JP4302851B2 - Scroll type fluid machine - Google Patents

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JP4302851B2 JP2000095094A JP2000095094A JP4302851B2 JP 4302851 B2 JP4302851 B2 JP 4302851B2 JP 2000095094 A JP2000095094 A JP 2000095094A JP 2000095094 A JP2000095094 A JP 2000095094A JP 4302851 B2 JP4302851 B2 JP 4302851B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば空気圧縮機や真空ポンプ等に用いて好適なスクロール式流体機械に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、スクロール式空気圧縮機等に用いられるスクロール式流体機械は、ケーシングと、該ケーシングに設けられた固定スクロールと、前記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、該駆動軸の先端側に旋回可能に設けられ、該固定スクロールとの間に複数の圧縮室を画成する旋回スクロールとを備えている(例えば、特開平11−280671号公報等)。
【0003】
この種の従来技術によるスクロール式流体機械では、外部から駆動軸を回転駆動し、旋回スクロールを固定スクロールに対して一定の偏心寸法をもって旋回運動させることにより、固定スクロールの外周側に設けた吸込口から空気を吸込みつつ、この空気を固定スクロールと旋回スクロールとの間の各圧縮室内で順次圧縮する。そして、固定スクロールの中心部に設けた吐出口から圧縮空気を外部に吐出して空気タンク等に貯留するようになっている。
【0004】
また、この従来技術では、ケーシングと旋回スクロールの背面との間には、両者に転動可能に接触する複数の転動体を設けている。そして、圧縮運転時には、転動体を、旋回スクロールの旋回動作に応じてケーシングと旋回スクロールとの間で転動させつつ、旋回スクロールに作用するスラスト荷重を転動体によって支持する構成となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、吐出口と空気タンクとの間を接続する吐出配管には空気タンクの近傍に位置して逆止弁を設け、該逆止弁により圧縮運転の停止時に空気タンク内に貯められた圧縮空気が吐出配管を逆流して漏洩するのを抑える構成としている。
【0006】
しかし、この圧縮運転を停止したときには、吐出配管内に残存した圧縮空気が吐出口から圧縮室内に逆流してしまう。そして、この従来技術にあっては、通常、吸込口側にも圧縮空気の逆流を防止するための他の逆止弁を設けているので、前述の如く圧縮室内に逆流した圧縮空気は外部に瞬時に逃げることはなくなり、固定スクロールと旋回スクロールとの間から外部に徐々に流出するようになる。
【0007】
この結果、圧縮運転を停止した直後には、圧縮室内に逆流した圧縮空気により旋回スクロールに作用するスラスト荷重が定常運転時に比較して約4倍程度まで大きく上昇する。
【0008】
このため、例えば圧縮運転の始動と停止を交互に繰返し断続的に行なうような場合、転動体にはケーシング、旋回スクロールとの間で過大なスラスト荷重が繰返し加えられ、これら転動体とケーシングとの間、転動体と旋回スクロールとの間に異常摩耗が発生し易くなるという問題がある。
【0009】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明は、圧縮運転を停止した直後等に、旋回スクロールに作用するスラスト荷重が過度に上昇するのを抑えることができ、スラスト荷重を支持する転動体等に異常摩耗が発生するのを防止し、耐久性、寿命等を高められると共に、旋回スクロールの挙動を安定化させ、圧縮性能を向上できるようにしたスクロール式流体機械を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明によるスクロール式流体機械は、ケーシングと、該ケーシングに設けられた固定スクロールと、前記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、該駆動軸の先端側に旋回可能に設けられ、該固定スクロールとの間に複数の圧縮室を画成する旋回スクロールと、前記旋回スクロールに作用するスラスト荷重を支持するスラスト荷重支持手段とを備えている。
【0011】
そして、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記スラスト荷重支持手段は、前記ケーシングと旋回スクロールの背面との間に転動可能に設けられた複数の転動体と、前記ケーシングと旋回スクロールの背面のうち少なくともいずれか一方に設けられ、前記各転動体と対応した位置にそれぞれ開口する有底のガイド穴と、該ガイド穴内に前記駆動軸の軸方向に沿って移動可能に設けられ前記転動体と当接する当接部材と、前記ガイド穴内に設けられ該当接部材を前記スラスト荷重に抗して付勢する弾性体と、前記当接部材を前記ガイド穴内に抜止め状態に保持するストッパとにより構成したことにある。
【0012】
このように構成したことにより、圧縮運転時に旋回スクロールにスラスト荷重が作用したときには、転動体と当接する当接部材を、ガイド穴内に設けた弾性体により前記スラスト荷重に抗して付勢させ、転動体を例えば旋回スクロール側に押付けることができる。これにより、旋回スクロールは固定スクロール側に押圧され、圧縮室内の気密性を高めることができる。
【0013】
そして、このときに当接部材はストッパによりガイド穴内に抜止め状態に保持されるから、当接部材が弾性体によって転動体側に必要以上に強く付勢されることがなくなり、転動体をケーシングと旋回スクロールとの間で円滑に転動させ、旋回スクロールに作用するスラスト荷重を転動体により安定して支持することができる。
【0014】
また、圧縮運転を停止した直後等に旋回スクロールに作用するスラスト荷重が増大したときには、このスラスト荷重により旋回スクロールが転動体側に押圧され、この転動体と当接する当接部材がガイド穴内に押込まれるように移動すると共に、転動体とガイド穴との間で弾性体が圧縮変形する。
【0015】
この結果、当接部材が移動した分だけ固定スクロールと旋回スクロールとの間の軸方向(スラスト方向)のギャップが拡大し、このギャップを介して圧縮室内の圧力を外部に逃がし、前記スラスト荷重を小さく保つことができる。また、このようにスラスト荷重によって旋回スクロールが転動体側に押圧されたときには、前述の如く弾性体が圧縮変形することにより、転動体とケーシング、旋回スクロールとの間で作用する衝撃を緩衝して弱めることができる。
【0016】
また、請求項2の発明は、転動体は球体からなり、ケーシングと旋回スクロールの背面のうちいずれか一方には該球体を収容する筒状の球体収容ケースを設け、ストッパは該球体収容ケースの内周側に一体形成する構成としている。
【0017】
これにより、旋回スクロールの旋回運動時に球体がケーシングと旋回スクロールとの間で径方向に位置ずれするのを球体収容ケースによって規制でき、球体を球体収容ケース内で円滑に転動させることができる。また、ストッパを球体収容ケースと一体に形成することにより、スラスト荷重支持手段の取付時には球体収容ケースとストッパを別々に取付ける手間を省くことができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるスクロール式流体機械として無給油式のスクロール式空気圧縮機を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【0019】
ここで、図1ないし図4は本発明の第1の実施の形態を示している。図中、1はスクロール式空気圧縮機の外枠を形成する有底筒状のケーシングで、該ケーシング1は、環状の底部1Aと、該底部1Aの外周側から後述の固定スクロール2側に向けて延設された筒部1Bと、前記底部1Aの内周側に突設された軸受部1Cとによって構成されている。また、ケーシング1の底部1Aには、後述するスライダ12の周囲に位置して円形状のケース取付溝1D,1D,…(2個のみ図示)が形成され、該各ケース取付溝1Dには後述の球体収容ケース22が取付けられる。
【0020】
2はケーシング1の先端側に固着された固定スクロールで、該固定スクロール2は、略円板状に形成され中心が後述する駆動軸3の軸線と一致するように配設された鏡板2Aと、該鏡板2Aの表面に立設された渦巻状のラップ部2Bと、前記鏡板2Aの外周側からラップ部2Bを取囲むように軸方向に突出した筒部2Cと、該筒部2Cの外周側から径方向外側に突出し、ケーシング1の筒部1B開口端に取付けられたフランジ部2Dとにより構成されている。また、固定スクロール2は、フランジ部2Dの端面が後述する旋回スクロール4の鏡板4Aと摺接する摺接面2Eとなっている。
【0021】
3はケーシング1の軸受部1C内に回転可能に軸支された駆動軸で、該駆動軸3は、その基端側が駆動源(図示せず)に連結され、先端側はクランク3Aとなってケーシング1内に延びている。そして、該駆動軸3のクランク3Aは、図1に示すように、その軸線が駆動軸3の軸線に対して寸法δだけ偏心している。
【0022】
4は固定スクロール2と対向してケーシング1内に旋回可能に設けられた旋回スクロールで、該旋回スクロール4は、円板状に形成された鏡板4Aと、該鏡板4Aの表面に立設された渦巻状のラップ部4Bとにより構成されている。また、旋回スクロール4の鏡板4Aには、その背面側の中央にボス部4Cが突設され、該ボス部4Cは、旋回軸受5によって駆動軸3のクランク3Aに回転可能に取付けられている。さらに、鏡板4Aの外周側は固定スクロール2の摺接面2Eと対向する面が摺接面4Dとなっている。
【0023】
ここで、駆動軸3のクランク3Aと旋回スクロール4のボス部4Cとの間には、図1に示すように軸方向に隙間S1 が設けられ、この隙間S1 は、旋回スクロール4が後述の如く当接板26に追従してスラスト方向(軸方向)に移動するのを補償するものである。
【0024】
そして、旋回スクロール4は、固定スクロール2のラップ部2Bに対し例えば180度だけずらして重なり合うように配設され、両者のラップ部2B,4B間には複数の圧縮室6,6,…が画成される。そして、スクロール式空気圧縮機の運転時には、固定スクロール2の外周側に設けた吸込口7から外周側の圧縮室6内に空気を吸込みつつ、この空気を旋回スクロール4が旋回運動する間に各圧縮室6内で順次圧縮し、最後に中心側の圧縮室6から固定スクロール2の中心に設けた吐出口8に向けて圧縮空気を吐出する。
【0025】
9は旋回スクロール4の自転を防止する自転防止機構で、該自転防止機構9は、ケーシング1の底部1Aに設けられた4個の第1ガイド10,10,…と、旋回スクロール4の鏡板4A背面に設けられた4個の第2ガイド11,11,…と、該第1ガイド10と第2ガイド11との間に設けられたスライダ12とにより構成されている。
【0026】
そして、自転防止機構9は、スライダ12が第1ガイド10と第2ガイド11により直交する2軸方向にガイドされることにより、旋回スクロール4の自転を防止し、該旋回スクロール4に寸法δの旋回半径をもった円運動(旋回運動)を与える構成となっている。
【0027】
21はケーシング1と旋回スクロール4との間に設けられたスラスト荷重支持機構で、該スラスト荷重支持機構21は、後述の球体収容ケース22、球体24、ガイド穴25、当接板26、押圧ばね27、ストッパ28および当接板30によって大略構成されている。
【0028】
22,22,…はケーシング1の各ケース取付溝1Dに設けられた4個の球体収容ケースで、該球体収容ケース22は、プラスチック等の樹脂材料を用いて円筒状に形成され、その基端側はケーシング1のケース取付溝1D内に圧入または接着により固定して取付けられている。また、球体収容ケース22の先端側にはダストシール23が設けられ、該ダストシール23は、旋回スクロール4の鏡板4Aとの間をシールし、球体収容ケース22内に外部から塵埃等が侵入するのを防止するものである。
【0029】
24,24,…はケーシング1の底部1Aと旋回スクロール4の鏡板4Aとの間に転動可能に設けられた転動体としての4個の球体で、該球体24は、球体収容ケース22内に収容され、後述の当接板26,30にそれぞれ転動可能に接触している。そして、球体24は、図1、図3に示すように旋回スクロール4に作用するスラスト荷重F1 を支持する構成となっている。
【0030】
25,25,…はケーシング1の底部1Aに設けられた4個のガイド穴(2個のみ図示)で、該ガイド穴25は、各球体24と対応した位置でケーシング1の底部1Aに開口する有底穴として形成されている。また、ガイド穴25は、小径部25Aと大径部25Bとにより円形の段付穴として形成され、小径部25Aと大径部25Bとの間は段部25Cとなっている。
【0031】
そして、このガイド穴25は、当接板26を駆動軸3の軸方向(以下、スラスト方向という)へと移動可能にガイドすると共に、図4に示すように当接板26がガイド穴25の大径部25B内を小径部25A側へと押込まれる方向に移動したときには、当接板26が段部25Cに当接することにより、これ以上の当接板26の移動を規制する構成となっている。
【0032】
26,26,…はガイド穴25の大径部25B内に移動可能に設けられた当接部材としての4個の当接板(2個のみ図示)で、該当接板26は、耐摩耗性等を有する硬質の金属材料を用いることにより円形の板体として形成され、図3に示すようにガイド穴25の大径部25B内に軸方向に隙間S2 をもって挿嵌されている。
【0033】
そして、当接板26は球体24と当接し、この状態で旋回スクロール4に作用するスラスト荷重F1 の大きさに応じてガイド穴25の大径部25B内をスラスト方向に移動する構成となっている。
【0034】
27,27,…はガイド穴25の小径部25A内に伸縮可能に設けられた弾性体としての4個の押圧ばね(2個のみ図示)で、該押圧ばね27は、旋回スクロール4に作用するスラスト荷重F1 に抗して当接板26を付勢する構成となっている。
【0035】
ここで、各押圧ばね27のばね設定圧をF2 としたとき、それぞれのばね設定圧F2 の合計値(F2 ×4)は、圧縮運転時に旋回スクロール4に作用するスラスト荷重F1 の最大値(例えば12MPa程度)よりも僅かに大きく設定され、例えば13〜15MPa程度になっている。このため、圧縮運転時には、当接板26は押圧ばね27によりストッパ28に押付けられた状態で球体24に当接し続ける。
【0036】
また、後述するように圧縮運転を停止した直後にスラスト荷重F1 が増大したときには、図4に示す如くこのスラスト荷重F1 により押圧ばね27が圧縮変形し、当接板26はガイド穴25の大径部25B内を段部25Cに当接するまで移動する。この結果、旋回スクロール4は当接板26に追従してスラスト方向に移動し、ケーシング1と旋回スクロール4との間のスラスト方向のギャップGが拡大する。
【0037】
28,28,…はガイド穴25の大径部25B開口端側に位置してケーシング1の底部1Aに設けられた4個のストッパで、該ストッパ28は、ガイド穴25の大径部25Bよりも小さな内径をもった環状板により形成され、その外周側はケーシング1の底部1Aにねじ止めまたは接着により固着されている。そして、ストッパ28は、その内周端側に当接板26が当接することにより、この当接板26をガイド穴25の大径部25B内に抜止め状態に保持している。
【0038】
29,29,…は旋回スクロール4の鏡板4A背面側に設けられた4個の取付凹部(2個のみ図示)で、該取付凹部29は、旋回スクロール4の鏡板4Aのうち球体24と対応する位置に円形の有底穴として形成されている。
【0039】
30は旋回スクロール4側の取付凹部29内に嵌着された他の当接板で、該当接板30についても、当接板26とほぼ同様に耐摩耗性等を有する金属材料を用いることにより円形の板体として形成され、球体24に当接している。
【0040】
31は吐出口8に接続された吐出配管で、該吐出配管31は、吐出口8からの圧縮空気を外部の空気タンク32に向けて吐出させるものである。また、この吐出配管31の途中には空気タンク32の近傍に位置して逆止弁33が設けられ、この逆止弁33は、空気タンク32内に貯められた圧縮空気が吐出配管31内に漏洩するのを防止している。また、吸込口7側にも他の逆止弁(図示せず)が設けられ、この逆止弁は、吸込口7側からの圧縮空気の逆流を防止している。
【0041】
本実施の形態によるスクロール式空気圧縮機は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【0042】
まず、電動モータにより駆動軸3を回転させると、旋回スクロール4は駆動軸3を中心として寸法δの旋回半径をもった円運動(旋回運動)を行い、固定スクロール2のラップ部2Bと旋回スクロール4のラップ部4Bとの間に画成された圧縮室6,6,…が連続的に縮小する。これにより、固定スクロール2の吸込口7から吸込んだ外気を該各圧縮室6で順次圧縮しつつ、この圧縮空気を固定スクロール2の吐出口8から吐出配管31を通じて外部の空気タンク32に貯留させる。
【0043】
そして、このときにスラスト荷重支持機構21は、球体24がケーシング1側の当接板26と旋回スクロール4側の当接板30とに接触して、両者の間で転動することにより、旋回スクロール4に作用するスラスト荷重F1 を球体24によって支持する。
【0044】
ところで、本実施の形態では、吐出配管31には空気タンク32の近傍位置で逆止弁33を設けているから、圧縮運転を停止した直後には、吐出配管31内に残存した圧縮空気が吐出口8から圧縮室6内に逆流してしまう。そして、吸込口7側にも他の逆止弁を設けているため、前述の如く圧縮室6内に逆流した圧縮空気が吸込口7側から逃げることはなくなり、旋回スクロール4に作用するスラスト荷重F1 が増大する。
【0045】
そこで、本実施の形態では、球体24と当接する当接板26をガイド穴25によりスラスト方向に向け移動可能にガイドすると共に、当接板26を押圧ばね27により球体24に向けて付勢している。そして、各押圧ばね27が有するばね設定圧F2 の合計値(F2 ×4)を、圧縮運転時に旋回スクロール4に作用するスラスト荷重F1 よりも僅かに大きく設定している。
【0046】
このため、前述の如く圧縮運転を停止した直後にスラスト荷重F1 が増大したときには、図4に示すように、旋回スクロール4が球体24側に強く押圧され、これにより球体24と当接する当接板30は、ガイド穴25との間で押圧ばね27を圧縮変形させつつ、ガイド穴25の大径部25B内を小径部25A側へと段部25Cに当接するまでスラスト方向に移動する。そして、旋回スクロール4は当接板26に追従して移動し、固定スクロール2と旋回スクロール4との間のスラスト方向のギャップGが拡大する。
【0047】
この結果、図4中に矢印で示す如く圧縮室6内の圧力を、固定スクロール2と旋回スクロール4との摺接面2E,4D間を通じて外部に逃がし、スラスト荷重F1 を小さくすることができる。
【0048】
また、このようにスラスト荷重F1 によって旋回スクロール4が球体24側に強く押圧されたときには、前述の如く押圧ばね27がガイド穴25と当接板26との間で圧縮変形することにより、このときに球体24と当接板26,30との間で生じる衝撃を押圧ばね27によって緩衝(吸収)し、弱めることができる。
【0049】
かくして、本実施の形態では、圧縮運転を停止した直後に吐出配管31内の圧縮空気が圧縮室6内に逆流した場合でも、旋回スクロール4に作用するスラスト荷重F1 を圧縮運転時と同様に小さく保つことができ、球体24と当接板26,30との間に偏摩耗等が生じるのを防止でき、これら球体24、当接板26,30の耐久性、寿命等を伸ばすことができる。
【0050】
また、図3に示すように圧縮運転時には、押圧ばね27のばね力により旋回スクロール4を固定スクロール2側に付勢して、旋回スクロール4の摺接面4Dを固定スクロール2に摺接させることができ、圧縮室6内の気密性を高めて圧縮効率を向上することができる。
【0051】
また、ストッパ28により当接板26をガイド穴25内に抜止め状態に保持する構成としたので、当接板26が押圧ばね27によって球体24側に必要以上に強く付勢されることがなくなり、これにより、球体24を当接板26,30間で円滑に転動させ、旋回スクロール4に作用するスラスト荷重F1 を球体24により安定して支持することができると共に、旋回スクロール4の挙動を安定化させ、当該空気圧縮機の性能、信頼性等を高めることができる。
【0052】
また、ガイド穴25は、小径部25Aと大径部25Bとの間を段部25Cとして形成したので、前述の如く当接板30がガイド穴25の大径部25B内を小径部25A側へと移動したときには、当接板30が段部25Cに当接することにより、これ以上の当接板30の移動を規制することができる。
【0053】
これにより、押圧ばね27がガイド穴25と当接板30との間で必要以上に大きく変形するのを抑えることができ、押圧ばね27が有するばね力を長期に亘って維持でき、押圧ばね27の寿命を延ばすことができる。
【0054】
次に、図5は本発明の第2の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、当接板をガイド穴内に抜止め状態に保持するストッパを、球体収容ケースの内周側に一体形成する構成としたことにある。なお、本実施の形態では前記第1の実施の形態と同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【0055】
図中、41は本実施の形態に係るスラスト荷重支持機構で、該スラスト荷重支持機構41は、球体24、ガイド穴25、当接板26、押圧ばね27、当接板30および後述の球体収容ケース42によって大略構成されている。
【0056】
42は本実施の形態に用いる球体収容ケースで、該球体収容ケース42についても、第1の実施の形態で述べた球体収容ケース22とほぼ同様に、樹脂材料等により筒状に形成されている。
【0057】
しかし、球体収容ケース42の内周側には径方向の内向きに環状のストッパ部42Aが一体形成されている点で、第1の実施の形態のものとは異なっている。そして、この球体収容ケース42のストッパ42Aは、第1の実施の形態によるストッパ28と同様に、当接板26をガイド穴25内に抜止め状態に保持している。
【0058】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、球体収容ケース42の内周側にストッパ部42Aを一体形成する構成としたので、スラスト荷重支持機構41の取付時には球体収容ケース42とストッパ部42Aを別々に取付ける手間を省くことができ、作業性を高めることができる。
【0059】
なお、第1の実施の形態では、ケーシング1側にガイド穴25を設け、このガイド穴25内に設けた当接板26を、押圧ばね27により旋回スクロール4側に付勢する構成とした場合を例に挙げて説明したが、これに替えて、例えば図6に示す変形例のように、旋回スクロール4側にガイド穴25′を設け、このガイド穴25′内に当接板30を設けると共に、この当接板30を押圧ばね27′によりケーシング1側に付勢する構成としてもよい。また、このことは第2の実施の形態についても同様である。
【0060】
ここで、この変形例では、ガイド穴25′は、第1の実施の形態で述べたガイド穴25と同様に、小径部25A′、大径部25B′および段部25C′により構成されている。また、当接板26はケーシング1側に設けた取付凹部29′内に嵌着して取付けられている。さらに、球体収容ケース22′、ストッパ28′は旋回スクロール4側に取付けられている。
【0061】
また、第1の実施の形態では、球体収容ケース22をプラスチック等の樹脂材料を用いて形成する場合を例に挙げて説明したが、これに替えて例えば金属材料等を用いて球体収容ケースを形成してもよい。また、このことは第2の実施の形態についても同様である。
【0062】
さらに、各実施の形態ではスクロール式流体機械としてスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば真空ポンプ、冷媒圧縮機等にも広く適用できる。
【0063】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項1に記載の発明では、スラスト荷重支持手段を構成する複数の転動体を、ケーシングと旋回スクロールの背面との間に設け、ケーシングと旋回スクロールの背面のうち少なくともいずれか一方には有底のガイド穴を設けると共に、該ガイド穴内には転動体と当接する当接部材を移動可能に設け、旋回スクロールに作用するスラスト荷重に抗して当接部材を弾性体により付勢する構成としたので、圧縮運転を停止した直後にスラスト荷重が増大したときには、このスラスト荷重によって弾性体が当接部材とガイド穴との間で圧縮変形することにより、当接板と一緒に旋回スクロールを駆動軸の軸方向に移動させ、固定スクロールと旋回スクロールとの間の軸方向(スラスト方向)のギャップを拡大することができる。
【0064】
これにより、圧縮室内の圧力を固定スクロールと旋回スクロールとの間から外部に逃がし、前記スラスト荷重を小さくできると共に、ケーシングと旋回スクロールとの間で転動体に加えられる衝撃を弾性体により緩衝して弱めることができ、転動体とケーシングとの間、転動体と旋回スクロールとの間に偏摩耗等が生じるのを防止でき、当該スクロール式流体機械の耐久性、寿命等を伸ばすことができる。
【0065】
また、当接部材をストッパによりガイド穴内に抜止め状態に保持する構成としたので、弾性体によって当接部材が転動体側に必要以上に強く付勢されることがなくなり、圧縮運転時には転動体をケーシングと旋回スクロールとの間で円滑に転動させ、旋回スクロールに作用するスラスト荷重を転動体により安定して支持することができる。
【0066】
また、請求項2の発明は、ストッパを球体収容ケースの内周側に一体形成する構成としたので、スラスト荷重支持手段の取付時には球体収容ケースとストッパを別々に取付ける手間を省くことができ、作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。
【図2】自転防止機構、スラスト荷重支持機構等を図1中の矢示II−II方向からみた横断面図である。
【図3】図1中のスラスト荷重支持機構等を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図4】当接板がガイド穴内を移動した状態を示す図3と同様の要部拡大断面図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機のスラスト荷重支持機構等を図3と同様位置からみた断面図である。
【図6】本発明の変形例によるスクロール式空気圧縮機のスラスト荷重支持機構等を図3と同様位置からみた断面図である。
【符号の説明】
1 ケーシング
2 固定スクロール
4 旋回スクロール
6 圧縮室
21,41 スラスト荷重支持機構(スラスト荷重支持手段)
22,22′,42 球体収容ケース
24 球体(転動体)
25,25′ ガイド穴
26,30 当接板(当接部材)
27,27′ 押圧ばね(弾性体)
28,28′ ストッパ
42A ストッパ部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scroll fluid machine suitable for use in, for example, an air compressor or a vacuum pump.
[0002]
[Prior art]
In general, a scroll type fluid machine used for a scroll type air compressor or the like includes a casing, a fixed scroll provided in the casing, a drive shaft rotatably provided in the casing, and a tip end side of the drive shaft. A revolving scroll that is provided so as to be pivotable and defines a plurality of compression chambers with the fixed scroll is provided (for example, JP-A-11-280671).
[0003]
In this type of conventional scroll type fluid machine, a suction shaft provided on the outer peripheral side of the fixed scroll by rotating the drive shaft from the outside and causing the orbiting scroll to orbit with a certain eccentric dimension relative to the fixed scroll. The air is sequentially compressed in each compression chamber between the fixed scroll and the orbiting scroll while the air is sucked in from. And compressed air is discharged outside from the discharge port provided in the center part of the fixed scroll, and is stored in an air tank or the like.
[0004]
In this prior art, a plurality of rolling elements are provided between the casing and the back of the orbiting scroll so as to be capable of rolling with both. And at the time of compression operation, it is the structure which supports the thrust load which acts on a turning scroll by a rolling element, rolling a rolling element between a casing and a turning scroll according to the turning operation | movement of a turning scroll.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described conventional technology, the discharge pipe connecting the discharge port and the air tank is provided with a check valve located in the vicinity of the air tank, and when the compression operation is stopped by the check valve, The compressed air stored in is prevented from leaking back through the discharge pipe.
[0006]
However, when the compression operation is stopped, the compressed air remaining in the discharge pipe flows backward from the discharge port into the compression chamber. In this prior art, since the other check valve for preventing the backflow of the compressed air is usually provided also on the suction port side, the compressed air that has flowed back into the compression chamber as described above is externally provided. It does not escape instantly and gradually flows out from between the fixed scroll and the orbiting scroll.
[0007]
As a result, immediately after the compression operation is stopped, the thrust load acting on the orbiting scroll due to the compressed air flowing back into the compression chamber is greatly increased to about four times that in the steady operation.
[0008]
For this reason, for example, when the compression operation is started and stopped alternately and repeatedly, an excessive thrust load is repeatedly applied to the rolling elements between the casing and the orbiting scroll, and the rolling elements and the casing In the meantime, there is a problem that abnormal wear tends to occur between the rolling elements and the orbiting scroll.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the present invention can suppress an excessive increase in the thrust load acting on the orbiting scroll immediately after the compression operation is stopped. Provides a scroll fluid machine that prevents abnormal wear from occurring on rolling elements that support the wheel, improves durability and service life, stabilizes the behavior of the orbiting scroll, and improves compression performance The purpose is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a scroll fluid machine according to the present invention includes a casing, a fixed scroll provided in the casing, a drive shaft rotatably provided in the casing, and a tip end side of the drive shaft. The orbiting scroll is provided so as to be able to turn, and defines a plurality of compression chambers between the fixed scroll and thrust load support means for supporting a thrust load acting on the orbiting scroll.
[0011]
According to the first aspect of the present invention, the thrust load support means includes a plurality of rolling elements provided in a rollable manner between the casing and the rear surface of the orbiting scroll, and the casing and the orbit. Provided on at least one of the back surfaces of the scroll and provided with a bottomed guide hole that opens at a position corresponding to each rolling element, and is movable in the guide hole along the axial direction of the drive shaft. A contact member that contacts the rolling element, an elastic body that is provided in the guide hole and urges the contact member against the thrust load, and the contact member is held in the guide hole in a retaining state. This is because it is composed of a stopper.
[0012]
With this configuration, when a thrust load is applied to the orbiting scroll during the compression operation, the contact member that contacts the rolling element is urged against the thrust load by the elastic body provided in the guide hole, For example, the rolling element can be pressed against the orbiting scroll. Thereby, the orbiting scroll is pressed to the fixed scroll side, and the airtightness in the compression chamber can be improved.
[0013]
At this time, since the contact member is held in the guide hole by the stopper, the contact member is not urged more strongly than necessary to the rolling element side by the elastic body, and the rolling element is moved to the casing. The thrust load that acts on the orbiting scroll can be stably supported by the rolling elements.
[0014]
Further, when the thrust load acting on the orbiting scroll increases immediately after stopping the compression operation, the orbiting scroll is pressed against the rolling element by the thrust load, and the contact member that comes into contact with the rolling element is pushed into the guide hole. The elastic body is compressed and deformed between the rolling element and the guide hole.
[0015]
As a result, the axial gap (thrust direction) between the fixed scroll and the orbiting scroll is enlarged by the amount of movement of the contact member, and the pressure in the compression chamber is released to the outside through this gap, and the thrust load is reduced. Can be kept small. Further, when the orbiting scroll is pressed to the rolling element side by the thrust load in this way, the elastic body is compressed and deformed as described above, thereby buffering the impact acting between the rolling element and the casing and the orbiting scroll. Can weaken.
[0016]
Further, in the invention of claim 2, the rolling element is formed of a sphere, and a cylindrical sphere accommodating case for accommodating the sphere is provided on one of the casing and the back of the orbiting scroll, and the stopper is provided on the sphere accommodating case. The structure is integrally formed on the inner peripheral side.
[0017]
Thereby, it is possible to restrict the sphere from being displaced in the radial direction between the casing and the orbiting scroll during the orbiting movement of the orbiting scroll by the sphere accommodating case, and the sphere can be smoothly rolled in the sphere accommodating case. Further, by forming the stopper integrally with the sphere housing case, it is possible to save the trouble of separately mounting the sphere housing case and the stopper when the thrust load supporting means is attached.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an oil-free scroll air compressor will be described as an example of a scroll fluid machine according to an embodiment of the present invention, and will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0019]
1 to 4 show a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a bottomed cylindrical casing that forms an outer frame of a scroll type air compressor. The casing 1 is formed from an annular bottom 1A and an outer peripheral side of the bottom 1A toward a fixed scroll 2 described later. It is comprised by the cylinder part 1B extended and the bearing part 1C protrudingly provided by the inner peripheral side of the said bottom part 1A. Further, circular case mounting grooves 1D, 1D,... (Only two are shown) are formed in the bottom 1A of the casing 1 so as to be located around a slider 12 described later, and each case mounting groove 1D is described later. A spherical housing case 22 is attached.
[0020]
Reference numeral 2 denotes a fixed scroll fixed to the front end side of the casing 1, and the fixed scroll 2 is formed in a substantially disc shape and is arranged so that the center thereof coincides with an axis of a drive shaft 3 described later, A spiral wrap portion 2B erected on the surface of the end plate 2A, a cylindrical portion 2C protruding in the axial direction so as to surround the wrap portion 2B from the outer peripheral side of the end plate 2A, and an outer peripheral side of the cylindrical portion 2C And a flange portion 2D attached to an opening end of the cylindrical portion 1B of the casing 1. Further, the fixed scroll 2 has a sliding contact surface 2E in which an end surface of the flange portion 2D is in sliding contact with an end plate 4A of the orbiting scroll 4 described later.
[0021]
A drive shaft 3 is rotatably supported in the bearing portion 1C of the casing 1. The drive shaft 3 is connected to a drive source (not shown) on the base end side, and a crank 3A on the front end side. It extends into the casing 1. As shown in FIG. 1, the crank 3 </ b> A of the drive shaft 3 is eccentric with respect to the axis of the drive shaft 3 by a dimension δ.
[0022]
Reference numeral 4 denotes a orbiting scroll provided in the casing 1 so as to be opposed to the fixed scroll 2, and the orbiting scroll 4 is provided with an end plate 4 </ b> A formed in a disk shape and a surface of the end plate 4 </ b> A. It is comprised by the spiral-shaped lap | wrap part 4B. Further, the end plate 4A of the orbiting scroll 4 has a boss portion 4C projecting from the center on the back side thereof, and the boss portion 4C is rotatably attached to the crank 3A of the drive shaft 3 by the orbiting bearing 5. Further, on the outer peripheral side of the end plate 4A, a surface facing the sliding contact surface 2E of the fixed scroll 2 is a sliding contact surface 4D.
[0023]
Here, a gap S1 is provided in the axial direction between the crank 3A of the drive shaft 3 and the boss portion 4C of the orbiting scroll 4, as shown in FIG. It compensates for movement in the thrust direction (axial direction) following the contact plate 26.
[0024]
The orbiting scroll 4 is disposed so as to overlap the wrap portion 2B of the fixed scroll 2 by, for example, 180 degrees, and a plurality of compression chambers 6, 6,... Are defined between the wrap portions 2B, 4B. Made. During the operation of the scroll type air compressor, the air is sucked into the compression chamber 6 on the outer peripheral side from the suction port 7 provided on the outer peripheral side of the fixed scroll 2, while the revolving scroll 4 performs the revolving motion. The air is compressed sequentially in the compression chamber 6, and finally, compressed air is discharged from the compression chamber 6 on the center side toward the discharge port 8 provided in the center of the fixed scroll 2.
[0025]
Reference numeral 9 denotes a rotation prevention mechanism for preventing the rotation of the orbiting scroll 4, and the rotation prevention mechanism 9 includes four first guides 10, 10,... Provided on the bottom 1 A of the casing 1 and the end plate 4 A of the orbiting scroll 4. , And four sliders 12 provided between the first guide 10 and the second guide 11.
[0026]
The rotation prevention mechanism 9 prevents the orbiting scroll 4 from rotating by the slider 12 being guided in two orthogonal directions by the first guide 10 and the second guide 11, and the orbiting scroll 4 has a dimension δ. It is configured to give a circular motion (turning motion) with a turning radius.
[0027]
Reference numeral 21 denotes a thrust load support mechanism provided between the casing 1 and the orbiting scroll 4. The thrust load support mechanism 21 includes a sphere housing case 22, a sphere 24, a guide hole 25, a contact plate 26, a pressing spring, which will be described later. 27, the stopper 28 and the contact plate 30 are roughly constituted.
[0028]
.. Are four spherical housing cases provided in each case mounting groove 1D of the casing 1, and the spherical housing case 22 is formed in a cylindrical shape using a resin material such as plastic, and its base end. The side is fixedly attached to the case mounting groove 1D of the casing 1 by press-fitting or bonding. In addition, a dust seal 23 is provided on the front end side of the spherical housing case 22, and the dust seal 23 seals between the end plate 4 </ b> A of the orbiting scroll 4 and prevents dust and the like from entering the spherical housing case 22 from the outside. It is to prevent.
[0029]
24, 24,... Are four spheres as rolling elements provided between the bottom 1 A of the casing 1 and the end plate 4 A of the orbiting scroll 4. The spheres 24 are placed in the sphere housing case 22. It is accommodated and is in contact with rolling plates 26 and 30 to be described later in a rollable manner. The spherical body 24 is configured to support a thrust load F1 acting on the orbiting scroll 4 as shown in FIGS.
[0030]
.. Are four guide holes (only two are shown) provided in the bottom 1A of the casing 1. The guide holes 25 open to the bottom 1A of the casing 1 at positions corresponding to the spheres 24. It is formed as a bottomed hole. The guide hole 25 is formed as a circular stepped hole by the small diameter portion 25A and the large diameter portion 25B, and a step portion 25C is formed between the small diameter portion 25A and the large diameter portion 25B.
[0031]
The guide hole 25 guides the contact plate 26 so as to be movable in the axial direction of the drive shaft 3 (hereinafter referred to as the thrust direction). When the inside of the large-diameter portion 25B moves in a direction to be pushed toward the small-diameter portion 25A, the contact plate 26 contacts the step portion 25C, thereby restricting further movement of the contact plate 26. ing.
[0032]
26, 26,... Are four abutting plates (only two are shown) serving as abutting members movably provided in the large-diameter portion 25B of the guide hole 25. The corresponding abutting plates 26 are wear resistant. Is formed as a circular plate, and is inserted into the large diameter portion 25B of the guide hole 25 with a gap S2 in the axial direction as shown in FIG.
[0033]
The contact plate 26 contacts the spherical body 24 and moves in the thrust direction in the large diameter portion 25B of the guide hole 25 in accordance with the magnitude of the thrust load F1 acting on the orbiting scroll 4 in this state. Yes.
[0034]
27, 27,... Are four pressing springs (only two are shown) as elastic bodies provided in the small diameter portion 25A of the guide hole 25 so as to be extendable and contracting, and the pressing springs 27 act on the orbiting scroll 4. The contact plate 26 is biased against the thrust load F1.
[0035]
Here, when the spring set pressure of each pressing spring 27 is F2, the total value (F2 × 4) of the respective spring set pressures F2 is the maximum value of the thrust load F1 acting on the orbiting scroll 4 during the compression operation (for example, Slightly larger than about 12 MPa), for example, about 13 to 15 MPa. For this reason, during the compression operation, the contact plate 26 continues to contact the spherical body 24 while being pressed against the stopper 28 by the pressing spring 27.
[0036]
As will be described later, when the thrust load F1 increases immediately after the compression operation is stopped, the pressing spring 27 is compressed and deformed by the thrust load F1 as shown in FIG. The part 25B moves until it abuts on the step part 25C. As a result, the orbiting scroll 4 follows the contact plate 26 and moves in the thrust direction, and the gap G in the thrust direction between the casing 1 and the orbiting scroll 4 increases.
[0037]
.. Are four stoppers provided on the bottom 1A of the casing 1 and located on the opening end side of the large diameter portion 25B of the guide hole 25. The stopper 28 is more than the large diameter portion 25B of the guide hole 25. The outer peripheral side is fixed to the bottom 1A of the casing 1 by screwing or bonding. The stopper 28 holds the contact plate 26 in the large diameter portion 25 </ b> B of the guide hole 25 in a state of being prevented from coming off by the contact plate 26 coming into contact with the inner peripheral end side thereof.
[0038]
29, 29,... Are four mounting recesses (only two are shown) provided on the back side of the end plate 4A of the orbiting scroll 4. The mounting recess 29 corresponds to the spherical body 24 of the end plate 4A of the orbiting scroll 4. A circular bottomed hole is formed at the position.
[0039]
Reference numeral 30 denotes another contact plate fitted in the mounting recess 29 on the orbiting scroll 4 side. The contact plate 30 is also made of a metal material having wear resistance and the like in the same manner as the contact plate 26. It is formed as a circular plate and is in contact with the sphere 24.
[0040]
Reference numeral 31 denotes a discharge pipe connected to the discharge port 8, and the discharge pipe 31 discharges compressed air from the discharge port 8 toward an external air tank 32. Further, a check valve 33 is provided in the vicinity of the air tank 32 in the middle of the discharge pipe 31, and the check valve 33 allows compressed air stored in the air tank 32 to enter the discharge pipe 31. Prevents leakage. Further, another check valve (not shown) is provided on the suction port 7 side, and this check valve prevents the backflow of compressed air from the suction port 7 side.
[0041]
The scroll type air compressor according to the present embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next.
[0042]
First, when the drive shaft 3 is rotated by an electric motor, the orbiting scroll 4 performs a circular motion (orbiting motion) with a turning radius of a dimension δ around the drive shaft 3, and the orbiting scroll and the wrap portion 2 </ b> B of the fixed scroll 2. The compression chambers 6, 6,... Defined between the four wrap portions 4B are continuously reduced. Thereby, the compressed air is stored in the external air tank 32 from the discharge port 8 of the fixed scroll 2 through the discharge pipe 31 while sequentially compressing the outside air sucked from the suction port 7 of the fixed scroll 2 in each compression chamber 6. .
[0043]
At this time, the thrust load support mechanism 21 is rotated by the ball 24 coming into contact with the contact plate 26 on the casing 1 side and the contact plate 30 on the orbiting scroll 4 side and rolling between them. A thrust load F 1 acting on the scroll 4 is supported by the sphere 24.
[0044]
By the way, in this embodiment, since the check pipe 33 is provided in the vicinity of the air tank 32 in the discharge pipe 31, the compressed air remaining in the discharge pipe 31 is discharged immediately after the compression operation is stopped. The gas flows backward from the outlet 8 into the compression chamber 6. Since another check valve is also provided on the suction port 7 side, the compressed air flowing back into the compression chamber 6 as described above does not escape from the suction port 7 side, and the thrust load acting on the orbiting scroll 4 F1 increases.
[0045]
Therefore, in the present embodiment, the contact plate 26 that contacts the sphere 24 is guided by the guide hole 25 so as to be movable in the thrust direction, and the contact plate 26 is urged toward the sphere 24 by the pressing spring 27. ing. The total value (F2 × 4) of the spring set pressure F2 of each pressing spring 27 is set slightly larger than the thrust load F1 acting on the orbiting scroll 4 during the compression operation.
[0046]
Therefore, when the thrust load F1 increases immediately after stopping the compression operation as described above, the orbiting scroll 4 is strongly pressed toward the sphere 24 as shown in FIG. 30 moves in the thrust direction in the large diameter portion 25B of the guide hole 25 toward the small diameter portion 25A until it abuts on the step portion 25C while compressing and deforming the pressing spring 27 with the guide hole 25. Then, the orbiting scroll 4 moves following the contact plate 26, and the gap G in the thrust direction between the fixed scroll 2 and the orbiting scroll 4 increases.
[0047]
As a result, the pressure in the compression chamber 6 can be released to the outside through the space between the sliding contact surfaces 2E and 4D of the fixed scroll 2 and the orbiting scroll 4 as shown by the arrows in FIG. 4, and the thrust load F1 can be reduced.
[0048]
Further, when the orbiting scroll 4 is strongly pressed toward the sphere 24 by the thrust load F1, the pressing spring 27 is compressed and deformed between the guide hole 25 and the abutting plate 26 as described above. The impact generated between the sphere 24 and the contact plates 26 and 30 can be buffered (absorbed) by the pressing spring 27 and weakened.
[0049]
Thus, in this embodiment, even when the compressed air in the discharge pipe 31 flows back into the compression chamber 6 immediately after the compression operation is stopped, the thrust load F1 acting on the orbiting scroll 4 is reduced as in the compression operation. Therefore, it is possible to prevent uneven wear and the like between the sphere 24 and the contact plates 26, 30 and to extend the durability and life of the sphere 24 and the contact plates 26, 30.
[0050]
Further, as shown in FIG. 3, during the compression operation, the orbiting scroll 4 is biased toward the fixed scroll 2 by the spring force of the pressing spring 27, and the sliding contact surface 4 </ b> D of the orbiting scroll 4 is brought into sliding contact with the fixed scroll 2. It is possible to improve the compression efficiency by improving the airtightness in the compression chamber 6.
[0051]
In addition, since the contact plate 26 is held in the guide hole 25 by the stopper 28, the contact plate 26 is not urged more strongly than necessary by the pressing spring 27 toward the spherical body 24. Thus, the sphere 24 can be smoothly rolled between the contact plates 26 and 30, and the thrust load F1 acting on the orbiting scroll 4 can be stably supported by the sphere 24, and the behavior of the orbiting scroll 4 can be improved. It can be stabilized and the performance, reliability, etc. of the air compressor can be improved.
[0052]
Further, since the guide hole 25 is formed as a step portion 25C between the small diameter portion 25A and the large diameter portion 25B, as described above, the contact plate 30 passes through the large diameter portion 25B of the guide hole 25 toward the small diameter portion 25A. When the contact plate 30 is moved, the contact plate 30 is in contact with the step portion 25C, whereby further movement of the contact plate 30 can be restricted.
[0053]
As a result, the pressing spring 27 can be prevented from being deformed more than necessary between the guide hole 25 and the contact plate 30, and the spring force of the pressing spring 27 can be maintained over a long period of time. Can extend the lifespan.
[0054]
Next, FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. The feature of the present embodiment is that a stopper that holds the contact plate in the guide hole in a retaining state is provided on the inner peripheral side of the spherical housing case. It is in the structure which forms integrally. In this embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment are given, and the description thereof is omitted.
[0055]
In the figure, reference numeral 41 denotes a thrust load support mechanism according to the present embodiment. The thrust load support mechanism 41 includes a sphere 24, a guide hole 25, a contact plate 26, a pressing spring 27, a contact plate 30, and a sphere housing described later. The case 42 is generally configured.
[0056]
Reference numeral 42 denotes a sphere housing case used in the present embodiment, and the sphere housing case 42 is also formed in a cylindrical shape from a resin material or the like in substantially the same manner as the sphere housing case 22 described in the first embodiment. .
[0057]
However, it differs from that of the first embodiment in that an annular stopper portion 42A is integrally formed radially inward on the inner peripheral side of the spherical housing case 42. The stopper 42 </ b> A of the spherical body housing case 42 holds the contact plate 26 in the guide hole 25 so as not to be pulled out, like the stopper 28 according to the first embodiment.
[0058]
Thus, in the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment. In particular, in the present embodiment, since the stopper portion 42A is integrally formed on the inner peripheral side of the sphere housing case 42, it is troublesome to separately attach the sphere housing case 42 and the stopper portion 42A when the thrust load support mechanism 41 is attached. Can be omitted, and workability can be improved.
[0059]
In the first embodiment, the guide hole 25 is provided on the casing 1 side, and the contact plate 26 provided in the guide hole 25 is biased toward the orbiting scroll 4 by the pressing spring 27. However, instead of this, a guide hole 25 ′ is provided on the side of the orbiting scroll 4 and a contact plate 30 is provided in the guide hole 25 ′, for example, as in the modification shown in FIG. At the same time, the contact plate 30 may be biased toward the casing 1 by a pressing spring 27 '. This also applies to the second embodiment.
[0060]
Here, in this modification, the guide hole 25 ′ is constituted by a small diameter portion 25 A ′, a large diameter portion 25 B ′, and a step portion 25 C ′, similarly to the guide hole 25 described in the first embodiment. . The contact plate 26 is fitted and attached in an attachment recess 29 'provided on the casing 1 side. Further, the spherical body housing case 22 'and the stopper 28' are attached to the orbiting scroll 4 side.
[0061]
In the first embodiment, the case where the sphere housing case 22 is formed using a resin material such as plastic has been described as an example. However, instead of this, for example, a sphere housing case is formed using a metal material or the like. It may be formed. This also applies to the second embodiment.
[0062]
Furthermore, in each embodiment, the scroll type air compressor has been described as an example of the scroll type fluid machine. However, the present invention is not limited to this and can be widely applied to, for example, a vacuum pump, a refrigerant compressor, and the like.
[0063]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the plurality of rolling elements constituting the thrust load support means are provided between the casing and the back surface of the orbiting scroll, and at least one of the casing and the back surface of the orbiting scroll. One of the guide holes is provided with a bottom, and a contact member that contacts the rolling element is movably provided in the guide hole. The contact member is made of an elastic body against a thrust load acting on the orbiting scroll. Since the structure is biased, when the thrust load increases immediately after the compression operation is stopped, the elastic body is compressed and deformed between the contact member and the guide hole by the thrust load, so that the elastic plate is moved together with the contact plate. Thus, the orbiting scroll can be moved in the axial direction of the drive shaft, and the axial gap (thrust direction) between the fixed scroll and the orbiting scroll can be enlarged.
[0064]
As a result, the pressure in the compression chamber is released from between the fixed scroll and the orbiting scroll to the outside, and the thrust load can be reduced, and the impact applied to the rolling element between the casing and the orbiting scroll is buffered by the elastic body. It can be weakened, and uneven wear or the like can be prevented between the rolling elements and the casing, and between the rolling elements and the orbiting scroll, and the durability and life of the scroll type fluid machine can be extended.
[0065]
In addition, since the contact member is held in the guide hole by the stopper, the contact member is not urged more strongly than necessary by the elastic body, and the rolling member is not compressed during the compression operation. Can be smoothly rolled between the casing and the orbiting scroll, and the thrust load acting on the orbiting scroll can be stably supported by the rolling elements.
[0066]
Further, since the invention of claim 2 is configured to integrally form the stopper on the inner peripheral side of the sphere housing case, it is possible to save the trouble of separately mounting the sphere housing case and the stopper when the thrust load support means is attached. Workability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a scroll type air compressor according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the anti-rotation mechanism, the thrust load support mechanism, and the like as seen from the direction of arrows II-II in FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the thrust load support mechanism and the like in FIG. 1 in an enlarged manner.
4 is an enlarged cross-sectional view similar to FIG. 3 showing a state where the contact plate has moved in the guide hole. FIG.
5 is a cross-sectional view of a thrust load support mechanism and the like of a scroll type air compressor according to a second embodiment of the present invention as seen from the same position as in FIG.
6 is a cross-sectional view of a thrust load support mechanism and the like of a scroll type air compressor according to a modification of the present invention as seen from the same position as in FIG. 3;
[Explanation of symbols]
1 casing
2 Fixed scroll
4 Orbiting scroll
6 Compression chamber
21, 41 Thrust load support mechanism (thrust load support means)
22, 22 ', 42 Sphere housing case
24 Sphere (Rolling body)
25,25 'guide hole
26, 30 Contact plate (contact member)
27, 27 'pressure spring (elastic body)
28, 28 'stopper
42A Stopper

Claims (2)

ケーシングと、該ケーシングに設けられた固定スクロールと、前記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、該駆動軸の先端側に旋回可能に設けられ、該固定スクロールとの間に複数の圧縮室を画成する旋回スクロールと、前記旋回スクロールに作用するスラスト荷重を支持するスラスト荷重支持手段とを備えてなるスクロール式流体機械において、
前記スラスト荷重支持手段は、前記ケーシングと旋回スクロールの背面との間に転動可能に設けられた複数の転動体と、前記ケーシングと旋回スクロールの背面のうち少なくともいずれか一方に設けられ、前記各転動体と対応した位置にそれぞれ開口する有底のガイド穴と、該ガイド穴内に前記駆動軸の軸方向に沿って移動可能に設けられ前記転動体と当接する当接部材と、前記ガイド穴内に設けられ該当接部材を前記スラスト荷重に抗して付勢する弾性体と、前記当接部材を前記ガイド穴内に抜止め状態に保持するストッパとにより構成したことを特徴とするスクロール式流体機械。
A casing, a fixed scroll provided on the casing, a drive shaft rotatably provided on the casing, and a plurality of compression chambers provided between the fixed scroll and a rotary shaft provided on the front end side of the drive shaft. In a scroll type fluid machine comprising: a turning scroll that defines a thrust load; and a thrust load support means that supports a thrust load acting on the turning scroll.
The thrust load support means is provided on at least one of a plurality of rolling elements provided in a rollable manner between the casing and the back surface of the orbiting scroll, and the back surface of the casing and the orbiting scroll. A bottomed guide hole that opens to a position corresponding to the rolling element, a contact member provided in the guide hole so as to be movable along the axial direction of the drive shaft, and a contact member that contacts the rolling element, and in the guide hole A scroll type fluid machine comprising: an elastic body that is provided and biases the corresponding contact member against the thrust load; and a stopper that holds the contact member in a retaining state in the guide hole.
前記転動体は球体からなり、前記ケーシングと旋回スクロールの背面のうちいずれか一方には該球体を収容する筒状の転動体収容ケースを設け、前記ストッパは該転動体収容ケースの内周側に一体形成してなる請求項1に記載のスクロール式流体機械。The rolling element comprises a sphere, and a cylindrical rolling element accommodation case for accommodating the sphere is provided on one of the casing and the rear surface of the orbiting scroll, and the stopper is provided on the inner peripheral side of the rolling element accommodation case. The scroll type fluid machine according to claim 1, wherein the scroll type fluid machine is integrally formed.
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