JPH0212316Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は容積式流体装置に関するもので、特に
側板上に固定されたうず巻体を有するスクロール
部材の二つが、両うず巻体が互いに角度をずらせ
てかみ合うように重ね合わされており、両うず巻
体間に形成される流体ポケツトが中央から外周へ
向けて、あるいは外周から中央へ向けて移動され
かつ、その容積を移動方向により変化させるよう
にしたスクロール型流体装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

スクロール型流体装置については、米国特許第
801182号明細書を初めとする多くの特許明細書等
に開示され、その動作原理は良く知られている。

そしてスクロール型流体装置における流体ポケ
ツトは一対のうず巻体を互いに180゜ずらせてかみ
合い重ね合せることによつて形成されるうず巻体
壁面の線接触間に形成されることとなるため、両
うず巻体を完全に180゜相対するよう配設しないと
対向するうず巻体壁面間に均等な線接触が形成さ
れず、流体ポケツトが完全に密閉されず流体移送
が不可能になるという問題があつた。

そこで米国特許第3924977号明細書では次に示
すような発明の記載が見られる。すなわち固定ス
クロール部材の板体のハウジング底部（ここで底
部とは固定スクロール部材が固定されている部分
を指す。）と対向する側の端部にある深さを有す
る孔が穿設されかつハウジング底部の前記孔と対
向する位置には、ハウジング内部からハウジング
外部へ貫通する貫通孔が形成され、その貫通孔に
は先端部がねじ切りされた小径の軸部と大径の頭
部とからなるボルトが頭部をハウジング内部に存
在するように貫挿され、前記ボルト頭部にはボル
トの軸心から偏心した軸心を有するピンが設けら
れており該ピンは固定スクロール部材に穿設され
た前記孔に嵌挿されていて前記ボルトの回転でハ
ウジング底部と固定スクロール部材との位置を調
節し適切な位置を決め、その後ハウジング外部に
突出している前記ボルトのネジ切部にナツトを螺
合することによつて固着をするというものであ
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら米国特許3924977号明細書の発明
では相対角度調整手段である一本の前記ボルトを
そのまま固定スクロール部材のハウジングへの固
定手段（相対角度維持手段とも言える。）に流用
しているため、固定スクロール部材に大きな負荷
がかかつた場合は、前記ボルトに設けたピンと前
記孔との嵌挿係止部に偏摩耗が生じてしまい、前
記係止部のはめ合い隙間が大きくなつて適正な相
対角度の維持ができなくなり、流体ポケツトの密
閉性が低下してしまうという不具合を生じてい
た。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案によれば、吸収ポートと排出ポートとを
備え一端が開口したカツプ状ケースと、該カツプ
状ケースの一端開口部に径方向にずれなく配する
フロントエンドプレートと、該フロントエンドプ
レートと前記カツプ状ケースとを固着する固着手
段と、第１のうず巻体を第１の板体の一面に設け
上記カツプ状ケース内に固定配置される固定スク
ロール部材と、該第１のうず巻き体と角度をずら
して噛み合う第２のうず巻き体を第２の板体の一
面上に設けた可動スクロール部材と、前記フロン
トエンドプレートを貫通し回転可能に支持される
主軸と、該主軸の回転によつて前記可動スクロー
ル部材の回転を阻止しながら円軌道運動を行わせ
る駆動機構とを有し、前記可動スクロール部材の
前記円軌道運動によつて、前記第１のうず巻き体
と前記第２のうず巻き体との間に形成される閉塞
した流体ポケツトを前記両うず巻体の外周部から
中心部へ、あるいは中心部から外周部に向けて移
動できるスクロール型流体装置において、上記フ
ロントエンドプレートと上記カツプ状ケースと上
記固着手段を合わせて、前記第１のうず巻体と前
記第２のうず巻体との相対角度を維持するための
相対角度維持手段を構成し、さらに該相対角度維
持手段とは別に、該相対角度を外部から調整可能
にするための相対角度調整手段を設けたことを特
徴とするスクロール型流体装置が得られる。

〔作用〕

相対角度調整手段により、第１のうず巻き体と
第２のうず巻き体との相対角度が調整され、相対
角度維持手段によつて、該相対角度が維持され高
精度に該相対角度を設定される。

なお、フロントエンドプレートの貫通孔に挿入
される角度調整棒の軸心と固定スクロール部材の
孔に挿入される角度調整棒の先端部の軸心を偏心
させておけば両スクロール部材の相対角度の微調
整を行なうことができ両スクロール部材の相対角
度を高精度に設定することが可能となる。

〔実施例〕

本考案の実施例としてスクロール型流体装置の
うち圧縮機を取りあげ添付の図面を参照にして詳
細に説明する。

第１図を参照して、図示の圧縮機は、アルミニ
ウムあるいはアルミニウム合金で作られたフロン
トエンドプレート１１と、これに設置されたカツ
プ状部分１２とからなる圧縮機ハウジング１０を
有している。

フロントエンドプレート１１は、主軸１３を挿
通させるための貫通孔１１１を中心に形成されて
おり、背面には貫通孔１１１と同心状の環状突起
１１２が形成されている。一方、カツプ状部分１
２は、スチール板の絞り加工、あるいはアルミダ
イカストによつて形成され、その開口部に外側に
拡がるフランジ部１２１を形成される。カツプ状
部分１２は、その開口部をフロントエンドプレー
トの環状突起１１２上に嵌合し、フランジ部１２
１をフロントエンドプレート１１の裏面に接合し
て複数のビス４５あるいは他の適当な手段によつ
て固着される。なお、Ｏ−リング１４が接合部に
挟持されてシールを行なつている。

主軸１３の内端にはデイスクロータ１５が固定
されており、このデイスクロータ１５は環状突起
１１２内にボールベアリング１６によつて回転可
能に支持されている。

フロントエンドプレート１１は、また、主軸１
３を取巻くように前方に伸びたスリーブ１７を有
している。スリーブ１７は、フロントエンドプレ
ート１１と一体に形成されても良いが、ここで
は、フロントエンドプレートとは別個にスチール
にて形成され、ねじ１８によつて、フロントエン
ドプレート１１の前面に取付けられている。スリ
ーブ１７内の前端部には、ボールベアリング１９
が設置されており、主軸１３を回転可能に支持し
ている。シヤフトシール組立体２０は、フロント
エンドプレート１１の貫通孔１１１中で主軸１３
上に組立てられている。主軸１３には、外部駆動
源（例えば自動車エンジン）の回転が電磁クラツ
チ（図示せず）を介して伝達させる。

フロントエンドプレート１１によつて開口部を
閉じられたカツプ状部分１２内には、固定スクロ
ール部材２５、可動スクロール部材２６、可動ス
クロール駆動機構および可動スクロール回転阻止
機構が設けられている。

固定スクロール部材２５は、一般に側板２５１
とその一面に固定されたうず巻体２５２とからな
つており、側板２５１の裏面には、幾本かの脚２
５３が軸方向に突出して形成されている。各脚２
５３は、その先端面がカツプ状部分１２の端板部
分１２２の内面に接触した状態で、端板部分１２
２の外部から脚２５３へねじ込まれたねじ２７に
よつて、カツプ状部分１２に固定されている。な
お、ねじ２７に沿つた流体の漏れを防止するため
にシールリング２８が、脚２５３の先端面と端板
部分１２２の内面間に挟持されている。また側板
２５１の外周面とカツプ状部分１２の内面との間
はシールリング２９によつてシールされている。
従つて、固定スクロール部材２５の側板２５１に
よつて、カツプ状部分の内部は、脚２５３が存在
する後方の室３０と、うず巻体２５２の配置され
る前方の室３１とに分離される。

室３１中には、可動スクロール部材２６が配置
されている。可動スクロール部材２６は側板２６
１とその一面に固定されたうず巻体２６２からな
り、うず巻体２６２は、うず巻体２５２と180゜の
角度ずれをもつてかみ合わされて、両うず巻体の
間に流体ポケツトを形成している。可動スクロー
ル部材２６は、後述する駆動機構および回転阻止
機構と連結されていて、主軸１３の回転によつ
て、半径Roの円軌道上を公転運動するようにな
つており、これによつて、前述した流体の圧縮が
行われる。

円軌道の半径Roは、一般に （うず巻体のピツチ）−２×（うず巻体の壁厚）／２ で与えられる。

次に、可動スクロールの駆動機構を第１図の外
に第２図をも参照して説明する。

フロントエンドプレート１１にボールベアリン
グ１６で支持されているデイスクロータ１５の端
面には、中心からずれた位置に駆動ピン１５１が
軸方向へ突出するように設けられている。

一方、可動スクロール部材２６の側板２６１
の、うず巻体２６２とは反対の面には円環状のボ
ス２６３が形成されている。なお、この実施例で
は、ボスの中心はうず巻体２６２のうずまき中心
と一致している。ボス２６３中には、肉厚の厚い
円板状あるいは短軸状のブツシユ３３が嵌合さ
れ、ニードルベアリング３４を介して回転可能に
支持されている。ブツシユ３３は、これと一体で
半径方向に伸びた半円板状のバランスウエート３
３１を有している。ブツシユ３３はまた、中心か
らずれた位置に、軸方向の穴即ち偏心穴３３２を
有し、この偏心穴３３２中には、駆動ピン１５１
が嵌合され、ニードルベアリング３２で回転可能
に支持されている。

第３図は主軸１３の中心Os、ブツシユ３３の
中心Oc、穴３３２従つて駆動ピン１５１の中心
O_Dの位置関係を示している。即ち、この状態で
OsとOc間距離は前述した軌道半径Roに選ばれ、
駆動ピン１５１の偏心距離ε₁と、偏心穴３３２の
偏心距離ε₂は、駆動ピン１５１を偏心穴３３２に
嵌合させたとき、両者の中心OdがOcを通り、Oc
とOsを結ぶ線に直交する線に関してOsとは反対
側であつて、OcとOsとを結ぶ線より、主軸の回
転方向（第３図に示す矢印Ａの向き）に進んだ位
置にあるように組立てられるように選ばれる。

このような駆動機構の構成において、ブツシユ
３３の中心Ocは駆動ピン１５１、従つて、その
中心O_Dを中心とし、半径ε₂を持つ円弧上を動く
ことが可能となる。即ち、主軸１３が回転する
と、ブツシユ３３が駆動ピン１５１にひかれてブ
ツシユ３３の中心OcがOsから離れようとする力
が働き、可能スクロールのうず巻体が固定スクロ
ールのうず巻体の側壁に当接する。従つて可動ス
クロール部材２６の中心は主軸中心Osの周りを
半径Roをもつて軌道運動をする。もちろん、こ
のとき、可動スクロール部材２６は後述する回転
阻止機構によつて回転を阻止されているので、軌
道運動のみを行い自転はしない。一方ブツシユ３
３は主軸の回転と同じ速度で回転を行う。可動ス
クロール部材２６のこの軌道運動によつて前述し
たとおり、流体ポケツトが移動して流体の圧縮が
行われる。このとき、圧縮する流体を室３１に供
給するためカツプ状部分１２に流体吸入ポート３
５を備える。一方圧縮された流体を室３０へ吐出
するために、側板２５１の中央部に吐出孔２５４
を形成し、室３０を外部流体回路に接続する排出
ポート３６を、カツプ状部分１２に設ける。な
お、うず巻体２５２と２６２の線接触部は、常に
中心軸OsとOcの乗る平面上にある。

このような偏心穴３３２を有するブツシユ３３
を使用して可動スクロール部材２６を駆動する
と、流体圧縮の反作用力で、両うず巻体２６２と
２５２の線接触部での押し付け力が自動的に得ら
れ、これにより流体ポケツトのシールが確保され
る。更に偏心ブツシユ３３の中心Ocは駆動ピン
１５１の中心O_Dの周りに回転可能であるので、
例えばうず巻体２５２や２６２の寸法誤差によつ
てうず巻体のピツチやうず巻体の肉厚が変つて
も、これに応じてOc−Os間距離が変化できる。
従つて、このような寸法誤差があつても、可動ス
クロール部材２６は滑かな運動を行うことができ
る。

なお、バランスウエート３３１は可動スクロー
ル部材２６、ベアリング３４、ブツシユ３３の円
軌道運動による遠心力F₁を打消すために設けた
もので、バランスウエート３３１の遠心力F₂で
F₁が相殺される。

第４図は、可動スクロール部材の回転阻止機構
の分解斜視図で、可動スクロール部材をスラスト
支持する機構を備えている。この回転阻止機構３
７は可動スクロール部材２６のボス２６３の周囲
に配置されている固定リング３７１を有してい
る。固定リング３７１は、フロントエンドプレー
ト１１にピン等の固定手段により回転止めされる
もので、可動スクロール部材２６に対向する軸方
向端面に、一直径上に延在する一対のキー溝３７
１ａ，３７１ｂを有している。固定リング３７１
と可動スクロール部材２６の側板２６１との間に
摺動リング３７２が配置されている。この摺動リ
ング３７２は固定リング３７１に対向する面に一
直径上に延在する一対のキー３７２ａ，３７２ｂ
を有しており、これらのキー３７２ａ，３７２ｂ
は固定リング３７１のキー溝３７１ａ，３７１ｂ
にそれぞれ嵌合されている。この結果、摺動リン
グ３７２は固定リング３７１に関して回転を阻止
されているが、軸に直角な一方向即ちキー溝およ
びキー３７１ａ−３７２ａの延在方向に摺動可能
となつている。

摺動リング３７２は、また、可動スクロール部
材２６の側板２６１に対向する軸端面に、キー３
７２ａ，３７２ｂの延在方向とは90゜ずれた一直
径上に延在するキー３７２ｃ，３７２ｄを有して
いる。一方、可動スクロール部材２６の側板２６
１は、摺動リング３７２に対向する面上でボス２
６３の両側に、キー３７２ｃ，３７２ｄを受ける
一対のキー溝（第４図で一方のキー溝２６１ａの
みを示し、他方はキー溝２６１ａと同一直径上に
延在する。）を有している。この結果、可動スク
ロール部材２６は、摺動リング３７２に関して回
転を阻止されているがキーおよびキー溝３７２ｃ
−２６１ａの延在方向に摺動可能とされている。

回動阻止機構３７のこの構成において、可動ス
クロール部材２６は摺動リング３７２とともに一
直径方向に摺動可能であり、また単独で他の直交
する一直径方向に摺動可能である。したがつて可
動スクロール部材２６は、回転即ち自転は阻止さ
れるが、直交する二方向への移動を許されている
ので、前述した円軌道運動は許される。

摺動リング３７２は、軸方向に穿孔された複数
のポケツト３８を等角間隔（但し、キー３７２ａ
−３７２ｄの部分は除く）に形成されており、各
ポケツト３８中には、軸受けボール３９が保持さ
れている。軸受けボール３９の直径は摺動リング
３７２の厚みより大きく、固定リング３７１の対
向面および側板２６１の対向面上に接触する。従
つて可動スクロール部材２６はボール３９を介し
て固定リング３７１上にスラスト支持される。

なお、ポケツト３８の直径は、ボール３９の直
径より大きければ良い。しかしながら、可動スク
ロール部材２６の動きに追従して常にボールが転
がるために、ポケツト３８の直径dpは、可動ス
クロール部材の円軌道運動の半径Roにボールの
直径dpを加えたものと等しいかそれより大きく
（即ちdp≧Ro＋d_b）選ばれる。これより小さい
と、ボールが転がらず固定リングや可動スクロー
ルとの接触点を摺動しこれらに傷をつける恐れが
ある。

また、あまり大きすぎるとボール位置が一定せ
ずがたつきの生ずる恐れがある。

次に両スクロール部材の相対角度調整について
説明する。

固定スクロール部材２５のうず巻体２５２の外
周近傍には軸方向にある深さを有する相対角度設
定孔２５５が形成されている。また、フロントエ
ンドプレート１１の前記相対角度設定孔２５５対
向した位置にはフロントエンドプレート１１を貫
通する角度基準孔１１３が穿設されている。相対
角度設定孔２５５と角度基準孔１１３は合わせ
て、うず巻体２５２と２６２の相対角度を外部か
ら調整可能にする相対角度調整手段として働く。
なお、角度基準孔１１３が外端部にはねじ部１１
３ａが形成されているとともに外端開口部には座
ぐり部１１３ｂが形成されている。

そして角度調整は次のように行なわれる。固定
スクロール部材２５を固定したカツプ状部分１２
内に可動スクロール部材２６、可動スクロール部
材駆動機構、回転阻止機構３７を配置した後、フ
ロントエンドプレート１１を配してカツプ状部分
１２の開口を閉塞する。その後、第５図に示すよ
うな角度調整棒４０をフロントエンドプレート１
１の外側より角度基準孔１１３へ挿入し、該角度
調整棒４０の先端部が固定スクロール部材２５の
相対角度設定孔２５５に充分挿入されるように
し、この状態でフロントエンドプレート１１をカ
ツプ状部分１２に従来と同様に複数のビス４５で
螺着する。さらにその後角度調整棒４０を引き抜
き、角度基準孔１１３の外端部に形成したねじ部
にシール部材４２を介してプラグ４１を螺入し
て、角度基準孔１１３を閉塞シールする。こうし
て両スクロール部材の相対角度調整作業は終了
し、両スクロール部材の相対角度は維持される。
ここでエンドプレート１１、カツプ状部分１２、
及びビス４５は合わせて、うず巻き体２５２と２
６２の相対角度を維持する相対角度維持手段とし
て働く。

さらに圧縮機として用いる場合には、加工精度
あるいは組付け時等における微少な角度ズレが性
能に大きな影響を及ぼすことになるので、この微
少な角度ズレをも調整できる角度調整棒を用意す
る必要がある。そして第５図はこの微少な角度ズ
レを調整可能である角度調整棒としても示されて
あるので、第５図を参照して角度調整棒４０の説
明をするとともに微少な角度ズレに対応する角度
調整について次に説明する。

角度調整棒４０はフロントエンドプレート１１
に穿設された角度基準孔１１３を貫通する直径Ｂ
を有する基部４０ａと固定スクロール部材２５に
形成された相対角度設定孔２５５に挿入される直
径Ａを有する先端部４０ｂとから成り基部４０ａ
と先端部４０ｂとは径の異なる段付形状となつて
いるとともに両部４０ａ，４０ｂの軸心は偏心
（第５図中には偏心量Ｂ−Ａ／２＝Ｃとして図示して いる）している。この先端部４０ｂと基部４０ａ
とを偏心量Ｃだけ偏心させた角度調整棒４０を用
いて組付けることで、角度基準孔１１３に対して
相対角度設定孔２５５は角度調整棒４０の偏心量
Ｃだけ周方向に移動可能となる。従つて両スクロ
ール部材間の相対角度のズレ幅に適合した偏心量
Ｃをもつ角度調整棒４０を用いて組付け作業を行
えば高精度の組合せが容易に可能となる。

以上、本考案を特定の構造の駆動機構、回転阻
止機構を備えた圧縮機へ適用した実施例について
説明したが、これらは本考案を限定するものでは
なく、本考案は他の種々の構成のスクロール型流
体装置に適用可能である。

〔考案の効果〕 上述したように、本考案では両うず巻体の相対
角度調整手段と相対角度維持手段とが別であるか
ら、固定スクロール部材に大きな負荷がかかつて
も両うず巻体の相対角度は適正に維持されて流体
ポケツトの密閉性が低下することはない。

またフロントエンドプレートの貫通孔に挿入さ
れる角度調整棒の軸心と固定スクロール部材の孔
に挿入される角度調整棒の先端部の軸心を偏心さ
せた角度調整棒を用いれば、両スクロール部材の
相対角度の微調整を行なうことができ両スクロー
ル部材の相対角度を高精度に設定することが可能
となる。さらなる効果として組立後に両スクロー
ル部材の相対角度の調整の必要性が生じた場合で
も、フロントエンドプレートの固着を解除するだ
けで、再調整ができるという利点も挙げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を実施した圧縮機の中央縦断面
図であり、第２図は第１図の圧縮機における可動
スクロール部材の駆動機構の分解斜視図であり、
第３図は駆動機構の部品の配置関係を示す図であ
り、第４図は第１図の圧縮機における回転阻止機
構を示す斜視図であり、第５図は角度調整棒の概
観図である。 １０……圧縮機ハウジング、１１……フロント
エンドプレート、１１３……角度基準孔、１１３
ａ……ねじ部、１１３ｂ……座ぐり部、１２……
カツプ状部分、１３……主軸、２０……シヤフト
シール組立体、２５……固定スクロール部材、２
５１……側板、２５２……うず巻体、２５５……
相対角度設定孔、２６……可動スクロール部材、
２６１……側板、２６２……うず巻体、４０……
角度調整棒、４０ａ……基部、４０ｂ……先端
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸収ポートと排出ポートとを備え一端が開口し
   たカツプ状ケースと、該カツプ状ケースの一端開
   口部に径方向にずれなく配するフロントエンドプ
   レートと、該フロントエンドプレートと前記カツ
   プ状ケースとを固着する固着手段と、第１のうず
   巻体を第１の板体の一面に設け上記カツプ状ケー
   ス内に固定配置される固定スクロール部材と、該
   第１のうず巻き体と角度をずらして噛み合う第２
   のうず巻き体を第２の板体の一面上に設けた可動
   スクロール部材と、前記フロントエンドプレート
   を貫通し回転可能に支持される主軸と、該主軸の
   回転によつて前記可動スクロール部材の回転を阻
   止しながら円軌道運動を行わせる駆動機構とを有
   し、前記可動スクロール部材の前記円軌道運動に
   よつて、前記第１のうず巻き体と前記第２のうず
   巻き体との間に形成される閉塞した流体ポケツト
   を前記両うず巻体の外周部から中心部へ、あるい
   は中心部から外周部に向けて移動できるスクロー
   ル型流体装置において、上記フロントエンドプレ
   ートと上記カツプ状ケースと上記固着手段を合わ
   せて、前記第１のうず巻体と前記第２のうず巻体
   との相対角度を維持するための相対角度維持手段
   を構成し、さらに該相対角度維持手段とは別に、
   該相対角度を外部から調整可能にするための相対
   角度調整手段を設け、該相対角度調整手段は、前
   記固定スクロール部材の第１のうず巻体外周近傍
   で前記フロントエンドプレート側に開口して軸方
   向にのびた相対角度設定孔と、前記フロントエン
   ドプレートの前記相対角度設定孔と相対する位置
   で軸方向に貫通した角度基準孔とを有しているこ
   とを特徴とするスクロール型流体装置。