JP2008297991A - スクロール式増圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スクロール式圧縮機をブースタとして用い、作動音を小さくして静粛性を確保できると共に、起動負荷等を容易に軽減することができるようにする。
【解決手段】 圧縮機本体１の吸込口７と空気圧ライン１８との間には、導入配管１７の途中部位等に吸込側の電磁弁１９を設ける。電磁弁１９を制御装置２５により開，閉制御し、開弁時には圧縮機本体１の吸込口７を空気圧ライン１８に連通させ、閉弁時には吸込口７を空気圧ライン１８から遮断する。そして、圧縮機本体１の起動時制御を行うときには、圧縮運転の開始前に旋回スクロール５が軸方向の隙間（遊び）分だけガタついたりするのを抑えるため、吸込側の電磁弁１９を開弁して工場の空気圧ライン１８を圧縮機本体１の吸込口７に連通させた後に、電動モータ１６に給電して旋回スクロール５を旋回駆動する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば工場内の空気圧ライン等に接続して設けられ、空気等の流体圧力を必要に応じて昇圧させるブースタとして好適に用いられるスクロール式増圧装置に関する。

一般に、複数の空気圧機器が設置された工場等では、各空気圧機器の間を空気圧ライン（配管）を用いて接続し、例えば圧気源となる空気圧縮機から吐出された圧縮空気を、それぞれの空気圧機器に空気圧ラインを介して供給する構成としている。そして、このような空気圧ラインの下流側では、例えばブースタ式圧縮機と呼ばれる往復動式圧縮機を用いて、ライン内の空気圧を増倍させる構成としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−５１６１４号公報

しかし、このような往復動式圧縮機は、気筒としてのシリンダ内でピストンを往復動させることにより、シリンダ内に吸込んだ空気を圧縮しつつ、吐出させる構成であるため、例えば空気の吐出等に伴う作動音が大きくなって騒音源となり易く、周囲の作業環境が低下する原因になる等の問題がある。

一方、往復動式圧縮機に比較して作動音が小さく、静粛性に優れた圧縮機としては、スクロール式流体機械が知られている。そして、このようなスクロール式圧縮機は、例えば電動モータ等の駆動手段で旋回スクロールを固定スクロールに対し旋回駆動することによって、両スクロールの間の圧縮室内で空気等の流体を連続的に圧縮する構成としている（例えば、特許文献２参照）。

公開技報番号 ２００６−５０４２１９

この種の従来技術によるスクロール式圧縮機では、固定スクロールと旋回スクロールとの対向面間に磁石を設け、例えば圧縮運転の開始前等に旋回スクロールが軸方向の隙間（遊び）分だけガタついたり、振動したりして変位するのを磁力により拘束する構成としている。

また、この場合の磁石としては、例えばソレノイド等の電磁石を採用することも提案されている。そして、このような電磁石を用いた場合には、例えば圧縮運転の開始時等に必要に応じて電磁石への給電を停止し、磁力を消失させることにより旋回スクロールの円滑な動き（旋回動作）を確保できる構成としている。

ところで、上述した特許文献２による従来技術では、圧縮運転の開始前等に外力の作用で旋回スクロールが軸方向にガタついたり、振動したりするのを磁石の磁力によって拘束する構成としている。

しかし、このような拘束力を磁石の磁力によって十分に発生させるためには、旋回スクロールの重量分を支え得るように大型で、高価な磁石を用いる必要が生じ、費用対効果の観点で考えると、必ずしも有効な解決策になっていないのが実状である。

また、本来の圧縮運転（定常運転）時にも、磁石の磁力が旋回スクロールに作用すると、旋回スクロールを旋回駆動するときの抵抗力となって磁力が悪影響を与えることになり、起動負荷の増大を招く上に、機械的損失が大きくなり、結果的には運転効率が低下してしまうという問題がある。

一方、ソレノイド等の電磁石を用いた場合には、圧縮運転時に通電を解除して磁力を消失させることにより、旋回スクロールの円滑な動きを補償することができる。しかし、この場合にも、大型で高価な電磁石を用いる必要が生じ、費用対効果の点から必ずしも現実的ではない。

しかも、このような場合には、電磁石に対して給電を行うための電気配線を、例えば固定スクロール側に介挿して設ける必要が生じるため、これによってスクロール式圧縮機の構造が複雑化することになり、小型、軽量化を図るのが難しくなるという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題を検討した際に創生されたもので、本発明の目的は、スクロール式圧縮機をブースタとして用いることにより、作動音を小さくして静粛性を確保できると共に、起動を容易にすることができるようにしたスクロール式増圧装置を提供することにある。

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増圧装置は、２つのスクロール部材のラップ部が重なり合って旋回運動する間に、外部の加圧流体供給手段から供給された加圧流体を吸込口から吸込んで圧縮室内で圧縮し、吐出口から圧縮流体として吐出するスクロール式の圧縮手段と、該圧縮手段を構成する前記各スクロール部材のうち少なくとも一方のスクロール部材を旋回駆動する駆動手段と、前記圧縮手段の吸込口と加圧流体供給手段との間に設けられ前記吸込口を加圧流体供給手段に対して連通，遮断する開閉弁と、該開閉弁の連通，遮断と前記駆動手段の駆動，停止とを制御する制御手段とを備え、該制御手段は、前記開閉弁により前記加圧流体供給手段を吸込口に連通させた後に、前記駆動手段により前記スクロール部材を旋回駆動する構成としている。

また、請求項２の発明によると、前記圧縮手段は、旋回駆動される前記スクロール部材の自転を抑える自転防止機構を備え、該自転防止機構は、剛性をもった球形のボールと、前記スクロール部材のスラスト方向両側から該ボールを挟み前記スクロール部材のスラスト荷重を受承する一対のスラスト受けとからなるボールカップリングにより構成している。

また、請求項３の発明によると、前記制御手段は、前記開閉弁を開いた後に前記圧縮手段の吐出口が前記吸込口と同圧になるまでの間に、前記駆動手段の駆動を開始する構成としている。

また、請求項４の発明によると、前記圧縮手段の吐出側には吐出側圧力センサを設け、前記制御手段は、前記開閉弁を開いた後に前記圧力センサの検出圧力値が前記加圧流体供給手段の供給圧力値に達するまでの間に、前記駆動手段の駆動を開始する構成としている。

また、請求項５の発明によると、前記圧縮手段の吐出側には吐出側圧力センサを設け、前記圧縮手段の吸込側には吸込側圧力センサを設け、前記制御手段は、前記開閉弁を開いた後に前記吐出側圧力センサの検出圧力値と前記吸込側圧力センサの検出圧力値との差が予め決められた差圧以下となったときに、前記駆動手段の駆動を開始する構成としている。

また、請求項６の発明によると、前記圧縮手段の吐出側には吐出側圧力センサを設け、前記制御手段は、前記吐出側圧力センサの検出圧力値が予め決められた設定圧力値に達するまでは前記駆動手段を停止させ、前記設定圧力値を越えたときに前記駆動手段を駆動する構成としている。

また、請求項７の発明によると、前記駆動手段には回転位置を検出する回転センサを設け、前記制御手段は、前記開閉弁を開いた後に前記回転センサの検出位置が予め決められた回転位置を越えたときに、前記駆動手段の駆動を開始する構成としている。

また、請求項８の発明によると、前記制御手段は、前記開閉弁を開いた後に予め決められた時間の範囲内で、前記駆動手段の駆動を開始する構成としている。

さらに、請求項９の発明によると、前記圧縮手段の吸込口と加圧流体供給手段との間には、前記開閉弁を遮断した状態で前記吸込口側を大気に開放する開放弁を設け、前記制御手段は、前記駆動手段を停止させ、前記開閉弁を閉じた状態で前記開放弁を開く構成としている。

上述の如く、請求項１に記載の発明によれば、制御手段は、圧縮手段の吸込口を開閉弁により加圧流体供給手段に連通させた後に、駆動手段によりスクロール部材を旋回駆動する構成としているので、圧縮手段による圧縮運転の開始前に、開閉弁により加圧流体供給手段を吸込口に連通すると、加圧流体供給手段からの加圧流体を圧縮手段の吸込口から圧縮室内に流入させることができ、このときの流体圧力によって起動を容易にすることができる。

また、請求項２に記載の発明は、旋回駆動すべきスクロール部材の自転防止機構をボールカップリングにより構成しているので、例えば圧縮室内の圧縮流体から前記スクロール部材に付加されるスラスト荷重を、スクロール部材のスラスト方向（軸方向）両側から球形のボールを挟む一対のスラスト受けにより受承することができ、前記スクロール部材の不安定な挙動を抑えることができると共に、スクロール部材の自転防止を円滑に行うことができ、その旋回動作を安定させることができる。また、圧縮運転の開始前にボールカップリングにガタつき等が発生するのを、加圧流体供給手段からの流体圧力により簡単に抑えることができる。

また、請求項３に記載の発明は、開閉弁を開いた後に圧縮手段の吐出口が吸込口と同圧になるまでの間に、駆動手段の駆動を開始する構成としているので、加圧流体供給手段から圧縮手段の吸込口を介して圧縮室内に流入した加圧流体は、外径側の圧縮室から内径側の圧縮室に向けて徐々に浸透するように流入し、このときの流体圧力により旋回駆動すべきスクロール部材を軸方向に押圧できると共に、当該スクロール部材をゆっくりと旋回させることができる。そして、この状態で圧縮手段の吐出口が吸込口と同圧になるまでの間に、駆動手段によるスクロール部材の旋回駆動を開始することにより、スクロール部材を円滑に旋回駆動でき、駆動手段の起動負荷等を容易に軽減することができる。

また、請求項４に記載の発明は、開閉弁を開いた後に吐出側圧力センサの検出圧力値が加圧流体供給手段の供給圧力値に達するまでの間に、駆動手段を駆動する構成としているので、予め求められる加圧流体供給手段の供給圧力値と吐出側圧力センサの検出圧力値とに従って、駆動手段を駆動すべき時期（圧縮運転の開始時期）を適正に制御することができる。

一方、請求項５に記載の発明は、開閉弁を開いた後に吐出側圧力センサの検出圧力値と吸込側圧力センサの検出圧力値との差が予め決められた差圧以下となったときに、駆動手段の駆動を開始する構成としているので、吸込側圧力センサの検出圧力値と吐出側圧力センサの検出圧力値とに従って、駆動手段を駆動すべき時期（圧縮運転の開始時期）を適正に制御することができる。

また、請求項６に記載の発明は、開閉弁を開いた後に吐出側圧力センサの検出圧力値が予め決められた設定圧力値に達するまでは駆動手段を停止させ、前記設定圧力値を越えたときに駆動手段を駆動する構成としているので、予め決められた設定圧力値と吐出側圧力センサの検出圧力値とに従って、駆動手段を駆動すべき時期（圧縮運転の開始時期）を適正に制御することができる。

また、請求項７に記載の発明によると、駆動手段の回転位置を検出する回転センサを設け、制御手段は、開閉弁を開いた後に回転センサの検出位置が予め決められた回転位置を越えたときに、前記駆動手段の駆動を開始する構成としているので、開閉弁を開いた後に駆動手段の軸がどの程度の角度分だけ回転したかに従って、駆動手段を駆動すべき時期（圧縮運転の開始時期）を適正に制御することができる。

また、請求項８に記載の発明は、開閉弁を開いた後に予め決められた時間の範囲内で、駆動手段の駆動を開始する構成としているので、これまでの実験データ等に基づいて駆動手段の駆動を開始すべき適正な時期を求めておくことにより、圧縮運転の開始時における起動負荷の軽減化等を良好に図ることができる。

さらに、請求項９に記載の発明によると、圧縮手段の吸込口と加圧流体供給手段との間には、開閉弁を遮断した状態で前記吸込口側を大気に開放する開放弁を設ける構成としている。このため、スクロール式の圧縮手段による圧縮運転の停止直後に、各圧縮室内に圧縮流体が残留している場合でも、駆動手段を停止させて前記開閉弁を閉じた状態（圧縮手段の吸込口と加圧流体供給手段との間を遮断した状態）では、前記開放弁を開くことにより、前記圧縮室内に残留した圧力を前記吸込口側から大気に開放することができ、例えば圧縮室内等でドレンが発生するのを抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態によるスクロール式増圧装置を、工場の空気圧ラインでブースタ（昇圧機）として用いる場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

ここで、図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１はスクロール式の圧縮手段を構成するスクロール式圧縮機本体（以下、圧縮機本体という）、２は該圧縮機本体１の外殻を構成するケーシングで、該ケーシング２は、図２に示す如く軸方向一側が開口した有底筒状体として形成されている。また、ケーシング２の軸方向他側には、軸線Ｏ1 −Ｏ1 上に後述の駆動軸１６Ｄを有した電動モータ１６が着脱可能に取付けられている。

この場合、ケーシング２は、軸方向一側（後述の固定スクロール３側）が開口した筒部２Ａと、該筒部２Ａの軸方向他側に一体形成され径方向内向きに延びた環状の底部２Ｂと、該底部２Ｂの内周側から軸方向一側に向けて突出した筒状の軸受取付部２Ｃとから大略構成されている。そして、ケーシング２の筒部２Ａ内には、後述の旋回スクロール５、偏心ブッシュ１２、バランスウェイト１３、自転防止機構１５等が収容されている。

また、ケーシング２の底部２Ｂ側には、後述の旋回スクロール５に付加される軸方向のスラスト荷重を自転防止機構１５を介して受承する複数の台座部２Ｄ（図２中に１個のみ図示）が設けられ、これらの台座部２Ｄは、ケーシング２の周方向に所定の間隔をもって配設されている。

３はケーシング２（筒部２Ａ）の開口端側に固定して設けられた固定スクロールで、該固定スクロール３は、図２に示す如く軸線Ｏ1 −Ｏ1 を中心として円板状に形成された鏡板３Ａと、該鏡板３Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部３Ｂと、該ラップ部３Ｂを径方向外側から取囲むように鏡板３Ａの外周側に設けられ、複数のボルト４等によりケーシング２（筒部２Ａ）の開口端側に締結された筒状の支持部３Ｃとにより大略構成されている。

５は固定スクロール３と軸方向に対向する位置でケーシング２内に旋回可能に設けられた旋回スクロールを示している。そして、該旋回スクロール５は、図２中に示すように軸線Ｏ2 −Ｏ2 を中心とする円板状の鏡板５Ａと、該鏡板５Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部５Ｂと、鏡板５Ａの背面（ラップ部５Ｂと反対側の面）側に突設され、後述の偏心ブッシュ１２に旋回軸受１４を介して取付けられる筒状のボス部５Ｃとにより大略構成されている。

また、旋回スクロール５の背面部の外径側には、後述する自転防止機構１５のスラスト受け１５Ｂが嵌合して取付けられる複数の取付座部５Ｄ（図２中に１個のみ図示）が、旋回スクロール５の周方向に間隔をもって設けられ、これらの取付座部５Ｄは、ケーシング２の各台座部２Ｄと軸方向で対向する位置に配設されるものである。

ここで、旋回スクロール５のボス部５Ｃは、その中心となる軸線Ｏ2 −Ｏ2 が固定スクロール３の中心となる軸線Ｏ1 −Ｏ1 に対して、後述の偏心ブッシュ１２により予め決められた所定の寸法δ分だけ径方向に偏心して配置されている。この状態で、旋回スクロール５のラップ部５Ｂは、固定スクロール３のラップ部３Ｂと重なり合うように配置され、これらのラップ部３Ｂ，５Ｂの間には、複数の圧縮室６，６，…が画成されている。

そして、旋回スクロール５は、電動モータ１６により後述の回転軸９と偏心ブッシュ１２とを介して駆動され、後述の自転防止機構１５によって自転を規制された状態で固定スクロール３に対し旋回運動を行う。即ち、旋回スクロール５は、固定スクロール３の軸線Ｏ1 −Ｏ1 に対して前記寸法δ分の旋回半径をもって旋回動作するものである。

これにより、複数の圧縮室６のうち外径側の圧縮室６は、固定スクロール３の外周側に設けられた吸込口７から空気を吸込み、この空気は各圧縮室６内で旋回スクロール５の旋回動作に伴って連続的に圧縮される。そして、内径側の圧縮室６は、固定スクロール３の中心側に設けられた吐出口８から圧縮空気を外部に向けて吐出するものである。

９はケーシング２の軸受取付部２Ｃ内に軸受１０等を介して回転可能に設けられた回転軸で、該回転軸９は、図２に示す如く基端側（軸方向の他側）が後述する電動モータ１６の駆動軸１６Ｄに着脱可能に固着され、電動モータ１６によって回転駆動されるものである。また、回転軸９の先端側（軸方向の一側）には、旋回スクロール５のボス部５Ｃが後述の偏心ブッシュ１２と旋回軸受１４とを介して旋回可能に連結されている。

また、回転軸９の基端側には、図２に示すように径方向外向きに延びるサブウェイト１１が一体形成され、このサブウェイト１１は、後述のバランスウェイト１３と旋回スクロール５とが回転するときにそれぞれ生じる遠心力が回転軸９等を傾ける方向の外力（モーメント力）となって作用するのを打消す機能を有するものである。

１２は回転軸９の先端側に設けられた段付筒状の偏心ブッシュで、該偏心ブッシュ１２は、旋回スクロール５のボス部５Ｃ側を回転軸９に後述の旋回軸受１４を介して偏心状態で連結している。そして、偏心ブッシュ１２は、回転軸９と一体に回転し、その回転を旋回スクロール５の旋回動作に変換するものである。また、偏心ブッシュ１２の外周側には、旋回スクロール５の旋回動作を安定させるためにバランスウェイト１３が一体に形成されている。

１４は旋回スクロール５のボス部５Ｃと偏心ブッシュ１２との間に配設された旋回軸受を示し、該旋回軸受１４は、旋回スクロール５のボス部５Ｃを偏心ブッシュ１２に対して旋回可能に支持し、旋回スクロール５が回転軸９の軸線Ｏ1 −Ｏ1 に対し前述の旋回半径（寸法δ）をもって旋回動作するのを補償するものである。

１５はケーシング２の底部２Ｂと旋回スクロール５の背面側との間に設けられた複数（例えば、３個）の自転防止機構で、該各自転防止機構１５は、所謂ボールカップリングによって構成され、後述のスラスト受け１５Ａ，１５Ｂとボール１５Ｃ等とを介して旋回スクロール５の自転を防止するものである。そして、これらの自転防止機構１５は、ケーシング２の各台座部２Ｄと旋回スクロール５の各取付座部５Ｄとの間にそれぞれ配設されている。

即ち、ボールカップリングからなる自転防止機構１５は、図２に示すようにケーシング２の台座部２Ｄ側に固定して設けられた第１のスラスト受け１５Ａと、該第１のスラスト受け１５Ａと軸方向で対向して旋回スクロール５の取付座部５Ｄ側に設けられた第２のスラスト受け１５Ｂと、第１，第２のスラスト受け１５Ａ，１５Ｂ間に転動可能に設けられた球状のボール１５Ｃとを含んで構成されている。

また、自転防止機構１５のボール１５Ｃは、例えば鋼球等の高い剛性をもった材料により球体として形成され、旋回スクロール５の鏡板５Ａ等に付加されるスラスト荷重を、スラスト受け１５Ａ，１５Ｂと共にケーシング２の台座部２Ｄ側で受承するものである。これにより、ボールカップリングからなる自転防止機構１５は、スラスト支持機構を兼用している。

１６は旋回スクロール５を旋回駆動する駆動手段としての電動モータで、該電動モータ１６は、その外殻をなすモータケース１６Ａを有し、該モータケース１６Ａは、図２に示す如く圧縮機本体１のケーシング２に底部２Ｂ側で一体化するように固定されている。そして、電動モータ１６は、モータケース１６Ａの内周側に固定して設けられたステータ１６Ｂと、該ステータ１６Ｂの径方向内側に回転可能に配設されたロータ１６Ｃと、該ロータ１６Ｃの中心側に設けられロータ１６Ｃと一体に回転する駆動軸１６Ｄとにより大略構成されている。

ここで、電動モータ１６の駆動軸１６Ｄは、その先端側（軸方向の一側）がケーシング２の底部２Ｂ側に向けて突出し、図２に示す如く回転軸９に一体的に連結されている。そして、電動モータ１６は、後述の制御装置２５により外部から給電されると、その駆動軸１６Ｄが図２に示す軸線Ｏ1 −Ｏ1 を中心として回転駆動され、これにより、旋回スクロール５を回転軸９、偏心ブッシュ１２等を介して旋回駆動するものである。

１７は圧縮機本体１の吸込口７に接続して設けられた導入配管で、該導入配管１７は、図１に示すように工場の空気圧ライン１８に接続される。そして、該空気圧ライン１８は、例えば０．１〜０．５ＭＰa （メガパスカル）程度の加圧空気を供給する加圧流体供給手段を構成するものである。即ち、種々の空気圧機器（図示せず）が設置された工場内には、各空気圧機器の間を接続する空気圧ライン１８（配管）が設けられ、任意の空気圧機器を必要に応じて加圧空気により作動させる構成としている。

しかし、このような空気圧ライン１８は、例えば０．５ＭＰa 以下の空気圧に設定されている。このため、これ以上に高い圧縮空気を必要とする場合には、図１に例示するように圧縮機本体１の吸込口７を、空気圧ライン１８に導入配管１７を介して接続し、スクロール式の圧縮機本体１をブースタ（昇圧機）として用いることにより、後述のタンク２１内に高圧の圧縮空気を発生させる。そして、タンク２１内の高圧な圧縮空気は、高圧仕様の空気圧機器に適宜に提供されるものである。

１９は圧縮機本体１の吸込口７と空気圧ライン１８との間に設けられた開閉弁としての電磁弁で、該電磁弁１９は、例えば図１に示すように、導入配管１７の途中部位または吸込口７の開口端等に接続して設けられている。そして、電磁弁１９は、後述の制御装置２５により開，閉制御され、開弁時には圧縮機本体１の吸込口７を空気圧ライン１８に連通させ、閉弁時には吸込口７を空気圧ライン１８から遮断するものである。

２０は圧縮機本体１の吐出口８を下流側のタンク２１等に接続する吐出配管を示し、該吐出配管２０は、圧縮機本体１の吐出口８から吐出される高圧の圧縮空気をタンク２１内に貯留させつつ、高圧仕様の空気圧機器（図示せず）に圧縮空気を供給するものである。

２２は圧縮機本体１の吐出口８とタンク２１との間に設けられた吐出側の開閉弁としての電磁弁で、該電磁弁２２は、例えば図１に示すように、吐出配管２０の途中部位または吐出口８の開口端等に接続して設けられている。そして、電磁弁２２は、後述の制御装置２５により開，閉制御され、開弁時には圧縮機本体１の吐出口８をタンク２１に連通させ、閉弁時には吐出口８を外部に対して遮断し続けるものである。

２３は吸込側の圧力を検出する圧力センサで、該圧力センサ２３は、吸込側の電磁弁１９と空気圧ライン１８との間に位置して導入配管１７の途中に設けられている。そして、圧力センサ２３は、電磁弁１９の開，閉弁に拘わらず、その上流側で空気圧ライン１８内の空気圧を圧力Ｐi （図３参照）として検出し、その検出信号を制御装置２５に出力するものである。

２４は吐出側の圧力を検出する他の圧力センサで、該圧力センサ２４は、圧縮機本体１の吐出口８と吐出側の電磁弁２２との間に位置して吐出配管２０の途中等に設けられている。そして、圧力センサ２４は、吐出口８の圧力Ｐo （図３参照）を検出し、その検出信号を制御装置２５に出力するものである。

２５はマイクロコンピュータ等からなる制御手段としての制御装置で、該制御装置２５は、その入力側が圧力センサ２３，２４等に接続され、その出力側は電動モータ１６および電磁弁１９，２２等に接続されている。また、制御装置２５は、ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる記憶部２５Ａを有し、該記憶部２５Ａ内には、後述の図３に示す処理プログラムと、電動モータ１６を起動するときの判定値となる後述の判定圧力α（例えば、α＝０．０１〜０．１ＭＰa 程度の差圧）等とが格納されている。

ここで、制御装置２５は、圧縮機本体１の起動時制御処理を図３に示すプログラムに従って後述の如く実行する。そして、制御装置２５は、図１に示すタンク２１内の圧力が予め決められた所定範囲内の圧力値（図示せず）となるように、圧縮機本体１の運転制御等も行い、これに伴って電磁弁１９，２２の開閉制御、電動モータ１６の駆動，停止制御等を実行するものである。

本実施の形態によるスクロール式増圧装置は、上述の如き構成を有しているもので、次に、その作動について説明する。

まず、図２に示す圧縮機本体１は、電動モータ１６に制御装置２５（図１参照）から給電して駆動軸１６Ｄが回転されると、回転軸９と偏心ブッシュ１２とが軸線Ｏ1 −Ｏ1 を中心として回転駆動され、旋回スクロール５は、例えば３組の自転防止機構１５によって自転を規制された状態で、所定の旋回半径（図２中の寸法δ）をもった旋回動作を行う。

これにより、固定スクロール３のラップ部３Ｂと旋回スクロール５のラップ部５Ｂとの間に画成された各圧縮室６は、外径側から内径側に向けて連続的に縮小される。そして、これらの圧縮室６のうち外径側の圧縮室６は、固定スクロール３の外周側に設けた吸込口７から空気（空気圧ライン１８からの加圧空気）を吸込み、この空気を各圧縮室６内で連続的に圧縮して昇圧つつ、内径側の圧縮室６から吐出口８を介して高圧の圧縮空気を吐出配管２０側に向けて吐出する。

また、このような圧縮運転時には、各圧縮室６内で圧縮された空気の圧力が旋回スクロール５の鏡板５Ａにスラスト荷重となって作用する。しかし、ケーシング２の台座部２Ｄと旋回スクロール５の背面側（取付座部５Ｄ）との間には、ボールカップリングと呼ばれる例えば３組の自転防止機構１５を設けている。

そして、これらの自転防止機構１５は、第１，第２のスラスト受け１５Ａ，１５Ｂとボール１５Ｃとを含んで構成されているため、旋回スクロール５の鏡板５Ａに付加されるスラスト荷重を、自転防止機構１５の第１，第２のスラスト受け１５Ａ，１５Ｂとボール１５Ｃとの間で受承することができ、旋回スクロール５がケーシング２の軸方向に変位したり、固定スクロール３に対して斜めに傾いたりするのを防ぎ、旋回スクロール５の旋回動作を安定させることができる。

ところで、固定スクロール３と旋回スクロール５とは、それぞれのラップ部３Ｂ，５Ｂが圧縮熱等により熱膨張するのを考慮して、相手方となる鏡板５Ａ，３Ａの表面との間に軸方向の隙間（遊び）を予め形成するようにしている。このため、例えば圧縮運転の開始前等にラップ部３Ｂ，５Ｂが熱膨張していない状態では、前記軸方向の隙間（遊び）分だけ旋回スクロール５がガタついたり、振動したりして、旋回スクロール５が不安定な挙動を起し易くなる。

特に、旋回スクロール５の自転防止機構１５をボールカップリングにより構成した場合には、球形のボール１５Ｃが２つのスラスト受け１５Ａ，１５Ｂ間で挟まれているだけであるため、圧縮運転の開始前等に旋回スクロール５が軸方向の隙間（遊び）分だけ変位し易くなり、旋回スクロール５の挙動が不安定になる可能性がある。

そこで、本実施の形態では、このような問題を解消するために、制御装置２５により図３に示す起動時制御処理を実行し、旋回スクロール５の挙動を安定させると共に、圧縮運転の開始時における起動負荷等を軽減できるようにしている。

即ち、図３に示す処理動作がスタートすると、ステップ１で電動モータ１６を起動するときの判定値となる判定圧力α（例えば、０．０１〜０．１ＭＰa 程度の差圧）を記憶部２５Ａから読出す。また、ステップ２では、圧力センサ２３から空気圧ライン１８内の空気圧を圧力Ｐi として読出す。

そして、次なるステップ３では、吸込側の電磁弁１９を開弁して、圧縮機本体１の吸込口７を空気圧ライン１８に連通させることにより、空気圧ライン１８内の空気圧（加圧空気）を導入配管１７を介して圧縮機本体１の吸込口７から圧縮室６内に流入させる。

次に、ステップ４では、圧縮機本体１の吐出側に設けた圧力センサ２４により吐出口８の圧力Ｐo を読込む。そして、次なるステップ５に移って、空気圧ライン１８の圧力Ｐi と吐出口８の圧力Ｐo との差圧ΔＰを、下記の数１式に従って演算する。

そして、ステップ６では、差圧ΔＰが判定圧力α（例えば、α＝０．０１〜０．１ＭＰa ）以下であるか否かを判定し、「ＮＯ」と判定する間は、前記ステップ４に戻って、これ以降の処理を続行する。また、ステップ６で「ＹＥＳ」と判定したときには、差圧ΔＰが判定圧力α以下となり、前記吐出口８の圧力Ｐo が空気圧ライン１８の圧力Ｐi とほぼ同圧になるまで近づいている。

即ち、前記ステップ３で吸込側の電磁弁１９を開弁すると、空気圧ライン１８の加圧空気が導入配管１７を介して圧縮機本体１の吸込口７から圧縮室６内に流入し、このときの空気圧は、旋回スクロール５の鏡板５Ａにスラスト荷重となって作用する。そして、このときのスラスト荷重は、自転防止機構１５の第１，第２のスラスト受け１５Ａ，１５Ｂとボール１５Ｃとの間で受承されるため、旋回スクロール５がケーシング２の軸方向に変位したり、固定スクロール３に対して斜めに傾いたりするのを抑え、旋回スクロール５の旋回動作を安定させることができる。

この結果、圧縮運転の開始前にラップ部３Ｂ，５Ｂが熱膨張していない状態でも、前述した軸方向の隙間（遊び）分だけ旋回スクロール５がガタついたり、振動したりするのを、空気圧ライン１８の加圧空気を圧縮機本体１の吸込口７から圧縮室６内に流入させることにより拘束するように規制でき、旋回スクロール５が不安定な挙動を抑えることができる。

また、このときには、圧縮機本体１の吸込口７から圧縮室６内に流入した加圧空気が、例えば外径側の圧縮室６において旋回スクロール５のラップ部５Ｂに作用し、当該旋回スクロール５をゆっくりと旋回させる方向に空気圧が駆動圧力となって作用する。

そこで、ステップ６で「ＹＥＳ」と判定したときには、次なるステップ７で電動モータ１６に給電を行い、該電動モータ１６を駆動すると共に、その駆動軸１６Ｄで回転軸９と偏心ブッシュ１２とを回転駆動し、旋回スクロール５を所定の旋回半径（図２中の寸法δ）で旋回駆動し始める。そして、ステップ８では、吐出側の電磁弁２２を開弁させ、ステップ９でリターンして本来の圧縮運転（定常運転）を続行させる。

これにより、固定スクロール３のラップ部３Ｂと旋回スクロール５のラップ部５Ｂとの間に画成された各圧縮室６が、外径側から内径側に向けて連続的に縮小され、前述の如く吸込口７から吸込んだ空気（空気圧ライン１８からの加圧空気）を、各圧縮室６内で連続的に圧縮して昇圧しつつ、内径側の圧縮室６から吐出口８、吐出配管２０を介してタンク２１へと高圧の圧縮空気を吐出できるものである。

かくして、本実施の形態によれば、制御装置２５により前述の如き起動時制御処理を実行し、吸込側の電磁弁１９を開弁して工場の空気圧ライン１８を圧縮機本体１の吸込口７に連通させた後に、電動モータ１６に給電して旋回スクロール５を旋回駆動する構成としている。

これにより、圧縮機本体１の運転開始に先立って、圧縮機本体１の吸込口７から圧縮室６内に空気圧ライン１８からの加圧空気を流入させることができ、このときの空気圧によって旋回スクロール５の起動を容易にすることができる。この場合、圧縮機本体１の吸込口７から圧縮室６内に流入した加圧空気（流体圧力）は、旋回スクロール５（旋回運動すべきスクロール部材）に対し旋回（回転）方向の力を付加するように作用し、これによって起動時の負荷を軽減することができる。

即ち、圧縮機本体１の吸込口７から圧縮室６内に流入した加圧空気は、旋回スクロール５をゆっくりと旋回させる方向に駆動圧力となって作用するものである。そこで、この状態で電動モータ１６により旋回スクロール５を旋回駆動することによって、旋回スクロール５の円滑な起動が可能となり、電動モータ１６の起動負荷も容易に軽減することができる。

また、圧縮機本体１の運転開始に先立って、圧縮機本体１の吸込口７から圧縮室６内に空気圧ライン１８からの加圧空気を流入させることにより、このときの空気圧によって駆動対象の旋回スクロール５を軸方向に押圧することができる。この結果、圧縮運転の開始前に旋回スクロール５が軸方向の隙間（遊び）分だけガタついたり、振動したりするのを、空気圧ライン１８からの加圧空気により拘束するように規制でき、旋回スクロール５の挙動を安定させることができる。

このように、圧縮室６内に流入した加圧空気は、旋回スクロール５を軸方向に押圧することができるので、このときの空気圧力により、旋回スクロール５が軸方向にガタついたり、振動したりするのを抑えることができる。このため、スラスト支持機構を兼用する自転防止機構１５（スラスト受け１５Ａ，１５Ｂ、ボール１５Ｃ等）の挙動を、起動前に安定させることができ、この状態で旋回スクロール５を電動モータ１５により円滑に起動することができる。

また、本実施の形態では、旋回スクロール５の自転防止機構１５をボールカップリングにより構成しているので、例えば圧縮室６内の圧縮空気から旋回スクロール５に付加されるスラスト荷重を、駆動軸１６Ｄ（回転軸９）の軸方向両側から球形のボール１５Ｃを挟むスラスト受け１５Ａ，１５Ｂにより受承することができる。

また、圧縮運転の開始前にボールカップリング（自転防止機構１５）にガタつき等が発生するのを、空気圧ライン１８からの空気圧を予め圧縮機本体１の圧縮室６内に導入することにより簡単に抑えることができ、旋回スクロール５の不安定な挙動を抑えることができる。そして、起動開始後の圧縮運転時には、自転防止機構１５によって、旋回スクロール５の自転防止を円滑に行うことができ、その旋回動作を安定させることができる。

従って、本実施の形態によれば、吸込側の電磁弁１９を開いた後に圧縮機本体１の吐出口８側が吸込口７側と同圧になるまでの間に、電動モータ１６を駆動する構成としているので、空気圧ライン１８から圧縮機本体１の吸込口７を介して圧縮室６内に流入した加圧空気を、外径側の圧縮室６から内径側の圧縮室６に向けて徐々に浸透するように流入させ、このときの空気圧により旋回スクロール５を軸方向に押圧できると共に、当該旋回スクロール５をゆっくりと旋回させることができる。

そして、この状態で圧縮機本体１の吐出口８が吸込口７と同圧になるまでの間に、電動モータ１６による旋回スクロール５の旋回駆動を開始することにより、旋回スクロール５を円滑に旋回駆動でき、電動モータ１６の起動負荷等を容易に軽減することができる。

この場合、圧縮機本体１の吐出口８側には圧力センサ２４を設け、吸込口７側には、空気圧ライン１８と電磁弁１９との間に位置して圧力センサ２３を設けることにより、圧力センサ２４の検出圧力値（圧力Ｐo ）が空気圧ライン１８の供給圧力値（圧力センサ２３で検出した圧力Ｐi ）とに従って、電動モータ１６を駆動すべき時期（圧縮運転の開始時期）を適正に制御することができる。

さらに、本実施の形態によれば、前述の如くスクロール式圧縮機等からなる圧縮機本体１を昇圧用のブースタとして用いることにより、圧縮運転時の作動音を良好に低減することができ、異音または騒音等を小さくして静粛性を確保することができる。

次に、図４および図５は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、圧縮手段の吸込口と開閉弁との間に吸込側の圧力センサを設け、該圧力センサの検出圧力値と吐出側の圧力センサによる検出圧力値とを比較する構成としたことにある。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。

図中、３１は本実施の形態で採用した吸込側の圧力を検出する圧力センサで、該圧力センサ３１は、圧縮機本体１の吸込口７と電磁弁１９（開閉弁）との間に位置して導入配管１７の途中等に設けられている。そして、圧力センサ３１は、電磁弁１９を開弁したときに吸込口７に発生する圧力Ｐs （図５参照）を、空気圧ライン１８からの空気圧として検出し、その検出信号を後述の制御装置３２に出力するものである。

３２はマイクロコンピュータ等からなる制御手段としての制御装置で、該制御装置３２は、第１の実施の形態で述べた制御装置２５とほぼ同様に構成されている。そして、制御装置３２は、入力側が圧力センサ２４，３１等に接続され、その出力側は電動モータ１６および電磁弁１９，２２等に接続されている。

また、制御装置３２の記憶部３２Ａ内には、後述の図５に示す処理プログラムと、電動モータ１６を起動するときの判定値となる後述の判定圧力α1 （例えば、α1 ＝０．０１〜０．１ＭＰa 程度の差圧）等とが格納されている。

そして、制御装置３２は、圧縮機本体１の起動時制御処理を図５に示すプログラムに従って後述の如く実行すると共に、圧縮機本体１の運転制御等を行い、これに伴って電磁弁１９，２２の開閉制御、電動モータ１６の駆動，停止制御等を実行するものである。

ここで、図５に示す処理動作がスタートすると、まず、ステップ１１で電動モータ１６を起動するときの判定値となる判定圧力α1 （例えば、０．０１〜０．１ＭＰa 程度の差圧）を記憶部３２Ａから読出す。

次に、ステップ１２では吸込側の電磁弁１９を開弁し、圧縮機本体１の吸込口７を空気圧ライン１８に連通させる。これにより、空気圧ライン１８内の空気圧（加圧空気）を導入配管１７を介して圧縮機本体１の吸込口７から圧縮室６内に流入させる。

そして、次なるステップ１３では、圧力センサ３１から吸込口７の圧力Ｐs を空気圧ライン１８内の空気圧として読込む。また、次なるステップ１４では、圧縮機本体１の吐出側に設けた圧力センサ２４によって吐出口８の圧力Ｐo を読込む。そして、次なるステップ１５では、吸込口７の圧力Ｐs と吐出口８の圧力Ｐo との差圧ΔＰを、下記の数２式に従って演算する。

次に、ステップ１６では、数２式による差圧ΔＰが予め決められた差圧値である判定圧力α1 以下であるか否かを判定し、「ＮＯ」と判定する間は、前記ステップ１３に戻って、これ以降の処理を続行する。また、ステップ１６で「ＹＥＳ」と判定したときには、差圧ΔＰが判定圧力α1 以下となり、前記吐出口８の圧力Ｐo が吸込口７の圧力Ｐs に近づいている。

そこで、ステップ１６で「ＹＥＳ」と判定したときには、次なるステップ１７に移って電動モータ１６に給電を行い、該電動モータ１６を駆動することにより旋回スクロール５の旋回駆動を開始する。そして、ステップ１８では、吐出側の電磁弁２２を開弁させ、ステップ１９でリターンして本来の圧縮運転（定常運転）を続行させる。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、吸込側の電磁弁１９を開いた後に、電動モータ１６を駆動することにより、旋回スクロール５の旋回駆動（圧縮運転）を開始することができ、前記第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。

即ち、本実施の形態では、吸込側の電磁弁１９を開いた後に吐出側の圧力センサ２４で検出した圧力Ｐo と、吸込側の圧力センサ３１で検出した圧力Ｐs との差圧ΔＰが、予め決められた差圧値である判定圧力α1 以下となったとき、即ち吐出側の圧力Ｐo が吸込側の圧力Ｐs に近づき、同圧となるまでの間に、電動モータ１６を駆動する構成としている。

これにより、吸込口７の圧力Ｐs と吐出口８の圧力Ｐo とに従って、電動モータ１６を駆動すべき時期（圧縮運転の開始時期）を適正に制御することができ、圧縮運転の開始前に旋回スクロール５が軸方向の隙間（遊び）分だけガタついたり、振動したりするのを良好に抑え、旋回スクロール５の挙動を安定させた状態で、旋回スクロール５を円滑に旋回駆動（起動）することができる。

次に、図６および図７は本発明の第３の実施の形態を示し、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。

しかし、本実施の形態の特徴は、吸込側の電磁弁１９を開いた後に、吐出側の圧力センサ２４で検出した圧力Ｐo が予め決められた設定圧力値Ｐj に達するまでは電動モータ１６を停止させ、設定圧力値Ｐj を越えたときに電動モータ１６を駆動する構成としたことにある。

ここで、本実施の形態で採用した制御手段としての制御装置４１は、第１の実施の形態で述べた制御装置２５とほぼ同様に構成されている。しかし、制御装置４１は、その入力側が吐出側の圧力センサ２４にだけ接続されている点で、第１の実施の形態とは異なるものである。また、制御装置４１の記憶部４１Ａには、後述の図７に示す処理プログラムと、設定圧力値Ｐj （例えば、Ｐj ＝０．１〜０．４ＭＰa ）等とが格納されている。

この場合、設定圧力値Ｐj とは、空気圧ライン１８側の設定圧力等に基づいて決められ、例えば第１の実施の形態で述べた空気圧ライン１８の圧力Ｐi （図３参照）よりも低い圧力値に設定されるものである。

そして、制御装置４１は、圧縮機本体１の起動時制御処理を図７に示すプログラムに従って後述の如く実行すると共に、圧縮機本体１の運転制御等を行い、これに伴って電磁弁１９，２２の開閉制御、電動モータ１６の駆動，停止制御等を実行するものである。

即ち、図７に示す処理動作がスタートすると、まず、ステップ２１で空気圧ライン１８の圧力Ｐi （図３参照）よりも低い圧力値である設定圧力値Ｐj を記憶部４１Ａから読出す。

次に、ステップ２２で吸込側の電磁弁１９を開弁し、圧縮機本体１の吸込口７を空気圧ライン１８に連通させる。これにより、空気圧ライン１８内の空気圧（加圧空気）を導入配管１７を介して圧縮機本体１の吸込口７から圧縮室６内に流入させる。

そして、次なるステップ２３では、圧縮機本体１の吐出側に設けた圧力センサ２４によって吐出口８の圧力Ｐo を読込み、次なるステップ２４では、吐出口８の圧力Ｐo が予め決められた設定圧力値Ｐj まで上昇したか否かを判定する。

ここで、ステップ２４で「ＮＯ」と判定する間は、吐出口８の圧力Ｐo が設定圧力値Ｐj 以下であり、空気圧ライン１８側の圧力に比較して十分に低い圧力状態にあるので、前記ステップ２３に戻って電動モータ１６を停止状態に保持し、これ以降の処理を続行する。また、ステップ２４で「ＹＥＳ」と判定したときには、吐出口８の圧力Ｐo が設定圧力値Ｐj を越えて、空気圧ライン１８側の圧力に近づいている。

そこで、ステップ２４で「ＹＥＳ」と判定したときには、次なるステップ２５に移って電動モータ１６に給電を行い、該電動モータ１６を駆動することにより旋回スクロール５の旋回駆動を開始する。そして、ステップ２６では、吐出側の電磁弁２２を開弁させ、ステップ２７でリターンして本来の圧縮運転（定常運転）を続行させる。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、吸込側の電磁弁１９を開いた後に、電動モータ１６を駆動することにより、旋回スクロール５の旋回駆動（圧縮運転）を開始することができ、前記第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、本実施の形態では、予め決められた設定圧力値Ｐj と吐出側の圧力センサ２４で検出した圧力Ｐo とに従って、電動モータ１６を駆動すべき時期（圧縮運転の開始時期）を適正に制御することができる。そして、予め設定された設定圧力値Ｐj を用いることにより、吸込側の圧力をセンサ等で特別に検出する必要がないので、部品点数を削減でき、組立時の作業性等を向上することができる。

次に、図８および図９は本発明の第４の実施の形態を示し、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。

しかし、本実施の形態の特徴は、電動モータ１６の駆動軸１６Ｄの近傍に、該駆動軸１６Ｄの回転位置を検出する接触式または非接触式の回転センサ５１を設け、駆動軸１６Ｄの回転位置に従って、電動モータ１６を駆動すべき時期（圧縮運転の開始時期）を適正に制御する構成としたことにある。

ここで、本実施の形態で採用した制御装置５２は、第１の実施の形態で述べた制御装置２５とほぼ同様に構成されている。しかし、制御装置５２は、その入力側が回転センサ５１等に接続され、出力側は電動モータ１６および電磁弁１９，２２等に接続されている。また、制御装置５２の記憶部５２Ａには、後述の図９に示す処理プログラムと、電動モータ１６を起動すべき時期を判定するために予め決められた回転角θ1 （例えば、θ1 ＝１００〜２００度）等とが格納されている。

そして、制御装置５２は、圧縮機本体１の起動時制御処理を図９に示すプログラムに従って後述の如く実行すると共に、圧縮機本体１の運転制御等を行い、これに伴って電磁弁１９，２２の開閉制御、電動モータ１６の駆動，停止制御等を実行するものである。

即ち、図９に示す処理動作がスタートすると、まず、ステップ３１で電動モータ１６の起動判定用の回転角θ1 を記憶部５２Ａから読出す。次に、ステップ３２では、吸込側の電磁弁１９を開弁し、圧縮機本体１の吸込口７を空気圧ライン１８に連通させる。これにより、空気圧ライン１８内の空気圧（加圧空気）を導入配管１７を介して圧縮機本体１の吸込口７から圧縮室６内に流入させる。

そして、次なるステップ３３では、回転センサ５１によって電動モータ１６（駆動軸１６Ｄ）の回転位置として回転角θを読込み、次なるステップ３４では、駆動軸１６Ｄの回転角θが判定用に予め決められた回転角θ1 を越えたか否かを判定する。

ここで、ステップ３４で「ＮＯ」と判定する間は、駆動軸１６Ｄの回転角θが回転角θ1 よりも小さく、圧縮機本体１の圧縮室６には吸込口７を介して空気圧ライン１８側の加圧空気が十分には流入していないので、電動モータ１６の駆動軸１６Ｄが判定用の回転角θ1 に達する位置までは回転していないと判断することができる。

そこで、ステップ３４で「ＮＯ」と判定する間は、前記ステップ３３に戻って電動モータ１６を停止状態に保持し、これ以降の処理を続行する。また、ステップ３４で「ＹＥＳ」と判定したときには、駆動軸１６Ｄの回転角θが判定用の回転角θ1 に達して、圧縮機本体１の圧縮室６と吐出口８は、空気圧ライン１８側の圧力に近づいていると判断することができる。

そこで、ステップ３４で「ＹＥＳ」と判定したときには、次なるステップ３５に移って電動モータ１６に給電を行い、該電動モータ１６を駆動することにより旋回スクロール５の旋回駆動を開始する。そして、ステップ３６では、吐出側の電磁弁２２を開弁させ、ステップ３７でリターンして本来の圧縮運転（定常運転）を続行させる。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、吸込側の電磁弁１９を開いた後に、電動モータ１６を駆動することにより、旋回スクロール５の旋回駆動（圧縮運転）を開始することができ、前記第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、本実施の形態では、電動モータ１６の駆動軸１６Ｄがどの程度の角度分だけ回転しているかを回転センサ５１により検出するため、該回転センサ５１で検出した駆動軸１６Ｄの回転角θと、予め決められた判定用の回転角θ1 とに従って、電動モータ１６を駆動すべき時期（圧縮運転の開始時期）を適正に制御することができる。

そして、この場合は回転センサ５１を用いることにより、前記実施の形態で述べたように圧力センサ等を特別に用いる必要がなくなり、部品点数を削減でき、組立時の作業性等を向上することができる等の効果を奏する。

次に、図１０は本発明の第５の実施の形態を示し、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。しかし、本実施の形態の特徴は、吸込側の電磁弁１９を開弁した後に、どの程度の時間が経過したかに従って、電動モータ１６を駆動すべき時期を適正に制御する構成としたことにある。

ここで、本実施の形態にあっては、例えば図１に示す制御装置２５の記憶部２５Ａ内にタイマＴが更新可能に設けられ、このタイマＴで後述の如く経過時間を計時することにより、電動モータ１６の駆動開始時期等を判定して制御するものである。

即ち、図１０に示す処理動作がスタートすると、まず、ステップ４１で吸込側の電磁弁１９を開弁し、圧縮機本体１の吸込口７を空気圧ライン１８に連通させることにより、空気圧ライン１８内の空気圧（加圧空気）を導入配管１７を介して圧縮機本体１の吸込口７から圧縮室６内に流入させる。

そして、次なるステップ４２ではタイマＴをスタートさせ、電磁弁１９を開弁した後にどの程度の時間が経過したかをカウントする。次に、ステップ４３に移り、タイマＴでカウントした時間が予め決められた時間Ｔ1 〜Ｔ2 の範囲内にあるか否かを判定する。

この場合、時間Ｔ1 〜Ｔ2 は、吸込側の電磁弁１９を開弁した後に、空気圧ライン１８の加圧空気が導入配管１７を介して圧縮機本体１の吸込口７から圧縮室６内に流入し、さらに吐出口８側に達するまでにどの程度の時間が必要かを実験データ等で求めることにより決められる。

そして、ステップ４３で「ＮＯ」と判定する間は、タイマＴでカウントした時間が、予め決められた時間Ｔ1 に達しておらず、圧縮機本体１の圧縮室６には吸込口７を介して空気圧ライン１８側の加圧空気が、未だ十分には流入していないと判断することができる。

そこで、ステップ４３で「ＮＯ」と判定する間は、当該ステップ４３の判定処理を繰返すようにする。そして、ステップ４３で「ＹＥＳ」と判定したときには、タイマＴでカウントした時間が予め決められた時間Ｔ1 〜Ｔ2 の範囲内に達して、圧縮機本体１の圧縮室６と吐出口８は、空気圧ライン１８側の圧力に近づいていると判断することができる。

そこで、ステップ４３で「ＹＥＳ」と判定したときには、次なるステップ４４に移って電動モータ１６に給電を行い、該電動モータ１６を駆動することにより旋回スクロール５の旋回駆動を開始する。そして、ステップ４５では、吐出側の電磁弁２２を開弁させる。また、ステップ４６では、タイマＴをリセットするために停止させ、次なるステップ４７でリターンして本来の圧縮運転（定常運転）を続行させる。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、吸込側の電磁弁１９を開いた後に、電動モータ１６を駆動することにより、旋回スクロール５の旋回駆動（圧縮運転）を開始することができ、前記第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、本実施の形態では、制御装置２５（図１参照）等に通常は内蔵されるタイマＴを用いることにより、吸込側の電磁弁１９を開弁した後の経過時間に従って、電動モータ１６を駆動すべき時期を適正に制御することができる。即ち、これまでの実験データ等に基づいて電動モータ１６を駆動すべき適正な時期を求めておくことにより、圧縮運転の開始時における起動負荷の軽減化等を良好に図ることができる。

次に、図１１および図１２は本発明の第６の実施の形態を示し、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。しかし、本実施の形態の特徴は、圧縮機本体１の吸込口７と空気圧ライン１８との間に、吸込側の電磁弁１９を遮断した状態で吸込口７側を大気に開放する開放弁６１を追加して設ける構成としたことにある。

ここで、開放弁６１は、電磁弁１９とほぼ同様な電磁弁により構成され、制御手段（制御装置６２）からの制御信号により後述の如く開閉されるものである。また、本実施の形態で採用した制御装置６２は、第１の実施の形態で述べた制御装置２５とほぼ同様に構成されている。

しかし、制御装置６２は、その入力側が圧力センサ２３，２４等に接続され、出力側は電動モータ１６および電磁弁１９，２２に加えて開放弁６１にも接続されている。また、制御装置６２の記憶部６２Ａには、後述の図１２に示す処理プログラム等が格納されている。

そして、制御装置６２は、圧縮機本体１の起動時制御処理、圧縮運転（定常時）制御処理および停止時制御処理等を図１２に示すプログラムに従って後述の如く実行すると共に、これに伴って電磁弁１９，２２の開閉制御、電動モータ１６の駆動，停止制御等を実行するものである。

即ち、図１２に示す処理動作がスタートすると、まず、ステップ５１で起動時制御処理を、例えば図３に示すステップ１〜９の処理と同様に行い、圧縮機本体１の旋回スクロール５を電動モータ１６により円滑に起動できるようにする。

次に、ステップ５２では、圧縮運転（定常時）制御処理を行い、電動モータ１６で圧縮機本体１の旋回スクロール５を旋回駆動し続けることにより、高圧の圧縮空気を図１１に示すタンク２１内に向けて吐出させる。これによって、タンク２１内の圧力が予め決められた所定範囲内の圧力値（図示せず）となるように、圧縮機本体１の定常時における運転制御を実行する。

そして、次なるステップ５３では、圧縮機本体１の圧縮運転を停止するか否かを判定し、「ＮＯ」と判定する間は、タンク２１内の圧力が前記所定範囲内の圧力値に達していないので、ステップ５２に戻って前述の如く圧縮運転制御処理を続ける。

次に、ステップ５３で「ＹＥＳ」と判定したときには、タンク２１内の圧力が前記所定範囲内となっているので、次なるステップ５４に移って停止時の制御処理を行うため、電動モータ１６を停止（給電を停止）させる。そして、ステップ５５では吐出側の電磁弁２２を閉弁させ、吸込側の電磁弁１９を閉弁させる。これにより、圧縮機本体１の吸込口７を空気圧ライン１８（導入配管１７側）から遮断する。

次に、ステップ５６では開放弁６１を開弁し、圧縮機本体１の吸込口７を大気に開放することにより、各圧縮室６内に残留した圧縮空気を吸込口７から開放弁６１を介して大気中に放出させる。なお、この場合の開放弁６１は、予め決められた時間だけ開弁し、その後は自動的に閉弁させてもよい。そして、その後はステップ５７でリターンする。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、図１２に示すステップ５１で起動時制御処理を行うことにより、吸込側の電磁弁１９を開いた後に電動モータ１６を駆動して、旋回スクロール５の旋回駆動（圧縮運転）を開始することができ、前記第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、本実施の形態では、圧縮機本体１の吸込口７と空気圧ライン１８との間に、吸込側の電磁弁１９を遮断した状態で吸込口７側を大気に開放する開放弁６１を追加して設ける構成としているため、下記のような作用効果を奏するものである。

即ち、スクロール式の圧縮機本体１による圧縮運転の停止直後に、各圧縮室６内に圧縮空気が残留している場合でも、電動モータ１６を停止させて吸込側の電磁弁１９を閉じた状態（圧縮機本体１の吸込口７と空気圧ライン１８との間を遮断した状態）では、開放弁６１を開くことにより、圧縮室６内に残留した圧力を吸込口７側から大気に開放することができ、例えば圧縮室６内等でドレンが発生するのを抑えることができる。

次に、図１３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。しかし、本実施の形態の特徴は、圧縮機本体１の吸込口７と空気圧ライン１８との間に、例えば導入配管１７の途中に位置して電磁式の三方弁７１を設ける構成としたことにある。

ここで、三方弁７１は、前記第６の実施の形態で述べた吸込側の電磁弁１９（開閉弁）と開放弁６１とに替えて用いられ、両者の弁機能を単一の弁で賄うものである。そして、三方弁７１は、３個の流入，出用の開口部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃを有し、これらの開口部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ間の切換制御（連通，遮断）が制御装置７２からの制御信号により行われる。

即ち、三方弁７１は、例えば開口部７１Ａと開口部７１Ｂとが連通する間は、開口部７１Ｃが外気（大気）に対して遮断される。そして、開口部７１Ａと開口部７１Ｂとの連通が遮断されると、開口部７１Ｃが外気（大気）に開放され、開口部７１Ｂは開口部７１Ｃと連通するものである。

また、本実施の形態で採用した制御装置７２は、第１の実施の形態で述べた制御装置２５とほぼ同様に構成されている。しかし、制御装置７２は、その入力側が圧力センサ２３，２４等に接続され、出力側は電動モータ１６、電磁弁２２および三方弁７１に接続されている。そして、この場合の制御装置７２は、前記第６の実施の形態で述べた制御装置６２とほぼ同様の制御処理を行うものである。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第６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。そして、スクロール式の圧縮機本体１の停止直後に、各圧縮室６内に圧縮空気が残留している場合でも、電動モータ１６を停止させて三方弁７１の開口部７１Ａを閉じた状態（圧縮機本体１の吸込口７と空気圧ライン１８との間を遮断した状態）では、開口部７１Ｂを開口部７１Ｃに連通させて大気に開放することにより、圧縮室６内に残留した圧力を吸込口７側から大気に開放することができ、例えば圧縮室６内等でドレンが発生するのを抑えることができる。

しかも、本実施の形態では、第６の実施の形態で述べた吸込側の電磁弁１９と開放弁６１とに替えて、単一の三方弁７１を用いることにより、同等の作用効果を得ることができ、例えば三方弁７１に対する配管作業（接続作業）等を短時間で効率的に行うことができる。

なお、前記第６の実施の形態では、図１２中のステップ５１で行う起動時制御処理を、図３に示すステップ１〜９の処理と同様に行う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、例えば第２〜第５の実施の形態による図５、図７、図９、図１０に示す起動時制御処理と同様の処理を行う構成としてもよい。そして、この点は第７の実施の形態についても同様である。

また、前記各実施の形態では、圧縮機本体１の吐出口８側に吐出側の開閉弁として電磁弁２２を設ける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、例えば吐出口８側の圧力が予め決められた圧力まで上昇すると開弁して、吐出口８からタンク２１側に向けて圧縮流体が流通するのを許し、逆向きの流れを阻止する開弁圧設定式の逆止弁を、電磁弁２２に替えて用いてもよいものである。

また、前記各実施の形態では、圧縮機本体１のケーシング２と旋回スクロール５との間に、ボールカップリングと呼ばれる自転防止機構１５を設ける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、例えば補助クランクまたはオルダム継手等からなる自転防止機構を用いてもよいものである。

また、前記各実施の形態では、ボールカップリングからなる自転防止機構１５がスラスト支持機構を兼用する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばスラスト支持機構と自転防止機構とを別部材により構成してもよいものである。

一方、前記第４の実施の形態では、電動モータ１６の駆動軸１６Ｄの近傍に回転センサ５１を設け、駆動軸１６Ｄの回転位置を検出する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば電動モータに回転位置検出機能が内蔵されている場合には、これを回転センサとして用いてもよい。また、回転位置の検出対象は駆動軸１６Ｄに限るものではなく、例えば図２中に示す回転軸９を回転位置の検出対象としてもよい。

また、前記各実施の形態では、工場の空気圧ライン１８に接続され、加圧空気の圧力を増圧させるスクロール式増圧装置（スクロール式の空気圧縮機）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、例えば多段式圧縮機の高圧側等に適用してもよい。また、増圧対象の流体としては、例えば窒素ガス、ヘリウムガス等、各種の流体にも広く適用できるものである。

さらに、前記各実施の形態では、固定スクロール３と旋回スクロール５とを備えたスクロール式の圧縮機本体１を用いる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、例えば互いに対向した２つのスクロール部材の何れもが回転する全系回転型（両回転型）のスクロール式圧縮機等、種々の型式のスクロール式圧縮機を圧縮手段として採用してもよいものである。

本発明の第１の実施の形態によるスクロール式増圧装置を示す全体構成図である。 図１中のスクロール式圧縮機本体を拡大して示す縦断面図である。 図１中の制御装置による圧縮運転前の起動時制御処理を示す流れ図である。 第２の実施の形態によるスクロール式増圧装置を示す全体構成図である。 図４中の制御装置による圧縮運転前の起動時制御処理を示す流れ図である。 第３の実施の形態によるスクロール式増圧装置を示す全体構成図である。 図６中の制御装置による圧縮運転前の起動時制御処理を示す流れ図である。 第４の実施の形態によるスクロール式増圧装置を示す全体構成図である。 図８中の制御装置による圧縮運転前の起動時制御処理を示す流れ図である。 第５の実施の形態による圧縮運転前の起動時制御処理を示す流れ図である。 第６の実施の形態によるスクロール式増圧装置を示す全体構成図である。 図１１中の制御装置による圧縮運転前の起動時制御処理を示す流れ図である。 第７の実施の形態によるスクロール式増圧装置を示す全体構成図である。

符号の説明

１ スクロール式の圧縮機本体（圧縮手段）
２ ケーシング
３ 固定スクロール（スクロール部材）
３Ａ，５Ａ 鏡板
３Ｂ，５Ｂ ラップ部
５ 旋回スクロール（スクロール部材）
６ 圧縮室
７ 吸込口
８ 吐出口
９ 回転軸
１５ 自転防止機構
１５Ａ，１５Ｂ スラスト受け
１５Ｃ ボール
１６ 電動モータ（駆動手段）
１６Ｄ 駆動軸
１７ 導入配管
１８ 工場の空気圧ライン（加圧流体供給手段）
１９ 吸込側の電磁弁（開閉弁）
２０ 吐出配管
２１ タンク
２２ 吐出側の電磁弁
２３，３１ 吸込側圧力センサ
２４ 吐出側圧力センサ
２５，３２，４１，５２，６２，７２ 制御装置（制御手段）
５１ 回転センサ
６１ 開放弁
７１ 三方弁（開閉弁、開放弁）

Claims (9)

1. ２つのスクロール部材のラップ部が重なり合って旋回運動する間に、外部の加圧流体供給手段から供給された加圧流体を吸込口から吸込んで圧縮室内で圧縮し、吐出口から圧縮流体として吐出するスクロール式の圧縮手段と、
   該圧縮手段を構成する前記各スクロール部材のうち少なくとも一方のスクロール部材を旋回駆動する駆動手段と、
   前記圧縮手段の吸込口と前記加圧流体供給手段との間に設けられ前記吸込口を加圧流体供給手段に対して連通，遮断する開閉弁と、
   該開閉弁の連通，遮断と前記駆動手段の駆動，停止とを制御する制御手段とを備え、
   該制御手段は、前記開閉弁により前記加圧流体供給手段を吸込口に連通させた後に、前記駆動手段により前記スクロール部材を旋回駆動する構成としてなるスクロール式増圧装置。
2. 前記圧縮手段は、旋回駆動される前記スクロール部材の自転を抑える自転防止機構を備え、該自転防止機構は、剛性をもった球形のボールと、前記スクロール部材のスラスト方向両側から該ボールを挟み前記スクロール部材のスラスト荷重を受承する一対のスラスト受けとからなるボールカップリングにより構成してなる請求項１に記載のスクロール式増圧装置。
3. 前記制御手段は、前記開閉弁を開いた後に前記圧縮手段の吐出口が前記吸込口と同圧になるまでの間に、前記駆動手段の駆動を開始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増圧装置。
4. 前記圧縮手段の吐出側には吐出側圧力センサを設け、前記制御手段は、前記開閉弁を開いた後に前記圧力センサの検出圧力値が前記加圧流体供給手段の供給圧力値に達するまでの間に、前記駆動手段の駆動を開始する構成としてなる請求項１，２または３に記載のスクロール式増圧装置。
5. 前記圧縮手段の吐出側には吐出側圧力センサを設け、前記圧縮手段の吸込側には吸込側圧力センサを設け、前記制御手段は、前記開閉弁を開いた後に前記吐出側圧力センサの検出圧力値と前記吸込側圧力センサの検出圧力値との差が予め決められた差圧以下となったときに、前記駆動手段の駆動を開始する構成としてなる請求項１，２または３に記載のスクロール式増圧装置。
6. 前記圧縮手段の吐出側には吐出側圧力センサを設け、前記制御手段は、前記吐出側圧力センサの検出圧力値が予め決められた設定圧力値に達するまでは前記駆動手段を停止させ、前記設定圧力値を越えたときに前記駆動手段を駆動する構成としてなる請求項１，２または３に記載のスクロール式増圧装置。
7. 前記駆動手段には回転位置を検出する回転センサを設け、前記制御手段は、前記開閉弁を開いた後に前記回転センサの検出位置が予め決められた回転位置を越えたときに、前記駆動手段を駆動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増圧装置。
8. 前記制御手段は、前記開閉弁を開いた後に予め決められた時間の範囲内で、前記駆動手段を駆動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増圧装置。
9. 前記圧縮手段の吸込口と加圧流体供給手段との間には、前記開閉弁を遮断した状態で前記吸込口側を大気に開放する開放弁を設け、前記制御手段は、前記駆動手段を停止させ、前記開閉弁を閉じた状態で前記開放弁を開く構成としてなる請求項１，２，３，４，５，６，７または８に記載のスクロール式増圧装置。

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