JPH03222801A - スクロール流体機械 - Google Patents
スクロール流体機械Info
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- JPH03222801A JPH03222801A JP2163229A JP16322990A JPH03222801A JP H03222801 A JPH03222801 A JP H03222801A JP 2163229 A JP2163229 A JP 2163229A JP 16322990 A JP16322990 A JP 16322990A JP H03222801 A JPH03222801 A JP H03222801A
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- scroll
- oscillating
- drive shaft
- bearing
- oscillating scroll
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/02—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
- F01C1/0207—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
- F01C1/0215—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C17/00—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
- F01C17/06—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
- F01C17/066—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements with an intermediate piece sliding along perpendicular axes, e.g. Oldham coupling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
- F01C21/003—Systems for the equilibration of forces acting on the elements of the machine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2240/00—Components
- F04C2240/80—Other components
- F04C2240/807—Balance weight, counterweight
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C23/008—Hermetic pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
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。
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関し、更に詳細には揺動
スクロールに生ずる遠心力相殺手段並びに渦巻壁間の半
径方向隙間のシールおよびリリーフ手段に関する。
スクロールに生ずる遠心力相殺手段並びに渦巻壁間の半
径方向隙間のシールおよびリリーフ手段に関する。
（従来の技術）
第６図はスクロール流体機械の原理説明図であり、１０
は固定スクロール、１１は揺動スクロール、Ｃは両スク
ロール１０．１１の間に形成される圧縮室、１０１は吐
出口をそれぞれ示している。
は固定スクロール、１１は揺動スクロール、Ｃは両スク
ロール１０．１１の間に形成される圧縮室、１０１は吐
出口をそれぞれ示している。
固定スクロール１０及び揺動スクロール１１は合板の片
面に同一形状の渦巻壁を有し、渦を壁の形体はよく知ら
れているようにインボリュートあるいは円弧等を組み合
せたものである。スクロール流体機械を圧縮機として用
いた場合を考えると、固定スクロール１０は空間に対し
て静止しており、揺動スクロール１１は固定スクロール
ＩＯと図のように組み合わされてその姿勢を空間に対し
て変化させない回転運動即ち揺動運動を所定のクランク
半径（揺動半径）で行ない、第６図の０９．９０°、１
８０°、２７０°のように運動する。揺動スクロール１
１の運動に伴なって、固定スクロール１０及び揺動スク
ロール１１の間に形成される三日月状の圧縮室Ｃは順次
その容積を滅し、圧縮室Ｃに取り込まれたガスは圧縮さ
れて吐出口１０１から吐出される。スクロール流体機械
の作動原理は以上のようである。
面に同一形状の渦巻壁を有し、渦を壁の形体はよく知ら
れているようにインボリュートあるいは円弧等を組み合
せたものである。スクロール流体機械を圧縮機として用
いた場合を考えると、固定スクロール１０は空間に対し
て静止しており、揺動スクロール１１は固定スクロール
ＩＯと図のように組み合わされてその姿勢を空間に対し
て変化させない回転運動即ち揺動運動を所定のクランク
半径（揺動半径）で行ない、第６図の０９．９０°、１
８０°、２７０°のように運動する。揺動スクロール１
１の運動に伴なって、固定スクロール１０及び揺動スク
ロール１１の間に形成される三日月状の圧縮室Ｃは順次
その容積を滅し、圧縮室Ｃに取り込まれたガスは圧縮さ
れて吐出口１０１から吐出される。スクロール流体機械
の作動原理は以上のようである。
第７図は従来のスクロール流体機械を用いた圧縮機の断
面図であり、１０は固定スクロール、１１は背面に揺動
軸１１２を持つ揺動スクロール、１２は揺動軸１１２を
揺動軸受２３を介して偏心して設けられた揺動軸受穴１
２１に嵌入されると共にバランスウェイト１２２と一体
となった駆動軸、１３は駆動軸１２と一体となった電動
機ロータ、１４は電動機ステータ、１５．１６は軸受支
え、１７はシェル、１８はシェル１７に設けられた吸入
管、１９は同しくシェル１７に設けられた吐出管、２０
は吐出管１９の先端に設けられた吐出マフラ、２１は吐
出口１０１に設けられた逆止弁、２２は揺動スクロール
１１の自転を防止し、固定スクロールＩＯと揺動スクロ
ール１１の角度位置を保つオルダムリング、２４は駆動
軸１２と軸受支え工６との摩擦を減少させるために設け
られた主軸受、２５は駆動軸１２の電動機側を支持する
副軸受、２６は圧縮室Ｃの内圧と揺動スクロール１１の
自重を受ける環状のスラスト軸受、２７はスクロール１
０．１１の渦巻壁端面のチンプシール溝に嵌入されたチ
ンプシール、２８はフォーミング防止板、２９はロータ
１３の下部に取付けられたバランサ、３０は駆動軸１２
の下部に取付けられた油ポンプである。
面図であり、１０は固定スクロール、１１は背面に揺動
軸１１２を持つ揺動スクロール、１２は揺動軸１１２を
揺動軸受２３を介して偏心して設けられた揺動軸受穴１
２１に嵌入されると共にバランスウェイト１２２と一体
となった駆動軸、１３は駆動軸１２と一体となった電動
機ロータ、１４は電動機ステータ、１５．１６は軸受支
え、１７はシェル、１８はシェル１７に設けられた吸入
管、１９は同しくシェル１７に設けられた吐出管、２０
は吐出管１９の先端に設けられた吐出マフラ、２１は吐
出口１０１に設けられた逆止弁、２２は揺動スクロール
１１の自転を防止し、固定スクロールＩＯと揺動スクロ
ール１１の角度位置を保つオルダムリング、２４は駆動
軸１２と軸受支え工６との摩擦を減少させるために設け
られた主軸受、２５は駆動軸１２の電動機側を支持する
副軸受、２６は圧縮室Ｃの内圧と揺動スクロール１１の
自重を受ける環状のスラスト軸受、２７はスクロール１
０．１１の渦巻壁端面のチンプシール溝に嵌入されたチ
ンプシール、２８はフォーミング防止板、２９はロータ
１３の下部に取付けられたバランサ、３０は駆動軸１２
の下部に取付けられた油ポンプである。
次に、第７図に示されたスクロール圧縮機の動作を説明
する。電動機ステータ１４に通電されると電動機ロータ
１３はトルクを発生し、駆動軸１２と共に回転する。従
って、揺動軸受穴１２１に嵌入された揺動軸受２３を介
して揺動軸１１２に回転力が伝えられ、揺動スクロール
１１はオルダムリング２２にガイドされて自転すること
なく揺動運動を行い、第６図に示されるような圧縮作用
が行われる。各スクロール１０．１１の渦巻壁の先端に
おいては、チ、ブンール２７が軸方向の隙間を密封する
ことにより高圧の圧縮室Ｃから低圧の圧縮室Ｃへのガス
の径方向漏れを防止する。
する。電動機ステータ１４に通電されると電動機ロータ
１３はトルクを発生し、駆動軸１２と共に回転する。従
って、揺動軸受穴１２１に嵌入された揺動軸受２３を介
して揺動軸１１２に回転力が伝えられ、揺動スクロール
１１はオルダムリング２２にガイドされて自転すること
なく揺動運動を行い、第６図に示されるような圧縮作用
が行われる。各スクロール１０．１１の渦巻壁の先端に
おいては、チ、ブンール２７が軸方向の隙間を密封する
ことにより高圧の圧縮室Ｃから低圧の圧縮室Ｃへのガス
の径方向漏れを防止する。
吸入管１８からシェル１７内に流入するガスは電動機ロ
ータ１３及び電動機ステータ１４等を冷却した後圧縮室
Ｃに取込まれて圧縮され、吐出口１０１を経て吐出管１
９から排出される。
ータ１３及び電動機ステータ１４等を冷却した後圧縮室
Ｃに取込まれて圧縮され、吐出口１０１を経て吐出管１
９から排出される。
上述した従来スクロール圧縮機においては、駆動軸１２
に対して揺動スクロール１１が偏心して設けられており
、このような回転機械では偏心部分に作用する遠心力を
キャンセルするためにバランスウェイト１２２を取付け
る必要があるが、バランスウェイト１２２はその性質上
偏心部分と同期して軸の回転中心のまわりに回転しなけ
ればならないので、駆動軸１２又は電動機ロータ１３に
取付けられるのが一般的である。第８図は第７図に示さ
れる圧１１機の要部拡大図であり、揺動スクロール１１
に発生した遠心力は揺動軸受２３を介して駆動軸１２に
伝えられ、駆動軸１２と一体となったバランスウェイト
１２２によって相殺される。従って、揺動軸受２３は揺
動スクロール１１の遠心力負荷を受けながら作動し、遠
心力負荷が揺動軸受２３の軸受損失に関与することにな
る。
に対して揺動スクロール１１が偏心して設けられており
、このような回転機械では偏心部分に作用する遠心力を
キャンセルするためにバランスウェイト１２２を取付け
る必要があるが、バランスウェイト１２２はその性質上
偏心部分と同期して軸の回転中心のまわりに回転しなけ
ればならないので、駆動軸１２又は電動機ロータ１３に
取付けられるのが一般的である。第８図は第７図に示さ
れる圧１１機の要部拡大図であり、揺動スクロール１１
に発生した遠心力は揺動軸受２３を介して駆動軸１２に
伝えられ、駆動軸１２と一体となったバランスウェイト
１２２によって相殺される。従って、揺動軸受２３は揺
動スクロール１１の遠心力負荷を受けながら作動し、遠
心力負荷が揺動軸受２３の軸受損失に関与することにな
る。
また、高速運転により遠心力が大きくなると、揺動軸受
２３内での揺動軸１１２の軸心は揺動半径が増える方向
へのずれが大きくなり、揺動スクロール１１と固定スク
ロール１０の渦巻壁面同士の接触が起きることになる。
２３内での揺動軸１１２の軸心は揺動半径が増える方向
へのずれが大きくなり、揺動スクロール１１と固定スク
ロール１０の渦巻壁面同士の接触が起きることになる。
−度、渦巻壁側面が接触し始めると、遠心力は渦巻壁側
面に作用し、その渦巻壁側面に摺動損失が発生する。渦
巻壁側面の摩擦係数は揺動軸受２３に比べて大きいので
、渦巻壁側面の摺動損失は大きなものとなる。また、液
圧縮などで圧縮室内に異常高圧が発生したときには、隙
間をあけてこの圧力を逃がすことができないので、高圧
による負荷が軸受にかかり、軸受の損傷を引き起こすこ
とがある。
面に作用し、その渦巻壁側面に摺動損失が発生する。渦
巻壁側面の摩擦係数は揺動軸受２３に比べて大きいので
、渦巻壁側面の摺動損失は大きなものとなる。また、液
圧縮などで圧縮室内に異常高圧が発生したときには、隙
間をあけてこの圧力を逃がすことができないので、高圧
による負荷が軸受にかかり、軸受の損傷を引き起こすこ
とがある。
このように、揺動半径が可変でない固定クランりでバラ
ンスウェイ）１２２を駆動軸１２に取付ける常套的方式
では、■通常運転時、遠心力負荷が揺動軸受２３の軸受
損失を増大させる、■高速運転での各スクロール１０．
１１の渦巻壁側面間の接触時に壁面摺動損失が大きい、
■異常内圧に対するリリーフ機能がない、という三つの
面で問題があった。
ンスウェイ）１２２を駆動軸１２に取付ける常套的方式
では、■通常運転時、遠心力負荷が揺動軸受２３の軸受
損失を増大させる、■高速運転での各スクロール１０．
１１の渦巻壁側面間の接触時に壁面摺動損失が大きい、
■異常内圧に対するリリーフ機能がない、という三つの
面で問題があった。
上記■の欠点を回避するため、半径方向に柔軟な機械的
リンク機構を駆動軸と揺動スクロールの間に構成し、こ
のリンク機構にバランスウェイトを取り付ける、いわゆ
るスイング・リンク方式が提案されている。第９図は例
えば特公昭５８４９８７５号公報に示されたスイング・
リンク方式の例であり、（Ａ）図は主要部の縦断面図、
（Ｂ）図は横断面図である。図において、駆動軸１２ａ
は軸受支え１６ａにボールベアリング２４ａを介して回
転自在に支持され、駆動軸１２ａ上には偏心位置で駆動
ピン４２ａが立設され、駆動ピン４２ａの中心０３のま
わりにブツシュ４１ａが回転自在に設けられており、ブ
ツシュ４１ａの周囲にはニードルベアリング２３ａを介
して揺動スクロールｌｌａのボス部１１１ａが設けられ
ている。また、軸受支え１６ａと揺動スクロールｌｌａ
の間には回転阻止機構２６ａが設けられ、バランスウェ
イト４１１ａはブツシュ４１ａと一体に形成されている
。この場合、駆動軸１２ａの回転は駆動ピン４２ａ、ブ
ツシュ４１ａ、ニードルベアリング２３ａを介して揺動
スクロールｌｌａに伝えられ、揺動スクロールｌｌａは
回転阻止機構２６ａに回転を阻止されて揺動する。この
ときのクランク半径（揺動半径）は、駆動軸１２ａの中
心０１ と揺動スクロールｌｌａの中心即ちブツシュ４
１ａの中心０８との距離Ｒｒであり、揺動スクロール１
１ａに生じる遠心力Ｆｃはブツシュ４１ａと一体のバラ
ンスウェイト４１１ａにより相殺される。
リンク機構を駆動軸と揺動スクロールの間に構成し、こ
のリンク機構にバランスウェイトを取り付ける、いわゆ
るスイング・リンク方式が提案されている。第９図は例
えば特公昭５８４９８７５号公報に示されたスイング・
リンク方式の例であり、（Ａ）図は主要部の縦断面図、
（Ｂ）図は横断面図である。図において、駆動軸１２ａ
は軸受支え１６ａにボールベアリング２４ａを介して回
転自在に支持され、駆動軸１２ａ上には偏心位置で駆動
ピン４２ａが立設され、駆動ピン４２ａの中心０３のま
わりにブツシュ４１ａが回転自在に設けられており、ブ
ツシュ４１ａの周囲にはニードルベアリング２３ａを介
して揺動スクロールｌｌａのボス部１１１ａが設けられ
ている。また、軸受支え１６ａと揺動スクロールｌｌａ
の間には回転阻止機構２６ａが設けられ、バランスウェ
イト４１１ａはブツシュ４１ａと一体に形成されている
。この場合、駆動軸１２ａの回転は駆動ピン４２ａ、ブ
ツシュ４１ａ、ニードルベアリング２３ａを介して揺動
スクロールｌｌａに伝えられ、揺動スクロールｌｌａは
回転阻止機構２６ａに回転を阻止されて揺動する。この
ときのクランク半径（揺動半径）は、駆動軸１２ａの中
心０１ と揺動スクロールｌｌａの中心即ちブツシュ４
１ａの中心０８との距離Ｒｒであり、揺動スクロール１
１ａに生じる遠心力Ｆｃはブツシュ４１ａと一体のバラ
ンスウェイト４１１ａにより相殺される。
従って、揺動スクロールｌｌａに作用するガス力の周方
向成分をＦｇθ、半径方向成分をＦｇｒとすると、Ｆｓ
＝Ｆｇθ・ｔａａφ−Ｆｇｒという力がｏ、０３間のリ
ンク機構をクランク半径Ｒｒが増加する方向へ引っ張る
ことになる。この力は固定スクロールと揺動スクロール
ｌｌａの両渦巻壁の接点において支持されるので、壁面
間の押付力となる。ただし、φは９０°（直線０１ ｏ
２と直線０□０．のなす角） である。
向成分をＦｇθ、半径方向成分をＦｇｒとすると、Ｆｓ
＝Ｆｇθ・ｔａａφ−Ｆｇｒという力がｏ、０３間のリ
ンク機構をクランク半径Ｒｒが増加する方向へ引っ張る
ことになる。この力は固定スクロールと揺動スクロール
ｌｌａの両渦巻壁の接点において支持されるので、壁面
間の押付力となる。ただし、φは９０°（直線０１ ｏ
２と直線０□０．のなす角） である。
このスイング・リンク方式によれば、スクロールの両渦
巻壁は常に接触することになるが、渦巻壁側面で支持さ
れる力は遠心力に無関係なので、回転数に依存せず、高
速で運転しても渦巻壁側面の摺動損失は増大しない、し
かし、揺動スクロールｌｌａに生じる遠心力はブツシュ
４１ａと一体になったバランスウェイト４１１ａにより
釣り合せることになるので、この二つの部品の間で揺動
軸受として作動するニードルベアリング２３ａに遠心力
負荷がかかることは第７図及び第８図に示したものと変
わりはなく、前述の■の課題は解決されていない、また
、壁面の押付は力がガスの圧力に由来するので、異常高
圧発生時には半径方向隙間がシールされ、リリーフのた
めに隙間から圧力を逃がしてやることはできない、すな
わち、前述の■の問題も解消されていない。
巻壁は常に接触することになるが、渦巻壁側面で支持さ
れる力は遠心力に無関係なので、回転数に依存せず、高
速で運転しても渦巻壁側面の摺動損失は増大しない、し
かし、揺動スクロールｌｌａに生じる遠心力はブツシュ
４１ａと一体になったバランスウェイト４１１ａにより
釣り合せることになるので、この二つの部品の間で揺動
軸受として作動するニードルベアリング２３ａに遠心力
負荷がかかることは第７図及び第８図に示したものと変
わりはなく、前述の■の課題は解決されていない、また
、壁面の押付は力がガスの圧力に由来するので、異常高
圧発生時には半径方向隙間がシールされ、リリーフのた
めに隙間から圧力を逃がしてやることはできない、すな
わち、前述の■の問題も解消されていない。
（発明が解決しようとする課題）
このように従来のスクロール流体機械においては、高速
における固定スクロールと揺動スクロールの両渦巻壁側
面間の摺動損失の増大は回避することができるが、揺動
軸受部に遠心力負荷が作用することによる軸受損失の増
大を抑制することはできず、また異常高圧が発生したと
き圧力を逃がしてリリーフすることもできなかった。
における固定スクロールと揺動スクロールの両渦巻壁側
面間の摺動損失の増大は回避することができるが、揺動
軸受部に遠心力負荷が作用することによる軸受損失の増
大を抑制することはできず、また異常高圧が発生したと
き圧力を逃がしてリリーフすることもできなかった。
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決するために
なされたものであり、スクロールの渦巻壁側面および揺
動スクロールの揺動軸受部のいずれにも遠心力が作用す
ることがなく、また異常高圧発生時には半径方向隙間を
開いて、内圧を逃がすことができる半径方向シール・リ
リーフ手段を備えるスクロール流体機械を提供すること
にある。
なされたものであり、スクロールの渦巻壁側面および揺
動スクロールの揺動軸受部のいずれにも遠心力が作用す
ることがなく、また異常高圧発生時には半径方向隙間を
開いて、内圧を逃がすことができる半径方向シール・リ
リーフ手段を備えるスクロール流体機械を提供すること
にある。
（課題を解決するための手段）
本発明のスクロール流体機械は、偏心部を有し、この偏
心部によって揺動軸受を介して揺動スクロール側を揺動
させる駆動軸と、駆動軸にその偏心部と反対側に偏心し
かつ径方向に余裕をもって連結され、揺動スクロール側
に発生する遠心力の少なくとも一部と平衡すると共に、
径方向の動きを揺動スクロール側によって拘束されるバ
ランスウェイトを設けたことを特徴とする。
心部によって揺動軸受を介して揺動スクロール側を揺動
させる駆動軸と、駆動軸にその偏心部と反対側に偏心し
かつ径方向に余裕をもって連結され、揺動スクロール側
に発生する遠心力の少なくとも一部と平衡すると共に、
径方向の動きを揺動スクロール側によって拘束されるバ
ランスウェイトを設けたことを特徴とする。
また、本発明のスクロール流体機械は、駆動軸と揺動ス
クロールとの間に、駆動軸に対して径方向に移動可能で
、ばねなどにより径方向外向きに押圧された揺動ブツシ
ュを配置したことを特徴とする。
クロールとの間に、駆動軸に対して径方向に移動可能で
、ばねなどにより径方向外向きに押圧された揺動ブツシ
ュを配置したことを特徴とする。
（作 用）
本発明のスクロール流体機械において、バランスウェイ
トは、駆動軸により常に揺動スクロールと対称の位置に
来るように回転させられて、揺動スクロールに生ずる遠
心力の全部若しくは一部と平衡する。その径方向の位置
は、揺動スクロールまたは揺動スクロールと一体となっ
て揺動運動する部品によって規制され、遠心力と遠心力
を相殺する力とは、バランスウェイトとバランスウェイ
トを径方向に拘束する部品との接触点を介して作用し合
う。さらに、この発明において、揺動ブツシュはその中
心と駆動軸中心との距離が揺動スクロールの揺動半径と
なり、押圧手段により径方向外向きに押付けられること
により、回転中の渦巻壁間の径方向隙間をゼロにする。
トは、駆動軸により常に揺動スクロールと対称の位置に
来るように回転させられて、揺動スクロールに生ずる遠
心力の全部若しくは一部と平衡する。その径方向の位置
は、揺動スクロールまたは揺動スクロールと一体となっ
て揺動運動する部品によって規制され、遠心力と遠心力
を相殺する力とは、バランスウェイトとバランスウェイ
トを径方向に拘束する部品との接触点を介して作用し合
う。さらに、この発明において、揺動ブツシュはその中
心と駆動軸中心との距離が揺動スクロールの揺動半径と
なり、押圧手段により径方向外向きに押付けられること
により、回転中の渦巻壁間の径方向隙間をゼロにする。
（実施例）
以下、本発明のスクロール流体機械を添付図面に示され
た実施例について更に詳細に説明する。
た実施例について更に詳細に説明する。
第１図は本発明のスクロール流体機械を用いた第１の実
施例のスクロール圧縮機を示す要部縦断面図である。第
１図において、１１は揺動スクロール、３１は揺動スク
ロール１１と一体となって揺動するリング状のバランサ
ーガイド、３２は中央に揺動軸受２３を備えた背面板で
、揺動軸受２３は駆動軸１２の偏心部１２ａと嵌合して
いる。
施例のスクロール圧縮機を示す要部縦断面図である。第
１図において、１１は揺動スクロール、３１は揺動スク
ロール１１と一体となって揺動するリング状のバランサ
ーガイド、３２は中央に揺動軸受２３を備えた背面板で
、揺動軸受２３は駆動軸１２の偏心部１２ａと嵌合して
いる。
３５は軸受支え、２２は背面板３２及びバランサーガイ
ド３１を介して揺動スクロール１１の自転を防止して姿
勢を規正するオルダムリング、２４は軸受支え３５と駆
動軸１２との間に設けられた主軸受、２６は各スクロー
ル１０．１１によって形成される圧縮室内ガス圧による
軸方向力等を受けるスラスト軸受、３６は軸受支え３５
と駆動軸１２間に設けられたスラスト軸受、３４はリン
グ状のバランサーガイド３１内に位置するバランスウェ
イト３３と駆動軸１２をバランスウェイトの中心と駆動
軸偏心部１２ａの中心との間で連結してクランクを形成
するクランクピンであり、バランスウェイト３３は偏心
部１２ａと反対側に偏心すると共にクランクピン３４と
径方向に余裕を持って連結されており、バランサーガイ
ド３１によって径方向位置を拘束されながら、駆動軸Ｉ
２によってクランクピン３４を介して回転させられ、揺
動スクロール３１に作用する遠心力と平衡する。
ド３１を介して揺動スクロール１１の自転を防止して姿
勢を規正するオルダムリング、２４は軸受支え３５と駆
動軸１２との間に設けられた主軸受、２６は各スクロー
ル１０．１１によって形成される圧縮室内ガス圧による
軸方向力等を受けるスラスト軸受、３６は軸受支え３５
と駆動軸１２間に設けられたスラスト軸受、３４はリン
グ状のバランサーガイド３１内に位置するバランスウェ
イト３３と駆動軸１２をバランスウェイトの中心と駆動
軸偏心部１２ａの中心との間で連結してクランクを形成
するクランクピンであり、バランスウェイト３３は偏心
部１２ａと反対側に偏心すると共にクランクピン３４と
径方向に余裕を持って連結されており、バランサーガイ
ド３１によって径方向位置を拘束されながら、駆動軸Ｉ
２によってクランクピン３４を介して回転させられ、揺
動スクロール３１に作用する遠心力と平衡する。
第２図は上記各部材の分解斜視図を示し、バランスウェ
イト３３は偏平な円柱形をしており、その中心孔３３ａ
にこれより若干径が小さいクランクピン３４の連結部３
４ａを挿入されて駆動されることにより、揺動スクロー
ル１１の偏心方向とは対称に位置しながら公転する。こ
のとき、バランスウェイト３３の公転半径はクランクピ
ン３４で：よなく外側のバランサーガイド３１によって
規定される。一方、揺動スクロール１１はバランサーガ
イド３１及び背面板３２と一体となっており、駆動軸１
２の回転によりその偏心部１２ａも回転し、これに応し
て揺動スクロール１１は揺動する。
イト３３は偏平な円柱形をしており、その中心孔３３ａ
にこれより若干径が小さいクランクピン３４の連結部３
４ａを挿入されて駆動されることにより、揺動スクロー
ル１１の偏心方向とは対称に位置しながら公転する。こ
のとき、バランスウェイト３３の公転半径はクランクピ
ン３４で：よなく外側のバランサーガイド３１によって
規定される。一方、揺動スクロール１１はバランサーガ
イド３１及び背面板３２と一体となっており、駆動軸１
２の回転によりその偏心部１２ａも回転し、これに応し
て揺動スクロール１１は揺動する。
第３図（ａ）〜第３図（均はバランスウェイト３３の動
作説明図であり、バランスウェイト３３に生しる遠心力
Ｆｃｂはバランサーガイド３１との接触点に作用し、揺
動スクロール１１に生じる遠心力Ｆｃと平衡する。バラ
ンスウェイト３３はその外周面とバランサーガイド３１
の内周面との摩擦力と、その中心孔３３ａとクランクピ
ン３４の連結部３４ａとの摩擦力との差により自転する
ので、その運動はバランサーガイド３１の内周を若干の
すべりを伴ないながらころがり的に回転する。即ち、遠
心力平衡力が作用する部分が従来は揺動軸受であるため
に軸１回転に１回のすべりを伴っていたのに対して、こ
の実施例ではころがり的になる。
作説明図であり、バランスウェイト３３に生しる遠心力
Ｆｃｂはバランサーガイド３１との接触点に作用し、揺
動スクロール１１に生じる遠心力Ｆｃと平衡する。バラ
ンスウェイト３３はその外周面とバランサーガイド３１
の内周面との摩擦力と、その中心孔３３ａとクランクピ
ン３４の連結部３４ａとの摩擦力との差により自転する
ので、その運動はバランサーガイド３１の内周を若干の
すべりを伴ないながらころがり的に回転する。即ち、遠
心力平衡力が作用する部分が従来は揺動軸受であるため
に軸１回転に１回のすべりを伴っていたのに対して、こ
の実施例ではころがり的になる。
なお、０゜は駆動軸１２の中心、０１ は揺動スクロー
ル１１の中心、０２はバランスウェイト３３の中心であ
る。又、圧縮機としての他の部分の構成及び動作は従来
と同様である。
ル１１の中心、０２はバランスウェイト３３の中心であ
る。又、圧縮機としての他の部分の構成及び動作は従来
と同様である。
上述の第１の実施例においては、揺動スクロール１１と
一体のバランサーガイド３１とバランスウェイト３３が
直接接触して遠心力の相殺を行うので、揺動軸受２３に
遠心力負荷が加わらず、軸受損失が軽減される。又、揺
動スクロール１１と固定スクロール１０の渦巻壁側面が
接触した場合にも、接触点に遠心力負荷が加わらないの
で、高速運転時の壁面摺動損失が軽減される。
一体のバランサーガイド３１とバランスウェイト３３が
直接接触して遠心力の相殺を行うので、揺動軸受２３に
遠心力負荷が加わらず、軸受損失が軽減される。又、揺
動スクロール１１と固定スクロール１０の渦巻壁側面が
接触した場合にも、接触点に遠心力負荷が加わらないの
で、高速運転時の壁面摺動損失が軽減される。
第４図、第５図（ａ）〜第５図（Ｃ）には本発明のスク
ロール流体機械を用いた第２の実施例のスクロール圧縮
機が示されている。第４図および第５図（ａｌ〜第５図
（Ｃ１において、３７は駆動軸Ｉ２と揺動スクロール１
１の間に介在し揺動半径を増減する揺動ブツシュ、３８
は駆動軸１２に対して揺動プッノユ３７を径方向外側へ
押付けるばねをそれぞれ示している。なお、他はの構成
にっていは第１図に示された第１の実施例および第７図
に示された従来のスクロール圧縮機と同しであるので同
一の符号を付してその説明を省略するが、クランクビン
３４については揺動ブツシュ３７に嵌め込まれて、バラ
ンスウェイト３３と駆動軸１２とをバランスウェイト３
３の中心と駆動軸偏心部１２ａの中心との間で連結して
クランクを形成する。
ロール流体機械を用いた第２の実施例のスクロール圧縮
機が示されている。第４図および第５図（ａｌ〜第５図
（Ｃ１において、３７は駆動軸Ｉ２と揺動スクロール１
１の間に介在し揺動半径を増減する揺動ブツシュ、３８
は駆動軸１２に対して揺動プッノユ３７を径方向外側へ
押付けるばねをそれぞれ示している。なお、他はの構成
にっていは第１図に示された第１の実施例および第７図
に示された従来のスクロール圧縮機と同しであるので同
一の符号を付してその説明を省略するが、クランクビン
３４については揺動ブツシュ３７に嵌め込まれて、バラ
ンスウェイト３３と駆動軸１２とをバランスウェイト３
３の中心と駆動軸偏心部１２ａの中心との間で連結して
クランクを形成する。
このような第２の実施例に係るスクロール圧縮機による
と、第５図（ａ）〜第５１１ｉＮ（Ｃ）に明瞭に示され
るように、揺動ブツシュ３７は、駆動軸１２に対して径
方向に移動可能にとり付けられており、ばね３８によっ
て径方向外向きに押圧されている。
と、第５図（ａ）〜第５１１ｉＮ（Ｃ）に明瞭に示され
るように、揺動ブツシュ３７は、駆動軸１２に対して径
方向に移動可能にとり付けられており、ばね３８によっ
て径方向外向きに押圧されている。
従って、揺動スクロール１１は渦巻壁側面同士が接触し
て、径方向すき間がゼロになる揺動半径で揺動する。こ
のとき、揺動スクロール及び揺動スクロールと一体とな
って揺動する部品群に作用する遠心力Ｆｃは、揺動する
部品群内でＦｅｂにより相殺されるので、渦巻壁側面に
は作用しない。壁面の押付は力Ｆｓ は、ばねによる力
Ｆｓｐとガス圧による力の径方向成分Ｆｇｒの差となる
ので、Ｆｓ＝ Ｆｓｐ −Ｆｇｒ となる。
て、径方向すき間がゼロになる揺動半径で揺動する。こ
のとき、揺動スクロール及び揺動スクロールと一体とな
って揺動する部品群に作用する遠心力Ｆｃは、揺動する
部品群内でＦｅｂにより相殺されるので、渦巻壁側面に
は作用しない。壁面の押付は力Ｆｓ は、ばねによる力
Ｆｓｐとガス圧による力の径方向成分Ｆｇｒの差となる
ので、Ｆｓ＝ Ｆｓｐ −Ｆｇｒ となる。
（発明の効果）
以上説明したように本発明のスクロール流体機械によれ
ば、揺動スクロールに生しる遠心力を相殺するためのバ
ランスウェイトが横動スクロール若しくは揺動スクロー
ルと一体となって揺動運動する部品とのみ半径方向に拘
束されるようにし、直接揺動スクロール側に遠心力平衡
力が作用するようにしたので、揺動軸受の軸受負荷から
遠心力骨が除去され、軸受損失が軽減される。また、本
発明のスクロール流体機械によれば、駆動軸に対しで径
方向に移動可能で外向きに押圧される揺動ブツシュを介
して揺動スクロールを駆動するようにしたので、渦巻壁
側面間の半径方向隙間について押付力が回転数に依存し
ないシール・リリーフ機構を構成することが可能となる
。このため、摺動損失、漏れ損失が少なくて効率の良い
、また信顛性の高い、スクロール流体機械を得ることが
できる。
ば、揺動スクロールに生しる遠心力を相殺するためのバ
ランスウェイトが横動スクロール若しくは揺動スクロー
ルと一体となって揺動運動する部品とのみ半径方向に拘
束されるようにし、直接揺動スクロール側に遠心力平衡
力が作用するようにしたので、揺動軸受の軸受負荷から
遠心力骨が除去され、軸受損失が軽減される。また、本
発明のスクロール流体機械によれば、駆動軸に対しで径
方向に移動可能で外向きに押圧される揺動ブツシュを介
して揺動スクロールを駆動するようにしたので、渦巻壁
側面間の半径方向隙間について押付力が回転数に依存し
ないシール・リリーフ機構を構成することが可能となる
。このため、摺動損失、漏れ損失が少なくて効率の良い
、また信顛性の高い、スクロール流体機械を得ることが
できる。
第１図及び第２図は本発明のスクロール流体機械を用い
た第１の実施例のスクロール圧縮機に係る要部縦断面図
及び要部分解斜視図、第３図は本発明によるバランスウ
ェイトの動作説明図、第４図は本発明のスクロール流体
機械を用いた第２の実施例のスクロール圧縮機を示す断
面図、第５図（ａ）、第５図（ｂ）および第５図（Ｃ）
はそれぞれ第４図のスクロール圧縮機の要部を示す断面
図、第６図はスクロール流体機械の作動原理図、第７図
及び第８図は従来のスクロール圧縮機の縦断面図及びそ
の要部拡大図、第９図（Ａ）、 （Ｂ）は従来の他のス
クロール圧縮機の要部縦断面図及び要部横断面図である
。 １０・・・固定スクロール、１１・・・揺動スクロール
、１２・・・駆動軸、１２ａ・・・偏心部、２２・・・
オルダムリング、２３・・・揺動軸受、３１・・・バラ
ンサーガイド、３２・・・背面板、３３・・・バランス
ウェイト、３４・・・クランクピン、３５・・・揺動ブ
ツシュ。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
た第１の実施例のスクロール圧縮機に係る要部縦断面図
及び要部分解斜視図、第３図は本発明によるバランスウ
ェイトの動作説明図、第４図は本発明のスクロール流体
機械を用いた第２の実施例のスクロール圧縮機を示す断
面図、第５図（ａ）、第５図（ｂ）および第５図（Ｃ）
はそれぞれ第４図のスクロール圧縮機の要部を示す断面
図、第６図はスクロール流体機械の作動原理図、第７図
及び第８図は従来のスクロール圧縮機の縦断面図及びそ
の要部拡大図、第９図（Ａ）、 （Ｂ）は従来の他のス
クロール圧縮機の要部縦断面図及び要部横断面図である
。 １０・・・固定スクロール、１１・・・揺動スクロール
、１２・・・駆動軸、１２ａ・・・偏心部、２２・・・
オルダムリング、２３・・・揺動軸受、３１・・・バラ
ンサーガイド、３２・・・背面板、３３・・・バランス
ウェイト、３４・・・クランクピン、３５・・・揺動ブ
ツシュ。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）渦巻壁を有する固定スクロールと、台板の一方の
面に渦巻壁を有し、該渦巻壁を前記固定スクロールの前
記渦巻壁と組み合わされる揺動スクロールと、該揺動ス
クロールの自転を防止する自転防止機構と、駆動源によ
り回転させられると共に偏心部を有し、該偏心部によっ
て揺動軸受を介して揺動スクロール側を揺動させる駆動
軸と、該駆動軸に前記偏心部と反対側に偏心し且つ径方
向に余裕をもって連結され、揺動スクロール側に発生す
る遠心力の少なくとも一部と平衡すると共に、径方向の
動きを揺動スクロール側によって拘束されるバランスウ
ェイトとを備えたことを特徴とするスクロール流体機械
。 - （２）前記駆動軸に対して径方向に移動可能で前記駆動
軸と前記揺動スクロールとの間に介在する振動ブッシュ
、および該揺動ブッシュを前記駆動軸に対して径方向外
側に移動させる押圧手段を更に備える第１項記載のスク
ロール流体機械。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2163229A JPH0826761B2 (ja) | 1989-12-25 | 1990-06-20 | スクロール流体機械 |
| US07/610,779 US5108274A (en) | 1989-12-25 | 1990-11-08 | Scroll-type fluid machine with counter-weight |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33789189 | 1989-12-25 | ||
| JP1-337891 | 1989-12-25 | ||
| JP2163229A JPH0826761B2 (ja) | 1989-12-25 | 1990-06-20 | スクロール流体機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03222801A true JPH03222801A (ja) | 1991-10-01 |
| JPH0826761B2 JPH0826761B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=26488739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2163229A Expired - Fee Related JPH0826761B2 (ja) | 1989-12-25 | 1990-06-20 | スクロール流体機械 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5108274A (ja) |
| JP (1) | JPH0826761B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014091641A1 (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | 三菱重工業株式会社 | スクロール型圧縮機 |
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| US20200025199A1 (en) | 2018-07-17 | 2020-01-23 | Air Squared, Inc. | Dual drive co-rotating spinning scroll compressor or expander |
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1990
- 1990-06-20 JP JP2163229A patent/JPH0826761B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-11-08 US US07/610,779 patent/US5108274A/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JPH0826761B2 (ja) | 1996-03-21 |
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| Date | Code | Title | Description |
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