JP2009047089A - Scroll type fluid machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば空気圧縮機、真空ポンプ等に用いて好適なスクロール式流体機械に関する。 The present invention relates to a scroll fluid machine suitable for use in, for example, an air compressor, a vacuum pump, or the like.
一般に、スクロール式流体機械は、例えば固定スクロールと旋回スクロールとを備え、これらのスクロールは、その鏡板に渦巻状のラップ部を立設する構成となっている。そして、固定スクロールと旋回スクロールとを対向して配置することによって、2つのラップ部を重ね合わせて複数の圧縮室を画成する。この状態で、固定スクロールに対して旋回スクロールを旋回運動させることにより、圧縮室を連続的に縮小して空気等を圧縮し、設定した圧力の圧縮空気を外部の空気タンク等に吐出する。 In general, a scroll type fluid machine includes, for example, a fixed scroll and a turning scroll, and these scrolls are configured such that a spiral wrap portion is erected on its end plate. Then, by arranging the fixed scroll and the orbiting scroll so as to face each other, the two lap portions are overlapped to define a plurality of compression chambers. In this state, the orbiting scroll is reciprocated with respect to the fixed scroll to continuously reduce the compression chamber to compress the air or the like, and discharge the compressed air having the set pressure to an external air tank or the like.
ここで、固定スクロールに対して旋回スクロールを旋回運動したときには、各圧縮室の圧力が固定スクロールから軸方向に離れる方向に旋回スクロールを押動する。これにより、スクロール式流体機械は、固定スクロールの外周側のフランジ部と該フランジ部に対面する旋回スクロールの鏡板の外周側に位置するフランジ部との間に所定の隙間を形成し、固定スクロールのフランジ部と旋回スクロールのフランジ部とが接触して傷付かないようにしている。 Here, when the orbiting scroll is revolving with respect to the fixed scroll, the pressure of each compression chamber pushes the orbiting scroll in a direction away from the fixed scroll in the axial direction. As a result, the scroll fluid machine forms a predetermined gap between the outer peripheral side flange portion of the fixed scroll and the flange portion positioned on the outer peripheral side of the end plate of the orbiting scroll facing the flange portion. The flange portion and the flange portion of the orbiting scroll are in contact with each other so as not to be damaged.
しかし、固定スクロールのフランジ部と旋回スクロールのフランジ部との間に隙間を形成した場合、この隙間から圧縮室に潤滑油やダストが侵入してしまう。このために、従来技術によるスクロール式流体機械では、旋回スクロールのフランジ部の外周縁に環状のシール部材を設け、このシール部材の先端側を固定スクロールのフランジ部の対向面に摺動可能に押付けることにより、固定スクロールのフランジ部と旋回スクロールのフランジ部との隙間から圧縮室に潤滑油やダストが侵入するのを防止している(例えば、特許文献1参照)。 However, when a gap is formed between the flange portion of the fixed scroll and the flange portion of the orbiting scroll, the lubricating oil and dust enter the compression chamber from this gap. For this reason, in the scroll type fluid machine according to the prior art, an annular seal member is provided on the outer peripheral edge of the flange portion of the orbiting scroll, and the front end side of this seal member is slidably pushed on the opposed surface of the flange portion of the fixed scroll. By attaching, lubricating oil and dust are prevented from entering the compression chamber through the gap between the flange portion of the fixed scroll and the flange portion of the orbiting scroll (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上述した特許文献1の従来技術では、例えば空気タンク側の圧力が低い場合、吐出する圧縮空気の設定圧力が低い場合等には圧縮室の圧力が低いために、旋回スクロールを固定スクロールから十分に離間させることができない。このために、旋回スクロールががたついて挙動が不安定になり、該旋回スクロールのフランジ部の外周縁が固定スクロールのフランジ部の対向面に接触することがある。
By the way, in the above-described prior art disclosed in
また、誤って旋回スクロールを逆回転させた場合には、圧縮室が負圧になるため、同様に旋回スクロールのフランジ部の外周縁が固定スクロールのフランジ部の対向面に接触することがある。 In addition, when the orbiting scroll is rotated in the reverse direction, the compression chamber has a negative pressure. Similarly, the outer peripheral edge of the flange portion of the orbiting scroll may come into contact with the opposing surface of the flange portion of the fixed scroll.
このように、旋回スクロールのフランジ部の外周縁が固定スクロールのフランジ部の対向面に接触した場合には、フランジ部の対向面が傷付き、その破片、摩耗粉等が圧縮空気に混入するという問題がある。また、フランジ部の対向面の傷が小さなものであっても、この対向面はシール部材の摺動面であるから、少しでも傷があるとシール部材の摩耗が早まったり、損傷したりする虞があり、シール性が低下するという問題がある。 Thus, when the outer peripheral edge of the flange portion of the orbiting scroll comes into contact with the facing surface of the flange portion of the fixed scroll, the facing surface of the flange portion is damaged, and its fragments, wear powder, etc. are mixed into the compressed air. There's a problem. Moreover, even if the scratch on the facing surface of the flange portion is small, the facing surface is a sliding surface of the seal member. If any scratch is found, the seal member may be worn out quickly or damaged. There is a problem that the sealing performance is lowered.
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、各スクロールのフランジ部が接触するのを防止することにより、フランジ部やシール部材の寿命を延ばして信頼性を向上できるようにしたスクロール式流体機械を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to prevent the flange portions of each scroll from coming into contact with each other, thereby extending the service life of the flange portions and the seal member. It is an object of the present invention to provide a scroll fluid machine that can be improved.
本発明によるスクロール式流体機械は、鏡板にラップ部が立設された2つのスクロールを対向して設け、該2つのスクロールのラップ部間で複数の圧縮室を画成してなる。 In the scroll type fluid machine according to the present invention, two scrolls each having a lap portion standing on the end plate are provided to face each other, and a plurality of compression chambers are defined between the lap portions of the two scrolls.
そして、上述した課題を解決するために、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記各スクロールには、前記ラップ部よりも径方向の外側に位置して互いに対面するフランジ部をそれぞれ設け、該各フランジ部のうち一方のフランジ部には、他方のフランジ部の対向面に摺接して各フランジ部間の隙間をシールするシール部材を設け、前記一方のフランジ部が他方のフランジ部のシール部材の摺接部位に接触するのを防止する接触防止手段を設ける構成としたことにある。
In order to solve the above-described problems, the invention adopts the feature of the configuration of
請求項2の発明は、前記接触防止手段は、前記フランジ部に軸方向に突出して設けた突起として形成したことにある。 According to a second aspect of the present invention, the contact preventing means is formed as a protrusion provided in the flange portion so as to protrude in the axial direction.
請求項3の発明は、前記接触防止手段は、前記フランジ部の周方向に離間して複数箇所に配置する構成としたことにある。 According to a third aspect of the present invention, the contact prevention means is configured to be arranged at a plurality of locations separated in the circumferential direction of the flange portion.
請求項4の発明は、前記接触防止手段は、前記フランジ部と同一の材料を用いて形成したことにある。
The invention of
請求項5の発明は、前記接触防止手段は、前記フランジ部を形成する母材よりも軟質な材料を前記フランジ部に設けることにより構成したことにある。 The invention according to claim 5 is that the contact preventing means is configured by providing the flange portion with a material softer than a base material forming the flange portion.
請求項6の発明は、前記接触防止手段は、前記フランジ部を形成する母材よりも軟質な材料を前記フランジ部にコーティングすることにより構成したことにある。
The invention according to
請求項7の発明は、前記接触防止手段は、前記フランジ部に形成されたボール収容溝と、該ボール収容溝に一部が突出するように転動自在に収容されたボールとにより構成したことにある。 According to a seventh aspect of the present invention, the contact preventing means is constituted by a ball receiving groove formed in the flange portion and a ball that is rotatably accommodated so as to partially protrude into the ball receiving groove. It is in.
請求項8の発明は、前記接触防止手段は、前記シール部材から他方のフランジ部に向けて突出したシール突起部により構成したことにある。
The invention according to
請求項1の発明によれば、各スクロールには、ラップ部よりも径方向の外側に位置して互いに対面するフランジ部をそれぞれ設け、該各フランジ部のうち一方のフランジ部には、他方のフランジ部の対向面に摺接して各フランジ部間の隙間をシールするシール部材を設けている。この上で、一方のフランジ部が他方のフランジ部のシール部材の摺接部位に接触するのを防止する接触防止手段を設ける構成としている。
According to the invention of
従って、例えば圧縮室の圧力が低くて一方のスクロールががたついて挙動が不安定になることがあっても、接触防止手段は、一方のスクロールのフランジ部が他方のスクロールのフランジ部に設けられたシール部材の摺接部位に接触するのを防止することができる。 Therefore, for example, even if the pressure in the compression chamber is low and one of the scrolls rattles and the behavior becomes unstable, the contact prevention means is provided with the flange portion of one scroll provided on the flange portion of the other scroll. It is possible to prevent contact with the sliding contact portion of the sealing member.
この結果、他方のフランジ部は、シール部材の摺接部位を傷のない良好な状態に保持することができるから、このフランジ部やシール部材の寿命を延ばすことができ、スクロール式流体機械に対する信頼性を向上することができる。 As a result, the other flange portion can maintain the sliding contact portion of the seal member in a good state without scratches, so that the life of the flange portion and the seal member can be extended, and the reliability of the scroll type fluid machine can be increased. Can be improved.
請求項2の発明によれば、接触防止手段をフランジ部に軸方向に突出して設けた突起として形成しているから、この突起の突出寸法の分だけ一方のスクロールのがたつきを小さくすることができる。これにより、突起は、一方のフランジ部が他方のフランジ部のシール部材の摺接部位に接触するのを防止することができる。また、各スクロールのラップ部のかじり等も防止することができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、接触防止手段は、フランジ部の周方向に離間して複数箇所に配置しているから、全周に形成した場合に比較し、簡単な加工で正確な寸法の接触防止手段を設けることができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、接触防止手段をフランジ部と同一の材料を用いて形成する場合には、例えば接触防止手段をフランジ部の一部として簡単に加工することができる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、接触防止手段は、フランジ部を形成する母材よりも軟質な材料をフランジ部に設けることにより構成しているから、軟質な接触防止手段と一方のフランジ部とを円滑に接触させることができる。これにより、フランジ部の損傷、摩耗を防止でき、また機械損失も小さくすることができる。 According to the invention of claim 5, since the contact preventing means is formed by providing the flange portion with a softer material than the base material forming the flange portion, the soft contact preventing means and the one flange portion Can be smoothly contacted. Thereby, damage and wear of the flange portion can be prevented, and mechanical loss can be reduced.
請求項6の発明によれば、接触防止手段は、フランジ部を形成する母材よりも軟質な材料をフランジ部にコーティングすることにより構成しているから、接触防止手段を容易に形成することができる。また、軟質な接触防止手段は、フランジ部の損傷、摩耗を防止でき、また機械損失も小さくすることができる。
According to the invention of
請求項7の発明によれば、接触防止手段は、フランジ部に形成されたボール収容溝と、該ボール収容溝に一部が突出するように転動自在に収容されたボールとにより構成しているから、ボールとフランジ部との接触による機械損失を最小にして運転効率を向上することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the contact preventing means comprises a ball receiving groove formed in the flange portion, and a ball that is rotatably accommodated so as to partially protrude into the ball receiving groove. Therefore, it is possible to minimize the mechanical loss due to the contact between the ball and the flange portion and improve the operation efficiency.
請求項8の発明によれば、接触防止手段をシール部材から他方のフランジ部に向けて突出したシール突起部として形成しているから、フランジ部に加工を施すことなく、シール部材を取付けるだけで他方のフランジ部に向けて突出するシール突起部を簡単に設けることができる。 According to the eighth aspect of the present invention, since the contact preventing means is formed as a seal projection protruding from the seal member toward the other flange portion, it is only necessary to attach the seal member without processing the flange portion. A seal projection that projects toward the other flange can be easily provided.
以下、本発明の実施の形態によるスクロール式流体機械としてモータ一体型のスクロール式空気圧縮機を例に挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a scroll-type air compressor integrated with a motor will be described as an example of a scroll-type fluid machine according to an embodiment of the present invention and will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、図1ないし図5は本発明の第1の実施の形態を示している。図1において、1はスクロール式空気圧縮機の外枠を構成するケーシングである。このケーシング1は、軸方向の一側が開口した有底筒状をなし、内部に後述の電動モータ6を収容するモータケース2と、該モータケース2の下部側に一体に形成され、冷却および潤滑用の油液を溜める油槽3と、前記モータケース2の一側(開口側)に設けられたスラスト受4とにより大略構成されている。また、ケーシング1の周囲は、冷却風を流通させるためのダクト5によって覆われている。
1 to 5 show a first embodiment of the present invention. In FIG. 1,
ここで、スラスト受4には、モータケース2の開口側を施蓋する蓋部4Aと、後述する旋回スクロール16の鏡板17が摺接した状態で配置される環状凹部4Bとが設けられている。また、スラスト受4の環状凹部4Bは、旋回スクロール16に作用するスラスト荷重を受承するもので、該旋回スクロール16の鏡板17が摺動する部位には受板4Cが設けられている。なお、旋回スクロール16に作用するスラスト荷重とは、後述する各圧縮室22の圧力が固定スクロール11から軸方向に離れる方向に旋回スクロール16を押動したときの荷重である。
Here, the
6はケーシング1のモータケース2内に設けられた電動モータで、該電動モータ6は、モータケース2の内周側に固定された略筒状の固定子6Aと、後述の駆動軸7に取付けられ、該固定子6Aの内周側に回転可能に配置された回転子6Bとにより構成されている。そして、電動モータ6は、外部から給電されることにより駆動軸7を回転駆動し、そのクランク7Aに取付けられた後述の旋回スクロール16を旋回運動させるものである。
6 is an electric motor provided in the
7はケーシング1に回転可能に設けられた駆動軸である。この駆動軸7は、軸方向の一側がモータケース2の蓋部に軸受8を介して支持され、軸方向の他側がスラスト受4の蓋部4Aに軸受9を介して支持されている。また、駆動軸7の一側の突出端には、ダクト5内に冷却風を供給する冷却ファン10が取付けられている。一方、スラスト受4の蓋部4Aから突出した駆動軸7の他端側は、駆動軸7の回転中心に対して一定寸法だけ偏心したクランク7Aとなっている。
A
次に、スクロール式空気圧縮機の本体部分を構成する固定スクロール11、旋回スクロール16、接触防止突起28等について述べる。
Next, the fixed
まず、11はケーシング1のスラスト受4に設けられた固定スクロールを示している。この固定スクロール11は、例えばアルミニウム合金材、鉄材等の金属材料を母材として形成されている。そして、固定スクロール11は、駆動軸7と同軸に配置された円板状の鏡板12と、該鏡板12の表面に立設された渦巻状のラップ部13と、該ラップ部13を取囲むように鏡板12の外周側から旋回スクロール16に向けて軸方向に延びた筒部14と、該筒部14の先端側から径方向外側に突出した他方のフランジ部となる円環状のフランジ部15とにより大略構成されている。また、前記ラップ部13の先端には、後述する旋回スクロール16の鏡板17との間をシールするチップシール13A(図3参照)が渦巻形状に沿って装着されている。
First,
ここで、円環状のフランジ部15は、ラップ部13よりも径方向の外側に位置し、表面側が旋回スクロール16のフランジ部19と対面する対向面15Aとなっている。また、フランジ部15の対向面15Aのうち、図2中にハッチングで示す円環状の領域は、後述のリップシール25が摺接する摺接部位としてのシール摺接領域Sとなり、凹凸や傷がない仕上げ面に加工されている。さらに、フランジ部15の対向面15Aには、シール摺接領域Sよりも径方向の内側に後述の接触防止突起28が一体的に設けられている。
Here, the
16はケーシング1内に位置して駆動軸7に旋回可能に設けられた旋回スクロールを示している。この旋回スクロール16は、固定スクロール11と同様に、例えばアルミニウム合金材、鉄材等の金属材料を母材として形成されている。そして、旋回スクロール16は、円板状の鏡板17と、該鏡板17の表面に立設された渦巻状のラップ部18と、前記鏡板17の外周側で該ラップ部18よりも径方向の外側に配置された一方のフランジ部となるフランジ部19と、前記鏡板17の裏面中央に突設された円筒状のボス部20とにより構成されている。
また、旋回スクロール16のラップ部18の先端には、固定スクロール11の鏡板12との間をシールするチップシール18A(図3参照)が渦巻形状に沿って装着されている。一方、ボス部20は、旋回軸受21を介して駆動軸7のクランク7Aに回転可能に取付けられている。
A
さらに、旋回スクロール16のフランジ部19には、固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aと軸方向で対面する対向面19Aが設けられている。ここで、旋回スクロール16には、後述する各圧縮室22の圧力が固定スクロール11から軸方向に離す方向に作用し、この圧力を受承した旋回スクロール16は、スラスト受4に押付けられた状態で安定して旋回動作する。
Further, the
また、旋回スクロール16がスラスト受4に押付けられた状態では、固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aと旋回スクロール16のフランジ部19の対向面19Aとの間には、所定の隙間Gが形成されている。この隙間Gは、スクロール式流体機械の大きさ、設定圧力等によって適宜に設定されるものであるが、第1の実施の形態では約100μmとした場合を例に挙げて説明している。
In addition, when the orbiting
そして、旋回スクロール16のラップ部18は、固定スクロール11のラップ部13に対して例えば180度ずらして重なり合うように配設され、これらのラップ部13,18間には複数の圧縮室22が画成されている。これにより、スクロール式空気圧縮機は、旋回スクロール16が旋回運動することによって、吸込口23(図2中に図示)から外周側の圧縮室22内に吸込んだ空気を各圧縮室22内で順次圧縮しつつ、中心側の圧縮室22から吐出口24を介して外部の空気タンク(図示せず)に向け圧縮空気を吐出するものである。
The
25は旋回スクロール16のフランジ部19の外周側に設けられたシール部材としてのリップシールである。このリップシール25は、図5に示す如く、金属材料を用いて断面L字状の筒体として形成され、フランジ部19の外周側に嵌合して取付けられた芯金26と、該芯金26の外周側に一体的に固着された弾性シール27とにより構成されている。
また、弾性シール27は、外周側のリップ部27Aが固定スクロール11のフランジ部15に向けて斜めに延びて該フランジ部15の対向面15Aに摺接するものである。このリップ部27Aが摺接する対向面15Aの範囲は、図2中にハッチングで示す円環状のシール摺接領域Sとなっている。
The
そして、リップシール25は、その弾性シール27のリップ部27Aを固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aに押付けることにより、圧縮室22側に潤滑油、ダスト等が侵入するのを防止するものである。
The
28は固定スクロール11のフランジ部15に設けられた接触防止手段として複数個の接触防止突起を示している。該各接触防止突起28は、周方向に所定の間隔をもって2個、3個、4個、5個以上、好ましくは図2に示すように寸法の管理、配置バランス、加工に要する時間、費用等を考慮してほぼ120度の間隔で3個設けられている。また、各接触防止突起28は、旋回スクロール16のフランジ部19の外周縁が固定スクロール11のフランジ部15の対向面15A(シール摺接領域S)に接触するのを防止するものである。
ここで、3個の接触防止突起28は、フランジ部15のシール摺接領域Sよりも内径側に配置され、図3、図4に示すように、旋回スクロール16のフランジ部19に向けて軸方向に突出した円弧状の突起として形成されている。また、各接触防止突起28は、フランジ部15(固定スクロール11)を形成する母材と同一の材料、即ち、アルミニウム合金材、鉄材等の金属材料を用いて形成されている。この第1の実施の形態では、各接触防止突起28は、フランジ部15の一部として対向面15Aに一体的に突設されている。
Here, the three
さらに、各接触防止突起28は、図5に示す如く、フランジ部15の対向面15Aから突出寸法H1をもって突出している。この突出寸法H1は、旋回スクロール16が最大に傾いた(がたついた)場合でも、旋回スクロール16のフランジ部19の外周縁が固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aに接触する前に、旋回スクロール16のフランジ部19に当接し、これ以上の傾きを阻止できる寸法に設定されている。具体例を述べれば、固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aと旋回スクロール16のフランジ部19の対向面19Aとの隙間Gが100μmの場合、各接触防止突起28の突出寸法H1は、例えば隙間Gの30〜80%程度、好ましくは50〜70%程度となる50〜70μmに設定されている。
Further, as shown in FIG. 5, each
第1の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機は、上述の如き構成を有するもので、次にその動作について説明する。 The scroll air compressor according to the first embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next.
まず、電動モータ6により駆動軸7を回転駆動すると、旋回スクロール16が固定スクロール11に対して旋回運動し、各スクロール11,16のラップ部13,18の間に画成された各圧縮室22が径方向外側から内側に向けて連続的に縮小する。これにより、固定スクロール11の吸込口23から外周側の圧縮室22に吸込んだ空気を、各圧縮室22で順次圧縮して中心側の圧縮室22から吐出口24を介し、外部の空気タンク(図示せず)等に向け供給する。
First, when the
また、上述した圧縮運転時には、各圧縮室22の圧力により旋回スクロール16を軸方向に押動し、該旋回スクロール16のフランジ部19をスラスト受4の受板4Cに押付ける。これにより、旋回スクロール16は、固定スクロール11のフランジ部15との間に所定の隙間Gを形成しつつ、該固定スクロール11に対して安定的に旋回動作することができる。
Further, during the compression operation described above, the orbiting
しかし、圧縮運転の条件、例えば空気タンク側の圧力が低い場合、吐出する圧縮空気の設定圧力が低い場合等には、各圧縮室22の圧力が低いために、旋回スクロール16をスラスト受4側に十分に押付けることができない。この状態で、旋回スクロール16を旋回動作させると、がたついて挙動が不安定になり、旋回スクロール16のフランジ部19の外周縁が固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aに接触する虞がある。
However, when the compression operation conditions, for example, when the pressure on the air tank side is low, or when the set pressure of the compressed air to be discharged is low, the pressure of each
また、誤って旋回スクロール16を逆回転させた場合には、圧縮室22が負圧となるため、同様に旋回スクロール16のフランジ部19の外周縁が固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aに接触する虞がある。
Further, when the orbiting
このときに、各接触防止突起28は、旋回スクロール16のフランジ部19の外周縁が固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aに接触する前に、該旋回スクロール16のフランジ部19に当接することにより、旋回スクロール16のフランジ部19が固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aに接触しないように、これ以上に旋回スクロール16が傾くのを阻止している。
At this time, each
このように、第1の実施の形態によれば、固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aには、旋回スクロール16のフランジ部19に向けて軸方向に突出する3個の接触防止突起28を設ける構成としている。従って、例えば圧縮室22の圧力が低くて旋回スクロール16ががたついて挙動が不安定になることがあっても、各接触防止突起28は、旋回スクロール16のフランジ部19が固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aに設けられたシール摺接領域Sに接触するのを防止することができる。
Thus, according to the first embodiment, the three
この結果、固定スクロール11のフランジ部15は、対向面15Aのシール摺接領域Sを傷のない良好な状態に保持することができるから、このフランジ部15の対向面15Aや、この対向面15Aに摺接するリップシール25の寿命を延ばすことができ、スクロール式流体機械に対する信頼性を向上することができる。
As a result, the
また、各接触防止突起28は、固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aに軸方向に突出して設けているから、この突起28の突出寸法H1の分だけ旋回スクロール16のがたつきを小さくすることができる。これにより、各接触防止突起28は、旋回スクロール16のフランジ部19が固定スクロール11のフランジ部15に接触するのを防止することができる。
Further, each
しかも、各接触防止突起28は、各スクロール11,16のラップ部13,18間のかじり、各ラップ部13,18の先端に装着されたチップシール13A,18Aの接触不良、偏摩耗等も防止することができる。これにより、ラップ部13,18間からの圧縮漏れを防止でき、圧縮効率を高めることができる。
In addition, each
一方、接触防止突起28は、固定スクロール11のフランジ部15の周方向に離間して3箇所に配置しているから、全周に形成した場合に比較し、寸法の管理、加工に要する時間、費用等を良好にすることができ、各接触防止突起28を容易に形成することができる。また、3個の接触防止突起28は、旋回スクロール16のフランジ部19にバランスよく接触することができる。
On the other hand, since the
さらに、各接触防止突起28は、固定スクロール11のフランジ部15と同一の材料となるアルミニウム合金材、鉄材等の金属材料を用いて形成する構成としているから、接触防止突起28をフランジ部15と一体形成でき、簡単な加工で設けることができる。
Furthermore, since each
次に、図6および図7は本発明の第2の実施の形態を示している。この第2の実施の形態の特徴は、接触防止手段は、フランジ部を形成する母材よりも軟質な材料をフランジ部に設けることにより構成したことにある。なお、本実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 6 and FIG. 7 show a second embodiment of the present invention. A feature of the second embodiment is that the contact preventing means is configured by providing a material softer than the base material forming the flange portion on the flange portion. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図6において、31は固定スクロール11のフランジ部15に設けられた接触防止部材嵌合溝である。この嵌合溝31は、後述の接触防止部材32を嵌合状態で収容するもので、周方向に所定の間隔をもって複数個所、好ましくは寸法の管理、配置バランス、加工に要する時間、費用等を考慮して例えばほぼ120度の間隔で3箇所に設けられている。また、各接触防止部材嵌合溝31は、フランジ部15のシール摺接領域Sよりも内径側に配置され、図7に示すように、円弧状の凹陥溝として形成されている。
In FIG. 6,
32は固定スクロール11のフランジ部15に設けられた接触防止手段としての接触防止部材で、この接触防止部材32は、第1の実施の形態による接触防止突起28と同様の理由により、周方向に間隔をもって複数個、例えば3個(1個のみ図示)設けられている。また、各接触防止部材32は、断面四角形状の角柱体を円弧状に湾曲させることにより形成され、3箇所の接触防止部材嵌合溝31にそれぞれ嵌合状態で収容されている。そして、各接触防止部材32は、旋回スクロール16のフランジ部19の外周縁が固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aに接触するのを防止するものである。
また、3個の接触防止部材32は、フランジ部15のシール摺接領域Sよりも内径側に配置され、図6に示すように、接触防止部材嵌合溝31に嵌合した状態で、旋回スクロール16のフランジ部19に向けて軸方向に突出して突起を形成している。さらに、各接触防止部材32は、フランジ部15(固定スクロール11)を形成する母材、即ち、アルミニウム合金材、鉄材等の金属材料よりも軟質な材料、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等を含む樹脂複合材料を用いて形成されている。
Further, the three
ここで、各接触防止部材32は、フランジ部15の対向面15Aから突出寸法H2をもって突出している。この突出寸法H2は、接触防止部材32が摺動性がよく変形することができる樹脂材料により形成されていることから、固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aと旋回スクロール16のフランジ部19の対向面19Aとの隙間Gと同等の寸法に設定されている。
Here, each
従って、各接触防止部材32は、旋回スクロール16のフランジ部19との隙間をほぼ無くすことができるから、該旋回スクロール16のがたつきを防止して安定的に旋回動作させることができる。また、軟質な樹脂材料からなる接触防止部材32は、その突出寸法H2が固定スクロール11のフランジ部15と旋回スクロール16のフランジ部19との隙間Gより大きくなった場合でも、変形することで突出寸法を最適な値に調整することができる。
Accordingly, each
かくして、このように構成された第2の実施の形態においても、前述した第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第2の実施の形態では、接触防止部材32は、固定スクロール11のフランジ部15形成する母材である金属材料よりも軟質な樹脂材料によって形成しているから、軟質な接触防止部材32を旋回スクロール16のフランジ部19に円滑に接触させることができる。これにより、フランジ部19の損傷、摩耗を防止でき、また接触による機械損失も小さくすることができる。
Thus, also in the second embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment described above. In particular, in the second embodiment, the
また、第2の実施の形態では、固定スクロール11のフランジ部15に接触防止部材嵌合溝31を凹設し、この接触防止部材嵌合溝31に接触防止部材32を嵌合して装着する構成としているから、既存のスクロール式空気圧縮機にも簡単な切削加工を施すだけで、接触防止部材32を容易に設けることができる。
In the second embodiment, the contact prevention
次に、図8は本発明の第3の実施の形態を示している。この第3の実施の形態の特徴は、接触防止手段を、フランジ部を形成する母材よりも軟質な材料をフランジ部にコーティングすることにより構成したことにある。なお、本実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. The feature of the third embodiment resides in that the contact preventing means is configured by coating the flange portion with a material softer than the base material forming the flange portion. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図8において、41は旋回スクロール16のフランジ部19に設けられた接触防止手段としての接触防止皮膜を示している。この接触防止皮膜41は、旋回スクロール16のフランジ部19の外周縁が固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aに接触するのを防止するもので、フランジ部19の対向面19Aの全周または周方向に間隔をおいて複数個所に設けられている。
In FIG. 8,
また、接触防止皮膜41は、旋回スクロール16のフランジ部19を形成するアルミニウム合金材、鉄材等の金属材料よりも軟質な材料、例えば二硫化モリブデン、グラファイト、フッ素系樹脂等を含む材料をフランジ部19の対向面19Aにコーティングすることによって形成されている。また、接触防止皮膜41は、旋回スクロール16のフランジ部19の対向面19Aから固定スクロール11のフランジ部15に向けて軸方向に突出する突起を形成している。
The
これにより、接触防止皮膜41は、旋回スクロール16ががたついた場合には、そのフランジ部19の外周縁よりも先に固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aに当接することができ、旋回スクロール16のフランジ部19が固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aに接触するのを防止することができる。
Thereby, when the orbiting
かくして、このように構成された第3の実施の形態においても、前述した第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第3の実施の形態では、旋回スクロール16のフランジ部19を形成する母材よりも軟質な材料、例えば二硫化モリブデン、グラファイト、フッ素系樹脂等を含む材料をフランジ部19の対向面19Aにコーティングすることによって接触防止皮膜41を設けることができる。これにより、接触防止皮膜41を容易に形成することができる。また、軟質な接触防止皮膜41は、固定スクロール11のフランジ部15の損傷、摩耗を防止でき、また機械損失を小さくして運転効率を高めることができる。なお、固定スクロール11のフランジ部15に、同様の接触防止皮膜41をコーティングする構成としてもよい。
Thus, also in the third embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment described above. In particular, in the third embodiment, a material softer than the base material forming the
次に、図9は本発明の第4の実施の形態を示している。この第4の実施の形態の特徴は、接触防止手段は、フランジ部に形成されたボール収容溝と、該ボール収容溝に一部が突出するように転動自在に収容されたボールとにより構成したことにある。なお、本実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention. The feature of the fourth embodiment is that the contact preventing means is composed of a ball housing groove formed in the flange portion and a ball housed so as to be able to roll so as to partially protrude into the ball housing groove. It is to have done. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図9において、51は固定スクロール11のフランジ部15に設けられた接触防止手段としての接触防止機構である。この接触防止機構51は、第1の実施の形態による接触防止突起28と同様の理由により、周方向に間隔をもって複数個所、例えば3箇所(1箇所のみ図示)設けられている。また、接触防止機構51は、旋回スクロール16のフランジ部19の外周縁が固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aに接触するのを防止するものである。そして、接触防止機構51は、底面が平坦な凹陥部として形成されたボール収容溝52と、該ボール収容溝52内に転動自在に収容されたボール53とにより構成されている。
In FIG. 9,
ここで、各接触防止機構51は、ボール収容溝52からボール53を突出させることにより、旋回スクロール16のフランジ部19に向けて軸方向に突出する突起を形成している。このときのボール53の突出寸法は、例えば前述した各スクロール11,16のフランジ部15,19の対向面15A,19A間の隙間Gよりも小さな寸法、好ましくは僅かに小さな(70〜99%程度)寸法に設定されている。
Here, each
そして、接触防止機構51は、旋回スクロール16ががたついた場合には、突出したボール53をフランジ部19の対向面19Aに当接することにより、旋回スクロール16のフランジ部19が固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aに接触するのを防止する。また、接触防止機構51は、ボール53を旋回スクロール16の旋回動作に対応して転動することにより、このときの摩擦抵抗を小さくしている。
Then, when the orbiting
かくして、このように構成された第4の実施の形態においても、前述した第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第4の実施の形態では、接触防止機構51は、固定スクロール11のフランジ部15に形成されたボール収容溝52と、該ボール収容溝52に一部が突出するように転動自在に収容したボール53とにより構成しているから、ボール53とフランジ部19との接触による機械損失を最小にすることができ、運転効率を向上することができる。なお、旋回スクロール16のフランジ部19に、同様のボール収容溝52を設け、このボール収容溝52にボール53を収容する構成としてもよい。
Thus, also in the fourth embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment described above. In particular, in the fourth embodiment, the
次に、図10は本発明の第5の実施の形態を示している。この第5の実施の形態の特徴は、接触防止手段は、シール部材から他方のフランジ部に向けて突出したシール突起部により構成したことにある。なお、本実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 10 shows a fifth embodiment of the present invention. The feature of the fifth embodiment resides in that the contact preventing means is constituted by a seal protrusion protruding from the seal member toward the other flange. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図10において、61は第1の実施の形態によるリップシール25に代えて用いられた第5の実施の形態によるシール部材としてのリップシールを示している。このリップシール61は、第1の実施の形態によるリップシール25とほぼ同様に、断面L字状の筒体からなる芯金62と、該芯金62の外周側に一体的に固着され先端側がフランジ部15の対向面15Aに摺接するリップ部63Aとなった弾性シール63とにより大略構成されている。
In FIG. 10,
しかし、第5の実施の形態によるリップシール61は、弾性シール63のリップ部63Aと別れて内径側に突出する後述のシール突起部64を形成している点で、第1の実施の形態によるリップシール25と相違している。
However, the
即ち、64はリップシール61に設けられた接触防止手段としてのシール突起部である。このシール突起部64は、弾性シール63と一体的に設けられ、固定スクロール11のフランジ部15に向けて突出している。詳しくは、シール突起部64は、外径側に延びるリップ部63Aと別れて内径側に突出して延びることにより、旋回スクロール16のフランジ部19の対向面19Aの外周縁側を覆う位置に配置されている。また、シール突起部64は、リップシール61の全周または周方向に間隔をもって複数個所に設けられている。
That is, 64 is a seal projection provided as a contact preventing means provided on the
これにより、シール突起部64は、旋回スクロール16ががたついた場合でも、そのフランジ部19の外周縁を覆っているから、旋回スクロール16のフランジ部19が固定スクロール11のフランジ部15の対向面15Aに当接するのを防止することができる。
Thereby, even when the orbiting
かくして、このように構成された第5の実施の形態においても、前述した第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第5の実施の形態では、リップシール61に旋回スクロール16のフランジ部19の対向面19Aの外周縁側を覆うように突出してシール突起部64を設けている。
Thus, also in the fifth embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same function and effect as those of the first embodiment described above. In particular, in the fifth embodiment, the
従って、フランジ部19に加工を施す必要がなく、リップシール61を取付けるだけで、シール突起部64により旋回スクロール16のフランジ部19の対向面19Aの外周縁側を覆うことができる。この結果、既存のスクロール式空気圧縮機にも簡単に、かつ安価に接触防止手段をなすシール突起部64を設けることができる。
Therefore, it is not necessary to process the
なお、第1の実施の形態では、接触防止突起28を周方向に所定の間隔をもって複数個設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば円環状、C字状をした1個の接触防止突起28を設ける構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。
In the first embodiment, the case where a plurality of
また、各実施の形態では、スクロール式流体機械としてモータ一体型のスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えばモータ別体型のスクロール式空気圧縮機に適用してもよく、また真空ポンプ、冷媒圧縮機等にも広く適用できるものである。 In each of the embodiments, a scroll-type air compressor integrated with a motor has been described as an example of the scroll-type fluid machine. However, the present invention is not limited to this, and for example, a scroll-type air compressor with a separate motor is used. The present invention may be applied and can be widely applied to vacuum pumps, refrigerant compressors, and the like.
11 固定スクロール
12,17 鏡板
13,18 ラップ部
14 筒部
15,19 フランジ部
15A,19A 対向面
16 旋回スクロール
22 圧縮室
25,61 リップシール(シール部材)
26,62 芯金
27,63 弾性シール
28 接触防止突起(接触防止手段)
32 接触防止部材(接触防止手段)
41 接触防止皮膜(接触防止手段)
51 接触防止機構(接触防止手段)
52 ボール収容溝
53 ボール
64 シール突起部(接触防止手段)
G 各フランジ部の対向面間の隙間寸法
S シール摺接領域(摺接部位)
H1 接触防止突起の突出寸法
H2 接触防止部材の突出寸法
DESCRIPTION OF
26, 62
32 Contact prevention member (contact prevention means)
41 Contact prevention coating (contact prevention means)
51 Contact prevention mechanism (contact prevention means)
52
G Gap size between opposing faces of each flange part S Seal sliding contact area (sliding contact part)
H1 Protrusion dimension of contact prevention protrusion H2 Protrusion dimension of contact prevention member
Claims (8)
前記各スクロールには、前記ラップ部よりも径方向の外側に位置して互いに対面するフランジ部をそれぞれ設け、
該各フランジ部のうち一方のフランジ部には、他方のフランジ部の対向面に摺接して各フランジ部間の隙間をシールするシール部材を設け、
前記一方のフランジ部が他方のフランジ部のシール部材の摺接部位に接触するのを防止する接触防止手段を設ける構成としたことを特徴とするスクロール式流体機械。 In a scroll type fluid machine in which two scrolls each provided with a lap portion standing on the end plate are provided facing each other, and a plurality of compression chambers are defined between the two scroll lap portions.
Each of the scrolls is provided with flange portions facing each other and positioned on the outer side in the radial direction than the wrap portion,
One flange portion of each flange portion is provided with a seal member that is in sliding contact with the opposite surface of the other flange portion and seals the gap between the flange portions,
A scroll type fluid machine comprising a contact prevention means for preventing the one flange portion from contacting a sliding contact portion of a seal member of the other flange portion.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2007214782A JP2009047089A (en) | 2007-08-21 | 2007-08-21 | Scroll type fluid machine |
Applications Claiming Priority (1)
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2007
- 2007-08-21 JP JP2007214782A patent/JP2009047089A/en active Pending
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