JP2002161875A

JP2002161875A - スクロールポンプ

Info

Publication number: JP2002161875A
Application number: JP2000360244A
Authority: JP
Inventors: Suehisa Kishimoto; 季久岸本; Koichi Hirai; 康一平井
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2002-06-07

Abstract

(57)【要約】【課題】スクロールポンプの効率を上げる。【解決手段】円盤３Ａの上に渦巻き状の羽根３Ｂを有
する可動スクロール３を備える。可動スクロール３に対
向して空気室を形成するとともにハウジング５を通じモ
ーター１の外部ケースに固定された固定スクロール４を
備える。可動スクロール３の自転運動を抑制する機構を
備える。モーター１の駆動軸１Ａに対して所定量偏心し
て圧入された偏心軸２により可動スクロール３に駆動力
を伝達して駆動軸１Ａの周りに公転運動をおこなって空
気室が移動・縮小することで、圧縮した空気を吐出する
スクロールポンプである。可動スクロール３を駆動する
カの作用点が、可動スクロール３の円盤３Ａの下面より
も上部に配されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可動スクロールと
可動スクロールに対向して空気室を形成する固定スクロ
ールを備え、可動スクロールが旋回運動をおこなって空
気室を移動・縮小することによって圧縮した空気を吐出
するスクロールポンプに関し、詳しくは、ポンプ効率を
高めようとする技術に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】スクロールポンプの動作原理について説
明する。図１５は従来のスクロールポンプの一実施例で
図に示すとおり、スクロールポンプを駆動するモーター
１の駆動軸１Ａに対して所定量中心を偏心して圧入され
た偏心軸２と、偏心軸２によって駆動され、円盤３Ａ、
渦巻き状の羽根３Ｂ、軸受け部３Ｃよりなる可動スクロ
ール３と、渦巻き状の固定側の羽根４Ｂを有し、可動ス
クロール３に対向して空気室を形成する固定スクロール
４と、モーター１の外部ケース１Ｂに取り付けられ固定
スクロール４を固定するハウジング５と、ハウジング５
と可動スクロール３の間に配されて可動スクロール３の
自転を抑制するオルダムリング６より形成されている。

【０００３】ところで、このようなスクロールポンプに
おいては、可動スクロール３の羽根３Ｂの上面と、固定
スクロール４の間と、固定スクロール４の固定側の羽根
４Ｂの下面と、可動スクロール３の円盤３Ａの間にはわ
ずかに隙間が設けられてこの面での摺動がおこなわれな
いようになっている。

【０００４】駆動軸１Ａが回転することにより、偏心軸
２は駆動軸１Ａに対して公転運動を行う。可動スクロー
ル３もまた偏心軸２の運動にしたがって駆動軸１Ａに対
して公転運動を行う。可動スクロール３はオルダムリン
グ６によって自転運動が抑制されて駆動軸１Ａに対して
旋回運動を行うことになる。可動スクロール３が旋回す
ることによって固定スクロール４との間に形成される空
気室Ｅは図１６（ａ）〜（ｄ）に示す通りその容積を小
さくしながら移動し、空気室Ｅに密閉された空気を圧縮
する。圧縮された空気は固定スクロール４の中心近くに
取り付けられた吐出口４Ａから吐出される。圧縮された
空気の一部は可動スクロール３の下面にまわり、下面よ
り固定スクロール４を押し上げて常に円盤３Ａの上面と
固定スクロール４とが接触・摺動するようになってい
る。このように対向した渦巻き状の羽根３Ｂ、４Ｂの一
方が旋回運動することで圧縮空気を吐出するスクロール
ポンプが提案されている。

【０００５】このときの可動スクロール３にはたらく力
を図１７及び図１８に従って説明する。可動スクロール
３の中心Ｏ２を通り、駆動軸１Ａに平行な軸をＺ軸、可
動スクロール３の円盤３Ａの上面と同じ高さで可動スク
ロール３がオルダムリング６に対し移動する方向をＸ軸
とする。Ｘ軸、Ｚ軸に対して垂直な軸をＹ軸とする。モ
ーター１の駆動軸１Ａの中心をＯ１とすると、可動スク
ロール３の位置は駆動軸１Ａに対して線分Ｏ１Ｏ２がＸ
軸となす旋回角θの方向にあり、線分Ｏ１Ｏ２に対して
反時計周りに垂直な方向に進行する。図１７の場合は可
動スクロール３は紙面左上方向に進行している。可動ス
クロール３に働くＸＹ平面に平行な力は軸受け部３Ｃに
駆動力Ｆｓ、羽根３Ｂに圧縮空気による接線方向の力Ｆ
ｔ、半径方向の力Ｆｒ、固定スクロール４との摺動面に
生じる摩擦力Ｆｔ１、Ｆｔ２、重心にはたらく遠心力Ｆ
ｇ、オルダムリング６を受ける溝にはたらくオルダムリ
ング６からの自転を抑制する力Ｆｏ１、Ｆｏ２、オルダ
ムリングとの摺動面に生じる摩擦力Ｆｏ３、Ｆｏ４があ
り、ＸＹ平面に垂直なカは圧縮空気によるＺ軸方向の下
向きのカＦｔｈ、下面からの圧縮空気による背圧力Ｆ
ａ、固定スクロールからの反力Ｆ１、Ｆ２が存在する。
空気室はＺ軸に対して軸対称になっているので圧縮空気
によるＺ軸方向の下向きの力Ｆｔｈの合力は可動スクロ
ール３Ａの中心Ｏ１に働いていると考えられる。また、
下面からの圧縮空気による背圧力Ｆａは可動スクロール
３の下面全体に作用しているのでその力は中心に作用し
ていると考えられる。このときのモーメントを考える。

【０００６】オルダムリング６の半径をＲｏ、可動スク
ロール３の半径をＲｓ、羽根３Ｂの高さの中心をＺｂ、
重心高さＺｇ、駆動力Ｆｓの働く高さＺｓ、オルダムリ
ングからの力の働く高さＺｏ、固定スクロール４との摺
動面をＺｔとするとＸ軸方向周りのモーメントＭｘ、Ｙ
軸方向周りのモーメントＭｙはそれぞれＭｘ＝Ｆｇ・sinθ・ＺｓＺｇ−（Ｆｔ・cosθ＋Ｆｒ・
sinθ）ＺｓＺｂ−（Ｆｔ１＋Ｆｔ２）cosθ・ＺｓＺｔ
＋（Ｆｏ１−Ｆｏ２）ＺｓＺｏ＋（Ｆ２−Ｆ１）Ｒｓ・
sinθ Ｍｙ＝Ｆｇ・cosθ・ＺｓＺｇ−（Ｆｔ・sinθ−Ｆｒ・
cosθ）ＺｓＺｂ＋（Ｆｔ１＋Ｆｔ２）sinθ・ＺｓＺｔ
＋（Ｆｏ３＋Ｆｏ４）ＺｓＺｏ＋（Ｆ２−Ｆ１）Ｒｓ・
cosθ （ＺｓＺｇ、ＺｓＺｂ、ＺｓＺｔ、ＺｓＺｏは線分を示
す。）と表される。したがって可動スクロールをＺ軸に
対して転覆させるモーメントＭはＭ²＝Ｍｘ²＋Ｍｙ² となるが、可動スクロール３は固定スクロール４からの
反力Ｆ１、Ｆ２によってこの転覆を抑制されているの
で、モーメントＭは釣り合いを保ち、Ｍ＝０となってい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のスクロールポン
プは可動スクロール３にはたらく力が生じる作用点の関
係を考慮されておらず、可動スクロール３を転覆させる
モーメントと釣り合うための固定スクロール４からの反
力Ｆ１、Ｆ２が大きくなっていた。そのため固定スクロ
ール４との摩擦力Ｆｔ１、Ｆｔ２が大きく、可動スクロ
ール３を駆動するために大きな力が必要となり、モータ
ー１に大きな負担がかかり効率が悪くなっていた。

【０００８】本発明は上記のような問題に鑑みてなされ
たものであり、ポンプ効率を高め、モーターの負荷が小
さく効率のよいスクロールポンプを提供するものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１においては、円
盤３Ａの上に渦巻き状の羽根３Ｂを有する可動スクロー
ル３と、可動スクロール３に対向して空気室を形成する
とともにハウジング５を通じモーター１の外部ケースに
固定された固定スクロール４と、可動スクロール３の自
転運動を抑制する機構ＯＲを備え、モーター１の駆動軸
１Ａに対して所定量偏心して圧入された偏心軸２により
可動スクロール３に駆動力を伝達して駆動軸１Ａの周り
に公転運動をおこなって空気室が移動・縮小すること
で、圧縮した空気を吐出するスクロールポンプにおい
て、可動スクロール３を駆動するカの作用点が、可動ス
クロール３の円盤３Ａの下面よりも上部に配されている
ことを特徴とするものである。このような構成によれ
ば、可動スクロール３にはたらく力のうち駆動軸１Ａに
対して垂直な力は可動スクロール３の円盤３Ａの下面よ
りも上部に存在しており、つまり、駆動力Ｆｓが作用す
る位置を円盤３Ａの下面よりも上部に配されるような構
造にすることで、可動スクロール３に生じるモーメント
を低減できるため、可動スクロール３と固定スクロール
４の間に生じる反力Ｆ１、Ｆ２が小さくなり、可動スク
ロール３と固定スクロール４の摺動面での効率ロスを少
なくすることがてポンプの効率を上げることができる。

【００１０】即ち、可動スクロール３にはたらく力のう
ち駆動力Ｆｓの影響がもっとも大きく、他の力の作用点
を同一平面にすることで、可動スクロール３に生じるモ
ーメントを低減することができるため、可動スクロール
３と固定スクロール４の間に生じる反力Ｆ１、Ｆ２が小
さくなり、可動スクロール３と固定スクロールの摺動面
での効率ロスを少なくすることができポンプの効率を上
げることができるものである。

【００１１】請求項２においては、可動スクロール３が
受ける力のうち駆動軸１Ａに対して垂直方向に生じる力
と可動スクロール３を駆動する力の作用点が駆動軸１Ａ
に対して垂直な略同一平面上にあるようにしてあること
を特徴とするものである。このような構成によれば、圧
縮空気による力Ｆｔ、Ｆｒは駆動力Ｆｓに次いで影響が
大きく、この二つを同一平面上にすることで容易に可動
スクロール３に生じるモーメントを大きく低減すること
ができるため、可動スクロール３と固定スクロール４の
間に生じる反力Ｆ１、Ｆ２が小さくなり、可動スクロー
ル３と固定スクロール４の摺動面での効率ロスを少なく
することができ、ポンプの効率を上げることができる。

【００１２】請求項３においては、可動スクロール３を
駆動する駆動力の作用点を可動スクロール３の羽根３Ｂ
の高さの中心と略同一平面上に合わせてあることを特徴
とするものである。このような構成によれば、羽根３Ｂ
が円盤３Ａの中心部近くまで存在し、軸受け部３Ｃを円
盤３Ａの上部に配することができない場合でもスラスト
面と駆動力Ｆｓの作用点を同一平面状に合わせることは
容易にでき、このようにすることでスラスト面での摩擦
力Ｆｔ１、Ｆｔ２の影響を無くすことができ、可動スク
ロール３に生じるモーメントを低減することができるた
め、可動スクロール３と固定スクロール４の間に生じる
反力Ｆ１、Ｆ２が小さくなり、可動スクロール３と固定
スクロールの摺動面での効率ロスを少なくすることがで
きポンプの効率を上げることができる。

【００１３】請求項４のように、可動スクロール３を駆
動する駆動力の作用点を可動スクロール３と固定スクロ
ール４との摺動面と略同一平面上に合わせることも好ま
しい。

【００１４】請求項５においては、可動スクロール３を
駆動する駆動力の作用点を可動スクロール３の重心と略
同一平面上に合わせてあることを特徴とするものであ
る。このような構成によれば、可動スクロール３の重心
Ｏｇと駆動力Ｆｓの作用点を同一平面状に合わせること
で遠心力Ｆｇの影響を無くすことができ、可動スクロー
ル３に生じるモーメントを低減することができるため、
可動スクロール３と固定スクロール４の間に生じる反力
Ｆ１、Ｆ２が小さくなり、可動スクロール３と固定スク
ロールの摺動面での効率ロスを少なくすることができポ
ンプの効率を上げることができる。

【００１５】請求項６においては、可動スクロール３を
駆動する駆動力の作用点と可動スクロール３の自転を抑
制する力の作用点とを略同一平面上に合わせてあること
を特徴とするものである。このような構成によれば、羽
根３Ｂが円盤３Ａの中心部近くまで存在し、軸受け部３
Ｃを円盤３Ａの上部に配することができない場合でもオ
ルダムリング６からの力Ｆｏ１、Ｆｏ２、Ｆｏ３、Ｆｏ
４と駆動力Ｆｓの作用点を同一平面上に合わせることは
容易にでき、このようにすることでオルダムリング６か
らの力Ｆｏ１、Ｆｏ２、Ｆｏ３、Ｆｏ４の影響を無くす
ことができ、可動スクロール３に生じるモーメントを低
減することができるため、可動スクロール３と固定スク
ロール４の間に生じる反力Ｆ１、Ｆ２が小さくなり、可
動スクロール３と固定スクロール４の摺動面での効率ロ
スを少なくすることができポンプの効率を上げることが
できる。

【００１６】請求項７においては、可動スクロール３の
偏心軸２を受ける軸受け部３Ｃの全周に凸形状を有し、
可動スクロール３を駆動する駆動力の作用点が凸形状部
３Ｄに発生するようにしていることを特徴とするもので
ある。このような構成によれば、偏心軸２が可動スクロ
ール３に伝える駆動力Ｆｓは接している面の中心に作用
するので、可動スクロール３の軸受け部３Ｃに凸形状部
３Ｄを設けると、偏心軸２は常に凸形状部３Ｄと接する
ことになり、容易に駆動力Ｆｓの作用する位置を決める
ことができ、また可動スクロール３が偏心軸２に対して
傾いた場合でもその作用点が大きく変わることを防ぐこ
とができる。

【００１７】請求項８においては、凸形状部３Ｄの断面
形状の先端部が円弧状になっていることを特徴とするも
のである。このような構成によれば、製造のとき凸形状
部３Ｄと偏心軸２との間に隙間ができたとき、凸形状部
３Ｄが円弧状になっていることで、可動スクロール３が
偏心軸２に対して傾いたときでも凸形状部３Ｄにかかる
力Ｆｓは偏心軸２と接触している面に対して垂直方向に
なり、凸形状部３Ｄの破損を防ぐことができる。

【００１８】請求項９においては、凸形状部３Ｄの断面
形状が上下対象になっていることを特徴とするものであ
る。このような構成によれば、凸形状部３Ｄが摩擦して
きた場合、凸形状部３Ｄが上下対称になっていること
で、駆動力Ｆｓの作用点はＺ軸方向に変化しないため、
モーメントのバランスが変わることを防ぐことができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は一部省略した要部の概略断
面図である。図２は可動スクロール３にはたらく作用力
を示す説明図である。図３は偏心軸２を支持する凸形状
部３Ｄを示す概略断面図である。

【００２０】スクロールポンプは、円盤３Ａの上に渦巻
き状の羽根３Ｂを有する可動スクロール３と、可動スク
ロール３に対向して空気室を形成するとともにハウジン
グ５を通じモーター１の外部ケース（図示せず）に固定
された固定スクロール４と、可動スクロール３の自転運
動を抑制するオルダムリング６を有する機構ＯＲを備
え、モーター１の駆動軸１Ａに対して所定量偏心して圧
入された偏心軸２により可動スクロール３に駆動力を伝
達して駆動軸１Ａの周りに公転運動をおこなって空気室
が移動・縮小することで、圧縮した空気を吐出するもの
であり、全体構成は周知のものである。以下、本発明の
要部について以下詳述する。

【００２１】図１に示すように偏心軸２と可動スクロー
ル３の接点部分イを羽根３Ｂの半分の高さに合わせてい
る。このときに可動スクロール３にはたらく力は図２に
示すように、可動スクロール３を駆動する駆動力Ｆｓの
作用点の高さＺｓと圧縮空気による力のうちＸＹ平面に
平行な成分Ｆｔ、Ｆｒの作用点の高さＺｂが駆動軸１Ａ
に対して垂直な同一平面上に存在している。また図１に
示すとおり円盤３Ａの外周に高さＺｂの壁を設け、固定
スクロール４と常にこの壁の上面で接触・摺動するよう
にしている。こうすることで固定スクロール４との摺動
面を可動スクロール３を駆動する力Ｆｓの作用点Ｚｇと
Ｚ軸に対して垂直な同一平面上に存在するようにしてい
る。図２はこのときの可動スクロール３に作用する力の
様子を示している。

【００２２】この時の可動スクロール３に働く力を考
え、図中Ｚｓ点を中心にＸ軸、Ｙ軸まわりのモーメント
を考えると、駆動力Ｆｓ、摩擦力Ｆｔ１、Ｆｔ２、圧縮
空気からの力Ｆｒ、Ｆｔによる影響が無くなるのでモー
メントの式はＭｘ＝Ｆｇ・sinθ・ＺｓＺｇ＋（Ｆｏ１−Ｆｏ２）Ｚ
ｓＺｏ＋（Ｆ１−Ｆ２）Ｒｓ・sinθ Ｍｙ＝Ｆｇ・cosθ・ＺｓＺｇ＋（Ｆｏ３−Ｆｏ４）Ｚ
ｓＺｏ＋（Ｆ１−Ｆ２）Ｒｓ・sinθ Ｍ²＝Ｍｘ²＋Ｍｙ² Ｍ＝０（ＺｓＺｇ、ＺｓＺｏは線分を示す。）となる。駆動力
Ｆｓおよび圧縮空気よりの力Ｆｒ、Ｆｔはその他の力に
比べて影響が大きいので、このような構成にすること
で、固定スクロール４からの反力を小さく抑えることが
できる。

【００２３】このように、可動スクロール３を駆動する
カの作用点が、可動スクロール３の円盤３Ａの下面より
も上部に配されていることから、可動スクロール３には
たらく力のうち駆動軸１Ａに対して垂直な力は可動スク
ロール３の円盤３Ａの下面よりも上部に存在しており、
つまり、駆動力Ｆｓが作用する位置を円盤３Ａの下面よ
りも上部に配されるような構造にすることで、可動スク
ロール３に生じるモーメントを低減できるため、可動ス
クロール３と固定スクロール４の間に生じる反力Ｆ１、
Ｆ２が小さくなり、可動スクロール３と固定スクロール
４の摺動面での効率ロスを少なくすることがてポンプの
効率を上げることができる。

【００２４】即ち、可動スクロール３にはたらく力のう
ち駆動力Ｆｓの影響がもっとも大きく、他の力の作用点
を同一平面にすることで、可動スクロール３に生じるモ
ーメントを低減することができるため、可動スクロール
３と固定スクロール４の間に生じる反力Ｆ１、Ｆ２が小
さくなり、可動スクロール３と固定スクロールの摺動面
での効率ロスを少なくすることができポンプの効率を上
げることができるものである。

【００２５】また、可動スクロール３が受ける力のうち
駆動軸１Ａに対して垂直方向に生じる力と可動スクロー
ル３を駆動する力の作用点が駆動軸１Ａに対して垂直な
略同一平面上にあるようにしてあることから、圧縮空気
による力Ｆｔ、Ｆｒは駆動力Ｆｓに次いで影響が大き
く、この二つを同一平面上にすることで容易に可動スク
ロール３に生じるモーメントを大きく低減することがで
きるため、可動スクロール３と固定スクロール４の間に
生じる反力Ｆ１、Ｆ２が小さくなり、可動スクロール３
と固定スクロール４の摺動面での効率ロスを少なくする
ことができ、ポンプの効率を上げることができる。

【００２６】この場合、可動スクロール３を駆動する駆
動力の作用点を可動スクロール３と固定スクロール４と
の摺動面と略同一平面上に合わせることも好ましい。

【００２７】更に、可動スクロール３を駆動する駆動力
の作用点を可動スクロール３の羽根３Ｂの高さの中心と
略同一平面上に合わせてあることから、羽根３Ｂが円盤
３Ａの中心部近くまで存在し、軸受け部３Ｃを円盤３Ａ
の上部に配することができない場合でもスラスト面と駆
動力Ｆｓの作用点を同一平面状に合わせることは容易に
でき、このようにすることでスラスト面での摩擦力Ｆｔ
１、Ｆｔ２の影響を無くすことができ、可動スクロール
３に生じるモーメントを低減することができるため、可
動スクロール３と固定スクロール４の間に生じる反力Ｆ
１、Ｆ２が小さくなり、可動スクロール３と固定スクロ
ールの摺動面での効率ロスを少なくすることができポン
プの効率を上げることができる。

【００２８】また、図３に示すように、可動スクロール
３の軸受け部３Ｃは全周に上下対称な形状を持つ凸形状
部３Ｄを有しており、偏心軸２に対し可動スクロール３
が傾いたとしても偏心軸２は常に凸形状部３Ｄで接する
ようになっている。凸形状部３Ｄは上下対称となってい
るので駆動力Ｆｓの作用する高さは摩耗によって変化し
ない。図５〜図８は凸形状部３Ｄが摩耗した時の駆動力
Ｆｓの作用点の変化の様子を示している。

【００２９】また本実施例では凸形状部３Ｄの先端形状
を図３のようにしたが、図４のようにしてもよい。

【００３０】図９は他の実施の形態を示していて、但
し、本実施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通で
あり、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略
する。

【００３１】本実施の形態においては、図９に示す通
り、凸形状部３Ｄの中心を可動スクロール３の重心と駆
動軸１Ａに対して垂直な同一平面上に存在するようにし
たものである。

【００３２】このときに可動スクロール３にはたらく力
は図１０に示すように、可動スクロール３を駆動する駆
動力Ｆｓの作用点の高さＺｓと重心の高さが駆動軸１Ａ
に対して垂直な同一平面上に存在している。

【００３３】このとき図中Ｚｓ点周りのモーメントを考
えると、駆動力Ｆｓ、遠心力Ｆｇの影響が無くなるので
モーメントの式はＭｘ＝（Ｆｔ・cosθ＋Ｆｒ・sinθ）ＺｓＺｂ−（Ｆｔ
１＋Ｆｔ２）cosθ・ＺｓＺｔ＋（Ｆｏ１−Ｆｏ２）Ｚ
ｓＺｏ＋（Ｆ２−Ｆ１）Ｒｓ・sinθ Ｍｙ＝（Ｆｔ・sinθ−Ｆｒ・cosθ）ＺｓＺｂ＋（Ｆｔ
１＋Ｆｔ２）sinθ・ＺｓＺｔ＋（Ｆｏ３＋Ｆｏ４）Ｚ
ｓＺｏ＋（Ｆ２−Ｆ１）Ｒｓ・cosθ となる。このような構成にすることで固定スクロール４
との摺動面に生じる反力を軽減することができる。

【００３４】ところで、可動スクロール３を駆動する駆
動力の作用点を可動スクロール３の重心と略同一平面上
に合わせてあるのであり、可動スクロール３の重心Ｏｇ
と駆動力Ｆｓの作用点を同一平面状に合わせることで遠
心力Ｆｇの影響を無くすことができ、可動スクロール３
に生じるモーメントを低減することができるため、可動
スクロール３と固定スクロール４の間に生じる反力Ｆ
１、Ｆ２が小さくなり、可動スクロール３と固定スクロ
ールの摺動面での効率ロスを少なくすることができポン
プの効率を上げることができる。

【００３５】図１１は更に他の実施の形態を示し、但
し、本実施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通で
あり、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略
する。

【００３６】本実施の形態においては、軸受け部３Ｃは
円盤３Ａの下に配されている。オルダムリング６の高さ
はオルダムリング６と可動スクロール３が接する面の中
心が凸形状部３Ｄの中心と駆動軸１Ａに対して垂直な同
一平面上に存在するようになっている。このときに可動
スクロール３にはたらく力は図１２に示すように、可動
スクロール３を駆動する駆動力Ｆｓの作用点の高さＺ
ｓ、オルダムリング６からはたらく力の高さＺｏが駆動
軸１Ａに対して垂直な同一平面上に存在している。

【００３７】即ち、力Ｆｏ１、Ｆｏ２、Ｆｏ３、Ｆｏ４
の影響が無くなるのでモーメントの式はＭｘ＝Ｆｇ・sinθ・ＺｓＺｇ−（Ｆｔcosθ＋Ｆｒ・si
nθ）ＺｓＺｂ−（Ｆｔ１−Ｆｔ２）sinθ・ＺｓＺｔ＋
（Ｆ２−Ｆ１）Ｒｓ・sinθ Ｍｙ＝Ｆｇ・cosθ・ＺｓＺｇ＋（Ｆｔ・sinθ−Ｆｒ・
cosθ）ＺｓＺｂ＋（Ｆｔ１＋Ｆｔ２）sinθ・ＺｓＺｔ
＋（Ｆ２−Ｆ１）Ｒｓ・cosθ となる。このような構成にすることで固定スクロールと
の摺動面に生じる反力を軽減することができる。

【００３８】このように、可動スクロール３を駆動する
駆動力の作用点と可動スクロール３の自転を抑制する力
の作用点とを略同一平面上に合わせてあることから、羽
根３Ｂが円盤３Ａの中心部近くまで存在し、軸受け部３
Ｃを円盤３Ａの上部に配することができない場合でもオ
ルダムリング６からの力Ｆｏ１、Ｆｏ２、Ｆｏ３、Ｆｏ
４と駆動力Ｆｓの作用点を同一平面上に合わせることは
容易にでき、このようにすることでオルダムリング６か
らの力Ｆｏ１、Ｆｏ２、Ｆｏ３、Ｆｏ４の影響を無くす
ことができ、可動スクロール３に生じるモーメントを低
減することができるため、可動スクロール３と固定スク
ロール４の間に生じる反力Ｆ１、Ｆ２が小さくなり、可
動スクロール３と固定スクロール４の摺動面での効率ロ
スを少なくすることができポンプの効率を上げることが
できる。

【００３９】図１３は更に他の実施の形態を示し、但
し、本実施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通で
あり、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略
する。

【００４０】本実施の形態においては、図１３に示すと
おり、可動スクロール３の凸形状部３Ｄの先端形状は円
弧状になっており、図１３（ｂ）のように偏心軸２に対
して可動スクロール３が傾いた場合でも偏心軸２から駆
動力Ｆｓを接触面に対して垂直になるようにするもので
ある。

【００４１】このように、可動スクロール３の偏心軸２
を受ける軸受け部３Ｃの全周に凸形状を有し、可動スク
ロール３を駆動する駆動力の作用点が凸形状部３Ｄに発
生するようにしていることから、偏心軸２が可動スクロ
ール３に伝える駆動力Ｆｓは接している面の中心に作用
するので、可動スクロール３の軸受け部３Ｃに凸形状部
３Ｄを設けると、偏心軸２は常に凸形状部３Ｄと接する
ことになり、容易に駆動力Ｆｓの作用する位置を決める
ことができ、また可動スクロール３が偏心軸２に対して
傾いた場合でもその作用点が大きく変わることを防ぐこ
とができる。

【００４２】更に、凸形状部３Ｄの断面形状の先端部が
円弧状になっていることから、製造のとき凸形状部３Ｄ
と偏心軸２との間に隙間ができたとき、凸形状部３Ｄが
円弧状になっていることで、可動スクロール３が偏心軸
２に対して傾いたときでも凸形状部３Ｄにかかる力Ｆｓ
は偏心軸２と接触している面に対して垂直方向になり、
凸形状部３Ｄの破損を防ぐことができる。

【００４３】しかも、凸形状部３Ｄの断面形状が上下対
象になっていることから、凸形状部３Ｄが摩擦してきた
場合、凸形状部３Ｄが上下対称になっていることで、駆
動力Ｆｓの作用点はＺ軸方向に変化しないため、モーメ
ントのバランスが変わることを防ぐことができる。

【００４４】

【発明の効果】請求項１においては、円盤の上に渦巻き
状の羽根を有する可動スクロールと、可動スクロールに
対向して空気室を形成するとともにハウジングを通じモ
ーターの外部ケースに固定された固定スクロールと、可
動スクロールの自転運動を抑制する機構を備え、モータ
ーの駆動軸に対して所定量偏心して圧入された偏心軸に
より可動スクロールに駆動力を伝達して駆動軸の周りに
公転運動をおこなって空気室が移動・縮小することで、
圧縮した空気を吐出するスクロールポンプにおいて、可
動スクロールを駆動するカの作用点が、可動スクロール
の円盤の下面よりも上部に配されているから、可動スク
ロールにはたらく力のうち駆動軸に対して垂直な力は可
動スクロールの円盤の下面よりも上部に存在しており、
つまり、駆動力が作用する位置を円盤の下面よりも上部
に配されるような構造にすることで、可動スクロールに
生じるモーメントを低減できるため、可動スクロールと
固定スクロールの間に生じる反力が小さくなり、可動ス
クロールと固定スクロールの摺動面での効率ロスを少な
くすることがてポンプの効率を上げることができる。

【００４５】即ち、可動スクロールにはたらく力のうち
駆動力の影響がもっとも大きく、他の力の作用点を同一
平面にすることで、可動スクロールに生じるモーメント
を低減することができるため、可動スクロールと固定ス
クロールの間に生じる反力が小さくなり、可動スクロー
ルと固定スクロールの摺動面での効率ロスを少なくする
ことができポンプの効率を上げることができる。

【００４６】請求項２においては、請求項１の構成に加
えて、可動スクロールが受ける力のうち駆動軸に対して
垂直方向に生じる力と可動スクロールを駆動する力の作
用点が駆動軸に対して垂直な略同一平面上あるから、請
求項１の効果に加えて、圧縮空気による力は駆動力に次
いで影響が大きく、この二つを同一平面上にすることで
容易に可動スクロールに生じるモーメントを大きく低減
することができるため、可動スクロールと固定スクロー
ルの間に生じる反力が小さくなり、可動スクロールと固
定スクロールの摺動面での効率ロスを少なくすることが
でき、ポンプの効率を上げることができる。

【００４７】請求項３においては、請求項２の効果に加
えて、可動スクロールを駆動する駆動力の作用点を可動
スクロールの羽根の高さの中心と略同一平面上に合わせ
てあるから、請求項２の効果に加えて、羽根が円盤の中
心部近くまで存在し、軸受け部を円盤の上部に配するこ
とができない場合でもスラスト面と駆動力の作用点を同
一平面状に合わせることは容易にでき、このようにする
ことでスラスト面での摩擦力の影響を無くすことがで
き、可動スクロールに生じるモーメントを低減すること
ができるため、可動スクロールと固定スクロールの間に
生じる反力が小さくなり、可動スクロールと固定スクロ
ールの摺動面での効率ロスを少なくすることができポン
プの効率を上げることができる。

【００４８】請求項５においては、請求項２の構成に加
えて、可動スクロールを駆動する駆動力の作用点を可動
スクロールの重心と略同一平面上に合わせてあるから、
請求項２の効果に加えて、可動スクロールの重心と駆動
力の作用点を同一平面状に合わせることで遠心力の影響
を無くすことができ、可動スクロールに生じるモーメン
トを低減することができるため、可動スクロールと固定
スクロールの間に生じる反力が小さくなり、可動スクロ
ールと固定スクロールの摺動面での効率ロスを少なくす
ることができポンプの効率を上げることができる。

【００４９】請求項６においては、請求項２の構成に加
えて、可動スクロールを駆動する駆動力の作用点と可動
スクロールの自転を抑制する力の作用点とを略同一平面
上に合わせてあるから、請求項２の効果に加えて、羽根
が円盤の中心部近くまで存在し、軸受け部を円盤の上部
に配することができない場合でもオルダムリングからの
力と駆動力の作用点を同一平面上に合わせることは容易
にでき、このようにすることでオルダムリングからの力
の影響を無くすことができ、可動スクロールに生じるモ
ーメントを低減することができるため、可動スクロール
と固定スクロールの間に生じる反力が小さくなり、可動
スクロールと固定スクロールの摺動面での効率ロスを少
なくすることができポンプの効率を上げることができ
る。

【００５０】請求項７においては、請求項２の構成に加
えて、可動スクロールの偏心軸を受ける軸受け部の全周
に凸形状を有し、可動スクロールを駆動する駆動力の作
用点が凸形状部に発生するようにしているから、請求項
２の効果に加えて、偏心軸が可動スクロールに伝える駆
動力は接している面の中心に作用するので、可動スクロ
ールの軸受け部に凸形状部を設けると、偏心軸は常に凸
形状部と接することになり、容易に駆動力の作用する位
置を決めることができ、また可動スクロールが偏心軸に
対して傾いた場合でもその作用点が大きく変わることを
防ぐことができる。

【００５１】請求項８においては、請求項７の構成に加
えて、凸形状部の断面形状の先端部が円弧状になってい
るから、請求項７の効果に加えて、製造のとき凸形状部
と偏心軸との間に隙間ができたとき、凸形状部が円弧状
になっていることで、可動スクロールが偏心軸に対して
傾いたときでも凸形状部にかかる力は偏心軸と接触して
いる面に対して垂直方向になり、凸形状部の破損を防ぐ
ことができる。

【００５２】請求項９においては、請求項７の構成に加
えて、凸形状部の断面形状が上下対象になっているか
ら、請求項７の効果に加えて、凸形状部が摩擦してきた
場合、凸形状部が上下対称になっていることで、駆動力
の作用点はＺ軸方向に変化しないため、モーメントのバ
ランスが変わることを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の一部省略した要部の概
略断面図である。

【図２】同上の可動スクロールにはたらく作用力を示す
説明図である。

【図３】同上の凸形状部を示す概略断面図である。

【図４】同上の凸形状部の他の実施の形態を示す概略断
面図である。

【図５】同上の凸形状部の更に他の実施の形態を示す概
略断面図である。

【図６】同上の作用を示す概略断面図である。

【図７】同上の凸形状部の更に他の実施の形態を示す概
略断面図である。

【図８】同上の作用を示す概略断面図である。

【図９】同上の他の実施の形態の要部の概略断面図であ
る。

【図１０】同上の可動スクロールにはたらく作用力を示
す説明図である。

【図１１】同上の他の実施の形態の要部の概略断面図で
ある。

【図１２】同上の可動スクロールにはたらく作用力を示
す説明図である。

【図１３】（ａ）（ｂ）は同上の可動スクロールが傾い
た場合の作用を示す概略断面図である。

【図１４】同上の可動スクロールが傾いた場合の作用を
示す概略断面図である。

【図１５】従来例のスクロールポンプの概略断面図であ
る。

【図１６】同上の原理図を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）
（ｄ）は動作を示す説明図である。

【図１７】可動スクロールに及ぶ作用力を示す平面から
見た説明図である。

【図１８】可動スクロールに及び作用力を示す正面から
見た説明図である。

【符号の説明】

１モーター１Ａ駆動軸２偏心軸３可動スクロール３Ａ円盤３Ｂ羽根３Ｃ軸受け部３Ｄ凸形状部４固定スクロール５ハウジング６オルダムリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円盤の上に渦巻き状の羽根を有する可動
スクロールと、可動スクロールに対向して空気室を形成
するとともにハウジングを通じモーターの外部ケースに
固定された固定スクロールと、可動スクロールの自転運
動を抑制する機構を備え、モーターの駆動軸に対して所
定量偏心して圧入された偏心軸により可動スクロールに
駆動力を伝達して駆動軸の周りに公転運動をおこなって
空気室が移動・縮小することで、圧縮した空気を吐出す
るスクロールポンプにおいて、可動スクロールを駆動す
るカの作用点が、可動スクロールの円盤の下面よりも上
部に配されていることを特徴とするスクロールポンプ。
【請求項２】可動スクロールが受ける力のうち駆動軸
に対して垂直方向に生じる力と可動スクロールを駆動す
る力の作用点が駆動軸に対して垂直な略同一平面上にあ
るようにして成ることを特徴とする請求項１記載のスク
ロールポンプ。
【請求項３】可動スクロールを駆動する駆動力の作用
点を可動スクロールの羽根の高さの中心と略同一平面上
に合わせて成ることを特徴とする請求項２記載のスクロ
ールポンプ。
【請求項４】可動スクロールを駆動する駆動力の作用
点を可動スクロールと固定スクロールとの摺動面と略同
一平面上に合わせて成ることを特徴とする請求項２記載
のスクロールポンプ。
【請求項５】可動スクロールを駆動する駆動力の作用
点を可動スクロールの重心と略同一平面上に合わせて成
ることを特徴とする請求項２記載のスクロールポンプ。
【請求項６】可動スクロールを駆動する駆動力の作用
点と可動スクロールの自転を抑制する力の作用点とを略
同一平面上に合わせて成ることを特徴とする請求項２記
載のスクロールポンプ。
【請求項７】可動スクロールの偏心軸を受ける軸受け
部の全周に凸形状を有し、可動スクロールを駆動する駆
動力の作用点が凸形状部に発生するようにして成ること
特徴とする請求項２記載のスクロールポンプ。
【請求項８】凸形状部の断面形状の先端部が円弧状に
なっていることを特徴とする請求項７記載のスクロール
ポンプ。
【請求項９】凸形状部の断面形状が上下対象になって
いることを特徴とする請求項７記載のスクロールポン
プ。