(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸の回転を、該主軸の大径部、該大径部に設けた駆動ピン、該駆動ピンが嵌合した偏心穴を有するブッシュ、該ブッシュに結合されたカウンターウエイト、及びうず巻駆動軸受け構成要素によって、固定スクロール部材に対し所定距離だけ偏心して組み合わされた可動スクロール部材の公転運動に変え、流体を前記可動スクロール部材の外周から内周に移動しながら圧縮が行われるものであり、前記カウンターウエイトにより、前記可動スクロール部材の公転運動によって発生する遠心力に対して反対方向に遠心力を発生させるスクロール型流体機械において、
前記可動スクロール部材に働く遠心力の方向をＸ軸としたとき該Ｘ軸に対し前記カウンターウエイトを非対称形状になし、これにより前記カウンターウエイトに対し、前記可動スクロール部材の遠心力とは反対方向に作用するアンバランス量と前記ブッシュに加わるガス圧縮反力を減少する方向に作用するアンバランス量とを付加したことを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項２】
請求項１記載のスクロール型流体機械において、前記可動スクロール部材の遠心力に対してバランスを取るためのアンバランス量をＵｃ、前記ブッシュに加わるガス圧縮反力の方向と前記ブッシュの中心から前記主軸の駆動ピン位置の角度をα、前記ガス圧縮反力を減少する方向に作用するアンバランス量をＵｃ2 とすると、前記可動スクロール部材の遠心力とは反対方向に作用するアンバランス量Ｕｃ1が、次式の関係で構成されていることを特徴とするスクロール型流体機械。
Ｕｃ1 ＝Ｕｃ＋Ｕｃ2 ×ｔａｎα
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動スクロール部材の旋回半径の変化に対向できる可動スクロール部材とカンウンターウエイトを基本としたバランス量をもつスクロール型流体機械に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術としては、可動スクロール部材の遠心力よりカウンターウエイトの遠心力を反対方向に大きくするスクロール型流体機械が、特開昭５９−２１５９８４号公報に開示されている。
【０００３】
従来技術におけるスクロール型流体機械は、図４に示すように、フロントエンドプレート１１と、このフロントエンドプレート１１の端面に接合されるように設置されたカップ状のケーシング１２とからなる圧縮機ハウジング１０を有している。
【０００４】
フロントエンドプレート１１の中心には、主軸１３を挿通させた貫通孔１１１が形成されている。フロントエンドプレート１１の背面には、貫通孔１１１と同心状の環状突起部１１２が形成されている。ケーシング１２は、その開口をフロントエンドプレート１１の環状突起部１１２上に嵌合し固着されている。
【０００５】
なお、フロントエンドプレート１１とケーシング１２との接合面は、環状突起部１１２上に配置されたＯ−リング１４によってシールされている。フロントエンドプレート１１は、主軸１３を取り巻くように突出したスリーブ１５を有している。スリーブ１５と主軸１３との間に形成された空間内には、シャフトシール組立体１６が配置されている。
【０００６】
スリーブ１５は、フロントエンドプレート１１と一体に形成されてもよいが、図４の例では、別個に形成され、ネジ（図示せず）によってフロントエンドプレート１１の前面に取り付けられている。スリーブ１５の外周上には電磁クラッチ１７が配置されている。電磁クラッチ１７は、外部駆動源の回転運動をベルト（図示せず）を介して主軸１３に伝達するようになっている。
【０００７】
フロントエンドプレート１１によって開口が閉塞されたケーシング１２内には、固定スクロール部材１８，可動スクロール部材１９，可動スクロール部材１９の駆動機構及び回転阻止機構２１が配置されている。
【０００８】
固定スクロール部材１８は、側板１８１（第１の板体）と、この側板１８１の一面上に固定されたうず巻体（第１のうず巻体）１８２とにより構成されている。うず巻体１８２を設けた面とは反対側の側板１８１面上には、複数の脚部（図示せず）が設けられている。各脚部は、その先端面が、ケーシング１２の端板部分１２１の外方から螺入されたネジ２２によってケーシング１２内に固定されている。
【０００９】
なお、ネジ２２に沿った流体の漏れを防ぐため、ネジ２２の頭部と端板部分１２１との間にＯ−リング（図示せず）が配置されている。また、側板１８１の外側面には、溝が形成されている。この溝内にはＯ−リング２４を配置している。ケーシング１２内は、側板１８１によって吸入室２５と吐出室２６とに分離されている。
【００１０】
吸入室２５内には、可動スクロール部材１９が配置されている。可動スクロール部材１９は、側板１９１（第２の板体）と、この側板１９１の一面上に固定されたうず巻体（第２のうず巻体）１９２とからなる。
【００１１】
可動スクロール部材１９のうず巻体１９２は、固定スクロール部材１８のうず巻体１８２と１８０度の角度ずれをもってかみ合わされて、うず巻体１８２，１９２間に流体ポケットを形成するように重ね合わされている。可動スクロール部材１９は、後述する駆動機構及び回転阻止機構２１と連結されていて、主軸１３に回転によって半径Ｒｏｒの円軌道上を公転運動して流体の圧縮を行う。
【００１２】
ここで、円軌道の半径Ｒｏｒは、一般に、（うず巻体のピッチ）−２×（うず巻体の壁厚）／２で与えられる。そして、可動スクロール部材１９のうず巻体１９２のうず巻中心は、固定スクロール部材１８のうず巻体１８２のうず巻中心から距離Ｒｏｒだけ離れるように配置される。
【００１３】
したがって、主軸１３の回転によって可動スクロール部材１９が半径Ｒｏｒの円軌道上を公転運動する。これによって、うず巻体１８２，１９２間に形成され、流体ポケットを限定する線接触部が、うず巻体１８２，１９２の表面に沿って中心方向へ移動し、この結果、流体ポケットが容積を減少しながら、うず巻体１８２，１９２の中心方向へ移動する。これによって、流体の圧縮が行われることになる。
【００１４】
圧縮機ハウジング１０には、ケーシング１２に外部の流体回路と接続するための吸入ポート２９と吐出ポート３０とが設けられている。ここで、吸入ポート２９からケーシング１２内の吸入室２５へ導入された流体は、スクロール部材１８，１９間に形成される流体ポケット内に取り込まれ、可動スクロール部材１９の円軌道運動により圧縮されながら、うず巻体１８２，１９２の中心部へ移動する。圧縮流体は、流体ポケットの中央室より固定スクロール部材１８の側板１８１に穿孔された吐出孔２１８を通って吐出室２６へ吐出し、吐出ポート３０を介して流体回路へ流出する。
【００１５】
次に、可動スクロール部材１９の駆動機構を図４、図５及び図６をも参照して説明する。主軸１３は、フロントエンドプレート１１のスリーブ１５内に配置されたボールベアリング３１によって回転自在に支持されている。主軸１３の内端には、ディスクロータ部１３１が形成されている。このディスクロータ部１３１は、フロントエンドプレート１１の貫通孔１１１内に配置されているボールベアリング３２によって回転自在に支持されている。ディスクロータ部１３１の先端には、中心からずれた位置に駆動ピン１３２が軸方向へ突出するように設けられている。
【００１６】
一方、可動スクロール部材１９の側板１９１には、うず巻体１９２とは反対の面上に、円環状ボス１９３が形成されている。ボス１９３中には肉厚の厚い円板状あるいは短軸状のブッシュ３３がニードルベアリング３４を介して回転可能に支承されるよう嵌合されている。ブッシュ３３は、ブッシュ３３と一体で半径方向に延びた円弧板状のカウンターウエイト３３１を有している。
【００１７】
また、ブッシュ３３には、中心からずれた位置に偏心穴３３２が設けられている。この偏心穴３３２中には、駆動ピン１３２が嵌合されている。このため、ブッシュ３３は駆動ピン１３２上に回転可能に支承されることとなる。
【００１８】
なお、回転阻止機構２１、ボールベアリング３１、３２、及びニードルベアリング３４は、これらでうず巻駆動軸受け構成要素を構成している。
【００１９】
図５および図６に示すように、主軸１３の中心Ｓ，ブッシュ３３の中心Ｂ，ブッシュ３３の偏心穴３３２に従う駆動ピン１３２の中心Ｄの位置関係は、中心Ｓと中心Ｂとの間の距離は前述した軌道半径Ｒｏｒとなり、駆動ピン１３２の中心Ｄをブッシュ３３の中心Ｂを通りブッシュ３３の中心Ｂと主軸１３の中心Ｓを結ぶ線に直交する線に関し、主軸１３の中心Ｓとは反対側であって、主軸１３の中心Ｓとブッシュ３３の中心Ｂを結ぶ線より主軸１３の回転方向（図６に矢印Ａで示す）に進んだ側にあるように位置させている。
【００２０】
このような、駆動機構に構成において、ブッシュ３３の中心Ｂは、駆動ピン１３２の中心Ｄを中心とし半径Ｂ〜Ｄを持つ円弧上を動くことが可能となる。即ち、主軸１３が回転すると、ブッシュ３３が駆動ピン１３２にひかれてブッシュ３３の中心Ｄが主軸１３の中心Ｓから離れようとする力が働き、可動スクロール部材１９のうず巻体１９２が、固定スクロール部材１８のうず巻体１８２の側壁１９１に当接する。
【００２１】
したがって、可動スクロール部材１９の中心は、主軸１３の中心Ｓの周りを,半径Ｒｏｒをもって軌道運動をする。この時、可動スクロール部材１９は、回転阻止機構２１によって回転運動を阻止されているので、軌道運動のみを行い、自転はしない。
【００２２】
図７は、固定スクロール部材１８のうず巻体１８２の基礎円座標を基準座標とし、Ｘ軸上に駆動ピンが位置する場合において、固定スクロール部材１８のうず巻体１８２と固定スクロール部材１９のうず巻体１９２との組み合わせ状態を示している。
【００２３】
まず、この図７において、Ｘ軸方向に発生するガス圧縮力Ｆｘは，両うず巻体１８２，１９２の側壁のシール点Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4が左右方向で同一直線上にないため、うず巻体１９２の基礎半径をｒｇとすると、このずれ幅２・ｒｇとスクロール部材のうず巻体壁高さＨによる面積（２・ｒｇ・Ｈ）に加わることになる。
【００２４】
うず巻体壁高さＨは、可動スクロール部材１９の側板１９１から延びているうず巻体１９２の高さ寸法を言う。ここで、シール点Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 で形成された各流体ポケットの圧力を、うず巻体１８２，１９２の中心から外方へ向かってＰ2 ，Ｐ1 とし、うず巻体１８２，１９２の外周部分の圧力をＰｏとすると、上記ガス圧力Ｆｘは、Ｆｘ＝２・ｒｇ・Ｈ・（Ｐ2 −Ｐ1 ）＋２・ｒｇＨ・（Ｐ1 −Ｐ0 ）＝２・ｒｇ・Ｈ・（Ｐ2 −Ｐ0 ）と表せる。
【００２５】
また、Ｙ軸方向に発生するガス圧縮反力Ｆｙは、ブッシュ３３の中心と主軸１３の中心とを結ぶ線と直交しているため、軸トルクをＴ、軌道半径をｒｏとすると、Ｔ＝ｒｏ・Ｆｙと表され、圧縮負荷としての力に等しい。従って、Ｆｙ＝Ｔ／ｒｏとなる。ここで、ガス圧縮反力とは、図７に示した固定スクロール部材１８及び可動スクロール部材１９で取り込まれたガスが圧縮され、固定・可動スクロール部材１８，１９の壁で閉じられた各部屋の圧力差（Ｐ２＞Ｐ１）によって発生する力をいう。
【００２６】
一方、可動スクロール部材１９の軌道運動によって流体の圧縮が行われると、上述したガス圧縮反力Ｆｙの反作用がブッシュ３３の中心Ｂへ図８中のＦｙで示すように作用するものと考えることができる。ところで、ブッシュ３３は、駆動ピン１３２上で回転可能とされていることから、駆動ピン１３２の中心Ｄの周りに回転するモーメントをガス圧縮反力Ｆｙによって受ける。このモーメントは、ガス圧縮反力Ｆｙの方向と中心Ｄと中心Ｂを結ぶ線との角度を図８に示した角度αとすると、Ｆｙ・Ｌ・ｓｉｎαで表せる。ただし、Ｌは中心Ｄと中心Ｂとの間に距離である。
【００２７】
この結果、ブッシュ３３上に支持された可動スクロール部材１９は、駆動ピン１３２の中心Ｄの周りに回転するモーメントを受けることになる。これにより可動スクロール部材１９のうず巻体１９２は、固定スクロール部材１８のうず巻体１８２の側壁１８１へ押し付けられることになる。この押付力をｆｘとすると、ｆｘ＝Ｆｙ・ｔａｎαで与えられる。
【００２８】
ところで、可動クロール部材１９の回転阻止は、図９に示したように回転阻止機構２１に加わる可動スクロール部材１９の遠心力Ｆｓと、クランク方向に働く力−ＦB とにより形成される偶力によって行われる。ここで、可動クロール部材１９の回転モーメントをＭｓとすると、ガス圧縮反力Ｆｙが固定スクロール部材１８及び可動スクロール部材１９のうず巻体１９２の基礎円中心を結ぶ線の中間点に作用すると考えてよいから、この作用と駆動点とのずれが回転モーメントＭｓを発生させる。中心駆動を行う場合、駆動点は，可動スクロール部材１９のうず巻体１９２の基礎円中心に一致させるため、ガス圧縮反力Ｆｙの作用点とのずれ量は、１／２・ｒｏとなる。従って、モーメントＭｓは、Ｍｓ＝ｒｏ／２・Ｆｙであるから、Ｍｓ＝１／２・Ｔとなる。
【００２９】
この回転モーメントＭｓを、ボール素子を用いた回転阻止機構２１によって受けるとき、回転阻止機構２１の回転阻止点からブッシュ３３までの距離をＬとすれば、Ｆｓ＝Ｍｓ／Ｌ＝１／２・Ｔ／Ｌと表され、この反作用力−ＦB がブッシュ３３のＸ軸方向に加わる。
【００３０】
ブッシュ３３には、上述した力の他に、可動スクロール部材１９およびブッシュ３３の円軌道運動によって発生する遠心力Ｆｓとブッシュ３３に設けたカウンターウエイト３３１の運動によって発生する遠心力Ｆｃの各々が、図１０中に示すように加わる。
【００３１】
以上、ブッシュ３３に作用する力の関係を説明したが、Ｘ軸方向に加わる力の総和ΣＸF が可動スクロール部材１９のうず巻体１９２に作用する力となり、ΣＸF ＞０の場合には、可動スクロール部材１９のうず巻体１９２が固定スクロール部材１９２のうず巻体１８２側壁に押し付けられることとなる。ここで、Ｘ軸方向の総和である壁押し付け力ΣＸF は、ΣＸF ＝ｆｘ−Ｆａ＋Ｆｓ−Ｆｃ−Ｆｘと表すことができ、従来の装置では、ΣＸF ＞０となるように設定していた。
しかし、ΣＸF ＞０と設定すると、以下のような欠点を生じる。
【００３２】
つまり、スクロール型流体機械においては、互いにかみ合ったうず巻体１８２，１９２の線接触部間に限定されている。線接触部は、スクロール部材の相対的な円軌道運動によって、うず巻体１８２，１９２の表面に沿って、その容積を減少させながらうず巻体１８２，１９２の中心方向へ移動し、流体の圧縮が行われるため、線接触部のシール力が十分に確保される必要がある。
【００３３】
しかるに、シール力を確保するために接触力を大きくすると、うず巻体１８２，１９２に磨耗が生じることとなる。特に、スクロール型流体機械が高速回転で使用されると、駆動されている可動スクロール部材１９のうず巻体１９２が固定スクロール部材１８のうず巻体１９２に強く押し付けられこととなる。よって、スクロール型流体機械の駆動力が上昇するとともに、うず巻体１８２，１９２の磨耗により磨耗粉が多量に発生し、スクロール型流体機械あるいはスクロール型流体機械を含んだシステムなどに悪影響を及ぼすばかりか、機械効率が低下することとなる。
【００３４】
したがって、図１０に示したように、スクロール型流体機械の使用回転数の上限でΣＸF ＝０あるいはΣＸF ＜０となるように、カウンターウエイト３３１の遠心力Ｆｃを設定している。
【００３５】
また、スクロール型流体機械は、図５及び図９に示したように、回転可能な角度範囲規制機構を備えている。即ち、主軸１３がディスクロータ部１３１のブッシュ３３と対向する端面には、凹陥部１３３が形成されているとともに、ブッシュ３３のディスクロータ部１３１の凹陥部１３３と対向する端面には突出部３３３が設けらている。この突出部３３３は、凹陥部１３３に隙間をもって嵌入配置されている。ここで、突出部３３３が凹陥部１３３内で移動できる範囲が、ブッシュ３３の回転可能角度範囲となり、うず巻体１８２，１９２間の最大隙間がこれにより決定される。
【００３６】
図１１は、静・動バランスの例を示している。可動スクロール部材１９のアンバランス量は、カウンターウエイト３３１及びクラッチアーマチュアのバランスウエイト３６で調整可能している。なお、図１０において、Ｕｓは、可動スクロール部材１９のアンバランス量であり、Ｕｃは、カウンターウエイト３３１のアンバランス量であり、Ｕｂは、バランスウエイト３５のアンバランス量であり、Ｕａは、アーマチュアのバランスウエイト３６のアンバランス量であり、Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3は、主軸１３に対する長手方向における各バランス間の距離である。
【００３７】
このように、ブッシュ３３に設けられたカウンターウエイト３３１を、その遠心力Ｆｃが可動スクロール部材１９、ブッシュ３３の円軌道運動によって生じる遠心力Ｆｓより大きくなるように設定しているので、高速回転時における両うず巻体１８２，１９２間の過剰な接触を防き、うず巻体１８２，１９２間の磨耗を小さく抑えている。
【００３８】
しかるに、可動スクロール部材１９などの軌道運動によって生じる遠心力Ｆｓとカウンターウエイト３３１の遠心力ＦｃとがＦｃ＞Ｆｓとなるため、アンバランスを生じじ振動を発生させることとなる。このため、スクロール型流体機械全体の動バランスを保持する必要がある。
【００３９】
さらに、図４の例では、主軸１３上に遠心力Ｆａ，Ｆｂを発生させるバランスウエイト３５，３６を設けている。即ち、図１において、主軸１３上にはカウンターウエイト３３１に近い位置にカウンターウエイト３３１と同じ向きに遠心力を発生させるバランスウエイト３５を配するとともに、バランスウエイト３５の関して、カウンターウエイト３３１とは軸方向において反対の位置で電磁クラッチ１７のアーマチュアのバランスウエイト３６を配している。
【００４０】
なお、バランスウエイト３５は、主軸１３のディスクロータ部１３１に端面に適当な固着手段によって取り付けられているともに、アーマチュアのバランスウエイト３６は、電磁クラッチの一部に一体に設けられている。
【００４１】
上述したように、従来のスクロール型流体機械では、図１０に示したように、ブッシュ３３にかかる荷重はガス圧縮反力Ｆｙと、壁押し付け力ΣＸF （Ｘ軸方向の総和ΣＸF と、可動スクロール部材１９の円軌道運動とによって発生する遠心力に対してバランスをとるため反対方向に遠心力）を発生させるカウンターウエイト３３１の遠心力Ｆｃの合力Ｆ1 となる。
【００４２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術のスクロール型流体機械では、可動スクロール部材１９のうず巻体１９２、及び固定スクロール部材１８のうず巻体１８２のシールする付勢力を高速回転で低減し、うず巻体１８２，１９２の磨耗を低減している。この場合のガス圧縮反力（偏心ブッシュ駆動力）Ｆｙと、可動スクロール部材１９のうず巻体１９２、及び固定スクロール部材１８のうず巻体１８２をシールする付勢力と、カウンターウエイト３３１の遠心力Ｆｃの合力がブッシュ３３に加わり、この荷重がブッシュ３３と嵌合するドライブ軸受け３４の寿命を短くしている。
【００４３】
また、この荷重は主軸１３を支持している他の軸受け３１，３２にも、モーメント荷重としてかかり、負荷容量の大きい軸受けを使用しなくてはならない。
【００４４】
それ故に、本発明の課題は、ブッシュと嵌合するドライブ軸受け３４にかかる荷重を低減し、さらに、主軸を支持している他の軸受け３，３２にかかる荷重も低減し、負荷容量の小さい軸受けの使用が可能とし、部品コストの低減ができるスクロール型流体機械を提供することにある。
【００４５】
また、特に、回転数が高い時に荷重が低減するため、高回転の運転が可能となり、本発明の他の課題は、壁押し付け力、及び静・動バランスを変えることなく、ブッシュにかかる荷重を低減することが可能で、負荷容量の小さい軸受けを使用することができるスクロール型流体機械を提供することにある。
【００４６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、主軸の回転を、該主軸の大径部、該大径部に設けた駆動ピン、該駆動ピンが嵌合した偏心穴を有するブッシュ、該ブッシュに結合されたカウンターウエイト、及びうず巻駆動軸受け構成要素によって、固定スクロール部材に対し所定距離だけ偏心して組み合わされた可動スクロール部材の公転運動に変え、流体を前記可動スクロール部材の外周から内周に移動しながら圧縮が行われるものであり、前記カウンターウエイトにより、前記可動スクロール部材の公転運動によって発生する遠心力に対して反対方向に遠心力を発生させるスクロール型流体機械において、前記可動スクロール部材に働く遠心力の方向をＸ軸としたとき該Ｘ軸に対し前記カウンターウエイトを非対称形状になし、これにより前記カウンターウエイトに対し、前記可動スクロール部材の遠心力とは反対方向に作用するアンバランス量と前記ブッシュに加わるガス圧縮反力を減少する方向に作用するアンバランス量とを付加したことを特徴とするスクロール型流体機械が得られる。
【００４７】
【作用】
本発明によると、ガス圧縮反力の反対方向にカウンターウエイトのアンバランス量を付加することで遠心力が発生する。アンバランス量とは、回転軸に取り付けられた質量をもつ固体の回転軸中心から重心までの距離と固体の重量を積したものである。
【００４８】
また、遠心力の方向にもアンバランス量の方向と、ブッシュの中心から主軸の駆動ピン位置の角度を付加することで遠心力が発生する。これれらの合力は、主軸の回転数が上昇することで、ブッシュに加わる荷重を減少することが可能となる。
【００４９】
また、遠心力による壁押し付け力（壁押し付け力（総和））の増加を遠心力の方向のアンバランス量による遠心力によってキャンセルできる。
【００５０】
また、ブッシュにかかる荷重が低減することでブッシュと嵌合している軸受け、及び主軸を支持している他の軸受けにかかるモーメント荷重も減少することになる。
【００５１】
さらに、カウンターウエイトのアンバランス量を付加したことで生じる静・動バランスの不釣合は、カウンターウエイト及びクラッチアーマチュアのバランスウエイトで調整可能である。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明によるスクロール型流体機械の一実施の形態例を説明する。図１は、偏心ブッシュにかかる荷重を示している。図２は、静・動バランスの例を示している。図３は偏心ブッシュにかかる荷重・ベクトル、および合力を示している。
【００５３】
なお、本実施の形態例によるスクロール型流体機械は、図４において、説明したスクロール型流体機械の構成と概略構成が同じであることから、同じ部分には同じ符号を付し、要部を除く部分の説明を省略する。
【００５４】
図１及び図２とともに図３を参照して、ブッシュ３３は、可動スクロール部材１９の円軌道運動によって発生する遠心力Ｆｓに対してバランスを取るために、反対方向に遠心力（可動スクロール部材１９の遠心力Ｆｓの反力Ｆｃ ）を発生させるカウンターウエイト３３１を有している。
【００５５】
カウンターウエイト３３１は、可動スクロール部材１９の遠心力Ｆｓよりも大きくなるようにアンバランス量Ｆｃ１−Ｆｃを付加し、かつブッシュ３３に加わるガス圧縮反力Ｆｙを減少する方向にもカウンターウエイト３３１にアンバランス量Ｕｃ２を付加している。
【００５６】
次に、図２を参照して、カウンターウエイト３３１のアンバランス量Ｖｃ１は、可動スクロール部材１９のうず巻体１９２の遠心力Ｕｓに対してバランスを取るためのアンバランス量をＵｃ、ブッシュ３３に加わるガス圧縮反力Ｆｙの方向とブッシュ３３の中心から主軸１３の駆動ピン１３２位置の角度をα、ガス圧縮反力Ｆｙを減少する方向に付加したアンバランス量をＵｃ2 とすると、可動スクロール部材１９に発生する遠心力Ｆｓの反対方向に有するカウンターウエイト３３１のアンバランス量Ｕｃ1 は、Ｕｃ1 ＝Ｕｃ＋Ｕｃ2 ×ｔａｎαの関係となる。
【００５７】
すなわち、図１に示したガス圧縮反力Ｆyの反対方向にカウンターウエイト３３１のアンバランス量Ｕｃ2 を付加することで、遠心力Ｆｃ2 が発生する。
【００５８】
また、遠心力Ｆｃ1 の方向にもアンバランス量Ｕｃ2 ×ｔａｎα（αはブッシュ３３に加わるガス圧縮反力Ｆyの方向と、ブッシュ３３の中心から主軸１３の駆動ピン１３２位置の角度を付加することで遠心力Ｆｃ1 が発生する。
【００５９】
さらに、カウンターウエイト３３１のアンバランス量Ｕｃ1−Ｕｃを付加したことで生じる静・動バランスの不釣合は、カウンターウエイト３３１及びクラッチアーマチュアのバランスウエイト３６で調整可能である。
【００６０】
図２に示したように、全体の動バランスを保持するには、以下のアンバランス量を満足するように設定すればよい。
【００６１】
Ｕｓ；可動スクロール部材１９のうず巻体１９２のアンバランス量。
Ｕｃ1 ；カウンターウエイト３３１のアンバランス量。
Ｕｂ1 ；バランスウエイト３５のアンバランス量。
Ｕａ1 ；アーマチュアのバランスウエイト３６のアンバランス量。
Ｕｂ2 ；カウンターウエイト３３１に付加したアンバランス量Ｕｃ２で生じる静・動バランスの不均合を調整するバランスウエイト３５のアンバランス量。
Ｕｃ2 ；ガス圧縮反力Ｆyの反対方向に付加したバランスウエイト３５のアンバランス量。
Ｕａ２；カウンターウエイト３３１に付加したアンバランス量Ｕｃ２で生じる静・動バランスの不均合を調整するクラッチアーマチュアのバランスウエイト３６のアンバランス量。
【００６２】
ここで、Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ；主軸に対する長手方向における各バランス間距離とすると、
Ｕｓ−Ｕｃ1 −Ｕｂ1 ＋Ｕａ1 ＝０
Ｕｃ2 −Ｕｂ2 ＋Ｕａ2 ＝０
Ｕｂ1 ・＋Ｕｃ1 ・（Ｌ2 ＋Ｌ3 ）−Ｕｓ（Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋Ｌ3 ）＝０
Ｕｂ2 ・Ｌ3 −Ｕｃ2 ・（Ｌ2 ＋Ｌ3 ）＝０
【００６３】
図３を参照して、これれらガス圧縮反力Ｆｙ，遠心力Ｆｃ2，遠心力Ｆｃ1，壁押し付け力ΣＸF の合力Ｆ2 は、主軸１３の回転数が上昇することで、ブッシュ３３に加わる荷重を減少することが可能となる。
【００６４】
また、遠心力Ｆｃ2 による壁押し付け力ΣＸF 壁押し付け力ΣＸF の増加を遠心力Ｆｃ2の方向のアンバランス量Ｕｃ2 ×ｔａｎαによる遠心力（Ｆｃ1 −Ｆｃ）によってキャンセルできる。
【００６５】
また、ブッシュ３３にかかる荷重が低減することでブッシュ３３と嵌合している軸受け３４、及び主軸１３を支持している他の軸受け３１，３２にかかるモーメント荷重も減少することになる。
【００６６】
なお、ブッシュ３３及び軸受けまわりの荷重・バランスなどに関する詳細な説明は、従来技術として特開昭５９−２１５９８４号公報に開示されている。
【００６７】
また、本発明は、上述したスクロール型流体機械として真空ポンプや膨脹機用としても、この技術を利用することが可能である。
【００６８】
【発明の効果】
本発明のスクロール型流体機械によれば、ブッシュ３３と嵌合するドライブ軸受け３４にかかる荷重を低減し、さらに、主軸を支持している他の軸受け３１，３２にかかる荷重も低減できることから、負荷容量の小さい軸受けの使用が可能となり、部品コストの低減ができる。
【００６９】
また、壁押し付け力、及び静・動バランスを変えることなく、ブッシュにかかる荷重を低減することが可能であり、負荷容量の小さい軸受けを使用することができ、コスト低減を図れる。
【００７０】
特に、本発明のスクロール型流体機械によれば、回転数が高い時に荷重が低減するため、高回転の運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスクロール型流体機械の偏心ブッシュにかかる荷重を説明する説明図である。
【図２】本発明のスクロール型流体機械の静・動バランスの例を示す説明図である。
【図３】本発明のスクロール型流体機械の偏心ブッシュにかかる荷重・ベクトル、および合力を説明する説明図である。
【図４】従来技術としてのスクロール型流体機械の中央断面図である。
【図５】図４に用いられている駆動機構の分解斜視図である。
【図６】図４に示したスクロール型流体機械の偏心ブッシュの動作を説明するための説明図である。
【図７】図４に示したスクロール型流体機械の可動スクロール部材のうず巻体に加わる力を説明するための説明図である。
【図８】図４に示したスクロール型流体機械の偏心ブッシュに加わる力を説明するための説明図である。
【図９】図４に示したスクロール型流体機械の回転阻止機構によって生じる力を説明するための説明図である。
【図１０】図４に示したスクロール型流体機械の偏心ブッシュにかかる荷重・ベクトル、および合力を説明する説明図である。
【図１１】図４に示したスクロール型流体機械の静・動バランスを説明するための説明図である。
【符号の説明】
１０    圧縮機ハウジング
１３    主軸
１８    固定スクロール部材
１９    可動スクロール部材
３３    ブッシュ
３５，３６    バンランスウエイト
１３２    駆動ピン
３３１    カウンターウエイト
【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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