JP4537846B2 - ダブルラップスクロール流体機械 - Google Patents

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Description

本発明は、スクロール圧縮機、スクロール真空ポンプ、スクロール膨張機、スクロール送風機等のスクロール流体機械であって、旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定スクロールにおける固定ラップとを噛合させることにより、両ラップの間に渦巻状密閉室を形成した流体圧力可変ユニット２組を、ケーシングの両側に配置したダブルラップスクロール流体機械に関する。
上記のようなダブルラップスクロール流体機械自体は公知であり、その代表的なものが、例えば特許文献１および２に記載されている。
特許文献１に記載されている、旋回スクロールを外周で駆動する方式のものでは、３組の自転防止機構の中、外部動力により、ベルトをもって駆動される駆動軸と一体をなすクランク軸と、駆動力が作用していないクランク軸とは、常に正確に同期が保たれているとは限らない。
そのため、左右の流体圧力可変ユニットにおける渦巻状密閉室内の対応部分における圧力に差が生じ、旋回スクロールの端板の旋回運動が、クランク軸の軸線と直交する面に対して傾斜したり、波打ち状態となったりするおそれがある。
特許文献２に記載されているものにおいても、駆動力が作用していない旋回軸の両端における旋回スクロールにおいては、同様の問題があり、かつ左右の流体圧力可変ユニットの間に、駆動源としての電動機が設けられているため、全体寸法が大となるとともに、流体圧力可変ユニットに不具合が生じた場合には、これを、電動機とともに取外すか、あるいは交換しなければならず、面倒である。
また、左右の流体圧力可変ユニットにおける旋回スクロールに作用する軸方向の荷重が不均等となった場合には、軸受や旋回スクロール端板に作用する負荷が大となる。
特開２００２−３４９４５６号公報 特開２００４−１１６４７１号公報
本発明は簡単な構成をもって、上記した従来のダブルラップスクロール流体機械における諸問題を解決するべく、外部に設けた適宜の動力により、左右の流体圧力可変ユニットを、ベルトを介して同期的に駆動するようにすることにより、左右の流体圧力可変ユニット同士の間隔を極力小として、全体寸法の小型化と軽量化を図り、かつ駆動軸に対する無端ベルトの係合取外しを、本体、すなわち流体圧力可変ユニット等を、分解したり取外したりすることなく、簡単かつ容易に行いうるようにしたダブルラップスクロール流体機械を得ることを目的とするものである。
本発明によると、上記課題は次のようにして解決される。
(１)外部動力により、ベルトを介して駆動するようにした駆動軸の両端に形成した偏心軸部に、それぞれ、外側面に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールを枢支するとともに、各旋回スクロールの外側に、内側面に固定ラップを備える固定スクロールを駆動軸と同心的に設け、前記旋回ラップと固定ラップを噛合させることにより、両ラップの間に渦巻状の密閉室を形成し、かつ各旋回スクロールの適所に、その自転運動を阻止するための複数の自転防止機構を設けてなるダブルラップスクロール流体機械において、前記駆動軸を、外部動力と連係された駆動用無端ベルトを通過させうる間隙を介して、軸線方向に２分割するとともに、前記駆動軸の分割された対向端部同士を、相対回転不能に結合しうるようにする。
(２)上記(１)項において、分割された駆動軸のいずれか一方に、外部動力と連係された駆動用無端ベルトを掛け回わしうる従動プーリを設ける。
(３)上記(１)または(２)項において、軸線方向に２分割された駆動軸の対向端部同士を、両者にまたがる筒状カプリングをもって、結合するようにする。
(４)上記(３)項において、筒状カプリングを、従動プーリを兼ねるものとする。
(５)上記(３)または(４)項において、駆動軸の分割された対向端面に、それぞれ径方向に突出するフランジを設け、これら両フランジと筒状カプリングにおける径方向のウエブとを、締付ねじをもって締着固定する。
(６)上記(１)〜(４)項のいずれかにおいて、駆動軸の分割された対向端面に、それぞれ径方向に突出するフランジを設けるとともに、各フランジの外周に軸線方向を向くスプラインを形成し、かつ筒状カプリングにおける筒状部の内周面に、上記スプラインと噛合しうる軸線方向のスプラインを形成する。
請求項１に係る発明：−軸線方向に２分割されている駆動軸の対向端部同士の間隙より、外部動力と連係されている駆動用無端ベルトを、切断することなく、環状のままで機内へ導入して、駆動軸に設けた適宜の受動部へ掛け回わしたり、前記間隔から不具合となった無端ベルトを抜き出して、容易に交換したりすることができる。
請求項２に係る発明：−分割された駆動軸のいずれか一方に設けられている従動プーリへ無端ベルトを掛け回わすことにより、分割された２本の駆動軸を、一体的に回転させることができる。
請求項３に係る発明：−筒状カプリングを、分割された駆動軸の対向端部へまたがらせることによって、駆動軸の対向端部同士を、簡単に連結することができ、また、筒状カプリングを軸線方向に移動させて、分割された駆動軸の対向端部における間隙を露出させて、無端ベルトを容易に出し入れすることができる。
請求項４に係る発明：−駆動軸自体に従動プーリを形成したり取付けたりする必要はないので、加工は簡単であり、また必要に応じ、筒状カプリングを径の異なる従動プーリを有するものと交換することができる。
請求項５に係る発明：−分割された駆動軸の対向端面におけるフランジと筒状カプリングとを、締付けねじをもって簡単に結合することができる。
請求項６に係る発明：−駆動軸の分割された端部同士の外周に設けたスプラインにより、両者にまたがる筒状カプリングが係合されるので、分割された駆動軸同士のトルクの伝達は強固に行われる。
図１は、本発明の好ましい実施形態の使用状態を示す縦断正面図、図２は、同じく無端ベルト交換時における縦断面図である。
正面視門形をなすハウジング(１)の左右側壁(２)の内面の対向個所には、それぞれ軸受筒(３)が突設され、左右の軸受筒(３)(３)内に固嵌したボールベアリング(４)(４)には、軸線方向に２本に分割された同心の分割駆動軸(５)(５)の外端部が嵌合されている。
各分割駆動軸(５)の外端には、偏心軸部(６)が連設され、偏心軸部(６)は、ローラベアリング(７)を介して、旋回スクロール端板(８)と一体をなすボス(９)に枢支されている。
旋回スクロール端板(８)の内側面には、多数の冷却フィン(10)が、同じく外側面には、旋回ラップ(11)が、それぞれ立設されている。
旋回ラップ(11)には、周辺部がハウジング(１)に止着された固定スクロール端板(12)の内面に立設された固定ラップ(13)が、公知の要領で噛み合わされ、ハウジング(１)の両側に、それぞれ、流体圧力可変ユニット(14)が形成されている。
各旋回スクロール端板(８)の内面の同一円周上における等間隔の３か所には、受筒(15)が一体形成され（図では１個のみが示されている）、各受筒(15)内には、内方へ突出する支軸(16)の端部が固着されている。
前記左右の受筒(15)(15)を結ぶ線上において、ハウジング(１)の側壁(２)(２)間には支持筒(17)が架設され、支持筒(17)の内面に設けた厚肉部(18)内にベアリング(19)を介して挿入した偏心筒(20)内に、前記支軸(16)を、ベアリング(21)を介して枢支してある。偏心筒(20)の偏心量は、駆動軸(５)の偏心軸部(６)の偏心量と等しい。
従って支軸(16)は、支持筒(17)内において偏心回転しうるクランク軸となっている。
前記各分割駆動軸(５)の対向端面には径方向に突出する外向フランジ(22)が形成され、対向する外向フランジ(22)(22)間の間隙は、後述する駆動用無端ベルト(23)を斜めにして通過させうる寸法とされている。
一方のフランジ(22)の外側方において分割駆動軸(５)には、筒状カプリング(24)が遊嵌されているる
筒状カプリング(24)は、外周面をベルト掛け面(25)とした従動プーリ(26)の内面に、求心方向を向く環状ウエブ(27)を設けてなり、環状ウエブ(27)を分割駆動軸(５)へ嵌合して、外向フランジ(22)の外側面に当接させた際、従動プーリ(26)の内周が、外向フランジ(22)の外周に嵌合するようになっている。
筒状カプリング(24)における偏心軸部(６)に対する径方向の反対側には、カウンターウエイト(28)が形成されている。
間隙を設けて対向する外向フランジ(22)(22)と環状ウエブ(27)の適所に締付けねじ(29)を挿入することにより、これら三者は一体に結合されている。
外部動力をもって無端ベルト(23)を駆動すると、流体圧力可変ユニット(14)における旋回スクロールは偏心回転して、流体を流体圧力可変ユニット(14)の外側部から吸入して、中心方向へ向うに従い、加圧もしくは減圧する。
締付けねじ(29)を外して筒状カプリング(24)を軸線方向へ移動させ、対向する外向フランジ(22)(22)の間の間隙を露出させることにより、この間隙を利用して無端ベルト(23)を機械内へ挿入したり、外部へ取り出して、交換したりすることができる。
従動プーリ(26)を、筒状カプリング(24)とは別体として、いずれかの分割駆動軸(５)上に設けることもある。
図３に示すように、筒状カプリング(24)の従動プーリ(26)の部分の内周と、分割駆動軸(５)(５)における外向フランジ(22)の外周に、それぞれ互いに噛合しうる軸線方向のスプライン(30)(31)を形成して実施することもある。
本発明の一実施形態を略示する縦断正面図で、分割駆動軸同士が筒状カプリングをもって結合されている状態のものである。 図１と同様であるが、筒状カプリングが分割駆動軸から離れている状態を示すものである。 異なる実施形態を示す図１と同様の図である。
符号の説明
(１)ハウジング
(２)側壁
(３)軸受筒
(４)ボールベアリング
(５)分割駆動軸
(６)偏心軸部
(７)ローラベアリング
(８)旋回スクロール端板
(９)ボス
(10)冷却フィン
(11)旋回ラップ
(12)固定スクロール端板
(13)固定ラップ
(14)流体圧力可変ユニット
(15)受筒
(16)支軸
(17)支持筒
(18)厚肉部
(19)ベアリング
(20)偏心筒
(21)ベアリング
(22)外向フランジ
(23)無端ベルト
(24)筒状カプリング
(25)ベルト掛け面
(26)従動プーリ
(27)環状ウエブ
(28)カウンターウエイト
(29)締付けねじ
(30)(31)スプライン

Claims (6)

  1. 外部動力により、ベルトを介して駆動するようにした駆動軸の両端に形成した偏心軸部に、それぞれ、外側面に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールを枢支するとともに、各旋回スクロールの外側に、内側面に固定ラップを備える固定スクロールを駆動軸と同心的に設け、前記旋回ラップと固定ラップを噛合させることにより、両ラップの間に渦巻状の密閉室を形成し、かつ各旋回スクロールの適所に、その自転運動を阻止するための複数の自転防止機構を設けてなるダブルラップスクロール流体機械において、
    前記駆動軸を、外部動力と連係された駆動用無端ベルトを通過させうる間隙を介して、軸線方向に２分割するとともに、前記駆動軸の分割された対向端部同士を、相対回転不能に結合しうるようにしたことを特徴とするダブルラップスクロール流体機械。
  2. 分割された駆動軸のいずれか一方に、外部動力と連係された駆動用無端ベルトを掛け回わしうる従動プーリを設けたことを特徴とする請求項１記載のダブルラップスクロール流体機械。
  3. 軸線方向に２分割された駆動軸の対向端部同士を、両者にまたがる筒状カプリングをもって、結合するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載のダブルラップスクロール流体機械。
  4. 筒状カプリングを、従動プーリを兼ねるものとしたことを特徴とする請求項３記載のダブルラップスクロール流体機械。
  5. 駆動軸の分割された対向端面に、それぞれ径方向に突出するフランジを設け、これら両フランジと筒状カプリングにおける径方向のウエブとを締付ねじをもって締着固定したことを特徴とする請求項３または４記載のダブルラップスクロール流体機械。
  6. 駆動軸の分割された対向端面に、それぞれ径方向に突出するフランジを設けるとともに、各フランジの外周に軸線方向を向くスプラインを形成し、かつ筒状カプリングにおける筒状部の内周面に、上記スプラインと噛合しうる軸線方向のスプラインを形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のダブルラップスクロール流体機械。
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