JP4510136B2 - Scroll type fluid machine - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば空気圧縮機等として好適に用いられるスクロール式流体機械に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、スクロール式流体機械は、ケーシングと、該ケーシングに設けられ鏡板に渦巻状のラップ部が立設さ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、前記ケーシング内で該駆動軸の先端側に旋回可能に設けられ、鏡板に前記固定スクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を画成するラップ部が立設された旋回スクロールとを備えたものが知られている。
【0003】
この種の従来技術によるスクロール式流体機械は、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等の流体を吸込みつつ、この流体を固定スクロールのラップ部と旋回スクロールのラップ部との間の各圧縮室内で順次圧縮し、固定スクロールの中心部に設けた吐出口から圧縮流体を外部に向けて吐出する。
【0004】
また、他の従来技術として、圧縮空気量を増やすため、駆動軸の両端側に旋回スクロールを固定的に設けると共に、これら各旋回スクロールと対向して一対の固定スクロールを配置する方法が考えられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した他の従来技術によるスクロール式流体機械は、駆動軸の両端側に旋回スクロールを固定的に設けると共に、これら各旋回スクロールと対向して一対の固定スクロールを配置する構成としているから、一方の旋回スクロールに作用するスラスト荷重と他方の旋回スクロールに作用するスラスト荷重を、駆動軸により軸方向で互いに相殺して支持することが可能となる。
【0006】
しかし、この従来技術にあっては、旋回スクロールが駆動軸の端部側から径方向外側へと大きく突出するように配置されるため、旋回スクロールに作用するスラスト荷重を駆動軸だけで安定して支持することは難しい。この結果、旋回スクロールの旋回時には旋回スクロールが駆動軸の端部側で振れ廻るように動き、旋回スクロールのラップ部が固定スクロールのラップ部と干渉して騒音が発生することがあるという問題がある。
【0007】
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、本発明の目的は、旋回スクロールを旋回軸の端部側で安定して支持することができ、旋回スクロールの挙動を安定化させ、低騒音化を図ることが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。
【0008】
【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請求項1の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の軸線上に位置して該ケーシングに固定的に設けられ鏡板に渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールとからなる固定側部材と、該固定スクロールに対し軸方向に離間して前記ケーシング内に設けられ、ロータとステータとが前記ケーシングの軸線と同一方向になるように配置された電動機と、前記ケーシングの軸線を中心とした外側転動体を有すると共に該外側転動体の内側に配置されケーシングの軸線に対し偏心した偏心軸線を中心として転動する内側転動体を有する偏心軸受と、前記電動機のロータを挟んで前記ケーシングの軸線方向に延び両端が前記偏心軸受の外側転動体に支持された中空軸体からなり前記ロータによって回転される回転軸と、該回転軸内を前記偏心軸線上に遊嵌して設けられ、前記偏心軸受の内側転動体に支持されて旋回運動する旋回軸と、ボルト挿通穴を有し、該ボルト挿通穴に固定ボルトを差込むことにより、前記旋回軸の端部側に前記旋回軸に対し廻止め状態で固定して設けられたスラスト受板と、記固定スクロールと対面して設けられ、鏡板に前記固定スクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を画成するラップ部が立設された旋回スクロールと、該旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構とを備え、前記旋回スクロールの鏡板の背面側は、前記前記スラスト受板に固定して設ける構成としている。
【0009】
このように構成したことにより、電動機を作動してロータを回転すると、この回転によって回転軸は偏心軸受の外側転動体に支持された状態で回転運動を行い、このときに内側転動体はケーシングの軸線に対して偏心した偏心軸線を中心に転動する。これにより、内側転動体に支持された旋回軸は自転防止機構によって自転が防止された状態で、旋回運動を行う。
【0010】
そして、旋回スクロールは鏡板の背面側を旋回軸の端部側にボルト挿通穴、固定ボルトを介して廻止め状態で設けられたスラスト受板に固定しているから、このスラスト受板を旋回スクロールの鏡板背面に広い面積をもって当接させることができ、旋回スクロールに作用するスラスト荷重をスラスト受板により安定して支持することができる。
【0011】
また、請求項2の発明は、スラスト受板は旋回軸よりも大きな外径をもって形成され表面側に旋回スクロールの鏡板が衝合して取付けられる円板部と、該円板部の裏面側中央に形成され旋回軸の端部側に嵌合して取付けられる嵌合部により構成している。
【0012】
これにより、スラスト受板は嵌合部を旋回軸の端部に嵌合させた状態で該旋回軸に安定して取付けることができる。また、旋回スクロールは鏡板の背面をスラスト受板に衝合させた状態で該スラスト受板に強固に取付けることができる。
【0013】
さらに、請求項3の発明は、自転防止機構は、ケーシング側に回転可能に支持される一側軸部とスラスト受板側に回転可能に支持される他側軸部とを有したクランク軸により構成している。
【0014】
これにより、圧縮運転時にはクランク軸の一側軸部と他側軸部がそれぞれケーシング、スラスト受板に対して相対回転することにより旋回スクロールの自転を防止することができる。
【0015】
【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。
【0016】
ここで、図1ないし図7は本発明の実施の形態を示し、1はスクロール式空気圧縮機の外枠を形成し、後述の固定スクロール6A,6Bと共に固定側部材を構成する筒状のケーシングを示し、該ケーシング1は、軸線O1 −O1 (図2参照)を有する筒部2と、該筒部2の両端側に位置して後述の軸受取付筒4A,4Bに固定して設けられた有底筒状の蓋部3A,3Bとによって構成されている。また、蓋部3A,3Bの外周側には後述の吸込口40A,40Bと連通する位置に開口部3A1 ,3B1 が穿設されている。
【0017】
4A,4Bは筒部2と蓋部3A,3Bとの間にそれぞれ位置して設けられ、ケーシング1の一部を構成する第1,第2の軸受取付筒で、該第1の軸受取付筒4Aは、外周側がボルト5Aにより蓋部3Aと一緒に筒部2に固定して取付けられ、その内周側には後述の偏心軸受16Aが取付けられている。
【0018】
また、軸受取付筒4Aには、後述するスラスト受板26Aとの対向面側に位置して2個の収容穴4A1 (一方のみ図示)が設けられている。そして、この収容穴4A1 は、スラスト受板26Aの収容穴27A2 とほぼ対応した位置に配置され、その内部には後述の軸受38が収容されている。
【0019】
また、第2の軸受取付筒4Bについても同様に構成され、ボルト5Bにより蓋部3Bと一緒に筒部2に固定して取付けられている。
【0020】
6A,6Bはケーシング1の軸方向両側に位置して筒部2の内周側にそれぞれ可動的に設けられた第1,第2の固定スクロールで、該第1の固定スクロール6Aは、略円板状に形成され、中心がケーシング1の軸線O1 −O1 と一致するように配設され鏡板7Aと、該鏡板7Aの表面に立設された渦巻状のラップ部8Aと、鏡板7Aの外周側から該ラップ部8Aを取囲むように軸方向に突出し、筒部2の内周側に嵌合して軸方向に可動的に設けられた嵌合筒部9Aとによって構成されている。また、鏡板7Aの背面側には、周方向に離間して軸方向に複数のピン穴10A(2個のみ図示)が凹設されている。
【0021】
また、第2の固定スクロール6Bについても、鏡板7B、凹部7B1 、ラップ部8B、嵌合筒部9Bおよびピン穴10Bによって構成されている。
【0022】
11A,11Bはケーシング1の蓋部3A,3Bから固定スクロール6A,6B側に向けて突設された複数のガイドピン(2個のみ図示)で、一方のガイドピン11Aは、基端側がケーシング1の蓋部3Aに固着され、先端側は固定スクロール6Aのピン穴10A内に摺動可能に挿嵌されている。
【0023】
そして、このガイドピン11Aは、固定スクロール6Aをケーシング1に対して廻止め状態に保持すると共に、固定スクロール6Aを軸方向にガイドする構成となっている。また、他方のガイドピン11Bについてもガイドピン11Aと同様に構成されている。
【0024】
12A,12Bはケーシング1の蓋部3A,3Bと固定スクロール6A,6Bの鏡板7A,7B背面側との間にそれぞれ設けられた第1,第2の圧力室で、該第1の圧力室12Aは、後述する圧縮室36A内の中間圧を前記鏡板7Aに設けた連通孔(図示せず)を通じて鏡板7Aの背面側に導き、この中間圧によって固定スクロール6Aを旋回スクロール30A側へと軸方向に押圧し、圧縮室36A内の密閉度を高める構成となっている。また、第2の圧力室12Bについても、圧力室12Aと同様に構成されている。
【0025】
13は固定スクロール6A,6B間に位置してケーシング1内の中間部に設けれた電動機で、該電動機13は、ケーシング1の内周側に固定的に設けられたステータ14と、該ステータ14の内周側に該ステータ14によって回転するように配設されたロータ15とによって構成され、ステータ14の軸線とロータ15の軸線はケーシング1の軸線O1 −O1 と同一軸線上に配置されている。そして、電動機13は、ロータ15を回転することにより後述の回転軸23を駆動するものである。
【0026】
16A,16Bは固定スクロール6A,6Bと電動機13との間にそれぞれ位置して軸受取付筒4A,4Bの内周側に設けられた第1,第2の偏心軸受で、該第1の偏心軸受16Aは、外輪17Aと、該外輪17Aの内周側に外側転動体となる複数の球体18Aによって回転可能に設けられ、回転軸23の外周側に固着された外側中輪19Aと、回転軸23の内周側に固着された内側中輪20Aと、該内側中輪20Aの内周側に内側転動体となる複数の球体21Aによって回転可能に設けられた内輪22Aとによって構成されている。
【0027】
ここで、外輪17Aは、軸受取付筒4Aの内周側に圧入されて取付けられ、軸線O1 −O1 上に配置される。また、外側中輪19Aは、球体18Aによって外輪17Aの内周側に位置決めされ、軸線O1 −O1 上に配置されている。そして、この状態で球体18Aは外輪17Aと外側中輪19Aとの間を軸線O1 −O1 を中心として転動する。
【0028】
これに対して内側中輪20Aは、外輪17Aの軸線O1 −O1 に対して径方向に一定寸法δだけ偏心した偏心軸線O2 −O2 上に配置されている。また、内輪22Aは、球体21Aによって内側中輪20Aの内周側に位置決めされ、偏心軸線O2 −O2 上に配置されている。そして、この状態で球体21Aは偏心軸線O2 −O2 を中心に転動する。
【0029】
かくして、偏心軸受16Aは、外側中輪19Aと内側中輪20Aとが回転軸23と一体に回転することにより、旋回軸24と一体となった内輪22Aが軸線O1 −O1 を中心として寸法δの旋回半径をもった旋回運動を行うものである。
【0030】
また、第2の偏心軸受16Bについても、外輪17B、球体18B、外側中輪19B、内側中輪20B、球体21Bおよび内輪22Bによって構成されている。
【0031】
23は電動機13のロータ15を挟んで両端側が偏心軸受16A,16Bに設けられた回転軸で、該回転軸23は、中空軸体として形成され、電動機13のロータ15内周側に挿嵌されて固定的に設けられている。そして、回転軸23は、両端側がそれぞれ外側中輪19Aの内周側と内側中輪20Aの外周側にそれぞれ固着して取付けられ、ロータ15と一体となって回転することにより外側中輪19Aと内側中輪20Aを回転させるものである。
【0032】
ここで、回転軸23は、図2に示すように軸線O1 −O1 を挟んで偏心軸線O2 −O2 側とは反対側の部位の肉厚を寸法d1 とし、偏心軸線O2 −O2 側の肉厚を寸法d2 とすると、d1 >d2 の関係に設定される。このため、回転軸23は、外周側が外輪17A,17Bの軸線O1 −O1 上に配置されるのに対し、内周側は軸線O1 −O1 に対して径方向に一定寸法δだけ偏心した偏心軸線O2 −O2 上に配置される。
【0033】
24は回転軸23内を遊嵌して設けられ、偏心軸受16A,16Bの内輪22A,22Bに固定的に支持された旋回軸で、該旋回軸24は、中実な円柱体として形成され、偏心軸線O2 −O2 上に配置されている。また、旋回軸24の両端側は内輪22A,22Bの内周側に挿嵌して固着されている。
【0034】
ここで、旋回軸24の両端面には、スラスト受板26Aが取付けられる円形穴からなる有底の取付穴25A,25Bが設けられている。そして、この取付穴25A,25Bの底部側には、軸線O1 −O1 とほぼ対応した位置にねじ穴部25A1 ,25B1 が形成されている。そして、旋回軸24は、回転軸23の回転によって内輪22A,22Bと一体に旋回運動することにより、旋回スクロール30A,30Bをスラスト受板26A,26Bと一体に旋回させるものである。
【0035】
26Aは後述する旋回スクロール30Aの鏡板31A背面側に位置して、旋回軸24の一端側に固着して設けられた第1のスラスト受板で、該第1のスラスト受板26Aは、旋回軸24よりも大きな外径をもって形成された円板部27Aと、該円板部27Aの背面側中央に突設された段付筒状をなす嵌合部としての嵌合突部28Aとにより構成されている。
【0036】
また、スラスト受板26Aの円板部27A外周側には、周方向に離間して径方向に突出した円弧状突部27A1 ,27A1 が設けられている。そして、この円弧状突部27A1 には、軸受取付筒4Aの収容穴4A1 とほぼ対応した位置に有底の円形穴からなる他の収容穴27A2 が設けられ、該収容穴27A2 内には後述の軸受39が収容されている。
【0037】
さらに、このスラスト受板26Aには、偏心軸線O2 −O2 とほぼ対応した位置にボルト挿通穴26A1 が穿設されている。そして、スラスト受板26Aは、嵌合突部28Aを旋回軸24の取付穴25A内に嵌合させ、この状態で固定ボルト29Aを円板部27Aの表面側からボルト挿通穴26A1 内に差込むことにより、旋回軸24に対し廻止め状態で一体に締結されている。また、スラスト受板26Aは、旋回スクロール30Aの鏡板31A背面側に当接することにより、旋回軸24の端部側で旋回スクロール30Aに作用するスラスト荷重F1 (図1参照)を支持するものである。
【0038】
26Bは旋回スクロール30Bの鏡板31B背面側に位置して、旋回軸24の他端側に固着して設けられた第2のスラスト受板で、該スラスト受板26Bについても、スラスト受板26Aとほぼ同様に構成され、ボルト挿通穴26B1 、円板部27Bおよび嵌合突部28Bを有している。そして、スラスト受板26Bは固定ボルト29Bにより旋回軸24の取付穴25B内に締結され、旋回スクロール30Bの鏡板31B背面側に当接することにより、旋回軸24の端部側で旋回スクロール30Bに作用するスラスト荷重F2 (図1参照)を支持するものである。ここで、スラスト受板26Bにはスラスト受板26Aに設けられた円弧状突部27A1 が廃止されている。
【0039】
30A,30Bは固定スクロール6A,6Bと対面して旋回軸24の軸方向両端側にそれぞれ固定的に設けられた第1,第2の旋回スクロールで、該第1の旋回スクロール30Aは、円板状に形成された鏡板31Aと、該鏡板31Aの表面側から軸方向に立設された渦巻状のラップ部32Aとによって構成されている。
【0040】
また、旋回スクロール30Aの鏡板31Aには、その背面側に周方向に沿って略「C」状に延びる環状突部33Aが一体形成されている。さらに、鏡板31Aには、図6に示すようにその内部を径方向に貫通して互いに平行に延びる複数の冷却風通路34A,34A,…が形成されている。
【0041】
そして、旋回スクロール30Aは、該環状突部33Aをスラスト受板26Aの外周側に嵌合させることによりスラスト受板26Aに対し径方向に位置決めされている。また、旋回スクロール30Aは、鏡板31Aの背面側をスラスト受板26Aに衝合させ、この状態で複数の固定ボルト35A(図3、図6参照)を鏡板31Aの表面側から差込むことによりスラスト受板26Aに一体に取付けられている。
【0042】
これにより旋回スクロール30Aは旋回軸24と一体となって寸法δの旋回半径をもった旋回運動を行う。そして、旋回スクロール30Aのラップ部32Aは、固定スクロール6Aのラップ部8A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8A,32A間には複数の圧縮室36A,36A,…が画成される。
【0043】
そして、スクロール式空気圧縮機の運転時には、後述の吸込口40Aから外周側の圧縮室36A内に空気を吸込みつつ、この空気を旋回スクロール30Aが旋回運動する間に各圧縮室36A内で順次圧縮し、最後に中心側の圧縮室36Aから後述の吐出口41Aを介して外部に圧縮空気を吐出する。
【0044】
また、第2の旋回スクロール30Bについても、鏡板31B、ラップ部32B、環状突部33Bおよび冷却風通路34B等によって構成されている。そして、旋回スクロール30Bは、固定ボルト35Bによってスラスト受板26Bに一体に取付けられ、固定スクロール6Bとの間に複数の圧縮室36Bが画成される。ここで、旋回スクロール30Bは、図5に示すように環状突部33Bが円環状に形成されいる点で、旋回スクロール30Aとは異なっている。
【0045】
37,37は軸受取付筒4Aとスラスト受板26Aとの間に設けられた自転防止機構としてのクランク軸で、該クランク軸37は、図2に示す如く、軸受取付筒4Aの収容穴4A1 内に軸受38によって回転可能に支持された一側軸部37Aと、スラスト受板26Aの収容穴27A2 内に軸受39によって回転可能に支持された他側軸部37Bとによって構成されている。そして、クランク軸37は、他側軸部37Bが一側軸部37Aに対し寸法δだけ偏心して配置され、運転時にこれら軸部37A,37Bが前記収容穴4A1 ,27A2 内で相対回転することにより、スラスト受板26Aと一体となった旋回スクロール30Aの自転を防止するものである。
【0046】
なお、40A,40Aは固定スクロール6A,6Bのラップ部8A,8B外周側に位置してケーシング1の筒部2に設けられた吸込口、41A,41Bは固定スクロール6A,6Bのラップ部8A,8B中心側に位置してケーシング1の蓋部3A,3Bに設けられた吐出口を示している。また、42,42,…はケーシング1の筒部2外周側に軸方向に間隔をおいて設けられた複数の放熱フィンである。
【0047】
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。
【0048】
まず、電動機13のロータ15を回転すると、該ロータ15と一体となった回転軸23は、偏心軸受16A,16Bの球体18A,18Bによって回転運動を行い、このときに旋回軸24は球体21A,21Bによって回転軸23の内周側で回転する。
【0049】
ここで、前記球体16A,16Bは、ケーシング1(外輪17A,17B)の軸線O1 −O1 を中心として回転するのに対し、球体21A,21Bは軸線O1-O 1に対して径方向に寸法δだけ偏心した偏心軸線O2 −O2 を中心として回転するから、球体21A,21Bにより内輪22A,22Bと一体となった旋回軸24は、軸線O1 −O1 を中心として寸法δの旋回半径をもった旋回運動を行い、この旋回軸24により旋回スクロール30A,30Bをそれぞれ旋回させる。
【0050】
そして、このように旋回スクロール30A,30Bが旋回するときに、旋回スクロール30A,30Bはクランク軸37によって自転が防止され、公転のみを行う。
【0051】
この結果、固定スクロール6Aと旋回スクロール30Aとの間に画成された各圧縮室36Aはそれぞれ連続的に縮小し、これにより固定スクロール6Aの吸込口40Aから吸込んだ外気を各圧縮室36Aで順次圧縮しつつ、この圧縮空気を固定スクロール6Aの吐出口41Aから外部の空気タンク(図示せず)等に貯留させる。
【0052】
また、固定スクロール6Bと旋回スクロール30Bとの間に画成された各圧縮室36Bについても、それぞれが連続的に縮小することにより、圧縮空気を前記空気タンク等に貯留させる。
【0053】
ここで、本実施の形態では、旋回軸24の両端側に該旋回軸24よりも大きな外径をもったスラスト受板26A,26Bを固定して設け、このスラスト受板26A,26Bに旋回スクロール30A,30Bを固定して取付ける構成としている。
【0054】
このため、旋回スクロール30A,30Bの鏡板31A,31Bには、その背面側からスラスト受板26A,26Bを広い接触面積をもって当接させることができ、旋回スクロール30A,30Bに作用するスラスト荷重F1 ,F2 をスラスト受板26A,26Bの円板部27A,27B全体に分散させて支持することができる。
【0055】
かくして、本実施の形態では、旋回スクロール30A,30Bの挙動の安定化を図ることができ、旋回スクロール30A,30Bのラップ部32A,32Bが従来技術で述べたように固定スクロール6A,6Bのラップ部8A,8Bと干渉することがなくなり、これらラップ部8A,8B,32A,32Bの摩耗を防止できると共に、低騒音化を図り、当該空気圧縮機の性能、信頼性等を高めることができる。
【0056】
ところで、旋回スクロール30Aの自転を防止するために、例えば軸受取付筒4Aとスラスト受板26Aとの間にオルダムリング等を設ける構成とした場合、オルダムリングと軸受取付筒4A、スラスト受板26Aとの間には、加工上の理由等によりがたつきが生じるため、このようながたつきに起因して旋回スクロールが振動し、騒音の原因となる。
【0057】
そこで、本実施の形態では、旋回スクロール30Aの自転を防止するために、クランク軸37の一側軸部37Aを軸受38を介して軸受取付筒4Aの収容穴4A1 内に回転可能に設け、他側軸部37Bを軸受39を介してスラスト受板26Aの収容穴27A2 内に回転可能に設ける構成としたので、軸受38,39によりクランク軸37が前記収容穴4A1 ,27A2 内でがたつくのを防止でき、旋回スクロール30A,30Bの挙動を一層安定化させることができる。
【0058】
なお、実施の形態では、偏心軸受16Aに用いる中輪を、外側中輪19Aと内側中輪20Aの2部材で構成する場合を例に挙げて説明したが、これに替えて、例えば図8に示す第1の変形例のように、偏心軸受51Aは、実施の形態による外側中輪19Aと内側中輪20Aと互いに一体化して形成することにより、中輪54Aを1部材で構成してもよい。
【0059】
ここで、偏心軸受51Aは、外輪52Aと、該外輪52Aの内周側に外側転動体となる球体53Aによって回転可能に設けられ回転軸23の端部に嵌合して固着された中輪54Aと、該中輪54Aの内周側に内側転動体となる球体55Aによって回転可能に設けられ旋回軸24の外周側に固着された内輪56Aとによって構成されている。
【0060】
また、実施の形態では、スラスト受板26Aの円板部27A外周側に円弧状突部27A1 を設け、この円弧状突部27A1 に収容穴27A2 を設ける場合を例に挙げて説明したが、これに替えて、例えば図9に示す第2の変形例のように、スラスト受板26A′の円板部27A′から実施の形態による円弧状突部27A1 を廃止すると共に、円板部27A′を実施の形態による円板部27Aよりも大径に形成し、この円板部27A′に収容穴27A2 ′,27A2 ′を設ける構成としてもよい。
【0061】
ここで、スラスト受板26A′は、実施の形態によるスラスト受板26Aとほぼ同様に、ボルト挿通穴26A1 ′、円板部27A′、収容穴27A2 ′および嵌合突部28A′を有している。
【0062】
また、実施の形態では、旋回軸24の両端側に2個の旋回スクロール30A,30Bを設け、これら各旋回スクロール30A,30Bをケーシング1の両側に配設した2個の固定スクロール6A,6Bと対向して配置する対向型のスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限ることなく、例えば、固定スクロール6Aと旋回スクロール30Aを廃止し、固定スクロール6Bと旋回スクロール30Bのみによってスクロール式空気圧縮機を構成してもよい。
【0063】
また、実施の形態では、スラスト受板26A,26Bに突設した嵌合突部28A,28Bを、旋回軸24の両端側に凹設した取付穴25A,25Bに嵌合させ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、例えばスラスト受板側に取付穴を凹設し、旋回軸の両端側に嵌合突部を突設し、該嵌合突部を取付穴に嵌合させることによりスラスト受板を旋回軸に取付ける構成としてもよい。
【0064】
さらに、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、例えば冷媒圧縮機等にも広く適用できるものである。
【0065】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項1に記載の発明によれば、固定側部材のケーシング内には回転軸を偏心軸受の外側転動体に支持させて設け、回転軸内には旋回軸を偏心軸受の内側転動体に支持させて設けると共に、旋回軸の端部側にはスラスト受板をボルト挿通穴、固定ボルトを介して廻止め状態で固定して設け、このスラスト受板には固定スクロールと対向して旋回スクロールの鏡板背面側を固定して設ける構成としたので、スラスト受板を旋回スクロールの鏡板背面に広い面積をもって当接させることができ、旋回スクロールに作用するスラスト荷重をスラスト受板全体に分散させて支持することができる。
【0066】
これにより旋回スクロールの挙動の安定化を図ることができ、旋回スクロールのラップ部が従来技術で述べたように固定スクロールのラップ部と干渉することがなくなり、これらラップ部の摩耗を防止できると共に、低騒音化を図り、当該流体機械の性能、信頼性等を高めることができる。
【0067】
また、請求項2の発明は、スラスト受板の円板部を旋回軸よりも大きな外径をもって形成し、該円板部の表面側に旋回スクロールの鏡板を衝合して取付ける構成としたので、ボルト等を用いて旋回スクロールをスラスト受板の円板部に強固に取付けることができ、旋回スクロールの挙動を一層安定化することができる。
【0068】
さらに、請求項3の発明は、自転防止機構を、ケーシングとスラスト受板との間に回転可能に支持されるクランク軸により構成したので、旋回時にクランク軸がケーシングとスラスト受板との間でたがつくのを防止でき、旋回スクロールの振動を抑えて、該旋回スクロールの挙動の安定化をより一層図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明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】図1中の固定スクロール、旋回スクロール、偏心軸受およびスラスト受板等をを拡大して示す部分拡大断面図である。
【図3】第1のスラスト受板、クランク軸等を図1中の矢示 III−III 方向からみた断面図である。
【図4】図1中の第1のスラスト受板を単体で背面側からみた背面図である。
【図5】第2のスラスト受板等を図1中の矢示V−V方向からみた断面図である。
【図6】第1の旋回スクロール、冷却風通路等を図1中の矢示VI−VI方向からみた断面図である。
【図7】図1中の旋回軸、第1のスラスト受板および第1の旋回スクロールを分解して示す分解断面図である。
【図8】本発明の第1の変形例による固定スクロール、旋回スクロール、偏心軸受およびスラスト受板等を示す図2と同様位置からみた断面図である。
【図9】本発明の第2の変形例による第1のスラスト受板を単体で背面側からみた背面図である。
【符号の説明】
1 ケーシング(固定側部材)
4A,4B 軸受取付筒
6A,6B 固定スクロール
7A,7B,31A,31B 鏡板
8A,8B,32A,32B ラップ部
13 電動機
14 ステータ
15 ロータ
16A,16B,51A 偏心軸受
18A,18B,53A 球体(外側転動体)
21A,21B,55A 球体(内側転動体)
23 回転軸
24 旋回軸
26A,26A′,26B スラスト受板
27A,27A′,27B 円板部
28A,28A′,28B 嵌合突部(嵌合部)
30A,30B 旋回スクロール
36A,36B 圧縮室
37 クランク軸
37A 一側軸部
37B 他側軸部
F1 ,F2 スラスト力
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scroll fluid machine suitably used as an air compressor, for example.
[0002]
[Prior art]
In general, a scroll type fluid machine includes a casing, a fixed scroll provided on the casing and having a spiral wrap portion standing on an end plate, a drive shaft rotatably provided on the casing, and a casing in the casing. There is known a revolving scroll provided on the front end side of the drive shaft so as to be able to turn, and having a wrap portion standing on the end plate so as to overlap the wrap portion of the fixed scroll and defining a plurality of compression chambers. .
[0003]
This type of conventional scroll type fluid machine has a suction port provided on the outer peripheral side of the fixed scroll by rotationally driving the drive shaft from the outside and rotating the orbiting scroll with a fixed eccentric dimension with respect to the fixed scroll. The fluid is sucked in from the air, and the fluid is sequentially compressed in each compression chamber between the fixed scroll wrap portion and the orbiting scroll wrap portion, and the compressed fluid is discharged from the discharge port provided in the center portion of the fixed scroll. Discharge toward
[0004]
As another prior art, there is a method in which a turning scroll is fixedly provided at both ends of the drive shaft in order to increase the amount of compressed air, and a pair of fixed scrolls are arranged opposite to each turning scroll. Yes.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the scroll type fluid machine according to the other prior art described above has a configuration in which a turning scroll is fixedly provided at both ends of the drive shaft and a pair of fixed scrolls are arranged to face each of the turning scrolls. The thrust load acting on one orbiting scroll and the thrust load acting on the other orbiting scroll can be offset and supported by the drive shaft in the axial direction.
[0006]
However, in this prior art, the orbiting scroll is arranged so as to protrude greatly from the end side of the drive shaft to the outside in the radial direction, so that the thrust load acting on the orbiting scroll can be stabilized with only the drive shaft. It is difficult to support. As a result, when the orbiting scroll is revolving, the orbiting scroll moves so as to swing around on the end side of the drive shaft, and there is a problem that the wrap portion of the orbiting scroll may interfere with the wrap portion of the fixed scroll and generate noise. .
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to stably support the orbiting scroll on the end side of the orbiting shaft, stabilize the behavior of the orbiting scroll, An object of the present invention is to provide a scroll type fluid machine capable of reducing noise.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a scroll type fluid machine according to the invention of claim 1 is provided with a casing and a fixed lap portion on the casing, which is positioned on an axis of the casing, and a spiral lap portion is erected on the end plate. A fixed-side member comprising a fixed scroll, and an electric motor provided in the casing so as to be axially spaced from the fixed scroll, the rotor and the stator being arranged in the same direction as the axis of the casing; An eccentric bearing having an outer rolling element centered about the axis of the casing and an inner rolling element arranged inside the outer rolling element and rolling about an eccentric axis that is eccentric to the axis of the casing; and the electric motor The both ends of the casing extend in the axial direction of the casing, and both ends are formed of hollow shaft bodies supported by the outer rolling elements of the eccentric bearing. A rotary shaft which is rotated, is provided loosely fitted the rotation in the shaft on the eccentric axis, a pivot axis for pivoting movement and is supported by the inner rolling element of the eccentric bearing, A bolt insertion hole, and by inserting a fixing bolt into the bolt insertion hole, On the end side of the swivel axis In a detent state with respect to the pivot axis A fixed thrust receiving plate; in front Facing the fixed scroll Provided, A revolving scroll in which a wrap portion that overlaps with a wrap portion of the fixed scroll and defines a plurality of compression chambers is provided on an end plate, and a rotation prevention mechanism that prevents rotation of the revolving scroll. The rear side of the end plate of the orbiting scroll is fixed to the thrust receiving plate. ing.
[0009]
With this configuration, when the electric motor is operated and the rotor is rotated, the rotation causes the rotating shaft to rotate while being supported by the outer rolling element of the eccentric bearing. Rolls around an eccentric axis that is eccentric with respect to the axis. Thereby, the turning shaft supported by the inner rolling element performs a turning motion in a state in which the rotation is prevented by the rotation prevention mechanism.
[0010]
And the orbiting scroll The back side of the end plate On the end side of the swivel axis In a non-rotating state via bolt insertion holes and fixing bolts Since the thrust receiving plate is fixed to the provided thrust receiving plate, the thrust receiving plate can be brought into contact with the rear surface of the orbiting scroll with a large area, and the thrust load acting on the orbiting scroll can be stably supported by the thrust receiving plate. can do.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, the thrust receiving plate is formed with an outer diameter larger than that of the orbiting shaft, the disc portion on which the end plate of the orbiting scroll is abutted and attached to the surface side, and the center on the back side of the disc portion It is comprised by the fitting part formed by fitting to the end part side of a rotating shaft.
[0012]
Thereby, the thrust receiving plate can be stably attached to the turning shaft in a state where the fitting portion is fitted to the end of the turning shaft. Further, the orbiting scroll can be firmly attached to the thrust receiving plate in a state where the rear surface of the end plate is abutted against the thrust receiving plate.
[0013]
Furthermore, the invention of claim 3 is characterized in that the rotation prevention mechanism is a crankshaft having a first side shaft portion rotatably supported on the casing side and a second side shaft portion rotatably supported on the thrust receiving plate side. It is composed.
[0014]
As a result, the rotation of the orbiting scroll can be prevented by rotating the one side shaft portion and the other side shaft portion of the crankshaft relative to the casing and the thrust receiving plate during the compression operation.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a scroll type air compressor will be described as an example of a scroll type fluid machine according to an embodiment of the present invention and will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0016]
1 to 7 show an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes a cylindrical casing which forms an outer frame of a scroll type air compressor and constitutes a fixed side member together with fixed scrolls 6A and 6B described later. The casing 1 is provided with a cylindrical portion 2 having an axis O1-O1 (see FIG. 2), and fixed to bearing mounting cylinders 4A and 4B, which will be described later, located on both ends of the cylindrical portion 2. It is comprised by the bottomed cylindrical lid parts 3A and 3B. Further, openings 3A1 and 3B1 are formed on the outer peripheral sides of the lid portions 3A and 3B at positions communicating with suction ports 40A and 40B described later.
[0017]
Reference numerals 4A and 4B denote first and second bearing mounting cylinders that are provided between the cylindrical portion 2 and the lid portions 3A and 3B, respectively, and constitute a part of the casing 1. The outer peripheral side of 4A is fixed and attached to the cylindrical portion 2 together with the lid portion 3A by a bolt 5A, and an eccentric bearing 16A described later is attached to the inner peripheral side thereof.
[0018]
The bearing mounting cylinder 4A is provided with two receiving holes 4A1 (only one is shown) located on the side facing the thrust receiving plate 26A described later. The accommodation hole 4A1 is disposed at a position substantially corresponding to the accommodation hole 27A2 of the thrust receiving plate 26A, and a bearing 38 (described later) is accommodated therein.
[0019]
Further, the second bearing mounting cylinder 4B is configured in the same manner, and is fixedly attached to the cylinder part 2 together with the lid part 3B by a bolt 5B.
[0020]
Reference numerals 6A and 6B denote first and second fixed scrolls which are located on both sides in the axial direction of the casing 1 and are movably provided on the inner peripheral side of the cylindrical portion 2. The first fixed scroll 6A is substantially circular. The end plate 7A is formed in a plate shape and is arranged so that the center thereof coincides with the axis O1-O1 of the casing 1, the spiral wrap portion 8A standing on the surface of the end plate 7A, and the outer peripheral side of the end plate 7A Projecting in the axial direction so as to surround the wrap portion 8A, and is configured by a fitting cylinder portion 9A that is fitted to the inner peripheral side of the cylinder portion 2 and is movably provided in the axial direction. A plurality of pin holes 10A (only two are shown) are recessed in the axial direction and spaced apart in the circumferential direction on the back side of the end plate 7A.
[0021]
Further, the second fixed scroll 6B is also constituted by the end plate 7B, the recess 7B1, the wrap portion 8B, the fitting cylinder portion 9B, and the pin hole 10B.
[0022]
Reference numerals 11A and 11B denote a plurality of guide pins (only two are shown) protruding from the lid portions 3A and 3B of the casing 1 toward the fixed scrolls 6A and 6B. One guide pin 11A has a base end side on the casing 1. The front end side is slidably inserted into the pin hole 10A of the fixed scroll 6A.
[0023]
And this guide pin 11A becomes a structure which guides the fixed scroll 6A to an axial direction while hold | maintaining the fixed scroll 6A with respect to the casing 1 in the rotation stop state. Further, the other guide pin 11B is configured in the same manner as the guide pin 11A.
[0024]
Reference numerals 12A and 12B denote first and second pressure chambers respectively provided between the lid portions 3A and 3B of the casing 1 and the rear surfaces of the end plates 7A and 7B of the fixed scrolls 6A and 6B. Guides an intermediate pressure in a compression chamber 36A, which will be described later, to the back side of the end plate 7A through a communication hole (not shown) provided in the end plate 7A, and this intermediate pressure causes the fixed scroll 6A to move toward the orbiting scroll 30A in the axial direction. To increase the sealing degree in the compression chamber 36A. Further, the second pressure chamber 12B is configured in the same manner as the pressure chamber 12A.
[0025]
An electric motor 13 is provided between the fixed scrolls 6A and 6B and is provided in an intermediate portion of the casing 1. The electric motor 13 includes a stator 14 fixedly provided on the inner peripheral side of the casing 1, and the stator 14 The rotor 14 is arranged on the inner peripheral side of the rotor 14 so as to be rotated by the stator 14. The axis of the stator 14 and the axis of the rotor 15 are arranged on the same axis as the axis O 1 -O 1 of the casing 1. . The electric motor 13 drives a rotating shaft 23 described later by rotating the rotor 15.
[0026]
Reference numerals 16A and 16B denote first and second eccentric bearings which are located between the fixed scrolls 6A and 6B and the electric motor 13 and are provided on the inner peripheral side of the bearing mounting cylinders 4A and 4B, respectively. 16A is rotatably provided by an outer ring 17A, a plurality of spherical bodies 18A serving as outer rolling elements on the inner peripheral side of the outer ring 17A, an outer middle ring 19A fixed to the outer peripheral side of the rotary shaft 23, and the rotary shaft 23. The inner ring 20A is fixed to the inner circumferential side of the inner ring 20A, and the inner ring 22A is rotatably provided on the inner circumferential side of the inner middle ring 20A by a plurality of spheres 21A serving as inner rolling elements.
[0027]
Here, the outer ring 17A is press-fitted and mounted on the inner peripheral side of the bearing mounting cylinder 4A, and is disposed on the axis O1-O1. Further, the outer middle ring 19A is positioned on the inner peripheral side of the outer ring 17A by the spherical body 18A, and is disposed on the axis O1-O1. In this state, the sphere 18A rolls between the outer ring 17A and the outer middle ring 19A around the axis O1-O1.
[0028]
On the other hand, the inner inner ring 20A is disposed on an eccentric axis O2-O2 that is eccentric in the radial direction by a fixed dimension δ with respect to the axis O1-O1 of the outer ring 17A. Further, the inner ring 22A is positioned on the inner peripheral side of the inner inner ring 20A by the spherical body 21A, and is disposed on the eccentric axis O2 -O2. In this state, the sphere 21A rolls around the eccentric axis O2-O2.
[0029]
Thus, in the eccentric bearing 16A, the outer middle ring 19A and the inner middle ring 20A rotate integrally with the rotary shaft 23, so that the inner ring 22A integrated with the turning shaft 24 has a dimension δ about the axis O1-O1. A turning motion with a turning radius is performed.
[0030]
Further, the second eccentric bearing 16B is also composed of an outer ring 17B, a sphere 18B, an outer middle ring 19B, an inner middle ring 20B, a sphere 21B, and an inner ring 22B.
[0031]
Reference numeral 23 denotes a rotating shaft provided on both ends of the eccentric bearings 16A and 16B with the rotor 15 of the electric motor 13 interposed therebetween. The rotating shaft 23 is formed as a hollow shaft body and is inserted into the inner peripheral side of the rotor 15 of the electric motor 13. And fixedly provided. The rotating shaft 23 is fixedly attached to both the inner circumferential side of the outer middle wheel 19A and the outer circumferential side of the inner middle wheel 20A. The rotating shaft 23 rotates integrally with the rotor 15 to rotate with the outer middle wheel 19A. The inner middle wheel 20A is rotated.
[0032]
Here, as shown in FIG. 2, the rotating shaft 23 has a thickness d1 on the side opposite to the eccentric axis O2-O2 across the axis O1-O1, and a thickness on the eccentric axis O2-O2 side. If d is the dimension d2, the relationship d1> d2 is set. For this reason, the rotating shaft 23 is arranged on the axis O1-O1 of the outer ring 17A, 17B on the outer peripheral side, whereas the eccentric shaft line eccentric on the inner peripheral side by a fixed dimension δ in the radial direction with respect to the axis O1-O1. Arranged on O2 -O2.
[0033]
24 is a swing shaft provided loosely in the rotary shaft 23 and fixedly supported by the inner rings 22A and 22B of the eccentric bearings 16A and 16B. The swing shaft 24 is formed as a solid cylindrical body, It is arranged on the eccentric axis O2 -O2. Further, both ends of the turning shaft 24 are fixedly inserted into the inner peripheral sides of the inner rings 22A and 22B.
[0034]
Here, on both end surfaces of the turning shaft 24, bottomed mounting holes 25A and 25B each having a circular hole to which the thrust receiving plate 26A is mounted are provided. Then, screw holes 25A1, 25B1 are formed at positions substantially corresponding to the axis O1-O1 on the bottom side of the mounting holes 25A, 25B. The orbiting shaft 24 orbits integrally with the inner rings 22A and 22B by the rotation of the rotating shaft 23, thereby causing the orbiting scrolls 30A and 30B to orbit integrally with the thrust receiving plates 26A and 26B.
[0035]
Reference numeral 26A denotes a first thrust receiving plate that is positioned on the rear side of the end plate 31A of the orbiting scroll 30A, which will be described later, and is fixed to one end of the orbiting shaft 24. The first thrust receiving plate 26A is an orbiting shaft. A disc portion 27A formed with an outer diameter larger than 24, and a fitting projection 28A as a fitting portion having a stepped cylindrical shape protruding from the center of the back side of the disc portion 27A. ing.
[0036]
Further, arc-shaped protrusions 27A1 and 27A1 that are spaced apart in the circumferential direction and protrude in the radial direction are provided on the outer peripheral side of the disk part 27A of the thrust receiving plate 26A. The arcuate protrusion 27A1 is provided with another receiving hole 27A2 consisting of a bottomed circular hole at a position substantially corresponding to the receiving hole 4A1 of the bearing mounting cylinder 4A. A bearing 39 is accommodated.
[0037]
Further, a bolt insertion hole 26A1 is formed in the thrust receiving plate 26A at a position substantially corresponding to the eccentric axis O2-O2. Then, the thrust receiving plate 26A fits the fitting projection 28A into the mounting hole 25A of the turning shaft 24, and in this state, the fixing bolt 29A is inserted into the bolt insertion hole 26A1 from the surface side of the disc portion 27A. As a result, the rotating shaft 24 is fastened integrally with the rotating shaft 24. Further, the thrust receiving plate 26A supports the thrust load F1 (see FIG. 1) acting on the orbiting scroll 30A on the end side of the orbiting shaft 24 by contacting the rear surface side of the end plate 31A of the orbiting scroll 30A. .
[0038]
26B is a second thrust receiving plate that is positioned on the rear side of the end plate 31B of the orbiting scroll 30B and is fixed to the other end side of the orbiting shaft 24. The thrust receiving plate 26B is also connected to the thrust receiving plate 26A. It is configured in substantially the same manner, and has a bolt insertion hole 26B1, a disc portion 27B, and a fitting projection 28B. Then, the thrust receiving plate 26B is fastened in the mounting hole 25B of the orbiting shaft 24 by a fixing bolt 29B, and abuts against the rear side of the end plate 31B of the orbiting scroll 30B, thereby acting on the orbiting scroll 30B on the end side of the orbiting shaft 24. It supports the thrust load F2 (refer to FIG. 1). Here, the thrust receiving plate 26B has no arcuate protrusion 27A1 provided on the thrust receiving plate 26A.
[0039]
Reference numerals 30A and 30B denote first and second orbiting scrolls which are fixedly provided on both ends of the orbiting shaft 24 so as to face the fixed scrolls 6A and 6B. The first orbiting scroll 30A is a disc. The end plate 31A is formed in a shape, and the spiral wrap portion 32A is provided in the axial direction from the surface side of the end plate 31A.
[0040]
Further, the end plate 31A of the orbiting scroll 30A is integrally formed with an annular protrusion 33A extending in a substantially “C” shape along the circumferential direction on the back side thereof. Further, as shown in FIG. 6, the end plate 31A is formed with a plurality of cooling air passages 34A, 34A,...
[0041]
The orbiting scroll 30A is positioned in the radial direction with respect to the thrust receiving plate 26A by fitting the annular protrusion 33A to the outer peripheral side of the thrust receiving plate 26A. Further, the orbiting scroll 30A makes the thrust plate by inserting the plurality of fixing bolts 35A (see FIGS. 3 and 6) from the surface side of the end plate 31A by bringing the back side of the end plate 31A into contact with the thrust receiving plate 26A. It is integrally attached to the receiving plate 26A.
[0042]
Thereby, the orbiting scroll 30A is integrated with the orbiting shaft 24 and performs the orbiting motion having the orbiting radius of the dimension δ. The wrap portion 32A of the orbiting scroll 30A is disposed so as to overlap with the wrap portion 8A of the fixed scroll 6A by, for example, 180 degrees, and a plurality of compression chambers 36A, 36A are provided between the wrap portions 8A, 32A. , ... are defined.
[0043]
During the operation of the scroll type air compressor, air is sucked into a compression chamber 36A on the outer peripheral side from a suction port 40A, which will be described later, and this air is sequentially compressed in each compression chamber 36A while the orbiting scroll 30A is swirling. Finally, compressed air is discharged from the compression chamber 36A on the center side to the outside via a discharge port 41A described later.
[0044]
Further, the second orbiting scroll 30B is also configured by an end plate 31B, a lap portion 32B, an annular protrusion 33B, a cooling air passage 34B, and the like. The orbiting scroll 30B is integrally attached to the thrust receiving plate 26B by a fixing bolt 35B, and a plurality of compression chambers 36B are defined between the rotating scroll 30B and the fixed scroll 6B. Here, the orbiting scroll 30B is different from the orbiting scroll 30A in that the annular protrusion 33B is formed in an annular shape as shown in FIG.
[0045]
Reference numerals 37 and 37 denote crankshafts provided as a rotation prevention mechanism provided between the bearing mounting cylinder 4A and the thrust receiving plate 26A. The crankshaft 37 is disposed in the receiving hole 4A1 of the bearing mounting cylinder 4A as shown in FIG. The first shaft portion 37A is rotatably supported by the bearing 38, and the other shaft portion 37B is rotatably supported by the bearing 39 in the receiving hole 27A2 of the thrust receiving plate 26A. The crankshaft 37 is arranged such that the other side shaft portion 37B is eccentric with respect to the one side shaft portion 37A by a dimension δ, and these shaft portions 37A, 37B are relatively rotated in the receiving holes 4A1, 27A2 during operation. The rotation of the orbiting scroll 30A integrated with the thrust receiving plate 26A is prevented.
[0046]
40A and 40A are suction ports provided in the cylindrical portion 2 of the casing 1 and located on the outer peripheral side of the wrap portions 8A and 8B of the fixed scrolls 6A and 6B, and 41A and 41B are wrap portions 8A of the fixed scrolls 6A and 6B. The discharge port provided in cover part 3A, 3B of the casing 1 located in the 8B center side is shown. Further, 42, 42,... Are a plurality of radiating fins provided on the outer peripheral side of the cylindrical portion 2 of the casing 1 at intervals in the axial direction.
[0047]
The scroll type air compressor according to the present embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next.
[0048]
First, when the rotor 15 of the electric motor 13 is rotated, the rotating shaft 23 integrated with the rotor 15 is rotated by the spheres 18A and 18B of the eccentric bearings 16A and 16B. It rotates on the inner peripheral side of the rotating shaft 23 by 21B.
[0049]
Here, the spheres 16A, 16B rotate around the axis O1-O1 of the casing 1 (outer rings 17A, 17B), whereas the spheres 21A, 21B have a dimension δ in the radial direction with respect to the axis O1-O1. Therefore, the turning shaft 24 integrated with the inner rings 22A and 22B by the spherical bodies 21A and 21B has a turning radius of the dimension δ around the axis O1 -O1. Movement is performed, and the orbiting scrolls 30A and 30B are orbited by the orbiting shaft 24, respectively.
[0050]
When the orbiting scrolls 30A and 30B are orbited in this way, the orbiting scrolls 30A and 30B are prevented from rotating by the crankshaft 37 and only revolve.
[0051]
As a result, the compression chambers 36A defined between the fixed scroll 6A and the orbiting scroll 30A are continuously reduced, and thereby the outside air sucked from the suction port 40A of the fixed scroll 6A is sequentially supplied to the compression chambers 36A. While compressing this compressed air, the fixed scroll 6A Discharge port 41 A is stored in an external air tank (not shown) or the like.
[0052]
Further, each compressed chamber 36B defined between the fixed scroll 6B and the orbiting scroll 30B is also continuously reduced to store the compressed air in the air tank or the like.
[0053]
Here, in the present embodiment, thrust receiving plates 26A and 26B having an outer diameter larger than that of the turning shaft 24 are fixed to both ends of the turning shaft 24, and the orbiting scroll is provided on the thrust receiving plates 26A and 26B. 30A and 30B are fixed and attached.
[0054]
For this reason, the thrust receiving plates 26A, 26B can be brought into contact with the end plates 31A, 31B of the orbiting scrolls 30A, 30B from the back side with a wide contact area, and the thrust loads F1, F1 acting on the orbiting scrolls 30A, 30B, F2 can be dispersed and supported throughout the disk portions 27A and 27B of the thrust receiving plates 26A and 26B.
[0055]
Thus, in the present embodiment, the behavior of the orbiting scrolls 30A and 30B can be stabilized, and the wrap portions 32A and 32B of the orbiting scrolls 30A and 30B are wrapped with the fixed scrolls 6A and 6B as described in the prior art. Interference with the portions 8A and 8B is eliminated, wear of the wrap portions 8A, 8B, 32A and 32B can be prevented, noise can be reduced, and the performance and reliability of the air compressor can be improved.
[0056]
By the way, in order to prevent rotation of the orbiting scroll 30A, for example, when an Oldham ring is provided between the bearing mounting cylinder 4A and the thrust receiving plate 26A, the Oldham ring, the bearing mounting cylinder 4A, the thrust receiving plate 26A, In the meantime, rattling occurs due to processing reasons and the like, so that the orbiting scroll vibrates due to such rattling and causes noise.
[0057]
Therefore, in the present embodiment, in order to prevent rotation of the orbiting scroll 30A, one side shaft portion 37A of the crankshaft 37 is rotatably provided in the housing hole 4A1 of the bearing mounting cylinder 4A via the bearing 38. Since the side shaft portion 37B is rotatably provided in the receiving hole 27A2 of the thrust receiving plate 26A via the bearing 39, the bearing 38, 39 prevents the crankshaft 37 from rattling in the receiving holes 4A1, 27A2. The behavior of the orbiting scrolls 30A and 30B can be further stabilized.
[0058]
In the embodiment, the case where the middle wheel used for the eccentric bearing 16A is composed of the two members of the outer middle wheel 19A and the inner middle wheel 20A has been described as an example, but instead of this, for example, FIG. As shown in the first modified example, the eccentric bearing 51A may be formed by integrating the outer middle ring 19A and the inner middle ring 20A according to the embodiment with each other, so that the middle ring 54A is constituted by one member. .
[0059]
Here, the eccentric bearing 51A is provided with an outer ring 52A and an inner ring 54A that is rotatably provided on the inner peripheral side of the outer ring 52A by a spherical body 53A that is an outer rolling element and is fitted and fixed to the end of the rotary shaft 23. And an inner ring 56A which is rotatably provided by a spherical body 55A serving as an inner rolling element on the inner peripheral side of the middle ring 54A and is fixed to the outer peripheral side of the turning shaft 24.
[0060]
Further, in the embodiment, the case where the arc-shaped protrusion 27A1 is provided on the outer peripheral side of the disk portion 27A of the thrust receiving plate 26A and the accommodation hole 27A2 is provided in the arc-shaped protrusion 27A1 has been described as an example. Instead of the arc-shaped protrusion 27A1 according to the embodiment from the disc portion 27A 'of the thrust receiving plate 26A', for example, as in the second modification shown in FIG. 9, the disc portion 27A 'is replaced with the disc portion 27A'. The disc portion 27A according to the embodiment may be formed to have a larger diameter, and the disc portion 27A 'may be provided with receiving holes 27A2' and 27A2 '.
[0061]
Here, the thrust receiving plate 26A 'has a bolt insertion hole 26A1', a disc portion 27A ', a receiving hole 27A2', and a fitting projection 28A 'in substantially the same manner as the thrust receiving plate 26A according to the embodiment. Yes.
[0062]
In the embodiment, two orbiting scrolls 30A and 30B are provided on both ends of the orbiting shaft 24, and the two orbiting scrolls 30A and 30B are disposed on both sides of the casing 1, respectively. Although the description has been given by taking the opposed scroll air compressor disposed as an example, the present invention is not limited to this. For example, the fixed scroll 6A and the orbiting scroll 30A are abolished, and the fixed scroll 6B and the orbiting scroll are eliminated. You may comprise a scroll type air compressor only by 30B.
[0063]
In the embodiment, the fitting protrusions 28A and 28B protruding from the thrust receiving plates 26A and 26B are fitted into the mounting holes 25A and 25B recessed at both ends of the turning shaft 24. Although described as an example, instead of this, for example, mounting holes are recessed on the thrust receiving plate side, fitting protrusions are protruded on both ends of the turning shaft, and the fitting protrusions are used as mounting holes. It is good also as a structure which attaches a thrust receiving plate to a turning axis | shaft by making it fit.
[0064]
Furthermore, in the 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 refrigerant compressor.
[0065]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the rotating shaft is supported by the outer rolling element of the eccentric bearing in the casing of the stationary member, and the swivel shaft is disposed in the rotating shaft. And a thrust receiving plate on the end of the swivel shaft. In a non-rotating state via bolt insertion holes and fixing bolts This thrust receiving plate is fixed and the orbiting scroll is opposed to the fixed scroll. Back side of the panel Since the thrust receiving plate can be brought into contact with the back surface of the end plate of the orbiting scroll with a wide area, the thrust load acting on the orbiting scroll can be received by the thrust receiving plate. of It can be dispersed and supported throughout.
[0066]
As a result, the behavior of the orbiting scroll can be stabilized, and the wrap portion of the orbiting scroll does not interfere with the wrap portion of the fixed scroll as described in the prior art, and wear of these wrap portions can be prevented, Noise can be reduced and the performance and reliability of the fluid machine can be improved.
[0067]
In the invention of claim 2, the disc portion of the thrust receiving plate is formed with an outer diameter larger than the orbiting shaft, and the end plate of the orbiting scroll is abutted and attached to the surface side of the disc portion. The orbiting scroll can be firmly attached to the disc portion of the thrust receiving plate using a bolt or the like, and the behavior of the orbiting scroll can be further stabilized.
[0068]
Further, in the invention of claim 3, since the rotation preventing mechanism is constituted by a crankshaft rotatably supported between the casing and the thrust receiving plate, the crankshaft is interposed between the casing and the thrust receiving plate during turning. It is possible to prevent rattling, suppress vibration of the orbiting scroll, and further stabilize the behavior of the orbiting scroll.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a scroll type air compressor according to an embodiment of the present invention.
2 is a partially enlarged cross-sectional view showing an enlarged view of a fixed scroll, a turning scroll, an eccentric bearing, a thrust receiving plate and the like in FIG. 1;
3 is a cross-sectional view of the first thrust receiving plate, the crankshaft, and the like when viewed from the direction of arrows III-III in FIG.
4 is a rear view of the first thrust receiving plate in FIG. 1 as viewed from the rear side.
5 is a cross-sectional view of the second thrust receiving plate and the like viewed from the direction of arrows VV in FIG.
6 is a cross-sectional view of the first orbiting scroll, the cooling air passage, and the like when viewed from the direction of arrows VI-VI in FIG. 1;
7 is an exploded cross-sectional view showing the orbiting shaft, the first thrust receiving plate, and the first orbiting scroll in FIG. 1 in an exploded manner. FIG.
8 is a cross-sectional view of the fixed scroll, the orbiting scroll, the eccentric bearing, the thrust receiving plate, and the like according to the first modification of the present invention as seen from the same position as FIG.
FIG. 9 is a rear view of a first thrust receiving plate according to a second modification of the present invention as seen from the rear side.
[Explanation of symbols]
1 Casing (fixed side member)
4A, 4B Bearing mounting cylinder
6A, 6B fixed scroll
7A, 7B, 31A, 31B End plate
8A, 8B, 32A, 32B Wrap
13 Electric motor
14 Stator
15 rotor
16A, 16B, 51A Eccentric bearing
18A, 18B, 53A Sphere (outer rolling element)
21A, 21B, 55A Sphere (inner rolling element)
23 Rotating shaft
24 Rotating axis
26A, 26A ', 26B Thrust receiving plate
27A, 27A ', 27B Disc part
28A, 28A ', 28B Fitting protrusion (fitting part)
30A, 30B orbiting scroll
36A, 36B compression chamber
37 crankshaft
37A One side shaft
37B Other side shaft
F1, F2 thrust force

Claims (3)

ケーシングと該ケーシングの軸線上に位置して該ケーシングに固定的に設けられ鏡板に渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールとからなる固定側部材と、
該固定スクロールに対し軸方向に離間して前記ケーシング内に設けられ、ロータとステータとが前記ケーシングの軸線と同一方向になるように配置された電動機と、
前記ケーシングの軸線を中心とした外側転動体を有すると共に該外側転動体の内側に配置されケーシングの軸線に対し偏心した偏心軸線を中心として転動する内側転動体を有する偏心軸受と、
前記電動機のロータを挟んで前記ケーシングの軸線方向に延び両端が前記偏心軸受の外側転動体に支持された中空軸体からなり前記ロータによって回転される回転軸と、
該回転軸内を前記偏心軸線上に遊嵌して設けられ、前記偏心軸受の内側転動体に支持されて旋回運動する旋回軸と、
ボルト挿通穴を有し、該ボルト挿通穴に固定ボルトを差込むことにより、前記旋回軸の端部側に前記旋回軸に対し廻止め状態で固定して設けられたスラスト受板と、
記固定スクロールと対面して設けられ、鏡板に前記固定スクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を画成するラップ部が立設された旋回スクロールと、
該旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構とを備え
前記旋回スクロールの鏡板の背面側は、前記前記スラスト受板に固定して設ける構成としてなるスクロール式流体機械。
A fixed-side member comprising a casing and a fixed scroll provided on the casing and fixed on the casing and having a spiral wrap portion standing on the end plate;
An electric motor which is provided in the casing so as to be axially separated from the fixed scroll, and is arranged so that the rotor and the stator are in the same direction as the axis of the casing;
An eccentric bearing having an outer rolling element centered on the axis of the casing and an inner rolling element that is arranged inside the outer rolling element and rolls about an eccentric axis that is eccentric with respect to the axis of the casing;
A rotating shaft that extends in the axial direction of the casing across the rotor of the electric motor and that is formed of a hollow shaft body that is supported by outer rolling elements of the eccentric bearing and is rotated by the rotor;
A revolving shaft that is freely fitted on the eccentric axis within the rotating shaft and is supported by an inner rolling element of the eccentric bearing to revolve.
Has a bolt insertion hole, by plugged the fixing bolt to the bolt insertion hole, and a thrust receiving plate provided fixedly around latched condition with respect to the pivot shaft on the end side of the pivot axis,
Provided to face the front Symbol fixed scroll, and the orbiting scroll wrap portion is erected to overlap with the lap portion of the fixed scroll end plate defining a plurality of compression chambers,
A rotation prevention mechanism for preventing rotation of the orbiting scroll ,
The back side of the end plate of the orbiting scroll, the scroll type fluid machine comprising a structure provided by fixing to the said thrust receiving plate.
前記スラスト受板は、前記旋回軸よりも大きな外径をもって形成され表面側に前記旋回スクロールの鏡板が衝合して取付けられる円板部と、該円板部の裏面側中央に形成され前記旋回軸の端部側に嵌合して取付けられる嵌合部により構成してなる請求項1に記載のスクロール式流体機械。  The thrust receiving plate is formed with an outer diameter larger than that of the orbiting shaft and is formed on the front side of the disc portion on which the end plate of the orbiting scroll is abutted and attached at the center of the rear surface side of the disc portion. The scroll fluid machine according to claim 1, wherein the scroll fluid machine is configured by a fitting portion fitted and attached to an end portion side of the shaft. 前記自転防止機構は、前記ケーシング側に回転可能に支持される一側軸部と前記スラスト受板側に回転可能に支持される他側軸部とを有したクランク軸により構成してなる請求項2に記載のスクロール式流体機械。  The said rotation prevention mechanism is comprised by the crankshaft which has the one side axial part rotatably supported by the said casing side, and the other side axial part rotatably supported by the said thrust receiving plate side. The scroll fluid machine according to 2.
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