(57)【要約】【課題】自転防止機構部における衝撃や振動の低減が図れる流体機械を提供する。【解決手段】流体機械１は、渦巻き状の固定側歯部３３１を有した固定スクロール３３と、渦巻き状の旋回側歯部２２を有した旋回スクロール２０とを備える。流体機械１は、旋回スクロール２０の中心軸に周りに略等間隔に位置する５個の自転防止機構部５０を備える。固定側歯部３３１と旋回側歯部２２は巻き角度範囲が異なり、両者間に空気を吸入、圧縮および吐出する圧縮室３８を形成する。自転防止機構部５０は、円形状の内周壁を有する凹部５１と凹部５１の内周壁に規制されつつ凹部５１の内側において旋回するピン５２とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻き状の固定側ラップ（３３１）を有した固定スクロール（３３）と、
前記固定側ラップとは巻き角度範囲が異なり、前記固定側ラップに対して非対称の渦巻き状をなして前記固定側ラップとの間に流体を吸入、圧縮および吐出する流体室（３８）を形成する旋回側ラップ（２２）を有した旋回スクロール（２０）と、
前記旋回スクロールの自転運動を阻止するために、円形状の内周壁を有する規制部（５１）と前記規制部の内周壁に規制されつつ前記規制部の内側において旋回する突出部（５２）とをそれぞれ有し、前記旋回スクロールの中心軸に周りに略等間隔に位置する５個の自転防止機構部（５０）と、
を備える流体機械。
【請求項２】
前記固定側ラップの巻き角度範囲は、前記旋回側ラップの巻き角度範囲よりも１８０±１０度程度大きい請求項１に記載の流体機械。
【請求項３】
前記流体室は、空気を吸入、圧縮および吐出する請求項１または請求項２に記載の流体機械。
【請求項４】
渦巻き状の固定側ラップ（３３１）を有した固定スクロール（３３）と、
前記固定側ラップとの間に空気を吸入、圧縮および吐出する流体室（３８）を形成する渦巻き状の旋回側ラップ（２２）を有した旋回スクロール（２０）と、
前記旋回スクロールの自転運動を阻止するために、円形状の内周壁を有する規制部（５１）と前記規制部の内周壁に規制されつつ前記規制部の内側において旋回する突出部（５２）とをそれぞれ有し、前記旋回スクロールの中心軸に周りに略等間隔に位置する５個の自転防止機構部（５０）と、
を備える流体機械。
【請求項５】
前記旋回スクロールの材質は樹脂である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項６】
渦巻き状の固定側ラップ（３３１）を有した固定スクロール（３３）と、
前記固定側ラップとの間に流体を吸入、圧縮および吐出する流体室（３８）を形成する渦巻き状の旋回側ラップ（２２）を有し、樹脂材料によって形成されている旋回スクロール（２０）と、
前記旋回スクロールの自転運動を阻止するために、円形状の内周壁を有する規制部（５１）と前記規制部の内周壁に規制されつつ前記規制部の内側において旋回する突出部（５２）とをそれぞれ有し、前記旋回スクロールの中心軸に周りに略等間隔に位置する５個の自転防止機構部（５０）と、
を備える流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、スクロール型流体機械が開示されている。この流体機械では、拘束部材と、拘束部材の内周壁に規制されつつ拘束部材の内側に旋回するピンとを含む自転防止機構部を有している。流体機械は、この自転防止機構部が機能を発揮しながら、旋回スクロールが固定スクロールに対して公転中心周りに旋回運動する。この運動においては、旋回スクロールに働く遠心力が旋回スクロールを自転させる力として働くことによって、特に高速回転時には自転トルクが正逆反転する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９４１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自転トルクが正逆反転する場合には、正転から逆転に移行する際には、一瞬で移行するわけではなく、ピン等が自励振動をしながら逆転へ移行すると考えられる。このような挙動は、拘束部材の内周壁とピンとのクリアランスと、拘束部材とピンの反発係数とが起因し、騒音をもたらしていると考えられる。
【０００５】
この明細書に開示する目的は、自転防止機構部における衝撃や振動の低減が図れる流体機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
【０００７】
開示された流体機械の一つは、渦巻き状の固定側ラップ（３３１）を有した固定スクロール（３３）と、固定側ラップとは巻き角度範囲が異なり、固定側ラップに対して非対称の渦巻き状をなして固定側ラップとの間に流体を吸入、圧縮および吐出する流体室（３８）を形成する旋回側ラップ（２２）を有した旋回スクロール（２０）と、旋回スクロールの自転運動を阻止するために、円形状の内周壁を有する規制部（５１）と規制部の内周壁に規制されつつ規制部の内側において旋回する突出部（５２）とをそれぞれ有し、旋回スクロールの中心軸に周りに略等間隔に位置する５個の自転防止機構部（５０）とを備える。
【０００８】
この流体機械によれば、５個の自転防止機構部を有する構成により、圧縮時に旋回スクロールに作用する作用力や慣性力による自転防止機構部の衝突荷重による衝撃力を分散することができる。これにより、自転防止機構部における衝撃、振動が抑えられるので、自転トルクが正逆反転する場合の騒音を抑えることができる。固定側ラップと旋回側ラップとが非対称の渦巻き構造をなす固定スクロールと旋回スクロールを備える流体機械において、自転防止機構部における衝撃や振動の低減を図ることができる。
【０００９】
開示された流体機械の一つは、渦巻き状の固定側ラップ（３３１）を有した固定スクロール（３３）と、固定側ラップとの間に空気を吸入、圧縮および吐出する流体室（３８）を形成する渦巻き状の旋回側ラップ（２２）を有した旋回スクロール（２０）と、旋回スクロールの自転運動を阻止するために、円形状の内周壁を有する規制部（５１）と規制部の内周壁に規制されつつ規制部の内側において旋回する突出部（５２）とをそれぞれ有し、旋回スクロールの中心軸に周りに略等間隔に位置する５個の自転防止機構部（５０）とを備える。
【００１０】
この流体機械によれば、空気を作動流体とするため、渦巻き状部が対称、非対象に関わらず旋回スクロールの自転トルクが小さいので、自転トルクの正逆反転が発生しやすい。このような流体機械において、５個の自転防止機構部を有する構成により、遠心力による自転防止機構部の衝突荷重を低減して衝撃を分散でき振動を抑制できる。このように自転防止機構部の自励振動が生じやすく騒音が発生しやすい流体機械において、自転防止機構部における衝撃や振動の低減が図れ、騒音を抑えることができる。
【００１１】
開示された流体機械の一つは、渦巻き状の固定側ラップ（３３１）を有した固定スクロール（３３）と、固定側ラップとの間に流体を吸入、圧縮および吐出する流体室（３８）を形成する渦巻き状の旋回側ラップ（２２）を有し、樹脂材料によって形成されている旋回スクロール（２０）と、旋回スクロールの自転運動を阻止するために、円形状の内周壁を有する規制部（５１）と規制部の内周壁に規制されつつ規制部の内側において旋回する突出部（５２）とをそれぞれ有し、旋回スクロールの中心軸に周りに略等間隔に位置する５個の自転防止機構部（５０）とを備える。
【００１２】
この流体機械によれば、旋回スクロールの自重が比較的小さく、旋回スクロールの慣性モーメントが小さく、自転防止機構部において反発、振動が発生しやすい。このような流体機械において、５個の自転防止機構部を有する構成により、遠心力による自転防止機構部の衝突荷重を低減して衝撃を分散でき、振動を抑制できる。したがって、旋回スクロールの慣性モーメントが比較的小さい流体機械において、自転防止機構部における衝撃や振動の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の流体機械の構成を示した断面図である。
【図２】第１実施形態の流体機械について、図１のII−II切断面における部分断面図である。
【図３】図２の状態から旋回スクロールを固定スクロールに対して１８０度偏心回転させた状態を示した図である。
【図４】自転防止機構部を５個備える場合について、ピンに作用する衝突力を説明するための図である。
【図５】自転トルクが正逆反転する際に、自転防止機構部が自励振動することを説明するための図である。
【図６】自転防止機構部の個数と角度θｓとの関係を示す図である。
【図７】自転防止機構部の個数と騒音レベルとの関係を示す実験結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
流体機械の一例を開示する第１実施形態について図１〜図７を参照しながら説明する。明細書に開示の目的を達成可能な流体機械は、流体を圧縮する機械または流体を膨張する装置を含んでいる。第１実施形態に開示する流体機械１は、作動流体として採用される液体、気体、気液混合流体等を圧縮または膨張して外部へ流出させることができる。例えば作動流体は、空気、水、各種の冷媒等である。
【００１５】
流体機械１は、固定スクロール３３と旋回スクロール２０とを備えるスクロール型流体機械である。流体機械１は、少なくとも旋回スクロール２０が樹脂製であり、さらにオイルレスで使用することができる。このため、流体機械１は、オイルセパレータなどの付属装置が不要である。流体機械１は、例えば医療用エアや工場用エアなど、クリーンな空気を供給する空気圧源として適用することができる。
【００１６】
まず、図１を参照して、流体機械１の構成について説明する。図１に示すように、流体機械１は、ハウジング３０、固定スクロール３３、旋回スクロール２０およびモータ部４０等を備えている。ハウジング３０は、第１ハウジング３１と第２ハウジング３２を含んで構成されている。第１ハウジング３１と第２ハウジング３２はいずれも、例えばアルミニウムなど、熱伝導性の高い金属により形成されている。第１ハウジング３１と第２ハウジング３２は、ボルト締めまたは溶接等により固定されている。第１ハウジング３１と第２ハウジング３２はそれぞれの外壁が大気に露出するように設置されている。第１ハウジング３１と第２ハウジング３２は、少なくとも一部が金属により形成されていればよい。第１ハウジング３１と第２ハウジング３２は、少なくとも一部が大気に露出するように構成されていればよい。
【００１７】
ハウジング３０の内側には、固定スクロール３３と旋回スクロール２０が設けられている。固定スクロール３３は、第１ハウジング３１の一部として構成されている。つまり、固定スクロール３３と第１ハウジング３１は一つの部材をなしている。以下、固定スクロール３３と旋回スクロール２０とを合わせて、両スクロール部材ということがある。両スクロール部材は、作動流体の一例である空気を吸入し、圧縮し、吐き出すための圧縮機構部を構成している。固定スクロール３３は、円盤状の基盤部３３０と、基盤部３３０から突出している固定側歯部３３１とを備えている。固定側歯部３３１は、固定スクロール３３に設けられた固定側ラップであり、固定スクロール３３を軸方向に視て渦巻状に形成されている。基盤部３３０の外周縁部には、第１ハウジング３１において第２ハウジング３２に結合される筒状壁部３３２が設けられている。図１、図２に示すように、筒状壁部３３２は、基盤部３３０の外周縁部から基盤部３３０を取り囲むように流体機械１の軸方向に突出している。
【００１８】
第１ハウジング３１の基盤部３３０には、両スクロール部材の間に形成される圧縮室３８に空気を供給する吸入口３４と、圧縮室３８から空気を吐き出す吐出口３５とが設けられている。旋回スクロール２０は、円盤状の基盤部２１と、基盤部２１に設けられる旋回側歯部２２とを有している。旋回側歯部２２は、旋回スクロール２０に設けられた旋回側ラップであり、旋回スクロール２０を軸方向に視て渦巻状に形成されている。圧縮室３８は、固定側ラップと旋回側ラップとの間に流体を吸入、圧縮および吐出する流体室である。図２、図３に示すように、圧縮室３８は、軸方向に視て三日月状に形成されている。基盤部２１のうち圧縮室３８とは反対側には、円筒状のボス部２４が設けられている。
【００１９】
固定側歯部３３１と旋回側歯部２２は、巻き角度範囲が異なる非対称の渦巻き構造をなす関係にある。固定側歯部３３１の巻き角度範囲と旋回側歯部２２の巻き角度範囲との差は、３０度以上であることが好ましい。非対称の渦巻き構造を有する場合、スクロールの内外を有効に使え、吸い込み容積に対し体格を小さくできるからである。図２、図３に示すように、固定側歯部３３１は、旋回側歯部２２における径方向外側部位よりもさらに径外側に位置する渦巻き状部を有している。固定側歯部３３１における、この渦巻き状部は、筒状壁部３３２に設けられている。筒状壁部３３２に設けられた渦巻き状部により、さらに固定側歯部３３１の巻き角度範囲は、旋回側歯部２２の巻き角度範囲よりも１７０度〜１９０度の範囲に含まれる角度分大きくなっていることが好ましい。なお、１８０度に対して±１０度の範囲は、寸法公差に相当する範囲に置き換えてもよい。
【００２０】
流体機械１が流体を膨張する膨張機である場合は、流体室が固定スクロール３３の中心部から外端部へ向かって移動する構成を有する。この場合、吸入口３４が吐出口として機能し、吐出口３５が吸入口として機能することにより、流体室の容積が増大していくように変化し、中心部側から流体室に取込まれた流体が膨張するようになる。
【００２１】
旋回スクロール２０は、固定スクロール３３を形成している材質よりも比重の小さい材質によって形成されていることが好ましい。この構成は、旋回スクロール２０の遠心力による振動を減らすことができ振動騒音面で有利となるからである。また、旋回スクロール２０は、ハウジングを形成している材質よりも比重の小さい材質によって形成されている構成でもよい。固定スクロール３３がアルミニウムまたはアルミニウムを含む合金によって形成されている場合には、旋回スクロール２０は、アルミニウムよりも比重の小さい材質によって形成されている。旋回スクロール２０は、例えばアルミニウムよりも比重の小さい樹脂により形成されている。基盤部２１のうち、旋回側歯部２２よりも径方向外側の部位には、第１ハウジング３１のハウジング側摺動面３６と摺動する旋回側摺動面２３が設けられている。
【００２２】
図１および図４に示すように、流体機械１は、旋回スクロール２０の自転を防止するための自転防止機構部５０を備えている。自転防止機構部５０は、円形状の内周壁を有する規制部と、規制部の内周壁に規制されつつ規制部の内側において旋回する突出部とを有している。流体機械１は、５個の自転防止機構部５０を備えている。５個の自転防止機構部５０は、旋回スクロール２０の中心軸に周りに略等間隔に位置している。略等間隔とは、等間隔である構成と、所定の寸法公差の範囲で等間隔に対してずれている構成とを含む意味である。例えば、所定の寸法公差は±５度程度である。
【００２３】
自転防止機構部５０は、旋回スクロール２０の基盤部２１において、固定スクロール３３とは反対側に設けられた凹部５１を規制部として備えている。凹部５１は、第２ハウジング３２において回転軸ＣＬ１に直交する端面に対向している。凹部５１は、円形の開口端を有する内周壁と内周壁の固定スクロール３３側を閉じている底部とを有した構成である。内周壁と底部とは、樹脂製である基盤部２１の一部である。
【００２４】
ピン５２は、第２ハウジング３２に保持された保持部と、凹部５１の底面に向けて突出する先端側部とを有した棒状体である。ピン５２の保持部は、第２ハウジング３２に形成された円柱状凹部に圧入された状態で保持されている。ピン５２は、ピン５２の先端と凹部５１の底面とが離間するように、第２ハウジング３２に保持されている。ピン５２の先端側部は、旋回スクロール２０が公転する際に、凹部５１の内周壁に沿う円形状を描きながら変位する。
【００２５】
ピン５２は突出部の一例である。突出部は、規制部の内周壁に規制されつつ規制部の内側において旋回可能な構成であれば、その形状は棒状に限定されない。突出部は、例えば筒状体でもよい。
【００２６】
第２ハウジング３２には、第１ハウジング３１とは反対側においてモータ部４０が一体に設けられている。モータ部４０は、モータケース４１の内側にステータ４２、ロータ４３およびシャフト４４等を有している。モータ部４０として、ブラシ付モータまたはブラシレスモータなど、種々のモータを採用することが可能である。シャフト４４は、モータケース４１の内側に設けられた軸受４５、軸受４６により回転可能に設けられている。
【００２７】
シャフト４４は、モータ部４０によって回転駆動される。シャフト４４の端部は、第２ハウジング３２の内側に挿入されている。シャフト４４の端部には、偏心部４７が固定されている。偏心部４７の中心軸ＣＬ２は、シャフト４４の回転軸ＣＬ１に対して偏心した位置に設置されている。偏心部４７は、旋回スクロール２０の基盤部２１に設けられたボス部２４の内側に軸受４８を介して設けられている。
【００２８】
モータ部４０に通電すると、シャフト４４が回転軸ＣＬ１周りに自転する。その際、モータ部４０が出力するトルクは、偏心部４７を介して旋回スクロール２０のボス部２４に伝達される。旋回スクロール２０は、自転防止機構部５０によって自転を規制されつつ、シャフト４４の回転軸ＣＬ１の周りを公転する。公転半径は、中心軸ＣＬ２と回転軸ＣＬ１の距離と同等である。このとき、旋回スクロール２０や自転防止機構部５０には、遠心力が作用する。
【００２９】
旋回スクロール２０が公転すると、両スクロール部材の間に形成される圧縮室３８は、径方向外側から径方向内側に向かって旋回移動する。吸入口３４側に位置する圧縮室３８は、シャフト４４の回転角度が０度から３６０度に変化する間に、回転軸ＣＬ１または吐出口３５に近づきながら、その容積が次第に縮小するように変化する。これにより、流体機械１の外部から吸入口３４を通じて圧縮室３８に供給された空気は圧縮され、この空気は吐出口３５から流体機械１の外部に吐き出される。図２、図３には、シャフト４４の回転角度が０度である図２の状態から１８０度である図３の状態へ、圧縮室３８が吐出口３５に近づきながら圧縮室３８の容積が次第に縮小する変化を示している。
【００３０】
基盤部２１における固定スクロール３３とは反対側の面と、第２ハウジング３２における回転軸ＣＬ１側の内壁との間には、背圧室３９が設けられている。背圧室３９には、圧縮室３８で圧縮された空気の一部が、基盤部２１を貫通する背圧導入通路２５を経由して供給される。背圧導入通路２５は、圧縮室３８と背圧室３９とを連通する通路である。これにより、旋回スクロール２０は、背圧室３９に供給された空気の圧力によって固定スクロール３３側に付勢されている。
【００３１】
第１ハウジング３１のうち旋回側摺動面２３に対向する部位には、旋回側摺動面２３と摺動するハウジング側摺動面３６が設けられている。旋回スクロール２０が公転する際、背圧室３９の空気の圧力により旋回スクロール２０は固定スクロール３３側に付勢される。このため、旋回側摺動面２３とハウジング側摺動面３６とは、常に接した状態で摺動する。ハウジング側摺動面３６は、旋回スクロール２０の軸方向の荷重を受けるためのスラスト軸受部として機能する。旋回スクロール２０は、スラスト軸受部としてのハウジング側摺動面３６に支持されつつ公転する。
【００３２】
旋回側摺動面２３とハウジング側摺動面３６との間に隙間が生じた場合、圧縮室３８から背圧室３９に供給された高圧の空気がその隙間を通り固定スクロール３３の内側の低圧空間に漏れることが考えられる。この実施形態では、旋回スクロール２０は背圧室３９の空気の圧力により固定スクロール３３側に付勢されるので、旋回側摺動面２３とハウジング側摺動面３６とが確実に接した状態で摺動する。このため、背圧室３９の高圧の空気が固定スクロール３３の内側の低圧空間に漏れることを防ぐ効果がある。この流体機械１によれば、空気の圧縮効率の低下を防ぐことができる。
【００３３】
ハウジング側摺動面３６には、自己潤滑性を有するフッ素または二硫化モリブデンを含有するコーティングが設けられていることが好ましい。これにより、ハウジング側摺動面３６の摩擦係数を低くすることが可能である。フッ素コーティングとしては、ポリテトラフルオロエチレンによるコーティングが好ましい。また、このコーティングは薄膜であるので、旋回スクロール２０からハウジング３０への伝熱を阻害にくい効果を奏する。このため、旋回側摺動面２３とハウジング側摺動面３６とがより高荷重の下で摺動する場合でも摺動部の温度上昇を抑制することができる。
【００３４】
第１ハウジング３１には、ハウジング側摺動面３６よりも径方向外側に、旋回スクロール２０と離間するように凹む凹部３７が設けられている。凹部３７は、旋回スクロール２０の旋回側摺動面２３と接触しない部位である。
【００３５】
固定側歯部３３１の先端と旋回スクロール２０の基盤部２１との間には、隙間が設けられている。旋回側歯部２２の先端と、固定スクロール３３の基盤部３３０との間には、隙間が設けられている。これにより、固定側歯部３３１の先端は、旋回側摺動面２３およびハウジング側摺動面３６よりも基盤部３３０側に位置するので、旋回側摺動面２３とハウジング側摺動面３６とが確実に接した状態で摺動する。背圧室３９の高圧の空気が固定スクロール３３の内側の低圧空間に漏れることを防ぐ効果を奏する。
【００３６】
モータ部４０が出力するトルクにより旋回スクロール２０が公転すると、旋回側摺動面２３とハウジング側摺動面３６とが摺動する。この摺動により生じた熱は、その場所にこもることなく、第１ハウジング３１および第２ハウジング３２を通じて熱拡散し、その外壁から大気に放熱される。これにより、旋回側摺動面２３とハウジング側摺動面３６の摺動による温度上昇が抑制されるので、旋回側摺動面２３の耐摩耗性が向上するとともに、樹脂摺動面の溶融凝着を防ぐ効果を奏する。
【００３７】
旋回スクロール２０が固定スクロール３３に対して公転中心周りに旋回運動する際には、旋回スクロール２０に働く圧縮時の作用力や慣性力が旋回スクロール２０を自転させる力として作用する。この作用と、ピンとピンを拘束する拘束部材の内周壁とのクリアランスが生じることと、によって、自転角度は変動する。この変動は、自転防止機構部の個数が多いほど小さくなり、旋回スクロールの挙動が安定し騒音抑制に寄与するものと考えられる。
【００３８】
鋭意研究によれば、固定側ラップと旋回側ラップとが非対称の渦巻き状をなす流体機械や、空気を作動流体とする流体機械の場合には、自転トルクが正逆反転しやすいことがわかった。特にこのような条件下では、自転防止機構部の個数と騒音抑制効果とが必ずしも比例しないことを確認した。
【００３９】
自転トルクが正逆反転する場合には、図５に示すように、ピン等が自励振動をしながら正転から逆転へ移行すると考えられる。このような挙動は、拘束部材の内周壁とピンとのクリアランスだけでなく、拘束部材とピンの反発係数とが起因しており、ピンが拘束部材から受ける反力を抑えることが振動低減、騒音抑制に寄与することに着眼した。
【００４０】
そこで図４に示すように、流体機械１が備える５個の自転防止機構部５０のうち、基準位置から１８０度回転した位置に最も近い自転防止機構部５０について、自転トルクが逆転した際にピン５２が反力として受ける衝突荷重を考察する。以下、基準位置から１８０度回転した位置に最も近い自転防止機構部５０について、「１８０度に最も近い〜」という名称を付して記載する。
【００４１】
１８０度に最も近いピン５２は、図４に示す角度θｐが３６度程度になるため、遠心力によって凹部５１の内周壁に最も接近した位置からずれた位置において凹部５１の内周壁に衝突する。１８０度に最も近いピン５２は、図４におけるピン５２と凹部５１の内周壁との共通の接線に対して斜めに延びる衝突荷重Ｆｐを与えることになる。図４に示す衝突荷重Ｆｓは、衝突荷重Ｆｐの分力である。衝突荷重Ｆｓは、衝突荷重Ｆｐよりも小さく、凹部５１の内周壁に最も接近した位置においてピン５２が内周壁に与える荷重であり、この荷重の反力はピン５２が受ける荷重になる。これにより、衝突荷重Ｆｓは、衝突荷重Ｆｐが分散した荷重であり、Ｆｐよりも緩和された荷重になる。衝突荷重Ｆｓが小さくなることによれば、ピン５２と内周壁との反発力を抑制でき、自転防止機構部５０の自励振動を抑えることに寄与する。
【００４２】
一方、自転防止機構部が４個や６個である流体機械の場合は、基準位置から１８０度回転した位置に自転防止機構部が存在する。１８０度に位置するピンは、凹部の内周壁に最も接近した位置において衝突荷重Ｆｐを内周壁に対して与えることになる。この場合、衝突荷重Ｆｐの反力はピン５２が受ける荷重になる。したがって、自転防止機構部が４個や６個である流体機械の場合は、５個である場合に比べて、ピンが内周壁から受ける周方向の反力が大きいことが明らかである。
【００４３】
１８０度に最も近いピンは、図４に示す角度θｓが大きくなるほど、換言すれば、奇数個である自転防止機構部の個数が多くなるほど、基準位置から１８０度回転した位置に近づくようになる。図６はこのことを示している。図６によれば、角度θｓは自転防止機構部が５個である場合が最も小さくなり、前述したように１８０度に最も近いピンが内周壁から受ける周方向の反力は、最も小さくなると考えられる。
【００４４】
図７は、実機での実験によって得られた、自転防止機構部の個数と騒音レベルとの関係について示している。実機は、作動流体を空気とし、樹脂製の旋回スクロールと、旋回側ラップと固定側ラップとの渦巻き角度が相違する非対称の渦巻き状構造とを有する流体機械を用いた。図７に示す実機による実験結果によれば、自転防止機構部が５個である場合が騒音レベルが最も低いことがわかった。この実験結果は、図４を用いて説明した、衝突荷重Ｆｓの抑制、ピン５２と内周壁との反発力の抑制、自転防止機構部５０の自励振動の抑制による騒音低減を裏付けている。
【００４５】
第１実施形態の流体機械１がもたらす作用効果について説明する。流体機械１は、固定側ラップに対して非対称の渦巻き状をなす旋回側ラップを有した旋回スクロール２０と、旋回スクロール２０の中心軸に周りに略等間隔に位置する５個の自転防止機構部５０とを備える。
【００４６】
この流体機械１によれば、５個の自転防止機構部５０を有する構成により、前述したように、自転防止機構部５０における周方向の衝突荷重の低減と衝撃力の分散とを実施できる。これにより、自転防止機構部５０における衝撃や振動が抑えられるため、自転トルクが正逆反転する場合の騒音を抑制できる。非対称の渦巻き構造をなす固定スクロール３３と旋回スクロール２０を備える流体機械１は、自転防止機構部５０における衝撃や振動の低減を図ることができる。
【００４７】
さらにこの流体機械１において固定側ラップの巻き角度範囲は、旋回側ラップの巻き角度範囲よりも１８０±１０度程度大きい。このような関係にある非対称の渦巻き構造をなす固定スクロール３３と旋回スクロール２０を備える流体機械１は、自転防止機構部５０における衝撃や振動の低減を図ることができる。
【００４８】
さらにこの流体機械１において固定側ラップと旋回側ラップの間の流体室は、空気を吸入、圧縮および吐出する。これによれば、空気を作動流体として、さらに自転防止機構部５０の自励振動が生じやすく騒音が発生しやすい流体機械１において、自転防止機構部５０における衝撃や振動の低減を図り、騒音を抑制する顕著な効果を提供できる。
【００４９】
流体機械１は、固定スクロール３３の固定側ラップと旋回スクロール２０の旋回側ラップとの間の流体室に空気を吸入、圧縮および吐出する。流体機械１は、旋回スクロール２０の中心軸に周りに略等間隔に位置する５個の自転防止機構部５０を備える。
【００５０】
この流体機械１によれば、空気を作動流体とするため、対称スクロールであっても旋回スクロール２０の自転トルクが小さく、自転トルクの正逆反転が発生しやすい。このような流体機械１において、５個の自転防止機構部５０を有する構成により、遠心力による自転防止機構部５０の衝突荷重を低減と衝撃力の分散とを実施でき、振動を抑制できる。このように自転防止機構部５０の自励振動が生じやすく騒音が発生しやすい流体機械１において、自転防止機構部５０における衝撃や振動の低減が図れ、騒音を抑えることができる。
【００５１】
さらに流体機械１が備える旋回スクロール２０は、樹脂材料によって形成されている。これによれば、さらに自転防止機構部５０において反発、振動が発生しやすい流体機械１において、自転防止機構部５０における振動の低減を図り、騒音を抑制する顕著な効果を提供できる。
【００５２】
流体機械１は、樹脂材料によって形成されている旋回スクロール２０と、旋回スクロール２０の中心軸に周りに略等間隔に位置する５個の自転防止機構部５０とを備える。
【００５３】
この流体機械１によれば、旋回スクロール２０の自重が比較的小さく、旋回スクロール２０の慣性モーメントが小さく、自転防止機構部５０において反発、振動が発生しやすい。このような流体機械１において、５個の自転防止機構部５０を有する構成により、遠心力による自転防止機構部５０の衝突荷重を低減して衝撃を分散でき、振動を抑制できる。このように旋回スクロール２０の慣性モーメントが比較的小さい流体機械１において、自転防止機構部５０における衝撃や振動の低減を図ることができる。
【００５４】
さらにこの流体機械１において旋回スクロール２０の材質は樹脂である。これによれば、さらに軽量である旋回スクロール２０が反発、振動しやすい流体機械１において、自転防止機構部５０における振動の低減を図り、騒音を抑制する顕著な効果を提供できる。樹脂製の旋回スクロール２０は、金属に対して表面硬度が低いため、衝突時の反発力を低減することにも寄与する。樹脂製の旋回スクロール２０は、金属製に比べて軽量であるため、自転防止機構部５０の自励振動を起こしやすい。そこで、５個の自転防止機構部５０を有する構成により、振動面の課題を解消し得る流体機械１を提供できる。
【００５５】
（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【００５６】
前述の実施形態において固定スクロール３３は、第１ハウジング３１の一部であるが、第１ハウジング３１とは別個の部材によって構成してもよい。別個の部材である固定スクロール３３は第１ハウジング３１に固定されることによって、第１ハウジング３１と一体になる。また、固定スクロール３３は、前述の実施形態においてアルミニウム等の金属によって形成されていると記載したが、樹脂材料によって形成されている構成でもよい。この場合、固定スクロール３３は、第１ハウジング３１の一部であってもよいし、第１ハウジング３１に固定された別個の部材であってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
２０…旋回スクロール、  ２２…旋回側歯部（旋回側ラップ）
３３…固定スクロール、  ３８…圧縮室（流体室）
５０…自転防止機構部、  ５１…凹部（規制部）、  ５２…ピン（突出部）
３３１…固定側歯部（固定側ラップ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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