(57)【要約】    【課題】  旋回スクロールの固定スクロールに対する偏心旋回動作を円滑に行なう。    【解決手段】  モータ９の回転軸７にスラスト方向の力を受けない軸受１１、１２を介して第１の分離旋回軸１０ａおよび第２の分離旋回軸１０ｂを偏心して回転可能に支持し、分離旋回軸１０ａに凹部３１を設け、分離旋回軸１０ｂに凸部３２を設け、凹部３１と凸部３２とを係合して、分離旋回軸１０ａと分離旋回軸１０ｂとを軸方向にのみ移動可能に連結し、ケーシング１に固定スクロール２６ａを固定し、分離旋回軸１０ａ、１０ｂに旋回スクロール２７ａ、２７ｂを取り付ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、上記モータの回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、上記旋回軸の自転を防止する自転防止装置と、上記モータのケーシングに取り付けられた固定スクロールと、上記旋回軸に取り付けられた旋回スクロールとを有するスクロール流体機械において、上記旋回軸を第１の分離旋回軸と第２の分離旋回軸とに分離し、上記第１の分離旋回軸に凹部を設け、第２の分離旋回軸を凸部を設け、上記凹部と上記凸部とを係合して上記第１の分離旋回軸と上記第２の分離旋回軸とを軸方向にのみ移動可能に連結し、上記第１、第２の分離旋回軸それぞれに第１、第２の旋回スクロールを取り付けたことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項２】
上記回転軸から突出した上記第１の分離旋回軸または上記第２の分離旋回軸の端部分に回転可能に支持され、重心が上記第１、第２の分離旋回軸の中心線と上記回転軸の中心線とを結ぶ直線上に位置しており、かつ上記重心が上記旋回軸の中心線よりも上記回転軸の中心線側に位置している錘板体を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスクロール流体機械。
【請求項３】
上記回転軸から突出した上記第１の分離旋回軸および上記第２の分離旋回軸の端部分に回転可能に支持され、重心が上記第１、第２の分離旋回軸の中心線と上記回転軸の中心線とを結ぶ直線上に位置しており、かつ上記重心が上記第１、第２の分離旋回軸の中心線よりも上記回転軸の中心線側に位置している第１、第２の錘板体を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスクロール流体機械。
【請求項４】
上記第１、第２の錘板体の少なくとも一方が上記回転軸と連結されたことを特徴とする請求項３に記載のスクロール流体機械。
【請求項５】
上記第１、第２の錘板体の少なくとも一方が上記ケーシングと連結されたことを特徴とする請求項３に記載のスクロール流体機械。
【請求項６】
上記自転防止装置に第１、第２の旋回板を設け、上記第１、第２の錘板体の回転軸に直角なモーメントベクトル、上記第１、第２の旋回スクロールの回転軸に直角なモーメントベクトルおよび上記第１、第２の旋回板の回転軸に直角なモーメントベクトルの和を零ベクトルとしたことを特徴とする請求項３、４または５に記載のスクロール流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気圧縮機、真空ポンプ、冷媒ガス圧縮機、酸素吸入機用圧縮機等として用いられるスクロール流体機械、特に両側に流体機械本体が設けられたスクロール流体機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、モータの回転軸の両端に偏心して偏心軸を設け、両偏心軸に旋回スクロールを取り付け、モータのケーシングに固定スクロールを固定し、旋回スクロールと固定スクロールとの間に自転防止装置を設けたスクロール流体機械が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−４６０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このようなスクロール流体機械においては、旋回スクロールが高温となるから、回転軸が熱膨張するが、両側の固定スクロール間の距離は一定であるから、固定スクロール、旋回スクロールのラップと旋回スクロール、固定スクロールとの間に過大な力が作用し、旋回スクロールの固定スクロールに対する偏心旋回動作を円滑に行なうことができない。
【０００４】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、旋回スクロールの固定スクロールに対する偏心旋回動作を円滑に行なうことができるスクロール流体機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するため、本発明においては、モータと、上記モータの回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、上記旋回軸の自転を防止する自転防止装置と、上記モータのケーシングに取り付けられた固定スクロールと、上記旋回軸に取り付けられた旋回スクロールとを有するスクロール流体機械において、上記旋回軸を第１の分離旋回軸と第２の分離旋回軸とに分離し、上記第１の分離旋回軸に凹部を設け、第２の分離旋回軸を凸部を設け、上記凹部と上記凸部とを係合して上記第１の分離旋回軸と上記第２の分離旋回軸とを軸方向にのみ移動可能に連結し、上記第１、第２の分離旋回軸それぞれに第１、第２の旋回スクロールを取り付ける。
【０００６】
この場合、上記回転軸から突出した上記第１の分離旋回軸または上記第２の分離旋回軸の端部分に回転可能に支持され、重心が上記第１、第２の分離旋回軸の中心線と上記回転軸の中心線とを結ぶ直線上に位置しており、かつ上記重心が上記旋回軸の中心線よりも上記回転軸の中心線側に位置している錘板体を設けてもよい。
【０００７】
また、上記回転軸から突出した上記第１の分離旋回軸および上記第２の分離旋回軸の端部分に回転可能に支持され、重心が上記第１、第２の分離旋回軸の中心線と上記回転軸の中心線とを結ぶ直線上に位置しており、かつ上記重心が上記第１、第２の分離旋回軸の中心線よりも上記回転軸の中心線側に位置している第１、第２の錘板体を設けてもよい。
【０００８】
この場合、上記第１、第２の錘板体の少なくとも一方を上記回転軸と連結してもよい。
【０００９】
また、上記第１、第２の錘板体の少なくとも一方を上記ケーシングと連結してもよい。
【００１０】
これらの場合、上記自転防止装置に第１、第２の旋回板を設け、上記第１、第２の錘板体の回転軸に直角なモーメントベクトル、上記第１、第２の旋回スクロールの回転軸に直角なモーメントベクトルおよび上記第１、第２の旋回板の回転軸に直角なモーメントベクトルの和を零ベクトルとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るスクロール流体機械においては、第１、第２の旋回スクロールが高温となり、第１、第２の分離旋回軸が熱膨張したとしても、第１、第２の固定スクロールと第１、第２の旋回スクロールとの間に過大な力が作用することがないから、第１、第２の旋回スクロールの第１、第２の固定スクロールに対する偏心旋回動作を円滑に行なうことができる。
【００１２】
また、回転軸から突出した第１の分離旋回軸または第２の分離旋回軸の端部分に回転可能に支持され、重心が第１、第２の分離旋回軸の中心線と回転軸の中心線とを結ぶ直線上に位置しており、かつ重心が旋回軸の中心線よりも回転軸の中心線側に位置している錘板体を設けたときには、第１、第２の分離旋回軸、第１、第２の旋回スクロールの振動を抑制することができる。
【００１３】
また、回転軸から突出した第１の分離旋回軸および第２の分離旋回軸の端部分に回転可能に支持され、重心が第１、第２の分離旋回軸の中心線と回転軸の中心線とを結ぶ直線上に位置しており、かつ重心が第１、第２の分離旋回軸の中心線よりも回転軸の中心線側に位置している第１、第２の錘板体を設けたときには、第１、第２の分離旋回軸、第１、第２の旋回スクロールの振動を確実に抑制することができる。
【００１４】
また、自転防止装置に第１、第２の旋回板を設け、第１、第２の錘板体の回転軸に直角なモーメントベクトル、第１、第２の旋回スクロールの回転軸に直角なモーメントベクトルおよび第１、第２の旋回板の回転軸に直角なモーメントベクトルの和を零ベクトルとしたときには、第１、第２の旋回板、第１、第２の旋回スクロールの振動をさらに確実に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明に係るスクロール流体機械を示す概略断面図、図２は図１に示したスクロール流体機械の一部を示す拡大断面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は図２のＢ−Ｂ断面図である。図に示すように、ケーシング１にステータ２が固定され、ケーシング１に軸受支え３、４が固定され、軸受支え３、４に軸受５、６を介して回転軸７が回転可能に支持されている。すなわち、ケーシング１に回転軸７が回転可能に支持されている。また、回転軸７にロータ８が固定され、ケーシング１、ステータ２、回転軸７、ロータ８等によりモータ９が構成されている。また、回転軸７にスラスト方向の力を受けない軸受１１、１２を介して第１の分離旋回軸１０ａおよび第２の分離旋回軸１０ｂが回転可能に支持され、分離旋回軸１０ａに凹部３１が設けられ、分離旋回軸１０ｂに凸部３２が設けられ、凹部３１と凸部３２とが係合しており、分離旋回軸１０ａと分離旋回軸１０ｂとは回転方向には相対的に回転不能であり、軸方向には相対的に移動可能である。すなわち、分離旋回軸１０ａと分離旋回軸１０ｂとは軸方向にのみ移動可能に連結され、分離旋回軸１０ａと分離旋回軸１０ｂとで旋回軸１０を構成しており、回転軸７の中心線と旋回軸１０の中心線とは偏っている。つまり、旋回軸１０は分離旋回軸１０ａと分離旋回軸１０ｂとに分離されており、分離旋回軸１０ａの中心線と分離旋回軸１０ｂの中心線とは一致している。
【００１６】
また、分離旋回軸１０ａに軸受１４ａを介して第１の錘板体１３ａが回転可能に取り付けられ、錘板体１３ａに係合穴１５ａが設けられ、回転軸７の一方端面にピン１６ａが取り付けられ、ピン１６ａは係合穴１５ａに挿入され、係合穴１５ａの内面とピン１６ａとの間にはわずかな隙間が設けられており、錘板体１３ａは回転軸７に対して回転軸７の中心線と分離旋回軸１０ａの中心線とを結ぶ線の方向に移動可能であって、ピン１６ａと係合穴１５ａとで回転軸７と錘板体１３ａとを連結する連結手段が構成されている。そして、図４における回転軸７の中心線と分離旋回軸１０ａの中心線とを結ぶ線上に錘板体１３ａの重心が位置しており、分離旋回軸１０ａの中心線と錘板体１３ａの重心とは回転軸７の中心線の両側に位置している。すなわち、錘板体１３ａの重心が分離旋回軸１０ａの中心線と回転軸７の中心線とを結ぶ直線上に位置しており、かつ錘板体１３ａの重心が分離旋回軸１０ａの中心線よりも回転軸７の中心線側に位置しており、錘板体１３ａ、ピン１６ａ等により分離旋回軸１０ａの振動を抑制する第１の振動抑制手段が構成されている。また、回転軸７の中心線から錘板体１３ａの重心までの距離と錘板体１３ａの重量との積を大きさとしかつ回転軸７の中心線から錘板体１３ａの重心までの方向を方向とするベクトルを錘板体１３ａの回転軸７に直角なモーメントベクトル、回転軸７の中心線から旋回スクロール２７ａ（説明後述）の重心までの距離と旋回スクロール２７ａの重量との積を大きさとしかつ回転軸７の中心線から旋回スクロール２７ａの重心までの方向を方向とするベクトルを旋回スクロール２７ａの回転軸７に直角なモーメントベクトル、回転軸７の中心線から旋回板２２ａ（説明後述）の重心までの距離と旋回板２２ａの重量との積を大きさとしかつ回転軸７の中心線から旋回板２２ａの重心までの方向を方向とするベクトルを旋回板２２ａの回転軸７に直角なモーメントベクトルとすると、錘板体１３ａの回転軸７に直角なモーメントベクトル、旋回スクロール２７ａの回転軸７に直角なモーメントベクトルおよび旋回板２２ａの回転軸７に直角なモーメントベクトルの和は零ベクトルである。
【００１７】
また、ケーシング１に２枚の支持板１７ａが取り付けられ、支持板１７ａに穴１８ａが設けられ、支持板１７ａの穴１８ａを分離旋回軸１０ａが貫通しており、支持板１７ａにスラスト方向の力を受ける第１の軸受１９ａを介して３枚の回転板２０ａが回転可能に支持されている。また、分離旋回軸１０ａに旋回板２２ａが取り付けられ、旋回板２２ａは２枚の支持板１７ａの間に位置しており、分離旋回軸１０ａの旋回板２２ａ取付部には平面部２４ａが設けられ、弾性体からなる押え部材２５ａの雌ネジが分離旋回軸１０ａに設けられた雄ネジ部に螺合しており、押え部材２５ａは旋回板２２ａの図２紙面下方への移動を防止している。また、旋回板２２ａの両面にそれぞれ３本の連結軸２３ａが固定され、連結軸２３ａはスラスト方向の力を受ける第２の軸受２１ａを介して回転板２０ａに対して回転可能に回転板２０ａに支持されている。そして、回転板２０ａの中心と連結軸２３ａの中心との距離は回転軸７の中心と分離旋回軸１０ａの中心との距離と等しく、支持板１７ａ、回転板２０ａ、旋回板２２ａ、連結軸２３ａ等により分離旋回軸１０ａ、旋回板２２ａの偏心旋回を許容しかつ分離旋回軸１０ａ、旋回板２２ａの自転を防止する第１の自転防止装置が構成されている。
【００１８】
また、ケーシング１に固定スクロール２６ａが固定され、固定スクロール２６ａには渦巻状のラップが設けられている。また、分離旋回軸１０ａに旋回スクロール２７ａが取り付けられ、押え部材２５ａにより旋回板２２ａは旋回スクロール２７ａの下部に押し付けられている。すなわち、弾性体からなる押え部材２５ａにより旋回板２２ａの分離旋回軸１０ａの軸方向の移動を防止している。また、旋回スクロール２７ａには固定スクロール２６ａのラップと同一形状のラップが設けられ、旋回スクロール２７ａのラップと固定スクロール２６ａのラップとが重なり合っており、複数の圧縮室２８ａが形成され、固定スクロール２６ａに吸入管２９ａが接続され、固定スクロール２６ａに吐出管３０ａが接続され、吸入管２９ａ、吐出管３０ａは圧縮室２８ａに連通しており、固定スクロール２６ａ、旋回スクロール２７ａ等により第１の流体機械本体が構成されている。
【００１９】
また、第２の錘板体１３ｂを有しかつ分離旋回軸１０ｂの振動を抑制する第２の振動抑制手段が設けられ、第２の振動抑制手段の構成は第１の振動抑制手段の構成と同等である。また、回転軸７の中心線から錘板体１３ｂの重心までの距離と錘板体１３ｂの重量との積を大きさとしかつ回転軸７の中心線から錘板体１３ｂの重心までの方向を方向とするベクトルを錘板体１３ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトル、回転軸７の中心線から旋回スクロール２７ｂ（説明後述）の重心までの距離と旋回スクロール２７ｂの重量との積を大きさとしかつ回転軸７の中心線から旋回スクロール２７ｂの重心までの方向を方向とするベクトルを旋回スクロール２７ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトル、回転軸７の中心線から旋回板２２ｂ（説明後述）の重心までの距離と旋回板２２ｂの重量との積を大きさとしかつ回転軸７の中心線から旋回板２２ｂの重心までの方向を方向とするベクトルを旋回板２２ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトルとすると、錘板体１３ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトル、旋回スクロール２７ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトルおよび旋回板２２ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトルの和は零ベクトルである。
【００２０】
さらに、錘板体１３ａの回転軸７に直角なモーメントベクトル、旋回スクロール２７ａの回転軸７に直角なモーメントベクトル、旋回板２２ａの回転軸７に直角なモーメントベクトル、錘板体１３ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトル、旋回スクロール２７ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトルおよび旋回板２２ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトルの和は零ベクトルである。
【００２１】
また、支持板１７ｂ、旋回板２２ｂ、連結軸２３ｂを有し、分離旋回軸１０ｂ、旋回板２２ｂの偏心旋回を許容しかつ分離旋回軸１０ｂ、旋回板２２ｂの自転を防止する第２の自転防止装置が設けられ、第２の自転防止装置の構成は第１の自転防止装置の構成と同等である。
【００２２】
また、ケーシング１に固定された固定スクロール２６ｂ、分離旋回軸１０ｂに取り付けられた旋回スクロール２７ｂ、圧縮室２８ｂ、吸入管２９ｂ、吐出管３０ｂを有する第２の流体機械本体が設けられ、第２の流体機械本体の構成は第１の流体機械本体の構成と同等である。
【００２３】
図１〜図４に示したスクロール流体機械においては、モータ９のステータ２の巻線に通電すると、ロータ８、回転軸７が回転し、旋回軸１０、旋回板２２ａ、２２ｂは回転軸７の中心線を中心として偏心旋回するが、第１、第２の自転防止装置が設けられているから、旋回軸１０、旋回板２２ａ、２２ｂは自転しない。このため、旋回スクロール２７ａ、２７ｂがケーシング１、固定スクロール２６ａ、２６ｂに対して回転せずに偏心旋回するから、旋回スクロール２７ａ、２７ｂと固定スクロール２６ａ、２６ｂとの間に形成された圧縮室２８ａ、２８ｂが徐々に縮小する。したがって、空気等の被圧縮ガスは吸入管２９ａ、２９ｂから吸引され、圧縮室２８ａ、２８ｂで圧縮されて吐出管３０ａ、３０ｂから吐出される。
【００２４】
このようなスクロール流体機械においては、分離旋回軸１０ａと分離旋回軸１０ｂとは軸方向にのみ移動可能に連結されているから、旋回スクロール２７ａ、２７ｂが高温となり、分離旋回軸１０ａ、１０ｂが熱膨張したとしても、固定スクロール２６ａ、２６ｂと旋回スクロール２７ａ、２７ｂとの間に過大な力が作用することがない。すなわち、固定スクロール２６ａ、２６ｂのラップの先端部分と旋回スクロール２７ａ、２７ｂとの間、旋回スクロール２７ａ、２７ｂのラップの先端部分と固定スクロール２６ａ、２６ｂとの間に過大な力が作用することがない。このため、旋回スクロール２７ａ、２７ｂの固定スクロール２６ａ、２６ｂに対する偏心旋回動作を円滑に行なうことができる。また、第１の自転防止装置および第１の流体機械本体とをセットとし、第２の自転防止装置および第２の流体機械本体とをセットとして、旋回軸１０に取り付ければ、容易にスクロール流体機械を製造することができる。また、旋回軸１０の中心線と錘板体１３ａ、１３ｂの重心とは回転軸７の中心線の両側に位置しているから、バランスをとることができるので、旋回軸１０、旋回スクロール２７ａ、２７ｂの振動を抑制することができる。このため、回転軸７の回転数を大きくすることができるから、旋回スクロール２７ａ、２７ｂを高速で駆動することができる。また、錘板体１３ａ、１３ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトル、旋回スクロール２７ａ、２７ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトルおよび旋回板２２ａ、２２ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトルの和を零としているから、すなわち旋回スクロール２７ａ、２７ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトルおよび旋回板２２ａ、２２ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトルの和を和ベクトルとしたとき、錘板体１３ａの回転軸７に直角なモーメントベクトルと錘板体１３ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトルとを加算したベクトルの大きさを和ベクトルの大きさと等しくしかつ錘板体１３ａの回転軸７に直角なモーメントベクトルと錘板体１３ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトルとを加算したベクトルの方向を和ベクトルの方向と反対方向としているから、旋回板２２ａ、２２ｂ、旋回スクロール２７ａ、２７ｂの振動を確実に抑制することができる。また、錘板体１３ａの回転軸７に直角なモーメントベクトル、旋回スクロール２７ａの回転軸７に直角なモーメントベクトルおよび旋回板２２ａの回転軸７に直角なモーメントベクトルの和を零ベクトルにするとともに、錘板体１３ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトル、旋回スクロール２７ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトルおよび旋回板２２ｂの回転軸７に直角なモーメントベクトルの和を零ベクトルにしているから、旋回軸１０に曲げモーメントが作用するのを確実に防止することができるので、旋回軸１０の振動を確実に抑制することができるため、旋回スクロール２７ａ、２７ｂの振動を確実に抑制することができる。また、第１、第２の自転防止装置として支持板１７ａ、１７ｂ、連結軸２３ａ、２３ｂを有するものを用いているから、第１、第２の自転防止装置の剛性が高いので、旋回スクロール２７ａ、２７ｂの偏心旋回の精度が高く、また第１、第２の自転防止装置に過大な力が作用することがなく、第１、第２の自転防止装置が損傷しにくい。また、２枚の支持板１７ａ、１７ｂの間に旋回板２２ａ、２２ｂを位置させているから、第１、第２の自転防止装置の剛性をさらに高くすることができるので、偏心旋回の精度をさらに高くすることができる。また、回転板２０ａをスラスト方向の力を受ける軸受１９ａを介して回転可能に支持板１７ａに支持するとともに、連結軸２３ａをスラスト方向の力を受ける軸受２１ａを介して回転板２０ａに支持しているから、旋回スクロール２７ａが回転軸７の中心線の方向に移動するのを防止することができる。また、第２の自転防止装置の構成は第１の自転防止装置の構成と同等であるから、旋回スクロール２７ｂが回転軸７の中心線の方向に移動するのを防止することができる。また、弾性体からなる押え部材２５により旋回板２２ａの分離旋回軸１０ａの軸方向の移動を防止しているから、旋回板２２ａは分離旋回軸１０ａの軸方向に対して傾斜しうるので、分離旋回軸１０ａ、旋回板２２ａに過大な力が作用するのを防止することができる。また、第２の流体機械本体の構成は第１の流体機械本体の構成と同等であるから、分離旋回軸１０ｂ、旋回板２２ｂに過大な力が作用するのを防止することができる。
【００２５】
なお、上述実施の形態においては、第１、第２の振動抑制手段を設けたが、回転軸から突出した第１の分離旋回軸または第２の分離旋回軸の端部分に回転可能に支持された錘板体を有する振動抑制手段を設けてもよい。すなわち、第１、第２の振動抑制手段のうちの一方のみを設けてもよい。また、上述実施の形態においては、２枚の支持板１７ａ、２枚の支持板１７ｂを設けたが、１枚の支持板を設けてもよい。また、第１、第２の自転防止装置として他の自転防止装置を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るスクロール流体機械を示す概略断面図である。
【図２】図１に示されたスクロール流体機械の一部を示す拡大断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
７…回転軸
９…モータ
１０…旋回軸
１０ａ…分離旋回軸
１０ｂ…分離旋回軸
１３ａ…錘板体
１３ｂ…錘板体
１７ａ…支持板
１７ｂ…支持板
２２ａ…旋回板
２２ｂ…旋回板
２６ａ…固定スクロール
２６ｂ…固定スクロール
２７ａ…旋回スクロール
２７ｂ…旋回スクロール
３１…凹部
３２…凸部
【図１】
2008150977.tif 000003
【図２】
2008150977.tif 000004
【図３】
2008150977.tif 000005
【図４】
2008150977.tif 000006