JPH0610601A - スクロール型流体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １対の固定スクロール（４），（４）の間に
配した両歯タイプの公転スクロール（６）を、片歯タイ
プの従来型に用いられているクランク機構（１０）やオ
ルダム機構などの角度維持機構（１８）のような構造の
簡単な機構で公転させ、しかも公転スクロール（６）に
作用する転覆モーメントを簡単な構造で解消する。 【構成】 各固定スクロール（４）の背面側に位置する
第１及び第２の係合部（７ａ），（７ｂ）を有する公転
補助体（７）に公転スクロール（６）を保持させ、第１
の係合部（７ａ）をクランク機構（１０）を介して回転
駆動軸（１１）に係合させ、第２の係合部（７ｂ）を偏
心軸受け（９）に公転可能に保持させ、角度維持機構
（１８）を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転圧縮機などとして
用いられるスクロール型流体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鏡板の片面のみに渦巻状のラップ
が立設されたいわば片歯タイプの公転スクロールを備え
たスクロール型流体装置はよく知られている。しかし、
この種のスクロール型流体装置では、公転スクロールと
固定スクロールとの間に形成される作用室に取り込まれ
た流体を作用室の収縮によって圧縮する際に、公転スク
ロールが圧縮時の反力によってスラスト方向の大きな荷
重を受け、このためにスラスト荷重による損失が生じ易
いという難点がある。

【０００３】そこで、近年では、スラスト荷重の完全バ
ランス化を狙ったいわば両歯タイプの公転スクロールを
備えたスクロール型流体装置が注目されている。このよ
うなスクロール型流体装置の一例としては、特開昭６１
−５８９９１号公報で知られているものがある。この従
来例では、図１０に示すように、１対の固定スクロール
（ａ），（ａ）をラップ（ｂ）側が互いに向き合うよう
に配置し、これらの固定スクロール（ａ），（ａ）の間
に、鏡板（ｃ）の両面にラップ（ｄ）がそれぞれ立設さ
れた公転スクロール（Ａ）を配置している。そして、公
転スクロール（Ａ）の鏡板（ｃ）両側でそれぞれ作用室
（ｅ），（ｅ）が形成されるので、流体圧縮時の反力に
よるラジアル方向の小さな荷重（Ｒ）は依然として残る
ものの、スラスト方向の大きな荷重（Ｔ）については互
いに相殺させることができ、公転スクロール（Ａ）に作
用するスラスト荷重（Ｔ）のバランス化を図ることがで
きる。

【０００４】そして、この従来例では、上記公転スクロ
ール（Ａ）を比較的簡単な構造で公転させるために、回
転駆動軸（ｆ）の端部近傍位置から両固定スクロール
（ａ），（ａ）間の公転スクロール（Ａ）に一方の固定
スクロール（ａ）を越えて達する補助部材（Ｂ）を用
い、この補助部材（Ｂ）に公転スクロール（Ａ）を保持
させている。この構造によって、補助部材（Ｂ）と回転
駆動軸（ｆ）との間に片歯タイプのものに用いられてい
る構造の簡単なクランク機構を略そのまま介設でき、ま
た、補助部材（Ｂ）にオルダム機構などのような簡単な
構造の角度維持機構を両固定スクロール（ａ），（ａ）
と干渉することなく付設することが可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例で
は、公転スクロール（Ａ）を補助部材（Ｂ）を介して回
転駆動軸（ｆ）の側だけで支持するいわば片持ち支持と
なっているために、公転スクロール（Ａ）には、上記ラ
ジアル方向の荷重（Ｒ）によって、回転駆動軸（ｆ）と
の係合部を中心とする転覆モーメント（Ｍ）が発生する
のは避けられない。その結果、スクロール（ａ），
（Ａ）の間でラップ（ｂ），（ｄ）が互いにこじれるな
どの不具合が生じる。

【０００６】片歯タイプの場合であれば、図１０に仮想
線で示すように、補助部材（Ｂ）の背面側位置にスラス
ト軸受け（ｋ）を設け、このスラスト軸受け（ｋ）に公
転スクロール（Ａ）を転覆しないようにスラスト荷重
（Ｔ）を利用して押し付けることができる。ところが、
両歯タイプの場合では、スラスト荷重（Ｔ）をバランス
化した以上は、このようなスラスト軸受け（ｋ）によっ
て転覆モーメント（Ｍ）に十分に対応することはできな
い。従って、このままでは実用に供し得ず、このような
簡単な構造でスラスト荷重の完全バランス化を図ること
は実際には困難となる。

【０００７】尚、上記説明では、１対の固定スクロール
（ａ），（ａ）の間に両歯タイプの公転スクロール
（Ａ）が配置されている場合について述べたが、固定ス
クロールが両歯タイプであり、該固定スクロールが１対
の片歯タイプの公転スクロール間に配置されている場合
でも事情は同じである。

【０００８】本発明の目的は、両歯タイプのスクロール
を備えたスクロール型流体装置において、公転スクロー
ルに作用する転覆モーメントを簡単な構造で解消し、し
かも、比較的簡単な構造で公転スクロールを公転させる
ことにある。

【０００９】

【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、本発明では、公転スクロールを回転駆動軸の側だ
けでなく、軸心に沿ってその反対側でも支持するように
した。

【００１０】具体的には、請求項１の発明では、図１及
び図２に示すように、各々鏡板（４ａ）の片面にラップ
（４ｂ）が立設された１対の固定スクロール（４），
（４）間に、鏡板（６ａ）の両面にラップ（６ｂ），
（６ｂ）がそれぞれ立設された公転スクロール（６）を
配置することによりスクロール機構部（２）が構成さ
れ、回転駆動軸（１１）の駆動に応じて公転スクロール
（６）を自転を規制しつつ軸心（Ｐ）まわりに公転させ
るようにしたスクロール型流体装置が前提である。

【００１１】そして、上記各固定スクロール（４）の鏡
板（４ａ）の背面側に位置する第１及び第２の係合部
（７ａ），（７ｂ）を有する公転補助体（７）を、両固
定スクロール（４），（４）に対して公転可能に設け
て、この公転補助体（７）で上記公転スクロール（６）
を保持する。また、第１の係合部（７ａ）をクランク機
構（１０）を介して上記回転駆動軸（１１）に係合させ
る一方、第２の係合部（７ｂ）を偏心軸受け（９）に公
転可能に保持させる。さらに、公転補助体（７）を自転
を規制しつつ公転可能とする角度維持機構（１８）を設
ける。

【００１２】請求項２の発明では、図４に示すように、
各々鏡板（６ａ）の片面にラップ（６ｂ）が立設された
１対の公転スクロール（６），（６）間に、鏡板（４
ａ）の両面にラップ（４ｂ），（４ｂ）がそれぞれ立設
された固定スクロール（４）を配置することによりスク
ロール機構部（２）が構成され、回転駆動軸（１１）の
駆動に応じて両公転スクロール（６），（６）を自転を
規制しつつ軸心（Ｐ）まわりに公転させるようにしたス
クロール型流体装置が前提である。

【００１３】そして、上記各公転スクロール（６）の鏡
板（６ａ）の背面側に位置する第１及び第２の係合部
（７ａ），（７ｂ）を有する公転補助体（７）を、固定
スクロール（４）に対して公転可能に設けて、この公転
補助体（７）で上記両公転スクロール（６），（６）を
保持する。また、第１の係合部（７ａ）をクランク機構
（１０）を介して上記回転駆動軸（１１）に係合させる
一方、第２の係合部（７ｂ）を偏心軸受け（９）に公転
可能に保持させる。さらに、公転補助体（７）を自転を
規制しつつ公転可能とする角度維持機構（１８）を設け
る。

【００１４】請求項３の発明では、上記請求項１の発明
において、スクロール機構部（２）を収容するケーシン
グ（１）の内部空間が、該スクロール機構部（２）の配
設空間である低圧空間（２３）とスクロール機構部
（２）にて圧縮された高圧流体の吐出空間である高圧空
間（２２）とに隔壁（５ｂ）により区画され、上記隔壁
（５ｂ）により第２の係合部（７ｂ）が回転可能に保持
されている場合に、上記公転補助体（７）の第２の係合
部（７ｂ）と同じ側の固定スクロール（４）の鏡板（４
ａ）中心部に、該鏡板（４ａ）の両側空間を互いに連通
する吐出孔（４ｃ）を設け、上記係合部（７ｂ）に吐出
孔（４ｃ）を高圧空間（２２）に連通する導出孔（７
ｄ）を設ける。また、公転補助体（７）と上記鏡板（４
ａ）との間に、両者の少なくとも一方に摺接可能な環状
のシール材（２４）を導出孔（７ｄ）及び吐出孔（４
ｃ）の相対する開口端を囲むように介設する。

【００１５】請求項４の発明では、上記請求項１又は２
の発明において、図５に示すように、回転駆動軸（１
１）の第１の係合部（７ａ）側端部及び偏心軸受け
（９）に、公転補助体（７）及び公転スクロール（６）
の公転運動によって生じる偏心モーメントを相殺するた
めのバランサ（１１ｂ），（９ａ）をそれぞれ設ける。

【００１６】請求項５の発明では、上記請求項４の発明
において、図６に示すように回転駆動軸（１１）のバラ
ンサ（１１ｂ）の重心（Ｇ１）を、公転補助体（７）側
の重心（Ｇ）に対して１８０°の位相差を有する位置よ
りも所定の位相角度（θ１）だけ回転方向において後退
した位置に設定する。一方、図７に示すように偏心軸受
け（９）のバランサ（９ａ）の重心（Ｇ２）を、公転補
助体（７）側の重心（Ｇ）に対して１８０°の位相を有
する位置よりも所定の位相角度（θ２）だけ回転方向に
おいて前進した位置に設定する。

【００１７】

【作用】上記請求項１又は２の発明では、公転補助体
（７）の第１の係合部（７ａ）が回転駆動軸（１１）に
係合されているので、従来と同様に公転スクロール
（６）を回転駆動軸（１１）の側で支持することができ
る。そして、公転補助体（７）の第２の係合部（７ｂ）
が偏心軸受け（９）に公転可能に保持されているので、
公転スクロール（６）を軸心（Ｐ）に沿って回転駆動軸
（１１）の反対側でも支持することができる。このよう
に、スクロール機構部（２）の回転駆動軸（１１）側及
びその反対側にそれぞれ位置する第１及び第２の係合部
（７ａ），（７ｂ）を有する公転補助体（７）を用い、
それに公転スクロール（６）を保持させたことにより、
公転スクロール（６）を軸心（Ｐ）に沿って回転駆動軸
（１１）の側とその反対側との両側で両持ち支持するこ
とができる。従って、公転スクロール（６）をラジアル
荷重（Ｒ）に抗して、転覆させることなく公転可能に支
持することができる。

【００１８】しかも、公転補助体（７）の第１の係合部
（７ａ）が回転駆動軸（１１）の側にあることを利用し
て、片歯タイプのものに用いられている構造の簡単なク
ランク機構（１０）を第１の係合部（７ａ）と回転駆動
軸（１１）との間に固定スクロール（４）との干渉なし
に略そのまま介設することができる。また片歯タイプの
ものに用いられているオルダム機構などの構造の簡単な
角度維持機構（１８）を公転補助体（７）に固定スクロ
ール（４）との干渉なしに略そのまま付設することがで
き、よって、比較的簡単な構造で公転スクロール（６）
を公転させることができる。

【００１９】請求項３の発明では、上記請求項２の発明
に係るスクロール機構部（２）を収容するケーシング
（１）の内部空間が、該スクロール機構部（２）の配設
空間である低圧空間（２３）とスクロール機構部（２）
にて圧縮された高圧流体の吐出空間である高圧空間（２
２）とに隔壁（５ｂ）により区画され、上記隔壁（５
ｂ）により第２の係合部（７ｂ）が回転可能に保持され
ている場合において、公転補助体（７）の第２の係合部
（７ｂ）に導出孔（７ｄ）を設け、この導出孔（７ｄ）
により、固定スクロール（４）の鏡板（４ａ）中心部に
設けた吐出孔（４ｃ）を高圧空間（２２）に連通させ
る。これにより、圧縮流体の吐出通路を低圧空間（２
３）に形成することができる。さらに、公転補助体
（７）と上記鏡板（４ａ）との間に介設した環状のシー
ル材（２４）が導出孔（７ｄ）及び吐出孔（４ｃ）の相
対する開口端を囲んでいるので、上記吐出通路を上記低
圧空間（２３）から区画できる。尚、シール材（２４）
を公転補助体（７）及び上記鏡板（４ａ）の少なくとも
一方に摺接可能なものとしたので、公転補助体（７）の
公転に支障は生じない。

【００２０】これは、上記公転補助体（７）が回転駆動
軸（１１）と反対側の固定スクロール（４）の背面側位
置に第２の係合部（７ｂ）を有する関係上、上記の場合
において固定スクロール（４）によって高圧空間（２
２）と低圧空間（２３）とを区画して固定スクロール
（４）の背面側に高圧空間を形成すること、すなわち、
固定スクロール（４）の背面側空間も低圧空間（２３）
となって高圧流体を上記固定スクロール（４）に設けた
吐出孔（４ｃ）から上記背面側空間にそのまま排出する
ことができないために、このような低圧空間（２３）に
高圧流体の吐出通路を新たに確保するという課題の解決
手段であり、かつその際に背面側空間に配置されている
公転補助体（７）の一部分や第２の係合部（７ｂ）及び
偏心軸受け（９）との干渉を回避するという課題の解決
手段でもある。

【００２１】請求項４の発明では、回転駆動軸（１１）
及び偏心軸受け（９）に、公転補助体（７）及び公転ス
クロール（６）の公転運動によって生じるアンバランス
を相殺するためのバランサ（１１ｂ），（９ａ）をそれ
ぞれ設けたことにより、公転補助体（７）の軸心（Ｐ）
方向両側において、バランスよく上記アンバランスが相
殺される。

【００２２】これは、上記請求項１又は２の発明におい
て、公転スクロール（６）及び公転補助体（７）の公転
運動によって生じるアンバランスを解消する際に、従来
のように回転駆動軸（１１）側にバランスウエイトを設
けただけのものでは、基本的に動バランスがよくないと
いう問題を解決するためのものである。特に、上記公転
補助体（７）が付加されたことでアンバランス自体が大
きくなっていることを考えると、回転駆動軸（１１）側
のバランスウエイトを重量化することでは上記動バラン
スの不良が顕在化する虞れがあり、また、重量化に伴っ
てバランサの空気抵抗が大きくなり、装置としてのロス
が増大する虞れもある。

【００２３】請求項５の発明では、回転駆動軸（１１）
のバランサ（１１ｂ）の重心（Ｇ１）が、公転補助体
（７）側の重心（Ｇ）に対して１８０°の位相差を有す
る位置よりも所定の位相角度（θ１）だけ回転方向後側
位置にあることにより、上記重心（Ｇ１）は公転時の公
転補助体（７）側の重心（Ｇ）に対して１８０°の位相
差を有する適正な位置に位置付けされることになる。一
方、偏心軸受け（９）のバランサ（９ａ）の重心（Ｇ
２）についても、この重心（Ｇ２）が公転補助体（７）
側の重心（Ｇ）に対して１８０°の位相差を有する位置
よりも所定の位相角度（θ２）だけ回転方向前側位置に
あることにより、上記重心（Ｇ２）は公転時の公転補助
体（７）側の重心（Ｇ）に対して１８０°の位相差を有
する適正な位置に位置付けされることになる。

【００２４】これは、回転駆動軸（１１）の回転運動と
公転スクロール（６）の公転運動との間において、例え
ば軸受け部におけるクリアランスの存在等により位相差
が生じ、駆動側である回転駆動軸（１１）に対して従動
側である公転補助体（７）の公転に回転方向における所
定角度の位相遅れが生じる際に、バランサ（１１ｂ）の
重心（Ｇ１）を公転補助体（７）側の重心（Ｇ）に対し
て１８０°の位相差を有する位置に設定すると、実際に
はバランスの精度が低下するという問題を解決するため
のものである。このことは、公転補助体（７）と偏心軸
受け（９）との間でも事情は同じである。

【００２５】

【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。

【００２６】（実施例１）この実施例１ではスクロール
型流体装置は冷凍機用の圧縮機として用いられ、冷媒ガ
スを圧縮して吐出するものである。この実施例に係るス
クロール型圧縮機は、図２に示すように密閉状のケーシ
ング（１）を有し、その内部の上方には冷媒ガスを吸入
圧縮して吐出するためのスクロール機構部（２）が収容
されており、下方には上記スクロール機構部（２）を駆
動するためのモータ（１６）を有する駆動機構部（３）
が収容されている。ケーシング（１）の側壁上部には冷
媒ガスを吸入するための吸入管（１ａ）が側方に向けて
突設され、ケーシング（１）の上端壁には圧縮された冷
媒ガスを吐出するための吐出管（１ｂ）が上方に向けて
突設されている。

【００２７】上記スクロール機構部（２）は上下１対の
固定スクロール（４），（４）を備えており、各固定ス
クロール（４）はそれぞれケーシング（１）の内壁面に
固定したフレーム（５）によって支持固定されている。
各固定スクロール（４）は、円板状の鏡板（４ａ）の片
面に渦巻状（インボリュート状）のラップ（４ｂ）が立
設されたものであり、両固定スクロール（４），（４）
は各ラップ（４ｂ）が互いに向き合うように配置されて
いる。そして、これらの固定スクロール（４），（４）
の間には公転スクロール（６）が配されている。この公
転スクロール（６）は、円板状の鏡板（６ａ）の上下両
面にそれぞれ渦巻状（インボリュート状）のラップ（６
ｂ）が立設されたものであり、この各ラップ（６ｂ）
が、相対する固定スクロール（４）のラップ（４ｂ）と
それぞれ互いに噛合するように配置されている。

【００２８】両固定スクロール（４），（４）の外方に
は上記公転スクロール（６）を保持する公転補助体
（７）が配されている。この公転補助体（７）は両固定
スクロール（４），（４）の上下両側に配置された円板
状の２枚の公転補助板（８），（８）を有し、両公転補
助板（８），（８）は両固定スクロール（４），（４）
の側方位置で、該固定スクロール（４），（４）と干渉
することなく公転可能に、かつ吸入管（１ａ）からの冷
媒ガスの流入に支障がないように少なくとも１箇所で上
下方向に結合されている。この公転補助板（８），
（８）同士の結合部は、フレーム（５）において各固定
スクロール（４）を支持する部位の貫通孔（５ａ）を遊
挿状態で上下に挿通されており、公転時にフレーム
（５）と干渉しないようになっている。そして、上記結
合部のうちの少なくとも１箇所において公転スクロール
（６）が公転補助体（７）に固定されている。また、上
側の公転補助板（８）の上面中心部には円筒状の軸部
（７ｂ）が突設されている。この軸部（７ｂ）はフレー
ム（５）の天板部（５ｂ）に、ブッシュタイプの偏心軸
受け（９）を介して軸心（Ｐ）まわりに公転可能に保持
されている。一方、下側の公転補助板（８）の下面中心
部には下方に向けて開口する有底筒状の軸受凹部（７
ａ）が突設されている。この軸受凹部（７ａ）において
公転補助体（７）がクランク機構（１０）を介して駆動
機構部（３）の回転駆動軸（１１）に係合している。

【００２９】上記クランク機構（１０）は、回転駆動軸
（１１）上端部に形成したクランク軸部（１１ａ）に上
記軸受凹部（７ａ）をラジアル軸受け（１２）を介して
套嵌したもので、フレーム（５）において下側固定スク
ロール（４）の下面に対向する部位の中心部に設けた凹
部（５ｃ）内に収容されている。そして、クランク軸部
（１１ａ）は、回転駆動軸（１１）の軸心（Ｐ）からラ
ジアル方向に偏心した位置（Ｑ）に軸心を有する。この
偏心により、公転スクロール（６）のラップ（６ｂ）内
周側及び外周側の壁面がそれぞれ各固定スクロール
（４）のラップ（４ｂ）外周側及び内周側の壁面に渦巻
方向の複数箇所で接触し、これらの接触部位間に冷媒ガ
スを圧縮するための作用室（１３）が公転スクロール
（６）の鏡板（６ａ）上下両側にそれぞれ形成されるこ
とになる。尚、クランク軸部（１１ａ）の下端周辺部に
は、回転駆動軸（１１）の回転時に公転スクロール
（６）及び公転補助体（７）の公転運動によって生じる
アンバランスを相殺するためのバランサ（１１ｂ）が一
体に設けられている。また、この実施例では、下側の作
用室（１３）の軸心方向の高さ寸法が上側作用室（１
３）のそれよりも小に設定されており、これによって下
側作用室（１３）の有効体積を上側作用室（１３）より
も小さくし、下側作用室（１３）から吐出される高圧冷
媒ガスの吐出流量を上側作用室（１３）からの冷媒ガス
吐出流量よりも減らしている。尚、上下の作用室（１
３），（１３）の投影面積は互いに等しいので、スラス
ト荷重のバランス化に支障はない。

【００３０】上記回転駆動軸（１１）はフレーム（５）
に上下のラジアル軸受け（１４），（１５）を介して軸
心（Ｐ）まわりに回転可能に支持されている。回転駆動
軸（１１）の下部はケーシング（１）内の下部に配した
モータ（１６）のロータ（１６ａ）に嵌挿された後、さ
らに下方に延びてケーシング（１）内底部に設けた潤滑
油の油溜め部（１７）に達している。モータ（１６）の
ステータ（１６ｂ）は、ケーシング（１）の内壁面に沿
って配置されてフレーム（５）により支持固定されてい
る。

【００３１】下側の公転補助板（８）の下方には公転補
助体（７）の自転を規制するためのオルダム機構（１
８）が配置されている。このオルダム機構（１８）は図
３に示すようなオルダムリング（１９）を有する。この
オルダムリング（１９）は、公転補助体（７）の軸受凹
部（７ａ）を遊挿状態で囲むように略円環状をなしてお
り、フレーム（５）の凹部（５ｃ）開口縁によって摺動
可能に支承されている。そして、オルダムリング（１
９）の直径方向に対向する部位の２箇所には上記開口縁
に摺接するフレームキー（１９ａ）がラジアル方向外側
に向けて突設されている。一方、上記開口縁には円環状
の隆起部（２０）が形成され、この隆起部（２０）のフ
レームキー（１９ａ）に対応する部位の２箇所には、対
応するフレームキー（１９ａ）をその配設方向にのみ摺
動可能に案内するキー溝（２０ａ）が設けられている。
これによって、オルダムリング（１９）は軸心（Ｐ）に
対してフレームキー（１９ａ），（１９ａ）を結ぶ方向
（図３の上下方向）のみ移動可能となっている。また、
オルダムリング（１９）のフレームキー（１９ａ），
（１９ａ）と直角方向の部位の２箇所には、スクロール
キー（１９ｂ）が上方に向けて突設されている。一方、
上記公転駆動板（８）の下面部にはスクロールキー（１
９ｂ）に対応する部位の２箇所に、スクロールキー（１
９ｂ）に係合するキー溝（７ｃ）が上記配設方向と直交
する方向に設けられている。これによって、公転補助体
（７）はオルダムリング（１９）に対してスクロールキ
ー（１９ｂ），（１９ｂ）を結ぶ方向（図３の左右方
向）のみ移動可能となっている。このようなオルダム機
構（１８）により、公転補助体（７）は自転が規制さ
れ、かつ軸心（Ｐ）を中心とした公転のみ可能となって
いる。尚、上記隆起部（２０）の上面部の内周側部位に
は、下側の公転補助板（８）の下面に摺接可能な円環状
の補助スラスト軸受け（２１）が配設されている。

【００３２】ケーシング（１）内上部の空間は、フレー
ム（５）の隔壁としての天板部（５ｂ）により上下に仕
切られ、天板部（５ｂ）の上方空間が高圧室（２２）
に、また下方で両固定スクロール（４），（４）を包み
込む空間が低圧室（２３）にそれぞれ区画形成されてい
る。低圧室（２３）はケーシング（１）の吸入管（１
ａ）に連通しており、吸入管（１ａ）から流入した低圧
の冷媒ガスを、低圧室（２３）を経て上記上下の作用室
（１３），（１３）にそれぞれ流入させるように構成さ
れている。

【００３３】そして、公転スクロール（６）の鏡板（６
ａ）中心部には、該鏡板（６ａ）の上下空間を連通する
連通孔（６ｃ）が設けられている。また、上側の固定ス
クロール（４）の鏡板（４ａ）中心部には、高圧冷媒ガ
スを該鏡板（４ａ）の上方に排出するための吐出孔（４
ｃ）が設けられている。さらに、上側の公転補助板
（８）の中心部すなわち公転補助体（７）の軸部（７
ｂ）には、上記吐出孔（４ｃ）から排出された高圧冷媒
ガスを高圧室（２２）に導き出すための導出孔（７ｄ）
が設けられており、その上端開口部は偏心軸受け（９）
を介することなく直接に高圧室（２２）に臨んでいる。
そして、これらの連通孔（６ｃ）、吐出孔（４ｃ）及び
導出孔（７ｄ）は、上記作用室（１３）で圧縮された高
圧冷媒ガスを高圧室（２２）に排出するための吐出通路
を構成している。

【００３４】一方、上記鏡板（４ａ）の上面にはリング
状の公転摺動型の吐出シール（２４）が吐出孔（４ｃ）
及び導出孔（７ｄ）の相対する開口端を囲むように周設
されている。また、この吐出シール（２４）は上側の公
転補助板（８）下面に摺接するように設けられている。
このような吐出シール（２４）により、上記吐出通路を
上側公転補助板（８）と上側固定スクロール（４）の鏡
板（４ａ）との間において低圧室（２３）から区画して
いる。そして、高圧室（２２）はケーシング（１）の吐
出管（１ｂ）に連通しており、高圧室（２２）に導かれ
た高圧冷媒ガスを吐出管（１ｂ）から外部に吐出するよ
うに構成されている。尚、軸部（７ｂ）をクランクタイ
プの偏心軸受けに保持させるなどして、その吐出孔（４
ｃ）の高圧室（２２）側の開口端部を直接に高圧室（２
２）に臨ませることが困難な場合は、上記偏心軸受けな
どに導出孔（７ｄ）を高圧室（２２）に連通する連通部
を設ければよい。

【００３５】次に、以上のように構成されたスクロール
型圧縮機における冷媒ガスの圧縮動作について説明す
る。モータ（１６）の作動によって回転駆動軸（１１）
が回転すると、クランク軸部（１１ａ）が軸心（Ｐ）を
中心として回動する。これに伴って公転補助体（７）は
同様の回動を行うが、オルダム機構（１８）によって自
転が規制されているので、この回動は軸心（Ｐ）のまわ
りを回る公転運動となる。

【００３６】この公転補助体（７）の公転と共に、公転
スクロール（６）は固定スクロール（４），（４）に対
して公転する。そして、公転スクロール（６）の鏡板
（６ａ）上下両側では、それぞれ相対するラップ（６
ｂ），（４ｂ）の接触箇所が中心に向かって移動する。
この移動に伴い、上下両側の作用室（１３）が両ラップ
（６ｂ），（４ｂ）間にその外周側の渦巻端部から形成
され、これらの作用室（１３）は中心部の吐出通路に向
かって渦巻状に移動しつつ容積が減少することになる。
これらの一連の動作に応じて、低圧の冷媒ガスは吸入管
（１ａ）からケーシング（１）内の低圧室（２３）を通
って上記作用室（１３）に流入し、各作用室（１３）の
容積減少により圧縮されて高圧となる。

【００３７】このとき、上記ガス圧縮時の反力によって
公転スクロール（６）には図１に示すようにスラスト方
向の荷重（Ｔ）とラジアル方向の荷重（Ｒ）とが作用す
る。このうち、スラスト荷重（Ｔ）は上下両側で向きが
互いに逆向きであるので、互いに相殺されて公転スクロ
ール（６）への作用は打ち消される。これに対してラジ
アル荷重（Ｒ）は、上記スラスト荷重（Ｔ）に比べて小
さいものの、公転スクロール（６）を転覆させようと作
用する。しかし、この実施例では、公転スクロール
（６）は、公転補助体（７）の下側の軸受凹部（７ａ）
が回転駆動軸（１１）に保持されていることに加えて、
公転補助体（７）の上側の軸部（７ｂ）が偏心軸受け
（９）に保持されていて、軸心（Ｐ）の上下２箇所で両
持ち支持された状態となっているので、図１に仮想線で
示すような転覆モーメント（Ｍ）によって公転スクロー
ル（６）が転覆するのを防止できる。

【００３８】上記作用室（１３）で圧縮されて高圧とな
った冷媒ガスは吐出孔（４ｃ）に向かう。しかし、この
とき、下側作用室（１３）で圧縮された高圧冷媒ガス
は、先ず連通孔（６ｃ）を通過する際に通過抵抗を受
け、次いで吐出孔（４ｃ）の入口では上側作用室（１
３）の高圧冷媒ガスに邪魔されて吐出孔（４ｃ）内に入
り込み難くなっている。このように、下側作用室（１
３）の高圧冷媒ガスは、上側作用室（１３）の高圧冷媒
ガスに比べて吐出抵抗が大きいという条件の下では過圧
縮状態となり易く、このために、全体として過圧縮損失
が増加する虞れがある。これに対してこの実施例では、
下側作用室（１３）からの高圧冷媒ガスの吐出流量を減
らしているので、上記のような過圧縮損失を効果的に低
減することができる。

【００３９】吐出孔（４ｃ）に排出された高圧冷媒ガス
は、次に導出孔（７ｄ）によって高圧室（２２）に導か
れるが、吐出孔（４ｃ）と導出孔（７ｄ）との間では、
上側固定スクロール（４）と上側公転補助板（８）との
間に介設した吐出シール（２４）によって吐出通路が低
圧室（２３）から区画されているので、高圧冷媒ガスが
上記低圧室（２３）に流入する虞れはない。そして、高
圧冷媒ガスは高圧室（２２）に流入した後、吐出管（１
ｂ）から外部に吐出されることとなる。

【００４０】尚、上記実施例１では、吐出シール（２
４）を上側公転補助板（８）に対して摺接可能に設けて
いるが、上側固定スクロール（４）の鏡板（４ａ）また
は両者に対して摺接可能に設けてもよい。

【００４１】（実施例２）図４は本発明の実施例２に係
るスクロール型流体装置を示し、上記実施例１と同じ部
分には同じ符号を付して説明する。この実施例では、ス
クロール機構部（２）は、１対の片歯タイプの公転スク
ロール（６），（６）間に、両歯タイプの固定スクロー
ル（４）を配設することにより構成されている。

【００４２】具体的には、上記公転スクロール（６）は
各々鏡板（６ａ）の片面に渦巻状のラップ（６ｂ）が立
設されてなり、該両公転スクロール（６），（６）は各
々のラップ（６ｂ）側が互いに向き合うように配置され
ている。一方、上記固定スクロール（４）は鏡板（４
ａ）の両面に渦巻状のラップ（４ｂ）がそれぞれ立設さ
れてなり、上記公転スクロール（６），（６）の間に、
相対する公転スクロール（６）のラップ（６ｂ）と各ラ
ップ（４ｂ）がそれぞれ互いに噛合するように配置され
ている。

【００４３】また、公転補助体（７）は、上記各公転ス
クロール（６）の鏡板（６ａ）が固定スクロール（４）
の側方位置で上下方向に結合されてなり、上側公転スク
ロール（６）における鏡板（６ａ）の上面中心部に第２
の係合部としての軸部（７ｂ）が、また下側公転スクロ
ール（６）における鏡板（６ａ）の下面中心部に第１係
合部としての軸受凹部（７ａ）がそれぞれ配設されてい
る。そして、上記公転補助体（７）の軸受凹部（７ａ）
をクランク機構（１０）を介して上記回転駆動軸（１
１）に係合させる一方、軸部（７ｂ）を偏心軸受け
（９）に公転可能に保持させている。

【００４４】この実施例によっても、両公転スクロール
（６），（６）の公転時に上下の作用室（１３）におけ
る冷媒ガス圧縮時の反力によって該両公転スクロール
（６），（６）に加わるラジアル荷重（Ｒ）が両公転ス
クロール（６），（６）を転覆させようとする作用に対
処することができ、同図に仮想線で示すような転覆モー
メント（Ｍ）によって両公転スクロール（６），（６）
が転覆するのを防止することができる。

【００４５】（実施例３）図５は本発明の実施例３に係
るスクロール型流体装置を示し、上記実施例１と同じ部
分には同じ符号を付して説明する。

【００４６】スクロール機構部（２）の上側固定スクロ
ール（４）における鏡板（４ａ）の上面中央部には、ス
クロール機構部（２）で圧縮されて高圧となった冷媒ガ
スを高圧室（２２）に吐出するための吐出孔（４ｃ）を
有する吐出筒（４ｄ）が上方に向けて突設され、該吐出
筒（４ｄ）の上端部は隔壁としてのフレーム天板部（５
ｂ）を貫通して高圧室（２２）に臨んでいる。この吐出
筒（４ｄ）は、偏心軸受け（９）を介して公転補助体
（７）の上側軸部（７ｂ）を軸心（Ｐ）まわりに公転可
能に支持している。具体的には、上記偏心軸受け（９）
は吐出筒（４ｄ）にて軸心（Ｐ）まわりに回転可能に保
持され、この偏心軸受け（９）にて上記軸部（７ｂ）が
偏心軸心（Ｑ）まわりに回転可能に保持され、上記偏心
軸受け（９）が軸心（Ｐ）まわりに回転することによ
り、上記偏心軸心（Ｑ）が軸心（Ｐ）まわりを公転し、
よって上記軸部（４ｂ）が軸心（Ｐ）まわりに公転する
ようになされている。

【００４７】この実施例では、公転スクロール（６）及
び公転補助体（７）の公転運動により生じるアンバラン
スを相殺するために、上記偏心軸受け（９）には上バラ
ンサ（９ａ）を、また回転駆動軸（１１）の上端部には
下バランサ（１１ｂ）をそれぞれ設けている。

【００４８】上記下バランサ（１１ｂ）は、図６に示す
ように、その重心（Ｇ１）が公転補助体（７）側の重心
（Ｇ）に対して１８０°の位相差を有する位置よりも所
定の位相角度（θ１）だけ回転方向（同図の時計回り方
向）の後側位置に設定されている。そして、図７に示す
ように、回転駆動軸（１１）の軸心（Ｐ）に対するクラ
ンク軸部（１１ａ）の偏心量つまり軸心（Ｐ）と偏心軸
心（Ｑ）との間の間隔寸法をＬ、該クランク軸部（１１
ａ）の外周面と公転補助体（７）における下側軸受部
（７ａ）の内周面との間のクリアランスをδ1 、上記ク
ランク軸部（１１ａ）と下側軸受部（７ａ）との間にお
ける油膜厚さをＨ1 とすると、上記位相角度（θ１）
は、 θ1 ＝ｔａｎ^-1｛（δ1 −Ｈ1 ）／Ｌ｝ で表される式により定められている。

【００４９】一方、上記上バランサ（９ａ）は、図８に
示すように、その重心（Ｇ２）が公転補助体（７）側の
重心（Ｇ）に対して１８０°の位相差を有する位置より
も所定の位相角度（θ2 ）だけ回転方向（同図の時計回
り方向）の前側位置に設定されている。そして、図９に
示すように、回転駆動軸（１１）の軸心（Ｐ）に対する
偏心軸受け（９）の偏心量つまり軸心（Ｐ）と偏心軸心
（Ｑ）との間の間隔寸法をＬ、該偏心軸受け（９）の外
周面と公転補助体（７）における上側軸部（７ｂ）の内
周面との間のクリアランスをδ2 、上記偏心軸受け
（９）と上側軸部（７ｂ）との間における油膜厚さをＨ
2 とすると、上記位相角度（θ２）は、 θ2 ＝ｔａｎ^-1｛（δ2 −Ｈ2 ）／Ｌ｝ で表される式により定められている。

【００５０】この実施例によれば、回転駆動軸（１１）
及び偏心軸受け（９）の両方に、公転補助体（７）及び
公転スクロール（６）の公転運動によって生じるアンバ
ランスを相殺するためのバランサ（１１ｂ），（９ａ）
をそれぞれ設けたことにより、公転補助体（７）の軸心
（Ｐ）方向における両側において上記アンバランスがバ
ランスよく相殺されるので、動バランスの精度を向上さ
せて振動の低減を図ることができる。。

【００５１】また、下バランサ（１１ｂ）の重心（Ｇ
１）が、公転補助体（７）側の重心（Ｇ）に対して１８
０°の位相差を有する位置よりも所定の位相角度（θ
１）だけ回転方向後側位置にあることにより、上記重心
（Ｇ１）が公転時の公転補助体（７）側の重心（Ｇ）に
対して１８０°の位相差を有する適正な位置に位置付け
られることになる。また、上バランサ（９ａ）の重心
（Ｇ２）が、公転補助体（７）側の重心（Ｇ）に対して
１８０°の位相差を有する位置よりも所定の位相角度
（θ２）だけ回転方向前側位置にあることにより、上記
重心（Ｇ２）が公転時の公転補助体（７）側の重心
（Ｇ）に対して１８０°の位相差を有する適正な位置に
位置付けられることになるので、動バランスの精度向上
による振動の低減をさらに図ることができる。

【００５２】尚、上記実施例３では、１対の片歯タイプ
の固定スクロール（６），（６）間に両歯タイプの公転
スクロール（４）が配設されている場合について述べた
が、上記実施例２のように１対の片歯タイプの公転スク
ロール（４），（４）間に両歯タイプの固定スクロール
（６）が配設されている場合でも適用されるのは勿論で
ある。

【００５３】また、上記各実施例は冷凍機用の圧縮機に
関して述べたものであるが、本発明は真空ポンプや膨張
機などに適用してもよい。また、公転補助体及びその各
係合部の形状や、偏心軸受け、クランク機構、角度維持
機構などは上記実施例に示すものに限定されず、公知の
ものを適宜採用することができるのは勿論である。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１又は２の
発明によると、公転補助体に保持させた公転スクロール
を回転駆動軸とは反対の側でも公転可能に支持するよう
にしたことで、公転スクロールがラジアル荷重によって
転覆するのを防止でき、構造の簡単なクランク機構や角
度維持機構を用いたことと相俟って、比較的簡単な構造
で実際にスラスト荷重をバランスさせることができ、そ
の結果として大幅な効率の向上を図ることができる。

【００５５】また、請求項３の発明によれば、１対の固
定スクロール間に両歯タイプの公転スクロールが配設さ
れてなるスクロール機構部がケーシング内の低圧空間に
配置され、かつケーシング内において該低圧空間と高圧
空間とを区画する隔壁に偏心軸受けが回転可能に保持さ
れている場合に、公転補助体の第２の係合部に導出孔を
設けて上記高圧空間に通じる圧縮流体の吐出通路を構成
し、シール材によって上記吐出通路を低圧空間から区画
したので、上記請求項１の発明において、圧縮流体を上
記低圧空間に流出させることなく高圧空間に排出するこ
とができる。

【００５６】請求項４の発明によれば、公転補助体の軸
心方向両側にバランサをそれぞれ設けたことにより、公
転補助体及び公転スクロールの公転運動によって生じる
アンバランスをバランスよく相殺することができ、動バ
ランスの精度を向上させて振動の低減を図ることができ
る。

【００５７】請求項５の発明によれば、上記両側のバラ
ンサの各重心を、公転運動時における公転補助体側の重
心に対して１８０°の位相差を有する適正な位置に位置
付けされるようにそれぞれ設定したので、動バランスの
精度向上による振動の低減をさらに図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係るスクロール型圧縮機の
要部概略図である。

【図２】スクロール型圧縮機の縱断面図である。

【図３】図２のIII −III 線断面図である。

【図４】本発明の実施例２に係るスクロール型圧縮機の
図１相当図である。

【図５】本発明の実施例３に係るスクロール型圧縮機の
要部を示す縱断面図である。

【図６】下バランサの重心と公転補助体側の重心との間
の位相関係を示す図である。

【図７】回転駆動軸と公転補助体との間の位相差を示す
図である。

【図８】上バランサの重心と公転補助体側の重心との間
の位相関係を示す図である。

【図９】偏心軸受けと公転補助体との間の位相差を示す
図である。

【図１０】従来例の要部概略図である。

【符号の説明】

（１） ケーシング （２） スクロール機構部 （４） 固定スクロール （４ａ） 鏡板 （４ｂ） ラップ （４ｃ） 吐出孔 （５ｂ） 天板部（隔壁） （６） 公転スクロール （６ａ） 鏡板 （６ｂ） ラップ （７） 公転補助体 （７ａ） 軸受凹部（第１の係合部） （７ｂ） 軸部（第２の係合部） （７ｄ） 導出孔 （９） 偏心軸受け （９ａ） 上バランサ（バランサ） （１０） クランク機構 （１１） 回転駆動軸 （１１ｂ） 下バランサ（バランサ） （１８） オルダム機構（角度維持機構） （２２） 高圧室（高圧空間） （２４） 吐出シール（シール材） （Ｐ） 軸心 （Ｇ） 公転補助体側の重心 （Ｇ１） 下バランサの重心 （Ｇ２） 上バランサの重心

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々鏡板（４ａ）の片面に渦巻状のラッ
   プ（４ｂ）が立設された１対の固定スクロール（４），
   （４）をラップ（４ｂ）側が互いに向き合うように配置
   し、 上記固定スクロール（４），（４）の間に、鏡板（６
   ａ）の両面に渦巻状のラップ（６ｂ），（６ｂ）がそれ
   ぞれ立設された公転スクロール（６）を各ラップ（６
   ｂ）が、相対する固定スクロール（４）のラップ（４
   ｂ）とそれぞれ互いに噛合するように配置し、 上記固定スクロール（４）及び公転スクロール（６）に
   より、流体を圧縮して吐出するためのスクロール機構部
   （２）が構成され、 回転駆動軸（１１）の駆動に応じて公転スクロール
   （６）を自転を規制しつつ軸心（Ｐ）まわりに公転させ
   るようにしたスクロール型流体装置において、 各固定スクロール（４）の鏡板（４ａ）の背面側に位置
   する第１及び第２の係合部（７ａ），（７ｂ）を有しか
   つ上記公転スクロール（６）を保持する公転補助体
   （７）を、両固定スクロール（４），（４）に対して公
   転可能に設け、 上記公転補助体（７）の第１の係合部（７ａ）をクラン
   ク機構（１０）を介して上記回転駆動軸（１１）に係合
   させる一方、第２の係合部（７ｂ）を公転可能に保持す
   る偏心軸受け（９）を設け、 公転補助体（７）を自転を規制しつつ公転可能とする角
   度維持機構（１８）を設けたことを特徴とするスクロー
   ル型流体装置。
2. 【請求項２】 各々鏡板（６ａ）の片面に渦巻状のラッ
   プ（６ｂ）が立設された１対の公転スクロール（６），
   （６）をラップ（６ｂ）側が互いに向き合うように配置
   し、 上記公転スクロール（６），（６）の間に、鏡板（４
   ａ）の両面に渦巻状のラップ（４ｂ），（４ｂ）がそれ
   ぞれ立設された固定スクロール（４）を各ラップ（４
   ｂ）が、相対する公転スクロール（６）のラップ（６
   ｂ）とそれぞれ互いに噛合するように配置し、 上記公転スクロール（６）及び固定スクロール（４）に
   より、流体を圧縮して吐出するためのスクロール機構部
   （２）が構成され、 回転駆動軸（１１）の駆動に応じて両公転スクロール
   （６），（６）を自転を規制しつつ軸心（Ｐ）まわりに
   公転させるようにしたスクロール型流体装置において、 各公転スクロール（６）の鏡板（６ａ）の背面側に位置
   する第１及び第２の係合部（７ａ），（７ｂ）を有しか
   つ上記公転スクロール（６）を保持する公転補助体
   （７）を、固定スクロール（４）に対して公転可能に設
   け、 上記公転補助体（７）の第１の係合部（７ａ）をクラン
   ク機構（１０）を介して上記回転駆動軸（１１）に係合
   させる一方、第２の係合部（７ｂ）を公転可能に保持す
   る偏心軸受け（９）を設け、 公転補助体（７）を自転を規制しつつ公転可能とする角
   度維持機構（１８）を設けたことを特徴とするスクロー
   ル型流体装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のスクロール型流体装置に
   おいて、 スクロール機構部（２）を収容するケーシング（１）の
   内部空間が、該スクロール機構部（２）の配設空間であ
   る低圧空間（２３）とスクロール機構部（２）にて圧縮
   された高圧流体の吐出空間である高圧空間（２２）とに
   隔壁（５ｂ）により区画され、上記隔壁（５ｂ）により
   第２の係合部（７ｂ）が回転可能に保持され、 上記偏心軸受け（９）側に位置する固定スクロール
   （４）の鏡板（４ａ）中心部に、該鏡板（４ａ）の両側
   空間を互いに連通する吐出孔（４ｃ）を設け、 上記第２の係合部（７ｂ）に吐出孔（４ｃ）を高圧空間
   （２２）に連通する導出孔（７ｄ）を設け、 公転補助体（７）と上記鏡板（４ａ）との間に、両者の
   少なくとも一方に摺接可能な環状のシール材（２４）を
   導出孔（７ｄ）及び吐出孔（４ｃ）の相対する開口端を
   囲むように介設したことを特徴とするスクロール型流体
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載のスクロール型流体
   装置において、 回転駆動軸（１１）の第１の係合部（７ａ）側端部及び
   偏心軸受け（９）に、公転補助体（７）及び公転スクロ
   ール（６）の公転運動によって生じるアンバランスを相
   殺するためのバランサ（１１ｂ），（９ａ）がそれぞれ
   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。
5. 【請求項５】 請求項４記載のスクロール型流体装置に
   おいて、 回転駆動軸（１１）のバランサ（１１ｂ）の重心（Ｇ
   １）は、公転補助体（７）側の重心（Ｇ）に対して１８
   ０°の位相差を有する位置よりも所定の位相角度（θ
   １）だけ回転方向後側位置にあり、 偏心軸受け（９）のバランサ（９ａ）の重心（Ｇ２）
   は、公転補助体（７）側の重心（Ｇ）に対して１８０°
   の位相差を有する位置よりも所定の位相角度（θ２）だ
   け回転方向前側位置にあることを特徴とするスクロール
   型流体装置。