JPS63106388A - スクロ−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】 （産業上の利用分野） 本発明は、スクロール流体装置に関し、特に、背圧室の
シール構造に係るものである。

（従来の技術） 一般に、スクロール流体装置は冷凍機におけ圧縮機など
として用いられており、そのスクロール構造は、Ｍ５図
及び第６図に示すように、固定スクロール（ａ　）と公
転スクロール（ｂ）とを具備して構成されている。両ス
クロール（ａ）、（ｂ）は鏡板（Ｃ）、（ｄ）の前面に
ラップ（ｅ）。

（ｆ）が渦巻状に立設されて成り、両スクロール（ａ）
、（ｂ）が鏡板（ｃ）、（ｄ）ｍ面を対面して並設され
ると共に、両ラップ（ｅ）、（ｆ）を噛合して設けられ
ている。更に、公転スフ０−ル（ｂ）は鏡板（ｄ　）の
背面にクランク軸（（＋　）が連接されて支持され、該
クランク軸＜０　）はビン中心（０＋　）（可動支点）
がクランク主軸の軸心（０２）　　（公転中心）より偏
心して設けられ、両スクロール（ａ）、（ｂ）のラップ
（ｅ）。

（「）が側面にて多点接触（ｈ）し、該接触（ｈ）間が
密閉室（ｉ）に構成されている。そして、固定スクロー
ル（ａ　）の側部には吸込口（ｊ　）が、中央部には吐
出口（ｋ）が穿設され、冷凍機における冷媒蒸気等の流
体が流出入するように成っている。

このスクロール流体装置の動作原理を第４図（ａ　’）
〜（ｄＨｃＭづいて説明すると、公転スクロール（ｂ）
はクランク軸＜ｇ）の回転により固定スクロール（ａ　
）に対してクランク主軸の軸心（０２）を中心として公
転することになる。第４図（ａ　）〜（ｄ　）は公転ス
クロール（ｂ　）を９０度死灰時計方向に公転させた状
態を示し、先ず、第４図（ａ　）は各ラップ（０）、（
ｆ）の外端縁が他方のラップ（ｅ）、（ｇ）に接触し、
ｆ９５閏室（＋）が形成された初期状態であり、吸込口
（ｊ　）より流入した流体が密ｒｒｊＩ室（＋　＞に封
入されたことになる。続いて、公転スクロール（ｂ）を
時計方向に公転すると、第４図（ｂ）〜（ｄ　）に示す
ように、密閉室（１）が順次収縮されて封入流体が圧縮
され、１回転して第４ｆｆｆｉ（ａ）に戻ることになる
。この動作を繰り返し、密閉室（＋　＞が最収縮状態で
吐出口（ｋ）に連通し、高圧流体が流出することになる
。また逆に、吐出口（ｋ　）より高圧流体を供給すると
、公転スクロール（ｂ）は反時計方向に公転しく第４図
（ｄ　）〜（ａ））、動力が得られることになる。

このスクロール流体装置において、両スクロール（ａ）
、（ｂ）間の密閉室（ｉ　）における流体圧によって両
鏡板＜ｃ）、（ｄ）は互いに分離される方向の力（分離
力）を受けるので、両鏡板（ｃ）、（ｄ）が離れないよ
うに軸方向の支持も必要となる。この公転スクロール（
ｂ）の支持方法は次のものがある。

■　公転スクロール（ｂ　）の鏡板（ｄ　）背面に流体
圧を作用させて支持するもの ■　スラスト軸受で支持するもの ■　上記■の流体圧と■の軸受の双方で支持するもの これらの支持方法のうち本発明は■又は■の流体圧で支
持するものであり、この流体圧によるものは、従来、第
５図及び第６図に示すように、公転スクロール（ｂ）の
背面側に背圧室（１）、（ＩＩ）が形成されている。そ
して、第５図に示すものは固定スクロール＜ａ　＞の外
端フランジ（ｎ）からクランク軸＜ａ　）に亘ってフレ
ーム（Ｑ　）に設けられ、該フレーム（ｑ　）内が公転
スクロール（ｂ）の鏡板（ｄ　）背面を覆う背圧室（夕
）に構成され、該背圧室（交）に密閉室（＋　）より小
孔（Ｓ）を介して流体圧が導入され、公転スクロール＜
ｂ　）を固定スクロール＜ａ　＞側に押圧している。

また、第６図に示すものは、公転スクロール（ｂ）の背
面側のフレーム（１）にリング部材（ｕ　）と２個のリ
ング状シール部材（Ｖ）、（Ｗ）が設けられ、該シール
部材（Ｖ）、（ｌが鏡板（ｄ　）の背面に接してドーナ
ツ状の背圧室（ＩＩＩ　）が形成され、該背圧室（ＩＩ
　）が密閉室（１）に小孔（９）を介して連通され、密
閉室＜＋　＞の流体圧が背圧室（Ｉｌｌ）に導入されて
公転スクロール（ｂ）を固定スクロール（ａ　）側に押
圧している。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したスクロール流体装置において、背圧室（Ｉｆ）
、（ｎ＋）は１つの空間で構成され、所定の圧力状態に
保持するため、隣接する空間との間でシールを行う必要
がある。そこで、第５図に示するものにおいては、クラ
ンク軸（ｇ）と公転スクロール（ｂ）及びフレーム（Ｑ
　）間（Ａ）、（Ｂ＞部にメカニカルシールか油膜シー
ルを施し、両スクロール（ａ）、（ｂ）間（０部）に静
圧軸受を適用している。しかし、クランク軸（ｇ）部分
（Ａ、８部）はフレーム（ｑ　）の外側が高圧雰囲気で
あるので、背圧室（９）との間で圧力差が大きく、シー
ル長さが長くなり、しかも、軸受部でシールするので、
構造が複雑になるあるいは公差管理が困難という問題が
あった。また、両スクロール（ａ）、（ｂ）間（０部）
にあっては佐圧はさほど大きくないが、公転スクロール
鏡板（ｄ　）の外周縁であるためシール長さが長く、全
長にわたり確実なシールが難しかった。

また、第６図に示すものにおいては、２個のシール部材
（Ｖ）、（ｌを用いているが、背圧室（Ｉｌ）が収縮末
期の密閉室（α）に連通しているため背圧室（ｍ）の圧
力が高く、シール部材（Ｖ）の内側及びシール部材（Ｗ
　）の外側と背圧室（Ｗ　）との差圧は大きく、結果と
して内外周を合わせたシール長さが長いという問題があ
った。

本発明は、斯かる点に鑑み、背圧室を複数の圧力室に区
画することにより、隣接空間との差圧を小さくし、簡易
で且つ確実なシールを行えるようにしたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明が講じた構成は、第１図〜第３図に示すように、
鏡板（１１）、（１２）の前面にラップ（１３）、（１
４）が立設されて成る固定スクロール（７）と公転スク
ロール（８）とが各ラップ（１３）、（１４）を噛合さ
せて並設され、該公転スクロール（８）が前記固定スク
ロール（７）に対して偏心した可動支点（０１）で支持
されて固定スクロール（７）に対し自転を阻止して公転
自在に設けられると共に、両ラップ（１３）。

（１４）側面が多点接触するように設けられ、該ラップ
（１３）、（１４）の接触間に密閉室（１８）が構成さ
れる一方、前記公転スクロール（８）の鏡板（１２）背
面側に背圧室く２４）が形成されて該公転スクロール（
８）が固定スクロール（７）側に押圧されているもの、
あるいは、公転スクロール（８）を軸方向に支持する軸
受に加わる荷重を低減しているものを前提としている。

そして、前記公転クロール鏡板（１２）に連接した環状
区画部が複数個半径方向に並設され、該区画部により前
記背圧室が複数個の圧力室に区画され、該各圧力室が異
なる圧り状態に保持されて構成されていることを特徴と
している。

（作用） 上記構成により本発明は、公転スクロール（８）を可動
支点（０１）にて公転させると、両ラップ（１３）、（
１４）の接触間で密閉室（１８）が形成されて封入流体
が圧縮又は膨張する一方、各圧力室に圧力が導入されて
それぞれ異なる圧力状態に保持され、公転スクロール（
８）が固定スクロール（７）側に押圧されると同時に、
各圧力室の隣接空間との差圧を小さくして確実なシール
を行うように成っている。

（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１図〜第３図に示すように、（１）はスクロール流体
装置であって、冷凍機における圧縮機に用いられ、冷媒
蒸気（流体）を高圧に圧縮して吐出するものである。

該スクロール流体装置（１）は、密閉ケース（２）内に
スクロール機構（３）と駆動機構（４）とが収納されて
構成され、該ケース（２）の側部には吸入管（５）が、
上部には吐出管（６）が連設されている。前記スクロー
ル機構（３）は固定スクロール（７）と公転スクロール
（８）とより成り、駆動機構（４）は電動機（９）とク
ランク軸（１ｏ）とより構成されている。

前記固定スクロール（７）及び公転スクロール（８）は
鏡板（１１）、（１２）の前面にラップ（１３）、（１
４）が渦巻状に立設されて成り、両スクロール（７）、
（８）は鏡板（１１）。

（１２）の前面を対面させて上下に並設され、両ラップ
（１３）、（１４）が噛合されている。前記固定スクロ
ール（７）は鏡板（１１）の外周縁にフランジ（１１ａ
）が連設され、該フランジ（ｌｌａ）にてケース（２）
に固定されている。

また、公転スクロール（８）の鏡板く１２）の背面中央
部にはスクロール軸（１２ａ）が突設されている。一方
、クランク軸（１０）はクランク主軸（１０ａ）の上端
に凹状のスクロール軸受（１０ｂ）を有するボス（１０
ｃ）が連接されて成り、ケース（２）に固定され且つ上
下口（１５）を有する支持フレーム（１６）にクランク
主軸（１０ａ）が貫通されて該クランク軸（１０）がク
ランク軸受（１０１）、（１０２＞を介して支持されて
いる。このクランク主軸（１０ａ＞には電動１１Ｎ＜　
９　）が取付けられており、スクロール軸受（１０ｂ）
はその軸受中心（０１）がクランク主軸（１０ａ）の軸
心（０２）より偏心して設けられ、該スクロール軸受（
１０ｂ）に前記公転スクロール（８）のスクロール軸（
１２ａ）が嵌合されている。そして、両スクロール（７
）、（８）の鏡板（１１）、（１２）外周面間にガイド
円形溝を介して複数の球体（１００）が設けられ、公転
スクロール（８）の自転運動を防止しつつスクロール軸
受（１０ｂ）の偏心により公転スクロール（８）が固定
スクロール（７）に対して公転するように成っており、
このスクロール軸受（１０ｂ）の中心（０＋　＞（スク
ロール軸（１２ａ）の中心）が公転スクロール（８）の
可動支点、クランク主軸（１０ａ＞の軸心（０２）が公
転中心となっている。

前記固定スクロール（７）と公転スクロール（８）の両
ラップ（１３）、（１４）は側面にて多点接触（１７）
するように設けられると共に、端面が他方の鏡板（１２
），（１１）に接し、接触（１７）間に密閉室（１８）
が構成されている。

また、固定スクロール（７）のフランジ（１１ａ　）に
は内面から下面に亘る吸入口（１つ）が、中央部には吐
出口（２０）がそれぞれ穿設され、固定スクロール（７
）の上方が高圧に、下方が低圧に区画され、該吸入口（
１９）より流体が密閉室（１８）に供給されるように成
っている。

また、前記公転スクロール（８）の鏡板（１２）背面側
にはケース（２）に固着されたドーナツ状の背面フレー
ム（２１）が鏡板（１２）と平行に形成されている。該
フレーム（２１）の内周端は軸受（１０２＞を介してク
ランク軸（１０）のボス（１０ｃ）を回転自在に支持し
て設けられ、内周端縁の前面（上面）に凹溝（２２）が
周回状に削設されている。そして、該凹溝〈２２）の内
周側及び外周側の背板部（２１）の前面は平坦面（２３
ａ　）、（２３ｂ　）に形成さｈ、該７Ｌ／−１（２１
）の外周縁には吸入流体の連通孔（２４）が上下に貫通
して穿設されている。一方、前記公転スクロール鏡板（
１２）の背面には３つの周回状凹部（２５ａ　）、（２
５ｂ　）、（２５ｃ　）が半径方向に並列に削設され、
内周凹部（２５ａ　）の内側は支持軸（１２ａ）に回る
内周凸部（２６ａ＞に、内周凹部（２５ａ）と中間四部
（２５ｂ　）との間が中間凸部（２６ｂ）に、中間凹部
（２５ｂ　）と外周四部（２５ｃ）どの間が外周凸部（
２６Ｃ）に形成され、外周凹部（２５ｃ　）が鏡板（１
２）の外周端面に亘って形成されている。該鏡板（１２
）の内周凸部（２６ａ）は背面フレーム（２１）の内周
平坦面（２３ａ　）に、中間凸部（２６ｂ）及び外周凸
部（２６ｃ）は外周平坦面（２３ｂ　）にそれぞれ少隙
を存して近接対面し、鏡板側内周凹部（２５ａ）とフレ
ーム側凹溝（２２）とは一部重畳するように形成されて
いる。そして、フレーム側内周平坦面（２３ａ）と鏡板
側外周凸部（２６Ｃ）にはそれぞれリング状チップシー
ル部材（２７ａ　）、（２７ｂ　）が突出して固着され
ている。該両シール部材（２７ａ　）、（２７ｂ　）は
相対峙する鏡板側外周凸部（２６ａ＞又はフレーム側外
周平坦面（２３ｂ　）にそれぞれ接するように設けられ
、両シール部Ｕ　（２７ａ’）、（２７ｂ　）間が背圧
室（２８）に構成されている。

該背圧室（２８）は圧力流体が導入されて公転スクロー
ル（８）を固定スクロール（７）側に押圧するように成
っている。更に、前記鏡板側中間凸部（２６ｂ）にはリ
ング状チップシール部材（２７Ｃ）が突出して固着され
ている。該シール部材（２７ｃ）は相対峙するフレーム
側外周平坦面（２３ｂ　）に接するように設けられ、背
圧室（２８）が第１圧力室（２８ａ　）と第２圧力室（
２８ｂ　）とに区画されている。そして、これら各シー
ル部材（２７ａ）、（２７ｂ）、（２７ｃ）が各圧力室
（２８ａ　）、（２８ｂ　）を区画する区画部と成って
おり、半径方向に並列されている。

また、前記公転スクロール鏡板（１２）には第１小孔（
２９ａ　）と第２小孔（２９ｂ　）とが上下に貫通して
穿設され、第１圧力室（２８ａ　）が第１小孔（２９ａ
　）により、第２圧力室（２８ａ　）が第２小孔（２９
ｂ　）ににり前記密閉室（１８）に連通されている。そ
して、第１小孔（２９ａ　＞は収縮末期の密閉室（１８
）に、第２小孔（２９ｂ　）は収縮初期の密閉室（１８
）にそれぞれ開口され、第１圧力室（２９ａ　）には高
圧縮流体が、第２圧力室（２９ｂ）には低圧縮流体がそ
れぞれ導入され、第１圧ノコ室（２８ａ　）の圧力（Ｐ
ｌ）が第２圧力室（２８ｂ　）の圧力（Ｐｌ）より大き
く設定されている（ＰＩ　＞Ｐｌ　）。

また、前記公転スクロール鏡板（１２）の外周端面と背
面フレーム（２１）の外周端部との間には間隙が形成さ
れ、吸入口（１９）と上下口（１５〉とに連通ずる吸入
通路（３０）が外周シール部材（２７ｂ）の外側に形成
されている。他方、内周シール部材（２７ａ）の内側は
吸入圧空間（３１）と成っており、支持軸（１２ａ）及
びボス（１０ｃ）を囲繞している。従って、該吸入圧空
間（３１）を囲繞して第１圧力室（２８ａ　）が、該第
１圧力室（２８ａ　）を囲繞して第２圧力室（２８ｂ　
’）が該第２圧力室＜２８ｂ　）を囲繞して吸入通路（
３０）がそれぞれ各シール部材（２７ａ　）、（２７ｂ
　）、（２７ｃ　）ｒシー）Ｉされて区画されている。

前記内周シール部材（２７ａ＞及びフレーム側凹溝（２
２）はクランク主軸心（０２）　　（公転中心）と同心
上に、中間シール部材（２７ｃ）及び外周シール部材（
２７ｂ）と鏡板側凹部（２５ａ）、（２５ｂ）はクラン
ク軸受中心（０＋　）（可動支点）と同心上にそれぞれ
設けられている。そして、第２圧力室（２８ｂ　）の圧
力中心はクランク軸受中心（ｏｌ）に位置し、第１圧力
室（２８ａ　）の圧力中心はクランク主軸心（０２）に
対するクランク軸受中心（０＋　）の偏心方向上に該ク
ランク軸受中心（０１）より偏心して位置するように成
っている。

尚、第３図における（３２）は潤滑油の油溜めであり、
クランク主軸（１０ａ）内に設けられた給油路（１０３
）からクランク軸受（１０１）。

（１０２）に給油する。また、吸入管（５）から、低圧
流体を吸入し、ケース（２）の下部及び電動機（９）の
エアギャップを通り、バランサ室（１０４）への上下口
（１５）を通過した流体中のミスト状の油はバランサ＜
１０６）の回転によってバランサ室（１０４）の側壁に
衝突し、側壁下部から通路（３３）を通って油溜め（３
２）に戻るようになっている。

次に、このスクロール流体１ｆ？１（１）の作用につい
て説明する。

先ず、流体は吸入管（５）よりケース（２）内に供給さ
れ、吸込口（１９）を介して両スクロール（７）、（８
）間に流入する。一方、公転スクロール（８）はクラン
ク軸（１０）を介して公転し、第４図（ａ　）〜（ｄ　
）に示すように、密閉室（１８）が順次形成されて収縮
し、流体がこの密閉室（１８）に封入されて圧縮され、
高圧流体となって吐出口（２０）より吐出される。　こ
の公転スクロール（８）の公転時において、吸入圧空間
（３１）は吸入流体圧が作用して該流体圧に保持され、
吸入通路（３０）は吸入流体が通るので当然にその吸入
流体圧に保持される。一方、第２圧力室（２８ｂ　）は
密閉室（１８）に連通され、圧縮初期の流体圧に保持さ
れ、隣接する吸入通路（３０）よりやや高い圧力状態に
保持される。第１圧力室（２８ａ　）も密閉室（１８）
に連通されるが、収縮末期の密閉室（１８）に連通ずる
ので、吐出前の高圧縮流体が導入し、高圧状態に保持さ
れ、隣接する第２圧力室（２８ｂ　）よりやや高い圧力
状態に保持される。従って、吸入通路（３ｏ）と第２圧
力室（２８ｂ）、第２圧力室（２８ｂ　）と第１圧力室
（２８ａ　＞との差圧は直接吸入通路（３０）と第１圧
力室（２８ａ　）とを隣接させる場合に比し、小さくな
り、シール部材（２７ｂ）。

（２７ｃ）で確実なシールが成されることになる。

また、第１圧力室（２８ａ　）と隣接する吸入圧空間（
３１）との差圧は大きくなるが、最内周部で区画されて
いるので、シール部材（２７ａ）の長さも短くなり、確
実なシールが成されることになる。

この第１圧力室（２８ａ　）と第２圧力室（２８ｂ）と
の背圧は公転スクロール（８）を固定クロール（７〉側
に押圧して該公転スクロール（８）を支持することにな
る。同時に、第１圧力室（２８ａ）の圧力中心はクラン
ク軸受中心（ｏｌ）より更に偏心しているので、遠心力
により生ずる公転スクロール（８）の転覆モーメントを
相殺し、公転スクロール（８）の傾きによる片当り等を
防止することになる。

尚、この実施例は圧Ｉｌａ機について説明したが、本発
明は流体の流れを逆にして駆動機や膨張機などにも適用
することができる。

また、背圧室（２８）は２つの圧力室（２８ａ　’）、
（２８ｂ）に区画したが、３つ以上に区画してもよく、
それぞれ複数段の圧力状態に保持してもよい。

また、シール部Ｏ（２７ａ　），（２７ｂ　）。

（２７０）で区画部を形成したが、フレーム（２１）と
鏡板（１２）とを近接して構成してもよい。

また、静圧発生溝などの圧油によるシール機構としても
よい。

（発明の効果） 以上のように、本発明のスクロール流体装置によれば、
公転スクロールの背面側に背面室を形成し、該背圧室を
複数個の圧力室に区画し、各圧力室を異なる圧力状態に
保持したために、各圧力室における隣接空間との差圧、
例えば、各圧力室間の差圧や圧力室とケース内雰囲気間
の差圧を小さくすることができるので、シール機構を簡
易で確実なものにすることができ、安価に製作すること
ができる。

また、差圧の大きい区画を最も内側にすると、シール長
さを短くすることができるので、確実なシールを行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第１図はス
クロール機構の概略断面側面図、第２図は背圧室の平面
図、第３図はスクロール流体装置の断面図、第４図（ａ
）、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）は固定及び公転スクロール
の動作を示す概略平面図である。第５図及び第６図はそ
れぞれ従来のスクロール機構を示す断面側面図である。 （１）・・・スクロール流体ｕｆｆｌ、（３）−スクロ
ール気孔、（７）・・・固定スクロール、（８）・・・
公転力クロール、〈１０）・・・クランク軸、（１０ａ
）・・・クランク極軸、（１０ｂ）・・・スクロール軸
受、（１１）、（１２＞・・・鏡板、（１３）、（１４
）・・・ラップ、（２７ａ　）、（２７ｂ　）、（２７
ｃ　）・・・シール部材、（２８）・・・背圧室、（２
８ａ）。 （２８ｂ）−・・圧力室、（２９ａ　），（２９ｂ　）
−・・第４図 （ｄ）　　　　　　　　　　　　（ｃ）手続補正書（自
発） 昭和６２年２月２７１］ ２、発明の名称 スクロール流体装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特　許　出　願　人任　所　　大阪
府大阪市北区梅田１丁目１２番３９号斬阪急ビル 名　称　　　（２８５＞ダイキン工業株式会社代表名　
山Ｂ」　稔 ４、代理人　＠５５０電０６　（４４５）　２１２８住
　所　　大阪市西区靭本町１丁目４番８号　太平ビル補
　　正　　明　　細　　Ｕｌ １、発明の名称 スクロール流体装置 ２、特許請求の範囲 （１）　　鏡板（１１）、＜１２）の前面にラップ（１
３）、（１４）が立設されて成る固定スクロール（７）
と公転スクロール（８）とが各ラップ（１３）、（１４
）を噛合させて並設され、該公転スクロール（８）が前
記固定スクロール（７）に対して偏心した可動支点（０
１）で支持されて固定スクロール（７）に対し自転り阻
止Ｕ公転自在に設けられていると共に、両ラップ（１３
）、（１４）側面が多点接触するように設けられ、該ラ
ップ（１３）、（１４）の接触間に密閉室（１８）が構
成される一方、前記公転スクロール（８）の鏡板（１２
）　１’４面側に背圧室＜Ｌ亀＞が形成されτ咳公転ス
クロール（８）が固定スクロール（７）側に押圧され、
前記公転スクロール鏡板（１２）に連接した環状区画部
（２７）が複数個半径方向に並設され、該区画部（２７
）により前記背圧室（２８）が複数個の圧力室（２８ａ
　）、（２８ｂ　）、−に区画され、該各圧力室（２８
ａ　）、（２８ｂ　）。 ・・・が異なる圧力状態に保持されて構成されているこ
とを特徴とづるスクロール流体装置。 （２前記区画部（２７）は、チップシール部材で構成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
載のスクロール流体装置。 （３）前記区画部は、公転スクロール（８）の鏡板（１
２）と該鏡板（１２）の背面側に設けられたフレーム（
２１）との間隙を微小にして形成されていることを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項記載のスクロール流体
装置。 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、スクロール流体装置に関し、特に、背圧室の
シール構造に係るものである。 （従来の技術） 一般に、スクロール流体装置は冷凍機におｔノ圧縮機な
どとして用いられており、そのスクロール構造は、第５
図及び第６図に示すように、固定スクロール（ａ　）と
公転スクロール（ｂ）とを具備して構成されている。両
スクロール（ａ）、（ｂ）は鏡板（Ｃ）、（ｄ）の前面
にラップ（ｅ）。 （ｆ）が渦巻状に立設されて成り、両スクロール（ａ）
、（ｂ）が鏡板（Ｃ）、（ｄ）前面を対面して並設され
ると共に、両ラップ（ｅ）、（ｆ）を噛合して設けられ
ている。更に、公転スクロール（ｂ）は鏡板（ｄ　）の
背面にクランク軸（ｇ）が連接されて支持され、該クラ
ンク軸（０）はピン中心＜Ｏ＋、）（可動支点）がクラ
ンク主軸の軸心（０２＞　　（公転中心）より偏心して
設けられ、両スクロール（ａ）、、（ｂ）のラップ〈ｅ
）。 （ｆ）が側面にて多点接触（ｈ）し、該接触（ｈ）間が
密閉室（＋）に構成されている。そして、固定スクロー
ル（ａ　）の側部には吸込口（ｊ　）が、中央部には吐
出口（ｋ）が穿設され、冷凍機における冷媒蒸気等の流
体が流出入でるように成っている。 このスクロール流体装置の動作原理を第４図（ａ　）〜
（ｄ　）に基づいて説明すると、公転スクロール（ｂ）
はクランク軸（ａ　）の回転により固定スクロール＜ａ
　＞に対してクランク主軸の軸心（０２）を中心として
公転することになる。第４図（ａ　）〜（ｄ　）は公転
スクロール（ｂ）を９０度死時計方向に公転させた状態
を示し、先ず、第４図＜ａ　＞は各ラップ（ｅ）、（ｆ
）の外端縁が他方のラップ（ｅ）、（ｆ）に接触し、密
閉室（ｉ）が形成された初期状態であり、吸込口（ｊ　
）より流入した流体が密閉室（ｉ）に封入されたことに
なる。続いて、公転スクロール（ｂ）を時計方向に公転
すると、第４図（ｂ）〜（ｄ　）に示すように、密閉室
（ｉ　）が順次収縮されて刺入流体が圧縮され、１回転
して第４図（ａ）に戻ることになる。この動作を繰り返
し、密閉室（Ｉ）が最収縮状態で吐出口（ｋ）に連通し
、高圧流体が流出することになる。また逆に、吐出口（
ｋ　）より高圧流体を供給すると、公転スクロール（ｂ
）は反時計方向に公転しく第４図（ｄ　）〜（ａ））、
動力が得られることになる。 このスクロール流体装置において、両スクロール（ａ）
、（ｂ）間の密閉室（ｉ）における流体圧によって両鏡
板（Ｃ）、（ｄ）は互いに分離される方向の力（分離力
）を受（）るので、鏡板（Ｃ）、〈ｄ）とラップ（ｅ）
、（ｆ）の先端面とが離れないように軸方向の支持も必
要となる。この公転スクロール（ｂ）の支持方法は次の
ものがある。 ■　公転スクロール（ｂ　）の鏡板（ｄ　）背面に流体
圧を作用させて支持するもの ■　スラスト軸受で支持するもの ■　上記■の流体圧と■の軸受の双方で支持するもの これらの支持方法のうち本発明は■又は■の流体圧で支
持するものであり、この流体圧による乙のは、従来、第
５図及び第６図に示すように、公転スクロール（ｂ）の
背面側に背圧室（Ｅｌ）、（ｍ＞が形成されている。そ
して、第５図に示すものは固定スクロール（ａ　）の外
端フランジ（ｎ）からクランク＠（ｇ）に亘ってフレー
ム（ｑ　）に設けられ、該フレーム（、ｑ）内が公転ス
クロール（ｂ）の鏡板（ｄ　）脊面を覆う背圧室（Ｉｆ
）に構成され、該背圧室（９）に密閉室（＋　＞より小
孔（Ｓ＞を介して流体圧が導入され、公転スクロール（
ｂ）を固定スクロール（ａ　）側に押圧している。 また、第６図に示すものは、公転スクロール（ｂ）の背
面側のフレーム（１）にリング部材（ｕ　）と２個のリ
ング状シール部材（Ｖ）、（Ｗ）が設けられ、該シール
部材（Ｖ）、（Ｗ）が鏡板（ｄ　）の背面に接してドー
ナツ状の背圧室（Ｉｌｌ　）が形成され、該背圧室（＋
　）が密閉室＜ｒ　＞に小孔（Ｓ）を介して連通され、
密閉室（＋　＞の流体圧が背圧室（Ｉｌｌ）に導入され
て公転スクロール（ｂ）を固定スクロール（ａ　”）側
に押圧している。 （発朗が解決しようとする問題点） 上述したスクロール流体装置において、背圧室（１，（
Ｉｍ＞は１つの空間で構成され、所定の圧力状態に保持
するため、隣接する空間との間でシールを行う必要があ
る。そこで、第５図に示するものにおいては、クランク
軸（ｇ）と公転スクロール（ｂ　）及びフレーム（Ｑ　
）間（Ａ）、（［３）部にメカ二ノＪルシールか油膜シ
ールを施し、両スクロール（ａ）、（ｂ）間（０部）に
静圧軸受を適用している。しかし、クランク軸（９）部
分（Ａ、８部）はフレーム（ｑ　）の外側が高圧雰囲気
であるので、背圧室（Ｉ２）との間で圧力差が大きく、
シール長さが長くなり、しかも、軸受部でシールするの
で、構造がｆ２雑になり、あるいは差圧管理が困難とい
う問題があった。また、両スクロール（ａ）、（ｂ）間
（０部）にあっては差圧はさほど大きくないが、公転ス
クロール鏡板（ｄ　）の外周縁であるためシール長さが
長く、全長にわたり確実なシールが難しかった。 また、第６図に示すものにおいては、２個のシール部材
（Ｖ）、（Ｗ）を用いているが、背圧室〈■）が収縮末
期の密１１１室（α）に連通しているため背圧室（ｆｉ
ｌ）の圧力が高く、シール部材（Ｖ）の内側及びシール
部材（Ｗ　）の外側と背圧室（Ｗ）との差圧は大きく、
結果として内外周を合わせたシール長さが長いという問
題があった。 本発明は、斯かる点に鑑み、背圧室を複数の圧力室に区
画づることにより、隣接空間との差圧を小さくし、簡易
でｎつ確実なシールを行えるようにしたものである。 （問題点を解決する１＝めの手段） 本発明が講じた構成は、第１図〜第３図に示ずように、
鏡板（１１）、（１２＞の前面にラップ（１３）、（１
４）が立設されて成る固定スクロール（７）と公転スク
ロール（８）とが各ラップ（１３）、（１４）を噛合さ
せて並設され、該公転スクロール（８）が前記固定スク
ロール（７）に対して偏心した可動支点（Ｏ１）で支持
されて固定スクロール（７）に対し自転が阻止され公転
自在に設けられると共に、両ラップ（１３）。 （１４）側面が多点接触するように設けられ、該ラップ
（１３）、（１４）の接触間に密閉室（１８）が構成さ
れる一方、前記公転スクロール（８）の鏡板（１２）背
面側に背圧室（２８）が形成されて該公転スクロール（
８）が固定スクロール（７）側に押圧されているもの、
あるいは、公転スクロール（８）を軸方向に支持する軸
受に加わる荷ｍを低減しているものをＩｙＩ提としてい
る。そして、前記公転クロール鏡板（１２）に連接した
環状区画部（２７）が複数個半径方向に並設され、該区
画部（２７）により前記背圧室（２８）が複数個の圧力
’ｉ！　（２８ａ　）、（２８ｂ　）、−Ｃ区画され、
咳各圧力室が異なる圧力状態に保持されて構成されてい
ることを特徴としている。 （作用） 上記構成により本発明は、公転スクロール（８）を可動
支点（０１）にて公転させると、両ラップ（１３）、（
１４）の接触間で密閉室（１８）が形成されて封入流体
が圧縮又は膨張する一方、各圧力室（２８ａ　），（２
８ｂ　）、・・・に圧力が導入されてそれぞれ異なる圧
力状態に保持され、公転スクロール（８）が固定スクロ
ール（７）側に押圧されると同時に、各圧力室（２８ａ
　）、（２８ｂ）、・・・の隣接空間との差圧を小さく
して確実なシールを行うように成っている。 （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１図〜第３図に示すように、（１）はスクロール流体
！！装置であって、冷凍機における圧縮機に用いられ、
冷媒蒸気（流体）を高圧に圧縮して吐出するものである
。 該スクロール流体装置（１）は、密閉ケース（２）内に
スクロール機構（３）と駆動機構（４）とが収納されて
構成され、該ケース（２）の側部には吸入管（５）が、
上部には吐出管（６）が連設されている。ｙＪ記ススク
ロール１ｍ３）−は固定スクロール（７）と公転スクロ
ールく８）とより成り、駆動機構（４）は電動ｎ（９）
とクランク軸（１０）とより構成されている。 前記固定スクロール（７）及び公転スクロール（８）は
鏡板＜１１）、（１２）の前面にラップ（１３）、（１
４）が渦巻状に立設されて成り、両スクロール（７）、
（８）は鏡板（１１）。 （１２）の前面を対面させて上下に並設され、両ラップ
（１３）、（１４）が噛合されている。前記固定スクロ
ール（７）は鏡板（１１）の外周縁にフランジ（１１ａ
）が連設され、該７ランジ（１１ａ）にてケース（２）
に固定されている。 また、公転スクロール（８）の鏡板（１２）の背面中央
部にはスクロール軸（１２ａ）が突設されている。一方
、クランク軸（１０）はクランク主４１１１（１０ａ）
の上端に凹状のスクロール軸受（１０ｂ）を有するボス
（１０ｃ）が連接されて成り、ケース（２）に固定され
且つ上下口（１５）を有する支持フレーム（１６）にク
ランク主軸（１０ａ）が貫通されて該クランク軸（１０
）がクランク軸受（１０１）を介して支持されている。 このクランク主軸（１０ａ）には１１ｖＪ機〈９）が取
付けられており、スクロール軸受（１０ｂ）はその軸受
中心（Ｏｌ）がクランク主軸（１０ａ）の軸心（０２）
Ｊ：り偏心して設けられ、該スクロール軸受（，１０ｂ
）に前記公転スクロール（８）のスクロール軸（１２ａ
）が嵌合されている。そして、両スクロール（７）、（
８）の鏡板（１１）、（１２）外周面間にガイド円形溝
を介して複数の球体＜１００）が設けられ、公転スクロ
ール（８）の自転運動を防止しつつスクロール軸受（１
０ｂ）の偏心により公転スクロール（８）が固定スフ［
］−ル（７）に対して公転するように成っており、この
スクロール軸受（１０ｂ）の中心（０＋　）（スクロー
ル軸（１２ａ）の中心）が公転スクロール（８）の可動
支点、クランク主軸（１０ａ）の軸心（０２）が公転中
心となっている。 前記固定スクロール（７）と公転スクロール（８）の両
ラップ（１３）、（１４）は側面にて多点接触（１７）
するように設けられると共に、端面が他方の鏡板（１２
），（１１）に接し、接触（１７）間に密ｍ室（１８）
が構成されている。 また、固定スクロール（７）のフランジ（１１ａ）には
内面から下面に亘る吸入口（１９）が、中央部には吐出
口〈２０）がそれぞれ穿設され、固定スクロール（７）
の上方が高圧に、下方が低圧に区画され、該吸入口〈１
９）より流体が密閉室（１８）に供給されるように成っ
ている。 また、前記公転スクロール（８）の鏡板（１２）背面側
にはケース（２）に固着されたドーナツ状の背面フレー
ム（２１）が鏡板（１２）と平行に形成されている。該
フレーム（２１）の内周端はクランク軸受（１０２）を
介してクランク軸（１０）のボス（１０ｃ）を回転自在
に支持して設けられ、内周端縁の前面（上面）に凹溝（
２２）が周回状に創設されている。そして、該凹溝（２
２）の内周側及び外周側の背板部（２１）の前面は平ｉ
ｆ１面（２３ａ　）、（２３ｂ　）に形成され、該フレ
ーム（２１）の外周縁には吸入流体の連通孔（２４）が
上下に貫通して穿設されている。一方、前記公転スクロ
ール鏡板（１２）の背面には３つの周回状凹部（２５ａ
）、（２５ｂ）、（２５Ｃ）が半径方向に並列に創設さ
れ、内周凹部（２５ａ＞の内側は支持軸（１２ａ）に亘
る内周凸部（２６ａ）に、内周凹部（２５ａ　）と中間
四部（２５ｂ）との間が中間凸部（２６ｂ　）に、中間
凹部（２５ｂ）と外周四部（２５ｃ）との間が外周凸部
（２６ｃ）に形成され、外周凹部（２５Ｇ）が鏡板（１
２）の外周端面に亘って形成されている。該鏡板（１２
）の内周凸ｔＩＳ（２６ａ）は背面フレーム（２１）の
内周平坦面（２３ａ　’）に、中間凸部（２６ｂ）及び
外周凸部（２６Ｃ）は外周平ｊＤ面（２３ｂ　）にそれ
ぞれ少隙を存して近接対面し、鏡板側内周凹部（２５ａ
　）とフレーム側凹溝（２２）とは一部重畳するように
形成されている。そして、フレーム側内周平坦面（２３
ａ　）と鏡板側外周凸部（２６ｃ）にはそれぞれリング
状チップシール部材（２７ａ　），（２７ｂ　）が突出
して固着されている。該両シール部材（２７ａ）、（２
７ｂ）は相対峙する鏡板側外周凸部（２６ａ　）又はフ
レーム側外周平坦面（２３ｂ　）にそれぞれ接するよう
に設けられ、両シール部材（２７ａ）。 （２７ｂ）間が背圧室（２８）に構成されている。 該背圧室（２８）は圧力流体が導入されて公転スクロー
ル（８）を固定スクロール（７）側に押圧するように成
っている。更に、前記鏡板側中間凸部（２６ｂ）にはリ
ング状チップシール部材（２７ｃ）が突出して固着され
ている。該シール部材（２７ｃ）は相対峙するフレーム
側外周平１■面（２３ｂ　）に接するように設けられ、
背圧室（２８）が第１圧力室（２８ａ　）と第２圧力室
（２８ｂ　）とに区画されている。そして、これら各シ
ール部ｔ４（２７ａ），（２７ｂ）、（２７ｃ）が各圧
力室（２８ａ　）、＜２８ｂ　）を区画する区画部と成
っており、半径方向に並列されている。 また、前記公転スクロール鏡板（１２）には第１小孔（
２９ａ　）と第２小孔（２９ｂ　）とが上下に貫通して
穿設され、第１圧力室（２８ａ　）が第１小孔（２９ａ
　）により、第２圧力室（２８ａ）が第２小孔（２９ｂ
　）により前記密閉室（１８）に通過されている。そし
て、第１小孔（２９ａ　＞は収縮末期の密閉室（１８）
に、第２小孔（２９ｂ　）は収縮初期の密閉室（１８）
にそれぞれ開口され、第１圧力室（２９ａ　）には高圧
縮流体が、第２圧力至（２９ｂ　）には低圧縮流体がそ
れぞれ導入され、第１圧力室（２８ａ　＞の圧力（Ｐ＋
　）が第２圧力室（２８ｂ）の圧力（Ｐ２）より大きく
設定されている（Ｐ電＞Ｐ２）、。 また、前記公転スクロール鏡板（１２）の外周端面と背
面フレーム（２１）の外周端部との間には間隙が形成さ
れ、吸入口（１９）と上下口（１５）とに連通Ｊる吸入
通路（３０）が外周シール部材（２７ｂ）の外側に形成
されている。他方、内周シール部Ｕ（２７ａ）の内側は
吸入圧空間（３１）と成っており、スクロール＠（１２
ａ）及びボス（１０ｃ）を囲繞している。従って、該吸
入圧空間（３１〉を囲繞して第１ｆｉ：ノノ室（２８ａ
）が、該第１圧力室（２８ａ＞を囲繞して第２圧）ｊ室
（２８ｂ　）が該第２圧力室（２８ｂ　）を囲繞して吸
入通路（３０）がそれぞれ各シール部材（２７ａ　）、
（２７ｂ　＞、＜２７ｃ　）でシールされて区画されて
いる。 館記内周シール部材＜２７ａ）及びフレーム側凹溝（２
２）はクランク主軸心（０，！　）（公転中心）と同心
上に、中間シール部材（２７Ｃ）及び外周シール部材（
２７ｂ　）と鏡板側四部（２５ａ＞、＜２５ｂ）はスク
ロール軸受中心（０＋　＞（可動支点）と同心上にそれ
ぞれ設けられている。そして、第２圧ノＪ室（２８ｂ）
の圧力中心はスクロール軸受中心（ｏｌ）に位置し、第
１圧力室（２８ａ）の圧力中心はクランク士軸心（０２
〉に対するスクロール軸受中心（ｏｌ）の偏心方向上に
該スクロール軸受中心＜Ｏ＋　）より偏心して位置する
ように成っている。 尚、第３図における（３２）は潤滑油の油溜めであり、
クランク主軸（１０ａ）内に設けられた給油路（１０３
）からクランク軸受（１０１）。 （１０２）に給油する。また、吸入管（５）から低圧流
体を吸入し、ケース（２）の下部及び電動機（９）のエ
アギャップを通り、上下口（１５）を通過してバランサ
室（１０４）に流入した流体中のミスト状の油はバラン
サ（１０ｄ）の回転によってバランサ室（１０４）の側
壁に衝突し、側壁下部から通路（３３）を通って油溜め
（３２）に戻るようになっている。 次に、このスクロール流体Ｍｆｆｉ（１）の作用につい
て説明する。 先ず、流体は吸入管（５）よりケース（２〉内に供給さ
れ、吸込口（１９）を介して両スクロール（７），（８
）間に流入する。一方、公転スクロール（８）はクラン
ク軸（１０）を介して公転し、第４図（ａ）〜（ｄ　’
）に示すように、密閉室（１８）が順次形成されて収縮
し、流体がこの密閉室〈１８）に封入されて圧縮され、
高圧流体となって吐出口（２０）より吐出される。 この公転スクロール（８）の公転時において、吸入圧空
間（３１）は吸入流体圧が作用して該流体圧に保持され
、吸入通路（３０）は吸入流体が通るので当然にその吸
入流体圧に保持される。一方、第２圧力９−　（２８ｂ
　）　ハ密閉ｍ　（１８）　ニ連通され、圧縮初ｉｎの
流体圧に保持され、隣接する吸入通路（３ｏ）よりやや
高い圧力状態に保持される。第１圧力室（２８ａ　）も
密閉室（１８）に連通されるが、収縮末期の密閉室（１
８）に連通ずるので、吐出前の高圧縮流体が導入し、高
圧状態に保持され、隣接する第２圧力室（２８ｂ　）よ
りやや高い圧力状態に保持される。従って、吸入通路（
３０）と第２圧力室（２８ｂ　）、第２圧力ｘ（２８ｂ
）と第１圧力室（２８ａ　）とのＫＩ′Ｅは直接吸入通
路（３０）と第１圧力室（２８ａ　）とを隣接させる場
合に比し、小さくなり、シール部材（２７ｂ）、（２７
ｃ）で確実なシールが成されることになる。また、第１
圧力室＜２８ａ　）と隣接する吸入圧空間（３１〉との
差圧は大きくなるが、最内周部で区画されているので、
シール部材（２７ａ）の長さも短くなり、確実なシール
が成されることになる。 この第１圧力室（２８ａ　）と第２圧力室（２８ｂ）と
の背圧は公転スクロール（８）を固定クロール（７）側
に押圧して該公転スクロール（８）を支持することにな
る。同時に、第１圧力室（２８ａ）の圧力中心はスクロ
ール軸受中心（０１）より更に偏心しているので、遠心
力により生ずる公転スクロール（８）の転覆モーメント
を相殺し、公転スクロール（８）の傾きによる片当り等
を防止することになる。 尚、この実施例は圧縮機について説明したが、本発明は
流体の流れを逆にして駆動機や膨張機などにも適用する
ことができる。 また、背圧室（２８）は２つの圧力室（２８ａ　）、（
２８ｂ）に区画したが、３つ以上に区画してもよく、そ
れぞれ複数段の圧力状態に保持してもよい。 また、シール部材（２７ａ　＞、＜２７ｂ　＞。 （２７ｃ）で区画部を形成したが、フレーム（２１）と
鏡板（１２）とを近接して構成してもよい。 また、静圧発生溝などの圧油によるシール機構としても
よい。 （発明の効果） 以上のように、本発明のスクロール流体装置によれば、
公転スクロールの背面側に背面室を形成し、該背圧室を
複数個の圧力室に区画し、各圧力室を異なる圧力状態に
保持したために、各圧力室における隣接空間との差圧、
例えば、各圧力室間の差圧や圧力室とケース内雰囲気間
の差圧を小さくすることができるので、シール機（１４
を簡易で確実なものにすることができ、安価に製作する
ことができる。 また、差圧の大きい区画を最ら内側にすると、シール長
さを短くすることができるので、確実なシールを行うこ
とができる。 ４、図面の簡単な説明 第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第１図はス
クロール機構の概略断面側面図、第２図は背圧室の平面
図、第３図はスクロール流体装置の断面図、第４図（ａ
　）、　　（ｂ　＞、　　（ｃ　）、　　（ｄ　）は固
定及び公転スクロールの動作を示ず概略平面図である。 第５図及び第６図はそれぞれ従来のスクロール機構を示
す断面側面図である。 （１）・・・スクロール流体装置、（３）−スクロール
気孔、（７）・・・固定スクロール、（８）・・・公転
力クロール、（１０）・・・クランク軸、（１０ａ＞・
・・クランク極軸、（１０ｂ）・・・スクロール軸受、
（１１）、（１２）・・・鏡板、（１３）、（１４’）
””７　”／ブ、（２７ａ　）、（２７ｂ　）、＜２７
ｃ　）・・・シール部材、（２８）・・・背圧室、（２
８ａ＞。 （２８ｂ）−ｆｆｘ力室、（２９ａ　）、（２９ｂ　）
−・・小孔。 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）鏡板（１１），（１２）の前面にラップ（１３）
   ，（１４）が立設されて成る固定スクロール（７）と公
   転スクロール（８）とが各ラップ（１３），（１４）を
   噛合させて並設され、該公転スクロール（８）が前記固
   定スクロール（７）に対して偏心した可動支点（Ｏ＿１
   ）で支持されて固定スクロール（７）に対し自転を阻止
   して公転自在に設けられていると共に、両ラップ（１３
   ），（１４）側面が多点接触するように設けられ、該ラ
   ップ（１３），（１４）の接触間に密閉室（１８）が構
   成される一方、前記公転スクロール（８）の鏡板（１２
   ）背面側に背圧室（２４）が形成されて該公転スクロー
   ル（８）が固定スクロール（７）側に押圧され、前記公
   転スクロール鏡板（１２）に連接した環状区画部（２７
   ）が複数個半径方向に並設され、該区画部（２７）によ
   り前記背圧室（２８）が複数個の圧力室（２８ａ），（
   ２８ｂ），…に区画され、該各圧力室（２８ａ），（２
   ８ｂ）…が異なる圧力状態に保持されて構成されている
   ことを特徴とするスクロール流体装置。
2. （２）前記区画部（２７）は、チップシール部材で構成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載のスクロール流体装置。
3. （３）前記区画部は、公転スクロール（８）の鏡板（１
   ２）と該鏡板（１２）の背面側に設けられたフレーム（
   ２１）との間隙を微小にして形成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載のスクロール流体
   装置。