JP2008121443A - Scroll type fluid machine - Google Patents
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Abstract
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抑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.
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部の詳細を示すものである。図3に示すように旋回スクロール41、固定フレーム42を連結する補助クランクピン43および玉軸受け44、45より構成されている。
しかしながら、前記従来の構成ではそれぞれの補助クランク機構部玉軸受けのラジアルすきま設定に関する仕様が不明確であった。またこの種のスクロール式流体機械では旋回スクロールに一定以上の遠心力が働くと前記旋回スクロールが固定フレームより離反する現象が発生する。この離反は3点クランク機構部の旋回スクロール側、固定フレーム側それぞれの玉軸受け内で発生するが、旋回スルロールの重心位置より遠い固定フレーム側の玉軸受けで発生し易い課題があった。また一般に玉軸受けラジアルすきまとスラストすきまは比例しており、旋回スクロールがアルミで構成されている場合は、組立て時の温度より温度が上昇すると、玉軸受けを締め付けている力が弱くなり、玉軸受けラジアルすきまが大きくなり、比例している玉軸受けスラストすきまも大きくなる。その結果スクロールの鏡板とラップ部とのスラストすきまが大きくなり性能が悪化する課題があった。また組立て時の温度より温度が下降すると、玉軸受けを締め付けている力が強くなり、玉軸受けラジアルすきまが小さくなり、比例している玉軸受けスラストすきまも小さくなる。その結果スクロールの鏡板とラップ部とのスラストすきまが小さくなり、接触破損する課題があった。ただし、玉軸受けラジアルすきまを小さくし過ぎると3点クランク機構部のそれぞれの玉軸受けの位置公差を吸収できなくなり、回転が重くなったり、組み立てができない課題があった。 However, in the conventional configuration, the specifications regarding the radial clearance setting of each auxiliary crank mechanism part ball bearing are unclear. In this type of scroll fluid machine, if a centrifugal force of a certain level or more acts on the orbiting scroll, the phenomenon that the orbiting scroll separates from the fixed frame occurs. This separation occurs in the ball bearings on the orbiting scroll side and the fixed frame side of the three-point crank mechanism, but there is a problem that it easily occurs on the ball bearing on the fixed frame side farther from the center of gravity position of the orbiting slew roll. Also, the ball bearing radial clearance and thrust clearance are generally proportional, and if the orbiting scroll is made of aluminum, the force tightening the ball bearing will become weaker if the temperature rises above the temperature at the time of assembly. The radial clearance increases and the proportional ball bearing thrust clearance also increases. As a result, there was a problem that the thrust clearance between the scroll end plate and the lap portion becomes large and the performance deteriorates. When the temperature falls below the temperature at the time of assembly, the force for tightening the ball bearings becomes stronger, the ball bearing radial clearance becomes smaller, and the proportional ball bearing thrust clearance becomes smaller. As a result, the thrust clearance between the scroll end plate and the lap portion is reduced, causing a problem of contact damage. However, if the ball bearing radial clearance is too small, the position tolerance of each ball bearing of the three-point crank mechanism portion cannot be absorbed, and there is a problem that rotation becomes heavy or assembly is impossible.
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、旋回スクロールの離反および温度変化によるスラストすきまを変化小さくし、組立てが容易にでき円滑な回転を確保することを目的としている。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and it is possible to reduce the thrust clearance due to the separation of the orbiting scroll and the temperature change, to facilitate the assembly, and to ensure smooth rotation. It is aimed.
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
3個の補助クランク機構部とを備えてなるスクロール式流体機械とし、前記補助クランク機構部の旋回スクロール側玉軸受けと固定スクロール側玉軸受けのそれぞれのラジアルすきまの設定において、固定スクロール側玉軸受けのラジアルすきまを旋回スルロール側玉軸受けのラジアルすきまよりも小さく設定したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
このことにより、回転数が上昇し旋回スクロールの離反が発生しても固定フレーム側玉軸受けのラジアルすきまが小さいため、スラストすきま変化を小さく保つことができスクロール鏡板とラップ先端の接触を回避することが出来る。 As a result, the radial clearance of the fixed-frame-side ball bearing is small even when the rotational speed increases and the orbiting scroll is separated, so that the change in thrust clearance can be kept small, and the contact between the scroll end plate and the lap tip can be avoided. I can do it.
本発明のスクロール式流体機械は、回転数が上昇し旋回スクロールが離反してもスラストすきま減少を小さく抑えることが可能となり、スクロール鏡板とラップとの接触運転を回避することが出来る。 The scroll type fluid machine of the present invention can suppress the reduction in the thrust clearance even when the rotational speed increases and the orbiting scroll is separated, and the contact operation between the scroll end plate and the lap can be avoided.
第1の発明は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3個の補助クランク機構部とを備えてなるスクロール式流体機械とし、前記補助クランク機構部の旋回スクロール側玉軸受けと固定スクロール側玉軸受けのそれぞれのラジアルすきまの設定において、固定スクロール側玉軸受けのラジアルすきまを旋回スルロール側玉軸受けのラジアルすきまよりも小さく設定しているので、回転数が上昇し旋回スクロールが固定フレームより離反してもスラストすきまの減少を小さく抑えることが可能になり、スクロール鏡板とラップの接触を回避することが出来信頼性の高いスクロール式流体機械が得られる。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a scroll fluid machine including three auxiliary crank mechanisms provided between the orbiting scroll and the fixed frame in order to prevent the orbiting scroll from rotating. In the setting of the radial clearance of the orbiting scroll side ball bearing and the fixed scroll side ball bearing of the crank mechanism part, the radial clearance of the fixed scroll side ball bearing is set smaller than the radial clearance of the orbiting scroll side ball bearing, Even if the rotational speed increases and the orbiting scroll moves away from the fixed frame, the reduction in thrust clearance can be kept small, and contact between the scroll end plate and the lap can be avoided, resulting in a highly reliable scroll fluid machine. It is done.
第2の発明は特に、第1の発明の前記補助クランク機構部の旋回スクロール側玉軸受けを単列深溝軸受けとし、固定スクロール側玉軸受けを複列アンギュラー玉軸受としたことに回転数が上昇し旋回スクロールが固定フレームより離反してもよりスラストすきまの減少を抑えることが可能となる。また、旋回スクロール側の玉軸受けには単列深溝玉軸受けを採用しているため、組立て時の部品公差を吸収でき組み立て易く円滑な回転を得ることができる。 In the second invention, in particular, the rotating scroll side ball bearing of the auxiliary crank mechanism part of the first invention is a single row deep groove bearing and the fixed scroll side ball bearing is a double row angular ball bearing. Even if the orbiting scroll is separated from the fixed frame, it is possible to further suppress the reduction of the thrust clearance. In addition, since the single-row deep groove ball bearings are adopted for the ball bearings on the orbiting scroll side, it is possible to absorb the component tolerance at the time of assembling and to obtain a smooth rotation that is easy to assemble.
第3の発明は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3個の補助クランク機構部とを備えてなるスクロール式流体機械とし、前記旋回スクロールと前記固定スクロールのスラストすきまを40μmから60μmに設定しているため、回転数が上昇し旋回スクロールが固定フレームより離反した場合のスラストすきまの減少量20μm、低温での玉軸受けの減少量10μmおよび部品公差10μmを考慮してスラストすきまの最小値を40μmに設定している。またスラストすきまが60μmより大きくなると流量低下および無駄圧縮のため温度上昇をきたすため使用時の温度制限が発生してしまい市場での運転が難しくなる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a scroll type fluid machine comprising three auxiliary crank mechanisms provided between the orbiting scroll and the fixed frame in order to prevent the orbiting scroll from rotating, Since the thrust clearance between the scroll and the fixed scroll is set from 40 μm to 60 μm, the thrust clearance is reduced by 20 μm when the rotational speed is increased and the orbiting scroll is separated from the fixed frame, and the ball bearing is decreased by 10 μm at a low temperature. In consideration of the component tolerance of 10 μm, the minimum value of the thrust clearance is set to 40 μm. On the other hand, if the thrust clearance is larger than 60 μm, the temperature rises due to a decrease in flow rate and wasteful compression, so that a temperature limit during use occurs and it becomes difficult to operate in the market.
第4の発明は特に、第3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固定し、前記スペーサの材質を鋼材にしているため温度変化によるスラストすきまの減少をより抑えることが可能となり、広範の使用温度での運転が可能となる。 In the fourth invention, in particular, a spacer is inserted and fixed between the fixed portion of the fixed scroll of the third invention and the fixed frame, and the material of the spacer is steel, so that the reduction of the thrust clearance due to temperature change is further suppressed. This enables operation at a wide range of operating temperatures.
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、本発明の第1の実施の形態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)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a scroll type 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
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部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ピン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単列深溝玉軸受け14、固定フレーム側複列アンギュラー玉軸受け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の間にリング状の鋼製スペーサ16が挿入されボルト等で固定されている。
Further, a
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ている。
The
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部12を含めて3個以上のクランク機構部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
図2は、本発明の第1の実施の形態にかかるスクロール式流体機械の補助クランク機構部の詳細縦断面図を示している。 FIG. 2 is a detailed longitudinal sectional view of the auxiliary crank mechanism portion of the scroll fluid machine according to the first embodiment of the present invention.
図2に示されるように固定スクロール11のラップ10の先端と旋回スクロール鏡板とのすきまδは40μmから60μmに設定されている。
As shown in FIG. 2, the clearance δ between the tip of the
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、旋回スクロール6の重心位置Gには旋回スクロール6の回転による遠心力Fcおよび圧縮スラスト力Fstが働きその合力Fになっている。旋回スクロール6側玉軸受け14のA点と旋回スクロールの重心位置Gまでの距離はaであり、固定フレーム側玉軸受けB点と旋回スクロールの重心位置Gまでの距離はbでありaよりもbが大きい位置関係にある。また、旋回スクロール側玉軸受け14では合力Fとの交点A1はA点よりも内側にあるため玉軸受け14のA点では旋回スルロール6の離反が起こらない。ただし固定フレーム側玉軸受け15では合力Fとの交点B1はB点よりも外側にあるため玉軸受け15のB点では固定フレーム側の他の玉軸受けで旋回スルロール6の離反が起こる。この現象は遠心力Fc,圧縮スラスト力Fstおよび重心Gまでの距離bにより異なってくる。
First, the centrifugal force Fc and the compression thrust force Fst generated by the rotation of the orbiting
旋回スクロール6の離反が発生すると旋回スクロール6が固定スクロール11側に移動するためスラストすきまδが小さくなる。
When the orbiting
温度変化によてっもスラストすきまδは変化する。組み立て時よりも温度が低下した場合には固定フレーム側玉軸受け15が温度低下により回りのアルミハウジンングにより締
め付けられ、玉が膨らみのある中心部に集まるため3点クランク13が上に押し上げられ現象が発生し、旋回スクロール6が固定スクロール11側に移動するためスラストすきまδが小さくなる。組み立て時よりも温度が上昇した場合には固定フレーム側玉軸受け15が温度上昇により回りのアルミハウジンングによる締め付けが緩和され、玉が上部に移動するため3点クランク13が下に下げられる現象が発生し、旋回スクロール6が固定スクロール11側から離れる方向に移動するためスラストすきまδが大きくなる。
The thrust clearance δ changes due to temperature changes. When the temperature is lower than when assembling, the ball bearing 15 on the fixed frame side is tightened by the surrounding aluminum housing due to the temperature drop, and the balls gather at the center of the bulge, causing the three-
玉軸受け15を複列アンギュラー玉軸受けに設定すれば単列深溝軸受けと比較し上記のスラストすきまδの変動を小さく押えることが可能となる。また、旋回スルロール側玉軸受けにラジアルすきまの大きな単列玉軸受けを使用しているため、自由度が大きく3点クランンク機構部を組み立てる場合に発生する公差を吸収することができ円滑な回転を得ることができる。
If the
以上のように、本実施の形態において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3個の補助クランク機構部とを備えてなるスクロール式流体機械とし、前記補助クランク機構部の旋回スクロール側玉軸受けと固定スクロール側玉軸受けのそれぞれのラジアルすきまの設定において、固定スクロール側玉軸受けのラジアルすきまを旋回スルロール側玉軸受けのラジアルすきまよりも小さく設定しているため、回転数が上昇し旋回スクロールが固定フレームより離反してもスラストすきまの減少を小さく抑えることが可能になり、スクロール鏡板とラップの接触を回避することが出来信頼性の高いスクロール式流体機械が得られる。 As described above, in the present embodiment, the scroll fluid including the three auxiliary crank mechanisms provided between the orbiting scroll and the fixed frame in order to prevent the orbiting scroll from rotating. In the setting of the radial clearance of the orbiting scroll side ball bearing and the fixed scroll side ball bearing of the auxiliary crank mechanism, the radial clearance of the fixed scroll side ball bearing is set smaller than the radial clearance of the orbiting slew roll side ball bearing. Therefore, even if the rotation speed increases and the orbiting scroll moves away from the fixed frame, it is possible to suppress the reduction of the thrust clearance to a small extent, and it is possible to avoid the contact between the scroll end plate and the lap, and the highly reliable scroll Type fluid machine is obtained.
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、旋回スクロールの離反および温度変化によるスラストすきまを変化小さくし、組立てが容易にでき円滑な回転を確保するため流体送風機、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 is used for fluid blowers and air compression in order to reduce the thrust clearance due to the separation of the orbiting scroll and the temperature change, and to facilitate the assembly and ensure smooth rotation. Is also applicable.
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 補助クランクピン
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 リング状のスペーサ
17 吐出口
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006303614A JP2008121443A (en) | 2006-11-09 | 2006-11-09 | Scroll type fluid machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006303614A JP2008121443A (en) | 2006-11-09 | 2006-11-09 | Scroll type fluid machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008121443A true JP2008121443A (en) | 2008-05-29 |
Family
ID=39506486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006303614A Pending JP2008121443A (en) | 2006-11-09 | 2006-11-09 | Scroll type fluid machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008121443A (en) |
-
2006
- 2006-11-09 JP JP2006303614A patent/JP2008121443A/en active Pending
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