JP4071423B2 - スクロール流体機械、およびその組立方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の圧縮、膨張、及び圧送を行う流体機械、特に、旋回スクロールのラップ形成域より外側において、該旋回スクロールの軸受部分と連結して旋回スクロールを駆動する複数の駆動軸を設け、該駆動軸を偏芯させ、該偏芯量だけ旋回スクロールを前記駆動軸によって位相差が生じないように、かつ同一回転数でそれぞれ同期回転させるスクロール流体機械、およびその組み立て方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、スクロール流体機械は、旋回スクロールのラップ形成域より外側において、該旋回スクロールの軸受部分と連結して旋回スクロールを駆動する複数の駆動軸を設け、該駆動軸を偏芯させ、該偏芯量だけ旋回スクロールを前記駆動軸によって位相差が生じないように、かつ同一回転数でそれぞれ同期回転させる技術は、特開平８−２６１２８０号公報によって、知られている。
【０００３】
しかしながら、この従来技術によると、前記駆動軸を２個設けるとともに前記駆動軸を回転駆動するモータを１個設け、前記駆動軸の一つと前記モータの回転軸とを連結させ、該駆動軸と他方の駆動軸との間をプーリを用いてベルト連結したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
よって、この従来技術は、駆動源が一つですむために経済的であったが、両駆動軸との回転角度位置の位相を一致させることに高度な技術を必要とした。
また、前記位相を一致させて組み込んだとしても、プーリ間を連結するベルトが使用するに連れて摩耗したり、伸びたり緩みが生じたり両駆動軸の回転角度に位相差が生じるという問題があった。
また、これを防止するためには、位置調整可能はアイドルプーリを設け、ベルト張力を調整するか、また、ベルト自体を交換する必要が生じ調整、メンテナンスが面倒である。
また、両プーリ間にベルトを張架した場合は、べルトの張力により両駆動軸間に加重がかかり各駆動軸を保持するベアリングの寿命が短くなるという問題がある。
また、機械的な接触部分がおおく、摩耗による発熱やエネルギロスが多く、かつベルトにより騒音が発生するという問題がある。
【０００５】
上述の事情に鑑み、本発明は、旋回スクロールを駆動する複数の駆動軸との回転角度位置の位相を容易に一致させることが可能なスクロール流体機械、およびその組立方法を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、複数の駆動軸間に軸間張力が発生しないスクロール流体機械、およびその組立方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、機構が簡単で調整、メンテナンスが容易なスクロール流体機械、およびその組立方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本第１発明は、旋回スクロールのラップ形成域より外側において、該旋回スクロールの軸受部分と連結して旋回スクロールを駆動する複数の駆動軸を設け、該駆動軸を偏芯させ、前記旋回スクロールを前記駆動軸によって位相差が生じないように、かつ同一回転数でそれぞれ同期回転させるスクロール流体機械において、
複数の前記駆動軸の一端部に、それぞれ別のモータの回転軸を連結し、前記駆動軸の中央部分に前記駆動軸の中心軸線より偏芯した偏芯部分を有し、該偏芯部分を前記旋回スク ロールの外周側に設けた軸受部分に回転可能に支持し、前記駆動軸の他端部にそれぞれ該駆動軸の回転角度位置を検出する軸位置検出部を設け、前記偏芯部分の両側の前記駆動軸にそれぞれバランスウエイトを取り付け、該バランスウエイトを前記駆動軸の中心軸線に対して前記偏芯部分の反対側に位置し、さらに前記モータの回転軸と前記駆動軸との連結部のキーを前記駆動軸の中心軸線に対して前記バランスウエイトの反対側に位置し、前記位置関係を有して前記軸位置検出部に取り付けられ、該軸位置検出部からの信号に基づいて前記モータを互いに同期運転させることを特徴とする。
【０００７】
本第１発明は、旋回スクロールのラップ形成域より外側において、該旋回スクロールの軸受部分と連結して旋回スクロールを駆動する複数の駆動軸を設け、該複数の前記駆動軸に、それぞれ別のモータの回転軸を連結して、前記モータを互いに位相差が生じないように、かつ同一回転数でそれぞれ同期回転させており、複数の駆動軸との間をベルトにより連結しないので、複数の駆動軸間に軸間張力が発生せず、各駆動軸を保持するベアリングの摩耗や、ベルトの緩み等による駆動部の寿命が短縮する事を防止し、機構が簡単で調整、メンテナンスが容易なスクロール流体機械を提供することができる。
また、前記旋回スクロールの軸受部分の前記駆動軸の方向の両側にバランスウエイトを配置して構成とするので、バランスウエイトが駆動軸方向に偏して設けることによる軸受部分の一方側に重量が偏りベアリングの片摩耗を防止し、耐久性を向上することができる。
また、前記バランスウエイトが、前記スクロール側の回転角度位置に対応した角度位置で前記駆動軸に配置されるので、駆動軸にバランスウエイトを組み込んだ後に次の工程である、例えば、スクロール側の回転角位置を検出する軸位置検出部の基準位置とを合わせる目安として前記バランスウエイトの位置を用いて前記軸位置検出部を組み込むことができる。
【０００８】
また、前記複数の駆動軸は、固定スクロールの中心部分を中心として略対称位置に設けられるように構成することも本第１発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると、固定スクロールの中心部分を中心として略対称位置に前記駆動軸が配置されているので、前記駆動軸により駆動される旋回スクロールへの駆動力伝達において回転駆動力に重量が片掛かりしすぎることがなく重量バランスがよいので振動の発生を防止してスムーズな駆動力伝達を行うことができる。
【０００９】
また、前記複数の駆動軸にそれぞれ連結するモータはそれぞれインバータを介して制御されるように構成することも本第１発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると、電源が三相、単相、または供給電圧、周波数などに違いがあっても、インバータで容易に調整設定することができ、電源に応じたモータを用意する必要がない。
【００１０】
また、前記モータの前記回転軸の軸端に設けたモータ側カプラと、前記旋回スクロールの前記駆動軸の軸端に設けたスクロール側カプラとを連設して構成することも本第１発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると、モータ側カプラとスクロール側カプラとカップリングにより両者を連結するので、前記モータの前記回転軸の回転方向基準位置と前記旋回スクロールの前記駆動軸の回転方向基準位置とを容易に一致させてカップリングすることができる。
【００１１】
（削除）
【００１２】
（削除）
【００１３】
また、前記旋回スクロールの軸受部分の前記駆動軸の方向幅は、旋回スクロールラップを除いた本体部分の前記駆動軸の方向幅より狭く形成することも本第１発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると、前記駆動軸と前記軸受部分との関係において、旋回スクロールの停止時、始動時、駆動時旋回スクロールが受ける応力は、方向幅の狭い前記軸受部分がより多く受け、前記本体部分へ伝達される応力は前記軸受部分で大部分吸収され、軸受部分を強固にしたり、調整部材を配設したりして旋回スクロールを大型化しなくても、旋回スクロールを簡単な構成でかつ軽量コンパクトに構成することができる。
【００１４】
また、前記本体部分には前記駆動軸の方向に複数のフィンで区画した冷却風流通通路が形成されるように構成することも本第１発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると、旋回スクロールの背面側に複数のフィンで区画した冷却風流通通路を有しているので、旋回スクロールの旋回揺動により、冷却風を攪乱して流体の圧縮過程で発生する高熱を冷却することができる。この際には、冷却風流通方向に沿って波形にフィンを形成することによりフィンへの接触面積が増し冷却効果が向上する。
【００１５】
また、前記同期運転を行う制御装置を備え、該制御装置は前記軸位置検出部で前記複数の駆動軸の回転角度位置を測定する位相差測定工程を行い、位相差が適切でない場合は位相差ズレデータに基づく位相差補正制御を行い、位相差が適切である場合は前記複数の駆動軸の回転数を測定し、該複数の駆動軸の回転数が定格回転数でない場合は前記駆動軸の回転数ズレデータに基づく回転数制御を行い、定格回転数である場合は前記位相差測定工程に戻ることを特徴とする。
よって、まず位相差測定工程を行うので、位相差がずれたまま定格回転数にまで回転数が上昇することがない。そして、定格回転数に到達した場合は、前記位相差測定工程に戻るので、動作中は常時位相差と定格回転数がチェックされる。
【００１６】
また、前記同期運転を行う制御装置を備え、該制御装置は前記軸位置検出部で前記複数の駆動軸の回転角度位置を測定し、測定された位相差が適切でないが所定範囲内にある場合は位相差ズレデータに基づく位相差補正制御を行い、位相差が所定範囲内にない場合は、前記旋回スクロールの駆動動作を中止することを特徴とする。
かかる技術手段によると、前記位相差測定工程により測定された位相差が適切でなく、かつ位相差が所定範囲内にない場合は、前記旋回スクロールの駆動動作を中止するので、位相差がズレた状態のまま動作して固定スクロールラップと旋回スクロールラップとが無理な接触が行われ、ラップ同士に傷が生じることがない。
そして、その際には、位相差を測定した後の位相差が適切かどうかの判断工程と、位相差が所定範囲内にあるかどうかの判断工程とは、どちらを先に行ってもよいが、設定されたスクロール流体機械の圧力値が小さい場合は、短い時間で定格回転数に到達するので、位相差が所定範囲内にあるかどうかの判断工程を位相差が適切かどうかの判断工程より先に行って、位相差が所定範囲内にない場合は速やかにモータを停止することが望ましい。
【００１７】
また、本第２発明はスクロール流体機械の組立方法に関するものであり、旋回スクロールのラップ形成域より外側において、該旋回スクロールの軸受部分と連結して旋回スクロールを駆動する複数の駆動軸を設け、該駆動軸を偏芯させ、前記旋回スクロールを前記駆動軸によって位相差が生じないように、かつ同一回転数でそれぞれ同期回転させるスクロール本体を有するスクロール流体機械の組立方法において、
前記旋回スクロールの単体での重心から対称的に配置された前記軸受部分に一方から、前記駆動軸を挿入もしくは嵌入し、前記駆動軸の偏芯部分を駆動軸の中心軸線より最も外側にした状態で、前記軸受部分の両側にバランスウエイトを、前記駆動軸の中心軸線に対して反対側に取り付けるとともに、
かかる状態で、固定スクロール側に取付けられた前記駆動軸の回転位置を検出する軸位置検出部に、前記バランスウエイトが前記固定スクロール側に最も近づいた位置を目安として前記駆動軸の先端部を前記軸位置検出部に連結して、前記軸位置検出部の初期位置と一致させて組み立てることを特徴とする。
【００１８】
本第２発明は、先ず第１の工程として、前記旋回スクロールの単体での重心から対称的に配置された前記軸受部分に一方から、前記駆動軸を挿入もしくは嵌入し、前記駆動軸の偏芯部分を駆動軸の中心軸線より最も外側にした状態で、前記軸受部分の両側にバランスウエイトを、前記駆動軸の中心軸線に対して反対側に取り付ける。
そして、第２の工程として、固定スクロール側に取付けられた前記駆動軸の回転位置を検出する軸位置検出部に、前記バランスウエイトが前記固定スクロール側に最も近づいた位置を目安として前記駆動軸の先端部を前記軸位置検出部に連結して、前記軸位置検出部の初期位置と一致させて組み立てる。その際には、バランスウエイトを、前記固定スクロール側に最も近づいたように取り付けてあるので、該バランスウエイトの位置を目安として容易に前記軸位置検出部を、前記軸受部分の前記駆動軸の先端部と連結させることができ、前記軸位置検出部の初期位置と一致させて組み立てることができる。
【００１９】
（削除）
【００２０】
（削除）
【００２１】
（削除）
【００２２】
（削除）
【００２３】
【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。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態に係るスクロール流体機械のブロック構成図、図２は、図１に用いられるスクロール流体機構本体を示す断面図、図３は、スクロール流体機構本体とモータとの連結部を説明する説明図、図４は、旋回スクロールを駆動する駆動軸の軸位置検出部を示す部分的断面図、図５は、図２のＣ−Ｃ断面図、図６は、図２のＤ−Ｄ断面図、図７は、モータを回転制御する場合の流れ図、図８は、モータを回転制御する場合の他の流れ図である。
【００２５】
図１において、スクロール流体機構本体１は、後述するように旋回スクロールを駆動する２個の回転駆動軸２６Ａ、２６Ｂを有し、これらの回転駆動軸２６Ａ、２６Ｂはそれぞれカプラ３、３を介してモータ２Ａ、２Ｂのモータ軸２７Ａ、２７Ｂと連結している。
【００２６】
また、モータ２Ａ、２Ｂは金属性のモータケース３８Ａ、３８Ｂ内に載置され、該モータケース２Ａ、２Ｂはインバータ４Ａ、４Ｂとそれぞれ連結している。
回転駆動軸２６Ａ、２６Ｂの回転位置信号は、信号線８Ａ、８Ｂによって後述するように制御装置５に入力され、該回転位置信号を演算して各インバータ４Ａ、４Ｂに指令信号を送出するように構成されている。
【００２７】
次に図２を用いて、スクロール流体機構本体（以下スクロール本体）１を説明する。
図２において、スクロール本体１の回転駆動軸２６は、２６Ａ、及び２６Ｂと２本備え、該回転駆動軸２６Ａ、２６Ｂはそれぞれモータ２Ａ、２Ｂのモータ軸２７Ａ、２７Ｂに連結され、該モータの回転力により回転可能に設けられている。しかしながら、両回転駆動軸とも同じ働きをするものであり、一方側の回転駆動軸２６Ａのみを説明する。
【００２８】
この回転駆動軸２６Ａの中央部分は、その外周が回転中心軸線よりは幾分膨らんだ偏芯部２６Ａａを有し、その偏芯部２６Ａａは、旋回スクロールの外周側に設けた軸受凹部２２Ａに嵌入したベアリング２３内に回転可能に嵌入されている。該偏芯部２６Ａａの両端部は前記ベアリング２３内のグリスの漏洩を防止する動的シール部材３９、４０に支持され、回転可能に設けられている。
【００２９】
また、回転駆動軸２６Ａの偏芯部２６Ａａより右側の２６Ａｂ部分はハウジング４４に設けられたベアリング４５によって回転可能に支持され、該ベアリング４４の両側には動的シール４１、４２によりベアリング内のグリスの漏洩を防止している。
また、図４に拡大して示すように、回転駆動軸２６Ａの左側先端部２６Ａｄは第１固定スクロールハウジング（第１ハウジング）９に設けたベアリング２４Ａによって回転可能に支持され、該ベアリング２４Ａの両側には動的シール３３、４３によりベアリング内のグリスの漏洩を防止している。
【００３０】
また、第１ハウジング９の軸受部９ｃには、回転駆動軸２６Ａの回転方向に軸位置を検出するエンコーダを内蔵した軸位置検出部２５Ａが設けられ、内部の検出端子に連結する検出軸３１Ａは、断面Ｄカット状に面３１Ａｅが形成されている。一方回転駆動軸２６Ａの左側先端部２６Ａｄは断面Ｄカット状の孔２６Ａｆが設けられ、該孔２６Ａｆに検出軸３１Ａの断面Ｄカット部分が挿入され、回転駆動軸２６Ａの回転角度位置が検出可能に構成されている。
【００３１】
前記回転駆動軸２６Ａをカバーするハウジング４４は、固定スクロールを構成する第１ハウジング９とビスにより連結される。
第１ハウジング９には、ラップ摺動面（鏡面）９ｄが軸方向垂直に設けれ、その摺動面９ｄには、その中央部分に、吐出孔９ｂが開設され、その吐出孔９ｂ近傍を先端として渦巻状のラップ１０が植設され、該ラップ１０の上端にはチップシール溝が設けられ、該溝には相手側摺動面と接触して密閉状態を完全にするフッソ系樹脂等の自己潤滑性を有するチップシール４６が嵌入されている。
【００３２】
また、第１ハウジング９のラップ１０が植設されている部分の外周部には、吸入口９ａ、９ａが設けられている。
一方、第１ハウジング９のラップ１０と反対側の面にはフィン１１が植設され該フィン１１の先端には蓋１２が固着され、フィン１１の延設方向にそって冷却風が流れる通路を形成している。
【００３３】
一方、第２固定スクロールハウジング１３には、ラップ摺動面１３ｄが軸方向垂直に設けられ、その摺動面１３ｄには、その中央部分に、吐出孔１３ｂが開設され、その吐出孔１３ｂ近傍を先端として渦巻状のラップ１４が植設され、該ラップ１４の上端にはチップシール溝が設けられ、該溝には相手側摺動面と接触して密閉状態を完全にするフッソ系樹脂等の自己潤滑性を有するチップシール４６が嵌入されている。
この第２固定スクロールハウジング１３は、第１ハウジング９もしくはハウジング４４に、図示しない方法で取付られている。
尚、第２固定スクロールハウジング１３はハウジング４４と一体に形成してもよい。
一方、第２ハウジング１３のラップ１４と反対側の面にはフィン１５が植設され該フィン１５の先端には蓋１６が固着され、フィン１５の延設方向にそって冷却風が流れる通路を形成している。
【００３４】
ハウジング９及び１３が形成する内部空間には、旋回スクロール１７が公転可能に嵌挿される。
旋回スクロール１７は、２枚の円盤を平行に対面配置するとともに、該２枚の円盤間を一方向から他の方向に連通する多数の通路を多数のフィンによって形成した基体４７に形成された摺動面４７ｄ及び４７ｅに前記固定スクロールに設けられたラップ１０、１４と嵌合可能なラップ１８及び１９が植設されている。
【００３５】
このように構成されたスクロール本体１は、図１に示すようにカプラ３を介してモータ２Ａのモータ軸２７Ａと連結される。
スクロール本体１側の回転駆動軸２６Ａには、図３の（ａ）に示すように、モータ２Ａの回転方向の初期位置に対応する位置にキー溝２６Ａａが削設され、該キー溝２６Ａａに対応してカプラ３Ａには角溝３Ａａが中心孔３Ａｄの外周部分に削設されている。この角溝３Ａａの位置は、（ｃ）に示すモータ軸２７Ａのキー溝２７Ａａ位置と対応する位置である。
また、モータ軸２７Ａのキー溝２７Ａａに対応してカプラ３Ｂには角溝３Ｂａが中心孔３Ｂｄの外周部分に削設されている。
【００３６】
モータ軸２７Ａのキー溝２７Ａａにキー２８Ｂを挿入した状態で、該モータ軸２７Ａをカプラ３Ｂの孔３Ｂｄに通す。また、回転駆動軸２６Ａのキー溝２６Ａａにキー２８Ａを挿入した状態で、該回転駆動軸２６Ａをカプラ３Ａの孔３Ａｄに通す。
その後に、（ｂ）に示すカップリングゴム４８の孔４８ａに回転駆動軸２６Ａを通して、（ａ）に示す係合突起３Ａｂ、３Ａｂとの間の面３Ａｃに、（ｂ）に示すカップリングゴム４８の突起部分４８ｂ、４８ｂを載置する。
そして、スクロール本体１側の回転駆動軸２６Ａのキー２８Ａの端部とモータ２Ａ側のモータ軸２７Ａのキー２８Ｂの端部と対応させて両カプラ３Ａ及び３Ｂを近づけるとお互いの係合突起３Ａｂ、３Ａｂと係合突起３Ｂｃ、３Ｂｃが係合する。この状態で、モータ２Ａとスクロール本体１の旋回スクロール１７の初期位置が一致することとなる。
【００３７】
次に、スクロール本体１の組み込み方法を説明する。
図２に示す旋回スクロール１７を単体で用意し、軸受凹部２２Ａに動的シール３９、ベアリング２３及び動的シール４０を嵌合し、回転駆動軸２６Ａを旋回スクロール１７の右側挿入し、偏芯部分２６Ａａを動的シール３９の内側及びベアリング２３の内側リング内に嵌合するとともに、偏芯部分２６Ａａの右側のフランジ部分の外周と動的シール４０とを嵌合させる。
【００３８】
そして、偏芯部分２６Ａａの左側部分にバランサ３４Ａを取付る。このバランサ３４Ａは、回転駆動軸２６Ａの回転軸線に対して前述したキー２８Ａと１８０゜反対側に重量部分が垂下するように、予め取付位置が決められおり、そのように取り付ける。
次に、前記フランジ部分の右側にバランサ３５Ａを取り付ける。この取付位置も、回転駆動軸２６Ａの回転軸線に対して前述したキー２８Ａと１８０゜反対側に重量部分が垂下するように、予め取付位置が決められおり、そのように取り付ける。
【００３９】
一方、図４に示すよう、第１固定スクロールハウジング９の軸受部９ｃに内側から軸位置検出部２５Ａをビス３０によって取り付ける。そして、バランサ３４Ａが初期位置にあることを視認し、その状態で軸位置検出部２５Ａの検出軸３１Ａの先端部のＤカット部分が回転駆動軸２６Ａの孔２６Ａｆと嵌合することで、軸位置検出部２５Ａの初期位置と一致して組み込むことができる。
【００４０】
前述した組み込み操作は下側の回転駆動軸２６Ｂにおいても同様に行う。
この組み込み操作によって、旋回スクロール１７のラップ１８と第１固定スクロールハウジング９のラップ１０が干渉なく両者が組み込まれる。
次に、動的シール４１、４２及びベアリング４５を備えたハウジング４４を右側から装着して、第１固定スクロールハウジング９にハウジング４４を取る付ける。
そして、第２固定スクロールハウジング１３を、第１固定スクロールハウジング９に図示しない方法で取り付ける。例えば、旋回スクロール１７の駆動域を外れたところにビスにより両者を結合させればよい。
【００４１】
このように構成されたスクロール本体１は、図１に示すように、モータ２Ａ及び２Ｂが同期運転されることにより、回転駆動軸２６Ａ及び２６Ｂの同期回転により、図５に示すように、偏芯軸部２６Ａａ、２６Ｂａが回転軸芯４９ａ、４９ｂを中心に回転することにより旋回スクロール１７が矢印方向に揺動して公転し、図６に示すように、固定スクロールハウジング９の吸入口９ａ、９ａ′から吸入した気体は、旋回スクロールのラップ１８により取り込まれ、このラップと固定スクロールのラップ１０とによって形成される密閉空間により順次圧縮されＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４と圧縮し、また、Ｔ１→Ｔ２→Ｔ３→Ｔ４と圧縮されて中央部に送られ、吐出孔９ｂから排出される。
【００４２】
これと同じ動作はハウジング１３に植設された固定スクロールラップ１４と旋回スクロールラップ１９との間にも行われ、これらのラップにより圧縮された圧縮気体は吐出口１３ｂから排出される。
これらの圧縮気体は逆止弁３７を介して空気タンク３６に貯えられる。
【００４３】
この圧縮過程で、図５に示すように、旋回スクロール１７が揺動し、波形に形成されたフィン１７ａの揺動により、送風機７によって送られる冷却風が強制撹拌され旋回スクロール１７を冷却する。
【００４４】
次に、本実施の形態に用いられるモータの電気的制御に関して説明する。
図２に示すように、軸位置検出部２５Ａ、及び２５Ｂにはエンコーダが内蔵され、このエンコーダによる軸位置信号は、図１に示すように初期位置信号及び１回転内の所定位置信号を含んだ回転信号として制御装置５に送られる。この回転信号を基にインバータ４Ａ及び４Ｂを介して位相差及び回転数の制御が行われる。
【００４５】
次に、図７の流れ図を用いて位相差及び回転数の制御を説明する。
モータ２Ａ、及び２Ｂを同時に起動すると（１００）、空気タンク３６内の０．２Ｍｐａ、１Ｍｐａなどの必要とする空気圧力となるように設定された圧力設定値が選択（１０１）され、その圧力値に応じた回転数になるように徐々に回転数が上昇する。
【００４６】
その過程で、モータ２Ａのモータ軸２７Ａ、２７Ｂにカプラ３を介して連結する第１回転駆動軸２６Ａ、２６Ｂの回転角位置を軸位置検出部２５Ａ、２５Ｂからの回転信号によって測定し（１０２）、各駆動軸の回転角のズレ量（位相差）を演算する（１０３）。
両回転駆動軸の回転角許容位置ズレ量を予め実験値などから求めておき、その許容値内であれば、位相差は適切として位相差なしと判断（１０４）し、その許容値を超えていると、位相差が所定範囲内かどうかが判断され（１０５）、スクロールラップ接触などが引き起こされ故障するために両モータ２Ａ、２Ｂの回転を停止（１０６）する。
【００４７】
位相差が所定範囲内である場合は、位相差のズレ量に対応した位相差補正（１０７）がされ、再度ステップ１０２、１０３及び１０４を繰り返すが、ステップ１０４で位相差が適切の場合は、第１駆動軸と第２駆動軸の回転数を測定する（１０８）。
【００４８】
各モータ２Ａ、及び２Ｂが定格回転数でない場合（１０９）、両モータの回転数の定格回転数と現在の回転数とのズレ量を測定し（１１０）、該ズレ量から回転数補正データを演算し（１１１）、該回転数補正データから回転数を補正（１１２）し、再度ステップ１０８に戻る。
また、ステップ１０８で両モータが定格回転数である場合は、ステップ１０２以下のステップを繰り返し、両モータの位相差及び回転数を観察する。
【００４９】
尚、図８は、他の流れ図であり、図７との相違点は、図７においては、ステップ１０４において位相差が適切かどうかを判断し、ステップ１０５において位相差が所定範囲内であるかどうかを判断していたが、図８においてはステップ１０４において位相差が所定範囲内であるかどうかを判断し、ステップ１０５において位相差が所定範囲内であるかどうかを判断している点である。
本流れ図においては、位相差が所定範囲内であるかどうかを判断を先に行い、位相が所定範囲内でない場合は、即座にモータを停止しているので、設定されたクロール流体機械の圧力値が小さい場合は、短い時間で定格回転数に到達するために本流れ図での判断工程が望ましい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本第１発明は、旋回スクロールのラップ形成域より外側において、該旋回スクロールの軸受部分と連結して旋回スクロールを駆動する複数の駆動軸を設け、該複数の前記駆動軸に、それぞれ別のモータの回転軸を連結して、前記モータを互いに位相差が生じないように、かつ同一回転数でそれぞれ同期回転させており、複数の駆動軸との間をベルトにより連結しないので、複数の駆動軸間に軸間張力が発生せず、各駆動軸を保持するベアリングの摩耗や、ベルトの緩み等による駆動部の寿命が短縮する事を防止し、機構が簡単で調整、メンテナンスが容易なスクロール流体機械を提供することができる。
また、前記旋回スクロールの軸受部分の前記駆動軸の方向の両側にバランスウエイトを配置して構成とするので、バランスウエイトが駆動軸方向に偏して設けることによる軸受部分の一方側に重量が偏りベアリングの片摩耗を防止し、耐久性を向上することができる。
また、前記バランスウエイトが、前記スクロール側の回転角度位置に対応した角度位置で前記駆動軸に配置されるので、駆動軸にバランスウエイトを組み込んだ後に次の工程である、例えば、スクロール側の回転角位置を検出する軸位置検出部の基準位置とを合わせる目安として前記バランスウエイトの位置を用いて前記軸位置検出部を組み込むことができる。
【００５１】
また、本第２発明は、先ず第１の工程として、前記旋回スクロールの単体での重心から対称的に配置された前記軸受部分に一方から、前記駆動軸を挿入もしくは嵌入し、前記駆動軸の偏芯部分を駆動軸の中心軸線より最も外側にした状態で、前記軸受部分の両側にバランスウエイトを、前記駆動軸の中心軸線に対して反対側に取り付ける。
そして、第２の工程として、固定スクロール側に取付けられた前記駆動軸の回転位置を検出する軸位置検出部に、前記バランスウエイトが前記固定スクロール側に最も近づいた位置を目安として前記駆動軸の先端部を前記軸位置検出部に連結して、前記軸位置検出部の初期位置と一致させて組み立てる。その際には、バランスウエイトを、前記固定スクロール側に最も近づいたように取り付けてあるので、該バランスウエイトの位置を目安として容易に前記軸位置検出部を、前記軸受部分の前記駆動軸の先端部と連結させることができ、前記軸位置検出部の初期位置と一致させて組み立てることができる。
【００５２】
（削除）
【００５３】
（削除）
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係るスクロール流体機械のブロック構成図である。
【図２】 図１に用いられるスクロール流体機構本体を示す断面図である。
【図３】 スクロール流体機構本体とモータとの連結部を説明する説明図である。
【図４】 旋回スクロールを駆動する駆動軸の軸位置検出部を示す部分的断面図である。
【図５】 図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】 図２のＤ−Ｄ断面図である。
【図７】 モータを回転制御する場合の流れ図である。
【図８】 モータを回転制御する場合の他の流れ図である。
【符号の説明】
１ スクロール流体機械本体
３ カプラ（３Ａ、３Ｂ）
５ 制御装置
１７ 旋回スクロール
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の圧縮、膨張、及び圧送を行う流体機械、特に、旋回スクロールのラップ形成域より外側において、該旋回スクロールの軸受部分と連結して旋回スクロールを駆動する複数の駆動軸を設け、該駆動軸を偏芯させ、該偏芯量だけ旋回スクロールを前記駆動軸によって位相差が生じないように、かつ同一回転数でそれぞれ同期回転させるスクロール流体機械、およびその組み立て方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、スクロール流体機械は、旋回スクロールのラップ形成域より外側において、該旋回スクロールの軸受部分と連結して旋回スクロールを駆動する複数の駆動軸を設け、該駆動軸を偏芯させ、該偏芯量だけ旋回スクロールを前記駆動軸によって位相差が生じないように、かつ同一回転数でそれぞれ同期回転させる技術は、特開平８−２６１２８０号公報によって、知られている。
【０００３】
しかしながら、この従来技術によると、前記駆動軸を２個設けるとともに前記駆動軸を回転駆動するモータを１個設け、前記駆動軸の一つと前記モータの回転軸とを連結させ、該駆動軸と他方の駆動軸との間をプーリを用いてベルト連結したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
よって、この従来技術は、駆動源が一つですむために経済的であったが、両駆動軸との回転角度位置の位相を一致させることに高度な技術を必要とした。
また、前記位相を一致させて組み込んだとしても、プーリ間を連結するベルトが使用するに連れて摩耗したり、伸びたり緩みが生じたり両駆動軸の回転角度に位相差が生じるという問題があった。
また、これを防止するためには、位置調整可能はアイドルプーリを設け、ベルト張力を調整するか、また、ベルト自体を交換する必要が生じ調整、メンテナンスが面倒である。
また、両プーリ間にベルトを張架した場合は、べルトの張力により両駆動軸間に加重がかかり各駆動軸を保持するベアリングの寿命が短くなるという問題がある。
また、機械的な接触部分がおおく、摩耗による発熱やエネルギロスが多く、かつベルトにより騒音が発生するという問題がある。
【０００５】
上述の事情に鑑み、本発明は、旋回スクロールを駆動する複数の駆動軸との回転角度位置の位相を容易に一致させることが可能なスクロール流体機械、およびその組立方法を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、複数の駆動軸間に軸間張力が発生しないスクロール流体機械、およびその組立方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、機構が簡単で調整、メンテナンスが容易なスクロール流体機械、およびその組立方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本第１発明は、旋回スクロールのラップ形成域より外側において、該旋回スクロールの軸受部分と連結して旋回スクロールを駆動する複数の駆動軸を設け、該駆動軸を偏芯させ、前記旋回スクロールを前記駆動軸によって位相差が生じないように、かつ同一回転数でそれぞれ同期回転させるスクロール流体機械において、
複数の前記駆動軸の一端部に、それぞれ別のモータの回転軸を連結し、前記駆動軸の中央部分に前記駆動軸の中心軸線より偏芯した偏芯部分を有し、該偏芯部分を前記旋回スク ロールの外周側に設けた軸受部分に回転可能に支持し、前記駆動軸の他端部にそれぞれ該駆動軸の回転角度位置を検出する軸位置検出部を設け、前記偏芯部分の両側の前記駆動軸にそれぞれバランスウエイトを取り付け、該バランスウエイトを前記駆動軸の中心軸線に対して前記偏芯部分の反対側に位置し、さらに前記モータの回転軸と前記駆動軸との連結部のキーを前記駆動軸の中心軸線に対して前記バランスウエイトの反対側に位置し、前記位置関係を有して前記軸位置検出部に取り付けられ、該軸位置検出部からの信号に基づいて前記モータを互いに同期運転させることを特徴とする。
【０００７】
本第１発明は、旋回スクロールのラップ形成域より外側において、該旋回スクロールの軸受部分と連結して旋回スクロールを駆動する複数の駆動軸を設け、該複数の前記駆動軸に、それぞれ別のモータの回転軸を連結して、前記モータを互いに位相差が生じないように、かつ同一回転数でそれぞれ同期回転させており、複数の駆動軸との間をベルトにより連結しないので、複数の駆動軸間に軸間張力が発生せず、各駆動軸を保持するベアリングの摩耗や、ベルトの緩み等による駆動部の寿命が短縮する事を防止し、機構が簡単で調整、メンテナンスが容易なスクロール流体機械を提供することができる。
また、前記旋回スクロールの軸受部分の前記駆動軸の方向の両側にバランスウエイトを配置して構成とするので、バランスウエイトが駆動軸方向に偏して設けることによる軸受部分の一方側に重量が偏りベアリングの片摩耗を防止し、耐久性を向上することができる。
また、前記バランスウエイトが、前記スクロール側の回転角度位置に対応した角度位置で前記駆動軸に配置されるので、駆動軸にバランスウエイトを組み込んだ後に次の工程である、例えば、スクロール側の回転角位置を検出する軸位置検出部の基準位置とを合わせる目安として前記バランスウエイトの位置を用いて前記軸位置検出部を組み込むことができる。
【０００８】
また、前記複数の駆動軸は、固定スクロールの中心部分を中心として略対称位置に設けられるように構成することも本第１発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると、固定スクロールの中心部分を中心として略対称位置に前記駆動軸が配置されているので、前記駆動軸により駆動される旋回スクロールへの駆動力伝達において回転駆動力に重量が片掛かりしすぎることがなく重量バランスがよいので振動の発生を防止してスムーズな駆動力伝達を行うことができる。
【０００９】
また、前記複数の駆動軸にそれぞれ連結するモータはそれぞれインバータを介して制御されるように構成することも本第１発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると、電源が三相、単相、または供給電圧、周波数などに違いがあっても、インバータで容易に調整設定することができ、電源に応じたモータを用意する必要がない。
【００１０】
また、前記モータの前記回転軸の軸端に設けたモータ側カプラと、前記旋回スクロールの前記駆動軸の軸端に設けたスクロール側カプラとを連設して構成することも本第１発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると、モータ側カプラとスクロール側カプラとカップリングにより両者を連結するので、前記モータの前記回転軸の回転方向基準位置と前記旋回スクロールの前記駆動軸の回転方向基準位置とを容易に一致させてカップリングすることができる。
【００１１】
（削除）
【００１２】
（削除）
【００１３】
また、前記旋回スクロールの軸受部分の前記駆動軸の方向幅は、旋回スクロールラップを除いた本体部分の前記駆動軸の方向幅より狭く形成することも本第１発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると、前記駆動軸と前記軸受部分との関係において、旋回スクロールの停止時、始動時、駆動時旋回スクロールが受ける応力は、方向幅の狭い前記軸受部分がより多く受け、前記本体部分へ伝達される応力は前記軸受部分で大部分吸収され、軸受部分を強固にしたり、調整部材を配設したりして旋回スクロールを大型化しなくても、旋回スクロールを簡単な構成でかつ軽量コンパクトに構成することができる。
【００１４】
また、前記本体部分には前記駆動軸の方向に複数のフィンで区画した冷却風流通通路が形成されるように構成することも本第１発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると、旋回スクロールの背面側に複数のフィンで区画した冷却風流通通路を有しているので、旋回スクロールの旋回揺動により、冷却風を攪乱して流体の圧縮過程で発生する高熱を冷却することができる。この際には、冷却風流通方向に沿って波形にフィンを形成することによりフィンへの接触面積が増し冷却効果が向上する。
【００１５】
また、前記同期運転を行う制御装置を備え、該制御装置は前記軸位置検出部で前記複数の駆動軸の回転角度位置を測定する位相差測定工程を行い、位相差が適切でない場合は位相差ズレデータに基づく位相差補正制御を行い、位相差が適切である場合は前記複数の駆動軸の回転数を測定し、該複数の駆動軸の回転数が定格回転数でない場合は前記駆動軸の回転数ズレデータに基づく回転数制御を行い、定格回転数である場合は前記位相差測定工程に戻ることを特徴とする。
よって、まず位相差測定工程を行うので、位相差がずれたまま定格回転数にまで回転数が上昇することがない。そして、定格回転数に到達した場合は、前記位相差測定工程に戻るので、動作中は常時位相差と定格回転数がチェックされる。
【００１６】
また、前記同期運転を行う制御装置を備え、該制御装置は前記軸位置検出部で前記複数の駆動軸の回転角度位置を測定し、測定された位相差が適切でないが所定範囲内にある場合は位相差ズレデータに基づく位相差補正制御を行い、位相差が所定範囲内にない場合は、前記旋回スクロールの駆動動作を中止することを特徴とする。
かかる技術手段によると、前記位相差測定工程により測定された位相差が適切でなく、かつ位相差が所定範囲内にない場合は、前記旋回スクロールの駆動動作を中止するので、位相差がズレた状態のまま動作して固定スクロールラップと旋回スクロールラップとが無理な接触が行われ、ラップ同士に傷が生じることがない。
そして、その際には、位相差を測定した後の位相差が適切かどうかの判断工程と、位相差が所定範囲内にあるかどうかの判断工程とは、どちらを先に行ってもよいが、設定されたスクロール流体機械の圧力値が小さい場合は、短い時間で定格回転数に到達するので、位相差が所定範囲内にあるかどうかの判断工程を位相差が適切かどうかの判断工程より先に行って、位相差が所定範囲内にない場合は速やかにモータを停止することが望ましい。
【００１７】
また、本第２発明はスクロール流体機械の組立方法に関するものであり、旋回スクロールのラップ形成域より外側において、該旋回スクロールの軸受部分と連結して旋回スクロールを駆動する複数の駆動軸を設け、該駆動軸を偏芯させ、前記旋回スクロールを前記駆動軸によって位相差が生じないように、かつ同一回転数でそれぞれ同期回転させるスクロール本体を有するスクロール流体機械の組立方法において、
前記旋回スクロールの単体での重心から対称的に配置された前記軸受部分に一方から、前記駆動軸を挿入もしくは嵌入し、前記駆動軸の偏芯部分を駆動軸の中心軸線より最も外側にした状態で、前記軸受部分の両側にバランスウエイトを、前記駆動軸の中心軸線に対して反対側に取り付けるとともに、
かかる状態で、固定スクロール側に取付けられた前記駆動軸の回転位置を検出する軸位置検出部に、前記バランスウエイトが前記固定スクロール側に最も近づいた位置を目安として前記駆動軸の先端部を前記軸位置検出部に連結して、前記軸位置検出部の初期位置と一致させて組み立てることを特徴とする。
【００１８】
本第２発明は、先ず第１の工程として、前記旋回スクロールの単体での重心から対称的に配置された前記軸受部分に一方から、前記駆動軸を挿入もしくは嵌入し、前記駆動軸の偏芯部分を駆動軸の中心軸線より最も外側にした状態で、前記軸受部分の両側にバランスウエイトを、前記駆動軸の中心軸線に対して反対側に取り付ける。
そして、第２の工程として、固定スクロール側に取付けられた前記駆動軸の回転位置を検出する軸位置検出部に、前記バランスウエイトが前記固定スクロール側に最も近づいた位置を目安として前記駆動軸の先端部を前記軸位置検出部に連結して、前記軸位置検出部の初期位置と一致させて組み立てる。その際には、バランスウエイトを、前記固定スクロール側に最も近づいたように取り付けてあるので、該バランスウエイトの位置を目安として容易に前記軸位置検出部を、前記軸受部分の前記駆動軸の先端部と連結させることができ、前記軸位置検出部の初期位置と一致させて組み立てることができる。
【００１９】
（削除）
【００２０】
（削除）
【００２１】
（削除）
【００２２】
（削除）
【００２３】
【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。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態に係るスクロール流体機械のブロック構成図、図２は、図１に用いられるスクロール流体機構本体を示す断面図、図３は、スクロール流体機構本体とモータとの連結部を説明する説明図、図４は、旋回スクロールを駆動する駆動軸の軸位置検出部を示す部分的断面図、図５は、図２のＣ−Ｃ断面図、図６は、図２のＤ−Ｄ断面図、図７は、モータを回転制御する場合の流れ図、図８は、モータを回転制御する場合の他の流れ図である。
【００２５】
図１において、スクロール流体機構本体１は、後述するように旋回スクロールを駆動する２個の回転駆動軸２６Ａ、２６Ｂを有し、これらの回転駆動軸２６Ａ、２６Ｂはそれぞれカプラ３、３を介してモータ２Ａ、２Ｂのモータ軸２７Ａ、２７Ｂと連結している。
【００２６】
また、モータ２Ａ、２Ｂは金属性のモータケース３８Ａ、３８Ｂ内に載置され、該モータケース２Ａ、２Ｂはインバータ４Ａ、４Ｂとそれぞれ連結している。
回転駆動軸２６Ａ、２６Ｂの回転位置信号は、信号線８Ａ、８Ｂによって後述するように制御装置５に入力され、該回転位置信号を演算して各インバータ４Ａ、４Ｂに指令信号を送出するように構成されている。
【００２７】
次に図２を用いて、スクロール流体機構本体（以下スクロール本体）１を説明する。
図２において、スクロール本体１の回転駆動軸２６は、２６Ａ、及び２６Ｂと２本備え、該回転駆動軸２６Ａ、２６Ｂはそれぞれモータ２Ａ、２Ｂのモータ軸２７Ａ、２７Ｂに連結され、該モータの回転力により回転可能に設けられている。しかしながら、両回転駆動軸とも同じ働きをするものであり、一方側の回転駆動軸２６Ａのみを説明する。
【００２８】
この回転駆動軸２６Ａの中央部分は、その外周が回転中心軸線よりは幾分膨らんだ偏芯部２６Ａａを有し、その偏芯部２６Ａａは、旋回スクロールの外周側に設けた軸受凹部２２Ａに嵌入したベアリング２３内に回転可能に嵌入されている。該偏芯部２６Ａａの両端部は前記ベアリング２３内のグリスの漏洩を防止する動的シール部材３９、４０に支持され、回転可能に設けられている。
【００２９】
また、回転駆動軸２６Ａの偏芯部２６Ａａより右側の２６Ａｂ部分はハウジング４４に設けられたベアリング４５によって回転可能に支持され、該ベアリング４４の両側には動的シール４１、４２によりベアリング内のグリスの漏洩を防止している。
また、図４に拡大して示すように、回転駆動軸２６Ａの左側先端部２６Ａｄは第１固定スクロールハウジング（第１ハウジング）９に設けたベアリング２４Ａによって回転可能に支持され、該ベアリング２４Ａの両側には動的シール３３、４３によりベアリング内のグリスの漏洩を防止している。
【００３０】
また、第１ハウジング９の軸受部９ｃには、回転駆動軸２６Ａの回転方向に軸位置を検出するエンコーダを内蔵した軸位置検出部２５Ａが設けられ、内部の検出端子に連結する検出軸３１Ａは、断面Ｄカット状に面３１Ａｅが形成されている。一方回転駆動軸２６Ａの左側先端部２６Ａｄは断面Ｄカット状の孔２６Ａｆが設けられ、該孔２６Ａｆに検出軸３１Ａの断面Ｄカット部分が挿入され、回転駆動軸２６Ａの回転角度位置が検出可能に構成されている。
【００３１】
前記回転駆動軸２６Ａをカバーするハウジング４４は、固定スクロールを構成する第１ハウジング９とビスにより連結される。
第１ハウジング９には、ラップ摺動面（鏡面）９ｄが軸方向垂直に設けれ、その摺動面９ｄには、その中央部分に、吐出孔９ｂが開設され、その吐出孔９ｂ近傍を先端として渦巻状のラップ１０が植設され、該ラップ１０の上端にはチップシール溝が設けられ、該溝には相手側摺動面と接触して密閉状態を完全にするフッソ系樹脂等の自己潤滑性を有するチップシール４６が嵌入されている。
【００３２】
また、第１ハウジング９のラップ１０が植設されている部分の外周部には、吸入口９ａ、９ａが設けられている。
一方、第１ハウジング９のラップ１０と反対側の面にはフィン１１が植設され該フィン１１の先端には蓋１２が固着され、フィン１１の延設方向にそって冷却風が流れる通路を形成している。
【００３３】
一方、第２固定スクロールハウジング１３には、ラップ摺動面１３ｄが軸方向垂直に設けられ、その摺動面１３ｄには、その中央部分に、吐出孔１３ｂが開設され、その吐出孔１３ｂ近傍を先端として渦巻状のラップ１４が植設され、該ラップ１４の上端にはチップシール溝が設けられ、該溝には相手側摺動面と接触して密閉状態を完全にするフッソ系樹脂等の自己潤滑性を有するチップシール４６が嵌入されている。
この第２固定スクロールハウジング１３は、第１ハウジング９もしくはハウジング４４に、図示しない方法で取付られている。
尚、第２固定スクロールハウジング１３はハウジング４４と一体に形成してもよい。
一方、第２ハウジング１３のラップ１４と反対側の面にはフィン１５が植設され該フィン１５の先端には蓋１６が固着され、フィン１５の延設方向にそって冷却風が流れる通路を形成している。
【００３４】
ハウジング９及び１３が形成する内部空間には、旋回スクロール１７が公転可能に嵌挿される。
旋回スクロール１７は、２枚の円盤を平行に対面配置するとともに、該２枚の円盤間を一方向から他の方向に連通する多数の通路を多数のフィンによって形成した基体４７に形成された摺動面４７ｄ及び４７ｅに前記固定スクロールに設けられたラップ１０、１４と嵌合可能なラップ１８及び１９が植設されている。
【００３５】
このように構成されたスクロール本体１は、図１に示すようにカプラ３を介してモータ２Ａのモータ軸２７Ａと連結される。
スクロール本体１側の回転駆動軸２６Ａには、図３の（ａ）に示すように、モータ２Ａの回転方向の初期位置に対応する位置にキー溝２６Ａａが削設され、該キー溝２６Ａａに対応してカプラ３Ａには角溝３Ａａが中心孔３Ａｄの外周部分に削設されている。この角溝３Ａａの位置は、（ｃ）に示すモータ軸２７Ａのキー溝２７Ａａ位置と対応する位置である。
また、モータ軸２７Ａのキー溝２７Ａａに対応してカプラ３Ｂには角溝３Ｂａが中心孔３Ｂｄの外周部分に削設されている。
【００３６】
モータ軸２７Ａのキー溝２７Ａａにキー２８Ｂを挿入した状態で、該モータ軸２７Ａをカプラ３Ｂの孔３Ｂｄに通す。また、回転駆動軸２６Ａのキー溝２６Ａａにキー２８Ａを挿入した状態で、該回転駆動軸２６Ａをカプラ３Ａの孔３Ａｄに通す。
その後に、（ｂ）に示すカップリングゴム４８の孔４８ａに回転駆動軸２６Ａを通して、（ａ）に示す係合突起３Ａｂ、３Ａｂとの間の面３Ａｃに、（ｂ）に示すカップリングゴム４８の突起部分４８ｂ、４８ｂを載置する。
そして、スクロール本体１側の回転駆動軸２６Ａのキー２８Ａの端部とモータ２Ａ側のモータ軸２７Ａのキー２８Ｂの端部と対応させて両カプラ３Ａ及び３Ｂを近づけるとお互いの係合突起３Ａｂ、３Ａｂと係合突起３Ｂｃ、３Ｂｃが係合する。この状態で、モータ２Ａとスクロール本体１の旋回スクロール１７の初期位置が一致することとなる。
【００３７】
次に、スクロール本体１の組み込み方法を説明する。
図２に示す旋回スクロール１７を単体で用意し、軸受凹部２２Ａに動的シール３９、ベアリング２３及び動的シール４０を嵌合し、回転駆動軸２６Ａを旋回スクロール１７の右側挿入し、偏芯部分２６Ａａを動的シール３９の内側及びベアリング２３の内側リング内に嵌合するとともに、偏芯部分２６Ａａの右側のフランジ部分の外周と動的シール４０とを嵌合させる。
【００３８】
そして、偏芯部分２６Ａａの左側部分にバランサ３４Ａを取付る。このバランサ３４Ａは、回転駆動軸２６Ａの回転軸線に対して前述したキー２８Ａと１８０゜反対側に重量部分が垂下するように、予め取付位置が決められおり、そのように取り付ける。
次に、前記フランジ部分の右側にバランサ３５Ａを取り付ける。この取付位置も、回転駆動軸２６Ａの回転軸線に対して前述したキー２８Ａと１８０゜反対側に重量部分が垂下するように、予め取付位置が決められおり、そのように取り付ける。
【００３９】
一方、図４に示すよう、第１固定スクロールハウジング９の軸受部９ｃに内側から軸位置検出部２５Ａをビス３０によって取り付ける。そして、バランサ３４Ａが初期位置にあることを視認し、その状態で軸位置検出部２５Ａの検出軸３１Ａの先端部のＤカット部分が回転駆動軸２６Ａの孔２６Ａｆと嵌合することで、軸位置検出部２５Ａの初期位置と一致して組み込むことができる。
【００４０】
前述した組み込み操作は下側の回転駆動軸２６Ｂにおいても同様に行う。
この組み込み操作によって、旋回スクロール１７のラップ１８と第１固定スクロールハウジング９のラップ１０が干渉なく両者が組み込まれる。
次に、動的シール４１、４２及びベアリング４５を備えたハウジング４４を右側から装着して、第１固定スクロールハウジング９にハウジング４４を取る付ける。
そして、第２固定スクロールハウジング１３を、第１固定スクロールハウジング９に図示しない方法で取り付ける。例えば、旋回スクロール１７の駆動域を外れたところにビスにより両者を結合させればよい。
【００４１】
このように構成されたスクロール本体１は、図１に示すように、モータ２Ａ及び２Ｂが同期運転されることにより、回転駆動軸２６Ａ及び２６Ｂの同期回転により、図５に示すように、偏芯軸部２６Ａａ、２６Ｂａが回転軸芯４９ａ、４９ｂを中心に回転することにより旋回スクロール１７が矢印方向に揺動して公転し、図６に示すように、固定スクロールハウジング９の吸入口９ａ、９ａ′から吸入した気体は、旋回スクロールのラップ１８により取り込まれ、このラップと固定スクロールのラップ１０とによって形成される密閉空間により順次圧縮されＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４と圧縮し、また、Ｔ１→Ｔ２→Ｔ３→Ｔ４と圧縮されて中央部に送られ、吐出孔９ｂから排出される。
【００４２】
これと同じ動作はハウジング１３に植設された固定スクロールラップ１４と旋回スクロールラップ１９との間にも行われ、これらのラップにより圧縮された圧縮気体は吐出口１３ｂから排出される。
これらの圧縮気体は逆止弁３７を介して空気タンク３６に貯えられる。
【００４３】
この圧縮過程で、図５に示すように、旋回スクロール１７が揺動し、波形に形成されたフィン１７ａの揺動により、送風機７によって送られる冷却風が強制撹拌され旋回スクロール１７を冷却する。
【００４４】
次に、本実施の形態に用いられるモータの電気的制御に関して説明する。
図２に示すように、軸位置検出部２５Ａ、及び２５Ｂにはエンコーダが内蔵され、このエンコーダによる軸位置信号は、図１に示すように初期位置信号及び１回転内の所定位置信号を含んだ回転信号として制御装置５に送られる。この回転信号を基にインバータ４Ａ及び４Ｂを介して位相差及び回転数の制御が行われる。
【００４５】
次に、図７の流れ図を用いて位相差及び回転数の制御を説明する。
モータ２Ａ、及び２Ｂを同時に起動すると（１００）、空気タンク３６内の０．２Ｍｐａ、１Ｍｐａなどの必要とする空気圧力となるように設定された圧力設定値が選択（１０１）され、その圧力値に応じた回転数になるように徐々に回転数が上昇する。
【００４６】
その過程で、モータ２Ａのモータ軸２７Ａ、２７Ｂにカプラ３を介して連結する第１回転駆動軸２６Ａ、２６Ｂの回転角位置を軸位置検出部２５Ａ、２５Ｂからの回転信号によって測定し（１０２）、各駆動軸の回転角のズレ量（位相差）を演算する（１０３）。
両回転駆動軸の回転角許容位置ズレ量を予め実験値などから求めておき、その許容値内であれば、位相差は適切として位相差なしと判断（１０４）し、その許容値を超えていると、位相差が所定範囲内かどうかが判断され（１０５）、スクロールラップ接触などが引き起こされ故障するために両モータ２Ａ、２Ｂの回転を停止（１０６）する。
【００４７】
位相差が所定範囲内である場合は、位相差のズレ量に対応した位相差補正（１０７）がされ、再度ステップ１０２、１０３及び１０４を繰り返すが、ステップ１０４で位相差が適切の場合は、第１駆動軸と第２駆動軸の回転数を測定する（１０８）。
【００４８】
各モータ２Ａ、及び２Ｂが定格回転数でない場合（１０９）、両モータの回転数の定格回転数と現在の回転数とのズレ量を測定し（１１０）、該ズレ量から回転数補正データを演算し（１１１）、該回転数補正データから回転数を補正（１１２）し、再度ステップ１０８に戻る。
また、ステップ１０８で両モータが定格回転数である場合は、ステップ１０２以下のステップを繰り返し、両モータの位相差及び回転数を観察する。
【００４９】
尚、図８は、他の流れ図であり、図７との相違点は、図７においては、ステップ１０４において位相差が適切かどうかを判断し、ステップ１０５において位相差が所定範囲内であるかどうかを判断していたが、図８においてはステップ１０４において位相差が所定範囲内であるかどうかを判断し、ステップ１０５において位相差が所定範囲内であるかどうかを判断している点である。
本流れ図においては、位相差が所定範囲内であるかどうかを判断を先に行い、位相が所定範囲内でない場合は、即座にモータを停止しているので、設定されたクロール流体機械の圧力値が小さい場合は、短い時間で定格回転数に到達するために本流れ図での判断工程が望ましい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本第１発明は、旋回スクロールのラップ形成域より外側において、該旋回スクロールの軸受部分と連結して旋回スクロールを駆動する複数の駆動軸を設け、該複数の前記駆動軸に、それぞれ別のモータの回転軸を連結して、前記モータを互いに位相差が生じないように、かつ同一回転数でそれぞれ同期回転させており、複数の駆動軸との間をベルトにより連結しないので、複数の駆動軸間に軸間張力が発生せず、各駆動軸を保持するベアリングの摩耗や、ベルトの緩み等による駆動部の寿命が短縮する事を防止し、機構が簡単で調整、メンテナンスが容易なスクロール流体機械を提供することができる。
また、前記旋回スクロールの軸受部分の前記駆動軸の方向の両側にバランスウエイトを配置して構成とするので、バランスウエイトが駆動軸方向に偏して設けることによる軸受部分の一方側に重量が偏りベアリングの片摩耗を防止し、耐久性を向上することができる。
また、前記バランスウエイトが、前記スクロール側の回転角度位置に対応した角度位置で前記駆動軸に配置されるので、駆動軸にバランスウエイトを組み込んだ後に次の工程である、例えば、スクロール側の回転角位置を検出する軸位置検出部の基準位置とを合わせる目安として前記バランスウエイトの位置を用いて前記軸位置検出部を組み込むことができる。
【００５１】
また、本第２発明は、先ず第１の工程として、前記旋回スクロールの単体での重心から対称的に配置された前記軸受部分に一方から、前記駆動軸を挿入もしくは嵌入し、前記駆動軸の偏芯部分を駆動軸の中心軸線より最も外側にした状態で、前記軸受部分の両側にバランスウエイトを、前記駆動軸の中心軸線に対して反対側に取り付ける。
そして、第２の工程として、固定スクロール側に取付けられた前記駆動軸の回転位置を検出する軸位置検出部に、前記バランスウエイトが前記固定スクロール側に最も近づいた位置を目安として前記駆動軸の先端部を前記軸位置検出部に連結して、前記軸位置検出部の初期位置と一致させて組み立てる。その際には、バランスウエイトを、前記固定スクロール側に最も近づいたように取り付けてあるので、該バランスウエイトの位置を目安として容易に前記軸位置検出部を、前記軸受部分の前記駆動軸の先端部と連結させることができ、前記軸位置検出部の初期位置と一致させて組み立てることができる。
【００５２】
（削除）
【００５３】
（削除）
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係るスクロール流体機械のブロック構成図である。
【図２】 図１に用いられるスクロール流体機構本体を示す断面図である。
【図３】 スクロール流体機構本体とモータとの連結部を説明する説明図である。
【図４】 旋回スクロールを駆動する駆動軸の軸位置検出部を示す部分的断面図である。
【図５】 図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】 図２のＤ−Ｄ断面図である。
【図７】 モータを回転制御する場合の流れ図である。
【図８】 モータを回転制御する場合の他の流れ図である。
【符号の説明】
１ スクロール流体機械本体
３ カプラ（３Ａ、３Ｂ）
５ 制御装置
１７ 旋回スクロール
Claims (9)
- 旋回スクロールのラップ形成域より外側において、該旋回スクロールの軸受部分と連結して旋回スクロールを駆動する複数の駆動軸を設け、該駆動軸を偏芯させ、前記旋回スクロールを前記駆動軸によって位相差が生じないように、かつ同一回転数でそれぞれ同期回転させるスクロール流体機械において、
複数の前記駆動軸の一端部に、それぞれ別のモータの回転軸を連結し、前記駆動軸の中央部分に前記駆動軸の中心軸線より偏芯した偏芯部分を有し、該偏芯部分を前記旋回スクロールの外周側に設けた軸受部分に回転可能に支持し、前記駆動軸の他端部にそれぞれ該駆動軸の回転角度位置を検出する軸位置検出部を設け、前記偏芯部分の両側の前記駆動軸にそれぞれバランスウエイトを取り付け、該バランスウエイトを前記駆動軸の中心軸線に対して前記偏芯部分の反対側に位置し、さらに前記モータの回転軸と前記駆動軸との連結部のキーを前記駆動軸の中心軸線に対して前記バランスウエイトの反対側に位置し、前記位置関係を有して前記軸位置検出部に取り付けられ、該軸位置検出部からの信号に基づいて前記モータを互いに同期運転させることを特徴とするスクロール流体機械。 - 前記複数の駆動軸は、固定スクロールの中心部分を中心として略対称位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載のスクロール流体機械。
- 前記複数の駆動軸にそれぞれ連結するモータはそれぞれインバータを介して制御されることを特徴とする請求項１記載のスクロール流体機械。
- 前記モータの前記回転軸の軸端に設けたモータ側カプラと、前記旋回スクロールの前記駆動軸の軸端に設けたスクロール側カプラとを連設して構成したことを特徴とする請求項１記載のスクロール流体機械。
- 前記軸受部分の前記駆動軸の方向幅は、旋回スクロールラップを除いた本体部分の前記駆動軸の方向幅より狭く形成したことを特徴とする請求項１記載のスクロール流体機械。
- 前記本体部分には前記駆動軸の方向に複数のフィンで区画した冷却風流通通路が形成されることを特徴とする請求項５記載のスクロール流体機械。
- 前記同期運転を行う制御装置を備え、該制御装置は前記軸位置検出部で前記複数の駆動軸の回転角度位置を測定する位相差測定工程を行い、位相差が適切でない場合は位相差ズレデータに基づく位相差補正制御を行い、位相差が適切である場合は前記複数の駆動軸の回転数を測定し、該複数の駆動軸の回転数が定格回転数でない場合は前記駆動軸の回転数ズレデータに基づく回転数制御を行い、定格回転数である場合は前記位相差測定工程に戻ることを特徴とする請求項１記載のスクロール流体機械。
- 前記同期運転を行う制御装置を備え、該制御装置は前記軸位置検出部で前記複数の駆動軸の回転角度位置を測定し、測定された位相差が適切でないが所定範囲内にある場合は位相差ズレデータに基づく位相差補正制御を行い、位相差が所定範囲内にない場合は、前記旋回スクロールの駆動動作を中止することを特徴とする請求項１記載のスクロール流体機械。
- 旋回スクロールのラップ形成域より外側において、該旋回スクロールの軸受部分と連結して旋回スクロールを駆動する複数の駆動軸を設け、該駆動軸を偏芯させ、前記旋回スクロールを前記駆動軸によって位相差が生じないように、かつ同一回転数でそれぞれ同期回転させるスクロール本体を有するスクロール流体機械の組立方法において、
前記旋回スクロールの単体での重心から対称的に配置された前記軸受部分に一方から、前記駆動軸を挿入もしくは嵌入し、前記駆動軸の偏芯部分を駆動軸の中心軸線より最も外側にした状態で、前記軸受部分の両側にバランスウエイトを、前記駆動軸の中心軸線に対して反対側に取り付けるとともに、
かかる状態で、固定スクロール側に取付けられた前記駆動軸の回転位置を検出する軸位置検出部に、前記バランスウエイトが前記固定スクロール側に最も近づいた位置を目安と して前記駆動軸の先端部を前記軸位置検出部に連結して、前記軸位置検出部の初期位置と一致させて組み立てることを特徴とするスクロール流体機械の組立方法。
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