JP2002070761A - スクロール式流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転時にケーシングと旋回軸が軸方向に熱膨
張したときでも、固定スクロールと旋回スクロールとが
軸方向で干渉するのを抑えられるようにする。 【解決手段】 ケーシング１内には軸方向に離間して固
定スクロール６Ａ，６Ｂを固定的に設ける。また、この
固定スクロール６Ａ，６Ｂ間には旋回軸２１を軸方向に
配置し、この旋回軸２１は偏心軸受１３Ａ，１３Ｂによ
り旋回運動可能に支持する。さらに、旋回軸２１の両端
側には旋回スクロール２４Ａ，２４Ｂを固定的に設け、
旋回軸２１を電動機１０により旋回させる。そして、ケ
ーシング本体２の熱膨張率α1は旋回軸２１の熱膨張率
α2に対し約２倍の大きさに設定する。これにより、運
転時にケーシング本体２の温度がＴ1まで上昇し、旋回
軸２１の温度が温度Ｔ1の約２倍の温度Ｔ2まで上昇した
ときに、ケーシング本体２の熱膨張量ΔＬ1と旋回軸２
１の熱膨張量ΔＬ2とをほぼ同等の大きさとなるように
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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た
ものが知られている。

【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、他の従来技術によるスクロール式流
体機械として、圧縮空気量を増やすために、下記の如く
構成されたものが知られている（例えば特開２０００−
１３０３６５号公報等）。

【０００５】即ち、この従来技術によるスクロール式流
体機械は、ケーシング内に軸方向に離間して一対の固定
スクロールを設け、これら各固定スクロール間には、電
動機を配設している。また、ケーシング内には、両端側
が偏心軸受の外側転動体により支持された回転軸と、該
回転軸の内周側に遊嵌され両端側が偏心軸受の内側転動
体により支持された旋回軸とを設け、該旋回軸の両端側
には各固定スクロールとそれぞれ対向して旋回スクロー
ルを固定的に設ける構成としている。

【０００６】そして、この従来技術によるスクロール式
流体機械にあっては、電動機を作動してロータを回転す
ると、この回転によって回転軸は偏心軸受の外側転動体
に支持された状態で回転運動を行うと共に、旋回軸は内
側転動体に支持された状態で旋回運動を行い、これによ
り２個の旋回スクロールを同時に旋回させ、全体の圧縮
空気量を増やす構成となっている。

【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は、圧縮効率を高め
るために、固定スクロールと旋回スクロールとの間のス
ラスト方向の隙間を可能な限り小さくし、圧縮室内の密
閉度を高く保つことが要求される。

【０００８】しかし、特開２０００−１３０３６５号公
報等に記載のスクロール式流体機械のように２個の固定
スクロールの間に旋回軸と一体となった２個の旋回スク
ロールを配置する構成とした場合、前述の如く固定スク
ロールと旋回スクロールとの間のスラスト方向の隙間を
縮小すると、以下のような問題が生じる。

【０００９】即ち、運転時には電動機の発熱または圧縮
室内の圧縮熱がケーシング、旋回軸等に伝わり、これら
ケーシング、旋回軸は軸方向に熱膨張する。ここで、ケ
ーシングは外周側が直接外気と触れるため、ケーシング
の熱は外部に放熱され易くなる。これに対し旋回軸はケ
ーシング内に収容されるから、旋回軸の熱は外部に逃げ
にくくなり、旋回軸はケーシングよりも高温となる。

【００１０】この結果、旋回軸の軸方向の熱膨張量はケ
ーシングの軸方向の熱膨張量よりも大きくなり、旋回軸
と一体となった旋回スクロールがケーシングと一体とな
った固定スクロール側へと接近する。そして、場合によ
っては旋回スクロールのラップ部が固定スクロールの鏡
板と干渉し、両者の間でかじりが生じることがあるとい
う問題がある。

【００１１】また、このような固定スクロールと旋回ス
クロールとの干渉を避けるために、両者の間のスラスト
方向の隙間を拡げると、圧縮性能が低下するという問題
もある。

【００１２】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、運転時にケーシングと
旋回軸が軸方向に熱膨張したときでも、固定スクロール
と旋回スクロールとが軸方向で干渉するのを抑えられ、
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
の間隔を小さく保ち、圧縮効率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。

【００１３】

【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、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
端側に固定的に設けられ鏡板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からなる固定側部
材と該第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になるように配置された電動機
と、前記ケーシングの軸線を中心とした外側転動体を有
すると共に該外側転動体の内側に配置されケーシングの
軸線に対し偏心した偏心軸線を中心として転動する内側
転動体を有する偏心軸受と、前記電動機のロータを挟ん
で前記ケーシングの軸線方向に延び両端が前記偏心軸受
の外側転動体に支持された中空軸体からなり前記ロータ
によって回転される回転軸と、該回転軸内を前記偏心軸
線上に遊嵌して設けられ、前記偏心軸受の内側転動体に
支持されて旋回運動する旋回軸と、該旋回軸の両端側に
設けられ、第１，第２の固定スクロールと対面して鏡板
に第１，第２の固定スクロールのラップ部と重なり合っ
て複数の圧縮室を形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を備えている。

【００１４】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記ケーシングに用いる材料の熱膨張率を前記
旋回軸に用いる材料の熱膨張率よりも大となるように設
定する構成としたことにある。

【００１５】このように構成したことにより、運転時に
旋回軸がケーシングよりも高い温度状態におかれたとき
でも、ケーシングは旋回軸よりも大きな熱膨張率を有し
ているから、ケーシングの軸方向の熱膨張量を旋回軸の
軸方向の熱膨張量とほぼ同等の大きさまで増大すること
ができる。

【００１６】また、請求項２の発明は、ケーシングに用
いる材料はアルミ系材料により構成し、旋回軸に用いる
材料は鉄系材料により構成としている。これにより、ア
ルミ系材料からなるケーシングの熱膨張率を鉄系材料か
らなる旋回軸の熱膨張率に対して約２倍の大きさに設定
することが可能となる。

【００１７】

【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、図１ないし図４の添付図面に従って詳細に説
明する。

【００１８】１はスクロール式空気圧縮機の外枠を形成
し、後述の固定スクロール６Ａ，６Ｂと共に固定側部材
を構成する筒状のケーシングを示し、該ケーシング１
は、軸線Ｏ1−Ｏ1（図１参照）を有するケーシング本体
２と、該ケーシング本体２の両端側に設けられた軸受取
付筒３Ａ，３Ｂと、該軸受取付筒３Ａ，３Ｂの外周側に
設けられた蓋部４Ａ，４Ｂとにより構成されている。

【００１９】ここで、ケーシング本体２は後述の旋回軸
２１よりも大きな熱膨張率(熱膨張係数）α1をもった材
料、例えばアルミ系材料等を用いて形成されている。そ
して、このケーシング本体２の熱膨張率α1は、後述す
る旋回軸２１の熱膨張率α2に対し約１．５〜２．５
倍、好ましくは下記数１の如く約２倍程度の大きさに設
定され、

【００２０】

【数１】α1≒２×α2 となっている。

【００２１】また、ケーシング１の蓋部４Ａ，４Ｂは、
後述の吸込口３０Ａ，３０Ｂと連通する位置に開口部４
Ａ1，４Ｂ1が穿設されている。そして、蓋部４Ａ，４Ｂ
は、ボルト５Ａ，５Ｂにより軸受取付筒３Ａ，３Ｂと一
緒にケーシング本体２側に固定して取付けられている。

【００２２】６Ａ，６Ｂはケーシング１の軸方向両側に
位置して蓋部４Ａ，４Ｂの内周側にそれぞれ固定的に設
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７
Ａと、該鏡板７Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部
８Ａと、鏡板７Ａの外周側から該ラップ部８Ａを取囲む
ように軸方向に突出し、ケーシング本体２の内周側に嵌
合して設けられた嵌合筒部９Ａとによって構成されてい
る。また、第２の固定スクロール６Ｂについても、鏡板
７Ｂ、ラップ部８Ｂおよび嵌合筒部９Ｂによって構成さ
れている。

【００２３】１０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１０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１１と、該ステータ１１の内周側に該ス
テータ１１によって回転するように配設されたロータ１
２とによって構成され、ステータ１１の軸線とロータ１
２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１０は、ロータ１２を
回転することにより後述の回転軸２０を駆動するもので
ある。

【００２４】１３Ａ，１３Ｂは固定スクロール６Ａ，６
Ｂと電動機１０との間に位置して、軸受取付筒３Ａ，３
Ｂ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１３Ａは、外輪１４Ａと、該外輪１４Ａの
内周側に外側転動体となる複数の球体１５Ａによって回
転可能に設けられ、回転軸２０の外周側に固着された外
側中輪１６Ａと、回転軸２０の内周側に固着された内側
中輪１７Ａと、該内側中輪１７Ａの内周側に内側転動体
となる複数の球体１８Ａによって回転可能に設けられた
内輪１９Ａとによって構成されている。

【００２５】ここで、外輪１４Ａは、軸受取付筒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１６Ａは、球体１５Ａによって
外輪１４Ａ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１５Ａは外輪
１４Ａと外側中輪１６Ａとの間を軸線Ｏ1−Ｏ1を中心と
して転動する。

【００２６】これに対して内側中輪１７Ａは、外輪１４
Ａ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
１９Ａは、球体１８Ａによって内側中輪１７Ａ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１８Ａは偏心軸線Ｏ2−Ｏ2
を中心に転動する。

【００２７】かくして、偏心軸受１３Ａは、外側中輪１
６Ａと内側中輪１７Ａとが回転軸２０と一体に回転する
ことにより、旋回軸２１と一体となった内輪１９Ａ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１３Ｂに
ついても、外輪１４Ｂ、球体１５Ｂ、外側中輪１６Ｂ、
内側中輪１７Ｂ、球体１８Ｂおよび内輪１９Ｂによって
構成されている。

【００２８】２０は電動機１０のロータ１２を挟んで両
端側が偏心軸受１３Ａ，１３Ｂに設けられた回転軸で、
該回転軸２０は、中空軸体として形成され、電動機１０
のロータ１２内周側に挿嵌されて固定的に設けられてい
る。そして、回転軸２０は、両端側がそれぞれ外側中輪
１６Ａの内周側と内側中輪１７Ａの外周側にそれぞれ固
着して取付けられ、ロータ１２と一体となって回転する
ことにより外側中輪１６Ａと内側中輪１７Ａを回転させ
るものである。

【００２９】ここで、回転軸２０は、図１に示すよう
に、外周側が外輪１４Ａ，１４Ｂ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。

【００３０】２１は回転軸２０内を遊嵌して設けられ、
偏心軸受１３Ａ，１３Ｂの内輪１９Ａ，１９Ｂに固定的
に支持された旋回軸で、該旋回軸２１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２１の両端側は内輪１９Ａ，１９Ｂの
内周側に挿嵌して固着されている。

【００３１】さらに、旋回軸２１の両端側には第１，第
２のスラスト受板２２Ａ，２２Ｂがボルト２３により廻
止め状態で固定して取付けられている。そして、これら
スラスト受板２２Ａ，２２Ｂは旋回スクロール２４Ａ，
２４Ｂの鏡板２５Ａ，２５Ｂ背面側に当接することによ
り、旋回スクロール２４Ａ，２４Ｂに作用するスラスト
荷重を支持するものである。

【００３２】ここで、旋回軸２１はケーシング本体２よ
りも小さな熱膨張率α2をもった材料、例えば鉄系材料
等を用いて形成されている。そして、この旋回軸２１の
熱膨張率α2は、ケーシング本体２の熱膨張率α1に対し
約２／５〜２／３倍、好ましくは１／２倍程度の大きさ
（数１参照）に設定されるものである。

【００３３】なお、鉄の熱膨張率は鉄の温度が２０度
（２９３Ｋ）のとき１１．８×１０^-6（１／Ｋ）である
のに対し、アルミの熱膨張率は、アルミの温度が２０度
のとき２３．１×１０^-6（１／Ｋ）である。

【００３４】また、旋回軸２１は、図２、図３に示すよ
うにケーシング本体２の軸方向寸法Ｌ1とほぼ同一の軸
方向寸法Ｌ2をもって形成され、

【００３５】

【数２】Ｌ1≒Ｌ2 となっている。

【００３６】このため、後述するように運転時にケーシ
ング本体２の温度がＴ1まで上昇し、旋回軸２１の温度
が温度Ｔ1の約２倍の温度Ｔ2まで上昇したときには、ケ
ーシング本体２の軸方向の熱膨張量ΔＬ1と旋回軸２１
の軸方向の熱膨張量ΔＬ2とはほぼ同等の大きさとな
る。

【００３７】２４Ａ，２４Ｂは固定スクロール６Ａ，６
Ｂと対面して旋回軸２１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２４Ａは、円板状に形成された鏡板２
５Ａと、該鏡板２５Ａの表面側から軸方向に立設された
渦巻状のラップ部２６Ａとによって構成されている。ま
た、鏡板２５Ａには、その内部を径方向に貫通して延び
る複数の冷却風通路２７Ａ(１個のみ図示)が形成されて
いる。

【００３８】また、旋回スクロール２４Ａは、鏡板２５
Ａの背面側をスラスト受板２２Ａの表面側に嵌合させ、
この状態でボルト(図示せず)等を用いてスラスト受板２
２Ａに一体に取付けられている。そして、旋回スクロー
ル２４Ａのラップ部２６Ａは、固定スクロール６Ａのラ
ップ部８Ａ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８Ａ，２６Ａ間には
複数の圧縮室２８Ａ，２８Ａ，…が画成される。

【００３９】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３０Ａから外周側の圧縮室２８Ａ内
に空気を吸込みつつ、この空気を旋回スクロール２４Ａ
が旋回運動する間に各圧縮室２８Ａ内で順次圧縮し、最
後に中心側の圧縮室２８Ａから後述の吐出口３１Ａを介
して外部に圧縮空気を吐出する。

【００４０】ここで、固定スクロール６Ａと旋回スクロ
ール２４Ａは、運転前の状態では図４中に実線で示す位
置におかれ、このときラップ部２６Ａの先端と鏡板７Ａ
との間のスラスト方向の隙間はＳとなっている。また、
運転時には固定スクロール６Ａと旋回スクロール２４Ａ
は、後述するように図４中に二点鎖線で示す位置におか
れ、このときラップ部２６Ａの先端と鏡板７Ａとの間の
スラスト方向の隙間はＳ′となっている。

【００４１】また、第２の旋回スクロール２４Ｂについ
ても、鏡板２５Ｂ、ラップ部２６Ｂ、および冷却風通路
２７Ｂ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２８Ｂを画成している。

【００４２】なお、２９Ａは軸受取付筒３Ａとスラスト
受板２２Ａとの間に設けられたクランク軸、２９Ｂは軸
受取付筒３Ｂとスラスト受板２２Ｂとの間に設けられた
他ののクランク軸（いずれも１個のみ図示）で、これら
各クランク軸２９Ａ，２９Ｂは、スラスト受板２２Ａ，
２２Ｂと一体となった旋回スクロール２４Ａ，２４Ｂの
自転を防止するものである。

【００４３】また、３０Ａ，３０Ｂは固定スクロール６
Ａ，６Ｂのラップ部８Ａ，８Ｂ外周側に位置してケーシ
ング本体２に設けられた吸込口、３１Ａ，３１Ｂは固定
スクロール６Ａ，６Ｂのラップ部８Ａ，８Ｂ中心側に位
置してケーシング１の蓋部４Ａ，４Ｂに設けられた吐出
口を示している。

【００４４】本実施の形態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、電動機１０のロータ１２を回転する
と、該ロータ１２と一体となった回転軸２０は、偏心軸
受１３Ａ，１３Ｂの球体１５Ａ，１５Ｂによって回転運
動を行い、このときに旋回軸２１は球体１８Ａ，１８Ｂ
によって回転軸２０の内周側で回転する。

【００４６】ここで、前記球体１５Ａ，１５Ｂは、ケー
シング１（外輪１４Ａ，１４Ｂ）の軸線Ｏ1−Ｏ1を中心
として回転するのに対し、球体１８Ａ，１８Ｂは軸線Ｏ
1-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１９Ａ，１９Ｂ
と一体となった旋回軸２１は、球体１８Ａ，１８Ｂ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２４Ａ，２４Ｂを旋回
させる。

【００４７】この結果、固定スクロール６Ａと旋回スク
ロール２４Ａとの間に画成された各圧縮室２８Ａはそれ
ぞれ連続的に縮小し、これにより固定スクロール６Ａの
吸込口３０Ａから吸込んだ外気を各圧縮室２８Ａ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３１Ａから外部の空気タンク（図示せず）等に貯留さ
せる。

【００４８】また、固定スクロール６Ｂと旋回スクロー
ル２４Ｂとの間に画成された各圧縮室２８Ｂ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。

【００４９】ところで、運転時には電動機１０の発熱ま
たは圧縮室２８Ａ，２８Ｂ内の熱がケーシング本体２、
旋回軸２１等に伝わる。そして、ケーシング本体２は外
周側が直接外気と触れるため、ケーシング本体２の熱は
外部に放熱され易くなるのに対し、旋回軸２１はケーシ
ング本体２内に収容されるから、旋回軸２１の熱は外部
に逃げにくくなる。

【００５０】この結果、運転を開始して当該スクロール
式空気圧縮機の温度が平衡状態となるまでの間、ケーシ
ング本体２が温度Ｔ1だけ上昇したとすると、旋回軸２
１は例えば温度Ｔ1の約２倍の温度Ｔ2まで上昇し、下記
数３のようになる。

【００５１】ここで、本実施の形態では、数１の如くケ
ーシング本体２の熱膨張率α1を、旋回軸２１の熱膨張
率α2に対し約２倍程度の大きさに設定すると共に、数
２のようにケーシング本体２の軸方向寸法Ｌ1を旋回軸
２１の軸方向寸法Ｌ2とほぼ同一の大きさに形成してい
る。

【００５２】そして、前述の如くケーシング本体２の温
度がＴ1だけ上昇したときのケーシング本体２の熱膨張
量をΔＬ1（図２参照）とし、旋回軸２１の温度がＴ2だ
け上昇したときの旋回軸２１の熱膨張量をΔＬ2（図３
参照）としたとき、これらの熱膨張量ΔＬ1，ΔＬ2は、
数４、数５の如く表される。

【００５３】従って、数１〜数４によりケーシング本体
２の熱膨張量ΔＬ1は、数６のように表され、数５、数
６によりこのケーシング本体２の熱膨張量ΔＬ1と旋回
軸２１の熱膨張量ΔＬ2とをほぼ同じ大きさ（ΔＬ1≒Δ
Ｌ2）に設定することができる。

【００５４】

【数３】Ｔ1≒１／２×Ｔ2

【００５５】

【数４】ΔＬ1＝α1×Ｌ1×Ｔ1

【００５６】

【数５】ΔＬ2＝α2×Ｌ2×Ｔ2

【００５７】

【数６】ΔＬ1≒α2×Ｌ2×Ｔ2

【００５８】かくして、本実施の形態では、図４に示す
ように運転時にケーシング本体２が熱膨張したときの固
定スクロール６Ａ(６Ｂ）の軸方向への移動量（１／２
×ΔＬ1）と、旋回軸２１が熱膨張したときの旋回スク
ロール２４Ａ(２４Ｂ）の軸方向への移動量（１／２×
ΔＬ2）とをほぼ一致させることができ、固定スクロー
ル６Ａの鏡板７Ａと旋回スクロール２４Ａのラップ部２
６Ａとの間のスラスト方向の隙間Ｓ′を、運転前の隙間
Ｓとほぼ同じ大きさ（Ｓ′＝Ｓ）に保つことができる。

【００５９】これにより、運転前に固定スクロール６
Ａ，６Ｂの鏡板７Ａ，７Ｂと旋回スクロール２４Ａ，２
４Ｂのラップ部２６Ａ，２６Ｂとの間のスラスト方向の
隙間Ｓをほぼ零（Ｓ≒０）に設定した場合でも、固定ス
クロール６Ａ，６Ｂの鏡板７Ａ，７Ｂと旋回スクロール
２４Ａ，２４Ｂのラップ部２６Ａ，２６Ｂ、または固定
スクロール６Ａ，６Ｂのラップ部８Ａ，８Ｂと旋回スク
ロール２４Ａ，２４Ｂの鏡板２５Ａ，２５Ｂとが干渉し
てかじりが発生するのを防止でき、これら固定スクロー
ル６Ａ，６Ｂ、旋回スクロール２４Ａ，２４Ｂの耐久
性、寿命等を高めることができる。

【００６０】そして、固定スクロール６Ａ，６Ｂの鏡板
７Ａ，７Ｂと旋回スクロール２４Ａ，２４Ｂのラップ部
２６Ａ，２６Ｂとの間のスラスト方向の隙間Ｓ′を小さ
く保ち、圧縮性能を高めることができる。

【００６１】なお、実施の形態では、偏心軸受１３Ａに
用いる中輪を、外側中輪１６Ａと内側中輪１７Ａの２部
材で構成する場合を例に挙げて説明したが、これに替え
て、例えば図５に示す変形例のように、偏心軸受４１Ａ
の中輪４４Ａを１部材で構成してもよい。

【００６２】ここで、偏心軸受４１Ａは、外輪４２Ａ
と、該外輪４２Ａの内周側に外側転動体となる球体４３
Ａによって回転可能に設けられ回転軸２０の端部に嵌合
して固着された中輪４４Ａと、該中輪４４Ａの内周側に
内側転動体となる球体４５Ａによって回転可能に設けら
れ旋回軸２１の外周側に固着された内輪４６Ａとによっ
て構成されている。

【００６３】また、実施の形態では、ケーシング１のう
ちケーシング本体２のみをアルミ系部材で形成し、蓋部
４Ａ，４Ｂ等を鉄系部材で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、例えば蓋部に
ついてもアルミ系部材を用いて形成してもよい。

【００６４】また、実施の形態では、ケーシング本体２
の熱膨張率α1を旋回軸２１の熱膨張率α2の約２倍に設
定する場合を例に挙げて説明したが、ケーシング本体の
熱膨張率および旋回軸の熱膨張率は、運転時におけるケ
ーシング本体の温度と旋回軸の温度に応じて例えば１．
５〜２．５倍の範囲内で適宜に変更してもよい。

【００６５】さらに、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。

【００６６】

【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、ケーシング内に軸方向に離間して一対の固
定スクロールを固定的に設け、これら各固定スクロール
間には、電動機によって駆動される旋回軸を配置し、該
旋回軸の両端側には固定スクロールと対向して旋回スク
ロールを固定的に設けると共に、ケーシングは旋回軸よ
りも大きな熱膨張率をもった材料を用いて形成する構成
としたので、運転時に旋回軸がケーシングよりも高い温
度状態におかれたときでも、ケーシングの軸方向の熱膨
張量を旋回軸の軸方向の熱膨張量とほぼ同等の大きさま
で増やすことができ、ケーシングと一体となった固定ス
クロールと、旋回軸と一体となった旋回スクロールとが
軸方向で干渉して両者の間にかじりが発生するのを抑え
られ、これら固定スクロール、旋回スクロールの耐久
性、寿命等を高めることができる。

【００６７】そして、運転時における固定スクロールと
旋回スクロールとの間のスラスト方向の隙間を運転前と
同様に小さく保つことができ、圧縮性能を高めることが
できる。

【００６８】また、請求項２の発明は、ケーシングに用
いる材料はアルミ系材料であり、旋回軸に用いる材料は
鉄系材料である構成としたので、ケーシングの熱膨張率
を旋回軸の熱膨張率に対して約２倍程度まで大きく設定
することができ、ケーシングの材料の選択を簡単に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明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】図１中のケーシング本体を単体で示す断面図で
ある。

【図３】第１の旋回軸を単体で示す断面図である。

【図４】図１中の固定スクロールおよび旋回スクロール
等を拡大して示す部分拡大断面図である。

【図５】本発明の変形例によるスクロール式空気圧縮機
を示す一部破断の縦断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング（固定側部材） ２ ケーシング本体 ６Ａ，６Ｂ 固定スクロール ７Ａ，７Ｂ，２５Ａ，２５Ｂ 鏡板 ８Ａ，８Ｂ，２６Ａ，２６Ｂ ラップ部 １０ 電動機 １１ ステータ １２ ロータ １３Ａ，１３Ｂ，４１Ａ 偏心軸受 １５Ａ，１５Ｂ，４３Ａ 球体（外側転動体） １８Ａ，１８Ｂ，４５Ａ 球体（内側転動体） ２０ 回転軸 ２１ 旋回軸 ２４Ａ，２４Ｂ 旋回スクロール ２８Ａ，２８Ｂ 圧縮室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末藤 和孝 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 Ｆターム(参考） 3H029 AA02 AA09 AA15 AA21 AB03 BB11 CC09 CC16 CC38 3H039 AA02 AA06 AA14 BB12 CC04 CC10 CC33 CC35

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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固定的に設けられ鏡板に
   渦巻状のラップ部が立設された第１，第２の固定スクロ
   ールとからなる固定側部材と、 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になるように配置された電動機と、 前記ケーシングの軸線を中心とした外側転動体を有する
   と共に該外側転動体の内側に配置されケーシングの軸線
   に対し偏心した偏心軸線を中心として転動する内側転動
   体を有する偏心軸受と、 前記電動機のロータを挟んで前記ケーシングの軸線方向
   に延び両端が前記偏心軸受の外側転動体に支持された中
   空軸体からなり前記ロータによって回転される回転軸
   と、 該回転軸内を前記偏心軸線上に遊嵌して設けられ、前記
   偏心軸受の内側転動体に支持されて旋回運動する旋回軸
   と、 該旋回軸の両端側に設けられ、第１，第２の固定スクロ
   ールと対面して鏡板に第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形成するラップ部
   が立設された第１，第２の旋回スクロールとを備えてな
   るスクロール式流体機械において、 前記ケーシングに用いる材料の熱膨張率は前記旋回軸に
   用いる材料の熱膨張率よりも大となるように設定する構
   成としたことを特徴とするスクロール式流体機械。
2. 【請求項２】 前記ケーシングに用いる材料はアルミ系
   材料であり、前記旋回軸に用いる材料は鉄系材料である
   請求項１に記載のスクロール式流体機械。