阅读说明：本技术 涡旋式流体机械 (Scroll fluid machine ) 是由 小林义雄 坂本晋 渡边翔 于 2017-05-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供降低底板的移动引起的涡旋状的卷体等的损伤,并能够实现高寿命化的涡旋式流体机械。本发明的涡旋式流体机械包括：在端板的齿底面设置有涡旋状的卷体部的固定涡旋件；和与所述固定涡旋件相对地设置的旋转涡旋件,其在端板的齿底面上设置有涡旋状的卷体部,该卷体部与所述固定涡旋件的卷体部之间形成多个压缩室,在所述旋转涡旋件和所述固定涡旋件的卷体部中的至少一个卷体部上形成有沿着所述卷体部的齿顶延伸的凹槽,在所述凹槽内安装有与相对的涡旋件的齿底面滑动接触的密封部件,在与所述密封部件相对的齿底面配设有耐磨损的板状部件,所述板状部件与配设有所述板状部件的所述涡旋状的卷体部在涡旋的卷绕方向上具有规定的间隙,所述涡旋件的涡旋状的卷体部的内线侧或外线侧与所述板状部件的侧面接触而停止转动,使得所述板状部件与所述涡旋状的卷体部在涡旋的卷绕方向上不接触。(The invention provides a scroll fluid machine which can reduce damage of a scroll wrap and the like caused by movement of a base plate and can realize long service life. The scroll fluid machine of the present invention includes: a fixed scroll having a spiral wrap portion on a tooth bottom surface of an end plate; and an orbiting scroll provided to face the fixed scroll, the orbiting scroll having a spiral wrap portion provided on a tooth bottom surface of an end plate, a plurality of compression chambers are formed between the lap and the lap of the fixed scroll, a groove extending along a tooth crest of the lap is formed on at least one lap of the orbiting scroll and the fixed scroll, a seal member which is in sliding contact with a bottom land of the scroll member facing the recess is mounted in the recess, and a wear-resistant plate-like member is disposed on the bottom land facing the seal member, the plate-like member and the spiral wrap portion on which the plate-like member is disposed have a predetermined gap in a winding direction of a spiral, the inner line side or the outer line side of the spiral wrap of the scroll contacts with the side surface of the plate-like member and stops rotating, so that the plate-like member does not contact the spiral wrap portion in the winding direction of the spiral.)

涡旋式流体机械

技术领域

本发明涉及适用于例如空气压缩机和真空泵等涡旋式流体机械。

背景技术

在专利文献1记载有“一种涡旋压缩机，包括：在固定端板的一面立设有固定涡旋状卷体的固定涡旋部件；旋转涡旋部件，其在旋转端板的一面立设有旋转涡旋状卷体，以相对于上述固定涡旋部件阻止自转并进行公转旋转驱动的方式组合而形成压缩室；片状密封部件，其与设置于上述固定涡旋状卷体和上述旋转涡旋状卷体的各卷体前端面的片状密封槽嵌合安装，在涡旋压缩机中，在上述固定涡旋部件和上述旋转涡旋部件中的任一者或两者的上述涡旋状卷体的齿底面设置有与上述片状密封部件滑动接触的底板，在该底板的背面侧装备有熔点比上述片状密封部件低的支承材。”(权利要求6)。

另外，专利文献2中记载有“一种涡旋流体机械，将在第一端板上一体形成有由螺旋曲线构成的卷体的固定涡旋件和可动涡旋件使卷体彼此为内侧啮合，使可动涡旋件相对于固定涡旋件旋转运动，其中，具有以与上述两涡旋件或一个涡旋件的卷体相同的形状形成的螺旋曲线的贯通孔，将由表面精度比上述第一端板高的金属性的刚体构成的第二端板配设在上述第一端板上，与上述第一端板相接触侧的上述第二端板面的角的倒角大于与对方卷体的相对面的角的倒角。”(权利要求的范围)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2008－163896号公报

专利文献2：日本特开平2－70988号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

专利文献1和专利文献2中记载有在固定涡旋件和旋转涡旋件中的任一者或两者的涡旋状的卷体的齿底面设置有供片状密封部件滑动接触的底板的涡旋压缩机。但是，在专利文献1或专利文献2中未考虑底板移动而涡旋状的卷体与片状密封部件等损伤。

因此，本发明的目的在于，提供能够降低底板的移动引起的涡旋状的卷体等的损伤，实现高寿命化的涡旋式流体机械。

用于解决问题的技术方案

列举用于解决上述的课题的本发明的涡旋式流体机械的一例，为一种涡旋式流体机械，其包括：在端板的齿底面设置有涡旋状的卷体部的固定涡旋件；和与所述固定涡旋件相对地设置的旋转涡旋件，其在端板的齿底面上设置有涡旋状的卷体部，该卷体部与所述固定涡旋件的卷体部之间形成多个压缩室，在所述旋转涡旋件和所述固定涡旋件的卷体部中的至少一个卷体部上形成有沿着所述卷体部的齿顶延伸的凹槽，在所述凹槽内安装有与相对的涡旋件的齿底面滑动接触的密封部件，在与所述密封部件相对的齿底面配设有耐磨损的板状部件，所述板状部件与配设有所述板状部件的所述涡旋状的卷体部在涡旋的卷绕方向上具有规定的间隙，所述涡旋件的涡旋状的卷体部的内线侧或外线侧与所述板状部件的侧面接触而停止转动，使得所述板状部件与所述涡旋状的卷体部在涡旋的卷绕方向上不接触。

另外，列举本发明的涡旋式流体机械的另一例，为一种涡旋式流体机械，其包括：在端板的齿底面设置有涡旋状的卷体部的固定涡旋件；和与所述固定涡旋件相对地设置的旋转涡旋件，其在端板的齿底面上设置有涡旋状的卷体部，该卷体部与所述固定涡旋件的卷体部之间形成多个压缩室，在所述旋转涡旋件和所述固定涡旋件的卷体部中的至少一个卷体部上形成有沿着所述卷体部的齿顶延伸的凹槽，在所述凹槽内安装有与相对的涡旋件的齿底面滑动接触的密封部件，在与所述密封部件相对的齿底面配设有耐磨损的板状部件，所述板状部件利用螺钉固定于所述固定涡旋件或所述旋转涡旋件。

发明效果

根据本发明，能够在涡旋式流体机械中降低底板的移动引起的涡旋状的卷体等的损伤，实现高寿命化。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的涡旋式空气压缩机的纵剖视图。

图2是表示本发明的实施例1的涡旋式空气压缩机的展开立体图。

图3是图1的片状密封件附近的局部放大图。

图4是表示图3的片状密封部件的图。

图5是图1的Y－Y方向的局部放大图。

图6是图1的Y－Y方向的剖视图。

图7是表示实施例1的旋转涡旋件正转时的底板和卷体的关系的图。

图8是表示实施例1的旋转涡旋件反转时的底板和卷体的关系的图。

图9是表示本发明的实施例2的底板的固定位置的图。

图10是表示本发明的实施例2的底板的另外的固定位置的图。

图11是表示底板和片状密封部件的位置关系的图。

图12是表示实施例3的底板和片状密封部件的位置关系的图。

图13是表示用于比较的底板和片状密封部件的另外的位置关系的图。

图14是表示本发明的实施例4的涡旋式空气压缩机的展开立体图。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的实施方式。此外，在以下的说明中，在各图中共通的结构要素上尽可能附加相同的附图标记，省略其重复说明。

实施例1

基于图1～图8，以用作空气压缩机的情况为例说明本发明的实施例1的涡旋式流体机械。

图1表示本发明的实施例1的涡旋式空气压缩机的纵剖视图。另外，图2表示涡旋式空气压缩机的展开立体图。图中，附图标记1表示构成涡旋式空气压缩机的壳体的一部分的固定涡旋件，该固定涡旋件1以在形成为大致有盖筒状的壳体主体47(图2)的开口端侧加盖的方式紧固在该开口端侧。而且，该固定涡旋件1由例如铝合金等形成，大致由其中心配设为与后述的驱动轴17的轴线O1－O1一致的圆板状的端板2、立设于该端板2的齿底面2A的涡旋状的卷体部3、位于上述端板2的外周侧且以包围该卷体部3的方式形成为筒状的支承部4构成。

另外，该固定涡旋件1的卷体部3如图5所示，内周侧为卷绕起始端，外周侧(未图示)为卷绕末端，例如形成为3卷半左右的涡旋状。而且，该卷体部3的齿顶3A如图3所示，与后述的旋转涡旋件9的齿底面10A以微小的间隙C隔开。

附图标记5表示形成于卷体部3的齿顶3A侧的凹槽，该凹槽如图3所示，在卷体部3的齿顶3A侧，在其宽度方向中间部以形成截面コ字状的方式形成，该凹槽5的底面5A和左、右的侧面5B、5C沿着卷体部3的涡旋形状从其卷绕起始端延伸至卷绕末端。而且，在该凹槽5内安装有后述的片状密封件6，将其与底板10B之间密封，该底板10B设置在与对方的旋转涡旋件9的齿底面10A之间。

附图标记6表示安装于卷体部3的凹槽5内的作为密封部件的片状密封件，该片状密封件6如图4所示，作为例如通过弹性树脂材料形成横截面为四边形状的长条的片状密封件形成，沿着该凹槽5的长度方向涡旋状地伸长。

在此，该片状密封件6如图3所示，由与凹槽5的底面5A抵接的作为受压面的下侧面6A、在上下方向上与该下侧面6A相对并与对方的底板10B滑动接触的上侧面6B、位于形成涡旋状的片状密封件6的径向内侧以及外侧的内侧面6C和外侧面6D构成，在下侧面6A、内侧面6C上分别一体形成有后述的各下侧唇部7、内侧唇部8。而且，该片状密封件6以将下侧面6A与凹槽5的底面5A抵接的方式将内、外侧面6C、6D以微小的间隙***凹槽5内，且能够从凹槽5的底面5A朝向作为对方的旋转涡旋件9的底板10B浮起。

附图标记7、7、…表示在片状密封件6的下侧面6A上沿长度方向分别以规定间隔形成的作为底面唇部的下侧唇部，该各下侧唇部7如图4所示，通过在片状密封件6的下侧面6A以规定间隔倾斜切入而一体形成，其前端侧为自由端，从下侧面6A扩展。

附图标记8、8、…表示片状密封件6的作为侧面唇部的内侧唇部，该各内侧唇部8与上述下侧唇部7大体相同地形成，如图4所示，通过在片状密封件6的内侧面6C以规定间隔倾斜切入而一体形成，其前端侧为自由端，从内侧面6C扩展。

在图1中，附图标记9表示与固定涡旋件1相对且在上述壳体主体内可旋转地设置的旋转涡旋件，该旋转涡旋件9由例如铝合金等形成，由表面侧为齿底面10A并形成为圆板状的端板10、从该端板10的齿底面10A朝向固定涡旋件1的端板2立设并与固定涡旋件1的卷体部3同样地形成为涡旋状的卷体部11、设置于端板10的背面中央的凸台部12构成，该凸台部12可转动地安装在后述的驱动轴17的曲轴上。

在此，对于该旋转涡旋件9的卷体部11，也与固定涡旋件1的卷体部3同样，形成为例如3卷半左右的涡旋状，如图3所示，在其齿顶11A侧，从底面13A以及左、右的侧面13B、13C形成有凹槽13，该凹槽13形成横截面コ字状。

附图标记14表示与固定涡旋件1侧的片状密封件6同样地形成的作为密封部件的另外的片状密封件，该片状密封件14安装于上述凹槽13内，通过与其底面13A抵接的下侧面14A、与构成于与对方的齿底面2A之间的底板2B滑动接触的上侧面14B、内侧面14C以及外侧面14D构成。另外，在该片状密封件14的下侧面14A和内侧面14C，与片状密封件6同样地分别一体形成有各下侧唇部15、各内侧唇部16。

此外，在本实施例中，凹槽5、13和片状密封件6、14设置于固定涡旋件1、旋转涡旋件9两者，但也可以仅设置于任一者。

附图标记17表示可转动地设置于上述壳体主体的驱动轴，该驱动轴17为前端侧向壳体主体内延伸的曲轴，该曲轴的轴线O2－O2相对于驱动轴17轴线O1－O1仅偏心规定尺寸δ。而且，在该驱动轴17的曲轴内经由旋转轴承18可旋转地安装有旋转涡旋件9的凸台部12，经由防自转机构(未图示)等对旋转涡旋件9赋予旋转运动。

在此，旋转涡旋件9的卷体部11配设为相对于固定涡旋件1的卷体部3在周向上偏移规定角度而重叠，如图5所示，在卷体部3、11间划分形成月牙形的多个压缩室R、R、…。而且，使旋转涡旋件9相对于固定涡旋件1旋转时，该各压缩室R的容积连续缩小，依次压缩从后述的吸入口19吸入的空气。

19、20表示形成于固定涡旋件1的吸入口、排出口，该吸入口19以与最外周侧的压缩室R连通的方式穿设于端板2的外周侧，排出口20以与最内周侧的压缩室R连通的方式穿设于端板2的中心部。

涡旋式空气压缩机具有如上述的结构，下面说明其运转。

首先，从壳体的外部通过马达等驱动源(未图示)转动驱动驱动轴17时，该转动从该驱动轴17的曲轴经由旋转轴承18传递到旋转涡旋件9，该旋转涡旋件9以驱动轴17的轴线O1－O1为中心，进行尺寸δ的旋转半径的旋转运动。

而且，通过该旋转运动，在各卷体部3、11之间划分成的各压缩室R朝向中央连续缩小，依次压缩从吸入口19吸入的空气，并将该压缩空气从排出口20朝向外部的空气罐(未图示)等排出。在此，当压缩运转开始时，压缩空气的一部分沿图3所示的箭头所示A方向从高压侧的压缩室R进入卷体部3(11)的凹槽5(13)内，片状密封件6(14)通过在成为受压面的下侧面6A(14A)承受该压缩空气的压力，从凹槽5(13)浮起，朝向在与相对的端板10(2)的齿底面10A(2A)之间构成的底板10B按压。由此，该片状密封件6(14)的上侧面6B(14B)与对方的底板10B(2B)滑动接触，将在卷体部3、11间划分成的各压缩室R气密密封。

另外，各下侧唇部7(15)通过沿图5中的箭头所示的B方向从各压缩室R中内周侧的压缩室R朝向外周侧的压缩室R进入凹槽5(13)内的压缩空气，各下侧唇部7(15)的前端侧被按压在凹槽5(13)的底面5A(13A)，将该凹槽5(13)的底面5A(13A)和片状密封件6(14)之间气密密封。

另外，各内侧唇部8(16)也与上述同样，通过进入凹槽5(13)内的压缩空气，各内侧唇部8(16)的前端侧被按压在凹槽5(13)的一侧面5B(13B)，将该凹槽5(13)的侧面5B(13B)和片状密封件6(14)之间气密密封，并且将片状密封件6(14)的外侧面6D(14D)向另一侧面5C(13C)按压，使两者之间气密密封。

但是，在上述的涡旋式空气压缩机中，使旋转涡旋件9相对于固定涡旋件1旋转动作时，各压缩室R成为高温状态，特别是内周侧(排出口20侧)的压缩室R为高温高压。因此，划分这些压缩室R的固定涡旋件1和旋转涡旋件9需要提高齿底面2A、10A的表面的耐磨损性以及耐腐蚀性。

因此，在本实施例中，如图2所示，在设置于旋转涡旋件9的涡旋状的卷体部11之间配置有底板10B。同样在固定涡旋件1的涡旋状的卷体部3之间配置有底板2B。底板2B、10B由耐磨损性的板部件构成，例如由不锈钢钢板构成。

图6表示设置于旋转涡旋件9一侧的底板10B和涡旋状的卷体部11。底板10B具备供涡旋状的卷体部11***的涡旋状的孔10C，涡旋状的卷体部11和底板10B的孔10C的侧面几乎在整周具有径向大致一定的间隙。而且，在卷体部11的卷绕结束部，在涡旋的卷绕方向具有大的间隙δe。在此，间隙δe是卷体部11的卷绕结束部11E与涡旋状的孔10C的端10E的间隔。同样，在卷体部11的卷绕起始部，在涡旋的卷绕方向也具有间隙。

在此，当压缩机动作，旋转涡旋件9进行旋转运动时，底板10B(2B)被片状密封件6(14)按压，通过旋转涡旋件9的旋转运动，由于与片状密封件6(14)的摩擦力而受到转动力。另外，旋转涡旋件侧的底板10B通过旋转涡旋件9的旋转运动产生离心力，因此，由涡旋卷体部11的根部受到离心力。

为了提高可组装性，涡旋卷体部11(3)和底板10B(2B)以规定的径向间隙构成，在该间隙中，在底板10B(2B)向转动方向移动了的情况下，特别是在旋转涡旋件9的齿底面10A侧构成的底板10B需要确保大的卷绕结束部分的卷绕方向间隙(δe)。在该间隙δe为较小的值时，底板10B的孔10C的卷绕结束部仅与涡旋卷体部11的卷绕结束部分11E接触、滑动，因此，面压显著增大，涡旋卷体卷绕末端11E的齿根或底板10B的孔10C的端10E可能磨损较大。

与此相对，在相对于涡旋卷体卷绕末端11E确保与底板10B的孔10C的端10E的卷绕方向间隙δe时，不是上述卷绕结束部分，而是旋转涡旋件9的卷体整周的内线11A与底板10B的侧面接触，因此，接触面压被抑制，能够防止磨损，能够提高可靠性。

使用图7和图8说明其关系。图7表示在涡旋式空气压缩机通常动作时正向转动的状态。图7(a)是整体图，图7(b)是表示卷绕结束部的放大图，图7(c)是表示卷绕起始部的放大图。当压缩机正转时，通过旋转涡旋件的旋转运动，底板10B向箭头方向转动，如图示，底板10B向外侧移动，卷体部11的内线11A和底板10B的侧面大幅接触，底板的转动停止。如图7(b)所示，通过确保大的卷体部11的卷绕结束部的卷绕方向间隙δe，能够在卷体的端部11E与底板的孔的端10E接触前停止底板10B的转动。在卷绕起始部，如图7(c)所示，在正转时底板的端向远离卷体部11的端部的方向转动，所以两者不会接触。

图8表示涡旋式空气压缩机反向转动的状态。反向转动是在压缩机停止后，排出配管等的空气压施加在压缩机上而反转的情况。图8(a)是整体图，图8(b)是表示卷绕结束部的放大图，图8(c)是表示卷绕起始部的放大图。当压缩机反转时，通过旋转涡旋件的旋转运动，底板向箭头方向转动，如图示，底板10B向内侧移动，卷体部11的外线11B和底板10B的侧面大幅接触，底板10B的转动停止。在卷绕结束部，如图8(b)所示，底板的孔的端10E向远离卷体部11的端部11E的方向转动，因此两者不会接触。在卷绕起始部，通过确保大的卷绕起始部的卷绕方向间隙，能够在卷体的端部与底板的孔的端接触前停止底板的转动。

根据本实施例，与底板转动，底板的孔的侧面与卷体的内线或外线大幅接触而停止转动相比，确保大的卷体部11的卷绕结束部的卷绕方向间隙或卷体的卷绕起始部的卷绕方向间隙，因此能够防止涡旋卷体齿根或底板的磨损，能够提高可靠性。

以上对底板10B进行了说明，但对于底板2B也存在受到转动力的情况，例如通过确保大的卷体部3的卷绕起始部的卷绕方向间隙，能够期待同样的效果。

实施例2

实施例2是底板10B或2B以不转动的方式通过固定螺钉固定于旋转涡旋件或固定涡旋件的例子。

图9表示实施例2的涡旋式空气压缩机。图9(a)表示安装于固定涡旋件1的底板2B，图9(b)表示安装于旋转涡旋件9的底板10B。

如图9(a)所示，通过固定螺钉31将底板2B固定在固定涡旋件1上。通过螺钉固定的部位是吸入室内、即防止尘埃从外部进入的防尘密封内。另外，为了防止旋转涡旋件9的卷体部11与固定螺钉31接触，假定卷体部11没有通过。而且如图示，优选设定为固定侧的卷体部3的内线的卷绕末端附近。

对于旋转涡旋件，也如图9(b)所示，通过固定螺钉32将底板10B固定在旋转涡旋件9上。同样，通过固定螺钉32固定的部位是吸入室内。另外，为了防止固定涡旋件1的卷体部3与固定螺钉32接触，假设卷体部3没有通过。而且，与固定涡旋件1同样，如图示，优选设定为固定侧的卷体部3的内线的卷绕末端附近。

图10表示实施例2的涡旋式空气压缩机的另一例。图10(a)表示安装于旋转涡旋件9的底板10B，图10(b)表示其中心部分的放大图。

如图10(a)和(b)所示，将设置于旋转涡旋件9的底板10B通过固定螺钉33在排出口附近固定。另外，为了防止固定涡旋件1的卷体部3与固定螺钉33接触，假设卷体部3没有通过。

根据本实施例，由于通过固定螺钉固定设置于固定涡旋件1的底板2B或设置于旋转涡旋件9的底板10B，所以能够防止底板10B或2B的转动，能够防止涡旋卷体齿根或底板的磨损，能够提高可靠性。

实施例3

如实施例1中说明，在涡旋式空气压缩机中，为了提高可组装性，涡旋卷体部11(3)和底板10B(2B)以规定的径向间隙构成。实施例3构成为即使底板10B(2B)向径向移动，片状密封件6的滑动面也不会从底板10B脱落。

图11是表示底板10B(2B)和片状密封部件6(14)的一般的位置关系的图，是图1的局部放大图。在图11中，将底板和涡旋卷体的间隙设为G，将底板10B的两侧的间隙设为g1和g2，将涡旋卷体的齿厚设为t，将旋转涡旋件的旋转半径设为ε，将底板10B的宽度设为Wp时，

G＝g1+g2＝2ε+t－Wp。

图12表示实施例3的底板10B(2B)和片状密封部件6(14)的位置关系。将卷体部11的片侧的齿顶凸部宽度设为w时，

设定为0＜G≤w。

由于设定为G≤w，所以即使在间隙中底板10B(2B)向单侧最大限度移动的情况下，片状密封件6(14)的滑动面也不会从底板10B(2B)脱落，也不会发生片状密封件6(14)的异常磨损等。另外，由于设定0＜G，所以底板10B(2B)的拆装是容易的，维修时的可更换作业性良好。

图13表示用于比较的底板10B(2B)和片状密封部件6(14)的另外的位置关系。在该例中，由于设定为w＜G，所以底板10B(2B)在间隙中向单侧最大限度地移动的情况下，片状密封件6(14)的滑动面会从底板10B(2B)脱落，发生片状密封件6(14)的异常磨损。

根据本实施例，构成为在间隙中底板向单侧最大限度移动的情况下，片状密封件的滑动面不会从底板脱落，因此，不会发生片状密封件的异常磨损等。

实施例4

图14表示本发明的实施例4的涡旋式空气压缩机。实施例4是在不具备底板10B(2B)的现有的涡旋式空气压缩机中设有底板10B(2B)的例子。

在不具备底板的现有的涡旋式空气压缩机中设有底板10B和2B时，壳体47和固定涡旋件2的间隔扩大底板10B与2B的厚度量。因此，在本实施例中，在壳体47与固定涡旋件2之间设有间隔调整部件47A和47B。优选间隔调整部件47A和47B的厚度设定为底板10B和2B的厚度。间隔调整部件47A和47B隔着转动轴位于两侧即可。

根据本实施例，能够在不具备底板的现有的涡旋式空气压缩机中良好地安装底板。

以上，以涡旋式空气压缩机为例说明了各实施例，但本发明可以应用于空气压缩机和真空泵等涡旋式流体机械全体。

附图标记说明

1…固定涡旋件

2、10…端板

3、11…卷体部

11E…卷体卷绕结束部

5、13…凹槽

6、14…片状密封件

7、15…下侧唇部

8、16…内侧唇部

9…旋转涡旋件

10B、2B…底板

10C…底板的孔

11A…卷体的内线

11B…卷体的外线

17…驱动轴

18…旋转轴承

19…吸入口

20…排出口

31、32、33…固定螺钉

47…壳体

47A、47B…尺寸调整部件。