JP2007285144A - スクロール式流体機械 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮室からクランク室に漏れてくる流体と、その流体に混じって侵入してくる水などの異物が、クランク室に配置されている転がり軸受けに入り、転がり軸受けの寿命が低下するなど信頼性上、課題があった。
【解決手段】固定フレームとスペーサ、旋回スクロール、固定スクロールにより形成された空間から外部空間へ連通する穴を設けたことにより、圧縮室から漏れた流体がクランクや３点クランクのベアリングのある空間へ漏れ出ても外部空間へ連通した穴を通して外部空間へ排出され、ベアリング内部を通過することは無く、信頼性を向上することが出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体の圧縮、膨張および圧送を行なうスクロール式流体機械に関するものである。

従来のこの種の無給型スクロール式流体機械には、圧縮室とクランクや３点クランク部がある空間の間にはシール材が配置され圧縮室からベアリングのある空間への流体の漏れやベアリングを潤滑するオイルの混じった流体が圧縮室へ漏れるのを防ぐ構造になっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２１３３７６号公報（図１）

しかしながら、前記従来の構成では長年の使用によりシール材が摩耗したり劣化するなどの課題があった。シール材を使用しない構造にすると圧縮室からベアリングのある空間に流体が流れ込み、ベアリングの間を通過するなどしてベアリングのグリースが劣化するなどしてベアリングの寿命に課題が発生する恐れがある。

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、スクロール流体機械の信頼性を向上することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、固定フレームとその固定フレームの中心部に回転可能に設けられ、先端がクランク部となった駆動軸と前記固定フレーム内に位置してその駆動軸のクランク部に旋回スクロール側玉軸受けを介して旋回可能に設けられ鏡板にラップ部が立設された旋回スクロールと、その旋回スクロールに対向して前記固定フレームの他端側に設けられて鏡板にその旋回スクロールのラップ部との間で複数の圧縮室を形成するラップが立設された固定スクロールと、前記旋回スクロールの自転運動を防止するために前記旋回スクロールと前記固定フレームとの間に設けられた補助クランク機構を備え、前記固定スクロールの固定部と固定フレームの間にスペーサを挿入固定したスクロール式流体機械とし、前記固定フレームと前記スペーサ、旋回スクロール、固定スクロールにより形成された空間から外部空間へ連通する穴を設けたものである。

かかる構成によれば、圧縮室から漏れた流体がクランクや３点クランクのベアリングのある空間へ漏れ出ても外部空間へ連通した穴を通して外部空間へ排出され、ベアリング内部を通過することは無く、信頼性を向上することが出来る。

本発明のスクロール式流体機械は、圧縮室からクランクや補助クランクのベアリングのある空間に流体が漏れ出ても外部空間へ連通した穴を通して外部空間へ排出され、ベアリング内部を通過することは無く、信頼性を向上することが出来る。

第１の発明は固定フレームとその固定フレームの中心部に回転可能に設けられ、先端がクランク部となった駆動軸と前記固定フレーム内に位置してその駆動軸のクランク部に旋回スクロール側玉軸受けを介して旋回可能に設けられ鏡板にラップ部が立設された旋回スクロールと、その旋回スクロールに対向して前記固定フレームの他端側に設けられて鏡板
にその旋回スクロールのラップ部との間で複数の圧縮室を形成するラップが立設された固定スクロールと、前記旋回スクロールの自転運動を防止するために前記旋回スクロールと前記固定フレームとの間に設けられた補助クランク機構を備え、前記固定スクロールの固定部と固定フレームの間にスペーサを挿入固定したスクロール式流体機械とし、前記固定フレームと前記スペーサ、旋回スクロール、固定スクロールにより形成された空間から外部空間へ連通する穴を設けたことにより、圧縮室から漏れた流体がクランクや３点クランクのベアリングのある空間へ漏れ出ても外部空間へ連通した穴を通して外部空間へ排出され、ベアリング内部を通過することは無く、信頼性を向上することが出来る。

第２の発明は、第１の発明の前記穴を固定フレームに設けたことにより圧縮室から漏れてきた流体に液体が含有されていても速やかに外部に排出することが出来る。

第３の発明は固定フレームの旋回スクロールと相対する面に円環溝を構成し、第２の発明の穴を円環溝に連通したもので圧縮室から漏れてきた流体に液体等が含有していても円環溝に液体等が流れこんだ後、外部空間へ連通した穴を通して速やかに外部に排出することが出来る。

第４の発明はスペーサに外部空間へ通じる穴を設けたもので本流体機械を水平状態（シャフトの軸方向が水平）に設置する場合に本穴を下向きにして使用することにより圧縮室から漏れ出た流体や含有される液体を外部空間に排出することが出来る。

第５の発明はスペーサの内面に円環溝とその溝に連通する外部空間へ通じる穴を設けたもので本流体機械を水平状態（シャフトの軸方向が水平）に設置する場合に本穴を下向きにして使用することにより圧縮室から漏れ出た流体や含有される液体を外部空間に排出することが出来る。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明にかかるスクロール式流体機械の縦断面図を示している。

図１に示されるように、モータケーシング１内に電動機の固定子２が固定されており、駆動軸３に電動機の回転子４が固定されている。駆動軸３の先端はクランク状になり旋回スクロール５の鏡板中心に旋回スクロール玉軸受け６を介して回転可能に接合されている。また、駆動軸３は固定フレーム７に主軸玉軸受け８でもって回転自在に支持されている。旋回スクロール５の鏡面にラップ部９が立設され、その旋回スクロール５に対向して固定フレーム７の他端側に設けられて鏡板にその旋回スクロールのラップ部９との間で複数の圧縮室を形成するラップ部１０が立設された固定スクロール１１がある。

また、前記旋回スクロール５の自転運動を防止するために旋回スクロール５と固定フレーム７の間にクランク機構１２が設置されている。またこのクランク機構１２には少なくとも３個以上の補助クランク１３（1個のみ図示）と旋回スクロール側および固定フレーム側に旋回スクロール側玉軸受け１４、固定フレーム側玉軸受け１５により回転自在に設置されている。固定フレーム７と固定スクロール１１の間にリング状のスペーサ１６が挿入されボルト等で固定されている。固定スクロール１１、旋回スクロール５および固定フレーム７はアルミ材で構成されおり、スペーサ１６およびクランク１３は鉄材で構成されている。熱膨張率の違いによるスラスト方向の変化を押さえるためには、スペーサ１６の材質は補助クランク１３の熱膨張率と同等の鉄材が適している。さらに固定フレーム７にはクランク室１８と外部空間を連通する穴１９が構成されている。

以上のように構成されたスクロール式流体機械について、以下その動作、作用を説明する。

まず、駆動軸３が回転するとクランク機構１２により自転防止されながら旋回スクロール５が公転し、旋回スクロールのラップ部９と固定スクロールのラップ部１０に囲まれた空間が圧縮され固定スクロールに設けられた吐出口１７より圧縮流体が吐出される。この時に固定スクロールのスラスト面２０と旋回スクロールの鏡板のスラスト面２１を通して圧縮途中の流体がクランク室１８に洩れ出す。クランク室に流れ出した流体は外部空間と連通した穴１９を通って排出される。

図２は、本発明にかかるスクロール式流体機械の縦断面図を、また図３は旋回スクロール側から見た固定フレームを示している。

図２と図３に示されるように固定フレームに環状溝２２が構成されており、穴１９とつながっている。

以上のように構成されたスクロール式流体機械について、以下その動作、作用を説明する。

固定スクロールのスラスト面２０と旋回スクロールの鏡板のスラスト面２１を通して圧縮途中の流体がクランク室１８に洩れ出す。クランク室に流れ出した流体もしくは液体が混じっていても環状溝２２が固定フレームに構成された補助クランク機構部の固定フレーム側玉軸受け１５より外周側に構成されているので固定フレーム側玉軸受け１５に液体がさらされることなく、環状溝２２に液体が流れ込み、穴１９を通して流体と一緒に外部空間に排出されるので、固定フレーム側玉軸受けに異物が入り込みづらくなり、固定フレーム側玉軸受け１５の信頼性を向上できる。

図４は、本発明にかかるスクロール式流体機械の縦断面図を示している。

図４に示されるようにスペーサ１６に穴２３が構成されている。

以上のように構成されたスクロール式流体機械について、以下その動作、作用を説明する。スクロール流体機械が横向き、すなわち駆動軸が水平状態になった場合においても、クランク室に流れ出した流体が液体もしくは液体はスペーサ１６に設けた穴２３から外部空間に排出される。

図５は、本発明にかかるスクロール式流体機械の縦断面図を、また図６はスペーサの図を示している。

図５と図６に示されるようにスペーサ１６の内面に環状溝２４が構成されており、穴２３とつながっている。

以上のように構成されたスクロール式流体機械について、以下その動作、作用を説明する。

スクロール流体機械が横向き、すなわち駆動軸が水平状態になった場合においても、クランク室に流れ出した流体もしくは液体は、スペーサに設けた環状溝２４に流れ込み、穴２３を通して流体と外部空間に排出されるので、固定フレーム側玉軸受けに異物が入り込みづらくなり、固定フレーム側玉軸受け１５の信頼性を向上できる。

本発明にかかるスクロール式流体機械は、流体送風機、空気圧縮の用途にも適用できる。

本発明にかかるスクロール式流体機械の縦断面図 本発明にかかるスクロール式流体機械の縦断面図 本発明にかかるスクロール式流体機械の旋回スクロール側から見た固定フレームの平面図 本発明にかかるスクロール式流体機械の縦断面図 本発明にかかるスクロール式流体機械の縦断面図 本発明にかかるスクロール式流体機械のスペーサの斜視図 従来のスクロール流体機械の縦断面図

符号の説明

１ モータケーシング
２ 固定子
３ 駆動軸
４ 回転子
５ 旋回スクロール
６ 旋回スクロール玉軸受け
７ 固定フレーム
８ 主軸玉軸受け
９ 旋回スクロールのラップ部
１０ 固定スクロールのラップ部
１１ 固定スクロール
１２ 補助クランク機構部
１３ 補助クランク
１４ 旋回スクロール側玉軸受け
１５ 固定フレーム側玉軸受け
１６ スペーサ
１７ 吐出口
１８ クランク室
１９ 固定フレームに設けた穴
２０ 固定スクロールのスラスト面
２１ 線買うスクロールの鏡板のスラスト面
２２ 固定スクロールの環状溝
２３ スペーサに設けた穴
２４ スペーサに設けた環状溝

Claims (5)

1. 固定フレームとその固定フレームの中心部に回転可能に設けられ、先端がクランク部となった駆動軸と前記固定フレーム内に位置してその駆動軸のクランク部に旋回スクロール側玉軸受けを介して旋回可能に設けられ鏡板にラップ部が立設された旋回スクロールと、その旋回スクロールに対向して前記固定フレームの他端側に設けられて鏡板にその旋回スクロールのラップ部との間で複数の圧縮室を形成するラップが立設された固定スクロールと、前記旋回スクロールの自転運動を防止するために前記旋回スクロールと前記固定フレームとの間に設けられた補助クランク機構を備え、前記固定スクロールの固定部と固定フレームの間にスペーサを挿入固定したスクロール式流体機械とし、前記固定フレームと前記スペーサ、旋回スクロール、固定スクロールにより形成された空間から外部空間へ連通する穴を設けたことを特徴とするスクロール式流体機械。
2. 前記穴を固定フレームに設けたことを特徴とする請求項１記載のスクロール式流体機械。
3. 前記固定フレームの前記旋回スクロールと相対する面に円環溝を構成し、前記穴を円環溝に連通したことを特徴とする請求項２に記載のスクロール式流体機械。
4. 前記穴を前記スペーサに設けたことを特徴とする請求項１に記載のスクロール式流体機械。
5. 前記スペーサの内面に円環溝を構成し、前記穴を円環溝に連通したことを特徴とする請求項４に記載のスクロール式流体機械。

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