JPH04209982A - スクロール型流体装置 - 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） 本発明は、圧縮機などに用いられる両系回転式のスクロ
ール型流体装置に関し、特に、鏡板の撓み対策に係るも
のである。

（従来の技術） 一般に、この種の両系回転式のスクロール型圧縮機には
、特開昭６４−３０２号公報に開示されているように、
各々鏡板の前面に渦巻状のラップが立設されると共に、
背面に駆動軸又は従動軸が連結されて成る駆動スクロー
ルと従動スクロールとが互いに各ラップを噛合して密閉
ケーシング内に並設収納され、上記駆動軸及び従動軸は
それぞれ鏡板背面側に設けられたフレームに回転自在に
嵌合されて各スクロールがフレームに支持されると共に
、該駆動軸及び従動軸の軸心が所定間隔を存するように
両スクロールが配設されて構成されている。　　　　　
　　　・１″ そして、上記両スクロールの鏡板間には連結手段が設け
られ、該連結手段は各鏡板の外周縁に設けられた一対の
ピンと、該両ピンを内包するリングとより成り、この連
結手段によって駆動スクロールの回転に伴い従動スクロ
ールか同期して回転し、上記両鏡板間には両ラップによ
って作用室か形成され、該作用室が中心方向に移動しつ
つ収縮して流体を圧縮している。

（発明が解決しようとする課題） 上述したスクロール型流体装置において、各鏡板はラッ
プやピンなどによ１て背面側に湾曲して撓むという問題
があった。つまり、各スクロールが回転すると、ラップ
やピンによって遠心力によるモーメントが生じ、各鏡板
か背面側に撓むことになる。

特に、第４図に示すように（上記先行技術の特開平１−
２６７３７９号公報の第９図参照）、従動スクロール（
ａ）の鏡板（ｂ）から駆動スクロール（ｃ）の鏡板（ｄ
）背面側に延びるアーム（ｅ）を設け、該アーム（ｅ）
の先端部と駆動スクロール（Ｃ）の鏡板（ｄ）との間に
連結手段（ｆ）が設けられているものがある。その際、
上記アーム＜ｅ＞によって遠心力によるモーメントが大
きくなり、第５図に示すように、アーム（ｅ）が外側Ｏ
に変位することになる。この結果、従動スクロール（ａ
）の鏡板（ｂ）が背面側に湾曲すると共に、駆動側スク
ロール（Ｃ）の鏡板（ｄ）もラップ（ｇ）によってやや
背面側に湾曲し、中央部の各ラップ（ｇ）、（ｈ）先端
が鏡板（ｂ）。

（ｄ）に接触するという問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、鏡板が撓
まないようにして、該鏡板とラップとの異常接触を防止
するようにすることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明が講じた手段は、
鏡板の前面側に生ずるモーメントを背面側のモーメント
で相殺するようにしたものである。

具体的に、第１図及び第２図に示すように、請求項（１
）に係る発明が講じた手段は、先ず、鏡板（３１）の前
面に渦巻状のラップ（３２）か立設され且つ背面に駆動
軸（３３）が連結されて成る駆動スクロール（３）と、
鏡板（４１）の前面に渦巻状のラップ（４２）が立設さ
れ且つ背面に従動軸（４３）が連結されて成る従動スク
ロール（４）とが各ラップ（３２）、（４２）を噛合し
て並設されているスクロール型流体装置を対象としてい
る。

そして、上記駆動スクロール（３）の回転に伴って従動
スクロール（４）が同期して回転するように該両スクロ
ール（３）、、（４）を連結する連結手段（７）か設け
られている。加えて、上記両鏡板（３１）、　　（４１
）或いは一方の鏡板（４１）の背面には、該鏡板（３１
）、（４１）の前面側に生ずるモーメントに対して逆方
向のモーメントを生じさせるカウンタウェイト（９）が
設けられた構成としている。

また、請求項（２）に係る発明が講じた手段は、上記請
求項（１）記載の発明において、連結手段（７）は、駆
動スクロール（３）の鏡板（３１）外周縁に設けられた
複数の駆動側係合部材（７１）。

（７１）、・・・と、従動スクロール（４）の鏡板（４
１）外周縁に設けられて上記駆動側係合部材（７１）、
　　（７１）、・・・に係合する複数の従動側係合部材
（７２）、　　（７２）、・・・とを備えている。

加えて、各スクロール（３）、　　（４）の一方の鏡板
（３１）背面に接してスラスト軸受（８）が設けられ、
該スラスト軸受（８）は他方の鏡板（４１）に設けられ
た上記係合部材（７２）、　　（７２）、・・・に連結
されている。そして、カウンタウェイト（９）は上記ス
ラスト軸受（８）が連結された鏡板（４１）の背面に設
けられた構成としている。

（作用） 上記の構成により、請求項（１）に係る発明では、駆動
軸（３３）を回転すると、駆動スクロール（３）が回転
し、連結手段（７）によって従動スクロール（４）が同
期して回転する。具体的には、請求項〔２に係る発明で
は、駆動スクロール（３）の回転により駆動側係合部材
（７１）が回転する。

そして、該駆動側係合部材’（７１）のうち何れかの係
合部材（７１）が従動側係合部材（７２）に接して該従
動側係合部材（７２）が回転し、上記駆動スクロール（
３）の回転力が従動スクロール（４）に伝達されて該従
動スクロール（４）が回転する。

この両スクロール（３）、　　（４）の回転により両ラ
ップ（３２）、　　（４２）間に作用室（１３）が形成
されると共に、該作用室（１３）が、例えば、中心に向
って移動しつつ収縮し、流体を圧縮する。

この回転駆動時において１．各鏡板（３１）。

（４１）の前面側にはラップ（３２）、　　（４２）や
係合部材（７１）、　　（７２）によって該鏡板（３１
）、　　（４１）を背面側に撓ませるモーメントが生ず
ることになるが、鏡板（３１）、（４１）の背面にカウ
ンタウェイト（９）が設けられており、このカウンタウ
ェイト（９）によって鏡板（３１）、（４１）を前面側
に撓ませるモーメントが生じることになる。この結果、
上記両モーメントが相殺され、鏡板（３１）、（４１）
は撓むことなく回転することになる。

（発明の効果） 従って、請求項（１）に係る発明によれば、上記各スク
ロール（３）、（４）の一方又は双方の鏡板（３１）、
　　（４１）の背面にカウンタウェイト（９）を設けた
ために、前面側に生ずるモーメントがカウンタウェイト
（９）のモーメントによって相殺されることになる。こ
の結果、上記鏡板（３１）、（４１）が背面側に撓むこ
とを確実に防止することができるので、各鏡板（３１）
。

（４１）とラップ（４２）、（３２）先端との異常接触
を防止することができる。

また、請求項（′２Ｊに係る発明によれば、相手側の鏡
板（３１）背面まで延びる係合部材（７２）。

（７２）、・・・によって大きなモーメントが生ずるこ
とになるが、該モーメントはカウンタウェイト（９）の
モーメントによって相殺されることになる。この結果、
上記係合部材（７２）、（７２）。

・・・を設けた場合においても鏡板（４１）の撓みを確
実に防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図に示すように、（１）は両系回転式のスクロール
型流体装置であって、冷凍装置における圧縮機に用いら
れ、冷媒ガスを圧縮して吐出するものである。

該スクロール型流体装置（１）は密閉ケーシング（２）
内にスクロール機構（１１）が収納されると共に、駆動
モータ（１２）が収納されて成り、該スクロール機構（
１１）！誹駆動スクロール（３）と従動スクロール（４
）とがそれぞれフレーム（５）、（６）に支持されて構
成されている。該両フレーム（５）、　　（６）は略円
盤状に形成され、それぞれ上記各スクロール（３）、　
　（４）の背面側に位置するように所定間隔を存して平
行に設けられている。更に、該駆動側フレーム（５）は
外周縁に形成されたフランジ（５ａ）にて、従動側フレ
ーム（６）は外周面にてそれぞれ上記ケーシング（２）
に固定されている。そして、該両フレーム（５）、（６
）の中央部には上記各スクロール（３）、　　（４）を
回転自在に支持する軸孔（５１）、　　（６１）が上下
方向に穿設されており、該両軸孔（５１）、　　（６１
）は軸心が半径方向に所定間隔を存するように形成され
ている。

上記両スクロール（３）、　　（４）は、円盤状に形成
された鏡板（３１）、　　（４１）の前面に渦巻状（イ
ンボリュート状）に形成されたラップ（３２）、　　（
４２）が立設されて構成され、該両鏡板（３１）、　　
（４１）の前面を互いに対面させて上記両フレーム（５
）、（６）間に並設されると共に、上記各ラップ（３２
）、（４２）が互いに噛合されている。更に、上記駆動
スクロール（３）の鏡板（３１）の背面（下面）には駆
動軸（３３）が、上記従動スクロール（４）の鏡板（４
）の背面（上面）には従動軸（４３）がそれぞれ連結さ
れ、該駆動軸（３３）及び従動軸（４３）がそれぞれ上
記各フレーム（５）、（６）の軸孔（５１）、（６１）
にラジアル軸受（３４）、　　（４４）を介して回転自
在に嵌挿されている。そして、上記駆動軸（３３）はケ
ーシング（２）内の底部にまで延長され、上記駆動モー
タ（１２）のロータ（１２ｇ）に嵌挿されている。更に
、該駆動モータ（１２）のステータ（１２ｂ）は上記駆
動側フレーム（５）の下部に連設された支持部材（５２
）に取付けられており、該支持部材（５２）の下端に形
成された内向きフランジ（５２ａ）には上記駆動軸（３
３）の下部が嵌挿支持されている。

また、上記駆動軸（３３）と従動軸（４３）とは、駆動
軸心（０１）と従動軸心（０２）とが半径方向に所定間
隔を存して互いに偏心して設けられており、上記駆動ス
クロール（３）の回転に従って連結手段（７）を介して
従動スクロール（４）か同期回転し、相対的に一方のス
クロール（３）又は（４）か他方のスクロール（４）又
は（３）に対して公転のみ行うように構成されている。

−方、上記各ラップ（３２）、　　（４２）は先端面が
相対面する鏡板（３１）、（４１）に接すると共に、内
周側面及び外周側面が複数箇所で接触し、この接触間が
作用室、（１Ｂ）に形成され、該作用室（１３）が両ス
クロール（３）、　　（４）の中心に向って移動しつつ
収縮するように構成されている。

上記ケーシング（２）内は駆動側フレーム（５）によっ
て該フレーム（５）の下方が低圧室（２１）に、従動側
フレーム（６）によって該フレーム（６）上方が高圧室
（２２）にそれぞれ区画形成されると共に、両フレーム
（５）、　　（６）間におけるラップ（３２）、（４２
）の外側が吸込室（２３）に形成されている。そして、
上記ケーシング（２）の側面には低圧室（２１）に連通
して吸入管（２４）が、上部には高圧室（２２）に連通
して吐出管（２５）がそれぞれ接続されている。

また、上記駆動側フレーム（５）におけるフランジ（５
ａ）の基部には貫通路（５３）が該フレーム（５）の上
下両面に亘って穿設され、該貫通路（５３）によって低
圧室（２１）と吸込室（２２）とが連通されて低圧冷媒
ガスが吸込室（２３）より作用室（１３）に流入するよ
うに構成されている。更に、上記従動スクロール（４）
には中心部に吐出通路（４６）が鏡板（４１）の前面か
ら従動軸（４３）の端面（上面）に亘って穿設され、上
記作用室（１３）より高圧冷媒ガスが高圧室（２２）に
流出するように構成されている。更にまた、上記ケーシ
ング（２）内の底部は潤滑油の油溜め（２６）に成って
おり、該油溜め（２６）には上記駆動軸（３３）の下端
部に設けられた給油ポンプ（３６）が浸漬され、図示し
ないが、該給油ポンプ（３６）より給油路を介して潤滑
油が各軸受（３４）、（４４）等に供給されている。

一方、上記連結手段（７）３は、第２図及び第３図に示
すように、駆動スクロール（３）における鏡板（３１）
の外周縁に駆動側係合部材である複数の駆動ピン（７１
）、　　（７１）、・・・が形成され、従動スクロール
（４）における鏡板（４１）の外周縁に従動側係合部材
である複数の従動ピン（７２）、（７２）、・・・が突
出形成されて構成されている。該両ピン（７１）、　　
（７２）はそれぞれ８つ宛等間隔に設けられ、従動ピン
（７２）、（７２）、・・・は従動スクロール（４）の
鏡板（４１）の前面から相対面する駆動スクロール（３
）の鏡板（３１）に向って立設され、先端が鏡板（３）
ノ背面側に臨んでいる。

更に、上記駆動ピン（７１）における正転方向（第２図
Ａ参照）の側面は第１曲面（７３）に、逆転方向（第２
図Ｂ参照）の側面は第２曲面（７４）に形成される一方
、上記従動ピン（７２）における逆転方向（第２図Ｂ参
照）の側面が第１曲面（７５）に、正転方向（第２図Ａ
参照）の側面が第２曲面（７６）に形成されている。そ
して、上記各駆動ピン（７１）、　　（７１）、・・・
の間には各従動ピン（７，２）、（７２）、・・・が、
逆に、各従動ピン（７２）、（７２）、・・・の間には
各駆動ピン（７１）、（７１）、・・・がそれぞれ位置
し、該両ビン（７１）、（７２）の第１曲面（７３）。

（７５）が互いに、また、第２曲面（７４）。

（７６）が互いにそれぞれ対面して、互いに接触可能に
形成されている。

また、上記駆動ピン（７１）の両曲面（７３）。

（７４）は平面視において鏡板（３１）の遠心方向に向
って湾曲する凸状に形成されると共に、所定半径の小径
円の円弧で形成される一方、上記従動ピン（７２）の両
曲面（７５）、　　（７６）は平面視において鏡板（４
１）の遠心方向に向って湾曲する凹状に形成されると共
に、所定半径の大径内の円弧で形成されており、該大径
内及び小径円が各曲面（７３）〜（７６）を一部とする
閉曲線に構成されている。そして、上記大径内は小径円
の包路線に成っており、つまり、上記両スクロール（３
）、（４）の回転に伴って両ピン（７１）。

（７２）が周方向に移動し、９相対応する大径内と小径
円とが常に一点で接するように各曲面（７３）〜（７６
）が形成されている。

更に、上記両ピン（７１）、　　（７２）の第１曲面（
７３）、（７５）は該両ピン（７１）、　　（７２）の
１回転中において所定の回転範囲内で互いに接触するよ
うに形成されていて、該回転範囲内において駆動スクロ
ール（３）の回転力が従動スクロール（４）に両ピン（
７１）、　　（７２）を介して伝達されるように構成さ
れている。一方、上記両ピン（７１）、（７２）の２曲
面（７４）。

（７６）は該両ビン（７１）、　　（７２）の１回転中
において上記回転範囲とほぼ対称に位置する所定の回転
範囲内で互いに接触するように形成されていて、第１曲
面（７３）、（７５）の接触と第２曲面（７４）、（７
６）の接触とによって上記両スクロール（３）、（４）
の相対角度が保持されるように構成されている。

また、上記駆動スクロール（３）の鏡板（３１）゛背面
側に接してスラスト軸受（８）が設けられており、該ス
ラスト軸受（８）は偏平なリング部材で形成されている
。そして、該スラスト軸受（８）は上記従動ピン（７２
）、（７２）、・・・の先端に取り付けられており、１
つのスラスト軸受（８）が両スクロール（３）、　　（
４）に生ずるスラスト力を受は止めている。

更に、本発明の特徴として従動スクロール（４）におけ
る鏡板（４１）の背面外周縁には、第３図に示すように
、カウンタウェイト（９）が設けられている。該カウン
タウェイト（９）は、リング状に形成されており、鏡板
（４１）の前面側に生ずるモーメントＭ１．つまり、ラ
ップ（４２）及び従動ピン（７２）、（７２）、・・・
、特に、従動ピン（７２）、　　（７２）、・・・によ
って生ずるモーメントＭ１に対して逆方向のモーメント
Ｍ２を生じさせるように形成されている。具体的に、上
記従動ピン（７２）、（７２）、・・・によって生ずる
モーメントＭ１がカウンタウェイト（９）によって生ず
るモーメントＭ２で相殺されるように成っている。

次に、このスクロール型流体装置（１）の圧縮動作につ
いて説明する。

先ず、駆動モータ（１２）を駆動して駆動軸（３３）を
回転すると、駆動スクロール（３）が駆動軸（３３）の
軸心（０１）を中心に回転し、鏡板（３１）が回転する
ので、駆動ピン（７１）。

（７１）、・・・も駆動軸心（０１）を中心に回転する
。そして、該駆動ピン（７１）、（７１）、・・・のう
ち何れか、例えば、３つの駆動ピン（７１）。

（７１）、・・・は所定の回転範囲内で第１曲面（７３
）が従動ピン（７２）、　　（７２）、・・・の第１曲
面（７５）に接し、駆動スクロール（３）の回転力が従
動ピン（７２）、　　（７２）、・・・を介して従動ス
クロール（４）に伝達される。この動力伝達により、従
動スクロール（４）が従動軸心（０コ）を中心に回転し
、しかも、該従動スクロール（４）は駆動スクロール（
３）に同期して回転し、この同期回転に従って一方のス
クロール（３）又は（４）に対して他方のスクロール（
４）又は（３）が相対的に公転のみ行うことになる。こ
の公転に伴ってラップ（３２）、（４２）の接触箇所か
中心に向って移動すると共に、ラップ（３２）。

（４２）間に作用室（１３）が該ラップ（３２）。

（４２）の外周端より形成され、該作用室（１３）が中
心の吐出通路（４６）に向って渦巻状に移動しつつ収縮
することになる。

一方、低圧冷媒ガスは吸入管（２４）よりケーシング（
２）内の低圧室（２２）に流入し、吸込室（２３）を通
って上記各ビン（７１）、　　（７２）における曲面（
７３）〜（７６）の間隙より上記作用室（１３）に流入
する。そして、該作用室（１３）の収縮により低圧冷媒
ガスが圧縮されて高圧冷媒ガスになり、該高圧冷媒ガス
は吐出通路（４６）を通り、高圧室（２２）に流入した
後、吐出管（２５）より吐出される。

また、上記各ビン（７１）’、　　（７２）の第２曲面
（７４）、（７６）は所定の回転範囲内で接触し、第１
曲面（７Ｂ）、（７６）の接触とによって両スクロール
（３）、　　（４）の相対角度が保持され、駆動スクロ
ール（３）が減速すると、該駆動スクロール（３）に従
って従動スクロール（４）が減速する。

上述の如く両スクロール（３）、　　（４）の回転駆動
時において、従動スクロール（４）の鏡板（４１）の前
面側には、第３図に示すように、主として従動ピン（７
２）、　　（７２）、・・・の遠心力によって鏡板（４
１）を背面側に撓ませるモーメントＭ１が生ずることに
なる。更に、このモーメントＭ１と同時に、上記鏡板（
４２）にはカウンタウェイト（９）が設゛１すられでい
るので、該カウンタウェイト（９）の遠心力によって鏡
板（４１）を前面側に撓ませるモーメントＭ、が生じる
ことになる。そして、上記両モーメントＭ、、Ｍ、は作
用方向が逆であるので、互いに打ち消し合い、上記鏡板
（４１）にはモーメントＭｌ　、Ｍ、−による力が作用
することはない。

従って、上記従動スクロール（４）め鏡板（４１）の背
面にカウンタウェイト（９）を設けたために、前側に生
ずるモーメントＭ１がカウンタウェイト（９）のモーメ
ントＭ２によって相殺されることになる。この結果、上
記鏡板（４１）が背面側に撓むことを確実に防止するこ
とができるので、鏡板（４１）とラップ（３２）先端と
の異常接触を防止することができる。

また、特に、相手側の鏡板（３１）背面まで延びる従動
ピン（７２）、　　（７２）、・・・によって大きなモ
ーメントＭ１が生ずることになるが、該モーメントＭ１
はカウンタウェイト（９）のモーメントＭ、によって相
殺されることになる。この結果、上記従動ピン（７２）
、　　（７２）、・・・を設けた場合においても鏡板（
４１）の撓みを確実に防止することができる。

尚、本実施例は、駆動スクロール（３）の鏡板（３１）
背面側にスラスト軸受（８）を設けたが、駆動ビン（７
１）、　　（７１）、・・・を従動スクロール（４）の
鏡板（４１）側に延長し、スラスト軸受（８）を従動ス
クロール（４）の鏡板（４１）背面側に設けてもよい。

その際、カウンタウェイト（９）は駆動スクロール（３
）に設けることになる。

また、駆動ビン（７１）の第１曲面（７３）と従動ピン
（７２）の第２曲面（７６）とを大径の凹状円弧に、駆
動ビン（７１）の第２曲面（７４）と従動ピン（７２）
の第１曲面（７５）とを小径に凸状円弧に形成してもよ
い。

また、連結手段（７）は、ギヤやベルトなどを用いたも
のでもよい。

また、カウンタウェイト（９）は、両鏡板（３１）、　
　（４１）の背面に設けるようにしてもよく、リング状
に限られるものではなく、また、外周縁に限られるもの
ではない。

また、本発明は、圧縮機の他にブロアや膨張機などに用
いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第１図はス
クロール型流体装置の縦断面図、第２図はスクロール機
構の分解斜視図、第３図は従動スクロールの断面図であ
る。第４図及び第５図は従来例を示し、第４図はスクロ
ール機構の断面図、第５図は鏡板の撓みを示す同断面図
である。 （１）・・・スクロール型流体装置 （３）・・・駆動スクロール （４）・・・従動スクロール （７）・・・連結手段 （８）・・・スラスト軸受 （９）・・・カウンタウェイト （３１）、　　（４１）・・・鏡板 （３２）、　　（４２）・・・ラップ （３３）・・・駆動軸 （４３）・・・従動軸 （７１）・・・駆動ピン （７２）・・・従動ピン 第２図 （１）・・・スクロール型流体装置 （３）・・・駆動スクロール （４）・・・従動スクロール （７）・・・連結手段 （８）・・・スラスト軸受 （９）・・・カウンタウェイト （３１）、　　（４１）・・・鏡板 （３２）、　　（４２）・・・う・プ　　　　　　　　
　　　　　　　　５（（３３）・・・駆動軸 （４３）・・・従動軸 （７１）・・・駆動ピン （７２）・・・従動ピン コー 一 ≧１− ピ ｌ 第　ＩＩＩ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鏡板（３１）の前面に渦巻状のラップ（３２）が
   立設され且つ背面に駆動軸（３３）が連結されて成る駆
   動スクロール（３）と、鏡板（４１）の前面に渦巻状の
   ラツプ（４２）が立設され且つ背面に従動軸（４３）が
   連結されて成る従動スクロール（４）とが各ラップ（３
   ２），（４２）を噛合して並設されているスクロール型
   流体装置であって、 上記駆動スクロール（３）の回転に伴つて従動スクロー
   ル（４）が同期して回転するように該両スクロール（３
   ），（４）を連結する連結手段（７）が設けられ、 上記両鏡板（３１），（４１）或いは一方の鏡板（４１
   ）の背面には、該鏡板（３１），（４１）の前面側に生
   ずるモーメントに対して逆方向のモーメントを生じさせ
   るカウンタウェイト（９）が設けられていることを特徴
   とするスクロール型流体装置。
2. （２）請求項（１）記載のスクロール型流体装置におい
   て、連結手段（７）は、駆動スクロール（３）の鏡板（
   ３１）外周縁に設けられた複数の駆動側係合部材（７１
   ），（７１），・・・と、従動スクロール（４）の鏡板
   （４１）外周縁に設けられて上記駆動側係合部材，（７
   １），（７１），・・・に係合する複数の従動側係合部
   材（７２），（７２），・・・とを備える一方、 各スクロール（３），（４）の一方の鏡板（３１）背面
   に接してスラスト軸受（８）が設けられ、該スラスト軸
   受（８）は他方の鏡板（４１）に設けられた上記係合部
   材（７２），（７２），・・・に連結され、 カウンタウエイト（９）は上記スラスト軸受（８）が連
   結された鏡板（４１）の背面に設けられていることを特
   徴とするスクロール型流体装置。