(57)【要約】【課題】それぞれの補助クランク機構部に高さの異なるスペーサを挿入する必要があると共に、玉軸受けの高さの公差、補助クランクのつば部厚み公差、玉軸受けの挿入状態を吸収する必要があるため、スペーサを選択組み合わせで行う場合には非常に広範囲のランクのスペーサ高さを準備する必要があった。【解決手段】旋回スクロール６の自転運動を防止するために旋回スクロール６と固定フレーム７との間に設けられた３個の補助クランク機構部１２とを備えてなるスクロール式流体機械とし、旋回スクロール側の玉軸受け外輪１４ａの端面と旋回スクロール６の玉軸受け１４用穴端面にシムリング１８を挿入し他の補助クランク機構部との平衡度を確保し、固定スクロール１１の固定部と固定フレーム７の間にスペーサ１６を挿入固定してスラストすきまδを確保したことにより、スラストすきまδの設定を容易に正確にできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定フレームとその固定フレームの中心部に回転可能に設けられ、先端がクランク部となった駆動軸と前記固定フレーム内に位置してその駆動軸のクランク部に旋回スクロール側玉軸受けを介して旋回可能に設けられ鏡板にラップ部が立設された旋回スクロールと、その旋回スクロールに対向して前記固定フレームの他端側に設けられて鏡板にその旋回スクロールのラップ部との間で複数の圧縮室を形成するラップが立設された固定スクロールと、前記旋回スクロールの自転運動を防止するために前記旋回スクロールと前記固定フレームとの間に設けられた３個の補助クランク機構部とを備えてなるスクロール式流体機械とし、前記旋回スクロール側の玉軸受け外輪の端面と前記旋回スクロールの前記玉軸受け用穴端面にシムリングを挿入し他の補助クランク機構部との平衡度を確保し、前記固定スクロールの固定部と固定フレームの間にスペーサを挿入固定してスラストすきまを確保したことを特徴とするスクロール式流体機械。
【請求項２】
固定フレーム側の玉軸受け内輪の端面と補助クランクピンつば部端面の間にシムリングを挿入し他の補助クランク機構部との平衡度を確保したことを特徴とする請求項１記載のスクロール式流体機械。
【請求項３】
スペーサの高さを補助クランクの高さと同等にし、材質も前記補助クランクと同じ鉄材で構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載のスクロール式流体機械。
【請求項４】
２箇所の補助クランク機構部にシムリングを挿入してそれぞれの補助クランク機構部の平衡度を確保したことを特徴とする請求項１または請求項２記載のスクロール式流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の圧縮、膨張および圧送を行なうスクロール式流体機械、特に固定スクロールに対して、旋回スクロールの回転阻止機構を有したスクロール式流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の無給型スクロール式流体機械には、旋回スクロールの自転を防止するためには補助クランク機構が広く使用されている。前記補助クランク機構の旋回スクロール側、固定フレーム側にはそれぞれ玉軸受けが使用され回転自在に軸支している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、この種のスクロール式流体機械では各スクロールの鏡板とラップ部とのすきまにスラストすきまが存在する場合には、このスラストすきまより各圧縮室の圧縮流体が漏れ出し圧縮効率の低下に大きな影響を与えている。このため圧縮効率を向上させるためにはスラストすきまを小さく押さえることが重要なポイントになっている。
【０００４】
一般に旋回スクロールの遠心力を小さくするために、また固定フレームの熱放熱性および軽量化のため旋回スクロール、固定フレームにはアルミ材が使用されており、補助クランクピンは玉軸受けに挿入されるために鋼材で構成されている。
【０００５】
図５は、特許文献１に記載された従来のスクロール式流体機械の補助クランク機構部の詳細を示すものである。図５に示すように旋回スクロール３１、固定フレーム３２を連結する補助クランクピン３３および玉軸受け３４、３５より構成されている。また、それぞれのクランク機構部の前記玉軸受け３５端面と固定フレーム側の玉軸受け用穴端面の間にスラストすきまを調整するスペーサ３６が挿入されている。
【特許文献１】特開平１１−２４７７７０号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成ではそれぞれの補助クランク機構部の玉軸受け端面と固定フレーム側の玉軸受け用穴端面の間にスペーサを挿入してスラストすきま調整を行っているため、それぞれの補助クランク機構部に高さの異なるスペーサを挿入する必要があった。また、玉軸受けの高さの公差、補助クランクのつば部厚み公差、前記玉軸受けの挿入状態を吸収する必要があるため、前記スペーサを選択組み合わせで行う場合には非常に広範囲のランクのスペーサ高さを準備する必要があった。さらに旋回スクロール、固定フレームがアルミ材で、補助クランク材が鋼材であり、それぞれの熱膨張率が大きく異なるため組立て時のスラストすきまが温度変化により変化する。低温時にはスラストすきまが小さくなり、スクロールラップ部と鏡板が接触破損する恐れがある。また、高温時にはスラストすきまが増大し性能低下するので流量確保のために回転数をアップさせる必要があった。回転数をアップさせると遠心力の増大、入力の増大および騒音の増大等の課題があった。
【０００７】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、適正なスラストすきまを確保し容易に組立てが可能であり、温度変化によるスラストすきまの変化を押さえ温度上昇による性能の低下、および低温時のスクロールのラップ部と鏡板の接触を防ぐスクロール式流体機械を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、旋回スクロールの自転運動を防止するために前記旋回スクロールと前記固定フレームとの間に設けられた３個の補助クランク機構部とを備えてなるスクロール式流体機械とし、前記旋回スクロール側の玉軸受け外輪の端面と前記旋回スクロールの前記玉軸受け用穴端面にシムリングを挿入し他の補助クランク機構部との平衡度を確保し、前記固定スクロールの固定部と固定フレームの間にスペーサを挿入固定してスラストすきまを確保したことを特徴とする。
【０００９】
このことにより、それぞれの補助クランク機構部の平衡度を少ない枚数のシムリングで調整でき、スラストすきまの調整を固定スクロールの固定部と固定フレームの間に入れたスペーサにより容易に、またスペーサを任意の寸法に研磨することでより正確に設定することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のスクロール式流体機械は、スラストすきまの設定を容易に正確にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は固定フレームとその固定フレームの中心部に回転可能に設けられ、先端がクランク部となった駆動軸と前記固定フレーム内に位置してその駆動軸のクランク部に旋回スクロール側玉軸受けを介して旋回可能に設けられ鏡板にラップ部が立設された旋回スクロールと、その旋回スクロールに対向して前記固定フレームの他端側に設けられて鏡板にその旋回スクロールのラップ部との間で複数の圧縮室を形成するラップが立設された固定スクロールと、前記旋回スクロールの自転運動を防止するために前記旋回スクロールと前記固定フレームとの間に設けられた３個の補助クランク機構部とを備えてなるスクロール式流体機械とし、前記旋回スクロール側の玉軸受け外輪の端面と前記旋回スクロールの前記玉軸受け用穴端面にシムリングを挿入し他の補助クランク機構部との平衡度を確保し、前記固定スクロールの固定部と固定フレームの間にスペーサを挿入固定してスラストすきまを確保したことにより、それぞれの補助クランク機構部の平衡度を少ない枚数のシムリングで調整でき、スラストすきまの調整を固定スクロールの固定部と固定フレームの間に入れたスペーサにより容易に、またスペーサを任意の寸法に研磨することでより正確に設定することができる。
【００１２】
第２の発明は特に、第１の発明の固定フレーム側の玉軸受け内輪の端面と補助クランクピンつば部端面の間にシムリングを挿入し他の補助クランク機構部との平衡度を確保したことにより、それぞれの補助クランク機構部の平衡度を少ない枚数のシムリングで調整できる。
【００１３】
第３の発明は特に、第１または第２の発明のスペーサの高さを補助クランクの高さと同等にし、材質も前記補助クランクと同じ鉄材で構成したことにより、温度変化によるアルミと鉄の熱膨張率差によるスラストすきま変化を無くすことが出来る。低温時のスラストすきま小によるスクロールラップ部と鏡板の接触破損を回避することが出来、また、高温時のスラストすきまが増大による性能低下を回避することが出来る。
【００１４】
第４の発明は特に、第１または第２の発明の２箇所の補助クランク機構部にシムリングを挿入してそれぞれの補助クランク機構部の平衡度を確保したことにより、少ない場所にシムリングを挿入してそれぞれの補助クランク機構部の平衡度を確保することが容易に出来る。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかるスクロール式流体機械の縦断面図を示している。
【００１７】
図１に示されるように、モータケーシング１内に電動機の固定子２が固定されており、駆動軸３に電動機の回転子４が固定されている。駆動軸３の先端はクランク状になり旋回スクロール５の鏡板中心に旋回スクロール玉軸受け６を介して回転可能に接合されている。また、駆動軸３は固定フレーム７に主軸玉軸受け８でもって回転自在に支持されている。前記旋回スクロール５の鏡面にラップ部９が立設され、その旋回スクロール５に対向して前記固定フレーム７の他端側に設けられて鏡板にその旋回スクロールのラップ部９との間で複数の圧縮室を形成するラップ部１０が立設された固定スクロール１１がある。
【００１８】
また、前記旋回スクロール５の自転運動を防止するために旋回スクロール５と固定フレーム７の間にクランク機構部１２が設置されている。またこのクランク機構には少なくとも３個以上の補助クランクピン１３（１個のみ図示）と旋回スクロール側および固定フレーム側に旋回スクロール側玉軸受け１４、固定フレーム側玉軸受け１５により回転自在に設置されている。固定フレーム７と固定スクロール１１の間にリング状のスペーサ１６が挿入されボルト等で固定されている。
【００１９】
固定スクロール１１、旋回スクロール５および固定フレーム７はアルミ材で構成されおり、スペーサ１６およびクランクピン１３は鉄材で構成されている。熱膨張率の違いによるスラスト方向の変化を押さえるために、スペーサ１６の材質は補助クランクピン１３の熱膨張率と同等の鉄材が適応されている。
【００２０】
以上のように構成されたスクロール式流体機械について、以下その動作、作用を説明する。
【００２１】
まず、駆動軸３が回転するとクランク機構部１２を含めて３個以上のクランク機構部により自転防止されながら旋回スクロール５が公転し、旋回スクロールのラップ部９と固定スクロールのラップ部１０に囲まれた空間が圧縮され固定スクロールに設けられた吐出口１７より圧縮流体が吐出される。
【００２２】
それぞれ材質が異なり熱膨張率が異なるためスクロールのラップと鏡板のスラストすきまは高温の場合は広がる方向にまた、低温の場合には狭まる方向に変化を起こす。
【００２３】
補助クランク１３の高さＨ１とスペーサ１６の高さＨ２をほぼ同等の高さとし材質を同じ鉄材で構成しているため、温度変化によるアルミと鉄の熱膨張率差によるスラスト方向の変化量を押さえることが出来、スラストすきまの変化量を押さえることが出来る。
【００２４】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２にかかるスクロール式流体機械の補助クランク機構部の詳細縦断面図を示している。
【００２５】
図２に示されるように旋回スクロール６側の玉軸受け１４の外輪１４ａの端面と前記旋回スクロール６の前記玉軸受け１４用穴端面にシムリング１８を挿入し他の補助クランク機構部との平衡度を確保している。
【００２６】
旋回スクロールの鏡板と固定スクロールのラップ１０の先端とのすきまがスラストすきまδとなっている。
【００２７】
図３は、本発明の実施の形態２にかかるスクロール式流体機械の補助クランク機構部の詳細縦断面図を示している。
【００２８】
図３に示されるように固定フレーム７側の玉軸受け１５の内輪１５ａ端面と補助クランクピン１３のつば部端面の間にシムリング１８を挿入し他の補助クランク機構部との平衡度を確保している。
【００２９】
図４は、本発明の実施の形態２にかかるスクロール式流体機械の旋回スクロール６における３個の補助クランク機構部の配置図を示している。
【００３０】
図４に示されるようにＡ、Ｂ，Ｃの位置に補助クランク機構部が配置されており、３個の補助クランク機構部の２ヶ所にシムリングを挿入してそれぞれの補助クランク機構部の平衡度を確保することが出来る。
【００３１】
以上のように構成されたスクロール式流体機械について、以下その動作、作用を説明する。
【００３２】
まず、それぞれの補助クランク機構部の平衡度を確保するためには、３個の補助クランク機構の内、２ヶ所の補助クランク機構部にシムリング１８を挿入するだけで容易にそれぞれの補助クランク機構部の平衡度を確保することが出来る。また、スラストすきまδの調整は、固定フレーム７と固定スクロール１１の間にリング状のスペーサ１６を挿入して確保しているため、前記スペーサ１６を研磨加工することで正確にできる。
【００３３】
以上のように、本実施の形態においては旋回スクロールの自転運動を防止するために前記旋回スクロールと前記固定フレームとの間に設けられた３個の補助クランク機構部とを備えてなるスクロール式流体機械とし、前記旋回スクロール側の玉軸受け外輪の端面と前記旋回スクロールの前記玉軸受け用穴端面にシムリングを挿入し他の補助クランク機構部との平衡度を確保し、前記固定スクロールの固定部と固定フレームの間にスペーサを挿入固定してスラストすきまを確保したことにより、それぞれの補助クランク機構部の平衡度を少ない枚数のシムリングで調整でき、スラストすきまの調整を固定スクロールの固定部と固定フレームの間に入れたスペーサにより容易に、またスペーサを任意の寸法に研磨することでより正確に設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
上述したように、本発明にかかるスクロール式流体機械は、温度変化によるスラストすきまの変化を押さえているため流体送風機、空気圧縮の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるスクロール式流体機械の縦断面図
【図２】本発明の実施の形態２にかかるスクロール式流体機械の補助クランク機構部の詳細縦断面図
【図３】本発明の実施の形態２にかかるスクロール式流体機械の補助クランク機構部の詳細縦断面図
【図４】本発明の実施の形態２にかかるスクロール式流体機械の補助クランク機構部の配置図
【図５】従来のスクロール式流体機械の補助クランク機構の縦断面図
【符号の説明】
【００３６】
１  モータケーシング
２  固定子
３  駆動軸
４  回転子
５  旋回スクロール
６  旋回スクロール玉軸受け
７  固定フレーム
８  主軸玉軸受け
９  旋回スクロールのラップ部
１０  固定スクロールのラップ部
１１  固定スクロール
１２  補助クランク機構部
１３  補助クランクピン
１４  旋回スクロール側玉軸受け
１５  固定フレーム側玉軸受け
１６  リング状のスペーサ
１７  吐出口
１８  シムリング
【図１】
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【図２】
2007126973.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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