JPH10122165A - スクロール流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転がり部材を滑りがない状態で支持して、フ
レーキングや潤滑不良条件での焼き付きの問題がないス
クロール流体機械を提供すること。 【解決手段】 スクロール流体機械は、固定スクロール
に対して回動自在に設けられた旋回スクロール２と、該
旋回スクロールの回転軸を支持するフレーム６と、旋回
スクロールの公転は許容するが自転は阻止するようにフ
レーム及び旋回スクロールの間に設けられたオルダムリ
ング機構３とを備える。オルダムリング機構３のオルダ
ムリングは、フレームのスラストプレート６５とオルダ
ムリングとの間、及びオルダムリングと旋回スクロール
との間に配置されたスラスト軸受１０により支承されて
いる。スラスト軸受１０は、複数の転がりローラ１０ｃ
からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクロール膨張機
や、スクロール圧縮機のような旋回スクロールを有する
スクロール流体機械に関し、特に該旋回スクロールのス
ラスト支持構造に関するものである。

【０００２】一般に、スクロール圧縮機は、図８に示す
ように、固定スクロール１及び旋回スクロール２を備
え、該旋回スクロール２を、その自転を防止しつつ固定
スクロール１の回りに公転運動させることにより、流体
の圧縮動作を行うものである。この旋回スクロール２に
は、周知のように、軸方向にガス力が作用するため、即
ちスラスト力が作用するため、従来は、中空フレーム６
の内周面から内向きに延びるスラストプレート６ａによ
り旋回スクロール２を支持することが一般的であった。
また、特公昭６１ー１５２７６号公報に記載されている
ように、ボールカップリングにより支持することも一般
的であった。

【０００３】更に、旋回スクロールの自転を防止するた
めに、オルダム型の自転阻止機構を採用するものは、例
えば特開平２ー２６４１７３号公報に開示されている
が、該自転阻止機構において用いられているリニアベア
リングはスラスト力を支持するように配置されているも
のではない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前者のスラストプレー
ト６ａでは、潤滑不良時に旋回スクロールとスラスト軸
受の焼き付きの問題が発生する懸念があり、また、後者
のボールカップリングでは、図９に示すように、ボール
２２４の転がり・滑り運動でスラストを支持するため、
ボール表面がうろこ状に剥離するフレーキングと呼ばれ
る現象が発生し易いだけでなく、部品点数も非常に多
く、また、ボール２２４の公転による騒音が大きい等の
欠点があった。尚、図９において、２は旋回スクロー
ル、７３は旋回軸受、２１４は旋回スクロール側レー
ス、２１５はポケット２１５ａを有する旋回スクロール
側リング、２１６はスプリングピン、２２１は固定レー
ス、２２２は固定レースの端面に当接される固定リン
グ、２２２ａはポケット、２２３はスプリングピンであ
る。従って、本発明は、上述の問題を解決するためにな
されたもので、転がり部材を滑りがない状態で支持し
て、フレーキングや潤滑不良条件での焼き付きの問題が
ないスクロール流体機械を提供することを目的とするも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明によるスクロール流体機械は、固定スクロー
ルと、該固定スクロールに対して回動自在に設けられた
旋回スクロールと、該旋回スクロールを回動自在に支持
する偏心クランク部を有する回転軸と、該回転軸を支持
するフレームと、前記旋回スクロールの公転は許容する
が自転は阻止するように前記フレーム及び前記旋回スク
ロールの間に設けられたオルダムリング機構とを備え、
前記オルダムリング機構のオルダムリングは、前記フレ
ームのスラストプレートと前記オルダムリングとの間、
及び前記オルダムリングと前記旋回スクロールとの間に
配置されたスラスト軸受により支承されている。前記ス
ラスト軸受は転がり部材であることが好ましい。前記オ
ルダムリングは、円周方向に９０°の間隔で離間し放射
状に延びる４本のオルダムキーを有し、前記転がり部材
の各々は、長手方向軸心が互いに平行となるように列状
に配設された複数の転がりローラからなり、前記オルダ
ムキーのうちの直径方向に対峙する１対のオルダムキー
に対応する転がりローラの長手方向軸心は、他方の対の
オルダムキーに対応する転がりローラの長手方向軸心に
関して９０°の角度をなしていることが好ましい。前記
転がり部材は、列状に配設された複数の可回転ボールか
ら構成してもよい。また、前記複数の転がりローラは、
対応する前記オルダムキーの一部として該オルダムキー
に内蔵することができる。

【０００６】以上のようにスクロール流体機械を構成す
ると、旋回スクロールによるスラスト力は、該旋回スク
ロールに関して相対的に往復動するオルダムリングに転
がり部材を介して伝えられる。また、オルダムリングに
作用したスラスト力は、オルダムリングとスラストプレ
ートの間の転がり部材を介して同スラストプレートに伝
えられる。オルダムリング、旋回スラスト及びスラスト
プレートは相対的に往復動するため、それらの間に介在
する転がり部材は実質的に滑動することなくスラスト力
を支持する。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態即ち実施形態について説明するが、
図中、従来の技術に関する図面も含め、同一符号は同一
又は対応部分を示すものとする。

【０００８】図１は、本発明の一実施形態に係る縦型の
スクロール型圧縮機を示す縦断面図であり、円筒形でよ
い密閉ハウジング８の内部には、上方部位にスクロール
型圧縮機構Ｃが、下方もしくは中間部位に電動モータＭ
がそれぞれ収納されて設置され、該圧縮機構Ｃ及び電動
モータＭは、回転シャフト５を介して互いに連動するよ
うに結合されている。スクロール型圧縮機構Ｃは、例え
ば特開平７ー６３１７４号公報に開示されているよう
に、固定スクロール１と、旋回スクロール２と、該旋回
スクロール２の公転旋回運動を許容するが、その自転は
阻止するオルダムリング機構３と、固定スクロール１が
締結される支持フレーム６と、回転シャフト５を軸支す
る上部軸受７１とを含んでいる。後述するように、オル
ダムリング機構３は、フレーム６に関して例えば図１の
紙面において左右の方向に移動可能であると共に、旋回
スクロール２がこのオルダムリング機構３に関して紙面
に垂直の方向に移動するのを許容するようになってお
り、かくして旋回スクロール２の自転を阻止する。尚、
図１では、オルダムリング機構３は図面を簡略にするた
め概略的に示されている。

【０００９】固定スクロール１は、端板１１と、その内
面もしくは下面から下方に延びる渦巻き状のラップ１２
とを備え、この端板１１には、吐出ポート１３が貫通形
成されると共に、同吐出ポート１３を開閉する吐出弁１
７が設けられている。旋回スクロール２は、端板２１
と、その上面から上方に延びる渦巻き状のラップ２２と
を備え、ラップ１２，２２は半径方向に重なり合ってい
る。端板２１の下面から下方に延びるように立設された
円筒形のボス部２３内には、偏心ブッシュ５４が旋回軸
受７３を介して回転自在に嵌挿され、該偏心ブッシュ５
４により画成された孔５５内に、回転シャフト５の上端
からその軸心に対して偏心して突出する偏心ピン５３が
回転自在に嵌合している。固定スクロール１と旋回スク
ロール２とを相互に所定距離だけ偏心させ、かつ１８０
°だけ角度をずらせてラップ１２，２２を噛み合わせる
ことによって、複数個の密閉空間２４が形成される。か
かる密閉空間２４を画成するラップ１２，２２は、例え
ば前述した特開平７ー６３１７４号公報の図７に示され
ている。

【００１０】フレーム６は密閉ハウジング８内に固定さ
れており、このフレーム６の上面に形成されたスラスト
面（スラストプレート）６５と、旋回スクロール２の下
側背面とが後述するように転がり部材に接触して、フレ
ーム６による旋回スクロール２の支持を行っている。ス
ラスト面６５には油溝６６が例えば環状に穿設されてい
る。また、フレーム６の上面中心部に穿設された円形横
断面の穴の頂部開口は、旋回スクロール２の背面により
塞がれ、油溜め室６１を画成している。この油溜め室６
１を画成するフレーム６の穴内壁面の下部に臨むよう
に、排油孔６２が半径方向外側に下向きに傾斜して穿設
されている。

【００１１】回転シャフト５の下端部には容積型の油ポ
ンプ５１が備えられている。そして、この油ポンプ５１
の吸入口（図示せず）には吸入管５６が接続されてお
り、その先端は密閉ハウジング８の底部の油溜まり８１
に開口している。また、同油ポンプ５１の吐出口（図示
せず）は回転シャフト５内に軸方向に穿設された給油孔
５２に連通している。この給油孔５２は回転シャフト５
を貫いて上方に延び、偏心ピン５３をも貫いている。

【００１２】電動モータＭを駆動することによって回転
シャフト５、偏心ピン５３、偏心ブッシュ（クランク
部）５４、ボス部２３等からなる公転旋回機構を介し
て、旋回スクロール２が駆動され、同旋回スクロール２
は、オルダムリング機構３によって自転を阻止されなが
ら、公転旋回半径の円軌道上を公転旋回運動する。この
ような運動もスクロール型圧縮機では公知である。

【００１３】この運動により、吸入ガスは吸入管８２を
経て密閉ハウジング８内に入り、フレーム６に貫通形成
されたガス通路８５を通って、旋回スクロール１の吸入
通路１５を経て、前述した密閉空間２４内に吸入され
る。そして、この吸入ガスは、旋回スクロール２の公転
旋回運動により、密閉空間２４の容積が周知のように減
少するのに伴って圧縮されながら中央部に至り、端板１
１に貫通形成された吐出ポート１３から出て吐出弁１７
を押し開き、スクロール型圧縮機構Ｃ内に画成された吐
出キャビティ１４に入り、同吐出キャビティに連通する
ようにスクロール型圧縮機構Ｃに接続された吐出管８３
を経て外部に吐き出される。

【００１４】一方、電動モータＭの駆動と同時に油ポン
プ５１も駆動されるため、密閉ハウジング８の底部の油
溜まり８１に貯留されていた潤滑油は、吸入管５６を介
して吸い上げられ、給油孔５２に送られる。次いで、こ
の潤滑油は給油孔５２内を上方に流れ、途中で分流して
下部軸受７２及び上部軸受７１を潤滑し、本流は、偏心
ピン５３の先端にある給油孔５２の開口から噴出し、偏
心ピン５３、旋回軸受７３を潤滑して油溜め室６１に入
る。その後、この潤滑油は油溝６６を通ってスラスト面
６５、オルダムリング機構３等の摺動部を潤滑する。ま
た、油溜め室６１に入った潤滑油の一部は、排油孔６２
から滴下し、電動モータＭのステータ外周と密閉ハウジ
ング８との間に形成された通路９を通って最終的に油溜
まり８１に戻り貯留される。

【００１５】図２は、上述したようなスクロール型圧縮
機において用いられている本発明の第１の実施形態によ
るオルダムリング機構３の詳細を斜視しており、図３
は、図２のＡ−Ａ線断面を示している。フレーム６のス
ラストプレートと旋回スクロール２との間に配設される
同オルダムリング機構３は、環状の円板形本体部３ａ
と、該本体部の外周面から半径方向の外方に延びる４本
のオルダムキー３ｂ〜３ｅとを有するオルダムリングか
らなり、隣接するオルダムキーは図示のように円周方向
に互いに９０°離間している。また、該オルダムリング
機構３の本体部３ａには、２対のオルダムキーの各根元
部近傍に画成された箱状の空間３ｆ内に、循環式転がり
軸受（スラスト軸受）１０を有する。

【００１６】図２及び図３から了解されるように、各循
環式転がり軸受１０は、空間３ｆを画成する壁面に設け
られた支持部１０ａと、該支持部１０ａの周りを循環自
在に囲繞する無端のリテーナ１０ｂと、該リテーナによ
り円形列状に繋がって保持された複数の平行ローラ（転
がり部材）１０ｃとを備える。各ローラ１０ｃはその長
手方向軸心を互いに平行に指向させてリテーナ１０ｂに
保持されている。直径方向に対峙する１対のオルダムキ
ー３ｂ，３ｄの根元部近傍にある循環式転がり軸受と、
残りの１対のオルダムキー３ｃ，３ｅの根元部近傍にあ
る循環式転がり軸受とは、ローラ列の循環方向が互いに
９０°異なるように、長手方向の軸心の向きを変えて配
設されている。

【００１７】また、図３に誇張して示すように、オルダ
ムキー３ｂ，３ｄの根元部にある転がり軸受の各ローラ
は、本体部３ａの底面から僅かに突出していて、フレー
ム６のスラスト面６５と接触し、一方、オルダムキー３
ｃ，３ｅの根元部にある転がり軸受の各ローラは、本体
部３ａの上面から僅かに突出していて、旋回スクロール
２の下面と接触する。

【００１８】図４及び図５は、本発明によるオルダムリ
ング機構３の第２の実施形態を示すもので、この実施形
態では、図１の各循環式転がり軸受に代わるものとし
て、板状のリテーナ２０ａと、該リテーナにより保持さ
れた１列の平行ローラもしくはコロ（転がり部材）２０
ｂとからなる転がり案内装置（スラスト軸受）２０を採
用しており、該転がり案内装置２０を収容するために本
体部３ａに形成された溝状の空間３ｇの長さ（軸受２０
の移動方向の寸法）は、リテーナ２０ａの長さよりも大
幅に長く、軸受２０が、旋回スクロール２及びオルダム
リング機構３の相対的移動距離、もしくはオルダムリン
グ機構３とフレーム６の相対的移動距離の１／２以上移
動できるような長さであることが好ましい。

【００１９】オルダムリングは種々の材料から形成しう
るが、アルミニウムで製作されている場合には、空間３
ｇの底部に好適には軸受鋼からなる適宜の厚さのプレー
ト２０ｃを敷設して、ローラの面圧を支えることが好ま
しい。

【００２０】図６は、本発明によるオルダムリング機構
３の第３の実施形態を示すもので、この実施形態では、
図１に示したものと同様の構造の循環式転がり軸受３０
が設置されているが、その設置位置は、オルダムリング
の本体部３ａではなく、オルダムキー自体である。この
場合、図１のように各オルダムキーに箱状の空間を画成
し、その中にオルダムリングを収容してもよいが、オル
ダムキーに着脱自在のケーシング３０ａを別に用意し、
そこにオルダムリング機構を予め内蔵させておくことが
好適である。

【００２１】また、図７に示す第４の実施形態に係るオ
ルダムリング機構においては、スラスト力を支持するた
めに、ローラではなく、列状に整列して溝４０ｂ内に収
容された複数の可回転ボール４０ａからなる転がり軸受
４０が用いられている。尚、該転がり軸受４０は、オル
ダムリングの上面のみに設けられているように図示され
ているが、オルダムリングの上面及び下面の双方に設置
することができる。

【００２２】以上、本発明の好適な実施形態について説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本
発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な改変
が可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、オルダ
ムリングをスラスト軸受により滑りが生じることなく支
承しているため、潤滑不良時でも旋回スクロールの焼き
付きが実質的に発生することがないだけでなく、スラス
ト軸受の表面がうろこ状に剥離するフレーキングのよう
な現象の発生を低減させることが可能となり、信頼性の
高いスラスト支持構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態によるオルダムリン
グ機構を有するスクロール流体機械の縦断面図である。

【図２】 図１のスクロール流体機械におけるオルダム
リング機構を拡大して示す斜視図である。

【図３】 旋回スクロールとフレームのスラストプレー
トと共に、図２のＡ−Ａ線に沿って、スクロール流体機
械におけるオルダムリング機構を拡大して示す断面図で
ある。

【図４】 本発明の第２の実施形態によるオルダムリン
グ機構の斜視図である。

【図５】 図４のオルダムリング機構をＢ−Ｂ線に沿っ
て示す、図３に相当する断面図である。

【図６】 本発明の第３の実施形態によるオルダムリン
グ機構の斜視図である。

【図７】 本発明の第４の実施形態によるオルダムリン
グ機構の斜視図である。

【図８】 従来のスラスト支持構造を備えたスラスト流
体機械の縦断面図である。

【図９】 従来のボールカップリング型のスラスト支持
構造を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１…固定スクロール、２…旋回スクロール、３…オルダ
ムリング機構、３ｂ〜３ｅ…オルダムキー、５…回転シ
ャフト（回転軸）、６…フレーム、１０，２０，３０，
４０…転がり部材（転がり軸受）、１０ｃ…転がりロー
ラ、４０ａ…可回転ボール、５３…偏心ピン（偏心クラ
ンク部）、６５…スラスト面（スラストプレート）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定スクロールと、該固定スクロールに
   対して回動自在に設けられた旋回スクロールと、該旋回
   スクロールを回動自在に支持する偏心クランク部を有す
   る回転軸と、該回転軸を支持するフレームと、前記旋回
   スクロールの公転は許容するが自転は阻止するように前
   記フレーム及び前記旋回スクロールの間に設けられたオ
   ルダムリング機構とを備え、前記オルダムリング機構の
   オルダムリングが、該オルダムリングと前記旋回スクロ
   ールとの間、及び該オルダムリングと前記フレームのス
   ラストプレートとの間に配置されたスラスト軸受により
   支承されているスクロール流体機械。
2. 【請求項２】 前記スラスト軸受は転がり部材である請
   求項１記載のスクロール流体機械。
3. 【請求項３】 前記オルダムリングは、円周方向に９０
   °の間隔で離間し放射状に延びる４本のオルダムキーを
   有し、前記転がり部材の各々は、長手方向軸心が互いに
   平行となるように列状に配設された複数の転がりローラ
   からなり、前記オルダムキーのうちの直径方向に対峙す
   る１対のオルダムキーに対応する転がりローラの長手方
   向軸心は、他方の対のオルダムキーに対応する転がりロ
   ーラの長手方向軸心に関して９０°の角度をなしている
   請求項２記載のスクロール流体機械。
4. 【請求項４】 前記転がり部材は、列状に配設された複
   数の可回転ボールからなる請求項２記載のスクロール流
   体機械。
5. 【請求項５】 前記複数の転がりローラは、対応する前
   記オルダムキーの一部として該オルダムキーに内蔵され
   ている請求項３記載のスクロール流体機械。