(57)【要約】【課題】  ラップ部に設けた突起の強度を高めると共に、その角度を適切に設定し、圧縮室の密閉性を高めつつ、運転時の動力損失、騒音等を防止する。【解決手段】  旋回スクロール１０のラップ部１２の内周面１２Ａ，外周面１２Ｂには、内径側突起１３，外径側突起１４をそれぞれ設け、これらの横断面を略三角形状に形成する。従って、突起１３，１４は、凹円弧面１３Ｂ，１４Ｂにより応力集中を防止して強度を高めることができ、頂部１３Ａ，１４Ａがラップ部３と接触して容易に馴染むことができる。また、隣合う突起１３，１４のなす角度αを所定の範囲内に設定する。これにより、圧縮室１５の密閉性を高め、またラップ部１２と突起１３，１４の加工性を高めることができる。【選択図】        図３
2005105823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡板に内径側から外径側に向け渦巻状に巻回されたラップ部が軸方向に立設された一方のスクロールと、該一方のスクロールに対向して設けられ鏡板に該一方のスクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を画成するために内径側から外径側に向け渦巻状に巻回されたラップ部が軸方向に立設された他方のスクロールとを備えてなるスクロール式流体機械において、
少なくとも前記一方のスクロールのラップ部の周面には、渦巻方向に間隔をもって軸方向に延びる複数本の突起を設け、
該各突起の横断面形状はその頂部と前記周面とをつなぐ裾野を凹状曲面として形成し、
かつ隣合う突起のなす角度αの範囲は、
前記突起の高さをｈとし、前記突起が形成された部位における前記周面の曲率半径をρとし、向い合う前記ラップ部の内周面と外周面との間の半径方向の間隔寸法をＴとしたとき、前記角度αの下限値αminを、
2005105823.tif 000031
として設定し、
前記一方のスクロールの隣合う突起の間にあるラップ部周面と前記他方のスクロールのラップ部周面とが最接近したときの隙間寸法をＳ′とし、前記一方のスクロールの前記最接近したラップ部周面を挟んで隣合う前記突起の頂部と前記他方のスクロールのラップ部周面との間の隙間のうち何れか小さい方の隙間寸法をＳとしたとき、前記角度αの上限値αmaxを、
2005105823.tif 000032
を満たす範囲内で設定する構成としたことを特徴とするスクロール式流体機械。
【請求項２】
前記突起の凹状曲面は凹円弧面として形成してなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
【請求項３】
前記突起の凹状曲面の曲率半径寸法Ｒは、ラップ部の半径方向の間隔寸法Ｔに対し、１／４×Ｔ≦Ｒとなる大きさをもって形成してなる請求項１または２に記載のスクロール式流体機械。
【請求項４】
前記突起は、前記頂部の幅寸法Ｗ1と前記突起全体の幅寸法Ｗ2とを、Ｗ1×２≦Ｗ2となる関係をもって形成してなる請求項１，２または３に記載のスクロール式流体機械。
【請求項５】
鏡板に内径側から外径側に向け渦巻状に巻回されたラップ部が軸方向に立設された一方のスクロールと、該一方のスクロールに対向して設けられ鏡板に該一方のスクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を画成するために内径側から外径側に向け渦巻状に巻回されたラップ部が軸方向に立設された他方のスクロールとを備えてなるスクロール式流体機械において、
少なくとも前記一方のスクロールのラップ部の周面には、渦巻方向に間隔をもって軸方向に延びる複数本の突起を設け、
該各突起は、渦巻方向の間隔寸法Ｐを内径側で狭く外径側で広くなるように形成する構成としたことを特徴とするスクロール式流体機械。
【請求項６】
前記突起は、前記一方のスクロールのラップ部と他方のスクロールのラップ部との互いに対面する内周面と外周面のうちいずれか一方の周面にだけ設ける構成としてなる請求項１，２，３，４または５に記載のスクロール式流体機械。
【請求項７】
前記各突起は、前記一方のスクロールのラップ部の内周面と外周面とに設ける場合と、前記他方のスクロールのラップ部の内周面と外周面とに設ける場合と、前記一方のスクロールのラップ部の内周面と他方のスクロールのラップ部の内周面とに設ける場合と、前記一方のスクロールのラップ部の外周面と他方のスクロールのラップ部の外周面とに設ける場合とのうち、いずれか一つである請求項１，２，３，４，５または６に記載のスクロール式流体機械。
【請求項８】
前記突起は、頂部の幅寸法Ｗ1を０ｍｍ≦Ｗ1≦２ｍｍをもって形成してなる請求項１，２，３，４，５，６または７に記載のスクロール式流体機械。
【請求項９】
前記突起の頂部が対面するラップ部の周面に接近したときの内周側の隙間寸法Ｓ1と外周側の隙間寸法Ｓ2とは、Ｓ1＜Ｓ2となる関係をもって形成してなる請求項１，２，３，４，５，６，７または８に記載のスクロール式流体機械。
【請求項１０】
前記突起は、前記ラップ部の最も内径側の部位を除いて設ける構成としてなる請求項１，２，３，４，５，６，７，８または９に記載のスクロール式流体機械。
【請求項１１】
前記突起の高さｈは０．１２ｍｍ≧ｈ≧０．０３ｍｍとなる範囲内で形成してなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
【請求項１２】
前記各突起は、前記鏡板に立設されたラップ部のうち当該鏡板から離れた軸方向の一部にのみ形成してなる請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０または１１に記載のスクロール式流体機械。
【請求項１３】
前記各突起は、前記鏡板に立設されたラップ部のうち当該鏡板から離れた軸方向の一部にのみ形成し、前記突起を除いた前記ラップ部の周面を前記突起の先端面と同一面として形成してなる請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０または１１に記載のスクロール式流体機械。
【請求項１４】
前記各突起は前記ラップ部のうち渦巻方向の内径側のみに形成し、前記ラップ部の外径側には非突起形成部位を設けてなる請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１１，１２または１３に記載のスクロール式流体機械。
【請求項１５】
前記ラップ部の非突起形成部位は、前記一方のスクロールのラップ部と他方のスクロールのラップ部とが最も外径側で最接近する圧縮開始位置から内径側に向けて略１巻分にわたる部位である請求項１４に記載のスクロール式流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空気圧縮機、真空ポンプ等に用いて好適なスクロール式流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、スクロール式流体機械は、固定スクロールと該固定スクロールに対面して設けられた旋回スクロールとを含んで構成されている。また、固定スクロールと旋回スクロールとは、円板状に形成された鏡板と、該鏡板の内径側から外径側に向け渦巻状に巻回するように該鏡板に軸方向に立設されたラップ部とをそれぞれ備えている。これにより、固定スクロールと旋回スクロールとは、互いのラップ部を重ね合わせることによって複数の圧縮室を画成している。
【０００３】
そして、スクロール式流体機械は、駆動軸によって旋回スクロールを固定スクロールに対し一定の旋回半径をもって旋回運動させることにより、固定スクロールの外径側に設けた吸込口から気体を吸込み、各圧縮室内で順次圧縮し、この圧縮流体を固定スクロールの内径側に設けた吐出口から外部に向けて吐出することができる。
【０００４】
また、スクロール式流体機械には、各ラップ部の周面に凹凸を形成することにより、各ラップ部間の隙間を小さくして圧縮室の密閉性を高め、圧縮効率を向上するようにしたものがある（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１４１３７９号公報
【非特許文献１】発明協会公開技報公技番号２００１−１７４６号
【０００６】
この従来技術によるスクロール式流体機械は、固定スクロール、旋回スクロールのラップ部の周面に軸方向に延びる複数本の突起（凹溝）を形成している。また、この突起はラップ部の渦巻方向、即ち内径側から外径側に亘ってほぼ等しい間隔で形成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した従来技術によるスクロール式流体機械は、ラップ部の周面に軸方向に延びる複数本の突起（凹溝）を形成することにより、対面するラップ部間から漏れ出る圧縮流体を少なくし、圧縮室の密閉性を高めている。
【０００８】
しかし、従来技術による突起は、横断面四角形状をなしているから、先端が広幅に形成されている。このため、突起が相手側のラップ部に接触した場合には、摩擦抵抗による動力損失が大きくなる、大きな騒音が生じる、かじりが生じる等の問題が発生してしまう。
【０００９】
また、各突起は、ラップ部の内径側から外径側に亘ってほぼ等しい間隔で形成されているから、ラップ部の曲率半径が小さくなる内径側で圧縮室を密閉するためには各突起の間隔が大き過ぎてしまい、圧縮流体が漏れ出て圧縮効率の低下を招くという問題がある。
【００１０】
さらに、スクロールが旋回運動するときには、例えば各突起間のなす角度が全て等しく設定されていると、複数本の突起が相手方の周面にほぼ等しいタイミングで最接近することがある。そして、これらの最接近部位では、突起と周面との間に形成される微小な隙間を介して高圧側の圧縮室から低圧側の圧縮室に流体が流れ込み、このときに流れの渦が生じることによって笛の原理で異音が発生し易い。
【００１１】
このため、従来技術では、スクロール式流体機械を運転するときに、固定スクロールと旋回スクロールとの間で複数の箇所から異音が一斉に発生し、これらは高い周波数の大きな騒音となって流体の吸込口等から外部に漏れ出ることがあり、これによって機械の運転環境が悪化するという問題がある。
【００１２】
さらにまた、従来技術では、ラップ部の周面に軸方向の全長に亘って延びる複数本の突起（凹溝）を設けている。このため、ラップ部の周面のうち突起を除いた部位は、突起を設けないものに比べて、固定スクロールのラップ部と旋回スクロールのラップ部との間の隙間が大きくなるから、圧縮効率が低下してしまうという問題もある。
【００１３】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の第１の目的は、圧縮室の密閉性を高めるためにラップ部に設けられた突起の強度を高めると共に、運転時の動力損失、騒音等を防止することができるようにしたスクロール式流体機械を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の第２の目的は、ラップ部の突起によって圧縮流体の漏れを少なくし、圧縮効率を高めることができるようにしたスクロール式流体機械を提供することにある。
【００１５】
さらに、本発明の第３の目的は、ラップ部の突起による騒音等を抑制でき、低騒音で良好な運転環境を実現できるようにしたスクロール式流体機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によるスクロール式流体機械は、鏡板に内径側から外径側に向け渦巻状に巻回されたラップ部が軸方向に立設された一方のスクロールと、該一方のスクロールに対向して設けられ鏡板に該一方のスクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を画成するために内径側から外径側に向け渦巻状に巻回されたラップ部が軸方向に立設された他方のスクロールとを備えている。
【００１７】
そして、上述した課題を解決するために、請求項１による発明が採用する構成の特徴は、少なくとも前記一方のスクロールのラップ部の周面には、渦巻方向に間隔をもって軸方向に延びる複数本の突起を設け、該各突起の横断面形状はその頂部と前記周面とをつなぐ裾野を凹状曲面として形成し、かつ隣合う突起のなす角度αの範囲は、前記突起の高さをｈとし、前記突起が形成された部位における前記周面の曲率半径をρとし、向い合う前記ラップ部の内周面と外周面との間の半径方向の間隔寸法をＴとしたとき、前記角度αの下限値αminを、αmin＝２×{√（Ｔ／２×ｈ）}／ρとして設定し、前記一方のスクロールの隣合う突起の間にあるラップ部周面と前記他方のスクロールのラップ部周面とが最接近したときの隙間寸法をＳ′とし、前記一方のスクロールの前記最接近したラップ部周面を挟んで隣合う前記突起の頂部と前記他方のスクロールのラップ部周面との間の隙間のうち何れか小さい方の隙間寸法をＳとしたとき、前記角度αの上限値αmaxを、Ｓ′＞Ｓを満たす範囲内で設定する構成としたことにある。
【００１８】
請求項２の発明によると、突起の凹状曲面は凹円弧面として形成する構成としている。
【００１９】
請求項３の発明によると、ラップ部に形成された突起の凹状曲面の曲率半径寸法Ｒは、ラップ部の半径方向の間隔寸法Ｔに対し、１／４×Ｔ≦Ｒとなる大きさをもって形成する構成としている。
【００２０】
請求項４の発明によると、ラップ部に形成された突起は、頂部の幅寸法Ｗ1と突起全体の幅寸法Ｗ2とを、Ｗ1×２≦Ｗ2となる関係をもって形成する構成としている。
【００２１】
請求項５の発明によると、少なくとも一方のスクロールのラップ部の周面には、渦巻方向に間隔をもって軸方向に延びる複数本の突起を設け、該突起は、渦巻方向の間隔寸法Ｐを内径側で狭く外径側で広くなるように形成する構成としている。
【００２２】
請求項６の発明によると、突起は、一方のスクロールのラップ部と他方のスクロールのラップ部との互いに対面する内周面と外周面のうちいずれか一方の周面にだけ設ける構成としている。
【００２３】
請求項７の発明によると、ラップ部に形成された各突起は、一方のスクロールのラップ部の内周面と外周面とに設ける場合と、他方のスクロールのラップ部の内周面と外周面とに設ける場合と、一方のスクロールのラップ部の内周面と他方のスクロールのラップ部の内周面とに設ける場合と、一方のスクロールのラップ部の外周面と他方のスクロールのラップ部の外周面とに設ける場合とのうち、いずれか一つとする構成としている。
【００２４】
請求項８の発明によると、突起は、頂部の幅寸法Ｗ1を０ｍｍ≦Ｗ1≦２ｍｍをもって形成する構成としている。
【００２５】
請求項９の発明によると、突起の頂部が対面するラップ部の周面に接近したときの内周側の隙間寸法Ｓ1と外周側の隙間寸法Ｓ2とは、Ｓ1＜Ｓ2となる関係をもって形成する構成としている。
【００２６】
請求項１０の発明によると、各突起は、ラップ部の最も内径側の部位を除いて設ける構成としている。
【００２７】
請求項１１の発明によると、突起の高さｈは０．１２ｍｍ≧ｈ≧０．０３ｍｍとなる範囲内で形成する構成としている。
【００２８】
請求項１２の発明によると、各突起は、鏡板に立設されたラップ部のうち当該鏡板から離れた軸方向の一部にのみ形成する構成としている。
【００２９】
請求項１３の発明によると、各突起は、鏡板に立設されたラップ部のうち当該鏡板から離れた軸方向の一部にのみ形成し、前記突起を除いた前記ラップ部の周面を前記突起の先端面と同一面として形成する構成としている。
【００３０】
請求項１４の発明によると、各突起はラップ部のうち渦巻方向の内径側のみに形成し、ラップ部の外径側には非突起形成部位を設ける構成としている。
【００３１】
請求項１５の発明によると、ラップ部の非突起形成部位は、一方のスクロールのラップ部と他方のスクロールのラップ部とが最も外径側で最接近する圧縮開始位置から内径側に向けて略１巻分にわたる部位として構成している。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１の発明によれば、各突起の横断面形状は、その頂部と前記周面とをつなぐ裾野を凹状曲面として形成する構成としたので、各突起の横断面を略三角形状に形成することができる。これにより、応力集中を防止して頂部での強度を高めることができ、耐久性を向上することができる。
【００３３】
一方、突起の頂部は、対面するラップ部の周面に接触したときに、容易につぶれたり、摩耗することができるから、何回も接触することなくラップ部の周面に馴染ませることができる。これにより、動力損失を軽減し、また損傷、騒音、かじり等の発生を防止でき、耐久性、信頼性を向上することができる。
【００３４】
また、隣合う突起のなす角度αの下限値αminは、突起の高さｈと、突起の形成部位における周面の曲率半径ρと、ラップ部の半径方向の間隔寸法Ｔとを用いてαmin＝２×{√（Ｔ／２×ｈ）}／ρとして設定したので、例えばエンドミル等の切削工具によりスクロールの母材を切削加工してラップ部を形成するときには、ラップ部の内周面と外周面とに沿った切削動作を行うだけで、母材のうち内周面と外周面との間に位置する底面部を速やかに削取ることができる。
【００３５】
これにより、スクロールの製造時には、２つの周面に沿った最低限の切削動作によって渦巻状のラップ部を効率よく形成でき、また切削動作の途中で各突起も一緒に加工成形できるので、生産性を高めることができる。
【００３６】
さらに、隣合う突起のなす角度αの上限値αmaxは、一方のスクロールの隣合う突起の間にあるラップ部周面と他方のスクロールのラップ部周面とが最接近したときの隙間寸法をＳ′とし、一方のスクロールの前記最接近したラップ部周面を挟んで隣合う突起の頂部と他方のスクロールのラップ部周面との間の隙間のうち何れか小さい方の隙間寸法をＳとしたとき、Ｓ′＞Ｓを満たす範囲内で設定したので、例えばラップ部が各突起の中間部位で相手方のラップ部に最接近した場合でも、この最接近部位に形成される隙間と比較して、突起の位置に形成される隙間を小さくすることができ、突起の位置でラビリンス効果を確実に発揮することができる。これにより、ラップ部が突起を含めていずれの部位で相手方のラップ部に最接近する場合でも、各スクロールのラップ部間の隙間を常に小さく保持でき、各圧縮室の密閉性を高めることができる。
【００３７】
請求項２の発明によれば、各突起の凹状曲面を凹円弧面として形成したので、例えばエンドミル等の工具を用いて突起を容易に加工でき、生産性を向上することができる。
【００３８】
請求項３の発明によれば、突起の凹状曲面の曲率半径寸法Ｒは、ラップ部の半径方向の間隔寸法Ｔに対し、１／４×Ｔ≦Ｒとなる大きさをもって形成しているので、ラップ部の周面を切削加工するときに使用するエンドミル等の工具を交換することなく、そのまま用いて各突起を切削加工することができ、生産性の向上、コストの低減を図ることができる。
【００３９】
請求項４の発明によれば、突起は、頂部の幅寸法Ｗ1と突起全体の幅寸法Ｗ2とを、Ｗ1×２≦Ｗ2となる関係をもって形成しているので、突起の根元側を広幅にして強度を高めることができ、耐久性を向上させることができる。
【００４０】
請求項５の発明によれば、少なくとも一方のスクロールのラップ部の周面には、渦巻方向に間隔をもって軸方向に延びる複数本の突起を設け、該突起は、渦巻方向の間隔寸法Ｐを内径側で狭くなるように形成する構成としているので、ラップ部の曲率半径が内径側で小さくなるときに、この曲率半径に沿って複数の突起を狭い間隔で配置することができる。このため、半径方向で対面するラップ部間の隙間を小さくして圧縮室の密閉性を高めることができ、圧縮性能を向上することができる。
【００４１】
請求項６の発明によれば、突起は、一方のスクロールのラップ部と他方のスクロールのラップ部との互いに対面する内周面と外周面のうちいずれか一方の周面にだけ設ける構成としているので、突起を平滑なラップ部の周面に対面させることができ、突起同士の接触によるかじり等を防止することができる。
【００４２】
請求項７の発明によれば、ラップ部に形成された各突起は、一方のスクロールのラップ部の内周面と外周面とに設ける場合と、他方のスクロールのラップ部の内周面と外周面とに設ける場合と、一方のスクロールのラップ部の内周面と他方のスクロールのラップ部の内周面とに設ける場合と、一方のスクロールのラップ部の外周面と他方のスクロールのラップ部の外周面とに設ける場合とのうち、いずれか一つとしている。これにより、いずれの場合でも突起は平滑なラップ部の周面に対面させることができ、突起同士の接触によるかじり等を防止することができる。
【００４３】
請求項８の発明によれば、突起は、頂部の幅寸法Ｗ1を０ｍｍ≦Ｗ1≦２ｍｍをもって形成しているので、突起の頂部は、対面するラップ部の周面に接触したときに、容易につぶれたり、摩耗することができ、何回も接触することなくラップ部の周面に馴染むことができる。これにより、動力損失を軽減し、また損傷、騒音、かじり等の発生を防止でき、耐久性、信頼性を向上することができる。
【００４４】
請求項９の発明によれば、各突起の頂部が対面するラップ部の周面に接近したときの内周側の隙間寸法Ｓ1と外周側の隙間寸法Ｓ2とは、Ｓ1＜Ｓ2となる関係をもって形成する構成としたので、半径方向で対面するラップ部間で接触が生じる場合には、駆動側のスクロールのラップ部の内周面と固定側または従動側のスクロールのラップ部の外周面とを先に接触させることができる。この接触によって駆動側のスクロールには自転力の方向と同じ方向に回転させようとする力が作用するから、駆動側のスクロールを自転力の方向に押付けてがたつきを無くすことができ、作動音を低減し、圧縮効率を向上することができる。
【００４５】
請求項１０の発明によれば、各突起は、ラップ部の最も内径側の部位を除いて設ける構成としているので、ラップ部の全長のうち、圧縮室の密閉性及び信頼性を高めるために突起が必要な部位だけに該突起を設けることができ、加工作業を簡略化して製造コストを低減することができる。
【００４６】
請求項１１の発明によれば、突起の高さｈは０．１２ｍｍ≧ｈ≧０．０３ｍｍとなる範囲内で形成している。この場合、ラップ部は、各圧縮室で発生する圧縮熱等によって熱変形し易く、その変形量は、例えば径方向に対して０．０３ｍｍ程度となることが判っている。このため、突起の高さｈを０．０３ｍｍ以上に形成しておくことにより、ラップ部のうち各突起の間に位置する部位が熱変形したときに相手方のラップ部に直接接触するのを防止でき、ラップ部を接触による損傷から保護することができる。また、突起の高さｈを０．１２ｍｍ以下に抑えることにより、圧縮室の密閉性を確保しつつ、突起を小型化することができる。
【００４７】
請求項１２の発明によれば、突起はラップ部のうち鏡板から離れた軸方向の一部にのみ形成したので、突起の軸方向長さ寸法を短くすることができ、突起によって生じる異音を小さくすることができる。また、隣合う突起間の溝部をラップ部の軸方向に対して小さくすることができるから、固定スクロールのラップ部と旋回スクロールのラップ部との間の平均隙間を小さくすることができ、圧縮効率を高めることができる。そして、ラップ部内の温度を低減でき、チップシール等の寿命を延長することができる。また、ラップ部の熱倒れが顕著に生じる歯先部分に突起を形成した場合には、熱倒れによるかじりを突起によって防止することができる。
【００４８】
しかも、ラップ部の歯元側には突起を設けていないため、突起の形成時には、例えばラップ部の周面のうち各突起の間となる部位を、ラップ部の歯先から軸方向の途中位置まで溝状に切削加工するだけで、各突起を容易に形成することができる。従って、ラップ部の軸方向の全長に亘って突起を設けた場合に比べて、ラップ部を削る箇所を減少させることができ、加工コストを低減できると共に、歯元側での寸法管理を容易に行うことができる。
【００４９】
さらに、ラップ部の歯元側では、ラップ部の外周面と相手方のラップ部の内周面との間の隙間を、突起を設けないときの間隔寸法と同程度に設定することができるから、この位置でのラップ部の接触を防ぐことができ、信頼性を向上することができる。
【００５０】
請求項１３の発明によれば、各突起は、ラップ部のうち鏡板から離れた軸方向の一部にのみ形成し、突起を除いたラップ部の周面を前記突起の先端面と同一面として形成する構成としたので、ラップ部の歯元側の周面を突起の先端面と連続させることができる。このため、突起の形成時には、例えばラップ部の周面のうち各突起の間となる部位を軸方向の途中位置まで溝状に切削加工するだけで、各突起を容易に形成することができる。
【００５１】
請求項１４の発明によれば、各突起はラップ部のうち渦巻方向の内径側のみに形成し、ラップ部の外径側には非突起形成部位を設けたので、例えばラップ部の最も外径側に画成される圧縮室の閉込み位置等では、各ラップ部の平滑な周面同士を最接近または接触させることができる。これにより、圧縮時の体積効率に対して影響が大きい外径側の圧縮室を良好にシールでき、圧縮性能を高めることができる。
【００５２】
特に、ラップ部の外周側では圧縮熱による温度上昇が少ないから、かじり現象が生じ難い。このため、ラップ部の外周側に設けた非突起形成部位では他方のラップ部との隙間寸法を小さくすることができる。これにより、各ラップ部の外径側で平滑な周面同士を確実に最接近または接触させることができ、ラップ部の内径側の突起によって発生した異音が外径側の吸込口等から外部に漏れるのを防ぐことができる。
【００５３】
請求項１５の発明によれば、ラップ部の非突起形成部位は、各スクロールのラップ部が最も外径側で最接近する圧縮開始位置から内径側に向けて略１巻分にわたる部位としたので、例えば圧縮開始位置等における外径側の圧縮室のシール性を高め、ラップ部の外径側から内径側にわたって圧縮動作を安定的に行うことができる。また、圧縮開始位置から内径側に向けて略１巻分にわたって非突起形成部位を設けたから、外径側では必ず一箇所で各ラップ部の平滑な周面同士を最接近または接触させることができ、この周面同士が最接近等する箇所で内径側の突起によって生じる異音が外部に漏れるのを確実に遮断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、本発明の実施の形態によるスクロール式流体機械としてスクロール式空気圧縮機を例に挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００５５】
ここで、図１ないし図１３は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、旋回スクロールに突起を設けた場合を例に挙げて述べる。
【００５６】
図１はスクロール式空気圧縮機の縦断面図を示し、この図１において、１はスクロール式空気圧縮機の固定スクロールで、該固定スクロール１は、筒状に形成されたケーシング（図示せず）の端部に取付けられている。また、固定スクロール１は、略円板状に形成され中心が後述する駆動軸８の軸線Ｏ1−Ｏ1と一致するように配設された鏡板２と、該鏡板２の表面２Ａに立設された渦巻状のラップ部３と、鏡板２の外径側からラップ部３を取囲むように軸方向に突出した筒部４と、該筒部４から径方向外側に拡開したフランジ部５とによって大略構成されている。
【００５７】
ここで、図２は図１に示すスクロール式空気圧縮機の横断面図で、ラップ部３は、この図２に示す如く、内径側（半径方向の内側）が巻始め端となり、外径側（半径方向の外側）が巻終り端となる渦巻状に形成されている。また、ラップ部３の内周面３Ａと外周面３Ｂとは、凹凸のない平滑面として形成されている。
【００５８】
また、固定スクロール１には、鏡板２の外径側に位置して後述の圧縮室１５空気を吸込む吸込口６が設けられ、鏡板２の中央には圧縮室１５で圧縮した空気を吐出する吐出口７が設けられている。
【００５９】
８はケーシングに回転可能に設けられた駆動軸で、該駆動軸８は、回転中心となる軸線Ｏ1−Ｏ1を有している。また、駆動軸８は、固定スクロール１側の先端側が偏心して延びるクランク軸８Ａとなり、該クランク軸８Ａの中心線となる軸線Ｏ2−Ｏ2は、駆動軸８の軸線Ｏ1−Ｏ1に対して旋回半径εだけ偏心している。そして、駆動軸８のクランク軸８Ａには、旋回軸受９を介して後述の旋回スクロール１０が回転可能に取付けられている。
【００６０】
１０は固定スクロール１と対向して駆動軸８に設けられた旋回スクロールで、該旋回スクロール１０は、軸線Ｏ2−Ｏ2を中心にして円板状に形成された鏡板１１と、該鏡板１１の表面１１Ａから軸方向に立設された渦巻状のラップ部１２とによって大略構成されている。
【００６１】
そして、旋回スクロール１０は、ラップ部１２が固定スクロール１のラップ部３に対し、例えば１８０度だけずらして重なり合うように配設されている。これにより、両者のラップ部３，１２間には後述する複数の圧縮室１５が画成される。そして、スクロール式空気圧縮機を運転すると、外周側の圧縮室１５は、吸込口６から空気を吸込み、この空気を旋回スクロール１０が旋回運動する間に内径側に移動しつつ順次圧縮し、最後に吐出口７から外部に圧縮空気を吐出する。
【００６２】
ここで、旋回スクロール１０を構成するラップ部１２は、鏡板１１の表面１１Ａに軸方向（軸線Ｏ1−Ｏ1の方向）に立設されている。また、ラップ部１２は、内径側が巻始め端となり、外径側が巻終り端となるｎ巻からなる渦巻状に形成され、このときの半径方向の間隔、即ち１巻目と２巻目、２巻目と３巻目、…（ｎ−１）巻目とｎ巻目の間隔は寸法Ｔに設定されている。また、ラップ部１２の内周面１２Ａと外周面１２Ｂには、後述する内径側突起１３と外径側突起１４とが形成されている。そして、ラップ部１２は、例えばエンドミル等の切削工具を用いて渦巻状に切削加工される。
【００６３】
１３，１３，…はラップ部１２の内周面１２Ａ側に設けられた複数本の内径側突起で、該各内径側突起１３は、図３、図４に示す如く、ラップ部１２の渦巻方向（長さ方向）に間隔をもって軸方向に延びて形成されている。ここで、各内径側突起１３は、図５に示すように横断面からみたとき、狭幅な頂部１３Ａと、該頂部１３Ａとラップ部１２の内周面１２Ａとをつなぐ左，右の裾野となる凹円弧面１３Ｂ，１３Ｂとによって略三角形状に形成されている。また、各凹円弧面１３Ｂは、頂部１３Ａからラップ部１２の内周面１２Ａにかけて滑らかに形成された凹状曲面となっている。
【００６４】
一方、１４，１４，…はラップ部１２の外周面１２Ｂ側に渦巻方向に間隔をもって軸方向に延びて設けられた複数本の外径側突起で、該各外径側突起１４は、前記各内径側突起１３とほぼ同様に、頂部１４Ａと、左，右の裾野となる凹状曲面としての凹円弧面１４Ｂとを有し、横断面からみたとき略三角形状に形成されている。
【００６５】
ここで、旋回スクロール１０のラップ部１２の内周面１２Ａに設けられた内径側突起１３の詳しい形状、配置関係等について説明する。
【００６６】
まず、内径側突起１３は、図５に示す如く、その頂部１３Ａがラップ部１２の内周面１２Ａから径方向の高さｈをもって突出し、この高さｈは、例えば下記数１の式に示す範囲内に納まる一定の大きさに設定されている。
【００６７】
【数１】
2005105823.tif 000003
【００６８】
この場合、ラップ部１２は、各圧縮室１５で発生する圧縮熱等によって熱変形し易く、その変形量は、例えば径方向に対して０．０３ｍｍ程度となることが判っている。このため、内径側突起１３の高さｈを０．０３ｍｍ以上に形成しておくことにより、ラップ部１２のうち各突起１３の間に位置する部位が熱変形したときに相手方のラップ部３に直接接触するのを防止でき、ラップ部３，１２を接触による損傷から保護することができる。また、内径側突起１３の高さｈを０．１２ｍｍ以下に抑えることにより、圧縮室１５の密閉性を確保しつつ、突起１３を小型化することができる。
【００６９】
また、ラップ部１２の内径側突起１３を構成する凹円弧面１３Ｂは、頂部１３Ａと内周面１２Ａとをつなぐ裾野のうち少なくとも内周面１２Ａと接する部分（本実施の形態では、裾野のほぼ全体）に形成されている。そして、凹円弧面１３Ｂの曲率半径寸法Ｒは、下記数２の式のように、ラップ部１２の半径方向の間隔寸法Ｔの１／４倍以上、１倍以下に設定されている。
【００７０】
【数２】
2005105823.tif 000004
【００７１】
また、上記数２の式に設定されるＲの範囲のうち、下記数３の式に設定される範囲がより一層望ましい値である。
【００７２】
【数３】
2005105823.tif 000005
【００７３】
これにより、内径側突起１３は、ラップ部１２の内周面１２Ａを切削加工するときに、例えばラップ部１２を加工するのに用いているエンドミル等の切削工具を交換することなく、同じ切削工具で連続して加工することができる。また、凹円弧面１３Ｂは、応力集中を防止して頂部１３Ａにおける強度を高めることができる。
【００７４】
なお、凹円弧面１３Ｂは、半径方向間隔寸法Ｔの１／４倍以上、１倍以下の範囲となる曲率半径寸法Ｒをもった単一の円弧によって形成してもよい。また、凹円弧面１３Ｂは、複数の円弧をつなげることによって形成し、全体として半径方向間隔寸法Ｔの１／４倍以上の曲率半径寸法Ｒをもった凹状曲面としてもよい。
【００７５】
また、内径側突起１３は、頂部１３Ａの幅寸法をＷ1とし、左，右の凹円弧面１３Ｂを含めた突起全体の幅寸法をＷ2としたときに、突起１３全体の幅寸法Ｗ2は、下記数４の式のように設定されている。
【００７６】
【数４】
2005105823.tif 000006
【００７７】
これにより、内径側突起１３は、凹円弧面１３Ｂが広幅に形成されることにより、固定スクロール１のラップ部３と接触した場合でも損傷を生じない十分な強度を有している。
【００７８】
さらに、内径側突起１３は、頂部１３Ａの幅寸法Ｗ1が下記数５の式に示すように設定されている。
【００７９】
【数５】
2005105823.tif 000007
【００８０】
また、上記数５の式に設定されるＷ1の範囲のうち、下記数６の式の範囲に設定した場合には一層良好な圧縮性能を得ることができる。
【００８１】
【数６】
2005105823.tif 000008
【００８２】
これにより、狭幅に形成された頂部１３Ａは、対面する固定スクロール１のラップ部３の外周面３Ｂに接触したときに、容易につぶれたり、摩耗することができる。このように、頂部１３Ａはつぶれたりすることで、何回もラップ部３の外周面３Ｂに接触することなく、該外周面３Ｂに対して馴染むことができる。
【００８３】
一方、内径側突起１３は、ラップ部１２の長さ方向となる渦巻方向の間隔寸法Ｐが内径側で狭く、外径側で広くなるように形成している。ここで、各内径側突起１３の配置に関して詳しく述べると、旋回スクロール１０には、図３に示す如く、ラップ部１２のインボリュート（伸開線）を描くために、その中心点Ｏ2（軸線Ｏ2−Ｏ2の位置）を中心とした縮閉線半径ａの縮閉線Ｃが求められる。なお、縮閉線半径ａは、旋回半径εと旋回スクロール１０のラップ部１２の板厚寸法とによって定まる当該旋回スクロール１０に固有の値で、インボリュート曲線では知られた事項である。
【００８４】
そして、前記縮閉線Ｃに接して延びる無数の接線のうち、任意の接線をＬ1とし、この接線Ｌ1から角度αずつずらした位置に設けた他の接線をＬ2，Ｌ3，…とすると、前記内径側突起１３は、前記各接線Ｌ1，Ｌ2，…上に配置されている。
【００８５】
ここで、隣合う内径側突起１３（各接線Ｌ1，Ｌ2，…）のなす角度αは、後述する数１４の式に示す下限値αminと、数２８の式に示す上限値αmaxとに対して、下記数７の式を満たすように定められ、例えば４〜２６°程度の大きさに設定されている。
【００８６】
【数７】
2005105823.tif 000009
【００８７】
また、隣合う内径側突起１３の渦巻方向の間隔寸法Ｐは、ラップ部１２の内径側となる１巻目で狭く、外径側となるｎ巻目で広くなっている。このように、隣合う内径側突起１３の間隔寸法Ｐを、内径側で狭く（小さく）することにより、対面するラップ部３の曲率半径が小さく曲がりが急な部位に対しても、内径側突起１３の頂部１３Ａをラップ部３の外周面３Ｂに所定の隙間をもって配置させることができる。
【００８８】
また、内径側突起１３は、ラップ部１２の渦巻方向の全長のうち、最も内径側となる巻始め端から半巻き程度の部位を除いた内周面１２Ａに形成されている。このラップ部１２の内周面１２Ａで巻始め端から半巻き程度の部位は、曲率半径が最も小さく、また熱による寸法変化も小さいことから、各内径側突起１３を設けなくても十分に圧縮室１５を密閉できるためであり、この部位は平滑面として形成されている。
【００８９】
さらに、内径側突起１３の頂部１３Ａとラップ部３の外周面３Ｂとの間の隙間寸法Ｓは、図５に示す如く、頂部１３Ａが対面する固定スクロール１側のラップ部３の外周面３Ｂに接近したときに、隙間寸法Ｓ1となる。そして、この隙間寸法Ｓ1は、下記数８の式に示すように、後述する外径側突起１４が対面する固定スクロール１側のラップ部３の内周面３Ａに接近したときの頂部１４Ａとの間の隙間寸法Ｓ2よりも小さな値に設定されている。
【００９０】
【数８】
2005105823.tif 000010
【００９１】
このように、内径側突起１３とラップ部３との間の隙間寸法Ｓ1は、外径側突起１４とラップ部３との間の隙間寸法Ｓ2よりも小さくしているから、各ラップ部３，１２間で接触が生じた場合には、旋回スクロール１０のラップ部１２に設けられた内径側突起１３（内周面１２Ａ）と固定スクロール１のラップ部３の外周面３Ｂとを先に接触させることができる。
【００９２】
そして、旋回スクロール１０のラップ部１２の内径側突起１３が固定スクロール１のラップ部３に先に接触すると、この接触部位を支点として旋回スクロール１０に自転力の方向と同じ方向に回転させようとする力が作用する。これにより、旋回スクロール１０は自転力の方向に押動されることになるから、例えば旋回スクロール１０とケーシングとの間に設けられる自転防止機構（図示せず）等のがたつきを無くすことができる。
【００９３】
一方、旋回スクロール１０のラップ部１２の外周面１２Ｂに設けられた各外径側突起１４は、前述した内径側突起１３の形状、配置関係等に関する条件と同様の条件となっているため、外径側突起１４の横断面形状等に関連した説明は省略するものとする。この場合、外径側突起１４のなす角度αは、内径側突起１３とほぼ同様に、前記数７の式に示す範囲内で設定されている。
【００９４】
次に、図６ないし図１３を参照しつつ、隣合う内径側突起１３（または外径側突起１４）のなす角度αの下限値αminと上限値αmaxについて説明する。
【００９５】
まず、外径側突起１４の角度αを例に挙げ、その下限値αminの設定方法について述べる。ここで、外径側突起１４は、図６に示すように、例えばエンドミル等の切削工具１６を用いて旋回スクロール１０の材料（母材）を切削加工することにより形成されている。
【００９６】
そして、図６において、切削工具１６の径方向寸法（外径寸法）をＤとし、隣合う突起１４の凹円弧面１４Ｂの延長線がなす角度をβとすると、これらの径方向寸法Ｄ、角度βと、突起１４の高さｈとの間には、下記数９の式に示す関係がある。
【００９７】
【数９】
2005105823.tif 000011
【００９８】
また、径方向寸法Ｄの切削工具１６を用いるときに、突起１４間に形成可能な最小の間隔Ｐminは、下記数１０の式により表すことができ、この式に前記数９の式を代入すると、数１０の右辺の式を得ることができる。この場合、角度βは小さいことを前提としている。
【００９９】
【数１０】
2005105823.tif 000012
【０１００】
また、図７に示すように、突起１４の形成部位におけるラップ部１２の曲率半径をρとすると、突起１４間の角度（伸開角の間隔）αは、突起１４間の間隔Ｐminと、曲率半径ρとを用いて下記数１１の式のように表すことができ、この式に前記数１０の式を代入すると、数１１の右辺の式を得ることができる。
【０１０１】
【数１１】
2005105823.tif 000013
【０１０２】
ここで、旋回スクロール１０の母材を切削加工してラップ部１２を形成するときには、図８に示す如く、その内周面１２Ａに対応する軌跡ａに沿って切削工具１６を渦巻状に移動することにより、内周面１２Ａを切削加工すると共に、ラップ部１２の外周面１２Ｂに対応する軌跡ｂに沿って切削工具１６を渦巻状に移動することにより、外周面１２Ｂを切削加工する。これにより、母材のうちラップ部１２の内周面１２Ａと外周面１２Ｂとの間に位置する底面部を削取り、渦巻状のラップ部１２を形成することができる。
【０１０３】
この場合、切削工具１６の径方向寸法Ｄがラップ部１２の間隔寸法Ｔの１／２よりも小さいと、内周面１２Ａを切削加工するときの軌跡ａと、外周面１２Ｂを切削加工するときの軌跡ｂとの間に径方向の間隔が生じ、この間隔位置では母材が切削されずに残るようになる。この結果、ラップ部１２の切削加工時には、２つの周面１２Ａ，１２Ｂに沿った切削動作の他に、これらの間に残された母材を削取るための余分な切削動作が必要となり、切削加工時の効率が低下する。
【０１０４】
従って、ラップ部１２を２つの周面１２Ａ，１２Ｂに沿った切削動作だけで効率よく形成するためには、２つの軌跡ａ，ｂが接するか、または部分的に重なり合う状態となればよいから、ラップ部１２の半径方向の間隔寸法Ｔと、切削工具１６の径方向寸法Ｄとは、下記数１２の式を満たす必要がある。
【０１０５】
【数１２】
2005105823.tif 000014
【０１０６】
この結果、前記数１１，数１２の式を用いることにより、下記数１３の式を得ることができるので、隣合う外径側突起１４のなす角度αの下限値αminは、下記数１４式のようになる。
【０１０７】
【数１３】
2005105823.tif 000015
【０１０８】
【数１４】
2005105823.tif 000016
【０１０９】
従って、例えば外径側突起１４の高さｈとして、ラップ部１２の熱変形量を考慮した最低限の高さｈ＝０．０３ｍｍ（前記数１参照）を用いる場合には、これを前記数１４の式に代入すれば、下限値αminのより具体的な式として下記数１５の式を得ることができる。
【０１１０】
【数１５】
2005105823.tif 000017
【０１１１】
このように、本実施の形態では、隣合う外径側突起１４のなす角度αを、前記数１２の式（具体的には数１４の式）を用いて定められる下限値αmin以上の角度として設定する構成としている。これにより、旋回スクロール１０の形成時には、最低限の切削動作によってラップ部１２を効率よく加工することができる。
【０１１２】
次に、図９ないし図１３を参照しつつ、外径側突起１４のなす角度αの上限値αmaxについて述べる。
【０１１３】
まず、旋回スクロール１０が旋回運動するときには、ラップ部１２の各部位に設けられた外径側突起１４が固定スクロール１のラップ部３に順次最接近し、これらがラップ部３から順次離れる動作が繰返される。
【０１１４】
ここで、相手方のラップ部３に最接近した外径側突起１４に着目すると、図９に示すように、その左，右両側に位置する圧縮室１５が突起１４によって互いに仕切られた状態となるため、各圧縮室１５の密閉性を高めることができる。
【０１１５】
また、例えば旋回スクロール１０のラップ部１２が各突起１４間の中間部位Ａで相手方のラップ部３に最接近したときには、図１０に示す如く、これらの周面３Ａ，１２Ｂの間に突起１４の高さｈに対応する最小の隙間寸法Ｓ′が形成される。この場合、ラップ部３，１２の周面３Ａ，１２Ｂの最接近部位（中間部位Ａ）を挟んで隣合う２個の外径側突起１４は、相手方のラップ部３から最も離間した状態となり、これらの間の隙間は最大寸法となる。しかし、各外径側突起１４のなす角度αを適度に小さな値（例えば、角度αOK）として予め設定しておくことにより、中間部位Ａを挟んで隣合う２個の突起１４とラップ部３との間に形成される隙間寸法のうち何れか小さい方の隙間寸法Ｓを、中間部位Ａの隙間寸法Ｓ′よりも小さな隙間寸法ＳOKとして形成することができる（Ｓ′＞ＳOK）。
【０１１６】
これにより、外径側突起１４間の中間部位Ａで隙間寸法Ｓ′が大きくなったとしても、突起１４の位置に形成される小さな隙間寸法ＳOKによって各圧縮室１５の密閉性を確保でき、外径側突起１４のラビリンス効果を発揮することができる。なお、外径側突起１４の頂部１４Ａと相手方のラップ部３との間には、微小な隙間寸法Ｓ2（図５参照）が形成されているが、この隙間寸法Ｓ2は前述した隙間寸法Ｓ′，ＳOKの両方に含まれる寸法成分であり、両者の大小関係には影響しないので説明を省略している。
【０１１７】
一方、各外径側突起１４のなす角度αを大きな値（例えば、角度αNG）に設定した場合には、図１１に示す如く、突起１４と相手方のラップ部３との間の隙間寸法Ｓが中間部位Ａの隙間寸法Ｓ′以上の大きな隙間寸法ＳNGとなり（ＳNG≧Ｓ′）、外径側突起１４は圧縮室１５の密閉性にほとんど寄与しなくなる。
【０１１８】
従って、外径側突起１４により圧縮室１５の密閉性を高めるためには、隣合う突起１４間の中間部位Ａ（ラップ部１２の外周面１２Ａ）が相手方のラップ部３の内周面３Ａに最接近したときに、中間部位Ａを挟んで隣合う２個の突起１４の頂部１４Ａラップ部３の内周面３Ａとの間に形成される隙間寸法のうち何れか小さい方の隙間寸法Ｓが中間部位Ａの隙間寸法Ｓ′（≒突起１４の高さｈ）よりも小さい寸法となればよい。即ち、下記数１６の式が成立するように、外径側突起１４のなす角度αを設定する必要がある。
【０１１９】
【数１６】
2005105823.tif 000018
【０１２０】
そこで、図１２を参照しつつ、突起１４とラップ部３との間の隙間寸法Ｓと、突起１４のなす角度αとの関係について説明する。
【０１２１】
まず、図１２は旋回スクロール１０のラップ部１２の中間部位Ａが固定スクロール１のラップ部３に最接近した状態（図１０参照）を模式的に示したものである。図中、１７は旋回スクロール１０のラップ部１２の外周面１２Ｂを部分的に近似した円弧曲線で、この円弧曲線１７上の各点Ｂは突起１４に相当し、中間部位Ａを挟んで左，右両側の対称位置に配置されている。
【０１２２】
また、１８は固定スクロール１のラップ部３の内周面３Ａを近似した円弧曲線で、この円弧曲線１８上の点Ｂ′はラップ部３のうち突起１４と対面する部位に相当している。このため、線分ＢＢ′の長さは、ラップ部１２の中間部位Ａが最接近状態となって突起１４が相手方のラップ部３から最も離れたときに、突起１４の頂部１４Ａとラップ部３との間に形成される隙間寸法Ｓ（以下、この状態における隙間寸法Ｓを隙間寸法Ｓmaxという）を示している。
【０１２３】
そして、図１２において、円弧ＡＢは、その曲率半径ρと中心角φとを用いて下記数１７の式のように表すことができ、円弧ＡＢ′は、その曲率半径ρ′と中心角φ′とを用いて下記数１８の式のように表すことができる。
【０１２４】
【数１７】
2005105823.tif 000019
【０１２５】
【数１８】
2005105823.tif 000020
【０１２６】
この場合、円弧ＡＢの中心角φが小さいときには、円弧ＡＢ＝円弧ＡＢ′とみなすことができるので、前記数１７，数１８の式から下記数１９の式を導出することができる。
【０１２７】
【数１９】
2005105823.tif 000021
【０１２８】
また、旋回スクロール１０の旋回半径εと曲率半径ρ，ρ′との間には、図１２から判るように、下記数２０の式に示す関係があるので、数１９，数２０の式から下記数２１の式を得ることができる。
【０１２９】
【数２０】
2005105823.tif 000022
【０１３０】
【数２１】
2005105823.tif 000023
【０１３１】
また、線分ＯＢ′の長さをＬとすると、円弧ＡＢの曲率半径ρ、線分ＯＢ′の長さＬ及び線分ＢＢ′の長さ（隙間寸法Ｓmax）の間には、下記数２２の式が成立する。
【０１３２】
【数２２】
2005105823.tif 000024
【０１３３】
一方、円弧ＡＢの中心Ｏ、円弧ＡＢ′の中心Ｏ′及び点Ｂ′からなる三角形ＯＯ′Ｂ′においては、線分ＯＯ′＝ε、線分Ｏ′Ｂ′＝ρ′、角ＯＯ′Ｂ′＝φ′となっている。このため、三角形ＯＯ′Ｂ′に第２余弦定理を適用すると、下記数２３の式を得ることができる。
【０１３４】
【数２３】
2005105823.tif 000025
【０１３５】
そして、この数２３の式に前記数２０，数２１及び数２２の式を代入することによって下記数２４の式を導出することができ、これを変形することによって下記数２５の式を得ることができる。
【０１３６】
【数２４】
2005105823.tif 000026
【０１３７】
【数２５】
2005105823.tif 000027
【０１３８】
また、円弧ＡＢの中心角φは、角ＢＯＢ（即ち、各外径側突起１４のなす角度α）の半分となるから、下記数２６の式が成立する。
【０１３９】
【数２６】
2005105823.tif 000028
【０１４０】
従って、前記数２５，２４の式を用いることにより、各外径側突起１４のなす角度αと、突起１４が相手方のラップ部３から最も離れたときの隙間寸法Ｓmaxとの関係について、下記数２７の式を導くことができる。
【０１４１】
【数２７】
2005105823.tif 000029
【０１４２】
そして、この数２７の式による隙間寸法Ｓmaxと角度αとの関係は、図１３に示すようになり、角度αは隙間寸法Ｓmaxが増大するほど大きくなる。このため、隙間寸法Ｓmaxを前記数１６の式による上限値としたときに、角度αの上限値αmaxを得ることができる。従って、前記数１６の式を満たす角度αの上限値αmaxは、前記数２７の式中の隙間寸法Ｓmaxを隙間寸法Ｓ′に置換えることにより、下記数２８の式として導出される。
【０１４３】
【数２８】
2005105823.tif 000030
【０１４４】
ここで、上限値αmaxの具体値について述べると、図１３から判るように、例えば相手方のラップ部３の曲率半径ρ′が２０ｍｍとなる部位において、突起１４の高さｈを０．０３ｍｍとした場合に、この高さｈよりも隙間寸法Ｓmaxを小さくするためには、例えば角度αを約１３°よりも小さく設定すればよい。即ち、この場合には、角度αの上限値αmax＝約１３°となる。また、突起１４の高さｈを０．１２ｍｍとした場合には、例えば角度αを約２６°よりも小さく設定すればよいから、上限値αmax＝２６°となることが判る。
【０１４５】
このように、本実施の形態では、隣合う外径側突起１４のなす角度αを、前記数１６の式（具体的には数２８の式）を用いて定められる上限値αmaxよりも小さな角度として設定する構成としている。これにより、ラップ部１２が突起１４以外のいずれの部位で相手方のラップ部３に最接近する場合でも、この最接近部位に形成される隙間（図１０中の隙間寸法Ｓ′等）と比較して、突起１４の位置に形成される隙間寸法Ｓ（隙間寸法ＳOK等）を常に小さく保持でき、突起１４の位置でラビリンス効果を発揮して密閉性を高めることができる。
【０１４６】
一方、ラップ部１２の内周面１２Ａに設けられた各内径側突起１３についても、隣合う突起１３のなす角度αの上限値αmaxと下限値αminとは、前述した外径側突起１４とほぼ同様に設定されているものである。
【０１４７】
本実施の形態によるスクロール式空気圧縮機は、上述したような構成を有するもので、次に、このスクロール式空気圧縮機の動作について説明する。
【０１４８】
まず、電動モータ等の駆動源（図示せず）により駆動軸８を回転駆動すると、旋回スクロール１０は、自転防止機構によって自転が防止された状態で、駆動軸８の軸線Ｏ1−Ｏ1を中心として旋回半径εの旋回運動を行ない、固定スクロール１のラップ部３と旋回スクロール１０のラップ部１２間に画成される圧縮室１５は連続的に縮小する。これにより、固定スクロール１の吸込口６から吸込んだ空気は各圧縮室１５で順次圧縮しつつ、固定スクロール１の吐出口７から圧縮空気として外部のタンク（図示せず）に向け吐出することができる。
【０１４９】
以上のように、本実施の形態によれば、旋回スクロール１０のラップ部１２には、その内周面１２Ａに複数の内径側突起１３を設け、外周面１２Ｂにも複数の外径側突起１４を設けている。そして、内径側突起１３，外径側突起１４は、頂部１３Ａ，１４Ａが狭幅となり、凹円弧面１３Ｂ，１４Ｂが広幅となる横断面略三角形状とし、凹形状をした凹円弧面１３Ｂ，１４Ｂは、頂部１３Ａ，１４Ａとラップ部１２の内周面１２Ａ，外周面１２Ｂとを円滑に接続する構成としている。
【０１５０】
従って、内径側突起１３，外径側突起１４は、頂部１３Ａ，１４Ａから凹円弧面１３Ｂ，１４Ｂを介してラップ部１２の内周面１２Ａ，外周面１２Ｂに円滑に接続することができる。これにより、応力集中を防止して頂部１３Ａ，１４Ａでの強度を高めることができ、また、例えばエンドミル等の工具を用いて容易に加工することができる。さらに、内径側突起１３，外径側突起１４は、横断面略三角形状に形成したから高い強度を得ることができる。
【０１５１】
この結果、内径側突起１３，外径側突起１４は、接触、振動による損傷、経年劣化等に対して剛性を高めることができるから、耐久性、信頼性を向上することができる。
【０１５２】
しかも、内径側突起１３，外径側突起１４は、頂部１３Ａ，１４Ａを狭幅に形成しているから、対面するラップ部３に接触したときには、この頂部１３Ａ，１４Ａを容易につぶし、また摩耗させることができる。これにより、内径側突起１３，外径側突起１４の頂部１３Ａ，１４Ａは、ラップ部３に何回も接触することなく馴染むことができるから、動力損失、騒音、かじり等を防止することができる。
【０１５３】
また、突起１３，１４のなす角度αをαmax＞α≧αminとなる範囲内で設定し、その下限値αminは、前記数１４の式として示すαmin＝２×{√（Ｔ／２×ｈ）}／ρを満たすように設定している。これにより、旋回スクロール１０の母材を切削加工してラップ部１２を形成するときには、例えばエンドミル等の切削工具１６を用いてラップ部１２の内周面１２Ａと外周面１２Ｂとに沿った切削動作を行うことができる。そして、この場合には、母材のうち内周面１２Ａと外周面１２Ｂとの間に位置する底面部を、２つの周面１２Ａ，１２Ｂに沿った切削動作だけで速やかに削取ることができる。
【０１５４】
この結果、圧縮機の製造時には、最低限の切削動作によって渦巻状のラップ部１２を効率よく形成でき、また切削動作の途中で各突起１３，１４も一緒に加工成形できるので、旋回スクロール１０を短時間で容易に形成することができ、生産性を高めることができる。
【０１５５】
一方、角度αの上限値αmaxは、各スクロール１，１０のラップ部３，１２の周面３Ｂ，１２Ａ（または周面３Ａ，１２Ｂ）が最接近したときに、この最接近部位の隙間寸法Ｓ′と、この最接近部位を挟んで隣合う突起１３（または突起１４）と相手方のラップ部３との間に形成される隙間寸法のうち何れか小さい方の隙間寸法Ｓとが、前記数１６の式として示すＳ′＞Ｓを満たすような範囲内で設定している。これにより、例えばラップ部１２が各突起１３（または突起１４）の中間部位Ａで相手方のラップ部３に最接近した場合でも、この最接近部位に形成される隙間寸法Ｓ′と比較して、突起１３，１４の位置に形成される隙間寸法Ｓを小さくすることができ、突起１３，１４の位置でラビリンス効果を確実に発揮することができる。
【０１５６】
従って、ラップ部１２が突起１３，１４を含めていずれの部位で相手方のラップ部３に最接近する場合でも、ラップ部３，１２間の隙間を常に小さく保持することができ、これによって各圧縮室１５の密閉性を高め、圧縮機の性能を向上させることができる。
【０１５７】
また、内径側突起１３，外径側突起１４の凹円弧面１３Ｂ，１４Ｂの曲率半径寸法Ｒは、ラップ部１２の半径方向の間隔寸法Ｔに対して数２の式に示すように１／４倍以上、１倍以下の関係、好ましくは数３の式に示すように２／５倍以上、３／５倍以下の関係に設定している。従って、内径側突起１３，外径側突起１４は、ラップ部１２の内周面１２Ａ，外周面１２Ｂを切削加工するエンドミル等の切削工具を使用して形成することができ、加工作業を容易にし、生産性の向上、コストの低減を図ることができる。
【０１５８】
また、内径側突起１３，外径側突起１４の突起全体の幅寸法Ｗ2は、頂部１３Ａ，１４Ａの幅寸法Ｗ1に対して数４の式に示すように、２倍以上の大きさに設定されている。従って、内径側突起１３，外径側突起１４は、根元側を十分な広幅に形成することができ、より一層強度を高めることができる。
【０１５９】
また、内径側突起１３，外径側突起１４の頂部１３Ａ，１４Ａの幅寸法Ｗ1は、数５の式に示すように０ｍｍ以上、２ｍｍ以下の関係、好ましくは数６の式に示すように０．１ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下の関係に設定している。従って、頂部１３Ａ，１４Ａは、対面するラップ部３に接触したときに、容易につぶれたり、摩耗することができるから、何回もラップ部３に接触することなく馴染むことができ、動力損失、騒音、かじり等を確実に防止することができる。
【０１６０】
一方、隣合う内径側突起１３，外径側突起１４は、例えば４〜２６°程度の角度αをもって配設することにより、ラップ部１２の渦巻方向の間隔寸法Ｐが内径側で狭く、外径側で広くなるように形成している。これにより、曲率半径が小さく曲がりが急なラップ部３の内径側の部位に対しても、渦巻方向間隔寸法Ｐが狭くなった内径側突起１３，外径側突起１４をラップ部３の外周面３Ｂ，内周面３Ａに沿うように接近して配置することができ、圧縮室１５の密閉性を高めて、圧縮性能を向上することができる。
【０１６１】
また、内径側突起１３，外径側突起１４は、ラップ部１２の渦巻方向の全長のうち、巻始め端から半巻き程度の部位を除いて形成しているから、該内径側突起１３，外径側突起１４を必要な部分だけに設けることができ、加工作業を簡略化することができる。
【０１６２】
さらに、内径側突起１３の頂部１３Ａとラップ部３の外周面３Ｂとの間の隙間寸法Ｓ1と、外径側突起１４の頂部１４Ａとラップ部３の内周面３Ａとの間の隙間寸法Ｓ2とは、数８の式に示すようにＳ1＜Ｓ2の関係をもって設定している。これにより、各ラップ部３，１２間で接触が生じた場合には、旋回スクロール１０のラップ部１２に設けられた内径側突起１３と固定スクロール１のラップ部３の外周面３Ｂとを先に接触させることができるから、接触部位を支点として旋回スクロール１０を自転力の方向と同じ方向に回転させることができ、自転防止機構（図示せず）等のがたつきを防止して、圧縮性能を向上することができる。
【０１６３】
次に、図１４ないし図２０は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ラップ部の各突起を、鏡板から離れた軸方向の一部にのみ形成する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１６４】
２１はスクロール式空気圧縮機の固定スクロールで、該固定スクロール２１は、図１４、図１５に示す如く、第１の実施の形態とほぼ同様に、略円板状の鏡板２２と、該鏡板２２の表面に軸方向に立設された渦巻状のラップ部２３と、筒部２４、フランジ部（図示せず）等とにより構成されている。
【０１６５】
また、ラップ部２３の内周面２３Ａは凹凸のない平滑な湾曲面として形成され、ラップ部２３の外周面２３Ｂには後述の固定側外径突起３１が設けられている。さらに、ラップ部２３の歯先には、図１７、図１８に示す如く、断面コ字状の凹溝２３Ｃが設けられ、該凹溝２３Ｃには、渦巻状のチップシール２５が取付けられている。そして、チップシール２５は、後述する旋回スクロール２６の鏡板２７の表面に弾性的に摺接し、圧縮空気の漏洩を防止している。
【０１６６】
２６は固定スクロール２１と対向して設けられた旋回スクロールで、該旋回スクロール２６は、図１５、図１８に示す如く、第１の実施の形態とほぼ同様に、円板状の鏡板２７と、該鏡板２７の表面から軸方向に立設された渦巻状のラップ部２８とによって大略構成されている。
【０１６７】
ここで、ラップ部２８の内周面２８Ａは凹凸のない平滑な湾曲面として形成され、ラップ部２８の外周面２８Ｂには後述の旋回側外径突起３４が設けられている。さらに、ラップ部２８の歯先には断面コ字状の凹溝２８Ｃが設けられ、該凹溝２８Ｃにはチップシール２９が取付けられている。そして、チップシール２９は、固定スクロール２１の鏡板２２の表面に弾性的に摺接している。また、固定スクロール２１と旋回スクロール２６のラップ部２３，２８間には複数の圧縮室３０が画成され、これらの圧縮室３０は、ラップ部２３，２８の外径突起３１，３４によって高い密閉状態に保持されるものである。
【０１６８】
３１は固定スクロール２１のラップ部２３の外周面２３Ｂに設けられた複数本の突起としての固定側外径突起で、該各固定側外径突起３１は、図１５ないし図１９に示す如く、例えば略三角形の横断面形状を有する突部として形成され、ラップ部２３の外周面２３Ｂから径方向外向きに突出すると共に、その軸方向に延びている。なお、軸方向に延びるとは、軸方向に対して平行に延びる構成（傾斜角０°）に限らず、例えば軸方向に対して±１０〜２０°斜めに傾斜して延びる構成も含むものである。
【０１６９】
また、固定側外径突起３１は、ラップ部２３の歯先から歯元に向けて軸方向の途中位置まで延び、ラップ部２３のうち鏡板２２から離れた軸方向の歯先側にのみ形成されている。一方、ラップ部２３の歯先側のうち各固定側外径突起３１の間には外周面２３Ｂよりも凹陥した溝部３２が形成されている。そして、ラップ部２３の外周面２３Ｂのうち歯元側に位置する部分（固定側外径突起３１と溝部３２とを除いた部分）は、凹凸のない平滑な湾曲面として形成されている。
【０１７０】
さらに、固定側外径突起３１は、図１６に示す横断面からみると、狭幅な頂部３１Ａと、該頂部３１Ａとラップ部２３の外周面２３Ｂとを滑らかにつなぐ左，右の裾野となる凹円弧面３１Ｂ，３１Ｂとによって形成されている。この場合、頂部３１Ａの幅寸法Ｗ1、各凹円弧面３１Ｂの幅寸法Ｗ2及び曲率半径寸法Ｒ、ラップ部２３の半径方向の間隔寸法Ｔ（図３参照）等は、第１の実施の形態とほぼ同様に、前記数２ないし数６の式を満たすように設定されている。
【０１７１】
また、各固定側外径突起３１を形成するときには、例えばラップ部２３の外周面２３Ｂのうち各突起３１の間となる部位を、ラップ部２３の歯先から軸方向の途中位置まで溝状に切削加工し、この切削部位を溝部３２とすることにより、各溝部３２間の部位を突起３１として形成する。このため、各固定側外径突起３１と溝部３２とを除いたラップ部２３の外周面２３Ｂ（各突起３１と鏡板２２との間に位置する外周面２３Ｂ）は、これらの突起３１の先端面（頂部３１Ａ）と連続して延びる同一曲面となっている。
【０１７２】
また、固定側外径突起３１の頂部３１Ａは、図２０（ｃ）に示す如く、圧縮室３０の閉込み位置で間隔寸法δ1の隙間をもって後述するラップ部２８の段差部３６と対向するように形成されると共に、固定側外径突起３１間の溝部３２は、圧縮室３０の閉込み位置で間隔寸法δ2の隙間をもってラップ部２８の段差部３６と対向するように形成されている。さらに、ラップ部２３の歯元側に位置する外周面２３Ｂは、圧縮室３０の閉込み位置で間隔寸法δ3の隙間をもってラップ部２８の内周面２８Ａと対向するように形成されている。そして、外周面２３Ｂと内周面２８Ａとの間隔寸法δ3は、間隔寸法δ2よりも小さく、間隔寸法δ1よりも大きい値に設定されている（δ1＜δ3＜δ2）。
【０１７３】
３３は固定スクロール２１のラップ部２３の歯元側に設けられた段差部で、該段差部３３は、ラップ部２３の歯先側よりも太幅に形成され、内周面２３Ａが相手方となる旋回スクロール２６のラップ部２８の外周面２８Ｂに向けて突出寸法ｔだけ突出している。そして、段差部３３は、後述するラップ部２８の旋回側外径突起３４と同程度の長さ寸法をもって軸方向に延び、旋回側外径突起３４と対向している。
【０１７４】
３４は旋回スクロール２６のラップ部２８の外周面２８Ｂに設けられた複数本の突起としての旋回側外径突起で、該各旋回側外径突起３４は、各圧縮室３０の閉込み位置で固定スクロール２１のラップ部２３の内周面２３Ａ（段差部３３）に最接近することにより、ラップ部２３の内周面２３Ａとラップ部２８の外周面２８Ｂとの間の隙間を減少させるものである。
【０１７５】
また、旋回側外径突起３４は、固定側外径突起３１とほぼ同様に、ラップ部２８の歯先から歯元に向けて軸方向の途中位置まで延び、ラップ部２８のうち鏡板２７から離れた軸方向の歯先側にのみ形成されると共に、各固定側外径突起３１の間には溝部３５が形成されている。そして、ラップ部２８の外周面２８Ｂのうち歯元側に位置する部分（旋回側外径突起３４と溝部３５とを除いた部分）は、凹凸のない平滑な湾曲面として形成されている。
【０１７６】
また、旋回側外径突起３４は、固定側外径突起３１とほぼ同様に、例えば略三角形の横断面形状を有すると共に、固定側外径突起３１とほぼ等しい形状、寸法（幅寸法Ｗ1，Ｗ2、曲率半径寸法Ｒ等）をもって形成されている。これにより、圧縮室３０の閉込み位置では、例えば旋回側外径突起３４の頂部とラップ部２３の段差部３３との間に間隔寸法δ1の隙間が形成され、溝部３５と段差部３３との間に間隔寸法δ2の隙間が形成されると共に、ラップ部２８の外周面２８Ｂとラップ部２３の内周面２３Ａとの間には間隔寸法δ3の隙間が形成されるものである。
【０１７７】
３６は旋回スクロール２６のラップ部２８の歯元側に設けられた段差部で、該段差部３６は、ラップ部２３の段差部３３とほぼ同様にラップ部２８の歯先側よりも太幅に形成され、内周面２８Ａが相手方となる固定スクロール２１のラップ部２３の外周面２３Ｂに向けて突出寸法ｔだけ突出している。そして、段差部３６は、ラップ部２３の固定側外径突起３１と同程度の長さ寸法をもって軸方向に延び、固定側外径突起３１と対向している。
【０１７８】
本実施の形態によるスクロール式空気圧縮機は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【０１７９】
まず、旋回スクロール２６が固定スクロール２１に対して旋回運動するときに、各圧縮室３０の閉込み位置では、固定スクロール２１側の外径突起３１が旋回スクロール２６のラップ部２８の内周面２８Ａ（段差部３６）に最接近し、また旋回スクロール２６側の外径突起３４が固定スクロール２１のラップ部２３の内周面２３Ａ（段差部３３）に最接近するので、これら外径突起３１，３４のラビリンス効果によって各圧縮室３０内に空気を閉込めることができ、その密閉性を高めて圧縮性能を向上させることができる。
【０１８０】
ここで、図２０（ａ）の第１の比較例に示すように、固定スクロール１０１のラップ部１０２と旋回スクロール１０３のラップ部１０４にいずれも外径突起を設けない場合には、閉込み位置でラップ部１０２，１０４間に両者の接触を防止する最小の間隔寸法δ3の隙間を形成することができる。
【０１８１】
また、図２０（ｂ）の第２の比較例に示すように、各ラップ部１０２，１０４の外周面１０２Ｂ，１０４Ｂに軸方向の全長に亘って外径突起１０５，１０６を設けた場合には、外径突起１０５，１０６の頂部と相手方のラップ部１０４，１０２の内周面１０４Ａ，１０２Ａとの間の隙間は、第１の比較例による間隔寸法δ3よりも小さい間隔寸法δ1に設定することができる。しかし、この場合、外径突起１０５，１０６の形成に伴って、外径突起１０５，１０６を除いた外周面１０２Ｂ，１０４Ｂと相手方のラップ部１０４，１０２の内周面１０４Ａ，１０２Ａとの間の隙間は、間隔寸法δ3よりも大きい間隔寸法δ2となるから、全体として平均ラジアルギャップが大きくなってしまうという問題があった。
【０１８２】
これに対し、図２０（ｃ）に示す本実施の形態では、ラップ部２３，２８の外周面２３Ｂ，２８Ｂには歯先側にのみ外径突起３１，３４を形成すると共に、相手方となるラップ部２８，２３の内周面２８Ａ，２３Ａの歯元側には突出寸法ｔだけ突出した段差部３６，３３を形成している。このため、歯先側では外径突起３１，３４と段差部３６，３３との間の隙間を第２の比較例と同等の間隔寸法δ1に設定できると共に、歯元側では外周面２３Ｂ，２８Ｂと内周面２８Ａ，２３Ａとの間の隙間を第１の比較例と同等の間隔寸法δ3に設定することができる。この結果、第２の比較例に比べて平均ラジアルギャップを小さくすることができ、圧縮効率を高めることができる。
【０１８３】
かくして、本実施の形態では、ラップ部２３，２８のうち鏡板２２，２７から離れた軸方向の一部にのみ外径突起３１，３４を形成したから、外径突起３１，３４の軸方向長さ寸法を短くすることができ、突起３１，３４によって生じる異音を小さくすることができる。
【０１８４】
また、第２の比較例に比べて、隣合う突起３１，３４間の溝部３２，３５をラップ部２３，２８の軸方向に対して小さくすることができるから、固定スクロール２１のラップ部２３と旋回スクロール２６のラップ部２８との間の平均ラジアルギャップを小さくすることができ、圧縮効率を高めることができる。さらに、圧縮効率が高まると、ラップ部２３，２８内の温度を低減することができるから、チップシール２５，２９等の寿命を延長することができる。
【０１８５】
また、歯元側ではラップ部２３，２８の外周面２３Ｂ，２８Ｂと相手方のラップ部２８，２３の内周面２８Ａ，２３Ａとの間の隙間は、第１の比較例のように突起を設けないときの間隔寸法δ3と同程度に設定することができるから、この位置でのラップ部２３，２８の接触を防ぐことができ、信頼性を向上することができる。
【０１８６】
特に、本実施の形態では、外径突起３１，３４をラップ部２３，２８の歯先部分にのみ形成したから、ラップ部２３，２８の熱倒れが顕著に生じる歯先部分にのみ外径突起３１，３４を配置することができる。この結果、熱倒れによるかじりを防ぎつつ、外径突起３１，３４を相手方のラップ部２８，２３に最接近または接触させることができ、圧縮効率をさらに高めることができる。
【０１８７】
また、ラップ部２３，２８の歯元側には外径突起３１，３４を設けず、各固定側外径突起３１と溝部３２とを除いたラップ部２３の外周面２３Ｂを、突起３１の先端面（頂部３１Ａ）と同一曲面として形成したので、第２の比較例のようにラップ部の軸方向の全長に亘って突起を設けた場合に比べて、ラップ部２３，２８を削る箇所を減少させることができ、加工コストを低減できると共に、歯元側での寸法管理を容易に行うことができる。
【０１８８】
また、固定スクロール２１のラップ部２３に固定側外径突起３１を設け、旋回スクロール２６のラップ部２８に旋回側外径突起３４を設けたので、これらの外径突起３１，３４を相手方のラップ部２８，２３の平滑な内周面２８Ａ，２３Ａ（段差部３３，３６）に最接近させることができ、突起同士の接触、かじり等を防止することができる。
【０１８９】
一方、外径突起３１，３４の幅寸法Ｗ1，Ｗ2、曲率半径寸法Ｒ等を、第１の実施の形態の突起１３，１４とほぼ同様に形成する構成としたので、これとほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【０１９０】
次に、図２１は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ラップ部の外径側に非突起形成部位を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１９１】
４１はスクロール式空気圧縮機の固定スクロールで、該固定スクロール４１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、鏡板４２、ラップ部４３、筒部４４、フランジ部（図示せず）等により構成されている。そして、ラップ部４３は、内周面４３Ａと外周面４３Ｂとを有する渦巻状に形成されている。
【０１９２】
しかし、ラップ部４３の外周面４３Ｂには、軸方向の全長に亘って延びる複数本の固定側外径突起４５が設けられると共に、ラップ部４３の外径側（巻終り端側）には、固定側外径突起４５を形成しない非突起形成部位４３Ｃが設けられている。そして、非突起形成部位４３Ｃは、例えばラップ部４３の外径側端部から内径側に向けて略１巻分にわたる長さをもって延びると共に、ラップ部４３のうち外径側の圧縮室１５′，１５″の周壁となる部位に配置されている。
【０１９３】
４６は固定スクロール４１と対向して配置された旋回スクロールで、該旋回スクロール４６は、第１の実施の形態とほぼ同様に、鏡板（図示せず）に立設された渦巻状のラップ部４７を有し、該ラップ部４７は、内周面４７Ａと外周面４７Ｂとを有している。
【０１９４】
また、ラップ部４７の外周面４７Ｂには、軸方向の全長に亘って延びる旋回側外径突起４８が設けられると共に、ラップ部４７の外径側（巻終り端側）には、固定スクロール４１のラップ部４３とほぼ同様に、その外径側に位置して旋回側外径突起４８を形成しない非突起形成部位４７Ｃが設けられている。そして、非突起形成部位４７Ｃは、例えばラップ部４７の外径側端部から内径側に向けて略１巻半にわたる長さをもって延びると共に、ラップ部４７のうち外径側の圧縮室１５′，１５″の周壁となる部位に配置されている。
【０１９５】
ここで、旋回スクロール４６のラップ部４７の巻終り端側が固定スクロール４１のラップ部４３に最接近する位置を圧縮開始位置Ｋとすると、この圧縮開始位置Ｋでは、ラップ部４３，４７の外径側によって２つの圧縮室１５（外径側の圧縮室１５′，１５″）が画成され、これら外径側の圧縮室１５′，１５″には、吸込口６から吸込まれて間もない吸込空気が閉込められた状態となる。
【０１９６】
そして、本実施の形態では、ラップ部４３，４７のうち外径側の圧縮室１５′，１５″に面した部位に非突起形成部位４３Ｃ，４７Ｃを配設している。このため、圧縮機の運転時には、外径側の圧縮室１５′，１５″の位置で固定スクロール４１のラップ部４３と旋回スクロール４６のラップ部４７とを滑らかに連続的に摺接させることができる。
【０１９７】
このように、本実施の形態では、固定スクロール４１のラップ部４３のうち、外径側に位置する略１巻分の部位に非突起形成部位４３Ｃを設け、旋回スクロール４６のラップ部４７には、外径側の略１巻半の部位に非突起形成部位４７Ｃを設ける構成としたので、圧縮開始位置Ｋの位置における圧縮室１５′のシール性や、これと隣接する圧縮室１５″のシール性を良好に保持することができる。
【０１９８】
従って、圧縮時の体積効率に対して影響が大きい外径側の圧縮室１５′，１５″で空気を安定的に圧縮でき、圧縮性能を高めることができると共に、突起４５，４８等によって発生した異音が吸込口６を通じて外部に漏れるのを防ぐことができ、騒音を低減することができる。
【０１９９】
なお、前記第１の実施の形態では、旋回スクロール１０を構成するラップ部１２の内周面１２Ａに内径側突起１３を設け、ラップ部１２の外周面１２Ｂに外径側突起１４を設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図２２に示す第１の変形例のように構成してもよい。この場合、固定スクロール１のラップ部３の内周面３Ａには固定側内径突起５１が設けられ、外周面３Ｂには固定側外径突起５２が設けられている。
【０２００】
また、本発明では、例えば図２３に示す第２の変形例のように構成してもよい。この場合、固定スクロール１のラップ部３の内周面３Ａには固定側内径突起５１が設けられ、旋回スクロール１０のラップ部１２の内周面１２Ａには旋回側内径突起５３が設けられている。
【０２０１】
また、第１の実施の形態では、突起１３，１４の凹円弧面１３Ｂ，１４Ｂを裾野のほぼ全体にわたる凹状曲面として構成した。しかし、本発明はこれに限らず、突起の裾野のうちラップ部の周面に接する部分を凹状曲面とすればよく、例えば図２４に示す第３の変形例のように構成してもよい。この場合、外径側突起１４′は、頂部１４Ａ′とラップ部１２の外周面１２Ｂとをつなぐ裾野のうち、外周面１２Ｂに接する部分が凹状曲面（凹円弧面）１４Ｂ′として形成されているものの、頂部１４Ａ′に近い部分は凸状曲面１４Ｃ′として形成されている。
【０２０２】
また、第１の実施の形態では、旋回スクロール１０のラップ部１２の内周面１２Ａに設けた内径側突起１３と、外周面１２Ｂに設けた外径側突起１４とは、角度αの間隔をもって旋回方向に配置した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば内径側突起１３と外径側突起１４とをそれぞれ約２０度の角度をもって配置し、この内径側突起１３と外径側突起１４とを交互に１０度だけ旋回方向にずらすことにより、内径側突起１３と外径側突起１４とを千鳥に配置する構成としてもよい。
【０２０３】
また、実施の形態では、ケーシングに固定された固定スクロール１に対して旋回スクロール１０を旋回動作させるスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば特開平９−１３３０８７号公報に示すように、互いに対向して配置された２つのスクロールをそれぞれ回転駆動する全系回転式スクロール流体機械等に適用してもよい。
【０２０４】
さらに、実施の形態では、スクロール式流体機械としてスクロール式空気圧縮機に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機等の他のスクロール式流体機械に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２０５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に適用されるスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】スクロール式空気圧縮機を図１中の矢示II−II方向からみた横断面図である。
【図３】図２中の固定スクロールのラップ部と旋回スクロールのラップ部とを拡大して示す要部拡大の横断面図である。
【図４】旋回スクロールの鏡板、ラップ部、内径側突起、外径側突起の一部を拡大して示す一部破断の外観斜視図である。
【図５】旋回スクロールのラップ部、内径側突起、外径側突起を拡大して示す要部拡大の横断面図である。
【図６】旋回スクロールのラップ部を切削加工するときに用いる切削工具の径方向寸法と外径側突起の高さ、間隔等との関係を示す説明図である。
【図７】ラップ部の曲率半径と外径側突起の間隔、角度等との関係を示す説明図である。
【図８】ラップ部の半径方向の間隔寸法と切削工具の径方向寸法との関係を示す説明図である。
【図９】外径側突起が相手方のラップ部に最接近した状態を示す説明図である。
【図１０】各外径側突起の中間部位でラップ部同士が最接近したときに、突起の先端側に小さな隙間が形成される状態を示す説明図である。
【図１１】各外径側突起の中間部位でラップ部同士が最接近したときに、突起の先端側に大きな隙間が形成される状態を示す説明図である。
【図１２】各外径側突起の中間部位でラップ部同士が最接近した状態を模式的に示す説明図である。
【図１３】各外径側突起の中間部位でラップ部同士が最接近したときに突起の先端側に形成される隙間と、各突起間の角度との関係を示す特性線図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に適用されるスクロール式空気圧縮機を示す横断面図である。
【図１５】固定スクロールと旋回スクロールのラップ部を図３と同様位置からみた要部拡大の横断面図である。
【図１６】固定側外径突起を拡大して示す要部拡大の横断面図である。
【図１７】固定スクロールの鏡板、ラップ部および固定側外径突起の一部を拡大して示す一部破断の外観斜視図である。
【図１８】固定スクロールと旋回スクロールのラップ部を図１５中の矢示XVIII−XVIII方向から拡大してみた要部拡大の縦断面図である。
【図１９】図１８中の矢示XIX−XIX方向からみた固定スクロールのラップ部と旋回スクロールのラップ部とを示す要部拡大の横断面図である。
【図２０】第２の実施の形態によるラップ部と２つの比較例によるラップ部とを図１８と同様位置からみた要部拡大の縦断面図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態に適用されるスクロール式空気圧縮機を図２と同様位置からみた横断面図である。
【図２２】本発明の第１の変形例によるスクロール式空気圧縮機を示す横断面図である。
【図２３】本発明の第２の変形例によるスクロール式空気圧縮機を示す横断面図である。
【図２４】本発明の第３の変形例によるスクロール式空気圧縮機の外径側突起を拡大して示す横断面図である。
【符号の説明】
【０２０６】
１，２１，４１  固定スクロール
２，１１，２２，２７，４２  鏡板
３，１２，２３，２８，４３，４７  ラップ部
３Ａ，１２Ａ，２３Ａ，２８Ａ，４３Ａ，４７Ａ  内周面（周面）
３Ｂ，１２Ｂ，２３Ｂ，２８Ｂ，４３Ｂ，４７Ｂ  外周面（周面）
８  駆動軸
１０，２６，４６  旋回スクロール
１３  内径側突起
１３Ａ，１４Ａ，１４Ａ′，３１Ａ  頂部
１３Ｂ，１４Ｂ，１４Ｂ′，３１Ｂ  凹円弧面（凹状曲面）
１４，１４′  外径側突起（突起）
１５，１５′，１５″，３０  圧縮室
１６  切削工具
３１，４５，５２  固定側外径突起（突起）
３４，４８  旋回側外径突起（突起）
４３Ｃ，４７Ｃ  非突起形成部位
５１  固定側内径突起（突起）
５３  旋回側内径突起（突起）
Ｔ  ラップ部の半径方向間隔寸法
Ｒ  凹円弧面の半径寸法
Ｗ1  突起の頂部の幅寸法
Ｗ2  突起全体の幅寸法
Ｐ  ラップ部の渦巻方向間隔寸法
α  隣合う突起のなす角度
αmin  角度αの下限値
αmax  角度αの上限値
ｈ  突起の高さ
Ｓ，ＳOK，ＳNG，Ｓmax，Ｓ1，Ｓ2  突起と相手方のラップ部との間の隙間
Ｄ  切削工具の径方向寸法
【図１】
2005105823.tif 000033
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005105823.tif 000037
【図６】
2005105823.tif 000038
【図７】
2005105823.tif 000039
【図８】
2005105823.tif 000040
【図９】
2005105823.tif 000041
【図１０】
2005105823.tif 000042
【図１１】
2005105823.tif 000043
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2005105823.tif 000048
【図１７】
2005105823.tif 000049
【図１８】
2005105823.tif 000050
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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