JP2002098070A - スクロール式流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 旋回軸の両端側で補助クランクの重量バラン
スをとり、旋回スクロールの挙動の安定化を図る。 【解決手段】 旋回軸２１の両端側には第１，第２の旋
回スクロール２４Ａ，２４Ｂをスラスト受板２２Ａ，２
２Ｂと一緒に固定的に設ける。また、ケーシング１の軸
受取付筒部４Ａ，４Ｂとスラスト受板２２Ａ，２２Ｂと
の間には第１，第２の補助クランク２９Ａ，２９Ｂを設
け、これら補助クランク２９Ａ，２９Ｂにより旋回スク
ロール２４Ａ，２４Ｂの自転を防止する。そして、第１
の補助クランク２９Ａの個数と第２の補助クランク２９
Ｂの個数をそれぞれ同数(例えば２個）に設定し、補助
クランク２９Ａを含めた旋回スクロール２４Ａの全体重
量と補助クランク２９Ｂを含めた旋回スクロール２４Ｂ
の全体重量を、旋回軸２１の両端側でバランスさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば空気圧縮機
等として好適に用いられるスクロール式流体機械に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、スクロール式流体機械は、ケー
シングと、該ケーシングに設けられ鏡板に渦巻状のラッ
プ部が立設された固定スクロールと、前記ケーシングに
回転可能に設けられた駆動軸と、前記ケーシング内で該
駆動軸の先端側に旋回可能に設けられ、鏡板に前記固定
スクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を画
成するラップ部が立設された旋回スクロールとを備えて
いる。

【０００３】この種の従来技術によるスクロール式流体
機械は、外部から駆動軸を回転駆動し、旋回スクロール
を固定スクロールに対して一定の偏心寸法をもって旋回
運動させることにより、固定スクロールの外周側に設け
た吸込口から空気等の流体を吸込みつつ、この流体を固
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
の間の各圧縮室内で順次圧縮し、固定スクロールの中心
部に設けた吐出口から圧縮流体を外部に向けて吐出す
る。

【０００４】また、他の従来技術によるスクロール式流
体機械として、圧縮空気量を増やすために、下記の如く
構成されたものが知られている（例えば特開２０００−
１３０３６５号公報等）。

【０００５】即ち、この従来技術によるスクロール式流
体機械は、ケーシング内に軸方向に離間して第１，第２
の固定スクロールを設け、これら各固定スクロール間に
は、電動機を配設している。また、ケーシング内には、
両端側が偏心軸受の外側転動体により支持された回転軸
と、該回転軸の内周側に遊嵌され両端側が偏心軸受の内
側転動体により支持された旋回軸とを設け、該旋回軸の
両端側には第１，第２の固定スクロールとそれぞれ対向
して第１，第２の旋回スクロールを固定的に設ける構成
としている。

【０００６】そして、この従来技術によるスクロール式
流体機械にあっては、電動機を作動してロータを回転す
ると、この回転によって回転軸は偏心軸受の外側転動体
に支持された状態で回転運動を行うと共に、旋回軸は内
側転動体に支持された状態で旋回運動を行い、これによ
り第１，第２の旋回スクロールを同時に旋回させ、全体
の圧縮空気量を増やすようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術によるスクロール式流体機械は、ケーシングと第
１，第２の旋回スクロールとの間にそれぞれ自転防止機
構としてのオルダム継手を摺動可能に設けている。そし
て、オルダム継手をケーシングと旋回スクロールとの間
でそれぞれ直交する２軸方向にガイドすることにより、
旋回スクロールの自転を防止する構成としている。

【０００８】このため、運転時にオルダム継手はケーシ
ングと旋回スクロールに対し面接触した状態で前記２軸
方向に沿って相対的に直線運動を行い、このようにオル
ダム継手が直線運動するときの振動が旋回スクロールに
伝わり、旋回スクロールのラップが固定スクロールのラ
ップ部と干渉して騒音等が発生するという問題がある。

【０００９】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、本発明の目的は、運転時に自転防止機構
から旋回スクロールに伝わる振動等を最小限に抑え、旋
回スクロールの挙動を安定化できるようにしたスクロー
ル式流体機械を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明によるスクロール式流体機械はケーシング
と該ケーシングの軸線上に位置して該ケーシングの両端
側にそれぞれ固定的に設けられ鏡板に渦巻状のラップ部
が立設された第１，第２の固定スクロールとからなる固
定側部材と、該第１，第２の固定スクロール間に位置し
て前記ケーシング内に設けられ、ロータとステータとが
前記ケーシングの軸線と同一方向になるように配置され
た電動機と、前記ケーシングの軸線を中心とした外側転
動体を有すると共に該外側転動体の内側に配置されケー
シングの軸線に対し偏心した偏心軸線を中心として転動
する内側転動体を有する偏心軸受と、前記電動機のロー
タを挟んで前記ケーシングの軸線方向に延び両端が前記
偏心軸受の外側転動体に支持された中空軸体からなり前
記ロータによって回転される回転軸と、該回転軸内を前
記偏心軸線上に遊嵌して設けられ、前記偏心軸受の内側
転動体に支持されて旋回運動する旋回軸と、該旋回軸の
両端側にそれぞれ設けられ、第１，第２の固定スクロー
ルと対面して鏡板に第１，第２の固定スクロールのラッ
プ部と重なり合って複数の圧縮室を形成するラップ部が
立設された第１，第２の旋回スクロールと、前記第１，
第２の旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構と
により構成している。

【００１１】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記自転防止機構は、ケーシング側軸部とスク
ロール側軸部とからなり前記ケーシングと第１，第２の
旋回スクロールとの間にそれぞれ配置された第１，第２
の補助クランクにより構成し、該第１の補助クランクの
個数と第２の補助クランクの個数とは互いに同数とした
ことにある。

【００１２】このように構成したことにより、運転時に
は第１の補助クランクがケーシングと第１の旋回スクロ
ールに対して相対的に回転すると共に、第２の補助クラ
ンクがケーシングと第２の旋回スクロールに対して相対
的に回転する。これにより旋回軸と一体となった第１，
第２の旋回スクロールに生じる自転トルクを第１，第２
の補助クランクによって受承し、これら各旋回スクロー
ルは自転が防止された状態で旋回運動を行う。また、第
１の補助クランクの個数と第２の補助クランクの個数は
同数であるから、運転時には第１の補助クランクを含め
た第１の旋回スクロールの全体重量と第２の補助クラン
クを含めた第２の旋回スクロールの全体重量を、旋回軸
の両端側でバランスさせることができる。

【００１３】また、請求項２の発明は、第１の補助クラ
ンクのスクロール側軸部と第２の補助クランクのスクロ
ール側軸部とは旋回軸を中心として０度よりも大きくか
つ１８０度よりも小さな中心角をもって配置する構成と
している。

【００１４】このように構成したことにより、第１，第
２の旋回スクロールに生じる自転トルクを、第１，第２
の補助クランクのうち少なくともいずれか一方の補助ク
ランクによって常に受承することができる。

【００１５】さらに、請求項３の発明は、第１の補助ク
ランクのスクロール側軸部は旋回軸を中心とした同心円
上に径方向で対向して２箇所に配置すると共に、第２の
補助クランクは旋回軸を中心とした同心円上に径方向で
対向して２箇所に配置している。

【００１６】このように構成したことにより、第１の補
助クランクを含めた第１の旋回スクロール自体の重心位
置を、旋回軸の偏心軸線と一致させることができる。ま
た、第２の補助クランクを含めた第２の旋回スクロール
自体の重心位置についても、旋回軸の偏心軸線と一致さ
せることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、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スクロール式空気圧縮機を
例に挙げ、図１ないし図６の添付図面に従って詳細に説
明する。

【００１８】１はスクロール式空気圧縮機の外枠を形成
し、後述の固定スクロール６Ａ，６Ｂと共に固定側部材
を構成する筒状のケーシングを示し、該ケーシング１
は、図１に示すように軸線Ｏ1−Ｏ1を有するケーシング
本体２と、蓋部３Ａ，３Ｂおよび後述の軸受取付筒部４
Ａ，４Ｂとにより構成されている。

【００１９】また、ケーシング１の蓋部３Ａ，３Ｂは、
後述のボルト５Ａ，５Ｂを用いて軸受取付筒部４Ａ，４
Ｂと一緒にケーシング本体２の両端側に固定されてい
る。また、これら蓋部３Ａ，３Ｂには後述の吸込口３２
Ａ，３２Ｂと連通する位置に開口部３Ａ1，３Ｂ1が穿設
されている。

【００２０】４Ａ，４Ｂはケーシング本体２の両端側に
設けられた第１，第２の軸受取付筒部で、該第１の軸受
取付筒部４Ａの内周側には、後述する偏心軸受１３Ａ，
１３Ｂの外輪１４Ａ，１４Ｂが取付けられている。ま
た、軸受取付筒部４Ａの外周側は、図１、図６に示すよ
うに環状のフランジ部４Ａ1となり、このフランジ部４
Ａ1は複数のボルト５Ａによりケーシング本体２と蓋部
３Ａとの間で挟持されている。

【００２１】さらに、ケーシング１の軸受取付筒部４Ａ
には２個の補助クランク収容穴４Ａ2，４Ａ2が設けられ
ている。そして、この補助クランク収容穴４Ａ2は有底
の円形穴として形成され、その内部には後述する補助ク
ランク２９Ａのケーシング側軸部２９Ａ1が軸受３０Ａ
と一緒に収容されている。

【００２２】また、第２の軸受取付筒部４Ｂについて
も、図１、図３に示すようにフランジ部４Ｂ1および２
個の補助クランク収容穴４Ｂ2，４Ｂ2を有し、フランジ
部４Ｂ1は複数のボルト５Ｂによりケーシング本体２と
蓋部３Ｂとの間で挟持されている。

【００２３】ここで、第１の軸受取付筒部４Ａの各補助
クランク収容穴４Ａ2は、図２に示すようにケーシング
１の径方向で対向して配置されている。また、第２の軸
受取付筒部４Ｂの各補助クランク収容穴４Ｂ2について
も、図３に示すようにケーシング１の径方向で対向して
配置されている。さらに、これら補助クランク収容穴４
Ａ2と補助クランク収容穴４Ｂ2とは、ケーシング１の軸
線Ｏ1−Ｏ1を中心に例えば８５〜９５度程度、好ましく
は約９０度の中心角αをもって周方向に交互に配置され
ている。

【００２４】６Ａ，６Ｂはケーシング１の軸方向両側に
位置して蓋部３Ａ，３Ｂの内周側にそれぞれ固定的に設
けられた第１，第２の固定スクロールで、該第１の固定
スクロール６Ａは、略円板状に形成され、中心がケーシ
ング１の軸線Ｏ1−Ｏ1と一致するように配設され鏡板７
Ａと、該鏡板７Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部
８Ａと、鏡板７Ａの外周側から該ラップ部８Ａを取囲む
ように軸方向に突出し、ケーシング本体２の内周側に嵌
合して設けられた嵌合筒部９Ａとによって構成されてい
る。また、第２の固定スクロール６Ｂについても、鏡板
７Ｂ、ラップ部８Ｂおよび嵌合筒部９Ｂによって構成さ
れている。

【００２５】１０は固定スクロール６Ａ，６Ｂ間に位置
してケーシング１内の中間部に設けれた電動機で、該電
動機１０は、ケーシング本体２の内周側に固定的に設け
られたステータ１１と、該ステータ１１の内周側に該ス
テータ１１によって回転するように配設されたロータ１
２とによって構成され、ステータ１１の軸線とロータ１
２の軸線はケーシング１の軸線Ｏ1−Ｏ1と同一軸線上に
配置されている。そして、電動機１０は、ロータ１２を
回転することにより後述の回転軸２０を駆動するもので
ある。

【００２６】１３Ａ，１３Ｂは固定スクロール６Ａ，６
Ｂと電動機１０との間に位置して、軸受取付筒部４Ａ，
４Ｂの内周側に設けられた第１，第２の偏心軸受で、該
第１の偏心軸受１３Ａは、外輪１４Ａと、該外輪１４Ａ
の内周側に外側転動体となる複数の球体１５Ａによって
回転可能に設けられ、回転軸２０の外周側に固着された
外側中輪１６Ａと、回転軸２０の内周側に固着された内
側中輪１７Ａと、該内側中輪１７Ａの内周側に内側転動
体となる複数の球体１８Ａによって回転可能に設けられ
た内輪１９Ａとによって構成されている。

【００２７】ここで、外輪１４Ａは、軸受取付筒部４Ａ
の内周側に圧入されて取付けられ、軸線Ｏ1−Ｏ1上に配
置される。また、外側中輪１６Ａは、球体１５Ａによっ
て外輪１４Ａの内周側に位置決めされ、軸線Ｏ1−Ｏ1上
に配置されている。そして、この状態で球体１５Ａは外
輪１４Ａと外側中輪１６Ａとの間を軸線Ｏ1−Ｏ1を中心
として転動する。

【００２８】これに対して内側中輪１７Ａは、外輪１４
Ａの軸線Ｏ1−Ｏ1に対して径方向に一定寸法δだけ偏心
した偏心軸線Ｏ2−Ｏ2上に配置されている。また、内輪
１９Ａは、球体１８Ａによって内側中輪１７Ａの内周側
に位置決めされ、偏心軸線Ｏ2−Ｏ2上に配置されてい
る。そして、この状態で球体１８Ａは偏心軸線Ｏ2−Ｏ2
を中心に転動する。

【００２９】かくして、偏心軸受１３Ａは、外側中輪１
６Ａと内側中輪１７Ａとが回転軸２０と一体に回転する
ことにより、旋回軸２１と一体となった内輪１９Ａが軸
線Ｏ1−Ｏ1を中心として寸法δの旋回半径をもった旋回
運動を行うものである。また、第２の偏心軸受１３Ｂに
ついても、外輪１４Ｂ、球体１５Ｂ、外側中輪１６Ｂ、
内側中輪１７Ｂ、球体１８Ｂおよび内輪１９Ｂによって
構成されている。

【００３０】２０は電動機１０のロータ１２を挟んで両
端側が偏心軸受１３Ａ，１３Ｂに設けられた回転軸で、
該回転軸２０は、中空軸体として形成され、電動機１０
のロータ１２内周側に挿嵌されて固定的に設けられてい
る。そして、回転軸２０は、両端側がそれぞれ外側中輪
１６Ａの内周側と内側中輪１７Ａの外周側にそれぞれ固
着して取付けられ、ロータ１２と一体となって回転する
ことにより外側中輪１６Ａと内側中輪１７Ａを回転させ
るものである。

【００３１】ここで、回転軸２０は、図１に示すよう
に、外周側が外輪１４Ａ，１４Ｂの軸線Ｏ1−Ｏ1上に配
置されるのに対し、内周側は軸線Ｏ1−Ｏ1に対して径方
向に一定寸法δだけ偏心した偏心軸線Ｏ2−Ｏ2上に配置
される。

【００３２】２１は回転軸２０内を遊嵌して設けられ、
偏心軸受１３Ａ，１３Ｂの内輪１９Ａ，１９Ｂに固定的
に支持された旋回軸で、該旋回軸２１は、中実な円柱体
として形成され、偏心軸線Ｏ2−Ｏ2上に配置されてい
る。また、旋回軸２１の両端側は内輪１９Ａ，１９Ｂの
内周側に挿嵌して固着されている。そして、この旋回軸
２１は偏心軸受１３Ａ，１３Ｂにより軸線Ｏ1−Ｏ1を中
心として寸法δの旋回半径をもった旋回運動を行うもの
である。

【００３３】２２Ａ，２２Ｂは旋回軸２１の両端側に固
定的に設けられた第１，第２のスラスト受板で、該第１
のスラスト受板２２Ａは段付の円板状に形成されてい
る。また、このスラスト受板２２Ａの中央には、軸線Ｏ
1−Ｏ1と対応した位置に固定ボルト２３Ａが取付けら
れ、これによりスラスト受板２２Ａは旋回軸２１の端部
側に廻止め状態で固定して取付けられている。そして、
スラスト受板２２Ａはその表面側が旋回スクロール２４
Ａの背面側に当接することにより、旋回スクロール２４
Ａに作用するスラスト荷重を支持するものである。

【００３４】また、スラスト受板２２Ａの裏面側には図
４、図６に示すように２個の他の補助クランク収容穴２
２Ａ1，２２Ａ１が設けられている。そして、この補助
クランク収容穴２２Ａ1は有底の円形穴として形成さ
れ、その内部には後述する補助クランク２９Ａのスクロ
ール側軸部２９Ａ2が軸受３１Ａと一緒に収容されてい
る。また、スラスト受板２２Ｂについても固定ボルト２
３Ｂにより旋回軸２１の端部側に固定され、その裏面側
には図５に示すように２個の他の補助クランク収容穴２
２Ｂ1，２２Ｂ1が設けられている。

【００３５】ここで、第１のスラスト受板２２Ａの各補
助クランク収容穴２２Ａ1は、図４に示すように旋回軸
２１の径方向で対向して２箇所に配置されている。ま
た、第２のスラスト受板２２Ｂの各補助クランク収容穴
２２Ｂ1についても、図５に示すように旋回軸２１の径
方向で対向して２箇所に配置されている。さらに、これ
ら補助クランク収容穴２２Ａ1と補助クランク収容穴２
２Ｂ1とは、旋回軸２１の偏心軸線Ｏ2−Ｏ2を中心に約
９０度の中心角αをもって周方向に交互に配置されてい
る。

【００３６】２４Ａ，２４Ｂは固定スクロール６Ａ，６
Ｂと対面して旋回軸２１の軸方向両端側にそれぞれ固定
的に設けられた第１，第２の旋回スクロールで、該第１
の旋回スクロール２４Ａは、円板状に形成された鏡板２
５Ａと、該鏡板２５Ａの表面側から軸方向に立設された
渦巻状のラップ部２６Ａとによって構成されている。ま
た、鏡板２５Ａには、その内部を径方向に貫通して延び
る複数の冷却風通路２７Ａ(１個のみ図示）が形成され
ている。

【００３７】また、旋回スクロール２４Ａは、鏡板２５
Ａの背面側をスラスト受板２２Ａの表面側に嵌合させ、
この状態でボルト(図示せず）等を用いてスラスト受板
２２Ａに一体に取付けられている。そして、旋回スクロ
ール２４Ａのラップ部２６Ａは、固定スクロール６Ａの
ラップ部８Ａに対し例えば１８０度だけずらして重なり
合うように配設され、両者のラップ部８Ａ，２６Ａ間に
は複数の圧縮室２８Ａ，２８Ａ，…が画成される。

【００３８】そして、スクロール式空気圧縮機の運転時
には、後述の吸込口３２Ａから外周側の圧縮室２８Ａ内
に空気を吸込みつつ、この空気を旋回スクロール２４Ａ
が旋回運動する間に各圧縮室２８Ａ内で順次圧縮し、最
後に中心側の圧縮室２８Ａから後述の吐出口３３Ａを介
して外部に圧縮空気を吐出する。

【００３９】また、第２の旋回スクロール２４Ｂについ
ても、鏡板２５Ｂ、ラップ部２６Ｂ、および冷却風通路
２７Ｂ等によって構成され、固定スクロール６Ｂとの間
に複数の圧縮室２８Ｂを画成している。

【００４０】２９Ａ，２９Ａはケーシング１の軸受取付
筒部４Ａと旋回スクロール２４Ａ側のスラスト受板２２
Ａとの間に配設された２個の第１の補助クランクで、該
補助クランク２９Ａは図６に示す如く段付円柱状に形成
され、ケーシング側軸部２９Ａ1とスクロール側軸部２
９Ａ2とを有している。

【００４１】そして、補助クランク２９Ａは、ケーシン
グ側軸部２９Ａ1がケーシング１側となる軸受取付筒部
４Ａの補助クランク収容穴４Ａ2内に軸受３０Ａを介し
て回転可能に支持されている。また、スクロール側軸部
２９Ａ2はケーシング側軸部２９Ａ1から寸法δだけ偏心
して配置され、旋回スクロール２４Ａ側となるスラスト
受板２２Ａの補助クランク収容穴２２Ａ1内に軸受３１
Ａを介して回転可能に設けられている。

【００４２】そして、運転時には補助クランク２９Ａは
ケーシング側軸部２９Ａ1、スクロール側軸部２９Ａ2が
軸受取付筒部４Ａ、スラスト受板２２Ａに対して相対回
転することにより、旋回スクロール２４Ａ，２４Ｂに生
じる自転トルクを補助クランク２９Ｂと一緒に受承し、
旋回スクロール２４Ａ，２４Ｂの自転を防止するもので
ある。

【００４３】ここで、補助クランク２９Ａのケーシング
側軸部２９Ａ1は、図２に示すように、ケーシング１の
軸線Ｏ1−Ｏ1を中心とした同心円となる仮想円Ｒ1上に
径方向で対向して２箇所に配置されている。また、補助
クランク２９Ａのスクロール側軸部２９Ａ2は、図４に
示すように旋回軸２１の偏心軸線Ｏ2−Ｏ2を中心とした
同心円となる仮想円Ｒ2上に径方向で対向して２箇所に
配置されるものである。

【００４４】２９Ｂ，２９Ｂはケーシング１の軸受取付
筒部４Ｂと旋回スクロール２４Ｂ側のスラスト受板２２
Ｂとの間に配設された２個の第２の補助クランクで、該
補助クランク２９Ｂについても、補助クランク２９Ａと
ほぼ同様に構成され、補助クランク２９Ａと共に旋回ス
クロール２４Ａ，２４Ｂの自転を防止する自転防止機構
を構成している。そして、補助クランク２９Ｂは、図
３、図５に示すようにケーシング側軸部２９Ｂ1とスク
ロール側軸部２９Ｂ2とを有している。

【００４５】また、補助クランク２９Ｂは、ケーシング
側軸部２９Ｂ1がケーシング１側となる軸受取付筒部４
Ｂの補助クランク収容穴４Ｂ2内に軸受３０Ｂを介して
回転可能に支持されている。また、スクロール側軸部２
９Ｂ2は、旋回スクロール２４Ｂ側となるスラスト受板
２２Ｂの補助クランク収容穴２２Ｂ1内に軸受３１Ｂを
介して回転可能に設けられている。

【００４６】ここで、補助クランク２９Ｂのケーシング
側軸部２９Ｂ1は、補助クランク２９Ａと同様に図３に
示す如く、軸線Ｏ1−Ｏ1を中心とした仮想円Ｒ1上に径
方向で対向して２箇所に配置されている。そして、これ
ら各ケーシング側軸部２９Ｂ1は仮想円Ｒ1上に約９０度
の中心角αをもって補助クランク２９Ａのケーシング側
軸部２９Ａ1と交互に配置されている。

【００４７】また、補助クランク２９Ｂのスクロール側
軸部２９Ｂ2についても、補助クランク２９Ａと同様
に、偏心軸線Ｏ2−Ｏ2を中心とした仮想円Ｒ2上に径方
向で対向して２箇所に配置されている。そして、これら
各スクロール側軸部２９Ｂ2は、図５に示すように仮想
円Ｒ2上に約９０度の中心角αをもって補助クランク２
９Ａのスクロール側軸部２９Ａ2と交互に配置されてい
る。

【００４８】なお、３２Ａ，３２Ｂは固定スクロール６
Ａ，６Ｂのラップ部８Ａ，８Ｂ外周側に位置してケーシ
ング本体２に設けられた吸込口、３３Ａ，３３Ｂは固定
スクロール６Ａ，６Ｂのラップ部８Ａ，８Ｂ中心側に位
置してケーシング１の蓋部３Ａ，３Ｂに設けられた吐出
口を示している。

【００４９】また、３４Ａ，３４Ａ，…は蓋部３Ａの外
周側に穿設された通気孔、３４Ｂ，３４Ｂ，…は蓋部３
Ｂの外周側に穿設された他の通気孔（いずれも２個のみ
図示）で、該通気孔３４Ａ，３４Ｂは、外部からの冷却
風を冷却風通路２７Ａ，２７Ｂ内に向けて流通させ、旋
回スクロール２４Ａ，２４Ｂ等を冷却するものである。

【００５０】本実施の形態によるスクロール式空気圧縮
機は上述の如き構成を有するもので、次にその作動につ
いて説明する。

【００５１】まず、電動機１０のロータ１２を回転する
と、該ロータ１２と一体となった回転軸２０は、偏心軸
受１３Ａ，１３Ｂの球体１５Ａ，１５Ｂによって回転運
動を行い、このときに旋回軸２１は球体１８Ａ，１８Ｂ
によって回転軸２０の内周側で回転する。

【００５２】ここで、前記球体１５Ａ，１５Ｂは、ケー
シング１（外輪１４Ａ，１４Ｂ）の軸線Ｏ1−Ｏ1を中心
として回転するのに対し、球体１８Ａ，１８Ｂは軸線Ｏ
1-Ｏ1に対して径方向に寸法δだけ偏心した偏心軸線Ｏ2
−Ｏ2を中心として回転するから、内輪１９Ａ，１９Ｂ
と一体となった旋回軸２１は、球体１８Ａ，１８Ｂによ
り軸線Ｏ1−Ｏ1を中心として寸法δの旋回半径をもった
旋回運動を行い、旋回スクロール２４Ａ，２４Ｂを旋回
させる。

【００５３】また、このように旋回スクロール２４Ａ，
２４Ｂが旋回するときには、補助クランク２９Ａ，２９
Ｂがケーシング１側の軸受取付筒部４Ａ，４Ｂと旋回ス
クロール２４Ａ，２４Ｂ側のスラスト受板２２Ａ，２２
Ｂに対して相対回転し、旋回スクロール２４Ａ，２４Ｂ
に生じる自転トルクを補助クランク２９Ａ，２９Ｂで受
承する。このため、旋回スクロール２４Ａ，２４Ｂは自
転が防止され、公転のみを行う。

【００５４】この結果、固定スクロール６Ａと旋回スク
ロール２４Ａとの間に画成された各圧縮室２８Ａはそれ
ぞれ連続的に縮小し、固定スクロール６Ａの吸込口３２
Ａから吸込んだ外気を各圧縮室２８Ａで順次圧縮しつ
つ、この圧縮空気を固定スクロール６Ａの吐出口３３Ａ
から外部の空気タンク（図示せず）等に貯留させる。

【００５５】また、固定スクロール６Ｂと旋回スクロー
ル２４Ｂとの間に画成された各圧縮室２８Ｂについて
も、それぞれが連続的に縮小することにより、圧縮空気
を前記空気タンク等に貯留させる。

【００５６】ここで、本実施の形態では、旋回スクロー
ル２４Ａ，２４Ｂの自転を防止する自転防止機構とし
て、前述の如く補助クランク２９Ａ，２９Ｂを用いる構
成としたので、運転時には軸受３０Ａ，３１Ａにより補
助クランク２９Ａをケーシング１の補助クランク収容穴
４Ａ2内、スラスト受板２２Ａの補助クランク収容穴２
２Ａ1内でそれぞれ円滑に相対回転させることができ
る。また、軸受３０Ｂ，３１Ｂにより補助クランク２９
Ｂをケーシング１の補助クランク収容穴４Ｂ2内、スラ
スト受板２２Ｂの補助クランク収容穴２２Ｂ1内でそれ
ぞれ円滑に相対回転することができる。

【００５７】これにより、従来技術で述べたようなオル
ダム継手の直線運動による振動等をなくし、補助クラン
ク２９Ａ，２９Ｂは回転運動のみを行うことができ、補
助クランク２９Ａ，２９Ｂから発生する振動を最小限に
抑えることができる。そして、固定スクロール６Ａ，６
Ｂと旋回スクロール２４Ａ，２４Ｂとのラップ部８Ａ，
８Ｂ，２６Ａ，２６Ｂ同士の干渉を防止し、低騒音化を
図ることができる。

【００５８】ところで、旋回スクロール２４Ａ，２４Ｂ
の旋回時に例えば図２中に点線で示すように、第１の補
助クランク２９Ａのスクロール側軸部２９Ａ2が、ケー
シング側軸部２９Ａ1と軸線Ｏ1−Ｏ1とを結んだ基準線
Ｌ1上におかれたときには、旋回スクロール２４Ａ，２
４Ｂに生じる自転トルクを補助クランク２９Ａでは受承
できず、旋回スクロール２４Ａ，２４Ｂの自転を防止す
ることができない。

【００５９】そこで、本実施の形態では、第１の補助ク
ランク２９Ａのスクロール側軸部２９Ａ2と第２の補助
クランク２９Ｂのスクロール側軸部２９Ｂ2とを、旋回
軸２１を中心に約９０度の中心角αをもって交互にずら
して配置している。

【００６０】このため、前述の如く第１の補助クランク
２９Ａのスクロール側軸部２９Ａ2が基準線Ｌ1上におか
れたときには、図３中に点線で示すように第２の補助ク
ランク２９Ｂのスクロール側軸部２９Ｂ2が、軸線Ｏ1−
Ｏ1とケーシング側軸部２９Ｂ1とを結んだ基準線Ｌ2か
ら外れた位置におかれるようになり、この状態で旋回ス
クロール２４Ａ，２４Ｂに生じる自転トルクをこの補助
クランク２９Ｂにより受承することができる。

【００６１】また、第２の補助クランク２９Ｂのスクロ
ール側軸部２９Ｂ2がケーシング側軸部２９Ｂ1と一緒に
基準線Ｌ2上におかれたときには（図示せず）、旋回ス
クロール２４Ａ，２４Ｂに生じる自転トルクを補助クラ
ンク２９Ｂによっては受承することができない。

【００６２】しかし、このときには第１の補助クランク
２９Ａのスクロール側軸部２９Ａ2が、基準線Ｌ1から外
れた位置におかれるようになり(図示せず）、この状態
で旋回スクロール２４Ａ，２４Ｂに生じる自転トルクを
この補助クランク２９Ａにより受承することができる。

【００６３】かくして、本実施の形態では、旋回スクロ
ール２４Ａ，２４Ｂに生じる自転トルクを、補助クラン
ク２９Ａ，２９Ｂのうち少なくもといずれか一方の補助
クランク２９Ａ(２９Ｂ）により常に安定して受承する
ことができ、旋回スクロール２４Ａ，２４Ｂを円滑に旋
回運動させることができる。

【００６４】また、本実施の形態では、第１の補助クラ
ンク２９Ａの個数(２個）と第２の補助クランク２９Ｂ
の個数(２個）とを同数としたので、各補助クランク２
９Ａとスラスト受板２２Ａを含めた旋回スクロール２４
Ａの全体重量と各補助クランク２９Ｂとスラスト受板２
２Ｂを含めた旋回スクロール２４Ｂの全体重量とを、旋
回軸２１の両端側でバランスさせることができ、重量の
アンバランスによる旋回軸２１の振動を抑え、旋回スク
ロール２４Ａ，２４Ｂの挙動を一層安定化することがで
きる。

【００６５】さらに、２個の補助クランク２９Ａは、旋
回軸２１の偏心軸線Ｏ2−Ｏ2を中心とした同一の仮想円
Ｒ1上に径方向で対向して配置する構成としたので、こ
れら補助クランク２９Ａを含めた旋回スクロール２４Ａ
自体の重心位置を偏心軸線Ｏ2−Ｏ2と一致させることが
できる。また、２個の補助クランク２９Ｂについても、
旋回軸２１の偏心軸線Ｏ2−Ｏ2を中心とした同一の仮想
円Ｒ1上に径方向で対向して配置する構成としたので、
これら補助クランク２９Ｂを含めた旋回スクロール２４
Ｂ自体の重心位置を偏心軸線Ｏ2−Ｏ2と一致させること
ができ、旋回軸２１と一体となった旋回スクロール２４
Ａ，２４Ｂの挙動の安定化をより一層図ることができ
る。

【００６６】なお、実施の形態では、偏心軸受１３Ａに
用いる中輪を、外側中輪１６Ａと内側中輪１７Ａの２部
材で構成する場合を例に挙げて説明したが、これに替え
て、例えば図７に示す変形例のように、偏心軸受４１Ａ
の中輪４４Ａを１部材で構成してもよい。

【００６７】ここで、偏心軸受４１Ａは、外輪４２Ａ
と、該外輪４２Ａの内周側に外側転動体となる球体４３
Ａによって回転可能に設けられ回転軸２０の端部に嵌合
して固着された中輪４４Ａと、該中輪４４Ａの内周側に
内側転動体となる球体４５Ａによって回転可能に設けら
れ旋回軸２１の外周側に固着された内輪４６Ａとによっ
て構成されている。

【００６８】また、実施の形態では、第１の補助クラン
ク２９Ａと第２の補助クランク２９Ｂとをそれぞれ２個
設ける場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限
らず、例えば第１の補助クランクと第２の補助クランク
とはそれぞれ３個以上設けてもよいし、１個ずつにして
もよい。

【００６９】また、実施の形態では、第１の補助クラン
ク２９Ａのスクロール側軸部２９Ａ2と第２の補助クラ
ンク２９Ｂのスクロール側軸部２９Ｂ2との間の中心角
αを、約９０度程度に設定する場合を例に挙げて説明し
たが、中心角αは、補助クランクの個数等に応じて、０
度よりも大きくかつ１８０度よりも小さい範囲内で適宜
に変更してもよい。

【００７０】また、実施の形態では、スラスト受板２２
Ａ(２２Ｂ）と旋回スクロール２４Ａ(２４Ｂ）とを別体
に形成する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれ
に限ることなく、例えばスラスト受板と旋回スクロール
とを一体物として形成してもよい。

【００７１】さらに、実施の形態では、スクロール式流
体機械としてスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明
したが、本発明はこれに限らず、例えば冷媒圧縮機等に
も広く適用できるものである。

【００７２】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１に記載の発
明によれば、第１，第２の旋回スクロールの自転を防止
する自転防止機構を、ケーシング側に回転可能に支持さ
れる共に前記第１，第２の旋回スクロール側に回転可能
に支持される第１，第２の補助クランクにより構成し、
これら第１の補助クランクの個数と第２の補助クランク
の個数とは互いに同数にしたので、運転時には補助クラ
ンクをケーシングと旋回スクロールに対して円滑に相対
回転させることができ、補助クランクからの振動を最小
限に抑え、固定スクロールと旋回スクロールとのラップ
同士の干渉を防止し、低騒音化を図ることができる。

【００７３】また、第１の補助クランクを含めた第１の
旋回スクロールの全体重量と第２の補助クランクを含め
た第２の旋回スクロールの全体重量とを、旋回軸の両端
側でバランスさせることができ、重量のアンバランスに
よる旋回軸の振動を抑え、旋回スクロールの挙動を一層
安定化させることができる。

【００７４】また、請求項２の発明は、第１の補助クラ
ンクのスクロール側軸部と第２の補助クランクのスクロ
ール側軸部とを旋回軸の偏心軸線を中心として０度より
も大きく１８０度よりも小さな中心角をもって配置する
構成としたので、運転時には第１，第２の旋回スクロー
ルに生じる自転トルクを、第１，第２の補助クランクの
うち少なくともいずれか一方の補助クランクによって常
に受承することができ、旋回スクロールを円滑に旋回運
動させることができる。

【００７５】さらに、請求項３の発明は、第１の補助ク
ランクのスクロール側軸部を旋回軸を中心した同心円上
に径方向で対向して２箇所に配置すると共に、第２の補
助クランクを旋回軸を中心した同心円上に径方向で対向
して２箇所に配置する構成としたので、第１の補助クラ
ンクを含めた第１の旋回スクロール自体の重心位置と第
２の補助クランクを含めた第２の旋回スクロール自体の
重心位置とを、補助クランクの偏心軸線と一致させるこ
とができ、旋回スクロールの挙動の安定化を一層図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるスクロール式空気圧
縮機を示す縦断面図である。

【図２】ケーシング、第１の偏心軸受および第１の補助
クランク等を図１中の矢示II−II方向からみた横断面図
である。

【図３】第１の偏心軸受、第１のスラスト受板および第
１の補助クランク等を図１中の矢示III−III方向からみ
た横断面図である。

【図４】ケーシング、第２の偏心軸受および第２の補助
クランク等を図１中の矢示IV−IV方向からみた横断面図
である。

【図５】第２の偏心軸受、第２のスラスト受板および第
２の補助クランク等を図１中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた
横断面図である。

【図６】図１中の第１の補助クランク等を拡大して示す
部分拡大断面図である。

【図７】本発明の変形例によるスクロール式空気圧縮機
の偏心軸受等を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング（固定側部材） ６Ａ，６Ｂ 固定スクロール ７Ａ，７Ｂ，２５Ａ，２５Ｂ 鏡板 ８Ａ，８Ｂ，２６Ａ，２６Ｂ ラップ部 １０ 電動機 １１ ステータ １２ ロータ １３Ａ，１３Ｂ，４１Ａ 偏心軸受 １５Ａ，１５Ｂ，４３Ａ 球体（外側転動体） １８Ａ，１８Ｂ，４５Ａ 球体（内側転動体） ２０ 回転軸 ２１ 旋回軸 ２４Ａ，２４Ｂ 旋回スクロール ２８Ａ，２８Ｂ 圧縮室 ２９Ａ，２９Ｂ 補助クランク(自転防止機構） ２９Ａ1，２９Ｂ1 ケーシング側軸部 ２９Ａ1，２９Ｂ2 スクロール側軸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H029 AA02 AA12 AB02 BB21 BB44 CC08 CC16 CC17 3H039 AA05 AA14 BB01 BB08 CC11 CC15

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングと該ケーシングの軸線上に位
   置して該ケーシングの両端側にそれぞれ固定的に設けら
   れ鏡板に渦巻状のラップ部が立設された第１，第２の固
   定スクロールとからなる固定側部材と、 該第１，第２の固定スクロール間に位置して前記ケーシ
   ング内に設けられ、ロータとステータとが前記ケーシン
   グの軸線と同一方向になるように配置された電動機と、 前記ケーシングの軸線を中心とした外側転動体を有する
   と共に該外側転動体の内側に配置されケーシングの軸線
   に対し偏心した偏心軸線を中心として転動する内側転動
   体を有する偏心軸受と、 前記電動機のロータを挟んで前記ケーシングの軸線方向
   に延び両端が前記偏心軸受の外側転動体に支持された中
   空軸体からなり前記ロータによって回転される回転軸
   と、 該回転軸内を前記偏心軸線上に遊嵌して設けられ、前記
   偏心軸受の内側転動体に支持されて旋回運動する旋回軸
   と、 該旋回軸の両端側にそれぞれ設けられ、第１，第２の固
   定スクロールと対面して鏡板に第１，第２の固定スクロ
   ールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を形成する
   ラップ部が立設された第１，第２の旋回スクロールと、 前記第１，第２の旋回スクロールの自転を防止する自転
   防止機構とからなるスクロール式流体機械において、 前記自転防止機構は、ケーシング側軸部とスクロール側
   軸部とからなり前記ケーシングと第１，第２の旋回スク
   ロールとの間にそれぞれ配置された第１，第２の補助ク
   ランクにより構成し、該第１の補助クランクの個数と第
   ２の補助クランクの個数とは互いに同数としたことを特
   徴とするスクロール式流体機械。
2. 【請求項２】 前記第１の補助クランクのスクロール側
   軸部と第２の補助クランクのスクロール側軸部とは前記
   旋回軸を中心として０度よりも大きくかつ１８０度より
   も小さな中心角をもって配置してなる請求項１に記載の
   スクロール式流体機械。
3. 【請求項３】 前記第１の補助クランクのスクロール側
   軸部は旋回軸を中心とした同心円上に径方向で対向して
   ２箇所に配置すると共に、前記第２の補助クランクは旋
   回軸を中心とした同心円上に径方向で対向して２箇所に
   配置してなる請求項１または２に記載のスクロール式流
   体機械。