JP5114437B2 - スクロール式流体機械 - Google Patents

Description

本発明は、例えば圧縮機、真空ポンプ、膨張機等に用いて好適なスクロール式流体機械に関する。

一般に、スクロール式流体機械は、ケーシングと、ケーシング内に回転可能に設けられた駆動軸と、駆動軸の先端側に形成され、駆動軸に対して偏心したクランク部と、ケーシングに固定された固定スクロールと、駆動軸のクランク部に接続され、固定スクロールに対して旋回する旋回スクロールとを備えている。このようなスクロール式流体機械では、モータ等の駆動源により駆動軸を回転させ、旋回スクロールを固定スクロールに対して旋回させる。これにより、固定スクロールのラップ部と旋回スクロールのラップ部との間に形成された空間内の流体を圧縮し、または膨張させる。

さらに、スクロール式流体機械は補助クランク機構を備えている。例えば、特許文献１に記載されているように、補助クランク機構は、補助クランクの一端側に設けられた旋回側軸部を、旋回側玉軸受を介して旋回スクロール側に支持し、補助クランクの他端側に設けられた固定側軸部を、固定側玉軸受を介して固定スクロール側に支持し、これにより、固定スクロールに対する旋回スクロールの旋回を許しつつ、固定スクロールに対する旋回スクロールの自転を防止する。

特開平１１−１０１１８５号公報

ところで、スクロール式流体機械の製造において、旋回スクロールに予め装着された旋回側玉軸受に補助クランクの旋回側軸部を挿入し、固定スクロールに予め装着された固定側玉軸受に補助クランクの固定側軸部を挿入し、旋回スクロールと固定スクロールとを位置決めしつつ重ね合わせる。その後、補助クランクの固定側軸部の先端部に、当該固定側軸部の先端部の軸方向外側からワッシャを挿入し、さらに当該固定側軸部の先端部にボルト等の取付部材を螺着することにより、固定側玉軸受に予圧を与える。すなわち、特許文献１に記載されているように、固定側軸部には雌ねじが当該固定側軸部の先端面から当該固定側軸部の軸方向に形成されており、ワッシャ挿入後に、この雌ねじに取付部材を締め付けることにより、固定側玉軸受の内輪を軸方向に押し付け、固定側玉軸受に予圧を与える。

このような従来のスクロール式流体機械の製造時には、補助クランクの固定側軸部の先端部に取付部材を締め付けるときに、治具などを用いて旋回スクロールを固定し、取付部材の締付力により旋回スクロールが動いてしまうのを防止している。このため、スクロール式流体機械の製造工程が増え、または、スクロール式流体機械の組付作業が煩雑になるという問題がある。

本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、固定スクロール、旋回スクロールおよび補助クランク機構などの組付作業を簡単化することができるスクロール式流体機械を提供することにある。

本発明のスクロール式流体機械は、取付部材を補助クランクの固定側軸部の雌ねじに締着するときに固定側軸部とワッシャとを相互に係合する係合部を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、固定スクロール、旋回スクロールおよび補助クランク機構などの組付作業を簡単化することができる。

本発明の第１の実施形態であるスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。 図１中のスクロール式空気圧縮機の補助クランク機構を拡大して示す縦断面図である。 図２中の補助クランク機構における補助クランク、ボルトおよびワッシャを分解した状態で示す一部破断の側面図である。 図３中の補助クランクの固定側軸部を、図３中の矢示IV−IV方向からみた平面図である。 図３中のワッシャを、図３中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた平面図である。 本発明の第２の実施形態であるスクロール式空気圧縮機における補助クランク機構の補助クランク、ボルトおよびワッシャを分解した状態で示す一部破断の側面図である。 図６中の補助クランクの固定側軸部を、図６中の矢示VII−VII方向からみた平面図である。 図６中のワッシャを、図６中の矢示VIII−VIII方向からみた平面図である。 図３中の補助クランクおよびワッシャの変形例、およびこのワッシャを押さえるための工具などを示す一部破断の側面図である。 図９中のワッシャを、図９中の矢示Ｘ−Ｘ方向からみた平面図である。 図９中の工具を、図９中の矢示XI−XI方向からみた平面図である。 図６中の補助クランクおよびワッシャの変形例、およびこのワッシャを押さえるための工具などを示す一部破断の側面図である。 図１２中のワッシャを、図１２中の矢示XIII−XIII方向からみた平面図である。 図１２中の工具を、図１２中の矢示XIV−XIV方向からみた平面図である。 図６中の補助クランクおよびワッシャの他の変形例、およびこのワッシャを押さえるための工具などを示す一部破断の側面図である。 図１５中のワッシャを、図１５中の矢示XVI−XVI方向からみた平面図である。 図１５中の工具を、図１５中の矢示XVII−XVII方向からみた平面図である。 本発明の第３の実施形態であるスクロール式空気圧縮機の補助クランク機構を示す縦断面図である。

本発明の実施の形態によるスクロール式流体機械として無給油式のスクロール式空気圧縮機を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

まず、本発明の第１の実施形態を図１ないし図５に従って説明する。図１は、本発明の第１の実施形態であるスクロール式空気圧縮機を示している。図１に示すスクロール式空気圧縮機１において、ケーシング２は、スクロール式空気圧縮機１の外枠を形成している。ケーシング２は、軸方向の一側がほぼ閉塞し、他側が開口した段付筒状体である。ケーシング２は、大径筒部２Ａと、大径筒部２Ａよりも小径な筒状に形成され大径筒部２Ａの軸方向の一側から外側に向けて突出した小径の軸受筒部２Ｂと、軸受筒部２Ｂと大径筒部２Ａとの間に形成された環状部２Ｃとを有する。

また、ケーシング２の外周側には例えば３個の軸受収容部３（１個のみ図示）が周方向に離間して設けられている。軸受収容部３は段付の円形穴によって形成され、その内部には後述する補助クランク機構２０の固定側玉軸受２１が収容されている。

駆動軸４は、軸受５，６を介し、ケーシング２の軸受筒部２Ｂ内に回転可能に設けられている。駆動軸４はクランク部４Ａを有する。クランク部４Ａは、ケーシング２の他側に位置する駆動軸４の先端側に形成され、駆動軸４の軸線Ｏ−Ｏに対して所定の偏心量εをもって偏心している。一方、ケーシング２の一側に位置する駆動軸４の先端側はケーシング２の外部に突出し、その突出部分にはプーリ７が取付けられている。プーリ７は、駆動軸４を回転させるためのモータにベルト（いずれも図示せず）を介して接続されている。また、クランク部４Ａには主バランスウェイト８が取り付けられ、プーリ７の内部には副バランスウェイト９が取り付けられている。

固定スクロール１０はケーシング２の他側に設けられ、ケーシング２の大径筒部２Ａを軸方向他側から閉塞するように大径筒部２Ａの開口端に固定されている。また、固定スクロール１０は、軸線Ｏ−Ｏを中心としてほぼ円板状に形成された板体１０Ａと、板体１０Ａの表面に軸方向に立設された渦巻状のラップ部１０Ｂと、ラップ部１０Ｂを取り囲んで板体１０Ａの外周側に設けられた筒部１０Ｃと、板体１０Ａの背面に突設された複数の冷却フィン１０Ｄとによって大略構成されている。また、固定スクロール１０の外周側には、吸込フィルタ１１Ａを通じて圧縮室１７内に空気を流入させる例えば２個の吸込口１１が形成され、固定スクロール１０の中心部には、圧縮室１７内の圧縮空気を吐出パイプ１２Ａを介して外部に吐出させる吐出口１２が形成されている。

旋回スクロール１３は、固定スクロール１０と対向し、ケーシング２の大径筒部２Ａ内に旋回可能に設けられている。旋回スクロール１３は、固定スクロール１０の板体１０Ａと対向して配置されたほぼ円板状の板体１３Ａと、板体１３Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部１３Ｂと、板体１３Ａの背面に突設された複数の冷却フィン１３Ｃと、冷却フィン１３Ｃの先端側に位置して固定された背面プレート１３Ｄとによって大略構成されている。

また、背面プレート１３Ｄの中央側には、駆動軸４のクランク部４Ａと軸受１４を介して回転可能に連結される有底筒状のボス部１５が一体形成されている。また、背面プレート１３Ｄの外周側には例えば３個の軸受収容部１６（１個のみ図示）が周方向に離間して設けられている。軸受収容部１６は、ケーシング２に設けられた軸受収容部３と対応する位置にそれぞれ配置されている。各軸受収容部１６は有底の円形穴によって形成され、その内部には後述する補助クランク機構２０の旋回側玉軸受３１が収容されている。さらに、旋回スクロール１３と固定スクロール１０との間には、複数の圧縮室１７が形成されている。

また、スクロール式空気圧縮機１には、固定スクロール１０またはケーシング２に対する旋回スクロール１３の自転を防止する複数の、例えば３個の補助クランク機構２０が設けられている。これら補助クランク機構２０は、ケーシング２の環状部２Ｃと旋回スクロール１３との間において周方向に離間してそれぞれ配置されている。

図２は、図１中の補助クランク機構２０を拡大して示している。なお、図２には、スクロール式空気圧縮機１が有する複数の補助クランク機構２０のうちの１個の補助クランク機構２０の構成を示しているが、他の補助クランク機構の構成もこれと同じである。

図２に示す補助クランク機構２０において、固定側玉軸受２１は、固定スクロール１０側またはケーシング２側に設けられ、具体的には、ケーシング２の軸受収容部３内に収容されている。固定側玉軸受２１は、背面組合せアンギュラ玉軸受であり、軸受収容部３の底部側に位置したアンギュラ玉軸受２２と、軸受収容部３の開口部側に位置したアンギュラ玉軸受２３とを背面合わせすることにより構成されている。

アンギュラ玉軸受２２は、径方向外側に位置する外輪２２Ａと、径方向内側に位置する内輪２２Ｂと、外輪２２Ａと内輪２２Ｂとの間に配設された鋼球である転動子２２Ｃとによって構成されている。アンギュラ玉軸受２３も、アンギュラ玉軸受２２と同様に、外輪２３Ａ、内輪２３Ｂおよび転動子２３Ｃにより構成されている。

外輪２２Ａ，２３Ａはケーシング２の軸受収容部３内に径方向および軸方向に変位不能に設けられている。具体的には、外輪２２Ａ，２３Ａは軸受収容部３内に圧入されており、外輪２２Ａ，２３Ａの外周面は軸受収容部３の内周面に押さえ付けられている。これにより、外輪２２Ａ，２３Ａは径方向に変位することができない。また、ボルト２４を締着して押え板２５をケーシング２に取り付けることにより、外輪２２Ａ，２３Ａは、押え板２５と軸受収容部３の環状段部３Ａとの間に押し付けられている。これにより、外輪２２Ａ，２３Ａは軸方向に変位することができない。

また、押え板２５には、固定側玉軸受２１の外輪２２Ａ，２３Ａと内輪２２Ｂ，２３Ｂとの間に充填された潤滑油が漏洩するのを防止するための円環状のシール部材２６が設けられている。

内輪２２Ｂ，２３Ｂは、ボルト２７を補助クランク３７の固定側軸部３８の雌ねじ４４に螺着することにより、補助クランク３７のフランジ部４０とボルト２７との間に固定されている。また、固定側軸部３８とボルト２７との間にはワッシャ２８が設けられている。ボルト２７の締付により、内輪２２Ｂ，２３Ｂには予圧が与えられている。これにより、外輪２２Ａ，２３Ａと転動子２２Ｃ，２３Ｃとの間の軸受隙間、および内輪２２Ｂ，２３Ｂと転動子２２Ｃ，２３Ｃとの間の軸受隙間はいずれも小さい。

また、ワッシャ２８の当接面２８Ａには凸部４７が形成され、ワッシャ２８の外周側には工具装着部４８が形成されている。凸部４７および工具装着部４８については後述する。

一方、旋回側玉軸受３１は、旋回スクロール１３側に設けられ、具体的には、背面プレート１３Ｄの軸受収容部１６内に収容されている。旋回側玉軸受３１は、正面組合せアンギュラ玉軸受であり、軸受収容部１６の底部側に位置したアンギュラ玉軸受３２と、開口部側に位置したアンギュラ玉軸受３３とを正面合わせすることにより構成されている。

アンギュラ玉軸受３２は、外輪３２Ａ、内輪３２Ｂおよび複数の転動子３２Ｃにより構成され、アンギュラ玉軸受３３は、外輪３３Ａ、内輪３３Ｂおよび複数の転動子３３Ｃにより構成されている。そして、外輪３２Ａ，３３Ａは旋回スクロール１３の軸受収容部１６内に径方向および軸方向に変位不能に設けられている。具体的には、外輪３２Ａ，３３Ａは、ボルト３４を締着して押え板３５を旋回スクロール１３に取り付けることにより、押え板３５と軸受収容部１６の底面との間に押し付けられている。また、ボルト３４を締め付けることにより、外輪３２Ａ，３３Ａには予圧が与えられている。これにより、外輪３２Ａ，３３Ａと転動子３２Ｃ，３３Ｃとの間の軸受隙間、および内輪３２Ｂ，３３Ｂと転動子３２Ｃ，３３Ｃとの間の軸受隙間はいずれも小さい。

また、押え板３５には、旋回側玉軸受３１の外輪３２Ａ，３３Ａと内輪３２Ｂ，３３Ｂとの間に充填された潤滑油が漏洩するのを防止するための円環状のシール部材３６が設けられている。

補助クランク３７は、固定側玉軸受２１および旋回側玉軸受３１に支持されている。補助クランク３７は、固定側玉軸受２１の内輪２２Ｂ，２３Ｂに挿入され、固定側玉軸受２１に回転可能に支持された固定側軸部３８と、旋回側玉軸受３１の内輪３２Ｂ，３３Ｂに挿入され、旋回側玉軸受３１に支持された旋回側軸部３９と、固定側軸部３８の基端側に鍔状に形成されたフランジ部４０と、旋回側軸部３９の基端側に鍔状に形成されたフランジ部４１と、フランジ部４０とフランジ部４１とを接続する接続部４２とにより構成されている。

固定側軸部３８には、雌ねじ４４が、ケーシング２の一側に位置する固定側軸部３８の先端面３８Ａ（図３参照）から固定側軸部３８の軸方向に穿設され、雌ねじ４４にはワッシャ２８を介してボルト２７が螺着されている。また、固定側軸部３８の先端面３８Ａには、ワッシャ２８の当接面２８Ａ（図３参照）に形成された複数の凸部４７と係合する凹部４６が形成されている。凹部４６については後述する。

旋回側軸部３９は、フランジ部４０，４１等を介し、固定側軸部３８に対して偏心量ε′をもって偏心して形成されている。偏心量ε′は、駆動軸４の偏心量εとほぼ同様の値に設定されている。

スペーサ４３は、補助クランク３７の固定側軸部３８に挿入され、補助クランク３７のフランジ部４０と固定側玉軸受２１の内輪２３Ｂとの間に狭持されている。スペーサ４３の厚さ寸法により、固定スクロール１０と旋回スクロール１３との間のスラスト方向における間隔が定まる。

以上のような構成を有するスクロール式空気圧縮機１は次のように動作する。すなわち、図１において、モータを駆動し、駆動軸４を回転させ、旋回スクロール１３を固定スクロール１０に対して旋回させると、圧縮室１７が、ラップ部１０Ｂ，１３Ｂの外周側から中心側に向けて移動しつつ、これらの間で連続的に縮小する。これにより、吸引口１１から、ラップ部１０Ｂ，１３Ｂの外周側に位置する圧縮室１７に空気が取り込まれる。そして、圧縮室１７に取り込まれた空気は、圧縮室１７の連続的な縮小により圧縮され、吐出口１２から吐出パイプ１２Ａを介して吐出される。

また、各補助クランク機構２０の補助クランク３７は、旋回スクロール１３の旋回に伴って回転する。補助クランク機構２０により旋回スクロール１３の固定スクロール１０に対する自転が防止される。また、補助クランク機構２０により、固定スクロール１０と旋回スクロール１３との間のスラスト方向における間隔が高精度に維持され、各圧縮室１７の気密性の保持、固定スクロール１０の板体１０Ａと旋回スクロール１３のラップ部１３Ｂとの衝突防止、および旋回スクロール１３の板体１３Ａと固定スクロール１０のラップ部１０Ｂとの衝突防止などが図られる。

図３は、図２中の補助クランク機構２０における補助クランク３７、ボルト２７およびワッシャ２８を分解した状態で示している。図４は、図３中の補助クランク３７の固定側軸部３８の先端面３８Ａを示している。図５は、図３中のワッシャ２８の当接面２８Ａを示している。

図３に示すように、補助クランク３７の固定側軸部３８とワッシャ２８との間には、ボルト２７を固定側軸部３８の雌ねじ４４に締着するときに固定側軸部３８とワッシャ２８とを相互に係合する係合部４５が設けられている。

係合部４５は、補助クランク３７の固定側軸部３８に設けられた凹部４６と、ワッシャ２８に設けられ、凹部４６とを係合する凸部４７とを有する。すなわち、図４に示すように、固定側軸部３８の先端面３８Ａには例えば２個の凹部４６が周方向に離間して形成されている。一方、図５に示すように、ワッシャ２８の当接面２８Ａには例えば２個の凸部４７が周方向に離間して形成されている。固定側軸部３８の２個の凹部４６とワッシャ２８の２個の凸部４７とは、それぞれ互いに係合するように、それぞれ互いに対向する部位に配置されている。また、各凹部４６および各凸部４７は、各凹部４６と各凸部４７とを係合してボルト２７を固定側軸部３８の雌ねじ４４に締着するときに、ワッシャ２８と固定側軸部３８とが相互に周方向に位置ずれしないような形状に形成されている。

また、ワッシャ２８には、ボルト２７を固定側軸部３８に締着するときにワッシャ２８がボルト２７と共に回転するのを抑える工具を装着するための工具装着部４８が設けられている。すなわち、ワッシャ２８は、図５に示すように、その外形が六角形状に形成されており、この六角形状をしたワッシャ２８の外周部が工具装着部４８に当たる。この場合、工具は例えばレンチまたはスパナなどである。

スクロール式空気圧縮機１の製造においては、旋回スクロール１３に予め装着された旋回側玉軸受３１に補助クランク３７の旋回側軸部３９を挿入し、固定スクロール１０に予め装着された固定側玉軸受２１に補助クランク３７の固定側軸部３８を挿入し、旋回スクロール１３と固定スクロール１０とを位置決めしつつ重ね合わせる。その後、補助クランク３７の固定側軸部３８に、当該固定側軸部３８の先端部の軸方向外側からワッシャ２８を挿入し、固定側軸部３８の凹部４６とワッシャ２８の凸部４７とを相互に係合させる。続いて、ワッシャ２８の工具装着部４８に例えばレンチを装着し、レンチによりワッシャ２８を回転しないように押さえる。そして、このようにレンチによりワッシャ２８を廻り止めしながら、固定側軸部３８の雌ねじ４４にボルト２７を装着し、当該ボルト２７を締め付ける。これにより、固定側玉軸受２１に予圧を与えつつ、固定側玉軸受２１を固定側軸部３８に固定する。

固定側軸部３８とワッシャ２８とは、各凹部４６および各凸部４７の係合により、周方向（すなわちボルト２７締着時または取外時におけるボルト２７の回転方向）に位置ずれしないように結合されている。これにより、ボルト２７を締付時に、レンチによりワッシャ２８を廻り止めすることにより、補助クランク３７ひいては旋回スクロール１３を廻り止めすることができる。したがって、治具などを用いて旋回スクロール１３を固定しなくても、ボルト２７締着時の回転力（すなわち締付力）またはボルト２７取外時の回転力により旋回スクロール１３が動くのを防止することができる。

次に、本発明の第２の実施形態を図６ないし図８に従って説明する。図６は、第２の実施形態であるスクロール式空気圧縮機における補助クランク機構の補助クランク、ボルトおよびワッシャを分解した状態で示している。図７は、図６中の補助クランクの固定側軸部の先端面を示している。図８は、図６中のワッシャの当接面を示している。なお、第１の実施形態と共通する部位については、同一の呼称、同一の符号で表す。

図６に示すように、本発明の第２の実施形態であるスクロール式空気圧縮機の補助クランク機構における補助クランク５１の固定側軸部５２とワッシャ５３との間には、ボルト２７を固定側軸部５２の雌ねじ５４に締着するときに固定側軸部５２とワッシャ５３とを相互に係合する係合部５５が設けられている。

係合部５５は、固定側軸部５２に設けられた凸部５６と、ワッシャ５３に設けられ、凸部５６とを係合する凹部５７とを有する。すなわち、図７に示すように、固定側軸部５２の先端面５２Ａには例えば２個の凸部５６が周方向に離間して形成されている。一方、図８に示すように、ワッシャ５３の当接面５３Ａには例えば２個の凹部５７が周方向に離間して形成されている。固定側軸部５２の２個の凸部５６とワッシャ５３の２個の凹部５７とは、それぞれ互いに係合するように、それぞれ互いに対向する部位に配置されている。また、各凸部５６および各凹部５７は、各凸部５６と各凹部５７とを係合してボルト２７を固定側軸部５２の雌ねじ５４に締着するときに、ワッシャ５３と固定側軸部５２とが相互に周方向に位置ずれしないような形状に形成されている。

また、ワッシャ５３には、ボルト２７を固定側軸部５２に締着するときにワッシャ５３がボルト２７と共に回転するのを抑える工具を装着するための工具装着部５８が設けられている。すなわち、図８に示す六角形状をしたワッシャ５３の外周部が工具装着部５８に当たる。

このような構成を有する第２の実施形態のスクロール式空気圧縮機によっても、上述した第１の実施形態のスクロール式空気圧縮機１とほぼ同様に、ボルト２７の締付時に、レンチによりワッシャ５３を廻り止めすることにより、治具などを用いて旋回スクロールを固定しなくても、ボルト２７締着時の回転力（すなわち締付力）またはボルト２７取外時の回転力により旋回スクロールが動くことを防止することができる。

また、図１ないし図３に示す補助クランク３７の固定側軸部３８とボルト２７との間に設けられたワッシャ２８を、図９および図１０に示すワッシャ６１に置き換えてもよい。ワッシャ６１の当接面６１Ａには、ワッシャ２８と同様に、補助クランク３７の固定側軸部３８の２個の凹部４６と係合する２個の凸部６２がそれぞれ形成されている。また、ワッシャ６１は円形の外形を有し、ワッシャ６１の外周側には２個の溝部６３が１８０度の間隔をもって形成されている。これら溝部６３が、ボルト２７を固定側軸部３８に締着するときにワッシャ６１がボルト２７と共に回転するのを抑える工具を装着するための工具装着部に当たる。この場合、ワッシャ６１の回転を抑える工具として、図９および図１１に示すような工具６４を用いる。工具６４の先端部には、内部にボルト２７のヘッド部を通す穴６５が形成され、さらに、ワッシャ６１の２個の溝部６３にそれぞれ係合するための２個の突起６６が一体形成されている。

このような構成によっても、ボルト２７の締付時に、工具６４によりワッシャ６１を廻り止めすることにより、治具などを用いて旋回スクロール１３を固定しなくても、ボルト２７締着時の回転力またはボルト２７取外時の回転力により旋回スクロール１３が動くことを防止することができる。

また、図６に示す補助クランク５１の固定側軸部５２とボルト２７との間に設けられたワッシャ５３を、図１２および図１３に示すワッシャ７１に置き換えてもよい。ワッシャ７１は例えば円板状に形成されている。また、補助クランク５１の固定側軸部５２と当接するワッシャ７１の当接面７１Ａには、ワッシャ５３と同様に、固定側軸部５２の２個の凸部５６とそれぞれ係合する２個の凹部７２が形成されている。また、ワッシャ７１の外周側に位置し、ワッシャ７１の当接面７１Ａと反対側の面７１Ｂには、２個の穴７３が１８０度の間隔をもって形成されている。これら穴７３が、ボルト２７を固定側軸部５２に締着するときにワッシャ７１がボルト２７と共に回転するのを抑える工具を装着するための工具装着部に当たる。この場合、ワッシャ７１の回転を抑える工具として、図１２および図１４に示すような工具７４を用いる。工具７４の先端部には、内部にボルト２７のヘッド部を通す穴７５が形成され、さらに、ワッシャ７１の２個の穴７３にそれぞれ係合するための２個のピン７６が取り付けられている。

このような構成によっても、ボルト２７の締付時に、工具７４によりワッシャ７１を廻り止めすることにより、治具などを用いて旋回スクロールを固定しなくても、ボルト２７締着時の回転力またはボルト２７取外時の回転力により旋回スクロールが動くことを防止することができる。

また、図６に示す補助クランク５１の固定側軸部５２とボルト２７との間に設けられたワッシャ５３を、図１５および図１６に示すワッシャ８１に置き換えてもよい。ワッシャ８１は例えば円板状に形成されている。また、補助クランク５１の固定側軸部５２と当接するワッシャ８１の当接面８１Ａには、ワッシャ５３と同様に、固定側軸部５２の２個の凸部５６とそれぞれ係合する２個の凹部８２が形成されている。また、ワッシャ８１の当接面８１Ａと反対側の面８１Ｂには２個の溝８３が１８０度の間隔をもって形成されている。これら溝８３が、ボルト２７を固定側軸部５２に締着するときにワッシャ８１がボルト２７と共に回転するのを抑える工具を装着するための工具装着部に当たる。この場合、ワッシャ８１の回転を抑える工具として、図１５および図１７に示すような工具８４を用いる。工具８４の先端部には、内部にボルト２７のヘッド部を通す穴８５が形成され、さらに、ワッシャ８１の２個の溝８３にそれぞれ係合するための２個の突条部８６が取り付けられている。

このような構成によっても、ボルト２７の締付時に、工具８４によりワッシャ８１を廻り止めすることにより、治具などを用いて旋回スクロールを固定しなくても、ボルト２７締着時の回転力またはボルト２７取外時の回転力により旋回スクロールが動くことを防止することができる。

次に、本発明の第３の実施形態を図１８に従って説明する。図１８は、本発明の第３の実施形態であるスクロール式空気圧縮機における補助クランク機構を示している。なお、図１８には、スクロール式空気圧縮機が有する複数の補助クランク機構のうちの１個の補助クランク機構の構成を示しているが、他の補助クランク機構も構成もこれと同じである。また、他の実施形態と共通する部位については、同一の呼称、同一の符号で表す。

図１８中の補助クランク機構９０において、旋回側玉軸受３１の内輪３２Ｂ，３３Ｂには、補助クランク９１の旋回側軸部９２がキャップ部材９３を介して挿入されている。キャップ部材９３は有底筒状に形成され、円板状の底部９３Ａと、底部９３Ａから軸方向に延びる円筒部９３Ｂと、円筒部９３Ｂの開口部側に設けられた径方向外側に広がる鍔部９３Ｃとを備えている。キャップ部材９３は、内輪３２Ｂ，３３Ｂに圧入固定され、内輪３２Ｂ，３３Ｂと一体化して回転する。また、円筒部９３Ｂの内周側において、キャップ部材９３の底側には小径の穴部９３Ｄが形成され、キャップ部材９３の開口側には、穴部９３Ｄの径と比較して大径の穴部９３Ｅが形成されている。

補助クランク９１は、第１の実施形態における補助クランク３７とほぼ同様に、固定側軸部９４、旋回側軸部９２、フランジ部９５およびフランジ部９６により構成され、固定側軸部９４には雌ねじ９７および２個の凹部９８が形成されている。補助クランク９１の旋回側軸部９２の径は、キャップ部材９３の底側に位置する小径の穴部９３Ｄの径に適合するように、第１の実施形態における補助クランク３７の旋回側軸部３９の径よりも小さい。補助クランク９１の旋回側軸部９２の先端部は、キャップ部材９３の小径の穴部９３Ｄに締まり嵌めされている。これにより、旋回側軸部９２の先端部は旋回側玉軸受３１に軸方向および径方向に変位不能に取り付けられている。一方、旋回側軸部９２の基端部の外周と、キャップ部材９３の大径の穴部９３Ｅとの間には所定寸法の隙間d1が形成されている。すなわち、旋回側軸部９２の基端部は、キャップ部材９３または旋回側玉軸受３１に拘束されていない非拘束部９９となっている。また、旋回側軸部９２の長さ寸法は、キャップ部材９３の穴部９３Ｄおよび穴部９３Ｅを加えた深さ寸法よりも長く形成されている。これにより、キャップ部材９３の鍔部９３Ｃと補助クランク９１のフランジ部９６との間には所定寸法の隙間d2が形成され、鍔部９３Ｃとフランジ部９６とが接触しない構造となっている。旋回スクロール１３の旋回により、旋回スクロール１３に遠心力が作用したときには、隙間d1，d2により、補助クランク９１の旋回側軸部９２の非拘束部９９がフランジ部９６を支点として変形し、補助クランク９１が径方向に変位する。これにより、旋回スクロール１３に作用する遠心力が補助クランク９１に作用するのを緩和し、補助クランク９１の耐久性の低下を防止することができる。

このような構成を有するスクロール式空気圧縮機の第３実施形態によっても、ボルト２７の締付時に、レンチまたはスパナなどの工具によりワッシャ２８を廻り止めすることにより、治具などを用いて旋回スクロール１３を固定しなくても、ボルト２７締着時の回転力またはボルト２７取外時の回転力により旋回スクロール１３が動くことを防止することができる。

また、スクロール式空気圧縮機の第３実施形態では、隙間d1，d2を形成することにより、補助クランク９１における旋回側軸部９２の非拘束部９９を変位可能とし、旋回スクロール１３の旋回時に作用する遠心力により補助クランク９１の耐久性が低下するのを防止する構成を採用している。このような構成を採用した都合上、ボルト２７を固定側軸部９４の雌ねじ９７に締着するときに、仮にワッシャ２８を回転しないように工具で押さえないとすれば（または補助クランク９１の固定側軸部９４とワッシャ２８とを相互に係合する係合部がないとすれば）、ボルト２７の締着による締付力が補助クランク９１に加わる。このため、補助クランク９１が傾斜して旋回スクロール１３が固定スクロール１０側から抜け出たり、補助クランク９１の旋回側軸部９２の基端に大きな応力が加わり、旋回側軸部９２が曲がったり、折れたりするおそれが想定される。しかしながら、本発明のスクロール式空気圧縮機の第３実施形態によれば、ボルト２７の締付時に、レンチまたはスパナなどの工具によりワッシャ２８を廻り止めすることにより、ボルト２７締着時の締付力が補助クランク９１に加わるのを防止することができる。これにより、補助クランク９１が傾斜して旋回スクロール１３が固定スクロール１０側から抜け出ることを防止することができる。また、補助クランク９１の旋回側軸部９２の基端に大きな応力が加わるのを防止でき、旋回側軸部９２が曲がったり、折れたりするのを防止することができる。

なお、前記各実施形態では、スクロール式流体機械として無給油式のスクロール式空気圧縮機を例にあげたが、本発明はこれに限らず、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、真空ポンプ、膨張機などの他のスクロール式流体機械にも適用することができる。

また、図３ないし図１７に示した係合部４５，５５を構成する凹部４６，５７，７２，８２，９８および凸部４７，５６，６２の形状、および工具装着部４８，５８などの形状、さらには工具６４，７４，８４の形状などは、図示したものに限らない。取付部材を補助クランクの固定側軸部の雌ねじに締着するときに固定側軸部とワッシャとを相互に係合するのに相応しい形状であれば、他の形状を採用することもできる。また、凹部４６，５７，７２，８２，９８および凸部４７，５６，６２の個数も限定されない。

以上説明した通り、請求項１の発明によるスクロール式流体機械は、補助クランクの固定側軸部の雌ねじに螺着され、補助クランクのフランジ部との間に固定側玉軸受を固定する取付部材と、固定側軸部と取付部材との間に設けられたワッシャと、取付部材を固定側軸部の雌ねじに締着するときに固定側軸部とワッシャとを相互に係合する係合部とを備えている。このような構成により、スクロール式流体機械の製造において、取付部材を補助クランクの固定側軸部の雌ねじに締着するときに、工具によりワッシャを押さえつつ、取付部材を締め付けることにより、治具などを用いて旋回スクロールを固定しなくても、取付部材の締め付けにより発生する締付力により旋回スクロールが動くのを防止することができる。したがって、スクロール式流体機械の製造時における固定スクロール、旋回スクロールおよび補助クランク機構などの組付工程において、治具などを用いて旋回スクロールを固定する工程を省くことができ、よって、固定スクロール、旋回スクロールおよび補助クランク機構などの組付作業を簡単化することができる。

具体的には、上述した本発明の第１の実施形態であるスクロール式空気圧縮機１によれば、スクロール式空気圧縮機１の製造において、ボルト２７を補助クランク３７の固定側軸部３８の雌ねじ４４に締着するときに、工具によりワッシャ２８を押さえつつ、ボルト２７を締め付けることにより、治具などを用いて旋回スクロール１３を固定しなくても、ボルト２７の締め付けにより発生する締付力により旋回スクロール１３が動くのを防止することができる。したがって、固定スクロール１０、旋回スクロール１３および補助クランク機構２０などの組付作業を簡単化することができる。

また、上述した本発明の第３の実施形態であるスクロール式空気圧縮機のように、補助クランク９１における旋回側軸部９２の基端部周辺に隙間d1，d2を形成し、旋回側軸部９２の基端部に非拘束部９９を設ける構成とした場合には、当該スクロール式空気圧縮機の製造において、ボルト２７を補助クランク９１の固定側軸部９４に締着するときに、工具によりワッシャ２８を押さえつつ、ボルト２７を締め付けることにより、ボルト２７の締め付けにより発生する締付力により補助クランク９１の旋回側軸部９２の基端に大きな応力が加わるのを防ぐことができ、補助クランク９１の耐久性が低下するのを防止することができる。

請求項２の発明によるスクロール式流体機械によれば、例えば上記第１の実施形態のスクロール式空気圧縮機１のように、補助クランク３７の固定側軸部３８とワッシャ２８とを相互に係合する係合部４５を、固定側軸部３８に設けられた凹部４６と、ワッシャ２８に設けられた凸部４７とから構成したことにより、ボルト２７（取付部材）を補助クランク３７の固定側軸部３８の雌ねじ４４に締着するときに、固定側軸部３８とワッシャ２８とを相互に確実に係合することができる係合部４５を容易に実現することができる。

請求項３の発明によるスクロール式流体機械によれば、例えば上記第２の実施形態のスクロール式空気圧縮機のように、補助クランク５１の固定側軸部５２とワッシャ５３とを相互に係合する係合部５５を、固定側軸部５２に設けられた凸部５６と、ワッシャ５３に設けられた凹部５７とから構成することによっても、ボルト２７（取付部材）を補助クランク５１の固定側軸部５２の雌ねじ５４に締着するときに、固定側軸部５２とワッシャ５３とを相互に確実に係合することができる係合部５５を容易に実現することができる。

請求項４の発明によるスクロール式流体機械によれば、例えば上記第１の実施形態のスクロール式空気圧縮機１のように（図５参照）、ボルト２７（取付部材）を補助クランク３７の固定側軸部３８に螺着するときにワッシャ２８がボルト２７と共に回転するのを抑える工具を装着するための工具装着部４８をワッシャ２８に形成する構成としたから、ボルト２７を補助クランク３７の固定側軸部３８に締着するときに、工具をワッシャ２８の工具装着部４８に装着することにより、ワッシャ２８を当該工具により確実に押さえることができ、ボルト２７締着時の締付力が旋回スクロール１３または補助クランク３７の旋回側軸部３９の基端に加わるのを確実に防止することができる。また、上記第２の実施形態のスクロール式空気圧縮機におけるワッシャ５３の工具装着部５８（図８参照）、図１０中のワッシャ６１の溝部６３、図１３中のワッシャ７１の穴７３、または図１６中のワッシャ８１の溝８３によっても、ワッシャ５３、６１、７１または８１をレンチ、スパナまたは工具６４、７４、８４により確実に押さえることができ、ボルト２７締着時の締付力が旋回スクロール１３または補助クランク３７の旋回側軸部３９の基端に加わるのを確実に防止することができる。

１ スクロール式空気圧縮機（スクロール式流体機械）
２ ケーシング
４ 駆動軸
４Ａ クランク部
１０ 固定スクロール
１３ 旋回スクロール
２０，９０ 補助クランク機構
２１ 固定側玉軸受
２７ ボルト（取付部材）
２８，５３，６１，７１，８１ ワッシャ
３１ 旋回側玉軸受
３７，５１，９１ 補助クランク
３８，５２，９４ 固定側軸部
３９，９２ 旋回側軸部
４４，５４，９７ 雌ねじ
４５，５５ 係合部
４６，５７，７２，８２，９８ 凹部
４７，５６，６２ 凸部
４８，５８ 工具装着部
６３ 溝部（工具装着部）
７３ 穴（工具装着部）
８３ 溝（工具装着部）

Claims (4)

1. ケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に設けられ、先端側にクランク部を有する駆動軸と、前記ケーシングに固定された固定スクロールと、前記クランク部に接続され、前記固定スクロールに対して旋回することにより流体を圧縮しまたは膨張させる旋回スクロールと、前記固定スクロールまたは前記ケーシングに対する前記旋回スクロールの自転を防止する補助クランク機構とを備え、
   前記補助クランク機構は、前記固定スクロール側または前記ケーシング側に設けられた固定側玉軸受と、前記旋回スクロール側に設けられた旋回側玉軸受と、前記固定側玉軸受内に支持される固定側軸部、およびフランジ部を介して前記固定側軸部に対し偏心して形成され前記旋回側玉軸受内に支持される旋回側軸部からなる補助クランクとを備えたスクロール式流体機械において、
   前記固定側軸部に軸方向に穿設された雌ねじに螺着され前記フランジ部との間に前記固定側玉軸受を固定する取付部材と、前記固定側軸部と前記取付部材との間に設けられたワッシャと、前記取付部材を前記固定側軸部の前記雌ねじに締着するときに前記固定側軸部と前記ワッシャとを相互に係合する係合部とを備えたことを特徴とするスクロール式流体機械。
2. 前記係合部は、前記固定側軸部に設けられた凹部と、前記ワッシャに設けられ前記凹部と係合する凸部とを有する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。
3. 前記係合部は、前記固定側軸部に設けられた凸部と、前記ワッシャに設けられ前記凸部と係合する凹部とを有する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。
4. 前記ワッシャには、前記取付部材を前記固定側軸部に締着するときに前記ワッシャが前記取付部材と共に回転するのを抑える工具を装着するための工具装着部が設けられていることを特徴とする請求項１、２または３に記載のスクロール式流体機械。

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