JP2012052527A - スクロール型流体機械 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スクロールユニット(12)と、フレーム(14)と、可動スクロール(10)をその基面(10b)の中心部にて公転旋回運動可能に支持する支持機構(11)とを備え、支持機構は、フレームの台座部(14b)よりも中心側の底面(14c)、または、可動スクロールの背面(10c)の何れか一方に設けた凹部(50,94)と、凹部に摺回動可能に嵌挿されたブッシュ(72)と、フレームの底面または可動スクロールの背面の何れか他方側から突設された固定軸(16,16a,16b,72e)と、固定軸がブッシュの偏心位置に摺回動可能に係合された係合部(72a,16c)とからなる。
【選択図】図4
Description
また、可動スクロールの背面側にはメインフレームとの間に潤滑油の圧力が作用する背圧室が形成され、可動スクロールは背圧室を介したメインフレームによって公転旋回運動可能に支持されている。
更に、請求項3記載の発明では、請求項1または2において、ブッシュは、可動スクロール及び固定軸の互いの相対回転を受容する滑り軸受であることを特徴としている。
更にまた、請求項4記載の発明では、請求項1乃至3の何れかにおいて、フレームに対して固定軸またはブッシュを進退可能にして固定スクロールの基面と可動スクロールの基面との隙間を調整する隙間調整手段を備えることを特徴としている。
更に、請求項6記載の発明では、請求項1乃至5の何れかにおいて、ブッシュには減肉部が形成されることを特徴としている。
更に、請求項6記載の発明によれば、ブッシュに減肉部が形成されることにより、ブッシュの摺回動時にブッシュから凹部に作用する遠心力を減肉部の大きさや位置によって調整することができるため、ブッシュの凹部における摺回動を容易に円滑にすることが可能となり、スクロール型流体機械の駆動エネルギーの機械損失を更に低減することができる。
圧縮側吸入室38には、固定スクロール8の基板8a及びメインフレーム14を貫通する後述の送油孔62(図2参照)が開口され、送油孔62を介して潤滑油室40の潤滑油が圧縮側吸入室38に送油される。
固定スクロール8はメインフレーム14の外周部14aの内側に固定され、固定スクロール8の基板8aの圧縮側吸入室38よりも固定スクロール8の径方向で若干中心側には後述する圧縮側吐出孔44が貫通して形成されている。圧縮側吐出孔44の圧縮側吐出室34に対する開口部には、冷媒中の潤滑油を分離するオイルセパレータ45が装着されている。
上述したスクロールユニット12によれば、中間仕切り壁52よりも内側に膨張部2が形成され、中間仕切り壁52と外側仕切り壁54との間に圧縮部4が形成される。
一方、圧縮側吸入管36から吸入された冷媒は、圧縮側吸入室38を経て圧縮部4に取り込まれ、上述した膨張室の形成に伴い可動スクロール10が固定スクロール8の軸心周りに公転旋回運動することにより、各スクロール8,10が互いに協働することによって各ラップ56,64間に形成された圧縮室にて圧縮される。圧縮室は、可動スクロール10の公転旋回運動に伴い各スクロール8,10の中心に向けて移動しながらその容積が減少される。そして、圧縮室の容積の減少に伴い高圧にされた冷媒は、圧縮側吐出孔44、圧縮側吐出室34を経て圧縮側吐出管28を介しハウジング6外の冷凍サイクルに向けて吐出される。
このように、流体機械1では、冷媒の膨張エネルギーによってスクロールユニット12が駆動され、このスクロールユニット12の駆動力によって冷媒の圧縮エネルギーが発生する。この際、上述したように、固定軸16はメインフレーム14とともに可動スクロール10を公転旋回運動可能に支持する支持機構11を構成している。
一方、固定軸16の下端には軸部16aから拡径された基部(固定軸)16bが形成され、固定軸16は基部16bにおいてメインフレーム14及び支持部材18に対して固定される。
また、基部16bの下端面には治具穴76が設けられ、治具穴76に図示しない治具を嵌合して操作することにより、スクロールユニット12の組み付け段階においてメインフレーム14に対する固定軸16の螺進量を調整し、基面8b、10b間の隙間を調整することができる。
また、ブッシュ72の下端にはボス50の径よりも大きく拡径された鍔部72bが形成され、鍔部72bと基部16bとの間にはベアリング80が配設されている。更に、鍔部72bには断面視L字形状のバランスウェイト82が一体に形成され、バランスウェイト82は可動スクロール10とメインフレーム14との間の空間84において可動スクロール10の公転旋回運動に伴い回転される。
ここで、図5の固定軸16の斜視図にも示されるように、軸部16aは固定軸16全体の軸心86と同芯を有して形成され、偏心されていない。
詳しくは、可動スクロール10の公転旋回運動に伴い軸部16aがその軸線方向にニードルベアリング70を介して摺接される孔部72aの内周面72cと、可動スクロール10の公転旋回運動に伴いブッシュ72がその軸方向に円錐ころ軸受78を介して摺接されるボス50の内周面50aとは、軸部16aの軸線方向において少なくとも一部が重なるようにして位置づけられている。また、孔部72aは貫通孔に限らず、有底孔としても良い。
このような支持機構11により、可動スクロール10の公転旋回運動に伴い発生する軸部16aの傾きを孔部72aで規制することができるため、軸部16aをフレーム14のみで支持する場合に比して、特に孔部72aを図8に示されるように有底孔とした場合には、可動スクロール10の転覆を効果的に抑制することができ、フレーム14に対して発生する可動スクロール10の摩擦抵抗を低減することができるため、流体機械1の駆動エネルギーの機械損失を大幅に低減することができる。
例えば、上記実施形態では、ボス50とブッシュ72との間に円錐ころ軸受78を介装しているが、これに限らず、変形例として、図10の本発明の変形例に係る支持機構を拡大した断面図に示されるように、ボス50の内周面50bとブッシュ72の外周面72dとの間にスラストベアリング90を設け、ボス50の端面50cと鍔部72bとの間にラジアルベアリング92を設けるようにしても良い。但し、円錐ころ軸受78を設ける場合には、可動スクロール10の公転旋回運動に伴いブッシュ72に作用するスラスト荷重とラジアル荷重とを円錐ころ軸受78に一括して受容させることができるため、上記スラスト及びラジアルベアリング90,92を別個に設ける場合に比して、流体機械1の構成が簡素化されて好適である。
更にまた、上記実施形態では、支持機構11は、ボス50、ブッシュ72、基部16b、軸部16a、孔部72aから構成されるが、これに限らず、図11に示されるように、ボス50の代わりに凹部94をフレーム14の底面14cに設け、この凹部94にブッシュ72を摺回動可能に嵌挿し、基部16bを可動スクロール10の背面10cから突設しても良い。
また、図14に示されるように、ボス50にブッシュ72を摺回動可能に嵌挿し、基部16bをフレーム14の底面14cから突設し、軸部16aを有さないで基部16bのみで固定軸16を形成し、孔部72aの代わりに孔部(係合部)16cを基部16bに設け、軸部16aの代わりに軸部(固定軸)72eをブッシュ72に埋設して形成し、基部16bの外周部をブッシュ72の内方に嵌め込むことによって、孔部16cに軸部72eを摺回動可能に嵌挿しても良い。
更に、図16〜19に示されるように、バランスウエイト82に換えて、またはバランスウエイト82と併用し、鍔部72の一部を扁平な形に切り欠いたり、或いは、ブッシュ72をその軸線方向や径方向に向けて貫通または凹ませて肉抜きして形成した減肉部96を設けても良い。
特に、減肉部96の大きさや位置を調整することによってバランスウェイト82が不要となったり、小型化できたりする場合には、スクロールユニット12の更なる軽量化及び小型化が可能となり、背圧室68の容量を大きく確保することができる。従って、可動スクロール10の低背圧化が可能となるため、固定スクロール8に対する可動スクロール10の摩擦抵抗を更に低減することができ、流体機械1の駆動エネルギーの機械損失の更なる低減を図ることができて好ましい。
8 固定スクロール
8a 固定スクロールの基板(基板)
8b 固定スクロールの基板の基面(基面)
10 可動スクロール
10a 可動スクロールの基板(基板)
10b 可動スクロールの基板の基面(基面)
10c 可動スクロールの基板の背面(背面)
11 支持機構
12 スクロールユニット
14 メインフレーム(フレーム)
14a 外周部
14b 台座部
14c 底面
16 固定軸
16a 軸部(固定軸)
16b 基部(固定軸)
16c 孔部(係合部)
50 ボス(凹部)
56 外側固定スクロールラップ(ラップ)
58 内側固定スクロールラップ(ラップ)
64 外側可動スクロールラップ(ラップ)
66 内側可動スクロールラップ(ラップ)
72 ブッシュ
72a 孔部(係合部)
72e 軸部(固定軸)
82 バランスウェイト
94 凹部
96 減肉部
Claims (7)
- 各基板の各基面にそれぞれ渦巻き状のラップが対向して形成された固定及び可動スクロールからなり、前記固定スクロールの軸心周りに前記可動スクロールが公転旋回運動されて前記固定及び前記可動スクロールの前記各ラップ間に作動流体の作動室を形成するスクロールユニットと、
前記可動スクロールをその前記基面とは反対側である背面の外周部にて公転旋回運動可能に支持する台座部を有するフレームと、
前記可動スクロールをその前記背面の中心部にて公転旋回運動可能に支持する支持機構とを備え、
前記支持機構は、
前記フレームの前記台座部よりも中心側の底面、または、前記可動スクロールの前記背面の何れか一方に設けられた凹部と、
前記凹部に摺回動可能に嵌挿されたブッシュと、
前記フレームの前記底面または前記可動スクロールの前記背面の何れか他方側から突設された固定軸と、
前記固定軸が前記ブッシュの偏心位置に摺回動可能に係合された係合部と
からなることを特徴とするスクロール型流体機械。 - 前記支持機構では、前記凹部と前記係合部とは前記固定軸の軸線方向において互いにオーバーラップして配されることを特徴とする請求項1に記載のスクロール型流体機械。
- 前記ブッシュは、前記可動スクロール及び前記固定軸の互いの相対回転を許容する滑り軸受であることを特徴とする請求項1または2に記載のスクロール型流体機械。
- 前記フレームに対して前記固定軸または前記ブッシュを進退可能にして前記固定スクロールの前記基面と前記可動スクロールの前記基面との隙間を調整する隙間調整手段を備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のスクロール型流体機械。
- 前記隙間調整手段は、前記固定軸または前記ブッシュの前記フレームに対する螺進量を調整することにより前記隙間を調整するねじ機構であることを特徴とする請求項4に記載のスクロール型流体機械。
- 前記ブッシュには減肉部が形成されることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のスクロール型流体機械。
- 前記ブッシュにはバランスウェイトが設けられることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載のスクロール型流体機械。
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