特許 6792072 スクロール式流体機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6792072

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】スクロール式流体機械

(51)【国際特許分類】

   F04C 18/02 20060101AFI20201116BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   F04C18/02 311S

   F04C18/02 311T

   F04C29/00 C

【請求項の数】13

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2019-518616(P2019-518616)

(86)(22)【出願日】2017年5月15日

(86)【国際出願番号】JP2017018232

(87)【国際公開番号】WO2018211567

(87)【国際公開日】20181122

【審査請求日】2019年11月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】小林 義雄

(72)【発明者】

【氏名】坂本 晋

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 翔

【審査官】 大瀬 円

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第５７９１８８６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−３２１９３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平８−２１０２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２４２８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−９１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１７５８９０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平６−２６４８７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｃ １８／０２

Ｆ０４Ｃ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鏡板の歯底面に渦巻き状のラップ部が設けられた固定スクロールと、前記固定スクロールに対向して設けられ、鏡板の歯底面に前記固定スクロールのラップ部との間で複数の圧縮室を形成するように渦巻き状のラップ部が設けられた旋回スクロールとを備え、前記旋回スクロールと前記固定スクロールのラップ部のうち少なくとも一方のラップ部には、前記ラップ部の歯先に沿って延びる凹溝を形成し、前記凹溝内に対向するスクロールの歯底面に摺接するシール部材を装着し、前記シール部材と対向する歯底面には、前記渦巻き状のラップ部が挿入される渦巻き状の孔を備える耐摩耗性のプレート状部材を配設してなるスクロール式流体機械であって、
前記プレート状部材は、配設された前記渦巻き状のラップ部と渦巻きの巻き始め部および巻き終わり部において巻方向に所定の隙間を有するように構成し、
前記スクロールの渦巻き状のラップ部の内線側或いは外線側と、前記プレート状部材の側面とが接触して前記プレート状部材が回転停止することにより、前記プレート状部材と前記渦巻き状のラップ部とが巻き始め部および巻き終わり部において渦巻きの巻方向に接触しないように構成したことを特徴とするスクロール式流体機械。

【請求項2】

請求項１に記載のスクロール式流体機械において、
前記プレート状部材と前記スクロールの渦巻き状のラップ部とは、径方向に略一定の隙間を有していることを特徴とするスクロール式流体機械。

【請求項3】

請求項２に記載のスクロール式流体機械において、
前記プレート状部材の、前記ラップ部の巻き終わり部および巻き始め部の渦巻きの巻方向の隙間は、前記プレート状部材と前記ラップ部との径方向の隙間の中を前記プレート状部材が回転方向に移動し、前記径方向隙間がなくなった場合においても確保されるように構成したことを特徴とするスクロール式流体機械。

【請求項4】

請求項１に記載のスクロール式流体機械において、
前記プレート状部材は、配設された前記旋回スクロールの渦巻き状のラップ部と渦巻きの巻方向に所定の隙間を有するように構成し、
前記スクロール式流体機械の通常動作時である正回転時には、前記旋回スクロールの渦巻き状のラップ部の内線側と、前記プレート状部材の側面とが接触して前記プレート状部材が回転停止することにより、前記プレート状部材と前記渦巻き状のラップ部とが渦巻きの巻き終わり部において巻方向に接触しないように構成したことを特徴とするスクロール式流体機械。

【請求項5】

請求項４に記載のスクロール式流体機械において、更に、
前記スクロール式流体機械の逆回転時には、前記旋回スクロールの渦巻き状のラップ部の外線側と、前記プレート状部材の側面とが接触して前記プレート状部材が回転停止することにより、前記プレート状部材と前記渦巻き状のラップ部とが渦巻きの巻き始め部において巻方向に接触しないように構成したことを特徴とするスクロール式流体機械。

【請求項6】

請求項１に記載のスクロール式流体機械において、
前記プレート状部材は、配設された前記固定スクロールの渦巻き状のラップ部と渦巻きの巻方向に所定の隙間を有するように構成し、
前記固定スクロールの渦巻き状のラップ部の内線側或いは外線側と、前記プレート状部材の側面とが接触して前記プレート状部材が回転停止することにより、前記プレート状部材と前記渦巻き状のラップ部とが渦巻きの巻き始め部および巻き終わり部において巻方向に接触しないように構成したことを特徴とするスクロール式流体機械。

【請求項7】

鏡板の歯底面に渦巻き状のラップ部が設けられた固定スクロールと、前記固定スクロールに対向して設けられ、鏡板の歯底面に前記固定スクロールのラップ部との間で複数の圧縮室を形成するように渦巻き状のラップ部が設けられた旋回スクロールとを備え、前記旋回スクロールと前記固定スクロールのラップ部のうち少なくとも一方のラップ部には、前記ラップ部の歯先に沿って延びる凹溝を形成し、前記凹溝内には対向するスクロールの歯底面に摺接するシール部材を装着し、前記シール部材と対向する歯底面には、前記渦巻き状のラップ部が挿入される渦巻き状の孔を備える耐摩耗性のプレート状部材を配設してなるスクロール式流体機械であって、
前記プレート状部材は、前記固定スクロールまたは前記旋回スクロールにネジで固定されていることを特徴とするスクロール式流体機械。

【請求項8】

請求項７に記載のスクロール式流体機械において、
前記プレート状部材は、吸い込み室内においてネジで固定されていることを特徴とするスクロール式流体機械。

【請求項9】

請求項８に記載のスクロール式流体機械において、
前記プレート状部材は、前記ラップ部が通らない場所においてネジで固定されていることを特徴とするスクロール式流体機械。

【請求項10】

請求項７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側のプレート状部材は、前記固定スクロールの前記ラップ部の内線の巻き終わり近傍において、前記固定スクロールにネジで固定されていることを特徴とするスクロール式流体機械。

【請求項11】

請求項７に記載のスクロール式流体機械において、
前記旋回スクロール側のプレート状部材は、前記固定スクロールの前記ラップ部の内線の巻き終わり近傍において、前記旋回スクロールにネジで固定されていることを特徴とするスクロール式流体機械。

【請求項12】

請求項７に記載のスクロール式流体機械において、
前記旋回スクロール側の前記プレート状部材は、吐出室内において前記旋回スクロールにネジで固定されていることを特徴とするスクロール式流体機械。

【請求項13】

請求項１〜１２のいずれか１項に記載のスクロール式流体機械において、
前記プレート状部材とともに、ケーシングと前記固定スクロールとの合せ面に前記プレート状部材と同程度の厚さ寸法の寸法調整部材を配置したことを特徴とするスクロール式流体機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば空気圧縮機や真空ポンプ等に用いて好適なスクロール式流体機械に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、「固定端板の一面に固定渦巻き状ラップが立設される固定スクロール部材と、旋回端板の一面に旋回渦巻き状ラップが立設され、前記固定スクロール部材に対し自転を阻止されつつ公転旋回駆動されるよう組み合わされて圧縮室を形成する旋回スクロール部材と、前記固定渦巻き状ラップおよび前記旋回渦巻き状ラップの各ラップ先端面に設けられるチップシール溝に嵌合装着されるチップシール部材と、を備えたスクロール圧縮機において、前記固定スクロール部材および前記旋回スクロール部材のいずれか一方または双方の前前記渦巻き状ラップの歯底面に、前記チップシール部材が摺接されるボトムプレートが設置され、該ボトムプレートの裏面側に、前記チップシール部材よりも融点の低いバックアップ材が装備されることを特徴とするスクロール圧縮機。」（請求項６）と記載されている。

【0003】

また、特許文献２には、「ら線曲線からなるラップを第一鏡板上に一体に形成した固定スクロールおよび可動スクロールを互いにラップを内側にしてかみ合わせ、可動スクロールを固定スクロールに対して旋回運動させるスクロール流体機械において、前記両スクロール又は一方のスクロールのラップと同一形状のら線曲線にて形成された貫通穴を有し、前記第一鏡板よりも表面精度の高い金属性の剛体からなる第二鏡板を前記第一鏡板上に配設し、前記第一鏡板に接する側の前記第二鏡板面の角の面取りを、相手ラップとの対向面の角の面取りよりも大きくしてなるスクロール流体機械。」（特許請求の範囲）と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−１６３８９６号公報

【特許文献2】特開平２−７０９８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１および特許文献２には、固定スクロールおよび旋回スクロールの何れか一方または双方の渦巻き状のラップの歯底面に、チップシール部材が摺接されるボトムプレートを設置したスクロール圧縮機が記載されている。しかし、特許文献１或いは特許文献２では、ボトムプレートが移動して渦巻き状のラップやチップシール部材などが損傷することは考慮されていない。

【0006】

そこで、本発明は、ボトムプレートの移動による渦巻き状のラップなどの損傷を低減し、高寿命化を実現できるスクロール式流体機械を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決するための、本発明のスクロール式流体機械の一例を挙げれば、鏡板の歯底面に渦巻き状のラップ部が設けられた固定スクロールと、前記固定スクロールに対向して設けられ、鏡板の歯底面に前記固定スクロールのラップ部との間で複数の圧縮室を形成するように渦巻き状のラップ部が設けられた旋回スクロールとを備え、前記旋回スクロールと前記固定スクロールのラップ部のうち少なくとも一方のラップ部には、前記ラップ部の歯先に沿って延びる凹溝を形成し、前記凹溝内に対向するスクロールの歯底面に摺接するシール部材を装着し、前記シール部材と対向する歯底面には、前記渦巻き状のラップ部が挿入される渦巻き状の孔を備える耐摩耗性のプレート状部材を配設してなるスクロール式流体機械であって、
前記プレート状部材は、配設された前記渦巻き状のラップ部と渦巻きの巻き始め部および巻き終わり部において巻方向に所定の隙間を有するように構成し、
前記スクロールの渦巻き状のラップ部の内線側或いは外線側と、前記プレート状部材の側面とが接触して前記プレート状部材が回転停止することにより、前記プレート状部材と前記渦巻き状のラップ部とが巻き始め部および巻き終わり部において渦巻きの巻方向に接触しないように構成したものである。

【0008】

また、本発明のスクロール式流体機械の他の一例を挙げれば、鏡板の歯底面に渦巻き状のラップ部が設けられた固定スクロールと、前記固定スクロールに対向して設けられ、鏡板の歯底面に前記固定スクロールのラップ部との間で複数の圧縮室を形成するように渦巻き状のラップ部が設けられた旋回スクロールとを備え、前記旋回スクロールと前記固定スクロールのラップ部のうち少なくとも一方のラップ部には、前記ラップ部の歯先に沿って延びる凹溝を形成し、前記凹溝内には対向するスクロールの歯底面に摺接するシール部材を装着し、前記シール部材と対向する歯底面には、前記渦巻き状のラップ部が挿入される渦巻き状の孔を備える耐摩耗性のプレート状部材を配設してなるスクロール式流体機械であって、
前記プレート状部材は、前記固定スクロールまたは前記旋回スクロールにネジで固定されていることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、スクロール式流体機械において、ボトムプレートの移動による渦巻き状のラップなどの損傷を低減し、高寿命化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施例１のスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。

【図2】本発明の実施例１のスクロール式空気圧縮機を示す展開斜視図である。

【図3】図１のチップシール付近の部分拡大図である。

【図4】図３のチップシール部材を示す図である。

【図5】図１のＹ−Ｙ方向の部分拡大図である。

【図6】図１のＹ−Ｙ方向の断面図である。

【図7】実施例１の旋回スクロールの正回転時の、ボトムプレートとラップ部の関係を示す図である。

【図8】実施例１の旋回スクロールの逆回転時の、ボトムプレートとラップ部の関係を示す図である。

【図9】本発明の実施例２の、ボトムプレートの固定位置を示す図である。

【図10】本発明の実施例２の、ボトムプレートの他の固定位置を示す図である。

【図11】ボトムプレートとチップシール部材の位置関係を示す図である。

【図12】実施例３のボトムプレートとチップシール部材の位置関係を示す図である。

【図13】比較のための、ボトムプレートとチップシール部材の別の位置関係を示す図である。

【図14】本発明の実施例４のスクロール式空気圧縮機を示す展開斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。なお、以下の説明において、各図で共通する構成要素にはなるべく同一の符号を付して、それらについての重複した説明は省略する。

【実施例1】

【0012】

本発明の実施例１によるスクロール式流体機械を、図１乃至図８に基づき空気圧縮機として用いた場合を例に挙げて説明する。

【0013】

図１は、本発明の実施例１におけるスクロール式空気圧縮機の縦断面図を示している。また、図２は、スクロール式空気圧縮機の展開斜視図を示している。図において、符号１はスクロール式空気圧縮機のケーシングの一部を構成する固定スクロールを示し、該固定スクロール１は大略有蓋筒状に形成されたケーシング本体４７（図２）の開口端側を施蓋するように、この開口端側に固着されている。そして、該固定スクロール１は、例えばアルミニウム合金等から形成され、その中心が後述の駆動軸１７の軸線Ｏ1-Ｏ1 と一致するように配設された円板状の鏡板２と、該鏡板２の歯底面２Ａに立設された渦巻状のラップ部３と、前記鏡板２の外周側に位置し、該ラップ部３を囲むように筒状に形成された支持部４とから大略構成されている。

【0014】

また、該固定スクロール１のラップ部３は、図５に示す如く、内周側が巻き始め端となり外周側（図示せず）が巻き終わり端となって、例えば３巻半前後の渦巻状に形成されている。そして、該ラップ部３の歯先３Ａは、図３に示すように、後述の旋回スクロール９の歯底面１０Ａから微小なクリアランスＣをもって離間されている。

【0015】

符号５はラップ部３の歯先３Ａ側に形成された凹溝を示し、該凹溝は図３に示す如く、ラップ部３の歯先３Ａ側においてその幅方向中間部に、断面コ字状をなすように形成され、該凹溝５の底面５Ａおよび左，右の側面５Ｂ，５Ｃはラップ部３の渦巻き形状に沿ってその巻き始め端から巻き終わり端まで延びている。そして、該凹溝５内には後述のチップシール６が装着され、相手方となる旋回スクロール９の歯底面１０Ａとの間に構成したボトムプレート１０Ｂとの間をシールするようになっている。

【0016】

符号６はラップ部３の凹溝５内に装着されたシール部材としてのチップシールを示し、該チップシール６は、図４に示すように、例えば弾性樹脂材料により横断面が四角形状をなす長尺のチップシールとして形成され、該凹溝５の長さ方向に沿って渦巻状に伸長する。

【0017】

ここで、該チップシール６は図３に示す如く、凹溝５の底面５Ａに当接する受圧面としての下側面６Ａと、該下側面６Ａと上下方向で対向し相手方のボトムプレート１０Ｂに摺接する上側面６Ｂと、渦巻状をなすチップシール６の径方向内側および外側に位置する内側面６Ｃおよび外側面６Ｄとから構成され、下側面６Ａ，内側面６Ｃには後述の各下側リップ部７、内側リップ部８がそれぞれ一体的に形成されている。そして、該チップシール６は、下側面６Ａを凹溝５の底面５Ａに当接するように内，外側面６Ｃ，６Ｄが凹溝５内に僅かな隙間をもって挿入され、凹溝５の底面５Ａから相手方となる旋回スクロール９のボトムプレート１０Ｂに向けて浮上可能となっている。

【0018】

符号７，７，…はチップシール６の下側面６Ａにおいて長さ方向にそれぞれ所定間隔をもって形成された底面リップ部としての下側リップ部を示し、該各下側リップ部７は図４に示すように、チップシール６の下側面６Ａに所定間隔をもって斜めに切込みを入れることにより一体的に形成され、その先端側は自由端となって下側面６Ａから拡開するようになっている。

【0019】

符号８，８，…はチップシール６の側面リップ部としての内側リップ部を示し、該各内側リップ部８は前記下側リップ部７とほぼ同様に形成され、図４に示すようにチップシール６の内側面６Ｃに所定間隔をもって斜めに切込みを入れることにより一体的に形成され、その先端側は自由端となって内側面６Ｃから拡開するようになっている。

【0020】

図１において、符号９は固定スクロール１に対向して前記ケーシング本体内に旋回可能に設けられた旋回スクロールを示し、該旋回スクロール９は例えばアルミニウム合金等から形成され、表面側が歯底面１０Ａとなって円板状に形成された鏡板１０と、該鏡板１０の歯底面１０Ａから固定スクロール１の鏡板２に向けて立設され、固定スクロール１のラップ部３と同様に渦巻状に形成されたラップ部１１と、鏡板１０の背面中央に設けられたボス部１２とから構成され、該ボス部１２は後述する駆動軸１７のクランクに回転可能に取付けられている。

【0021】

ここで、該旋回スクロール９のラップ部１１についても、固定スクロール１のラップ部３と同様に例えば３巻半前後の渦巻状に形成され、図３に示す如く、その歯先１１Ａ側には、底面１３Ａおよび左，右の側面１３Ｂ，１３Ｃから横断面コ字状をなす凹溝１３が形成されている。

【0022】

符号１４は固定スクロール１側のチップシール６と同様に形成されたシール部材としての他のチップシールを示し、該チップシール１４は前記凹溝１３内に装着され、その底面１３Ａに当接する下側面１４Ａと、相手方の歯底面２Ａとの間に構成したボトムプレート２Ｂに摺接する上側面１４Ｂと、内側面１４Ｃおよび外側面１４Ｄとによって構成されている。また、該チップシール１４の下側面１４Ａおよび内側面１４Ｃには、チップシール６と同様に、それぞれ各下側リップ部１５、各内側リップ部１６が一体的に形成されている。

【0023】

なお、本実施例では、凹溝５、１３及び、チップシール６、１４は固定スクロール１、旋回スクロール９の双方に設けられているが、いずれか一方にのみ設けてもよい。

【0024】

符号１７は前記ケーシング本体に回転自在に設けられる駆動軸を示し、該駆動軸１７は先端側がケーシング本体内に延びるクランクとなり、該クランクはその軸線Ｏ2-Ｏ2が駆動軸１７の軸線Ｏ1-Ｏ1に対して所定寸法δだけ偏心している。そして、該駆動軸１７のクランク内には、旋回スクロール９のボス部１２が旋回軸受１８を介して旋回可能に取付けられ、旋回スクロール９には自転防止機構（図示せず）等を介して旋回運動が与えられる。

【0025】

ここで、旋回スクロール９のラップ部１１は固定スクロール１のラップ部３に対して周方向に所定角度だけずらして重ね合わせるように配設され、図５に示すように、ラップ部３、１１間には三日月状をなす複数の圧縮室Ｒ，Ｒ，…が画成される。そして、旋回スクロール９を固定スクロール１に対して旋回させた時に、該各圧縮室Ｒはその容積が連続的に縮小され、後述の吸込ポート１９から吸込んだ空気を順次圧縮するようになっている。

【0026】

１９，２０は固定スクロール１に形成された吸込ポート、吐出ポートを示し、該吸込ポート１９は最外周側の圧縮室Ｒと連通するように鏡板２の外周側に穿設され、吐出ポート２０は、最内周側の圧縮室Ｒと連通するように鏡板２の中心部に穿設されている。

【0027】

スクロール式空気圧縮機は上記の如き構成を有するもので、次にその作動について述べる。

【0028】

まず、ケーシングの外部からモータ等の駆動源（図示せず）によって駆動軸１７を回転駆動すると、この回転は該駆動軸１７のクランクから旋回軸受１８を介して旋回スクロール９に伝えられ、該旋回スクロール９は駆動軸１７の軸線Ｏ1-Ｏ1 を中心にして寸法δの旋回半径をもった旋回運動を行う。

【0029】

そして、この旋回運動によって各ラップ部３、１１の間に画成される各圧縮室Ｒは中央に向けて連続的に縮小し、吸込ポート１９から吸込んだ空気を順次圧縮しつつ、この圧縮空気を吐出ポート２０から外部のエアタンク（図示せず）等に向けて吐出する。ここで、圧縮運転が開始されると、ラップ部３（１１）の凹溝５（１３）内には図３に示す矢示Ａ方向に高圧側の圧縮室Ｒから圧縮空気の一部が侵入し、チップシール６（１４）は受圧面となる下側面６Ａ（１４Ａ）でこの圧縮空気の圧力を受圧することにより、凹溝５（１３）から浮上し、対向する鏡板１０（２）の歯底面１０Ａ（２Ａ）との間に構成したボトムプレート１０Ｂへ向けて押圧される。これにより、該チップシール６（１４）は上側面６Ｂ（１４Ｂ）が相手方のボトムプレート１０Ｂ（２Ｂ）に摺接し、ラップ部３、１１間に画成される各圧縮室Ｒを気密にシールする。

【0030】

また、各下側リップ部７（１５）は、各圧縮室Ｒのうち、内周側の圧縮室Ｒから外周側の圧縮室Ｒに向けて、図５中の矢示Ｂ方向に凹溝５（１３）内に侵入した圧縮空気により、各下側リップ部７（１５）の先端側が凹溝５（１３）の底面５Ａ（１３Ａ）に押付けられるようになり、該凹溝５（１３）の底面５Ａ（１３Ａ）とチップシール６（１４）との間を気密にシールする。

【0031】

さらに、各内側リップ部８（１６）も、前記と同様に、凹溝５（１３）内に侵入した圧縮空気により、各内側リップ部８（１６）の先端側が凹溝５（１３）の一方の側面５Ｂ（１３Ｂ）に押付けられるようになり、該凹溝５（１３）の側面５Ｂ（１３Ｂ）とチップシール６（１４）との間を気密にシールすると共に、チップシール６（１４）の外側面６Ｄ（１４Ｄ）を他方の側面５Ｃ（１３Ｃ）に押付けて、両者の間を気密にシールさせる。

【0032】

ところで、上述したスクロール式空気圧縮機においては、固定スクロール１に対して旋回スクロール９を旋回動作させるときに、各圧縮室Ｒが高温状態となり、特に、内周側（吐出ポート２０側）の圧縮室Ｒは高温高圧となる。そのため、これらの圧縮室Ｒを画成する固定スクロール１および旋回スクロール９には歯底面２Ａ，１０Ａの表面の耐摩耗性や耐腐食性を高める必要がある。

【0033】

そのため、本実施例では、図２に示すように、旋回スクロール９に設けた渦巻き状のラップ部１１の間にボトムプレート１０Ｂを配置している。同様に固定スクロール１の渦巻き状のラップ部３の間にはボトムプレート２Ｂが配置されている。ボトムプレート２Ｂ，１０Ｂは、耐摩耗性のプレート部材から成り、例えばステンレス鋼板で構成される。

【0034】

図６に、旋回スクロール９側に設けたボトムプレート１０Ｂと渦巻き状のラップ部１１を示す。ボトムプレート１０Ｂは、渦巻き状のラップ部１１が挿入される渦巻き状の孔１０Ｃを備えており、渦巻き状のラップ部１１とボトムプレート１０Ｂの孔１０Ｃの側面とは、ほぼ全周にわたって、径方向にほぼ一定の隙間を備えている。そして、ラップ部１１の巻き終わり部において、渦巻きの巻き方向に、大きな隙間δｅを備えている。ここで、隙間δｅは、ラップ部１１の巻き終わり部１１Ｅと渦巻き状の孔１０Ｃの端１０Ｅとの間隔である。同様に、ラップ部１１の巻き始め部においても、渦巻きの巻き方向に隙間を備えている。

【0035】

ここで、圧縮機が動作し、旋回スクロール９が旋回運動を行うと、ボトムプレート１０Ｂ（２Ｂ）はチップシール６（１４）に押圧され、旋回スクロール９の旋回運動により、チップシール６（１４）との摩擦力によって回転力を受ける。また、旋回スクロール側のボトムプレート１０Ｂは、旋回スクロール９の旋回運動によって遠心力を発生するため、遠心力をスクロールラップ１１の根元部分で受ける。

【0036】

組立性を向上するため、スクロールラップ１１（３）とボトムプレート１０Ｂ（２Ｂ）とは所定の径方向隙間をもって構成しているが、この隙間の中でボトムプレート１０Ｂ（２Ｂ）が回転方向に移動した場合、特に旋回スクロール９の歯底面１０Ａ側に構成したボトムプレート１０Ｂは、巻き終わり部分の巻方向隙間（δｅ）を大きく確保する必要がある。この隙間δｅが小さい値となると、ボトムプレート１０Ｂの孔１０Ｃの巻き終わり部がスクロールラップ１１の巻き終わり部分１１Ｅのみと接触、摺動するため、面圧が著しく増大し、スクロールラップ巻き終わり１１Ｅの歯元あるいはボトムプレート１０Ｂの孔１０Ｃの端１０Ｅが大きく摩耗する可能性がある。

【0037】

これに対し、スクロールラップ巻き終わり１１Ｅに対してボトムプレート１０Ｂの孔１０Ｃの端１０Ｅとの巻方向隙間δｅを確保すると、前記巻き終わり部分ではなく、旋回スクロール９のラップ全周の内線１１Ａとボトムプレート１０Ｂの側面が接触するようになるので、接触面圧が抑えられ、摩耗を防止でき、信頼性を向上できる。

【0038】

この関係を図７及び図８を用いて説明する。図７は、スクロール式空気圧縮機が通常動作時において正方向に回転する状態を示す。図７（ａ）は全体図、図７（ｂ）は巻き終わり部を示す拡大図、図７（ｃ）は巻き始め部を示す拡大図である。圧縮機が正回転すると、旋回スクロールの旋回運動によりボトムプレート１０Ｂが矢印方向に回転するが、図に示すようにボトムプレート１０Ｂが外側に移動し、ラップ部１１の内線１１Ａとボトムプレート１０Ｂの側面が大きく接触してボトムプレートの回転が停止する。図７（ｂ）に示すように、ラップ部１１の巻き終わり部の巻き方向隙間δｅを大きく確保することにより、ラップ部の端部１１Ｅとボトムプレートの孔の端１０Ｅが接触する前にボトムプレート１０Ｂの回転を止めることができる。巻き始め部においては、図７（ｃ）に示すように、正回転時にはボトムプレートの端がラップ部１１の端部から離れる方向に回転するので、両者が接触することはない。

【0039】

図８は、スクロール式空気圧縮機が逆方向に回転する状態を示す。逆方向に回転するのは、圧縮機が停止した後に吐出配管などの空気圧が圧縮機に加わり、逆回転する場合である。図８（ａ）は全体図、図８（ｂ）は巻き終わり部を示す拡大図、図８（ｃ）は巻き始め部を示す拡大図である。圧縮機が逆回転すると、旋回スクロールの旋回運動によりボトムプレートが矢印方向に回転するが、図に示すようにボトムプレート１０Ｂが内側に移動し、ラップ部１１の外線１１Ｂとボトムプレート１０Ｂの側面が大きく接触してボトムプレート１０Ｂの回転が停止する。巻き終わり部においては、図８（ｂ）に示すように、ボトムプレートの孔の端１０Ｅがラップ部１１の端部１１Ｅから離れる方向に回転するので、両者が接触することはない。巻き始め部において、巻き始め部の巻き方向隙間を大きく確保することにより、ラップ部の端部とボトムプレートの孔の端とが接触する前にボトムプレートの回転を止めることができる。

【0040】

本実施例によれば、ボトムプレートが回転して、ボトムプレートの孔の側面とラップ部の内線あるいは外線とが大きく接触して回転が止まるよりも、ラップ部１１の巻き終わり部の巻き方向隙間、或いはラップ部の巻き始め部の巻き方向隙間を大きく確保したので、スクロールラップ歯元あるいはボトムプレートの摩耗を防止でき、信頼性を向上できる。

【0041】

以上、ボトムプレート１０Ｂについて説明したが、ボトムプレート２Ｂについても回転力を受けることがあり、例えばラップ部３の巻き始め部の巻き方向隙間を大きく確保することにより、同様の効果が期待できる。

【実施例2】

【0042】

実施例２は、ボトムプレート１０Ｂ或いは２Ｂが回転しないように、固定ネジで旋回スクロール或いは固定スクロールに固定したものである。

【0043】

図９に実施例２の、スクロール式空気圧縮機を示す。図９（ａ）は、固定スクロール１に取り付けたボトムプレート２Ｂを示し、図９（ｂ）は、旋回スクロール９に取り付けたボトムプレート１０Ｂを示す。

【0044】

図９（ａ）に示すように、固定ネジ３１でボトムプレート２Ｂを固定スクロール１に固定する。ネジで固定する場所は、吸い込み室内、すなわち外部からダストの進入を防止するダストシール内である。また、固定ネジ３１に旋回スクロール９のラップ部１１の接触防止のため、ラップ部１１が通らないところとする。そして、図に示すように、固定側のラップ部３の内線の巻き終わり近傍とするのが好ましい。

【0045】

旋回スクロールについても、図９（ｂ）に示すように、固定ネジ３２でボトムプレート１０Ｂを旋回スクロール９に固定する。同様に、固定ネジ３２で固定する場所は、吸い込み室内である。また、固定ネジ３２に固定スクロール１のラップ部３の接触防止のため、ラップ部３が通らないところとする。そして、固定スクロール１と同様に、図に示すように、固定側のラップ部３の内線の巻き終わり近傍とするのが好ましい。

【0046】

図１０に実施例２の、スクロール式空気圧縮機の別の例を示す。図１０（ａ）は、旋回スクロール９に取り付けたボトムプレート１０Ｂを示し、図１０（ｂ）は、その中心部分の拡大図を示す。

【0047】

図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、旋回スクロール９に設けたボトムプレート１０Ｂを、吐出ポート近傍において固定ネジ３３で固定する。また、固定ネジ３３に固定スクロール１のラップ部３の接触防止のため、ラップ部３が通らないところとする。

【0048】

本実施例によれば、固定スクロール１に設けたボトムプレート２Ｂ或いは旋回スクロール９に設けたボトムプレート１０Ｂを固定ネジで固定したので、ボトムプレート１０Ｂや２Ｂの回転を防止することができ、スクロールラップ歯元あるいはボトムプレートの摩耗を防止でき、信頼性を向上できる。

【実施例3】

【0049】

実施例１で説明したように、スクロール式空気圧縮機において、組立性を向上するために、スクロールラップ１１（３）とボトムプレート１０Ｂ（２Ｂ）とは所定の径方向隙間をもって構成されている。実施例３は、ボトムプレート１０Ｂ（２Ｂ）が径方向に移動してもチップシール６の摺動面がボトムプレート１０Ｂから脱落しないように構成したものである。

【0050】

図１１は、ボトムプレート１０Ｂ（２Ｂ）とチップシール部材６（１４）の一般的な位置関係を示す図で、図１の部分拡大図である。図１１において、ボトムプレートとスクロールラップとの隙間をＧ、ボトムプレート１０Ｂの両側のギャップをｇ１およびｇ２、スクロールラップの歯厚をｔ、旋回スクロールの旋回半径をε、ボトムプレート１０Ｂの幅をＷｐとすると、
Ｇ＝ｇ１＋ｇ２＝２ε＋ｔ−Ｗｐ
となる。

【0051】

図１２に、実施例３のボトムプレート１０Ｂ（２Ｂ）とチップシール部材６（１４）の位置関係を示す。ラップ部１１の片側の歯先凸部幅をｗとすると、
０ ＜ Ｇ ≦ ｗ
に設定してある。
Ｇ≦ｗ に設定してあるので、隙間中をボトムプレート１０Ｂ（２Ｂ）が片側いっぱい移動した場合にもチップシール６（１４）の摺動面がボトムプレート１０Ｂ（２Ｂ）から脱落することがなく、チップシール６（１４）の異常摩耗等も発生しない。また、０＜Ｇとしているからボトムプレート１０Ｂ（２Ｂ）の取付け取外しが容易であり、メンテナンス時の交換作業性が良好である。

【0052】

図１３に、比較のための、ボトムプレート１０Ｂ（２Ｂ）とチップシール部材６（１４）の別の位置関係を示す。この例では、ｗ＜Ｇ とされているので、ボトムプレート１０Ｂ（２Ｂ）が隙間中を片側いっぱいに移動した場合に、チップシール６（１４）の摺動面がボトムプレート１０Ｂ（２Ｂ）から脱落してしまい、チップシール６（１４）の異常摩耗を生じる。

【0053】

本実施例によれば、隙間中をボトムプレートが片側いっぱい移動した場合にチップシールの摺動面がボトムプレートから脱落しないように構成してあるので、チップシールの異常摩耗等が発生することがない。

【実施例4】

【0054】

図１４に、本発明の実施例４の、スクロール式空気圧縮機を示す。実施例４は、ボトムプレート１０Ｂ（２Ｂ）を備えていない既存のスクロール式空気圧縮機にボトムプレート１０Ｂ（２Ｂ）を設けたものである。

【0055】

ボトムプレートを備えていない既存のスクロール式空気圧縮機にボトムプレート１０Ｂおよび２Ｂを設けると、ボトムプレート１０Ｂおよび２Ｂの厚さだけケーシング４７と固定スクロール２の間隔が広がる。そのため、本実施例では、ケーシング４７と固定スクロール２の間に、間隔調整部材４７Ａおよび４７Ｂを設ける。間隔調整部材４７Ａおよび４７Ｂの厚さは、ボトムプレート１０Ｂおよび２Ｂの厚さとするのが好ましい。間隔調整部材４７Ａおよび４７Ｂは、回転軸を挟んで両側に配置すればよい。

【0056】

本実施例によれば、ボトムプレートを備えていない既存のスクロール式空気圧縮機にボトムプレートを良好に取り付けることができる。

【0057】

以上、スクロール式空気圧縮機を例に各実施例を説明したが、本発明は、空気圧縮機や真空ポンプ等のスクロール式流体機械全般に適用することができる。

【符号の説明】

【0058】

１・・・固定スクロール
２、１０・・・鏡板
３、１１・・・ラップ部
１１Ｅ・・・ラップ巻き終わり部
５、１３・・・凹溝
６、１４・・・チップシール
７、１５・・・下側リップ部
８、１６・・・内側リップ部
９・・・旋回スクロール
１０Ｂ、２Ｂ・・・ボトムプレート
１０Ｃ・・・ボトムプレートの孔
１１Ａ・・・ラップ部の内線
１１Ｂ・・・ラップ部の外線
１７・・・駆動軸
１８・・・旋回軸受
１９・・・吸込ポート
２０・・・吐出ポート
３１、３２、３３・・・固定ネジ
４７・・・ケーシング
４７Ａ、４７Ｂ・・・寸法調整部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】