JP2012052527A - Scroll type fluid machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scroll type fluid machine that can easily reduce a mechanical loss of the drive energy of a scroll unit.SOLUTION: The scroll type fluid machine includes the scroll type unit (12), a frame (14), and a support mechanism (11) which supports a movable scroll (10) so as to be movable in orbit revolution in the center of a base face (10b) of the movable scroll. The support mechanism is composed of: recesses (50, 94) which are formed at either a bottom (14c) at the center side rather than a pedestal (14b) of the frame or the back face (10c) of the movable scroll; a bush (72) which is inserted into the bushes so as to be slidable; fixed shafts (16, 16a, 16b and 72e) which are protruded from the other side of either of the bottom of the frame or the back face of the movable scroll; and engagement parts (72a, 16c) at which the fixed shafts are slidably engaged with the eccentric position of the bush.

Description

本発明は、スクロール型流体機械に係り、詳しくは、単板型スクロールを備えた圧縮機一体型膨張機として用いて好適なスクロール型流体機械に関する。   The present invention relates to a scroll type fluid machine, and more particularly to a scroll type fluid machine suitable for use as a compressor-integrated expander having a single plate type scroll.

この種のスクロール型流体機械には、旋回スクロール(可動スクロール)端板(基板)の片面(基面)に設けた旋回スクロールラップ(ラップ)と、旋回スクロールラップと噛合う固定スクロールラップ(ラップ)とから構成されるスクロールユニットを備え、このスクロールユニットの作動区域を仕切り壁により圧縮作動区域と膨張作動区域とに仕切って圧縮部と膨張部とを形成したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   This type of scroll type fluid machine includes an orbiting scroll (movable scroll) end plate (substrate) provided on one side (base surface) of an orbiting scroll wrap (lap) and a fixed scroll wrap (lap) that meshes with the orbiting scroll wrap. There is known a scroll unit that includes a scroll unit, and an operation area of the scroll unit is divided into a compression operation area and an expansion operation area by a partition wall to form a compression part and an expansion part (for example, a patent) Reference 1).

特許第4026747号公報Japanese Patent No. 4026747

ところで、上記従来技術では、可動スクロールに公転旋回運動を付与するため、可動スクロールの基面とは反対側の面である背面に円筒状のボスが突設され、このボスには駆動軸の偏心ピンが連結される。駆動軸は軸受を介してメインフレームに支持されており、電動機等の駆動源により回転駆動される。
また、可動スクロールの背面側にはメインフレームとの間に潤滑油の圧力が作用する背圧室が形成され、可動スクロールは背圧室を介したメインフレームによって公転旋回運動可能に支持されている。
By the way, in the above prior art, in order to give the orbiting revolving motion to the movable scroll, a cylindrical boss protrudes on the back surface, which is the surface opposite to the base surface of the movable scroll, and the eccentricity of the drive shaft is provided on this boss. Pins are connected. The drive shaft is supported on the main frame via a bearing and is driven to rotate by a drive source such as an electric motor.
In addition, a back pressure chamber is formed on the back side of the movable scroll between the main frame and the pressure of the lubricating oil, and the movable scroll is supported by the main frame via the back pressure chamber so as to be capable of revolving. .

ここで、上記駆動軸は一体化された軸本体が偏心ピンにおいて偏心され、偏心ピンとボスとの間、駆動軸の偏心ピン以外の軸部とメインフレームとの間には、それぞれ若干の隙間を有して軸受が設けられている。駆動軸において偏心ピンと上記軸部とが駆動軸の軸線方向に離間していることから、可動スクロールの公転旋回運動に伴い駆動軸に作用するラジアル荷重の作用点と支点との軸線方向の距離が長くなり、上記各隙間の存在も相俟って駆動軸に駆動軸を傾かせる方向に力のモーメント、すなわち可動スクロールの転覆モーメントが作用し、駆動軸がボス及びメインフレームに対して片当たりし易くなる。   Here, the drive shaft is integrated with an eccentric shaft body at the eccentric pin, and a slight gap is provided between the eccentric pin and the boss and between the shaft portion other than the eccentric pin of the drive shaft and the main frame. And a bearing is provided. Since the eccentric pin and the shaft portion of the drive shaft are separated from each other in the axial direction of the drive shaft, the distance in the axial direction between the point of application of the radial load acting on the drive shaft and the fulcrum as the movable scroll revolves orbits. Combined with the presence of the above gaps, a moment of force, that is, a rollover moment of the movable scroll, acts in a direction in which the drive shaft is inclined with respect to the drive shaft, and the drive shaft hits the boss and the main frame. It becomes easy.

このような片当たりはスクロールユニットで得られる駆動エネルギーの機械損失を増大させる。詳しくは、流体機械の運転状況によって上記膨張部への作動流体の吸入圧力が高くなる場合には、可動スクロールの回転トルクが増加し、ひいては流体機械による回収動力が増加し、可動スクロールをその外周側へ押しやる押し付け力や駆動軸に作用するラジアル荷重が増加する。この結果、可動スクロール及びメインフレームに対する駆動軸の摩擦抵抗が増大し、上記駆動エネルギーの機械損失が増大する。   Such a contact increases the mechanical loss of driving energy obtained in the scroll unit. Specifically, when the suction pressure of the working fluid to the expansion part becomes high depending on the operating state of the fluid machine, the rotational torque of the movable scroll increases, and consequently the recovery power by the fluid machine increases, and the movable scroll is moved to the outer periphery thereof. The pushing force pushing to the side and the radial load acting on the drive shaft increase. As a result, the frictional resistance of the drive shaft with respect to the movable scroll and the main frame increases, and the mechanical loss of the drive energy increases.

一方、背圧室の圧力を比較的高圧に管理する、或いは、流体機械の組み付け時にハウジングを構成するシェル同士の隙間に介在させるシムの厚みを調整するといった措置をとることにより、固定スクロールに対する可動スクロールの軸線方向の隙間を適切に管理し、上記駆動エネルギーの機械損失を低減することが考えられる。しかしながら、これでは流体機械の構成が複雑になり、流体機械の組み付け工程に長時間を要するとの問題がある。   On the other hand, by controlling the pressure in the back pressure chamber to be relatively high, or by adjusting the thickness of the shim interposed in the gap between the shells constituting the housing when the fluid machine is assembled, it is possible to move the fixed pressure scroll. It is conceivable to appropriately manage the gap in the axial direction of the scroll to reduce the mechanical loss of the driving energy. However, this complicates the configuration of the fluid machine, and there is a problem that it takes a long time to assemble the fluid machine.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、簡易にしてスクロールユニットの駆動エネルギーの機械損失を低減することができるスクロール型流体機械を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a scroll type fluid machine that can easily reduce the mechanical loss of the drive energy of the scroll unit.

上記の目的を達成するべく、請求項1記載のスクロール型流体機械は、各基板の各基面にそれぞれ渦巻き状のラップが対向して形成された固定及び可動スクロールからなり、固定スクロールの軸心周りに可動スクロールが公転旋回運動されて固定及び可動スクロールの各ラップ間に作動流体の作動室を形成するスクロールユニットと、可動スクロールをその基面とは反対側である背面の外周部にて公転旋回運動可能に支持する台座部を有するフレームと、可動スクロールをその背面の中心部にて公転旋回運動可能に支持する支持機構とを備え、支持機構は、フレームの台座部よりも中心側の底面、または、可動スクロールの背面の何れか一方に設けられた凹部と、凹部に摺回動可能に嵌挿されたブッシュと、フレームの底面または可動スクロールの背面の何れか他方側から突設された固定軸と、固定軸がブッシュの偏心位置に摺回動可能に係合された係合部とからなることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the scroll type fluid machine according to claim 1 is composed of a fixed scroll and a movable scroll each having a spiral lap formed on each base surface of each substrate so as to face each other. A scroll unit that revolves around the movable scroll to form a working fluid working chamber between the wraps of the fixed and movable scrolls, and the movable scroll revolves on the outer periphery of the back surface opposite to the base surface. A frame having a pedestal portion that supports the pivoting movement and a support mechanism that supports the movable scroll so as to be able to make a revolving swivel movement at the center of the back of the movable scroll. Or a recess provided on one of the backs of the movable scroll, a bush fitted to the recess so as to be slidable, and a bottom surface of the frame or the movable scroll. A stationary shaft projecting from the other one side of the back of the Le, the fixed shaft is characterized by comprising a sliding rotatably engaged with the engaging portion at an eccentric position of the bush.

また、請求項2記載の発明では、請求項1において、支持機構では、凹部と係合部とは固定軸の軸線方向において互いにオーバーラップして配されることを特徴としている。
更に、請求項3記載の発明では、請求項1または2において、ブッシュは、可動スクロール及び固定軸の互いの相対回転を受容する滑り軸受であることを特徴としている。
更にまた、請求項4記載の発明では、請求項1乃至3の何れかにおいて、フレームに対して固定軸またはブッシュを進退可能にして固定スクロールの基面と可動スクロールの基面との隙間を調整する隙間調整手段を備えることを特徴としている。
The invention according to claim 2 is characterized in that, in claim 1, in the support mechanism, the concave portion and the engaging portion are arranged so as to overlap each other in the axial direction of the fixed shaft.
Further, the invention according to claim 3 is characterized in that, in claim 1 or 2, the bush is a sliding bearing that receives relative rotation of the movable scroll and the fixed shaft.
Furthermore, in the invention according to claim 4, in any one of claims 1 to 3, the fixed shaft or the bush can be moved back and forth with respect to the frame to adjust the clearance between the base surface of the fixed scroll and the base surface of the movable scroll. It is characterized by providing a gap adjusting means.

また、請求項5記載の発明では、請求項4において、隙間調整手段は、固定軸またはブッシュのフレームに対する螺進量を調整することにより隙間を調整するねじ機構であることを特徴としている。
更に、請求項6記載の発明では、請求項1乃至5の何れかにおいて、ブッシュには減肉部が形成されることを特徴としている。
The invention according to claim 5 is characterized in that, in claim 4, the gap adjusting means is a screw mechanism that adjusts the gap by adjusting the amount of screwing of the fixed shaft or the bush with respect to the frame.
Further, the invention according to claim 6 is characterized in that, in any one of claims 1 to 5, a reduced thickness portion is formed in the bush.

更にまた、請求項7記載の発明では、請求項1乃至6の何れかにおいて、ブッシュにはバランスウェイトが設けられることを特徴としている。   Furthermore, in the invention described in claim 7, in any one of claims 1 to 6, the bush is provided with a balance weight.

請求項1記載の本発明のスクロール型流体機械によれば、可動スクロールをその背面の中心部にて公転旋回運動可能に支持し、フレームの台座部よりも中心側の底面、または、可動スクロールの背面の何れか一方に設けた凹部と、凹部に摺回動可能に嵌挿されたブッシュと、フレームの底面または可動スクロールの背面の何れか他方側から突設された固定軸と、固定軸がブッシュの偏心位置に摺回動可能に係合された係合部とからなる支持機構を備える。   According to the scroll type fluid machine of the first aspect of the present invention, the movable scroll is supported so as to be capable of revolving at the center of the rear surface thereof, and the bottom surface of the center side of the pedestal portion of the frame or the movable scroll is supported. A recessed portion provided on any one of the back surfaces, a bush fitted to the recessed portion so as to be slidable, a fixed shaft projecting from either the bottom surface of the frame or the back surface of the movable scroll, and a fixed shaft A support mechanism is provided that includes an engaging portion that is slidably engaged with an eccentric position of the bush.

このような支持機構により、可動スクロールの公転旋回運動に伴い発生する固定軸の傾きを凹部または係合部で規制することができるため、固定軸をフレームのみで支持する場合に比して、可動スクロールの転覆を抑制することができ、フレームに対して発生する可動スクロールの摩擦抵抗を低減することができるため、スクロール型流体機械の駆動エネルギーの機械損失を大幅に低減することができる。   With such a support mechanism, the inclination of the fixed shaft that occurs with the orbiting orbiting movement of the movable scroll can be regulated by the concave portion or the engaging portion, so that the movable shaft is movable as compared with the case where the fixed shaft is supported only by the frame. Since the rollover of the scroll can be suppressed and the frictional resistance of the movable scroll generated with respect to the frame can be reduced, the mechanical loss of the driving energy of the scroll type fluid machine can be greatly reduced.

また、請求項2記載の発明によれば、支持機構では、凹部と係合部とは固定軸の軸線方向において互いにオーバーラップして配される。これにより、固定軸に作用するラジアル荷重の作用点と支点とを固定軸の径方向に並置することができるため、固定軸を傾かせる方向に発生する力のモーメント、すなわち可動スクロールの転覆モーメントを確実に抑制することができる。従って、フレームに対して発生する可動スクロールの摩擦抵抗を確実に低減することができるため、スクロール型流体機械の駆動エネルギーの機械損失を確実に低減することができる。   According to the second aspect of the present invention, in the support mechanism, the concave portion and the engaging portion are arranged so as to overlap each other in the axial direction of the fixed shaft. As a result, the radial load acting point and fulcrum acting on the fixed shaft can be juxtaposed in the radial direction of the fixed shaft, so that the moment of force generated in the direction of tilting the fixed shaft, that is, the rollover moment of the movable scroll can be reduced. It can be surely suppressed. Therefore, since the frictional resistance of the movable scroll generated with respect to the frame can be reliably reduced, the mechanical loss of the driving energy of the scroll type fluid machine can be surely reduced.

更に、請求項3記載の発明によれば、ブッシュは、可動スクロール及び固定軸の互いの相対回転を受容する滑り軸受である。これにより、可動スクロールの公転旋回運動に伴いブッシュに作用するスラスト荷重とラジアル荷重とをブッシュに一括して受容させることができるため、スラスト用及びラジアル用のベアリングを別個に設ける場合に比して、スクロールユニットの更なる軽量化及び小径化が可能となり、可動スクロールの背面側の空間である背圧室を大きく確保することができる。従って、可動スクロールの低背圧化が可能となるため、固定スクロールに対する可動スクロールの摩擦抵抗を更に低減することができ、スクロール型流体機械の駆動エネルギーの機械損失の更なる低減を図ることができる。   According to a third aspect of the present invention, the bush is a sliding bearing that receives the relative rotation of the movable scroll and the fixed shaft. As a result, the thrust load and the radial load acting on the bush in accordance with the orbiting revolving motion of the movable scroll can be collectively received by the bush. Therefore, compared to the case where the thrust bearing and the radial bearing are provided separately. Further, the scroll unit can be further reduced in weight and diameter, and a large back pressure chamber, which is the space on the back side of the movable scroll, can be secured. Accordingly, since the back pressure of the movable scroll can be reduced, the frictional resistance of the movable scroll with respect to the fixed scroll can be further reduced, and the mechanical loss of the driving energy of the scroll type fluid machine can be further reduced. .

更にまた、請求項4記載の発明によれば、フレームに対して固定軸またはブッシュを進退可能にして固定スクロールの基面と可動スクロールの基面との隙間を調整する隙間調整手段を備える。これにより、固定スクロールに対する可動スクロールの軸線方向の寸法誤差に基づいてフレームに対する固定軸の螺進量を調整することができる。従って、簡易な構成で固定スクロールに対する可動スクロールの軸線方向の寸法誤差を適切に管理することができるため、固定スクロールに対する可動スクロールの摩擦抵抗を容易に低減することができ、スクロール型流体機械の駆動エネルギーの機械損失を更に低減することができる。   Furthermore, according to the fourth aspect of the invention, there is provided the gap adjusting means for adjusting the gap between the base surface of the fixed scroll and the base surface of the movable scroll by allowing the fixed shaft or the bush to advance and retreat with respect to the frame. Thereby, the screwing amount of the fixed shaft with respect to the frame can be adjusted based on the dimensional error in the axial direction of the movable scroll with respect to the fixed scroll. Accordingly, since the dimensional error in the axial direction of the movable scroll with respect to the fixed scroll can be appropriately managed with a simple configuration, the frictional resistance of the movable scroll with respect to the fixed scroll can be easily reduced, and the scroll type fluid machine can be driven. The mechanical loss of energy can be further reduced.

また、請求項5記載の発明によれば、隙間調整手段は、フレームに対する固定軸またはブッシュの螺進量を調整することにより隙間を調整するねじ機構である。これにより、フレームと固定軸またはブッシュとの間にねじ機構を設けるだけの簡易な構成で固定スクロールの基面と可動スクロールの基面との隙間を調整することができて好ましい。
更に、請求項6記載の発明によれば、ブッシュに減肉部が形成されることにより、ブッシュの摺回動時にブッシュから凹部に作用する遠心力を減肉部の大きさや位置によって調整することができるため、ブッシュの凹部における摺回動を容易に円滑にすることが可能となり、スクロール型流体機械の駆動エネルギーの機械損失を更に低減することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the gap adjusting means is a screw mechanism that adjusts the gap by adjusting the amount of screwing of the fixed shaft or the bush with respect to the frame. This is preferable because the clearance between the base surface of the fixed scroll and the base surface of the movable scroll can be adjusted with a simple configuration in which a screw mechanism is provided between the frame and the fixed shaft or bush.
Furthermore, according to the invention described in claim 6, by forming the thinned portion on the bush, the centrifugal force acting on the concave portion from the bush during sliding sliding of the bush is adjusted by the size and position of the thinned portion. Therefore, the sliding rotation in the recess of the bush can be easily made smooth, and the mechanical loss of the driving energy of the scroll type fluid machine can be further reduced.

更にまた、請求項7記載の発明によれば、ブッシュにバランスウェイトが設けられることにより、ブッシュの摺回動時にブッシュから凹部に作用する遠心力をバランスウェイトの重量や大きさ、位置によって調整することができるため、ブッシュの凹部における摺回動を容易に円滑にすることが可能となり、スクロール型流体機械の駆動エネルギーの機械損失を更に低減することができる。   Furthermore, according to the seventh aspect of the present invention, the balance weight is provided on the bush, so that the centrifugal force acting on the recess from the bush when the bush is slid is adjusted by the weight, size and position of the balance weight. Therefore, the sliding rotation in the recess of the bush can be easily made smooth, and the mechanical loss of the driving energy of the scroll type fluid machine can be further reduced.

本発明の第1実施形態に係るスクロール型流体機械の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a scroll type fluid machine according to a first embodiment of the present invention. 図1の固定スクロールをその基面側からみた平面図である。It is the top view which looked at the fixed scroll of FIG. 1 from the base surface side. 図1の可動スクロールをその基面側からみた平面図である。It is the top view which looked at the movable scroll of FIG. 1 from the base surface side. 図1の可動スクロールの支持機構を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the support mechanism of the movable scroll of FIG. 1 was expanded. 図4の固定軸の斜視図である。It is a perspective view of the fixed axis | shaft of FIG. 図4のブッシュの斜視図である。It is a perspective view of the bush of FIG. 図4の固定軸にブッシュを組み付けた状態を軸部側からみた上面図である。It is the top view which looked at the state which attached the bush to the fixed axis | shaft of FIG. 4 from the axial part side. 図4の支持機構の概略を示した構成図である。It is the block diagram which showed the outline of the support mechanism of FIG. (a)シールリングを自転阻止機構の固定軸側(可動スクロールの中心側)に配置したとき、(b)シールリングを自転阻止機構の反固定軸側(可動スクロールの外周側)に配置したときの可動スクロールの背圧分布と、固定スクロールに対する可動スクロールの押し付け力分布とを表した概念図である。(A) When the seal ring is arranged on the fixed shaft side (center side of the movable scroll) of the rotation prevention mechanism, (b) When the seal ring is arranged on the anti-fixed shaft side (outer side of the movable scroll) of the rotation prevention mechanism It is the conceptual diagram showing the back pressure distribution of this movable scroll, and the pressing force distribution of the movable scroll with respect to a fixed scroll. 本発明の変形例に係る支持機構を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the support mechanism which concerns on the modification of this invention was expanded. 本発明の別の変形例に係る支持機構の概略を示した構成図である。It is the block diagram which showed the outline of the support mechanism which concerns on another modification of this invention. 本発明の別の変形例に係る支持機構の概略を示した構成図である。It is the block diagram which showed the outline of the support mechanism which concerns on another modification of this invention. 本発明の別の変形例に係る支持機構の概略を示した構成図である。It is the block diagram which showed the outline of the support mechanism which concerns on another modification of this invention. 本発明の別の変形例に係る支持機構の概略を示した構成図である。It is the block diagram which showed the outline of the support mechanism which concerns on another modification of this invention. 本発明の別の変形例に係る支持機構の概略を示した構成図である。It is the block diagram which showed the outline of the support mechanism which concerns on another modification of this invention. 本発明の別の変形例に係るブッシュの斜視図である。It is a perspective view of the bush concerning another modification of the present invention. 本発明の別の変形例に係るブッシュの斜視図である。It is a perspective view of the bush concerning another modification of the present invention. 本発明の別の変形例に係るブッシュの斜視図である。It is a perspective view of the bush concerning another modification of the present invention. 本発明の別の変形例に係るブッシュの斜視図である。It is a perspective view of the bush concerning another modification of the present invention.

図1はスクロール型流体機械1の縦断面図を示している。流体機械1は、例えば、縦置き型の圧縮機一体型膨張機であり、超臨界となる二酸化炭素冷媒が循環するヒートポンプ等の図示しない冷凍サイクルに介挿され、当該冷凍サイクルは図示しない空調機やヒートポンプ式給湯機等に組み込まれており、流体機械1は上記冷媒の圧力によって膨張動作を行う後述の膨張部2と、膨張部2の膨張動作によって圧縮動作を行う後述の圧縮部4とを備えている。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a scroll type fluid machine 1. The fluid machine 1 is, for example, a vertically installed compressor-integrated expander, and is inserted into a refrigeration cycle (not shown) such as a heat pump in which a supercritical carbon dioxide refrigerant circulates. The refrigeration cycle is an air conditioner (not shown). The fluid machine 1 includes a later-described expansion unit 2 that performs an expansion operation by the pressure of the refrigerant, and a later-described compression unit 4 that performs a compression operation by the expansion operation of the expansion unit 2. I have.

流体機械1はハウジング6を備え、ハウジング6内には、主として、固定スクロール8と固定スクロール8に対し公転旋回運動される可動スクロール10とから構成されるスクロールユニット12と、可動スクロール10を公転旋回運動可能に支持するメインフレーム(フレーム)14及び固定軸16と、メインフレーム14とともに固定軸16を支持する支持部材18とが配設されている。   The fluid machine 1 includes a housing 6, in which a scroll unit 12 mainly composed of a fixed scroll 8 and a movable scroll 10 that revolves with respect to the fixed scroll 8 and a revolving swivel of the movable scroll 10. A main frame (frame) 14 and a fixed shaft 16 that are movably supported, and a support member 18 that supports the fixed shaft 16 together with the main frame 14 are disposed.

ハウジング6は、メインフレーム14の外周部14aと、メインフレーム14の上部を覆うキャップ状のトップシェル20と、メインフレーム14の下部を覆うキャップ状のボトムシェル22とから構成されている。ハウジング6は、シェル20,22をOリング23を介し外周部14aを挟み込むようにしてボルト25で互いに締結することにより密閉されている。密閉されたハウジング6内には、流体機械1の作動流体として上記冷凍サイクルから取り込んだ冷媒を圧縮部4にて圧縮した圧力が作用している。   The housing 6 includes an outer peripheral portion 14 a of the main frame 14, a cap-shaped top shell 20 that covers the upper portion of the main frame 14, and a cap-shaped bottom shell 22 that covers the lower portion of the main frame 14. The housing 6 is sealed by fastening the shells 20 and 22 with bolts 25 so as to sandwich the outer peripheral portion 14a through the O-ring 23. A pressure obtained by compressing the refrigerant taken in from the refrigeration cycle as the working fluid of the fluid machine 1 by the compression unit 4 acts in the sealed housing 6.

詳しくは、トップシェル20には、冷凍サイクルから取り込んだ冷媒を膨張部2に吸入する膨張側吸入管24と、膨張部2にて膨張された冷媒を冷凍サイクルに向けて吐出する膨張側吐出管26と、圧縮部4にて圧縮された冷媒を冷凍サイクルに向けて吐出する圧縮側吐出管28とが接続されている。膨張側吸入管24と膨張側吐出管26とは、固定スクロール8の基板8a内に形成された膨張側吸入室30と膨張側吐出室32とにそれぞれ開口され、圧縮側吐出管28は、トップシェル20の内側に形成された圧縮側吐出室34に開口されている。   Specifically, the top shell 20 includes an expansion side suction pipe 24 that sucks the refrigerant taken in from the refrigeration cycle into the expansion section 2, and an expansion side discharge pipe that discharges the refrigerant expanded in the expansion section 2 toward the refrigeration cycle. 26 and a compression side discharge pipe 28 that discharges the refrigerant compressed by the compression unit 4 toward the refrigeration cycle. The expansion side suction pipe 24 and the expansion side discharge pipe 26 are respectively opened to an expansion side suction chamber 30 and an expansion side discharge chamber 32 formed in the substrate 8 a of the fixed scroll 8, and the compression side discharge pipe 28 is the top. The compression side discharge chamber 34 formed inside the shell 20 is opened.

また、メインフレーム14の外周部14aには、冷凍サイクルから取り込んだ冷媒を圧縮部4に吸入する圧縮側吸入管36が接続され、圧縮側吸入管36と膨張側吐出管26とは、固定スクロール8の基板8a内に形成された圧縮側吸入室38と、膨張側吐出室32とにそれぞれ開口されている。   The outer peripheral portion 14a of the main frame 14 is connected to a compression side suction pipe 36 for sucking refrigerant taken from the refrigeration cycle into the compression section 4, and the compression side suction pipe 36 and the expansion side discharge pipe 26 are fixed scrolls. 8 are opened in the compression side suction chamber 38 and the expansion side discharge chamber 32 formed in the eight substrates 8a.

一方、ボトムシェル22の内側には潤滑油室40が形成され、潤滑油室40にはスクロールユニット12を潤滑するための潤滑油が貯留される。
圧縮側吸入室38には、固定スクロール8の基板8a及びメインフレーム14を貫通する後述の送油孔62(図2参照)が開口され、送油孔62を介して潤滑油室40の潤滑油が圧縮側吸入室38に送油される。
On the other hand, a lubricating oil chamber 40 is formed inside the bottom shell 22, and lubricating oil for lubricating the scroll unit 12 is stored in the lubricating oil chamber 40.
The compression-side suction chamber 38 is provided with an oil feed hole 62 (see FIG. 2), which will be described later, penetrating the substrate 8 a of the fixed scroll 8 and the main frame 14, and the lubricating oil in the lubricant chamber 40 through the oil feed hole 62. Is sent to the compression side suction chamber 38.

また、固定軸16内には、固定軸16の軸線方向に沿って給油路42が穿設され、給油路42は潤滑油室40と、固定軸16の上端側の後述するボス(凹部)50内の空間とに開口されている。
固定スクロール8はメインフレーム14の外周部14aの内側に固定され、固定スクロール8の基板8aの圧縮側吸入室38よりも固定スクロール8の径方向で若干中心側には後述する圧縮側吐出孔44が貫通して形成されている。圧縮側吐出孔44の圧縮側吐出室34に対する開口部には、冷媒中の潤滑油を分離するオイルセパレータ45が装着されている。
An oil supply passage 42 is bored in the fixed shaft 16 along the axial direction of the fixed shaft 16. The oil supply passage 42 has a lubricating oil chamber 40 and a boss (concave portion) 50 described later on the upper end side of the fixed shaft 16. It is open to the inner space.
The fixed scroll 8 is fixed to the inner side of the outer peripheral portion 14a of the main frame 14, and a compression side discharge hole 44, which will be described later, is slightly in the radial direction of the fixed scroll 8 with respect to the compression side suction chamber 38 of the substrate 8a of the fixed scroll 8. Is formed through. An oil separator 45 that separates the lubricating oil in the refrigerant is attached to the opening of the compression side discharge hole 44 with respect to the compression side discharge chamber 34.

可動スクロール10はメインフレーム14の台座部14bにオルダムリング等の自転阻止機構46を介して自転することなく公転旋回運動可能に支持され、自転阻止機構46の外周側には環状のシールリング48が設けられている。これら自転阻止機構46及びシールリング48は台座部14bに嵌挿され、可動スクロール10の公転旋回運動に伴い基板10aの基面10bとは反対側の面である背面10cに摺接される。更に、可動スクロール10の背面10cには、後述するブッシュ72が摺回動可能に嵌挿される円筒状のボス50が突設されている。   The movable scroll 10 is supported on the pedestal portion 14b of the main frame 14 through a rotation prevention mechanism 46 such as an Oldham ring so as to be capable of revolving without rotating, and an annular seal ring 48 is provided on the outer peripheral side of the rotation prevention mechanism 46. Is provided. The rotation prevention mechanism 46 and the seal ring 48 are inserted into the pedestal portion 14b, and are slidably contacted with the back surface 10c, which is the surface opposite to the base surface 10b of the substrate 10a, along with the revolving turning motion of the movable scroll 10. Further, a cylindrical boss 50 into which a bush 72 (described later) is inserted so as to be slidably rotatable is projected from the back surface 10c of the movable scroll 10.

ここで、本実施形態のスクロールユニット12は、圧縮機一体型膨張機において1組の固定スクロール8及び可動スクロール10によって冷媒の作動室としての圧縮部4と膨張部2との両方を形成可能な、いわゆる単板型スクロールユニットであり、固定軸16は、メインフレーム14とともに可動スクロール10を公転旋回運動可能に支持するのみであって、固定軸16自体が回転駆動されることはない。   Here, the scroll unit 12 of the present embodiment can form both the compression unit 4 and the expansion unit 2 as a refrigerant working chamber by a set of the fixed scroll 8 and the movable scroll 10 in the compressor-integrated expander. This is a so-called single-plate scroll unit, and the fixed shaft 16 only supports the movable scroll 10 together with the main frame 14 so as to be capable of revolving, and the fixed shaft 16 itself is not driven to rotate.

詳しくは、図2に示されるように、固定スクロール8の基面8bには、環状の中間仕切り壁(環状壁)52と、環状の外側仕切り壁54とが立設され、中間仕切り壁52と外側仕切り壁54との間には渦巻状の外側固定スクロールラップ(ラップ)56、中間仕切り壁52よりも中心側には渦巻状の内側固定スクロールラップ(ラップ)58がそれぞれ立設されている。また、基面8bにはシールリング59(図1参照)が嵌挿される環状溝61が中間仕切り壁52の端面に凹設されている。   Specifically, as shown in FIG. 2, an annular intermediate partition wall (annular wall) 52 and an annular outer partition wall 54 are erected on the base surface 8 b of the fixed scroll 8. A spiral outer fixed scroll wrap (wrap) 56 is provided between the outer partition wall 54 and a spiral inner fixed scroll wrap (wrap) 58 on the center side of the intermediate partition wall 52. Further, an annular groove 61 into which the seal ring 59 (see FIG. 1) is fitted is recessed in the end surface of the intermediate partition wall 52 on the base surface 8b.

固定スクロール8の基板8aには、圧縮側吸入室38が外側仕切り壁54の若干内側の圧縮部4の外周端に形成され、中間仕切り壁52の若干外側の圧縮部4の内周端に圧縮側吐出孔44が形成されている。また、基板8aには、膨張側吐出室32が中間仕切り壁52の若干内側の膨張部2の外周端に形成され、膨張側吸入室30が膨張部2の内周端である中心部に形成されている。更に、基板8aには、外側仕切り壁54の若干外側に環状の油溝60が形成され、油溝60上に設けられた溝幅よりも大きい直径で所定の深さで座ぐり加工を施して形成した凹部の底面に上述した送油孔62が形成されている。   On the substrate 8 a of the fixed scroll 8, a compression side suction chamber 38 is formed at the outer peripheral end of the compression portion 4 slightly inside the outer partition wall 54, and compressed to the inner peripheral end of the compression portion 4 slightly outside the intermediate partition wall 52. A side discharge hole 44 is formed. Further, the expansion side discharge chamber 32 is formed at the outer peripheral end of the expansion portion 2 slightly inside the intermediate partition wall 52 and the expansion side suction chamber 30 is formed at the central portion that is the inner peripheral end of the expansion portion 2 on the substrate 8a. Has been. Further, an annular oil groove 60 is formed on the substrate 8a slightly outside the outer partition wall 54, and is countersunk at a predetermined depth with a diameter larger than the groove width provided on the oil groove 60. The oil feed hole 62 described above is formed on the bottom surface of the formed recess.

一方、図3に示されるように、可動スクロール10の基面10bには、外側固定スクロールラップ56に噛合う渦巻状の外側可動スクロールラップ(ラップ)64と、内側固定スクロールラップ58に噛合う渦巻状の内側可動スクロールラップ(ラップ)66とが相反する渦巻の方向で立設されている。
上述したスクロールユニット12によれば、中間仕切り壁52よりも内側に膨張部2が形成され、中間仕切り壁52と外側仕切り壁54との間に圧縮部4が形成される。
On the other hand, as shown in FIG. 3, on the base surface 10 b of the movable scroll 10, a spiral outer movable scroll wrap (wrap) 64 that meshes with the outer fixed scroll wrap 56 and a spiral that meshes with the inner fixed scroll wrap 58. The inner movable scroll wrap (wrap) 66 is erected in the direction of the opposite spiral.
According to the scroll unit 12 described above, the expansion portion 2 is formed inside the intermediate partition wall 52, and the compression portion 4 is formed between the intermediate partition wall 52 and the outer partition wall 54.

詳しくは、図1中にて実線矢印で示されるように、膨張側吸入管24から吸入された冷媒は、膨張側吸入室30を経て膨張部2に取り込まれ、各スクロール8,10が互いに協働することによって各ラップ58,66間に形成された膨張室にて膨張される。膨張室は、各スクロール8,10の外周側に向けて移動しながらその容積が増大され、これに伴い可動スクロール10が固定スクロール8の軸心周りに公転旋回運動される。   Specifically, as indicated by a solid arrow in FIG. 1, the refrigerant sucked from the expansion side suction pipe 24 is taken into the expansion unit 2 through the expansion side suction chamber 30, and the scrolls 8, 10 cooperate with each other. By working, it is expanded in an expansion chamber formed between the laps 58 and 66. The volume of the expansion chamber is increased while moving toward the outer peripheral side of each of the scrolls 8 and 10, and accordingly, the movable scroll 10 is revolved around the axis of the fixed scroll 8.

可動スクロール10の公転旋回運動に供した冷媒は膨張側吐出室32を経て膨張側吐出管26を介しハウジング6外の冷凍サイクルに向けて吐出される。
一方、圧縮側吸入管36から吸入された冷媒は、圧縮側吸入室38を経て圧縮部4に取り込まれ、上述した膨張室の形成に伴い可動スクロール10が固定スクロール8の軸心周りに公転旋回運動することにより、各スクロール8,10が互いに協働することによって各ラップ56,64間に形成された圧縮室にて圧縮される。圧縮室は、可動スクロール10の公転旋回運動に伴い各スクロール8,10の中心に向けて移動しながらその容積が減少される。そして、圧縮室の容積の減少に伴い高圧にされた冷媒は、圧縮側吐出孔44、圧縮側吐出室34を経て圧縮側吐出管28を介しハウジング6外の冷凍サイクルに向けて吐出される。
The refrigerant used for the revolving orbiting motion of the movable scroll 10 is discharged toward the refrigeration cycle outside the housing 6 through the expansion-side discharge chamber 32 through the expansion-side discharge chamber 32.
On the other hand, the refrigerant sucked from the compression side suction pipe 36 is taken into the compression unit 4 through the compression side suction chamber 38, and the movable scroll 10 revolves around the axis of the fixed scroll 8 along with the formation of the expansion chamber described above. By moving, the scrolls 8 and 10 are compressed in a compression chamber formed between the wraps 56 and 64 by cooperating with each other. The volume of the compression chamber is reduced while moving toward the center of each of the scrolls 8 and 10 as the orbiting scroll 10 revolves. Then, the refrigerant that has been increased in pressure as the volume of the compression chamber is reduced is discharged toward the refrigeration cycle outside the housing 6 via the compression side discharge hole 44 and the compression side discharge chamber 34 via the compression side discharge pipe 28.

更に、この過程において、図1中にて点線矢印で示されるように、圧縮側吐出孔44から圧縮側吐出室34に吐出される冷媒は、オイルセパレータ45を通過する際に冷媒中の潤滑油が分離される。冷媒から分離された潤滑油は固定スクロールの基板の外周面に形成される切欠部47とメインフレーム14の内周面との間に形成された油戻路63を経て潤滑油室40に貯留される。潤滑油室40に貯留された潤滑油は、その高圧によって給油路42を上昇して固定軸16の上端から吐出され、後述のニードルベアリング70、円錐ころ軸受78、ベアリング80(何れも図4参照)を潤滑した後に、メインフレーム14の台座部14bと可動スクロール10の背面10cとの間に形成される背圧室68に至る。   Further, in this process, as indicated by a dotted arrow in FIG. 1, the refrigerant discharged from the compression side discharge hole 44 to the compression side discharge chamber 34 passes through the oil separator 45 and the lubricating oil in the refrigerant is contained in the refrigerant. Are separated. The lubricating oil separated from the refrigerant is stored in the lubricating oil chamber 40 through an oil return path 63 formed between the notch 47 formed on the outer peripheral surface of the fixed scroll substrate and the inner peripheral surface of the main frame 14. The The lubricating oil stored in the lubricating oil chamber 40 rises in the oil supply passage 42 due to its high pressure and is discharged from the upper end of the fixed shaft 16, and will be described later as a needle bearing 70, a tapered roller bearing 78, and a bearing 80 (all refer to FIG. 4). ) To the back pressure chamber 68 formed between the base portion 14b of the main frame 14 and the back surface 10c of the movable scroll 10.

背圧室68では、潤滑油によって自転阻止機構46と台座部14b及び可動スクロール10の背面10cとの摺動部などが潤滑されるとともに、後述するように潤滑油の圧力によって可動スクロール10が固定スクロール8に対して押圧付勢され、これより固定スクロール8に対する可動スクロール10の円滑な公転旋回運動が可能となる。
このように、流体機械1では、冷媒の膨張エネルギーによってスクロールユニット12が駆動され、このスクロールユニット12の駆動力によって冷媒の圧縮エネルギーが発生する。この際、上述したように、固定軸16はメインフレーム14とともに可動スクロール10を公転旋回運動可能に支持する支持機構11を構成している。
In the back pressure chamber 68, the sliding portion between the rotation prevention mechanism 46, the base portion 14b, and the back surface 10c of the movable scroll 10 is lubricated by the lubricating oil, and the movable scroll 10 is fixed by the pressure of the lubricating oil as will be described later. The scroll 8 is pressed and urged, and thereby, the smooth revolving motion of the movable scroll 10 with respect to the fixed scroll 8 becomes possible.
Thus, in the fluid machine 1, the scroll unit 12 is driven by the expansion energy of the refrigerant, and the compression energy of the refrigerant is generated by the driving force of the scroll unit 12. At this time, as described above, the fixed shaft 16 and the main frame 14 constitute the support mechanism 11 that supports the movable scroll 10 so as to be capable of revolving.

詳しくは、図4の可動スクロール10の支持機構11を拡大した断面図に示されるように、固定軸16の上端には軸部(固定軸)16aが形成され、軸部16aはニードルベアリング70を介してブッシュ72の孔部(係合部)72aに嵌挿されている。
一方、固定軸16の下端には軸部16aから拡径された基部(固定軸)16bが形成され、固定軸16は基部16bにおいてメインフレーム14及び支持部材18に対して固定される。
Specifically, as shown in the enlarged sectional view of the support mechanism 11 of the movable scroll 10 in FIG. 4, a shaft portion (fixed shaft) 16 a is formed at the upper end of the fixed shaft 16, and the shaft portion 16 a has a needle bearing 70. And is inserted into a hole (engagement portion) 72 a of the bush 72.
On the other hand, a base (fixed shaft) 16b whose diameter is expanded from the shaft portion 16a is formed at the lower end of the fixed shaft 16, and the fixed shaft 16 is fixed to the main frame 14 and the support member 18 at the base portion 16b.

詳しくは、基部16bの外周面にはねじ部74が形成され、ねじ部74をメインフレーム14の底面14cに貫通された底孔14dと、メインフレーム14の下端面に配された支持部材18に貫通された貫通孔18aとに螺合することによって、固定軸16がメインフレーム16に締結される(ねじ機構、隙間調整手段)。
また、基部16bの下端面には治具穴76が設けられ、治具穴76に図示しない治具を嵌合して操作することにより、スクロールユニット12の組み付け段階においてメインフレーム14に対する固定軸16の螺進量を調整し、基面8b、10b間の隙間を調整することができる。
More specifically, a threaded portion 74 is formed on the outer peripheral surface of the base portion 16 b, and a bottom hole 14 d that penetrates the threaded portion 74 through the bottom surface 14 c of the main frame 14 and a support member 18 disposed on the lower end surface of the main frame 14. The fixed shaft 16 is fastened to the main frame 16 by screwing with the penetrating through hole 18a (screw mechanism, gap adjusting means).
Also, a jig hole 76 is provided in the lower end surface of the base portion 16b, and a fixed shaft 16 for the main frame 14 is attached to the main frame 14 at the stage of assembling the scroll unit 12 by fitting and operating a jig (not shown) in the jig hole 76. The gap between the base surfaces 8b and 10b can be adjusted by adjusting the amount of screwing.

一方、ブッシュ72は円錐ころ軸受78を介してボス50に摺回動可能に嵌挿されている。円錐ころ軸受78は、可動スクロール10の公転旋回運動に伴いブッシュ72に作用するスラスト荷重とラジアル荷重とを一括して受容している。
また、ブッシュ72の下端にはボス50の径よりも大きく拡径された鍔部72bが形成され、鍔部72bと基部16bとの間にはベアリング80が配設されている。更に、鍔部72bには断面視L字形状のバランスウェイト82が一体に形成され、バランスウェイト82は可動スクロール10とメインフレーム14との間の空間84において可動スクロール10の公転旋回運動に伴い回転される。
On the other hand, the bush 72 is inserted into the boss 50 through a tapered roller bearing 78 so as to be slidable. The tapered roller bearing 78 collectively receives a thrust load and a radial load acting on the bush 72 as the movable scroll 10 revolves.
Further, a flange 72b having a diameter larger than the diameter of the boss 50 is formed at the lower end of the bush 72, and a bearing 80 is disposed between the flange 72b and the base portion 16b. Further, a balance weight 82 having an L shape in cross section is formed integrally with the collar portion 72b, and the balance weight 82 rotates in accordance with the revolving orbiting motion of the movable scroll 10 in the space 84 between the movable scroll 10 and the main frame 14. Is done.

このように、固定軸16はニードルベアリング70、ブッシュ72、円錐ころ軸受78、ベアリング80を介して可動スクロール10を公転旋回運動可能に支持しており、支持機構11は、ボス50、ブッシュ72及びその孔部72a、固定軸16の軸部16a及び基部16bから構成されている。
ここで、図5の固定軸16の斜視図にも示されるように、軸部16aは固定軸16全体の軸心86と同芯を有して形成され、偏心されていない。
As described above, the fixed shaft 16 supports the movable scroll 10 through the needle bearing 70, the bush 72, the tapered roller bearing 78, and the bearing 80 so as to be capable of revolving. The support mechanism 11 includes the boss 50, the bush 72, and the The hole portion 72a, the shaft portion 16a of the fixed shaft 16, and the base portion 16b are configured.
Here, as shown in the perspective view of the fixed shaft 16 in FIG. 5, the shaft portion 16 a is formed so as to be concentric with the axial center 86 of the entire fixed shaft 16 and is not eccentric.

一方、図6のブッシュ72の斜視図にも示されるように、孔部72aはブッシュ72全体の軸心88に対して偏心された位置に設けられている。換言すると、図7の固定軸16にブッシュ72を組み付けた状態を軸部16a側からみた上面図に詳しく示されるように、ブッシュ72は、固定スクロール8に対する可動スクロール10の円滑な公転旋回運動が可能な所定の偏心率にて、固定軸16及びその軸部16aの軸心86に対し偏心して組み付けられる。   On the other hand, as shown in the perspective view of the bush 72 in FIG. 6, the hole 72 a is provided at a position eccentric with respect to the shaft center 88 of the entire bush 72. In other words, as shown in detail in the top view of the state in which the bush 72 is assembled to the fixed shaft 16 in FIG. 7 as viewed from the shaft portion 16 a side, the bush 72 has a smooth revolving motion of the movable scroll 10 relative to the fixed scroll 8. The fixed shaft 16 and the shaft portion 86a of the shaft portion 16a are assembled eccentrically with a predetermined eccentricity.

また、図8の支持機構11の概略構成図に示されるように、支持機構11では、ボス50と孔部72aとは軸部16aの軸線方向において互いにオーバーラップして配される。
詳しくは、可動スクロール10の公転旋回運動に伴い軸部16aがその軸線方向にニードルベアリング70を介して摺接される孔部72aの内周面72cと、可動スクロール10の公転旋回運動に伴いブッシュ72がその軸方向に円錐ころ軸受78を介して摺接されるボス50の内周面50aとは、軸部16aの軸線方向において少なくとも一部が重なるようにして位置づけられている。また、孔部72aは貫通孔に限らず、有底孔としても良い。
Further, as shown in the schematic configuration diagram of the support mechanism 11 in FIG. 8, in the support mechanism 11, the boss 50 and the hole 72a are arranged to overlap each other in the axial direction of the shaft portion 16a.
Specifically, the inner peripheral surface 72c of the hole portion 72a in which the shaft portion 16a is slidably contacted in the axial direction via the needle bearing 70 with the revolution turning motion of the movable scroll 10, and the bush with the revolution turning motion of the movable scroll 10. The inner peripheral surface 50a of the boss 50 in which 72 is slidably contacted in the axial direction via the tapered roller bearing 78 is positioned so that at least a part thereof overlaps in the axial direction of the shaft portion 16a. The hole 72a is not limited to a through hole, and may be a bottomed hole.

以上のように、本実施形態では、一般に偏心ピンが一体化された偏心軸に換えて、偏心軸を真心の固定軸16と、固定軸16の軸心に対して偏心された位置に固定軸16が挿通されるブッシュ72とに分割して構成し、支持機構11によって可動スクロール10を公転旋回運動可能に支持している。
このような支持機構11により、可動スクロール10の公転旋回運動に伴い発生する軸部16aの傾きを孔部72aで規制することができるため、軸部16aをフレーム14のみで支持する場合に比して、特に孔部72aを図8に示されるように有底孔とした場合には、可動スクロール10の転覆を効果的に抑制することができ、フレーム14に対して発生する可動スクロール10の摩擦抵抗を低減することができるため、流体機械1の駆動エネルギーの機械損失を大幅に低減することができる。
As described above, in this embodiment, instead of the eccentric shaft in which the eccentric pin is integrated, the eccentric shaft is fixed to the true fixed shaft 16 and to the position eccentric with respect to the axis of the fixed shaft 16. The movable scroll 10 is supported by the support mechanism 11 so as to be capable of revolving orbiting.
By such a support mechanism 11, the inclination of the shaft portion 16 a generated by the revolving turning motion of the movable scroll 10 can be restricted by the hole 72 a, so that the shaft portion 16 a is supported only by the frame 14. In particular, when the hole 72a has a bottomed hole as shown in FIG. 8, the rollover of the movable scroll 10 can be effectively suppressed, and the friction of the movable scroll 10 generated with respect to the frame 14 can be suppressed. Since the resistance can be reduced, the mechanical loss of the driving energy of the fluid machine 1 can be greatly reduced.

また、支持機構11では、ボス50と孔部72aとは軸部16aの軸線方向において互いにオーバーラップして配される。これにより、軸部16aに作用するラジアル荷重の作用点と支点とを軸部16aの径方向に並置することができるため、軸部16aを傾かせる方向に発生する力のモーメント、すなわち可動スクロール10の転覆モーメントを抑制することができる。従って、可動スクロール10の転覆を確実に抑制することができ、フレーム14に対して発生する可動スクロール10の摩擦抵抗を確実に低減することができるため、流体機械1の駆動エネルギーの機械損失を確実に低減することができる。   Further, in the support mechanism 11, the boss 50 and the hole 72a are arranged to overlap each other in the axial direction of the shaft portion 16a. As a result, since the point of application and the fulcrum of the radial load acting on the shaft portion 16a can be juxtaposed in the radial direction of the shaft portion 16a, the moment of force generated in the direction in which the shaft portion 16a is tilted, that is, the movable scroll 10 The overturning moment can be suppressed. Therefore, the overturning of the movable scroll 10 can be reliably suppressed, and the frictional resistance of the movable scroll 10 generated with respect to the frame 14 can be reliably reduced, so that the mechanical loss of the driving energy of the fluid machine 1 is ensured. Can be reduced.

また、固定軸16の基部16bにねじ部74と治具穴76とを形成することにより、スクロールユニット12の組み付け段階において、固定スクロール8に対する可動スクロール10の軸線方向の寸法誤差に基づいてメインフレーム14に対する固定軸16の螺進量を調整することができる。従って、簡易な構成で固定スクロール8に対する可動スクロール10の軸方向の寸法誤差を適切に管理することができるため、固定スクロール8に対する可動スクロール10の摩擦抵抗を容易に低減することができ、流体機械1の駆動エネルギーの機械損失を更に低減することができる。   Further, by forming the screw portion 74 and the jig hole 76 in the base portion 16b of the fixed shaft 16, the main frame is based on the dimensional error in the axial direction of the movable scroll 10 with respect to the fixed scroll 8 at the stage of assembling the scroll unit 12. The amount of screwing of the fixed shaft 16 with respect to 14 can be adjusted. Accordingly, since the dimensional error in the axial direction of the movable scroll 10 with respect to the fixed scroll 8 can be appropriately managed with a simple configuration, the frictional resistance of the movable scroll 10 with respect to the fixed scroll 8 can be easily reduced. The mechanical loss of the driving energy of 1 can be further reduced.

また、ブッシュ72にバランスウェイト82が設けられることにより、ブッシュ72の摺回動時にブッシュ72からボス50に作用する遠心力をバランスウェイト82の重量や大きさ、位置によって調整することができるため、ブッシュ72のボス50における摺回動を容易に円滑にすることが可能となり、流体機械1の駆動エネルギーの機械損失を更に低減することができる。   Further, since the balance weight 82 is provided on the bush 72, the centrifugal force acting on the boss 50 from the bush 72 when the bush 72 is slidably rotated can be adjusted by the weight, size, and position of the balance weight 82. The sliding rotation of the boss 50 of the bush 72 can be easily made smooth, and the mechanical loss of the driving energy of the fluid machine 1 can be further reduced.

更に、背圧室68においてシールリング48が自転阻止機構46よりも可動スクロール10の外周側に配されることにより、シールリング48が自転阻止機構46よりも可動スクロール10の中心側に配される場合に比して、背圧室68における加圧範囲を大きくすることができ、可動スクロール10に対する必要な押圧力を低い背圧で得ることができる。   Further, in the back pressure chamber 68, the seal ring 48 is arranged on the outer peripheral side of the movable scroll 10 with respect to the rotation prevention mechanism 46, so that the seal ring 48 is arranged on the center side of the movable scroll 10 with respect to the rotation prevention mechanism 46. Compared to the case, the pressurizing range in the back pressure chamber 68 can be increased, and the necessary pressing force on the movable scroll 10 can be obtained with a low back pressure.

詳しくは、図9(a)は、シールリング48を自転阻止機構46の固定軸16側(可動スクロール10の中心側)に配置したときの可動スクロール10の背圧Pbの分布と、固定スクロール8に対する可動スクロール10の押し付け力Fpの分布とを示している。この場合には、背圧室68におけるシールリング48の固定軸16側、すなわちシールリング48の内側の領域である内側受圧領域68aの面積が小さくなるため、押し付け力Fpで可動スクロール10の全体を押し上げるためには、内側受圧領域68aに高圧を付与し、シールリング48の反固定軸16側、すなわちシールリング48の外側の領域である外側受圧領域68bの圧力も高くする必要がある。   Specifically, FIG. 9A shows the distribution of the back pressure Pb of the movable scroll 10 when the seal ring 48 is arranged on the fixed shaft 16 side (the center side of the movable scroll 10) of the rotation prevention mechanism 46, and the fixed scroll 8. The distribution of the pressing force Fp of the movable scroll 10 with respect to is shown. In this case, since the area of the back pressure chamber 68 on the fixed ring 16 side of the seal ring 48, that is, the inner pressure receiving region 68a, which is the inner region of the seal ring 48, is reduced, the entire movable scroll 10 is moved by the pressing force Fp. In order to push up, it is necessary to apply a high pressure to the inner pressure receiving region 68 a and to increase the pressure of the outer pressure receiving region 68 b on the side opposite to the fixed shaft 16 of the seal ring 48, that is, the region outside the seal ring 48.

これに対し本実施形態では、シールリング48を自転阻止機構46の反固定軸側(可動スクロール10の外周側)に配置し、図9(b)には、このときの可動スクロール10の背圧分布と、固定スクロール8に対する可動スクロール10の押し付け力分布とが示されている。この場合には、内側受圧領域68aの面積が大きくなり、図9(a)の場合に比して低い背圧Pbで図9(a)の場合と同様の大きな押し付け力Fpを得ることができる。従って、シールリング48の位置を変更するだけの簡易な構成で、固定スクロール8に対する可動スクロール10の押圧面圧を小さくすることができるため、更に簡易にしてスクロールユニット12の性能を向上することができて好ましい。   On the other hand, in this embodiment, the seal ring 48 is disposed on the anti-fixed shaft side (the outer peripheral side of the movable scroll 10) of the rotation prevention mechanism 46. FIG. 9B shows the back pressure of the movable scroll 10 at this time. The distribution and the pressing force distribution of the movable scroll 10 with respect to the fixed scroll 8 are shown. In this case, the area of the inner pressure receiving region 68a is increased, and a large pressing force Fp similar to that in FIG. 9A can be obtained with a lower back pressure Pb than in the case of FIG. 9A. . Therefore, since the pressing surface pressure of the movable scroll 10 against the fixed scroll 8 can be reduced with a simple configuration that only changes the position of the seal ring 48, the performance of the scroll unit 12 can be further simplified and improved. This is preferable.

しかも、固定スクロール8に対する可動スクロール10の軸線方向における離間防止の為の背圧を適切に管理するために潤滑油を昇圧する等の複雑な潤滑油回路を形成してシールリング48の内周側の背圧室68の圧力を高める必要はない。従って、スクロールユニット12に対するオイル供給手段を簡素化することができるため、より一層簡易にしてスクロールユニット12の性能を向上することができて好ましい。   In addition, a complicated lubricating oil circuit is formed such that the lubricating oil pressure is increased in order to appropriately manage the back pressure for preventing the separation of the movable scroll 10 in the axial direction relative to the fixed scroll 8, so that the inner peripheral side of the seal ring 48 is formed. There is no need to increase the pressure in the back pressure chamber 68. Therefore, the oil supply means for the scroll unit 12 can be simplified, which is preferable because the performance of the scroll unit 12 can be further simplified and improved.

以上で本発明の実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態では、ボス50とブッシュ72との間に円錐ころ軸受78を介装しているが、これに限らず、変形例として、図10の本発明の変形例に係る支持機構を拡大した断面図に示されるように、ボス50の内周面50bとブッシュ72の外周面72dとの間にスラストベアリング90を設け、ボス50の端面50cと鍔部72bとの間にラジアルベアリング92を設けるようにしても良い。但し、円錐ころ軸受78を設ける場合には、可動スクロール10の公転旋回運動に伴いブッシュ72に作用するスラスト荷重とラジアル荷重とを円錐ころ軸受78に一括して受容させることができるため、上記スラスト及びラジアルベアリング90,92を別個に設ける場合に比して、流体機械1の構成が簡素化されて好適である。
Although the description of the embodiment of the present invention has been completed above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the tapered roller bearing 78 is interposed between the boss 50 and the bush 72. However, the present invention is not limited to this, and the support mechanism according to the modification of the present invention in FIG. As shown in the enlarged sectional view, a thrust bearing 90 is provided between the inner peripheral surface 50b of the boss 50 and the outer peripheral surface 72d of the bush 72, and a radial bearing 92 is provided between the end surface 50c of the boss 50 and the flange portion 72b. May be provided. However, in the case where the tapered roller bearing 78 is provided, the thrust load and the radial load acting on the bush 72 accompanying the revolution turning motion of the movable scroll 10 can be collectively received by the tapered roller bearing 78. As compared with the case where the radial bearings 90 and 92 are separately provided, the configuration of the fluid machine 1 is simplified and is preferable.

更に、上記実施形態及び変形例のように、円錐ころ軸受78やベアリング70、90、92を設けることなく、ブッシュ72自体を可動スクロール10及び軸部16aの互いの相対回転を受容する滑り軸受としても良い。この場合には、可動スクロール10の公転旋回運動に伴いブッシュ72に作用するスラスト荷重とラジアル荷重とをブッシュに一括して受容させることができる。   Further, as in the above-described embodiments and modifications, the bush 72 itself is a sliding bearing that receives the relative rotation of the movable scroll 10 and the shaft portion 16a without providing the tapered roller bearing 78 and the bearings 70, 90, and 92. Also good. In this case, the thrust load and the radial load acting on the bush 72 as the orbiting scroll 10 revolves can be collectively received by the bush.

しかも、円錐ころ軸受78やベアリング70、90、92を設ける場合に比して、スクロールユニット12の更なる軽量化及び小径化が可能となり、背圧室68を大きく確保することができる。従って、可動スクロール10の低背圧化が可能となるため、固定スクロール8に対する可動スクロール10の摩擦抵抗を更に低減することができ、流体機械1の駆動エネルギーの機械損失の更なる低減を図ることができる。   Moreover, the scroll unit 12 can be further reduced in weight and diameter as compared with the case where the tapered roller bearing 78 and the bearings 70, 90, and 92 are provided, and the back pressure chamber 68 can be secured large. Accordingly, since the back pressure of the movable scroll 10 can be reduced, the frictional resistance of the movable scroll 10 with respect to the fixed scroll 8 can be further reduced, and the mechanical loss of the driving energy of the fluid machine 1 can be further reduced. Can do.

更に、上記実施形態では、各基面間の隙間調整手段として、ねじ部74と治具穴76とからなるねじ機構が用いられているが、基部16bをメインフレーム16に対して進退可能にして各基面8b、10b間の隙間を調整可能であればこれに限定されない。
更にまた、上記実施形態では、支持機構11は、ボス50、ブッシュ72、基部16b、軸部16a、孔部72aから構成されるが、これに限らず、図11に示されるように、ボス50の代わりに凹部94をフレーム14の底面14cに設け、この凹部94にブッシュ72を摺回動可能に嵌挿し、基部16bを可動スクロール10の背面10cから突設しても良い。
Furthermore, in the above embodiment, a screw mechanism including the screw portion 74 and the jig hole 76 is used as a gap adjusting means between the base surfaces. However, the base portion 16b can be moved forward and backward with respect to the main frame 16. The present invention is not limited to this as long as the gap between the base surfaces 8b and 10b can be adjusted.
Furthermore, in the above embodiment, the support mechanism 11 includes the boss 50, the bush 72, the base portion 16b, the shaft portion 16a, and the hole portion 72a. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. Alternatively, a recess 94 may be provided on the bottom surface 14 c of the frame 14, and the bush 72 may be slidably inserted into the recess 94, and the base 16 b may protrude from the back surface 10 c of the movable scroll 10.

また、図8の変形例として図12に示し、図11の変形例として図13に示すように、基部16bを有さないで軸部16aのみで固定軸16を形成しても良い。この場合には、固定軸16の軸線方向を更に短くすることができるため、スクロールユニット12を更に軽量化及び小型化することができて好ましい。
また、図14に示されるように、ボス50にブッシュ72を摺回動可能に嵌挿し、基部16bをフレーム14の底面14cから突設し、軸部16aを有さないで基部16bのみで固定軸16を形成し、孔部72aの代わりに孔部(係合部)16cを基部16bに設け、軸部16aの代わりに軸部(固定軸)72eをブッシュ72に埋設して形成し、基部16bの外周部をブッシュ72の内方に嵌め込むことによって、孔部16cに軸部72eを摺回動可能に嵌挿しても良い。
Further, as shown in FIG. 12 as a modification of FIG. 8 and as shown in FIG. 13 as a modification of FIG. 11, the fixed shaft 16 may be formed only by the shaft portion 16a without the base portion 16b. In this case, since the axial direction of the fixed shaft 16 can be further shortened, the scroll unit 12 can be further reduced in weight and size, which is preferable.
Further, as shown in FIG. 14, a bush 72 is slidably fitted into the boss 50, the base portion 16b is projected from the bottom surface 14c of the frame 14, and is fixed only by the base portion 16b without the shaft portion 16a. A shaft 16 is formed, a hole (engaging portion) 16c is provided in the base 16b instead of the hole 72a, and a shaft (fixed shaft) 72e is embedded in the bush 72 instead of the shaft 16a. The shaft portion 72e may be fitted into the hole portion 16c so as to be slidable by fitting the outer peripheral portion of 16b into the bush 72 inward.

また、図15に示されるように、凹部94にブッシュ72を摺回動可能に嵌挿し、基部16bを可動スクロール10の背面10cから突設し、軸部16aを有さないで基部16bのみで固定軸16を形成し、図14の場合と同様に、孔部16cを基部16bに設け、軸部72eをブッシュ72に埋設して形成し、基部16bの外周部をブッシュ72の内方に嵌め込むことによって、孔部16cに軸部72eを摺回動可能に嵌挿しても良い。この図14、15の場合にも、固定軸16の軸線方向を更に短くすることができるため、スクロールユニット12を更に軽量化及び小型化することができて好ましい。   Further, as shown in FIG. 15, the bush 72 is slidably fitted into the recess 94, the base portion 16b is protruded from the rear surface 10c of the movable scroll 10, and the shaft portion 16a is not provided but only the base portion 16b. As in the case of FIG. 14, the fixed shaft 16 is formed, the hole portion 16 c is provided in the base portion 16 b, the shaft portion 72 e is embedded in the bush 72, and the outer peripheral portion of the base portion 16 b is fitted inside the bush 72. By inserting the shaft portion 72e, the shaft portion 72e may be fitted in the hole portion 16c so as to be slidable. 14 and 15, the axial direction of the fixed shaft 16 can be further shortened, which is preferable because the scroll unit 12 can be further reduced in weight and size.

これらの図11〜15の場合にも、軸部16aをフレーム14のみで支持する場合に比して、可動スクロール10の転覆を抑制することができ、フレーム14に対して発生する可動スクロール10の摩擦抵抗を低減することができるため、流体機械1の駆動エネルギーの機械損失を大幅に低減することができる。
更に、図16〜19に示されるように、バランスウエイト82に換えて、またはバランスウエイト82と併用し、鍔部72の一部を扁平な形に切り欠いたり、或いは、ブッシュ72をその軸線方向や径方向に向けて貫通または凹ませて肉抜きして形成した減肉部96を設けても良い。
11 to 15, the rollover of the movable scroll 10 can be suppressed compared to the case where the shaft portion 16 a is supported only by the frame 14, and the movable scroll 10 generated with respect to the frame 14 can be suppressed. Since the frictional resistance can be reduced, the mechanical loss of the driving energy of the fluid machine 1 can be greatly reduced.
Further, as shown in FIGS. 16 to 19, instead of the balance weight 82 or in combination with the balance weight 82, a part of the collar portion 72 is notched into a flat shape, or the bush 72 is moved in the axial direction. Alternatively, there may be provided a thinned portion 96 formed by penetrating or denting in the radial direction.

この場合には、ブッシュ72の摺回動時にブッシュ72からボス50に作用する遠心力を減肉部96の大きさや位置によって調整することができるため、ブッシュ72のボス50における摺回動を容易に円滑にすることが可能となり、流体機械1の駆動エネルギーの機械損失を更に低減することができる。
特に、減肉部96の大きさや位置を調整することによってバランスウェイト82が不要となったり、小型化できたりする場合には、スクロールユニット12の更なる軽量化及び小型化が可能となり、背圧室68の容量を大きく確保することができる。従って、可動スクロール10の低背圧化が可能となるため、固定スクロール8に対する可動スクロール10の摩擦抵抗を更に低減することができ、流体機械1の駆動エネルギーの機械損失の更なる低減を図ることができて好ましい。
In this case, since the centrifugal force acting on the boss 50 from the bush 72 when the bush 72 is slidably rotated can be adjusted by the size and position of the thinning portion 96, the slidable rotation of the bush 72 on the boss 50 is easy. Therefore, the mechanical loss of the driving energy of the fluid machine 1 can be further reduced.
In particular, when the balance weight 82 is not required or can be downsized by adjusting the size and position of the thinned portion 96, the scroll unit 12 can be further reduced in weight and downsized. A large capacity of the chamber 68 can be secured. Accordingly, since the back pressure of the movable scroll 10 can be reduced, the frictional resistance of the movable scroll 10 with respect to the fixed scroll 8 can be further reduced, and the mechanical loss of the driving energy of the fluid machine 1 can be further reduced. Is preferable.

最後に、上記実施形態では、単板型のスクロールユニット12を有する圧縮機一体型膨張機に本発明を適用した場合について説明しているが、これに限らず、本発明は、単一のスクロールユニットを有する膨張機や圧縮機など、スクロールユニットを備えたあらゆる流体機械にも適用することは可能である。   Finally, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the compressor-integrated expander having the single-plate scroll unit 12 is described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to a single scroll. The present invention can be applied to any fluid machine including a scroll unit such as an expander or a compressor having a unit.

1 スクロール型流体機械
8 固定スクロール
8a 固定スクロールの基板(基板)
8b 固定スクロールの基板の基面(基面)
10 可動スクロール
10a 可動スクロールの基板(基板)
10b 可動スクロールの基板の基面(基面)
10c 可動スクロールの基板の背面(背面)
11 支持機構
12 スクロールユニット
14 メインフレーム(フレーム)
14a 外周部
14b 台座部
14c 底面
16 固定軸
16a 軸部(固定軸)
16b 基部(固定軸)
16c 孔部(係合部)
50 ボス(凹部)
56 外側固定スクロールラップ(ラップ)
58 内側固定スクロールラップ(ラップ)
64 外側可動スクロールラップ(ラップ)
66 内側可動スクロールラップ(ラップ)
72 ブッシュ
72a 孔部(係合部)
72e 軸部(固定軸)
82 バランスウェイト
94 凹部
96 減肉部
1 Scroll-type fluid machine 8 Fixed scroll 8a Fixed scroll substrate (substrate)
8b Base surface (base surface) of fixed scroll substrate
10. Movable scroll 10a Movable scroll substrate (substrate)
10b Base surface (base surface) of movable scroll substrate
10c Back side of movable scroll board (back side)
11 Support Mechanism 12 Scroll Unit 14 Main Frame (Frame)
14a Outer peripheral part 14b Pedestal part 14c Bottom face 16 Fixed shaft 16a Shaft (fixed shaft)
16b Base (fixed shaft)
16c hole (engagement part)
50 Boss (concave)
56 Outer fixed scroll wrap (wrap)
58 Inside fixed scroll wrap (wrap)
64 Outside movable scroll wrap (wrap)
66 Inside movable scroll wrap (wrap)
72 Bush 72a Hole (engagement part)
72e Shaft (fixed shaft)
82 Balance weight 94 Concave part 96 Thinning part

Claims (7)

各基板の各基面にそれぞれ渦巻き状のラップが対向して形成された固定及び可動スクロールからなり、前記固定スクロールの軸心周りに前記可動スクロールが公転旋回運動されて前記固定及び前記可動スクロールの前記各ラップ間に作動流体の作動室を形成するスクロールユニットと、
前記可動スクロールをその前記基面とは反対側である背面の外周部にて公転旋回運動可能に支持する台座部を有するフレームと、
前記可動スクロールをその前記背面の中心部にて公転旋回運動可能に支持する支持機構とを備え、
前記支持機構は、
前記フレームの前記台座部よりも中心側の底面、または、前記可動スクロールの前記背面の何れか一方に設けられた凹部と、
前記凹部に摺回動可能に嵌挿されたブッシュと、
前記フレームの前記底面または前記可動スクロールの前記背面の何れか他方側から突設された固定軸と、
前記固定軸が前記ブッシュの偏心位置に摺回動可能に係合された係合部と
からなることを特徴とするスクロール型流体機械。
Each of the bases of each substrate is composed of fixed and movable scrolls each having a spiral wrap opposed to each other, and the movable scroll is revolved around the axis of the fixed scrolls to rotate the fixed and movable scrolls. A scroll unit forming a working fluid working chamber between the laps;
A frame having a pedestal that supports the orbiting scroll so as to be capable of revolving orbiting at the outer periphery of the back surface opposite to the base surface;
A support mechanism that supports the orbiting scroll so as to be capable of revolving at the center of the back surface;
The support mechanism is
A concave portion provided on either the bottom surface of the frame on the center side of the pedestal portion or the back surface of the movable scroll;
A bush fitted into the recess so as to be slidable,
A fixed shaft protruding from the other side of the bottom surface of the frame or the back surface of the movable scroll;
The scroll fluid machine according to claim 1, wherein the fixed shaft includes an engaging portion that is slidably engaged with an eccentric position of the bush.
前記支持機構では、前記凹部と前記係合部とは前記固定軸の軸線方向において互いにオーバーラップして配されることを特徴とする請求項1に記載のスクロール型流体機械。   2. The scroll type fluid machine according to claim 1, wherein in the support mechanism, the concave portion and the engagement portion are arranged to overlap each other in an axial direction of the fixed shaft. 前記ブッシュは、前記可動スクロール及び前記固定軸の互いの相対回転を許容する滑り軸受であることを特徴とする請求項1または2に記載のスクロール型流体機械。   The scroll type fluid machine according to claim 1, wherein the bush is a sliding bearing that allows the movable scroll and the fixed shaft to rotate relative to each other. 前記フレームに対して前記固定軸または前記ブッシュを進退可能にして前記固定スクロールの前記基面と前記可動スクロールの前記基面との隙間を調整する隙間調整手段を備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のスクロール型流体機械。   2. A clearance adjusting means for adjusting a clearance between the base surface of the fixed scroll and the base surface of the movable scroll by allowing the fixed shaft or the bush to advance and retreat with respect to the frame. The scroll type fluid machine according to any one of 1 to 3. 前記隙間調整手段は、前記固定軸または前記ブッシュの前記フレームに対する螺進量を調整することにより前記隙間を調整するねじ機構であることを特徴とする請求項4に記載のスクロール型流体機械。   The scroll type fluid machine according to claim 4, wherein the gap adjusting means is a screw mechanism that adjusts the gap by adjusting a screwing amount of the fixed shaft or the bush with respect to the frame. 前記ブッシュには減肉部が形成されることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のスクロール型流体機械。   The scroll type fluid machine according to any one of claims 1 to 5, wherein a thinning portion is formed in the bush. 前記ブッシュにはバランスウェイトが設けられることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載のスクロール型流体機械。   The scroll fluid machine according to any one of claims 1 to 6, wherein a balance weight is provided on the bush.
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