JP4263323B2

JP4263323B2 - スクロール流体機械

Info

Publication number: JP4263323B2
Application number: JP30376099A
Authority: JP
Inventors: 完藤岡; 徹佐藤
Original assignee: Anest Iwata Corp
Current assignee: Anest Iwata Corp
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2019-10-26
Also published as: JP2001123969A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール型空気圧縮機もしくはスクロール型真空ポンプ等のスクロール流体機械の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール流体機械には、大別して、スクロール本体における旋回スクロールと一体をなす入力軸とモータの出力軸とを、カップリングを介して連結した直結駆動式のものと、スクロール本体における旋回スクロールの入力軸を、ベルトをもって駆動するようにしたベルト駆動式のものとがある。
【０００３】
従来のスクロール流体機械においては、上記のように、モータ直結駆動式のものと、ベルト駆動式のものとがあり、それぞれ動力伝達部が相違するため、それぞれに対して、旋回スクロールに対する入力部および動力連結部の構成を異にするスクロール本体を用意する必要があった。
【０００４】
また、いずれの駆動方式によるものにおいても、旋回スクロールに対する入力軸を、駆動部と連結するために、スクロール本体から固定部が外部へ突出されているため、スクロール流体機械全体としての軸方向の長さが大となっていた。
【０００５】
また、スクロール本体の入力軸が長くなるため、これを、ハウジングにおける軸線方向の異なる位置に設けた２個の軸受をもって支持する必要があり、その組立てと精度の保持に手間を要するとともに、部品点数も多くなるという問題もあった。
【０００６】
さらに従来は、旋回スクロールの旋回に伴う偏心荷重を平衡するためのカウンタウエイトは、駆動軸に取付けるようになっているため、その取付けと調整に手間を要し、かつその分、部品点数も増えることとなっていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来のスクロール流体機械における上記した問題点のほぼすべてを、効果的に解決することを目的とするもので、その具体的手段は次の通りである。
（１）ハウジング内に収容され、かつ固定スクロールの軸線上に配置された旋回スクロールにおける旋回ラップを、固定スクロールにおける固定ラップの間へ嵌合し、旋回スクロールを、固定スクロールの軸線まわりに旋回させることによって、前記両ラップ間にある空気を、加圧もしくは減圧するようにしたスクロール流体機械において、モータの回転に従動する駆動軸が連結される保持筒と、それに対して偏心する偏心軸と、該偏心軸の偏心方向に対する径方向の反対側に偏心荷重を平衡させるための径方向に突出するカウンタウエイトとを形成した偏心ブッシュを備え、偏心ブッシュの偏心軸を、旋回スクロールの筒状ボス内に、軸線まわりに回動自在として嵌入し、偏心ブッシュの保持筒を、旋回スクロールの筒状ボスよりも駆動軸が連結される側寄りに位置するハウジングの受筒内に回動自在に嵌入し、さらに、カウンタウエイトを、偏心ブッシュにおけるハウジングの受筒よりも駆動軸が連結される側寄りに位置する部分に設けるとともに、偏心ブッシュにおける上記保持筒内に、駆動軸の先端を、抜き外し自在に、かつ押ねじをもって、保持筒と一体的に回転しうるようにして挿入して連結する。
【０００８】
（２）上記(１)項において、偏心ブッシュにおける偏心軸に、質量軽減のための肉抜き部を設ける。
【０００９】
（３）上記(１)または(２)項において、駆動軸を、モータの出力軸とする。
【００１０】
（４）上記(１)または(２)項において、駆動軸を、ベルトにより回動させられるものとする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に添付図面に基いて、本発明の好ましいが、限定的ではない実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明をスクロール型空気圧縮機に適用した、一つの実施態様を示す縦断面図、図２は、図１における偏心ブッシュと、その装着部付近を示す拡大縦断面図である。
なお、図１において、左方を外側、右方を内側とする。
図に示すように、スクロール本体(１)は、固定スクロール(２)と旋回スクロール(３)とを備え、旋回スクロール(３)を動力をもって駆動するようになっている。
【００１３】
固定スクロール(２)は、円板状の固定端板(４)の外側面に冷却フィン(５)を設け、かつ固定端板(４)の内側面に、インボリュート状、もしくは円弧状、またはインボリュートと円弧とを組合わせてなる形状の固定ラップ(６)を軸方向に突設して形成されている。
【００１４】
固定ラップ(６)の径方向の最外側部において、固定端板(４)には、吸入孔(８)が、また該吸入孔(８)に続くエアフィルタを有する吸入濾過器(７)が設けられている。
【００１５】
固定ラップ(６)の中心部において、固定端板(４)には、軸線方向に外方を向く吐出孔(９)が設けられている。また、固定端板(４)の外側面には、冷却風を通過させることによって冷却を図るための冷却フィン(５)が突設して形成されている。
【００１６】
旋回スクロール(３)は、円板状の旋回端板(10)の外側面に、インボリュート状もしくは円弧状、またはインボリュートと円弧とを組合わせてなる形状の旋回ラップ(11)を軸方向に突設し、かつ旋回端板(10)の内側面には冷却風を通過させることによって冷却を図るための冷却フィン(12)を突設して形成され、旋回端板(10)の内側面には、筒状ボス(13)が、内方へ向けて突設されている。
【００１７】
旋回ラップ(11)、固定ラップ(６)の軸方向先端部には、それぞれチップシール溝が形成され、このチップシール構内には、チップシールが配設されている。さらに、旋回スクロール(３)における旋回ラップ(11)は、固定スクロール(２)の固定ラップ(６)とかみ合わされる。よって、旋回に伴い、旋回スクロール(３)と固定スクロール(２)とで形成される容積が中心方向に小となる圧縮室が形成されている。
【００１８】
旋回スクロール(３)は、筒状ハウジング(14)内に収容され、かつ所定の偏心量をもって、固定スクロール(２)の内側面に近接して旋回しうるようになっている。
【００１９】
ハウジング(14)と旋回スクロール(３)の間には、旋回スクロール(14)が自転するのを防止するための自転防止機構として、複数（通常は３組）のピンクランク機構(15)が設けられている。
【００２０】
以上は、スクロール型空気圧縮機として、一般的な構成であり、関係技術者には周知であるので、これ以上詳細な説明の要はないものと思う。
【００２１】
本発明においては、旋回スクロール(３)の旋回端板の内側面側に冷却フィン(２)を介して設けられたベアリングプレートの内側に軸線方向の筒状ボス(13)を設け、この筒状ボス(13)内に、ローラベアリング等の旋回軸受（以下、単に旋回軸受という）(16)を介して、偏心ブッシュ(17)の外側における偏心軸(18)を枢支してある。
【００２２】
上記偏心軸(18)は、偏心ブッシュ(17)における大径の保持筒(19)に、偏心させて連設され、前者の後者に対する偏心量は、旋回スクロール(３)の偏心旋回量と等しくされている。
【００２３】
なお、偏心ブッシュ(17)における偏心軸(18)の偏心方向に対する径方向の反対側において、保持筒(19)におけるハウジング(14)の受筒(14a)よりも内側（図１、２において右側）、すなわち駆動軸であるモータ(25)の出力軸(26)が連結される側寄りに位置する部分には、偏心荷重を平衡させるための、径方向に突出するカウンタウエイト(20)が設けられている。
【００２４】
保持筒(19)の内面には、軸線方向のキー溝(21)が刻設され、かつ保持筒(19)の側壁には、径方向を向いて、キー溝(21)の底面に開口する複数のねじ孔(22)(22)が、軸線方向に並べてあけられている。
【００２５】
図１、２に示すように、前記偏心軸(18)との連設部において、保持筒(19)は、ハウジング(14)と一体をなし、かつ旋回スクロール(３)の筒状ボス(13)よりも内側（図１、２において右側）、すなわち出力軸(26)が連結される側寄りに位置する受筒(14a)内に、ボールベアリング等の軸受(23)をもって枢支されている。
【００２６】
なお偏心ブッシュ(17)の回転に伴う偏心荷重をできるだけ小として、旋回軸受(16)等に対する負荷を低減させるため、その偏心軸(18)の重量をできるだけ小としておくのが望ましく、実施例においては、偏心軸(18)に軸方向の肉抜き孔(18a)を設けてある。
【００２７】
前記ねじ孔(22)(22)を見通す領域において、ハウジング(14)の筒壁には、円周方向に並ぶ適数の窓孔(24)が穿設されている。
【００２８】
ハウジング(14)の右側、すなわち内側方には、固定スクロール(２)と同軸をなすモータ(25)が、例えば図示しないフランジをボルト締めすることにより固着されている。
【００２９】
前記保持筒(19)には、駆動軸であるモータ(25)の出力軸(26)の先端部が、抜き外し自在に挿入されている。
【００３０】
モータ(25)の出力軸(26)の先端部に刻設された軸線方向のキー溝(27)と、保持筒(19)の内面のキー溝(21)とにまたがって、棒キー(28)を嵌入することにより、出力軸(26)は、保持筒(19)と回転的に一体化されている。棒キーの代りに、半月キー等の他のキーを使用することもできる。
【００３１】
ねじ孔(22)には押しねじ(29)が挿入され、その先端をもって、棒キー(28)を確実に押付け固定している。前記窓孔(24)は、押しねじ(29)回動用工具を挿入するために利用される。
【００３２】
キー溝(21)(27)および棒キー(28)を省略し、押しねじ(29)で、モータ(25)の出力軸(26)を直接押して、偏心ブッシュ(17)に出力軸(26)を固定してもよい。スプラインその他による係合も、言うまでもなく可能である。
【００３３】
必要に応じ、モータ(25)の出力軸(26)を抜き外し、これに代わって、例えば、適所にベルト駆動用のプーリが固着されている駆動軸（図示省略）の先端部を保持筒(19)へ挿入し、前記したと同要領で固定することもできる。
【００３４】
ハウジング(14)における受筒(14a)内のボールベアリング(23)の支持点、すなわち負荷が実質的に作用していると見倣しうる点と、旋回スクロール(３)に対する偏心ブッシュ(17)の偏心軸(18)を支持している旋回軸受(16)の支持点までの距離(L１)と、上記ボールベアリング(23)の支持点と、モータ(25)における実質的な力点、すなわちその反負荷側の主軸受(30)までの距離(L２)との比は、できるだけ小であることが好ましい。この比は、少くとも１/１０以上であると、通常の使用においては合目的的であることが確められており、通常は、１/１０〜１/２０の範囲とされる。
【００３５】
前記の比を小とすることにより、偏心ブッシュ(17)の偏心軸(18)に対する旋回スクロール(３)の軸振れは小となり、スクロール流体機械を安定よく駆動しうるようになる。
【００３６】
【発明の効果】
全請求項に記載の発明：
駆動軸は、スクロール本体の偏心ブッシュの保持筒内へ抜き外し自在に挿入されるようになっており、従来のもののように、連結部がスクロール本体から突出していないので、スクロール本体の全長を、従来のものよりも短くすることができる。
又、偏心ブッシュを備えたスクロール流体機械の本体を構成したことにより、同一のスクロール本体で、必要に応じ、駆動軸を、直結駆動式のみでなく、ベルト駆動式等の異なる駆動方式のものと簡単に交換することができる。
必要に応じ、動力源であるモータを簡単に取外して、点検整備をしたり、馬力や周波数の異なる他の駆動源と交換することができる。
さらに、偏心ブッシュにおける保持筒への駆動軸の取付けを簡単に行うことができる。
【００３７】
請求項２記載の発明：
偏心ブッシュの回転に伴う偏心荷重は小となり、軸受部等に対する負荷は低減する。
【００３８】
請求項３記載の発明：
簡単にモータ駆動式とすることができる。
【００３９】
請求項４記載の発明：
簡単にベルト駆動式とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】図１における偏心ブッシュと、その装着部付近を示す拡大縦断側面図である。
【符号の説明】
(１)スクロール本体
(２)固定スクロール
(３)旋回スクロール
(４)固定端板
(５)冷却フィン
(６)固定ラップ
(７)吸込濾過器
(８)吸入孔
(９)吐出孔
(10)旋回端板
(11)旋回ラップ
(12)冷却フィン
(13)筒状ボス
(14)ハウジング
(14a)受筒
(15)ピンクランク機構
(16)旋回軸受
(17)偏心ブッシュ
(18)偏心軸
(18a)肉抜き孔
(19)保持筒
(20)カウンタウエイト
(21)キー溝
(22)ねじ孔
(23)軸受
(24)窓孔
(25)モータ
(26)出力軸
(27)キー溝
(28)棒キー
(29)押しねじ
(30)主軸受

Claims

ハウジング内に収容され、かつ固定スクロールの軸線上に配置された旋回スクロールにおける旋回ラップを、固定スクロールにおける固定ラップの間へ嵌合し、旋回スクロールを、固定スクロールの軸線まわりに旋回させることによって、前記両ラップ間にある空気を、加圧もしくは減圧するようにしたスクロール流体機械において、
モータの回転に従動する駆動軸が連結される保持筒と、それに対して偏心する偏心軸と、該偏心軸の偏心方向に対する径方向の反対側に偏心荷重を平衡させるための径方向に突出するカウンタウエイトとを形成した偏心ブッシュを備え、偏心ブッシュの偏心軸を、旋回スクロールの筒状ボス内に、軸線まわりに回動自在として嵌入し、偏心ブッシュの保持筒を、旋回スクロールの筒状ボスよりも駆動軸が連結される側寄りに位置するハウジングの受筒内に回動自在に嵌入し、さらに、カウンタウエイトを、偏心ブッシュにおけるハウジングの受筒よりも駆動軸が連結される側寄りに位置する部分に設けるとともに、偏心ブッシュにおける上記保持筒内に、駆動軸の先端を、抜き外し自在に、かつ押ねじをもって、保持筒と一体的に回転しうるようにして挿入して連結したことを特徴とするスクロール流体機械。
偏心ブッシュにおける偏心軸に、質量軽減のための肉抜き部を設け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。
駆動軸を、モータの出力軸としたことを特徴とする、請求項１または２記載のスクロール流体機械。
駆動軸を、ベルトにより回動させられるものとしたことを特徴とする、請求項１または２記載のスクロール流体機械。