JPS62126204A - スクロ−ル流体機械 - 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〕 この発明は、冷媒圧縮圧縮機、空気圧縮機のような圧縮
機、流体ポンプ、タービン膨張機などとして用いるスク
ロール流体機械に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のスクロール流体機械を圧縮機の場合を例として説
明する。

まず、スクロール圧縮機の原理について簡単に述べる。

第５図はスクロール圧縮機の基本的な構成要素と圧縮原
理を示しており、同図において、■は固定スクロール、
２は揺動スクロール゛、３は吐出口、４は圧縮室、Ｏは
固定スクロール上の定点、０′は揺動スクロール上の定
点である。上記固定スクロール１および揺動スクロール
２は同一形状で巻方向が互いに反対のインボリュート曲
線３田弧などから構成された渦巻１ａ、２ａを有してい
る。

次に動作について説明する。固定スクロール１は空間に
対して静止しており、揺動スクロール２は固定スクロー
ル１と第５図に示すように組合わされ、その姿勢を空間
に対し変化させないで、第５図（ａ）〜（ｄ）に示すよ
うにＯ’、９０°、１８０°。

２７０°のように運動する。揺動スクロール２の移動に
伴って固定スクロール１の渦巻１ａと揺動スクロール２
の渦巻２ａとの間に形成される三日月状の圧縮室４が順
次容積を減じ、圧縮室４に取込まれたガスが圧縮されて
吐出口３から吐出される。この間に第５図の定点ｏ−ｏ
　’の距離は一定に保持され、渦巻の間隔をａ、厚さを
ｔで表わすと、ｏ　ｏ　’　＝　−−ｔ　　となってい
る。なお、ａは渦巻のピッチに相当している。

スクロール圧縮機の名前で知られている装置の概略は以
上のとおりである。

次に、従来のスクロール圧縮機の具体的な構成および動
作について説明する。

第６図は従来のスクロール圧縮機の一例を示す圧縮機構
部を示す縦断側面図である。第６図において、１は固定
スクロールであり、インボリュート形状などの渦＠ｔａ
、この渦巻１ａが突出した端板（天板）ｌｂ、端板１ｂ
に設けた吐出口３、吸入口５によって構成されている。

２は揺動スクロールであり、固定スクロール１の渦巻１
ａと同形状で巻方向が逆な渦巻２ａ、この渦巻２ａが突
出した端板（底板）２ｂ、端板２ｂの底面から突出した
ボス１３によって構成されている。４は固定スクロール
１の渦巻１ａ、端板ｉｂ、揺動スクロール２の渦巻２ａ
、端板２ｂによって形成される圧縮室、６は軸受支え、
７は軸受支え６に設けられて揺動スクロール２の端板２
ｂ底面を支承するスラスト軸受、８は偏心穴１４を有す
る主軸であり、偏心穴１４に揺動スクロール２のボス１
３が回転自在に嵌合されている。９は揺動スクロール２
を軸であるボス１３回りの自転を防止しクランク軸であ
る主軸８の回りに公転させるオルダム継手などからなる
自転防止機構、１０はバランサである。以上が圧縮機構
部の主要な要素である。

そして、揺動スクロール２と固定スクロール１の渦巻２
ａと２ｂが対向して嵌合され、揺動スクロール２のボス
１３が主軸８の偏心穴１４に連結されている。主軸８は
軸受支え６に回転自在に嵌合支持され、軸受支え６と固
定スクロール１がボルトなど（図示せず）によって結合
されている。また、軸受支え６に取付けられたスラスト
軸受７上面と揺動スクロール２の端板２ｂの渦巻２ａと
反対側の底面とが互いに接し、主軸８にはバランサ１０
が圧入嵌合により固定されている。

次に、上述のよう構成されたスクロール圧縮機の動作に
ついて説明する。電動機のような駆動部（図示せず）か
ら回転トルクが主軸８に伝達されて主軸８が回転すると
、ボス１３を介して揺動スクロール２が旋回を開始する
が、揺動スクロール２は自転防止機構９によって自転を
防止されているため、固定スクロール１と揺動スクロー
ル２とが第５図に示し上述した圧縮原理によって作動流
体を圧縮する。ここで、揺動スクロール２は偏心公転運
動をするが、その静的および動的な釣合いをバランサ１
０によって行う。また、このようなスクロール圧縮機で
は、作動流体の圧縮中に、固定スクロール１と揺動スク
ロール２を軸方向に開こうとするスラスト力が発生する
ため、軸受支え６上に設けられたスラスト軸受７の上面
によって揺動スクロール２の端板２ｂ底面を支承するこ
とにより、上記スラスト力を受けているが、第５図に示
すスクロール圧縮機の原理から理解できるように、固定
スクロールおよび揺動スクロールの中心に向うほど圧力
が高くなり、第７図に示すように、揺動スクロール２の
端板２ｂの渦巻２ａが形成されている面と反対側の底面
が中凸形状に歪み、この底面とスラスト軸受７上面の内
周側縁部とが片当り摺動しやすい。第７図ではスラスト
軸受７の上面が半径方向に水平に加工されたものを示し
たが、加工時の誤差などで第８図（ａｌに示すように、
スラスト軸受７の摺動面である上面の内周側が外周側に
対し中凸形状になることがあり、この場合には、第８図
（ｂ）に示すように、ガス圧縮時のスラスト荷重による
揺動スクロール２の端板２ｂの歪によって膨出した部分
とスラスト軸受７上面の内周側縁部とが局部的な当りを
生じ、この部分に異常摩耗や焼付などが発生し、圧縮機
を損傷させたり、機械的ロスを増大させる原因になるこ
とがしばしばあった。

これを改善するために、従来、特開昭５７−１７３５８
５号公報に示すものがあった。このようなスクロール圧
縮機は、第９図、第１０図に示すように、スラスト軸受
７と軸受支え６とが別個に形成され、これらがボルト１
１などで締結され、スラスト軸受７には摺動面と反対側
の下面の外周部以外に同心円状に切欠が設けられ、軸受
支え６にスラスト軸受７を取付けた状態で、軸受支え６
上面とスラスト軸受７下面の外周部より内周側の部分に
隙間７ａができるように構成されている。

なお、このスクロール圧縮機の上述した以外の構成は、
第６図に示すものと同様である。

以上のように構成されたスクロール圧縮機は、運転され
ガスが圧縮された時に発生するスラスト力によって、揺
動スクロール２の端板２ｂに中凸形状の歪が生じても、
第９図（ａ）に示すようにスラスト軸受７自身も上記端
板２ｂの変形に合うように歪むため、スラスト軸受７と
端板２ｂの内周側縁部の片当りを防止することができる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した第９図、第１０図に示すスクロール圧縮機では
、ガス圧縮時の荷重によって揺動スクロール２の端板２
ｂに歪が生じた時のスラスト軸受７上面の内周側縁部の
片当りを防止することができる。しかし、第１１図に例
示するように、揺動スクロール２端板２ｂの底面２Ｃの
内周側縁が外周側縁に対し３０〜５０μｍ程度中凹形状
になると、圧縮ガスの荷重による上記端板２ｂの歪より
大きくなり第１２図に示すように、スラスト軸受７上面
の外周側縁部と端板２ｂ底面２ｃとの片当りが生じ、こ
のためスラスト軸受７への給油状態が悪化した時などに
、スラスト軸受７上面の外周側縁部と揺動スクロール２
端板２ａの底面２Ｃとの摺動部に異常摩耗や焼付を生じ
、圧縮機の損傷や機械的ロスを増大させる原因になると
いう問題点があった。

この発明は、上述のような問題点を解決しようとするも
のであって、運転中の圧縮ガスのスラスト荷重による揺
動スクロールの歪の形状に関係なく、また揺動スクロー
ル端板の摺動面の形状がその内周側が外周側に対し中凸
であるが中門であるかにかかわらず、スラスト軸受と揺
動スクロール端板が片当りを生ずることがなく軸受部の
信頼性が高く、また上記端板の加工公差を緩和できるス
クロール圧縮機などのスクロール流体機械を得ることを
目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るスクロール流体機械は、スラスト軸受と
軸受支えの一方から同心円状の突起を突出させ、この突
起をスラスト軸受の内周側と外周側の間の半径方向中央
部に配置し、半径方向の幅を狭くし、上記突起をスラス
ト軸受と軸受支えの他方に支持させ、これらの対向面間
の突起内周側および外周側に隙間を設けたものである。

〔作用〕

この発明におけるスクロール流体機械は、流体圧縮中の
スラスト方向の荷重によって揺動スクロール端板が歪み
、これに伴ってスラスト軸受との摺動面が変形し、また
上記端板の摺動面の形状が加工誤差などにより中門、中
凸であってもこれに合うようにスラスト軸受の突起内周
側および外周側の軸受支えとの隙間が微少に変形するこ
とで、スラスト軸受も変形し、揺動スクロール端板とス
ラスト軸受の摺動面の片当りをなくし、摺動部の異常摩
耗、焼付などによる機械の損傷９機械的ロスの増大を防
止することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図ないし第３図によっ
て説明する。

第１図は一実施例の圧縮機構部を示す縦断側面図である
。第１図において、第６図と同一符号は同一または相当
部分を示し、スラスト軸受７と軸受支え６とは別個に構
成され、スラスト軸受７の下面からこれと同心円状の突
起７ｃが軸方向に−体に突出しており、この突起７Ｃは
第２図にも示すように、スラスト軸受７の内周側と外周
側の間の半径方向中央部に配置され、この半径に対し同
方向の幅が狭く形成され、スラスト軸受７の突起７０部
を軸方向に貫通するポルｌ−１１によってスラスト軸受
７が軸受支え６上面に締結され、この上面に突起７Ｃの
下端面が支持されている。また、スラスト軸受７上面に
凹部７ｄが形成され、凹部７ｄにボルト１１の頭部１１
ａが収容されていると共に、スラスト軸受７と軸受支え
６の対向面間には突起７Ｃの内周側および外周側にそれ
ぞれ隙間７ａおよび７ｂが形成されている。第２図はス
ラスト軸受７の平面図であり、その上面には潤滑用の油
溝１５が放射状に形成されている。第３図はこの実施例
によるスラスト軸受７と揺動スクロール２の端板２ｂと
の摺動部の作用を示す断面図である。なお、この実施例
の上述した以外の構成は第６図に示す従来のものと同様
である。

以上のように構成された一実施例のスクロール圧縮機は
、運転によってガスが圧縮され、発生したスラスト力に
より揺動スクロール２の端板２ｂが歪んだ時、第３図（
ａ）に示すように、スラスト力を受けるスラスト軸受６
も揺動スクロール２の端板２ｂの変形に合うように、中
凹形状に歪むので、上記端板２ｂの底面とスラスト軸受
６の上面との摺動部の片当りが発生しなくなる。また、
揺動スクロール２を機械加工する際、揺動スクロール２
の底板２ｂの底面が第１１図に示すように外周側に対し
内周側が軸方向に３０〜５０μｍ程度に大きく中凹形状
になっても、第３図（ｂ）に示すように、スラスト荷重
によって揺動スクロール２の端板２ｂとスラスト軸受７
の摺動面の形状に合うようにこの軸受７が変形するので
、上記摺動面の外周側縁。

部で片当りが生じなくなる。

第４図はこの発明の他の実施例によるスクロール圧縮機
を示す。この実施例では、軸受支え６にスラスト軸受７
と同心円状の突起７Ｃを突出させ、スラスト軸受には突
起を設けないものであり、これ以外の構成は第１図に示
すものと同様であり、この実施例でも第１図に示すもの
と同様な効果が得られる。

この発明において、スラスト軸受は軸受支えボルト以外
のビンや嵌合など適宜の手段で結合させてもよく、スラ
スト軸受を軸受支えと一体に形成してもよい。また、こ
の発明は、スクロール圧縮機以外に流体ポンプやタービ
ン膨張機などのスクロール流体機械にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、スラスト軸受
と軸受支えの一方から同心円状の突起を突出させ、この
突起をスラスト軸受の内周側と外周側の間の半径方向中
央部に配置し、半径方向の幅を狭くし、上記突起をスラ
スト軸受と軸受支えの他方に支持させてこれらの対向面
間の突起内周側および外周側に隙間を設けたので、流体
圧縮中のスラスト方向の荷重によって揺動スクロール端
板が歪むと、スラスト軸受の突起内周側および外周側の
軸受支えとの隙間が微少に変形することで、上記端板の
歪に合うようにスラスト軸受が変形し、したがって、揺
動スクロール端板の摺動面の形状にかかわらず、スラス
ト軸受と上記端板の摺動部が片当すせず、摺動部の異常
摩耗、焼付などによる機械の損傷１機械的ロスの増大を
防止することができ、また揺動スクロール端板の摺動面
の加工公差を緩和することができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるスクロール圧縮機の
圧縮機構部を示す縦断側面図、第２図は同スラスト軸受
の平面図、第３図（ａｌ、　（ｂ）は同圧いに異なった
状態の作用説明図、第４図はこの発明の他の実施例によ
るスクロール圧縮機の要部を示す縦断側面図、第５図（
ａｌ　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄｌはスクロー
ルの互いに異なった動作状態を示す作動原理図、第６図
は従来のスクロール圧縮機の圧縮機構部の一例を示す縦
断側面図、第７図は同作用説明図、第８図＜８）、　（
ｂ）は従来の異なったスラスト軸受部の停止状態および
運動状態の作用説明図、第９図は従来のスクロール圧縮
機の圧縮機構部の他側を示す縦断側面図、第９図（ａｌ
は同作用説明図、第１０図＜ａｌ、　（ｂ）は同スラス
ト軸受の平面図、縦断面図、第１１図は揺動スクロール
の異なった９例を示す縦断側面図、第１２図は同揺動ス
クロールの軸受部の作用説明図である。 １・・・固定スクロール、１ａ・・・渦巻、１ｂ・・・
端板、２・・・ｔｇ動ススクロール２ａ・・・渦巻、２
ｂ・・・端板、４・・・圧縮室、６・・・軸受支え、７
・・・スラスト軸受、７ａ、７ｂ・・・隙間、７ｃ・・
・突起、８・・・主軸、９・・・自転防止機構、１１・
・・ボルト。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インボリュートなどからなる渦巻を端板面に突設し上記
   渦巻を互いに偏心させて組合せ圧縮室を形成する固定ス
   クロールおよび揺動スクロールと、この揺動スクロール
   に電動機の駆動力を伝達する主軸と、上記揺動スクロー
   ルおよび主軸を支承しスラスト荷重を受持つ軸受支えと
   、この軸受支えに設け上記揺動スクロールの端板を支承
   するスラスト軸受と、上記揺動スクロールの軸回りの自
   転を防止し主軸回りに公転させる自転防止機構とを備え
   たスクロール流体機械において、上記スラスト軸受の内
   周側と外周側の間の半径方向中央部に配置すると共に、
   この半径方向の幅が狭くさらにスラスト軸受と同心円状
   の突起を、スラスト軸受と上記軸受支えの一方から軸方
   向に突出させ、この突起をスラスト軸受と軸受支えの他
   方に支持させ、これらの対向面間の突起内周側および外
   周側に隙間を設けたことを特徴とするスクロール流体機
   械。