JP4732637B2

JP4732637B2 - スクロール式流体機械

Info

Publication number: JP4732637B2
Application number: JP2001260011A
Authority: JP
Inventors: 裕二駒井; 寿和原島; 和孝末藤; 綾西川
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2021-08-29
Also published as: JP2003065259A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば空気圧縮機、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する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スクロール式空気圧縮機等に用いられる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、該駆動軸の先端側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では、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、吸込口から吸込んだ空気等の流体を固定スクロールと旋回スクロールとの間に画成される各圧縮室内で順次圧縮し、吐出口からこの圧縮流体を外部に向けて吐出するようになっている。
【０００４】
また、スクロール式流体機械には、ケーシングと旋回スクロールの背面との間に設けられ旋回スクロールに作用するスラスト荷重を支持するスラスト荷重支持体を備えたものがある（例えば、特開２０００−８７８８３号公報、特開平１１−２８０６７１号公報等）。
【０００５】
そして、このスラスト荷重支持体は、ケーシングに固定された球体収容ケースと、該球体収容ケース内に収容されケーシングと旋回スクロールの背面に転動可能に接触する球体により構成されている。
【０００６】
この従来技術にあっては、球体収容ケース内の球体を、旋回スクロールの旋回動作に応じてケーシングと旋回スクロールとの間で転動させつつ、旋回スクロールに作用するスラスト荷重を球体によって支持する構成となっている。
【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、球体収容ケースをケーシング側に設け、球体収容ケースの先端に設けられたシールを旋回スクロールに旋回動作に伴って旋回スクロールの背面に対し摺動させる構成としている。
【０００８】
このため、旋回スクロールとシールの摺動面との間には、加工誤差等に起因して僅かな隙間が生じ、この隙間を通じて粉塵が侵入するという問題がある。また、温度上昇に伴ってグリースの一部が液状になったときにこのグリースが前記隙間を通じて外部に漏れることがあり、グリースの漏れを完全に防止することが難しいという問題がある。
【０００９】
また、球体収容筒に設けられたシール部材を旋回スクロールの背面側に摺接させる構成としているため、旋回スクロールにシール部材の摺接面を確保しなければならず、旋回スクロールを大型化して形成せざるを得なくなるという問題がある。
【００１０】
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、スラスト荷重支持体を構成する球体側に外部から塵埃等が侵入したり、球体を潤滑するグリースが外部に漏洩するのを防止できると共に、旋回スクロールの小型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にある。
【００１１】
【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、ピン穴が設けられたケーシングと、該ケーシングに設けら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、背面側にピン穴を有し、該駆動軸の先端側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、前記ケーシングと該旋回スクロールの背面との間に設けられ該旋回スクロールに作用するスラスト荷重を支持するスラスト荷重支持体とを備えている。
【００１２】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記スラスト荷重支持体は、ピン穴が設けられ、位置決めピンを用いて前記ケーシングに設けられたピン穴に取付けられるケーシング側受承体と、ピン穴が設けられ、位置決めピンを用いて前記旋回スクロールに設けられたピン穴に取付けられるスクロール側受承体と、該スクロール側受承体と前記ケーシング側受承体とに転動可能に接触する球体と、内部に前記球体を収容し軸方向の一端側が前記ケーシング側受承体の外周側に固着され、軸方向の他端側が前記スクロール側受承体の外周側に固着された筒状カバーとによって構成したことにある。
【００１３】
このように構成したことにより、筒状カバーとケーシング側受承体との間、筒状カバーとスクロール側受承体との間の隙間をなくし、筒状カバー内に外部から塵埃等が侵入する不具合を解消することができる。これにより運転時には球体をケーシング側受承体とスクロール側受承体に対して円滑に転動させることができ、球体により旋回スクロールに作用するスラスト荷重を安定して支持することができる。
また、ケーシング側受承体を位置決めピンを用いてケーシングに取付ける構成としたので、位置決めピンによりケーシング側受承体をケーシングに対し容易に位置決めして取付けることができる。さらに、スクロール側受承体を位置決めピンを用いて旋回スクロールに取付ける構成としたので、位置決めピンによりスクロール側受承体を旋回スクロールに対して容易に位置決めして取付けることができる。このため、ケーシング側受承体、スクロール側受承体の組付時の作業性等を高めることができる。
【００１４】
また、請求項２の発明は、ケーシング側受承体は、ケーシングに対して位置決めし、スクロール側受承体は、旋回スクロールに対して位置決めする構成としている。
【００１５】
このように構成したことにより、当該スクロール式流体機械の組立時にはケーシング側受承体をケーシングに対し位置決めして取付けることができる。また、スクロール側受承体を旋回スクロールに対し位置決めして取付けることができる。
【００１６】
また、請求項３の発明は、筒状カバーは弾性を有する材料を用いて形成している。このように構成したことにより、運転時に筒状カバーを旋回スクロールの旋回動作に追従して弾性変形させることができる。
【００１７】
さらに、請求項４の発明は、ケーシング側受承体またはスクロール側受承体には球体の軌道を規制する円形の凹窪部を設ける構成としている。このように構成したことにより、運転時には球体を、ケーシング側受承体またはスクロール側受承体に設けた円形の凹窪部に沿って円滑にガイドすることができ、球体を安定して転動させることができる。
【００１８】
さらに、請求項５の発明は、筒状カバーの内周側にはケーシング側受承体およびスクロール側受承体に対する球体の転動位置を規制するためのガイド部材を配置している。このように構成したことにより、運転時には筒状カバーの内周側に配置したガイド部材により球体を円滑にガイドすることができる。
【００１９】
一方、請求項６の発明は、ガイド部材は筒状カバーと同一の材料を用いて形成している。このように構成したことにより、筒状カバーの成形時に筒状カバーとガイド部材との接触部が相互になじみ、筒状カバーをガイド部材に一体的に接合することができる。
【００２０】
【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。
【００２１】
ここで、図１ないし図７は本発明の第１の実施の形態を示し、１はスクロール式流体機械の外枠を形成する有底筒状のケーシングで、該ケーシング１は、環状の底部１Ａと、該底部１Ａの外周側から後述の固定スクロール２側に向けて延設された筒部１Ｂと、前記底部１Ａの内周側に突設された軸受部１Ｃとによって構成されている。また、ケーシング１の底部１Ａには、ピン穴１Ｄ，１Ｄ，…（２個のみ図示）が形成され、該ピン穴１Ｄには後述の位置決めピン２３が取付けられている。
【００２２】
２はケーシング１の先端側に固着された固定スクロールで、該固定スクロール２は、略円板状に形成され中心が後述する駆動軸３の軸線と一致するように配設された鏡板２Ａと、該鏡板２Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部２Ｂと、該ラップ部２Ｂを外側から取囲むように鏡板２Ａの外周側から軸方向に突出した筒部２Ｃと、該筒部２Ｃの外周側から径方向外側に突出し、ケーシング１の筒部１Ｂ開口端に取付けられたフランジ部２Ｄとにより構成されている。
【００２３】
３はケーシング１の軸受部１Ｃ内に回転可能に軸支された駆動軸で、該駆動軸３は、その基端側が駆動源（図示せず）に連結され、先端側はクランク３Ａとなってケーシング１内に延びている。そして、駆動軸３のクランク３Ａは、図１に示すように、その軸線が駆動軸３の軸線に対して寸法δだけ偏心している。軸線は、駆動軸３の軸線に対して所定寸法だけ偏心している。
【００２４】
４は固定スクロール２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で、該旋回スクロール４は、円板状に形成された鏡板４Ａと、該鏡板４Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部４Ｂとにより構成されている。また、旋回スクロール４の鏡板４Ａには、その背面側の中央にボス部４Ｃが突設され、該ボス部４Ｃは、旋回軸受５によって駆動軸３のクランク３Ａに回転可能に取付けられている。さらに、鏡板４Ａの背面側にはピン穴４Ｄ，４Ｄ，…（２個のみ図示）が形成され、該ピン穴４Ｄには後述の位置決めピン２５が取付けられている。
【００２５】
そして、旋回スクロール４は、ラップ部４Ｂが固定スクロール２のラップ部２Ｂと所定角度（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２Ｂ，４Ｂ間には複数の圧縮室６，６，…が画成される。そして、スクロール式空気圧縮機の運転時には、固定スクロール２の外周側に設けた吸込口７から外周側の圧縮室６内に空気を吸込みつつ、この空気を旋回スクロール４が旋回運動する間に各圧縮室６内で順次圧縮し、最後に中心側の圧縮室６から固定スクロール２の中心に設けた吐出口８に向けて圧縮空気を吐出する。
【００２６】
９は旋回スクロール４の自転を防止する自転防止機構で、該自転防止機構９は、ケーシング１の底部１Ａに設けられた４個の第１ガイド１０，１０，…と、旋回スクロール４の鏡板４Ａ背面に設けられた４個の第２ガイド１１，１１，…と、該第１ガイド１０と第２ガイド１１との間に設けられたスライダ１２とにより構成されている。
【００２７】
そして、自転防止機構９は、スライダ１２が第１ガイド１０と第２ガイド１１によって直交する２軸方向にガイドされることにより、旋回スクロール４の自転を防止し、該旋回スクロール４に寸法δの旋回半径をもった円運動（旋回運動）を与える構成となっている。
【００２８】
２１，２１，…はケーシング１と旋回スクロール４との間に設けられた４個のスラスト荷重支持体で、該スラスト荷重支持体２１は、後述のケーシング側受承体２２、スクロール側受承体２４、球体２６および筒状カバー２７によって構成されている。
【００２９】
２２はケーシング１側に取付けられる４個のケーシング側受承体（２個のみ図示）で、該ケーシング側受承体２２は、例えば金属材料、樹脂材料等を用いることにより円形の板体として形成されている。
【００３０】
また、ケーシング側受承体２２にはその背面側中央に位置してピン穴２２Ａが設けられ、該ピン穴２２Ａ内にはケーシング側の位置決めピン２３が嵌着して取付けられている。そして、この位置決めピン２３をケーシング１のピン穴１Ｄ内に嵌着することにより、ケーシング側受承体２２はケーシング１に対し位置決めして取付けられる。
【００３１】
また、ケーシング側受承体２２には、図３に示すように浅底の円形穴からなる凹窪部２２Ｂが形成され、該凹窪部２２Ｂは後述の球体２６が円運動を行なうときに球体２６を凹窪部２２Ｂの周壁でガイドし、ケーシング側受承体２２に対する球体２６の軌道を規制するものである。
【００３２】
２４は旋回スクロール４側に取付けられる４個のスクロール側受承体（２個のみ図示）で、該スクロール側受承体２４は、ケーシング側受承体２２とほぼ同様に、金属材料、樹脂材料等を用いることにより円形の板体として形成されている。
【００３３】
また、スクロール側受承体２４にはその背面側中央に位置してピン穴２４Ａが設けられ、該ピン穴２４Ａ内にはスクロール側の位置決めピン２５が嵌着して取付けられている。そして、この位置決めピン２５を旋回スクロール４のピン穴２４Ａ内に嵌着することにより、スクロール側受承体２４は旋回スクロール４に対し位置決めして取付けられている。
【００３４】
また、スクロール側受承体２４には、図３に示すように浅底の円形穴からなる凹窪部２４Ｂが形成され、該凹窪部２４Ｂは後述の球体２６が円運動を行なうときに球体２６を凹窪部２４Ｂの周壁でガイドし、スクロール側受承体２４に対する球体２６の軌道を規制するものである。
【００３５】
２６はケーシング側受承体２２とスクロール側受承体２４との間に転動可能に設けられた４個の球体で、該球体２６は、ケーシング側受承体２２、スクロール側受承体２４と同様に、例えば金属材料、樹脂材料等を用いて形成されている。
【００３６】
ここで、球体２６は、筒状カバー２７内にグリースＧと一緒に収容され、ケーシング側受承体２２とスクロール側受承体２４にそれぞれ転動可能に接触している。そして、球体２６は旋回スクロール４に作用するスラスト荷重を支持する構成となっている。
【００３７】
２７はケーシング１と旋回スクロール４との間に位置してケーシング側受承体２２とスクロール側受承体２４に固着して設けられた４個の筒状カバーで、該筒状カバー２７は、弾性を有する材料、例えばシリコンを含有した弾性樹脂材料、ゴム材料等を用いて円筒状に形成されている。また、筒状カバー２７は、軸方向の一端側がケーシング側受承体２２の外周側に固着して取付けられ、軸方向の他端側がスクロール側受承体２４の外周側に固着して取付けられている。
【００３８】
このため、筒状カバー２７とケーシング側受承体２２との間、筒状カバー２７とスクロール側受承体２４との間は密封状態に保持され、筒状カバー２７内に収容したグリースＧが外部に漏洩することがなくなる。
【００３９】
ここで、筒状カバー２７の内径は球体２６の半径よりも大きく形成され、球体２６と筒状カバー２７は非接触状態に保持される。そして、筒状カバー２７は、内部に球体２６、グリースＧを収容した状態で、旋回スクロール４の旋回運動に追従して弾性変形（伸縮）しながら動くものである。
【００４０】
本実施の形態によるスクロール式空気圧縮機は上述したような構成を有するもので、次に、このスクロール式空気圧縮機の動作について説明する。
【００４１】
まず、電動モータ（図示せず）により駆動軸３を回転させると、旋回スクロール４は駆動軸３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、固定スクロール２のラップ部２Ｂと旋回スクロール４のラップ部４Ｂ間に画成された複数の圧縮室６が連続的に縮小する。これにより、固定スクール２の吸込口７から吸込んだ空気を該各圧縮室６で順次圧縮しつつ、この圧縮空気を固定スクロール２の吐出口８から外部に向けて吐出する。
【００４２】
そして、このときにスラスト荷重支持体２１は、球体２６がケーシング側受承体２２とスクロール側受承体２４とに接触して、両者の間で寸法（１／２）×δの半径をもって転動することにより、旋回スクロール４に作用するスラスト荷重を球体２６によって支持する。
【００４３】
次に、スラスト荷重支持体の製造方法について、図５ないし図７を参照しつつ説明する。
【００４４】
まず、図４に示すように、ケーシング側受承体２２上に円柱状の内型２８を載置すると共に、ケーシング側受承体２２の外周側には円筒状の外型２９を載置する（型載置工程）。
【００４５】
次に、内型２８と外型２９との間の隙間にシリコン等を含有した樹脂材料を流し込み、内型２８と外型２９を取外すことにより、図５に示すようにケーシング側受承体２２の外周側に筒状カバー２７を一体成形する（筒状カバー成形工程）。
【００４６】
次に、図６に示すように、筒状カバー２７内にグリースＧと一緒に球体２６を収容する（球体収容工程）。そして、最後に図７に示すように、スクロール側受承体２４の表面にグリースＧを塗布し、この状態でスクロール側受承体２４を筒状カバー２７の内周側に接着により嵌合して取付ける（スクロール側受承体取付工程）。
【００４７】
かくして、本実施の形態では、ケーシング側受承体２２と筒状カバー２７との間、スクロール側受承体２４と筒状カバー２７との間を密封状態に保持することができ、筒状カバー２７内に収容したグリースＧが外部に漏洩するのを阻止することができ、球体２６を常に潤滑状態に保つことができると共に、筒状カバー２７内に外部から塵埃等が侵入するのを防止することができる。
【００４８】
このため、球体２６をケーシング側受承体２２とスクロール側受承体２４に対して円滑に転動させることができ、球体２６により旋回スクロール４に作用するスラスト荷重を安定して支持することができ、当該空気圧縮機の寿命を延ばし、信頼性を向上することができる。
【００４９】
また、スラスト荷重支持体２１には従来技術で述べたようなシールを設ける必要がなくなり、シールの摺接面を不要にでき、旋回スクロール４を小型化して形成することができる。
【００５０】
また、ケーシング側受承体２２、スクロール側受承体２４にはそれぞれ有底の円形穴からなる凹窪部２２Ｂ、凹窪部２４Ｂを設ける構成としたので、これら凹窪部２２Ｂ，２４Ｂにより球体２６の軌道を一定にでき、これにより球体２６の動きを円滑化して当該空気圧縮機の性能を高めることができる。
【００５１】
さらに、球体２６の軌道を一定にできることにより、球体２６と筒状カバー２７を常に非接触状態に保持でき、筒状カバー２７には球体２６からの遠心力、摩擦力が作用することがなくなり、筒状カバー２７の耐久性、寿命等を高めることができる。
【００５２】
さらに、筒状カバー２７はシリコン等の樹脂材料、ゴム材料等の弾性材料を用いて形成したので、運転時に筒状カバー２７を旋回スクロール４の旋回動作に追従して弾性変形させることができ、筒状カバー２７の性能等を高めることができる。
【００５３】
一方、ケーシング側受承体２２を位置決めピン２３を用いてケーシング１に取付ける構成としたので、位置決めピン２３によりケーシング側受承体２２をケーシング１に対し容易に位置決めして取付けることができ、ケーシング側受承体２２の組付時の作業性等を高めることができる。
【００５４】
また、スクロール側受承体２４を位置決めピン２５を用いて旋回スクロール４に取付ける構成としたので、位置決めピン２５によりスクロール側受承体２４を旋回スクロール４に対して容易に位置決めして取付けることができ、スクロール側受承体２４の組付時の作業性等を高めることができる。
【００５５】
次に、図８は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ケーシング側受承体、スクロール側受承体の表面全体を平坦面として形成すると共に、球体を筒状カバーに接触させる構成としたことにある。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５６】
３１は本実施の形態に係るスラスト荷重支持体で、該スラスト荷重支持体３１は、第１の実施の形態で述べたスラスト荷重支持体２１とほぼ同様に、後述のケーシング側受承体３２、スクロール側受承体３３、球体３４および筒状カバー３５によって構成されている。
【００５７】
３２は本実施の形態に用いるケーシング側受承体で、該ケーシング側受承体３２は、第１の実施の形態によるケーシング側受承体２２とほぼ同様にピン穴３２Ａを有している。しかし、ケーシング側受承体３２はその表面全体が平坦面３２Ｂとして形成されている点で、第１の実施の形態のものとは異なっている。
【００５８】
３３は本実施の形態に用いるスクロール側受承体で、該スクロール側受承体３３は、第１の実施の形態によるスクロール側受承体２４とほぼ同様にピン穴３３Ａを有している。しかし、スクロール側受承体３３はその表面全体が平坦面３３Ｂとして形成されている点で、第１の実施の形態のものとは異なっている。
【００５９】
３４は本実施の形態に用いる球体で、該球体３４は、第１の実施の形態による球体２６とほぼ同様に、ケーシング側受承体３２、スクロール側受承体３３に転動可能に接触している。
【００６０】
３５は本実施の形態に用いる筒状カバーで、該筒状カバー３５は、第１の実施の形態で述べた筒状カバー２７とほぼ同様に、シリコン等の弾性樹脂材料、ゴム材料等を用いて円筒状に形成されている。
【００６１】
しかし、筒状カバー３５は、その内径が球体３４とほぼ同径に設定される点で、第１の実施の形態のものとは異なっている。このため、筒状カバー３５は球体３４と接触した状態でケーシング側受承体３２、スクロール側受承体３３に取付けられている。
【００６２】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００６３】
特に、本実施の形態では、筒状カバー３５を球体３４と接触させることにより、筒状カバー３５は球体３４の軌道を一定に保つガイド部材としての機能を有し、ケーシング側受承体３２、スクロール側受承体３３の耐久性、寿命等を高めることができる。また、ケーシング側受承体３２の外径、スクロール側受承体３３の外径を筒状カバー３５に合わせてそれぞれ小さく形成でき、スラスト荷重支持体３１の小型化を図ることができる。
【００６４】
次に、図９ないし図１４は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、筒状カバーの内周側に、球体をガイドするためのガイド筒を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６５】
４１は本実施の形態に係るスラスト荷重支持体で、該スラスト荷重支持体４１は、後述のケーシング側受承体４２、スクロール側受承体４３、球体４４、筒状カバー４５およびガイド筒４６によって構成されている。
【００６６】
４２は本実施の形態に用いるケーシング側受承体で、該ケーシング側受承体４２は、表面側に設けられた平坦面４２Ａと、該平坦面４２Ａの外周側に設けられたガイド筒取付段部４２Ｂと、裏面側に設けられたピン穴４２Ｃとを有している。
【００６７】
４３は本実施の形態に用いるスクロール側受承体で、該スクロール側受承体４３は、表面側に設けられた平坦面４３Ａと、該平坦面４３Ａの外周側に設けられたガイド筒取付段部４３Ｂと、裏面側に設けられたピン穴４３Ｃとを有している。
【００６８】
４４は本実施の形態に用いる球体で、該球体４４は、ケーシング側受承体４２、スクロール側受承体４３に転動可能に接触すると共に、ガイド筒４６にも接触している。
【００６９】
４５は本実施の形態に用いる筒状カバーで、該筒状カバー４５は、例えばシリコン等の弾性樹脂材料、ゴム材料等を用いて円筒状に形成されている。ここで、筒状カバー４５は、その内径が球体４４の半径よりも大きく形成されている。そして、筒状カバー４５は、ケーシング側受承体４２の外周側、スクロール側受承体４３の外周側にそれぞれ固着して取付けられると共に、ガイド筒４６の外周側に固着して取付けられている。
【００７０】
４６は筒状カバー４５の内周側に設けられたガイド部材としてのガイド筒で、該ガイド筒４６は、筒状カバー４５と同様の材料、例えばシリコン等の弾性樹脂材料、ゴム材料等を用いて円筒状に形成されている。ここで、ガイド筒４６は、その内径が球体４４とほぼ同径に設定されている。
【００７１】
また、ガイド筒４６は、軸方向の一端側がケーシング側受承体４２のガイド筒取付段部４２Ｂに固着して取付けられ、軸方向の他端側がスクロール側受承体４３のガイド筒取付段部４３Ｂに固着して取付けられている。そして、ガイド筒４６は球体４４に接触することにより、球体４４の軌道を一定に保ち、ケーシング側受承体４２、スクロール側受承体４３に対する球体４４の転動位置を規制する構成となっている。
【００７２】
次に、スラスト荷重支持体の製造方法について、図１０ないし図１４を参照しつつ説明する。
【００７３】
まず、図１０に示すように、ケーシング側受承体４２上に円柱状の内型４７を載置すると共に、ケーシング側受承体４２の外周側には円筒状をなす第１の外型４８を載置する（第１の型載置工程）。
【００７４】
次に、内型４７と外型４８との間の隙間にシリコン等を含有した樹脂材料を流し込み、内型４７と外型４８を取外すことにより、図１１に示すようにケーシング側受承体４２のガイド筒取付段部４２Ｂにガイド筒４６を一体成形する（ガイド筒成形工程）。
【００７５】
次に、図１２に示すように、ガイド筒４６内にグリースＧと一緒に球体４４を収容する（球体収容工程）。そして、ガイド筒４６の内周側にスクロール側受承体４３を嵌合して取付ける（スクロール側受承体取付工程）。
【００７６】
次に、図１３に示すように、ガイド筒４６の外周側に円筒状の第２の外型４９を載置する（第２の型載置工程）。次に、ケーシング側受承体４２と外型４９との間、スクロール側受承体４３と外型４９との間、ガイド筒４６と外型４９との間の隙間にシリコン等を含有した樹脂材料を流し込む。そして、外型４９を取外すことにより、図１４に示すように筒状カバー４５をケーシング側受承体４２の外周側、スクロール側受承体４３の外周側、ガイド筒４６の外周側に一体成形する（筒状カバー成形工程）。
【００７７】
かくして、本実施の形態でも、ガイド筒４６により球体４４の軌道を一定に保つことができ、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００７８】
特に、本実施の形態では、筒状カバー４５とガイド筒４６とを同様の材料を用いて形成したので、筒状カバー４５の成形時には筒状カバー４５とガイド筒４６とが相互になじみ、筒状カバー４５をガイド筒４６の外周側に接着することなく一体成形することができ、接着をした場合のようなはがれの虞れがなくなり、スラスト荷重支持体４１の寿命等を高めることができる。
【００７９】
次に、図１５および図１６は本発明の第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、筒状カバーの内周側に、球体をガイドするためのガイド筒を設け、このガイド筒の外形状を球面状に形成したことにある。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８０】
５１は本実施の形態に係るスラスト荷重支持体で、該スラスト荷重支持体５１は、後述のケーシング側受承体５２、スクロール側受承体５３、球体５４、筒状カバー５５およびガイド筒５６によって構成されている。
【００８１】
５２は本実施の形態に用いるケーシング側受承体で、該ケーシング側受承体５２は、表面側が平坦面５２Ａとなり、裏面側にはピン穴５２Ｂが設けられている。５３は本実施の形態に用いるスクロール側受承体で、該スクロール側受承体５３は、表面側が平坦面５３Ａとなり、裏面側にはピン穴５３Ｂが設けられている。
【００８２】
５４は本実施の形態に用いる球体で、該球体５４は、ケーシング側受承体５２、スクロール側受承体５３に転動可能に接触すると共に、ガイド筒５６にも接触している。
【００８３】
５５は本実施の形態に用いる筒状カバーで、該筒状カバー５５は、例えばシリコン等の弾性樹脂材料、ゴム材料等を用いて円筒状に形成されている。ここで、筒状カバー５５は、その内径が球体５４の半径よりも大きく形成されている。そして、筒状カバー５５は、ケーシング側受承体５２の外周側、スクロール側受承体５３の外周側にそれぞれ固着して取付けられると共に、ガイド筒５６の外周側に固着して取付けられている。
【００８４】
５６は筒状カバー５５の内周側に設けられたガイド部材としてのガイド筒で、該ガイド筒５６は、筒状カバー５５と同様の材料、例えばシリコン等の弾性樹脂材料、ゴム材料等を用いることにより外周形状が球形状をなした筒状体として形成されている。ここで、ガイド筒５６は、その内径が球体５４とほぼ同径に設定されている。
【００８５】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、運転時にはガイド筒５６により球体５４の軌道を一定に保つことができ、第３の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００８６】
なお、第１の実施の形態では、ケーシング側受承体２２の裏面側に位置決めピン２３を取付けると共に、スクロール側受承体２４の裏面側に位置決めピン２５を取付ける構成とした場合を例に挙げて説明した。一方、例えば図１７に示す参考例では、ケーシング側受承体２２′の裏面側に突起２２Ａ′を突設すると共に、スクロール側受承体２４′の裏面側にも突起２４Ａ′を突設する構成としている。
【００８７】
また、前記第１の実施の形態では、球体２６を潤滑する潤滑手段としてグリースを用い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、潤滑手段として、例えば潤滑油を用いる構成としてもよい。このことは第２，第３，第４の実施の形態についても同様である。
【００８８】
また、前記第３の実施の形態では、筒状カバー４５とガイド筒４６を同一の材料を用いて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、筒状カバー４５とガイド筒４６を互いに異なる材料を用いて形成してもよい。このことは第４の実施の形態についても同様である。
【００８９】
さらに、各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、本発明はこれに限ることなく、例えば真空ポンプ、冷媒圧縮機等にも広く適用できる。
【００９０】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、スラスト荷重支持体は、ケーシングに取付けられるケーシング側受承体と、旋回スクロールの背面側に取付けられるスクロール側受承体と、該スクロール側受承体とケーシング側受承体とに転動可能に接触する球体と、軸方向の一端側が前記ケーシング側受承体の外周側に固着され、軸方向の他端側が前記スクロール側受承体の外周側に固着され、内部に前記球体を収容する筒状カバーとによって構成したので、筒状カバー内に外部から塵埃等が侵入する不具合を解消することができる。
【００９１】
これにより、運転時には球体をケーシング側受承体とスクロール側受承体に対して円滑に転動させることができ、球体により旋回スクロールに作用するスラスト荷重を安定して支持することができ、当該スクロール式流体機械の寿命を延ばし、信頼性等を高めることができる。また、スラスト荷重支持体には従来技術で述べたようなシールを設ける必要がなくなり、シールの摺動面を不要にでき、旋回スクロールを小型化して形成することができる。
また、ケーシング側受承体を位置決めピンを用いてケーシングに取付ける構成としたので、位置決めピンによりケーシング側受承体をケーシングに対し容易に位置決めして取付けることができる。さらに、スクロール側受承体を位置決めピンを用いて旋回スクロールに取付ける構成としたので、位置決めピンによりスクロール側受承体を旋回スクロールに対して容易に位置決めして取付けることができる。従って、ケーシング側受承体、スクロール側受承体の組付時の作業性等を高めることができる。
【００９２】
また、請求項２の発明は、ケーシング側受承体はケーシングに対して位置決めし、スクロール側受承体は旋回スクロールに対して位置決めする構成としたので、当該スクロール式流体機械の組立時にはケーシング側受承体をケーシングに対し容易に位置決めして取付けることができると共に、スクロール側受承体を旋回スクロールに対し容易に位置決めして取付けることができ、ケーシング側受承体、スクロール側受承体の組付時の作業性等を高めることができる。
【００９３】
また、請求項３の発明は、筒状カバーを弾性を有する材料を用いて形成したので、運転時に筒状カバーを旋回スクロールの旋回動作に追従して弾性変形させることができ、筒状カバーの性能等を高めることができる。
【００９４】
さらに、請求項４の発明は、ケーシング側受承体またはスクロール側受承体には球体の軌道を規制する円形の凹窪部を設ける構成としたので、運転時には球体を、ケーシング側受承体またはスクロール側受承体に設けた円形の凹窪部に沿って円滑にガイドすることができ、球体の動きを安定化させ、スラスト荷重支持体の性能、信頼性等を高めることができる。
【００９５】
さらに、請求項５の発明は、筒状カバーの内周側にはケーシング側受承体およびスクロール側受承体に対する球体の転動位置を規制するためのガイド部材を配置する構成としたので、運転時には筒状カバーの内周側に配置したガイド部材により球体を円滑にガイドすることができ、球体の動きを安定化させ、スラスト荷重支持体の性能、信頼性等を高めることができる。
【００９６】
一方、請求項６の発明は、ガイド部材は筒状カバーと同一の材料を用いて形成したので、筒状カバーの成形時に筒状カバーとガイド部材との接触部が相互になじみ、筒状カバーをガイド部材に一体的に接合することができ、接着をした場合のようなはがれの虞れがなくなり、スラスト荷重支持体の寿命等を高めることができる。
【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】自転防止機構、スラスト荷重支持体等を図１中の矢示II−II方向から拡大してみた断面図である。
【図３】図１中のスラスト荷重支持体等を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図４】第１の実施の形態による型載置工程を示す縦断面図である。
【図５】第１の実施の形態による筒状カバー成形工程を示す縦断面図である。
【図６】第１の実施の形態による球体収容工程を示す縦断面図である。
【図７】第１の実施の形態によるスクロール側受承体取付工程を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機のスラスト荷重支持体等を示す図３と同様の要部断面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機のスラスト荷重支持体等を示す図３と同様の要部断面図である。
【図１０】第３の実施の形態による第１の型載置工程を示す縦断面図である。
【図１１】第３の実施の形態によるガイド筒成形工程を示す縦断面図である。
【図１２】第３の実施の形態による球体収容工程およびスクロール側受承体取付工程を示す縦断面図である。
【図１３】第３の実施の形態による第２の型載置工程を示す縦断面図である。
【図１４】第３の実施の形態による筒状カバー成形工程を示す縦断面図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機のスラスト荷重支持体等を示す図３と同様の要部断面図である。
【図１６】図１５中のスラスト荷重支持体を示す分解図である。
【図１７】本発明の参考例によるスラスト荷重支持体を示す図７と同様の断面図である。
【符号の説明】
１ケーシング
２固定スクロール
３駆動軸
４旋回スクロール
６圧縮室
２１，３１，４１，５１スラスト荷重支持体
２２，２２′，３２，４２，５２ケーシング側受承体
２３，２５位置決めピン
２４，２４′，３３，４３，５３スクロール側受承体
２２Ａ′，２４Ａ′ 突起
２６，３４，４４，５４球体
２７，３５，４５，５５筒状カバー
４６，５６ガイド筒（ガイド部材）

Claims

ピン穴が設けられたケーシングと、該ケーシングに設けら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、背面側にピン穴を有し、該駆動軸の先端側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、前記ケーシングと該旋回スクロールの背面との間に設けられ該旋回スクロールに作用するスラスト荷重を支持するスラスト荷重支持体とを備え、
前記スラスト荷重支持体は、ピン穴が設けられ、位置決めピンを用いて前記ケーシングに設けられたピン穴に取付けられるケーシング側受承体と、ピン穴が設けられ、位置決めピンを用いて前記旋回スクロールに設けられたピン穴に取付けられるスクロール側受承体と、該スクロール側受承体と前記ケーシング側受承体とに転動可能に接触する球体と、内部に前記球体を収容し軸方向の一端側が前記ケーシング側受承体の外周側に固着され、軸方向の他端側が前記スクロール側受承体の外周側に固着された筒状カバーとによって構成したスクロール式流体機械。
前記ケーシング側受承体は、前記ケーシングに対して位置決めし、前記スクロール側受承体は、前記旋回スクロールに対して位置決め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。
前記筒状カバーは弾性を有する材料を用いて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。
前記ケーシング側受承体またはスクロール側受承体には球体の軌道を規制する円形の凹窪部を設けてなる請求項１，２または３に記載のスクロール式流体機械。
前記筒状カバーの内周側には前記ケーシング側受承体およびスクロール側受承体に対する球体の転動位置を規制するためのガイド部材を配置してなる請求項１，２または３に記載のスクロール式流体機械。
前記ガイド部材は筒状カバーと同一の材料を用いて形成してなる請求項５に記載のスクロール式流体機械。