JPH09126168A - 流体機械 - Google Patents

流体機械

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JPH09126168A
JPH09126168A JP7285316A JP28531695A JPH09126168A JP H09126168 A JPH09126168 A JP H09126168A JP 7285316 A JP7285316 A JP 7285316A JP 28531695 A JP28531695 A JP 28531695A JP H09126168 A JPH09126168 A JP H09126168A
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JP
Japan
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actuating mechanism
spiral
motion
fluid machine
machine according
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JP7285316A
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Masayuki Okuda
正幸 奥田
Kanji Sakata
寛二 坂田
Masao Ozu
政雄 小津
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • F01C1/107—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/60—Shafts
    • F04C2240/603—Shafts with internal channels for fluid distribution, e.g. hollow shaft

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一排除容積とした際の小型化を図り、シー
ル性及び信頼性の向上を図り、振動の小さい円滑な運転
を確保する。 【解決手段】 外周から中心部へ向かって螺旋状に形成
された断面階段上の内側噛み合い面２３を有する固定ス
パイラル１９と、外周から中心部へ向かって螺旋状に立
上がる断面階段上の外側噛み合い面２７を有し、偏心軸
部６７の回転により旋回運動が与えられる運動スパイラ
ル２１と、固定スパイラル１９の内側噛み合い面２３と
運動スパイラル２１の外側噛み合い面２７と噛み合い外
周から中央部へ向かって水平方向と高さ方向とに容積の
減少を伴なう作動室２９を形成する作動機構部７とを備
え、前記作動機構部７を、軸方向に２箇所配置したツイ
ンタイプとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、圧縮機を始めと
して膨脹機、ポンプ等に好適な流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、本発明の流体機械の代表例とし
て、圧縮機の場合ではスクロールコンプレッサがある。
【０００３】スクロールコンプレッサの概要は、固定ス
クロール側の渦巻体と、旋回スクロール側の渦巻体を噛
み合わせ、旋回スクロールを旋回運動させることで、外
周から中心へ向け順次容積の減少を伴なう圧縮室を形成
し、圧縮された作動流体は、中心部側に設けられた吐出
ポートから吐出される構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】スクロールコンプレッ
サは、半径方向に外側から中心部へ向かって圧縮し、旋
回スクロールの半径によって圧縮容積が決定されるた
め、圧縮容積を大きくすると装置全体も大型化する。ま
た、各渦巻体は、内側と外側が、それぞれ接触し合う内
側噛み合い面及び外側噛み合い面となる所から、各渦巻
体の内周噛み合い面と外周噛み合い面をそれぞれ精度良
く加工する必要があり、加工性の面、密閉性の面、即ち
シール漏れの点で望ましくなかった。
【０００５】そこで、この発明は、例えば、圧縮機とし
て適用した場合に、大型化することなく圧縮容積の拡大
及び圧縮効率の向上が図れると共に、振動を小さく抑え
信頼性の高い流体機械を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、外周から中心部へ向かって螺旋状に形
成された断面階段上の内側噛み合い面を有する固定スパ
イラルと、外周から中心部へ向かって螺旋状に立上がる
断面階段上の外側噛み合い面を有し、偏心軸部の回転に
より旋回運動が与えられる運動スパイラルと、固定スパ
イラルの内側噛み合い面と運動スパイラルの外側噛み合
い面と噛み合い外周から中央部へ向かって水平方向と高
さ方向とに容積の減少を伴なう作動室を形成する作動機
構部とを備え、前記作動機構部を、軸方向に２箇所配置
してある。
【０００７】そして好ましい実施形態として、第１に、
軸方向に２箇所配置された作動機構部の内、一方の作動
機構部のスパイラル形状を、他方の作動機構部のスパイ
ラル形状に対して、同一形状で巻き方向を反対向きとす
る。
【０００８】第２に、軸方向に２箇所配置された作動機
構部の内、一方の作動機構部の偏心軸部を、他方の作動
機構部の偏心軸部と同一方向の偏心位置として、各作動
機構部の運動スパイラルが固定スパイラルと接する方向
を一致させる。
【０００９】第３に、軸方向に２箇所配置された一方の
作動機構部の偏心軸部と、他方の作動機構部の偏心軸部
との間に設けられた中間軸部を、前記偏心軸部の外径よ
り小さい軸径とする。
【００１０】第４に、軸方向に２箇所配置された一方の
作動機構部の偏心軸部と、他方の作動機構部の偏心軸部
との間に設けられた中間軸部の軸中心を、主軸の軸中心
に合わせる。
【００１１】第５に、軸方向に２箇所配置された一方の
作動機構部の偏心軸部と、他方の作動機構部の偏心軸部
との間に設けられた中間軸部の軸中心を、前記偏心軸部
の軸中心に合わせる。
【００１２】第６に、軸方向に２箇所配置された一方の
作動機構部の吸込ポートを、他方の作動機構部の吸込ポ
ートと同一位置とし、作動ガスの吸込が同時に行われる
ようにする。
【００１３】第７に、軸方向に２箇所配置された一方の
作動機構部の偏心軸部を、他方の作動機構部の偏心軸部
の偏心位置と１８０度反対向きとして、各作動機構部の
運動スパイラルが固定スパイラルと接する方向を１８０
度反対向きとする。
【００１４】第８に、軸方向に２箇所配置された一方の
作動機構部の吸込ポートを、他方の作動機構部の吸込ポ
ートと１８０度反対位置に配置し、作動ガスが１８０度
の位相差を有して吸込まれるようにする。
【００１５】第９に、軸方向に２箇所配置された一方の
作動機構部の吸込ポートを、他方の作動機構部の吸込ポ
ートと１８０度反対位置に配置し、各吸込ポートの吸込
み経路と吸込管とを共通とする。
【００１６】第１０に、軸方向に２箇所作動機構部が配
置された密閉ケースを、作動ガスがケース内に吐出され
る高圧ケースとする一方、各作動機構部の２つの軸方向
の圧縮方向を、中央部から外側へ向かう方向とする。
【００１７】第１１に、各作動機構部の吐出ポートから
吐出された作動ガスが各作動機構部の各運動スパイラル
の中を通過して密閉ケース内に吐出する。
【００１８】第１２に、軸方向に２箇所作動機構部が配
置された密閉ケースを、吐出ポートから吐出される作動
ガスがケース外に直接吐出される低圧ケースとする一
方、各作動機構部の２つの軸方向の圧縮方向を、中央部
から外側へ向かう方向とする。
【００１９】第１３に、軸方向に２箇所配置された各作
動機構部の運動スパイラルを同一の一体形状とする。
【００２０】第１４に、軸方向に２箇所配置された各作
動機構部の運動スパイラルと運動スパイラルの間に、各
運動スパイラルの回転運動を規制し、旋回運動を与える
オムダムリングを１つ設ける。
【００２１】かかる流体機械によれば、内側噛み合い面
と外側噛み合い面が噛み合いながら運動スパイラルが固
定スパイラルに対して旋回運動することで、外側から中
央部へ向かって水平方向と高さ方向とに容積の減少を伴
なう作動室が形成される。これにより、外側から取込ま
れた作動ガスの軸方向の圧縮方向を中央部から外側へ向
かって圧縮し、吐出するようになる。
【００２２】この運転中において、作動ガスは、半径方
向と高さ方向とに圧縮されると共に、作動室がツインと
なる構造となるため、装置全体を大型化することなく大
きな作動容積が得られる。また、作動室は軸方向に対し
てツインの作動となるため、スラスト力又はガス力がバ
ランスし、振動が小さく抑えられ円滑な運転が可能とな
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図１乃至図７の図面を参照
しながら、この発明の実施形態を具体的に説明する。
【００２４】図１は流体機械を示しており、膨脹機ある
いはポンプとして利用可能であるが、構造および動作の
説明上、代表例として圧縮機の場合を例にとって以下に
説明を行なう。
【００２５】図１において、１は流体機械３の密閉ケー
スを示しており、密閉ケース１内には、駆動モータ５
と、第１及び第２の作動機構部７，９が軸方向に２箇所
配置されている。
【００２６】駆動モータ５は、主軸１１に固定されたロ
ータ１３と、密閉ケース１の内壁面に固定支持されたス
テータ１５とを有し、ステータ１５に電気が流れること
でロータ１３を介して前記主軸１１に回転動力が与えら
れる。
【００２７】第１、第２の作動機構部７，９は、軸方向
に対して上下に並んで配置されたツインタイプとなって
おり、中央部位を後述する主軸１７が貫通している。
【００２８】上位側となる第１の作動機構部７は、固定
スパイラル１９と運動スパイラル２１とを有している。
【００２９】固定スパイラル１９は、内側に、外周から
中心へ向かって螺旋状の内側噛み合い面２３の半径が上
方へ向かって順次小さくなっていく螺旋階段状の螺旋室
が形成され、密閉ケース１の内壁面に固定支持されてい
る。
【００３０】運動スパイラル２１は、図２に示す如く、
外側に外周から中央部へ向かって螺旋階段状に立上がる
と共に、半径が順次小さくなる螺旋体２５を有し、螺旋
体２５の外周は外側噛み合い面２７となっている。
【００３１】固定スパイラル１９側の内側噛み合い面２
３と運動スパイラル２１側の外側噛み合い面２７が噛み
合うことで作動室２９（圧縮室）が形成されるようにな
り、図３に圧縮過程を示す。
【００３２】図３において、（ａ）は、運動スパイラル
２１の旋回開始点（旋回回転０°で示す）での圧縮過程
を示す図である。
【００３３】（ｂ）は、運動スパイラル２１が開始点か
ら９０°回転した場合の圧縮過程を示す図である。
【００３４】（ｃ）は、運動スパイラル２１が開始点か
ら１８０°回転した場合の圧縮過程を示す図である。
【００３５】最後に（ｄ）は、運動スパイラル２１が開
始点から２７０°回転した場合の圧縮過程を示す図であ
る。
【００３６】作動室２９は、密閉ケース１の外部に延長
された吸込管３１と直接接続連通し合う吸込ポート３３
と、密閉ケース１の上部に設けられた吐出管３５と、密
閉ケース１の内部空間を介して連通し合う吐出ポート３
７とをそれぞれ有している。
【００３７】作動室２９は、半径方向に加え、螺旋のピ
ッチＨによって圧縮容積が決定されると共に、シール部
材３９によってシールが確保されている。シール部材３
９は、固定スパイラル１９側となる内側噛み合い面２３
の階段面に形成された螺旋状に連続する溝４１内に出没
自在に嵌合され、前記運動スパイラル２１の螺旋体２５
の上面２５ａと摺動自在に接しシール状態が確保されて
いる。
【００３８】これにより、運動スパイラル２１に旋回運
動が与えられることで、図３に示す如く平面からみると
吸込ポート３３からの作動ガスは外周から高さ方向とな
る中央部へ向かって、また、側面からみると軸方向に沿
って中央部から外側へ向かって容積の減少を伴ないなが
ら吐出ポート３７から密閉ケース１内へ吐出されるよう
になっている。
【００３９】この場合、吸込ポート３３又は吐出ポート
３７に逆止弁（図示していない）を設けることが望まし
い。これにより、運動停止時に、作動ガスの逆流を阻止
することが可能となる。
【００４０】なお、作動ガスは、例えば、エアコン用冷
媒ガスであり、塩素系またはフロン系の冷媒ガスであ
る。
【００４１】一方、下位側となる第２の作動機構部９
は、固定スパイラル４３と運動スパイラル４５とを有し
ている。固定スパイラル４３は、内側に、外周から中心
へ向かって螺旋状の内側噛み合い面４７の半径が下方へ
向かって順次小さくなっていく螺旋階段状の螺旋室が形
成されている。螺旋形状は、図２に示す如く第１の作動
機構部７の螺旋と同一形状で巻き方向が反対となってお
り、固定スパイラル４３は密閉ケース１の内壁面に固定
支持されている。
【００４２】運動スパイラル４５は、図４に示す如く外
側に外周から中央部へ向かって螺旋階段状に立上がると
共に半径が順次小さくなる螺旋体４９を有している。螺
旋形状は、第１の作動機構部７の螺旋と同一で巻き方向
が反対となっており、螺旋体４９の外周は外側噛み合い
面５１となっている。
【００４３】固定スパイラル４３側の内側噛み合い面４
７と運動スパイラル４５側の外側噛み合い面５１が噛み
合うことで作動室５３（圧縮室）が形成されるようにな
り、図５に圧縮過程を示す。
【００４４】図５において、（ａ）は、運動スパイラル
４５の旋回開始点（旋回回転０°で示す）での圧縮過程
を示す図である。
【００４５】（ｂ）は、運動スパイラル４５が開始点か
ら９０°回転した場合の圧縮過程を示す図である。
【００４６】（ｃ）は、運動スパイラル４５が開始点か
ら１８０°回転した場合の圧縮過程を示す図である。
【００４７】最後に（ｄ）は、運動スパイラル４５が開
始点から２７０°回転した場合の圧縮過程を示す図であ
る。
【００４８】作動室５３は、吸込ポート５５と吐出ポー
ト５７とを有し、吸込ポート５５は、密閉ケース１の外
部に延長された吸込管５９と直接接続連通している。
【００４９】吐出ポート５５は、第１、第２の作動機構
部７，９の各運動スパイラル２１，４５を貫通し、密閉
ケース１の内部空間内に開放されたガス通路６１と連通
しており、密閉ケース１の上部に設けられた吐出管３５
と密閉ケース１の内部空間を介して連通している。
【００５０】作動室５３は、半径方向に加え、螺旋のピ
ッチＨによって圧縮容積が決定されると共に、シール部
材６３によってシールが確保されている。シール部材６
３は、固定スパイラル４３側となる内側噛み合い面４７
の階段面に形成された螺旋状に連続する溝６５内に出没
自在に嵌合され、前記運動スパイラル４５の螺旋体４９
の上面４９ａと摺動自在に接しシール状態が確保されて
いる。
【００５１】これにより、運動スパイラル４５に旋回運
動が与えられることで、図５に示す如く平面からみると
吸込ポート５５からの作動ガスは外周から高さ方向とな
る中央部へ向かって、また、側面からみると軸方向に沿
って中央部から外側へ向かって容積の減少を伴ないなが
ら吐出ポート５７から密閉ケース１内へ吐出されるよう
になっている。
【００５２】この場合、吸込ポート５５又は吐出ポート
５７に逆止弁（図示していない）を設けることが望まし
い。これにより、運動停止時に、作動ガスの逆流を阻止
することが可能となる。
【００５３】第１、第２の作動機構部７，９を貫通した
主軸１７は、駆動モータ５側の主軸１１と一体に連続す
る形状となっている。主軸１７には、中心軸線Ｘに対し
て所定量偏心αした第１、第２偏心軸部６７，６９が設
けられ、第１、第２偏心軸部６７，６９には、各運動ス
パイラル２１，４５の軸受部７１，７３が回転自在に嵌
合している。
【００５４】第１、第２偏心軸部６７，６９の間に形成
された中間軸部７５は、前記第１、第２偏心軸部６７，
６９の軸径より小さい軸径に設定されると共に、軸心
は、主軸１７の軸心線Ｘと一致する形状を採用し、バラ
ンスのとれた回転が得られる構造となっている。
【００５５】したがって、第１、第２偏心軸部６７，６
９の回転により、各運動スパイラル２１，４５は、１つ
のオルダムリング７７により回転の伴わない偏心回転が
与えられるようになる。
【００５６】オルダムリング７７は、図６に示す如くリ
ング状の本体部７９に、固定スパイラル１９，４３側の
係合溝８１と係合し合う１８０度反対方向へ突出した一
対の係合部８３，８３と、第１、第２の作動機構部７，
９の各運動スパイラル２１，４５の係合凹部８５，８７
とそれぞれ遊びを有して係合し合う上方及び下方へ突出
した一対の係合凸部８９，９０とを有する形状となって
いる。
【００５７】なお、オルダムリング７７の内側にはスラ
ストリング９１が配置されている。また、第１、第２偏
心軸部６７，６９に嵌合された各運動スパイラル２１，
４５の軸受部７１，７３及び各固定スパイラル１９，４
３の主軸受部９３，９４等の摺動部分には主軸１７の下
部に設けられたオイルポンプ９５によって潤滑油が潤滑
通路９７を介して送り込まれるようになっている。
【００５８】このように構成された流体機械３によれ
ば、吸込ポート３３，５５から取入れられた作動ガス
は、運動スパイラル２１，４５の旋回運動により水平方
向と高さ方向とに順次容積の減少を伴なう作動室２９，
５３により圧縮され吐出ポート３７，５７から密閉ケー
ス１内に吐出された後、吐出管３５から外へ送り出され
るようになる。
【００５９】これにより、密閉ケース１は、圧縮された
作動ガスが内部空間内に吐出される高圧ケースとなる。
この場合、図７に示す如く、第１、第２の作動機構部
７，９の吐出ポート３７，５７を、密閉ケース１の外へ
延長された吐出管９９と直接接続連通し、吸込管１０１
によって密閉ケース１内に送り込まれた作動ガスを、作
動室２９，５３によって圧縮した後、前記吐出管９９を
介して直接外へ吐出する低圧ケースとしてもよい。
【００６０】一方、運転時において、作動室２９，５３
は上下でツインの運動となるため、シングルタイプと同
一の排除容積とした場合には、第１、第２の作動機構部
７，９の小型化が図れると共に、それに伴ないシール部
材３９，６３の摺動量、摩耗が小さく抑えられ、長期間
に亘り安定したシール状態が得られる。この結果、シー
ル性、信頼性が向上するようになる。
【００６１】また、各運動スパイラル２１，４５の背面
にかかるスラスト力は、上下でバランスすると共に、同
時に第１、第２偏心軸部６７，６９のバランスと相俟っ
て振動の小さい運転状態が得られる。また、各運動スパ
イラル２１，４５が運転中に、軸方向の移動が働いて
も、中間軸部７５と干渉し合うことがなくなり、円滑な
旋回運動が確保されるようになる。
【００６２】この場合、図８の実施形態に示す如くバラ
ンサ１０３，１０５を設けることで、より安定した旋回
運動が得られる。
【００６３】即ち、第１の作動機構部７の運動スパイラ
ル２１と第２の作動機構部９、運動スパイラル４５とに
対向し合うバランサ収納空間部１０８，１０８を形成
し、そのバランサ収納空間部１０８，１０８内にバラン
サ１０３，１０５を配置する。
【００６４】バランサ１０３，１０５は、中間軸部７５
を貫通したバランサ支持部材１１１により支持されると
共に、第１、第２偏心軸部６７，６９、即ち、各運動ス
パイラル２１，４５の偏心方向と１８０度反対の位置に
配置されている。
【００６５】なお、他の構成要素は図１と同一であり、
同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６６】したがって、この実施形態によれば、運転
時に運動スパイラル２１，４５のバランスが均衡し円滑
な旋回運動が得られる。また、バランサ１０３，１０５
は運動スパイラル２１，４５内に組込まれるためコンパ
クト化が図れる。また、バランサ支持部材１１１は、主
軸１７と別部材となっているため、主軸１７の軸径を細
くでき加工時間が短くて済むようになる。
【００６７】図９は、第１、第２の偏心軸部６７，６９
の間に形成された中間軸部７５の変形例を示したもので
ある。即ち、中間軸部７５の軸径を、第１、第２の偏心
軸部６７，６９の軸径より小さくすると共に、中間軸部
７５の軸心を第１、第２偏心軸部６７，６９の軸心Ｙと
一致させた構造としたものである。なお、他の構成要素
は、前記図１の実施形態と同一のため、同一符号を付し
て詳細な説明を省略する。
【００６８】したがって、この実施形態によれば、前記
した効果に加えて、第１、第２偏心軸部６７，６９の加
工と同時に中間軸部７５の加工が可能となり、加工性の
面で大変優れたものとなる。
【００６９】図１０は第１、第２の作動機構部７，９の
別の実施形態を示したものである。この実施形態にあっ
ては、第１の作動機構部７の運動スパイラル２１と、第
２の作動機構部９の運動スパイラル４５とを一体形状の
運動スパイラル１１３とし、運動スパイラル１１３の上
半分と下半分とに、螺旋状の外側噛み合い面１１５，１
１７をそれぞれを形成するものである。上位側の外側噛
み合い面１１５は、第１の作動機構部７を構成する固定
スパイラル１９の内側噛み合い面２３と噛み合ってい
る。また、下位側の外側噛み合い面１１７は、第２の作
動機構部９を構成する固定スパイラル４３の内側噛み合
い面４７と噛み合っている。これら内側噛み合い面２
３，４７及び外側噛み合い面１１５，１１７は前記図１
の実施形態と同一形状に形成されている。
【００７０】運動スパイラル１１３の軸受部１１９は、
主軸１７に設けられた連続する一体形状の偏心軸部１２
１に対して回転自在に嵌合している。
【００７１】運動スパイラル１１３の中央部外周には１
つのオルダムリング９７が設けられ、偏心軸部１２１の
回転により、運動スパイラル１１３は回転の伴わない偏
心回転が与えられるようになっている。
【００７２】なお、他の構成要素は前記図１の実施形態
と同一のため同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７３】したがって、この実施形態によれば、前記
効果に加えて、部品点数の削減が図れると共に、組立が
容易となる。これにより、部品管理工数、組立性の面で
優れると共に、円滑な旋回運動が確保されるようにな
る。
【００７４】この場合、図１１の実施形態に示す如くバ
ランサ１２３を設けることで、より安定した旋回運動が
得られるようになる。
【００７５】即ち、第１の作動機構部７の運動スパイラ
ル２１と第２の作動機構部９、運動スパイラル４５とを
一体形状とした運動スパイラル１１３の内部にバランサ
収納空間部１２５を形成し、そのバランサ収納空間部１
２５内に前記バランサ１２３を配置する。
【００７６】バランサ１２３は、一体形状とした偏心軸
部１２１を貫通したバランサ支持部材１２７により支持
されると共に、偏心軸部１２１、即ち、運動スパイラル
１１３の偏心方向と１８０度反対の位置に配置されてい
る。
【００７７】なお、他の構成要素は図１と同一であり、
同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７８】したがって、この実施形態によれば、運転
時に運動スパイラル１１３のバランスが均衡し円滑な旋
回運動が得られる。また、バランサ１２３は運動スパイ
ラル１１３内に組込まれるためコンパクト化が図れるよ
うになる。
【００７９】図１２から図１６は、第１、第２の作動機
構部７，９の別の実施形態を示したものである。
【００８０】この実施形態にあっては、第１偏心軸部６
７、運動スパイラル２１、固定スパイラル１９からなる
第１の作動機構部７と、第２偏心軸部６９、運動スパイ
ラル４５、固定スパイラル４３から成る第２の作動機構
部９とを、上下に配置し、第１の作動機構部７の第１偏
心軸部６７及び運動スパイラル２１と、第２の作動機構
部９の第２偏心軸部６９及び運動スパイラル４５の偏心
方向を１８０度反対向きとする構造としたものである。
【００８１】第１、第２の作動機構部７，９の第１、第
２偏心軸部６７，６９、運動スパイラル２１，４５、固
定スパイラル１９，４３及び他の構成要素は前記図１の
実施形態と同一のため、同一符号を付して詳細な説明を
省略する。
【００８２】したがって、この実施形態によれば、図１
４と図１６に示す如く平面からみると吸込ポート３３，
５５からの作動ガスは、外周から高さ方向となる中央部
へ向かって、また、側面からみると軸方向に沿って中央
から外側へ向かって容積の減少を伴ないながら吐出ポー
ト３７，５７から密閉ケース１内へ吐出されるようにな
る。
【００８３】この時、図１４の上位側の圧縮過程（ａ）
（ｂ）（ｃ）（ｄ）と、図１６の下位側の圧縮過程
（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は１８０度位相がずれた運転
となる。この場合、スラスト力は完全にはバランスしな
いが、一部バランスし、シングルタイプよりスラスト力
は小さくなる。また、偏心方向が１８０度反対なため、
第１、第２の作動機構部７，９に作用するガス力は、大
きさが同じく、方向が１８０度反対となるため打ち消し
合ってゼロとなり、振動の小さい運転状態が得られる。
【００８４】この場合、図１７の実施形態に示す如くバ
ランサ１２９，１３１を設けることでより安定した旋回
運動が得られる。
【００８５】即ち、第１の作動機構部７の運動スパイラ
ル２１と第２の作動機構部９、運動スパイラル４５とに
対向し合うバランサ収納空間部１３３，１３５を形成
し、そのバランサ収納空間部１３５，１３５内にバラン
サ１２９，１３１を配置する。
【００８６】バランサ１２９，１３１は、中間軸部７５
を貫通したバランサ支持部材１３７により支持されると
共に、バランサ１２９は、第１偏心軸部６７、即ち、運
動スパイラル２１の偏心方向と１８０度反対の位置に配
置されている。また、バランサ１３１は、第２偏心軸部
６９、即ち、運動スパイラル４３の偏心方向と１８０度
反対の位置に配置されている。
【００８７】なお、他の構成要素は図１と同一であり、
同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８８】したがって、この実施形態によれば、運転
時に運動スパイラル２１，４５のバランスが均衡し円滑
な旋回運動が得られる。また、バランサ１２９，１３１
は運動スパイラル２１，４５内に組込まれるため、コン
パクト化が図れる。
【００８９】図１８から図２２は、第１、第２の作動機
構部７，９の別の実施形態を示したものである。
【００９０】この実施形態によれば、第１偏心軸部６
７、運動スパイラル２１、固定スパイラル１９からなる
第１の作動機構部７と、第２偏心軸部６９、運動スパイ
ラル４５、固定スパイラル４３から成る第２の作動機構
部９とを上下に配置し、第１の作動機構部７の第１偏心
軸部６７及び運動スパイラル２１と、第２の作動機構部
９の第２偏心軸部６９及び運動スパイラル４５の偏心方
向を同一にする。一方、第１の作動機構部７側の吸込ポ
ート３３と第２の作動機構部９側の吸込ポート５５の吸
込み経路１３９及び吸込管１４１を共通にすると共に、
第１の作動機構部７の吸込ポート３３と第２の作動機構
部９の吸込ポート５５とを１８０度反対位置に配置する
構造としたものである。
【００９１】なお、第１、第２の作動機構部７，９の第
１、第２偏心軸部６７，６９、各運動スパイラル２１，
４３、各固定スパイラル１９，４３及び他の構成要素は
前記図１の実施形態と同一のため、同一符号を付して詳
細な説明を省略する。
【００９２】したがって、この実施形態によれば、図２
０と図２２に示す如く平面からみると吸込ポート３３，
５５からの作動ガスは、外周から高さ方向となる中央部
へ向かって、また、側面からみると軸方向に沿って中央
から外側へ向かって容積の減少を伴ないながら吐出ポー
ト３７，５７から密閉ケース１内へ吐出されるようにな
る。
【００９３】この時、図２０の上位側の圧縮過程（ａ）
（ｂ）（ｃ）（ｄ）と、図２２の下位側の圧縮過程
（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は圧縮開始のスタートが１８
０度ずれた運転となる。この場合、スラスト力、ガス圧
は完全にはバランスしないが、シングルタイプより大幅
に減少する。しかも、吸込み経路１３９、吸込管１４１
の共通化が図れるため、部品点数の削減ができるため、
コスト性の面で有利となる。
【００９４】また、吸込過程が１８０度ずれるので振動
が減少する。
【００９５】この場合、図２３の実施形態に示す如くバ
ランサ１４３，１４５を設けることで、より安定した旋
回運動が得られるようになる。
【００９６】即ち、第１の作動機構部７の運動スパイラ
ル２１と第２の作動機構部９、運動スパイラル４５とに
対向し合うバランサ収納空間部１４７，１４９を形成
し、バランサ収納空間部１４７内にバランサ１４３を、
バランサ収納空間部１４９内にバランサ１４５をそれぞ
れ配置する。
【００９７】各バランサ１４３，１４５は、中間軸部７
５を貫通したバランサ支持部材１５１により支持される
と共に、第１、第２偏心軸部６７，６９、即ち、各運動
スパイラル２１，４５の偏心方向と１８０度反対の位置
に配置されている。
【００９８】また、各バランサ１４３，１４５は、バラ
ンサの重心位置ｗを各運動スパイラル２１，４５の軸方
向の重心位置ｍに一致させると共に、かつ、第１、第２
偏心軸部６７，６９の重心位置ｎで、しかも第１、第２
偏心軸部６７，６９に設けられている。
【００９９】なお、他の構成要素は図１と同一であり、
同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１００】したがって、この実施形態によれば、運転
時に運動スパイラル２１，４５のバランスが均衡し円滑
な旋回運動が得られる。また、バランサ１４３，１４５
は運動スパイラル２１，４５内に組込まれるためコンパ
クト化が図れる。また、各重心位置ｗ，ｎ，ｍを同一軸
線上に揃えることで、遠心力だけでなく、モーメントの
均衡を図ることができると共に、第１、第２偏心軸部６
７，６９に作用する負荷及び高速運転時に発生する軸の
たわみを小さくし、信頼性の向上が図れる。
【０１０１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、同一排除容積とした場合、流体機構の小型化が図れ
ると共に、シール部材の摺動量も小さくなり、信頼性、
シール性が向上する。
【０１０２】また、運転中のスラスト力及びガス力のバ
ランスが均衡し、振動の小さい円滑な運転が得られると
共に、部品点数の削減が図れるようになる。この結果、
加工性、組立性、コスト性の面で優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる流体機械の概要切断面図。
【図２】第１の作動機構部の説明図。
【図３】第１の作動機構部の圧縮過程の説明図。
【図４】第２の作動機構部の説明図。
【図５】第２の作動機構部の圧縮過程の説明図。
【図６】オルダムリングの斜視図。
【図７】密閉ケースを低圧ケースとした図１と同様の概
要切断面図。
【図８】図１の実施形態にバランサを設けた概要説明
図。
【図９】中間軸部の変形例を示した図１と同様の概要切
断面図。
【図１０】第１、第２の作動機構部の運動スパイラルを
一体形状とした図１と同様の概要切断面図。
【図１１】図１０の実施形態にバランサを設けた概要説
明図。
【図１２】第１、第２の作動機構部の運動スパイラルの
偏心方向を１８０度反対向きとした図１と同様の概要説
明図。
【図１３】図１２の第１の作動機構部の説明図。
【図１４】図１２の第１の作動機構部の圧縮過程を示し
た説明図。
【図１５】図１２の第２の作動機構部の説明図。
【図１６】図１２の第２の作動機構部の圧縮過程を示し
た説明図。
【図１７】図１２の実施形態にバランサを設けた概要説
明図。
【図１８】第１、第２の作動機構部の吸込ポートを１８
０度反対位置に配置し、吸込み経路、吐出管を共通とし
た図１と同様の概要切断面図。
【図１９】図１８の第１の作動機構部の説明図。
【図２０】図１８の第１の作動機構部の圧縮過程を示す
説明図。
【図２１】図１８の第２の作動機構部の説明図。
【図２２】図１８の第２の作動機構部の圧縮過程を示す
説明図。
【図２３】図１８の実施形態にバランサを設けた概要説
明図。
【符号の説明】
７ 作動機構部 １９ 固定スパイラル ２１ 運動スパイラル ２３ 内側噛み合い面 ２７ 外側噛み合い面 ２９ 作動室 ６７ 偏心軸部

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外周から中心部へ向かって螺旋状に形成
    された断面階段上の内側噛み合い面を有する固定スパイ
    ラルと、外周から中心部へ向かって螺旋状に立上がる断
    面階段上の外側噛み合い面を有し、偏心軸部の回転によ
    り旋回運動が与えられる運動スパイラルと、固定スパイ
    ラルの内側噛み合い面と運動スパイラルの外側噛み合い
    面と噛み合い外周から中央部へ向かって水平方向と高さ
    方向とに容積の減少を伴なう作動室を形成する作動機構
    部とを備え、前記作動機構部を、軸方向に２箇所配置し
    たことを特徴とする流体機械。
  2. 【請求項２】 軸方向に２箇所配置された作動機構部の
    内、一方の作動機構部のスパイラル形状を、他方の作動
    機構部のスパイラル形状に対して、同一形状で巻き方向
    が反対向きとしたことを特徴とする請求項１記載の流体
    機械。
  3. 【請求項３】 軸方向に２箇所配置された作動機構部の
    内、一方の作動機構部の偏心軸部を、他方の作動機構部
    の偏心軸部と同一方向の偏心位置として、各作動機構部
    の運動スパイラルが固定スパイラルと接する方向を一致
    させたことを特徴とする請求項１記載の流体機械。
  4. 【請求項４】 軸方向に２箇所配置された一方の作動機
    構部の偏心軸部と、他方の作動機構部の偏心軸部との間
    に設けられた中間軸部を、前記偏心軸部の外径より小さ
    い軸径としたことを特徴とする請求項１記載の流体機
    械。
  5. 【請求項５】 軸方向に２箇所配置された一方の作業機
    構部の偏心軸部と、他方の作動機構部の偏心軸部との間
    に設けられた中間軸部の軸中心を、主軸の軸中心に合わ
    せたことを特徴とする請求項１記載の流体機械。
  6. 【請求項６】 軸方向に２箇所配置された一方の作動機
    構部の偏心軸部と、他方の作動機構部の偏心軸部との間
    に設けられた中間軸部の軸中心を、前記偏心軸部の軸中
    心に合わせたことを特徴とする請求項１記載の流体機
    械。
  7. 【請求項７】 軸方向に２箇所配置された一方の作動機
    構部の吸込ポートを、他方の作動機構部の吸込ポートと
    同一位置とし、作動ガスの吸込が同時に行われるように
    したことを特徴とする請求項１記載の流体機械。
  8. 【請求項８】 軸方向に２箇所配置された一方の作動機
    構部の偏心軸部を、他方の作動機構部の偏心軸部の偏心
    位置と１８０度反対向きとして、各作動機構部の運動ス
    パイラルが固定スパイラルと接する方向を１８０度反対
    向きとしたことを特徴とする請求項１記載の流体機械。
  9. 【請求項９】 軸方向に２箇所配置された一方の作動機
    構部の吸込ポートを、他方の作動機構部の吸込ポートと
    １８０度反対位置に配置し、作動ガスが１８０度の位相
    差を有して吸込まれることを特徴とする請求項１記載の
    流体機械。
  10. 【請求項１０】 軸方向に２箇所配置された一方の作動
    機構部の吸込ポートを、他方の作動機構部の吸込ポート
    と１８０度反対位置に配置し、各吸込ポートの吸込み経
    路と吸込管とを共通としたことを特徴とする請求項１記
    載の流体機械。
  11. 【請求項１１】 軸方向に２箇所作動機構部が配置され
    た密閉ケースを、作動ガスがケース内に吐出される高圧
    ケースとする一方、各作動機構部の２つの軸方向の圧縮
    方向を、中央部から外側へ向かう方向としたことを特徴
    とする請求項１記載の流体機械。
  12. 【請求項１２】 各作動機構部の吐出ポートから吐出さ
    れた作動ガスが各作動機構部の各運動スパイラルの中を
    通過して密閉ケース内に吐出されるようにした請求項１
    ２記載の流体機械。
  13. 【請求項１３】 軸方向に２箇所作動機構部が配置され
    た密閉ケースを、吐出ポートから吐出される作動ガスが
    ケース外に直接吐出される低圧ケースとする一方、各作
    動機構部の２つの軸方向の圧縮方向を、中央部から外側
    へ向かう方向としたことを特徴とする請求項１記載の流
    体機械。
  14. 【請求項１４】 軸方向に２箇所配置された各作動機構
    部の運動スパイラルを同一の一体形状としたことを特徴
    とする請求項１記載の流体機械。
  15. 【請求項１５】 軸方向に２箇所配置された各作動機構
    部の運動スパイラルと運動スパイラルの間に、各運動ス
    パイラルの回転運動を規制し、旋回運動を与えるオムダ
    ムリングを１つ設けたことを特徴とする請求項１記載の
    流体機械。
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