(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023040811
(43)【公開日】2023-03-23
(54)【発明の名称】スクロール型流体機械
(51)【国際特許分類】
F04C 18/02 20060101AFI20230315BHJP
【ＦＩ】
F04C18/02 311E
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021147980
(22)【出願日】2021-09-10
(71)【出願人】
【識別番号】000001845
【氏名又は名称】サンデン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100129425
【弁理士】
【氏名又は名称】小川 護晃
(74)【代理人】
【識別番号】100087505
【氏名又は名称】西山 春之
(74)【代理人】
【識別番号】100099623
【弁理士】
【氏名又は名称】奥山 尚一
(74)【代理人】
【識別番号】100168642
【弁理士】
【氏名又は名称】関谷 充司
(74)【代理人】
【識別番号】100217076
【弁理士】
【氏名又は名称】宅間 邦俊
(72)【発明者】
【氏名】前村 好信
(72)【発明者】
【氏名】クリスチャン ブッシュ
【テーマコード（参考）】
3H039
【Ｆターム（参考）】
3H039AA02
3H039AA12
3H039BB02
3H039CC15
(57)【要約】
【課題】回転バランスに与える影響を低減しつつ、旋回スクロールの自転を阻止する。
【解決手段】環状に形成され、環状がその一部において直線状となる直線部３００を有し、旋回スクロール１２の底板１５の外周縁部に沿って配置されて旋回スクロール１２と一体的に旋回を行うガイドリング４００と、直線部３００に沿って第１の直線方向で往復動を行うスライダー１００と、スラストプレート１７に配設され、スライダー１００が往復動可能に係合されるスライダー溝２００と、を備え、スライダー溝２００は、第１の直線方向と異なる第２の直線方向に延びる。
【選択図】図３
【解決手段】環状に形成され、環状がその一部において直線状となる直線部３００を有し、旋回スクロール１２の底板１５の外周縁部に沿って配置されて旋回スクロール１２と一体的に旋回を行うガイドリング４００と、直線部３００に沿って第１の直線方向で往復動を行うスライダー１００と、スラストプレート１７に配設され、スライダー１００が往復動可能に係合されるスライダー溝２００と、を備え、スライダー溝２００は、第１の直線方向と異なる第２の直線方向に延びる。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに噛み合う固定スクロール及び旋回スクロールを有し、前記旋回スクロールが前記固定スクロールの軸心周りに旋回を行うスクロール型流体機械であって、
環状に形成され、前記環状の一部が直線状に形成されている直線部を有し、前記旋回スクロールの底板の外周縁部に沿って配置されて前記旋回スクロールと一体的に前記旋回を行うガイドリングと、
前記直線部に沿って第１の直線方向で往復動を行うスライダーと、
前記固定スクロールに対して相対運動しない静止部材に配設され、前記スライダーが往復動可能に係合される直線状溝と、
を備え、
前記直線状溝は、前記第１の直線方向と異なる第２の直線方向に延びる、スクロール型流体機械。
環状に形成され、前記環状の一部が直線状に形成されている直線部を有し、前記旋回スクロールの底板の外周縁部に沿って配置されて前記旋回スクロールと一体的に前記旋回を行うガイドリングと、
前記直線部に沿って第１の直線方向で往復動を行うスライダーと、
前記固定スクロールに対して相対運動しない静止部材に配設され、前記スライダーが往復動可能に係合される直線状溝と、
を備え、
前記直線状溝は、前記第１の直線方向と異なる第２の直線方向に延びる、スクロール型流体機械。
【請求項2】
前記第２の直線方向は、前記第１の直線方向に対して垂直である、請求項１に記載のスクロール型流体機械。
【請求項3】
前記ガイドリングは、前記直線部を複数有する、請求項１又は請求項２に記載のスクロール型流体機械。
【請求項4】
前記直線部は、前記ガイドリングの周方向で等間隔に形成されている、請求項３に記載のスクロール型流体機械。
【請求項5】
前記旋回スクロールは、前記底板の渦巻きラップが立設する面から離れた位置で外周面が全周に亘って径方向内方に後退した縮径部を有し、前記ガイドリングは、前記縮径部に近接して配置されて前記旋回スクロールと軸方向視で重畳する、請求項１～請求項４のいずれか１つに記載のスクロール型流体機械。
【請求項6】
前記ガイドリングは、前記直線部の内周面に前記第１の直線方向へ延びるリング側スライダー面を有し、前記旋回スクロールは、前記直線部と対向する前記縮径部に前記リング側スライダー面と同一方向に延びるスクロール側スライダー面を有し、前記スライダーは前記リング側スライダー面と前記スクロール側スライダー面との間で摺動自在に配置される、請求項５に記載のスクロール型流体機械。
【請求項7】
前記スライダーには、前記直線部のうち前記静止部材と反対側の部分を覆うように外方へ延びて、前記旋回スクロールの軸方向視で前記直線部と重畳するフランジ部が設けられる、請求項６に記載のスクロール型流体機械。
【請求項8】
前記スライダーは前記直線状溝に係合する係合突起を有し、前記係合突起には、前記直線状溝の内部で前記ガイドリングの外方へ向けて延びて、前記旋回スクロールの軸方向視で前記直線部と重畳するフック部が設けられる、請求項６又は請求項７に記載のスクロール型流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、互いに噛み合う固定スクロールと旋回スクロールとの間に形成された密閉空間の容積を変化させることで、密閉空間に導入された流体を圧縮又は膨張させるスクロール型流体機械に関する。
【背景技術】
【0002】
スクロール型流体機械では、旋回スクロールにその自転を阻止しつつ固定スクロールに対して公転旋回運動を行わせることで、２つのスクロールの間に形成される密閉空間の容積を変化させている。この旋回スクロールの自転阻止機構としては、例えば特許文献１に記載されるように、ケーシングの上面に形成された溝と旋回スクロールの背面に形成された溝とに摺動自在に嵌合するキーを有するオルダムリングを備えたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平５－７９３０１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、公転旋回運動を行う旋回スクロールとは異なりオルダムリングは往復運動を行うため、旋回スクロールの公転旋回運動に伴って発生するアンバランスを予め修正していても、オルダムリングの往復運動によって回転バランスが崩れてしまうおそれがある。また、このようなオルダムリングを備えたスクロール型流体機械が車両用空調システムの冷媒圧縮機に適用された場合には、車両の快適性に関連するＮＶＨ（騒音、振動、ハーシュネス）の低下を招来しかねない。
【0005】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、回転バランスに与える影響を低減しつつ、旋回スクロールの自転を阻止可能なスクロール型流体機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明のスクロール型流体機械は、互いに噛み合う固定スクロール及び旋回スクロールを有し、旋回スクロールが固定スクロールの軸心周りに旋回を行うものであって、環状に形成され、環状がその一部において直線状となる直線部を有し、旋回スクロールの底板の外周縁部に沿って配置されて旋回スクロールと一体的に旋回を行うガイドリングと、直線部に沿って第１の直線方向で往復動を行うスライダーと、固定スクロールに対して相対運動不能な静止部材に配設され、スライダーが往復動可能に係合される直線状溝と、を備え、直線状溝は、第１の直線方向と異なる第２の直線方向に延びる。
【発明の効果】
【0007】
本発明のスクロール型流体機械によれば、回転バランスに与える影響を低減しつつ、旋回スクロールの自転を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明を実施するための実施形態について、添付図面を参照して詳述する。
図１は、スクロール型流体機械の適用例であるスクロール型圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。
図１は、スクロール型流体機械の適用例であるスクロール型圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。
【0010】
スクロール型圧縮機１は、圧縮性流体を作動流体とするスクロール型流体機械の一種であり、例えば車両用空調システムの冷媒回路等において、低圧の作動流体（例えば気体冷媒）を吸入して圧縮し、高圧の作動流体を吐出する機能を有する。概略的には、スクロール型圧縮機１は、その構成部品を収容するハウジング２と、作動流体の圧縮部であるスクロールユニット３と、その動力源である電動モータ４と、その駆動回路であるインバータ５と、クランク機構６と、自転阻止機構７と、を備える。
【0011】
ハウジング２は、両端閉塞の筒状に形成され、その内部空間は、一端の閉塞端部から他端の閉塞端部に向けて順に、インバータ室Ｈ１、吸入室Ｈ２、圧縮室Ｈ３、吐出室Ｈ４及び分離室Ｈ５の５つに区画される。なお、両端閉塞の筒状とは、概ね両端を認識できる程度に延びる中空体であればよく、例えばハウジング２の横断面が吸入室Ｈ２の円形からインバータ室Ｈ１の四角形に変化する等、横断面が一様でなくてもよい。
【0012】
ハウジング２の内部には、インバータ室Ｈ１と吸入室Ｈ２とを隔てる隔壁８、吸入室Ｈ２と圧縮室Ｈ３とを隔てる隔壁９、及び、吐出室Ｈ４と分離室Ｈ５とを隔てる隔壁１０が形成されている。なお、圧縮室Ｈ３と吐出室Ｈ４とを隔てる隔壁は、後述の固定スクロールの底板によって形成される。また、隔壁９の中央部９Ａは吸入室Ｈ２に向けて膨出し、中央部９Ａの膨出空間内にクランク機構６等を収容する背圧室Ｈ６が後述のように形成される。
【0013】
圧縮室Ｈ３には、隔壁９を吸入室Ｈ２から圧縮室Ｈ３へ貫通する吸入通路（図示省略）を介して作動流体が吸入されるとともに、スクロールユニット３が収容される。スクロールユニット３は固定スクロール１１及び旋回スクロール１２を有する。固定スクロール１１は、円板状の底板１３とこれから厚さ方向に立設してなる渦巻きラップ１４とを有し、渦巻きラップ１４は底板１３と一体成形されている。旋回スクロール１２は、円板状の底板１５とこれから厚さ方向に立設してなる渦巻きラップ１６とを有し、渦巻きラップ１６は底板１５と一体成形されている。スクロールユニット３は、固定スクロール１１の渦巻きラップ１４と旋回スクロール１２の渦巻きラップ１６とがそれらの立設方向で互いに噛み合って構成される。なお、円板状とは、概観的に円板であると認識できる程度でよく、例えば、外面に凸部、凹部、スリット等が形成されていてもよい。後述の円板、円環、円柱、円筒についても同様である。
【0014】
スクロールユニット３は、固定スクロール１１の底板１３が圧縮室Ｈ３と吐出室Ｈ４とを隔てる隔壁としてハウジング２に対し相対運動不能に固定されて、圧縮室Ｈ３に収容される。これにより、固定スクロール１１と噛み合った旋回スクロール１２の底板１５は、圧縮室Ｈ３において隔壁９に固定された円環状のスラストプレート１７と当接する。スラストプレート１７は、旋回スクロール１２の底板１５の厚さ方向の荷重を受けて、旋回スクロール１２がスラストプレート１７上を摺動自在に移動できるようになっている。固定スクロール１１の軸心には底板１３を厚さ方向に貫通する吐出通路１８が形成され、この吐出通路１８により圧縮室Ｈ３と吐出室Ｈ４とが連通する。ただし、吐出通路１８の吐出室Ｈ４側の出口には、吐出室Ｈ４から圧縮室Ｈ３への作動流体の逆流を抑制する逆止弁（例えばリードバルブ）１９が設置されている。また、隔壁９の中央部９Ａと旋回スクロール１２の底板１５との間に形成される背圧室Ｈ６へ、圧縮室Ｈ３から作動流体が漏出しないように、隔壁９及び底板１５のうちスラストプレート１７と当接する部位には、シール部材（図示省略）が配設される。
【0015】
両渦巻きラップ１４，１６が互いに噛み合った状態では、渦巻きラップ１４の先端が底板１５に接触し、渦巻きラップ１６の先端が底板１３に接触する。両渦巻きラップ１４，１６の先端には、それぞれが対向する底板との接触圧を向上させて気密性ないし液密性を担保すべく、チップシール（図示省略）が埋め込まれている。
【0016】
また、両渦巻きラップ１４，１６が互いに噛み合った状態では、両渦巻きラップ１４，１６の周方向の角度が互いにずれた位置関係となり、これにより両渦巻きラップ１４，１６の側面は互いに複数箇所で接触して、両渦巻きラップ１４，１６間に三日月状の密閉空間が形成される。
【0017】
旋回スクロール１２は、その自転が後述の自転阻止機構７により阻止された状態で、後述のクランク機構６により固定スクロール１１の軸心周りに公転旋回運動（並進移動）を行う。これにより、両渦巻きラップ１４，１６間に外終端部から順次形成される上記の密閉空間は両渦巻きラップ１４，１６の内終端部へ移動して、その容積が徐々に減少する。したがって、吸入室Ｈ２から図示省略の吸入通路を介して圧縮室Ｈ３へ吸入された作動流体は、両渦巻きラップ１４，１６の外終端部から密閉空間に取り込まれ、この密閉空間内で徐々に圧縮され、最終的に吐出通路１８を介して吐出室Ｈ４へ吐出される。
【0018】
吸入室Ｈ２には、ハウジング２を内外貫通する第１ポートＰ１を介して外部から作動流体が吸入されて一時的に貯留されるとともに、電動モータ４が収容される。電動モータ４は、例えば、コイルを巻装したティースが円環状のヨークから中心へ向けて延びる円筒状のステータ２０と、ステータ２０のティースと対向する永久磁石が外周面に配設された円柱状のロータ２１と、を備えた３相ブラシレスモータである。電動モータ４のロータ２１には、その軸心に駆動軸２２が挿通されて相対回転不能に固定される。駆動軸２２は吸入室Ｈ２から隔壁９の中央部９Ａを貫通して背圧室Ｈ６まで延び、スラストプレート１７の中央開口部を通って、旋回スクロール１２に連結される。駆動軸２２は、吸入室Ｈ２において隔壁８に配設された軸受２３に回転可能に支持され、背圧室Ｈ６において隔壁９の中央部９Ａに配設された軸受２４に回転可能に支持される。これにより、ロータ２１はステータ２０に対して回転可能に支持される。
【0019】
吸入室Ｈ２に一時的に貯留された作動流体は、電動モータ４の周囲や隙間を通り、図示省略の吸入通路を介して圧縮室Ｈ３へ吸入される。なお、吸入室Ｈ２内には、例えばスクロールユニット３等、スクロール型圧縮機１における各摺動部位の潤滑のため、適量の潤滑油が貯留されている。そのため、第１ポートＰ１から吸入した作動流体は、吸入室Ｈ２において潤滑油と混合されて、混合流体としてスクロール型圧縮機１内を流れる。
【0020】
背圧室Ｈ６には、クランク機構６が収容される。クランク機構６は、旋回スクロール１２の底板１５から背圧室Ｈ６へ突出形成された円筒状のボス部２５と、駆動軸２２のうち背圧室Ｈ６内の端部から軸方向に立設したクランクピン２６と、クランクピン２６に対して偏心状態で取り付けられた偏心ブッシュ２７と、を有している。偏心ブッシュ２７は、ボス部２５の内周面に対して、すべり軸受２８を介して回転可能に支持されている。これにより、旋回スクロール１２は、クランク機構６によって固定スクロール１１の軸心（すなわち駆動軸２２の軸心）周りに公転旋回可能になっている。なお、駆動軸２２のうち背圧室Ｈ６内の端部には、旋回スクロール１２の公転旋回運動によって発生する遠心力に対抗するバランサウェイト２９が取り付けられている。また、偏心ブッシュ２７は、すべり軸受２８に限らず、ボス部２５の内周面に対して、ころがり軸受を介して回転可能に支持されていてもよい。
【0021】
インバータ室Ｈ１には、直流電源（例えば車載バッテリ）から供給された直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を電動モータ４へ供給するインバータ５が収容されている。インバータ５と電動モータ４との間は、隔壁８をインバータ室Ｈ１から吸入室Ｈ２へ貫通する給電線（図示省略）により電気的に接続される。インバータ５から電動モータ４への給電によってステータ２０に磁界が発生すると、ロータ２１の永久磁石に回転力が作用して、駆動軸２２が回転駆動される。
【0022】
吐出室Ｈ４には、スクロールユニット３で圧縮された圧縮後の作動流体が吐出通路１８を介して吐出されて一時的に貯留される。吐出室Ｈ４に一時的に貯留された圧縮後の作動流体は、隔壁１０を吐出室Ｈ４から気液分離室Ｈ５へ貫通する導入通路３０を介して分離室Ｈ５へ導入される。
【0023】
分離室Ｈ５では、吐出室Ｈ４から導入した圧縮後の作動流体から潤滑油を分離する。これは、圧縮後の作動流体には、吸入室Ｈ２で混合された潤滑油が含まれているためである。分離した潤滑油は、ハウジング２に形成された戻り通路（図示省略）を介して背圧室Ｈ６及び吸入室Ｈ２に戻され、潤滑油が分離された作動流体は、ハウジング２を内外貫通する第２ポートＰ２を介して外部へ吐出される。なお、圧縮後の作動流体からの潤滑油の分離方法については、本発明との関連性が低いため、その説明を省略する。
【0024】
なお、ハウジング２は、隔壁８と隔壁９との間、及び、隔壁９と隔壁１０との間を境界として、隔壁８を含むフロントハウジング３１、隔壁９を含むセンターハウジング３２及び隔壁１０を含むリアハウジング３３に分割されている。フロントハウジング３１とセンターハウジング３２との間、及び、センターハウジング３２とリアハウジング３３との間は、ボルト等の締結手段（図示省略）によって互いに締結されている。フロントハウジング３１の一部は、隔壁８と対向してインバータ室Ｈ１の一部を画す脱着可能なリアカバー３４として構成されている。
【0025】
次に、図２～図６を参照して、自転阻止機構７の構成について説明する。ここで、図２は、図１においてリアハウジング３３及び固定スクロール１１を取り外してＡ方向からみた矢視図である。図３は、図１のＢ－Ｂ線における横断面図である。図４は、図２のうち自転阻止機構７の要部を示す透過図である。図５は、図４のＣ－Ｃ線における拡大断面図であり、（ａ）は通常断面、（ｂ）は分解断面である。図６は、図４のＤ－Ｄ線における拡大断面図であり、（ａ）は通常断面、（ｂ）は分解断面である。
【0026】
自転阻止機構７は、スライダー１００と、スライダー１００の往復動を案内するスライダー溝２００、及び、スライダー１００の往復動を案内する直線部３００を有するガイドリング４００と、の連係によって、固定スクロール１１の軸心周りの旋回スクロール１２の公転旋回運動を許容しつつ、旋回スクロール１２の自転を阻止するものである。ここで、旋回スクロール１２の自転は、図２及び図３に示すように、旋回スクロール１２の軸心（すなわち、すべり軸受２８の軸心）を原点Ｏとして旋回スクロール１２上にＸＹ直交座標系を定めたときに、以下のように定義される。すなわち、旋回スクロール１２の自転は、その公転旋回運動中に、図１０に示すように、固定スクロール１１に対して相対運動しない静止部材を基準として旋回スクロール１２のＸＹ直交座標系が回転してＸ軸及びＹ軸の方向に変化が生じるものとして定義される。なお、図中において原点Ｏが移動しているのは、旋回スクロール１２が固定スクロール１１の軸心周りに公転旋回運動を行ったことによるものである。
【0027】
ガイドリング４００は、図２及び図３に示すように環状に形成され、環状の一部が直線状に形成されてなる直線部３００を４つ有している。具体的には、図４に示すように、ガイドリング４００は、略八角形状に形成され、８つの辺のうち１つおきに直線部３０１～３０４を有する。すなわち、ガイドリング４００は、平行に対向する直線部３０１及び直線部３０３と、平行に対向する直線部３０２及び直線部３０４と、を有し、直線部３０１及び直線部３０３の延在方向と直線部３０２及び直線部３０４の延在方向とが互いに垂直となっている。
【0028】
後述のように、スライダー１００はガイドリング４００の周方向で直線部３００に沿って移動する。このため、直線部３００の延在方向の長さは、スライダー１００が、公転旋回運動を行う旋回スクロール１２の軸心の軌跡円の直径に相当する距離Ｒを移動できるように設定される。
【0029】
ガイドリング４００は、旋回スクロール１２の底板１５の外周縁部に沿って、あるいは、旋回スクロール１２の底板１５と同心に配置されている。具体的には、図２～図５に示すように、旋回スクロール１２は、底板１５の渦巻きラップ１６が立設する渦巻きラップ立設面１５ａから離れた位置で外周面１５ｂが全周に亘って径方向内方に後退した縮径部１５ｃを有し、ガイドリング４００は、縮径部１５ｃに近接して配置されている。これにより、ガイドリング４００が旋回スクロール１２とその軸方向からみて重畳し、旋回スクロール１２が公転旋回運動を行うときにガイドリング４００とセンターハウジング３２とが干渉することを低減するようにしている。
【0030】
スライダー溝２００は、図２及び図３に示すように、スラストプレート１７において直線状に延びて形成され、図４に示すように、ガイドリング４００の直線部３０１～３０４に対応して４つ配設される。すなわち、スライダー溝２００は、直線部３０１に対応するスライダー溝２０１、直線部３０２に対応するスライダー溝２０２、直線部３０３に対応するスライダー溝２０３、及び、直線部３０４に対応するスライダー溝２０４で構成される。スライダー溝２０１及びスライダー溝２０３は同一方向に延び、スライダー溝２０２及びスライダー溝２０４は同一方向に延び、スライダー溝２０１及びスライダー溝２０３の延在方向とスライダー溝２０２及びスライダー溝２０４の延在方向とは互いに垂直となっている。
【0031】
後述のように、スライダー１００はスライダー溝２００に係合してスライダー溝２００に沿って移動する。このため、スライダー溝２００の延在方向の長さは、スライダー１００が、公転旋回運動を行う旋回スクロール１２の軸心の軌跡円の直径に相当する距離Ｒを移動できるように設定される。
【0032】
スライダー溝２００は、作動流体の背圧室Ｈ６への漏出を防ぐため、スラストプレート１７を厚さ方向に貫通しない有底溝として形成されているが、貫通する必要がある場合には、スライダー溝２００の開口周囲と隔壁９との間にシール材等を介在させればよい。なお、スクロール型圧縮機１がスラストプレート１７を使用しない場合には、スライダー溝２００は隔壁９に配設してもよい。要するに、スライダー溝２００は、旋回スクロール１２の底板１５の底面１５ｄと対向する静止部材に配設されていればよい。
【0033】
スライダー１００は、ガイドリング４００の周方向で直線部３００に沿って第１の直線方向で往復動を行うとともに、スライダー溝２００と係合してスライダー溝２００に沿って第１の直線方向と垂直な第２の直線方向で往復動を行うように形成されている。
【0034】
スライダー１００は、ガイドリング４００の直線部３０１～３０４に対応して４つ配置される。すなわち、スライダー１００は、直線部３０１に対応するスライダー１０１、直線部３０２に対応するスライダー１０２、直線部３０３に対応するスライダー１０３、及び、直線部３０４に対応するスライダー１０４で構成される。
【0035】
ここで、スライダー１００と直線部３００との関係、及び、スライダー１００とスライダー溝２００との関係について、スライダー１０１、スライダー溝２０１及び直線部３０１を例に詳細に説明する。
【0036】
スライダー１０１のスライダー本体１０１ａは、図４及び図５に示すように、ガイドリング４００の直線部３０１が有するリング側スライダー面３０１ａと旋回スクロール１２の縮径部１５ｃが有するスクロール側スライダー面１５ｅとの間に摺動自在に配置される。リング側スライダー面３０１ａは、直線部３０１の内周面に周方向で直線状に延び、スクロール側スライダー面１５ｅは、直線部３０１と対向する縮径部１５ｃにリング側スライダー面３０１ａと同一方向に（例えば平行に）延びている。スライダー本体１０１ａは、リング側スライダー面３０１ａと対向するリング対向面１０１ｂと、スクロール側スライダー面１５ｅと対向するスクロール対向面１０１ｃと、を有している。このようにリング側スライダー面３０１ａとスクロール側スライダー面１５ｅとの間にスライダー１０１を挟むことで、ガイドリング４００は、スライダー１００が障害物となって旋回スクロール１２に対して相対回転できないようになっている。
【0037】
スライダー１０１は、図５及び図６に示すように、スライダー本体１０１ａからスライダー溝２０１に延びて係合する係合突起１０１ｄを有する。この係合突起１０１ｄが、図６に示すように、スライダー溝２０１において延在方向で対向して（例えば平行に）延びる両内側面２０１ａ，２０１ｂの間に摺動自在に配置されている。また、スライダー１０１の係合突起１０１ｄは、図６に示すように、係合したスライダー溝２０１の両内側面２０１ａ，２０１ｂと対向する溝対向面１０１ｅ，１０１ｆを有する。そして、この溝対向面１０１ｅ，１０１ｆは、スライダー１０１がガイドリング４００の周方向で直線部３０１に沿って往復動を行う方向に対して垂直方向に延びている。これにより、スライダー１０１が、ガイドリング４００の周方向で直線部３０１に沿って第１の直線方向で往復動を行うとともに、スライダー溝２０１と係合してスライダー溝２０１に沿って第１の直線方向と垂直な第２の直線方向で往復動を行えるようにしている。
【0038】
スライダー１０１には、図５及び図６に示すように、直線部３０１のうちスラストプレート１７と反対側の部分を覆うように外方へ向けて延びて、旋回スクロール１２の軸方向からみて、直線部３０１と重畳するフランジ部１０１ｇが設けられる。このフランジ部１０１ｇを直線部３０１と干渉させることで、特に、スクロール型圧縮機１の製造時又は分解時において、スライダー１０１がリング側スライダー面３０１ａとスクロール側スライダー面１５ｅとの間から脱落しないようにしている。
【0039】
スライダー１０１の係合突起１０１ｄには、図５に示すように、スライダー溝２０１の内部でガイドリング４００の外方へ向けて延びて、旋回スクロール１２の軸方向からみて直線部３０１と重畳するフック部１０１ｈが設けられる、このフック部１０１ｈを直線部３０１と干渉させることで、特に、スクロール型圧縮機１の運転時において、スライダー１０１がリング側スライダー面３０１ａとスクロール側スライダー面１５ｅとの間から脱落しないようにしている。
【0040】
【0041】
図７において、駆動軸２２が紙面に対して反時計方向に９０°回転することで、旋回スクロール１２が固定スクロール１１の軸心周りに公転旋回運動を行う。これにより、旋回スクロール１２の軸心Ｏは、図３におけるＸ軸である元のＸ軸の負方向に、公転旋回運動による旋回スクロール１２の軸心の軌跡円の半径に相当する距離ｒの移動を行う。また、旋回スクロール１２の軸心Ｏは、図３におけるＹ軸である元のＹ軸の負方向に、公転旋回運動による旋回スクロール１２の軸心の軌跡円の半径に相当する距離ｒの移動を行う。このとき、スライダー１０１～１０４、スライダー溝２０１～２０４及び直線部３０１～３０４の連係により実現される自転阻止機構７は、以下のように動作を行う。
【0042】
直線部３０１はスライダー１０１に対して元のＸ軸の負方向に距離ｒの移動を行うとともに、スライダー１０１はスライダー溝２０１に対して元のＹ軸の負方向に距離ｒの移動を行う。同様に、直線部３０３はスライダー１０３に対して元のＸ軸の負方向に距離ｒの移動を行うとともに、スライダー１０３はスライダー溝２０３に対して元のＹ軸の負方向に距離ｒの移動を行う。
【0043】
一方、直線部３０２は、スライダー１０２に対して元のＹ軸の負方向に距離ｒの移動を行うとともに、スライダー１０２はスライダー溝２０２に対して元のＸ軸の負方向に距離ｒの移動を行う。同様に、直線部３０４は、スライダー１０４に対して元のＹ軸の負方向に距離ｒの移動を行うとともに、スライダー１０４はスライダー溝２０４に対して元のＸ軸の負方向に距離ｒの移動を行う。
【0044】
上記のように、自転阻止機構７は、旋回スクロール１２の公転旋回運動を許容するが、作動流体の変動等の何らかの原因により旋回スクロール１２を自転させる回転モーメントが発生しても、以下の理由により自転を阻止することができる。すなわち、スライダー１０１のスライダー本体１０１ａにおいて、リング対向面１０１ｂがリング側スライダー面３０１ａと干渉し、スクロール対向面１０１ｃがスクロール側スライダー面１５ｅと干渉するので（図５参照）、スライダー本体１０１ａに対する旋回スクロール１２の回転は規制される。また、スライダー１０１の係合突起１０１ｄにおいて、溝対向面１０１ｅがスライダー溝２０１の内側面２０１ａと干渉し、溝対向面１０１ｆがスライダー溝２０１の内側面２０１ｂと干渉するので（図６参照）、スライダー溝２０１に対する係合突起１０１ｄの回転は規制される。したがって、スライダー溝２０１に対する旋回スクロール１２の回転が規制されるので、旋回スクロール１２のＸＹ直交座標系は静止部材を基準として回転せず、これにより、旋回スクロール１２の自転を阻止することができる。なお、スライダー１０２～１０４、スライダー溝２０２～２０３、直線部３０２～３０３においても同様のことがいえる。
【0045】
このようなスクロール型圧縮機１では、自転阻止機構７において、環状のガイドリング４００は旋回スクロール１２と一体的に公転旋回運動を行い、直線部３００に対応するスライダー１００だけが往復運動を行っている。これに対し、自転阻止機構として環状のオルダムリングを使用した従来のスクロール型圧縮機では、ガイドリング４００に相当する大きさを有するオルダムリングの全体が往復運動を行っている。このため、ガイドリング４００を固定した旋回スクロール１２の公転旋回運動によって発生する遠心力に対抗してバランサウェイト２９を調整しておけば、スライダー１００の往復運動が回転バランスに及ぼす影響はオルダムリングと比較して小さくなる、という顕著な効果が得られる。また、このような自転阻止機構７を採用しているスクロール型圧縮機１が車両用空調システムの冷媒圧縮機に適用された場合には、車両の快適性に関連するＮＶＨの低下を抑制することができる。
【0046】
以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、以下のように種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【0047】
上記の自転阻止機構７において、スライダー１００、スライダー溝２００及び直線部３００の３つを１組として４組に分散して構成したが、２組～３組または５組以上に分散して構成してもよい。このように複数組に分散させることで、旋回スクロール１２を自転させる回転モーメントが発生しても、この回転モーメントに対する１組当たりの反力が小さくなって、スライダー１００、スライダー溝２００及び直線部３００の変形や摩耗等を抑制することができる。ガイドリング４００における複数の直線部３００以外の形状については、隣接する２つの直線部３００間を、直線状、折線状若しくは曲線状又はこれらの任意の組み合わせからなる線形状で接続してもよい。ただし、ガイドリング４００の形状は、旋回スクロール１２が公転旋回運動を行うときにガイドリング４００とセンターハウジング３２とが干渉しないことを限度とする。なお、スライダー１００、スライダー溝２００及び直線部３００の変形や劣化等を無視できる場合には、スライダー１００、スライダー溝２００及び直線部３００を１組で構成してもよい。
【0048】
スライダー１００がガイドリング４００の周方向で直線部３００に沿って往復動を行う第１の直線方向とスライダー１００がスライダー溝２００と係合してスライダー溝２００に沿って往復動を行う第２の直線方向とは、互いに垂直に限られず、互いに異なる方向であればよい。また、スライダー１００、スライダー溝２００及び直線部３００の３つを複数組で分散構成する場合には、第１の直線方向と第２の直線方向とのなす角度が各組間で異なっていてもよい。このようにしても、旋回スクロール１２の公転旋回運動を許容しつつ、旋回スクロール１２の自転を阻止することが可能である。ただし、スライダー１００の移動距離が長くなって、ガイドリング４００が大型化する可能性があるので、旋回スクロール１２とセンターハウジング３２との間の空間に余裕がない場合には、第１の直線方向と第２の直線方向とを互いに垂直にするとよい。
【0049】
スライダー１００、スライダー溝２００及び直線部３００の３つを複数組で分散構成するときの態様としては、各組の直線部１００をガイドリング４００の周方向で等間隔に配置することができる。このとき、隣接する各組間で、２つの第１の直線方向がなす角度及び２つの第２の直線方向がなす角度がそれぞれ一定であれば、スライダー１００、スライダー溝２００及び直線部３００の変形ないし摩耗等が各組で均一となり、結果的に自転阻止機構７の機能信頼性の向上に資することができる。例えば、第１の直線方向と第２の直線方向とが垂直となるスライダー溝２００及び直線部３００を所定角度ずつ回転複製して、順次、旋回スクロール１２の軸心周りに所定角度間隔で配置してもよい。
【0050】
スクロール型圧縮機１において、スライダー溝２０１，２０３が同一方向に延びて配設され、スライダー溝２０２，２０４が同一方向に延びて配設されていたが、これに限られない。すなわち、上記のように、第１の直線方向と第２の直線方向とを互いに異なる方向にできるのであれば、複数のスライダー溝２００の延在方向は互いに異なっていてもよい。このようにしても、旋回スクロール１２の公転旋回運動を許容しつつ、旋回スクロール１２の自転を阻止することが可能である。
【0051】
スクロール型圧縮機１において、スライダー１０１は、リング側スライダー面３０１ａとスクロール側スライダー面１５ｅとの間で摺動可能に配置されることで、直線部３０１に沿って往復動を行っていたが、これに限らず、他の構成を採用してもよい。例えば、スクロール側スライダー面１５ｅを形成せず、スライダー１０１が、直線部３０１をその横断面（図５参照）で全部または部分的に覆って直線部３０１から脱落しないように形成されてもよい。あるいは、スクロール側スライダー面１５ｅを形成せず、直線部３０１の横断面（図５参照）における外周に周方向で直線状に延びる２つの溝を外周の互いに反対側に形成し、これらの溝に係合する爪をスライダーが有するようにしてもよい。要するに、スライダー１００及び直線部３００は、旋回スクロール１２が公転旋回運動を行うときにスライダー１００とセンターハウジング３２とが干渉しないように、スライダー１００が直線部３００に沿って往復動可能に構成されていればよい。
【0052】
底板１５の外周面において縮径部１５ｃが形成される位置は、図５に示すように、渦巻きラップ立設面１５ａから離れた位置としていた。しかし、ガイドリング４００がスラストプレート１７から離れた状態で旋回スクロール１２と一体的に公転旋回運動を行う場合には、渦巻きラップ立設面１５ａ及び底面１５ｄから離れた位置に縮径部１５ｃを形成してもよい。このようにすることで、直線部３００がスライダー１００の往復動を案内する案内方式の選択幅を広くすることが可能となる。なお、旋回スクロール１２とセンターハウジング３２との間の空間に余裕がある場合には、縮径部１５ｃを形成しなくてもよい。この場合、底板１５の外周面１５ｂには、スクロール側スライダー面１５ｅだけを形成してもよい。
【0053】
上記のように、スライダー１０１をリング側スライダー面３０１ａとスクロール側スライダー面１５ｅとの間で摺動可能に配置しない場合には、旋回スクロール１２に対するガイドリング４００の相対回転を許容してしまう可能性がある。この場合には、図示省略するが、ガイドリング４００は、直線部３００と離間した部分を介して、旋回スクロール１２に相対回転不能に固定してもよい。これにより、ガイドリング４００は、旋回スクロール１２と一体的に公転旋回運動を行う。旋回スクロール１２に対するガイドリング４００の固定方法は、センターハウジング３２等との干渉による公転旋回運動の阻害やガイドリング４００の変形を惹起しないものであればよく、溶接、接着、締結、圧入等、ガイドリング４００及び旋回スクロール１２の材質に応じて適宜選択可能である。なお、スライダー１０１をリング側スライダー面３０１ａとスクロール側スライダー面１５ｅとの間で摺動可能に配置する場合であっても、ガイドリング４００の相対回転防止をより確実にすべく、ガイドリング４００を旋回スクロール１２に固定してもよい。
【0054】
スクロール型圧縮機１が、例えば車両用空調システムの冷媒回路等、車両に搭載される場合には、スクロールユニット３（旋回スクロール１２）の動力源として、電動モータ４に代えて、エンジンの軸出力を用いることができる。
【0055】
スクロール型流体機械の適用例としてスクロール型圧縮機１について説明したが、例えば、ランキンサイクルを用いた発電装置に備えられるスクロール型膨張機についても適用可能である。
【0056】
なお、上記の実施形態で説明した各技術的思想及びこれに基づく変形態様は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合せて使用することができる。
【符号の説明】
【0057】
１…スクロール型圧縮機、１１…固定スクロール、１２…旋回スクロール、１５…旋回スクロールの底板、１５ａ…渦巻きラップ立設面、１５ｂ…外周面、１５ｃ…縮径部、１５ｅ…スクロール側スライダー面、１７…スラストプレート（静止部材）、１００，１０１～１０４…スライダー、１００ｄ…係合突起、１００ｇ…フランジ部、１００ｈ…フック部、２００，２０１～２０４…スライダー溝（直線状溝）、３００，３０１～３０４…直線部、３００ａ…リング側スライダー面、４００…ガイドリング
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
