已往的涡旋流体机械，有日本特开平08-121366号公报、日本特 开2004-293531号公报记载的类型。
日本特开平08-121366号公报记载的涡旋流体机械，在旋回涡旋 部件的涡卷相反侧(背面室侧)密封面和与上述密封面相对的架之间， 设有保持在上述架的环状槽内的密封环，由该密封环划分成内侧空间 和外侧空间。内侧空间处在中心部，具有与排出压力大致相等的压力， 并且，开设着将存留在密封容器内底部的润滑油导向上部的供油路。 外侧空间处在外周部，维持在吸入压力和排出压力的中间压力。
通过该划分，使与内侧空间和外侧空间二者的压力对应的压力作 用在旋回涡旋部件上，把旋回涡旋部件压在固定涡旋部件上，将二者 间密封。
并且，在密封环的上端面，借助压差，使所需最小限度的润滑油 从内侧空间泄漏到外侧空间，同时，使内侧空间内剩余的大部分润滑 油不与密封容器内的压缩气体混合地返回密闭容器内底部，根据该构 成，可以得到高的轴承可靠性、良好的压缩效率、低的上油量。
专利文献1：日本特开平08-121366号公报
专利文献2：日本特开2004-293531号公报
发明要解决的课题
上述日本特开平08-121366号公报、日本特开2004-293531号公 报记载的现有技术中的涡旋流体机械，由于使排出压力作用到旋回涡 旋部件的背面室侧的内侧空间，使吸入压力和排出压力的中间压力作 用到外侧空间，所以，旋回涡旋部件中心部侧对固定涡旋部件的推压 力过大，两涡旋件的滑动面可能会产生烧接或卡住。

本发明的目的是提供能够通过使一个涡旋部件推压另一个涡旋部 件的推压力恰当来防止两涡旋件的滑动面上的烧接、卡住的发生的涡 旋流体机械。
解决课题的技术方案
为了实现上述目的，本发明的涡旋流体机械，使具有形成在台板 上的涡卷体的2个涡旋部件啮合，借助其相对的旋回运动，使两涡旋 部件所形成的密闭空间扩大或缩小，进行流体的膨胀或压缩，其特征 在于，在上述一个涡旋部件的背面与静止部件之间设置密封部件，把 上述一个涡旋部件的背面划分成内侧空间和外侧空间，使大致相当于 排出压力的压力作用到上述密封部件的内侧空间，使比内侧背压室低 的压力作用到上述密封部件的外侧空间，推压至另一个涡旋部件，并 且，上述涡旋部件的涡卷体的形状是，涡卷体的一部分或整体，从涡 卷体的中心部朝着外侧，涡旋部件的涡卷体的槽宽变小，并且涡卷体 的齿厚也变小。
这里，上述涡旋部件的涡卷体的一部分或整体，最好是由半径随 渐开角变化的圆(基圆)的渐开线形成的。
另外，上述涡旋部件，最好是形成在上述密封部件内侧的涡卷体 的槽宽及齿厚比形成在上述密封部件外侧的涡卷体的槽宽及齿厚大。
另外，上述涡旋部件，最好是具有这样的半径，即，形成位于上 述密封部件内侧的涡卷体的基圆半径，比形成位于上述密封部件外侧 的涡卷体的基圆半径大。这里，设基圆的半径为a、渐开角为λ、涡 卷体的卷绕起始部的基圆半径为as时，上述涡旋部件的涡卷体，最好 用由
a＝as+f(λ)  (f′(λ)＜0)
表示的圆的渐开线形成。
另外，作为本发明的其他特征，涡旋流体机械通过使具有形成在 台板上的涡卷体的固定涡旋件与旋回涡旋件啮合而构成，其特征在于， 在上述旋回涡旋件的背面和与其相向配置着的架部件之间，设置密封 部件，划分成内侧空间和外侧空间，使大致相当于排出压力的压力作 用到上述密封部件的内侧空间，使比内侧背压室低的压力作用到上述 密封部件的外侧空间，将上述旋回涡旋件推压在固定涡旋件上，并且， 上述旋回及固定涡旋件这样形成：形成在上述密封部件内侧的涡卷体 的槽宽及齿厚比形成在上述密封部件外侧的涡卷体的槽宽及齿厚大。
发明效果
根据本发明，由于涡旋部件的涡卷体形状是，在涡卷体的一部分 或整体上，从涡卷体的中心部朝着外侧，涡旋部件的涡卷体的槽宽变 小，并且涡卷体的齿厚也变小。所以，可以得到能使将一个涡旋部件 推压到另一个涡旋部件上的推压力适当、能够防止涡旋部件的滑动面 上产生烧接、卡住的涡旋流体机械。
附图说明
图1是表示本发明涡旋流体机械的实施例的纵断面图。
图2是说明作用在旋回涡旋件上的压力的说明图。
图3(a)、(b)是图1所示旋回涡旋件的平面图和纵断面图。

下面，参照附图说明本发明的实施例。各图中，注以相同附图标 记的部分表示相同或相当的部分。
[实施例1]
参照图1、图2及图3说明本发明的实施例。图1是涡旋压缩机 的纵断面图。图2是说明作用在旋回涡旋件上的压力的图。图3是图 1所示旋回涡旋件的平面图(a)和纵断面图(b)。
涡旋压缩机1，在密闭容器700内收纳着压缩机构部2、驱动该压 缩机构部的驱动部3及旋转轴300。图1是纵型涡旋压缩机，在压缩 机构部2的下方通过旋转轴300配设着驱动部3，在该驱动部3的下 方配设着油池730，压缩机构部2和驱动部3通过旋转轴300连接着。
压缩机构部2由固定涡旋件100、旋回涡旋件200和架400作为 基本要素而构成。架400固定在密封容器700上，并且配设着支承旋 转轴的滚动轴承401。固定涡旋件100由作为基本构成部分的台板101、 涡旋涡卷体102、吸入口103和排出口104构成，用螺栓405固定在 架400上。涡旋涡卷体102垂直地立设在台板101的一个面上。旋回 涡旋件200由作为基本构成部分的台板201、涡旋涡卷体202、旋回涡 旋轴承部203、形成在配设着滑动轴承210的旋回涡旋轴承部203以 及台板201上而将压缩室与台板背面的背压室连通的背压孔构成。涡 旋涡卷体202垂直地立设在台板201的固定涡旋件侧。旋回涡旋轴承 部203垂直突出地形成在台板201的涡卷体相反侧中央部。旋回涡旋 件200是对以铸铁、铝等为材料的铸造物加工而制成的。
固定涡旋件100和旋回涡旋件200啮合，形成了压缩室130。该 压缩室130，借助旋回涡旋件200的旋回运动，其容积减小，进行压 缩动作。该压缩动作是这样的：随着旋回涡旋件200的旋回运动，工 作流体从吸入管711和吸入口103被吸入到压缩室130，被吸入的工 作流体经过压缩行程后，从固定涡旋件100的排出口104排出到密闭 容器700内，再经过排出管701排出到密闭容器700外。这样，密闭 容器700内的空间保持为排出压力。作为由压缩机构部压缩的工作流 体，通常使用利于地球环保的R410A等的高压制冷剂。
密闭容器700具有上盖710和下盖720，这些上盖和下盖嵌合而 在外侧覆盖于密闭容器的中央筒部，其嵌合端部用焊枪从斜下方和斜 上方加热焊接住。在密闭容器700的底面安装着脚部721，在下盖720 的内侧配设着磁铁722，用于回收压缩机内的粉尘。另外，在密闭容 器700的侧面，设有密封端子702和端子罩703，可将电力供给到电 动机600。上述密封端子702贯穿密闭容器地设置，位于定子601的 末端线圈与架400之间。另外，在密闭容器侧面的与密封端子702相 反的一侧，设有贯穿密闭容器的排出管701，该排出管701设在平衡 配重407的上方。
将旋回涡旋件200旋回驱动的驱动部3，由作为基本要素的具有 定子601和转子602的电动机600、旋转轴300、供油泵900、构成旋 回涡旋件自转防止机构的欧氏联轴节500、架400、滚动轴承401、803、 旋回涡旋轴承部203、配设在该旋回涡旋轴承部上的滑动轴承210等 构成。
旋转轴300由主轴部302、曲柄销301和副轴承支承部303构成。 主轴部302和副轴承支承部303形成在同一轴心上，构成主轴部分。 进而，供油泵900压入在旋转轴300的下端部。滚动轴承401、803 分别将旋转轴的主轴部302或副轴承支承部303可旋转地支承着。旋 回涡旋轴承部203，在其内侧压入着滑动轴承210，可在轴方向移动并 可旋转地与旋转轴的曲柄销301卡合着。
滚动轴承401(主轴承)配置在电动机600的上侧，滚动轴承803 (副轴承)配置在电动机600的下侧。本实施例中，由于在电动机600 的两侧用滚动轴承401、803支承着旋转轴300，所以，可抑制动力损 失，并且可防止旋转轴倾斜。
在固定在密闭容器700上的下架801上，通过螺栓805固定着壳 体802，滚动轴承803从上方插入该壳体802，再从其上方安装着壳体 罩804。
供油泵900是安装在旋转轴300下端的离心泵，把积存在油池730 内的润滑用油通过供油孔901强制地供给到副轴承803、旋回涡旋轴 承部203及主轴承401。另外，供给到供油孔901的油，也供给到旋 回涡旋件和固定涡旋件的滑动部。供油孔901设置成纵向地贯通旋转 轴300，具有与旋转轴的轴心同心的下部供油孔、和相对于旋转轴的 轴心偏心的上部供油孔。还设有与上述下部供油孔连通的横供油孔(横 孔)，对副轴承803供油。
欧氏联轴节500配设在旋回涡旋件200的台板201的背面。形成 在欧氏联轴节上的直交的2组的键部分中的1组，在形成在架400上 的键槽内滑动，剩余的1组，在形成在旋回涡旋涡卷体202背面侧的 键槽内滑动。这样，旋回涡旋件，在与作为涡旋涡卷体立设方向的轴 线方向垂直的面内，相对于固定涡旋件100不自转地作旋回运动。
压缩机构部2这样地动作：借助与电动机600连接着的旋转轴300 的旋转，曲柄销301偏心旋转时，旋回涡旋件借助欧氏联轴节(自转 防止机构)相对于固定涡旋件进行旋回运动，通过吸入管711和吸入 口103，将气体吸入到由涡旋涡卷体102及202形成的压缩室130内。 借助旋回涡旋件的旋回运动，压缩室一边朝中央部移动一边减小容积， 将气体压缩，把压缩气体从排出口104排出到排出室。被排出到排出 室的气体，通过压缩机构部2的周围，流入电动机室，然后从排出管 701排放到压缩机外。
在旋回涡旋件200的台板201上，设有使压缩室130与旋回涡旋 件背面的背压室411连通的背压孔(图未示)，把背压室411的密封环 外侧空间的压力，保持为吸入压力和排出压力的中间的压力(中间压 力)。形成在旋回涡旋件背面侧的上述背压室411，是由旋回涡旋件 200、架400和固定涡旋件100形成的空间。架400兼作形成背压室 411的部件，用设在架400的槽内的密封环410，把背压室411大致划 分为排出压的内侧空间和中间压的外侧空间。
如图2所示，旋回涡旋件200，通过密封环410，在大致排出压的 内侧空间(内侧背压室)412和中间压力的外侧空间(外侧背压室) 413的压力的合力作用下，被推压在固定涡旋件100上。另一个面， 上述旋回涡旋件200，借助与固定涡旋件100形成的压缩室130的压 力，受到从固定涡旋件100被剥离的力。因此，为了用适当的力把旋 回涡旋件推压在固定涡旋件侧，按照
推压力≥剥离力
的方式，设定上述密封环的外侧空间413的压力(中间压力)。
如上所述，本实施例中，使大致相当于排出压力的压力，作用到 由密封环410划分的内侧空间，使比内侧背压室低的压力(中间压力) 作用到上述密封部件的外侧空间，把旋回涡旋件推压在固定涡旋件上， 但是，由于使排出压力作用到上述内侧空间412，所以，推压旋回涡 旋件的中央部的力，比推压旋回涡旋件的外周部侧的力大得多。因此， 旋回涡旋件的涡卷体202末端的与固定涡旋件100的滑动面、以及固 定涡旋件的涡卷体102末端的与旋回涡旋件200的滑动面的面压过大， 存在该滑动面容易产生烧接、卡住的问题。
为此，本实施例中为了解决该问题，如图3所示，把旋回涡旋件 200的涡卷体202的形状做成为，涡卷体的一部分或全部，从涡卷体 中心部朝外侧使涡卷体的槽宽变小，同时使涡卷体的齿厚也变小。关 于固定涡旋件100的涡卷体102，也与旋回涡旋件的涡卷体202同样 地形成。
更优选的是，使得形成在密封环410内侧的涡卷体的槽宽及齿厚， 比形成在上述密封环外侧的涡卷体的槽宽及齿厚大。这种涡卷体形状 可以这样制成：用半径随渐开角变化的圆(基圆)的渐开线，形成涡 卷体的一部分或全部。具体地说，按如下的半径构成：使形成位于上 述密封环410内侧的涡卷体的基圆半径，比形成位于密封环410外侧 的涡卷体的基圆半径大。
这里，设基圆的半径为a、渐开角为λ、涡卷体的卷绕起始部中 的基圆半径为as时，上述涡旋部件的涡卷体，可以用由
a＝as+f(λ)  (f′(λ)＜0)
表示的圆的渐开线形成。
根据本实施例，通过采用上述构造，可以加大密封环内侧的更高 压的压缩空间相对密封环外侧压缩空间的面积比例，所以，可以更为 加大旋回涡旋部件的压下力，结果，可防止旋回涡旋部件的推压力过 大。尤其是，由于在密封环内侧的背压室(内侧空间)作用大致排出 压力，所以，虽然旋回涡旋中心部的推压力加大，但是本实施例中， 由于以两涡旋部件形成的压缩室中、中心部侧的高压的压缩室面积更 加增大，所以，中心部侧的剥离力也增大，可将两涡旋部件的涡卷体 末端的滑动面面压适当加以保持，具有可切实防止滑动面的烧接、卡 住产生的效果。
另外，已往的涡旋部件的涡卷体形状，在整个涡卷体上，从涡卷 体中心部朝着外侧，槽宽和齿厚是均匀的，这时涡卷体的最外径增大， 因而，台板201也增大，中间压力作用的面积增大，将整个旋回涡旋 件推压在固定涡旋件上的力也增大。整体的推压力增大时，旋回涡旋 件台板与固定涡旋件端板面的滑动阻力也增大，产生卡住、烧接的危 险性也更为增大。为了设低中间压力，虽然考虑过使上述背压孔与压 缩室的较低压的一侧连通，但是，当将背压孔与压缩室的低压侧连通 时，由于该压缩室的压力变动小，所以，即使因压缩室整体的压力产 生的剥离力有大的变动，中间压力的背压室压力也仍然很小。因此， 不能充分地使推压力的大小适应剥离力的变动，结果，不能扩大运转 范围。
在本实施例中，在涡卷体的一部分或全部的范围，从涡卷体的中 心朝着外侧，两涡旋部件的涡卷体的槽宽变化，并且，涡卷体的齿厚 变小地形成，所以，也可以减小涡卷体的最外径，可实现涡旋部件的 小型化。另外，由于也可以减小中间压力所作用的旋回涡旋件背面的 面积，所以，还可以把中间压力所作用的背压室的压力设定得较大。 因此，根据本实施例，可以使背压孔与压缩室的较高压的一侧连通， 可以充分地使推压力的大小适应剥离力的变动，所以，可以容易地扩 大运转范围，旋回涡旋台板和固定涡旋端板面的滑动阻力也减小，可 获得能够更为降低卡住、烧接的危险性的效果。这样，根据本实施例， 背压室的压力高的区域也比已往的涡旋涡卷体增加，所以，在更大的 运转范围内可保持旋回涡旋件的轴方向力的平衡。
这样，根据本实施例，可得到具有高可靠性、高效率化并且能实 现涡旋部件小径化的涡旋流体机械。
另外，在本实施例中，密封环410的内径比滚动轴承401的外径 小。因此，把滚动轴承401从电动机侧插入到架400，用架罩403把 该滚动轴承401固定住。在架罩403上设置推力轴承，用螺栓406固 定在架400上，这样，通过螺栓固定，可以切实地将架罩与架之间的 间隙密封住，可以抑制来自供油路径的油泄漏。
平衡配重407，被压入并固定在比滚动轴承401靠电动机侧的旋 转轴300上。平衡配重407的最大外径部设在定子601的线圈末端的 端面侧，直径比线圈末端的内径大。
下面，说明供油路径。旋转轴300旋转时，由供油泵900将处于 排出压力下的油池730的油升压供给到旋转轴内的油通路311。被送 到油通路311的油的一部分，通过横孔312流到副轴承803后，返回 到油池730。通过油通路311到达了曲柄销301上部的油，将滑动轴 承(旋回轴承)210润滑，再流向滚动轴承401。将滚动轴承401润滑 后的油，几乎全部通过排油管408而返回油池730。由于在密封环410 的内侧空间供给处于排出压力下的油池730的油，所以，该内侧空间 被大致排出压力的油充满。
在旋回涡旋轴承部203的端面，形成了供油兜(凹槽)205。借助 旋回涡旋件200的旋回运动，上述供油兜205跨过密封环410在其外 侧和内侧往复，把滑动轴承210与滚动轴承401之间的油的一部分， 运送到密封环外侧空间的背压室411。被运送的油将欧氏联轴节500 润滑，并且，将固定涡旋件的端板面105与旋回涡旋件200的台板201 的滑动面润滑。然后，油通过背压孔或端板滑动面的微小间隙，流入 压缩室130。流入了压缩室130的油，与被压缩后的制冷剂气体一起 从排出口104排出，在密闭容器700内与制冷剂气体分离后返回油池 730。密封环外侧空间的上述背压室411，借助背压孔，成为与背压孔 连通的压缩室大致相同的压力、即排出压力和吸入压力的中间的压力。
如上所述，旋回涡旋件的背压室，由密封环内侧的处在排出压力 下的内侧空间、和密封环外侧的处在中间压力下的外侧空间构成，内 侧空间的排出压力和外侧空间的中间压力的合计得到的推压力，作用 在旋回涡旋件上。由两个涡旋部件形成的压缩室的压力所产生的剥离 力，也作用在旋回涡旋件上，所以，作为其结果，旋回涡旋件在从上 述推压力减去上述剥离力后的力的作用下，被推压到固定涡旋件侧。 由于是大致排出压力作用在内侧空间，故旋回涡旋件的中心部的推压 力增大，但在本实施例中，由于两涡旋部件所形成的压缩室中、中心 部侧的高压的压缩室面积更大，所以，中心部侧的剥离力也增大。其 结果，可以将两涡旋部件的涡卷体末端的滑动面的面压保持为适当。
下面，说明从排出口104排出的油和制冷剂气体的流动。从排出 口排出的油和制冷剂气体，通过设在固定涡旋件100和架400外周的 通路(图未示)，流入设在架的脚部422下方的D字形隔室423。D字 形隔室423具有设在密闭容器内周方向的窗部、和设在D字形隔室下 端的微小间隙部424这样两个流路，流入了D字形隔室423的油和制 冷剂气体，几乎全部从设在密闭容器内周方向的窗部流出，沿着密闭 容器的内周，在架400与定子601之间的空间流动。流出到设在D字 形隔室423下端的间隙部424的一部分油和制冷剂气体，通过设在定 子601外周部的定子外周通路(图未示)，用来冷却定子601。
沿着密闭容器700内周流动的油和制冷剂气体，在离心力作用下， 比重大的油形成附着在密闭容器内周上的流动，与制冷剂气体分离。 分离后的油，通过定子外周通路返回油池730。制冷剂气体通过排出 管701排放到密闭容器外部。