WO2017085935A1 - スクロール流体機械 - Google Patents

Abstract

旋回スクロールの旋回半径が不変のスクロール流体機械において、自転防止機構を担うピンと係合穴（リング）を確実に係合することを目的とする。本発明に係るスクロール型圧縮機１０は、固定スクロール２４と、固定スクロール２４に対して公転旋回運動する旋回スクロール２２と、駆動力が伝達される入力軸１４ａと、入力軸１４ａに対して所定量だけ偏心し、駆動力を旋回スクロール２２に伝達する偏心軸１４ｃと、を有する主軸１４と、旋回スクロール２２とハウジング１１の間に設けられる、旋回スクロール２２の自転を防止するピン－リング機構２７と、を備える。ピン－リング機構２７は、主軸１４における偏心軸１４ｃの旋回半径をρｓ、ピン２７ａとリング２７ｂで決まるピン２７ａの旋回半径をρｐｉｎとすると、ρｓ＜ ρｐｉｎを満足する。

Description

スクロール流体機械

　本発明は、いわゆるピン－リング式の自転防止機構を備える、圧縮機、膨張機、流体ポンプなどとして用いられるスクロール流体機械に関するものである。

　スクロール流体機械は、固定スクロールと、旋回スクロールとを備えている。固定スクロールおよび旋回スクロールは、いずれも円板状の端板の一面側に、渦巻状のラップが設けられたものである。このような固定スクロールと旋回スクロールとを、ラップを噛み合わせた状態で対向させ、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転旋回運動させる。そして、双方のスクロールの間に形成される圧縮空間の容積を旋回スクロールの旋回に伴って減少させることで、その空間内の流体の圧縮を行う。

　旋回スクロールの自転を防止する機構の一つとして、ピン－リング式の自転防止機構が知られている。ピン－リング式の自転防止機構は、複数のピンを対応する複数のリングに係合させて、旋回スクロールの自転を防止する。リングは、円筒状の空隙であるリング穴により代替することができる。
　このピン－リング式の自転防止機構を備えるスクロール流体機械について、特許文献１は、リングの内径を、ピンとリングで決まるピンの旋回半径ρｓが、固定スクロールのラップ面と旋回スクロールのラップ面との噛み合いで決まる旋回スクロールの理論旋回半径ρｔｈよりも大きくなるようにするとともに、リング又はピンが、固定スクロールに対する旋回スクロールのねじれを低減させる方向にずらすことを提案している。
　特許文献１によれば、旋回半径ρｓが理論旋回半径ρｔｈよりも大きくなるように設定されているので、固定スクロールのラップ面と旋回スクロールのラップ面とが噛み合わなくなることを防止できる。また、リングまたはピンが、固定スクロールに対する旋回スクロールのねじれを低減させる方向にずらされているので、旋回スクロールのねじれを最小限に抑えることができる。

特許第４７４５８８２号公報 特公平６－６８２７６号公報（図２） 特開２０００－２３０４８７号公報（図４）

　スクロール流体機械には、旋回スクロールの旋回半径を可変にできる構造と旋回半径を不変とする構造があることが知られている。旋回半径を可変にするスクロール流体機械は、遠心力や圧縮される流体の圧縮反力を利用して旋回スクロールのラップを固定スクロールのラップに押し付けようとするものである。ちなみに、特許文献１のスクロール流体機械は、旋回半径を可変にできる機構を備えているものである。
　ピン－リング式の自転防止機構を備えるスクロール流体機械を組み立てる際には、ピンがリングの内部に挿入される必要がある。例えば、ピンが旋回スクロールに設けられ、リングがスクロール流体機械のハウジングに設けられているものとすると、旋回半径が可変の場合には、ピンとリングの間に位置ずれがあったとしても、旋回スクロールを径方向に変位させて調整することにより、ピンをリングの内部に挿入することができる。ところが、旋回半径が不変の場合には、旋回スクロールを変位させて調整することはできない。
　以上より、本発明は、旋回スクロールの旋回半径が不変のスクロール流体機械において、自転防止機構を担うピンと係合穴（リング）を確実に係合することを目的とする。

　本発明のスクロール流体機械は、ハウジングと、固定スクロールと、固定クロールに対して公転旋回運動するとともに、固定スクロールとの間に流体を圧縮する圧縮空間を形成するように組み合わされた旋回スクロールと、駆動力が入力される入力軸と、入力軸に対して所定量だけ偏心し、駆動力を旋回スクロールに伝達する偏心軸と、を有する主軸と、旋回スクロールとハウジングの間に設けられる旋回スクロールの自転防止機構と、を有する。ハウジングは、固定スクロールと、旋回スクロールと、主軸と、自転防止機構とを収容するように構成されている。
　本発明のスクロール流体機械は、自転防止機構が、複数のピンと、複数のピンのそれぞれが挿入される複数の係合穴と、が係合されるものである。
　また、本発明のスクロール流体機械は、主軸における偏心軸の旋回半径をρｓ、ピンと係合穴で決まるピンの旋回半径をρｐｉｎとすると、ρｓ＜ ρｐｉｎ　を満足することを特徴とする。

　本発明のスクロール流体機械は、主軸における偏心軸の旋回半径をρｓ、ピンと係合穴で決まるピンの旋回半径をρｐｉｎとすると、ρｓ ＜ ρｐｉｎ　を満足するので、スクロール流体機械の組み立て時に、確実にピンを係合穴に挿入できる。

　本発明のスクロール流体機械において、ピンまたは係合穴が、固定スクロールに対する旋回スクロールのねじれを低減させる方向にずらされている、ことが好ましい。

　本発明のスクロール流体機械において、固定スクロール及び旋回スクロールの少なくとも一方は、背側のラップ面及び腹側のラップ面が、理論曲線に対して、隙間が広くなる方は狭くなるように増肉され、隙間が狭くなる方は広くなるように減肉されている、ことが好ましい。

　本発明のスクロール流体機械において、固定スクロールのラップ面と旋回スクロールのラップ面との噛み合いで決まる理論旋回半径をρｔｈとすると、
　ρｓ ＜ ρｐｉｎ　であって、かつ、ρｓ ＜ρｔｈ　を満足する、ことが好ましい。

　本発明のスクロール流体機械において、固定スクロールのラップ面と旋回スクロールのラップ面との噛み合いで決まる理論旋回半径をρｔｈとすると、
　ρｓ ＜ ρｐｉｎ ≦ ρｔｈ　である、ことが好ましい。

　本発明のスクロール流体機械において、固定スクロールのラップ面と旋回スクロールのラップ面との噛み合いで決まる理論旋回半径をρｔｈとすると、
　ρｓ ＜ ρｔｈ ＜ρｐｉｎ　である、ことが好ましい。

　本発明のスクロール流体機械は、旋回スクロールの理論旋回半径ρｔｈが不変である場合に、顕著な効果が得られる。

　本発明のスクロール流体機械によれば、主軸における偏心軸の旋回半径をρｓ、ピンと係合穴で決まるピンの旋回半径をρｐｉｎとすると、ρｓ ＜ ρｐｉｎ　を満足するので、スクロール流体機械の組立時に、自転防止機構を担うピンを係合穴に確実に挿入することができる。

本発明の実施形態に係るスクロール流体機械の概略構成を示す縦断面図である。 図１の左方から右方を視た図であって、フロントケースの内側端面に設けられたリングと旋回スクロールの外側端面に設けられたピンとの位置関係を示す図である。 （ａ）は旋回スクロールにねじれが生ずる様子を示し、（ｂ）はねじれを防止するためにリングの位置をずらす様子を示す図である。 本実施形態のスクロール流体機械に好適に採用される、旋回スクロールのラップ面の増肉及び減肉を説明する図である。 本実施形態のスクロール流体機械に好適に採用される、旋回スクロールのラップ面と固定スクロールのラップ面との接触を回避する手立てを説明する図である。 本実施形態のスクロール流体機械により好適に採用される、旋回スクロールのラップ面と固定スクロールのラップ面との接触を回避する手立てを説明する図である。 本実施形態のスクロール流体機械により好適に採用される、旋回スクロールのラップ面と固定スクロールのラップ面との接触を回避する他の手立てを説明する図である。 ピンがリングに挿入できない条件を説明する図である。

　以下、添付図面を参照しながら、本発明のスクロール流体機械の例としてスクロール型圧縮機１０について説明する。
　スクロール型圧縮機１０は、図１に示すように、フロントハウジング１１とリアハウジング１２とを備え、これらフロントハウジング１１とリアハウジング１２とをボルト（図示省略）により一体的に締め付け固定したハウジング１３を備えている。ハウジング１３の内部には、スクロール圧縮機構を構成する旋回スクロール２２、固定スクロール２４などが収容される。

　フロントハウジング１１の内部には、メイン軸受１５及びサブ軸受１６を介して主軸１４がその回転軸線Ｌ１回りに回転自在に支持されている。主軸１４は、いわゆるクランクシャフトから構成され、その一端側（図１において左側）は入力軸１４ａとされ、この入力軸１４ａは、フロントハウジング１１を貫通して一端側に突出している。入力軸１４ａの周囲には、電磁クラッチＥＣが装着され、フロントハウジング１１の一端側の小径ボス部１１ａの外周面に軸受１７を介して回転自在に設けられているプーリ１８との間で動力が断続されるようになっている。プーリ１８には、図示していないエンジン等の外部駆動源からＶベルト等を介して動力が伝達されることとなる。この駆動力は、入力軸１４ａに入力される。
　なお、メイン軸受１５とサブ軸受１６との間には、メカニカルシール１９が設けられており、これによってハウジング１３内と大気との間を気密にシールしている。

　一方、主軸１４の他端側（図１において右側）には、大径軸部１４ｂが設けられており、この大径軸部１４ｂには、主軸１４の回転軸線Ｌ１よりも所定量だけ偏心する偏心軸１４ｃが一体に設けられている。そして、これら主軸１４の大径軸部１４ｂ及び入力軸１４ａが、それぞれメイン軸受１５及びサブ軸受１６を介してフロントハウジング１１に回転自在に支持される。
　また、偏心軸１４ｃには、バランスブッシュ２０及びドライブ軸受２１を介して、旋回スクロール２２が連結されており、主軸１４が回転すると旋回スクロール２２が公転旋回運動する。
　偏心軸１４ｃの中心軸線Ｌ２と主軸１４の回転軸線Ｌ１の間隔が、主軸における偏心軸１４ｃの旋回半径ρｓをなす。

　バランスブッシュ２０には、旋回スクロール２２が旋回駆動されることにより生じるアンバランス荷重を除去するためのバランスウェイト２０ａが形成されており、旋回スクロール２２の旋回駆動とともに旋回されるようになっている。

　ハウジング１３の内部には、スクロール型圧縮機構２３を構成する一対の固定スクロール２４と旋回スクロール２２が収容されている。
　固定スクロール２４は、固定端板２４ａと、この固定端板２４ａから立設された渦巻状の固定ラップ２４ｂとを備えており、一方、旋回スクロール２２は、旋回端板２２ａと、この旋回端板２２ａから立設された渦巻状の旋回ラップ２２ｂとを備えている。

　固定スクロール２４及び旋回スクロール２２は、各々の中心を旋回半径分だけ離すとともに、固定ラップ２４ｂと旋回ラップ２２ｂどうしが１８０度位相をずらせて噛み合わせた状態で組み込まれる。これによって、両スクロール２４、２２間には、固定端板２４ａ、旋回端板２２ａと固定ラップ２４ｂ、旋回ラップ２２ｂとにより仕切られた一対の圧縮室Ｃがスクロールの中心に対して対称に形成されることとなる。この圧縮室Ｃにおいて、流体としての冷媒を圧縮する。

　固定スクロール２４は、ボルト２５を介してリアハウジング１２の内面に固定されている。旋回スクロール２２は、旋回端板２２ａの背面に設けられているボス部２６に、主軸１４の一端側に設けられている偏心軸１４ｃが、バランスブッシュ２０及びドライブ軸受２１を介して嵌め込まれることにより主軸１４に連結されている。
　また、旋回スクロール２２は、フロントハウジング１１に形成されているスラスト受面１１ｂに旋回端板２２ａの背面が支持されており、このスラスト受面１１ｂと旋回スクロール２２の背面との間に介装される自転防止機構としてのピン－リング機構２７により、旋回スクロール２２は、自転を阻止されながら固定スクロール２４に対して公転旋回運動されるように構成されている。
　なお、旋回スクロール２２の旋回半径が不変のスクロール型圧縮機１０は、互いの接触により旋回ラップ２２ｂ及び固定ラップ２４ｂの破損を防止するために、旋回ラップ２２ｂと固定ラップ２４ｂの間には微小な隙間が設けられている。

　このピン－リング機構２７は、ピン２７ａとリング２７ｂとを備えており、旋回スクロール２２の旋回端板２２ａの背面にピン２７ａを立てるピン穴１１ｃが、フロントハウジング１１にリング２７ｂを嵌合するリング穴２７ｃが設けられている。
　ピン２７ａの中心軸線Ｌ３及びリング２７ｂの中心軸線Ｌ４の間隔が、ピンと係合穴で決まるピンの旋回半径ρｐｉｎをなし、ピン２７ａは旋回スクロール２２の旋回運動に伴って、旋回半径ρｐｉｎの旋回運動をする。
　なお、これらピン穴１１ｃ及びリング穴２７ｃは、周方向に複数箇所、本実施形態では４箇所であるが、３箇所ないし６箇所の範囲で設けることができる。

　さらに、固定スクロール２４の固定端板２４ａの中央部には、圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出ポート２４ｃが開口されており、この吐出ポート２４ｃには、固定端板２４ａに吐出リード弁（図示省略）が設けられている。
　また、固定スクロール２４の固定端板２４ａの背面には、リアハウジング１２の内面に密接されるようＯリング等のシール部材（図示省略）が設置され、リアハウジング１２との間でハウジング１３の内部空間（密閉空間）から区画された吐出チャンバ２９が形成されている。これにより、吐出チャンバ２９を除くハウジング１３の内部空間が、吸入チャンバ３０として機能するようになっている。

　吸入チャンバ３０には、フロントハウジング１１に設けられている吸入口（図示省略）を介して冷凍サイクルから戻ってくる冷媒ガスが吸入され、この吸入チャンバ３０を経て固定スクロール２４と旋回スクロール２２との間に形成される圧縮室Ｃに冷媒ガスが吸い込まれる。
　なお、フロントハウジング１１とリアハウジング１２との間の接合面には、Ｏリング等のシール部材が設けられ、ハウジング１３内の吸入チャンバ３０を大気から気密にシールしている。

　電磁クラッチＥＣは、電磁コイル４１の磁力により磁性体からなるアーマチャ（図示省略）をロータ４３の接触面に吸引し、アーマチャとロータ４３とを一体結合させて動力を伝達する。
　電磁クラッチＥＣは、外部の制御コントローラからの指令に基づき、電磁コイル４１への通電がＯＮ・ＯＦＦされる。例えば、空気調和装置がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えられたときには、外部の制御コントローラからの指令に基づいて電磁コイル４１への通電がＯＮとなる。これにより、電磁コイル４１の磁力によりアーマチャ４２とロータ４３とを一体結合させ、外部駆動源から伝達された回転駆動力が主軸１４に伝達される。

　以上のように構成されたスクロール型圧縮機１０は、以下のように動作する。
　外部駆動源からプーリ１８に伝達された回転駆動力が、電磁クラッチＥＣを介して主軸１４の入力軸１４ａに入力され、主軸１４を回転させる。すると、主軸１４の偏心軸１４ｃにバランスブッシュ２０、駆動ブッシュ１４ｄ及びドライブ軸受２１を介して連結されている旋回スクロール２２が、ピン－リング機構２７により自転を阻止されながら、固定スクロール２４に対して公転旋回運動される。なお、この主軸１４の駆動機構は一例であり、例えば駆動源としてロータとステータを有する電動モータをハウジング１３の中に設け、このロータにより主軸１４を直接的に回転する機構を採用できる。

　そして、この旋回スクロール２２の公転旋回運動により、半径方向の最外周に形成される圧縮室Ｃに、吸入チャンバ３０内の冷媒ガスが吸い込まれる。圧縮室Ｃは、所定の旋回角位置で吸入締め切りされた後、その容積が周方向及びラップ高さ方向に減少されながら中心側へと移動される。この間に冷媒ガスは圧縮され、圧縮室Ｃが吐出ポート２４ｃに連通する位置に達すると、吐出リード弁が押し開かれて圧縮されたガスは吐出チャンバ２９内に吐出される。この圧縮冷媒ガスは、リアハウジング１２に設けられている吐出口（図示省略）を経て圧縮機外へと吐出される。

　さて、本実施形態のスクロール型圧縮機１０は、その組立時に、ピン－リング機構２７のピン２７ａがリング２７ｂの内側の係合穴に確実に挿入されるように、主軸１４における偏心軸１４ｃの旋回半径ρｓと、ピン２７ａとリング２７ｂの係合穴とで決まるピン２７ａの旋回半径ρｐｉｎとが、式（１）を満足する。
　ρｓ ＜ ρｐｉｎ　…　式（１）
　以下、この関係について、図２及び図８を参照して説明する。なお、図８は、旋回半径ρｓと旋回半径ρｐｉｎが、本実施形態とは逆の関係にある式（２）を満足する例を示している。
　ρｓ ＞ ρｐｉｎ　…　式（２）

　はじめに、図２について説明する。
　前述したように、ピン－リング機構２７のピン２７ａは旋回スクロール２２の旋回端板２２ａに固定されており、旋回スクロール２２は主軸１４の偏心軸１４ｃの旋回に従って旋回運動する。したがって、ピン２７ａも偏心軸１４ｃの旋回に伴って旋回運動を行い、このときのピン２７ａの旋回半径はρｓである。スクロール型圧縮機１０を組み立てるに際して、このことを当てはめると、ピン２７ａは旋回スクロール２２の位置に応じて旋回半径ρｓの円周上を動き得る。
　一方で、ピン２７ａは、リング２７ｂ、つまり係合穴の内部に挿入されることでピン－リング機構２７を構成するが、ピン－リング機構２７におけるピン２７ａの旋回半径はρｐｉｎであるから、スクロール型圧縮機１０の組立の際には、ピン２７ａが旋回半径ρｐｉｎの範囲に収まることが必要である。ピン２７ａは旋回半径ρｓの円周上を動き得るから、ピン２７ａをリング２７ｂの係合穴に挿入するためには、旋回半径ρｓより旋回半径ρｐｉｎが大きいという式（１）を満足する必要がある。
　図２は、旋回スクロール２２が、破線矢印で示すように、図中の右側に存在していることを前提としている。この破線矢印が旋回スクロール２２の存在位置を示していることは、以下も同様である。

　式（１）とは逆に、式（２）、つまり旋回半径ρｓより旋回半径ρｐｉｎが小さければ、図８に示すように、ピン２７ａをリング２７ｂに挿入することができない。
　なお、ピン２７ａ、リング２７ｂを含む各部材を誤差なく製作できれば、式（３）に示すように、旋回半径ρｓと旋回半径ρｐｉｎが等しい場合にも、ピン２７ａをリング２７ｂに挿入することができる。しかし、現実には各部材を誤差なく作製することは困難であるから、本実施形態は、旋回半径ρｓより旋回半径ρｐｉｎが大きいことを条件とする。ρｓ ＝ ρｐｉｎ　…　式（３）

　以上の通りであり、本実施形態によれば、旋回半径ρｓより旋回半径ρｐｉｎを大きくすることで、ピン２７ａをリング２７ｂ（係合穴）に確実に挿入し、スクロール型圧縮機１０の組立に資する。
　なお、旋回半径ρｓよりも旋回半径ρｐｉｎをどの程度まで大きくするかは、スクロール型圧縮機１０の寸法などによって一概に定まるものではないが、ピン２７ａとリング２７ｂが旋回スクロール２２の自転を防止するという機能を担うことができる範囲を基準に定められる。

　具体的には、以下の式（Ａ）を満足するように設定することができる。
　ρｐｉｎ － ρs ＜ δｍ × Ｒｐｉｎ ／ ｂ … 式（Ａ）
　ρｐｉｎ：ピン２７ａの旋回半径
　ρs：偏心軸１４ｃの旋回半径
　δｍ：初期の旋回スクロール２２と固定スクロール２４のラップ面の隙間
　ｂ：インボリュート曲線の基礎円半径
　α：旋回スクロール２２と固定スクロール２４のねじれ角
　Ｒｐｉｎ：偏心軸１４ｃの中心から、ピン２７ａの中心まであるいはリング２７ｂの中心までの距離

　上記式（Ａ）を説明する。
　初期の固定スクロール２４と旋回スクロール２２の両者のラップ面の隙間をδｍとする。
　例えば、固定スクロール２４及び旋回スクロール２２のラップ面がインボリュート曲線で創成されているとすると、その基礎円半径をｂとし、固定／旋回スクロールのねじれ量をα（ｒａｄ）とすると、固定スクロールと旋回スクロールの隙間は、一方（固定腹側）がｂ×αだけ小さくなり、他方（固定背側）がｂ×αだけ広くなる。
　従って、スクロールのねじれの最大許容値は下記の式（Ｂ）を満たす必要がある。
　δｍ＞ｂ × α … 式（Ｂ）
　また、スクロールのねじれαは、初期のρｐｉｎとρsの設定値Δ（Δ＝ρpin－ρs）とピンリングの設置位置半径Ｒｐｉｎで決まり、その関係は式（Ｃ）で表される。
　α＝Δ／Ｒｐｉｎ … 式（Ｃ）
　従って、式（Ｂ）、（Ｃ）より、上記の式（Ａ）が規定され、この式（Ａ）を満たせば、スクロールラップ面が理論上は接触しなくなる。

　なお、スクロール型圧縮機１０は旋回スクロール２２にピン２７ａを設け、フロントハウジング１１にリング２７ｂを設けているが、これとは逆に、旋回スクロール２２にリング２７ｂを設け、フロントハウジング１１にピン２７ａを設けても式（１）の関係が同様に当てはまる。また、リング２７ｂを用いることなく、リング穴を形成することもできる。

　上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。以下、本発明に適用できるいくつかの好ましい構成について説明する。
　スクロール型圧縮機１０は、旋回スクロール２２の旋回運動に伴って、旋回スクロール２２には回転方向にねじるモーメントが作用する。例えば、図３（ａ）に示すように、旋回スクロール２２が右回り（時計回り）に回転Ｒする場合には、旋回スクロール２２には右回りのモーメントが作用する。ピン２７ａは、式（１）を満足しているので、リング２７ｂの内壁との間にρｐｉｎ－ρｓに相当する間隙が設けられているので、その分だけ、旋回スクロール２２は固定スクロール２４に対して回転するので、ねじれαが生じる。
　圧縮室Ｃをシールする固定スクロール２４の背側のラップ面の隙間と腹側のラップ面の隙間が変化し、スクロール型圧縮機１０の圧縮性能を低下させるおそれがある。ちなみに、図３（ａ）に示すように、旋回スクロール２２が右回りにねじれると、固定スクロール２４の背側のラップ面の隙間が腹側のラップ面の隙間より大きくなり、旋回スクロール２２が左回りにねじれると、固定スクロール２４の背側のラップ面の隙間より腹側のラップ面の隙間が大きくなる。
　ここで、固定スクロール２４の背側のラップ面の隙間とは、旋回スクロール２２の腹側のラップ面との間の隙間（図４の（３），（４）で示される）であり、固定スクロール２４の腹側のラップ面の隙間とは、旋回スクロール２２の背側のラップ面との間の隙間（図４の（１），（２）で示される）である。

　そこで、本発明において好ましくは、図３（ｂ）に示すように、ピン２７ａ（又はリング２７ｂ）をこのねじれαが低減する方向に△の分だけずらす。これにより、右回りのねじれを変移△の分だけ左回りにねじり戻すことで、ねじれαが低減し、固定スクロール２４のラップ面の背側と腹側の隙間を均衡させることができ、スクロール型圧縮機１０の圧縮能力の低下を抑えつつ、背側と腹側の圧力のバランスがよりよくなる。

　次もねじれに関する構成であるが、ねじれが生じることを許容したうえでの対応策である。
　前述したように、旋回スクロール２２にねじれが生じると、固定スクロール２４の腹側及び背側の隙間に不均一が発生する。
　例えば、図４に示すように、旋回スクロール２２が左向きにねじれると、固定スクロール２４の腹側（（１），（２）の矢印が示す側）の隙間は広くなり、背側（（３），（４）の矢印が示す側）の隙間が狭くなる。通常、旋回スクロール２２及び固定スクロール２４は腹側及び背側ともに、インボリュート曲線に従う理論曲線（図４の実線）に従って形成されている。そこで、本実施形態においては、背側及び腹側の形状を、理想曲線とするのではなく、ねじれに対応する形状に形成することを提案する。つまり、図４に二点鎖線で示すように、ねじれにより隙間が広がる固定スクロール２４の腹側は、隙間を狭くするように理論曲線より増肉（２４ｄ）し、逆に、ねじれにより隙間が狭くなる固定スクロール２４の背側は、隙間が広がるように理論曲線より減肉（２４ｅ）する。なお、図４は、増肉（２４ｄ）及び減肉（２４ｅ）を示すことを主たる目的としており、増肉（２４ｄ）及び減肉（２４ｅ）によりラップ面同士が接触しているものの、それは例示であり、本発明を限定する要素ではない。

　以上により、固定スクロール２４の背側と腹側の隙間を均衡させることができ、スクロール型圧縮機１０の圧縮能力の低下を抑えつつ、背側と腹側の圧力のバランスがよりよくなる。
　なお、増肉及び減肉をどの程度するかは、スクロール型圧縮機１０の仕様に応じて定めればよい。

　次に、前述したように、旋回スクロール２２の旋回半径が不変のスクロール型圧縮機１０は、旋回スクロール２２の旋回ラップ２２ｂと固定スクロール２４の固定ラップ２４ｂは、接触することなく両者の間には微小な隙間が設けられることが必要である。
　そこで、本実施形態は好ましくは、図５に示すように、ρｓ ＜ ρｐｉｎ…式（１）で、かつ、ρｓ＜ρｔｈ…式（４）を満足する。なお、ρｔｈは、旋回スクロール２２と固定スクロール２４の噛み合いで決まる旋回スクロール２２の理論旋回半径である。
　式（４）を満足することにより、旋回スクロール２２と固定スクロール２４の接触を確実に回避することができる。

　ρｓ ＜ ρｐｉｎ…式（１）、及び、ρｓ ＜ ρｔｈ…式（４）を満足する場合には、ρｐｉｎとρｔｈの関係は、以下の式（５）及び式（６）のいずれかを選択できる。
　ρｐｉｎ ≦ ρｔｈ …式（５）
　ρｐｉｎ ＞ ρｔｈ …式（６）
　なお、式（５）を式（１）に加えると、ρｓ ＜ ρｐｉｎ≦ ρｔｈ …式（７）と表記でき、式（６）を式（１）に加えると、ρｓ ＜ ρｔｈ ＜ ρｐｉｎ …式（８）と表記できる。

　式（５）が選択された場合を図６に示すが、旋回スクロール２２のねじれを小さくできるので、固定スクロール２４の背側と腹側の隙間を均衡させることができ、スクロール型圧縮機１０の安定な運転ができる。
　また、式（６）が選択された場合を図７に示すが、旋回スクロール２２と固定スクロール２４の初期隙間δｍを小さくできるため、スクロール型圧縮機１０の性能低下を抑えることができる。

　そのほか、スクロール型圧縮機１０の具体的な構成はあくまで本発明の一例であり、スクロール型圧縮機を構成する各要素の形状、寸法などは任意である。
　例えば、スクロール型圧縮機１０は、旋回スクロール２２にピン２７ａを設け、固定スクロール２４にリング２７ｂを有することで係合穴を設けたが、ピン２７ａを固定スクロール２４の側に設け、係合穴を旋回スクロール２２の側に設けることもできる。この場合の係合穴は、リング２７ｂを設けることなく、旋回スクロール２２の旋回端板２２ａに直接的に設けることもできる。
　また、本実施形態はピン－リング式の自転防止機構の中で、一つのピンが一つのリング（係合穴）に係合される機構を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば特許文献２に示されるように、複数（例えば二つ）のピンが一つのリングに係合される自転防止機構にも適用することができる。
　また、本実施形態はピン－リング式の自転防止機構の中で、ピンの位置が固定される機構を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば特許文献３に示されるように、ピンの半径方向の変位を許容しつつ最大変位を規制する自転防止機構にも適用することができる。

１０　スクロール型圧縮機
１１　フロントハウジング
１１ａ　小径ボス部
１１ｂ　スラスト受面
１１ｃ　ピン穴
１２　リアハウジング
１３　ハウジング
１４　主軸
１４ａ　入力軸
１４ｂ　大径軸部
１４ｃ　偏心軸
１４ｄ　駆動ブッシュ
１５　メイン軸受
１６　サブ軸受
１７　軸受
１８　プーリ
１９　メカニカルシール
２０　バランスブッシュ
２０ａ　バランスウェイト
２１　ドライブ軸受
２２　旋回スクロール
２２ａ　旋回端板
２２ｂ　旋回ラップ
２３　スクロール型圧縮機構
２４　固定スクロール
２４ａ　固定端板
２４ｂ　固定ラップ
２４ｃ　吐出ポート
２５　ボルト
２６　ボス部
２７　ピン－リング機構
２７ａ　ピン
２７ｂ　リング
２７ｃ　リング穴
２８　リテーナ
２９　吐出チャンバ
３０　吸入チャンバ
４１　電磁コイル
４３　ロータ
Ｃ　圧縮室
Ｌ１　回転軸線
Ｌ２　中心軸線
Ｌ３　中心軸線
Ｌ４　中心軸線
ＥＣ　電磁クラッチ
ρｐｉｎ　旋回半径
ρｓ　旋回半径

Claims (11)

1. 　ハウジングと、
   　固定スクロールと、
   　前記固定スクロールに対して公転旋回運動するとともに、前記固定スクロールとの間に流体を圧縮する圧縮空間を形成するように組み合わされた旋回スクロールと、
   　駆動力が入力される入力軸と、前記入力軸に対して所定量だけ偏心し、前記駆動力を前記旋回スクロールに伝達する偏心軸と、を有する主軸と、
   　前記旋回スクロールと前記ハウジングの間に設けられる前記旋回スクロールの自転防止機構と、を備え、
   　前記ハウジングは、前記固定スクロールと、前記旋回スクロールと、前記主軸と、前記自転防止機構とを収容するように構成されており、
   　前記自転防止機構は、
   　複数のピンと、前記複数のピンのそれぞれが挿入される複数の係合穴と、が係合されるように構成されており、
   　前記主軸における前記偏心軸の旋回半径をρｓ、前記ピンと前記係合穴で決まる前記ピンの旋回半径をρｐｉｎとすると、
   　ρｓ ＜ ρｐｉｎ　を満足する、
   ことを特徴とするスクロール流体機械。
2. 　前記ピンまたは前記係合穴が、
   　前記固定スクロールに対する前記旋回スクロールのねじれを低減させる方向にずらされている、請求項１に記載のスクロール流体機械。
3. 　前記固定スクロール及び前記旋回スクロールの少なくとも一方は、
   　背側のラップ面及び腹側のラップ面が、理論曲線に対して、隙間が広くなる方は狭くなるように増肉され、隙間が狭くなる方は広くなるように減肉されている、
   請求項１又は請求項２に記載のスクロール流体機械。
4. 　前記固定スクロールのラップ面と前記旋回スクロールのラップ面との噛み合いで決まる理論旋回半径をρｔｈとすると、
   　ρｓ ＜ ρｐｉｎ　であって、かつ、ρｓ ＜ρｔｈ　を満足する、
   請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のスクロール流体機械。
5. 　前記固定スクロールのラップ面と前記旋回スクロールのラップ面との噛み合いで決まる理論旋回半径をρｔｈとすると、
   　　ρｓ ＜ ρｐｉｎ ≦ ρｔｈ　である、
   請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のスクロール流体機械。
6. 　前記固定スクロールのラップ面と前記旋回スクロールのラップ面との噛み合いで決まる理論旋回半径をρｔｈとすると、
   　　ρｓ ＜ ρｔｈ ＜ρｐｉｎ　である、
   請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のスクロール流体機械。
7. 　前記旋回スクロールの理論旋回半径ρｔｈが不変である、
   請求項１～請求項６のいずれか一項に記載のスクロール流体機械。
8. 　前記固定スクロールは、
   　背側のラップ面及び腹側のラップ面が、理論曲線に対して、隙間が広くなる方は狭くなるように増肉され、隙間が狭くなる方は広くなるように減肉されている、
   請求項１に記載のスクロール流体機械。
9. 　前記旋回スクロールは、
   　背側のラップ面及び腹側のラップ面が、理論曲線に対して、隙間が広くなる方は狭くなるように増肉され、隙間が狭くなる方は広くなるように減肉されている、
   請求項１に記載のスクロール流体機械。
10. 　前記固定スクロールは、
    　背側のラップ面及び腹側のラップ面が、理論曲線に対して、隙間が広くなる方は狭くなるように増肉され、隙間が狭くなる方は広くなるように減肉されている、
    請求項７に記載のスクロール流体機械。
11. 　前記旋回スクロールは、
    　背側のラップ面及び腹側のラップ面が、理論曲線に対して、隙間が広くなる方は狭くなるように増肉され、隙間が狭くなる方は広くなるように減肉されている、
    請求項７に記載のスクロール流体機械。

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