JP3999852B2 - Scroll fluid machinery - Google Patents
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- F04C2230/00—Manufacture
- F04C2230/90—Improving properties of machine parts
- F04C2230/91—Coating
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の圧縮、膨張、及び圧送を行うスクロール流体機械、特に、相対的に摺動する摺動面同志の少なくとも一方を合成樹脂にて形成、もしくは、前記摺動面同志の一方を、合成樹脂にて形成された弾性部材を、スクロール本体の一部に被覆して構成したスクロール流体機械に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、固定スクロールと旋回スクロール、または、駆動スクロールと従動スクロール等をアルミニウムなどの金属部材により成形し、互いに摺動する摺動部分の間に自己潤滑性を有する合成樹脂を介在したスクロール流体機械は良く知られている。
【0003】
金属部材としてのアルミニウムは、アルミダイカストとして成形性に優れ、成形後の切削性も優れ、駆動軸のスラスト方向また、半径方向の寸法精度がよい製品の提供を容易とするが、固定スクロールと旋回スクロール、または、駆動スクロールと従動スクロール等と組み合わせた場合は、組み合わせによる累積誤差によって、ラップが形成する密閉空間の気密性を阻害する結果となり、該密閉空間の気密性を高めるためにラップ先端と相手方鏡面との寸法、また、対面するラップ同志の旋回誤差を精度よく管理する必要があり、高度の技術を必要とする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
よって、ラップ先端部と相手方鏡面との間に合成樹脂で成形したチップシールを介在して製造及び組立誤差を吸収するとともに、対面するラップ同志の旋回誤差を、旋回スクロールもしくは従動スクロールに対する旋回範囲を制限する回転防止機構などにより規制しているが、必ずしも充分ではなく、対面して摺接するラップ壁面にフレッチング現象を発生させ、耐久性を低下させるという問題がある。
【0005】
また、上述の従来技術によると、前記スクロール機構はアルミ等の金属部材で形成され、重量があり、これを駆動するには大きい出力の駆動源を必要とするという問題がある。
【0006】
また、上述の従来技術によると、アルミで形成された相手方鏡面と合成樹脂で形成されたチップシールとではチップシールの消耗が早く、チップシールの交換が必要とされ、その交換の際に、前記したラップ先端の溝内からチップシールを取り出すとともに、該溝内のチップシールの磨耗塵を清掃するという手間が面倒である。
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、小さい出力の駆動源でも駆動可能なスクロール流体機械を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、対面して摺接するラップ壁面にフレッチング現象を発生させ耐久性を低下させることがないスクロール流体機械を提供することである。
また、本発明の他の目的は、ラップ先端と相手方摺接面間に介在する弾性部材を容易に交換可能なスクロール流体機械を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1は、流体を、相対的に摺動する摺動面によって気密シールするとともに、圧縮、膨張、もしくは圧送するスクロール流体機械において、
少なくとも、前記摺動面を有し、駆動源により駆動されるスクロール機構を合成樹脂にて形成し、前記摺動面の一方は、前記スクロール機構と一体形成されるとともに、前記摺動面の他方に対して押圧力を付与する弾性構造を有し、該弾性構造は、ラップ上端に延在した折畳まれた起立体により形成されることを特徴とする。
【0009】
この請求項1において、前記摺動面を有し、駆動源により駆動されるスクロール機構とは、例えば、図1における、旋回スクロール12A、または図示しないが、従動スクロールを駆動する駆動スクロール、または、従動スクロール等を含み、駆動源によって直接または間接的に駆動されるスクロールを意味する。
【0010】
そして、このスクロールは合成樹脂により形成され、これ以外のスクロールは合成樹脂であっても、金属部材であってもよい。
本発明は、このように構成されているので、小さい出力の駆動源でも駆動可能な、経済的でコンパクトなスクロール流体機械を提供することができる。
【0011】
また、請求項1に記載したように、前記摺動面の一方は、前記スクロール機構と一体形成されるとともに、前記摺動面の他方に対して押圧力を付与する弾性構造を有して構成することも本発明の有効な手段である。
そして、前記弾性構造は、ラップ上端に延在した折畳まれた起立体により形成される。
【0012】
このように、スクロール機構の摺動面が合成樹脂により一体形成されて構成した場合は、部品点数が削減されるとともに、前記摺動面の磨耗による気密性の低下に対処するためには、スクロール機構全体を交換すればよく、従来のようにラップ上面の溝に嵌合されたチップシールを交換するような面倒な操作を必要としない。
【0013】
また、前記弾性構造を、折り畳まれた起立体により構成すると、前記起立体の起立片のバネ性により、ラップ上部と相手方鏡面との間隔が調整されるが、該起立片を曲げて配置することにより、この調整量は、従来のラップ上部の溝に嵌入したチップシールの上下伸縮量より大きく設定でき、流体を圧縮する密閉空間の上下に位置する境面間の寸法を従来よりラフに設定できる。
【0014】
また、請求項2に記載したように、固定スクロールを合成樹脂で形成するとともに、前記スクロール機構の摺動面に対して押圧力を付与して摺接する弾性構造を、前記固定スクロールと一体形成することも本発明の有効な手段である。
【0015】
このように、固定スクロールの弾性構造を、合成樹脂により固定スクロールと一体形成されて構成した場合は、部品点数が削減されるとともに、前記弾性構造の摺動面の磨耗による気密性の低下に対処するためには、固定スクロール全体を交換すればよく、従来のようにラップ上面の溝に嵌合されたチップシールを交換するような面倒な操作を必要としない。
【0016】
また、請求項3に記載したように、前記弾性構造に摺接する相手方摺動面は、前記弾性構造より硬質の摺動面を有することが望ましい。
ここにおいて、前記弾性構造は、合成樹脂で形成されたスクロール機構と一体に形成されているので、該弾性構造と摺接する前記摺動面の他方は、前記弾性構造より硬質の摺動面である、例えば、硬質合成樹脂、金属部材等が含まれる。
【0017】
そして、互いの摺動面の硬度を異にした部材を用いているので、軟質部材である前記弾性構造が他方より速く摩耗し、両方が同時に摩耗することがないので、一方のスクロール機構を交換することにより、運転を続行することができ、経済的である。
【0018】
削除
【0019】
削除
【0020】
削除
【0021】
削除
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施の形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施の形態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。
【0023】
図1は、本第1発明の実施の形態に関わる概略の構成を示す要部断面図で、図2は、本発明に適用されるスクロール流体機械の概略断面図、図3は図2のA−A断面図である。
【0024】
図2に示すように、本発明に適用されるスクロール流体機械1は固定スクロール11と、その上部に取付けられる固定スクロールハウジング13と、その内部空間に、モータ2の駆動軸3と連結して旋回可能に配置された旋回スクロール12とで構成されている。
【0025】
固定スクロール11は、図3に示すような断面三角形状のおむすび状に形成され、各3個の頂点には、旋回スクロールの回転阻止機構であるピンクランク機構10のクランクピン22(図2)を介して嵌合するベアリング8、9の外周が嵌合する開口部11g、及び前記ベアリング9の外輪を保持する段部を有するより小径の開口部11hが開設されている。
【0026】
組立上固定スクロール11の基準面として用いられる摺動面11cの中心には、後述するラップ圧縮気体を吐出する吐出口16(図2)と連通する吐出孔11dが開設され、前記摺動面11cには、前記吐出孔11dに近接して固定スクロールラップ11aが植設され、該スクロールラップ11aの先端部には相手方摺動面と摺接して密閉空間を形成する摺接部34が配置されている。
【0027】
また、摺動面11cには、気体吸い込み口と連通する開口部11e、11eが開設されている。
また、固定スクロール11の外側の底面11iには多数の冷却及び補強用フィン11b(図2)が植設されている。
【0028】
前記固定スクロール11の上部には、固定スクロール11と同じ断面外形形状を呈する基部13aを有した固定スクロールハウジング13がネジ止めされている。該基部13a内には、空所13bが設けられ、該空所13bには開口部13fが開設され、外部の空気が流通自在に形成されている。
また、前記空所13bに連設して、その上部に13bより小さい空所13cを有した連設部13dが設けられ、その上部に駆動軸3を有するモータ2が配設されている。
【0029】
固定スクロールハウジング13の空所13b内には、前記固定スクロールラップ11aの壁面と対面する平面を有する旋回スクロールラップ12aが立設された旋回スクロール12が、モータ2の回転軸3とは偏芯した駆動軸4とベアリング5を介して旋回可能に連結配置され、ラップ面とは反対側の外周近傍に位置する摺動面12eには、前記固定スクロールハウジング13の押さえ部13eに配置された摺接部36が摺動可能に摺接している。
【0030】
また、旋回スクロールラップ面とは反対側の面には、複数の冷却フィン12bが立設され、ハウジング13の開口部13fから流入する外気により旋回スクロールを冷却可能に構成している。
また、前記旋回スクロールラップ12aの先端部には相手方摺動面と摺接して密閉空間を形成する摺接部35が配置されている。
【0031】
固定スクロール11の開口孔11gに対応する、旋回スクロール12の位置には3個の開口孔12gが開設され、該開口孔12gにはベアリング6及び7が嵌入され、これらベアリングの内輪内にはクランクピン21が挿入され、該クランクピン21の外周に設けられた溝内には2個のOリング23、24が着挿され、前記ベアリング内においてクランクピン21が径方向に揺動可能に構成されている。
【0032】
前記クランクピン21はスペーサ18を介してクランク板17に植設され、スペーサ18とベアリング7との間にはバネワッシャ32が介在し、ベアリング6の上面には押さえ板19を介してビス37によってベアリング6の離脱を防止するとともに、ベアリングとクランク板との間の遊びをなくして上下ガタを解消している。
【0033】
前記クランク板17の前記クランクピン21と反対側面には前記クランクピン21の軸芯とは間隔p離間した位置に軸芯を有するクランクピン22が植設され、該クランクピン22は、固定スクロール11の開口孔11gに嵌入されたベアリング8、9の内輪に嵌入されている。
【0034】
前記クランクピン22は、前記クランク板17とベアリング8との間にはバネワッシャ33が介在し、ベアリング9の上面には押さえ板20を介してビス38によってベアリングの上下ガタを解消している。
【0035】
次に、このように構成した本実施の形態に係るスクロール流体機械の動作を説明する。
図2において、モータ2が回転して旋回スクロール12が旋回運動を開始すると、ラップ11a及び12aの先端から取り込まれた流体は、それぞれラップ12a、及び11aによって形成されるラップの三日月状の密閉空間によって圧縮され、中央部分に開設された吐出孔11dから吐出口16に吐出される。
【0036】
その過程において、密閉空間によって圧縮されることにより発生した高熱は旋回スクロール12の背面に設けられた冷却フィン12bを開口部13fから流入する空気を前記フィンが回転してかき乱すことにより冷却される。
又、固定スクロール11の冷却フィン11bにより前記高熱は冷却される。
【0037】
製造組立工程において、旋回スクロール及び固定スクロールハウジングの組み合わせによる累積誤差により、駆動部分と固定部分とに干渉部分が生じると、それがラップ同志による互いに衝突する方向への力はクランクピン21のOリングが変形することにより吸収される。
【0038】
尚、本実施の形態においては、図1に示すように、旋回スクロール12A、固定スクロール11A及び、固定スクロールハウジング13Aは、デュポン(登録商標)社の、ベスペル3番、ベスペル211番、また、ベルダムクロスリー(登録商標)社のクロスフロン905等のポリイミド系合成樹脂にて成形され、摺接部34、35、36は、ラップ12a、11a、または固定スクロールハウジング13Aから延設された押さえ部13eに立設した起立片を折り曲げて、それぞれ摺接片34a、35a、36aを形成している。
【0039】
このように、折り畳まれた起立片により弾性構造を構成すると、前記起立片のバネ性により、ラップ上部と相手方鏡面との間隔が調整され、該起立片を曲げて配置することにより、この調整量は、従来のラップ上部の溝に嵌入したチップシールの上下伸縮量より大きく設定でき、流体を圧縮する密閉空間の上下に位置する境面間の寸法を従来よりラフに設定できる。
【0040】
尚、本実施の形態においては、旋回スクロール及び固定スクロールとも合成樹脂で説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、合成樹脂と金属部材との組み合わせであってもよいことは勿論のことである。
【0041】
また、前記摺接片34a、35a、36aの摺接面34b、35b、36bと摺接する相手方摺接面12c、11c、12eは、前記摺接面34b、35b、36bより硬度が高く、摩擦抵抗が低い金属板の埋設もしくは金属物質をコートして用いることが望ましい。このように構成することにより、旋回スクロールの旋回駆動力を低減することができる。
【0042】
また、図2の実施の形態においては、ベアリング5、6、7に玉軸受を用いているが、ニードルベアリングを用いてもよく、該ニードルベアリングは玉軸受と比べてスラスト方向への誤差は大きいが、前記起立片による弾性構造によって前記誤差は吸収することができる。
【0043】
図4は、折り畳まれた摺接部34を有する固定スクロールラップ11aを上方から視た図、図5は、折り畳まれる前のラップ11aの形状を示す図である。
図5において、ラップ11aの上端からは起立片14Aが植設され、該起立片14Aには固定スクロール11Aの中心部側から所定間隔のピッチを有して切欠部14Aaが設けられ、このピッチ間隔は中心部から周辺部に向かうにつれて大きくなっている。
【0044】
この起立片14Aは、図1に示すように曲げ加工を施すと、スクロールの中心部分におけるラップの急な曲面を描く区域においては、ラップの内側壁面と外側壁面とは長さが異なるので、起立片14Aの上部縁14Abは収縮する方向に内部応力が働くが、所定間隔で前記切欠部14Aが設けてあるので、この切欠部14Aaにより収縮量は吸収される。
【0045】
尚、ラップ壁面の内側から外側に向かって起立片14Aを曲げると、起立片14Aの上部縁14Abは伸張する方向に内部応力が働くが、所定間隔で前記切欠部14Aが設けてあるので、この切欠部14Aaの両端縁が離間することで、伸張量は吸収される。
【0046】
前記起立片14Aは折り曲げ方向に、30゜〜45゜程度折り曲げて成形することが望ましく、この状態では、曲げ加工を行わなくても固定スクロールと旋回スクロールとを組み合わせた際に、自動的に所定位置に曲げて配置される。
【0047】
図6〜図13は、本発明に係る摺接部の他の実施の形態を示す図である。
図6において、(a)、及び(b)に示すように、ラップ11aの上端からは起立片14Bが植設され、該起立片14Bには固定スクロール11Bの中心部側から所定間隔のピッチを有して切欠部14Baが設けられ、このピッチ間隔は中心部から周辺部に向かうにつれて大きくなっている。
【0048】
この起立片14Bには、さらに、前記切欠部14Baに対応する下方の位置に長孔14Bbが設けられるとともに、折り畳んだ際に谷部となる細溝14Bc、14Bd、14Beが設けられている。
【0049】
曲げ加工を施すと、スクロールの中心部分におけるラップの急な曲面を描く区域においては、ラップの内側壁面と外側壁面とは長さが異なるが、所定間隔で前記切欠部14Ba、長孔14Bbが設けてあるので、これらにより、収縮量は吸収される。
【0050】
そして、(c)に示すように折り畳まれ、図1に示す1枚の摺接部よりも上下方向の調整量が大きい摺接部を得ることができる。
また、(d)に示すように折曲の回数を多くすれば、それに応じて前記長孔14Bbの長く取り、上下方向の調整量をさらに増やすことができる。
【0051】
尚、曲げ方向は、ラップ壁面の内側から外側に向かって曲げても、前記切欠部14Ba及び長孔14Bbにより同じように伸張量が吸収される。
【0052】
図7において、(a)に示すように、ラップ11aの上端からは起立片14Cが植設され、該起立片14Cには固定スクロールの中心部側から所定間隔のピッチを有して切欠部14Caが設けられ、このピッチ間隔は中心部から周辺部に向かうにつれて大きくなっている。
【0053】
曲げ加工を施すと、スクロールの中心部分におけるラップの急な曲面を描く区域においては、ラップの内側壁面と外側壁面とは長さが異なるが、所定間隔で前記切欠部14Caが設けてあるので、これらにより、収縮量は吸収される。
尚、曲げ方向は、ラップ壁面の内側から外側に向かって曲げても、前記切欠部14Caにより同じように伸張量が吸収される。
【0054】
前記起立片14C、14Cは折り曲げ方向に、30゜〜45゜程度折り曲げて成形することが望ましく、この状態では、曲げ加工を行わなくても固定スクロールと旋回スクロールとを組み合わせた際に、自動的に所定位置に曲げて配置される。
【0055】
図8において、(a)に示すように、ラップ11aの上端からは長い起立片14D及び、短い起立片14Eが植設され、これら起立片には固定スクロールの中心部側から所定間隔のピッチを有して切欠部14Da、14Eaが設けられ、このピッチ間隔は中心部から周辺部に向かうにつれて大きくなっている。
【0056】
曲げ加工を施す際には、短い起立片14Eを先に曲げ、次に長い起立片14Dを曲げ、(c)に示すように2枚重ねる。
スクロールの中心部分におけるラップの急な曲面を描く区域においては、ラップの内側壁面と外側壁面とは長さが異なるが、所定間隔で前記切欠部14Da、14Eaが設けてあるので、これらにより、収縮量は吸収される。
尚、曲げ方向は、ラップ壁面の内側から外側に向かって曲げても、前記切欠部14Daもしくは14Eaにより同じように伸張量が吸収される。
【0057】
図9において、(a)に示すように、ラップ11aの上端からは起立片14Fが植設され、該起立片14Fには固定スクロールの中心部側から所定間隔のピッチを有して切欠部14Faが設けられ、このピッチ間隔は中心部から周辺部に向かうにつれて大きくなっている。
【0058】
曲げ加工を施すと、スクロールの中心部分におけるラップの急な曲面を描く区域においては、ラップの内側壁面と外側壁面とは長さが異なるが、所定間隔で前記切欠部14Faが設けてあるので、これらにより、収縮量は吸収される。
尚、曲げ方向は、ラップ壁面の内側から外側に向かって曲げても、前記切欠部14Faにより同じように伸張量が吸収される。
【0059】
前記起立片14F、14Fは折り曲げ方向に、30゜〜45゜程度折り曲げて成形することが望ましく、この状態では、曲げ加工を行わなくても固定スクロールと旋回スクロールとを組み合わせた際に、自動的に所定位置に曲げて配置される。
【0060】
図10において、(a)、及び(b)に示すように、ラップ11aの上端からは起立片14G、14Gが植設され、該起立片14Gには固定スクロールの中心部側から所定間隔のピッチを有して切欠部14Gaが設けられ、このピッチ間隔は中心部から周辺部に向かうにつれて大きくなっている。
【0061】
この起立片14Gには、さらに、折り畳んだ際に谷部となる細溝14Dc、14Dbが設けられている。
曲げ加工を施すと、スクロールの中心部分におけるラップの急な曲面を描く区域においては、ラップの内側壁面と外側壁面とは長さが異なるが、所定間隔で前記切欠部14Gaが設けてあるので、これらにより、収縮量は吸収される。
そして、(c)に示すように折り畳まれ、図1に示す1枚の摺接部よりも上下方向の調整量が大きい摺接部を得ることができる。
【0062】
尚、曲げ方向は、ラップ壁面の内側から外側に向かって曲げても、前記切欠部14Ba及び長孔14Bbにより同じように伸張量が吸収される。
【0063】
図11において、(a)に示すように、ラップ11aの上端からは複数の起立片14Hが中心部分から周辺部分に向かって植設され、曲げ加工を施すと、(b)に示すように起立片14Hは折り曲げられる。
尚、前記起立片14F、14Fは折り曲げ方向に、30゜〜45゜程度折り曲げて成形することが望ましく、この状態では、曲げ加工を行わなくても固定スクロールと旋回スクロールとを組み合わせた際に、自動的に所定位置に曲げて配置される。
【0064】
図12において、(a)に示すように、ラップ11aの上端からは複数の起立片14Iが中心部分から周辺部分に向かってラップの長手方向と交差する方向に植設され、曲げ加工を施すと、(b)に示すように起立片14Hは折り曲げられる。
尚、前記起立片14F、14Fは折り曲げ方向に、30゜〜45゜程度折り曲げて成形することが望ましく、この状態では、曲げ加工を行わなくても固定スクロールと旋回スクロールとを組み合わせた際に、自動的に所定位置に曲げて配置される。
【0065】
図13において、(a)に示すように、ラップ11aの上端からは複数の起立片14Jが中心部分から周辺部分に向かってラップの長手方向と交差する方向に植設されるとともに、ラップの長手方向に沿って起立片14Kが植設されている。曲げ加工を施すと、(b)に示すように起立片14J及び14Kは折り曲げられる。
【0066】
尚、上述の説明においては、起立片を起立状態で成形した後に折り曲げ加工を施しているが、図5及び図9のごとき単純な形状においては、アルミダイカストにより折り曲げた状態で成形することも可能であり、その場合には、固定スクロール関係をアルミダイカスト等の金属部材で形成し、旋回スクロールを合成樹脂にて成形して用いることも可能である。
【0067】
図14は、比較例に関わる概略の構成を示す要部断面図である。
旋回スクロール12B、固定スクロ0ル11B、ハウジング13Bはアルミニュウムで形成され、旋回スクロール12Bのラップ12aには合成樹脂で形成されたキャップ28が、固定スクロール11Bのラップ11aには合成樹脂のキャップ27が、また、固定スクロールハウジング13Aから延設された押さえ部13eには合成樹脂のキャップ29が被されている。
【0068】
旋回スクロール12Bの摺動面12eには、キャップ29の摺動面29aが押圧力を有して摺接している。
また、旋回スクロール12Bの摺動面12cには、キャップ27の摺動面27aが押圧力を有して摺接している。
また、固定スクロール11Bの摺動面11cには、キャップ28の摺動面28aが押圧力を有して摺接している。
【0069】
よって、流体吸入室13Bbと外部とはキャップ29により気密に保持され、旋回スクロール及び固定スクロールのラップにより形成されるラップ空間はキャップ27及び28により気密に保持される。
【0070】
そして、固定スクロールのラップ11aの壁面と旋回スクロールのラップ12aの壁面とはキャップ27、28を介して接触し、直接の接触は防止されるので、ラップ壁面にフレッチング現象を発生させ耐久性を低下させることがない。
【0071】
本比較例は、スクロール機構の2部材が気密的に摺接して、外部と内部もしくは一方と他方間の流体の漏洩を防止するための場所の近傍に、スクロール本体から連設している部分である、すなわち、スクロールラップ、外部からダストの侵入を防止する摺接部等を意味する、スクロール本体の一部に弾性部材を被覆しているので、該一部から弾性部材をはがして、新しい弾性部材を装着するという操作により前記弾性部材の交換が容易に行われるとともに、前記弾性部材の内部に弾性部材の摩擦塵が集積することがなく、面倒な清掃作業も不要である。
【0072】
また、前記弾性部材を、対面するラップ壁同志が、直接接触を防止可能な区域までラップ壁を被覆するように構成しているので、前記弾性部材によって対面するラップ同志の壁面の直接の接触が防止されるので、ラップ壁面にフレッチング現象を発生させ耐久性を低下させることがない。
【0073】
尚、上述の説明においては、旋回スクロール及び固定スクロールともに、金属部材で形成し、合成樹脂のキャップをかぶせているが、図5及び図9のごとき単純な形状においては、アルミダイカストにより折り曲げた状態で成形することも可能であり、その場合には、一方のスクロール関係をアルミダイカスト等の金属部材で形成し、他方のスクロールを合成樹脂のキャップで被覆してもよい。
【0074】
図15は、キャップ27、28、29の各種例を示す図である。
(a)は、合成樹脂で形成された27Aの内側面に伸縮性を有する突起27Aaを植設したものである。
(b)は、合成樹脂で形成された27Bの内側面に伸縮性を有する突起27Ba及び外側の摺動面に突起27Bbを植設したものである。
(c)は、合成樹脂で形成された27Cの内側面に凹部27Ca及び外側の摺動面に突起27Cbを配設したものである。
【0075】
図15(d)は、合成樹脂で形成された27Dの内側面に凹部27Da及び外側の摺動面に突起27Dbを配設するとともに、ラップ壁面を波状に曲面27Dcを有して被覆したものである。
(e)は、合成樹脂で形成された27Eの内側面に伸縮性を有する突起27Eaを配設するとともに、ラップ壁面を波状に曲面27Ecを有して被覆したものである。
(f)は、合成樹脂で形成された27Fの内側面に伸縮性を有する突起27Fa及び外側の摺動面に伸縮性を有する突起27Fbを配設するとともに、ラップ壁面を波状に曲面27Fcを有して被覆したものである。
【0076】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載の本発明は、スクロール流体機械の、少なくとも、摺動面を有し、駆動源により駆動されるスクロール機構を合成樹脂にて形成したので、小さい出力の駆動源でも駆動可能な、経済的でコンパクトなスクロール流体機械を提供することができる。
【0077】
さらに、請求項1に記載した発明は、前記摺動面の一方を、前記スクロール機構と一体形成し、前記摺動面の他方に対して押圧力を付与する弾性構造を有して構成したので、部品点数が削減されるとともに、前記摺動面の磨耗による気密性の低下に対処するためには、スクロール機構全体を交換すればよく、従来のようにラップ上面の溝に嵌合されたチップシールを交換するような面倒な操作を必要としない。
【0078】
さらに、請求項1に記載した発明は、前記弾性構造を、ラップ上端に延在した折畳まれた起立体により形成しているので、この調整量は、従来のラップ上部の溝に嵌入したチップシールの上下伸縮量より大きく設定でき、流体を圧縮する密閉空間の上下に位置する境面間の寸法を従来よりラフに設定できる。
【0079】
また、請求項2に記載した発明は、固定スクロールを合成樹脂で形成し、スクロール機構の摺動面に対して押圧力を付与して摺接する弾性構造を、前記固定スクロールと一体形成したので、部品点数が削減されるとともに、前記弾性構造の摺動面の磨耗による気密性の低下に対処するためには、固定スクロール全体を交換すればよく、従来のようにラップ上面の溝に嵌合されたチップシールを交換するような面倒な操作を必要としない。
【0080】
また、請求項3に記載した発明は、前記弾性構造に摺接する相手方摺動面は、前記弾性構造より硬質の摺動面を有して構成したので、前記弾性構造が他方より速く摩耗し、両方が同時に摩耗することがないので、一方のスクロール機構を交換することにより、運転を続行することができ、経済的である。
【0081】
削除
【0082】
削除
【図面の簡単な説明】
【図1】 本第1発明の実施の形態に関わる概略の構成を示す要部断面図である。
【図2】 本発明に適用されるスクロール流体機械の概略断面図である。
【図3】 図2のA−A断面図である。
【図4】 折り畳まれた摺接部を有する固定スクロールラップを上方から視た図である。
【図5】 折り畳まれる前のラップの形状を示す図である。
【図6】 摺接部の第2実施形態を示す概略構造図である。
【図7】 摺接部の第3実施形態を示す概略構造図である。
【図8】 摺接部の第4実施形態を示す概略構造図である。
【図9】 摺接部の第5実施形態を示す概略構造図である。
【図10】 摺接部の第6実施形態を示す概略構造図である。
【図11】 摺接部の第7実施形態を示す概略構造図である。
【図12】 摺接部の第8実施形態を示す概略構造図である。
【図13】 摺接部の第9実施形態を示す概略構造図である。
【図14】 比較例に関わる概略の構成を示す要部断面図である。
【図15】 キャップの各種例を示す図である。
【符号の説明】
1 スクロール流体機械
10 ピンクランク機構(回転阻止機構)
11 固定スクロール
12 旋回スクロール
13 固定スクロールハウジング
14 起立壁
17 クランク板
21、22 クランクピン
23、24 Oリング
34、35、36 摺接部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scroll fluid machine that compresses, expands, and pumps fluid, and in particular, at least one of sliding surfaces that slide relatively is formed of a synthetic resin, or one of the sliding surfaces is The present invention also relates to a scroll fluid machine configured by covering a part of a scroll body with an elastic member formed of a synthetic resin.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a scroll fluid machine in which a fixed scroll and a turning scroll, or a driving scroll and a driven scroll are formed of a metal member such as aluminum, and a synthetic resin having self-lubricating properties is interposed between sliding parts sliding on each other. Is well known.
[0003]
Aluminum as a metal member has excellent formability as an aluminum die-casting, excellent cutting performance after molding, and facilitates the provision of products with good dimensional accuracy in the thrust direction and radial direction of the drive shaft. When combined with scroll, or driving scroll and driven scroll, etc., the accumulated error due to the combination results in hindering the airtightness of the sealed space formed by the lap, and the wrap tip is used to increase the airtightness of the sealed space. It is necessary to accurately manage the dimensions of the mirror surface of the other party and the turning error between the laps facing each other, which requires advanced technology.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, a chip seal molded with synthetic resin is interposed between the tip of the wrap and the opposite mirror surface to absorb manufacturing and assembly errors, and the turning error between the facing wraps can be reduced to the turning range for the turning scroll or the driven scroll. Although it is restricted by a rotation prevention mechanism that restricts, it is not always sufficient, and there is a problem that a fretting phenomenon is generated on the wrapping wall surface that is in sliding contact with each other and durability is lowered.
[0005]
Further, according to the above-described prior art, the scroll mechanism is formed of a metal member such as aluminum and has a weight, and there is a problem that a drive source with a large output is required to drive the scroll mechanism.
[0006]
Further, according to the above-described prior art, the tip seal is consumed quickly between the counterpart mirror surface formed of aluminum and the tip seal formed of synthetic resin, and the tip seal needs to be replaced. The trouble of taking out the chip seal from the groove at the tip of the wrap and cleaning the wear dust of the chip seal in the groove is troublesome.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a scroll fluid machine that can be driven by a drive source with a small output.
Another object of the present invention is to provide a scroll fluid machine that does not cause a fretting phenomenon on a lap wall surface that faces and slidably contacts and does not deteriorate durability.
Another object of the present invention is to provide a scroll fluid machine in which an elastic member interposed between a lap tip and a mating sliding contact surface can be easily replaced.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Claim 1 of the present invention is a scroll fluid machine in which a fluid is hermetically sealed by a sliding surface that slides relatively, and is compressed, expanded, or pumped.
At least a scroll mechanism having the sliding surface and driven by a driving source is formed of synthetic resin.One of the sliding surfaces is integrally formed with the scroll mechanism and has an elastic structure that applies a pressing force to the other of the sliding surfaces, and the elastic structure extends to the upper end of the wrap. Formed by folded solidsIt is characterized by.
[0009]
In this claim 1, the scroll mechanism having the sliding surface and driven by a drive source is, for example, the
[0010]
The scroll is made of a synthetic resin, and the other scrolls may be a synthetic resin or a metal member.
Since the present invention is configured as described above, it is possible to provide an economical and compact scroll fluid machine that can be driven by a drive source having a small output.
[0011]
Claims1As described above, one of the sliding surfaces is formed integrally with the scroll mechanism and has an elastic structure that applies a pressing force to the other sliding surface. It is an effective means.
AndBeforeThe elastic structure is formed by a folded body that extends to the top of the wrap.Is done.
[0012]
As described above, when the sliding surface of the scroll mechanism is integrally formed of synthetic resin, the number of parts is reduced, and in order to cope with a decrease in airtightness due to wear of the sliding surface, It is only necessary to replace the entire mechanism, and there is no need for troublesome operations such as replacing the tip seal fitted in the groove on the upper surface of the wrap as in the prior art.
[0013]
Further, when the elastic structure is constituted by a folded upright, the space between the upper portion of the wrap and the other mirror surface is adjusted by the spring property of the upright of the upright, but the upright is bent and arranged. Therefore, this adjustment amount can be set larger than the vertical expansion / contraction amount of the tip seal fitted in the groove at the top of the conventional lap, and the dimension between the boundary surfaces located above and below the sealed space for compressing the fluid can be set rougher than before. .
[0014]
Claims2As described above, the fixed scroll is formed of a synthetic resin, and an elastic structure that is in sliding contact with the sliding surface of the scroll mechanism by applying a pressing force may be integrally formed with the fixed scroll. It is an effective means.
[0015]
As described above, when the elastic structure of the fixed scroll is formed integrally with the fixed scroll using synthetic resin, the number of parts is reduced, and the decrease in airtightness due to wear of the sliding surface of the elastic structure is dealt with. In order to do this, the entire fixed scroll has only to be exchanged, and there is no need for the troublesome operation of exchanging the tip seal fitted in the groove on the upper surface of the wrap as in the prior art.
[0016]
Claims3As described above, it is desirable that the counterpart sliding surface that is in sliding contact with the elastic structure has a sliding surface that is harder than the elastic structure.
Here, since the elastic structure is formed integrally with a scroll mechanism made of synthetic resin, the other of the sliding surfaces that are in sliding contact with the elastic structure is a sliding surface that is harder than the elastic structure. For example, a hard synthetic resin, a metal member, etc. are included.
[0017]
And since the members with different hardness of the sliding surfaces are used, the elastic structure, which is a soft member, wears faster than the other, and both do not wear at the same time. By doing so, the operation can be continued and it is economical.
[0018]
Delete
[0019]
Delete
[0020]
Delete
[0021]
Delete
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specified. Not too much.
[0023]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing a schematic configuration relating to the embodiment of the first invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a scroll fluid machine applied to the present invention, and FIG. It is -A sectional drawing.
[0024]
As shown in FIG. 2, the scroll fluid machine 1 applied to the present invention is connected to a fixed scroll 11, a fixed
[0025]
The fixed scroll 11 is formed in a triangular cross section as shown in FIG. 3, and at each of the three apexes, a crank pin 22 (FIG. 2) of the pin crank mechanism 10 which is a rotation blocking mechanism of the orbiting scroll is provided. A smaller-diameter opening portion 11h having an
[0026]
A
[0027]
The sliding
A large number of cooling and reinforcing
[0028]
A fixed
Further, a
[0029]
The orbiting
[0030]
Further, a plurality of cooling
Further, a sliding
[0031]
Three opening
[0032]
The
[0033]
A
[0034]
In the
[0035]
Next, the operation of the scroll fluid machine according to the present embodiment configured as described above will be described.
In FIG. 2, when the
[0036]
In this process, the high heat generated by being compressed by the sealed space is cooled by the cooling
The high heat is cooled by the cooling
[0037]
In the manufacturing and assembling process, when an interference portion is generated between the drive portion and the fixed portion due to a cumulative error due to the combination of the orbiting scroll and the fixed scroll housing, the force in the direction in which the laps collide with each other causes the O-ring of the
[0038]
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the
[0039]
As described above, when the elastic structure is constituted by the folded upright piece, the distance between the upper portion of the wrap and the other mirror surface is adjusted by the spring property of the upright piece, and this adjustment amount is obtained by bending the upright piece. Can be set larger than the vertical expansion / contraction amount of the tip seal fitted in the groove at the top of the conventional wrap, and the dimension between the upper and lower boundaries of the sealed space for compressing the fluid can be set rougher than before.
[0040]
In this embodiment, both the orbiting scroll and the fixed scroll have been described using synthetic resin. However, the present invention is not necessarily limited to this, and a combination of synthetic resin and a metal member may be used. It is.
[0041]
The sliding
[0042]
In the embodiment of FIG. 2, ball bearings are used for the
[0043]
4 is a view of the fixed
In FIG. 5, standing
[0044]
When the standing
[0045]
When the
[0046]
It is desirable that the
[0047]
6-13 is a figure which shows other embodiment of the sliding contact part which concerns on this invention.
In FIG. 6, as shown in FIGS. 6A and 6B, standing
[0048]
The standing
[0049]
When the bending process is performed, the inner wall surface and the outer wall surface of the wrap are different in length in the area where the lap has a sharp curved surface at the center portion of the scroll, but the notches 14Ba and the long holes 14Bb are provided at predetermined intervals. Therefore, the amount of shrinkage is absorbed by these.
[0050]
And it can fold as shown in (c) and can obtain the sliding contact part whose adjustment amount of an up-down direction is larger than one sliding contact part shown in FIG.
Further, if the number of bendings is increased as shown in (d), the elongated hole 14Bb can be made longer and the adjustment amount in the vertical direction can be further increased accordingly.
[0051]
Even if the bending direction is bent from the inner side to the outer side of the wrap wall surface, the extension amount is similarly absorbed by the cutout portion 14Ba and the long hole 14Bb.
[0052]
In FIG. 7, as shown to (a), the standing
[0053]
When the bending process is performed, the length of the inner wall surface and the outer wall surface of the wrap is different in the area in which the lap has a sharp curved surface at the center portion of the scroll, but the cutout portions 14Ca are provided at predetermined intervals. As a result, the amount of shrinkage is absorbed.
Even if the bending direction is bent from the inner side to the outer side of the wrap wall surface, the extension amount is similarly absorbed by the notch 14Ca.
[0054]
It is desirable that the
[0055]
In FIG. 8, as shown to (a), the
[0056]
When performing the bending process, the
In the area where the curved surface of the wrap is drawn in the central part of the scroll, the inner wall surface and the outer wall surface of the wrap are different in length, but the notches 14Da and 14Ea are provided at a predetermined interval. The amount is absorbed.
In addition, even if the bending direction is bent from the inner side to the outer side of the wrap wall surface, the amount of extension is similarly absorbed by the notch portion 14Da or 14Ea.
[0057]
In FIG. 9, as shown to (a), the standing
[0058]
When the bending process is performed, the length of the inner wall surface and the outer wall surface of the wrap is different in the area where the sharp curved surface of the wrap is drawn in the center portion of the scroll, but the notches 14Fa are provided at predetermined intervals. As a result, the amount of shrinkage is absorbed.
The bending direction is from the inside of the wrap wall surface.On the sideEven if it is bent, the amount of extension is similarly absorbed by the notch 14Fa.
[0059]
It is desirable that the
[0060]
In FIGS. 10A and 10B, as shown in FIGS. 10A and 10B, standing
[0061]
The standing
When bending is performed, in the area where the lap has a sharp curved surface in the center portion of the scroll, the inner wall surface and the outer wall surface of the wrap are different in length, but the notch portions 14Ga are provided at predetermined intervals. As a result, the amount of shrinkage is absorbed.
And it can fold as shown in (c) and can obtain the sliding contact part whose adjustment amount of an up-down direction is larger than one sliding contact part shown in FIG.
[0062]
Even if the bending direction is bent from the inner side to the outer side of the wrap wall surface, the extension amount is similarly absorbed by the cutout portion 14Ba and the long hole 14Bb.
[0063]
In FIG. 11, as shown in FIG. 11A, a plurality of
The
[0064]
In FIG. 12, as shown in FIG. 12A, when a plurality of upright pieces 14I are implanted from the upper end of the
The
[0065]
In FIG. 13, as shown in FIG. 13A, a plurality of
[0066]
In the above description, the upright piece is bent in the upright state and then bent. However, in the simple shape as shown in FIGS. 5 and 9, it can be formed in a state of being bent by aluminum die casting. In that case, it is also possible to use a fixed scroll relationship formed of a metal member such as aluminum die casting and a revolving scroll formed of a synthetic resin.
[0067]
FIG.Comparative exampleIt is principal part sectional drawing which shows the schematic structure regarding to.
The orbiting scroll 12B, the fixed scroll 11B, and the housing 13B are made of aluminum. The
[0068]
The sliding
Further, the sliding
Further, the sliding
[0069]
Therefore, the fluid suction chamber 13Bb and the outside are kept airtight by the
[0070]
The wall surface of the fixed
[0071]
BookComparative exampleIs a part that is continuously provided from the scroll body in the vicinity of a place for preventing leakage of fluid between the outside and inside or between one and the other, in which the two members of the scroll mechanism are in airtight sliding contact, , Which means a scroll wrap, a sliding contact part that prevents dust from entering from the outside, etc. Since a part of the scroll body is covered with an elastic member, the elastic member is peeled off from this part and a new elastic member is attached The elastic member can be easily replaced by the operation of doing, and the frictional dust of the elastic member is not accumulated inside the elastic member, so that troublesome cleaning work is unnecessary.
[0072]
Further, the elastic member is configured so that the lap walls facing each other cover the wrap wall to an area where direct contact can be prevented, so that the direct contact of the wall surfaces of the laps facing each other by the elastic member is prevented. Therefore, the fretting phenomenon does not occur on the wall surface of the wrap and the durability is not lowered.
[0073]
In the above description, the orbiting scroll and the fixed scroll are both formed of a metal member and covered with a synthetic resin cap. However, in a simple shape as shown in FIGS. In this case, one of the scrolls may be formed of a metal member such as aluminum die casting, and the other scroll may be covered with a synthetic resin cap.
[0074]
15 shows the
(A) is obtained by implanting a protrusion 27Aa having elasticity on the inner surface of 27A made of synthetic resin.
(B) is obtained by implanting a protrusion 27Ba having elasticity on the inner side surface of 27B made of synthetic resin and a protrusion 27Bb on the outer sliding surface.
(C) is one in which a recess 27Ca is provided on the inner side surface of 27C made of synthetic resin, and a protrusion 27Cb is provided on the outer sliding surface.
[0075]
FIG. 15 (d) shows a case where a concave portion 27Da and a projection 27Db are provided on the inner side surface of 27D made of a synthetic resin and a wrapping wall surface having a curved surface 27Dc. is there.
(E) arrange | positions the processus | protrusion 27Ea which has a stretching property in the inner surface of 27E formed with the synthetic resin, and coat | covers the wrap wall surface with the curved surface 27Ec in a wavy shape.
In (f), a protrusion 27Fa having elasticity on the inner side surface of 27F formed of a synthetic resin and a protrusion 27Fb having elasticity on the outer sliding surface are provided, and a curved surface 27Fc is formed in a wavy shape on the wrap wall surface. And coated.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the scroll mechanism of the scroll fluid machine having at least a sliding surface and driven by the driving source is formed of synthetic resin, driving with a small output is performed. An economical and compact scroll fluid machine that can be driven by a source can be provided.
[0077]
further, Claims1In the invention described in (1), one of the sliding surfaces is formed integrally with the scroll mechanism and has an elastic structure that applies a pressing force to the other of the sliding surfaces, so the number of parts is reduced. In addition, in order to cope with a decrease in airtightness due to wear of the sliding surface, the entire scroll mechanism may be replaced, and the tip seal fitted in the groove on the upper surface of the wrap is replaced as in the conventional case. No complicated operation is required.
[0078]
further, Claims1In the invention described in the above, the elastic structure is formed by a folded solid body extending at the upper end of the wrap, so that this adjustment amount is the amount of vertical expansion and contraction of the tip seal fitted into the groove on the conventional wrap upper portion. It can be set larger, and the dimension between the boundary surfaces located above and below the sealed space for compressing fluid can be set rougher than before.
[0079]
Claims2In the invention described in the above, the fixed scroll is formed of a synthetic resin, and an elastic structure that is slidably contacted by applying a pressing force to the sliding surface of the scroll mechanism is integrally formed with the fixed scroll, so that the number of parts is reduced. In addition, in order to cope with a decrease in airtightness due to wear of the sliding surface of the elastic structure, the entire fixed scroll may be replaced, and the tip seal fitted in the groove on the upper surface of the wrap is replaced as in the conventional case. The troublesome operation to do is not necessary.
[0080]
Claims3In the invention described in the above, the other sliding surface that is in sliding contact with the elastic structure has a sliding surface that is harder than the elastic structure, so the elastic structure wears faster than the other, and both wear simultaneously. Therefore, the operation can be continued by replacing one scroll mechanism, which is economical.
[0081]
Delete
[0082]
Delete
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing a schematic configuration according to an embodiment of the first invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a scroll fluid machine applied to the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG.
FIG. 4 is a view of a fixed scroll wrap having a slidable contact portion as viewed from above.
FIG. 5 is a diagram showing a shape of a wrap before being folded.
FIG. 6 is a schematic structural diagram showing a second embodiment of a sliding contact portion.
FIG. 7 is a schematic structural diagram showing a third embodiment of a sliding contact portion.
FIG. 8 is a schematic structural diagram showing a fourth embodiment of a sliding contact portion.
FIG. 9 is a schematic structural diagram showing a fifth embodiment of a sliding contact portion.
FIG. 10 is a schematic structural diagram showing a sixth embodiment of a sliding contact portion.
FIG. 11 is a schematic structural diagram showing a seventh embodiment of the sliding contact portion.
FIG. 12 is a schematic structural diagram showing an eighth embodiment of a sliding contact portion.
FIG. 13 is a schematic structural diagram showing a ninth embodiment of a sliding contact portion.
FIG. 14Comparative exampleIt is principal part sectional drawing which shows the schematic structure regarding to.
FIG. 15: CapVarious examplesFIG.
[Explanation of symbols]
1 Scroll fluid machinery
10 Pink rank mechanism (rotation prevention mechanism)
11 Fixed scroll
12 Orbiting scroll
13 Fixed scroll housing
14 Standing wall
17 Crank plate
21, 22 Crank pin
23, 24 O-ring
34, 35, 36 Sliding part
Claims (3)
少なくとも、前記摺動面を有し、駆動源により駆動されるスクロール機構を合成樹脂にて形成し、前記摺動面の一方は、前記スクロール機構と一体形成されるとともに、前記摺動面の他方に対して押圧力を付与する弾性構造を有し、該弾性構造は、ラップ上端に延在した折畳まれた起立体により形成されることを特徴とするスクロール流体機械。In a scroll fluid machine in which fluid is hermetically sealed by a sliding surface that slides relatively, and compressed, expanded, or pumped,
A scroll mechanism having at least the sliding surface and driven by a driving source is formed of synthetic resin, and one of the sliding surfaces is formed integrally with the scroll mechanism and the other of the sliding surfaces. A scroll fluid machine characterized by having an elastic structure that applies a pressing force to the lap, and the elastic structure is formed by a folded solid body extending to the upper end of the wrap .
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