JPH02245486A

JPH02245486A - スクロール流体機械

Info

Publication number: JPH02245486A
Application number: JP6620289A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Machida; 茂町田; Masafumi Kaai; 雅史河相
Original assignee: Hitachi Ltd; Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1989-03-20
Publication date: 1990-10-01

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、スクロール流体機械に係り、例えば気体圧縮
機、ブロア、真空ポンプ等として使用され、特に無給油
で運転する場合に好適な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、スクロール流体機械の駆動装置としては種々の手
段が試みられており、無給油状態での駆動について問題
となるものがあった。

例えば、特開昭５５−９６３９０号公報には、２つのス
クロールを２台の電動機でタイミングをとって駆動する
技術が開示されている。

また、特開昭５８−３０４０１号公報には、油潤滑下で
ピンクランクを介して一方のスクロール部材を駆動する
技術が開示されている。

さらに、特開昭５５−１４８９９４号公報には、オルダ
ムリングを用いて一方のスクロール部材を駆動する技術
が開示されており、特開昭５９−１１０８８５号公報に
は、一対のスクロール部材を同一方向に回転させ、ガイ
ドリングとピンデスクの作用で公転揺動運転を行う技術
が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、潤滑等の問題が隘路となり、
スクロールの「みそすり状運動」を制御する機構、特に
オルダムリング等を用いるときは給油に注意を払わねば
ならず、無潤滑での使用は、摺動部材の摩耗またはかじ
りが生じるということについて配慮されていなかった。

また、特開昭５５−９６３９０号公報記載の技術におい
ては、２台のモータを同期をとって駆動することに技術
的困難がつきまとうという問題点がある。

そのほか、例えば実開昭５９−９６３８９号公報記載の
技術は、一方のスクロール部材を動力直結とし、そのス
クロール部材の駆動状況から動力伝達機構を介して回転
を伝え、他方のスクロール部材の回転に導くものである
が、動力伝達機構に機械的ロスが多かったり、いわゆる
「ガタ」が生じている際には伝達する回転数が変動して
同一とはなり難く、不安定となる問題点を持っている。

その他、特開昭５５−１４８９９４および特開昭５８−
３０４０１号公報記載の技術においては、潤滑油の使用
が前提となり無潤滑下では使用が困難である。

同様のことは、特開昭５９−１１０８８５号公報記載の
技術にも言える上に、さらに工作上の難しさが常につき
まとう。これらの問題点があるため、上記の各技術は、
無潤滑下においては使用に耐えないという点が指摘でき
る。

本発明は、上記従来技術における課題を解決するために
なされたもので、スクロール部材の自転防止機構を不要
にし、吸込側、吐出側の両スクロール部材の同期回転駆
動機構を採ることによって、無潤滑下でも安価で信頼性
のある作動を可能にする無給油式のスクロール流体機械
を提供することを、その目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１本発明に係るスクロール流
体機械の構成は、渦巻状のラップを有する吸込側、吐出
側のスクロール部材を互いに噛み合わせることにより圧
縮室を形成するスクロール式流体機械において、前記吸
込側、吐出側のスクロール部材は、それぞれの回転軸心
を、上記渦巻状のラップの旋回半径と同等に離したもの
とするとともに、駆動側となる回転軸を備え、この回転
軸から前記吸込側、吐出側のスクロール部材にそれぞれ
同期回転を伝達すべき動力伝達手段を設けたものである
。

なお付記すると、本発明は、従来の固定、旋回面スクロ
ール機構を備えたものに対し、新しい機構を開発したも
のである。

すなわち、軸心を中心に同転するスクロールを設置し、
一対のスクロールラップを、同一の回転速度で軸心のみ
をスクロールラップ内の径方向の変位に調整して回転さ
せることで、スクロール流体機械は、流体の圧縮、膨張
、油送、移動の作動を行う。

このため、動力で回転駆動されるシャフトから、例えば
、スプロケット、チェーンなどの回転挙動の伝達が正確
かつ確実な手段によって同期をとった回転を行うことに
より、スクロール流体機械は、流体の圧縮、膨張、油送
、移動を行い、目的は達成される。

また、回転挙動の伝達を正確、確実に行う手段として、
例えばタイミングベルトを採用することにより、無給油
状態での使用が簡単となり、騒音減少が図れるほか、熱
などの影響および材料の劣化等の影響を受けて伝達機構
の部材が膨張、収縮した際の影響が少ない。タイミング
ベルトが熱の影響を受は伸長するときも、吸込側、吐出
側の両スクロール部材に伝達される行程中の二つのタイ
ミングベルトが同等に伸長する傾向にあるなど、タイミ
ングベルトの変形にともなう同期のずれは、本機構に内
在する自律性により相殺される。

さらに、例えば、スクロール部材の一端とフレームとの
間に弾性体を介在させることにより、組立作業時の簡易
さを得るとともに、スクロール部材自身が熱膨張をおこ
す際の寸法変化を吸収し、性能安定に資するものとなる
。

〔作用〕

上記の技術的手段による基本的な働きは次のとおりであ
る。

駆動側の回転軸に係る同一軸から同期をとる動力伝達手
段を介して吸込側、吐出側の各々のスクロール部材を回
転駆動させる。その際、これらの両スクロール部材の回
転軸心をスクロールラップの旋回半径と同等に離すこと
によって圧縮室の形成が行われて圧縮作用を連続的に繰
り返す。

このとき、ＷＪススクロール材は、その同期運転を動力
伝達手段を介して行っており、オルダムリングやビンな
どの回転制御を行う機構を介さないので、無給油状態で
も信頼性の高い駆動が行われる。

〔実施例〕

以下、本発明の各実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。

まず、第１図は、本発明の一実施例に係るスクロール式
気体圧縮機の縦断面図である。

第１図において、１は、吸込側のスクロール部材に係る
吸込側スクロール、２はタイミングベルト、３は、吸込
側スクロールプーリ部３１にタイミングベルト２を介し
て動力を伝達するためのプーリ、４は、駆動側の回転軸
に係り、前記プーリ３を嵌着するシャフト、５は、吐出
側スクロールプーリ部３２にタイミングベルト６を介し
て動力を伝達するためのプーリ、７は、吐出側のスクロ
ール部材に係る吐出側スクロールである。

８．９．１０は、前記の機械要素を収納するフレームで
ある。１１は、フレーム８と吐出側スクロール７との間
に介在させる弾性体、１２は、吐出側スクロール７の回
転挙動のため、吐出側スクロール７とフレーム８との間
に弾性体１１を介して装着したスラストベアリング、１
３は、吸込側スクロール１の回転挙動のため、吸込側ス
クロール１とフレーム９との間に装着したスラストベア
リング、３３は、吸込側スクロール１の回転挙動のため
、吸込側スクロールの内径部とフレーム９の支持ボス部
との間に装着したベアリング、３４は、吐出側スクロー
ル７の回転挙動のため、吐出側スクロール７の内径部と
フレーム８の支持ボス部との間に装着したベアリング、
２１は、吸込側スクロール１の吸込口と圧縮室（スクロ
ールラップ内）とを結ぶ連通孔、２２は吐出側スクロー
ル７の吐出口と圧縮室とを結ぶ連通孔、２４は、吸込側
スクロール１の吸込口に設けた吸込フィルタである。

第１図に示すスクロール式の気体圧縮機の作用を説明す
る。

モータまたはそれに類する原動機（図示せず）にて駆動
されるシャフト４の回転運動は、プーリ３、タイミング
ベルト２を介して、吸込側スクロール１に伝わり回転運
動を行う、同時に、シャフト４の回転運動は、シャフト
４からプーリ５．タイミングベルト６を介して吐出側ス
クロール７に伝わる。このとき、スクロールラップの旋
回半径と同一の距離に２つのスクロールの軸心を離して
同期回転を行うことで、圧縮動作が行われる。

吸込側スクロール１と吐出側スクロール７とは同期をと
った同一回転でなければならない。

いま、吸込側スクロール１のうち、タイミングベルト２
が掛かる吸込側スクロールプーリ部３１の直径をＸａｉ
とし、ブーＩＪ　３の直径をｘａとする。

同様に、吐出側スクロール７のうち、タイミングベルト
６が掛かる吐出側スクロールプーリ部３２の直径を１８
２とし、プーリ５の直径をｘａとする。

このとき、この４項の値の関係は、ｘａｚ、　　Ｘ８：Ｘ８２：　　ＸＩ５とすることによ
り、同一回転形態を保った同期運転が可能である。当然
のことながら、吸込側スクロールプーリ部３１．吐出側
スクロールプーリ部３２には、タイミングベルト２，６
を巻架するのに必要な当接面の加工を必要とする。

吸込側スクロール１と吐出側スクロール７との抑圧のた
めに、スラストベアリング１２とフレーム８との間に弾
性体１１を介在させ、性能向上。

組立性向上に役立たせている。

これによって、吸込フィルタ２４から気体を取り入れ連
通孔２１を介して互いに噛み合う吸込側スクロール１．
吐出側スクロール７のスクロールラップ内に取り込んで
圧縮を行い、連通孔２２を経て圧縮気体の吐出が行われ
る。

第１図のスクロール式気体圧縮機においては、既知のス
クロール圧縮機に比較すると機械要素の数も少なく、機
構的に簡易なものであるから、部品に汎用品の流用を図
ることができて経済性が良い。

また、オルダムリング等を使用しないので油潤滑が不要
となり、油分の混入が少なくなることから、気体が油分
を含まずに圧縮、膨張、油送、移動され、清浄な気体の
供給ができる効果がある。

また、同一原動機からシャフトの回転を介して同期回転
をとることで、吸込側、吐出側の各スクロールは、駆動
動力の立上がりにかかわらず常に同一回転速度を保つこ
とから、２台の電動機を協調駆動させる例（例えば、特
開昭５５−９６３９０号公報等）に比較して、電動機相
互の同期を厳密に取るなどの難かしさかなく、制御の困
難性から解放される。

さらに同期のずれは、摩耗、応力、温度上昇等による伝
達機器の変形がおこったとしても、本実施例による自律
的機構から、同期のずれを相殺する傾向に働くなど、経
済性、耐久性９機構の確実性から見ても効果がある。

そのほか、動力伝達手段としてタイミングベルトを採用
することにより、騒音の低減を図ることができる。

次に、第２図は１本発明の他の実施例に係るスクロール
式真空ポンプの縦断面図である０図中。

第１図と同一符号のものは同等部分であるから、その説
明を省略する。

第２図において、ＩＡは吸込側スクロール。

２１Ａは、吸込側スクロールＩＡのスクロールラップ端
部に形成した連通穴、２３は、フレーム９Ａに穿設され
た通気孔、３５．３６は、フレーム１０とシャフト４と
の支持部に設けた軸封部材である。

外部からの気体は、通気孔２３からフレーム９Ａの中に
取り込まれたのち、吸込側スクロールＩＡの一部に設け
られた連通穴２１Ａを介してスクロールラップ内に取り
込まれ、圧縮され、連通孔２２によって圧縮気体の放出
が行われる。本実施例によれば、先の第１図の実施例と
同様の効果が期待されるほか、スクロール部材の周囲に
新鮮な気体が取り込まれ、各機械要素の冷却が回られる
という本実施例特有の効果がある。

なお、上記の各実施例では、吸込側、吐出側のスクロー
ル部材にそれぞれ同期回転を伝達すべき動力伝達手段と
してタイミングベルトを用いた例を説明したが、本発明
はこれに限定されるものではない。

例えば、第１，２図における吸込側スクロールブーり部
３１．吐出側スクロールプーリ部３２をスプロケット状
の歯におきかえ、プーリ３，４をスプロケットホイルに
、タイミングベルト２．６をチェーンにおき変えること
も可能であり、そのときのスプロケットホイル部の径の
大きさは前述と同等の式で設定することができる。なお
、チェーンを採用したときのチェーンテンショナーの設
置も当然実施すべきことである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、スクロール部材の
自転防止機構を不要にし、吸込側、吐出側の両スクロー
ル部材の同期回転駆動機構を採ることによって、無潤滑
下でも安価で信頼性のある作動を可能にする無給油式の
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１本発明の一実施例に係るスクロール式気体圧
縮機の縦断面図、第２図は、本発明の他の実施例に係る
スクロール式真空ポンプの縦断面図である。１、ＩＡ・・・吸込側スクロール、２，６・・・タイミ
ングベルト、３，５・・・プーリ、４川シヤフト、７・
・・吐出側スクロール、１１・・・弾性体、２１，２２
・・・連通孔、２１Ａ・・・連通穴、２３・・・通気孔
、３１・・・吸込側スクロールプーリ部、３２・・・吐
出側スクロールブーり部。

Claims

【特許請求の範囲】

　１．渦巻状のラツプを有する吸込側，吐出側のスクロ
ール部材を互いに噛み合わせることにより圧縮室を形成
するスクロール式流体機械において、前記吸込側，吐出
側のスクロール部材は、それぞれの回転軸心を、上記渦
巻状のラツプの旋回半径と同等に離したものとするとと
もに、駆動側となる回転軸を備え、この回転軸から前記
吸込側，吐出側のスクロール部材にそれぞれ同期回転を
伝達すべき動力伝達手段を設けたことを特徴とするスク
ロール式流体機械。