一般地，涡旋式流体机械为包含固定涡盘和与该固定涡盘相对置地设 置的旋转涡盘的构成。此外，固定涡盘与旋转涡盘分别具有形成为圆板状 的端板和以从该端板的内径侧朝向外径侧涡旋状卷绕的方式沿轴方向直立 地设置在该端板上的重叠部。由此，固定涡盘与旋转涡盘通过将相互的重 叠部进行重合以划分成多个压缩室。
并且，由于涡旋式流体机械通过驱动轴使旋转涡盘相对于固定涡盘具 有一定的旋转半径地旋转运动，由此能够从设置在固定涡盘外径侧的吸入 口吸入气体，依次由各压缩室压缩，再将该压缩流体从设置在固定涡盘内 径侧的排出口向外部排出。
此外，已知一种在涡旋式流体机械中，通过在各重叠部的周面上形成 多个突起，来减小各重叠部之间的间隙，提高了压缩室的密闭性，提升了 压缩效率的涡旋式流体机械(例如参照专利文献1、2)。此时，多个突起 在重叠部的周面上在卷绕方向(涡旋方向)上具有间隔地设置，同时与周 围相比从重叠部的周面向径向突出地形成。
专利文献1：日本特开2004-138056号公报
专利文献2：日本特开2004-293487号公报
可是，上述利用现有技术的涡旋式流体机械通过在重叠部的周面上形 成向轴方向延伸的多根突起来减少从相对置的重叠部之间泄露出的压缩流 体，以提高压缩室的密闭性。
但是，在现有技术中，在相邻的突起之间形成向径向下凹的凹部。此 时，虽然突起与对方的涡盘的重叠部接触，但凹部不与对方的涡盘的重叠 部接触。因此，积存在该凹部中的空气不被压缩，在通过对方的重叠部的 周面后向低压侧泄漏，从而具有压缩效率差的问题。
此外，由于突起设置在由曲面构成的重叠部的周面上，需要例如立铣 刀等的加工工具与突起相配合地在直径方向上往复运动，因此具有容易产 生加工误差的倾向。此外，由于加工工序复杂，具有加工时间长，生产性 低的问题。

本发明是鉴于上述现有技术问题而研发的，本发明的目的在于提供一 种能够使相互对置的重叠部的间隔缩窄以提高压缩效率，同时可缩短加工 时间以提高生产性的涡旋式流体机械。
本发明的涡旋式流体机械具有：一侧的涡盘，其在端板上于轴方向上 直立设置有从内径侧朝向外径侧涡旋状地卷绕的重叠部；另一方的涡盘， 其与所述一侧的涡盘相对置地设置，且在端板上于轴方向上直立设置有从 内径侧朝向外径侧涡旋状地卷绕的重叠部用于与所述一侧的涡盘的重叠部 重合以划分出多个压缩室。
并且，为了解决上述问题，第一方面发明采用的结构的特征为，至少 在所述一侧的涡盘的重叠部的外周面上，在卷绕方向上具有间隔地设置多 个与另一侧的涡盘的重叠部的内周面接触或最接近的最接近部，该相邻的 最接近部之间为使用平坦面或凸状面连接的结构，该平坦面或凸状面比所 述最接近部更远离另一侧的涡盘。
在第二方面的发明中，在所述另一侧的涡盘的重叠部的内周面上，在 卷绕方向上具有间隔地设置有多个与设置于所述一侧的涡盘的重叠部的外 周面上的最接近部接触或最接近的平坦状、凹弯曲状或凸弯曲状的最接近 面。
在第三方面的发明中，在所述一侧的涡盘的重叠部的外周面和所述另 一侧的涡盘的重叠部的内周面中的至少一方上，设置使用比所述最接近部 更软质的材料形成为膜状的软质覆膜。
在第四方面的发明中，所述最接近部形成为使卷绕方向的间隔尺寸在 内径侧较窄，在外径侧较宽。
在第五方面的发明中，所述各接近部从前述重叠部的内径侧延续到外 径侧具有等角度间隔地形成。
在第六方面的发明中，所述各最接近部仅形成于直立设置于前述端板 上的重叠部中远离该端板的轴方向的一部分上。
在第七方面的发明中，所述各最接近部仅形成于前述重叠部中卷绕方 向的内径侧上，在所述重叠部的外径侧上设置有追随渐开线曲线的渐开线 曲面部。
根据第一方面的发明，由于相邻的最接近部之间为使用平坦面或凸状 曲面连接的结构，不会如现有技术那样在相邻的突起之间形成凹部。因此， 能够使相互对置的重叠部的间隔缩窄，从而能够减少滞留在重叠部之间的 流体以提高压缩效率。
此外，由于为相邻的最接近部之间使用平坦面或凸状曲面连接的结构， 能够使设置了最接近部的重叠部的外周面的横截面形成多边形状。因此， 与现有技术那样地在由曲面构成的重叠部的周面上设置突起的情况相比， 能够使重叠部的形状简单化。其结果是，即使在使用例如立铣刀等工具切 削加工重叠部时，也不需要将立铣刀在直径方向上往复运动，此外还能够 减少工具的方向转换次数。因此，不易受到伴随往复动作的加工机械无效 行程的影响，能够降低加工误差，从而能够加工偏差较小的高精度的重叠 部。此外，由于与现有技术那样设置突起的情况相比，能够在缩短加工工 具的移动距离的同时，还可降低加工方向的变更次数，因此能够缩短重叠 部的加工时间，从而提高生产性。再者，由于在仅通过给出多边形状的顶 点坐标就可简单地组成加工程序的同时，顶点座标也能够容易地变更，因 此能够容易地与设备的规格等相适合地变更重叠部的形状。
此外，由于最接近部与对方的重叠部的周面接触时能够容易地钝化或 摩耗，因此不需要多次接触就能够与重叠部周面磨合。由此，能够减轻动 力损失，并且防止损伤、噪音、卡阻等的发生，从而能够提高耐久性和可 靠性。
再者，当重叠部的相邻的最接近部之间的角度加大时，耐卡阻性提高， 但压缩性能降低。另一方面，当重叠部的相邻的最接近部之间的角度减小 时，耐卡阻性降低，压缩性能提高。因此，通过将这种相反的平衡最适当 化，能够制造所需特性的机械。
根据第二方面的发明，由于在另一侧的涡盘的重叠部的内周面上，在 卷绕方向上具有间隔地设置多个与设置于一侧的涡盘的重叠部的外周面上 的最接近部接触或最接近的平坦状、凹弯曲状或凸弯曲状的最接近面，因 此能够使另一侧的涡盘的重叠部的内周面的横截面形成多边形状。因此， 由于能够使重叠部的形状简单化，从而能够进一步缩短重叠部的加工时间， 能够提高生产性。
根据第三方面的发明，由于是在相互对置的重叠部的内周面和外周面 中至少一方上设置软质覆膜的结构，软质覆膜能够存在于各最接近部与对 方的重叠部之间。因此，在由于例如机械的尺寸误差、装配误差等使最接 近部与对方的重叠部过于接近的情况下，软质部件与最接近部或对方的重 叠部接触。在此情况下，由于软质覆膜能够通过与最接近部或对方的重叠 部的接触而容易地变形并磨合，因此能够防止在其之间发生卡阻、损伤等 以及防止动力损失、噪音的增大。
此外，由于软质覆膜仅有夹持于最接近部和重叠部之间的部位发生变 形，因此能够在压缩室的关闭位置上使形成于各涡盘的重叠部之间的间隙 的尺寸减小。因此，能够提高压缩室的密闭性及压缩效率。再者，即使在 由于例如机械的尺寸误差及装配误差使最接近部的移动范围偏移的情况 下，也能够由软质覆膜将该最接近部的移动范围的偏差吸收。因此，由于 能够以最低限的精度进行涡盘的加工、组装等，从而能够高效地制造涡旋 式流体机械。
根据第四方面的发明，由于各最接近部的卷绕方向的间隔尺寸P形成为 在内径侧较窄，在外径侧较宽，因此当重叠部的曲率半径在内径侧较小时， 能够沿着该曲率半径以较窄的间隔配置多个最接近部。因此，能够在半径 方向上减小对置的重叠部之间的间隙，从而能够提高压缩室的密闭性，提 高压缩性能。
根据第五方面的发明，由于各最接近部形成为从重叠部的内径侧延续 至外径侧具有大致相等的角度间隔的结构，因此各接近部的卷绕方向的间 隔尺寸能够在内径侧较窄，在外径侧较宽。在此情况下，重叠部在内径侧 曲率半径较小，但能够沿该曲率半径以较窄的间隔配置多个最接近部，因 此能够在半径方向上减小对置的重叠部之间的间隙，从而能够提高压缩室 的密闭性，提高压缩性能。
根据第六方面的发明，由于为仅在重叠部中远离端板的轴方向的一部 分上形成最接近部的结构，因此在例如一侧的涡盘旋转运动时，一侧的涡 盘的最接近部能够在各压缩室关闭的位置上与另一侧的涡盘的重叠部最接 近或接触，从而能够通过最接近部提高各压缩室的密闭性。
此外，由于仅在重叠部中远离端板的轴方向的一部分上形成最接近部， 因此能够缩短最接近部的轴方向的长度尺寸，从而能够减小由最接近部产 生的异响。此外，由于能够使最接近部相对于重叠部的轴方向较小，因此 能够缩小固定涡盘的重叠部与旋转涡盘的重叠部之间的平均间隙，从而能 够提高压缩效率。并且，能够降低重叠部内的温度，能够延长顶端密封件 等的寿命。此外，在重叠部的热损显著发生的齿端部分上形成最接近部的 情况下，能够由最接近部防止热损产生的卡阻。
再者，由于在重叠部的齿根侧能够与不设置最接近部时的间隔尺寸同 等程度地设定重叠部的外周面与对方的重叠部的内周面之间的间隙，因此 能够防止该位置上的重叠部的接触，能够提高可靠性。
根据第七方面的发明，由于最接近部仅形成于重叠部中卷绕方向的内 径侧上，并在重叠部的外径侧上设置渐开线曲面，因此在例如在重叠部的 最外径侧上划分成的压缩室的关闭位置等，能够使各重叠部的平滑的周面 相互最接近或接触。由此，能够将对压缩时体积效率影响较大的外径侧的 压缩室良好地密封，能够提高压缩性能。
特别是，由于在重叠部的外周侧因压缩热量产生的温度上升较小，因 此不易产生卡阻现象。因此，能够在设置于重叠部的外周侧的渐开线曲面 部上减小与另一方重叠部的间隙尺寸。由此，能够在各重叠部的外径侧使 平滑的周面相互可靠地最接近或接触，从而能够防止因重叠部的内径侧的 最接近部产生的异响通过外径侧的吸入口等向外部泄漏。
附图说明
图1为适用于本发明第一实施方式的涡旋式空气压缩机的纵向剖视图；
图2为从图1中的向视II-II方向所见的涡旋式空气压缩机的横向剖视图；
图3为放大表示图2中的固定涡盘的重叠部和旋转涡盘的重叠部的要部 放大的横向剖视图；
图4为放大表示固定涡盘的端板、重叠部及最接近部的一部分的局部破 断的外观立体图；
图5为放大表示旋转涡盘的重叠部的最接近部的要部放大的横向剖视 图；
图6为表示使用立铣刀加工重叠部的状态的横向剖视图；
图7为第1变形例的重叠部的横向剖视图；
图8为适用于第二实施方式的涡旋式空气压缩机的横向剖视图；
图9为从与图3同样位置所见的固定涡盘和旋转涡盘的重叠部的要部放 大的横向剖视图；
图10为第2变形例的重叠部的横向剖视图；
图11为从与图3同样位置所见的第三实施方式的固定涡盘和旋转涡盘 的重叠部的要部放大的横向剖视图；
图12为从与图3同样位置所见的第四实施方式的固定涡盘和旋转涡盘 的重叠部的要部放大的横向剖视图；
图13为放大表示固定涡盘的端板、重叠部及最接近部的一部分的局部 破断的外观立体图；
图14为从图12中的向视XIV-XIV方向放大所见的固定涡盘和旋转涡盘 的重叠部的要部放大的纵向剖视图；
图15为适用于第五实施方式的涡旋式空气压缩机的横向剖视图。
符号说明
1、21、41、61固定涡盘
2、12、22、42、48、62端板
3、13、23、28、43、49、63、67重叠部
3A、13A、23A、28A、43A、49A、63A、67A  内周面
3B、13B、23B、28B、43B、49B、63B、67B  外周面
8、14、25、29、45、51、65、68最接近部
8A、14A、25A、29A、45A、51A、65A、68A平坦面
8A′、14A′凸状曲面
9驱动轴
11、27、47、66旋转涡盘
26、30、26′、30′、26″、30″最接近面
31、32软质覆膜

以下，以涡旋式空气压缩机作为本发明实施方式的涡旋式流体机械为 例，参照附图进行详细地说明。
在此，图1至图6示出第一实施方式，在本实施方式中，以在固定涡盘 及旋转涡盘的重叠部的外周面上设置最接近部的情况为例进行描述。
图1为涡旋式空气压缩机的纵向剖视图，在该图1中，符号1表示涡旋式 空气压缩机的固定涡盘，该固定涡盘1安装在形成筒状的罩体(未图示)的 端部上。此外，固定涡盘1大致由形成大致圆板状且中心与后述的驱动轴9 的轴线O1-O1一致地配置的端板2、直立设置在该端板2的表面2A上的涡旋 状的重叠部3、以从端板2的外径侧包围重叠部3的方式在轴方向上突出的筒 部4、以及从该筒部4向直径方向外侧展开的凸缘部5构成。
在此，图2为图1所示的涡旋式空气压缩机的横向剖视图，如该图2所示， 重叠部3形成为内径侧(半径方向的内侧)为涡旋开始端、外径侧(半径方 向的外侧)为涡旋结束端的涡旋状。此外，重叠部3的内周面3A形成为没有 凸凹的凹弯曲状的平滑面。另一方面，重叠部3的外周面3B形成为将后述的 多个平坦面8A相连接的多边形状。并且，如图6所示，重叠部3被使用例如 立铣刀等切削工具切削加工为涡旋状。
此外，如图1所示，在固定涡盘1上设置有位于端板2的外径侧并向后述 的压缩室15吸入空气的吸入口6，在端板2的中央设置有排出由压缩室15压 缩的空气的排出口7。
符号8、8...表示设置在重叠部3的外周面3B侧的多个最接近部，如图2、 图3所示，该各最接近部8在重叠部3的卷绕方向(长度方向)上具有间隔地 配置，在轴方向上延伸地形成。此时，相邻的最接近部8之间的角度α被设 定为例如5度左右(α＝0.087[rad])。
此外，相邻的最接近部8之间为利用平坦面8A而相连接的结构。由此， 重叠部3的外周面3B的横截面形成多边形状，各最接近部8分别配置在形成 多边形状的外周面3B的顶点(弯曲部位)上。并且，最接近部8与构成对方 的旋转涡盘11的重叠部13的内周面13A接触或最接近。
此外，固定涡盘1的重叠部3与旋转涡盘11的重叠部13最接近的部位随 着旋转涡盘11的旋转运动而变化，从重叠部3、13的涡旋结束端(外径侧) 朝向涡旋开始端(内径侧)逐渐移动。因此，平坦面8A可成为比最接近部8 更最接近于旋转涡盘11的重叠部13的状态。但是，最接近部8是指构成多边 形状的外周面3B的顶点部分。因此，与平坦面8A和重叠部13为最接近的状 态下的距离尺寸相比，最接近部8与重叠部13为最接近的状态下的距离尺寸 较小。即，平坦面8A比最接近部8要远离于旋转涡盘11的重叠部13的内周面 13A。
符号9表示可回转地设置在罩体上的驱动轴，该驱动轴9具有构成回转 中心的轴线O1-O1。此外，驱动轴9的固定涡盘1侧的前端侧构成偏心地延伸 的曲轴9A，构成该曲轴9A的中心线的轴线O2-O2相对于驱动轴9的轴线 O1-O1仅偏心回转半径ε。并且，在驱动轴9的曲轴9A上，通过旋转轴承10 可回转地安装有后述的旋转涡盘11。
符号11表示与固定涡盘1相对置地设置在驱动轴9上的旋转涡盘，该旋 转涡盘11大致由以轴线O2-O2为中心并形成为圆板状的端板12、自该端板12 的表面12A向轴向直立设置的涡旋状的重叠部13构成。
并且，旋转涡盘11以重叠部13相对于固定涡盘1的重叠部3仅错开例如 180度地重合的形式配置。由此，在两者的重叠部3、13之间划分出后述的 多个压缩室15。并且，在涡旋式空气压缩机运行时，外周侧的压缩室15从 吸入口6吸入空气，该空气在旋转涡盘11旋转运动期间向内径侧移动的同时 依次压缩，最后从排出口7向外部排出压缩空气。
在此，构成旋转涡盘11的重叠部13在端板12的表面12A上向轴向(轴线 O1-O1方向)直立设置。此外，重叠部13形成为由内径侧为涡旋开始端，外 径侧为涡旋结束端的n圈构成的涡旋状。再者，重叠部13的内周面13A形成 为没有凸凹的凹弯曲状的平滑面。另一方面，重叠部13的外周面13B形成为 与后述的多个平坦面14A连接上的多边形状。并且，如图6所示，重叠部13 是使用例如立铣刀等切削工具而被切削加工为涡旋状。
符号14、14...表示设置在重叠部13的外周面13B上的多个最接近部，如 图2、图3所示，该各最接近部14与最接近部8大致同样地，在重叠部13的卷 绕方向(长度方向)上具有间隔地配置，在轴方向上延伸地形成。此时， 相邻的最接近部14之间的角度α被设定为例如5度左右(α＝0.087[rad])。
此外，相邻的最接近部14之间为使用平坦面14A进行连接的结构。由此， 重叠部13的外周面13B的横截面形成多边形状，各最接近部14分别配置在形 成多边形状的外周面13B的顶点(弯曲部位)上。并且，最接近部14与构成 对方的固定涡盘1的重叠部3的内周面3A接触或最接近。
此外，固定涡盘1的重叠部3与旋转涡盘11的重叠部13最接近的部位随 着旋转涡盘11的旋转运动而变化。因此，平坦面14A可成为比最接近部14 更最接近于固定涡盘1的重叠部3的状态。但是，最接近部14是指构成多边 形状的外周面13B的顶点部分。因此，与平坦面14A和重叠部3为最接近的状 态下的距离尺寸相比，最接近部14与重叠部3为最接近的状态下的距离尺寸 较小。即，平坦面14A比最接近部14要远离固定涡盘1的重叠部3的内周面3A。
在此，对设置于旋转涡盘11的重叠部13的外周面13B上的最接近部14 的详细配置关系进行说明。
最接近部14以构成重叠部13长度方向的卷绕方向的间隔尺寸P在内径 侧较窄、在外径侧较宽的方式形成。在此，对各最接近部14的配置关系进 行详细叙述，为了在旋转涡盘11上画出如图3所示的重叠部13的渐开线(展 开线)，则需要求出以该中心点O2(轴线O2-O2的位置)为中心的渐屈线 半径a的渐屈线C。其中，渐屈线半径a为由旋转半径ε和旋转涡盘11的重叠 部13的板厚尺寸确定的该旋转涡盘11的固有的值，在渐开线曲线中为已知 事项。
并且，在与前述渐屈线C相接地延伸的无数的切线中，若将任意的切线 作为L1，将设置于自该切线L1每错开角度α的位置上的其他的切线作为L2、 L3...，则所述最接近部14就配置在所述各切线L1、L2...上。
在此，在本实施方式中，各切线L1、L2...之间的角度α设定为5度左右。 由此，相邻的最接近部14的卷绕方向的间隔尺寸P为，构成重叠部13的内径 侧的第1圈较窄，构成外径侧的第n圈较宽。
这样，通过使相邻的最接近部14的间隔尺寸P在内径侧较窄(较小)， 从而即使对于对置的重叠部3的曲率半径较小、弯曲较急的部位，也能够使 最接近部14在重叠部3的内周面3A上具有一定间隙地配置。
再者，在最接近部14与对置的固定涡盘1侧的重叠部3的内周面3A接近 时，其与重叠部3的内周面3A之间的间隙尺寸S2如下述公式1所示地，被设 定为大于最接近部8与对置的旋转涡盘11侧的重叠部13的内周面13A接近时 的最接近部8与内周面13A之间的间隙尺寸S1的值。
[公式1]
S1＜S2
这样，由于最接近部14与重叠部3之间的间隙尺寸S2大于最接近部8与 重叠部13之间的间隙尺寸S1，因此在各重叠部3、13之间产生接触的情况下， 能够在最接近部14与重叠部3的外周面3B进行接触之前，使设置于固定涡盘 1的重叠部3的外周面3B上的最接近部8与旋转涡盘11的重叠部13的外周面 13B接触。
并且，当固定涡盘1的重叠部3的最接近部8先与旋转涡盘11的重叠部13 进行接触时，则会以该接触部位为支点地在旋转涡盘11上作用向与自转力 的方向相同方向回转的力。由此，由于旋转涡盘11被向自转力的方向推动， 从而能够消除例如设置在旋转涡盘11与罩体之间的自转防止机构(未图示) 等的晃动。
另一方面，由于设置在固定涡盘1的重叠部3的外周面3B上的各最接近 部8与前述的最接近部14的配置关系等有关条件为相同的条件，故省略说 明。
其中，最接近部8、14做成了在重叠部3、13的卷绕方向全长上设置的 结构，但也可在例如重叠部3、13的卷绕方向的全长中，在除去从构成最内 径侧的涡旋开始端至涡旋半程的部位以外的外周面3B、13B上形成。这是由 于该重叠部3、13的外周面3B、13B中从涡旋开始端至涡旋半程的部位为曲 率半径最小，且因热量而产生的尺寸变化也较小，从而即使不设置各最接 近部8、14也能够充分地使压缩室15密闭，该部位可形成平滑面。
本实施方式的涡旋式空气压缩机具有上述的结构，以下，对该涡旋式 空气压缩机的动作进行说明。
首先，在由电动机等驱动源(未图示)旋转驱动驱动轴9时，旋转涡盘 11在由自转防止机构而自转被防止的状态下，不会以驱动轴9的轴线O1-O1 为中心进行旋转半径为ε的旋转运动，在固定涡盘1的重叠部3与旋转涡盘 11的重叠部13之间划分成的压缩室15连续地缩小。因此，从固定涡盘1的吸 入口6吸入的空气能够在各压缩室15被依次压缩，并从固定涡盘1的排出口7 作为压缩空气朝向外部的罐(未图示)排出。
此外，在旋转涡盘11相对于固定涡盘1进行旋转运动时，最接近部8、 14与重叠部13、3的内周面13A、3A最接近，或成为两者接触的状态，这些 最接近(接触)部位成为将空气封入各压缩室15内的封闭位置。并且，最 接近部8能够在各压缩室15的封闭位置上使重叠部3的外周面3B与重叠部13 的内周面13A之间的间隙减小。此外，最接近部14能够在各压缩室15的封闭 位置上使重叠部13的外周面13B与重叠部3的内周面3A之间的间隙减小。由 此，最接近部8、14能够提高各压缩室15的密闭性。
从而，在本实施方式中，构成为在各涡盘1、11的重叠部3、13的外周 面3B、13B上在卷绕方向上具有间隔地设置多个最接近部8、14，并通过将 相邻的最接近部8、14之间由平坦面8A、14A连接，从而将外周面3B、13B 形成为多边形状。此时，由于是将相邻的最接近部8、14之间使用平坦面 8A、14A连接的结构，因此不会象现有技术那样在相邻的突起之间在直径方 向上形成凹入的凹部。因此，能够使相互对置的重叠部3、13的间隔较窄， 从而能够减少滞留在重叠部3、13之间的空气而提高压缩效率。
此外，由于是将相邻的最接近部8、14之间使用平坦面8A、14A连接的 结构，因此能够使重叠部3、13的外周面3B、13B的横截面形成为多边形状。 因此，与如现有技术那样地在由曲面构成的重叠部的周面上设置突起的情 况相比，能够使重叠部3、13的形状简单化。其结果是，即使在使用例如立 铣刀等工具切削加工重叠部3、13时，也不需要将立铣刀沿突起在直径方向 上往复运动，此外还能够减少工具的方向转换次数。因此，相对于一般地 加工机械中伴随往复动作时的无效行程而产生5μm程度的加工误差的情 况，在本实施方式中不易受到这种无效行程的影响，能够降低加工误差， 从而能够加工偏差较小的高精度的重叠部3、13。
此外，由于与现有技术那样设置突起的情况相比，能够缩短立铣刀等 工具的移动距离的同时，降低工具的方向转换次数，因此能够缩短重叠部3、 13的加工时间，从而能够提高生产性。再者，由于仅通过给出多边形状的 顶点坐标就可简单地组成加工程序的同时，顶点座标也能够容易地进行变 更，因此能够容易地与例如压缩机的规格等相适应地变更重叠部3、13的形 状。
此外，由于重叠部3的最接近部8相对于对方的重叠部13内周面13A以接 近于线接触的状态下进行面接触，通过该接触能够使最接近部8容易地钝化 或摩耗。因此，重叠部3的最接近部8不需要多次接触就能够与重叠部13的 内周面13A磨合。同样地，重叠部13的最接近部14也能够容易地与对方的重 叠部3内周面3A磨合。由此，能够减轻动力损失，并且防止损伤、噪音、卡 阻等的发生，从而能够提高耐久性及可靠性。
再者，当重叠部3、13的相邻的最接近部8、14之间的角度α加大时， 由于最接近部8、14的内角(相邻的2个平坦面8A、14A的夹角)更加变成锐 角，因此耐卡阻性提高，但由于平坦面8A与外周面13A的间隙及平坦面14A 与外周面3A的间隙增大，因此压缩性能降低。另一方面，当重叠部3、13 的相邻的最接近部8、14之间的角度α减小时，由于最接近部8、14的内角 更加变成钝角，因此耐卡阻性降低，但由于平坦面8A与外周面13A的间隙及 平坦面14A与外周面3A的间隙减小，因此压缩性能提高。因此，通过例如将 角度α设定为5度左右(α＝0.087[rad])，能够将这种相反的平衡最适当化， 从而能够制造平衡了耐卡阻性与压缩性能的压缩机械。
另一方面，通过使相邻的最接近部8、14具有5度左右的角度α的间隔地 进行配置，从而使重叠部3、13的卷绕方向的间隔尺寸P在内径侧较窄，在 外径侧较宽地形成。由此，即使对于重叠部3、13的曲率半径较小、弯曲较 急的部位，也能够将卷绕方向的间隔尺寸P较窄的最接近部8、14以沿对方 的重叠部13、3的内周面13A、3A的状态接近地进行配置，从而能够提高压 缩室15的密闭性，以提高压缩性能。
再者，固定涡盘1的重叠部3的最接近部8与旋转涡盘11的重叠部13的内 周面13A之间的间隙尺寸S1，和旋转涡盘11的重叠部13的最接近部14与固定 涡盘1的重叠部3的内周面3A之间的间隙尺寸S2，以具有如公式1所示的S1 ＜S2的关系而进行设定。由此，在各重叠部3、13之间产生接触的情况下， 能够使设置在固定涡盘1的重叠部3的外周面3B上的最接近部8与旋转涡盘 11的重叠部13的内周面13A先接触。因此，能够以接触部位为支点使旋转涡 盘11向与自转力的方向相同的方向回转，从而可防止自转防止机构(未图 示)等的晃动，并能够提高压缩性能。
此外，在所述第一实施方式中，构成为相邻的最接近部8、14之间使用 平坦面8A、14A连接的结构。但是，本发明并不局限于此，也可例如图7所 示的第1变形例那样，构成为将相邻的最接近部8、14之间使用凸状曲面8A′、 14A′连接的结构。在此情况下，为了使凸曲面8A′、14A′不比最接近部 8、14先与对方的重叠部13、3的内周面13A、3A相接触，而形成为具有比重 叠部3、13的曲率更小的曲率。
此外，在所述第一实施方式中，是在固定涡盘1的重叠部3及旋转涡盘 11的重叠部13上均设置有最接近部8、14的结构，但也可是仅在固定涡盘和 旋转涡盘中的任何一方上设置最接近部的结构。
此外，最接近部8、14也可是例如在其前端部具有在卷绕方向上具很小 的宽度(例如几个μm程度)的平坦面的结构。
再者，在所述第一实施方式中，自重叠部3、13的内径侧一直延续到外 径侧相邻的最接近部8，14具有相等的角度α地形成。但是，本发明并不局 限于此，也可在重叠部的内径侧和外径侧具有不同的角度间隔地形成相邻 的最接近部。
以下，图8及图9示出了本发明的第二实施方式，本实施方式的特征为 在各涡盘的重叠部的内周面上在卷绕方向上具有间隔地设置多个平坦状的 最接近面的结构。此外，在本实施方式中，与所述第一实施方式相同的构 成要素附以同一符号，并省略对其说明。
符号21为涡旋式空气压缩机的固定涡盘，该固定涡盘21与第一实施方 式大致同样地由端板22、重叠部23、筒部24、凸缘部(未图示)等构成。 并且，重叠部23形成为具有内周面23A和外周面23B的涡旋状。
符号25、25...为设置在重叠部23的外周面23B侧上的多个最接近部，该 各最接近部25与第一实施方式的最接近部8大致同样地、在重叠部23的卷绕 方向(长度方向)上具有角度α的间隔地进行配置，在轴向上延伸地形成。 此外，构成为相邻的最接近部25之间使用平坦面25A连接的结构。由此，重 叠部23的外周面23B的横截面形成为多边形状。并且，最接近部25是与构成 对方的旋转涡盘27的重叠部28的内周面28A接触或最接近的部位。
符号26、26...为设置在重叠部23的内周面23A侧的平坦状的多个最接近 面，该各最接近面26在卷绕方向(长度方向)上具有例如与最接近部29相 同角度α的间隔地进行配置。此外，构成为相邻的最接近面26之间使用朝向 远离旋转涡盘27的重叠部28的方向(直径方向外侧)凹陷的凹部26A进行连 接的结构。由此，重叠部23的内周面23A的横截面形成为多边形状。此外， 相邻的凹部26A配置在相对于对方的最接近部29错开半个相位的位置上。由 此，最接近面26的卷绕方向的中间部位为相对于设置在对方的重叠部28的 外周面28B上的最接近部29接触或最接近的部位。此外，伴随着利用立铣刀 等切削加工，凹部26A形成为具有与工具的半径相同程度的半径的曲面形 状。
符号27为与固定涡盘21对置地配置的旋转涡盘，该旋转涡盘27与第一 实施方式大致同样地具有直立设置于端板(未图示)上的涡旋状的重叠部 28，并且，该重叠部28具有内周面28A和外周面28B。
符号29、29...为设置在重叠部28的外周面28B侧上的多个最接近部，该 各最接近部29与第一实施方式的最接近部14大致同样地，在重叠部28的卷 绕方向(长度方向)上具有角度α的间隔地进行配置，并在轴向上延伸地形 成。此外，构成为相邻的最接近部29之间使用平坦面29A进行连接的结构。
符号30、30...为设置于重叠部28的内周面28A侧上的平坦状的多个最接 近面，该各最接近部30在卷绕方向(长度方向)上具有例如与最接近部25 相同的角度α的间隔地进行配置。此外，构成为相邻的最接近面30之间使用 朝向远离固定涡盘21的重叠部23的方向凹陷的凹部30A进行连接的结构。此 外，相邻的凹部30A被配置在相对于对方的最接近部25错开半个相位的位置 上。
由此，重叠部28的内周面28A及外周面28B的各横截面均形成为多边形 状。并且，最接近部29与最接近面26接触或最接近，且最接近面30与最接 近部25接触或最接近。
于是，在上述结构的本实施方式中，也能够得到与第一实施方式大致 同样的作用和效果。并且，特别是在本实施方式中，由于在重叠部23、28 的内周面23A、28A上，在卷绕方向上具有间隔地设置多个平坦状的最接近 面26、30，因此与使内周面23A、28A形成沿渐开线的曲面的情况相比，最 接近部25、29与最接近面30、26以更加接近线接触的状态进行面接触。即， 即使在将相邻的最接近面25、29之间的角度α设定为与第一实施方式相同值 的情况下，与第一实施方式相比，也能够进一步提高耐卡阻性。
此外，由于在重叠部23、28的内周面23A、28A上，在卷绕方向上具有 间隔地设置多个平坦状的最接近面26、30，因此除了各涡盘21、27的重叠 部23、28的外周面23B、28B之外，内周面23A、28A的横截面也能够形成 为多边形状。因此，由于能够使重叠部23、28的形状简单化，从而能够进 一步缩短重叠部23、28的加工时间，能够提高生产性。
再者，在所述第二实施方式中，最接近面26、30由平坦状的平面形成。 但本发明并不局限于此，也可例如图10中点划线所示，使用凹弯曲状的曲 面(凹状曲面)形成最接近面26′、30′。在此情况下，最接近面26′、 30′的曲率设定为比各重叠部23、28的渐开线曲线的曲率小的值，以使仅 其中间部位与对方的重叠部28、23的外周面28B、23B接触。由此，与由平 面形成最接近部26、30的情况相比，虽然耐卡阻性降低，但重叠部23、28 之间的间隔变窄，压缩性能提高。
另一方面，如图10中的双点划线所示，也可使用凸弯曲状的曲面(凸 状曲面)形成最接近面26″、30″。在此情况下，与由平面形成最接近面26、 30的情况相比，虽然压缩性能降低，但耐卡阻性提高。
此外，在所述第二实施方式中，构成为在固定涡盘1的重叠部3及旋转 涡盘11的重叠部13上均设置最接近面26、30的结构，但也可是仅在固定涡 盘和旋转涡盘中的任一个上设置最接近面的结构。
接着，图11示出了本发明的第三实施方式，本实施方式的特征为在各 涡盘的重叠部的外周面上设置软质覆膜的结构。此外，在本实施方式中， 与所述第一实施方式相同的构成要素附以同一符号，并省略对其说明。
符号31为设置在固定涡盘1的重叠部3的外周面3B上的软质覆膜，该软 质覆膜31使用滑动性良好并具有耐热性的树脂材料(例如氟系树脂等)或 非树脂材料(例如石墨、二硫化钼、一氢化硼等)形成，其膜厚设定为例 如60μm左右。并且，软质覆膜31使用浸渍、喷雾等涂布手段涂布、固定在 重叠部3上。由此，软质覆膜31覆盖设于重叠部3的外周面3B上的最接近部8 及平坦面8A。
符号32为设置在旋转涡盘11的重叠部13的外周面13B上的软质覆膜，该 软质覆膜32与软质覆膜31大致同样地，使用例如氟系树脂材料或钼系等非 树脂材料形成，其膜厚设定为例如60μm左右。并且使用喷雾等涂布手段涂 布、固定在重叠部13上。由此，软质覆膜32覆盖设于重叠部13的外周面13B 上的最接近部14及平坦面14A。
因此，即使由于例如涡盘1、11及最接近部8、14的尺寸误差、装配误 差等使最接近部8、14过于接近对方的重叠部13、3时，软质覆膜31、32也 能够防止最接近部8、14与对方的重叠部13、3直接接触。
再者，可通过将软质覆膜31、32的膜厚做成仅使配置在多边形状的顶 点上的最接近部8、14接触的尺寸，并将最接近部8、14与重叠部13、3的内 周面13A、3A之间的间隙做成0～负数(零以下)，来将压缩效率以全隔热 效率计提高约10％。实验的结果是，相对于在间隙为40μm时，全隔热效率 为50％的情况，间隙为0μm时，全隔热效率变为60％。
此外，即使产生这种接触，软质覆膜31、32也能够由于与对方的重叠 部13、3接触而容易地被压坏或磨耗而变形，从而能够在最接近部8、14的 移动范围内磨合。
于是，在如上结构的本实施方式中，也能够得到与第一实施方式大致 同样的作用和效果。并且，特别是在本实施方式中，由于构成为在重叠部3、 13的外周面3B、13B上设置软质覆膜31、32的结构，因此在由于例如机械的 尺寸误差、装配误差等使最接近部8、14与对方的重叠部13、3过于接近的 情况下，软质部件31、32与对方的重叠部13、3的内周面13A、3A相接触。 在此情况下，由于软质覆膜31，32能够通过与对方的重叠部13、3的接触容 易地变形并磨合，因此能够防止在其之间产生卡阻、损伤等以及防止动力 损失、噪音等的增大。
并且，即使相邻的最接近部8、14间的角度α加大，也能够缩小重叠部3、 13之间的最大间隙。因此，即使将角度α设定为例如7.5度左右(α＝0.13[rad])， 使耐卡阻性提高的情况下，也能将压缩性能保持高的状态。其结果是，能 够提高耐卡阻性及压缩性能这两个方面的性能。
此外，由于软质覆膜31、32只有夹持在最接近部8、14与重叠部之间的 部位产生变形，因此能够在压缩室15的封闭入位置上使形成于各涡盘1、11 的重叠部3、13之间的间隙的尺寸减小。因此，能够提高压缩室15的密闭性 及压缩效率。再者，即使在由于例如机械的尺寸误差及装配误差使最接近 部8、14的移动范围偏移的情况下，也能够由软质覆膜31、32将该最接近部 8、14的移动范围的偏差吸收。因此，由于能够以最低限的精度进行涡盘1、 11的加工、装配等，从而能够高效地制造压缩机。
再者，在所述第三实施方式中，构成为仅在重叠部3、13的外周面3B、 13B上设置软质覆膜31、32的结构。但本发明并不局限于此，也可是例如仅 在重叠部3、13的内周面3A、13A上设置软质覆膜的结构，也可是在重叠部3 的内周面3A和外周面3B的双面上设置软质覆膜的结构，也可是在重叠部13 的内周面13A和外周面13B的双面上设置软质覆膜的结构，还可以是在重叠 部3、13的内周面3A、13A和外周面3B、13B的全部表面上设置软质覆膜的 结构。
此外，在所述第三实施方式中，构成为对与第一实施方式相同的涡盘1、 11的重叠部3、13设置软质覆膜的结构，但也可是对与例如第二实施方式相 同的涡盘的重叠部设置软质覆膜的结构。
以下，图12至图14示出了本发明的第四实施方式，本实施方式的特征 为重叠部的各接近部仅形成于远离端板的轴向的一部上的结构。此外，在 本实施方式中，与所述第一实施方式相同的构成要素附以同一符号，并省 略对其说明。
符号41为涡旋式空气压缩机的固定涡盘，该固定涡盘41如图12所示， 与第一实施方式大致同样地由大致圆板状的端板42、在轴向上直立设置于 该端板42的表面上的涡旋状的重叠部43和凸缘部(未图示)等构成。
此外，重叠部43的内周面43A形成为没有凸凹的平滑的弯曲面，在重叠 部43的外周面43B上设置有后述的最接近部51。再者，如图13、图14所示， 在重叠部43的齿端上设置有截面为コ字状的凹槽43C，在该凹槽43C中，安 装有涡旋状的顶端密封件44。并且，顶端密封件44与后述的旋转涡盘47的 端板48的表面弹性地滑动接触，防止压缩空气的泄漏。
符号45为设置在固定涡盘41的重叠部43的外周面43B上的多个最接近 部，该各最接近部45与第一实施方式的最接近部8大致相同地在重叠部43的 卷绕方向上具有间隔地设置，在轴向上延伸地形成。再者，所谓在轴向上 延伸并不局限于相对于轴向平行地延伸的结构(倾斜角0°)，也包含例如相 对于轴方向为±10～20°斜度倾斜地延伸的结构。
此外，最接近部45自重叠部43的齿端朝向齿根延伸至轴方向的中途位 置，仅形成于重叠部43中远离端板42的轴方向的齿端侧上。另一方面，重 叠部43的齿端侧中相邻的最接近部45之间由平坦面45A连接。并且，位于重 叠部43的外周面43B中齿根侧的部分(除去最接近部45和平坦面45A的部分) 形成没有凸凹的平滑的弯曲面。再者，位于重叠部43的外周面43B中齿根侧 的部分与最接近部45连续地延伸，以形成同一个面。
符号46为设置在固定涡盘41的重叠部43的齿根侧上的台阶部，该台阶 部46比重叠部43的齿端侧较宽幅度地形成，内周面43A朝向构成对方的旋转 涡盘47的重叠部49的外周面49B突出。并且，台阶部46具有与后述的重叠部 49的最接近部51相同程度的长度尺寸地在轴向上延伸，并与最接近部51相 对置。
符号47为与固定涡盘41相对置地设置的旋转涡盘，如图12、14所示， 该旋转涡盘47与第一实施方式大致同样地、大致由圆板状的端板48、自该 端板48的表面在轴方向上直立设置的涡旋状的重叠部49构成。
在此，重叠部49的内周面49A形成没有凹凸的平滑的弯曲面，在重叠部 49的外周面49B上设置有后述的最接近部51。再者，在重叠部49的齿端上设 置有截面为コ字状的凹槽49C，在该凹槽49C中安装有涡旋状的顶端密封件 50。
符号51为设置在旋转涡盘47的重叠部49的外周面49B上的多个最接近 部，该各最接近部51与第一实施方式的最接近部14大致同样地在重叠部49 的卷绕方向上具有间隔地配置，在轴方向上延伸地形成。
此外，最接近部51与最接近部45大致同样地，从重叠部49的齿端朝向 齿根延伸至轴方向的中途位置，仅形成于重叠部49中远离端板48的轴方向 的齿端侧上。另一方面，重叠部49的齿端侧中相邻的最接近部51之间由平 坦面51A连接。并且，位于重叠部49的外周面49B中齿根侧的部分(除去最 接近部51和平坦面51A的部分)形成没有凸凹的平滑的弯曲面。再者，位于 重叠部49的外周面49B中齿根侧的部分与最接近部51连续地延伸，以形成同 一个面。
符号52为设置在旋转涡盘47的重叠部49的齿根侧上的台阶部，该台阶 部52与重叠部43的台阶部46大致同样地比重叠部49的齿端侧较宽幅度地形 成，内周面49A朝向构成对方的旋转涡盘41的重叠部43的外周面43B突出。 并且，台阶部52具有与重叠部49的最接近部45相同程度的长度尺寸地在轴 方向上延伸，与最接近部45相对置。
因而，即使在如上结构的本实施方式中，也能够得到与第一实施方式 大致同样的作用效果。并且，特别是在本实施方式中，由于仅在重叠部43、 49中远离端板42、48的轴方向的一部上形成最接近部45、51，因此能够缩 短最接近部45、51的轴方向的长度尺寸，从而能够减小由最接近部45、51 产生的异响。
此外，由于能够使最接近部45、51相对于重叠部43、49的轴方向较小， 因此固定涡盘41的重叠部43和旋转涡盘47的重叠部49之间的平均径向间隙 能够较小，从而能够提高压缩效率。再者，由于在压缩效率较高时，重叠 部43、49内的温度能够降低，因而能够延长顶端密封件44、50的寿命。
特别是，在本实施方式中，由于最接近部45，51仅形成于重叠部43、 49的齿端部分上，因此能够仅在重叠部43、49的热损显著发生的齿端部分 上配置最接近部45、51。其结果是，能够防止热损产生的卡阻的同时，使 最接近部45、51与对方的重叠部49、43最接近或接触，能够进一步提高压 缩效率。
此外，由于在重叠部43、49的齿根侧不设置最接近部45、51，并将齿 根侧的重叠部43、49的外周面43B、49B与最接近部45、51形成为同一个曲 面，因此能够容易地进行齿根侧的尺寸管理。
再者，在所述第四实施方式中，与第一实施方式同样地，构成为对于 在重叠部43、49的外周面43B、49B上设置了最接近部45、51的涡盘41、47、 仅在重叠部43、49的齿端侧设置最接近部45、51的结构。但是，本发明并 局不限于此，也可对与例如第二、第三实施方式同样的涡盘仅在重叠部的 齿端侧设置最接近部的结构。
以下，图15示出了本发明的第五实施方式，本实施方式的特征为在重 叠部的外径侧设置追随渐开线的渐开线曲面部的结构。此外，在本实施方 式中，与所述第一实施方式相的构成要素附以同一符号，并省略其说明。
符号61为涡旋式空气压缩机的固定涡盘，该固定涡盘61与第一实施方 式大致同样地，由端板62、重叠部63、筒部64和凸缘部(未图示)等构成。 并且，重叠部63形成为具有内周面63A和外周面63B的涡旋状。
但是，在重叠部63的外周面63B上设置有在轴方向的全长上延续的多个 最接近部65及平坦面65A，同时在重叠部63的外径侧(卷绕终端侧)上不形 成最接近部65，而是设置追随渐开线的渐开线曲面部63C。并且，渐开线曲 面部63C例如在从重叠部63的外径侧端部朝向内径侧具有延续大致1圈长度 地延伸的同时，配置在构成重叠部63中外径侧的压缩室15′、15″的周壁 的部位上。
符号66为与固定涡盘61相对置的旋转涡盘，该旋转涡盘66与第一实施 方式大致同样地，具有直立设置在端板(未图示)上的涡旋状的重叠部67， 该重叠部67具有内周面67A和外周面67B。
此外，在重叠部67的外周面67B上设置有在轴方向的全长上延续地延伸 的最接近部68及平坦面68A，同时，在重叠部67的外径侧(卷绕结束侧)上 与固定涡盘61的重叠部63大致同样地，在其外径侧上不形成最接近部68， 而是设置追随渐开线的渐开线曲面部67C。并且，渐开线曲面部67C例如在 从重叠部67的外径侧端部朝向内径侧具有延续大致1圈半长度地延伸的同 时，配置在构成重叠部67中外径侧的压缩室15′、15″的周壁的部位上。
由此，在本实施方式中，在重叠部63、67中面向外径侧的压缩室15′、 15″的部位上配置有渐开线曲面部63C、67C。因此，在压缩机运行时，在 外径侧的压缩室15′、15″的位置上能够使固定涡盘61的重叠部63和旋转 涡盘66的重叠部67平顺地连续地滑动接触。
因而，在如上结构的本实施方式中，也能够得到与第一实施方式大致 同样的作用效果。并且，特别是在本实施方式中，由于构成为在固定涡盘 61的重叠部63中，在位于外径侧的大致1圈的部位上设置渐开面曲线63C， 在旋转涡盘66的重叠部67中，在位于外径侧的大致1圈半的部位上设置渐开 面曲线67C的结构，因此能够良好地保持位于压缩开始位置S上的压缩室15′ 的密封性及与其相邻的压缩室15″的密封性。
从而，能够在对于压缩时的体积效率影响较大的外径侧的压缩室15′、 15″中稳定地压缩空气，能够提高压缩性能的同时，能够防止由内径侧的 最接近部65、68等产生的异响通过吸入口6向外部泄漏，从而能够降低噪音。
再者，在所述第五实施方式中，与第一实施方式同样地，构成为对于 在重叠部63、67的外周面63B、67B上设置了最接近部65、68的涡盘61、66 设置渐开线曲面63C、67C的结构。但是，本发明并局不限于此，例如也可 为对与第二～第四实施方式同样的涡盘的重叠部设置渐开线曲面部的结 构。
此外，在所述各实施方式中，例举了相对于固定在罩体上的固定涡盘1、 21、41、61，使旋转涡盘11、27、47、66旋转运动的涡旋式空气压缩机并 进行了说明，但本发明并局不限于此，例如也可适用于如日本特开平 9-133087号公报所述的，使相互对置地配置的2个涡盘分别回转驱动的全系 回转式流体机械等。
再者，在所述各实施方式中，作为涡旋式液体机械例举了适用涡旋式 空气压缩机的情况并进行了说明，但本发明并局不限于此，也可适用于压 缩制冷剂的制冷剂压缩机等其他的涡旋式液体机械。