JP4510136B2

JP4510136B2 - スクロール式流体機械

Info

Publication number: JP4510136B2
Application number: JP2000199451A
Authority: JP
Inventors: 寿和原島; 和孝末藤; 宏治福井; 裕二駒井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2020-06-30
Also published as: JP2002013487A

Description

【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たものが知られている。
【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、他の従来技術として、圧縮空気量を増やすため、駆動軸の両端側に旋回スクロールを固定的に設けると共に、これら各旋回スクロールと対向して一対の固定スクロールを配置する方法が考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した他の従来技術によるスクロール式流体機械は、駆動軸の両端側に旋回スクロールを固定的に設けると共に、これら各旋回スクロールと対向して一対の固定スクロールを配置する構成としているから、一方の旋回スクロールに作用するスラスト荷重と他方の旋回スクロールに作用するスラスト荷重を、駆動軸により軸方向で互いに相殺して支持することが可能となる。
【０００６】
しかし、この従来技術にあっては、旋回スクロールが駆動軸の端部側から径方向外側へと大きく突出するように配置されるため、旋回スクロールに作用するスラスト荷重を駆動軸だけで安定して支持することは難しい。この結果、旋回スクロールの旋回時には旋回スクロールが駆動軸の端部側で振れ廻るように動き、旋回スクロールのラップ部が固定スクロールのラップ部と干渉して騒音が発生することがあるという問題がある。
【０００７】
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、旋回スクロールを旋回軸の端部側で安定して支持することができ、旋回スクロールの挙動を安定化させ、低騒音化を図ることが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。
【０００８】
【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請求項１の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に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固定スクロールとからなる固定側部材と、該固定スクロールに対し軸方向に離間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、ボルト挿通穴を有し、該ボルト挿通穴に固定ボルトを差込むことにより、前記旋回軸の端部側に前記旋回軸に対し廻止め状態で固定して設けられたスラスト受板と、前記固定スクロールと対面して設けられ、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、該旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構とを備え、前記旋回スクロールの鏡板の背面側は、前記前記スラスト受板に固定して設ける構成としている。
【０００９】
このように構成したことにより、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い、このときに内側転動体はケーシングの軸線に対して偏心した偏心軸線を中心に転動する。これにより、内側転動体に支持された旋回軸は自転防止機構によって自転が防止された状態で、旋回運動を行う。
【００１０】
そして、旋回スクロールは鏡板の背面側を旋回軸の端部側にボルト挿通穴、固定ボルトを介して廻止め状態で設けられたスラスト受板に固定しているから、このスラスト受板を旋回スクロールの鏡板背面に広い面積をもって当接させることができ、旋回スクロールに作用するスラスト荷重をスラスト受板により安定して支持することができる。
【００１１】
また、請求項２の発明は、スラスト受板は旋回軸よりも大きな外径をもって形成され表面側に旋回スクロールの鏡板が衝合して取付けられる円板部と、該円板部の裏面側中央に形成され旋回軸の端部側に嵌合して取付けられる嵌合部により構成している。
【００１２】
これにより、スラスト受板は嵌合部を旋回軸の端部に嵌合させた状態で該旋回軸に安定して取付けることができる。また、旋回スクロールは鏡板の背面をスラスト受板に衝合させた状態で該スラスト受板に強固に取付けることができる。
【００１３】
さらに、請求項３の発明は、自転防止機構は、ケーシング側に回転可能に支持される一側軸部とスラスト受板側に回転可能に支持される他側軸部とを有したクランク軸により構成している。
【００１４】
これにより、圧縮運転時にはクランク軸の一側軸部と他側軸部がそれぞれケーシング、スラスト受板に対して相対回転することにより旋回スクロールの自転を防止することができる。
【００１５】
【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、添付図面に従って詳細に説明する。
【００１６】
ここで、図１ないし図７は本発明の実施の形態を示し、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、軸線Ｏ1 −Ｏ1 （図２参照）を有する筒部２と、該筒部２の両端側に位置して後述の軸受取付筒４Ａ，４Ｂに固定して設けられた有底筒状の蓋部３Ａ，３Ｂとによって構成されている。また、蓋部３Ａ，３Ｂの外周側には後述の吸込口４０Ａ，４０Ｂと連通する位置に開口部３Ａ1 ，３Ｂ1 が穿設されている。
【００１７】
４Ａ，４Ｂは筒部２と蓋部３Ａ，３Ｂとの間にそれぞれ位置して設けられ、ケーシング１の一部を構成する第１，第２の軸受取付筒で、該第１の軸受取付筒４Ａは、外周側がボルト５Ａにより蓋部３Ａと一緒に筒部２に固定して取付けられ、その内周側には後述の偏心軸受１６Ａが取付けられている。
【００１８】
また、軸受取付筒４Ａには、後述するスラスト受板２６Ａとの対向面側に位置して２個の収容穴４Ａ1 （一方のみ図示）が設けられている。そして、この収容穴４Ａ1 は、スラスト受板２６Ａの収容穴２７Ａ2 とほぼ対応した位置に配置され、その内部には後述の軸受３８が収容されている。
【００１９】
また、第２の軸受取付筒４Ｂについても同様に構成され、ボルト５Ｂにより蓋部３Ｂと一緒に筒部２に固定して取付けられている。
【００２０】
６Ａ，６Ｂはケーシング１の軸方向両側に位置して筒部２の内周側にそれぞれ可動的に設けられた第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７Ａ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、筒部２の内周側に嵌合して軸方向に可動的に設けられた嵌合筒部９Ａとによって構成されている。また、鏡板７Ａの背面側には、周方向に離間して軸方向に複数のピン穴１０Ａ（２個のみ図示）が凹設されている。
【００２１】
また、第２の固定スクロール６Ｂについても、鏡板７Ｂ、凹部７Ｂ1 、ラップ部８Ｂ、嵌合筒部９Ｂおよびピン穴１０Ｂによって構成されている。
【００２２】
１１Ａ，１１Ｂはケーシング１の蓋部３Ａ，３Ｂから固定スクロール６Ａ，６Ｂ側に向けて突設された複数のガイドピン（２個のみ図示）で、一方のガイドピン１１Ａは、基端側がケーシング１の蓋部３Ａに固着され、先端側は固定スクロール６Ａのピン穴１０Ａ内に摺動可能に挿嵌されている。
【００２３】
そして、このガイドピン１１Ａは、固定スクロール６Ａをケーシング１に対して廻止め状態に保持すると共に、固定スクロール６Ａを軸方向にガイドする構成となっている。また、他方のガイドピン１１Ｂについてもガイドピン１１Ａと同様に構成されている。
【００２４】
１２Ａ，１２Ｂはケーシング１の蓋部３Ａ，３Ｂと固定スクロール６Ａ，６Ｂの鏡板７Ａ，７Ｂ背面側との間にそれぞれ設けられた第１，第２の圧力室で、該第１の圧力室１２Ａは、後述する圧縮室３６Ａ内の中間圧を前記鏡板７Ａに設けた連通孔（図示せず）を通じて鏡板７Ａの背面側に導き、この中間圧によって固定スクロール６Ａを旋回スクロール３０Ａ側へと軸方向に押圧し、圧縮室３６Ａ内の密閉度を高める構成となっている。また、第２の圧力室１２Ｂについても、圧力室１２Ａと同様に構成されている。
【００２５】
１３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１３は、ケーシング１の内周側に固定的に設けられたステータ１４と、該ステータ１４の内周側に該ステータ１４によって回転するように配設されたロータ１５とによって構成され、ステータ１４の軸線とロータ１５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１３は、ロータ１５を回転することにより後述の回転軸２３を駆動するものである。
【００２６】
１６Ａ，１６Ｂは固定スクロール６Ａ，６Ｂと電動機１３との間にそれぞれ位置して軸受取付筒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１６Ａは、外輪１７Ａと、該外輪１７Ａの内周側に外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、回転軸２３の外周側に固着された外側中輪１９Ａと、回転軸２３の内周側に固着された内側中輪２０Ａと、該内側中輪２０Ａの内周側に内側転動体となる複数の球体２１Ａによって回転可能に設けられた内輪２２Ａとによって構成されている。
【００２７】
ここで、外輪１７Ａは、軸受取付筒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１９Ａは、球体１８Ａによって外輪１７Ａ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１８Ａは外輪１７Ａと外側中輪１９Ａ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２０Ａは、外輪１７Ａ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２２Ａは、球体２１Ａによって内側中輪２０Ａ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２１Ａは偏心軸線Ｏ2 −Ｏ2 を中心に転動する。
【００２９】
かくして、偏心軸受１６Ａは、外側中輪１９Ａと内側中輪２０Ａとが回転軸２３と一体に回転することにより、旋回軸２４と一体となった内輪２２Ａ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。
【００３０】
また、第２の偏心軸受１６Ｂについても、外輪１７Ｂ、球体１８Ｂ、外側中輪１９Ｂ、内側中輪２０Ｂ、球体２１Ｂおよび内輪２２Ｂによって構成されている。
【００３１】
２３は電動機１３のロータ１５を挟んで両端側が偏心軸受１６Ａ，１６Ｂに設けられた回転軸で、該回転軸２３は、中空軸体として形成され、電動機１３のロータ１５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２３は、両端側がそれぞれ外側中輪１９Ａの内周側と内側中輪２０Ａの外周側にそれぞれ固着して取付けられ、ロータ１５と一体となって回転することにより外側中輪１９Ａと内側中輪２０Ａを回転させるものである。
【００３２】
ここで、回転軸２３は、図２に示すように軸線Ｏ1 −Ｏ1 を挟んで偏心軸線Ｏ2 −Ｏ2 側とは反対側の部位の肉厚を寸法ｄ1 とし、偏心軸線Ｏ2 −Ｏ2 側の肉厚を寸法ｄ2 とすると、ｄ1 ＞ｄ2 の関係に設定される。このため、回転軸２３は、外周側が外輪１７Ａ，１７Ｂ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。
【００３３】
２４は回転軸２３内を遊嵌して設けられ、偏心軸受１６Ａ，１６Ｂの内輪２２Ａ，２２Ｂに固定的に支持された旋回軸で、該旋回軸２４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２４の両端側は内輪２２Ａ，２２Ｂの内周側に挿嵌して固着されている。
【００３４】
ここで、旋回軸２４の両端面には、スラスト受板２６Ａが取付けられる円形穴からなる有底の取付穴２５Ａ，２５Ｂが設けられている。そして、この取付穴２５Ａ，２５Ｂの底部側には、軸線Ｏ1 −Ｏ1 とほぼ対応した位置にねじ穴部２５Ａ1 ，２５Ｂ1 が形成されている。そして、旋回軸２４は、回転軸２３の回転によって内輪２２Ａ，２２Ｂと一体に旋回運動することにより、旋回スクロール３０Ａ，３０Ｂをスラスト受板２６Ａ，２６Ｂと一体に旋回させるものである。
【００３５】
２６Ａは後述する旋回スクロール３０Ａの鏡板３１Ａ背面側に位置して、旋回軸２４の一端側に固着して設けられた第１のスラスト受板で、該第１のスラスト受板２６Ａは、旋回軸２４よりも大きな外径をもって形成された円板部２７Ａと、該円板部２７Ａの背面側中央に突設された段付筒状をなす嵌合部としての嵌合突部２８Ａとにより構成されている。
【００３６】
また、スラスト受板２６Ａの円板部２７Ａ外周側には、周方向に離間して径方向に突出した円弧状突部２７Ａ1 ，２７Ａ1 が設けられている。そして、この円弧状突部２７Ａ1 には、軸受取付筒４Ａの収容穴４Ａ1 とほぼ対応した位置に有底の円形穴からなる他の収容穴２７Ａ2 が設けられ、該収容穴２７Ａ2 内には後述の軸受３９が収容されている。
【００３７】
さらに、このスラスト受板２６Ａには、偏心軸線Ｏ2 −Ｏ2 とほぼ対応した位置にボルト挿通穴２６Ａ1 が穿設されている。そして、スラスト受板２６Ａは、嵌合突部２８Ａを旋回軸２４の取付穴２５Ａ内に嵌合させ、この状態で固定ボルト２９Ａを円板部２７Ａの表面側からボルト挿通穴２６Ａ1 内に差込むことにより、旋回軸２４に対し廻止め状態で一体に締結されている。また、スラスト受板２６Ａは、旋回スクロール３０Ａの鏡板３１Ａ背面側に当接することにより、旋回軸２４の端部側で旋回スクロール３０Ａに作用するスラスト荷重Ｆ1 （図１参照）を支持するものである。
【００３８】
２６Ｂは旋回スクロール３０Ｂの鏡板３１Ｂ背面側に位置して、旋回軸２４の他端側に固着して設けられた第２のスラスト受板で、該スラスト受板２６Ｂについても、スラスト受板２６Ａとほぼ同様に構成され、ボルト挿通穴２６Ｂ1 、円板部２７Ｂおよび嵌合突部２８Ｂを有している。そして、スラスト受板２６Ｂは固定ボルト２９Ｂにより旋回軸２４の取付穴２５Ｂ内に締結され、旋回スクロール３０Ｂの鏡板３１Ｂ背面側に当接することにより、旋回軸２４の端部側で旋回スクロール３０Ｂに作用するスラスト荷重Ｆ2 （図１参照）を支持するものである。ここで、スラスト受板２６Ｂにはスラスト受板２６Ａに設けられた円弧状突部２７Ａ1 が廃止されている。
【００３９】
３０Ａ，３０Ｂは固定スクロール６Ａ，６Ｂと対面して旋回軸２４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３０Ａは、円板状に形成された鏡板３１Ａと、該鏡板３１Ａの表面側から軸方向に立設された渦巻状のラップ部３２Ａとによって構成されている。
【００４０】
また、旋回スクロール３０Ａの鏡板３１Ａには、その背面側に周方向に沿って略「Ｃ」状に延びる環状突部３３Ａが一体形成されている。さらに、鏡板３１Ａには、図６に示すようにその内部を径方向に貫通して互いに平行に延びる複数の冷却風通路３４Ａ，３４Ａ，…が形成されている。
【００４１】
そして、旋回スクロール３０Ａは、該環状突部３３Ａをスラスト受板２６Ａの外周側に嵌合させることによりスラスト受板２６Ａに対し径方向に位置決めされている。また、旋回スクロール３０Ａは、鏡板３１Ａの背面側をスラスト受板２６Ａに衝合させ、この状態で複数の固定ボルト３５Ａ（図３、図６参照）を鏡板３１Ａの表面側から差込むことによりスラスト受板２６Ａに一体に取付けられている。
【００４２】
これにより旋回スクロール３０Ａは旋回軸２４と一体となって寸法δの旋回半径をもった旋回運動を行う。そして、旋回スクロール３０Ａのラップ部３２Ａ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，３２Ａ間には複数の圧縮室３６Ａ，３６Ａ，…が画成される。
【００４３】
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４０Ａから外周側の圧縮室３６Ａ内に空気を吸込みつつ、この空気を旋回スクロール３０Ａが旋回運動する間に各圧縮室３６Ａ内で順次圧縮し、最後に中心側の圧縮室３６Ａから後述の吐出口４１Ａを介して外部に圧縮空気を吐出する。
【００４４】
また、第２の旋回スクロール３０Ｂについても、鏡板３１Ｂ、ラップ部３２Ｂ、環状突部３３Ｂおよび冷却風通路３４Ｂ等によって構成されている。そして、旋回スクロール３０Ｂは、固定ボルト３５Ｂによってスラスト受板２６Ｂに一体に取付けられ、固定スクロール６Ｂとの間に複数の圧縮室３６Ｂが画成される。ここで、旋回スクロール３０Ｂは、図５に示すように環状突部３３Ｂが円環状に形成されいる点で、旋回スクロール３０Ａとは異なっている。
【００４５】
３７，３７は軸受取付筒４Ａとスラスト受板２６Ａとの間に設けられた自転防止機構としてのクランク軸で、該クランク軸３７は、図２に示す如く、軸受取付筒４Ａの収容穴４Ａ1 内に軸受３８によって回転可能に支持された一側軸部３７Ａと、スラスト受板２６Ａの収容穴２７Ａ2 内に軸受３９によって回転可能に支持された他側軸部３７Ｂとによって構成されている。そして、クランク軸３７は、他側軸部３７Ｂが一側軸部３７Ａに対し寸法δだけ偏心して配置され、運転時にこれら軸部３７Ａ，３７Ｂが前記収容穴４Ａ1 ，２７Ａ2 内で相対回転することにより、スラスト受板２６Ａと一体となった旋回スクロール３０Ａの自転を防止するものである。
【００４６】
なお、４０Ａ，４０Ａは固定スクロール６Ａ，６Ｂのラップ部８Ａ，８Ｂ外周側に位置してケーシング１の筒部２に設けられた吸込口、４１Ａ，４１Ｂ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。また、４２，４２，…はケーシング１の筒部２外周側に軸方向に間隔をおいて設けられた複数の放熱フィンである。
【００４７】
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。
【００４８】
まず、電動機１３のロータ１５を回転すると、該ロータ１５と一体となった回転軸２３は、偏心軸受１６Ａ，１６Ｂの球体１８Ａ，１８Ｂによって回転運動を行い、このときに旋回軸２４は球体２１Ａ，２１Ｂによって回転軸２３の内周側で回転する。
【００４９】
ここで、前記球体１６Ａ，１６Ｂは、ケーシング１（外輪１７Ａ，１７Ｂ）の軸線Ｏ1 −Ｏ1 を中心として回転するのに対し、球体２１Ａ，２１Ｂは軸線Ｏ1-Ｏ 1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、球体２１Ａ，２１Ｂにより内輪２２Ａ，２２Ｂと一体となった旋回軸２４は、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、この旋回軸２４により旋回スクロール３０Ａ，３０Ｂをそれぞれ旋回させる。
【００５０】
そして、このように旋回スクロール３０Ａ，３０Ｂが旋回するときに、旋回スクロール３０Ａ，３０Ｂはクランク軸３７によって自転が防止され、公転のみを行う。
【００５１】
この結果、固定スクロール６Ａと旋回スクロール３０Ａとの間に画成された各圧縮室３６Ａはそれぞれ連続的に縮小し、これにより固定スクロール６Ａの吸込口４０Ａから吸込んだ外気を各圧縮室３６Ａ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４１Ａから外部の空気タンク（図示せず）等に貯留させる。
【００５２】
また、固定スクロール６Ｂと旋回スクロール３０Ｂとの間に画成された各圧縮室３６Ｂ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。
【００５３】
ここで、本実施の形態では、旋回軸２４の両端側に該旋回軸２４よりも大きな外径をもったスラスト受板２６Ａ，２６Ｂを固定して設け、このスラスト受板２６Ａ，２６Ｂに旋回スクロール３０Ａ，３０Ｂを固定して取付ける構成としている。
【００５４】
このため、旋回スクロール３０Ａ，３０Ｂの鏡板３１Ａ，３１Ｂには、その背面側からスラスト受板２６Ａ，２６Ｂを広い接触面積をもって当接させることができ、旋回スクロール３０Ａ，３０Ｂに作用するスラスト荷重Ｆ1 ，Ｆ2 をスラスト受板２６Ａ，２６Ｂの円板部２７Ａ，２７Ｂ全体に分散させて支持することができる。
【００５５】
かくして、本実施の形態では、旋回スクロール３０Ａ，３０Ｂの挙動の安定化を図ることができ、旋回スクロール３０Ａ，３０Ｂのラップ部３２Ａ，３２Ｂが従来技術で述べたように固定スクロール６Ａ，６Ｂのラップ部８Ａ，８Ｂと干渉することがなくなり、これらラップ部８Ａ，８Ｂ，３２Ａ，３２Ｂの摩耗を防止できると共に、低騒音化を図り、当該空気圧縮機の性能、信頼性等を高めることができる。
【００５６】
ところで、旋回スクロール３０Ａの自転を防止するために、例えば軸受取付筒４Ａとスラスト受板２６Ａとの間にオルダムリング等を設ける構成とした場合、オルダムリングと軸受取付筒４Ａ、スラスト受板２６Ａとの間には、加工上の理由等によりがたつきが生じるため、このようながたつきに起因して旋回スクロールが振動し、騒音の原因となる。
【００５７】
そこで、本実施の形態では、旋回スクロール３０Ａの自転を防止するために、クランク軸３７の一側軸部３７Ａを軸受３８を介して軸受取付筒４Ａの収容穴４Ａ1 内に回転可能に設け、他側軸部３７Ｂを軸受３９を介してスラスト受板２６Ａの収容穴２７Ａ2 内に回転可能に設ける構成としたので、軸受３８，３９によりクランク軸３７が前記収容穴４Ａ1 ，２７Ａ2 内でがたつくのを防止でき、旋回スクロール３０Ａ，３０Ｂの挙動を一層安定化させることができる。
【００５８】
なお、実施の形態では、偏心軸受１６Ａに用いる中輪を、外側中輪１９Ａと内側中輪２０Ａ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８に示す第１の変形例のように、偏心軸受５１Ａは、実施の形態による外側中輪１９Ａと内側中輪２０Ａと互いに一体化して形成することにより、中輪５４Ａを１部材で構成してもよい。
【００５９】
ここで、偏心軸受５１Ａは、外輪５２Ａと、該外輪５２Ａの内周側に外側転動体となる球体５３Ａによって回転可能に設けられ回転軸２３の端部に嵌合して固着された中輪５４Ａと、該中輪５４Ａの内周側に内側転動体となる球体５５Ａによって回転可能に設けられ旋回軸２４の外周側に固着された内輪５６Ａとによって構成されている。
【００６０】
また、実施の形態では、スラスト受板２６Ａの円板部２７Ａ外周側に円弧状突部２７Ａ1 を設け、この円弧状突部２７Ａ1 に収容穴２７Ａ2 を設ける場合を例に挙げて説明したが、これに替えて、例えば図９に示す第２の変形例のように、スラスト受板２６Ａ′の円板部２７Ａ′から実施の形態による円弧状突部２７Ａ1 を廃止すると共に、円板部２７Ａ′を実施の形態による円板部２７Ａよりも大径に形成し、この円板部２７Ａ′に収容穴２７Ａ2 ′，２７Ａ2 ′を設ける構成としてもよい。
【００６１】
ここで、スラスト受板２６Ａ′は、実施の形態によるスラスト受板２６Ａとほぼ同様に、ボルト挿通穴２６Ａ1 ′、円板部２７Ａ′、収容穴２７Ａ2 ′および嵌合突部２８Ａ′を有している。
【００６２】
また、実施の形態では、旋回軸２４の両端側に２個の旋回スクロール３０Ａ，３０Ｂを設け、これら各旋回スクロール３０Ａ，３０Ｂをケーシング１の両側に配設した２個の固定スクロール６Ａ，６Ｂと対向して配置する対向型のスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限ることなく、例えば、固定スクロール６Ａと旋回スクロール３０Ａを廃止し、固定スクロール６Ｂと旋回スクロール３０Ｂのみによってスクロール式空気圧縮機を構成してもよい。
【００６３】
また、実施の形態では、スラスト受板２６Ａ，２６Ｂに突設した嵌合突部２８Ａ，２８Ｂを、旋回軸２４の両端側に凹設した取付穴２５Ａ，２５Ｂに嵌合させる構成とした場合を例に挙げて説明したが、これに替えて、例えばスラスト受板側に取付穴を凹設し、旋回軸の両端側に嵌合突部を突設し、該嵌合突部を取付穴に嵌合させることによりスラスト受板を旋回軸に取付ける構成としてもよい。
【００６４】
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。
【００６５】
【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、固定側部材のケーシング内には回転軸を偏心軸受の外側転動体に支持させて設け、回転軸内には旋回軸を偏心軸受の内側転動体に支持させて設けると共に、旋回軸の端部側にはスラスト受板をボルト挿通穴、固定ボルトを介して廻止め状態で固定して設け、このスラスト受板には固定スクロールと対向して旋回スクロールの鏡板背面側を固定して設ける構成としたので、スラスト受板を旋回スクロールの鏡板背面に広い面積をもって当接させることができ、旋回スクロールに作用するスラスト荷重をスラスト受板の全体に分散させて支持することができる。
【００６６】
これにより旋回スクロールの挙動の安定化を図ることができ、旋回スクロールのラップ部が従来技術で述べたように固定スクロールのラップ部と干渉することがなくなり、これらラップ部の摩耗を防止できると共に、低騒音化を図り、当該流体機械の性能、信頼性等を高めることができる。
【００６７】
また、請求項２の発明は、スラスト受板の円板部を旋回軸よりも大きな外径をもって形成し、該円板部の表面側に旋回スクロールの鏡板を衝合して取付ける構成としたので、ボルト等を用いて旋回スクロールをスラスト受板の円板部に強固に取付けることができ、旋回スクロールの挙動を一層安定化することができる。
【００６８】
さらに、請求項３の発明は、自転防止機構を、ケーシングとスラスト受板との間に回転可能に支持されるクランク軸により構成したので、旋回時にクランク軸がケーシングとスラスト受板との間でたがつくのを防止でき、旋回スクロールの振動を抑えて、該旋回スクロールの挙動の安定化をより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】図１中の固定スクロール、旋回スクロール、偏心軸受およびスラスト受板等をを拡大して示す部分拡大断面図である。
【図３】第１のスラスト受板、クランク軸等を図１中の矢示 III−III 方向からみた断面図である。
【図４】図１中の第１のスラスト受板を単体で背面側からみた背面図である。
【図５】第２のスラスト受板等を図１中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた断面図である。
【図６】第１の旋回スクロール、冷却風通路等を図１中の矢示VI−VI方向からみた断面図である。
【図７】図１中の旋回軸、第１のスラスト受板および第１の旋回スクロールを分解して示す分解断面図である。
【図８】本発明の第１の変形例による固定スクロール、旋回スクロール、偏心軸受およびスラスト受板等を示す図２と同様位置からみた断面図である。
【図９】本発明の第２の変形例による第１のスラスト受板を単体で背面側からみた背面図である。
【符号の説明】
１ケーシング（固定側部材）
４Ａ，４Ｂ軸受取付筒
６Ａ，６Ｂ固定スクロール
７Ａ，７Ｂ，３１Ａ，３１Ｂ鏡板
８Ａ，８Ｂ，３２Ａ，３２Ｂラップ部
１３電動機
１４ステータ
１５ロータ
１６Ａ，１６Ｂ，５１Ａ偏心軸受
１８Ａ，１８Ｂ，５３Ａ球体（外側転動体）
２１Ａ，２１Ｂ，５５Ａ球体（内側転動体）
２３回転軸
２４旋回軸
２６Ａ，２６Ａ′，２６Ｂスラスト受板
２７Ａ，２７Ａ′，２７Ｂ円板部
２８Ａ，２８Ａ′，２８Ｂ嵌合突部（嵌合部）
３０Ａ，３０Ｂ旋回スクロール
３６Ａ，３６Ｂ圧縮室
３７クランク軸
３７Ａ一側軸部
３７Ｂ他側軸部
Ｆ1 ，Ｆ2 スラスト力

Claims

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に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固定スクロールとからなる固定側部材と、
該固定スクロールに対し軸方向に離間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、
ボルト挿通穴を有し、該ボルト挿通穴に固定ボルトを差込むことにより、前記旋回軸の端部側に前記旋回軸に対し廻止め状態で固定して設けられたスラスト受板と、
前記固定スクロールと対面して設けられ、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、
該旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構とを備え、
前記旋回スクロールの鏡板の背面側は、前記前記スラスト受板に固定して設ける構成としてなるスクロール式流体機械。
前記スラスト受板は、前記旋回軸よりも大きな外径をもって形成され表面側に前記旋回スクロールの鏡板が衝合して取付けられる円板部と、該円板部の裏面側中央に形成され前記旋回軸の端部側に嵌合して取付けられる嵌合部により構成してなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
前記自転防止機構は、前記ケーシング側に回転可能に支持される一側軸部と前記スラスト受板側に回転可能に支持される他側軸部とを有したクランク軸により構成してなる請求項２に記載のスクロール式流体機械。