(57)【要約】【課題】  対向する各スクロールのフランジ部が接触するのを防止し、フランジ部やシール部材の寿命を延ばして信頼性を向上する。【解決手段】  固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａには、旋回スクロール１６のフランジ部１９に向けて軸方向に突出する複数個の接触防止突起２８を設ける構成とした。従って、例えば圧縮室２２の圧力が低くて旋回スクロール１６の挙動が不安定な場合でも、各接触防止突起２８は、旋回スクロール１６のフランジ部１９の対向面１９Ａに当接することにより、このフランジ部１９が固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａに接触するのを防止することができる。これにより、フランジ部１５の対向面１５Ａのシール摺接領域Ｓを傷のない良好な状態に保持する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡板にラップ部が立設された２つのスクロールを対向して設け、該２つのスクロールのラップ部間で複数の圧縮室を画成してなるスクロール式流体機械において、
前記各スクロールには、前記ラップ部よりも径方向の外側に位置して互いに対面するフランジ部をそれぞれ設け、
該各フランジ部のうち一方のフランジ部には、他方のフランジ部の対向面に摺接して各フランジ部間の隙間をシールするシール部材を設け、
前記一方のフランジ部が他方のフランジ部のシール部材の摺接部位に接触するのを防止する接触防止手段を設け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】
前記接触防止手段は、前記フランジ部に軸方向に突出して設けた突起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】
前記接触防止手段は、前記フランジ部の周方向に離間して複数箇所に配置する構成としてなる請求項１または２に記載のスクロール式流体機械。
【請求項４】
前記接触防止手段は、前記フランジ部と同一の材料を用い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】
前記接触防止手段は、前記フランジ部を形成する母材よりも軟質な材料を前記フランジ部に設けることにより構成してなる請求項１，２または３に記載のスクロール式流体機械。
【請求項６】
前記接触防止手段は、前記フランジ部を形成する母材よりも軟質な材料を前記フランジ部にコーティングすることにより構成してなる請求項１，２または３に記載のスクロール式流体機械。
【請求項７】
前記接触防止手段は、前記フランジ部に形成されたボール収容溝と、該ボール収容溝に一部が突出するように転動自在に収容されたボールとにより構成してなる請求項１，２または３に記載のスクロール式流体機械。
【請求項８】
前記接触防止手段は、前記シール部材から他方のフランジ部に向けて突出したシール突起部により構成してなる請求項１，２または３に記載のスクロール式流体機械。
【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、例えば固定スクロールと旋回スクロールとを備え、これらのスクロールは、その鏡板に渦巻状のラップ部を立設する構成となっている。そして、固定スクロールと旋回スクロールとを対向して配置することによって、２つのラップ部を重ね合わせて複数の圧縮室を画成する。この状態で、固定スクロールに対して旋回スクロールを旋回運動させることにより、圧縮室を連続的に縮小して空気等を圧縮し、設定した圧力の圧縮空気を外部の空気タンク等に吐出する。
【０００３】
ここで、固定スクロールに対して旋回スクロールを旋回運動したときには、各圧縮室の圧力が固定スクロールから軸方向に離れる方向に旋回スクロールを押動する。これにより、スクロール式流体機械は、固定スクロールの外周側のフランジ部と該フランジ部に対面する旋回スクロールの鏡板の外周側に位置するフランジ部との間に所定の隙間を形成し、固定スクロールのフランジ部と旋回スクロールのフランジ部とが接触して傷付かないようにしている。
【０００４】
しかし、固定スクロールのフランジ部と旋回スクロールのフランジ部との間に隙間を形成した場合、この隙間から圧縮室に潤滑油やダストが侵入してしまう。このために、従来技術によるスクロール式流体機械では、旋回スクロールのフランジ部の外周縁に環状のシール部材を設け、このシール部材の先端側を固定スクロールのフランジ部の対向面に摺動可能に押付けることにより、固定スクロールのフランジ部と旋回スクロールのフランジ部との隙間から圧縮室に潤滑油やダストが侵入するのを防止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３３７２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した特許文献１の従来技術では、例えば空気タンク側の圧力が低い場合、吐出する圧縮空気の設定圧力が低い場合等には圧縮室の圧力が低いために、旋回スクロールを固定スクロールから十分に離間させることができない。このために、旋回スクロールががたついて挙動が不安定になり、該旋回スクロールのフランジ部の外周縁が固定スクロールのフランジ部の対向面に接触することがある。
【０００７】
また、誤って旋回スクロールを逆回転させた場合には、圧縮室が負圧になるため、同様に旋回スクロールのフランジ部の外周縁が固定スクロールのフランジ部の対向面に接触することがある。
【０００８】
このように、旋回スクロールのフランジ部の外周縁が固定スクロールのフランジ部の対向面に接触した場合には、フランジ部の対向面が傷付き、その破片、摩耗粉等が圧縮空気に混入するという問題がある。また、フランジ部の対向面の傷が小さなものであっても、この対向面はシール部材の摺動面であるから、少しでも傷があるとシール部材の摩耗が早まったり、損傷したりする虞があり、シール性が低下するという問題がある。
【０００９】
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、本発明の目的は、各スクロールのフランジ部が接触するのを防止することにより、フランジ部やシール部材の寿命を延ばして信頼性を向上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】
【００１０】
本発明によるスクロール式流体機械は、鏡板にラップ部が立設された２つのスクロールを対向して設け、該２つのスクロールのラップ部間で複数の圧縮室を画成してなる。
【００１１】
そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記各スクロールには、前記ラップ部よりも径方向の外側に位置して互いに対面するフランジ部をそれぞれ設け、該各フランジ部のうち一方のフランジ部には、他方のフランジ部の対向面に摺接して各フランジ部間の隙間をシールするシール部材を設け、前記一方のフランジ部が他方のフランジ部のシール部材の摺接部位に接触するのを防止する接触防止手段を設ける構成としたことにある。
【００１２】
請求項２の発明は、前記接触防止手段は、前記フランジ部に軸方向に突出して設けた突起として形成したことにある。
【００１３】
請求項３の発明は、前記接触防止手段は、前記フランジ部の周方向に離間して複数箇所に配置する構成としたことにある。
【００１４】
請求項４の発明は、前記接触防止手段は、前記フランジ部と同一の材料を用いて形成したことにある。
【００１５】
請求項５の発明は、前記接触防止手段は、前記フランジ部を形成する母材よりも軟質な材料を前記フランジ部に設けることにより構成したことにある。
【００１６】
請求項６の発明は、前記接触防止手段は、前記フランジ部を形成する母材よりも軟質な材料を前記フランジ部にコーティングすることにより構成したことにある。
【００１７】
請求項７の発明は、前記接触防止手段は、前記フランジ部に形成されたボール収容溝と、該ボール収容溝に一部が突出するように転動自在に収容されたボールとにより構成したことにある。
【００１８】
請求項８の発明は、前記接触防止手段は、前記シール部材から他方のフランジ部に向けて突出したシール突起部により構成したことにある。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、各スクロールには、ラップ部よりも径方向の外側に位置して互いに対面するフランジ部をそれぞれ設け、該各フランジ部のうち一方のフランジ部には、他方のフランジ部の対向面に摺接して各フランジ部間の隙間をシールするシール部材を設けている。この上で、一方のフランジ部が他方のフランジ部のシール部材の摺接部位に接触するのを防止する接触防止手段を設ける構成としている。
【００２０】
従って、例えば圧縮室の圧力が低くて一方のスクロールががたついて挙動が不安定になることがあっても、接触防止手段は、一方のスクロールのフランジ部が他方のスクロールのフランジ部に設けられたシール部材の摺接部位に接触するのを防止することができる。
【００２１】
この結果、他方のフランジ部は、シール部材の摺接部位を傷のない良好な状態に保持することができるから、このフランジ部やシール部材の寿命を延ばすことができ、スクロール式流体機械に対する信頼性を向上することができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、接触防止手段をフランジ部に軸方向に突出して設けた突起として形成しているから、この突起の突出寸法の分だけ一方のスクロールのがたつきを小さくすることができる。これにより、突起は、一方のフランジ部が他方のフランジ部のシール部材の摺接部位に接触するのを防止することができる。また、各スクロールのラップ部のかじり等も防止することができる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、接触防止手段は、フランジ部の周方向に離間して複数箇所に配置しているから、全周に形成した場合に比較し、簡単な加工で正確な寸法の接触防止手段を設けることができる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、接触防止手段をフランジ部と同一の材料を用いて形成する場合には、例えば接触防止手段をフランジ部の一部として簡単に加工することができる。
【００２５】
請求項５の発明によれば、接触防止手段は、フランジ部を形成する母材よりも軟質な材料をフランジ部に設けることにより構成しているから、軟質な接触防止手段と一方のフランジ部とを円滑に接触させることができる。これにより、フランジ部の損傷、摩耗を防止でき、また機械損失も小さくすることができる。
【００２６】
請求項６の発明によれば、接触防止手段は、フランジ部を形成する母材よりも軟質な材料をフランジ部にコーティングすることにより構成しているから、接触防止手段を容易に形成することができる。また、軟質な接触防止手段は、フランジ部の損傷、摩耗を防止でき、また機械損失も小さくすることができる。
【００２７】
請求項７の発明によれば、接触防止手段は、フランジ部に形成されたボール収容溝と、該ボール収容溝に一部が突出するように転動自在に収容されたボールとにより構成しているから、ボールとフランジ部との接触による機械損失を最小にして運転効率を向上することができる。
【００２８】
請求項８の発明によれば、接触防止手段をシール部材から他方のフランジ部に向けて突出したシール突起部として形成しているから、フランジ部に加工を施すことなく、シール部材を取付けるだけで他方のフランジ部に向けて突出するシール突起部を簡単に設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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モータ一体型の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。
【００３０】
まず、図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、１はスクロール式空気圧縮機の外枠を構成するケーシングである。このケーシング１は、軸方向の一側が開口した有底筒状をなし、内部に後述の電動モータ６を収容するモータケース２と、該モータケース２の下部側に一体に形成され、冷却および潤滑用の油液を溜める油槽３と、前記モータケース２の一側（開口側）に設けられたスラスト受４とにより大略構成されている。また、ケーシング１の周囲は、冷却風を流通させるためのダクト５によって覆われている。
【００３１】
ここで、スラスト受４には、モータケース２の開口側を施蓋する蓋部４Ａと、後述する旋回スクロール１６の鏡板１７が摺接した状態で配置される環状凹部４Ｂとが設けられている。また、スラスト受４の環状凹部４Ｂは、旋回スクロール１６に作用するスラスト荷重を受承するもので、該旋回スクロール１６の鏡板１７が摺動する部位には受板４Ｃが設けられている。なお、旋回スクロール１６に作用するスラスト荷重とは、後述する各圧縮室２２の圧力が固定スクロール１１から軸方向に離れる方向に旋回スクロール１６を押動したときの荷重である。
【００３２】
６はケーシング１のモータケース２内に設けられた電動モータで、該電動モータ６は、モータケース２の内周側に固定された略筒状の固定子６Ａと、後述の駆動軸７に取付けられ、該固定子６Ａの内周側に回転可能に配置された回転子６Ｂとにより構成されている。そして、電動モータ６は、外部から給電されることにより駆動軸７を回転駆動し、そのクランク７Ａに取付けられた後述の旋回スクロール１６を旋回運動させるものである。
【００３３】
７はケーシング１に回転可能に設けられた駆動軸である。この駆動軸７は、軸方向の一側がモータケース２の蓋部に軸受８を介して支持され、軸方向の他側がスラスト受４の蓋部４Ａに軸受９を介して支持されている。また、駆動軸７の一側の突出端には、ダクト５内に冷却風を供給する冷却ファン１０が取付けられている。一方、スラスト受４の蓋部４Ａから突出した駆動軸７の他端側は、駆動軸７の回転中心に対して一定寸法だけ偏心したクランク７Ａとなっている。
【００３４】
次に、スクロール式空気圧縮機の本体部分を構成する固定スクロール１１、旋回スクロール１６、接触防止突起２８等について述べる。
【００３５】
まず、１１はケーシング１のスラスト受４に設けられた固定スクロールを示している。この固定スクロール１１は、例えばアルミニウム合金材、鉄材等の金属材料を母材として形成されている。そして、固定スクロール１１は、駆動軸７と同軸に配置された円板状の鏡板１２と、該鏡板１２の表面に立設された渦巻状のラップ部１３と、該ラップ部１３を取囲むように鏡板１２の外周側から旋回スクロール１６に向けて軸方向に延びた筒部１４と、該筒部１４の先端側から径方向外側に突出した他方のフランジ部となる円環状のフランジ部１５とにより大略構成されている。また、前記ラップ部１３の先端には、後述する旋回スクロール１６の鏡板１７との間をシールするチップシール１３Ａ（図３参照）が渦巻形状に沿って装着されている。
【００３６】
ここで、円環状のフランジ部１５は、ラップ部１３よりも径方向の外側に位置し、表面側が旋回スクロール１６のフランジ部１９と対面する対向面１５Ａとなっている。また、フランジ部１５の対向面１５Ａのうち、図２中にハッチングで示す円環状の領域は、後述のリップシール２５が摺接する摺接部位としてのシール摺接領域Ｓとなり、凹凸や傷がない仕上げ面に加工されている。さらに、フランジ部１５の対向面１５Ａには、シール摺接領域Ｓよりも径方向の内側に後述の接触防止突起２８が一体的に設けられている。
【００３７】
１６はケーシング１内に位置して駆動軸７に旋回可能に設けられた旋回スクロールを示している。この旋回スクロール１６は、固定スクロール１１と同様に、例えばアルミニウム合金材、鉄材等の金属材料を母材として形成されている。そして、旋回スクロール１６は、円板状の鏡板１７と、該鏡板１７の表面に立設された渦巻状のラップ部１８と、前記鏡板１７の外周側で該ラップ部１８よりも径方向の外側に配置された一方のフランジ部となるフランジ部１９と、前記鏡板１７の裏面中央に突設された円筒状のボス部２０とにより構成されている。
【００３８】
また、旋回スクロール１６のラップ部１８の先端には、固定スクロール１１の鏡板１２との間をシールするチップシール１８Ａ（図３参照）が渦巻形状に沿って装着されている。一方、ボス部２０は、旋回軸受２１を介して駆動軸７のクランク７Ａに回転可能に取付けられている。
【００３９】
さらに、旋回スクロール１６のフランジ部１９には、固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａと軸方向で対面する対向面１９Ａが設けられている。ここで、旋回スクロール１６には、後述する各圧縮室２２の圧力が固定スクロール１１から軸方向に離す方向に作用し、この圧力を受承した旋回スクロール１６は、スラスト受４に押付けられた状態で安定して旋回動作する。
【００４０】
また、旋回スクロール１６がスラスト受４に押付けられた状態では、固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａと旋回スクロール１６のフランジ部１９の対向面１９Ａとの間には、所定の隙間Ｇが形成されている。この隙間Ｇは、スクロール式流体機械の大きさ、設定圧力等によって適宜に設定されるものであるが、第１の実施の形態では約１００μｍとした場合を例に挙げて説明している。
【００４１】
そして、旋回スクロール１６のラップ部１８は、固定スクロール１１のラップ部１３に対して例えば１８０度ずらして重なり合うように配設され、これらのラップ部１３，１８間には複数の圧縮室２２が画成されている。これにより、スクロール式空気圧縮機は、旋回スクロール１６が旋回運動することによって、吸込口２３（図２中に図示）から外周側の圧縮室２２内に吸込んだ空気を各圧縮室２２内で順次圧縮しつつ、中心側の圧縮室２２から吐出口２４を介して外部の空気タンク（図示せず）に向け圧縮空気を吐出するものである。
【００４２】
２５は旋回スクロール１６のフランジ部１９の外周側に設けられたシール部材としてのリップシールである。このリップシール２５は、図５に示す如く、金属材料を用いて断面Ｌ字状の筒体として形成され、フランジ部１９の外周側に嵌合して取付けられた芯金２６と、該芯金２６の外周側に一体的に固着された弾性シール２７とにより構成されている。
【００４３】
また、弾性シール２７は、外周側のリップ部２７Ａが固定スクロール１１のフランジ部１５に向けて斜めに延びて該フランジ部１５の対向面１５Ａに摺接するものである。このリップ部２７Ａが摺接する対向面１５Ａの範囲は、図２中にハッチングで示す円環状のシール摺接領域Ｓとなっている。
【００４４】
そして、リップシール２５は、その弾性シール２７のリップ部２７Ａを固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａに押付けることにより、圧縮室２２側に潤滑油、ダスト等が侵入するのを防止するものである。
【００４５】
２８は固定スクロール１１のフランジ部１５に設けられた接触防止手段として複数個の接触防止突起を示している。該各接触防止突起２８は、周方向に所定の間隔をもって２個、３個、４個、５個以上、好ましくは図２に示すように寸法の管理、配置バランス、加工に要する時間、費用等を考慮してほぼ１２０度の間隔で３個設けられている。また、各接触防止突起２８は、旋回スクロール１６のフランジ部１９の外周縁が固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａ（シール摺接領域Ｓ）に接触するのを防止するものである。
【００４６】
ここで、３個の接触防止突起２８は、フランジ部１５のシール摺接領域Ｓよりも内径側に配置され、図３、図４に示すように、旋回スクロール１６のフランジ部１９に向けて軸方向に突出した円弧状の突起として形成されている。また、各接触防止突起２８は、フランジ部１５（固定スクロール１１）を形成する母材と同一の材料、即ち、アルミニウム合金材、鉄材等の金属材料を用いて形成されている。この第１の実施の形態では、各接触防止突起２８は、フランジ部１５の一部として対向面１５Ａに一体的に突設されている。
【００４７】
さらに、各接触防止突起２８は、図５に示す如く、フランジ部１５の対向面１５Ａから突出寸法Ｈ1をもって突出している。この突出寸法Ｈ1は、旋回スクロール１６が最大に傾いた（がたついた）場合でも、旋回スクロール１６のフランジ部１９の外周縁が固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａに接触する前に、旋回スクロール１６のフランジ部１９に当接し、これ以上の傾きを阻止できる寸法に設定されている。具体例を述べれば、固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａと旋回スクロール１６のフランジ部１９の対向面１９Ａとの隙間Ｇが１００μｍの場合、各接触防止突起２８の突出寸法Ｈ1は、例えば隙間Ｇの３０〜８０％程度、好ましくは５０〜７０％程度となる５０〜７０μｍに設定されている。
【００４８】
第１の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、次にその動作について説明する。
【００４９】
まず、電動モータ６により駆動軸７を回転駆動すると、旋回スクロール１６が固定スクロール１１に対して旋回運動し、各スクロール１１，１６のラップ部１３，１８の間に画成された各圧縮室２２が径方向外側から内側に向けて連続的に縮小する。これにより、固定スクロール１１の吸込口２３から外周側の圧縮室２２に吸込んだ空気を、各圧縮室２２で順次圧縮して中心側の圧縮室２２から吐出口２４を介し、外部の空気タンク(図示せず)等に向け供給する。
【００５０】
また、上述した圧縮運転時には、各圧縮室２２の圧力により旋回スクロール１６を軸方向に押動し、該旋回スクロール１６のフランジ部１９をスラスト受４の受板４Ｃに押付ける。これにより、旋回スクロール１６は、固定スクロール１１のフランジ部１５との間に所定の隙間Ｇを形成しつつ、該固定スクロール１１に対して安定的に旋回動作することができる。
【００５１】
しかし、圧縮運転の条件、例えば空気タンク側の圧力が低い場合、吐出する圧縮空気の設定圧力が低い場合等には、各圧縮室２２の圧力が低いために、旋回スクロール１６をスラスト受４側に十分に押付けることができない。この状態で、旋回スクロール１６を旋回動作させると、がたついて挙動が不安定になり、旋回スクロール１６のフランジ部１９の外周縁が固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａに接触する虞がある。
【００５２】
また、誤って旋回スクロール１６を逆回転させた場合には、圧縮室２２が負圧となるため、同様に旋回スクロール１６のフランジ部１９の外周縁が固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａに接触する虞がある。
【００５３】
このときに、各接触防止突起２８は、旋回スクロール１６のフランジ部１９の外周縁が固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａに接触する前に、該旋回スクロール１６のフランジ部１９に当接することにより、旋回スクロール１６のフランジ部１９が固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａに接触しないように、これ以上に旋回スクロール１６が傾くのを阻止している。
【００５４】
このように、第１の実施の形態によれば、固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａには、旋回スクロール１６のフランジ部１９に向けて軸方向に突出する３個の接触防止突起２８を設ける構成としている。従って、例えば圧縮室２２の圧力が低くて旋回スクロール１６ががたついて挙動が不安定になることがあっても、各接触防止突起２８は、旋回スクロール１６のフランジ部１９が固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａに設けられたシール摺接領域Ｓに接触するのを防止することができる。
【００５５】
この結果、固定スクロール１１のフランジ部１５は、対向面１５Ａのシール摺接領域Ｓを傷のない良好な状態に保持することができるから、このフランジ部１５の対向面１５Ａや、この対向面１５Ａに摺接するリップシール２５の寿命を延ばすことができ、スクロール式流体機械に対する信頼性を向上することができる。
【００５６】
また、各接触防止突起２８は、固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａに軸方向に突出して設けているから、この突起２８の突出寸法Ｈ1の分だけ旋回スクロール１６のがたつきを小さくすることができる。これにより、各接触防止突起２８は、旋回スクロール１６のフランジ部１９が固定スクロール１１のフランジ部１５に接触するのを防止することができる。
【００５７】
しかも、各接触防止突起２８は、各スクロール１１，１６のラップ部１３，１８間のかじり、各ラップ部１３，１８の先端に装着されたチップシール１３Ａ，１８Ａの接触不良、偏摩耗等も防止することができる。これにより、ラップ部１３，１８間からの圧縮漏れを防止でき、圧縮効率を高めることができる。
【００５８】
一方、接触防止突起２８は、固定スクロール１１のフランジ部１５の周方向に離間して３箇所に配置しているから、全周に形成した場合に比較し、寸法の管理、加工に要する時間、費用等を良好にすることができ、各接触防止突起２８を容易に形成することができる。また、３個の接触防止突起２８は、旋回スクロール１６のフランジ部１９にバランスよく接触することができる。
【００５９】
さらに、各接触防止突起２８は、固定スクロール１１のフランジ部１５と同一の材料となるアルミニウム合金材、鉄材等の金属材料を用いて形成する構成としているから、接触防止突起２８をフランジ部１５と一体形成でき、簡単な加工で設けることができる。
【００６０】
次に、図６および図７は本発明の第２の実施の形態を示している。この第２の実施の形態の特徴は、接触防止手段は、フランジ部を形成する母材よりも軟質な材料をフランジ部に設けることにより構成したことにある。なお、本実施の形態では、前述した第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。
【００６１】
図６において、３１は固定スクロール１１のフランジ部１５に設けられた接触防止部材嵌合溝である。この嵌合溝３１は、後述の接触防止部材３２を嵌合状態で収容するもので、周方向に所定の間隔をもって複数個所、好ましくは寸法の管理、配置バランス、加工に要する時間、費用等を考慮して例えばほぼ１２０度の間隔で３箇所に設けられている。また、各接触防止部材嵌合溝３１は、フランジ部１５のシール摺接領域Ｓよりも内径側に配置され、図７に示すように、円弧状の凹陥溝として形成されている。
【００６２】
３２は固定スクロール１１のフランジ部１５に設けられた接触防止手段としての接触防止部材で、この接触防止部材３２は、第１の実施の形態による接触防止突起２８と同様の理由により、周方向に間隔をもって複数個、例えば３個（１個のみ図示）設けられている。また、各接触防止部材３２は、断面四角形状の角柱体を円弧状に湾曲させることにより形成され、３箇所の接触防止部材嵌合溝３１にそれぞれ嵌合状態で収容されている。そして、各接触防止部材３２は、旋回スクロール１６のフランジ部１９の外周縁が固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａに接触するのを防止するものである。
【００６３】
また、３個の接触防止部材３２は、フランジ部１５のシール摺接領域Ｓよりも内径側に配置され、図６に示すように、接触防止部材嵌合溝３１に嵌合した状態で、旋回スクロール１６のフランジ部１９に向けて軸方向に突出して突起を形成している。さらに、各接触防止部材３２は、フランジ部１５（固定スクロール１１）を形成する母材、即ち、アルミニウム合金材、鉄材等の金属材料よりも軟質な材料、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等を含む樹脂複合材料を用いて形成されている。
【００６４】
ここで、各接触防止部材３２は、フランジ部１５の対向面１５Ａから突出寸法Ｈ2をもって突出している。この突出寸法Ｈ2は、接触防止部材３２が摺動性がよく変形することができる樹脂材料により形成されていることから、固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａと旋回スクロール１６のフランジ部１９の対向面１９Ａとの隙間Ｇと同等の寸法に設定されている。
【００６５】
従って、各接触防止部材３２は、旋回スクロール１６のフランジ部１９との隙間をほぼ無くすことができるから、該旋回スクロール１６のがたつきを防止して安定的に旋回動作させることができる。また、軟質な樹脂材料からなる接触防止部材３２は、その突出寸法Ｈ2が固定スクロール１１のフランジ部１５と旋回スクロール１６のフランジ部１９との隙間Ｇより大きくなった場合でも、変形することで突出寸法を最適な値に調整することができる。
【００６６】
かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態では、接触防止部材３２は、固定スクロール１１のフランジ部１５形成する母材である金属材料よりも軟質な樹脂材料によって形成しているから、軟質な接触防止部材３２を旋回スクロール１６のフランジ部１９に円滑に接触させることができる。これにより、フランジ部１９の損傷、摩耗を防止でき、また接触による機械損失も小さくすることができる。
【００６７】
また、第２の実施の形態では、固定スクロール１１のフランジ部１５に接触防止部材嵌合溝３１を凹設し、この接触防止部材嵌合溝３１に接触防止部材３２を嵌合して装着する構成としているから、既存のスクロール式空気圧縮機にも簡単な切削加工を施すだけで、接触防止部材３２を容易に設けることができる。
【００６８】
次に、図８は本発明の第３の実施の形態を示している。この第３の実施の形態の特徴は、接触防止手段を、フランジ部を形成する母材よりも軟質な材料をフランジ部にコーティングすることにより構成したことにある。なお、本実施の形態では、前述した第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。
【００６９】
図８において、４１は旋回スクロール１６のフランジ部１９に設けられた接触防止手段としての接触防止皮膜を示している。この接触防止皮膜４１は、旋回スクロール１６のフランジ部１９の外周縁が固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａに接触するのを防止するもので、フランジ部１９の対向面１９Ａの全周または周方向に間隔をおいて複数個所に設けられている。
【００７０】
また、接触防止皮膜４１は、旋回スクロール１６のフランジ部１９を形成するアルミニウム合金材、鉄材等の金属材料よりも軟質な材料、例えば二硫化モリブデン、グラファイト、フッ素系樹脂等を含む材料をフランジ部１９の対向面１９Ａにコーティングすることによって形成されている。また、接触防止皮膜４１は、旋回スクロール１６のフランジ部１９の対向面１９Ａから固定スクロール１１のフランジ部１５に向けて軸方向に突出する突起を形成している。
【００７１】
これにより、接触防止皮膜４１は、旋回スクロール１６ががたついた場合には、そのフランジ部１９の外周縁よりも先に固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａに当接することができ、旋回スクロール１６のフランジ部１９が固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａに接触するのを防止することができる。
【００７２】
かくして、このように構成された第３の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第３の実施の形態では、旋回スクロール１６のフランジ部１９を形成する母材よりも軟質な材料、例えば二硫化モリブデン、グラファイト、フッ素系樹脂等を含む材料をフランジ部１９の対向面１９Ａにコーティングすることによって接触防止皮膜４１を設けることができる。これにより、接触防止皮膜４１を容易に形成することができる。また、軟質な接触防止皮膜４１は、固定スクロール１１のフランジ部１５の損傷、摩耗を防止でき、また機械損失を小さくして運転効率を高めることができる。なお、固定スクロール１１のフランジ部１５に、同様の接触防止皮膜４１をコーティングする構成としてもよい。
【００７３】
次に、図９は本発明の第４の実施の形態を示している。この第４の実施の形態の特徴は、接触防止手段は、フランジ部に形成されたボール収容溝と、該ボール収容溝に一部が突出するように転動自在に収容されたボールとにより構成したことにある。なお、本実施の形態では、前述した第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。
【００７４】
図９において、５１は固定スクロール１１のフランジ部１５に設けられた接触防止手段としての接触防止機構である。この接触防止機構５１は、第１の実施の形態による接触防止突起２８と同様の理由により、周方向に間隔をもって複数個所、例えば３箇所（１箇所のみ図示）設けられている。また、接触防止機構５１は、旋回スクロール１６のフランジ部１９の外周縁が固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａに接触するのを防止するものである。そして、接触防止機構５１は、底面が平坦な凹陥部として形成されたボール収容溝５２と、該ボール収容溝５２内に転動自在に収容されたボール５３とにより構成されている。
【００７５】
ここで、各接触防止機構５１は、ボール収容溝５２からボール５３を突出させることにより、旋回スクロール１６のフランジ部１９に向けて軸方向に突出する突起を形成している。このときのボール５３の突出寸法は、例えば前述した各スクロール１１，１６のフランジ部１５，１９の対向面１５Ａ，１９Ａ間の隙間Ｇよりも小さな寸法、好ましくは僅かに小さな（７０〜９９％程度）寸法に設定されている。
【００７６】
そして、接触防止機構５１は、旋回スクロール１６ががたついた場合には、突出したボール５３をフランジ部１９の対向面１９Ａに当接することにより、旋回スクロール１６のフランジ部１９が固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａに接触するのを防止する。また、接触防止機構５１は、ボール５３を旋回スクロール１６の旋回動作に対応して転動することにより、このときの摩擦抵抗を小さくしている。
【００７７】
かくして、このように構成された第４の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第４の実施の形態では、接触防止機構５１は、固定スクロール１１のフランジ部１５に形成されたボール収容溝５２と、該ボール収容溝５２に一部が突出するように転動自在に収容したボール５３とにより構成しているから、ボール５３とフランジ部１９との接触による機械損失を最小にすることができ、運転効率を向上することができる。なお、旋回スクロール１６のフランジ部１９に、同様のボール収容溝５２を設け、このボール収容溝５２にボール５３を収容する構成としてもよい。
【００７８】
次に、図１０は本発明の第５の実施の形態を示している。この第５の実施の形態の特徴は、接触防止手段は、シール部材から他方のフランジ部に向けて突出したシール突起部により構成したことにある。なお、本実施の形態では、前述した第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。
【００７９】
図１０において、６１は第１の実施の形態によるリップシール２５に代えて用いられた第５の実施の形態によるシール部材としてのリップシールを示している。このリップシール６１は、第１の実施の形態によるリップシール２５とほぼ同様に、断面Ｌ字状の筒体からなる芯金６２と、該芯金６２の外周側に一体的に固着され先端側がフランジ部１５の対向面１５Ａに摺接するリップ部６３Ａとなった弾性シール６３とにより大略構成されている。
【００８０】
しかし、第５の実施の形態によるリップシール６１は、弾性シール６３のリップ部６３Ａと別れて内径側に突出する後述のシール突起部６４を形成している点で、第１の実施の形態によるリップシール２５と相違している。
【００８１】
即ち、６４はリップシール６１に設けられた接触防止手段としてのシール突起部である。このシール突起部６４は、弾性シール６３と一体的に設けられ、固定スクロール１１のフランジ部１５に向けて突出している。詳しくは、シール突起部６４は、外径側に延びるリップ部６３Ａと別れて内径側に突出して延びることにより、旋回スクロール１６のフランジ部１９の対向面１９Ａの外周縁側を覆う位置に配置されている。また、シール突起部６４は、リップシール６１の全周または周方向に間隔をもって複数個所に設けられている。
【００８２】
これにより、シール突起部６４は、旋回スクロール１６ががたついた場合でも、そのフランジ部１９の外周縁を覆っているから、旋回スクロール１６のフランジ部１９が固定スクロール１１のフランジ部１５の対向面１５Ａに当接するのを防止することができる。
【００８３】
かくして、このように構成された第５の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第５の実施の形態では、リップシール６１に旋回スクロール１６のフランジ部１９の対向面１９Ａの外周縁側を覆うように突出してシール突起部６４を設けている。
【００８４】
従って、フランジ部１９に加工を施す必要がなく、リップシール６１を取付けるだけで、シール突起部６４により旋回スクロール１６のフランジ部１９の対向面１９Ａの外周縁側を覆うことができる。この結果、既存のスクロール式空気圧縮機にも簡単に、かつ安価に接触防止手段をなすシール突起部６４を設けることができる。
【００８５】
なお、第１の実施の形態では、接触防止突起２８を周方向に所定の間隔をもって複数個設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば円環状、Ｃ字状をした１個の接触防止突起２８を設ける構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。
【００８６】
また、各実施の形態では、スクロール式流体機械としてモータ一体型のスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えばモータ別体型のスクロール式空気圧縮機に適用してもよく、また真空ポンプ、冷媒圧縮機等にも広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】固定スクロールを単体で示す正面図である。
【図３】図１中のＡ部を拡大して示す要部拡大の断面図である。
【図４】図２中のＢ部を拡大して接触防止突起等を示す要部拡大の斜視図である。
【図５】図３中のＣ部を拡大して接触防止突起、各フランジ部等を示す要部拡大の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による接触防止突起等を図５と同様位置からみた要部拡大の断面図である。
【図７】図６中の接触防止突起等を図４と同様位置からみた要部拡大の斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態による接触防止皮膜等を図３と同様位置からみた要部拡大の断面図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態による接触防止機構等を図３と同様位置からみた要部拡大の断面図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態によるシール突起部等を図５と同様位置からみた要部拡大の断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１１  固定スクロール
１２，１７  鏡板
１３，１８  ラップ部
１４  筒部
１５，１９  フランジ部
１５Ａ，１９Ａ  対向面
１６  旋回スクロール
２２  圧縮室
２５，６１  リップシール（シール部材）
２６，６２  芯金
２７，６３  弾性シール
２８  接触防止突起（接触防止手段）
３２  接触防止部材（接触防止手段）
４１  接触防止皮膜（接触防止手段）
５１  接触防止機構（接触防止手段）
５２  ボール収容溝
５３  ボール
６４  シール突起部（接触防止手段）
Ｇ  各フランジ部の対向面間の隙間寸法
Ｓ  シール摺接領域（摺接部位）
Ｈ1  接触防止突起の突出寸法
Ｈ2  接触防止部材の突出寸法
【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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