JP4920244B2 - スクロール流体機械 - Google Patents

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Description

ハウジング内に設けた固定スクロールにおける固定ラップと、モータにより駆動される駆動軸と一体をなす偏心軸に枢支した旋回スクロールにおける旋回ラップとを噛み合わせ、前記駆動軸をもって、旋回スクロールを一定の偏心量で旋回させることにより、ハウジングの外周部もしくは中心付近より吸入した気体を、その中心方向もしくは外周方向へ行くに従って、加圧あるいは膨張させて排出させるようにしたスクロール流体機械に関する。
前述したスクロール流体機械には、例えば特許文献１に記載されているように、旋回端板の両面に旋回ラップを立設した、両面タイプの旋回スクロールを備えるものと、例えば特許文献２に記載されているように、旋回端板の片面のみに旋回ラップを立設した、片面タイプの旋回スクロールを備えるものとがある。
両面タイプの旋回スクロールを備えるものにおいては、運転に伴い、旋回端板の両面のほぼ対応する個所に、固定スクロールにおける固定ラップの先端のチップシールが、ほぼ同一の条件で摺接するので、旋回端板の各面における対応個所には、ほぼ同一の圧力が作用し、ほぼ同一の熱が発生する。従って、旋回端板の各面が、局部的に伸びたり、湾曲したりして、作動の不円滑もしくは低動効率の低下を来たしたり、固定スクロールのチップシールを不均等に摩耗させて、性能を低下させたり、振動を生じたり、騒音を発生したりするおそれは小さい。
しかし、例えば特許文献２に記載されているように、旋回スクロールが片面タイプのものである場合には、旋回端板の後面に軸受ボス等が突設されていることもあって、運転に伴い、旋回端板の各所が、圧力負荷、固定スクロールのチップシールとの摩擦、あるいは発生熱の不均一等により、不均等に変形もしくは伸縮するとともに、旋回ラップの立設角度が局部的に不同となる。
そのため、旋回ラップが固定端板に偏当たりしたり、当接圧力に局部的に強弱を生じて、作動効率を減少させるとともに、騒音や発熱もしくは振動をもたらし、さらには、固定旋回両スクロールにおけるチップシールを偏摩耗させて、耐用寿命を短縮させることとなる。
このような運転に伴う旋回端板の変形を防止するためには、旋回端板の厚さを相当に大とする他はないが、通常、旋回スクロールは、旋回端板および旋回ラップを一体として、アルミニウム系金属をダイキャストして製造されるため、旋回端板の厚さが厚いと、ダイキャスト後の冷却の際に、旋回端板と旋回ラップの冷却速度が不均一となって、旋回ラップの立設角度が局部的に不揃いとなり、作動効率を低下させるとともに摩耗を早め、かつ騒音発生の原因ともなる。
さらに、旋回端板の後面の中心部には、駆動軸と一体をなす偏心軸部が、かつ旋回端板の背面の等間隔をなす３個所には、例えば公知のピンクランク型式の自転防止機構が、それぞれボールベアリングまたはニードルベアリングを介して組み込まれているが、各ベアリングに対するグリース等の供給孔を、側方へ向けて設けなければならず、またこのような注入孔より、ベアリングの要所まで、グリース等を適切に送入するには手間がかかる。
特開２００４−３０８４３６号公報 特公平７−４２９５３号公報
本発明は、旋回スクロールにおける旋回端板を極力薄くして、アルミニウム系金属をダイキャストして製造する際に、鋳造後における各部の冷却速度の相違等のために、旋回ラップの立設角度が不均一となったり、異常に変形したりするのを防止するとともに、運転時における各部の発生熱や受圧強度の相違等により、旋回端板が局部的に湾曲したり変形したりするのを、極力防止するようにし、しかも各枢支部に対する給油を容易に行いうるようにしたスクロール流体機械を得ることを目的としている。
本発明によると、上記課題は、特許請求の範囲の各請求項に記載されている次のような
手段により解決される。
(１) 駆動軸の偏心部に、軸受を介して枢支した旋回端板の前面に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回端板の後面に、旋回スクロールの自転運動を防止するための複数の自転防止機構を配設してなるスクロール流体機械において、
前記旋回端板の後面に、前記各自転防止機構における追従体の枢支部を有するとともに、この追従体に対する給油孔が貫設されている補強軸受板を、取外し可能に重合して締着し、さらに、前記補強軸受板に、前記駆動軸における偏心軸部の枢支部を設けるとともに、この枢支部に対する中心部給油孔を貫設し、該中心部給油孔をねじ孔とし、前記旋回スクロールの旋回端板の中心に設けた係止孔の前側より挿入した締付けねじを、前記ねじ孔に螺合することにより、補強軸受板を旋回端板の後面に締着しうるようにし、かつ前記締付けねじを、前記係止孔およびねじ孔より抜き外すことにより、このねじ孔をもって中心部給油孔とし、前記係止孔および中心部給油孔を経て、駆動軸における偏心軸部に対する給油を行いうるようにする。
(２)駆動軸の偏心部に、軸受を介して枢支した旋回端板の前面に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回端板の後面に、旋回スクロールの自転運動を防止するための複数の自転防止機構を配設してなるスクロール流体機械において、前記旋回端板の後面に、前記各自転防止機構における追従体の枢支部を有するとともに、この追従体に対する給油孔が貫設されている補強軸受板を、取外し可能に重合し、さらに、前記旋回端板の外周に後方を向く環状フランジを形成するとともに、この環状フランジ内に補強軸受板を嵌合し、前記環状フランジの外周面より求心方向へ向けて挿入した締付けねじを、補強軸受板に螺合することにより、両者を締着する。
(３)駆動軸の偏心部に、軸受を介して枢支した旋回端板の前面に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回端板の後面に、旋回スクロールの自転運動を防止するための複数の自転防止機構を配設してなるスクロール流体機械において、前記旋回端板の後面に、前記各自転防止機構における追従体の枢支部を有するとともに、この追従体に対する給油孔が貫設されている補強軸受板を、取外し可能に重合し、さらに、前記旋回端板の外周に後方を向く環状フランジを形成するとともに、この環状フランジ内に補強軸受板を嵌合し、前記環状フランジの前面と外周面との角部より、内側後方へ向けて挿入した締付けねじを補強軸受板に螺合することにより、両者を締着する。
(４)駆動軸の偏心部に、軸受を介して枢支した旋回端板の前面に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回端板の後面に、旋回スクロールの自転運動を防止するための複数の自転防止機構を配設してなるスクロール流体機械において、前記旋回端板の後面に、前記各自転防止機構における追従体の枢支部を有するとともに、この追従体に対する給油孔が、前記旋回端板における旋回ラップの最外周より内側において貫設されている補強軸受板を、取外し可能に重合して締着する。
(５)上記(１)〜(４)項のいずれかにおいて、補強軸受板における各自転防止機構の追従体と対応する個所に、固定スクロールと旋回スクロールを収容しているハウジングに取付けられている自転防止機構の支持体に対する支持体給油孔をも貫設する。
(６)上記(５)項において、自転防止機構の支持体に対する支持体給油孔を、自転防止機構におけるピンクランクに穿設された軸線方向の通孔を介して、このピンクランクをハウジングに枢支しているベアリングの後側と連通させる。
各請求項に記載の発明における新規な特徴事項に基く効果は、次のとおりである。
請求項１、２、３および４に係る発明：−
旋回端板の剛性は、その後面に重合されている補強軸受板により、著しく高められるため、作動中に受ける各所の熱や圧力の相違により、旋回端板が変形するおそれは小さい。従って、旋回端板を極力薄肉として、アルミニウム系金属をダイキャストして製造する際にも、旋回端板の各所の放熱の不均一等に伴う変形を、極力小とすることができる。
さらに、旋回スクロールを固定スクロールとともに前方へ引き出して、旋回端板を補強軸受板から取外して、周辺部給油孔を開口させ、これより、自転防止機構の追従体に対する給油を、容易に行うことができる。
請求項１に係る発明：−
旋回スクロールを前方へ引き出して、中心部給油孔を開口させ、駆動軸における偏心軸部に対する給油を、前方から容易に行うことができる。
また、締付けねじにより、補強軸受板を、旋回端面の後面に、正しく位置合わせして、重合・締着することができ、かつ旋回スクロールを前方へ引き出した後、締付けねじを係止孔およびねじ孔より抜き外し、開口された両孔より、駆動軸の偏心部に対する給油を容易に行うことができ、給油後には、締付けねじを挿入して、潤滑油が漏出するのを防止することができる。
請求項２に係る発明：−
旋回端板に対する補強軸受板の位置決めは容易であり、かつその旋回端板に対する重合締着を強力に行うことができ、しかも両者の径方向の相対位置を、微妙に調節することができる。
請求項３に係る発明：−
補強軸受板の径を、旋回端板のそれに比して小とすることができ、軽量化と変形防止効果を大とすることができ、かつ両者の径方向の相対位置と各部の締付度を、同時に調節することができる。
請求項４に係る発明：−
枢支部に対する給油を容易に行うことができる。
請求項５に係る発明：−
旋回スクロールを前方へ引き出して、補助給油孔を開口させ、ハウジングに取付けられている自転防止機構の支持体に対する給油を行うことができる。
請求項６に係る発明：−
前項のようにして開口させた補助給油孔から潤滑油を送入すると、潤滑油は、ピンクランクにおける軸線方向の通孔を通って後方へ流れ、ハウジングに枢支されている自転防止機構の支持体の軸受部に、後方から送り込まれる。
従って、旋回スクロールよりかなり後方においてハウジングに枢支されている自転防止機構の支持体の軸受部に対して、容易に十分な給油を行うことができる。
図１は、請求項１および２、並びに４〜６に記載のスクロール流体機械の一実施形態を示す縦断側面図、図２は、図１におけるII−II線縦断側面図で、駆動軸と自転防止機構を取外して示すもの、図３は、図２におけるIII−III線断面図である。
図１に示すように、このスクロール流体機械は、基本的には通常のものと同様であって、固定端板(１)の後面に渦巻き状の固定ラップ(２)が立設されている固定スクロール(３)の後側に、旋回端板(４)の前面に旋回ラップ(５)が立設されている旋回スクロール(６)を配し、固定ラップ(２)と旋回ラップ(５)を噛合させて形成されている。
旋回端板(４)の後面周縁には、後方を向く厚肉の環状フランジ(4a)が形成され、この環状フランジ(4a)内に嵌合した補強軸受板(７)は、旋回端板(４)の後面に重合されている。
ベアリング(10)を介して枢支する軸受筒(11)が突設され、同じく後面の等角度間隔をなす３か所には、公知のピンクランク式の自転防止機構(12)における追従体(13)を、ボールベアリング(14)を介して枢支する筒状ボス(15)が形成されている。
自転防止機構(12)の支持体(16)は、ボールベアリング(17)を介して、ハウジング(18)に枢支されている。
自転防止機構(12)の支持体(16)と追従体(13)とを接続するピンクランク(19)には軸線方向の通孔(20)が穿設されている。
前記補強軸受板(７)における駆動軸(８)の偏心軸部(９)の中心と整合する位置には、軸線方向のめねじ孔(21)が穿設され、同じく自転防止機構(12)の追従体(13)のボールベアリング(14)と対応する位置には、軸線方向の追従体給油孔(22)が、また、前記ピンクランク(19)における軸線方向の通孔(20)と対応する個所には、支持体給油孔(23)が穿設されている。
旋回端板(４)の中心には、段付孔(24)が前方より穿設され、これに挿入して締付けねじ(25)を前記めねじ孔(21)に螺合することにより、補強軸受板(７)は旋回端板(４)に対し、正しい関係位置をもって締着固定されている。
なお、ハウジング(18)における自転防止機構(12)の支持体(16)嵌合部の開口する後面には、ボールベアリング(17)のグリース等が流出するのを防止するための蓋板(26)が、シール状態で取付けられている。
旋回端板(４)の環状フランジ(4a)の外側から、複数、例えば３本の締付けねじ(27)を求心方向に挿入し、補強軸受板(７)を回動不能に保持している。
図４は、請求項３に記載の発明の一実施形態を示す図３と同様の図である。図３におけると同様の個所には同一の符号を付し、異なる点のみについて説明する。
旋回端板(４)の外周における後方を向く環状フランジ(4a)内に補強軸受板(７)の環状フランジ(7a)を嵌合し、環状フランジ(4a)の前面と外周面との角部より内側後方へ向けて挿入した締付けねじ(28)を、補強軸受板(７)の環状フランジ(7a)に螺合し嵌合し、締着してある。
図５は、本発明の変形例を示す図３と同様の図である。図３におけると同様の個所には同一の符号を付し、異なる点のみについて説明する。
それぞれ、外周部に環状フランジを有しない旋回端板(４)と軸受補強板(７)を重合し、それらの外側部同士を、締付けねじ(29)をもって締着してある。
図６は、本発明の他の変形例を示す図３と同様の図である。図３におけると同様の個所には同一の符号を付し、異なる点のみについて説明する。
図５に示すものにおいて、旋回端板(４)の前面外角部より内側後方へ向けて挿入した締付けねじ(30)を、補強軸受板(７)に螺合して締着してある。
請求項１および２、並びに４〜６に記載のスクロール流体機械の一実施形態を示す縦断側面図である。 図１におけるII−II線縦断面図で、駆動軸と自転防止機構を取外して示す図である。 図２におけるIII−III線断面図である。 請求項３記載の発明の一実施形態を示す図３と同様の図である。 本発明の変形例を示す図３と同様の図である。 本発明の他の変形例を示す図３と同様の図である。
(１)固定端板
(２)固定ラップ
(３)固定スクロール
(４)旋回端板
(4a)環状フランジ
(５)旋回ラップ
(６)旋回スクロール
(７)補強軸受板
(7a)環状フランジ
(８駆動軸
(９)偏心軸部
(10)ニードルベアリング
(11)軸受筒
(12)自転防止機構
(13)追従体
(14)ボールベアリング
(15)筒状ボス
(16)支持体
(17)ボールベアリング
(18)ハウジング
(19)ピンクランク
(20)通孔
(21)めねじ孔
(22)追従体給油孔
(23)支持体給油孔
(24)段付孔
(25)締付けねじ
(26)蓋板
(27)〜(30)締付けねじ

Claims (6)

  1. 駆動軸の偏心部に、軸受を介して枢支した旋回端板の前面に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回端板の後面に、旋回スクロールの自転運動を防止するための複数の自転防止機構を配設してなるスクロール流体機械において、
    前記旋回端板の後面に、前記各自転防止機構における追従体の枢支部を有するとともに、この追従体に対する給油孔が貫設されている補強軸受板を、取外し可能に重合して締着し、さらに、前記補強軸受板に、前記駆動軸における偏心軸部の枢支部を設けるとともに、この枢支部に対する中心部給油孔を貫設し、該中心部給油孔をねじ孔とし、前記旋回スクロールの旋回端板の中心に設けた係止孔の前側より挿入した締付けねじを、前記ねじ孔に螺合することにより、補強軸受板を旋回端板の後面に締着しうるようにし、かつ前記締付けねじを、前記係止孔およびねじ孔より抜き外すことにより、このねじ孔をもって中心部給油孔とし、前記係止孔および中心部給油孔を経て、駆動軸における偏心軸部に対する給油を行いうるようにしてあることを特徴とするスクロール流体機械。
  2. 駆動軸の偏心部に、軸受を介して枢支した旋回端板の前面に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回端板の後面に、旋回スクロールの自転運動を防止するための複数の自転防止機構を配設してなるスクロール流体機械において、
    前記旋回端板の後面に、前記各自転防止機構における追従体の枢支部を有するとともに、この追従体に対する給油孔が貫設されている補強軸受板を、取外し可能に重合し、さらに、前記旋回端板の外周に後方を向く環状フランジを形成するとともに、この環状フランジ内に補強軸受板を嵌合し、前記環状フランジの外周面より求心方向へ向けて挿入した締付けねじを、補強軸受板に螺合することにより、両者を締着したことを特徴とするスクロール流体機械。
  3. 駆動軸の偏心部に、軸受を介して枢支した旋回端板の前面に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回端板の後面に、旋回スクロールの自転運動を防止するための複数の自転防止機構を配設してなるスクロール流体機械において、
    前記旋回端板の後面に、前記各自転防止機構における追従体の枢支部を有するとともに、この追従体に対する給油孔が貫設されている補強軸受板を、取外し可能に重合し、さらに、前記旋回端板の外周に後方を向く環状フランジを形成するとともに、この環状フランジ内に補強軸受板を嵌合し、前記環状フランジの前面と外周面との角部より、内側後方へ向けて挿入した締付けねじを補強軸受板に螺合することにより、両者を締着したことを特徴とするスクロール流体機械。
  4. 駆動軸の偏心部に、軸受を介して枢支した旋回端板の前面に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回端板の後面に、旋回スクロールの自転運動を防止するための複数の自転防止機構を配設してなるスクロール流体機械において、
    前記旋回端板の後面に、前記各自転防止機構における追従体の枢支部を有するとともに、この追従体に対する給油孔が、前記旋回端板における旋回ラップの最外周より内側において貫設されている補強軸受板を、取外し可能に重合して締着したことを特徴とするスクロール流体機械。
  5. 補強軸受板における各自転防止機構の追従体と対応する個所に、固定スクロールと旋回スクロールを収容しているハウジングに取付けられている自転防止機構の支持体に対する支持体給油孔をも貫設してあることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスクロール流体機械。
  6. 自転防止機構の支持体に対する支持体給油孔を、自転防止機構におけるピンクランクに穿設された軸線方向の通孔を介して、このピンクランクをハウジングに枢支しているベアリングの後側と連通させてあることを特徴とする請求項５記載のスクロール流体機械。
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