JPS5891389A - スクロ−ル型定流体排出量装置 - 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】 本発明（・よ、駆動軸の回転運動を２個の平行な端？１
μプレートの相対的軌道運動に変換する揺動リンクを備
えたスクロール量定流体排出量装置に関するものである
。平行なプレートの対面する表面には相互に固定角度の
相互嵌合関係を以って取付けられたラップ・インがリュ
ート部が備えである。

この平行なプレートとラッグ・インボリュート部の接触
する表面はグレートの軌動運動によって入口と出口の間
を流体ポケットが移動される際、圧力と容積上の変化を
受けるような当該流体のポケットを定める。

弾力的材料＋作成された可撓性部材は駆動軸のクランク
柱を揺動リンクに接続して駆動軸の駆動力を揺動リンク
へ伝達する。可、補性部材は引張シに対して堅牢である
も、曲げに対しては可撓性がある。可撓性部材は駆動軸
の非回転時にそれ自体のばね力によってラップ・インが
リュート部ヲ偏寄して僅かに離し、スクロール装置の始
動時に要する駆動トルクを削減する。

本発明は、一般に、スクロール量定流体排出量装置に係
＃）（更に詳細には駆動軸の回転運動をスクロール・ラ
ッグの軌動運動に変換する揺動リンクを備えたスクロー
ル装置に関するものである。

スクロール量定流体排出量装置には相互嵌合の成る角度
関係を以って取付けられたラッグ・インボリュート部を
有する平行プレートが含まれるのが典型的になっている
。ラップ・インボリュート部の軸線は、通常平行であシ
、当該ラップ・インボリュート部の相対的軌道運動によ
ってラップ・インボリュート部と端部グレートのクラン
ク面の定める流体ポケットが入口ポートと出口ポートの
間を移動するよう偏寄っている。゛ スクロール装置はラッグ・インボリュート部の構成及び
ラップ・インボリュート部の軌道運動の相対的方向に応
じて膨張機（真空ボンｆ）、圧縮機、又は液体ポンプと
して機能出来る。膨張機として使用した場合、スクロー
ル装置を貫流する流体のポケットはラップ・インボリュ
ート部の中心附近から発生しそれがラップ・インボリュ
ート部の周シを外方へ向かって移動するのに伴ない容積
・が膨張する。これとは逆に、スクロール型圧縮機にお
いては、流体のポケットがラップ・インがリュート部の
周ルを内方向へ中央排出ポートに向って移動し、その移
動過程中に容積が相当削減される。液体ポンプの場合、
各ラップ・インボリュート部は液体のポケットが容積上
の著しい変化を受けず、単に入口／−）と排出ポートの
間でスクロールの周勺に移動され、高い圧力下で排出ポ
ートから流出するよう中実軸線の周）に単一ループのみ
を作ル出す。

スクロール装置の作動効率は、半径方向におけるラップ
・イン＞Ｗリュート部のフランク面同志の間及び＃１線
方向におけるラップ・インボリュート部の先端と、対面
する端部プレートとの間のシールの有効性に特に依存し
ている。半径方向のシール作用の効果、かさほど重要で
はない適用例の場合、相互嵌合スクロールのクランク面
が相互に接触しないよう嶋該７ランク面の間には僅かの
間隙を維持すること〃ト出来る。この設計は例えば、米
国特許第４，０８２，４８４号に開示された如き「固定
クランク」型スクロール装置に包含されて来た。一般に
作動効率の高い更に通常の設計方法においては、相互嵌
合ラップ・インがリュート部のフランク面が半径方向の
シール作用を達成するのに十分な力で相互に接触される
。従って、かくの如く構成せるスクロール装置は便宜上
「半径方向に適合する」型式に包含される。

米国特許第３．９２４，９７７号には駆動機構を軌道運
動するスクロール部材に連結する半径方向に、適合する
リンク装置について開示がされている。

この米国特許第３．９２４，９７７号には、揺動リンク
と摺動ブロック・リンクの半径方向適合を提供する実施
態様が２種顕示しである。第１実施例では、揺動リンク
の軸体が軌道運動するスクロールの偏心した半径に対し
て直角をなし、駆動軸クランク・ピン上に設置せる連結
棒、軸受組立体１通常の作動速度での駆動機構の回転時
に軌道運動するスクロール部材止の遠心カミ部分的に偏
寄させるよう配設せるばね負荷組立体を含んでいる。始
動時はスクロール部材に遠心力が作用せず、ばねによっ
て与えられる向心力によシスクロール部材は通常以下の
偏心した半径を以って軌道運動する。

ランプ・インボリュート部のフランク面は最初密封接触
状態にないので、例えば電動機等の駆動機構は始動時に
大きいトルクを発生させる必要がない。

本願と同じ譲受人に譲渡されたその他の米国特許願第１
９５，２８９号においては、軌道運動するスクロール部
材上の遠心力に対し偏寄した遠心力を提供する均合い重
錘装置を以って半径方向の適合を行なう揺動リンクを備
えたスクロール型機械が開示しである。米国特許第３，
９２４，９７７号のはね負荷型組立体とは異なって本願
で開示せる均合い重錘型揺動リンクはスクロール装置の
作動回転速度とは無関係にスフ日−ル部材のフランク面
の間に適当な半径方向密封作用を確保する。本願ではス
クロール装置の停止時にラップ・インがリュート部のフ
ランク表面を偏寄させて僅かに離し、かくして駆動機構
に要する始動トルクを削減するよう駆動軸の端部にある
柱に対して作用子る揺動リンク内に収納されるコイルば
ねが開示されている。

前掲の先行技術の揺動リンク設計例に関して潜在的な問
題が存在している。比較的高い負荷及び揺動リンクが受
ける僅かの相対的運動が原因で揺動リンク内の枢軸ビン
軸受は喰い込みを受ける。

枢軸ビンの周りの揺動リンクの制限された運動は、例え
ば揺動リンクがビンの周りを回転する等、揺動リンクと
ビンの間に実質的な動きがあった場合に摩耗粒子が運び
去られるよシーも−むしろ負荷軸受領域に捕獲される傾
向があるところから喰い込み状態をもたらす。

先行技術で開示した揺動リンクの設計例に固有のこうし
た潜在的諸問題に鑑み、本発明の目的は、駆動軸を揺動
リンクに結合しラッグ・インボリュート部を１つの要素
内で偏寄させる装置を備えた半径方向に適合する別の揺
動リンクを提供することにある。

本発明のその他の目的は、喰い込みという潜在的諸問題
を避けるため枢軸ビン、軸受を省略することにある。

更に別の目的は、半径方向に適合する揺動リンクを単純
化することにある。

本発明のこれらの目的とその他の目的については以下に
行なわれる好適実施態様の説明及び添附図面から明らか
となろう。

本発明はスクロール型定流排出量装置である。

本装置には各々対面する表面に取付けられたラップ・イ
ンボリュート部を有する全体的に平行な２個のプレート
が含まれている。ラップ・インボリュート部は相互に固
定角度の相互嵌合関係にあシ、プレートとラップ・イン
ボリュート部の接触面の間には流体のポケットが定めら
れている。

本装置にはその長さ方向軸線の周シで回転自在に駆動さ
れ、長さ方向軸線から偏寄っている一端部にクランク柱
を有する駆動軸も含まれている。

揺動リンク装置は駆動軸の回転で当該プレートに組合っ
ているラップ・インがリュート部が他力のゾｖ−トのラ
ップ・インがリュート部内で軌道運動をし、かくして流
体のポケットを入口と出口の間で移動せしめるよう半径
方向適合状態にある駆動軸を２個の平行ゾレ゛−トの一
方のプレートに連結する。

弾性材料から成る可撓性部材はクランク柱を揺動リンク
装置の平行隣接面に連結する。可撓性部材は、駆動軸の
非回転時にその弾力でラップ・インボリュート部を偏寄
して催かに離すよう引張シに対して堅牢であるも、曲げ
に対して可撓性があるようになっている。このためスク
ロール装置の始動中に駆動軸に要する駆動トルクが削減
される。

第１図を参照すると、本発明はその好適実施態様が示し
てあシ、スクロール型冷凍圧縮機１０に導入しである。

スクロール型冷凍圧縮機ｌＯには吸入、ｊ？−１取付は
金具１２、排出ポート取付は金具１３が固着された密閉
殻体１１が含まれている。

スクロール型冷凍圧縮機１０の作動中、冷却流体は吸入
°ポート取付は金具１２を通って吸入され、巻線の冷却
のため（図示せざる）電動機のローター間隙を通過し、
スクロール・″プレート１４゜１５の間のスクロール装
置内へ吸込まれ、スクロ−ル・インボリュート部１６．
１７の相対的軌道運動によって圧縮され、然る後、排出
ポ・−ト取付金具１３の個所の排出ポートを通って排出
される。

本発明の好適実施態様においては、スクロール・プレー
ト１４が固定され、一方、スクロール・プレート１５は
駆動軸１８の回転によって軌道運動をするよう駆動され
る。駆動軸１８の回転は揺動リンク１９によって、軌道
運動をするスクロール・プレート１５に伝達される。揺
動リンク１９はこの回転運動を軌道運動に変換し、半径
方向の追従を実施するよう作用し、一方、揺動リンク１
９の耳たぶ状部分の質量は軌道運動するスクロール・プ
レート１５によって発生する遠心力を偏寄させる均合い
重錘を提供する。

駆動軸１８の上端部は、駆動軸１８の長さ方向軸線から
偏寄している上方向へ延在するクランク短軸２０を有す
るクランクに終端している。クランク短軸２０は曲げ変
形に対抗するよう弾力的特性を有する可撓性部材２５に
よって揺動リンク１９に接続されている。ころ軸受２６
は駆動軸１８をスクロール型冷凍圧縮機１０の密閉殻体
１１内の中央に位置付ける。

軌道運動をするスクロール゛・グレート１４゜１５とそ
の個々のラップ・インボリュート部１６゜１７との間の
固定角度関係は先行技術（例えば米国特許第４，０６５
，２７９号を参照）で良く知られているオルダム継手２
７により維持される。固定のスフロープ・プレート１４
は柱状ブロック２８によって所定位置に保持され、当該
柱状ブロックはスクロール・プレート１４．１５の周縁
部の周りの４個所の隔置位置に配設され、がルト２９に
よって所定位置に保持される。こうして固定のスクロー
ル・プレート１４はクランクケース・ノ九つノンダ３０
に取付けられる。

ここで第２図乃至第４図を参照すると、当該図にはクラ
ンク短軸２０、可撓性部材２５、揺動リンク１９が一層
明瞭に開示しである。例えば、第２図は？シト３５を使
って可撓性部材２５の片側をクランク短軸２０に固定す
る方法を示す。可撓性部材の他方の側は当該可撓性部材
がｒシト３６によシ取付は−られる揺動リンク１９まで
延在している。好適実施態様で示す如く（第２図）、可
撓性部材２５は揺動リンク１９のスロット３７内に着座
している。然し乍ら、スロット３７は省略可能で可撓性
部材２５を単に揺動リンク１９の平坦な面に固定可能で
あることも本願では意図されている。上方から見て時計
方向での駆動軸１８の加速中に可撓性部材２５が鋭い縁
部にさらされることなくクランク短軸２００当該曲かっ
た部分の周りで僅かに変形出来るようクランク短軸２０
には可撓性部材２５に隣接して丸まった部分が含まれて
いる。図面中、可撓性部材２５°はスクロール型圧縮機
が非励起化され駆動軸１８が回転していない時に発生し
易い状態に向けることによシ実質的に非変形状態にされ
る。

スクロール型冷凍圧縮機１０の作動中に、駆動軸１８は
想、像点３８で表わされた中央長さ方向軸線の周シを回
転する。従って想像点１８もクランク短軸２０に対する
回転中心を有している。想像点３８の周シのクランク短
軸２ｏの回転は可撓性部材２５によって揺動リンク１９
に伝えられ、逆に当該揺動リンクを想像点３８から僅か
に変位している想像点３９の周シで回転させる。想像点
３８．３９の相対的変位にはラップ・インプリエート部
１６．１７に対する偏心半径が含まれている。揺動リン
ク１９には想像点３９を中心とする孔４０．軌道運動す
るスクロール駆動ピン４２に適合するよう当該孔内に嵌
合せるジャーナル軸受４１が含まれている。揺動リンク
１９が想像点３９０周シを回転するのに伴なって想像点
３９及び軌道運動するスクロール・プレート用のスクロ
ール駆動ピン４．２は両者共、想像点３８を通る駆動軸
１８の長さ方向軸線の周シを軌道運動することが明らか
となろう。スクロール駆動ピン４２はラップ・インがリ
ュート部１７が固定のラップ・′イン〆すｚ−ト部１６
に対して相対的に軌道運動を行なうよう、軌道運動を行
なうスクロール・プレート１５に取付けである。この軌
道運動によって流体のポケットがラップ・インがリュー
ト部１６゜１７０周シを半径方向内方へ移動する一方、
容積の減少や圧力の増加が図られる。然る後、圧縮流体
は前述の如くスクロール型冷凍圧縮機１０から排出ポー
ト取付は金具１３の個所の排出ポートを通って排出され
る。

駆動軸１８が回転していない時、可撓性部材２５０弾力
性のため可撓性部材はスクロール型冷凍圧縮機１０の長
さ方向軸線に平行なその非変形平面形状を呈する。この
弾力性即ち元に回復するばね力／ｉ静止状態にある軌道
運動するスクロール・プレート１５へ揺動リンク１９を
介して伝達され、極めて少量だけラップ・イン？りニー
ト部１６゜１７の゛偏心半径を削減するよう作用し、中
心点である想像点３８．３９の間の距離を僅かではある
が効果的に減少させる。更に、前述した揺動リンクＩ９
及び軌道運動するスクロール・プレート１５の関係が原
因でラップ・インポリエート部１６゜】７のフランク面
の間が僅かに分離され、かくしてスクロール型冷凍圧縮
機１０の作動時に通常半径方向の適合によシ提供される
これらの面の間の流体シールの有効性が削減される。ス
クロール型冷凍圧縮機ｉｏの励起後、駆５動軸１８が回
転し始めるのに伴なって、可撓性部材２５は、流体シー
ルを有効にする揺動リンク１９０半径方向適合７５二原
囚となる十分な、力を以ってラップ・インボ１ツユ）部
１６．１７のフランク面か移動線接触状態に、駆動軸１
８０１回転内でもたらされるよう、クランク短縮２００
周シで変形される。ラップ・インポリエート部１６．１
７のフランク面の間の初期流体漏曳によって駆動機構例
えば電動機は減少した駆動トルクを以って始動出来る。

可撓性部材２５は薄くて、曲がる時に可撓性カミあるが
、可撓性部材は引張シ作用に対し実質的な強度と堅牢性
を有する比較的硬質のばね鋼材料で作成されることが考
えられる。可撓性部材２５の断面係数は始動トルクを最
低にする一方、駆動軸１８が過度に回転速度を上げて駆
動機構に損傷を与える恐れがある際ラップ・インがリュ
ート部１６　、、１７が急に打゛ち合うような状態を避
ける目的で流体の漏曳を制御するのに要する値に選択さ
れるべきである。同様にして、ラップパインプリニート
部１６．１７のフランク面の間の始動時における間隙も
この状態に影響を与え得ることから、その値は注意して
選択すべきである。

前述した本発明の好適実施態様は゛冷凍流体を使った圧
縮機に適用されたが、本発明はスクロール型膨張機又は
ポンプに対しても同等に適用可能であることを理解すべ
きである。こうした改変例については前掲の特許請求の
範囲に定めた本発明の範囲内で当技術の熱知者には明ら
かとなろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スクロール要素、駆動軸、可撓性部材が横断
面図的に開示しであるスクロール機の破断図、 第２図は、半径方向に可撓性のある揺動リンクと、当該
リンクを駆動軸に接続する関連ある要素の平面図、 第３図は、第２図の断面線３−３に沿って描いたもので
、揺動リンク、軌道運動するスクロール板の一部分、ク
ランク柱、可撓性部材を示す横断面図、 第４図は、図画を明瞭にするため周シの要素を除去した
状態で駆動軸のクランク柱部分を示す立面図である。 １０・・・スクロール型冷凍圧縮機　１　ｌ・・・密閉
殻体１２・・・吸入ポート取付金具１３・・・排出ポー
ト取付金具１４・・・スクロール・プレート　　１５・
・・スクロール・ｆｖ−ト１６・・・ラップ・インポリ
エート部１７・・・ラッグ・インポリエ−ト部１８・・
・ＩＫ駆動軸　　　　　　１９・・・揺動リンク２０・
・・フランク短軸　　　２５・・・可撓性部材２６・・
・ころ軸受　　　　　　　２７・・・オイルダム継手２
８・・・柱状ブロック　　　　　　２９・・・３０・・
・クランクケース・ノ・クランク　３５・・・デルト３
−６・・・デルト　　　　　　３７・・・スロット３８
・・・想像点　　　　　　３９・・・想像点４０・・・
孔　　　　　　　　　　　４１・・・ジャーナル軸受４
２・・・スクロール駆動ヒン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　スクロール量定流体排出量装置であって、ａ・　
   全体的に平行な２個のプレートと、各グレートの対面す
   る表面が相互に固定角度の相互嵌合関係を以って出接表
   面上にラッグ・インボリュート要素を固着せしめて因る
   こと、前記プレートとラップ・インボリュート要素の接
   触表面が流体（Ｄｆｌｌットを定めることを、 ｂ、それ自体の長さ方向軸線の周シで回転自在に駆動さ
   れる駆動軸と、駆動軸の長さ方向軸線から偏寄したクラ
   ンク柱を一端部に有している前ｄピ駆動軸と、 Ｃ６駆動軸を２個の平行なグレートの一方に半径方向適
   合下で結合し、駆動軸の回転にょジグレートの前記一方
   のプレートに組合っタラップ・インボリュート部を他方
   のプレートのラップ・イン；Ｊｆ　ｌ）ニート部内で軌
   道運動させ、かくして流体のポケットを入口と出口の間
   で移動させるようにした揺動リンク装置と、 ｄ、駆動軸のクランク柱を揺動リンク装置の平行隣接面
   に結合し、スクロール装置の始動時に要求される駆動ト
   ルクを削減するため駆動軸の非回転時にラップ・インポ
   リュ〜ト部をばね力によシ偏寄させて僅かに離すよう引
   張シ作用に対しては堅牢なるも、曲げ作用に対しては可
   撓性のある、弾性材料製の可撓性部材とから成るスクロ
   ール量定流体排出量装置。 ２、平行プレートの前記一方のプレートがラップ・イン
   ボリュート部の固定しである回走は反対側の面に駆動ピ
   ンを含み、前記駆動ピンが揺動リンク装置内の円形孔と
   係合し、駆動軸の長さ方向軸線に平行で且つ偏寄った軸
   線を有する特許請求の範囲第１項に記賊のスクロール量
   定流体排出量装置。 ３、　前記可撓性部材が実質的に平坦で、その面が駆動
   軸の長さ方向軸線に平行な面内に存在するよう設置され
   ている特許請求の範囲第２項に記載のスクロール量定流
   体排出量装置。 ４．　前記面が駆動ビンの軸線と駆動軸の長さ方向軸線
   を通る面に対して実質上直角になっている特許請求の範
   囲第３項に記載のスクロール量定流体排出量装置。 ５　可撓性部材が１個以上のボルトで駆動軸クランク柱
   に接続されている特許請求の範囲第１項に記載のスクロ
   ール量定流体排出量装置。 ６　可撓性部材が揺動リンク装置内に形成せるスロット
   に着座し、゛１個以上のボルトによって所定位置に保持
   されている特許請求の範囲第５項に記載のスクロール量
   定流体排出量装置。 ７、　スクロール量定流体排出量装置であって。 ａ、第１軸線の周りに綿線構成的に内外両フランク面を
   定める第１ラツプ・インポリスート部を平坦面に固定し
   て成る第１端部プレートド、ｂ、、４＋端部グレートの
   平坦面に対して実質上平行で且つ対面し、第２軸線の周
   りで螺線状構成にて内外両フランク面も定める第２ラツ
   プ・インボリュート部を有する平坦な表向を備えた第・
   ２端部フ０レートと、流体のポケットが第１．第２ラツ
   プ・インボリュート部の内外両フランク面と両端部プレ
   ートの平坦な表面の間に密封的に定められるよう前記第
   １．第２ラツプ・イン）ｊｒリュート部が配設しである
   ことと、 ｃ、第１．第２ラツプ・インボリュート部の前記第１．
   第２軸線に対して全体的に平行で且つ両軸線から偏寄っ
   ている長さ方向軸線の周りに回転自在に駆動される駆動
   軸と、前記駆動軸が端部プレートに隣接してその長さ方
   向軸線から偏寄ったクランク柱を有することと、 ｄ、駆動軸の回転で第１ラツプ・インボリュート部が第
   ２ラツプ・インボリュート部と端部グレートに対して相
   対的に軌道運動をし、そこで両インボリュート部のフラ
   ンク面が相互に接触する点がその螺線状径路に沿って移
   動し、かくして流体のポケットが入口と出口の間を移動
   する際当該ポケットの圧力と容積を変えるよう、駆動軸
   を半径方向に適合して第１端部プレートに結合する揺動
   リンク装置と、 ｅ−駆動軸のクランク柱を揺動リンク装置の隣接面に接
   続する実質的に薄い弾性材料を含む可撓性部材と、前記
   クランク柱、可撓性部材、揺動リンク装置の表面が駆動
   軸の長さ方向軸線と平行であること、スクロール装置の
   始動時に要求される駆動トルクを削減する目的で駆動軸
   の非回転時にばね力の作用によシ第１．第２ラップ・イ
   ンがリュート部を偏寄して僅かに離すよう前記可撓性部
   材が引張シ作用に対し堅牢なるもクランク柱の周りの曲
   げに対し可撓性があることから成るスクロール量定流体
   排出量装置。 ８、　前記第１端部プレートが第１ラツプ・イン、ｐ　
   リュート部の反対側に配設せる駆動ビンを含み、前記駆
   動ビンが揺動リンク装置内の円形孔と係合するよう作動
   し、駆動ビンと孔が駆動軸の長さ方向軸線に対して平行
   且つ当該軸線から偏寄った回転軸線を有し、前記孔に揺
   動リンク装置を駆動ビンの周フに自由回転可能にする軸
   受面が備えである特許請求の範囲第７項に記載のスクロ
   ール量定流体排出量装置。 ９、　前記可撓性部材が駆動軸の長さ方向軸線と実質的
   に平行な面内で駆動軸のクランク短柱から揺動リンク装
   置の隣接面まで延在する全体的に矩形の形状の平らなば
   ねを含むようにした特許請求の範囲第８項に記載のスク
   ロール−量定流体排出量装置。。 ＩＯ９前記面が駆動ビンの軸線と駆動軸の長さ方向軸線
   を通る面に対して実質上直角になっている特許請求の範
   囲第９項に記載のスクロール型定流体排出量装置。 １１、可撓性部材が揺動リンク装置内に形成せるスロッ
   トに着座し、駆動軸のクランク柱上の平坦な表面に対し
   て介在する間隙を横切って延−在する特許請求の範囲第
   ７項記載のスクロール型定流体排出量装置。 １２、可撓性部材がボルトによって駆動軸のクランク柱
   と揺動リンク装置に接続しである特許請求の範囲第７項
   に記載のスクロール型定流体排出量装置。