JPH04164182A - Scroll type fluid machine - Google Patents

Scroll type fluid machine

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JPH04164182A
JPH04164182A JP28445890A JP28445890A JPH04164182A JP H04164182 A JPH04164182 A JP H04164182A JP 28445890 A JP28445890 A JP 28445890A JP 28445890 A JP28445890 A JP 28445890A JP H04164182 A JPH04164182 A JP H04164182A
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JP
Japan
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scroll
housing
pin
fixed
oscillating
Prior art date
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Pending
Application number
JP28445890A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuzo Imoto
雄三 井本
Shinichi Iwai
慎一 岩井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP28445890A priority Critical patent/JPH04164182A/en
Publication of JPH04164182A publication Critical patent/JPH04164182A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/06Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
    • F01C17/063Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements with only rolling movement

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the fluid leak by supporting the force in the axial direction by a plurality of thrust balls which are held by a retainer ring member and nipped between a fixed scroll side and a swing scroll side. CONSTITUTION:A plurality of pin members 34 installed on a housing 1 side having a fixed scroll 5 are inserted from one side into a groove 29 in the radial direction of a retainer ring member 27, and a plurality of pin members 33 installed on a swing scroll 3 side are inserted from the opposite side to the pin member 34 at the housing 1 side into the other radial direction groove 30. Further, a plurality of thrust balls 26 are inserted and held in a hole an the retainer ring member 27, and support the axial direction force because these thrust balls 26 are nipped between the fixed scroll 5 side and the swing scroll 3 side, and the relative position in the axial direction of the scrolls 5 and 3 is kept constant. Accordingly, sealing performance is improved, and the fluid leak is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気圧縮機、ポンプ、送風機等としく1) て使用されるスクロール式流体機械に関−する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention is applicable to air compressors, pumps, blowers, etc. 1) The present invention relates to scroll-type fluid machines used in

〔従来の技術〕[Conventional technology]

スクロール式流体機械は、インボリュート曲線等によっ
て構成された一対のスクロールを噛み合わせて、それら
の間に1個以上の円弧形の圧縮室を形成させると共に、
それらのスクロールの間に相対的な揺動運動を与えるこ
とにより、圧縮室が各スクロールの外周部から中心部に
向って移動する際に圧縮室の容積が減少するのを利用し
て、圧縮室内の流体を加圧しようとするものである。
A scroll type fluid machine meshes a pair of scrolls formed by an involute curve or the like to form one or more arc-shaped compression chambers between them, and
By applying relative rocking motion between these scrolls, the volume of the compression chamber decreases as the compression chamber moves from the outer periphery of each scroll toward the center. The purpose of this is to pressurize the fluid.

一対のスクロールの一方を固定スクロールとして機枠に
固定し、他方を揺動スクロール(可動スクロール)とし
て固定スクロールに対して揺動運動させる場合は、揺動
スクロールは揺動運動すなわち公転をしても自転はしな
いように規制する必要がある。そのための機構について
は従来から多くの発明・考案がなされているが、それら
の中でも第1の従来例として取り上げる実開昭62−1
99983号公報記載のものでは、機枠側に固定される
多数のプレートピンと、揺動スクロールに取付けられる
同数の可動ピンとが、1本づつ対になってそれぞれ環状
リングに挿入され、それによって可動ピンが拘束される
ようにして、揺動スクロールの自転を阻止するようにな
っている。
When one of a pair of scrolls is fixed to the machine frame as a fixed scroll and the other is made to swing relative to the fixed scroll as an oscillating scroll (movable scroll), the oscillating scroll does not oscillate or revolve. It is necessary to regulate it so that it does not rotate. Many inventions and ideas have been made regarding mechanisms for this purpose, but among them, the first conventional example is Utility Model No. 62-1.
In the device described in 99983, a large number of plate pins fixed to the machine frame side and the same number of movable pins attached to the oscillating scroll are inserted into an annular ring in pairs, so that the movable pins is restrained to prevent the swinging scroll from rotating.

また、第2の従来例として取り上げる特開平1−262
392号公報には、オルダム継手の一つの変形ともいう
べき機構が記載されており、該機構は、機枠側に固着さ
れた固定案内ピンと、それに対して直角に揺動スクロー
ル側に固着された旋回案内ピンと、それらの案内ピンが
摺動自在に設けられたピン摺動リングとからなっている
In addition, JP-A-1-262, which will be taken up as a second conventional example,
Publication No. 392 describes a mechanism that can be called a modification of the Oldham joint, and this mechanism consists of a fixed guide pin fixed to the machine frame side and a fixed guide pin fixed to the swinging scroll side at right angles to the fixed guide pin. It consists of turning guide pins and a pin sliding ring in which these guide pins are slidably provided.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

スクロール式流体機械の場合、前述のように揺動スクロ
ールを固定スクロールに対して揺動運動させると、これ
ら2つのスクロールの間に形成される円弧状の圧縮室が
中心に向って移動すると共に、その容積が縮小するので
、圧縮室内の流体の圧力が高まって、圧縮室の壁面を構
成する2つのスクロール部分を相互に引き離そうとする
力が発生する。この力は、揺動スクロールを固定スクロ
ールから遠ざけようとする軸方向の力と、揺動スクロー
ルの揺動半径を変化させようとする半径方向の力とに分
けて考えることができる。
In the case of a scroll-type fluid machine, when the oscillating scroll is oscillated relative to the fixed scroll as described above, the arc-shaped compression chamber formed between these two scrolls moves toward the center, and As the volume decreases, the pressure of the fluid within the compression chamber increases, creating a force that tends to separate the two scroll portions forming the walls of the compression chamber. This force can be divided into an axial force that attempts to move the oscillating scroll away from the fixed scroll, and a radial force that attempts to change the oscillating radius of the oscillating scroll.

したがって、圧縮室を形成する2つのスクロールの合わ
せ目(シール部)から、加圧された流体が漏洩しないよ
うにするには、揺動スクロールの軸方向位置と揺動半径
(揺動スクロールの固定スクロールに対する偏心量)が
作動中に変化しないように、揺動スクロールを軸方向に
も半径方向にも確実に支持する必要がある。
Therefore, in order to prevent pressurized fluid from leaking from the seam (sealing part) of the two scrolls that form the compression chamber, the axial position of the oscillating scroll and the oscillating radius (the fixed It is necessary to reliably support the oscillating scroll in both the axial and radial directions so that the amount of eccentricity relative to the scroll does not change during operation.

しかしながら、前記第1の従来例においては、多数のプ
レートピンと可動ピンを使用してはいても、作−動状態
の任意の瞬間において、揺動スクロールの自転防止の作
用をしているものは1〜2本に過ぎず、他のピンは遊ん
でいることになる。また、環状リング内に2本のピンを
入れ、可動ピンをプレートピンのまわりに偏心シャフト
の偏心量と等しい回転半径で回転させるため、機構の小
型化の必要性から環状リングを小さくしたい場合や、偏
心量そのものを小さくしたい場合には、ピン径をリング
径の172以下で、その偏心量相当の値にする必要があ
るから、ピン径が非常に小径のものとなる場合があり、
ピンの強度上の問題が発生する(例えば、偏心量が2m
mの時は直径2111111以下のピンが必要となる)
。また、各ピンとリングは特定の位置においてのみ転勤
防止効果を発揮するにもかかわらず、゛それらのすべて
を高い精度で製作しなければならないという無駄もある
。さらに、各リングとピンによって決まる回転半径が、
他のピンとリングの対によって決まる回転半径や、シャ
フトの偏心半径と干渉することがないように適度の遊び
を設定する必要がある。
However, in the first conventional example, although a large number of plate pins and movable pins are used, at any moment of operation, only one pin acts to prevent the rotation of the oscillating scroll. ~There are only two pins, and the other pins are idle. In addition, two pins are placed inside the annular ring, and the movable pin is rotated around the plate pin with a rotation radius equal to the eccentricity of the eccentric shaft. If you want to reduce the amount of eccentricity itself, the pin diameter needs to be 172 or less than the ring diameter and a value equivalent to the eccentricity, so the pin diameter may be very small.
Problems with the strength of the pin will occur (for example, if the eccentricity is 2 m)
m, a pin with a diameter of 2111111 or less is required)
. Furthermore, even though each pin and ring exhibits a transfer prevention effect only in a specific position, there is also the waste of having to manufacture all of them with high precision. Furthermore, the radius of rotation determined by each ring and pin is
It is necessary to set an appropriate play so as not to interfere with the rotation radius determined by other pin and ring pairs or the eccentric radius of the shaft.

また、第2の従来例においては、案内ピンの長さが非常
に長くなること、ピン摺動リングが案内ピンを摺動支持
するだけでなく、軸方向のスラスト力をも受けるため、
どうしても大型で丈夫なものとしなければならず、案内
ピンも太いものが必要であること、2本の案内ピンを交
叉させる必要・があるため、ピンの交叉部が厚くなった
り、交叉のための特殊な構造をとる必要がある、等の問
題がある。
In addition, in the second conventional example, the length of the guide pin is very long, and the pin sliding ring not only slides and supports the guide pin, but also receives thrust force in the axial direction.
It has to be large and durable, the guide pin needs to be thick, and it is necessary to cross the two guide pins, so the intersection of the pins becomes thick and the There are problems such as the need for a special structure.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は前記のような課題を、解決するための手段とし
て、固定スクロールを有するハウジング側に取付けられ
て軸方向に延びる複数個のピン部材と、前記固定スクロ
ールと噛合って揺動する揺動スクロール側に取付けられ
て軸方向に延びる複数個のピン部材と、これら2種類の
ピン部材を互いに反対側の面からそれぞれ受入れて案内
する半径方向の溝を互いに交叉する位置に設けられてい
るリテーナリング部材と、前記リテーナリング部材によ
って保持され前記固定スクロール側と前記揺動スクロー
ル側の間に挟持されて軸方向力を支持する複数個のスラ
ストボールとからなる自転防止兼軸方向力支持機構を備
えていることを特徴とするスクロール式流体機械を提供
する。
The present invention provides a means for solving the above-mentioned problems, including a plurality of pin members attached to a housing having a fixed scroll and extending in the axial direction, and a rocking member that engages with the fixed scroll and swings. A retainer provided at a position where a plurality of pin members attached to the scroll side and extending in the axial direction and a radial groove that receives and guides these two types of pin members from opposite sides intersect with each other. A rotation prevention and axial force support mechanism comprising a ring member and a plurality of thrust balls held by the retainer ring member and sandwiched between the fixed scroll side and the oscillating scroll side to support axial force. A scroll type fluid machine is provided.

〔作 用〕[For production]

リテーナリング部材の直交する位置に設けられた半径方
向の溝の一方には、固定スクロールを有するハウジング
側に軸方向に設けられた複数個のピン部材が一方の側か
ら挿入されているので、リテーナリング部材は前記一方
の溝の方向にのみ自由度を有し、その方向にだけ移動が
可能となる。
A plurality of pin members provided in the axial direction on the housing side having the fixed scroll are inserted from one side into one of the radial grooves provided at orthogonal positions of the retainer ring member, so that the retainer ring member The ring member has a degree of freedom only in the direction of the one groove, and can move only in that direction.

また、リテーナリング部材の前記一方の溝と直交する他
方の半径方向溝には、前記ハウジング側のピン部材とは
反対の側から、揺動スクロール側に軸方向に設けられた
複数個のピン部材が挿入され、前記他方の半径方向溝の
方向にのみ自由度を有し、その方向にだけ移動が可能と
なる。
Further, in the other radial groove orthogonal to the one groove of the retainer ring member, a plurality of pin members are provided in the axial direction on the oscillating scroll side from the side opposite to the pin member on the housing side. is inserted, has a degree of freedom only in the direction of the other radial groove, and is movable only in that direction.

したがって、揺動スクロールは、ハウジングあるいは固
定スクロールに対して自転を抑制されて揺動(公転)の
みが許容され、スクロール式流体機械としての正確な揺
動運動をするようになる。
Therefore, the oscillating scroll is prevented from rotating with respect to the housing or the fixed scroll, and only oscillation (revolution) is allowed, so that the oscillating scroll performs accurate oscillating motion as a scroll-type fluid machine.

また、リテーナリング部材の穴には複数個のスラストボ
ールが挿入されて保持されており、それらのスラストボ
ールは固定スクロールの側と揺動スクロールの側との間
に挟持されていることによって軸方向力を支持し、両ス
クロールの相対的な軸方向位置を一定不変のものとし、
且つ軸方向力の存在下において揺動スクロールが固定ス
クロールに対して揺動する際の摩擦を著しく低減させる
In addition, a plurality of thrust balls are inserted and held in the holes of the retainer ring member, and these thrust balls are held between the fixed scroll side and the oscillating scroll side, so that they are held in the axial direction. supports the force and keeps the relative axial position of both scrolls constant,
Moreover, the friction when the oscillating scroll oscillates relative to the fixed scroll in the presence of an axial force is significantly reduced.

I〔実施例〕 第1図〜第3図は、本発明のスクロール式流体機械を圧
縮機として実施した一例を示しており、この圧縮機は、
主としてハウジング1と、それに対して図示しないボル
ト等によって締結される固定スクロールハウジング2と
、それに係合する揺動スクロール3と、揺動スクロール
3を駆動するためのシャフト4等から構成されている。
I [Example] Figures 1 to 3 show an example in which the scroll type fluid machine of the present invention is implemented as a compressor.
It mainly consists of a housing 1, a fixed scroll housing 2 fastened to the housing 1 by bolts (not shown), an oscillating scroll 3 that engages with the housing 1, a shaft 4 for driving the oscillating scroll 3, and the like.

そして、固定スクロールハウジング2はその内部に固定
スクロール部5を有しており、図示の場合は、固定スク
ロールハウジング2と固定スクロール部5とは一体のも
のとして形成されているが、それらを別体のものとして
製作し、相互に固定してもよい。
The fixed scroll housing 2 has a fixed scroll part 5 therein, and in the case shown in the figure, the fixed scroll housing 2 and the fixed scroll part 5 are formed as one body, but they are separated. They may be made as solid pieces and fixed to each other.

この固定スクロール部5はうず巻状の壁により形成され
、その最内周中心部には吐出口6が穿設されている。こ
の吐出口6は固定スクロールハウジング2の外側に向か
ってあけられ、その開口を塞ぐように、吐出チエツクバ
ルブ7が設けられる。
The fixed scroll portion 5 is formed of a spiral wall, and a discharge port 6 is provided at the center of the innermost circumference. This discharge port 6 is opened toward the outside of the fixed scroll housing 2, and a discharge check valve 7 is provided so as to close the opening.

この吐出チエツクバルブ7は、ばね8によって吐出口6
に向かって押圧されており、吐出口6側の圧力がばね8
に打勝った場合にのみ吐出口6から外部へ流体が流出す
るのを許容する。図示の実施例においては、このばね8
と吐出チエツクバルブ7はホルダ9によって保持され、
吐出チエツクバルブ7は、このホルダ9によって許され
たストロークだけ内部で移動可能となっている。このホ
ルダ9は吐出チエツクバルブ7とばね8を保持している
が、流体をその後方へ逃がす構造となっている。
This discharge check valve 7 is connected to the discharge port 6 by a spring 8.
The pressure on the discharge port 6 side is applied to the spring 8.
The fluid is allowed to flow out from the discharge port 6 only when the above is overcome. In the illustrated embodiment, this spring 8
and discharge check valve 7 are held by holder 9,
The discharge check valve 7 is internally movable by the stroke allowed by the holder 9. This holder 9 holds the discharge check valve 7 and the spring 8, and has a structure that allows fluid to escape to the rear thereof.

更にその後方には、前記ホルダ9を固定スクロールハウ
ジング2へ固定するとともに、吐出された流体を外部へ
送り出すた袷の接続部となるポート10が、シール11
をはさんで固定スクロールハウジング2に対して螺着さ
れている。
Further behind the seal 11 is a port 10 that fixes the holder 9 to the fixed scroll housing 2 and serves as a connection part of the sleeve that sends the discharged fluid to the outside.
It is screwed onto the fixed scroll housing 2 with the two sides in between.

固定スクロールハウジング2が固定されているハウジン
グ1は、この圧縮機の主な外殻を形成するもので、中空
の筒型状となっており、一方の端面は固定スクロールハ
ウジング2と精密に接続するため、ピン12 (第3図
)を介して相互の位置決めを行っている。またハウジン
グ1の内部には精密に位置決めされた軸受13.14を
保持しており、これらの軸受13.14はその内輪側で
シャフト4を保持しているから、シャフト4の軸線は固
定スクロールハウジング2に対して十分正確に位置決め
された状態となっている。シャフト4は、前記円筒状ハ
ウジング1の第1図における右側の端面に向かってその
一端部を突出し、駆動源との接続部15を形成している
。他の一端部は固定スクロールハウジング側に伸び、そ
の先端には偏心シャフト16と、バランサホルダ17を
形成している。この偏心シャフト16とバランサホルダ
17は、ともにシャフト4と一体ではあるが、シャフト
4の回転軸線に対して互いにほぼ反対方向にずれた位置
となっている。バランサホルダ17にはバランサ18.
19がねじ等の手段で固定され、シャフト4と共に回転
する。偏心シャフト16はシャフト4に対して精密に定
められた量だけ偏心しているため、シャフト4の駆動源
との接続部I5を回転させると、偏心シャフト16は、
固定スクロールハウジング2に対して定められたシャフ
ト4の回転軸線を中心として揺動を伴なう回転をするよ
うになっている。偏心シャフト16は精密な円筒軸とな
っており、この部分に揺動スクロール3に圧入固定され
た軸受20が回転自在にはまっている。すなわち、揺動
スクロール3はこの偏心シャフト16によって支持され
、同一の中心を持つこととなる。揺動スクロール3の軸
受20と反対側には、固定スクロール部5に対応する揺
動スクロール部21が形成されている。固定スクロール
部5と揺動スクロール部21は相互に受容する様な、ス
クロール溝と歯の組合せとなっている。また各々のスク
ロール部の歯の高さ又は溝の深さは互いに等しくなって
おり、この2つのスクロール部5.21は、軸方向に互
いの歯先と溝底が軽く接触して摺動可能な状態となって
いるが、相互の摺動による損傷、摩耗を避けるため、そ
れぞれの歯部の先端に耐摩耗性のシール材により作られ
たチップシール22と23をはめこんだ構造となってい
る。また、各スクロールの歯部等の寸法は、歯部の厚さ
をt1溝の巾をd、また揺動スクロール3側の添字をm
、固定スクロールハウジング2側を表す添字をfとし、
シャフト4に対する偏心シャフト16の偏心量をδとす
ると d、−tm !−12Xδ a、 −tr =2xδ なる関係を満たす様になっている。
The housing 1 to which the fixed scroll housing 2 is fixed forms the main outer shell of this compressor, and has a hollow cylindrical shape, and one end surface is precisely connected to the fixed scroll housing 2. Therefore, mutual positioning is performed via pins 12 (FIG. 3). Moreover, precisely positioned bearings 13 and 14 are held inside the housing 1, and these bearings 13 and 14 hold the shaft 4 on their inner ring sides, so that the axis of the shaft 4 is aligned with the fixed scroll housing. It is in a state where it is positioned with sufficient accuracy with respect to 2. The shaft 4 has one end protruding toward the right end surface of the cylindrical housing 1 in FIG. 1, and forms a connecting portion 15 with a drive source. The other end extends toward the fixed scroll housing, and an eccentric shaft 16 and a balancer holder 17 are formed at the tip thereof. Although both the eccentric shaft 16 and the balancer holder 17 are integral with the shaft 4, they are at positions offset from each other in substantially opposite directions with respect to the axis of rotation of the shaft 4. The balancer holder 17 has a balancer 18.
19 is fixed by means such as a screw, and rotates together with the shaft 4. Since the eccentric shaft 16 is eccentric with respect to the shaft 4 by a precisely determined amount, when the connection part I5 of the shaft 4 with the drive source is rotated, the eccentric shaft 16
The shaft 4 rotates with rocking around the rotation axis of the shaft 4, which is defined relative to the fixed scroll housing 2. The eccentric shaft 16 is a precision cylindrical shaft, into which a bearing 20 press-fitted and fixed to the orbiting scroll 3 is rotatably fitted. That is, the oscillating scroll 3 is supported by this eccentric shaft 16 and has the same center. An oscillating scroll section 21 corresponding to the fixed scroll section 5 is formed on the opposite side of the oscillating scroll 3 from the bearing 20 . The fixed scroll section 5 and the swinging scroll section 21 are a combination of scroll grooves and teeth that are mutually received. In addition, the height of the teeth or the depth of the groove of each scroll part is equal to each other, and the two scroll parts 5.21 can slide in the axial direction with the tips of the teeth and the bottom of the groove lightly touching each other. However, in order to avoid damage and wear due to mutual sliding, the tip seals 22 and 23 made of wear-resistant sealing material are fitted at the tip of each tooth. There is. In addition, the dimensions of the teeth of each scroll are as follows: the thickness of the teeth is t1, the width of the groove is d, and the subscript on the oscillating scroll 3 side is m.
, the subscript representing the fixed scroll housing 2 side is f,
If the amount of eccentricity of the eccentric shaft 16 with respect to the shaft 4 is δ, then d, -tm! The following relationship is satisfied: -12Xδ a, -tr =2xδ.

揺動スクロール3の軸受20の保持部の周囲には揺動レ
ース24が設けられている。この揺動レース24と対向
する様に、ハウジング1の内面にも固定レース25が設
けられている。この2つのレース24゜25は、各々が
取付けられている揺動スクロール3の軸とハウジング1
の軸に対して直角で、かつ、出来るかぎり平滑な面とな
るように製作され、それによって、この2つの対向する
レース24・25は互いに平行な面を持っている。この
2つの面の間には、複数のスラストボール26が挟み込
まれておす、2つのレース24.25の相対運動を、こ
れらのホール26の転勤により可能にしつつ、互いの面
−b<近接するのを防止している。多数のスラストボー
ル26を2つのレース24.25の間に保持するための
リテーナリング27が、この2つのレースの中間に設け
られている。またこのリテーナリング27の傾斜や片寄
りを防止するため小径のホルダボール28がリテーナリ
ング27の両面数カ所に組込まれている。この部分の構
造は複雑であり、かつ本発明の中心となる部分であるか
ら、その軸方向への分解図を第2図に示す。
A swing race 24 is provided around the holding portion of the bearing 20 of the swing scroll 3. A fixed race 25 is also provided on the inner surface of the housing 1 so as to face the swing race 24. These two races 24 and 25 are connected to the shaft of the oscillating scroll 3 and the housing 1 to which each is attached.
The two opposing races 24, 25 have surfaces parallel to each other, so that the two opposing races 24, 25 have surfaces parallel to each other. A plurality of thrust balls 26 are sandwiched between these two surfaces, and the relative movement of the two races 24 and 25 is made possible by the transfer of these holes 26. It prevents A retainer ring 27 for holding a number of thrust balls 26 between the two races 24, 25 is provided between the two races. Further, in order to prevent the retainer ring 27 from tilting or shifting, small diameter holder balls 28 are incorporated in several places on both sides of the retainer ring 27. Since the structure of this part is complex and is the central part of the present invention, an exploded view in the axial direction is shown in FIG.

リテーナリング27は、前記スラストボール26を収容
して位置決めするた砧の孔等を有し、またホルダボール
28を両面に保持するための半球形のくぼみを有する。
The retainer ring 27 has a hole or the like for accommodating and positioning the thrust ball 26, and also has hemispherical recesses for holding the holder ball 28 on both sides.

こ′の保持部の深さは互いに反対の面に保持されるホル
ダボール28間の高さがスラストボール26の径より少
し小さくなるように設定されている。
The depth of this holding portion is set so that the height between the holder balls 28 held on opposite sides is slightly smaller than the diameter of the thrust ball 26.

リテーナリング27にはこれらの他に、互いに直交する
2つの直径上の切欠きとして、2種類の溝29及び30
が設けられている。これらの溝29.30は平行な2面
を持ち、それらの巾は後述のピンに取付けられる小径の
軸受31.32の外輪をわずかの遊びで収容可能な大き
さとなっている。この部分を更に詳しく説明するため、
リテーナリング27の2種類の溝29.30を通る断面
(第2図における八−〇−B)を示したものが第3図で
ある。(ちなみに、第1図は第2図におけるC−○−D
断面にあたる。) 溝30に係合する軸受32はその内側を揺動スクロール
3の裏面に圧入固定されているピン33に対し転勤自在
に嵌挿されており、他方、溝29に係合する軸受3Iは
ハウジング1に圧入固定されたピン34に転勤自在に嵌
挿されている。以上の構成により、リテーナリング27
は、ハウジング1に固定されたピン34と、それに嵌挿
されている軸受31の転勤により、ハウジングlに対し
て溝29の方向にのみ、相対的に移動可能となっている
In addition to these, the retainer ring 27 has two types of grooves 29 and 30 as two diametric notches perpendicular to each other.
is provided. These grooves 29, 30 have two parallel faces, and their width is large enough to accommodate, with slight play, the outer ring of a small-diameter bearing 31, 32 attached to a pin, which will be described later. To explain this part in more detail,
FIG. 3 shows a cross section (8-0-B in FIG. 2) passing through the two types of grooves 29 and 30 of the retainer ring 27. (By the way, Figure 1 is C-○-D in Figure 2.
It corresponds to a cross section. ) The bearing 32 that engages with the groove 30 has its inner side fitted into a pin 33 that is press-fitted and fixed to the back surface of the oscillating scroll 3 so as to be freely movable, while the bearing 3I that engages with the groove 29 is inserted into the housing. The pin 34 is press-fitted into the pin 34 and is removably inserted into the pin 34. With the above configuration, the retainer ring 27
is movable relative to the housing 1 only in the direction of the groove 29 by shifting the pin 34 fixed to the housing 1 and the bearing 31 fitted therein.

他方、揺動スクロール3とリテーナリング27も、ピン
33と軸受32の転動によって、溝3oの方向にのみ相
対的に移動可能な状態となっており、このため、ハウジ
ング1に対して揺動スクロール3は、シャフト4が回転
しても溝29と溝30の2方向の合成方向にのみ移動可
能で相対的な回転が抑制される結果、いわゆる揺動運動
をすることになる。
On the other hand, the oscillating scroll 3 and the retainer ring 27 are also in a state where they can move relative to each other only in the direction of the groove 3o due to the rolling of the pin 33 and the bearing 32. Even when the shaft 4 rotates, the scroll 3 can move only in the composite direction of the two directions of the grooves 29 and 30, and as a result of suppressing relative rotation, it performs a so-called rocking motion.

第4図にスクロール式圧縮機の作動図を示す。Figure 4 shows an operational diagram of the scroll compressor.

この図は軸線と直交する平面による断面によって示され
ており、軸方向については紙面に平行な2面でシールさ
れている。固定スクロール部5に対し揺動スクロール部
21は同様のうず巻形状で互いに180°ずらした角度
のまま、揺動スクロール3が揺動旋回し、2つのスクロ
ールの間に形成される室35の容積を減少しながらスク
ロールの中心に向かって移送してゆく。この過程を連続
して行い流体の圧縮を行うが、これらの基本的な作動に
ついては公知であるから、詳細な説明は省略する。
This figure is shown as a cross section taken along a plane perpendicular to the axis, and in the axial direction, it is sealed on two surfaces parallel to the plane of the paper. The oscillating scroll section 21 has a similar spiral shape to the fixed scroll section 5, and the oscillating scroll 3 remains oscillated at an angle shifted by 180 degrees from each other, and the volume of the chamber 35 formed between the two scrolls is increased. is moved toward the center of the scroll while decreasing. This process is continuously performed to compress the fluid, but since the basic operations thereof are well known, a detailed explanation will be omitted.

この圧縮・移送をより確実に行うには圧縮される室35
のシールを確実に行う必要がある。本発明はこの部分に
ついての改良を目的とするものである。
In order to perform this compression and transfer more reliably, the compressed chamber 35
It is necessary to ensure that the seal is properly sealed. The present invention aims to improve this part.

第1図においてシャフト4の接続部15を外部の動力に
より回転させると、先端の偏心シャフト16もシャフト
4の軸線のまわりに回動し、偏心シャフト16に嵌挿さ
れている軸受20を介して揺動スクロール3も同様に回
動しようとする。しかしながら前述のように、リテーナ
リング27の溝29 、30と軸受31,32のために
、ハウジング1に対して揺動スクロール3は相対的角度
を変えないまま揺動運動をすることになる。このため揺
動スクロール部21は第4図に示すように噛合っている
固定スクロール部5に対して揺動運動を行ない、室35
は圧縮されて中央に導かれる。そして室35内で圧縮さ
れた流体は、中央部において吐出口6に向かって吐出さ
れる。
In FIG. 1, when the connecting portion 15 of the shaft 4 is rotated by external power, the eccentric shaft 16 at the tip also rotates around the axis of the shaft 4, and the The swinging scroll 3 also tries to rotate in the same way. However, as described above, the grooves 29 and 30 of the retainer ring 27 and the bearings 31 and 32 cause the swinging scroll 3 to swing with respect to the housing 1 without changing its relative angle. Therefore, as shown in FIG.
is compressed and guided to the center. The fluid compressed within the chamber 35 is then discharged toward the discharge port 6 at the center.

この過程において室35等の内圧の上昇に伴い揺動スク
ロール3には第1図において軸方向右向きの力が作用す
る。しかし、この力は揺動スクロール3裏面のレース2
5を介してスラストボール26へ伝わり、ハウジング1
の側に設けられたレース25で支えられるため、揺動ス
クロール3が固定スクロールハウジング2から離れるこ
とはない。それによって、2つのスクロール部5及び2
1の各先端に取付けられているチップシール22.23
が、そのシール面との良好な接触シール状態を保つこと
ができる。以上の作動時におけるハウジング1に対する
リテーナリング27と揺動スクロール3の位置関係の変
化を第5図に示す。
In this process, as the internal pressure of the chamber 35 and the like rises, a force acts on the oscillating scroll 3 in the axial direction to the right in FIG. 1. However, this force is
5 to the thrust ball 26, and the housing 1
Since the swing scroll 3 is supported by the race 25 provided on the side thereof, the swing scroll 3 does not separate from the fixed scroll housing 2. Thereby, the two scroll parts 5 and 2
Tip seals 22 and 23 attached to each tip of 1
However, a good sealing condition can be maintained with the sealing surface. FIG. 5 shows changes in the positional relationship between the retainer ring 27 and the orbiting scroll 3 with respect to the housing 1 during the above operation.

次に、第4図において(a)→(b)→(C)→(d)
と圧縮される室35を見ると、前述の如く、軸方向のシ
ールはスラストボール26による軸方向の支持とチップ
シール22.23によって行われるが、径方向のシール
は室35を形成する2つのスクロール部5及び21が室
35の両端部において互いに接触もしくは非常に狭い間
隙にまで接近している部分(シール部)36及び37に
より行われる。この2カ所のシール部36.37は、2
つのスクロール部5及び21の相対的揺動運動に従い、
第4図の(a)→(b)→(C)→(d)のように移動
して行くが、室35のシール状態を良好に保つには、シ
ール部36及び37において2つのスクロール部5及び
21ができるだけ接近した状態を保ちながら揺動を行う
必要がある。もちろん、シール部36及び37において
2つのスクロール部5及び21が接触し、間隙が0とな
ればシール状態は最良となるが、揺動の過程で摩耗が起
こるため強い力で接触させることはできない。つまり、
2つのスクロール部5及び21が互いに接触するかしな
いか、又は離れるか離れないかという程度の、極めて接
近した距離関係を保ったまま揺動スクロール3を揺動さ
せる必要がある。このことは特に無潤滑式のスクロール
式流体機械を実現する場合に重要である。それは潤滑油
によるシール効果や、2つのスクロール部5及び21の
接触時の摩擦防止効果を期待することができないためで
ある。
Next, in Figure 4, (a) → (b) → (C) → (d)
Looking at the chamber 35 that is being compressed, as mentioned above, axial sealing is achieved by the axial support by the thrust ball 26 and the tip seals 22 and 23, but radial sealing is achieved by the two parts forming the chamber 35. This is achieved by portions (sealing portions) 36 and 37 where the scroll portions 5 and 21 are in contact with each other or close to each other with a very narrow gap at both ends of the chamber 35. These two seal parts 36 and 37 are
According to the relative rocking movement of the two scroll parts 5 and 21,
The movement progresses as shown in (a) → (b) → (C) → (d) in FIG. It is necessary to perform the rocking while keeping 5 and 21 as close as possible. Of course, if the two scroll parts 5 and 21 come into contact at the seal parts 36 and 37 and the gap becomes 0, the sealing condition will be the best, but since abrasion occurs during the rocking process, it is impossible to bring them into contact with strong force. . In other words,
It is necessary to swing the swinging scroll 3 while maintaining a very close distance relationship between the two scroll parts 5 and 21, such that the two scroll parts 5 and 21 touch each other or not, or separate or do not separate. This is particularly important when realizing a non-lubricated scroll type fluid machine. This is because the sealing effect of the lubricating oil and the friction prevention effect when the two scroll parts 5 and 21 come into contact cannot be expected.

この2つのスクロール部5及び21の間の正確な相対運
動を得るためには、両スクロール部の加工精度を高める
ことに加え■シャフト4の正確な位置決め、■シャフト
4に対する偏心シャフト16の偏心量の管理、■両スク
ロール部5及び21の相対的回転の防止、等が必要条件
となる。これらのうち、■■はシャフト4やハウジング
1の加工精度に依存するが、■の点は本発明を実施する
ことによって高精度に達成される。
In order to obtain accurate relative motion between these two scroll parts 5 and 21, in addition to increasing the machining accuracy of both scroll parts, ■ accurate positioning of the shaft 4, and ■ eccentricity of the eccentric shaft 16 with respect to the shaft 4. (1) Prevention of relative rotation of both scroll parts 5 and 21, etc. are necessary conditions. Among these, point (2) depends on the machining accuracy of the shaft 4 and housing 1, but point (2) can be achieved with high precision by implementing the present invention.

前述の第1の従来例と比較して、本発明の場合はピン3
3.34の数が少くてすみ、それらのピン33゜34が
、シャフト4のどの回転角においても常に揺動スクロー
ル3の自転防止効果を有する。また、各ピン33.34
はリテーナリング27と軸受31.32を介して一方向
にだけ動き、偏心量の大小に関与しない。すなわち、偏
心量の大小に関らず、ピン33゜34の直径の設定が可
能であって、その製作精度や寸法は偏心量と無関係であ
るため遊びを微小としても偏心回転の妨げとなることは
ない。また、遊びを微小な値にすることができるた約に
、より正確な転勤防止効果を得ることができる。
Compared to the first conventional example described above, in the case of the present invention, pin 3
The number of pins 33 and 34 is small, and these pins 33 and 34 always have the effect of preventing the orbiting scroll 3 from rotating at any rotation angle of the shaft 4. Also, each pin 33.34
moves in only one direction via the retainer ring 27 and bearings 31, 32, and is not affected by the amount of eccentricity. In other words, the diameter of the pins 33 and 34 can be set regardless of the amount of eccentricity, and since the manufacturing accuracy and dimensions are unrelated to the amount of eccentricity, even if the play is small, it will hinder eccentric rotation. There isn't. Moreover, since the play can be reduced to a minute value, a more accurate transfer prevention effect can be obtained.

さらに第2の従来例と比較して、本発明の場合には、軸
方向力はスラストボール26によって受けるため、軸受
31,32及びピン33.34はともに小さなものを使
用することができる。ピン33.34の長さは軸受31
.32を挿入するのに必要なだけの短かいものでよい。
Furthermore, compared to the second conventional example, in the case of the present invention, since the axial force is received by the thrust ball 26, it is possible to use smaller bearings 31, 32 and pins 33, 34. The length of pins 33 and 34 is the bearing 31
.. It can be as short as necessary to insert 32.

更にその結果として、リテーナリング27の溝29.3
0内に両側からピン33.34を共に収容することが可
能となり、更にその間のスペースを活用してスラストボ
ール26まで収容しているので、自転防止機構の肉厚が
非常に薄くなり、小型化のために有利となる。また特殊
な形状のピンも不要となるので、コストが高くなること
もない。
Furthermore, as a result, the groove 29.3 of the retainer ring 27
Since the pins 33 and 34 can be accommodated from both sides in the 0, and the space between them is also used to accommodate the thrust ball 26, the wall thickness of the anti-rotation mechanism is extremely thin, making it more compact. It will be advantageous for. Moreover, since a pin of a special shape is not required, the cost does not increase.

なお第1図に示す実施例では、固定スクロールハウジン
グ2とスクロール部5は一体であるが、それらを別体の
ものとして成形、加工したのち、締結手段によって相互
に固定してもよい。また、レース24及び25は、揺動
スクロール3やハウジング1と別体となっているが、そ
れぞれを一体のものとして構成してもよいことは言うま
でもない。
In the embodiment shown in FIG. 1, the fixed scroll housing 2 and the scroll portion 5 are integral, but they may be molded and processed as separate parts and then fixed to each other by fastening means. Further, although the races 24 and 25 are separate from the swinging scroll 3 and the housing 1, it goes without saying that they may be constructed as one piece.

また、溝29.30は直交していなくてもよ(、要は交
叉しておればよい。
Furthermore, the grooves 29 and 30 do not have to be perpendicular to each other (in short, they only need to intersect).

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、固定スクロールに対する揺動スクロー
ルの自転は完全に阻止されると共に、軸方向位置も正確
に保持されるから、両スクロールの間に形成される円弧
形の圧縮室のシール性が向上し、該室からの流体の漏洩
が減少して、流体機械としての効率が改善される。
According to the present invention, since the rotation of the oscillating scroll with respect to the fixed scroll is completely prevented and the axial position is accurately maintained, the sealing property of the arc-shaped compression chamber formed between both scrolls is improved. The leakage of fluid from the chamber is reduced, and the efficiency of the fluid machine is improved.

しかも、自転防止兼軸方向力支持機構の構造が簡単であ
って、小型で堅牢なものとすることが容易であり、高精
度の加工を要する部分が少なく、コストも低減される。
Furthermore, the structure of the rotation prevention and axial force support mechanism is simple, and it is easy to make it compact and robust, and there are few parts that require high-precision machining, which reduces costs.

さらに、この機構は軸方向力の支持作用を転動するスラ
ストボールによって行っているので、作動時に揺動スク
ロールの揺動による摩擦が少なく、駆動のために必要な
動力が少な(なる。
Furthermore, since this mechanism uses rolling thrust balls to support the axial force, there is less friction due to the swinging of the swinging scroll during operation, and less power is required for driving.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例を示す縦断面図、第2図はその
要部の分解斜視図、第3図は第1図とは異なる断面を示
す縦断面図、第4図は一般的なスクロール式流体機械に
おけるスクロールの作用を示す図、第5図は本発明によ
る自転阻止の作用を説明する図である。 1・・・ハウジング、 2・・・固定スクロールハウジング、 3・・・揺動スクロール部   4・・・シャフト、5
・・・固定スクロール部、  6・・・吐出口、7・・
・吐出チエツクバルブ、訃・・ばね、9・・・ホルダ、
      10・・・ポート、11・・・シール、 
      12・・・ピン、13.14・・・軸受、
     15・・・接続部、16・・・偏心シャフト
、17・・・バランサホルダ、18.19・・・バラン
サ、20・・・軸受、21・・・揺動スクロール部、 22.23・・・チップシーノペ 24・・・揺動レー
ス、25・・・固定レース、26・・・スラストボール
、27・・・リテーナリング、28・・・ホルダボール
、29.30・・・溝、      31.32・・・
軸受、33.34・・・ピン、     35・・・室
、36.37・・・径方向のシール部。 (C)   Q (b) (C1) 677一
Fig. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an exploded perspective view of the main parts, Fig. 3 is a longitudinal sectional view showing a cross section different from Fig. 1, and Fig. 4 is a general view. FIG. 5 is a diagram illustrating the function of the scroll in a scroll-type fluid machine, and FIG. 5 is a diagram illustrating the function of preventing rotation according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Housing, 2... Fixed scroll housing, 3... Oscillating scroll part 4... Shaft, 5
...Fixed scroll part, 6...Discharge port, 7...
・Discharge check valve, end...spring, 9...holder,
10...Port, 11...Seal,
12...pin, 13.14...bearing,
15... Connection part, 16... Eccentric shaft, 17... Balancer holder, 18.19... Balancer, 20... Bearing, 21... Oscillating scroll part, 22.23... Chip Sea Nope 24... Swing race, 25... Fixed race, 26... Thrust ball, 27... Retainer ring, 28... Holder ball, 29.30... Groove, 31.32...・
Bearing, 33.34... Pin, 35... Chamber, 36.37... Radial seal portion. (C) Q (b) (C1) 677-

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  固定スクロールを有するハウジング側に取付けられて
軸方向に延びる複数個のピン部材と、前記固定スクロー
ルと噛合って揺動する揺動スクロール側に取付けられて
軸方向に延びる複数個のピン部材と、これら2種類のピ
ン部材を互いに反対側の面からそれぞれ受入れて案内す
る半径方向の溝を互いに交叉する位置に設けられている
リテーナリング部材と、前記リテーナリング部材によっ
て保持され前記固定スクロール側と前記揺動スクロール
側の間に挟持されて軸方向力を支持する複数個のスラス
トボールとからなる自転防止兼軸方向力支持機構を備え
ていることを特徴とするスクロール式流体機械。
a plurality of pin members attached to a housing side having a fixed scroll and extending in the axial direction; a plurality of pin members attached to an oscillating scroll side that engages with the fixed scroll and oscillates and extends in the axial direction; a retainer ring member provided at a position where radial grooves for receiving and guiding these two types of pin members from opposite sides of each other intersect with each other; A scroll-type fluid machine characterized by comprising a rotation prevention and axial force support mechanism consisting of a plurality of thrust balls that are sandwiched between an oscillating scroll side and support an axial force.
JP28445890A 1990-10-24 1990-10-24 Scroll type fluid machine Pending JPH04164182A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6095778A (en) * 1998-06-01 2000-08-01 Ford Motor Company Scroll thrust bearing/coupling apparatus
CN102330683A (en) * 2011-10-20 2012-01-25 南京奥特佳冷机有限公司 Scroll compressor with high wear-resistant apron pin structure

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