JP5035570B2

JP5035570B2 - スクロール流体機械

Info

Publication number: JP5035570B2
Application number: JP2009268165A
Authority: JP
Inventors: 富石黄; 光宣黄
Original assignee: RICHSTONE LIMITED
Current assignee: RICHSTONE LIMITED
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2029-11-25
Also published as: KR20110058660A; GB2475767A; US8585383B2; US20110123324A1; GB2475767B; JP2011111955A; KR101244489B1; CN102072152A; GB201018930D0

Description

本発明は、圧縮機、ブロア、真空ポンプ、液ポンプ、膨張機等のスクロール流体機械に関する。

従来の、旋回軸に旋回スクロールを固着して駆動するスクロール流体機械では、特許文献１に示すように、旋回スクロールのスラスト荷重が旋回軸に伝えられた。旋回軸を支持する軸受と、回転軸を支持する軸受が旋回軸のスラスト荷重を受ける。このため、軸受数が増えると共に、寿命を延ばすために軸受の径を大きくする必要があった。従って、これらの軸受に発生する機械損失は大きかった。また、この構造は複雑で高価であった。
また、従来のスクロール流体機械としては、特許文献２、３に示すように、クランク駆動式で、ケーシングと旋回スクロールとの間に３個以上の揺動支柱を設けたものがある。

特公平７−２６６１８号公報特開平９−１１２４４７号公報特開２００４−３３２６９５号公報

しかし、特許文献１に示されたスクロール流体機械は、軸受数が増えると共に、寿命を延ばすために軸受の径を大きくする必要があった。従って、これらの軸受に発生する機械損失は大きかった。また、この構造は複雑で高価であった。
また、特許文献２、３に示されたスクロール流体機械は、３個以上の揺動支柱を設けているから、構造が複雑である。
本発明の課題は、旋回スクロールのスラスト荷重を、旋回軸を支持する軸受（例えばアンギュラ玉軸受）や回転軸を支持する軸受（例えばアンギュラ玉軸受）で受けないようにし、簡単な構造で大きなスラスト荷重にも耐えられる機械損失の小さいスクロール流体機械を提供することである。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、ケーシングと、中空の回転軸と、旋回軸と、旋回スクロールと、固定スクロールを有するスクロール流体機械に適用される。ここで、中空の回転軸はケーシングの中に設けられ、軸受に支持されて回転する。旋回軸は回転軸の中空部に設けられ、回転軸の軸心から偏心した軸受に支持されて旋回する。旋回スクロールは旋回軸の先端に係合され、自転防止機構により自転を防止されて旋回する。固定スクロールは旋回スクロールと対面して設けられ、旋回スクロールとの間に作動室が形成される。

そして、本発明は、ケーシングの底部に固定部を設け、固定部と旋回スクロールの間、または固定部と旋回軸の間に揺動支柱を設け、揺動支柱が旋回スクロールのスラスト荷重を固定部に伝達する。

固定部は揺動支柱の一端と嵌合する受を有する。旋回スクロールまたは旋回軸は揺動支柱の他端と嵌合する受を有する。揺動支柱は、固定部の受けと揺動支柱の一端の嵌合部に給油し、さらに旋回スクロール又は旋回軸の受と揺動支柱の他端の嵌合部に給油する、軸中心に貫通した油通路を有する。固定部の受と嵌合する揺動支柱の一端は支点となる。旋回スクロールまたは旋回軸の受と嵌合する揺動支柱の他端は旋回スクロールまたは旋回軸に追従して旋回する。

揺動支柱は自転を防止されて揺動し、旋回スクロールの自転を防止する。

この場合、揺動支柱の一端と他端は円柱状のピンを有する。ピンの軸線は揺動支柱の軸線を通る。ピンは揺動支柱と直交する。固定部と旋回スクロールは、または固定部と旋回軸はガイド溝を有する。ガイド溝はピンと嵌合する。ガイド溝の幅はピンの径とほぼ等しい。

本発明のスクロール流体機械は、旋回スクロールのスラスト荷重を、旋回軸を支持する軸受や回転軸を支持する軸受で受けないで、構造が簡単で機械損失の小さい揺動支柱で固定部に伝達し、固定部が受ける。揺動支柱には貫通した油通路が設けられ、該揺動支柱の一端嵌合部に給油し、前記油通路を通って他端嵌合部に給油する。従って、軸受へのスラスト荷重負担を大幅にへらし、軸受の長寿命化、小型化を実現しながら、大きなスラスト荷重にも耐えることができる。

揺動支柱が、固定部の受と揺動支柱の一端の嵌合部に給油し、さらに旋回スクロールまたは旋回軸の受けと揺動支柱の他端の嵌合部に給油する、軸中心に貫通した油通路を有し、
固定部の受と嵌合する揺動支柱の一端が支点となり、旋回スクロールまたは旋回軸の受と嵌合する揺動支柱の他端が旋回スクロールまたは旋回軸に追従して旋回する場合は、旋回軸を支持する軸受と回転軸を支持する軸受で旋回スクロールのスラスト荷重を受ける必要がないので、軸受構造が簡単で機械損失の小さいスクロール流体機械を安く製造できる。

揺動支柱が、旋回スクロールの自転を防止する場合は、自転防止専用の部品を設ける必要がないので、スクロール流体機械の構造が簡単になる。また、往復運動する部材に比べて振動騒音が小さい。

揺動支柱の一端および他端が円柱状のピンを有し、固定部と旋回スクロールが、または固定部と旋回軸がガイド溝を有する場合は、簡単な構造で揺動支柱および旋回スクロールの自転を防止できる。

実施の形態１の圧縮機を示す断面図実施の形態１の揺動支柱の製造方法を示す図実施の形態２の圧縮機を示す断面図実施の形態３の圧縮機を示す断面図実施の形態４の圧縮機を示す断面図実施の形態５の真空ポンプを示す断面図実施の形態５の揺動支柱の組立部分を示す断面図実施の形態５の揺動支柱の外観図実施の形態５の揺動支柱の組み込み部から揺動支柱を除いた断面図実施の形態６の圧縮機の揺動支柱の組立部分を示す断面図実施の形態７の圧縮機の揺動支柱の組立部分を示す断面図実施の形態８の圧縮機の揺動支柱の組立部分を示す断面図実施の形態９の圧縮機の揺動支柱の組立部分を示す断面図

（実施の形態１）
図１は実施の形態１の圧縮機を示す。電動機がステータ３とロータ４により構成される。ステータ３とフレーム５がケーシング１に固着される。主軸受６の外輪６Ａがフレーム５に装着される。固定部８がケーシング１のスクロール側とは反対側すなわち底部１Ａに設けられる。副軸受９の内輪９Ｂは固定部８に装着される。固定部８は回転軸１０の中空部１０Ａまで伸びる。回転軸１０は中心軸が異なる中空部１０Ａと１０Ｂを有する。中空部１０Ａの中心軸は回転軸１０の中心軸に一致する。中空部１０Ｂの中心軸は回転軸１０の中心軸から実質的に旋回半径の距離だけ偏心している。中空部１０Ａは回転軸１０の後端部に位置する。中空部１０Ｂは回転軸１０の先端部から中間部に位置する。中空部１０Ｂの前部には旋回主軸受３０の外輪３０Ａが装着され、後部には旋回副軸受２２の外輪２２Ａが装着される。

主軸受６および副軸受９はラジアル荷重のみを支持する軸受（例えば深溝玉軸受）である。回転軸１０の前部は主軸受６の内輪６Ｂに支持され、後部は副軸受９の外輪９Ａに支持される。この構成により、回転軸１０は主軸受６と副軸受９に回転自在に支持される。

旋回主軸受３０及び旋回副軸受２２はラジアル荷重のみを支持する軸受（例えば深溝玉軸受）である。旋回軸２１の前部は旋回主軸受３０の内輪３０Ｂに支持され、後部は旋回副軸受２２の内輪２２Ｂに支持される。この構成により、旋回軸２１は旋回主軸受３０と旋回副軸受２２に回転自在に支持される。

カバー２がボルトによりケーシング１に取り付けられる。カバー２は外周上部に吸入口１７、吐出口２０を有し、内周に吸入室１２を有している。仕切り２Ａとガイド円筒２３がカバー２内に設けられる。固定スクロール１５がカバー２内に設けられる。固定スクロール１５は主に鏡板１５Ａ、円筒１５Ｂおよびラップ１５Ｃからなる。円筒１５Ｂはガイド円筒２３と軸方向に移動可能に嵌合される。円柱状のピン１３が仕切り２Ａの外周部に埋め込まれる。ピン１３の先端は鏡板１５Ａに設けられた穴に嵌合する。ピン１３により固定スクロール１５の回転が防止される。

吐出ポート１８が鏡板１５Ａに設けられる。シール部材２４が円筒１５Ｂに設けられる。シール部材２４は円筒１５Ｂとガイド円筒２３の隙間をシールする。この構成により、第１吐出室１９がガイド円筒２３内に形成される。メッシュ２５が第１吐出室１９内に設置される。第２吐出室３８がガイド円筒２３の外周とカバー２で囲まれる部分に形成される。油分離のための衝突板２６が第２吐出室３８の上部に設けられる。油溜め３６が第２吐出室３８の下部に設けられる。ガイド円筒２３の上部にガス通路２３Ａが、下部に油落下穴２３Ｂが設けられる。

旋回スクロール１１が固定スクロール１５と対面して設けられる。旋回スクロール１１は主に鏡板１１Ａ、ボス１１Ｂおよびラップ１１Ｃからなる。ボス１１Ｂが旋回軸２１の先端に係合される。略密閉された作動室（圧縮室）１６が旋回スクロール１１の鏡板１１Ａ、ラップ１１Ｃ、固定スクロール鏡板１５Ａ、およびラップ１５Ｃにより構成される。オルダムリング２７が旋回スクロール１１の鏡板１１Ａの背面外周部に設けられる。オルダムリング２７が自転防止機構を構成する。

受（凹球面受）８Ａが固定部８の先端に設けられる。受２１Ａ（凹球面受）が旋回軸２１の後端に設けられる。揺動支柱３７が受８Ａと２１Ａの間に設けられる。揺動支柱３７は一端である球体３７Ａと他端である３７Ｂの間に円筒３７Ｆを設けて形成される。球体３７Ａ、３７Ｂの中心は円筒３７Ｆの軸線上にある。受８Ａの球半径と球体３７Ａの球半径はほぼ等しい。したがって、球体３７Ａは受８Ａからはずれることなく、受８Ａに揺動可能に嵌合される。受２１Ａの球半径と球体３７Ｂの球半径もほぼ等しい。したがって、球体３７Ｂは受２１Ａはずれることなく、受２１Ａに揺動可能に嵌合される。揺動支柱３７は軸中心に貫通した油通路３７Ｃを有する。旋回スクロール１１や旋回軸２１に発生する遠心力とバランスをとるために、カウンタウェイト１４が回転軸１０に設けられる。

第１油通路３１および油戻し穴３９がフレーム５の下部に設けられる。第１給油パイプ２９が油溜め３６から仕切り２Ａと固定スクロール鏡板１５Ａを貫通し、フィルタ２８を介し、第１油通路３１に接続される。分岐油通路３１Ａが第１油通路３１から主軸受６の近傍まで設けられる。第２給油パイプ３２の一端が第１油通路３１に接続される。第２油通路３４が底部１Ａに設けられる。第２給油パイプ３２の他端が第２油通路３４に接続される。第２油通路３４は固定部８の油通路８Ｂに連通する。油通路８Ｂの終端は受８Ａに開口する。油通路２１Ｂが旋回軸２１の中心に設けられる。横穴２１Ｃが油通路２１Ｂから旋回主軸受３０の近傍まで設けられる。揺動支柱３７の油通路３７Ｃは油通路８Ｂ、２１Ｂを連通する。

実施の形態１の動作を説明する。電動機に通電すると、ステータ３がロータ４に回転力を与え、回転軸１０が回転する。それに伴って、旋回軸２１および旋回軸２１と一体の旋回スクロール１１が旋回する。旋回スクロール１１はオルダムリング２７により自転を防止され、旋回する。

ガス（作動流体）は、吸入口１７から吸入室１２に流入し、圧縮室１６で圧縮されながら中央に移動し、吐出ポート１８から第１吐出室１９に流入する。その後ガスはガス通路２３Ａから上部に流出し、衝突板２６に当たり、方向転換し、吐出口２０から外部へ吐出される。

油（潤滑油）は第２吐出室３８の高圧とケーシング１内の低圧の差圧により、油溜め３６から第１給油パイプ２９へ流入し、第１油通路３１に流れ、分岐油通路３１Ａから主軸受６の近傍に給油される。油は第２給油パイプ３２、第２油通路３４、固定部油通路８Ｂを通り、受８Ａと球体３７Ａの嵌合部（摺動部）に給油される。また、油は油通路３７Ｃを通って球体３７Ｂと受２１Ａの嵌合部（摺動部）に給油される。受８Ａや２１Ａを漏れ出た油は副軸受９や旋回副軸受２２に給油される。油は旋回軸２１の油通路２１Ｂへ入り、横穴２１Ｃから旋回主軸受３０に給油される。このようにして、各軸受や各摺動部は油潤滑される。

油は最終的にケーシング１内に溜まり、油戻し穴３９から吸入室１２へ入り、ガスと共に圧縮室１６に流入し、吐出ポート１８から吐き出される。ガスに含まれる油はメッシュ２５でガスと分離され、油落下穴２３Ｂから油溜め３６へ落下する。油は、ガスが衝突板２６に当たり方向転換する時、さらにガスと分離され、ガイド円筒２３を伝って油溜め３６に落下する。

ガスが圧縮室１６で圧縮されると、旋回スクロール１１はガスの圧力により、固定スクロール１５から離れる方向にスラスト荷重を受け、旋回軸２１を押し下げようとする。旋回軸２１は旋回スクロール１１から受けたスラスト荷重を揺動支柱３７に伝達する。揺動支柱３７は旋回軸２１から受けたスラスト荷重を固定部８に伝達する。固定部８の受（凹球面受）８Ａと嵌合する球体３７Ａ（揺動支柱３７の一端）は支点となる。旋回軸２１の受（凹球面受）２１Ａと嵌合する球体３７Ｂ（揺動支柱３７の他端）は旋回軸２１に追従して旋回する。スラスト荷重により旋回スクロール１１から旋回軸２１、揺動支柱３７を通して固定部８に押し下げる力が働いても、固定部８が固定されているから、揺動支柱３７は移動しない。揺動支柱３７が移動しないから、旋回軸２１も移動しない。旋回軸２１が移動しないから旋回スクロール１１も移動しない。すなわち、旋回スクロール１１は固定スクロール１５から離れない。

実施の形態１では、旋回軸２１のスラスト荷重を摺動速度の小さい揺動支柱３７で固定部８に伝達し、固定部８が受ける。旋回主軸受３０、旋回副軸受２２、主軸受６および副軸受２２はラジアル荷重だけを受け、スラスト荷重を受けない軸受でよい。したがって、圧縮機は、軸受構造が簡単で機械損失が減り、性能が向上する。また、軸受でスラスト荷重を受ける構造と比べてはるかに大きいスラスト荷重を受けることができる。

図２は実施の形態１において、油通路３７Ｃを有する揺動支柱３７の製造方法を示す。揺動支柱３７は球体３７Ａおよび３７Ｂの間に円筒３７Ｆを溶接や接着等で接合して形成される。球体３７Ａに油穴３７Ｍを、球体３７Ｂに油穴３７Ｎを設ける。円筒３７Ｆの中空部は油穴３７Ｌになる。油穴３７Ｌを設けるために、初めから穴の開いた円筒３７Ｆを使うので、円柱に油穴３７Ｌを開ける加工工程が不要になる。従って、油穴３７Ｌ、３７Ｍおよび３７Ｎからなる油通路３７Ｃを有する揺動支柱３７を安く製造できる。

（実施の形態２）
図３は実施の形態２の圧縮機を示す。図１と同じ部品と符号の説明は実施の形態１で説明されたので省略される。旋回軸２１は貫通する空洞２１Ｆを有する。揺動支柱３７の一端は球体３７Ａであり、他端は球体３７Ｂである。揺動支柱３７は空洞２１Ｆを貫通する。旋回スクロール１１は主に鏡板１１Ａ、ボス１１Ｂ、ラップ１１Ｃ、および球受台１１Ｄからなる。球受台１１Ｄがボス１１Ｂの内部に設けられる。球受台１１Ｄは中央部に受（凹球面受）１１Ｆを有する。球体３７Ｂは受１１Ｆと揺動可能に嵌合する。球体３７Ｂ（揺動支柱３７の他端）は円柱状のピン３７Ｅを有する。ピン３７Ｅの軸線は球体３７Ｂの中心を通る。ピン３７Ｅは揺動支柱３７と直交する。ボス１１Ｂはガイド溝１１Ｅを有する。ガイド溝１１Ｅの幅はピン３７Ｅの径とほぼ等しい。ピン３７Ｅはガイド溝１１Ｅと摺動可能に嵌合し、揺動支柱３７が旋回スクロール１１と相対回転するのを防止する。すなわち、旋回スクロール１１に対して揺動支柱３７が回転するか、揺動支柱３７に対して旋回スクロール１１が回転するのを防止する。すなわち、揺動支柱３７が自転防止機構を構成する。

球体３７Ａ（揺動支柱３７の一端）は円柱状のピン３７Ｄを有する。ピン３７Ｄの軸線は球体３７Ａの中心を通る。ピン３７Ｄは揺動支柱３７と直交する。ボス７がケーシング１の底部１Ａに設けられる。固定部８がボス７に嵌め合わされる。副軸受９は固定部８に装着される。固定部８はガイド溝８Ｅを有する。ガイド溝８Ｅの幅はピン３７Ｄの径とほぼ等しい。ピン３７Ｄはガイド溝８Ｅと摺動可能に嵌合し、揺動支柱３７が固定部８と相対回転するのを防止する。したがって、旋回スクロール１１は固定部８に対して相対回転が防止され、自転が防止される。このように、揺動支柱３７は自転を防止されて揺動し、旋回スクロール１１の自転を防止する。

固定部８の受（凹球面受）８Ａと嵌合する球体３７Ａは支点となる。旋回スクロール１１の球受台１１Ｄに設けられた受（凹球面受）１１Ｆと嵌合する球体３７Ｂは旋回スクロール１１に追従して旋回する。揺動支柱３７は旋回スクロール１１から受１１Ｆと球体３７Ｂを通じて受けたスラスト荷重を、球体３７Ａと受８Ａを通じて固定部８に伝達する。それにより、固定部８が旋回スクロール１１のスラスト荷重を受ける。固定部８は固定されているから、揺動支柱３７はスラスト荷重方向へ移動しない。揺動支柱３７が移動しないから旋回スクロール１１も移動しない。

揺動支柱３７は軸中心を貫通する油通路３７Ｃを有する。油は固定部８の油通路８Ｂから受８Ａと球体３７Ａの嵌合部に給油され、さらに油通路３７Ｃを通り、球体３７Ｂと受１１Ｆの嵌合部に給油される。受８Ａから油通路３７Ｃに給油されると共に漏れ出た油は副軸受９、旋回副軸受２２およびピン３７Ｄの摺動部に給油される。受１１Ｆから漏れ出た油はピン３７Ｅの摺動部に給油され、旋回軸２１の空洞２１Ｆへも入り、横穴２１Ｃから旋回主軸受３０に給油される。

実施の形態２は旋回スクロール１１のスラスト荷重を揺動支柱３７が受けて固定部８に伝達し、固定部８が受ける。その効果は実施の形態１と同様である。さらに、揺動支柱３７が旋回スクロール１１の自転を防止する。それにより圧縮機は専用の自転防止部材が不要になり、構造が簡単になる。また、揺動支柱３７は往復運動する部材に比べて振動騒音が少ない。

（実施の形態３）
図４は実施の形態３の圧縮機を示す。図１乃至３と同じ部品と符号の説明は、実施の形態１および２で説明されたので省略される。旋回スクロール１１は主に鏡板１１Ａ、ボス１１Ｂ、ラップ１１Ｃ、および球受台１１Ｄからなる。球受台１１Ｄがボス１１Ｂの内に設置される。球受台１１Ｄはガイド溝１１Ｅと受（凹球面受）１１Ｆを有する。揺動支柱３７は一端である球体３７Ａおよび他端である３７Ｂの間に円筒３７Ｆを接合して形成される。球体３７Ｂ（揺動支柱３７の他端）は外部に突き出た円柱状のピン３７Ｅを有する。ピン３７Ｅの軸線は球体３７Ｂの中心を通る。ピン３７Ｅは揺動支柱３７と直交する。受１１Ｆの球半径は球体３７Ｂの球半径とほぼ等しい。ガイド溝１１Ｅの幅はピン３７Ｅの径とほぼ等しい。球体３７Ｂは受１１Ｆと揺動可能に嵌合する。ピン３７Ｅはガイド溝１１Ｅと摺動可能に嵌合し、揺動支柱３７が旋回スクロール１１と相対回転するのを防止する。

固定部８がケーシング１の底部１Ａに設けられる。固定部８は受８Ａ（凹球面受）とガイド溝８Ｅを有する。球体３７Ａ（揺動支柱３７の一端）は外部に突き出た円柱状のピン３７Ｄを有する。ピン３７Ｄの軸線は球体３７Ａの中心を通る。ピン３７Ｄは揺動支柱３７と直交する。受８Ａの球半径は球体３７Ａの球半径とほぼ等しい。ガイド溝８Ｅの幅はピン３７Ｄの径とほぼ等しい。球体３７Ａは固定部８の受８Ａと揺動可能に嵌合される。固定軸５０が固定部８に嵌め合わされて設置される。副軸受９が固定軸５０に装着される。ピン３７Ｄを横から装着するために、ピン装着穴５０Ｆが固定軸５０に設けられる。ピン３７Ｄはガイド溝８Ｅと摺動可能に嵌合し、揺動支柱３７が固定部８と相対回転することを防止する。したがって、旋回スクロール１１は固定部８に対して相対回転が防止され、自転が防止される。このように揺動支柱３７は自転を防止されて揺動し、旋回スクロール１１の自転を防止する。

固定部８の受（凹球面受）８Ａと嵌合する球体３７Ａは支点となる。旋回スクロール１１の受（凹球面受）１１Ｆと嵌合する球体３７Ｂは旋回スクロール１１に追従して旋回する。揺動支柱３７は旋回スクロール１１からのスラスト荷重を受１１Ｆと球体３７Ｂを通じて受け、球体３７Ａと受８Ａを通じて固定部８に伝達する。それにより、固定部８が旋回スクロール１１のスラスト荷重を受ける。固定部８は固定されているから、揺動支柱３７はスラスト荷重方向へ移動しない。揺動支柱３７が移動しないから旋回スクロール１１も移動しない。

実施の形態３は実施の形態２と同様の効果を奏する。さらに、ガイド溝８Ｅが副軸受９よりも外側にあるから、ピン３７Ｄの長さを長くすることができる。それにより、揺動支柱３７はより安定して旋回スクロール１１の自転を防止できる。

（実施の形態４）
図５は実施の形態４の圧縮機を示す。図１乃至４と同じ部品と符号の説明は実施の形態１乃至３で説明されたので省略される。揺動支柱３７の球体３７Ａ（一端）は円筒３７Ｆと分離している。球体３７Ａは球体軸３７Ｉと球体キー３７Ｊを有する。球体軸３７Ｉは球体３７Ａと円筒３７Ｆを繋ぐ。円筒３７Ｆは円筒穴３７Ｇと円筒キー溝３７Ｈを有する。円筒穴３７Ｇは球体軸３７Ｉと嵌合する。球体キー３７Ｊが円筒キー溝３７Ｈと嵌合する。このように球体３７Ａは円筒３７Ｆと一体化され、球体３７Ａと円筒３７Ｆが互いに回転するのを防止する。

実施の形態４は実施の形態３と同様の効果を奏する。さらに、ピン３７Ｄを有する球体３７Ａを固定軸５０の後部から装着できるから、ステータコイル３Ａがピン３７Ｄ装着の邪魔にならない。また、球体３７Ａ、ピン３７Ｄ、ガイド溝８Ｅおよび固定部８はステータコイル３Ａの内側に位置できる。それにより、圧縮機の全長が短くなる。

（実施の形態５）
図６、７、８、９は実施の形態５を示す。図６は揺動支柱３７を組み込んだ真空ポンプを示す。図７は揺動支柱３７の組立部分を示す。図８は図７の揺動支柱３７を９０度回転させた外観図である。図９は図７の組立部分を９０度回転させ、揺動支柱３７を除いた状態を示す。図６、７、８、９と同じ部品と符号の説明は実施の形態１乃至４で説明されたので省略される。球受台８Ｍが固定部８に装着される。球受台２１Ｍが旋回軸２１に装着される。ストッパ８Ｎ、２１Ｎの穴８Ｔ、２１Ｔに円筒３７Ｆを通した後、円筒３７Ｆの両端に球体３７Ａまたは３７Ｂを形成する。その後、ボルト８Ｕがストッパ８Ｎと球受台８Ｍを重ねて固定部８に固定する。ボルト２１Ｕがストッパ２１Ｎと球受台２１Ｍを重ねて旋回軸２１に固定する。

球受台８Ｍは受（凹球面受）８Ｐとガイド溝８Ｒを有する。ガイド溝８Ｒの幅はピン３７Ｄの径とほぼ等しい。ストッパ８Ｎは受（凹球面受）８Ｑとガイド溝８Ｓを有する。ガイド溝８Ｓの幅はピン３７Ｄの径とほぼ等しい。揺動支柱３７の一端である球体３７Ａは受（凹球面受）８Ｐ、８Ｑと揺動可能に嵌合する。ピン３７Ｄはガイド溝８Ｒ、８Ｓと摺動可能に嵌合する。それにより、揺動支柱３７は固定部８と軸方向に相対移動しないで、相対回転もしないで揺動運動できる。

球受台２１Ｍは受（凹球面受）２１Ｐとガイド溝２１Ｒを有する。ガイド溝２１Ｒの幅はピン３７Ｅの径とほぼ等しい。ストッパ２１Ｎは受（凹球面受）２１Ｑとガイド溝２１Ｓを有する。ガイド溝２１Ｓの幅はピン３７Ｅの径とほぼ等しい。揺動支柱３７の他端である球体３７Ｂは受（凹球面受）２１Ｐ、２１Ｑと揺動可能に嵌合する。ピン３７Ｅはガイド溝２１Ｒ、２１Ｓと摺動可能に嵌合する。それにより、揺動支柱３７は軸方向に移動せず、回転もしないで揺動運動できる。また、旋回軸２１は回転が防止される。旋回軸２１と一体の旋回スクロール１１は自転を防止される。このように揺動支柱３７は自転を防止されて揺動し、旋回スクロール１１の自転を防止する。

図６の真空ポンプにおけるスラスト荷重の発生方向は、図１の圧縮機におけるスラスト荷重の発生方向と逆である。圧縮機では作動室（圧縮室）１６の圧力が外部より高い。そのため、スラスト荷重は旋回スクロール１１が固定スクロール１５から離れる方向に発生する。そして、旋回スクロール１１が旋回軸２１を押し付ける力が働く。しかし、真空ポンプでは作動室（ポンプ室）１６の圧力が外部より低い。そのため、スラスト荷重は旋回スクロール１１が固定スクロール１５に引き寄せられる方向に発生する。そして、旋回スクロール１１が旋回軸２１を引っ張る力が働く。固定部８の受（凹球面受）８Ｐ、８Ｑと嵌合する球体３７Ａ（揺動支柱３７の一端）は支点となる。旋回軸２１の受（凹球面受）２１Ｐ、２１Ｑと嵌合する球体３７Ｂ（揺動支柱３７の他端）は旋回軸２１に追従して旋回する。揺動支柱３７は旋回スクロール１１から旋回軸２１に伝達されたスラスト荷重を受２１Ｐ、受２１Ｑ、および球体３７Ｂから受け、球体３７Ａ、受８Ｑおよび８Ｐから固定部８に伝達する。固定部８は固定されているから揺動支柱３７は移動しない。揺動支柱３７が移動しないから旋回軸２１も移動しない。旋回軸２１が移動しないから旋回スクロール１１も移動しない。

実施の形態５では、旋回スクロール１１が固定スクロール１５から離れる方向にだけではなく、固定スクロール１５に引き寄せられる方向にも固定される。それにより、旋回スクロール１１は固定スクロール１５側に吸引されない。従って、真空ポンプは、スラスト荷重を受ける軸受が不要になり、軸受構造が簡単で機械損失が減る。また、揺動支柱３７は旋回スクロール１１の自転を防止する。従って、真空ポンプは専用の自転防止部品が不要になり、構造が簡単になる。

（実施の形態６）
図１０は実施の形態６の揺動支柱６０の組立部分を示す。揺動支柱６０の一端である球面６０Ａ及び他端である球面６０Ｂは揺動支柱６０の全長を直径とする球の一部である。固定部８は先端に受（平面受）８Ｄとバンク８Ｌを有する。旋回軸２１は後端に受（平面受）２１Ｄとバンク２１Ｌを有する。揺動支柱６０は受８Ｄ、２１Ｄの間に装着される。固定部８の受（平面受）８Ｄと嵌合する球面６０Ａは支点となる。旋回軸２１の受（平面受）２１Ｄと嵌合する球面６０Ｂは旋回軸２１に追従して旋回する。揺動支柱３７は、旋回軸２１のスラスト荷重を受２１Ｄ、球面６０Ｂから受け、球面６０Ａ、受８Ｄから固定部８に伝達する。バンク８Ｌ、２１Ｌは揺動支柱６０が外れないようにするガイドである。揺動支柱６０は油穴を有してないから、実施の形態１とは別の方法で給油が行われる。実施の形態６の圧縮機は、揺動支柱６０が受８Ｄ、２１Ｄと転がり接触するから機械損失が少ない。

（実施の形態７）
図１１は実施の形態７の揺動支柱７０の組立部分を示す。揺動支柱７０の一端は円錐部７０Ａ、面取部７０Ｂおよび円柱部７０Ｃから成る。揺動支柱７０の他端は円錐部７０Ｄ、面取部７０Ｅおよび円柱部７０Ｆから成る。固定部８は先端に受（平面受）８Ｄとバンク８Ｌを有する。旋回軸２１は後端に受（平面受）２１Ｄとバンク２１Ｌを有する。揺動支柱７０は受８Ｄ、２１Ｄの間に装着される。固定部８の受（平面受）８Ｄと嵌合する円錐部７０Ａ、面取部７０Ｂ及び円柱部７０Ｃ（揺動支柱７０の一端）は支点となる。旋回軸２１の受（平面受）２１Ｄと嵌合する円錐部７０Ｄ、面取部７０Ｅおよび円柱部７０Ｆ（揺動支柱７０の他端）は旋回軸２１に追従して旋回する。揺動支柱７０は、旋回スクロール１１から旋回軸２１へ伝達されたスラスト荷重を受２１Ｄ、円錐部７０Ｄ、面取部７０Ｅおよび円柱部７０Ｆから受け、円柱部７０Ｃ、面取部７０Ｂ、円錐部７０Ａおよび受８Ｄから固定部８に伝達する。面取接触部７０Ｈおよび円柱接触部７０Ｉはバンク８Ｌと接触し、面取接触部７０Ｋおよび円柱接触部７０Ｌはバンク２１Ｌと接触し、揺動支柱７０が外れないようにする。面取接触部７０Ｈ、７０Ｋはバンク８Ｌ、２１Ｌと接触した時、揺動支柱７０が摩耗しない役割もする。実施の形態７の圧縮機は、揺動支柱７０が受（平面受）８Ｄ、２１Ｄと転がり接触するから接触部の滑りが略ゼロとなり、接触部の摩耗及び機械損失が減る。また、受（平面受）８Ｄ、２１Ｄと円錐接触部７０Ｇ、７０Ｊは線接触するから接触部の面積が点接触の場合より広くなり、より大きいスラスト荷重にも耐えられる。

（実施の形態８）
図１２は実施の形態８の揺動支柱８０の組立部分を示す。揺動支柱８０の一端は円錐８０Ａであり、他端は円錐８０Ｂである。固定部８は先端に受（円錐面受）８Ｇを有する。旋回軸２１は後端に受（円錐面受）２１Ｇを有する。揺動支柱８０は受８Ｇと２１Ｇの間に装着される。固定部８の受８Ｇと嵌合する円錐８０Ａ（揺動支柱８０の一端）は支点となる。旋回軸２１の受２１Ｇと嵌合する円錐８０Ｂ（揺動支柱８０の他端）は旋回軸２１に追従して旋回する。揺動支柱８０は、旋回スクロール１１から旋回軸２１へ伝わったスラスト荷重を受２１Ｇおよび円錐８０Ｂから受け、円錐８０Ａおよび受８Ｇから固定部８に伝達する。実施の形態８の圧縮機は、揺動支柱８０が受（円錐面受）８Ｇおよび２１Ｇと転がり接触するから機械損失が小さい。また、受８Ｇおよび２１Ｇと接触する円錐８０Ａおよび８０Ｂの面積が広いので揺動支柱８０の摩耗が少ない。さらに、円錐面になっている受８Ｇおよび２１Ｇは揺動支柱８０が外れないガイドの役割もするから、圧縮機の構造が簡単になる。

（実施の形態９）
図１３は実施の形態９の圧縮機の揺動支柱９０の組立部分を示す。図示部分以外は図１と同様である。揺動支柱９０の一端は凹球面９０Ａを、他端は凹球面９０Ｂを有する。固定部８は先端にねじ８Ｉと一体になった球体８Ｈを有する。旋回軸２１は後端にねじ２１Ｉと一体になった球体２１Ｈを有する。揺動支柱９０は球体８Ｈ、２１Ｈの間に装着される。固定部８の受（凸球面受）８Ｋと嵌合する凹球面９０Ａ（揺動支柱９０の一端）は支点となる。旋回軸２１の受（凸球面受）２１Ｋと嵌合する凹球面９０Ｂ（揺動支柱９０の他端）は旋回軸２１に追従して旋回する。揺動支柱９０は、旋回軸２１のスラスト荷重を受（凸球面受）２１Ｋおよび凹球面９０Ｂから受け、凹球面９０Ａおよび受（凸球面受）８Ｋから固定部８に伝達する。揺動支柱９０は軸中心に貫通した油通路９０Ｃを有する。球体８Ｈとねじ８Ｉも軸中心に貫通した油通路８Ｊを有する。球体２１Ｈとねじ２１Ｉも軸中心に貫通した油通路２１Ｊを有する。油通路８Ｂ、８Ｊ、９０Ｃ、２１Ｊおよび２１Ｂは連通し、給油経路を構成する。揺動支柱９０の凹球面９０Ａまたは９０Ｂの一方を球体に換え、それと嵌合する固定部８の先端または旋回軸２１の後端に受（凹球面受）を設けてもよい。実施の形態９で、揺動支柱９０は比較的大きい径にできるので、大きいスラスト荷重にも耐えられる。

Claims

ケーシングと、
上記ケーシングの中に設けられ、軸受に支持されて回転する、中空の回転軸と、
上記回転軸の中空部に設けられ、上記回転軸の軸心から偏心した軸受に支持されて旋回する旋回軸と、
上記旋回軸の先端に係合され、自転防止機構により自転を防止されて旋回する旋回スクロールと、
上記旋回スクロールと対面して設けられ、上記旋回スクロールとの間に作動室を形成する固定スクロールとを有するスクロール流体機械において、
上記ケーシングの底部に固定部を設け、
上記固定部と上記旋回スクロールの間、または上記固定部と上記旋回軸の間にスラスト荷重を受けるための揺動支柱を設け、
上記固定部は揺動支柱の一端と嵌合する受を有し、
上記旋回スクロールまたは上記旋回軸は上記揺動支柱の他端と嵌合する受を有し、
上記揺動支柱は、上記固定部の受と上記揺動支柱の一端の嵌合部に給油し、さらに上記旋回スクロールまたは上記旋回軸の受と上記揺動支柱の他端の嵌合部に給油する、軸中心に貫通した油通路を有し、
潤滑油を上記揺動支柱に供給する手段を有し、
上記固定部の受と嵌合する上記揺動支柱の一端は支点となり、
上記旋回スクロールまたは上記旋回軸の受と嵌合する上記揺動支柱の他端は上記旋回スクロールまたは上記旋回軸に追従して旋回し、
上記揺動支柱の一端と他端は円柱状のピンを有し、
上記ピンの軸線は上記揺動支柱の軸線を通り、
上記ピンは上記揺動支柱と直交し、
上記固定部と上記旋回スクロールは、または上記固定部と上記旋回軸はガイド溝を有し、
上記ガイド溝は上記ピンと嵌合し、
上記ガイド溝の幅は上記ピンの径とほぼ等しいことにより、
上記揺動支柱が自転を防止されて揺動し、上記旋回スクロールの自転を防止するスクロール流体機械。