JP2018025146A - スクロール流体機械 - Google Patents

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Abstract

【課題】旋回ラップよりも外周側に複数のクランク軸が連結されるスクロール流体機械において、旋回スクロールを小型化できるとともに、メンテナンス性を向上させることができる構成を提供すること。【解決手段】スクロール流体機械1は、固定側基板部20の板面に渦巻き状の固定ラップ50が設けられる固定スクロール5と、旋回側基板部16の板面に固定ラップ50に噛み合う渦巻き状の旋回ラップ6が設けられるとともに、旋回側基板部16の外周部の端面から径方向の内側に延びる切欠部が複数設けられる旋回スクロール本体17と、外周部を挿通するボルトを介して旋回スクロール本体を固定するとともに、旋回スクロール本体が固定された状態で切欠部の内側に入り込む軸受部が切欠部に応じて複数設けられる旋回スクロールベースと、軸受部に挿入される偏芯軸部8が設けられる複数のクランク軸3と、を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、圧縮機、膨張機又はブロワ等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。
従来、スクロール流体機械において、旋回スクロールにおける旋回ラップが設けられる部分よりも外側の外周部に複数のクランク軸が連結される構造が知られている。この種のスクロール流体機械を開示するものとして特許文献1や特許文献2がある。特許文献1では、旋回スクロールの外周部の一側と他側に2本のクランク軸が連結される構造について記載されており、特許文献2では、旋回スクロールの外周部に周方向に3本のクランク軸が連結される構造について記載されている。
特開2004−36591号公報 特開2003−120552号公報
旋回ラップよりも外周側にクランク軸が連結される構造は、クランク軸を連結するスペースを旋回ラップの外周側で確保する必要があるため、旋回スクロール全体の外径が大きくなり、重量も増加してしまう。旋回スクロールが大きければ、その分スクロール流体機械の外装(ハウジング)も大型化してしまう。製造コスト低減や設置スペースの確保という点でスクロール流体機械の小型化が望まれていた。また、旋回スクロールの旋回ラップのメンテナンス(例えば、チップシールの交換等)を行うためには、クランク軸と旋回スクロール全体の連結を解除する作業が必要となり、メンテナンス作業の効率化という点でも改善の余地があった。
本発明は、旋回ラップよりも外周側に複数のクランク軸が連結されるスクロール流体機械において、旋回スクロールを小型化できるとともに、メンテナンス性を向上させることができる構成を提供することを目的とする。
本発明は、固定側基板部の板面に渦巻き状の固定ラップが設けられる固定スクロールと、旋回側基板部の板面に前記固定ラップに噛み合う渦巻き状の旋回ラップが設けられるとともに、前記旋回側基板部の外周部の端面から径方向の内側に延びる切欠部が複数設けられる旋回スクロール本体と、前記外周部を挿通する締結部材を介して前記旋回スクロール本体を固定するとともに、前記旋回スクロール本体が固定された状態で前記切欠部の内側に入り込む軸受部が前記切欠部に応じて複数設けられる旋回スクロールベースと、前記軸受部に挿入される偏芯軸部が設けられる複数のクランク軸と、を備えるスクロール流体機械に関する。
前記旋回側基板部には、径方向の外側に延出するとともに前記締結部材が挿通される延出片が周方向に間隔をあけて複数設けられ、前記旋回スクロールベースには、前記延出片を収容する凹部が設けられ、前記切欠部は、隣り合う前記延出片の間に位置することが好ましい。
前記旋回スクロール本体は、前記旋回側基板部の両面に前記旋回ラップが設けられ、一対の前記固定スクロールが前記旋回側基板部の両側に設けられ、前記旋回スクロールベースは、その中央部に設けられる穴に片面から前記旋回スクロール本体を着脱可能に構成されることが好ましい。
本発明によれば、旋回ラップよりも外周側に複数のクランク軸が連結されるスクロール流体機械において、旋回スクロールを小型化できるとともに、メンテナンス性を向上させることができる構成を実現できる。
本発明の一実施形態に係るスクロール流体機械の一側面を示す図である。 図1におけるII−II断面図である。 図1のスクロール流体機械の旋回スクロールの分解斜視図である。 図2の左端部の拡大図である。 旋回スクロールベースに固定された旋回スクロール本体を模式的に示す平面図である。
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1はスクロール流体機械の一側面(例えば、上下方向における底面図又は左右方向における側面図)を示す図である。図2は図1におけるII−II断面図であり、図3は旋回スクロール2の分解斜視図、図4は図2の左端部の拡大図である。図5は、旋回スクロールベース18に固定された旋回スクロール本体17を模式的に示す平面図である。
以下の説明において、スクロール流体機械の厚み方向であってクランク軸3の向く方向と平行な方向を「軸方向」として説明する。この軸方向は、図2(厳密にはII−II断面図であるからその左半分又は右半分)における上下方向である。説明のために軸方向の一側を上側、軸方向の他側を下側等として上下を表現することがあるが、スクロール流体機械1の姿勢を限定する趣旨ではない。使用時においてクランク軸3が上下方向以外の方向、例えば左右方向に沿うようにスクロール流体機械1を配置することができる。
<スクロール流体機械の全体構成>
本実施形態のスクロール流体機械1は、ハウジング4と、このハウジング4に旋回可能に保持される旋回スクロール2と、旋回スクロール2を挟むようにハウジング4に固定される一対の固定スクロール5と、旋回スクロール2を旋回させる複数のクランク軸3と、複数のクランク軸3の回転を同期させる回転同期機構45と、を主要な構成として備える。
<ハウジング>
ハウジング4は、本実施形態では、略矩形の箱状に形成され、平面視中央部には旋回スクロール2の旋回ラップ6を旋回可能に収容する収容穴7が軸方向(図2における上下方向)に貫通して形成されている。ハウジング4には、収容穴7を取り囲む周方向の複数箇所にクランク軸3が収容穴7の軸線と平行に設けられ、かつ、そのクランク軸3の偏芯軸部8の収容空間9が収容穴7へ開口部10を介して連通されている。
本実施形態のハウジング4は、略矩形の平板状の第1外板11と第2外板12とを備え、これらは互いに対応した大きさに形成されている。第1外板11と第2外板12は、軸方向で離隔して平行に対面して配置され、外端辺同士が適宜の接続板13で接続される。図2に示すように、クランク軸3の軸方向を上下方向に向けてスクロール流体機械1を配置した場合、第1外板11は上板となり、第2外板12は下板となる。また、クランク軸3の軸方向を左右方向に向けてスクロール流体機械1を配置した場合、第1外板11及び第2外板12は側板となる。同様に、接続板13は、上下方向にスクロール流体機械1を置いた場合は側板となり、左右方向に置いた場合は上板又は下板等になる。
第1外板11及び第2外板12には、対応する箇所に、収容穴7の開口部として開口穴7Aが貫通形成されている。収容穴7の開口部は、ハウジング4内の中空部の開口部ともいえる。第1外板11の開口穴7Aと第2外板12の開口穴7Aは、同じ大きさの丸穴となっている。図2で示す例では、上方の開口穴7Aの周壁は、第1外板11の下面よりも下方へ突出しており、下方の開口穴7Aの周壁は、第2外板12の上面よりも上方へ突出している。
各開口穴7Aの底部には、円環状のフランジ15が形成されている。具体的には、軸方向一側(上方)の開口穴7Aの周壁の内側の端部(下端部)には、径方向内側へ延出してフランジ15が設けられる一方、厚み方向他側(下方)の開口穴7Aの周壁の内側の端部(上端部)には、径方向内側へ延出してフランジ15が設けられる。ハウジング4内には、各フランジ15よりも径方向外側に、環状の中空部が形成されており、この中空部が、クランク軸3の偏芯軸部8の収容空間9となる。そして、この収容空間9は、一対のフランジ15間の開口部10を介して、周方向に沿って連続的に収容穴7(両側(上下)の開口穴7Aとその間を仮想的に接続した空洞部)へ開口している。
なお、第1外板11と第2外板12とは、図1の前後の端辺(つまり図2の右側)のように、第1外板11の下面と第2外板12の上面とを、接続板13で接続してもよいし、図1の左右の端辺(つまり図2の左側)のように、第1外板11の端面と第2外板12の端面とを、接続板13で接続してもよい。また、各接続板13は、図1の右側の接続板13のように、第1外板11及び第2外板12の端辺の全域に設けてもよいし、図1の左側の接続板13のように、第1外板11及び第2外板12の端辺の一部に設けてもよい。各板11〜13は、ボルト14を用いて着脱可能に組み立てられ、これにより、例えば、各接続板13に対し第1外板11を取り外すことができる。なお、ボルト14としては、文字通りのボルトに限らず各種のネジを用いてもよく、このことは後述するその他のボルトについても同様である。
<旋回スクロール>
図2及び図3に示すように、旋回スクロール2は、旋回側基板部16及び旋回ラップ6を有する旋回スクロール本体17と、クランク軸3が連結される旋回スクロールベース18と、を主要な構成として備える。
<旋回スクロール本体>
旋回スクロール本体17は、旋回スクロールベース18の片面(図面上側の面)から中央部に形成される受入穴19に着脱可能に取り付けられて構成される。旋回スクロール本体17は、円板状の旋回側基板部16の両側面(上面及び下面)のそれぞれに旋回ラップ6が設けられる。
旋回ラップ6は、旋回側基板部16の板面から垂直に延出する板状であって、旋回側基板部16の中央部から外周部70へ向けてインボリュート曲線の渦巻き状に湾曲して構成される。旋回側基板部16の一側面(上面)に設けられる旋回ラップ6は、軸方向の一側(上方)を向いており、他側面(下面)に設けられる旋回ラップ6は、軸方向の他側(下方)を向いており、上下(両側面)の旋回ラップ6は、形状、大きさ及び配置が互いに対応するように形成される。
各旋回ラップ6の先端には、固定スクロール5の固定側基板部20との隙間を埋めるためのチップシール21が設けられる。チップシール21は、旋回ラップ6の渦巻きに沿って配置される。本実施形態のチップシール21は、旋回ラップ6における旋回側基板部16からの延出先端部に形成される溝に嵌め込まれている。図面においては上側の旋回ラップ6の上端部、下側の旋回ラップ6の下端部が延出先端部となっている。そして、チップシール21は、旋回ラップ6に対して着脱可能になっている。なお、図3及び図5では、チップシール21及びそれに関する構造の図示を省略している。
旋回側基板部16の外周部70には径方向の外側に延出する複数の延出片22が設けられる。なお、本実施形態の外周部70は、旋回側基板部16の板面における旋回ラップ6が設けられる部分よりも径方向外側の端面(最も外周側)までの領域であり、径方向において最も外側の部分を含む範囲とする。
延出片22は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では、隣接して配置された一対の延出片22を一セットとして、このセットが周方向等間隔に複数設けられる。具体的には、一対の延出片22が三セット、120度間隔で、旋回側基板部16の中央部と一体形成される。本実施形態では、延出片22が外周部70の一部を構成する。なお、旋回側基板部16は、その形状を適宜変更することができ、延出片22を省略して円形、多角形、等とすることができる。この場合も外周部は旋回ラップが設けられる部分よりも径方向外側の端面(最も外周側)までの領域となる。
本実施形態の各延出片22は、厚み方向の一側面(上面)が旋回側基板部16の中央から連続的な板状に形成されている。図2の右側に示すように、延出片22は、その厚みが旋回側基板部16の中央部よりもやや薄く形成されている。
旋回側基板部16の外周部70には、後述する旋回スクロールベース18の軸受部80の外形に応じた形状の切欠部71が設けられる。切欠部71は、周方向で等間隔に配置されており、外側の端面から径方向の内側に略円弧状に形成される。本実施形態では、外周部70を構成する一対の延出片22の間に切欠部71が形成されている。
図3に示すように、各延出片22の板面には、旋回側基板部16の周方向へ離隔して、それぞれ二つのボルト挿通穴23が上下に貫通して形成されている。また、旋回側基板部16の略径方向に対向して、二つの延出片22には、後述するロックピン24がはめ込まれるピン穴25も形成されている。
<旋回スクロールベース>
旋回スクロールベース18は、中央部に旋回スクロール本体17の旋回側基板部16を受け入れる受入穴19が貫通形成されており、その全体形状がリング状になっている。旋回スクロールベース18の外周部にはクランク軸3を連結する軸受部80が周方向の等間隔に配置されている。各軸受部80には、軸受穴33が貫通形成される。各軸受穴33は、上部に大径穴33a、下部に小径穴33bが配置される段付き穴になっている。なお、軸受部80は、軸受穴33の周囲を囲う厚みの部分と言うこともできる。
本実施形態の旋回スクロールベース18は、平面視で角が丸められた略三角形状に形成されており、その三つの角部に軸受部80が配置されている。なお、旋回スクロールベース18は、その形状が平面視で略三角形状に限定される訳ではなく、略円形状等、適宜変更できる。
旋回スクロールベース18の受入穴19の周囲(内周部)には、旋回スクロール本体17の延出片22を受け入れる凹部26が、各軸受部80の周方向の両側に設けられる。凹部26は、受入穴19の内周壁を厚み方向の一側から切り欠くようにして形成されており、その底面が受入穴19の軸方向中央部に位置するように、厚み方向の一側(上方)に開口している。
各凹部26の底面には、旋回スクロール本体17の延出片22に形成したボルト挿通穴23に対応するネジ穴27が形成される。また、受入穴19の略径方向に対向した二箇所において、凹部26の底面には、ロックピン24が底面から軸方向の一側に突出して設けられる。
また、図2に示すように、旋回スクロールベース18の三つの角部には、それぞれクランク軸3の偏芯軸部8に旋回スクロールベース18を保持するために、旋回軸受29が設けられる。旋回軸受29を保護(より具体的にはグリース切れの防止)する観点からは、旋回スクロール本体17から旋回スクロールベース18への伝熱を防止するのが好ましい。本実施形態では、受入穴19の内径が旋回側基板部16の外径よりも設定寸法だけ大きく構成される。これによって、旋回スクロールベース18の受入穴19に旋回スクロール本体17が嵌め込まれた状態では、旋回側基板部16の外周面と受入穴19の内周面の間に隙間が形成され、旋回スクロール本体17から旋回スクロールベース18への伝熱を防止することができる。
<固定スクロール>
固定スクロール5は、旋回スクロール2の軸方向の両側(図2における上下)に配置される。各固定スクロール5は、円板状の固定側基板部20の片面に、その板面と垂直に、一又は複数の板状の固定ラップ50が設けられている。図2において、上側の固定スクロール5は、固定側基板部20の下面に、下方へ向けて固定ラップ50が設けられており、下側の固定スクロール5は、固定側基板部20の上面に、上方へ向けて固定ラップ50が設けられている。
固定ラップ50は、旋回ラップ6と対応した個数、形状及び大きさで設けられ、固定側基板部20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構成される。
固定ラップ50の先端には、旋回スクロール2の旋回側基板部16との隙間を埋めるためのチップシール51が設けられる。チップシール51は、固定ラップ50の渦巻きに沿って配置される。本実施形態のチップシール51は、固定ラップ50における固定側基板部20からの延出先端部に形成される溝に嵌め込まれている。図面においては上側の固定スクロール5の固定ラップ50の下端部、下側の固定スクロール5の固定ラップ50の上端部が延出先端部となっている。そして、チップシール51は、固定ラップ50に対して着脱可能になっている。
各固定スクロール5には、固定ラップ50を取り囲むように、円筒状の外周ラップ52が設けられている。図2の図面において、上側の固定スクロール5は、固定側基板部20の下面に、下方へ向けて外周ラップ52が設けられており、下側の固定スクロール5は、固定側基板部20の上面に、上方へ向けて外周ラップ52が設けられている。外周ラップ52の高さ(固定側基板部20からの延出寸法)は、固定ラップ50の高さ(固定側基板部20からの延出寸法)に略対応している。
外周ラップ52の先端には、旋回スクロール2の旋回側基板部16との隙間を埋めるためのダストシールとして外周シール52Aが設けられる。1又は複数の外周シール52Aが、外周ラップ52の周方向に沿って配置される。
本実施形態の外周シール52Aは、外周ラップ52における固定側基板部20からの延出先端部に形成される溝に嵌め込まれている。図面においては上側の固定スクロール5の外周ラップ52の下端部、下側の固定スクロール5の外周ラップ52の上端部が延出先端部となっている。そして、外周シール52Aは、外周ラップ52に対して着脱可能に構成される。
各固定スクロール5は、固定ラップ50を旋回ラップ6と噛み合わせた状態で、ハウジング4の上下に着脱可能に設けられる。具体的には、上側の固定スクロール5は、ハウジング4の上側のフランジ15の上面に、固定側基板部20の外周部が重ね合わされて、ボルト53により着脱可能に固定される。また、下側の固定スクロール5は、ハウジング4の下側のフランジ15の下面に、固定側基板部20の外周部が重ね合わされて、ボルト53により着脱可能に固定される。なお、ハウジング4のフランジ15には、周方向複数箇所にロックピン55が設けられており、このロックピン55が固定スクロール5の固定側基板部20に設けたピン穴にはめ込まれて、ハウジング4に対する固定スクロール5の周方向の位置決めがなされる。
一対の固定スクロール5には、図1及び図2に示すように、それぞれ外周側に第一開口60が設けられる一方、中央部に第二開口61が設けられている。なお、第一開口60及び第二開口61には、パイプ状の開口材62,63を取り付けている。また、図2において、上下に示される第二開口61は、場合により、旋回スクロール2の旋回側基板部16の中央に貫通穴をあけて互いに連通させてもよい。
<クランク軸>
クランク軸3は、旋回スクロール2(旋回スクロールベース18)の外周部において、少なくとも二箇所、好ましくは三箇所以上に設けられる。本実施形態では、クランク軸3は、旋回スクロール2の外周部において、周方向等間隔の三箇所に設けられる。
図1に示すように、クランク軸3は、ハウジング4の周方向で等間隔に三箇所設けられ、本実施形態では同一構造である。また、図2に示すように、各クランク軸3は、その軸線を上下方向に沿って配置される。各クランク軸3は、図面において、ハウジング4の中空部を上下に貫通するように設けられる。
図2(特に左側)及び図4に示すように、各クランク軸3は、同一軸線上に配置された主軸部34,35間に、偏芯軸部8が偏心して設けられる。本実施形態では、下側の主軸部35は、下方へ行くに従って段階的に縮径して、大径部35a、中径部35b及び小径部35cに分けられる。また、偏芯軸部8の下端部には、拡径部8aが同心に形成されている。
各クランク軸3には、旋回スクロール2の円滑な回転のために、ウェイトバランサ49が設けられる。本実施形態では、上側の主軸部34の下端部と、下側の主軸部35の大径部35aの上端部とに、それぞれウェイトバランサ49が設けられる。
各クランク軸3は、偏芯軸部8を挟んだ両側の主軸部34,35において、ハウジング4の第1外板11及び第2外板12に回転自在に保持される。本実施形態では、上方の主軸部34は、第1軸受36を介してハウジング4の第1外板11に回転自在に保持され、下方の主軸部35の中径部35bは、第2軸受37を介してハウジング4の第2外板12に回転自在に保持される。
各クランク軸3には、偏芯軸部8を挟んだ両側の主軸部34,35の内、一方の主軸部(図2において下方の主軸部)35の軸方向中途部に第一段部3aが設けられる。図面における下方の主軸部35は前述したように段付き棒状に形成されており、大径部35aと中径部35bとの段付き部(大径部35aの下面)が第一段部3aとされる。この第一段部3aには、第2軸受37の内輪の上端面が当接される。
各クランク軸3には、偏芯軸部8の内、軸方向の一側端部(図2において下端部)に、第二段部3bが設けられる。偏芯軸部8は、前述したように下端部に拡径部8aが設けられており、その拡径部8aとの間の段付き部(拡径部8aの上面)が第二段部3bとされる。この第二段部3bには、旋回軸受29の内輪の下端面が当接される。なお、偏芯軸部8に設ける旋回軸受29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旋回軸受29の内輪の下端面が、第二段部3bに当接される。図面に示す例では、偏芯軸部8には二つの旋回軸受29が上下に重ね合わされて設置される。
ハウジング4の第1外板11及び第2外板12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38,39が形成されている。ハウジング4の第1外板11の軸取付穴38は、段付き穴に形成されており、下方に小径穴38a、上方に大径穴38bが形成されている。ハウジング4の第2外板12の軸取付穴39も、段付き穴に形成されており、上方に小径穴39a、下方に大径穴39bが形成されている。
第1軸受36及び第2軸受37は、本実施形態では、いずれも転がり軸受により構成される。転がり軸受は、周知の通り、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、偏芯軸部8に設けられる各旋回軸受29も、本実施形態では、第1軸受36及び第2軸受37と同様の構成とされる。
ハウジング4の第2外板12への第2軸受37の固定は、次のように行われる。即ち、第2外板12の軸取付穴39の小径穴39aと大径穴39bとの段付き部(大径穴39bの上面)に外輪の上端面が当接するまで、大径穴39bに第2軸受37の外輪を圧入する。そして、円環状の留めリング40を第2外板12の下面に重ね合わせてボルト41で固定する。これにより、第2軸受37は、外輪が、軸取付穴39の段付き部と留めリング40との間で挟み込まれて固定される。
第2軸受37の内輪には、下方の主軸部35の中径部35bが圧入される。即ち、第一段部3aに第2軸受37の内輪の上端面が当接するまで、第2軸受37の内輪に主軸部35の中径部35bを圧入する。そして、中径部35bの下端部はネジ部とされているので、そのネジ部に第一の留めナット42をねじ込む。これにより、第2軸受37は、内輪が、第一段部3aと留めナット42との間で挟み込まれて固定される。
ハウジング4の第1外板11への第1軸受36の固定は、次のように行われる。即ち、第1軸受36は外輪が軸受ケース43に保持され、第1外板11の上面に軸受ケース43のフランジ下端面が当接するまで、大径穴38bに軸受ケース43がはめ込まれる。そして、軸受ケース43のフランジを第1外板11の上面にボルト44で固定する。一方、第1軸受36の内輪には、上方の主軸部34が圧入される。
<回転同期機構>
3本のクランク軸3は、偏芯軸部8の位置を揃えて(つまり位相を揃えて)、回転同期機構45により同期回転する。回転同期機構45は、歯車を用いてもよいが、本実施形態ではタイミングベルト46を用いている。
本実施形態の回転同期機構45は、各クランク軸3の下方の主軸部35(小径部35c)には、歯付きプーリ47が固定されており、これら歯付きプーリ47間をタイミングベルト46が掛け回されている。この際、図1に示すように、タイミングベルト46は、テンションローラ48にも引っ掛けられており、テンションローラ48の位置(収容穴7の径方向に対する位置)を調整することで、タイミングベルト46の張力を調整可能とされる。
なお、3本のクランク軸3の内、1本(本実施形態では図1において右下のクランク軸)は、外部から供給動力が入力される(又は外部へ回収動力を出力する)駆動クランク軸3Aとされ、残り2本は、そのような入力(又は出力)を直接には行わない従動クランク軸3Bとされる。
<スクロール流体機械の組立>
本実施形態のスクロール流体機械1の組立作業の一例について説明する。まず、旋回スクロールベース18と旋回スクロール本体17の連結について説明する。旋回スクロールベース18の凹部26に旋回スクロール本体17の延出片22をはめ込みつつ、旋回スクロールベース18の受入穴19に旋回スクロール本体17の旋回側基板部16をはめ込む。旋回スクロールベース18の凹部26のロックピン24に、旋回スクロール本体17の延出片22のピン穴25をはめ込むことで、旋回スクロールベース18に対する旋回スクロール本体17の周方向の位置決めを行う。
図5に示すように、旋回スクロールベース18と旋回スクロール本体17の位置決めが行われている状態では、旋回スクロールベース18の軸受部80が旋回スクロール本体17の切欠部71の内側に入り込んだ状態となる。図5に示す2点鎖線は、一対の延出片22の端面を結ぶ仮想的な円弧であるが、軸受部80の一部がこの円弧に係るような位置関係となる。この状態で軸受部80を挟み込む両側の延出片22のボルト挿通穴23にボルト28を挿通して凹部26のネジ穴27に螺合させる。
旋回スクロールベース18に旋回スクロール本体17を固定するためには、延出片22のようなボルト28を締結するスペースを旋回側基板部16の外周部70に形成する必要がある。本実施形態では、旋回スクロールベース18の軸受部80を挟み込むスペースとして一対の延出片22の間に切欠部71を形成することで、旋回スクロールベース18に旋回スクロール本体17を連結するスペースを旋回側基板部16の外周部70に形成しつつ、旋回スクロールベース18の軸受部80を径方向の内側に配置するレイアウトを実現している。言い換えれば、旋回側基板部16の外周部70において、周方向の締結箇所を通過する仮想円の軌跡を通るように軸受部80が配置されており、外周部70の締結箇所を避けて切欠部71が配置されているとも言える。
ボルト28を外せば旋回スクロールベース18と旋回スクロール本体17は分離することができるので、旋回スクロール本体17を旋回スクロールベース18に着脱可能に固定されることになる。なお、ロックピン24及びピン穴25は、省略することもできる。次に、クランク軸3を介してハウジング4に旋回スクロール2を旋回可能に取り付ける作業について説明する。まず、第2外板12に第2軸受37を取り付ける。一方、旋回スクロール2には、各クランク軸3を旋回軸受29及び後述する付勢材57を介して取り付ける。軸受穴33に取り付けられる旋回軸受29を介して、旋回スクロール2はクランク軸3に保持される。旋回スクロール2は、ハウジング4の収容穴7に旋回ラップ6を配置した状態で、収容穴7の軸線と垂直に旋回側基板部16及び旋回スクロールベース18が配置される状態となる。旋回スクロールベース18は、ハウジング4のフランジ15間の開口部10を介して収容穴7より外方へ延出する。旋回スクロールベース18の各軸受穴33は、ハウジング4のフランジ15よりも径方向外側に配置される位置関係となっている。
次に、第2外板12の第2軸受37に、旋回スクロール2の各クランク軸3をはめ込んで取り付ける。このとき、各クランク軸3は、所定の姿勢で取り付けられる。本実施形態では、偏芯軸部8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、第1外板11を取り付ける際に、第1外板11とクランク軸3との間に第1軸受36を配置する。第1外板11及び第2外板12の開口穴7Aに、固定スクロール5を固定する。
このように、本実施形態のスクロール流体機械1では、旋回スクロール2は、旋回ラップ6をハウジング4の収容穴7内に配置して、収容穴7よりも外側においてハウジング4に旋回可能に保持される。一方、固定スクロール5は、固定ラップ50をハウジング4の収容穴7内に配置して、ハウジング4の収容穴7を閉じるように、収容穴7のフランジ15に着脱可能に設けられる。その際、固定スクロール5の固定側基板部20も収容穴7内に収容することで、コンパクトな構成とできる。
次に、本実施形態のスクロール流体機械1を圧縮機又はブロワとして用いる場合と、膨張器として用いる場合と、について説明する。
<圧縮機又はブロワとしてのスクロール流体機械>
スクロール流体機械1が圧縮機又はブロワの場合、駆動クランク軸3Aを回転させればよい(つまり動力を入力する)。駆動クランク軸3Aに外部から供給動力が与えられ(つまり動力が入力され)、それに伴い、回転同期機構45を介して従動クランク軸3Bも回転させつつ、旋回スクロール2を旋回させる。例えば、駆動クランク軸3Aの一方の主軸部35には、モータ(図示省略)の出力軸が直結、つまりカップリングを介して接続される。
これにより、固定スクロール5に対し旋回スクロール2を旋回させることができる。この際、駆動クランク軸3Aへの供給動力は、回転同期機構45を介して従動クランク軸3Bにも伝達され、三本のクランク軸3が同期回転する。固定スクロール5に対し旋回スクロール2を旋回させると、第一開口60から流体を吸入し、その流体を旋回ラップ6と固定ラップ50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61から吐出させることができる。
<膨張機としてのスクロール流体機械>
スクロール流体機械1が膨張機の場合、供給される流体により旋回スクロール2を旋回(回転)させ、回転同期機構45を介して各クランク軸3を回転させて、駆動クランク軸3Aに回収動力が与えられる(つまり動力が出力される)。駆動クランク軸3Aに回転駆動力が与えられる(つまり動力が出力される)。例えば、駆動クランク軸3Aには、被動機(膨張機により駆動される機械)の入力軸が直結、つまりカップリングを介して接続される。
そして、流体を第二開口61から流入させると、流体の力で旋回スクロール2が旋回し、流体は膨張しながら第一開口60から吐出する。これにより、旋回スクロール2の回転駆動力を、回収動力として駆動クランク軸3Aから取り出すことができる。なお、この際も、従動クランク軸3Bは、回転同期機構45を介して駆動クランク軸3Aと同期回転する。
その他、本実施形態のスクロール流体機械1は、駆動クランク軸3Aをモータにより逆方向へ回転させて、流体を第二開口61から吸入して、第一開口60へ吐出させて使用してもよい。
このようにして、本実施形態のスクロール流体機械1は、圧縮機、膨張機、ブロワ、真空ポンプ等として用いることができる。なお、圧縮又は膨張等させる流体は特に問わず、空気、蒸気、冷媒等、各種の流体に対応することができる。
以上説明した実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
即ち、スクロール流体機械1は、固定側基板部20の板面に渦巻き状の固定ラップ50が設けられる固定スクロール5と、旋回側基板部16の板面に固定ラップ50に噛み合う渦巻き状の旋回ラップ6が設けられるとともに、旋回側基板部16の外周部70の端面から径方向の内側に延びる切欠部71が複数設けられる旋回スクロール本体17と、外周部70を挿通するボルト28を介して旋回スクロール本体17を固定するとともに、旋回スクロール本体17が固定された状態で切欠部71の内側に入り込む軸受部80が切欠部71に応じて複数設けられる旋回スクロールベース18と、軸受部80に挿入される偏芯軸部8が設けられる複数のクランク軸3と、を備える。
これにより、旋回スクロール本体17の切欠部71により、旋回スクロールベース18の軸受部80を径方向の内側に位置させることができるので、旋回スクロールベース18の径方向のサイズを小さく設計することができ、旋回スクロールベース18を内蔵するハウジング4のダウンサイジング化も可能となる。
また、ハウジング4に対する旋回スクロール2の軸受部80とクランク軸3の連結を解除することなく、ハウジング4から固定スクロール5を容易に取り外すことができるので、表面処理や素材に起因した部品の交換や再処理、異物の噛み込みの解消、内部の清掃等を容易に行うことができる。例えば、旋回ラップ6のチップシール21、固定ラップ50のチップシール51、及び外周ラップ52の外周シール52Aの交換を容易に行うことができる。
また、本実施形態では、旋回側基板部16には、径方向の外側に延出するとともにボルト28が挿通される延出片22が周方向に間隔をあけて複数設けられ、旋回スクロールベース18には、延出片22を収容する凹部26が設けられ、切欠部71は、隣り合う延出片22の間に位置する。
これにより、延出片22によってボルト28を締結するスペースを確保しつつ、軸受部80を旋回スクロール本体17の径方向の内側に入れ込む構成を実現できる。
また、旋回側基板部16の外周面と受入穴19の内周面の間に隙間を形成する構成とすることもでき、旋回スクロール本体17から旋回スクロールベース18への伝熱を防止する構成も実現できる。隙間を形成するこの構成において、軸受部80をその隙間分、切欠部71をより径方向内側に切れ込むように形成することも場合によっては可能である。即ち、旋回スクロール2全体の径方向のダウンサイジング化を実現しつつ、旋回軸受29を保護する構成を両立することができる。
また、本実施形態では、旋回スクロール本体17は、旋回側基板部16の両面に旋回ラップ6が設けられ、一対の固定スクロール5が旋回側基板部16の両側に設けられ、旋回スクロールベース18は、その中央部に設けられる受入穴19に片面から旋回スクロール本体17を着脱可能に構成される。
これにより、両面に旋回ラップ6が設けられた旋回スクロール本体17を、旋回スクロールベース18の片面から一気に着脱できるので、メンテナンス時の着脱作業が容易で、作業時間を短縮することができる。本実施形態では、ハウジング4の第1軸受36での多少の分解が必要になるものの、旋回軸受29での分解を要することなく、旋回スクロール本体17を旋回スクロールベース18から上方へ取り外すことができる。従って、固定スクロール5と同様に、旋回スクロール本体17のメンテナンスも容易に行うことができる。
また、本実施形態のスクロール流体機械1は、以下のようにも構成される。
<旋回ラップが両面に設けられる構造>
本実施形態のスクロール流体機械1は、旋回側基板部16の両面に渦巻き状の旋回ラップ6が設けられた旋回スクロール本体17が、旋回スクロールベース18の片面から中央部の受入穴19に着脱可能に取り付けられて構成される旋回スクロール2と、固定側基板部20の片面に渦巻き状の固定ラップ50が設けられ、この固定ラップ50を旋回ラップ6と噛み合わせて、旋回スクロール2を挟むよう設けられる一対の固定スクロール5と、旋回スクロールベース18の周方向複数箇所に設けられ、旋回スクロールベース18が旋回軸受29を介して保持される偏芯軸部8を同期して回転させることで、固定スクロール5に対し旋回スクロール2を旋回させる複数のクランク軸3と、を備える。
なお、旋回スクロールベース18に対し旋回スクロール本体17を着脱可能とする際、ハウジング4の収容穴7を介して、旋回スクロールベース18に対し旋回スクロール本体17を着脱可能とすれば一層好ましい。その場合、旋回スクロール本体17の旋回側基板部16の外径は、ハウジング4の収容穴7の内径、更には収容穴7のフランジ15の内径よりも小さく形成される。従って、ハウジング4から固定スクロール5を取り外した後、旋回スクロールベース18から旋回スクロール本体17を更に取り外すことができる。しかも、その作業をハウジング4の収容穴7を介して行うことができ、いずれの軸受部80での着脱を伴わないため、作業性が一層向上する。
<イモネジによる位置決め>
また、旋回スクロールベース18の受入穴19に、旋回スクロール本体17の旋回側基板部16を、隙間をあけてはめ込む場合、旋回スクロールベース18に対する旋回スクロール本体17の径方向の位置決めを次のようにして行うのが好ましい。即ち、受入穴19の周側壁には、好ましくは周方向等間隔で、周方向三箇所以上に、受入穴19内へ先端部を突出させて支持材(31)が設けられる。本実施形態では、略三角形状の旋回スクロールベース18には、三つの端辺の各中央部に、径方向へ貫通してネジ穴32が形成され、そのネジ穴32に支持材としてのイモネジ31(例えば六角穴付き止めネジ)がねじ込まれる。そして、イモネジ31の先端部は、受入穴19の周側壁から内側へ突出する。イモネジ31の先端部を、旋回スクロール本体17の旋回側基板部16の外周部に当接して、旋回側基板部16を保持(チャッキング)することで、受入穴19に対する旋回側基板部16の径方向の位置決めを行うことができる。ネジ穴32に対してイモネジ31を進退させることで、受入穴19に対する旋回側基板部16の位置を調整することができる。また、所望により、接着剤を用いて、旋回スクロールベース18に対しイモネジ31を固定してもよい。受入穴19に対する旋回側基板部16の位置をイモネジ31で確定後は、イモネジ31の位置は固定しつつ、旋回スクロールベース18に対し旋回スクロール本体17を軸方向(旋回側基板部16の板面と垂直方向)に着脱することができる。旋回スクロール本体17から旋回スクロールベース18への伝熱を防止するために、イモネジ31も、旋回スクロールベース18よりも熱伝導率の低い材質から形成されるのが好ましく、本実施形態ではステンレスから形成されている。なお、このような構成を採用する場合、前述したロックピン24とピン穴25とは、隙間嵌めにてはまり合うよう構成されている。
<付勢部材>
また、本実施形態のスクロール流体機械1によれば、全てのクランク軸3の偏芯軸部8において、旋回軸受29の外輪と旋回スクロール2の軸受穴33との隙間に円環状の付勢材57が設けられる。これにより、旋回スクロール2の旋回時に、クランク軸3に対し旋回スクロール2が遠心力により振れても、旋回軸受29の外輪と旋回スクロール2の軸受穴33との隙間が埋まるのを抑制して、固定ラップ50と旋回ラップ6との側面間の隙間Yを所望に保つことができる。
例えば、図2の左半分に示すように、クランク軸3の偏芯軸部8が最も左側へ配置された状態では、旋回スクロール2は遠心力により左側に振れ、偏芯軸部8の右側周側面では、旋回軸受29のはめ合い隙間Xが埋まるように荷重がかかり、固定ラップ50と旋回ラップ6とが近接しようとする。ところが、その荷重を付勢材57が支えることで、旋回軸受29の外輪と旋回スクロール2の軸受穴33との隙間Xが埋まるのを抑制して、固定ラップ50と旋回ラップ6との側面間の隙間Yを所望に保つことができる。また、仮に旋回軸受29の外輪と旋回スクロール2の軸受穴33との隙間Xが完全に埋まるとしても、付勢材57の作用により衝撃を緩和して、各ラップ50,6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2の旋回に伴い、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50,6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。更に、ラップ50,6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。
<クランク軸の軸方向の位置決め構造>
また、本実施形態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3aと第二段部3bとを設け、第一段部3aを固定スクロール5側への位置決めに用い、第二段部3bを旋回スクロール2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2,5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を保持するハウジング4の第2外板12の軸受当て面(第2軸受37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2の軸方向位置が定まることになる。しかも、偏芯軸部8に設ける旋回軸受29は、内輪は偏芯軸部8に固定されるが、外輪は軸受穴33に固定されないので、上述したラップ50,6間の径方向の隙間Yの調整機能を阻害することがない。
<クランク軸の旋回スクロールの保持構造>
図2及び図4に示すように、クランク軸3の偏芯軸部8には、旋回軸受29の内輪が圧入されて固定される。本実施形態では、二つの旋回軸受29が上下に重ねられて、偏芯軸部8に圧入される。その際、下方の旋回軸受29の内輪の下端面を、第二段部3bに当接する。そして、偏芯軸部8の上端部はネジ部とされているので、そのネジ部に第二の留めナット56をねじ込む。これにより、旋回軸受29は、内輪が、第二段部3bと留めナット56との間で挟み込まれて固定される。
一方、旋回軸受29の外輪と旋回スクロール2の軸受穴33(大径穴33a)との間には、僅かな隙間を開けるとともに、その隙間には円環状の付勢材57が設けられる。この付勢材57は、弾性を有するリング(例えばOリング)でもよいし、非弾性のリング(例えばエンジニアリングプラスチック製の樹脂リング)でもよい。なお、付勢材57を、旋回スクロールベース18よりも熱伝導率の低い材質から形成すれば、旋回スクロールベース18から旋回軸受29への伝熱の防止にも寄与する。
より詳細には、旋回スクロールベース18の軸受穴33の大径穴33aは、旋回軸受29の外輪よりも設定寸法だけ大径に形成されている。また、本実施形態では、旋回軸受29の外輪の外周面には、付勢材57の内周部がはめ込まれる装着溝が周方向へ沿って形成されている。そして、円環状の付勢材57は、内周部が外輪の装着溝にはめ込まれる一方、外周部が旋回スクロールベース18の軸受穴33にはめ込まれる。但し、このような構成に代えて、軸受穴33の内周面に装着溝を設けて、円環状の付勢材57は、外周部が軸受穴33の装着溝にはめ込まれる一方、内周部が旋回軸受29の外輪にはめ込まれてもよい。いずれにしても、円環状の付勢材57は、旋回軸受29の外輪と旋回スクロールベース18の軸受穴33との隙間に、配置される。なお、本実施形態では、各旋回軸受29は、外輪の外周面の上下二箇所において、円環状の付勢材57を介して軸受穴33に保持される。
そして、旋回スクロールベース18には、軸受穴33の周側壁上面に、留めリング58がボルト59により固定される。この留めリング58は、外輪に対する旋回スクロール2の径方向の移動は許容しつつ、軸方向の移動は規制するのがよい。
偏芯軸部8と軸受穴33とが同心に配置され回転されるとして、旋回軸受29の外輪の外周面と、軸受穴33の大径穴33aの内周面との隙間(片側)Xは、本実施形態では、固定ラップ50と旋回ラップ6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50,6間の設計隙間)よりも小さく、例えば、前記最少設定値の略半分(例えば20〜30μm)とされる。この場合、仮に、偏芯軸部8に対し旋回スクロール2が遠心力により振れて、前記隙間Xが埋まり、固定ラップ50に旋回ラップ6が衝突しようとしても、旋回軸受29の外輪の外周面に軸受穴33の大径穴33aの内周面が先に当たるので、両ラップ50,6の衝突による破損を防止することができる。しかも、付勢材57により、前記隙間Xが埋まるのが防止されるとともに、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。
このようにして、旋回軸受29の外周面と大径穴33aの内周面との隙間を円環状の付勢材57で保持する。これにより、旋回軸受29の外輪と旋回スクロール2の軸受穴33との隙間が、付勢材57により埋められるとともに、弾性変形可能な場合には、隙間の調整が可能とされる。
<中間材による旋回スクロール本体と旋回スクロールベースの断熱>
また、図3に示すように、旋回スクロール本体17と旋回スクロールベース18とは、直接接触しないように、第一の中間材30を介して重ね合わすことが好ましい。本実施形態では、延出片22の下面と凹部26の底面との間に、ワッシャ状の中間材30を介在させている。つまり、旋回スクロールベース18に旋回スクロール本体17を固定するためのボルト28は、旋回スクロール本体17の延出片22のボルト挿通穴23と、中間材30の穴とを介した後、旋回スクロールベース18のネジ穴27にねじ込まれる。
旋回スクロール本体17は、旋回スクロールベース18に対し、12本のボルト28で固定されるが、その内、半数の箇所で、中間材30は断熱材30Aとされ、残り半分の箇所で、中間材30はスペーサ30Bとされる。具体的には、略三角形状の旋回スクロールベース18の各角部に対応して配置される一対の凹部26と、これに取り付けられる一対の延出片22との間には、受入穴19の周方向へ沿って、例えば、スペーサ30B、断熱材30A、断熱材30A及びスペーサ30Bの順で、中間材30が設けられる。
断熱材30Aもスペーサ30Bも、互いに略同一の形状及び大きさとされるが、場合により異なってもよい。断熱材30Aの厚みや硬さに応じたスペーサ30Bを用いることで、断熱材30Aの材料選定が容易となる。また、後述するようにスペーサ30Bを金属材料から形成すれば、厚み精度を出しやすく、ボルト28による締め付け荷重による変形も抑えられる。凹部26と延出片22との間に断熱材30Aだけでなく金属製のスペーサ30Bも挟み込むことで、旋回スクロールベース18に対する旋回スクロール本体17の設置高さを所定に維持できるから、旋回スクロール2と固定スクロール5との上下方向の配置が所定に定まり、組立後のチップシール21,51の箇所でのクリアランス変動が抑えられ、流体漏れを防止することができる。
いずれにしても、中間材30は、旋回スクロールベース18よりも熱伝導率の低い材質から形成される。その点からいうと、中間材30が前述したスペーサ30Bである場合も、そのスペーサ30Bは一種の断熱材としても機能する。本実施形態では、旋回スクロール本体17及び旋回スクロールベース18は、軽量なアルミニウム合金から形成されるが、中間材30は、例えばセラミックもしくは合成樹脂製の断熱材30A、又はステンレス製のスペーサ30Bとされる。そして、前述したように、旋回スクロールベース18の受入穴19には、旋回スクロール本体17の旋回側基板部16が、受入穴19の内周面と旋回側基板部16の外周面との間に隙間をあけてはめ込まれる。また、旋回スクロールベース18の凹部26と旋回スクロール本体17の延出片22とは、凹部26の底面と延出片22の下面とが中間材30を介して直接接触しないだけでなく、延出片22よりも一回り大きく凹部26が形成されることで、凹部26の側面と延出片22の外縁とも直接接触しない。更に、旋回スクロールベース18に旋回スクロール本体17を固定するのに用いるボルト28の他、好ましくはロックピン24も、旋回スクロールベース18(アルミニウム合金)よりも熱伝導率の低い材質(ここではステンレス)から形成されている。このようにして、旋回スクロール本体17から旋回スクロールベース18への伝熱を防止して、旋回軸受29の保護を図ることができる。
更に、中間材30による断熱に加えて、旋回スクロールベース18の受入穴19に旋回スクロール本体17が嵌め込まれた状態では、旋回側基板部16の外周面と受入穴19の内周面の間に隙間が形成される。これにより、旋回スクロール本体17から旋回スクロールベース18への伝熱を防止する構造となっている。
<中間材による固定スクロールとハウジングの断熱>
旋回スクロール2の場合と同様、固定スクロール5についても、ハウジング4に設けた第1軸受36及び第2軸受37の保護(より具体的にはグリース切れの防止)のために、固定スクロール5からハウジング4への伝熱を防止するのが好ましい。そのために、図2及び図4に示すように、固定スクロール5とハウジング4とは、直接接触しないように、第二の中間材54を介して重ね合わされるのが好ましい。
具体的には、ハウジング4のフランジ15と固定スクロール5の固定側基板部20とを、中間材54を介して重ね合わさせればよい。この中間材54は、固定スクロール5の固定側基板部20をハウジング4のフランジ15に固定するためのボルト53が通されるワッシャ状でもよいし、ハウジング4のフランジ15の周方向全体に重ね合わされる円環状でもよい。また、旋回スクロール2の場合と同様、中間材54として、断熱材とスペーサとを組み合わせてもよい。いずれにしても、中間材54は、ハウジング4よりも熱伝導率の低い材質から形成される。
そして、ハウジング4の開口穴7Aには、固定スクロール5の固定側基板部20が、開口穴7Aの内周面と固定側基板部20の外周面との間に隙間をあけてはめ込まれる。又は、ハウジング4のフランジ15の箇所でも、固定スクロール5の外周ラップ52が、フランジ15の内周面と外周ラップ52の外周面との間に隙間をあけてはめ込まれる。更に、ハウジング4に固定スクロール5を固定するのに用いるボルト53の他、好ましくはロックピン55も、ハウジング4よりも熱伝導率の低い材質(ここではステンレス)から形成されるのがよい。このようにして、固定スクロール5からハウジング4への伝熱を防止して、第1軸受36及び第2軸受37の保護を図ることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、上記実施形態において、固定スクロール5とハウジング4とを一体形成してもよい。具体的には、第1外板11と上側の固定スクロール5とを一体形成し、第2外板12と下側の固定スクロール5とを一体形成してもよい。
また、上記実施形態において、旋回スクロールベース18の外周部に、冷却用のフィンを設けてもよい。例えば、旋回スクロールベース18の外周面に、周方向等間隔で外方へ延出するフィンを設けてもよい。この際、フィンは、旋回スクロールベース18に一体形成してもよいし、旋回スクロールベース18の外周部に重ね合わされて一体化されてもよい。後者の場合、旋回スクロールベース18とフィンとの密着性を向上するために、両者の間に放熱シートを介在させてもよい。旋回スクロールベース18にフィンを設けておくことで、旋回スクロール2が旋回した際には、旋回運動により外気との強制対流熱伝達が発生し、旋回スクロール2の冷却が促進される。
また、旋回スクロールベース18の外周部に、適宜の溝(例えば旋回スクロールベース18の厚さ方向に離隔するとともにそれぞれ旋回スクロールベース18の周方向へ延出して矩形状溝)を形成することで、フィンと同様の作用効果を持たせてもよい。旋回スクロールベース18の外周部に多数の溝を周方向に沿って設けることで、伝熱面積を増加して、効果的に空冷を図ることができる。また、矩形状溝とすることで、強度低下も少なく、冷却空気の流れが軸方向ではなく軸と直角方向の流れとなるので、溝に対する空気の流れを阻害することなく、旋回スクロール2の空冷を効率よく行うこともできる。
また、上記実施形態において、固定スクロール5を、特に固定側基板部20において、空冷又は水冷してもよい。例えば、固定スクロール5の固定側基板部20には、固定ラップ50とは逆側の面又はこれに重ね合わされる部材との間で、通水部を形成するジャケット材を設け、その通水部に水を流通されてもよい。
また、上記実施形態において、旋回スクロールベース18に旋回スクロール本体17を取り付けた旋回スクロール2を平面視でみた場合、旋回スクロール2の理想重心位置と、旋回スクロール本体17の旋回ラップ6の重心位置とが若干異なる場合、旋回スクロールベース18に適宜のバランス調整用の余肉を設けて、旋回スクロール2の重心位置を調整してもよい。つまり、旋回スクロール本体17の重心の位置を、旋回スクロールベース18の側で調整することができる。しかも、旋回スクロールベース18の外形を拡大することなく、旋回スクロール2全体のバランス取りが可能となる。なお、旋回スクロールベース18に設けた余肉部に部品コードを表示すれば、部品管理も容易となる。
また、上記実施形態において、旋回ラップ6のチップシール21、固定ラップ50のチップシール51、及び外周ラップ52の外周シール52Aの内、いずれか一以上のシールは、その設置を省略してもよい。その場合でも、ハウジング4に対する固定スクロール5の着脱や、旋回スクロールベース18に対する旋回スクロール本体17の着脱が容易であるから、内部のメンテナンスを容易に行うことができる。従って、部品の表面処理や素材への対応、異物の噛み込みの解消、内部の清掃等を容易に行うことができる。
また、上記実施形態では、ハウジング4は、平面視において、略矩形状に形成されたが、これに限らず、円形状、三角形状、その他の多角形状とされてもよい。
また、上記実施形態では、ハウジング4の収容穴7にフランジ15を設けて、そのフランジ15に固定スクロール5の固定側基板部20の外周部を重ね合わせて取り付けたが、フランジ15の設置を省略して、ハウジング4の上下面(第1外板11の上面、第2外板12の下面)に固定スクロール5の固定側基板部20の外周部を重ね合わせて取り付けるようにしてもよい。その場合も、ボルト53等を用いて、ハウジング4に対し固定スクロール5を着脱可能に構成しておけばよい。
また、上記実施形態では、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。その場合も、その内の一本を駆動クランク軸3Aとし、残りを従動クランク軸3Bとして、回転同期機構45を介して同期回転させるのがよい。
また、上記実施形態において、旋回スクロールベース18の軸受穴33に、円筒状のガイドリングをはめ込んでもよい。その場合、円環状の付勢材57は、偏芯軸部8の外輪と旋回スクロールベース18の軸受穴33との隙間に設置されることに代えて、偏芯軸部8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2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。
更に、上記実施形態において、偏芯軸部8を保持する軸受として、複数の旋回軸受29を備えたが、この旋回軸受29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、例えば、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2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、旋回軸受29が一つの場合でも、アジャスタを用いて、旋回スクロール2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。
1 スクロール流体機械
3 クランク軸
5 固定スクロール
6 旋回ラップ
8 偏芯軸部
16 旋回側基板部
17 旋回スクロール本体
18 旋回スクロールベース
19 受入穴(穴)
20 固定側基板部
22 延出片
26 凹部
28 ボルト(締結部材)
50 固定ラップ
70 外周部
71 切欠部
80 軸受部

Claims (3)

  1. 固定側基板部の板面に渦巻き状の固定ラップが設けられる固定スクロールと、
    旋回側基板部の板面に前記固定ラップに噛み合う渦巻き状の旋回ラップが設けられるとともに、前記旋回側基板部の外周部の端面から径方向の内側に延びる切欠部が複数設けられる旋回スクロール本体と、
    前記外周部を挿通する締結部材を介して前記旋回スクロール本体を固定するとともに、前記旋回スクロール本体が固定された状態で前記切欠部の内側に入り込む軸受部が前記切欠部に応じて複数設けられる旋回スクロールベースと、
    前記軸受部に挿入される偏芯軸部が設けられる複数のクランク軸と、
    を備えるスクロール流体機械。
  2. 前記旋回側基板部には、径方向の外側に延出するとともに前記締結部材が挿通される延出片が周方向に間隔をあけて複数設けられ、
    前記旋回スクロールベースには、前記延出片を収容する凹部が設けられ、
    前記切欠部は、隣り合う前記延出片の間に位置する請求項1に記載のスクロール流体機械。
  3. 前記旋回スクロール本体は、前記旋回側基板部の両面に前記旋回ラップが設けられ、
    一対の前記固定スクロールが前記旋回側基板部の両側に設けられ、
    前記旋回スクロールベースは、その中央部に設けられる穴に片面から前記旋回スクロール本体を着脱可能に構成される請求項1又は2に記載のスクロール流体機械。
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