(57)【要約】【課題】この発明は、スライダの外径を大きくすることなく、第２の主軸部と偏心軸部との連結部の断面積を大きくして、軸の剛性を高めて、軸のたわみを抑制できる小型のスクロール流体機械を得る。【解決手段】スライダ３８が、偏心軸部７Ｂに装着されるスライダ部品３８Ａとスライダ部品３８Ａを圧入固定する固定リング３８Ｒとに分割されている。さらに、スライダ部品３８Ａが、断面円弧形の第１のスライダ部品３８Ｂと断面Ｃ形状の第２のスライダ部品３８Ｃとに分割されている。そして、第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃとが径方向から偏心軸部７Ｂに装着され、固定リング３８Ｒが第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃとに圧入され、スライダ３８が組み立てられる。【選択図】図６
2008025391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動側渦巻歯を有する揺動スクロールと、上記揺動スクロールに対向して設けられ、上記揺動側渦巻歯に咬合する固定側渦巻歯を有する固定スクロールと、上記揺動スクロールを挿通し、該揺動スクロールの両側で第１および第２の主軸受により支持される主軸と、上記揺動スクロールの中心に穿設された主軸孔に内嵌状態に装着され、上記主軸が挿通されるスライダと、を備え、
上記主軸は、上記第１の主軸受で支持され、該主軸と同軸に形成された第１の主軸部、上記第２の主軸受で支持され、上記第１の主軸部と同軸に形成された第２の主軸部および該第１の主軸部と該第２の主軸部との間に偏心して設けられた偏心軸部で構成され、
上記偏心軸部は、その偏心方向に平行或いは傾斜し、かつ上記主軸の軸中心線に平行な偏心軸部スライド面と上記偏心軸部スライド面の該偏心方向或いは該傾斜方向の両端を連結する円弧面および平面の少なくとも一方からなる連結面とで形成された柱状体からなり、
上記スライダは、円筒状の外周面を有する筒状の固定リングと、上記偏心軸部の断面形状と同等の内周形状のスライダ孔を有し、上記固定リング内に圧入固定されるスライダ部品とから構成され、
上記スライダ部品は、平坦面の両端を円弧面で連結してなる断面円弧形の柱状体に形成され、該平坦面の中央領域を上記偏心軸部スライド面に当接するスライド面とする第１のスライダ部品と、上記第１のスライダ部品の上記平坦面の上記スライド面の両側に当接する断面Ｃ形状の柱状体に形成された第２のスライダ部品と、に分割構成され、
上記第１のスライダ部品が、上記スライド面を上記偏心軸部スライド面に対向するように装着され、上記第２のスライダ部品が、上記第１のスライダ部品の上記平坦面の上記スライド面の両側に当接して上記偏心軸部の上記連結面に対向するように装着され、さらに上記固定リングが、上記第１のスライダ部品および上記第２のスライダ部品に外嵌状態に圧入されていることを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項２】
上記第１のスライダ部品と上記第２のスライダ部品との当接面を、上記主軸の軸方向および上記偏心方向或いは上記傾斜方向の少なくとも一方の方向で互いに噛合う段差形状にしたことを特徴とする請求項１記載のスクロール流体機械。
【請求項３】
上記第１のスライダ部品と上記第２のスライダ部品との当接面の一方の面に突起を設け、他方の面に該突起が嵌め込まれる溝を設けたことを特徴とする請求項１記載のスクロール流体機械。
【請求項４】
上記第２のスライダ部品が複数の部品に分割構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のスクロール流体機械。
【請求項５】
上記固定リングの内周面と上記スライダ部品の外周面とが圧入可能な切頭円錐の外周面形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のスクロール流体機械。
【請求項６】
上記揺動側渦巻歯が上記揺動スクロールの両面に形成され、かつ、上記固定スクロールはそれぞれ上記固定側渦巻歯が一面に形成された第１および第２の固定スクロールから構成されており、
上記第１および第２の固定スクロールが、それぞれの上記固定側渦巻歯を上記揺動側渦巻歯に咬合させて上記揺動スクロールの両側に配設され、
上記第１および第２の主軸部が、上記揺動スクロールの両側で上記第１および第２の主軸受を介して上記第１および第２の固定スクロールに支持されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項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、揺動スクロールの揺動軸の両側を軸受で支持するようにしたスクロール流体機械に関するもので、特に漏れ損失を低減するとともに、駆動軸の剛性を向上する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクロール圧縮機の１つの方式として、両面に渦巻歯を形成した揺動スクロールと、それぞれの渦巻歯に咬合するよう渦巻歯を形成した１対の固定スクロールとから構成されているものがある。以下、両面渦巻型スクロール圧縮機という。このような従来の両面渦巻型スクロール圧縮機では、揺動スクロールの中心に設けた主軸孔に主軸から偏心させた揺動軸を嵌合し、固定スクロールに対して揺動スクロールを揺動させて圧縮を行う。従来の両面渦巻型スクロール圧縮機では、揺動スクロールの両面に圧縮室が形成されるので、圧縮されたガスによる軸方向のスラスト荷重は互いに相殺される。すなわち、スラスト荷重を支持する軸受の摺動損失の低減をはかれる。一方、スラスト荷重がキャンセルされるので、揺動スクロールの揺動軸の両側を軸受により回転可能に支持し、安定して揺動スクロールが動作するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述のような従来の両面渦巻型スクロール圧縮機では、圧縮室が２つ存在するので、シール部分が多く、圧縮側から吸入側への漏れが生じやすい構造となっており、揺動スクロールと固定スクロールの渦巻歯側面に生じる半径方向の隙間からの漏れを小さくする必要がある。
上述の課題を解決するために、主軸に形成した偏心ピンに嵌合したスライダを揺動スクロールの中心に貫通して設け、揺動スクロールを遠心力方向に移動可能にして、運転中の揺動半径を増大し、半径方向の隙間を閉塞するようにした改良型の従来の両面渦巻型スクロール圧縮機が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この改良型の従来の両面渦巻型スクロール圧縮機においては、偏心ピンに嵌合するスライダが一体部品で形成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３２４７７０号公報（第２頁〜第３頁、第２図）
【特許文献２】特表２００２−５２７６７０号公報（第８頁〜第９頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、揺動スクロールを軸貫通し、揺動スクロールの両側で軸受により支持されるような主軸を備え、さらに漏れを低減するために偏心ピンと揺動スクロールの間にスライダを備えた改良型の従来の両面渦巻型スクロール圧縮機においては、偏心ピンに作用する荷重を両側の軸受により支持するので、偏心ピンを中心に主軸が凸形状になってたわむ。そのため、特に偏心ピンの部分の軸剛性を大きくしておく必要がある。
【０００６】
しかしながら、従来のスライダのように一体部品で形成されている場合には、スライダを主軸の端から挿入して偏心ピンに組立てることになる。従って、スライダを挿入する側の主軸の断面積は、偏心ピンの断面積よりさらに小さくなるために、偏心ピンと主軸の連結部の断面積も小さくなって、当該連結部の強度が低下する問題がある。
また、偏心ピンの断面積および偏心ピンと主軸との連結部の断面積を大きくするために、スライダを大きくすると、渦巻歯の中央部に圧縮室を形成できなくなる。これを回避するためには、渦巻を大型化する必要がある。
【０００７】
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、小型で信頼性の高いスクロール流体機械を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によるスクロール流体機械は、揺動側渦巻歯を有する揺動スクロールと、上記揺動スクロールに対向して設けられ、上記揺動側渦巻歯に咬合する固定側渦巻歯を有する固定スクロールと、上記揺動スクロールを挿通し、該揺動スクロールの両側で第１および第２の主軸受により支持される主軸と、上記揺動スクロールの中心に穿設された主軸孔に内嵌状態に装着され、上記主軸が挿通されるスライダと、を備えている。そして、上記主軸は、上記第１の主軸受で支持され、該主軸と同軸に形成された第１の主軸部、上記第２の主軸受で支持され、上記第１の主軸部と同軸に形成された第２の主軸部および該第１の主軸部と該第２の主軸部との間に偏心して設けられた偏心軸部で構成され、上記偏心軸部は、その偏心方向に平行或いは傾斜し、かつ上記主軸の軸中心線に平行な偏心軸部スライド面と上記偏心軸部スライド面の該偏心方向或いは該傾斜方向の両端を連結する円弧面および平面の少なくとも一方からなる連結面とで形成された柱状体からなる。さらに、上記スライダは、円筒状の外周面を有する筒状の固定リングと、上記偏心軸部の断面形状と同等の内周形状のスライダ孔を有し、上記固定リング内に圧入固定されるスライダ部品とから構成され、上記スライダ部品は、平坦面の両端を円弧面で連結してなる断面円弧形の柱状体に形成され、該平坦面の中央領域を上記偏心軸部スライド面に当接するスライド面とする第１のスライダ部品と、上記第１のスライダ部品の上記平坦面の上記スライド面の両側に当接する断面Ｃ形状の柱状体に形成された第２のスライダ部品と、に分割構成されている。そして、上記第１のスライダ部品が、上記スライド面を上記偏心軸部スライド面に対向するように装着され、上記第２のスライダ部品が、上記第１のスライダ部品の上記平坦面の上記スライド面の両側に当接して上記偏心軸部の上記連結面に対向するように装着され、さらに上記固定リングが、上記第１のスライダ部品および上記第２のスライダ部品に外嵌状態に圧入されている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、スライダが、偏心軸部に装着されるスライダ部品とスライダ部品を圧入固定する固定リングとに分割され、さらにスライダ部品が、断面円弧形の第１のスライダ部品と断面Ｃ形状の第２のスライダ部品とに分割されている。そこで、第１のスライダ部品と第２のスライダ部品とを偏心軸部に径方向から装着し、固定リングを主軸の端から挿入して第１のスライダ部品と第２のスライダ部品とに圧入し、スライダを組み立てることができる。すなわち、第２の主軸部と偏心軸部との連結部の断面積を固定リングの内径範囲まで大きくできる。これにより、軸の剛性が高くなって軸たわみの小さい、小型で信頼性の高いスクロール流体機械を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る両面渦巻型スクロール圧縮機の構成を示す断面図である。
【００１１】
図１において、スクロール流体機械としての両面渦巻型スクロール圧縮機は、縦型の密閉容器１を備えている。そして、モータ２が密閉容器１内の上方に配設され、圧縮部３がモータ２の下方に配設されている。この圧縮部３のさらに下方には、潤滑油４３を貯留するための潤滑油溜め室４が形成されている。また、密閉容器１の側面であってモータ２と圧縮部３との中間部には、ガスを吸入するための吸入管５が設けられ、圧縮部３には、圧縮したガスを吐出するための吐出管８が設けられている。さらに、密閉容器１の上端には、電力を供給するためのガラス端子６が設けられている。モータ２は、リング状に形成されたステータ２１と、このステータ２１の内部で回転し得るように支持されたロータ２２とから構成されている。また、主軸７は、その一端部がロータ２２の軸心位置に穿設されたシャフト挿入孔に挿入されて焼き嵌め固定され、圧縮部３を貫通して、主軸７の他端部が、潤滑油溜め室４の潤滑油４３中に浸漬されている。
【００１２】
圧縮部３は、揺動スクロール３１と、揺動スクロール３１の両面に対向するように設置された第１の固定スクロールとしての上側固定スクロール３３および第２の固定スクロールとしての下側固定スクロール３４と、下側固定スクロール３４と揺動スクロール３１との間に配設された周知のオルダム継手３５とを有している。揺動スクロール３１の台板３１Ｂの両面には、それぞれ対称的で高さも等しい揺動側上渦巻歯３１Ｌと揺動側下渦巻歯３１Ｍが設置されている。
【００１３】
また、上側固定スクロール３３の台板３３Ａには、揺動スクロール３１と対向する面に揺動スクロール３１の揺動側上渦巻歯３１Ｌと咬合するように固定側上渦巻歯３３Ｅが設置されており、揺動スクロール３１の揺動側上渦巻歯３１Ｌと上側固定スクロール３３の固定側上渦巻歯３３Ｅとで上側圧縮室３２Ａを形成している。同様に、下側固定スクロール３４の台板３４Ａには、揺動スクロール３１と対向する面に揺動スクロール３１の揺動側下渦巻歯３１Ｍと咬合するように固定側下渦巻歯３４Ｅが設置されており、揺動スクロール３１の揺動側下渦巻歯３１Ｍと下側固定スクロール３４の固定側下渦巻歯３４Ｅとで下側圧縮室３２Ｂを形成している。
【００１４】
揺動スクロール３１の揺動側上渦巻歯３１Ｌおよび揺動側下渦巻歯３１Ｍの各先端面と、上側固定スクロール３３の固定側上渦巻歯３３Ｅおよび下側固定スクロール３４の固定側下渦巻歯３４Ｅの各先端面には、チップシール３６が装着されている。また、揺動スクロール３１の揺動側上渦巻歯３１Ｌおよび揺動側下渦巻歯３１Ｍの内周であって主軸７の外周には、それぞれシールリング３７が設けられている。
【００１５】
図２はこの発明の実施の形態１に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における揺動スクロールの構成を説明する図で、図２の（ａ）は揺動スクロールの上面図、図２の（ｂ）は図２の（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。また、図３はこの発明の実施の形態１に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における揺動スクロールの中心部に位置する球根部の形状を示す斜視図である。以下に、揺動スクロール３１の中心部の構成を説明する。なお、図２および図３において、説明の便宜上、チップシール、チップシール溝、シールリングおよびシールリング溝は図示していない。
【００１６】
図２および図３に示すように、揺動スクロール３１は、中心部を構成し、円弧等の曲線からなる球根部３１Ａと、球根部３１Ａの外周壁面から径方向外方に延設された円板状の台板３１Ｂとを有している。台板３１Ｂの上面および下面には、対称的で球根部３１Ａとほぼ同じ高さである揺動側上渦巻歯３１Ｌおよび揺動側下渦巻歯３１Ｍがインボリュート曲線あるいは円弧によって形成されている。ここで、対称的とは、渦巻歯の厚さｔ、高さｈ、ピッチｐ、巻数ｎがすべて等しくなるように構成されていることを意味する。
【００１７】
球根部３１Ａには、その中心部に主軸７が貫通する円筒状の主軸孔３１Ｃが形成されている。そして、揺動軸受３１Ｄが、主軸孔３１Ｃに圧入等により固定されて、球根部３１Ａに内嵌状態に取り付けられている。
【００１８】
また、揺動スクロール３１には、上側圧縮室３２Ａおよび下側圧縮室３２Ｂで圧縮されたガスを合流させて下側固定スクロール３４の吐出口３４Ｆへ導く連通口３１Ｋが設けられている。連通口３１Ｋは、シールリング３７が収納される上側シールリング溝(図示せず）と下側シールリング溝（図示せず）の外周側に、台板３１Ｂを上下方向に貫通して形成されている。この連通口３１Ｋは、揺動側上渦巻歯３１Ｌおよび揺動側下渦巻歯３１Ｍで仕切られた圧縮室をまたがず、かつ公転運動中も下側固定スクロール３４に設けた吐出口３４Ｆと常時連通する位置に設けられている。
【００１９】
図４はこの発明の実施の形態１に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における下側固定スクロールの構成を説明する図であり、図４の（ａ）はその上面図、図４の（ｂ）は図４の（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
以下に、下側固定スクロール３４の構成について図４を参照しつつ説明する。
【００２０】
図４に示すように、下側固定スクロール３４の台板３４Ａの中心部には、主軸７が貫通する主軸孔３４Ｂが形成されている。そして、主軸７を半径方向に支持する第２の主軸受である主軸受３４Ｃが主軸孔３４Ｂに圧入等により固定されて、下側固定スクロール３４に取り付けられている。下側固定スクロール３４の上面であって、主軸受３４Ｃの外周部には、揺動スクロール３１の球根部３１Ａを収容して揺動スクロール３１の公転運動を許容する凹部３４Ｄが形成されている。凹部３４Ｄの外周には、揺動スクロール３１の揺動側下渦巻歯３１Ｍと同一の厚さｔ、高さｈ、ピッチｐ、巻数ｎで、かつ位相が１８０度回転した固定側下渦巻歯３４Ｅが形成されている。
【００２１】
凹部３４Ｄには、圧縮されたガスを吐出するための吐出口３４Ｆが、揺動スクロール３１の連通口３１Ｋと常時連通する位置に設けられている。また、下側固定スクロール３４には、吐出口３４Ｆと連通し、圧縮されたガスを密閉容器１に設けられた吐出管８へ導く吐出流路３４Ｇが形成されている。また、吐出流路３４Ｇ内であって吐出口３４Ｆに対向した位置に、ガスの逆流を阻止するための吐出弁３４Ｈが配設されている。さらに、下側固定スクロール３４の最外周部にはガスを下側圧縮室３２Ｂへ吸入する吸入口３４Ｊが設けられている。
【００２２】
なお、上側固定スクロール３３についても、吐出口３４Ｆ、吐出流路３４Ｇ等が形成されていない点を除いて、下部固定スクロール３４とほぼ同様に構成されている。
つまり、上側固定スクロール３３の台板３３Ａの中心部には、主軸７が貫通する主軸孔３３Ｂが形成されている。そして、主軸７を半径方向に支持する第１の主軸受である主軸受３３Ｃが主軸孔３３Ｂに圧入等により固定されて、上側固定スクロール３３に取り付けられている。また、上側固定スクロール３３の下面であって、主軸受３３Ｃの外周部には、揺動スクロール３１の球根部３１Ａを収容して揺動スクロール３１の公転運動を許容する凹部が形成されている。この凹部の外周には、揺動スクロール３１の揺動側上渦巻歯３１Ｌと同一の厚さｔ、高さｈ、ピッチｐ、巻数ｎで、かつ位相が１８０度回転した固定側上渦巻歯３３Ｅが形成されている。さらに、上側固定スクロール３３の最外周部にはガスを上側圧縮室３２Ａへ吸入する吸入口３３Ｊが設けられている。
【００２３】
図５および図６はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における偏心軸部周りを示す要部拡大断面図である。そして、図５は図６のＡ−Ａ矢視断面図、図６は図５のＣ−Ｃ矢視断面図である。なお、図５において、説明の便宜上、球根部を収容する凹部等は図示していない。
【００２４】
ここで、実施の形態１では、偏心軸部７Ｂと第２の主軸部７Ｃの剛性を大きくするために、スライダ３８を第１のスライダ部品３８Ａと、第２のスライダ部品３８Ｂと、固定リング３８Ｒに分割して組み立て可能とし、偏心軸部７Ｂと第２の主軸部７Ｃの連結部の断面積が大きくなるようにしている。以下に、実施の形態１の構造の詳細を説明する。
【００２５】
図５および図６において、上側固定スクロール３３の台板３３Ａの中心部には、主軸孔３３Ｂが穿設され、主軸７を半径方向に支持する主軸受３３Ｃが主軸孔３３Ｂに圧入等により固定されている。また、下側固定スクロール３４の台板３４Ａの中心部には、主軸孔３４Ｂが穿設され、主軸７を半径方向に支持する主軸受３４Ｃが主軸孔３４Ｂに圧入等により固定されている。さらに、揺動スクロール３１の球根部３１Ａの中心部には、主軸孔３１Ｃが穿設され、揺動軸受３１Ｄが主軸孔３１Ｃに圧入等により固定されている。
【００２６】
主軸７は、主軸受３３Ｃに支持される第１の主軸部７Ａと、主軸受３４Ｃに支持され、固定リング３８Ｒを挿入する側の第２の主軸部７Ｃと、その間に、スライダ３８が外嵌状態に装着される偏心軸部７Ｂと、で構成されている。
そして、第１の主軸部７Ａは、軸心ＰＡを中心とする断面円形の円柱体に形成されている。この第１の主軸部７Ａの軸心ＰＡは、主軸７の軸心に一致している。
【００２７】
偏心軸部７Ｂは、軸心ＰＢを中心とする円弧と円弧の両端を結ぶ直線とからなる断面Ｄ形状の柱状体に形成されている。この偏心軸部７Ｂの軸心ＰＢは、第１の主軸部７Ａの軸心ＰＡに対して揺動半径ｒだけ偏心している。そして、この軸心ＰＢの軸心ＰＡに対する偏心方向は、偏心軸部７Ｂの断面Ｄ形状の円弧の両端を結ぶ直線に平行となっている。この偏心方向は図６中Ｘ軸に一致している。この偏心軸部７Ｂの断面Ｄ形状の円弧の両端を結ぶ直線で構成される平面が軸心ＰＢと偏心方向に平行な偏心軸部スライド面７Ｄである。つまり、偏心軸部７Ｂは、偏心軸部スライド面７Ｄと偏心軸部スライド面７Ｄの偏心方向の両端を連結する円弧面（連結面）とからなる断面Ｄ形状の柱状体に形成されている。
【００２８】
また、第２の主軸部７Ｃは、第１の主軸部７Ａと同軸、つまり軸心ＰＡを中心とする断面円形の円柱体に形成され、固定リング３８Ｒの内周面内に形成されている。
【００２９】
スライダ３８は、Ｐｓを外径中心とする円環状の固定リング３８Ｒと、該固定リング３８Ｒ内に圧入されるスライダ部品３８Ａと、を有する。固定リング３８Ｒは、揺動軸受３１Ｄの内径と同等の外径に形成されている。また、スライダ部品３８Ａには、偏心軸部７Ｂの外形形状と同等の内形形状、即ち平面のスライド面３９Ａとスライド面３９Ａの両端を連結する円弧面３９Ｂとからなる断面Ｄ形状のスライダ孔３９が形成されている。そして、スライダ部品３８Ａは、平坦面の両端を円弧面で連結してなる断面円弧形の柱状体で形成される第１のスライダ部品３８Ｂと、第１のスライダ部品３８Ｂの平坦面の両側に当接する断面Ｃ形状の柱状体で形成される第２のスライダ部品３８Ｃとの２つの部品に分割構成されている。なお、第１のスライダ部品３８Ｂの平坦面の中央領域がスライド面３９Ａを構成し、第２のスライダ部品３８Ｃの内周面が円弧面３９Ｂを構成する。
【００３０】
そして、第１のスライダ部品３８Ｂは、スライド面３９Ａを偏心軸部スライド面７Ｄに対向して装着され、また、第２のスライダ部品３８Ｃは、断面Ｃ形状の端面を第１のスライダ部品３８Ｂのスライド面３９Ａの両側の平面部に当接させ、円弧面３９Ｂを偏心軸部７Ｂの円弧部に対向させて装着される。さらに、固定リング３８Ｒが第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃの外側に圧入される。これにより、これらの部品が固定一体化されてスライダ３８が組み立てられる。このスライダ３８が揺動軸受３１Ｄ内に回動自在に嵌合されている。そして、揺動軸受３１Ｄと固定リング３８Ｒの外周面間にはすべり軸受構造が形成されており、供給される潤滑油により揺動スクロール３１とスライダ３８の力の伝達を半径方向に支承している。
【００３１】
また、スライダ３８は、該スライド面３９Ａが偏心軸部７Ｂの偏心軸部スライド面７Ｄ上をスライド移動して、図６中Ｘ軸方向に往復移動可能になっている。これにより、主軸７が回転方向ψに回転する揺動スクロール３１の運転中に、主軸７の軸心ＰＡとスライダ３８の外径中心ＰＳとの間隔、即ち揺動スクロール３１の揺動半径ｒが変化可能となる。
【００３２】
つぎに、本両面渦巻型スクロール圧縮機の主軸７と圧縮部３の組み立て方法について説明する。
まず、第１の主軸部７Ａの端部がモータ２のロータ２２のシャフト挿入孔に挿入され、焼き嵌め固定される。ついで、スリーブ５０が第２の主軸部７Ｃの端から挿入され、主軸７に装着される。また、主軸受３３Ｃが主軸孔３３Ｂに固着された上側固定スクロール３３もスリーブ５０と同様に、第２の主軸部７Ｃの端から挿入され、第１の主軸部７Ａに装着される。ついで、第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃが、偏心軸部７Ｂの左右（径方向外方）から装着される。さらに、固定リング３８Ｒが、第２の主軸部７Ｃの端から挿入され、第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃで形成された円筒状のスライダ部品３８Ａに外嵌状態に圧入される。ついで、主軸受３１Ｄが球根部３１Ａの主軸孔３１Ｃに固着された揺動スクロール３１が、第２の主軸部７Ｃの端から挿入され、スライダ３８に嵌合される。最後に、主軸受３４Ｃが主軸孔３４Ｂに固着された下側固定スクロール３４が第２の主軸部７Ｃに装着される。
【００３３】
以下に、この発明の実施の形態１に示す両面渦巻型スクロール圧縮機の動作について説明する。
【００３４】
図１に示すように、吸入管５から密閉容器１内に吸入されたガスは、モータ２が設置された部分に流入し、モータ２を冷却する。また、吸入されたガスは、上側固定スクロール３３の外周部に設けられた吸入口３３Ｊから矢印で示すように、揺動スクロール３１の両面に形成された上側圧縮室３２Ａおよび下側圧縮室３２Ｂに導入される。
【００３５】
揺動スクロール３１が、上側固定スクロール３３および下側固定スクロール３４に対して、自転運動せずに公転運動することによって、周知の圧縮原理によって形成された一対の三日月形の上側圧縮室３２Ａおよび下側圧縮室３２Ｂの容積が中心に向かって次第に小さくなり、ガスは圧縮される。上側圧縮室３２Ａおよび下側圧縮室３２Ｂのそれぞれで圧縮されたガスは、吐出口３４Ｆで合流し、吐出流路３４Ｇを経て、吐出管８から圧縮容器１の外へ流出される。
【００３６】
上側圧縮室３２Ａおよび下側圧縮室３２Ｂでは、それぞれ圧縮されたガスによってスラスト方向（軸方向）にスラスト荷重が発生するが、揺動スクロール３１の揺動側上渦巻歯３１Ｌおよび揺動側下渦巻歯３１Ｍの形状は、対称的に構成されているので、上下圧縮空間のスラスト荷重は相殺される。
【００３７】
また、揺動スクロール３１の揺動側上渦巻歯３１Ｌと上側固定スクロール３３の固定側上渦巻歯３３Ｅの組み合わせによって形成される上側圧縮室３２Ａの半径方向隙間と、揺動スクロール３１の揺動側下渦巻歯３１Ｍと下側固定スクロール３４の固定側下渦巻歯３４Ｅの組み合わせによって形成される下側圧縮室３２Ｂの半径方向隙間が次に述べるように閉塞される。
【００３８】
図７において、ＰＡは主軸７の回転中心（軸心）、ＰＳはスライダ３８の外径中心である。スライダ３８と揺動スクロール３１の主軸孔３１Ｃの関係は、揺動軸と軸受の関係をなしており、ＰＡとＰＳの距離を旋回半径とした旋回運動を揺動スクロール３１に伝達する。Ｘは、遠心力が作用する方向で、実施の形態１では、スライダ３８の前進方向と一致させている。また、ｒ’はスライダ３８における運転中の揺動半径である。なお、スライダ孔３９の円弧面３９Ｂと偏心軸部７Ｂの円弧部との間の隙間は、スライダ孔３９や偏心軸部７Ｂの径に比べて小さく省いたが、図７においては、スライダ３８の動作説明上、図示する。
【００３９】
図７に示すように、両面渦巻型スクロール圧縮機が運転されると、スライダ３８の外径中心ＰＳに、冷媒ガスを圧縮しようとする力の反力で、半径方向（Ｘ方向）に直交する力Ｆθと半径方向（Ｘ方向）力Ｆｒ（主として遠心力）が作用する。
【００４０】
そして、半径方向力Ｆｒによりスライダ３８は、そのスライド面３９Ａが偏心軸部スライド面７Ｄの面上をスライド移動し、遠心力の作用する方向（Ｘ方向）に前進するので、ＰＡとＰＳの間隔（運転中の揺動半径ｒ’）が増大して、上側および下側固定スクロール３３、３４のそれぞれの固定側上渦巻歯３３Ｅおよび固定側下渦巻歯３４Ｅと揺動スクロール３１の揺動側上渦巻歯３１Ｌおよび揺動側下渦巻歯３１Ｍの側面相互が接触して、上側圧縮室３２Ａの半径方向隙間と下側圧縮室３２Ｂの半径方向隙間が消失し、半径方向隙間から冷媒ガスが漏れるのを防止できる。
【００４１】
このとき、偏心軸部スライド面７Ｄに荷重ＦＮ（主としてＦθ）が作用すると、主軸受３３Ｃおよび主軸受３４Ｃから、それぞれ第１の主軸部７Ａと第２の主軸部７Ｃに荷重ＦＮと反対向きの荷重が作用し、主軸７が３点で支持される。すなわち、偏心軸部７Ｂを中心に主軸７が凸形状にたわむため、主軸７のたわみ量を抑制するには、偏心軸部７Ｂと第１の主軸部７Ａおよび第２の主軸部７Ｃとの連結部の断面積をできるだけ大きくとっておく必要がある。
【００４２】
そこで、実施の形態１では、固定リング３８Ｒ以外のスライダ部品３８Ａを左右（径方向外方）から偏心軸部７Ｂに組み付けられるように、第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃとに分割している。そこで、固定リング３８Ｒを第２の主軸部７Ｃの端から挿入して、径方向外方から偏心軸部７Ｂに装着された第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃとからなる円筒状のスライダ部品３８Ａに外嵌状態に圧入固定できる。これにより、第２の主軸部７Ｃの軸径を、固定リング３８Ｒの内周面に接するまで大きくして、偏心軸部７Ｂと第２の主軸部７Ｃの連結部の断面積が大きくなるようにしている。また、分割されたスライダ３８は、圧入等の組み立てにより、一体化されているので、スライダ３８全体としての強度が大きく低下することがない。
【００４３】
以上の構成により、実施の形態１では、偏心軸部７Ｂと第２の主軸部７Ｃの連結部の軸剛性を大きくでき、軸のたわみ量を小さくできる。
【００４４】
実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における偏心軸部周りを示す要部拡大断面図である。そして、図９は図８のＢ−Ｂ矢視断面図である。なお、図中、上記実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付す。
【００４５】
上記実施の形態１では、第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃとの当接面を平坦面に形成しているが、この実施の形態２では、図８に示すように、第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃとの当接面に、面内方向(Ｘ軸面内)に段差４０ａ，４０ｂを設けている。つまり、第１のスライダ部品３８Ｂの第２のスライダ部品３８Ｃとの当接面のＸ軸方向の両端部をＹ軸方向に所定量突出させて段差４０ａを形成し、第２のスライダ部品３８Ｃの第１のスライダ部品３８Ｂとの当接面のＸ軸方向の両端部をＹ軸方向に所定量凹ませて段差４０ｂを形成している。
【００４６】
この実施の形態２においては、第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃとの組み立て時、第１のスライダ部品３８Ｂの段差４０ａと第２のスライダ部品３８Ｃの段差４０ｂとが噛み合い（係合し）、第１のスライダ部品３８Ｂの第２のスライダ部品３８Ｃに対するＸ軸方向の移動が規制される。そこで、上記段差４０ａ，４０ｂにより第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃとの面内のずれを防止でき、組立てが容易になる効果がある。
【００４７】
また、この実施の形態２では、図９に示すように、第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃとの当接面に、軸方向（Ｚ軸方向）に段差４１ａ，４１ｂを設けている。つまり、第１のスライダ部品３８Ｂの第２のスライダ部品３８Ｃとの当接面のＺ軸方向の一端側をＹ軸方向に所定量突出させて段差４１ａを形成し、第２のスライダ部品３８Ｃの第１のスライダ部品３８Ｂとの当接面のＺ軸方向の一端側をＹ軸方向に所定量凹ませて段差４１ｂを形成している。
【００４８】
この実施の形態２においては、第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃの組み立て時、第１のスライダ部品３８Ｂの段差４１ａと第２のスライダ部品３８Ｃの段差４１ｂとが噛み合い（係合し）、第１のスライダ部品３８Ｂの第２のスライダ部品３８Ｃに対するＺ軸方向の移動が規制される。そこで、上記段差４１ａ，４１ｂにより第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８ＣとのＺ軸方向のずれを防止でき、組立てが容易になる効果がある。
【００４９】
実施の形態３．
図１０はこの発明の実施の形態３に係る両面渦巻型スクロール圧縮機におけるスライダ周りを示す要部拡大断面図である。なお、図中、上記実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付す。
【００５０】
上記実施の形態１では、第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃとの当接面を平坦面に形成しているが、この実施の形態３では、図１０に示すように、第１のスライダ部品３８Ｂの第２のスライダ部品３８Ｃとの当接面のＸ軸方向の両端部にＹ軸方向に突出する突起４２ａをＺ軸方向に延設し、第２のスライダ部品３８Ｃの第１のスライダ部品３８Ｂとの当接面のＸ軸方向の両端部にＹ軸方向に窪む溝４２ｂをＺ軸方向に延設している。
【００５１】
この実施の形態３においては、第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃの組み立て時、第１のスライダ部品３８Ｂの突起４２ａが第２のスライダ部品３８Ｃの溝４２ｂ内に嵌め込まれ、第１のスライダ部品３８Ｂの第２のスライダ部品３８Ｃに対するＸ軸方向の移動が規制される。そこで、突起４２ａと溝４２ｂとにより第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８ＣとのＸ軸方向のずれを防止でき、組立てが容易になる効果がある。
【００５２】
ここで、上記実施の形態３では、突起４２ａと溝４２ｂとの嵌合により第１のスライダ部品と第２のスライダ部品とのずれを防止するものとしているが、上記実施の形態３における突起と溝との嵌合構造と上記実施の形態２における段差構造とを組み合わせても良い。
【００５３】
実施の形態４．
図１１はこの発明の実施の形態４に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における偏心軸部周りを示す要部拡大断面図である。なお、図中、上記実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付す。
【００５４】
上記各実施の形態では、第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃとからなるスライダ部品３８Ａの外周面壁が、スライダ３８の外径中心ＰＳを中心とする円筒面となるように形成されているが、この実施の形態４では、図１１に示すように、スライダ部品３８の外周壁面をスライダ３８の外径中心ＰＳを通る中心線に対して、テーパー状に形成し、固定リング３８Ｒの内周壁面もスライダ部品３８を挿入可能なテーパー状で形成している。つまり、スライダ部品３８の外周壁面をスライダ３８の外径中心ＰＳを通る垂線を中心線とする切頭円錐の外周面形状に形成し、固定リング３８Ｒの内周壁面もスライダ３８の外径中心ＰＳを通る垂線を中心線とする切頭円錐の外周面形状に形成している。
【００５５】
この実施の形態４によれば、スライダ部品３８の外周壁面の大径側が第１の主軸部７Ａ側を向くように、第１のスライダ部品３８Ａと第２のスライダ部品３８Ｂとを偏心軸部７Ｂに径方向外方から装着し、固定リング３８Ｒを第２の主軸部７Ｃの端から挿入し、固定リング３８Ｒを第１のスライダ部品３８Ａと第２のスライダ部品３８Ｂとに外嵌状態に圧入固定する。そこで、スライダ３８の組立をスムーズに行える効果がある。
【００５６】
実施の形態５．
図１２はこの発明の実施の形態５に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における偏心軸部周りを示す要部拡大断面図である。なお、図中、上記実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付す。
【００５７】
上記各実施の形態では、偏心軸部７Ｂの形状を、第１の主軸部７Ａの軸心ＰＡから偏心方向に揺動半径ｒだけ偏心させた位置を中心とする円弧面と、第１の主軸部７Ａの軸心ＰＡおよび偏心方向に平行な面で円弧面の偏心方向の両端を連結する偏心軸部スライド面７Ｄとからなる断面Ｄ形状の柱状体に形成されているが、これに限定されるものではない。スライダ３８が、第１のスライダ部品３８Ｂや、第２のスライダ部品３８Ｃ、固定リング３８Ｒなどに分割して構成されるものであれば、図１２に示すように、偏心軸部７Ｂの形状は、２つの円弧面とスライド面７Ｄおよびスライド面７Ｄに対向する平行な反スライド面７Ｄ'で囲まれた断面を有する柱状体や直方体などであってもよい。
【００５８】
また、上記各実施の形態では、スライダ３８を構成するスライダ部品３８Ａを、第１のスライダ部品３８Ｂと第２のスライダ部品３８Ｃとの２つの部品で構成しているが、スライダ部品３８Ａの分割形態はこれに限定されるものではない。
この実施の形態５では、図１２に示すように、スライダ部品３８Ａを５分割し、偏心軸部スライド面７Ｄに装着される断面円弧形の第１のスライダ部品３８Ｂと、偏心軸部反スライド面７Ｄ’に装着される断面円弧形の第３のスライダ部品３８Ｃ１と、偏心軸部７Ｂの円弧部に装着される大小２つの円弧と該円弧の端を連結した２平面で囲んだ断面の柱状体で形成した第４のスライダ部品３８Ｃ２と、もう一方の円弧部に装着される断面凹レンズ形状の第５のスライダ部品３８Ｃ３と、その外側に断面円弧形の第６のスライダ部品３８Ｃ４とで構成している。
【００５９】
この実施の形態５においても、固定リング３８Ｒ以外の部品が、左右（径方向外方）から偏心軸部７Ｂに組立てが可能であるので、上記実施の形態１と同様の効果がある。
また、上記実施の形態１のように第２のスライダ部品３８Ｂが断面Ｃ形状に形成されている場合、第２のスライダ部品３８Ｂの開口が偏心軸部７Ｂの軸径より狭いので、第２のスライダ部品３８Ｂの弾性を利用してその開口を広げつつ偏心軸部７Ｂに装着する必要がある。この実施の形態５では、第２のスライダ部品３８Ｂが複数の部品に分割構成されているので、各部品を弾性変形させることなく径方向外方から偏心軸部７Ｂに装着でき、スライダ３８の組立が簡易となる。
【００６０】
上記各実施の形態では、偏心軸部７Ｂの円弧部の軸心ＰＢをスライダの外径中心ＰＳと一致させているが、これに限定されるものではない。
【００６１】
また、上記各実施の形態では、偏心軸部スライド面７Ｄが軸心ＰＢと偏心方向とに平行な面で形成するものとしているが、偏心軸部スライド面は軸心ＰＢと平行であれば、必ずしも偏心方向と平行である必要はなく、偏心方向に対して傾斜させてもよい。ここで、軸心ＰＢに直交する平面と偏心軸部スライド面との交差部の方向が偏心方向に対して傾斜する偏心軸部スライド面の傾斜方向となる。この場合、冷媒ガスを圧縮しようとする力の分力が、揺動軸受を前進させようとする力に加わる。これにより、低速運転時に、揺動軸受を遠心力方向に前進させる力が充足され、固定側渦巻歯と揺動側渦巻歯との組み合わせよって形成される半径方向隙間が密閉され、当該半径方向隙間から冷媒ガスが漏れるのを防止できる。
【００６２】
なお、上記各実施の形態では、スクロール流体機械として、渦巻歯が互いに咬合するように揺動スクロールを一対の固定スクロールで挟み込んで両面に圧縮室を形成した両面渦巻型スクロール圧縮機を用いるものとしているが、スクロール流体機械は、これに限定されるものではなく、揺動スクロールを貫通して揺動スクロールの両側で支持される主軸とスライダとを備えた構成であればよく、例えば固定スクロールと揺動スクロールとが渦巻歯を互いに咬合するように組み合わせられた片面渦巻型スクロール圧縮機や、圧縮室の背面に膨張室を形成した両面渦巻型スクロール流体機械であってもよい。
【００６３】
また、この種のスクロール流体機械では、圧縮されるガスとして二酸化炭素ガスを用いる場合は、動作圧力が高く、主軸に作用する荷重も大きくなって、軸のたわみが大きい。そこで、上記実施の形態１における主軸の剛性を高める構造を採用することによって、圧縮されるガスとして二酸化炭素ガスを用いても、軸のたわみを効果的に抑制でき、信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の実施の形態１に係る両面渦巻型スクロール圧縮機の構成を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における揺動スクロールの構成を説明する図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における揺動スクロールの中心部に位置する球根部の形状を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における下側固定スクロールの構成を説明する図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における偏心軸部周りを示す要部拡大断面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における偏心軸部周りを示す要部拡大断面図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る両面渦巻型スクロール圧縮機におけるスライダおよびスライド面に作用する荷重を説明するための模式図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における偏心軸部周りを示す要部拡大断面図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における偏心軸部周りを示す要部拡大断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における偏心軸部周りを示す要部拡大断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態４に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における偏心軸部周りを示す要部拡大断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態５に係る両面渦巻型スクロール圧縮機における偏心軸部周りを示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
７  主軸、７Ａ  第１の主軸部、７Ｂ  偏心軸部、７Ｃ  第２の主軸部、７Ｄ  偏心軸部スライド面、３１  揺動スクロール、３１Ｃ  主軸孔、３１Ｌ  揺動側上渦巻歯、３１Ｍ  揺動側下渦巻歯、３３  上側固定スクロール（第１の固定スクロール）、３３Ｃ  主軸受、３３Ｅ  固定側上渦巻歯、３４  下側固定スクロール（第２の固定スクロール）、３４Ｃ  主軸受、３４Ｅ  固定側下渦巻歯、３８  スライダ、３８Ａ  スライダ部品、３８Ｂ  第１のスライダ部品、３８Ｃ  第２のスライダ部品、３８Ｃ１  第３のスライダ部品、３８Ｃ２  第４のスライダ部品、３８Ｃ３  第５のスライダ部品、３８Ｃ４  第６のスライダ部品、３８Ｒ  固定リング、３９  スライダ孔、３９Ａ  スライド面、４０ａ，４０ｂ  段差、４１ａ，４１ｂ  段差、４２ａ  突起、４２ｂ  溝。
【図１】
2008025391.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2008025391.tif 000011
【図１０】
2008025391.tif 000012
【図１１】
2008025391.tif 000013
【図１２】
2008025391.tif 000014