(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻状のスクロールラップを有しその軸線に垂直な面内における運動が規制される固定スクロールと、該固定スクロールの前記スクロールラップに噛み合って圧縮室を形成する渦巻状のスクロールラップを有し前記軸線に垂直な面内を自転することなく旋回運動する旋回スクロールと、前記固定スクロールの前記軸線に垂直な面内における運動を規制するフレームと、前記固定スクロールと前記フレームの前記軸線方向に垂直な面内での相対位置を位置決めする位置決め手段とを有してなり、前記位置決め手段は、前記固定スクロールまたは前記フレームの一方の部材に形成された位置決め長穴と、該位置決め長穴が形成された部材の他方の部材に前記位置決め長穴に係合させて形成された位置決めピンとを有し、前記位置決め長穴は、前記軸線方向に垂直な面内で前記固定スクロールのスクロールラップの中心を通る直線に平行に形成されてなるスクロール流体機械。
【請求項２】
請求項１記載のスクロール流体機械において、前記位置決めピンは、前記位置決め長穴に回転可能でかつ前記位置決め長穴の長手方向に移動可能に嵌合されることを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項３】
請求項２記載のスクロール流体機械において、前記位置決めピンは、軸線に垂直な断面での形状が円形状であり、前記位置決めピンの中心を前記固定スクロールのスクロールラップの中心を通る直線上に配設したことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項４】
請求項２または３記載のスクロール流体機械において、前記位置決めピンは、前記位置決め長穴を有する部材の他方の部材に形成された穴に挿入して固定されることを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のスクロール流体機械を組み立てる組立て方法において、前記位置決め手段を用いて前記固定スクロールを前記フレームに対して位置決めすることを特徴とするスクロール流体機械の組立て方法。
【請求項６】
請求項５記載のスクロール流体機械の組立て方法において、前記位置決め長穴に前記位置決めピンを嵌合させた状態で、任意の旋回角度で旋回スクロールのスクロールラップの中心から前記固定スクロールのスクロールラップの中心に向かう方向へ可能な限り前記固定スクロールを移動させ、次に前記旋回角度より180゜旋回した角度で前記旋回スクロールのスクロールラップの中心から前記固定スクロールのスクロールラップの中心に向かう方向へ可能な限り前記固定スクロールを移動させた時、前記任意の旋回角度における移動後の位置と前記180゜の旋回角度における移動後の位置の中点に前記固定スクロールを位置決めして組立てることを特徴とするスクロール流体機械の組立て方法。
【請求項７】
請求項６記載のスクロール流体機械の組立て方法において、少なくとも１組の旋回角度において前記移動を実施し、前記移動の中点に前記固定スクロールを位置決めして組立てることを特徴とするスクロール流体機械の組立て方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール流体機械、およびその組立て方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール流体機械は、冷凍・空調機器用の圧縮機などの他、様々な分野で広く活用されている。他形態の圧縮機に比べて高効率、高信頼性、静音などの優位性を備えた流体機械として、開発・研究が盛んである。
【０００３】
スクロール流体機械の一構成を概略説明する。圧縮部の基本要素は、固定スクロールと旋回スクロールとフレームであり、フレームは密閉容器に固定してあるとともに、固定スクロールの空穴、フレームの固定ネジ部及び固定ボルトを用いて固定スクロールと固定してある。固定スクロールの基本構成部分は、ラップと鏡板とラップ歯底とラップ歯先と吐出ポートであり、旋回スクロールの基本構成部分は、ラップと鏡板とラップ歯底とラップ歯先である。
【０００４】
旋回スクロールを旋回駆動する駆動部の基本要素は、電動機であるステータ、ロータと、クランク軸と、旋回スクロールの自転防止機構の主要部品であるオルダムリングと、フレームとクランク軸を回転自在に係合するクランク軸の支持部材と、旋回スクロールとクランク軸の偏芯ピン部とを回転軸方向であるスラスト方向に移動可能にかつ回転自在に係合する旋回スクロールの支持部材である。
【０００５】
続いて、図１０を用いてスクロール流体機械の圧縮動作を簡単に説明する。図１０は、固定スクロール２のラップ２ａと旋回スクロール３のラップ３ａを噛合わせることにより形成された圧縮室４ａ１，４ａ２，４ｂ１，４ｂ２を示している。圧縮室４ａ１，４ａ２，４ｂ１，４ｂ２は圧縮過程にある圧縮室を示し、旋回スクロール３が旋回運動することで圧縮室の容積を減少させる圧縮動作が行われる。圧縮動作では、旋回スクロール３の旋回運動に伴って、作動流体が吸込口５、吸込空間１５を経由して圧縮室４へ吸込まれる。吸込まれた作動流体は、圧縮室４ａ１，４ａ２および４ｂ１，４ｂ２のように順次容積を減少させられて、固定スクロール吐出ポート２ｅとの導通位置に圧縮室が達した時点で吐出空間、吐出口を経由して吐出される。固定スクロール２と旋回スクロール３を噛合わせて旋回運動させる際は、吸込空間１５−圧縮室４ａ１，４ｂ１間、圧縮室４ａ１，４ａ２，４ｂ１，４ｂ２相互間、圧縮室４ａ２，４ｂ２−吐出ポート２ｅ間に作動流体の漏れが極力生じない十分な気密性の確保が必要となる。
【０００６】
続いて、図１１を用いて固定スクロール２とフレーム７の固定構造の１例について簡単に説明する。図１１は固定構造の１例を示す概略図である。固定スクロール２とフレーム７を固定する目的は、フレーム７と固定スクロール２により構成した空間８を吐出空間や吸い込み空間から圧力的に隔離し、適正な圧縮動作を実行させることにある。図１１に示す固定構造の１例では、固定スクロール２の空穴２fとフレーム７の固定ネジ部７bと固定ボルト２０を用いて固定スクロール２とフレーム７を固定する。空間８と吐出空間や吸い込み空間を圧力的に隔離するために、図１０の固定スクロールの空穴２ｆ位置に示すように、固定スクロールの空穴２ｆは、環状に複数個配設される。また、組立が容易になるよう考慮して固定スクロールの空穴２ｆの直径は、固定ボルト２０が簡単に通過可能な大きさとしている。
【０００７】
固定スクロール２の位置決め手段としては、特開平５−３３２２６７号公報に開示された、図１２に示す例がある。この例では、固定スクロール１００は、第１の台板１００aと第１の渦巻体１００bと２つの基準穴１００c、１００dから構成され、２つの基準穴１００c、１００dを用いて固定スクロール渦巻体と揺動スクロール渦巻体の位相が正確に１８０°ずれた状態となるように嵌合ピンで固定スクロールを位置決めする。図１２で基準穴１００dは長穴形状となっているが、特に長穴である必要はない。長穴であれば、両基準穴間にピッチ精度誤差があっても組立が容易となり、嵌合ピンと各基準穴とのクリアランスを最小限にできるので、両スクロールの位相関係をより正確に設定することが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した固定スクロールとフレームの固定構造には、旋回スクロールと固定スクロールの適正な噛合い状態を実現させ高いエネルギー効率の確保する上でいくつかの課題がある。図１０に示すがごとく旋回スクロールラップ３aと固定スクロールラップ２aの噛合わせにおいて、理論上各ラップ２a、３a側面の接する部分において隙間は存在しないため、固定スクロール２と旋回スクロール３を一義的に噛合わせることができる。しかしながら、実際のところ固定スクロール２や旋回スクロール３をはじめとする機械加工部品には加工公差が必ず存在することから、ラップ２a，３a側面間に微小な隙間を持たせて組立時及び旋回運動時の旋回スクロールラップ３aと固定スクロールラップ２aの干渉を防ぐ構成とするのが一般的である。よって、同一仕様のスクロール流体機械であっても、必ず加工公差範囲内でラップ２a，３a側面間の隙間量に偏差が存在する。
【０００９】
さらに、図１１に示した固定スクロール２とフレーム７の固定構造の１例では、固定スクロールの空穴２ｆへ固定ボルト２０を簡単に通過可能とするために、図１１に示すがごとく固定スクロールの空穴２ｆと固定ボルト２０との間に比較的大きな隙間２１を形成させる場合が多い。したがって、固定スクロール２をフレーム７へ固定する時には隙間２１の分だけ固定スクロール２が中立位置から回転あるいは平行移動して固定される可能性がある。
【００１０】
図１３の（ａ）に固定スクロールを理論上の噛合い位置である中立位置に固定した場合の固定スクロール２と旋回スクロール３の噛合い状態を、図１３の（ｂ）に固定スクロールを中立位置から回転移動して固定した場合の固定スクロール２と旋回スクロール３の噛合い状態を、それぞれ示す。固定スクロールラップ２aと旋回スクロールラップ３aの側面間には実際のところ加工公差により数μm〜数十μmの隙間が存在するが視認できる程の大きさではない。図１３では固定スクロールが回転移動して固定された場合の隙間変化の様相を明らかにするために、図１３の（ａ）において固定スクロールラップ２aと旋回スクロールラップ３aの理論上接する部分の隙間となるＢ１、Ｂ２、及びＣ１、Ｃ２を視認できる大きさとなるように構成して描画した。固定スクロールラップ２aのＸ、Ｙ軸及び中心をＸＦ，ＹＦ及びＯＦ、旋回スクロールラップ３aのＸ、Ｙ軸及び中心をＸＭ、ＹＭ及びＯＭとして示す。
【００１１】
図１３の（ａ）は旋回スクロール３がＹ軸正方向へ旋回し噛合っている状態を示しており、固定スクロールラップ２aと旋回スクロールラップ３aのＹ軸は一致する。図１３の（ａ）の状態から、固定スクロール２を固定スクロールラップの中心ＯＦを中心に反時計回りの方向に回転させて噛合わせた状態が図１３の（ｂ）である。固定スクロール２を回転し固定した場合は、図１３の（ａ）のＢ１、Ｂ２とＣ１、Ｃ２部分がＢ３、Ｂ４とＣ３、Ｃ４部分のように変化する。Ｂ３、Ｂ４の隙間は拡大し、Ｃ３、Ｃ４の隙間は縮小する。図１３の（ｂ）のように、反時計回りの方向に回転移動して固定した例であれば、Ｃ３、Ｃ４の隙間が０となる角度で固定スクロール２は回転ができなくなる。逆に時計回りの方向に回転移動して固定した場合は、Ｂ３、Ｂ４の隙間が０となる角度で固定スクロール２は回転できなくなる。
【００１２】
図１３の（ｂ）に示す回転移動後に固定した固定スクロール２と旋回スクロール３との９０゜毎の噛合い状態を（ａ）〜（ｄ）の順で図１４に示し、回転移動後に固定した固定スクロール２と旋回スクロール３の噛合いにおいて生じる隙間Ｄ１〜Ｄ５、Ｅ１〜Ｅ５の変化の様相を説明する。固定スクロールラップ２aのＸ、Ｙ軸及び中心をＸＦ、ＹＦ及びＯＦ、旋回スクロールラップ３aのＸ、Ｙ軸及び中心をＸＭ、ＹＭ及びＯＭとして示す。Ｄ１の隙間は図１３のＢ３に対応し、中立位置で固定した場合の隙間より大きく、旋回運動中もＤ１〜Ｄ５に示すように常に大きな隙間の状態で存在する。一方、Ｅ１の隙間は図１３のＣ３に対応し、中立位置で固定した場合の隙間より小さく、旋回運動中もＥ１〜Ｅ５に示すように常に小さな隙間の状態で存在する。特に、Ｄ１〜Ｄ５で発生する隙間の大きさは、回転移動により曲率の異なるラップ間に形成されるため中立位置において生じる隙間よりも大きくなる可能性が高い。この場合、Ｄ１〜Ｄ５をシール部として構成する圧縮室は、常に隙間が大きくなり、圧縮中の漏れを増大させるため、スクロール流体機械のエネルギー効率が著しく低下する。
【００１３】
また、図１１に示すような固定方法では、固定スクロールが、加工公差の範囲内で回転及び平行移動した状態で固定されることから、圧縮室のシール部に対応する隙間の大きさが一様でなくなり、同一仕様のスクロール流体機械であってもエネルギー効率に大きな偏差を発生させることになる。
【００１４】
また、図１２に示した特開平５−３３２２６７号公報記載の２つの基準穴を用いた固定スクロール位置決め手段には、旋回スクロールと固定スクロールの適正な噛合い状態を実現させ高いエネルギー効率を確保する上でいくつかの課題がある。２つの基準穴を用いた位置決め手段は、予め設定した固定位置へ固定スクロールを正確に位置決めすることができる。すなわち、固定スクロールと旋回スクロールの噛合い状態が予め決定されていることを意味する。しかしながら、固定スクロール、旋回スクロール、オルダムリング及びフレーム等のスクロール流体機械構成部材には加工公差内の寸法偏差が必ず存在するため、予め設定した固定スクロールの固定位置が必ず適正な旋回スクロールと固定スクロールの噛合い状態を実現させるとは言い難い。たとえ、図１２に示すような長穴形状を用いたところで、基準穴１００cとの組合せにより一義的に固定スクロールの固定位置を決めていることに変わりはなく、長穴範囲で適正な嵌合ピン位置を決定するものではない。よって、本公知例による位置決め手段は、予め設定した固定スクロールの固定位置へ確実に固定スクロールを位置決めすることは可能であるが、この固定位置が旋回スクロールと固定スクロールにとって必ずしも適正な噛合い状態を構成させるものとはいえない。
【００１５】
本発明の課題は、スクロール流体機械において、旋回スクロールのスクロールラップと固定スクロールのスクロールラップの適正な噛み合い状態の実現を容易にし、エネルギー効率を向上させることにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明によるスクロール流体機械は、渦巻状のスクロールラップを有しその軸線に垂直な面内における運動が規制される固定スクロールと、該固定スクロールの前記スクロールラップに噛み合って圧縮室を形成する渦巻状のスクロールラップを有し前記軸線に垂直な面内を自転することなく旋回運動する旋回スクロールと、前記固定スクロールの前記軸線に垂直な面内における運動を規制するフレームと、前記固定スクロールと前記フレームの前記軸線方向に垂直な面内での相対位置を位置決めする位置決め手段とを有して構成され、このスクロール流体機械の組立て時に用いる前記位置決め手段を、次のような構成としたものである。すなわち、前記位置決め手段は、固定スクロールまたはフレームの一方の部材に形成された位置決め長穴と、位置決め長穴が形成された部材の他方の部材に位置決め長穴に係合させて形成された位置決めピンとを有してなり、位置決め長穴を軸線方向に垂直な面内で固定スクロールのスクロールラップの中心を通る直線に平行に形成してなることを特徴とする。
【００１７】
上記の位置決め手段として、位置決めピンを位置決め長穴に回転可能でかつ位置決め長穴の長手方向に移動可能に嵌合して構成することができる。また、位置決めピンの軸線に垂直な断面での形状を円形状とし、この位置決めピンの中心を固定スクロールのスクロールラップの中心を通る直線上に配設して構成することもできる。この場合において、位置決めピンは、位置決め長穴を有する部材の他方の部材に形成された穴に挿入して固定する構成としてもよい。
【００１８】
実際の位置決めに際しては、まず、位置決め長穴に位置決めピンを嵌合させた状態で、任意の旋回角度で旋回スクロールのスクロールラップの中心から固定スクロールのスクロールラップの中心に向かう方向へ可能な限り固定スクロールを移動させ、すなわち、固定スクロールを、位置決め長穴の長軸に沿って固定スクロールのスクロールラップの中心が旋回スクロールのスクロールラップの中心から離れる方向に可能なかぎり寄せる。ついで、前記旋回角度より180゜旋回した角度で旋回スクロールのスクロールラップの中心から固定スクロールのスクロールラップの中心に向かう方向へ可能な限り固定スクロールを移動させ、任意の旋回角度における移動後の位置と180゜の旋回角度における移動後の位置の中点に固定スクロールを位置決めして組立てる。
【００１９】
また、上記移動で設定した位置においてさらに、少なくとも１組の旋回角度において移動を実施し、前記移動の中点に前記固定スクロールを位置決めして組立てることができる。
【００２０】
本発明の位置決め手段によれば、旋回スクロールと固定スクロールとフレームと旋回スクロールを旋回駆動する駆動手段とにおける構成部品の加工公差累積から生じる組立誤差内に両スクロールラップ側面間隙間を調整することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態について、図１〜図５を用いて詳細に説明する。最初に図１、図２にて構成を説明する。図１に固定スクロール３０の構成を示す。図１の（ｂ）は固定スクロール３０のラップ側から見た平面図を示し、図１の（ａ）は図１の（ｂ）のＡ−Ａ線矢視断面を示す。固定スクロール３０の基本構成部分は、ラップ３０aと鏡板３０bとラップ歯底３０cとラップ歯先３０dと吐出ポート３０eと固定用の空穴３０fと位置決め長穴３１である。
【００２２】
なお、ＸＹ座標はラップ３０aの中心３４を起点にＸ軸３２、Ｙ軸３３として図示した。ここで、固定スクロールの位置決め長穴３１の平行部をＸ軸３２に対し平行に構成したが、位置決め長穴３１は、ラップ３０aの中心３４を概略通過する直線に対して概略平行となる長軸方向の平行部を持てばどこに配設してもかまわない。ただし、位置決め長穴３１の長軸方向の平行な部分の間に、前記中心３４を通る直線が位置するのが望ましい。図１では、Ｘ軸３２が位置決め長穴３１の平行な部分の間を通るように位置決め長穴３１の位置と方向を選定した例を示した。言い替えると、ラップ３０aの中心３４を概略通過する直線とは、ラップ３０aの中心３４から位置決め長穴３１の短軸方向の長さの１／２程度離れた位置を通る直線までを含むことを意味する。
【００２３】
なお、以下の説明では、ラップ３０ａの中心におけるラップ３０ａの立設方向、つまり鏡板３０ｂの法線を固定スクロールの軸線という。位置決め長穴３１は、固定用の空穴３０fが配置された固定スクロール３０の周縁部のフレーム４０に対向する面、つまり、前記軸線に垂直な平面に開口し、前記概略通過する直線に平行でかつ該直線を挟んで対向する一対の壁面を備えている。
【００２４】
図２に固定スクロール３０を固定するフレーム４０の構成を示す。図２の（ａ）はフレーム４０の固定スクロール側から見た平面図を示し、図２の（ｂ）は図２の（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面を示す。
【００２５】
フレーム４０には、自転防止機構の主要部品であるオルダムリングに形成される互いに直交した２組のキー部分の内の１組が滑動するキー溝４０aと、固定スクロールの空穴３０fに対応する位置に形成された固定ネジ部４０bと、位置決めピン４１が設けられている。フレーム４０は、旋回スクロールと所定の位置関係を有して配置され、固定スクロールの前記軸線に垂直な面内におけるフレーム４０との相対運動を規制、阻止する。
【００２６】
以下、説明簡単化のために固定スクロールラップ３０aと旋回スクロールラップが理論上の噛合い位置となる固定スクロール３０の配設位置を中立位置と呼ぶ。さらに固定スクロール３０が中立位置にある場合に旋回スクロールとオルダムリングとフレームに形成するキー溝４０aとの位置関係により決定されるフレームの配設位置をフレームの中立位置と呼ぶ。
【００２７】
ここで、位置決め手段の位置決めピン４１のフレーム４０における配設位置は、フレームを中立位置に配設した場合における固定スクロール３０の位置決め長穴３１の平行部を構成する時に使用した固定スクロールラップ３０aの中心を概略通過する直線上にあり、本実施の形態では固定スクロール３０のＸ軸３２に対応するフレーム上の直線４２上となる。言い替えると、位置決めピン４１のフレーム４０における配設位置は、直線４２が固定スクロール周縁部の前記空穴３０ｆが形成された面に対向するフレーム４０の面と交差する位置にある。図２では位置決めピン４１とフレーム４０は別体で構成しているが、一体構造として構成してもよい。また、固定スクロール３０とフレーム４０を中立位置に配設した場合において、予めフレーム４０上に位置決めピン４１を決定し、前記位置決めピン４１のピン中心に対応する固定スクロール３０の場所と固定スクロールラップ３０aの中心を概略通過する直線に平行な部分をもつ位置決め長穴３１を固定スクロール３０上に構成してもよい。
【００２８】
図３に、図１、図２で示した固定スクロール３０の位置決め長穴３１とフレーム４０の位置決めピン４１を組合わせた場合の模式図を示し、位置決め長穴３１と位置決めピン４１からなる位置決め手段の構成をさらに詳しく説明する。固定スクロールラップ３０aの中心を概略通過する直線は、本実施の形態では固定スクロールラップ３０aのＸ軸３２に対応する。位置決め長穴３１と位置決めピン４１は、固定スクロール３０を位置決め長穴３１の平行部に沿っての平行移動を可能とし、かつ平行部に拘束されて平行部と直交する方向へは移動不可とし、かつ位置決めピン４１を回転中心とした固定スクロール３０の回転を自在とする機能を持つ。なお、位置決めピン４１が図３のごとく位置決め長穴３１の概略中央に位置する配置が固定スクロール３０の中立位置であるように位置決めピン４１の半径方向位置を決定してもよい。
【００２９】
続いて、図４、図５を用いて、位置決め長穴３１と位置決めピン４１による位置決めの効果を詳細に説明する。図４の（ａ）に固定スクロールを理論上の噛合い位置である中立位置に固定した場合の固定スクロール３０と旋回スクロール３の噛合い状態を、図４の（ｂ）に固定スクロールを中立位置から平行移動して固定した場合の固定スクロール３０と旋回スクロール３の噛合い状態を、それぞれ示す。固定スクロールラップ３０aのＸ、Ｙ軸及び中心を中立位置ではＸＦ１、ＹＦ１及びＯＦ１、平行移動後ではＸＦ２、ＹＦ２及びＯＦ２、旋回スクロールラップ３aのＸ、Ｙ軸及び中心をＸＭ、ＹＭ及びＯＭとして示す。また、図４の（ａ）、図４の（ｂ）では旋回スクロール３がＹ軸正方向へ旋回し噛合っている状態を示しており、固定スクロールラップ３０aのＹ軸ＹＦ１、ＹＦ２と旋回スクロールラップ３aのＹＭが一致する。
【００３０】
実際のところ固定スクロールラップ３０aと旋回スクロールラップ３aの側面間には、固定スクロールラップ３０aと旋回スクロールラップ３a等をはじめとする構成部品の加工公差により、数μm〜数十μmの隙間が存在するが視認できる程の大きさではない。図４では固定スクロールが平行移動して固定された場合の隙間変化の様相を明らかにするために、図４の（ａ）において固定スクロールラップ３０aと旋回スクロール３aの理論上接する部分の隙間となるＦ１、Ｆ２、及びＧ１、Ｇ２を視認できる大きさとなるように構成して描画した。図４の（ａ）の状態から、Ｙ軸ＹＦ１の負方向へ固定スクロール３０を平行移動させて噛合わせた状態が図４の（ｂ）である。図１〜図３にて説明した固定スクロール３０に配設した位置決め長穴３１とフレーム４０に配設した位置決めピン４１を、本実施の形態では、固定スクロール３０、旋回スクロール３のＹ軸ＹＦ１、ＹＦ２及びＹＭ上に図４に示すごとく配設し、固定スクロール３０の平行移動と位置決めピン４１を中心とした回転を可能とさせる。固定スクロール３０をＹ軸負の方向へ平行移動して固定した場合は、図４の（ａ）のＦ１、Ｆ２及びＧ１、Ｇ２部分が、Ｆ３、Ｆ４及びＧ３、Ｇ４部分のように変化する。Ｆ３、Ｆ４及びＧ３、Ｇ４の隙間は図１３に示す回転移動の場合と異なり全て縮小することになる。
【００３１】
図４の（ｂ）に示した平行移動後に固定した固定スクロール３０と旋回スクロール３との９０゜毎の噛合い状態を図５に（ａ）〜（ｄ）の順で示し、平行移動後に固定した固定スクロール３０と旋回スクロール３の噛合いにおいて生じる隙間Ｈ１〜Ｈ５、Ｊ１〜Ｊ５の変化の様相を説明する。固定スクロールラップ３０aのＸ、Ｙ軸及び中心をＸＦ２、ＹＦ２及びＯＦ２、旋回スクロールラップ３aのＸ、Ｙ軸及び中心をＸＭ、ＹＭ及びＯＭとして示し、固定スクロール３０に配設した位置決め長穴３１とフレーム４０に配設した位置決めピン４１は、図５に図示していないが図４と同様に固定スクロール３０のＹ軸ＹＦ２上の正方向に配設したとする。Ｈ１の隙間は図４の（ｂ）のＦ３に対応し、中立位置で固定した場合の隙間より小さく、旋回運動中はＨ１〜Ｈ５に示すように小さな隙間と大きな隙間の状態を繰り返す。同様に、Ｊ１の隙間は図４の（ｂ）のＧ３に対応し、中立位置で固定した場合の隙間より小さく、旋回運動中はＪ１〜Ｊ５に示すように小さな隙間と大きな隙間の状態を繰り返す。
【００３２】
回転移動して固定した場合は、常に大きな隙間か、あるいは常に小さな隙間の状態が存在することに対して、平行移動のみで固定した場合は大きな隙間と小さな隙間を交互に繰り返し形成することが大きく異なる点である。平行移動のみの場合、Ｈ１〜Ｈ５及びＪ１〜Ｊ５をシール部として構成する圧縮室には、旋回運動中に必ず小さな隙間の状態が存在することから、回転移動後に固定した場合に発生する常に大きな隙間に起因する圧縮中の漏れが存在せず、スクロール流体機械のエネルギー効率を著しく低下させる恐れがない。
【００３３】
さらに、旋回スクロール３が旋回運動可能な状態で、旋回スクロールラップ３aの中心ＯＭから固定スクロールラップ３０aの中心ＯＦ２の方向に可能な限り固定スクロール３０を平行移動させた状態を図５の（ａ）とすると、図５の（ａ）の旋回位置から概略１８０°旋回運動した噛合い状態である図５の（ｃ）において生じる隙間Ｈ３及びＪ３が、固定スクロールラップ３０aと旋回スクロールラップ３a等をはじめとする構成部品の加工公差の累積から生じる組立誤差の固定スクロール３０のＹ軸ＹＦ２の負方向成分に等しいといえる。逆に、図５の（ｃ）の噛合い状態において、旋回スクロール３が旋回運動可能な状態で、旋回スクロールラップ３aの中心ＯＭから固定スクロールラップ３０aの中心ＯＦ２の方向に可能な限り固定スクロール３０を平行移動させた後、概略１８０°旋回運動させた噛合い状態である図５の（ａ）においても同様に隙間がＨ１、Ｈ５及びＪ１、Ｊ５に生じる。これら隙間が、固定スクロールラップ３０aと旋回スクロールラップ３a等をはじめとする構成部品の加工公差の累積から生じる組立誤差の固定スクロール３０のＹ軸ＹＦ２の正方向成分に等しいといえる。よって、これら固定スクロールの平行移動範囲の中心（中点）に固定スクロール３０を固定すれば、固定スクロール３０をＹ軸ＹＦ２方向に関しては概略中立位置に設定でき、固定スクロールラップ３０aと旋回スクロールラップ３aが適正な噛み合い状態となってエネルギー効率を向上させることができる。
【００３４】
また、前述したように固定スクロール３０に配設した位置決め長穴３１とフレームに配設した位置決めピン４１は、図５に図示していないが図４と同様に固定スクロール３０のＹ軸ＹＦ２上の正方向に配設してあることから、固定スクロール３０は位置決めピン４１を中心に回転可能となる。ここで、図５の（ｂ）に示す噛合い状態において、固定スクロール３０は固定スクロールのＸ軸ＸＦ２方向に隙間Ｈ２とＪ２の概略和分だけ、また、図５の（ｄ）に示す噛合い状態において、固定スクロール３０は固定スクロールのＸ軸方向ＸＦ２に隙間Ｈ４とＪ４の概略和分だけ、移動可能である。この時の固定スクロール３０のＸ軸方向ＸＦ２の移動可能量であるＨ２とＪ２の概略和分あるいはＨ４とＪ４の概略和分は、固定スクロールラップ３０aと旋回スクロールラップ３a等をはじめとする構成部品の加工公差の累積から生じる組立誤差の固定スクロール３０のＸ軸ＸＦ２方向成分に概略等しいといえる。また、位置決めピン４１とＨ２、Ｊ２部分あるいはＨ４、Ｊ４部分までの平行距離が、前記Ｈ２とＪ２の概略和分あるいはＨ４とＪ４の概略和分に比べて大きなため、位置決めピン４１の回転による固定スクロール３０移動は、固定スクロール３０のＸ軸ＸＦ２方向における概略平行移動として作用する効果がある。したがって、図５の（ｂ）あるいは図５の（ｄ）の噛合い状態において、旋回スクロール３が旋回運動可能な状態で、旋回スクロールラップ３aの中心ＯＭから固定スクロール３０の中心ＯＦ２の方向に可能な限り固定スクロール３０を回転移動させた状態から、逆方向に可能な限り回転移動したときの移動量の概略半分の位置で固定スクロール３０を固定すれば、固定スクロール３０をＸ軸ＸＦ２方向に関しても概略中立位置に設定できることからさらに高いエネルギー効率を確保することができる。
【００３５】
たとえ、前記した固定スクロール３０を概略中立位置に強制的に位置決めする動作を行わなくとも、旋回スクロール３が旋回可能な状態で固定スクロール３０を固定すれば、固定スクロール３０に配設した位置決め長穴３１とフレーム４０に配設した位置決めピン４１により、固定スクロールラップ３０aと旋回スクロールラップ３a等をはじめとする構成部品の加工公差の累積から生じる組立誤差内にラップ間隙間を自動的に調整する作用がある。すなわち、固定スクロールラップの中心に関する回転移動を極力抑制し、１つの位置決め長穴と位置決めピンの組合わせにより固定スクロールを平行移動させて、構成部品の加工公差の累積から生じる組立誤差内にラップ間隙間を簡単に調整可能であることが本発明の１つの大きな特徴である。また、本発明により位置決めした固定スクロール３０を固定する位置は、設計上の概略中立位置であったり設計上の組立誤差内にラップ間隙間を調整するものではなく、各構成部品から実際に決定される概略中立位置であったり各構成部品から実際に決定される組立誤差内にラップ間隙間を調整するものであり、これも本発明の１つの大きな特徴である。
【００３６】
本発明の第２の実施の形態について、図６、図７にて構成を説明する。第１の実施の形態に対し、位置決め長穴と位置決めピンの配設部材が逆になっている点が異なっているが、効果は第１の実施の形態と同様である。図６に固定スクロール５０の構成を示す。図６の（ｂ）は固定スクロール５０をラップ側から見た平面図で、図６の（ａ）は図６の（ｂ）のＣ−Ｃ線矢視断面を示す。固定スクロール５０の基本構成部分は、ラップ５０aと鏡板５０bとラップ歯底５０cとラップ歯先５０dと吐出ポート５０eと固定用の空穴５０fと位置決めピン５１である。なお、ＸＹ座標はラップ５０aの中心５４を起点にＸ軸５２、Ｙ軸５３として図示した。位置決めピン５１は、固定スクロール上であればどこに配設してもかまわないが、本実施の形態ではラップ５０aのＸ軸５２上に配設した。図６では位置決めピン５１と固定スクロール５０は別体で構成しているが、一体構造として構成してもよい。
【００３７】
図７に固定スクロール５０を固定するフレーム６０の構成を示す。図７の（ａ）はフレーム７０を固定スクロール側から見た平面図で、図７の（ｂ）は図７の（ａ）のＤ−Ｄ線矢視断面を示す。フレーム６０の基本構成部分は、自転防止機構の主要部品であるオルダムリングに形成される互いに直交した２組のキー部分の内の１組が滑動するキー溝６０aと固定スクロールの空穴５０fに対応する固定ネジ部６０bと位置決め長穴６１である。ここで、本実施の形態では位置決めピン５１がラップ５０aのＸ軸５２上に配設していることから、固定スクロール５０とフレーム６０を中立位置に配設した場合にラップ５０aのＸ軸５２に対応するフレーム６０上の直線６２に概略平行となるように、かつ長穴６１の平行部の間を前記直線６２が通るように、フレームの位置決め長穴６１の平行部を構成すればよい。
【００３８】
本実施の形態においては、Ｘ軸５２に対応するフレーム６０上の直線６２に概略平行な部分として位置決め長穴６１の平行部分を構成したが、必ずしもＸ軸５２に平行である必要はなく、位置決めピン５１のピン部中心とラップ５０aの中心を概略通過する概略直線に対応するフレーム６０上の直線に概略平行となるように構成すればよい。但し、位置決め長穴６１の平行線の間に前記直線が位置するように、位置決め長穴６１の位置と方向を設定するのが望ましい。また、偶然にも固定スクロールラップ５０aのＸ軸５２とフレーム６０のキー溝６０aの中心を通る直線が一致する関係にあるが、一致しなくともよい。
【００３９】
本発明の第３の実施の形態について、図８を用いて説明する。図８において、符号７３は位置決め長穴７１が形成される部材を示し、符号７４は位置決めピン７２が配設される部材である。図８の（ａ）は位置決め長穴７１と位置決めピン７２の嵌合状態を示す平面断面図で、図８の（ｂ）は位置決めピン７２の形状及び位置決めピン７２が配設される部材への配設状態を示す断面図である。本実施の形態においては、第１、第２の実施の形態に対して位置決めピンの形状が異なっている。図８に示す位置決めピン７２は、位置決め長穴７１において長穴方向に移動可能かつ長穴方向とは交差する方向に移動不可能であるとともに、位置決めピン自体の軸線のまわりに回転自在に機能し、位置決め手段としての効果は第１、２の実施の形態と同様である。位置決めピン７２の特徴は、位置決め長穴７１と嵌合する部分（ピン部）が、互いに対向する一対の平面を備え、この平面で挟まれた部分が円柱面（ピン部軸線に垂直な断面での形状が概略円形状）となっている点であり、円柱面の部分は位置決めピン７２の回転動作に必要十分な領域とする。
【００４０】
ここで、位置決めピン７２の円柱面の部分のみが位置決め長穴７１の壁面と接する部分であり、高精度な加工が必要とされる部分である。よって、本実施の形態によれば位置決めピン７２の高精度加工部分を特定して製作することが可能であることから、位置決めピン７２の加工時間短縮を図ることができる。また、円柱状の位置決めピンとは異なり平面部を有することから、位置決めピンが配設される部材７４に位置決めピン７２を挿入するとき等の位置決めピン７２の保持性が高く、より確実な挿入を行うことができるとともに、挿入時に位置決めピン７２の位置決め長穴７１と接する円柱面の部分に傷をつけるなどの懸念がなくなる。位置決めピン７２が配設される部材７４に形成される、位置決めピン７２の穴部が挿入される挿入穴は、圧縮機の組立て段階で、位置決めピン７２が該挿入穴の中で回転することのない大きさとする。
【００４１】
本発明の第４の実施の形態について、図９を用いて説明する。図９における符号８３は位置決め長穴８１が形成される部材を示し、符号８４は位置決めピン８２が配設される部材である。本実施の形態においては、第１〜第３の実施の形態に対して位置決めピン形状が異なっている。図９の（ａ）は位置決め長穴８１と位置決めピン８２の嵌合状態を示す平面断面図で、図８の（ｂ）は位置決めピン８２の形状及び位置決めピン８２が配設される部材８４への配設状態を示す断面図で、図８の（ｃ）は図８の（ｂ）のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【００４２】
図９に示す位置決めピン８２は、位置決め長穴８１において長穴方向に移動可能かつ長穴方向とは交差する方向に移動不可能かつ回転自在に機能し、位置決め手段としての効果は第１〜第３の実施の形態と同様である。位置決めピン８２の特徴は、位置決めピン８２の位置決め長穴８１に嵌合させる部分（ピン部）中心と位置決めピンが配設される部材８４に挿入される部分である穴部中心が偏心していることにある。偏心方向は、位置決め長穴８１の長穴方向に概略直交する方向である。図９に示したピン部の形状は、第３の実施の形態である、位置決め長穴８１と嵌合する部分の一部が円柱面となっている形状であるが円柱状の形状でも構わない。また、ピン部の概略円構造部の直径より穴部の直径を大きく構成することで図９とは異なり、ピン部の形状を位置決めピンが配設される部材８４の内部にまで延長した構成とすることも可能である。本実施の形態の特徴である位置決め長穴８１の長穴方向に概略直交する方向に偏心させた位置決めピン８２を用いることで、固定スクロールラップや旋回スクロールラップの加工精度のバラツキより発生する回転移動分を調整することが可能となり、常に適正な両ラップの噛合わせ状態を実現することができる。この場合も、位置決めピンが配設される部材８４に形成される位置決めピン８２の挿入穴は、圧縮機の組立て段階で、位置決めピン８２が該挿入穴の中で簡単に回転することのない大きさとするとともに、位置決めピン８２の挿入時、偏心方向がずれないようにする注意が必要である。
【００４３】
上記各実施の形態においては、フレームに固定された固定スクロールと、固定スクロールのラップにラップを噛み合わせて配置された旋回スクロールの組合せで構成されたスクロール流体機械について説明したが、固定スクロールは、文字どおりフレームに固定されたものばかりではなく、駆動軸の軸線方向でのある程度の移動を許容している構造のものもある。そのような固定スクロールにおいても、駆動軸の軸線に垂直な平面内でのフレームとの相対位置、つまりは旋回スクロールとの相対位置は、前記各実施の形態の場合と同様に位置決めされねばならない。
【００４４】
【発明の効果】
本発明により、旋回スクロールと固定スクロールの適正な噛合い状態を実現させ高いエネルギー効率の確保をできるスクロール流体機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における固定スクロールの構成を示す平面図及び断面図である。
【図２】第１の実施の形態におけるフレームの構成を示す平面図及び断面図である。
【図３】第１の実施の形態における位置決め長穴と位置決めピンの機能を説明する平面図である。
【図４】固定スクロール平行移動による両ラップ側面の隙間変化を示す平面図である。
【図５】固定スクロール平行移動による両ラップ側面の隙間変化に関する詳細説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における固定スクロールの構成を示す平面図及び断面図である。
【図７】第２の実施の形態におけるフレームの構成を示す平面図及び断面図である。
【図８】第３の実施の形態における位置決めピンの形状の例を示す平面図及び断面図である。
【図９】第４の実施の形態における位置決めピンの形状の例を示す平面図及び断面図である。
【図１０】スクロール圧縮機の圧縮室の概略断面図である。
【図１１】図１０に示す従来の技術における固定スクロールとフレームの固定方法の１例を示す断面図である。
【図１２】従来の技術における固定スクロールとフレームの位置決め方法の１例を示す平面図である。
【図１３】従来技術における固定スクロール回転移動による両ラップ側面の隙間変化に関する説明図である。
【図１４】従来技術における固定スクロール回転移動による両ラップ側面の隙間変化に関する詳細説明図である。
【符号の説明】
１  密閉容器
２，３０，５０  固定スクロール
２ａ，３０ａ，５０ａ  ラップ
２ｂ，３０ｂ，５０ｂ  鏡板
２ｃ，３０ｃ，５０ｃ  ラップ歯底
２ｄ，３０ｄ，５０ｄ  ラップ歯先
２ｅ，３０ｅ，５０ｅ  吐出ポート
２ｆ，３０ｆ，５０ｆ  空穴
３  旋回スクロール
３ａ  ラップ
３ｂ  鏡板
３ｃ  ラップ歯底
３ｄ  ラップ歯先
４，４ａ，４ｂ  圧縮室
７，４０，６０  フレーム
７ａ，４０ａ，６０ａ  キー溝
７ｂ，４０ｂ，６０ｂ  固定ネジ部
２０  固定ボルト
２１  隙間
３１，６１，７１，８１  位置決め長穴
３２，５２  Ｘ軸
３３，５３  Ｙ軸
３４  ラップ３０ａの中心
４１，５１，７２，８２  位置決めピン
４２，６２  直線
５４  ラップ５０ａの中心
１００  固定スクロール
１００ａ  第１の台板
１００ｂ  第１の渦巻体
１００ｃ，１００ｄ  基準穴
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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