(57)【要約】【課題】確実に起動させることが可能なスクロール膨張機を提供する。【解決手段】膨張機固定スクロール２１と、膨張機固定スクロール２１と組み合わせて膨張室を形成する揺動スクロール４０と、揺動スクロール４０を駆動する軸４３とを有し、膨張室で冷媒を膨張させて動力を回収する膨張機２と、軸４３と共に回転する非磁性材で形成されたバランサー５０に設けられた第一永久磁石５２と、揺動スクロール４０の軸４３の回転中に静止しているサブ圧縮機固定スクロール３１に設けられ、第一永久磁石５２との間に磁気吸引力を発生させ、その磁気吸引力により、運転停止時に揺動スクロール４０の軸４３を特定クランク角で停止させるための第二永久磁石５３とを備え、特定クランク角は、次回起動時に揺動スクロール４０に作用するスラスト荷重が起動を阻止しない程度に小さいスラスト荷重となるクランク角であるものである。【選択図】図２
2010223438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールと、該固定スクロールと組み合わせて膨張室を形成する揺動スクロールと、該揺動スクロールを駆動する軸とを有し、前記膨張室で冷媒を膨張させて動力を回収する膨張機と、
前記軸と共に回転する非磁性材で形成された回転体又は非磁性材で形成された前記軸に設けられた第一磁気部材と、
前記揺動スクロールの前記軸の回転中に静止している固定部材に設けられ、前記第一磁気部材との間に発生する磁気吸引力により、運転停止時に前記軸を特定クランク角で停止させる位置に第二磁気部材とを備え、
前記特定クランク角は、起動時に前記揺動スクロールに作用するスラスト荷重が所定値以下となるクランク角であることを特徴とするスクロール膨張機。
【請求項２】
前記軸の回転中に前記第一磁気部材に作用する慣性力の方向に前記第一磁気部材を移動可能に保持する通路を設けると共に、前記慣性力によって前記通路内で移動した前記第一磁気部材を、前記軸の回転停止時に前記慣性力の方向と逆方向に移動させて回転前の停止位置に復帰させる弾性部材を設け、前記第一磁気部材は、前記停止位置以外の位置にあるとき非磁気部材で覆われ、前記停止位置にあるときに前記第二磁気部材との間に磁気吸引力を発生させることを特徴とする請求項１記載のスクロール膨張機。
【請求項３】
前記通路内において前記慣性力の方向の外側に前記弾性部材、内側に前記第一磁気部材を設けたことを特徴とする請求項２記載のスクロール膨張機。
【請求項４】
前記通路は前記回転体内の一部を径方向に穿設した孔で形成され、前記第一磁気部材の前記停止位置に通じる磁気部材間孔が形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のスクロール膨張機。
【請求項５】
前記第二磁気部材を電磁石で構成し、該電磁石への電流供給を制御する電流制御器を備えたことを特徴とする請求項１記載のスクロール膨張機。
【請求項６】
前記電流制御器は、前記軸の回転停止中のみ前記電磁石に電流を供給することを特徴とする請求項５記載のスクロール膨張機。
【請求項７】
前記冷媒として二酸化炭素を用いたことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載のスクロール膨張機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍・空調用途の冷凍サイクル内で用いられ、冷媒の膨張過程からエネルギーを動力として回収・利用するスクロール膨張機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍空調装置に使用する冷媒として、自然冷媒である二酸化炭素の適用が進められており、効率の向上を目的とした膨張過程における膨張動力を機械的に回収する膨張機の導入が検討されている。膨張機構として、低振動・低騒音・高効率などの特徴を有するスクロール形流体機械が使用されている。
【０００３】
従来のスクロール流体機械として、「鏡板の前面に渦巻状のラップが立設されてケーシングに固定された固定スクロールと、鏡板の前面に渦巻状のラップが立設されて成り、該ラップを上記固定スクロールのラップに噛合してケーシング内に収納された旋回スクロールと、主軸及び該主軸の軸心より偏心したクランク軸を有し、該クランク軸が上記旋回スクロールの鏡板背面に連結された回転軸と、上記旋回スクロールの旋回時に静止している固定部材に設けられたクランク本体と該クランク本体の中心より偏心して旋回スクロールの鏡板に係合したクランクピンとを有し、上記旋回スクロールの自転を阻止する１つの自転阻止機構と、上記固定部材と旋回スクロールの旋回時に可動する可動部材とに亘って設けられ、旋回スクロールの停止時に上記クランクピンが思案点と異なる位置に停止するように可動部材を停止させる磁力手段とを備えている」ものがある。
【０００４】
この技術では、ケーシングに永久磁石を設けると共にバランサーを磁性体で形成することにより前記磁力手段を構成し、この磁力手段の磁気吸引力を利用してクランクピンが思案点と異なる位置に停止するように揺動スクロールの停止位置を制御している。クランクピンが思案点で停止すると、次回の起動が円滑に行われないことから、上記のようにクランクピンの思案点での停止を防止することにより、次回の円滑な起動を可能としている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−２０３４８６号公報（第４頁右下欄２０行〜第５頁左上欄１６行、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のスクロール流体機械は、駆動源としてモーターを用いたものであるが、駆動源を持たず、スクロール流体機械の入口と出口とに差圧を作用させて揺動スクロールの旋回を開始（すなわちスクロール膨張機を起動）させるスクロール膨張機では、以下のような課題がある。すなわち、起動に対して抵抗となるスラスト荷重（揺動スクロールの軸方向に作用する荷重）がクランク角によって大きく異なることから、前回運転停止時に、スラスト荷重が大きいクランク角で停止していた場合、膨張機が起動できない虞がある。上記従来のスクロール流体機械では、バランサー全体を磁性材で形成しているため、ケーシングに設けた永久磁石との間には広範なクランク角で吸引力が作用することになる。従って、クランクピンを思案点と異なる位置に停止させることは可能であるが、スラスト荷重が大きくなるクランク角で停止する可能性があり、上述したように次回運転時に膨張機が起動できない虞があるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような点を鑑みなされたもので、確実に起動させることが可能なスクロール膨張機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るスクロール膨張機は、固定スクロールと、固定スクロールと組み合わせて膨張室を形成する揺動スクロールと、揺動スクロールを駆動する軸とを有し、膨張室で冷媒を膨張させて動力を回収する膨張機と、軸と共に回転する非磁性材で形成された回転体又は非磁性材で形成された軸に設けられた第一磁気部材と、揺動スクロールの軸の回転中に静止している固定部材に設けられ、第一磁気部材との間に発生する磁気吸引力により、運転停止時に軸を特定クランク角で停止させる位置に第二磁気部材とを備え、特定クランク角は、起動時に揺動スクロールに作用するスラスト荷重が所定値以下となるクランク角であるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、起動時に確実に起動可能なスクロール膨張機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスクロール膨張機１を搭載する冷凍サイクル構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るスクロール膨張機１の断面図である。
【図３】図２のスクロール膨張機１の要部を示す上面図である
【図４】スクロール膨張機１の起動時における揺動スクロール４０に作用するスラスト荷重を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２による運転停止時のスクロール膨張機の要部を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２による運転停止時のバランサーの横断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２による定常運転時のスクロール膨張機の要部を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２による定常運転時のバランサーの横断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３によるスクロール膨張機の要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、本発明のスクロール膨張機を説明するに先立って、スクロール膨張機を搭載した冷凍サイクルについて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態１に係るスクロール膨張機１を搭載する冷凍サイクル構成図である。本実施の形態のスクロール膨張機１は、冷媒を膨張させて動力を回収する膨張機２と、膨張機２で回収した動力で駆動され冷媒を圧縮するサブ圧縮機３とを備えている。サブ圧縮機３の吸入側には、モーター４によって駆動され冷媒を圧縮するメイン圧縮機５が接続されている。本例の冷凍サイクルは、メイン圧縮機５、スクロール膨張機１のサブ圧縮機３、放熱器６、スクロール膨張機１の膨張機２及び蒸発器７の順に接続されて構成されている。
【００１３】
以下、図１の冷凍サイクルの動作について説明する。
モーター４に電気が供給されるとメイン圧縮機５が駆動され、低圧冷媒はメイン圧縮機５で圧縮された後、サブ圧縮機３に直接吸入され更に圧縮されてから放熱器６に送られる。放熱器６に送られた冷媒は、熱を放出することにより冷却され、冷却された冷媒はスクロール膨張機１の膨張機２に流れ込む。膨張機２に流れ込んだ冷媒は減圧された後、蒸発器７に送り込まれる。ここで、スクロール膨張機１に流れ込んだ冷媒が膨張機２で膨張、減圧することにより発生する動力は、膨張機２と一体に構成されたサブ圧縮機３でサブ圧縮を行なうための動力として利用される。そして、蒸発器７に送り込まれた冷媒は、外部から熱を吸収してガス化し、メイン圧縮機５へ戻される。サブ圧縮機３による昇圧分がメイン圧縮機５に必要な昇圧量を減少させ、サイクル効率が向上する。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態１に係るスクロール膨張機１の構造を示す縦断面図である。図３は、図２のスクロール膨張機１の要部を示す上面図である。
本例のスクロール膨張機１は、モーター４で駆動されて冷媒を圧縮するメイン圧縮機５とは別に設けられるもので、上述したように冷媒を膨張させて動力を回収する膨張機２と、膨張機２で回収された動力により駆動され、冷凍サイクルの圧縮過程の一部を担うサブ圧縮機３とを有している。また、スクロール膨張機１は、揺動スクロール台板の両面に渦巻歯を形成した両面スクロール形サブ圧縮機一体化膨張機である。
【００１５】
以下、スクロール膨張機１の構造について図２及び図３を参照して詳細に説明する。
膨張機２及びサブ圧縮機３は、潤滑油９を底部に貯溜した密閉容器８内に一体となって収納されている。密閉容器８の下方には、膨張機２を構成する膨張機固定スクロール２１が配置されている。膨張機固定スクロール２１は、鏡板から上方に渦巻歯２１ａが立設された構成を有している。また、密閉容器８の上方には、サブ圧縮機３を構成するサブ圧縮機固定スクロール３１が配置されている。サブ圧縮機固定スクロール３１も、鏡板から下方に渦巻歯３１ａが立設された構成を有している。そして、膨張機固定スクロール２１とサブ圧縮機固定スクロール３１との間に揺動スクロール４０が配置されている。
【００１６】
揺動スクロール４０は、膨張機固定スクロール２１と対向する下面に、膨張機固定スクロール２１の渦巻歯２１ａが噛み合う膨張機側渦巻歯４１が立設され、膨張機固定スクロール２１と共に膨張機２を構成している。また、揺動スクロール４０は、サブ圧縮機固定スクロール３１と対向する上面にサブ圧縮機固定スクロール３１の渦巻歯３１ａと噛み合うサブ圧縮機側渦巻歯４２が立設され、サブ圧縮機固定スクロール３１と共にサブ圧縮機３を構成している。
【００１７】
サブ圧縮機固定スクロール３１、揺動スクロール４０及び膨張機固定スクロール２１の中央部には上下方向に軸４３が貫通している。軸４３の上端はサブ圧縮機固定スクロール３１の上軸受け３２に支持され、軸４３の下端は膨張機固定スクロール２１の下軸受け２２に支持されている。揺動スクロール４０は、詳細図示されていないが、軸４３の軸偏心部に嵌合したスライダ４５に揺動軸受け４４を介して連結しており、軸４３の回転により揺動スクロール４０が膨張機固定スクロール２１及びサブ圧縮機固定スクロール３１に対して揺動運動を行う構成となっている。そして、この揺動運動を行うことで冷媒の膨張作用及び圧縮作用を行っている。すなわち、膨張機２側では、揺動スクロール４０の円軌道に沿った揺動により膨張機固定スクロール２１との間に中央部から周辺方向に移動しながら容積を大きくする膨張室を形成しており、ここで膨張作用を行っている。一方、サブ圧縮機側では、揺動スクロール４０の円軌道に沿った揺動によりサブ圧縮機固定スクロール３１との間に外周部から中心方向に移動しながら容積を小さくする圧縮室を形成しており、ここで圧縮作用を行っている。
【００１８】
揺動スクロール４０のサブ圧縮機側渦巻歯４２の外周には外周シールリング４６が設けられ、サブ圧縮機３の吸入と膨張機２の出口をシールする。また、揺動スクロール４０の膨張機側渦巻歯４１の歯先中央部には内周シール４７が設けられ、膨張機２の入口と密閉容器８内をシールしている。サブ圧縮機側渦巻歯４２及び膨張機側渦巻歯４１の歯先の歯先にはチップシール４８が装着されている。外周シールリング４６の外側の部分にはオルダムリング４９が配置され、揺動スクロール４０がサブ圧縮機固定スクロール３１に対して自転しないように円軌道上を公転させるようになっている。
【００１９】
軸４３の下端には油ポンプ６０が装着されており、密閉容器８下部の油溜め部６１の潤滑油９は、軸４３の下端に取付けた油ポンプ６０によって潤滑油９を吸上げ、上軸受け３２、下軸受け２２及び揺動軸受け４４に給油し、潤滑作用を得ている。
【００２０】
また、軸４３には、膨張機固定スクロール２１の下方とサブ圧縮機固定スクロール３１の上方とに、略半円状のバランサー５０、５１が取り付けられている。バランサー５０、５１は軸４３と一体的に回転し、軸回転時に揺動スクロール４０に作用する遠心力によるアンバランスを相殺し、バランスをとるものである。
【００２１】
軸４３の上側に設置された半円状のバランサー５０は、非磁性材（例えばステンレス材）で形成されており、図３のようにその外周部中心の一部に第一磁気部材としての第一永久磁石５２が取付けられている。なお、第一永久磁石５２の取付け位置は、バランサー５０の外周部であれば中央でなくてもよいが、密度の異なる異種の金属の組合せによってバランサー５０を形成するため、重心位置の特定が容易な外周部中央に第一永久磁石５２を取付けている。そして、バランサー５０の半径方向において第一永久磁石５２との間で吸引力を発生することが可能な距離内に第二磁気部材としての第二永久磁石５３が設けられている。第二永久磁石５３は、サブ圧縮機固定スクロール３１の周方向の後述の特定位置に固定されている。第二永久磁石５３は、膨張機２の運転停止時に、第一永久磁石５２との間の磁気吸引力により揺動スクロール４０を所定の位置に停止させるためのものである。すなわち、第一永久磁石５２と第二永久磁石５３とが引き合うことで、揺動スクロール４０を所定の位置に停止させるようにしている。
【００２２】
ここでまず、揺動スクロール４０を停止させる所定の位置について説明する。この所定の位置とは、膨張機起動時に揺動スクロール４０に作用するスラスト荷重が最も小さくなる位置である。膨張機起動時に揺動スクロール４０に作用するスラスト荷重は、上述したようにクランク角によって異なることから、スラスト荷重が最も小さくなる特定クランク角に揺動スクロール４０を停止させることが可能な位置に、第二永久磁石５３を配置している。すなわち、第二永久磁石５３を配置する前記特定位置は、特定クランク角のときのバランサー５０の第一永久磁石５２に対向するサブ圧縮機固定スクロール３１上の位置である。
【００２３】
図４は、スクロール膨張機１の起動時における揺動スクロール４０に作用するスラスト荷重を示す図である。図４において横軸がクランク角［deg］、縦軸がスラスト荷重を示している。
図４に示すように、スラスト荷重はクランク角によって大きく異なっている。なお、特定クランク角は、必ずしも上述したようなスラスト荷重が最も小さくなるクランク角に限定されず、次回起動時に揺動スクロール４０に作用するスラスト荷重が起動を阻止しない程度に小さい所定のスラスト荷重以下となるクランク角であればよい。以下の説明において特定クランク角とは、次回起動時に揺動スクロール４０に作用するスラスト荷重が起動を阻止しない程度に小さい所定値以下となるクランク角を指すものとする。例えば、特定クランク角は、起動を阻止しない程度に小さい所定のスラスト荷重を図４に示す最大スラスト荷重の５０％として、図４から決定してもよいし、さらに好ましくは、起動を阻止しない程度に小さい所定のスラスト荷重を図４に示す最大スラスト荷重の１０％として、図４から決定してもよい。
【００２４】
このように構成したスクロール膨張機１の定常運転動作について説明する。
スクロール膨張機１は、メイン圧縮機５のモーター４に電気が供給され、メイン圧縮機５が駆動してサブ圧縮機３及び放熱器６を介して膨張機吸入管７０から膨張機２内に高圧冷媒が吸入されることにより起動する。すなわち、膨張機２の入口側に高圧の冷媒が吸入されると、膨張機２の出口側との間に差圧が生じ、その差圧により揺動スクロール４０が膨張室を大きくするように揺動する。これにより膨張室内の冷媒が膨張し、膨張した低圧冷媒は、膨張機吐出管７１から吐出される。膨張機吐出管７１から吐出された冷媒は冷凍サイクルの蒸発器７へと送られる。
【００２５】
また、膨張機２は、冷媒の減圧・膨張により冷媒から動力を回収し、その動力によってサブ圧縮機３を駆動する。すなわち、サブ圧縮機３には、メイン圧縮機５から吐出された高圧冷媒がサブ圧縮機吸入管７２を介して圧縮室に吸入されており、膨張機２で回収された動力により更に圧縮される。具体的には、揺動スクロール４０が圧縮室を小さくなるように揺動する。これにより圧縮室内の冷媒を圧縮し、圧縮された冷媒は、吐出弁７４を経てサブ圧縮機吐出管７３から吐出され、サブ圧縮機吐出管７３から吐出された冷媒は冷凍サイクルの放熱器６へと送られる。
【００２６】
次に、スクロール膨張機１の運転停止動作について説明する。定常運転中の冷凍サイクルのモーター４を停止してメイン圧縮機５を停止する。メイン圧縮機５の停止後、冷媒の循環が停止することで、膨張機２の入口と出口の圧力差も徐々に小さくなり、冷媒からの回収動力が減少する。回収動力の減少に伴い膨張機２の回転数も徐々に低下する。ここで、膨張機２の入口と出口の差圧が十分小さくなり、第一永久磁石５２と第二永久磁石５３との間に生じる磁気吸引力が膨張機２の駆動力よりも大きくなると、その磁気吸引力によりバランサー５０の第一永久磁石５２が第二永久磁石５３に対向する位置で停止する。つまり揺動スクロール４０が特定クランク角で停止する。
【００２７】
なお、バランサー５０は非磁性材で形成されているため、バランサー５０と第二永久磁石５３との間には吸引力は生じず、あくまでも第一永久磁石５２と第二永久磁石５３との間にのみ吸引力が生じる。これにより、揺動スクロール４０を特定クランク角に確実に停止することが可能となっている。
【００２８】
次に、スクロール膨張機１の起動時の動作について説明する。まず、モーター４を駆動してメイン圧縮機５を始動する。これにより、停止している膨張機２の入口と出口に差圧が生じる。この差圧により膨張機２の起動に必要な駆動力が発生する。これと同時に、起動に対して抵抗となるスラスト荷重が発生する。このときのスラスト荷重は、図４に示した通りである。本例においては、前回運転停止時にスラスト荷重が小さくなる特定クランク角に揺動スクロール４０が停止している。このため、スクロール膨張機１を確実に起動することができる。なお、冷媒に二酸化炭素を用いた場合、動作圧力が高くスラスト荷重が増大するため、揺動スクロール４０を特定クランク角に停止させて起動を行う効果が高くなる。
【００２９】
このように本実施の形態１は、非磁性材で形成したバランサー５０に第一永久磁石５２を設けると共に、第一永久磁石５２との間に磁気吸引力を発生する第二永久磁石５３をサブ圧縮機固定スクロール３１に設けている。そして、第一永久磁石５２と第二永久磁石５３との間に発生する磁気吸引力を利用して、運転停止時には、揺動スクロール４０に作用するスラスト荷重が小さい（起動を阻止しない程度に小さい）スラスト荷重となる特定クランク角に揺動スクロールを停止させるようにしている。このため、次回起動時には、特定クランク角から揺動スクロール４０の駆動を開始できるため、スクロール膨張機１を確実に起動することができる。このようにスクロール膨張機１を常に安定して起動することが可能となるため、冷凍サイクル全体としての省エネルギー化も図れる。
【００３０】
なお、揺動スクロール４０の停止位置を決定するための磁気部材として、両方とも磁石で構成した例を示したが、何れか一方を磁性材（例えば鋼材）としてもよい。
【００３１】
また、第一永久磁石５２をバランサー５０に設けた例を説明したが、必ずしもバランサー５０でなくてもよく、軸４３を非磁性材で形成して軸４３に設けてもよい。
【００３２】
実施の形態２．
図５〜図８は、本発明の実施の形態２のスクロール膨張機１の要部を示す図である。図５は、本発明の実施の形態２のスクロール膨張機１の要部を示す断面図で、特に運転停止時の状態を示している。図６は、図５のバランサー５０の上面図で、同様に運転停止時の状態を示している。図７は、本発明の実施の形態２のスクロール膨張機１の要部を示す断面図で、特に定常運転時の状態を示している。図８は、図７のバランサー５０の上面図であり、同様に定常運転時の状態を示している。なお、図５〜図８において図１〜図３に示した実施の形態１と同一の構成要素は同符号を付す。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００３３】
実施の形態２では、バランサー５０内において半径方向（軸４３の回転中に第一永久磁石５２に作用する慣性力の方向）に延び、第一永久磁石５２を移動可能に保持する回転体内通路８０を設けている。そして、この回転体内通路８０に、外側から順に弾性手段としてのバネ８１と、バネ８１の付勢力に抗して回転体内通路８０を移動可能な第一永久磁石５２とを配置している。バネ８１は、第一永久磁石５２を回転体内通路８０内において軸４３側（内周側）に付勢していてもよいし、自然長の状態で配置されていてもよい。以下では、自然長の状態で配置されているものとして説明する。図５及び図６は、運転停止時の状態を示しており、第一永久磁石５２が回転体内通路８０において最内周側の停止位置に位置した状態となっている。
【００３４】
第一永久磁石５２が停止位置に位置したときの第一永久磁石５２の上方に対応する密閉容器８の内面位置に、第二永久磁石５３が固定されている。また、第一永久磁石５２が停止位置に位置した状態において第一永久磁石５２を覆っているバランサー５０の一部は除去され、第一永久磁石５２の停止位置に通じる磁気部材間孔８２が形成されている。すなわち、第一永久磁石５２は停止位置以外の位置にあるとき、回転体内通路８０を形成するバランサー５０の一部で覆われて第二永久磁石５３と遮断され、停止位置にあるときに、第二永久磁石５３との間に磁気吸引力が発生する構成となっている。そして、実施の形態２の第二永久磁石５３も、実施の形態１と同様、特定クランク角に揺動スクロール４０を停止させることが可能な位置に設けられている。
【００３５】
次に、実施の形態２のスクロール膨張機１の定常運転動作について説明する。
運転開始前、第一永久磁石５２は、図５と図６に示すように回転体内通路８０の最内周側の停止位置に位置し、第二永久磁石５３との間に磁気吸引力が発生している。そして、運転開始すると、第一永久磁石５２に作用する遠心力（慣性力）によって、図７と図８に示すように第一永久磁石５２はバネ８１の弾性力に抗してバランサー５０の外周側に移動する。これにより、第一永久磁石５２と、密閉容器８に固定した第二永久磁石５３との間に磁気吸引力が作用することはない。よって、磁気吸引力によるトルク変動が発生せず、磁気吸引力に起因する振動・騒音を抑制できる。
【００３６】
そして、定常運転中の冷凍サイクルのモーター４を停止してメイン圧縮機５を停止すると、膨張機２の入口と出口との差圧が次第に小さくなり、これにより膨張機２が減速し徐々に回転数が低くなる。回転数低下に伴い、第一永久磁石５２に働く遠心力も小さくなり、図５と図６に示すようにバネ８１の復元力によって第一永久磁石５２はバランサー５０の内周側に移動する。第一永久磁石５２が最内周側の停止位置に移動することで、第一永久磁石５２と第二永久磁石５３との間に磁気吸引力が作用し、揺動スクロール４０が特定クランク角に停止する。
【００３７】
このように本実施の形態２は、揺動スクロール４０を特定クランク角に停止させることができ、実施の形態１と同様の効果が得られる。また、実施の形態２では、第一永久磁石５２をバランサー５０内の回転体内通路８０内に移動可能に設け、定常運転中は、第一永久磁石５２と第二永久磁石５３との間に磁気吸引力が作用しない位置に第一永久磁石５２を移動させる構成とした。このように定常運転中に第一永久磁石５２と第二永久磁石５３との間に磁気吸引力が作用しない構成としたので、磁気吸引力によるトルク変動が発生せず、磁気吸引力に起因する振動・騒音を抑制できる。
【００３８】
また、バランサー５０に磁気部材間孔８２を設けているため、第一永久磁石５２が停止位置に位置した状態において、第一永久磁石５２と第二永久磁石５３との間の磁気吸引力を阻害することがない。よって、停止時には、第一永久磁石５２と第二永久磁石５３との間に必要十分な磁気吸引力を発生することができ、揺動スクロール４０を特定クランク角に確実に停止できる。
【００３９】
なお、本実施の形態２では、回転体内通路８０において外側にバネ８１、内側に第一永久磁石５２を配置した構成を例示したが、必ずしもこの配置に限られず、外側に第一永久磁石５２、内側にバネ８１としても構わない。要は、軸４３の回転時に遠心力によって回転体内通路８０内で移動した第一永久磁石５２を、軸４３の回転停止時にバネ８１により遠心力の方向と逆方向に移動させて回転前の停止位置に復帰させる構成とすればよい。但し、外側にバネ８１、内側に第一永久磁石５２を配置した構成の場合、遠心力によりバネ長さを短くする方向に第一永久磁石５２が移動するため、逆配置とした場合に比べて回転体内通路８０の長さを短くできる。
【００４０】
また、実施の形態１と同様に第一永久磁石５２又は第二永久磁石５３の何れか一方を磁性材としてもよい。
【００４１】
実施の形態３．
図９は、本発明の実施の形態３のスクロール膨張機１の要部を示す断面図である。なお、図９において図１〜図３に示した実施の形態１と同一の構成要素は同符号を付す。以下、実施の形態３が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００４２】
実施の形態３は、実施の形態１の第二永久磁石５３に代えて第二磁気部材として電磁石９０を設け、且つ電磁石９０への電流供給を制御する電流制御器９１を密閉容器８の外に設けたものである。また、実施の形態３の電磁石９０も、実施の形態１の第二永久磁石５３と同様、特定クランク角に揺動スクロール４０を停止させることが可能な位置に設けられている。
【００４３】
実施の形態３のスクロール膨張機１の定常運転動作について説明する。定常運転中は、電流制御器９１によって電磁石９０への電流供給を停止し、電磁石９０を磁化させないようにする。そうすることで、第一永久磁石５２と電磁石９０の間に磁気吸引力が発生することがないため、トルク変動が起きることもない。よって、振動・騒音を抑制でき、実施の形態２と同様の効果がある。
【００４４】
そして、スクロール膨張機１の運転停止の際には、上記実施の形態１と同様に冷凍サイクルのモーター４を停止してメイン圧縮機５を停止すると共に、電流制御器９１によって電磁石９０へ電流を供給する。電流が供給されることで、電磁石９０が磁化し、バランサー５０に設けた第一永久磁石５２との間に磁気吸引力が作用する。従って、揺動スクロール４０を特定クランク角に停止することができ、実施の形態１と同様の効果がある。
【００４５】
また、起動時は電流制御器９１によって電磁石９０への電流供給を停止し、電磁石９０を磁化させないようにする。そうすることで、起動に際して僅かながらも抵抗力となる第一永久磁石５２と電磁石９０との間の磁気吸引力が全く発生しない。よって、実施の形態１及び実施の形態２に比べて更に、スクロール膨張機１の起動性を向上することができる。また、本例では、電磁石９０との間に磁気吸引力を発生させる磁気部材として第一永久磁石５２を用いたが、磁性材（例えば鋼材）としてもよい。
【００４６】
なお、上記各実施の形態１〜３では、第一永久磁石５２をバランサー５０に設けた例を示したが、必ずしもバランサー５０でなくてもよく、軸４３と共に回転する回転体に設ければよい。また、第一永久磁石５２を軸４３自身に設けてもよい。軸４３に第一永久磁石５２を設ける場合、軸４３を非磁性材で形成する。なお、第一永久磁石５２は、バランサー５０などの回転体又は軸４３において、第二永久磁石５３又は電磁石９０との間の磁気吸引力により、運転停止時に軸４３を特定クランク角で停止させる角度範囲に設けられている。
【符号の説明】
【００４７】
１  スクロール膨張機、２  膨張機、３  サブ圧縮機、４  モーター、５  メイン圧縮機、６  放熱器、７  蒸発器、８  密閉容器、９  潤滑油、２１  膨張機固定スクロール、２１ａ  渦巻歯、２２  下軸受け、３１  サブ圧縮機固定スクロール、３１ａ  渦巻歯、３２  上軸受け、４０  揺動スクロール、４１  膨張機側渦巻歯、４２  サブ圧縮機側渦巻歯、４３  軸、４４  揺動軸受け、４５  スライダ、４６  外周シールリング、４７  内周シール、４８  チップシール、４９  オルダムリング、５０，５１  バランサー、５２  第一永久磁石、５３  第二永久磁石、６０  油ポンプ、６１  油溜め部、７０  膨張機吸入管、７１  膨張機吐出管、７２  サブ圧縮機吸入管、７３  サブ圧縮機吐出管、７４  吐出弁、８０  回転体内通路、８１  バネ、８２  磁気部材間孔、９０  電磁石、９１  電流制御器。
【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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【図８】
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【図９】
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