JP4825467B2

JP4825467B2 - スクロール式流体機械及びその製造方法

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Publication number: JP4825467B2
Application number: JP2005224607A
Authority: JP
Inventors: 俊介森; 和孝末藤; 純一池田; 裕二駒井; 英明池田
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2025-08-02
Also published as: JP2007024017A

Description

本発明は、空気圧縮機、真空ポンプ等に用いられるスクロール式流体機械に関する。

一般にスクロール流体機械は、支持フレームとなるケーシングと、このケーシングにボルトにより固定される鏡板に渦巻状のラップが立設された固定スクロールと、ケーシングに回転可能に支持された駆動軸と、ケーシング内で該駆動軸の先端側に旋回可能に設けられ鏡板に渦巻状のラップが立設された旋回スクロールとからなる（特許文献１参照）。
このようなスクロール流体機械の製造においては、旋回スクロールが旋回運動する際に、両者のラップが接触しないような位置に固定しなければならず、旋回スクロールと固定スクロールの径方向の位置関係が重要となる。

特許文献１の従来の技術の欄には、このスクロール式流体機械の製造方法としてまずケーシング内に駆動軸等を取付け、旋回スクロールをケーシング内に配置して駆動軸と連結し、そして、固定スクロールをケーシングの開口側に仮止め状態で取付け、この固定スクロールのラップを旋回スクロールのラップと組み合わせる。

次に、固定スクロールの径方向の位置合わせするため、旋回スクロールを固定スクロールに対して試験的に旋回運動させながら、旋回スクロールのラップと固定スクロールのラップを互いに接触させることによって、固定スクロールを径方向に移動させ、固定スクロールの径方向の位置を微調整するものが示されている。

また、特許文献１の発明の実施の形態には、上記従来の技術のように試験的な旋回運動させることなく組付けるものが示されている。
このものは、旋回スクロールがケーシングに対して所定の旋回位置となるように、旋回スクロールの外周面とケーシングに径方向に延びる位置合わせ穴を設け、この両位置合わせ穴に組立補助ピンを挿入することにより、所定の旋回位置とする。

そして、この所定の旋回位置において、旋回スクロールに対する固定スクロールの位置が理想的な位置となるように、旋回スクロールと固定スクロールとの両者を貫通する同径の位置合わせ穴をそれぞれ設け、この位置調整穴にこの穴と同径の組立補助ピンを挿入して両者の位置合わせを行う。この結果、ケーシングに対し固定スクロールが理想的な位置になるので、この状態でボルトで両者を固定するものが示されている。

特開２００３−１０６２６６

しかし、特許文献１の従来の技術の欄に記載されたスクロール式流体機械では、旋回スクロールのラップと固定スクロールのラップとを接触させることによって、固定スクロールの径方向位置を調整し、ケーシングに固定するから、接触させた部分では、旋回スクロールのラップ側面と固定スクロールのラップ面で形成される隙間は殆どなくなり、運転中の各ラップの熱膨張により、この接触させた部分でラップが接触するという可能性があった。また、このような状態の場合、前記接触させた部分の１８０°反対側の各ラップ側面で形成される隙間は、過度に大きくなり、圧縮性能が低下するという課題があった。

また、特許文献１の発明の実施の形態に示されたスクロール式流体機械では、旋回スクロールのラップ側面を固定スクロールのラップ面に接触させることなく、固定スクロールの径方向の位置を調整しているが、旋回スクロールを所定の旋回位置に合わせ、さらに、複数の位置調整穴にこの穴とわずかな公差しかない同径の組立補助ピンを挿入する必要があり、このような細かい作業は人の手で行う必要があり、工数がかかるという問題点があった。

そこで、本発明は、固定スクロールのラップ側面と旋回スクロールのラップ側面を接触させることなく固定スクロールの径方向位置を調整することで、旋回スクロール及び固定スクロールのラップ側面で形成される隙間を、運転時による固定スクロール及び旋回スクロールの鏡板、ラップ等の熱膨張を許容し、かつ圧縮性能を低下させることのない間隔に設定することができ、さらに、固定スクロールをケーシングに搭載する際には、手間がかからず、容易に固定スクロールの径方向の位置を調整することができるスクロール式流体機械を提供する。

［課題を解決するための手段］
本発明は、上記課題を解決すべく、請求項１に記載のように、ケーシングと、鏡板上に渦巻状のラップが立設され前記ケーシングに固定手段により固定された固定スクロールと、前記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、該駆動軸の先端側に旋回可能に設けられ鏡板上に前記固定スクロールのラップとの間に複数の圧縮室を画成するラップが立設された旋回スクロールと、前記ケーシングと前記旋回スクロールとの間に設けられ該旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構とを備えてなるスクロール式流体機械において、前記固定スクロール側又は旋回スクロール側の一方に軸方向に伸びる位置調整穴を少なくとも２箇所に設けると共に、前記固定スクロール側又は旋回スクロール側の他方に前記位置調整穴に係合する位置調整凸部を少なくとも２箇所に設け、前記位置調整穴と位置調整凸部との形状及び配置を、前記固定手段により固定を行なわず前記ケーシングに対して前記固定スクロールを径方向に移動可能に搭載した状態で前記旋回スクロールを旋回運動させた際に、前記固定スクロールのラップと前記旋回スクロールのラップが接触しない範囲で移動可能となるようにし、前記旋回スクロールを旋回運動させることで前記位置調整穴と位置調整凸部により前記固定スクロールの径方向の位置を調整するようにしたことを特徴とするスクロール式流体機械を提供するものである。

本発明は、請求項２に記載のように、請求項１に記載のスクロール式流体機械において、前記位置調整穴の内側面又は位置調整凸部の外側面の少なくとも一方に低摩擦層又は柔軟層を設けたことを特徴とするスクロール式流体機械を提供するものである。

本発明は、請求項３に記載のように、請求項１または２に記載のスクロール式流体機械において、前記固定スクロール又は旋回スクロールに前記位置調整凸部を着脱可能に支持する嵌挿穴を設け、前記位置調整凸部は前記固定スクロールの径方向の位置調整後に離脱されることを特徴とするスクロール式流体機械を提供するものである。

本発明は、請求項４に記載のように、請求項３に記載のスクロール式流体機械において、前記位置調整穴を前記固定スクロールに貫通して設け、該位置調整穴に、該位置調整穴を閉塞する閉塞部材を嵌挿したことを特徴とするスクロール式流体機械を提供するものである。

本発明は、請求項５に記載のように、請求項１記載のスクロール式流体機械を製造する方法であって、前記ケーシングに前記駆動軸と前記自転防止機構の一端側とを取り付け、前記旋回スクロールに前記自転防止機構の他端側を取り付けると共に、前記駆動軸の先端側に前記旋回スクロールを旋回可能に取り付ける旋回スクロール取付工程と、前記位置調整凸部に前記位置調整穴を係合させて、前記固定スクロールを前記ケーシングに対して径方向に移動可能に搭載する固定スクロール搭載工程と、前記旋回スクロールを旋回運動させて、前記ケーシングに対する前記固定スクロールの径方向位置を調整し、前記固定手段により、前記ケーシングに前記固定スクロールを固定する径方向位置調整工程とからなることを特徴とするスクロール式流体機械の製造方法を提供するものである。

本発明は、請求項６に記載のように、請求項４記載のスクロール式流体機械を製造する方法であって、前記ケーシングに前記駆動軸と前記自転防止機構の一端側とを取り付け、前記旋回スクロールに前記自転防止機構の他端側を取り付けると共に、前記駆動軸の先端側に前記旋回スクロールを旋回可能に取り付ける旋回スクロール取付工程と、前記位置調整凸部に前記位置調整穴を係合させて、前記固定スクロールを前記ケーシングに対して径方向に移動可能に搭載する固定スクロール搭載工程と、前記旋回スクロールを旋回運動させて、前記ケーシングに対する前記固定スクロールの径方向位置を調整し、前記固定手段により、前記ケーシングに前記固定スクロールを固定する径方向位置調整工程と、前記位置調整凸部を離脱し、前記位置調整穴に前記閉塞部材を嵌挿する位置調整凸部離脱工程とからなることを特徴とするスクロール式流体機械の製造方法を提供するものである。

本発明に係るスクロール式流体機械は、請求項１によれば、前記位置調整穴と位置調整凸部との形状及び配置を、前記固定手段により固定を行なわず前記ケーシングに対して前記固定スクロールを径方向に移動可能に搭載した状態で前記旋回スクロールを旋回運動させた際に、前記固定スクロールのラップと前記旋回スクロールのラップが接触しない範囲で移動可能となるように構成したので、組み立てる際に、旋回スクロール及び固定スクロールのラップを接触させることなく、両ラップが最接近した際の隙間を、運転時による固定スクロール及び旋回スクロールの鏡板、ラップ等の熱膨張を許容し、かつ圧縮性能を低下させることのない間隔に設定することができる。さらに、固定スクロールをケーシングに搭載する際には、前記位置調整穴に位置調整凸部を容易に係合できるから、固定スクロールの径方向の位置を容易に調整することができる。また、前記位置調整穴及び前記位置調整凸部を少なくとも２箇所に設けてある構成としているので、前記旋回スクロールの旋回動作により前記位置調整穴内で前記位置調整凸部を移動させて前記固定スクロールの径方向位置をより正確に調整できる。

また、請求項２に記載の発明によると、前記位置調整穴の内側面又は位置調整凸部の外側面の少なくとも一方に低摩擦層を設けた構成としているので、前記旋回スクロールの旋回動作により前記位置調整凸部が熱変形し、前記位置調整穴と過度に接触した場合でも低摩擦層により前記旋回スクロールを円滑に運動させることができる。

また、請求項３に記載の発明によると、固定スクロールの径方向位置を調整した後に前記位置調整凸部を離脱することができる構成としているので、運転時に固定スクロール及び旋回スクロールが熱により変形しても前記位置調整凸部が旋回スクロールの旋回動作に影響を与えることを防止できる。

また、請求項４に記載の発明によると、前記位置調整穴を前記固定スクロールに貫通して設け、該位置調整穴に、該位置調整穴を閉塞する閉塞部材を嵌挿した構成としてあるので、位置調整穴から粉塵や液体など故障の原因となる物質が入り込むことを防止できる。

また、請求項５に記載の発明によると、ケーシングに対する固定スクロールの位置調整を容易に行なえ、組立作業を効率良く行うことができると共に、組立作業の自動化を容易に実現することができる。

また、請求項６に記載の発明によると、ケーシングに対する固定スクロールの位置調整を容易に行なえ、組立作業を効率良く行うことができ、位置調整穴から粉塵や液体など故障の原因となる物質が入り込むことを防止できる。

以下、本発明に係るスクロール式流体機械の実施の形態を図１乃至図６に示し説明する。１は軸方向一端側が開口した有底筒状のケーシングで、該ケーシング１は、軸方向他端側に位置してケーシング１の底部をなす環状板部１Ａと、環状板部１Ａの中心側に設けられ主軸受７が収容されたボス部１Ｂと、環状板部１Ａの外周側から軸方向一端側に向けて延びる筒部１Ｃと、該筒部１Ｃの先端に設けられ固定スクロール３が取付けられるフランジ部１Ｄとによって大略構成されている。ケーシング１の軸方向他端側には、電動モータ２が取付けられている。

３はケーシング１に固定手段としての固定ボルト５により取り付けられた固定スクロールで、固定スクロール３は、円板状の鏡板３Ａと、この鏡板３Ａの表面に立設された渦巻状のラップ３Ｂと、鏡板３Ａの外縁側からケーシング１に向けて軸方向に突出した筒部３Ｃとにより構成されている。該筒部３Ｃの先端面は、ラップ３Ｂの歯先面とほぼ同一平面となるように形成され、ラップ３Ｂの歯先には紐状のチップシール４が取付けられている。また、固定スクロール３の外縁側には、固定スクロール３の径方向位置を合わせる半径Ｒの円形の位置調整穴３Ｅが２箇所設けてある。

前記固定ボルト５によるケーシング１への固定スクロール３の固定は、固定スクロール３の筒部３Ｃに複数ボルト挿通孔３Ｄを旋設し、さらに、このボルト挿通孔３Ｄと対向するケーシング１のフランジ部１Ｄにねじ孔１Ｅを設け、固定ボルト５をボルト挿通孔３Ｄに挿入し、ねじ孔１Ｅに螺合することにより固定される。

ここで、ボルト挿通孔３Ｄの孔径Ｋは、固定ボルト５の外径Ｌよりも寸法αだけ大きい値に設定してある（Ｋ＝Ｌ＋α）。一般にねじ孔にボルトを螺合する場合、ねじ孔の中心軸とボルトの中心軸は、それぞれのねじ山間に隙間があるため、少しずれる。このずれはねじの種類によって異なるが１００μ以上ずれる可能性がある。

よって、固定スクロールと旋回スクロールのラップが最接近した際の隙間が２０μのものにあっては、ボルト挿通孔３Ｄの孔径Ｋを固定ボルト５の外径Ｌと同径にした場合は、この固定ボルト５のずれにより、ラップ同士が接触してしまう。
よって、寸法αは、このようなねじの径方向のずれを許容する程度の寸法、例えば５００μ程度とする必要がある。
この寸法αにより、固定スクロール３をケーシング１に固定する際に、固定ボルト５を仮止めした状態では、固定スクロール３は、ケーシング１のラジアル方向（径方向）に対して寸法αだけ変位可能となる。

６はケーシング１のボス部１Ｂ内に主軸受７を介して回転可能に設けられた駆動軸で、該駆動軸６は、基端側が電動モータ２の回転軸２Ａに対して螺着され、電動モータ２によって回転駆動される。また、駆動軸６の基端側には大径の段部６Ａが形成されると共に、駆動軸６の先端側には略円筒状をなす偏心ブッシュ８が取付けられている。偏心ブッシュ８の基端側には駆動軸６の先端側を収容する駆動軸穴８Ａが形成される。該駆動軸穴８Ａの周囲には駆動軸６側に向けて突出した円環状の凸部８Ｂが形成されている。

一方、図３に記載するように、偏心ブッシュ８の先端側には旋回軸受１３を収容する旋回軸受穴８Ｃが形成され、この旋回軸受穴８Ｃの中心軸線Ｐ−Ｐは、駆動軸穴８Ａの中心軸線Ｏ−Ｏに対して旋回半径Ｔだけ偏心してある。
そして、偏心ブッシュ８は、止め輪９とボルト１０とを用いて駆動軸６の先端に固定されている。これにより、主軸受７は偏心ブッシュ８の凸部８Ｂと駆動軸６の段部６Ａとの間に挟みつけられるから、駆動軸６はケーシング１に対して傾斜せずに回転可能な構成となっている。

１１は固定スクロール３と対向して駆動軸６の先端側に旋回可能に設けられた旋回スクロールで、該旋回スクロール１１は、円板状に形成された鏡板１１Ａと、該鏡板１１Ａの表面側に立設された渦巻状のラップ１１Ｂとにより大略構成され、該ラップ１１Ｂの歯先には固定スクロール３と同様にチップシール１２が取付けられている。また、旋回スクロール１１の外縁側に、固定スクロール３の径方向位置を調整する位置調整凸部である半径ｒの円柱形の位置調整ピン１９と、これを着脱可能に支持する嵌挿穴１１Ｃが２箇所設けられている。

ここで、位置調整穴３Ｅと位置調整ピン１９の配置、即ち、位置調整穴３Ｅの中心Ｍと位置調整ピン１９の旋回中心の位置は、旋回スクロール１１が固定スクロール３に対して旋回運動する際に、固定スクロール３のラップ３Ｂと旋回スクロール１１のラップ１１Ｂの隙間を理想位置関係（図３に示すラップ１１Ｂとラップ３Ｂ１の外側隙間Ｈｉと、ラップ１１Ｂとラップ３Ｂ２の内側隙間Ｈｊの最小値（最接近したときの隙間）が常に同じ値になる位置関係の状態）に調整するように設定してある。
即ち、旋回スクロール１１が旋回運動をした際に、固定スクロール３のラップ３Ｂと旋回スクロール１１のラップ１１Ｂの隙間が実質的に理想位置関係になるように固定スクロール３と旋回スクロール１１とを位置した状態で、位置調整穴３Ｅの中心Ｍと位置調整ピン１９の旋回中心が実質的に一致するように位置調整穴３Ｅと位置調整ピン１９との位置を設計段階で予め設定する。
これにより、旋回スクロール１１の旋回運動により、位置調整穴３Ｅ内で位置調整ピン１９が旋回運動することで固定スクロール３の径方向の位置を調整して固定スクロール３のラップ３Ｂと旋回スクロール１１のラップ１１Ｂの隙間を実質的に理想位置関係に調整することができる。

次に、位置調整穴３Ｅと位置調整ピン１９の寸法関係について図２乃至図４に基づき説明する。
図４に示すように、旋回半径Ｔで旋回スクロール１１が旋回運動すると、旋回スクロール１１に一体に固定された位置調整ピン１９の中心ｍは、固定スクロール３の位置調整穴３Ｅ内で旋回半径Ｔの軌道円上を旋回運動することになる。
よって、位置調整ピン１９の軌跡の外径は、旋回半径Ｔ＋位置調整ピン１９の半径ｒ（Ｔ＋ｒ）図中二点鎖線となり、理論的な位置調整穴３Ｅの半径ＲはＴ＋ｒとなる。
しかし、現実には、位置調整穴３Ｅの内側面及び位置調整ピン１９の外側面の機械加工の公差などを許容する必要があるので、これを許容するだけの寸法βだけ大きく設定する必要がある（Ｒ＝Ｔ+ｒ+β）。この結果、固定スクロール３と旋回スクロール１１の位置関係は、前記理想位置関係からβだけ径方向にずれた位置となる。
ここで、前述の外側隙間Ｈｉと内側隙間Ｈｊの最小値は、各ラップ３Ｂ、１１Ｂの加工公差や作動時の熱変形を許容するための隙間γに、この径方向のずれ分βを加えた値（β＋γ）に設定することが好ましい。
また、上記βの値とは、０．５〜１．０μ程度の極微小な値であるから、上記最小値（β＋γ）は、スクロール式流体機械の圧縮性能を低下させることのない値である。

また、位置調整穴３Ｅと位置調整ピン１９とを一対とした２つの対の配列は、この位置調整ピン１９を位置調整穴３Ｅに挿入（係合）させて、ケーシング１に固定スクロール３を仮止めした状態で、ケーシング１に対して固定スクロール３及び旋回スクロール１１をどの位置に移動させてもラップ３Ｂ、１１Ｂ同士が接触しない条件を満たせば、上記実施の形態に示す配列に限定されるものではない。

図１に記載するように、旋回スクロール１１の鏡板１１Ａの背面側には、その中央部位に位置して円筒状のボス部１１Ｄが突設されている。そして、ボス部１１Ｄの外周側には旋回軸受１３が取り付けられる。また、旋回軸受１３は偏心ブッシュ８の旋回軸受穴８Ｃ内に挿入されている。このとき、旋回軸受１３と旋回軸受穴８Ｃとの間には僅かな隙間が形成されている。これにより、旋回スクロール１１は、旋回軸受１３と一緒に軸方向に変位可能となっている。

また、旋回スクロール１１にラップ１１Ｂは、固定スクロール３のラップ３Ｂに対して重なり合うように配設され、両者のラップ３Ｂ，１１Ｂ間には複数の圧縮室１４，１４…が画成される。また、固定スクロール１１の外周側には、最外周の圧縮室１４に空気を吸込ための吸込口１５が設けられ、また、中央部には、中心の圧縮室１４内の圧縮された圧縮空気を外部に吐出する吐出口１６が設けられている。

２０は、旋回スクロール１１が自転するのを防止すると共に、旋回スクロール１１のスラスト方向（軸方向）の荷重を受ける自転防止機構としてボールカップリングで、１２０度毎に３箇所設けられている。このボールカップリング２０は、カップ部２１、２２、ボール２３等から構成され、ケーシング１に形成されたケーシング側収容穴１８にカップ部２１（一端側）を挿入し、旋回スクロール１１の背面に設けられた旋回スクロール側収容穴１７にカップ部２２（他端側）を挿入することにより取り付けられる。
２４，２５は各カップ部２１，２２間に封入された潤滑グリースを保持するためのカバー部材で、このカバー部材２４，２５は、略筒状に形成され、ボール２３を取り囲んだ状態でカップ部２１，２２の外周側に回転可能に取付けられている。

本発明に係るスクロール式流体機械は、上述の如き構成を有するもので、電動モータ２によって駆動軸６を回転駆動すると、駆動軸６の回転は、偏心ブッシュ８から旋回軸受１３を介して旋回スクロール１１に旋回運動として伝えられる。これにより、旋回スクロール１１は、ボールカップリング２０によって自転運動が防止された状態で駆動軸６を中心に旋回運動する。このとき、固定スクロール３のラップ３Ｂと旋回スクロール１１のラップ１１Ｂとの間に画成された圧縮室１４は、連続的に縮小する。この結果、スクロール式流体機械は、吸込口１５から吸込んだ外気を各圧縮室１４で順次圧縮し、この圧縮空気を吐出口１６から外部の空気タンク(図示せず)等に向けて吐出する。

次に、本実施の形態によるスクロール式流体機械の製造方法について説明する。
まず、旋回スクロール取付工程では、まず、電動モータ２の回転軸２Ａに駆動軸６を螺合させ、主軸受７が取付けられたケーシング１に軸方向一端側から電動モータ２を取付ける。

次に、駆動軸６の先端側に、旋回軸受１３が取付けられた偏心ブッシュ８を止め輪９とボルト１０により固定する。
その後、ボールカップリング２０を組立体として、ケーシング１に形成されたケーシング側収容穴１８にカップ部２１（一端側）を挿入することにより、ケーシングに取付ける。
この状態のケーシング１の組立体に旋回スクロール１１を取付ける。この際、旋回スクロール１１の背面に設けられた旋回スクロール側収容穴１７にカップ部２２（他端側）を挿入し、旋回軸受１３にボス部１１Ｄを挿入することにより取り付けられる（ケーシング組立工程）。

ここで、旋回スクロール１１は、鏡板１１Ａ表面（歯底面）がケーシング１のフランジ部１Ｄ端面と略同一面をなす位置に配置されたときに、旋回スクロール１１の鏡板１１Ａ表面が固定スクロール３のラップ３Ｂ歯先に設けられたチップシール４に接触すると共に、固定スクロール３の鏡板３Ａ表面が旋回スクロール１１のラップ１１Ｂ歯先に設けられたチップシール１２に接触するように設計されているので、旋回スクロール１１の鏡板１１Ａ表面とケーシング１のフランジ部１Ｄ端面との軸方向位置が一致するように、旋回スクロール１１の位置を調整する（スラスト調整工程）。
この調整は、例えば、旋回スクロール側収容穴１７の底にシムを入れ、このシムの厚みを変更することにより調整することができる。これにより、ラップ３Ｂ，１１Ｂと鏡板１１Ａ，３Ａとの間のスラスト隙間を調整することができる。
その後、旋回スクロール１１の嵌挿穴１１Ｃに位置調整ピン１９を嵌挿する（位置調整凸部嵌挿工程）。
以上が本発明の旋回スクロール取付工程である。

次に、固定スクロール搭載工程を行なう。
固定スクロール搭載工程では、この位置調整ピン１９に固定スクロール３の位置調整穴３Ｅを通して固定スクロール３をケーシング１上に搭載する（搭載工程）。
このとき、旋回スクロール１１の嵌挿穴１１Ｃにより立設された位置調整ピン１９に位置調整穴３Ｅを余裕をもって通すことができ、位置調整ピン１９に位置調整穴３Ｅの位置関係からラップ３Ｂとラップ１１Ｂが接触することなく容易に固定スクロール３をケーシング１に合わせることができる。

次に、固定ボルト５を、固定スクロール３のボルト挿通孔３Ｄに通し、ケーシング１のねじ孔１Ｅに軽くねじ込む。これにより、固定スクロール３がケーシング１及び旋回スクロール１１に対して径方向に移動できる仮止め状態とすることができる（固定スクロール仮止め工程）。
以上が固定スクロール搭載工程である。

次に、径方向位置調整工程では、固定スクロール３の仮止め状態で、旋回スクロール１１を低速で旋回動作させることにより、位置調整ピン１９を位置調整穴３Ｅの内側面に沿って旋回動作させ、固定スクロール３を適正な径方向位置に移動させる（移動工程）。そして、仮止め状態の固定ボルト５を徐々に締付けて固定スクロール３を適正な径方向位置でケーシング１に対して変位不能な状態で固定する（固定工程）。

この移動工程においては、位置調整穴３Ｅ内で位置調整ピン１９の最外側面が図４に示す円軌道Ｑで回転する。そして、位置調整穴３Ｅと位置調整ピン１９が接触しながら移動し、最終的に位置ｉでのみ接触（殆ど接触しない）する適正な径方向位置となる。
以上が径方向位置調整工程である。

次の位置調整凸部離脱工程では、位置調整ピン１９を引き抜き、図６に示すように固定スクロール３の位置調整穴３Ｅに、この位置調整穴３Ｅを閉塞する閉塞部材としてゴム栓２６を嵌挿する。
以上が位置調整凸部離脱工程である。

かくして、本実施の形態では、位置調整穴３Ｅ内と位置調整ピン１９により、ケーシングに対する固定スクロール３の移動範囲が規制されるので、組み立て時に固定スクロール３のラップ３Ｂと旋回スクロール１１のラップ１１Ｂが接触せずに組み立てができ、旋回スクロール１１を旋回運動させることにより、固定スクロール３の径方向位置を容易に調整できるから、固定スクロール３及び旋回スクロール１１のラップ３Ｂ、１１Ｂの側面を磨耗或いは変形させることなく良好な状態で組み合わせることができる。また、運転時には、固定スクロール３及び旋回スクロール１１の鏡板３Ａ、１１Ａ、ラップ３Ｂ、１１Ｂ等が熱により変形しても旋回スクロール１１のラップ１１Ｂ側面と固定スクロール３のラップ３Ｂ側面が接触しないから、圧縮性能や耐久性を維持できる。

また、固定スクロール３の径方向位置を調整した後に上記位置調整凸部である位置調整ピン１９を嵌挿穴１１Ｃから取り外すことができるから、運転時に固定スクロール３及び旋回スクロール１１が熱により変形しても位置調整ピン１９が旋回スクロール１１の旋回動作に影響を与えることを防止できる。

また、固定スクロール３の径方向位置を調整した後に嵌挿穴１１Ｃに嵌挿された位置調整ピン１９を引き抜き、図６に示すように固定スクロール３の位置調整穴３Ｅに、この位置調整穴３Ｅを閉塞するゴム栓２６を嵌挿するから、位置調整穴３Ｅから粉塵や液体など故障の原因となる物質が入り込むことを防止できる。

なお、前記実施の形態では、旋回スクロール１１の嵌挿穴１１Ｃに位置調整ピン１９を嵌挿する構成としたが、本発明はこれに限らず、位置調整ピン１９を筒状のパイプとし、旋回スクロール１１の外縁側に前記パイプの内径と略同径の外径を持つ凸部を設け、この凸部にパイプを結合させる構成としてもよい。

また、前記実施の形態では、位置調整ピン１９を着脱可能としたが、これに限らず、位置調整ピン１９を旋回スクロールに一体的（着脱不能）に設けてもよい。この場合、位置調整ピン１９を短くして位置調整穴３Ｅを貫通させない構成とすることができ、ゴム栓２６等を不要にすることができる。

但し、この場合、運転中に位置調整ピン１９が熱変形すると位置調整穴３Ｅの内周面と過度に接触して機械損失の原因となるので、位置調整ピン１９の材質を固定スクロール３よりやわらかい材質（例えば樹脂材）の柔軟層を設けるか、または、位置調整ピン１９と位置調整穴３Ｅとの摺動面にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、二硫化モリブデン等から構成され耐熱性及び低摩擦抵抗などに優れた低摩擦層を設けることが望ましい。これら、柔軟層や低摩擦層は、少なくとも表面のみに設けていればよく、表面だけでなく、芯まで同一の材質としてもよい。

前記実施の形態では、位置調整凸部として円柱形の位置調整ピン１９を用いたが、本発明はこれに限らず、例えば、三角柱形や四角柱形の位置調整凸部としても良い。この場合、前記位置調整穴の形状は、前記三角柱形や四角柱形の位置調整凸部の旋回運動による軌跡の最外周線の形状とすればよい。
また、前記実施の形態では、位置調整穴の形状は、円形形状としたが、本発明はこれに限らず、例えば、三角形状や四角形状のように前記位置調整穴内にほぼ等間隔に３箇所以上の位置調整点を持つものであってもよい。この場合、前記位置調整凸部が前記位置調整穴内で旋回運動する際に、前記位置調整点に前記位置調整凸部が３箇所以上において接触するので、一対の前記位置調整穴と位置調整凸部で固定スクロール３の径方向の位置を調整することができる。
例えば、図７の第1の変形例に記載したように前記位置調整穴の形状を位置調整ピン１９が旋回運動する際の軌跡Ｘに外接する正三角形とすることができる。この場合、正三角形の位置調整穴３Ｈ内に１２０°間隔に３箇所の位置調整点ｓがあるので、位置調整ピン１９が位置調整穴３Ｈ内で旋回運動する際に、位置調整点ｓに位置調整ピン１９が３箇所において接触し、一対の位置調整穴３Ｈと位置調整ピン１９で固定スクロール３の径方向の位置を調整することができる。
なお、この図７に記載した実施の形態では、一対の位置調整穴３Ｈと位置調整ピン１９が図７の下方側に設けられているだけであるため、旋回スクロール１１の旋回運動により固定スクロール３の位置を調整する際に、固定スクロール３に位置調整穴３Ｈと位置調整ピン１９との位置を中心とした回転が生じてこの回転方向に位置がずれる可能性がある。このようなずれが生じると、ラップ３Ｂとラップ１１Ｂの隙間を変化させて圧縮性能に影響を与える位置に固定スクロール３が移動してしまうことになる。この場合、一対の位置調整穴３Ｈと位置調整ピン１９との位置から最も遠い位置にある上方側が特に位置ずれが大きくなる。本発明では、この特にずれが大きくなる上方側の固定ボルト５の外周とボルト挿通孔３Ｄの内周との間の隙間の寸法αを極力小さく設定することで、固定スクロール３が位置調整ピン１９を中心に回転してラップ３Ｂとラップ１１Ｂの隙間が変化しても圧縮性能に影響を与えることのない位置に固定スクロール３を調整するように構成してある。
よって、固定スクロール３は、上述したように位置調整ピン１９の中心に回転する方向が規制された状態で径方向の位置を調整することができる。
また、前記実施の形態では、固定スクロール３に位置調整穴３Ｅを、旋回スクロール１１に位置調整ピン１９を配置した構成を示したが、本発明はこれに限らず、旋回スクロール１１に上記位置調整穴を設け、固定スクロール３に上記位置調整ピンを配置してもよい。
この場合、位置調整穴と位置調整ピンの配置、即ち、位置調整穴の旋回中心と位置調整ピンの中心の位置を次のように合わせる必要がある。つまり、旋回スクロール１１が旋回運動をした際に、固定スクロール３のラップ３Ｂと旋回スクロール１１のラップ１１Ｂの隙間が実質的に理想位置関係になるように固定スクロール３と旋回スクロール１１とを位置した状態で、位置調整穴の旋回中心と位置調整ピンの中心が実質的に一致するように前記位置調整穴と位置調整ピンとの位置を設計段階で予め設定する。
これにより、旋回スクロール１１の旋回運動により、前記位置調整ピンを中心に位置調整穴が旋回運動することで固定スクロール３の径方向の位置を調整して固定スクロール３のラップ３Ｂと旋回スクロール１１のラップ１１Ｂの隙間を実質的に理想位置関係に調整することができる。

また、本実施の形態では、位置調整穴３Ｅと位置調整ピン１９とを小径の構成とし、外周部に２箇所設けた例を示したが、これに限らず、例えば図８に示す第２の変形例のように（図１と同一構成については、同一の符号を付す。）、固定スクロール３の筒部３Ｃの外周側に段部３Ｆを設け、この内周面３Ｇを本発明の位置調整穴とする。そして、旋回スクロール１１の円形の外周を本発明の位置調整凸部とし、固定スクロール３の内周面３Ｇと旋回スクロール１１の外周面１１Ｇとが接触することにより、位置を調整するようにしてもよい。
この場合、前述の位置調整ピンを着脱不能としたときと同様に、内周面３Ｇまたは外周面１１Ｇに低摩擦層又は柔軟層を設けることが望ましい。
また、図８に記載した実施の形態では、固定スクロール３の内周面３Ｇと旋回スクロール１１の外周面１１Ｇとが接触することにより、固定スクロール３の径方向の位置を調整するように構成したが、これに限らず、例えば、図９の第３の変形例に記載するように構成してもよい。
図９に記載する実施の形態では、前記位置調整穴を旋回スクロール１１の旋回中心に対応する固定スクロール３の中心から同心円とした円弧状の内径側面３Ｉａと円弧状の外径側面３Ｉｂが旋回スクロール１１の旋回直径の距離だけ離間して位置する弓型状の位置調整穴３Ｉとし、この位置調整穴３Ｉをほぼ等間隔に少なくとも３箇所設ける。この位置調整穴３Ｉの内径側面３Ｉａと外径側面３Ｉｂにおいて、旋回スクロール１１の旋回運動により位置調整ピン１９が旋回運動する際の軌跡Ｘと接触する点である位置調整点ｔi、ｔoに位置調整ピン１９を接触させ、固定スクロール３の径方向の位置を調整するように構成してある。
この場合、旋回スクロール１１の旋回運動により位置調整ピン１９が位置調整穴３Ｉ内の内径側面３Ｉａの位置調整点ｔiと外径側面３Ｉｂの位置調整点ｔoに断続的に接触することで徐々に固定スクロール３の径方向の位置を調整することができる。なお、この位置調整穴３Ｉは、内径側面３Ｉａと外径側面３Ｉｂとが径方向に離れる距離を大きくし、内径側面３Ｉａの位置調整点ｔiの３箇所のみ、または、外径側面３Ｉｂの位置調整点ｔoの３箇所のみに位置調整ピン１９が当たるように構成してもよく、この場合でも、３箇所で位置決めされるので、固定スクロール３の径方向の位置を調整することができる。
なお、図８、図９に記載した実施の形態では、旋回スクロール１１の旋回運動により固定スクロール３の位置を調整する際に、固定スクロール３が回転軸２Ａの回転中心を中心としてその回転方向に回転してラップ３Ｂとラップ１１Ｂの隙間を変化させて圧縮性能に影響を与える位置に固定スクロール３が移動する場合がある。本発明では、この回転方向の回転を規制するため、３箇所あるうちの少なくとも１つの固定ボルト５の外周とボルト挿通孔３Ｄの内周との間の隙間の寸法αを極力小さく設定することで、固定スクロール３が回転軸２Ａの回転方向に回転し、ラップ３Ｂとラップ１１Ｂの隙間が変化しても圧縮性能に影響を与えることのない位置に固定スクロール３を調整するように構成してある。
よって、固定スクロール３は、上述したように回転軸２Ａの回転方向が規制された状態で径方向の位置を調整することができる。

また、上記実施の形態では、仮止め手段として固定ボルト５を用いたが、本発明はこれに限らず、固定ボルト５とは別にケーシング１のフランジ部１Ｄに固定スクロール３の筒部３Ｃに向かって突出した突起部を設け、また固定スクロール３の筒部３Ｃにこの突起部をある程度緩い状態で嵌合する嵌合孔を設け、この突起部と嵌合孔とを嵌合させて仮止め手段としてもよい。

また、前記各実施の形態では、ケーシング１と旋回スクロール１１の背面との間には、旋回スクロール１１の自転を防止する自転防止機構２０として、オルダムリング、補助クランク等を設けることも可能である。

また、前記各実施の形態では、ラップ３Ｂ，１１Ｂの歯先にチップシール４，１２を
取付ける構成としたが、ラップ３Ｂ，１１Ｂのうち両方または一方のチップシールを省
く構成としてもよい。

また、前記各実施の形態では、スクロール式流体機械としてスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば真空ポンプ、冷媒圧縮機等にも広く適用できるものである。

本発明に係るスクロール式流体機械の組立て途中を示す概略縦断面図。その実施の形態の図１の矢示ａ−ａ方向からみた概略横断面図。その実施の形態の図２の矢示ｂ−ｂ方向からみた概略縦断面図。本発明の要部を示す概略平面図。その実施の形態を示す概略平面図。本発明の最終状態を示す概略縦断面図。本発明の第１の変形例を示す概略縦断面図。本発明の第２の変形例を示す概略横断面図。本発明の第３の変形例を示す概略横断面図。

符号の説明

１ケーシング
３固定スクロール
３Ａ鏡板
３Ｂラップ
３Ｅ位置調整穴
５固定ボルト（固定手段）
６駆動軸
１１旋回スクロール
１１Ａ鏡板
１１Ｂラップ
１４圧縮室
１９位置調整ピン（位置調整凸部）
２０自転防止機構
２６閉塞部材

Claims

ケーシングと、
鏡板上に渦巻状のラップが立設され前記ケーシングに固定手段により固定された固定スクロールと、
前記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、
該駆動軸の先端側に旋回可能に設けられ鏡板上に前記固定スクロールのラップとの間に複数の圧縮室を画成するラップが立設された旋回スクロールと、
前記ケーシングと前記旋回スクロールとの間に設けられ該旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構とを備えてなるスクロール式流体機械において、
前記固定スクロール側又は旋回スクロール側の一方に軸方向に伸びる位置調整穴を少なくとも２箇所に設けると共に、前記固定スクロール側又は旋回スクロール側の他方に前記位置調整穴に係合する位置調整凸部を少なくとも２箇所に設け、
前記固定手段による固定を行なわず前記ケーシングに対して前記固定スクロールを径方向に移動可能に搭載した状態で前記旋回スクロールを旋回運動させた際に、前記固定スクロールのラップと前記旋回スクロールのラップとが接触しないで旋回運動可能となるように前記位置調整穴と前記位置調整凸部を配置し、前記旋回スクロールを旋回運動させることで前記位置調整穴と前記位置調整凸部により前記固定スクロールの径方向の位置を調整可能としたことを特徴とするスクロール式流体機械。
請求項１に記載のスクロール式流体機械において、前記位置調整穴の内側面又は位置調整凸部の外側面の少なくとも一方に低摩擦層又は柔軟層を設けたことを特徴とするスクロール式流体機械。
請求項１または２に記載のスクロール式流体機械において、前記固定スクロール又は旋回スクロールに前記位置調整凸部を着脱可能に支持する嵌挿穴を設け、前記位置調整凸部は前記固定スクロールの径方向の位置調整後に離脱されることを特徴とするスクロール式流体機械。
請求項３に記載のスクロール式流体機械において、前記位置調整穴を前記固定スクロールに貫通して設け、該位置調整穴に、該位置調整穴を閉塞する閉塞部材を嵌挿したことを特徴とするスクロール式流体機械。
請求項１記載のスクロール式流体機械を製造する方法であって、
前記ケーシングに前記駆動軸と前記自転防止機構の一端側とを取り付け、前記旋回スクロールに前記自転防止機構の他端側を取り付けると共に、前記駆動軸の先端側に前記旋回スクロールを旋回可能に取り付ける旋回スクロール取付工程と、
前記位置調整凸部に前記位置調整穴を係合させて、前記固定スクロールを前記ケーシングに対して径方向に移動可能に搭載する固定スクロール搭載工程と、
前記旋回スクロールを旋回運動させて、前記ケーシングに対する前記固定スクロールの径方向位置を調整し、前記固定手段により、前記ケーシングに前記固定スクロールを固定する径方向位置調整工程とからなることを特徴とするスクロール式流体機械の製造方法。
請求項４記載のスクロール式流体機械を製造する方法であって、
前記ケーシングに前記駆動軸と前記自転防止機構の一端側とを取り付け、前記旋回スクロールに前記自転防止機構の他端側を取り付けると共に、前記駆動軸の先端側に前記旋回スクロールを旋回可能に取り付ける旋回スクロール取付工程と、
前記位置調整凸部に前記位置調整穴を係合させて、前記固定スクロールを前記ケーシングに対して径方向に移動可能に搭載する固定スクロール搭載工程と、
前記旋回スクロールを旋回運動させて、前記ケーシングに対する前記固定スクロールの径方向位置を調整し、前記固定手段により、前記ケーシングに前記固定スクロールを固定する径方向位置調整工程と、
前記位置調整凸部を離脱し、前記位置調整穴に前記閉塞部材を嵌挿する位置調整凸部離脱工程とからなることを特徴とするスクロール式流体機械の製造方法。