JP2015001175A - スクロール式流体機械 - Google Patents

Abstract

【課題】ラップ部の渦巻き方向のシール領域で、両スクロール体のラップ部間に形成される閉鎖空間の漏れ及びラップ部間のかじりを解消する。【解決手段】閉鎖空間ｃｓの形成に供されるラップ部３４及び４２の渦巻き方向のシール領域で、即ち、中心側領域のＡ点又はＣ点から外周端に位置するＢ点又はＤ点まで、閉鎖空間ｃｓを形成するために対向配置された２つのラップ部３４及び４２の側面のうちどちらか一方の側面に、弾性体からなるシール膜７６が貼着される。シール膜７６の膜厚は２つのラップ部３４及び４２間に形成される最大隙間以上とする。シール膜７６は、内部に空隙が形成され、該空隙は外部に連通すると共に、互いに連通した連続的な空隙ｇ１であることが望ましい。【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、圧縮機、真空ポンプ、膨張機等に適用され、２つのスクロール体が有するラップ部間に形成される閉鎖空間の漏れや、ラップ部間のかじりを防止可能にしたスクロール式流体機械に関する。

スクロール式流体機械は、夫々端板と端板に立設された渦巻き形状のラップ部とを有する２つのスクロール体で構成されている。２つのスクロール体のラップ部は互いに向い合せて噛み合せることで、複数の閉鎖空間を形成させる。そして、一方のスクロール体に対して他方のスクロール体を相対的に公転させることで、圧縮機や真空ポンプは複数の閉鎖空間をラップ部に沿って中心部に移動させながら、順次縮小させ、圧縮気体を吐出口から吐出させる。膨張機は複数の閉鎖空間をラップに沿って中心部から外側に移動させながら、順次拡大させ、膨張気体を吐出口から外側に移動膨張させる。

前記閉鎖空間はラップ部の渦巻き方向に沿って、２つのラップ部間に形成される。しかし、製造時の加工誤差、組立て誤差及び内部ガス圧によるラップ部の変形等により、ラップ部間に隙間が生じることがある。これによって、例えば、スクロール式圧縮機においては、圧縮された流体が隙間を通って低圧側に漏れ、実際の運転効率を低下させるおそれがある。あるいはラップ部間に局所的に過度の接触状態（かじり）が生じ、これによって、必要以上の動力を消費したり、ラップ部が損傷するおそれがある。

特許文献１には、この問題を解消するため、両スクロール体のラップ部及び端板の表面に硬化層を形成すると共に、少なくとも一方の硬化層の表面になじみ性を有する物質の層を形成することが開示されている。そして、運転中になじみ性を有する物質の層を摩耗させることで、２つのラップ部間の隙間を全体として小さくかつ均一にしている。

また、特許文献２には、渦巻き形状をしたラップ部の外周部に近い部分と中心部に近い部分とができるだけ同時に接触するように、先に接触しやすい外周側のラップ部の肉厚を減少させる所謂「逃し加工」を行うと共に、逃し加工が行われた逃し面に弾性シートを貼り付け、逃し加工によって形成された逃し面に生じる隙間を該弾性シートでシールするようにした手段が開示されている。

特公昭６３−３２９９１号公報 特開２０００−１３０３６６号公報

特許文献１に開示された手段は、両スクロール体のラップ部及び端板の表面に硬化層を形成すると共に、硬化層の表面になじみ性を有する物質の層を形成するため、なじみ工程が面倒であり、かつ高コストとなる。そのため、実際上有効な手段とはなりにくい。
また、特許文献２に開示された手段は、逃し加工によって形成された逃し面のみに弾性シートを貼着するという逃し加工後の補充的手段にすぎない。また、用いられる弾性シートは、シリコンゴムシートや合成ゴムシートであり、シート面上に変形させながらシールをするため、変形量に対する荷重が大きくなり、隙間の誤差の吸収の範囲が少なくなる欠点がある。

本発明は、かかる課題に鑑み、ラップ部の渦巻き方向のシール領域で、両スクロール体のラップ部間に形成される閉鎖空間の漏れ及びラップ部間のかじりを効果的に解消することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明のスクロール式流体機械は、閉鎖空間の形成に供される２つのラップ部の渦巻き方向のシール領域の少なくとも一部で、閉鎖空間を形成するために対向配置された２つのラップ部の側面のうちどちらか一方の側面に、弾性体からなり、膜厚が２つのラップ部間に形成される最大隙間以上であるシール膜が貼着されてなるものである。

ここで言う「閉鎖空間の形成に供される２つのラップ部の渦巻き方向のシール領域」とは、閉鎖空間が形成されないラップ部の外周端及び中心部を除くその他の渦巻き方向領域を言う。閉鎖空間のシール性能を確保する観点から、前記シール領域の全域にシール膜を貼着することが望ましい。しかし、本発明では、ラップ部の外周側（低圧側）領域で、閉鎖空間のシール性能上支障ない程度にシール膜の貼着を省いた領域があってもよい。即ち、前述の「シール領域の少なくとも一部」とは、シール領域の全域にシール膜を貼着する場合、及びラップ部の外周側（低圧側）領域で、閉鎖空間のシール性能上支障ない程度にシール膜の貼着を省いた領域がある場合の両方の態様を含むことを意味する。

前記シール膜は、製造時の加工誤差、組立て誤差及び内部ガス圧によるラップ部の変形等により、ラップ部間に生じる隙間以上の膜厚を有する。シール膜は、例えば、接着剤によりラップ部側面に接着するか、あるいは溶着、焼き付け等の方法で貼着できる。
本発明では、前記シール領域でシール膜を貼着することで、運転中常にラップ部間に形成される閉鎖空間の漏れやラップ部同士の接触によるラップ部間のかじりを効果的に防止できる。
これによって、装置の運転効率の低下を防止できると共に、ラップ部間に発生するかじりをなくすことによって、ラップ部の損傷を防止し、ラップ部の寿命を延ばすことができる。

本発明の一態様として、シール膜を構成する弾性体は内部に空隙が形成され、該空隙は外部に連通すると共に互いに連通した連続的な空隙であるとよい。
かかる構成の弾性体は、外部から荷重を加えたとき、空隙が押し潰されるまでは収縮量は大きくなり、空隙が押し潰された後は収縮量が小さくなる。そのため、ラップ部に挟まれたときに発生する反力は、一定収縮量までは小さく、一定収縮量を超えると大きくなる。従って、一定収縮量まではシール性能を発揮しつつ、ラップ部及びシール膜に加わる負荷を低減できると共に、ラップ部間の誤差を大きく吸収できるため、ラップ部同士の接触によるかじりを防止できる。

これによって、装置の動力消費を低減できると共に、一定収縮量までは他方のラップ部とシール膜との間の接触力が弱まるため、シール膜が剥がれにくくなり、かつラップ部及びシール膜の損傷を低減でき、これらの寿命を延ばすことができる。また、動力消費を低減できる。
しかも、荷重が付加されたときの変形は、空隙の変形が主となり、外側に現れにくい。そのため、狭い場所で外側への変形が困難な場所に配置するのに好適である。

一方、特許文献２に開示された弾性シートのように、内部に空隙を有しない弾性体では、ラップ部によって押されたとき、付加される荷重に対する反力が大きくなる。そのため、ラップ部及びシール膜自体に加わる負荷が増加するので、ラップ部及びシール膜の寿命が低下しやすい。また、ラップ部で押されたとき外側へ膨らむので、狭い場所への配置には向いていない。このことは、外部に連通せずかつ互いに連通しない空隙を内部に有する弾性体も同様である。

本発明に好適な弾性体として、例えば、フェルトや不織布等があり、また、ポリウレタンなどの合成樹脂を発泡成形した発泡体、あるいはゴムを原料とし、ゴムに発泡剤、軟化剤等を練り込み加硫して製造したゴム発泡体等がある。

本発明の一態様として、閉鎖空間の形成に供されるラップ部の渦巻き方向のシール領域の少なくとも一部又は全域で、１つのラップ部の内側面及び外側面にシール膜を貼着することができる。このように、２つのスクロールに夫々形成された２つのラップ部のうち、一方のラップ部のみにシール膜を貼着することで、シール膜の貼着作業が容易になる。

本発明の別な態様として、閉鎖空間の形成に供されるラップ部の渦巻き方向のシール領域の少なくとも一部又は全域で、２つのラップ部の内側面にシール膜を貼着することができる。
このように、シール膜をラップ部の内側面に貼着することで、ラップ部の外側面に貼着するよりも、シール膜が短くて済み、低コスト化できる。また、後述するように、両回転型のスクロール式流体機械では、シール膜に付加される遠心力がシール膜をラップ部に押し付けるように働くので、シール膜が剥がれにくくなるという利点もある。さらに、シール膜をラップ部の内側面に貼着することで、シール膜の張力がシール膜をラップ部に押し付ける方向に働くので、貼着作業が容易になると共に、接着力を高めることができる。

スクロール式流体機械には２つのタイプがある。ひとつのタイプは、ハウジングに固定された固定スクロール体と、固定スクロール体に対して公転運動を行う旋回スクロール体と、旋回スクロール体と偏心軸を介して接続された駆動軸を有し、該駆動軸を回転させる駆動装置と、旋回スクロール体の自転を防止する自転防止機構とを備えている。このタイプは、固定スクロール体の取り付けが容易であるが、旋回スクロール体を公転運動させるための機構が複雑となる。

もうひとつのタイプは、互いに同期回転する駆動スクロール体及び従動スクロール体を有した両回転型のスクロール式流体機械である。駆動スクロール体は端板の背面に一体形成された駆動軸を有し、該駆動軸の第１の軸線を中心に回転される。従動スクロール体は第１の軸線に対して平行でかつ偏心した第２の軸線を中心に回転自在に支承されている。そして、駆動スクロール体の駆動軸を第１の軸線を中心に回転させる駆動装置と、従動スクロール体を駆動スクロール体と同期回転させる同期回転機構とを備えている。
このタイプは、前者と比べて、両スクロール体とも回転運動（自転運動）のみとなるため、両スクロール体とも重量バランスが良く、そのため、振動の発生を低減できると共に、部品点数が少なく、構造を簡素化できる長所を有している。

本発明は、前記２つのタイプに適用可能である。なお、前記自転防止機構及び前記同期回転機構として、例えば、オルダムリング方式、ピンクランク方式、あるいはリング内をピンが案内される方式、凹部内をローラが案内される方式等を用いることができる。

本発明によれば、両スクロール体のラップ部間に形成される閉鎖空間の漏れ及びラップ部間のかじりを低コストで効果的に解消できる。

本発明の第１実施形態に係るスクロール式圧縮機の縦断面図である。 前記スクロール式圧縮機の斜視図である。 前記スクロール式圧縮機を分解して示す斜視図である。 前記スクロール式圧縮機のラップ部を示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、夫々異なる種類の弾性体の断面図である。 本発明の第２実施形態に係るスクロール式圧縮機の縦断面図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

（実施形態１）
本発明を両回転型のオイルフリースクロール式圧縮機に適用した第１実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１において、スクロール式圧縮機１０Ａは、円筒形のハウジング１２及びハウジング１２にボルト１６で接続されたハウジング受け１４を有している。ハウジング受け１４の一方の面には、電動モータ１８が内蔵されたケーシング２０が連結されている。電動モータ１８の中心にはロータ軸２２が設けられ、ロータ軸２２の周囲にロータ２４が設けられ、ロータ２４の外側にステータ２６が設けられている。

ハウジング１２の内部に、駆動スクロール体２８と従動スクロール体３０とが配置されている。駆動スクロール体２８は、外形がほぼ円形の端板３２と、端板３２の正面に立設された渦巻き形状のラップ部３４と、端板３２の背面の中心に、端板３２に対して直角方向に向けて一体に形成された駆動軸３６とで構成されている。駆動軸３６はロータ軸２２の軸線ａ１と同一軸線上に配置され、ロータ軸２２にボルト３８で結合されている。駆動スクロール体２８は、ロータ軸２２の回転と共に軸線ａ１を中心に回転する。

従動スクロール体３０は、外形がほぼ円形の端板４０ａを有する中空円筒形のケーシング４０と、端板４０ａの正面に立設された渦巻き形状のラップ部４２と、端板４０ａの背面中心部に形成された短尺円筒形のボス部４４とで構成されている。ボス部４４の中心には吐出孔４４ａが形成されている。従動スクロール体３０は、軸線ａ１と平行でかつ軸線ａ１に対してｔだけ偏心した軸線ａ２を中心に回転可能に配置されている。駆動スクロール体２８と従動スクロール体３０とは、夫々のラップ部３４及び４２が噛合することで、複数の閉鎖空間ｃｓを形成する。ラップ部３４及び４２の先端には、シール溝が形成され、該シール溝に、フッ素樹脂等の自己潤滑性のあるチップシール４５が挿入されている。

ボス部４４の吐出孔４４ａを形成する部位には、金属製で内側に吐出孔を有する中空円筒形の吐出筒４６がビス止めされている。ハウジング１２の一方の面の中心部に、吐出筒４６及び後述する玉軸受５６を収容する中空円筒形のボス部５０が形成されている。ボス部５０の中心部に吐出孔５０ａが形成されている。吐出筒４６の先端面は、それよりもやや大径のシールプレート４８を介してボス部５０の内面を押圧している。シールプレート４８は、セラミック又は鋼材の焼入れ、金属への硬化メッキ等によって摺接面を硬化した材料からなり、鏡面研磨した耐摩耗性の高い摺接面として、ボス部５０に圧入、打込み、又は接着剤等によって固着されている。
吐出孔４４ａ、５０ａ及び吐出筒４６の内側に形成された圧縮気体の吐出流路は、吐出筒４６及びシールプレート４８によってハウジング１２の内部空間と遮断されている。

電動モータ１８のケーシング２０とロータ軸２２との間に玉軸受５２及び５４が設けられ、ロータ軸２２は玉軸受５２及び５４によって回転自在に支承されている。また、ボス部５０の内部に玉軸受５６が設けられ、玉軸受５６は、吐出筒４６及び従動スクロール体３０を軸線ａ２を中心に回転自在に支承している。

また、駆動スクロール体２８の端板３２の背面側で、駆動軸３６を囲むように小径中空円筒体５８ａが設けられている。小径中空円筒体５８ａには、ケーシング４０とほぼ同一の外径を有する大径中空円筒体５８ｃと、中心部に駆動軸３６が挿入される開口を有する環状体５８ｄとからなる連結部材５８ｂが一体に設けられている。小径中空円筒体５８ａと連結部材５８ｂとで構造体５８を構成している。
小径中空円筒体５８ａとハウジング１２との間に玉軸受６０が設けられ、玉軸受６０によって構造体５８を回転自在に支承している。

駆動スクロール体２８の端板３２と構造体５８との間にオルダムリング６１が設けられている。オルダムリング６１によって、駆動スクロール体２８と構造体５８及び構造体５８に結合された従動スクロール体３０とは同期回転する。

図２及び図３において、ハウジング１２の端面１２ａのボス部５０の周辺領域で、ボス部５０を囲むように円弧形状の長孔で構成された３個の導気口６２ａ〜６２ｃが穿設されている。また、端面１２ａの近傍領域で、ハウジング１２の外周面１２ｂに、放気管６４が設けられている。放気管６４は、外周面１２ｂに対して接線方向に向けられ、かつ駆動スクロール体２８及び従動スクロール体３０の回転方向（図３中の矢印ｂ方向）に向けて配置されている。

図３に示すように、ハウジング受け１４に通し孔１４ａが形成されている。ハウジング１２とハウジング受け１４とは、通し孔１４ａを通してハウジング１２に形成されたボルト孔１２ｃ（図１参照）に螺合したボルト１６で結合されている。
従動スクロール体３０の端板４０ａの背面には、多数の遠心羽根６６が設けられている。遠心羽根６６は、端板４０ａの外側領域でボス部４４を囲むように配置され、各遠心羽根はほぼ等間隔に配置され、半径方向外側へ向けられている。遠心羽根６６は、放気管６４の開口に対面した位置にある（図１参照）。遠心羽根６６の間に、吸気口６８が形成されている。

また、ハウジング１２、ハウジング受け１４、駆動スクロール体２８及び従動スクロール体３０は、熱伝導性の良いアルミ材で構成され、遠心羽根６６もアルミ材で構成されている。また、遠心羽根６６は従動スクロール体３０の端板背面から外方へ突設され、大きな突出高さｈを有している。各羽根の間に端板４０ａの中心部から半径方向外側へ流れる冷風ｗの流路が形成され、遠心羽根６６は、良好な放熱性を確保するために十分な表面積と冷風路の断面積を有している。

従動スクロール体３０と構造体５８の一部を構成する大径中空円筒体５８ｃとは、４個のボルト７０によって結合される。端板４０ａ及び大径中空円筒体５８ｃには、周方向に分散して配置された４個の通し孔７２が形成されており、ボルト７０を通し孔７２に通し、大径中空円筒体５８ｃに形成されたボルト孔７３に螺合させることで、従動スクロール体３０と構造体５８とを結合できる。

図４に示すように、駆動スクロール体２８のラップ部３４及び従動スクロール体３０のラップ部４２の内側面に、シール膜７６が貼着されている。シール膜７６は、閉鎖空間ｃｓの形成に供されるラップ部３４及び４２の渦巻き方向のシール領域の全域に貼着されている。即ち、図４に示すように、ラップ部３４では、中心部の一部を除き、中心側領域のＡ点から外周端に位置するＢ点までシール膜７６が形成されている。ラップ部４２では、中心部の一部を除き、中心側領域のＣ点から外周端に位置したＤ点までシール膜７６が形成されている。シール膜７６の貼着方法は、シール膜７６の材質に応じて、接着剤による接着、あるいは溶着、焼き付け等の方法を用いる。

シール膜７６は、前述の材料、即ち、フェルトや不織布、あるいはポリウレタンなどの合成樹脂を発泡成形したポリウレタン発泡体や、ゴムに発泡剤、軟化剤等を練り込み加硫して製造したゴム発泡体等で構成されている。これらのシール膜７６は、全体として弾性を有し、かつ外部に連通すると共に、互いに連通した連続的な空隙を有している。

図５（Ａ）は、フェルトや不織布で構成されたシール膜７６ａの断面を示している。図示のように、シール膜７６ａは表面に外部に連通する開口ｏ１と、空隙同士を互いに連通させる開口ｏ２とを有した連続空隙ｇ１を内部に有している。
図５（Ｂ）は、ポリウレタン発泡体で構成されたシール膜７６ｂを示している。シール膜７６ｂは、表面に外部に連通する開口ｏ１と、空隙同士を互いに連通させる開口ｏ２とを有した連続空隙ｇ１を内部に有している。本実施形態で用いられるシール膜７６は、シール膜７６ａ又は７６ｂである。

スクロール式流体機械は、厳密には、常に２つのラップ部を接触させないように設計されている。例えば、スクロール式圧縮機では、機種によっても異なるが、一般的に最接近時に３０〜１００μｍの隙間を有するように設計されている。しかし、製造時の加工誤差、組立て誤差及び内部ガス圧による変形等により、最接近時にかじりが発生したり、あるいは設計隙間より大きな隙間が生じることがある。シール膜７６は、２つのラップ部間に生じる最大隙間以上の膜厚を有している。

かかる構成において、ロータ軸２２が回転すると、ロータ軸２２と駆動軸３６を介して一体に連結された駆動スクロール体２８が軸線ａ１を中心に回転する。従動スクロール体３０は、オルダムリング６１を介して、軸線ａ２を中心として駆動スクロール体２８と同期回転する。軸線ａ２は軸線ａ１に対して偏心しており、これによって、駆動スクロール体２８と従動スクロール体３０とは相対的に公転運動を行う。この相対的公転運動により、吸気口６８から被圧縮気体が吸入され、ラップ部３４及び４２間に形成された複数の閉鎖空間ｃｓに封入される。

駆動スクロール体２８及び従動スクロール体３０の相対的公転運動によって、閉鎖空間ｃｓはラップ部３４及び４２に沿って順々に中心部に移動すると共に、移動しながら縮小する。これによって、各閉鎖空間ｃｓに封入された被圧縮気体は圧縮され、吐出孔４４ａに吐出する。ボス部５０には吐出管７４が接続されており、吐出孔４４ａから吐出された圧縮気体は吐出管７４を通って需要先に供給される。

従動スクロール体３０が回転すると、遠心羽根６６の吸引作用により導気口６２ａ〜６２ｃから外気が吸引される。導気口６２ａ〜６２ｃからハウジング１２の内部に吸引された外気は、遠心羽根６６の間を通り、放気管６４から外部に排出される。こうして、ボス部５０のすぐ外側からハウジング１２の内部に導入され、端板４０ａの背面に沿って半径方向外側へ向かう冷風（外気流）ｗが形成される。

本実施形態によれば、閉鎖空間ｃｓの形成に供されるラップ部３４及び４２の渦巻き方向のシール領域の全域でシール膜７６を設けたことで、これらラップ部間に形成される閉鎖空間ｃｓの漏れやラップ部間のかじりを効果的に防止できる。これによって、スクロール式圧縮機１０Ａの運転効率の低下を防止できると共に、ラップ部間に発生するかじりをなくすことができ、これによって、ラップ部の損傷を防止し、ラップ部の寿命を延ばすことができる。

また、シール膜７６は、外部に連通すると共に、互いに連通した連続空隙ｇ１を有しているので、前述のように、外部から荷重を加えたとき、連続空隙ｇ１が押し潰されるまでは収縮量は大きくなり、連続空隙ｇ１が押し潰された後は収縮量が小さくなる。そのため、ラップ部に挟まれたときに発生する反力は、一定収縮量までは小さく、一定収縮量を超えると大きくなる。

従って、連続空隙ｇ１が押し潰されるまでは、ラップ部とシール膜との間の接触力が弱まるため、シール膜がはがれにくくなり、かつラップ部及びシール膜の損傷を低減でき、これらの寿命を延ばすことができる。また、動力消費を低減できる。連続空隙ｇ１が押し潰された後は、反力が大きくなるので、かじりを効果的に防止できる。
また、荷重が付加されたときのシール膜７６の変形は、連続空隙ｇ１の変形が主となり、外側に現れにくい。そのため、狭い場所で外側への変形が困難な場所に配置するのに好適である。

図５（Ｃ）は、外部に連通せずかつ互いに連通しない空隙ｇ２を有したポリウレタン発泡体で構成されたシール膜７６ｃの断面を示している。このシール膜７６ｃでは、ラップ部から荷重が付加されたとき、付加された荷重に対する反力がシール膜７６ａ又はシール膜７６ｂと比べて大きくなる。そのため、ラップ部及びシール膜自体に加わる負荷が増加するので、ラップ部及びシール膜の寿命が低下しやすい。また、ラップ部で押されたとき外側へ膨らむので、狭い場所への配置には向いていない。

また、シール膜７６をラップ部３４及び４２の内側面に貼着しているので、ラップ部の外側面に貼着するよりも、シール膜が短くて済み、低コスト化できる。また、スクロール式圧縮機１０Ａのように、両回転型のスクロール式流体機械では、シール膜に付加される遠心力がシール膜をラップ部に押し付けるように働くので、シール膜が剥がれにくくなるという利点もある。さらに、シール膜をラップ部の内側面に貼着することで、シール膜の張力がシール膜をラップ部に押し付ける方向に働くので、貼着作業が容易になると共に、接着力を高めることができる。

本実施形態では、玉軸受５２及び５４によってロータ軸２２及び駆動軸３６を支持している。玉軸受５２及び５４の配置場所は、ロータ軸端の範囲まで広げることができる。そのため、両玉軸受間のスパンを余裕をもって広げることができるので、駆動スクロール体２８の位置精度を十分確保できる。また、両玉軸受間のスペースは電動モータ１８の設置に元々必要なスペースであるため、両玉軸受間のスパンを広げても装置全体の大型化を招かない。

また、従動スクロール体３０を玉軸受５６及び６０で両持ち支持しているので、従動スクロール体３０の位置精度を確保できる。また、片持ち支持のように、玉軸受５６を従動スクロール体３０の軸線方向に長く延設する必要がないため、玉軸受５６をコンパクト化かつ低コスト化できる。さらに、構造体５８を構成する小径中空円筒体５８ａは駆動軸３６を囲むように配置され、かつ玉軸受６０は小径中空円筒体５８ａの半径方向外側に配置されているため、駆動軸３６の軸線方向の大型化を招かない。
以上の構成により、両スクロール体の位置精度を確保しつつ、両スクロール体の支持機構を小型化かつ簡素化して低コスト化が可能になる。

また、ロータ軸２２及び駆動軸３６の支持を玉軸受５２及び５４で兼用できるので、ロータ軸２２を別途支承する軸受が不要になり、軸受機構を簡素化かつ低コスト化できる。
また、従動スクロール体３０と構造体５８とは、ボルト７０によって着脱可能に連結されるので、スクロール式圧縮機１０Ａの分解及び組立が容易になる。

さらに、駆動スクロール体２８の端板３２と構造体５８との間に、同期回転機構としてのオルダムリング６１を設けているので、ハウジング１２の半径方向の大型化を回避でき、ハウジング１２をコンパクト化できる。

また、スクロール式圧縮機１０Ａの稼動中、遠心羽根６６によって外気が導気口６２ａ〜６２ｃから吸入され、ハウジング１２の内部に冷風（外気流）ｗが形成されるので、被圧縮気体の圧縮熱により最も高温となる吐出筒４６付近を外気により効率良く冷却できる。
また、冷風路はボス部５０の半径方向外側に形成され、吐出筒４６を玉軸受５６で直接支承するようにしているので、ボス部５０を小型化かつ低コスト化できる。

また、圧縮気体の吐出路を形成する従動スクロール体３０側にのみ冷風路を形成することで、駆動スクロール体側に冷風路を設けていないため、圧縮機の構成をさらに小型化かつ低コスト化できる。
また、玉軸受５６に隣接して冷風路が形成されるので、玉軸受５６に封入されたグリースの温度を下げ、玉軸受５６の焼損を防止できる。これによって、玉軸受５６の寿命を延ばすことができる。
さらに、冷風路を形成するために新たにダクトや配管を設ける必要がないため、圧縮機の構成を簡素化できる。

また、遠心羽根６６は、熱伝導性が良いアルミ材で構成され、かつ良好な放熱性を確保するために十分な表面積を有しているので、従動スクロール体３０の放熱性を高めることができる。そのため、遠心羽根６６を放熱フィンとして兼用できる。
また、導気口６２ａ〜６２ｃは、ボス部５０の外周面に沿って円弧状に形成された長孔であるので、冷風路を玉軸受５６に最大限に接近させることができ、これによって、玉軸受５６及び玉軸受５６の内側に設けられた吐出筒４６を効果的に冷却できる。

また、放気管６４がハウジングの外周面１２ｂに対して接線方向に向けられ、かつ駆動スクロール体２８及び従動スクロール体３０の回転方向下流側に向けて配置されているので、冷風ｗをスムーズにハウジング外へ放出できる。そのため、冷風路を流れる冷風ｗの乱流発生を抑制でき、圧力損失を低減できるので、冷風ｗの流量を増加でき、冷却効果を向上できる。
なお、吐出筒４６及びシールプレート４８によって、圧縮気体の吐出路がシールされているので、吐出孔４４ａから吐出された圧縮気体がハウジング１２の内部に漏れるおそれはない。

本実施形態では、同期回転機構としてオルダムリングを用いたが、他の同期回転機構、例えば、ピンクランク方式、リング内をピンが案内される方式、凹部内をローラが案内される方式等の同期回転機構を用いることができる。
また、本実施形態では、シール膜７６をラップ部３４及び４２の内側面に貼着しているが、代わりに、ラップ部３４及び４２の一方の内外面に貼着するようにしてもよい。この場合、一方のラップのみにシール膜７６を貼着するので、貼着作業が容易になるという利点がある。

（実施形態２）
次に、本発明の第２実施形態を図６により説明する。本実施形態は、ハウジングに固定された固定スクロール体と、旋回運転（公転運動）を行う旋回スクロール体とを有するスクロール式圧縮機に適用されたものである。本実施形態のスクロール式圧縮機１０Ｂは、オイルフリーのスクロール式圧縮機である。
図６において、ハウジング８２に固定スクロール体８４がボルト結合されている。固定スクロール体８４は、端板８６とラップ部８８とを有し、端板８６の背面に多数の冷却フィン９０が形成されている。また、外周部に吸気孔８４ａが形成され、中心部に吐出孔８４ｂが形成されている。

固定スクロール体８４に対面して旋回スクロール体９２が設けられている。旋回スクロール体９２は端板９４及びラップ部９６からなり、端板９４の背面に多数の冷却フィン９８が形成されている。旋回スクロール体９２は固定スクロール体８４と噛合して複数の閉鎖空間ｃｓを形成する。ラップ部８８及び９６の先端には、シール溝が形成されており、該シール溝にチップシール９９が挿入され、閉鎖空間ｃｓの閉鎖機能を高めている。固定スクロール体８４と旋回スクロール体９２との噛合部を囲むようにして両者の摺接面にダストシール１００が設けられている。

端板９４の背面には支持プレート１０１がボルト結合されている。支持プレート１０１の中心部に形成されたボス部１０１ａには、偏心軸１０２及びころ軸受１０４が内蔵され、偏心軸１０２はころ軸受１０４によって回転自在に支持されている。偏心軸１０２は駆動軸１０６と一体に形成され、偏心軸１０２の軸線ａ３は駆動軸１０６の軸線ａ１に対して平行でかつｔだけ偏心している。駆動軸１０６にはカウンタウェイト１０７が設けられている。

駆動軸１０６は玉軸受１０８及び１１０に回転自在に支持され、その一端は、電動モータ（図示省略）の出力軸に結合されている。該電動モータによって駆動軸１０６が回転し、偏心軸１０２は自転すると共に、軸線ａ１を中心に公転する。支持プレート１０１とハウジング８２との間に、自転防止機構としてピンクランク機構１１２が設けられている。ピンクランク機構１１２は、互いに平行でかつ偏心した一対の軸が一体形成されてなるクランク軸１１４と、前記一対の軸を夫々回転自在に支持する玉軸受１１６及び１１８とで構成されている。

旋回スクロール体９２には、偏心軸１０２の公転運動は伝わるが、ピンクランク機構１１２によって自転はしない。これによって、旋回スクロール体９２は固定スクロール体８４に対して相対的な公転運動を行う。これによって、吸気孔８４ａから被圧縮気体が吸引され、複数の閉鎖空間ｃｓに封入される。各閉鎖空間ｃｓに封入された被圧縮気体は圧縮され、吐出孔８４ｂから吐出される。

駆動軸１０６には回転環１２０がキー１２２を介して固定されている。回転環１２０の周囲に、回転環１２０と共に回転する多数の遠心羽根を有する冷却ファン１２４が設けられている。また、冷却ファン１２４を囲むケーシング１２６が設けられている。ケーシング１２６には入口開口１２６ａ及び出口開口１２６ｂが形成され、出口開口１２６ｂには、ケーシング１２６の接線方向に放気管１２８が設けられている。放気管１２８は、冷却ファン１２４の回転方向下流側に向けて配置されている。

駆動軸１０６が回転すると、回転環１２０と共に冷却ファン１２４が回転する。これによって、外気が入口開口１２６ａから流入し、出口開口１２６ｂから放気管１２８に流出することで、ハウジング８２の周囲に冷風ｗが形成され、スクロール式圧縮機１０Ｂを冷却する。ハウジング８２は、ハウジング８２に設けられた脚１３０によって、駆動軸１０６が水平方向に向いた状態で架台上に支持される。

本実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、ラップ部８８及び９６の内側面全域に、シール膜７６が貼着されている。これによって、閉鎖空間ｃｓの漏れやラップ部間のかじりを防止できるほか、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、被圧縮気体を圧縮することで発生した熱で固定スクロール体８４や旋回スクロール体９２等が加熱されるが、本実施形態では、冷却ファン１２４によってハウジング８２の外面に沿う冷風ｗを形成し、ハウジング８２の内部機器を冷却できる。

本発明によれば、ラップ部の渦巻き方向のシール領域の全域で、両スクロール体のラップ部間に形成される閉鎖空間の漏れ及びラップ部間のかじりを効果的に解消できるスクロール式流体機械を実現できる。

１０Ａ、１０Ｂ スクロール式圧縮機
１２、８２ ハウジング
１２ａ 端面
１２ｂ 外周面
１２ｃ ボルト孔
５０ ボス部
５０ａ 吐出孔
１４ ハウジング受け
１４ａ 通し孔
１６、３８、７０ ボルト
１８ 電動モータ
２０ ケーシング
２２ ロータ軸
２４ ロータ
２６ ステータ
２８ 駆動スクロール体
３２ 端板
３４ ラップ部
３６、１０６ 駆動軸
３０ 従動スクロール体
４０ ケーシング
４０ａ 端板
４２ ラップ部
４４ ボス部
４４ａ 吐出孔
４５、９９ チップシール
４６ 吐出筒
４８ シールプレート
５０ ボス部
５０ａ 吐出孔
５２、５４、５６、６０、１０８、１１０ 玉軸受
５８ 構造体
５８ａ 小径中空円筒体
５８ｂ 連結部材
５８ｃ 大径中空円筒体
５８ｄ 環状体
６１ オルダムリング
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ 導気口
６４、１２８ 放気管
６６ 遠心羽根
６８ 吸気口
７２ 通し孔
７３ ボルト孔
７４ 吐出管
７６、７６ａ、７６ｂ、７６ｃ シール膜
８４ 固定スクロール体
８４ａ 吸気孔
８４ｂ 吐出孔
８６ 端板
８８ ラップ部
９０ 冷却フィン
９２ 旋回スクロール体
９４ 端板
９６ ラップ部
９８ 冷却フィン
１００ ダストシール
１０１ 支持プレート
１０１ａ ボス部
１０２ 偏心軸
１０４ ころ軸受
１１２ ピンクランク機構
１１４ クランク軸
１１６、１１８ 玉軸受
１２０ 回転環
１２２ キー
１２４ 冷却ファン
１２６ ケーシング
１２６ａ 入口開口
１２６ｂ 出口開口
１３０ 脚
ａ１ 軸線（第１の軸線）
ａ２ 軸線（第２の軸線）
ａ３ 軸線
ｃｓ 閉鎖空間
ｇ１ 連続空隙
ｇ２ 空隙
ｏ１、ｏ２ 開口
ｗ 冷風

Claims (7)

1. 端板と該端板に立設された渦巻き形状のラップ部とを夫々有し、互いに噛合して作動流体を封入する複数の閉鎖空間を形成する一対のスクロール体と、
   前記一対のスクロール体を相対的に公転運動させる駆動装置とを備え、
   前記閉鎖空間の容積を変化させて吐出吸引を行うスクロール式流体機械において、
   前記閉鎖空間の形成に供される前記ラップ部の渦巻き方向のシール領域の少なくとも一部で、前記閉鎖空間を形成するために対向配置された２つの前記ラップ部の側面のうちどちらか一方の側面に弾性体からなるシール膜が貼着され、
   前記シール膜の膜厚は前記２つのラップ部間に形成される最大隙間以上であることを特徴とするスクロール式流体機械。
2. 前記シール領域の全域で前記シール膜が貼着されていることを特徴とする請求項１に記載のスクロール式流体機械。
3. 前記弾性体は内部に空隙が形成され、
   該空隙は外部に連通すると共に互いに連通した連続的な空隙であることを特徴とする請求項１に記載のスクロール式流体機械。
4. 前記シール領域の少なくとも一部又は全域で、１つの前記ラップ部の内側面及び外側面に前記シール膜が貼着されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のスクロール式流体機械。
5. 前記シール領域の少なくとも一部又は全域で、前記２つのラップ部の内側面に前記シール膜が貼着されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のスクロール式流体機械。
6. 前記一対のスクロール体の一方が、前記端板の背面に一体形成された駆動軸を有し、該駆動軸の第１の軸線を中心に回転される駆動スクロール体であり、
   前記一対のスクロール体の他方が、前記第１の軸線に対して平行でかつ偏心した第２の軸線を中心に回転自在に支承された従動スクロール体であり、
   前記駆動装置は、前記駆動軸を前記第１の軸線を中心に回転させるものであり、
   さらに前記従動スクロール体を前記駆動スクロール体と同期回転させる同期回転機構を備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のスクロール式流体機械。
7. 前記一対のスクロール体の一方が、ハウジングに固定された固定スクロール体であり、
   前記一対のスクロール体の他方が公転運動を行う旋回スクロール体であり、
   前記駆動装置は、前記旋回スクロール体と偏心軸を介して接続された駆動軸を有し、該駆動軸を回転させるものであり、
   さらに前記旋回スクロール体の自転を防止する自転防止機構を備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のスクロール式流体機械。

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