JP6710072B2 - オイルフリースクリュ圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、オイルフリースクリュ圧縮機に関する。

従来より、互いに噛み合う雄スクリュロータのスクリュ部と雌スクリュロータのスクリュ部との間に潤滑油（オイル）が供給されない、いわゆるオイルフリースクリュ圧縮機が使用されている。このようなオイルフリースクリュ圧縮機は、スクリュロータのスクリュ部を収容するロータ室内に、スクリュロータのシャフト部を支持する軸受に供給された潤滑油が侵入しないように構成されている。特に、アンロード運転（スクリュ圧縮機内への吸気が制限された状態での運転）によってロータ室内に負圧が発生しているときに、軸受の潤滑油がロータ室内に侵入しないように構成されている。

例えば、特許文献１に記載されたオイルフリースクリュ圧縮機は、スクリュロータのシャフト部に外挿され、スクリュロータのスクリュ部と軸受との間に配置された筒状の第１および第２の軸封装置を有する。第１の軸封装置は、スクリュロータのスクリュ部側に配置され、内周面に設けられたシール部と、そのシール部に対して軸受側に設けられて内周面側と外周面側との間を連通する連通部とを有する。一方、第２の軸封装置は、第１の軸封装置の軸受側に配置され、内周面に設けられたシール部と、そのシール部に対してスクリュロータのスクリュ部側に設けられて内周面側と外周面側との間を連通する連通部とを有する。第１の軸封装置の連通部は、スクリュロータを収容するケーシングに形成された第１の大気連通部を介してケーシング外部の大気に連通している。一方、第２の軸封装置の連通部は、ケーシングに形成された第２の大気連通部を介してケーシング外部の大気に連通している。

アンロード運転では、ロータ室内に発生した負圧によって、第１の軸封装置が有する連通部からケーシング外部の大気が流入する。しかし、第１の軸封装置が有する連通部だけでは第２の軸封装置内周面のシール部に負圧が発生し、ロータ室へ微量の潤滑油が侵入する場合がある。シール部に発生する負圧を解消し、潤滑油侵入を防止するため、第２の軸封装置に有する連通部からもケーシング外部の大気が流入する。

実開昭６１−１４４２８９号公報

特許文献１に記載されたオイルフリースクリュ圧縮機のケーシングは、第１の大気連通部と第２の大気連通部とが形成されている点で構造が複雑であり、製造が煩雑である。

また、第１および第２の大気連通部は、互いに干渉しないように、スクリュロータの回転中心線の延在方向における位置が異なるようにケーシングに形成されている。そのため、これらの大気連通部と連通する第１の軸封装置の連通部と第２の軸封装置の連通部を、スクリュロータの回転中心線の延在方向に互いに接近して配置することが制限される。すなわち、第１の軸封装置の連通部と第２の軸封装置の連通部との間の距離が必然的に長くなる。それにともない、スクリュロータのスクリュ部と軸受との間の距離（言い換えると、スクリュ部の両側のシャフト部をそれぞれ支持する２つの軸受の間の距離）も必然的に長くなる。

その結果、スクリュロータ（特にシャフト部）は撓みやすくなる。スクリュロータが撓むと、スクリュ圧縮機の性能、例えば体積効率などが低下する。

そこで、本発明は、製造が容易でスクリュロータの撓みが抑制される構成を備えるオイルフリースクリュ圧縮機を提供することを課題とする。

上記技術的課題を解決するために、本発明の第１の態様によれば、
スクリュ部とシャフト部とを備えるスクリュロータと、
前記シャフト部を支持する軸受と、
前記シャフト部に外挿されて、前記スクリュ部と前記軸受との間に配置され、且つ、前記シャフト部に対向する第１のシール部と、前記シャフト部と前記第１のシール部の間に対して前記軸受側と外周面とを連通させる第１の連通部を備える第１の軸封装置と、
前記シャフト部に外挿されて、前記第１の軸封装置と前記軸受との間に配置され、且つ、前記シャフト部に対向する第２のシール部と、前記シャフト部と前記第２のシール部の間に対して前記スクリュ部側と外周面とを連通させる第２の連通部を備える第２の軸封装置と、
前記スクリュ部が収容されるロータ室と、前記シャフト部、前記軸受、前記第１の軸封装置、および前記第２の軸封装置が収容されるシャフト収容空間とを備えるケーシングと、
前記シャフト部に外挿され、前記第１の連通部と前記第２の連通部との間で前記シャフト部に対向して両連通部を隔てる環状のシール部を備える第１のシール部材と、を有し、
前記ケーシングが、前記シャフト収容空間の内周面で前記第１および第２の連通部の両方に接続し、且つ、前記第１および第２の連通部とを大気に連通する大気連通部を備え、
前記第１の連通部における流路断面積が、前記第１のシール部材のシール部と前記シャフト部との間の流路断面積に比べて大きい、オイルフリースクリュ圧縮機が提供される。

第１の軸封装置の第１の連通部を大気に連通するための大気連通部と第２の軸封装置の第２の連通部を大気に連通するための大気連通部とをケーシングに形成する場合に比べて、すなわち２つの大気連通部をケーシングに形成する場合に比べて、ケーシングの構造がシンプルであり、それにより製造が容易になる。

また、第１の軸封装置の第１の連通部と第２の軸封装置の第２の連通部の両方を１つの大気連通部を介して大気に連通する構成であるため、第１の軸封装置の第１の連通部を大気に連通するための大気連通部と第２の軸封装置の第２の連通部を大気に連通するための大気連通部とをケーシングに形成する場合に比べて、第１の連通部と第２の連通部の間の距離を短くすることができる。それにともない、スクリュロータと軸受との間の距離も短くすることができる。その結果、スクリュロータの撓みを抑制することができる。

さらに、第１の連通部における流路断面積が第１のシール部材のシール部とスクリュロータのシャフト部との間の流路断面積に比べて大きいために、大気連通部を介して外部から流入した大気は、第１の軸封装置の第１の連通部に流入する。これにより、大気が第２の軸封装置の第２の連通部に入って第１のシール部材のシール部とシャフト部との間を通過してロータ室に向かうことが抑制される。その結果として、第２の軸封装置のシール部とシャフト部との間での負圧の発生が抑制でき、それにより、その負圧によって軸受の潤滑油が第２の軸封装置のシール部とシャフト部との間に誘引され、その誘引された潤滑油が最終的にロータ室に進入することが抑制される。

本発明のオイルフリースクリュ圧縮機によれば、製造が容易でスクリュロータの撓みが抑制される。

本発明の一実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機の内部を示す概略的断面図。 スクリュロータの回転中心線の延在方向に見たオイルフリースクリュ圧縮機の概略的正面図。 図１の部分拡大図。 第１および第２の軸封装置の分解断面図。 第１および第２の軸封装置の係合状態を示す断面図。 図２のオイルフリースクリュ圧縮機が姿勢変更された状態を示す概略的正面図。 図２および図６に示すオイルフリースクリュ圧縮機に対して、第２の軸封装置の連通部に対する第１の軸封装置の連通部の相対位置が異なるオイルフリースクリュ圧縮機の概略的正面図 本発明の別の実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機の大気連通部を概略的に示す断面図。 本発明のさらに別の実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機の大気連通部を概略的に示す断面図。 本発明の異なる実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機の大気連通部を概略的に示す断面図。 本発明のさらに異なる実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機の概略的正面図。 図１１に示す実施形態の改良形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機の概略的正面図。 図１１に示す実施形態の別の改良形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機の概略的正面図。 図１１に示す実施形態の異なる改良形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機の概略的正面図。 本発明のまたさらに別の実施の形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機の部分断面図 本発明のまたさらに異なる実施の形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機の部分断面図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機（以下、「スクリュ圧縮機」と称する）の内部を示す概略的断面図である。図２は、スクリュ圧縮機のスクリュロータの回転中心線延在方向（Ｘ軸方向）に見たスクリュ圧縮機１０の概略的正面図であって、一部の構成要素の配置を示している。なお、図１は、図２に示す矢印方向Ａに見たスクリュ圧縮機の断面図である。

図１および図２に示すように、スクリュ圧縮機１０は、ケーシング１２を有する。また、スクリュ圧縮機１０は、ケーシング１２内に収容された雄スクリュロータ１４および雌スクリュロータ１６を有する。

なお、雄スクリュロータ１４と雌スクリュロータ１６について、互いに非接触の状態で噛み合うスクリュ部を除く他の部分は実質的に同一である。したがって、以下、雄スクリュロータ１４を中心に説明し、雌スクリュロータ１６の説明は省略する。

図１に示すように、雄スクリュロータ１４は、スクリュ部１４ａと、スクリュ部１４ａの両端（その回転中心線Ｃの延在方向の両端）に設けられたシャフト部１４ｂ、１４ｃとを有する。

雄スクリュロータ１４のスクリュ部１４ａは、雌スクリュロータ１６のスクリュ部（図示せず）とともに、ケーシング１２のロータ室１２ａ内に収容されている。ロータ室１２ａは、空気をその内部に取り込むために、ケーシング１２内に形成された吸引用流路１２ｂを介して、ケーシング１２の外面に形成された吸引ポート１２ｃに連通している。ロータ室１２ａはまた、雄スクリュロータ１４および雌スクリュロータ１６とによって圧縮された空気をケーシング１２外部に吐出するために、吐出用流路１２ｄを介して、吐出ポート１２ｅに連通している。

雄スクリュロータ１４の一方のシャフト部１４ｂ（図１において左側）の先端側には、駆動ギア１８が取り付けられている。この駆動ギア１８は、モータ（図示せず）によって回転駆動される。

雄スクリュロータ１４の他方のシャフト部１４ｃ（図１において右側）の先端側には、タイミングギア２０が取り付けられている。このタイミングギア２０に噛み合うタイミングギア（図示せず）が、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃに対して平行に延在する雌スクリュロータ１６のシャフト部（図示せず）に取り付けられている。

また、雄スクリュロータ１４は、複数の軸受２２、２４、２６、２８によって回転可能に支持されている。本実施形態の場合、シャフト部１４ｂ、１４ｃの先端側に玉軸受２２、２８が配置され、スクリュ部１４ａ側にローラ軸受２４、２６が配置されている。

これらの軸受２２、２４、２６、２８に対して潤滑油を供給するための潤滑用流路１２ｆ、１２ｇがケーシング１２内に形成されている。具体的には、ケーシング１２には、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｂ、１４ｃと、軸受２２、２４、２６、２８とを収容するシャフト収容空間１２ｈ、１２ｊとが形成されている。潤滑用流路１２ｆは、シャフト部１４ｂに外挿された状態の軸受２２、２４の間におけるシャフト収容空間１２ｈの部分に潤滑油を供給するように、ケーシング１２に形成されている。また、潤滑用流路１２ｇは、シャフト部１４ｃに外挿された状態の軸受２６、２８の間におけるシャフト収容空間１２ｊの部分に潤滑油を供給するように、ケーシング１２に形成されている。なお、潤滑用流路１２ｆ、１２ｇは、潤滑油を吐出するオイルポンプの吐出ポート（図示せず）に接続されている。

モータ（図示せず）によって駆動ギア１８が回転されると、雄スクリュロータ１４が回転するとともに、タイミングギア２０を介して雌スクリュロータ１６が回転する。それにより、吸引ポート１２ｃを介してロータ室１２ａ内に空気が取り込まれ、取り込まれた空気は同期回転する雄スクリュロータ１４と雌スクリュロータ１６とによって圧縮される。圧縮された空気は、吐出ポート１２ｅを介してケーシング１２の外部に吐出される。

スクリュ圧縮機１０は、ロータ室１２ａ内の圧縮空気が外部（シャフト収容空間１２ｈ、１２ｊ）に漏れないように、また複数の軸受２２、２４、２６、２８の潤滑油がロータ室１２ａ内に侵入しないように構成されている。具体的には、図１に示すように、スクリュ圧縮機１０は、ロータ室１２ａ内の圧縮空気の外部への漏れを抑制するための第１の軸封装置３０と、潤滑油のロータ室１２ａ内への侵入を抑制するための第２の軸封装置３２とを有する。

図１に示すように、第１の軸封装置３０および第２の軸封装置３２は、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｂ、１４ｃそれぞれに外挿可能な筒状であって、軸受２４とロータ室１２ａとの間および軸受２６とロータ室１２ａとの間に配置されている。また、第１の軸封装置３０は、第２の軸封装置３２に対してロータ室１２ａ側に配置されている。

ここからは、第１の軸封装置３０と第２の軸封装置３２の詳細について説明する。なお、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｂ、１４ｃそれぞれに外挿されている第１および第２の軸封装置３０、３２は実質的に同一である。したがって、以下、雄スクリュロータ１４の一方のシャフト部１４ｃ（雄スクリュロータ１４のタイミングギア２０側）に外挿されている第１および第２の軸封装置３０、３２を中心に説明する。

図３は、図１の部分拡大図であり、雄スクリュロータ１４のタイミングギア２０側のシャフト部１４ｃに外挿された状態の第１の軸封装置３０および第２の軸封装置３２とを示している。また、図４は、シャフト部１４ｃから取り外された状態の第１の軸封装置３０および第２の軸封装置３２を示している。

図３および図４に示すように、本実施形態の場合、第１の軸封装置３０は、筒状の本体部３４と、２つのシールリング３６、３８とを有する。

図３に示すように、第１の軸封装置３０の筒状の本体部３４は、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃに外挿されている。また、本体部３４は、ケーシング１２のシャフト収容空間１２ｊの内周面１２ｋと対向する外周面３４ａを備える。さらに、本体部３４には、シャフト収容空間１２ｊの内周面１２ｋと外周面３４ａとの間をシールするために、外周面３４ａに環状の弾性部材４０（例えば、Ｏリング）が装着されている。

２つのシールリング３６、３８は、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃに外挿されている。また、２つのシールリング３６、３８は、その内周面に、シャフト部１４ｃの外周面１４ｄに対向するシール部３６ａ、３８ａ（特許請求の範囲に記載の「第１のシール部」に対応）を備える。例えば、シール部３６ａ、３８ａは、シール面である。このシール部３６ａ、３８ａにより、シールリング３６、３８とシャフト部１４ｃの外周面１４ｄとの間がシールされる。

図３に示すように、第１の軸封装置３０の本体部３４は、２つのシールリング３６、３８の間に配置されている。また、シールリング３６、３８と本体部３４との接触を維持するために、シールリング３６、３８それぞれは付勢部材４２、４４によって本体部３４に向かって付勢されている。付勢部材４２はケーシング１２とシールリング３６との間に配置され、付勢部材（特許請求の範囲に記載の「第１の付勢部材」に対応）４４は、シールリング３８と第２の軸封装置３２との間に配置されている。付勢部材４２、４４は、例えばウェーブスプリングである。これにより、本体部３４とシールリング３６、３８との間がシールされている。

第１の軸封装置３０により、ロータ室１２ａ内の圧縮空気のシャフト収容空間１２ｊ内への漏れが防止され、ロータ室１２ａ内の圧縮空気は吐出用流路１２ｄを介して吐出ポート１２ｅに向かって流れる。

図３および図４に示すように、本実施形態の場合、第２の軸封装置３２は、一体構造の筒状の部材であって、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃに外挿可能に構成されている。筒状の第２の軸封装置３２はまた、その内周面に、シャフト部１４ｃの外周面１４ｄに対向するシール部３２ａ（特許請求の範囲に記載の「第２のシール部」に対応）を備える。本実施形態の場合、このシール部３２ａは、ビスコシールである。第２の軸封装置３２はさらに、ケーシング１２のシャフト収容空間１２ｊの内周面１２ｋと対向する外周面３２ｂを備える。外周面３２ｂには、シャフト収容空間１２ｊの内周面１２ｋと外周面３２ｂとの間をシールするための環状の弾性部材４６（例えば、Ｏリング）が装着されている。

第２の軸封装置３２により、図１に示すように潤滑用流路１２ｇを介して軸受２６、２８に供給された潤滑油のロータ室１２ａ内への侵入が抑制される。

第１および第２の軸封装置３０、３２を用いることに加えて、圧縮空気のロータ室１２ａからの漏れおよび潤滑油のロータ室１２ａ内への侵入をさらに効果的に抑制するように、スクリュ圧縮機１０は構成されている。

例えば、雄スクリュロータ１４（および雌スクリュロータ１６）が高速回転する場合、ロータ室１２ａ内の圧縮空気が第１の軸封装置３０と高速回転中のシャフト部１４ｂ、１４ｃとの間を通過する可能性がある。また例えば、スクリュ圧縮機１０がアンロード運転中の場合、すなわち吸引ポート１２ｃへの空気の流入が制限されている場合、ロータ室１２ａ内が負圧になり、その結果として軸受２２、２４、２６、２８の潤滑油が第２の軸封装置３２とシャフト部１４ｂ、１４ｃとの間を通過して、次に第１の軸封装置３０とシャフト部１４ｂ、１４ｃとの間を通過してロータ室１２ａ内に侵入する可能性がある。

これらの可能性を考慮して、本実施形態の場合、スクリュ圧縮機１０は、第１の軸封装置３０と雄スクリュロータ１４との間を通過した圧縮空気と、第２の軸封装置３２と雄スクリュロータ１４との間を通過した潤滑油とをケーシング１２の外部に排出するように構成されている。

そのために、図３に示すように、第１の軸封装置３０は、そのシール部３８ａに対して軸受２６側の内周面の部分と外周面とを連通させる連通部３０ａ（特許請求の範囲に記載の「第１の連通部」に対応）を備える。また、第２の軸封装置３２は、そのシール部３２ａに対してスクリュ部１４ａ側の内周面の部分と外周面とを連通させる連通部３２ｃを備える。

具体的には、本実施形態の場合、筒状の第１および第２の軸封装置３０、３２は、図５に示すように、雄スクリュロータ１４の回転中心線Ｃの延在方向（Ｘ軸方向）に互いに係合した状態で配置される。例えば、図４に示すように、第１の軸封装置３０の第２の軸封装置３２側の端部に、第２の軸封装置３２の第１の軸封装置３０側の端部３２ｄが係合する凹部３４ｃが形成されている。それにより、図５に示すように、第１および第２の軸封装置３０、３２は、雄スクリュロータ１４の径方向に見た場合にオーバーラップするように係合する。なお、第１および第２の軸封装置３０、３２は、雄スクリュロータ１４の回転中心線Ｃを中心とする角度位置が変化しないように係合する。

また、本実施形態の場合、第１の軸封装置３０の連通部３０ａは、図４に示すように、その本体部３４の軸受２６側（第２の軸封装置３２側）端面に形成された切欠き部３４ｂによって構成されている。図５を併せて参照すると、第１および第２の軸封装置３０、３２が係合して１つの筒状の構造体が構成されると、切欠き部３４ｂによってその１つの筒状の構造体にスロット状の貫通穴が形成される。このスロット状の貫通穴が第１の軸封装置３０の連通部３０ａとして機能する。

一方、第２の軸封装置３２の連通部３２ｃは、本実施形態の場合、複数の貫通穴によって構成される。具体的には、複数の連通部３２ｃは、シール部３２ａに対して雄スクリュロータ１４のスクリュ部１４ａ側（第１の軸封装置３０側）で、第２の軸封装置３２の内周面側から外周面側に向かって貫通している。

第１の軸封装置３０の連通部３０ａおよび第２の軸封装置３２の複数の連通部３２ｃを大気に連通するために、ケーシング１２は大気連通部１２ｍを備える。

本実施形態の場合、大気連通部１２ｍは、接続空間部１２ｎと外部連通部１２ｐ、１２ｑとを備える。図３に示すように、接続空間部１２ｎは、第１および第２の軸封装置３０、３２の連通部３０ａ、３２ｃの両方に接続するようにシャフト収容空間１２ｊの内周面１２ｋに凹部状に形成されている。図１に示すように、外部連通部１２ｐ、１２ｑは、接続空間部１２ｎとケーシング１２の外部の大気とを連通する。

本実施形態の場合、大気連通部１２ｍの接続空間部１２ｎは、第１および第２の軸封装置３０、３２の外周に沿ってその周方向に延在するように、且つ、第１および第２の軸封装置３０、３２の連通部３０ａ、３２ｃの両方に接続するようにシャフト収容空間１２ｊの内周面１２ｋに形成された凹部である。

本実施形態の場合、図２に示すように、雄スクリュロータ１４と雌スクリュロータ１６それぞれに対して外挿された第１および第２の軸封装置３０、３２の連通部３０ａ、３２ｃ（ハッチング部分）と接続するケーシング１２の大気連通部１２ｍの接続空間部１２ｎは、一体化されて一つの共通空間１２ｒを構成している。具体的には、雄スクリュロータ１４と雌スクリュロータ１６は、それぞれの回転中心線Ｃが水平方向（Ｘ−Ｙ面）に対して斜め方向に並ぶようにケーシング１２内に配置されている。そして、雄スクリュロータ１４の接続空間部１２ｎと雌スクリュロータ１６の接続空間部１２ｎとが斜め方向に連結し、１つの共通空間１２ｒを構成している。

ケーシング１２の大気連通部１２ｍの一方の外部連通部１２ｐは、本実施形態の場合、貫通穴であって、詳細は後述するが、主に第１の軸封装置３０の連通部３０ａを通過して接続空間部１２ｎ（共通空間１２ｒ）内に流入した圧縮空気をケーシング１２の外部に排出するために機能する。

ケーシング１２の大気連通部１２ｍの他方の外部連通部１２ｑは、本実施形態の場合、貫通穴であって、詳細は後述するが、第１の軸封装置３０の連通部３０ａを通過して接続空間部１２ｎ（共通空間１２ｒ）内に流入した圧縮空気をケーシング１２の外部に排出するために機能する。また、異物噛み込みなどにより第２の軸封装置３２のシール部３２ａが損傷した場合に連通部３２ｃを通過して接続空間部１２ｎ（共通空間１２ｒ）内に流入した潤滑油をケーシング１２の外部に排出するために機能する。そのために、外部連通部１２ｑは、接続空間部１２ｎ（共通空間１２ｒ）の下部から斜め下方向に延在している。

このような構成によれば、第１の軸封装置３０の２つのシールリング３６、３８（シール部３６ａ、３８ａ）と雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃとの間を通過したロータ室１２ａ内の圧縮空気は、主に第１の軸封装置３０の連通部３０ａを介してケーシング１２の大気連通部１２ｍの接続空間部１２ｎ（共通空間１２ｒ）内に流入する。そして、接続空間部１２ｎ内に流入した圧縮空気は、外部連通部１２ｐおよび１２ｑを介してケーシング１２の外部に排出される。これにより、圧縮空気が、第２の軸封装置３２とスクリュロータ１４のシャフト部１４ｃとの間を通過して軸受２６、２８側に流れることがさらに抑制される。

また、第２の軸封装置３２のシール部３２ａが損傷した場合にシール部３２ａを通過した潤滑油は、複数の連通部３２ｃを介してケーシング１２の大気連通部１２ｍの接続空間部１２ｎ（共通空間１２ｒ）内に流入する。そして、接続空間部１２ｎ内に流入した潤滑油は、下側の外部連通部１２ｑを介してケーシング１２の外部に排出される。これにより、潤滑油が、第１の軸封装置３０とスクリュロータ１４のシャフト部１４ｂ、１４ｃとの間を通過してロータ室１２ａ内に侵入することが抑制される。

ケーシング１２の大気連通部１２ｍの接続空間部１２ｎ（共通空間１２ｒ）内に流入した潤滑油は、時間経過とともにその自重によって接続空間部１２ｎ（共通空間１２ｒ）内の下部の油溜まり部１２ｓに集まり、その油溜まり部１２ｓから斜め下方向に延在する外部連通部１２ｑを介してケーシング１２の外部に排出される。これにより、接続空間部１２ｎに溜まった潤滑油によって雄スクリュロータのシャフト部１４ｂおよび１４ｃが浸かることがなく、潤滑油がロータ室１２ａ内に侵入することを防止できる。

また、図２に示すように、雄スクリュロータ１４の回転中心線Ｃに対する角度位置について、第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃとで異なるのが好ましい。特に、第１の軸封装置３０の連通部３０ａは、第２の軸封装置３２の連通部３２ｃに対して高い位置に設けられるのが好ましい。

これと異なり、第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃとの角度位置が同一である場合、すなわち雄スクリュロータ１４の回転中心線Ｃの延在方向に見たときにこれらがオーバーラップする場合、第２の軸封装置３２とシャフト部１４ｃとの間を通過した潤滑油が第１の軸封装置３０とシャフト部１４ｃとの間に侵入する可能性がある。

具体的に説明すると、第２の軸封装置３２のシール部３２ａが損傷した場合にシール部３２ａを通過した潤滑油は、連通部３２ｃを介して接続空間部１２ｎ（共通空間１２ｒ）に流入する。ロード運転時には、接続空間部１２ｎに流入した潤滑油は外部連通部１２ｑよりケーシング外部へ排出される。一方、スクリュ圧縮機１０のアンロード運転が開始されると、ロータ室１２ａに発生する負圧によって、ケーシング外部より接続空間部１２ｎ（共通空間１２ｒ）内に流入した大気が第１の軸封装置３０の連通部３０ａを介してロータ室１２ａ側に流入する。

このとき、第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃとが接近していると、第１の軸封装置３０の連通部３０ａを介してロータ室１２ａ側に流入する大気の流れに向かって接続空間部１２ｎに流入してすぐの潤滑油が引き寄せられ、第１の軸封装置３０とシャフト部１４ｃとの間に潤滑油が侵入する。その結果としてロータ室１２ａ内に潤滑油が侵入する可能性がある。

この態様でのロータ室１２ａへの潤滑油の侵入を防止するため、雄スクリュロータ１４（シャフト部１４ｂ、１４ｃ）の回転中心線Ｃに対する角度位置について第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃとを異ならせることにより、第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃとを離している。

特に、第１の軸封装置３０の連通部３０ａが第２の軸封装置３２の連通部３２ｃに対して高い位置に存在する場合、潤滑油の自重により、接続空間部１２ｎ（共通空間１２ｒ）から連通部３０ａに流入する大気の流れに向かって潤滑油が引き寄せられることを抑制できる。第１の軸封装置３０の連通部３０ａが第２の軸封装置３２の連通部３２ｃに比べて低い位置にある場合に比べると、潤滑油流入の可能性はより低い。

さらに、ロータ室１２ａへの潤滑油の侵入をさらに防止するために、図３に示すように、さらなるシールリング（特許請求の範囲に記載の「第１のシール部材」に対応）５０が設けられている。

本実施の形態の場合、図３に示すように、シールリング５０は、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃに、雄スクリュロータ１４の回転中心線Ｃの延在方向に移動可能に外挿されている。シールリング５０はまた、第１の軸封装置３０の第１の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃとの間でシャフト部１４ｃに対向して両貫通部を隔てる環状のシール部５０ａを備える。

また、シールリング５０は、シャフト部１４ｃに対して非接触な状態で組み付けられていると共に、付勢部材４４によって第２の軸封装置３２に向かって雄スクリュロータ１４の回転中心線Ｃの延在方向に付勢されている。これにより、シールリング５０は、シャフト部１４ｃに対して該シャフト部１４ｃの径方向の変位に追従可能な状態で、付勢部材４４と第２の軸封装置３２とによって回転中心線Ｃの延在方向に挟持される。言い換えると、シールリング５０は、通常、付勢部材４４と第２の軸封装置３２以外には接触しておらず、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃの径方向について外力によって自由に変位可能なフローティング状態である。すなわち、シールリング５０がフローティング式のシール部をなしている。なお、本実施の形態の場合、付勢部材４４は、シールリング５０と第１の軸封装置３０のシールリング３８との間に配置され、これらのシールリング５０、３８を互いに離間する方向に付勢している。

第２の軸封装置３２のシール部３２ａが損傷するなどしてそのシール部３２ａを潤滑油が通過した場合、その潤滑油は第２の軸封装置３２の連通部３２ｃ内に入り、最終的にスクリュ圧縮機１０の外部に排出される。万が一連通部３２ｃを越えても、潤滑油は、シールリング５０によってロータ室１２ａへの侵入が阻止される。

また、軸受２２、２４、２６、２８の内部すきま（すなわち遊び）を原因としてスクリュロータ１４が微小に変位しても（微小にがたついても）、シールリング５０がシャフト部１４ｃの径方向に自由に移動可能であるため、シールリング５０は変位したスクリュロータ１４に対して強く接触することがない。すなわち、シールリング５０は、変位したスクリュロータ１４から逃げる（すなわちスクリュロータ１４からの外力を逃がす）ことができる。そのため、スクリュロータ１４がどのように変位しても、シールリング５０とシャフト部１４ｃとの間のシール状態は、実質的に変化しない。

さらに、図３に示すように、第１の軸封装置３０の連通部３０ａにおける流路断面積は、シールリング５０のシール部５０ａと雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃとの間の流路断面積に比べて大きい。特に、十分に大きいことが好ましい。

具体的には、本実施形態の場合、図５に示すように第１の軸封装置３０のスロット状の連通部３０ａの断面積（流路断面積）が、図３に示すようにシールリング５０のシール部５０ａと雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃとの間の環状のすきまの断面積（流路断面積）に比べて十分に大きいことが好ましい。その理由について説明する。

仮に、第１の軸封装置３０の連通部３０ａの断面積がシールリング５０のシール部５０ａと雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃとの間のすきまの断面積に比べて小さい場合、アンロード運転によってケーシング外部より大気連通部１２ｍを介して流入する大気は、第１の軸封装置３０の連通部３０ａではなく、第２の軸封装置３２の連通部３２ｃに流入し、そしてシールリング５０とシャフト部１４ｃとの間を通過してロータ室１２ａに向かう。その結果として、第２の軸封装置３２のシール部３２ａとシャフト部１４ｃとの間に負圧が発生し、その負圧によって潤滑油がシール部３２ａとシャフト部１４ｃとの間に誘引される。その誘引された潤滑油は、連通部３２ｃからシールリング５０とシャフト部１４ｃとの間を通過してロータ室１２ａに向かう空気に誘引されて同伴し、最終的にロータ室１２ａ内に侵入する可能性がある。

この態様でのロータ室１２ａへの潤滑油の侵入を防止するため、第１の軸封装置３０の連通部３０ａにおける流路断面積が、シールリング５０のシール部５０ａと雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃとの間の流路断面積に比べて十分に大きくされている。それにより、ケーシング外部より大気連通部１２ｍを介して流入する大気は、流路断面積が相対的に大きい第１の軸封装置３０の連通部３０ａを通過してロータ室１２ａに流入する。そのため、ケーシング外部より大気連通部１２ｍを介して流入する大気が、相対的に流路断面積が小さいシールリング５０とシャフト部１４ｃとの間を通過することを抑制できる。その結果として、潤滑油が、ロータ室１２ａ内に侵入することを防止できる。

また、シールリング５０が雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃの径方向について自由に変位可能な状態（フローティング状態）であるために、シャフト部１４ｃの径方向について固定されているシールリングを用いる場合に比べて、第１の軸封装置３０の連通部３０ａにおける流路断面積を小さくすることができる。このことについて具体的に説明する。

仮に、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃの径方向について位置が完全に固定されているシールを用いる場合を考える。例えば、その外周面がケーシング１２のシャフト収容空間１２ｊの内周面１２ｋに当接するように、シャフト収容空間１２ｊに内挿される環状のシールを考える。あるいは、第２の軸封装置３２に固定されている（または一体である）環状のシールを考える。

この場合、シールの内径、すなわちシールと雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃとの間の隙間を相対的に大きくする必要がある。具体的に説明すると、シール（またはシールと一体の第２の軸封装置３２）をケーシング１２のシャフト収容空間１２ｊに内挿すると、製造上の不可避の誤差（公差内の誤差）により、シールの内周面の中心軸が、雄スクリュロータ１４の回転中心線Ｃに対して、許容範囲内で、わずかに傾いたり、ずれたりしうる。この傾きやずれが生じても、雄スクリュロータ１４とシールとの接触が確実に回避できるように、シールの内径は余裕をみて相対的に大きくされる。

一方、本実施の形態のシールリング５０は、外周面がケーシング１２のシャフト収容空間１２ｊに接するように内挿されずにフローティング状態であるために、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃの径方向について自由に変位可能である。したがって、シールリング５０の内径を相対的に小さくすることができる（位置が完全に固定されているシールに比べて）。

したがって、シールリング５０の内径が相対的に小さいため、第１の軸封装置３０の連通部３０ａにおける流路断面積を相対的に小さくすることができる（雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃの径方向について位置が固定されるシールを用いる場合の第１の軸封装置３０の連通部における流路断面積に比べて）。

「第１の軸封装置３０の連通部３０ａにおける断面積（流路断面積）を小さくすることができる」ことは、第１の軸封装置３０の雄スクリュロータ１４の回転中心線Ｃの延在方向のサイズを小さくできることを意味する。さらに、雄スクリュロータ１４のスクリュ部１４ａと軸受２６との間の距離（言い換えると、図１に示すようにスクリュ部１４ａの両側のシャフト部１４ｃを支持する２つの軸受２４、２６間の距離）を短くできることを意味する。軸受２４、２６間の距離を短くすることにより、雄スクリュロータ１４の撓みを抑制することができる。

加えて、第２の軸封装置３２の複数の連通部３２ｃそれぞれは、雄スクリュロータ１４（シャフト部１４ｂ、１４ｃ）の回転中心線Ｃの延在方向（Ｘ軸方向）に見た場合に、周方向に位置が異なっていることが好ましく、図２に示すように、その回転中心線Ｃに対する角度位置が異なるのがより好ましい。

本実施形態の場合、図２に示すように、第２の軸封装置３２の複数の連通部３２ｃは、２つのグループＧ１、Ｇ２に分かれている。第２のグループＧ２に属する連通部３２ｃは、第１のグループＧ１に属する連通部３２ｃと周方向に位置が異なっている。また、第２のグループＧ２に属する連通部３２ｃは、第１のグループＧ１に属する連通部３２ｃに比べて低い位置に配置されている。そのため、第２の軸封装置３２のシール部３２ａが損傷した場合にシール部３２ａを通過した潤滑油は、第２のグループＧ２に属する連通部３２ｃを通過してケーシング１２の大気連通部１２ｍの接続空間部１２ｎ（共通空間１２ｒ）に流入する。

このとき、第１のグループＧ１に属する連通部３２ｃは、第２の軸封装置３２と雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃとの間を、ケーシング１２の大気連通部１２ｍを介して大気に連通する役割をする。すなわち、グループＧ１に属する連通部３２ｃを介して導入される大気（大気圧）によって潤滑油を第２のグループＧ２に属する連通部３２ｃに押し流すことができる。その結果、第２の軸封装置３２と雄スクリュロータ１４との間の潤滑油が、第２のグループＧ２に属する連通部３２ｃを介してスムーズにケーシング１２の大気連通部１２ｍ内に流入することができる。

第２の軸封装置３２の複数の連通部３２ｃそれぞれのスクリュロータ１４の回転中心線Ｃに対する角度位置が異なるスクリュ圧縮機１０は、副次的な効果として、高い汎用性を備える。

図２に示すスクリュ圧縮機１０は、吸引ポート１２ｃが上方向（Ｚ軸正方向）に向くとともに吐出ポート１２ｅが水平方向（Ｙ軸負方向）に向いた姿勢で配置されている。この状態のとき、第２の軸封装置３２の複数の連通部３２ｃにおいて、第１のグループＧ１に属する連通部３２ｃは、第２のグループＧ２に属する連通部３２ｃに比べて上方に位置する。したがって、上述したように、第２のグループＧ２の連通部３２ｃは、第２の軸封装置３２のシール部３２ａが損傷した場合にシール部３２ａを通過した潤滑油をケーシング１２の大気連通部１２ｍ内に流入させる役割を果たす。一方、第１のグループＧ１の連通部３２ｃは、第２の軸封装置３２と雄スクリュロータ１４との間をケーシング１２の大気連通部１２ｍを介して大気に連通する役割を果たす。

図６は、図２のスクリュ圧縮機１０が姿勢変更された状態を示している。図６に示す姿勢は、図２に示す姿勢から雄スクリュロータ１４の回転中心線Ｃと平行に延在する回転中心線を中心として９０度回転させた後の姿勢である（図において、Ｘ軸を中心として時計方向に回転させた姿勢である）。

図６に示す姿勢をスクリュ圧縮機１０がとる場合、吸引ポート１２ｃは水平方向（Ｙ軸正方向）に向くとともに、吐出ポート１２ｅが上方向（Ｚ軸正方向）に向く。この状態のとき、第２の軸封装置３２の複数の連通部３２ｃにおいて、第２のグループＧ２に属する連通部３２ｃは、第１のグループＧ１に属する連通部３２ｃに比べて上方に位置する。したがって、第１のグループＧ１の連通部３２ｃは、第２の軸封装置３２のシール部３２ａが損傷した場合にシール部３２ａを通過した潤滑油をケーシング１２の大気連通部１２ｍ内に流入させる役割を果たす。一方、第２のグループＧ２の連通部３２ｃは、第２の軸封装置３２と雄スクリュロータ１４との間をケーシング１２の大気連通部１２ｍを介して大気に連通する役割を果たす。また、連通部３０ａは、第１のグループＧ１に属する連通部３２ｃに比べて上方に位置するため、第１のグループＧ１に属する連通部３２ｃからケーシング１２の大気連通部１２ｍ内に流入した潤滑油が、連通部３０ａに流入する大気の流れに向かって潤滑油が引き寄せられることを抑制できる。

このように第２の軸封装置３２の第１および第２のグループＧ１、Ｇ２の連通部３２ｃがその役割を変更することにより、スクリュ圧縮機１０は、軸封装置を交換したり、角度位置を変えるように組み替えたりしない場合であっても姿勢変更が可能になり、それにより高い汎用性を備える。

図２および図６に示すように、雄スクリュロータ１４および雌スクリュロータ１６それぞれに外挿された第１の軸封装置３０は、スクリュ圧縮機１０の姿勢変更後、例えば作業者の手作業により、その連通部３０ａが上方に向くようにスクリュロータ１４、１６の回転中心線Ｃを中心として回転してもよい。

代案としては、２つのスクリュロータ１４、１６それぞれの第１の軸封装置３０は、図７に示すように、回転中心線Ｃの延在方向（Ｘ軸方向）に見た場合にその連通部３０ａが回転中心線Ｃを挟んで第２の軸封装置３２の第１のグループＧ１の連通部３２ｃと第２のグループＧ２の連通部３２ｃとの間に対向するように、スクリュロータ１４、１６に外挿されてもよい。これにより、スクリュ圧縮機１０の姿勢変更後に、第１の軸封装置３０を回転させる作業者の手作業を省略することができる。更に、連通部３０ａと潤滑油をケーシング１２の大気連通部１２ｍ内に流入させる役割を果たす側の連通部３２ｃ（第１のグループＧ１または第２のグループＧ２の連通部）との位置関係を、姿勢変更しても同じ条件となるようにすることができる。

以上、本実施形態によれば、第１および第２の軸封装置３０、３２の雄スクリュロータ１４および雌スクリュロータ１６に対するシール性を確保しつつ、製造が容易で雄スクリュロータ１４および雌スクリュロータ１６の撓みが抑制される構成を備えるオイルフリースクリュ圧縮機１０を提供することができる。

具体的に説明すると、図３に示すように、第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃの両方は、ケーシング１２に形成された１つの大気連通部１２ｍを介してケーシング１２の外部の大気に連通される。それにより、第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃそれぞれに対する大気連通部をケーシング１２に形成する場合に比べて（２つの個別の大気連通部を設ける場合に比べて）、ケーシング１２の製造が容易になる。

また、第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃそれぞれに対する大気連通部をケーシング１２に設ける場合に比べて、雄スクリュロータ１４のスクリュ部１４ａと軸受２４、２６との間の距離（言い換えると２つの軸受２４、２６の間の距離）が短くなり、その結果として、雄スクリュロータ１４の撓みが抑制される（同様に、雌スクリュロータ１６の撓みも抑制される）。

具体的に説明する。仮に、第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃそれぞれに対する大気連通部をケーシングに設けた場合、その２つの大気連通部は、互いに干渉しないように、スクリュロータ１４、１６の回転中心線Ｃの方向の延在方向（Ｘ軸方向）における位置が異なるようにケーシング１２に形成される。そのため、これらの大気連通部と連通する第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃを、スクリュロータ１４、１６の回転中心線Ｃの延在方向に互いに接近して配置することが制限される。すなわち、第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃとの間の回転中心線Ｃの延在方向の距離が必然的に長くなる。それにともない、スクリュロータ１４、１６のスクリュ部と軸受２４、２６との間の距離（すなわち２つの軸受２４、２６の間の距離）も必然的に長くなる。その結果、スクリュロータ１４、１６は撓みやすくなる。

したがって、第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃの両方がケーシング１２に形成された１つの大気連通部１２ｍに連通することにより、第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃとの間の距離を短くすることができる。

また、本実施形態の場合、図５に示すように、第１の軸封装置３０と第２の軸封装置３２は、雄スクリュロータ１４の径方向に見た場合に、部分的にオーバーラップするように係合する。また、シールリング５０は、雄スクリュロータ１４の径方向に見た場合に、第１の軸封装置３０に対してオーバーラップしている（シールリング５０は、第１の軸封装置３０内に配置されている）。それにより、第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃとの間の距離がさらに短くされている。ここで、第１の軸封装置３０と第２の軸封装置３２とがオーバーラップするように相互に係合することにより、本体部３４の軸受２６側（第２の軸封装置３２側）端面に形成した切欠き部３４ｂでスロット状の貫通穴を形成するように構成することで、第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃとの間の距離をより一層短くすることができる。

第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃとの間の距離が短くなるにともない、雄スクリュロータ１４のスクリュ部１４ａと軸受２６との間の距離（同様に、スクリュ部１４ａと軸受２４との間の距離）も短くすることができる。すなわち、スクリュ部１４ａを挟んで対向配置された軸受２４、２６の間の距離を短くすることができる。その結果、雄スクリュロータ１４の撓みが抑制される（同様にして、雌スクリュロータ１６の撓みも抑制される）。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、上述した実施形態の場合、図３に示すように、第１の軸封装置３０は本体部３４と２つのシールリング３６、３８とによって構成されているが、これに限らない。例えば、シールリングの数は２つの場合に限らず、また、第２の軸封装置３２と同様に、第１の軸封装置は一部材で構成されてもよい。

また、上述の実施形態の場合、図３に示すように、第２の軸封装置３２は一つの部材によって構成されているが、これに限らない。例えば、第１の軸封装置３０と同様に、第２の軸封装置は複数の部材で構成されてもよい。

さらに、上述の実施形態の場合、図５に示すように、第１の軸封装置３０の連通部３０ａは１つのスロット状の貫通穴（切り欠き部３４ｂ）であって、第２の軸封装置３２の連通部３２ｃは複数の貫通穴であるが、これに限らない。第１および第２の軸封装置それぞれの連通部は、その内周面とその外周面とを連通すれば、その形状およびその数は問わない。

さらにまた、上述の実施形態の場合、図２に示すように、雄スクリュロータ１４と雌スクリュロータ１６は、水平方向（Ｘ−Ｙ平面）に対して斜め方向に並ぶようにケーシング１２内に収容されているが、これに限らない。

例えば、図８に概略的に示す別の実施形態に係るスクリュ圧縮機１１０のように、雄スクリュロータ１４と雌スクリュロータ１６は、水平方向（Ｙ軸方向）に並ぶようにケーシング１１２内に収容されてもよい。

図８に示す実施形態の場合、雄スクリュロータ１４および雌スクリュロータ１６それぞれに外挿された第１および第２の軸封装置３０、３２の連通部３０ａ、３２ｃに接続する接続空間部１１２ｎは、水平方向に連結して共通空間１１２ｒを構成している。

また、その共通空間１１２ｒの上部からケーシング１１２の外部に向かって上方に連通する外部連通部１１２ｐと、共通空間１１２ｒの下部からケーシング１１２の外部に向かって下方に連通する外部連通部１１２ｑとがケーシング１１２に形成されている。また、接続空間部１１２ｎ（すなわち共通空間１１２ｒ）と下側の外部連通部１１２ｑとの間に油溜まり部１１２ｓが設けられている。

加えて、上述の実施形態の場合、ケーシング１２の大気連通部１２ｍは、２つの外部連通部１２ｐ、１２ｑを備えるがこれに限らない。

例えば、図９に概略的に示すさらに別の実施形態に係るスクリュ圧縮機２１０のように、ケーシング２１２に３つの外部連通部２１２ｐ、２１２ｑが形成されてもよい。

図９に示すように、外部連通部２１２ｐは接続空間部２１２ｎ（共通空間２１２ｒ）の上部からケーシング２１２の外部に向かって上方に連通し、２つの外部連通部２１２ｑは、接続空間部２１２ｎ（共通空間２１２ｒ）の下部からケーシング２１２の外部に向かって下方に連通する。一方の外部連通部２１２ｑは、雄スクリュロータ１４に外挿された第２の軸封装置３２の連通部３２ｃの下方に配置されている。他方の外部連通部２１２ｑは、雌スクリュロータ１６の外挿された第２の軸封装置３２の連通部３２ｃの下方に配置されている。そのため、第２の軸封装置３２の連通部３２ｃを通過した潤滑油は、直接的に且つスムーズに外部連通部２１２ｑ内に流入し、ケーシング２１２の外部に排出される。その結果、潤滑油を一時的に溜める油溜まり部を省略することができる。

加えてまた、上述の実施形態の場合、図２に示すように、ケーシング１２の大気連通部１２ｍは、上方向（斜め上方向）に延在する外部連通部１２ｐと下方向（斜め下方向）に延在する外部連通部１２ｑとを備えるが、外部連通部の延在方向はこれらに限定されない。外部連通部は、水平方向に延在してもよい。

例えば、図１０に概略的に示す異なる実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機３１０のように、複数の外部連通部３１２ｐ、３１２ｑにおいて、一部の外部連通部３１２ｑ水平方向に延在する。図１０に示す実施形態の場合、下側の外部連通部３１２ｑ、すなわち潤滑油が流入する外部連通部３１２ｑが水平方向に延在する。この場合、大気連通部３１２ｍの共通空間３１２ｒの底部は、水平方向へ延在するよう形成してもよく、外部連通部３１２ｐへと向かう下り傾斜に形成してもよい。

さらに加えて、上述の実施形態の場合、図２に示すように、雄スクリュロータ１４および雌スクリュロータ１６それぞれに外挿された第１および第２の軸封装置３０、３２の連通部３０ａ、３２ｃに接続されるケーシング１２の大気連通部１２ｍの接続空間部１２ｎは、連結して一体化し、それにより共通空間１２ｒを構成しているが、これに限らない。雄スクリュロータ１４の接続空間部１２ｎと雌スクリュロータ１６の接続空間部１２ｎは、連結することなくケーシング１２に形成されてもよい。

例えば、上述の実施形態では、シール部３２ａとして油を軸受側へ押し戻すスクリュ溝を有するスクリュ式のビスコシールを例示したがこれに限らない。シール部は、非接触シールを用いる場合は他のラビリンスシールであってもよく、接触シールを用いる場合はリップシールであってもよい。

さらに加えて、上述の実施の形態の場合、図２に示すように、雄スクリュロータ１４および雌スクリュロータ１６それぞれにおいて、第１の軸封装置３０の連通部３０ａと第２の軸封装置３２の連通部３２ｃは、共通の接続空間部１２ｎに連通している。そして、雄スクリュロータ１４の接続空間部１２ｎと雌スクリュロータ１６の接続空間部１２ｎは互いに連通して共通空間１２ｒを構成している。しかし、本発明の実施形態はこれに限らない。

例えば、図１１は、本発明のさらに異なる実施形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機の概略的正面図である。

図１１に示すオイルフリースクリュ圧縮機４１０では、雄スクリュロータ１４および雌スクリュロータ１６それぞれにおいて、接続空間部４１２ｎは、仕切壁４１２ｕによって２つの第１の区分領域４１２ｔと第２の区分領域４１２ｔ’に区分されている。これら第１の区分領域４１２ｔと第２の区分領域４１２ｔ’は、互いに独立して連通していない。また、第１の区分領域４１２ｔは、第２の区分領域４１２ｔ’に比べて上側に位置する。

また、雄スクリュロータ１４の第１の区分領域４１２ｔと雌スクリュロータ１６の第１の区分領域４１２ｔとが連通して共通空間４１２ｒを構成している。さらに雄スクリュロータ１４の第２の区分領域４１２ｔ’と雌スクリュロータ１６の第２の区分領域４１２ｔ’とが連通して共通空間４１２ｒ’を構成している。

雄スクリュロータ１４および雌スクリュロータ１６それぞれの第１の軸封装置３０の連通部３０ａは、接続空間部４１２ｎの第１の区分領域４１２ｔに連通するが、第２の区分領域４１２ｔ’には連通していない。一方、雄スクリュロータ１４および雌スクリュロータ１６それぞれの第２の軸封装置３２の連通部３２ｃは、接続空間部４１２ｎの第１の区分領域４１２ｔには連通していないが、第２の区分領域４１２ｔ’には連通している。

図１１に示すように、接続空間部４１２ｎの第１の区分領域４１２ｔは、外部連通部４１２ｐを介してケーシング４１２の外部に連通している。一方、第２の区分領域４１２ｔ’は、外部連通部４１２ｑを介してケーシング４１２の外部に連通している。

このような構成の利点について、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃに外挿されている第１の軸封装置３０および第２の軸封装置３２を例に挙げて説明する。

第２の軸封装置３２とシャフト部１４ｃとの間のシールに軽微な異常（そのシール部３２ａの小さな損傷、そのシール部３２ａの軸受側にある空間の圧力上昇などによる少量の油漏れ）が生じている場合、軸受２６の潤滑油が第２の軸封装置３２の連通部３２ｃを通過して接続空間部４１２ｎの第２の区分領域４１２ｔ’に入り、それに連通する外部連通部４１２ｑを介してケーシング４１２の外部に流出する。

一方、第２の軸封装置３２とシャフト部１４ｃとの間のシールに顕著な異常（そのシール部の大きな損傷などによる多量の油漏れ）が生じている場合、軸受２６の潤滑油が、シールリング５０のシール部５０ａと雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃとの間を通過して、圧縮空気に随伴して第１の軸封装置３０の連通部３０ａを介して接続空間部４１２ｎの第１の区分領域４１２ｔに入り、それに連通する外部連通部４１２ｐよりケーシング４１２の外部に流出する。なお、潤滑油がシールリング５０のシール部５０ａと雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃとの間を通過するような状況の場合、延いてはロータ室１２ａに潤滑油が流入することとなる。

したがって、外部連通部４１２ｐ、４１２ｑからの潤滑油流出を確認することにより、第２の軸封装置３２とシャフト部１４ｃとの間のシールの異常による潤滑油の流出状態（ロータ室１２ａに潤滑油が流入するような状態であるか否か）をオイルフリースクリュ圧縮機４１０を分解することなく知ることができる。

なお、潤滑油がケーシング４１２の外部にスムーズに排出されるように、第２の区分領域４１２ｔ’と対応する外部連通部４１２ｑが、第１の軸封装置３０の連通部３０ａに連通する第１の区分領域４１２ｔと対応する外部連通部４１２ｐに比べて下側に位置する。すなわち、第２の軸封装置３２のシール部からの漏れ出た潤滑油が相対的に下側の第２の区分領域４１２ｔ’と外部連通部４１２ｑとを介して外部に排出される。

また、図１１に示すように、接続空間部４１２ｎの第２の区分領域４１２ｔ’に連通する第２の軸封装置３２の複数の連通部３２ｃは、鉛直方向（Ｚ軸方向）に開口するグループＧ１と水平方向（Ｙ軸方向）に開口するグループＧ２とに分かれている。しかし、本発明の実施形態はこれに限らない。これに代わって、図１２に示す改良形態のオイルフリースクリュ圧縮機５１０においては、第２の軸封装置５３２の複数の連通部５３２ｃは、水平方向（Ｙ軸方向）に開口するグループはなく、鉛直方向（Ｚ軸方向）に開口するグループＧ１のみである。この場合、複数の連通部を第２の軸封装置に作製する加工コストを低く抑えることができる。

さらに、図１１に示すように、接続空間部４１２ｎの第１の区分領域４１２ｔに連通する外部連通部４１２ｐは、第１の区分領域４１２ｔから斜め上方向に延在してケーシング４１２の外部に連通している。しかし、本発明の実施形態はこれに限らない。これに代わって、図１３に示す改良形態のオイルフリースクリュ圧縮機６１０においては、接続空間部６１２ｎの第１の区分領域６１２ｔと連通する外部連通部６１２ｐは、第１の区分領域６１２ｔ（共通空間６１２ｒ）の下部から水平方向（Ｙ軸方向）に向かって延在し、ケーシング６１２の外部と連通している。この場合、第１の区分領域６１２ｔに流入した軸受２６の潤滑油は、第１の区分領域６１２ｔの底部の外部連通部６１２ｐを介してケーシング６１２の外部に排出することができるため、潤滑油が、第１の区分領域６１２ｔ内に滞まり難い。

さらにまた、図１１に示すように、接続空間部４１２ｎの第１の区分領域４１２ｔと第２の区分領域４１２ｔ’それぞれの形状は、それらの間の仕切壁４１２ｕに対して対称ではなく、異なっている。しかし、本発明の実施形態はこれに限らない。これに代わって、図１４に示す改良形態のオイルフリースクリュ圧縮機７１０においては、第１の区分領域７１２ｔと第２の区分領域７１２ｔ’は、それらの間の仕切壁７１２ｕに対して対称な形状である。この場合、ケーシング７１２に第１および第２の区分領域７１２ｔ、７１２ｔ’を形成するプロセスが簡素化され、ケーシング７１２の生産性が向上する。また、第１および第２の区分領域７１２ｔ、７１２ｔ’それぞれについて、外部連通部７１２ｐ、外部連通部７１２ｑに近い側に位置する内壁が、遠い側に位置する内壁より漸次軸封装置から遠ざかるようにして良い。これにより、空気の流れが内壁の位置を変化させていない場合よりスムーズになる。

さらに加えて、上述の実施の形態の場合、図３に示すように、シールリング５０が、第１の軸封装置３０のシール部（３６ａ、３８ａ）と通じる第１の連通部と第２の軸封装置３２の連通部３２ｃとの間に配置されている。このシールリング５０により、ロータ室への潤滑油の侵入を防止している。さらにロータ室への侵入をより確実に防止するために、シールリング５０に加えて、さらなるシールリングを設けてもよい。また、シールリング５０はフローティング式のシールリングである。そのため、圧縮機の起動時に軸受の内部すきまに起因してシャフト部が変位しても、その変位にシールリング５０のシール部５０ａを追従することができる。これにより、シールリング５０は、軸受の内部すきまに起因してシャフト部が変位してもシール性能を安定して発揮することができる。

図１５に示すように、本発明のまたさらに別の実施の形態に係るオイルフリースクリュ圧縮機８１０は、シールリング５０に加えて、さらなるシールリング（特許請求の範囲の「第２のシール部材」に対応）８５２を有する。

シールリング８５２は、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃに、雄スクリュロータ１４の回転中心線Ｃの延在方向に移動可能に外挿されている。シールリング８５２はまた、第１の軸封装置３０のシール部（３６ａ、３８ａ）と雄スクリュロータ１４のスクリュ部１４ａとの間で、シャフト部１４ｃに対向する環状のシール部８５２ａを備える。また、シールリング８５２は、フローティング式のシール部８５２ａを成しており、シャフト部１４ｃの径方向の変位に追従可能に設けられている。すなわち、シールリング８５２は、シャフト部１４ｃの径方向の変位に追従可能な状態でシャフト部１４ｃに外挿されている。

また、シールリング８５２は、シャフト部１４ｃに対して非接触な状態で組み付けられていると共に、付勢部材４２により、ロータ室１２ａと第１の軸封装置との間のケーシング１２の部分１２ｗに向かって雄スクリュロータ１４の回転中心線Ｃの延在方向に付勢されている。このケーシング１２の部分１２ｗは、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃの根元部分に対してこのシャフト部１４ｃの径方向に対向している。これにより、シールリング８５２は、シャフト部１４ｃに対して非接触な状態で、付勢部材４２とケーシング１２の部分１２ｗとによって回転中心線Ｃの延在方向に挟持される。言い換えると、シールリング８５２は、通常、付勢部材４２とケーシング１２の部分１２ｗ以外には、接触しておらず、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃの径方向について自由に変位可能なフローティング状態である。なお、付勢部材４４は、シールリング８５２と第１の軸封装置３０のシールリング３６との間に配置され、これらのシールリング８５２、３６を互いに離間する方向に付勢している。

このシールリング８５２も、シールリング５０と同様に、軸受２２、２４、２６、２８の内部すきま（すなわち遊び）を原因としてスクリュロータ１４が微小に変位しても（微小にがたついても）、その変位したスクリュロータ１４から逃げる（すなわちスクリュロータ１４からの外力を逃がす）ことができる。そのため、スクリュロータ１４がどのように変位しても、シールリング８５２とシャフト部１４ｃとの間のシール状態は、実質的に変化しない。

このシールリング８５２により、それに加えてシールリング５０により、軸受２２、２４、２６、および２８の内部すきま（すなわち遊び）を原因とするシール性能の悪化（不安定さ）が抑制される。

なお、第１の軸封装置３０の２つのシールリング３６、３８、シールリング５０、およびシールリング８５２は、同一形状であってもよい。また、これらのシールリングを付勢する２つの付勢部材４２、４４が同一形状であってもよい。これにより、オイルフリースクリュ圧縮機の製造コストを低く抑えることができる。

さらに加えて、上述の実施の形態の場合、図３に示すように、シールリング５０は、第２の軸封装置３２に対して雄スクリュロータ１４のスクリュ部１４ａ（ロータ室１２ａ）側に配置されている。すなわち、雄スクリュロータ１４の径方向に見た場合に、シールリング５０は第２の軸封装置３２にオーバーラップしていない。これに代わって、シールリングは第２の軸封装置にオーバーラップしてもよい。また、第１の軸封装置３０および第２の軸封装置３２の両方とオーバーラップしてもよい。

図１６に示す本発明のまたさらに異なる実施の形態の場合、雄スクリュロータ１４の径方向に見た場合に、シールリング９５４（特許請求の範囲の「第１のシール部材」に対応）は、第２の軸封装置９３２にオーバーラップしている。具体的には、第２の軸封装置９３２には、その内周面に、シールリング９５４と付勢部材９５６とを収容する環状溝９３２ｅが設けられている。シールリング９５４は、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃに、その回転中心線Ｃの延在方向に移動可能に外挿され、その第２の軸封装置９３２の環状溝９３２ｅ内に収容されている。また、シールリング９５４は、第１の軸封装置３０のシール部（３６ａ、３８ａ）と通じる第１の連通部と第２の軸封装置９３２の連通部９３２ｃとの間に配置されている。また、シールリング９５４はフローティング式のシールリングである。すなわち、シールリング９５４は、雄スクリュロータ１４のシャフト部１４ｃに対向するフローティング式のシール部９５４ａを備える。

付勢部材９５６は、シールリング９５４とともに第２の軸封装置９３２の環状溝９３２ｅ内に収容されている。付勢部材９５６はまた、シールリング９５４を、スクリュロータ１４のスクリュ部１４ａ（ロータ室１２ａ）のある側に向かって、回転中心線Ｃの延在方向に付勢している。すなわち、付勢部材９５６は、シールリング９５４を、第２の軸封装置９３２の環状溝９３２ｅにおけるスクリュ部１４ａ側の側壁に向かって付勢している。

このような第２の軸封装置９３２にオーバーラップするシールリング９５４も、シールリング５０と同様に、圧縮機の起動時に軸受２２、２４、２６、および２８の内部すきま（すなわち遊び）に起因してシャフト部が変位しても、その変位にシールリング９５４のシール部９５４ａは追従することができる。これにより、シールリング９５４は、軸受の内部すきまに起因してシャフト部が変位してもシール性能を安定して発揮することができる。

なお、第１のシール部材は、そのシール部が第１の軸封装置の連通部と第２の軸封装置の連通部とを隔てることができるのであれば、第１の軸封装置に対してオーバーラップしてもよい。すなわち、第１のシール部材であるシールリングは、少なくとも部分的に、第１の軸封装置および第２の軸封装置の少なくとも一方にオーバーラップしてもよい。このようにオーバーラップすることにより、第１の軸封装置、第２の軸封装置、およびシールリングがオーバーラップすることなく並ぶ場合に比べて、スクリュロータのスクリュ部と軸受との間の距離を短くすることができる。したがって、スクリュ部に対して一方側の軸受と他方側の軸受との間の距離を短くすることができ、スクリュロータの撓みを抑制することができる。

最後に、上述の実施の形態の場合、第１の軸封装置の第１の連通部と第２の軸封装置の第２の連通部とを隔てる第１のシール部材は、環状のシール部を備え、付勢部材によって第２の軸封装置に向かって雄スクリュロータの回転中心線Ｃの延在方向に付勢されるフローティング式のシールリングであったが、本発明の実施の形態はこれに限らない。すなわち、第１のシール部材は、広義には、第１の連通部と第２の連通部とを隔てる環状のシール部を備え、スクリュロータのシャフト部に対して非接触な状態で組み付けられていて、シャフト部からの外力を逃がすことのできるように設けられたものであればよい。すなわち、実質的に軸受の内部すきまに起因する微小な変位に追従可能なものであればよい。そして、シール部とスクリュロータのシャフト部との間の流路断面積に比べて第１の軸封装置の第１の連通部における流路断面積が大きくなるもの（すなわちシール部とシャフト部との間の流路断面積が可能な限り小さくなるもの）であればよい。

以上のような本発明は、オイルフリースクリュ圧縮機であれば、多段式の圧縮機であっても適用可能である。

１０ オイルフリースクリュ圧縮機
１２，１１２，２１２，３１２、４１２、６１２、７１２ ケーシング
１２ａ ロータ室
１２ｆ 潤滑用流路
１２ｇ 潤滑用流路
１２ｈ シャフト収容空間
１２ｊ シャフト収容空間
１２ｋ 内周面
１２ｍ，１１２ｍ，２１２ｍ，３１２ｍ、４１２ｍ、６１２ｍ、７１２ｍ 大気連通部
１２ｎ，１１２ｎ，２１２ｎ，３１２ｎ、４１２ｎ、６１２ｎ、７１２ｎ 接続空間部
１２ｐ，１１２ｐ，２１２ｐ，３１２ｐ、４１２ｐ、６１２ｐ、７１２ｐ 外部連通部
１２ｑ，１１２ｑ，２１２ｑ，３１２ｑ、４１２ｑ、６１２ｑ、７１２ｑ 外部連通部
１２ｒ，１１２ｒ，２１２ｒ，３１２ｒ、４１２ｒ、６１２ｒ、７１２ｒ 共通空間
４１２ｒ’、６１２ｒ’、７１２ｒ’ 共通空間
１２ｓ 油溜まり部
４１２ｔ，６１２ｔ、７１２ｔ 第１の区分領域
４１２ｔ’、６１２ｔ’、７１２ｔ’ 第２の区分領域
４１２ｕ、６１２ｕ、７１２ｕ 仕切壁
１４ スクリュロータ（雄スクリュロータ）
１４ａ スクリュ部
１４ｂ シャフト部
１４ｃ シャフト部
２６ 軸受
３０ 第１の軸封装置
３０ａ 連通部（第１の連通部）
３２ 第２の軸封装置
３２ａ シール部（第２のシール部）
３２ｃ 連通部（第２の連通部）
３８ａ シール部（第１のシール部）
４２ 付勢部材（第２の付勢部材）
４４ 付勢部材（第１の付勢部材）
５０、９５４ シールリング（第１のシールリング）
８５２ シールリング（第２のシールリング）
９３２ 第２の軸封装置
９５６ 付勢部材（第１の付勢部材）
Ｃ スクリュロータの回転中心線

Claims (11)

1. スクリュ部とシャフト部とを備えるスクリュロータと、
   前記シャフト部を支持する軸受と、
   前記シャフト部に外挿されて、前記スクリュ部と前記軸受との間に配置され、且つ、前記シャフト部に対向する第１のシール部と、前記シャフト部と前記第１のシール部の間に対して前記軸受側と外周面とを連通させる第１の連通部を備える第１の軸封装置と、
   前記シャフト部に外挿されて、前記第１の軸封装置と前記軸受との間に配置され、且つ、前記シャフト部に対向する第２のシール部と、前記シャフト部と前記第２のシール部の間に対して前記スクリュ部側と外周面とを連通させる第２の連通部を備える第２の軸封装置と、
   前記スクリュ部が収容されるロータ室と、前記シャフト部、前記軸受、前記第１の軸封装置、および前記第２の軸封装置が収容されるシャフト収容空間とを備えるケーシングと、
   前記シャフト部に外挿され、前記第１の連通部と前記第２の連通部との間で前記シャフト部に対向して両連通部を隔てる環状のシール部を備える第１のシール部材と、を有し、
   前記ケーシングが、前記シャフト収容空間の内周面で前記第１および第２の連通部の両方に接続し、且つ、前記第１および第２の連通部とを大気に連通する大気連通部を備え、
   前記第１の連通部における流路断面積が、前記第１のシール部材のシール部と前記シャフト部との間の流路断面積に比べて大きく、
   前記第１の連通部の前記シャフト部の回転中心に対する角度位置が第２の連通部の角度位置と異なり、
   前記大気連通部が、角度位置が異なる前記第１および第２の連通部の両方に接続するように前記シャフト収容空間の内周面に凹状に形成された接続空間部を備える、オイルフリースクリュ圧縮機。
   
2. 前記第１の連通部が、前記第２の連通部に比べて高い位置に設けられている、請求項１に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。
   
3. 前記大気連通部が、前記接続空間部の下部とケーシング外部の大気とを連通する外部連通部と、前記外部連通部と前記接続空間部との間に設けられた油溜まり部とを備える、請求項１または２に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。
   
4. 前記大気連通部の接続空間部が仕切壁によって第１および第２の区分領域に区分され、
   前記第１の連通部が前記第１の区分領域に連通し
   前記第２の連通部が前記第２の区分領域に連通し、
   前記第１および第２の区分領域それぞれが、ケーシング外部の大気と連通する外部連通部を備える、請求項１に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。
   
5. 前記第２の区分領域と対応する外部連通部が、前記第１の区分領域と対応する外部連通部に比べて下側に位置する、請求項４に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。
   
6. 前記第２の連通部が複数あって、
   前記複数の第２の連通部それぞれの前記シャフト部の回転中心に対する角度位置が異なる、請求項１から５のいずれか一項に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。
   
7. 前記第１および第２の軸封装置は、前記スクリュロータの径方向に見た場合に部分的にオーバーラップするように相互に係合する、請求項１から６のいずれか一項に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。
   
8. 前記第１のシール部材がフローティング式のシール部をなすシールリングであって、前記シャフト部の径方向に変位可能に設けられている、請求項１から７のいずれか一項に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。
   
9. 前記シャフト部に外挿され、前記第１の軸封装置の第１のシール部と前記ロータ室との間で前記シャフト部に対向する環状のシール部を備える第２のシール部材をさらに有する、請求項１から８のいずれか一項に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。
   
10. 前記第２のシール部材がフローティング式のシール部をなすシールリングであって、前記シャフト部の径方向に変位可能に設けられている、請求項９に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。
    
11. 前記第１のシール部材は、前記スクリュロータの径方向に見た場合に少なくとも部分的に、前記第１の軸封装置および前記第２の軸封装置の少なくとも一方にオーバーラップする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のオイルフリースクリュ圧縮機。

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