(57)【要約】  【課題】旋回軸の軸受けにリップシールなどの接触型シール部材を用いたスクロール型圧縮機の、旋回軸の駆動軸側（旋回方向内側）における、旋回軸と接触型シール部材との当接力（互いに押し合う力）を小さくすることである。  【解決手段】旋回軸１９ａと駆動軸１９と当該旋回軸用の軸受け部とを有し、前記旋回軸用の軸受け部は、接触型シール部材としてのリップシール３０が設けられ、当該部材を介して前記旋回軸１９ａを軸受けし、前記旋回軸１９ａは、前記駆動軸１９と連結されて、当該駆動軸１９の軸心を中心とした旋回運動を行い、前記接触型シール部材としてのリップシール３０と略対向する位置における外周部において、前記駆動軸１９から略最も近い位置にある部分から当該旋回軸１９ａの軸心までの距離が、他の位置から当該旋回軸１９ａの軸心までの距離よりも短くして凹み部１９ｂを曲面状に形成する。  【選択図】  図３
2006132504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回軸と駆動軸と当該旋回軸用の軸受け部とを有し、
前記旋回軸用の軸受け部は、接触型シール部材が前記旋回軸の外周部と当接するように設けられ、
前記旋回軸は、
前記駆動軸と連結されて、当該駆動軸の軸心を中心とした旋回運動を行い、
前記接触型シール部材と略対向する位置における外周部において、前記駆動軸から略最も近い位置にある部分から当該旋回軸の軸心までの距離が、他の位置から当該旋回軸の軸心までの距離よりも短いスクロール型圧縮機。
【請求項２】
前記接触型シール部材と略対向する位置における外周部において、前記旋回軸の軸心と略垂直な平面における断面形状は、
前記駆動軸から略最も遠い位置にある部分から当該旋回軸の軸心までの距離が、他の位置から当該旋回軸の軸心までの距離よりも長く、
他の部分における前記旋回軸の軸心までの距離が、前記駆動軸から略最も近い位置にある部分から略最も遠い位置にある部分に近づくに連れて順次長くなる、
略曲面で構成されている請求項１記載のスクロール型圧縮機。
【請求項３】
前記接触型シール部材と略対向する位置における外周部において、前記旋回軸の軸心と略垂直な平面における断面形状は、
前記駆動軸から略最も近い位置と略最も遠い位置とを結んだ直線が長軸に該当する略楕円で構成されている請求項１記載のスクロール型圧縮機。
【請求項４】
前記接触型シール部材と略対向する位置における外周部における、前記旋回軸の軸心と略垂直な平面における断面形状において、前記軸心を基準として、前記駆動軸から略最も近い位置を含む方向を９０度とした場合の０度以上１８０度以下の範囲の形状は、前記旋回軸からの距離が下記式Ｒで表される外周を有する請求項１又は２に記載のスクロール型圧縮機。
Ｒ＝Ｒ（０）−ａ  ｓｉｎθ
〔ただし、ａは、０度方向（θ＝０度）における距離Ｒ（０）と９０度方向（θ＝９０度）における距離Ｒ（９０）の差の絶対値、Ｒ（０）−Ｒ（９０）である；Ｒ（ｘ）は、ｘ＝θの時の距離；ａ、Ｒ（ｘ）、θはそれぞれ正の整数；０度≦θ≦１８０度〕
【請求項５】
旋回軸と駆動軸と当該旋回軸用の軸受け部とを有し、
前記旋回軸用の軸受け部は、接触型シール部材が前記旋回軸の外周部と当接するように設けられ、
前記旋回軸は、
前記駆動軸と連結されて、当該駆動軸の軸心を中心とした旋回運動を行い、
前記接触型シール部材と対向する位置の一部又は全部に調整部材が取り付けられ、
前記旋回軸と調整部材との組立体は、
前記駆動軸から略最も近い位置にある部分から当該旋回軸の軸心までの距離が、他の位置から当該旋回軸の軸心までの距離よりも短い断面形状を備えたスクロール型圧縮機。
【請求項６】
前記調整部材は、旋回軸に嵌め込まれて用いられる嵌合部材である、請求項５に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項７】
前記旋回軸と調整部材との組立体は、
前記駆動軸から略最も遠い位置にある部分から当該旋回軸の軸心までの距離が、他の位置から当該旋回軸の軸心までの距離よりも長く、
他の部分における前記旋回軸の軸心までの距離が、前記駆動軸から略最も近い位置にある部分から略最も遠い位置にある部分に近づくに連れて順次長くなる、
略曲面で構成されている断面形状を備えた請求項５又は６記載のスクロール型圧縮機。
【請求項８】
前記旋回軸と調整部材との組立体は、
前記駆動軸から略最も近い位置と略最も遠い位置とを結んだ直線が長軸に該当する略楕円の断面形状を備えた請求項５又は６記載のスクロール型圧縮機。
【請求項９】
前記旋回軸と調整部材との組立体は、旋回軸の軸心を中心として、前記駆動軸から略最も近い位置を９０度とした場合の０度以上１８０度以下の範囲における断面が、前記旋回軸からの距離が下記式Ｒで表される外周を有する請求項５乃至７に記載のスクロール型圧縮機。
Ｒ＝Ｒ（０）−ａ  ｓｉｎθ
〔ただし、ａは、０度方向（θ＝０度）における距離Ｒ（０）と９０度方向（θ＝９０度）における距離Ｒ（９０）の差の絶対値、Ｒ（０）−Ｒ（９０）である；Ｒ（ｘ）は、ｘ＝θの時の距離；ａ、Ｒ（ｘ）、θはそれぞれ正の整数；０度≦θ≦１８０度〕
【請求項１０】
燃料電池システムにおける、燃料の圧縮に用いられる請求項１乃至９のスクロール型圧縮機。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれか一項記載のスクロール型圧縮機を用いた燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スクロール型圧縮機並びにこれを備えた燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機の一種であるスクロール型圧縮機は、高効率であり、家庭用エアコン、自動車用エアコン等に広く用いられている。更に最近では、燃料電池の電極に空気などの圧縮気体を供給するためにも使用されつつある。
【０００３】
スクロール型圧縮機は、固定スクロールと旋回スクロールとを備え、旋回スクロールが固定スクロールに噛み合って旋回し、作動流体を圧縮する。この旋回スクロールは、駆動軸により旋回（公転）運動が付与されると共に、駆動軸の周辺に均等に配置された従動軸によりその自転が防止されている（例えば、特許文献１や特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２００２−７０７６４号公報（第３−８頁、図１、図２）
【特許文献２】特開平７−２５９７７４号公報（第５−９頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、旋回軸の軸受けにリップシールなどの接触型シール部材を用いたスクロール型圧縮機の、旋回軸の駆動軸側（旋回方向内側）における、旋回軸と接触型シール部材との当接力（互いに押し合う力）を小さくすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するため、本発明に係る第一のスクロール型圧縮機は、旋回軸と駆動軸と当該旋回軸用の軸受け部とを有する。旋回軸用の軸受け部は、接触型シール部材が設けられ、当該部材が施回軸と当接するようにされている。旋回軸は、駆動軸と連結されて、駆動軸の軸心を中心とした旋回運動を行い、接触型シール部材と略対向する位置における外周部において、駆動軸から略最も近い位置にある部分から旋回軸の軸心までの距離が、他の位置から当該旋回軸の軸心までの距離よりも短くされている。
上記第一のスクロール型圧縮機によれば、駆動軸から略最も近い位置にある旋回軸周面は、いわゆる「凹んでいる」形状となっている。従来、この部分に対応する接触型シール部材（オイルシール等）は、回転に伴う遠心力によって旋回軸側に押し付けられて締め代が増加していたが、上記圧縮機によれば、この領域が「凹んでいる」形状を採用しているため、この領域に対向する部分に存在する接触型シール部材に対して、旋回軸周面との接触圧の増加を緩和でき、他の部分と同等の圧力で接触させることが可能となる。つまり遠心力に起因する力によって、接触型シール部材が旋回軸側に押し付けられ、その結果締め代が部分的に増加することを防止できる。これにより、接触型シール部材と旋回軸周面とは一定の接触状態を保つことができ、例えば、接触過多による接触型シール部材の摩耗損失を防止できる。
【０００６】
上記圧縮機は、接触型シール部材と略対向する位置における外周部において、旋回軸の軸心と略垂直な平面における断面形状が、駆動軸から略最も遠い位置にある部分から旋回軸の軸心までの距離が、他の位置から旋回軸の軸心までの距離よりも長く、他の部分における旋回軸の軸心までの距離が、駆動軸から略最も近い位置にある部分から略最も遠い位置にある部分に近づくに連れて順次長くなる略曲面で構成するとよい。
この場合には、駆動軸から最も近い位置にある部分の旋回軸周面は、最も「凹んでいる」形状となっており、そして駆動軸より最も遠い位置に向けて、この「凹んでいる」形状を順次解消するように、旋回軸の軸心までの距離が順次長くなるように旋回軸周面が曲面状に形成されている。従って、旋回軸側へ押し付けようとする遠心力を最も強く受ける接触型シール部材の位置が、旋回軸の最も「凹んでいる」位置に相当し、それから周囲に向けて「凹んでいる」形状を順次減少するように旋回軸周面が曲面状に形成されているので、接触型シール部材の旋回軸周面との摺接部は前記曲面に沿って変位するだけで、旋回軸と接触型シール部材との当接力を小さくすることができ、一定の接触状態を保つことができる。
【０００７】
このような圧縮機は、接触型シール部材と略対向する位置における外周部における、旋回軸の軸心と略垂直な平面における断面形状において、軸心を基準として、駆動軸から略最も近い位置を含む方向を９０度とした場合の０度以上１８０度以下の範囲の形状は、旋回軸の軸心からの距離が下記式Ｒで表される外周を有していてもよい。
Ｒ＝Ｒ（０）−ａ  ｓｉｎθ
〔ただし、ａは、０度方向（θ＝０度）における距離Ｒ（０）と９０度方向（θ＝９０度）における距離Ｒ（９０）の差の絶対値、Ｒ（０）−Ｒ（９０）である；Ｒ（ｘ）は、ｘ＝θの時の距離；ａ、Ｒ（ｘ）、θはそれぞれ正の整数；０度≦θ≦１８０度〕
また、接触型シール部材と略対向する位置における外周部において、旋回軸の軸心と略垂直な平面における断面形状は、駆動軸から略最も近い位置と略最も遠い位置とを結んだ直線が長軸に該当する略楕円で構成してもよい。
この場合には、「凹んでいる」形状が、上記式で表されるサインカーブ若しくは楕円状となっている。
これらの形状を採用すると、接触型シール部材に加わる力を、駆動軸を基準として最も近くの位置とそうでない位置とで大きく変わらないようにしたり、ほぼ均一にしたりすることができる。すなわち、上記したような押圧力の増加の問題を極めて生じにくくしたり、生じなくしたりできる。
【０００８】
本発明に係る第二のスクロール型圧縮機は、旋回軸と駆動軸と旋回軸用の軸受け部とを有している。旋回軸用の軸受け部は、接触型シール部材が設けられ、当該部材が施回軸と当接するようにされている。旋回軸は、駆動軸と連結されて、駆動軸の軸心を中心とした旋回運動を行い、接触型シール部材と対向する位置の一部又は全部に調整部材が取り付けられている。旋回軸と調整部材との組立体は、駆動軸から略最も近い位置にある部分から当該旋回軸の軸心までの距離が、他の位置から当該旋回軸の軸心までの距離よりも短い断面形状を備えている。
上記第二のスクロール型圧縮機によれば、接触型シール部材と対向する位置の旋回軸の一部又は全部に調整部材が取り付けられており、旋回軸と調整部材との組立体で形成される周面は、これによって「凹んでいる」形状となっている。よって、周辺方向に厚みの異なる調整部材を旋回軸の回りに装着すればよいので、取り付けが簡単である。又、調整部材を旋回軸とは異なる硬い材料で構成したり、調整部材の表面に硬化処理を施して、接触型シール部材との接触部の対摩耗性を高めるなどの対策がし易い。
尚、調整部材は、上記したような構成を実現できるものであればどのようなものでもよく、例えば、旋回軸に接着することで上記構成を実現したり、複数の部材で構成されており、これをそれぞれ旋回軸に接着することで上記構成を実現したりするものなど、上記技術範囲に含まれるものであればどのように変形することもできる。
【０００９】
この圧縮機は、調整部材が、旋回軸に嵌め込まれて用いられる嵌合部材であってもよい
。
この場合には、旋回軸周面は、この部分における径の太さを調整するための嵌合部材が旋回軸に嵌め込まれており、これによって「凹んでいる」形状となっている。厚みの異なる嵌合部材を旋回軸の回りに嵌め込めばよいので、取り付けが簡単である。又、嵌合部材を旋回軸とは異なる硬い材料で構成したり、嵌合部材の表面に硬化処理を施して、接触型シール部材との接触部の対摩耗性を高めるなどの対策がし易い。
又、嵌合部材は、旋回軸に嵌め込んで上記構成を実現するものであり、いわゆる「カラー」もこれに含まれる。
【００１０】
また、これらの圧縮機において、旋回軸と調整部材との組立体は、駆動軸から略最も遠い位置にある部分から旋回軸の軸心までの距離が、他の位置から旋回軸の軸心までの距離よりも長く、他の部分における前記旋回軸の軸心までの距離が、駆動軸から略最も近い位置にある部分から略最も遠い位置にある部分に近づくに連れて順次長くなる、略曲面で構成されている断面形状を備えていてもよい。
また、旋回軸と調整部材との組立体は、駆動軸から略最も近い位置と略最も遠い位置とを結んだ直線が長軸に該当する略楕円の断面形状を備えていてもよい。
【００１１】
これらの圧縮機は、旋回軸と調整部材との組立体が、旋回軸の軸心を中心として、駆動軸から略最も近い位置を９０度とした場合の０度以上１８０度以下の範囲における断面が、旋回軸の軸心からの距離が下記式Ｒで表される外周を有していてもよい。
Ｒ＝Ｒ（０）−ａ  ｓｉｎθ
〔ただし、ａは、０度方向（θ＝０度）における距離Ｒ（０）と９０度方向（θ＝９０度）における距離Ｒ（９０）の差の絶対値、Ｒ（０）−Ｒ（９０）である；Ｒ（ｘ）は、ｘ＝θの時の距離；ａ、Ｒ（ｘ）、θはそれぞれ正の整数；０度≦θ≦１８０度〕
これら曲面状、楕円状、サインカーブ状何れの場合においても、上記第一のスクロール型圧縮機の作用効果で述べたと同様の効果を得ることができる。
【００１２】
上記した各スクロール型圧縮機は、燃料電池システムにおける燃料圧縮機として好適に用いることができる。
この場合には、例えば燃料電池の電極に圧縮気体を供給のためにスクロール型圧縮機を用いる燃料電池システムの場合に、その圧縮気体中にオイル等が僅かでも混合してしまうと電極を傷める恐れがあるが、上記第一及び第二のスクロール型圧縮機を用いることによって接触型シール部材の摩耗損失によるオイル漏れを防止でき、燃料電池の電極の寿命を向上させることが可能である。
なお、本明細書において、接触型シール部材と旋回軸とが対向する部分における形状とは、旋回軸の軸心に対して垂直方向の平面における旋回軸の断面形状を意味している。そして、上記したいずれの形状であっても、駆動軸の軸心に最も近い位置、すなわち、旋回運動する際に最も内側となる位置の、旋回軸の軸心からの距離は、旋回軸の軸心から他の位置（旋回軸の外周部における他の位置、狭義には上記断面形状における外周上の他の位置）よりも短くなるようにされている。また、その断面形状は、曲面で構成され、好ましくは上記したような形状が採用される。このような断面形状を成立させるためには、断面形状そのものを上記したように加工してもよく、また、上記したような旋回軸以外の部材を適宜用いて、実質的に旋回軸に以上のような形状を具備させてもよい。このような部材（調整部材）を貼り付けたり嵌めたりする構成を採用する場合には、これを設ける部分において、旋回軸を他の部分よりも薄くするなどすると、調整部材が適当な厚さとなって作成しやすくなったり、また、調整部材を旋回軸に貼り付けたりする際に、貼り付ける位置を容易に把握することができ、製造工程全体として工数を削減することも可能となる。
また、上記した断面形状は、その形状に厳密に限定されるものではなく、実質的に以上のような形状となっていればよい。極端な例を出せば、すべて平面で構成され、全体として楕円形状となるようにしても、この形状は本明細書で言うところの断面形状となる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、旋回軸の軸受けにリップシールなどの接触型シール部材を用いたスクロール型圧縮機の、旋回軸の駆動軸側（旋回方向内側）における、旋回軸と接触型シール部材との当接力（互いに押し合う力）を小さくすることである。これにより、例えば、旋回軸が接触型シール部材によって摩耗したり、接触型シール部材が旋回軸によって摩耗したりすることが少なくなったり、また、これらの寿命を従来のものよりも長くしたりすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、本実施の形態に係るスクロール型圧縮機を説明するが、本発明は以下の説明に限定して解釈されるものでないのは当然である。
まず、第１の実施形態に係るスクロール型圧縮機を図１〜図５に基づいて説明する。
この実施形態のスクロール型圧縮機は、燃料電池用スクロール型圧縮機（以下、単に圧縮機と称する）であり、図１においてその一例を示している。
図１に示される圧縮機は、旋回軸１９ａと駆動軸１９と当該旋回軸用の軸受け部とを有し、前記旋回軸用の軸受け部は、接触型シール部材としてのリップシール３０が設けられ
、当該部材を介して前記旋回軸１９ａを軸受けし、前記旋回軸１９ａは、前記駆動軸１９と連結されて、当該駆動軸１９の軸心を中心とした旋回運動を行い、前記接触型シール部材としてのリップシール３０と略対向する位置における外周部において、前記駆動軸１９から略最も近い位置にある部分から当該旋回軸１９ａの軸心までの距離が、他の位置から当該旋回軸１９ａの軸心までの距離よりも短くなっている。
そして圧縮機構部、クランク機構部、駆動モータ部とからなり、燃料電池の酸素極に空気を圧送するものである。
【００１５】
前記圧縮機構部は、固定スクロール１１と、旋回スクロール１２と、該固定スクロール１１と旋回スクロール１２とにより形成された圧縮室１３とからなる。
固定スクロール１１は、円盤状の固定基盤１１ａと、この固定基盤１１ａから立設される渦巻状の固定ラップ１１ｂと、固定ラップ最外壁１１ｃとからなる。
そして、固定基盤１１ａと固定ラップ最外壁１１ｃによりフロントハウジングが形成される。
このフロントハウジング側面には圧縮室１３内に空気を吸入するための吸入口１３ａが設けられており、固定基盤１１ａの中央には、燃料電池の酸素極に配管などで結合される吐出口１３ｂが設けられている。
【００１６】
旋回スクロール１２は、円盤状の旋回基盤１２ａと、この旋回基盤１２ａから立設される渦巻状の旋回ラップ１２ｂとからなり、旋回基盤１２ａの背面側中央には、主軸受としてころ軸受１４を保持する有底円筒状の凹状保持部１２ｃが旋回スクロール１２の軸受け部として設けられ、その外周側に３箇所（図１においては１箇所のみ示す）に均等に配設され、従軸受としてのラジアルボールベアリング１５を支承する有底円筒状の凹状保持部１２ｄが設けられている。
【００１７】
前記クランク機構部は、旋回スクロール１２に旋回運動（公転運動）を行わせる駆動クランク機構１６と、旋回スクロール１２の自転を防止する従動クランク機構１７と、それらを収納するクランク室１８とからなる。
駆動クランク機構１６は、駆動軸１９の軸心に対して偏心して設けられた旋回軸１９ａと、この旋回軸１９ａを支承する前記ころ軸受１４が保持された前記凹状保持部１２ｃとにより構成される。このころ軸受１４が潤滑剤付軸受に相当し、その内部には潤滑剤としてのグリスが封入されている。凹状保持部１２ｃの開口側には、この凹状保持部１２ｃに保持され、旋回軸１９ａの外周面に摺接する接触型シール部材としてのリップシール３０が配設されている。この部分の構造については後で詳説する。
【００１８】
又、従動クランク機構１７は、凹状保持部１２ｄと、従動軸２０のクランクピン２０ａを支承するラジアルボールベアリング１５とにより構成され、従動軸２０のリヤ側は、複列のボールベアリング２０ｃにより支承されている。凹状保持部１２ｄの開口側には、シール部材３１が配設されている。
【００１９】
前記駆動モータ部は、センターハウジング２１と、このセンターハウジング２１にボルト固定されたリヤハウジング２２と、両者２１、２２の間で駆動モータ２３を収容するモータ室２４とにより構成されている。
まず、駆動モータ２３は、この駆動モータ２３の中央を貫通する駆動軸１９と、この駆動軸１９に嵌入されたロータ２５と、さらにその外周側に設けられ、コイル２６が巻回されたステータ２７とからなる同期モータである。
また、駆動モータ２３は、図示しないインバータにより回転数等が制御され得る。
【００２０】
駆動軸１９は、ボールベアリング３２によりフロント側が支承されており、リヤハウジング２２の中央にて、ボールベアリング３３により支承される。
さらに、この駆動モータ２３を覆うセンターハウジング２１には、ステータ２７の位置に合わせてウォータジャケット２８が設けられており、駆動モータ２３が冷却水により冷却されるようになっている。
【００２１】
この駆動モータ部は前記クランク機構部とともにセンターハウジング２１内に収容され、該クランク機構部と該駆動モータ部とはセンターハウジング２１の略中央に一体成形されて配設された支持フレーム２９により仕切られている。
なお、前記ボールベアリング３２とボールベアリング２０ｃとは、該支持フレーム２９に装着されている。
【００２２】
次にリップシール３０を備えた旋回軸用の軸受け部としての凹状保持部１２Ｃの構造について、図２〜図５を用いて詳細に説明する。
図２に示すようにリップシール３０は、断面コの字型のリング状シール部材で、合成ゴム等で形成されている。リップシール３０は、その外周側は嵌め合い部３０ａを形成しており、凹状保持部１２ｃの開口側の内周面に嵌合することにより取り付け固定されている。又、リップシール３０の内周側はリップ部３０ｂを形成しており、その先端部が旋回軸１９ａの外周面に一定の押圧力で接触し、凹状保持部１２ｃの内部を密閉し、ころ軸受１４に充填したグリスが旋回軸１９ａを伝わって凹状保持部１２ｃ外へ漏出することを防止している。
【００２３】
図３に示すように駆動軸１９の軸心をＯとし、旋回軸１９ａの軸心をＰとすれば、旋回軸１９ａは駆動軸１９の軸心Ｏよりｇだけ偏心して配置されている。
又、旋回軸１９ａ上のリップシール３０と摺接している部分は、図３の左方向となる半径方向に凹みをもった凹み部１９ｂを形成している。この凹み部１９ｂは、旋回軸１９ａが駆動軸１９の軸心Ｏの回りを旋回するときに生じる遠心力の方向が旋回軸１９ａの周面より内方に向かう領域に形成されている。
従って、図４に示す通り、通常の停止状態では、凹み部１９ｂに当接しているリップ部３０ｂは、凹み部１９ｂと反対側の真円部１９ｃへ当接している状態（一点鎖線で示す）と比較して、変形量が小さく押圧力がやや減少した状態である。
【００２４】
前記した旋回軸１９ａの凹み部１９ｂについてさらに詳細に説明する。図５で示すように、駆動軸１９の軸心Ｏ及び旋回軸１９ａの軸心Ｐと垂直な断面で考えて、旋回軸１９ａの外周真円上の点をそれぞれ、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５とする。なお、駆動軸１９の軸心Ｏと旋回軸１９ａの軸心Ｐとを結ぶ直線に対して軸心Ｐを通る垂直な直線が旋回軸１９ａの外周と交差する点がＱ１及びＱ４であり、駆動軸１９の軸心Ｏと旋回軸１９ａの軸心Ｐとを結ぶ直線が、旋回軸１９ａの駆動軸１９に近い側の外周と交差する点がＱ３であり、駆動軸１９に遠い側の外周と交差する点がＱ５である。
それぞれの点より駆動軸１９及び旋回軸１９ａの軸心Ｏ及びＰを臨む時の各軸心Ｏ及びＰを通る各垂線との角度をθｎ、αｎとすれば、それぞれの点での角度はθ１、θ２、θ３、θ４及びα１、α２、α３、α４となる。
ここでＱ１点はθ１＝０°、Ｑ３点はθ３＝９０°、α３＝９０°、Ｑ４点はθ４＝１８０°である。又、軸心Ｏとそれぞれの点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４間の距離をそれぞれｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４とする。そして、前記軸心ＯとＰを結ぶ方向をＸ方向とし、それと直角方向をＹ方向とする。
【００２５】
前記旋回軸１９ａの凹み部１９ｂは、θ１≦θｎ≦θ４の範囲における旋回軸１９ａの旋回軸周面に形成されており、駆動軸の軸心Ｏから最も近いＱ３点で最も凹みが大きく、即ち旋回軸の軸心Ｐからの距離が最も短く、その周辺のＱ２からＱ１及びＱ４に向けて旋回軸の軸心Ｐからの距離が順次長くなるように楕円状に曲面が形成されている。そしてＱ１及びＱ４点では、旋回軸の軸心Ｐからの距離は、駆動軸１９から最も遠い位置にあるＱ５点における旋回軸１９ａの軸心Ｐまでの距離と等しくなっている。即ち、上記凹み部１９ｂと反対側の旋回軸周面は、真円部１９ｃを形成している。
【００２６】
一方、駆動軸１９の回転に伴い旋回軸１９ａが旋回運動する時、旋回軸１９ａと摺接するリップシール３０のリップ部３０ｂには、回転に伴う遠心力が作用するが、例えば、Ｑ２点では、この遠心力の大きさをベクトルで表してＦ２とすれば、Ｆ２の作用方向は軸心ＯとＱ２を結ぶ線上で旋回軸１９ａの内方に向いており、その大きさは、Ｆ２＝ｍｒ２ω２となる。ここで、ｍはリップ部３０の単位質量であり、ωは駆動軸１９の回転による角速度であるが、この場合にはｍ及びωは一定と考えられるので、リップシール３０に作用する遠心力Ｆ２は、Ｆ２∝ｒ２でＱ２と軸心Ｏとの距離ｒ２に比例することになる。
【００２７】
同様にＱ３点では遠心力をＦ３としてＦ３∝ｒ３で、作用方向は軸心ＯとＱ３を結ぶ線上で旋回軸１９ａの内方向きとなる。
Ｑ１及びＱ４点では、遠心力Ｆ１及びＦ４の作用方向は、旋回軸１９ａの周面より外方に向いており、この点ではリップシール３０を旋回軸１９ａの方へ押し付ける力は作用していないことになる。
従ってθ１＜θｎ＜θ４の範囲における旋回軸１９ａの外周真円上の各点で遠心力が内方向に作用していることになり、その遠心力に比例して凹み部１９ｂの楕円状曲面が形成されており、旋回軸１９ａへの押し付け力は、駆動軸１９の軸心Ｏより最も近いＱ３点にて最も大きくなっている。
【００２８】
従って、旋回軸１９ａの周面において、遠心力の作用によってリップ部３０ｂが内部方向に押し付けられる力が作用するが、旋回軸１９ａの外周部に凹み部１９ｂが形成されており、旋回軸１９ａへの押し付け力が最も大きい位置が最も大きく凹んでいるので、高速回転時においてはリップ部３０ｂと旋回軸１９ａとは一定の押圧力を維持した接触状態を保つことができ、接触過多によるリップシール３０の摩耗損失を防止できる。
【００２９】
次に、この実施形態に係る圧縮機の作用について説明する。
駆動モータ２３に電力が供給されると、駆動軸１９が回転し、駆動クランク機構１６を介して旋回スクロール１２が固定スクロール１１に噛み合いつつ旋回する。
そして、吸入口１３ａから圧縮室１３に空気が吸入され、旋回スクロール１２の旋回とともに、この吸入空気が圧縮され、吐出口１３ｂから圧縮空気が吐出されて、燃料電池の酸素極にこの圧縮空気が供給される。
なお、吸入口１３ａから空気が吸入されると、吸入空気は圧縮室１３及びクランク室１８に充満されることになる。
【００３０】
駆動軸１９の高速回転に伴い、凹状保持部１２ｃに保持され、旋回軸１９ａと摺接するリップシール３０のリップ部３０ｂには遠心力が作用し、特に駆動軸１９の軸心Ｏより半径方向に最も近い位置にあるＱ３点では、リップ部３０ｂを旋回軸１９ａに押し付ける力が最も大きくなる。このため、リップシール３０の締め代が増大し、摩耗損失が増加するとともに、駆動モータ２３のトルク増加を招いてしまう。
しかし、駆動軸１９の軸心Ｏと旋回軸１９ａの軸心Ｐを結ぶ線上で旋回軸の軸心Ｐから旋回軸周面までの距離を最も短くし、その周囲に向けて順次長くすることにより凹み部１９ｂが楕円状曲面で形成されているので、リップ部３０ｂと旋回軸１９ａとは一定の押圧力を維持した接触状態を保つことができ、駆動モータ２３のトルク増加を招くこともなく、リップシール３０及び旋回軸周面の摩耗損失が増加することもない。
【００３１】
このように、駆動軸１９から略最も近い位置にある部分から旋回軸の軸心Ｐまでの距離が、他の位置から当該旋回軸の軸心Ｐまでの距離よりも短く設定されており、駆動軸１９から略最も近い位置にある部分から略最も遠い位置にある部分に近づくに連れて順次長くなる略楕円状曲面で旋回軸周面が構成されているために、この領域に対向する部分に存在する接触型シール部材としてのリップシール３０に対して、旋回軸周面との接触圧の増加を緩和できる。従って、接触型シール部材と旋回軸周面とは一定の接触状態を保つことができ、接触過多による接触型シール部材及び旋回軸周面の摩耗損失を防止できる。
【００３２】
この実施形態に係る圧縮機によれば以下の効果を奏する。
（１）駆動軸１９の回転に伴う遠心力の作用により、旋回軸１９ａの周面においてリップ部３０ｂを旋回軸１９ａに押し付けるような力が作用するが、旋回軸１９ａの外周部に凹み部１９ｂが楕円状に形成されているので、高速回転時においてはリップ部３０ｂと旋回軸１９ａとは一定の押圧力を維持した接触状態を保つことができ、接触過多によるリップシール３０の摩耗損失とか駆動モータのトルク増加を防止できる。
（２）リップシール３０と摺接している旋回軸１９ａの一部に形成されている凹み部１９ｂは、旋回軸１９ａの外周真円上の各点でリップシール３０に作用する遠心力Ｆｎに比例して設定されており、遠心力が大きく作用し押し付け力の大きい個所は大きく凹み、遠心力が小さく作用し押し付け力の小さい個所は凹みが小さい。従って、旋回軸１９ａの凹み部１９ｂとリップシール３０とは、回転状態においては一定の押圧力に維持されたままであり、接触過多によるリップシール３０及び旋回軸１９ａの摩耗損失とか駆動モータのトルク増加を防止できる。
（３）リップシール３０と摺接する旋回軸１９ａの外周上の一部に凹み部１９ｂを形成することにより、リップシール３０の摩耗損失を防止でき、軸受１４からのグリスの漏出を防止できるので、圧縮気体中にグリス等の混入を防ぐことができ、燃料電池の電極の寿命を向上させることが可能である。
（４）凹状保持部１２ｃに保持されたころ軸受１４に旋回軸１９ａを嵌入させ、リップシール３０をその開口側に装着させたスクロール型圧縮機に本願出願人が提案するオイル漏れ防止技術を併用すれば、リップシール３０の取付けが簡単であり、又、ビス等でシール部材を固定するための余分なスペースの確保をしなくても良い。
【００３３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る圧縮機について図６、図７に基づき説明する。
この実施形態の圧縮機は、第１の実施形態における旋回軸上の凹み部の構成を変更したものであり、それ以外については基本的に同一であることから、説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
【００３４】
この実施形態の圧縮機では、旋回軸５１と駆動軸１９と当該旋回軸用の軸受け部とを有し、前記旋回軸用の軸受け部は、接触型シール部材としてのリップシール３０が設けられ、当該部材を介して前記旋回軸５１を軸受けし、前記旋回軸５１は、前記駆動軸１９と連結されて、当該駆動軸の軸心Ｏを中心とした旋回運動を行い、前記接触型シール部材としてのリップシール３０と対向する位置の一部に調整部材としてのカラー５０が取り付けられ、前記旋回軸５１と調整部材との組立体５２は、前記駆動軸１９から略最も近い位置にある部分から当該旋回軸の軸心Ｐまでの距離が、他の位置から当該旋回軸の軸心Ｐまでの距離よりも短い断面形状を備えている。
【００３５】
図６に示されるように、旋回軸５１とカラー５０で構成される組立体５２上に設けられる曲面状の凹みを軸の加工によらずに、嵌合部材としてのカラー５０を用いて構成したものである。
この実施例における旋回軸５１は、駆動軸１９とは別部材で形成されており、軸受１４に支承される真円部５１ａと、それより小径に形成されカラー５０を嵌め込むための段差部５１ｂと、駆動軸１９に形成されている固定穴５１ｅに取り付ける為の固定部５１ｃより構成されている。
【００３６】
カラー５０は、図７に示される断面形状の通り、旋回軸５１上で駆動軸１９の軸心（図７では点Ｏで示す）より最も近い位置が最も薄肉に形成され、周囲に向けて順次肉厚を増した楕円状周面を有する薄肉部５０ａが形成され、その反対側には一定の肉厚を有し真円状周面を持つ厚肉部５０ｂが形成された肉厚の異なるリング状の部材である。また、カラー５０は、金属材料で硬度の少し高いものを使用しており、旋回軸５１の段差部５１ｂへの取付けは、圧入あるいはキー溝によリ固定されている。
【００３７】
旋回軸５１の段差部５１ｂへカラー５０が装着され、組立体５２が形成されるが、この組立体５２の凹み部５２ａの形状は、第１実施例で説明した凹み形状と全く同じく、駆動軸の軸心Ｏから最も近い点で最も凹みが大きく、即ち旋回軸の軸心Ｐからの距離が最も短く、その周辺に向けて旋回軸の軸心Ｐからの距離を順次長くなるように曲面状に形成されている。
従って、組立体５２の周面において、遠心力の作用によってリップ部３０ｂがカラー５０に押し付けられるような力が作用するが、凹み部５２ａが形成されているので、高速回転時においてはリップ部３０ｂと組立体周面とは一定の押圧力を維持した接触状態を保つことができ、接触過多によるリップシール３０の摩耗損失を防止できる。
【００３８】
このように、接触型シール部材としてのリップシール３０と対向する位置の一部に調整部材としてのカラー５０が取り付けられ、前記旋回軸５１と調整部材との組立体５２は、前記駆動軸１９から略最も近い位置にある部分から当該旋回軸の軸心Ｐまでの距離が、他の位置から当該旋回軸の軸心Ｐまでの距離よりも短く設定されており、駆動軸１９から略最も近い位置にある部分から略最も遠い位置にある部分に近づくに連れて順次長くなる略楕円状曲面で構成されているために、この領域に対向する部分に存在する接触型シール部材としてのリップシール３０に対して、組立体周面との接触圧の増加を緩和できる。従って、接触型シール部材と組立体周面とは一定の接触状態を保つことができ、接触過多による接触型シール部材及び組立体周面の摩耗損失を防止できる。
【００３９】
第２の実施形態に係る圧縮機によれば以下の効果を奏する
尚、第１実施形態の（１）〜（４）の効果は共通なので省略し、それ以外の効果を記す。
（１）カラー５０は予め肉厚の異なるリング形状に形成した後旋回軸５１の段差部５１ｂに嵌め込めば良いので、凹み部の加工が容易になる。
（２）旋回軸５１の凹みを別体のカラー５０で形成できるため、カラー５０のみを硬度の高い金属材料で形成したり、遠心力に対して歪まない材料の選択が容易である。また、対摩耗性を高めるための表面加工等も行いやすい。
【００４０】
なお、本発明は、上記した第１、第２の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
○  上記第１、第２実施形態では、凹み部の断面形状を楕円形状として説明したが、旋回軸の軸心を中心として軸心から外周面までの距離が最も近い方向を９０度（θ＝９０度）とした際における、０度以上１８０度以下の範囲（０度≦θ≦１８０度）の、旋回軸の軸心から外周面までの距離Ｒが、
Ｒ＝Ｒ（０）−ａ  ｓｉｎθ
で表される曲線と略一致するようなサインカーブで形成される曲面としてもよい。
ただし、ａは、０度方向（θ＝０度）における距離Ｒ（０）と９０度方向（θ＝９０度）における距離Ｒ（９０）の差の絶対値、Ｒ（０）−Ｒ（９０）である。
なお、本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるものでないことは当然である。すなわち、上記実施例においては、いくつかの好適な構成を示したが、本発明は、上記した通りの構成を最低限備えていればその作用を奏し、以上のような構成に設計すればさらにこれらの作用を奏するものである。具体的には、旋回軸の接触型シール部材としてのオイルシールに対向する部分にある、駆動軸の軸心と旋回軸の軸心を結ぶ直線が交差する駆動軸側の旋回軸周面を最も「凹ませ」、この凹みに対応するような曲面でその外周を構成すればよいのである。このことは、上記説明から明らかである。また、この構成を具現化する際には、旋回軸そのものをこのような形状に成型することもでき、また、調整部材等の、旋回軸とは異なる部品を装着したり嵌め合わせたりすることで、上記位置における外周形状を以上のように設計することも当然に可能である。
以下、その他の変形例を記載するが、これらの変形例も本発明に含まれる一例を示すものであって、本発明の技術的範囲はこれらの記載に限定して解釈されるものでないことは当然である。すなわち、これらの変形例を適宜組み合わせて採用することも当然に可能であるし、これらと同等又は類似の、公知の技術を適宜組み合わせることも可能であるし、それ以外の公知の技術を適宜採用することも可能である。
○  上記第１、第２の実施形態では、凹み部の断面形状を楕円状曲面とし、曲面の形成範囲としてθ１≦θ≦θ４でθ１＝０度、θ４＝１８０度として説明したが、これに限定されるものではなくて、θ１及びθ４としては、０度≦θ１、θ４≦１８０度の範囲内の角度を任意に選択可能である。つまり、リップシールに作用する遠心力の大きさと変位量に応じて曲面を形成する範囲を定めればよい。
○  接触型シール部材と接触する旋回軸周面及び調整部材周面の凹み部の断面形状は、前記実施形態で示した楕円状或いはサインカーブ以外の曲面で形成してもよい。
○  上記第２の実施形態では、調整部材としてのカラーをリング状部材として一体物として説明したが、周辺方向に複数に分割形成されていても構わない。又、調整部材をシート状の部材を旋回軸周面に貼り付けることによって構成してもよい。
○  上記第１、第２の実施形態では、軸受に用いられる潤滑剤としてグリス等の半固体潤滑剤の使用を説明したが、これに限らず黒鉛や二硫化モリブデン等の固体潤滑剤、更には潤滑油等の液体潤滑剤でも構わない。
○  上記の第１、第２の実施形態では、圧縮機により圧縮する気体を空気としたが、空気に限らず冷媒ガスとしてもよい。
○  上記の第１、第２の実施形態では、燃料電池用のスクロール型圧縮機として説明したが、エアコン用のスクロール型圧縮機に適用しても構わない。
○  上記の第１、第２の実施形態では、接触型シール部材をリップシールとして旋回スクロールの凹状保持部に取付け、旋回軸と摺接させるとして説明したが、前記リップシールを旋回軸に取付け、凹状保持部と摺接させるようにしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１の実施形態に係るスクロール型圧縮機の断面図である。
【図２】第１の実施形態に係るスクロール型圧縮機の要部の拡大断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ側断面図である。
【図４】図２のＢ部の部分拡大図である。
【図５】第１の実施形態に係る遠心力の作用と凹み部の形状を説明するための図である。
【図６】第２の実施形態に係るスクロール型圧縮機の要部の拡大断面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ側断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１  固定スクロール
１２  旋回スクロール
１２ｃ  凹状保持部
１４  ころ軸受
１９  駆動軸
１９ａ  旋回軸
１９ｂ  凹み部
３０  リップシール
３０ａ  嵌め合い部
３０ｂ  リップ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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