JPS62191685A - スクロ−ル圧縮機 - 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〕 この発明は、駆動スクロールと従動スクロールとを回転
させる、全系回転形のスクロール圧縮機に関する。

〔従来の技術〕

スクロール圧縮機の原理は従前から知られており、１対
の渦巻突起体を組合せて圧縮作用を行う容積形圧縮機の
一種である。７〜常、渦巻突起体の一方を固定し、他方
を揺動連射１させて圧縮作用を行うが、双方の渦巻突起
体をそれぞれの中心の回りに回転させる、いわゆる、全
系回転形のものもその原理は公知である。

この全系回転形のスクロール圧縮機の原理図を、第２図
に示す。駆動スクロール１は電動機１機関。

又はタービンなどの、駆動源により、その軸中心Ｏ１を
中心として回転運動をする。従動スクロール２もその皓
中心０２を中心として、駆動スクロール１の回転に同期
して回転運動をさせる。双方の回転によυ圧縮室３は中
心側に移動していってその容積を減じ、圧縮気体の圧力
が上昇し、吐出口２ｃから高圧気体として圧出される。

第２図（ａ）の２の状態では、圧縮室３に気体が吸入さ
れた状態であり、（ｂ）〜（ｄ）に示す以後０°→９０
゜→］８ｏ０→２７０°→３６０°（０°）の回転によ
り、圧縮室３は次第に中心側に移動し容積が減少する。

この間、双方のスクロール１．２の渦巻突起体１ａ　、
　２ａによる半径方向のシール部Ｓは、半径方向に一直
線上に並んで静止状態で一定位ｔｃｉｔを占めているこ
とが分かる。

従来の全系回転形ゐスクロール圧縮機として、米国特許
ＮＯ，３８（３４５９９に示されている。この特許に示
された構造では、駆動スクロールと従動スクロールの間
に双方の位相維持手段及びトルク伝達手段として、オル
ダム継手が使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来のスクロール圧縮機では、しゆう動部
をもっており、このしゆう動面において往復動を伴い、
質重が相当大きくなり、高速回転には適しない構造にな
っているという間！ＩＡ点があった。

また、オルダム継手は双方のスクロールの外周を囲って
配設され、外形が大きくなるという問題点があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、部品数が少なく構造が簡単になり、高速、高
効率、低振動のスクロール圧縮機を得ることを目的とし
ている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明Ｋかかるスクロール圧縮機は、駆動軸が設けら
れた駆動スクロールに対し、従動軸が設けられた従動ス
クロールを所定の軸中心間隔をあけて配設し、双方の渦
巻突起体が半径方向のシール部で接触するようにしたも
のである。

〔咋用〕

この発明においては、駆動スクロールが回転すると、こ
れと所定の軸中心間隔をあけられである従動スクロール
は、双方の渦巻突起体のシール部での接触により同期し
て回転され、気体を圧縮して圧出される。こうして、従
動スクロールはオルダム継手を要せず、駆動スクロール
について同期回転される。

〔実施例〕

第１図はこの発明によるスクロール圧縮機の一実施例の
縦断面図である。図において、１は駆動スクロールで、
円板部１ｂに渦巻突起体１ａが設けられ、駆動軸４が一
体に形成又は固着されている。

２１Ｉ′ｉ駆動スクロール１に対応する従動スクロール
で、円板部２ｂに設けられた渦巻突起体２ａが渦巻突起
体１ａに組合わされており（第２図参照）、従動軸５が
一体て形成又は固着されており、吐出口２Ｃが設けられ
ている。

駆動スクロール１の軸中心０１と従動スクロールの軸中
心０２との距離りは、スクロールのピッチをｐ、渦巻突
起体の厚さをｔとすると、Ｌ　＝＝　ｐ／２−　ｔにし
ている。

６は密閉の容器、７はこの容器に固着された下部軸受支
えで、スラスト軸受８により駆動スクロールｌを下方か
ら支持し、駆動軸４を軸受９，１゜により半径方向の支
持をしている。１１は容器６に固着された支持体１２に
ポルト１３により取付けられた上部軸受支えで、スラス
ト軸受１４により従動スクロール２金上方から受け、従
動軸５を軸受１５゜１６により半径方向に支持している
。

１７は駆動源の電動機で、容器６に固着された支持部材
３２に支持され、固定子コイル１９が装着された固定子
鉄心１９と、駆動軸４に固着された回転子２０とからな
る。

次に、２１は上部軸受支え１１の上端部に設けられた油
だめ部、２２はこの油だめ部２１の上部にボルト２３に
より取付けられた端板、２４は従動軸端に取付けられた
回転メカニカルシール、２５は端板２２に取付けられメ
カニカルシール２４に接触シ、圧縮気体の漏れを防ぐ固
定メカニカルシール、２６は渦巻突起体１ａの上端に設
けられたシール用溝ＩＣにはめ込まれたチップシール、
２７は渦巻突起体２ａの下端に設けられたシール用溝２
ｄにはめ込まれたチップシールである。２８は駆動軸４
により駆動される油ポンプ、２９はこの油ポンプからの
潤滑油を上方の油だめ部２１内に導く給油管、３０は容
器６に取付けられ、気体をスクロール部に導く吸入管、
３１は端板２２に固着され、吐出口２Ｃからの圧縮気体
を外部に導く吐出管、３３は容器６の底部にためられた
潤滑油である。

上記一実施例の圧縮機の動作は、次のようになる。電動
機１７を回転すると駆動スクロール１は中心０１を中心
に回転する０ところで、第２図に示す、双方のスクロー
ル１と２の半径方向のシール部Ｓのうち、左側のＡ部に
着目すると、このＡ部では従動スクロール２の渦巻突起
体２ａの外周側が駆動スクロール１の渦巻突起体１ａの
内周側に対応している。このＡ点では、渦巻突起体１ａ
の内周側は中心０１から見て半径が減少するように運動
するので、必然的に渦巻突起体２ａの外周側に接触し、
従動スクロール２を従動回転させるようになる。

このような状態で、従動スクロール２は従動回転される
が、もし、従動スクロール２の方が、駆動スクロールｌ
より早く回転しようとすると、Ｐ、２図（１））のＡ部
にすき間ができ、駆動力は伝鐘されない。しかし、その
ような状態では、１内図のＢ部において、渦巻突起体２
ａの内周側半径が減少することになり、渦巻突起体１ａ
の外周側半径が増大する形態になるので、双方が接触す
ることになり、従動スクロール２が駆動スクロール１よ
り早く回ることが自動的に規制される。

このように考えると、駆動スクロール１と従動スクロー
ル２は、渦巻突起体１ａ　、　２ａのＡ部又はＢ部で接
触し、従来のようなオルダム継手手段をなくしても、共
に同期で回転することになる。これが、この発明の技術
思想の主旨とするところである０ 駆動スクロール１と従動スクロール２とが共に圧縮運転
を行っている状態では、圧縮に伴うトルクが半分づつ加
わっており、駆動スクロール１は電動機１７により回転
されるが、従動スクロール２は圧縮トルクのみ加わるの
で、駆動スクロール１とは逆方向にその中心０２を中心
として回転しようとする。このときは、第２図（ｂ）の
Ａ部で接触することになり、この部分で逆回転は阻止さ
れ、圧縮運転を続ける。　　。

駆動スクロール１が停止などで減速運転に入ると、従動
スクロール２はその慣性で早く回ろうとするが、この場
合も、上記説明のように、第２図（ｂ）のＢ部で接触し
両スクロール１．２は同期して回転する。

駆動スクロール１と従動スクロール２の間に半径方向の
シール部Ｓでのすき間がない場合は、両スクロールの位
相関係は確実に維持される０しかし、実際には両スクロ
ールの間に微少な半径方向すき間εがあり、両スクロー
ルの位相関係は、そのすき間の分だけずれる場合が生じ
る。この場合、渦巻突起体１ａ　、　２ａの形状はイン
ボリュート曲線であり、その基礎円（ｂａｓｅ　ｃｉｒ
ｃｌθ）の半径をａとすると、両スクロールの角度的な
ずれΔθはａΔθ＝εの幾何学的な関係より、 Δθ＝６／ａ　　で与えられる。

駆動スクロール１と従動スクロール２の相対運動により
、第２図に示すような吸入、圧縮、吐出し作用が行われ
る。圧縮された気体は、吐出口２Ｃから圧出される。こ
の際、従動１ｉａ５は回転しているが、回転メカニカル
シール２４と固定メカニカルシール２５とのしゆう動密
封により、吐出圧縮気体を漏れることなく圧出するよう
にしている。

駆動スクロール１の、駆動回転により、吸入管２９から
容器６内に気体が吸入され、電動機１７部や上部軸受支
え７．下部軸受支え１１を介し各軸受を冷却しく気体の
通路は図示は略す）、スクロール部の外周に至シ、両ス
クロール１．２により形成される圧縮室３内に吸込まれ
る。

駆動軸４の回転により、油ポンプ２８が回転さ几、潤滑
油３Ｊが給油管２９を経て油だめ部２１に送られ、メカ
ニカルシール２４　、２５を潤滑し、軸受ｘａ　、　１
６　。

スラスト軸受１４　、　Ｂ　、軸受９，１０を潤滑し、
容器６内底部に戻される。

なお、この発明においては、オルグムａ手手段を省き、
駆動スクロール１の渦巻突起体１ａに、従動スクロール
２の渦巻突起体２ａを直接接触駆動するので、双方の材
質を異なるものとし摩耗が少ない組合せにし、接触部（
第２図Ａ部及びＢ部）の摩耗が少なくなるようにする。

また、双方の渦巻突起体１ａ、　２ａの接触面を耐摩耗
性の物質で被覆してもよい。

ざらに、両スクロール１，２の接触音を小さくするだめ
、双方の渦巻突起体１ａ、　２ａの接触面のうち、少な
くともいづれか一方の接触面に、自己潤滑性拐を固着し
てもよい。あるいは、少なくともいづれか一方の渦巻突
起体自体を耐摩耗自己潤滑性材により構成してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明罠よれば、駆動スクロールの駆
動軸の軸中心に対し、従動スクロールの従動軸の軸中心
を所定間隔にして配設し、駆動スクロールの回転により
双方の渦巻突起のシール部での接触で、従動スクロール
が同期して回転されるようにしたので、オルダム、継手
手段を要せず、部品数が少なくなり、小形化され、溝底
が簡単で安価になり、高速、高効率で低振動のものが得
られるなどの効果がある０

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるスクロール圧縮機の一実施例の
縦断面図、第２図は全系回転形のスクロール圧縮機の作
動原理図である。 １・・・駆動スクロール、１ａ・・・渦巻突起体、１１
）・・・円板部、２・・・従動スクロール、２ａ・・・
渦巻突起体、２ｂ・・・円板部、３・・・圧縮室、４・
・・駆動軸、５・・・従動軸 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定部に回転自在に支持され、回転駆動される駆
   動軸に円板部が設けられ、この円板部に渦巻突起体が設
   けられた駆動スクロール、この駆動スクロールに対応し
   軸中心が所定間隔にされて配置されており、固定部に回
   転自在に支持された従動軸に円板部が設けられ、この円
   板部に渦巻突起体が設けられてあり、この渦巻突起体が
   上記駆動スクロールの渦巻突起に組合わされた従動スク
   ロールを備え、上記双方の渦巻突起体が側面の接触によ
   り、上記従動スクロールが駆動スクロールの回転に従動
   し同期回転され、双方の渦巻突起体間に形成された圧縮
   室が外方側から中心部に移動し圧縮作用をするようにし
   たことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. （２）双方の渦巻突起体の材料を、接触摩耗を少なくす
   る異なる材質の組合せにした特許請求の範囲第１項記載
   のスクロール圧縮機。
3. （３）双方の渦巻突起体の接触面のうち、少なくともそ
   の一方の接触面を耐摩耗性物質で被覆した特許請求の範
   囲第１項記載のスクロール圧縮機。（４）双方の渦巻突
   起体の接触面のうち、少なくともその一方接触面に自己
   潤滑性材を固着した特許請求の範囲第１項記載のスクロ
   ール圧縮機。