(57)【要約】【課題】  固定スクロールのラップ部と旋回スクロールのラップ部との間の隙間をできるだけ小さくし、圧縮流体の吐出流量および圧縮効率を向上させる。【解決手段】  ケーシング１に固定スクロール３を取付けると共に、固定スクロール３と対向した状態で旋回スクロール１２を旋回可能に取付ける。また、ケーシング１と旋回スクロール１２との間には、ボールガイド２２，２３およびボール２４による自転防止機構２１を設ける。そして、自転防止機構２１によってきまる旋回半径Ｓ1を各スクロール３，１２のラップ部３Ｂ，１２Ｂによって決まる旋回半径Ｓ2よりも大きく（Ｓ1＞Ｓ2）する。これにより、ラップ部３Ｂ，１２Ｂ同士を接触させた状態で、旋回スクロール１２を旋回運動させることができる。【選択図】        図２
2007270763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、該ケーシングに設けられ渦巻状のラップ部を備えた固定スクロールと、前記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、該駆動軸に旋回可能に設けられ前記固定スクロールのラップ部との間に複数の圧縮室を画成する渦巻状のラップ部を備えた旋回スクロールと、前記ケーシング側と旋回スクロールとの間に設けられ該旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構とを備え、
該自転防止機構は、前記ケーシング側に固定され環状の案内溝を有する固定ボールガイドと、該固定ボールガイドと対向した位置で前記旋回スクロールに固定され環状の案内溝を有する可動ボールガイドと、前記固定ボールガイドの案内溝と可動ボールガイドの案内溝との間に挟持されるボールとからなるスクロール式流体機械において、
前記固定ボールガイド、可動ボールガイドおよびボールによって得られる旋回半径をＳ1とし、前記固定スクロールおよび旋回スクロールのラップ部の側面によって決定される旋回半径をＳ2としたときに、Ｓ1＞Ｓ2であることを特徴とするスクロール式流体機械。
【請求項２】
前記旋回スクロールおよび固定スクロールのうち少なくとも一方のラップ部の側面には表面処理による処理層を設けてなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
【請求項３】
前記固定スクロールの処理層の厚さ寸法と旋回スクロールの処理層の厚さ寸法との合計値をδとしたときに、前記旋回半径Ｓ1，Ｓ2の関係が、Ｓ2＋δ＞Ｓ1＞Ｓ2である請求項２に記載のスクロール式流体機械。
【請求項４】
前記旋回スクロールと駆動軸との間には偏心量を有するクランク機構を設け、
該クランク機構の偏心量には前記処理層の厚さ寸法の合計値δよりも大きな遊びを持たせる構成としてなる請求項３に記載のスクロール式流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧縮機、真空ポンプ等に用いて好適なスクロール式流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、スクロール式流体機械は、ケーシングと、該ケーシングに設けられた固定スクロールと、前記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、固定スクロールと対向した状態で該駆動軸の先端側に旋回可能に設けられた旋回スクロールとを備えている。このとき、固定スクロールおよび旋回スクロールはそれぞれ渦巻状のラップ部を備え、これらのラップ部の間に複数の圧縮室を画成している。そして、従来技術として、ケーシングと旋回スクロールの背面との間には旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構を設けると共に、該自転防止機構は、固定スクロールおよび旋回スクロールに互いに対向した状態でそれぞれ固定され環状の案内溝を有する一対のボールガイドと、これらのボールガイドの案内溝の間に挟持されたボールとによって構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１０６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来技術によるスクロール式流体機械では、駆動軸の先端に所定の偏心量Ｒをもったクランク機構を設け、該クランク機構の偏心量Ｒを用いて旋回スクロールの旋回半径を決めている。しかし、実際には、クランク機構を軸支する旋回軸受等に遊び分Δがあるのに加え、旋回スクロールには遠心力が作用する。このため、旋回スクロールは、偏心量Ｒと遊び分Δとを加えた旋回半径Ｓ0（Ｓ0＝Ｒ＋Δ）で旋回運動している。このとき、旋回スクロールのラップ部の側面と固定スクロールのラップ部の側面とが接触しないようにするために、旋回半径Ｓ0は、各スクロールのラップ部が接触する寸法で決まる旋回半径Ｓ2よりも大きな値に設定されていた。また、ボールガイドおよびボールによって決まる旋回半径Ｓ1は各スクロールのラップ部によって決まる旋回半径Ｓ2よりも小さい値（Ｓ1＜Ｓ2）に設定されていた。
【０００５】
しかし、最近では、旋回スクロールの軽量化が進み、旋回スクロールに作用する遠心力が小さくなっている。一方、圧縮室の内圧によって旋回スクロールがケーシング側に向けて押圧されるから、遠心力に比べて一対のボールガイドの間隔を狭める力（ボールを挟持する力）が強くなる。このため、旋回スクロールは、ボールガイドおよびボールによって決まる旋回半径Ｓ1で旋回運動し、固定スクロールのラップ部と旋回スクロールのラップ部との間に隙間が生じる傾向がある。この結果、圧縮室から圧縮流体が漏洩して、圧縮流体の吐出流量および圧縮効率が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、固定スクロールのラップ部と旋回スクロールのラップ部との間の隙間をできるだけ小さくし、圧縮流体の吐出流量および圧縮効率を向上することができるスクロール式流体機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明は、ケーシングと、該ケーシングに設けられ渦巻状のラップ部を備えた固定スクロールと、前記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、該駆動軸に旋回可能に設けられ前記固定スクロールのラップ部との間に複数の圧縮室を画成する渦巻状のラップ部を備えた旋回スクロールと、前記ケーシング側と旋回スクロールとの間に設けられ該旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構とを備え、該自転防止機構は、前記ケーシング側に固定され環状の案内溝を有する固定ボールガイドと、該固定ボールガイドと対向した位置で前記旋回スクロールに固定され環状の案内溝を有する可動ボールガイドと、前記固定ボールガイドの案内溝と可動ボールガイドの案内溝との間に挟持されるボールとからなるスクロール式流体機械に適用される。
【０００８】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記固定ボールガイド、可動ボールガイドおよびボールによって得られる旋回半径をＳ1とし、前記固定スクロールおよび旋回スクロールのラップ部の側面によって決定される旋回半径をＳ2としたときに、Ｓ1＞Ｓ2としたことにある。
【０００９】
請求項２の発明では、前記旋回スクロールおよび固定スクロールのうち少なくとも一方のラップ部の側面には表面処理による処理層を設ける構成としている。
【００１０】
請求項３の発明では、前記固定スクロールの処理層の厚さ寸法と旋回スクロールの処理層の厚さ寸法との合計値をδとしたときに、前記旋回半径Ｓ1，Ｓ2の関係をＳ2＋δ＞Ｓ1＞Ｓ2に設定している。
【００１１】
請求項４の発明では、前記旋回スクロールと駆動軸との間には偏心量を有するクランク機構を設け、該クランク機構の偏心量には前記処理層の厚さ寸法の合計値δよりも大きな遊びを持たせる構成としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、ボールガイドおよびボールによって決まる旋回半径Ｓ1を各スクロールのラップ部の側面によって決まる旋回半径Ｓ2よりも大きくしたから、旋回スクロールが旋回半径Ｓ1に沿って旋回運動したときには、各スクロールのラップ部の側面は接触する。このとき、旋回半径Ｓ1付近では旋回半径が少しずれても、旋回スクロールが固定スクロールに向けて軸方向（スラスト方向）に移動する量が少ないから、旋回スクロールの半径方向（ラジアル方向）に働く力は弱い。このため、各スクロールのラップ部同士が接触しながら旋回スクロールが旋回運動しても、大きな機械的損失が生じることがない。一方、各スクロールのラップ部間の隙間はできるだけ小さくすることができるから、この隙間による圧縮室からの圧縮流体の漏洩を防ぐことができ、圧縮流体の吐出流量および圧縮効率を向上することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、旋回スクロールおよび固定スクロールのうち少なくとも一方のラップ部の側面には表面処理による処理層を設けたから、例えば陽極酸化処理により硬質な処理層を設けることによって、各スクロールのラップ部の側面が接触した状態で旋回運動しても、摩耗を抑制することができ、耐久性を高めることができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、ボールガイドおよびボールによって決まる旋回半径Ｓ1を各スクロールのラップ部によって決まる旋回半径Ｓ2と処理層の厚さ寸法の合計値δとを加えた値（Ｓ2＋δ）に比べて小さく（Ｓ2＋δ＞Ｓ1）している。このため、固定スクロールのラップ部と旋回スクロールのラップ部が接触して摩耗が生じた場合でも、摩耗の範囲をラップ部の処理層の範囲内に留めることができ、処理層を超えた摩耗を抑制し、信頼性を高めることができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、クランク機構の偏心量には処理層の厚さ寸法の合計値δよりも大きな遊びを持たせたから、クランク機構は、偏心量に遊び分を加えた旋回半径Ｓ0で旋回スクロールを旋回運動させることができる。しかし、遊び分が不確定となるため、旋回スクロールの実際の旋回半径は、クランク機構による旋回半径Ｓ0では決まらず、ボールガイド等による旋回半径Ｓ1とラップ部による旋回半径Ｓ2によって決まる。従って、ボールガイド等による旋回半径Ｓ1をラップ部による旋回半径Ｓ2よりも大きく（Ｓ1＞Ｓ2）することによって、確実にラップ部同士を接触させた状態で旋回スクロールを旋回運動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態によるスクロール式流体機械としてスクロール式空気圧縮機を例に挙げ、図１ないし図５に従って詳細に説明する。
【００１７】
図において、１は軸方向一端側が開口した有底筒状のケーシングで、該ケーシング１は、軸方向他端側に位置してケーシング１の底部をなす環状板部１Ａと、環状板部１Ａの中心側に設けられ後述の主軸受８が収容されたボス部１Ｂと、環状板部１Ａの外周側から軸方向一端側に向けて延びる筒部１Ｃと、該筒部１Ｃの先端に設けられ後述の固定スクロール３が取付けられるフランジ部１Ｄとによって大略構成されている。そして、ケーシング１には、環状板部１Ａの軸方向他端側に位置して電動モータ２が取付けられている。
【００１８】
３はケーシング１に取付けられた固定スクロールで、該固定スクロール３は、後述する駆動軸７の軸線と一致するように配設された円板状の鏡板３Ａと、該鏡板３Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部３Ｂと、前記鏡板３Ａの外縁側からケーシング１に向けて軸方向に突出した筒部３Ｃとにより構成されている。そして、固定スクロール３の筒部３Ｃのラップ部３Ｂの歯先には、紐状のチップシール４が取付けられている。また、固定スクロール３の筒部３Ｃには、ケーシング１のフランジ部１Ｄと対向した位置に複数のボルト挿通孔３Ｄが穿設されている。そして、ボルト挿通孔３Ｄには固定ボルト５が挿入されると共に、該固定ボルト５はケーシング１のフランジ部１Ｄに螺着される。これにより、固定スクロール３は、固定ボルト５を用いてフランジ部１Ｄに固定されている。
【００１９】
また、固定スクロール３は例えばアルミニウムを用いて形成されると共に、鏡板３Ａおよびラップ部３Ｂには、表面処理としての陽極酸化処理が施されている。これにより、ラップ３Ｂの側面等には、例えば１０μｍ〜５０μｍ程度の厚さ寸法δ1をもった硬質の処理層６が形成されている。
【００２０】
７はケーシング１のボス部１Ｂ内に主軸受８を介して回転可能に設けられた駆動軸で、該駆動軸７は、基端側が電動モータ２の回転軸２Ａに対して螺着され、電動モータ２によって回転駆動する。また、駆動軸７の基端側には大径の段部７Ａが形成されている。
【００２１】
９は駆動軸７の先端側に取付けられたクランク機構としての偏心ブッシュ９で、該偏心ブッシュ９は、略円筒状に形成されている。また、偏心ブッシュ９の基端側には駆動軸７の先端側を収容する駆動軸穴９Ａが形成されると共に、該駆動軸穴９Ａの周囲には駆動軸７側に向けて突出した円環状の凸部９Ｂが形成されている。
【００２２】
一方、偏心ブッシュ９の先端側には後述の旋回軸受１４を収容する旋回軸受穴９Ｃが形成され、旋回軸受穴９Ｃは、駆動軸穴９Ａに対して一定の偏心量Ｒをもって偏心している。但し、例えば主軸受８、旋回軸受１４の隙間、主軸受８とボス部１Ｂとの隙間、旋回軸受１４とボス部１２Ｃとの隙間は大きく取っている。これにより、偏心量Ｒには、処理層６，１５の厚さ寸法δ1，δ2の合計値δよりも大きな遊び分Δを設けている。
【００２３】
そして、偏心ブッシュ９は、止め輪１０とボルト１１とを用いて駆動軸７の先端に固定されている。これにより、主軸受８は偏心ブッシュ９の凸部９Ｂと駆動軸７の段部７Ａとの間に挟みつけられるから、駆動軸７はケーシング１に対して傾斜せずに回転可能な構成となっている。
【００２４】
１２は固定スクロール３と対向して駆動軸７の先端側に旋回可能に設けられた旋回スクロールで、該旋回スクロール１２は、円板状に形成された鏡板１２Ａと、該鏡板１２Ａの表面側に立設された渦巻状のラップ部１２Ｂとにより大略構成され、ラップ部１２Ｂの歯先には固定スクロール３と同様にチップシール１３が取付けられている。また、鏡板１２Ａの背面側には、その中央部位に位置して円筒状のボス部１２Ｃが突設されている。そして、ボス部１２Ｃの外周側には旋回軸受１４が取り付けられると共に、旋回軸受１４は偏心ブッシュ９の旋回軸受穴９Ｃ内に挿入されている。このとき、旋回軸受１４と旋回軸受穴９Ｃとの間には僅かな隙間が形成されている。これにより、旋回スクロール１２は、旋回軸受１４と一緒に軸方向に変位可能となっている。
【００２５】
また、旋回スクロール１２は例えばアルミニウムを用いて形成されると共に、鏡板１２Ａおよびラップ部１２Ｂには、表面処理としての陽極酸化処理が施されている。これにより、ラップ１２Ｂの側面等には、例えば１０μｍ〜５０μｍ程度の厚さ寸法δ2をもった硬質の処理層１５が形成されている。
【００２６】
また、旋回スクロール１２は、固定スクロール３のラップ部３Ｂに対し例えば１８０度だけずらして重なり合うように配設され、両者のラップ部３Ｂ，１２Ｂ間には複数の圧縮室１６，１６…が画成される。そして、スクロール式空気圧縮機の運転時には、固定スクロール３の外周側に設けた吸込口１７から外周側の圧縮室１６内に空気を吸込みつつ、この空気を旋回スクロール１２が駆動軸７によって旋回運動（偏心回動）する間に各圧縮室１６内で順次圧縮し、最後に中心側の圧縮室１６から固定スクロール３の中心に設けた吐出口１８を介して外部に圧縮空気を吐出する。
【００２７】
１９は鏡板１２Ａの背面側に設けられた例えば３個の旋回スクロール側収容穴（１個のみ図示）で、該旋回スクロール側収容穴１９は、鏡板１２Ａの背面側に凹陥された円形の有底穴によって構成されている。また、３個の旋回スクロール側収容穴１９は、例えばボス部１２Ｃの周囲に位置して円周方向に等間隔となる位置（１２０度毎）に配置されている。そして、旋回スクロール側収容穴１９内には、後述する自転防止機構２１の可動ボールガイド２３が収容されている。
【００２８】
２０はケーシング１の環状板部１Ａに設けられた例えば３個のケーシング側収容穴（１個のみ図示）で、該ケーシング側収容穴２０は、ケーシング１の筒部１Ｃ内に位置して環状板部１Ａの表面側に凹陥された円形の有底穴によって構成されている。また、３個のケーシング側収容穴２０は、各旋回スクロール側収容穴１９とそれぞれ対向し、ボス部１Ｂの周囲に位置して円周方向に等間隔となる位置（１２０度毎）に配置されている。そして、ケーシング側収容穴２０内には、後述する自転防止機構２１の固定ボールガイド２２が収容されている。
【００２９】
２１はケーシング１のケーシング側収容穴２０と旋回スクロール１２の旋回スクロール側収容穴１９との間に設けられた３個の自転防止機構で、該自転防止機構２１は、後述するボールガイド２２，２３、ボール２４等からなるボールカップリング機構によって構成されている。
【００３０】
２２はケーシング１のケーシング側収容穴２０に取付けられた固定ボールガイドで、該固定ボールガイド２２は、略円板状に形成され、円形穴をなすケーシング側収容穴２０に嵌め込まれている。また、固定ボールガイド２２のうち可動ボールガイド２３との対向面には、ボール２４を案内する円環状の案内溝２２Ａが凹設されている。
【００３１】
ここで、案内溝２２Ａは、ボール２４の外表面よりも僅かに大きな曲率を持った円弧状の断面を有している。そして、案内溝２２Ａの最深部に沿ってボール２４が転動する。このため、案内溝２２Ａの最深部をつなぐ円の半径が、ボール２４の軌道半径Ｅとほぼ一致している。
【００３２】
２３は旋回スクロール１２の旋回スクロール側収容穴１９に取付けられた可動ボールガイドで、該可動ボールガイド２３は、固定ボールガイド２２と同様に略円板状に形成され、円形穴をなす旋回スクロール側収容穴１９に嵌め込まれている。また、可動ボールガイド２３のうち固定ボールガイド２２との対向面には、ボール２４を案内する円環状の案内溝２３Ａが凹設されている。
【００３３】
ここで、案内溝２３Ａは、案内溝２２Ａとほぼ同様に、ボール２４の外表面よりも僅かに大きな曲率を持った円弧状の断面を有している。そして、案内溝２３Ａの最深部に沿ってボール２４が転動する。このため、案内溝２３Ａの最深部をつなぐ円の半径が、ボール２４の軌道半径Ｅとほぼ一致している。
【００３４】
２４は２つのボールガイド２２，２３の間に転動可能に挟持されたボールで、該ボール２４は、鋼材等を用いて形成され、ボールガイド２２，２３の案内溝２２Ａ，２３Ａに沿って転動する。これにより、自転防止機構２１は、旋回スクロール１２に作用するスラスト荷重を支持すると共に、旋回スクロール１２が自転するのを防止している。
【００３５】
２５，２６は各ボールガイド２２，２３の対向面側に取付けられたカバー部材で、該カバー部材２５，２６は、略筒状に形成され、ボール２４を取囲んだ状態でボールガイド２２，２３の外周側に固着されている。そして、カバー部材２５，２６は、案内溝２２Ａ，２３Ａに封入されたグリース（図示せず）がボールガイド２２，２３間から飛散、漏洩するのを防止し、ボール２４と案内溝２２Ａ，２３Ａとの間の良好な潤滑状態を保っている。
【００３６】
２７は自転防止機構２１とケーシング１との間に設けられたスペーサとしてのシムで、該シム２７は、略長方形の薄板状に形成され、ケーシング側収容穴２０の底面上に配置され、固定ボールガイド２２とケーシング側収容穴２０の底面との間に挟持されている。そして、シム２７は、固定スクロール３と旋回スクロール１２との間のスラスト方向の間隔を狭め、固定スクロール３と旋回スクロール１２との間のスラスト隙間を適切な値に調整するものである。
【００３７】
本実施の形態によるスクロール式空気圧縮機は、上述の如き構成を有するもので、電動モータ２によって駆動軸７を回転駆動すると、駆動軸７の回転は、偏心ブッシュ９から旋回軸受１４を介して旋回スクロール１２に伝えられる。これにより、旋回スクロール１２は、自転防止機構２１によって自転運動が防止された状態で駆動軸７を中心に公転運動する。このとき、固定スクロール３のラップ部３Ｂと旋回スクロール１２のラップ部１２Ｂとの間に画成された圧縮室１６は、連続的に縮小する。この結果、スクロール式空気圧縮機は、吸込口１７から吸込んだ外気を各圧縮室１６で順次圧縮し、この圧縮空気を吐出口１８から外部の空気タンク(図示せず)等に向けて吐出する。
【００３８】
次に、旋回スクロール１２が実際に旋回運動するときの旋回半径Ｓrについて図２ないし図５を参照しつつ説明する。
【００３９】
第１に、旋回スクロール１２は偏心ブッシュ９の偏心量Ｒに応じて旋回運動する。このため、本実施の形態によるスクロール式空気圧縮機は、偏心ブッシュ９で決まる旋回半径Ｓ0を備えている。但し、主軸受８、旋回軸受１４の隙間、主軸受８とボス部１Ｂとの隙間、旋回軸受１４とボス部１２Ｃとの隙間を大きく取ることによって、偏心量Ｒには大きな遊び分Δを設けている。このため、偏心ブッシュ９による旋回半径Ｓ0は偏心量Ｒと遊び分Δとを加えた値（Ｓ0＝Ｒ＋Δ）となるものの、遊び分Δが不確定となるため、旋回スクロール１２の実際の旋回半径Ｓrは、偏心ブッシュ９による旋回半径Ｓ0では確定しない。
【００４０】
第２に、旋回スクロール１２は、自転防止機構２１によって旋回運動が規制されている。このため、本実施の形態によるスクロール式空気圧縮機は、各ボールガイド２２，２３およびボール２４によって決まる旋回半径Ｓ1を備えている。具体的には、固定ボールガイド２２および可動ボールガイド２３には、それぞれボール２４の軌道を決める案内溝２２Ａ，２３Ａが設けられている。そして、この案内溝２２Ａ，２３Ａは、いずれもボール２４の軌道半径Ｅを有している。このため、各ボールガイド２２，２３およびボール２４によって決まる旋回半径Ｓ1は、以下の数１式に示すように、この軌道半径Ｅの２倍の値となる。
【００４１】
【数１】
2007270763.tif 000003
【００４２】
但し、案内溝２２Ａ，２３Ａの曲率は、ボール２４の外表面の曲率よりも僅かに大きな値に設定されている。このため、各スクロール３，１２の径方向（ラジアル方向）に向う横荷重が加わったときには、軸方向の荷重（スラスト荷重）に打ち勝って、可動ボールガイド２３は旋回スクロール１２と一緒にラジアル方向に変位する。このため、旋回スクロール１２は、各ボールガイド２２，２３およびボール２４によって決まる旋回半径Ｓ1よりも僅かに小さい旋回半径で運動することが可能である。従って、旋回スクロール１２の実際の旋回半径Ｓrは、自転防止機構２１による旋回半径Ｓ1でも確定せず、後述のラップ部３Ｂ，１２Ｂによる旋回半径Ｓ2との関係で決まる。
【００４３】
なお、本実施の形態では、案内溝２２Ａの軌道半径Ｅと案内溝２３Ａの軌道半径Ｅは同じ値に設定するものとしたが、案内溝２２Ａの軌道半径と案内溝２３Ａの軌道半径とを僅かに異なる値に設定してもよい。
【００４４】
第３に、旋回スクロール１２は、固定スクロール３のラップ部３Ｂと旋回スクロール１２のラップ部１２Ｂとが接触することによって旋回運動が規制されている。このため、本実施の形態によるスクロール式空気圧縮機は、各ラップ部３Ｂ，１２Ｂによって決まる旋回半径Ｓ2を備えている。
【００４５】
このとき、本実施の形態では、ラップ部３Ｂ，１２Ｂによる旋回半径Ｓ2は、以下の数２式に示すように、自転防止機構２１による旋回半径Ｓ1よりも小さい値に設定している。
【００４６】
【数２】
2007270763.tif 000004
【００４７】
これにより、旋回スクロール１２は、自転防止機構２１による旋回半径Ｓ1で旋回運動しようとするが、ラップ部３Ｂ，１２Ｂの側面が互いに接触することによって、旋回半径Ｓ2よりも大きな変位が規制される。このとき、旋回スクロール１２は、ラジアル方向の横荷重で僅かに変位することができる。このため、ラップ部３Ｂ，１２Ｂの接触による横荷重によって、旋回スクロール１２は、自転防止機構２１による旋回半径Ｓ1よりも小さい旋回半径Ｓ2で旋回運動する。この結果、旋回スクロール１２はラップ部３Ｂ，１２Ｂの側面が互いに接触した状態で旋回運動を行うから、実際の旋回半径Ｓrは、ラップ部３Ｂ，１２Ｂによる旋回半径Ｓ2と一致する。
【００４８】
ここで、旋回半径Ｓ1，Ｓ2の差異が小さい値であれば、ラップ部３Ｂ，１２Ｂの接触による横荷重も小さくなる。また、小型のスクロール式空気圧縮機では旋回スクロール１２の遠心力も小さい。このため、ラップ部３Ｂ，１２Ｂ間の接触力も小さくなる。また、ラップ部３Ｂ，１２Ｂの側面には硬質の処理層６，１５を設けている。従って、ラップ部３Ｂ，１２Ｂの処理層６，１５は、殆ど摩耗しない、または徐々に摩耗するのみで、耐久性を損なうことはない。
【００４９】
特に、好ましい態様としては、処理層６の厚さ寸法δ1と処理層１５の厚さ寸法δ2との合計値をδとしたときに、転防止機構２１による旋回半径Ｓ1は、以下の数３式に示すように、処理層６，１５の厚さ寸法の合計値δとラップ部３Ｂ，１２Ｂによる旋回半径Ｓ2とを加算した値（Ｓ2＋δ）よりも小さい値に設定する。
【００５０】
【数３】
2007270763.tif 000005
【００５１】
このように設定すると、処理層６，１５が全て摩耗してしまう前に、実際の旋回半径Ｓrは、ラップ部３Ｂ，１２Ｂによる旋回半径Ｓ2から徐々に大きくなって、自転防止機構２１による旋回半径Ｓ1と等しくなる。そして、実際の旋回半径Ｓrが旋回半径Ｓ1よりも増加するときには、ラップ部３Ｂ，１２Ｂの接触力に加えて、自転防止機構２１によって旋回半径Ｓ1に維持しようとする規制力も作用する。
【００５２】
即ち、圧縮室１６の内圧によって旋回スクロール１２がケーシング１側に向けて押圧されるから、遠心力に比べてボールガイド２２，２３の間隔を狭める力（ボール２４を挟持する力）が強くなる。このため、ボール２４はボールガイド２２，２３の案内溝２２Ａ，２３Ａの最深部に沿って転動するから、自転防止機構２１は旋回半径Ｓ1を保持する規制力を発生させる。
【００５３】
このため、仮に旋回スクロール１２に遠心力が作用するときでも、ラップ部３Ｂ，１２Ｂの接触力および自転防止機構２１による規制力によって、この遠心力を押し戻す作用が生じる。従って、処理層６，１５が摩耗して実際の旋回半径Ｓrが徐々に大きくなるときでも、実際の旋回半径Ｓrは、自転防止機構２１による旋回半径Ｓ1と等しくなったときに安定し、その後は処理層６，１５が殆ど摩耗しない状態になる。
【００５４】
かくして、本実施の形態では、ボールガイド２２，２３およびボール２４によって決まる旋回半径Ｓ1を各スクロール３，１２のラップ部３Ｂ，１２Ｂによって決まる旋回半径Ｓ2よりも大きく（Ｓ1＞Ｓ2）したから、旋回スクロール１２が旋回半径Ｓ1に沿って旋回運動したときには、各スクロール３，１２のラップ部３Ｂ，１２Ｂの側面は接触する。これにより、旋回スクロール１２は、ラップ部３Ｂ，１２Ｂ同士が接触しながら旋回運動するから、旋回半径Ｓ1よりも小さい旋回半径Ｓ2に沿って旋回運動する。
【００５５】
このとき、旋回半径Ｓ1付近では旋回半径が少しずれても、旋回スクロール１２が固定スクロール３に向けて軸方向（スラスト方向）に移動する量が少ないから、チップシール４，１３と相手方の鏡板１２Ａ，３Ａとの間の摩擦力は殆ど変化せず、旋回スクロール１２の半径方向（ラジアル方向）に働く力は弱い。このため、各スクロール３，１２のラップ部３Ｂ，１２Ｂ同士が接触しながら旋回スクロール１２が旋回運動しても、大きな機械的損失が生じることがない。
【００５６】
一方、旋回スクロール１２はラップ部３Ｂ，１２Ｂ同士が接触しながら旋回運動するから、各スクロール３，１２のラップ部３Ｂ，１２Ｂ間の隙間はできるだけ小さくすることができる。このため、ラップ部３Ｂ，１２Ｂ間の隙間から圧縮室１６内の圧縮空気が漏洩するのを防ぐことができ、圧縮空気の吐出流量および圧縮効率を向上することができる。
【００５７】
また、固定スクロール３および旋回スクロール１２ラップ部３Ｂ，１２Ｂの側面には表面処理による処理層６，１５を設けたから、例えば陽極酸化処理により硬質な処理層６，１５を設けることによって、各スクロール３，１２のラップ部３Ｂ，１２Ｂの側面が接触した状態で旋回運動しても、摩耗を抑制することができ、耐久性を高めることができる。
【００５８】
特に、好ましい形態では、自転防止機構２１によって決まる旋回半径Ｓ1を各スクロール３，１２のラップ部３Ｂ，１２Ｂによって決まる旋回半径Ｓ2と処理層６，１５の厚さ寸法δ1，δ2の合計値δとを加えた値（Ｓ2＋δ）に比べて小さく（Ｓ2＋δ＞Ｓ1）している。このため、固定スクロール３のラップ部３Ｂと旋回スクロール１２のラップ部１２Ｂが接触して摩耗が生じた場合でも、摩耗の範囲をラップ部３Ｂ，１２Ｂの処理層６，１５の範囲内に留めることができ、処理層６，１５を超えた摩耗を抑制し、信頼性を高めることができる。
【００５９】
また、偏心ブッシュ９の偏心量Ｒには処理層６，１５の厚さ寸法δ1，δ2の合計値δよりも大きな遊び分Δを持たせたから、偏心ブッシュ９は、偏心量Ｒと遊び分Δとを加えた旋回半径Ｓ0（Ｓ0＝Ｒ＋Δ）で旋回スクロール１２を旋回運動させることができる。しかし、遊び分Δが不確定となるため、旋回スクロール１２の実際の旋回半径Ｓrは、偏心ブッシュ９による旋回半径Ｓ0では決まらず、自転防止機構２１による旋回半径Ｓ1とラップ部３，１２による旋回半径Ｓ2によって決まる。従って、旋回半径Ｓ1を旋回半径Ｓ2よりも大きく（Ｓ1＞Ｓ2）することによって、確実にラップ部３，１２同士を接触させた状態で旋回スクロール１２を旋回運動させることができる。
【００６０】
なお、前記実施の形態では、旋回スクロール１２の鏡板１２Ａの背面に、３個の自転防止機構２１を設ける構成としたが、４個以上の自転防止機構を設ける構成としてもよい。
【００６１】
また、前記実施の形態では、ケーシング１と旋回スクロール１２との間に自転防止機構２１を設ける構成としたが、これに限らず、例えばケーシング１と固定スクロール３とを一体に形成し、ケーシング側となる固定スクロール３と旋回スクロール１２との間に自転防止機構１２を設ける構成としてもよい。この場合、例えば旋回スクロール１２の背面側に背圧室を設けて圧縮室１６の内圧を旋回スクロール１２の背面に作用させ、旋回スクロール１２が固定スクロール３に近付く方向に力が加わるようにすればよい。
【００６２】
また、前記実施の形態では、ラップ部３Ｂ，１２Ｂの歯先にチップシール４，１３を取付ける構成としたが、ラップ部３Ｂ，１２Ｂのうち両方または一方のチップシールを省く構成としてもよい。
【００６３】
また、前記実施の形態では、ラップ部３Ｂ，１２Ｂの両方に処理層６，１５を設ける構成としたが、ラップ部３Ｂ，１２Ｂのうちいずれか一方にのみ処理層を設ける構成としてもよい。
【００６４】
また、前記実施の形態では、各スクロール３，１２には表面処理として陽極酸化処理を施すことによって、硬質な処理層６，１５を形成するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、各スクロールには例えば表面処理として樹脂等を塗布する処理を施すことによって、軟質な処理層を設ける構成としてもよい。
【００６５】
さらに、前記実施の形態では、スクロール式流体機械としてスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば真空ポンプ、冷媒圧縮機等にも広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】図１中の固定スクロールおよび旋回スクロールを拡大して示す拡大縦断面図である。
【図３】図１中の自転防止機構の周囲を拡大して示す拡大縦断面図である。
【図４】固定スクロールおよび旋回スクロールのラップ部を図２中の矢示IV−IV方向からみた横断面図である。
【図５】図４中のａ部を拡大してみた拡大横断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  ケーシング
３  固定スクロール
３Ａ，１２Ａ  鏡板
３Ｂ，１２Ｂ  ラップ部
６，１５  処理層
７  駆動軸
９  偏心ブッシュ（クランク機構）
１２  旋回スクロール
１４  旋回軸受
２１  自転防止機構
２２  固定ボールガイド
２２Ａ，２３Ａ  案内溝
２３  可動ボールガイド
２４  ボール
Ｓ0，Ｓ1，Ｓ2  旋回半径
【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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