JP2005016492A - スクロール流体機械 - Google Patents
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Abstract
【課題】被圧縮流体を有効に圧縮する。
【解決手段】ケーシング１に固定スクロール２を固定し、ケーシング１にステータ３を固定し、ケーシング１に回転軸８を回転可能に支持し、回転軸８にロータ９を固定し、回転軸８に旋回軸１２を偏心して回転可能に支持し、旋回軸１２の上部に旋回スクロール１３を取り付け、旋回軸１２の偏心旋回を許容しかつ旋回軸１２の自転を防止する自転防止手段を設け、旋回軸１２の固定スクロール２側の端部に係合部２２を設け、旋回スクロール１３の固定スクロール２側とは反対側の端部に係合穴２３を設け、係合部２２を係合穴２３に係合させ、旋回軸１２に旋回スクロール１３を旋回軸１２の中心線方向にのみ移動可能に取り付け、係合部２２と旋回スクロール１３との間に圧力室２５を設け、中間部の圧縮室２６と圧力室２５とを通路により接続する。
【選択図】 図１
【解決手段】ケーシング１に固定スクロール２を固定し、ケーシング１にステータ３を固定し、ケーシング１に回転軸８を回転可能に支持し、回転軸８にロータ９を固定し、回転軸８に旋回軸１２を偏心して回転可能に支持し、旋回軸１２の上部に旋回スクロール１３を取り付け、旋回軸１２の偏心旋回を許容しかつ旋回軸１２の自転を防止する自転防止手段を設け、旋回軸１２の固定スクロール２側の端部に係合部２２を設け、旋回スクロール１３の固定スクロール２側とは反対側の端部に係合穴２３を設け、係合部２２を係合穴２３に係合させ、旋回軸１２に旋回スクロール１３を旋回軸１２の中心線方向にのみ移動可能に取り付け、係合部２２と旋回スクロール１３との間に圧力室２５を設け、中間部の圧縮室２６と圧力室２５とを通路により接続する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気圧縮機、真空ポンプ、冷媒ガス圧縮機、酸素吸入機用圧縮機等として用いられるスクロール流体機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００１−３０４１４３号公報
【特許文献１】特開２００１−３０４１４１号公報。
【０００３】
上記特許文献１には、ケーシングと、ケーシングに固定された固定スクロールと、ケーシングに固定されたステータと、ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、回転軸に固定されたロータと、回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、旋回軸に設けられた旋回スクロールと、旋回軸の偏心旋回を許容しかつ旋回軸の自転を防止する自転防止手段とを有するスクロール流体機械が記載されている。
【０００４】
また、上記特許文献２には、ケーシングと、ケーシングに固定された固定スクロールと、ケーシングに固定されたステータと、ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、回転軸に固定されたロータと、回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、旋回軸に設けられかつ上下にラップを有する旋回スクロールと、旋回軸の偏心旋回を許容しかつ旋回軸の自転を防止する自転防止手段とを有するスクロール流体機械が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなスクロール流体機械においては、固定スクロールと旋回スクロールとの間に形成された圧縮室から被圧縮ガスが漏れて、被圧縮ガスを有効に圧縮することができない。
【０００６】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、被圧縮流体を有効に圧縮することができるスクロール流体機械を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明においては、ケーシングと、上記ケーシングに固定された固定スクロールと、上記ケーシングに固定されたステータと、上記ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、上記回転軸に固定されたロータと、上記回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、上記旋回軸に取り付けられた旋回スクロールと、上記旋回軸の偏心旋回を許容しかつ上記旋回軸の自転を防止する自転防止手段とを設け、上記旋回軸に上記旋回スクロールを上記旋回軸の中心線方向にのみ移動可能に取り付け、上記旋回軸と上記旋回スクロールとの間に圧力室を設け、上記旋回スクロールと上記固定スクロールとの間に形成された圧縮室と上記圧力室とを通路により接続する。
【０００８】
また、ケーシングと、上記ケーシングに固定された固定スクロールと、上記ケーシングに固定されたステータと、上記ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、上記回転軸に固定されたロータと、上記回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、上記旋回軸に取り付けられかつ第１、第２の分割旋回スクロールからなる旋回スクロールと、上記旋回軸の偏心旋回を許容しかつ上記旋回軸の自転を防止する自転防止手段とを設け、上記旋回軸に上記第１、第２の分割旋回スクロールを上記旋回軸の中心線方向にのみ移動可能に取り付け、上記第１、第２の分割旋回スクロールの間に圧力室を設け、上記旋回スクロールと上記固定スクロールとの間に形成された圧縮室と上記圧力室とを通路により接続する。
【０００９】
この場合、上記第１の分割旋回スクロールと上記第２の分割旋回スクロールとの間に弾性材を設けてもよい。
【００１０】
また、ケーシングと、上記ケーシングに固定された固定スクロールと、上記ケーシングに固定されたステータと、上記ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、上記回転軸に固定されたロータと、上記回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、上記旋回軸に取り付けられかつ第１、第２の分割旋回スクロールからなる旋回スクロールと、上記旋回軸の偏心旋回を許容しかつ上記旋回軸の自転を防止する自転防止手段とを設け、上記旋回軸に上記第１、第２の分割旋回スクロールを上記旋回軸の中心線方向にのみ移動可能に取り付け、上記第１、第２の分割旋回スクロールの間に弾性材を設ける。
【００１１】
また、ケーシングと、上記ケーシングに固定された固定スクロールと、上記ケーシングに固定されたステータと、上記ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、上記回転軸に固定されたロータと、上記回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、上記旋回軸に取り付けられた旋回スクロールと、上記旋回軸の偏心旋回を許容しかつ上記旋回軸の自転を防止する自転防止手段とを設け、上記ケーシングに設けられかつ中心線が上記回転軸の中心線と一致した円形溝と、上記旋回軸に設けられかつ上記円形溝内に位置しまた中心線が上記旋回軸の中心線と一致しさらに上記円形溝に接する円板とを有する自己流体圧発生手段を設け、上記旋回軸に上記旋回スクロールを上記旋回軸の中心線方向にのみ移動可能に取り付け、上記旋回スクロールと上記旋回軸との間に圧力室を設け、上記自己流体圧発生手段と上記圧力室とを連通する。
【００１２】
この場合、上記旋回スクロールと固定スクロールとの間に形成された圧縮室と上記圧力室とを連通してもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るスクロール流体機械を示す概略断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１に示したスクロール流体機械の一部を示す拡大断面図、図４は図３のＢ−Ｂ断面図である。図に示すように、ケーシング１に固定スクロール２が固定され、固定スクロール２には渦巻状のラップが設けられている。また、ケーシング１にステータ３が固定され、ケーシング１に軸受支え４、５が固定され、軸受支え４、５に軸受６、７を介して回転軸８が回転可能に支持され、回転軸８にロータ９が固定され、ステータ３、ロータ９等によりモータ（駆動部）が構成されている。また、回転軸８に軸受１０、１１を介して旋回軸１２が回転可能に支持され、回転軸８の中心線と旋回軸１２の中心線とは偏っている。すなわち、旋回軸１２は回転軸８に偏心して回転可能に支持されている。また、旋回軸１２の上部に旋回スクロール１３が取り付けられ、旋回スクロール１３には固定スクロール２のラップと同一形状のラップが設けられ、旋回スクロール１３のラップと固定スクロール２のラップとが重なり合っており、複数の圧縮室２６が形成され、固定スクロール２、旋回スクロール１３等により流体機械本体が構成されている。また、旋回軸１２の下部すなわち図１紙面下方部に旋回板１４が固定され、軸受支え５と旋回板１４との間に突起１６、１７を有するオルダムリング１５が設けられ、軸受支え５、旋回板１４に溝１８、１９が設けられ、溝１８、１９は直交しており、溝１８、１９に突起１６、１７が係合して、軸受支え５、オルダムリング１５等により旋回軸１２の偏心旋回を許容しかつ旋回軸１２の自転を防止する自転防止手段が構成されている。すなわち、自転防止手段の固定部である軸受支え５はケーシング１に固定され、また移動部であるオルダムリング１５は旋回軸部である旋回板１４と係合している。また、固定スクロール２に吸入管２０が接続され、固定スクロール２に吐出管２１が接続され、吸入管２０、吐出管２１は圧縮室２６に連通している。そして、ケーシング１、モータ、回転軸８、旋回軸１２、自転防止手段等により偏心旋回駆動装置が構成されている。また、旋回軸１２の固定スクロール２側の端部に係合部２２が設けられ、係合部２２の旋回軸１２の中心線と直角な面での断面形状は円形に近い楕円形である。また、旋回スクロール１３の固定スクロール２側とは反対側の端部に係合穴２３が設けられ、係合穴２３の旋回軸１２の中心線と直角な面での断面形状は円形に近い楕円形である。そして、係合部２２が係合穴２３に係合しており、旋回軸１２に旋回スクロール１３が旋回軸１２の中心線方向にのみ移動可能に取り付けられている。また、係合部２２と係合穴２３との間にはＯリング２４が設けられ、旋回軸１２（係合部２２）と旋回スクロール１３との間に圧力室２５が設けられ、旋回スクロール１３と固定スクロール２との間に形成された中間部の圧縮室２６と圧力室２５とが旋回スクロール１３に設けられた通路２７により接続されている。
【００１４】
このスクロール流体機械においては、ステータ３の巻線に通電すると、ロータ９、回転軸８が回転し、旋回軸１２は回転軸８の中心線を中心として偏心旋回するが、オルダムリング１５等からなる自転防止手段が設けられているから、旋回軸１２は自転しない。このため、旋回軸１２、旋回スクロール１３がケーシング１、固定スクロール２に対して回転せずに偏心旋回するから、旋回スクロール１３と固定スクロール２との間に形成された圧縮室２６が徐々に縮小する。したがって、空気等の被圧縮ガスは吸入管２０から吸引され、圧縮室２６で圧縮されて吐出管２１から吐出される。
【００１５】
このような流体機械においては、始動開始から時間が経過するにつれて中間部の圧縮室２６内の圧力すなわち中間圧が上昇するが、圧縮室２６と圧力室２５とが通路２７により接続されているから、圧力室２５内の圧力も始動開始から時間が経過するにつれて上昇するので、中間圧の上昇に伴って徐々に強い力で旋回スクロール１３が旋回軸１２、ケーシング１に対して固定スクロール２側に押される。このため、被圧縮ガスを有効に圧縮することができる。また、旋回軸１２（係合部２２）に対して旋回スクロール１３は回転しないから、圧力室２５のシールを容易に行なうことができるので、圧力室２５、圧縮室２６の圧力が低下することがないため、被圧縮ガスを有効に圧縮することができる。
【００１６】
図５は本発明に係る他のスクロール流体機械の一部を示す概略断面図である。図に示すように、偏心旋回駆動装置のケーシング１に固定スクロール３１が固定され、偏心旋回駆動装置の旋回軸１２に旋回軸１２の中心線方向（図５紙面上下方向）に分割された第１、第２の分割旋回スクロール３２、３３が取り付けられ、分割旋回スクロール３２、３３には固定スクロール３１のラップと同一形状のラップが設けられ、分割旋回スクロール３２、３３のラップと固定スクロール２のラップとが重なり合っており、複数の圧縮室４３、４４が形成され、固定スクロール３１に吸入管４７が接続され、固定スクロール３１に吐出管４８が接続され、吸入管４７、吐出管４８は圧縮室４３、４４に連通しており、分割旋回スクロール３２、３３により旋回軸１２の中心線方向の両側にラップを有する旋回スクロール３４が構成され、固定スクロール３１、旋回スクロール３４等により流体機械本体が構成されている。また、分割旋回スクロール３２、３３は旋回軸１２の中心線方向にのみ移動可能に旋回軸１２に取り付けられ、分割旋回スクロール３２、３３に凹部３５、３６が設けられ、凹部３５、３６により圧力室３７が構成されている。また、分割旋回スクロール３２に環状の突出部３８が設けられ、分割旋回スクロール３３に環状の溝部３９が設けられ、突出部３８が溝部３９に係合している。そして、突出部３８と分割旋回スクロール３３との間にＯリング４０が設けられ、旋回軸１２と分割旋回スクロール３２、３３との間にＯリング４１、４２が設けられているから、圧力室３７は気密に構成されている。また、圧縮室４３、４４と圧力室３７とが分割旋回スクロール３２、３３に設けられた通路４５、４６により接続されている。
【００１７】
このスクロール流体機械においては、偏心旋回駆動装置のステータ３の巻線に通電すると、ロータ９、回転軸８が回転し、旋回軸１２は回転軸８の中心線を中心として偏心旋回するが、自転防止手段が設けられているから、旋回軸１２は自転しない。このため、旋回軸１２、旋回スクロール３４がケーシング１、固定スクロール３１に対して回転せずに偏心旋回するから、旋回スクロール３４と固定スクロール３１との間に形成された圧縮室４３、４４が徐々に縮小する。したがって、空気等の被圧縮ガスは吸入管４７から吸引され、圧縮室４３、４４で圧縮されて吐出管４８から吐出される。
【００１８】
このような流体機械においては、始動開始から時間が経過するにつれて中間部の圧縮室４３、４４内の圧力すなわち中間圧が上昇するが、圧縮室４３、４４と圧力室３７とが通路４５、４６により接続されているから、圧力室３７内の圧力も始動開始から時間が経過するにつれて上昇するので、中間圧の上昇に伴って徐々に強い力で分割旋回スクロール３２、３３が旋回軸１２、ケーシング１に対して固定スクロール３１側に押される。このため、被圧縮ガスを有効に圧縮することができる。また、旋回軸１２に対して分割旋回スクロール３２、３３は回転せず、また分割旋回スクロール３２と分割旋回スクロール３３も相対的に回転しないから、圧力室３７のシールを容易に行なうことができるので、圧力室３７、圧縮室４３、４４の圧力が低下することがないから、被圧縮ガスを有効に圧縮することができる。
【００１９】
図６は本発明に係る他のスクロール流体機械の一部を示す概略断面図である。図に示すように、分割旋回スクロール３２と分割旋回スクロール３３との間にゴム状弾性材、板バネ、クッションゲル（ｃｕｓｈｉｏｎ ｇｅｌ）等の弾性材５１が設けられている。
【００２０】
このスクロール流体機械においては、スクロール流体機械を始動した当初には、弾性材５１の力が分割旋回スクロール３２、３３に作用するから、弾性材５１により分割旋回スクロール３２、３３が旋回軸１２、ケーシング１に対して固定スクロール３１側に押される。そして、始動開始から時間が経過するにつれて圧縮室４３、４４内の圧力が上昇すると、圧力室３７内の圧力も始動開始から時間が経過するにつれて上昇するので、圧力室３７、圧縮室４３、４４の圧力の上昇に伴って徐々に強い力で分割旋回スクロール３２、３３が旋回軸１２、ケーシング１に対して固定スクロール３１側に押される。このため、被圧縮ガスをさらに有効に圧縮することができる。
【００２１】
図７は本発明に係る他のスクロール流体機械の一部を示す概略断面図である。図に示すように、旋回軸１２の上部の外周面に旋回軸１２の中心線と平行な山形の凹凸が設けられ、分割旋回スクロール３２、３３の内周面に旋回軸１２の中心線と平行な山形の凹凸が設けられ、旋回軸１２の山形の凹凸と分割旋回スクロール３２、３３の山形の凹凸とが係合しており、分割旋回スクロール３２、３３は旋回軸１２の中心線方向にのみ移動可能に旋回軸１２に取り付けられている。また、分割旋回スクロール３２と分割旋回スクロール３３との間にゴム状弾性材、板バネ、クッションゲル等の弾性材６１が設けられている。
【００２２】
このスクロール流体機械においては、弾性材６１の力が分割旋回スクロール３２、３３に作用するから、弾性材６１により分割旋回スクロール３２、３３が旋回軸１２、ケーシング１に対して固定スクロール３１側に押される。このため、固定スクロール３１と分割旋回スクロール３２、３３との接触圧力が変動することがないから、固定スクロール３１と分割旋回スクロール３２、３３に損傷が生ずることがなく、寿命が長くなり、さらに固定スクロール３１と分割旋回スクロール３２、３３との間に形成された圧縮室４３、４４から被圧縮ガスが漏れることがないので、被圧縮ガスを有効に圧縮することができる。
【００２３】
図８は本発明に係るスクロール流体機械を示す概略正断面図、図９は図８に示したスクロール流体機械の底面図、図１０は図８に示したスクロール流体機械の一部を示す断面図、図１１は図８のＣ−Ｃ断面図である。図に示すように、ケーシング７１にステータ７２が固定され、ケーシング７１に軸受７３を介して回転軸７４が回転可能に支持され、回転軸７４にロータ７５が固定され、ステータ７２、ロータ７５等によりモータが構成されている。また、回転軸７４に軸受７６、７７を介して旋回軸７８が回転可能に支持され、回転軸７４の中心線と旋回軸７８の中心線とは偏っている。すなわち、旋回軸７８は回転軸７４に偏心して回転可能に支持されている。また、ケーシング７１に固定スクロール８５が固定され、固定スクロール８５には渦巻状のラップが設けられている。また、旋回軸７８に旋回スクロール８６が取り付けられ、旋回スクロール８６には固定スクロール８５のラップと同一形状のラップが設けられている。そして、旋回スクロール８６のラップと固定スクロール８５のラップとが重なり合っており、複数の圧縮室１０５が形成されている。また、ケーシング７１に円形溝８７が設けられ、円形溝８７の中心線は回転軸７４の中心線と一致している。また、旋回軸７８に円板８８が設けられ、円板８８の直径は円形溝８７の直径よりも回転軸７４と旋回軸７８との偏心量（回転軸７４の中心線と旋回軸７８の中心線との偏心量）の２倍だけ小さく、円板８８は円形溝８７内に位置しており、円板８８の中心線は旋回軸７８の中心線と一致しており、円板８８は円形溝８７に接している。また、ケーシング７１に移動可能に仕切弁９９が設けられ、ケーシング７１と仕切弁９９との間にバネ１００が設けられ、仕切弁９９はバネ１００により円板８８に押し付けられている。また、円形溝８７の内面と円板８８の外面との間に吸込側流体室８９ａ、吐出側流体室８９ｂが形成され、吸込側流体室８９ａ、吐出側流体室８９ｂはそれぞれ円板８８と円形溝８７との接触点と円板８８と仕切弁９９との接触点とで仕切られている。また、外部の被圧縮ガス溜（図示せず）と吸込側流体室８９ａとを連通する通路９０が設けられ、ケーシング７１の旋回軸７８の下部に中間室９１が設けられ、吐出側流体室８９ｂと中間室９１とを連通する通路９２が設けられ、通路９２に吐出側流体室８９ｂから中間室９１への流れのみを許容する逆止弁９３が設けられ、中間室９１と被圧縮ガス溜とを連通する通路９４が設けられ、通路９４に中間室９１内の圧力が所定値以上になったときに中間室９１から被圧縮ガス溜への流れを許容するリリーフ弁９５が設けられている。そして、円形溝８７、円板８８、仕切弁９９、逆止弁９３等により自己流体圧発生手段９６が構成され、自己流体圧発生手段９６と中間室９１とが連通している。また、ケーシング７１と円板８８との間に３個のピンクランク７９が設けられている。このピンクランク７９のクランク本体８０には軸８１、８２が設けられ、軸８１の中心線と軸８２の中心線とは偏心しており、この偏心量は回転軸７４と旋回軸７８との偏心量と等しい。また、ピンクランク７９の軸８１はケーシング７１に軸受８３を介して回転可能に支持され、ピンクランク７９の軸８２は円板８８に軸受８４を介して回転可能に支持されている。そして、ピンクランク７９等により旋回軸７８の偏心旋回を許容しかつ旋回軸７８の自転を防止する自転防止手段が構成されている。そして、ケーシング７１、モータ、回転軸７４、旋回軸７８、自転防止手段等により偏心旋回駆動装置９７が構成され、また固定スクロール８５、旋回スクロール８６等により偏心旋回駆動装置９７によって駆動される流体機械本体９８が構成されている。また、旋回スクロール８６に３個の円弧を組み合わせた形状の係合穴１０１が設けられ、旋回軸７８の上部すなわち図８紙面上部に係合穴１０１に係合する係合部１０２が設けられ、旋回スクロール８６が旋回軸７８の中心線方向にのみ移動可能に旋回軸７８に取り付けられている。なお、係合穴１０１の形状は円形ではないから、旋回スクロール８６は旋回軸７８に対して回転しない。また、旋回スクロール８６と旋回軸７８との間に圧力室１０３が設けられ、旋回軸７８に通路１０４が設けられ、通路１０４は中間室９１と圧力室１０３とを連通している。すなわち、自己流体圧発生手段９６は中間室９１、通路１０４を介して圧力室１０３と連通している。また、中間部の圧縮室１０５と圧力室１０３とが旋回スクロール８６に設けられた通路１０６を介して連通されている。
【００２４】
このスクロール流体機械においては、ステータ７２の巻線に通電すると、回転軸７４、ロータ７５が回転し、旋回軸７８は回転軸７４の中心線を中心として偏心旋回するが、自転防止手段が設けられているから、旋回軸７８は自転しない。このため、旋回軸７８、旋回スクロール８６がケーシング７１、固定スクロール８５に対して回転せずに偏心旋回するから、旋回スクロール８６と固定スクロール８５との間に形成された圧縮室１０５が徐々に縮小する。したがって、被圧縮ガスは圧縮室１０５で圧縮される。また、旋回軸７８が偏心旋回すると、吸込側流体室８９ａ、吐出側流体室８９ｂが変形するが、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、吐出側流体室８９ｂの体積が徐々に小さくなるから、吐出側流体室８９ｂ内の被圧縮ガスが逆止弁９３を介して中間室９１側に流れて、中間室９１内のガス圧は通路９０内のガス圧よりも高くなる。すなわち、自己流体圧発生手段９６はガス圧を発生することができる。なお、図１２（ｄ）に示した状態では、通路９０と通路９２とが連通するが、通路９２に吐出側流体室８９ｂから中間室９１への流れのみを許容する逆止弁９３が設けられているから、中間室９１から通路９０に被圧縮ガスが流れることはないので、中間室９１内のガス圧が低下することはない。
【００２５】
このようなスクロール流体機械においては、自己流体圧発生手段９６が設けられているから、旋回軸７８の偏心旋回を利用してガス圧を発生するができ、また自己流体圧発生手段９６により発生したガス圧を旋回スクロール８６と旋回軸７８との間の圧力室１０３に導くことができるので、旋回スクロール８６と固定スクロール８５との間の接触圧力を適正かつ均一に維持できるため、被圧縮ガスを効率良く圧縮することができる。また、圧縮室１０５と圧力室１０３とが連通されているから、圧縮室１０５、圧力室１０３の圧力の上昇に伴って旋回スクロール８６と固定スクロール８５との間の接触圧力を徐々に大きくすることができるので、被圧縮ガスをさらに効率良く圧縮することができる。
【００２６】
なお、上述実施の形態においては、中間部の圧縮室２６と圧力室２５とを通路２７により接続して、圧力室２５に中間圧を作用させ、また中間部の圧縮室４３、４４と圧力室３７とを通路４５、４６により接続して、圧力室３７に中間圧を作用させ、また中間部の圧縮室１０５と圧力室１０３とを通路１０６により接続して、圧力室１０３に中間圧を作用させたが、吐出部の圧縮室と圧力室とを旋回スクロールに設けた通路により接続し、圧力室に吐出圧を作用させてもよい。また、上述実施の形態においては、旋回軸１２に係合部２２を設け、旋回スクロール１３に係合穴２３を設け、また旋回軸７８に係合部１０２を設け、旋回スクロール８６に係合穴１０１を設けたが、旋回軸に係合穴を設け、旋回スクロールに係合部を設けてもよい。また、上述実施の形態においては、自転防止手段としてオルダムリング１５を有する自転防止手段、ピンクランク７９を有する自転防止手段を用いたが、ＬＭガイド、旋回リングを有するＬＭガイド式自転防止手段等を用いてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係るスクロール流体機械のように、旋回軸と旋回スクロールとの間に圧力室を設け、圧縮室と圧力室とを通路により接続したときには、圧力室、圧縮室の圧力の上昇に伴って徐々に強い力で旋回スクロールがケーシングに対して固定スクロール側に押されるから、被圧縮流体を有効に圧縮することができる。
【００２８】
また、第１、第２の分割旋回スクロールの間に圧力室を設け、圧縮室と圧力室とを通路により接続したときには、圧力室、圧縮室の圧力の上昇に伴って徐々に強い力で第１、第２の旋回スクロールがケーシングに対して固定スクロール側に押されるから、被圧縮流体を有効に圧縮することができる。
【００２９】
また、第１の分割旋回スクロールと第２の分割旋回スクロールとの間に弾性材を設けたときには、スクロール流体機械を始動した当初にも、弾性材により第１、第２の分割旋回スクロールがケーシングに対して固定スクロール側に押されるから、被圧縮流体をさらに有効に圧縮することができる。
【００３０】
また、旋回軸に第１、第２の分割旋回スクロールを旋回軸の中心線方向にのみ移動可能に取り付け、第１、第２の分割旋回スクロールの間に弾性材を設けたときには、弾性材により第１、第２の分割旋回スクロールがケーシングに対して固定スクロール側に押されるから、被圧縮流体を有効に圧縮することができる。
【００３１】
また、旋回スクロールを旋回軸の中心線方向にのみ移動可能に旋回軸に取り付け、旋回スクロールと旋回軸との間に圧力室を設け、自己流体圧発生手段と圧力室とを連通したときには、自己流体圧発生手段により発生した流体圧を圧力室に導くことができるから、旋回スクロールと固定スクロールとの間の接触圧力を適正かつ均一に維持できるので、被圧縮流体を効率良く圧縮することができる。
【００３２】
また、旋回スクロールと固定スクロールとの間に形成された圧縮室と圧力室とを連通したときには、圧縮室、圧力室の圧力の上昇に伴って旋回スクロールと固定スクロールとの間の接触圧力を徐々に大きくすることができるから、被圧縮流体をさらに効率良く圧縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクロール流体機械を示す概略断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１に示されたスクロール流体機械の一部を示す拡大断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明に係る他のスクロール流体機械の一部を示す概略断面図である。
【図６】本発明に係る他のスクロール流体機械の一部を示す概略断面図である。
【図７】本発明に係る他のスクロール流体機械の一部を示す概略断面図である。
【図８】本発明に係る他のスクロール流体機械を示す概略正断面図である。
【図９】図８に示したスクロール流体機械の底面図である。
【図１０】図８に示したスクロール流体機械の一部を示す断面図である。
【図１１】図８のＣ−Ｃ断面図である。
【図１２】図８に示したスクロール流体機械の動作説明図である。
【符号の説明】
１…ケーシング
２…固定スクロール
３…ステータ
８…回転軸
９…ロータ
１２…旋回軸
１３…旋回スクロール
１５…オルダムリング
２５…圧力室
２６…圧縮室
２７…通路
３１…固定スクロール
３２…第１の分割旋回スクロール
３３…第２の分割旋回スクロール
３４…旋回スクロール
３７…圧力室
４３…圧縮室
４４…圧縮室
４５…通路
４６…通路
５１…弾性材
６１…弾性材
７１…ケーシング
７４…回転軸
７８…旋回軸
８６…旋回スクロール
８７…円形溝
８８…円板
８９ａ…吸込側流体室
８９ｂ…吐出側流体室
９０…通路
９１…中間室
９２…通路
９３…逆止弁
９６…自己流体圧発生手段
１０３…圧力室
１０４…通路
１０５…圧縮室
１０６…通路
【発明の属する技術分野】
本発明は空気圧縮機、真空ポンプ、冷媒ガス圧縮機、酸素吸入機用圧縮機等として用いられるスクロール流体機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００１−３０４１４３号公報
【特許文献１】特開２００１−３０４１４１号公報。
【０００３】
上記特許文献１には、ケーシングと、ケーシングに固定された固定スクロールと、ケーシングに固定されたステータと、ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、回転軸に固定されたロータと、回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、旋回軸に設けられた旋回スクロールと、旋回軸の偏心旋回を許容しかつ旋回軸の自転を防止する自転防止手段とを有するスクロール流体機械が記載されている。
【０００４】
また、上記特許文献２には、ケーシングと、ケーシングに固定された固定スクロールと、ケーシングに固定されたステータと、ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、回転軸に固定されたロータと、回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、旋回軸に設けられかつ上下にラップを有する旋回スクロールと、旋回軸の偏心旋回を許容しかつ旋回軸の自転を防止する自転防止手段とを有するスクロール流体機械が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなスクロール流体機械においては、固定スクロールと旋回スクロールとの間に形成された圧縮室から被圧縮ガスが漏れて、被圧縮ガスを有効に圧縮することができない。
【０００６】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、被圧縮流体を有効に圧縮することができるスクロール流体機械を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明においては、ケーシングと、上記ケーシングに固定された固定スクロールと、上記ケーシングに固定されたステータと、上記ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、上記回転軸に固定されたロータと、上記回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、上記旋回軸に取り付けられた旋回スクロールと、上記旋回軸の偏心旋回を許容しかつ上記旋回軸の自転を防止する自転防止手段とを設け、上記旋回軸に上記旋回スクロールを上記旋回軸の中心線方向にのみ移動可能に取り付け、上記旋回軸と上記旋回スクロールとの間に圧力室を設け、上記旋回スクロールと上記固定スクロールとの間に形成された圧縮室と上記圧力室とを通路により接続する。
【０００８】
また、ケーシングと、上記ケーシングに固定された固定スクロールと、上記ケーシングに固定されたステータと、上記ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、上記回転軸に固定されたロータと、上記回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、上記旋回軸に取り付けられかつ第１、第２の分割旋回スクロールからなる旋回スクロールと、上記旋回軸の偏心旋回を許容しかつ上記旋回軸の自転を防止する自転防止手段とを設け、上記旋回軸に上記第１、第２の分割旋回スクロールを上記旋回軸の中心線方向にのみ移動可能に取り付け、上記第１、第２の分割旋回スクロールの間に圧力室を設け、上記旋回スクロールと上記固定スクロールとの間に形成された圧縮室と上記圧力室とを通路により接続する。
【０００９】
この場合、上記第１の分割旋回スクロールと上記第２の分割旋回スクロールとの間に弾性材を設けてもよい。
【００１０】
また、ケーシングと、上記ケーシングに固定された固定スクロールと、上記ケーシングに固定されたステータと、上記ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、上記回転軸に固定されたロータと、上記回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、上記旋回軸に取り付けられかつ第１、第２の分割旋回スクロールからなる旋回スクロールと、上記旋回軸の偏心旋回を許容しかつ上記旋回軸の自転を防止する自転防止手段とを設け、上記旋回軸に上記第１、第２の分割旋回スクロールを上記旋回軸の中心線方向にのみ移動可能に取り付け、上記第１、第２の分割旋回スクロールの間に弾性材を設ける。
【００１１】
また、ケーシングと、上記ケーシングに固定された固定スクロールと、上記ケーシングに固定されたステータと、上記ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、上記回転軸に固定されたロータと、上記回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、上記旋回軸に取り付けられた旋回スクロールと、上記旋回軸の偏心旋回を許容しかつ上記旋回軸の自転を防止する自転防止手段とを設け、上記ケーシングに設けられかつ中心線が上記回転軸の中心線と一致した円形溝と、上記旋回軸に設けられかつ上記円形溝内に位置しまた中心線が上記旋回軸の中心線と一致しさらに上記円形溝に接する円板とを有する自己流体圧発生手段を設け、上記旋回軸に上記旋回スクロールを上記旋回軸の中心線方向にのみ移動可能に取り付け、上記旋回スクロールと上記旋回軸との間に圧力室を設け、上記自己流体圧発生手段と上記圧力室とを連通する。
【００１２】
この場合、上記旋回スクロールと固定スクロールとの間に形成された圧縮室と上記圧力室とを連通してもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るスクロール流体機械を示す概略断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１に示したスクロール流体機械の一部を示す拡大断面図、図４は図３のＢ−Ｂ断面図である。図に示すように、ケーシング１に固定スクロール２が固定され、固定スクロール２には渦巻状のラップが設けられている。また、ケーシング１にステータ３が固定され、ケーシング１に軸受支え４、５が固定され、軸受支え４、５に軸受６、７を介して回転軸８が回転可能に支持され、回転軸８にロータ９が固定され、ステータ３、ロータ９等によりモータ（駆動部）が構成されている。また、回転軸８に軸受１０、１１を介して旋回軸１２が回転可能に支持され、回転軸８の中心線と旋回軸１２の中心線とは偏っている。すなわち、旋回軸１２は回転軸８に偏心して回転可能に支持されている。また、旋回軸１２の上部に旋回スクロール１３が取り付けられ、旋回スクロール１３には固定スクロール２のラップと同一形状のラップが設けられ、旋回スクロール１３のラップと固定スクロール２のラップとが重なり合っており、複数の圧縮室２６が形成され、固定スクロール２、旋回スクロール１３等により流体機械本体が構成されている。また、旋回軸１２の下部すなわち図１紙面下方部に旋回板１４が固定され、軸受支え５と旋回板１４との間に突起１６、１７を有するオルダムリング１５が設けられ、軸受支え５、旋回板１４に溝１８、１９が設けられ、溝１８、１９は直交しており、溝１８、１９に突起１６、１７が係合して、軸受支え５、オルダムリング１５等により旋回軸１２の偏心旋回を許容しかつ旋回軸１２の自転を防止する自転防止手段が構成されている。すなわち、自転防止手段の固定部である軸受支え５はケーシング１に固定され、また移動部であるオルダムリング１５は旋回軸部である旋回板１４と係合している。また、固定スクロール２に吸入管２０が接続され、固定スクロール２に吐出管２１が接続され、吸入管２０、吐出管２１は圧縮室２６に連通している。そして、ケーシング１、モータ、回転軸８、旋回軸１２、自転防止手段等により偏心旋回駆動装置が構成されている。また、旋回軸１２の固定スクロール２側の端部に係合部２２が設けられ、係合部２２の旋回軸１２の中心線と直角な面での断面形状は円形に近い楕円形である。また、旋回スクロール１３の固定スクロール２側とは反対側の端部に係合穴２３が設けられ、係合穴２３の旋回軸１２の中心線と直角な面での断面形状は円形に近い楕円形である。そして、係合部２２が係合穴２３に係合しており、旋回軸１２に旋回スクロール１３が旋回軸１２の中心線方向にのみ移動可能に取り付けられている。また、係合部２２と係合穴２３との間にはＯリング２４が設けられ、旋回軸１２（係合部２２）と旋回スクロール１３との間に圧力室２５が設けられ、旋回スクロール１３と固定スクロール２との間に形成された中間部の圧縮室２６と圧力室２５とが旋回スクロール１３に設けられた通路２７により接続されている。
【００１４】
このスクロール流体機械においては、ステータ３の巻線に通電すると、ロータ９、回転軸８が回転し、旋回軸１２は回転軸８の中心線を中心として偏心旋回するが、オルダムリング１５等からなる自転防止手段が設けられているから、旋回軸１２は自転しない。このため、旋回軸１２、旋回スクロール１３がケーシング１、固定スクロール２に対して回転せずに偏心旋回するから、旋回スクロール１３と固定スクロール２との間に形成された圧縮室２６が徐々に縮小する。したがって、空気等の被圧縮ガスは吸入管２０から吸引され、圧縮室２６で圧縮されて吐出管２１から吐出される。
【００１５】
このような流体機械においては、始動開始から時間が経過するにつれて中間部の圧縮室２６内の圧力すなわち中間圧が上昇するが、圧縮室２６と圧力室２５とが通路２７により接続されているから、圧力室２５内の圧力も始動開始から時間が経過するにつれて上昇するので、中間圧の上昇に伴って徐々に強い力で旋回スクロール１３が旋回軸１２、ケーシング１に対して固定スクロール２側に押される。このため、被圧縮ガスを有効に圧縮することができる。また、旋回軸１２（係合部２２）に対して旋回スクロール１３は回転しないから、圧力室２５のシールを容易に行なうことができるので、圧力室２５、圧縮室２６の圧力が低下することがないため、被圧縮ガスを有効に圧縮することができる。
【００１６】
図５は本発明に係る他のスクロール流体機械の一部を示す概略断面図である。図に示すように、偏心旋回駆動装置のケーシング１に固定スクロール３１が固定され、偏心旋回駆動装置の旋回軸１２に旋回軸１２の中心線方向（図５紙面上下方向）に分割された第１、第２の分割旋回スクロール３２、３３が取り付けられ、分割旋回スクロール３２、３３には固定スクロール３１のラップと同一形状のラップが設けられ、分割旋回スクロール３２、３３のラップと固定スクロール２のラップとが重なり合っており、複数の圧縮室４３、４４が形成され、固定スクロール３１に吸入管４７が接続され、固定スクロール３１に吐出管４８が接続され、吸入管４７、吐出管４８は圧縮室４３、４４に連通しており、分割旋回スクロール３２、３３により旋回軸１２の中心線方向の両側にラップを有する旋回スクロール３４が構成され、固定スクロール３１、旋回スクロール３４等により流体機械本体が構成されている。また、分割旋回スクロール３２、３３は旋回軸１２の中心線方向にのみ移動可能に旋回軸１２に取り付けられ、分割旋回スクロール３２、３３に凹部３５、３６が設けられ、凹部３５、３６により圧力室３７が構成されている。また、分割旋回スクロール３２に環状の突出部３８が設けられ、分割旋回スクロール３３に環状の溝部３９が設けられ、突出部３８が溝部３９に係合している。そして、突出部３８と分割旋回スクロール３３との間にＯリング４０が設けられ、旋回軸１２と分割旋回スクロール３２、３３との間にＯリング４１、４２が設けられているから、圧力室３７は気密に構成されている。また、圧縮室４３、４４と圧力室３７とが分割旋回スクロール３２、３３に設けられた通路４５、４６により接続されている。
【００１７】
このスクロール流体機械においては、偏心旋回駆動装置のステータ３の巻線に通電すると、ロータ９、回転軸８が回転し、旋回軸１２は回転軸８の中心線を中心として偏心旋回するが、自転防止手段が設けられているから、旋回軸１２は自転しない。このため、旋回軸１２、旋回スクロール３４がケーシング１、固定スクロール３１に対して回転せずに偏心旋回するから、旋回スクロール３４と固定スクロール３１との間に形成された圧縮室４３、４４が徐々に縮小する。したがって、空気等の被圧縮ガスは吸入管４７から吸引され、圧縮室４３、４４で圧縮されて吐出管４８から吐出される。
【００１８】
このような流体機械においては、始動開始から時間が経過するにつれて中間部の圧縮室４３、４４内の圧力すなわち中間圧が上昇するが、圧縮室４３、４４と圧力室３７とが通路４５、４６により接続されているから、圧力室３７内の圧力も始動開始から時間が経過するにつれて上昇するので、中間圧の上昇に伴って徐々に強い力で分割旋回スクロール３２、３３が旋回軸１２、ケーシング１に対して固定スクロール３１側に押される。このため、被圧縮ガスを有効に圧縮することができる。また、旋回軸１２に対して分割旋回スクロール３２、３３は回転せず、また分割旋回スクロール３２と分割旋回スクロール３３も相対的に回転しないから、圧力室３７のシールを容易に行なうことができるので、圧力室３７、圧縮室４３、４４の圧力が低下することがないから、被圧縮ガスを有効に圧縮することができる。
【００１９】
図６は本発明に係る他のスクロール流体機械の一部を示す概略断面図である。図に示すように、分割旋回スクロール３２と分割旋回スクロール３３との間にゴム状弾性材、板バネ、クッションゲル（ｃｕｓｈｉｏｎ ｇｅｌ）等の弾性材５１が設けられている。
【００２０】
このスクロール流体機械においては、スクロール流体機械を始動した当初には、弾性材５１の力が分割旋回スクロール３２、３３に作用するから、弾性材５１により分割旋回スクロール３２、３３が旋回軸１２、ケーシング１に対して固定スクロール３１側に押される。そして、始動開始から時間が経過するにつれて圧縮室４３、４４内の圧力が上昇すると、圧力室３７内の圧力も始動開始から時間が経過するにつれて上昇するので、圧力室３７、圧縮室４３、４４の圧力の上昇に伴って徐々に強い力で分割旋回スクロール３２、３３が旋回軸１２、ケーシング１に対して固定スクロール３１側に押される。このため、被圧縮ガスをさらに有効に圧縮することができる。
【００２１】
図７は本発明に係る他のスクロール流体機械の一部を示す概略断面図である。図に示すように、旋回軸１２の上部の外周面に旋回軸１２の中心線と平行な山形の凹凸が設けられ、分割旋回スクロール３２、３３の内周面に旋回軸１２の中心線と平行な山形の凹凸が設けられ、旋回軸１２の山形の凹凸と分割旋回スクロール３２、３３の山形の凹凸とが係合しており、分割旋回スクロール３２、３３は旋回軸１２の中心線方向にのみ移動可能に旋回軸１２に取り付けられている。また、分割旋回スクロール３２と分割旋回スクロール３３との間にゴム状弾性材、板バネ、クッションゲル等の弾性材６１が設けられている。
【００２２】
このスクロール流体機械においては、弾性材６１の力が分割旋回スクロール３２、３３に作用するから、弾性材６１により分割旋回スクロール３２、３３が旋回軸１２、ケーシング１に対して固定スクロール３１側に押される。このため、固定スクロール３１と分割旋回スクロール３２、３３との接触圧力が変動することがないから、固定スクロール３１と分割旋回スクロール３２、３３に損傷が生ずることがなく、寿命が長くなり、さらに固定スクロール３１と分割旋回スクロール３２、３３との間に形成された圧縮室４３、４４から被圧縮ガスが漏れることがないので、被圧縮ガスを有効に圧縮することができる。
【００２３】
図８は本発明に係るスクロール流体機械を示す概略正断面図、図９は図８に示したスクロール流体機械の底面図、図１０は図８に示したスクロール流体機械の一部を示す断面図、図１１は図８のＣ−Ｃ断面図である。図に示すように、ケーシング７１にステータ７２が固定され、ケーシング７１に軸受７３を介して回転軸７４が回転可能に支持され、回転軸７４にロータ７５が固定され、ステータ７２、ロータ７５等によりモータが構成されている。また、回転軸７４に軸受７６、７７を介して旋回軸７８が回転可能に支持され、回転軸７４の中心線と旋回軸７８の中心線とは偏っている。すなわち、旋回軸７８は回転軸７４に偏心して回転可能に支持されている。また、ケーシング７１に固定スクロール８５が固定され、固定スクロール８５には渦巻状のラップが設けられている。また、旋回軸７８に旋回スクロール８６が取り付けられ、旋回スクロール８６には固定スクロール８５のラップと同一形状のラップが設けられている。そして、旋回スクロール８６のラップと固定スクロール８５のラップとが重なり合っており、複数の圧縮室１０５が形成されている。また、ケーシング７１に円形溝８７が設けられ、円形溝８７の中心線は回転軸７４の中心線と一致している。また、旋回軸７８に円板８８が設けられ、円板８８の直径は円形溝８７の直径よりも回転軸７４と旋回軸７８との偏心量（回転軸７４の中心線と旋回軸７８の中心線との偏心量）の２倍だけ小さく、円板８８は円形溝８７内に位置しており、円板８８の中心線は旋回軸７８の中心線と一致しており、円板８８は円形溝８７に接している。また、ケーシング７１に移動可能に仕切弁９９が設けられ、ケーシング７１と仕切弁９９との間にバネ１００が設けられ、仕切弁９９はバネ１００により円板８８に押し付けられている。また、円形溝８７の内面と円板８８の外面との間に吸込側流体室８９ａ、吐出側流体室８９ｂが形成され、吸込側流体室８９ａ、吐出側流体室８９ｂはそれぞれ円板８８と円形溝８７との接触点と円板８８と仕切弁９９との接触点とで仕切られている。また、外部の被圧縮ガス溜（図示せず）と吸込側流体室８９ａとを連通する通路９０が設けられ、ケーシング７１の旋回軸７８の下部に中間室９１が設けられ、吐出側流体室８９ｂと中間室９１とを連通する通路９２が設けられ、通路９２に吐出側流体室８９ｂから中間室９１への流れのみを許容する逆止弁９３が設けられ、中間室９１と被圧縮ガス溜とを連通する通路９４が設けられ、通路９４に中間室９１内の圧力が所定値以上になったときに中間室９１から被圧縮ガス溜への流れを許容するリリーフ弁９５が設けられている。そして、円形溝８７、円板８８、仕切弁９９、逆止弁９３等により自己流体圧発生手段９６が構成され、自己流体圧発生手段９６と中間室９１とが連通している。また、ケーシング７１と円板８８との間に３個のピンクランク７９が設けられている。このピンクランク７９のクランク本体８０には軸８１、８２が設けられ、軸８１の中心線と軸８２の中心線とは偏心しており、この偏心量は回転軸７４と旋回軸７８との偏心量と等しい。また、ピンクランク７９の軸８１はケーシング７１に軸受８３を介して回転可能に支持され、ピンクランク７９の軸８２は円板８８に軸受８４を介して回転可能に支持されている。そして、ピンクランク７９等により旋回軸７８の偏心旋回を許容しかつ旋回軸７８の自転を防止する自転防止手段が構成されている。そして、ケーシング７１、モータ、回転軸７４、旋回軸７８、自転防止手段等により偏心旋回駆動装置９７が構成され、また固定スクロール８５、旋回スクロール８６等により偏心旋回駆動装置９７によって駆動される流体機械本体９８が構成されている。また、旋回スクロール８６に３個の円弧を組み合わせた形状の係合穴１０１が設けられ、旋回軸７８の上部すなわち図８紙面上部に係合穴１０１に係合する係合部１０２が設けられ、旋回スクロール８６が旋回軸７８の中心線方向にのみ移動可能に旋回軸７８に取り付けられている。なお、係合穴１０１の形状は円形ではないから、旋回スクロール８６は旋回軸７８に対して回転しない。また、旋回スクロール８６と旋回軸７８との間に圧力室１０３が設けられ、旋回軸７８に通路１０４が設けられ、通路１０４は中間室９１と圧力室１０３とを連通している。すなわち、自己流体圧発生手段９６は中間室９１、通路１０４を介して圧力室１０３と連通している。また、中間部の圧縮室１０５と圧力室１０３とが旋回スクロール８６に設けられた通路１０６を介して連通されている。
【００２４】
このスクロール流体機械においては、ステータ７２の巻線に通電すると、回転軸７４、ロータ７５が回転し、旋回軸７８は回転軸７４の中心線を中心として偏心旋回するが、自転防止手段が設けられているから、旋回軸７８は自転しない。このため、旋回軸７８、旋回スクロール８６がケーシング７１、固定スクロール８５に対して回転せずに偏心旋回するから、旋回スクロール８６と固定スクロール８５との間に形成された圧縮室１０５が徐々に縮小する。したがって、被圧縮ガスは圧縮室１０５で圧縮される。また、旋回軸７８が偏心旋回すると、吸込側流体室８９ａ、吐出側流体室８９ｂが変形するが、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、吐出側流体室８９ｂの体積が徐々に小さくなるから、吐出側流体室８９ｂ内の被圧縮ガスが逆止弁９３を介して中間室９１側に流れて、中間室９１内のガス圧は通路９０内のガス圧よりも高くなる。すなわち、自己流体圧発生手段９６はガス圧を発生することができる。なお、図１２（ｄ）に示した状態では、通路９０と通路９２とが連通するが、通路９２に吐出側流体室８９ｂから中間室９１への流れのみを許容する逆止弁９３が設けられているから、中間室９１から通路９０に被圧縮ガスが流れることはないので、中間室９１内のガス圧が低下することはない。
【００２５】
このようなスクロール流体機械においては、自己流体圧発生手段９６が設けられているから、旋回軸７８の偏心旋回を利用してガス圧を発生するができ、また自己流体圧発生手段９６により発生したガス圧を旋回スクロール８６と旋回軸７８との間の圧力室１０３に導くことができるので、旋回スクロール８６と固定スクロール８５との間の接触圧力を適正かつ均一に維持できるため、被圧縮ガスを効率良く圧縮することができる。また、圧縮室１０５と圧力室１０３とが連通されているから、圧縮室１０５、圧力室１０３の圧力の上昇に伴って旋回スクロール８６と固定スクロール８５との間の接触圧力を徐々に大きくすることができるので、被圧縮ガスをさらに効率良く圧縮することができる。
【００２６】
なお、上述実施の形態においては、中間部の圧縮室２６と圧力室２５とを通路２７により接続して、圧力室２５に中間圧を作用させ、また中間部の圧縮室４３、４４と圧力室３７とを通路４５、４６により接続して、圧力室３７に中間圧を作用させ、また中間部の圧縮室１０５と圧力室１０３とを通路１０６により接続して、圧力室１０３に中間圧を作用させたが、吐出部の圧縮室と圧力室とを旋回スクロールに設けた通路により接続し、圧力室に吐出圧を作用させてもよい。また、上述実施の形態においては、旋回軸１２に係合部２２を設け、旋回スクロール１３に係合穴２３を設け、また旋回軸７８に係合部１０２を設け、旋回スクロール８６に係合穴１０１を設けたが、旋回軸に係合穴を設け、旋回スクロールに係合部を設けてもよい。また、上述実施の形態においては、自転防止手段としてオルダムリング１５を有する自転防止手段、ピンクランク７９を有する自転防止手段を用いたが、ＬＭガイド、旋回リングを有するＬＭガイド式自転防止手段等を用いてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係るスクロール流体機械のように、旋回軸と旋回スクロールとの間に圧力室を設け、圧縮室と圧力室とを通路により接続したときには、圧力室、圧縮室の圧力の上昇に伴って徐々に強い力で旋回スクロールがケーシングに対して固定スクロール側に押されるから、被圧縮流体を有効に圧縮することができる。
【００２８】
また、第１、第２の分割旋回スクロールの間に圧力室を設け、圧縮室と圧力室とを通路により接続したときには、圧力室、圧縮室の圧力の上昇に伴って徐々に強い力で第１、第２の旋回スクロールがケーシングに対して固定スクロール側に押されるから、被圧縮流体を有効に圧縮することができる。
【００２９】
また、第１の分割旋回スクロールと第２の分割旋回スクロールとの間に弾性材を設けたときには、スクロール流体機械を始動した当初にも、弾性材により第１、第２の分割旋回スクロールがケーシングに対して固定スクロール側に押されるから、被圧縮流体をさらに有効に圧縮することができる。
【００３０】
また、旋回軸に第１、第２の分割旋回スクロールを旋回軸の中心線方向にのみ移動可能に取り付け、第１、第２の分割旋回スクロールの間に弾性材を設けたときには、弾性材により第１、第２の分割旋回スクロールがケーシングに対して固定スクロール側に押されるから、被圧縮流体を有効に圧縮することができる。
【００３１】
また、旋回スクロールを旋回軸の中心線方向にのみ移動可能に旋回軸に取り付け、旋回スクロールと旋回軸との間に圧力室を設け、自己流体圧発生手段と圧力室とを連通したときには、自己流体圧発生手段により発生した流体圧を圧力室に導くことができるから、旋回スクロールと固定スクロールとの間の接触圧力を適正かつ均一に維持できるので、被圧縮流体を効率良く圧縮することができる。
【００３２】
また、旋回スクロールと固定スクロールとの間に形成された圧縮室と圧力室とを連通したときには、圧縮室、圧力室の圧力の上昇に伴って旋回スクロールと固定スクロールとの間の接触圧力を徐々に大きくすることができるから、被圧縮流体をさらに効率良く圧縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクロール流体機械を示す概略断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１に示されたスクロール流体機械の一部を示す拡大断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明に係る他のスクロール流体機械の一部を示す概略断面図である。
【図６】本発明に係る他のスクロール流体機械の一部を示す概略断面図である。
【図７】本発明に係る他のスクロール流体機械の一部を示す概略断面図である。
【図８】本発明に係る他のスクロール流体機械を示す概略正断面図である。
【図９】図８に示したスクロール流体機械の底面図である。
【図１０】図８に示したスクロール流体機械の一部を示す断面図である。
【図１１】図８のＣ−Ｃ断面図である。
【図１２】図８に示したスクロール流体機械の動作説明図である。
【符号の説明】
１…ケーシング
２…固定スクロール
３…ステータ
８…回転軸
９…ロータ
１２…旋回軸
１３…旋回スクロール
１５…オルダムリング
２５…圧力室
２６…圧縮室
２７…通路
３１…固定スクロール
３２…第１の分割旋回スクロール
３３…第２の分割旋回スクロール
３４…旋回スクロール
３７…圧力室
４３…圧縮室
４４…圧縮室
４５…通路
４６…通路
５１…弾性材
６１…弾性材
７１…ケーシング
７４…回転軸
７８…旋回軸
８６…旋回スクロール
８７…円形溝
８８…円板
８９ａ…吸込側流体室
８９ｂ…吐出側流体室
９０…通路
９１…中間室
９２…通路
９３…逆止弁
９６…自己流体圧発生手段
１０３…圧力室
１０４…通路
１０５…圧縮室
１０６…通路
Claims (6)
- ケーシングと、上記ケーシングに固定された固定スクロールと、上記ケーシングに固定されたステータと、上記ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、上記回転軸に固定されたロータと、上記回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、上記旋回軸に取り付けられた旋回スクロールと、上記旋回軸の偏心旋回を許容しかつ上記旋回軸の自転を防止する自転防止手段とを設け、上記旋回軸に上記旋回スクロールを上記旋回軸の中心線方向にのみ移動可能に取り付け、上記旋回軸と上記旋回スクロールとの間に圧力室を設け、上記旋回スクロールと上記固定スクロールとの間に形成された圧縮室と上記圧力室とを通路により接続したことを特徴とするスクロール流体機械。
- ケーシングと、上記ケーシングに固定された固定スクロールと、上記ケーシングに固定されたステータと、上記ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、上記回転軸に固定されたロータと、上記回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、上記旋回軸に取り付けられかつ第１、第２の分割旋回スクロールからなる旋回スクロールと、上記旋回軸の偏心旋回を許容しかつ上記旋回軸の自転を防止する自転防止手段とを設け、上記旋回軸に上記第１、第２の分割旋回スクロールを上記旋回軸の中心線方向にのみ移動可能に取り付け、上記第１、第２の分割旋回スクロールの間に圧力室を設け、上記旋回スクロールと上記固定スクロールとの間に形成された圧縮室と上記圧力室とを通路により接続したことを特徴とするスクロール流体機械。
- 上記第１の分割旋回スクロールと上記第２の分割旋回スクロールとの間に弾性材を設けたことを特徴とする請求項２に記載のスクロール流体機械。
- ケーシングと、上記ケーシングに固定された固定スクロールと、上記ケーシングに固定されたステータと、上記ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、上記回転軸に固定されたロータと、上記回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、上記旋回軸に取り付けられかつ第１、第２の分割旋回スクロールからなる旋回スクロールと、上記旋回軸の偏心旋回を許容しかつ上記旋回軸の自転を防止する自転防止手段とを設け、上記旋回軸に上記第１、第２の分割旋回スクロールを上記旋回軸の中心線方向にのみ移動可能に取り付け、上記第１、第２の分割旋回スクロールの間に弾性材を設けたことを特徴とするスクロール流体機械。
- ケーシングと、上記ケーシングに固定された固定スクロールと、上記ケーシングに固定されたステータと、上記ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、上記回転軸に固定されたロータと、上記回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、上記旋回軸に取り付けられた旋回スクロールと、上記旋回軸の偏心旋回を許容しかつ上記旋回軸の自転を防止する自転防止手段とを設け、上記ケーシングに設けられかつ中心線が上記回転軸の中心線と一致した円形溝と、上記旋回軸に設けられかつ上記円形溝内に位置しまた中心線が上記旋回軸の中心線と一致しさらに上記円形溝に接する円板とを有する自己流体圧発生手段を設け、上記旋回軸に上記旋回スクロールを上記旋回軸の中心線方向にのみ移動可能に取り付け、上記旋回スクロールと上記旋回軸との間に圧力室を設け、上記自己流体圧発生手段と上記圧力室とを連通したことを特徴とするスクロール流体機械。
- 上記旋回スクロールと固定スクロールとの間に形成された圧縮室と上記圧力室とを連通したことを特徴とする請求項５に記載のスクロール流体機械。
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