WO2016016958A1 - スクロール式流体機械 - Google Patents

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WO2016016958A1
WO2016016958A1 PCT/JP2014/069992 JP2014069992W WO2016016958A1 WO 2016016958 A1 WO2016016958 A1 WO 2016016958A1 JP 2014069992 W JP2014069992 W JP 2014069992W WO 2016016958 A1 WO2016016958 A1 WO 2016016958A1
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WO
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back plate
scroll
fluid machine
rotation prevention
drive shaft
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PCT/JP2014/069992
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English (en)
French (fr)
Inventor
小林　義雄
公宣 岩野
翔 渡邉
原島　寿和
Original Assignee
株式会社日立産機システム
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents

Definitions

  • the present invention relates to a scroll type fluid machine.
  • a scroll type fluid machine disclosed in Patent Document 1 is provided with an opening for passing cooling air on the outer periphery of a coupling plate central bearing disposed on the back of the orbiting scroll to improve cooling performance.
  • an object of the present invention is to provide a scroll type fluid machine that can reduce the load applied to the rotation prevention mechanism and improve performance and life.
  • the present invention provides a fixed scroll, a orbiting scroll provided to face the fixed scroll and orbiting, a casing provided outside the orbiting scroll, and an orbiting the orbiting scroll.
  • a hollow portion is provided between a portion of the back plate where the drive shaft is connected and a portion where the anti-rotation mechanism is provided, and the back plate and the orbiting scroll are brought into contact without being connected in a radial direction.
  • a scroll type fluid machine is provided.
  • FIG. 6 is a side view of an auxiliary crank according to an embodiment of the present invention and a part of a cross section in the XX direction of FIG. 5.
  • FIGS. 1-6 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1-6.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a scroll compressor in the present embodiment.
  • the casing 1 of the scroll type air compressor is formed in a cylindrical shape, is provided outside the orbiting scroll 8, and supports the drive shaft 15 in a rotatable manner.
  • the fixed scroll 2 provided on the opening side of the casing 1 has an end plate 3 formed in a substantially disc shape with an axis OO as a center, and a shaft on a tooth bottom surface serving as a surface of the end plate 3.
  • the cooling fins 6 are generally configured.
  • the wrap portion 4 has a spiral shape, for example, three turns before and after three turns from the inner diameter side to the outer diameter side when the outermost diameter end is the winding start end and the outermost diameter end is the winding end end, for example. It is wound.
  • the tooth tip surface of the wrap portion 4 is separated from the tooth bottom surface of the end plate 9 of the orbiting scroll 8 as a counterpart by a certain axial dimension.
  • a seal groove 4A is provided on the tooth tip surface of the wrap portion 4 along the winding direction of the wrap portion 4, and the seal groove 4A serves as a seal member that is in sliding contact with the end plate 9 of the orbiting scroll 8.
  • a tip seal 7 is provided.
  • the outer peripheral wall portion 5 is formed in a substantially circular shape and opens at the end face of the fixed scroll 2. And the outer peripheral wall part 5 is arrange
  • the orbiting scroll 8 provided in the casing 1 so as to be orbitable is erected on a substantially disc-shaped end plate 9 disposed to face the end plate 3 of the fixed scroll 2 and a tooth bottom surface that becomes the surface of the end plate 9.
  • the spiral wrap portion 10 and a plurality of cooling fins 11 projecting from the back surface of the end plate 9 are generally configured.
  • a rear plate 12 connected to the drive shaft 15 is provided on the front end side of the cooling fin 11.
  • the wrap portion 10 has, for example, a spiral shape of about 3 turns, similar to the wrap portion 4 of the fixed scroll 2.
  • the tooth tip surface of the wrap portion 10 is separated from the tooth bottom surface of the end plate 3 of the fixed scroll 2 which is the counterpart by a certain axial dimension.
  • a seal groove 10A is provided on the tooth tip surface of the wrap part 10 along the winding direction of the wrap part 10, and the seal groove 10A serves as a seal member that is in sliding contact with the end plate 3 of the fixed scroll 2.
  • a tip seal 13 is provided.
  • a cylindrical boss portion 14 connected to the crank portion 15A of the drive shaft 15 via the swivel bearing 14a and the bearing housing 14b is integrally formed on the center side of the back plate 12.
  • a pulley 15B is provided on one end side of the drive shaft 15 outside the casing 1, and this pulley 15B is, for example, a belt (not shown) on the output side of an electric motor as a drive source. And so on.
  • the drive shaft 15 is rotationally driven by an electric motor or the like to cause the orbiting scroll 8 to orbit with respect to the fixed scroll 2.
  • the drive shaft 15 may be directly connected to a rotating shaft such as an electric motor without using a pulley 15B or a belt.
  • a cooling fan 16 is attached to the pulley 15B using bolts or the like, and the cooling fan 16 generates cooling air in the fan casing 17.
  • the cooling fan 16 blows cooling air along the ducts in the fan casing 17 to the inside of the casing 1 and the back side of the scrolls 2, 8 to cool the casing 1, the fixed scroll 2, the orbiting scroll 8, etc. To do.
  • auxiliary cranks 18 constituting, for example, three rotation prevention mechanisms for preventing the rotation of the orbiting scroll 8.
  • the auxiliary crank 18 is disposed via auxiliary crank bearings in auxiliary crank boss portions 18b formed on the casing 1 and the back plate 12, respectively.
  • a plurality of compression chambers 19 provided between the fixed scroll 2 and the orbiting scroll 8 are located between the wrap portions 4 and 10 and are sequentially formed from the radially outer side to the radially inner side. It is kept airtight.
  • the compression chambers 19 are continuously reduced between the wrap portions 4 and 10 while moving from the radially outer side toward the radially inner side when the orbiting scroll 8 orbits in the forward direction.
  • the suction port 20 provided on the outer diameter side of the fixed scroll 2 opens from the outer side in the radial direction of the end plate 3 to the outer peripheral wall 5 and communicates with the compression chamber 19A located on the outer side in the radial direction. Further, the suction port 20 is located outside the end plate 3 of the fixed scroll 2 in the radial direction of the wrap portion 10 of the orbiting scroll 8 and opens in a range (non-sliding region) where the tip seal 13 does not slide. . And the suction inlet 20 sucks air in the compression chamber 19A located in the radial direction outer side through the suction filter 21, for example.
  • the suction port 20 may be configured to suck in pressurized air. In this case, it is good also as a structure which removes the suction filter 21 and connects the suction inlet 20 to piping to which pressurized air is supplied.
  • the flange 24 located radially outside the lap portion 4 of the fixed scroll 2 fixes the fixed scroll 2 to the casing 1 with the flange 1a of the casing 1.
  • the alignment between the fixed scroll 2 and the casing 1 is performed by inserting a positioning member through the alignment hole 37.
  • the face seal groove 25 provided on the end face of the fixed scroll 2 facing the end plate 9 of the orbiting scroll 8 is located on the outer side in the radial direction of the outer peripheral wall 5 and is formed in an annular shape surrounding the outer peripheral wall 5. .
  • An annular face seal 26 is attached in the face seal groove 25. The face seal 26 hermetically seals between the end face of the fixed scroll 2 and the end plate 9 of the orbiting scroll 8, and prevents air sucked into the outer peripheral wall portion 5 from leaking therebetween.
  • the scroll type air compressor according to this embodiment has the above-described configuration. Next, the operation of the scroll type air compressor will be described.
  • the orbiting scroll 8 is centered on the axis OO of the drive shaft 15 while being prevented from rotating by the rotation prevention mechanism.
  • a drive source such as an electric motor
  • the orbiting scroll 8 is centered on the axis OO of the drive shaft 15 while being prevented from rotating by the rotation prevention mechanism.
  • the compression chamber 19 defined between the lap portion 4 of the fixed scroll 2 and the lap portion 10 of the orbiting scroll 8 is continuously reduced.
  • the air sucked from the suction port 20 of the fixed scroll 2 can be discharged toward the external tank (not shown) as compressed air from the discharge port 22 of the fixed scroll 2 while being sequentially compressed in each compression chamber 19. it can.
  • Cooling air generated by the cooling fan 16 circulates inside the casing 1 and the back side of the scrolls 2 and 8 along a duct and the like in the fan casing 17 to cool the casing 1, the fixed scroll 2, the orbiting scroll 8, and the like. To do.
  • FIG. 2 shows the back of the orbiting scroll 8 in this embodiment.
  • the orbiting scroll 8 has cooling fins 11 formed on the back side of the end plate 9.
  • a plurality of fastening portions 38 that are fastened to the back plate 12 are provided on the back of the orbiting scroll 8.
  • the cooling fin 11 and the fastening portion 38 may be integrally formed.
  • the orbiting scroll 8 may be provided with cooling fins. Thereby, the temperature rise of the back plate can be further suppressed.
  • FIG. 3 shows the back plate 12 that is fastened to the orbiting scroll 8.
  • the back plate 12 includes a drive shaft side back plate 12a (a portion of the back plate 12 to which the drive shaft 15 is connected) formed integrally with the bearing housing 14b of the boss portion 14 connected to the drive shaft 15, and a plurality of back plates 12 And an anti-rotation mechanism (auxiliary crank boss portion 18b for accommodating the auxiliary crank 18) and an anti-rotation mechanism side rear plate 12b (part of the rear plate 12 where the anti-rotation mechanism is provided).
  • a hollow portion 39 is provided between the drive shaft side back plate 12a and the rotation prevention mechanism side back plate 12b, and the drive shaft side back plate 12a and the rotation prevention mechanism side back plate 12b are not connected in the radial direction.
  • the back plate 12 has a hollow portion formed between the back side of the boss portion 14 and the back side of the auxiliary crank boss portion 18b, and the back side of the boss portion 14 and the back side of the auxiliary crank boss portion 18b are connected in the radial direction. It has a structure that is not.
  • the rotation prevention mechanism side rear plate 12b is connected to the drive shaft side rear plate 12a in the circumferential direction via a connecting portion 12c.
  • the portion of the back plate 12 where the rotation prevention mechanism is provided is connected to the other portion of the back plate 12 by the connecting portion 12c.
  • the connecting portions 12c are provided on both sides in the circumferential direction of the rotation prevention mechanism side back plate 12b.
  • the hollow portion 39 is provided continuously in the circumferential direction from the radially inner side of one connecting portion 12c provided on both sides in the circumferential direction of the rotation preventing mechanism side back plate 12b to the radially inner side of the other connecting portion 12c.
  • the hollow portion 39 can absorb the thermal deformation. Therefore, the thermal expansion of the drive shaft side rear plate 12a is not transmitted to the rotation prevention mechanism side rear plate 12b, and the distortion of the auxiliary crank boss portion 18b can be suppressed.
  • connection portion 12c was formed to be smaller than the radial dimension of the anti-rotation mechanism side back plate 12b.
  • the rigidity of the connecting portion 12c is lower than the rigidity of the anti-rotation mechanism side rear plate 12b, the rear plate 12 can absorb more deformation due to thermal expansion at the connecting portion 12c, and the distortion of the auxiliary crank boss portion 18b can be reduced. It is possible to further effectively suppress and further improve the reliability and life of the auxiliary crank 18.
  • the drive shaft side back plate 12a and the connecting portion 12c may be formed of a material having lower rigidity than the rotation prevention mechanism side back plate 12b.
  • the back plate 12 can absorb more deformation due to thermal expansion by the drive shaft side back plate 12a, and the distortion of the auxiliary crank boss 18b is further effectively suppressed, and the reliability and life of the auxiliary crank 18 are further improved. Can be made.
  • FIG. 4 shows the orbiting scroll 8 with the back plate 12 fastened.
  • the cooling fin 11 formed on the back side of the orbiting scroll 8 is fastened to the rotation preventing mechanism side back plate 12b (assist for the back plate 12) while the orbiting scroll 8 and the back plate 12 are fastened by the fastening portion 38. In contact with the rear surface of the crank housing).
  • cooling fin 11 is configured to contact the drive shaft side rear plate 12a even at a position facing the drive shaft side rear plate 12a.
  • the cooling fin 11 is configured to come into contact with the drive shaft side rear plate 12a, the heat of the orbiting scroll 8 is greatly transferred to the rear plate. Even if comprised in this way, since the drive shaft side back plate 12a and the rotation prevention mechanism side back plate 12b are not connected in the radial direction, heat transfer to the rotation prevention mechanism side back plate 12b does not increase.
  • the contact portion 12c can support the compressed gas load generated in the orbiting scroll wrap portion with low rigidity by being brought into contact with the cooling fin 11, and the reliability of the auxiliary crank bearing can be improved. Since deformation in the axial direction can be suppressed, deformation such as a turning scroll wrap can be suppressed, and performance and reliability can be improved.
  • the connecting portion 12c is made of a lower rigid member or a lower rigid shape than the anti-rotation term side rear plate 12b, thereby reducing the weight of the turning portion and extending the life of the turning bearing 14a. Further, the back plate 12 can absorb more deformation due to thermal expansion at the connecting portion 12c.
  • the hollow portion 39 is provided.
  • an elastic body that can be easily deformed without making the hollow portion 39 hollow as long as it can absorb deformation due to thermal expansion of the rotation prevention mechanism side rear plate 12b.
  • you may comprise as a rubber member, resin, etc.
  • a plurality of holes are formed in the easily deformable elastic body so that the cooling air flows, the heat of the orbiting scroll 8 can be efficiently released.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the periphery of the rotation prevention mechanism of FIG. 1
  • FIG. 6 is an enlarged view of a part of the auxiliary crank 18 of FIG.
  • the shape of the rotation stop part 18c of the crank 18 is shown.
  • the dihedral width may be a quadrangular or hexagonal shape, and may be a shape into which a non-rotating tool such as a spanner can be inserted. Alternatively, a hole may be formed in the diameter direction of the auxiliary crank 18.
  • a non-rotating tool such as a spanner can be inserted from the hole 41.
  • the present embodiment it is possible to prevent the rotation of the orbiting scroll 8 while effectively releasing the heat of the rotation preventing mechanism side rear plate 12b and the auxiliary crank 18. Further, the temperature of the auxiliary crank 18 can be reduced without adding parts, the cost can be reduced, and the number of machining parts can be reduced, so that the number of machining steps (machining time) can be reduced.
  • the present invention is applied to a scroll type air compressor as a scroll type fluid machine as a scroll type fluid machine has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this.

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Abstract

　本発明は、自転防止機構にかかる負荷を低減し、性能および寿命向上を可能にしたスクロール式流体機械を提供することを目的とする。　本発明は、固定スクロールと、前記固定スクロールに対向して設けられ、旋回運動する旋回スクロールと、前記旋回スクロールの外側に設けられたケーシングと、前記旋回スクロールを旋回運動させる駆動軸と、前記旋回スクロールから離間して設けられ、前記駆動軸に接続された背面プレートと、前記背面プレートと前記ケーシングとの間に設けられた複数の自転防止機構とを備え、前記背面プレートの前記駆動軸が接続される部分と前記自転防止機構が設けられる部分の間に中空部を設け、径方向には接続せず、前記背面プレートと前記旋回スクロールとを接触させることを特徴とするスクロール式流体機械を提供する。

Description

スクロール式流体機械
　本発明は、スクロール式流体機械に関する。
　本発明の背景技術として、特許文献１に開示されたスクロール式流体機械は、旋回スクロール背面に配設した連結板中央部軸受の外周に冷却風を通風する開口部設け、冷却性能の向上を行っている
特開２００３－６５２６７号公報
　特許文献１に開示されたスクロール式流体機械は、連結板のうち、自転防止機構と一体に形成された部分と連結板中央との間の少なくとも一部は連結板の部材で径方向に接続されている。そのため、自転防止機構の連結板側のピッチ円は熱膨張により拡大し、自転防止機構のケーシング側とのピッチ円差低減には不十分であり、自転防止機構の軸受に過大荷重が作用して寿命を低下する問題があった。
　上記問題点に鑑み、本発明は、自転防止機構にかかる負荷を低減し、性能および寿命向上を可能にしたスクロール式流体機械を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明は、固定スクロールと、前記固定スクロールに対向して設けられ、旋回運動する旋回スクロールと、前記旋回スクロールの外側に設けられたケーシングと、前記旋回スクロールを旋回運動させる駆動軸と、前記旋回スクロールから離間して設けられ、前記駆動軸に接続された背面プレートと、前記背面プレートと前記ケーシングとの間に設けられた複数の自転防止機構とを備え、前記背面プレートの前記駆動軸が接続される部分と前記自転防止機構が設けられる部分の間に中空部を設け、径方向には接続せず、前記背面プレートと前記旋回スクロールとを接触させることを特徴とするスクロール式流体機械を提供する。
　本発明によれば、自転防止機構の信頼性向上および長寿命化を実現したスクロール式流体機械を提供することができる。
本発明の実施例に係るスクロール式流体機械の断面図である。 本発明の実施例に係る旋回スクロールの斜視図である。 本発明の実施例に係る背面プレートの斜視図である。 本発明の実施例に係る旋回スクロールと背面プレートの斜視図である。 本発明の実施例に係る自転防止機構の断面拡大図である。 本発明の実施例に係る補助クランクの側面図と図５のX-X方向断面の一部である。
　以下、本発明の実施例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て、添付図面に従って詳細に説明する。
　本発明の実施例を図１－６を用いて説明する。
　図１に本実施例におけるスクロール式圧縮機の断面図を示す。スクロール式空気圧縮機のケーシング１は、筒状に形成されると共に、旋回スクロール８の外側に設けられ、その内部に駆動軸１５を回転可能に支持している。
　ケーシング１の開口側に設けられた固定スクロール２は、図１に示すように、軸線Ｏ－Ｏを中心として略円板状に形成された鏡板３と、鏡板３の表面となる歯底面に軸方向に立設された渦巻状のラップ部４と、ラップ部４を取囲んで鏡板３の径方向外側に設けられた筒状の外周壁部５と、鏡板３の背面に突設された複数の冷却フィン６とによって大略構成されている。
　ここで、ラップ部４は、例えば最内径端を巻始め端として、最外径端を巻終り端としたときに、内径側から外径側に向けて例えば３巻前，後の渦巻状に巻回されている。そして、ラップ部４の歯先面は、相手方となる旋回スクロール８の鏡板９の歯底面から一定の軸方向寸法だけ離間している。
　また、ラップ部４の歯先面には、ラップ部４の巻回方向に沿ってシール溝４Ａが設けられ、該シール溝４Ａ内には、旋回スクロール８の鏡板９に摺接するシール部材としてのチップシール７が設けられている。さらに、外周壁部５は、略円形状をなして固定スクロール２の端面に開口している。そして、外周壁部５は、旋回スクロール８のラップ部１０との干渉を避けるため、ラップ部１０の径方向外側に配置されている。
　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８は、固定スクロール２の鏡板３と対向して配置された略円板状の鏡板９と、鏡板９の表面となる歯底面に立設された渦巻状のラップ部１０と、鏡板９の背面に突設された複数の冷却フィン１１とによって大略構成されている。冷却フィン１１の先端側には、駆動軸１５に接続される背面プレート１２が設けられている。
　ここで、ラップ部１０は、固定スクロール２のラップ部４とほぼ同様に、例えば３巻前後の渦巻状をなしている。そして、ラップ部１０の歯先面は、相手方となる固定スクロール２の鏡板３の歯底面から一定の軸方向寸法だけ離間している。また、ラップ部１０の歯先面には、ラップ部１０の巻回方向に沿ってシール溝１０Ａが設けられ、該シール溝１０Ａ内には、固定スクロール２の鏡板３に摺接するシール部材としてのチップシール１３が設けられている。
　また、背面プレート１２の中央側には、旋回軸受１４a、軸受ハウジング１４bを介して駆動軸１５のクランク部１５Ａと連結される筒状のボス部１４が一体形成されている。このとき、駆動軸１５の一端側には、ケーシング１の外部に位置してプーリ１５Ｂが設けられ、このプーリ１５Ｂは、例えば駆動源としての電動モータの出力側にベルト（いずれも図示せず）等を介して連結されている。これにより、駆動軸１５は、電動モータ等によって回転駆動し、固定スクロール２に対して旋回スクロール８を旋回運動させる。なお、駆動軸１５はプーリ１５Ｂやベルトを介することなく、電動モータ等の回転軸に直結されたものであってもよい。
　また、プーリ１５Ｂにはボルト等を用いて冷却ファン１６が取付けられ、該冷却ファン１６は、ファンケーシング１７内で冷却風を発生させる。これにより冷却ファン１６は、冷却風をファンケーシング１７内のダクト等に沿ってケーシング１の内部や各スクロール２，８の背面側に送風し、ケーシング１、固定スクロール２、旋回スクロール８等を冷却する。
　さらに、背面プレート１２とケーシング１との間には、旋回スクロール８の自転を防止する例えば３個の自転防止機構を構成する補助クランク１８（１個のみ図示）が設けられている。補助クランク１８は、ケーシング１と背面プレート１２にそれぞれ形成された補助クランクボス部１８ｂ内に補助クランク軸受を介して配置されている。
　固定スクロール２と旋回スクロール８との間に設けられた複数の圧縮室１９は、ラップ部４，１０の間に位置して径方向外側から径方向内側にわたって順次形成され、チップシール７，１３によって気密に保持されている。そして、各圧縮室１９は、旋回スクロール８が順方向に旋回運動するときに、ラップ部４，１０の径方向外側から径方向内側に向けて移動しつつ、これらの間で連続的に縮小される。
　これにより、各圧縮室１９のうち径方向外側に位置する圧縮室１９Ａには、後述する吸込口２０から外部の空気が吸込まれ、この空気は径方向内側に位置する圧縮室１９Ｂに達するまでに圧縮されて圧縮空気となる。そして、この圧縮空気は吐出口２２から吐出され、外部の貯留タンク（図示せず）に貯えられる。
　固定スクロール２の外径側に設けられた吸込口２０は、鏡板３の径方向外側から外周壁部５にかけて開口し、径方向外側に位置する圧縮室１９Ａに連通している。また、吸込口２０は、固定スクロール２の鏡板３のうち旋回スクロール８のラップ部１０の径方向外側に位置して、チップシール１３が摺接しない範囲（非摺動領域）に開口している。そして、吸込口２０は、例えば大気圧の空気を吸込フィルタ２１を通じて径方向外側に位置する圧縮室１９Ａ内に空気を吸込むものである。
　なお、吸込口２０は、加圧された空気を吸込む構成としてもよい。この場合、吸込フィルタ２１を取外して、加圧空気が供給される配管に吸込口２０を接続する構成としてもよい。
　固定スクロール２の鏡板３の径方向内側（中心側）に設けられた吐出口２２は、径方向内側に位置する圧縮室１９Ｂに連通し、この圧縮室１９Ｂ内の圧縮空気を外部に吐出させるものである。
　固定スクロール２のラップ部４より径方向外側に位置するフランジ２４は、固定スクロール２をケーシング１にケーシング１のフランジ１aにて固定するものである。固定スクロール２とケーシング１との位置合わせは位置合わせ孔３７にて位置決め部材を挿通することにより行われる。
　旋回スクロール８の鏡板９と対面する固定スクロール２の端面に設けられたフェイスシール溝２５は、外周壁部５の径方向外側に位置し、外周壁部５を取囲む円環状に形成されている。また、フェイスシール溝２５内には円環状のフェイスシール２６が取付けられている。そして、フェイスシール２６は、固定スクロール２の端面と旋回スクロール８の鏡板９との間を気密にシールし、これらの間から外周壁部５内に吸込んだ空気が漏れるのを防止している。
　本実施例によるスクロール式空気圧縮機は上述したような構成を有するもので、次に、このスクロール式空気圧縮機の動作について説明する。
　まず、電動モータ等の駆動源（図示せず）により駆動軸１５を回転駆動すると、旋回スクロール８は、自転防止機構によって自転が防止された状態で、駆動軸１５の軸線Ｏ－Ｏを中心として旋回運動を行ない、固定スクロール２のラップ部４と旋回スクロール８のラップ部１０間に画成される圧縮室１９は連続的に縮小する。これにより、固定スクロール２の吸込口２０から吸込んだ空気は各圧縮室１９で順次圧縮しつつ、固定スクロール２の吐出口２２から圧縮空気として外部のタンク（図示せず）に向け吐出することができる。
　本実施例による、スクロール式空気圧縮機の冷却構造について説明する。冷却ファン１６によって発生した冷却風は、ファンケーシング１７内のダクト等に沿ってケーシング１の内部や各スクロール２、８の背面側に流通し、ケーシング１、固定スクロール２、旋回スクロール８等を冷却する。
　図２－４を用いて、本実施例における旋回スクロール８、背面プレート１２の詳細な構成を説明する。
　図２に本実施例における旋回スクロール８の背面を示す。旋回スクロール８には、鏡板９の背面側に冷却フィン１１が形成されている。また、旋回スクロール８の背面には、背面プレート１２と締結される締結部３８が複数設けられている。ここで、冷却フィン１１と締結部３８を一体に形成してもよい。このようにすることで、冷却フィン１１間の冷却風の流れが締結部３８によって妨げられることがなくなるため、旋回スクロール８、背面プレート１２の冷却効率を低下させずに旋回スクロール８と背面プレート１１を締結することができる。
　なお、旋回スクロール８だけでなく、背面プレート１２にも冷却フィンを設けてもよい。これにより、さらに背面プレートの温度上昇を抑制することができる。
　図３に旋回スクロール８と締結される背面プレート１２を示す。背面プレート１２は、駆動軸１５に連結されるボス部１４の軸受ハウジング１４ｂと一体に形成された駆動軸側背面プレート１２ａ（背面プレート１２のうち、駆動軸１５が接続される部分）と、複数の自転防止機構（補助クランク１８を収容する補助クランクボス部１８ｂ）と一体に形成された自転防止機構側背面プレート１２ｂ（背面プレート１２のうち、自転防止機構が設けられる部分）とにより構成される。駆動軸側背面プレート１２ａと自転防止機構側背面プレート１２ｂの間に中空部３９を設け，駆動軸側背面プレート１２ａと自転防止機構側背面プレート１２ｂの間は径方向には接続しない構造とした。
　つまり、背面プレート１２は、ボス部１４の裏側と補助クランクボス部１８ｂの裏側との間に中空部が形成され、ボス部１４の裏側と補助クランクボス部１８ｂの裏側とは径方向には接続されない構造となっている。
　背面プレート１２のうち、自転防止機構側背面プレート１２ｂは接続部１２cを介して駆動軸側背面プレート１２ａと周方向に接続されている。つまり、背面プレート１２のうち、自転防止機構が設けられる部分は接続部１２ｃによって背面プレート１２の他の部分と接続されている。接続部１２ｃは自転防止機構側背面プレート１２ｂの周方向両側に設けられる。中空部３９は、自転防止機構側背面プレート１２ｂの周方向両側に設けられた一方の接続部１２ｃの径方向内側から他方の接続部１２ｃの径方向内側にわたって周方向に連続して設けられる。
　これにより、圧縮運転により旋回スクロール８の鏡板９、背面プレート１２が熱膨張によって変形したとき、中空部３９によって熱変形を吸収することができる。そのため、駆動軸側背面プレート１２ａの熱膨張が自転防止機構側背面プレート１２ｂに伝達されず、補助クランクボス部１８ｂの歪みを抑制することが可能となる。
　ここで、接続部１２ｃの径方向の寸法が自転防止機構側背面プレート１２ｂの径方向寸法よりも小さくなるように形成した。これにより、接続部１２ｃの剛性が自転防止機構側背面プレート１２ｂの剛性よりも低くなり、接続部１２ｃにて背面プレート１２が熱膨張による変形をより多く吸収でき、補助クランクボス部１８ｂの歪みをさらに効果的に抑制し、補助クランク１８の信頼性・寿命をさらに向上させることができる。
　また、駆動軸側背面プレート１２ａ、接続部１２ｃを自転防止機構側背面プレート１２ｂよりも剛性の低い材料で形成してもよい。これにより、背面プレート１２が熱膨張による変形を駆動軸側背面プレート１２ａでより多く吸収でき、補助クランクボス部１８ｂの歪みをさらに効果的に抑制し、補助クランク１８の信頼性・寿命をさらに向上させることができる。
　図４に、旋回スクロール８に背面プレート１２を締結したものを示す。本実施例では、旋回スクロール８と背面プレート１２を締結部３８にて締結した状態で、旋回スクロール８の背面側に形成された冷却フィン１１は自転防止機構側背面プレート１２ｂ（背面プレート１２の補助クランクハウジングの裏面にて）と接触するように構成してある。
　また、駆動軸側背面プレート１２ａと対向する位置でも冷却フィン１１は、駆動軸側背面プレート１２ａと接触するように構成されている。
　これにより、特に高温となりやすい旋回スクロール８の中心部から自転防止機構側背面プレート１２ｂへ直接の伝熱を行い、背面プレートを放熱板として効率的に旋回スクロール８の冷却を行うことができる。よって各補助クランク軸受および補助クランク軸受内グリースの温度上昇を効果的に抑えることができ、信頼性向上・長寿命化を実現することができる。
　また、冷却フィン１１は駆動軸側背面プレート１２ａと接触するように構成されているため、旋回スクロール８の熱が背面プレートに大きく伝熱してしまう。このように構成しても、駆動軸側背面プレート１２ａと自転防止機構側背面プレート１２ｂの間は径方向には接続されていないため、自転防止機構側背面プレート１２ｂへの伝熱は大きくならない。
　また、駆動軸側背面プレート１２ａと、自転防止機構側背面プレート１２ｂとの間に設けた中空部３９には、旋回スクロール８と背面プレート１２との間に形成される空間に流入した冷却風が流通する。そのため、旋回スクロール８の熱を効果的に逃がしつつ、自転防止機構側背面プレート１２ｂ、補助クランク１８の温度上昇を抑えることができる。
　ここで、接続部１２ｃは、冷却フィン１１と接触させることにより、旋回スクロールラップ部で発生する圧縮ガス荷重を低い剛性で支持が可能となり、補助クランク軸受の信頼性を向上でき、接続部１２ｃの軸方向の変形を抑えることができるから、旋回スクロールラップ等の変形も抑制でき、性能、信頼性を向上できる。
　さらに、接続部１２ｃは自転防止項側背面プレート１２ｂよりも低い剛性部材あるいは低い剛性形状で構成することにより、旋回部分を軽量化でき、旋回軸受１４aの寿命を延長できる。また、接続部１２ｃにて背面プレート１２が熱膨張による変形をより多く吸収できるようになる。
　本実施例では、中空部３９を設けたが、自転防止機構側背面プレート１２ｂの熱膨張による変形を吸収できる構造であれば、中空部３９の部分を中空にせずに容易に変形可能な弾性体、例えばゴム部材や樹脂等として構成してもよい。また、容易に変形可能な弾性体に複数の穴を開けて冷却風が流れるようにすればさらに旋回スクロール８の熱を効率的に逃がすことができる。
　また、図５は図１の自転防止機構の周囲を拡大した図であり、図６は図５の補助クランク１８の一部を拡大した図とX-X方向断面の一部を図示してあり、補助クランク１８の回転止め部１８ｃの形状を示したものである。２面幅は４角や６角形状でも良く、スパナ等の回り止め工具を挿入できる形状で良い。あるいは補助クランク１８の直径方向に穴を構成しても良い。
　なお、スパナ等の回り止め工具は孔部４１から挿入できるようにしてある。
　補助クランク１８を取付けた自転防止機構側背面プレート１２ｂを、ケーシング１に設けてある補助クランク軸受１８a（３箇所）に取付ける際、補助クランク１８の端面をボルト４１で強固に締結している。このとき、前記ボルト４０の締め付けによる補助クランク１８の回転止めを２面幅部によって行うことにより、自転防止機構側背面プレート１２ｂの補助クランク軸受１８ａや接続部１２ｃ等に無理な荷重が作用するのを防止できる。すなわち、補助クランク１８自身に回転止め部を構成することにより、軸受ハウジング部材に突っ張り等の組立て（ボルト締結）による応力を残留しないため、飛躍的に信頼性を向上できる。
　以上より、本実施例によれば、旋回スクロール８の熱を効果的に逃がしつつ、自転防止機構側背面プレート１２ｂ、補助クランク１８の温度上昇を抑えることができる。さらに、補助クランク１８の温度低減を部品追加することなく実施可能でありコストを低減でき、機械加工部位が減少するため加工工数(加工時間)も低減できる。
　本実施例では、スクロール式流体機械としてスクロール式空気圧縮機に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、真空ポンプ等の他のスクロール式流体機械に適用してもよい。また、スクロール式流体機械を備えたタンク一体型パッケージ圧縮機や窒素ガス発生装置といったシステムに適用してもよい。
　これまで説明してきた実施例は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されない。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
　１　ケーシング
　１a　フランジ
　２　固定スクロール
　３，９　鏡板
　４，１０　ラップ部
　５　外周壁部
　６，１１　冷却フィン
　７，１３　チップシール
　８　旋回スクロール
　１２　背面プレート
　１２a　駆動軸側背面プレート
　１２b　自転防止機構側背面プレート
　１２c　接続部
　１４　ボス部
　１４a 旋回軸受
　１４b 軸受ハウジング
　１５　駆動軸
　１６　冷却ファン
　１７　ファンケーシング
　１８　補助クランク
　１８a 補助クランク軸受
　１８b 補助クランクボス部
　１８c　回転止め部
　１９　圧縮室
　２０　吸込口
　２１　吸込フィルタ
　２２　吐出口
　２４　フランジ
　２５　フェイスシール溝
　２６　フェイスシール
　３７　位置決め穴
　３８　締結部
　３９　中空部
　４０　ボルト
　４１　孔部

Claims (14)

  1. 　固定スクロールと、
    　前記固定スクロールに対向して設けられ、旋回運動する旋回スクロールと、
    　前記旋回スクロールの外側に設けられたケーシングと、
    　前記旋回スクロールを旋回運動させる駆動軸と、
    　前記旋回スクロールから離間して設けられ、前記駆動軸に接続された背面プレートと、
    　前記背面プレートと前記ケーシングとの間に設けられた複数の自転防止機構とを備え、
    　前記背面プレートの前記駆動軸が接続される部分と前記自転防止機構が設けられる部分の間に中空部を設け、径方向には接続せず、前記背面プレートと前記旋回スクロールとを接触させることを特徴とするスクロール式流体機械。
  2. 　前記自転防止機構は、補助クランクと前記補助クランクを収容する補助クランクボスを有し、前記補助クランクボスの一部は前記背面プレートの一部と一体に形成されることを特徴とする請求項１に記載のスクロール式流体機械。
  3. 　前記背面プレートの前記自転防止機構が設けられる部分は、接続部にて前記背面プレートの他の部分に接続されることを特徴とする請求項１に記載のスクロール式流体機械。
  4. 　前記接続部の径方向の寸法は前記背面プレートの前記自転防止機構の裏側の径方向の寸法よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載のスクロール式流体機械。
  5. 　前記背面プレートの前記自転防止機構が設けられる部分の周方向両側に前記接続部が配置され、前記背面プレートの前記自転防止機構が設けられる部分の周方向両側に配置された一方の前記接続部の径方向内側から他方の前記接続部の径方向内側にわたって前記中空部は連続して設けられることを特徴とする請求項３に記載のスクロール式流体機械。
  6. 　前記補助クランクにボルト締結時の回転止め部を形成したことを特徴とする請求項２に記載のスクロール流体機械。
  7. 　前記接続部を前記旋回スクロールに形成された冷却フィンと接触させることを特徴とする請求項３に記載のスクロール式流体機械。
  8. 　固定スクロールと、
    　前記固定スクロールに対向して設けられ、旋回運動する旋回スクロールと、
    　前記旋回スクロールの外側に設けられたケーシングと、
    　前記旋回スクロールを旋回運動させる駆動軸と、
    　前記旋回スクロールから離間して設けられ、前記駆動軸に軸受ハウジングを介して接続された背面プレートと、
    　前記背面プレートと前記ケーシングとの間に設けられた複数の自転防止機構とを備え、
    　前記背面プレートは、前記自転防止機構と一体に形成された自転防止機構側背面プレートと前記軸受ハウジングと一体に形成された駆動軸側背面プレートと前記自転防止機構側背面プレートと前記駆動軸側背面プレートとを接続する接続部とを有し、
    　前記自転防止機構側背面プレートと前記駆動軸側背面プレートとの間を前記駆動軸側背面プレートの変形を吸収する構造とし、前記自転防止機構側背面プレートを前記旋回スクロールに設けられた冷却フィンと接触させることを特徴とするスクロール式流体機械。
  9. 　前記自転防止機構は、補助クランクと前記補助クランクを収容する補助クランクボスを有し、前記補助クランクボスの一部は前記背面プレートの一部と一体に形成されることを特徴とする請求項８に記載のスクロール式流体機械。 
  10. 　前記自転防止機構側背面プレートは、接続部にて前記駆動軸側背面プレートに接続されることを特徴とする請求項８に記載のスクロール式流体機械。
  11. 　前記接続部の径方向の寸法は前記自転防止機構側背面プレートの径方向の寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１０に記載のスクロール式流体機械。
  12. 　前記自転防止機構側背面プレートの周方向両側に前記接続部が配置され、前記中空部は前記自転防止機構側背面プレートの周方向両側に配置された一方の前記接続部の径方向内側から他方の前記接続部の径方向内側にわたって連続して設けられることを特徴とする請求項１０に記載のスクロール式流体機械。
  13. 　前記補助クランクにボルト締結時の回転止め部を形成したことを特徴とする請求項９に記載のスクロール流体機械。
  14. 　前記接続部を前記旋回スクロールに形成された冷却フィンと接触させることを特徴とする請求項１０に記載のスクロール式流体機械。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3295090B2 (ja) * 1994-04-05 2002-06-24 ネルコー ピューリタンベネット インコーポレイテッド スクロール圧縮機
JP2010084592A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Hitachi Ltd スクロール式流体機械
JP2014105693A (ja) * 2012-11-30 2014-06-09 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd スクロール式流体機械

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3295090B2 (ja) * 1994-04-05 2002-06-24 ネルコー ピューリタンベネット インコーポレイテッド スクロール圧縮機
JP2010084592A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Hitachi Ltd スクロール式流体機械
JP2014105693A (ja) * 2012-11-30 2014-06-09 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd スクロール式流体機械

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