JPS618405A - スクロ−ル形流体機械 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はスクロール形流体機械、詳しくは、それ＼渦巻
き形のラップをもつ固定スクロールと公転スクロールと
を備え、前記公転スクロールの背面にクランク軸の偏心
軸部を受ける軸受筒を設け、該軸受筒に前記偏心軸部を
回転自由に嵌合させるスクロール形流体機械に関する。

（従来の技術） 以上の如く構成するスクロール形流体機械は、特開昭５
５−３５１５２号公報にも記載されており、既に知られ
ている。

ところで、このものは第４図に概略示すように、固定ス
クロール（５０）と公転スクロール（５１）とを対向さ
せて組付け、これらスクロール（５０）（５１）間に密
閉空間（５２）を形成する如くなしているのであるが、
この密閉空間（５２）の気密性を確保するために、従来
、前記各スクロール（５０）（５１）の寸法をそれと適
正に設定して、組付けにより前記スクロール（５１）（
５０）の各ランプ（５３）（５４）間に半径方向の適当
な接触押力が作用するように成していたのである。

尚、（５５）は前記公転スクロール（５１）の背面に設
ける軸受筒で、該軸受筒（５５）にはクランク軸（５６
）の偏心軸部（５７）を嵌合させている。

（発明か解決しようとする問題点） ところが、前記各スクロール（５０）（５１）の組付は
時に前記接触押力を所望の値に設定することは、前記各
スクロール（５０）（５１）の製作誤差、組付は誤差の
ために極めて困難であったのである。

また、前記接触押力を前記した組付けによって、運転中
の前記接触押力が一定になるようにしていても、前記密
閉空間（５２）の内圧が前記接触押力を減じるように作
用するから、この内圧が負荷により変動した場合には、
前記接触押力が変化するのであって、例えば負荷が大き
くなった時には前記接触押力が不足して前記密閉空間（
５２）のシール性が低下する一方、負荷が小さい場合に
はこの負荷に対して前記接触押力が大きすぎて、／−ル
性は確保されるのであるが前記う・ツブ（５３）（５４
）間で不必要に大きな動力損失が生じる不具合があった
のである。

（問題点を解決するための手段） しかして、本発明は、前記公転スクロールの軸受筒と前
記偏心軸部との間にカム手段を介装し、前記公転スクロ
ールが前記偏心軸部を中心に揺動できるようにして、前
記接触押力を、前記公転スクロールに働く遠心力及び前
記密閉空間の内圧に起因する押圧力を利用して設定でき
るようにしたのであって、具体的な構成は、それと渦巻
き形のラップをもつ固定スクロールと公転スクロールと
を備え、前記公転スクロールにクランク軸の偏心軸部を
受ける軸受筒を設け、該軸受筒に前記偏心軸部を回転自
由に嵌合させるスクロール形流体機械において、前記軸
受筒の軸心（０ｓ）を、前記クランク軸の軸心（０ｒ）
及び前記偏心軸部の軸心（０ｃ）に対し偏位させると共
に、前記クランク軸軸心（０ｒ）と前記軸受筒軸心（０
ｓ）とを結ぶ線分を（０ｓ　　０ｒ）　、前記軸部軸心
（０ｓ）と前記偏心軸部軸心（０ｃ）とを結ぶ線分を（
０ｓ　　０ｃ）とし、更に、これら線分（０ｓ’ｏｒ）
（０ｓ　　０ｃ）の成す挟角であって、前記線分（０ｓ
　　０ｒ）から前記クランク軸の回転方向に成す挟角を
（α）とする時、前記偏心軸部と前記軸受筒との間に、
前記挟角（α）を、０°〈α〈９０゜ となる範囲で可変とするカム手段を介装したのである。

（作用） 以上の如く構成したから、この流体機械の運転に伴ない
、前記公転スクロールに作用する遠心力及び前記固定ス
クロールと公転スクロールとにより形成される密閉空間
の内圧に起因する押圧力により、該公転スクロールが前
記偏心軸部を中心−に、該スクロールのラップが前記固
定スクロールのう、プに押し付け゛られる方向に揺動さ
れて、これらラップ間に接触押力が作用し、かつ、この
接触″押力は前記挟角（α）の設定により定めることが
できると共に、該接触押力は前記密閉空間の内圧の増減
に対応して増減し、この結果、前記ラップ間のシール性
が常に良好に保たれるのである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図に示したものは、本発明を冷凍装置の圧縮機に適
用したものであって、それと渦巻き形のラップ（１ａ）
（２ａ）をもつ固定スクロール（１）と公転スクロール
（２）とから成る圧縮要素（３）を形成し、該圧縮要素
（３）と該圧縮要素（３）を駆動するモータ（４）とを
架構（Ａ）に固定してケーシング（５）に内装するもの
である。

そして、前記公転スクロール（２）の背面側に前記モー
タ（４）から延びるクランク軸（６）の偏心軸部（７）
を軸支する円筒状の軸受筒（８を形成し、該軸受筒（８
）に前記偏心軸部（７）を嵌合させる一方、前記公転ス
クロール（２）の背面側と前記架構（Ａ）との間に、摺
動体（９）と摺動体受け（１０）とから成り、前記スク
ロール（２）の自転を防止する自転防止機構を設けてい
る。

また、前記ケーシング（５）には吸入管（１１）を接続
して、前記ケーシング（５）内を低圧にして、このケー
シング（５）内に前記圧縮要素（３）に設ける吸入ボー
ｈ（１２）を開口させる一方、同じく前記圧縮要素（３
）に設ける吐出ボー）（１３）に吐出管（１４）を接続
してこの吐出ポート（１３）を前記ケーシング（５）外
に開口させるようにしている。

かくして、前記モータ（４）の駆動により前記公転スク
ロール（２）が前記固定スクロール（１）に対し公転す
ることによって、前記圧縮要素（３）が前記吸入ボー）
（１２）から低圧冷媒を吸入し、該冷媒を圧縮して高圧
冷媒を前記吐出管（１４）を介して前記ケーシング（５
）外に排出する如くなしている。

尚、第３図中、（１５）（１Ｂ）はそれ炉前記クランク
軸（６）を前記架構（Ａ）に支持させるための軸受であ
り、（１７）は前記公転スクロール（２）をスラスト方
向において前記架構（Ａ）に支持させるためのスラスト
軸受、（１８）は軸受メタルである。

以−ヒの如く構成するスクロール形流体機械において、
第１，２図に構成的に示すように、前記軸受筒（８）と
前記クランク軸（６）の偏心軸部（７）との間にカムリ
ング（カム手段）（７１）を介装して、前記軸受筒（８
）の軸心（０’ｓ）を、前記クランク軸（６）の軸心（
０ｒ）及び、前記偏心軸部（７）の軸心（０ｃ）に対し
偏位させるのである。尚、第２図中、（ω）はクランク
軸（６）の回転方向を示している。

以下、この構成を具体的に１免明するにあたって、まず
、前記流体機械に蒸発器や凝縮器（いずれも図示せず）
を接続して、この流体機械を定常運転させた状態での、
前記公転スクロール（２）に作用する力及び、これらの
力の前記偏心軸部（７）の軸心（０ｃ）に関するモーメ
ントの釣り合いについて説明する。

前記公転スクロール（２）に働く前記押圧力を第２図を
用いて説明すると、該公転スクロール（２）に働く力は
、 ・（Ｆｐ）は前記公転スクロール（２）のラップ（２ｂ
）と前記固定スターロール（１）のラップ（１ａ）との
接触に基づき、前記公転スクロール（２）が受ける接触
押力、 ・（Ｆ　ｗ　）は前記公転スクロール（２）が前記クラ
ンク軸（６）の回りを回転することによって、この公転
スクロール（２）に働く遠心力、・（Ｆｒ）は前記固定
スクロール（１）と公転スクロール（２）とにより形成
される密閉空間（圧縮室）の内圧に起因して前記公転ス
クロール（２）に作用する押圧力であって、前記クラン
ク軸（６）の軸心（０ｒ）と前記軸受筒（８）の軸心（
０ｓ）ｓを結ぶ線上に働く分力（以下、第１押圧力とい
う）、 ・（Ｆ　ｄ）は同密閉空間の内圧に起因する押圧力の、
前記第１押圧力（Ｆｒ）に対し直交する方向の分力（以
下、第２押圧力という）、 である。

しかして、前記クランク軸（６）の軸心（０ｒ）に対し
直交する仮想平面上において、前記軸受筒（８）の軸心
（０ｓ）と前記偏心軸部（７）の軸心（０ｃ）とを結ぶ
線分（０ｓ　　０ｃ）と、前記軸受筒（８）の軸心（０
ｓ）と前記クランク軸（６）の軸心（０ｒ）とを結ぶ線
分（０ｓ０ｒ）きの挟角であって、前記線分（０ｓ　　
０ｒ）から前記クランク軸（６）の回転方向に成す挟角
を（α）とする時、前記偏心軸部（７）の軸心（０ｃ）
を中心としたモーメントの釣り合いがら、前記、した押
力（押圧力）には下記する関係が成り立つ、即ち、 Ｆ　ｐ＝　Ｆ　ｗ十Ｆ　ｄ　　ｃｏｔα−Ｆｒ用・−■
前記遠心力（Ｆｗ）は前記モータ（４）の設定された回
転数により決まるものであり、また、前記密閉空間の内
圧は通常運転時の設計負荷により定まるものであるから
、前記第１押圧力（Ｆｒ）、第２押圧力（Ｆｄ）も設計
負荷によって定まるものである。そして、これら与えら
れた押力（Ｆｗ）（Ｆｒ）（Ｆｄ）条件の下において、
通常運転時の前記接触押力（Ｆｐ）は前記挟角（α）を
適当に設定することによって容易に所望とすることがで
きるのである。

尚、前記第１抑圧力（Ｆｒ）は遠心力（ＦＷ）、第２押
圧力（Ｆｄ）に比してかなり小さいので、以下の説明に
おいては前記第１押圧力（Ｆｒ）を省略する。

しかして、前記公転スクロール（２）を固定スクロール
（１）に組付けるにあたって、前記公転スクロール（２
）の軸受筒（８）と前記偏心軸部（７）との間に介装す
る前記カムリング（７１）を適当に選定して、前記挟角
（−α）がＯｏより大で、かつ、９０°より小さい範囲
であって、しかも、通常運転時の前記接触押力（Ｆｐ）
が所望の値と成るようにするのである。

以上の如く構成するスクロール形流体機械の作用を説明
する。

前記モータ（４）を駆動させると、前記公転スクロール
（２）が公転して、前記した如く前記圧縮要素（３）に
圧縮作用が生じるのである。

しかして、前記公転スクロール（２）には、公転（回転
）に伴う前記遠心力（ＦＷ）、前記圧縮要素（３）の内
圧に起因する前記第２押圧力（Ｆｄ）が作用する。そし
て、前記偏心軸部（７）と前記軸受筒（８）との間に前
記カムリング（７１）を介装しているから、前記公転ス
クロール（２）には前記各町（Ｆｗ）（Ｆｄ）により前
記偏心軸部（７）を中心とする回転モーメントが生じ、
前記公転スクロール（２）　ｃ）ラップ（２ａ）が前記
固定スクロール（１）のラップ（１ａ）に押し付けられ
、各ラップ（１ａ）（２ａ）間に接触押力（Ｆｐ）が発
生するのである。

しかも、この接触押力（Ｆｐ）は、前記した０式から明
らかなように、前記挟角（α）の設定により容易に設定
することができるのである。

その上、この流体機械の負荷が変動し、前記圧縮要素（
３）の内圧が増減した場合には、前記カムリング（７１
）により前記挟角（α）をＯｏより大きく、かつ、９０
°　より小さくしてｃｏｔαが正に成るように設定して
いるから、前記０式から明らかなように、前記内圧の増
減に伴う前記第２押圧力（Ｆｄ）の増減に対応して前記
接触押力（Ｆｐ）が増減するのである。つまり、前記圧
縮要素（３）の内圧が大きく成った時は、これに応じて
前記接触押力（Ｆｄ）が増大して、前記圧縮要素（３）
内の密閉空間のシール性を確保できる□一方、前記内圧
が小さくなった場合には、これに応じて前記接触押力（
Ｆｄ）も減少して前記ラップ（１ａ）（２ａ）間に不必
要に過大な摺動抵抗が生じるのを防止できるのである。

（発明の効果） 以上の如く、本発明は前記偏心軸部（７）と前記軸受筒
（８）との間にカム手段（カムリング）（７１）を介装
すると共に、前記挟角（α）を０°より大きく、かつ、
９０°より小さくしたので、前記固定スクロール（１）
　（！：公転スクロール（２）との各ラップ（１ａ）（
２ａ）の接触押力（Ｆｐ）を、製造公差や組付は誤差を
殊更小さくしなくとも、所望の値に容易に設定できるの
である。

その上、前記接触押力（Ｆｐ）を負荷変動に応じて増減
させられるので、この負荷変動に対しても前記密閉空間
のシール性を良好に保持しながら、しかも、前記ラップ
（１ａ）（２ａ）間の不必要に大きな摺動抵抗が生して
動力損失を生しるようなことがないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の要部の桓式縦断面図、第２図
は同実施例の要部の模式平面断面図、第３図は同縦断面
図、第４図は従来例を示す説明図である。 （１）・・・・・・固定スクロール （２）・・・・・・公転スクロール （６）・・・・・・クランク軸 （７）・・・・・・偏心軸部 （８）・・・・・・軸受筒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　それゞ渦巻き形のラップ（１ａ）（２ａ）をも
   つ固定スクロール（１）と公転スクロール（２）とを備
   え、前記公転スクロール（２）の背面にクランク軸（６
   ）の偏心軸部（７）を受ける軸受筒（８）を設け、該軸
   受筒（８）に前記偏心軸部（７）を回転自由に嵌合させ
   るスクロール形流体機械において、前記軸受筒（８）の
   軸心（０ｓ）を、前記クランク軸（６）の軸心（０ｒ）
   及び前記偏心軸部（７）の軸心（０ｃ）に対し偏位させ
   ると共に、前記クランク軸（６）の軸心（０ｒ）と前記
   軸受筒（８）の軸心（０ｓ）とを結ぶ線分を（０ｓ０ｒ
   ）、前記軸受筒（８）の軸心（０ｓ）と前記偏心軸部（
   ７）の軸心（０ｃ）とを結ぶ線分を（０ｓ０ｃ）とし、
   更に、これら線分（０ｓ０ｒ）（０ｓ０ｃ）の成す挟角
   であって、前記線分（０ｓ０ｒ）から前記クランク軸（
   ６）の回転方向に成す挟角を（α）とする時、前記偏心
   軸部（７）と前記軸受筒（８）との間に、前記挟角（α
   ）を、 ０＜α＜９０° となる範囲で可変とするカム手段を介装したことを特徴
   とするスクロール形流体機械。