JP4071332B2 - スクロール流体機械 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定スクロール及び旋回スクロール、または、駆動スクロール及び従動スクロールによって構成されるスクロール流体機械、特に、スクロールのラップ先端と相手方鏡面との間を効率よく気密的に形成するスクロール流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、スクロール流体機械は、平板上に渦巻き状の羽根（ラップ）を持つ固定スクロールと、これと基本的に同一形状で偏心クランクにより駆動される旋回スクロールを１８０度位相をずらし嵌合させる旋回スクロールと、前記偏心クランクと、回転阻止機構とを含む構成とし、固定スクロールの渦巻き状ラップと旋回スクロールの渦巻き状ラップとの間に形成される三日月状の密閉空間（圧縮室）が前記固定及び旋回スクロールの相対運動により容積変化を起こすことを利用して、吐出側に圧縮流体を送出するスクロール流体機械はよく知られている。
【０００３】
それらのスクロール流体機械において、流体の圧縮効率を上昇させるためには前記した、三日月状の密閉空間（圧縮室）を気密状態に保つ必要があり、渦巻状に形成したラップ先端に溝を削設し、該溝内に合成樹脂で形成したチップシールを嵌入させ、該チップシールの弾性力により前記密閉空間を気密保持している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記チップシールは弾性変形量が少なく、溝及びその他の寸法加工に高度な技術が要求される。
また、弾性変形量を多くするために大きいチップシール部材を用いると、装置が大型化し、コンパクト化の要請に反することになる。
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、弾性変形量が多い弾性部材を用いても耐摩耗性が低下せず、よって加工に高度な技術が要求されないスクロール流体機械を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の第１発明は、固定スクロール及び旋回スクロール、または、駆動スクロール及び従動スクロールによって構成されるスクロール流体機械において、
少なくとも一方のスクロールの端板背面側に外部とは気密的に遮断されて形成されたリング状の凹部内にリング状の弾性部材を収容し、該弾性部材の弾性力によってラップ内周から外周の全面にわたって押圧して、該スクロールのラップ先端を相手方鏡面に接触させるとともに、スクロール流体機械が動作中において前記一方のスクロールと前記弾性部材とは、一体的に旋回もしくは停止しているように構成し、前記弾性部材は、少なくとも、ラップ内周部分に対応配置する内周弾性部材とラップ外周部分に対応配置する外周弾性部材とに分割して配置し、前記内周弾性部材を前記外周弾性部材よりも弾性力の高い部材を用いるとともに、耐熱性の高い部材を用いることを特徴とする。
【０００７】
通常のスクロール機構は、固定スクロール及び旋回スクロールによって構成され、固定スクロールもしくは旋回スクロールのラップ先端が相手方スクロール端板の鏡面と接触して、ラップ壁面とスクロール鏡面とで密閉空間が形成されるスクロール流体機械と、また、駆動スクロール及び該駆動スクロールによって駆動される従動スクロールによって構成され、駆動スクロールもしくは旋回スクロールのラップ先端が相手方スクロール端板の鏡面と接触して、ラップ壁面とスクロール鏡面とで密閉空間が形成されるスクロール流体機械とが存在する。
【０００８】
これらのスクロール流体機械において、少なくとも一方のスクロールを弾性部材によって押圧して、該スクロールのラップ先端を相手方鏡面に接触させるとともに、スクロール流体機械が動作中において前記一方のスクロールと前記弾性部材とは、たとえば、一方のスクロールが旋回スクロールであり、該旋回スクロールと前記弾性部材が一体的に駆動するように構成した場合は前記一方のスクロールと前記弾性部材との摺擦はない。
【０００９】
また、例えば、前記一方のスクロールが固定スクロールであり、固定スクロールがハウジングに対して離間する方向すなわち、旋回スクロールの鏡面に固定スクロールのラップ先端が接触するように構成されている場合は、固定スクロールと前記弾性部材とは、旋回スクロールが駆動中であっても停止しているので前記弾性部材の摩耗はない。
【００１０】
本発明は、このように構成されているので、弾性変形量が多い弾性部材を用いても弾性部材の摩耗はなく、加工精度をラフに行うことができ、コストを低減することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載するように、前記一方のスクロールを軸方向に移動可能に配置するとともに、該スクロールのラップ面とは反対側面に前記弾性部材を介在させて構成することも本第１発明の有効な手段である。
前記一方のスクロールを軸方向に移動可能に構成することで、スクロール鏡板の弾性変形限界内の調整を越えて大きい弾性部材による調整押圧が可能となる。
【００１２】
また、請求項３に記載するように、固定スクロールのラップが植設されている互いに対面する一方及び他方の鏡面間に旋回スクロールを介在させ、ダブルラップスクロール流体機械を構成するとともに、前記旋回スクロールを前記一方の鏡面と対面する第１端板と、前記他方の鏡面と対面する第２端板とにより形成し、前記第１端板及び第２端板との間に前記弾性部材を介在するように構成することも本第１発明の有効な手段である。
【００１３】
いわゆるダブルラップスクロール流体機械においては、旋回スクロールを、固定スクロールの一方の鏡面と対面する第１端板と、固定スクロールの他方の鏡面と対面する第２端板とに分割することができる。そして、前記第１端板及び第２端板との間に前記弾性部材を介在させて組み合わせることにより、前記弾性部材を介在させることができる。
よって、旋回駆動する旋回スクロールと前記弾性部材とは回転摺擦することはなく両者一体にて回動するので、弾性部材が摩耗することはない。
【００１４】
また、請求項１に記載するように、前記弾性部材は、少なくとも、ラップ内周部分に対応配置する内周弾性部材とラップ外周部分に対応配置する外周弾性部材とに分割して配置することも本第１発明の有効な手段である。
スクロール機構は、スクロールラップの外周から取り込んだ流体を順次圧縮して内周部分に送り中央部分に配置された吐出口から吐出されるので、中央部分の密閉空間の圧縮流体の圧力が外周部分より高く、その部分が外周部分より高温となるが、内周弾性部材と外周弾性部材とに分割されている場合は、内周断線部材に耐熱性の高い弾性部材を配置することができ、高温による内周部分の弾性部材の劣化を防止することができる。
【００１５】
また、金属で構成された固定または旋回スクロールと、合成樹脂で構成された旋回または固定スクロールとのように、両スクロールが異種材料で組み合わされた場合は、材質の各々の熱膨張率が異なるため、クリアランスに微妙な差を生じるが、これらの差も内周弾性部材と外周弾性部材により吸収され、異種材質の組み合わせでも両スクロールラップが形成する圧縮空間を気密性よく保つことができる。
【００１６】
また、請求項１に記載するように、前記弾性部材のうち、前記内周弾性部材を前記外周弾性部材よりも弾性力の高い部材を用いることも本第１発明の有効な手段である。
【００１７】
スクロール機構は、スクロールラップの外周から取り込んだ流体を順次圧縮して内周部分に送り中央部分に配置された吐出口から吐出されるので、中央部分の密閉空間の圧縮流体の圧力が外周部分より高く、その部分の弾性部材を前記外周弾性部材よりも弾性力の高い部材を用いることによって、高い内圧によって密閉空間のラップ先端と相手方鏡面との接触状態が弱くなることがない。
【００１８】
（削除）
【００１９】
（削除）
【００２０】
第１固定スクロール４は、図２の状態で成形された後は、ドリルで３８部分から左方へ切削することにより、吸気通路３６が形成され、その後３８部分は穴埋めされる。
【００２１】
また、第２固定スクロール５においては、まず、開口部３７をドリルにて切削して開設し、次に、ラップ６の中央部巻きはじめ端近傍に位置する吐出口５ｂを開設する。その後３９部分を穴埋めし、排気口１５から前記開口部３７に向かって通路を開設する。
【００２２】
尚、図３に示すように、３箇所に位置する回転阻止機構２７のクランクピン２７ａが挿入される支持部３５は排気口１５とはずれた位置にあり干渉しない。
また、前記支持部３５は第１固定スクロール４においては、使用されない。
【００２３】
（削除）
【００２４】
また、請求項４に記載するように、本第２発明は、固定スクロール及び旋回スクロール、または、駆動スクロール及び従動スクロールによって構成されるスクロール流体機械において、
少なくとも一方のスクロールの端板背面側に外部とは気密的に遮断されて形成されたリング状の凹部内にリング状の弾性部材を収容し、該弾性部材の弾性力によってラップ内周から外周の全面にわたって押圧して、該スクロールのラップ先端を相手方鏡面に接触させるとともに、スクロール流体機械が動作中において前記一方のスクロールと前記弾性部材とは、一体的に旋回もしくは停止しているように構成し、さらにスクロール端板に植設されたラップ面側であって、相手方ラップ端面に対面する鏡面に、弾性部材を介してシート部材を配置し、前記相手方ラップ端面と前記シート部材とを押圧接触させるように構成したことを特徴とする。
【００２５】
本第２発明は、スクロール端板に植設されたラップ面側の、相手方ラップ端面に対面する鏡面に、弾性部材を介してシート部材を配置し、前記相手方ラップ端面と前記シート部材とを押圧接触させているので、従来のラップ先端部に配置したチップシール部材のように、小さいものではなく、大きいシート部材を用いることができ、弾性変形量を大きくとることができ、チップシール溝加工を不要となり、圧縮室の密閉度を向上した高効率のスクロール流体機械を提供することができる。
【００２６】
また、請求項５に記載したように、少なくとも、動作中に旋回するスクロール合成樹脂により形成することも本第１及び第２発明の有効な手段である。
エンジニアリングプラスティック等の合成樹脂により成形することにより、重量が軽減され、駆動源が小型化され、コストを削減することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施の形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施の形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２８】
図１は、本発明の第１実施の形態に係るダブルラップスクロール流体機械に関わる概略の構造を示す断面構成図で、図２は図１の分解図、図３は第２固定スクロールの平面図、図４は第１固定スクロールの平面図、図５〜図９は部分拡大図である。
【００２９】
図１に示す本発明の第１実施の形態に係るダブルラップスクロール流体機械１Ａは、図２の分解図に示すように、旋回スクロール対２と、該旋回スクロール２を両サイドから駆動可能に保持する第１固定スクロール４及び第２固定スクロール５とから構成され、これら第１固定スクロール４及び第２固定スクロール５は端面４ｃ及び５ｃにおいて図示しない手段で結合される。
【００３０】
（削除）
【００３１】
第１固定スクロール４は略円盤状に形成され、内側の端面４ｃより外面４ｂ側に下がった位置に旋回スクロール１１のラップ先端が摺接する鏡面４ｄが形成され、該鏡面４ｄの中央部分には開口孔２４が開設され、該開口孔２４の近傍から外周に向かって渦巻状のラップ８が植設されている。
【００３２】
外面４ｂ側は、図４に示すように、外面４ｂと同じ高さで多数の冷却フィン３２が鏡板の背面４ｅから起立し、第１固定スクロール４は、図２の状態で成形された後は、ドリルで３８部分から左方へ切削することにより、吸気通路３６が形成され、その後３８部分は穴埋めされる。
【００３３】
（削除）
【００３４】
この状態で、第２固定スクロール５においては、まず、開口部３７をドリルにて切削して開設し、次に、ラップ６の中央部巻きはじめ端近傍に位置する吐出口５ｂを開設する。その後３９部分を穴埋めし、排気口１５から前記開口部３７に向かって通路を開設する。
【００３５】
尚、図３に示すように、３箇所に位置する回転阻止機構２７のクランクピン２７ａが挿入される支持部３５は排気口１５とはずれた位置にあり干渉しない。
また、前記支持部３５は第１固定スクロール４においては、使用されない。
【００３６】
また、吸気口１４及び排気口１５は外周面４ａもしくは５ｄに開口を有して配置されているが、これは、外周面４ａの代わりに外面４ｂもしくは５ｅ側に開設してもよい。
【００３７】
（削除）
【００３８】
次に、旋回スクロール対２を、図５〜図９の拡大図を用いて説明する。
前記旋回スクロール対２は、基本的にはエンジニアリングプラスティック等による合成樹脂により形成された旋回スクロール１０、旋回スクロール１１とこの両者との間に介在する弾性部材１２、及び１３とで構成され、前記第１固定スクロール４と第２固定スクロール５とにより両側面から挟まれて保持されるとともに、図１に示すように、図示しない駆動源と連結する駆動軸１８の偏芯部分１８ａ及び回転阻止機構２７により、固定スクロールの回りを公転可能に構成されている。
【００３９】
旋回スクロール１０は、鏡面１０ｋに植設された渦巻状のラップ７、鏡面１０ｋの背面に凹設されたリング状の凹部１０ｄ，１０ｅ、最終圧縮室と連通する吐出通路１０ｆ、及び中央部に設けた開口部１０ｍを有し、旋回スクロール１１は、鏡面１１ｋに植設された渦巻状のラップ９、及び鏡面１１ｋの背面に凹設されたリング状の凹部１１ｄ，１１ｅ、最終圧縮室と連通する吐出通路１１ｆ、及び中央部に設けた開口部１０ｍを有している。
【００４０】
前記リング状の凹部１０ｄ，１１ｄ、及び１０ｅ，１１ｅには、ゴアテックス（登録商標）、テフロン（登録商標）等で形成された、通気性、防水性、耐薬品性、クッション性の優れたパッキンまたはシール効果を有する弾性部材１２及び１３が挿入され、該弾性部材１２、１３の弾性力により旋回スクロール１０のラップ７先端と第２固定スクロール５の鏡面５ａとの接触状態、また、旋回スクロール１１のラップ９先端と第１固定スクロール４の鏡面４ｄとの接触状態を良好に保持することができる。
【００４１】
また、前記弾性部材は、ラップ内周部分に対応する内周弾性部材１３と外周弾性部材１２とに分割し、前記内周弾性部材１３を前記外周弾性部材１２よりも弾性力の高い部材を用いている。
また、前記内周弾性部材１３は前記外周弾性部材１２よりも耐熱性の高い部材を用いている。
よって、スクロール機構は、スクロールラップの外周から取り込んだ流体を順次圧縮して内周部分に送り中央部分に配置された吐出口から吐出されるので、中央部分の密閉空間の圧縮流体の圧力が外周部分より高くなるが、その部分の弾性部材を前記外周弾性部材１２よりも弾性力の高い部材を用いるので、高い内圧によって密閉空間のラップ先端と相手方鏡面との接触状態が弱くなることがない。 また、中央部分の密閉空間は外周部分より高熱となるが、耐熱性の高い部材を用いているので劣化することから防止される。
【００４２】
前記旋回スクロール１０及び１１と駆動軸１８の偏芯部分１８ａ周面とのシール部分２６の詳細は図２におけるＡ部拡大図である図５に示す。
シール部分２６Ａ〜２６Ｄは、合成樹脂により弾圧力を付与して面または線接触により成形し、２６ＣはさらにＯリングによりさらに接触力を高めたものである。
【００４３】
また、旋回スクロール１０及び１１の外周近傍には回転駆動軸用の開口部を挟んで対称の位置に、Ｂ部拡大図である図６に示すように位置決め手段が配置されている。この位置決め手段は、旋回スクロール１０及び１１の端板部分の鏡面とは反対側の面に凹設して、該凹設内にＯリング１７、１７を介して位置決めピン１６が配設されている。
この構成により、前記弾性部材１３、及び１２の弾性力に追従して旋回スクロール１０及び１１の端板同士の間が離間可能に構成されている。
【００４４】
また、この位置決め手段から外れた位置であって、前記第２固定スクロール５に設けられた３個の回転阻止機構２７のクランクピン２７ａを支持する支持部３５に対応する位置に、Ｄ部拡大図である図８に示す回転阻止機構２７が配置されている。
該回転阻止機構２７はクランク板２７ｃに植設されたクランクピン２７ａと、その反対側の前記クランクピン２７ａの軸芯とははずれた位置にクランクピン２７ｂが植設されている。
【００４５】
また、旋回スクロール１０及び１１の外周に凹設された凹部１０ｊ，１１ｊ内にはＯリング２９、２９を介してニードルベアリング２８が配置され、該ベアリング２８内を前記クランクピン２７ｂが軸芯方向及び回転方向に回動可能に挿入されている。
【００４６】
また、旋回スクロールには、旋回スクロール１０及び１１の外周部分と弾性部材が位置する凹部と区画する壁面１０ａ、及び１１ａ、さらに、ラップ内周部分に対応する内周弾性部材１３と外周弾性部材１２との収納場所を区画する壁面１０ｂ，１１ｂが配置されている。これは、Ｅ部の拡大図である図９に示すように、Ｏリング３０によって各凹部は気密的に保持されている。
【００４７】
そして、最終圧縮室と連通する吐出通路１０ｆ，１１ｆが開設され、両通路の連結部分にはＯリング２１、２１を介して吐出パイプ２０が配置され、旋回スクロールの中央部分の開口凹部１０ｈ，１１ｈにはベアリング１９、１９が配設され、両ベアリング１９、１９間には波型ワッシャ３４が配置され、シール部分２６、２６を第１及び第２固定スクロールの鏡面に押圧付勢している。
【００４８】
本実施の形態はこのように構成されているので、吸気口１４から入来した流体は、旋回スクロール対２により、外側から密閉空間に取り込まれ順次圧縮され、吐出通路１０ｆ，吐出口５ｂから排気口１５を経て外部に吐出される。
【００４９】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
第１実施の形態との相違点は、第１実施の形態がダブルラップスクロール流体機構であるのに対して、第２実施の形態がシングルラップスクロール流体機械である点である。したがって、弾性部材は固定スクロールとハウジングとの間に配置され、駆動することはない。
【００５０】
図１０に示すように、スクロール流体機械１Ｂは、駆動軸５１と対応する中央部分に吸気口４６を有するハウジング４０と、該ハウジング４０と一体的に取り付けられ、内部に空所５２を形成するハウジング４１とにより円盤状に構成されている。
前記ハウジング４１の中央部分には開口部５３が開設され、該開口部５３には図示しない駆動源と連結する駆動軸５１が回転可能に嵌入され、後述する旋回スクロール４３を駆動可能に構成されている。
【００５１】
ハウジング４１の開口部５３の近傍には吐出口５４が開設されている。ハウジング４１の外周側の、開口部５３に対して対称位置に、凹部４１ａが２箇所設けられ、該凹部４１ａにはＯリング５３を介して位置決めピン４９が嵌入されている。
該位置決めピン４９は固定スクロール４３の外周側の、前記凹部４１ａと対応する位置に凹部４３ａにＯリング５３を介して嵌入されるとともに、Ｏリング５２により気密的に配置される。
【００５２】
固定スクロール４３は、中央部分に開口部４３ｂが開設され、該開口部４３ｂが軸受部４１ｂの外周に嵌合するとともに、Ｏリング５０により気密的にハウジング４１の内面に配置される。
固定スクロール４３のハウジング４１側には、凹部４３ｄが設けられ、該凹部４３ｄには、ゴアテックス（登録商標）、テフロン（登録商標）等の弾性力を有した弾性部材４４が挿入されている。
前記凹部４３ｄは、Ｏリング５０、５２によって外部とは気密的に遮断され、高圧気体が流入して凹部４３ｄ内の弾性力が変動することはない。
固定スクロール４３の鏡面４３ｃには、前記吐出口５４に近接してラップ４７の先端が起立し、ラップ４７は渦巻状に外周に向かって植設されている。
【００５３】
また、エンジニアリングプラスティック等の合成樹脂により成形された旋回スクロール４２には、前記ラップ４７とかみ合うようにラップ４８が植設され、該旋回スクロール４２の中央部には凹部４２ａが設けられ、該凹部４２ａはベアリング４５を介して回転軸５１の偏芯部分５１ａが回転可能に嵌合している。そして、旋回スクロール４２は前記偏芯部分に嵌入されたベアリング４５端部によりスラスト方向の移動は制限される。
【００５４】
本第２実施の形態は、上述のように構成しているので、固定スクロール４３は弾性部材４４により、図１０上左行するが、Ｏリング５０、５２、５３により弾性部材４４が嵌入されている凹部４３ｄ内には外気が流入することはない。
そして、弾性部材４４の弾性力により、固定スクロール４３のラップ４７の先端及び旋回スクロール４２のラップ４８の先端と、それぞれ対面して摺接する相手方鏡面とがよく接触する。
【００５５】
このように構成されたスクロール流体機械１Ｂは、吸気口４６から流入した流体は、旋回スクロール４２のラップ４８の外周から流体を取り込み、該流体は旋回ラップ及び固定ラップにより形成される、徐々に縮小する密閉空間により圧縮されて中央部分に運ばれ、最終密閉空間が中央部に配置されている吐出口５４と連通したときに吐出される。
【００５６】
尚、本第２実施の形態においても、第１実施の形態において説明したように、弾性部材４４を、ラップ内周部分に対応する内周弾性部材と外周弾性部材とに分割収納する凹部を分割して形成し、前記内周弾性部材を前記外周弾性部材よりも弾性力の高い部材を用いることにより、さらに中央部分の密閉空間の圧縮流体の高熱及び高圧に対応できることは勿論である。
【００５７】
以上詳述したように、本実施の形態は、スクロールを弾性部材によって押圧して、該スクロールのラップ先端を相手方鏡面に接触させているので、弾性変形量が多い弾性部材を用いても弾性部材の摩耗はなく、加工精度をラフに行うことができコストを低減する。
また、スクロール流体機械が動作中において前記一方のスクロールと前記弾性部材とは、一体的に駆動もしくは停止しているので、弾性部材が相手方と摺擦することがなく、弾性部材の摩耗はなく、耐久性がよい。
【００５８】
次に、第３実施の形態を説明する。図１１に示すように第１実施の形態との相違点は、第３実施の形態が、固定スクロール及び旋回スクロールのラップ端面と、該ラップ端面と対面する相手方鏡面とを、弾性力を有する弾性部材及び耐摩耗性がよいシール部材を介して圧接させた点である。
【００５９】
図１１は、図１と同一部材は同一符号を用いているが、図１に示すスクロール流体機械１Ａの固定スクロール鏡面５ｆ及び４ｄに、弾力性を有する弾性部材６０を配置するとともに、該弾性部材６０の上に潤滑性及び耐摩耗性を有するテフロン（登録商標）またはベスペル（登録商標）等のポリイミド系の高分子材料で形成したシール部材６１を配置している。
【００６０】
また、旋回スクロール対１０２は、図１における弾性部材１２、１３、位置決めピン１６、Ｏリング１７、回転阻止機構２７等は共通に用いているが、鏡面１１０ａ、１１１ａに、弾力性を有する弾性部材６０を配置するとともに、該弾性部材６０の上に潤滑性及び耐摩耗性を有するテフロン（登録商標）またはベスペル（登録商標）等のポリイミド系の高分子材料で形成したシール部材６１を配置している。
【００６１】
本第３実施の形態は、このように構成されているので、旋回スクロール対１０２の弾性部材１２、１３が弾性力を発揮しない場合でも弾性部材６０によりラップ先端面とシール部材６１との接触状態を気密に保つことができ、シール部材６１とラップ先端面が摩耗した場合でも、弾性部材１２、１３により気密状態を保つことができる。
【００６２】
次に、第４実施の形態を説明する。図１２に示すように第２実施の形態との相違点は、第４実施の形態が、固定スクロール及び旋回スクロールのラップ端面と、該ラップ端面と対面する相手方鏡面とを、弾性力を有する弾性部材及び耐摩耗性がよいシール部材を介して圧接させた点である。
【００６３】
図１２は、図１０と同一部材は同一符号を用いているが、図１０に示すスクロール流体機械１Ｂの固定スクロール鏡面４３ｃに、弾力性を有する弾性部材６２を配置するとともに、該弾性部材６２の上に潤滑性及び耐摩耗性を有するテフロン（登録商標）またはベスペル（登録商標）等のポリイミド系の高分子材料で形成したシール部材６３を配置している。
【００６４】
また、旋回スクロール１４２は、鏡面１４２ａに、弾力性を有する弾性部材６２を配置するとともに、該弾性部材６２の上に潤滑性及び耐摩耗性を有するテフロン（登録商標）またはベスペル（登録商標）等のポリイミド系の高分子材料で形成したシール部材６３を配置している。
【００６５】
本第４実施の形態は、このように構成されているので、固定スクロール４３の弾性部材４４が弾性力を発揮しない場合でも弾性部材６２によりラップ先端面とシール部材６３との接触状態を気密に保つことができ、シール部材６３とラップ先端面が摩耗した場合でも、弾性部材４４により気密状態を保つことができる。
【００６６】
尚、第３実施の形態における弾性部材１２、１３、また第４実施の形態における弾性部材４４を用いない形態においても効力を発揮することは勿論である。
【００６７】
以上詳述したように、本第３及び第４実施の形態は、従来ようなチップシールを用いずスクロール端板の鏡面に弾性部材を介してシール部材を配置しているので、弾性変形量が大きくとれて、気密性が良く耐久性が優れたスクロール機構を提供することができる。
【００６８】
そして、本実施の形態は、弾性変形量が大きくとれる弾性部材を用いてラップ先端面と相手方面とを追圧接触させるので、気密性が良く耐久性が優れたスクロール機械を提供できるとともに、動作中に駆動するスクロールをエンジニアリングプラスティック等の合成樹脂により形成することにより、重量が軽減され、駆動源が小型化され、コストを削減することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、スクロールを弾性部材によって押圧して、該スクロールのラップ先端を相手方鏡面に接触させるとともに、スクロール流体機械が動作中において前記一方のスクロールと前記弾性部材とは、一体的に駆動もしくは停止しているように構成しているので、弾性変形量が多い弾性部材を用いても弾性部材の摩耗はなく、加工精度をラフに行うことができ、コストを低減することができる。
【００７０】
また、請求項２に記載するように、前記一方のスクロールを軸方向に移動可能に配置するとともに、該スクロールのラップ面とは反対側面に前記弾性部材を介在させて構成しているので、スクロール鏡板の弾性変形限界内の調整を越えて大きい弾性部材による調整押圧が可能となる。
【００７１】
また、請求項３に記載するように、ダブルラップスクロール流体機械の旋回スクロールを固定スクロールの一方の鏡面と対面する第１端板と、他方の鏡面と対面する第２端板とにより形成し、前記第１端板及び第２端板との間に前記弾性部材を気密介在するように構成しているので、旋回駆動する旋回スクロールと前記弾性部材とは回転摺擦することはなく両者一体にて回動するので、弾性部材が摩耗することはない。
【００７２】
また、請求項１に記載するように、前記弾性部材は、少なくとも、ラップ内周部分に対応配置する内周弾性部材とラップ外周部分に対応配置する外周弾性部材とに分割して配置しているので、中央部分の密閉空間の圧縮流体の圧力が外周部分より高くなり、その部分が外周部分より高温となっても、内周断線部材に耐熱性の高い弾性部材を配置することができ、高温による内周部分の弾性部材の劣化を防止することができる。
【００７３】
また、金属で構成された固定または旋回スクロールと、合成樹脂で構成された旋回または固定スクロールとのように、両スクロールが異種材料で組み合わされた場合は、材質の各々の熱膨張率が異なるため、クリアランスに微妙な差を生じるが、これらの差も内周弾性部材と外周弾性部材により吸収され、異種材質の組み合わせでも両スクロールラップが形成する圧縮空間を気密性よく保つことができる。
【００７４】
また、請求項１に記載するように、前記弾性部材のうち、前記内周弾性部材を前記外周弾性部材よりも弾性力の高い部材を用いているので、中央部分の密閉空間の圧縮流体の圧力が外周部分より高く、その部分の弾性部材を前記外周弾性部材よりも弾性力の高い部材を用いることによって、高い内圧によって密閉空間のラップ先端と相手方鏡面との接触状態が弱くなることがない。
【００７５】
（削除）
【００７６】
また、請求項４に記載するように、本第２発明は、スクロール端板に植設されたラップ面側であって、相手方ラップ端面に対面する鏡面に、弾性部材を介してシート部材を配置し、前記相手方ラップ端面と前記シート部材とを押圧接触させるように構成したので、従来のラップ先端部に配置したチップシール部材のように、小さいものではなく、大きいシート部材を用いることができ、弾性変形量を大きくとることができ、チップシール溝加工が不要となり、圧縮室の密閉度を向上した高効率のスクロール流体機械を提供することができる。
【００７７】
また、請求項５に記載したように、少なくとも、動作中に旋回するスクロール合成樹脂により形成しているので、重量が軽減され、駆動源が小型化され、コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施の形態に係るダブルラップスクロール流体機械に関わる概略の構造を示す断面構成図である。
【図２】 図１の分解図である。
【図３】 第２固定スクロールの平面図である。
【図４】 第１固定スクロールの平面図である。
【図５】 図２のＡ部拡大図である。
【図６】 図２のＢ部拡大図である。
【図７】 図２のＣ部拡大図である。
【図８】 図２のＤ部拡大図である。
【図９】 図２のＥ部拡大図である。
【図１０】 本発明の第２実施の形態に係るシングルラップスクロール流体機械に関わる概略の構造を示す断面構成図である。
【図１１】 本発明の第３実施の形態に係るダブルラップスクロール流体機械に関わる概略の構造を示す断面構成図である。
【図１２】 本発明の第４実施の形態に係るシングルラップスクロール流体機械に関わる概略の構造を示す断面構成図である。
【符号の説明】
１ スクロール流体機械(１Ａ,１Ｂ,１Ｃ,１Ｄ)
２、１０２ 旋回スクロール対
４ 第１固定スクロール
５ 第２固定スクロール
１０、１１、１１０、１１１ 旋回スクロール
１２、１３、６０、６２ 弾性部材
６１、６３ シート部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定スクロール及び旋回スクロール、または、駆動スクロール及び従動スクロールによって構成されるスクロール流体機械、特に、スクロールのラップ先端と相手方鏡面との間を効率よく気密的に形成するスクロール流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、スクロール流体機械は、平板上に渦巻き状の羽根（ラップ）を持つ固定スクロールと、これと基本的に同一形状で偏心クランクにより駆動される旋回スクロールを１８０度位相をずらし嵌合させる旋回スクロールと、前記偏心クランクと、回転阻止機構とを含む構成とし、固定スクロールの渦巻き状ラップと旋回スクロールの渦巻き状ラップとの間に形成される三日月状の密閉空間（圧縮室）が前記固定及び旋回スクロールの相対運動により容積変化を起こすことを利用して、吐出側に圧縮流体を送出するスクロール流体機械はよく知られている。
【０００３】
それらのスクロール流体機械において、流体の圧縮効率を上昇させるためには前記した、三日月状の密閉空間（圧縮室）を気密状態に保つ必要があり、渦巻状に形成したラップ先端に溝を削設し、該溝内に合成樹脂で形成したチップシールを嵌入させ、該チップシールの弾性力により前記密閉空間を気密保持している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記チップシールは弾性変形量が少なく、溝及びその他の寸法加工に高度な技術が要求される。
また、弾性変形量を多くするために大きいチップシール部材を用いると、装置が大型化し、コンパクト化の要請に反することになる。
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、弾性変形量が多い弾性部材を用いても耐摩耗性が低下せず、よって加工に高度な技術が要求されないスクロール流体機械を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の第１発明は、固定スクロール及び旋回スクロール、または、駆動スクロール及び従動スクロールによって構成されるスクロール流体機械において、
少なくとも一方のスクロールの端板背面側に外部とは気密的に遮断されて形成されたリング状の凹部内にリング状の弾性部材を収容し、該弾性部材の弾性力によってラップ内周から外周の全面にわたって押圧して、該スクロールのラップ先端を相手方鏡面に接触させるとともに、スクロール流体機械が動作中において前記一方のスクロールと前記弾性部材とは、一体的に旋回もしくは停止しているように構成し、前記弾性部材は、少なくとも、ラップ内周部分に対応配置する内周弾性部材とラップ外周部分に対応配置する外周弾性部材とに分割して配置し、前記内周弾性部材を前記外周弾性部材よりも弾性力の高い部材を用いるとともに、耐熱性の高い部材を用いることを特徴とする。
【０００７】
通常のスクロール機構は、固定スクロール及び旋回スクロールによって構成され、固定スクロールもしくは旋回スクロールのラップ先端が相手方スクロール端板の鏡面と接触して、ラップ壁面とスクロール鏡面とで密閉空間が形成されるスクロール流体機械と、また、駆動スクロール及び該駆動スクロールによって駆動される従動スクロールによって構成され、駆動スクロールもしくは旋回スクロールのラップ先端が相手方スクロール端板の鏡面と接触して、ラップ壁面とスクロール鏡面とで密閉空間が形成されるスクロール流体機械とが存在する。
【０００８】
これらのスクロール流体機械において、少なくとも一方のスクロールを弾性部材によって押圧して、該スクロールのラップ先端を相手方鏡面に接触させるとともに、スクロール流体機械が動作中において前記一方のスクロールと前記弾性部材とは、たとえば、一方のスクロールが旋回スクロールであり、該旋回スクロールと前記弾性部材が一体的に駆動するように構成した場合は前記一方のスクロールと前記弾性部材との摺擦はない。
【０００９】
また、例えば、前記一方のスクロールが固定スクロールであり、固定スクロールがハウジングに対して離間する方向すなわち、旋回スクロールの鏡面に固定スクロールのラップ先端が接触するように構成されている場合は、固定スクロールと前記弾性部材とは、旋回スクロールが駆動中であっても停止しているので前記弾性部材の摩耗はない。
【００１０】
本発明は、このように構成されているので、弾性変形量が多い弾性部材を用いても弾性部材の摩耗はなく、加工精度をラフに行うことができ、コストを低減することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載するように、前記一方のスクロールを軸方向に移動可能に配置するとともに、該スクロールのラップ面とは反対側面に前記弾性部材を介在させて構成することも本第１発明の有効な手段である。
前記一方のスクロールを軸方向に移動可能に構成することで、スクロール鏡板の弾性変形限界内の調整を越えて大きい弾性部材による調整押圧が可能となる。
【００１２】
また、請求項３に記載するように、固定スクロールのラップが植設されている互いに対面する一方及び他方の鏡面間に旋回スクロールを介在させ、ダブルラップスクロール流体機械を構成するとともに、前記旋回スクロールを前記一方の鏡面と対面する第１端板と、前記他方の鏡面と対面する第２端板とにより形成し、前記第１端板及び第２端板との間に前記弾性部材を介在するように構成することも本第１発明の有効な手段である。
【００１３】
いわゆるダブルラップスクロール流体機械においては、旋回スクロールを、固定スクロールの一方の鏡面と対面する第１端板と、固定スクロールの他方の鏡面と対面する第２端板とに分割することができる。そして、前記第１端板及び第２端板との間に前記弾性部材を介在させて組み合わせることにより、前記弾性部材を介在させることができる。
よって、旋回駆動する旋回スクロールと前記弾性部材とは回転摺擦することはなく両者一体にて回動するので、弾性部材が摩耗することはない。
【００１４】
また、請求項１に記載するように、前記弾性部材は、少なくとも、ラップ内周部分に対応配置する内周弾性部材とラップ外周部分に対応配置する外周弾性部材とに分割して配置することも本第１発明の有効な手段である。
スクロール機構は、スクロールラップの外周から取り込んだ流体を順次圧縮して内周部分に送り中央部分に配置された吐出口から吐出されるので、中央部分の密閉空間の圧縮流体の圧力が外周部分より高く、その部分が外周部分より高温となるが、内周弾性部材と外周弾性部材とに分割されている場合は、内周断線部材に耐熱性の高い弾性部材を配置することができ、高温による内周部分の弾性部材の劣化を防止することができる。
【００１５】
また、金属で構成された固定または旋回スクロールと、合成樹脂で構成された旋回または固定スクロールとのように、両スクロールが異種材料で組み合わされた場合は、材質の各々の熱膨張率が異なるため、クリアランスに微妙な差を生じるが、これらの差も内周弾性部材と外周弾性部材により吸収され、異種材質の組み合わせでも両スクロールラップが形成する圧縮空間を気密性よく保つことができる。
【００１６】
また、請求項１に記載するように、前記弾性部材のうち、前記内周弾性部材を前記外周弾性部材よりも弾性力の高い部材を用いることも本第１発明の有効な手段である。
【００１７】
スクロール機構は、スクロールラップの外周から取り込んだ流体を順次圧縮して内周部分に送り中央部分に配置された吐出口から吐出されるので、中央部分の密閉空間の圧縮流体の圧力が外周部分より高く、その部分の弾性部材を前記外周弾性部材よりも弾性力の高い部材を用いることによって、高い内圧によって密閉空間のラップ先端と相手方鏡面との接触状態が弱くなることがない。
【００１８】
（削除）
【００１９】
（削除）
【００２０】
第１固定スクロール４は、図２の状態で成形された後は、ドリルで３８部分から左方へ切削することにより、吸気通路３６が形成され、その後３８部分は穴埋めされる。
【００２１】
また、第２固定スクロール５においては、まず、開口部３７をドリルにて切削して開設し、次に、ラップ６の中央部巻きはじめ端近傍に位置する吐出口５ｂを開設する。その後３９部分を穴埋めし、排気口１５から前記開口部３７に向かって通路を開設する。
【００２２】
尚、図３に示すように、３箇所に位置する回転阻止機構２７のクランクピン２７ａが挿入される支持部３５は排気口１５とはずれた位置にあり干渉しない。
また、前記支持部３５は第１固定スクロール４においては、使用されない。
【００２３】
（削除）
【００２４】
また、請求項４に記載するように、本第２発明は、固定スクロール及び旋回スクロール、または、駆動スクロール及び従動スクロールによって構成されるスクロール流体機械において、
少なくとも一方のスクロールの端板背面側に外部とは気密的に遮断されて形成されたリング状の凹部内にリング状の弾性部材を収容し、該弾性部材の弾性力によってラップ内周から外周の全面にわたって押圧して、該スクロールのラップ先端を相手方鏡面に接触させるとともに、スクロール流体機械が動作中において前記一方のスクロールと前記弾性部材とは、一体的に旋回もしくは停止しているように構成し、さらにスクロール端板に植設されたラップ面側であって、相手方ラップ端面に対面する鏡面に、弾性部材を介してシート部材を配置し、前記相手方ラップ端面と前記シート部材とを押圧接触させるように構成したことを特徴とする。
【００２５】
本第２発明は、スクロール端板に植設されたラップ面側の、相手方ラップ端面に対面する鏡面に、弾性部材を介してシート部材を配置し、前記相手方ラップ端面と前記シート部材とを押圧接触させているので、従来のラップ先端部に配置したチップシール部材のように、小さいものではなく、大きいシート部材を用いることができ、弾性変形量を大きくとることができ、チップシール溝加工を不要となり、圧縮室の密閉度を向上した高効率のスクロール流体機械を提供することができる。
【００２６】
また、請求項５に記載したように、少なくとも、動作中に旋回するスクロール合成樹脂により形成することも本第１及び第２発明の有効な手段である。
エンジニアリングプラスティック等の合成樹脂により成形することにより、重量が軽減され、駆動源が小型化され、コストを削減することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施の形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施の形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２８】
図１は、本発明の第１実施の形態に係るダブルラップスクロール流体機械に関わる概略の構造を示す断面構成図で、図２は図１の分解図、図３は第２固定スクロールの平面図、図４は第１固定スクロールの平面図、図５〜図９は部分拡大図である。
【００２９】
図１に示す本発明の第１実施の形態に係るダブルラップスクロール流体機械１Ａは、図２の分解図に示すように、旋回スクロール対２と、該旋回スクロール２を両サイドから駆動可能に保持する第１固定スクロール４及び第２固定スクロール５とから構成され、これら第１固定スクロール４及び第２固定スクロール５は端面４ｃ及び５ｃにおいて図示しない手段で結合される。
【００３０】
（削除）
【００３１】
第１固定スクロール４は略円盤状に形成され、内側の端面４ｃより外面４ｂ側に下がった位置に旋回スクロール１１のラップ先端が摺接する鏡面４ｄが形成され、該鏡面４ｄの中央部分には開口孔２４が開設され、該開口孔２４の近傍から外周に向かって渦巻状のラップ８が植設されている。
【００３２】
外面４ｂ側は、図４に示すように、外面４ｂと同じ高さで多数の冷却フィン３２が鏡板の背面４ｅから起立し、第１固定スクロール４は、図２の状態で成形された後は、ドリルで３８部分から左方へ切削することにより、吸気通路３６が形成され、その後３８部分は穴埋めされる。
【００３３】
（削除）
【００３４】
この状態で、第２固定スクロール５においては、まず、開口部３７をドリルにて切削して開設し、次に、ラップ６の中央部巻きはじめ端近傍に位置する吐出口５ｂを開設する。その後３９部分を穴埋めし、排気口１５から前記開口部３７に向かって通路を開設する。
【００３５】
尚、図３に示すように、３箇所に位置する回転阻止機構２７のクランクピン２７ａが挿入される支持部３５は排気口１５とはずれた位置にあり干渉しない。
また、前記支持部３５は第１固定スクロール４においては、使用されない。
【００３６】
また、吸気口１４及び排気口１５は外周面４ａもしくは５ｄに開口を有して配置されているが、これは、外周面４ａの代わりに外面４ｂもしくは５ｅ側に開設してもよい。
【００３７】
（削除）
【００３８】
次に、旋回スクロール対２を、図５〜図９の拡大図を用いて説明する。
前記旋回スクロール対２は、基本的にはエンジニアリングプラスティック等による合成樹脂により形成された旋回スクロール１０、旋回スクロール１１とこの両者との間に介在する弾性部材１２、及び１３とで構成され、前記第１固定スクロール４と第２固定スクロール５とにより両側面から挟まれて保持されるとともに、図１に示すように、図示しない駆動源と連結する駆動軸１８の偏芯部分１８ａ及び回転阻止機構２７により、固定スクロールの回りを公転可能に構成されている。
【００３９】
旋回スクロール１０は、鏡面１０ｋに植設された渦巻状のラップ７、鏡面１０ｋの背面に凹設されたリング状の凹部１０ｄ，１０ｅ、最終圧縮室と連通する吐出通路１０ｆ、及び中央部に設けた開口部１０ｍを有し、旋回スクロール１１は、鏡面１１ｋに植設された渦巻状のラップ９、及び鏡面１１ｋの背面に凹設されたリング状の凹部１１ｄ，１１ｅ、最終圧縮室と連通する吐出通路１１ｆ、及び中央部に設けた開口部１０ｍを有している。
【００４０】
前記リング状の凹部１０ｄ，１１ｄ、及び１０ｅ，１１ｅには、ゴアテックス（登録商標）、テフロン（登録商標）等で形成された、通気性、防水性、耐薬品性、クッション性の優れたパッキンまたはシール効果を有する弾性部材１２及び１３が挿入され、該弾性部材１２、１３の弾性力により旋回スクロール１０のラップ７先端と第２固定スクロール５の鏡面５ａとの接触状態、また、旋回スクロール１１のラップ９先端と第１固定スクロール４の鏡面４ｄとの接触状態を良好に保持することができる。
【００４１】
また、前記弾性部材は、ラップ内周部分に対応する内周弾性部材１３と外周弾性部材１２とに分割し、前記内周弾性部材１３を前記外周弾性部材１２よりも弾性力の高い部材を用いている。
また、前記内周弾性部材１３は前記外周弾性部材１２よりも耐熱性の高い部材を用いている。
よって、スクロール機構は、スクロールラップの外周から取り込んだ流体を順次圧縮して内周部分に送り中央部分に配置された吐出口から吐出されるので、中央部分の密閉空間の圧縮流体の圧力が外周部分より高くなるが、その部分の弾性部材を前記外周弾性部材１２よりも弾性力の高い部材を用いるので、高い内圧によって密閉空間のラップ先端と相手方鏡面との接触状態が弱くなることがない。 また、中央部分の密閉空間は外周部分より高熱となるが、耐熱性の高い部材を用いているので劣化することから防止される。
【００４２】
前記旋回スクロール１０及び１１と駆動軸１８の偏芯部分１８ａ周面とのシール部分２６の詳細は図２におけるＡ部拡大図である図５に示す。
シール部分２６Ａ〜２６Ｄは、合成樹脂により弾圧力を付与して面または線接触により成形し、２６ＣはさらにＯリングによりさらに接触力を高めたものである。
【００４３】
また、旋回スクロール１０及び１１の外周近傍には回転駆動軸用の開口部を挟んで対称の位置に、Ｂ部拡大図である図６に示すように位置決め手段が配置されている。この位置決め手段は、旋回スクロール１０及び１１の端板部分の鏡面とは反対側の面に凹設して、該凹設内にＯリング１７、１７を介して位置決めピン１６が配設されている。
この構成により、前記弾性部材１３、及び１２の弾性力に追従して旋回スクロール１０及び１１の端板同士の間が離間可能に構成されている。
【００４４】
また、この位置決め手段から外れた位置であって、前記第２固定スクロール５に設けられた３個の回転阻止機構２７のクランクピン２７ａを支持する支持部３５に対応する位置に、Ｄ部拡大図である図８に示す回転阻止機構２７が配置されている。
該回転阻止機構２７はクランク板２７ｃに植設されたクランクピン２７ａと、その反対側の前記クランクピン２７ａの軸芯とははずれた位置にクランクピン２７ｂが植設されている。
【００４５】
また、旋回スクロール１０及び１１の外周に凹設された凹部１０ｊ，１１ｊ内にはＯリング２９、２９を介してニードルベアリング２８が配置され、該ベアリング２８内を前記クランクピン２７ｂが軸芯方向及び回転方向に回動可能に挿入されている。
【００４６】
また、旋回スクロールには、旋回スクロール１０及び１１の外周部分と弾性部材が位置する凹部と区画する壁面１０ａ、及び１１ａ、さらに、ラップ内周部分に対応する内周弾性部材１３と外周弾性部材１２との収納場所を区画する壁面１０ｂ，１１ｂが配置されている。これは、Ｅ部の拡大図である図９に示すように、Ｏリング３０によって各凹部は気密的に保持されている。
【００４７】
そして、最終圧縮室と連通する吐出通路１０ｆ，１１ｆが開設され、両通路の連結部分にはＯリング２１、２１を介して吐出パイプ２０が配置され、旋回スクロールの中央部分の開口凹部１０ｈ，１１ｈにはベアリング１９、１９が配設され、両ベアリング１９、１９間には波型ワッシャ３４が配置され、シール部分２６、２６を第１及び第２固定スクロールの鏡面に押圧付勢している。
【００４８】
本実施の形態はこのように構成されているので、吸気口１４から入来した流体は、旋回スクロール対２により、外側から密閉空間に取り込まれ順次圧縮され、吐出通路１０ｆ，吐出口５ｂから排気口１５を経て外部に吐出される。
【００４９】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
第１実施の形態との相違点は、第１実施の形態がダブルラップスクロール流体機構であるのに対して、第２実施の形態がシングルラップスクロール流体機械である点である。したがって、弾性部材は固定スクロールとハウジングとの間に配置され、駆動することはない。
【００５０】
図１０に示すように、スクロール流体機械１Ｂは、駆動軸５１と対応する中央部分に吸気口４６を有するハウジング４０と、該ハウジング４０と一体的に取り付けられ、内部に空所５２を形成するハウジング４１とにより円盤状に構成されている。
前記ハウジング４１の中央部分には開口部５３が開設され、該開口部５３には図示しない駆動源と連結する駆動軸５１が回転可能に嵌入され、後述する旋回スクロール４３を駆動可能に構成されている。
【００５１】
ハウジング４１の開口部５３の近傍には吐出口５４が開設されている。ハウジング４１の外周側の、開口部５３に対して対称位置に、凹部４１ａが２箇所設けられ、該凹部４１ａにはＯリング５３を介して位置決めピン４９が嵌入されている。
該位置決めピン４９は固定スクロール４３の外周側の、前記凹部４１ａと対応する位置に凹部４３ａにＯリング５３を介して嵌入されるとともに、Ｏリング５２により気密的に配置される。
【００５２】
固定スクロール４３は、中央部分に開口部４３ｂが開設され、該開口部４３ｂが軸受部４１ｂの外周に嵌合するとともに、Ｏリング５０により気密的にハウジング４１の内面に配置される。
固定スクロール４３のハウジング４１側には、凹部４３ｄが設けられ、該凹部４３ｄには、ゴアテックス（登録商標）、テフロン（登録商標）等の弾性力を有した弾性部材４４が挿入されている。
前記凹部４３ｄは、Ｏリング５０、５２によって外部とは気密的に遮断され、高圧気体が流入して凹部４３ｄ内の弾性力が変動することはない。
固定スクロール４３の鏡面４３ｃには、前記吐出口５４に近接してラップ４７の先端が起立し、ラップ４７は渦巻状に外周に向かって植設されている。
【００５３】
また、エンジニアリングプラスティック等の合成樹脂により成形された旋回スクロール４２には、前記ラップ４７とかみ合うようにラップ４８が植設され、該旋回スクロール４２の中央部には凹部４２ａが設けられ、該凹部４２ａはベアリング４５を介して回転軸５１の偏芯部分５１ａが回転可能に嵌合している。そして、旋回スクロール４２は前記偏芯部分に嵌入されたベアリング４５端部によりスラスト方向の移動は制限される。
【００５４】
本第２実施の形態は、上述のように構成しているので、固定スクロール４３は弾性部材４４により、図１０上左行するが、Ｏリング５０、５２、５３により弾性部材４４が嵌入されている凹部４３ｄ内には外気が流入することはない。
そして、弾性部材４４の弾性力により、固定スクロール４３のラップ４７の先端及び旋回スクロール４２のラップ４８の先端と、それぞれ対面して摺接する相手方鏡面とがよく接触する。
【００５５】
このように構成されたスクロール流体機械１Ｂは、吸気口４６から流入した流体は、旋回スクロール４２のラップ４８の外周から流体を取り込み、該流体は旋回ラップ及び固定ラップにより形成される、徐々に縮小する密閉空間により圧縮されて中央部分に運ばれ、最終密閉空間が中央部に配置されている吐出口５４と連通したときに吐出される。
【００５６】
尚、本第２実施の形態においても、第１実施の形態において説明したように、弾性部材４４を、ラップ内周部分に対応する内周弾性部材と外周弾性部材とに分割収納する凹部を分割して形成し、前記内周弾性部材を前記外周弾性部材よりも弾性力の高い部材を用いることにより、さらに中央部分の密閉空間の圧縮流体の高熱及び高圧に対応できることは勿論である。
【００５７】
以上詳述したように、本実施の形態は、スクロールを弾性部材によって押圧して、該スクロールのラップ先端を相手方鏡面に接触させているので、弾性変形量が多い弾性部材を用いても弾性部材の摩耗はなく、加工精度をラフに行うことができコストを低減する。
また、スクロール流体機械が動作中において前記一方のスクロールと前記弾性部材とは、一体的に駆動もしくは停止しているので、弾性部材が相手方と摺擦することがなく、弾性部材の摩耗はなく、耐久性がよい。
【００５８】
次に、第３実施の形態を説明する。図１１に示すように第１実施の形態との相違点は、第３実施の形態が、固定スクロール及び旋回スクロールのラップ端面と、該ラップ端面と対面する相手方鏡面とを、弾性力を有する弾性部材及び耐摩耗性がよいシール部材を介して圧接させた点である。
【００５９】
図１１は、図１と同一部材は同一符号を用いているが、図１に示すスクロール流体機械１Ａの固定スクロール鏡面５ｆ及び４ｄに、弾力性を有する弾性部材６０を配置するとともに、該弾性部材６０の上に潤滑性及び耐摩耗性を有するテフロン（登録商標）またはベスペル（登録商標）等のポリイミド系の高分子材料で形成したシール部材６１を配置している。
【００６０】
また、旋回スクロール対１０２は、図１における弾性部材１２、１３、位置決めピン１６、Ｏリング１７、回転阻止機構２７等は共通に用いているが、鏡面１１０ａ、１１１ａに、弾力性を有する弾性部材６０を配置するとともに、該弾性部材６０の上に潤滑性及び耐摩耗性を有するテフロン（登録商標）またはベスペル（登録商標）等のポリイミド系の高分子材料で形成したシール部材６１を配置している。
【００６１】
本第３実施の形態は、このように構成されているので、旋回スクロール対１０２の弾性部材１２、１３が弾性力を発揮しない場合でも弾性部材６０によりラップ先端面とシール部材６１との接触状態を気密に保つことができ、シール部材６１とラップ先端面が摩耗した場合でも、弾性部材１２、１３により気密状態を保つことができる。
【００６２】
次に、第４実施の形態を説明する。図１２に示すように第２実施の形態との相違点は、第４実施の形態が、固定スクロール及び旋回スクロールのラップ端面と、該ラップ端面と対面する相手方鏡面とを、弾性力を有する弾性部材及び耐摩耗性がよいシール部材を介して圧接させた点である。
【００６３】
図１２は、図１０と同一部材は同一符号を用いているが、図１０に示すスクロール流体機械１Ｂの固定スクロール鏡面４３ｃに、弾力性を有する弾性部材６２を配置するとともに、該弾性部材６２の上に潤滑性及び耐摩耗性を有するテフロン（登録商標）またはベスペル（登録商標）等のポリイミド系の高分子材料で形成したシール部材６３を配置している。
【００６４】
また、旋回スクロール１４２は、鏡面１４２ａに、弾力性を有する弾性部材６２を配置するとともに、該弾性部材６２の上に潤滑性及び耐摩耗性を有するテフロン（登録商標）またはベスペル（登録商標）等のポリイミド系の高分子材料で形成したシール部材６３を配置している。
【００６５】
本第４実施の形態は、このように構成されているので、固定スクロール４３の弾性部材４４が弾性力を発揮しない場合でも弾性部材６２によりラップ先端面とシール部材６３との接触状態を気密に保つことができ、シール部材６３とラップ先端面が摩耗した場合でも、弾性部材４４により気密状態を保つことができる。
【００６６】
尚、第３実施の形態における弾性部材１２、１３、また第４実施の形態における弾性部材４４を用いない形態においても効力を発揮することは勿論である。
【００６７】
以上詳述したように、本第３及び第４実施の形態は、従来ようなチップシールを用いずスクロール端板の鏡面に弾性部材を介してシール部材を配置しているので、弾性変形量が大きくとれて、気密性が良く耐久性が優れたスクロール機構を提供することができる。
【００６８】
そして、本実施の形態は、弾性変形量が大きくとれる弾性部材を用いてラップ先端面と相手方面とを追圧接触させるので、気密性が良く耐久性が優れたスクロール機械を提供できるとともに、動作中に駆動するスクロールをエンジニアリングプラスティック等の合成樹脂により形成することにより、重量が軽減され、駆動源が小型化され、コストを削減することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、スクロールを弾性部材によって押圧して、該スクロールのラップ先端を相手方鏡面に接触させるとともに、スクロール流体機械が動作中において前記一方のスクロールと前記弾性部材とは、一体的に駆動もしくは停止しているように構成しているので、弾性変形量が多い弾性部材を用いても弾性部材の摩耗はなく、加工精度をラフに行うことができ、コストを低減することができる。
【００７０】
また、請求項２に記載するように、前記一方のスクロールを軸方向に移動可能に配置するとともに、該スクロールのラップ面とは反対側面に前記弾性部材を介在させて構成しているので、スクロール鏡板の弾性変形限界内の調整を越えて大きい弾性部材による調整押圧が可能となる。
【００７１】
また、請求項３に記載するように、ダブルラップスクロール流体機械の旋回スクロールを固定スクロールの一方の鏡面と対面する第１端板と、他方の鏡面と対面する第２端板とにより形成し、前記第１端板及び第２端板との間に前記弾性部材を気密介在するように構成しているので、旋回駆動する旋回スクロールと前記弾性部材とは回転摺擦することはなく両者一体にて回動するので、弾性部材が摩耗することはない。
【００７２】
また、請求項１に記載するように、前記弾性部材は、少なくとも、ラップ内周部分に対応配置する内周弾性部材とラップ外周部分に対応配置する外周弾性部材とに分割して配置しているので、中央部分の密閉空間の圧縮流体の圧力が外周部分より高くなり、その部分が外周部分より高温となっても、内周断線部材に耐熱性の高い弾性部材を配置することができ、高温による内周部分の弾性部材の劣化を防止することができる。
【００７３】
また、金属で構成された固定または旋回スクロールと、合成樹脂で構成された旋回または固定スクロールとのように、両スクロールが異種材料で組み合わされた場合は、材質の各々の熱膨張率が異なるため、クリアランスに微妙な差を生じるが、これらの差も内周弾性部材と外周弾性部材により吸収され、異種材質の組み合わせでも両スクロールラップが形成する圧縮空間を気密性よく保つことができる。
【００７４】
また、請求項１に記載するように、前記弾性部材のうち、前記内周弾性部材を前記外周弾性部材よりも弾性力の高い部材を用いているので、中央部分の密閉空間の圧縮流体の圧力が外周部分より高く、その部分の弾性部材を前記外周弾性部材よりも弾性力の高い部材を用いることによって、高い内圧によって密閉空間のラップ先端と相手方鏡面との接触状態が弱くなることがない。
【００７５】
（削除）
【００７６】
また、請求項４に記載するように、本第２発明は、スクロール端板に植設されたラップ面側であって、相手方ラップ端面に対面する鏡面に、弾性部材を介してシート部材を配置し、前記相手方ラップ端面と前記シート部材とを押圧接触させるように構成したので、従来のラップ先端部に配置したチップシール部材のように、小さいものではなく、大きいシート部材を用いることができ、弾性変形量を大きくとることができ、チップシール溝加工が不要となり、圧縮室の密閉度を向上した高効率のスクロール流体機械を提供することができる。
【００７７】
また、請求項５に記載したように、少なくとも、動作中に旋回するスクロール合成樹脂により形成しているので、重量が軽減され、駆動源が小型化され、コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施の形態に係るダブルラップスクロール流体機械に関わる概略の構造を示す断面構成図である。
【図２】 図１の分解図である。
【図３】 第２固定スクロールの平面図である。
【図４】 第１固定スクロールの平面図である。
【図５】 図２のＡ部拡大図である。
【図６】 図２のＢ部拡大図である。
【図７】 図２のＣ部拡大図である。
【図８】 図２のＤ部拡大図である。
【図９】 図２のＥ部拡大図である。
【図１０】 本発明の第２実施の形態に係るシングルラップスクロール流体機械に関わる概略の構造を示す断面構成図である。
【図１１】 本発明の第３実施の形態に係るダブルラップスクロール流体機械に関わる概略の構造を示す断面構成図である。
【図１２】 本発明の第４実施の形態に係るシングルラップスクロール流体機械に関わる概略の構造を示す断面構成図である。
【符号の説明】
１ スクロール流体機械(１Ａ,１Ｂ,１Ｃ,１Ｄ)
２、１０２ 旋回スクロール対
４ 第１固定スクロール
５ 第２固定スクロール
１０、１１、１１０、１１１ 旋回スクロール
１２、１３、６０、６２ 弾性部材
６１、６３ シート部材
Claims (5)
- 固定スクロール及び旋回スクロール、または、駆動スクロール及び従動スクロールによって構成されるスクロール流体機械において、
少なくとも一方のスクロールの端板背面側に外部とは気密的に遮断されて形成されたリング状の凹部内にリング状の弾性部材を収容し、該弾性部材の弾性力によってラップ内周から外周の全面にわたって押圧して、該スクロールのラップ先端を相手方鏡面に接触させるとともに、スクロール流体機械が動作中において前記一方のスクロールと前記弾性部材とは、一体的に旋回もしくは停止しているように構成し、前記弾性部材は、少なくとも、ラップ内周部分に対応配置する内周弾性部材とラップ外周部分に対応配置する外周弾性部材とに分割して配置し、前記内周弾性部材を前記外周弾性部材よりも弾性力の高い部材を用いるとともに、耐熱性の高い部材を用いることを特徴とするスクロール流体機械。 - 前記一方のスクロールを軸方向に移動可能に配置するとともに、該スクロールのラップ面とは反対側面に前記弾性部材を介在させたことを特徴とする請求項１記載のスクロール流体機械。
- 固定スクロールのラップが植設されている互いに対面する一方及び他方の鏡面間に旋回スクロールを介在させ、ダブルラップスクロール流体機械を構成するとともに、前記旋回スクロールを前記一方の鏡面と対面する第１端板と、前記他方の鏡面と対面する第２端板とにより形成し、前記第１端板及び第２端板との間に前記弾性部材を介在したことを特徴とする請求項１記載のスクロール流体機械。
- 固定スクロール及び旋回スクロール、または、駆動スクロール及び従動スクロールによって構成されるスクロール流体機械において、
少なくとも一方のスクロールの端板背面側に外部とは気密的に遮断されて形成されたリング状の凹部内にリング状の弾性部材を収容し、該弾性部材の弾性力によってラップ内周から外周の全面にわたって押圧して、該スクロールのラップ先端を相手方鏡面に接触させるとともに、スクロール流体機械が動作中において前記一方のスクロールと前記弾性部材とは、一体的に旋回もしくは停止しているように構成し、さらにスクロール端板に植設されたラップ面側であって、相手方ラップ端面に対面する鏡面に、弾性部材を介してシート部材を配置し、前記相手方ラップ端面と前記シート部材とを押圧接触させるように構成したことを特徴とするスクロール流体機械。 - 少なくとも、動作中に旋回するスクロールは合成樹脂により形成したことを特徴とする請求項１〜４記載のスクロール流体機械。
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