(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロール及び旋回スクロールのラップをスクロール鏡面から上端に向かって、断面狭小幅となるように植設し、該ラップ同士を所定角度偏位させた状態で噛み合せ、前記ラップ同士により順次形成される密閉空間を外周端に設けた吸入ポートから中心側に設けた吐出ポートに向け徐々に縮小移動させながら流体の排出を行うスクロール流体機械において、
前記ラップ上端に設けられたチップシール溝に、それぞれ相手方スクロールの鏡面と摺接してラップとともに密閉空間を形成する弾性圧縮可能なチップシールを嵌設した前記固定スクロール及び前記旋回スクロールと、
前記固定スクロールへ厚み選択可能なスペーサを介して周壁同士を接触させて内部空間を形成するハウジングとを備え、
前記内部空間に、前記旋回スクロールを前記ハウジング内面により前記固定スクロールの鏡面方向に押圧されるように配置し、
前記スペーサの厚み選択により相対面するラップ摺動面間の間隔を調節可能に構成したことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項２】
スクロール鏡面から上端に向かって、断面狭小幅となるように植設しラップの上端に設けられたチップシール溝に、それぞれ相手方スクロールの鏡面と摺接する弾性力を有したチップシールを嵌設した固定スクロール及び旋回スクロールと、前記旋回スクロールを収納する内部空間を有したハウジングとを用意し、
前記旋回スクロールのラップを前記固定スクロールのラップに所定角度偏位させた状態で噛み合わせるとともに、
前記固定スクロールに厚み選択可能なスペーサを介して前記ハウジングを取付け、
前記内部空間に、ハウジングの内面により前記旋回スクロールを前記固定スクロールの鏡面方向に押圧させて配置し、
前記スペーサの厚み選択により相対面するラップ摺動面間の間隔を調節することを特徴とするスクロール流体機械のスクロール位置調節方法。
【請求項３】
前記固定スクロール、旋回スクロール及びハウジングの寸法を所定範囲内に区分けして用意し、同じ所定範囲内の部材により組立ることを特徴とする請求項２記載のスクロール流体機械のスクロール位置調節方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定スクロールと旋回スクロールとにより流体を圧縮して外部に吐出するスクロール流体機械及び該流体機械のスクロール位置調節方法、更に詳しくは、相対面するラップ間の間隔を調節することができるスクロール流体機械及び該流体機械のスクロール位置調節方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、固定スクロール及び揺動スクロールのラップをスクロール鏡面から上端に向かって、断面狭小幅となるように植設した技術は特開昭５９ー７９０９０号公報によって知られている。
そして、この技術は固定スクロール及び揺動スクロールを構成する歯の根本の厚さを歯先の厚さより厚くしたので、機械的強度が向上し、運転時ならびに機械加工時における変形が除去されるという効果を奏するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般的にスクロール流体機械は周辺から取り込んだ流体を、固定スクロール及び旋回スクロールによって形成される密閉空間により順次圧縮して中央部に送り、その圧縮流体を中央部分から吐出する。
したがって、上述する従来技術によると、前記密閉空間を順次形成する相対面するラップ間の間隔が大きすぎると、前記密閉空間の容積は小さくなり、流体の所定圧縮比を得るために、ラップの巻数を多くする必要があり、装置が大型化する。
また、前記密閉空間の間隔を小さくとると、旋回スクロールの公転運動中に、相対面するラップ同志が衝突して、異音を発生するとともに、負荷が増大し、動力が余分に掛かり、耐久性が低下するという問題がある。
【０００４】
上述の事情に鑑み、本発明の目的は、相対面するラップ間を適切な間隔に設定することができるスクロール流体機械、及び該流体機械のスクロール位置調節方法を提供する事を目的とする。
また、本発明の他の目的は、小型で耐久性のよいスクロール流体機械を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、固定スクロール及び旋回スクロールのラップをスクロール鏡面から上端に向かって、断面狭小幅となるように植設し、該ラップ同士を所定角度偏位させた状態で噛み合せ、前記ラップ同士により順次形成される密閉空間を外周端に設けた吸入ポートから中心側に設けた吐出ポートに向け徐々に縮小移動させながら流体の排出を行うスクロール流体機械である。
【０００６】
そして、前記ラップ上端に設けられたチップシール溝に、それぞれ相手方スクロールの鏡面と摺接してラップとともに密閉空間を形成する弾性圧縮可能なチップシールを嵌設した前記固定スクロール及び前記旋回スクロールと、
前記固定スクロールへ厚み選択可能なスペーサを介して周壁同士を接触させて内部空間を形成するハウジングとを備え、
前記内部空間に、前記旋回スクロールを前記ハウジング内面により前記固定スクロールの鏡面方向に押圧されるように配置し、
前記スペーサの厚み選択により相対面するラップ摺動面間の間隔を調節可能に構成したことを特徴とする。
【０００７】
このように構成したので、図１に示すように、スペーサ１０の厚さを適宜選定することにより、ハウジング４の内面により旋回スクロールが押され、旋回スクロールのラップ上端に設けられたチップシール溝２６ｅに嵌設されたチップシール１４が弾性変形して相手方鏡面に気密的に摺接し、ハウジング４のラップ摺動面（鏡面）４ｂとハウジング５の鏡面５ｂとの間隔を変化させることができる。
よって、スペーサ１０の厚み選択により旋回スクロール３の鏡面３ｅとハウジング４の鏡面４ｂとの間隔を変化させることができる。
【０００８】
したがって、図２（ｂ）に示すように、実線で示す旋回スクロール３のラップ２６の傾斜面２６ａは、スペーサの選択により一点鎖線２６ａ′の位置に調節することができ、傾斜面２６ａの位置Ｒ１におけるラップ２６とラップ６との間隔Ｌ１は、一点鎖線２６ａ′の位置Ｒ２における間隔Ｌ２と狭くなり、前記スペーサの厚み選択により相対面するラップ摺動面間の間隔の調節が可能である。
【０００９】
また、請求項２は、スクロール鏡面から上端に向かって、断面狭小幅となるように植設しラップの上端に設けられたチップシール溝に、それぞれ相手方スクロールの鏡面と摺接する弾性力を有したチップシールを嵌設した固定スクロール及び旋回スクロールと、前記旋回スクロールを収納する内部空間を有したハウジングとを用意し、
前記旋回スクロールのラップを前記固定スクロールのラップに所定角度偏位させた状態で噛み合わせるとともに、
前記固定スクロールに厚み選択可能なスペーサを介して前記ハウジングを取付け、
前記内部空間に、ハウジングの内面により前記旋回スクロールを前記固定スクロールの鏡面方向に押圧させて配置し、
前記スペーサの厚み選択により相対面するラップ摺動面間の間隔を調節することを特徴とする。
【００１０】
このように構成すると、前記スペーサを適宜選択使用することにより、ハウジング内面により、旋回スクロールが固定スクロールの鏡面方向に押圧され、スクロールラップ上端のチップシール溝に嵌設されたチップシールが弾性圧縮して、相手方鏡面に気密的に摺接し、スクロール位置を調節することができる。
【００１１】
また、前記調節方法において、前記固定スクロール、旋回スクロール及びハウジングの寸法を所定範囲内に区分けして用意し、同じ所定範囲内の部材により組立るように構成すると好ましい。
このように、前記部材を区分けしておくと、組立時に装置本体の回転トルク、単位時間内の流体吐出量等の測定を行うこともなく、要求される適正な性能範囲を保って装置を組み立てることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例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。
【００１３】
図１は、本発明の実施例に係るスクロール流体機械の組立構造図、図２（ａ）は、図１のＡ部拡大図、（ｂ）は調節時の作用を説明する説明図である。
図１において、ポンプ本体１の回転軸１１は右端を図示しないモータの駆動軸に連結され、該モータの回転力により回転可能に設けられている。
この回転軸１１の中央部分は、その外周が回転中心軸線よりは幾分膨らんだ偏芯部１１ａを有し、その偏芯部１１ａの両端部はハウジング４及び５の軸受け及びパッキング部に支持され、回転可能に設けられている。
【００１４】
固定スクロールを構成するハウジング４及び５は、それぞれ円蓋状をなし、ケーシングとして機能するその周壁をスペーサ１０及びシール部材であるＯリング１５を介して当接させてその内部に密閉空間を形成している。
ハウジング４には、ラップ摺動面（鏡面）４ｂが軸方向垂直に設けられ、その摺動面４ｂには、その中央部分に、前述の回転軸１１の偏芯部１１ａを外れた、偏芯しない部分が回転可能に嵌合する開口部４ｉが設けられ、その開口部近傍を先端として渦巻状のラップ７が植設され、該ラップ７の上端にはチップシール溝が設けられ、該溝には相手側摺動面と接触して密閉状態を完全にするフッソ系樹脂等の自己潤滑性を有するチップシール１４が嵌入されている。
【００１５】
また、ハウジング４の周壁部分には、１２０゜ずつ円周方向３箇所に３対の公転機構１７が設けられている。
この公転機構１７は、後述する旋回スクロールと連結している。
また、ハウジング４の外周部４ａには、吸入口部８が設けられ、該吸入口部８は図示しない、真空にしようとする容器と連結され、その容器から開口部８ａを介して、前記容器内の気体が吸引される。
【００１６】
一方、ハウジング５には、ラップ摺動面５ｂが軸方向垂直に設けられ、その摺動面５ｂには、その中央部分に、前述の回転軸１１の偏芯部１１ａを外れた、偏芯しない部分が回転可能に嵌合する開口部が設けられ、その開口部近傍を渦巻状のラップ６が植設され、該ラップ６の上端にはチップシール溝が設けられ、該チップシール溝には相手側摺動面と接触して密閉状態を完全にするチップシール１４が嵌入されている。
【００１７】
前記ラップ６の先端の近傍の摺動面５ｂに開口部を有する吐出孔５ｃが開設され、該吐出孔５ｃから吐出通路９ｄを通ってハウジング４の外周面に設けた吐出口９ａから外部に圧縮気体が排出されるように構成されている。
【００１８】
ハウジング４及び５が形成する内部空間には、旋回スクロール３が公転可能に嵌挿される。
旋回スクロール３は、円盤状に形成されたプレートの摺動面３ｄ及び３ｅに前記固定スクロールに設けられたラップと嵌合可能なラップ２６及び２７が植設されている。
【００１９】
旋回スクロール３の中央部分には、前述した回転軸１１の偏芯部分１１ａが回転可能に嵌合する開口部３ａが開設され、該開口部３ａの周囲は、前記回転軸１１の偏芯部分１１ａの全長に亙ってラップ２６ａ及び２７ａによって囲繞するように構成されている。
【００２０】
また、ハウジング５の外側と、ハウジング４の外側の回転軸１１には、この真空ポンプを冷却するファン１２、１３が取付られている。
また、旋回スクロールの外周部には、前述したようにハウジング４に一端が支持され、１２０゜ずつ円周方向３箇所に３対の公転機構１７の他端が支持され、該公転機構１７を介して前記固定スクロールとは偏心した回転中心を有して公転するように配置される。
【００２１】
このように構成されたポンプ本体１は、回転軸１１の回転により、偏芯部分１１ａが回転し、旋回スクロール３が公転する。
旋回スクロール３の駆動により、吸入口部８の開口部８ａから吸入された流体は、旋回スクロールのラップ２６、２７により取り込まれ、これらのラップと個性スクロールのラップ６、７とによって形成される密閉空間により順次圧縮されて中央部に送られ、吐出孔５ｃから吐出通路９ｄを経て吐出口９ａから排出される。
【００２２】
このように動作する固定スクロール及び旋回スクロールのラップは、図１に示すように、スペーサ１０の厚さを適宜選択することにより鏡面５ｂと４ｂ間の間隔を調節することができる。
すなわち、ハウジング４の内面である鏡面４ｂによりチップシール１４を介して旋回スクロール３が押され、旋回スクロール３のラップ２７、２６の上端のチップシール溝に嵌設されたチップシール１４が弾性変形して、相手方の鏡面５ｂ，４ｂに気密的に摺接するとともに、ハウジング４のラップ摺動面（鏡面）４ｂとハウジング５の鏡面５ｂとの間隔を変化させることができる。
よって、スペーサ１０の厚さにより旋回スクロール３の鏡面３ｅとハウジング４の鏡面４ｂとの間隔を変化させることができる。
【００２３】
今、図２（ａ）に示すように、旋回スクロール３に植設したラップ２６の根本２６ｃからラップ上端２６ｄへのラップの傾斜面２６ａの傾斜角をラップ６の傾斜面６ｂと同じ傾斜角に形成する。
そして、ハウジング４及び５の鏡面間が変化するということは、図２（ｂ）に示すように、実線で示す旋回スクロール３のラップ２６の傾斜面２６ａは、スペーサの選択により一点鎖線２６ａ′の位置に調節することができることである。その結果、傾斜面２６ａの位置Ｒ１におけるラップ２６とラップ６との間隔Ｌ１は、一点鎖線２６ａ′の位置Ｒ２における間隔Ｌ２と狭くなり、前記スペーサにより相対面するラップ間の間隔の調節が可能である。
【００２４】
したがって、上述したように、スクロール鏡面から上端に向かって、断面狭小幅（Ｔ１＞Ｔ２，Ｓ１＞Ｓ２）となるように植設しラップの上端に設けられたチップシール溝に、それぞれ相手方スクロールの鏡面と摺接する弾性力を有したチップシールを嵌設した固定スクロール及び旋回スクロールと、前記旋回スクロールを収納する内部空間を有したハウジングとを用意し、
前記旋回スクロールのラップを前記固定スクロールのラップに所定角度偏位させた状態で噛み合わせるとともに、
前記内部空間に、ハウジングの内面により前記旋回スクロールを前記固定スクロールの鏡面方向に押圧させて配置し、
前記固定スクロールにスペーサを介して前記ハウジングを取付けることにより、ハウジング内面により、旋回スクロールが固定スクロールの鏡面方向に押圧され、スクロール上端に設けられたチップシール溝に嵌設されたチップシールが弾性圧縮して相手方鏡面に気密的に摺接し、前記スペーサの厚さにより相対面するラップ間の間隔を調節することによりスクロール位置を調節することができる。
【００２５】
また、旋回スクロールの左右ラップの上端間の寸法や、ハウジング４、５に植設されたラップ６、７の鏡面５ｂ，４ｂから上端までの高さ等の各寸法は、製造工程における削設工具の磨耗、ロットごとの初期設定値のバラツキなどにより、できあがる製品の寸法は一定ではなく、ある製品の誤差範囲内でバラツクものである。
したがって、所定の寸法よりプラス誤差の製品をマイナス誤差の製品に嵌合すると両者間のクリアランスが小さくなり、摺動が不能になったり、また、所定の寸法よりプラス誤差の製品にマイナス誤差の製品を嵌合すると、両者間のガタが大きくなる。
【００２６】
これは、組み合わせる部材が多いほど、累積誤差としてバラツキが大きくなって、部材を交換してテストを繰り返して調節するケースが増える。
本実施例では、製造後の部材を設計値からのずれ量を測定し、マイナスずれ量のもの、ずれ量が少ないもの、プラスずれ量のものと区分けして、同じずれ量の程度のもの同志の部材を用いてスクロール機構を組立ている。
したがって、前記調節方法において、前記固定スクロール、旋回スクロール及びハウジングの寸法を所定範囲内に区分けして用意し、同じ所定範囲内の部材により組立ると、組立時に装置本体の回転トルク、単位時間内の流体吐出量等の測定を行うこともなく、要求される適正な性能範囲を保って装置を組み立てることができる。
【００２７】
尚、上述の実施例においては、端板の両方の面に旋回ラップを植設したダブルラップ旋回スクロールと固定スクロールとの組み合わせで説明したが、これに限定されるものではなく、端板の一方の面に旋回ラップを植設したシングルラップ旋回スクロールと固定スクロールとの組み合わせの場合にも適用されるものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、スクロール鏡面から上端に向かって、断面狭小幅となるように植設しラップの上端に設けられたチップシール溝に、それぞれ相手方スクロールの鏡面と摺接する弾性力を有したチップシールを嵌設した固定スクロール及び旋回スクロールと、前記旋回スクロールを収納する内部空間を有したハウジングとを用い、前記内部空間に、ハウジングの内面により前記旋回スクロールを前記固定スクロールの鏡面方向に押圧させて配置し、前記固定スクロールにスペーサを介して前記ハウジングを取付けて構成しているので、前記スペーサの厚さにより相対面するラップ間を適切な間隔に設定することができるスクロール流体機械、及び該流体機械のスクロール位置調節方法を提供する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るスクロール流体機械の組立構造図である。
【図２（ａ）】図１のＡ部拡大図である。
【図２（ｂ）】ラップ間隔調節時の作用を説明する説明図である。
【符号の説明】
１                  ポンプ本体
３                  旋回スクロール
４、５              ハウジング
６、７、２６、２７  ラップ
８                  吸入口部
９                  吐出口部
１０                スペーサ
１１                回転軸
１２、１３          ファン
１４                チップシール
１５                Ｏリング
１７                公転機構
２０                軸受（２０Ａ、２０Ｂ）
【図１】
0003625095.tif 000002
【図２】
0003625095.tif 000003