ−ル１
６と結合している、回転シャフト７の先端の偏心ピン２
７の根元側に切欠き部２７ａを形成した。これによっ
て、ドライブブッシュ２５において、圧縮に伴う荷重が
入力する部位を、偏心ピン２７の根元と対応する部位か
ら、同軸方向長さの中央側へずらして、ドライブブッシ
ュ２５の端部に集中していた荷重を中央で受けるように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋回スクロ−ルと駆動
軸とを、同駆動軸の端部に突設した駆動ピンおよびこの
駆動ピンに嵌まるドライブブッシュを介し、結合して構
成される圧縮機、膨張機といったスクロ−ル型流体機械
に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和装置では、効率の良い圧縮がで
きるとの利点から、近時、スクロ−ル型圧縮機（スクロ
−ル型流体機械）が採用されてきている。スクロ−ル型
圧縮機は、図４および図５に示されるように端板ａに渦
巻状のラップｂを有してなる固定スクロ−ルｄと、同様
に端板ｅに渦巻状のラップｆを立設してなる旋回スクロ
−ルｇとを組合わせたスクロ−ル式の圧縮機部ｈを有し
て構成される。

【０００３】詳しくは、圧縮機部ｈは、両スクロ−ル
ｄ，ｇを、各ラップｂ，ｆ同志が、所定角度、ずらして
相互に噛み合うように組合わせて、ラップ間に圧縮工程
を行わせるための密閉空間ｉを構成する構造となってい
る。

【０００４】従来、この密閉空間ｉの容積の可変には、
旋回スクロ−ルｇの端板ｅの背面中央部に筒形のボス部
ｊを突設し、このボス部ｊ内に、回転シャフトｋ（駆動
軸）の先端から突出する偏心ピンｍ（駆動ピン）を摺動
自在に嵌める構造が採用されている。

【０００５】すなわち、回転シャフトｋから伝えられる
回転力で、旋回スクロ−ルｇを固定スクロ−ルｄの軸心
回りに公転旋回させることにより、密閉空間ｉの容積は
周側から中央に向かうにしたがい、次第に減少するよう
になっていて、同容積の変化を利用して、ガスを圧縮す
るようにしている。

【０００６】なお、ｎは旋回スクロ−ルｇの自転を規制
するオルダムリングなどの自転阻止機構である。ところ
で、こうしたスクロ−ル型圧縮機では、旋回スクロ−ル
ｇの旋回半径を可変にすることが行われている。

【０００７】すなわち、スクロ−ル型圧縮機は、通常、
回転シャフトｋの偏心ピンｍ側の端部が軸受ｏで回転自
在に支持されているが、この状態でラップ間における半
径方向の隙間が０になるように旋回スクロ−ルｇの偏心
量δに設定すると、固定スクロ−ルｄおよび旋回スクロ
−ルｇの形状精度によっては、上記軸受ｏに無理な力を
与えてしまうからである。

【０００８】そこで、スライド孔を有するドライブブッ
シュｐをボス部ｊ内に嵌挿し、このドライブブッシュｐ
に偏心ピンｍを嵌めて、偏心ピンｍを旋回スクロ−ルｇ
に対し、径方向にスライド可能で、かつ回転しないによ
うに接続させ、旋回スクロ−ルｇの偏心量δを可変させ
ている。

【０００９】この構造により、旋回スクロ−ル旋回時、
発生するガス負荷と遠心力との合成力の分力によって、
旋回スクロ−ルｇを側方から固定スクロ−ルｄへ押付
け、運転中、ラップ間の半径方向の隙間が常に０になる
ようにしてある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、偏心ピンｍ
は、スクロ−ル型圧縮機の運転の際、図６に示されるよ
うに圧縮に伴う荷重を受けるとたわむ現象が生じる。こ
のたわみが生じると、ドライブブッシュｐの下端部分に
対して、偏心ピンｍが局所的に当接する状態となる。

【００１１】この状態は、荷重がドライブブッシュｐの
下端部分に集中することとなる。このため、ドライブブ
ッシュｐは、端部に荷重が集中しながら、偏心ピンｍを
受けるので、片当たりを起こしてしまう。

【００１２】このドライブブッシュｐの片当たりは、ド
ライブブッシュｐの焼き付き、磨耗を招いて、スクロ−
ル圧縮機の信頼性を低下させるおそれがあるので、改善
が要望されている。

【００１３】本発明は、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、運転中における
ドライブブッシュの片当たりを抑制することができるス
クロ−ル型流体機械を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、駆動ピンの根元側に切欠
き部を形成したことにある。請求項２に記載の発明は、
荷重をドライブブッシュで有効に受けることを可能にす
るために、上記切欠き部を、駆動ピンの根元からドライ
ブブッシュの軸方向長さの中央部付近にまで形成したこ
とにある。

【００１５】

【作用】請求項１に記載の発明によると、切欠き部によ
って、ドライブブッシュにおける圧縮に伴う荷重が入力
する部位は、駆動ピンの端部から、中間へずれる。この
ことは、ドライブブッシュの中央で荷重を受けることと
なり、その分、ドライブブッシュでは均等に荷重を受け
ることとなる。

【００１６】これにより、ドライブブッシュの片当たり
は防止される。請求項２に記載の発明によると、上記に
加え、ドライブブッシュにおいて、一層、均等に荷重を
受けることが可能となる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を図１ないし図３に示す一実施
例にもとづいて説明する。図１および図２は、本発明を
適用したスクロ−ル型圧縮機（スクロ−ル型流体機械）
の構成を示し、図中１は密閉ハウジングである。

【００１８】密閉ハウジング１は、上下方向に沿って延
びる円筒形に構成されている。この密閉ハウジング１内
の上段側には、鉄系材で構成されたディスチャ−ジカバ
−２が上下方向を仕切るように設けられている。このデ
ィスチャ−ジカバ−２を境として、密閉ハウジング１内
は、密閉ハウジング１内の上方を高圧側３とし、下方を
低圧側４としてある。

【００１９】密閉ハウジング１の低圧側４には、下部側
に電動モ−タ５が配設され、上部側にスクロ−ル式の圧
縮機部６が配設されている。またこれら両者間には、同
間に渡って回転シャフト７（駆動軸に相当）が配設され
ている。

【００２０】電動モ−タ５は、密閉ハウジング１の内周
部に圧入されて支持されたステ−タ８と、このステ−タ
８の内腔に配置されたロ−タ９とを有している。そし
て、ロ−タ９は回転シャフト７の下部側に固定され、回
転を回転シャフト７から出力させるようにしている。な
お、ステ−タ８につながる端子１０は、密閉ハウジング
１の外周部に設置してある。

【００２１】スクロ−ル式の圧縮機部６は、全体がアル
ミニウム材で構成されたアルミニウム材製の固定スクロ
−ル１１と、これに組合う同じくアルミニウム材製の旋
回スクロ−ル１６とを有してなる。

【００２２】すなわち、固定スクロ−ル１１は、端板１
２、その端板１２の内面に立設された渦巻状のラップ１
３（図５に図示してあるラップと同じ）、さらにそのラ
ップ１３を取り囲むように立設した周壁１４を有してい
る。また端板１２の中央部には吐出ポ−ト１５を有して
いる。

【００２３】旋回スクロ−ル１６は、端板１７、その内
面に立設された渦巻状のラップ１８（図５に図示してあ
るラップと同じ）を有している。また端板１７の背面
（外面）中央部には筒状のボス部１９を有している。

【００２４】そして、固定スクロ−ル１１と旋回スクロ
−ル１６とは、ラップ１３，１８同志が、１８０度（所
定角度）、ずらして相互に噛み合うように組合わせら
れ、端板部分で囲まれたラップ間に、圧縮工程を成立さ
せるための三日月状の複数個の密閉空間２０を構成させ
ている（図５に図示してある密閉空間と同じ）。

【００２５】この組合った両スクロ−ル１１，１６は、
ディスチャ−ジカバ−２と、低圧側４の上段側に固定さ
れているケ−シング状の主フレ−ム２１との間に、固定
スクロ−ル１１を上側、旋回スクロ−ル１６を下側に配
置した状態で介装してある。

【００２６】そして、旋回スクロ−ル１６の端板１２
は、主フレ−ム２１の上面に形成してある水平な受面２
１ａにて摺動自在に受け止められている。固定スクロ−
ル１１は、主フレ−ム２１の外周側に形成されている周
壁部分２１ｂに対して、支持ばね２２を介して、上下方
向に変位可能に支持されている。詳しくは、固定スクロ
−ル１１には周壁部分２１ｂの側方へ突き出るブラケッ
ト２３が設けられている。そして、このブラケット２３
が支持ばね２２を介して周壁部分２１の上部に固定され
た構造となっている。

【００２７】固定スクロ−ル１１の周壁１４に設けた吸
込ポ−ト（図示しない）は、周壁１４の側方の空間２
９、主フレ−ム２１に設けた同フレ−ム２１の両側を連
通する吸込通路（図示せず）、低圧側４を通じて、密閉
ハウジング１の外周部に接続してある吸込管３０に連通
してあり、外部からガスを圧縮機部６へ導けるようにし
てある。

【００２８】また旋回スクロ−ル１６のボス部１９内に
は、図２にも示されるように旋回軸受２４を介して、ド
ライブブッシュ２５が嵌装してある。このドライブブッ
シュ２５には、径方向に若干延びるスライド孔２５ａが
形成されている。

【００２９】回転シャフト７の上端は、主フレ−ム２１
を貫通して、旋回スクロ−ル１６の端板中央に向かって
延びている。この回転シャフト７の上端部は、主フレ−
ム２１の貫通部分に設けてある上部軸受２６にて回転自
在に支持されている。この回転シャフト７の上端には、
同シャフト７の軸心からずれた偏心した位置に偏心ピン
２７（駆動ピンに相当）が突設してある。

【００３０】この偏心ピン２７が上記スライド孔２５ａ
にスライド自在に嵌挿されている。このドライブブッシ
ュ２５を介した偏心ピン２７と旋回スクロ−ル１６との
結合により、旋回スクロ−ル１６は、回転シャフト７が
回転すると、固定スクロ−ル１１の軸心回りを旋回する
ようになっている。

【００３１】さらに同構造により、運転中、ラップ間の
半径方向の隙間は、旋回スクロ−ル旋回時に発生するガ
ス負荷と遠心力との合成力の分力により生じる旋回スク
ロ−ル１６の固定スクロ−ル１１に対する押付けによっ
て、常に０になるようにしている。

【００３２】また偏心ピン２７の外周部の一部、詳しく
はドライブブッシュ２５と摺接する根元側の外周部分に
は、同偏心ピン２７の根元から軸方向長さの中央付近に
まで、切欠き部２７ａが形成されている。

【００３３】この切欠き部２７ａにより、端でなく、ド
ライブブッシュ２５の軸方向長さの中央に荷重が加わる
ようにしてある。また旋回スクロ−ル１６の端板１７と
主フレ−ム２１の受面２１ａとの間には、旋回スクロ−
ル１６の公転旋回運動を許容するが同旋回スクロ−ル１
６の自転を阻止する自転阻止機構、例えばオルダムリン
グ２８が介装されている。

【００３４】このオルダムリング２８および偏心ピン２
７によって得られる旋回スクロ−ル１６の旋回公転運動
により、密閉空間２０の容積は、次第に減少するように
なっている。つまり、この密閉空間２０を利用して、ガ
スを圧縮させることができるようになっている。

【００３５】固定スクロ−ル１１の端板１２の上面に
は、端板１２の軸心を中心とした大小２つの円筒状のフ
ランジ３１，３２が上方に向かって突き出ている。また
ディスチャ−ジカバ−２の内面には、フランジ３１，３
２間に形成される環状の凹部３３内に向かって突き出る
円筒状のフランジ３４が形成されている。このフランジ
３４は、凹部３３にスライド自在に嵌挿されている。つ
まり、フランジ３４は、フランジ３１，３２と噛み合っ
ている。

【００３６】そして、各フランジ３４と各フランジ３
１，３２とが摺接する側面間には、それぞれ環状のＵシ
−ル３５が介装され、同部分をシ−ルしている。これに
より、内側のＵシ−ル３５で仕切られた中央の領域、す
なわちディスチャ−ジカバ−２の中央部で覆われる端板
１２の上面の中央部分には高圧室３６を形成し、その外
周側の外側のＵシ−ル３５で仕切られた中間の領域、す
なわちディスチャ−ジカバ−２の中間部分で覆われる端
板１２の上面の中間部分には中間圧力室３７を形成して
いる。さらにその外周側には、空間２９を利用した吸込
圧力と同圧力になる低圧室を形成している。

【００３７】そして、同心的に並ぶ高圧室３６、中間圧
力室３７、低圧室のうち、高圧室３６は、吐出ポ−ト１
５と連通している。また中間圧力室３７は、端板１２に
設けた導圧孔３８を通じて、圧縮途中にある密閉空間２
０と連通している。そして、これら高圧室３６、中間圧
力室３７内に導入される高圧，中間圧のガスによって、
固定スクロ−ル１１は旋回スクロ−ル１６に対して軸方
向から押し付けられるようになっている。

【００３８】また旋回スクロ−ル１６において、固定ス
クロ−ル１１の周壁１４の軸端面と摺接する周縁部に
は、リング状に形成された硬質の耐磨耗プレ−ト４０が
設置されている。この耐磨耗プレ−ト４０によって、運
転中に発生する旋回スクロ−ル１６を反転させようとす
る力を原因とした磨耗を抑制するようにしてある。

【００３９】吐出ポ−ト１５内には、逆流防止用の逆止
弁４２が設けられている。また吐出ポ−ト１５は、高圧
側３を構成する空間で形成される吐出チャンバ−に連通
している。この吐出チャンバ−は、密閉ハウンジ１の上
部壁に接続してある吐出管４４と連通していて、吐出チ
ャンバ−４３内に吐出された吐出ガスを密閉ハウジング
１外へ吐出できるようにしてある。

【００４０】他方、回転シャフト７の下端部は、密閉ハ
ウジング１の内底側へ延びている。そして、この下端部
が低圧側４の下部側に据付けてある下部軸受体４５に
て、回転自在に支持されている。

【００４１】この回転シャフト７の下端部には、例えば
偏心軸４６を回転させて、シリンダ４７内に収容された
旋回リング４８を揺動させることでポンプ作用を発生さ
せる圧送機構を採用した油ポンプ４９が据付けられてい
る。この油ポンプ４９の吸込部（図示しない）は、密閉
ハウジング１の内底部で形成された油集溜部５１と連通
していて、同集溜部５１に溜っている油５１ａを吸込む
ようになっている。

【００４２】油ポンプ４９の吐出部は、回転シャフト７
に形成した油通路５０を通じて、圧縮機部６の各摺動部
などに連通していて、油集溜部５１内の油５１ａを潤滑
が必要な個所に圧送できるようにしてある。

【００４３】また油ポンプ４９の吐出部には、所定の圧
力を越えると、油５１ａを油集溜部５１に戻すためのリ
リ−フ弁４９ａが設けてある。なお、５２は密閉ハウジ
ング１外に露出している端子１０を覆うための端子カバ
−である。

【００４４】つぎに、このように構成されたスクロ−ル
型圧縮機の作用について説明する。端子１０を通じて、
電動モ−タ５を励磁すると、ロ−タ９は回転していく。
この回転は、回転シャフト７を通じて、油ポンプ４９に
伝達される。

【００４５】すると、油ポンプ４９の偏心ピン４６は偏
心回転され、旋回リング４０を揺動させていく。これに
より、油集溜部５１内の油５１ａは、油ポンプ４９の吸
込部から吸込まれ、吐出部から吐出される。

【００４６】そして、この吐出した油５１ａは、油通路
５０を経て、圧縮機部６の摺動部等の油５１ａを必要と
する各部へ圧送される。一方、電動モ−タ５の回転は、
回転シャフト７、偏心ピン２７、ドライブブッシュ２
５、ボス部１９を通じて、旋回スクロ−ル１６に伝達さ
れている。

【００４７】ここで、旋回スクロ−ル１６はオルダムリ
ング２８によって自転が抑制されているから、旋回スク
ロ−ル全体は、自転せず、固定スクロ−ル１１の軸心の
中心とする公転旋回半径の円軌道上を公転旋回運動す
る。

【００４８】この公転旋回運動にしたがって、固定スク
ロ−ル１１と旋回スクロ−ル１６との間で形成されてい
る密閉空間２０は、容積が減少する方向に変化してい
く。すると、吸込ガスは、吸込管３０、低圧側４、吸込
通路、吸込ポ−ト（いずれも図示せず）を順に経て、ラ
ップ１３，１８の最外周の領域に導かれ、同領域から密
閉空間２０内へ吸込まれる。

【００４９】この吸込まれたガスは、旋回スクロ−ル１
６の公転旋回運動にしたがい密閉空間２０の容積が減少
するのにしたがって、次第に圧縮されながら中央部へ至
る。このとき、高圧室３６内には、吐出ポ−ト１５を通
じて、吐出圧が導かれ、中間圧力室３７には導圧孔３８
を通じて、圧縮途上の中間圧が導かれている。

【００５０】この高圧室３６の吐出圧、中間圧力室３７
の中間圧によって、固定スクロ−ル１１は、旋回スクロ
−ル１６に押し付けられる。またラップ間の半径方向の
隙間は、旋回スクロ−ル旋回時に発生するガス負荷と遠
心力との合成力の分力により生じる旋回スクロ−ル１６
の固定スクロ−ル１１に対する押付けによって、常に０
になる。

【００５１】これにより、密閉空間２０内における圧縮
工程は、ガス漏れが抑制されながら進行する。そして、
吐出ポ−ト１５から、所定に圧縮されたガスが、逆止弁
４２、吐出チャンバ−４３、吐出管４４を経て、密閉ハ
ウジング１外へ吐出される。

【００５２】こうしたスクロ−ル型圧縮機の運転中、偏
心動している偏心ピン２７には、圧縮に伴う荷重が加わ
り、図３に示されるようなたわみが生じている。このと
き、偏心ピン２７の根元側には切欠き部２７ａが形成さ
れているから、ドライブブッシュ２５において荷重を受
ける部位は、従来の偏心ピン２７の根元と対応する部位
から、同軸方向長さの中央側へずれる。

【００５３】このことは、圧縮に伴う荷重は、ドライブ
ブッシュ２５の端からでなく、ドライブブッシュ２５の
中央から偏心ピン２７に入る。つまり、ドライブブッシ
ュ２５は中央で荷重を受ける。

【００５４】このことは、ドライブブッシュ２５におい
ては荷重を均等に受けることとなる。したがって、運転
中、生じていたドライブブッシュ２５の片当たりを防ぐ
ことができる。

【００５５】この結果、高い信頼性をもつスクロ−ル圧
縮機を実現することができる。しかも、切欠き部２７ａ
を、ドライブブッシュ２５の根元からドライブブッシュ
２５の軸方向長さの中央部付近にまで形成すると、その
分、有効的に荷重を均等に受けることができるから、高
い性能をもたらすことができる。

【００５６】なお、本発明を上述した一実施例では旋回
軸受を用いた例に適用したが、単に通孔を有するドライ
ブブッシュに偏心ピンを嵌挿させて、回転シャフトと旋
回スクロ−ルを結合する構造に適用してもよい。

【００５７】また本発明をスクロ−ル型圧縮機に適用し
たが、これに限らず、膨張機といった、ドライブブッシ
ュ，偏心ピンを用いて旋回スクロ−ルを駆動するように
したスクロ−ル型流体機械に適用してもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、圧縮に伴う荷重は、ドライブブッシュの端からで
なく、ドライブブッシュの中央側から駆動ピンに入る。
したがって、ドライブブッシュは、その分、荷重を均等
に受けることができ、運転中におけるドライブブッシュ
の片当たりを抑制することができる。

【００５９】この結果、同片当たりを原因としたドライ
ブブッシュの焼き付け、ドライブブッシュの磨耗を防ぐ
ことができ、信頼性の高いスクロ−ル型流体機械を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のスクロ−ル型圧縮機の構成
を示す断面図。

【図２】同スクロ−ル型圧縮機のドライブブッシュ回り
を拡大して示す断面図。

【図３】圧縮に伴う荷重を受けて偏心ピンがたわんだ状
態を、ドライブブッシュの軸方向長さの中央部と当接す
る状態と共に示す断面図。

【図４】従来のスクロ−ル型圧縮機の圧縮機部を説明す
るための断面図。

【図５】同圧縮機部を構成する固定スクロ−ル、旋回ス
クロ−ルのラップが噛み合っている状態を示す断面図。

【図６】偏心ピンが圧縮に伴う荷重を受けてたわむ状態
を説明するための断面図。

【符号の説明】

６…圧縮機部 ７…回転シャフト
（駆動軸） １１…固定スクロ−ル １６…旋回スクロ
−ル １９…ボス部 ２４…旋回軸受 ２５…ドライブブッシュ ２５ａ…スライド孔 ２７…偏心ピン（駆動ピン） ２７ａ…切欠き部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸の端部に偏心して駆動ピンを突設
   し、この駆動ピンをドライブブッシュに嵌めて、旋回ス
   クロ−ルを結合してなるスクロ−ル型流体機械におい
   て、 前記駆動ピンの根元側に切欠き部を形成したことを特徴
   とするスクロ−ル型流体機械。
2. 【請求項２】 前記切欠き部は、前記駆動ピンの根元か
   ら前記ドライブブッシュの軸方向長さの中央部付近にま
   で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−ル型流体機械。