JPH0447156B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はスクロール形流体機械に関するもの
である。

この発明の説明に入る前に、スクロール形流体
機械の原理について簡単に述べる。

第１図はスクロール形流体機械の一つの応用で
あるスクロール圧縮機の基本的な構成要素と圧縮
原理を示しており、第１図ａ，ｂ，ｃ，ｄは互に
異なつた作動位置を示す作動原理図で、１は固定
スクロール、２は揺動スクロール、３は吐出口、
４は固定スクロール１と揺動スクロール２との間
隙からなる圧縮室、Ｏは固定スクロール１の中
心、O′は揺動スクロール上の定点である。固定
スクロール１および揺動スクロール２は、通常は
同一形状で巻方向が互に反対の渦巻を有し、これ
らの渦巻の形体はインボリユートあるいは円弧な
どを組合せたものであり、両渦巻間は圧縮室４が
形成される。

次に、動作について説明する。第１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
ように組合わされ、その姿勢を空間に対して変化
させないで、すなわち、自転運動をせずに、固定
スクロール１の中心Ｏの回りを回転運動する揺動
運動を行い、第１図ａ，ｂ，ｃ，ｄの位置0°，
90°，180°，270°に示すように運動する。このよう
な揺動スクロール２の運動に伴い、圧縮室４は順
次その容積を減じ、圧縮室４に取込まれた流体、
例えば気体は固定スクロール１の中央部に圧縮さ
れて吐出口３から吐出される。

この間第１図Ｏ〜O′の距離は一定に保持され
ており、渦巻の間隔をｐ、厚みをｔで表わせば、
距離OO′（クランク半径とよぶ）は、OO′＝ｐ／２− ｔとなつている。ｐは渦巻のピツチに相当してい
る。

スクロール圧縮機の名前で知られる装置の概略
は以上のようである。

スクロール形流体機械あるいは圧縮機において
は、大容量の機械を製作する場合、過大なスラス
ト力をなくするために、揺動スクロールを背中合
せにしてスラスト力を相殺するような構造が提案
されている。このような例としてはUSP801182，
USP3011694及びUSP4192152等が挙げられる。
詳細な構造については当該特許明細書に譲るが、
大略の構造を、第２図に示す。

第２図において１，１は２個の固定スクロール
で、互いに鏡像の固定スクロール歯５，５を有
し、これらを向い合わせて、容器状にしボルト１
４で固定している。２は揺動スクロールで、互い
に鏡像となる同一形状の揺動スクロール歯６，６
を有し、固定スクロール１，１との間でそれぞれ
圧縮室４，４を形成している。３，３は固定スク
ロール１，１に設けられ、流体例えば気体を導出
する吐出口で、吐出管１５，１５が接続されてい
る。１６は固定スクロール１に設けられ気体を導
入する吸入口で、吸入管１７が接続されている。
１８は吸入口１６付近の固定スクロール１，１内
部に形成される吸入チヤンバである。７は偏心部
を有するクランク軸で、固定スクロール１，１に
設けられたクランク軸軸受９，１０，１１によつ
て支承され、継手１２を介して駆動源１３で駆動
される。８は揺動スクロール２に設けたクランク
軸偏心部軸受、１９はバランスウエイトで、運転
中に、揺動スクロール２に設けたクランク軸偏心
部軸受、１９はバランスウエイトで、運転中に揺
動スクロール２に力に平衡するようになつてい
る。

次に動作について説明する。電動機、エンジン
あるいはタービン等の駆動源１３によりクランク
軸７が駆動される。するとクランク軸偏心部軸受
８を介して揺動スクロール２が揺動駆動され、第
１図に示されるような圧縮作用が揺動スクロール
２の両側で、固定スクロール１，１との間で、そ
れぞれ行なわれる。圧縮室４，４の圧力は、周辺
から中心部に向けて上昇し、吐出口３，３から吐
出管１５，１５を介して吐出される。この間同時
に、吸入管１７から吸入口１６を経て吸入チヤン
バ１８に気体が吸入され、さらに圧縮室４，４に
取り込まれる。運転中、揺動スクロール２に発生
する遠心力は、第２図に示されたバランスウエイ
ト１９によつて静的にも動的にも平衡される。

揺動スクロール２の台座において、その両側
（第２図において上下側）の圧縮室４，４が対称
に、換言すれば、鏡像となるように構成されてい
るので、圧縮室４，４の圧力は等しく、したがつ
て、揺動スクロール２には全体としてスラスト力
は発生し得ない。これは特に、揺動スクロールの
運動速度が小さくかつスラスト荷重が大きいとき
には、すべりスラスト軸受は用いることができな
いという制限のある場合に創作されたものであ
り、そのような意味においては有用なものであつ
た。

以上の従来例は、スラスト力を発生させないと
いうことでは優れたものであつたが、実際に用い
る場合には次に述べるような問題を有していた。

まず揺動スクロール２の台座の両側に一体とな
つた揺動スクロール歯６，６が設けられている
が、工作上の精度を考えると、寸法精度、形状精
度とも揺動スクロール歯６，６について同一にす
ることは実質上不可能であり、固定スクロール１
の固定スクロール歯５，５との半径方向隙間を両
側同時に調整しながら組立てる事は至難の業であ
り、従来この点を考慮せずに製作されたこの種の
装置は非常に非生産的なものであつた。特にクラ
ンク軸７を支承するクランク軸軸受９，１０，１
１が、２個の固定スクロール１，１に設けられて
いる場合には、２個の固定スクロール１，１の位
置的関係はこれによつて決まり、さらに、揺動ス
クロール２は、クランク軸７に係合しているの
で、これによつて揺動スクロール２と固定スクロ
ール１，１の位置的関係も決まり、上述のような
揺動スクロール２と固定スクロール１，１の半径
方向隙間の調整は実際上不可能であることが理解
される。

もう一つの本質的な問題点は、駆動方式であ
り、第２図ではクランク機構が１個だけである
が、複数個例えば３本を揺動スクロール２の台座
において、等ピツチに配列した場合は、クランク
軸７の各々の偏心中心の位置を極めて精度よくし
ておかねば、正常な運転は望み得なかつた。

さらに実際的な問題点として、駆動系が、揺動
スクロール２の外周部に配置されているので、必
然的に揺動スクロール２の外径は不必要に大きく
なり質量も過大で遠心力による軸受負荷も無視で
きなくなるという欠点があつた。しかも付随的に
固定スクロール１，１の外径も大きくなり、内圧
に耐えるためには厚みを増さねばならず不経済き
わまりないという欠点も無視できなかつた。

そこでこの発明は、第１渦巻を有する第１固定
スクロール、第２渦巻を有しこれを、第１固定ス
クロールの第１渦巻に組合わせ、第１渦巻に対し
て第２渦巻を揺動させるときに流入した流体の体
積を変化させて排出させる第１揺動スクロール、
この揺動スクロールに第２渦巻と反対側に設けら
れた第１揺動スクロール軸、第３渦巻を有する第
２固定スクロール、第４渦巻を有しこれを、第２
固定スクロールの第３渦巻に組合わせ、第３渦巻
に対して第４渦巻を揺動させるときに流入した流
体の体積を変化させて排出させる第２揺動スクロ
ール、この揺動スクロールに第４渦巻と反対側に
設けられた第２揺動スクロール軸、及び回転駆動
されるクランク軸を有し、このクランク軸の偏心
貫通孔に軸受を介して回転自在に支承される偏心
軸を有し、この偏心軸の一端に上記偏心軸に対し
て回転し得る第１従動偏心リング機構を介して上
記第１揺動スクロール軸を配置して上記第１揺動
スクロール軸を揺動させ、かつ上記偏心軸の他端
に上記偏心軸に対して回転し得る第２従動偏心リ
ング機構を介して上記第２揺動スクロール軸を配
置して上記第２揺動スクロール軸を揺動させるク
ランク機構を備えるようにして、揺動スクロール
に作用するスラスト荷重を偏心軸に両側から作用
させて相殺させるようにして、しかも揺動スクロ
ールと偏心軸の間の相対運動を小さくして、機械
的信頼性を向上させようとするものであり、さら
に偏心軸の両側には、互に独立した従動偏心リン
グ機構を介して揺動スクロール軸を配置するよう
にして、揺動スクロールが固定スクロールに対し
て容易に組立てられるようにして、従来のような
組立て上の困難をほとんど解消させ、しかも揺動
スクロールと固定スクロールの半径方向密封を容
易に実現させようとするものである。

以下この発明の一実施例を図面と共に説明す
る。第３図はこの発明の一実施例を示すスクロー
ル形流体機械の縦断面図、第４図はその一部分を
拡大分解して示す、一部断面を含む分解斜視図
で、主要部が一層拡大誇張して示してある。両図
において、２０はクランク軸で、偏心貫通孔２１
が設けられ、偏心軸２２（形状は円柱）がクラン
ク軸偏心部軸受２３を介して回転自在に嵌合して
いる。２４はクランク軸２０の回転中心、２５は
偏心軸２２の中心、２６は偏心軸２２の一端に結
合された拡大部で、嵌合部２７が設けられ、従動
偏心リング機構２８が回転自在に嵌合する。この
従動偏心リング機構２８にはこれが回転し得るよ
うに揺動スクロール２９の揺動スクロール軸３０
が嵌合する。従動偏心リング機構２８は偏心リン
グ３１、偏心リング３１を拡大部２６に対して回
転自在に支承する偏心リング軸受３２、偏心リン
グ３１を揺動スクロール軸３０に対して回転自在
に支承する揺動スクロール軸受３３から構成され
ている。揺動スクロール軸３０は、クランク軸２
０の回転中心O₁２４から規定のクランク半径ｒ
だけ離れた点O₂３４を中心としている。偏心リ
ング３１は回転中心O₁２４と揺動スクロール軸
３０の中心O₂３４を結ぶ直線上にほとんどあつ
て、点３４に関して回転中心２４と反対側にある
点O₃３５を中心として回転する。（符号O₁，O₂，
O₃の図面上の位置は後述の第５図に示す）。なお
この実施例では偏心軸２２の中心２５と偏心リン
グ３１の中心３５は一致させてある。

揺動スクロール２９の角度的位置を維持するた
めに、周知のオルダム継手３６が用いられ、ハウ
ジング３７に設けられたオルダム溝３８に突起３
９を、揺動スクロール２９に設けられたオルダム
用爪４０に突起４１をそれぞれ摺動自在に係合し
ている。４２は揺動スクロール２９においてその
軸３０と反対側に設けられた渦巻、４３は固定ス
クロールで渦巻４４を有し、両渦巻が組合わさ
れ、第１図に示す角度関係となるようにボルト４
５によつてハウジング３７に固定されている。固
定スクロール４３には吸入口４６が設けられ、吸
入管４７が接続されている。固定スクロール４３
に対して揺動スクロール２９が揺動すると吸入管
４７を経て吸入された流体、例えば気体は、吸入
チヤンバ４８から圧縮室４９に導入されて圧縮を
受け吐出口５０から、これに接続された吐出管５
１を経て吐出される。クランク軸２０はハウジン
グ３７に設けられたクランク軸軸受５２に支承さ
れている。クランク軸２０の外周には、クランク
軸２０を回転させる被駆動歯車５３がキー５４に
よつて固定されている。被駆動歯車５３には、運
転に伴なつて発生する揺動スクロールの遠心力に
平衡するバランスウエイト５５が取付けられてい
る。

偏心軸２２の一端側には、上述した拡大部２
６、従動偏心リング２８揺動スクロール２９及び
固定スクロール４３等が配置されているが、上記
偏心軸２２の他端側には、これらと同一に形成さ
れたものが、互に鏡像関係に配置されている。同
じ構成であるので説明は省略するが、符号は対応
する部分に１００を加えて示してある。又この発
明では、クランク軸２０、軸受２３、偏心軸２
２、及び従動偏心リング機構２８を総称してクラ
ンク機構と呼ぶ。

被駆動歯車５３は駆動歯車５６によつて駆動さ
れるようになつており、駆動歯車５６には、駆動
軸５７がキーで固定されている。５９は歯車箱で
駆動軸軸受６０が数個設けられ、駆動軸５７を回
転自在に支承している。歯車箱５９から駆動軸５
７が外部に出る部分には、軸シール６１が設けら
れており密封や防塵の役目を果す。

さらに歯車箱５９に付随して油槽６２が設けら
れており内部に潤滑油６３が入つている。駆動軸
５７の軸端に設けられポンプ６４により給油孔６
５に給油が行なわれ、駆動軸軸受６０を潤滑しま
た給油孔６５からハウジング３７内に給油され、
摺動各部を潤滑した後、返油孔６６から油槽６２
に戻るようになつている。矢印は潤滑油の流れを
示す。ポンプ６４の吸入パイプ６７の入口部分に
はフイルタ６８が設けられており、ポンプ６４を
保護している。なお６９は油切りを示す。７０は
スラスト軸受、７１は潤滑油供給溝である。

次に動作について説明する。スクロール形流体
機械例えば圧縮機おいては、モータ、原動機ある
いはタービン等の図示されない駆動源によつて、
駆動軸５７が駆動されるいることによつて圧縮運
転が開始される。駆動軸５７が駆動されると、こ
の駆動軸５７に結合されている駆動歯車５６が回
転を始め、駆動歯車５６に係合する被駆動歯車５
３が駆動される。被駆動歯車５３はクランク軸２
０に結合しているので、クランク軸２０も回転を
始める。クランク軸２０は、ハウジング３７に設
けられた複数個のクランク軸軸受６２に支承され
ており、その回転中心２４を中心に回転する。

クランク軸２０にはその偏心貫通孔２１に、中
心O₃２５を中心とする偏心軸２２が嵌合してい
る。この偏心軸２２はクランク軸偏心部軸受２３
によつて回転自在に支持されており、上記中心
O₃２５と回転中心O₁２４との距離Ｒを一定に保
つて回転を行う。

偏心軸２２の両端の拡大部２６（一端の符号の
みを示す）には中心２５（又は３５）を中心とす
る嵌合部２７が対称に設けられ、従動偏心リング
機構２８が回転自在に嵌合している。従動偏心リ
ング機構２８は固定スクロール４３の固定スクロ
ール歯４４と揺動スクロール２９の揺動スクロー
ル歯４２の半径方向隙間の密封を運転中可能にす
る装置である。その作動の原理を第５図〜第７図
に説明する。

ここで、まず、各中心O₁，O₂，O₃の間の関係
及び作用について説明する。偏心軸２２と偏心リ
ング３１との中心は同一とし（O₃とする）、この
中心O₃とクランク軸の回転中心O₁との距離は、
Ｒで一定不変とし、クランク軸の回転中心O₁と
揺動スクロールの中心O₂との距離は、ｒでＲの
範囲内で可変になるように構成されている。

第５図において座標上の原点にクランク軸２０
の回転中心O₁２４を位置させている。点Ａ，Ｂ，
Ｃはそれぞれ揺動スクロール軸３０、偏心リング
３１、拡大部２６の定点を示す。第５図ａ〜ｄは
ａを回転角0°と定義して、以下90°進む毎に270°ま
での回転中の様子を示す。クランク軸２０が回転
中心O₁を中心に回転すると偏心軸２２の中心O₃
もO₁の回わりに回転する。これにつれて揺動ス
クロール軸３０の中心O₂もO₁の回わりにO₁O₂＝
ｒにほゞ規制されて回転し、O₁−O₂−O₃を結ぶ
線はほゞ直線状になりクランク軸２０と同じ回転
角度で回転する。このとき揺動スクロール軸３０
の定位置である点Ａは、オルダム継手３６に規制
されて、O₂に対しては相対的に回転せずに、ａ
図の状態のO₂−Ａに常に平行となるようにｂ，
ｃ，ｄ図の状態に移行する。一方拡大部２６｛ス
ラスト軸受７０｝上の定位置である点Ｃについ
て、スラスト軸受７０とこれを押圧する揺動スク
ロール２９間には、わずかな相対運動があり、半
径はO₂O₃で点ＣがO₃の回わりに回転しようとす
るが、後述するように点Ｃが回転するとO₁O₂の
距離は、いずれの方向に回転しても増大するの
で、固定スクロール４３の渦巻４４に揺動スクロ
ール２９の渦巻４２が接触する。したがつてO₂
の動きは渦巻４４，４２間の隙間程度であるの
で、O₃とＣの相対運動もその程度であり、ａ図
の状態のO₃−Ｃにほゞ平行になるようにｂ，ｃ，
ｄ図の状態に移行する。よつて偏心リング３１上
の定位置である点ＢはO₁−O₂−O₃を結ぶ直線と
同様の動きを行い、O₂に対して相対的に運動す
ると言える。これからわかるように、偏心リング
３１は、揺動スクロール軸３０に対しても、及び
拡大部２６｛偏心軸２２｝に対しても相対運動を
有するので、揺動スクロール軸受３３及び偏心リ
ング軸受３２が設けられている。スラスト軸受７
０と揺動スクロール２９の相対運動は、O₂O₃を
半径とする円運動で、O₂O₃＝ｅを小さくすれば、
相対速度を実質的に小さくできる。

従動偏心リング機構２８の半径方向密封作用に
ついては、第６図，第７図を用いて説明する。圧
縮運転が開始されると揺動スクロール軸３０の中
心O₂には、駆動源に負荷となるような、回転方
向Ｄに対して接続方向となる接線方向力F〓と、主
として揺動スクロール２９の遠心力による半径方
向力F_rが作用することはよく知られており、その
様子は第６図に示されたとおりである。F〓がO₂
に作用すると、偏心リング３１の中心はO₃であ
るので、O₃の回りに、 F〓・ｅ なるモーメントが生ずることが理解される。この
時F_rはO₂とO₃を結ぶ直線上で作用しているので
O₃の回りにはモーメントを発生しない。O₁O₂の
距離が規定のクランク半径 ｒ＝ｐ／２−ｔ に保たれている場合においても、固定スクロール
４３の渦巻４４と揺動スクロール２９の渦巻４２
の間には微少な間隙εが存在している場合があ
り、その大きさは数ミクロンから数10ミクロンで
あることが経験上知られている。固定スクロール
の渦巻４４と揺動スクロールの渦巻４２の形状と
して半径ａの円のインボリユート（伸開線）を用
いたとすれば、最小となる間隙εはF_rの両側にあ
つてF_rと平行な直線で、F_rの作用線よりａだけの
距離を有する直線上に並んでいる事が幾何学的に
知られている。前述のように偏心リングの中心
O₃の回りにモーメントF〓・ｅが発生すると、揺
動スクロール軸３０の中心O₂はO₃の回りに回転
しようとし微少な間隙εがなくなるまで、揺動ス
クロールの渦巻４２が、固定スクロールの渦巻４
４に接近し接触する。この状態を第７図に示し、
揺動スクロール軸３０の中心O₂はO₃の回りに微
少角△θだけ回転してO₁₂の位置に移動する。こ
の時O₁O₂の距離はO₁O₁₂まで増加して半径方向の
微少な間隙εを零にする。第７図に示すように、
固定スクロールの渦巻４４と揺動スクロール渦巻
４２の間には密封力ｆが発生し、εが小さく従が
つて回転角△θも微少であることを考慮すればモ
ーメントの釣合より、O₂O₃の距離をｅとして ｆ・ａ＝F〓・ｅ が求まる。これより ｆ＝ｅ／ａ・F〓 と密封力ｆが計算される。このような原理によつ
て固定スクロールの渦巻４４と揺動スクロールの
渦巻４２の半径方向間隙の密封を実現し、運動中
の漏れを最小の水準に維持する。この従動偏心リ
ング機構２８における特徴は、密封力ｆが接線方
向力F〓のみの関数であることで、F〓は圧縮機の圧
力条件のみによつて決まり、回転数の影響をほと
んど受けないことで、揺動スクロール２９の遠心
力にｆが依存しないことである。このようにして
偏心軸２２の嵌合部２７に嵌合せる従動偏心リン
グ機構２８は、固定スクロールの渦巻４４と揺動
スクロールの渦巻４２の半径方向間隙の密封を行
う。

偏心軸２２がクランク軸２０により駆動される
と、前述の従動偏心クランク機構２８によつて揺
動スクロール２９が駆動される。第１図に示され
たような圧縮原理に基づいて圧縮作用を行うため
に、オルダム継手３６が、ハウジング３７に設け
られたオルダム溝３８に係合し、かつ揺動スクロ
ール２９のオルダム用爪３１にも係合している。
オルダム継手３０はハウジング３７に対して往復
直線運動を行い、揺動スクロール２９に対しても
相対的には往復直線運動を行う（第４図参照）。

揺動スクロール２９が、偏心軸２２、従動偏心
リング機構２８オルダム継手３６によつて駆動さ
れると、第１図に示される原理で圧縮を行い、揺
動スクロール２９には、第８図に示されたような
力Ｆが作用する。第８図において揺動スクロール
２９に作用する力ＦのうちF_tはスラスト荷重（軸
方向荷重）、F_r〓は径方向荷重であり、第７図を参
照すれば F_r〓＝√_r ²＋〓² となり、接線方向力F〓と半径方向力F_rの合力であ
る。第５図に示したように揺動スクロールの軸３
０上の点Ａと、偏心軸２２上の点Ｃは、わずかな
相対運動しか行なわず、従がつて、揺動スクロー
ル２９と偏心軸２２に設けられたスラスト軸受７
０もわずかな相対運動しか行なわない。厳密には
O₂O₃を半径とする円運動があり、O₂O₃＝ｅを小
さくすれば、相対運動は小さくでき、又半径方向
密封のための従動偏心リング機構２８により第７
図に示された微少回転角度△θの変化による相対
運動が存在し得るが、それはごく微少であり、し
たがつて揺動スクロール２９と偏心軸２２の両相
対運動は極く小さいものである。したがつて、第
８図に示されたスラスト力F_tは揺動スクロール２
９の外周背面を介して偏心軸２２のスラスト軸受
７０に伝達される。前述の理由によつて揺動スク
ロール２９の外周背面とスラスト軸受７０の間の
相対運動は極く小さいのは、この発明の大きな特
徴の一つである。さらに偏心軸２２にはその両端
にそれぞれ固定スクロール及び揺動スクロールが
設けられているので、対抗して設けられた揺動ス
クロール２９（１２９）のスラスト力F_t同志は相
殺し合つて偏心軸２２には全体として力は作用し
ない（第８図参照）。

第８図に示された揺動スクロール２９が運転中
力学的に安定であるためには全荷重Ｆのベクトル
がスラスト軸受７０の外径より内側を通過してい
なければならない。第８図に示された状態は安定
な状態である。このような意味において、スラス
ト軸受７０の外径Ｄは揺動スクロール２９のなる
べく外周まで支持できるようになつているのが望
ましい。

揺動スクロール２９が、第８図のように安定的
に運転されると、第８図に示された吸入管４７を
経て吸入口４６から圧縮される気体が吸入され、
吸入チヤンバ４８から圧縮室４９に入つて圧縮を
受け、吐出口５０から吐出管５１を経て気体が吐
出され圧縮サイクルを完了する。

フイルタ６８、吸入パイプ６７を経て潤滑油６
３がポンプ６４に吸い込まれ、給油孔６６から摺
動各部を潤滑する。ハウジング３７内で摺動部分
を潤滑した油は、歯車箱５９に設けられた返油孔
４５から油槽３９に戻つてくる。ハウジング３７
には油切り６９が設けられてあり、吸入チヤンバ
４８に潤滑油が多量には吸い込まれぬようになつ
ている。

なお、上記実施例ではクランク軸２０が歯車に
よつて駆動されたが、従来のように内蔵される電
動機によつて駆動されてもよい。すなわち、被駆
動歯車５３の代りに、モータ・ロータを設け、こ
れを取りまいてハウジング３７に固定されたモー
タ・ステータに適当な電源によつて通電が行なわ
れるとモータ・ロータが回転を始め圧縮運転が行
なわれる。この場合は電動機が内蔵されるので比
較的小型にできるのが特徴である。

第９図、第１０図は、第３図に示すクランク軸
の内側に固定・揺動スクロールを配置したスクロ
ール形流体機械を基本単位として、大容量化を行
なう装置が示されている。第８図では、駆動歯車
５６の周りに等間隔２個の基本単位を配置し、駆
動源７２で駆動される駆動歯車５６で２個の基本
単位を同時に駆動して大容量化を果している。第
１０図では駆動歯車５６の周りに４個の基本単位
を配置し、駆動源７２で駆動される駆動歯車５６
で４個の基本単位を同時に駆動しさらに大容量化
している。

又、駆動軸５７に駆動歯車５６を複数個設けて
さらに大容量化も可能であるし、駆動源７２の前
後に駆動軸５７を設け、それにそれぞれ駆動歯車
５６を設けて大容量化してもよい。

以上説明したように、この発明は、第１渦巻を
有する第１固定スクロール、第２渦巻を有しこれ
を、第１固定スクロールの第１渦巻に組合わせ、
第１渦巻に対して第２渦巻を揺動させるときに流
入した流体の体積を変化させて排出させる第１揺
動スクロール、この揺動スクロールに第２渦巻と
反対側に設けられた第１揺動スクロール軸、第３
渦巻を有する第２固定スクロール、第４渦巻を有
しこれを第２固定スクロールの第３渦巻に組合わ
せ、第３渦巻に対して第４渦巻を揺動させるとき
に流入した流体の体積を変化させて排出させる第
２揺動スクロール、この揺動スクロールに第４渦
巻と反対側に設けられた第２揺動スクロール軸、
及び回転駆動されるクランク軸を有し、このクラ
ンク軸の偏心貫通孔に軸受を介して回転自在に支
承される偏心軸を有し、この偏心軸の一端に上記
偏心軸に対して回転し得る第１従動偏心リング機
構を介して上記第１揺動スクロール軸を配置して
上記第１揺動スクロール軸を揺動させ、かつ上記
偏心軸の他端に上記偏心軸に対して回転し得る第
２従動偏心リング機構を介して上記第２揺動スク
ロール軸を配置して上記第２揺動スクロール軸を
揺動させるクランク機構を備えたスクロール形流
体機械であるので、揺動スクロールに作用するス
ラスト荷重F_tが偏心軸に両側から作用して相殺さ
れ、しかも揺動スクロールと偏心軸の間の相対運
動は小さく、機械的信頼性が向上する。さらに偏
心軸の両側には、互に孤立した従動偏心リング機
構を介して揺動スクロール軸を配置しているの
で、揺動スクロールは固定スクロールに対して容
易に組立てることができ、従来のような組立て上
の困難はほとんど解消してしまうし、揺動スクロ
ールと固定スクロールの半径方向密封が容易に実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃ，ｄはスクロール形流体機械
の互に異なつた作動位置を示す作動原理図、第２
図は従来のスクロール形流体機械を示す断面図、
第３図はこの発明の一実施例を示すスクロール形
流体機械の縦断面図、第４図はその一部分を拡大
分解して示す、一部断面を含む分解斜視図、第５
図〜第７図は従動偏心リング機構の作動原理を説
明する原理図、第８図は揺動スクロールに作用す
る力の説明図、第９図はこの発明の応用例で大容
量化を示す斜視図、第１０図は同じく大容量化を
示す正面図である。 図中、２０はクランク軸、２１は偏心貫通孔、
２２は偏心軸、２３は軸受、２８は従動偏心リン
グ機構、２９は揺動スクロール、３０は揺動スク
ロール軸、３７はハウジング、４２は揺動スクロ
ールの渦巻、４３は固定スクロール、４４は固定
スクロールの渦巻、５３は被駆動歯車、５６は駆
動歯車、５７は駆動軸、３１は偏心リング、３２
は偏心リング軸受、３３は揺動スクロール軸受、
２４はクランク軸の回転中心、３４は揺動スクロ
ール軸の中心、３５は偏心リングの中心である。
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 第１渦巻を有する第１固定スクロール、第２
   渦巻を有しこれを、第１固定スクロールの第１渦
   巻に組合わせ、第１渦巻に対して第２渦巻を揺動
   させるときに流入した流体の体積を変化させて排
   出させる第１揺動スクロール、この揺動スクロー
   ルに第２渦巻と反対側に設けられた第２揺動スク
   ロール軸、第３渦巻を有する第２固定スクロール
   第４渦巻を有しこれを、第２固定スクロールの第
   ３渦巻に組合わせ、第３渦巻に対して第４渦巻を
   揺動させるときに流入した流体の体積を変化させ
   て排出させる第２揺動スクロール、この揺動スク
   ロールに第４渦巻と反対側に設けられた第２揺動
   スクロール軸、及び回転駆動されるクランク軸を
   有し、このクランク軸の偏心貫通孔に軸受を介し
   て回転自在に支承される偏心軸を有し、この偏心
   軸の一端に上記偏心軸に対して回転し得る第１従
   動偏心リング機構を介して上記第１揺動スクロー
   ル軸を上記偏心軸の一端と軸方向に接触可能に配
   置して上記第１揺動スクロール軸を揺動させ、か
   つ上記偏心軸の他端に上記偏心軸に対して回転し
   得る第２従動偏心リング機構を介して上記第２揺
   動スクロール軸を上記偏心軸の他端と軸方向に接
   触可能に配置して上記第２揺動スクロール軸を揺
   動させるクランク機構を備えたスクロール形流体
   機械。 ２ 従動偏心リング機構は、偏心リングと、この
   偏心リングを偏心軸に対して回転自在に支承する
   偏心リング軸受と、上記偏心リングを揺動スクロ
   ール軸に対して回転自在に支承する揺動スクロー
   ル軸受とから構成されている特許請求の範囲第１
   項記載のスクロール形流体機械。 ３ クランク機構は、クランク軸の回転中心と揺
   動スクロール軸の中心と偏心リングの中心とをこ
   の順序に一直線上に配置したときに、上記クラン
   ク軸の回転中心と上記揺動スクロール軸の中心と
   の距離が実質的にクランク半径に等しくなるよう
   にした特許請求の範囲第２項記載のスクロール形
   流体機械。