JP3595035B2 - スクロールプレート調整機構を有した全系回転形スクロール流体機械 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロールプレート調整機構を有した全系回転形スクロール流体機械、更に詳しくは、流体を圧縮して吐出する各ラップとスクロールプレート間の嵌合具合を調整するスクロールプレート調整機構を有した全系回転形スクロール流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば図４に示すようスクロール流体機械が知られている。それには、固定スクロール１１０は、前記フレーム１４０端面に固定され、吸込口１６を有する周壁１１１により囲繞された凹状空間内にうず巻形のラップ１１３を直立して形成するとともに、そのほぼ中央に圧縮流体を吐出するための吐出口１１７を穿孔する。
【０００３】
旋回スクロール１２０はフレーム１４０内の凹部空間に収納され、固定スクロール１１０のラップ１１３と実質的に同じ形状のうず巻き形のラップ１２１を、前記周壁１１１と当接する端板の一面上に直立して形成するとともに前記ラップ１１３、１２１同士を１８０ ゜ずらして嵌合させる。
そして前記各スクロールのラップ１１３、１２１は夫々他側スクロールと接触する端面に凹設した溝部に自己潤滑性シール部材１３１を嵌入させ、無潤滑で摺動可能に構成するとともに、前記旋回スクロール１２０の端板と当接する端面に凹設した溝部にリング状の自己潤滑性封止部材１３２を嵌入させ、前記凹状空間１２内の外部との気密性の維持を図る。
【０００４】
一方フレーム１４０は、一端にプーリ１４２を取付けた主駆動クランク軸１４１を中心軸上に沿って軸支させるとともに、該主駆動クランク軸１４１を中心として夫々１２０゜づつ偏位させた位置に（３個所）、従動クランク軸１５０を軸支させる。
そしてこれらのクランク軸１４１、１５０はいずれもその先端側の偏心軸部４１１、５０１ を軸受１４３、１５５ を介して旋回スクロール２０と一体化されたハウジング体１２５に回転可能に軸支させる。
この結果前記主駆動クランク軸１４１を駆動回転させると、該駆動回転に追従して従動クランク軸５０が、前記主駆動クランク軸１４１の偏心量に対応して偏心回転運動を行い、これにより、旋回スクロール１２０が自転を阻止されながら一定の半径で固定スクロール１１０のラップ中心の周りを公転運動する。
【０００５】
さて、前記したスクロール式流体機械においては、固定スクロール１１０に対し旋回スクロール１２０を精度よく平行度と隙間量を調整し、適切な嵌合精度で旋回スクロール１２０を公転させなければ密閉空間よりの流体の漏れ、ラップと他側摺動面との接触等による騒音、異常摩耗とともに、ラップの片当たり等に起因して動力の上昇や軸受等の耐久性の低下につながる。
そのために、フレーム１４０の、主駆動クランク軸１４１周りの円周方向に１２０゜間隔で隔てた所定位置には、従動クランク軸１５０に玉受軸１５１がスラスト方向に移動可能に構成するとともに、外輪押し１６０を螺入し、該外輪押し１６０の正逆回転により玉軸受１５１をスラスト方向に位置変位可能に構成している。
【０００６】
尚、外輪押し１６０はフレーム１４０の上面より僅かに突出させ、蓋体１４６によりロック可能に構成する。
さて従動クランク軸１５０は偏心軸部５０１ 部を連接し、そして軸受１５５を介して旋回スクロール１２０と一体的に連接されたハウジング体に夫々軸支させる。
かかる実施例によれば、外輪押し１６０を正逆回転させる事により、旋回スクロール１２０の摺動面１２０ａ とフレーム端面１４０ａ 間のスラスト変位量を調整する事が出来る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述する従来技術によると、旋回スクロール１２０の外周近傍に設けた軸受１５５を外輪押し１６０を正逆回転させる事によりスラスト方向に進退させて旋回スクロール１２０の摺動面１２０ａ とフレーム端面１４０ａ 間のスラスト変位量を調整しているので、複数ある軸受１５５の一方は下げすぎ、また、他方は調整量が足らずに、ラップの片当たり動力の上昇や軸受け等の耐久性の低下につながる。
上述の事情に鑑み、本発明の目的は、簡単な構成で駆動スクロールのスラスト調整が可能な全系回転形スクロール流体機械を提供する事を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、駆動スクロールプレートと従動スクロールプレートに設けられた各ラップとにより、流体を圧縮して外部に吐出する前記ラップとスクロールプレート間の嵌合具合を調整するスクロールプレート調整機構を有した全系回転形スクロール流体機械において、
各スクロールプレートのラップ形成面とは反対側面の中心部付近を前記ハウジングに軸支する軸受と、
この軸受の一方と前記ハウジング間に軸方向に変位可能に介在した弾性変位手段と、
該軸受の一方を前記スクロールプレートの軸方向に変位可能に設けた調整手段とを備え、
スクロールプレートを軸方向に調整可能であるとともに、各スクロールプレートのラップ形成面側の外周近傍を支持するダストシールハウジングを設けたことを特徴とする。
【０００９】
全系回転形スクロール流体機械は、駆動スクロールプレートと従動スクロールプレートともに前記軸受けを回転中心にして回転運動をする。したがって、スクロールプレートの外周部分を調整変位すると、その調整変位部材を全周にわたってハウジングに保持させなければならず、構成が複雑になる。
【００１０】
ところが、各スクロールプレートのラップ形成面とは反対側面の中心部付近を前記ハウジングに軸支する軸受を設けた駆動スクロールプレートと従動スクロールプレートにより全系回転形スクロール流体機械を構成すると、両スクロールプレートはハウジングによりスクロールプレートの中心部分で支持される。
そして、駆動スクロールプレートのラップ面とは反対側面の中心部付近を前記ハウジングに軸支する軸受を前記スクロールプレートの軸方向に変位調整可能であるため、スクロールプレートの外周部分に複数設けた調整手段を調整操作することがないので、一方の調整手段が変位しすぎてスクロールプレートの外周部分が相手側部材に片当たりして、きしんで駆動することがなく耐久性が向上する。そして、その軸受けを調整変位すればよいために構成は簡単になる。
【００１１】
また、スクロールプレートの中心部分をハウジングに軸支する軸受けを調整変位しているので、スクロールプレートの外周部分を調整変位することにより、該中心部分の軸受を斜めに傾斜させ、該軸受とこの軸受けを軸支するハウジング部分との間でスクロールプレートの駆動に無理な摩擦を生じることがなく、耐久性が向上する。
【００１２】
また、スクロールプレートの中心部分を軸支する軸受けで調整変位しているので、スクロールプレートの外周部分に設けた複数の調整手段を調整操作するのと比べて、基準面からの位置制御を軸受けを中心とした狭い範囲で行えばよいために、製造時の工数が削減される。
【００１３】
また、前記軸受を軸方向に変位可能な弾圧変位手段を介して支持するように構成すると、スクロールプレートの変位調整の後は、ハウジングに該弾性変位部材により軸受けが固着されるので、スクロールプレートの駆動時の振動により軸受けが振動して騒音を発生したり、その振動によりスクロールプレートが振動して相手先部材と異常接触して摩擦により、耐久性が低下することがない。
【００１４】
また、各スクロールプレートのラップ形成面側の外周近傍を支持するダストシールハウジングを設けて構成すると好ましい。
このように構成するとダストシールハウジングにより両スクロールプレート間の間隔が規制され、前記軸受けによりプレートの中心部分を調整変位させればよく、両スクロールプレート間の間隔を簡単に調整することができる。
また、ダストシールハウジングにより両プレートの外周部が位置決めされ、組立製造誤差などにより、駆動中に該外周部が軸芯方向にブレて、それにより振動が発生して耐久性を低下させることがない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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。
【００１６】
図１は、本発明の実施例に係る全系回転形スクロール流体機械の断面図、図２は、図１のＡ部拡大図であって、軸受を保持する弾性変位部材の実施例図、図３は、軸受を保持する弾性変位部材の他の実施例図、図４は、スクロール流体機械の従来例を示す図である。
【００１７】
図１において、図示しないモータに連接した駆動軸１８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１８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。
【００１８】
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、台座２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１８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。
【００１９】
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とスクロールプレートの表面である摺動面１３ｄに設けられた渦巻状のラップ１３ａとで構成され、該ラップ１３ａの相手側摺動面と対面する端部には溝が設けられ、該溝にはフッソ系樹脂等の自己潤滑性のあるシール部材２１が取付られている。
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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が植設されるラップ１４ａの渦巻方向が逆であり、また、回転中心に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。
また、前記ラップ１４ａの相手側摺動面と対面する端部には溝が設けられ、該溝にはフッソ系樹脂等の自己潤滑性のあるシール部材２２が取付られている。
【００２２】
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。
【００２３】
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間にダストシールハウジング８が設けられている。
このダストシールハウジング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するとともに、両スクロールプレート間の間隔を規制している。
そして、ダストシールハウジング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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、ダストシルハウジング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とによりダストシールハウジング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。
【００２６】
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。
また、シール押さえ１２には、圧縮流体を吐出する開口部１２ａが開設されている。
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。
【００２７】
前記スクロールハウジング６には、回転軸受１７を押圧保持する保持板４がバネ１９を介してスクロールハイジング６の取付部６ｂにボルト２０によって、回転軸受１７をスラスト方向に調整可能に取付られている。
ボルト２０を回転することによって、保持板４を介して回転軸受１７がスラスト方向に進退し、該保持板４、ボルト２０等で調整手段が構成される。
【００２８】
次に、上述ごとく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１８が回転すると、ダストシールハウジング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とダストシールハウジング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。
【００２９】
爾後、この動作が連続して行われるが、この際に、保持板４の開口部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から外部に放出する。
【００３０】
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。
【００３１】
一方、ハウジング７の面７ｂと回転軸受１７を保持する段部７ｃとはかなり良い精度で形成することができる。また、取付座１０のスクロールプレートを取り付ける取付部１０ｂの板厚寸法及び、従動スクロールの摺動面１４ｄと前記取付部１０ｂ間の寸法も精度よく形成することができる。
したがって、ハウジング７の面７ｂを基準として駆動スクロール１３の回転軸受１７をスラスト方向に進退させ、適宜に位置で保持板４をボルト２０により固着させ両スクロール間隔を調整することができる。
【００３２】
次に、この調整操作を図２を用いて説明する。同図において、ハウジング６の取付部６ｂに保持板４をボルト２０により仮締めして、保持板４の背面４ｂを所定圧力で押す。
保持板４はバネ１９をたわませ回転軸受１７を介して、ゴム、バネワッシャ等で成形した弾性体２３からなる弾性変位手段をたわませるとともに、取付座５を介して駆動スクロール１３を左行させる。
保持板４が停止すると、その位置にボルト２０で固定する。この位置で、よくラップ１３ａ及び１４ａの溝に挿入されたシール部材２１及び２２が溝によく馴染み、溝からの浮きが解消される。
尚、保持板４を押す押圧力は、余り強すぎると停止した位置では負荷が強すぎってシール部材の摩擦が必要以上に生じて、耐久性及び経済性が低下するので、その場合は、保持板４が停止した後に幾分（例えば、０．２〜０．３ｍｍ）戻すことが必要である。
【００３３】
図３は、軸受とハウジングの間に弾性変位手段を介在させた他の実施例を示すものであり、回転軸受１７を保持するハウジング６の段部６ｃに凹部６ｄ及び６ｅを設け、該段部６ｃに弾性力を付与して構成した。
保持板４を左方向に押すと、段部６ｃは一点鎖線のごとく曲がり、回転軸受１７の段部６ｃとの接触線１７ａＡは一点鎖線の１７ａＢに示すごとく左行することにより両スクロール間の間隔を調整することができる。
【００３４】
尚、本実施例は駆動スクロール側の軸受とハウジングの間に弾性変位手段を介在させているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、従動スクロール側に弾性変位部材を介在させてもよいことは勿論である。
また、その際に、駆動スクロール側の軸受１７をハウジング６に固着し、取付座カバー１１を保持板４のごとくボルト２０により軸方向調整可能に設け、調整ハウジング６の面６ｄを基準として従動スクロール１４の回転軸受１７をスラスト方向に進退させ、適宜な位置で取付座カバー１１をボルト２０により固着させ両スクロール間隔を調整可能に構成することができる。
【００３５】
本実施例は、このように構成されているので、駆動スクロールプレートのラップ面とは反対側面の中心部付近を前記ハウジングに軸支する軸受を前記スクロールプレートの軸方向に変位調整可能であり、スクロールプレートの外周部分に複数設けた調整手段を調整操作することがないので、一方の調整手段が変位しすぎてスクロールプレートの外周部分が相手側部材に片当たりして、きしんで駆動することがなく耐久性が向上する。
【００３６】
また、スクロールプレートの中心部分をハウジングに軸支する軸受けを調整変位しているので、スクロールプレートの外周部分を調整変位することにより、該中心部分の軸受を斜めに傾斜させ、該軸受とこの軸受けを軸支するハウジング部分との間でスクロールプレートの駆動に無理な摩擦を生じることがなく、耐久性が向上する。
【００３７】
また、スクロールプレートの中心部分を軸支する軸受けで調整変位しているので、スクロールプレートの外周部分に設けた複数の調整手段を調整操作するのと比べて、基準面からの位置制御を軸受けを中心とした狭い範囲で行えばよいために、製造時の工数が削減される。
【００３８】
また、駆動スクロールプレートと従動スクロールプレートとにより全系回転形スクロール流体機械を構成し、各スクロールプレートのラップ形成面とは反対側面の中心部付近を前記ハウジングに軸支する軸受を設けて構成しているので、全系回転形スクロール流体機械は、駆動スクロールプレートと従動スクロールプレートともに前記軸受けを回転中心にして回転運動をする。
したがって、スクロールプレートの外周部分を調整変位する場合は、その調整変位部材を全周にわたってハウジングに保持させなければならず、構成が複雑になる。
【００３９】
ところが、各スクロールプレートのラップ形成面とは反対側面の中心部付近を前記ハウジングに軸支する軸受を設けた駆動スクロールプレートと従動スクロールプレートにより全系回転形スクロール流体機械を構成すると、両スクロールプレートはハウジングによりスクロールプレートの中心部分で支持される。
そして、その軸受けを調整変位すればよいために構成は簡単になる。
【００４０】
また、各スクロールプレートのラップ形成面側の外周近傍を支持するダストシールハウジングを設けて構成しているので、該ダストシールハウジングにより両スクロールプレート間の間隔が規制され、前記軸受けによりプレートの中心部分を調整変位させればよく、両スクロールプレート間の間隔を簡単に調整することができる。
また、ダストシールハウジングにより両プレートの外周部が位置決めされ、組立製造誤差などにより、駆動中に該外周部が軸芯方向にブレて、それにより振動が発生して耐久性を低下させることがない。
【００４１】
また、軸受を軸方向に変位可能な弾圧変位手段を介して支持するように構成しているので、スクロールプレートの変位調整の後は、ハウジングに該弾性変位部材により軸受けが固着されるので、スクロールプレートの駆動時の振動により軸受けが振動して騒音を発生したり、その振動によりスクロールプレートが振動して相手先部材と異常接触して摩擦により、耐久性が低下することがない。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、簡単な構成で両スクロール間の間隔及び両ラップの嵌合具合が調整可能になるとともに、前記駆動スクロールをフレーム側に組付け後にスラスト調整が可能である事は前記スラストに関係ある各種部品の加工精度や組立精度をその分ラフに設定する事が出来、結果として加工及び組立コストの低減につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る全系回転形スクロール流体機械の断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図であって、軸受を保持する弾性変位部材の実施例図である。
【図３】軸受を保持する弾性変位部材の他の実施例図である。
【図４】スクロール流体機械の従来例を示す図である。
【符号の説明】
４ 保持板
５、１０ 取付座
６、７ スクロールハウジング
８ ダストシールハウジング
１１ 取付座カバー
１２ シール押さえ
１３ 駆動スクロール
１４ 従動スクロール
１５ 公転機構
１６ シール部材
１７ 回転軸受
１８ 駆動軸
１９ バネ
２０ ボルト
２１、２２ シール部材
２３ 弾性体
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロールプレート調整機構を有した全系回転形スクロール流体機械、更に詳しくは、流体を圧縮して吐出する各ラップとスクロールプレート間の嵌合具合を調整するスクロールプレート調整機構を有した全系回転形スクロール流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば図４に示すようスクロール流体機械が知られている。それには、固定スクロール１１０は、前記フレーム１４０端面に固定され、吸込口１６を有する周壁１１１により囲繞された凹状空間内にうず巻形のラップ１１３を直立して形成するとともに、そのほぼ中央に圧縮流体を吐出するための吐出口１１７を穿孔する。
【０００３】
旋回スクロール１２０はフレーム１４０内の凹部空間に収納され、固定スクロール１１０のラップ１１３と実質的に同じ形状のうず巻き形のラップ１２１を、前記周壁１１１と当接する端板の一面上に直立して形成するとともに前記ラップ１１３、１２１同士を１８０ ゜ずらして嵌合させる。
そして前記各スクロールのラップ１１３、１２１は夫々他側スクロールと接触する端面に凹設した溝部に自己潤滑性シール部材１３１を嵌入させ、無潤滑で摺動可能に構成するとともに、前記旋回スクロール１２０の端板と当接する端面に凹設した溝部にリング状の自己潤滑性封止部材１３２を嵌入させ、前記凹状空間１２内の外部との気密性の維持を図る。
【０００４】
一方フレーム１４０は、一端にプーリ１４２を取付けた主駆動クランク軸１４１を中心軸上に沿って軸支させるとともに、該主駆動クランク軸１４１を中心として夫々１２０゜づつ偏位させた位置に（３個所）、従動クランク軸１５０を軸支させる。
そしてこれらのクランク軸１４１、１５０はいずれもその先端側の偏心軸部４１１、５０１ を軸受１４３、１５５ を介して旋回スクロール２０と一体化されたハウジング体１２５に回転可能に軸支させる。
この結果前記主駆動クランク軸１４１を駆動回転させると、該駆動回転に追従して従動クランク軸５０が、前記主駆動クランク軸１４１の偏心量に対応して偏心回転運動を行い、これにより、旋回スクロール１２０が自転を阻止されながら一定の半径で固定スクロール１１０のラップ中心の周りを公転運動する。
【０００５】
さて、前記したスクロール式流体機械においては、固定スクロール１１０に対し旋回スクロール１２０を精度よく平行度と隙間量を調整し、適切な嵌合精度で旋回スクロール１２０を公転させなければ密閉空間よりの流体の漏れ、ラップと他側摺動面との接触等による騒音、異常摩耗とともに、ラップの片当たり等に起因して動力の上昇や軸受等の耐久性の低下につながる。
そのために、フレーム１４０の、主駆動クランク軸１４１周りの円周方向に１２０゜間隔で隔てた所定位置には、従動クランク軸１５０に玉受軸１５１がスラスト方向に移動可能に構成するとともに、外輪押し１６０を螺入し、該外輪押し１６０の正逆回転により玉軸受１５１をスラスト方向に位置変位可能に構成している。
【０００６】
尚、外輪押し１６０はフレーム１４０の上面より僅かに突出させ、蓋体１４６によりロック可能に構成する。
さて従動クランク軸１５０は偏心軸部５０１ 部を連接し、そして軸受１５５を介して旋回スクロール１２０と一体的に連接されたハウジング体に夫々軸支させる。
かかる実施例によれば、外輪押し１６０を正逆回転させる事により、旋回スクロール１２０の摺動面１２０ａ とフレーム端面１４０ａ 間のスラスト変位量を調整する事が出来る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述する従来技術によると、旋回スクロール１２０の外周近傍に設けた軸受１５５を外輪押し１６０を正逆回転させる事によりスラスト方向に進退させて旋回スクロール１２０の摺動面１２０ａ とフレーム端面１４０ａ 間のスラスト変位量を調整しているので、複数ある軸受１５５の一方は下げすぎ、また、他方は調整量が足らずに、ラップの片当たり動力の上昇や軸受け等の耐久性の低下につながる。
上述の事情に鑑み、本発明の目的は、簡単な構成で駆動スクロールのスラスト調整が可能な全系回転形スクロール流体機械を提供する事を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、駆動スクロールプレートと従動スクロールプレートに設けられた各ラップとにより、流体を圧縮して外部に吐出する前記ラップとスクロールプレート間の嵌合具合を調整するスクロールプレート調整機構を有した全系回転形スクロール流体機械において、
各スクロールプレートのラップ形成面とは反対側面の中心部付近を前記ハウジングに軸支する軸受と、
この軸受の一方と前記ハウジング間に軸方向に変位可能に介在した弾性変位手段と、
該軸受の一方を前記スクロールプレートの軸方向に変位可能に設けた調整手段とを備え、
スクロールプレートを軸方向に調整可能であるとともに、各スクロールプレートのラップ形成面側の外周近傍を支持するダストシールハウジングを設けたことを特徴とする。
【０００９】
全系回転形スクロール流体機械は、駆動スクロールプレートと従動スクロールプレートともに前記軸受けを回転中心にして回転運動をする。したがって、スクロールプレートの外周部分を調整変位すると、その調整変位部材を全周にわたってハウジングに保持させなければならず、構成が複雑になる。
【００１０】
ところが、各スクロールプレートのラップ形成面とは反対側面の中心部付近を前記ハウジングに軸支する軸受を設けた駆動スクロールプレートと従動スクロールプレートにより全系回転形スクロール流体機械を構成すると、両スクロールプレートはハウジングによりスクロールプレートの中心部分で支持される。
そして、駆動スクロールプレートのラップ面とは反対側面の中心部付近を前記ハウジングに軸支する軸受を前記スクロールプレートの軸方向に変位調整可能であるため、スクロールプレートの外周部分に複数設けた調整手段を調整操作することがないので、一方の調整手段が変位しすぎてスクロールプレートの外周部分が相手側部材に片当たりして、きしんで駆動することがなく耐久性が向上する。そして、その軸受けを調整変位すればよいために構成は簡単になる。
【００１１】
また、スクロールプレートの中心部分をハウジングに軸支する軸受けを調整変位しているので、スクロールプレートの外周部分を調整変位することにより、該中心部分の軸受を斜めに傾斜させ、該軸受とこの軸受けを軸支するハウジング部分との間でスクロールプレートの駆動に無理な摩擦を生じることがなく、耐久性が向上する。
【００１２】
また、スクロールプレートの中心部分を軸支する軸受けで調整変位しているので、スクロールプレートの外周部分に設けた複数の調整手段を調整操作するのと比べて、基準面からの位置制御を軸受けを中心とした狭い範囲で行えばよいために、製造時の工数が削減される。
【００１３】
また、前記軸受を軸方向に変位可能な弾圧変位手段を介して支持するように構成すると、スクロールプレートの変位調整の後は、ハウジングに該弾性変位部材により軸受けが固着されるので、スクロールプレートの駆動時の振動により軸受けが振動して騒音を発生したり、その振動によりスクロールプレートが振動して相手先部材と異常接触して摩擦により、耐久性が低下することがない。
【００１４】
また、各スクロールプレートのラップ形成面側の外周近傍を支持するダストシールハウジングを設けて構成すると好ましい。
このように構成するとダストシールハウジングにより両スクロールプレート間の間隔が規制され、前記軸受けによりプレートの中心部分を調整変位させればよく、両スクロールプレート間の間隔を簡単に調整することができる。
また、ダストシールハウジングにより両プレートの外周部が位置決めされ、組立製造誤差などにより、駆動中に該外周部が軸芯方向にブレて、それにより振動が発生して耐久性を低下させることがない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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。
【００１６】
図１は、本発明の実施例に係る全系回転形スクロール流体機械の断面図、図２は、図１のＡ部拡大図であって、軸受を保持する弾性変位部材の実施例図、図３は、軸受を保持する弾性変位部材の他の実施例図、図４は、スクロール流体機械の従来例を示す図である。
【００１７】
図１において、図示しないモータに連接した駆動軸１８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１８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。
【００１８】
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、台座２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１８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。
【００１９】
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とスクロールプレートの表面である摺動面１３ｄに設けられた渦巻状のラップ１３ａとで構成され、該ラップ１３ａの相手側摺動面と対面する端部には溝が設けられ、該溝にはフッソ系樹脂等の自己潤滑性のあるシール部材２１が取付られている。
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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が植設されるラップ１４ａの渦巻方向が逆であり、また、回転中心に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。
また、前記ラップ１４ａの相手側摺動面と対面する端部には溝が設けられ、該溝にはフッソ系樹脂等の自己潤滑性のあるシール部材２２が取付られている。
【００２２】
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。
【００２３】
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間にダストシールハウジング８が設けられている。
このダストシールハウジング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するとともに、両スクロールプレート間の間隔を規制している。
そして、ダストシールハウジング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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、ダストシルハウジング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とによりダストシールハウジング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。
【００２６】
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。
また、シール押さえ１２には、圧縮流体を吐出する開口部１２ａが開設されている。
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。
【００２７】
前記スクロールハウジング６には、回転軸受１７を押圧保持する保持板４がバネ１９を介してスクロールハイジング６の取付部６ｂにボルト２０によって、回転軸受１７をスラスト方向に調整可能に取付られている。
ボルト２０を回転することによって、保持板４を介して回転軸受１７がスラスト方向に進退し、該保持板４、ボルト２０等で調整手段が構成される。
【００２８】
次に、上述ごとく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１８が回転すると、ダストシールハウジング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とダストシールハウジング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。
【００２９】
爾後、この動作が連続して行われるが、この際に、保持板４の開口部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から外部に放出する。
【００３０】
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。
【００３１】
一方、ハウジング７の面７ｂと回転軸受１７を保持する段部７ｃとはかなり良い精度で形成することができる。また、取付座１０のスクロールプレートを取り付ける取付部１０ｂの板厚寸法及び、従動スクロールの摺動面１４ｄと前記取付部１０ｂ間の寸法も精度よく形成することができる。
したがって、ハウジング７の面７ｂを基準として駆動スクロール１３の回転軸受１７をスラスト方向に進退させ、適宜に位置で保持板４をボルト２０により固着させ両スクロール間隔を調整することができる。
【００３２】
次に、この調整操作を図２を用いて説明する。同図において、ハウジング６の取付部６ｂに保持板４をボルト２０により仮締めして、保持板４の背面４ｂを所定圧力で押す。
保持板４はバネ１９をたわませ回転軸受１７を介して、ゴム、バネワッシャ等で成形した弾性体２３からなる弾性変位手段をたわませるとともに、取付座５を介して駆動スクロール１３を左行させる。
保持板４が停止すると、その位置にボルト２０で固定する。この位置で、よくラップ１３ａ及び１４ａの溝に挿入されたシール部材２１及び２２が溝によく馴染み、溝からの浮きが解消される。
尚、保持板４を押す押圧力は、余り強すぎると停止した位置では負荷が強すぎってシール部材の摩擦が必要以上に生じて、耐久性及び経済性が低下するので、その場合は、保持板４が停止した後に幾分（例えば、０．２〜０．３ｍｍ）戻すことが必要である。
【００３３】
図３は、軸受とハウジングの間に弾性変位手段を介在させた他の実施例を示すものであり、回転軸受１７を保持するハウジング６の段部６ｃに凹部６ｄ及び６ｅを設け、該段部６ｃに弾性力を付与して構成した。
保持板４を左方向に押すと、段部６ｃは一点鎖線のごとく曲がり、回転軸受１７の段部６ｃとの接触線１７ａＡは一点鎖線の１７ａＢに示すごとく左行することにより両スクロール間の間隔を調整することができる。
【００３４】
尚、本実施例は駆動スクロール側の軸受とハウジングの間に弾性変位手段を介在させているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、従動スクロール側に弾性変位部材を介在させてもよいことは勿論である。
また、その際に、駆動スクロール側の軸受１７をハウジング６に固着し、取付座カバー１１を保持板４のごとくボルト２０により軸方向調整可能に設け、調整ハウジング６の面６ｄを基準として従動スクロール１４の回転軸受１７をスラスト方向に進退させ、適宜な位置で取付座カバー１１をボルト２０により固着させ両スクロール間隔を調整可能に構成することができる。
【００３５】
本実施例は、このように構成されているので、駆動スクロールプレートのラップ面とは反対側面の中心部付近を前記ハウジングに軸支する軸受を前記スクロールプレートの軸方向に変位調整可能であり、スクロールプレートの外周部分に複数設けた調整手段を調整操作することがないので、一方の調整手段が変位しすぎてスクロールプレートの外周部分が相手側部材に片当たりして、きしんで駆動することがなく耐久性が向上する。
【００３６】
また、スクロールプレートの中心部分をハウジングに軸支する軸受けを調整変位しているので、スクロールプレートの外周部分を調整変位することにより、該中心部分の軸受を斜めに傾斜させ、該軸受とこの軸受けを軸支するハウジング部分との間でスクロールプレートの駆動に無理な摩擦を生じることがなく、耐久性が向上する。
【００３７】
また、スクロールプレートの中心部分を軸支する軸受けで調整変位しているので、スクロールプレートの外周部分に設けた複数の調整手段を調整操作するのと比べて、基準面からの位置制御を軸受けを中心とした狭い範囲で行えばよいために、製造時の工数が削減される。
【００３８】
また、駆動スクロールプレートと従動スクロールプレートとにより全系回転形スクロール流体機械を構成し、各スクロールプレートのラップ形成面とは反対側面の中心部付近を前記ハウジングに軸支する軸受を設けて構成しているので、全系回転形スクロール流体機械は、駆動スクロールプレートと従動スクロールプレートともに前記軸受けを回転中心にして回転運動をする。
したがって、スクロールプレートの外周部分を調整変位する場合は、その調整変位部材を全周にわたってハウジングに保持させなければならず、構成が複雑になる。
【００３９】
ところが、各スクロールプレートのラップ形成面とは反対側面の中心部付近を前記ハウジングに軸支する軸受を設けた駆動スクロールプレートと従動スクロールプレートにより全系回転形スクロール流体機械を構成すると、両スクロールプレートはハウジングによりスクロールプレートの中心部分で支持される。
そして、その軸受けを調整変位すればよいために構成は簡単になる。
【００４０】
また、各スクロールプレートのラップ形成面側の外周近傍を支持するダストシールハウジングを設けて構成しているので、該ダストシールハウジングにより両スクロールプレート間の間隔が規制され、前記軸受けによりプレートの中心部分を調整変位させればよく、両スクロールプレート間の間隔を簡単に調整することができる。
また、ダストシールハウジングにより両プレートの外周部が位置決めされ、組立製造誤差などにより、駆動中に該外周部が軸芯方向にブレて、それにより振動が発生して耐久性を低下させることがない。
【００４１】
また、軸受を軸方向に変位可能な弾圧変位手段を介して支持するように構成しているので、スクロールプレートの変位調整の後は、ハウジングに該弾性変位部材により軸受けが固着されるので、スクロールプレートの駆動時の振動により軸受けが振動して騒音を発生したり、その振動によりスクロールプレートが振動して相手先部材と異常接触して摩擦により、耐久性が低下することがない。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、簡単な構成で両スクロール間の間隔及び両ラップの嵌合具合が調整可能になるとともに、前記駆動スクロールをフレーム側に組付け後にスラスト調整が可能である事は前記スラストに関係ある各種部品の加工精度や組立精度をその分ラフに設定する事が出来、結果として加工及び組立コストの低減につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る全系回転形スクロール流体機械の断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図であって、軸受を保持する弾性変位部材の実施例図である。
【図３】軸受を保持する弾性変位部材の他の実施例図である。
【図４】スクロール流体機械の従来例を示す図である。
【符号の説明】
４ 保持板
５、１０ 取付座
６、７ スクロールハウジング
８ ダストシールハウジング
１１ 取付座カバー
１２ シール押さえ
１３ 駆動スクロール
１４ 従動スクロール
１５ 公転機構
１６ シール部材
１７ 回転軸受
１８ 駆動軸
１９ バネ
２０ ボルト
２１、２２ シール部材
２３ 弾性体
Claims (1)
- 駆動スクロールプレートと従動スクロールプレートに設けられた各ラップとにより、流体を圧縮して外部に吐出する前記ラップとスクロールプレート間の嵌合具合を調整するスクロールプレート調整機構を有した全系回転形スクロール流体機械において、
各スクロールプレートのラップ形成面とは反対側面の中心部付近を前記ハウジングに軸支する軸受と、
この軸受の一方と前記ハウジング間に軸方向に変位可能に介在した弾性変位手段と、
該軸受の一方を前記スクロールプレートの軸方向に変位可能に設けた調整手段とを備え、
スクロールプレートを軸方向に調整可能であるとともに、各スクロールプレートのラップ形成面側の外周近傍を支持するダストシールハウジングを設けたことを特徴としたスクロールプレート調整機構を有した全系回転形スクロール流体機械。
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| JP20755595A JP3595035B2 (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | スクロールプレート調整機構を有した全系回転形スクロール流体機械 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP20755595A JP3595035B2 (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | スクロールプレート調整機構を有した全系回転形スクロール流体機械 |
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