JPS6332991B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ポンプ、圧縮機あるいは膨脹機と
して用いられるスクロール流体機械に関する。

〔従来の技術〕 従来のスクロール流体機械は、特開昭50−
32512号公報に示され、その構成を第１図および
第２図により説明する。

旋回スクロール１は、鏡板部１ａとこの鏡板部
１ａに直立しているラツプ部１ｂとからなる。ラ
ツプ部１ｂはインボリユート、もしくはインボリ
ユートに近い曲線状に形成され、うず巻き状をし
ており、ほぼ一様な厚さと一様な高さになつてい
る。固定スクロール２は鏡板部２ａおよび旋回ス
クロール１と同様なラツプ部２ｂからなり、鏡板
部２ａの中心には高圧口３が設けられ、外周端部
には低圧口４が設けられている。両スクロール１
２は、それぞれのラツプ部１ｂ，２ｂの巻き終り
端、１b′，２b′が約180゜位相をずらした状態でた
がいにかみ合わされている。

特開昭50−32512号公報の第７図に示されてい
るように、旋回スクロール１は、駆動リングと半
径方向に隙間をおいて係合し、これによつて旋回
スクロール１が固定スクロール２に対して半径方
向に移動可能になつているとともに、旋回スクロ
ール１と駆動リングとの間に軸方向密封流体室を
形成し、この室にポートを介して吐出圧力を導入
する構成となつており、これによつて旋回スクロ
ール１が軸方向に移動可能でしかも固定スクロー
ル２に向つて押付けられるようになつている。

上記スクロール流体機械においては、旋回スク
ロール１の鏡板部１ａと固定スクロール２のラツ
プ部２ｂ頭部端面とが面接触し、固定スクロール
１の鏡板部２ａと旋回スクロール１のラツプ１ｂ
の頭部端面とが面接触し、両スクロール１，２の
ラツプ部１ｂ，２ｂの側面同士が数箇所で線接触
して密閉空間５，６が形成されている。

旋回スクロール１を固定スクロール２に対して
その姿勢を変えずにすなわち見かけ上自転しない
ように固定スクロール２の芯Ofを中心にして時
計方向に旋回させれば、低圧口４からの吸入流体
が両スクロール１，２間に形成されている密閉空
間５，６内にとり込まれて密封され、その空間が
同方向に公転しながら、自から空間を縮小して吸
入流体を圧縮し、高圧ポート３から吐出する。反
対に、旋回スクロール１を反時計方向に旋回させ
れば、流体は前記と逆の方向に流れて膨脹する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の流体機械においては、加工誤差、組立て
誤差および内部ガス圧による変形等により、前記
鏡板部１ａ，２ａとラツプ部２ｂ，１ｂの頭部端
面との間に隙間が形成され、この隙間の大きさが
場所によつて異なり、また、ラツプ部２ｂ，１ｂ
の側面間に隙間が形成され、この隙間の大きさも
場所によつて異なるので、特開昭50−32512号公
報に示されているように、旋回スクロールが固定
スクロールに対して移動し得るようになつていて
も、最も隙間の小さい箇所同士が接触すれば、そ
れ以外の箇所は隙間が小さくならず、鏡板部１
ａ，２ａとラツプ部２ｂ，１ｂの頭部端面との間
およびラツプ部１ｂ，２ｂ間に隙間が残つてしま
い、それらの隙間を通つてガス洩れが起こり性能
低下を発生させる。

また、従来の機械は、固定スクロールに向つて
旋回スクロールを固定スクロールに向つて押付け
ているので、スクロール加工精度が悪いと、固定
スクロールの鏡板部と旋回スクロールのラツプ部
の頭部端面との間および旋回スクロールの鏡板部
と固定スクロールのラツプ部の頭部端面との間に
局所的な接触状態が生じ、かつこの局所的接触が
母材同士の接触となる。また、旋回スクロールを
旋回運動するため、駆動力を加えた場合、旋回ス
クロールを傾けようとする力（転覆モーメントと
呼ぶ）が発生し、この転覆モーメントが加わる方
向が旋回運動とともに旋回スクロールの中心の周
りに回転して、スクロールの外周側に中心部より
大きい力が作用する。そのため、スクロール外周
側の摩耗の進行が速く、その結果、ラツプ先端が
球面状に摩耗し、両スクロールが噛合つた状態で
は、スクロールの外周側に、外周になるにともな
つて大きくなる隙間が形成され、流体洩れが多く
なる。

この発明の目的は、両スクロール間の隙間をほ
ぼ均一にし、流体洩れが少ない状態を維持できる
対のスクロールを備えたスクロール流体機械を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の特徴は、固定スクロールと旋回スク
ロールとが互いにラツプ同士でかみ合つており、
旋回スクロールが固定スクロールに向つて移動
し、両スクロールが接触するような構造になつて
おり、旋回スクロールが固定スクロールに向つて
押付けられしかも自転することなく旋回運動する
ものにおいて、両スクロールの表面には硬化層が
形成され、両スクロールの少なくとも一方のスク
ロールの硬化層表面にはなじみ性を有する物質の
層が形成されているものである。

〔作用〕

上記の構成であるから、旋回スクロールが固定
スクロールに向つて押付けられた状態で旋回運動
すると、一方のスクロールの表面のなじみ性のあ
る物質の層が第３図に示す状態から摩耗してい
き、この摩耗に追従して旋回スクロールが固定ス
クロールに向つて移動し、一方のスクロールの下
層と相手方のスクロールとが接触したとき、摩耗
が止まるとともに旋回スクロールが固定スクロー
ルに向つて移動することも止まり、第４図のよう
に接触箇所の全面にわたつて両スクロール間には
ほとんど隙間がない状態となる。また硬化層同士
の接触部は、その後ほとんど摩耗しないので、転
覆モーメントが加わつてもこの力を複数箇所の硬
化層同士の接触部、すなわちある特定の箇所で受
けることになり、ラツプの表面は、前記複数の接
触部を通る平面の状態となる。この状態で旋回運
動が継続される。このようになじみ性を有する物
質の層が摩耗していく過程において両スクロール
間に存在する不均一な隙間は均一なものとなり、
接触箇所が面接触となる。従つて、スクロール間
の隙間からの流体洩れは少なくなる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施態様を第３図および第
４図により説明する。両図において、第１図およ
び第２図と同じ符号をつけたものは、同じもの、
もしくは相当するものを表わす。

旋回スクロール１の表面は、なじみ性を有する
物質１ｃたとえば硫化鉄などで形成され、その下
層は硬化層となつている。固定スクロール２の表
面には硬化層が形成されている。なお、なじみ性
を有する物質１ｃで形成する部分は、旋回スクロ
ール１の全表面でも、一部でもよいし、両スクロ
ール１，２ともに形成してもよい。

第３図は、組立て直後のラツプ部１ｂ，２ｂの
かみ合い状態を示しており、加工精度および組立
精度により、半径方向のすき間７や軸方向のすき
間８，９が生じ、すき間の大きさは場所によつて
異なつている。第４図は運転後のラツプ部１ｂ，
２ｂのかみ合い状態を示す。すなわち、両スクロ
ールが接触した状態で運転することによつて、な
じみ性のある物質１ｃは、相手側のラツプ部に軸
方向、半径方向に追従して摩耗していき、これに
ともない旋回スクロール１は固定スクロール２に
向つて移動していき、両スクロール１，２間のす
き間は、次第に小さくなり、そしてすべての接触
部ですき間が消滅する。前記の摩耗は、接触面の
ある一部で下層の硬化層と相手スクロールの硬化
層とが接触したとき止まり、終局的にスクロール
間のすきまが小さく均一で、互いになじみ合つた
対のスクロールが形成される。これにより、両ス
クロール間の隙間からの流体洩れを少なくするこ
とができる。また、対のスクロールは互いに、な
じみ性のある物質すなわち摺動により潤滑特性が
改善される性質を有する物質の層を介して接触す
るので、対のスクロール間の摺動摩擦損失を小さ
くすることができる。とくにスクロール流体機械
は、対のスクロールの接触摺動部が平面同士とな
るために摺動摩擦を効果的に小さくできる。

尚、旋回スクロールは、固定スクロールに対し
て軸方向半径方向の何か一方に移動可能であつて
もよい。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、両スク
ロール間のすき間を小さく、しかも均一とするこ
とができ、これにより流体洩れが少ない対のスク
ロールを備えたスクロール流体機械を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスクロール流体機械を示す断面平面
図、第２図は第１図の断面側面図、第３図、第４
図はこの発明の一実施態様を示す断面側面図であ
る。 １……旋回スクロール、１ａ……鏡板部、１ｂ
……ラツプ部、１ｃ……なじみ性を有する物質、
２……固定スクロール、２ｂ……ラツプ部、３…
…吐出口、４……吸入口、５……密閉空間、６…
…密閉空間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鏡板部およびうず巻き状のラツプ部を有する
   固定スクロールと鏡板部およびうず巻き状のラツ
   プ部を有する旋回スクロールとが、互いにラツプ
   部同士でかみ合つており、施回スクロールが固定
   スクロールに向つて移動して両スクロールが互い
   に接触するような構造になつており、旋回スクロ
   ールが固定スクローラに向つて押付けられ、しか
   も自転することなく旋回運動するものにおいて、
   前記両スクロールの表面には硬化層が形成され、
   この両スクロールの少くとも一方のスクロールの
   硬化層の表面にはなじみ性を有する物質の層が形
   成されていることを特徴とするスクロール流体機
   械。