JPH03156185A - スクロール形流体機械 - 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、ブロア装置、圧縮機、真空ポンプ装置およ
び膨張機等に適用可能なスクロール形流体機械に関する
。

（従来の技術） 第６図は従来のスクロール形圧縮機等のスクロル形流体
機械を示す断面図である。同図に示すように、ケーシン
グ１に固定された固定スクロール部材２の渦巻片３に、
旋回スクロール部材４の渦巻片５がかみ合った状態で、
旋回スクロール部材４が旋回駆動用偏心軸６に回転自在
に支持される。そして、モータＭの駆動により回転駆動
軸７が駆動して偏心軸６が偏心回転すると、旋回スクロ
ール部材４がオルダムリング１１により自転を防止され
た状態で回転駆動軸７の軸心回りに旋回運動する。これ
により、両スクロール部材２．４の渦巻片３，５間に形
成された各密閉室８が渦巻中心部に向って容積を縮小し
ながら移動していき、吸入口９から取り入れられた流体
が圧縮されて、吐出口１０から吐出される。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このようなスクロール形流体機械では、−船
釣に、金属材料をＮＣ加工してスクロール部材２．４が
製作される。そのため、多大な加工時間と費用が必要で
製作が困難であるという問題があった。

そこで、製作が簡単なプラスチック成形等の成形技術を
用いてスクロール部材２．４を形成しようという提案が
なされている。しかしながら、般にプラスチック成形に
よる成形体の加工精度は、ＮＣ加工による加工物の加工
精度よりも低く、特に上記従来のスクロール形流体機械
のように両スクロール部材２，４の形状および寸法が異
なっていると、プラスチック成形に使用される金型の精
度および成形条件等も両スクロール部材２．４によって
それぞれ異なってくるので、加工精度が低下するという
問題が生じる。

また、プラスチック成形による成形体は、一般に強度が
低く、強度面においても問題が生じる。

また、プラスチック成形では、一般に厚みの均一な厚肉
の成形体を形成することが困難で、第６図に示すような
旋回スクロール４を形成する場合、旋回スクロール４の
裏面側に凹部を形成する必要がある。しかしながら、旋
回スクロール４の裏面側に四部が形成されると、オルダ
ムリング１１に配されるグリース等の潤滑剤が上記凹部
内に入り込んで散逸してしまうという問題が生じる。

（発明の目的） この発明の第１の目的は、十分な加工精度を確保しなが
ら、簡単に製作できるスクロール形流体機械を提供する
ことである。

この発明の第２の目的は、上記第１の目的を達成した上
でさらに、十分な強度を確保できるスクロール形流体機
械を提供することである。

この発明の第３の目的は、上記第１の目的を達成した上
でさらに、潤滑剤の散逸が防止されるスクロール形流体
機械を提供することである。

（課題を解決するための手段） 請求項１記載の発明は、端板の一面側に渦巻片がそれぞ
れ突設された一対のスクロール部材の、それぞれの渦巻
片が相互にかみ合った状態で、刃側のスクロール部材が
他方側のスクロール部材に対して見かけ上自転しないよ
うに旋回運動するスクロール形流体機械であって、上記
第１の目的を達成するため、前記一対のスクロール部材
をそれぞれ成形体により構成するとともに、その一対の
スクロール部材のうち少なくとも端板を相互にほぼ同一
の形状および寸法に仕上げている。

請求項２記載の発明は、上記第２の目的を達成するるた
めに、請求項１記載の発明において、前記一対のスクロ
ール部材のそれぞれの端板の他面側に、それぞれ補強板
が固定されている。

また、請求項３記載の発明は、上記第２の目的を達成す
るために、請求項２記載の発明において、前記−刃側の
スクロール部材の端板に取付けられる補強板が、スラス
トプレートと、摺動プレートとにより構成されるととも
に、前記他方側のスクロール部材の端板に取付けられる
補強板が、スクロールカバーにより構成されている。

請求項４記載の発明は、上記第３の目的を達成するため
に、請求項１記載の発明において、前記一方側のスクロ
ール部材の端板の他面側全域がシール部材により被覆さ
れている。

請求項５記載の発明は、上記第３の目的を達成するため
に、請求項４記載の発明において、前記シール部材カー
前記端板の他面側外周に配置されるスラストプレートと
、他面側内周に配置される摺動プレートとで構成されて
いる。

請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、
前記一対のスクロール部材のそれぞれの端板の中央部に
、それぞれ同一＝ｊ法の穴が形成されて、その穴のうち
前記一方側のスクロール部材側に形成される穴が旋回駆
動用偏心軸を保持する軸受穴として使用されるとともに
、他方側のスクロール部材側に形成される穴が流体通過
口として使用されている。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例であるスクロール形流体機
械を示す断面図である。同図に示すように、略筒状のモ
ータケース２０内にはモータ２１が収容されるとともに
、モータケース２０の一端側開口はモータカイく−２２
により閉塞される。さらに、モータケース２０の他端側
聞口はシールブラケット２３により閉塞されるとともに
、そのシールブラケット２３の中央部にモータ２１の回
転駆動軸２４が貫通配置される。また、回転駆動軸２４
の先端には偏心軸２５が固定されており、この偏心軸２
５が回転駆動軸２４の回転に連動して偏心回転するよう
に構成される。

第２図および第３図はそれぞれ固定スクロール部材３０
を示す正面図および裏面図、第４図は第３図のＩＶ−Ｉ
Ｖ線断面図である。これらの図に示すように、固定スク
ロール部材３０は、射出成形等のプラスチック成形によ
る成形体により構成されている。すなわち、略円板状の
端板３１は薄肉で均一に仕上げられるとともに、中央に
貫通穴３２が形成される。さらに、端板３１の裏面側（
他面側）には径方向および周方向に沿ってそれぞれ複数
の補強用リブ３３が突設されて、各リブ３３により囲ま
れるようにして複数の四部が形成される。

さらに、端板３１の裏面側には内周から外周に向けて第
１ないし第４の取付穴３４〜３７がこの順で形成されて
いる。また、端板３１の表面側（−面側）には、インボ
リュートあるいはこれに近似する曲線状に仕上げられた
渦巻片３９が一体的に突設される。なお、固定スクロー
ル部材３０の寸法は、吐出圧等の要求される流体性能を
満足する範囲内で最少限に設定されている。

一方、旋回スクロール部材４０は、上記固定スクロール
部材３０に比べ、渦巻片３９以外は、同一の形状および
寸法に仕上げられている。すなわち、旋回スクロール部
材４０の渦巻片４９は、固定スクロール部材３０の渦巻
片３９に対し、渦巻方向が逆方向になるように左右対称
形状に仕上げられている。旋回スクロール部材４０のそ
の他の構成は、上記固定スクロール部材３０と同一であ
るため、相当部分を第２図ないし第４図に括弧付符号で
示し、その説明は省略する。

第１図に示すように、旋回スクロール部材４０の貫通穴
３２には、略筒状の軸受ケース５０が嵌合されるともに
、軸受ケース５０の鍔部に貫通された固着具５１が端板
３１の第１取付穴４４（第３図参照）に締結されて、軸
受ケース５ｏが旋回スクロール部材４０に固定される。

さらに、軸受ケース５０の一端側開口は軸受カバー５２
により閉塞される。

また、旋回スクロール部材４ｏの端板４１における裏面
側内周領域には、強度の大きな略円板状の摺動プレート
５３が配置されるとともに、摺動プレート５３を貫通す
る固着具５４が端板４１の第２取付穴４５（第３図参照
）に締結されて、摺動プレート５３が端板４１に固定さ
れる。さらに、端板４１の裏面側外周領域には、強度の
大きな略円板状のスラストプレート５５が配置されると
とともに、スラストプレート５５を貫通する固着具５６
が端板４１の第４取付穴４７に締結されて、スラストプ
レート５５が端板４１に固定される。

こうして摺動プレート５３およびスラストプレート５５
により端板４１の裏面側全域が被覆されるように構成さ
れている。

そして、旋回スクロール部材４０に取付けられた上記軸
受ケース５０が上記偏心軸２５に軸受２６を介して回転
自在に取付けられる。

一方、旋回スクロール部材４０とシールブラケット２３
との間にはオルダムリング６０を含む自転防止機構が配
設されている。自転防止機構において、１ｎ動プレート
５３のシールブラケット２３に対向する面には、第１図
紙面に向かって上下方向に沿って直線溝５３ａが形成さ
れるとともに、シールブラケット２３の旋回スクロール
部材４０に対向する面には、上記直線溝５３ａに直交す
る方向に沿って図示しない直線溝が形成される。また、
シールブラケット２３と摺動プレート５３との間に配設
されるオルダムリング６０には、その両面に上記両直線
溝５３ａにそれぞれ対応してオルダムキー６１（第１図
において一方側のみ示す）が突設されている。この−刃
側のオルダムキー６１がシールブラケット２３の直線溝
５３ａ内に摺動自在に収容される一方、他方側のオルダ
ムキー（図示省略）がシールブラケット２３の直線溝（
図示省略）に摺動自在に収容される。こうして、旋回ス
クロール部材４０がオルダムキー６１により自転防止さ
れた状態で、偏心軸２５の偏心回転に連動して回転駆動
軸２４の軸心回りに旋回運動するように構成されている
。

一方、旋回スクロール部材４０を内部に収容するように
して、略筒状のスクロールケーシング６２がモータケー
ス２０に固定されるとともに、スクロールケーシング６
２の胴部に貫通穴６３が形成される。

固定スクロール部材３０の裏面側には、強度の大きな略
円板状のスクロールカバー６４がその中央の貫通穴６４
ａを端板３１の貫通穴３２に臨ませた状態で配置される
。さらに、そのスクロールカバー６４を貫通する図示し
ない位置決めピンが端板３１の第３取付穴３６（第３図
参照）に挿通されて固定スクロール部材３０およびスク
ロールカバー６４間の位置決めが図られるとともに、ス
クロールカバー６４の外周部を貫通する固着具６６が端
板３１の第４取付穴３７（第３図参照）に締結されて、
固定スクロール部材３０がスクロールカバー６４に固定
される。そして、固定スクロール部材３０の渦巻片３９
が旋回スクロール部材４０の渦巻片４９にかみ合った状
態で、スクロールカバー６４の外周縁部がスクロールケ
ーシング６２に固定される。

このスクロール形流体機械においてブロア装置または圧
縮機として使用する場合には、スクロールケーシング６
２の貫通穴６３が吸入口となり、固定スクロール部材３
０の貫通穴３２およびスクロールカバー６４の貫通穴６
４ａがそれぞれ吐出口（流体通過口）となる。

すなわち、モータ２１の駆動により回転駆動軸２４を介
して偏心軸２５が偏心回転すると、第５Ａ図に示すよう
に、旋回スクロール部材４０は、固定スクロール部材３
０に対して姿勢を変えずに（見かけ上自転しないで）同
図時計方向に旋回運動する。これにより、両スクロール
部材３０．４０の渦巻片３９．４９間に形成された各密
閉室りがその容積を縮小しながら同方向に移動し、徐々
に、両スクロール部材３０．４０の中央部に導かれる。

その結果、第５Ｂ図に示すように、スクロールケーシン
グ６２の貫通穴（吸入口）６３から取り入れられた気体
は、徐々に圧縮されて後、貫通穴（吐出口）３２．６４
ａから吐出される。

なお、真空ポンプ装置として使用する場合には、貫通穴
３２．６４ａを大気に開放させた状態で、上記と同じ動
作を行わせて、貫通穴６３より吸引させればよい。また
、膨張機として使用する場合には、貫通穴３２．６４ａ
を吸入口、貫通穴６３を排出口として、旋回スクロール
部材４０を上記と逆方向（第５Ａ図反時計方向）に旋回
運動させればよい。

このスクロール形流体機械によれば、両スクロール部材
３０．４０をそれぞれプラスチック成形による成形体に
より構成しているため、加工時間および費用が低減して
製作が容易になる。

また、両スクロール部材３０．４０が、その渦巻片３９
．４９を除き同形状、同寸法に設定されているため、両
スクロール部材３０．４０を成形加工する際の両金型の
形状および寸法をほぼ同一に形成できるとともに、成形
条件も等しくすることができて、両スクロール部材３０
．４０を精度良く加工することができる。この場合、渦
巻片３９．４９は左右対称形状に設定されているため、
渦巻片３９．４９を成形加工するための金型を、反転さ
せて使用することにより、共通の金型を用いて両スクロ
ール部材３０．４０を形成することもてきる。この場合
には、加工精度がさらに向上することになる。

また、両スクロール部材３０．４０の寸法を、要求され
る流体性能を満足する範囲内で必要最少限に設定してい
るため、寸法が大きくなるに従って低下する加工精度の
、その低下が防止される。

また、旋回スクロール部材４０に剛性の高い摺動プレー
ト５３およびスラストプレート５５を固定するとともに
、固定スクロール部材３０を剛性の高いスクロールカバ
ー６４に固定しているため、成形体である両スクロール
部材３０．４０の強度が十分に確保されるとともに、両
スクロール部材３０．４０のソリ等の変形も防止できる
。

また、旋回スクロール部材４０の端板４１の裏面側全域
を摺動プレート５３およびスラストプレート５５により
被覆しているため、端板４１のリブ３３間に形成される
四部がすべて閉塞されて、オルダムリング６０の周辺部
に配設されるグリース等の潤滑剤が上記凹部に入り込ま
ず潤滑剤の散逸が防止される。しかも、旋回スクロール
部材４０の貫通穴４２周縁部も軸受ケース５０により被
覆されているので、貫通穴４２に上記潤滑剤が入り込ま
ず、この点においても潤滑剤の散逸が防止される。

また、固定スクロール部材３０および旋回スクロール部
材４０にそれぞれ同一寸法の貫通穴３２゜４２を形成し
、貫通穴３２を流体通過口として、また貫通穴４２を軸
受穴として使用しているので、両スクロール部材３０．
４０にそれぞれ異種の穴あけ加工を施す必要がなく、こ
の点でも両スクロール部材３０．４０を容易に製作する
ことができる。同様に両端板３１．４１に形成される取
付穴３４〜３７を固定スクロール側と旋回スクロール側
で必要に応じて選択使用するようにしているため、部材
の共通化が図られてこの点ても製作が容易になる。

なお、上記実施例においては、両スクロール部材３０．
４０を射出成形により形成するようにしているが、その
他の成形加工により形成してもよく、例えばアルミダイ
カスト方法により形成するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上のように、請求項１記載のスクロール形流体機械に
よれば、両スクロール部材を成形体により構成するとと
もに、少なくとも端板をほぼ同一の形状および寸法に仕
上げているため、簡単に製造できるとともに、十分な加
工精度を確保できるという第１の効果が得られる。

請求項２または３記載のスクロール形流体機械によれば
、一方側のスクロール部材の端板の他面側に、摺動プレ
ートおよびスラストプレート等の補強板が固定されると
ともに、他方側のスクロール部材の他面側にスクロール
カバー等の補強板が固定されているため、上記第１の効
果を達成した上でさらに、十分な強度を確保できるとい
う第２の効果が得られる。

請求項４または５記載のスクロール形流体機械によれば
、一方側のスクロール部材の端板の他面側全域に、摺動
プレートおよびスラストプレート等のシール部材が取付
けられているため、上記第１の効果を達成した上でさら
に、端板の他面側に形成される凹部が閉塞されて、その
凹部に潤滑剤が入り込まず、潤滑剤の散逸が防止される
という第３の効果が得られる。

請求項６記載のスクロール形流体機械によれば、両スク
ロール部材の端板の中央部に同一寸法の穴を形成して一
方側を軸受穴として使用するとともに、他方側を流体通
過口として使用するようにしているため、上記第１の効
果を達成した上でさらに、部材の共通化が図られて一層
製作が容易になるという第４の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるスクロール形流体機
械を示す側断面図、第２図および第３図はそれぞれ固定
（旋回）スクロール部材を示す正面図および裏面図、第
４図は第３図のＩＶ−ｒＶ線断面図、第５Ａ図および第
５Ｂ図はそれぞれ上記一実施例のスクロール形流体機械
の動作を説明するための断面図、第６図は従来のスクロ
ール形流体機械を示す側断面図である。 ３０・・・固定スクロール部材、　３１・・・端板、３
２・・・貫通穴、　　　　　　　３９・・・渦巻片、４
０・・・旋回スクロール部材、　４１・・・端板、４２
・・・貫通穴、　　　　　　　４９・・渦巻片５３・・
摺動プレート、 ５５・・スラストプレート、 ６４・・・スクロールカバー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）端板の一面側に渦巻片がそれぞれ突設された一対
   のスクロール部材の、それぞれの渦巻片が相互にかみ合
   った状態で、一方側のスクロール部材が他方側のスクロ
   ール部材に対して見かけ上自転しないように旋回運動す
   るスクロール形流体機械において、 前記一対のスクロール部材をそれぞれ成形体により構成
   するとともに、その一対のスクロール部材のうち少なく
   とも端板を相互にほぼ同一の形状および寸法に仕上げた
   ことを特徴とするスクロール形流体機械。 （２）前記一対のスクロール部材のそれぞれの端板の他
   面側に、それぞれ補強板が固定された請求項１記載のス
   クロール形流体機械。 （３）前記一方側のスクロール部材の端板に取付けられ
   る補強板が、スラストプレートと、摺動プレートとによ
   り構成されるとともに、前記他方側のスクロール部材の
   端板に取付けられる補強板が、スクロールカバーにより
   構成される請求項２記載のスクロール形流体機械。 （４）前記一方側のスクロール部材の端板の他面側全域
   がシール部材により被覆される請求項１記載のスクロー
   ル形流体機械。 （５）前記シール部材が、前記端板の他面側外周に配置
   されるスラストプレートと、他面側内周に配置される摺
   動プレートとで構成される請求項４記載のスクロール形
   流体機械。 （８）前記一対のスクロール部材のそれぞれの端板の中
   央部に、それぞれ同一寸法の穴が形成されて、その穴の
   うち前記一方側のスクロール部材側に形成される穴が旋
   回駆動用偏心軸を保持する軸受穴として使用されるとと
   もに、他方側のスクロール部材側に形成される穴が流体
   通過口に仕上げられる請求項１記載のスクロール形流体
   機械。