JP2004353471A

JP2004353471A - 偏心軸部を有する回転軸、およびかかる回転軸を備えるスクロール流体機械

Info

Publication number: JP2004353471A
Application number: JP2003149130A
Authority: JP
Inventors: Takamitsu Nakayama; 貴光中山; Masaru Tsuchiya; 勝土屋
Original assignee: Anest Iwata Corp
Current assignee: Anest Iwata Corp
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】主軸と偏心軸部を有する回転軸を安価に提供する。
【解決手段】別体とした主軸８ａと偏心軸部８ｂを結合して形成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主軸と偏心軸部を有する回転軸、並びに中間部に偏心軸部を有し、両端部に、同一軸線上に並び、かつ軸受で支持される主軸を有する回転軸に関する。
また本発明は、かかる回転軸を備えるスクロール流体機械にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、上記したような回転軸を備える機器の一例としてのスクロール流体機械を示す縦断側面図である。
【０００３】
図６に示すスクロール流体機械は、ハウジング内で旋回スクロールを旋回させることにより、ハウジングの外周部から吸入した気体を、旋回スクロールと固定スクロールの組み合わせによって形成される圧縮室に吸引させ、その中心方向へ行くに従って圧縮した後、吐出させるようにした、公知の典型的な構成の両面タイプのスクロール気体圧縮機であり、その構成の概要は次の如くである。
【０００４】
（１）は、密閉された円盤状の圧縮室（２）を備えるハウジングで、筐体（３）と蓋体（４）とからなっている。
【０００５】
筐体（３）および蓋体（４）は、それぞれ、圧縮室（２）の右側および左側に対向して位置する固定端板（３ａ）（４ａ）を有し、それらの圧縮室（２）側を向く面には、それぞれ、渦巻状の固定ラップ（３ｂ）（４ｂ）が立設されて、固定スクロール（３ｃ）（４ｃ）が形成されている。
【０００６】
両固定端板（３ａ）（４ａ）の間において、圧縮室（２）内には、両面タイプの旋回スクロール（５）が、圧縮室（２）の軸線まわりに旋回しうるようにして設けられている。
【０００７】
旋回スクロール（５）は、旋回端板（５ａ）の両面に、前記固定スクロール（３ｃ）と１８０°ずらせて嵌入して噛み合う旋回ラップ（５ｂ）（５ｂ）を立設したもので、両端の枢支部である主軸（８ａ）（８ａ）を、ハウジング（１）の中心部にベアリング（６）（７）を介して嵌設した回転軸（８）と一体をなす偏心軸部（８ｂ）に、ベアリング（９）を介して枢支されている。
【０００８】
固定ラップ（３ｂ）（４ｂ）および旋回ラップ（５ｂ）の先端面には、それぞれ嵌溝（３ｄ）（４ｄ）（５ｃ）が形成され、各嵌溝（３ｄ）（４ｄ）（５ｃ）内には、長手方向に連続するチップシール（Ｓ）が遊嵌されている。
【０００９】
旋回端板（５ａ）は、互いに等間隔をもって同一円周上に配設された公知の３個のピンクランク式自転防止機構（１０）を介して、右側の固定端板（３ａ）に連係され、回転軸（８）を駆動すると、旋回端板（５ａ）は圧縮室（２）内において偏心公転運動をし、互いに噛み合う固定ラップ（４ｂ）と旋回ラップ（５ｂ）との間の空間の径方向の寸法が変化するようになっている。
【００１０】
ピンクランク式自転防止機構（１０）は、図１に示すように、ピンクランク（１１）の主軸（１１ａ）を、ボールベアリング（１２）を介して右側の固定端板（３ａ）に枢支し、かつ同じくクランク軸（１１ｂ）を、旋回端板（５ａ）の外周付近に穿設した支持孔（１３）に嵌合した適宜の硬質の軸受（１４）をもって枢支したものである。
【００１１】
これにより、ハウジング（１）の外周部に設けた吸入孔（１ａ）から吸引された気体は圧縮され、ハウジング（１）の中心部付近から導出した吐出孔（１ｂ）より吐出させられる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、前記回転軸（８）は、一つの素材から削り出して、枢支部である主軸（８ａ）と偏心軸部（８ｂ）とは、高精度をもって一体に形成されていたため、加工に高度の技術と手間を要していた。
【００１３】
また、回転軸（８）の回転に伴い、それと一体をなす偏心軸部（８ｂ）には、周期的に偏心荷重が作用するため、その摩耗は、通常、主軸（８ａ）に比して大である。
【００１４】
そのため、偏心軸部（８ｂ）を含む回転軸（８）全体を、高張力で耐摩耗性の材料をもって製作するか、熱処理する必要があり、あるいは機械加工した後、偏心軸部（８ｂ）の表面を、めっきその他により硬化減摩処理をする必要があった。
【００１５】
そのため、材料費、機械加工費、並びに表面処理費がかさみ、コスト高となっていた。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、削り出し等により、偏心軸部と枢支部である主軸を一体形成した従来の回転軸における上記課題を解決することを目的とするもので、その具体的手段は、次のとおりである。
（１）別体とした主軸と偏心部を結合して形成する。
【００１７】
（２）両端部における互いに同一軸線上に並ぶ枢支部と、それらの間に位置する偏心軸部を、それぞれ別体として形成して結合する。
【００１８】
（３）上記（１）または（２）項において、主軸と偏心軸部を、異なる材料をもって形成する。
【００１９】
（４）上記（１）〜（３）項のいずれかにおいて、主軸と偏心軸部を、異なる表面処理を施したものとする。
【００２０】
（５）上記（１）〜（４）項のいずれかにおいて、偏心軸部と主軸を、その端面同士にまたがらせて固嵌した複数の位置決めピンをもって接続する。
【００２１】
（６）上記（１）〜（５）項のいずれかにおいて、偏心軸部の端面に、主軸の端面より突出する複数の位置決めピンを、異なる相対位置をもって嵌合しうる複数の嵌孔の組を設ける。
【００２２】
（７）上記（６）項において、偏心軸部の端面における嵌孔の組毎に、識別標識を付す。
【００２３】
また、本発明は、上記したような回転軸を備えるスクロール流体機械にも関し、その特徴とするところは、旋回スクロールの回転駆動用として、上記（１）〜（７）項のいずれかに記載の回転軸を備えるスクロール流体機械にも関する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１において、回転軸は、大径の円柱状の偏心軸部（２１）の両側に、所要の偏心量をもって、同一軸線上に並ぶ小径の円柱状の枢支部である主軸（２２）（２２）を接続して形成されている。
【００２５】
上記接続は、偏心軸部（２１）および主軸（２２）の対向する端面に穿設した軸線方向の複数（図示は２）の円形の嵌孔（２３）（２３）および（２４）（２４）にまたがって、断面円形位置決めピン（２５）（２５）を固嵌することにより行われている。
【００２６】
偏心軸部（２１）における嵌孔（２３）（２３）は、偏心軸部（２１）の軸線に対して非対称の偏心位置、すなわち、それに接続される主軸（２２）（２２）の偏心量が所望の値となるような位置に穿設されている。
【００２７】
従って、偏心軸部（２１）もしくは主軸（２２）の嵌孔（２３）もしくは（２４）へ位置決めピン（２５）を固嵌しておき、偏心軸部（２１）と主軸（２２）の端面同士を近接させながら、位置決めピン（２５）を相手方の嵌孔（２３）（２３）へ固嵌して行けば、偏心軸部（２１）と主軸（２２）は、偏心軸部（２１）の嵌孔（２３）（２３）の位置によって定められる一定の偏心量をもって、確実に接続される。
【００２８】
偏心軸部（２１）、主軸（２２）、嵌孔（２３）（２４）および位置決めピン（２５）の断面はいずれも円形であるから、製作は容易であり、また各要素を、それぞれ要求される特性を有する素材をもって構成すればよいから、コストの低減を図ることができる。
【００２９】
上記実施形態は、偏心軸部（２１）の両側に、主軸（２２）（２２）を一定の偏心量をもって止着した場合の例に関するものであるが、本発明によると、偏心軸部（２１）と主軸（２２）（２２）を、偏心量を異ならせて接合することもできる。
【００３０】
図４および図５はこのような例を示し、偏心軸部（２１）の端面には、主軸（２２）に固嵌した位置決めピン（２５）（２５）と等しい間隔をもって、３組の異なる位置に、互いに対をなす嵌孔（２３ａ）（２３ａ）、（２３ｂ）（２３ｂ）、（２３ｃ）（２３ｃ）が設けられている。
【００３１】
いずれかの上記嵌孔の対を選んで、主軸（２２）から突設されている前記位置決めピン（２５）（２５）を嵌合することにより、図５に偏心量大（Ａ）（２点鎖線示）、偏心量中（Ｂ）（点々線示）、偏心量小（Ｃ）（点線示）の異なる３種の線で示すように、３種の異なる偏心量をもって、主軸（２２）を偏心軸部（２１）に接続することができる。
【００３２】
この際、図４に示すように、互いに対をなす嵌孔（２３ａ）（２３ａ）、（２３ｂ）（２３ｂ）、（２３ｃ）（２３ｃ）毎に、異なる目印（Ｘ）（Ｙ）（Ｚ）を付けておくと、異なる偏心量に対応する嵌孔の対を容易に選定することができるので便利である。
【００３３】
また請求項８に記載の本発明によるスクロール流体機械は、図６に示ように、旋回スクロール（５）を偏心的に旋回駆動させるために、偏心軸部（８ｂ）の両端に枢支部である主軸（８ａ）（８ａ）を設けた回転軸（８）を備えるスクロール流体機械において、回転軸（８）のみを、上記実施の形態のいずれかに基づくものと置換したものであり、その縦断側面図においては、図６と全く同様に表われるので、改めて図示する要はないものと思う。
【００３４】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明により、次のような特有の効果が生じる。
請求項１または２記載の発明：主軸および偏心軸部は、断面が円形でよいから、製作が容易であり、かつ偏心軸部また主軸のいずれか一方が摩耗もしくは変形したような場合には、これを新しいものと交換することができる。
【００３５】
請求項３記載の発明：使用条件により、摩耗や変形が大である偏心軸部もしくは主軸のみを、高度の材料をもって形成し、他方の材質を落とすことにより、回転軸全体としてのコストを下げることができる。
【００３６】
請求項４記載の発明：使用条件により摩耗や変形が大である偏心軸部もしくは主軸のみに、異なる表面処理を施しておくことにより、回転軸全体としてのコストを下げることができる。
【００３７】
請求項５記載の発明：偏心軸部と主軸を、所要の偏心量をもって、正しく容易に接続することができ、しかも位置決めのピンの断面は円形でよいから製作が容易である。
【００３８】
請求項６記載の発明：偏心軸部に対して主軸を、偏心量を簡単に複数段に変化させて接続することができる。
【００３９】
請求項７記載の発明：偏心軸部に対する主軸の偏心量の選択を、簡単に行うことができる。
【００４０】
請求項８記載の発明：旋回スクロール駆動用の回転軸を低コストのものとすることができるため、スクロール流体機械全体のコストを下げることができ、かつ偏心軸部もしくは主軸が摩耗したりした場合、この部分のみを取り換えれば済み、回転軸全体を交換しなくてもよいので経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転軸の一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線縦断面図である。
【図３】図１における主軸を取外して示す一部縦断側面図である。
【図４】本発明の異なる実施形態における偏心軸部の端面図である。
【図５】図４に示す偏心軸部の端面に取付けられる主軸のための嵌孔の異なる３種の位置を、異なる種類の線をもって示す図である。
【図６】本発明に係る回転軸を装備しうるスクロール流体機械を例示する縦断側面図である。
【符号の説明】
（１）ハウジング
（１ａ）吸入孔
（１ｂ）吐出孔
（２）圧縮室
（３）筐体
（３ａ）固定端板
（３ｂ）固定ラップ
（３ｃ）固定スクロール
（３ｄ）嵌溝
（４）蓋体
（４ａ）固定端板
（４ｂ）固定ラップ
（４ｃ）固定スクロール
（４ｄ）嵌溝
（５）旋回スクロール
（５ａ）旋回端板
（５ｂ）旋回ラップ
（５ｃ）嵌溝
（６）（７）ベアリング
（８）回転軸
（８ａ）主軸
（８ｂ）偏心軸部
（９）ベアリング
（１０）ピンクランク式自転防止機構
（１１）ピンクランク
（１１ａ）主軸
（１１ｂ）クランク軸
（１２）ボールベアリング
（１３）支持孔
（１４）軸受
（２１）偏心軸部
（２２）主軸
（２３）（２４）嵌孔
（２５）位置決めピン
（Ｓ）チップシール

Claims

別体とした主軸と偏心部を結合して形成したことを特徴とする偏心軸部を有する回転軸。
両端部における互いに同一軸線上に並ぶ主軸と、それらの間に位置する偏心軸部を、それぞれ別体として形成して結合したことを特徴とする偏心軸部を有する回転軸。
主軸と偏心軸部を、異なる材料をもって形成したことを特徴とする請求項１または２記載の偏心軸部を有する回転軸。
主軸と偏心軸部を、異なる表面処理を施したものとしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の偏心軸部を有する回転軸。
偏心軸部と主軸を、その端面同士にまたがらせて固嵌した複数の位置決めピンをもって接続したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の偏心軸部を有する回転軸。
偏心軸部の端面に、主軸の端面より突出する複数の位置決めピンを、異なる相対位置をもって嵌合しうる複数の嵌孔の組を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の偏心軸部を有する回転軸。
偏心軸部の端面における嵌孔の組毎に、識別標識を付したことを特徴とする請求項６記載の偏心軸部を有する回転軸。
旋回スクロールの回転駆動用として、請求項１〜７のいずれかに記載の回転軸を備えることを特徴とするスクロール流体機械。