(57)【要約】【課題】圧縮機構部とモータ部との芯合わせを簡単にかつ正確に行うことで、低振動性や低騒音性に優れた空気供給装置を提供する。【解決手段】旋回スクロール２１を収めるメカケーシング３１の軸受７２支持箇所に形成された凸部３１Ｃと嵌合する円盤状の位置決めプレート３７を、モータフレーム１１に取り付けた。これにより、モータフレーム１１やステータ１２などが設けられたモータ部１０と、旋回スクロール２１や自転拘束部材２３、メカケーシング３１などが設けられた圧縮機構部２０との芯合わせを簡単にかつ正確に行うことができ、低振動・低騒音を実現することができる。【選択図】  図１
2004162622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータフレームに固定されたステータと、モータシャフトに固定されて前記ステータ内で回転するロータと、前記モータシャフトと一体で構成されたメカシャフトと、前記メカシャフトによって動作する旋回スクロールと、前記旋回スクロールを旋回動作させる自転拘束部材と、前記旋回スクロールを収めるメカケーシングと、前記旋回スクロールとの間で圧縮空間を形成する固定スクロールとを備え、
前記モータシャフトの両端が第１の軸受と第２の軸受とで回転自在に保持され、前記メカシャフトが前記旋回スクロールと前記固定スクロールとを貫通し、前記旋回スクロールの両端で前記第２の軸受と第３の軸受とで回転自在に保持された空気供給装置であって、
前記メカケーシングの第２の軸受を支持する箇所に形成された凸部と嵌合する円盤状の位置決めプレートを、前記モータフレームに取り付けた空気供給装置。
【請求項２】
第１のバランスウエイトを前記ロータと前記第２の軸受との間に設け、第２のバランスウエイトを前記固定スクロールと前記第３の軸受との間に設けた請求項１記載の空気供給装置。
【請求項３】
前記第２のバランスウエイトの中央部に貫通穴を設けてなる請求項２記載の空気供給装置。
【請求項４】
前記第２のバランスウエイトの左右外郭線が、メカシャフト取付円弧部と最外周円弧部とを結ぶ接線より内側に位置するように前記第２のバランスウエイトを形成した請求項２記載の空気供給装置。
【請求項５】
モータフレームに固定されたステータと、モータシャフトに固定されて前記ステータ内で回転するロータと、前記モータシャフトと一体で構成されたメカシャフトと、前記メカシャフトによって動作する旋回スクロールと、前記旋回スクロールを旋回動作させる自転拘束部材と、前記旋回スクロールを収めるメカケーシングと、前記旋回スクロールとの間で圧縮空間を形成する固定スクロールとを備え、
前記モータシャフトの両端がモータ軸受プレートで保持された第１の軸受とメカケーシングで保持された第２の軸受とで回転自在に保持され、前記メカシャフトが前記旋回スクロールと前記固定スクロールとを貫通し、前記旋回スクロールの両端で前記第２の軸受と第３の軸受とで回転自在に保持され、
前記メカケーシングの第２の軸受を支持する箇所に形成された凸部と嵌合する円盤状の位置決めプレートを、前記モータフレームに取り付けた空気供給装置において、
前記モータシャフトを取り付ける前に、前記位置決めプレートを前記モータフレームに固定する空気供給装置の組み立て位置決め方法であって、
一端部は前記モータシャフトの第１の軸受で受けられる部分と同じ寸法であり、中間部は前記ロータの外径と同じ寸法であり、他端部は前記メカケーシングの凸部外径と同じ寸法である治具を、仮止め状態にある前記第１の軸受と前記位置決めプレートとに挿入し、前記第１の軸受を保持したモータ軸受プレートと前記モータフレームと前記位置決めプレートとの芯を合わせた状態で、前記モータ軸受プレートと前記位置決めプレートを前記モータフレームに締結する空気供給装置の組み立て位置決め方法。
【請求項６】
モータフレームに固定されるステータと、モータシャフトに固定されて前記ステータ内で回転するロータと、前記モータシャフトと一体で構成されたメカシャフトと、前記メカシャフトによって動作する旋回スクロールと、前記旋回スクロールを旋回動作させる自転拘束部材と、前記旋回スクロールを収めるメカケーシングと、前記旋回スクロールとの間で圧縮空間を形成する固定スクロールとを備え、
前記モータシャフトの両端が第１の軸受と第２の軸受で回転自在に保持され、前記メカシャフトが前記旋回スクロールと前記固定スクロールとを貫通し、前記旋回スクロールの両端で前記第２の軸受と第３の軸受で回転自在に保持される空気供給装置であって、
前記固定スクロールの鏡板と前記旋回スクロールの鏡板とに各々立設するラップの中心側端部の開始位置を、中心部から離れた場所から形成させて、インボリュート形状より決定する圧縮比を１．０より大きく１．２以下としてなる空気供給装置。
【請求項７】
前記メカシャフトの径を３０ｍｍ以上３５ｍｍ以下としてなる請求項６記載の空気供給装置。
【請求項８】
前記旋回スクロールラップの中心側端部にリブを設け、前記リブを、前記旋回スクロールに立設する前記ラップを更に延長させて構成するとともに、前記ラップよりも低い高さで設けてなる請求項６記載の空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばエンジンのスーパーチャージャーや燃料電池のエアコンプレッサとして利用される空気供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日までガス圧縮機として幾つかのタイプが実現しており、ガス圧縮機の一つであるスクロール圧縮機は、その機構から低振動性や低騒音性に優れているが、これを実現するには圧縮機構部とモータ部の芯とを正確に合わせる必要がある。具体的に言うと、モータシャフトに取り付けられたロータと、モータフレームに取り付けられたステータとの芯合わせであり、これらの芯を正確に合わせる必要がある。従来の芯合わせ方法としては、ギャップゲージをロータとステータとの間に挟み込んで組み立てる方法がある。また吸入容積を増やして運転回転数を抑えることも、低振動性・低騒音性を実現するために必要なことである。吸入容積を増やす簡単な方法としては、スクロールラップの高さ寸法を大きくする方法、あるいは径方向寸法を拡大してラップを延長する方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、スクロール圧縮機特有の低振動性や低騒音性を十分に発揮させるためには、ロータとステータとの芯合わせと、運転回転数の低減とが重要となる。
【０００４】
芯合わせ方法としては、ギャップゲージを挟み込んで組み立てる方法が一般的だが、作業性が悪い。また固定ボルトの締め付け時にモータシャフトの傾きが発生して、ロータとステータとの間が不均一な隙間となる可能性もある。
【０００５】
また、吸入容積を増やして運転回転数を抑える方法としては、スクロールラップの高さ寸法を大きくしたり、スクロールラップを径方向に拡大したりすることが挙げられるが、この場合、回転によって生じる遠心力が大きくなり、シャフトを含めた他の部材の大型化を招いてしまう。
【０００６】
そこで本発明は、圧縮機構部とモータ部との芯合わせを簡単にかつ正確に行うことで、低振動性や低騒音性に優れた空気供給装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、大型化させずに吸入容積を増やし、運転回転数を抑えることで、低振動性や低騒音性に優れた空気供給装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、モータフレームに固定されたステータと、モータシャフトに固定されて前記ステータ内で回転するロータと、前記モータシャフトと一体で構成されたメカシャフトと、前記メカシャフトによって動作する旋回スクロールと、前記旋回スクロールを旋回動作させる自転拘束部材と、前記旋回スクロールを収めるメカケーシングと、前記旋回スクロールとの間で圧縮空間を形成する固定スクロールとを備え、前記モータシャフトの両端が第１の軸受と第２の軸受とで回転自在に保持され、前記メカシャフトが前記旋回スクロールと前記固定スクロールとを貫通し、前記旋回スクロールの両端で前記第２の軸受と第３の軸受とで回転自在に保持された空気供給装置であって、前記メカケーシングの第２の軸受を支持する箇所に形成された凸部と嵌合する円盤状の位置決めプレートを、前記モータフレームに取り付けたものである。
【０００９】
請求項６記載の発明は、モータフレームに固定されるステータと、モータシャフトに固定されて前記ステータ内で回転するロータと、前記モータシャフトと一体で構成されたメカシャフトと、前記メカシャフトによって動作する旋回スクロールと、前記旋回スクロールを旋回動作させる自転拘束部材と、前記旋回スクロールを収めるメカケーシングと、前記旋回スクロールとの間で圧縮空間を形成する固定スクロールとを備え、前記モータシャフトの両端が第１の軸受と第２の軸受で回転自在に保持され、前記メカシャフトが前記旋回スクロールと前記固定スクロールとを貫通し、前記旋回スクロールの両端で前記第２の軸受と第３の軸受で回転自在に保持される空気供給装置であって、前記固定スクロールの鏡板と前記旋回スクロールの鏡板とに各々立設するラップの中心側端部の開始位置を、中心部から離れた場所から形成させて、インボリュート形状より決定する圧縮比を１．０より大きく１．２以下としてなるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、メカケーシングの第２の軸受を支持する箇所に形成された凸部と嵌合する円盤状の位置決めプレートを、モータフレームに取り付けたものである。そしてこの構成によれば、モータフレームやステータが設けられたモータ部と、旋回スクロールや自転拘束部材、メカケーシングが設けられた圧縮機構部との芯合わせを簡単にかつ正確に行うことができる。その結果、低振動・低騒音を実現することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、第１のバランスウエイトをロータと第２の軸受との間に設け、第２のバランスウエイトを固定スクロールと第３の軸受との間に設けたものである。そしてこの構成によれば、ロータとメカケーシングとの間に生じる空間を利用して第１のバランスウエイトを取り付けられるので、軸方向の寸法を小さくすることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、第２のバランスウエイトの中央部に貫通穴を設けたものである。そしてこの構成によれば、圧縮された空気が固定スクロールの吐出ポートを経て、吐出ケーシングへと流れる通路を前記貫通穴をも含めて確保でき、通路抵抗を抑えることができて、消費電力の低減を図ることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、第２のバランスウエイトの左右外郭線が、メカシャフト取付円弧部と最外周円弧部とを結ぶ接線より内側に位置するように第２のバランスウエイトを形成したものである。そしてこの構成によれば、圧縮空気の吐出通路を確保しつつ、バランスウエイトの重心をメカシャフトから遠ざけることができ、バランスウエイトの小型化を図ることができる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、モータフレームに固定されたステータと、モータシャフトに固定されて前記ステータ内で回転するロータと、前記モータシャフトと一体で構成されたメカシャフトと、前記メカシャフトによって動作する旋回スクロールと、前記旋回スクロールを旋回動作させる自転拘束部材と、前記旋回スクロールを収めるメカケーシングと、前記旋回スクロールとの間で圧縮空間を形成する固定スクロールとを備え、前記モータシャフトの両端がモータ軸受けプレートで保持された第１の軸受とメカケーシングで保持された第２の軸受とで回転自在に保持され、前記メカシャフトが前記旋回スクロールと前記固定スクロールとを貫通し、前記旋回スクロールの両端で前記第２の軸受と第３の軸受とで回転自在に保持され、前記メカケーシングの第２の軸受を支持する箇所に形成された凸部と嵌合する円盤状の位置決めプレートを、前記モータフレームに取り付けた空気供給装置において、モータシャフトを取り付ける前に、位置決めプレートをモータフレームに固定する空気供給装置の組み立て位置決め方法であって、一端部はモータシャフトの第１の軸受で受けられる部分と同じ寸法であり、中間部はロータの外径と同じ寸法であり、他端部は前記メカケーシングの凸部外径と同じ寸法である治具を、仮止め状態にある第２の軸受と位置決めプレートとに挿入し、第２の軸受を保持したモータフレームとモータ軸受プレートと位置決めプレートとの芯を合わせた状態で、位置決めプレートをモータフレームに締結することを特徴とする。そしてこの構成によれば、位置決めプレートをモータフレームに対して良好な位置で固定することができる。
【００１５】
そしてこの方法によれば、モータシャフトに取り付けられたロータと、モータフレームに取り付けられたステータとの芯合わせを簡単にかつ正確に行うことができる。その結果、低振動・低騒音を実現することができる。
【００１６】
請求項６記載の発明は、前記固定スクロールの鏡板と前記旋回スクロールの鏡板とに各々立設するラップの中心側端部の開始位置を、中心部から離れた場所から形成させて、インボリュート形状より決定する圧縮比を１．０より大きく１．２以下としたものである。そしてこの構成よれば、大きな圧縮比を必要としない場合に、圧縮比を比較的小さめに抑えた状態で旋回半径を大きくすることが可能となり、スクロールのハネ高さを一定に維持したままで吸入容積を増大させることができる。その結果、低振動・低騒音を実現することができる。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、メカシャフトの径を３０ｍｍ以上３５ｍｍ以下としたものである。そしてこの構成によれば、メカシャフトの径を比較的大きくできて、旋回スクロールやバランスウエイトの遠心力によるメカシャフトのたわみ量を低減でき、ラップ同士の接触を防止できる。結果としてさらにラップの径方向隙間を低減できて、高効率を図ることができる。
【００１８】
請求項８記載の発明は、請求項６記載の発明において、旋回スクロールラップの中心側端部にリブを設け、リブを、旋回スクロールに立設するラップを更に延長させて構成するとともに、ラップよりも低い高さで設けたものである。そしてこの構成によれば、旋回スクロールのラップ中心部の強度を確保することができ、圧力や熱による変形を低減することができる。
【００１９】
（実施の形態）
以下、本発明に係る空気供給装置の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態による空気供給装置の全体構成を示す側面断面図、図２は本実施の形態による空気供給装置のモータ部及び治具を示す側面断面図、図３は本実施の形態による空気供給装置の第２のバランスウエイトを示す正面図、図４は本実施の形態による空気供給装置の第２のバランスウエイトを示す正面図、図５は本実施の形態による空気供給装置の旋回スクロールラップと固定スクロールラップを示す正面図、図６（ａ）および（ｂ）は本実施の形態による空気供給装置の旋回スクロールラップを示す正面図および要部側面図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態による空気供給装置は、モータ部１０と圧縮機構部２０と吐出ケーシング部５０とから構成されている。
モータ部１０は、円筒状のモータフレーム１１と、このモータフレーム１１内面に固定されたステータ１２と、モータシャフト４１に固定されてステータ１２内で回転するロータ１３と、モータフレーム１１の一端側端面を封止するモータ軸受プレート１４とから構成される。モータ軸受プレート１４は、プレートの中心部において第１の軸受７１を備え、この第１の軸受７１によってモータシャフト４１の一端側端部を回転自在に保持している。なお、６１は、モータフレーム１１の外周部に巻きつけられた冷却用の配管である。
【００２１】
圧縮機構部２０は、モータシャフト４１と一体的に偏心して形成されたメカシャフト４２によって動作する旋回スクロール２１と、旋回スクロール２１との間で圧縮空間２６を形成する固定スクロール２２と、旋回スクロール２１を旋回動作させる自転拘束部材２３とから構成される。旋回スクロール２１には、所定の高さで立設された旋回スクロールラップ２１Ａが、固定スクロール２２には、所定の高さで立設された固定スクロールラップ２２Ａが設けられている。そして旋回スクロールラップ２１Ａと固定スクロールラップ２２Ａとは、互いに噛み合うように配置されている。なお、旋回スクロールラップ２１Ａの側面と固定スクロールラップ２２Ａの側面とは、互いに接触しないように隙間を設けている。また旋回スクロールラップ２１Ａと固定スクロールラップ２２Ａとの先端の端面には、それぞれチップシール２１Ｂ、２２Ｂが設けられている。従って旋回スクロールラップ２１Ａの先端部と固定スクロール２２とは、チップシール２１Ｂを介して接触し、固定スクロールラップ２２Ａの先端部と旋回スクロール２１とは、チップシール２２Ｂを介して接触する。
【００２２】
旋回スクロール２１を収めるメカケーシング３１は、モータフレーム１１の他端側端面と圧縮機構部２０の一端側端面とを封止する円盤状の仕切盤３１Ａと、圧縮機構部２０の外周部を覆う円筒部材３１Ｂとによって構成される。仕切盤３１Ａの中心部には貫通穴３３を有し、この貫通穴３３には第２の軸受７２が設けられている。モータシャフト４１の他端側端部は、この第２の軸受７２によって回転自在に保持されている。円筒部材３１Ｂは、圧縮機構部２０に空気を導入する吸入口２４を備えている。
【００２３】
吐出ケーシング部５０に設けられた吐出ケーシング５１は、円盤状のプレート５１Ａと、プレート５１Ａの外周端に連続する円筒部材５１Ｂとによって構成される。プレート５１Ａの中心部には第３の軸受７３が設けられ、円筒部材５１Ｂと固定スクロール２２との間にはプレート３５が介装され、さらに、円盤状のプレート５１Ａの外側における吐出口２５を除く箇所にはプレート３６が取り付けられている。またメカシャフト４２の他端側端部には、アダプタ４８が取り付けられている。そして、このアダプタ４８の中心とモータシャフトの回転中心とを合わせた状態で、アダプタ４８が第３の軸受７３によって回転自在に保持されている。またプレート５１Ａは、圧縮機構部２０で圧縮された空気を導出する吐出口２５を備えている。
【００２４】
圧縮機構部２０内に配設された自転拘束部材２３は、メカシャフト４２を中心とする旋回スクロール２１の回転を拘束し、旋回スクロール２１を、モータシャフト４１を中心とする旋回動作のみにする。具体的には、自転拘束部材２３は、メカケーシング３１と旋回スクロール２１との間に配置されるクランクピンによって構成される。この自転拘束部材２３は、それぞれの軸端にベアリングなどの軸受を備えている。この軸受はグリスが封入されたボールベアリングが好ましい。自転拘束部材２３は、仕切盤３１Ａと旋回スクロール２１との間に３つ設けられ、それぞれの自転拘束部材２３は、メカシャフト４２から等しい距離で、それぞれ等間隔に設けている。なお、自転拘束部材２３は、３つ以上設けることが好ましい。
【００２５】
シャフト４０は、モータシャフト４１とメカシャフト４２とが一体型に形成されて構成されている。なおシャフト４０は、一端側を第１の軸受７１、中間位置を第２の軸受７２、他端側をアダプタ４８を介して第３の軸受７３によって回転自在に保持されている。そして第１の軸受７１と第２の軸受７２とによってモータシャフト４１が保持され、第２の軸受７２と第３の軸受７３とによってメカシャフト４２が保持されているため、モータシャフト４１もメカシャフト４２も両端支持の構成となっている。メカシャフト４２は、クランク部においてモータシャフト４１に対して偏心して構成されている。
【００２６】
メカシャフト４２には、ベアリングなどの軸受７４、７５が設けられている。旋回スクロール２１は、この２つの軸受７４、７５によって回転自在に保持されている。このとき軸受７４は旋回スクロールラップ２１Ａの付け根側に、軸受７５は旋回スクロールラップ２１Ａの先端側に配置されている。
【００２７】
またメカシャフト４２には、予圧ばね４４が設けられている。この予圧ばね４４は、第２のバランスウエイト４７と軸受７５との間に、圧縮負荷が加えられた状態で配設される。従って予圧ばね４４は、軸受７５の内輪側部材をモータ部１０側に押圧し、軸受７５の内輪側部材がモータ部１０側に押圧されることで、その押圧力は、ボールを介して軸受７５の外輪側部材に伝わり、その結果旋回スクロール２１をモータ部１０側に押圧する。この旋回スクロール２１に加わる押圧力は、自転拘束部材２３が受けることになり、低速運転時での旋回スクロール２１の転覆を押さえ、振動を押さえることができる。
【００２８】
またメカシャフト４２には、シャフトシール４５が設けられている。このシャフトシール４５は、軸受７４と軸受７５との間の位置で、軸受７５の軸受７４側の位置に隣接して設けられている。このシャフトシール４５によって、圧縮空気が軸受７４側に漏れないように構成されている。
【００２９】
そして、上記構成に加えて、本実施の形態による空気供給装置では、圧縮機構部２０とモータ部１０との芯合わせを簡単にかつ正確に行うための構成が設けられている。
【００３０】
すなわち、図１および図２に示すように、モータフレーム１１には位置決めプレート３７が前もって取り付けられており、この位置決めプレート３７の内径部分と、仕切盤３１Ａに形成された凸部３１Ｃの外径部分とを嵌合させることによりモータ部１０と圧縮機構部２０との芯ならびにロータ１３とステータ１２との芯が一致するように構成されている。
【００３１】
ここで、位置決めプレート３７をモータフレーム１１に固定する際には、治具８０を使用する。治具８０の形状は、一端部８０Ａはモータシャフト４１の第１の軸受７１で受けられる部分と同じ寸法で仕上がっていて、中間部８０Ｂはロータ１３の外径と同じ寸法で仕上がっていて、他端部８０Ｃは仕切盤３１Ａの凸部３１Ｃ外径と同じ寸法で仕上がっている。この治具８０を、ステータ１２が固定されているモータフレーム１１と、仮止め状態にあるモータ軸受プレート１４及び位置決めプレート３７とに挿入し、これらのモータフレーム１１とモータ軸受プレート１４と位置決めプレート３７との芯を合わせた状態で締結する。これにより、モータシャフト４１に取り付けられたロータ１３と、モータフレーム１１に取り付けられたステータ１２との芯合わせを簡単にかつ正確に行うことができる。
【００３２】
また、上記のように位置決めプレート３７を介してモータフレーム１１とメカケーシング３１とを取り付けることで、モータ部１０と圧縮機構部２０との芯は自動的に一致し、これらにより、低振動・低騒音を実現することができる。
【００３３】
また、一般的に、スクロール圧縮機では、旋回スクロール２１が偏心してメカシャフト４２に取り付けられているため、運転時に偏心質量による遠心力が発生し、そのままの状態では回転バランスが崩れ、振動が起こる。このようなことがないように、この実施の形態では、回転バランスを取るために、第１のバランスウエイト４６と第２のバランスウエイト４７とを設けており、第１のバランスウエイト４６をモータシャフト４１に取り付け、第２のバランスウエイト４７をメカシャフト４２に取り付けている。特にモータシャフト４１に取り付けた第１のバランスウエイト４６に関しては、その大きさを、ステータ１２の内径とロータ１３と仕切盤３１Ａや位置決めプレート３７とで囲まれた空間に収まるように構成されている。
【００３４】
この構成により、ロータ１３とメカケーシング３１の仕切盤３１Ａや位置決めプレート３７との間に生じる空間を利用して第１のバランスウエイト４６を取り付けたので、第１のバランスウエイト４６をステータ１２と仕切盤３１Ａや位置決めプレート３７との間に設けた場合と比較して、軸方向の寸法を小さくすることができる。
【００３５】
次に、他の実施の形態を、図１および図３を用いて説明する。圧縮された空気は固定スクロール２２に設けられた吐出ポート２２Ｃから吐出ケーシング部５０へと導かれるが、第２のバランスウエイト４７がメカシャフト４２とともに回転しているため、吐出抵抗となって、この部分で圧力損失が発生する。そこで、この実施の形態では、第２のバランスウエイト４７の中央部に貫通穴４７Ａを設けており、貫通穴４７Ａを設けていないものと比べて、吐出経路を拡大している。
【００３６】
この構成によれば、圧縮された空気が固定スクロール２２の吐出ポート２２Ｃを経て、吐出ケーシング５１へと流れる通路を確保でき、通路抵抗を抑えることで、消費電力の低減を図ることができる。
【００３７】
また、図４はその他の実施の形態を示すもので、この実施の形態では、第２のバランスウエイト４７の左右外郭線４７Ｂを、直線形状外郭線４７Ｃよりも内部に位置させて形成している。これにより、第２のバランスウエイト４７の左右外郭線を直線形状外郭線４７Ｃに沿わせて形成したものと比べて、吐出経路が拡大されると同時に、第２のバランスウエイト４７の重心が直線形状で成形した場合よりも回転中心から離れ、その結果、第２のバランスウエイト４７の小型化が可能となるので、軸方向の縮小にもつながる。
【００３８】
次に、運転回転数の低減や低振動・低騒音の低減を図るための他の構成に係る実施の形態を、図５を用いて説明する。
旋回スクロールラップ２１Ａと固定スクロールラップ２２Ａとのインボリュート形状から決定する圧縮比は、閉じ込めた容積と吐出する容積との比から計算できる。閉じ込めた容積と吐出する容積とが同じであれば、容積比は１．０で圧縮比も１．０となる。図５に示すように、この実施の形態においては、固定スクロール２２Ａの鏡板と旋回スクロール２１の鏡板とに各々立設するラップ（旋回スクロールラップ２１Ａと固定スクロールラップ２２Ａ）の中心側端部の開始位置を中心部から離れた場所から形成させて（いわゆる中心側端部の開始位置を遅らせて）、インボリュート形状より決定する圧縮比を１．０より大きく１．２以下としている。これにより、大きな圧縮比を必要としない場合に、圧縮比を比較的小さめに抑えて旋回半径を大きくすることが可能となり、スクロールのハネ高さを一定に維持したままで吸入容積、すなわち閉じ込める容積を増大させることができる。その結果、運転回転数を低減させることが可能となり、さらには低振動・低騒音を図ることができる。
【００３９】
さらに、図１を用いて、低振動・低騒音を一層図る構成について説明する。吐出流量を多くするために、回転数を上げる方法があるが、その場合、メカシャフト４２が旋回スクロール２１の遠心力でたわんでしまい、ラップ（旋回スクロールラップ２１Ａと固定スクロールラップ２２Ａ）同士で接触を起こす恐れがある。上記に示すように旋回半径を拡大し、ラップの巻きはじめ位置を遅らせることで、吸入容積を拡大したが、この実施の形態においては、さらに旋回スクロール２１を貫通するメカシャフト４２のシャフト径を拡大している。シャフト径が大きければたわみ量は低減されるが、ある程度以上の直径に形成するとインボリュート形状の構成が不可能となるため、メカシャフト４２の径は３０ｍｍ以上３５ｍｍ以下が望ましい。
【００４０】
この構成によれば、旋回スクロール２１や第２バランスウエイト４７の遠心力によるメカシャフト４２のたわみ量を低減できるだけでなく、ラップ（旋回スクロールラップ２１Ａと固定スクロールラップ２２Ａ）同士の接触を防止でき、その結果、さらにラップの径方向隙間を低減できて、高効率を図ることができる。
【００４１】
また、他の実施の形態について、図６を用いて説明する。旋回スクロール２１の遠心力を低減させるために、旋回スクロール２１の中心に位置するボス部２１Ｃの外径を小さくした場合には、ボス部２１Ｃと旋回スクロールラップ２１Ａとは離れた状態となってしまう。この場合、圧力や熱により旋回スクロールラップ２１Ａの中心寄り箇所が破損してしまう恐れがある。そこでこの実施の形態では、防止策として旋回スクロールラップ２１Ａの中心側端部にリブ２１Ｄを設け、強度を確保している。リブ２１Ｄは旋回スクロールラップ２１Ａを更に延長して構成し、旋回スクロールラップ２１Ａよりも低い高さで設けている。
【００４２】
この構成によれば、旋回スクロール２１のラップ中心部の強度を確保することができて、圧力や熱による変形を低減することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、メカケーシングの凸部と嵌合する円盤状の位置決めプレートをモータフレームに取り付けたことにより、モータフレームやステータが設けられたモータ部と、旋回スクロールや自転拘束部材、メカケーシングが設けられた圧縮機構部との芯合わせを簡単にかつ正確に行うことができ、低振動・低騒音を実現することができる。
【００４４】
また、第１のバランスウエイトをロータと第２の軸受との間に設け、第２のバランスウエイトを固定スクロールと第３の軸受との間に設けたことにより、ロータとメカケーシング間に生じる空間を利用してバランスウエイトを取り付けられるので、軸方向の寸法を小さくすることができ、空気供給装置の小型化を図ることができる。
【００４５】
さらに、第２のバランスウエイトの中央部に貫通穴を設けたことにより、通路抵抗を抑えることができて、消費電力の低減を図ることができる。
また、第２のバランスウエイトの左右外郭線が、メカシャフト取付円弧部と最外周円弧部とを結ぶ接線より内側に位置するように形成することで、圧縮空気の吐出通路を確保しつつ、バランスウエイトの重心をメカシャフトから遠ざけることができ、バランスウエイトの小型化、ひいては空気供給装置の小型化を図ることができる。
【００４６】
また、一端部はモータシャフトの第１の軸受で受けられる部分と同じ寸法であり、中間部はロータの外径と同じ寸法であり、他端部は前記メカケーシングの凸部外径と同じ寸法である治具を、仮止め状態にある第２の軸受と位置決めプレートとに挿入し、第２の軸受を保持したモータフレームとモータ軸受プレートと位置決めプレートとの芯を合わせた状態で、位置決めプレートをモータフレームに締結することにより、ロータとステータとの芯合わせを簡単にかつ正確に行うことができて、低振動・低騒音を実現することができる。
【００４７】
また、固定スクロールの鏡板と旋回スクロールの鏡板とに各々立設するラップの中心側端部の開始位置を、中心部から離れた場所から形成させて、インボリュート形状より決定する圧縮比を１．０より大きく１．２以下としたことにより、旋回半径を大きくすることが可能となり、スクロールのハネ高さを一定に維持したままで吸入容積を増大させることができ、その結果、低振動・低騒音を実現することができる。
【００４８】
また、メカシャフトの径を３０ｍｍ以上３５ｍｍ以下としたことにより、旋回スクロールやバランスウエイトの遠心力によるメカシャフトのたわみ量を低減できて、ラップ同士の接触を防止できる。その結果としてさらにラップの径方向隙間を低減でき、高効率を図ることができる。
【００４９】
また、旋回スクロールラップの中心側端部にリブを設け、リブを、旋回スクロールに立設するラップを更に延長させて構成するとともに、ラップよりも低い高さで設けたことにより、旋回スクロールのラップ中心部の強度を確保することができて、圧力や熱による変形を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による空気供給装置の全体構成を示す側面断面図
【図２】本実施の形態による空気供給装置のモータ部及び治具を示す側面断面図
【図３】本実施の形態による空気供給装置の第２のバランスウエイトを示す正面図
【図４】本実施の形態による空気供給装置の第２のバランスウエイトを示す正面図
【図５】本実施の形態による空気供給装置の旋回スクロールラップと固定スクロールラップを示す正面図
【図６】（ａ）および（ｂ）は本実施の形態による空気供給装置の旋回スクロールラップを示す正面図および要部側面図
【符号の説明】
１０        モータ部
１１        モータフレーム
１２        ステータ
１３        ロータ
１４        モータ軸受プレート
２０        圧縮機構部
２１        旋回スクロール
２１Ａ      旋回スクロールラップ
２１Ｄ      リブ
２２        固定スクロール
２２Ａ      固定スクロールラップ
２３        自転拘束部材（クランクピン）
３１        メカケーシング
３１Ｃ      凸部
３７        位置決めプレート
４０        シャフト
４１        モータシャフト
４２        メカシャフト
４６        第１のバランスウエイト
４７        第２のバランスウエイト
４７Ａ      貫通穴
４７Ｂ      左右外郭線
４７Ｃ      直線形状外郭線
５０        吐出ケーシング部
５１        吐出ケーシング
７１        第１の軸受
７２        第２の軸受
７３        第３の軸受
【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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