JP2017122461A - Scroll fluid machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮機、膨張機またはブロワなどとして用いられるスクロール流体機械に関するものである。 The present invention relates to a scroll fluid machine used as a compressor, an expander or a blower.
従来、下記特許文献１に開示されるスクロール圧縮機が知られている。このスクロール圧縮機は、一対の固定スクロール（１，２）、旋回スクロール（３）、駆動軸（５）および補助駆動軸（６）を備える。固定スクロール（１，２）は、鏡板（１ａ，２ａ）の片面に、渦巻き状の固定ラップ（１ｂ，２ｂ）が設けられている。旋回スクロール（３）は、鏡板（３ａ）の両面に、渦巻き状の旋回ラップ（３ｂ，３ｃ）が設けられている。固定ラップ（１ｂ，２ｂ）と旋回ラップ（３ｂ，３ｃ）とを噛み合わせた状態で、一対の固定スクロール（１，２）で旋回スクロール（３）が挟まれる。駆動軸（５）と補助駆動軸（６）とには、軸方向中途部に偏心軸部が設けられており、その偏心軸部に旋回スクロール（３）が軸受（１１ａ，１１ｂ）を介して保持される。駆動軸（５）の回転は、タイミングベルト（１７）からなる回転同期機構を介して補助駆動軸（６）に伝達され、固定スクロール（１，２）に対し旋回スクロール（３）が旋回する。これに伴い、吸入口（２２）から気体を吸入し圧縮して、吐出口（１０）へ吐出する。 Conventionally, a scroll compressor disclosed in Patent Document 1 below is known. The scroll compressor includes a pair of fixed scrolls (1, 2), a turning scroll (3), a drive shaft (5), and an auxiliary drive shaft (6). The fixed scrolls (1, 2) are provided with spiral fixed wraps (1b, 2b) on one side of the end plates (1a, 2a). The orbiting scroll (3) is provided with spiral orbiting wraps (3b, 3c) on both sides of the end plate (3a). In a state where the fixed wrap (1b, 2b) and the orbiting wrap (3b, 3c) are engaged, the orbiting scroll (3) is sandwiched between the pair of fixed scrolls (1, 2). The drive shaft (5) and the auxiliary drive shaft (6) are each provided with an eccentric shaft portion in the middle in the axial direction, and the orbiting scroll (3) is interposed on the eccentric shaft portion via bearings (11a, 11b). Retained. The rotation of the drive shaft (5) is transmitted to the auxiliary drive shaft (6) through a rotation synchronization mechanism including a timing belt (17), and the orbiting scroll (3) rotates with respect to the fixed scrolls (1, 2). Along with this, gas is sucked from the suction port (22), compressed, and discharged to the discharge port (10).
特許文献１に記載の発明のように、旋回スクロールの直径方向に対向した箇所に、駆動軸と補助駆動軸との二本の駆動軸を配置する構成では、駆動軸間を結んだ方向（特許文献１の図１の左右方向）の一方または他方へ旋回スクロールが最も移動した際、死点を生ずることになる。そのため、前述した回転同期機構を設け、駆動軸だけでなく補助駆動軸にも、回転駆動力を付与している。 As in the invention described in Patent Document 1, in a configuration in which two drive shafts, ie, a drive shaft and an auxiliary drive shaft, are arranged at locations facing the diameter direction of the orbiting scroll, the direction in which the drive shafts are connected (patent) When the orbiting scroll is most moved to one or the other of the left and right directions in FIG. For this reason, the above-described rotation synchronization mechanism is provided, and the rotational driving force is applied not only to the driving shaft but also to the auxiliary driving shaft.
旋回スクロールを三本以上の軸で保持する場合、少なくとも一本の軸に回転駆動力を与えれば足りるが、組立てが困難となる。各駆動軸に対する旋回スクロールや固定スクロールの軸方向の位置決めは、従来、特殊な治具を用い、工数が多くなっていた。特許文献１に記載の発明のように、駆動軸の偏心軸部の軸受構造と、補助駆動軸の偏心軸部の軸受構造とが異なれば、組立作業はより煩雑となる。 When the orbiting scroll is held by three or more shafts, it is sufficient to apply a rotational driving force to at least one shaft, but the assembly becomes difficult. Conventionally, a special jig is used to position the orbiting scroll and the fixed scroll in the axial direction with respect to each drive shaft, and man-hours are increased. If the bearing structure of the eccentric shaft portion of the drive shaft and the bearing structure of the eccentric shaft portion of the auxiliary drive shaft are different as in the invention described in Patent Document 1, the assembling work becomes more complicated.
また、各駆動軸の軸方向の位置決めだけでなく、径方向の位置調整も行う必要があるが、クランク軸の本数を増やした場合、固定ラップと旋回ラップの側面間の隙間（ラップの径方向の隙間）を所定範囲内に収めつつ、各軸を所定の態勢で（位相差を無くして）組み立てるのが困難となる。 In addition to the positioning of each drive shaft in the axial direction, it is also necessary to adjust the position in the radial direction. However, if the number of crankshafts is increased, the gap between the side surfaces of the fixed lap and the rotating lap (the radial direction of the lap) It is difficult to assemble the shafts in a predetermined posture (with no phase difference) while keeping the gaps in the predetermined range.
より詳細には、従来、スクロール圧縮機の運転中、固定ラップと旋回ラップの側面間の隙間を調整できないため、機械加工精度および組立精度の向上により、ラップ間の隙間を調整せざるを得なかった。言い換えれば、ラップ間の隙間は、機械加工精度や組立精度に依存し、運転中の自動調整ができなかった。そのため、圧縮機の運転中、旋回スクロールが遠心力により外方に振れると、偏心軸部のはめ合い隙間に周方向で偏りが生じ、周方向一部ではめ合い隙間が埋まり、固定ラップと旋回ラップとが衝突するおそれがある。たとえば、特許文献１の図１に示されるように、各駆動軸の偏心軸部が最も左側へ配置された状態では、旋回スクロールは遠心力により左側に振れ、各駆動軸の右側周側面では、軸受のはめ合い隙間が埋まることになり、これに伴い、固定ラップと旋回ラップとが所定以上に近接したり、場合によっては衝突して破損したりするおそれもある。このような現象が、旋回スクロールの旋回に伴い、各駆動軸の周方向に沿って順次に発生することになる。これを防止するには、ラップ間の隙間を大きめに設定しておくか、加工や組立の精度を向上するしかなかったが、クランク軸の本数が多いと、これら精度を確保するのは難しい。 More specifically, conventionally, during the operation of the scroll compressor, the gap between the side surfaces of the fixed wrap and the orbiting wrap cannot be adjusted, so the clearance between the wraps must be adjusted by improving the machining accuracy and the assembly accuracy. It was. In other words, the gap between the laps depends on machining accuracy and assembly accuracy, and automatic adjustment during operation cannot be performed. For this reason, if the orbiting scroll swings outward due to centrifugal force during operation of the compressor, the fitting gap of the eccentric shaft portion is biased in the circumferential direction, and the fitting gap is partially filled in the circumferential direction, and the fixed lap and the turning There is a risk of collision with the lap. For example, as shown in FIG. 1 of Patent Document 1, in the state where the eccentric shaft portion of each drive shaft is disposed on the leftmost side, the orbiting scroll swings to the left side due to centrifugal force, and on the right peripheral side surface of each drive shaft, The fitting gap of the bearing is filled, and accordingly, the fixed lap and the turning lap may be close to each other beyond a predetermined level, or in some cases, may collide and be damaged. Such a phenomenon occurs sequentially along the circumferential direction of each drive shaft as the orbiting scroll turns. The only way to prevent this is to set a large gap between the laps or improve the accuracy of processing and assembly. However, if the number of crankshafts is large, it is difficult to ensure the accuracy.
なお、下記特許文献２には、旋回スクロール（３）への補助クランク軸（５）の軸受部（１１ｂ）において、軸受穴（３５）の径方向（しかも両クランク軸（４，５）を結ぶ線と直交する方向）に対向して平坦部（３５ａ）を設け、その平坦部（３５ａ）に平板状のスライダ（２９）を設ける一方、軸受ハウジング（２７）にも平坦部（２７ａ，２７ｂ）を設けて、軸受穴（３５）に軸受ハウジング（２７）をはめ合わせ、さらに回り止め（３０）を設けることで、クランク軸（４，５）間を結んだ方向（特許文献２の図１の左右方向）にのみ軸受ハウジング（２７）の移動を許容することが提案されている。しかしながら、軸間距離の寸法差に起因するずれを解消するのが目的であり、旋回スクロール（３）を一方向にのみ移動可能とするものであるから、当該特許文献に記載のような二本のクランク軸（４，５）で同期回転させるスクロール圧縮機が前提である。また、軸受ハウジング（２７）と軸受穴（３５）との間に設けられる弾性体（１３）は、軸受穴（３５）の平坦部（３５ａ）にもはまり込み、旋回スクロール（３）の旋回に伴い、周方向に沿って順次に荷重を均質に受けることもできない。しかも、弾性材（１３）は、二本のクランク軸の内、補助クランク軸（５）の側にのみ設けられる。 In Patent Document 2 below, in the bearing portion (11b) of the auxiliary crankshaft (5) to the orbiting scroll (3), the radial direction of the bearing hole (35) (and both the crankshafts (4, 5) are connected. A flat portion (35a) is provided opposite to the direction perpendicular to the line, and a flat slider (29) is provided on the flat portion (35a), while the flat portion (27a, 27b) is also provided on the bearing housing (27). , The bearing housing (27) is fitted into the bearing hole (35), and a rotation stopper (30) is further provided to connect the crankshafts (4, 5) (see FIG. 1 of Patent Document 2). It has been proposed to allow movement of the bearing housing (27) only in the left-right direction). However, the purpose is to eliminate the deviation caused by the dimensional difference in the distance between the axes, and the orbiting scroll (3) can be moved only in one direction. It is premised on a scroll compressor that rotates synchronously with the crankshaft (4, 5). Further, the elastic body (13) provided between the bearing housing (27) and the bearing hole (35) fits into the flat portion (35a) of the bearing hole (35), and the orbiting scroll (3) is turned. As a result, the load cannot be uniformly received sequentially along the circumferential direction. Moreover, the elastic material (13) is provided only on the auxiliary crankshaft (5) side of the two crankshafts.
本発明が解決しようとする課題は、少なくとも三本のクランク軸を備えるスクロール流体機械であって、各クランク軸の軸方向に対する各スクロールの位置決めが容易なスクロール流体機械を提供することにある。また、より好ましくは、運転中に固定ラップと旋回ラップとの側面間の隙間を自動調整できるスクロール流体機械を提供することを課題とする。 The problem to be solved by the present invention is to provide a scroll fluid machine having at least three crankshafts, in which each scroll can be easily positioned with respect to the axial direction of each crankshaft. More preferably, it is an object of the present invention to provide a scroll fluid machine that can automatically adjust a gap between side surfaces of a fixed lap and a turning lap during operation.
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、基板部の両面に旋回ラップが設けられた旋回スクロールと、前記旋回ラップと噛み合う固定ラップが設けられ、前記旋回スクロールを挟むよう設けられる一対の固定スクロールと、前記旋回スクロールの周方向三以上の箇所に配置される軸であり、その軸方向中途部の偏心軸部に軸受を介して前記旋回スクロールが保持されることで、前記固定スクロールに対し前記旋回スクロールを旋回可能に保持するクランク軸とを備え、前記クランク軸は、同一軸線上に配置された主軸部間に、前記偏心軸部が偏心して設けられ、前記クランク軸は、前記偏心軸部を挟んだ両側の主軸部において、前記一対の固定スクロールまたはこれと一体の部材に、軸受を介して回転可能に保持され、前記偏心軸部を挟んだ両側の主軸部の内、一方の主軸部を保持する軸受の内輪の片方の端面が当接される第一段部と、前記偏心軸部を保持する軸受の内輪の片方の端面が当接される第二段部とが、前記クランク軸に設けられ、前記一方の主軸部を保持する軸受の内輪は、主軸部が圧入された状態で、主軸部にねじ込まれた留めナットと前記第一段部とにより挟み込まれ、前記偏心軸部を保持する軸受の内輪は、偏心軸部が圧入された状態で、偏心軸部にねじ込まれた留めナットと前記第二段部とにより挟み込まれることを特徴とするスクロール流体機械である。 The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to claim 1 is provided with an orbiting scroll provided with orbiting wraps on both sides of a substrate portion, and a fixed lap that meshes with the orbiting wraps. A pair of fixed scrolls provided so as to sandwich the orbiting scroll, and shafts arranged at three or more locations in the circumferential direction of the orbiting scroll, and the orbiting scroll via a bearing on an eccentric shaft portion in the axial direction Is held by the fixed scroll so that the orbiting scroll can be revolved, and the eccentric shaft portion is offset between the main shaft portions arranged on the same axis. The crankshaft is rotated by a pair of fixed scrolls or a member integral with the pair of fixed scrolls at the main shaft portions on both sides of the eccentric shaft portion. A first step portion that is in contact with one end surface of an inner ring of a bearing that holds one main shaft portion of the main shaft portions on both sides of the eccentric shaft portion, and holds the eccentric shaft portion. A second step portion with which one end surface of the inner ring of the bearing abuts is provided on the crankshaft, and the inner ring of the bearing that holds the one main shaft portion has the main shaft portion pressed into the main shaft. The inner ring of the bearing that is sandwiched between the retaining nut screwed into the first portion and the first step portion and holds the eccentric shaft portion is a retaining nut screwed into the eccentric shaft portion in a state where the eccentric shaft portion is press-fitted. A scroll fluid machine characterized by being sandwiched between the second step portion.
請求項１に記載の発明によれば、旋回スクロールを少なくとも三本のクランク軸で保持するので、旋回スクロールの回転時に死点が生じない。さらに、クランク軸に第一段部と第二段部とを設け、第一段部を固定スクロール側への位置決めに用い、第二段部を旋回スクロール側への位置決めに用いることで、各クランク軸の軸方向に対する各スクロールの位置決めが容易となる。 According to the first aspect of the present invention, since the orbiting scroll is held by at least three crankshafts, no dead point is generated when the orbiting scroll is rotated. Furthermore, the crankshaft is provided with a first step portion and a second step portion, and the first step portion is used for positioning to the fixed scroll side, and the second step portion is used for positioning to the orbiting scroll side. Positioning of each scroll with respect to the axial direction of the shaft is facilitated.
さらに、一方の主軸部を保持する軸受と、偏心軸部を保持する軸受とは、それぞれ、内輪が軸部に圧入された状態で、留めナットで段部に押し付けられて固定される。これにより、各軸受を各軸部に確実に固定することができる。 Furthermore, the bearing that holds one of the main shaft portions and the bearing that holds the eccentric shaft portion are each fixed by being pressed against the step portion with a retaining nut in a state where the inner ring is press-fitted into the shaft portion. Thereby, each bearing can be reliably fixed to each shaft portion.
請求項２に記載の発明は、前記一方の主軸部を保持する軸受の外輪は、前記固定スクロールまたはこれと一体の部材に固定され、前記偏心軸部を保持する軸受の外輪は、前記旋回スクロールの軸受穴との隙間に円環状の弾性材を介して取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のスクロール流体機械である。 According to a second aspect of the present invention, the outer ring of the bearing holding the one main shaft portion is fixed to the fixed scroll or a member integral therewith, and the outer ring of the bearing holding the eccentric shaft portion is the orbiting scroll. 2. The scroll fluid machine according to claim 1, wherein the scroll fluid machine is attached to a gap between the first and second bearing holes via an annular elastic material.
請求項２に記載の発明によれば、一方の主軸部を保持する軸受の外輪は、固定スクロールまたはこれと一体の部材に固定されるが、偏心軸部を保持する軸受の外輪は、旋回スクロールに固定することなく、旋回スクロールの軸受穴との隙間に円環状の弾性材を介して取り付けられる。全てのクランク軸の偏心軸部において、軸受の外輪と旋回スクロールの軸受穴との隙間に円環状の弾性材を設けておくことで、旋回スクロールの旋回時に、クランク軸に対し旋回スクロールが遠心力により振れても、軸受の外輪と旋回スクロールの軸受穴との隙間が埋まるのを抑制して、固定ラップと旋回ラップとの側面間の隙間を所望に保つことができる。また、軸受の外輪と旋回スクロールの軸受穴との隙間が完全に埋まるとしても、弾性材の作用により衝撃を緩和して、各ラップの破損を防止することができる。 According to the second aspect of the invention, the outer ring of the bearing that holds one of the main shaft portions is fixed to the fixed scroll or a member integral therewith, but the outer ring of the bearing that holds the eccentric shaft portion is the orbiting scroll. Without being fixed to the bearing, it is attached to the gap with the bearing hole of the orbiting scroll through an annular elastic material. By providing an annular elastic material in the gap between the outer ring of the bearing and the bearing hole of the orbiting scroll at the eccentric shaft portion of all crankshafts, the orbiting scroll is centrifugally applied to the crankshaft when the orbiting scroll is orbiting. Even if it is swung, the gap between the outer ring of the bearing and the bearing hole of the orbiting scroll can be suppressed and the gap between the side surfaces of the fixed wrap and the orbiting wrap can be maintained as desired. Moreover, even if the gap between the outer ring of the bearing and the bearing hole of the orbiting scroll is completely filled, the impact can be relaxed by the action of the elastic material, and damage to each lap can be prevented.
さらに、請求項３に記載の発明は、前記偏心軸部を保持する軸受として、複数の軸受を備え、この軸受同士は、端面同士を重ね合わされるか、端面間にアジャスタを介して重ね合わされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスクロール流体機械である。 Furthermore, the invention according to claim 3 is provided with a plurality of bearings as bearings for holding the eccentric shaft portion, and the bearings are overlapped with each other between end faces or an adjuster between the end faces. The scroll fluid machine according to claim 1 or 2, wherein the scroll fluid machine is a scroll fluid machine.
請求項３に記載の発明によれば、偏心軸部を保持する複数の軸受は、端面同士を重ね合わされるか、端面間にアジャスタを介して重ね合わされることで、旋回スクロールとクランク軸との軸方向の位置調整を図ることができる。 According to the third aspect of the present invention, the plurality of bearings that hold the eccentric shaft portion are overlapped with each other between the end surfaces or between the end surfaces via the adjuster. Axial position adjustment can be achieved.
本発明によれば、少なくとも三本のクランク軸を備えるスクロール流体機械であって、各クランク軸の軸方向に対する各スクロールの位置決めが容易なスクロール流体機械を実現することができる。また、実施の形態により、運転中に固定ラップと旋回ラップとの側面間の隙間を自動調整できるスクロール流体機械を実現することもできる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is a scroll fluid machine provided with at least three crankshafts, Comprising: A scroll fluid machine with easy positioning of each scroll with respect to the axial direction of each crankshaft is realizable. Further, according to the embodiment, it is possible to realize a scroll fluid machine that can automatically adjust the gap between the side surfaces of the fixed lap and the turning lap during operation.
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１から図４は、本発明のスクロール流体機械１の一実施例を示す概略図であり、図１は平面図、図２は底面図、図３は図１におけるIII−III断面図、図４は図３の左端部の拡大図である。なお、以下において、説明の便宜上、図３（厳密にはIII−III断面図であるからその左半分または右半分）における上下および左右として方向を述べることがあるが、この方向はスクロール流体機械１の姿勢を限定する趣旨ではない。 1 to 4 are schematic views showing an embodiment of a scroll fluid machine 1 according to the present invention. FIG. 1 is a plan view, FIG. 2 is a bottom view, and FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is an enlarged view of the left end of FIG. In the following description, for convenience of explanation, directions may be described as up and down and left and right in FIG. 3 (strictly, the left half or the right half is a cross-sectional view of III-III). It is not intended to limit the attitude.
本実施例のスクロール流体機械１は、上ハウジング材１１および下ハウジング材１２と、この上下のハウジング材１１，１２間に三本のクランク軸３を介して保持される旋回スクロール４と、この旋回スクロール４を挟むよう上下のハウジング材１１，１２に固定される一対の固定スクロール５とを主要部として備える。 The scroll fluid machine 1 of the present embodiment includes an upper housing member 11 and a lower housing member 12, a turning scroll 4 held between the upper and lower housing members 11 and 12 via three crankshafts 3, and the turning member. A pair of fixed scrolls 5 fixed to the upper and lower housing members 11 and 12 so as to sandwich the scroll 4 are provided as main parts.
上ハウジング材１１と下ハウジング材１２とは、互いに対応した内外径を有する円環状の部材である。上ハウジング材１１は、下ハウジング材１２の上部開口を閉じるように設けられる。この際、両ハウジング材１１，１２は、外周部においてネジ１３により着脱可能に一体化される。上ハウジング材１１を下ハウジング材１２に取り付けた状態では、全体として、厚肉の短円筒状に形成され、直径方向で切断した片方の断面を観察した場合、断面が中空の略矩形状に形成されている。このようにして、上ハウジング材１１と下ハウジング材１２との間に、中空部１０が形成される。 The upper housing member 11 and the lower housing member 12 are annular members having inner and outer diameters corresponding to each other. The upper housing member 11 is provided so as to close the upper opening of the lower housing member 12. At this time, both housing members 11 and 12 are detachably integrated with screws 13 at the outer peripheral portion. When the upper housing member 11 is attached to the lower housing member 12, it is formed into a thick, short cylindrical shape as a whole, and when one of the cross sections cut in the diameter direction is observed, the cross section is formed into a substantially rectangular shape with a hollow cross section. Has been. In this way, the hollow portion 10 is formed between the upper housing member 11 and the lower housing member 12.
上ハウジング材１１の内周壁の下端部には、径方向内側へ突出して上フランジ１５が設けられる一方、下ハウジング材１２の内周壁の上端部には、径方向内側へ突出して下フランジ１６が設けられる。上フランジ１５と下フランジ１６とは、上下に離隔して配置される。これにより、上下のフランジ１５，１６間には、周方向に沿って開口１４が開けられる。 An upper flange 15 is provided on the lower end portion of the inner peripheral wall of the upper housing member 11 so as to protrude radially inward, while a lower flange 16 is provided on the upper end portion of the inner peripheral wall of the lower housing member 12 so as to protrude radially inward. Provided. The upper flange 15 and the lower flange 16 are spaced apart from each other in the vertical direction. Thereby, the opening 14 is opened between the upper and lower flanges 15 and 16 along the circumferential direction.
図１に示すように、上ハウジング材１１および下ハウジング材１２には、周方向等間隔の三箇所に、クランク軸３が回転自在に保持される。図３に示すように、各クランク軸３は、その軸線を上下方向へ沿って配置される。この際、各クランク軸３は、上ハウジング材１１と下ハウジング材１２との間の中空部１０を上下に貫通するよう設けられる。 As shown in FIG. 1, the crankshaft 3 is rotatably held at three locations at equal intervals in the circumferential direction on the upper housing member 11 and the lower housing member 12. As shown in FIG. 3, each crankshaft 3 is arrange | positioned along the up-down direction about the axis line. At this time, each crankshaft 3 is provided so as to vertically penetrate the hollow portion 10 between the upper housing member 11 and the lower housing member 12.
三本のクランク軸３の内、一本は、回転駆動力を与えられる駆動クランク軸３Ｘとされ、残り二本は、そのような回転駆動力を与えられない従動クランク軸３Ｙとされる。本実施例では、図３において左側に示される一本が駆動クランク軸３Ｘとされ、残り二本が従動クランク軸３Ｙとされる。 Of the three crankshafts 3, one is a drive crankshaft 3X to which a rotational driving force is applied, and the remaining two are driven crankshafts 3Y to which such a rotational driving force is not applied. In the present embodiment, one shown on the left side in FIG. 3 is the drive crankshaft 3X, and the remaining two are the driven crankshaft 3Y.
駆動クランク軸３Ｘは、従動クランク軸３Ｙよりも軸方向一方（図３における下方）へ延出している。つまり、駆動クランク軸３Ｘと従動クランク軸３Ｙとは、基本的には同一の構成であるが、駆動クランク軸３Ｘは従動クランク軸３Ｙよりも下方への延出部３ａを有する。なお、各クランク軸３は、後述するように、各ハウジング材１１，１２や旋回スクロール４への軸受構造も、互いに同一とされている。 The drive crankshaft 3X extends in the axial direction (downward in FIG. 3) from the driven crankshaft 3Y. That is, the drive crankshaft 3X and the driven crankshaft 3Y have basically the same configuration, but the drive crankshaft 3X has an extending portion 3a extending downward from the driven crankshaft 3Y. As will be described later, each crankshaft 3 has the same bearing structure with respect to the housing materials 11 and 12 and the orbiting scroll 4.
スクロール流体機械１を圧縮機またはブロワとして用いる場合、駆動クランク軸３Ｘは、その延出部３ａから回転駆動力を与えられる（つまり動力が入力される）。たとえば、駆動クランク軸３Ｘの延出部３ａには、モータの出力軸が直結されるか、歯車などを介してモータの回転駆動力が付与される。一方、スクロール流体機械１を膨張機として用いる場合、流体により旋回スクロール４を回転させて、駆動クランク軸３Ｘに回転駆動力が与えられる（つまり動力が出力される）。 When the scroll fluid machine 1 is used as a compressor or a blower, the drive crankshaft 3X is given a rotational driving force (that is, power is inputted) from the extension portion 3a. For example, the motor output shaft is directly connected to the extending portion 3a of the drive crankshaft 3X, or the rotational driving force of the motor is applied through a gear or the like. On the other hand, when the scroll fluid machine 1 is used as an expander, the orbiting scroll 4 is rotated by the fluid, and rotational driving force is applied to the drive crankshaft 3X (that is, power is output).
各クランク軸３は、同一軸線上に配置された主軸部３ｂ，３ｃ間に、偏心軸部３ｄが偏心して設けられている。各クランク軸３は、偏心軸部３ｄを挟んだ両側の主軸部３ｂ，３ｃにおいて、各ハウジング材１１，１２に回転自在に保持される。本実施例では、図３において、上方の主軸部３ｂは、上軸受２０を介して上ハウジング材１１の上壁に回転自在に保持され、下方の主軸部３ｃは、下軸受２１を介して下ハウジング材１２の下壁に回転自在に保持される。 Each crankshaft 3 is provided with an eccentric shaft portion 3d eccentrically between main shaft portions 3b, 3c arranged on the same axis. Each crankshaft 3 is rotatably held by each housing material 11 and 12 at the main shaft portions 3b and 3c on both sides of the eccentric shaft portion 3d. In the present embodiment, in FIG. 3, the upper main shaft portion 3 b is rotatably held on the upper wall of the upper housing material 11 via the upper bearing 20, and the lower main shaft portion 3 c is lowered via the lower bearing 21. It is rotatably held on the lower wall of the housing material 12.
各クランク軸３には、偏心軸部３ｄを挟んだ両側の主軸部３ｂ，３ｃの内、一方の主軸部（図３において下方の主軸部）３ｃの軸方向中途部に第一段部３ｅが設けられる。具体的には、下方の主軸部３ｃは、段付き棒状に形成されており、上方の大径部３ｆと下方の小径部３ｇとの段付き部（大径部３ｆの下面）が第一段部３ｅとされる。この第一段部３ｅには、下軸受２１の内輪の上端面が当接される。なお、図示例では、駆動クランク軸３Ｘの延出部３ａは、小径部３ｇよりもさらに小径に形成されている。 Each crankshaft 3 has a first step portion 3e in the middle in the axial direction of one main shaft portion (the lower main shaft portion in FIG. 3) among the main shaft portions 3b and 3c on both sides across the eccentric shaft portion 3d. Provided. Specifically, the lower main shaft portion 3c is formed in a stepped rod shape, and the stepped portion (the lower surface of the large diameter portion 3f) of the upper large diameter portion 3f and the lower small diameter portion 3g is the first step. Part 3e. The upper end surface of the inner ring of the lower bearing 21 is brought into contact with the first step portion 3e. In the illustrated example, the extension portion 3a of the drive crankshaft 3X is formed with a smaller diameter than the small diameter portion 3g.
各クランク軸３には、偏心軸部３ｄの内、軸方向一端部（図３において下端部）に、第二段部３ｈが設けられる。具体的には、偏心軸部３ｄは、下端部に拡径部３ｉが設けられており、その拡径部３ｉとの間の段付き部（拡径部３ｉの上面）が第二段部３ｈとされる。この第二段部３ｈには、偏心軸部３ｄを保持する軸受２７の内輪の下端面が当接される。なお、偏心軸部３ｄに設ける軸受２７は、単数でも複数でもよく、複数の場合、最も下方に配置される軸受２７の内輪の下端面が、第二段部３ｈに当接される。図示例では、偏心軸部３ｄには、二つの軸受２７が、上下に重ね合わされて設置される。 Each crankshaft 3 is provided with a second step portion 3h at one end portion in the axial direction (lower end portion in FIG. 3) of the eccentric shaft portion 3d. Specifically, the eccentric shaft portion 3d is provided with a diameter-enlarged portion 3i at the lower end portion, and a stepped portion (the upper surface of the diameter-enlarged portion 3i) between the eccentric portion 3i is the second step portion 3h. It is said. The lower end surface of the inner ring of the bearing 27 that holds the eccentric shaft portion 3d is in contact with the second step portion 3h. In addition, the bearing 27 provided in the eccentric shaft part 3d may be singular or plural. In the case of plural bearings 27, the lower end surface of the inner ring of the bearing 27 arranged at the lowest position is in contact with the second step part 3h. In the illustrated example, two bearings 27 are vertically installed on the eccentric shaft portion 3d.
上ハウジング材１１の上壁および下ハウジング材１２の下壁には、クランク軸３の設置位置と対応した周方向三箇所において、上下に貫通して軸取付穴２８，２９が形成されている。下ハウジング材１２の軸取付穴２９は、段付き穴に形成されており、上方に小径穴２９ａ、下方に大径穴２９ｂが形成されている。上ハウジング材１１の軸取付穴２８も、段付き穴に形成されており、下方に小径穴２８ａ、上方に大径穴２８ｂが形成されている。 The upper wall of the upper housing member 11 and the lower wall of the lower housing member 12 are formed with shaft mounting holes 28 and 29 penetrating vertically at three locations in the circumferential direction corresponding to the installation position of the crankshaft 3. The shaft mounting hole 29 of the lower housing member 12 is formed as a stepped hole, and a small-diameter hole 29a is formed above and a large-diameter hole 29b is formed below. The shaft mounting hole 28 of the upper housing member 11 is also formed as a stepped hole, and a small-diameter hole 28a is formed below and a large-diameter hole 28b is formed above.
上軸受２０および下軸受２１は、本実施例では、いずれも転がり軸受により構成される。転がり軸受は、周知のとおり、同心円状に配置された略円筒状の内輪と外輪との間に、その周方向へ配列されて多数の転動体が保持されて構成される。これにより、転がり軸受は、内輪と外輪とが転動体を介して回転自在とされる。なお、偏心軸部３ｄに設けられる各軸受２７も、本実施例では、上軸受２０および下軸受２１と同様の構成とされる。 In the present embodiment, the upper bearing 20 and the lower bearing 21 are both constituted by rolling bearings. As is well known, a rolling bearing is configured by arranging a large number of rolling elements arranged in a circumferential direction between a substantially cylindrical inner ring and an outer ring arranged concentrically. Thereby, as for a rolling bearing, an inner ring and an outer ring can be freely rotated via a rolling element. In addition, each bearing 27 provided in the eccentric shaft portion 3d has the same configuration as the upper bearing 20 and the lower bearing 21 in this embodiment.
下ハウジング材１２への下軸受２１の固定は、次のように行われる。すなわち、小径穴２９ａと大径穴２９ｂとの段付き部（大径穴２９ｂの上面）に外輪の上端面が当接するまで、大径穴２９ｂに下軸受２１の外輪を圧入する。そして、円環状の留めリング３０を下ハウジング材１２の下面に重ね合わせてネジ３１で固定する。これにより、下軸受２１は、外輪が、軸取付穴２９の段付き部と留めリング３０との間で挟み込まれて固定される。 The lower bearing 21 is fixed to the lower housing member 12 as follows. That is, the outer ring of the lower bearing 21 is press-fitted into the large diameter hole 29b until the upper end surface of the outer ring comes into contact with the stepped portion of the small diameter hole 29a and the large diameter hole 29b (the upper surface of the large diameter hole 29b). Then, an annular retaining ring 30 is superimposed on the lower surface of the lower housing member 12 and fixed with screws 31. As a result, the lower bearing 21 is fixed while the outer ring is sandwiched between the stepped portion of the shaft mounting hole 29 and the retaining ring 30.
下軸受２１の内輪には、下方の主軸部３ｃの小径部３ｇが圧入される。すなわち、第一段部３ｅに下軸受２１の内輪の上端面が当接するまで、下軸受２１の内輪に主軸部３ｃの小径部３ｇを圧入する。そして、小径部３ｇの下端部はネジ部とされているので、そのネジ部に留めナット３２をねじ込む。これにより、下軸受２１は、内輪が、第一段部３ｅと留めナット３２との間で挟み込まれて固定される。 A small diameter portion 3g of the lower main shaft portion 3c is press-fitted into the inner ring of the lower bearing 21. That is, the small diameter portion 3g of the main shaft portion 3c is press-fitted into the inner ring of the lower bearing 21 until the upper end surface of the inner ring of the lower bearing 21 contacts the first step portion 3e. And since the lower end part of the small diameter part 3g is made into the thread part, the fastening nut 32 is screwed in the thread part. As a result, the inner ring of the lower bearing 21 is fixed between the first step portion 3e and the retaining nut 32.
上ハウジング材１１への上軸受２０の固定は、次のように行われる。すなわち、小径穴２８ａと大径穴２８ｂとの段付き部（大径穴２８ｂの下面）に外輪の下端面が当接するまで、大径穴２８ｂに上軸受２０の外輪をはめ込む（隙間嵌め）。また、上軸受２０の内輪には、上方の主軸部３ｂがはめ込まれる。その後、上ハウジング材１１の大径穴２８ｂに固定される係止リング３３により、上軸受２０の脱落が防止される。 The upper bearing 20 is fixed to the upper housing member 11 as follows. That is, the outer ring of the upper bearing 20 is fitted into the large diameter hole 28b (gap fit) until the lower end surface of the outer ring comes into contact with the stepped portion of the small diameter hole 28a and the large diameter hole 28b (the lower surface of the large diameter hole 28b). Further, the upper main shaft portion 3 b is fitted into the inner ring of the upper bearing 20. Thereafter, the upper bearing 20 is prevented from falling off by the locking ring 33 fixed to the large-diameter hole 28b of the upper housing member 11.
旋回スクロール４は、平板状の基板部３４の両面に旋回ラップ４３が設けられている。本実施例では、旋回スクロール４は、略円板状の旋回スクロールベース３６と、その中央部の上下に固定される一対の旋回スクロール本体３７とから構成される。但し、場合により、旋回スクロールベース３６は、一対の旋回スクロール本体３７の内の一方または双方と一体形成されてもよい。 The orbiting scroll 4 is provided with orbiting wraps 43 on both surfaces of a flat substrate portion 34. In this embodiment, the orbiting scroll 4 includes a substantially disc-shaped orbiting scroll base 36 and a pair of orbiting scroll main bodies 37 fixed at the top and bottom of the center portion thereof. However, in some cases, the orbiting scroll base 36 may be formed integrally with one or both of the pair of orbiting scroll bodies 37.
旋回スクロールベース３６は、円環状の板状部を備え、その中央部の丸穴３９は、上下両面において拡径されている。そして、その拡径穴３９ａには、旋回スクロール本体３７の端板４０がはめ込まれて固定される。 The orbiting scroll base 36 includes an annular plate-shaped portion, and the round hole 39 at the center thereof is enlarged in both upper and lower surfaces. Then, the end plate 40 of the orbiting scroll body 37 is fitted and fixed in the enlarged diameter hole 39a.
旋回スクロールベース３６には、周方向等間隔の三箇所に、クランク軸３への取付部４１が設けられる。この取付部４１には、上下方向に沿って軸受穴４２が貫通して形成されている。この軸受穴４２は、段付き穴に形成されており、上方に大径穴４２ａ、下方に小径穴４２ｂが配置されている。 The orbiting scroll base 36 is provided with attachment portions 41 to the crankshaft 3 at three positions at equal intervals in the circumferential direction. The mounting portion 41 is formed with a bearing hole 42 extending in the vertical direction. The bearing hole 42 is formed as a stepped hole, and a large-diameter hole 42a is disposed above and a small-diameter hole 42b is disposed below.
各旋回スクロール本体３７は、円板状の端板４０の片面に、その板面と垂直に、一または複数の板状の旋回ラップ４３が設けられている。具体的には、図３において、上側の旋回スクロール本体３７は、端板４０の上面に、上方へ向けて旋回ラップ４３が設けられており、下側の旋回スクロール本体３７は、端板４０の下面に、下方へ向けて旋回ラップ４３が設けられている。この際、各旋回ラップ４３は、端板４０の中央部から外周部へ向けて、インボリュート曲線の渦巻き状に湾曲して形成されている。なお、旋回ラップ４３の延出先端部（上側の旋回ラップ４３の上端部、下側の旋回ラップ４３の下端部）には、後述する固定スクロール５の端板４４との隙間を埋めるために、渦巻きに沿ってシール材（符号省略）を設けてもよい。 Each orbiting scroll main body 37 is provided with one or a plurality of plate-like orbiting wraps 43 on one surface of a disk-like end plate 40 perpendicular to the plate surface. Specifically, in FIG. 3, the upper orbiting scroll main body 37 is provided with an orbiting wrap 43 on the upper surface of the end plate 40, and the lower orbiting scroll main body 37 is connected to the end plate 40. A swirl wrap 43 is provided on the lower surface facing downward. At this time, each of the swirl wraps 43 is formed to be curved in a spiral shape of an involute curve from the center portion of the end plate 40 toward the outer peripheral portion. In addition, in order to fill a gap with the end plate 44 of the fixed scroll 5 to be described later, the extension tip portion of the turning wrap 43 (the upper end portion of the upper turning wrap 43 and the lower end portion of the lower turning wrap 43) A sealing material (reference numeral omitted) may be provided along the spiral.
各旋回スクロール本体３７は、その端板４０が、旋回スクロールベース３６の拡径穴３９ａにはめ込まれて、適宜の手段で旋回スクロールベース３６に固定される。これにより、旋回スクロールベース３６と旋回スクロール本体３７の端板４０とが一体化され、旋回スクロール４の基板部３４を構成する。そして、旋回スクロール４は、その基板部３４の両面に、旋回ラップ４３が設けられた形状となる。なお、上下の旋回スクロール本体３７間には、径方向中央部に、円筒状のスペーサ４５が設けられる。スペーサ４５を設けることで、各旋回スクロール本体３７の撓みの防止が図られる。 The end plate 40 of each orbiting scroll body 37 is fitted into the diameter-enlarged hole 39a of the orbiting scroll base 36, and is fixed to the orbiting scroll base 36 by an appropriate means. As a result, the orbiting scroll base 36 and the end plate 40 of the orbiting scroll main body 37 are integrated, and the substrate portion 34 of the orbiting scroll 4 is configured. The orbiting scroll 4 has a shape in which orbiting wraps 43 are provided on both surfaces of the substrate portion 34. A cylindrical spacer 45 is provided between the upper and lower orbiting scroll bodies 37 at the center in the radial direction. By providing the spacer 45, the bending of each orbiting scroll body 37 can be prevented.
このような構成の旋回スクロール４は、周方向等間隔の三箇所に設けた軸受穴４２が、軸受２７を介して、クランク軸３の偏心軸部３ｄに回転自在に保持される。この保持構造については、後述する。 In the orbiting scroll 4 having such a configuration, bearing holes 42 provided at three locations at equal intervals in the circumferential direction are rotatably held by the eccentric shaft portion 3 d of the crankshaft 3 via the bearings 27. This holding structure will be described later.
各固定スクロール５は、円板状の端板４４の片面に、その板面と垂直に、一または複数の板状の固定ラップ４６が設けられている。具体的には、図３において、上側の固定スクロール５は、端板４４の下面に、下方へ向けて固定ラップ４６が設けられており、下側の固定スクロール５は、端板４４の上面に、上方へ向けて固定ラップ４６が設けられている。 Each fixed scroll 5 is provided with one or a plurality of plate-shaped fixing wraps 46 on one surface of a disk-shaped end plate 44 perpendicular to the plate surface. Specifically, in FIG. 3, the upper fixed scroll 5 is provided with a fixed wrap 46 on the lower surface of the end plate 44, and the lower fixed scroll 5 is provided on the upper surface of the end plate 44. A fixed wrap 46 is provided upward.
各固定スクロール５には、固定ラップ４６を取り囲むように、円筒部４７が設けられている。具体的には、図３において、上側の固定スクロール５は、端板４４の下面に、下方へ向けて円筒部４７が設けられており、下側の固定スクロール５は、端板４４の上面に、上方へ向けて円筒部４７が設けられている。なお、円筒部４７の高さ（端板４４からの延出寸法）は、固定ラップ４６の高さ（端板４４からの延出寸法）とほぼ対応している。 Each fixed scroll 5 is provided with a cylindrical portion 47 so as to surround the fixed wrap 46. Specifically, in FIG. 3, the upper fixed scroll 5 is provided with a cylindrical portion 47 on the lower surface of the end plate 44, and the lower fixed scroll 5 is provided on the upper surface of the end plate 44. A cylindrical portion 47 is provided upward. Note that the height of the cylindrical portion 47 (extension dimension from the end plate 44) substantially corresponds to the height of the fixed wrap 46 (extension dimension from the end plate 44).
各固定スクロール５は、固定ラップ４６を旋回ラップ４３と噛み合わせた状態で、各ハウジング材１１，１２に固定される。具体的には、上側の固定スクロール５は、上ハウジング材１１の上フランジ１５の上面に、端板４４の外周部が重ね合わされて、ネジ４８により固定される。また、下側の固定スクロール５は、下ハウジング材１２の下フランジ１６の下面に、端板４４の外周部が重ね合わされて、ネジ４８により固定される。 Each fixed scroll 5 is fixed to each housing member 11 and 12 in a state where the fixed wrap 46 is engaged with the turning wrap 43. Specifically, the upper fixed scroll 5 is fixed by screws 48 with the outer peripheral portion of the end plate 44 superimposed on the upper surface of the upper flange 15 of the upper housing member 11. The lower fixed scroll 5 is fixed by screws 48 with the outer peripheral portion of the end plate 44 superimposed on the lower surface of the lower flange 16 of the lower housing member 12.
ところで、固定ラップ４６は、旋回ラップ４３と対応した個数だけ設けられ、端板４４の中央部から外周部へ向けて、インボリュート曲線の渦巻き状に湾曲して形成されている。そして、外周側の端部は、円筒部４７に連接されている。なお、固定ラップ４６の延出先端部（上側の固定ラップ４６の下端部、下側の固定ラップ４６の上端部）には、旋回スクロール４の端板４０との隙間を埋めるために、渦巻きに沿ってシール材（符号省略）を設けてもよい。同様に、円筒部４７の延出先端部（上側の円筒部４７の下端部、下側の円筒部４７の上端部）にも、シール材（符号省略）を設けてもよい。 By the way, the fixed wraps 46 are provided in a number corresponding to the swirl wraps 43, and are formed in a spiral shape of an involute curve from the central portion of the end plate 44 toward the outer peripheral portion. The outer peripheral end is connected to the cylindrical portion 47. In addition, in the extended front-end | tip part (the lower end part of the upper side fixed wrap 46, the upper end part of the lower side fixed wrap 46), in order to fill the clearance gap between the end plates 40 of the orbiting scroll 4, it is spiral. A sealing material (reference numeral omitted) may be provided along. Similarly, a sealing material (reference numeral omitted) may also be provided at the extended tip of the cylindrical portion 47 (the lower end of the upper cylindrical portion 47 and the upper end of the lower cylindrical portion 47).
次に、クランク軸３の偏心軸部３ｄへの旋回スクロール４の保持構造について説明する。クランク軸３の偏心軸部３ｄには、軸受２７の内輪が圧入されて固定される。本実施例では、二つの軸受２７が上下に重ねられて、偏心軸部３ｄに圧入される。その際、下方の軸受２７の内輪の下端面を、第二段部３ｈに当接する。そして、偏心軸部３ｄの上端部はネジ部とされているので、そのネジ部に留めナット４９をねじ込む。これにより、軸受２７は、内輪が、第二段部３ｈと留めナット４９との間で挟み込まれて固定される。 Next, a structure for holding the orbiting scroll 4 to the eccentric shaft portion 3d of the crankshaft 3 will be described. The inner ring of the bearing 27 is press-fitted and fixed to the eccentric shaft portion 3 d of the crankshaft 3. In the present embodiment, the two bearings 27 are vertically stacked and press-fitted into the eccentric shaft portion 3d. At that time, the lower end surface of the inner ring of the lower bearing 27 is brought into contact with the second step portion 3h. Since the upper end portion of the eccentric shaft portion 3d is a screw portion, a retaining nut 49 is screwed into the screw portion. As a result, the bearing 27 is fixed by the inner ring being sandwiched between the second step portion 3 h and the retaining nut 49.
一方、軸受２７の外輪と旋回スクロール４の軸受穴４２（大径穴４２ａ）との間には、僅かな隙間を開けると共に、その隙間には円環状の弾性材５０が設けられる。この弾性材５０は、特に問わないが、たとえばＯリングを用いることができる。 On the other hand, a slight gap is formed between the outer ring of the bearing 27 and the bearing hole 42 (large diameter hole 42a) of the orbiting scroll 4, and an annular elastic member 50 is provided in the gap. The elastic material 50 is not particularly limited, but for example, an O-ring can be used.
より詳細には、旋回スクロール４の軸受穴４２の大径穴４２ａは、軸受２７の外輪よりも設定寸法だけ大径に形成されており、内周面には弾性材の装着溝（符号省略）が周方向へ沿って形成されている。そして、円環状の弾性材５０は、外周部が装着溝にはめ込まれ、内周部に軸受２７の外輪がはめ込まれる。その際、弾性材５０は断面を押しつぶされることになる。なお、本実施例では、各軸受２７は、外輪の外周面の上下二箇所において、円環状の弾性材５０を介して軸受穴４２に保持される。 More specifically, the large-diameter hole 42a of the bearing hole 42 of the orbiting scroll 4 is formed to have a larger diameter than the outer ring of the bearing 27 by a set dimension, and an elastic material mounting groove (reference number omitted) is provided on the inner peripheral surface. Are formed along the circumferential direction. The annular elastic member 50 has an outer peripheral portion fitted into the mounting groove and an outer ring of the bearing 27 fitted into the inner peripheral portion. At that time, the elastic member 50 is crushed in cross section. In the present embodiment, the bearings 27 are held in the bearing holes 42 via the annular elastic member 50 at two locations on the outer peripheral surface of the outer ring.
偏心軸部３ｄと軸受穴４２とが同心に配置され回転されるとして、軸受２７の外輪の外周面と、軸受穴４２の大径穴４２ａの内周面との隙間（片側）Ｘは、本実施例では、固定ラップ４６と旋回ラップ４３との側面間の隙間（ラップの径方向の隙間）Ｙの最少設定値（最も近接した状態における両ラップ間の設計隙間）よりも小さく、たとえば、前記最少設定値の略半分（たとえば２０〜３０μｍ）とされる。この場合、仮に、偏心軸部３ｄに対し旋回スクロール４が遠心力により振れて、前記隙間Ｘが埋まり、固定ラップ４６に旋回ラップ４３が衝突しようとしても、軸受２７の外輪の外周面に軸受穴４２の大径穴４２ａの内周面が先に当たるので、両ラップ４３，４６の衝突による破損を防止することができる。しかも、弾性材５０により、前記隙間Ｘが埋まるのが防止されると共に、前記隙間Ｘが埋まるとしても、緩やかに埋めることができる。 Assuming that the eccentric shaft portion 3d and the bearing hole 42 are concentrically arranged and rotated, the clearance (one side) X between the outer peripheral surface of the outer ring of the bearing 27 and the inner peripheral surface of the large-diameter hole 42a of the bearing hole 42 is In the embodiment, the gap between the side surfaces of the fixed wrap 46 and the turning wrap 43 (gap in the radial direction of the wrap) Y is smaller than the minimum set value (design gap between both laps in the closest state), for example, It is approximately half of the minimum set value (for example, 20 to 30 μm). In this case, even if the orbiting scroll 4 is shaken by the centrifugal force with respect to the eccentric shaft portion 3d and the gap X is filled and the orbiting lap 43 collides with the fixed wrap 46, a bearing hole is formed on the outer peripheral surface of the outer ring of the bearing 27. Since the inner peripheral surface of the large-diameter hole 42a of 42 contacts first, it is possible to prevent damage due to the collision between the laps 43 and 46. Moreover, the elastic material 50 prevents the gap X from being filled, and even if the gap X is filled, it can be filled gently.
このようにして、軸受２７の外周面と大径穴４２ａの内周面との隙間を円環状の弾性材５０で弾性保持する。これにより、軸受２７の外輪と旋回スクロール４の軸受穴４２との隙間が、弾性材５０により埋められると共に、その弾性変形により、隙間の調整が可能とされる。ところで、旋回スクロール４の取付部４１の上面には、留めリング５１がネジ５２により設けられる。この留めリング５１は、外輪との間に隙間（たとえば０．２ｍｍ）Ｚを開けて設置される。これにより、外輪に対する旋回スクロール４の径方向の移動は許容しつつ、軸方向の所定以上の移動は規制することができる。 In this way, the gap between the outer peripheral surface of the bearing 27 and the inner peripheral surface of the large-diameter hole 42a is elastically held by the annular elastic member 50. Thereby, the gap between the outer ring of the bearing 27 and the bearing hole 42 of the orbiting scroll 4 is filled with the elastic material 50, and the gap can be adjusted by the elastic deformation. Incidentally, a retaining ring 51 is provided by a screw 52 on the upper surface of the mounting portion 41 of the orbiting scroll 4. The retaining ring 51 is installed with a gap (for example, 0.2 mm) Z between the outer ring and the outer ring. Thereby, the movement of the orbiting scroll 4 with respect to the outer ring in the radial direction can be allowed, while the movement in the axial direction exceeding a predetermined value can be restricted.
ところで、各クランク軸３には、旋回スクロール４の円滑な回転のために、ウェイトバランサ５３が設けられている。本実施例では、上側の主軸部３ｂの下端部と、下側の主軸部３ｃの大径部３ｆとに、それぞれウェイトバランサ５３が設けられている。 Incidentally, each crankshaft 3 is provided with a weight balancer 53 for smooth rotation of the orbiting scroll 4. In the present embodiment, weight balancers 53 are provided at the lower end portion of the upper main shaft portion 3b and the large diameter portion 3f of the lower main shaft portion 3c, respectively.
また、一対の固定スクロール５には、図１および図２に示すように、それぞれ外周側に第一開口５４が設けられる一方、中央部に第二開口５５が設けられている。なお、図３において、上下に示される第二開口５５は、場合により、旋回スクロール４の基板部３４の中央に貫通穴をあけて互いに連通させてもよい。 Further, as shown in FIGS. 1 and 2, each of the pair of fixed scrolls 5 is provided with a first opening 54 on the outer peripheral side and a second opening 55 in the center. In FIG. 3, the second openings 55 shown above and below may be communicated with each other by making a through hole in the center of the substrate portion 34 of the orbiting scroll 4.
本実施例のスクロール流体機械１の組立ては、次のように行うのが好適である。すなわち、まず、下ハウジング材１２に下軸受２１を取り付けておく。一方、旋回スクロール４には、各クランク軸３を軸受２７および弾性材５０を介して取り付けておく。そして、下ハウジング材１２の下軸受２１に、旋回スクロール４の各クランク軸３をはめ込んで取り付ける。その際、各クランク軸３は、所定の態勢（つまり偏心軸部３ｄの位置を合わせた位相差のない状態）で取り付けられる。その後、上ハウジング材１１を取り付けるが、その際、上ハウジング材１１とクランク軸３との間に上軸受２０を設ける。最後に、各ハウジング材１１，１２の上下の開口に、固定スクロール５を固定すればよい。 The scroll fluid machine 1 according to the present embodiment is preferably assembled as follows. That is, first, the lower bearing 21 is attached to the lower housing member 12. On the other hand, each crankshaft 3 is attached to the orbiting scroll 4 via a bearing 27 and an elastic material 50. Then, each crankshaft 3 of the orbiting scroll 4 is fitted and attached to the lower bearing 21 of the lower housing member 12. At that time, each crankshaft 3 is attached in a predetermined posture (that is, a state having no phase difference in which the positions of the eccentric shaft portions 3d are matched). Thereafter, the upper housing member 11 is attached. At this time, the upper bearing 20 is provided between the upper housing member 11 and the crankshaft 3. Finally, the fixed scroll 5 may be fixed to the upper and lower openings of the housing members 11 and 12.
本実施例のスクロール流体機械１は、以上のように構成されるので、たとえば、圧縮機またはブロワとして用いる場合、駆動クランク軸３Ｘを回転させればよい。これにより、固定スクロール５に対し旋回スクロール４を旋回させることができる。固定スクロール５に対し旋回スクロール４を旋回させると、第一開口５４から流体を吸入し、その流体を旋回ラップ４３と固定ラップ４６との間で圧縮しながら、その渦巻きの外端側から内端側へ移動させ、第二開口５５から吐出させることができる。 Since the scroll fluid machine 1 of the present embodiment is configured as described above, for example, when used as a compressor or a blower, the drive crankshaft 3X may be rotated. Thereby, the turning scroll 4 can be turned with respect to the fixed scroll 5. When the orbiting scroll 4 is revolved with respect to the fixed scroll 5, the fluid is sucked from the first opening 54, and the fluid is compressed between the orbiting wrap 43 and the fixed wrap 46, and the inner end from the outer end side of the spiral. It can be moved to the side and discharged from the second opening 55.
一方、たとえば膨張機として用いる場合、流体を第二開口５５から流入させればよい。これにより、流体の力で旋回スクロール４が旋回し、膨張しながら第一開口５４から吐出させることができる。また、旋回スクロール４の回転駆動力を駆動クランク軸３Ｘから取り出すことができる。その他、駆動クランク軸３Ｘを逆方向へ回転させて、流体を第二開口５５から吸入して、第一開口５４へ吐出させてもよい。 On the other hand, for example, when used as an expander, the fluid may be introduced from the second opening 55. Thereby, the orbiting scroll 4 can be swung by the force of the fluid and discharged from the first opening 54 while expanding. Further, the rotational driving force of the orbiting scroll 4 can be taken out from the drive crankshaft 3X. Alternatively, the drive crankshaft 3X may be rotated in the reverse direction to suck fluid from the second opening 55 and discharge it to the first opening 54.
このようにして、本実施例のスクロール流体機械１は、圧縮機、膨張機、ブロワ、真空ポンプなどとして用いることができる。なお、圧縮または膨張等させる流体は特に問わず、空気、蒸気、冷媒など、各種の流体に対応することができる。 Thus, the scroll fluid machine 1 of the present embodiment can be used as a compressor, an expander, a blower, a vacuum pump, and the like. The fluid to be compressed or expanded is not particularly limited, and can correspond to various fluids such as air, steam, and refrigerant.
本実施例のスクロール流体機械１によれば、全てのクランク軸３の偏心軸部３ｄにおいて、軸受２７の外輪と旋回スクロール４の軸受穴４２との隙間に円環状の弾性材５０が設けられる。これにより、旋回スクロール４の旋回時に、クランク軸３に対し旋回スクロール４が遠心力により振れても、軸受２７の外輪と旋回スクロール４の軸受穴４２との隙間が埋まるのを抑制して、固定ラップ４６と旋回ラップ４３との側面間の隙間Ｙを所望に保つことができる。 According to the scroll fluid machine 1 of the present embodiment, the annular elastic member 50 is provided in the gap between the outer ring of the bearing 27 and the bearing hole 42 of the orbiting scroll 4 in the eccentric shaft portions 3 d of all the crankshafts 3. As a result, even when the orbiting scroll 4 swings with respect to the crankshaft 3 due to centrifugal force, the clearance between the outer ring of the bearing 27 and the bearing hole 42 of the orbiting scroll 4 is prevented from being filled and fixed. The gap Y between the side surfaces of the wrap 46 and the turning wrap 43 can be kept as desired.
たとえば、図３の左半分に示すように、駆動クランク軸３Ｘの偏心軸部３ｄが最も左側へ配置された状態では、旋回スクロール４は遠心力により左側に振れ、駆動クランク軸３Ｘの右側周側面では、軸受２７のはめ合い隙間が埋まるように荷重がかかり、固定ラップ４６と旋回ラップ４３とが近接しようとする。ところが、その荷重を弾性材５０が支えることで、軸受２７の外輪と旋回スクロール４の軸受穴４２との隙間が埋まるのを抑制して、固定ラップ４６と旋回ラップ４３との側面間の隙間を所望に保つことができる。また、仮に軸受２７の外輪と旋回スクロール４の軸受穴４２との隙間が完全に埋まるとしても、弾性材５０の作用により衝撃を緩和して、各ラップ４３，４６の破損を防止することができる。このような作用を、旋回スクロール４の旋回に伴い、各クランク軸３の周方向に沿って順次に連続的に図ることができる。このように、ラップ４３，４６間の隙間Ｙを自動調整できるので、各部品の機械加工精度や組立精度を従前よりも緩和できる。さらに、ラップ４３，４６間の隙間Ｙが自動調整できるので、スクロール流体機械１の性能を安定させることもできる。 For example, as shown in the left half of FIG. 3, in the state where the eccentric shaft portion 3d of the drive crankshaft 3X is disposed on the leftmost side, the orbiting scroll 4 swings to the left side due to centrifugal force, and the right peripheral side surface of the drive crankshaft 3X Then, a load is applied so that the fitting gap of the bearing 27 is filled, and the fixed wrap 46 and the turning wrap 43 try to approach each other. However, since the elastic material 50 supports the load, the gap between the outer ring of the bearing 27 and the bearing hole 42 of the orbiting scroll 4 is suppressed and the gap between the side surfaces of the fixed wrap 46 and the orbiting wrap 43 is reduced. Can be kept as desired. Further, even if the gap between the outer ring of the bearing 27 and the bearing hole 42 of the orbiting scroll 4 is completely filled, the impact can be mitigated by the action of the elastic member 50 and the laps 43 and 46 can be prevented from being damaged. . Such an action can be sequentially and continuously achieved along the circumferential direction of each crankshaft 3 with the turning of the orbiting scroll 4. Thus, since the gap Y between the laps 43 and 46 can be automatically adjusted, the machining accuracy and assembly accuracy of each part can be relaxed more than before. Furthermore, since the gap Y between the wraps 43 and 46 can be automatically adjusted, the performance of the scroll fluid machine 1 can be stabilized.
また、本実施例のスクロール流体機械１によれば、クランク軸３に第一段部３ｅと第二段部３ｈとを設け、第一段部３ｅを固定スクロール５側への位置決めに用い、第二段部３ｈを旋回スクロール４側への位置決めに用いることで、各クランク軸３の軸方向に対する各スクロール４，５の位置決めが容易となる。言い換えれば、固定スクロール５を保持する下ハウジング材１２の軸受当て面（下軸受２１の上端面を当接する段付き部）を基準として、各部材を組み立てていくことで、機械的に旋回スクロール４の軸方向位置が定まることになる。しかも、偏心軸部３ｄに設ける軸受２７は、内輪は偏心軸部３ｄに固定されるが、外輪は軸受穴４２に固定されないので、上述したラップ４３，４６間の径方向の隙間Ｙの調整機能を阻害することがない。なお、前述した固定スクロール５を保持する下ハウジング材１２の軸受当て面は、下側の固定スクロール５の端板４４と同一平面上に配置されるのが好ましい。 Further, according to the scroll fluid machine 1 of the present embodiment, the crankshaft 3 is provided with the first step portion 3e and the second step portion 3h, and the first step portion 3e is used for positioning to the fixed scroll 5 side. By using the two-stage portion 3h for positioning toward the orbiting scroll 4, the scrolls 4 and 5 can be easily positioned with respect to the axial direction of the crankshaft 3. In other words, the orbiting scroll 4 is mechanically assembled by assembling each member with reference to the bearing contact surface of the lower housing member 12 that holds the fixed scroll 5 (the stepped portion that abuts the upper end surface of the lower bearing 21). The axial position of is determined. In addition, the bearing 27 provided on the eccentric shaft portion 3d has the inner ring fixed to the eccentric shaft portion 3d, but the outer ring is not fixed to the bearing hole 42. Therefore, the function of adjusting the radial gap Y between the laps 43 and 46 described above is provided. Will not be disturbed. The bearing contact surface of the lower housing member 12 that holds the fixed scroll 5 described above is preferably disposed on the same plane as the end plate 44 of the lower fixed scroll 5.
本発明のスクロール流体機械１は、前記実施例の構成に限らず適宜変更可能である。たとえば、前記実施例において、上ハウジング材１１と上側の固定スクロール５とを一体形成し、下ハウジング材１２と下側の固定スクロール５とを一体形成してもよい。 The scroll fluid machine 1 of the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and can be changed as appropriate. For example, in the embodiment, the upper housing member 11 and the upper fixed scroll 5 may be integrally formed, and the lower housing member 12 and the lower fixed scroll 5 may be integrally formed.
また、前記実施例では、クランク軸３の本数を三本としたが、四本以上とすることもできる。 Moreover, in the said Example, although the number of the crankshaft 3 was three, it can also be set to four or more.
また、前記実施例において、駆動クランク軸３Ｘと従動クランク軸３Ｙとを同一の構成として、部品の共通化を図ってもよい。たとえば、従動クランク軸３Ｙとして、駆動クランク軸３Ｘと同様の構成を採用してもよい。 In the above-described embodiment, the drive crankshaft 3X and the driven crankshaft 3Y may have the same configuration, and parts may be shared. For example, a configuration similar to that of the drive crankshaft 3X may be adopted as the driven crankshaft 3Y.
また、前記実施例では、円環状の弾性材５０は、旋回スクロール４の軸受穴４２に設けた装着溝に外周部を保持されたが、これに代えてまたはこれに加えて、軸受２７の外周面に装着溝を形成して、その装着溝に弾性材５０の内周部を保持されてもよい。 Further, in the above embodiment, the annular elastic member 50 has the outer peripheral portion held in the mounting groove provided in the bearing hole 42 of the orbiting scroll 4, but instead of or in addition to this, the outer peripheral portion of the bearing 27. A mounting groove may be formed on the surface, and the inner peripheral portion of the elastic member 50 may be held in the mounting groove.
また、前記実施例において、旋回スクロール４の軸受穴４２に、円筒状のガイドリングをはめ込んでもよい。その場合、円環状の弾性材５０は、軸受２７の外輪と旋回スクロール４の軸受穴４２との隙間に設置されることに代えて、軸受２７の外輪とガイドリングの内穴との隙間に設置される。このようにして、旋回スクロール４とクランク軸３との径方向の位置調整を図ることができる。 In the above embodiment, a cylindrical guide ring may be fitted in the bearing hole 42 of the orbiting scroll 4. In this case, the annular elastic member 50 is installed in the gap between the outer ring of the bearing 27 and the inner hole of the guide ring instead of being installed in the gap between the outer ring of the bearing 27 and the bearing hole 42 of the orbiting scroll 4. Is done. Thus, the radial position adjustment of the orbiting scroll 4 and the crankshaft 3 can be achieved.
さらに、前記実施例において、偏心軸部３ｄを保持する軸受２７として、複数の軸受２７を備えたが、この軸受２７同士は、端面同士を重ね合わされる以外に、端面間にアジャスタを介して重ね合わされてもよい。アジャスタは、たとえば、円筒状に形成され、外輪に配置される。このようにして、旋回スクロール４とクランク軸３との軸方向の位置調整を図ることができる。同様に、軸受２７が一つの場合でも、アジャスタを用いて、旋回スクロール４とクランク軸３との軸方向の位置調整を図ることができる。 Furthermore, in the said Example, although the some bearing 27 was provided as the bearing 27 which hold | maintains the eccentric shaft part 3d, these bearings 27 are piled up via an adjuster between edge surfaces other than being piled up. May be. The adjuster is formed in a cylindrical shape, for example, and is disposed on the outer ring. In this way, the axial position adjustment of the orbiting scroll 4 and the crankshaft 3 can be achieved. Similarly, even when the number of the bearings 27 is one, the position of the orbiting scroll 4 and the crankshaft 3 in the axial direction can be adjusted using an adjuster.
１ スクロール流体機械
３ クランク軸
３Ｘ 駆動クランク軸
３Ｙ 従動クランク軸
３ａ 延出部
３ｂ （上方の）主軸部
３ｃ （下方の）主軸部
３ｄ 偏心軸部
３ｅ 第一段部
３ｆ 大径部
３ｇ 小径部
３ｈ 第二段部
３ｉ 拡径部
４ 旋回スクロール
５ 固定スクロール
１１ 上ハウジング材
１２ 下ハウジング材
２０ 上軸受
２１ 下軸受
２７ 軸受
３０ 留めリング
３２ 留めナット
３４ 基板部
４２ 軸受穴
４３ 旋回ラップ
４６ 固定ラップ
４９ 留めナット
５０ 弾性材
５１ 留めリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scroll fluid machine 3 Crankshaft 3X Drive crankshaft 3Y Driven crankshaft 3a Extension part 3b (Upper) main shaft part 3c (Down) main shaft part 3d Eccentric shaft part 3e First step part 3f Large diameter part 3g Small diameter part 3h 2nd step portion 3i Expanded diameter portion 4 Revolving scroll 5 Fixed scroll 11 Upper housing material 12 Lower housing material 20 Upper bearing 21 Lower bearing 27 Bearing 30 Retaining ring 32 Retaining nut 34 Substrate portion 42 Bearing hole 43 Revolving wrap 46 Fixed wrap 49 Retaining Nut 50 Elastic material 51 Retaining ring
Claims (3)
前記旋回ラップと噛み合う固定ラップが設けられ、前記旋回スクロールを挟むよう設けられる一対の固定スクロールと、
前記旋回スクロールの周方向三以上の箇所に配置される軸であり、その軸方向中途部の偏心軸部に軸受を介して前記旋回スクロールが保持されることで、前記固定スクロールに対し前記旋回スクロールを旋回可能に保持するクランク軸とを備え、
前記クランク軸は、同一軸線上に配置された主軸部間に、前記偏心軸部が偏心して設けられ、
前記クランク軸は、前記偏心軸部を挟んだ両側の主軸部において、前記一対の固定スクロールまたはこれと一体の部材に、軸受を介して回転可能に保持され、
前記偏心軸部を挟んだ両側の主軸部の内、一方の主軸部を保持する軸受の内輪の片方の端面が当接される第一段部と、前記偏心軸部を保持する軸受の内輪の片方の端面が当接される第二段部とが、前記クランク軸に設けられ、
前記一方の主軸部を保持する軸受の内輪は、主軸部が圧入された状態で、主軸部にねじ込まれた留めナットと前記第一段部とにより挟み込まれ、
前記偏心軸部を保持する軸受の内輪は、偏心軸部が圧入された状態で、偏心軸部にねじ込まれた留めナットと前記第二段部とにより挟み込まれる
ことを特徴とするスクロール流体機械。 Orbiting scroll provided with orbiting wrap on both sides of the substrate part,
A pair of fixed scrolls provided so as to sandwich the orbiting scroll;
It is an axis | shaft arrange | positioned in the circumferential direction three or more places of the said turning scroll, and the said turning scroll is hold | maintained with respect to the said fixed scroll with respect to the said fixed scroll by hold | maintaining the said turning scroll via the bearing in the eccentric shaft part of the axial direction middle part. And a crankshaft that holds the pivotable,
The crankshaft is provided between the main shaft portions arranged on the same axis, with the eccentric shaft portion being eccentric,
The crankshaft is rotatably held via a bearing on the pair of fixed scrolls or a member integral with the pair of fixed scrolls at both main shaft portions sandwiching the eccentric shaft portion.
Of the main shaft portions on both sides of the eccentric shaft portion, a first step portion with which one end surface of the inner ring of the bearing holding one main shaft portion abuts, and an inner ring of the bearing holding the eccentric shaft portion A second step portion with which one end face abuts is provided on the crankshaft,
The inner ring of the bearing holding the one main shaft portion is sandwiched between the retaining nut screwed into the main shaft portion and the first step portion with the main shaft portion being press-fitted,
A scroll fluid machine characterized in that an inner ring of a bearing that holds the eccentric shaft portion is sandwiched between a retaining nut screwed into the eccentric shaft portion and the second step portion in a state where the eccentric shaft portion is press-fitted.
前記偏心軸部を保持する軸受の外輪は、前記旋回スクロールの軸受穴との隙間に円環状の弾性材を介して取り付けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のスクロール流体機械。 The outer ring of the bearing that holds the one main shaft portion is fixed to the fixed scroll or a member integrated therewith,
2. The scroll fluid machine according to claim 1, wherein an outer ring of a bearing that holds the eccentric shaft portion is attached to a gap with a bearing hole of the orbiting scroll via an annular elastic material.
この軸受同士は、端面同士を重ね合わされるか、端面間にアジャスタを介して重ね合わされる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスクロール流体機械。
As a bearing for holding the eccentric shaft portion, a plurality of bearings are provided,
3. The scroll fluid machine according to claim 1, wherein the bearings are overlapped with each other or are overlapped between the end surfaces via an adjuster.
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