(57)【要約】【課題】スクロール流体機械において、固定端板または旋回端板に若干の波打ちや傾斜、もしくは軸線方向の変位が発生しても、相当期間に亘っては、旋回スクロールは、相手方端板の波打ちによる影響をほとんど受けることなく、円滑に作動しうるようにする。【解決手段】旋回端板５ａまたは固定端板４ａにおける旋回ラップ５ｂと固定ラップ３ｂの重合部の径方向の外方適所に、相手側のラップの先端面に設けられているチップシールＳの非摩耗時には、接触することはなく、チップシールＳの摩耗が一定限度以上となったときには、相手側端板と接触するように高さを定めた摺動材１７を設ける。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸の偏心部に、軸受を介して枢支した旋回端板上に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回スクロールの自転運動を防止するための自転防止機構を配設してなるスクロール流体機械において、
旋回端板または固定端板における旋回ラップと固定ラップの重合部の径方向の外方適所に、相手側のラップの先端面に設けられているチップシールの非摩耗時には接触することはなく、チップシールの摩耗が一定限度以上となったときには、相手側端板と接触するように高さを定めた摺動材を設けたことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項２】
摺動部材を、チップシールに比して硬質で、変形の少いものとしてなる請求項１記載の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、スクロール圧縮機、スクロール真空ポンプ、スクロール膨張機、スクロール送風機等のスクロール流体機械に関する。
【従来の技術】
【０００２】
上記のようなスクロール流体機械は、通常、駆動軸の偏心部に、軸受を介して枢支した旋回端板上に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回スクロールの自転運動を防止するための自転防止機構を配設して構成されている。
【０００３】
しかして、駆動軸の偏心部と自転防止機構をもって、旋回スクロールを偏心的に旋回させ、その旋回方向に応じて、前記密閉室の容積を、求心方向に漸次減少させるか、逆に遠心方向に漸次増大させることにより、外周部が吸引した流体を、圧縮させつつ中心部へ導くか、あるいは中心部から吸引した流体を、減圧して、外周部から吐出させるようになっている。
【０００４】
そのため、旋回ラップおよび固定ラップは、回転方向に徐々に径が増大する中心まわりのインボリュート曲線、もしくは中心を共通にするごく短寸の円弧を円周方向に接続した曲線、あるいはこれらの曲線を組み合わせたもの等をもって形成されており、かつ旋回ラップと固定ラップの旋回半径方向の間隙は、両ラップが接触することはなく、しかも過大となることがないように精確に定められている。
【０００５】
上記両ラップ間の間隙の設定は、きわめて重要であり、もし上記間隙が過小であって、運転に伴い、両ラップが接触状態となると、ラップにかじりが発生し、騒音および摩擦熱を発するとともに、その摩耗は早められる。また、両ラップ間の隙間が過大であると、流体の漏れや逃げが大となり、作動効率が低下することは明かである。
【０００６】
そのため、一般に、旋回スクロールが収容されているハウジングに固定スクロールを取付ける際には、旋回スクロールが収容されているハウジングの端面の適所に、軸線方向を向くノックピンを突設しておき、これを、固定スクロールの固定端板の要所に穿設した軸線方向の位置決め孔へ嵌入させることにより、固定スクロールに対する旋回スクロールの中心まわりの関係位置を正しく保持してから、固定スクロールをハウジングにボルト・ナット等をもって取付けている。
【０００７】
上述のようにして旋回スクロールと固定スクロールの関係位置を定めた後、固定スクロールをハウジングに取付けると、円滑な運転が行われ、所期の性能が発揮される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、使用が長期に亘ると、各所の相互当接部材同士の偏当りや、温度分布の不均一等により、固定端板や旋回端板が若干波打ち状態に湾曲したり、傾斜して、駆動軸の軸線に対する直角度が不良となったりすることがある。
【０００９】
固定端板や旋回端板が波打ち状態に湾曲したり、回転軸線に対する直角度が不良となったりすると、次のような不具合が発生する。
【００１０】
（１）各端板に当接しているラップの先端におけるチップシールの先端の接触圧力が周期的に変化し、そのため、チップシールの摩耗は早まるとともに、振動や騒音を発生するに至る。
【００１１】
（２）回転に伴い、各端板各部の駆動軸に対する直角度が周期的に損なわれるため、駆動軸やその軸受に、周期的にラジアル方向の偏倚荷重が作用し、軸受にガタを生じたり、発熱したりして、その寿命は短かくなる。
【００１２】
本発明は、使用に伴い、固定端板または旋回端板に若干の波打ちや傾斜、もしくは軸線方向の変位が発生しても、相当期間に亘っては、旋回スクロールは、相手方端板の波打ちによる影響をほとんど受けることなく、円滑に作動しうるようにすることにより、長期に亘って所要の性能を発揮し、かつ各部の損耗を防止しうるようにしたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のスクロール流体機械は、次のように構成されている。
（１）駆動軸の偏心部に、軸受を介して枢支した旋回端板上に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回スクロールの自転運動を防止するための自転防止機構を配設してなるスクロール流体機械において、
旋回端板または固定端板における旋回ラップと固定ラップの重合部の径方向の外方適所に、相手側のラップの先端面に設けられているチップシールの非摩耗時には接触することはなく、チップシールの摩耗が一定限度以上となったときには、相手側端板と接触するように高さを定めた摺動材を設けてある。
【００１４】
（２）前項において、摺動部材を、チップシールに比して硬質で、変形の少いものとする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、ハウジング内で旋回スクロールを旋回させることにより、ハウジングの外周部から吸入した気体を、旋回スクロールと固定スクロールの組み合わせによって形成される圧縮室に吸引させ、その中心方向へ行くに従って圧縮した後、吐出させるようにした、典型的な構成の両面タイプのスクロール気体圧縮機を示す縦断面図である。
【００１６】
しかし本発明は、減圧用、送風用その他各種のスクロール流体機械に適用しうるものであり、かつ片面タイプの旋回スクロールを備えるスクロール流体機械にも適用しうるものである。
【００１７】
図１において、（１）は、密閉された円盤状の圧縮室（２）を備えるハウジングで、筐体（３）と蓋体（４）とからなっている。
【００１８】
筐体（３）および蓋体（４）は、それぞれ、圧縮室（２）の右側および左側に対向して位置する固定端板（３ａ）（４ａ）を有し、それらの圧縮室（２）側を向く面には、それぞれ、渦巻状の固定ラップ（３ｂ）（４ｂ）が立設されて、固定スクロール（３ｃ）（４ｃ）が形成されている。
【００１９】
両固定端板（３ａ）（４ａ）の間において、圧縮室（２）内には、両面タイプの旋回スクロール（５）が、圧縮室（２）の軸線まわりに旋回しうるようにして設けられている。
【００２０】
旋回スクロール（５）は、旋回端板（５ａ）の両面に、前記固定スクロール（３ｃ）と１８０°ずらせて嵌入して噛み合う旋回ラップ（５ｂ）（５ｂ）を立設したもので、ハウジング（１）の中心部にベアリング（６）（７）を介して嵌設した駆動軸（８）の偏心軸部（８ａ）に、ベアリング（９）を介して枢支されている。
【００２１】
固定ラップ（３ｂ）（４ｂ）および旋回ラップ（５ｂ）の先端面には、それぞれ嵌溝（３ｄ）（４ｄ）（５ｃ）が形成され、各嵌溝（３ｄ）（４ｄ）（５ｃ）内には、長手方向に連続するチップシール（Ｓ）が遊嵌されている。
【００２２】
旋回端板（５ａ）は、互いに等間隔をもって同一円周上に配設された公知の３個のピンクランク式自転防止機構（１０）を介して、右側の固定端板（３ａ）に連係され、駆動軸（８）が回転すると、旋回端板（５ａ）は圧縮室（２）内において偏心公転運動をし、互いに噛み合う固定ラップ（４ｂ）と旋回ラップ（５ｂ）との間の空間の径方向の寸法が変化するようになっている。
【００２３】
ピンクランク式自転防止機構（１０）は、図２に示すように、ピンクランク（１１）の主軸（１１ａ）を、ボールベアリング（１２）を介して右側の固定端板（３ａ）に枢支し、かつ同じくクランク軸（１１ｂ）を、旋回端板（５ａ）の外周付近に穿設した支持孔（１３）に嵌合した適宜の硬質の軸受（１４）をもって枢支したものである。
【００２４】
これにより、ハウジング（１）の外周部に設けた吸入孔（１ａ）から気体を吸引して圧縮し、ハウジング（１）の中心部付近から導出した吐出孔（１ｂ）より吐出させるようになっている。
【００２５】
以上説明した構成自体は、関係技術者には周知であり、また本発明に直接関係するものではないので、これ以上の説明の要はないものと思う。
【００２６】
しかし、本発明の特徴として、図１、図３、図４に示すように、旋回端板（５ａ）の周辺部の軸方向の変位を規制する手段が設けられている。
【００２７】
すなわち、図１および図３に示すように、右側の固定端板（３ａ）におけるピンクランク式自転防止機構（１０）の両端には、先端面が旋回鏡板（５ａ）に近接するボス（１５）が突設されている。
【００２８】
また、固定端板（４ａ）におけるピンクランク式自転防止機構（１０）と対向する個所には、先端面が、旋回端板（５ａ）に近接するボス（１６）が設けられている。
【００２９】
前記両ボス（１５）（１６）の先端面には、それぞれ、先端が僅少の間隙をもって旋回鏡板（５ａ）に近接する摺動材（１７）（１７）が埋設されている。
【００３０】
摺動材（１７）は、チップシール（Ｓ）に比して硬質で変形の少いものとされている。
【００３１】
詳言すると、図３におけるＩＶ−ＩＶ線拡大縦断面図である図４に示すように、対向する固定ラップ（３ｂ）（４ｂ）における前記ボス（１５）（１６）の先端面には、それぞれ保持凹孔（１５ａ）（１６ａ）が形成され、各保持凹孔（１５ａ）（１６ａ）内に、やや硬質の材料よりなり、かつ先端面が各ボス（１５）（１６）の先端面より僅かに突出するような寸法とした摺動材（１７）が、接着等により固着されている。
【００３２】
各摺動材（１５）の先端面と、その間に位置する旋回端板（５ａ）との間には、僅少の間隙が形成されるようにしてある。
【００３３】
摺動材（１７）は、通常３個設けられているが、その幅をある程度大とした場合には、２個もしくは１個とすることもできる。
【００３４】
上記実施例において、旋回端板（５ａ）の表面が過度に波打っていないか、あるいは旋回端板（５ａ）がその回転軸線と正しく直交している通常の状態においては、固定ラップ（３ｂ）（４ｂ）並びに旋回ラップ（５ｂ）の先端におけるチップシール（Ｓ）は、それぞれ、対向する旋回端板（５ａ）および固定端板（３ａ）（４ａ）に適切に当接しつつ摺動する。
【００３５】
従って、固定端板（３ａ）（４ａ）のボス（１５）（１６）の先端における摺動材（１７）（１７）は、旋回端板（５ａ）との間に僅少の間隙を保ったままである。
【００３６】
しかし、チップシール（Ｓ）が摩耗して、相手側端板との接触が不良となったり、旋回端板（５ａ）の表面が、ある程度以上波打っていたり、旋回端板（５ａ）が、その回転軸線と直角方向に対して傾斜していたり、あるいは旋回端板（５ａ）が軸線方向に変位したりすると、旋回端板（５ａ）の周辺部が、固定端板（３ａ）（４ａ）のボス（１５）（１６）の先端における、やや硬質で変形の少い摺動材（１７）（１７）に当接するようになる。
【００３７】
そのため、旋回端板（５ａ）の傾きや回転軸線方向の変位は防止され、以後も円滑な作動が保証される。
【００３８】
【発明の効果】
固定スクロールまたは旋回スクロールの端板の表面が波打っていたり、若干傾斜していても、旋回スクロールは円滑に作動し、かつ旋回スクロールの軸線方向の過度の変位は防止される。
【００３９】
また、チップシールが過度に加圧されて、発熱したり摩耗したりするのが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスクロール流体機械の代表的な例を示す縦断側面図である。
【図２】図１におけるピンクランク式自転防止機構を分解して示す拡大図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線縦断面図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線拡大縦断面図である。
【符号の説明】
（１）ハウジング
（１ａ）吸入孔
（１ｂ）吐出孔
（２）圧縮室
（３）筐体
（３ａ）固定端板
（３ｂ）固定ラップ
（３ｃ）固定スクロール
（３ｄ）嵌溝
（４）蓋体
（４ａ）固定端板
（４ｂ）固定ラップ
（４ｃ）固定スクロール
（４ｄ）嵌溝
（５）旋回スクロール
（５ａ）旋回端板
（５ｂ）旋回ラップ
（５ｃ）嵌溝
（６）（７）ベアリング
（８）駆動軸
（８ａ）偏心軸部
（９）ベアリング
（１０）ピンクランク式自転防止機構
（１１）ピンクランク
（１１ａ）主軸
（１１ｂ）クランク軸
（１２）ボールベアリング
（１３）支持孔
（１４）軸受
（１５）（１６）ボス
（１７）摺動材
（Ｓ）チップシール
【図１】
2004308436.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004308436.tif 000005
【図４】
2004308436.tif 000006