JP2004092561A

JP2004092561A - スクロール流体機械

Info

Publication number: JP2004092561A
Application number: JP2002256644A
Authority: JP
Inventors: Mineo Takahashi; 高橋　岑夫
Original assignee: A & A Kenkyusho Kk; A&A Kenkyusho KK
Current assignee: A & A Kenkyusho Kk; A&A Kenkyusho KK
Priority date: 2002-09-02
Filing date: 2002-09-02
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-09-02
Also published as: JP3761503B2

Abstract

【課題】被変圧流体を効率よく変圧する。
【解決手段】偏心旋回駆動装置１に固定スクロール３を取り付け、偏心旋回駆動装置１の旋回軸２に本体旋回軸５を取り付け、本体旋回軸５に旋回スクロール６を取り付け、旋回スクロール６のスクロール本体７に固定スクロール３のラップと同一形状の上ラップ８および下ラップ９を設け、固定スクロール３に軸受１１を介して回転可能に回転体１０を支持し、回転体１０に軸受１２を介して本体旋回軸５を偏心して回転可能に支持し、固定スクロール３に軸受１５を介して回転可能に回転体１４を支持し、回転体１４に軸受１６を介して本体旋回軸５を偏心して回転可能に支持する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気圧縮機、真空ポンプ、冷媒ガス圧縮機、酸素吸入機用圧縮機等として用いられるスクロール流体機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスクロール流体機械においては、所定の軸を中心に偏心旋回しかつ回転しない偏心旋回駆動を行なう偏心旋回駆動装置のケーシングに固定スクロールが取り付けられ、偏心旋回駆動装置の旋回軸に旋回スクロールが取り付けられ、固定スクロールと旋回スクロールにラップが設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなスクロール流体機械においては、固定スクロールの中心線に対して旋回スクロールの中心線がずれると、旋回スクロールと固定スクロールとの間の接触圧力を適正かつ均一に維持することができなくなり、被変圧ガスを効率よく変圧することができない。
【０００４】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、被変圧流体を効率よく変圧することができるスクロール流体機械を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明においては、偏心旋回駆動装置と、上記偏心旋回駆動装置により駆動される流体機械本体とを有するスクロール流体機械において、上記偏心旋回駆動装置の旋回軸に取り付けられた本体旋回軸または上記偏心旋回駆動装置の旋回軸に上記流体機械本体の旋回スクロールを取り付け、上記旋回スクロールの両側に、上記流体機械本体の固定スクロールに対して上記本体旋回軸または上記偏心旋回駆動装置の旋回軸を偏心旋回可能に支持する第１、第２の偏心旋回支持手段を設ける。
【０００６】
また、モータと、上記モータによって駆動される流体機械本体とを有するスクロール流体機械において、本体旋回軸に上記流体機械本体の旋回スクロールを取り付け、上記旋回スクロールよりも上記モータ側に、上記流体機械本体の固定スクロールに上記モータの出力軸に取り付けられた回転体または上記モータの出力軸を回転可能に支持しかつ上記回転体または上記モータの出力軸に偏心して回転可能に上記本体旋回軸を支持する第３の偏心旋回支持手段を設け、上記旋回スクロールよりも上記モータ側とは反対側に、上記固定スクロールに対して上記本体旋回軸を偏心旋回可能に支持する第４の偏心旋回支持手段を設け、上記本体旋回軸の偏心旋回を許容しかつ上記本体旋回軸の自転を防止する自転防止手段を設ける。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るスクロール流体機械を示す概略断面図である。図に示すように、所定の軸を中心に偏心旋回しかつ回転しない偏心旋回駆動を行なう偏心旋回駆動装置１に固定スクロール３が取り付けられ、固定スクロール３には渦巻状のラップが設けられている。また、偏心旋回駆動装置１の旋回軸２に取付具４を介して本体旋回軸５が取り付けられ、旋回軸２の中心線と本体旋回軸５の中心線とは一致している。また、本体旋回軸５に旋回スクロール６が取り付けられ、旋回スクロール６のスクロール本体７には固定スクロール３のラップと同一形状の上ラップ８および下ラップ９が設けられ、旋回スクロール６の上ラップ８、下ラップ９と固定スクロール３のラップとが重なり合っており、複数の変圧室が形成されている。また、固定スクロール３の旋回スクロール６よりも偏心旋回駆動装置１側に軸受１１を介して回転可能に回転体１０が支持され、回転体１０の回転中心線は偏心旋回駆動装置１の回転軸（説明後述）の回転中心線と一致している。また、回転体１０に軸受１２を介して本体旋回軸５が回転可能に支持され、回転体１０の中心線と本体旋回軸５の中心線とは偏っている。すなわち、本体旋回軸５は回転体１０に偏心して回転可能に支持されている。そして、回転体１０等により固定スクロール３に対して本体旋回軸５を偏心旋回可能に支持する第１の偏心旋回支持手段１３が構成され、偏心旋回支持手段１３は旋回スクロール６よりも偏心旋回駆動装置１側に設けられている。また、固定スクロール３の旋回スクロール６よりも偏心旋回駆動装置１側とは反対側に軸受１５を介して回転可能に回転体１４が支持され、回転体１４の回転中心線は偏心旋回駆動装置１の回転軸の回転中心線、回転体１０の回転中心線と一致している。また、回転体１４に軸受１６を介して本体旋回軸５が回転可能に支持され、回転体１４の中心線と本体旋回軸５の中心線とは偏っている。すなわち、本体旋回軸５は回転体１４に偏心して回転可能に支持されている。そして、回転体１４等により固定スクロール３に対して本体旋回軸５を偏心旋回可能に支持する第２の偏心旋回支持手段１７が構成され、偏心旋回支持手段１７は旋回スクロール６よりも偏心旋回駆動装置１側とは反対側に設けられている。そして、固定スクロール３、旋回スクロール６等により偏心旋回駆動装置１によって駆動される流体機械本体１８が構成されている。
【０００８】
図２は図１に示したスクロール流体機械の偏心旋回駆動装置を示す概略断面図、図３は図２に示した偏心旋回駆動装置の一部を示す断面図である。図に示すように、ケーシング２１にステータ２２が固定され、ケーシング２１に軸受２３を介して回転軸２４が回転可能に支持され、回転軸２４にロータ２５が固定され、ステータ２２、ロータ２５等によりモータ（電動機）が構成されている。また、回転軸２４に軸受２６、２７を介して旋回軸２が回転可能に支持され、回転軸２４の中心線と旋回軸２の中心線とは偏っている。すなわち、旋回軸２は回転軸２４に偏心して回転可能に支持されている。また、旋回軸２に旋回板２８が取り付けられ、ケーシング２１と旋回板２８との間に３個のピンクランク２９が設けられている。このピンクランク２９のクランク本体３０には軸３１、３２が設けられ、軸３１の中心線と軸３２の中心線とは偏心しており、この偏心量は回転軸２４の中心線と旋回軸２の中心線との偏心量と等しい。また、ピンクランク２９の軸３１はケーシング２１に軸受３３を介して回転可能に支持され、ピンクランク２９の軸３２は旋回板２８に軸受３４を介して回転可能に支持されている。そして、旋回板２８、ピンクランク２９等により旋回軸２の偏心旋回を許容しかつ旋回軸２の自転を防止する自転防止手段３５が構成されている。
【０００９】
このスクロール流体機械においては、回転軸２４、ロータ２５が回転し、旋回軸２は回転軸２４の中心線を中心として偏心旋回するが、自転防止手段３５が設けられているから、旋回軸２は自転しない。このため、旋回軸２、本体旋回軸５、旋回スクロール６がケーシング２１、固定スクロール３に対して回転せずに偏心旋回するから、旋回スクロール６と固定スクロール３との間に形成された変圧室が徐々に縮小する。したがって、空気等の被変圧ガスは変圧室で変圧される。
【００１０】
このようなスクロール流体機械においては、流体機械本体１８の旋回スクロール６の両側において、偏心旋回支持手段１３、１７により固定スクロール３に対して本体旋回軸５が偏心旋回可能に支持されているから、旋回スクロール６が固定スクロール３に対して回転せずに偏心旋回するときに、固定スクロール３の中心線に対して旋回スクロール６の中心線がずれるのを確実に防止することができるので、旋回スクロール６と固定スクロール３との間の接触圧力を適正かつ均一に維持することができ、被変圧ガスを効率よく変圧することができる。
【００１１】
図４は本発明に係る他のスクロール流体機械を示す概略断面図である。図に示すように、偏心旋回駆動装置１の旋回軸２に旋回スクロール６が取り付けられ、偏心旋回支持手段１３、１７により固定スクロール３に対して旋回軸２が偏心旋回可能に支持されている。すなわち、回転体１０等により固定スクロール３に対して旋回軸２を偏心旋回可能に支持する第１の偏心旋回支持手段１３が構成され、回転体１４等により固定スクロール３に対して旋回軸２を偏心旋回可能に支持する第２の偏心旋回支持手段１７が構成されている。そして、他の構成は図１に示したスクロール流体機械の構成と同様である。
【００１２】
このようなスクロール流体機械においても、固定スクロール３の中心線に対して旋回スクロール６の中心線がずれるのを確実に防止することができるから、旋回スクロール６と固定スクロール３との間の接触圧力を適正かつ均一に維持することができ、被変圧ガスを効率よく変圧することができる。
【００１３】
図５は本発明に係る他のスクロール流体機械を示す概略正断面図、図６は図５に示したスクロール流体機械を示す概略平面図である。図に示すように、モータ（電動機）４１に固定スクロール４３が取り付けられ、固定スクロール４３には渦巻状のラップが設けられている。また、モータ４１の出力軸４２に取付具４４を介して回転体４５が取り付けられ、出力軸４２の中心線と回転体４５の中心線とは一致している。また、固定スクロール４３の旋回スクロール５０（説明後述）よりもモータ４１側に軸受４６を介して回転可能に回転体４５が支持され、回転体４５に軸受４７を介して本体旋回軸４９が回転可能に支持され、回転体４５の中心線と本体旋回軸４９の中心線とは偏っている。すなわち、本体旋回軸４９は回転体４５に偏心して回転可能に支持されている。そして、軸受４６、４７等により固定スクロール４３に回転体４５を回転可能に支持しかつ回転体４５に偏心して回転可能に本体旋回軸４９を支持する第３の偏心旋回支持手段４８が構成されており、偏心旋回支持手段４８は旋回スクロール５０よりもモータ４１側に設けられ、偏心旋回支持手段４８は固定スクロール４３に対して本体旋回軸４９を偏心旋回可能に支持している。また、本体旋回軸４９に旋回スクロール５０が取り付けられ、旋回スクロール５０のスクロール本体５１には固定スクロール４３のラップと同一形状の上ラップ５２および下ラップ５３が設けられ、旋回スクロール５０の上ラップ５２、下ラップ５３と固定スクロール４３のラップとが重なり合っており、複数の変圧室が形成されている。また、固定スクロール４３の旋回スクロール５０よりもモータ４１側とは反対側に軸受５６を介して回転可能に回転体５５が支持され、回転体５５の回転中心線は回転体４５の回転中心線と一致している。また、回転体５５に軸受５７を介して本体旋回軸４９が回転可能に支持され、したがって回転体５５の中心線と本体旋回軸４９の中心線とは偏っている。すなわち、本体旋回軸４９は回転体５５に偏心して回転可能に支持されている。そして、回転体５５等により固定スクロール４３に対して本体旋回軸４９を偏心旋回可能に支持する第４の偏心旋回支持手段５８が構成され、偏心旋回支持手段５８は旋回スクロール５０よりもモータ４１側とは反対側に設けられている。また、固定スクロール４３と本体旋回軸４９との間に３個のピンクランク５４が設けられている。このピンクランク５４のクランク本体には２つの軸が設けられ、ピンクランク５４の２つの軸の中心線は偏心しており、この偏心量は回転体４５、５５と本体旋回軸４９との偏心量（回転体４５、５５の中心線と本体旋回軸４９の中心線との偏心量）と等しい。そして、ピンクランク５４の２つの軸の固定スクロール４３、本体旋回軸４９への支持構造は図３に示したピンクランク２９の軸３１、３２のケーシング２１、旋回板２８への支持構造と同様であり、ピンクランク５４等により本体旋回軸４９の偏心旋回を許容しかつ本体旋回軸４９の自転を防止する自転防止手段が構成されている。そして、固定スクロール４３、旋回スクロール５０等によりモータ４１によって駆動される流体機械本体５９が構成されている。
【００１４】
このスクロール流体機械においては、モータ４１を動作させて出力軸４２を回転すると、回転体４５が回転し、本体旋回軸４９は回転体４５の中心線を中心として偏心旋回するが、自転防止手段が設けられているから、本体旋回軸４９は自転しない。このため、本体旋回軸４９、旋回スクロール５０が固定スクロール４３に対して回転せずに偏心旋回するから、旋回スクロール５０と固定スクロール４３との間に形成された変圧室が徐々に縮小する。したがって、空気等の被変圧ガスは変圧室で変圧される。
【００１５】
このようなスクロール流体機械においては、流体機械本体５９の旋回スクロール５０の両側において、偏心旋回支持手段４８、５８により固定スクロール４３に対して本体旋回軸４９が偏心旋回可能に支持されているから、旋回スクロール５０が固定スクロール４３に対して回転せずに偏心旋回するときに、固定スクロール４３の中心線に対して旋回スクロール５０の中心線がずれるのを確実に防止することができるので、旋回スクロール５０と固定スクロール４３との間の接触圧力を適正かつ均一に維持することができ、被変圧ガスを効率よく変圧することができる。
【００１６】
図７は本発明に係る他のスクロール流体機械を示す概略断面図である。図に示すように、固定スクロール４３に軸受４６を介して回転可能にモータ４１の出力軸４２が支持され、出力軸４２に軸受４７を介して本体旋回軸４９が回転可能に支持されている。すなわち、軸受４６、４７等により固定スクロール４３に出力軸４２を回転可能に支持しかつ出力軸４２に偏心して回転可能に本体旋回軸４９を支持する第３の偏心旋回支持手段４８が構成されている。そして、他の構成は図５に示したスクロール流体機械の構成と同様である。
【００１７】
このようなスクロール流体機械においても、固定スクロール４３の中心線に対して旋回スクロール５０の中心線がずれるのを確実に防止することができるから、旋回スクロール５０と固定スクロール４３との間の接触圧力を適正かつ均一に維持することができ、被変圧ガスを効率よく変圧することができる。
【００１８】
なお、上述実施の形態においては、自転防止手段としてピンクランク２９を有する自転防止手段３５、ピンクランク５４を有する自転防止手段を用いたが、自転防止手段としてオルダムリングを有する自転防止手段等を用いてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明に係るスクロール流体機械においては、固定スクロールの中心線に対して旋回スクロールの中心線がずれるのを確実に防止することができるから、被変圧流体を効率よく変圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクロール流体機械を示す概略断面図である。
【図２】図１に示したスクロール流体機械の偏心旋回駆動装置を示す概略断面図である。
【図３】図２に示した偏心旋回駆動装置の一部を示す断面図である。
【図４】本発明に係る他のスクロール流体機械を示す概略断面図である。
【図５】本発明に係る他のスクロール流体機械を示す概略正断面図である。
【図６】図５に示したスクロール流体機械を示す概略平面図である。
【図７】本発明に係る他のスクロール流体機械を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…偏心旋回駆動装置
２…旋回軸
３…固定スクロール
５…本体旋回軸
６…旋回スクロール
７…スクロール本体
８…上ラップ
９…下ラップ
１３…第１の偏心旋回支持手段
１７…第２の偏心旋回支持手段
１８…流体機械本体
４１…モータ
４２…出力軸
４３…固定スクロール
４５…回転体
４８…第３の偏心旋回支持手段
４９…本体旋回軸
５０…旋回スクロール
５１…スクロール本体
５２…上ラップ
５３…下ラップ
５８…第４の偏心旋回支持手段
５９…流体機械本体

Claims

偏心旋回駆動装置と、上記偏心旋回駆動装置により駆動される流体機械本体とを有するスクロール流体機械において、上記偏心旋回駆動装置の旋回軸に取り付けられた本体旋回軸または上記偏心旋回駆動装置の旋回軸に上記流体機械本体の旋回スクロールを取り付け、上記旋回スクロールの両側に、上記流体機械本体の固定スクロールに対して上記本体旋回軸または上記偏心旋回駆動装置の旋回軸を偏心旋回可能に支持する第１、第２の偏心旋回支持手段を設けたことを特徴とするスクロール流体機械。
モータと、上記モータによって駆動される流体機械本体とを有するスクロール流体機械において、本体旋回軸に上記流体機械本体の旋回スクロールを取り付け、上記旋回スクロールよりも上記モータ側に、上記流体機械本体の固定スクロールに上記モータの出力軸に取り付けられた回転体または上記モータの出力軸を回転可能に支持しかつ上記回転体または上記モータの出力軸に偏心して回転可能に上記本体旋回軸を支持する第３の偏心旋回支持手段を設け、上記旋回スクロールよりも上記モータ側とは反対側に、上記固定スクロールに対して上記本体旋回軸を偏心旋回可能に支持する第４の偏心旋回支持手段を設け、上記本体旋回軸の偏心旋回を許容しかつ上記本体旋回軸の自転を防止する自転防止手段を設けたことを特徴とするスクロール流体機械。