JP3567341B2 - ツイン型全系回転スクロール流体機械 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、圧縮機、膨張機、及び真空ポンプとして機能する、駆動軸両端に駆動スクロールと従動スクロールの対を配置したツイン型全系回転スクロール流体機械に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来から、モータのロータの両端に揺動スクロールを設けたスクロール流体機械は、特公平１ー３８１６２号公報で知られている。
この技術は、上下に設けられた第１の固定スクロールと第２の固定スクロール間を内空のハウジングで包囲し、該ハウジング内に前記第１の固定スクロールに対面して第１の揺動スクロールと、前記第２の固定スクロールに対面して第２の揺動スクロールを設けるとともに、前記第１及び第２揺動スクロール間に設けたロータの両端部により前記第１及び第２揺動スクロールを揺動するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術は上述のように構成されているので、ロータ端部における前記第１及び第２揺動スクロールの前記第１固定スクロール及び第２固定スクロールに対する揺動方向は、各々逆になる。
すなわち、ロータ側から見て、第１固定スクロールと第１揺動スクロールのラップがお互いに右周りに設けられていると、第１揺動スクロールは左周りに揺動しなければならいために、ロータは左周りに回転する。
一方、第１揺動スクロールのロータ側から見て左周りの回転は、第２揺動スクロールにおいては、ロータ側から見て右周りの回転になり、第２揺動スクロール及び第２固定スクロールのラップは、第１揺動スクロール及び第１固定スクロールとは逆方向の、お互いに左周りに設けなければならない。
したがって、上述の従来技術によると、スクロール流体機械においては、第１固定スクロール及び第１揺動スクロールのラップとは異なったラップを有する第２揺動スクロール及び第２固定スクロールを別途余分に用意する必要があり、さらに、それらに関連する部品も別途用意する必要があり、各スクロール機構ごとに素材、部品が必要となり、部品の種類が増え、管理の手間がかかるうえに、部品の信頼性も向上できず、量産のメリットが出にくく不経済である。
【０００４】
このように、第２揺動及び固定スクロールを必要とする理由は、ロータの端部においては、回転方向が鏡像関係になるためであるが、もし、この第１固定スクロール及び第１揺動スクロールの対をそっくりそのままの順序で、第２揺動スクロール及び第２固定スクロールとしてロータの他端に配置し、該揺動スクロールを揺動できれば、鏡像関係とはならず、別途特別なスクロール部材を設ける必要はない。
しかしながら、その場合は、固定スクロールが揺動スクロール間に位置し、ロータから揺動スクロールに連結するのに、かえって複雑な機構を必要とする。 本発明は、上述した事情に鑑み、簡単な構成で、別途特別のスクロール部材を用意する必要のないツイン型全系回転スクロール流体機械を提供することを目的とするものである。
また、本発明の他の目的は、一方の駆動スクロールを他方従動スクロールとして使用できるツイン型全系回転スクロール流体機械を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、駆動源に連結される駆動軸の両端側に駆動スクロールと従動スクロールからなるスクロール機構が配設され、駆動スクロールの回転を受けて従動スクロールが自公転可能に構成されたツイン型全系回転スクロール流体機械よりなっているのが、本発明の特徴である。
そして、前記一のスクロール機械の駆動スクロール機構の駆動スクロール歯形と、他のスクロール機構の従動スクロールの歯形が、同一形状となすとともに、前記一のスクロール機構の従動スクロール歯形と、前記他のスクロール機構の駆動スクロール歯形が、同一形状となすように構成した。
また、前記スクロール機構がハウジング体により狭持固定してなるツイン型全系回転スクロール流体機械において、
前記各々の駆動スクロールと従動スクロールのハウジング支持部を同一箇所に設けて構成すると好ましい。
【０００６】
【作用】
次に、本発明の作用を説明する。
本発明は、駆動源に連結される駆動軸の両端側に駆動スクロールと従動スクロールからなるスクロール機構が配設され、駆動スクロールの回転を受けて従動スクロールが自公転可能に構成されたツイン型全系回転スクロール流体機械よりなっているので、駆動スクロールと従動スクロールは決められた関係の公転機構を介して前記駆動軸によって、回転するために、駆動軸から駆動スクロールを介して従動スクロールを回転しても、また、仮に、従動スクロールを介して駆動スクロールを回転しても駆動スクロールと従動スクロールとの揺動、自公転関係は同じであり、鏡像関係とはならない。
【０００７】
よって、前記一のスクロール機械の駆動スクロール機構の駆動スクロール歯形と、他のスクロール機構の従動スクロールの歯形が、同一形状となすように構成し、また、前記一のスクロール機構の従動スクロール歯形と、前記他のスクロール機構の駆動歯形が、同一形状となすように構成しておけば、前記一の駆動スクロールを前記他の従動スクロールとして、また、前記他の駆動スクロールを前記一の従動スクロールとして使用が可能である。
したがって、スクロール部材の成形型を２種類作ってあれば、回転中心に外部と連通する開口孔を削設することで相手方の従動スクロールとして用いることができ、別途のスクロール部材を用意することがなく部品点数を削減することができる。
また、前記スクロール機構がハウジング体により狭持固定してなるツイン型全系回転スクロール流体機械において、前記各々の駆動スクロールと従動スクロールのハウジング支持部を同一箇所に設けて構成しているので、一方の駆動スクロールと従動スクロールの対をそっくり他方の駆動軸端に連結して、駆動スクロールを従動スクロールとして使用し、従動スクロールを駆動スクロールとして使用することが可能であり、さらに部品点数の削減が可能である。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【０００９】
図１は本発明に係るツイン型全系回転スクロール流体機械の一構成図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＡ−Ａ線で噛み合う左側スクロールのラップ形状を示す展開平面図、図４は図１のＢ−Ｂ線断面図、図５は図１のＢ−Ｂ線で噛み合う右側スクロールのラップ形状を示す展開平面図である。
【００１０】
図１において、下部を台座２に固着された両軸モータ１は左右両端に出力を送出する駆動軸３が延設され、該駆動軸３の左端は後述する駆動スクロール１３を取付る取付座５が固着されている。
取付座５は、キノコ状に形成され、茎部分を傘の上面に向かって前記駆動軸３に嵌合するための連通孔が開設され、傘部分の外に放射上に３個の取付部５ｂを有するとともに、該取付部を外れた傘部分に冷却用の空気が流通する３個の開口孔５ａが開設されている。この取付座５の傘部分の外周には回転軸受１７が嵌合され、該回転軸受１７の外周は、両軸モータ１のモータケーシング４に固着されたスクロールハウジング６に固定されていて、取付座５は駆動軸３に固着された状態でスクロールハウジング６内に回転可能に配置されている。また、ハウジング６の外周には駆動スクロール１３を冷却した空気を放出する複数の開口孔６ａが開設されている。
【００１１】
駆動スクロール１３は、基本的には円盤状のスクロールプレートの背面に設けられたファンブレード１３ｃと、図３に示すようにスクロールプレートの表面である摺動面１３ｄに右巻きに設けられた渦巻状のラップ１３ａとで構成されている。
駆動スクロール１３の背面には、１２０゜の間隔で放射状に３個のファンブレード１３ｃが起立し、該ファンブレード１３ｃの上部の太肉部には前記取付部５ｂにより前記取付座５が取付られている。また、駆動スクロール１３の摺動面１３ｄにはラップ１３ａが植設され、該摺動面１３ｄの外周部近辺の１２０゜ずつ円周方向３箇所に３対の公転機構１５が設けられている。
前記公転機構１５を介して前記ラップ１３ａと対面するラップ壁を有するラップ１４ａを植設した従動スクロール１４が設けられている（図３）。
【００１２】
この従動スクロール１４は前記駆動スクロール１３のラップ１３ａと噛み合うために、摺動面１４ｄに植設されるラップ１４ａの渦巻方向は左巻きで駆動スクロール１３のラップ１３ａとは逆であり、また、回転中心には圧縮流体を外部に吐出するために、摺動面１４ｄから外部に連通する開口孔１４ｅが開設されている。それ以外は前記駆動スクロール１３と同じ寸法の外形形状を有している。 そして、前記開口孔１４ｅの開口を囲繞する形で、円筒状の通路１４ｆが設けられ、該通路１４ｆの先端は、後述する取付座１０の連通孔の開口部１０ｃに嵌合している。
尚、通路１４ｆは駆動スクロール１３においても１３ｆとして存在するが、駆動スクロールにおいては圧縮流体を外部に吐出する開口孔１４ｅは不用であり、削設されないために通路１３ｆは使用されない。
したがって、駆動スクロール１３と同じように、従動スクロール１４の背面には、１２０゜の間隔で放射状に３個のファンブレード１４ｃが起立し、該ファンブレード１４ｃの上部の太肉部には後述する取付座１０を取付る取付部が設けられている。
また、従動スクロール１４の摺動面１４ｄの外周部近辺の１２０゜ずつ円周方向３箇所に３対の公転機構１５が設けられ、該公転機構１５を介して前記駆動スクロール１３の回転中心とは偏心した回転中心を有して公転するように配置される。
【００１３】
これらの駆動スクロール１３及び従動スクロール１４のラップを、ラップの外壁から所定空間有して囲繞する形で、駆動スクロール１３及び従動スクロール１４の摺動面１３ｄ，１４ｄ間にダストハウジング８が設けられている。
このダストハウジング８は、所定の板厚でアルミダイカストでドーナツ状に成形され、外周面に流体の吸入ポート８ａを有し、駆動スクロール１３及び従動スクロール１４の摺動面１３ｄ，１４ｄの外周近辺に対応する位置に、フッソ系樹脂等の自己潤滑性のあるダストシール８ｂ，８ｃを介して駆動スクロール１３及び従動スクロール１４と摺接してダストシールを完全なものにしている。
そして、ダストハウジング８の外周部近辺の図示しない位置に、スクロールハウジング６と後述するスクロールハウジング７とによりサンドイッチ状に挟持される。
【００１４】
従動スクロール１４の背面のファンブレード１４ｃの上部の太肉部に取付られた取付座１０は、ほぼキノコ状に形成され、茎部分を傘の上面に向かって圧縮流体を外部に吐出する連通孔が開設され、その開口部１０ｃには従動スクロール１４の通路１４ｆが嵌合され、傘部分の外に放射上に３個の取付部１０ｂを有し、該取付部１０ｂに従動スクロール１４を固着するとともに、該取付部を外れた傘部分に冷却用の空気が流通する３個の開口孔１０ａが開設されている。
この取付座１０の傘部分の外周には回転軸受１７が嵌合され、該回転軸受１７の外周は、ダストハウジング８の外周部近辺の図示しない位置に、スクロールハウジング６とによりダストハウジング８をサンドイッチ状に挟持したスクロールハウジング７に固定されていて、取付座１０は従動スクロール１４を固着した状態でスクロールハウジング７内に回転可能に配置されている。
また、スクロールハウジング７の外周には従動スクロール１４を冷却した空気を放出する開口孔７ａが開設されている。
【００１５】
スクロールハウジング７には、従動スクロール取付座１０の圧縮流体吐出口１０ｄを除いて茎部分を覆う形で取付座カバー１１が取付られ、その吐出口１０ｄの周囲には、吐出口１０ｄに対応する位置に開口孔を有し、吐出流体が別の通路を通って従動スクロール１４の背面に流入しないように吐出口１０ｄの回りに配置したシール部材１６を固定するシール押さえ１２が取付座カバー１１に取付られている。
前記取付座カバー１１は、貫通孔１１ａが設けられ、該貫通孔１１ａから流入する空気は取付座１０の開口孔１０ａを通って従動スクロール１４の背面に流れて、ファンブレード１４ｃによりスクロールハウジング７の開口孔７ａから外部に放出可能に構成されている。
【００１６】
一方、両軸モータ１の駆動軸３の右端にも、上述したスクロール機構と同じ機構が配置されている。このスクロール機構は、駆動スクロール及び従動スクロールを除き、上述した部品と同じ外形寸法を有する部品が、１８０゜反転させて、同じ符号に［′］を付して配置されている。
よって、それらは前述したのと変わらないために詳細な説明は省略するが、スクロール部材は前述の従動スクロール１４と駆動スクロール１３との位置関係をそのままにして、従動スクロール１４を駆動スクロール１１３として駆動軸３の右端に連結し、駆動スクロール１３を従動スクロール１１４として回転中心を駆動スクロール１１３より上方にズラして右側のスクロールハウジング６′、７′内に配置されている。
すなわち、取付座５′に駆動スクロール１１３が、取付座１０′に従動スクロール１１４が固着され、また、別の説明をすれば、従動スクロール１４の回転中心部に開設されている開口孔１４ｅを塞いで駆動スクロール１１３となし、駆動スクロール１３の回転中心部に開口孔を設けて、従動スクロール１１４として配置した。
【００１７】
以下、図４及び図５を用いて右側の駆動スクロール１１３及び従動スクロール１１４の関係をさらに説明する。
図５に示すように、右側の駆動スクロール１１３は摺動面１１３ｄ上に左巻きのラップ１１３ａが植設され、従動スクロール１１４は回転中心に圧縮流体を吐出する開口孔１１４ｅが開設されているとともに、摺動面１１４ｄ上に該開口孔１１４ｅの近傍から右巻きのラップ１１４ａが植設されている。
これらのラップ１１３ａ及び１１４ａは、図４に示すように組み合わされる。したがって、いま、駆動軸３の一方向の回転により左側のスクロールが図２上時計方向に回転するとすれば、右側のスクロールは図４上反時計方向に回転することになる。
図３に示された駆動スクロール１３を１８０゜回転させるとラップ１３ａの形状は図５の従動スクロール１１４のラップ１１４ａと一致し、同じく、従動スクロール１４を１８０゜回転させるとラップ１４ａの形状は、図５の駆動スクロール１１３ａと一致する。
このように構成されているので、左側の駆動スクロール１３に圧縮流体の吐出用の開口孔を開設して右側の従動スクロール１１４として用いることができ、また、右側の駆動スクロール１１３に圧縮流体の突出用の開口孔を開設して左側の従動スクロール１４として用いることができる。
したがって、右側のスクロール機構は駆動軸３の回転方向を同じで、左側の従動スクロール１４の背面側からスクロール機構を駆動することとなり、ラップの巻き方向が同じスクロールを左右共通で使用が可能である。
【００１８】
次に、このように構成された本実施例の動作を説明する。
図１において、駆動軸３が回転すると、ダストハウジング８に設けられた吸入ポート８ａから流体を吸入し、ラップ１３ａ、１４ａとダストハウジング８内に存在する流体をラップ１３ａ、１４ａにより取り込み、順次圧縮して従動スクロール１４に設けられている吐出ポート１４ｅから排出する。
爾後、この動作が連続して行われるが、この際に、モータケーシング４の開口孔４ａから空気を流入することにより、該空気を取付座５の開口孔５ａから駆動スクロール１３の凹部１３ｂを通って、スクロールプレートに送ることにより駆動スクロール１３を空冷し、ファンブレード１３ｃの回転によりスクロールハウジング６の開口孔６ａ外部に放出する。
また、同じように、取付座カバー１１の開口孔１１ａから空気を流入することにより、該空気を取付座１０の開口孔１０ａから従動スクロール１４の凹部１４ｂを通ってスクロールプレートに送ることにより従動スクロール１４を空冷し、ファンブレード１４ｃの回転によりスクロールハウジング７の開口孔７ａから外部に放出する。
【００１９】
一方、このツイン型全系回転スクロール機構は、左側のスクロール機構をそっくりそのまま右側に移し、左側の駆動スクロール１３を右側の従動スクロール１１４とし、左側の従動スクロール１４を右側の駆動スクロール１１３として構成し、両軸モータ１の駆動軸３の右側に連結された駆動スクロール１１３と、この駆動スクロール１１３と軸線を僅かにずらした状態でラップ同志を嵌合させて対向配置させた従動スクロール１１４とを備え、駆動スクロール１１３と従動スクロール１１４間は、その周辺側に、周方向に各々１２０°ずつ位置をずらして配置した三対の公転機構１５を介して軸線と直交する面上に揺動可能に連結することにより、駆動スクロールの回転により従動スクロールが同期回転しながら、駆動スクロールに対して公転可能に構成されているので、右側のスクロール機構は左側と同じ動作を行うために、右側のスクロール機構の動作説明は省略する。
【００２０】
本実施例はこのように動作するものであり、前記一のスクロール機械の駆動スクロール機構の駆動スクロール歯形と、他のスクロール機構の従動スクロールの歯形が、同一形状となすように構成し、また、前記一のスクロール機構の従動スクロール歯形と、前記他のスクロール機構の駆動歯形が、同一形状となすように構成しておけば、スクロール部材の成形型を２種類作ってあれば、回転中心に外部と連通する開口孔を削設することで相手側の従動スクロールとして用いることができ、別途のスクロール部材を用意することがなく部品点数を削減するとこができる。
また、前記スクロール機構がハウジング体により狭持固定してなるツイン型全系回転スクロール流体機械において、前記各々の駆動スクロールと従動スクロールのハウジング支持部を同一箇所に設けて構成しているので、一方の駆動スクロールと従動スクロールの対をそっくり他方の駆動軸端に連結して、駆動スクロールを従動スクロールとして使用し、従動スクロールを駆動スクロールとして使用することから、それに用いる関連部品をすべて同一寸法に製造することができ、さらに部品点数の削減が可能である。
また、ツイン型であるために回転数を２倍にあげなくても倍出力を得ることができるために、騒音を発生すこともなく、耐久性の高い全系回転スクロール機械を提供することができる。
【００２１】
尚、本実施例では、取付座５及び１０を別部材として開示しているが、取付座の圧縮流体を外部に逃がす開通孔の内径を、従動スクロールの吐出ポートの外径と同じにしておけば、取付座は１種類用意しておけば良い。
【００２２】
【効果】
以上説明したように、本発明は、簡単な構成で、別途特別のスクロール部材を用意する必要のないツイン型全系回転スクロール流体機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るツイン型全系回転スクロール流体機械の構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線で噛み合う左側スクロールのラップ形状を示す展開平面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ線で噛み合う右側スクロールのラップ形状を示す展開平面図である。
【符号の説明】
１ 両軸モータ
３ 駆動軸
５ 取付座
６、７ スクロールハウジング
８ ダストハウジング
１０ 取付座
１１ 取付座カバー
１２ シール押さえ
１３、１１３ 駆動スクロール
１４、１１４ 従動スクロール
１５ 公転機構
１６ シール部材
１７ 軸受
【産業上の利用分野】
本発明は、圧縮機、膨張機、及び真空ポンプとして機能する、駆動軸両端に駆動スクロールと従動スクロールの対を配置したツイン型全系回転スクロール流体機械に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来から、モータのロータの両端に揺動スクロールを設けたスクロール流体機械は、特公平１ー３８１６２号公報で知られている。
この技術は、上下に設けられた第１の固定スクロールと第２の固定スクロール間を内空のハウジングで包囲し、該ハウジング内に前記第１の固定スクロールに対面して第１の揺動スクロールと、前記第２の固定スクロールに対面して第２の揺動スクロールを設けるとともに、前記第１及び第２揺動スクロール間に設けたロータの両端部により前記第１及び第２揺動スクロールを揺動するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術は上述のように構成されているので、ロータ端部における前記第１及び第２揺動スクロールの前記第１固定スクロール及び第２固定スクロールに対する揺動方向は、各々逆になる。
すなわち、ロータ側から見て、第１固定スクロールと第１揺動スクロールのラップがお互いに右周りに設けられていると、第１揺動スクロールは左周りに揺動しなければならいために、ロータは左周りに回転する。
一方、第１揺動スクロールのロータ側から見て左周りの回転は、第２揺動スクロールにおいては、ロータ側から見て右周りの回転になり、第２揺動スクロール及び第２固定スクロールのラップは、第１揺動スクロール及び第１固定スクロールとは逆方向の、お互いに左周りに設けなければならない。
したがって、上述の従来技術によると、スクロール流体機械においては、第１固定スクロール及び第１揺動スクロールのラップとは異なったラップを有する第２揺動スクロール及び第２固定スクロールを別途余分に用意する必要があり、さらに、それらに関連する部品も別途用意する必要があり、各スクロール機構ごとに素材、部品が必要となり、部品の種類が増え、管理の手間がかかるうえに、部品の信頼性も向上できず、量産のメリットが出にくく不経済である。
【０００４】
このように、第２揺動及び固定スクロールを必要とする理由は、ロータの端部においては、回転方向が鏡像関係になるためであるが、もし、この第１固定スクロール及び第１揺動スクロールの対をそっくりそのままの順序で、第２揺動スクロール及び第２固定スクロールとしてロータの他端に配置し、該揺動スクロールを揺動できれば、鏡像関係とはならず、別途特別なスクロール部材を設ける必要はない。
しかしながら、その場合は、固定スクロールが揺動スクロール間に位置し、ロータから揺動スクロールに連結するのに、かえって複雑な機構を必要とする。 本発明は、上述した事情に鑑み、簡単な構成で、別途特別のスクロール部材を用意する必要のないツイン型全系回転スクロール流体機械を提供することを目的とするものである。
また、本発明の他の目的は、一方の駆動スクロールを他方従動スクロールとして使用できるツイン型全系回転スクロール流体機械を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、駆動源に連結される駆動軸の両端側に駆動スクロールと従動スクロールからなるスクロール機構が配設され、駆動スクロールの回転を受けて従動スクロールが自公転可能に構成されたツイン型全系回転スクロール流体機械よりなっているのが、本発明の特徴である。
そして、前記一のスクロール機械の駆動スクロール機構の駆動スクロール歯形と、他のスクロール機構の従動スクロールの歯形が、同一形状となすとともに、前記一のスクロール機構の従動スクロール歯形と、前記他のスクロール機構の駆動スクロール歯形が、同一形状となすように構成した。
また、前記スクロール機構がハウジング体により狭持固定してなるツイン型全系回転スクロール流体機械において、
前記各々の駆動スクロールと従動スクロールのハウジング支持部を同一箇所に設けて構成すると好ましい。
【０００６】
【作用】
次に、本発明の作用を説明する。
本発明は、駆動源に連結される駆動軸の両端側に駆動スクロールと従動スクロールからなるスクロール機構が配設され、駆動スクロールの回転を受けて従動スクロールが自公転可能に構成されたツイン型全系回転スクロール流体機械よりなっているので、駆動スクロールと従動スクロールは決められた関係の公転機構を介して前記駆動軸によって、回転するために、駆動軸から駆動スクロールを介して従動スクロールを回転しても、また、仮に、従動スクロールを介して駆動スクロールを回転しても駆動スクロールと従動スクロールとの揺動、自公転関係は同じであり、鏡像関係とはならない。
【０００７】
よって、前記一のスクロール機械の駆動スクロール機構の駆動スクロール歯形と、他のスクロール機構の従動スクロールの歯形が、同一形状となすように構成し、また、前記一のスクロール機構の従動スクロール歯形と、前記他のスクロール機構の駆動歯形が、同一形状となすように構成しておけば、前記一の駆動スクロールを前記他の従動スクロールとして、また、前記他の駆動スクロールを前記一の従動スクロールとして使用が可能である。
したがって、スクロール部材の成形型を２種類作ってあれば、回転中心に外部と連通する開口孔を削設することで相手方の従動スクロールとして用いることができ、別途のスクロール部材を用意することがなく部品点数を削減することができる。
また、前記スクロール機構がハウジング体により狭持固定してなるツイン型全系回転スクロール流体機械において、前記各々の駆動スクロールと従動スクロールのハウジング支持部を同一箇所に設けて構成しているので、一方の駆動スクロールと従動スクロールの対をそっくり他方の駆動軸端に連結して、駆動スクロールを従動スクロールとして使用し、従動スクロールを駆動スクロールとして使用することが可能であり、さらに部品点数の削減が可能である。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【０００９】
図１は本発明に係るツイン型全系回転スクロール流体機械の一構成図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＡ−Ａ線で噛み合う左側スクロールのラップ形状を示す展開平面図、図４は図１のＢ−Ｂ線断面図、図５は図１のＢ−Ｂ線で噛み合う右側スクロールのラップ形状を示す展開平面図である。
【００１０】
図１において、下部を台座２に固着された両軸モータ１は左右両端に出力を送出する駆動軸３が延設され、該駆動軸３の左端は後述する駆動スクロール１３を取付る取付座５が固着されている。
取付座５は、キノコ状に形成され、茎部分を傘の上面に向かって前記駆動軸３に嵌合するための連通孔が開設され、傘部分の外に放射上に３個の取付部５ｂを有するとともに、該取付部を外れた傘部分に冷却用の空気が流通する３個の開口孔５ａが開設されている。この取付座５の傘部分の外周には回転軸受１７が嵌合され、該回転軸受１７の外周は、両軸モータ１のモータケーシング４に固着されたスクロールハウジング６に固定されていて、取付座５は駆動軸３に固着された状態でスクロールハウジング６内に回転可能に配置されている。また、ハウジング６の外周には駆動スクロール１３を冷却した空気を放出する複数の開口孔６ａが開設されている。
【００１１】
駆動スクロール１３は、基本的には円盤状のスクロールプレートの背面に設けられたファンブレード１３ｃと、図３に示すようにスクロールプレートの表面である摺動面１３ｄに右巻きに設けられた渦巻状のラップ１３ａとで構成されている。
駆動スクロール１３の背面には、１２０゜の間隔で放射状に３個のファンブレード１３ｃが起立し、該ファンブレード１３ｃの上部の太肉部には前記取付部５ｂにより前記取付座５が取付られている。また、駆動スクロール１３の摺動面１３ｄにはラップ１３ａが植設され、該摺動面１３ｄの外周部近辺の１２０゜ずつ円周方向３箇所に３対の公転機構１５が設けられている。
前記公転機構１５を介して前記ラップ１３ａと対面するラップ壁を有するラップ１４ａを植設した従動スクロール１４が設けられている（図３）。
【００１２】
この従動スクロール１４は前記駆動スクロール１３のラップ１３ａと噛み合うために、摺動面１４ｄに植設されるラップ１４ａの渦巻方向は左巻きで駆動スクロール１３のラップ１３ａとは逆であり、また、回転中心には圧縮流体を外部に吐出するために、摺動面１４ｄから外部に連通する開口孔１４ｅが開設されている。それ以外は前記駆動スクロール１３と同じ寸法の外形形状を有している。 そして、前記開口孔１４ｅの開口を囲繞する形で、円筒状の通路１４ｆが設けられ、該通路１４ｆの先端は、後述する取付座１０の連通孔の開口部１０ｃに嵌合している。
尚、通路１４ｆは駆動スクロール１３においても１３ｆとして存在するが、駆動スクロールにおいては圧縮流体を外部に吐出する開口孔１４ｅは不用であり、削設されないために通路１３ｆは使用されない。
したがって、駆動スクロール１３と同じように、従動スクロール１４の背面には、１２０゜の間隔で放射状に３個のファンブレード１４ｃが起立し、該ファンブレード１４ｃの上部の太肉部には後述する取付座１０を取付る取付部が設けられている。
また、従動スクロール１４の摺動面１４ｄの外周部近辺の１２０゜ずつ円周方向３箇所に３対の公転機構１５が設けられ、該公転機構１５を介して前記駆動スクロール１３の回転中心とは偏心した回転中心を有して公転するように配置される。
【００１３】
これらの駆動スクロール１３及び従動スクロール１４のラップを、ラップの外壁から所定空間有して囲繞する形で、駆動スクロール１３及び従動スクロール１４の摺動面１３ｄ，１４ｄ間にダストハウジング８が設けられている。
このダストハウジング８は、所定の板厚でアルミダイカストでドーナツ状に成形され、外周面に流体の吸入ポート８ａを有し、駆動スクロール１３及び従動スクロール１４の摺動面１３ｄ，１４ｄの外周近辺に対応する位置に、フッソ系樹脂等の自己潤滑性のあるダストシール８ｂ，８ｃを介して駆動スクロール１３及び従動スクロール１４と摺接してダストシールを完全なものにしている。
そして、ダストハウジング８の外周部近辺の図示しない位置に、スクロールハウジング６と後述するスクロールハウジング７とによりサンドイッチ状に挟持される。
【００１４】
従動スクロール１４の背面のファンブレード１４ｃの上部の太肉部に取付られた取付座１０は、ほぼキノコ状に形成され、茎部分を傘の上面に向かって圧縮流体を外部に吐出する連通孔が開設され、その開口部１０ｃには従動スクロール１４の通路１４ｆが嵌合され、傘部分の外に放射上に３個の取付部１０ｂを有し、該取付部１０ｂに従動スクロール１４を固着するとともに、該取付部を外れた傘部分に冷却用の空気が流通する３個の開口孔１０ａが開設されている。
この取付座１０の傘部分の外周には回転軸受１７が嵌合され、該回転軸受１７の外周は、ダストハウジング８の外周部近辺の図示しない位置に、スクロールハウジング６とによりダストハウジング８をサンドイッチ状に挟持したスクロールハウジング７に固定されていて、取付座１０は従動スクロール１４を固着した状態でスクロールハウジング７内に回転可能に配置されている。
また、スクロールハウジング７の外周には従動スクロール１４を冷却した空気を放出する開口孔７ａが開設されている。
【００１５】
スクロールハウジング７には、従動スクロール取付座１０の圧縮流体吐出口１０ｄを除いて茎部分を覆う形で取付座カバー１１が取付られ、その吐出口１０ｄの周囲には、吐出口１０ｄに対応する位置に開口孔を有し、吐出流体が別の通路を通って従動スクロール１４の背面に流入しないように吐出口１０ｄの回りに配置したシール部材１６を固定するシール押さえ１２が取付座カバー１１に取付られている。
前記取付座カバー１１は、貫通孔１１ａが設けられ、該貫通孔１１ａから流入する空気は取付座１０の開口孔１０ａを通って従動スクロール１４の背面に流れて、ファンブレード１４ｃによりスクロールハウジング７の開口孔７ａから外部に放出可能に構成されている。
【００１６】
一方、両軸モータ１の駆動軸３の右端にも、上述したスクロール機構と同じ機構が配置されている。このスクロール機構は、駆動スクロール及び従動スクロールを除き、上述した部品と同じ外形寸法を有する部品が、１８０゜反転させて、同じ符号に［′］を付して配置されている。
よって、それらは前述したのと変わらないために詳細な説明は省略するが、スクロール部材は前述の従動スクロール１４と駆動スクロール１３との位置関係をそのままにして、従動スクロール１４を駆動スクロール１１３として駆動軸３の右端に連結し、駆動スクロール１３を従動スクロール１１４として回転中心を駆動スクロール１１３より上方にズラして右側のスクロールハウジング６′、７′内に配置されている。
すなわち、取付座５′に駆動スクロール１１３が、取付座１０′に従動スクロール１１４が固着され、また、別の説明をすれば、従動スクロール１４の回転中心部に開設されている開口孔１４ｅを塞いで駆動スクロール１１３となし、駆動スクロール１３の回転中心部に開口孔を設けて、従動スクロール１１４として配置した。
【００１７】
以下、図４及び図５を用いて右側の駆動スクロール１１３及び従動スクロール１１４の関係をさらに説明する。
図５に示すように、右側の駆動スクロール１１３は摺動面１１３ｄ上に左巻きのラップ１１３ａが植設され、従動スクロール１１４は回転中心に圧縮流体を吐出する開口孔１１４ｅが開設されているとともに、摺動面１１４ｄ上に該開口孔１１４ｅの近傍から右巻きのラップ１１４ａが植設されている。
これらのラップ１１３ａ及び１１４ａは、図４に示すように組み合わされる。したがって、いま、駆動軸３の一方向の回転により左側のスクロールが図２上時計方向に回転するとすれば、右側のスクロールは図４上反時計方向に回転することになる。
図３に示された駆動スクロール１３を１８０゜回転させるとラップ１３ａの形状は図５の従動スクロール１１４のラップ１１４ａと一致し、同じく、従動スクロール１４を１８０゜回転させるとラップ１４ａの形状は、図５の駆動スクロール１１３ａと一致する。
このように構成されているので、左側の駆動スクロール１３に圧縮流体の吐出用の開口孔を開設して右側の従動スクロール１１４として用いることができ、また、右側の駆動スクロール１１３に圧縮流体の突出用の開口孔を開設して左側の従動スクロール１４として用いることができる。
したがって、右側のスクロール機構は駆動軸３の回転方向を同じで、左側の従動スクロール１４の背面側からスクロール機構を駆動することとなり、ラップの巻き方向が同じスクロールを左右共通で使用が可能である。
【００１８】
次に、このように構成された本実施例の動作を説明する。
図１において、駆動軸３が回転すると、ダストハウジング８に設けられた吸入ポート８ａから流体を吸入し、ラップ１３ａ、１４ａとダストハウジング８内に存在する流体をラップ１３ａ、１４ａにより取り込み、順次圧縮して従動スクロール１４に設けられている吐出ポート１４ｅから排出する。
爾後、この動作が連続して行われるが、この際に、モータケーシング４の開口孔４ａから空気を流入することにより、該空気を取付座５の開口孔５ａから駆動スクロール１３の凹部１３ｂを通って、スクロールプレートに送ることにより駆動スクロール１３を空冷し、ファンブレード１３ｃの回転によりスクロールハウジング６の開口孔６ａ外部に放出する。
また、同じように、取付座カバー１１の開口孔１１ａから空気を流入することにより、該空気を取付座１０の開口孔１０ａから従動スクロール１４の凹部１４ｂを通ってスクロールプレートに送ることにより従動スクロール１４を空冷し、ファンブレード１４ｃの回転によりスクロールハウジング７の開口孔７ａから外部に放出する。
【００１９】
一方、このツイン型全系回転スクロール機構は、左側のスクロール機構をそっくりそのまま右側に移し、左側の駆動スクロール１３を右側の従動スクロール１１４とし、左側の従動スクロール１４を右側の駆動スクロール１１３として構成し、両軸モータ１の駆動軸３の右側に連結された駆動スクロール１１３と、この駆動スクロール１１３と軸線を僅かにずらした状態でラップ同志を嵌合させて対向配置させた従動スクロール１１４とを備え、駆動スクロール１１３と従動スクロール１１４間は、その周辺側に、周方向に各々１２０°ずつ位置をずらして配置した三対の公転機構１５を介して軸線と直交する面上に揺動可能に連結することにより、駆動スクロールの回転により従動スクロールが同期回転しながら、駆動スクロールに対して公転可能に構成されているので、右側のスクロール機構は左側と同じ動作を行うために、右側のスクロール機構の動作説明は省略する。
【００２０】
本実施例はこのように動作するものであり、前記一のスクロール機械の駆動スクロール機構の駆動スクロール歯形と、他のスクロール機構の従動スクロールの歯形が、同一形状となすように構成し、また、前記一のスクロール機構の従動スクロール歯形と、前記他のスクロール機構の駆動歯形が、同一形状となすように構成しておけば、スクロール部材の成形型を２種類作ってあれば、回転中心に外部と連通する開口孔を削設することで相手側の従動スクロールとして用いることができ、別途のスクロール部材を用意することがなく部品点数を削減するとこができる。
また、前記スクロール機構がハウジング体により狭持固定してなるツイン型全系回転スクロール流体機械において、前記各々の駆動スクロールと従動スクロールのハウジング支持部を同一箇所に設けて構成しているので、一方の駆動スクロールと従動スクロールの対をそっくり他方の駆動軸端に連結して、駆動スクロールを従動スクロールとして使用し、従動スクロールを駆動スクロールとして使用することから、それに用いる関連部品をすべて同一寸法に製造することができ、さらに部品点数の削減が可能である。
また、ツイン型であるために回転数を２倍にあげなくても倍出力を得ることができるために、騒音を発生すこともなく、耐久性の高い全系回転スクロール機械を提供することができる。
【００２１】
尚、本実施例では、取付座５及び１０を別部材として開示しているが、取付座の圧縮流体を外部に逃がす開通孔の内径を、従動スクロールの吐出ポートの外径と同じにしておけば、取付座は１種類用意しておけば良い。
【００２２】
【効果】
以上説明したように、本発明は、簡単な構成で、別途特別のスクロール部材を用意する必要のないツイン型全系回転スクロール流体機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るツイン型全系回転スクロール流体機械の構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線で噛み合う左側スクロールのラップ形状を示す展開平面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ線で噛み合う右側スクロールのラップ形状を示す展開平面図である。
【符号の説明】
１ 両軸モータ
３ 駆動軸
５ 取付座
６、７ スクロールハウジング
８ ダストハウジング
１０ 取付座
１１ 取付座カバー
１２ シール押さえ
１３、１１３ 駆動スクロール
１４、１１４ 従動スクロール
１５ 公転機構
１６ シール部材
１７ 軸受
Claims (2)
- 駆動源に連結される駆動軸の両端側に駆動スクロールと従動スクロールからなるスクロール機構が配設され、駆動スクロールの回転を受けて従動スクロールが自公転可能に構成されたツイン型全系回転スクロール流体機械よりなり、
前記一のスクロール機械の駆動スクロール機構の駆動スクロール歯形と、他のスクロール機構の従動スクロールの歯形が、前記一のスクロール機構の従動スクロール歯形と、前記他のスクロール機構の駆動歯形が、各々同一形状となすように構成したツイン型全系回転スクロール流体機械。 - 前記スクロール機構がハウジング体により狭持固定してなるツイン型全系回転スクロール流体機械において、
前記各々の駆動スクロールと従動スクロールのハウジング支持部を同一箇所に設けたことを特徴とする請求項１記載のツイン型全系回転スクロール流体機械。
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