WO2018003032A1

WO2018003032A1 - スクロール圧縮機

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Publication number: WO2018003032A1
Application number: PCT/JP2016/069287
Authority: WO
Inventors: 裕展出口; オーギュスタン・ベル
Original assignee: 株式会社ヴァレオジャパン
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2018-01-04
Also published as: JPWO2018003032A1; CN109642569A; JP6795593B2; CN109642569B

Abstract

旋回スクロール（３０）の旋回端板（３１）の背面に形成された円形凹部（５４）と旋回端板（３１）の背面と対向するハウジング壁に突設されたピンとを円形凹部（５４）に直接又はリング部材を介して係合する自転防止部を、周方向に複数配置して構成された自転防止機構を備えるスクロール圧縮機において、旋回スクロール（３０）の旋回端板（３１）の隣り合う円形凹部（５４）の間に、旋回端板（３１）の外周に至らない範囲で重心調整用凹部（５５）を形成する。この重心調整用凹部（５５）は、旋回端板（３１）の旋回ラップ（３２）の巻き終わり側に対応する領域に設けるようにしてもよい。

Description

スクロール圧縮機

　本発明は、自転防止機構としてハウジングに固定されたピンを旋回スクロールに設けられた円形凹部に直接又はリングを介して係合させる機構を用いたスクロール圧縮機に関し、特に旋回スクロールの重心位置を調節し自転トルクの反転を防ぐことが可能なスクロール圧縮機に関する。

　スクロール圧縮機は、一般的に、ハウジングに対して相対回転不能に支持された固定端板とこの固定端板に立設された渦巻き状の固定ラップとを具備する固定スクロールと、駆動軸の一端に設けられた偏心軸に回転可能に取り付けられた旋回端板とこの旋回端板に立設された渦巻き状の旋回ラップとを具備する旋回スクロールとを有している。固定スクロールと旋回スクロールとは、互いのラップを噛み合わせた状態でハウジング内に配置され、これにより、固定スクロールと旋回スクロールとの間に圧縮室を区画形成し、この圧縮室を、旋回スクロールを旋回させることで、径方向外側より内側に移動させると共に容積を漸次小さくして作動流体を圧縮させるようにしている。

　このようなスクロール圧縮機においては、旋回スクロール３０の渦巻き状の旋回ラップ３２をインボリュート曲線にて形成することが知られている。図６（ａ）に示されるように、インボリュート曲線の基礎円の中心を駆動中心軸α（偏心軸の軸心となる旋回端板３１の中心）に一致させる設計をすると、旋回スクロール３０の重心は、駆動中心軸αよりも旋回ラップ３２の巻き終わり側にずれた位置となる。
　旋回スクロール３０が旋回すると、旋回スクロールの重心に遠心力が作用するため、旋回スクロール３０の重心と駆動中心軸αとがずれているスクロール圧縮機の場合、旋回スクロール３０を駆動中心軸αまわりに回転させるように作用するモーメントが１回転中で変動することとなる。

　ところで、旋回スクロール３０には、圧縮反力に伴う自転モーメントも作用している。図６（ａ）に示される旋回スクロール３０のように、旋回ラップ３２の基礎円の中心が駆動中心軸αに一致している場合は、旋回ラップ３２と固定ラップにより形成される圧縮室の位置が駆動中心軸αに対して均衡した位置に配置されるため、圧縮反力に伴う自転モーメントは旋回スクロールの1回転中においてほぼ一定である。

　一方、旋回ラップ３２の基礎円の中心を駆動軸中心からずらして配置すると、旋回ラップと固定ラップにより形成される圧縮室の位置もずれることとなり、駆動軸中心から圧縮室の圧力の作用点までの距離が1回転中において変動することとなる。そのため。図６（ｂ）に示されるように、旋回スクロール３０の重心が駆動中心軸αに一致するように、旋回ラップ３２の基礎円の中心を駆動中心軸αからずらして配置すると、重心のずれに由来するモーメントは改善するものの、圧縮反力に伴う旋回スクロールの自転トルクが１回転中の特定の位相において反転してしまう不都合がある。

　そこで、旋回スクロールの重心を旋回スクロールの駆動中心軸に近づけるために、ラップの位置を調整するのではなく、旋回端板の形状を調整することも考えられている。

　そのような構成例として、従来においては、自転防止機構にオルダムリングを採用したスクロール圧縮機において、旋回スクロールの端板の背面に軸受ボスから放射状に延びる複数のリブを設け、これらのリブ間に端板の外周にかけての凹部を形成し、この凹部の深さを調節することで旋回スクロールの重心を旋回スクロールの駆動中心軸（軸受ボスの中心）に近づける構成が提案されている（特許文献１参照）。

特開平３－２４２４８４号公報

　しかしながら、上述した従来のスクロール圧縮機は、軸受ボスから端板の外周にかけて複数の放射状のリブを形成し、そのリブ間の凹部の深さを調整することで旋回スクロールの重心位置を調整するものであるため、旋回スクロールの背面には端板の外周にかけて深さの深い凹部が形成される個所があり、その深さの深い凹部の部分で剛性が低下しやすいものであった。

　本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、旋回スクロールの端板の剛性を損ねることなく、旋回スクロールの重心を旋回スクロールの駆動中心軸に近づける調整を、旋回ラップの位置調節のみに依存することなく容易に行うことが可能なスクロール圧縮機を提供することを主たる課題としている。

　上記課題を達成するために、本発明に係るスクロール圧縮機は、ハウジングに対して相対回転不能に支持された固定端板に渦巻き状の固定ラップが立設されている固定スクロールと、駆動軸の一端に設けられた偏心軸に回転可能に取り付けられた旋回端板に渦巻き状の旋回ラップが立設されている旋回スクロールと、前記旋回記端板の背面に形成された円形凹部と前記旋回端板の背面と対向するハウジング壁に突設されて前記円形凹部に直接又はリング部材を介して係合するピンとで構成される自転防止部を、前記旋回スクロールの周方向に複数配置して前記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、この自転防止機構により前記旋回スクロールの自転を規制した状態でこの前記旋回ラップを前記固定ラップを噛み合わせて両ラップの間に圧縮室を形成し、この圧縮室に取り込まれた作動流体を前記駆動軸の回転に伴う前記旋回スクロールの公転旋回運動によって圧縮するスクロール圧縮機において、前記旋回端板の背面に形成された隣り合う前記円形凹部の間に、前記旋回端板の外周に至らない範囲で重心調整用凹部を形成したことを特徴としている。
　例えば、前記旋回端板の背面の外周縁にこれと対峙する部材と摺接する環状摺接部を設け、前記重心調整用凹部を、前記旋回端板の背面の隣り合う前記円形凹部の間であって、前記環状摺接部よりも径方向内側に形成するようにしてもよい。　

　したがって、旋回スクロールの重心を旋回スクロールの駆動中心軸に近づける調整を旋回端板の形状を調整して行うに当たり、旋回端板の隣り合う円形凹部の間に、旋回端板の外周に至らない範囲で重心調整用凹部を形成するようにしたので、旋回端板の背面に外周にかけて深さの深い凹部が形成されて旋回端板の剛性を損ねることはなく、旋回スクロールの重心位置を、旋回ラップの位置調節のみに依存することなく調整することが可能となる。しかも、重心調整用凹部の形状や深さを調節することで、旋回スクロールの重心を容易に調整することが可能となる。

　ここで、重心調整用凹部は、旋回端板の背面の隣り合う円形凹部の間の全てに設けるようにしてもよいが、旋回スクロールの旋回ラップの巻き終わり側に対応する個所にのみ設けて旋回スクロールの重心を調整するようにしてもよい。

　このような構成は、旋回端板の旋回ラップの基礎円の中心位置が、旋回スクロールの駆動中心軸に対して、旋回ラップの巻き終わりと反対側にずれている場合において、特に有用となる。
　旋回スクロールの旋回ラップの基礎円の中心を、旋回スクロールの駆動中心軸に対して、旋回ラップの巻き終わりと反対側にずらすと、旋回ラップが旋回端板の全体に亘って偏りなく配置されるので、旋回端板の外径を小さくすることが可能になり、旋回スクロールの重量の低減や、圧縮機の小径化において有利となる。旋回スクロールの旋回ラップの基礎円の中心を、旋回スクロールの駆動中心軸に対して、旋回ラップの巻き終わりと反対側にずらす配置は、旋回スクロールの重心を駆動軸中心に近づける効果は大きくないが、重心調整用凹部と組み合わせて採用することにより、旋回ラップを旋回端板に合理的に配置しつつ旋回スクロールの重心を駆動中心軸に合わせることが可能となる。
　ここで旋回ラップおよび固定ラップの渦巻き形状は、インボリュート曲線等の代数曲線に基づいて形成することができる。

　また、旋回ラップの基礎円の中心を、旋回スクロールの駆動中心軸に対して旋回ラップの巻き終わりと反対側にずらすことで、旋回ラップの巻き数を大きくした設計を採用することも可能である。ラップの巻き数を大きくすることで圧縮比を大きくできる利点がある。

　なお、旋回ラップの基礎円の中心位置を駆動中心軸からずらし過ぎると、圧縮反力による自転モーメントが旋回スクロールの１回転中で反転する不都合がある。このため、固定ラップの基礎円の中心と旋回ラップの基礎円の中心との中点が１回転中において常時駆動中心軸の旋回円の内側となるようにずらすとよい。すなわち、旋回ラップと駆動中心軸とのずれ量（オフセット量を、駆動中心軸の旋回半径の１／２以下となるようにするとよい。

　このような構成とすることで、圧縮反力により旋回スクロールに作用する自転モーメントを１回転中に常時同じ方向に作用させることが可能となり、自転モーメントの反転に起因するガタツキ音が発生する等の不都合を回避することが可能となる。

　また、自転防止機構を構成する複数の円形凹部のうち、旋回ラップの巻き終わり側に対応する個所の円形凹部の深さを他の円形凹部の深さよりも深くするようにしてもよい。
　このような構成によれば、重心位置を調整できる要素を増やすことができ、前記重心調整用凹部の形状調整や旋回ラップの位置調整などと共に円形凹部の形状を調整することで、旋回スクロールの重心をより合理的に駆動中心軸に合わせることが可能となる。例えば、旋回ラップの位置を圧縮反力による自転モーメントが反転しない範囲でずらして圧縮比を大きくし、その上で、旋回スクロールの重心を、重心調整凹部を形成すると共に円形凹部の深さを調整することで旋回スクロールの駆動中心軸に合わせることが可能となる。

　以上述べたように、本発明によれば、旋回スクロールの旋回端板の隣り合う自転防止部の円形凹部の間に、旋回端板の外周に至らない範囲で重心調整用凹部を形成したので、旋回端板の剛性を損ねることなく、旋回スクロールの重心位置を容易に調節することが可能となる。

　ここで、重心調整用凹部は、旋回スクロールの旋回ラップの巻き終わり側に対応する領域にのみ設けるようにしてもよく、このような構成によれば、重心調整に寄与する領域のみに重心調整用凹部が形成されるので、不必要に旋回端板の剛性を低減させることがなくなる。

　また、重心調整用凹部による重心調整は、旋回ラップの基礎円の中心位置を、旋回スクロールの駆動中心軸に対して、旋回ラップの巻き終わりと反対側にずらした上で行うことで、旋回端板を小さくしたり、旋回ラップの巻き数を多くして圧縮比を大きくした設計を採用した上で、旋回スクロールの重心を駆動中心軸に一致又は近づけることが可能となる。

　なお、旋回ラップの位置をずらすにあたり、固定ラップの基礎円の中心と旋回ラップの基礎円の中心との中点が旋回スクロールの１回転中において常時駆動中心軸の旋回円の内側となるようにずらすことで、圧縮反力により旋回スクロールに作用する自転モーメントを１回転中に常時同じ方向に作用させることができ、自転モーメントの向きの変動によるガタツキ音が発生する等の不都合を回避することが可能となる。

　また、自転防止機構を構成する複数の円形凹部のうち、旋回ラップの巻き終わり側に対応する個所の円形凹部の深さを他の円形凹部の深さよりも深くして旋回スクロールの重心を調整すれば、重心調整の要素を増やすことができ、旋回スクロールの重心をより合理的に駆動中心軸に合わせることが可能となる。

図１は、本発明に係るスクロール圧縮機の全体構成例を示す断面図である。図２は、スクロール圧縮機の旋回スクロールを示す図であり、（ａ）は、旋回スクロールを偏心軸が嵌合する側から見た図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ－Ａ線で切断した断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＢ－Ｂ線で切断した断面図であり、（ｄ）は、旋回スクロールを固定スクロールと対峙する側から見た図である。図３は、スクロール圧縮機の旋回スクロールを示す図であり、（ａ）は、旋回スクロールを固定スクロールと対峙する側から見た図であり、（ｂ）は、旋回スクロールを偏心軸が嵌合する側から見た図である。図４は、旋回スクロールの重心を駆動中心軸に一致させた場合の駆動力や圧縮反力の状態を説明する図であり、（ａ）は、旋回ラップの基礎円の中心と固定ラップの基礎円の中心とを結ぶ直線の中点が駆動中心軸の旋回円の内側にある状態を示す図、（ｂ）は、同中点が駆動中心軸の旋回円の外側にある状態を示す図である。図５は、旋回スクロールの偏心軸が嵌合する側から見た斜視図である。図６は、従来の旋回スクロールを示す図であり、（ａ）は、固定スクロールと対峙する側から見た図であり、旋回ラップの基礎円の中心を駆動中心軸に合わせた例を示す。（ｂ）は、固定スクロールと対峙する側から見た図であり、旋回スクロールの重心を駆動中心軸に一致させた例を示す。（ｃ）は、旋回スクロールを偏心軸が嵌合する側から見た図である。

　以下、本発明に係るスクロール圧縮機の構成例について、図面を参照しながら説明する。
　図１において、スクロール圧縮機１は、冷媒を作動流体とする冷凍サイクルに適した電動型圧縮機であり、アルミ合金で構成されたハウジング２内に、図中右方において圧縮機構３を配設し、また、図中左側において前記圧縮機構３を駆動する電動機４を配設している。尚、図１において、図中左側を圧縮機１の前方、図中右側を圧縮機１の後方としている。

　ハウジング２は、圧縮機構３を収容する圧縮機構収容ハウジング部材５と、圧縮機構３を駆動する電動機４を収容する電動機収容ハウジング部材６と、電動機４を駆動制御する図示しないインバータ装置を収容するインバータ収容ハウジング部材７とを有し、電動機収容ハウジング部材６とインバータ収容ハウジング部材７とは締結ボルト８によって軸方向に締結され、また、電動機収容ハウジング部材６と圧縮機構収容ハウジング部材５とは、締結ボルト９によって軸方向に締結されている。

　圧縮機構収容ハウジング部材５は、後述する圧縮機構の固定スクロール２０を固定し、電動機収容ハウジング部材６と対峙する側が開放された有底の筒状形状に形成されている。電動機収容ハウジング部材６は、電動機４が固定される筒状のモータ固定部６ａと、圧縮機構収容ハウジング部材５と対峙する側に設けられ、後述する圧縮機構３の旋回スクロール３０の軸方向荷重を支持すると共に、軸支部１０が一体に設けられたエンドプレート６ｂとが一体に形成されている。また、インバータ収容ハウジング部材７は、インバータ収容部７ａと、電動機収容ハウジング部材６と対峙する側に軸支部１１が一体に形成されたエンドプレート７ｂとが一体に形成されている。

　そして、電動機収容ハウジング部材６のエンドプレート６ｂの軸支部１０とインバータ収容ハウジング部材７のエンドプレート７ｂの軸支部１１には、軸受１２，１３を介して駆動軸１４が回転可能に支持されている。この電動機収容ハウジング部材６とインバータ収容ハウジング部材７とに形成されたそれぞれのエンドプレート６ｂ，７ｂにより、ハウジング２の内部が圧縮機構３を収納する圧縮機構収容部１５ａ、電動機４を収納するモータ収容部１５ｂ、及び、インバータ装置を収容するインバータ収容部１５ｃに仕切られている。
　尚、この例において、インバータ収容部１５ｃは、インバータ収容ハウジング部材７に図示しないボルト等によって蓋体１６を固定することで画成されている。

　圧縮機構３は、固定スクロール２０とこれに対向配置された旋回スクロール３０とを有している。
　固定スクロール２０は、ハウジング２（圧縮機構収容ハウジング部材５）に対して、軸方向の動きが許容されつつ、電動機収容ハウジング部材６のエンドプレート６ｂに対して位置決めピン１７により径方向および周方向の動きが規制されているもので、円板状の固定端板２１と、この固定端板２１の外縁に沿って全周に亘って設けられると共に前方に向かって立設された円筒状の外周壁２２と、その外周壁２２の内側において固定端板２１から前方に向かって立設されたインボリュートの曲線形状をなす渦巻状の固定ラップ２３とから構成されている。

　また、旋回スクロール３０は、円板状の旋回端板３１と、この旋回端板３１から後方に向かって立設されたインボリュートの曲線形状をなす渦巻状の旋回ラップ３２とから構成され、旋回端板３１の背面中央には、軸受け凹部３３が形成されている。前記駆動軸１４の後端部には、駆動軸１４の軸心に対して偏心して延設された偏心軸１４ａが設けられ、この偏心軸１４ａにバランスウェイト部１９ｃが一体に形成されたブッシュ１９の孔部１９ａが嵌合している。また、このブッシュ１９の軸部１９ｂはラジアル軸受１８を介して軸受け凹部３３を支持している。これにより、駆動軸１４の軸心を中心として旋回スクロール３０を旋回運動可能としている。

　固定スクロール２０と旋回スクロール３０とは、それぞれのラップ（固定ラップ２３、旋回ラップ３２）を互いに噛み合わせ、固定スクロール２０の固定端板２１及び固定ラップ２３と、旋回スクロール３０の旋回端板３１及び旋回ラップ３２とで囲まれた空間によって圧縮室４０が画成されている。

　また、スクロール圧縮機には、旋回スクロール３０の自転を防止する自転防止機構５０が設けられている。この例において、自転防止機構５０は、ピン＆リングカップリングが採用されているもので、旋回スクロール３０の旋回端板３１の背面に、軸受凹部３３を中心として周方向に等間隔に配置された複数の自転防止部５１を設けて構成されている。それぞれの自転防止部５１は、旋回スクロール３０の旋回端板３１の背面と対峙するハウジング壁（エンドプレート６ｂ）に固定されて旋回スクロール側へ突設された複数のピン５２と、これらピン５２に係合するリング部材５３と、このリング部材５３を収容する円形凹部５４とで構成されている。

　なお、エンドプレート６ｂに一体に形成されている軸支部１０には、旋回スクロール３０から離れた前方側に、前記軸受１２を嵌合する軸受嵌合部１０ａが形成され、また、旋回スクロール３０に近い後方側に、駆動軸１４と一体をなして回転するブッシュ１９のバランスウェイト部１９ｃを移動可能に収容するウェイト収容部１０ｂが形成されている。

　前述した固定スクロール２０の外周壁２２と旋回スクロール３０の旋回ラップ３２の最外周部との間には、冷媒を吸入する吸入室４１が形成されている。また、ハウジング２（電動機収容ハウジング部材６）の側面には、モータ収容部１５ｂに冷媒ガスを吸入する吸入口４２が形成され、電動機４とハウジング２（電動機収容ハウジング部材６）との間の隙間や、エンドプレート６ｂに形成された図示しない孔等を介して、吸入口４２から前記吸入室４１にかけてモータ収容部１５ｂに流入した冷媒を吸入室４１に導く図示しない吸入経路が形成されている。

　さらに、ハウジング内の固定スクロール２０の背後には、圧縮室４０で圧縮された冷媒ガスが固定スクロール２０の略中央に形成された吐出孔２４を介して吐出される吐出室４３が圧縮機構収容ハウジング部材５の後端壁との間に画成されている。この吐出室４３に吐出された冷媒ガスは、吐出口４４を介して外部冷媒回路へ圧送されるようになっている。

　なお、電動機収容ハウジング部材６のエンドプレート６ｂよりも前方の部分には、電動機４を構成するステータ６１とロータ６２とが収容されている。
　ステータ６１は、ハウジング２（電動機収容ハウジング部材６）の内周面に駆動軸１４の軸方向に沿って延設された複数のモータ固定部６ａに外周面を圧接させることによってハウジング２（電動機収容ハウジング部材６）に固定されている。また、ロータ６２は、駆動軸１４に固装され、ステータ６１の内側に回転可能に配置されている。

　このようなスクロール圧縮機１において、前記旋回スクロール３０は、図２及び図３に示されるように形成されている。
　先ず、旋回端板３１に立設される旋回ラップ３２は、旋回ラップ３２を旋回端板３１の中心寄りに配置させることにより、旋回端板の外径を小さくしたり、旋回ラップ３２の巻き数をできるだけ多くして圧縮比を大きくするために、旋回ラップ３２の基礎円の中心βが駆動中心軸α（旋回端板３１の中心、即ち、軸受け凹部３３の中心と一致し、偏心軸１４ａの軸心と一致する）に対して旋回ラップ３２の巻き終わり部３２ａと反対側にオフセットするように配置されている。

　しかしながら、旋回ラップ３２をずらすことだけで旋回スクロール３０の重心を駆動中心軸αに一致させようとすると、圧縮反力による自転モーメントが、旋回スクロール３０の１回転中で反転する不都合がある。

　図４は、旋回スクロール３０の旋回ラップ３２の位置のみを調節して旋回スクロール３０の重心を駆動中心軸αに一致させる設計をした場合において、駆動力（ＤＦ）と圧縮反力（ＣＲＦ）との変化を示したものである。旋回スクロール３０に作用する駆動力（ＤＦ）は、旋回スクロール３０の駆動中心軸α（偏心軸１４ａの中心）の移動軌跡上（旋回半径Ｒの旋回円ＣＣ上）を変位しながら常に同じ回転方向（図中、半時計回り）に作用する。この際、旋回スクロール３０に作用する圧縮反力ＣＲＦは、圧縮室４０の中心（固定ラップ２３の基礎円ＦＢＣの中心γと旋回ラップ３２の基礎円ＴＢＣの中心βとを結ぶ直線の中点Ｍ）に作用するが、旋回スクロール３０の重心を駆動中心軸α上に設定すると、圧縮反力の作用点Ｍが旋回スクロール３０の旋回円ＣＣの外側となる位相域がでてくる。

　圧縮反力の作用点Ｍが旋回スクロール３０の旋回円ＣＣの内側にある位相域（図４（ａ））においては、圧縮反力（ＣＲＦ）によるモーメントは、旋回円ＣＣの中心に対して駆動力（ＤＦ）と同じ回転方向（図中において反時計回り）に作用する。一方、圧縮反力（ＣＲＦ）の作用点Ｍが旋回スクロール３０の旋回円ＣＣの外側に外れる位相域（図４（ｂ））においては、圧縮反力（ＣＲＦ）によるモーメントは、旋回円ＣＣの中心に対して駆動力（ＤＦ）と相反する回転方向（図中において時計回り）に作用し、自転モーメントが反転する。

　このように、旋回ラップ３２の位置のみを調節して旋回スクロール３０の重心を旋回スクロール３０の駆動中心軸α上に設定すると、圧縮反力の作用点Ｍが旋回スクロールの１回転中で旋回半径Ｒの旋回円の内側と外側との間を変位するので、自転モーメントが一回転中で反転し、自転防止機構５０のピン５２がリング部材５３の内周面に対して離反と接触を繰り返し（旋回スクロール３０の自転方向が頻繁に変わることによりリング部材５３の内周面にピン５２が頻繁に衝突し）、ガタツキ音が発生する。

　したがって、圧縮比を大きくする観点や旋回スクロールの重心を駆動中心軸に一致させる観点からは、旋回ラップの基礎円の中心を駆動中心軸αから大きくずらすことが望ましいが、圧縮反力の作用点（固定ラップ２３の基礎円の中心γと旋回ラップ３２の基礎円の中心βとを結ぶ直線の中点Ｍ）が駆動中心軸αの旋回円の外側になると、自転モーメントが反転するので、圧縮反力の作用点が旋回円の内側となる範囲で、旋回ラップ３２の基礎円の中心を駆動中心軸αからずらす必要がある。しかしながら、自転モーメントが反転しない範囲で旋回ラップ３２の位置を調節すると、旋回スクロール３０の重心は、駆動中心軸αからずれているので、重心のずれによる自転モーメントの発生を避けることができない。

　そこで、本例においては、旋回ラップ３２の位置を圧縮反力の作用点Ｍが旋回円の内側となるように設定するとともに、旋回端板３１の背面の形状を調整している。具体的には、旋回ラップの基礎円の中心と駆動中心軸とのオフセット量を駆動中心軸の旋回半径の１／２以下に設定した上で、旋回端板３１の背面の形状を調整することで旋回スクロール３０の重心を駆動中心軸αに合わせるようにしている。

　すなわち、図５にも示されるように、旋回端板３１の背面の円形凹部５４は、前述したごとく、軸受け凹部３３を中心としてその周囲に等間隔に複数（この例では６つ）形成されているが、この隣り合う円形凹部５４の間に重心調整用凹部５５を設けて旋回スクロール３０の重心位置を調整するようにしている。

　この重心調整用凹部５５は、隣り合う円形凹部５４や軸受け凹部３３と連通しないように設けられると共に、旋回端板３１の外周に至らない範囲で旋回端板３１の背面を肉抜きして形成されている。すなわち、旋回スクロールの旋回端板の背面の外周縁には、これと対峙するハウジング部材（エンドプレート６ｂ）と摺接する環状摺接部３４が形成されているが、重心調整用凹部５５は、この環状摺接部３４の内側において形成されている。

　このような重心調整用凹部５５は、全ての隣り合う円形凹部５４間に設け、各凹部の形状や深さを異ならせて重心位置を調整するようにしてもよいが、この例では、重心調整用凹部５５を、旋回スクロール３０の旋回ラップ３２の巻き終わり側に対応する領域、すなわち、旋回ラップ３２の巻き終わり部３２ａからそれより手前の約１８０°の範囲（図３のθの領域）で円形凹部５４間に設け（この例では、３つの重心調整用凹部５５を設け）、旋回ラップ３２の巻き終わり側に対応する領域の旋回スクロール３０の重量をそれ以外の領域の旋回スクロール３０の重量に近づけることで、重心位置を駆動中心軸αに一致させるようにしている。

　なお、この例においては、それぞれの重心調整用凹部５５の断面形状や深さは同じに形成しているが、それぞれの重心調整用凹部５５の形状や深さを異ならせるようにしてもよい（例えば、旋回ラップ３２の巻き終わり部３２ａに近いほど、重心調整用凹部５５の断面形状を大きくしたり、深さを深くしたりするようにしてもよい）。

　上述した重心調整用凹部５５を設けることで、旋回スクロール３０の重心位置を駆動中心軸αに一致させることも可能であるが、この例では、さらに、旋回ラップ３２の巻き終わり側に対応する領域の円形凹部５４の深さを他の円形凹部５４の深さよりも深くし、旋回ラップ３２の巻き終わり側に対応する領域の重量を調節して旋回スクロール３０の重心を駆動中心軸αに一致させるようにしている。

　旋回ラップ３２の巻き終わり側に対応する領域の円形凹部５４は、ここに収容されるリング部材５３を全ての円形凹部５４で同じ深さに配置されるように中間部にリング部材５３を載置する段部５４ａを形成し、この段部５４ａの径方向内側をより深く窪ませることで、深さを深くしている。

　以上の構成において、駆動軸１４が回転すると、この駆動軸１４の偏心軸１４ａを介して嵌合されたブッシュ１９の軸部１９ｂは旋回半径Ｒで旋回し、これに伴って旋回スクロール３０も旋回半径Ｒで旋回する。

　固定スクロール２０と旋回スクロール３０との間に区画形成される圧縮室４０は、旋回スクロール３０を旋回させることで、径方向外側より内側に移動すると共に容積を漸次小さくして作動流体を圧縮する。

　この際、旋回スクロール３０には、偏心軸１４ａからの駆動力と共に、圧縮反力が作用するが、１回転中の圧縮反力の作用点（固定ラップ２３の基礎円の中心と旋回ラップ３２の基礎円の中心との中点）が旋回スクロール３０の旋回円の内側となるように旋回ラップ３２の位置が調節されているので、圧縮反力による自転モーメントは反転することがなく（１回転中において常に同じ向きであり）、自転防止機構のガタツキ音を低減させることが可能となる。

　また、旋回端板３１の背面の旋回ラップ３２の巻き終わり側に対応する領域の円形凹部５４間に重心調整用凹部５５を形成し、また、旋回ラップ３２の巻き終わり側に対応する領域の円形凹部５４の深さを他の円形凹部５４の深さよりも深くするので、旋回スクロール３０の重心位置を駆動中心軸αに一致させることが可能となり、旋回スクロール３０が回転しても重心のずれに起因する自転モーメントも発生しにくくなる。

　しかも、重心調整用凹部５５は、旋回端板３１の外周に至らない範囲で旋回端板３１の背面に形成されているので（重心調整用凹部５５は、環状摺接部３４の内側に形成されているので）、旋回端板３１の剛性を損ねることはなく、重心調整用凹部５５の形成位置や円形凹部５４の深さを調節することで、旋回端板３１の剛性を確保しつつ、旋回スクロール３０の重心を駆動中心軸αに近づける調整を、旋回ラップ３２の位置調節のみに依存することなく容易に行うことが可能となる。

　また、重心調整用凹部５５は、旋回スクロール３０の旋回ラップ３２の巻き終わり側に対応する個所にのみ設けられるので、重心調整に寄与する必要最小限の領域のみに重心調整用凹部５５が形成されることになり、不必要に旋回端板３１の剛性を低減させることもなくなる。

　さらに、旋回ラップ３２の基礎円の中心位置を、旋回スクロール３０の駆動中心軸に対して旋回ラップ３２の巻き終わりと反対側に自転モーメントが反転しない範囲でずらしているので、旋回ラップ３２の巻き数をできるだけ多くして圧縮比を大きくすることも可能となる。

　また、上述の構成例においては、旋回ラップの巻き終わり側に対応する領域の円形凹部の深さを他の円形凹部の深さよりも深くすることにより、旋回スクロールの重心を旋回スクロールの駆動中心軸に近づけるようにしたが、旋回ラップの巻き終わり側に対応する領域の反対側の領域にある円形凹部の中心に、ピンに干渉しないように円形突起部を突出させて、旋回スクロールの重心を旋回スクロールの駆動中心軸に近づけるようにしてもよい。

　尚、上述の構成例において、自転防止機構５０として、旋回スクロールの旋回端板３１の背面に形成された円形凹部５４にピン５２をリング部材５３を介して係合する例を説明したが、リング部材５３を割愛してピン５２を円形凹部５４に直接係合させるようにしてもよい。
　また、本発明においては、スクロール圧縮機として、電動型圧縮機の例を説明したが、電動機を設けずに、駆動軸１４に設けられたプーリにエンジン動力をベルトを介して伝達させるベルト駆動式のスクロール圧縮機に対しても上述した構成は同様に適用可能である。

　１　スクロール圧縮機
　２　ハウジング
　２０　固定スクロール
　２１　固定端板
　２３　固定ラップ
　３０　旋回スクロール
　３１　旋回端板
　３２　旋回ラップ
　４０　圧縮室
　５４　円形凹部
　５５　重心調整用凹部

Claims

ハウジングに対して相対回転不能に支持された固定端板に渦巻き状の固定ラップが立設されている固定スクロールと、
　駆動軸の一端に設けられた偏心軸に回転可能に取り付けられた旋回端板に渦巻き状の旋回ラップが立設されている旋回スクロールと、
　前記旋回記端板の背面に形成された円形凹部と前記旋回端板の背面と対向するハウジング壁に突設されて前記円形凹部に直接又はリング部材を介して係合するピンとで構成される自転防止部を、前記旋回スクロールの周方向に複数配置して前記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、
　この自転防止機構により前記旋回スクロールの自転を規制した状態でこの前記旋回ラップを前記固定ラップを噛み合わせて両ラップの間に圧縮室を形成し、この圧縮室に取り込まれた作動流体を前記駆動軸の回転に伴う前記旋回スクロールの公転旋回運動によって圧縮するスクロール圧縮機において、
　前記旋回端板の背面に形成された隣り合う前記円形凹部の間に、前記旋回端板の外周に至らない範囲で重心調整用凹部を形成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
　前記旋回端板の背面の外周縁にこれと対峙する部材と摺接する環状摺接部を設け、
　前記重心調整用凹部は、前記旋回端板の背面の隣り合う前記円形凹部の間であって、前記環状摺接部よりも径方向内側に形成されていることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
前記重心調整用凹部は、前記旋回端板の前記旋回ラップの巻き終わり側に対応する領域に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のスクロール圧縮機。
前記旋回ラップの基礎円の中心位置は、前記旋回端板において前記旋回スクロールの駆動中心軸に対して、前記旋回ラップの巻き終わりと反対側にずれていることを特徴とする請求項1乃至３のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
前記固定ラップの基礎円の中心と前記旋回ラップの基礎円の中心との中点は、前記旋回スクロールの１回転中において、常時前記駆動中心軸の旋回円の内側にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
前記円形凹部のうち、前記旋回ラップの巻き終わり側に対応する領域の円形凹部の深さを他の円形凹部の深さよりも深くしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のスクロール圧縮機。