JP4402199B2

JP4402199B2 - スクロール式流体機械

Info

Publication number: JP4402199B2
Application number: JP16585799A
Authority: JP
Inventors: 和孝末藤; 岑夫高橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2019-06-11
Also published as: JP2000356193A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スクロール式流体機械は、ケーシングと、該ケーシングに設けられた固定スクロールと、前記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、前記ケーシング内で該駆動軸の先端側に旋回可能に設けられ、前記固定スクロールと軸方向で摺接する旋回スクロールと、該旋回スクロールと固定スクロールとの間に画成された複数の圧縮室とを備えたものが知られている。
【０００３】
この種の従来技術によるスクロール式流体機械は、外部から駆動軸を回転駆動し、旋回スクロールを固定スクロールに対して一定の偏心寸法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周側に設けた吸込口から空気等の流体を吸込みつつ、この流体を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各圧縮室内で順次圧縮し、固定スクロールの中心部に設けた吐出口から圧縮流体を外部に向けて吐出する。
【０００４】
また、他の従来技術では、第１，第２の固定スクロールを軸方向に離間して対向配置すると共に、該第１，第２の固定スクロール間には鏡板の両面側にそれぞれラップ部が設けられた旋回スクロールを旋回可能に設け、この旋回スクロールの各ラップ部と各固定スクロールのラップ部との間でそれぞれ複数の圧縮室を画成する構成としたものも知られている（特開平７−１０３１５１号公報等）。
【０００５】
この他の従来技術は、圧縮運転時に第１の固定スクロールと旋回スクロールとの間の圧縮室内で発生するスラスト荷重と第２の固定スクロールと旋回スクロールとの間の圧縮室内で発生するスラスト荷重とを互いに相殺し、旋回スクロールの挙動の安定化等を図る構成となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した他の従来技術によるスクロール式流体機械では、第１の固定スクロールと旋回スクロールとの間の圧縮室内で発生するスラスト荷重（以下、スラスト荷重Ｆ1 という）と、第２の固定スクロールと旋回スクロールとの間の圧縮室内で発生するスラスト荷重（以下、スラスト荷重Ｆ2 という）とを互いに軸方向で相殺する構成となっている。
【０００７】
しかし、圧縮運転時に第１の固定スクロール側の圧縮室内、第２の固定スクロール側の圧縮室内にはそれぞれ圧力変動が生じるため、前記スラスト荷重Ｆ1 ，Ｆ2 を互いに完全にバランスさせることは難しいのが実状である。
【０００８】
そして、このようにスラスト荷重Ｆ1 ，Ｆ2 のバランスの安定性が悪くなると、旋回スクロールが第１，第２の固定スクロール間で軸方向に振動し、旋回時の挙動が不安定になるという問題がある。
【０００９】
また、このような旋回スクロールの振動を最小限に抑えるために、例えば旋回スクロールの鏡板両面側にそれぞれスラスト受けを設け、該各スラスト受けによって前記スラスト荷重Ｆ1 ，Ｆ2 をそれぞれ支持する方法も考えられる。
【００１０】
しかし、この場合にはスラスト受けが２個必要になり、これらのスラスト受けによって、流体機械の構造の複雑化、大型化等を招き、全体の製作コスト等が高くつくという問題がある。
【００１１】
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、圧縮運転時に圧縮室内で圧力変動が生じた場合でも、旋回スクロールの挙動を常に安定させることができると共に、構造の簡略化、製作コストの低減化等を図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を目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために請求項１の発明によるスクロール式流体機械は、ケーシングと該ケーシングの軸線上に位置して該ケーシングの両端側に固定的に設けられ鏡板に渦巻状のラップ部が立設された第１，第２の固定スクロールとからなる固定側部材と、該第１，第２の固定スクロール間に位置して前記ケーシング内に設けられ、ロータとステータとが前記ケーシングの軸線と同一方向となるように配置された電動機と、該電動機と前記第１，第２の固定スクロールとの間に位置して外周側が前記ケーシングに固定的に設けられた外輪、該外輪の内周側に回転可能に設けられ内周側が外輪の軸線に対して径方向に偏心した偏心軸線を有する中輪および該中輪の内周側に回転可能に設けられ前記偏心軸線を中心として回転可能な内輪からなる第１，第２の偏心軸受と、前記電動機のロータを挟んで該各偏心軸受の中輪間に位置して設けられた中空軸体からなり前記ロータによって前記中輪と一体に回転する回転軸と、該回転軸内を前記偏心軸線上に遊嵌して設けられ、前記各偏心軸受の内輪内周側に固定的に支持されて前記各内輪と一体に旋回運動すると共に、軸方向の両端側で前記第１，第２の旋回スクロールに作用するスラスト荷重を相殺して支持する旋回軸と、前記第１，第２の固定スクロールと対面して該旋回軸の両端側に固定的に設けられ、鏡板に前記第１，第２の固定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ラップ部が立設された第１，第２の旋回スクロールと、該第１，第２の旋回スクロールのうち少なくともいずれか一方の旋回スクロールと前記固定側部材との間に設けられ、該旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構とを備え、前記第１の旋回スクロールに作用するスラスト荷重を第２の旋回スクロールに作用するスラスト荷重に比較して大となるように設定し、前記ケーシングの内周側には、前記第１の旋回スクロールの背面側に位置して該第１の旋回スクロールに作用するスラスト荷重を前記旋回軸と共に支持するための補助スラスト受けを設ける構成としている。
【００１３】
このように構成したことにより、電動機を作動してロータを回転すると、該ロータによって回転軸は回転運動を行い、このときに偏心軸受の中輪は外輪の内周側で回転軸と一体に回転運動を行う。そして、偏心軸受の中輪は、内周側が外輪の軸線に対して径方向に偏心した偏心軸線を有し、この中輪の内周側には前記偏心軸線を中心として回転する内輪を設けているから、前述の如く中輪が回転することにより、旋回軸は内輪と一体に旋回運動を行い、第１，第２の旋回スクロールをそれぞれ自転防止機構によって回転が防止された状態で旋回させることができる。
【００１４】
従って、ケーシングに固定的に設けられた第１，第２の固定スクロールに対して第１，第２の旋回スクロールが旋回運動すると、複数の圧縮室に吸込まれた流体は徐々に圧縮される。
【００１５】
また、このような圧縮運転時には第１の旋回スクロールに作用するスラスト荷重と第２の旋回スクロールに作用するスラスト荷重とを、旋回軸によって相殺して支持することができる。
【００１６】
ここで、第１の旋回スクロールに作用するスラスト荷重は、第２の旋回スクロールに作用するスラスト荷重よりも大きく設定されているから、第１の旋回スクロールに作用するスラスト荷重の一部をこの背面側に設けられた補助スラスト受けによって支持することができる。これにより、圧縮室内に小さな圧力変動等が生じた場合でも、第１の旋回スクロールを補助スラスト受けに常に押付けることができ、各旋回スクロールの両方を１個の補助スラスト受けによって軸方向に位置決めした状態で安定して旋回させることができる。
【００１７】
また、請求項２の発明は、ケーシングには第１，第２の固定スクロールのラップ部内周側にそれぞれ位置して第１，第２の吐出口を設け、該第１の吐出口の通路抵抗は前記第２の吐出口の通路抵抗に比較して大となるように設定している。
【００１８】
これにより、圧縮運転時に第１の吐出口の通路抵抗を、第２の吐出口の通路抵抗に比較して大きくできるから、第１の固定スクロールと第１の旋回スクロールとの間の圧縮室内の圧力を、第１の固定スクロールと第１の旋回スクロールとの間の圧縮室内の圧力よりも高い状態に保持することができる。この結果、第１の旋回スクロールに作用するスラスト荷重は、第２の旋回スクロールに作用するスラスト荷重よりも大きくすることができる。
【００１９】
また、請求項３の発明は、ケーシングには第１，第２の固定スクロールのラップ部外周側にそれぞれ位置して第１，第２の吸込口を設け、該第１の吸込口の通路抵抗は、前記第２の吸込口の通路抵抗に比較して小となるように設定している。この場合でも、請求項３の発明と同様に第１の固定スクロールと第１の旋回スクロールとの間の圧縮室内の圧力を、第１の固定スクロールと第１の旋回スクロールとの間の圧縮室内の圧力よりも高い状態に保持することができる。
【００２０】
次に、請求項４の発明は、第１の固定スクロールまたは第１の旋回スクロールは、ラップ部の最内周端から最外周端に亘る渦巻き角度を、第２の固定スクロールまたは第２の旋回スクロールに比較して当該最内周端側で大きく形成している。これにより、第１の固定スクロールと第１の旋回スクロールとの間の最内周側の圧縮室内の圧力を、第２の固定スクロールと第２の旋回スクロールとの間の最内周側の圧縮室内よりも高い状態に保持することができる。
【００２１】
請求項５の発明は、第１の固定スクロールまたは第１の旋回スクロールは、ラップ部の最内周端から最外周端に亘る渦巻き角度を前記第２の固定スクロールまたは第２の旋回スクロールに比較して当該最外周端側で大きく形成している。これにより、第１の固定スクロールと第１の旋回スクロールとの間の最内周側の圧縮室内の圧力を、第２の固定スクロールと第２の旋回スクロールとの間の最内周側での圧縮室内よりも高い状態に保持することができる。
【００２２】
次に、請求項６の発明は、第１，第２の固定スクロールはケーシング内に軸方向に移動可能に設け、前記第１，第２の固定スクロールの鏡板背面側にはそれぞれ前記ケーシングとの間に位置して圧縮室内の中間圧が導かれる第１，第２の圧力室を設け、該第１の圧力室に導かれる中間圧は第２の圧力室内に導かれる中間圧よりも大となるように設定している。これにより第１の旋回スクロールを第１の圧力室に導かれる中間圧により補助スラスト受けに押付けることができる。
【００２３】
また、請求項７の発明は、第１の旋回スクロールの鏡板と補助スラスト受けとの対向面のうちいずれか一方の対向面側には磁性体を設け、他方の対向面側には該磁性体と対応した位置に前記旋回スクロールを吸引する磁石を設ける構成としている。これにより第１の旋回スクロールを磁性体および磁石によって補助スラスト受け側に吸引して、該補助スラスト受けに安定して押付けることができる。
【００２４】
一方、請求項８の発明は、電動機はステータをロータに対して第２の旋回スクロール側寄りに一定寸法だけ偏心させ、またはロータをステータに対して第１の旋回スクロール側に僅かに偏心させてなる。これによりロータとステータとの間に作用する磁気吸引力によって、第１の旋回スクロールを補助スラスト受け側に押付けることができる。
【００２５】
さらに、請求項９の発明は、第１の固定スクロールと第１の旋回スクロールとによって第１の圧縮機構を構成し、第２の固定スクロールと第２の旋回スクロールとによって第２の圧縮機構を構成し、該第２の圧縮機構の吐出口は前記第１の圧縮機構の吸込口に接続する構成としている。この場合でも、第１の旋回スクロール側の圧縮室内の圧力を、請求項１の発明と同様に第１の旋回スクロール側の圧縮室よりも常に高い状態に保持することができる。
【００２６】
また、請求項１０の発明のように、第１の固定スクロールと第１の旋回スクロールとからなる第１の圧縮機構を流体圧縮機として構成すると共に、第２の固定スクロールと第２の旋回スクロールとからなる第２の圧縮機構を真空ポンプとして構成した場合でも、第１の旋回スクロール側の圧縮室内の圧力を、請求項１の発明と同様に第１の旋回スクロール側の圧縮室よりも常に高い状態に保持することができる。
【００２７】
さらに、請求項１１の発明は、第１の固定スクロールはケーシング内に軸方向に移動可能に設け、第１の固定スクロールの背面側にはケーシングとの間に位置して前記第１の固定スクロールを第１の旋回スクロール側に向けて常時付勢するための付勢手段を設けている。これにより第１の旋回スクロールを付勢手段による付勢力によって補助スラスト受けに向けて押付けることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
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、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２９】
まず、図１ないし図７は本発明の第１の実施の形態を示し、１はスクロール式空気圧縮機の外枠を形成する筒状のケーシングで、該ケーシング１は、図１に示す如く軸線Ｏ1 −Ｏ1 を有する筒部２と、該筒部２の両端側を施蓋する左，右の蓋部３Ａ，３Ｂとによって構成されている。そして、ケーシング１は、後述の固定スクロール４Ａ，４Ｂと共に固定側部材を構成するものである。
【００３０】
４Ａ，４Ｂは第１、第２の固定スクロールで、該第１，第２の固定スクロール４Ａ，４Ｂは、ケーシング１の軸方向両側に位置して筒部２の内周側に軸方向に僅かに可動に設けられている。
【００３１】
そして、第１，第２の固定スクロール４Ａ，４Ｂのうち、該第１の固定スクロール４Ａは、図１に示す如く略円板状に形成され、中心がケーシング１の軸線Ｏ1 −Ｏ1 と一致するように配設された鏡板５Ａと、該鏡板５Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部６Ａと、鏡板５Ａの外周側から該ラップ部６Ａとは逆向きに軸方向に突出し、筒部２の内周側に嵌合して固定的に設けられた嵌合筒部７Ａと、該嵌合筒部７Ａと鏡板５Ａとの角隅部に形成され後述のＯリング２９Ａが嵌着されるＯリング嵌着溝８Ａとによって構成されている。また、第２の固定スクロール４Ｂについても、鏡板５Ｂ、ラップ部６Ｂおよび嵌合筒部７Ｂ、Ｏリング嵌着溝８Ｂによって構成されている。
【００３２】
９は固定スクロール４Ａ，４Ｂ間に位置してケーシング１内の中間部に設けられた電動機で、該電動機９は、ケーシング１の内周側に固定的に設けられたコイル１０を有するステータ１１と、該ステータ１１の内周側に該ステータ１１によって回転するように配設されたコイル１２を有するロータ１３とによって構成されている。そして、ステータ１１の軸線とロータ１３の軸線はケーシング１の軸線Ｏ1 −Ｏ1 と同一軸線上に配置されている。
【００３３】
１４Ａ，１４Ｂは固定スクロール４Ａと電動機９との間にそれぞれ位置して後述する支持枠３１Ａ，３１Ｂの内周側に設けられた第１，第２の偏心軸受で、該第１の偏心軸受１４Ａは、図２ないし図５に示す如く、外輪１５Ａと、該外輪１５Ａの内周側に複数の針状ころ１６Ａによって回転可能に設けられた中輪１７Ａと、該中輪１７Ａの内周側に複数の針状ころ１８Ａによって回転可能に設けられた内輪１９Ａ等とによって構成されている。
【００３４】
ここで、外輪１５Ａは、外周側が後述する支持枠３１Ａの取付筒部３２Ａ内周側に圧入して取付けられている。これにより、外輪１５Ａの内周側の軸線と外周側の軸線とは、共に軸線Ｏ1 −Ｏ1 と一致して配置される。
【００３５】
また、中輪１７Ａは、針状ころ１６Ａによって外輪１５Ａの内周側に位置決めされている。これにより中輪１７Ａの外周側は外輪１５Ａの軸線Ｏ1 −Ｏ1 上に配置され、この軸線Ｏ1 −Ｏ1 を中心に回転する構成となっている。
【００３６】
これに対し、中輪１７Ａの内周側は、内輪１９Ａが収容される部位が収容穴１７Ａ1 となり、該収容穴１７Ａ1 は外輪１５Ａの軸線Ｏ1 −Ｏ1 に対して径方向に一定寸法δだけ偏心した偏心軸線Ｏ2 −Ｏ2 を有している。また、この中輪１７Ａの内周側には後述の回転軸２０が取付けられる取付段部１７Ａ2 が形成され、該取付段部１７Ａ2 は軸線Ｏ1 −Ｏ1 と同軸線上に配置されている。
【００３７】
さらに、内輪１９Ａは、針状ころ１８Ａによって中輪１７Ａの内周側に位置決めされている。これにより内輪１９Ａは、内周側と外周側とが共に偏心軸線Ｏ2 −Ｏ2 上に配置され、この偏心軸線Ｏ2 −Ｏ2 を中心に回転する構成となっている。
【００３８】
かくして、偏心軸受１４Ａは、回転軸２０によって中輪１７Ａが外輪１５Ａに対して回転することにより、内輪１９Ａが軸線Ｏ1 −Ｏ1 を中心として寸法δの旋回半径をもった旋回運動を行う構成となっている。
【００３９】
また、第２の偏心軸受１４Ｂについても、外輪１５Ｂ、針状ころ１６Ｂ、中輪１７Ｂ、針状ころ１８Ｂおよび内輪１９Ｂによって構成され、中輪１７Ｂには収容穴１７Ｂ1 と取付段部１７Ｂ2 とが設けられている。
【００４０】
２０は電動機９のロータ１３を挟んで偏心軸受１４Ａ，１４Ｂの中輪１７Ａ，１７Ｂ間に位置して設けられた回転軸で、該回転軸２０は、中空軸体として形成され、電動機９のロータ１３内周側に挿嵌されて固定的に設けられている。そして、回転軸２０は、両端側がそれぞれ中輪１７Ａ，１７Ｂの取付段部１７Ａ2 ，１７Ｂ2 に固着され、ロータ１３と一体となって回転することにより中輪１７Ａ，１７Ｂを回転させるものである。
【００４１】
ここで、回転軸２０は、図１に示す如く、外周側が外輪１５Ａ，１５Ｂの軸線Ｏ1 −Ｏ1 上に配置されるのに対し、内周側は中輪１７Ａ，１７Ｂの偏心軸線Ｏ2 −Ｏ2 上に配置されている。このため、回転軸２０は、図６、図７に示すように軸線Ｏ1 −Ｏ1 を挟んで偏心軸線Ｏ2 −Ｏ2 側とは反対側の部位の肉厚を寸法ｄ1 とし、偏心軸線Ｏ2 −Ｏ2 側の肉厚を寸法ｄ2 とすると、ｄ1 ＞ｄ2 の関係に設定される。
【００４２】
２１は回転軸２０内を遊嵌して設けられ、偏心軸受１４Ａ，１４Ｂの内輪１９Ａ，１９Ｂに固定的に支持された旋回軸で、該旋回軸２１は、偏心軸線Ｏ2 −Ｏ2 上に配置され、その両端側はそれぞれ内輪１９Ａ，１９Ｂの内周側に挿嵌されて固着されている。そして、旋回軸２１は、内輪１９Ａ，１９Ｂと一体となって旋回運動することにより、旋回軸２１の両端側に設けられた後述の旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂを旋回させるものである。
【００４３】
また、旋回軸２１は、その両端部が主スラスト受け２１Ａ，２１Ｂとなってそれぞれ旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂの鏡板２３Ａ，２３Ｂに当接している。このため、主スラスト受け２１Ａ，２１Ｂは、後述する旋回スクロール２２Ａに作用するスラスト荷重Ｆ1 ，旋回スクロール２２Ｂに作用するスラスト荷重Ｆ2 を軸方向に相殺して支持し、旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂを軸方向に対して位置決めするスペーサとして構成される。
【００４４】
２２Ａ，２２Ｂは固定スクロール４Ａ，４Ｂと対面して旋回軸２１の軸方向両端側にそれぞれ固定的に設けられた第１，第２の旋回スクロールで、該第１の旋回スクロール２２Ａは、円板状に形成された鏡板２３Ａと、該鏡板２３Ａの表面側から軸方向に立設された渦巻状のラップ部２４Ａとによって構成されている。
【００４５】
また、旋回スクロール２２Ａの鏡板２３Ａには、その背面側の中央に筒状突起２５Ａが突設され、該筒状突起２５Ａは旋回軸２１の内周に嵌合して固着されている。これにより旋回スクロール２２Ａは旋回軸２１と一体となって寸法δの旋回半径をもった旋回運動を行う。そして、旋回スクロール２２Ａのラップ部２４Ａは、固定スクロール４Ａのラップ部６Ａ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、両者のラップ部６Ａ，２４Ａ間には複数の圧縮室２６Ａ，２６Ａ，…が画成される。
【００４６】
そして、スクロール式空気圧縮機の運転時には、後述の吸込口３５Ａから外周側の圧縮室２６Ａ内に空気を吸込みつつ、この空気を旋回スクロール２２Ａが旋回運動する間に各圧縮室２６Ａ内で順次圧縮し、最後に中心側の圧縮室２６Ａから後述の吐出口３６Ａを介して外部に圧縮空気を吐出する。
【００４７】
また、第２の旋回スクロール２２Ｂについても、鏡板２３Ｂ、ラップ部２４Ｂおよび筒状突起２５Ｂによって構成され、固定スクロール４Ｂとの間には複数の圧縮室２６Ｂが画成される。
【００４８】
２７Ａ，２７Ｂは固定スクロール４Ａ，４Ｂの鏡板５Ａ，５Ｂにそれぞれ穿設された第１，第２の背圧孔で、該第１の背圧孔２７Ａは、各圧縮室２６Ａのうち吸込口３５Ａ側となる最外周側の圧縮室２６Ａと吐出口３６Ａ側となる最内周側の圧縮室２６Ａとの間の中間の圧縮室２６Ａ内に連通し、該圧縮室２６Ａ内の中間圧を背圧として後述の圧力室２８Ａ内に導くものである。また、第２の背圧孔２７Ｂについても背圧孔２７Ａと同様に構成されている。
【００４９】
２８Ａ，２８Ｂはケーシング１の蓋部３Ａ，３Ｂと固定スクロール４Ａ，４Ｂの鏡板５Ａ，５Ｂとの間にそれぞれ形成された第１，第２の圧力室で、該第１の圧力室２８Ａは、圧縮室２６Ａ内の中間圧を背圧孔２７Ａを介して鏡板５Ａの背面側に導き、この中間圧によって固定スクロール４Ａを旋回スクロール２２Ａ側へと軸方向に押圧する構成となっている。また、第２の圧力室２８Ｂについても、圧力室２８Ａと同様に構成されている。
【００５０】
２９Ａ，２９Ｂはケーシング１と固定スクロール４Ａ，４Ｂの鏡板５Ａ，５Ｂ外周側との間にそれぞれ設けられたＯリングで、これらのＯリング２９Ａ，２９Ｂは、最外周側の圧縮室２６Ａ，２６Ｂと圧力室２８Ａ，２８Ｂとの間を気密にシールするものである。
【００５１】
３０Ａ，３０Ｂは固定スクロール４Ａ，４Ｂの鏡板５Ａ，５Ｂ中心側と後述する吐出口３６Ａ，３６Ｂとの間にそれぞれ設けられたＯリングで、これらのＯリング３０Ａ，３０Ｂは、最内周側の圧縮室２６Ａ，２６Ｂと圧力室２８Ａ，２８Ｂとの間を気密にシールするものである。
【００５２】
３１Ａ，３１Ｂは固定スクロール４Ａ，４Ｂと電動機９との間に位置してケーシング１の内周側に設けられた第１，第２の支持枠を示し、該第１の支持枠３１Ａは、ケーシング１の筒部２内周側に固着して取付けられた取付筒部３２Ａと、後述する旋回スクロール２２Ａの鏡板２３Ａ背面側に位置して該取付筒部３２Ａから径方向内側に突出して設けられた環状の支持部３３Ａとによって構成されている。
【００５３】
そして、支持枠３１Ａの支持部３３Ａは、その端面が旋回スクロール２２Ａの鏡板２３Ａに摺接し、該旋回スクロール２２Ａに作用する後述のスラスト荷重Ｆ1 を旋回軸２１と共に支持する補助スラスト受け３３Ａ1 を構成している。また、この支持部３３Ａには後述するオルダムリング３４Ａのリング溝が形成され、該オルダムリング３４Ａを摺動可能に支持する構成となっている。
【００５４】
また、第２の支持枠３１Ｂについても、取付筒部３２Ｂと支持部３３Ｂとによって支持枠３１Ａとほぼ同様に構成されている。しかし、後述するように旋回スクロール２２Ａに作用するスラスト荷重Ｆ1 は旋回スクロール２２Ｂに作用するスラスト荷重Ｆ2 よりも大きくなるため、この支持枠３１Ｂには、スラスト荷重Ｆ2 が作用することはない。
【００５５】
このため、支持枠３１Ｂの支持部３３Ｂには、後述した支持枠３１Ａの支持部３３Ａのように補助スラスト受け３３Ａ1 は存在せず、図３に示すように旋回スクロール２２Ｂの鏡板２３Ｂとの間に微小隙間Ｓが確保され、該旋回スクロール２２Ｂに対して非接触の状態におかれている。
【００５６】
３４Ａ，３４Ｂは支持枠３１Ａ，３１Ｂと旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂとの間にそれぞれ設けられた自転防止機構としての第１，第２のオルダムリングで、該第１のオルダムリング３４Ａは、旋回スクロール２２Ａの鏡板２３Ａと支持枠３１Ａの支持部３３Ａとの間で直交する２軸方向にガイドされることにより、旋回スクロール２２Ａの自転を防止する構成となっている。また、第２のオルダムリング３４Ｂについても、オルダムリング３４Ａと同様に構成されている。
【００５７】
３５Ａ，３５Ｂは固定スクロール４Ａ，４Ｂのラップ部６Ａ，６Ｂ外周側にそれぞれ位置してケーシング１の筒部２に設けられた第１，第２の吸込口で、該第１の吸込口３５Ａは、最外周側の圧縮室２６Ａ内に開口し、外部の空気をこの圧縮室２６Ａ内に導くものである。また、第２の吸込口３５Ｂについても、吸込口３５Ａと同様に構成されている。
【００５８】
３６Ａ，３６Ｂは固定スクロール４Ａ，４Ｂのラップ部６Ａ，６Ｂ中心側にそれぞれ位置してケーシング１の蓋部３Ａ，３Ｂに設けられた第１，第２の吐出口で、該第１の吐出口３６Ａは、最内周側の圧縮室２６Ａ内に開口し、圧縮室２６Ａで圧縮された圧縮空気を外部に吐出させるものである。また、第２の吐出口３６Ｂについても、吐出口３６Ａとほぼ同様に構成されている。
【００５９】
ここで、吐出口３６Ａの通路面積Ｓ1 は、図２、図３に示すように吐出口３６Ｂの通路面積Ｓ2 よりも小さく（Ｓ1 ＜Ｓ2 ）設定されている。このため、吐出口３６Ａ内を圧縮空気が流れるときの通路抵抗は、吐出口３６Ｂ内を圧縮空気が流れるときの流路抵抗よりも大きくなる。
【００６０】
これにより第１の旋回スクロール２２Ａに作用するスラスト荷重Ｆ1 （図２参照）は、後述する理由によって第２の旋回スクロール２２Ｂに作用するスラスト荷重Ｆ2 （図３参照）に比較して大きくなるように設定されている。
【００６１】
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。
【００６２】
まず、電動モータによって電動機９のロータ１３を回転すると、該ロータ１３と一体となった回転軸２０は回転運動を行い、このときに回転軸２０の両端側に設けた２個の偏心軸受１４Ａ，１４Ｂの中輪１７Ａ，１７Ｂは、それぞれ外輪１５Ａ，１５Ｂの内周側で回転軸２０と一体に回転運動を行う。
【００６３】
ここで、偏心軸受１４Ａ，１４Ｂの中輪１７Ａ，１７Ｂは、外輪１５Ａ，１５Ｂの軸線Ｏ1 −Ｏ1 に対して径方向に寸法δだけ偏心した偏心軸線Ｏ2 −Ｏ2 を有するから、中輪１７Ａ，１７Ｂが上述の如く外輪１５Ａ，１５Ｂに対して軸線Ｏ1 −Ｏ1 を中心に回転することにより、中輪１７Ａ，１７Ｂの内周側に設けた内輪１９Ａ，１９Ｂは、軸線Ｏ1 −Ｏ1 を中心として寸法δの旋回半径をもった旋回運動を行い、この内輪１９Ａ，１９Ｂと一体となった旋回軸２１によって旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂをそれぞれ旋回させる。
【００６４】
そして、このように旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂが旋回するときには、旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂはオルダムリング３４Ａ，３４Ｂによって自転が防止され、公転のみを行う。
【００６５】
この結果、固定スクロール４Ａと旋回スクロール２２Ａとの間に画成された各圧縮室２６Ａはそれぞれ連続的に縮小し、これにより固定スクロール４Ａの吸込口３５Ａから吸込んだ外気を各圧縮室２６Ａで順次圧縮しつつ、この圧縮空気を固定スクロール４Ａの吐出口３６Ａから外部の空気タンク（図示せず）等に貯留させる。
【００６６】
また、固定スクロール４Ｂと旋回スクロール２２Ｂとの間に画成された各圧縮室２６Ｂについても、それぞれが連続的に縮小することにより、固定スクロール４Ｂの吸込口３５Ｂから吸込んだ外気を各圧縮室２６Ｂで順次圧縮しつつ、この圧縮空気を固定スクロール４Ｂの吐出口３６Ｂから前記空気タンク等に貯留させる。
【００６７】
また、本実施の形態では、旋回軸２１の主スラスト受け２１Ａ，２１Ｂを第１，第２の旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂの背面側に当接させる構成としたから、圧縮運転時に旋回スクロール２２Ａに作用するスラスト荷重Ｆ1 と旋回スクロール２２Ｂに作用するスラスト荷重Ｆ2 とを、旋回軸２１によって軸方向で互いに相殺して支持することができ、旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂの挙動の安定化を図ることができる。
【００６８】
しかし、本実施の形態では、第１の吐出口３６Ａの通路面積Ｓ1 を、第２の吐出口３６Ｂの通路面積Ｓ2 よりも小さく（Ｓ1 ＜Ｓ2 ）形成することにより、吐出口３６Ａ内を流れる圧縮空気の通路抵抗を、吐出口３６Ｂ内を流れる圧縮空気の通路抵抗よりも大きくしたから、該圧縮室２６Ａ内の圧力を圧縮室２６Ｂの圧力よりも常に高い状態に保持することができる。
【００６９】
これにより、第１の旋回スクロール２２Ａに作用するスラスト荷重Ｆ1 は、第２の旋回スクロール２２Ｂに作用するスラスト荷重Ｆ2 よりも大きく設定されるから、第１の旋回スクロール２２Ａは図１中の矢示Ａ方向に動こうとする。しかし、支持枠３１Ａの支持部３３Ａには、補助スラスト受け３３Ａ1 が設けられているから、第１の旋回スクロール２２Ａの鏡板２３Ａ背面側は、この補助スラスト受け３３Ａ1 に当接することができる。
【００７０】
かくして、本実施の形態では、第１，第２の旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂに作用するスラスト荷重Ｆ1 ，Ｆ2 は、旋回軸２１によって互いに相殺され、かつ第１の旋回スクロール２２Ａに作用するスラスト荷重Ｆ1 は第２の旋回スクロール２２Ｂに作用するスラスト荷重Ｆ2 よりも僅かに大きく、この僅かに大きなスラスト荷重Ｆ1 は、支持部３３Ａの補助スラスト受け３３Ａ1 によって支持されている。
【００７１】
このため、圧縮運転時に例え圧縮室２６Ａ，２６Ｂ内で小さな圧力変動が生じたとしても、第１の旋回スクロール２２Ａを第１の支持枠３１Ａに比較的小さな力をもって常に押付けることができ、支持枠３１Ａによって旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂを軸方向に位置決めした状態で保持することができる。そして、該旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂの軸方向に対する振動を抑えて、挙動の安定化を一層図ることができる。
【００７２】
また、前述の如く１個の支持枠３１Ａのみによって旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂの両方を位置決めできるから、第２の旋回スクロール２２Ｂに作用するスラスト荷重Ｆ2 が第２の支持枠３１Ｂに伝わるのを遮断することができる。これにより支持枠３１Ｂの材料強度を支持枠３１Ａよりもさらに低く抑えて、該支持枠３１Ｂの製作コスト等を一層低減することができる。
【００７３】
一方、偏心軸受１４Ａ，１４Ｂによって旋回軸２１の両端側を軸支することにより、この旋回軸２１の両端側に一体に設けた旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂを旋回させる構成としたから、旋回軸２１の両端側には、旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂを旋回運動させるために、例えばクランク軸を追加して設ける必要をなくすことができ、これによって装置全体を軸方向に小型化して形成することができる。
【００７４】
さらに、中空軸体からなる回転軸２０は、旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂの偏心方向とは反対側の部位を肉厚に形成したから、旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂの旋回運動に対するバランスをこの回転軸２０によってとることができる。これにより回転軸２０にはバランスウエイト等の機構を特別に設ける必要がなくなり、全体の部品点数を削減でき、装置全体の構造を簡略化することができる。
【００７５】
さらにまた、固定スクロール４Ａ，４Ｂの背面側に圧力室２８Ａ，２８Ｂを設け、この圧力室２８Ａ，２８Ｂには背圧孔２７Ａ，２７Ｂを介して圧縮室２６Ａ，２６Ｂ内の中間圧を導く構成としたから、固定スクロール４Ａ，４Ｂを旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂの鏡板２３Ａ，２３Ｂ側に向けて押圧し続けることができ、ラップ部６Ａ，６Ｂの先端と相手方の鏡板２３Ａ，２３Ｂの表面との間でスラスト方向のギャップが変化するのを抑えることができ、圧縮効率を高めることができる。
【００７６】
次に、図８は本発明の第２の実施の形態を示し、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。
【００７７】
然るに、本実施の形態の特徴は、ケーシング１には、第１の実施の形態で述べた第１，第２の吸込口３５Ａ，３５Ｂに替えて第１，第２の吸込口４１Ａ，４１Ｂを設け、該第１の吸込口４１Ａの通路面積を第２の吸込口４１Ｂの通路面積よりも大きく形成すると共に、第１，第２の吐出口４２Ａ，４２Ｂを、互いに同一の通路面積をもって形成したことにある。
【００７８】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、吸込口４１Ａ内の通路抵抗を吸込口４１Ｂの流路抵抗に比較して小さくできるから、第１の旋回スクロール２２Ａ側の圧縮室２６Ａ内の圧力を、第２の旋回スクロール２２Ｂ側の圧縮室２６Ｂよりも常に高い状態に保持することができ、第１の旋回スクロール２２Ａを支持枠３１Ａの補助スラスト受け３３Ａ1 に押付けることができ、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。
【００７９】
次に、図９は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、第１，吐出口を廃止すると共に、第１，第２の旋回スクロールの鏡板中心部には旋回軸の内部と連通する第１，第２の連通孔をそれぞれ形成すると共に、第１の連通孔の通路面積を第２の吐出口よりも小さく形成したことにある。
【００８０】
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。
【００８１】
５１Ａ，５１Ｂはケーシング１内に設けられた本実施の形態で用いる第１，第２の固定スクロールで、該第１の固定スクロール５１Ａは、第１の実施の形態による固定スクロール４Ａとほぼ同様に、略円板状の鏡板５２Ａと、該鏡板５２Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部５３Ａと、鏡板５２Ａの外周側に設けられた嵌合筒部５４Ａとによって構成されている。しかし、固定スクロール５１Ａには、第１の実施の形態による吐出口３６Ａが廃止されている点で異なる。
【００８２】
また、第２の固定スクロール５１Ｂは、鏡板５２Ｂ、ラップ部５３Ｂおよび嵌合筒部５４Ｂによって構成されているものの、第１の固定スクロール５１Ａと異なり、該固定スクロール５１Ｂには吐出口３６Ｂが設けられている点で異なる。
【００８３】
５５Ａ，５５Ｂは固定スクロール５１Ａ，５１Ｂの鏡板５２Ａ，５２Ｂ中心部に設けられた第１，第２の連通孔で、これらの連通孔５５Ａ，５５Ｂは、固定スクロール５１Ａ側の圧縮室２６Ａと固定スクロール５１Ｂ側の圧縮室２６Ｂとを旋回軸２１の内部を通じて互いに連通させるものである。
【００８４】
このため、圧縮室２６Ａからの圧縮空気は、連通孔５５Ａ，５５Ｂ、旋回軸２１を介して圧縮室２６Ｂ側に導かれ、この圧縮室２６Ｂによって圧縮された圧縮空気と一緒に吐出口３６Ｂから外部に向けて吐出される。ここで、連通孔５５Ａの通路面積は、第２の吐出口３６Ｂよりも小さく形成されている。
【００８５】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、圧縮運転時に圧縮室２６Ａからの圧縮空気が連通孔５５Ａを流れるときの通路抵抗を、圧縮室２６Ｂからの圧縮空気が吐出口３６Ｂ内を流れるときの通路抵抗よりも大きくでき、第１の旋回スクロール２２Ａを支持枠３１Ａの補助スラスト受け３３Ａ1 に押付けることができ、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。
【００８６】
次に、図１０，図１１は本発明の第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、第１の固定スクロール、第１の旋回スクロールは、それぞれのラップ部の最内周端から最外周端に亘る渦巻き角度を、第２の固定スクロール、第２の旋回スクロールに比較して当該最外周端側で大きく形成したことにある。
【００８７】
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。
【００８８】
図中、６１Ａ，６１Ｂは本実施の形態に用いる第１，第２の固定スクロールで、該第１の固定スクロール６１Ａは、前記第１の実施の形態による固定スクロール４Ａとほぼ同様に、鏡板６２Ａおよびラップ部６３Ａ等によって構成されている。また、第２の固定スクロール６１Ｂについても鏡板６２Ｂおよびラップ部６３Ｂ等によって構成されている。
【００８９】
ここで、第１の固定スクロール６１Ａのラップ部６３Ａは、最内周端から最外周端に亘る渦巻き角度が、第２の固定スクロール６１Ｂのラップ部６３Ｂに比較して、当該最内周端側で図１１中に示す角度θ1 分だけ大きく形成されている。
【００９０】
また、図示しない第１の旋回スクロールについても、第１の固定スクロール６１Ａと同様にラップ部の渦巻き角度が第２の固定スクロール６１Ｂよりも大きく形成されている。
【００９１】
かくして、このように構成される本実施の形態では、第１の固定スクロール６１Ａのラップ部６３Ａと第１の旋回スクロールのラップ部との間の圧縮室の全体容量を、第２の固定スクロール６１Ｂのラップ部６３Ｂと第２の旋回スクロールのラップ部との間の圧縮室の全体容量よりも増やすことができる。
【００９２】
従って、本実施の形態によれば、圧縮運転時に第１の固定スクロール６１Ａと第１の旋回スクロールとの間の最内周側での圧縮室内の圧力を、第２の固定スクロール６１Ｂと第２の旋回スクロールとの間の最内周側での圧縮室内の圧力よりも常に高い状態に保持することができる。これによって第１の旋回スクロールに作用するスラスト荷重を第２の旋回スクロールに作用するスラスト荷重よりも大きく設定することができ、第１の旋回スクロールを支持枠３１Ａの補助スラスト受け３３Ａ1 に押付けることができ、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。
【００９３】
次に、図１２、図１３は本発明の第５の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、第１の固定スクロール、第１の旋回スクロールは、それぞれのラップ部の最内周端から最外周端に亘る渦巻き角度を、第２の固定スクロール、第２の旋回スクロールに比較して当該最内周端側で大きく形成したことにある。
【００９４】
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。
【００９５】
図中、７１Ａ，７１Ｂは本実施の形態に用いる第１，第２の旋回スクロールで、該第１の旋回スクロール７１Ａは、前記第１の実施の形態による旋回スクロール２２Ａとほぼ同様に、鏡板７２Ａおよびラップ部７３Ａ等によって構成されている。また、第２の旋回スクロール７１Ｂについても鏡板７２Ｂおよびラップ部７３Ｂ等によって構成されている。
【００９６】
ここで、第１の旋回スクロール７１Ａのラップ部７３Ａは、最内周端から最外周端に亘る渦巻き角度が、第２の旋回スクロール７１Ｂのラップ部７３Ｂに比較して、当該最内周端側で図１３中に示す角度θ2 分だけ大きく形成されている。
【００９７】
また、図示しない第１の固定スクロールについても、第１の旋回スクロール７１Ａと同様にラップ部の渦巻き角度が第２の固定スクロールよりも大きく形成されている。
【００９８】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第４の実施の形態と同様に、圧縮運転時に第１の固定スクロールと第１の旋回スクロール７１Ａとの間の最内周側での圧縮室内の圧力を、第２の固定スクロールと第２の旋回スクロール７１Ｂとの間の最内周側での圧縮室内の圧力よりも常に高い状態に保持することができ、第１の旋回スクロール７１Ａを支持枠３１Ａの補助スラスト受け３３Ａ1 に押付けることができ、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。
【００９９】
次に、図１４、図１５は本発明の第６の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、第１の圧力室に導かれる中間圧を第２の圧力室に導かれる中間圧よりも大となるように設定したことにある。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。
【０１００】
図中、８１Ａ，８２Ａは第１の固定スクロール４Ａの鏡板５Ａに穿設された本実施の形態で用いる内周側、外周側の第１の背圧孔で、該背圧孔８１Ａ，８２Ａは、第１の実施の形態で述べた背圧孔２７Ａとほぼ同様に、固定スクロール４Ａと旋回スクロールとの間の圧縮室内の中間圧を第１の圧力室２８Ａに導く構成となっている。
【０１０１】
８１Ｂ，８２Ｂは第２の固定スクロール４Ｂの鏡板５Ｂに穿設された本実施の形態で用いる内周側、外周側の第２の背圧孔で、該各背圧孔８１Ｂ，８２Ｂにつても、背圧孔８１Ａ，８２Ａとほぼ同様に構成されている。
【０１０２】
ここで、第１の背圧孔８１Ａは、図１４中に一点鎖線で示すように、第２の背圧孔８１Ｂと対応した位置から角度θ3 分だけラップ部６Ａの渦巻き方向に沿って外周側に離間して配置されている。また、第１の背圧孔８２Ａについても、第２の背圧孔８２Ｂと対応した位置から角度θ3 分だけラップ部６Ａの渦巻き方向に沿って外周側に離間して配置されている。
【０１０３】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、圧縮運転時に第１の圧力室２８Ａに導かれる中間圧を、第２の圧力室２８Ｂに導かれる中間圧よりも常に大きい状態に保持することができ、この第１の圧力室２８Ａに導かれる中間圧により第１の固定スクロール４Ａを第１の旋回スクロールと一緒に支持枠側に向けて押圧でき、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。
【０１０４】
次に、図１６は本発明の第７の実施の形態を示し、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。
【０１０５】
然るに、本実施の形態の特徴は、第１の旋回スクロール２２Ａの鏡板２３Ａには、支持枠３１Ａとの対向面側に位置して磁性体９１を設けると共に、支持枠３１Ａの支持部３３Ａには、旋回スクロール２２Ａとの対向面側に位置して旋回スクロール２２Ａを吸引する磁石９２を設ける構成としたことにある。
【０１０６】
ここで、磁性体９１は例えば金属材料によって円板状に形成され、旋回スクロール２２Ａの鏡板２３Ａ背面側に埋設されている。また、磁石９２はリング状に形成され、支持枠３１Ａの支持部３３Ａ内周側に嵌着されている。なお、ケーシング１には第１の実施の形態で述べた吐出口３６Ａに替えて吐出口９３Ａが設けられている。
【０１０７】
かくして、このように構成される本実施例でも、磁性体９１と磁石９２との間に作用する磁気吸引力により第１の旋回スクロール２２Ａを、支持枠３１Ａ側に吸引して支持部３３Ａの補助スラスト受け３３Ａ1 に安定して押付けることができ、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。
【０１０８】
この場合、例えば図１７に示す変形例のように、支持枠３１Ａの支持部３３Ａ側に磁性体９１′を設け、第１の旋回スクロール２２Ａの鏡板２３Ａ側に磁石９２′を設ける構成としてもよい。
【０１０９】
次に、図１８は本発明の第８の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、電動機を構成するステータをロータに対して第２の旋回スクロール側寄りに僅かに偏心させ、またはロータをステータに対して第１の旋回スクロール側寄りに僅かに偏心させ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。
【０１１０】
図中、１０１は第１の実施の形態で述べた電動機９に替えてケーシング１内に設けられた本実施の形態で用いる電動機で、該電動機１０１は、第１の実施の形態による電動機９とほぼ同様にコイル１０２を有するステータ１０３と、コイル１０４を有するロータ１０５とによって構成されている。
【０１１１】
しかし、この電動機１０１は、ステータ１０３の中心線０3 −Ｏ3 がロータ１０５の中心線Ｏ4 −Ｏ4 に対して寸法β分だけ第２の旋回スクロール２２Ｂ側寄りに偏心して配置されている点で、第１の実施の形態のものとは異なっている。
【０１１２】
なお、１０６Ａ，１０６Ｂは本実施の形態で用いる第１，第２の吐出口で、該第１，第２の吐出口１０６Ａ，１０６Ｂは、互いにほぼ同一の通路面積をもって形成されている点で、第１の実施の形態による吐出口３６Ａ，３６Ｂとは異なっている。
【０１１３】
かくして、このように構成される本実施の形態では、ロータ１０５をステータ１０３との間で作用する磁気吸引力によって第２の固定スクロール４Ｂ側に引き寄せることができるから、このロータ１０５に回転軸２０、偏心軸受１４Ａ，１４Ｂ、旋回軸２１を介して一体となった第１，第２の旋回スクロール２２Ａ，２２Ｂを、ロータ１０５と同様に第２の固定スクロール４Ｂ側に引き寄せることができる。これにより第１の旋回スクロール２２Ａを支持枠３１Ａに押付けることができ、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。
【０１１４】
この場合、図１９に示す変形例のように、電動機１０１′は、ロータ１０５′をステータ１０３′に対して寸法βだけ第１の旋回スクロール２２Ａ側に偏心して配置する構成としてもよい。
【０１１５】
次に、図２０は本発明の第９の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、第１の吸込口を第２の吐出口に接続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。
【０１１６】
図中、１１１は第１の吸込口３５Ａと後述する第２の吐出口１１５Ｂとの間に位置してケーシング１外に設けられた中間冷却器で、該中間冷却器１１１は、例えば熱交換機１１２、ファン１１３等を備えた冷却装置によって構成され、接続配管１１４Ａ，１１４Ｂによってそれぞれ吸込口３５Ａ、吐出口１１５Ｂに接続されている。そして、この中間冷却器１１１は、吐出口１１５Ｂから吐出された高温の吐出空気を冷却して吸込口３５Ａに導くものである。
【０１１７】
なお、１１５Ａ，１１５Ｂは本実施の形態で用いる第１，第２の吐出口で、該第１，第２の吐出口１１５Ａ，１１５Ｂは、互いに同一の通路面積をもって形成されている点で、第１の実施の形態による吐出口３６Ａ，３６Ｂとは異なっている。
【０１１８】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第２の旋回スクロール２２Ｂ側の圧縮室２６Ｂによって圧縮された圧縮空気は、第１の旋回スクロール２２Ａ側の圧縮室２６Ａによって再度圧縮されるから、圧縮室２６Ａ内の圧力を圧縮室２６Ｂよりも高い状態に保持することができ、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。また、吐出口１１５Ｂからの圧縮空気を、中間冷却器１１１によって予め冷却した状態で吸込口３５Ａに導くことができ、圧縮機の圧縮効率を高めることができる。
【０１１９】
次に、図２１は本発明の第１０の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、第１の固定スクロールと第１の旋回スクロールとからなる第１の圧縮機構を空気圧縮機として用いると共に、第２の固定スクロールと第２の旋回スクロールとからなる第２の圧縮機構を真空ポンプとして用い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。
【０１２０】
図中、１２１は空気タンクで、該空気タンク１２１は、接続配管１２２によって後述の吐出口１２５Ａに接続され、該吐出口１２５Ａから吐出された圧縮空気を蓄える構成となっている。かくして、第１の固定スクロール４Ａと第１の旋回スクロール２２Ａとからなる第１の圧縮機構は、外部の空気を圧縮室２６Ａによって圧縮して、高圧の圧縮空気を空気タンク１２１に向けて吐出する空気圧縮機として機能する。
【０１２１】
１２３は真空チャンバで、該真空チャンバ１２３は、接続配管１２４によって後述の吸込口３５Ｂに接続され、その内部は真空状態に保持されている。かくして、第２の固定スクロール４Ｂと第２の旋回スクロール２２Ｂとからなる第２の圧縮機構は、真空チャンバ１２３内の空気等の残留ガスを圧縮室２６Ｂ内に吸込んで外部に排出する真空ポンプとして機能する。
【０１２２】
なお、１２５Ａ，１２５Ｂは本実施の形態で用いる第１，第２の吐出口で、該第１，第２の吐出口１２５Ａ，１２５Ｂは、互いに同一の通路面積をもって形成されている点で、第１の実施の形態による吐出口３６Ａ，３６Ｂとは異なっている。
【０１２３】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の旋回スクロール２２Ａ側の圧縮室２６Ａ内の圧力を、第２の旋回スクロール２２Ｂ側の圧縮室２６Ｂ内の圧力よりも常に高い状態に保持することができ、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。
【０１２４】
次に、図２２は本発明の第１１の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ケーシング１と第１の固定スクロール４Ａの背面側との間に画成された第１の圧力室２８Ａ内に付勢手段としての皿ばね１３１を設け、この皿ばね１３１によって第１の固定スクロール４Ａを第１の旋回スクロール２２Ａ側に向けて常時付勢する構成としたことにある。なお、ケーシング１には第１の実施の形態で述べた吐出口３６Ａに替えて第１の吐出口１３２Ａが設けられている。
【０１２５】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、皿ばね１３１のばね力によって第１の旋回スクロール４Ａを支持枠３１Ａに押付けることができ、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。
【０１２６】
なお、第２の実施の形態では、第１，第２の吐出口４２Ａ，４２Ｂを、互いに同一の通路面積をもって形成するものとして述べたが、本発明はこれに限らず、第１の実施の形態と同様に第１の吐出口４２Ａの通路面積を第２の吐出口４２Ｂよりも小さく形成する構成としてもよい。また、第３〜第１１の実施の形態についても、前述と同様に、第１の吐出口の通路面積を第２の吐出口の通路面積よりも小さく形成する構成としてよい。
【０１２７】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項１の発明では、第１，第２の旋回スクロールに作用するスラスト荷重を旋回軸によって軸方向で相殺して支持すると共に、この第１の旋回スクロールに作用するスラスト荷重を、第２の旋回スクロールに作用するスラスト荷重に比較して大となるように設定し、この大きくした分のスラスト荷重を補助スラスト受けによって支持する構成としたから、圧縮運転時に圧縮室内に圧力変動が生じたとしても、第１の旋回スクロールを補助スラスト受けに対し比較的小さな力をもって押付けることができる。
【０１２８】
これにより第１，第２の旋回スクロールを１個の補助スラスト受けのみによって軸方向に位置決めした状態で旋回させることができ、該各旋回スクロールの振動を抑えて、挙動の安定化を図ることができると共に、流体機械の構造の簡略化、製作コストの低減化等を図ることができる。
【０１２９】
また、請求項２の発明は、第１の吐出口内を流れる流体の流路抵抗を、第２の吐出口内を流れる流体の流路抵抗に比較して大となるように設定したから、第１の固定スクロールと第１の旋回スクロールとの間の圧縮室内の圧力を、第１の固定スクロールと第１の旋回スクロールとの間の圧縮室よりも高い状態に保持することができ、請求項１とほぼ同様の効果を得ることができる。このことは、請求項３の発明についても同様である。
【０１３０】
さらに、請求項４の発明では、第１の固定スクロールまたは旋回スクロールのラップ部の渦巻き角度を、第２の固定スクロールまたは旋回スクロールに比較してラップ部の最内周端側で大きく形成する構成としたから、第１の固定スクロールと第１の旋回スクロールとの間の内周側の圧縮室内の圧力を、第１の固定スクロールと第１の旋回スクロールとの間の圧縮室よりも高い状態に保持することができ、これによっても請求項１とほぼ同様の効果を得ることができる。このことは、請求項５の発明についても同様である。
【０１３１】
また、請求項６の発明のように、第１の圧力室に導かれる中間圧を第２の圧力室に導かれる中間力よりも大となるように設定した場合でも、第１の旋回スクロールを第１の固定スクロールと一緒に補助スラスト受けに向けて押付けることができ、請求項１の発明とほぼ同様の効果を得ることができる。
【０１３２】
また、請求項７の発明のように、第１の旋回スクロールの鏡板とスラスト受けとの対向面のうち、少なくともいずれか一方の対向面側に磁性体を設け、他方の対向面側に前記旋回スクロールを吸引する磁石を設ける構成とした場合でも、第１の旋回スクロールを磁性体、磁石によって補助スラスト受け側に吸引して押付けることができ、請求項１の発明とほぼ同様の効果を得ることができる。
【０１３３】
また、請求項８の発明は、電動機のステータをロータに対して第２の旋回スクロール側寄りに僅かに偏心させ、またはロータをステータに対して第１の旋回スクロール側に僅かに偏心させる構成としたから、ロータをステータとの間で作用する磁気吸引力によって第２の固定スクロール側に吸引することができ、これによって第１の旋回スクロールを補助スラスト受け側に押付けることができ、請求項１の発明とほぼ同様の効果を得ることができる。
【０１３４】
さらに、請求項９の発明は、第１の圧縮機構側の吸込口を第２の圧縮機構側の吐出口に接続する構成としたから、第１の圧縮機構側の圧縮室内の圧力を、第２の圧縮機構側の圧縮室内の圧力よりも高い状態に保持することができ、請求項１の発明とほぼ同様の効果を得ることができる。このことは、請求項１０の発明についても同様である。
【０１３５】
また、請求項１１の発明のように、付勢手段によって第１の固定スクロールを第１の旋回スクロール側に向けて常時付勢する構成とした場合でも、第１の旋回スクロールを第１の固定スクロールと一緒に補助スラスト受けに向けて押付けることができ、請求項１の発明とほぼ同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【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】図１中の第１の旋回スクロール、第１の支持枠および第１の吐出口等を拡大して示す要部縦断面図である。
【図３】図１中の第２の固定スクロール、第２の支持枠および第２の吐出口等を拡大して示す要部縦断面図である。
【図４】図２中の第１の偏心軸受を単体で示す縦断面図である。
【図５】図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた横断面図である。
【図６】図１中の回転軸を単体で示す拡大縦断面図である。
【図７】図６中の矢示 VII−VII 方向からみた横断面図である。
【図８】本発明の第２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９】本発明の第３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１０】本発明の第４の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機の第１の固定スクロールを単体で示す正面図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機の第２の固定スクロールを単体で示す正面図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機の第１の旋回スクロールを単体で示す正面図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機の第２の旋回スクロールを単体で示す正面図である。
【図１４】本発明の第６の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機の第１の固定スクロールを単体で示す正面図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機の第２の固定スクロールを単体で示す正面図である。
【図１６】本発明の第７の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機の第１の旋回スクロール、支持枠、磁性体および磁石等を示す要部縦断面図である。
【図１７】本発明の第７の実施の形態の変形例によるスクロール式空気圧縮機の第１の旋回スクロール、支持枠、磁性体および磁石等を示す要部縦断面図である。
【図１８】本発明の第８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１９】本発明の第８の実施の形態の変形例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２０】本発明の第９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２１】本発明の第１０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２２】本発明の第１１の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機の第１の旋回スクロール、支持枠および皿ばね等を示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
１ケーシング
４Ａ，４Ｂ，５１Ａ，５１Ｂ，６１Ａ，６１Ｂ固定スクロール
５Ａ，５Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ，６２Ａ，６２Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ鏡板
６Ａ，６Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ，５３Ａ，５３Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ，７３Ａ，７３Ｂラップ部
９，１０１，１０１′ 電動機
１１，１０３，１０３′ ステータ
１３，１０５，１０５′ ロータ
１４Ａ，１４Ｂ偏心軸受
１５Ａ，１５Ｂ外輪
１７Ａ，１７Ｂ中輪
１９Ａ，１９Ｂ内輪
２０回転軸
２１旋回軸
２１Ａ，２１Ｂ主スラスト受け
２２Ａ，２２Ｂ，７１Ａ，７１Ｂ旋回スクロール
２６Ａ，２６Ｂ圧縮室
２７Ａ，２７Ｂ，８１Ａ，８１Ｂ，８２Ａ，８２Ｂ背圧孔
３１Ａ，３１Ｂ支持枠
３３Ａ1 ，３３Ｂ1 補助スラスト受け
３４Ａ，３４Ｂオルダムリング（自転防止機構）
３５Ａ，３５Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ吸込口
３６Ａ，３６Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，９３Ａ，１０６Ａ，１０６Ｂ，１１５Ａ，１１５Ｂ，１２５Ａ，１２５Ｂ，１３２Ａ吐出口
９１，９１′ 磁性体
９２，９２′ 磁石
１３１皿ばね（付勢手段）

Claims

ケーシングと該ケーシングの軸線上に位置して該ケーシングの両端側に固定的に設けられ鏡板に渦巻状のラップ部が立設された第１，第２の固定スクロールとからなる固定側部材と、
該第１，第２の固定スクロール間に位置して前記ケーシング内に設けられ、ロータとステータとが前記ケーシングの軸線と同一方向となるように配置された電動機と、
該電動機と前記第１，第２の固定スクロールとの間に位置して外周側が前記ケーシングに固定的に設けられた外輪、該外輪の内周側に回転可能に設けられ内周側が外輪の軸線に対して径方向に偏心した偏心軸線を有する中輪および該中輪の内周側に回転可能に設けられ前記偏心軸線を中心として回転可能な内輪からなる第１，第２の偏心軸受と、
前記電動機のロータを挟んで該各偏心軸受の中輪間に位置して設けられた中空軸体からなり前記ロータによって前記中輪と一体に回転する回転軸と、
該回転軸内を前記偏心軸線上に遊嵌して設けられ、前記各偏心軸受の内輪内周側に固定的に支持されて前記各内輪と一体に旋回運動すると共に、軸方向の両端側で前記第１，第２の旋回スクロールに作用するスラスト荷重を相殺して支持する旋回軸と、
前記第１，第２の固定スクロールと対面して該旋回軸の両端側に固定的に設けられ、鏡板に前記第１，第２の固定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ラップ部が立設された第１，第２の旋回スクロールと、
該第１，第２の旋回スクロールのうち少なくともいずれか一方の旋回スクロールと前記固定側部材との間に設けられ、該旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構とを備え、
前記第１の旋回スクロールに作用するスラスト荷重を第２の旋回スクロールに作用するスラスト荷重に比較して大となるように設定し、前記ケーシングの内周側には、前記第１の旋回スクロールの背面側に位置して該第１の旋回スクロールに作用するスラスト荷重を前記旋回軸と共に支持するための補助スラスト受けを設ける構成としてなるスクロール式流体機械。
前記ケーシングには前記第１，第２の固定スクロールのラップ部内周側にそれぞれ位置して第１，第２の吐出口を設け、該第１の吐出口の通路抵抗は前記第２の吐出口の通路抵抗に比較して大となるように設定してなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
前記ケーシングには前記第１，第２の固定スクロールのラップ部外周側にそれぞれ位置して第１，第２の吸込口を設け、該第１の吸込口の通路抵抗は前記第２の吸込口の通路抵抗に比較して小となるように設定してなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
前記第１の固定スクロールまたは第１の旋回スクロールは、前記ラップ部の最内周端から最外周端に亘る渦巻き角度を前記第２の固定スクロールまたは第２の旋回スクロールに比較して当該最内周端側で大きく形成してなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
前記第１の固定スクロールまたは第１の旋回スクロールは、前記ラップ部の最内周端から最外周端に亘る渦巻き角度を前記第２の固定スクロールまたは第２の旋回スクロールに比較して当該最外周端側で大きく形成してなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
前記第１，第２の固定スクロールは前記ケーシング内に軸方向に移動可能に設け、前記第１，第２の固定スクロールの鏡板背面側にはそれぞれ前記ケーシングとの間に位置して前記圧縮室内の中間圧が導かれる第１，第２の圧力室を設け、該第１の圧力室内に導かれる中間圧は第２の圧力室に導かれる中間圧よりも大となるように設定してなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
前記第１の旋回スクロールの鏡板と補助スラスト受けとの対向面のうちいずれか一方の対向面側には磁性体を設け、他方の対向面側には該磁性体と対応した位置に前記旋回スクロールを吸引する磁石を設ける構成としてなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
前記電動機は前記ステータをロータに対して前記第２の旋回スクロール側寄りに僅かに偏心させ、または前記ロータをステータに対して第１の旋回スクロール側に僅かに偏心させてなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
前記第１の固定スクロールと第１の旋回スクロールとによって第１の圧縮機構を構成し、前記第２の固定スクロールと第２の旋回スクロールとによって第２の圧縮機構を構成し、該第２の圧縮機構の吐出口は前記第１の圧縮機構の吸込口に接続する構成としてなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
前記第１の固定スクロールと第１の旋回スクロールとからなる第１の圧縮機構を流体圧縮機として構成すると共に、前記第２の固定スクロールと第２の旋回スクロールとからなる第２の圧縮機構を真空ポンプとして構成してなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
前記第１の固定スクロールは前記ケーシング内に軸方向に移動可能に設け、前記第１の固定スクロールの背面側にはケーシングとの間に位置して前記第１の固定スクロールを前記第１の旋回スクロール側に向けて常時付勢するための付勢手段を設けてなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。