JPH08319966A

JPH08319966A - スクロール式流体機械

Info

Publication number: JPH08319966A
Application number: JP7149445A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Suefuji; 和孝末藤; Yuji Komai; 裕二駒井; Yoshio Kobayashi; 義雄小林; Hiroyuki Mihara; 宏之三原; Shunji Suzuki; 俊次鈴木
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 1995-05-24
Publication date: 1996-12-03
Also published as: DE19647321A1; DE19647321C2

Abstract

(57)【要約】【目的】オルダム継手が早期に摩耗、損傷するのを効
果的に防止し、装置の小型化を図ると共に、耐久性や寿
命を確実に向上させる。【構成】ケーシング１と旋回スクロール９の背面側と
の間にスライダ１９を摺動可能に配設し、各Ｘ軸ガイド
１７、各Ｙ軸ガイド１８によってスライダ１９の摺動変
位を２軸（Ｘ，Ｙ軸）方向に規制する。そして、スライ
ダ１９の各貫通穴１９Ｂにはフランジ部３の摺動面３Ａ
と背面プレート１４の摺動面１４Ｂにそれぞれ転動可能
に接触し、スライダ１９よりも硬質な材料からなる各球
体２０を挿入すると共に、各貫通穴１９Ｂにはグリス
（図示せず）を封入する。これにより各球体２０を円滑
に転動運動させて、スライダ１９の両側端面と各摺動面
３Ａ，１４Ｂとの摩擦抵抗を大幅に低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば空気圧縮機や真
空ポンプ等に用いて好適なスクロール式流体機械に関
し、特に、無給油式のスクロール式流体機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ケーシングと、該ケーシングに
一体的に設けられた固定スクロールと、基端側が前記ケ
ーシングに回転可能に支持され先端側がクランクとなっ
た駆動軸と、該駆動軸のクランクに旋回可能に設けられ
前記固定スクロールとの間に複数の圧縮室を画成する旋
回スクロールと、該旋回スクロールの自転を防止する自
転防止機構とからなるスクロール式流体機械は知られて
いる。

【０００３】この種の従来技術によるスクロール式流体
機械では、外部から駆動軸を回転駆動して旋回スクロー
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（外気）を吸込つつ、この空気を固
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空気を外部に向けて吐出する
ようになっている。

【０００４】ここで、無給油式のスクロール式流体機械
では、旋回スクロールの自転を防止するために、複数の
補助クランクを用いたものが知られている。即ち、前記
ケーシングと旋回スクロールの背面側との間に位置し
て、該旋回スクロールに設けられる旋回軸受の外周側に
複数の補助クランクを設け、これにより、旋回スクロー
ルの自転を防止している。そして、この種の各補助クラ
ンクによる自転防止機構の場合、各補助クランクの潤滑
性を維持するために、各補助クランクの回動部にグリー
ス等を付与するようにしている。

【０００５】また、他の従来技術として、スクロール式
流体機械の自転防止機構にオルダム継手を用い、該オル
ダム継手により旋回スクロールの自転を防止する機能の
みを与える構造としたものが、例えば特公平６−３７８
７５号公報に開示されている。また、米国特許第３９９
４６３５号明細書には、オルダム継手として旋回スクロ
ールの自転を防止する機能と該旋回スクロールのスラス
ト荷重を受ける機能を併せ持つものが開示されている。
そして、この種のオルダム継手による自転防止機構の場
合、オルダム継手の潤滑性を維持するために、オルダム
継手の摺動部等に常時潤滑油を供給する構成となってい
る。

【０００６】さらに、別の従来技術の自転防止機構とし
て、例えば特公平５−６７７６１号公報では、多数個の
球体と、同数のガイド円孔をもつ２枚のリング状板から
なり、前記球体は旋回スクロールの自転を防止する機能
と該旋回スクロールのスラスト荷重に対するスラスト軸
受の機能を併せ持つボールカップリング方式のものが開
示されている。

【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では、自転防止機構
として複数の補助クランクを採用しているため、駆動軸
のクランクと各補助クランクの偏心寸法を一致させる必
要があり、高精度の加工技術が要求される。

【０００８】また、設計上各クランクの偏心寸法を一致
させても、旋回スクロールの旋回運動による遠心力等の
影響により、駆動軸のクランクと各補助クランクとのバ
ランスをとるのが難しく振動が発生する場合があり、自
転防止機構の実際上の設計・製造が難しく、また構造が
複雑となり部品点数も多くなるという問題がある。

【０００９】さらに、従来技術によるスクロール式流体
機械の運転時には、固定スクロールと旋回スクロールと
の間に形成される圧縮室内が高圧となるため、旋回スク
ロールがスラスト方向に押圧される。そして、このスラ
スト方向の押圧力は、駆動軸のクランクおよび各補助ク
ランクに荷重となって作用し、駆動軸のクランクおよび
各補助クランクの回転摩擦を増加させ、駆動性能を低下
させると共に、駆動軸のクランクおよび補助クランクの
異常摩耗や摩擦熱の高温化を招くという問題がある。

【００１０】一方、他の従来技術によるオルダム継手を
用いた自転防止機構において、オルダム継手が自転防止
機能のみを有するもの（特公平６−３７８７５号公報参
照）では、旋回スクロールのスラスト荷重を受けるスラ
スト軸受をオルダム継手とは別個にして設ける必要があ
り、装置の大型化を招くという問題がある。また、オル
ダム継手が自転防止機能とスラスト軸受の機能を併せ持
つもの（米国特許第３９９４６３５号明細書参照）で
は，オルダム継手の両面に旋回スクロールからのスラス
ト方向の押圧力が直接作用するため、該オルダム継手は
摺動時に摩耗が発生し易くなり、これによって圧縮の性
能等の低下を招くという問題がある。

【００１１】さらに、この種のオルダム継手を用いた自
転防止機構は、比較的構造が単純で設計・製造も比較的
容易になるという利点があるものの、かかる自転防止機
構にあっては、オルダム継手の摺動部等に潤滑油を常に
供給しなければならず、給油式のスクロール式流体機械
には適用できるが、無給油式のものには適用が難しいと
いう問題がある。

【００１２】さらにまた、別の従来技術としてボールカ
ップリング方式（特公平５−６７７６１号公報参照）を
用いた自転防止機構においては、旋回スクロールの旋回
方向の位置決めが困難となり、径方向の隙間寸法を精度
よく調整するのが難しい上に、球体から発生する騒音を
遮断するのが難しいという問題がある。

【００１３】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、本発明はオルダム継手からなる自転防止
機構を無給油式のものに対しても適用できるようにし、
圧縮運転時にオルダム継手が早期に摩耗，損傷するのを
効果的に防止できると共に、装置の小型化を図ることが
でき、耐久性や寿命を効果的に向上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。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、ケーシングと、該ケーシングに一体的
に設けられた固定スクロールと、基端側が前記ケーシン
グに回転可能に支持され、先端側がクランクとなった駆
動軸と、該駆動軸のクランクに旋回可能に設けられ前記
固定スクロールとの間に複数の圧縮室を画成する旋回ス
クロールと、該旋回スクロールの自転を防止する自転防
止機構とからなるスクロール式流体機械に適用される。

【００１５】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記自転防止機構を、前記ケーシングと旋回ス
クロールとの間に配設され互いに直交する２軸方向に摺
動可能となったスライダによって構成し、該スライダに
は、前記旋回スクロールの周方向に離間しスラスト方向
に穿設された複数の貫通穴を設け、かつ該各貫通穴内に
は、前記旋回スクロールからのスラスト方向の荷重を受
承すべく、前記ケーシングと旋回スクロールの背面側と
にそれぞれ転動可能に接触する転動子を挿入する構成と
したことにある。

【００１６】この場合、請求項２に記載した発明のよう
に、前記スライダの各貫通穴内には、前記各転動子を潤
滑状態に保つ潤滑剤を封入する構成とするのが好まし
い。

【００１７】また、請求項３に記載した発明のように、
前記スライダには、前記旋回スクロールの周方向で前記
各貫通穴から離れた位置に冷却風が流通する通路部を形
成してよい。

【００１８】

【作用】上記構成により、請求項１に記載の発明では、
スライダが２軸方向に摺動するときには、該スライダ内
の各転動子がケーシングおよび旋回スクロールの背面側
と転動可能に接触することによって、スライダが受ける
該ケーシングおよび旋回スクロールからの摩擦抵抗を低
減することができる。また、旋回スクロールからのスラ
スト方向の荷重は、スライダと共に該スライダ内の各転
動子も受承するから、この荷重がスライダに直接作用す
るのを防止することができる。

【００１９】この場合、請求項２に記載の発明のよう
に、スライダの各貫通穴内に、前記各転動子を潤滑状態
に保つ潤滑剤を封入することによって、各転動子がケー
シングおよび旋回スクロールの背面側を転動するときに
生じる摩擦抵抗を低減でき、これによって、スライダを
さらに円滑に摺動させることができると共に、転動子の
転動時に生じる摩耗、損傷を確実に防止することができ
る。

【００２０】また、請求項３に記載の発明のように、ス
ライダに、前記旋回スクロールの周方向で前記各貫通穴
から離れた位置に冷却風が流通する通路部を形成するこ
とによって、冷却風を前記通路部を介して旋回スクロー
ルの背面側および駆動軸等へも流通させることができ、
これによって、スライダの摺動時に該スライダおよび転
動子に生じる摩擦熱を確実に放熱できると共に、該旋回
スクロールおよび駆動軸等の冷却をも同時に行うことが
できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図１４に
基づき、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て説明する。

【００２２】ここで、図１ないし図４は本発明の第１の
実施例を示している。

【００２３】図において、１はスクロール式空気圧縮機
の外枠を形成する段付筒状のケーシングを示し、該ケー
シング１は、小径の筒状に形成された軸受部２と、該軸
受部２の基端側から径方向外向きに延設された環状のフ
ランジ部３と、該フランジ部３の外周側から軸方向に突
出した筒状の大径部４と、該大径部４の先端側からさら
に径方向外向きに突出した環状の衝合部５とから大略構
成されている。

【００２４】ここで、前記ケーシング１の軸受部２内に
は、後述の駆動軸７が挿入される長尺の小径穴部２Ａ
と、該小径穴部２Ａからケーシング１の大径部４側へと
開口する短尺の大径穴部２Ｂとが設けられ、該大径穴部
２Ｂ内には後述のカウンタウェイト８および旋回スクロ
ール９のボス部１４Ａ等が収容される。そして、ケーシ
ング１のフランジ部３はその内側面が、後述のスライダ
１９が転動する摺動面３Ａとなり、該摺動面３Ａには後
述の各Ｘ軸ガイド１７が立設されている。

【００２５】また、ケーシング１の大径部４には図２に
示す如く、冷却風をケーシング１内部へ流通させる冷却
風取入口４Ａと、該冷却風取入口４Ａと対向する位置に
冷却風排出口（図示せず）とがそれぞれ穿設され、ケー
シング１の衝合部５には後述の固定スクロール６の取付
フランジ部６Ｂを取付けるためのボルト穴５Ａ，５Ａ，
…がそれぞれ穿設されている。

【００２６】６はケーシング１の先端側に固着された固
定スクロールを示し、該固定スクロール６は、略円板状
に形成され中心が駆動軸７の軸線Ｏ1 −Ｏ1 と一致する
ように配設された鏡板６Ａと、該鏡板６Ａの外縁側から
突出し、外周側が前記ケーシング１の衝合部５にボルト
（図示せず）等を介して固着された取付フランジ部６Ｂ
と、前記鏡板６Ａの表面側から軸方向に立設され、中心
側が巻始め端となり外周側が巻終り端となった渦巻状の
ラップ部６Ｃと、鏡板６Ａの背面側に並列に多数立設さ
れた放熱板６Ｄ，６Ｄ，…とから構成されている。

【００２７】７は軸受部２（ケーシング１）の小径穴部
２Ａ内に軸受を介して回転可能に軸支された駆動軸を示
し、該駆動軸７の先端側は軸受部２の大径穴部２Ｂ内に
延びるクランク７Ａとなり、該クランク７Ａの軸線Ｏ2
−Ｏ2 は駆動軸７の軸線Ｏ1−Ｏ1 に対して所定寸法δ
だけ偏心している。そして、駆動軸７はケーシング１外
に突出した基端側が駆動源（図示せず）に連結され、駆
動源で回転駆動されることにより、クランク７Ａを介し
て後述の旋回スクロール９を旋回運動させる。

【００２８】８はクランク７Ａの基端側に固着されたカ
ウンタウェイトを示し、該カウンタウェイト８は軸受部
２の大径穴部２Ｂ内に位置し、旋回スクロール９の旋回
運動に対して駆動軸７全体の回転バランスをとってい
る。

【００２９】９は固定スクロール６と対向してケーシン
グ１内に旋回可能に設けられた旋回スクロールを示し、
該旋回スクロール９は後述の旋回スクロール本体１０
と、該旋回スクロール本体１０の背面側に取付けられた
略円板状の背面プレート１４とから一体的に構成されて
いる。

【００３０】１０は旋回スクロール本体で、該旋回スク
ロール本体１０は図２に示すように、円板状に形成され
た鏡板１０Ａと、該鏡板１０Ａの表面側から軸方向に立
設され、中心側が巻始め端となり外周側が巻終り端とな
った渦巻状のラップ部１０Ｂと、該鏡板１０Ａの背面側
に並列に多数立設された放熱板１０Ｃ，１０Ｃ，…とか
ら大略構成されている。ここで、前記旋回スクロール本
体１０のラップ部１０Ｂは図１に示すように、固定スク
ロール６のラップ部６Ｃに対して所定角度（例えば、１
８０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６Ｃ，１０Ｂ間には複数の圧縮室１１，１
１，…が形成される。

【００３１】そして、当該スクロール式空気圧縮機の運
転時には、固定スクロール６の外周側に設けた吸込口１
２から外周側の圧縮室１１内に空気を吸込みつつ、この
空気を旋回スクロール９が旋回運動する間に各圧縮室１
１内で順次圧縮し、最後に中心側の圧縮室１１から固定
スクロール６の中心に設けた吐出口１３を介して外部に
圧縮空気を吐出する。

【００３２】１４は旋回スクロール本体１０の背面側に
設けられた背面プレートを示し、該背面プレート１４
は、旋回スクロール本体１０の鏡板１０Ａとほぼ同一径
の円板状に形成され、該背面プレート１４の背面中央部
にはボス部１４Ａが軸方向に突出して形成されている。
そして、該背面プレート１４は旋回スクロール本体１０
の各放熱板１０Ｃ先端部にボルト（図示せず）等を介し
て固着されており、該各放熱板１０Ｃ間に複数の冷却風
通路Ａ，Ａ，…を画成し、外部からの冷却風によって旋
回スクロール本体１０の鏡板１０Ａ背面側等を効率よく
冷却できるようにしている。ここで、前記背面プレート
１４の背面側は、後述する各Ｙ軸ガイド１８間が摺動面
１４Ｂとなっており、該摺動面１４Ｂをスライダ１９が
摺動するようになっている。

【００３３】そして、背面プレート１４のボス部１４Ａ
はケーシング１の軸受部２側に向けて軸方向に突出し、
該ボス部１４Ａは駆動軸７のクランク７Ａに旋回軸受１
５を介して回転可能に取付けられている。

【００３４】１６は旋回スクロール９の自転を防止する
自転防止機構を示し、該自転防止機構１６は図１ないし
図４に示すように、後述する各Ｘ軸ガイド１７、各Ｙ軸
ガイド１８、スライダ１９および各球体２０により構成
され、スライダ１９をＸ軸，Ｙ軸方向に摺動変位させる
ことにより、各Ｙ軸ガイド１８と一体になった旋回スク
ロール９の自転を防止し、該旋回スクロール９に前記所
定寸法δの旋回半径をもった円運動（旋回運動）を与え
るようになっており、いわゆるオルダム継手を構成して
いる。

【００３５】１７，１７はフランジ部３（ケーシング
１）の摺動面３Ａに一体に設けられたＸ軸ガイドを示
し、該各Ｘ軸ガイド１７は図２に示すように、細長い角
板状に形成され、駆動軸７の大径穴部２Ｂを中心にして
Ｙ軸方向に一定の寸法だけ離間し、かつＸ軸方向に沿っ
て平行に延びている。そして、各Ｘ軸ガイド１７間に
は、後述するスライダ１９の各側面１９Ｃが摺接するよ
うにして装着され、スライダ１９がケーシング１に対し
てＹ軸方向に摺動変位するのを規制している。

【００３６】１８，１８は背面プレート１４（旋回スク
ロール９）の摺動面１４Ｂに一体に設けられたＹ軸ガイ
ドを示し、該各Ｙ軸ガイド１８は前記Ｘ軸ガイド１７と
同様に、細長い角板状に形成され、背面プレート１４の
ボス部１４Ａを中心にしてＸ軸方向に一定の寸法だけ離
間して、かつＹ軸方向に沿って平行に延びている。そし
て、各Ｙ軸ガイド１８間には、後述するスライダ１９の
各側面１９Ｄが摺接するようにして装着され、スライダ
１９が旋回スクロール９に対してＸ軸方向に摺動変位す
るのを規制している。

【００３７】１９はケーシング１のフランジ部３と旋回
スクロール９の背面プレート１４との間に摺動可能に配
設されたスライダを示し、該スライダ１９は高強度の金
属板等から図３に示すように略正方形の平板状に形成さ
れ、その中央部には背面プレート１４のボス部１４Ａが
貫通する逃がし穴１９Ａが穿設され、該逃がし穴１９Ａ
はスライダ１９が摺動変位するときに該スライダ１９が
ボス部１４Ａに衝突するのを防止するようになってい
る。そして、前記スライダ１９の４隅には図２および図
３に示すように、背面プレート１４のボス部１４Ａ外周
側に位置し周方向に離間して４個の貫通穴１９Ｂ，１９
Ｂ，…がそれぞれ穿設され、該貫通穴１９Ｂ内には後述
するグリスと共に各球体２０が挿入されている。

【００３８】ここで、前記スライダ１９は図３に示す如
く、Ｙ軸方向で対向する側面１９Ｃ，１９Ｃが各Ｘ軸ガ
イド１７に対する摺動面となり、Ｘ軸方向で対向する側
面１９Ｄ，１９Ｄが各Ｙ軸ガイド１８に対する摺動面に
なっている。一方、スライダ１９の表面側および裏面側
は、それぞれ背面プレート１４の摺動面１４Ｂ、フラン
ジ部３の摺動面３Ａに対する摺動面となっており、また
圧縮運転時に生じる旋回スクロール９からのスラスト方
向の押圧力を受承する受承面にもなっている。

【００３９】そして、スライダ１９は、各Ｘ軸ガイド１
７により、フランジ部３の摺動面３Ａに対してＸ軸方向
に摺動変位の方向が規制されると共に、背面プレート１
４の摺動面１４Ｂに対してＹ軸方向に摺動変位の方向が
規制されている。

【００４０】２０，２０，…はスライダ１９の各貫通穴
１９Ｂ内に挿入された転動子としての球体を示し、該各
球体２０はスライダ１９よりも硬質の金属材料から球径
のボールとして形成され、その直径は図４に示す如く、
スライダ１９の厚みとほぼ同じ寸法に形成されている。
そして、スライダ１９の各貫通穴１９Ｂは、各球体２０
を収容した状態で図１に示す如くフランジ部３の摺動面
３Ａと背面プレート１４の摺動面１４Ｂとの間で両側か
らほぼ密閉状態に保持されている。

【００４１】ここで、スライダ１９の各貫通穴１９Ｂ内
には潤滑剤となるグリース（図示せず）が封入されて、
これによってスライダ１９の表面および裏面側が該各摺
動面３Ａ，１４Ｂ上を摺動するときに、各球体２０を潤
滑状態に保ちつつ、該各球体２０がスライダ１９の各貫
通穴１９Ｂ内で円滑に転動できるようにしている。ま
た、各球体２０はスライダ１９の表面および裏面側と共
に、旋回スクロール９からのスラスト方向の押圧力を受
承している。

【００４２】２１は固定スクロール６の背面側に設けら
れたカバーを示し、該カバー２１は固定スクロール６の
放熱板６Ｄ先端部にボルト（図示せず）を介して固着さ
れ、該各放熱板１０Ｃ間に複数の冷却風通路Ｂ，Ｂ，…
を画成し、外部からの冷却風によって固定スクロール６
の鏡板６Ａ、ラップ部６Ｃ等を効率よく冷却できるよう
にしている。

【００４３】２２は吐出パイプで、該吐出パイプ２２は
基端側が固定スクロール６の中心部の吐出口１３に接続
され、先端側がカバー２１を貫通して外部に突出し、空
気タンク等に接続されている。

【００４４】本実施例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。

【００４５】まず、電動モータにより駆動軸７を回転さ
せ、旋回スクロール９を旋回させると、固定スクロール
６のラップ部６Ｃと旋回スクロール９（旋回スクロール
本体１０）のラップ部１０Ｂとの間に画成された圧縮室
１１，１１，…が連続的に縮小する。これにより、固定
スクロール６の吸込口１２から吸込んだ外気を該各圧縮
室１１で順次圧縮しつつ、この圧縮空気を固定スクロー
ル６の吐出口１３から吐出パイプ２２を介して外部の空
気タンク等に貯留させる。

【００４６】そして、このように旋回スクロール９が旋
回運動するときには、Ｘ軸ガイド１７、Ｙ軸ガイド１
８、スライダ１９および各球体２０等からなる自転防止
機構１６によって旋回スクロール９の自転が防止され、
該旋回スクロール９に駆動軸７を中心として所定寸法δ
の旋回半径をもって円運動（旋回運動）を与えている。

【００４７】即ち、旋回スクロール９が固定スクロール
６に対して旋回運動する間に、スライダ１９は、一方の
対向する各側面１９ＣがＸ軸ガイド１７の側面を摺動す
ることによってＹ軸方向への変位が規制されつつ、ケー
シング１に対しては図２中のＸ軸方向に摺動変位する。
また、他方の対向する各側面１９Ｄは各Ｙ軸ガイド１８
の側面を摺動することによりＸ軸方向への変位が規制さ
れつつ、旋回スクロール９に対してはＹ軸方向に摺動変
位する。そして、スライダ１９の表面および裏面側は、
フランジ部３の摺動面３Ａおよび背面プレート１４の摺
動面１４Ｂに対してそれぞれ摺動しつつ、各球体２０と
共にスラスト方向の荷重を受承する。

【００４８】ここで、前記スライダ１９の各貫通穴１９
Ｂ内には各球体２０を挿入し、該各球体２０を前記各摺
動面３Ａ，１４Ｂに対して転動可能に接触させると共
に、前記各貫通穴１９Ｂにはグリスを封入しているか
ら、スライダ１９は、各球体２０を円滑に転動させなが
ら各摺動面３Ａ，１４Ｂを摺動させることができる。

【００４９】この結果、スライダ１９の表面および裏面
側と各摺動面３Ａ，１４Ｂとの間で生じる摩擦抵抗を大
幅に低減できると共に、スライダ１９の摺動時に生じる
摩耗を効果的に抑制することができ、該スライダ１９を
各摺動面３Ａ，１４Ｂ間で円滑に摺動させることができ
る。

【００５０】そして、スライダ１９が摺動運動を繰返す
うちにその表面および裏面側が僅かに摩耗した場合に
は、各球体２０がスライダ１９よりも硬質なため、該各
球体２０のみを各摺動面３Ａ，１４Ｂに接触させること
ができ、これによってスライダ１９の表面および裏面が
これ以上摩耗するのを確実に防止することができる。

【００５１】また、スライダ１９の表面および裏面側
は、圧縮運転時に生じる旋回スクロール９からのスラス
ト方向の荷重（押圧力）を各球体２０と共に受承でき、
これによって該スライダ１９の摩耗、損傷をより効果的
に防止することができる。

【００５２】さらに、スライダ１９の各貫通穴１９Ｂは
各摺動面３Ａ，１４Ｂによってほぼ密閉状態に保たれて
いるから、これによって内部のグリースが外部へ漏洩し
てしまうのを効果的に防止できると共に、各貫通穴１９
Ｂ内から各球体２０の転動音が外部に漏れるのを遮断す
ることができ、装置からの騒音を効果的に低減すること
ができる。

【００５３】かくして、本実施例では、ケーシング１と
旋回スクロール９の背面との間にスライダ１９を摺動可
能に配設し、各Ｘ軸ガイド１７、各Ｙ軸ガイド１８によ
って該スライダ１９の摺動変位を２軸（Ｘ，Ｙ軸）方向
に規制すると共に、スライダ１９の各貫通穴１９Ｂには
フランジ部３の摺動面３Ａと背面プレート１４の摺動面
１４Ｂにそれぞれ転動可能に接触する各球体２０をグリ
スと共に挿入し、該各球体２０をスライダ１９よりも硬
質な材料から形成している。

【００５４】この結果、各球体２０を円滑に転動運動さ
せることによって、スライダ１９の表面および裏面側と
各摺動面３Ａ，１４Ｂとの摩擦抵抗を大幅に低減させる
ことができ、該スライダ１９と各摺動面３Ａ，１４Ｂ間
で生じる摩耗を効果的に防止できると共に、スライダ１
９の表面および裏面側には、旋回スクロール９からのス
ラスト方向の押圧力を各球体２０と共に受承させること
ができ、これによって該スライダ１９の摩耗、損傷をさ
らに効果的に防止することができる。

【００５５】従って、本発明によれは、スライダ１９
は、各球体２０を各摺動面３Ａ，１４Ｂに転動運動させ
ることにより、スライダ１９の耐久性を確実に向上で
き、当該スクロール式空気圧縮機の寿命を延ばして、性
能を確実に向上できると共に、長期に亘って安定した圧
縮性能を確保することができる。

【００５６】また、旋回スクロール９からのスラスト方
向の荷重（押圧力）を受承するスラスト軸受を、スライ
ダ１９と各球体２０とによってコンパクトに形成でき、
装置全体の小型化を図ることができる。

【００５７】さらに、スライダ１９と各摺動面３Ａ，１
４Ｂとの間、該スライダ１９と各Ｘ軸ガイド１７、各Ｙ
軸ガイド１８との間にオイル等の潤滑剤を給油しなくて
も、各球体２０によってケーシング１と旋回スクロール
９の背面側との間でスライダ１９を円滑に摺動させるこ
とができ、無給油式の圧縮機として当該スクロール式空
気圧縮機を円滑に作動させることができる。

【００５８】次に、図５および図６は本発明の第２の実
施例を示し、本実施例では前記第１の実施例と同一の構
成要素に同一の符号を付し、その説明は省略するものと
する。しかし、本実施例の特徴は、ケーシング１と旋回
スクロール９の背面側との間に摺動可能に配設される自
転防止機構３１のスライダ３２を方形状の各厚肉部３２
Ａおよびそれらを互いに連結する細長の各薄肉部３２Ｂ
とから構成し、該各薄肉部３２Ｂとフランジ部３の摺動
面３Ａとの間および各薄肉部３２Ｂと背面プレート１４
の摺動面１４Ｂとの間にそれぞれ冷却風を流通させる通
路部３３，３３，…を形成したことにある。

【００５９】ここで、スライダ３２は前記第１の実施例
で述べたスライダ１９とほぼ同様に構成されるものの、
該スライダ３２は略正方形状をなして形成され、内部に
は正方形状の逃がし穴３２Ｃが設けられている。そし
て、該スライダ３２は図５および図６に示す如く、４隅
に位置する厚肉部３２Ａ，３２Ａ，…と、それらを互い
に連結する薄肉部３２Ｂ，３２Ｂ，…とから構成されて
おり、各厚肉部３２Ａの互いに隣合う各側面はそれぞれ
各Ｘ軸ガイド１７、各Ｙ軸ガイド１８に対する摺動面と
なっている。

【００６０】また、各厚肉部３２Ａの表面および裏面側
はそれぞれ各摺動面３Ａ，１４Ｂに対する摺動面とな
り、厚肉部３２Ａに穿設された４個の貫通穴３２Ｄ，３
２Ｄ，…内に挿入される各球体２０と共に該各摺動面３
Ａ，１４Ｂ上を摺動するようになっている。さらに、ス
ライダ３２は各厚肉部３２Ａと各薄肉部３２Ｂとの間が
テーパ状の傾斜部３２Ｅ，３２Ｅ，…となり、各薄肉部
３２Ｂの表面および裏面側は各傾斜部３２Ｅ間がスライ
ダ３２と各摺動面３Ａ，１４Ｂとの間に冷却風を流通さ
せる通路部３３，３３となっている。

【００６１】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、スライダ３２と各摺
動面３Ａ，１４Ｂとの間に冷却風用の各通路部３３を形
成しているから、図５に示す如く該各通路部３３内に例
えば矢示Ｘ，Ｙ方向に向けて冷却風を流通させることが
でき、これによって、スライダ３２の摺動時に、各摺動
面３Ａ，１４Ｂと各Ｘ軸ガイド１７、Ｙ軸ガイド１８の
側面との間で生じる摩擦熱を効果的に冷却することがで
き、該スライダ３２の耐久性を確実に延ばすことができ
る。

【００６２】また、この冷却風によってボス部１４Ａ内
の旋回軸受１５等をも同時に冷却することができ、駆動
軸７の回転運動によって生じる摩擦熱等によって該旋回
軸受１５等が早期に損傷してしまうのを効果的に防止す
ることができ、装置の耐久性や寿命を延ばすことができ
る。

【００６３】次に、図７および図８は本発明の第３の実
施例を示し、本実施例では前記第１の実施例と同一の構
成要素に同一の符号を付し、その説明は省略するものと
する。しかし、本実施例の特徴は、自転防止機構４１を
構成するスライダ４２を各厚肉部４２Ａとそれらを互い
に連結する薄肉部４２Ｂとから構成し、該スライダ４２
の中央部には円形の逃がし穴４２Ｃを設けたことにあ
る。

【００６４】ここで、スライダ４２は、前記第２の実施
例で述べたスライダ４２とほぼ同様に厚肉部４２Ａ，４
２Ａ，…と、薄肉部４２Ｂ，４２Ｂ，…とから形成し、
各貫通穴４２Ｄ内には球体２０を収容すると共に、各薄
肉部４２Ｂの表面および裏面側には各傾斜部４２Ｅ間に
位置して通路部４３，４３，…が形成されている。しか
し、該スライダ４２の中央には円形状の逃がし穴４２Ｃ
が大きめに穿設されている。

【００６５】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第２の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、スライダ４２の逃が
し穴４２Ｃを大きめの円形状に形成することによって、
該スライダ４２の逃がし穴４２Ｃと背面プレート１４の
ボス部１４Ａとの間に矢示Ｘ，Ｙ方向に流通する冷却風
の一部を流すことができ、冷却効率をアップさせること
ができる。

【００６６】次に、図９ないし図１１は本発明の第４の
実施例を示し、本実施例では前記第１の実施例と同一の
構成要素に同一の符号を付し、その説明は省略するもの
とする。しかし、本実施例の特徴は、自転防止機構５１
を、スライダ５２と、該スライダ５２に一体形成され、
ケーシング１と旋回スクロール９の背面側の間でスライ
ダ５２の摺動変位を２軸（Ｘ，Ｙ軸）方向に規制する各
Ｘ軸キー５３Ａ、各Ｙ軸キー５３Ｂと該各Ｘ軸キー５３
Ａ、各Ｙ軸キー５３Ｂに係合する各Ｘ軸方向のキー溝４
４Ａ、各Ｙ軸方向のキー溝（図示せず）と各球体２０と
から構成したことにある。

【００６７】ここで、前記スライダ５２は、前記第１の
実施例で示したスライダ１９とほぼ同様に形成されてい
るものの、該スライダ１９は図１０に示す如く円板状の
板材からなり、中央部には逃がし穴５２Ａが穿設され、
周方向には各球体２０を挿入する各貫通穴５２Ｂ，５２
Ｂ，…がそれぞれ穿設されている。また、スライダ５２
には図１０および図１１に示す如く、その裏面側にＸ軸
方向に沿って一対のＸ軸キー５３Ａ，５３Ａが一体に形
成され、表面側にはＹ軸方向に沿って一対のＹ軸キー５
３Ｂ，５３Ｂが一体に形成されている。

【００６８】一方、ケーシング１のフランジ部３にはそ
の摺動面３Ａ側に図９に示す如く、前記各Ｘ軸キー５３
Ａの形状と対応するようにＸ軸方向のキー溝５４Ａ，５
４Ａが形成され、背面プレート１４の摺動面１４Ｂには
前記各Ｙ軸方向のキー５３Ｂの形状と対応するようにＹ
軸キー溝が形成されている。

【００６９】そして、スライダ５２の各Ｘ軸キー５３Ａ
を前記摺動面３Ａの各キー溝５４Ａ内で摺動させること
により、摺動面３Ａに対してスライダ５２がＹ軸方向に
摺動変位するのを規制する。また、スライダ５２の各Ｙ
軸キー５３Ｂを前記摺動面１４Ｂの各キー溝内で摺動さ
せることにより、スライダ５２が旋回スクロール９に対
してＸ軸方向に摺動変位するのを規制するようにしてい
る。

【００７０】かくして、このように構成される本実施例
でも、スライダ５２は各球体２０を各摺動面３Ａ，１４
Ｂに転動接触させながら、該各摺動面３Ａ，１４Ｂを摺
動することができ、前記第１の実施例とほぼ同様の効果
を得ることができる。

【００７１】次に、図１２は本発明の第５の実施例を示
し、本実施例では前記第４の実施例と同一の構成要素に
同一の符号を付し、その説明は省略するものとする。し
かし、本実施例の特徴は、各貫通穴５２Ｂの周囲に位置
してスライダ５２に、リング状の縁取部６１，６１，…
を設け、該各縁取部６１をスライダ５２の表面および裏
面から軸方向に突出させることによって、各縁取部６１
の端面をフランジ部３の摺動面３Ａと背面プレート１４
の摺動面１４Ｂに対する摺動面とすると共に、各縁取部
６１の周囲にはスライダ５２と各摺動面３Ａ，１４Ｂと
の間に冷却風を流通させる通路部６２，６２，…を形成
したことにある。

【００７２】かくして、このように構成される本実施例
でも、各通路部６２により矢示Ｃ方向等に冷却風を流通
させることができ、前記第２の実施例とほぼ同様の作用
効果を得ることができる。

【００７３】次に、図１３は本発明の第６の実施例を示
し、本実施例では前記第４の実施例と同一の構成要素に
同一の符号を付し、その説明は省略するものとする。し
かし、本実施例の特徴は、前記第４の実施例で述べた各
Ｘ軸キー５３Ａ、各Ｙ軸キー５３Ｂに替えて、スライダ
５２の表面側と裏面側とに、それぞれＸ軸方向のキー溝
７１Ａ，７１ＡとＹ軸方向のキー溝７１Ｂ，７１Ｂとを
形成し、該各キー溝７１Ａ，７１Ｂに対応させてフラン
ジ部３の摺動面３Ａと背面プレート１４の摺動面１４Ｂ
とにはそれぞれ各Ｘ軸キーとＹ軸キー（いずれも図示せ
ず）とを形成したことにある。

【００７４】かくして、このように構成される本実施例
でも、自転防止機構５１のスライダ５２をケーシング１
と旋回スクロール９の背面側との間で各球体２０を転動
接触させつつ摺動させることができ、前記第１の実施例
とほぼ同様の効果を得ることができる。

【００７５】次に、図１４は本発明の第７の実施例を示
し、本実施例では前記第４の実施例と同一の構成要素に
同一の符号を付し、その説明は省略するものとする。し
かし、本実施例の特徴は、スライダ５２の表面側と裏面
側とにそれぞれＸ軸方向のキー溝８１Ａ，８１ＡとＹ軸
方向のキー溝８１Ｂ，８１Ｂとを形成すると共に、該各
キー溝８１Ａ，８１Ｂと各貫通穴５２Ｂとの間には周方
向に互いに離間して複数の通路部８２，８２，…を凹設
し、該各通路部８２を介してスライダ５２内に、例えば
矢示Ｄ，Ｅ，Ｆ方向に冷却風を流通させる構成としたこ
とにある。

【００７６】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第５の実施例とほぼ同様の効果を得ることが
できる。

【００７７】なお、前記各実施例では、スライダ１９
（３２，４２，５２）に各貫通穴１９Ｂ（３２Ｄ，４２
Ｄ，５２Ｂ）を４個ずつ設けるものとして述べたが、本
発明はこれに限らず、例えば５個以上の貫通穴を旋回ス
クロール９の周方向に互いに離間して設けてもよく、ま
たは３個の貫通穴を設ける構成としてもよい。そして、
貫通穴の個数を増大させた場合には、スライダ１９（３
２，４２，５２）を摺動面３Ａ，１４Ｂに対して、さら
に円滑に摺動させることができ、各スライダ１９（３
２，４２，５２）の摩耗、損傷を確実に防止できると共
に、各球体２０の一個あたりに作用する外力が小さくで
き、該球体２０の耐久性を確実に高めることができる。

【００７８】また、前記各実施例では、球体２０にグリ
スを封入して該球体２０の潤滑性を高めるようにしてい
るが、これに替えて、球体２０やスライダ１９（３２，
４２，５２）等を自己潤滑性の有する材料から形成し、
球体２０の潤滑性を高めるようにしてもよいし、球体２
０全体をセラミック等によって形成して完全無潤滑にし
てもよいし、あるいは球体２０の外周側のみをセラミッ
ク等によって形成して完全無潤滑にしてもよい。

【００７９】さらにまた、前記実施例ではスクロール式
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、例えば真空ポンプ、
冷媒圧縮機等にも広く適用できる。

【００８０】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１に記載の発
明によれば、ケーシングと旋回スクロールとの間でスラ
イダを直交する２軸方向に摺動可能に配設し、該スライ
ダによって自転防止機構を構成すると共に、前記スライ
ダには、旋回スクロールの周方向に離間しスラスト方向
に穿設された複数の貫通穴を設け、かつ該各貫通穴内に
は、前記旋回スクロールからのスラスト方向の荷重を受
承すべく、前記ケーシングと旋回スクロールの背面側と
にそれぞれ転動可能に接触する転動子を挿入する構成と
したから、該各転動子を転動させることによってスライ
ダをケーシングと旋回スクロールとの間で円滑に摺動さ
せることができ、該ケーシングと旋回スクロールとの間
で生じるスライダの摩耗を効果的に防止することができ
ると共に、旋回スクロールからのスラスト方向の荷重
を、各転動子に受承させることができ、スライダの耐久
性や寿命を確実に延ばすことができ、装置の信頼性を高
め、長期に亘って安定した運転を保証することができ
る。

【００８１】そして、旋回スクロールからのスラスト方
向の荷重をスライダと共に各転動子に受承させることが
できるから、スラスト軸受を別個に設ける必要がなくな
り、装置全体をコンパクトに形成して小型化を図ること
ができる。

【００８２】また、請求項２に記載の発明によれば、ス
ライダの各貫通穴をケーシングと旋回スクロールの背面
側との間でほぼ密閉状態とすることにより、該各貫通穴
から潤滑剤が漏洩するのを防止できると共に、各転動子
が転動するときの転動音を効果的に遮断でき、装置から
の騒音を低減することができる。そして、各転動子の潤
滑性を効果的に向上させることができるから、これによ
ってスライダをさらに円滑に摺動させることができ、装
置の性能を大幅に向上させることができる。

【００８３】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
スライダに形成した通路部に冷却風を流通させることに
より、スライダが摺動することによって生じる摩擦熱、
駆動軸の回転によって該駆動軸と旋回スクロールとの間
で生じる摩擦熱等を効果的に冷却することができ、これ
によって装置の寿命を大幅に延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例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中のケーシング、旋回スクロールおよび自
転防止機構等を示す分解斜視図である。

【図３】図１中のスライダおよび各球体を拡大して示す
平面図である。

【図４】図３中の矢示IV−IV方向拡大断面図である。

【図５】本発明の第２の実施例を示す図３と同様の平面
図である。

【図６】図５中の矢示VI−VI方向拡大断面図である。

【図７】本発明の第３の実施例を示す図３と同様の平面
図である。

【図８】図７中の矢示VIII−VIII方向拡大断面図であ
る。

【図９】本発明の第４の実施例によるスクロール式空気
圧縮機のスライダをケーシング内に配設した状態を示す
外観図である。

【図１０】図９中のスライダおよび各球体を拡大して示
す平面図である。

【図１１】図１０の矢示XI−XI方向拡大断面図である。

【図１２】本発明の第５の実施例を示すスライダおよび
球体の分解斜視図である。

【図１３】本発明の第６の実施例を示す図１２と同様の
斜視図である。

【図１４】本発明の第７の実施例を示す図１２と同様の
斜視図である。

【符号の説明】

１ケーシング３フランジ部３Ａ摺動面６固定スクロール７駆動軸７Ａクランク１１圧縮室９旋回スクロール１４背面プレート１４Ｂ摺動面１６，３１，４１，５１自転防止機構１７Ｘ軸ガイド１８Ｙ軸ガイド１９，３２，４２，５２スライダ１９Ｂ，３２Ｄ，４２Ｄ，５２Ｂ貫通穴２０球体（転動子）３３，４３，６２，８２通路部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林義雄神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３号トキコ株式会社内 (72)発明者三原宏之神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３号トキコ株式会社内 (72)発明者鈴木俊次神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３号トキコ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングと、該ケーシングに一体的に
設けられた固定スクロールと、基端側が前記ケーシング
に回転可能に支持され先端側がクランクとなった駆動軸
と、該駆動軸のクランクに旋回可能に設けられ前記固定
スクロールとの間に複数の圧縮室を画成する旋回スクロ
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、前記ケーシングと旋回スクロールとの間に
配設され互いに直交する２軸方向に摺動可能となったス
ライダによって構成し、該スライダには、前記旋回スク
ロールの周方向に離間しスラスト方向に穿設された複数
の貫通穴を設け、かつ該各貫通穴内には、前記旋回スク
ロールからのスラスト方向の荷重を受承すべく、前記ケ
ーシングと旋回スクロールの背面側とにそれぞれ転動可
能に接触する転動子を挿入する構成としたことを特徴と
するスクロール式流体機械。
【請求項２】前記スライダの各貫通穴内には、前記各
転動子を潤滑状態に保つ潤滑剤を封入する構成としてな
る請求項１に記載のスクロール式流体機械。
【請求項３】前記スライダには、前記旋回スクロール
の周方向で前記各貫通穴から離れた位置に冷却風が流通
する通路部を形成してなる請求項１または２に記載のス
クロール式流体機械。