JPS5879601A - 容積型スクロール流体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 正圧排出式のスクロール型流体モータおよびポンプは先
行技術において多岐にわたって記述されている１例えば
、米国特許第３．０１１６９４号、同第３゜Ｂｏｏ、１
１４号、同第３，８０２，８０９号、同第３．８７４，
８２７号、同第３．８８４，５９９号、同第３，９２４
，９７７号、同第３，９８６゜７９９号、同第３，９８
９．４２２号、同第３，９９４，６３３号、同第３，９
９４，６３５号、同第３，９９４，６３６号、同第４，
０６５，２７η号、同第４，１２９．４０５号、同第４
，１６０．６２９号、同第４゜１９２．１５２号、およ
び同第４，２５９，０４３号を参照されたい、このよう
な装置は一般に公知であり、この種の装置は、同じピッ
チの「重合部」と呼ばれる蝶線状即ちインボリュート形
状の相互に入込んだ表面を有し、軌道上を運動する重合
部は固定された重合部と相対的に軌道ｉ線の局９を変位
され、これにより相対的に運動可能な重合部間の変更可
能な空間内に密閉された流体と旋回するスクロールとの
闇にエネルギの伝達が生じ得るように配置されている０
本装置がポンプであるかあるいはモータであるかに従っ
て、エネルギの伝達はそれぞれ、旋回する重合部から流
体に対し、あるいは流体から旋回する重合部に対して生
じるものである。

このような装置においては、摩擦および摩耗は最小限度
に抑制しなければならず、また従来技術においては、ベ
アリングにおける半径方向の荷重を吸収するため固定さ
れたスクロール部に対して旋回スクロール部を案内する
ことにより重合部間の接触荷重を最終的に除去し、ある
いは少な（とも最小限度に抑えるための種々の構成が公
知である。しかし、従来技術のベアリングにおける典型
的な短所には、潤滑、実質的に大きな強度、正確な整合
状態および構造的な一体性のための必要要件を含んでい
る。＊た、従来技術のスクロール形の正圧容積型回転流
体装置の運動要素と静止要素間においては封止上の諸問
題が存在し、また完全に密閉封止された条件においてか
かる装置が作動することを可能にする過当なベアリング
構造はないことが知られている。

本発明は、このような短所を克服することを意図し、旋
回スクロール要素と固定スクロール要素との間にローラ
型のオルダム（Ｏ１ｄｈａ論）継手の使用を考えるもの
である。従って、本発明は、少なくとも１つの渦形重合
部を有する固定渦部と固定渦形重合部と係合関係にある
少なくとも１つの渦形重合部を有する旋回スクロール部
とからなる正圧容積型流体装置に閑するものである。旋
、口重合部は、固定重合部および旋回重合部との胃に閉
じ込められた流体と旋回スクロール部との簡のエネルギ
の伝達を可能にするため固定重合部に対して旋回駆動さ
れるように配置されている。前記の旋回スクロール部は
、この旋回スクロール部の軸心方向に反対憫に同心状に
配置される等しい内径を有する固定された対向位置に対
をなす中空の円筒状支持面を含む転勤接触型のローラ・
ベアリング構造体により固定スクロール部に対して旋回
運動を行なうように案内されている。対をなす固定され
た支持面の軸心は、旋回スクロール部の旋回軸と平行に
延在し、旋回スクロール部の旋回運動の輪心と同心状で
ある円の周囲に配置されている。

固定支持面の直径と等しい直径を有する旋回する中空の
円筒状支持面は軸心方向に完全に延在して旋回スクロー
ル部と接続されている。この旋回する支持面の軸心は、
対向位置に固定された対をなす支持面の軸心と平行に延
在し、そして１つの円の円周上にあり、この円は最初に
上記に述べた円周と直径が等しい、１１１回する円筒状
支持面の各軸心は、円筒状支持面の直径よりも小さな等
しい偏倚距離だけ各村の固定支持面の軸心に隣接してこ
れから同じ方向に偏在し、円筒状のローラ・ベアリング
要素が各々の旋回する支持面を貫通しながら前記の対を
なす各固定支持面の間の内部に配置され、かつその間に
延在する。前記のローラ・ベアリング要素は前記偏在距
離を維持するため必要な直径と対応する直径を有するが
、旋回する支持面は固定支持面に対するその旋回軸心の
周囲に運動させられ、これにより旋回スクロール部は固
定スクロール部の重合部に対して旋回するように正確に
案内されるのである。

前記支持構造体は、構造的に堅固であり、幾何的に正確
な形状番呈し、遠心作用を有する支持荷重に応答するた
めの大きな支持面を提供し、かつ構造的に簡単である。

このような支持構造体は、流体に対する過当な入口およ
び出口ポートが設けられたハウジング内に密閉状に封止
することが容易であり、また旋回スクロール部に対する
種々の駆動構造を可能にするものである。

本発明の支持構造体を内蔵するスクロール型の回転式流
体装置の特定の一実施ａｍを図面に間して例示する。

図面においては、旋回スクロール部材が全体的に番号１
０で示され、輪心方向に対向位置関係のその側面上に面
対称の蝶線状重合部１゛６と１８を含む、この旋回スク
ロール部１０は、従来技術において公知の如く相互に入
込んだ関係において、−緒に固定スクロール部の重合′
ｆ１１１２と１４と係合する。このような相互に係合す
る重合部については、例えば、米国特許第４．１９２，
１５２号を参照することにより明らかになろう。

旋回スクロール部１０は、固定ハウジング要素２０．２
２における対向位置関係をなす中空の円筒状支持面２４
．２６を含むローラ・オルダム継手からなる支持構造に
よって固定ハウジング要素２０．２２に対して旋回経路
において案内され、前記の対向位置の対をなす固定支持
ｌ１２４．２６は全て等しい内径を有し、旋回スクロー
ル部１０の軸心方向に反対の肯面において同心状に配置
されている。用語［軸心方向Ｊとは、旋回スクロール部
の旋回軸と略々平行であることを意味する。対向位置の
対をなす固定された固定支持面２４．２６は旋回スクロ
ール廓１０の旋回軸と平行に墓在し、かつこれら支持面
は固定スクロール部の軸心と同心状である円の円周上に
配置されている。このような複数の対をなす中空の固定
支持面２４．２６は前記の同心円の周囲に円周上に離間
された関係において配置され、更に望まし〜１）実施′
例においては旋回スクロール部１０の周辺部に隣接して
配置されている。

旋回スクロール部１０は更にこれを貫通して延在する中
空の円筒状支持面３０が設けられており、この旋回支持
面３０は固定支持面２４．２６の直径と等しい直径を有
する。旋回支持面３０の軸心は、固定された対をなす支
持面２４．２６の軸心と平行に延在し、同様に前述の円
周部と直径において等しい円の円周部に存在する。１ｆ
１回支持面３０は各々対向位置の対をなす固定支持面２
４．２６に隣接して位置し、またこれらは第２図に示さ
れる如（円筒状支持面の半径よりも小さな距離だけ固定
対に対して偏在されている（実際には、こδ偏在量は旋
回スクロール部１０の旋回半径と等しい）。

円筒状のローラ・ベアリング要素３２が、前記の対向位
置の対をなす固定支持面２４．２６内部に配置されてそ
の各々の間に藍在し、かつ各々の隣接する旋回支持面３
０を貫通している。各ローラ・ベアリング要素３２は、
前記旋回支持面が固定支持面に対してその旋回軸の周囲
で運動する闇前記偏在量を維持するに必要な直径と対応
する直径を有し、これにより旋回スクロール部１０はハ
ウジング要素２０．２２と固定重合部４２．１４に対す
る旋回運動のため正確に定置され案内され゛るのである
。実際には、各ローラ・ベアリング要素３２の直径は、
旋回スクロール部１０の旋回半径の寸法より小さな固定
支持面２４．２６の直径寸法と等しい。

本実施例における旋回スクロール部１０は、ｉ当な駆動
機構３６によりエネルギーが供給される駆動軸と磁石４
０を支持するフレーム３８と釣合重錘４２とを含む磁石
継手により駆動される。この磁石は、旋回スクロール部
４０に対して固定されあるいはこれと一体の強磁性体の
リング４４と相互に作用する。フレーム３８の回転運動
は、磁石４０とリング４４との闇の磁気継手の作用によ
り旋回スクロール部１０の旋回運動を生じることになる
。無給、駆動側と被駆動側の要素間の関係は、加圧され
た流体により旋回スクロール部が駆動されるならば反転
することができる。

本実施例においては本装置はポンプであり、流体入口部
４６と流体出口部４８を含んでいる。適当な転送ボート
が面対称の螺線状重合部１６．１８藺の連通状態を可能
にするように旋回スクロール部１０内に設けられている
。

固定ハウジング要素２０．２２は、例えば、番号５０で
示される如きハウジング壁面を一体に接合することによ
り図示の如ぐ密閉状に封止することができる。ローラ３
２は、円輪状の対をなす固定支持面２４．２６の端面部
５４と共働して完全に保持されたベアリング組立体を提
供する適当な形態の過当な！ＩｓのスラスＦ支持面５２
を設けることができることは明らかであろう。

図面においては、固定ハウジング−素２０．２２を平行
に離間された位置関係に保持ｉるため使用することがで
きる結合ポルＦは図示しない、このようなボルトは旋回
スクロール部１０の局部において設けられた比較的大き
な開口を貫通し、またこれらボルトが貫通する適当な輪
心方向に暮夜するスペーサを旋回スクロール部を貫通す
る開口内に配置することもできる。このような結合ボル
トの使用はスクロール形装置の特定の用途に依存するこ
とになろ）。

本発明の支持継手は、旋回スクロール部と固定スクロー
ル部間の遠心力の半径方向の荷重反作用する大きな支持
面を提供するものであり、かつ支持構造の完全な密閉状
態の封止部を可能にする簡単な構造のものであることが
明らかであろう。この支持部は純粋な転勤運動により作
用し、各種の潤滑剤により運動可能である。

本発明の望ましい実施態様についての上記の記述は例示
と考えるべきものであり、本発明は特定の開示された実
施態様に限定されるべきものではな（頭書の特許請求の
範囲に記載される範囲によるべきものであることを理解
すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による支持構造を用いた電磁的に駆動さ
れる渦形の正圧排出式ポンプを示す立面断面図、および
第２図は第１図の線Ｉｆ−ＩＩに関する部分断面図であ
る。 １０・・・旋回スクロール部、１２・・・重合部、１４
・・・重合部、１６．１８・・・螺線状重合部、２０．
２２・・・固定ハウジング要素、２４．２６・・・固定
支持面、３０・・・旋回支持面、３２・・・ローラ・ベ
アリング要素、３４・・・駆動軸、３６・・・駆動機構
、３８・・・フレーム、４０・・・磁石、４２・・・釣
合重錘、４４・・・リング、４６・・・流体入口部、４
８・・・流体出口部、５０・・・ハウジング壁面、５２
・・・スラスト支持面。 特許出願人　アーサー・ディ・リトル・インフーポレー
テツド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つの渦形重合部を有する固定渦部と、
   前記固定渦形重合部と係合関係にある少なくとも１つの
   渦形重合部を有する旋回渦部と、前記固定重合部と旋回
   重合部との簡に密閉された流体と旋回スクロール部との
   闇のエネルギの伝達を可能にするように前記固定重合部
   に対する旋回半径の周囲に旋回可能に駆動される構造部
   分を含む正圧容積型スクロール流体装置において、前記
   旋回スクロール部はその軸心方向に反対側に同心状に配
   置された等しい内径の対向位置関係に対をなして固定さ
   れた中空の円筒状支持面からなる転勤接触支持構造体に
   よって前記固定スクロール部に対して旋回運動を生じる
   ように案内され、前記の対をなす固定支持面の軸心は前
   記旋回スクロール部の旋回軸心と平行に延在し、かつ前
   記旋回スクロール部の旋回運動の軸心と同心状にある円
   の円周上に配置され、前記旋回スクロール部を軸心方向
   に貫通してこれと結合された前記固定支持面の直径と等
   しい直径を有する旋回する中空の円筒状支持面を設け、
   前記の旋回する支持面の軸心は前記の固定された対をな
   す支持面の軸心と平行に延在し、かつ前記第１の円周と
   等しい直径の円周上に位置し、旋回する支持面の各軸心
   は各村の固定支持面の軸心に隣接して前記旋回半径と等
   しい偏心距離だけ前記各村の固定支持面の軸心から同じ
   方向に偏在し、前記の対をなす固定支持面の各々の間に
   おいて各旋回支持面を貫通して延在するようにその内部
   に配置された円筒状のローラ・ベアリング要素を設け、
   該ローラ・ベアリング要素は前記の固定された支持面の
   直径と前記旋回半径の闇の差異と対応する直径を有する
   ことを特徴とする正圧容積型流体装置。 ２、前記渦形重合部と支持構造体が共通のハウジング内
   に密閉される特許請求の範囲第１項記載の正圧容積型流
   体装置。 ３．前記旋回スクロール部に対する駆動手段を設け、該
   駆動手段は前記旋回スクロール部に対しては物理的に結
   合されていない特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の正圧容積型流体装置。 ４、前記の対向位置の対をなす固定支持面が端面を有し
   、前記ローラ・ベアリング要素がその輪心方向運動を拘
   束するため前記端部支持面と共働する端部スラスト・ベ
   アリングを含む特許請求の範囲第１項記載の正圧容積型
   流体装置。 ５、前記旋回ス、・クロール部がその紬る方向に反対憫
   の中心部に面対称の重合部を有し、前記の固定されたス
   クロール部は前記の面対称の重合部と係合する２つの渦
   形重合部を含み、前記支持構造体のローラ・ベアリング
   要素が前記中心部の外側の前記旋回スクロール部の周辺
   領域と隣接して配置さ紅る特許請求の範囲第１項記載の
   正圧容積型流体装置。 ６、前記の転勤接触するベアリングが前記旋回スクロー
   ル部の遠心作用による半径方向の荷重を支持しかつこれ
   と反作用するための唯一の手段である特許請求の範囲第
   １項記載の正圧容積型流体装置。 ７、前記旋回スクロール部が磁気要素と該旋回スクロー
   ル部のための駆動手段とを含み、該駆動手段はこれによ
   り前記固定スクロール部と同心状の回転運動中心の周囲
   を回転可能な磁気要素を含み、該磁気要素は前記旋回ス
   クロール部の前記磁気要素の運動経路に密接して存在す
   る円形状の経路において運動可能である特許請求の範囲
   第１項記載の正圧容積型流体装置。