JPWO2010097959A1

JPWO2010097959A1 - スクロール流体機械

Info

Publication number: JPWO2010097959A1
Application number: JP2011501441A
Authority: JP
Inventors: 黄　富石; 富石黄; 光宣黄
Original assignee: RICHSTONE LIMITED
Current assignee: RICHSTONE LIMITED
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2029-02-25
Also published as: KR101312053B1; KR20110131216A; JP5347205B2; WO2010097959A1

Abstract

旋回軸を支持する反スクロール側の旋回副軸受と、回転軸を支持する反スクロール側の副軸受をロータと軸方向に重なる位置に設け、全長が短いスクロール流体機械を提供する。

Description

本発明は、圧縮機、ブロア、真空ポンプ、液ポンプ、膨張機等のスクロール流体機械に関する。

従来のスクロール流体機械は、特許文献に示すように、旋回軸を支える２つの軸受および回転軸を支える２つの軸受をロータの外側に有しているので、軸受の幅の分だけロータの外側に軸方向寸法を確保する必要があることから、小型化ができないという欠点があった。
特開２００６−２２７７５号公報

解決しようとする問題点は、軸受の分だけ長くなっているスクロール流体機械の軸方向寸法を短くできない点である。

本発明は、軸方向寸法を短くするため、旋回軸を支持する旋回主軸受と旋回副軸受、および回転軸を支持する主軸受と副軸受のうち、反スクロール側の旋回副軸受及び副軸受をロータと軸方向に重なる位置で、前記ロータに内包される位置に設けることを最も重要な特徴とする。

本発明のスクロール流体機械は、ロータの外側に軸受のための軸方向寸法を確保する必要がないから、軸方向の寸法を短くできるという利点がある。

図１は実施例１を示すスクロール流体機械の軸方向断面図である。
図２は実施例２を示すスクロール流体機械の軸方向断面図である。
図３は実施例３を示すスクロール流体機械の軸方向断面図である。

６主軸受
８固定軸
９副軸受
１０回転軸
１０Ａ中空部
１０Ｄ回転軸主部
１０Ｅ回転軸副部
１０Ｆストッパ
２１旋回軸
２２旋回副軸受
３０旋回主軸受

実施例１乃至３は本発明を圧縮機に実施した例である。

図１は実施例１を示す。まず構造を説明する。ステータ３およびロータ４により電動機が構成される。ステータ３およびフレーム５がケーシング１に固着されている。フレーム５に主軸受６が設けられている。主軸受６は、スラスト荷重を受けられる単列のアンギュラ玉軸受であり、おもに外輪６Ａ、内輪６Ｂ、玉６Ｃからなる。外輪６Ａはフレーム５に装着されている。内輪６Ｂはスクロール側に位置する回転軸前部１０Ｂの外周面を支持している。ロータ４が回転軸１０に固着されている。
ケーシング１の底部にボス７が設けられ、固定軸８が埋設されている。副軸受９が固定軸８と回転軸１０の間に設けられている。副軸受９は、スラスト荷重を受けられる単列のアンギュラ玉軸受又は深溝玉軸受であり、おもに外輪９Ａ、内輪９Ｂ、玉９Ｃからなる。内輪９Ｂはケーシング１に固定された固定軸８に装着されている。回転軸１０は中空部１０Ａを有している。外輪９Ａは反スクロール側に位置する回転軸後部１０Ｃの中空部１０Ａに装着されている。
カバー２が溶接などによりケーシング１に取り付けられている。固定スクロール１５がカバー２に取り付けられている。
旋回スクロール１１が固定スクロール１５と対面して設けられている。固定スクロール１５と旋回スクロール１１により流体機構が構成される。この流体機構は圧縮室（流体室）１６を有している。
旋回主軸受３０が回転軸前部１０Ｂに設けられている。旋回副軸受２２が回転軸後部１０Ｃに設けられている。旋回主軸受３０は、スラスト荷重を受けられる単列のアンギュラ玉軸受であり、おもに外輪３０Ａ、内輪３０Ｂ、玉３０Ｃからなる。外輪３０Ａは回転軸前部１０Ｂに装着され、内輪３０Ｂは旋回軸２１に装着されている。旋回副軸受２２は、スラスト荷重を受けられる単列のアンギュラ玉軸受または深溝玉軸受であり、おもに外輪２２Ａ、内輪２２Ｂ、玉２２Ｃからなる。外輪２２Ａは回転軸後部１０Ｃに装着され、内輪２２Ｂは旋回軸２１に装着されている。内輪２２Ｂはワッシャ３１を介してボルト３２により旋回軸２１に固定される。この構成により旋回軸２１は旋回主軸受３０と旋回副軸受２２に支持されている。
旋回副軸受２２はロータ４と軸方向に重なる位置に設けられ、ロータ４に内包されている。旋回主軸受３０と旋回副軸受２２は同軸の位置にあり、回転軸１０の中心軸とは一定量だけ偏心している。この偏心量は旋回スクロール１１を旋回運動させるときの旋回半径に実質的に等しい。
固定軸８はケーシング１の底部から回転軸１０の中空部１０Ａまで伸びている。固定軸８に装着された副軸受９はロータ４と軸方向に重なる位置に設けられ、ロータ４に内包されている。
旋回スクロールボス１１Ｂが旋回軸２１の先端に係合されている。一般的にアンギュラ玉軸受を単列で使用する場合は、無負荷時の遊びを無くすため、対となる軸受の一方の外輪または内輪に予圧をかける。ここでは主軸受６および副軸受９を並列組み合わせで装着し、これらに予圧をかけるために、回転軸後部１０Ｃに設けたストッパ２５と副軸受９の外輪９Ａの間にばね２３を設ける。ばね２３は外輪９Ａを押してこれに予圧をかけ、回転軸１０を介して主軸受６の内輪６Ｂを押してこれに予圧をかける。
旋回主軸受３０および旋回副軸受２２を背面組み合わせで装着する。これらの軸受に予圧をかけるために、回転軸１０内に固定されたスペーサ２６と旋回副軸受２２の外輪２２Ａの間にばね２４を設ける。ばね２４は外輪２２Ａを押してこれに予圧をかけ、旋回軸２１、旋回スクロールボス１１Ｂを介して旋回主軸受３０の内輪３０Ｂを押してこれに予圧をかける。
旋回スクロール１１の遠心力とバランスをとるために、カウンタウェイト１４が設けられている。
旋回スクロール１１の自転を防止するために、旋回スクロール鏡板１１Ａの背面外周部にオルダムリング２７が設けられている。
吸入口１７がケーシング１の底部に設けられている。吐出ポート１８が固定スクロール鏡板１５Ａに設けられている。吐出室１９が吐出ポート１８に連通してカバー２内に設けられている。吐出口２０が吐出室１９に連通してカバー２の上部に設けられている。
次に動作を説明する。電動機に通電するとステータ３がロータ４に回転力を与え、回転軸１０が回転する。そして、旋回軸２１が偏心して回り、旋回スクロール１１が偏心運動する。このとき、オルダムリング２７により旋回スクロール１１は自転を防止され、公転運動する。
作動流体は、吸入口１７からケーシング１内に吸入され、吸入室１２に流入し、圧縮室（流体室）１６で圧縮され、吐出ポート１８から吐出室１９に流入し、吐出口２０から外部へ吐出される。
本実施例は、旋回副軸受２２と副軸受９がロータ４と軸方向に重なる位置に設けられているので、旋回副軸受と副軸受がロータの外側に設けられていた従来構造に比べてスクロール流体機械の全長を短くできる。
本実施例は旋回主軸受３０および主軸受６に単列のアンギュラ玉軸受を使用し、旋回副軸受２２および副軸受９に単列のアンギュラ玉軸受または深溝玉軸受を使用して、ばねで各軸受に予圧をかける構造にしている。したがって、本実施例の流体機械は、アンギュラ玉軸受を用いず、軸受に予圧をかけていない従来構造に比べて大きいスラスト力を受けられるとともに、ガタのない安定した駆動ができる。また、単列の軸受を使用しているので、スクロール流体機械の全長を短くできる。

図２は実施例２を示す。実施例１と同じ符号の部品は説明を省略する。回転軸１０は、主軸受６に支持される回転軸主部１０Ｄと、副軸受９に支持される回転軸副部１０Ｅからなっている。回転軸主部１０Ｄと回転軸副部１０Ｅは圧入、螺着、接合などにより一体化される。
旋回主軸受３０は、スラスト荷重を受けられる単列のアンギュラ玉軸受である。旋回副軸受２２は、スラスト荷重を受けられる単列のアンギュラ玉軸受又は深溝玉軸受である。旋回副軸受２２の内輪２２Ｂは止め輪１３により旋回軸２１に固定されている。旋回副軸受２２はロータ４と軸方向に重なる位置に設けられ、ロータ４に内包されている。旋回主軸受３０および旋回副軸受２２を背面組み合わせで装着し、これらに予圧をかけるために、回転軸１０内に突起したストッパ１０Ｆと旋回副軸受２２の外輪２２Ａの間にばね２４を設ける。ばね２４は外輪２２Ａを押してこれに予圧をかけ、旋回軸２１、旋回スクロールボス１１Ｂを介して旋回主軸受３０の内輪３０Ｂを押してこれに予圧をかける。
副軸受９の外輪９Ａがケーシング１の底部に設けられたボス７に装着されている。内輪９Ｂは回転軸副部１０Ｅに装着され、止め輪２９で止められている。副軸受９はロータ４と軸方向に重なる位置で、軸受幅の半分程度がロータ４に内包される位置に設けられている。主軸受６はスラスト荷重を受けかれる単列のアンギュラ主軸受である。副軸受９はスラスト荷重を受けられる単列のアンギュラ玉軸受又は深溝玉軸受である。主軸受６と副軸受９は背面組み合わせで装着されている。ボス７の端部に設けられたストッパ３３と外輪９Ａの間にばね２３が装着されている。ばね２３は外輪９Ａを押してこれに予圧をかけ、回転軸副部１０Ｅ、回転軸主部１０Ｄを介して主軸受６の内輪６Ｂを押してこれに予圧をかける。
底カバー２８が、溶接などにより、ケーシング１の底部に取り付けられている。吸入口１７が底カバー２８に設けられている。
電動機に通電するとロータ４に回転力が与えられ、回転軸１０が回転する。そして、旋回軸２１が偏心駆動され、旋回スクロール１１が偏心運動する。そして、旋回スクロール１１は、オルダムリング２７により自転を防止され、公転運動する。
作動流体は、吸入口１７からケーシング１内に吸入され、吸入室１２へ流入し、圧縮室（流体室）１６で圧縮され、吐出ポート１８から吐出室１９に流入し、吐出口２０から外部へ吐出される。
本実施例は、実施例１と同様に、スクロール流体機械の全長を短くできる。

図３は実施例３を示す。実施例２と同じ符号の部品は説明を省略する。
実施例２と同じく、副軸受９はロータ４と軸方向に重なる位置で、ロータ４に内包される位置に設けられている。主軸受６はスラスト荷重を受けられる単列のアンギュラ玉軸受である。副軸受９はスラスト荷重を受けられる単列のアンギュラ玉軸受又は深溝玉軸受である。主軸受６と副軸受９は背面組み合わせて装着されている。外輪９Ａがボス７に装着され、ストッパ３３で止められている。回転軸副部１０Ｅの先端に取り付けられた止め輪２９と内輪９Ｂの間にばね２３が装着されている。ばね２３は外輪９Ａを押してこれに予圧をかけ、回転軸副部１０Ｅ、回転軸主部１０Ｄを介して内輪６Ｂを押してこれに予圧をかける。
電動機に通電するとロータ４に回転力が与えられ、回転軸１０が回転する。以後実施例２と同様の運転が行われる。
本実施例は、実施例１と同様に、スクロール流体機械の全長を短くできる。
スラスト荷重を受けられる単列の軸受として、実施例１乃至３はアンギュラ玉軸受又は深溝玉軸受を用いたが、それ以外の軸受、例えば円鍾ころ軸受等を用いても良い。
実施例１乃至３では電動機を一体に組み込んだ圧縮機を例にとった。しかし、本発明は電動機の代わりに発電機を一体に組み込んだ膨張機も含む。この場合、発電機はステータ３およびロータ４により構成される。

旋回軸２１を支持する反スクロール側の旋回副軸受２２と、回転軸を支持する反スクロール側の副軸受９をロータ４と軸方向に重なる位置で、ロータ４に内包される位置に設け、全長を短くすることによって、車載用、家庭用、産業用など省スペースのために小型化が不可欠な用途にも適用できる。

Claims

電動機と流体機構を有し、
前記流体機構は旋回スクロールと固定スクロールを有し、
中空部を有する回転軸が、ケーシングに設けられた、スクロール側に位置する主軸受と反スクロール側に位置する副軸受に支持されて回転し、
前記回転軸と軸心が偏心した旋回軸が、前記回転軸の中空部に設けられた、スクロール側に位置する旋回主軸受と反スクロール側に位置する旋回副軸受に支持されて旋回運動し、
前記旋回スクロールが前記旋回軸の先端に係合し、自転防止機構により自転を防止されて旋回運動するスクロール流体機械において、
前記副軸受および前記旋回副軸受は前記ロータと少なくとも一部が軸方向に重なる位置で、前記ロータに内包される位置に設けられていることを特徴とするスクロール流体機械。
前記副軸受の内輪は、前記ケーシングに固定された固定軸に装着され、外輪は前記回転軸に装着されることを特徴とする請求項１のスクロール流体機械。
前記回転軸は、前記主軸受に支持される回転軸主部と、前記副軸受に支持される回転軸副部からなり、前記回転軸主部と前記回転軸副部が一体化されることを特徴とする請求項１のスクロール流体機械。
前記旋回主軸受と前記旋回副軸受はいずれもスラスト荷重を受けられる単列の軸受であり、
前記旋回副軸受に作用するばねが前記旋回主軸受と前記旋回副軸受に予圧をかけることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかのスクロール流体機械。
前記主軸受と前記副軸受はいずれもスラスト荷重を受けられる単列の軸受であり、前記副軸受に作用するばねが前記主軸受と前記副軸受に予圧をかけることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかのスクロール流体機械。