(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端板に渦巻体を立設した固定スクロールと端板に渦巻体を立設した可動スクロールとを互いにかみ合わせてこれらの間に複数の作動空間を形成し、可動スクロールを固定スクロールに対して旋回運動させて作動空間内のガスを圧縮するスクロール型圧縮機であって、二組の固定スクロールと可動スクロールの対が固定スクロールの端板の背面を互いに対峙させて配設され、二つの可動スクロールが一体的に連結され、可動スクロールに作動係合して可動スクロールを旋回運動させる主軸が固定スクロールの渦巻体と可動スクロールの渦巻体の外側で可動スクロールの対を貫通して配設され、主軸の両可動スクロール端板間で延在する部位の断面は主軸の両可動スクロールに作動係合する部位の断面に比べて面積が小さく、主軸の両可動スクロール端板間で延在する部位の断面が主軸回転時に通過する領域は主軸の両可動スクロールに作動係合する部位の断面が主軸回転時に通過する領域よりも主軸の回転中心軸線に接近しており、可動スクロールと係合するクランクピンを有し可動スクロールの自転を規制し旋回運動を許容する補助軸が、各可動スクロールの重心近傍で可動スクロールの端板の背面側に配設され、二つの固定スクロールの端板の間に吐出経路が配設されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】
補助軸は、互いにオフセットして配設されていることを特徴とする請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項３】
主軸と可動スクロールとの作動係合部が、可動スクロールの端板の背面側に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項４】
固定スクロールの端板に、固定スクロールの渦巻体と可動スクロールの渦巻体とを取り囲む筒体が立設され、筒体の端面がシール部材を介して可動スクロールの端板に摺接していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項５】
可動スクロールの端板の背面に対峙するハウジングに通風穴が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項６】
可動スクロールの端板の背面に冷却用フィンが立設されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項７】
補助軸にバランスウェイトが取り付けられ、バランスウェイトに軸流ファンが取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項８】
補助軸にバランスウェイトが取り付けられ、バランスウェイトに遠心ファンが取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項９】
遠心ファンに、ファン吐出空気を可動スクロールの端板へ差し向ける偏向板が取り付けられていることを特徴とする請求項８に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項１０】
二つの固定スクロールの端板の間に冷却用流体経路が配設されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項１１】
可動スクロールの自転防止機構により決定される旋回半径ｒと、固定スクロールの渦巻体と可動スクロールの渦巻体とにより決定される旋回半径ｒ′との間に、ｒ′＞ｒ＞（ｒ′−0.3mm ）の関係があることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項１２】
複数の主軸が配設されていることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項１３】
主軸にモータが接続されていることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項１４】
二つの固定スクロールが一体形成されていることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項１５】
二つの固定スクロールの渦巻体は、互いに１８０度位相がずれていることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載のスクロール型圧縮機。
【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型圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開昭５９−６５５８６号に、端板に渦巻体を立設した固定スクロールと端板に渦巻体を立設した可動スクロールとを互いにかみ合わせてこれらの間に複数の作動空間を形成し、可動スクロールを固定スクロールに対して旋回運動させて作動空間内のガスを圧縮するスクロール型圧縮機であって、二組の固定スクロールと可動スクロールの対が固定スクロールの端板を互いに対峙させて配設され、可動スクロールに作動係合して可動スクロールを旋回運動させる主軸が二組の固定スクロールと可動スクロールとを貫通して配設され、二つの固定スクロールの端板の間に吐出経路が配設されたスクロール型圧縮機が開示されている。
特開昭５９−６５５８６号のスクロール型圧縮機においては、主軸の両端部がハウジングによって支持されるので、一組の固定スクロールと可動スクロールとから構成され、片持支持の主軸の一端に可動スクロールが係合する従来のスクロール型圧縮機において発生していた主軸の振れ回りが抑制され、主軸の振れ回りに起因する振動、騒音が抑制される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭５９−６５５８６号のスクロール型圧縮機には以下の問題があった。
（１）二つの可動スクロールが互いに分離独立しているので、可動スクロールの端板と当該端板に対峙するハシジングとの間に配設される自転防止機構が作動空間内のガスの圧縮に伴うスラスト荷重を受けて磨耗し、圧縮機の寿命が低下する。またスラスト荷重を受ける自転防止機構の小型化は困難なので、圧縮機の小型化が困難である。
（２）二つの可動スクロールが互いに分離独立しているので、二組の固定スクロールと可動スクロールの対において、それぞれ個別に軸方向隙間の調整作業が必要となる。
（３）主軸と可動スクロールとの作動係合部が可動スクロールの渦巻体の中心部に配設されているので、作動係合部の軸受で発生した熱が外部へ放出され難く、軸受が高温化して軸受寿命が低下する。
（４）主軸両端部の軸受、主軸と可動スクロールとの作動係合部の軸受と吸入室との間に仕切りが無く、作動空間へ吸引される流体に軸受潤滑油が混入し、吐出流体が汚染されるので、清浄流体の圧縮に利用できない。
（５）主軸両端部の軸受、主軸と可動スクロールとの作動係合部の軸受と吸入室との間に仕切りが無いので、軸受で発生した熱で加熱され比容積が増大した気体が作動空間へ吸引されて、実質の圧縮機吐出流量が低下する。
（６）主軸両端部の軸受、主軸と可動スクロールとの作動係合部の軸受が略閉鎖空間内に配設されているので、軸受で発生した熱が外部へ放出され難く、軸受が高温化して軸受寿命が低下する。
本発明は上記諸問題に鑑みてなされたものであり、端板に渦巻体を立設した固定スクロールと端板に渦巻体を立設した可動スクロールとを互いにかみ合わせてこれらの間に複数の作動空間を形成し、可動スクロールを固定スクロールに対して旋回運動させて作動空間内のガスを圧縮するスクロール型圧縮機であって、二組の固定スクロールと可動スクロールとが固定スクロールの端板を互いに対峙させて配設され、可動スクロールに作動係合して可動スクロールを旋回運動させる主軸が配設され、二つの固定スクロールの端板の間に吐出経路が配設されたスクロール型圧縮機において、上記諸問題が解決されたスクロール型圧縮機を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、端板に渦巻体を立設した固定スクロールと端板に渦巻体を立設した可動スクロールとを互いにかみ合わせてこれらの間に複数の作動空間を形成し、可動スクロールを固定スクロールに対して旋回運動させて作動空間内のガスを圧縮するスクロール型圧縮機であって、二組の固定スクロールと可動スクロールの対が固定スクロールの端板の背面を互いに対峙させて配設され、二つの可動スクロールが一体的に連結され、可動スクロールに作動係合して可動スクロールを旋回運動させる主軸が固定スクロールの渦巻体と可動スクロールの渦巻体の外側で可動スクロールの対を貫通して配設され、主軸の両可動スクロール端板間で延在する部位の断面は主軸の両可動スクロールに作動係合する部位の断面に比べて面積が小さく、主軸の両可動スクロール端板間で延在する部位の断面が主軸回転時に通過する領域は主軸の両可動スクロールに作動係合する部位の断面が主軸回転時に通過する領域よりも主軸の回転中心軸線に接近しており、可動スクロールと係合するクランクピンを有し可動スクロールの自転を規制し旋回運動を許容する補助軸が、各可動スクロールの重心近傍で可動スクロールの端板の背面側に配設され、二つの固定スクロールの端板の間に吐出経路が配設されていることを特徴とするスクロール型圧縮機を提供する。
本発明に係るスクロール型圧縮機においては、固定スクロールと可動スクロールとを収容するハウジングによって主軸の両端部が支持されるので、主軸の振れ回りが抑制され、主軸の振れ回りに起因する振動、騒音が抑制される。本発明に係るスクロール型圧縮機においては、一体的に連結された二つの可動スクロールが作動空間内のガスの圧縮に伴うスラスト荷重を受け止めるので、補助軸により形成される自転防止機構はスラスト荷重を受けない。この結果、自転防止機構の磨耗が抑制され、圧縮機の寿命の低下が抑制される。また、スラスト荷重を受けない自転防止機構は小型化が可能なので、圧縮機が小型化される。本発明に係るスクロール型圧縮機においては、主軸が固定スクロールの渦巻体と可動スクロールの渦巻体の外側に配設されているので、主軸を固定スクロールの渦巻体と可動スクロールの渦巻体の内側に配設する場合に比べて、スクロールの構造を単純化できる。本発明に係るスクロール型圧縮機においては、二つの可動スクロールが一体的に連結されているので、単一の作業で、二組の固定スクロールと可動スクロールの対の軸方向隙間を調整することができる。
【０００５】
本発明の好ましい態様においては、補助軸は、互いにオフセットして配設されている。
補助軸が、互いにオフセットして配設されていれば、主軸と補助軸とで構成される二組の平行クランク機構は、同時には思案点に在り得ないので、圧縮機が始動不能になるおそれは無い。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、主軸と可動スクロールとの作動係合部が、可動スクロールの端板の背面に配設されている。
主軸と可動スクロールとの作動係合部が、可動スクロールの端板の背面に配設されていれば、当該作動係合部は固定スクロールと可動スクロールとを収容するケーシングに近接することになるので、作動係合部の軸受で発生した熱は圧縮機外部へ放出され易い。この結果、軸受の高温化が抑制され、軸受寿命の低下が抑制される。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、固定スクロールの端板に、固定スクロールの渦巻体と可動スクロールの渦巻体とを取り囲む筒体が立設され、筒体の端面がシール部材を介して可動スクロールの端板に摺接している。
可動スクロールの端板の背面と当該背面に対峙するハウジングとの間に、可動スクロールの自転防止機構、主軸の軸受、主軸と可動スクロールとの作動係合部の軸受け等が配設される。固定スクロールの渦巻体と可動スクロールの渦巻体とを取り囲む筒体が、固定スクロールの端板に立設され、当該筒体の端面がシール部材を介して可動スクールの端板に摺接していれば、可動スクロールの自転防止機構や主軸の軸受や主軸と可動スクロールとの作動係合部の軸受と可動スクロールの渦巻体側に形成される圧縮機吸入路との間に仕切りが形成されるので、前記軸受けの磨耗粉やグリースの作動空間への侵入が防止され、前記軸受けの磨耗粉やグリースによる圧縮機吐出流体の汚染が防止される。従って、本発明に係るスクロール型圧縮機は、清浄流体の圧縮に利用できる。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、可動スクロールの端板の背面に対峙するハウジングに通風穴が形成されている。
可動スクロールの端板の背面と当該背面に対峙するハウジングとにより形成される空間がハウジングに形成された通風穴を介して、大気開放されるので、前記空間内に配設された自転防止機構、主軸と可動スクロールとの作動係合部等で発生した熱が通風穴を介して大気中に排出される。この結果、可動スクロールの熱変形による圧縮効率の低下が抑制され、グリースの溶出や熱変形による自転防止機構や軸受の寿命低下が抑制される。
本発明の好ましい態様においては、可動スクロールの端板の背面に冷却用フィンが立設されている。
可動スクロールの端板の背面に冷却用フィンを立設することにより、可動スクロール、自転防止機構、主軸の可動スクロールとの作動係合部に配設される軸受の冷却効率が向上する。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、補助軸にバランスウェイトが取り付けられ、バランスウェイトに軸流ファンが取り付けられている。
本発明の好ましい態様においては、補助軸にバランスウェイトが取り付けられ、バランスウェイトに遠心ファンが取り付けられている。
可動スクロールの旋回運動によって発生する遠心力を打ち消すために、補助軸にバランスウェイトが取り付けられる。バランスウェイトに軸流ファンや遠心ファンを取り付けることにより、可動スクロール、自転防止機構、主軸の可動スクロールとの作動係合部に配設される軸受の冷却効率が向上する。
本発明の好ましい態様においては、遠心ファンに、ファン吐出空気を可動スクロールの端板ヘ差し向ける偏向板が取り付けられている。
遠心ファンに、ファン吐出空気を可動スクロールの端板ヘ差し向ける偏向板を取り付けることにより、可動スクロールの端板に当たる空気の流量が増加し、可動スクロールの冷却効率が向上する。
【００１０】
本発明の好ましい態様においては、二つの固定スクロールの端板の間に冷却用流体経路が配設されている。
冷却用流体経路を流れる冷却用流体により、固定スクロールの端板が冷却され、固定スクロールの熱変形が抑制され、固定スクロールの熱変形による圧縮効率の低下が抑制される。この結果、圧縮機の高速且つ高効率の運転が可能となる。
【００１１】
本発明の好ましい態様においては、可動スクロールの自転防止機構により決定される旋回半径ｒと、固定スクロールの渦巻体と可動スクロールの渦巻体とにより決定される旋回半径ｒ′との間に、ｒ′＞ｒ＞（ｒ′−0.3mm ）の関係がある。
ｒ′＞ｒとすることにより、固定スクロールの渦巻体と可動スクロールの渦巻体との接触を回避し、当該接触による磨耗粉の発生を防止することができる。ｒ＞（ｒ′−0.3mm ）とすることにより、圧縮性能の低下を防止することができる。
【００１２】
本発明の好ましい態様においては、複数の主軸が配設されている。
複数の主軸を配設することにより、可動スクロールを旋回駆動する際の、主軸の曲げ変形を抑制し、運転時の可動渦巻の姿勢を安定させ、固定渦巻との接触を防止することができる。
【００１３】
本発明の好ましい態様においては、主軸にモータが接続されている。
複数の主軸を配設した場合でも、各主軸にモータを接続し、各モータを同期回転させることにより、複雑な機構を用いることなく複数の主軸を同期回転させることができる。
【００１４】
本発明の好ましい態様においては、二つの固定スクロールが一体形成されている。
二つの固定スクロールを一体形成することにより、部品定数が減少する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例に係るスクロール型圧縮機を図１〜９に基づいて説明する。
本実施例に係るスクロール型圧縮機は、図３、４に示すように、円板状の端板１ａと端板１ａに立設された渦巻体１ｂとを有する固定スクロール１と、円板状の端板２ａと端板２ａに立設された渦巻体２ｂとを有し固定スクロール１にかみ合って複数の作動空間３Ａを形成する可動スクロール２とから成るスクロール組立体αを備えている。端板１ａと渦巻体１ｂとは一体形成され、端板２ａと渦巻体２ｂとは一体形成されている。
本実施例に係るスクロール型圧縮機は、円板状の端板３１ａと端板３１ａに立設された渦巻体３１ｂとを有する固定スクロール３１と、円板状の端板３２ａと端板３２ａに立設された渦巻体３２ｂとを有し固定スクロール３１にかみ合って複数の作動空間３３Ａを形成する可動スクロール３２とから成るスクロール組立体βを備えている。端板３１ａと渦巻体３１ｂとは一体形成され、端板３２ａと渦巻体３２ｂとは一体形成されている。
スクロール組立体αとスクロール組立体βとは、固定スクロール１の端板１ａの背面と固定スクロール３１の端板３１ａの背面とを所定距離を隔てて互いに対峙させて配設されている。
【００１６】
固定スクロール１の端板１ａの中心部に吐出穴１ｃが形成され、固定スクロール３１の端板３１ａの中心部に吐出穴３１ｃが形成されている。
渦巻体１ｂ、２ｂを取り囲む円筒体１ｄが固定スクロール１の端板１ａに立設され、渦巻体３１ｂ、３２ｂを取り囲む円筒体３１ｄが固定スクロール３１の端板３１ａに立設されている。端板１ａと円筒体１ｄとは一体形成され、端板３１ａと円筒体３１ｄとは一体形成されている。
固定スクロール１と固定スクロール３１とは一体形成されている。従って、端板１ａと端板３１ａとは一体的に連結されて厚肉円板３を形成し、円筒体１ｄと円筒体３１ｄとは一体的に連結されて円筒体４を形成している。
図１、４、６、７に示すように、円筒体４の一部が、所定の周方向長さ亘って、且つ軸線方向の全長に亘って、径方向外方へ厚肉化されて、膨出部４ａが形成されている。円筒体４の中心軸線を間に挟んで、一対の膨出部４ａが互いに正対して配設されている。
【００１７】
図７に示すように、厚肉円板３内に、厚肉円板３の中心部に底壁を有し、径方向外方へ延びて一方の膨出部４ａの外周面に開口する穴３ａが形成されている。
厚肉円板３内に、円筒体４により形成される底壁を有し、穴３ａと平行に延びて一方の膨出部４ａの外周面に開口する穴３ｂ、３ｃが形成されている。穴３ｂ、３ｃの入り口は一体に融合している。
厚肉円板３内に、円筒体４により形成される底壁を有し、穴３ａと平行に延びて他方の膨出部４ａの外周面に開口する穴３ｄ、３ｅが形成されている。穴３ｄ、３ｅの入り口は一体に融合している。
厚肉円板３内に、穴３ｃと穴３ｄとの連通穴３ｆが形成されている。
他方の膨出部４ａに、一端が膨出部４ａの外周面に開口する穴４ｂが形成されている。
穴３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、４ｂは、固定スクロール１と固定スクロール３１とを一体鋳造する際に、厚肉円板３、膨出部４内に形成されている。連通穴３ｆは、穴３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、４ｂを形成した後、機械加工により形成されている。
【００１８】
図１、４、６に示すように、湾曲板状の蓋５ａと、蓋５ａの内面から延びる仕切板５ｂとを有する仕切部材５が配設されている。蓋５ａに吐出ポート５ｃと、冷却流体入口５ｄとが形成されている。蓋５ａの内面が一方の膨出部４ａの外周面に当接し、仕切板５ｂが穴３ｂ内に進入した状態で、仕切部材５が一方の膨出部４ａにネジ止めされている。
湾曲板状の蓋６ａと、蓋６ａの内面から延びる仕切板６ｂ、６ｃとを有する仕切部材６が配設されている。蓋６ａに冷却流体出口６ｄと、吸入ポート６ｅとが形成されている。蓋６ａの内面が他方の膨出部４ａの外周面に当接し、仕切板６ｂが穴３ｄ内に進入し、仕切板６ｃが穴３ｅ内に進入した状態で、仕切部材６が他方の膨出部４ａにネジ止めされている。
【００１９】
図４、６から分かるように、穴３ａは、吐出穴１ｃ、３１ｃと吐出ポート５ｃとに連通する吐出経路７を、固定スクロール１の端板１ａと、固定スクロール３１の端板３１ａとの間に形成している。
図３、６から分かるように、穴３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、連通穴３ｆは、仕切板５ｂ、６ｂ、６ｃと共働して、冷却流体入口５ｄと冷却流体出口６ｄとに連通する冷却流体経路８を、固定スクロール１の端板１ａと、固定スクロール３１の端板３１ａとの間に形成している。
図４、６から分かるように、穴４ｂは、吸入ポート６ｅに連通すると共に、他方の膨出部４ａの一部を構成する円筒体４に形成された開口４ｃを介して、筒体４と固定スクロール１の渦巻体１ｂとの間に形成された吸入室９に連通し、他方の膨出部４ａの一部を構成する円筒体４に形成された開口４ｄを介して、筒体４と固定スクロール３１の渦巻体３１ｂとの間に形成された吸入室１０に連通している。
【００２０】
図１、３、８、９に示すように、可動スクロール２の端板２ａの背面中央にボス２ｃが形成されている。可動スクロール２の端板２ａの周縁に径方向外方への膨出部２ｄが形成され、膨出部に貫通穴２ｅが形成されている。貫通穴２ｅを取り囲んで、膨出部２ｄの背面にボス２ｆが形成されている。ボス２ｃを間に挟んで、一対の膨出部２ｄ、貫通穴２ｅ、ボス２ｆが正対して配設されている。複数の放射状フィン２ｇが端板２ａの背面に立設されている。放射状フィン２ｇは端板２ａと一体形成されている。
可動スクロール３２の端板３２ａの背面中央にボス３２ｃが形成されている。可動スクロール３２の端板３２ａの周縁に径方向外方への膨出部３２ｄが形成され、膨出部に貫通穴３２ｅが形成されている。貫通穴３２ｅを取り囲んで、膨出部３２ｄの背面にボス３２ｆが形成されている。ボス３２ｃを間に挟んで、一対の膨出部３２ｄ、貫通穴３２ｅ、ボス３２ｆが正対して配設されている。複数の放射状フィン３２ｇが端板３２ａの背面に立設されている。放射状フィン３２ｇは端板３２ａと一体形成されている。
膨出部２ｄは膨出部３２ｄに正対している。
図１から分かるように、膨出部２ｄ、３２ｄは、膨出部４ａに対して周方向に略９０度ずれて配設されている。
図１、３に示すように、膨出部２ｄと膨出部３２ｄとの間に、ボス２ｆ、３２ｆと略同形の湾曲部を有する膨出部２ｄ、３２ｄと略同形の連結柱１１とシム１２とが配設されている。
可動スクロール２と可動スクロール３２とは、一対の連結柱１１、シム１２と、各膨出部２ｄ、連結柱１１、シム１２に挿通されると共に各膨出部３２ｄに螺合する２本のボルト１３とにより、一体的に連結されている。
【００２１】
図１〜４に示すように、スクロール組立体αを収容する有底円筒状のハウジング１４と、スクロール組立体βを収容する有底円筒状のハウジング１５とが配設されている。ハウジング１４の筒体の端面の一部は、ハウジング１５の筒体の端面の一部に当接している。ハウジング１４の筒体の端面の他部と、ハウジング１５の筒体の端面の他部とは、固定スクロールの膨出部４ａの端面に当接している。
図１、４から分かるように、ハウジング１４、１５と固定スクロール１、３１とは、ハウジング１４と固定スクロールの膨出部４ａとに挿通されると共にハウジング１５に螺合する４本のボルト１６により、一体的に連結されている。
可動スクロール２の端板２ａの背面に対峙してハウジング１４に通風穴１４ａが形成され、可動スクロール３２の端板３２ａの背面に対峙してハウジング１５に通風穴１５ａが形成されている。
可動スクロール２のボス２ｃに対峙してハウジング１４にボス１４ｂが形成され、可動スクロール３２のボス３２ｃに対峙してハウジング１５にボス１５ｂが形成されている。
【００２２】
図１、３に示すように、可動スクロール２、３２のボス２ｃ、３２ｃを間に挟んで、一対の主軸１７が互いに正対して配設されている。主軸１７は、固定スクロール１、３１の渦巻体１ｂ、３１ｂ、可動スクロール２、３２の渦巻体２ｂ、３２ｂの径方向外側に配設されている。
主軸１７は、両端の小径部１７ａ、１７ｂと中央の大径部１７ｃとを有している。小径部１７ａ、１７ｂは同心に延在し、大径部１７ｃは小径部１７ａ、１７ｂから偏心して延在している。
小径部１７ａはハウジング１４に挿通され軸受１８ａを介してハウジング１４により支持されている。小径部１７ｂはハウジング１５に挿通され軸受１８ｂを介してハウジング１５により支持されている。
大径部１７ｃは、可動スクロール２の貫通穴２ｅと、可動スクロール３２の貫通穴３２ｅとに挿通されている。大径部１７ｃの中央部は、重量軽減のために半円柱状に切り欠かれている。大径部１７ｃの一端部は軸受１９ａを介して可動スクロール２のボス２ｆにより支持され、大径部１７ｃの他端部は軸受１９ｂを介して可動スクロール３２のボス３２ｆにより支持されている。
主軸１７は、軸受１９ａとボス２ｆとを介して可動スクロール２に作動係合し、軸受１９ｂとボス３２ｆとを介して可動スクロール３２に作動係合している。
【００２３】
図３、４に示すように、小径の軸本体２０ａと、軸本体２０ａの一端に偏心して形成された大径のクランクピン２０ｂとを有する補助軸２０が、ハウジング１４と可動スクロール２との間に配設されている。軸本体２０ａは軸受２１ａを介してハウジング１４のボス１４ｂにより支持され、クランクピン２０ｂは軸受２２ａを介して可動スクロール２のボス２ｃにより支持されている。
小径の軸本体２３ａと、軸本体２３ａの一端に偏心して形成された大径のクランクピン２３ｂとを有する補助軸２３が、ハウジング１５と可動スクロール３２との間に配設されている。軸本体２３ａは軸受２１ｂを介してハウジング１５のボス１５ｂにより支持され、クランクピン２３ｂは軸受２２ｂを介して可動スクロール３２のボス３２ｃにより支持されている。
図８から分かるように、補助軸２０の軸本体２０ａと、補助軸２３の軸本体２３ａとは、互いにオフセットして延在している。
補助軸２０、２３、軸受２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂは、可動スクロール２、３２の自転防止機構を構成している。
補助軸２０、２３等が構成する自転防止機構により決定される可動スクロール２、３２の旋回半径ｒと、固定スクロール１、３１の渦巻体１ｂ、３１ｂと可動スクロール２、３２の渦巻体２ｂ、３２ｂとにより決定される旋回半径ｒ′との間にｒ′＞ｒ＞ (ｒ′−0.3mm)の関係が設定されている。
【００２４】
図１、３に示すように、補助軸２０の軸本体２０ａに半円板状のバランスウェイト２４ａが固定されている。バランスウェイト２４ａに半円状の遠心ファン２５ａが取り付けられている。遠心ファン２５ａに、吐出空気を可動スクロール２の端板２ａへ向けて流動させる偏向板２５ａ′が取り付けられている。
補助軸２３の軸本体２３ａに半円板状のバランスウェイト２４ｂが固定されている。バランスウェイト２４ｂに半円状の遠心ファン２５ｂが取り付けられている。遠心ファン２５ｂに、吐出空気を可動スクロール３２の端板３２ａへ向けて流動させる偏向板２５ｂ′が取り付けられている。
【００２５】
図３〜５に示すように、固定スクロール１の円筒体１ｄの端面に埋め込まれた円環状のシール部材２６ａが可動スクロール２の端板２ａに摺接し、固定スクロール３１の円筒体３１ｄの端面に埋め込まれた円環状のシール部材２６ｂが可動スクロール３２の端板３２ａに摺接している。
【００２６】
本実施例に係るスクロール型圧縮機の作動を説明する。
一対の主軸１７の小径部１７ａが図示しない駆動源により同期して回転駆動される。小径部１７ａの回転に伴い、小径部１７ａに対して偏心した大径部１７ｃが小径部１７ａの中心軸線Ｘ１回りに旋回運動する。当該旋回運動は、ボス２ｆ、３２ｆ、軸受１９ａ、１９ｂを介して大径部１７ｃに作動係合する可動スクロール２、３２に伝達され、互いに一体的に組付けられた可動スクロール２、３２が軸線Ｘ１回りに旋回運動する。
可動スクロール２、３２が軸線Ｘ１回りに旋回運動するのに伴って、補助軸２０、２３のクランクピン２０ｂ、２３ｂが、軸本体２０ａ、２３ａの中心軸線Ｘ２、Ｘ３回りに旋回運動する。補助軸２０、２３等により構成される自転防止機構により、可動スクロール２、３２の旋回が許容され且つ自転が阻止される。
図４、６で白抜矢印で示すように、吸入ポート６ｅから圧縮機内に流入したガスが穴４ｂ、開口４ｃ、４ｄ、吸入室９、１０を通って作動空間３Ａ、３３Ａに取り込まれ、作動空間３Ａ、３３Ａが体積を減少させつつ固定スクロール１、３１の中心へ向けて移動し、作動空間３Ａ、３３Ａ内のガスが圧縮される。圧縮されたガスは固定スクロール１、３１の端板１ａ、３１ａに形成された吐出口１ｃ、３１ｃを介して吐出経路７へ吐出し、吐出経路７を流れ、吐出ポート５ｃを介して圧縮機から流出する。
【００２７】
本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、ハウジング１４、１５によって主軸１７の両端部が支持されるので、主軸１７の振れ回りが抑制され、主軸１７の振れ回りに起因する振動、騒音が抑制される。
本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、一体的に連結された二つの可動スクロール２、３２が作動空間３Ａ、３３Ａ内のガスの圧縮に伴うスラスト荷重を受け止めるので、可動スクロール２の端板２ａと端板２ａに対峙するハウジング１４との間に配設された補助軸２０等により構成される自転防止機構、可動スクロール３２の端板３２ａと端板３２ａに対峙するハウジング１５との間に配設された補助軸２３等により構成される自転防止機構はスラスト荷重を受けない。この結果、自転防止機構の磨耗が抑制され、圧縮機の寿命の低下が抑制される。また、スラスト荷重を受けない自転防止機構は小型化が可能なので、圧縮機が小型化される。
本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、主軸１７が、固定スクロール１、３１の渦巻体１ｂ、３１ｂ、可動スクロール２、３２の渦巻体２ｂ、３２ｂの外側に配設されている。主軸１７を渦巻体１ｂ、２ｂ、３１ｂ、３２ｂの内側に配設すると、主軸１７と渦巻体１ｂ、２ｂ、３１ｂ、３２ｂとの干渉を防止し、且つ作動空間３Ａ、３３Ａ内のガスが主軸１７の貫通部を介して漏出するのを防止するための主軸挿通路をスクロール組立体α、β内に形成しなければならず、スクロール組立体α、βの構造が複雑化する。主軸１７を渦巻体１ｂ、２ｂ、３１ｂ、３２ｂの外側に配設することにより、スクロール組立体α、βの構造の複雑化を防止することができる。
本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、二つの固定スクロール１、３１が一体形成され、二つの可動スクロール２、３２が一体的に連結されているので、二つの可動スクロール２、３２を一体的に連結する連結柱１１の長さを調整し、或いは連結柱１１の端面と可動スクロール３２との間に挟むシム１２の厚みを調整することにより、単一の作業で、固定スクロール１と可動スクロール２の軸方向隙間と、固定スクロール３１と可動スクロール３２の軸方向隙間とを調整することができる。
【００２８】
本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、自転防止機構を形成する補助軸２０、２３の軸本体２０ａ、２３ａは互いにオフセットして配設されているので、主軸１７と補助軸２０とで構成される平行クランク機構と、主軸１７と補助軸２３とで構成される平行クランク機構とは、同時には思案点に在り得ない。従って、本実施例に係るスクロール型圧縮機が始動不能になるおそれは無い。
【００２９】
本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、主軸１７の大径部１７ｃと可動スクロール２、３２との作動係合部を形成する軸受１９ａ、１９ｂ、ボス２ｆ、３２ｆが可動スクロールの端板２ａ、３２ａの背面に配設されているので、これらの部材はハウジング１４、１５に近接している。この結果、作動係合部の軸受１９ａ、１９ｂで発生した熱はハウジング１４、１５を介して容易に圧縮機外部へ放出され、軸受１９ａ、１９ｂの高温化が抑制され、軸受１９ａ、１９ｂの寿命の低下が抑制される。
【００３０】
本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、固定スクロール１の円筒体１ｄの端面に埋め込まれた環状シール部材２６ａが可動スクロール２の端板２ａに摺接し、固定スクロール３１の円筒体３１ｄの端面に埋め込まれた環状シール部材２６ｂが可動スクロール３２の端板３２ａに摺接しているので、可動スクロール２、３２の渦巻体２ｂ、３２ｂ側で、穴４ｂ、開口４ｃ、４ｄ、吸入室９、１０により形成される圧縮機吸入路と、補助軸２０、２３等により形成される自転防止機構、軸受１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂとの間に仕切りが形成される。この結果、補助軸２０、２３等により形成される自転防止機構、軸受１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂの磨耗粉やグリースの作動空間３Ａ、３３Ａへの侵入が防止され、当該磨耗粉やグリースによる圧縮機吐出ガスの汚染が防止される。従って、本実施例に係るスクロール型圧縮機は清浄流体の圧縮に利用可能である。
圧縮機吸入路と、補助軸２０、２３等により形成される自転防止機構、軸受１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂとの間に仕切りが形成されるので、補助軸２０、２３等により形成される自転防止機構、軸受１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂで発生した熱で加熱され比容積が増大した気体の作動空間３Ａ、３３Ａへの吸引が阻止され、実質の圧縮機吐出流量の低下が防止される。
本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、吐出経路７の途上には、軸受けや摺接部は存在しないので、圧縮機吐出ガスがグリースや磨耗粉により汚染される恐れは無い。
【００３１】
本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、可動スクロール２、３２の端板２ａ、３２ａの背面と当該背面に対峙するハウジング１４、１５とにより形成される空間が、通風穴１４ａ、１５ａを介して大気開放されるので、前記空間内に配設された補助軸２０、２３等が形成する自転防止機構や、軸受１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂで発生した熱が通風穴１４ａ、１５ａを介して大気中に排出される。この結果、可動スクロール２、３２の熱変形による圧縮効率の低下が抑制され、グリースの溶出や熱変形による補助軸２０、２３等が形成する自転防止機構や軸受１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂの寿命低下が抑制される。
【００３２】
本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、可動スクロール２、３２の端板２ａ、３２ａの背面に冷却用フィン２ｇ、３２ｇが形成されているので、可動スクロール２、３２、補助軸２０、２３等が形成する自転防止機構、軸受１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂの冷却効率が向上する。
【００３３】
本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、バランスウェイト２４ａ、２４ｂにより、可動スクロール２、３２の旋回運動によって発生する遠心力が相殺されて主軸１７の振れ回りが抑制され、主軸１７の振れ回りに起因する振動、騒音が抑制される。
バランスウェイト２４ａ、２４ｂに取り付けた遠心ファン２５ａ、２５ｂにより、通風穴１４ａ、１５ａを介してハウジング１４、１５内に外気が吸引されるので、可動スクロール２、３２、補助軸２０、２３等が形成する自転防止機構、軸受１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂの冷却効率が向上する。
遠心ファン２５ａ、２５ｂに取り付けられた偏向板２５ａ′、２５ｂ′により、遠心ファン２５ａ、２５ｂの吐出空気が可動スクロール２、３２の端板２ａ、３２ａの方向へ差し向けられるので、可動スクロール２、３２の端板２ａ、３２ａに当たる空気の流量が増加し、可動スクロール２、３２の冷却効率が向上する。
【００３４】
本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、固定スクロール１、３１の端板１ａ、３１ａの間に、入口５ｄから出口６ｄに至る冷却用流体経路８が配設されているので、図６で黒塗矢印で示すように、冷却用流体経路８を流れる空気、水等の冷却用流体により、固定スクロール１、３１の端板１ａ、３１ａが冷却され、固定スクロール１、３１の熱変形が抑制され、固定スクロール１、３１の熱変形による圧縮効率の低下が抑制される。
【００３５】
本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、補助軸２０、２３等が形成する自転防止機構により決定される可動スクロール２、３２旋回半径ｒと、固定スクロール１、３１の渦巻体１ｂ、３１ｂと可動スクロール２、３２の渦巻体２ｂ、３２ｂとにより決定される旋回半径ｒ′との間の関係をｒ′＞ｒとしたので、固定スクロール１、３１の渦巻体１ｂ、３１ｂと可動スクロール２、３２の渦巻体２ｂ、３２ｂとの接触を回避し、当該接触による磨耗粉の発生を防止することができる。またｒ＞ (ｒ′−0.3mm)としたので、圧縮性能の低下を防止することができる。
【００３６】
本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、複数の主軸１７を配設したので、可動スクロール２、３２を旋回駆動する際の、主軸１７の曲げ変形を抑制し、運転時の可動渦巻２ｂ、３２ｂの姿勢を安定させ、固定渦巻１ｂ、３１ｂとの接触を防止することができる。
【００３７】
本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、固定スクロール１と固定スクロール３１とが一体形成されているので、両者を別体で形成する場合に比べて、部品定数が減少している。
【００３８】
以上本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されない。
固定スクロール１、３１の渦巻体１ｂ、３１ｂを、互いに１８０度位相をずらして形成しても良い。固定スクロール１と可動スクロール２とから成るスクロール組立体αの吐出ガスの脈動と、固定スクロール３１と可動スクロール３２とから成るスクロール組立体βの吐出ガスの脈動との間に、１８０度の位相のずれが発生し、吐出経路７内で二つの吐出ガスの脈動が打ち消し合い、吐出ガスの脈動に起因する騒音の発生が防止される。またスクロール組立体αへの吸入ガスの脈動と、スクロール組立体βへの吸入ガスの脈動との間に、１８０度の位相のずれが発生するので、穴４ｂ内での二つの吸入ガスの脈動が打ち消し合い、吸入ガスの脈動に起因する騒音の発生が防止される。
バランスウェイト２４ａと遠心ファン２５ａとは別体でも良く一体でも良い。バランスウェイト２４ｂと遠心ファン２５ｂとは別体でも良く一体でも良い。
遠心ファン２５ａ、２５ｂに代えて、バランスウェイト２４ａ、２４ｂに軸流ファンを取り付けても良い。
主軸１７の配設数は、１でも良く、３以上でも良い。
適当な動力伝達機構を介してし主軸１７を駆動しても良く、或いは主軸１７にモータを接続して主軸１７を直接駆動しても良い。複数の主軸１７を配設した場合でも、各モータを同期回転させることにより、複雑な機構を用いることなく複数の主軸１７を同期回転させることができる。
別体の固定スクロール１と固定スクロール３１とを一体に連結しても良い。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明に係るスクロール型圧縮機においては、固定スクロールと可動スクロールとを収容するハウジングによって主軸の両端部が支持されるので、主軸の振れ回りが抑制され、主軸の振れ回りに起因する振動、騒音が抑制される。
本発明に係るスクロール型圧縮機においては、一体的に連結された二つの可動スクロールが作動空間内のガスの圧縮に伴うスラスト荷重を受け止めるので、補助軸により形成される自転防止機構はスラスト荷重を受けない。この結果、自転防止機構の磨耗が抑制され、圧縮機の寿命の低下が抑制される。また、スラスト荷重を受けない自転防止機構は小型化が可能なので、圧縮機が小型化される。
本発明に係るスクロール型圧縮機においては、主軸が固定スクロールの渦巻体と可動スクロールの渦巻体の外側に配設されているので、主軸を固定スクロールの渦巻体と可動スクロールの渦巻体の内側に配設する場合に比べて、スクロールの構造を単純化できる。
本発明に係るスクロール型圧縮機においては、二つの可動スクロールが一体的に連結されているので、単一の作業で、二組の固定スクロールと可動スクロールの対の軸方向隙間を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るスクロール型圧縮機の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係るスクロール型圧縮機の側面図である。
【図３】本発明の実施例に係るスクロール型圧縮機の側断面図であり、図２のＹ−Ｙ矢視図である。
【図４】本発明の実施例に係るスクロール型圧縮機の側断面図であり、図２のＸ−Ｘ矢視図である。
【図５】本発明の実施例に係るスクロール型圧縮機の横断面図であり、図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図６】本発明の実施例に係るスクロール型圧縮機の横断面図であり、図３のＢ−Ｂ矢視図である。
【図７】本発明の実施例に係るスクロール型圧縮機の、一部の部材を取り去った状態での横断面図であり、一部の部材を取り去った状態での図３のＢ−Ｂ矢視図である。
【図８】本発明の実施例に係るスクロール型圧縮機の可動スクロールの背面図である。
【図９】本発明の実施例に係るスクロール型圧縮機の可動スクロールの正面図である。
【符号の説明】
１、３１  固定スクロール
２、３２  可動スクロール
３  厚肉円板
３Ａ、３３Ａ  作動空間
４  円筒体
５、６  仕切部材
７  吐出経路
８  冷却用流体経路
９、１０  吸入室
１１  連結柱
１２  シム
１３、１６  ボルト
１７  主軸
２０、２３  補助軸
【図１】
0004754061.tif 000002
【図２】
0004754061.tif 000003
【図３】
0004754061.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004754061.tif 000006
【図６】
0004754061.tif 000007
【図７】
0004754061.tif 000008
【図８】
0004754061.tif 000009
【図９】
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