JPS618488A

JPS618488A - スクロ−ル式流体機械

Info

Publication number: JPS618488A
Application number: JP12668084A
Authority: JP
Inventors: Shunji Suzuki; 俊次鈴木
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1984-06-20
Filing date: 1984-06-20
Publication date: 1986-01-16

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、例えば空気圧縮機、ポンプ、送風機等に用い
られて好適なスクロール式流体機械に関するものである
。

〔従来技術〕

一般に、この種のスクロール式流体機械は、ケーシング
と、該ケーシングに固着して設けられ、うず巻状ラップ
部が立設された固定スクロールと、前記ケーシングに回
転自在に受持され、先端部に主クランクを有する駆動軸
と、前記主クランクに回転自在に支持され、前記固定ス
クロールのラップ部と重なり合って旋回するうず巻状ラ
ップ部が立設された旋回スクロールと、該旋回スクロー
ルと前記ケーシングとの間に設けられ、該旋回スクロー
ルの自転運動を防止するための副クランクとから構成さ
れている。そして、このスクロール式流体機械を空気圧
縮機として使用する場合、吸込口から吸込んだ空気を固
定スクロールと旋回スクロールとの間に形成される密閉
空間からなる圧縮室忙密封し、旋回スクロールが公転し
ながら圧縮呈を縮小しつつ空気圧縮し、この圧縮空気を
固定スクロールの中心部に形成された吐出口から吐出す
る構成となっている。

ところで、旋回スクロールが旋回する間に自転運動を行
なってしまうと、圧縮室を形成することができなくなる
。そこで、固定スクロールに対して旋回スクロールを自
転運動のない相崎的円運動を行なわせるため、駆動軸の
先端に所定偏心距離の主クランクを形成して、該主クラ
ンクに旋回スクロールを回転自在に取付けると共に、該
主クランクと同一偏心距離を有する副クランクをケーシ
ングと旋回スクロールとの間に回転自在に設け、該副ク
ランクを自転防止機構として構成している。

然るに、上記自転防止機構としての副クランクが１個の
み設けられている場合には、回転運動中に死点位置が生
じてしまうため、例えば米国特許第８０１，１８２号明
細書に示される如く連結棒を用いるか、英国特許第２２
０，２９６号明細書に示される如く主クランクと副クラ
ンクとの間に中間歯車を用いる方法がとられてきた。し
かし、上記各従来技術によるものは、圧縮される流体圧
によるモーメントにより、旋回スクロールの回転方向に
対し副クランクに働く力の方向がある点を境として１８
０度毎忙切換わシ、副クランク用軸受、中間歯車（英国
特許第２２０，２９６号の場合）等に振動を生ぜしめ、
該軸受等の寿命を縮めてしまう欠点がある。

上記欠点を改良するため、例えば英国特許第２．０２５
．５３０号明細書に示される如く、副クランクを２個設
け、該各側クランクを弾性支持する構成としたものも知
られている。しかし、副クランクの支持系に自由度をも
たせるため弾性支持させた場合には、逆に振動を増加さ
せることがある。これは前述した如く副クランクの荷重
方向の反転に対して何らの拘束力も発生しない点にその
原因があり、高精度な位置決めは本質的に不可能である
という欠点がある。従って、固定スクロールに対して旋
回スクロールを非接触運動させる、いわゆる無給油式流
体機械とするには、各ラップ部間のクリアランスを一定
に保持することができず、適用が不可能であるという欠
点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は前述した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、主クランクと副クランクとの間を弾性的に拘束し、副
クランクに常時回転方向の力を付与することによシ、該
副クランクに作用する荷重方向の反転を防止し、もって
旋回スクロール旋回時の振動の発・生を防止すると共に
軸受の寿命を延し、かつ単一の副クランクで自転防止機
構を構成しうるようにしたスクロール式流体機械を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため圧、本発明が採用する構成の特
徴は、主クランクと駆動軸とにそれぞれ歯車を設け、該
各歯車間を歯付ベルトによＱ連結し、かつ該歯付ベルト
を押圧することによシ該歯付ベルトに張力を与える押圧
部材を設けたことにある。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図に基づき詳
述する。

図面において、１はケーシングで、該ケーシングｌは軸
受部１人と、該軸受部ＩＡの一側に形成された、大径の
円筒部ＩＢと、軸受部ＩＡの他側に固着された蓋部ＩＣ
と、円筒部ＩＢの内周側から内側に延びるスラスト軸受
支持部ＩＤとから構成される。

２ｆｄ円筒部ＩＢの一側開口部に固着して設けられた固
定スクロールで、該固定スクロール２は鏡板２人と、該
鏡板２人に立設されたラップ部２Ｂと、該ラップ部２Ｂ
に対向する面に形成された放熱用フィン２Ｃとからなり
、前記ラップ部２Ｂはイン？リュートまたはインボリー
ートに近い曲線に形成されている。そして、ラップ部２
Ｂの端部には吸込口３が形成され、鏡板２人の中心部に
は吐出口４が形成されている。

５は駆動軸を示し・該駆動軸５は固定スクロール２と同
一軸線に設けられる主軸５Ａと、該主軸５Ａの先端側に
位置する主クランク５Ｂと、該主軸５Ａと主クランク５
Ｂとの間に位置して該主軸５Ａと同一軸線をなす主歯車
５Ｃとからな多、主軸５Ａ、主歯車５Ｃの軸線０．−０
．に対して主クランク５Ｂの軸線０．−０．は距離δだ
け偏心している。

６はケーシング１に対して駆動軸５を回転自在に支持す
る主軸受で、該主軸受６は例えば一対のアンギーラ玉軸
受を背面合せ軸受としたものが用いられ、外輪□は軸受
部ＩＡに圧入され、内輪は主軸５Ａに圧入され、軸方向
、径方向に変位不可能に取付けられている。

７は主クランク５Ｂと同一軸線０．−０．に設けられた
旋回スクロールを示し、該旋回スクロール７は鏡板７Ａ
と、該鏡板７Ａの一側面に立設されたラップ部７Ｂと、
該ラップ部７Ｂと対向する面に形成された軸受穴７Ｃと
、該軸受穴７Ｃよりも外径側に位置して軸方向に突設さ
れた副クランク取付部７Ｄとから構成されてい為。そし
て、前記ラップ部７Ｂはイン？リュートまたはインがリ
ーートに近い曲線に形成され、該ラップ部７Ｂは固定ス
クロール２のラップ部２Ｂとは所定角度ずらせて重なり
合うように取付けられ、該各うッゾ部２Ｂ　、７Ｂ間に
密閉空間８，８．・・・を形成するようになっている。

９は主クランク５Ｂに対して前記旋回スクロール７を回
転自在に支持する主旋回軸受で、該主旋回軸受９は例え
ばころ軸受が用いられ、外輪は軸受穴７Ｃに圧入され、
内輪は主クランク５Ｂに圧入され、径方向の位置決めが
なされている。なお、主旋回軸受９は主軸受６と同様の
玉軸受を用いてもよい。

次に、１０は駆動軸５の径方向外側に位置してケーシン
グ１と旋回スクロール７との間に設けられた副クランク
で、該副クランク１０はケーシング１側の副軸１０Ａと
、旋回スクロール７側の副クランク軸１０Ｂと、該副軸
１０Ａ１副クランク軸１０Ｂ間の副歯車１０Ｃとから構
成されている。

そして、副軸１０Ａ１副歯車１０Ｃの軸線Ｏ□′−〇１
１と、副クランク軸１０Ｂの軸線Ｏ！′−〇、′とは距
離δだげ偏心しておシ、副軸１０Ａはケーシング１側設
けられた副軸受１１によって軸支され、副クランク軸１
０Ｂは旋回スクロール７の副クランク取付部７Ｄに設け
られた副旋回軸受１２によって軸支されている。ここで
、各軸受１１．１２は例えばころ軸受が用いられる。か
くして、駆砂軸５が回転するとき、旋回スクロール７は
副クランク１０によって固定スクロール２の軸線０１−
〇□を中心として半径δをもって公転し、この間密閉空
間８を順次縮小していく。

また、１３は前記駆動軸５の主歯車５Ｃと副クランク１
０の副歯車１０Ｃとの間に巻回された歯付ベルトで、該
歯付ベルト１３の内周側には前記各歯車５Ｃ，ＩＯＣと
噛合する歯車１３Ａ、１３Ａ。

゛　・・・が形成されている。従って、主歯車５Ｃが回
転するとき、副歯車１０Ｃは歯付ベルト１３を介してす
べることなく同期して回転せしめられるようになってい
る。

さらに、１４は前記歯付ベルト１３に張力を与えるため
の押圧部材で、該押圧部材１４Ｖ′ｉデルト１４Ａを介
してケーシング１に取付けられるＵ字状の支持枠１４Ｂ
と、該支持枠１４Ｂの二叉部先端側にビン１４Ｃｅ介し
て回転自在に支持され、歯付ベルト１３の外周側から該
歯付ベルト１３を押圧するローラ１４Ｄと、該ローラ１
４Ｄを歯付ベルト１３側に常時付勢するばね１４Ｅとか
ら構成されている。かくして、歯付ベルト１３は押圧部
材１４によって常時張力が与えられておシ、たるみの発
生を防止している。

なお、図中１５は駆動軸５の主軸５Ａに固着されたカウ
ンタウェイト、１６はケーシング１を基台に取付ける外
部取付部材、１７はケーシング１のスラスト軸受支持部
ＩＤに設けられたスラスト軸受で、該軸受１７は旋回ス
クロール７の鏡板７Ａ背面側に常時摺接し、密閉空間８
内の液体圧によって該旋回スクロール７に作用する開離
力（図中左方への力）を受承するようになっている。

本実施例は前述のように構成されるが、次にその作動に
ついて空気圧縮機とした場合を例に挙げ説明する。

モータ（図示せず）を回転すると、その回転は駆動軸５
、該駆動軸５の主クランク５Ｂ、主旋回軸受９を介して
旋回スクロール７に伝えられる。

ここで、旋回スクロール７の軸線０．−０．は主クラン
ク５Ｂと同一軸線で、固定スクロール２の軸線０．−０
．は主軸５Ａの軸線と同一軸線で、かつ両軸線は距離δ
だけ偏心している。また、副クランクＬ　Ｏはその副軸
１０Ａの軸線Ｏ８／−０，／と、副クランク軸１０Ｂの
軸線０　、／　−０、／も距離δだけ偏心している。こ
の結果、旋回スクロール７は固定スクロール２に対して
軸線０１−０１を中心に相対的な円運動を行ない、吸込
口３から吸この際、密閉空間８内の圧縮空気は空気圧と
して旋回スクロール７に作用し、この空気圧によるδ 力Ｆｇがモーメン）−Ｆｇとして主旋回軸受９に作用し
、これによる力Ｆｇｔが副旋回軸受１２に生じる。

ところで、前述した米国特許第８０１．１８２号明細書
、英国特許第２２０，２９６号明細書等にみられる如く
、また本実施例の如く、副クランク１０が１個または同
一線上に複数の場合には、駆動軸５、即ち旋回スクロー
ル７の回転方向ＲＫ対して、空気圧によるモーメントに
よル副旋回軸受１２に働く力Ｆｇｔの方向が１ｉＯ度毎
に逆転する。即ち、第３図（イ）の状態では、回転方向
Ｒと副旋回軸受１２に働く力Ｆｇｔの方向は共に右方向
にあるのに対し、第３図（ロ）の状態では、回転方向Ｒ
に対して副旋回軸受１２に働く力Ｆｇｔの方向は互いに
逆方向となシ、荷重方向が逆転してしまう。従って゛、
副旋回軸受１２はもとよシ副軸受１１、中間歯車（英国
特許第２２０．２９６号の場合）に振動を起そうとする
。

然るに１本実施例においては主歯車５Ｃと副歯車１０Ｃ
との間を歯付ベルト１３で連結し、該歯付ベルト１３を
押圧部材１４で押圧している。この結果、歯付ベルト１
３と噛合している副歯車１０Ｃには該歯付ベルト１３の
ベルト張力Ｆｂが伝達される；このため、副歯車１０Ｃ
と一体の副クランク１０’に介して、副旋回軸受１２に
はベルト張力Ｆｂによるモーメントｔ　−ｒｉｉが力Ｆ
ｂ’として作用する。

ただし、ｔは副歯車１０Ｃのピッチ円の半径である。

かくして、副旋回軸受１２には前述した空気圧に基づく
力Ｆｇｔと、上記したベルト張力Ｆｂに基づく力Ｆｂ’
との合力ＦＯが作用する。従って、力Ｆｂ’をＦｇｔの
命犬値よシも大きな値となるように設定すれば、副旋回
軸受１２に作用する合力Ｆ。

は回転方向Ｒと常に同方向の力となり、該副旋回軸受１
２に荷重方向の逆転が起ることがない。このように、第
３図（ロ）の状態においても合力Ｆｏの方向と回転方向
Ｒとを共に一致させることができ、各軸受１２，１１等
に振動が生じることがなく、該各軸受１２，１１等の寿
命を延すことができる。

なお、前述の実施例では押圧部材１４は歯付ベルト１３
の背面側から押圧するものとして述べたが、逆に歯付ベ
ルト１３の内面側から該歯付ベルト１３を押広げるよう
に張力を与えてもよい。

また、実施例では主歯車５Ｃｉ主軸５Ａと同軸に設けた
が、主クランク５Ｂと同軸に設けてもよい。この場合に
は、副歯車１０Ｃも副クランク軸１０Ｂと同軸に設けれ
ばよいものである。

〔発明の効果〕

本発明に係るスクロール式圧縮機は以上詳細に述べた如
くであるから、下記各項の効果を奏する。

■　旋回スクロール旋回時に、副旋回軸受に生じる流体
圧による荷重方向の逆転現象を防止し、該旋回スクロー
ルの回転方向と副旋回軸受に作用する力の方向とを一致
させることができるから、軸受の振動を防止し、寿命を
延すことができる。

■　旋回スクロールの不整振動を防止し、低騒音な流体
機械とすることができる。

■　副クランクを１個にすることができるから、創造コ
ストを低減することができる。

■　軸受隙間、位置決め精度等を低下させても安定した
動作を行なわすことができ、設計の自由度を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図は第１
図中の■−■矢示方向断面図、第３図（イ）、（ロ）は
主クランクと副クランクの動作を説明する説明図である
。１・・・ケーシング、２・・・固定スクロール、２Ｂ・
・・ラップ部、３・・・吸込口、４・・・吐出口、５・
・・駆動軸、５Ａ・・・主軸、５Ｂ・・・主クランク、
５Ｃ・−・主歯車、６・・・主軸受、７・・・旋回スク
ロール、７Ｂ・・・ラッグ部、８・・・密閉空間、９・
・・主旋回軸受、１０・・・副クランク、１０Ａ・・・
副軸、１０Ｂ・・・副クランク軸、１０Ｃ・・・副歯車
、１１・・・副軸受、１２・・・副旋回軸受、１３・・
・歯付ベルト、１４・・・押圧部材。特許出願人　　ト　キコ株式会社代理人弁理士　　　広　　　瀬　　　和　　　彦代理人
弁理士　　　中　　　村　　　直　　　樹第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

　ケーシングと、該ケーシングに固着して設けられ、う
ず巻状ラップ部が立設された固定スクロールと、前記ケ
ーシングに回転自在に支持され、先端部に主クランクを
有する駆動軸と、前記主クランクに回転自在に支持され
、前記固定スクロールのラップ部と重なり合って旋回す
るうず巻状ラップ部が立設された旋回スクロールと、該
旋回スクロールと前記ケーシングとの間に設けられ、該
旋回スクロールの自転運動を防止するための副クランク
とからなるスクロール式流体機械において、前記駆動軸
と副クランクとにそれぞれ歯車を設け、該各歯車間を歯
付ベルトにより連結し、かつ該歯付ベルトを押圧するこ
とにより該歯付ベルトに張力を与える押圧部材を設けた
ことを特徴とするスクロール式流体機械。