(57)【要約】【課題】使用している転がり軸受けに、温度変化による部品の寸法変位に対しても常に適切な予圧を簡単な構成で与えることが必要であった。【解決手段】駆動軸３と転がり軸受け８の内輪の端面間には駆動軸３が固定フレーム７を基準に旋回スクロール５とは反対方向へ力が働くようにバネ１９を設置することで、バネ１９により補助クランクの転がり軸受け１４と１５に適切な予圧を与えることが出来ると共に、旋回スクロール転がり軸受け６と主軸転がり軸受け８にも予圧を与えることが出来る。【選択図】図１
2007285143.tif 000002
【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転がり軸受けを介して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鏡板に設けられた軸受けを介して旋回可能に設けられた前記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期固定フレームとの間に設けられた補助クランク機構とを備えたスクロール式流体機械において、前記駆動軸に前記固定フレームに対して旋回スクロールと反対方向へ向かって付勢力を付与したことを特徴とするスクロール式流体機械。
【請求項２】
前記駆動軸と前記転がり軸受けの内輪の端面間に前記付勢力を付与する弾性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式流体機械。
【請求項３】
前記弾性体にバネを用いたことを特徴とする請求項２に記載のスクロール式流体機械。
【請求項４】
前記弾性体にゴムを用いたことを特徴とする請求項２に記載のスクロール式流体機械。
【請求項５】
前記付勢力を駆動軸に取り付けた電動機の固定子の軸方向への磁気吸引力としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に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、例えば空気圧縮機等に用いて好適なスクロール式流体機械に関し、特に、自転防止機構として補助クランクを設けるようにしたスクロール式流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば無給油型のスクロール式空気圧縮機は、ケーシングと、該ケーシングの一端側に回転可能に設けられ先端側が該ケーシング内に伸長してクランク部となった駆動軸と、該駆動軸のクランク部に旋回軸受を介して旋回可能に設けられ鏡板に渦巻状のラップ部が立設された旋回スクロールと、該旋回スクロールに対向して前記ケーシングの他端側に設けられ鏡板に該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渦巻状のラップ部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を防止するため一側軸部が前記ケーシングにケーシング側軸受を介して回転可能に支持され他側軸部が前記旋回スクロールに旋回側軸受を介して回転可能に支持された補助クランクとからなる。そして、上述したスクロール式空気圧縮機においては、前記補助クランクの偏心量は、前記駆動軸とクランク部との偏心量とはほぼ同一の偏心量となるように設定されている。従来技術によるスクロール式空気圧縮機は、駆動軸をモータ等により回転駆動すると、この駆動軸の回転は、クランク部から旋回側軸受を介して旋回スクロールに伝えられ、該旋回スクロールは、各補助クランクによって自転運動を防止されつつ、駆動軸の軸線を中心として旋回運動する。そして、この旋回運動によって各スクロール間に形成される圧縮室は連続的に縮小し、これにより、当該スクロール式空気圧縮機は、吸込口から吸込んだ空気を各圧縮室で順次圧縮しつつ、この圧縮空気を吐出口から吐出するようになっている。また、従来技術によるスクロール式空気圧縮機の自転防止機構に補助クランクを用いたものとして、例えば、特許文献１に記載のものが有り、この種の補助クランクの軸受には、旋回スクロールにかかる圧縮動作時のスラスト荷重を受承するために、複列のアンギュラ軸受が用いられている。また、ケーシング側軸受は軸受プレートを介してケーシングに固定され、旋回側軸受は軸受プレートを介して旋回スクロールに固定されている。
【特許文献１】特開平２−２７７９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来技術によるスクロール式空気圧縮機では、補助クランクの転がり軸受けの軸方向の隙間による運転中の旋回スクロールの軸方向への移動で発生する旋回スクロールと固定スクロールの接触や転がり軸受けの音を防止するために補助クランクの転がり軸受に軽い予圧を与えている。この予圧を与えるために、軸受の軸方向に強い力で締め付けると、軸受の鋼球等に対する転がり抵抗が大きくなり、軸受を早期に損傷させるという問題がある。それを防止するために補助クランクの転がり軸受けそれぞれにバネによって予圧を与える方法や適切なスペーサを転がり軸受けの間にセットして位置予圧をかける方法があるが、部品点数の増大によりコストが上昇してしまう。また位置予圧は周囲温度変化による軸方向の各部品の伸びや縮みにより補助クランクの転がり軸受けに過大な負荷がかかるおそれがある。
【０００４】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明は補助クランクを回転支持する軸受に適正な予圧を与え続けることができ、軸受の損傷を長期に亘って防止できるようにした上で、コストも抑制できる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】
【０００５】
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、固定フレームとその固定フレームの中心部に転がり軸受けを介して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鏡板に設けられた転がり軸受けを介して旋回可能に設けられた前記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期固定スクロールとの間に設けられた補助クランク機構とを備えたスクロール式流体機械において、前記駆動軸に前記固定フレームに対して旋回スクロールと反対方向へ向かって付勢力を付与したものである。
【０００６】
かかる構成によれば、前記駆動軸が旋回スクロールと反対方向へ向かって付勢力を付与されることにより旋回軸のクランク部が旋回スクロール転がり軸受けを介して旋回スクロールを固定フレーム側に押し付けることなり固定フレームと旋回スクロールの間にクランクピンを介在する複数の補助クランクの転がり軸受けは適切な予圧を与えることが出来る。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のスクロール式流体機械は、補助クランク部の転がり軸受けや駆動軸の転がり軸受けに適切な予圧を簡単な構成で与えることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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転がり軸受けを介して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鏡板に設けられた転がり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期固定スクロールとの間に設けられた補助クランク機構とを備えたスクロール式流体機械において、前記駆動軸に前記固定フレームに対して旋回スクロールと反対方向へ向かって付勢力を付与したことにより、旋回軸のクランク部が旋回スクロール転がり軸受けを介して旋回スクロールを固定フレーム側に押し付けることなり固定フレームと旋回スクロールの間に介在する複数の補助クランクの転がり軸受けと駆動軸のクランク部の旋回スクロールの転がり軸受けに適切な予圧を与えることが出来る。
【０００９】
第２の発明は特に、第１の発明の付勢力を前記駆動軸と前記固定フレームの中心部にある転がり軸受けの内輪の端面間に弾性体を設けることにより付与したもので安定的に複数の補助クランクの転がり軸受けと駆動軸のクランク部の旋回スクロールの転がり軸受けに適切な予圧を与えることが出来ると共に前記固定フレームの中心部にある転がり軸受けに予圧を与えることが出来る。
【００１０】
第３の発明は特に第２の発明の弾性体をバネで構成したもので適切な付勢力を設定することが出来る。
【００１１】
第４の発明は特に第２の発明の弾性体をゴムで構成したもので小さい空間で前記付勢力を付与することが出来る。
【００１２】
第５の発明は特に第１〜４の発明の付勢力を駆動軸を回転させるモータ固定子の軸方向への磁気吸引力で付与したもので低コストにすることが出来る。
【００１３】
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。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明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。
【００１５】
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転がり軸受け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の主軸転がり軸受け８と電動機を基準に固定フレーム７と反対側に位置する副転がり軸受け１８により回転自在に支持されている。駆動軸３と転がり軸受け８の内輪の端面間には駆動軸３が固定フレーム７を基準に旋回スクロール５とは反対方向へ力が働くようにバネ１９が設置されている。駆動軸３がバネを支持するのにはＣ形止め輪等２０が使用される。また駆動軸３と転がり軸受け８の内輪内周はある隙間を持っており軸方向へ自由に変位することが出来る。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。
【００１６】
また、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と固定スクロール１１の間にクランク機構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転がり軸受け１４、固定フレーム側転がり軸受け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の間にはリング状のスペーサ１６がボルト等で固定されている。
【００１７】
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。
【００１８】
まず、駆動軸３が回転するとクランク機構１２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。旋回スクロールは圧縮室内の圧力により固定フレーム側に向かってスラスト力がかかるが、転がり軸受け１４、補助クランク１４、転がり軸受け１５により支持される。しかしながら停止時はこのスラスト力が発生しないし、圧縮室内の圧力が低い場合のスラスト力は小さい。
【００１９】
上記構成においてバネ１９により駆動軸３が固定フレーム７を基準に旋回スクロール５とは反対方向へ力が働くため、旋回スクロール転がり軸受け６を介して旋回スクロール５が固定フレーム側に押し付けられることにより、停止時にもスラスト力が発生すると共に、スラスト力が低い場合でも一定以上のスラスト力を維持することが出来る。このスラスト力により補助クランクの転がり軸受け１４と１５に適切な予圧を与えることが出来ると共に、旋回スクロール転がり軸受け６と主軸転がり軸受け８にも予圧を与えることが出来、起動時と圧縮室内の圧力が低い時の旋回スクロールの安定性や温度変化に伴う軸方向への各部品の変位にも予圧を一定に保つことが出来る。
【００２０】
またバネ１９の代わりにゴムを用いることにより小さい空間で構成できるので本体をちいさく出来る。また回転子４を固定子２に対して固定フレーム７の方向へずらすことにより、磁気吸引力により駆動軸３が固定フレーム７を基準に旋回スクロール５とは反対方向へ力が働くため、バネやゴムを用いずに構成できるし、使用しても荷重の小さいバネで構成できる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
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、流体送風機、空気圧縮の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明にかかるスクロール式流体機械の縦断面図
【図２】従来のスクロール式流体機械の縦断面図
【符号の説明】
【００２３】
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  旋回スクロール転がり軸受け
７  固定フレーム
８  主軸転がり軸受け
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
１４  旋回スクロール側転がり軸受け
１５  固定フレーム側転がり軸受け
１６  スペーサ
１７  吐出口
１８  副転がり軸受け
１９  バネ
２０  Ｃ型止め輪等
【図１】
2007285143.tif 000003
【図２】
2007285143.tif 000004