(57)【要約】【課題】  オイルフリーとすることができて且つ大容量化を図ることなどができるオイルフリー圧縮機を提供する。【解決手段】  例えば、２条の第１の低圧側ラップ６２と第１の高圧側ラップ６３とを有し第１の高圧側ラップの高さが第１の低圧側ラップよりも低い旋回スクロール４２と、２条の低圧側溝部６８と高圧側溝部６９とを有し高圧側溝部の底面の深さが低圧側溝部よりも浅い固定スクロール４１とを有し、低圧側溝部と同溝部内に位置する第１の低圧側ラップとを有してなる低圧段３５と、高圧側溝部と同溝部内に位置する第１の高圧側ラップとを有してなる高圧段３６とを有することにより、低圧段で圧縮した圧縮空気を高圧段に供給し、高圧段で更に圧縮する２条２段圧縮の構造とした圧縮部３１と、旋回スクロールを旋回させる電動モータ４３と、圧縮部の低圧段から排出されて高圧段へ供給される圧縮空気を冷却するインタークーラ３２、冷却ファン３３及び冷却ファン入側導入路６０とを備えた構成とする。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同方向に並行して巻かれた渦巻状の２条の低圧側ラップと高圧側ラップとを有するとともに前記高圧側ラップの高さが前記低圧側ラップの高さよりも低い第１のスクロールと、同方向に並行して巻かれた渦巻状で且つ互いに独立な２条の低圧側溝部と高圧側溝部とを有するとともに前記高圧側溝部の底面の深さが前記低圧側溝部の底面の深さよりも浅い第２のスクロールとを有し、前記低圧側溝部と前記低圧側溝部内に位置する前記低圧側ラップとを有してなる低圧段と、前記高圧側溝部と前記高圧側溝部内に位置する前記高圧側ラップとを有してなる高圧段とを有することにより、前記低圧段で圧縮した圧縮流体を前記低圧段から排出して前記高圧段に供給し、前記高圧段で更に圧縮する２条２段圧縮の構造とした圧縮部と、
前記第１のスクロール又は前記第２のスクロールを旋回させる旋回駆動手段と、
前記圧縮部の前記低圧段から排出されて前記圧縮部の前記高圧段へ供給される圧縮流体を冷却する流体冷却手段とを備えたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記高圧段の外周側端部の周方向位置と前記低圧段の外周側端部の周方向位置とが一致していて、前記高圧段の外周側端部が前記低圧段の外周側端部の内側に位置していることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項３】
請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記低圧段の圧縮比は、圧縮部全体の圧縮比の平方根としたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項４】
請求項２に記載のスクロール圧縮機において、
前記低圧段の圧縮比は、圧縮部全体の圧縮比の平方根としたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項５】
請求項４に記載のスクロール圧縮機において、
前記高圧側溝部の内周側端部の底面に設けられた第１の圧縮流体排出孔の位置を、前記低圧側溝部の内周側端部の底面に設けられた第２の圧縮流体排出孔の位置よりも内側にすることにより、前記高圧段の圧縮比が、圧縮部全体の圧縮比の平方根となるようにしたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のスクロール圧縮機において、
前記第１の低圧側ラップ及び第１の高圧側ラップの先端と、前記低圧側溝部及び前記高圧側溝部の周縁部とにシール材を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項７】
同方向に並行して巻かれた渦巻状の４条の第１の低圧側ラップと第２の低圧側ラップと第１の高圧側ラップと第２の高圧側ラップとを有するとともに前記第１の高圧側ラップ及び前記第２の高圧側ラップの高さが前記第１の低圧側ラップ及び前記第２の低圧側ラップの高さよりも低い第１のスクロールと、同方向に並行して巻かれた渦巻状で且つ互いに独立な４条の第１の低圧側溝部と第２の低圧側溝部と第１の高圧側溝部と第２の高圧側溝部とを有するとともに前記第１の高圧側溝部及び前記第２の高圧側溝部の底面の深さが前記第１の低圧側溝部及び前記第２の低圧側溝部の底面の深さよりも浅い第２スクロールとを有し、前記第１の低圧側溝部と前記第１の低圧側溝部内に位置する前記第１の低圧側ラップとを有してなる第１の低圧段と、前記第２の低圧側溝部と前記第２の低圧側溝部内に位置する前記第２の低圧側ラップとを有してなる第２の低圧段と、前記第１の高圧側溝部と前記第１の高圧側溝部内に位置する前記第１の高圧側ラップとを有してなる第１の高圧段と、前記第２の高圧側溝部と前記第２の高圧側溝部内に位置する前記第２の高圧側ラップとを有してなる第２の高圧段とを有することにより、前記第１の低圧段で圧縮した圧縮流体を前記第１の低圧段から排出して前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか一方に供給し、前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか一方で更に圧縮するとともに、前記第２の低圧段で圧縮した圧縮流体を前記第２の低圧段から排出して前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか他方に供給し、前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか他方で更に圧縮する４条２段圧縮の構造とした圧縮部と、
前記第１のスクロール又は前記第２のスクロールを旋回させる旋回駆動手段と、
前記圧縮部の前記第１の低圧段から排出されて前記圧縮部の前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか一方へ供給される圧縮流体を冷却し、且つ、前記圧縮部の前記第２の低圧段から排出されて前記圧縮部の前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか他方へ供給される圧縮流体を冷却する流体冷却手段とを備えたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項８】
請求項７に記載のスクロール圧縮機において、
前記第１の高圧段の外周側端部の周囲方向位置と前記第１の低圧段の外周側端部の周方向位置とが一致していて、前記第１の高圧段の外周側端部が前記第１の低圧段の外周側端部の内側に位置しており、且つ、前記第２の高圧段の外周側端部の周囲方向位置と前記第２の低圧段の外周側端部の周方向位置とが、前記第１の高圧段及び前記第１の低圧段の周方向位置と点対称の位置で一致していて、前記第２の高圧段の外周側端部が前記第２の低圧段の外周側端部の内側に位置していることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項９】
請求項７に記載のスクロール圧縮機において、
前記第１の低圧段及び前記第２の低圧段の圧縮比は、圧縮部全体の圧縮比の平方根としたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１０】
請求項８に記載のスクロール圧縮機において、
前記第１の低圧段及び前記第２の低圧段の圧縮比は、圧縮部全体の圧縮比の平方根としたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１１】
請求項１０に記載のスクロール圧縮機において、
前記第１の高圧側溝部及び前記第２の高圧側溝部の内周側端部の底面に設けられた第１の圧縮流体排出孔及び第２の圧縮流体排出孔の位置を、前記第１の低圧側溝部及び前記第２の低圧側溝部の内周側端部の底面に設けられた第３の圧縮流体排出孔及び第４の圧縮流体排出孔の位置よりも内側にすることにより、前記第１の高圧段及び前記第２の高圧段の圧縮比が、圧縮部全体の圧縮比の平方根となるようにしたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１２】
請求項７又は８に記載のスクロール圧縮機において、
前記第１の低圧側ラップ、前記第２の低圧側ラップ、前記第１の高圧側ラップ及び前記第２の高圧側ラップの先端と、前記第１の低圧側溝部、前記第２の低圧側溝部、前記第１の高圧側溝部及び前記第２の高圧側溝部の周縁部とにシール材を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１３】
請求項１又は７に記載のスクロール圧縮機において、
前記流体冷却手段は、前記旋回駆動手段の回転軸に取り付けられて同回転軸とともに回転する羽根を有してなる冷却ファンを有し、この冷却ファンから送風される冷却風によって前記流体を冷却する構成であることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１４】
請求項１３に記載のスクロール圧縮機において、
前記冷却ファンへの吸込み風を前記圧縮部全体を通して導入することを特徴とするスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機は各種のタイプのものがあり、圧縮空気源として各種の装置で利用されている。例えば、鉄道車両用圧縮機はブレーキなどの圧縮空気源として利用されており、現在、レシプロ式、スクリュー式、スクロール式のものがある。
【０００３】
現在、これらの圧縮機は何れも冷却、シール、潤滑などのためにオイルを必要とするものである。図１２は鉄道車両などに適用されている従来のスクロール圧縮機の構成図、図１３は図１２のＡ−Ａ線矢視断面拡大図である。図１２に示すように、従来のスクロール圧縮機は、固定スクロール１と旋回スクロール２とからなる圧縮部３や、旋回スクロール２を旋回駆動する電動モータ４などの機器を有する他、オイルを扱うために分油筒５などの機器も有している。図１３に示すように、固定スクロール１は１条の渦巻状のラップ１ｂが底面（端面）１ａに突設されることにより、１条の渦巻状の溝部１ｃが形成されている。一方、旋回スクロール２は端面（図示せず）の突設された１条の渦巻状のラップ２ａを有しており、このラップ２ａが固定スクロール１の溝部１ｃ内に位置している。従って、固定スクロール１の溝部１ｃ内では旋回スクロール２のラップ２ａの腹側（内径側）と背側（外径側）に圧縮室１６ａ，１６ｂなどの圧縮室が形成され、これらの圧縮室が旋回スクロール２の旋回に伴って順次縮小されることにより、空気が圧縮されて昇圧されるようになっている。
【０００４】
即ち、電動モータ４により、電動モータ４の回転軸４ａ及び駆動軸１５を介して旋回スクロール２が旋回駆動されると、吸入チリコシ６を介して圧縮部３に空気が吸入され、この空気が圧縮部３で圧縮されて所定の圧力に昇圧される。圧縮部３から排出（吐出）された圧縮空気は分油筒５のサイクロン７や分油フィルタ８で当該圧縮空気に含まれているオイルと分離された後、圧力制限弁９を介してブレーキなどの各装置へ供給され、また、一部が背圧用減圧弁１４を介して圧縮部３へ供給される。一方、分油筒５で分離されたオイルは油フィルタ１０及びオイルクーラ１１を介して冷却、シール、潤滑などのために圧縮部３や駆動軸１５の軸受１２，１３などに供給される。
【０００５】
また、上記のスクロール圧縮機は１条１段圧縮のものであるが、図１４に示すような２段圧縮構造のスクロール圧縮機も従来から知られている（特許文献１）。図１４に示すスクロール圧縮機は、電動モータ２１の回転軸２２の一端側に固定スクロール２３と旋回スクロール２４とからなる低圧段の圧縮部２７を設けられる一方、同回転軸２２の他端側に固定スクロール２５と旋回スクロール２６とからなる高圧段の圧縮部２８が設けており、低圧段の圧縮部２７で圧縮して昇圧された空気を配管２９を介して高圧段の圧縮部２８へ供給することにより、同圧縮部２８で更に圧縮して昇圧する２段圧縮構造のものである。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３２４６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、図１２のような従来のオイルを必要とするスクロール圧縮機では、油上がり（圧縮空気中へのオイルの混入）や、オイルの乳化などの問題を生じる。このため、鉄道車両用のスクロール圧縮機などにおいては、このような問題を解決することができ、また、メンテナンスの容易さや環境への影響の面からも、オイルを必要としない（オイルフリーの）スクロール圧縮機が強く望まれている。しかしならが、現在でも小容量（例えば４００Ｌ／ｍｉｎ程度）のオイルフリースクロール圧縮機は実用化されているものの、大容量（例えば１５００Ｌ／ｍｉｎ程度）のオイルフリースクロール圧縮機はいまだ実用化されていない。スクロール圧縮機をオイルフリーとする場合に特に問題となるのが圧縮時の温度上昇であり、このことが大容量化の最大の妨げとなっている。つまり、空気を圧縮して例えば大気圧から８８０ｋＰａ（９ｋｇｆ／ｃｍ2）（ゲージ圧）まで昇圧させる場合には圧縮空気の温度が例えば２０℃程度から３００℃程度まで上昇するため、放熱をすることが必要であるが、スクロール圧縮機の容量（圧縮空気量）を大きくしようとすると、圧縮空気の温度上昇による熱量の増加が非常に大きくなるため、オイルを用いずに放熱することが非常に難しくなる。このため、現状では、容量を大きくする場合には小容量のオイルフリースクロール圧縮機を複数台用いる必要があり、装置全体の大型化やコストアップなど招いてしまう。
【０００８】
そこで、詳細は後述するが、本発明では２段圧縮のスクロール圧縮機とすることなどによって大容量化を図っている。しかし、本発明のスクロール圧縮機の２段圧縮と図１４に示すスクロール圧縮機の２段圧縮とは全く構成の異なるものである。図１４に示すような２段圧縮構造のスクロール圧縮機ではモータ回転軸２２の両端部に低圧段の圧縮部２７と高圧段の圧縮部２８とを設けるため、即ち、２体の圧縮部２７，２８を要するため、構成が複雑で大型化し、コストもかかる。また、モータ回転軸２２の一端側（低圧段側）と他端側とに作用する圧力が異なるために力のバランスが悪くなり、モータ回転軸２２の長さも長くなるため、十分な補強を施すことが必要になる。従って、このことからも装置の大型化やコストアップなどを招く。
【０００９】
従って本発明は上記の事情に鑑み、オイルフリーとすることができて且つ大容量化を図ることができ、また、構成が簡易で補強の必要性などもあまりなくコストの低減を図ることもできるオイルフリー圧縮機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する第１発明のスクロール圧縮機は、同方向に並行して巻かれた渦巻状の２条の低圧側ラップと高圧側ラップとを有するとともに前記高圧側ラップの高さが前記低圧側ラップの高さよりも低い第１のスクロールと、同方向に並行して巻かれた渦巻状で且つ互いに独立な２条の低圧側溝部と高圧側溝部とを有するとともに前記高圧側溝部の底面の深さが前記低圧側溝部の底面の深さよりも浅い第２のスクロールとを有し、前記低圧側溝部と前記低圧側溝部内に位置する前記低圧側ラップとを有してなる低圧段と、前記高圧側溝部と前記高圧側溝部内に位置する前記高圧側ラップとを有してなる高圧段とを有することにより、前記低圧段で圧縮した圧縮流体を前記低圧段から排出して前記高圧段に供給し、前記高圧段で更に圧縮する２条２段圧縮の構造とした圧縮部と、
前記第１のスクロール又は前記第２のスクロールを旋回させる旋回駆動手段と、
前記圧縮部の前記低圧段から排出されて前記圧縮部の前記高圧段へ供給される圧縮流体を冷却する流体冷却手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、第２発明のスクロール圧縮機は、第１発明のスクロール圧縮機において、
前記高圧段の外周側端部の周方向位置と前記低圧段の外周側端部の周方向位置とが一致していて、前記高圧段の外周側端部が前記低圧段の外周側端部の内側に位置していることを特徴とする。
【００１２】
また、第３発明のスクロール圧縮機は、第１発明のスクロール圧縮機において、
前記低圧段の圧縮比は、圧縮部全体の圧縮比の平方根としたことを特徴とする。
【００１３】
また、第４発明のスクロール圧縮機は、第２発明のスクロール圧縮機において、
前記低圧段の圧縮比は、圧縮部全体の圧縮比の平方根としたことを特徴とする。
【００１４】
また、第５発明のスクロール圧縮機は、第４発明のスクロール圧縮機において、
前記高圧側溝部の内周側端部の底面に設けられた第１の圧縮流体排出孔の位置を、前記低圧側溝部の内周側端部の底面に設けられた第２の圧縮流体排出孔の位置よりも内側にすることにより、前記高圧段の圧縮比が、圧縮部全体の圧縮比の平方根となるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また、第６発明のスクロール圧縮機は、第１又は第２発明のスクロール圧縮機において、前記第１の低圧側ラップ及び第１の高圧側ラップの先端と、前記低圧側溝部及び前記高圧側溝部の周縁部とにシール材を設けたことを特徴とする。
【００１６】
また、第７発明のスクロール圧縮機は、同方向に並行して巻かれた渦巻状の４条の第１の低圧側ラップと第２の低圧側ラップと第１の高圧側ラップと第２の高圧側ラップとを有するとともに前記第１の高圧側ラップ及び前記第２の高圧側ラップの高さが前記第１の低圧側ラップ及び前記第２の低圧側ラップの高さよりも低い第１のスクロールと、同方向に並行して巻かれた渦巻状で且つ互いに独立な４条の第１の低圧側溝部と第２の低圧側溝部と第１の高圧側溝部と第２の高圧側溝部とを有するとともに前記第１の高圧側溝部及び前記第２の高圧側溝部の底面の深さが前記第１の低圧側溝部及び前記第２の低圧側溝部の底面の深さよりも浅い第２スクロールとを有し、前記第１の低圧側溝部と前記第１の低圧側溝部内に位置する前記第１の低圧側ラップとを有してなる第１の低圧段と、前記第２の低圧側溝部と前記第２の低圧側溝部内に位置する前記第２の低圧側ラップとを有してなる第２の低圧段と、前記第１の高圧側溝部と前記第１の高圧側溝部内に位置する前記第１の高圧側ラップとを有してなる第１の高圧段と、前記第２の高圧側溝部と前記第２の高圧側溝部内に位置する前記第２の高圧側ラップとを有してなる第２の高圧段とを有することにより、前記第１の低圧段で圧縮した圧縮流体を前記第１の低圧段から排出して前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか一方に供給し、前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか一方で更に圧縮するとともに、前記第２の低圧段で圧縮した圧縮流体を前記第２の低圧段から排出して前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか他方に供給し、前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか他方で更に圧縮する４条２段圧縮の構造とした圧縮部と、
前記第１のスクロール又は前記第２のスクロールを旋回させる旋回駆動手段と、
前記圧縮部の前記第１の低圧段から排出されて前記圧縮部の前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか一方へ供給される圧縮流体を冷却し、且つ、前記圧縮部の前記第２の低圧段から排出されて前記圧縮部の前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか他方へ供給される圧縮流体を冷却する流体冷却手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、第８発明のスクロール圧縮機は、第７発明のスクロール圧縮機において、
前記第１の高圧段の外周側端部の周囲方向位置と前記第１の低圧段の外周側端部の周方向位置とが一致していて、前記第１の高圧段の外周側端部が前記第１の低圧段の外周側端部の内側に位置しており、且つ、前記第２の高圧段の外周側端部の周囲方向位置と前記第２の低圧段の外周側端部の周方向位置とが、前記第１の高圧段及び前記第１の低圧段の周方向位置と点対称の位置で一致していて、前記第２の高圧段の外周側端部が前記第２の低圧段の外周側端部の内側に位置していることを特徴とする。
【００１８】
また、第９発明のスクロール圧縮機は、第７発明のスクロール圧縮機において、
前記第１の低圧段及び前記第２の低圧段の圧縮比は、圧縮部全体の圧縮比の平方根としたことを特徴とする。
【００１９】
また、第１０発明のスクロール圧縮機は、第８発明のスクロール圧縮機において、
前記第１の低圧段及び前記第２の低圧段の圧縮比は、圧縮部全体の圧縮比の平方根としたことを特徴とする。
【００２０】
また、第１１発明のスクロール圧縮機は、第１０発明のスクロール圧縮機において、
前記第１の高圧側溝部及び前記第２の高圧側溝部の内周側端部の底面に設けられた第１の圧縮流体排出孔及び第２の圧縮流体排出孔の位置を、前記第１の低圧側溝部及び前記第２の低圧側溝部の内周側端部の底面に設けられた第３の圧縮流体排出孔及び第４の圧縮流体排出孔の位置よりも内側にすることにより、前記第１の高圧段及び前記第２の高圧段の圧縮比が、圧縮部全体の圧縮比の平方根となるようにしたことを特徴とする。
【００２１】
また、第１２発明のスクロール圧縮機は、第７又は第８発明のスクロール圧縮機において、
前記第１の低圧側ラップ、前記第２の低圧側ラップ、前記第１の高圧側ラップ及び前記第２の高圧側ラップの先端と、前記第１の低圧側溝部、前記第２の低圧側溝部、前記第１の高圧側溝部及び前記第２の高圧側溝部の周縁部とにシール材を設けたことを特徴とする。
【００２２】
また、第１３発明のスクロール圧縮機は、第１又は第７発明のスクロール圧縮機において、
前記流体冷却手段は、前記旋回駆動手段の回転軸に取り付けられて同回転軸とともに回転する羽根を有してなる冷却ファンを有し、この冷却ファンから送風される冷却風によって前記流体を冷却する構成であることを特徴とする。
【００２３】
また、第１４発明のスクロール圧縮機は、第１３発明のスクロール圧縮機において、
前記冷却ファンへの吸込み風を前記圧縮部全体を通して導入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
第１発明のスクロール圧縮機によれば、第１発明のスクロール圧縮機は、同方向に並行して巻かれた渦巻状の２条の低圧側ラップと高圧側ラップとを有するとともに前記高圧側ラップの高さが前記低圧側ラップの高さよりも低い第１のスクロールと、同方向に並行して巻かれた渦巻状で且つ互いに独立な２条の低圧側溝部と高圧側溝部とを有するとともに前記高圧側溝部の底面の深さが前記低圧側溝部の底面の深さよりも浅い第２のスクロールとを有し、前記低圧側溝部と前記低圧側溝部内に位置する前記低圧側ラップとを有してなる低圧段と、前記高圧側溝部と前記高圧側溝部内に位置する前記高圧側ラップとを有してなる高圧段とを有することにより、前記低圧段で圧縮した圧縮流体を前記低圧段から排出して前記高圧段に供給し、前記高圧段で更に圧縮する２条２段圧縮の構造とした圧縮部と、前記第１のスクロール又は前記第２のスクロールを旋回させる旋回駆動手段と、前記圧縮部の前記低圧段から排出されて前記圧縮部の前記高圧段へ供給される圧縮流体を冷却する流体冷却手段とを備えたことを特徴とするため、次のような効果を得ることができる。
【００２５】
即ち、本第１発明のスクロール圧縮機は１体の圧縮部に低圧段と高圧段とを備えた２条２段圧縮の構造であるため、従来のようなモータ回転軸の両端部に低圧段の圧縮部と高圧段の圧縮部とを設けた２段圧縮構造のスクロール圧縮機に比べて、２体の圧縮部を要しないため、モータ回転軸（駆動軸）を短くすることができ、モータ回転軸の一端側と他端側に異なる力が作用するということもないため、補強の必要性もあまりないことから、簡易な構成で２段圧縮を実現することができ、コストの低減も図ることができる。しかも、圧縮部の低圧段から排出されて圧縮部の高圧段へ供給される圧縮流体を流体冷却手段によって冷却するため、高圧段においても圧縮流体の温度があまり高くならない。このため、本第１発明のスクロール圧縮機は、オイルフリーとすることができて且つ大容量化を図ることができる。
【００２６】
また、第２発明のスクロール圧縮機によれば、前記高圧段の外周側端部の周方向位置と前記低圧段の外周側端部の周方向位置とが一致していて、前記高圧段の外周側端部が前記低圧段の外周側端部の内側に位置していることを特徴としているため、高圧段の外側には常に低圧段が存在することになり、高圧段に圧縮空気のチップ漏れが生じたとしても、当該圧縮空気は低圧段に流入することになるため、圧縮空気の漏れによる圧縮性能の低下を防止することができる。
【００２７】
また、第３発明のスクロール圧縮機によれば、前記低圧段の圧縮比は、圧縮部全体の圧縮比の平方根としたため、効率的に圧縮することができる。
【００２８】
また、第４発明のスクロール圧縮機においても、前記低圧段の圧縮比は、圧縮部全体の圧縮比の平方根としたため、効率的に圧縮することができる。
【００２９】
また、第５発明のスクロール圧縮機によれば、前記高圧側溝部の内周側端部の底面に設けられた第１の圧縮流体排出孔の位置を、前記低圧側溝部の内周側端部の底面に設けられた第２の圧縮流体排出孔の位置よりも内側にすることにより、即ち、前記高圧段の圧縮流体を前記低圧段の圧縮流体よりも内側で排出させることにより、前記高圧段の圧縮比が、圧縮部全体の圧縮比の平方根となるようにしたため、高圧段の外周側端部の周方向位置を低圧段の外周側端部の周方向位置に一致させるために高圧段の長さ（巻数）を半巻分だけ短く（少なく）しても、高圧段の圧縮比を所定の圧縮比にすることができる。
【００３０】
また、第６発明のスクロール圧縮機によれば、第１又は第２発明のスクロール圧縮機において、前記第１の低圧側ラップ及び第１の高圧側ラップの先端と、前記低圧側溝部及び前記高圧側溝部の周縁部とにシール材を設けたため、圧縮空気のチップ漏れを、より確実に防止することができる。この場合、圧縮途中（低圧段と高圧段の間）で圧縮空気を冷却することにより、圧縮空気の温度上昇を抑制しているため、シール材として入手容易な樹脂製のものを用いることができる。
【００３１】
また、第７発明のスクロール圧縮機によれば、同方向に並行して巻かれた渦巻状の４条の第１の低圧側ラップと第２の低圧側ラップと第１の高圧側ラップと第２の高圧側ラップとを有するとともに前記第１の高圧側ラップ及び前記第２の高圧側ラップの高さが前記第１の低圧側ラップ及び前記第２の低圧側ラップの高さよりも低い第１のスクロールと、同方向に並行して巻かれた渦巻状で且つ互いに独立な４条の第１の低圧側溝部と第２の低圧側溝部と第１の高圧側溝部と第２の高圧側溝部とを有するとともに前記第１の高圧側溝部及び前記第２の高圧側溝部の底面の深さが前記第１の低圧側溝部及び前記第２の低圧側溝部の底面の深さよりも浅い第２スクロールとを有し、前記第１の低圧側溝部と前記第１の低圧側溝部内に位置する前記第１の低圧側ラップとを有してなる第１の低圧段と、前記第２の低圧側溝部と前記第２の低圧側溝部内に位置する前記第２の低圧側ラップとを有してなる第２の低圧段と、前記第１の高圧側溝部と前記第１の高圧側溝部内に位置する前記第１の高圧側ラップとを有してなる第１の高圧段と、前記第２の高圧側溝部と前記第２の高圧側溝部内に位置する前記第２の高圧側ラップとを有してなる第２の高圧段とを有することにより、前記第１の低圧段で圧縮した圧縮流体を前記第１の低圧段から排出して前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか一方に供給し、前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか一方で更に圧縮するとともに、前記第２の低圧段で圧縮した圧縮流体を前記第２の低圧段から排出して前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか他方に供給し、前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか他方で更に圧縮する４条２段圧縮の構造とした圧縮部と、前記第１のスクロール又は前記第２のスクロールを旋回させる旋回駆動手段と、前記圧縮部の前記第１の低圧段から排出されて前記圧縮部の前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか一方へ供給される圧縮流体を冷却し、且つ、前記圧縮部の前記第２の低圧段から排出されて前記圧縮部の前記第１の高圧段又は前記第２の高圧段の何れか他方へ供給される圧縮流体を冷却する流体冷却手段とを備えたことを特徴とするため、次のような効果を得ることができる。
【００３２】
即ち、本第７発明のスクロール圧縮機は１体の圧縮部に第１の低圧段と第２の低圧段と第１の高圧段と第２の高圧段とを備えた４条２段圧縮の構造であるため、従来のようなモータ回転軸の両端部に低圧段の圧縮部と高圧段の圧縮部とを設けた２段圧縮構造のスクロール圧縮機に比べて、２体の圧縮部を要しないため、モータ回転軸（駆動軸）を短くすることができ、モータ回転軸の一端側と他端側に異なる力が作用するということもないため、補強の必要性もあまりないことから、簡易な構成で２段圧縮を実現することができ、コストの低減も図ることができる。しかも、圧縮部の第１の低圧段及び第２の低圧段から排出されて圧縮部の第１の高圧段及び第２の高圧段へ供給される圧縮流体を流体冷却手段によって冷却するため、第１の高圧段及び第２の高圧段においても圧縮流体の温度があまり高くならない。このため、本第７発明のスクロール圧縮機は、オイルフリーとすることができて且つ大容量化を図ることができる。
【００３３】
また、第８発明のスクロール圧縮機によれば、前記第１の高圧段の外周側端部の周囲方向位置と前記第１の低圧段の外周側端部の周方向位置とが一致していて、前記第１の高圧段の外周側端部が前記第１の低圧段の外周側端部の内側に位置しており、且つ、前記第２の高圧段の外周側端部の周囲方向位置と前記第２の低圧段の外周側端部の周方向位置とが、前記第１の高圧段及び前記第１の低圧段の周方向位置と点対称の位置で一致していて、前記第２の高圧段の外周側端部が前記第２の低圧段の外周側端部の内側に位置していることを特徴としているため、第１の高圧段の外側には常に第１の低圧段が存在し、第２の高圧段の外側には常に第２の低圧段が存在することになり、第１の高圧段や第２の高圧段に圧縮空気のチップ漏れが生じたとしても、当該圧縮空気は第１の低圧段や第２の低圧段に流入することになるため、圧縮空気の漏れによる圧縮性能の低下を防止することができる。
【００３４】
しかも、この場合、第１の低圧段及び第１の高圧段の外周側端部と第２の低圧段及び第２の高圧段の外周側端部とが点対称の位置関係となっているため、圧縮空気によって旋回スクロールの旋回軸に作用する力に偏りがない。つまり、本クロール圧縮機の圧縮部では左右の圧縮空気の圧力が等しくなって圧縮部に作用する力のバランスがよくなる。このため、更に補強の必要性が低減されて構成の簡易化を図ることができる。
【００３５】
また、第９発明のスクロール圧縮機によれば、前記第１の低圧段及び前記第２の低圧段の圧縮比は、圧縮部全体の圧縮比の平方根としたため、効率的に圧縮することができる。
【００３６】
また、第１０発明のスクロール圧縮機においても、前記第１の低圧段及び前記第２の低圧段の圧縮比は、圧縮部全体の圧縮比の平方根としたため、効率的に圧縮することができる。
【００３７】
また、第１１発明のスクロール圧縮機によれば、前記第１の高圧側溝部及び前記第２の高圧側溝部の内周側端部の底面に設けられた第１の圧縮流体排出孔及び第２の圧縮流体排出孔の位置を、前記第１の低圧側溝部及び前記第２の低圧側溝部の内周側端部の底面に設けられた第３の圧縮流体排出孔及び第４の圧縮流体排出孔の位置よりも内側にすることにより、即ち、前記第１の高圧段及び前記第２の高圧段の圧縮流体を前記第１の低圧段及び前記第２の低圧段の圧縮流体よりも内側で排出させることにより、前記第１の高圧段及び前記第２の高圧段の圧縮比が、圧縮部全体の圧縮比の平方根となるようにしたため、第１の高圧段の外周側端部の周方向位置を第１の低圧段の外周側端部の周方向位置に一致させるために第１の高圧段の長さ（巻数）を半巻分だけ短く（少なく）し、第２の高圧段の外周側端部の周方向位置を第２の低圧段の外周側端部の周方向位置に一致させるために第２の高圧段の長さ（巻数）を半巻分だけ短く（少なく）しても、第１の高圧段及び第２の高圧段の圧縮比を所定の圧縮比にすることができる。
【００３８】
また、第１２発明のスクロール圧縮機によれば、前記第１の低圧側ラップ、前記第２の低圧側ラップ、前記第１の高圧側ラップ及び前記第２の高圧側ラップの先端と、前記第１の低圧側溝部、前記第２の低圧側溝部、前記第１の高圧側溝部及び前記第２の高圧側溝部の周縁部とにシール材を設けたため、圧縮空気のチップ漏れを、より確実に防止することができる。この場合、圧縮途中（低圧段と高圧段の間）で圧縮空気を冷却することにより、圧縮空気の温度上昇を抑制しているため、シール材として入手容易な樹脂製のものを用いることができる。
【００３９】
また、第１３発明のスクロール圧縮機によれば、前記流体冷却手段は、前記旋回駆動手段の回転軸に取り付けられて同回転軸とともに回転する羽根を有してなる冷却ファンを有し、この冷却ファンから送風される冷却風によって前記流体を冷却する構成であるため、即ち、旋回駆動手段を冷却ファンの駆動源としても利用するため、冷却ファンを別途設置する場合に比べて構成が簡易であり、装置の小型化やコスト低減などを図ることができる。
【００４０】
また、第１４発明のスクロール圧縮機によれば、冷却ファンに導入される冷却風によりあらかじめ圧縮部全体を冷却することができるため、冷却風の導入路を単独に設ける場合に比べ、効率的に圧縮部を冷却することができ、装置の小型化やコスト低減などを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は特に鉄道車両のブレーキなどの圧縮空気源として利用される鉄道車両用スクロール圧縮機に適用して有用ものであるが、これに限定するものではなく、鉄道車両用以外の各種の装置や設備の圧縮空気源などとして用いられるスクロール圧縮機にも適用することできる。また、本発明は空気を圧縮するスクロール圧縮機に限らず、空気以外の流体を圧縮するスクロール圧縮機にも適用することができる。
【００４２】
＜実施の形態例１＞
図１は本発明の実施の形態例１に係るオイルフリーの２条２段スクロール圧縮機における圧縮空気の流れを示すフローブロック図、図２は前記２条２段スクロール圧縮機の構成図である。また、図３は図２のＢ−Ｂ線矢視断面拡大図、図４は前記２条２段スクロール圧縮機の圧縮部の構成要素である固定スクロールの構成を示す平面図（図３から旋回スクロールを取り除いた状態の図）、図５は前記圧縮部の構成要素である旋回スクロールの構成を示す斜視図、図６は図３のＣ−Ｃ線矢視断面拡大図、図７，図８及び図９は前記圧縮部において前記旋回スクロールが旋回する様子を示す図である。また、図１０は前記圧縮部の他の構成を示す断面図である。
【００４３】
まず、図１に基づいて概要を説明すると、本実施の形態例１のスクロール圧縮機は圧縮部３１と、流体冷却手段としてのインタークーラ３２及び冷却ファン３３と、吸入チリコシ３４とを有している。そして、圧縮部３１は低圧段３５と高圧段３６とを有する２段圧縮構造となっている。従って、空気（大気）は吸入チリコシ３４で除塵された後、まず、圧縮部３５の低圧段３５に吸入され、この低圧段３５で圧縮されて大気圧から所定の中間圧まで昇圧された後、低圧段３５から排出（吐出）される。そして、この排出された圧縮空気をインタークーラ３２において、冷却ファン３３からの冷却ファン入側導入路６０を通って導かれた送風（冷却風）により冷却した後、圧縮部３１の高圧段３６に供給し、高圧段３６で更に圧縮することにより所定の高圧に昇圧して排出（吐出）する。即ち、１体の圧縮部３１で空気を２段圧縮し、且つ、この２段圧縮の途中（低圧段と高圧段の間）で圧縮空気の冷却も行っている。
【００４４】
例えば、圧縮部３１全体で（即ち低圧段及び高圧段の圧縮により）空気（大気）を絶対圧力の１ｋｇｆ／ｃｍ2から１０ｋｇｆ／ｃｍ2まで昇圧させる場合、低圧段３５では圧縮空気が例えば２０℃から１５０℃程度まで上昇するため、この圧縮空気をインタークーラ３２において例えば２０℃程度まで冷却する。この場合、高圧段３６では圧縮空気の温度が例えば２０℃程度から１５０℃程度までしか上昇しないことになる。なお、インタークーラ３２において実際にどの程度の温度まで圧縮空気を冷却するかは、圧縮部３１の構成材料などの条件によって適宜決定すればよい。また、圧縮部３１の低圧段３５と高圧段３６における圧縮効率をよくするため、低圧段３５の圧縮比は、圧縮部３１全体の圧縮比の平方根としている。例えば、圧縮部３１全体で（即ち低圧段及び高圧段の圧縮により）空気（大気）を絶対圧力の１ｋｇｆ／ｃｍ2から１０ｋｇｆ／ｃｍ2まで昇圧させる場合には圧縮部３１全体の圧縮比が１０であるため、低圧段３５の圧縮比は１０の平方根（約３．１）とする。このとき高圧段３６の圧縮比も約３．１となる。
【００４５】
次に、図２〜図９に基づいて本２条２段スクロール圧縮機の構成を詳細に説明する。
【００４６】
図２に示すように、本実施の形態例２のスクロール圧縮機は第１のスクロールとしての旋回スクロール４２と第２のスクロールとしての固定スクロール４１とを有してなる圧縮部３１と、流体冷却手段を構成するインタークーラ３２及び冷却ファン３３と、冷却ファン入側導風路６０と、旋回駆動手段としての電動モータ４３と、吸入チリコシ３４とを有している。電動モータ４３の回転軸４３ａはカップリグ４４を介して駆動軸４５に連結されている。駆動軸４５は軸受４６，４７を介してケース４８に回転自在に支持されている。駆動軸４５の先端部には旋回軸４９が突設されており、駆動軸４５の軸心と旋回軸４９の軸心は偏心している。駆動軸４５と旋回軸４９の偏心量は例えば８ｍｍ程度に設定される。旋回軸４９の先端部は軸受５０を介して旋回スクロール４２に回転自在に結合されている。従って、電動モータ４３が作動すると、旋回スクロール４２は前記偏心量を旋回半径として回転軸４３ａ（駆動軸４５）回りに旋回駆動される。
【００４７】
なお、旋回スクロール４２の周縁部には補助のために複数のクランクピン５１が設けられている。クランクピン５１は、一端側が軸受５２を介して旋回スクロール４２に回転自在に結合され、他端側が軸受５３を介してケース４８に回転自在に結合されており、その偏量が駆動軸４５と旋回軸４９の偏心量に一致している。
【００４８】
吸入チリコシ３４は空気供給配管５４を介して固定スクロール４１に接続されている。空気供給配管５４の先端側は圧縮部３１の低圧段３５の空気吸入孔（詳細後述）に接続されている。インタークーラ３２は圧縮空気排出配管５５と圧縮空気供給配管５６とを介して固定スクロール４１に接続されている。圧縮空気排出配管５５の基端側は圧縮部３１の低圧段３１の第２の圧縮空気排出孔（詳細後述）に接続され、圧縮空気供給配管５６の先端側は圧縮部３１の高圧段３６の第１の圧縮空気吸入孔（詳細後述）に接続されている。インタークーラ３２にはドレン弁５７が設けられている。インタークーラ３２において圧縮空気を冷却する際に圧縮空気に含まれている水分が凝縮してインタークーラ３２内に溜まったときには、ドレン弁５７を開放してインタークーラ３２内に溜まっている凝縮水を排出することができるようになっている。
【００４９】
冷却ファン３３は電動モータ４３の回転軸４３ａに取り付けられて同回転軸４３ａとともに回転する羽根３３ａを有してなるものである。冷却ファン３３と圧縮部３１との間には冷却ファン入側導入路６０が設けられており、冷却ファン３３への吸込み風は圧縮部３１側から、この冷却ファン入側導入路６０を介して導入される。即ち、冷却ファンへの吸込み風を圧縮部３１全体を通して導入するようになっている。また、冷却ファン３３とインタークーラ３２との間に冷却ファン出側導風路５８が設けられている。従って、圧縮部３１側から冷却ファン入側導入路６０を介して吸い込まれた（即ち圧縮部３１全体を通して導入された）冷却ファン３３の送風（冷却風）が、冷却ファン出側導風路５８によりインタークーラ３２へと導かれて、インタークーラ３２に吹き付けられるようになっている。また、圧縮部３１の高圧段３６の圧縮空気排出孔（詳細後述）には圧縮空気排出配管５９が接続されている。
【００５０】
図３，図５及び図６に示すように、圧縮部３１の構成要素である旋回スクロール４２は、端板６１の端面（側面）６１ａに突設された２条の第１の低圧側ラップ６２と第１の高圧側ラップ６３とを有している。第１の低圧側ラップ６２は径方向の外側に位置し、第１の高圧側ラップ６３は径方向の内側に位置している。そして、第１の低圧側ラップ６２と第１の高圧側ラップ６３は同方向（図示例では電動モータ４３側から見て時計回りの方向）に巻かれた渦巻状であり、互いに並行している。
【００５１】
また、第１の高圧側ラップ６３の高さは第１の低圧側ラップ６２の高さよりも低くなっている。これは低圧段３５の圧縮比を考慮して、高圧段３６では低圧段３５に比べて圧縮室の容積を小さくする必要があるためである。図示例では第１の高圧側ラップ６３の高さを第１の低圧側ラップ６２の高さの約１／３としている。これは低圧段３５の圧縮比を約３に設定しているためである。但し、第１の高圧側ラップ６３の高さを第１の低圧側ラップ６２の約１／３とするのは圧縮空気の漏れなどがない理想的な場合であるため、圧縮空気の漏れなどを考慮して、第１の高圧側ラップ６３の高さを適宜調整してもよい。例えば第１高圧側ラップ６３の高さを第１の低圧側ラップ６２の高さの１／２程度にしてもよい。
【００５２】
一方、図３，図４及び図６に示すように、圧縮部３１の構成要素である固定スクロール４１は、凹部６４の底面（端面）６７に突設された２条の第２の低圧側ラップ６５と第２の高圧側ラップ６６とを有している。第２の低圧側ラップ６５は径方向の外側に位置し、第２の高圧側ラップ６６は径方向の内側に位置している。そして、第２の低圧側ラップ６５と第２の高圧側ラップ６６は同方向（図示例では電動モータ４３側から見て時計回りの方向）に巻かれた渦巻状であり、互いに並行している。また、第２の低圧側ラップ６５と第２の高圧側ラップ６６は内周側の端部同士が繋がれており、且つ、外周側の端部同士も繋がれている。
【００５３】
従って、このような第２の低圧側ラップ６５と第２の高圧側ラップ６６とが設けられることにより、固定スクロール４１には２条の低圧側溝部６８と高圧側溝部６９とが形成されている。低圧側溝部６８と高圧側溝部６９は同方向（図示例では電動モータ４３側から見て時計回りの方向）に巻かれた渦巻状であり、互いに並行しているとともに互いに独立している（相互に連通していない）。また、旋回スクロール４２では第１の高圧側ラップ６３の高さが第１の低圧側ラップ６２の高さよりも低いことに対応して、固定スクロール４１では高圧側溝部６９の底面６７の深さが低圧側溝部６８の底面６７の深さよりも浅くなっている。
【００５４】
そして、図３及び図６に示すように圧縮部３１は、固定スクロール４１の低圧側溝部６８とこの低圧側溝部６８内に位置する旋回スクロール４２の第１の低圧側ラップ６２とを有してなる低圧段３５と、固定スクロール４１の高圧側溝部６９とこの高圧側溝部６９内に位置する旋回スクロール４２の第１の高圧側ラップ６３とを有してなる高圧段３６とが設けられており、低圧段３５で圧縮して昇圧した空気を高圧段３６に供給し、高圧段３６で更に圧縮して昇圧する２条２段圧縮の構造となっている。
【００５５】
しかも、高圧段３６の外周側端部３６ａの周方向位置と、低圧段３５の外周側端部３５ａの周方向位置とが一致していて、高圧段３６の外周側端部３６ａが低圧段３５の外周側端部３５ａの内側（径方向の内側）に位置している。即ち、高圧段３６の第１の高圧側ラップ６３及び高圧側溝部６９（第２の高圧側ラップ６６）の周方向位置と、低圧段３５の第１の低圧側ラップ６２及び低圧側溝部６８（第２の低圧側ラップ６５）の周方向位置とが一致している。つまり、図１０に示すような２条２段圧縮のスクロール圧縮機の構成例に比べて、図３に示す２条２段圧縮のスクロール圧縮機では、高圧段３６の第１の高圧側ラップ６３及び高圧側溝部６９（第２の高圧側ラップ６６）の長さ（巻数）が、低圧段３５の第１の低圧側ラップ６２及び低圧側溝部６８（第２の低圧側ラップ６５）の長さ（巻数）よりも半巻分だけ短く（少なく）なっている。
【００５６】
この場合、スクロール圧縮機の圧縮比は巻数によって変わるため、このままでは高圧段３６を圧縮部全体の圧縮比の平方根とすることができない。しかし、スクロール圧縮機では、圧縮空気の排出孔を内側（内周側）にすることによっても圧縮比を大きくすることができる。そこで、高圧段３６における高圧側溝部６９の内周側端部の底面６７に設けられた第１の圧縮空気排出孔７２の位置を、低圧段３５における低圧側溝部６８の内周側端部の底面６７に設けられた第２の圧縮空気排出孔７３の位置よりも内側（内周側）にして高圧段３６の圧縮空気を低圧段３５の圧縮空気よりも内側（内周側）で排出させることにより、高圧段３６の圧縮比が圧縮部全体の圧縮比の平方根となるようにしている。図示例では高圧段３６における圧縮比を約３とするため、圧縮空気排出孔７２につながる直前の圧縮室９２の大きさ（圧縮室９２における底面６７の面積）が、高圧段３６の最外周側に形成される圧縮室９１の大きさ（圧縮室９１における底面６７の面積）の約１／２．２となるところで第１の圧縮空気排出孔７２につながるように配置されている。高圧段３６における第１の高圧側ラップ６３の背側と第２の低圧側ラップ６５の腹側でできる圧縮室、低圧段３５における第１の低圧側ラップ６２の腹側と第２の低圧側ラップ６５の背側でできる圧縮室、及び、第１の低圧側ラップ６２の背側と第２の高圧側ラップ６６の腹側でできる圧縮室も同様に最外周側に形成される圧縮室の大きさの約１／２．２となるところで第１の圧縮空気排出孔７２及び第２の圧縮空気排出孔７３にそれぞれつながるように配置されている。
【００５７】
なお、前述のように第２の圧縮空気排出孔７３には圧縮空気排出配管５５が接続されており、低圧段３５で圧縮された空気が、これらの第２の圧縮空気排出孔７３及び圧縮空気排出配管５５を介して排出されるようになっている。第１の圧縮空気排出孔７２には圧縮空気排出配管５９が接続されており、高圧段３６で圧縮された空気が、これらの第１の圧縮空気排出孔７２及び圧縮空気排出配管５９を介して排出されるようになっている。
【００５８】
また、低圧段３５では固定スクロール４１の低圧側溝部６８の外周側端部に空気吸入孔７０が形成されており、この空気吸入孔７０に空気供給配管５４が接続されている。従って、空気（大気）は空気供給配管５４及び空気吸入孔７０を介して低圧側溝部６８内（低圧段３５の圧縮室内）に吸入される。高圧段３６では固定スクロール４１の高圧側溝部６９の外周側端部に圧縮空気吸入孔７１が形成されており、この圧縮空気吸入孔７１に圧縮空気供給配管５６が接続されている。従って、インタークーラ３３で冷却された圧縮空気は、圧縮空気供給配管５６及び圧縮空気吸入孔７１を介して高圧側溝部６９内（高圧段３６の圧縮室内）に吸入される。
【００５９】
図３には旋回スクロール４２が９０°旋回したときの状態を示している。このとき、低圧段３５では、低圧側溝部６８内において、第１の低圧側ラップ６２の腹側（内径側）には外周側から内周側に向かって順に圧縮室１１１，１１２，１１３が形成され、第１の低圧側ラップ６２の背側（外径側）には外周側から内周側に向かって順に圧縮室１２１，１２２，１２３が形成されている。高圧段３６では、高圧側溝部６９内において、第１の高圧側ラップ６３の腹側（内径側）には外周側から内周側に向かって順に圧縮室９１，９２が形成され、第１の高圧側ラップ６３の背側（外径側）には外周側から内周側に向かって順に圧縮室１０１，１０２，１０３が形成されている。
【００６０】
図７〜図９には旋回スクロール４２の旋回角度ごとの圧縮部３１内（低圧段３５，高圧段３６）の様子を示している。図７（ａ）には０°旋回時（第１の低圧側ラップ６２の背側による締切時）の様子、図７（ｂ）には３０°旋回時の様子、図７（ｃ）には６０°旋回時の様子、図７（ｄ）には９０°旋回時（第１の低圧側ラップ６２の腹側及び第１の高圧側ラップ６３の腹側による締切時）の様子を示している。図８（ａ）には１２０°旋回時（締切時）の様子、図８（ｂ）には１５０°旋回時の様子、図８（ｃ）には１８０°旋回時の様子、図８（ｄ）には２１０°旋回時の様子を示している。また、図９（ａ）には２４０°旋回時（締切時）の様子、図９（ｂ）には２７０°旋回時（第１の高圧側ラップ６３の背側による締切時）の様子、図９（ｃ）には３００°旋回時の様子、図９（ｄ）には３３０°旋回時の様子を示している。これらの図に示すように旋回スクロール４２の旋回によって低圧段３５及び高圧段３６の各圧縮室が徐々に縮小されることにより、空気が徐々に圧縮されて昇圧される。
【００６１】
なお、図６に示すように、旋回スクロール４２の第１の低圧側ラップ６２の先端には、同先端と固定スクロール４１の底面６７との間の隙間（チップ隙間）からの圧縮空気の漏れ（チップ漏れ）を防止するためのシール材として、ＰＴＦＥなどからなる樹脂製で細長いチップシール８１が溝８４に嵌め込むようにして取り付けられている。旋回スクロール４２の第１の高圧側ラップ６３の先端にも、同先端と固定スクロール４１の底面６７との間の隙間（チップ隙間）からの圧縮空気の漏れ（チップ漏れ）を防止するためのシール材として、ＰＴＦＥなどからなる樹脂製で細長いチップシール８２が溝８４に嵌め込むようにして取り付けられている。また、図４及び図６に示すように、固定スクロール４１の第２の低圧側ラップ６５及び第２の高圧側ラップ６６の先端など、即ち低圧側溝部６８の周縁や高圧側溝部６９の周縁部にも、これらの周縁部と旋回スクロール４２の端面６１ａとの間の隙間（チップ隙間）からの圧縮空気の漏れ（チップ漏れ）を防止するためにシール材として、ＰＴＦＥなどからなる樹脂製で細長いチップシール８３がそれぞれ溝８４に嵌め込むようにして取り付けられている。また、第１の低圧側ラップ６２の側面及び第１の高圧側ラップ６３の側面からの圧縮空気の漏れ（メッシュ漏れ）は、これらの側面と低圧側溝部６８の側面及び高圧側溝部６９の側面との摺接によって防止される。
【００６２】
以上のように、本実施の形態例１の２条２段スクロール圧縮機は、同方向に並行して巻かれた渦巻状の２条の第１の低圧側ラップ６２と第１の高圧側ラップ６３とを有するとともに第１の高圧側ラップ６３の高さが第１の低圧側ラップ６２の高さよりも低い旋回スクロール４２と、同方向に並行して巻かれた渦巻状で且つ互いに独立な２条の低圧側溝部６８と高圧側溝部６９とを有するとともに高圧側溝部６９の底面６７の深さが低圧側溝部６８の底面６７の深さよりも浅い固定スクロール４１とを有し、低圧側溝部６８と低圧側溝部６８内に位置する第１の低圧側ラップ６２とを有してなる低圧段３５と、高圧側溝部６９と高圧側溝部６９内に位置する第１の高圧側ラップ６３とを有してなる高圧段３６とを有することにより、低圧段３５で圧縮した圧縮空気を低圧段３５から排出して高圧段３６に供給し、高圧段３６で更に圧縮する２条２段圧縮の構造とした圧縮部３１と、旋回スクロール４２を旋回させる電動モータ４３と、圧縮部３１の低圧段３５から排出されて圧縮部３１の高圧段３６へ供給される圧縮空気を冷却するインタークーラ３２と冷却ファン３３及び冷却ファン入側導入路６０とを備えたことを特徴とするため、次のような効果を得ることができる。
【００６３】
即ち、本実施の形態例１の２条２段スクロール圧縮機は１体の圧縮部３１に低圧段３５と高圧段３６とを備えた２条２段圧縮の構造であるため、従来（図１４）のようなモータ回転軸２２の両端部に低圧段の圧縮部２７と高圧段の圧縮部２８とを設けた２段圧縮構造のスクロール圧縮機に比べて、２体の圧縮部を要しないため、モータ回転軸（駆動軸）を短くすることができ、モータ回転軸の一端側と他端側に異なる力が作用するということもないため、補強の必要性もあまりないことから、簡易な構成で２段圧縮を実現することができ、コストの低減も図ることができる。しかも、圧縮部３１の低圧段３５から排出されて圧縮部３１の高圧段３６へ供給される圧縮空気をインタークーラ３２及び冷却ファン３３で冷却ファン入側導入路６０から導かれた冷却風によって冷却するため、高圧段３６においても圧縮空気の温度があまり高くならない。このため、本実施の形態例１の２条２段スクロール圧縮機は、オイルフリーとすることができて且つ大容量化（例えば１５００Ｌ／ｍｉｎ程度の大容量化）を図ることができる。
【００６４】
また、本実施の形態例１の２条２段スクロール圧縮機によれば、高圧段３６の外周側端部３６ａの周方向位置と低圧段３５の外周側端部３５ａの周方向位置とが一致していて、高圧段３６の外周側端部３６ａが低圧段３５の外周側端部３５ａの内側に位置していることを特徴としているため、高圧段３６の外側には常に低圧段３５が存在することになり、高圧段３６に圧縮空気のチップ漏れが生じたとしても、当該圧縮空気は低圧段３５に流入することになるため、圧縮空気の漏れによる圧縮性能の低下を防止することができる。つまり、高圧段３６では圧縮空気の圧力が高いため、図１０のような構成とした場合には圧縮空気が高圧段３６の外周側部分から圧縮部３１外へ漏れ易い。そこで、この圧縮部３１外への圧縮空気の漏を防止するために高圧段３６を短くして、高圧段３６の外周側端部３６ａが低圧段３５の外周側端部３５ａの内側に位置するようにしている。
【００６５】
また、本実施の形態例１の２条２段スクロール圧縮機によれば、低圧段３５の圧縮比は、全体の圧縮比の平方根としたため、効率的に圧縮することができる。
【００６６】
また、本実施の形態例１の２条２段スクロール圧縮機によれば、高圧側溝部６９の内周側端部の底面６７に設けた第１の圧縮空気排出孔７２の位置を、低圧側溝部６８の内周側端部の底面６７に設けられた第２の圧縮空気排出孔７３の位置よりも内側にして高圧段３６の圧縮空気を低圧段の圧縮空気よりも内側で排出させることにより、高圧段３６の圧縮比が全体の圧縮比の平方根となるようにしたため、高圧段３６の外周側端部３６ａの周方向位置を低圧段３５の外周側端部３５ａの周方向位置に一致させるために高圧段３６の長さ（巻数）を半巻分だけ短く（少なく）しても、高圧段３６の圧縮比を所定の圧縮比にすることができる。
【００６７】
また、本実施の形態例１の２条２段スクロール圧縮機によれば、第１の低圧側ラップ６２及び第１の高圧側ラップ６３の先端と、低圧側溝部６８及び高圧側溝部６８の周縁部にはチップシール８１，８２，８３を設けたため、圧縮空気のチップ漏れを、より確実に防止することができる。この場合、圧縮途中（低圧段と高圧段の間）で圧縮空気を冷却することにより、圧縮空気の温度上昇を抑制しているため、チップシール８１，８２，８３として入手容易な樹脂製のものを用いることができる。
【００６８】
また、本実施の形態例１の２条２段スクロール圧縮機によれば、流体冷却手段が、電動モータ４３の回転軸４３ａに取り付けられて同回転軸４３ａとともに回転する羽根３３ａを有してなる冷却ファン３３を有し、この冷却ファン３３から送風される冷却風によって圧縮空気を冷却する構成であるため、即ち、電動モータ４３を冷却ファン３３の駆動源としても利用するため、冷却ファンを別途設置する場合に比べて構成が簡易であり、装置の小型化やコスト低減などを図ることができる。
【００６９】
また、本実施の形態例１の２条２段スクロール圧縮機によれば、冷却ファン３３に導入される冷却風は冷却ファン入側導入路６０によって圧縮部３１を通るため、即ち、冷却ファン３３に導入される冷却風によりあらかじめ圧縮部３１全体を冷却することができるため、冷却風の導入路を単独に設ける場合に比べ、効率的に圧縮部３１を冷却することができ、装置の小型化やコスト低減などを図ることができる。
【００７０】
＜実施の形態例２＞
図１１は本発明の実施の形態例２に係るオイルフリーの４条２段スクロール圧縮機の圧縮部（固定スクロール）の断面図である。
【００７１】
図１１に示すように、本４条２段スクロール圧縮機の圧縮部１３１は第１のスクロールとしての旋回スクロール（図示省略）と第２のスクロールとしての固定スクロール１３２とを有してなるものであり、４条２段圧縮の構造となっている。なお、本４条２段スクロール圧縮機の全体的な構成は図２の２条２段スクロール圧縮機と同様であり、図２において２条２段圧縮構造の圧縮部３１に代えて４条２段圧縮構造の圧縮部１３１を備えた構成となる。
【００７２】
図４に示すように２条２段スクロール圧縮機の旋回スクロール４２には２条の第１の低圧側ラップ６２と第１の高圧側ラップ６３とが形成されているのに対して、図示は省略するが、本４条２段スクロール圧縮機の旋回スクロールには４条の第１の低圧側ラップと第２の低圧側ラップと第１の高圧側ラップと第２の高圧側ラップとが形成されている。また、図４に示すように２条２段スクロール圧縮機の固定スクロール４１には２条の第２の低圧側ラップ６５と第２の高圧側ラップ６６とが形成されることにより、２条の低圧側溝部６８と高圧側溝部６９とが形成されているのに対して、図１１に示すように本４条２段スクロール圧縮機の固定スクロール１３２には４条の第３の低圧側ラップ１３３と第４の低圧側ラップ１３５と第３の高圧側ラップ１３４と第４の高圧側ラップ１３６とが形成されることにより、４条の第１の低圧側溝部１３７と第２の低圧側溝部１３９と第１の高圧側溝部１３８と第２の高圧側溝部１４０とが形成されている。
【００７３】
詳述すると、図示は省略するが、圧縮部１３１の構成要素である旋回スクロールは、端板の端面（側面）に突設された４条の第１の低圧側ラップと第２の低圧側ラップと第１の高圧側ラップと第２の高圧側ラップとを有している。第１の低圧側ラップは径方向の外側に位置し、第１の高圧側ラップは径方向の内側に位置している。同様に第２の低圧側ラップは径方向の外側に位置し、第２の高圧側ラップは径方向の内側に位置している。そして、第１の低圧側ラップと第１の高圧側ラップと第２の低圧側ラップと第２の高圧側ラップは同方向に巻かれた渦巻状であり、互いに並行している。
【００７４】
また、第１の高圧側ラップ及び第２の高圧側ラップの高さは第１の低圧側ラップ及び第２の低圧側ラップの高さよりも低くなっている。これは第１の低圧段１４３及び第２の低圧段１４５の圧縮比を考慮して、第１の高圧段１４４及び第２の高圧段１４６では第１の低圧段１４３及び第２の低圧段１４５に比べて圧縮室の容積を小さくする必要があるためである。
【００７５】
一方、図１１に示すように、圧縮部１３１の構成要素である固定スクロール１３２は、凹部１４１の底面（端面）１４２に突設された４条の第３の低圧側ラップ１３３と第４の低圧側ラップ１３５と第３の高圧側ラップ１３４と第４の高圧側ラップ１３６とを有している。第３の低圧側ラップ１３３は径方向の外側に位置し、第３の高圧側ラップ１３４は径方向の内側に位置している。同様に、第４の低圧側ラップ１３５は径方向の外側に位置し、第４の高圧側ラップ１３６は径方向の内側に位置している。そして、第３の低圧側ラップ１３３と第３の高圧側ラップ１３４と第４の低圧側ラップ１３５と第４の高圧側ラップ１３６は同方向に巻かれた渦巻状であり、互いに並行している。また、第３の低圧側ラップ１３３と第３の高圧側ラップ１３４と第４の低圧側ラップ１３５と第４の高圧側ラップ１３６は内周側の端部同士が繋がれており、且つ、外周側の端部同士も繋がれている。
【００７６】
従って、このような第３の低圧側ラップ１３３と第３の高圧側ラップ１３４と第４の低圧側ラップ１３５と第４の高圧側ラップ１３６とが設けられることにより、固定スクロール４１には４条の第１の低圧側溝部１３７と第２の低圧側溝部１３９と第１の高圧側溝部１３８と第２の高圧側溝部１４０とが形成されている。第１の低圧側溝部１３７と第１の高圧側溝部１３８と第２の低圧側溝部１３９と第２の高圧側溝部１４０は同方向に巻かれた渦巻状であり、互いに並行しているとともに互いに独立となっている（相互に連通していない）。また、旋回スクロールでは第１の高圧側ラップ及び第２の高圧側ラップの高さが第１の低圧側ラップ及び第２の低圧側ラップの高さよりも低いことに対応して、固定スクロール１３２では第１の高圧側溝部１３８及び第２の高圧側溝部１４０の底面１４２の深さが第１の低圧側溝部１３７及び第２の低圧側溝部１３９の底面１４２の深さよりも浅くなっている。
【００７７】
そして、圧縮部１３１は、固定スクロール１３２の第１の低圧側溝部１３７とこの第１の低圧側溝部１３７内に位置する旋回スクロールの第１の低圧側ラップとを有してなる第１の低圧段１４３と、固定スクロール１３２の第１の高圧側溝部１３８とこの第１の高圧側溝部１３８内に位置する旋回スクロールの第１の高圧側ラップとを有してなる第１の高圧段１４４と、固定スクロール１３２の第２の低圧側溝部１３９とこの第２の低圧側溝部１３９内に位置する旋回スクロールの第２の低圧側ラップとを有してなる第２の低圧段１４５と、固定スクロール１３２の第２の高圧側溝部１４０とこの第２の高圧側溝部１４０内に位置する旋回スクロールの第２の高圧側ラップとを有してなる第２の高圧段１４６とが設けられており、第１の低圧段１４３で圧縮して昇圧した空気を第１の高圧段１４４に供給し、第１の高圧段１４４で更に圧縮して昇圧するとともに、第２の低圧段１４５で圧縮して昇圧した空気を第２の高圧段１４６に供給し、第２の高圧段１４６で更に圧縮して昇圧する４条２段圧縮の構造となっている。なお、必ずしもこれに限定するものではなく、第１の低圧段１４３で圧縮した空気を第２の高圧段１４６に供給し、第２の低圧段１４５で圧縮した空気を第１の高圧段１４４に供給するようにしてもよい。
【００７８】
第１の低圧段１４３では第１の低圧側溝部１３７内において第１の低圧側ラップの腹側と背側に圧縮室が形成され、第２の低圧段１４５では第２の低圧側溝部１３９内において第２の低圧側ラップの腹側と背側に圧縮室が形成され、第１の高圧段１４４では第１の高圧側溝部１３８内において第１の高圧側ラップの腹側と背側に圧縮室が形成され、第２の高圧段１４６では第２の高圧側溝部１４０内において第２の高圧側ラップの腹側と背側に圧縮室が形成され、これらの圧縮室が、電動モータによる旋回スクロールの旋回により徐々に縮小されることによって空気が圧縮される。
【００７９】
また、上記２条２段スクロール圧縮機の場合と同様に、第１の低圧段１４３から排出された圧縮空気は、流体冷却手段（インタークーラと冷却ファン）により冷却（例えば２０℃程度に冷却）された後に第１の高圧段１４４又は第２の高圧段１４６の何れか一方に供給され、第２の低圧段１４５から排出された圧縮空気は、流体冷却手段（インタークーラと冷却ファン）により冷却（例えば２０℃程度に冷却）された後に第１の高圧段１４４又は第２の高圧段１４６の何れか他方に供給される。
【００８０】
また、第１の高圧段１４４の外周側端部１４４ａの周方向位置と、第１の低圧段１４３の外周側端部１４３ａの周方向位置とが一致していて、第１の高圧段１４４の外周側端部１４４ａが第１の低圧段１４３の外周側端部１４３ａの内側（径方向の内側）に位置している。即ち、第１の高圧段１４４の第１の高圧側ラップ及び第１の高圧側溝部１３８（第３の高圧側ラップ１３４）の周方向位置と、第１の低圧段１４３の第１の低圧側ラップ及び第１の低圧側溝部１３７（第３の低圧側ラップ１３３）の周方向位置とが一致している。同様に、第２の高圧段１４６の外周側端部１４６ａの周方向位置と、第２の低圧段１４５の外周側端部１４５ａの周方向位置とが一致していて、第２の高圧段１４６の外周側端部１４６ａが第２の低圧段１４５の外周側端部１４５ａの内側（径方向の内側）に位置している。即ち、第２の高圧段１４６の第２の高圧側ラップ及び第２の高圧側溝部１４０（第４の高圧側ラップ１３６）の周方向位置と、第２の低圧段１４５の第２の低圧側ラップ及び第２の低圧側溝部１３９（第４の低圧側ラップ１３５）の周方向位置とが一致している。
【００８１】
つまり、第１の高圧段１４４の第１の高圧側ラップ及び第１の高圧側溝部１３８（第３の高圧側ラップ１３４）の長さ（巻数）が、第１の低圧段１４３の第１の低圧側ラップ及び第１の低圧側溝部１３７（第３の低圧側ラップ１３３）の長さ（巻数）よりも半巻分だけ短く（少なく）なっており、且つ、第２の高圧段１４６の第２の高圧側ラップ及び第２の高圧側溝部１４０（第４の高圧側ラップ１３６）の長さ（巻数）が、第２の低圧段１４５の第２の低圧側ラップ及び第２の低圧側溝部１３９（第４の低圧側ラップ１３５）の長さ（巻数）よりも半巻分だけ短く（少なく）なっている。
【００８２】
そして、第１の低圧段１４３及び第１の高圧段低圧段１４４の外周側端部１４３ａ，１４４ａと、第２の低圧段１４５及び第２の高圧段１４６の外周側端部１４５ａ，１４６ａとは、互いに点対称の位置関係となっている（それぞれ径方向の左右両側に位置している）。
【００８３】
また、スクロール圧縮機の圧縮比は巻数によって変わるため、第１の高圧段１４４及び第２の高圧段１４６における第１の高圧側溝部１３８及び第２の高圧側溝部１４０の内周側端部の底面１４２にそれぞれ設けられた第４の圧縮空気排出孔１５０及び第３の圧縮空気排出孔１４９の位置を、第１の低圧段１４３及び第２の低圧段１４５における第１の低圧側溝部１３７及び第２の低圧側溝部１３９の内周側端部の底面１４２にそれぞれ設けられた第１の圧縮空気排出孔１４７及び第２の圧縮空気排出孔１４８の位置よりも内側（内周側）にして第１の高圧段１４４及び第２の高圧段１４６の圧縮空気を第１の低圧段１４３及び第２の低圧段１４５の圧縮空気よりも内側（内周側）で排出させることにより、第１の高圧段１４４及び第２の高圧段１４６の圧縮比が圧縮部１３１全体の圧縮比の平方根となるようにしている。図示例では第１の高圧段１４４及び第２の高圧段１４６における圧縮比を約３とするため、第３及び第４の圧縮空気排出孔１４９，１５０につながるときの圧縮室の大きさ（圧縮室における底面１４２の面積）を、第１の高圧段１４４及び第２の高圧段１４６の最外周側に形成される圧縮室の大きさ（圧縮室における底面１４２の締切時の面積）の約１／２．２としている。
【００８４】
なお、図示は省略するが、第１の圧縮空気排出孔１４７及び第２の圧縮空気排出孔１４８は個別の圧縮空気排出配管によってインタークーラに接続されている。従って、第１の低圧段１４３及び第２の低圧段１４５で圧縮された空気は、それぞれ第１の圧縮空気排出孔１４７、第２の圧縮空気排出孔１４８及び圧縮空気排出配管を介してインタークーラへと排出（吐出）される。第３の圧縮空気排出孔１４９及び第４の圧縮空気排出孔１５０にも個別の圧縮空気排出配管が接続されている。従って、第１の高圧段１４４及び第２の高圧段１４６で圧縮された空気は、第３の圧縮空気排出孔１４９、第４の圧縮空気排出孔１５０及び圧縮空気排出配管を介して排出（吐出）される。
【００８５】
また、図示は省略するが、第１の低圧段１４３及び第２の低圧段１４５では固定スクロール１３２の第１の低圧側溝部１３７及び第２の低圧側溝部１３９の外周側端部に空気吸入孔がそれぞれ形成されており、これらの空気吸入孔に個別の空気供給配管がそれぞれ接続されている。従って、空気（大気）は空気供給配管及び空気吸入孔を介して第１の低圧側溝部１３７内（圧縮室内）及び第２の低圧側溝部１３９内（圧縮室内）に吸入される。第１の高圧段１４４及び第２の高圧段１４６では固定スクロール１３２の第１の高圧側溝部１３８及び第２の高圧側溝部１４０の外周側端部に圧縮空気吸入孔がそれぞれ形成されており、これらの圧縮空気吸入孔とインタークーラとが個別の圧縮空気供給配管によって接続されている。従って、インタークーラで冷却された圧縮空気は圧縮空気供給配管及び圧縮空気吸入孔を介して第１の高圧側溝部１３８内（圧縮室内）及び第２の高圧側溝部１４０内（圧縮室内）に吸入される。
【００８６】
また、図示は省略するが、上記２条２段スクロール圧縮機の場合と同様に本４条２段スクロール圧縮機においても、圧縮空気のチップ漏れを防止するためにシール材としてＰＴＦＥなどからなる樹脂製で細長いチップシールが、旋回スクロールの第１の低圧側ラップ、第２の低圧側ラップ、第１の高圧側ラップ及び第２の高圧側ラップの先端に溝に嵌め込むようにして取り付けられている。同様に、固定スクロール１３２の第３の低圧側ラップ１３３、第４の低圧側ラップ１３５、第３の高圧側ラップ１３４及び第４の高圧側ラップ１３６の先端など、即ち第１の低圧側溝部１３７、第２の低圧側溝部１３９、第１の高圧側溝部１３８及び第２の高圧側溝部１４０の周縁部にも、圧縮空気のチップ漏れを防止するためにシール材として、ＰＴＦＥなどからなる樹脂製で細長いチップシールが溝に嵌め込むようにして取り付けられている。また、メッシュ漏れは旋回スクロールの第１の低圧側ラップ、第２の低圧側ラップ、第１の高圧側ラップ及び第２の高圧側ラップの側面と、固定スクロール１３２の第１の低圧側溝部１３７、第２の低圧側溝部１３９、第１の高圧側溝部１３８及び第２の高圧側溝部１４０の側面との摺接によって防止される。
【００８７】
本実施の形態例２に係る４条２段スクロール圧縮機においても、上記実施の形態例１の２条２段スクロール圧縮機と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
具体的には、本実施の形態例２の４条２段スクロール圧縮機によれば、同方向に並行して巻かれた渦巻状の４条の第１の低圧側ラップと第２の低圧側ラップと第１の高圧側ラップと第２の高圧側ラップとを有するとともに第１の高圧側ラップ及び第２の高圧側ラップの高さが第１の低圧側ラップ及び第２の低圧側ラップの高さよりも低い旋回スクロールと、同方向に並行して巻かれた渦巻状で且つ互いに独立な４条の第１の低圧側溝部１３７と第２の低圧側溝部１３９と第１の高圧側溝部１３８と第２の高圧側溝部１４０とを有するとともに第１の高圧側溝部１３８及び第２の高圧側溝部１４０の底面１４２の深さが第１の低圧側溝部１３７及び第２の低圧側溝部１３９の底面１４２の深さよりも浅い固定スクロール１３２とを有し、第１の低圧側溝部１３７と第１の低圧側溝部１３７内に位置する第１の低圧側ラップとを有してなる第１の低圧段１４３と、第２の低圧側溝部１３９と第２の低圧側溝部１３９内に位置する第２の低圧側ラップとを有してなる第２の低圧段１４５と、第１の高圧側溝部１３８と第１の高圧側溝部１３８内に位置する第１の高圧側ラップとを有してなる第１の高圧段１４４と、第２の高圧側溝部１４０と第２の高圧側溝部１４０内に位置する第２の高圧側ラップとを有してなる第２の高圧段１４６とを有することにより、第１の低圧段１４３で圧縮した圧縮空気を第１の低圧段１４３から排出して第１の高圧段１４４又は第２の高圧段１４６の何れか一方に供給し、第１の高圧段１４４又は前記第２の高圧段１４６の何れか一方で更に圧縮するとともに、第２の低圧段１４５で圧縮した圧縮空気を第２の低圧段１４５から排出して第１の高圧段１４４又は第２の高圧段１４６の何れか他方に供給し、第１の高圧段１４４又は第２の高圧段１４６の何れか他方で更に圧縮する４条２段圧縮の構造とした圧縮部１３１と、旋回スクロールを旋回させる電動モータと、圧縮部１３１の第１の低圧段１４３から排出されて圧縮部１３１の第１の高圧段１４４又は第２の高圧段１４６の何れか一方へ供給される圧縮空気を冷却し、且つ、圧縮部１３１の第２の低圧段１４５から排出されて圧縮部１３１の第１の高圧段１４４又は第２の高圧段１４６の何れか他方へ供給される圧縮空気を冷却するインタークーラと冷却ファン及び冷却ファン入側導入路とを備えたことを特徴とするため、次のような効果を得ることができる。
【００８９】
即ち、本実施の形態例２の４条２段スクロール圧縮機は１体の圧縮部１３１に第１の低圧段１４３と第２の低圧段１４５と第１の高圧段１４４と第２の高圧段１４６とを備えた４条２段圧縮の構造であるため、従来（図１４）のようなモータ回転軸２２の両端部に低圧段の圧縮部２７と高圧段の圧縮部２８とを設けた２段圧縮構造のスクロール圧縮機に比べて、２体の圧縮部を要しないため、モータ回転軸（駆動軸）を短くすることができ、モータ回転軸の一端側と他端側に異なる力が作用するということもないため、補強の必要性もあまりないことから、簡易な構成で２段圧縮を実現することができ、コストの低減も図ることができる。しかも、圧縮部１３１の第１の低圧段１４３及び第２の低圧段１４５から排出されて圧縮部１３１の第１の高圧段１４４及び第２の高圧段１４６へ供給される圧縮空気をインタークーラ及び冷却ファンで冷却ファン入側導入路から導かれた冷却風によって冷却するため、第１の高圧段１４４及び第２の高圧段１４６においても圧縮空気の温度があまり高くならない。このため、本実施の形態例１の４条２段スクロール圧縮機は、オイルフリーとすることができて且つ大容量化（例えば１５００Ｌ／ｍｉｎ程度の大容量化）を図ることができる。
【００９０】
また、本実施の形態例２の４条２段スクロール圧縮機によれば、第１の高圧段１４４の外周側端部１１４ａの周囲方向位置と第１の低圧段１４３の外周側端部１４３ａの周方向位置とが一致していて、第１の高圧段１４４の外周側端部１４４ａが第１の低圧段１４３の外周側端部１４３ａの内側に位置しており、且つ、第２の高圧段１４５の外周側端部１４５ａの周囲方向位置と第２の低圧段１４５の外周側端部１４５ａの周方向位置とが第１の高圧段１４４及び第１の低圧段１４３の周方向位置と点対称の位置で一致していて、第２の高圧段１４６の外周側端部１４６ａが第２の低圧段１４５の外周側端部１４５ａの内側に位置していることを特徴としているため、第１の高圧段１４４の外側には常に第１の低圧段１４３が存在し、第２の高圧段１４６の外側には常に第２の低圧段１４５が存在することになり、第１の高圧段１４４や第２の高圧段１４６に圧縮空気のチップ漏れが生じたとしても、当該圧縮空気は第１の低圧段１４３や第２の低圧段１４５に流入することになるため、圧縮空気の漏れによる圧縮性能の低下を防止することができる。
【００９１】
しかも、この場合、第１の低圧段１４３及び第１の高圧段１４４の外周側端部１４３ａ，１４４ａと第２の低圧段１４５及び第２の高圧段１４６の外周側端部１４５ａ，１４６ａとが点対称の位置関係となっているため、圧縮空気によって旋回スクロールの旋回軸に作用する力に偏りがないため、更に補強の必要性が低減されて構成の簡易化を図ることができる。つまり、上記（図３参照）の２条２段スクロール圧縮機の圧縮部３１では圧縮空気によって圧縮部３１に作用する力に偏りが生じることから、これに対応できるだけの多少の補強が必要になる場合があると考えられるが、本４条２段スクロール圧縮機の圧縮部１３１では左右の圧縮空気の圧力が等しくなって圧縮部１３１に作用する力のバランスがよくなるため、このような補強の必要性もなくなる。
【００９２】
また、本実施の形態例２の４条２段スクロール圧縮機によれば、第１の低圧段１４３及び第２の低圧段１４５の圧縮比は、全体の圧縮比の平方根としたため、効率的に圧縮することができる。
【００９３】
また、本実施の形態例２の４条２段スクロール圧縮機によれば、第１の高圧側溝部１３８及び第２の高圧側溝部１４０の内周側端部の底面１４２に設けた第４の圧縮空気排出孔１５０及び第３の圧縮空気排出孔１４９の位置を、第１の低圧側溝部１３７及び第２の低圧側溝部１３９の内周側端部の底面１４２に設けた第１の圧縮空気排出孔１４７及び第２の圧縮空気排出孔１４８の位置よりも内側（内周側）にして第１の高圧段１４４及び第２の高圧段１４６の圧縮空気を第１の低圧段１４３及び第２の低圧段１４５の圧縮空気よりも内側（内周側）で排出させることにより、第１の高圧段１４４及び第２の高圧段１４６の圧縮比が全体の圧縮比の平方根となるようにしたため、第１の高圧段１４４の外周側端部１４４ａの周方向位置を第１の低圧段１４３の外周側端部１４３ａの周方向位置に一致させるために第１の高圧段１４４の長さ（巻数）を半巻分だけ短く（少なく）し、第２の高圧段１４６の外周側端部１４６ａの周方向位置を第２の低圧段１４５の外周側端部１４５ａの周方向位置に一致させるために第２の高圧段１４６の長さ（巻数）を半巻分だけ短く（少なく）しても、第１の高圧段１４４及び第２の高圧段１４６の圧縮比を所定の圧縮比にすることができる。
【００９４】
また、本実施の形態例２の４条２段スクロール圧縮機によれば、旋回スクロールの第１の低圧側ラップ、第２の低圧側ラップ、第１の高圧側ラップ及び第２の高圧側ラップの先端と、固定スクロール１３２の第１の低圧側溝部１３７、第２の低圧側溝部１３９、第１の高圧側溝部１３８及び第２の高圧側溝部１４０の周縁部にチップシールを設けたため、圧縮空気のチップ漏れを、より確実に防止することができる。この場合、圧縮途中（低圧段と高圧段の間）で圧縮空気を冷却することにより、圧縮空気の温度上昇を抑制しているため、チップシールとして入手容易な樹脂製のものを用いることができる。
【００９５】
また、本実施の形態例２の４条２段スクロール圧縮機によれば、流体冷却手段が、電動モータの回転軸に取り付けられて同回転軸とともに回転する羽根を有してなる冷却ファンを有し、この冷却ファンから送風される冷却風によって圧縮空気を冷却する構成であるため、即ち、電動モータを冷却ファンの駆動源としても利用するため、冷却ファンを別途設置する場合に比べて構成が簡易であり、装置の小型化やコスト低減などを図ることができる。
【００９６】
また、本実施の形態例２の４条２段スクロール圧縮機によれば、冷却ファンに導入される冷却風は冷却ファン入側導入路によって圧縮部１３１を通るため、即ち、冷却ファンに導入される冷却風によりあらかじめ圧縮部１３１全体を冷却することができるため、冷却風の導入路を単独に設ける場合に比べ、効率的に圧縮部１３１を冷却することができ、装置の小型化やコスト低減などを図ることができる。
【００９７】
なお、上記実施の形態例１，２では流体冷却手段が空冷の場合について説明したが、必ずしもこれに限定するものではなく、流体冷却手段としては、例えば水冷のものなどでもよい。また、旋回スクロールと固定スクロールは相対的に旋回すればよいため、旋回スクロールを固定スクロールとし、固定スクロールを旋回スクロールとして旋回駆動手段（電動モータ）で旋回するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明はスクロール圧縮機に関するものであり、スクロール圧縮機のオイルフリー化や大容量化を図る場合などに適用して有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施の形態例１に係るオイルフリーの２条２段スクロール圧縮機における圧縮空気の流れを示すフローブロック図である。
【図２】前記２条２段スクロール圧縮機の構成図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線矢視断面拡大図である。
【図４】前記２条２段スクロール圧縮機の圧縮部の構成要素である固定スクロールの構成を示す平面図である。
【図５】前記圧縮部の構成要素である旋回スクロールの構成を示す斜視図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ線矢視断面拡大図である。
【図７】前記圧縮部において前記旋回スクロールが旋回する様子を示す図である。
【図８】前記圧縮部において前記旋回スクロールが旋回する様子を示す図である。
【図９】前記圧縮部において前記旋回スクロールが旋回する様子を示す図である。
【図１０】前記圧縮部の他の構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態例２に係るオイルフリーの４条２段スクロール圧縮機の圧縮部（固定スクロール）の断面図である。
【図１２】従来のスクロール圧縮機の構成図である。
【図１３】図１２のＡ−Ａ線矢視断面拡大図である。
【図１４】従来の２段圧縮構造のスクロール圧縮機の構成図である。
【符号の説明】
【０１００】
３１  圧縮部
３２  インタークーラ
３３  冷却ファン
３３ａ  羽根
３４  吸入チリコシ
３５  低圧段
３５ａ  外周側端部
３６  高圧段
３６ａ  外周側端部
４１  固定スクロール
４２  旋回スクロール
４３  電動モータ
４３ａ  回転軸
４４  カップリング
４５  駆動軸
４６，４７  軸受
４８  ケース
４９  旋回軸
５０，５１，５２，５３  軸受
５４  空気供給配管
５５  圧縮空気排出配管
５６  圧縮空気供給配管
５７  ドレン弁
５８  冷却ファン出側導風路
５９  圧縮空気排出配管
６０  冷却ファン入側導入路
６１  端版
６１ａ  端面（側面）
６２  第１の低圧側ラップ
６３  第１の高圧側ラップ
６４  凹部
６５  第２の低圧側ラップ
６６  第２の高圧側ラップ
６７  底面（端面）
６８  低圧側溝部
６９  高圧側溝部
７０  空気吸入孔
７１  圧縮空気吸入孔
７２  第１の圧縮空気排出孔
７３  第２の圧縮空気排出孔
８１，８２，８３  チップシール
９１，９２  圧縮室
１０１，１０２，１０３  圧縮室
１１１，１１２，１１３  圧縮室
１２１，１２２，１２３  圧縮室
１３１  圧縮部
１３２  固定スクロール
１３３  第３の低圧側ラップ
１３４  第３の高圧側ラップ
１３５  第４の低圧側ラップ
１３６  第４の高圧側ラップ
１３７  第１の低圧側溝部
１３８  第１の高圧側溝部
１３９  第２の低圧側溝部
１４０  第２の高圧側溝部
１４１  凹部
１４２  底面（端面）
１４３  第１の低圧段
１４３ａ  外周側端部
１４４  第１の高圧段
１４４ａ  外周側端部
１４５  第２の低圧段
１４５ａ  外周側端部
１４６  第２の高圧段
１４６ａ  外周側端部
１４７  第１の圧縮空気排出孔
１４８  第２の圧縮空気排出孔
１４９  第３の圧縮空気排出孔
１５０  第４の圧縮空気排出孔
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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