JP2007113508A

JP2007113508A - Scroll type fluid machine

Info

Publication number: JP2007113508A
Application number: JP2005306917A
Authority: JP
Inventors: Masao Nakano; 雅夫中野; Noboru Iida; 飯田　　登; Tatsuya Nakamoto; 達也中本; Tsutomu Tsujimoto; 力辻本; Hideki Murakami; 秀樹村上; Kiyoshi Sawai; 澤井　　清
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2007-05-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To relax change in a thrust clearance due to a temperature change by weakening fastening force to a ball bearing of a fixed frame at low temperature. <P>SOLUTION: A scroll type fluid machine is equipped with an auxiliary crank mechanism 12 provided between a revolving scroll 5 and a fixed frame 7 so as to prevent rotation of the revolving scroll 5. A stepped hole 20 is formed in the vicinity of an inlet of a ball bearing receiving hole for an auxiliary crank in the fixed frame 7. An iron ring is fitted and fixed to a ball bearing outer ring 15a. A ball bearing 15 is inserted into and fixed to a stepped hole 20 of a ball bearing insertion hole. By so doing, the thrust clearance δ due to a temperature change can be relaxed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、流体の圧縮、膨張および圧送を行なうスクロール式流体機械、特に固定スクロールに対して、旋回スクロールの回転阻止機構を有したスクロール式流体機械に関する。 The present invention relates to a scroll type fluid machine that compresses, expands, and pumps fluid, and more particularly to a scroll type fluid machine that has a rotation preventing mechanism for a turning scroll with respect to a fixed scroll.

従来のこの種の無給型スクロール式流体機械には、旋回スクロールの自転を防止するためには補助クランク機構が広く使用されている。前記補助クランク機構の旋回スクロール側、固定フレーム側にはそれぞれ玉軸受けが使用され回転自在に軸支している（例えば、特許文献１参照）。 In the conventional non-feed type scroll fluid machine of this type, an auxiliary crank mechanism is widely used to prevent the rotation of the orbiting scroll. Ball bearings are used on the orbiting scroll side and the fixed frame side of the auxiliary crank mechanism, respectively, and are rotatably supported (see, for example, Patent Document 1).

また、この種のスクロール式流体機械では各スクロールの鏡板とラップ部とのすきまにスラストすきまが存在する場合には、このスラストすきまより各圧縮室の圧縮流体が漏れ出し圧縮効率の低下に大きな影響を与えている。このため圧縮効率を向上させるためにはスラストすきまを小さく押さえることが重要なポイントになっている。 Also, in this type of scroll type fluid machine, if there is a thrust clearance between the end plate and the lap of each scroll, the compressed fluid leaks out from this thrust clearance and has a large effect on the reduction in compression efficiency. Is given. For this reason, in order to improve the compression efficiency, it is important to keep the thrust clearance small.

一般に旋回スクロールの遠心力を小さくするために、また固定フレームの熱放熱性および軽量化のため旋回スクロール、固定フレームにはアルミ材が使用されており、補助クランクは玉軸受けに挿入されるために鋼材で構成されている。 In general, aluminum material is used for the orbiting scroll and the fixed frame to reduce the centrifugal force of the orbiting scroll, and for heat dissipation and weight reduction of the fixed frame, and the auxiliary crank is inserted into the ball bearing. It is made of steel.

図３は、特許文献１に記載された従来のスクロール式流体機械の補助クランク機構を示すものである。図３に示すように旋回スクロール３１、固定フレーム３２を連結する補助クランク３３および玉軸受け３４より構成されている。また、スラストすきまを調整するためのスペーサ３５が固定フレーム３２と玉軸受け３４接触端面に挿入されている。
特開平１１−２４７７７０号公報（図１） FIG. 3 shows an auxiliary crank mechanism of a conventional scroll fluid machine described in Patent Document 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, the rotary scroll 31, an auxiliary crank 33 that connects the fixed frame 32, and a ball bearing 34 are configured. A spacer 35 for adjusting the thrust clearance is inserted between the contact end surfaces of the fixed frame 32 and the ball bearing 34.
JP-A-11-247770 (FIG. 1)

しかしながら、前記従来の構成では旋回スクロール、固定フレームがアルミ材で、補助クランク材が鋼材であり、それぞれの熱膨張率が大きく異なるため組立て時のスラストすきまが温度変化により変化する。低温時にはスラストすきまが小さくなり、スクロールラップ部と鏡板が接触破損する恐れがある。また、高温時にはスラストすきまが増大し性能低下するので流量確保のために回転数をアップさせる必要があった。回転数をアップさせると遠心力の増大、入力の増大および騒音の増大等の課題があった。 However, in the conventional configuration, the orbiting scroll and the fixed frame are made of aluminum, the auxiliary crank is made of steel, and the thermal expansion coefficients thereof are greatly different, so that the thrust clearance during assembly changes with temperature changes. When the temperature is low, the thrust clearance becomes small, and the scroll wrap and the end plate may be damaged by contact. Further, since the thrust clearance increases and the performance deteriorates at high temperatures, it is necessary to increase the rotational speed to secure the flow rate. Increasing the rotational speed has problems such as increased centrifugal force, increased input, and increased noise.

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、温度変化によるスラストすきまの変化を押さえ温度上昇による性能の低下、および低温時のスクロールのラップ部と鏡板の接触を防ぐスクロール式流体機械を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, suppresses a change in thrust clearance due to a temperature change, reduces the performance due to the temperature rise, and contacts the scroll wrap portion and the end plate at a low temperature. It aims at providing the scroll type fluid machine which prevents.

上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、旋回スクロールの自転運動を防止するために前記旋回スクロールと前記固定フレームとの間に設けられた補助クランク機構とを備えてなるスクロール式流体機械とし、前記固定フレームの補助クランク用玉軸受け挿入穴の入口に段付き穴部を構成し、鉄のリングを前記玉軸受け外輪に嵌め合い固定し、前記玉軸受け挿入穴の段付き穴部に前記玉軸受けを挿入固定したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention includes an auxiliary crank mechanism provided between the orbiting scroll and the fixed frame to prevent the orbiting scroll from rotating. A stepped hole is formed at the inlet of the ball bearing insertion hole for the auxiliary crank of the fixed frame, and an iron ring is fitted and fixed to the outer ring of the ball bearing, and the ball bearing is inserted. The ball bearing is inserted and fixed in a stepped hole portion of the hole.

このことにより低温時の固定フレームの玉軸受けに対する締付け力を弱めることができ、温度変化によるスラストすきまの変化を緩和することが出来る。 As a result, it is possible to weaken the tightening force of the fixed frame on the ball bearings at low temperatures, and to mitigate changes in the thrust clearance due to temperature changes.

また、請求項２に記載の発明は、旋回スクロールの自転運動を防止するために前記旋回スクロールと前記固定フレームとの間に設けられた補助クランク機構とを備えてなるスクロール式流体機械とし、前記固定フレームの補助クランク用玉軸受け挿入穴の入口に段付き穴部を構成し、前記段付き穴部に接着剤を挿入して前記玉軸受け外輪を接着固定したことを特徴とする。 The invention according to claim 2 is a scroll type fluid machine comprising an auxiliary crank mechanism provided between the orbiting scroll and the fixed frame in order to prevent the orbiting scroll from rotating, A stepped hole is formed at the entrance of the ball bearing insertion hole for the auxiliary crank of the fixed frame, and an adhesive is inserted into the stepped hole to bond and fix the ball bearing outer ring.

このことにより温度変化によるスラストすきまの変化を緩和することが出来る。 This can mitigate changes in the thrust clearance due to temperature changes.

また、請求項３に記載の発明は、固定フレームの補助クランク用玉軸受け挿入穴の入口に段付き穴部を構成し、前記玉軸受け挿入穴の段付き穴部より下部の前記玉軸受けに対する半径方向すきまを構成し、かつ高さ方向にもすきまが確保できるように構成したことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, a stepped hole is formed at the entrance of the ball bearing insertion hole for the auxiliary crank of the fixed frame, and a radius with respect to the ball bearing below the stepped hole of the ball bearing insertion hole. A directional clearance is formed, and a clearance can be secured in the height direction.

すきまを確保することにより温度変化によるスラストすきまの変化をより効果的に緩和することが出来る。 By ensuring the clearance, it is possible to more effectively mitigate changes in the thrust clearance due to temperature changes.

また、請求項５に記載の発明は、固定スクロールの固定部と固定フレームの間にスペーサを挿入し、前記スペーサの材質を前記補助クランクの熱膨張率と同等の鉄材で構成したことを特徴とする。 The invention according to claim 5 is characterized in that a spacer is inserted between the fixed portion of the fixed scroll and the fixed frame, and the material of the spacer is made of an iron material equivalent to the thermal expansion coefficient of the auxiliary crank. To do.

このことにより熱膨張率差による温度変化によるスラストすきまの変化をより効果的に緩和することが出来る。 This makes it possible to more effectively mitigate changes in the thrust clearance due to temperature changes due to differences in thermal expansion coefficients.

本発明のスクロール式流体機械は、温度変化によるスラストすきまの変化を緩和することができ、温度上昇による流量の低下の緩和および、低温時のスクロールのラップ部と鏡板の接触を防止することが出来る。 The scroll type fluid machine of the present invention can relieve the change of the thrust clearance due to the temperature change, and can relieve the decrease of the flow rate due to the temperature rise and the contact between the scroll wrap portion and the end plate at the low temperature. .

第１の発明は固定フレームとその固定フレームの中心部に回転可能に設けられ、先端がクランク部となった駆動軸と前記固定フレーム内に位置してその駆動軸のクランク部に旋回スクロール玉軸受けを介して旋回可能に設けられ鏡板にラップ部が立設された旋回スクロールと、その旋回スクロールに対向して前記固定フレームの他端側に設けられて鏡板にその旋回スクロールのラップ部との間で複数の圧縮室を形成するラップが立設された固定スクロールと、前記旋回スクロールの自転運動を防止するために前記旋回スクロールと前記固定フレームとの間に設けられた補助クランク機構とを備えてなるスクロール式流体機械とし、前記固定フレームの補助クランク用玉軸受け挿入穴の入口に段付き穴部を構成し、鉄のリングを前記玉軸受け外輪に嵌め合い固定し、前記玉軸受け挿入穴の段付き穴部に挿入固定したことにより、低温時の固定フレームの玉軸受けに対する締付け力を前記鉄リングで受けるため、玉軸受け外輪への締付け力を弱めることができ、前記玉軸受けのラジアル方向の変化量が小さくなり、スラストすきまが減少する変化を緩和することが出来る。また、固定フレームにおいては熱膨張率の大きなアルミ材で構成されており、前記玉軸受けの高さ分の熱膨張率の違い分だけ補助クランクが上昇し、スラストすきまが減少する。高温時のスラストすきまの変化に関しては、鉄リングにより前記玉軸受けが上部で支えられているため、前記鉄リングの高さ分において固定フレームのアルミ材と鉄リングの熱膨張率の違い分だけ補助クランクが下降することになる。また、前記鉄リングの無い場合
には前記玉軸受けの高さ分が変化の対象となるためよりスラストすきまが増大する。 A first aspect of the present invention is a fixed frame and a drive shaft that is rotatably provided at the center portion of the fixed frame and has a tip that serves as a crank portion. Between the orbiting scroll provided so as to be pivotable via the end plate and a lap portion standing on the end plate, and the end portion of the fixed frame provided opposite to the orbiting scroll and between the end portion of the orbiting scroll and the end plate. A fixed scroll provided with a lap that forms a plurality of compression chambers, and an auxiliary crank mechanism provided between the orbiting scroll and the fixed frame to prevent the orbiting scroll from rotating. A scroll type fluid machine having a stepped hole at the inlet of the ball bearing insertion hole for the auxiliary crank of the fixed frame, and an iron ring outside the ball bearing. Are fitted and fixed in the stepped hole portion of the ball bearing insertion hole, so that the fastening force to the ball bearing of the fixed frame at low temperature is received by the iron ring. The amount of change in the radial direction of the ball bearing can be reduced, and the change in which the thrust clearance is reduced can be mitigated. Further, the fixed frame is made of an aluminum material having a high thermal expansion coefficient, and the auxiliary crank is raised by the difference in thermal expansion coefficient corresponding to the height of the ball bearing, and the thrust clearance is reduced. Regarding the change in thrust clearance at high temperatures, the ball bearing is supported at the top by an iron ring, so the difference in the thermal expansion coefficient between the aluminum material of the fixed frame and the iron ring is supplemented by the height of the iron ring. The crank will be lowered. Further, in the absence of the iron ring, the thrust clearance is further increased because the height of the ball bearing is subject to change.

第２の発明は固定フレームとその固定フレームの中心部に回転可能に設けられ、先端がクランク部となった駆動軸と前記固定フレーム内に位置してその駆動軸のクランク部に旋回スクロール玉軸受けを介して旋回可能に設けられ鏡板にラップ部が立設された旋回スクロールと、その旋回スクロールに対向して前記固定フレームの他端側に設けられて鏡板にその旋回スクロールのラップ部との間で複数の圧縮室を形成するラップが立設された固定スクロールと、前記旋回スクロールの自転運動を防止するために前記旋回スクロールと前記固定フレームとの間に設けられた補助クランク機構とを備えてなるスクロール式流体機械とし、前記固定フレームの補助クランク用玉軸受け挿入穴の入口に段付き穴部を構成し、前記段付き穴部に接着剤を挿入して前記玉軸受け外輪を接着したことにより、高温時のスラストすきまの変化に関しては、接着剤により前記玉軸受けが上部で支えられているため、接着剤の高さ分において固定フレームのアルミ材と玉軸受けの熱膨張率の違い分だけ補助クランクが下降することになる。また、前記接着剤の無い場合には前記玉軸受けの高さ分が変化の対象となるためよりスラストすきまが増大する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a fixed frame and a drive shaft that is rotatably provided at the center of the fixed frame, the tip of which is a crank portion, and an orbiting scroll ball bearing that is positioned within the fixed frame and is mounted on the crank portion of the drive shaft. Between the orbiting scroll provided so as to be pivotable via the end plate and a wrap portion standing on the end plate, and the end portion of the fixed frame provided opposite to the orbiting scroll and the end portion of the orbiting scroll on the end plate. A fixed scroll provided with a lap that forms a plurality of compression chambers, and an auxiliary crank mechanism provided between the orbiting scroll and the fixed frame to prevent the orbiting scroll from rotating. A scroll-type fluid machine, wherein a stepped hole is formed at the inlet of the auxiliary crank ball bearing insertion hole of the fixed frame, and an adhesive is inserted into the stepped hole. As a result of bonding the ball bearing outer ring, with respect to the change in the thrust clearance at high temperatures, the ball bearing is supported on the upper part by an adhesive, so that the height of the adhesive The auxiliary crank is lowered by the difference in the coefficient of thermal expansion of the ball bearing. Further, when there is no adhesive, since the height of the ball bearing is subject to change, the thrust clearance is further increased.

第３の発明は特に、第１または第２の発明の固定フレームの補助クランク用玉軸受け挿入穴の入口に段付き穴部を構成し、前記玉軸受け挿入穴の段付き穴部より下部の前記玉軸受けに対する半径方向すきまをすきま嵌めに構成し、かつ高さ方向にもすきまが確保できるように構成したことにより、低温時にすきまのある部分に関して固定フレームの玉軸受けに対する締付け力を無くすことができ、前記玉軸受けのラジアル方向の変化量が小さくなり、スラストすきまが減少する変化を緩和することが出来る。また、固定フレームにおいては熱膨張率の大きなアルミ材で構成されており、前記段付き部高さ分の熱膨張率差だけのスラストすきまが減少する。また、前記すきまの無い場合には玉軸受けの高さ分の温度変化になりより大きなスラストすきまの変化となる。 In particular, the third invention is configured such that a stepped hole is formed at the entrance of the ball bearing insertion hole for the auxiliary crank of the fixed frame according to the first or second invention, and the step below the stepped hole of the ball bearing insertion hole. By configuring the radial clearance for the ball bearings to be a clearance fit and ensuring the clearance in the height direction as well, it is possible to eliminate the tightening force of the fixed frame on the ball bearings for the gaps at low temperatures. The amount of change in the radial direction of the ball bearing is reduced, and the change in which the thrust clearance is reduced can be mitigated. Further, the fixed frame is made of an aluminum material having a large thermal expansion coefficient, and the thrust clearance corresponding to the difference in thermal expansion coefficient corresponding to the height of the stepped portion is reduced. Further, when there is no clearance, the temperature changes corresponding to the height of the ball bearing, resulting in a larger change in thrust clearance.

第４の発明は特に、第１、第２または第３の発明の固定フレームの補助クランク用玉軸受け挿入穴の入口に段付き穴部を構成し、段付き穴部の深さを玉軸受け高さの１／３程度としたことにより、適切な接着強度とスラストすきまの変化量を押さえることが出来る。 In particular, the fourth invention is configured such that a stepped hole is formed at the inlet of the ball bearing insertion hole for the auxiliary crank of the fixed frame of the first, second, or third invention, and the depth of the stepped hole is set to the ball bearing height. By setting it to about 1/3 of the thickness, it is possible to suppress an appropriate amount of change in adhesive strength and thrust clearance.

第５の発明は特に、第１、第２、第３または第４の発明の固定スクロールの固定部と固定フレームの間にスペーサを挿入し、前記スペーサの材質を前記補助クランクの熱膨張率と同等の鉄材で構成したことにより、低温時、高温時において固定フレーム端面から上部の補助クランク高さ分のアルミとの熱膨張率差による旋回スクロールの位置変化分を相殺することができ、さらに旋回スクロールの鏡板端面から補助クランク上部端面までのアルミ材の熱膨張率による変化は、逆に旋回スクロールの位置変化分を減少させる働きがある。 In particular, the fifth invention inserts a spacer between the fixed portion of the fixed scroll of the first, second, third or fourth invention and the fixed frame, and the material of the spacer is the coefficient of thermal expansion of the auxiliary crank. By using the same iron material, the change in the position of the orbiting scroll due to the difference in thermal expansion coefficient between the fixed frame end face and the aluminum at the upper auxiliary crank height can be offset at low and high temperatures. Changes due to the coefficient of thermal expansion of the aluminum material from the end plate end surface of the scroll to the upper end surface of the auxiliary crank, on the contrary, have the function of reducing the position change of the orbiting scroll.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかるスクロール式流体機械の縦断面図を示している。 (Embodiment 1)
1 is a longitudinal sectional view of a scroll fluid machine according to a first embodiment of the present invention.

図１に示されるように、モータケーシング１内に電動機の固定子２が固定されており、駆動軸３に電動機の回転子４が固定されている。駆動軸３の先端はクランク状になり旋回スクロール５の鏡板中心に旋回スクロール玉軸受け６を介して回転可能に接合されている。また、駆動軸３は固定フレーム７に主軸玉軸受け８でもって回転自在に支持されている。前記旋回スクロール５の鏡面にラップ部９が立設され、その旋回スクロール５に対向して前記固定フレーム７の他端側に設けられて鏡板にその旋回スクロールのラップ部９との
間で複数の圧縮室を形成するラップ部１０が立設された固定スクロール１１がある。 As shown in FIG. 1, a motor stator 2 is fixed in a motor casing 1, and a motor rotor 4 is fixed to a drive shaft 3. The tip of the drive shaft 3 has a crank shape and is joined to the center of the end plate of the orbiting scroll 5 via an orbiting scroll ball bearing 6 so as to be rotatable. The drive shaft 3 is rotatably supported by a fixed frame 7 with a spindle ball bearing 8. A wrap portion 9 is erected on the mirror surface of the orbiting scroll 5, and is provided on the other end side of the fixed frame 7 so as to face the orbiting scroll 5. There is a fixed scroll 11 in which a lap portion 10 forming a compression chamber is erected.

また、前記旋回スクロール５の自転運動を防止するために旋回スクロール５と固定フレーム７の間にクランク機構１２が設置されている。またこのクランク機構には少なくとも３個以上の補助クランク１３（１個のみ図示）と旋回スクロール側および固定フレーム側に旋回スクロール側玉軸受け１４、固定フレーム側玉軸受け１５により回転自在に設置されている。固定フレーム７と固定スクロール１１の間にはリング状のスペーサ１６がボルト等で固定されている。 A crank mechanism 12 is installed between the orbiting scroll 5 and the fixed frame 7 in order to prevent the orbiting scroll 5 from rotating. Further, this crank mechanism is rotatably installed by at least three or more auxiliary cranks 13 (only one is shown), the orbiting scroll side ball bearings 14 and the fixed frame side ball bearings 15 on the orbiting scroll side and the fixed frame side. . A ring-shaped spacer 16 is fixed between the fixed frame 7 and the fixed scroll 11 with a bolt or the like.

固定スクロール１１、旋回スクロール５および固定フレーム７はアルミ材で構成されおり、スペーサ１６およびクランク１３は鉄材で構成されている。熱膨張率の違いによるスラスト方向の変化を押さえるためには、スペーサ１６の材質は補助クランク１３の熱膨張率と同等の鉄材が適している。 The fixed scroll 11, the orbiting scroll 5, and the fixed frame 7 are made of an aluminum material, and the spacer 16 and the crank 13 are made of an iron material. In order to suppress the change in the thrust direction due to the difference in thermal expansion coefficient, the material of the spacer 16 is suitably an iron material equivalent to the thermal expansion coefficient of the auxiliary crank 13.

以上のように構成されたスクロール式流体機械について、以下その動作、作用を説明する。 The operation and action of the scroll type fluid machine configured as described above will be described below.

まず、駆動軸３が回転するとクランク機構１２により自転防止されながら旋回スクロール５が公転し、旋回スクロールのラップ部９と固定スクロールのラップ部１０に囲まれた空間が圧縮され固定スクロールに設けられた吐出口１７より圧縮流体が吐出される。 First, when the drive shaft 3 rotates, the orbiting scroll 5 revolves while being prevented from rotating by the crank mechanism 12, and the space surrounded by the orbiting scroll wrap portion 9 and the fixed scroll wrap portion 10 is compressed and provided in the fixed scroll. The compressed fluid is discharged from the discharge port 17.

また、この圧縮により圧縮熱が発生し、旋回スクロール５、固定スクロール、固定フレーム７、補助クランク１３およびスペーサ１６に熱が伝わり熱膨張を起こす。また、それぞれ材質が異なり熱膨張率が異なるためスクロールのラップと鏡板のスラストすきまは高温の場合は広がる方向にまた、低温の場合には狭まる方向に変化を起こす。 Further, compression heat is generated by this compression, and heat is transmitted to the orbiting scroll 5, the fixed scroll, the fixed frame 7, the auxiliary crank 13 and the spacer 16 to cause thermal expansion. In addition, since the materials are different and the thermal expansion coefficients are different, the scroll gap and the thrust clearance of the end plate change in the direction of expansion when the temperature is high and narrow in the case of low temperature.

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２にかかるスクロール式流体機械の補助クランク機構部周りの拡大図を示している。 (Embodiment 2)
FIG. 2 shows an enlarged view around the auxiliary crank mechanism of the scroll fluid machine according to the second embodiment of the present invention.

図２に示されるように補助クランク１３の旋回スクロール６側の玉軸受け１４の外輪１４ａの端面を押さえ板１８によりボルト１９により固定されている。補助クランク１３の固定フレーム７側の玉軸受け１５の外輪１５ａは、固定フレーム７の玉軸受け挿入穴に挿入され、補助クランク玉軸受け挿入穴の入口に段付き穴部２０を構成し、鉄リング２１を玉軸受け外輪１５ａに嵌め合い固定し、玉軸受け外輪１５ａが段付き穴部２０に挿入され固定されている。さらに玉軸受け挿入穴の段付き穴部２０より下部の前記玉軸受けに対する半径方向すきま２２を構成し、かつ高さ方向にもすきま２３が確保できるように構成している。また、段付き穴部２０の高さは玉軸受け１５高さＨの１／３の高さに構成されている。スラストすきまδは固定スクロールラップ１０の先端面と旋回スクロール６の鏡板との微小な距離である。 As shown in FIG. 2, the end surface of the outer ring 14 a of the ball bearing 14 on the side of the orbiting scroll 6 of the auxiliary crank 13 is fixed by a bolt 19 with a pressing plate 18. The outer ring 15 a of the ball bearing 15 on the fixed frame 7 side of the auxiliary crank 13 is inserted into the ball bearing insertion hole of the fixed frame 7, and a stepped hole 20 is formed at the inlet of the auxiliary crank ball bearing insertion hole. Is fitted and fixed to the ball bearing outer ring 15a, and the ball bearing outer ring 15a is inserted into the stepped hole 20 and fixed. Further, a radial clearance 22 is formed with respect to the ball bearing below the stepped hole 20 of the ball bearing insertion hole, and a clearance 23 can be secured in the height direction. Further, the height of the stepped hole portion 20 is configured to be 1/3 of the ball bearing 15 height H. The thrust clearance δ is a minute distance between the front end surface of the fixed scroll wrap 10 and the end plate of the orbiting scroll 6.

以上のように構成された補助クランク機構部周りの温度変化によるスラストすきま変化について、以下その動作、作用を説明する。 The operation and action of the thrust clearance change due to the temperature change around the auxiliary crank mechanism configured as described above will be described below.

低温時のスラストすきまδの変化に関しては、旋回スクロール６は熱膨張率の大きなアルミ材で構成されており、玉軸受け１４の外輪１４ａは鋼材で熱膨張率は前記アルミ材の約半分であるため、低温時には、玉軸受け１４の外輪１４ａがアルミ材で締付けられて玉軸受け１４の外輪１４ａが上昇し、前記玉軸受け外輪１４ａに固定されている旋回スクロール６が上昇し、スラストすきまδが小さくなる。また、従来の挿入固定方法では、固定フレーム７側の玉軸受け１５でも旋回スクロール６側の玉軸受け１４と同様な現象が発生
し、スラストすきまδが減少する。さらに玉軸受け１５の高さ分の熱膨張率の違い分だけ補助クランク１３が上昇し、スラストすきまδが減少する。しかし、本構成では、鉄リング２１を玉軸受け外輪１５ａに嵌め合い固定された構成のため、固定フレーム７の締付け力を前記鉄リングで受けるため玉軸受け外輪１５ａの締付け力はかなり緩和されるためにスラストすきまδの減少分は低減される。また、玉軸受け外輪１５ａは鉄リング２１で固定されすきま２２、２３を確保しているため、熱膨張率差によるスラストすきまδの変化量も玉軸受け全体の高さＨではなく鉄リングの高さ分１／３Ｈに関する変化になるため減少する。 Regarding the change in the thrust clearance δ at low temperatures, the orbiting scroll 6 is made of an aluminum material having a large coefficient of thermal expansion, and the outer ring 14a of the ball bearing 14 is a steel material and the coefficient of thermal expansion is about half that of the aluminum material. At a low temperature, the outer ring 14a of the ball bearing 14 is tightened with an aluminum material, the outer ring 14a of the ball bearing 14 is raised, the orbiting scroll 6 fixed to the ball bearing outer ring 14a is raised, and the thrust clearance δ is reduced. . In the conventional insertion fixing method, the same phenomenon as that of the ball bearing 14 on the orbiting scroll 6 side occurs in the ball bearing 15 on the fixed frame 7 side, and the thrust clearance δ decreases. Further, the auxiliary crank 13 is raised by the difference in thermal expansion coefficient corresponding to the height of the ball bearing 15, and the thrust clearance δ is reduced. However, in this configuration, since the iron ring 21 is fitted and fixed to the ball bearing outer ring 15a, the tightening force of the ball bearing outer ring 15a is considerably reduced because the tightening force of the fixed frame 7 is received by the iron ring. In addition, the decrease in the thrust clearance δ is reduced. Further, since the ball bearing outer ring 15a is fixed by the iron ring 21 and the clearances 22 and 23 are secured, the amount of change in the thrust clearance δ due to the difference in thermal expansion coefficient is not the height H of the entire ball bearing but the height of the iron ring. Decreases because the change is related to the minute 1 / 3H.

本構成では、固定スクロール１１の固定部と固定フレーム７の間にリング状のスペーサ１６を挿入し、前記スペーサ１６の材質を前記補助クランク１３の熱膨張率と同等の鉄材で構成しているため、固定フレーム端面Ａ面より上部の補助クランク１３の高さ分のアルミとの熱膨張率差による旋回スクロール６の上昇分を相殺することができ、さらに旋回スクロール６の鏡板端面Ｃ面から補助クランク上部端面Ｂ面までのアルミ材の高さＬによる熱膨張率による変化は、逆に旋回スクロール６を下降させる働きがある。 In this configuration, a ring-shaped spacer 16 is inserted between the fixed portion of the fixed scroll 11 and the fixed frame 7, and the material of the spacer 16 is made of an iron material equivalent to the thermal expansion coefficient of the auxiliary crank 13. The rising amount of the orbiting scroll 6 due to the difference in thermal expansion coefficient with the aluminum of the height of the auxiliary crank 13 above the fixed frame end surface A can be offset, and further, the auxiliary crank can be introduced from the end plate end surface C of the orbiting scroll 6. The change due to the coefficient of thermal expansion due to the height L of the aluminum material up to the upper end face B has a function of lowering the orbiting scroll 6.

高温時のスラストすきまδの変化に関して、従来の構成では玉軸受け高さＨにおいて固定フレーム７のアルミ材と玉軸受け１５外輪１５ａの鋼材の熱膨張率の違い分だけ補助クランク１３が下降するためスラストすきまδが増大する。ただし、本構成では固定フレーム７の補助クランク用玉軸受け穴の入口に段付き穴部２０を構成し、玉軸受け外輪１５ａは鉄リング２１で固定されているため、熱膨張率差によるスラストすきまδの変化量も玉軸受け全体の高さＨではなく鉄リングの高さ分１／３Ｈに関する変化になるため減少することができる。 Regarding changes in the thrust clearance δ at high temperatures, in the conventional configuration, the auxiliary crank 13 descends by the difference in thermal expansion coefficient between the aluminum material of the fixed frame 7 and the steel material of the outer ring 15a of the ball bearing 15 at the ball bearing height H. The clearance δ increases. However, in this configuration, the stepped hole portion 20 is formed at the entrance of the ball bearing hole for auxiliary crank of the fixed frame 7 and the ball bearing outer ring 15a is fixed by the iron ring 21, so that the thrust clearance δ due to the difference in thermal expansion coefficient. The amount of change in can also be reduced because it is not a height H of the entire ball bearing but a change related to 1 / 3H of the height of the iron ring.

また、スペーサ１６の材質を前記補助クランク１３の熱膨張率と同等の鉄材で構成しているため、固定フレーム端面Ａ面より上部の補助クランク１３高さ分のアルミとの熱膨張率差による旋回スクロールの下降分を相殺することができ、さらに旋回スクロール６の鏡板端面Ｃ面から補助クランク上部端面Ｂ面までのアルミ材の高さＬによる熱膨張率による変化は、逆に旋回スクロール６を上昇させる働きがある。 Further, since the material of the spacer 16 is made of an iron material equivalent to the thermal expansion coefficient of the auxiliary crank 13, the turning due to the difference in thermal expansion coefficient from the aluminum of the auxiliary crank 13 height above the fixed frame end surface A surface. The downward movement of the scroll can be offset, and the change due to the coefficient of thermal expansion due to the height L of the aluminum material from the end plate end surface C surface of the orbiting scroll 6 to the auxiliary crank upper end surface B surface raises the orbiting scroll 6. There is a work to make.

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３にかかるスクロール式流体機械の補助クランク機構部周りの拡大図を示している。 (Embodiment 3)
FIG. 3 shows an enlarged view around the auxiliary crank mechanism portion of the scroll fluid machine according to the third embodiment of the present invention.

図３に示されるように補助クランク１３の固定フレーム７側の玉軸受け１５の外輪１５ａは、固定フレーム７の玉軸受け挿入穴に挿入され、補助クランク玉軸受け挿入穴の入口に段付き穴部２０を構成し、前記段付き穴部２０に接着剤２４を挿入して前記玉軸受け外輪１５ａを接着固定している。 As shown in FIG. 3, the outer ring 15a of the ball bearing 15 on the fixed frame 7 side of the auxiliary crank 13 is inserted into the ball bearing insertion hole of the fixed frame 7, and a stepped hole 20 is formed at the inlet of the auxiliary crank ball bearing insertion hole. The ball bearing outer ring 15a is bonded and fixed by inserting an adhesive 24 into the stepped hole portion 20.

玉軸受け外輪１５ａは接着剤２４で固定されているため、熱膨張率差によるスラストすきまδの変化量は、玉軸受け全体の高さＨではなく接着部分の長さ１／３Ｈに関する変化になるため減少することができる。 Since the ball bearing outer ring 15a is fixed by the adhesive 24, the amount of change in the thrust clearance δ due to the difference in coefficient of thermal expansion is not a height H of the entire ball bearing, but a change related to the length 1 / 3H of the bonded portion. Can be reduced.

以上のように、本実施の形態においては固定フレームの補助クランク用玉軸受け穴の入口に段付き穴部を構成し、鉄のリングを前記玉軸受け外輪に嵌め合い固定し、前記玉軸受け挿入穴の段付き穴部に挿入固定し、前記固定スクロールの固定部と固定フレームの間にスペーサを挿入し、前記スペーサの材質を前記補助クランクの熱膨張率と同等の鉄材で構成しているので、温度変化によるスクロールのラップ部と鏡板のスラストすきまの変化を緩和することができ、高温時には流量の低下を緩和し、低温時にはそれぞれのスクロールのラップ部と鏡板の接触をなくすことが出来る。 As described above, in the present embodiment, a stepped hole is formed at the inlet of the ball bearing hole for auxiliary crank of the fixed frame, and an iron ring is fitted and fixed to the outer ring of the ball bearing, and the ball bearing insertion hole is fixed. Since it is inserted and fixed in the stepped hole portion, a spacer is inserted between the fixed portion of the fixed scroll and the fixed frame, and the material of the spacer is made of an iron material equivalent to the thermal expansion coefficient of the auxiliary crank, The change in the thrust gap between the scroll wrap portion and the end plate due to the temperature change can be reduced, the decrease in the flow rate can be reduced at a high temperature, and the contact between the scroll wrap portion and the end plate can be eliminated at a low temperature.

上述したように、本発明にかかるスクロール式流体機械は、温度変化によるスラストすきまの変化を押さえているため流体送風機、空気圧縮の用途にも適用できる。 As described above, the scroll fluid machine according to the present invention can be applied to fluid blowers and air compression applications because it suppresses changes in thrust clearance due to temperature changes.

本発明の実施の形態１にかかるスクロール式流体機械の縦断面図1 is a longitudinal sectional view of a scroll fluid machine according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態２にかかるスクロール式流体機械のクランク機構部の拡大図The enlarged view of the crank mechanism part of the scroll type fluid machine concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３にかかるスクロール式流体機械のクランク機構部の拡大図The enlarged view of the crank mechanism part of the scroll type fluid machine concerning Embodiment 3 of this invention. 従来のスクロール式流体機械の補助クランク機構の縦断面図A longitudinal sectional view of an auxiliary crank mechanism of a conventional scroll type fluid machine

符号の説明Explanation of symbols

１モータケーシング
２固定子
３駆動軸
４回転子
５旋回スクロール
６旋回スクロール玉軸受け
７固定フレーム
８主軸玉軸受け
９旋回スクロールのラップ部
１０固定スクロールのラップ部
１１固定スクロール
１２補助クランク機構部
１３補助クランク
１４旋回スクロール側玉軸受け
１５固定フレーム側玉軸受け
１６スペーサ
１７吐出口
１８押さえ板
１９ボルト
２０段付き穴部
２１鉄リング
２２半径方向すきま
２３高さ方向すきま
２４接着剤 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor casing 2 Stator 3 Drive shaft 4 Rotor 5 Orbiting scroll 6 Orbiting scroll ball bearing 7 Fixed frame 8 Spindle ball bearing 9 Orbiting scroll lap part 10 Fixed scroll lap part 11 Fixed scroll 12 Auxiliary crank mechanism part 13 Auxiliary crank 14 Orbiting scroll side ball bearing 15 Fixed frame side ball bearing 16 Spacer 17 Discharge port 18 Holding plate 19 Bolt 20 Stepped hole 21 Iron ring 22 Radial clearance 23 Height clearance 24 Adhesive

Claims

固定フレームとその固定フレームの中心部に回転可能に設けられ、先端がクランク部となった駆動軸と前記固定フレーム内に位置してその駆動軸のクランク部に旋回スクロール側玉軸受けを介して旋回可能に設けられ鏡板にラップ部が立設された旋回スクロールと、その旋回スクロールに対向して前記固定フレームの他端側に設けられて鏡板にその旋回スクロールのラップ部との間で複数の圧縮室を形成するラップが立設された固定スクロールと、前記旋回スクロールの自転運動を防止するために前記旋回スクロールと前記固定フレームとの間に設けられた補助クランク機構とを備えてなるスクロール式流体機械とし、前記固定フレームの補助クランク用玉軸受け挿入穴の入口に段付き穴部を構成し、鉄のリングを前記玉軸受け外輪に嵌め合い固定し、前記玉軸受け挿入穴の段付き穴部に前記玉軸受けを挿入固定したことを特徴とするスクロール式流体機械。 A fixed frame and a drive shaft which is rotatably provided at the center of the fixed frame and has a crank portion at the tip thereof. The drive shaft is located in the fixed frame and is turned to the crank portion of the drive shaft via a revolving scroll side ball bearing. A plurality of compressions between the orbiting scroll having the wrap portion standing on the end plate and the end portion of the fixed frame facing the orbiting scroll and the lap portion of the orbiting scroll on the end plate. A scroll-type fluid comprising a fixed scroll provided with a lap that forms a chamber, and an auxiliary crank mechanism provided between the orbiting scroll and the fixed frame in order to prevent the orbiting scroll from rotating. The machine has a stepped hole at the entrance of the ball bearing insertion hole for the auxiliary crank of the fixed frame, and an iron ring is fitted to the ball bearing outer ring. Fixed scroll fluid machine, wherein the ball bearing that the inserted fixed with the stepped bore portion of the ball bearing insertion hole.

固定フレームとその固定フレームの中心部に回転可能に設けられ、先端がクランク部となった駆動軸と前記固定フレーム内に位置してその駆動軸のクランク部に旋回スクロール側玉軸受けを介して旋回可能に設けられ鏡板にラップ部が立設された旋回スクロールと、その旋回スクロールに対向して前記固定フレームの他端側に設けられて鏡板にその旋回スクロールのラップ部との間で複数の圧縮室を形成するラップが立設された固定スクロールと、前記旋回スクロールの自転運動を防止するために前記旋回スクロールと前記固定フレームとの間に設けられた補助クランク機構とを備えてなるスクロール式流体機械とし、前記固定フレームの補助クランク用玉軸受け挿入穴の入口に段付き穴部を構成し、前記段付き穴部に接着剤を挿入して前記玉軸受け外輪を接着固定したことを特徴とするスクロール式流体機械。 A fixed frame and a drive shaft which is rotatably provided at the center of the fixed frame and has a crank portion at the tip thereof. The drive shaft is located in the fixed frame and is turned to the crank portion of the drive shaft via a revolving scroll side ball bearing. A plurality of compressions between the orbiting scroll having the wrap portion standing on the end plate and the end portion of the fixed frame facing the orbiting scroll and the lap portion of the orbiting scroll on the end plate. A scroll-type fluid comprising a fixed scroll provided with a lap that forms a chamber, and an auxiliary crank mechanism provided between the orbiting scroll and the fixed frame in order to prevent the orbiting scroll from rotating. A stepped hole is formed at the entrance of the auxiliary crank ball bearing insertion hole of the fixed frame, and an adhesive is inserted into the stepped hole to Scroll fluid machine, characterized in that the bearing outer ring has been bonded.

固定フレームの補助クランク用玉軸受け挿入穴の入口に段付き穴部を構成し、前記玉軸受け挿入穴の段付き穴部より下部の前記玉軸受けに対する半径方向すきまを構成し、かつ高さ方向にもすきまが確保できるように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載のスクロール式流体機械。 A stepped hole is formed at the entrance of the ball bearing insertion hole for the auxiliary crank of the fixed frame, a radial clearance is formed with respect to the ball bearing below the stepped hole of the ball bearing insertion hole, and in the height direction. The scroll fluid machine according to claim 1 or 2, wherein a clearance is secured.

固定フレームの補助クランク用玉軸受け挿入穴の入口に段付き穴部を構成し、前記段付き穴部の深さを玉軸受け高さの１／３程度としたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスクロール式流体機械。 2. A stepped hole is formed at the entrance of the ball bearing insertion hole for the auxiliary crank for the fixed frame, and the depth of the stepped hole is set to about 1/3 of the height of the ball bearing. The scroll fluid machine according to claim 3.

固定スクロールの固定部と固定フレームの間にスペーサを挿入し、前記スペーサの材質を前記補助クランクの熱膨張率と同等の鉄材で構成したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスクロール式流体機械。 The spacer is inserted between the fixed part of the fixed scroll and the fixed frame, and the material of the spacer is composed of an iron material equivalent to the thermal expansion coefficient of the auxiliary crank. The scroll fluid machine according to item 1.