JP2021121729A - スクロール型流体機械 - Google Patents

Abstract

【課題】寸法精度の向上が図れるスクロール型流体機械を提供する。【解決手段】流体機械１は、渦巻き状の固定側歯部３３１を有する固定スクロール３３と、固定スクロール３３に対して公転運動する旋回スクロール２０とを備える。旋回スクロール２０は、基盤部２１と、基盤部２１と一体に結合されているラップ形成部２２とを備える。ラップ形成部２２は、固定側歯部３３１との間に空気を吸入、圧縮および吐出する圧縮室３８を形成する旋回側歯部２２２を備える。旋回側歯部２２２は、多数の細孔を形成する多孔質の樹脂によって形成されている。この構成により、高い寸法精度を有する旋回側歯部２２２を成形できる。【選択図】図１

Description

この明細書における開示は、スクロール型流体機械に関する。

特許文献１には、固定スクロールラップと公転スクロールラップを噛み合わせ、固定スクロール部材に対して公転スクロール部材を公転運動させる圧縮機が開示されている。

特開２００４−３４１０号公報

スクロール型流体機械では、要求される性能を発揮するために、スクロール部材の寸法精度が求められる。

この明細書における開示の目的は、寸法精度の向上が図れるスクロール型流体機械を提供することである。

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

開示されたスクロール型流体機械の一つは、作動流体である空気が、閉回路を循環することなく開放された外部へ供給され、かつスクロール型流体機械の内部流路に対する外部からの給油が無い条件下において使用され、
渦巻き状の固定側ラップ（３３１；１３３１，１３３１ａ）を有する固定スクロール（３３；１３３）と、
固定スクロールに対して公転運動する旋回スクロール（２０；１２２）と、
を備え、
旋回スクロールは、固定側ラップとの間に空気を吸入、圧縮および吐出する流体室（３８）を形成しかつ多数の細孔を形成する多孔質の樹脂によって形成されている旋回側ラップ（２２，２２２）を有する。

スクロール型流体機械では、接触しない範囲で固定側ラップと旋回側ラップの隙間を可能な限り小さくすることが圧縮性能上好ましい。この流体機械によれば、旋回側ラップが多孔質の樹脂によって形成されるため、高い寸法精度を有する旋回側ラップを成形することができる。このため、固定側ラップと旋回側ラップとの距離に関して高い寸法精度を提供できるので、ラップ同士の接触を抑制でき所望の圧縮性能を実現可能である。以上より、この開示は、寸法精度の向上が図れるスクロール型流体機械を提供できる。

開示されたスクロール型流体機械の一つは、作動流体である空気が、閉回路を循環することなく開放された外部へ供給され、かつスクロール型流体機械の内部流路に対する外部からの給油が無い条件下において使用され、
渦巻き状の固定側ラップ（１３３１，１３３１ａ）を有する固定スクロール（１３３）と、
固定側ラップとの間に空気を吸入、圧縮および吐出する流体室（３８）を形成する旋回側ラップ（２２，２２２）を有し、固定スクロールに対して公転運動する旋回スクロール（２０）と、
を備え、
固定側ラップは、多数の細孔を形成する多孔質の樹脂によって形成されており、旋回側ラップは、多孔質状でない非発泡樹脂によって形成されている。

この流体機械によっても、固定側ラップが多孔質の樹脂によって形成されるため、高い寸法精度を有する固定側ラップを成形することができる。このため、固定側ラップと旋回側ラップとの距離に関して高い寸法精度を提供できる。さらに、旋回側ラップが非発泡樹脂によって形成されている構成に伴う旋回スクロールの軽量化と高い寸法精度とにより、公転時の遠心力抑制と圧縮性能確保とを実現可能である。この開示によっても、寸法精度の向上が図れるスクロール型流体機械を提供できる。

第１実施形態の流体機械を示す縦断面図である。 図１のII−II断面位置における流体機械の横断面図である。 第２実施形態の流体機械を示す部分縦断面図である。 第３実施形態の流体機械を示す部分縦断面図である。 回転抑止機構に係る第１の例を示す図である。 回転抑止機構に係る第２の例を示す図である。 回転抑止機構に係る第３の例を示す図である。 回転抑止機構に係る第４の例を示す図である。 回転抑止機構に係る第５の例を示す図である。 図９のＸ−Ｘ切断面を示す部分断面図である。 第４実施形態の流体機械を示す縦断面図である。 第５実施形態の流体機械を示す縦断面図である。

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

＜第１実施形態＞
スクロール型流体機械の一例を開示する第１実施形態について図１〜図２を参照しながら説明する。スクロール型流体機械は、流体を圧縮する機械または流体を膨張する装置を含んでいる。第１実施形態で開示する流体機械１は、作動流体として採用される気体を圧縮または膨張して外部へ流出させることができる。作動流体は、空気である。例えば、流体機械１は、閉じられたループ回路に適用される装置ではなく、流体機械１から流出する流体は開放された外部へ供給される。

流体機械１は、固定スクロール３３と旋回スクロール２０とを備えるスクロール型流体機械である。流体機械１は、外部からオイルを供給しないで正常に機能を発揮できるオイルレス方式の装置である。流体機械１は、オイルセパレータなどの付属装置が不要にできる。流体機械１は、例えば医療用エアや工場用エアなど、クリーンな空気を供給する空気圧源として適用することができる。以下には、流体機械１が作動流体とする例について説明する。

図１を参照して流体機械１の構成について説明する。図１に示すように、流体機械１は、ハウジング３０、固定スクロール３３、旋回スクロール２０およびモータ部４０等を備えている。ハウジング３０は、第１ハウジング３１と第２ハウジング３２を含んで構成されている。第１ハウジング３１と第２ハウジング３２は、流体機械１において、可動する旋回スクロール２０に対して、静止している固定側部材である。第１ハウジング３１と第２ハウジング３２はいずれも、例えばアルミニウム、その合金など、熱伝導性の高い金属により形成されている。第１ハウジング３１と第２ハウジング３２は、ボルト締めまたは溶接等により固定されている。

第１ハウジング３１と第２ハウジング３２はそれぞれの外壁が大気に露出するように設置されている。第１ハウジング３１、第２ハウジング３２は、旋回スクロール２０よりも熱伝導率が高い材質によって形成されている。第１ハウジング３１と第２ハウジング３２は、少なくとも一部が金属により形成されている構成でもよい。第１ハウジング３１と第２ハウジング３２は、少なくとも一部が大気に露出するように構成されていればよい。この構成によれば、旋回スクロール２０との摺動面において発生する熱は、ハウジングを通じて拡散し、流体機械１の外部に放出されやすい。

流体機械１は、ハウジング３０に一体に固定されているカバー７を備える。カバー７と第１ハウジング３１は、ボルト締めまたは溶接等により固定されている。カバー７と第１ハウジング３１は、流体機械１またはシャフト４４の軸方向に積層するように設置されている。カバー７は、第１ハウジング３１よりも、旋回スクロール２０とは反対側に位置している。カバー７は、例えば旋回スクロール２０よりも熱伝導率が高い材質によって形成されている。カバー７は、外壁が大気に露出するように設置されている。旋回スクロール２０に対して摺動する摺動面に発生する熱は、ハウジング３０を通じて拡散して外部に放出されまたはハウジング３０らカバー７を介して外部に放出される。

カバー７は、カバー基盤部７１と、カバー基盤部７１の周縁部からカバー基盤部７１を取り囲むように流体機械１の軸方向に突出する筒状壁７３とを備える。カバー基盤部７１には、軸方向に貫通する下流側吐出口７２が設けられている。下流側吐出口７２は、流体機械１の外部へ流体を吐出する下流側吐出通路に相当する。筒状壁７３は、第１ハウジング３１と固定スクロール３３に結合されている。筒状壁７３における固定スクロール３３側の端面は、第１ハウジング３１と固定側基盤部３３０とに接触している。筒状壁７３と固定側基盤部３３０との接触部分は、Ｏリングなどのパッキン材によって流体が外部に洩れないように封止されている。

固定側基盤部３３０には、軸方向に貫通する上流側吐出口３５が設けられている。上流側吐出口３５と下流側吐出口７２との間には、作動流体を通過させて異物等を捕集可能なフィルタ部材６２が設置されている。上流側吐出口３５は、圧縮室３８から吐出される流体が流下する上流側吐出通路に相当する。

ハウジング３０の内側には、固定スクロール３３と旋回スクロール２０が収容されている。また、固定スクロール３３は、第１ハウジング３１の一部として構成されている形態でもよい。つまり、固定スクロール３３と第１ハウジング３１は一つの部材をなす構成でもよい。以下、固定スクロール３３と旋回スクロール２０とを合わせて、両スクロール部材ということがある。両スクロール部材は、作動流体の一例である空気を吸入し圧縮し、吐き出すための圧縮機構部を構成している。

固定スクロール３３の材質には、金属、樹脂などを用いることができる。固定スクロール３３は、全体が樹脂材料によって形成されている構成でもよい。固定スクロール３３は、円盤状の固定側基盤部３３０と、固定側基盤部３３０から突出するように設けられている固定側歯部３３１とを備える。固定側歯部３３１は、固定スクロール３３に設けられた固定側ラップであり、固定スクロール３３を軸方向に視て渦巻状に形成されている。固定側基盤部３３０の外周縁から延びる外周壁部３３２は、第１ハウジング３１の内壁に対し、圧入などによって固定されている。外周壁部３３２は、固定側歯部３３１の径外側を囲むように設けられている。

固定側基盤部３３０には、圧縮室３８から空気を吐き出す上流側吐出口３５が設けられている。上流側吐出口３５は、フィルタ部材６２を介して下流側吐出口７２に連通している。フィルタ部材６２は、自転防止孔５１よりも下流側の流路に設置されている下流側フィルタ部の一例である。

旋回スクロール２０の材質には、金属、樹脂などを用いることができる。旋回スクロール２０は、円盤状の基盤部２１と、基盤部２１と一体に結合されているラップ形成部２２とを備えている。ラップ形成部２２は、ラップ側基盤部２２１と、ラップ側基盤部２２１から突出するように設けられた旋回側歯部２２２とを備える。基盤部２１は、公転運動する円盤状部材である。ラップ側基盤部２２１は、基盤部２１と一体となって公転運動するラップ形成部２２における円盤状の部分である。旋回側歯部２２２は、公転運動時に固定側歯部３３１とともに、作動流体を圧縮する圧縮室３８を形成する部分である。

基盤部２１とラップ形成部２２とは、異なる材質によって形成されている。基盤部２１は、ラップ形成部２２よりも高強度の材質、高強度の樹脂によって形成されている。少なくともラップ形成部２２は、内部に多数の細孔を形成する多孔質の樹脂によって形成されている。また、ラップ形成部２２のうち少なくとも旋回側歯部２２２は、内部に多数の細孔を形成する多孔質の樹脂によって形成されている。この多孔質の樹脂には、発泡成形させて多数の気泡が分散した樹脂が含まれる。発泡成形させた樹脂は、発泡樹脂と呼ぶことができる。

発泡成形は、成形プロセスにおいて発泡性を有する溶融樹脂を金型内に充填することによって、多数の細孔構造をもった多孔質の成形体を製造することである。細孔構造は、気泡構造と呼ぶこともできる。

多孔質の樹脂、発泡樹脂は、以下のような成形方法によって形成することができる。第１の成形方法は、樹脂と化学発泡剤やマイクロカプセルなどの発泡剤をドライブレンド状態で成形機内に投入し、樹脂と発泡剤を混合して気泡を形成する方法である。第２の成形方法は、加熱溶融した樹脂に対して窒素や二酸化炭素のような安定なガスを発泡剤として成形機内に投入して発泡成形を行う方法である。第３の成形方法は、超臨界状態の窒素や二酸化炭素を溶融樹脂に添加して成形する方法である。樹脂成形品には、成形品として反りが小さい低反りグレードである樹脂を用いることが好ましい。低反りグレードの樹脂は、例えば、アスペクト比が小さい球状、板状、粒子状である炭酸カルシウム、タルク、ガラスなどの無機物を含有する樹脂や、非結晶性の樹脂が充填されたものである。また、樹脂には、耐熱性や強度性能の観点から、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、液晶ポリマーを用いることができる。

基盤部２１は、金属によってまたは多孔質状でない非発泡樹脂などによって形成されている。この場合には、基盤部２１とラップ形成部２２は金型内において一体に成形されて、一つの部品である旋回スクロールを構成する。非発泡樹脂は、発泡成形させないで成形された樹脂である。

また、基盤部２１とラップ形成部２２とが別部品である場合には、これらの部品は一体に形成された状態で旋回スクロール２０として流体機械１に設置されている。この場合、基盤部２１とラップ形成部２２とは接着等の結合手段、係合手段により一体に形成することができる。

また、旋回スクロール２０は、樹脂材料によって形成されている構成でもよい。この場合、基盤部２１とラップ形成部２２のそれぞれは、細孔を形成する多孔質の樹脂などによって形成されている。あるいは、この場合、ラップ形成部２２は細孔を形成する多孔質の樹脂などによって形成されており、基盤部２１は多孔質状でない非発泡樹脂によって形成されている構成でもよい。

旋回スクロール２０が樹脂材料によって形成されている場合、熱伝導率が低いため、旋回スクロール２０からの放熱が期待できない。このため、相手側の摺動面における放熱を効果的に行うことが摺動部の温度上昇を抑制し、信頼性の確保のために重要となる。樹脂製の旋回スクロール２０である場合、旋回スクロール２０の遠心力による振動を低減でき、振動面および騒音面で有利になる。

旋回側歯部２２２は、旋回スクロール２０に設けられた旋回側ラップである。旋回側歯部２２２は、旋回スクロール２０を軸方向に視て渦巻状に形成されている。圧縮室３８は、固定側ラップと旋回側ラップとの間に流体を吸入、圧縮および吐出する流体室である。圧縮室３８は、軸方向に視て三日月状に形成されている。ラップ形成部２２は、旋回側歯部２２２を含むため、旋回スクロール２０に設けられた旋回側ラップである。

固定側歯部３３１は、旋回側歯部２２２における径方向外側部位よりもさらに径外側に位置する渦巻き状部を有している。基盤部２１のうち圧縮室３８とは反対側には、円筒状のボス部２４が設けられている。

流体機械１は、旋回スクロール２０の自転を防止するための自転防止機構５０を備えている。自転防止機構５０は、凹部によって形成された自転防止孔５１と、自転防止孔５１の内周壁に規制されつつ自転防止孔５１の内側において旋回する棒状部５２とを備える。自転防止機構５０は、棒状部５２と自転防止孔５１の間に介在するリング状の介装部材５３を含んでもよい。流体機械１は、複数の自転防止機構５０を備えている。複数の自転防止機構５０は、旋回スクロール２０の中心軸の周りに略等間隔に設けられている。略等間隔とは、等間隔である構成と、所定の寸法公差の範囲で等間隔に対してずれている構成とを含む意味である。例えば、所定の寸法公差は±５度程度である。

自転防止孔５１は、円形状の内周壁によって形成された穴部、または底面を有する凹部である。自転防止孔５１は、例えば旋回スクロール２０において、固定スクロール３３とは反対側に設けられた所定の深さをもつ凹部である。自転防止孔５１は、円形の開口端を形成する内周壁と内周壁の固定スクロール３３側を閉じている底面とを有した構成である。この内周壁は、基盤部２１によって形成されている。この底面は、ラップ側基盤部２２１によって形成されている。

棒状部５２は、第２ハウジング３２に固定された被固定部５２０と、自転防止孔５１の底面に向けて突出する先端側部分としての摺動部５２１とを有している。棒状部５２は鉄または鉄を含む合金によって形成されている。棒状部５２はピン部とも呼ばれる。被固定部５２０は、第２ハウジング３２に形成された円柱状凹部３２０に圧入された状態で固定されている。棒状部５２は、摺動部５２１の先端および介装部材５３の先端と自転防止孔５１の底面とが離間した状態で第２ハウジング３２に固定されている。

棒状部５２には、自転防止孔５１に対して摺動する先端側部分に介装部材５３が装着されている。介装部材５３は、棒状部５２の先端側部分に回転可能に設置されている。この実施形態の自転防止機構５０は、棒状部５２に対して回転可能である介装部材５３を含んでいる。摺動部５２１は、介装部材５３を介して自転防止孔５１の内周壁に対して規制されながら摺動する。自転防止機構５０において摺動部５２１と介装部材５３は、自転防止孔５１の内周壁に対して規制されながら摺動する摺動構造を構成する。

介装部材５３は、表面硬さが基盤部２１よりも硬い素材によって形成されている構成でもよい。介装部材５３は、例えば金属によって形成されている。介装部材５３は、旋回スクロール２０の公転に伴い、自転防止孔５１の内周壁に規制されつつ自転防止孔５１の内側を棒状部５２に対して回転しながら旋回する。このような介装部材５３によれば、自転防止孔５１と介装部材５３との摺動速度を低減することができる。さらに摺動部５２１の摩耗を抑制し、また摺動部分において焼き付き状態に至りにくい流体機械１を提供できる。

例えば、介装部材５３の材質は、表面硬さが棒状部５２の表面硬さよりも低い材質である。介装部材５３は、棒状部５２よりも摩耗しやすい材質によって形成されている。さらに棒状部５２の表面粗さは介装部材５３の内周部の表面粗さよりも小さい。この構成により、旋回スクロール２０の旋回運動において棒状部５２の外周部と介装部材５３の内周部との摺動に伴い、棒状部５２よりも介装部材５３の方が摩耗するようになる。

介装部材５３は、銅または錫を含む金属によって形成されていることが好ましい。銅または錫を含む金属は、固体潤滑作用を有する金属であるため、流体機械１において摺動部分の摩擦抵抗を低減する機能を発揮する。また、介装部材５３は、鉄を含む金属によって形成されている構成でもよい。この構成によれば、無給油の流体機械１において摺動部分の摩擦抵抗を低減する顕著な効果を奏する。

例えば、介装部材５３は、多孔質体によって形成されかつ含油されている構成でもよい。この構成によれば、自己保持された油の潤滑効果により磨耗を低減できる。介装部材５３を形成する多孔質体は、例えば、焼結金属、プラスチック焼結多孔質体である。焼結金属は、金属粉を溶融点前後の温度によって焼き固めた物質であり、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム等の金属粉を用いることができる。プラスチック焼結多孔質体は、精製したプラスチック粉末を焼結、成形して製造することができる。介装部材５３は、固体潤滑剤を含んでいることが好ましい。この場合も、潤滑効果により、摺動部分の摩擦抵抗を低減する顕著な効果を奏する。固体潤滑剤としては、二硫化モリブデン、黒鉛、有機モリブデン化合物、フッ素化合物等を用いることができる。

また、介装部材５３は、銅または錫を含む金属によって形成され、かつ固体潤滑剤を含んでいる構成でもよい。

介装部材５３の軸方向の一方端部と自転防止孔５１の底面とは、離間した位置関係にある。介装部材５３の一方端部は、圧縮室３８側または固定スクロール３３側に位置し軸方向に対して直交する端面である。摺動部５２１および介装部材５３は、旋回スクロール２０が公転する際に、自転防止孔５１の内周壁を沿うように滑りながら円形状を描いて変位する。棒状部５２は、両端に位置する、被固定部５２０と介装部材５３および摺動部５２１とにおいて、固定側部材である第２ハウジング３２と可動側部材である旋回スクロール２０とによって支持されている。棒状部５２は、摺動プレート部材１３６を貫通して設けられている。棒状部５２は、他方端部において固体側部材に固定され、先端である一方端部において自転防止孔５１に摺動しながら支持されている。

流体機械１が流体を膨張する膨張機である場合は、流体室が固定スクロール３３の中心部から外端部へ向かって移動する構成を有する。この場合、外部側吸入口３４が吐出口として機能し、下流側吐出口７２を吸入口として機能させることができる。これにより、流体室の容積が増大していくように変化し、中心部側から流体室に取込まれた流体が膨張するようになる。

第２ハウジング３２には、第１ハウジング３１とは反対側においてモータ部４０が一体に設けられている。モータ部４０は、モータケース４１の内側に、ヨーク４５、ステータ４２、ロータ４３およびシャフト４４等を有している。ステータ４２は、ロータ４３の外周を覆っている。ヨーク４５は、ステータ４２の外周を覆っている。モータ部４０として、ブラシ付モータまたはブラシレスモータなど、種々のモータを採用することが可能である。シャフト４４は、モータケース４１またはヨーク４５の内側に設けられた軸受部４４１と軸受部４４２とにより回転可能に設けられている。

シャフト４４は、モータ部４０が与える駆動力によって回転駆動される。シャフト４４の端部は、第２ハウジング３２の内側に挿入されている。シャフト４４の端部には、偏心部４６が固定されている。偏心部４６の中心軸は、シャフト４４の回転軸に対して径方向にずらした位置に設置されている。偏心部４６は、旋回スクロール２０のラップ形成部２２に設けられたボス部２４の内側に軸受部４７を介して回転可能に設けられている。偏心部４６は、旋回スクロール２０の中心軸部である。シャフト４４は、偏心部４６を介して旋回スクロール２０を旋回させる駆動軸である。

シャフト４４の端部、偏心部４６の少なくとも一部は、流体が流通する中心軸部収容室８２に収容されている。中心軸部収容室８２は、第２ハウジング３２の内部において、外周壁部３２１と旋回スクロール２０とによって囲まれた流体通路である。中心軸部収容室８２は、旋回スクロール２０よりもモータ部４０側に設けられた流体通路である。中心軸部収容室８２は、作動流体が圧縮室３８に向けて流下する流下流路の一部である。

モータ部４０に通電すると、シャフト４４が回転軸周りに自転する。その際、モータ部４０が出力するトルクは、偏心部４６を介して旋回スクロール２０のボス部２４に伝達される。旋回スクロール２０は、自転防止機構５０によって自転を規制されつつ、シャフト４４の回転軸の周りを公転する。公転半径は、偏心部４６の中心軸とシャフト４４の回転軸の距離と同等である。このとき、旋回スクロール２０や自転防止機構５０には、遠心力が作用する。

旋回スクロール２０が公転すると、両スクロール部材の間に形成される圧縮室３８は、径方向外側から径方向内側に向かって旋回しながら移動する。圧縮室側吸入通路１２側に位置する圧縮室３８は、シャフト４４の回転角度が０度から３６０度に変化する間に、シャフト４４の回転軸または上流側吐出口３５に近づきながら、その容積が次第に縮小するように変化する。これにより、圧縮室側吸入通路１２を通じて圧縮室３８に供給された空気は圧縮され、この空気は下流側吐出口７２から流体機械１の外部に吐き出される。

ハウジング３０が金属により形成され、両スクロール部材が樹脂により形成されている場合には、ハウジングの熱膨張率より、両スクロール部材の熱膨張率は大きい。そこで、流体機械１は、温度が上昇したときに、両スクロール部材が互いに接触しないように構成されている。

固定側歯部３３１の先端と基盤部２１との間には、所定の隙間が設けられている。旋回側歯部２２２の先端と固定側基盤部３３０との間には、所定の隙間が設けられている。固定側歯部３３１の先端と旋回側歯部２２２の先端には、それぞれチップシールが設けられている。このチップシールによって、前述の各隙間を通じて圧縮室３８の空気がスラスト方向に漏れることを防いでいる。

両スクロール部材は、旋回スクロール２０が公転する際、固定側歯部３３１の側面と旋回側歯部２２２の側面とが最も近づく箇所に所定の隙間が常に形成されるように構成されている。これにより、固定側歯部３３１の側面と旋回側歯部２２２の側面との摩耗や溶融凝着を抑制できる。

流体機械１は、旋回スクロール２０とスラスト軸受部を構成する部位に、自己潤滑性を有するフッ素または二硫化モリブデンを含有するコーティング部を有する。フッ素を含有するコーティング部には、例えば、ポリテトラフルオロエチレンのコーティングが含まれる。このようなコーティング部は薄膜であるので、旋回スクロール２０からハウジング３０への伝熱を阻害しにくい効果を奏する。このようなコーティング部によれば、ハウジング側摺動面１３６ａの摩擦係数を低くすることが可能である。このため、旋回側摺動面２３とハウジング側摺動面１３６ａとがより高荷重の下で摺動する場合でも摺動部の温度上昇を抑制することができる。旋回スクロール２０とスラスト軸受部を構成する部位は、フッ素、ポリテトラフルオロエチレンなどを含有する材料を含んでいる構成でもよい。旋回スクロール２０とスラスト軸受部を構成する部位には、ハウジングの一部やハウジング側摺動面１３６ａが含まれる。

前述のコーティング部は、チップシールに対して摺動する面に設けられている構成でもよい。この構成によれば、チップシールの異常な摩耗や焼き付きを抑制することに寄与する。

流体機械１は、ハウジング側摺動面１３６ａを有する摺動プレート部材１３６を備える。摺動プレート部材１３６は、内周縁部と外周縁部とを有する環状の平板である。ハウジング側摺動面１３６ａは、摺動プレート部材１３６において、旋回スクロール２０に接触する面である。摺動プレート部材１３６の摺動面には前述のコーティング部が設けられている。摺動プレート部材１３６は、ハウジング側摺動面１３６ａとは反対側の面において、第２ハウジング３２の外周壁部３２１の端面に接触している。摺動プレート部材１３６は、摺動プレート部材１３６と外周壁部３２１の間に介在するクリアランス調整用の金属製シムを介して接触する構成でもよい。

流体機械１の内部に吸入された作動流体は、中心軸部収容室８２から連絡通路１１を介して基盤部収容室８３に流下し圧縮室側吸入通路１２から圧縮室導入部８４に流入する。作動流体は、圧縮室導入部８４から圧縮室３８にかけて圧縮されて上流側吐出口３５に吐出され、下流側吐出口７２より外部に流出する。この流下流路によれば、摺動部分を含む、摺動プレート部材１３６および旋回スクロール２０を作動流体によって冷却するため、流体機械１の冷却効率を高めることができる。この流下流路は、特に、振動に有利な樹脂製部品を含む旋回スクロールを備え、かつ無給油下で使用される流体機械１において摺動部を冷却する上で有用である。

流体機械１の内部において、外部側吸入口３４から圧縮室側吸入通路１２に至るまでの作動流体の流下通路について、図１を参照しながら説明する。モータケース４１はモータ部４０の外郭を構成する。モータケース４１には、シャフト４４の端部と軸受部４４１とを覆う部位に単数または複数の外部側吸入口３４が設けられている。外部側吸入口３４は、モータケース４１を軸方向に貫通する通路であり、流体機械１の内部に作動流体を取り入れる入口部である。

モータケース４１は、第１筒状部４１１と、第１筒状部４１１よりも圧縮室３８側に位置する第２筒状部４１２とを備える。モータケース４１は、第２筒状部４１２の端部が第２ハウジング３２に結合する構成により、第２ハウジング３２に一体に固定されている。第２筒状部４１２は、第１筒状部４１１よりも外径が大きく、第１筒状部４１１に一体に形成されている。第１筒状部４１１は、ステータ４２や、ロータ４３における外部側吸入口３４側の部分を覆っている。第２筒状部４１２は、ステータ４２やロータ４３における第２ハウジング３２側の部分を覆っている。第１筒状部４１１は、ヨーク４５の外周面よりも径外側の位置においてヨーク４５を覆っている。

第１筒状部４１１の内周面とヨーク４５の外周面との間には、モータ外側通路８０が設けられている。モータ外側通路８０は、第２筒状部４１２の内側までわたっている。モータ外側通路８０は、ヨーク４５の外側に設けられた筒状をなす通路である。モータ外側通路８０は、作動流体が圧縮室３８に向けて流下する流下流路の一部である。モータ外側通路８０には、フィルタ部材６１が設置されている。フィルタ部材６１は、自転防止孔５１よりも上流側の流路に設置されている上流側フィルタ部の一例である。フィルタ部材６１は、第２筒状部４１２によって支持されている。作動流体は、モータ外側通路８０を軸方向に流下しながら、ヨーク４５、ステータ４２、ロータ４３などを冷却する。

モータ外側通路８０は、モータ部４０を冷却する主要な流体通路である。モータ外側通路８０は、軸方向に延びる連絡通路８１を介して中心軸部収容室８２に連通している。連絡通路８１は、外周壁部３２１を軸方向に貫通する通路である。モータ外側通路８０は、通路横断面積が連絡通路８１や外部側吸入口３４よりも大きい。圧縮室３８で圧縮された空気の一部は、外部側吸入口３４側へ圧力波として逆流して脈動騒音を生じさせる。この構成によれば、連絡通路８１を逆流した空気はモータ外側通路８０で膨張し、速度と圧力が低減する。減衰した圧力波のエネルギの一部は、外部側吸入口３４から外部に排出されるため、圧力波による脈動騒音を抑制できる。また、外部側吸入口３４は、ハウジングを貫通し、モータ外側通路８０を介さず直接に中心軸部収容室８２に連通する通路として構成してもよい。

第１筒状部４１１は、第１ハウジング３１や第２ハウジング３２よりも外径が小さい。このため、フィルタ部材６１やモータ外側通路８０の体積を確保しつつ、体格を抑制することに寄与する。

流体機械１は、中心軸部収容室８２と基盤部収容室８３とを連絡する連絡通路１１を備える。第２ハウジング３２の外周壁部３２１には、連絡通路１１が設けられている。連絡通路１１は、摺動プレート部材１３６との第２ハウジング３２の接触面に対してモータ部４０側に凹む凹部によって形成されている。連絡通路１１は、単数また複数設けられている。

外周壁部３３２と旋回スクロール２０におけるラップ側基盤部２２１の外周縁との間には、圧縮室側吸入通路１２が設けられている。圧縮室側吸入通路１２は、圧縮室導入部８４に作動流体を吸入する吸入部である。圧縮室側吸入通路１２は、ラップ側基盤部２２１の外周面が基盤部２１の外周面よりも径内側に位置する構成により、基盤部収容室８３と圧縮室導入部８４とを連通する。圧縮室側吸入通路１２は、上流端部が基盤部収容室８３に臨み、下流端部が圧縮室導入部８４に臨んでいる。圧縮室側吸入通路１２は、基盤部２１における固定スクロール３３側の面と外周壁部３３２との間に形成された通路でもある。圧縮室側吸入通路１２は、単数また複数設けられている。圧縮室側吸入通路１２は、周方向について、連絡通路１１に対応する位置に設けられている構成でもよい。圧縮室側吸入通路１２は、周方向について等間隔に設けられている構成でもよい。

作動流体は、圧縮室側吸入通路１２を流下しながら、旋回スクロール２０と外周壁部３３２とに接触して冷却する。この冷却作用によれば、摺動部分で発生した熱は、旋回スクロール２０、固定スクロール３３等を通じて効率的に放熱するため、摺動部分の温度が低下する。

圧縮室側吸入通路１２は、基盤部２１を収容する基盤部収容室８３と圧縮室導入部８４とを連絡する通路である。基盤部収容室８３は、基盤部２１の外周面とハウジングの内周面との間に形成される筒状の通路である。圧縮室側吸入通路１２は、流体機械１の軸方向に対して直交する方向に流体を吸入する通路を形成する。圧縮室側吸入通路１２は、旋回スクロール２０の外周縁において複数箇所に設けられている。圧縮室側吸入通路１２は、旋回スクロール２０の旋回運動に伴って、固定スクロール３３に対して変位する。圧縮室導入部８４は、圧縮室３８において外周側の空間に相当し、内周側の空間よりも圧力が低い低圧空間である。圧縮室導入部８４は、固定スクロール３３の外周壁部３３２と旋回スクロール２０における旋回側歯部２２２との間に形成されている。

上記構成により、流体機械１において作動流体は、外部側吸入口３４、モータ外側通路８０、フィルタ部材６１、連絡通路８１、中心軸部収容室８２の順に流下する。作動流体は、中心軸部収容室８２から、連絡通路１１、基盤部収容室８３、圧縮室側吸入通路１２の順に流下する。さらに作動流体は、圧縮室側吸入通路１２から、圧縮室導入部８４、圧縮室３８の順に流下する。流体は、この流体経路を流れる過程において、各部の冷却を図りつつ、特に摺動部分の熱を効果的に放出することに寄与する。

第１実施形態の流体機械１がもたらす作用効果について説明する。流体機械１は、空気が、閉回路を循環することなく開放された外部へ供給され、かつ内部流路に対する外部からの給油が無い条件下において使用される。流体機械１は、固定側ラップを有する固定スクロール３３と、固定スクロール３３に対して公転運動する旋回スクロール２０とを備える。旋回スクロール２０は、固定側ラップとの間に圧縮室３８を形成しかつ多数の細孔を形成する多孔質の樹脂によって形成されている旋回側ラップを有する。

スクロール型流体機械では、接触しない範囲で固定側ラップと旋回側ラップの隙間を可能な限り小さくすることが圧縮性能上、求められる。旋回側ラップはラップ側基盤部２２１側が固定されたはり形状である。このため、非発泡樹脂で形成される場合は成形時の収縮作用によって反り易く、高い寸法精度を得ることが困難である。そこで、流体機械１によれば、旋回側ラップは、例えば発泡成形等の手段によって、細孔を内部に有する多孔質の樹脂として形成されている。旋回側ラップは、細孔の効果により成形時の収縮率が低減するため、反りが抑制され、より高い寸法精度を有することができる。流体機械１は、固定側ラップと旋回側ラップとの距離に関して高い寸法精度を提供できるので、ラップ同士の接触を抑制でき所望の圧縮性能を実現できる。この流体機械１は、寸法精度の向上が図れるスクロール型流体機械を提供できる。

旋回スクロール２０は、旋回側ラップを有するラップ形成部２２と、ラップ形成部２２と一体に結合されている基盤部２１とを備える。基盤部２１は、多孔質状でない非発泡樹脂によって形成されている。この構成によれば、非発泡樹脂によって形成された基盤部２１を備えるため、旋回スクロール２０の軽量化が図れる。これにより、所望の圧縮性能の実現とともに、旋回スクロール２０に作用する遠心力を抑制でき、振動抑制に寄与する。また、ラップ形成部２２と基盤部２１とが別材質である。このため、自転防止孔５１の摩耗を考慮する必要が無く、ラップ形成部２２の材質として、低反りグレード等のより高精度化可能な樹脂グレードを採用できる。また、基盤部２１は、例えば圧縮強度の高い繊維強化樹脂を材料とすることができるため、基盤部２１と同一材質である自転防止孔５１の摩耗を抑制することができる。

流体機械１は、圧縮室側吸入通路１２を介して基盤部収容室８３と圧縮室３８とを連通する流体の流下流路を備える。この構成によれば、作動流体は基盤部収容室８３に流入して、圧縮室側吸入通路１２を経由して圧縮室３８に流下する。この経路により、作動流体によって、旋回側摺動面や旋回スクロール２０を冷却することができる。

流体機械１は、外部側吸入口３４と基盤部収容室８３とをつなぐ流路において基盤部収容室８３よりも上流に設けられた上流側フィルタ部を備える。この構成によれば、流体機械１の外部から基盤部収容室８３に侵入する異物を抑制でき、異物によって各部品の異常摩耗が発生することを防止できる。

流体機械１は、外部へ流体を吐出する下流側吐出通路よりも上流であって自転防止孔５１よりも下流に設けられた下流側フィルタ部を備える。この構成によれば、作動流体によって自転防止孔５１から排出した摩耗粉等が流体機械１の外部へ流出することを抑制できる。これにより、クリーンな作動流体を供給する流体機械１を提供できる。

自転防止機構５０は、棒状部５２の外周面を覆うリング状の介装部材５３をさらに備える。介装部材５３の外周面は、自転防止孔５１の内周面に対して摺動する。この構成によれば、介装部材５３によって、材料の摺動表面が摩擦熱によって変形または溶融する限界ＰＶ値が良化できるため、自転防止孔５１での摩耗粉の発生を抑制できる。このような構成を備える自転防止機構により、流体機械１の軽量化を図ることができる。

流体機械１において作動流体である空気は所定の閉回路を循環することなく、開放された外部へ供給され、かつ流体機械１は外部からの給油が無い条件下において使用される。これによれば、外部からの給油が無い無給油条件下においてシステムや装置において高い耐久性を発揮する流体機械１を提供できる。

旋回スクロール２０に対して摺動する摺動面には、自己潤滑性を有するフッ素または二硫化モリブデンを含有するコーティング部が設けられている。この構成によれば、自己潤滑性を有するが故に摺動面において摩耗粉が発生しやすく、かつ自転防止孔５１から摩耗粉を排出できるため、この装置において特に有益である。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について図３を参照して説明する。第２実施形態の流体機械１０１は、第１実施形態に対して、ボス部１２４に係る構成が相違する。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、以下、異なる点についてのみ説明する。

図３に示すように、流体機械１０１は、基盤部１２１と、基盤部１２１と一体に設けられているラップ形成部２２とを含む旋回スクロール２０を備える。ボス部１２４は、基盤部１２１に設けられている。ボス部１２４は、基盤部１２１の一部である。ボス部１２４は、基盤部１２１と同じ材質によって形成されている。

流体機械１０１の旋回スクロール２０は、ラップ形成部２２と、自転防止孔５１が形成されてラップ形成部２２と一体に結合されている基盤部１２１とを備える。基盤部１２１は、多孔質状でない非発泡樹脂によって形成されている。これによれば、自転防止孔５１が形成された基盤部１２１が非発泡樹脂で形成されている構成により、基盤部１２１の軽量化と自転防止孔５１の摩耗の抑制とが図れる。

また、旋回スクロール２０の基盤部１２１は、金属によって形成されている構成でもよい。これによれば、自転防止孔５１が形成された基盤部１２１が非発泡樹脂で形成されている構成よりも自転防止孔５１の摩耗抑制を図ることができる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態について図４〜図１０を参照して説明する。第３実施形態の流体機械２０１は、第１実施形態に対して、旋回スクロール１２２と自転防止機構５０の構成とが相違する。第３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、以下、異なる点についてのみ説明する。

図４に示すように、流体機械２０１は、旋回スクロール１２２を備える。旋回スクロール１２２は、円盤状の基盤部１２２１と、基盤部１２２１に一体に形成されている旋回側歯部１２２２とを備えている。旋回側歯部１２２２は、基盤部１２２１から軸方向に突出している。基盤部１２２１と旋回側歯部１２２２は、一つの部品である旋回スクロール１２２の一部である。基盤部１２２１と旋回側歯部１２２２は、多孔質の樹脂によって形成されている。この多孔質の樹脂には、発泡成形させて多数の気泡を分散した樹脂が含まれる。基盤部１２２１と旋回側歯部１２２２は金型内において一体に成形されて、一つの部品である旋回スクロール１２２を構成する。

旋回スクロール１２２は、全体が樹脂材料によって形成されている。樹脂製の旋回スクロール１２２は、旋回スクロール１２２の遠心力による振動を低減でき、振動面および騒音面で有利になる。

旋回スクロール１２２に形成された自転防止孔５１は、円形の開口端を形成する内周壁と内周壁の固定スクロール３３側を閉じている底面とを有した構成である。この内周壁と底面は、基盤部１２２１に形成されている。

図４に示すように、第３実施形態の自転防止機構５０は、自転防止孔５１に設置されたリング部６を含む。流体機械２０１は、複数のリング部６を備える。リング部６は、介装部材５３の外周面が摺動する内周面と、自転防止孔５１の内周面に対して摺動する外周面とを有する筒状体である。自転防止孔５１を形成する凹部には、リング部６が収容されている。リング部６は、介装部材５３の旋回運動を規制するスリーブ部材でもある。摺動部５２１および介装部材５３は、旋回スクロール１２２の公転に伴い、リング部６の内周壁に規制されつつリング部６の内側を旋回する。

リング部６は、例えば金属によって形成されている。この構成によれば、旋回スクロール１２２は介装部材５３の外周部と摺動する部材ではなくなる。これにより必要な耐摩耗性、表面硬さを考慮せず旋回スクロール１２２の材質選定が可能となる。

リング部６は、例えば繊維強化樹脂によって形成されている。この構成によれば、自転防止孔５１の内周壁を成形精度がよい材質によって形成することが可能になる。

リング部６は、自転防止孔５１に対して回転が阻止された形態で収容されている。流体機械２０１は、自転防止孔５１とリング部６とに設けられた回転阻止機構を備える。回転阻止機構は自転防止孔５１に対するリング部６の回転を規制する機構である。回転阻止機構によれば、リング部６の回転を抑えるので、リング部６と自転防止孔５１に関する摺動を抑制できる。回転抑止機構は、流体機械２０１の軸方向と軸方向に対して直交する径方向との少なくとも一方の方向に突出する突部と凹む凹部とが係り合う構成を含む。

以下、回転抑止機構の例について図５〜図１０を参照して説明する。図５は、回転抑止機構に係る第１の例を示す断面図である。図５に示すように、回転抑止機構に係る第１の例は、自転防止孔５１とリング部６に設けられている。自転防止孔５１は、複数の内径大部５１ａと複数の内径小部５１ｂとを含む壁部によって形成されている。内径大部５１ａは、自転防止孔５１の中心からの距離である内径寸法が内径小部５１ｂよりも大きい内周壁を形成している。内径大部５１ａは、所定の周方向長さを有し、所定の軸方向長さを有している。内径小部５１ｂは、所定の周方向長さを有し、所定の軸方向長さを有している。自転防止孔５１は、周方向に交互に設けられた内径大部５１ａと内径小部５１ｂとを有して形成されている。内径大部５１ａの内周壁面は湾曲面である。内径小部５１ｂの内周壁面は平面である。自転防止孔５１は、周方向に隣り合う湾曲面と平面を連結する平面を有している。

リング部６は、複数の外径大部６ａと複数の外径小部６ｂとを含む筒状体である。外径大部６ａは、外径小部６ｂよりも外径寸法が大きい外周壁を形成している。リング部６が自転防止孔５１に入りこんだ状態で、外径大部６ａは隙間を介して内径大部５１ａに対向している。リング部６が自転防止孔５１に入りこんだ状態で、外径小部６ｂは隙間を介して内径小部５１ｂに対向している。外径大部６ａ、内径小部５１ｂは、径方向に突出する突部である。外径小部６ｂは、外径大部６ａよりも径方向に凹む凹部である。内径大部５１ａは、内径小部５１ｂよりも径方向に凹む凹部である。また、リング部６が自転防止孔５１に入りこんだ状態で、外径大部６ａは内径大部５１ａに接触し、外径小部６ｂは内径小部５１ｂに接触する構成でもよい。例えば、リング部６と自転防止孔５１とは、部分的または全体的に接触して、嵌り合う関係でもよい。

外径大部６ａは、所定の周方向長さを有し、所定の軸方向長さを有している。外径小部６ｂは、所定の周方向長さを有し、所定の軸方向長さを有している。外径大部６ａは、内径大部５１ａよりも、周方向長さと軸方向長さが短い構成でもよい。外径小部６ｂは、内径小部５１ｂよりも、周方向長さと軸方向長さが短い構成でもよい。リング部６は、周方向に交互に設けられた外径大部６ａと外径小部６ｂとを有して形成されている。外径大部６ａの外壁面は、湾曲面であり、内径大部５１ａに沿っている。外径小部６ｂの外壁面は、平面であり、内径小部５１ｂに沿っている。リング部６は、周方向に隣り合う湾曲の外壁面と平面の外壁面を連結する外壁面を有している。

第１の例の回転抑止機構は、流体機械２０１において径方向に突出する突部と凹む凹部とが係り合う構成を有する。第１の例の回転抑止機構は、自転防止孔５１に対してリング部６を回転させる力が作用した場合に、外径大部６ａが隣接する内径小部５１ｂに接触する構成を有する。この構成により、内径小部５１ｂが外径大部６ａの回転を阻止するストッパとして機能するため、自転防止孔５１に対するリング部６の回転を抑止できる。

図６は、回転抑止機構に係る第２の例を示す断面図である。図６に示すように、回転抑止機構に係る第２の例は、自転防止孔１５１とリング部１０６に設けられている。自転防止孔１５１は、内径大部１５１ａと内径小部１５１ｂとを含む壁部によって形成されている。内径大部１５１ａは、自転防止孔１５１の中心からの距離である内径寸法が内径小部１５１ｂよりも大きい内周壁を形成している。自転防止孔１５１は、内径の大きい円弧面と、この円弧面の周方向両端部を連絡する平面とを含む面によって形成されている。内径大部１５１ａは、所定の周方向長さを有し所定の軸方向長さを有する円弧面である。内径小部１５１ｂは、所定の周方向長さを有し所定の軸方向長さを有する平面である。

リング部１０６は、外径大部６ａと外径小部６ｂとを含む筒状体である。外径大部６ａは、外径小部６ｂよりも外径寸法が大きい円弧状の外周壁面を形成している。外径大部６ａの外壁面は、内径大部１５１ａに沿っている。外径小部６ｂの外壁面は、内径小部１５１ｂに沿っている。外径大部６ａ、内径小部１５１ｂは、径方向に突出する突部である。外径小部６ｂは外径大部６ａよりも径方向に凹む凹部であり、内径大部１５１ａは内径小部１５１ｂよりも径方向に凹む凹部である。リング部１０６が自転防止孔１５１に入りこんだ状態で、外径大部６ａは内径大部１５１ａに接触し、外径小部６ｂは内径小部１５１ｂに接触している。リング部１０６と自転防止孔１５１とは、部分的または全体的に接触して、嵌り合う関係である。また、外径大部６ａは隙間を介して内径大部１５１ａに対向し、外径小部６ｂは隙間を介して内径小部１５１ｂに対向する構成でもよい。

第２の例の回転抑止機構は、流体機械２０１において径方向に突出する突部と凹む凹部とが係り合う構成を有する。第２の例の回転抑止機構は、自転防止孔１５１に対してリング部１０６を回転させる力が作用した場合に外径大部６ａが隣接する内径小部１５１ｂに接触する構成を有する。この構成により、内径小部１５１ｂが外径大部６ａの回転を阻止するストッパとして機能するため、自転防止孔１５１に対するリング部１０６の回転を抑止できる。摺動部５２１および介装部材５３は、旋回スクロール２０の公転に伴い、リング部１０６の内周壁に規制されつつリング部１０６の内側を旋回する。

図７は、回転抑止機構に係る第３の例を示す断面図である。図７に示すように、回転抑止機構に係る第３の例は、自転防止孔２５１とリング部２０６に設けられている。自転防止孔２５１は、複数の内径大部２５１ａと複数の内径小部２５１ｂとを含んだ壁部によって形成されている。内径大部２５１ａは、自転防止孔２５１の中心からの距離である内径寸法が内径小部２５１ｂよりも大きい内周壁を形成している。内径大部２５１ａは、内径小部２５１ｂよりも曲率が大きい湾曲状の内周面を形成している。内径大部２５１ａは、所定の周方向長さを有し、所定の軸方向長さを有している。内径小部２５１ｂは、所定の周方向長さを有し、所定の軸方向長さを有している。自転防止孔２５１は、周方向に交互に設けられた内径大部２５１ａと内径小部２５１ｂとを有して形成されている。

リング部２０６は、外径大部２０６ａと外径小部２０６ｂとを含む筒状体である。外径大部２０６ａは、外径小部２０６ｂよりも外径寸法が大きい外周壁面を形成している。外径大部２０６ａの外壁面は、内径大部２５１ａに沿っている。外径小部２０６ｂの外壁面は、内径小部２５１ｂに沿っている。外径大部２０６ａ、内径小部２５１ｂは、径方向に突出する突部である。外径小部２０６ｂは、外径大部２０６ａよりも径方向に凹む凹部である。内径大部２５１ａは、内径小部２５１ｂよりも径方向に凹む凹部である。リング部２０６が自転防止孔２５１に入りこんだ状態で、外径大部２０６ａは内径大部２５１ａに接触し、外径小部２０６ｂは内径小部２５１ｂに接触している。リング部２０６と自転防止孔２５１とは、部分的または全体的に接触して、嵌り合う関係である。また、外径大部２０６ａは隙間を介して内径大部２５１ａに対向し、外径小部２０６ｂは隙間を介して内径小部２５１ｂに対向する構成でもよい。

第３の例の回転抑止機構は、流体機械２０１において径方向に突出する突部と凹む凹部とが係り合う構成を有する。第３の例の回転抑止機構は、自転防止孔２５１に対してリング部２０６を回転させる力が作用した場合に外径大部２０６ａが隣接する内径小部２５１ｂに接触する構成を有する。この構成により、内径小部２５１ｂが外径大部２０６ａの回転を阻止するストッパとして機能するため、自転防止孔２５１に対するリング部２０６の回転を抑止できる。摺動部５２１および介装部材５３は、旋回スクロール２０の公転に伴い、リング部２０６の内周壁に規制されつつリング部２０６の内側を旋回する。

図８は、回転抑止機構に係る第４の例を示す断面図である。図８に示すように、回転抑止機構に係る第４の例は、自転防止孔３５１とリング部３０６に設けられている。自転防止孔３５１は、内径大部３５１ａと内径小部３５１ｂとを含んだ壁部によって形成されている。内径小部３５１ｂは、自転防止孔３５１の中心からの距離である内径寸法が内径大部３５１ａよりも小さい内周壁を形成している。自転防止孔３５１は、内径の小さい円弧面と、この円弧面の周方向両端部を連絡する平面とを含む面によって形成されている。内径小部３５１ｂは、所定の周方向長さを有し所定の軸方向長さを有する円弧面である。内径大部３５１ａは、所定の周方向長さを有し所定の軸方向長さを有する平面である。

リング部３０６は、外径大部３０６ａと外径小部３０６ｂとを含む壁部によって形成された筒状体である。外径小部３０６ｂは、外径大部３０６ａよりも外径寸法が小さい円弧状の外周壁面を形成している。外径小部３０６ｂの外壁面は、内径小部３５１ｂに沿っている。外径大部３０６ａの外壁面は、内径大部３５１ａに沿っている。外径大部３０６ａ、内径小部３５１ｂは、径方向に突出する突部である。外径小部３０６ｂは、外径大部３０６ａよりも径方向に凹む凹部である。内径大部３５１ａは、内径小部３５１ｂよりも径方向に凹む凹部である。リング部３０６が自転防止孔３５１に入りこんだ状態で、外径大部３０６ａは内径大部３５１ａに接触し、外径小部３０６ｂは内径小部３５１ｂに接触している。リング部３０６と自転防止孔３５１とは、部分的または全体的に接触して、嵌り合う関係である。また、外径大部３０６ａは隙間を介して内径大部３５１ａに対向し、外径小部３０６ｂは隙間を介して内径小部３５１ｂに対向する構成でもよい。

第４の例の回転抑止機構は、流体機械２０１において径方向に突出する突部と凹む凹部とが係り合う構成を有する。第４の例の回転抑止機構は、自転防止孔３５１に対してリング部３０６を回転させる力が作用した場合に外径大部３０６ａが隣接する内径小部３５１ｂに接触する構成を有する。この構成により、内径小部３５１ｂが外径大部３０６ａの回転を阻止するストッパとして機能するため、自転防止孔３５１に対するリング部３０６の回転を抑止できる。摺動部５２１および介装部材５３は、旋回スクロール２０の公転に伴い、リング部３０６の内周壁に規制されつつリング部３０６の内側を旋回する。

図９、図１０は、回転抑止機構に係る第５の例を示している。図９、図１０に示すように、回転抑止機構に係る第５の例は、自転防止孔４５１とリング部４０６に設けられている。自転防止孔４５１は、軸方向突部４５１ｂと軸方向突部４５１ｂよりも軸方向に凹む軸方向凹部４５１ａとを含む壁部によって形成されている。軸方向突部４５１ｂは、摺動部５２１や介装部材５３に対して軸方向に対向する円形状の平面を形成する。軸方向凹部４５１ａは、軸方向突部４５１ｂよりも固定スクロール３３側に凹む弧状の平面を形成する。軸方向凹部４５１ａは、自転防止孔４５１において外周縁の一部に設けられている。

リング部３０６は、環状をなす軸方向凹部４０６ｂと、軸方向凹部４０６ｂよりも軸方向に突出する軸方向突部４０６ａとを含む壁部によって形成されたリング状体である。軸方向凹部４０６ｂは、リング状体である。リング部４０６は、周方向の端部において互いに離間して対向する先端部４０６ｂ１を有する。軸方向突部４０６ａは、軸方向凹部４０６ｂよりも固定スクロール３３側に突出する弧状の壁部を形成する。軸方向突部４０６ａは、リング部４０６において外周縁の一部に設けられている。

軸方向突部４０６ａ、軸方向突部４５１ｂは、軸方向に突出する突部である。軸方向突部４０６ａは、軸方向凹部４０６ｂよりも軸方向に突出する突部である。軸方向突部４５１ｂは、軸方向凹部４５１ａよりも軸方向に凹む凹部である。軸方向凹部４０６ｂは、軸方向突部４５１ｂに沿う軸方向先端面を有する。この軸方向先端面は、軸方向突部４５１ｂに対向している。軸方向突部４０６ａは、軸方向凹部４５１ａに沿う軸方向先端面を有する。この軸方向先端面は、軸方向凹部４５１ａに対向している。

リング部４０６が自転防止孔４５１に入りこんだ状態で、軸方向突部４０６ａは軸方向凹部４５１ａに接触し、軸方向凹部４０６ｂは軸方向突部４５１ｂに接触している。リング部４０６と自転防止孔４５１とは、部分的または全体的に接触して、嵌り合う関係である。また、軸方向突部４０６ａは隙間を介して軸方向凹部４５１ａに対向し、軸方向凹部４０６ｂは隙間を介して軸方向突部４５１ｂに対向する構成でもよい。

第５の例の回転抑止機構は、流体機械２０１において軸方向に突出する突部と凹む凹部とが係り合う構成を有する。第５の例の回転抑止機構は、自転防止孔４５１に対してリング部４０６を回転させる力が作用した場合に軸方向突部４０６ａが隣接する軸方向突部４５１ｂに接触する構成を有する。この構成により、軸方向突部４５１ｂが軸方向突部４０６ａの回転を阻止するストッパとして機能するため、自転防止孔４５１に対するリング部４０６の回転を抑止できる。摺動部５２１および介装部材５３は、旋回スクロール２０の公転に伴い、リング部４０６の内周壁に規制されつつリング部４０６の内側を旋回する。

＜第４実施形態＞
第４実施形態について図１１を参照して説明する。第４実施形態の流体機械３０１は、前述の実施形態に対して、作動流体の流下経路と、背圧導入通路２５を備える点とが相違する。第４実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、以下、異なる点についてのみ説明する。

図１１に示すように、流体機械３０１は、モータ外側通路８０と基盤部収容室８３とを連通する連絡通路１３を備える。連絡通路１３は、第２ハウジング３２を軸方向に貫通する通路である。流体機械３０１は、作動流体が外部側吸入口３４、モータ外側通路８０、連絡通路１３、基盤部収容室８３、圧縮室側吸入通路１２、圧縮室導入部８４、圧縮室３８の順に流下する流下流路を備える。

基盤部２１における固定スクロール３３とは反対側の面と第２ハウジング３２の外周壁部３２１との間には、背圧室１８２が設けられている。背圧室１８２には、圧縮室３８で圧縮された空気の一部が、旋回スクロール２０を貫通する背圧導入通路２５を経由して供給される。背圧導入通路２５は、圧縮室３８と背圧室１８２とを連通する通路である。これにより、旋回スクロール２０は、背圧室１８２に供給された空気の圧力によって固定スクロール３３側に付勢されている。背圧室１８２は、自転防止孔５１に連通している。

ラップ側基盤部２２１における固定スクロール側の面のうち、旋回側歯部２２２よりも径方向外側の部位には、旋回側摺動面１２３が設けられている。第１ハウジング３１のうち旋回側摺動面１２３に対向する部位には、旋回側摺動面１２３と摺動するハウジング側摺動面３６が設けられている。旋回側摺動面１２３とハウジング側摺動面３６は、旋回スクロール２０の旋回運動において摺動する。

旋回スクロール２０が公転する際、背圧室１８２の空気の圧力により旋回スクロール２０は固定スクロール３３側に付勢される。このため、旋回側摺動面１２３とハウジング側摺動面３６とは、常に接した状態で摺動する。ハウジング側摺動面３６は、旋回スクロール２０の軸方向の荷重を受けるためのスラスト軸受部として機能する。ハウジング側摺動面３６は、旋回スクロール２０に対して摺動する固定部材の部分に相当する。旋回スクロール２０は、スラスト軸受部としてのハウジング側摺動面３６に支持されつつ公転する。

旋回側摺動面１２３とハウジング側摺動面３６との間に隙間が生じた場合、圧縮室３８から背圧室１８２に供給された高圧の空気がその隙間を通り固定スクロール３３の内側の圧縮室導入部８４に漏れることが考えられる。この実施形態では、旋回スクロール２０は背圧室１８２の空気の圧力により固定スクロール３３側に付勢される。この付勢により、旋回側摺動面１２３とハウジング側摺動面３６とが接した状態で摺動する。したがって、背圧室１８２の高圧の空気が低圧空間である圧縮室導入部８４に漏れることを防ぐ効果がある。この流体機械３０１によれば、空気の圧縮効率の低下を防ぐことができる。

＜第５実施形態＞
第５実施形態について図１２を参照して説明する。第５実施形態の流体機械４０１は、前述の実施形態に対して、固定スクロール１３３の構成が相違する。第５実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、以下、異なる点についてのみ説明する。

図１２に示すように、流体機械４０１は、固定スクロール１３３と旋回スクロール２０とを備えるスクロール型流体機械である。固定スクロール１３３の材質には、金属、樹脂などを用いることができる。固定スクロール１３３は、円盤状の基盤部１３３０と、基盤部１３３０と一体に結合されているラップ形成部１３３１とを備えている。ラップ形成部１３３１は、ラップ側基盤部１３３１ｂと、ラップ側基盤部１３３１ｂから突出するように設けられた固定側歯部１３３１ａとを備える。

基盤部１３３０とラップ形成部１３３１とは、異なる材質によって形成されている。基盤部１３３０は、ラップ形成部１３３１よりも高強度の材質、高強度の樹脂によって形成されている。少なくともラップ形成部１３３１は、内部または表面に多数の細孔を形成する多孔質の樹脂によって形成されている。また、ラップ形成部１３３１のうち少なくとも固定側歯部１３３１ａは、内部または表面に多数の細孔を形成する多孔質の樹脂によって形成されている。この多孔質の樹脂、発泡成形に関する記載や、当該樹脂成形品の成形方法に関する記載は、第１実施形態における記載を援用するものとする。

基盤部１３３０は、金属によってまたは多孔質状でない非発泡樹脂などによって形成されている。この場合には、基盤部１３３０とラップ形成部１３３１は金型内において一体に成形されて、一つの部品である固定スクロールを構成する。

基盤部１３３０とラップ形成部１３３１とが別部品である場合には、これらの部品は一体に形成された状態で固定スクロール１３３として流体機械４０１に設置されている。この場合、基盤部１３３０とラップ形成部１３３１とは接着等の結合手段、係合手段により一体に形成することができる。

また、固定スクロール１３３は、樹脂材料によって形成されている構成でもよい。この場合、基盤部１３３０とラップ形成部１３３１のそれぞれは、細孔を形成する多孔質の樹脂などによって形成されている。

第４実施形態によれば、流体機械４０１は、多孔質の樹脂によって形成されている固定側ラップを有する固定スクロール１３３を備える。流体機械４０１は、多孔質状でない非発泡樹脂によって形成されている旋回側ラップを有する旋回スクロール２０を備える。

この流体機械４０１によっても、固定側ラップが多孔質の樹脂によって形成されるため、高い寸法精度を有する固定側ラップを成形することができる。このため、固定側ラップと旋回側ラップとの距離に関して高い寸法精度を提供でき、所望の圧縮性能を得ることができる。さらに、旋回側ラップが非発泡樹脂によって形成されている構成により、旋回スクロールの軽量化が図れるため、公転時の遠心力抑制と圧縮性能確保との両方を実現できる。さらに圧縮性能が確保できることにより、旋回スクロール２０の作動回転数を低減できるため、スラスト軸受部における偏摩耗の抑制、振動低減が図れる。

流体機械４０１の固定スクロール１３３は、固定側ラップを含むラップ形成部１３３１と、ラップ形成部１３３１と一体に結合されている基盤部１３３０とを備える。基盤部１３３０は、多孔質状でない非発泡樹脂によって形成されている。この構成によれば、非発泡樹脂によって形成された基盤部１３３０を備えるため、固定スクロール１３３の軽量化が図れる。

＜他の実施形態＞
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

前述の実施形態において、中心軸部収容室８２と基盤部収容室８３とを連絡する通路は、連絡通路１１に限定されない。例えば、中心軸部収容室８２と基盤部収容室８３とを連絡する通路は、流体が自転防止孔５１を経由して基盤部収容室８３へ流出する通路でもよい。この自転防止孔流出通路は、旋回スクロール２０において自転防止孔５１を形成する内周面から基盤部２１の外周面まで径方向に延びる溝部または貫通穴によって形成できる。自転防止孔流出通路は、自転防止孔５１よりも径外側において、旋回側摺動面２３に対して凹む溝部の内側に設けられた通路である。自転防止孔流出通路は、各自転防止孔５１に対して単数また複数設けられている。自転防止孔流出通路は、旋回スクロール２０の旋回運動において、介装部材５３が摺動しない部位に設けられていることが好ましい。この構成によれば、自転防止孔５１において自転防止孔流出通路の周囲の摩耗を抑制できる。作動流体は、自転防止孔流出通路を流下しながら、旋回スクロール２０の溝部とハウジング側摺動面１３６ａに接触して冷却する。この冷却作用によれば、摺動部分で発生した熱は摺動プレート部材１３６、ハウジング、旋回スクロール２０等を通じて効率的に放熱するため、摺動部分の温度が低下する。

前述の実施形態において固定スクロール３３はハウジングとは別個の部材であるが、ハウジングの一部であってもよい。この場合、前述の実施形態における固定スクロール３３に関するすべての構成は、ハウジングに関する構成として読み替えるものとする。

前述の実施形態は、介装部材５３を有しているが、介装部材５３を備えない流体機械に適用することも可能である。摺動部５２１は、自転防止孔５１を形成する内周壁に対して規制されながら摺動する。

第５実施形態における旋回スクロール２０は、金属によってまたは多孔質状でない非発泡樹脂などによって形成されている構成でもよい。第５実施形態における旋回側ラップは、金属、多孔質状でない非発泡樹脂、または多孔質の樹脂によって形成されている構成でもよい。

２０，１２２…旋回スクロール、 ２２…ラップ形成部（旋回側ラップ）
３３，１３３…固定スクロール、 ３８…圧縮室（流体室）
２２２…旋回側歯部（旋回側ラップ）
３３１，１３３１ａ…固定側歯部（固定側ラップ）
１３３１…ラップ形成部（固定側ラップ）、 １３３１ａ…固定側歯部（固定側ラップ）

Claims (11)

1. 作動流体である空気が、閉回路を循環することなく開放された外部へ供給され、かつスクロール型流体機械の内部流路に対する外部からの給油が無い条件下において使用され、
   渦巻き状の固定側ラップ（３３１；１３３１，１３３１ａ）を有する固定スクロール（３３；１３３）と、
   前記固定スクロールに対して公転運動する旋回スクロール（２０；１２２）と、
   を備え、
   前記旋回スクロールは、前記固定側ラップとの間に空気を吸入、圧縮および吐出する流体室（３８）を形成しかつ多数の細孔を形成する多孔質の樹脂によって形成されている旋回側ラップ（２２，２２２）を有するスクロール型流体機械。
2. 前記固定側ラップは、多数の細孔を形成する多孔質の樹脂によって形成されている請求項１に記載のスクロール型流体機械。
3. 前記旋回スクロールは、前記旋回側ラップを有するラップ形成部（２２）と、前記ラップ形成部と一体に結合されている基盤部（２１；１２１）とを備え、
   前記基盤部は、多孔質状でない非発泡樹脂によって形成されている請求項１または請求項２に記載のスクロール型流体機械。
4. 前記旋回スクロールの自転を阻止するために設けられた自転防止孔（５１）と、
   前記旋回スクロールの自転を阻止するために設けられて、前記自転防止孔の内側において前記自転防止孔に対して旋回する棒状部（５２）と、
   を備え、
   前記旋回スクロールは、前記旋回側ラップを有するラップ形成部（２２）と、前記自転防止孔が形成されて、前記ラップ形成部と一体に結合されている基盤部（１２１）とを備え、
   前記基盤部は、多孔質状でない非発泡樹脂によって形成されている請求項１または請求項２に記載のスクロール型流体機械。
5. 前記旋回スクロールの自転を阻止するために設けられた自転防止孔（５１）と、
   前記旋回スクロールの自転を阻止するために設けられて、前記自転防止孔の内側において前記自転防止孔に対して旋回する棒状部（５２）と、
   を備え、
   前記旋回スクロールは、前記旋回側ラップを有するラップ形成部（２２）と、前記自転防止孔が形成されて、前記ラップ形成部と一体に結合されている基盤部（１２１）とを備え、
   前記基盤部は、金属によって形成されている請求項１または請求項２に記載のスクロール型流体機械。
6. 作動流体である空気が、閉回路を循環することなく開放された外部へ供給され、かつスクロール型流体機械の内部流路に対する外部からの給油が無い条件下において使用され、
   渦巻き状の固定側ラップ（１３３１，１３３１ａ）を有する固定スクロール（１３３）と、
   前記固定側ラップとの間に空気を吸入、圧縮および吐出する流体室（３８）を形成する旋回側ラップ（２２，２２２）を有し、前記固定スクロールに対して公転運動する旋回スクロール（２０）と、
   を備え、
   前記固定側ラップは、多数の細孔を形成する多孔質の樹脂によって形成されており、
   前記旋回側ラップは、多孔質状でない非発泡樹脂によって形成されているスクロール型流体機械。
7. 前記固定スクロールは、前記固定側ラップを含むラップ形成部（１３３１）と、前記ラップ形成部と一体に結合されている基盤部（１３３０）とを備え、
   前記基盤部は、多孔質状でない非発泡樹脂によって形成されている請求項６に記載のスクロール型流体機械。
8. 前記旋回スクロールの自転を阻止するために設けられた自転防止孔（５１）と、
   前記旋回スクロールの自転を阻止するために設けられて、前記自転防止孔の内側において前記自転防止孔に対して旋回する棒状部（５２）と、
   前記棒状部の外周面を覆うリング状の介装部材（５３）と、
   を備え、
   前記介装部材の外周面は、前記自転防止孔の内周面に対して摺動する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のスクロール型流体機械。
9. 前記介装部材は、銅または錫を含む金属によって形成されている請求項８に記載のスクロール型流体機械。
10. 前記介装部材は、多孔質体によって形成されかつ含油されている請求項８に記載のスクロール型流体機械。
11. 前記介装部材は、固体潤滑剤を含んでいる請求項８に記載のスクロール型流体機械。

Images