(57)【要約】【課題】吐出圧力による駆動スクロールと従動スクロールの引き離しを防止し、ラップ先端の漏れを低減させ、高性能な回転式スクロール流体機械を提供する。【解決手段】回転式スクロール流体機械３０は、モータ軸３の嵌合軸部３ｃに駆動スクロール１の嵌合穴部１ｂを軸方向移動自在に嵌合し、弾性体１５を嵌合穴部１ｂに配設して一方端をモータ軸３に支承し他方端を駆動スクロール１に支承してモータ軸３及び駆動スクロール１と共に同期同心で回転させ、この弾性体１５で駆動スクロール１を軸方向に移動しつつ従動スクロール２に押し付ける構成であり、駆動スクロールと従動スクロールの引き離れを防ぐと共に、積極的にラップ先端を相手側の鏡板に接触させることにより、漏れの低減を図るものである。【選択図】　　　　図１
2004019500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの渦巻き状ラップが噛み合って圧縮室を形成する駆動スクロール及び従動スクロールと、前記駆動スクロール及び前記従動スクロールを内包し前記従動スクロールを回転自在に軸支するケーシングと、前記ケーシングに係合しそのモータ軸に軸支した前記駆動スクロールを回転駆動するモータとを備え、前記駆動スクロールの被回転駆動に伴う前記従動スクロールの従動回転により前記圧縮室の容積を変化させて、流体を吸入、圧縮、吐出する回転式スクロール流体機械であって、
前記モータ軸に前記駆動スクロールを軸方向移動自在に嵌合し、
一方端を前記モータ軸に支承し他方端を前記駆動スクロールに支承して前記モータ軸及び前記駆動スクロールと共に同期同心で回転する弾性体で、前記駆動スクロールを軸方向から前記従動スクロールに押し付けたことを特徴とする回転式スクロール流体機械。
【請求項２】
前記弾性体の一部を前記モータ軸の内部に収めたことを特徴とする請求項１記載の回転式スクロール流体機械。
【請求項３】
それぞれの渦巻き状ラップが噛み合って圧縮室を形成する駆動スクロール及び従動スクロールと、前記駆動スクロール及び前記従動スクロールを内包し前記従動スクロールを回転自在に軸支するケーシングと、前記ケーシングに係合しそのモータ軸に軸支した前記駆動スクロールを回転駆動するモータとを備え、前記駆動スクロールの被回転駆動に伴う前記従動スクロールの従動回転により前記圧縮室の容積を変化させて、流体を吸入、圧縮、吐出する回転式スクロール流体機械であって、
前記ケーシングに前記従動スクロールを軸方向移動自在に嵌合し、
一方端を前記ケーシングに支承し他方端を前記従動スクロールに支承して前記ケーシング及び前記従動スクロールに対して同心状態の弾性体で、前記従動スクロールを軸方向から前記駆動スクロールに押し付けたことを特徴とする回転式スクロール流体機械。
【請求項４】
前記弾性体を、圧縮コイルばねとしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の回転式スクロール流体機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気圧縮機及び真空ポンプとして使用する回転式スクロール流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転式スクロール流体機械においては、駆動スクロールと従動スクロールを所定量偏心して配置し、モータで駆動した駆動スクロールの回転に従動する従動スクロールの回転により、両スクロールの渦巻き状ラップを噛み合わせて形成した圧縮室の容積を変化させて、流体を吸入、圧縮、吐出している。このとき、駆動スクロール及び従動スクロールは、吐出圧力により互いに引き離される方向に軸方向力を受け、そのラップ先端に隙間が生じて流体が漏れるため、それを防止する方策が採られている。
上記方策の従来技術として、例えば特許公報第２９３８９０１号の回転式スクロール流体機械に開示されたものがある。すなわち、図７に示す回転式スクロール流体機械４０は、モータ５０で回転駆動する駆動スクロール５１に保持板５３を係合し、駆動スクロール５１と保持板５３とで従動スクロール５２を包み込む構造である。この従動スクロール５２背面と保持板５３の間に圧縮コイルばね５４を配置し、圧縮コイルばね５４とそれを支承する従動スクロール５２及び保持板５３を同期して回転させる。そして、圧縮コイルばね５４により従動スクロール５２を軸方向に押して、吐出圧力による引き離し軸方向力に抗することにより、隙間が生じることを防止している。
また、図８に示す従来技術の回転式スクロール流体機械では、引張コイルばね５５を駆動スクロール５１と従動スクロール５２の両外周にて支承する構造とし、引張コイルばね５５で従動スクロール５２を軸方向に引っ張ることによって、引き離し軸方向力を相殺し、流体の漏れを防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の保持板５３を取り付けて圧縮コイルばね５４を配置する技術では、圧縮コイルばね５４を支承する保持板５３の回転中心と従動スクロール５２の回転中心とが回転中にずれる。そのため、それらに支承されている圧縮コイルばね５４が回転中に傾き、圧縮コイルばね５４による軸方向力以外の径方向力が従動スクロール５２に働くことになり、ラップ先端に径方向隙間が生じることにもなる。また、後者の両スクロール間に引張コイルばね５５を配置する技術も、引張コイルばね５５は、互いに偏心する駆動スクロール５１と従動スクロール５２に支承されているので、回転中に傾くことになり径方向力が従動スクロール５２に働いて径方向隙間が大きくなり、両従来技術ともに漏れ損失増大の問題がある。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、両スクロール間に働く引き離し軸方向力に対して弾性体の軸方向付勢力で抗し、ラップ先端からの漏れ増大を防止することができる回転式スクロール流体機械を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、それぞれの渦巻き状ラップが噛み合って圧縮室を形成する駆動スクロール及び従動スクロールと、前記駆動スクロール及び前記従動スクロールを内包し前記従動スクロールを回転自在に軸支するケーシングと、前記ケーシングに係合しそのモータ軸に軸支した前記駆動スクロールを回転駆動するモータとを備え、前記駆動スクロールの被回転駆動に伴う前記従動スクロールの従動回転により前記圧縮室の容積を変化させて、流体を吸入、圧縮、吐出する回転式スクロール流体機械であって、前記モータ軸に前記駆動スクロールを軸方向移動自在に嵌合し、一方端を前記モータ軸に支承し他方端を前記駆動スクロールに支承して前記モータ軸及び前記駆動スクロールと共に同期同心で回転する弾性体で、前記駆動スクロールを軸方向から前記従動スクロールに押し付けたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の回転式スクロール流体機械において、前記弾性体の一部を前記モータ軸の内部に収めたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、それぞれの渦巻き状ラップが噛み合って圧縮室を形成する駆動スクロール及び従動スクロールと、前記駆動スクロール及び前記従動スクロールを内包し前記従動スクロールを回転自在に軸支するケーシングと、前記ケーシングに係合しそのモータ軸に軸支した前記駆動スクロールを回転駆動するモータとを備え、前記駆動スクロールの被回転駆動に伴う前記従動スクロールの従動回転により前記圧縮室の容積を変化させて、流体を吸入、圧縮、吐出する回転式スクロール流体機械であって、前記ケーシングに前記従動スクロールを軸方向移動自在に嵌合し、一方端を前記ケーシングに支承し他方端を前記従動スクロールに支承して前記ケーシング及び前記従動スクロールに対して同心状態の弾性体で、前記従動スクロールを軸方向から前記駆動スクロールに押し付けたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転式スクロール流体機械において、前記弾性体を、圧縮コイルばねとしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態による回転式スクロール流体機械は、モータ軸に駆動スクロールを軸方向移動自在に嵌合し、一方端をモータ軸に支承し他方端を駆動スクロールに支承してモータ軸及び駆動スクロールと共に同期同心で回転する弾性体で、駆動スクロールを軸方向から従動スクロールに押し付けたものである。本実施の形態によれば、弾性体が回転中に傾かないので、径方向力の発生が防止され弾性体の軸方向付勢力で、駆動スクロールを従動スクロールに押し付けることができる。従って、駆動スクロールと従動スクロールのラップ先端の隙間が大きくなることを回避し、ラップ先端からの漏れ増大を防止することができる。
【０００７】
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による回転式スクロール流体機械において、弾性体の一部をモータ軸の内部に収めたものである。本実施の形態によれば、弾性体が、軸内部に収納され且つ案内されることによって、軸方向の長さを短縮することができ、且つ、弾性体が傾いた状態で組み付けられることを防止することができる。
【０００８】
本発明の第３の実施の形態による回転式スクロール流体機械は、ケーシングに従動スクロールを軸方向移動自在に嵌合し、一方端をケーシングに支承し他方端を従動スクロールに支承してケーシング及び従動スクロールに対して同心状態の弾性体で、従動スクロールを軸方向から駆動スクロールに押し付けたものである。本実施の形態によれば、弾性体が傾かず径方向力の発生を防止し弾性体の軸方向力で、駆動スクロールを従動スクロールに押し付けられるので、駆動スクロールと従動スクロールのラップ先端の隙間が大きくなることを回避し、ラップ先端からの漏れ増大を防止することができる。
【０００９】
本発明の第４の実施の形態は、第１から第３の実施の形態による回転式スクロール流体機械において、弾性体を、圧縮コイルばねとしたものである。本実施の形態によれば、圧縮しろが大きく組立て時に発生する軸方向誤差を広範囲に吸収でき、且つ、ばね力の変化が少なくほぼ一定の軸方向力で付勢することができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の回転式スクロール流体機械の実施例について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例の回転式スクロール流体機械を示す断面図である。
第１実施例の回転式スクロール流体機械３０は、それぞれの鏡板１ａ，２ａの片面に立設した渦巻き状の各ラップ１ｍ，２ｍが噛み合って圧縮室１７を形成している駆動スクロール１及び従動スクロール２と、駆動スクロール１及び従動スクロール２をその内部に収納し従動スクロール２を回転自在に軸支するケーシング４と、ケーシング４に係合しそのモータ軸３に軸支した駆動スクロール１を回転駆動するモータ５とから構成する。また、モータ軸３及び駆動スクロール１の軸心（回転中心）と従動スクロール２及びケーシング４の軸心（回転中心）とを、偏心した状態で配設する。そして、駆動スクロール１の回転に従動した従動スクロール２の回転により圧縮室１７の容積を変化させて、流体を吸入、圧縮、吐出する。このとき、弾性体１５を駆動スクロール嵌合部に設けた構成とする。すなわち、弾性体１５の一方端をモータ軸３にて支承し他方端を駆動スクロール１にて支承して、回転中の傾き及びこの傾きによる径方向力の発生を防止して、弾性体１５の軸方向付勢力によって、モータ軸３に嵌合した駆動スクロール１を軸方向に移動して従動スクロール２に押し付ける構成とする。
【００１１】
さらに、上記回転式スクロール流体機械の構成について、その詳細を説明する。回転式スクロール流体機械３０のモータ５は、ヨーク７、ステータ７ａ及びロ−タ７ｂ、ロ−タ７ｂの回転中心にキー材２４を介して結合するモータ軸３、モータ軸３の左右を支承するブラケット６，８で構成される。ブラケット６，８は、モータ軸３を受けるモータ用ベアリング１２，１３を備え、ボルト６ａ，８ａでヨーク７に締結される。なお、モータ用ベアリング１２，１３は自己潤滑の可能なグリス封入タイプが望ましい。また、空気圧縮機や真空ポンプとして使用する回転式スクロール流体機械３０では、図示のように、ブラケット６のモータ用ベアリング１２に隣接してシャフトシール１１を設けて、モータ５とケーシング４間の流体の流出入を防止する。
駆動スクロール１は、モータ５によって回転駆動されるように、モータ軸３に連結される。すなわち、モータ軸３の回転力を駆動スクロール１に伝達するためのキー材１４を介して、モータ軸３の嵌合軸部３ｃと駆動スクロール１の嵌合穴部１ｂとが、同心で嵌め合わされる。この場合の嵌合軸部３ｃと嵌合穴部１ｂの嵌合は、「すきま嵌め」であり、駆動スクロール１は、モータ軸３に対して軸方向に移動可能な状態で組み立てられている。
一方、従動スクロール２は、ケーシング４に回転可能な状態で軸支される。すなわち、従動スクロール２の嵌合軸部２ｃとケーシング４の嵌合穴部４ｂとは、嵌合穴部４ｂに設けた従動スクロール用ベアリング１０を介して、同心で嵌合される。この場合の嵌合穴部４ｂと従動スクロール用ベアリング１０（の外輪）の嵌合、および嵌合軸部２ｃと従動スクロール用ベアリング１０（の内輪）の嵌合は、「締まり嵌め、または止まり嵌め」であり、従動スクロール２は、従動スクロール用ベアリング１０に、即ちケーシング４に対して、軸方向に移動不可の状態、または移動困難な状態で組み立てられている。なお、従動スクロール用ベアリング１０は自己潤滑の可能なグリス封入タイプが望ましい。また、従動スクロール用ベアリング１０に隣接してシャフトシール９を設けて、流体の吐出側から吸入側への逆流を防止する。
そして、駆動スクロール１が従動スクロール２に対して軸方向移動自在に噛み合わされて、且つ、駆動スクロール１及びモータ軸３の軸心と、従動スクロール２及びケーシング４の軸心とを、図示の所定量Ｈだけ偏心させて組み立てられている。この駆動スクロール１と従動スクロール２の偏心量Ｈは、ケーシング４とモータ５の組み付け位置で決定されるため、両スクロールの芯出しを行った後に、ケーシング４とモータ５をボルト６ａにて締結係合する。この偏心の存在によって、従動スクロール２は、モータ５に駆動されて回転する駆動スクロール１に従動して回転することになる。なお、ケーシング４とブラケット６の間にＯリング６ｂを設けて、流体の流出入を防止する。
【００１２】
上記構成の回転式スクロール流体機械３０では、モータ５によって駆動スクロール１を回転駆動し、駆動スクロール１に噛み合う従動スクロール２の従動回転を得て、駆動スクロール１と従動スクロール２で形成した複数の圧縮室１７に、ケーシング４の吸入口１６から流体を吸い込む。吸入した流体を、軸心に向かって移動しながら漸次縮小する圧縮室１７の容積変化によって圧縮する。圧縮した流体を、従動スクロール２の吐出経路１８を経てケーシング４の吐出口１９から吐出するという動作を実行する。
上記動作に伴って、圧縮室１７に生じた吐出圧力によって駆動スクロール１と従動スクロール２を互いに引き離そうとする軸方向力が働くので、本実施例の回転式スクロール流体機械３０では、この引き離し軸方向力に抗するための弾性体１５を、駆動スクロール嵌合部としての嵌合穴部１ｂの内部に設けている。即ち、弾性体１５として、例えば圧縮コイルばねを用いて、圧縮コイルばねの一方端をモータ軸３の嵌合軸部３ｃの端面に当接して支承し、他方端を駆動スクロール１の嵌合穴部１ｂの穴底面に当接して支承する。本構成によれば、軸心を合わせて嵌合したモータ軸３及び駆動スクロール１は、同期同心で回転するので、モータ軸３に一方端を支承され、駆動スクロール１に他方端を支承された弾性体１５も、同様に同期同心で回転する。したがって、弾性体１５は、回転中に傾くことがなく、且つ捻れることもなく、弾性体１５の軸方向付勢力を駆動スクロール１に作用させることができる。
【００１３】
上記構成であれば、駆動スクロール１の回転中における弾性体１５の傾き、即ち径方向力の発生が防止され、弾性体１５の軸方向付勢力によって、モータ軸３に移動自在に嵌合している駆動スクロール１を、軸方向に移動させつつ従動スクロール２に押し付けることができる。即ち、前述の吐出圧力による引き離し軸方向力を相殺して、ラップ先端からの漏れ増大を防止する効果が得られる。
一方、弾性体１５で相殺以上の付勢力を得ることにより、当該側のラップ先端を相手側の鏡板に強く接触させて、ラップ先端からの漏れを積極的に減少する効果が得られる。更に、弾性体１５の伸縮によって、回転式スクロール流体機械の組立て時に生じる軸方向誤差を吸収する効果も得られる。
以上のように、モータ軸３に駆動スクロール１を軸方向移動自在に嵌合し、一方端をモータ軸３に支承し他方端を駆動スクロール１に支承してモータ軸３及び駆動スクロール１と共に同期同心で回転する弾性体１５で、駆動スクロール１を軸方向から従動スクロール２に押し付ける構成によって、両スクロールに生じる引き離し軸方向力に抗し、ラップ先端からの漏れ増大を防止する回転式スクロール流体機械を提供することができる。
なお、駆動スクロール１を付勢し従動スクロール２に押し付ける弾性体１５としては、圧縮コイルばねが望ましいと言える。圧縮コイルばねであれば、その圧縮しろ（圧縮ストローク）が大きいので、組立て時に発生する軸方向誤差を広範囲に吸収でき、また、圧縮ストロークに対する付勢力の変化が少ないので、ほぼ一定の軸方向力を動スクロール１に付加することができるからである。
【００１４】
次に、第２実施例について、本発明の他の実施例の回転式スクロール流体機械を示す部分断面図である図２を参照して説明する。本第２実施例の回転式スクロール流体機械３０では、前述の第１実施例と比べて、弾性体１５の配設構成に違いがある。この弾性体配設の違いについて説明し、他の構成及び動作は、第１実施例と同じであり、その説明を省略する。
第２実施例の弾性体１５の配設構成は、弾性体１５を同期同心で回転させつつ支承することができる駆動スクロール嵌合部としての、モータ軸３の嵌合軸部３ｃを中抜き構造にした中空部３ｄに、弾性体１５を設けるものである。即ち、弾性体１５の一方端を中空部３ｄの穴底面に当接し、他方端を嵌合穴部１ｂの穴底面に当接する。弾性体１５は、モータ軸３及び駆動スクロール１に対して同心であり、且つ同期回転しながら、駆動スクロール１を付勢することができる。
上記第２実施例の回転式スクロール流体機械３０の構成であれば、中空部３ｄに設けられた弾性体１５は、回転中に傾くことがなく、且つ捻れることもないので、軸方向付勢力で、駆動スクロール１を従動スクロール２に押し付けながら、吐出圧力による引き離し軸方向力を相殺して、ラップ先端からの漏れ増大を防止することができる。このとき、中空部３ｄの内側外周が弾性体１５を案内するので、弾性体１５が傾いた状態で組み付けられることを防止することもできる。さらに、弾性体１５の一部（弾性体の全長から圧縮しろ分を除いた残りの部分）を中空部３ｄに収めることによって、本第２実施例の回転式スクロール流体機械３０には、第１実施例と比べて、その軸方向の長さを短縮できる利点が付加される。
【００１５】
次に、第３実施例について、本発明の他の実施例の回転式スクロール流体機械を示す断面図である図３を参照して説明する。本第３実施例の回転式スクロール流体機械３０では、図１に示す第１実施例と比べて、モータ軸３と駆動スクロール１の嵌合および弾性体１５の配設が異なる。これらの異なる構成及び動作について説明し、他の構成及び動作は、第１実施例と同じであり、その説明を省略する。
第３実施例のモータ軸３と駆動スクロール１の嵌合構成は、キー材１４を介して、モータ軸３の軸端部３ｅに穿った嵌合穴部３ｂと駆動スクロール１の嵌合軸部１ｃとを、両軸心同士を合わせて嵌装したものである。この場合の嵌合穴部３ｂと嵌合軸部１ｃの嵌合は、「すきま嵌め」であり、駆動スクロール１は、モータ軸３に対して軸方向の移動が可能な状態で嵌合している。
次に、第３実施例の弾性体１５の配設構成は、弾性体１５を同期同心で回転させつつ支承することができる駆動スクロール嵌合部としての、モータ軸３の軸端外周部３ｇに、弾性体１５を配設するものである。すなわち、弾性体１５の一方端を軸端外周部３ｇに形成した段付き部３ｆに当接して支承し、他方端を駆動スクロール１（の鏡板１ａ）の側面に当接して支承する。本構成によれば、軸心を合わせて嵌合したモータ軸３及び駆動スクロール１は、同期同心で回転するので、モータ軸３（の段付き部３ｆ）に一方端を支承され、駆動スクロール１に他方端を支承された弾性体１５も、同様に同期同心で回転する。したがって、弾性体１５は、回転中に傾くことがなく、且つ捻れることもなく、弾性体１５の軸方向付勢力で、駆動スクロール１を従動スクロール２に押し付けることができる。
【００１６】
上記構成の回転式スクロール流体機械３０においても、弾性体１５は、回転中の傾きによる径方向力の発生がなく、その軸方向付勢力によって、モータ軸３に移動自在に嵌合している駆動スクロール１を軸方向に移動して従動スクロール２に押し付け、引き離し軸方向力に抗するので、ラップ先端からの漏れ増大を防止することができる。
また、本第３実施例の軸端外周部３ｇに弾性体１５を設ける構成には、その軸端外周部３ｇが弾性体１５をガイドする役割を果たして、弾性体１５が傾いた状態で組み付けられることを防止する効果がある。さらに、第１実施例の軸方向空間に配設した構成と比べて、第３実施例の弾性体１５を径方向空間に配設する構成には、その軸方向の長さを短縮できる効果もある。
【００１７】
次に、本発明の第４実施例について図面を参照して説明する。図４は、本発明の他の実施例の回転式スクロール流体機械を示す断面図である。
本第４実施例の回転式スクロール流体機械３０では、図１に示す第１実施例と比べて、モータ軸３と駆動スクロール１の嵌合、ケーシング４と従動スクロール２の嵌合、および弾性体１５の配設が異なる。これらの異なる構成及び動作について説明し、他の構成及び動作は、第１実施例と同じであり、その説明を省略する。
【００１８】
第４実施例のモータ軸３と駆動スクロール１の嵌合構成は、次の通りである。駆動スクロール１は、キー材１４を介してモータ５によって回転駆動されるように、モータ軸３に連結される。すなわち、モータ軸３の嵌合軸部３ｃと駆動スクロール１の嵌合穴部１ｂとは、同心で嵌合される。この場合の嵌合軸部３ｃと嵌合穴部１ｂの嵌合は、「締まり嵌め、または止まり嵌め」であり、駆動スクロール１は、軸方向に移動不可の状態または移動困難な状態で、モータ軸３に軸支される構成である。
【００１９】
一方、ケーシング４と従動スクロール２の嵌合構成は、次の通りである。駆動スクロール１に噛み合わされる従動スクロール２は、ケーシング４に軸方向に移動可能、且つ回転可能な状態で軸支される。すなわち、従動スクロール２の嵌合軸部２ｃとケーシング４の嵌合穴部４ｂとは、嵌合穴部４ｂに設けた従動スクロール用ベアリング１０を介して同心で嵌合される。この場合の嵌合穴部４ｂと従動スクロール用ベアリング１０（の外輪）の嵌合は、「締まり嵌め、または止まり嵌め」であり、従動スクロール用ベアリング１０は、軸方向に移動不可の状態または移動困難な状態で、ケーシング４に軸支される。
また、従動スクロール２の嵌合軸部２ｃと従動スクロール用ベアリング１０（の内輪）の嵌合は、「すきま嵌め」であり、従動スクロール２は、従動スクロール用ベアリング１０を介して、ケーシング４（の嵌合穴部４ｂ）に対して、軸方向に移動可能な状態、且つ、回転可能な状態で軸支される構成である。
そして、従動スクロール２が駆動スクロール１に対して軸方向移動自在に噛み合わされて、且つ、駆動スクロール１及びモータ軸３の軸心と、従動スクロール２及びケーシング４の軸心とを、図示の所定量Ｈだけ偏心させて組み立てられている。この駆動スクロール１と従動スクロール２の偏心量Ｈは、ケーシング４とモータ５の組み付け位置で決定されるため、両スクロールの芯出しを行った後に、ケーシング４とモータ５をボルト６ａにて締結係合する。この偏心の存在によって、従動スクロール２は、モータ５に駆動されて回転する駆動スクロール１に従動して回転することになる。
【００２０】
そして、第４実施例の弾性体１５の配設構成は、弾性体１５を従動スクロール嵌合部に設けるものである。例えば、弾性体１５を従動スクロール２及びケーシング４に対して同心状態とすることができる部位としての、嵌合軸部２ｃの軸外周部２ｇに配設する。即ち、弾性体１５の一方端を従動スクロール用ベアリング１０の内輪に当接して支承し、他方端を従動スクロール２（の鏡板２ａの側面）に当接して支承する。このとき、従動スクロール２の嵌合軸部２ｃと従動スクロール用ベアリング１０の内輪は、前述の通り「すきま嵌合」であり、従動スクロール２と従動スクロール用ベアリング１０の内輪とに支承された弾性体１５は、それらと一緒に共廻りし、同心状態であるので、従動スクロール２の回転中に傾くことがなく、且つ捻れることもなく、従動スクロール２を付勢する。
【００２１】
換言すれば、ケーシング４に従動スクロール２を軸方向移動自在に嵌合し、一方端をケーシング４に支承し他方端を従動スクロール２に支承してケーシング４及び従動スクロール２に対して同心状態とした弾性体１５で、従動スクロール２を軸方向から駆動スクロール１に押し付ける構成とする。この構成により、弾性体１５はケーシング４及び従動スクロール２に対して同心状態となり、従動スクロール２の回転中における弾性体１５の傾きによる径方向力の発生がなく、弾性体１５の軸方向付勢力によって、ケーシング４に嵌合した従動スクロール２を軸方向から駆動スクロール１に押し付けることができる。
本構成の回転式スクロール流体機械３０であれば、弾性体１５は、回転中に傾くことがなく、且つ捻れることもないので、弾性体１５の軸方向付勢力で、引き離し軸方向力に抗することができる。従って、ラップ先端からの漏れ増大を防止する効果が得られる。また、引き離し力以上の付勢力を与えることにより、積極的に当該側のラップ先端を相手側の鏡板に接触させて、ラップ先端からの漏れをより減少するという効果が得られる。さらに弾性体１５の伸縮によって、回転式スクロール流体機械の組立て時に生じる軸方向誤差を吸収する効果が得られる。また、本第４実施例の軸外周部２ｇに弾性体１５を設ける構成には、その軸外周部２ｇが弾性体１５を案内して、弾性体１５が傾いた状態で組み付けられることを防止する効果がある。
また、従動スクロール２を付勢し駆動スクロール１に押し付ける弾性体１５としては、圧縮コイルばねが望ましい。圧縮コイルばねであれば、その圧縮ストロークが大きくて、組立て時に発生する軸方向誤差を広範囲に吸収できる。また、圧縮ストロークに対する付勢力の変化が少なくて、ほぼ一定の軸方向力を従動スクロール２に付加することができるからである。
【００２２】
次に、本発明の第５実施例について説明する。図５は、本発明の他の実施例の回転式スクロール流体機械を示す断面図である。本第５実施例の回転式スクロール流体機械３０では、図４に示す第４実施例と比べて、ケーシング４と従動スクロール２の嵌合および弾性体１５の配設が異なり、これらの異なる構成と動作について説明し、他の構成と動作は第４実施例と同じであり、その説明を省略する。
第５実施例のケーシング４と従動スクロール２の嵌合構成は、次の通りである。駆動スクロール１に噛み合わされる従動スクロール２は、ケーシング４に軸方向に移動自在、且つ回転自在に軸支される。すなわち、従動スクロール２の嵌合穴部２ｂとケーシング４の嵌合軸部４ｃとは、嵌合穴部２ｂに設けた従動スクロール用ベアリング１０を介して、同心で嵌合される。この場合の嵌合穴部２ｂと従動スクロール用ベアリング１０（の外輪）の嵌合は、「締まり嵌め、または止まり嵌め」であり、従動スクロール２は、従動スクロール用ベアリング１０（の外輪）に対して、軸方向に移動不可の状態または移動困難な状態であるが、回転自在に軸支される。
一方、嵌合軸部４ｃと従動スクロール用ベアリング１０（の内輪）の嵌合は、「すきま嵌め」であり、従動スクロール２は、従動スクロール用ベアリング１０を介して、ケーシング４（の嵌合軸部４ｃ）に対して、軸方向に移動自在に軸支される構成である。
【００２３】
そして、第５実施例の弾性体１５の配設構成は、弾性体１５を同心状態に支承することができる他の従動スクロール嵌合部としての、嵌合軸部４ｃの軸外周部４ｇに弾性体１５を配設するものである。すなわち、弾性体１５の一方端を従動スクロール用ベアリング１０の内輪に当接して支承し、他方端をケーシング４の側面に当接して支承する。このとき、従動スクロール２は、従動スクロール用ベアリング１０の外輪を介して回転し、従動スクロール用ベアリング１０の内輪を介して軸方向に移動するが、弾性体１５は、「すきま嵌合」である従動スクロール用ベアリング１０の内輪と共に静止している。従って、従動スクロール２及びケーシング４に対して同心状態にある弾性体１５は、従動スクロール２の回転中に傾くことがなく、且つ捻れることもなく、従動スクロール２を付勢する。
【００２４】
換言すれば、ケーシング４に従動スクロール２を軸方向移動自在に嵌合し、弾性体１５の一方端をケーシング４にて支承し他方端を従動スクロール２にて支承して、ケーシング４及び従動スクロール２に対して同心状態とすることにより、従動スクロール２の回転中における弾性体１５の傾きによる径方向力の発生がなく、弾性体１５の軸方向付勢力によって、ケーシング４に嵌合した従動スクロール２を軸方向に移動しつつ駆動スクロール１に押し付ける構成である。
本第５実施例の構成によって、弾性体１５の軸方向付勢力を従動スクロール２に作用させて、従動スクロール２に加わる引き離し軸方向力を相殺することが可能になり、ラップ先端からの漏れ増大を防止する回転式スクロール流体機械を提供することができる。
また、第４実施例と同様に、相殺以上の付勢力を有する弾性体１５によって、ラップ先端からの漏れを減少する効果と、弾性体１５の伸縮によって、組立て時の集積誤差を吸収する効果と、本第５実施例の軸外周部４ｇが弾性体１５をガイドすることによって、弾性体１５が傾いた状態で組み付けられることを防止する効果がある。
【００２５】
図６は、本発明の他の実施例の圧縮ばねを示す図であり、図６（ａ）は、その側面図であり、図６（ｂ）は、平面図である。上記第１から第５実施例の回転式スクロール流体機械３０では、弾性体１５として圧縮コイルばねを用いたが、図示の圧縮板ばね２５を弾性体１５として採用することができる。すなわち、圧縮板ばね２５によって得られる軸方向付勢力で、吐出圧力による引き離し軸方向力を相殺することが可能である。この圧縮板ばねを用いて、駆動スクロールを従動スクロールに、または従動スクロールを駆動スクロールに押し付けることによって、ラップ先端からの漏れ増大を防止する回転式スクロール流体機械を提供することができる。なお、圧縮板ばね２５は、スリット２５ａを有するリン青銅板やばね鋼板からなり、大きな軸方向付勢力が得られるという特長がある。また、圧縮コイルばねに比べて、圧縮板ばね２５は、組立て時の軸方向誤差を吸収する効果は少ないが、軸方向寸法の短縮の効果は大きいという特長がある。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の回転式スクロール流体機械によれば、モータ軸と駆動スクロールの嵌合部の軸方向間に回転中に傾きの生じない弾性体を備える構成により、駆動スクロールと従動スクロールが離れようとするのを防止し、ラップ先端を相手側の鏡板に積極的に接触させることで、ラップ先端からの漏れを低減することができる。
また、本発明の回転式スクロール流体機械は、モータ軸の軸端を中抜き構造とし、弾性体をその中抜き構造の内部に備えたもので、この構成によれば、ラップ先端からの漏れを低減すると共に、モータ軸が弾性体のガイドとなり、弾性体が傾いた状態で取り付けられるのを防止することができ、同時に軸方向の全長も短縮できる。
また、本発明の回転式スクロール流体機械によれば、ケーシングと従動スクロールの嵌合部の軸方向間に回転中に傾きの生じない弾性体を備えたもので、この構成によれば、駆動スクロールと従動スクロールが離れようとするのを防止し、積極的にラップ先端を相手側の鏡板に接触させることで、ラップ先端からの漏れを低減することができる。
また、本発明の回転式スクロール流体機械において、弾性体として圧縮コイルばねを用いることにより、圧縮しろが大きく組立て時に発生する軸方向誤差を広範囲で吸収でき、且つ、ばね力の変化が少なくほぼ一定の軸方向力を駆動スクロールに印加することができる効果がある。
さらにまた、弾性体として圧縮板ばねを用いれば、軸方向寸法を大きく短縮できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の回転式スクロール流体機械を示す断面図
【図２】本発明の他の実施例の回転式スクロール流体機械を示す部分断面図
【図３】本発明の他の実施例の回転式スクロール流体機械を示す断面図
【図４】本発明の他の実施例の回転式スクロール流体機械を示す断面図
【図５】本発明の他の実施例の回転式スクロール流体機械を示す断面図
【図６】本発明の他の実施例の圧縮ばねを示す図
【図７】従来の回転式スクロール流体機械を示す断面図
【図８】従来の他の回転式スクロール流体機械を示す部分断面図
【符号の説明】
１，５１　駆動スクロール
１ａ，２ａ　鏡板
１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂ　嵌合穴部
１ｃ，２ｃ，３ｃ，４ｃ　嵌合軸部
２，５２　従動スクロール
２ｇ，４ｇ　軸外周部
３　　　モータ軸
３ｄ　　中空部
３ｅ　　軸端部
３ｆ　　段付き部
３ｇ　　軸端外周部
４　　　ケーシング
５，５０　モータ
６，８　ブラケット
６ａ，８ａ　ボルト
６ｂ　　Ｏリング
７　　　ヨーク
７ａ　　ステータ
７ｂ　　ロータ
９，１１シャフトシール
１０　　従動スクロール用ベアリング
１２，１３　モータ用ベアリング
１４，２４　キー材
１５，５４，５５　弾性体
１６　　吸入口
１７　　圧縮室
１８　　吐出経路
１９　　吐出口
２５　　圧縮板ばね
２５ａ　スリット
３０，４０　回転式スクロール流体機械
５３　　保持板
【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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