JP4676077B2 - スクロール式流体機械 - Google Patents
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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の歯底面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、鏡板の歯底面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、スクロール式流体機械には、固定スクロールをケーシング内に軸方向に可動的に設け、固定スクロールの鏡板背面側にはケーシングとの間に圧縮室内の中間圧を導く圧力室を設ける構成としたものがある（例えば特開２０００−１３０３６５号公報等）。
【０００５】
この従来技術にあっては、圧力室内の中間圧によって固定スクロールを旋回スクロールに向けて軸方向に押圧し、これにより固定スクロールのラップ部と旋回スクロールの歯底面との間のスラスト方向の隙間、および固定スクロールの歯底面と旋回スクロールのラップ部との間のスラスト方向の隙間を小さく保ち、圧縮室内の気密性を高めている。
【０００６】
【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は、固定スクロールを圧力室内の中間圧によって旋回スクロールに向けて押圧することにより、固定スクロールを旋回スクロールの鏡板に接触させ、両スクロール間のスラスト方向の隙間を小さく保つ構成としている。
【０００７】
しかし、この場合、固定スクロールのラップ部または旋回スクロールのラップ部が相手方の歯底面と接触することのないように、ラップ部と歯底面との間にスラスト方向の小さな隙間を確保しようとすると、ラップ部の加工時に高い加工精度が要求され、作業性が低下するという問題がある。
【０００８】
一方、ラップ部の加工精度をある程度下げると、例えば固定スクロールのラップ部の高さが旋回スクロールのラップ部よりも大きくなることがあり、この場合、固定スクロールを旋回スクロールに向けて押圧したときに、固定スクロールのラップ部が旋回スクロールの歯底面に接触してしまい、両スクロール間の面圧が高くなり、異常摩耗の原因になるという問題がある。また、固定スクロールの歯底面と旋回スクロールのラップ部との間の隙間が大きくなり、圧縮性能が低下するという問題もある。
【０００９】
また、運転時の圧縮熱により固定スクロールのラップ部、旋回スクロールのラップ部が軸方向（高さ方向）に熱膨張したときにも、ラップ部が相手方の鏡板の歯底面と接触してかじりが生じることがあるという問題がある。
【００１０】
さらに、この従来技術にあっては、運転時に固定スクロールが圧力室により旋回スクロールの鏡板に常に押付けられるため、旋回スクロールの鏡板が固定スクロールと摺動し続けるようになり、両スクロール間で摩耗が進行する。そして、このような摩耗が進行するに従って、固定スクロールと旋回スクロールとの間のスラスト方向の隙間が徐々に縮小し、固定スクロールのラップ部または旋回スクロールのラップ部が相手方の鏡板と接触してかじりが生じるという問題がある。
【００１１】
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、固定スクロールのラップ部と旋回スクロールの歯底面との間、または固定スクロールの歯底面と旋回スクロールのラップ部との間に常に小さな隙間を確保できるようにし、これらの間で摩耗、かじりが発生するのを防止でき、圧縮性能を高められ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。
【００１２】
【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、該ケーシング内に軸方向に可動的に設けられ鏡板の歯底面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の歯底面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、前記ケーシングと該固定スクロールの鏡板背面側との間に設けられ鏡板に穿設された連通孔を通じて前記圧縮室内の中間圧が導かれる圧力室とを備えている。
【００１３】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記固定スクロールと旋回スクロールとのラップ部のうち少なくとも一方側のラップ部の歯先には、相手方の歯底面との間をシールするシール部材を設け、前記固定スクロールと旋回スクロールとの間には、前記固定スクロールが圧力室内の中間圧によって軸方向に移動したときに前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保するため、前記固定スクロールの移動を規制する規制部材を設け、前記規制部材は前記旋回スクロールに取付け、前記シール部材が相手方の歯底面と接触したときに前記固定スクロールと前記規制部材との間には微小な隙間を与え、前記シール部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記規制部材とが接触した場合、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保し、前記規制部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板とが接触した場合、前記固定スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び前記旋回スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間には隙間を確保する構成としたことにある。
【００１４】
このように、固定スクロールと旋回スクロールとのラップ部のうち少なくとも一方側のラップ部の歯先には、相手方の歯底面との間をシールするシール部材を設ける構成としたことにより、例えば固定スクロールのラップ部に設けたシール部材を相手方の歯底面に安定して接触させることができ、圧縮室内を良好にシールすることができる。そして、運転時に固定スクロールが中間室内の中間圧によってケーシング内を旋回スクロール側へと軸方向に移動したときには、固定スクロールが旋回スクロールに設けた規制部材に当接してこれ以上の固定スクロールの移動が規制される。
【００１５】
これにより、固定スクロールのラップ部、歯底面と旋回スクロールの歯底面、ラップ部との間にそれぞれスラスト方向の隙間を確保でき、ラップ部と歯底面とが接触して摩耗するのを抑えることができる。
【００１６】
この場合、運転の初期時には、固定スクロールと規制部材との間に微小隙間を形成し、この状態で圧力室からの中間圧によりシール部材を相手方の歯底面に押付けて摺接させることができる。また、シール部材が摩耗したときには、固定スクロールが規制部材と当接することにより圧力室内の中間圧によるスラスト荷重を受承でき、このスラスト荷重がシール部材に集中して作用するのを防止することができる。
【００１７】
そして、前記シール部材が摩耗することにより、前記固定スクロールと前記規制部材とが接触した場合には、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保することができる。さらに、前記規制部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板とが接触した場合には、前記固定スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び前記旋回スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保することができる。
【００２１】
一方、請求項２の発明が採用する構成の特徴は、前記固定スクロールと旋回スクロールとのラップ部のうち少なくとも一方側のラップ部の歯先には、相手方の歯底面との間をシールするシール部材を設け、前記固定スクロールと旋回スクロールとの間には、前記固定スクロールが圧力室内の中間圧によって軸方向に移動したときに前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保するため、前記固定スクロールの移動を規制する規制部材を設け、前記規制部材は前記固定スクロールに取付け、前記シール部材が相手方の歯底面と接触したときに前記旋回スクロールと前記規制部材との間には微小な隙間を与え、前記シール部材が摩耗し、前記旋回スクロールと前記規制部材とが接触した場合、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保し、前記規制部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板とが接触した場合、前記固定スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び前記旋回スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保する構成としたことにある。
【００２２】
このように構成したことにより、運転時に固定スクロールが中間室内の中間圧によってケーシング内を旋回スクロール側へと軸方向に移動したときには、固定スクロールに取付けた規制部材が旋回スクロールに当接してこれ以上の固定スクロールの移動を規制することができ、前述した請求項１の発明とほぼ同様に、固定スクロールのラップ部、歯底面と旋回スクロールの歯底面、ラップ部との間にそれぞれスラスト方向の隙間を確保することができる。
【００２３】
そして、シール部材が摩耗することにより、旋回スクロールと規制部材とが接触した場合には、固定スクロールと旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保することができる。さらに、前記規制部材が摩耗し、固定スクロールと旋回スクロールの鏡板とが接触した場合には、固定スクロールのラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び旋回スクロールのラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保することができる。
【００２４】
また、請求項３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の両端側に軸方向に可動的に設けられ鏡板の歯底面に渦巻状のラップ部が立設された第１，第２の固定スクロールと、該第１，第２の固定スクロール間に位置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となるように配置された電動機と、前記第１，第２の固定スクロールと対面して該電動機の出力軸の両端側に設けられ、鏡板の歯底面に前記第１，第２の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第１，第２の旋回スクロールと、前記ケーシングと第１，第２の固定スクロールの鏡板背面側との間に設けられ該鏡板に穿設された連通孔を通じて前記圧縮室内の中間圧が導かれる第１，第２の圧力室とを備えている。
【００２５】
そして、請求項３の発明が採用する構成の特徴は、固定スクロールと旋回スクロールとのラップ部のうち少なくとも一方側のラップ部の歯先には、相手方の歯底面との間をシールするシール部材を設け、前記第１，第２の固定スクロールと第１，第２の旋回スクロールとの間には、前記第１，第２の固定スクロールが第１，第２の圧力室内の中間圧によって軸方向に移動したときに前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保するため、前記第１，第２の固定スクロールの移動を規制する第１，第２の規制部材を設け、前記規制部材は前記旋回スクロールに取付け、前記シール部材が相手方の歯底面と接触したときに前記固定スクロールと前記規制部材との間には微小な隙間を与え、前記シール部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記規制部材とが接触した場合、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保し、前記規制部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板とが接触した場合、前記固定スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び前記旋回スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保する構成としたことにある。
【００２６】
このように構成したことにより、運転時に第１，第２の固定スクロールが中間室内の中間圧によってケーシング内を第１，第２の旋回スクロール側へと軸方向に移動したときには、各固定スクロールが例えば第１，第２の旋回スクロールに設けた第１，第２の規制部材に当接してこれ以上の固定スクロールの移動を規制でき、前述した請求項１の発明とほぼ同様に、固定スクロールのラップ部、歯底面と旋回スクロールの歯底面、ラップ部との間にそれぞれスラスト方向の隙間を確保することができる。
【００２７】
即ち、運転の初期時には、固定スクロールと規制部材との間に微小隙間を形成し、この状態で圧力室からの中間圧によりシール部材を相手方の歯底面に押付けて摺接させることができる。また、シール部材が摩耗したときには、固定スクロールが規制部材と当接することにより圧力室内の中間圧によるスラスト荷重を受承でき、このスラスト荷重がシール部材に集中して作用するのを防止することができる。そして、前記シール部材が摩耗することにより、固定スクロールと規制部材とが接触した場合には、固定スクロールと旋回スクロールの鏡板との間に隙間を確保することができる。さらに、前記規制部材が摩耗し、固定スクロールと旋回スクロールの鏡板とが接触した場合には、固定スクロールのラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び旋回スクロールのラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保することができる。
【００２８】
さらに、請求項４の発明が採用する構成の特徴は、前記固定スクロールと旋回スクロールとのラップ部のうち少なくとも一方側のラップ部の歯先には、相手方の歯底面との間をシールするシール部材を設け、前記第１，第２の固定スクロールと第１，第２の旋回スクロールとの間には、前記第１，第２の固定スクロールが第１，第２の圧力室内の中間圧によって軸方向に移動したときに前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保するため、前記第１，第２の固定スクロールの移動を規制する第１，第２の規制部材を設け、前記規制部材は前記固定スクロールに取付け、前記シール部材が相手方の歯底面と接触したときに前記旋回スクロールと前記規制部材との間には微小な隙間を与え、前記シール部材が摩耗し、前記旋回スクロールと前記規制部材とが接触した場合、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保し、前記規制部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板とが接触した場合、前記固定スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び前記旋回スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保する構成としたことにある。
【００２９】
このように構成したことにより、運転の初期時には、旋回スクロールと規制部材との間に微小隙間を形成し、この状態で圧力室内の中間圧によりシール部材を相手方の歯底面に押付けて摺接させることができる。また、シール部材が摩耗したときには、規制部材が旋回スクロールと当接することにより圧力室内の中間圧によるスラスト荷重を受承でき、このスラスト荷重がシール部材に集中して作用するのを防止することができる。そして、前記シール部材が摩耗することにより、旋回スクロールと規制部材とが接触した場合には、固定スクロールと旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保することができる。さらに、前記規制部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板とが接触した場合には、前記固定スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び前記旋回スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保することができる。
【００３０】
【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。
【００３１】
ここで、図１および図２は本発明の前提となる参考例を示し、１はスクロール式空気圧縮機の外枠を構成する筒状のケーシングで、該ケーシング１は、図１に示すように軸線Ｏ1−Ｏ1を有したケーシング本体２と、該ケーシング本体２の両端側に固着して設けられた軸受取付筒部３Ａ，３Ｂと、該軸受取付筒部３Ａ，３Ｂに固着して設けられ後述の旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂを外側から取囲んだ第１のスクロール収容筒部４Ａ，４Ｂと、該スクロール収容筒部４Ａ，４Ｂに固着して設けられ固定スクロール６Ａ，６Ｂを外側から取囲んだ有底筒状の第２のスクロール収容筒部５Ａ，５Ｂとにより構成されている。
【００３２】
ここで、ケーシング１の軸受取付筒部３Ａ，３Ｂのうち第１の軸受取付筒部３Ａには補助クランク収容穴３Ａ1が設けられている。また、スクロール収容筒部４Ａ，４Ｂには周方向に複数の通気孔４Ａ1，４Ｂ1（２個のみ図示）が穿設されると共に、スクロール収容筒部５Ａ，５Ｂには後述の吸込口３８Ａ，３８Ｂと連通する位置に開口部５Ａ1，５Ｂ1が穿設されている。
【００３３】
６Ａ，６Ｂはケーシング１の両端側に位置してスクロール収容筒部５Ａ，５Ｂ内に軸方向に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の表面となる歯底面８Ａに立設された渦巻状のラップ部９Ａと、鏡板７Ａの外周側から該ラップ部９Ａを取囲むように軸方向に突出し、スクロール収容筒部５Ａ内に嵌合して設けられた嵌合筒部１０Ａとによって構成されている。
【００３４】
また、固定スクロール７Ａの鏡板７Ａ背面側には周方向に離間して軸方向に複数のピン穴７Ａ1が穿設されている。さらに、固定スクロール６Ａの嵌合筒部１０Ａは、その開口端側に後述の規制部材３６Ａと当接する端面１０Ａ1を有している。
【００３５】
そして、固定スクロール６Ａは、ピン穴７Ａ1がケーシング１のスクロール収容筒部５Ａに突設されたガイドピン１１Ａに摺動可能に挿嵌されることにより、ケーシング１に対して廻止め状態に保持されると共に軸方向に移動可能にガイドされる。ここで、固定スクロール６Ａのラップ部９Ａ歯先と後述の旋回スクロール２７Ａの歯底面２９Ａとの間には、図２に示すようにスラスト方向の隙間Ｓ1が設けられている。
【００３６】
また、第２の固定スクロール６Ｂについても、鏡板７Ｂ、歯底面８Ｂ、ラップ部９Ｂおよび嵌合筒部１０Ｂによって構成され、鏡板７Ｂ、嵌合筒部１０Ｂはそれぞれピン穴７Ｂ1、端面１０Ｂ1を有している。そして、固定スクロール６Ｂはガイドピン１１Ｂによりケーシング１に対し廻止め状態に保持されると共に軸方向に移動可能にガイドされるものである。
【００３７】
１２Ａ，１２Ｂは固定スクロール６Ａ，６Ｂのラップ部９Ａ，９Ｂ歯先に装着された第１，第２のシール部材１２Ａで、該シール部材１２Ａは、耐摩耗性、耐摺動性に優れた弾性樹脂材料を用いて形成され、ラップ部９Ａの歯先に沿って渦巻き状に延びている。また、このシール部材１２Ａはラップ部９Ａの歯先から一定寸法だけ軸方向に突出し、相手方となる後述の旋回スクロール２７Ａの歯底面２９Ａに摺接し、歯底面２９Ａとの間を気密にシールしている。
【００３８】
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、ケーシング本体２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。
【００３９】
１６Ａ，１６Ｂは固定スクロール６Ａ，６Ｂと電動機１３との間に位置して、軸受取付筒部３Ａ，３Ｂ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。
【００４０】
ここで、外輪１７Ａは、軸受取付筒部３Ａ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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。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。
【００４３】
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。
【００４４】
ここで、回転軸２３は、図１に示すように、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。
【００４５】
そして、回転軸２３は、両端側がそれぞれ外側中輪１９Ａ，１９Ｂの内周側と内側中輪２０Ａ，２０Ｂの外周側にそれぞれ固着され、ロータ１５と一体となって回転することにより偏心軸受１６Ａ，１６Ｂ、旋回軸２４を介して旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂを駆動する駆動軸を構成している。
【００４６】
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、偏心軸受１６Ａ，１６Ｂにより軸線Ｏ1−Ｏ1を中心として寸法δの旋回半径を持った旋回運動を行うものである。そして、旋回軸２４は回転軸２３と共に電動機１３の出力軸を構成し、ロータ１５の回転運動を回転軸２３、偏心軸受１６Ａ，１６Ｂを介して旋回運動に変換して出力するものである。
【００４７】
２５Ａ，２５Ｂは旋回軸２４の両端側に固定的に設けられた第１，第２のスラスト受板で、該第１のスラスト受板２５Ａは、段付の円板状に形成されている。また、このスラスト受板２５Ａの中央には、軸線Ｏ1−Ｏ1と対応した位置に固定ボルト２６Ａが取付けられ、これによりスラスト受板２５Ａは旋回軸２４の端部側に廻止め状態で固定して取付けられている。
【００４８】
そして、スラスト受板２５Ａはその表面側が旋回スクロール２７Ａの背面側に当接することにより、旋回スクロール２７Ａに作用するスラスト荷重を支持するものである。また、スラスト受板２５Ａの裏面側には図２に示すように他の補助クランク収容穴２５Ａ1が設けられている。また、スラスト受板２５Ｂについても固定ボルト２６Ｂにより旋回軸２４の端部側に固定されている。
【００４９】
２７Ａ，２７Ｂ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２７Ａは、円板状に形成された鏡板２８Ａと、該鏡板２８Ａの表面となる歯底面２９Ａから軸方向に立設された渦巻状のラップ部３０Ａとによって大略構成されている。また、旋回スクロール２７Ａの鏡板２８Ａ内部には、径方向に貫通して延びる複数の冷却風通路３１Ａ(１個のみ図示）が形成されている。
【００５０】
そして、旋回スクロール２７Ａは、鏡板２８Ａがボルト(図示せず）等によりスラスト受板２５Ａに一体に取付けられている。ここで、旋回スクロール２７Ａのラップ部３０Ａ歯先と固定スクロール６Ａの歯底面８Ａとの間には、図２に示すようにスラスト方向の隙間Ｓ1が設けられている。
【００５１】
そして、旋回スクロール２７Ａのラップ部３０Ａは、固定スクロール６Ａのラップ部９Ａ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９Ａ，３０Ａ間には複数の圧縮室３２Ａ，３２Ａ，…が画成される。
【００５２】
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３８Ａから外周側の圧縮室３２Ａ内に空気を吸込みつつ、この空気を旋回スクロール２７Ａが旋回運動する間に各圧縮室３２Ａ内で順次圧縮し、最後に中心側の圧縮室３２Ａから後述の吐出口３９Ａを介して外部に圧縮空気を吐出する。
【００５３】
また、第２の旋回スクロール２７Ｂについても、鏡板２８Ｂ、ラップ部３０Ｂ、および冷却風通路３１Ｂ等によって構成され、固定スクロール６Ｂとの間に複数の圧縮室３２Ｂを画成している。
【００５４】
３３Ａ，３３Ｂは旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂのラップ部３０Ａ，３０Ｂ歯先に装着された第１，第２のシール部材で、該第１，第２のシール部材３３Ａ，３３Ｂについても、シール部材１２Ａ，１２Ｂとほぼ同様に、耐摩耗性、耐摺動性に優れた弾性樹脂材料を用いて形成され、相手方となる固定スクロール６Ａ，６Ｂの歯底面８Ａ，８Ｂとの間を気密にシールしている。
【００５５】
３４Ａ，３４Ｂはケーシング１のスクロール収容筒部５Ａ，５Ｂと固定スクロール６Ａ，６Ｂの背面側との間に設けられた第１，第２の圧力室で、該第１の圧力室３４Ａは、圧縮室３２Ａ内の中間圧を固定スクロール６Ａの鏡板７Ａに穿設した連通孔３５Ａを通じて固定スクロール６Ａの背面側に導き、固定スクロール６Ａを旋回スクロール２７Ａ側へと軸方向に押圧するものである。
【００５６】
また、第２の圧力室３４Ｂについても、圧縮室３２Ｂ内の中間圧を連通孔３５Ｂを通じて固定スクロール６Ｂの背面側に導き、固定スクロール６Ｂを軸方向に押圧する構成となっている。
【００５７】
３６Ａ，３６Ｂはケーシング１のスクロール収容筒部４Ａ，４Ｂ内周側に設けられた第１，第２の規制部材で、該第１の規制部材３６Ａは、例えば自己潤滑性、耐摩耗性等に優れた材料を用いることにより、スクロール収容筒部４Ａの軸方向外側の開口端から径方向内側に突出した断面四角形状の環状突起として形成されている。
【００５８】
また、規制部材３６Ａは、固定スクロール６Ａとの対向面側が当接面３６Ａ1となっている。そして、規制部材３６Ａは、固定スクロール６Ａが圧力室３４Ａによって軸方向に移動したときに嵌合筒部１０Ａの端面１０Ａ1が当接面３６Ａ1と当接し、これ以上の固定スクロール６Ａの移動を規制するストッパとして機能する共に、圧力室３４Ａからのスラスト荷重を受承するスラスト受を構成している。
【００５９】
ここで、図２に示すように規制部材３６Ａの当接面３６Ａ1は、固定スクロール６Ａの端面１０Ａ1との間の軸方向の離間寸法Ｌ1を、固定スクロール６Ａのラップ部９Ａと旋回スクロール２７Ａの歯底面２９Ａとの間の隙間Ｓ1よりも小さく（Ｌ1＜Ｓ1)設定している。また、第２の規制部材３６Ｂについても規制部材３６Ａと同様に構成され、当接面３６Ｂ1を有している。
【００６０】
なお、３７は旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂの自転を防止する自転防止機構となる複数の補助クランクで、該補助クランク３７は、ケーシング１の補助クランク収容穴３Ａ1内とスラスト受板２５Ａの補助クランク収容穴２５Ａ1内にそれぞれ相対回転可能に取付けれている。
【００６１】
また、３８Ａ，３８Ｂは圧縮室３２Ａ，３２Ｂの外周側に位置して固定スクロール６Ａ，６Ｂに設けられた吸込口、３９Ａ，３９Ｂは圧縮室３２Ａ，３２Ｂの中心側に位置してケーシング１および固定スクロール６Ａ，６Ｂに設けられた吐出口である。
【００６２】
さらに、４０Ａ，４０Ｂはケーシング１のスクロール収容筒部５Ａ，５Ｂと固定スクロール６Ａ，６Ｂとの間をシールして圧力室３４Ａ，３４Ｂ内を密封するＯリングである。
【００６３】
本発明の参考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。
【００６４】
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。
【００６５】
ここで、前記球体１８Ａ，１８Ｂは、ケーシング１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-Ｏ1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、内輪２２Ａ，２２Ｂと一体となった旋回軸２４は、球体２１Ａ，２１Ｂにより軸線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、旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂを旋回させる。
【００６６】
この結果、固定スクロール６Ａと旋回スクロール２７Ａとの間に画成された各圧縮室３２Ａはそれぞれ連続的に縮小し、固定スクロール６Ａの吸込口３８Ａから吸込んだ外気を各圧縮室３２Ａ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３３Ａから外部の空気タンク（図示せず）等に貯留させる。また、固定スクロール６Ｂと旋回スクロール２７Ｂとの間に画成された各圧縮室３２Ｂ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。
【００６７】
また、運転時には外部からの冷却風をケーシング１の通気孔４Ａ1，４Ｂ1から冷却風通路３１Ａ，３１Ｂ内に向けて流通させることにより、旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂ等を冷却することができる。
【００６８】
ところで、本発明の参考例では、固定スクロール６Ａ，６Ｂの背面側に圧力室３４Ａ，３４Ｂを設け、この圧力室３４Ａ，３４Ｂに圧縮室３２Ａ，３２Ｂ内の中間圧を導くことにより、固定スクロール６Ａ，６Ｂを旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂ側へと軸方向に押圧し、ラップ部９Ａ，９Ｂ，３０Ａ，３０Ｂに設けたシール部材１２Ａ，１２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂを相手方の歯底面２９Ａ，２９Ｂ，８Ａ，８Ｂと摺接させる構成としている。
【００６９】
この場合、固定スクロール６Ａ，６Ｂが旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂと摺接して、固定スクロール６Ａ，６Ｂと旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂとの間で摩耗が生じると、これに伴って、両者の間のスラスト方向の隙間Ｓ1が徐々に小さくなり、シール部材１２Ａ，１２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂが摩耗する。
【００７０】
然るに、本発明の参考例では、ケーシング１側に設けた規制部材３６Ａ，３６Ｂにより固定スクロール６Ａ，６Ｂの軸方向の移動を規制する構成としたので、固定スクロール６Ａ，６Ｂのラップ部９Ａ，９Ｂを旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂの鏡板２８Ａ，２８Ｂと非接触の状態に保つことができ、固定スクロール６Ａ，６Ｂと旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂとの間で摩耗が生じるのを防止することができる。
【００７１】
このため、固定スクロール６Ａ，６Ｂと旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂとの間には常に一定の小さなスラスト方向の隙間Ｓ1を確保しておくことができ、シール部材１２Ａ，１２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂの摩耗の進行を抑えることができる。
【００７２】
この結果、シール部材１２Ａ，１２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂを相手方の歯底面２９Ａ，２９Ｂ，８Ａ，８Ｂに一定の面圧をもって安定して接触させることができ、圧縮室３２Ａ，３２Ｂ内を良好に密封し続けて圧縮性能を高く維持するとができ、信頼性等を向上することができる。
【００７３】
また、圧力室３４Ａ，３４Ｂ内の中間圧によるスラスト荷重を規制部材３６Ａ，３６Ｂにより受承でき、このスラスト荷重がシール部材１２Ａ，１２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂに集中して作用するのを防止でき、これらのシール部材１２Ａ，１２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂの耐久性、寿命等を高めることができる。
【００７４】
また、規制部材３６Ａの当接面３６Ａ1は、固定スクロール６Ａの端面１０Ａ1との間の軸方向の離間寸法Ｌ１を、固定スクロール６Ａと旋回スクロール２７Ａとの間のスラスト方向の隙間Ｓ1よりも小さく（Ｌ1＜Ｓ1)設定している。
【００７５】
これにより、例えシール部材１２Ａ，３３Ａが摩耗しても、固定スクロール６Ａと旋回スクロール２７Ａとの間には、（Ｓ1−Ｌ1＞０）の大きさをもったスラスト方向の隙間を確保でき、ラップ部９Ａ，３０Ａと相手方の歯底面２９Ａ，８Ａとが接触してかじりが生じるのを防止できると共に、シール部材１２Ａ，３３Ａを歯底面２９Ａ，８Ａと安定して摺接させることができる。
【００７６】
また、規制部材３６Ｂについても、当接面３６Ｂ1と旋回スクロール２７Ｂの歯底面２９Ｂとの間の軸方向の離間寸法を、固定スクロール６Ｂと旋回スクロール２７Ｂとの間のスラスト方向の隙間よりも小さく設定したので、例え規制部材３６Ｂが固定スクロール６Ｂとの間で摩耗し、固定スクロール６Ｂが旋回スクロール２７Ｂと摺接したとしても、シール部材１２Ａ，３３Ｂを相手方の歯底面２９Ａ，８Ａと安定して摺接させることができる。
【００７７】
また、運転時には規制部材３６Ａ，３６Ｂによって固定スクロール６Ａ，６Ｂと旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂとの間のスラスト方向の隙間Ｓ1を調整する構成としたので、この隙間Ｓ1を調整するためにラップ部９Ａ，９Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ等の加工精度を高める必要がなくなり、固定スクロール６Ａ，６Ｂ、旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂの加工時の作業性を向上することができる。
【００７８】
また、固定スクロール６Ａ，６Ｂと旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂとの間には、規制部材３６Ａ，３６Ｂによりスラスト方向に常に一定の隙間Ｓ1を確保できることにより、ラップ部９Ａ，９Ｂ，３０Ａ，３０Ｂが圧縮熱により高さ方向に熱変形したとしても、この熱膨張分をシール部材１２Ａ，１２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂによって吸収でき、ラップ部９Ａ，９Ｂ，３０Ａ，３０Ｂが歯底面２９Ａ，２９Ｂ，８Ａ，８Ｂと直接摺接してかじりが生じるのを防止することができる。
【００７９】
次に、図３ないし図６は本発明の第１の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、旋回スクロールの鏡板外周側には、固定スクロールが圧力室の中間圧によって軸方向に移動したときに固定スクロールと摺接して固定スクロールの移動を規制する規制部材を設ける構成としたことにある。
【００８０】
なお、本実施の形態では、前述した参考例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。
【００８１】
４１は本実施の形態に係るケーシングで、該ケーシング４１は、図１および図２に示す参考例で述べたケーシング１とほぼ同様に、ケーシング本体４２と、該ケーシング本体４２の両端側に設けられた軸受取付筒部４３Ａ，４３Ｂと、該軸受取付筒部４３Ａ，４３Ｂに設けられた段付筒状のスクロール収容筒部４４Ａ，４４Ｂとにより構成されている。
【００８２】
また、ケーシング４１の軸受取付筒部４３Ａには補助クランク収容穴４３Ａ1が設けられている。さらに、スクロール収容筒部４４Ａ，４４Ｂには、通気孔４４Ａ1，４４Ｂ1が穿設されると共に、吸込口３８Ａ，３８Ｂと連通する位置に開口部４４Ａ2，４４Ｂ2が穿設されている。
【００８３】
４５Ａ，４５Ｂはケーシング４１のスクロール収容筒部４４Ａ，４４Ｂ内に軸方向に可動的に設けられた本実施の形態に係る第１，第２の固定スクロールで、該第１の固定スクロール４５Ａは、前記参考例で述べた固定スクロール６Ａとほぼ同様に、円板状に形成されピン穴４６Ａ1を有した鏡板４６Ａと、該鏡板４６Ａの歯底面４７Ｂに立設されたラップ部４８Ａと、鏡板４６Ａの外周側に設けられ端面４９Ａ1を有した嵌合筒部４９Ａとによって構成されている。
【００８４】
また、図４に示すように空気圧縮機の組立直後の状態では、固定スクロール４５Ａのラップ部４８Ａ歯先と後述する旋回スクロール５１Ａの歯底面５３Ａとの間には、スラスト方向の隙間Ｓ2が確保されている。また、第２の固定スクロール４５Ｂについても、鏡板４６Ｂ、歯底面４７Ｂ、ラップ部４８Ｂおよび嵌合筒部４９Ｂによって構成され、鏡板４６Ｂ、嵌合筒部４９Ｂはそれぞれピン穴４６Ｂ1、端面４９Ｂ1を有している。
【００８５】
５０Ａ，５０Ｂは固定スクロール４５Ａ，４５Ｂのラップ部４８Ａ，４８Ｂ歯先に沿って設けられた本実施の形態に用いる第１，第２のシール部材で、該第１，第２のシール部材５０Ａ，５０Ｂは、旋回スクロール５１Ａ，５１Ｂの歯底面５３Ａ，５３Ｂに摺接し、圧縮室３２Ａ，３２Ｂ内を密封している。
【００８６】
５１Ａ，５１Ｂは旋回軸２４の軸方向両端側にそれぞれ固定的に設けられた本実施の形態に係る第１，第２の旋回スクロールで、該第１の旋回スクロール５１Ａは、円板状に形成された鏡板５２Ａと、該鏡板５２Ａの歯底面５３Ａに立設されたラップ部５４Ａと、鏡板５２Ａの内部に設けられた複数の冷却風通路５５Ａ(１個のみ図示）とによって構成されている。また、旋回スクロール５１Ａの鏡板５２Ａ外周端側には固定スクロール４５Ａの端面４９Ａ1側に開口する環状凹溝５２Ａ1が設けられている。
【００８７】
さらに、図４に示すように空気圧縮機の組立直後の状態では、旋回スクロール５１Ａのラップ部５４Ａ歯先と固定スクロール４５Ａの歯底面４７Ａとの間には、スラスト方向の隙間Ｓ2が設けられている。また、第２の旋回スクロール５１Ｂについても、鏡板５２Ｂ、歯底面５３Ｂ、ラップ部５４Ｂおよび冷却風通路５５Ｂが設けられている。
【００８８】
５６Ａ，５６Ｂは旋回スクロール５１Ａ，５１Ｂのラップ部５４Ａ，５４Ｂ歯先に沿って設けられた本実施の形態に用いる他の第１，第２のシール部材で、該第１，第２のシール部材５６Ａ，５６Ｂは、固定スクロール４５Ａ，４５Ｂの歯底面４７Ａ，４７Ｂに摺接し、シール部材５０Ａ，５０Ｂと一緒に圧縮室３２Ａ，３２Ｂ内を密封している。
【００８９】
５７Ａ，５７Ｂは前述した参考例による規制部材３６Ａ，３６Ｂに替えて、旋回スクロール５１Ａ，５１Ｂに設けられた第１，第２の規制部材で、該第１の規制部材５７Ａは、自己潤滑性、耐摩耗性等に優れた金属材料、樹脂性材料等を用いて環状平板として形成されている。
【００９０】
そして、規制部材５７Ａは、旋回スクロール５１Ａの環状凹溝５２Ａ1内に嵌合して固着され、その表面は図４、図５に示すように歯底面５３Ａから寸法Ｄ1（以下、突出寸法Ｄ１という）だけ突出して配置されている。また、規制部材５７Ａの表面と固定スクロール４５Ａの端面４９Ａ1との間にはスラスト方向の微小隙間Ｓ3が設けられている。
【００９１】
ここで、当該空気圧縮機の組付直後は、図４に示すように、固定スクロール４５Ａと旋回スクロール５１Ａとの間のスラスト方向の隙間Ｓ2、旋回スクロール５１Ａからの規制部材５７Ａの突出寸法Ｄ1、規制部材５７Ａと固定スクロール４５Ａとの間のスラスト方向の微小隙間Ｓ3は、下記数１のように設定されている。
【００９２】
【数１】
Ｓ2＞Ｄ1＋Ｓ3
【００９３】
また、運転時にシール部材５０Ａ，５６Ａが微小隙間Ｓ3分だけ摩耗したときには、図５に示すように固定スクロール４５Ａは規制部材５７Ａと接触し、この状態で固定スクロール４５Ａの軸方向への移動が規制される。
【００９４】
かくして、このように構成される本実施の形態では、当該空気圧縮機の組付直後は、図４に示すように、固定スクロール４５Ａと旋回スクロール５１Ａとの間の隙間Ｓ2、規制部材５７Ａの突出寸法Ｄ1、規制部材５７Ａと固定スクロール４５Ａとの間の微小隙間Ｓ3を数１の関係に設定している。
【００９５】
このため、運転の初期時には、固定スクロール４５Ａと規制部材５７Ａとの間に微小隙間Ｓ3を確保した状態で、シール部材５０Ａ，５６Ａを、圧力室３４Ａからの押圧力によりそれぞれ旋回スクロール５１Ａの歯底面５３Ａ，固定スクロール４５Ａの歯底面４７Ａに押付けて摺接させ、圧縮室３２Ａ内を良好に密封することができる。
【００９６】
また、運転を長期に亘って行うと、時間の経過に伴ってシール部材５０Ａ，５６Ａが徐々に摩耗する。そして、シール部材５０Ａ，５６Ａの摩耗量ＷがＷ＝Ｓ3となり、固定スクロール４５Ａと旋回スクロール５１Ａとの間のスラスト方向の隙間Ｓ2′がＳ2′＝Ｓ2−Ｓ3となったときには、図５に示すように固定スクロール４５Ａが規制部材５７Ａと当接することにより、これ以上の固定スクロール４５Ａの軸方向への移動を規制することができる。
【００９７】
この結果、圧力室３４Ａ内の中間圧によるスラスト荷重を規制部材５７Ａにより受承でき、このスラスト荷重がシール部材５０Ａ，５６Ａに集中して作用するのを防止することができる。そして、シール部材５０Ａと固定スクロール４５Ａとの間、シール部材５６Ａと旋回スクロール５１Ａとの間でそれぞれ生じる摩擦抵抗を小さく保ち、シール部材５０Ａ，５６Ａの摩耗の進行を抑え、その耐久性、寿命等を高めることができる。
【００９８】
また、運転時にシール部材５０Ａ，５６Ａを摩耗量Ｗだけ積極的に摩耗させることにより、固定スクロール４５Ａ，４５Ｂまたは旋回スクロール５１Ａ，５１Ｂの加工公差分を吸収することができる。
【００９９】
また、固定スクロール４５Ａが規制部材５７Ａと相対的に摺動することにより、固定スクロール４５Ａと旋回スクロール５１Ａの鏡板５２Ａとが直接摺動することがなくなり、両者の間でかじり等が生じるのを防止することができる。
【０１００】
さらに、運転を長期に亘って続けるうちに規制部材５７Ａが仮に突出寸法Ｄ1分だけ摩耗した場合でも、図６に示す如く固定スクロール４５Ａと旋回スクロール５１Ａとの間には、数１によりスラスト方向の隙間Ｓ2″（Ｓ2″＝Ｓ2−Ｄ1−Ｓ3＞０）を確保でき、ラップ部４８Ａ，５４Ａの歯先が相手方の鏡板５２Ａ，４６Ａの歯底面５３Ａ，４７Ａと接触する不具合を解消でき、両者の間でかじりが生じるのを防止することができる。そして、固定スクロール４５Ａと旋回スクロール５１Ａとの間の隙間Ｓ2″をシール部材５０Ａ，５６Ａを用いてシールすることができる。
【０１０１】
次に、図７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、固定スクロールには旋回スクロールとの対向面側に開口する環状凹溝を設け、この環状凹溝内には旋回スクロールと当接して固定スクロールの軸方向の移動を規制する規制部材を設ける構成としたことにある。
【０１０２】
なお、前述した参考例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。
【０１０３】
６１は本実施の形態に係るケーシングで、該ケーシング６１は、ケーシング本体６２と、補助クランク収容穴６３Ａ1を有した軸受取付筒部６３Ａと、通気孔６４Ａ1、開口部６４Ａ2を有したスクロール収容筒部６４Ａとにより大略構成されている。
【０１０４】
６５Ａはケーシング６１のスクロール収容筒部６４内に軸方向に可動的に設けられた本実施の形態に係る第１の固定スクロールで、該第１の固定スクロール６５Ａは、ピン穴６６Ａ1を有した鏡板６６Ａと、歯底面６７Ｂに立設されたラップ部６８Ａと、端面６９Ａ1を有した嵌合筒部６９Ａとによって構成されている。
【０１０５】
また、固定スクロール６５Ａのラップ部６８Ａ歯先には第１のシール部材７０が設けられると共に、嵌合筒部６９の端面６９Ａ1には旋回スクロール７１Ａ側に開口する環状凹溝６９Ａ2が設けられている。また、空気圧縮機の組立直後の状態では、固定スクロール６５Ａのラップ部６８Ａ歯先と後述する旋回スクロール７１Ａの歯底面７３Ａとの間にはスラスト方向の隙間Ｓ4が確保されている。
【０１０６】
７１Ａは旋回軸２４の軸方向一端側に固定的に設けられた本実施の形態に係る第１の旋回スクロールで、該第１の旋回スクロール７１Ａは、鏡板７２Ａ、歯底面７３Ａ、ラップ部７４Ａおよび冷却風通路７５Ａによって構成されている。また、旋回スクロール７１Ａのラップ部７４Ａ歯先には他の第１のシール部材７６が設けられている。また、空気圧縮機の組立直後の状態では、旋回スクロール７１Ａのラップ部７４Ａ歯先と固定スクロール６５Ａの歯底面６７Ａとの間にはスラスト方向の微小隙間Ｓ5が設けられている。
【０１０７】
７７Ａは固定スクロール６５Ａの環状凹溝６９Ａ2内に嵌着して設けられた第１の規制部材で、該第１の規制部材７７Ａは、前記第１の実施の形態で述べた規制部材５７Ａ，５７Ｂとほぼ同様に、自己潤滑性、耐摩耗性等に優れた金属材料、樹脂性材料等を用いて環状平板として形成されている。
【０１０８】
そして、規制部材７７Ａは、その表面が固定スクロール６５Ａの端面６９Ａ1から寸法Ｄ2（以下、突出寸法Ｄ2という）だけ突出して配置されている。また、規制部材７７Ａの表面と旋回スクロール７１Ａの歯底面７３Ａとの間にはスラスト方向の微小隙間Ｓ5が設けられている。
【０１０９】
ここで、当該空気圧縮機の組付直後は、固定スクロール６５Ａと旋回スクロール７１Ａとの間のスラスト方向の隙間Ｓ4、旋回スクロール７１Ａからの規制部材７７Ａの突出寸法Ｄ2、規制部材７７Ａと固定スクロール６５Ａとの間のスラスト方向の微小隙間Ｓ5は、下記数２のように設定されている。
【０１１０】
【数２】
Ｓ4＞Ｄ2＋Ｓ5
【０１１１】
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。
【０１１３】
なお、前記実施の形態では、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。
【０１１４】
【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、シール部材により圧縮室内を良好にシールすることができ、圧縮性能を高く維持することができる。そして、運転の初期時には、固定スクロールと規制部材との間に微小隙間を確保でき、固定スクロールと規制部材との間で摩耗が生じるのを防止することができる。また、固定スクロールが規制部材と当接するまでシール部材を相手方の歯底面との間で積極的に摩耗させることができ、このシール部材の摩耗によって固定スクロールまたは旋回スクロールの加工公差を吸収することができる。
【０１１５】
そして、シール部材が摩耗することにより、固定スクロールと規制部材とが接触した場合には、固定スクロールと旋回スクロールの鏡板との間に隙間を確保することができる。さらに、前記規制部材が摩耗し、固定スクロールと旋回スクロールの鏡板とが接触した場合には、固定スクロールのラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び旋回スクロールのラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保することができる。これにより、固定スクロールのラップ部、歯底面と旋回スクロールの歯底面、ラップ部との間にそれぞれスラスト方向の隙間を確保でき、ラップ部と歯底面とが接触して摩耗するのを抑えることができ、スクロール式流体機械の耐久性、寿命等を高めることができる。
【０１１６】
また、固定スクロールのラップ部、歯底面と旋回スクロールの歯底面、ラップ部との間のスラスト方向の隙間を規制部材によって調整でき、固定スクロール、旋回スクロールの加工精度を高める必要がなくなり、これらのスクロールの加工時の作業性等を高めることができる。また、固定スクロールと旋回スロールとの間には常に一定のスラスト方向の隙間を確保できることにより、ラップ部が圧縮熱により高さ方向に熱変形したとしても、この熱膨張分を前記スラスト方向の隙間により吸収でき、ラップ部が相手方の歯底面と直接摺接してかじりが生じるのを防止することができる。
【０１１８】
また、請求項２の発明でも、運転時には規制部材によりラップ部と相手方の歯底面との間にスラスト方向の微小な隙間を確保でき、ラップ部と歯底面とが接触して摩耗するのを抑えることができる。また、旋回スクロールが規制部材と当接するまでシール部材を相手方の歯底面との間で積極的に摩耗させることができ、このシール部材の摩耗によって固定スクロールまたは旋回スクロールの加工公差を吸収することができる。これにより、請求項１の発明とほぼ同様の効果を得ることができる。
【０１２１】
一方、請求項３の発明によると、運転の初期時には、第１，第２の固定スクロールと第１，第２の規制部材との間に微小隙間を確保でき、第１，第２の固定スクロールと第１，第２の規制部材との間で摩耗が生じるのを抑えることができる。また、第１，第２の固定スクロールが第１，第２の規制部材と当接するまでシール部材を相手方の歯底面との間で積極的に摩耗させることができ、このシール部材の摩耗によって固定スクロールまたは旋回スクロールの加工公差を吸収することができる。これにより、請求項１の発明とほぼ同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
さらに、請求項４の発明によると、運転の初期時には、第１，第２の旋回スクロールと第１，第２の規制部材との間には微小隙間を確保でき、第１，第２の旋回スクロールと第１，第２の規制部材との間で摩耗が生じるのを抑えることができる。また、第１，第２の旋回スクロールが第１，第２の規制部材と当接するまでシール部材を相手方の歯底面との間で積極的に摩耗させることができ、このシール部材の摩耗によって固定スクロールまたは旋回スクロールの加工公差を吸収することができる。これにより、請求項２の発明とほぼ同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の前提となる参考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中の固定スクロール、旋回スクロールおよび規制部材等を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図３】 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４】 図１中の固定スクロール、旋回スクロールおよび規制部材等を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図５】 シール部材の摩耗が進行して固定スクロールが規制部材と当接した状態を図４と同様位置からみた要部断面図である。
【図６】 シール部材と規制部材の摩耗が進行して固定スクロールが旋回スクロールと当接した状態を図４と同様位置からみた要部断面図である。
【図７】 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固定スクロール、旋回スクロールおよび規制部材等を図２と同様位置からみた要部断面図である。
【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の歯底面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、鏡板の歯底面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、スクロール式流体機械には、固定スクロールをケーシング内に軸方向に可動的に設け、固定スクロールの鏡板背面側にはケーシングとの間に圧縮室内の中間圧を導く圧力室を設ける構成としたものがある（例えば特開２０００−１３０３６５号公報等）。
【０００５】
この従来技術にあっては、圧力室内の中間圧によって固定スクロールを旋回スクロールに向けて軸方向に押圧し、これにより固定スクロールのラップ部と旋回スクロールの歯底面との間のスラスト方向の隙間、および固定スクロールの歯底面と旋回スクロールのラップ部との間のスラスト方向の隙間を小さく保ち、圧縮室内の気密性を高めている。
【０００６】
【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は、固定スクロールを圧力室内の中間圧によって旋回スクロールに向けて押圧することにより、固定スクロールを旋回スクロールの鏡板に接触させ、両スクロール間のスラスト方向の隙間を小さく保つ構成としている。
【０００７】
しかし、この場合、固定スクロールのラップ部または旋回スクロールのラップ部が相手方の歯底面と接触することのないように、ラップ部と歯底面との間にスラスト方向の小さな隙間を確保しようとすると、ラップ部の加工時に高い加工精度が要求され、作業性が低下するという問題がある。
【０００８】
一方、ラップ部の加工精度をある程度下げると、例えば固定スクロールのラップ部の高さが旋回スクロールのラップ部よりも大きくなることがあり、この場合、固定スクロールを旋回スクロールに向けて押圧したときに、固定スクロールのラップ部が旋回スクロールの歯底面に接触してしまい、両スクロール間の面圧が高くなり、異常摩耗の原因になるという問題がある。また、固定スクロールの歯底面と旋回スクロールのラップ部との間の隙間が大きくなり、圧縮性能が低下するという問題もある。
【０００９】
また、運転時の圧縮熱により固定スクロールのラップ部、旋回スクロールのラップ部が軸方向（高さ方向）に熱膨張したときにも、ラップ部が相手方の鏡板の歯底面と接触してかじりが生じることがあるという問題がある。
【００１０】
さらに、この従来技術にあっては、運転時に固定スクロールが圧力室により旋回スクロールの鏡板に常に押付けられるため、旋回スクロールの鏡板が固定スクロールと摺動し続けるようになり、両スクロール間で摩耗が進行する。そして、このような摩耗が進行するに従って、固定スクロールと旋回スクロールとの間のスラスト方向の隙間が徐々に縮小し、固定スクロールのラップ部または旋回スクロールのラップ部が相手方の鏡板と接触してかじりが生じるという問題がある。
【００１１】
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、固定スクロールのラップ部と旋回スクロールの歯底面との間、または固定スクロールの歯底面と旋回スクロールのラップ部との間に常に小さな隙間を確保できるようにし、これらの間で摩耗、かじりが発生するのを防止でき、圧縮性能を高められ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。
【００１２】
【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、該ケーシング内に軸方向に可動的に設けられ鏡板の歯底面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の歯底面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、前記ケーシングと該固定スクロールの鏡板背面側との間に設けられ鏡板に穿設された連通孔を通じて前記圧縮室内の中間圧が導かれる圧力室とを備えている。
【００１３】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記固定スクロールと旋回スクロールとのラップ部のうち少なくとも一方側のラップ部の歯先には、相手方の歯底面との間をシールするシール部材を設け、前記固定スクロールと旋回スクロールとの間には、前記固定スクロールが圧力室内の中間圧によって軸方向に移動したときに前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保するため、前記固定スクロールの移動を規制する規制部材を設け、前記規制部材は前記旋回スクロールに取付け、前記シール部材が相手方の歯底面と接触したときに前記固定スクロールと前記規制部材との間には微小な隙間を与え、前記シール部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記規制部材とが接触した場合、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保し、前記規制部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板とが接触した場合、前記固定スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び前記旋回スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間には隙間を確保する構成としたことにある。
【００１４】
このように、固定スクロールと旋回スクロールとのラップ部のうち少なくとも一方側のラップ部の歯先には、相手方の歯底面との間をシールするシール部材を設ける構成としたことにより、例えば固定スクロールのラップ部に設けたシール部材を相手方の歯底面に安定して接触させることができ、圧縮室内を良好にシールすることができる。そして、運転時に固定スクロールが中間室内の中間圧によってケーシング内を旋回スクロール側へと軸方向に移動したときには、固定スクロールが旋回スクロールに設けた規制部材に当接してこれ以上の固定スクロールの移動が規制される。
【００１５】
これにより、固定スクロールのラップ部、歯底面と旋回スクロールの歯底面、ラップ部との間にそれぞれスラスト方向の隙間を確保でき、ラップ部と歯底面とが接触して摩耗するのを抑えることができる。
【００１６】
この場合、運転の初期時には、固定スクロールと規制部材との間に微小隙間を形成し、この状態で圧力室からの中間圧によりシール部材を相手方の歯底面に押付けて摺接させることができる。また、シール部材が摩耗したときには、固定スクロールが規制部材と当接することにより圧力室内の中間圧によるスラスト荷重を受承でき、このスラスト荷重がシール部材に集中して作用するのを防止することができる。
【００１７】
そして、前記シール部材が摩耗することにより、前記固定スクロールと前記規制部材とが接触した場合には、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保することができる。さらに、前記規制部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板とが接触した場合には、前記固定スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び前記旋回スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保することができる。
【００２１】
一方、請求項２の発明が採用する構成の特徴は、前記固定スクロールと旋回スクロールとのラップ部のうち少なくとも一方側のラップ部の歯先には、相手方の歯底面との間をシールするシール部材を設け、前記固定スクロールと旋回スクロールとの間には、前記固定スクロールが圧力室内の中間圧によって軸方向に移動したときに前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保するため、前記固定スクロールの移動を規制する規制部材を設け、前記規制部材は前記固定スクロールに取付け、前記シール部材が相手方の歯底面と接触したときに前記旋回スクロールと前記規制部材との間には微小な隙間を与え、前記シール部材が摩耗し、前記旋回スクロールと前記規制部材とが接触した場合、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保し、前記規制部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板とが接触した場合、前記固定スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び前記旋回スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保する構成としたことにある。
【００２２】
このように構成したことにより、運転時に固定スクロールが中間室内の中間圧によってケーシング内を旋回スクロール側へと軸方向に移動したときには、固定スクロールに取付けた規制部材が旋回スクロールに当接してこれ以上の固定スクロールの移動を規制することができ、前述した請求項１の発明とほぼ同様に、固定スクロールのラップ部、歯底面と旋回スクロールの歯底面、ラップ部との間にそれぞれスラスト方向の隙間を確保することができる。
【００２３】
そして、シール部材が摩耗することにより、旋回スクロールと規制部材とが接触した場合には、固定スクロールと旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保することができる。さらに、前記規制部材が摩耗し、固定スクロールと旋回スクロールの鏡板とが接触した場合には、固定スクロールのラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び旋回スクロールのラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保することができる。
【００２４】
また、請求項３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の両端側に軸方向に可動的に設けられ鏡板の歯底面に渦巻状のラップ部が立設された第１，第２の固定スクロールと、該第１，第２の固定スクロール間に位置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となるように配置された電動機と、前記第１，第２の固定スクロールと対面して該電動機の出力軸の両端側に設けられ、鏡板の歯底面に前記第１，第２の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第１，第２の旋回スクロールと、前記ケーシングと第１，第２の固定スクロールの鏡板背面側との間に設けられ該鏡板に穿設された連通孔を通じて前記圧縮室内の中間圧が導かれる第１，第２の圧力室とを備えている。
【００２５】
そして、請求項３の発明が採用する構成の特徴は、固定スクロールと旋回スクロールとのラップ部のうち少なくとも一方側のラップ部の歯先には、相手方の歯底面との間をシールするシール部材を設け、前記第１，第２の固定スクロールと第１，第２の旋回スクロールとの間には、前記第１，第２の固定スクロールが第１，第２の圧力室内の中間圧によって軸方向に移動したときに前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保するため、前記第１，第２の固定スクロールの移動を規制する第１，第２の規制部材を設け、前記規制部材は前記旋回スクロールに取付け、前記シール部材が相手方の歯底面と接触したときに前記固定スクロールと前記規制部材との間には微小な隙間を与え、前記シール部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記規制部材とが接触した場合、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保し、前記規制部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板とが接触した場合、前記固定スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び前記旋回スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保する構成としたことにある。
【００２６】
このように構成したことにより、運転時に第１，第２の固定スクロールが中間室内の中間圧によってケーシング内を第１，第２の旋回スクロール側へと軸方向に移動したときには、各固定スクロールが例えば第１，第２の旋回スクロールに設けた第１，第２の規制部材に当接してこれ以上の固定スクロールの移動を規制でき、前述した請求項１の発明とほぼ同様に、固定スクロールのラップ部、歯底面と旋回スクロールの歯底面、ラップ部との間にそれぞれスラスト方向の隙間を確保することができる。
【００２７】
即ち、運転の初期時には、固定スクロールと規制部材との間に微小隙間を形成し、この状態で圧力室からの中間圧によりシール部材を相手方の歯底面に押付けて摺接させることができる。また、シール部材が摩耗したときには、固定スクロールが規制部材と当接することにより圧力室内の中間圧によるスラスト荷重を受承でき、このスラスト荷重がシール部材に集中して作用するのを防止することができる。そして、前記シール部材が摩耗することにより、固定スクロールと規制部材とが接触した場合には、固定スクロールと旋回スクロールの鏡板との間に隙間を確保することができる。さらに、前記規制部材が摩耗し、固定スクロールと旋回スクロールの鏡板とが接触した場合には、固定スクロールのラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び旋回スクロールのラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保することができる。
【００２８】
さらに、請求項４の発明が採用する構成の特徴は、前記固定スクロールと旋回スクロールとのラップ部のうち少なくとも一方側のラップ部の歯先には、相手方の歯底面との間をシールするシール部材を設け、前記第１，第２の固定スクロールと第１，第２の旋回スクロールとの間には、前記第１，第２の固定スクロールが第１，第２の圧力室内の中間圧によって軸方向に移動したときに前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保するため、前記第１，第２の固定スクロールの移動を規制する第１，第２の規制部材を設け、前記規制部材は前記固定スクロールに取付け、前記シール部材が相手方の歯底面と接触したときに前記旋回スクロールと前記規制部材との間には微小な隙間を与え、前記シール部材が摩耗し、前記旋回スクロールと前記規制部材とが接触した場合、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保し、前記規制部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板とが接触した場合、前記固定スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び前記旋回スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保する構成としたことにある。
【００２９】
このように構成したことにより、運転の初期時には、旋回スクロールと規制部材との間に微小隙間を形成し、この状態で圧力室内の中間圧によりシール部材を相手方の歯底面に押付けて摺接させることができる。また、シール部材が摩耗したときには、規制部材が旋回スクロールと当接することにより圧力室内の中間圧によるスラスト荷重を受承でき、このスラスト荷重がシール部材に集中して作用するのを防止することができる。そして、前記シール部材が摩耗することにより、旋回スクロールと規制部材とが接触した場合には、固定スクロールと旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保することができる。さらに、前記規制部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板とが接触した場合には、前記固定スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び前記旋回スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保することができる。
【００３０】
【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。
【００３１】
ここで、図１および図２は本発明の前提となる参考例を示し、１はスクロール式空気圧縮機の外枠を構成する筒状のケーシングで、該ケーシング１は、図１に示すように軸線Ｏ1−Ｏ1を有したケーシング本体２と、該ケーシング本体２の両端側に固着して設けられた軸受取付筒部３Ａ，３Ｂと、該軸受取付筒部３Ａ，３Ｂに固着して設けられ後述の旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂを外側から取囲んだ第１のスクロール収容筒部４Ａ，４Ｂと、該スクロール収容筒部４Ａ，４Ｂに固着して設けられ固定スクロール６Ａ，６Ｂを外側から取囲んだ有底筒状の第２のスクロール収容筒部５Ａ，５Ｂとにより構成されている。
【００３２】
ここで、ケーシング１の軸受取付筒部３Ａ，３Ｂのうち第１の軸受取付筒部３Ａには補助クランク収容穴３Ａ1が設けられている。また、スクロール収容筒部４Ａ，４Ｂには周方向に複数の通気孔４Ａ1，４Ｂ1（２個のみ図示）が穿設されると共に、スクロール収容筒部５Ａ，５Ｂには後述の吸込口３８Ａ，３８Ｂと連通する位置に開口部５Ａ1，５Ｂ1が穿設されている。
【００３３】
６Ａ，６Ｂはケーシング１の両端側に位置してスクロール収容筒部５Ａ，５Ｂ内に軸方向に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の表面となる歯底面８Ａに立設された渦巻状のラップ部９Ａと、鏡板７Ａの外周側から該ラップ部９Ａを取囲むように軸方向に突出し、スクロール収容筒部５Ａ内に嵌合して設けられた嵌合筒部１０Ａとによって構成されている。
【００３４】
また、固定スクロール７Ａの鏡板７Ａ背面側には周方向に離間して軸方向に複数のピン穴７Ａ1が穿設されている。さらに、固定スクロール６Ａの嵌合筒部１０Ａは、その開口端側に後述の規制部材３６Ａと当接する端面１０Ａ1を有している。
【００３５】
そして、固定スクロール６Ａは、ピン穴７Ａ1がケーシング１のスクロール収容筒部５Ａに突設されたガイドピン１１Ａに摺動可能に挿嵌されることにより、ケーシング１に対して廻止め状態に保持されると共に軸方向に移動可能にガイドされる。ここで、固定スクロール６Ａのラップ部９Ａ歯先と後述の旋回スクロール２７Ａの歯底面２９Ａとの間には、図２に示すようにスラスト方向の隙間Ｓ1が設けられている。
【００３６】
また、第２の固定スクロール６Ｂについても、鏡板７Ｂ、歯底面８Ｂ、ラップ部９Ｂおよび嵌合筒部１０Ｂによって構成され、鏡板７Ｂ、嵌合筒部１０Ｂはそれぞれピン穴７Ｂ1、端面１０Ｂ1を有している。そして、固定スクロール６Ｂはガイドピン１１Ｂによりケーシング１に対し廻止め状態に保持されると共に軸方向に移動可能にガイドされるものである。
【００３７】
１２Ａ，１２Ｂは固定スクロール６Ａ，６Ｂのラップ部９Ａ，９Ｂ歯先に装着された第１，第２のシール部材１２Ａで、該シール部材１２Ａは、耐摩耗性、耐摺動性に優れた弾性樹脂材料を用いて形成され、ラップ部９Ａの歯先に沿って渦巻き状に延びている。また、このシール部材１２Ａはラップ部９Ａの歯先から一定寸法だけ軸方向に突出し、相手方となる後述の旋回スクロール２７Ａの歯底面２９Ａに摺接し、歯底面２９Ａとの間を気密にシールしている。
【００３８】
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、ケーシング本体２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。
【００３９】
１６Ａ，１６Ｂは固定スクロール６Ａ，６Ｂと電動機１３との間に位置して、軸受取付筒部３Ａ，３Ｂ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。
【００４０】
ここで、外輪１７Ａは、軸受取付筒部３Ａ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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。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。
【００４３】
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。
【００４４】
ここで、回転軸２３は、図１に示すように、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。
【００４５】
そして、回転軸２３は、両端側がそれぞれ外側中輪１９Ａ，１９Ｂの内周側と内側中輪２０Ａ，２０Ｂの外周側にそれぞれ固着され、ロータ１５と一体となって回転することにより偏心軸受１６Ａ，１６Ｂ、旋回軸２４を介して旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂを駆動する駆動軸を構成している。
【００４６】
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、偏心軸受１６Ａ，１６Ｂにより軸線Ｏ1−Ｏ1を中心として寸法δの旋回半径を持った旋回運動を行うものである。そして、旋回軸２４は回転軸２３と共に電動機１３の出力軸を構成し、ロータ１５の回転運動を回転軸２３、偏心軸受１６Ａ，１６Ｂを介して旋回運動に変換して出力するものである。
【００４７】
２５Ａ，２５Ｂは旋回軸２４の両端側に固定的に設けられた第１，第２のスラスト受板で、該第１のスラスト受板２５Ａは、段付の円板状に形成されている。また、このスラスト受板２５Ａの中央には、軸線Ｏ1−Ｏ1と対応した位置に固定ボルト２６Ａが取付けられ、これによりスラスト受板２５Ａは旋回軸２４の端部側に廻止め状態で固定して取付けられている。
【００４８】
そして、スラスト受板２５Ａはその表面側が旋回スクロール２７Ａの背面側に当接することにより、旋回スクロール２７Ａに作用するスラスト荷重を支持するものである。また、スラスト受板２５Ａの裏面側には図２に示すように他の補助クランク収容穴２５Ａ1が設けられている。また、スラスト受板２５Ｂについても固定ボルト２６Ｂにより旋回軸２４の端部側に固定されている。
【００４９】
２７Ａ，２７Ｂ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２７Ａは、円板状に形成された鏡板２８Ａと、該鏡板２８Ａの表面となる歯底面２９Ａから軸方向に立設された渦巻状のラップ部３０Ａとによって大略構成されている。また、旋回スクロール２７Ａの鏡板２８Ａ内部には、径方向に貫通して延びる複数の冷却風通路３１Ａ(１個のみ図示）が形成されている。
【００５０】
そして、旋回スクロール２７Ａは、鏡板２８Ａがボルト(図示せず）等によりスラスト受板２５Ａに一体に取付けられている。ここで、旋回スクロール２７Ａのラップ部３０Ａ歯先と固定スクロール６Ａの歯底面８Ａとの間には、図２に示すようにスラスト方向の隙間Ｓ1が設けられている。
【００５１】
そして、旋回スクロール２７Ａのラップ部３０Ａは、固定スクロール６Ａのラップ部９Ａ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９Ａ，３０Ａ間には複数の圧縮室３２Ａ，３２Ａ，…が画成される。
【００５２】
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３８Ａから外周側の圧縮室３２Ａ内に空気を吸込みつつ、この空気を旋回スクロール２７Ａが旋回運動する間に各圧縮室３２Ａ内で順次圧縮し、最後に中心側の圧縮室３２Ａから後述の吐出口３９Ａを介して外部に圧縮空気を吐出する。
【００５３】
また、第２の旋回スクロール２７Ｂについても、鏡板２８Ｂ、ラップ部３０Ｂ、および冷却風通路３１Ｂ等によって構成され、固定スクロール６Ｂとの間に複数の圧縮室３２Ｂを画成している。
【００５４】
３３Ａ，３３Ｂは旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂのラップ部３０Ａ，３０Ｂ歯先に装着された第１，第２のシール部材で、該第１，第２のシール部材３３Ａ，３３Ｂについても、シール部材１２Ａ，１２Ｂとほぼ同様に、耐摩耗性、耐摺動性に優れた弾性樹脂材料を用いて形成され、相手方となる固定スクロール６Ａ，６Ｂの歯底面８Ａ，８Ｂとの間を気密にシールしている。
【００５５】
３４Ａ，３４Ｂはケーシング１のスクロール収容筒部５Ａ，５Ｂと固定スクロール６Ａ，６Ｂの背面側との間に設けられた第１，第２の圧力室で、該第１の圧力室３４Ａは、圧縮室３２Ａ内の中間圧を固定スクロール６Ａの鏡板７Ａに穿設した連通孔３５Ａを通じて固定スクロール６Ａの背面側に導き、固定スクロール６Ａを旋回スクロール２７Ａ側へと軸方向に押圧するものである。
【００５６】
また、第２の圧力室３４Ｂについても、圧縮室３２Ｂ内の中間圧を連通孔３５Ｂを通じて固定スクロール６Ｂの背面側に導き、固定スクロール６Ｂを軸方向に押圧する構成となっている。
【００５７】
３６Ａ，３６Ｂはケーシング１のスクロール収容筒部４Ａ，４Ｂ内周側に設けられた第１，第２の規制部材で、該第１の規制部材３６Ａは、例えば自己潤滑性、耐摩耗性等に優れた材料を用いることにより、スクロール収容筒部４Ａの軸方向外側の開口端から径方向内側に突出した断面四角形状の環状突起として形成されている。
【００５８】
また、規制部材３６Ａは、固定スクロール６Ａとの対向面側が当接面３６Ａ1となっている。そして、規制部材３６Ａは、固定スクロール６Ａが圧力室３４Ａによって軸方向に移動したときに嵌合筒部１０Ａの端面１０Ａ1が当接面３６Ａ1と当接し、これ以上の固定スクロール６Ａの移動を規制するストッパとして機能する共に、圧力室３４Ａからのスラスト荷重を受承するスラスト受を構成している。
【００５９】
ここで、図２に示すように規制部材３６Ａの当接面３６Ａ1は、固定スクロール６Ａの端面１０Ａ1との間の軸方向の離間寸法Ｌ1を、固定スクロール６Ａのラップ部９Ａと旋回スクロール２７Ａの歯底面２９Ａとの間の隙間Ｓ1よりも小さく（Ｌ1＜Ｓ1)設定している。また、第２の規制部材３６Ｂについても規制部材３６Ａと同様に構成され、当接面３６Ｂ1を有している。
【００６０】
なお、３７は旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂの自転を防止する自転防止機構となる複数の補助クランクで、該補助クランク３７は、ケーシング１の補助クランク収容穴３Ａ1内とスラスト受板２５Ａの補助クランク収容穴２５Ａ1内にそれぞれ相対回転可能に取付けれている。
【００６１】
また、３８Ａ，３８Ｂは圧縮室３２Ａ，３２Ｂの外周側に位置して固定スクロール６Ａ，６Ｂに設けられた吸込口、３９Ａ，３９Ｂは圧縮室３２Ａ，３２Ｂの中心側に位置してケーシング１および固定スクロール６Ａ，６Ｂに設けられた吐出口である。
【００６２】
さらに、４０Ａ，４０Ｂはケーシング１のスクロール収容筒部５Ａ，５Ｂと固定スクロール６Ａ，６Ｂとの間をシールして圧力室３４Ａ，３４Ｂ内を密封するＯリングである。
【００６３】
本発明の参考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。
【００６４】
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。
【００６５】
ここで、前記球体１８Ａ，１８Ｂは、ケーシング１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-Ｏ1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、内輪２２Ａ，２２Ｂと一体となった旋回軸２４は、球体２１Ａ，２１Ｂにより軸線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、旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂを旋回させる。
【００６６】
この結果、固定スクロール６Ａと旋回スクロール２７Ａとの間に画成された各圧縮室３２Ａはそれぞれ連続的に縮小し、固定スクロール６Ａの吸込口３８Ａから吸込んだ外気を各圧縮室３２Ａ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３３Ａから外部の空気タンク（図示せず）等に貯留させる。また、固定スクロール６Ｂと旋回スクロール２７Ｂとの間に画成された各圧縮室３２Ｂ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。
【００６７】
また、運転時には外部からの冷却風をケーシング１の通気孔４Ａ1，４Ｂ1から冷却風通路３１Ａ，３１Ｂ内に向けて流通させることにより、旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂ等を冷却することができる。
【００６８】
ところで、本発明の参考例では、固定スクロール６Ａ，６Ｂの背面側に圧力室３４Ａ，３４Ｂを設け、この圧力室３４Ａ，３４Ｂに圧縮室３２Ａ，３２Ｂ内の中間圧を導くことにより、固定スクロール６Ａ，６Ｂを旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂ側へと軸方向に押圧し、ラップ部９Ａ，９Ｂ，３０Ａ，３０Ｂに設けたシール部材１２Ａ，１２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂを相手方の歯底面２９Ａ，２９Ｂ，８Ａ，８Ｂと摺接させる構成としている。
【００６９】
この場合、固定スクロール６Ａ，６Ｂが旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂと摺接して、固定スクロール６Ａ，６Ｂと旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂとの間で摩耗が生じると、これに伴って、両者の間のスラスト方向の隙間Ｓ1が徐々に小さくなり、シール部材１２Ａ，１２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂが摩耗する。
【００７０】
然るに、本発明の参考例では、ケーシング１側に設けた規制部材３６Ａ，３６Ｂにより固定スクロール６Ａ，６Ｂの軸方向の移動を規制する構成としたので、固定スクロール６Ａ，６Ｂのラップ部９Ａ，９Ｂを旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂの鏡板２８Ａ，２８Ｂと非接触の状態に保つことができ、固定スクロール６Ａ，６Ｂと旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂとの間で摩耗が生じるのを防止することができる。
【００７１】
このため、固定スクロール６Ａ，６Ｂと旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂとの間には常に一定の小さなスラスト方向の隙間Ｓ1を確保しておくことができ、シール部材１２Ａ，１２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂの摩耗の進行を抑えることができる。
【００７２】
この結果、シール部材１２Ａ，１２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂを相手方の歯底面２９Ａ，２９Ｂ，８Ａ，８Ｂに一定の面圧をもって安定して接触させることができ、圧縮室３２Ａ，３２Ｂ内を良好に密封し続けて圧縮性能を高く維持するとができ、信頼性等を向上することができる。
【００７３】
また、圧力室３４Ａ，３４Ｂ内の中間圧によるスラスト荷重を規制部材３６Ａ，３６Ｂにより受承でき、このスラスト荷重がシール部材１２Ａ，１２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂに集中して作用するのを防止でき、これらのシール部材１２Ａ，１２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂの耐久性、寿命等を高めることができる。
【００７４】
また、規制部材３６Ａの当接面３６Ａ1は、固定スクロール６Ａの端面１０Ａ1との間の軸方向の離間寸法Ｌ１を、固定スクロール６Ａと旋回スクロール２７Ａとの間のスラスト方向の隙間Ｓ1よりも小さく（Ｌ1＜Ｓ1)設定している。
【００７５】
これにより、例えシール部材１２Ａ，３３Ａが摩耗しても、固定スクロール６Ａと旋回スクロール２７Ａとの間には、（Ｓ1−Ｌ1＞０）の大きさをもったスラスト方向の隙間を確保でき、ラップ部９Ａ，３０Ａと相手方の歯底面２９Ａ，８Ａとが接触してかじりが生じるのを防止できると共に、シール部材１２Ａ，３３Ａを歯底面２９Ａ，８Ａと安定して摺接させることができる。
【００７６】
また、規制部材３６Ｂについても、当接面３６Ｂ1と旋回スクロール２７Ｂの歯底面２９Ｂとの間の軸方向の離間寸法を、固定スクロール６Ｂと旋回スクロール２７Ｂとの間のスラスト方向の隙間よりも小さく設定したので、例え規制部材３６Ｂが固定スクロール６Ｂとの間で摩耗し、固定スクロール６Ｂが旋回スクロール２７Ｂと摺接したとしても、シール部材１２Ａ，３３Ｂを相手方の歯底面２９Ａ，８Ａと安定して摺接させることができる。
【００７７】
また、運転時には規制部材３６Ａ，３６Ｂによって固定スクロール６Ａ，６Ｂと旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂとの間のスラスト方向の隙間Ｓ1を調整する構成としたので、この隙間Ｓ1を調整するためにラップ部９Ａ，９Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ等の加工精度を高める必要がなくなり、固定スクロール６Ａ，６Ｂ、旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂの加工時の作業性を向上することができる。
【００７８】
また、固定スクロール６Ａ，６Ｂと旋回スクロール２７Ａ，２７Ｂとの間には、規制部材３６Ａ，３６Ｂによりスラスト方向に常に一定の隙間Ｓ1を確保できることにより、ラップ部９Ａ，９Ｂ，３０Ａ，３０Ｂが圧縮熱により高さ方向に熱変形したとしても、この熱膨張分をシール部材１２Ａ，１２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂによって吸収でき、ラップ部９Ａ，９Ｂ，３０Ａ，３０Ｂが歯底面２９Ａ，２９Ｂ，８Ａ，８Ｂと直接摺接してかじりが生じるのを防止することができる。
【００７９】
次に、図３ないし図６は本発明の第１の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、旋回スクロールの鏡板外周側には、固定スクロールが圧力室の中間圧によって軸方向に移動したときに固定スクロールと摺接して固定スクロールの移動を規制する規制部材を設ける構成としたことにある。
【００８０】
なお、本実施の形態では、前述した参考例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。
【００８１】
４１は本実施の形態に係るケーシングで、該ケーシング４１は、図１および図２に示す参考例で述べたケーシング１とほぼ同様に、ケーシング本体４２と、該ケーシング本体４２の両端側に設けられた軸受取付筒部４３Ａ，４３Ｂと、該軸受取付筒部４３Ａ，４３Ｂに設けられた段付筒状のスクロール収容筒部４４Ａ，４４Ｂとにより構成されている。
【００８２】
また、ケーシング４１の軸受取付筒部４３Ａには補助クランク収容穴４３Ａ1が設けられている。さらに、スクロール収容筒部４４Ａ，４４Ｂには、通気孔４４Ａ1，４４Ｂ1が穿設されると共に、吸込口３８Ａ，３８Ｂと連通する位置に開口部４４Ａ2，４４Ｂ2が穿設されている。
【００８３】
４５Ａ，４５Ｂはケーシング４１のスクロール収容筒部４４Ａ，４４Ｂ内に軸方向に可動的に設けられた本実施の形態に係る第１，第２の固定スクロールで、該第１の固定スクロール４５Ａは、前記参考例で述べた固定スクロール６Ａとほぼ同様に、円板状に形成されピン穴４６Ａ1を有した鏡板４６Ａと、該鏡板４６Ａの歯底面４７Ｂに立設されたラップ部４８Ａと、鏡板４６Ａの外周側に設けられ端面４９Ａ1を有した嵌合筒部４９Ａとによって構成されている。
【００８４】
また、図４に示すように空気圧縮機の組立直後の状態では、固定スクロール４５Ａのラップ部４８Ａ歯先と後述する旋回スクロール５１Ａの歯底面５３Ａとの間には、スラスト方向の隙間Ｓ2が確保されている。また、第２の固定スクロール４５Ｂについても、鏡板４６Ｂ、歯底面４７Ｂ、ラップ部４８Ｂおよび嵌合筒部４９Ｂによって構成され、鏡板４６Ｂ、嵌合筒部４９Ｂはそれぞれピン穴４６Ｂ1、端面４９Ｂ1を有している。
【００８５】
５０Ａ，５０Ｂは固定スクロール４５Ａ，４５Ｂのラップ部４８Ａ，４８Ｂ歯先に沿って設けられた本実施の形態に用いる第１，第２のシール部材で、該第１，第２のシール部材５０Ａ，５０Ｂは、旋回スクロール５１Ａ，５１Ｂの歯底面５３Ａ，５３Ｂに摺接し、圧縮室３２Ａ，３２Ｂ内を密封している。
【００８６】
５１Ａ，５１Ｂは旋回軸２４の軸方向両端側にそれぞれ固定的に設けられた本実施の形態に係る第１，第２の旋回スクロールで、該第１の旋回スクロール５１Ａは、円板状に形成された鏡板５２Ａと、該鏡板５２Ａの歯底面５３Ａに立設されたラップ部５４Ａと、鏡板５２Ａの内部に設けられた複数の冷却風通路５５Ａ(１個のみ図示）とによって構成されている。また、旋回スクロール５１Ａの鏡板５２Ａ外周端側には固定スクロール４５Ａの端面４９Ａ1側に開口する環状凹溝５２Ａ1が設けられている。
【００８７】
さらに、図４に示すように空気圧縮機の組立直後の状態では、旋回スクロール５１Ａのラップ部５４Ａ歯先と固定スクロール４５Ａの歯底面４７Ａとの間には、スラスト方向の隙間Ｓ2が設けられている。また、第２の旋回スクロール５１Ｂについても、鏡板５２Ｂ、歯底面５３Ｂ、ラップ部５４Ｂおよび冷却風通路５５Ｂが設けられている。
【００８８】
５６Ａ，５６Ｂは旋回スクロール５１Ａ，５１Ｂのラップ部５４Ａ，５４Ｂ歯先に沿って設けられた本実施の形態に用いる他の第１，第２のシール部材で、該第１，第２のシール部材５６Ａ，５６Ｂは、固定スクロール４５Ａ，４５Ｂの歯底面４７Ａ，４７Ｂに摺接し、シール部材５０Ａ，５０Ｂと一緒に圧縮室３２Ａ，３２Ｂ内を密封している。
【００８９】
５７Ａ，５７Ｂは前述した参考例による規制部材３６Ａ，３６Ｂに替えて、旋回スクロール５１Ａ，５１Ｂに設けられた第１，第２の規制部材で、該第１の規制部材５７Ａは、自己潤滑性、耐摩耗性等に優れた金属材料、樹脂性材料等を用いて環状平板として形成されている。
【００９０】
そして、規制部材５７Ａは、旋回スクロール５１Ａの環状凹溝５２Ａ1内に嵌合して固着され、その表面は図４、図５に示すように歯底面５３Ａから寸法Ｄ1（以下、突出寸法Ｄ１という）だけ突出して配置されている。また、規制部材５７Ａの表面と固定スクロール４５Ａの端面４９Ａ1との間にはスラスト方向の微小隙間Ｓ3が設けられている。
【００９１】
ここで、当該空気圧縮機の組付直後は、図４に示すように、固定スクロール４５Ａと旋回スクロール５１Ａとの間のスラスト方向の隙間Ｓ2、旋回スクロール５１Ａからの規制部材５７Ａの突出寸法Ｄ1、規制部材５７Ａと固定スクロール４５Ａとの間のスラスト方向の微小隙間Ｓ3は、下記数１のように設定されている。
【００９２】
【数１】
Ｓ2＞Ｄ1＋Ｓ3
【００９３】
また、運転時にシール部材５０Ａ，５６Ａが微小隙間Ｓ3分だけ摩耗したときには、図５に示すように固定スクロール４５Ａは規制部材５７Ａと接触し、この状態で固定スクロール４５Ａの軸方向への移動が規制される。
【００９４】
かくして、このように構成される本実施の形態では、当該空気圧縮機の組付直後は、図４に示すように、固定スクロール４５Ａと旋回スクロール５１Ａとの間の隙間Ｓ2、規制部材５７Ａの突出寸法Ｄ1、規制部材５７Ａと固定スクロール４５Ａとの間の微小隙間Ｓ3を数１の関係に設定している。
【００９５】
このため、運転の初期時には、固定スクロール４５Ａと規制部材５７Ａとの間に微小隙間Ｓ3を確保した状態で、シール部材５０Ａ，５６Ａを、圧力室３４Ａからの押圧力によりそれぞれ旋回スクロール５１Ａの歯底面５３Ａ，固定スクロール４５Ａの歯底面４７Ａに押付けて摺接させ、圧縮室３２Ａ内を良好に密封することができる。
【００９６】
また、運転を長期に亘って行うと、時間の経過に伴ってシール部材５０Ａ，５６Ａが徐々に摩耗する。そして、シール部材５０Ａ，５６Ａの摩耗量ＷがＷ＝Ｓ3となり、固定スクロール４５Ａと旋回スクロール５１Ａとの間のスラスト方向の隙間Ｓ2′がＳ2′＝Ｓ2−Ｓ3となったときには、図５に示すように固定スクロール４５Ａが規制部材５７Ａと当接することにより、これ以上の固定スクロール４５Ａの軸方向への移動を規制することができる。
【００９７】
この結果、圧力室３４Ａ内の中間圧によるスラスト荷重を規制部材５７Ａにより受承でき、このスラスト荷重がシール部材５０Ａ，５６Ａに集中して作用するのを防止することができる。そして、シール部材５０Ａと固定スクロール４５Ａとの間、シール部材５６Ａと旋回スクロール５１Ａとの間でそれぞれ生じる摩擦抵抗を小さく保ち、シール部材５０Ａ，５６Ａの摩耗の進行を抑え、その耐久性、寿命等を高めることができる。
【００９８】
また、運転時にシール部材５０Ａ，５６Ａを摩耗量Ｗだけ積極的に摩耗させることにより、固定スクロール４５Ａ，４５Ｂまたは旋回スクロール５１Ａ，５１Ｂの加工公差分を吸収することができる。
【００９９】
また、固定スクロール４５Ａが規制部材５７Ａと相対的に摺動することにより、固定スクロール４５Ａと旋回スクロール５１Ａの鏡板５２Ａとが直接摺動することがなくなり、両者の間でかじり等が生じるのを防止することができる。
【０１００】
さらに、運転を長期に亘って続けるうちに規制部材５７Ａが仮に突出寸法Ｄ1分だけ摩耗した場合でも、図６に示す如く固定スクロール４５Ａと旋回スクロール５１Ａとの間には、数１によりスラスト方向の隙間Ｓ2″（Ｓ2″＝Ｓ2−Ｄ1−Ｓ3＞０）を確保でき、ラップ部４８Ａ，５４Ａの歯先が相手方の鏡板５２Ａ，４６Ａの歯底面５３Ａ，４７Ａと接触する不具合を解消でき、両者の間でかじりが生じるのを防止することができる。そして、固定スクロール４５Ａと旋回スクロール５１Ａとの間の隙間Ｓ2″をシール部材５０Ａ，５６Ａを用いてシールすることができる。
【０１０１】
次に、図７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、固定スクロールには旋回スクロールとの対向面側に開口する環状凹溝を設け、この環状凹溝内には旋回スクロールと当接して固定スクロールの軸方向の移動を規制する規制部材を設ける構成としたことにある。
【０１０２】
なお、前述した参考例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。
【０１０３】
６１は本実施の形態に係るケーシングで、該ケーシング６１は、ケーシング本体６２と、補助クランク収容穴６３Ａ1を有した軸受取付筒部６３Ａと、通気孔６４Ａ1、開口部６４Ａ2を有したスクロール収容筒部６４Ａとにより大略構成されている。
【０１０４】
６５Ａはケーシング６１のスクロール収容筒部６４内に軸方向に可動的に設けられた本実施の形態に係る第１の固定スクロールで、該第１の固定スクロール６５Ａは、ピン穴６６Ａ1を有した鏡板６６Ａと、歯底面６７Ｂに立設されたラップ部６８Ａと、端面６９Ａ1を有した嵌合筒部６９Ａとによって構成されている。
【０１０５】
また、固定スクロール６５Ａのラップ部６８Ａ歯先には第１のシール部材７０が設けられると共に、嵌合筒部６９の端面６９Ａ1には旋回スクロール７１Ａ側に開口する環状凹溝６９Ａ2が設けられている。また、空気圧縮機の組立直後の状態では、固定スクロール６５Ａのラップ部６８Ａ歯先と後述する旋回スクロール７１Ａの歯底面７３Ａとの間にはスラスト方向の隙間Ｓ4が確保されている。
【０１０６】
７１Ａは旋回軸２４の軸方向一端側に固定的に設けられた本実施の形態に係る第１の旋回スクロールで、該第１の旋回スクロール７１Ａは、鏡板７２Ａ、歯底面７３Ａ、ラップ部７４Ａおよび冷却風通路７５Ａによって構成されている。また、旋回スクロール７１Ａのラップ部７４Ａ歯先には他の第１のシール部材７６が設けられている。また、空気圧縮機の組立直後の状態では、旋回スクロール７１Ａのラップ部７４Ａ歯先と固定スクロール６５Ａの歯底面６７Ａとの間にはスラスト方向の微小隙間Ｓ5が設けられている。
【０１０７】
７７Ａは固定スクロール６５Ａの環状凹溝６９Ａ2内に嵌着して設けられた第１の規制部材で、該第１の規制部材７７Ａは、前記第１の実施の形態で述べた規制部材５７Ａ，５７Ｂとほぼ同様に、自己潤滑性、耐摩耗性等に優れた金属材料、樹脂性材料等を用いて環状平板として形成されている。
【０１０８】
そして、規制部材７７Ａは、その表面が固定スクロール６５Ａの端面６９Ａ1から寸法Ｄ2（以下、突出寸法Ｄ2という）だけ突出して配置されている。また、規制部材７７Ａの表面と旋回スクロール７１Ａの歯底面７３Ａとの間にはスラスト方向の微小隙間Ｓ5が設けられている。
【０１０９】
ここで、当該空気圧縮機の組付直後は、固定スクロール６５Ａと旋回スクロール７１Ａとの間のスラスト方向の隙間Ｓ4、旋回スクロール７１Ａからの規制部材７７Ａの突出寸法Ｄ2、規制部材７７Ａと固定スクロール６５Ａとの間のスラスト方向の微小隙間Ｓ5は、下記数２のように設定されている。
【０１１０】
【数２】
Ｓ4＞Ｄ2＋Ｓ5
【０１１１】
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。
【０１１３】
なお、前記実施の形態では、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。
【０１１４】
【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、シール部材により圧縮室内を良好にシールすることができ、圧縮性能を高く維持することができる。そして、運転の初期時には、固定スクロールと規制部材との間に微小隙間を確保でき、固定スクロールと規制部材との間で摩耗が生じるのを防止することができる。また、固定スクロールが規制部材と当接するまでシール部材を相手方の歯底面との間で積極的に摩耗させることができ、このシール部材の摩耗によって固定スクロールまたは旋回スクロールの加工公差を吸収することができる。
【０１１５】
そして、シール部材が摩耗することにより、固定スクロールと規制部材とが接触した場合には、固定スクロールと旋回スクロールの鏡板との間に隙間を確保することができる。さらに、前記規制部材が摩耗し、固定スクロールと旋回スクロールの鏡板とが接触した場合には、固定スクロールのラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び旋回スクロールのラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保することができる。これにより、固定スクロールのラップ部、歯底面と旋回スクロールの歯底面、ラップ部との間にそれぞれスラスト方向の隙間を確保でき、ラップ部と歯底面とが接触して摩耗するのを抑えることができ、スクロール式流体機械の耐久性、寿命等を高めることができる。
【０１１６】
また、固定スクロールのラップ部、歯底面と旋回スクロールの歯底面、ラップ部との間のスラスト方向の隙間を規制部材によって調整でき、固定スクロール、旋回スクロールの加工精度を高める必要がなくなり、これらのスクロールの加工時の作業性等を高めることができる。また、固定スクロールと旋回スロールとの間には常に一定のスラスト方向の隙間を確保できることにより、ラップ部が圧縮熱により高さ方向に熱変形したとしても、この熱膨張分を前記スラスト方向の隙間により吸収でき、ラップ部が相手方の歯底面と直接摺接してかじりが生じるのを防止することができる。
【０１１８】
また、請求項２の発明でも、運転時には規制部材によりラップ部と相手方の歯底面との間にスラスト方向の微小な隙間を確保でき、ラップ部と歯底面とが接触して摩耗するのを抑えることができる。また、旋回スクロールが規制部材と当接するまでシール部材を相手方の歯底面との間で積極的に摩耗させることができ、このシール部材の摩耗によって固定スクロールまたは旋回スクロールの加工公差を吸収することができる。これにより、請求項１の発明とほぼ同様の効果を得ることができる。
【０１２１】
一方、請求項３の発明によると、運転の初期時には、第１，第２の固定スクロールと第１，第２の規制部材との間に微小隙間を確保でき、第１，第２の固定スクロールと第１，第２の規制部材との間で摩耗が生じるのを抑えることができる。また、第１，第２の固定スクロールが第１，第２の規制部材と当接するまでシール部材を相手方の歯底面との間で積極的に摩耗させることができ、このシール部材の摩耗によって固定スクロールまたは旋回スクロールの加工公差を吸収することができる。これにより、請求項１の発明とほぼ同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
さらに、請求項４の発明によると、運転の初期時には、第１，第２の旋回スクロールと第１，第２の規制部材との間には微小隙間を確保でき、第１，第２の旋回スクロールと第１，第２の規制部材との間で摩耗が生じるのを抑えることができる。また、第１，第２の旋回スクロールが第１，第２の規制部材と当接するまでシール部材を相手方の歯底面との間で積極的に摩耗させることができ、このシール部材の摩耗によって固定スクロールまたは旋回スクロールの加工公差を吸収することができる。これにより、請求項２の発明とほぼ同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の前提となる参考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中の固定スクロール、旋回スクロールおよび規制部材等を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図３】 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４】 図１中の固定スクロール、旋回スクロールおよび規制部材等を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図５】 シール部材の摩耗が進行して固定スクロールが規制部材と当接した状態を図４と同様位置からみた要部断面図である。
【図６】 シール部材と規制部材の摩耗が進行して固定スクロールが旋回スクロールと当接した状態を図４と同様位置からみた要部断面図である。
【図７】 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固定スクロール、旋回スクロールおよび規制部材等を図２と同様位置からみた要部断面図である。
Claims (4)
- ケーシングと、
該ケーシング内に軸方向に可動的に設けられ鏡板の歯底面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の歯底面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、
前記ケーシングと前記固定スクロールの鏡板背面側との間に設けられ前記鏡板に穿設された連通孔を通じて前記圧縮室内の中間圧が導かれる圧力室とを備えてなるスクロール式流体機械において、
前記固定スクロールと旋回スクロールとのラップ部のうち少なくとも一方側のラップ部の歯先には、相手方の歯底面との間をシールするシール部材を設け、
前記固定スクロールと旋回スクロールとの間には、前記固定スクロールが圧力室内の中間圧によって軸方向に移動したときに前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保するため、前記固定スクロールの移動を規制する規制部材を設け、
前記規制部材は前記旋回スクロールに取付け、前記シール部材が相手方の歯底面と接触したときに前記固定スクロールと前記規制部材との間には微小な隙間を与え、
前記シール部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記規制部材とが接触した場合、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保し、
前記規制部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板とが接触した場合、前記固定スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び前記旋回スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保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。 - ケーシングと、
該ケーシング内に軸方向に可動的に設けられ鏡板の歯底面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の歯底面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、
前記ケーシングと前記固定スクロールの鏡板背面側との間に設けられ前記鏡板に穿設された連通孔を通じて前記圧縮室内の中間圧が導かれる圧力室とを備えてなるスクロール式流体機械において、
前記固定スクロールと旋回スクロールとのラップ部のうち少なくとも一方側のラップ部の歯先には、相手方の歯底面との間をシールするシール部材を設け、
前記固定スクロールと旋回スクロールとの間には、前記固定スクロールが圧力室内の中間圧によって軸方向に移動したときに前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保するため、前記固定スクロールの移動を規制する規制部材を設け、
前記規制部材は前記固定スクロールに取付け、前記シール部材が相手方の歯底面と接触したときに前記旋回スクロールと前記規制部材との間には微小な隙間を与え、
前記シール部材が摩耗し、前記旋回スクロールと前記規制部材とが接触した場合、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保し、
前記規制部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板とが接触した場合、前記固定スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び前記旋回スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保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。 - 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の両端側に軸方向に可動的に設けられ鏡板の歯底面に渦巻状のラップ部が立設された第１，第２の固定スクロールと、
該第１，第２の固定スクロール間に位置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となるように配置された電動機と、
前記第１，第２の固定スクロールと対面して該電動機の出力軸の両端側に設けられ、鏡板の歯底面に前記第１，第２の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第１，第２の旋回スクロールと、
前記ケーシングと第１，第２の固定スクロールの鏡板背面側との間に設けられ該鏡板に穿設された連通孔を通じて前記圧縮室内の中間圧が導かれる第１，第２の圧力室とを備えてなるスクロール式流体機械において、
前記固定スクロールと旋回スクロールとのラップ部のうち少なくとも一方側のラップ部の歯先には、相手方の歯底面との間をシールするシール部材を設け、
前記第１，第２の固定スクロールと第１，第２の旋回スクロールとの間には、前記第１，第２の固定スクロールが第１，第２の圧力室内の中間圧によって軸方向に移動したときに前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保するため、前記第１，第２の固定スクロールの移動を規制する第１，第２の規制部材を設け、
前記規制部材は前記旋回スクロールに取付け、前記シール部材が相手方の歯底面と接触したときに前記固定スクロールと前記規制部材との間には微小な隙間を与え、
前記シール部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記規制部材とが接触した場合、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保し、
前記規制部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板とが接触した場合、前記固定スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び前記旋回スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保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。 - 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の両端側に軸方向に可動的に設けられ鏡板の歯底面に渦巻状のラップ部が立設された第１，第２の固定スクロールと、
該第１，第２の固定スクロール間に位置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となるように配置された電動機と、
前記第１，第２の固定スクロールと対面して該電動機の出力軸の両端側に設けられ、鏡板の歯底面に前記第１，第２の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第１，第２の旋回スクロールと、
前記ケーシングと第１，第２の固定スクロールの鏡板背面側との間に設けられ該鏡板に穿設された連通孔を通じて前記圧縮室内の中間圧が導かれる第１，第２の圧力室とを備えてなるスクロール式流体機械において、
前記固定スクロールと旋回スクロールとのラップ部のうち少なくとも一方側のラップ部の歯先には、相手方の歯底面との間をシールするシール部材を設け、
前記第１，第２の固定スクロールと第１，第２の旋回スクロールとの間には、前記第１，第２の固定スクロールが第１，第２の圧力室内の中間圧によって軸方向に移動したときに前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保するため、前記第１，第２の固定スクロールの移動を規制する第１，第２の規制部材を設け、
前記規制部材は前記固定スクロールに取付け、前記シール部材が相手方の歯底面と接触したときに前記旋回スクロールと前記規制部材との間には微小な隙間を与え、
前記シール部材が摩耗し、前記旋回スクロールと前記規制部材とが接触した場合、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板との間には隙間を確保し、
前記規制部材が摩耗し、前記固定スクロールと前記旋回スクロールの鏡板とが接触した場合、前記固定スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間及び前記旋回スクロールの前記ラップ部の歯先と相手方の歯底面との間に隙間を確保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。
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