JPH0330685B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気圧縮機、冷媒圧縮機などの圧縮
機、ポンプ、膨張機等に用いられるスクロール流
体機械に係り、特にその隙間微調整機構に関する
ものである。

〔従来の技術〕

スクロール流体機械の名で知られる流体機械の
原理は古くから知られており圧縮機、ポンプ、膨
張機など様々なものに応用が考えられてきてい
る。第１４図は、スクロール流体機械の基本的な
構成要素を示すものであり、図において１は固定
スクロール、２は揺動スクロール、１ａは吐出
口、Ｐは圧縮室、Ｏは固定スクロール１上の定
点、O′は揺動スクロール２上の定点である。固
定スクロール１及び、揺動スクロール２は、それ
ぞれ後述する台板上に巻き方向が反対で同一形状
の渦巻側板１０１，２０１が一対に形成され、第
１４図の如く互いに組み合わさつており、Ｂ点各
部で渦巻側板１０１，２０１は互いにその軸方向
側面を接している。この渦巻側板１０１，２０１
の形状は、従来から知られている如く、インボリ
ユート曲線等で形成されている。

次に本スクロール流体機械が圧縮機として作動
する場合の動作について説明する。第１４図にお
いて、固定スクロール１は空間に対して静止して
おり、揺動スクロール２は、固定スクロール１と
図の如く組み合わされて、その姿勢を空間に対し
て、変化させないで回転運動を行ない、第１４図
に示す0゜、90゜、180゜、270゜のように運動する。揺
動スクロール２の運動に伴い前記各点Ｂは中心に
向つて移動し、固定スクロール渦巻側板１０１及
び揺動スクロール渦巻側板２０１の間に形成され
る三日月状の圧縮室Ｐは順次その容積を減じ、こ
の圧縮室Ｐに取り込まれた気体は圧縮されて吐出
口１ａから吐出される。この間第１４図Ｏ〜
O′の距離は一定に保持されており、渦巻側板１
０１，２０１の間隙をＺ、厚みをｔで表わせば、
OO′＝Ｚ／２−ｔとなつている。Ｚは渦巻側板１０ １，２０１のピツチに相当している。また第１４
図において、揺動スクロール２を逆方向、すなわ
ち0゜、270゜、180゜、90゜のように回転させれば、膨
張機として作動することは言うまでもない。

この様な、作動原理によつて作動するスクロー
ル流体機械の具体的な構成を第１５図によつて説
明する。第１５図はスクロール流体機械を圧縮機
として応用した場合の１つの従来例である。図中
１は固定スクロール、２は揺動スクロール、１ａ
は吐出口、Ｐは圧縮室、１ｂは吸入口、３は主
軸、４はフレームである。また１０１，２０１は
固定スクロール１及び揺動スクロール２のそれぞ
れ渦巻側板であり、１０２，２０２は固定スクロ
ール１及び揺動スクロール２のそれぞれの台板で
ある。またＡは、渦巻側板１０１，２０１の端面
１０１ａ，２０１ａと、これにそれぞれ当接する
相手側台板２０２，１０２の底面２０２ａ，１０
２ａとの間の軸方向隙間である。

ここで揺動スクロール２は台板２０２の渦巻側
板２０１が形成された面と反対の面をフレーム４
に支持された状態で固定スクロール１と第１４図
に示したような状態で組合わされ、固定スクロー
ル１はフレーム４に固定される。主軸３が矢印の
ように回転すると、これに連結した揺動スクロー
ル２が運動を始める。ここで、揺動スクロール２
は、図示しない自転防止装置により自転しない公
転運動を行なう。その結果、吸入口１ｂより被圧
縮流体が吸引され、第１４図に示した作動原理に
より圧縮され、吐出口１ａより吐出される。

このような流体機械においた、径方向シール、
すなわち、隙間Ａを通つて渦巻径方向への漏れ
は、その漏れ線長さが渦巻の長手方向長さに相当
するため、その流体取り込み容積に比して相対的
に大きく、機械の効率に与える影響は大きい。こ
の径方向をシールする方法としては、隙間Ａを微
少にして、例えば、特開昭55−46081に示される
ように、吸入口１ｂより被圧縮流体とともに油を
吸引させ、微少隙間Ａに油膜を形成させて被圧縮
流体の漏れを防止する手段が提案されている。こ
のような微少隙間を均一に設けるためには、固定
スクロール１、揺動スクロール２、フレーム４な
ど各部の寸法精度が高く要求され、場合によつて
は組立時に各部品の選択嵌合をしなければならな
いなど、工作法、組立性に問題があつた。また、
運転時、吐出口１ａ近傍は圧縮された流体により
高温になるが、これに伴い微少隙間Ａ以上に渦巻
側板等が局部的に熱膨張すると、逃げがないため
焼き付きが生ずる。従つて、熱膨張量を想定して
予めその分隙間Ａ面全体を均一にその隙間を大き
くとらねばならない。しかし、このようにする
と、隙間Ａが効果的な油膜を形成するのに必要な
最適隙間以上になり、結果として漏れが大きくシ
ールの効果をなさない場合が多かつた。

一方、こういつた非接触シール以外に、渦巻側
板１０１，２０１の端面に、渦巻長手方向に沿つ
て溝を形成し、この溝にシール材を嵌入して、接
触シールによつて漏れを防止する方法が考えられ
ている。

このようなシール方法としては、古くは1905年
の米国特許第801182号に示されており、また最近
のものとしては、特開昭51−117304号等に開示さ
れている。

一例として特開昭51−117304号に示されたもの
を第１６図〜第１８図によつて説明する。すなわ
ち第１６図は固定スクロール１の台板底面１０２
ａと揺動スクロール２の渦巻側面端面２６１ａと
の間の隙間Ａ部近傍の部分断面図であつて、渦巻
側板２０１の端面２０１ａの渦巻長手方向に沿つ
て開口する断面矩形の溝５を形成し、この溝５内
に溝５と同形状のシール材５１を嵌入している。
ここで、溝５の側面５ｂとシール材５１の側面５
１ｂとの間には渦巻長手方向に沿つて隙間５０１
が、溝５の底面５ｄとシール材５１の下面５１ｄ
との間にはやはり渦巻長手方向に沿つて隙間５０
２が設けられるように溝５及びシール材６の寸法
は規定され、その結果、渦巻側板２０１の端面２
０１ａと台板底面１０２ａの間に隙間Ａが介在し
ても、渦巻側板２０１によつて仕切られた高圧側
圧縮室P_Hと低圧側圧縮室P_Lの間のシールは、高
圧側圧縮室P_Hより実線矢印で示されるように隙
間５０１，５０２にガスが流入して、矢印Ｆのよ
うに力が負荷されることで行われる。即ちシール
材６は台板底面１０２ａ及び溝５の側面５ｃにそ
れぞれシール材５１の上面５１ａ及び側面５１ｃ
が押し付けられるため、シール材５１が台板底面
１０２ａ及び溝側面５ｃに密着してガスの漏れを
防止することになる。

このようなシール方法においては、渦巻側板端
面と台板底面の間の隙間Ａを通つて渦巻径方向へ
の漏れに対するシールは効果的に行なえるが、渦
巻側板１０１，２０１同士によつて点Ｂで仕切ら
れた各圧縮室Ｐ間においては隙間５０１，５０２
を通つて渦巻長手方向に漏れやすい問題を有して
いる。

第１７図及び第１８図は、上記漏れを説明する
もので、第１７図は、渦巻側板１０１，２０１の
接点Ｂ近傍を上面より見た部分断面図、第１８図
は、同じく部分断面斜視図である。これら図面は
高圧側圧縮室P_Hより実線矢印で示すように、ガ
スが隙間５０１，５０２を通つて下流側の低圧側
圧縮室P_Lへ漏れる状態を示している。このよう
に、この形式のシール方法は径方向へのシールは
効果的に行なうが、その手段として、溝５とシー
ル材６の間に隙間５０１，５０２を設けねばなら
ないため、その結果として、渦巻長手方向の漏れ
は必然的におこり、圧縮効果、すなわち性能の低
下はまぬがれない。特に工作精度による隙間５０
１，５０２の寸法のバラつきは隙間５０１，５０
２を通過する漏れの増大やシール材５１の追従性
自体の低下による径方向への漏れの増大を生ずる
可能性をもつている。

更に、シール材５１の上面５１ａは、ガスによ
つて台板底面１０２ａに押し付けられて摺動する
ため、この部分の摺動ロスや、摩耗も無視できな
い。

また、このような渦巻長手方向への漏れを防止
する手段として、例えば、実開昭57−180182にお
いては第１９図に示すように、シール材５１の巾
寸法Ｄと、溝５の巾寸法D′を実質同等とし、シ
ール材５１の厚み寸法Ｈを溝５の深さ寸法H′よ
りも大きくすることにより解決しようとしてい
る。しかし、この方法においては、Ｈ及びH′の
寸法管理がむずかしく、もしＨ−H′＞Ａとなれ
ば、軸方向の隙間があくことになつて半径方向漏
れが生じ、またＨ−H′＜Ａとなれば、シール材
５１が固定スクロール１と揺動スクロール２に挾
みこまれた形になり、スムーズな回転駆動が得ら
れなくなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のように従来のスクロール流体機械におい
て、非接触シール方式では軸方向隙間を均一に微
小にするために工作精度など精度管理上の問題を
有し、更に隙間を小さくすれば、渦巻の歯先が運
転中の熱膨張などにより当接して焼付きを起こす
などの信頼性に問題があり、これを防止するため
隙間を大きくすれば性能が低下するという相反す
る問題点があつた。更に接触シール方式において
はシール材と溝の間に隙間を設けてガス圧等によ
り追従密封させる場合、上記隙間からの漏れによ
る性能低下や、シール材の摩耗が問題となる。更
に、シール材と溝の間に隙間を設けず、シール材
によりシールする場合は、非接触シール方式と同
様にきびしい精度管理が要求されるなど問題があ
つた。

本発明は、かかる問題点を解決するためになさ
れたもので、構造が簡単であり、組立性が容易
で、しかも工作精度や運転中の熱変形なども許容
でき、運転中の漏れを効果的に防止して高効率で
信頼性の高いスクロール流体機械を提供すること
を目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るスクロール流体機械は、固定ス
クロールの各渦巻側板と同形状の渦巻形状を有す
る微調整用エレメントと、上記両スクロールの各
渦巻側板端面に沿つて形成され、上記微調整用エ
レメントが圧入される溝を設け、上記各微調整用
エレメントの上記各溝内への圧入深さを調整する
ことにより、上記各微調整用エレメント端面と、
これに対応する上記各渦巻側板台板底面との間の
隙間を微調整しうるように、上記各溝内の深さ方
向の途中に段付部を形成したものである。

〔作用〕

この発明においては、スクロールの渦巻状の側
板端面に設けた溝に、均等に微調整用エレメント
を圧入することにより、微調整用エレメントを介
して固定スクロール及び揺動スクロールの各渦巻
状側板端面と台板底面の間の軸方向隙間の微調整
を行なうことができ、固定スクロール、揺動スク
ロール等の工作精度のバラツキを排除し、実質隙
間のない、あるいは必要最小限の微少隙間に調整
できる。そして溝内の段付部より運転中の室内の
圧力変動による微調整用エレメントの軸方向への
移動が防止でき、かつ微調整用エレメントが溝中
に陥没することなく安定した固定が可能になる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例を図面について説明す
る。

第１図乃至第７図はこの発明に係るスクロール
流体機械の全密閉形冷媒圧縮機に応用した場合の
具体的な一実施例である。

図中、１は固定スクロール、２は揺動スクロー
ル、１ａは固定スクロール１の中央部に穿設され
た吐出口、１ｂは固定スクロール１の周壁部１０
３に形成された吸入口、Ｐは圧縮室である。又固
定スクロール１は円板状の台板１０２とこの台板
１０２に一体に形成された渦巻状側板１０１とで
構成され、揺動スクロール２も同様に円板状の台
板２０２に一体に形成された渦巻状側板２０１と
で形成され、両スクロール１，２が互いにかみ合
わさつて台板１０２，２０２と渦巻状側板１０
１，２０１とで囲まれた圧縮室Ｐが形成されてい
る。この圧縮室Ｐは複数個形成され、そのうち最
も圧力が高い中央部の圧力室が吐出口１ａに連通
するように構成されている。

上記渦巻状側板１０１，２０１の各端面１０１
ａ，２０１ａにはそれぞれ渦巻長手方向に沿つ
て、しかも渦巻方向内端部及び外端部を残して、
ガイド部である溝５がそれぞれに形成され、これ
ら各溝５には微調整用エレメント６がそれぞれ嵌
合されている。このエレメント６は、その両側面
の一部分が溝５の内側面に渦巻長手方向に完全に
密着状態となるように圧入されている。

又、３は主軸、３０１は渦巻状側板１０１，２
０１が摩耗してもこれら両側板１０１，２０１の
側面が常時Ｂ部で接触するように揺動スクロール
２に押付け力を与える偏心ブツシユ、４０は外周
部面形状が固定スクロール１とほぼ同じで、しか
も最大外径が固定スクロール１と同じである上部
フレーム、４１は外周部面形状が固定スクロール
１とほぼ同じでしかも最大外径が上部フレーム４
０より大きな下部フレーム、４０１はオルダム継
手、４０２は圧縮室Ｐの圧力及び揺動スクロール
２の自重を受ける環状の上部スラスト軸受、４１
１は主軸３の自重と主軸３にかかる他のスラスト
荷重を受ける環状の下部スラスト軸受、７０３は
主軸３のラジアル荷重をその上部で受ける上部主
軸受で、この実施例では軸受メタルを使用してい
る。４１２は主軸３のラジアル荷重をその中間部
で受ける下部主軸受で、この実施例では軸受メタ
ルを使用している。

揺動スクロール２の台板２０２の背面２０２ｂ
の中心部には、軸心が台板２０２の背面２０２ｂ
に対して垂直で主軸３の軸心に対して平行な軸２
０３が一体に形成されており、又、主軸３の上端
面には主軸３の軸心（回転中心）に平行な軸心を
有する偏心穴３ａが形成されている。この偏心穴
３ａには回転自在に偏心ブツシユ３０１が嵌入さ
れている。この偏心ブツシユ３０１はその外周に
対して偏心し、軸心が主軸３の軸心と平行な偏心
穴３０１ａを有しており、この偏心穴３０１ａに
は上記軸２０３が回転自在に嵌入されている。

主軸３は、上部フレーム４０に配設された上部
主軸受４０３、下部フレーム４１に配設された下
部スラスト軸受４１１及び下部主軸受４１２によ
つて支承されており、上部フレーム４０、下部フ
レーム４１はいんろう嵌合部などにより上部主軸
受４０３、下部主軸受４１２が互いに同心になる
よう組合わさつている。また、上部主軸受４０３
と上部スラスト軸受４０２とは同心であり、上部
主軸受４０３軸心と上部スラスト軸受４０２の軸
受面４０２ａとが垂直であるので、主軸３はその
軸心が上部スラスト軸受４０２の軸心に対して同
心となり、また上部スラスト軸受４０２の軸受面
４０２ａに対して垂直に維持される。また、揺動
スクロール２はその台板２０２の背面２０２ｂで
上記上部スラスト軸受４０２の軸受面４０２ａに
より支承されているので、揺動スクロール２の台
板２０２は主軸３に対して垂直な姿勢に維持され
る。

オルダム継手４０１は、揺動スクロール２の自
転を防止し、揺動スクロール２が主軸３の軸心の
周りに公転運動のみをするようにするための継手
手段であり、揺動スクロール２の台板２０２と、
上部フレーム４０との間に配設されている。

上記各部機構部品が上記のような相対関係に組
立てられた後、固定スクロール１及び揺動スクロ
ール２の各溝５に各微調整用エレメント６が各溝
５より大きく突出した状態で装着され、上部フレ
ーム４０、下部フレーム４１、固定スクロール１
とは固定スクロール１の周壁部１０３と上部フレ
ーム４０とを貫通し先端のねじ部４２ａが下部フ
レーム４１のみに螺合する複数個のボルト４２に
よつて共締めされる。この状態を第２図に示す。
ここで、固定スクロール１は周壁部１０３の下面
１０３ａで、上部フレーム４０の外周部上面に形
成された取付面４０ａに固定されるが、上部フレ
ーム４０の取付面４０ａは、上部スラスト軸受４
０２の軸受面４０２ａと平行であり、揺動スクロ
ール２の台板２０２の背面２０２ｂと、これと反
対の面である底面２０２ａ及び、渦巻側板２０１
の端面２０１ａは、それぞれ平行であり、更に固
定スクロール１の周壁部下面１０３ａと、渦巻側
板１０１の端面１０１ａは同一面上にあり、上記
端面１０１ａと、台板１０２の底面１０２ａは平
行であるので、固定スクロール１の渦巻側板端面
１０１ａと揺動スクロール２の台板底面２０２ａ
及び、揺動スクロール２の渦巻側板端面２０１ａ
と固定スクロール１の台板底面１０２ａの間はそ
れぞれ平行に維持される。そのため、前記各エレ
メント６はそれぞれ固定スクロール１の台板底面
１０２ａ、揺動スクロール２の台板底面２０２ａ
によつて押圧され均一に前記溝５内に圧入され
る。そして、上記固定スクロール１が上記フレー
ム４０を介してフレーム４１にボルト４２により
共締めされた状態において、上記固定スクロール
１の渦巻側板端面１０１ａと揺動スクロール２の
台板底面２０２ａ及び揺動スクロール２の渦巻側
板端面２０１ａと固定スクロール１の台板端面１
０２ａの間には均一に微少隙間Ａが形成されるの
で、この微少隙間Ａだけ各溝５より均一に突出し
た状態になるまで前記各エレメント６を前記各溝
５内に押し込まれたところで止まる。その結果渦
巻側端面１０１ａ，２０１ａと相手方の各台板底
面２０２ａ，２０２ａの間は上記各エレメント６
によつて実質隙間がなくなる。

次に第１図において主軸３を回転させるモータ
の支持は、モータのロータ７０が、主軸３に焼嵌
めなどによつて固定され、上記ロータ７０と適当
なエア・ギヤツプを確保調整しながらモータのス
テータ７１が下部フレーム４１にボルト等によつ
て固着されている。

上記各機構部品を上記のような相対関係に組立
てた機構部品８、即ち固定スクロール１、揺動ス
クロール２、上部フレーム４０、下部フレーム４
１、主軸３、ロータ７０、ステータ７１等々の組
立品は密閉容器であるシエル９に収納されてい
る。ここでシエル９は上ぶた９０１、中間円筒部
９０２、底ぶた９０３に三分割され、機構部品８
は、下部フレーム４１の外周部において中間円筒
部９０２に焼嵌めあるいはスポツト溶接などによ
り固定され、上ぶた９０１、底ぶた９０３は前記
中間円筒部９０２の両端部において第１図のよう
に中間円筒部９０２の上部及び下部におおうよう
に嵌め合わされ、これら嵌め合わせ部を溶接密封
している。９０４はシエル中間円筒部の周壁に溶
接等により接続され、シエル９の内部空間９ａに
開口する吸入管、９０５はシエル上ぶた９０１の
中央部を貫通してこの中央部に気密に接続され、
更に固定スクロール１の吐出口１ａに連通するよ
うに延長された吐出管、９０６はシエル上ぶた９
０１に溶接され、図示しないリード線によつて、
モータステータ７１と電気的に接続された密封端
子、９０７はシエル９の底部に溜められた潤滑油
である。ここで主軸３の下端部は、潤滑油９０７
に浸漬している。また前記吐出管９０５と吐出口
１ａの接合部はＯリング等によりシールされてい
る。

主軸３には、主軸３下端部より上端部に形成さ
れた偏心穴３ａまで貫通した偏心給油孔３ｂが形
成され、軸受各部へ給油されるようになつてい
る。

このように構成されたスクロール圧縮機の動作
を次に説明する。密封端子９０６を通じて、モー
タステータ７１に通電すると、モータロータ７０
はトルクを発生して、主軸３と共に回転する。主
軸３が回転を始めると、主軸３の偏心穴３ａに嵌
入された偏心ブツシユ３０１を介して、揺動スク
ロール２の軸２０３に主軸３の回転力が伝えら
れ、揺動スクロール２はオルダム継手４０１にガ
イドされて自転することなく主軸３の軸心を中心
とする公転運動を行ない、第１４図に示す上述し
たような圧縮作用が圧縮室Ｐで行なわれる。

この際渦巻状側板１０１，２０１の端面１０１
ａ，２０１ａと、これら対面する台板２０２，１
０２の底面２０２ａ，１０２ａの間の微少隙間Ａ
を埋めるように溝５に嵌入されたエレメント６が
台板底面２０２ａ，１０２ａの方向へ実質隙間が
ない状態で均一に上記端面１０１ａ，２０１ａよ
り突出しているので、上記微少隙間Ａを通して渦
巻径方向、すなわち相対的に高圧の圧縮室から低
圧の圧縮室への圧縮冷媒ガスの漏れが生じるのを
防止する。更に渦巻状側板１０１，２０１の側面
同志は、揺動スクロール２が偏心回転運動するこ
とによつて生じる遠心力などを利用して偏心ブツ
シユ３０１を揺動スクロール２の軸２０３の周り
に揺動させ、主軸３の軸心に対する揺動スクロー
ル２の偏心量を可変にすることにより、渦巻状側
板１０１，２０１の側面同士がＢ部で当接させら
れ、上記相対的に高圧の圧縮室から低圧の圧縮室
への圧縮冷媒の漏れが渦巻状側板１０１，２０１
の側面間を通じて渦巻方向に生じるのが防止され
る。このようにして圧縮時の漏れはほとんど防止
され、圧縮効率の高い運転を行うことを可能とす
る。

次に冷媒ガスの流れについて説明する。蒸発器
（図示せず）からの吸入冷媒ガスは吸入管９０４
よりシエル内空間９ａに流してモータロータ７
０、モータステータ７１等を冷却すると共に、さ
らに下部フレーム４１の外周部に設けられた吸入
通路（図示せず）を通過して吸入口１ｂより吸入
されて圧縮室Ｐに取り込まれ、圧縮された後、高
圧冷媒ガスとなつて、吐出口１ａを経て、吸入管
９０５よりシエル９外へ排出され凝縮器（図示せ
ず）に至る。

次に給油系について説明する。シエル９の下部
に溜められた潤滑油９０７は、主軸３の回転によ
つて生じる遠心ポンプ作用により偏心給油孔３ｂ
を経由して、偏心穴３ａに汲み上げられ偏心ブツ
シユ３０１に給油される。主軸３、偏心ブツシユ
３０１に設けられた油穴、油溝（図示せず）など
より、上部スラスト軸受４０２、下部スラスト軸
受４１１、上部主軸受４０３、下部主軸受４１
２、更にはオルダム継手４０１を潤滑した後、一
部は、圧縮室Ｐへ吸入冷媒ガスとともに吸入さ
れ、圧縮部のシール及び潤滑に使用され吐出管９
０５より排出され、凝縮器、蒸発器（図示せず）
を通過して再び吸入管９０４よりシエル９内へ戻
つてくるが、大半は上部フレーム４０、下部フレ
ーム４１にそれぞれ設けられた返油孔４０ｂ，４
１ａを経て、シエル９の下部に流下し戻される。

第３図は主軸３の偏心穴３ａに挿入される偏心
ブツシユ３０１の構成を詳細に示す図で、同図ａ
は上面図、同図ｂは側断面図、同図ｃは下面図で
ある。

３０１ｂは偏心ブツシユ外周面であり、O_BOは
その中心である。３０１ａは偏心ブツシユ内周面
であり、O_Biはその中心である。中心O_Biは中心O_Bi
に対してεだけ偏心している。

３０１ｃは下端が偏心ブツシユ下端面に開口
し、上端部は偏心ブツシユ上端面に開口しないよ
うに閉じた状態でブツシユ内周面３０１ａに形成
された縦方向に延在する油溝、３０１ｄは上記油
溝３０１ｃと外周面部３０１ｂとを連通するため
の油孔、３０１ｅは上記外周面部３０１ｂに設け
られた切り欠き部で、上記油孔３０１ｄの径方向
外端がこの切り欠き部に開口している。３０１ｆ
は偏心ブツシユ３０１の肉厚部において偏心ブツ
シユ下端面に穿設されたまわり止め用穴である。
なお、偏心ブツシユ３０１はアルミ合金、鉛青銅
などの軸受材によつて作られる。

第４図は、このような偏心ブツシユ３０１を主
軸３へ装着する際の組立順序を説明するための斜
視図である。第４図において、先ず主軸３の偏心
穴３ａ底部のピン穴３１に、平面形状がＣ形のほ
ぼ筒状をなすスプリングピン３２を嵌合した後、
このスプリングピン３２に偏心ブツシユ３０１下
部のまわり止め用穴３０１ｆが合うように、偏心
ブツシユ３０１を偏心穴３ａに嵌入する。まわり
止め用穴３０１ｆにスプリングピン３２が嵌入し
偏心ブツシユ３０１の下端面が偏心穴３ａの底面
に当接した状態でスナツプリング３３を偏心穴３
ａ側面円周方向に形成されたスナツプリング溝３
４に嵌める。スナツプリング３３は細いピアノ線
などの弾性線状をＣ形に形成したものである。

第５図は偏心ブツシユ３０１を主軸３に組込ん
だ状態を示す図であり、この第５図において、
O_Sは主軸３の軸心、即ち回転中心で、この中心
O_Sと上記偏心ブツシユ内周面３０１ａの中心O_Bi
とを結ぶ直線と上記中心O_Biと上記偏心ブツシユ
外周面３０１ｂの中心とを結ぶ直線とがほぼ直角
をなす位置に上記中心O_BOが位置するように、ス
プリングピン３２の位置は決定されている。まわ
り止め穴３０１ｆの径はスプリングピン３２の径
より大きくとられ、偏心ブツシユ３０１が周方向
にある程度動き得るようにしてある。また、偏心
ブツシユ３０１の油孔３０１ｄと主軸３の大径部
半径方向に穿設された油孔３ｃとが、偏心ブツシ
ユ３０１の回動によつても常に連通するように切
り欠き３０１ｅは周方向に所定長さ形成されてい
る。上記油孔３ｃは更に主軸３の大径部外周面軸
方向に設けられた油溝３ｄに連通している。

揺動スクロール２の揺動軸２０３は、偏心ブツ
シユ３０１内に揺動軸２０３外周面が内周面３０
１ａと摺動可能なように嵌入されるので、上記偏
心ブツシユ内周面３０１ａの中心O_Biは揺動中心、
すなわち揺動スクロール２の重心と一致してい
る。従つて矢印Ｗ方向に主軸３が回転すると、上
記主軸３の回転中心O_Sと上記偏心ブツシユ内周
面３０１ａの中心O_Biとを結ぶ直線上に矢印Ｇ方
向に遠心力が発生し、偏心ブツシユ３０１は上記
偏心ブツシユ外周面３０１ｂの中心O_BOを中心に
矢印Ｍ方向にモーメントが生ずる。従つて、もし
固定スクロール１と揺動スクロール２の渦巻側板
１０１，２０１の間に隙間がある場合、これら両
側板１０１，２０１が互いに接するまで揺動スク
ロール２が移動するように、偏心ブツシユ３０１
は上記偏心ブツシユ外周面３０１ｂの中心O_BOを
中心に矢印Ｍ方向に回転する。

第６図により上記中心位置の変化を説明する。
すなわち、偏心ブツシユ外周面３０１ｂの中心
O_BOを中心にして偏心ブツシユ３０１は矢印Ｍ方
向に回転し、偏心ブツシユ内周面３０１ａの中心
O_Biは渦巻側板１０１，２０１が互いに接する点
O_Bi′まで移動する。すなわち揺動スクロール２の
公転半径は_{S Bi}＝Ｒより_{S Bi}′＝R′まで変化す
る。また逆に工作精度により公転半径がＲより小
さい場合は、矢印Ｍと反対方向に偏心ブツシユは
回転する。これは液バツクや、両渦巻側板１０
１，２０１間への異動かみ込みなどの場合にも生
ずる。

このように偏心ブツシユ５は工作精度のバラツ
キを吸収し、組立性を容易にして、しかも圧縮時
に両渦巻側板１０１，２０１間を通じて渦巻方向
へ冷媒圧縮ガスが漏れるのを防止して圧縮効率を
向上させ、また液バツクや異物のはみ込みに対し
ても耐力があり信頼性の向上にも役立つものであ
る。

次に本発明の詳細かつ具体的な説明を行なう。
第７図は、前記エレメント６を揺動スクロール２
の渦巻側板２０１の端面２０１ａに開口し、渦巻
長手方向に沿つて形成された溝５に圧入する状態
を示す組立時の斜視図である。溝５は渦巻側板２
０１の端面２０１ａに開口し、しかも渦巻方向の
内端部２０１ｂ及び外端部２０１ｃを残して渦巻
長手方向のほぼ全長に亘り形成され、この溝５を
埋めるようにひも状のエレメント６を溝５の開口
内に垂直に圧入する。ここでは揺動スクロール２
の例を示すが、固定スクロール１についても同様
に実施されることは言うまでもない。以下揺動ス
クロール２に限つて説明していく。

第８図は、このような状態における渦巻側板及
びエレメントの局部断面図であり、図に示す如
く、溝５内は、その深さ方向の途中に段付部５ｅ
を設けることにより２段構造になつている。この
段付部５ｅより下方の底面５ｄの溝巾寸法D₁は、
段付部５ｅより上方の開口部の溝巾寸法D₂より
小さくなるようしてある。ここで、エレメント６
の巾寸法Ｄは、D₁＜Ｄ＜D₂となるような寸法を
有しており、またエレメント６の厚み寸法Ｈは、
溝の深さ寸法H′と実質同等か、それよりも小さ
い値となつている。エレメント６の巾寸法Ｄ＞
D₁であるので、溝５の段付部５ｅより下方に対
応するエレメント６は巾方向に弾性変形ないし塑
性変形しやすい材質でなければならない。従つ
て、エレメント６には、そのような性質を有する
ものが使用される。ある程度の弾塑性可撓性があ
り、かつ自己潤滑性のある四沸化エチレン牢樹脂
（PTFE）等は最適である。また鉛、ハンダのよ
うな軟質で塑性変形しやすい金属や、ゴムのよう
に弾性力の大きい材質にPTFEを複合させた材料
なども良い。

第９図は、このようなエレメント６を溝５内に
段付部５ｅまで挿入した状態すなわち、エレメン
ト６が渦巻側板端面２０１ａより突出した状態を
示す局部断面図である。ここで、エレメント６の
巾寸法Ｄ＜D₂であるので、溝５の段付部５ｅま
では軽く挿入でき、第２図で説明した状態すなわ
ち、エレメント６を溝５より大きく突出した状態
に組立てるのが非常に容易である。

第１０図は、このような揺動スクロール２に、
第２図で説明したような組立法で固定スクロール
をかぶせて固定した状態を示す局部断面図であ
る。固定スクロール１の台板底面１０２ａによつ
て上述した渦巻側板端面２０１ａより突出したエ
レメント６は、溝５内へ矢印のように下向きに押
し込まれ、上記台板底面１０２ａと渦巻側板端面
２０１ａの間に、第１図において説明した設定微
少隙間Ａができる位置まで押し込まれたところで
止まる。この時、エレメント６の下面６ｄと、溝
５の底面５ｄの間に空隙５０１ができ、その軸方
向寸法δは δ＝Ｈ−（H′＋Ａ）となる。

第１０図ａは溝５の段付部５ｅが矩形となつて
いる場合、第１０図ａは段付部がテーパ状となつ
ている場合を示している。

また、このようにして圧入組立てられた状態に
おいては、エレメント６は弾性変形（塑性変形し
ても良い）し、その両側面６ｂ，６ｃは、溝５の
段付部５ｅより下部の溝側面５２ａ，５２ｂと密
着した状態で固定されている。また、Ｄ−D₁が
比較的大きい場合、例えばエレメント６がPTFE
等で形成された場合エレメント６は圧入時、弾塑
性変形せず、段付部５ｅで側面６ｂ，６ｃが削れ
てしまう。この場合、削れたバリは段付部５ｅに
滞溜して端面２０１ａまで排出されない。更に段
付部５ｅとエレメント６の間には剪断力が作用
し、エレメント６の軸方向下方への移動を防止
し、安定した固定状態を保つている。

この様に、溝５を段付部構造とすることによ
り、圧入組立時において、エレメント６、溝５の
巾寸法Ｄ，D₁のバラツキに対してもある程度の
吸収性がある。

ここで上記寸法δは、圧縮機が運転中特に渦巻
中心側が高温となるため、中心側板が軸方向に熱
膨張によつて局部的に伸び、微少隙間Ａの寸法が
局部的に縮まり、相手側台板底面によつてエレメ
ント６が局部的に押えられたとしても、相手側台
板底面によつてエレメント６が更に溝５内下方へ
軸方向に押されて移動し、この熱膨張による寸法
変化を吸収できるように逃げ部として作用する。

もしエレメント６に軸方向に弾性力が働き、従
つて第１０図の状態においてエレメント６の上面
６ａが台板底面１０２ａに対して弾性力による押
付けが過大に作用する場合は、第１１図に示すよ
うに台板１０２を矢印方向に戻してエレメント６
の上面６ａと台板底面１０２ａの間に所定の微少
隙間A′があくようにオフセツトすれば良い。

上記オフセツトの一方法を第１２図に示す。す
なわち第２図で説明した組立方法によつて組立た
後、ボルト４２をはずして固定スクロール１を上
部フレーム４０より取り、固定スクロール１の周
壁部底面１０３ａと上部フレーム４０の取り付け
面４０ａの間に厚みが均一でその寸法がA′であ
る環状のシムを挾み込んだ状態で再びボルト４２
を締めつけることによりシムの厚さA′だけ固定
スクロール１、揺動スクロール２の各エレメント
６の上面６ａとこれに対応する台板底面２０２
ａ，１０２ａの間に微少隙間A′が均一に形成さ
れる。

第１３図において、このようなオフセツト組立
方法の他の例について説明する。固定スクロール
１及び揺動スクロール２の渦巻側板１０１，２０
１端面１０１ａ，２０１ａの溝５には、あらかじ
めエレメント６を所定の微少隙間Ａ以上に突出さ
せておく。このような状態で、上部フレーム４０
をその下面４０ｂが合うように堅固な平面１２ａ
を有する台１２上に置き、上部フレーム４０の上
面に固定された上部スラスト軸受４０２の軸受面
４０２ａ上に厚みが均一でその寸法がA′である
上記上部スラスト軸受４０２とほぼ同径の内外径
を有する環状のシム１０を敷く。そしてこの上に
揺動スクロール２をその台板背面２０２ｂと、上
記スラスト軸受４０２で、上記シム１０を挾み込
むようにしてのせる。このようにして、上記揺動
スクロール２の渦巻側板２０１と固定スクロール
１の渦巻状側板１０１が互いにかみ合うようにし
て固定スクロールをかぶせる。次にこのような状
態で、上記固定スクロール１の上面１０２ｂ上の
平板１１を介してプレスアーム１３によつて台１
２の平面１２ａに対して垂直に押し付ける。その
結果固定スクロール１、揺動スクロール２の各エ
レメント６は、それぞれの溝５内に相手方の台板
底面２０２ａ，１０２ａによつて圧入され所定隙
間Ａよりシム１０の厚みA′を引いた寸法すなわ
ちA″だけ均一に各溝５より突出した状態で止ま
る。その後シム１０を取り除いて、再び第２図で
説明した組立方法により組立てると上記各エレメ
ント６の上面６ａとそれと対応する相手方の台板
底面１０２ａ，２０２ａの間には均一に微少隙間
A′が形成できる。

以上のように組立において、各スクロールの渦
巻側板端面にアジヤステイングエレメント６とこ
れを挿入する段付き溝５からなる軸方向隙間微調
整機構を設けたことにより各渦巻側板端面とそれ
に対応する台板底面との間は、上記エレメント６
を介して実質隙間を無くした状態あるいは工作精
度のバラつきを排除した必要最小限の微少隙間に
容易にセツトすることができ、圧縮時における渦
巻半径方向の冷媒ガスの漏れを押えることができ
る。更に、エレメント６と溝５とが互いに当接す
る側面６ｂ，６ｃ及び５１ａ，５１ｂは実質隙間
がないので、この部分を通して渦巻下流側への漏
れも生じない。

またエレメント６は溝５内に圧入などにより固
定されているので、本質的に台板底面に対するエ
レメント６の上面６ａの押し付けは発生せず、従
つて、正常に運転されている場合、エレメント６
の上面６ａの摩耗は生じない。更に上記押し付け
力が台板底面に発生しないということはここでの
摩擦抵抗は無く、従つて前記偏心ブツシユ３０１
の作動をスムーズに行なうことができる。すなわ
ち偏心ブツシユ３０１の揺動運動によつて、これ
に嵌入した揺動スクロール２は、その軸心が主軸
３の軸心に対して移動する。そして、この揺動運
動は揺動スクロール２自体の遠心力等によつて生
ずる。ところが、固定スクロール１及び揺動スク
ロール２の渦巻側板端面１０１ａ，２０１ａに過
大な力が作用するとこの部分の摩擦抵抗ととも
に、揺動スクロール２のスラスト方向の力を支承
する上部スラスト軸受４０２にも過大な力が負荷
され、結果として、これら摺動部の摩擦抵抗は、
上述した遠心力などによる偏心ブツシユ３０１の
揺回動にともなつて揺動スクロール２の渦巻側板
２０１の側面が固定スクロール１の渦巻側板１０
１の側面に押し付けられる方向に揺動スクロール
２が移動しようとするのを妨げる様に働き、上記
側板間の適切な接触が行なわれず、これらの部分
からの漏れが増大し、性能劣化をまねく、更に負
荷が増大すると前記上部スラスト軸受４０２など
の焼付きが発生する。

しかるに本発明では、上述したように、エレメ
ント６上面６ａの台板各部底面１０２ａ，２０２
ａへの押し付けが本質的に発生しないので、上部
スラスト軸受４０２への負担はかからず、従つて
偏心ブツシユ３０１の作動をスムーズに行なうこ
とができ、それに伴う渦巻側板１０１，２０１側
面間のシールを効果的に行なうことができる。

更に圧接時における渦巻中心側の局部的な熱膨
張差による隙間Ａの減少により台板底面によるエ
レメント６への局部的な押付けが発生してもエレ
メント６の溝５への局部的な移動により吸収で
き、これにともなう焼付事故なども防止できる。

〔発明の効果〕

以上のようにして、この発明に係るスクロール
流体機械によれば、固定スクロール及び揺動スク
ロールの各渦巻側板と同形状の渦巻形状を有する
微調整用エレメントと、上記両スクロールの渦巻
側板端面に沿つて形成され、上記微調整用エレメ
ントが圧入される溝とを備え、そして上記各溝内
には、その溝深さ方向の途中に段付部を形成した
ものであるから、スクロールの渦巻状側板端面の
溝内に均等に微調整用エレメントを圧入すること
により、該微調整用エレメントを介して、固定ス
クロール及び揺動スクロールの各渦巻状側板端面
と台板底面の軸方向隙間の微調整を行なうことが
でき、固定スクロール、揺動スクロール等の工作
精度のバラツキを排除し、実質隙間のない、ある
いは必要最小限の微少隙間に調整できる。さらに
溝内にその深さ方向途中に段付部を設け、この段
付部より上方の開口部の溝巾より、下方の底部の
溝巾を狭くしてあるため、運転中の室内の圧力の
変動による微調整用エレメントの軸方向下方への
移動が防止でき、従つて微調整用エレメントが溝
に陥没することなく安定した状態で固定され、ガ
ス漏れの少ない信頼性の高い隙間微調整機能を有
するスクロール流体機械を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るシール隙間微調整機構
を備えたスクロール流体機械をスクロール圧縮機
に適用した場合の断面図、第２図はその組立状態
を示す説明用断面図、第３図ａ〜ｃはそれぞれ主
軸挿着される偏心ブツシユを示す説明図、第４図
は同じく偏心ブツシユ主軸に挿着する状態を示す
斜視図、第５図は偏心ブツシユを主軸に組込んだ
状態を示す図、第６図は偏心ブツシユの中心位置
の変化を示す説明図、第７図はこの発明における
エレメントとスクロールとの詳細を示す斜視図、
第８図はこの発明におけるエレメントと渦巻側板
の詳細を示す一部の断面図、第９図及び第１０図
ａ，ｂはエレメントの溝への圧入過程を示す説明
用断面図、第１１図はエレメントと台板との微少
隙間をオフセツトした場合の説明用断面図、第１
２図及び第１３図はオフセツト組立方法の例を示
す断面図、第１４図はスクロール流体機械の作動
原理図、第１５図は従来におけるスクロール流体
機械を示す断面図、第１６図は従来における隙間
微調整機構の例を示す要部の断面図、第１７図は
その渦巻側板の接点近傍部の平面図、第１８図は
その部分斜視図、第１９図は従来における漏れ防
止機構の他の例を示す要部の断面図である。 １……固定スクロール、２……揺動スクロー
ル、３……主軸、５……溝、５１ａ，５１ｂ……
開口部側面、５２ａ，５２ｂ……底部側面、５ｅ
……段付部、６……微調整用エレメント、１０
１，２０１……渦巻状側板、１０１ａ，２０１ａ
……端面、１０２，２０２……台板。なお、図中
同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 夫々渦巻側板を台板に突設して形成された固
   定スクロール及び揺動スクロールを互いに組合わ
   せて上記各渦巻側板及び台板間に複数の室を形成
   し、揺動スクロールを旋回させることにより上記
   室に取り込まれた流体を圧縮あるいは膨張させる
   ように構成したスクロール流体機械において、上
   記両スクロールの各渦巻側板と同形状の渦巻形状
   を有する微調整用エレメントと、上記両スクロー
   ルの渦巻側板端面に沿つて形成され、上記微調整
   用エレメントが圧入される溝を備え、かつ上記溝
   間には、その深さ方向の途中に段付部を形成した
   ことを特徴とするスクロール流体機械。 ２ 溝は、段付部より上方の開口部の溝巾が下方
   の底部溝巾より大きくなつていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のスクロール流体機
   械。 ３ 溝の深さ方向の途中に形成した段付部までの
   開口溝断面が矩形状をなしていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のスクロール流体機
   械。 ４ 溝の深さ方向の途中に設けた段付部の形状
   が、溝下方に行くにしたがつて溝巾が狭くなるよ
   うにある角度をもつて傾斜していることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のスクロール流体
   機械。 ５ 微調整用エレメントが可撓性材料で、断面形
   状が矩形であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のスクロール流体機械。 ６ 微調整用エレメントの巾寸法が、溝の段付部
   下方の底部溝巾よりも大きく、段付部上方の開口
   部溝巾よりも小さいことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載のスクロール流体機
   械。