JP5457943B2 - スクロール式流体機械 - Google Patents
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Description
この種補助クランク機構を備えたスクロール式流体機械としては特許文献1〜特許文献3に記載のものなどがある。
前記補助クランク機構の固定側軸受部は前記ケーシングに設けることが好ましい。
ここで、軸受取付部1Cは、ケーシング1の底部1Bからファンカバー21に向けて、各ボス部1Dよりも大きく突出している。また、取付枠部1Eは、ファンカバー21の開口部21Aに対応した形状を有する枠状の突部として形成されている。また、ケーシング1は、軸方向他側(ファンカバー21側)に位置する外側面が背面1Fとなっている。
12は主軸部9の偏心穴9A内に設けられた旋回軸受で、該旋回軸受12は、例えば円筒ころ軸受等によって構成され、旋回スクロール3の連結部3Cの先端外周に嵌合されている。これにより、旋回軸受12は、主軸部9に対し連結部3Cを旋回可能に連結している。
26は駆動軸8の主軸部9に設けられた冷却風通路を示し、該冷却風通路26は、ケーシング1内を流れる冷却風の一部が流通することにより、主として主軸部9、主軸受10,11等を冷却するものである。ここで、冷却風通路26は、図2に示す如く、主軸部9を軸方向に貫通する貫通孔によって形成され、主軸受10の内周側を通って軸方向に延びている。そして、冷却風通路26の一端側は偏心穴9Aの底面に開口し、他端側は主軸部9の下端面に開口している。
まず、30はケーシング1の背面1Fとファンカバー21との間に設けられた断熱カバーを示し、該断熱カバー30は、ファンカバー21とその内部を流れる冷却風とに対してケーシング1 から熱が伝導するのを抑制している。また、断熱カバー30は、冷却ファン19の近傍に配置されたケーシング1が旋回スクロール3に比べて強く冷却されるのを防止するものである。
前記断熱材31は、図1,図11に示す如く、例えば樹脂、ゴム等の断熱性を有する材料によって板状の小片として形成され、ファンカバー21の取付座21E(モータ15の突起部15E)に対応した外形状を有している。
まず、圧縮機の運転時には、モータ15によって駆動軸8が回転駆動されると、この回転が主軸部9の偏心穴9Aによって旋回運動に変換される。これにより、旋回スクロール3は、各補助クランク機構7によって自転を規制された状態で、固定スクロール2に対して旋回運動する。
(1)旋回側軸受部7Bの軸受ハウジングを、旋回スクロール3と別部材のボスピース40で構成し、更に前記ボスピース40を軸方向の細い支柱42で支持するようにしたことにより、支柱42を径方向に変形可能としているので、熱膨張或いは遠心力などにより、旋回スクロールとケーシングとの間に位置誤差(旋回側軸受部と固定側軸受部との間の位置ずれ)が発生しても、前記支柱42が変形することで、補助クランク機構7の軸受部7B,7Cに過大な荷重が作用するのを防止でき、軸受寿命を大幅に延長できる。
(2)軸受ハウジング(ボスピース40)を別ピースとしたことで、旋回スクロール3の熱が補助クランク機構7の旋回側軸受部7Bに直接伝わるのを防止できる。これにより、旋回側軸受部7Bの温度低減を図ることができるから、軸受寿命を延長できる。
(3)軸受ハウジング(ボスピース40)を別ピースとしたことで、旋回スクロール3とボスピース40との間に空間(隙間52,δ1,δ2)を形成できる。このため、この空間に冷却ファン19からの冷却風の一部を流すことにより、前記旋回側軸受部7Bの更なる温度低減を図れるから、軸受寿命を更に延長できる。
(4)前記ボスピース40を支持する軸方向の前記支柱42の形状を、径方向には薄く形成(肉厚H)し、周方向には前記径方向肉厚Hよりも厚く形成(肉厚B)することにより、前記支柱42を、径方向に変形し易くして熱膨張差が生じても補助クランク機構7の軸受部7B,7Cに過大な荷重が作用するのを防止できる。また、支柱42の剛性を周方向の荷重に対しては径方向よりも高くできるから、旋回スクロール3に発生する自転しようとする力や回転振動に対して十分な強度を持たせることができ、信頼性を向上できる。
(5)図17〜図19に示したようなインロー構造を前記ボスピース40の位置決め手段として採用すれば、旋回スクロール3に対しボスピース40を位置決めするに際し、位置決めのための特別な治具を用いることなく簡単に高精度な組立てが可能となる。また、位置決めピン等の位置決め手段も不要となるから、ボスピースに位置決めピン用の穴を開ける必要がなく、前記穴から軸受ハウジング(ボスピース)内のグリースが漏れるなどの心配やグリースの封止手段が不要となる。このため、旋回スクロール3とは別体のボスピース構造を採用しても、小形で安価に製作できる。
(6)図21に示したように、補助クランク機構7の補助クランク軸7Aに二面幅部7Aaを設けることにより、補助クランク機構7の固定側軸受部7Cを補助クランク軸7Aに締結する際、特別な治具を用いて旋回スクロール3を固定する必要がなく、しかも前記締結時に支柱42が変形するのも防止できる効果がある。
更に、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説明したが、オイルフリー型(圧縮ガス中に油を含まないタイプ)のスクロール式流体機械であれば、同様に適用でき、同様の効果が得られる。
2 固定スクロール(2A…鏡板、2B…ラップ部、2C…筒部、2D…放熱フィン)
3 旋回スクロール(3A…鏡板、3B…ラップ部、3C…連結部、3D…ボス部、3E…放熱フィン)
4 圧縮室
5 吸込ポート
6 吐出ポート
7 補助クランク機構(7A…補助クランク軸、7B…旋回側軸受部、7C…固定側軸受部、7Aa…二面幅部、7Ab…ねじ部、7Ba…外輪)
8 駆動軸
9 主軸部(9A…偏心穴)
10,11 主軸受
12 旋回軸受
13 継手部
14 キー
15 モータ(駆動源)(15A…モータケース、15B…出力軸、15C…ステータ、15D…ロータ、15E…突起部)
16,22 取付ねじ
17 ファン側吸気口
18 モータ側吸気口
19 冷却ファン
20 ダクト
21 ファンカバー(21A…開口部、21B…接続口、21C…底部、21D…吸込穴、21E…取付座(駆動側の端部)
23 スクロールカバー(23A…側面カバー部、23B…背面カバー部)
24 固定スクロール側通気路
25 旋回スクロール側通気路
26 冷却風通路
27 補助冷却風通路
28 流入側開口
29 流出側開口
30 断熱カバー(30A…嵌合穴)
31 断熱材
40 ボスピース(40A…底部、40B,40C…インロー部)
41 押え板
42 支柱(42A…支柱先端インロー部、42B…円状のインロー部)
43 締結部材(締結ねじ)
44 軸受収容部
50 熱膨張の方向
51A、51B モーメント荷重
52,δ1,δ2 隙間
53 オイルシール
54 ボルト。
Claims (12)
- ケーシングと、該ケーシングに設けられ渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールと、鏡板の表面に前記固定スクロールのラップ部と重なり合う渦巻状のラップ部が立設されると共に前記固定スクロールと組み合わされて複数の圧縮室を形成しつつ旋回運動される旋回スクロールと、前記ケーシングに回転可能に設けられて前記旋回スクロールを駆動する駆動軸と、前記旋回スクロールの自転を防止して旋回運動させるために旋回スクロールの周方向に複数個設けられた補助クランク機構とを備えるスクロール式流体機械において、
前記補助クランク機構は、前記旋回スクロール側に設けられた旋回側軸受部と、固定側に設けられた固定側軸受部と、これら旋回側軸受部と固定側軸受部に連結された補助クランク軸とを備え、
旋回側軸受部と固定側軸受部の少なくとも一方をボスピースに収容し、このボスピースを軸方向の支柱を介して前記旋回スクロールまたは前記固定側に接続し、前記ボスピースと前記旋回スクロールの鏡板背面または前記固定側との間には隙間が形成されていることを特徴とするスクロール式流体機械。 - 請求項1に記載のスクロール式流体機械において、前記ボスピースは少なくとも3本の前記支柱で支持されていることを特徴とするスクロール式流体機械。
- 請求項1または2に記載のスクロール式流体機械において、前記ボスピースを支持する軸方向の支柱は、軸方向には剛性が大で、径方向には剛性が小となるように構成されていることを特徴とするスクロール式流体機械。
- 請求項1〜3の何れかに記載のスクロール式流体機械において、前記ボスピースを支持する軸方向の支柱は、旋回スクロールの周方向よりも径方向に剛性が小さくなるように、該支柱の寸法を、径方向には薄く、周方向には厚く構成したことを特徴とするスクロール式流体機械。
- 請求項1〜4の何れかに記載のスクロール式流体機械において、前記ボスピースは旋回スクロールの鏡板背面に設けられると共に、前記旋回スクロールの鏡板背面には冷却風が流れる構成とし、この冷却風の一部が前記隙間に流れるように構成したことを特徴とするスクロール式流体機械。
- 請求項5に記載のスクロール式流体機械において、前記補助クランク機構の固定側軸受部を補助クランク軸に固定する際に前記補助クランク軸が回転しないように固定するための二面幅部または角形部を前記補助クランク軸に設けたことを特徴とするスクロール式流体機械。
- 請求項1〜6の何れかに記載のスクロール式流体機械において、前記ボスピースは有底筒状の軸受ハウジングとして構成されていることを特徴とするスクロール式流体機械。
- 請求項1〜7の何れかに記載のスクロール式流体機械において、前記ボスピースと前記支柱との間に形成したインロー部を設け、前記ボスピースと前記旋回スクロールの鏡板背面または前記固定側との位置決めを、前記インロー部により行なうことを特徴とするスクロール式流体機械。
- 請求項1〜8の何れかに記載のスクロール式流体機械において、前記支柱は、前記旋回スクロールまたは前記固定側に一体に成形されて設けられ、前記ボスピースは前記支柱に締結部材により固定されていることを特徴とするスクロール式流体機械。
- 請求項1〜8の何れかに記載のスクロール式流体機械において、前記支柱は、前記ボスピースと一体に成形されていることを特徴とするスクロール式流体機械。
- 請求項10に記載のスクロール式流体機械において、前記支柱は、更に旋回スクロールとも一体に成形されていることを特徴とするスクロール式流体機械。
- 請求項1〜11の何れかに記載のスクロール式流体機械において、前記補助クランク機構の固定側軸受部は前記ケーシングに設けられていることを特徴とするスクロール式流体機械。
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