(57)【要約】【課題】  異なるベアリングもしくはベアリング枢支部の長さを異にする駆動軸に対処しうるとともに、万一ベアリング枢支部が破損もしくは作動不全となった場合には、簡単にこれを正常のものと交換して長期に亘り適切な運転が行われるようにした駆動軸枢支部を備えるスクロール流体機械を提供する。【解決手段】  駆動軸１２と一体をなす偏心軸部１３に、軸受２４を介して枢支した旋回端板８上に旋回ラップ９を立設してなる旋回スクロール７における旋回ラップ９と、固定端板４上に固定ラップ５を立設してなる固定スクロール１における固定ラップ５とを噛み合わせることにより、旋回ラップ７と固定ラップ５の間に密閉室を形成し、かつ旋回スクロール７の自転運動を防止するための自転防止機構１６を配設してなるスクロール流体機械において、駆動軸１２を、スクロール流体機械のハウジング１７とは別体をなし、かつこのハウジング１７への着脱可能に装着しうるようにした軸受筒２５内に枢支する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と一体をなす偏心軸部に、軸受を介して枢支した旋回端板上に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回スクロールの自転運動を防止するための自転防止機構を配設してなるスクロール流体機械において、
前記駆動軸を、スクロール流体機械のハウジングとは別体をなし、かつこのハウジングへ着脱可能に装着しうるようにした軸受筒内に枢支したことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項２】
軸受筒を、スクロール流体機械のハウジングよりも熱膨張の小さい材料をもって形成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】
軸受筒を、スクロール流体機械のハウジングよりも機械的強度の大きい材料をもって形成したことを特徴とする請求項１または２記載のスクロール流体機械。
【請求項４】
軸受筒とハウジングとの接触部に、断熱性パッキンを介在させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスクロール流体機械。
【請求項５】
軸受筒とハウジングとの接触部に、断熱性塗膜を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスクロール流体機械。
【請求項６】
軸受筒をスクロール流体機械のハウジングに取付けた際、軸受筒より突出する駆動軸の偏心軸部が、前記ハウジングに装着されている軸受内へ自動的に適正に嵌合しうるように、関係各部の位置および寸法を定めてあることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスクロール流体機械。
【請求項７】
駆動軸を、軸受筒のハウジングに取付けられる側より、挿入抜去しうるようにしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか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、スクロール圧縮機、スクロール真空ポンプ、スクロール膨張機、スクロール送風機等のスクロール流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のようなスクロール流体機械は、通常、駆動軸の偏心部に、軸受を介して枢支した旋回端板上に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回スクロールの自転運動を防止するための自転防止機構を配設して構成されている。
【０００３】
しかして、駆動軸の偏心部と自転防止機構をもって、旋回スクロールを偏心的に旋回させ、その旋回方向に応じて、前記密閉室の容積を、求心方向に漸次減少させるか、逆に遠心方向に漸次増大させることにより、外周部が吸引した流体を、圧縮させつつ中心部へ導くか、あるいは中心部から吸引した流体を、減圧して、外周部から吐出させるようになっている。
【０００４】
スクロール流体機械のハウジングは、通常、アルミニウム合金のダイカストにより製造されている。そのため、運転に伴い、駆動軸を枢支するボールベアリング等の軸受体を嵌合保持する軸受部は熱膨張し、ボールベアリング等の外輪もしくは軸受体の保持力が減少して、それらが軸受部内において回転してしまうことがあった。
【０００５】
これを防止するため、従来は、上記軸受部に鋳鉄製の補強輪状体などを鋳込んで、軸受部の熱膨張を抑えるとともに、この部分の強度の増加を図っていた。しかし、ハウジング全体としては、アルミニウム合金をダイカストして製造されているため、軸受部の熱膨張を抑制するには限度があり、十分な実効を挙げていないのが実状である。
【０００６】
また、別材料をもって別途製造した補強輪状体を、アルミニウム合金をダイカストする際に、確実かつ強固に鋳込んで満足の行く製品を得るためには、相当の技術と工数が必要となり、ひいては価格も大とならざるを得なかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、アルミニウム合金をダイカストしたハウジングを備える従来のスクロール流体機械における上記した問題のすべてを解決し、併せて、異なるベアリングもしくはベアリング枢支部の長さを異にする駆動軸に対処しうるとともに、万一ベアリング枢支部が破損もしくは作動不全となった場合には、簡単にこれを正常のものと交換して、長期に亘り適切な運転が行われるようにした駆動軸枢支部を備えるスクロール流体機械を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
(１)駆動軸と一体をなす偏心軸部に、軸受を介して枢支した旋回端板上に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回スクロールの自転運動を防止するための自転防止機構を配設してなるスクロール流体機械において、
前記駆動軸を、スクロール流体機械のハウジングとは別体をなし、かつこのハウジングへ着脱可能に装着しうるようにした軸受筒内に枢支する。
【０００９】
(２)上記(１)項において、軸受筒を、スクロール流体機械のハウジングよりも熱膨張の小さい材料をもって形成する。
【００１０】
(３)上記(１)項または(２)項において、軸受筒を、スクロール流体機械のハウジングよりも機械的強度の大きい材料をもって形成する。
【００１１】
(４)上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、軸受筒とハウジングとの接触部に、断熱性パッキンを介在させる。
【００１２】
(５)上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、軸受筒とハウジングとの接触部に、断熱性塗膜を設ける。
【００１３】
(６)上記(１)〜(５)項のいずれかにおいて、軸受筒をスクロール流体機械のハウジングに取付けた際、軸受筒より突出する駆動軸の偏心軸部が、前記ハウジングに装着されている軸受内へ自動的に適正に嵌合しうるように、関係各部の位置および寸法を定めてある。
【００１４】
(７)上記(１)〜(６)項のいずれかにおいて、駆動軸を、軸受筒のハウジングに取付けられる側より、挿入抜去しうるようにする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明：−軸受筒は、本体側のハウジングとは別体をなしているから、これを、ハウジングに比して耐久性が大きく、かつ熱膨張性が小さい材料をもって形成することにより、従来のものに比して耐久性を大とすることができ、また万一軸受筒内のベアリング等が損傷した場合には、軸受筒を取外して、中のベアリングを交換したり修理したり、あるいは軸受ユニット全体を、他のものと交換することができる。
軸受ユニットは、別途組み立ててから、ハウジングに取付けられるので、作業が容易であり、また軸受ユニット取付前のハウジングには突出部が存在しないから、取扱いおよび保管に便利である。
各種の出力の異なる駆動源、または位置を異にする駆動源と対応させて、長さや径もしくは端部形状等の異なる駆動軸や軸受を備える軸受ユニットを、選択して取付けたり、これと交換したりすることができる。
【００１６】
請求項２記載の発明：−運転に伴い、本体側のハウジングが高温となっても、軸受筒が過度に熱膨張して、その内部における軸受体の保持力が低下することはない。
【００１７】
請求項３記載の発明：−軸受筒とハウジングが一体的に形成されている従来のものに比して、軸受ユニットは、運転時の大きな機械的負荷に耐えうる。
【００１８】
請求項４記載の発明：−ハウジング側の熱が軸受筒側へ伝わるのが効果的に抑止される。
【００１９】
請求項５記載の発明：−断熱材を設ける作業を簡単に行いうる。
【００２０】
請求項６記載の発明：−軸受筒をハウジングに取付けると、駆動軸の偏心軸部は、自動的にハウジングにおける軸受内へ嵌合するので組付けが簡素である。
【００２１】
請求項７記載の発明：−駆動軸並びにベアリングは、軸受筒内へ確実に保持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図４は、本発明が適用される公知のスクロール圧縮機の例を示す。しかし、本発明は、スクロール膨張機その他のスクロール流体機械に均しく適用しうるものである。
【００２３】
図４に示すスクロール圧縮機の基本的な構造は、従来のものと同様であるので、簡単に説明する。なお図１において、左方を前、右方を後とする。
【００２４】
前部、すなわち図１の左端部に位置する固定スクロール(１)は、外周部適所に吸入口(２)を有し、かつ中心部に吐出口(３)を有する円形の固定端板(４)の後面に、渦巻状の固定ラップ(５)を立設し、同じく前面に、水平方向を向く緩い波状の等高の冷却フィン(６)を、ほぼ等間隔をもって立設して形成されている。
【００２５】
固定スクロール(１)の後側に対向して配置されている旋回スクロール(７)は、円形の旋回端板(８)の前面、すなわち固定スクロール(１)と対向する面に、渦巻状の旋回ラップ(９)を立設し、かつ同じく後面に、水平方向を向く多数の波状の等高の冷却フィン(10)を、ほぼ等間隔をもって立設して形成されている。
【００２６】
旋回スクロール(７)の後面には、ベアリングプレート(11)が重合されている。ベアリングプレート(11)の後面の中心部には、駆動軸(12)の偏心軸部(13)をローラーベアリング(14)を介して枢支する筒状ボス(15)が突設され、同じく外周部の３か所には、例えば公知のクランクピン型式の自転防止機構(16)を組み込んで、旋回スクロール(７)が、それが収容されているハウジング(17)内で、駆動軸(12)まわりに、偏心的に旋回しうるようにしてある。
【００２７】
固定スクロール(１)の前面には、カバープレート(18)が当接され、適宜の締付けねじ(19)で、締付け固定されている。
【００２８】
旋回スクロール(７)と、その後面に重合されたベアリングプレート(11)とは、締付けねじ(20)で締付けて一体化されている。
【００２９】
固定スクロール(１)の後面板(21)は、ハウジング(17)の前面に重合され、両者は、ボルト(22)とナット(23)により締着されている。
【００３０】
前記固定ラップ(５)および旋回ラップ(９)の先端面には、それぞれ嵌溝(5a)(9a)が形成され、各嵌溝(5a)(9a)内には、それぞれ、対向する旋回スクロール(７)の旋回端板(８)、および固定スクロール(１)の固定端板(４)に摺接するシール部材(Ｓ)が嵌設されている。
旋回ラップ(９)の構成も同様である。
【００３１】
なお、前記固定スクロール(１)、旋回スクロール(７)、ハウジング(17)およびカバープレート(18)は、アルミニウム合金をダイカストして製造されている。
【００３２】
以上の構成はスクロール流体機械として一般的なものであるが、本発明においては、その特徴として、前記偏心軸部(13)と一体をなす駆動軸(12)を枢支する軸受ユニット(24)を、前記ハウジング(17)等とは異なる材質からなる別体として構成してある。
【００３３】
以下これについて、図１〜図３を参照して説明する。
【００３４】
前記軸受ユニット(24)は、ハウジング(17)等に比して強度が大きく、かつ熱膨張の小さい鋳鉄等からなり、かつハウジング(17)の後部に後方へ向けて着脱可能に装着しうるようになっている軸受筒(25)の内面前後端部にボールベアリング(26)(27)を嵌合し、これらボールベアリング(26)(27)をもって、駆動軸(12)を枢支してなるものである。
【００３５】
詳言すると、偏心軸部(13)と駆動軸(12)との間にはバランスウエイト(28)が設けられ、その後側に鍔(29)を介して駆動軸(12)が設けられ、駆動軸(12)の後端は小径部(30)となっている。
【００３６】
バランスウエイト(28)の前面において偏心軸部(13)には、オイルシール(31)が設けられている。
【００３７】
前部のボールベアリング(26)は、鍔(29)の直後において、駆動軸(12)に嵌合されるとともに、軸受筒(25)の前端部に設けた嵌孔(25a)内に保持されている。
後部のボールベアリング(27)は、小径部(30)の前端に嵌合されるとともに、軸受筒(25)の後端部に保持されている。
従って駆動軸(12)は、軸受筒(25)の後方へ抜き外すことはできない。
【００３８】
駆動軸(12)と一体をなす偏心軸部(13)は軸受筒(25)の前面より突出し、かつこの偏心軸部(13)には、前記ハウジング(17)における筒状ボス(15)内へ嵌合されているローラーベアリング(14)の複数のローラー(14a)の内側へ適正に嵌入しうるインナーレース(14b)が固嵌されている。
筒状ボス(15)の開口端には、オイルシール(31)が設けられている。
【００３９】
駆動軸(12)の後端の小径部(30)は、軸受筒(25)の後方へ突出し、この突出部には、適宜の駆動力伝達用の回転駆動部、例えばキー、噛合接手、プーリー等が付設されている。
【００４０】
軸受筒(25)の前端部には、複数の外向耳片(32)が形成され、各耳片(32)に穿設した通孔(33)へ後方から挿入した止めねじ(34)をハウジング(17)を設けためねじ孔(35)へ螺入することによって、軸受ユニット(24)は、ハウジング(17)の後面に着脱可能に取付けられている。この際、偏心軸部(13)は、ローラベアリング(14)内に嵌合枢支される。
【００４１】
軸受筒(25)内における駆動軸(12)枢支用のベアリングの型式、数および配置は任意である。
【００４２】
軸受ユニット(24)とハウジング(17)との当接部、例えば外向耳片(32)とハウジング(17)との間、並びに駆動軸(12)と筒状ボス(15)との間には適宜の断熱性パッキン(36)(37)を介在させて、熱の伝導を極力防止しておくのが好ましい。
【００４３】
断熱性パッキンに代り、断熱性塗料を塗布してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明が適用されたスクロール流体機械を例示する縦断側面図である。
【図２】本発明が適用されているスクロール流体機械のハウジングを示す縦断側面図である。
【図３】同じく軸受ユニットの縦断側面図である。
【図４】本発明が適用されるべきスクロール流体機械を略示する縦断側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
(１)固定スクロール
(２)吸入口
(３)吐出口
(４)固定端板
(５)固定ラップ
(5a)嵌溝
(６)冷却フィン
(７)旋回スクロール
(８)旋回端板
(９)旋回ラップ
(9a)嵌溝
(10)冷却フィン
(11)ベアリングプレート
(12)駆動軸
(13)偏心軸部
(14)ローラーベアリング
(14a)ローラー
(14b)インナーレース
(15)筒状ボス
(16)自転防止機構
(17)ハウジング
(18)カバープレート
(19)(20)締付けねじ
(21)後面板
(21a)外向フランジ
(22)ボルト
(23)ナット
(24)軸受ユニット
(25)軸受筒
(25a)嵌孔
(26)(27)ボールベアリング
(28)バランスウエイト
(29)鍔
(30)小径部
(31)オイルシール
(32)外向耳片
(33)通孔
(34)止めねじ
(35)めねじ孔
(36)(37)断熱性パッキン
(Ｓ)シール部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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