CN1436935A - 空气供给装置 - Google Patents

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作田淳
泽井清
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Abstract

本发明提供能加大涡卷叶片高度尺寸的空气供给装置。本发明的空气供给装置，备有固定在马达框架上的定子、固定在马达轴上并在上述定子内旋转的转子、借助机械轴动作的旋转涡卷、在与该旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷、使上述旋转涡卷作旋转动作的自转约束部件；上述马达轴与上述机械轴相连接，上述机械轴贯穿上述旋转涡卷和固定涡卷，在上述旋转涡卷的两端，上述机械轴被保持着；上述马达轴的两端由第1轴承和第2轴承可旋转地保持着，上述机械轴的一端侧由上述第2轴承保持着。

Description

空气供给装置
技术领域
本发明涉及作为发动机的增压器或燃料电池的空气压缩机使用的空气供给装置。
背景技术
现有技术中，有若干型式的气体压缩机，涡旋式压缩机是其中之一。
涡旋式压缩机，其构造具有低振动性、低噪音的优点，但是，为了增加排出量，通过加大涡卷叶片的高度尺寸或加大径方向尺寸，来加大压缩空间
本发明要解决的问题
但是，如果将涡卷叶片朝径方向加大，则旋转产生的离心力加大，导致包含轴在内的其它部件的大型化。
为此，本发明的目的，是提供一种能加大涡卷叶片高度的空气供给装置。
本发明的目的，是提供一种马达轴与机械轴的对中心容易、而且可提高传递效率的空气供给装置。
本发明的目的，是提供一种能将旋转涡卷叶片与固定涡卷叶片的间隙保持为规定间隔的空气供给装置。
本发明的目的，是提供一种能防止从机械轴与旋转涡卷之间泄漏的压缩空气逆流，防止效率降低的空气供给装置。
本发明的目的，是提供一种能抑制低速时旋转涡卷倾复，并且抑制振动的空气供给装置。
本发明的目的，是提供一种能防止旋转涡卷叶片和固定涡卷叶片损伤的空气供给装置。
本发明的目的，是提供一种无油的空气供给装置。
权利要求1记载的空气供给装置，备有固定在马达框架上的定子、固定在马达轴上并在上述定子内旋转的转子、借助机械轴动作的旋转涡卷、在与该旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷、使上述旋转涡卷作旋转动作的自转约束部件；上述马达轴与上述机械轴相连接，上述机械轴贯穿上述旋转涡卷和固定涡卷，在上述旋转涡卷的两端上述机械轴被保持着；其特征在于，上述马达轴的两端由第1轴承和第2轴承自由旋转地保持着，上述机械轴的一端侧由上述第2轴承保持着。
权利要求2记载的空气供给装置，备有固定在马达框架上的定子、固定在马达轴上并在上述定子内旋转的转子、借助机械轴动作的旋转涡卷、在与该旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷、使上述旋转涡卷作旋转动作的自转约束部件；上述马达轴与上述机械轴相连接，上述机械轴贯穿上述旋转涡卷和固定涡卷，在上述旋转涡卷的两端，上述机械轴被保持着；其特征在于，上述机械轴的直径是上述马达轴直径的1.0至1.5倍。
要利要求3记载的空气供给装置，备有固定在马达框架上的定子、固定在马达轴上并在上述定子内旋转的转子、借助机械轴动作的旋转涡卷、在与该旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷、使上述旋转涡卷作旋转动作的自转约束部件；上述马达轴与上述机械轴相连接，上述机械轴贯穿上述旋转涡卷和固定涡卷，在上述旋转涡卷的两端，上述机械轴被保持着；其特征在于，用2个轴承将上述旋转涡卷保持在机械轴上，在2个上述的轴承之间设有轴封。
权利要求4记载的空气供给装置，备有固定在马达框架上的定子、固定在马达轴上并在上述定子内旋转的转子、借助机械轴动作的旋转涡卷、在与该旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷、使上述旋转涡卷作旋转动作的自转约束部件；上述马达轴与上述机械轴相连接，上述机械轴贯穿上述旋转涡卷和固定涡卷，在上述旋转涡卷的两端，上述机械轴被保持着；其特征在于，用轴承将上述涡卷保持在上述机械轴上，在使上述旋转涡卷离开固定涡卷的方向设有推压上述轴承的预压弹簧。
权利要求5记载的空气供给装置，备有固定在马达框架上的定子、固定在马达轴上并在上述定子内旋转的转子、借助机械轴动作的旋转涡卷、在与该旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷、使上述旋转涡卷作旋转动作的自转约束部件；上述马达轴与上述机械轴相连接，上述机械轴贯穿上述旋转涡卷和固定涡卷，在上述旋转涡卷的两端，上述机械轴被保持着；其特征在于，在上述旋转涡卷的一面上立设着规定高度的旋转涡卷叶片，在该旋转涡卷叶片的中心部立设着凸起部，在该凸起部的外周面与上述旋转涡卷叶片之间形成搭接加强部，该搭接加强部从旋转涡卷叶片的中心侧端部伸出规定长度，其高度低于上述旋转涡卷叶片。
权利要求6记载的空气供给装置，备有固定在马达框架上的定子、固定在马达轴上并在上述定子内旋转的转子、借助机械轴动作的旋转涡卷、在与该旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷、使上述旋转涡卷作旋转动作的自转约束部件；上述马达轴与上述机械轴相连接，上述机械轴贯穿上述旋转涡卷和固定涡卷，在上述旋转涡卷的两端，上述机械轴被保持着；其特征在于，在上述固定涡卷的一面上立设着规定高度的固定涡卷叶片，在该固定涡卷叶片的外周侧端部和中心侧端部设有肋，该肋是把固定涡卷叶片进一步延长而构成的，其高度低于上述固定涡卷板。
权利要求7记载的发明，是在权利要求1至6中任一项所述的空气供给装置中，其特征在于，在使机械轴相对于马达轴偏心的曲柄部设有平衡重。
权利要求8记载的发明，是在权利要求1至6中任一项所述的空气供给装置中，其特征在于，上述机械轴和上述马达轴构成为一体。
权利要求9记载的发明，是在权利要求7所述的空气供给装置中，其特征在于，上述平衡重和上述曲柄部构成为一体。
权利要求10记载的发明，是在权利要求1至6中任一项所述的空气供给装置中，其特征在于，立设于上述旋转涡卷上的旋转涡卷叶片的侧面与立设于上述固定涡卷上的固定涡卷叶片的侧面之间设有间隙而相互不接触。
权利要求11记载的发明，是在权利要求10所述的空气供给装置中，其特征在于，在上述旋转涡卷叶片和上述固定涡卷叶片的前端的端面上分别设有末端密封件。
权利要求12记载的发明，是在权利要求1至6中任一项所述的空气供给装置中，其特征在于，上述自转约束部件由曲柄销构成，该曲柄销在其各轴端具有轴承。
权利要求13记载的发明，是在权利要求1至6中任一项所述的空气供给装置中，其特征在于，在上述旋转涡卷的背面上设有使旋转涡卷的重心与上述机械轴轴心重合的缺口。
权利要求14记载的发明，是在权利要求1至6中任一项所述的空气供给装置中，其特征在于，在上述机械轴的两端设有平衡重。
权利要求15记载的空气供给装置的组装方法，构成有马达部、压缩部、壳体、轴；上述马达部具有圆筒状的马达框架、固定在该马达框架内面的定子、固定在马达轴上并在上述定子内旋转的转子、封闭马达框架一侧端面的马达轴承板，由马达轴承板中心部的第1轴承，将马达轴的一侧端部可旋转地保持着；上述压缩部具有借助机械轴动作的旋转涡卷、在与旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷，立设于旋转涡卷的旋转涡卷叶片、和立设于固定涡卷的固定涡卷叶片，相互啮合着；上述壳体具有封闭马达框架另一侧端面及压缩部一侧端面的间隔盘，由间隔盘中心部的第2轴承，将马达轴的另侧端部可旋转地保持着；上述轴是由马达轴和机械轴构成为一体的构造；其特征在于，预先组装上述马达部，在上述轴被上述第1轴承及第2轴承2点支承着的状态，从轴的另一端侧***旋转涡卷和固定涡卷，进行对中心。
权利要求16记载的空气供给装置的组装方法，构成有压缩部、壳体、轴；上述压缩部具有借助机械轴动作的旋转涡卷、在与旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷，立设于旋转涡卷的旋转涡卷叶片、和立设于固定涡卷的固定涡卷叶片，相互啮合着；上述壳体具有封闭压缩部一侧端面的间隔盘，由间隔盘中心部的轴承，将马达轴的另侧端部可旋转地保持着；上述轴是由马达轴和机械轴构成为一体的构造；其特征在于，在上述轴被上述轴承和保持马达轴一端侧的器具2点支承着的状态，从上述轴的另端侧，***旋转涡卷和固定涡卷，进行对中心。
本发明第1实施形态的空气供给装置，马达轴的两端由第1轴承和第2轴承自由旋转地保持着，机械轴的一端侧由第2轴承保持着。本实施形态中，由于马达轴和机械轴连接着，机械轴贯穿旋转涡卷和固定涡卷，在旋转涡卷的两端保持着机械轴，所以，由马达轴和机械轴构成的轴，由3个轴承保持着，以共用第2轴承的形式，马达轴和机械轴都是两端支承的构造。根据本实施形态，由于在马达轴与机械轴之间没有其它连接部件或动力传递机构，所以马达轴与机械轴的对中心容易，另外，能提高传递效率。再者，由于马达轴与机械轴的对中心容易，可防止轴的倾斜，从而防止旋转涡卷相对于固定涡卷倾斜。因此，根据本实施形态，由于把旋转涡卷叶片与固定涡卷叶片之间的间隙保持在规定间隔，所以，可防止压缩效率降低及机器的损伤。另外，根据本实施形态，由于用3个轴承支承着轴，并且，把旋转涡卷叶片与固定涡卷叶片之间的间隙保持为规定间隔，所以，能实现无油的空气供给装置。
本发明第2实施形态的空气供给装置，机械轴的直径是马达轴直径的1.0至1.5倍。本实施形态中，由于机械轴的直径是马达轴直径的1.0至1.5倍，所以，可减低由旋转涡卷或轴本身的离心力产生的挠曲。因此根据本实施形态，由于把旋转涡卷叶片与固定涡卷叶片之间的间隙保持在规定间隔，所以，可防止压缩效率降低及机器的损伤。另外，根据本实施形态，由于把旋转涡卷叶片与固定涡卷叶片之间的间隙保持为规定间隔，所以，能实现无油的空气供给装置。
本发明第3实施形态的空气供给装置，用2个轴承将上述旋转涡卷保持在机械轴上，在2个上述的轴承之间设有轴封。本实施形态中，机械轴贯穿旋转涡卷和固定涡卷，在旋转涡卷的两端保持着机械轴，所以，压缩空气进入机械轴与旋转涡卷之间。根据本实施形态，用轴封防止从机械轴与旋转涡卷之间泄漏的压缩空气逆流，可防止效率降低。另外，根据本实施形态，由于能防止封入在轴承内的润滑脂因压缩空气流而漏出，所以，能确保保持着旋转涡卷的轴承的功能，能实现无油的空气供给装置。
本发明第4实施形态的空气供给装置，用轴承将上述涡卷保持在上述机械轴上，在使上述旋转涡卷离开固定涡卷的方向设有推压上述轴承的预压弹簧。本实施形态中，预压弹簧朝着使旋转涡卷离开固定涡卷的方向、即朝着轴向施加推压力，所以，可抑制低速时旋转涡卷的倾复，同时抑制振动。
本发明第5实施形态的空气供给装置，在凸起部的外周面与旋转涡卷叶片之间形成搭接加强部，该搭接加强部从旋转涡卷叶片的中心侧端部伸出规定长度，其高度低于上述旋转涡卷叶片。本实施形态中，从旋转涡卷叶片的中心侧端部至规定长度形成搭接加强部，确保高压作用部位的旋转涡卷叶片的强度，可防止旋转涡卷叶片的损伤。另外，由于搭接加强部的高度低于旋转涡卷叶片，所以，可确保压缩空气的排出路经。
本发明第6实施形态的空气供给装置，在固定涡卷的一面上立设着规定高度的固定涡卷叶片，在该固定涡卷叶片的外周侧端部和中心侧端部设有肋，该肋是把固定涡卷叶片进一步延长而构成的，其高度低于固定涡卷叶片。本实施形态中，通过在固定涡卷叶片的外周侧端部和中心侧端部设置肋，可确保固定涡卷叶片的强度，可加高叶片的高度。
本发明第7实施形态的空气供给装置，是在第1至第6实施形态的空气供给装置中，其特征在于，在使机械轴相对于马达轴偏心的曲柄部，设有平衡重。本实施形态中，由于在两端支承构造的机械轴上配置平衡重，所以，可防止因旋转涡卷或机械轴本身的离心力引起的挠曲。
本发明第8实施形态的空气供给装置，是在第1至第6实施形态的空气供给装置中，其特征在于，机械轴和马达轴构成为一体。根据本实施形态，组装时不必进行机械轴与马达轴的对中心，可提高传递效率。
本发明第9实施形态的空气供给装置，是在第7实施形态的空气供给装置中，其特征在于，平衡重和曲柄部构成为一体。根据本实施形态，不必分别地切削制造平衡重和曲柄部，不必考虑组装时的平衡。
本发明第10实施形态的空气供给装置，是在第1至第6实施形态的空气供给装置中，其特征在于，立设于旋转涡卷上的旋转涡卷叶片的侧面与立设于固定涡卷上的固定涡卷叶片的侧面之间设有间隙而相互不接触。本实施形态中，确保旋转涡卷叶片与固定涡卷叶片之间的间隙，可实现无油的空气供给装置。
本发明第11实施形态的空气供给装置，是在第10实施形态的空气供给装置中，其特征在于，在旋转涡卷叶片和固定涡卷叶片的前端面上分别设有末端密封件。根据本实施形态，旋转涡卷叶片的前端部与固定涡卷通过末端密封件接触，固定涡卷叶片的前端部与旋转涡卷通过末端密封件接触，旋转涡卷叶片与固定涡卷叶片不会直接接触，所以，可实现无油的空气供给装置。
本发明第12实施形态的空气供给装置，是在第1至第6实施形态的空气供给装置中，其特征在于，自转约束部件由曲柄销构成，该曲柄销在其各轴端备有轴承。根据本实施形态，由曲柄销防止旋转涡卷的自转，所以，轴的旋转和离心力的方向同步。因此，能容易取得旋转平衡。另外，根据本实施形态，通过使用封入了润滑脂的轴承，不必向自转约束部件供给润滑油，可实现无油的空气供给装置。
本发明第13实施形态的空气供给装置，是在第1至第6实施形态的空气供给装置中，其特征在于，在旋转涡卷的背面设有使旋转涡卷的重心与机械轴轴心重合的缺口。根据本实施形态，在旋转涡卷的背面设置缺口，缺口的形状、大小、配置自由度可提高。借助该缺口使旋转涡卷的重心与轴的中心重合，可以使离心力一定，容易取得旋转平衡。
本发明第14实施形态的空气供给装置，是在第1至第6实施形态的空气供给装置中，其特征在于，在机械轴的两端设有平衡重。根据本实施形态，由于在两端支承构造的机械轴上配置平衡重，所以，可防止由旋转涡卷或机械轴本身的离心力引起的挠曲。
本发明第15实施形态的空气供给装置的组装方法，预先组装马达部，在轴被第1轴承及第2轴承2点支承着的状态，从轴的另一端侧***旋转涡卷和固定涡卷，进行对中心。根据本实施形态，在预先组装了马达部的状态，由于轴由第1轴承和第2轴承2点支承着，所以可有效地防止轴的倾斜。因此，在组装旋转涡卷和固定涡卷时，容易对中心，可使旋转涡卷叶片与固定涡卷叶片的间隙均匀化。
本发明第16实施形态的空气供给装置的组装方法，在轴被轴承和保持马达轴一端侧的夹具2点支承着的状态，从轴的另端侧***旋转涡卷和固定涡卷，进行对中心。根据本实施形态，由于轴被轴承和保持马达轴一端侧的器具2点支承着，所以，可有效防止轴的倾斜。因此，在组装旋转涡卷和固定涡卷时，容易对中心，可使旋转涡卷叶片与固定涡卷叶片的间隙均匀化。
附图说明
图1是本发明实施例之空气供给装置的整体构造侧面断面图。
图2是本发明实施例之空气供给装置的轴的侧面图。
图3是本发明实施例之空气供给装置的旋转涡卷的侧面断面图。
图4是是本发明实施例之空气供给装置旋转涡卷的正面图。
图5是本发明实施例之空气供给装置的旋转涡卷的背面图。
图6是本发明实施例之空气供给装置的固定涡卷的侧面断面图。
图7是本发明实施例之空气供给装置的固定涡卷的正面图。
图8是本发明另一实施例的轴的侧面图。
图9是本发明另一实施例的轴的侧面图。
图10是本发明另一实施例的轴的侧面图。
图11是本发明实施例之空气供给装置的组装状态的侧面断面图。
图12是本发明实施例之空气供给装置的组装状态的侧面断面图。
图13是说明本实施例之由旋转涡卷的旋转动作所形成的压缩空间的图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明空气供给装置的一个实施例。
图1是本发明实施例之空气供给装置的整体构造侧面断面图。图2是本发明实施例之空气供给装置的轴的侧面图。图3是本发明实施例之空气供给装置的旋转涡卷的侧面断面图。图4是是本发明实施例之空气供给装置旋转涡卷的正面图。图5是本发明实施例之空气供给装置的旋转涡卷的背面图。图6是本发明实施例之空气供给装置的固定涡卷的侧面断面图。图7是本发明实施例之空气供给装置的固定涡卷的正面图。
如图1所示，本实施例的空气供给装置，在壳体50上设有马达部10和压缩部20。
马达部10由圆筒形的马达框架11、固定在该马达框架11内的定子12、固定在马达轴41上并在定子12内旋转的转子13、封闭马达框架11的一侧端面的马达轴承板14构成。马达轴承板14，在板的外周部由螺栓等的连接部件61与马达框架11连接。另外，马达轴承板14，在板的中心部备有轴承71，由该轴承71将马达轴41的一侧端部可旋转地保持着。
壳体50由第1壳体51和第2壳体52构成。第1壳体51封闭马达框架11的另一侧端面、同时复盖压缩部20的一侧端面及外周部。第2壳体52配置在压缩部20的另一侧端面上。
压缩部20由借助机械轴42动作的旋转涡卷21、在与旋转涡卷21之间形成压缩空间的固定涡卷22、和使旋转涡卷21作旋转动作的自转约束部件23构成。在旋转涡卷21上立设着规定高度的旋转涡卷叶片21A。在固定涡卷22上立设着规定高度的固定涡卷叶片22A.旋转涡卷叶片21A与固定涡卷叶片22A相互啮合。旋转涡卷叶片21A的侧面和固定涡卷叶片22A的侧面相互不接触地具有间隙。在旋转涡卷叶片21A和固定涡卷叶片22A的前端端面分别设有末端密封件21B、22B。因此，旋转涡卷叶片21A的前端部与固定涡卷22，通过末端密封件21B接触；固定涡卷叶片22A的前端部与旋转涡卷21，通过末端密封件22B接触。
第1壳体51由圆盘状的间隔盘51A和圆筒部件51B构成。间隔盘51A封闭马达框架11的另一侧端面及压缩部20的一侧端面。圆筒部件51B覆盖压缩部20的外周部。间隔盘51A，在盘的外周部，通过螺栓等的连接部件62与马达框架11连接。另外，间隔盘51A与马达框架11的连接最好通过定位盘63进行。在间隔盘51A的中心部具有通孔53，在该通孔53内设有轴承72。马达轴41的另一侧端部，由该轴承72可旋转地保持着。圆筒部件51B备有将空气导入压缩部20的吸入口24。另外，圆筒部件51B的开放端部侧由螺栓等的连接部件64A与固定涡卷22连接。在固定涡卷22上如图7所示具有16个螺栓孔，但是圆筒部件51B与固定涡卷22只用8个连接部件64A每隔一个螺栓孔地连接。
第2壳体52，由圆盘状的板52A和圆筒部件52B构成，该圆筒部件52B与板52A的外周端连续。圆筒部件52B的开放端部侧借助连接部件64B与固定涡卷22连接。圆筒部件52B与固定涡卷22通过8个连接部件64B连接。在板52A的中心部设有偏心轴承73。机械轴42的另一侧端部由该偏心轴承73可旋转地保持着。板52A备有排出口25，该排出口25把被压缩部20压缩后的空气导出。在该排出口25上，用螺栓等的连接部件66连接着排出管65。机械轴42和偏心轴承73用螺栓等的连接部件67连接。
自转约束部件23约束以机械轴42为中心的旋转涡卷21的旋转，使旋转涡卷21只作以马达轴41为中心的旋转动作。具体地说，自转约束部件23由配置在第1壳体51与旋转涡卷21之间的曲柄销构成。该曲柄销23在其各轴端设有轴承。该轴承最好是封入了润滑脂的滚珠轴承。在间隔盘51A与旋转涡卷21之间设有3个曲柄销23，各曲柄销23以等间隔设置并且距机械轴42相等的距离。另外，曲柄轴23最好设置3个以上。
下面，参照图1和图2说明轴40。
轴40由马达轴41和机械轴42构成为一体。轴40的一端侧由轴承71可旋转地保持着，其中间位置由轴承72可旋转地保持着，其另一端侧由轴承73可旋转地保持着。马达轴41由轴承71和轴承72保持着。机械轴42由轴承72和偏心轴承73保持着，因此，马达轴41和机械轴42都是两端支承的构造。机械轴42，在曲柄部做成相对于马达轴41偏心的构造。机械轴42的直径是马达轴41直径的1.0倍至1.5倍，最好是1.1倍至1.4倍。本实施例中，马达轴41和机械轴42的长度尺寸分别为150mm，材质是铁。
在机械轴42上设有轴承74、75。旋转涡卷21由该2个轴承74、75可旋转地保持着。这时，轴承74配置在旋转涡卷叶片21A的根部侧，轴承75配置在旋转涡卷叶片21A的前端侧。轴承72、74、75、偏心轴承73最好是封入了润滑脂的滚珠轴承。
在机械轴42上设有弹性挡环43。该弹性挡环43设有比轴承75靠近偏心轴承73的位置。预压弹簧44以被施加了压缩负荷的状态配置在该弹性挡43与轴承75之间。因此，预压弹簧44把轴承75的内环侧部件往马达部10侧推压，轴承75的内环侧部件被推压到马达部10侧，其推压力通过滚珠传递到轴承75的外环侧部件，结果，把旋转涡卷21推压到马达部10侧。作用在该旋转涡卷21上的推压力由曲柄销23承受，可抑制低速运转时的旋转涡卷21的倾复，并可抑制振动。
在机械轴42上设有轴封45。该轴封45位于轴承74与轴承75之间，与轴承75的靠轴承74一侧的位置相邻。由该轴封45使压缩空气***漏到轴承74。
在轴40的曲柄部设有平衡重46。该平衡重46如图2所示是扇形，与轴40构成为一体。
在轴40的偏心轴承73的附近也设有与平衡重46同样扇形形状的平衡重47。
平衡重46、47产生与由旋转涡卷21及机械轴41产生的离心力平衡的离心力，保持旋转平衡。
下面，参照图3至图5，说明旋转涡卷21。
在旋转涡卷21的一面上立设着规定高度的旋转涡卷叶片21A，该旋转涡卷叶片21A以渐开线或近似于渐开线的曲线构成。在该旋转涡卷叶片21A的前端端面上形成沟槽，在该沟槽内设有末端密封件21B。在旋转涡卷叶片21A的中心设有轴贯通孔21C，在旋转涡卷21的一面的中心部立设着凸出部21D。在该凸出部21D的内周面形成台阶部21E和台阶部21F，在台阶部21E配设轴承74，在台阶部21F配设轴封45及轴承75。在凸出部21D的外周面与旋转涡卷叶片21A之间形成搭接加强部21G。该搭接加强部21G从旋转涡卷叶片21A的中心侧端部伸出规定长度，其高度比旋转涡卷叶片21A低。该搭接加强部21G设在以轴贯通孔21C为中心90度到180度的范围。
在旋转涡卷21的另一面上形成以轴贯通孔21C为中心的圆形凹部21H。该凹部21H的直径大于平衡重46的最外周端部，平衡重46的一部分在该凹部21H内可旋转。在旋转涡卷21的另一面上形成3个曲柄销用凹部21J，该3个凹部21J相互等间隔，并且距轴贯通孔21C相等的距离。在旋转涡卷21的另一面上，在任意位置设有缺口部21K。该缺口部21K用于使旋转涡卷21的重心与轴贯通孔21C的中心一致。通过使旋转涡卷21的重心与轴贯通孔21C的中心一致，可以使离心力均匀地产生，可得到旋转平衡。
在旋转涡卷叶片21A的外周侧端部设有肋21L。该肋21L是以渐开线或近似于渐开线的曲线将旋转涡卷叶片21A进一步延长而构成的，其高度比旋转涡卷叶片21A低。
下面，参照图6和图7，说明固定涡卷22。
在固定涡卷22的一面上立设着规定高度的固定涡卷叶片22A，该固定涡卷叶片22A是由渐开线或近似于渐开线的曲线构成。在该固定涡卷叶片22A的前端端面上形成沟槽，在该沟槽内设有末端密封件22B。在固定涡卷22的中心设有排出口22C。
在固定涡卷叶片22A的外周侧端部设有肋22L。在固定涡卷叶片22A的中心侧端部设有肋22M。这些肋22L、22M是渐开线或近似渐开线的曲线形式，是将固定涡卷叶片22A进一步延长而形成的，其高度比固定涡卷叶片22A低。
下面，说明本实施例之空气供给装置的动作。
由马达部10的旋转使轴40旋转。机械轴42以马达轴41为中心作偏心旋转。因此，与机械轴42连接着的旋转涡卷21也以马达轴41为中心作偏心旋转。但是，旋转涡卷21的以机械轴42为中心的旋转被曲柄销23约束。因此，旋转涡卷21只以马达轴41为中心旋转。
借助该旋转涡卷21的旋转动作，在与固定涡卷22之间形成若干个压缩空间。这些压缩空间在外周部形成后，一边缩小其容积一边向中心部移动。
因此，从吸入口24吸入的空气被封闭在形成于旋转涡卷21与固定涡卷22之间的压缩空间内，一边被压缩一边向中心部移动，然后从排出口22C排出到第2壳体52的空间内，经过排出口25到达排出管65。
轴40因其旋转而产生挠曲。尤其是在轴承72与偏心轴承73之间的机械轴42上作用着由旋转涡卷21和机械轴42本身产生的偏心的离心力。但是，由于把平衡重46和平衡重47配设在轴承72与偏心轴承73之间的机械轴42上，所以，能使离心力一定，可得到旋转平衡。另外，由于马达轴41与机械轴42是一体型的，所以可防止旋转涡卷21的倾复。因此，旋转涡卷21可得到旋转平衡并能防止倾复，可确保旋转涡卷21与固定涡卷22的非接触。
旋转动作的轴40由轴承71、72及偏心轴承73支承着，通过把润滑脂封入这些轴承71、72及偏心轴承73，就不必向轴40供给润滑油。另外，由于旋转涡卷21与固定涡卷22之间也是非接触，所以，不必向这些部件之间供给润滑油。另外，自转约束部件23是采用在其各轴端备有轴承的曲柄销，所以，也不必向自转约束部件23供给润滑油。
如上所述，本实施例的空气供给装置，可切实确保旋转涡卷21与固定涡卷2的非接触，同时，不必向轴承71、72、73及自转约束部件23供给润滑油，所以，可实现无油的空气供给装置。
另外，由于两端支承构造的机械轴42保持着旋转涡卷21，所以，可加大旋转涡卷叶片21A和固定涡卷叶片22A的高度。另外，由于在旋转涡卷叶片21A的外周侧端部设置肋21L，在固定涡卷叶片22A的外周侧端部设置肋22L，在固定涡卷叶片22A的中心侧端部设置肋21M，所以，即使加高旋转涡卷叶片21A或固定涡卷叶片22A的高度，也能防止破损。
下面，参照附图说明另一实施例的轴。
图8是另一实施例之轴的侧面图。
如图8所示，本实施例的轴40A将马达轴41A和机械轴42A构成为一体。在轴40A的曲柄部未设置图2所示那样的平衡重。所以，在曲柄部也不一定要设置平衡重。
图9表示另一实施例之轴的侧面图。
如图9所示，本实施例的轴40B是由分别独立地构成马达轴41B和机械轴42B。平衡重46B与机械轴42B构成为一体。在平衡重46B上，形成能与马达轴41B的端部嵌合的凹部。在马达轴41B的端部形成大径部。
本实施例的轴40B，马达轴41B与平衡重46B通过热压配合连接。另外本实施例中，用平衡重46B构成曲柄部。
图10是另一实施例之轴的侧面图。
如图10所示，本实施例的轴40C，是由分别独立地构成马达轴41C和机械轴42C。平衡重46C与马达轴41C构成为一体。在平衡重46C上形成能与机械轴42C的端部嵌合的凹部。在机械轴42C的端部形成小径部。
本实施例的轴40C，通过机械轴42C与平衡重46C的热压配合而连接。另外本实施例中，用平衡重46C构成曲柄部。
下面，说明本实施例之空气供给装置的组装方法、尤其是机械部的对中心方法。
图11和图12，是说明本实施例空气供给装置组装状态的侧面断面图。对各部件注以相同部件，其详细说明从略。
图11表示旋转涡卷21及固定涡卷22组装前的状态。
如图所示，在把第1壳体51设在了马达部10上的状态，已经预先设置了轴40。另外，在该状态下，马达部10和第1壳体51由夹具固定着(图未示)。
这样，在旋转涡卷21及固定涡卷22组装前的状态中，在已组装了马达部10的状态，预先保持着轴40。这样，由于预先组装了马达部10，所以，轴40成为由轴承71、轴承72两点支承着的状态，所以，可有效防止轴40的倾斜。
在上述状态下，如图12所示，从机械轴42的另一端侧***旋转涡卷21，再从机械轴42的另一端侧***固定涡卷22，进行机械部的组装。机械部的对中心是从轴40的径方向将力作用在固定涡卷22上进行的。由于从轴40的多个径方向作用力，所以，可实现叶片间隙的均匀化。
本实施例中，是预先组装马达部10，使轴40成为两点支承的状态。但也可以不预先组装马达部10，而用夹具代替轴承71来固定马达轴41的一端侧。
图13是说明由旋转涡卷的旋转动作所形成的压缩空间的图。
图13(a)表示排出前的压缩空间处于压缩结束状态。图13的(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)表示旋转涡卷21从图(a)状态依次旋转了45度的状态。
图(a)所示的即将排出前压缩空间，然后，如图(b)、图(c)所示，与排出口22C连通排出压缩空气。
但是，在图(e)所示状态中，搭接加强部21G以外的部位的压缩空间成为由旋转涡卷叶片21A、固定涡卷叶片22A、凸出部21D与排出口22C隔离的状态。因此，如本实施例所示，通过使搭接部21G的高度低于旋转涡卷叶片21A，就可以确保压缩空气的排出路径。
本实施例中，是说明了空气供给装置，但也可以作为制冷装置的压缩机那样的、其它气体压缩装置使用。发明效果
如上述实施例所述，根据本发明，马达轴与机械轴的对中心容易，可提高传效率。
根据本发明，可将旋转涡卷叶片与固定涡卷叶片之间的间隙保持为规定间隔。
根据本发明，可防止从机械轴与旋转涡卷之间泄漏的压缩空气逆流，可防止效率降低。
根据本发明，可抑制低速时的旋转涡卷的倾复，同时抑制振动。
根据本发明，可防止旋转涡卷叶片和固定涡卷叶片的损伤。
根据本发明，可提供能加大涡卷叶片高度尺寸的、无油的空气供给装置。

Claims (16)

1.空气供给装置备有固定在马达框架上的定子、固定在马达轴上并在上述定子内旋转的转子、借助机械轴动作的旋转涡卷、在与该旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷、使上述旋转涡卷作旋转动作的自转约束部件；上述马达轴与上述机械轴相连接，上述机械轴贯穿上述旋转涡卷和固定涡卷，在上述旋转涡卷的两端，上述机械轴被保持着；其特征在于，上述马达轴的两端由第1轴承和第2轴承自由旋转地保持着，上述机械轴的一端侧由上述第2轴承保持着。
2.空气供给装置，备有固定在马达框架上的定子、固定在马达轴上并在上述定子内旋转的转子、借助机械轴动作的旋转涡卷、在与该旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷、使上述旋转涡卷作旋转动作的自转约束部件；上述马达轴与上述机械轴相连接，上述机械轴贯穿上述旋转涡卷和上述固定涡卷，在上述旋转涡卷的两端，上述机械轴被保持着；其特征在于，上述机械轴的直径是上述马达轴直径的1.0至1.5倍。
3.空气供给装置，备有固定在马达框架上的定子、固定在马达轴上并在上述定子内旋转的转子、借助机械轴动作的旋转涡卷、在与该旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷、使上述旋转涡卷作旋转动作的自转约束部件；上述马达轴与上述机械轴相连接，上述机械轴贯穿上述旋转涡卷和固定涡卷，在上述旋转涡卷的两端，上述机械轴被保持着；其特征在于，用2个轴承将上述旋转涡卷保持在机械轴上，在2个上述的轴承之间设置轴封。
4.空气供给装置，备有固定在马达框架上的定子、固定在马达轴上并在上述定子内旋转的转子、借助机械轴动作的旋转涡卷、在与该旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷、使上述旋转涡卷作旋转动作的自转约束部件；上述马达轴与上述机械轴相连接，上述机械轴贯穿上述旋转涡卷和固定涡卷，在上述旋转涡卷的两端，上述机械轴被保持着；其特征在于，用轴承将上述旋转涡卷保持在上述机械轴上，在使上述旋转涡卷离开固定涡卷的方向设有推压上述轴承的预压弹簧。
5.空气供给装置，备有固定在马达框架上的定子、固定在马达轴上并在上述定子内旋转的转子、借助机械轴动作的旋转涡卷、在与该旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷、使上述旋转涡卷作旋转动作的自转约束部件；上述马达轴与上述机械轴相连接，上述机械轴贯穿上述旋转涡卷和固定涡卷，在上述旋转涡卷的两端，上述机械轴被保持着；其特征在于，在上述旋转涡卷的一面上立设着规定高度的旋转涡卷叶片，在该旋转涡卷叶片的中心部立设着凸起部，在该凸起部的外周面与上述旋转涡卷叶片之间形成搭接加强部，该搭接加强部从旋转涡卷叶片的中心侧端部伸出规定长度，其高度低于上述旋转涡卷叶片。
6.空气供给装置，备有固定在马达框架上的定子、固定在马达轴上并在上述定子内旋转的转子、借助机械轴动作的旋转涡卷、在与该旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷、使上述旋转涡卷作旋转动作的自转约束部件；上述马达轴与上述机械轴相连接，上述机械轴贯穿上述旋转涡卷和固定涡卷，在上述旋转涡卷的两端，上述机械轴被保持着；其特征在于，在上述固定涡卷的一面上立设着规定高度的固定涡卷叶片，在该固定涡卷叶片的外周侧端部和中心侧端部设有肋，该肋是把固定涡卷叶片进一步延长而构成的，其高度低于上述固定涡卷叶片。
7.如权利要求1至6中任一项所述的空气供给装置，其特征在于，在使机械轴相对于马达轴偏心的曲柄部上设有平衡重。
8.如权利要求1至6中任一项所述的空气供给装置，其特征在于，上述机械轴和上述马达轴构成为一体。
9.如权利要求7所述的空气供给装置，其特征在于，上述平衡重和上述曲柄部构成为一体。
10.如权利要求1至6中任一项所述的空气供给装置，其特征在于，立设于上述旋转涡卷上的旋转涡卷叶片的侧面与立设于上述固定涡卷上的固定涡卷叶片的侧面之间设有间隙而相互不接触。
11.如权利要求10所述的空气供给装置，其特征在于，上述旋转涡卷弹叶片和上述固定涡卷叶片的前端端面上分别设有末端密封件。
12.如权利要求1至6中任一项所述的空气供给装置，其特征在于，上述自转约束部件由曲柄销构成，该曲柄销在其各轴端备有轴承。
13.如权利要求1至6中任一项所述的空气供给装置，其特征在于，在上述旋转涡卷的背面设有使旋转涡卷的重心与上述机械轴轴心一致的缺口。
14.如权利要求1至6中任一项所述的空气供给装置，其特征在于，在上述机械轴的两端设有平衡重。
15.空气供给装置的组装方法，构成有马达部、压缩部、壳体、轴；上述马达部具有圆筒状的马达框架、固定在该马达框架内面的定子、固定在马达轴上并在上述定子内旋转的转子、封闭马达框架一侧端面的马达轴承板，由设在马达轴承板中心部的第1轴承将马达轴的一侧端部自由旋转地保持着；上述压缩部具有借助机械轴动作的旋转涡卷、在与旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷，立设于旋转涡卷的旋转涡卷叶片和立设于固定涡卷的固定涡卷叶片相互啮合着；上述壳体具有封闭马达框架另一侧端面及压缩部一侧端面的间隔盘，由设在间隔盘中心部的第2轴承将马达轴的另一侧端部可旋转地保持着；上述轴是将马达轴和机械轴构成为一体的构造；其特征在于，预先组装上述马达部，在上述轴被上述第1轴承及第2轴承2点支承着的状态下，从轴的另一端侧***旋转涡卷和固定涡卷，并进行对中心。
16.空气供给装置的组装方法，构成有压缩部、壳体、轴；上述压缩部具有借助机械轴动作的旋转涡卷、在与旋转涡卷之间形成压缩空间的固定涡卷，立设于旋转涡卷的旋转涡卷叶片和立设于固定涡卷的固定涡卷叶片相互啮合着；上述壳体具有封闭压缩部一侧端面的间隔盘，由设在间隔盘中心部的轴承将马达轴的另一侧端部可旋转地保持着；上述轴是由马达轴和机械轴构成为一体的构造；其特征在于，在上述轴被上述轴承和保持马达轴一端侧的夹具2点支承着的状态，从上述轴的另一端侧***旋转涡卷和固定涡卷，并进行对中心。
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