(57)【要約】  スクロール圧縮機は、揺動スクロール及び固定スクロールのそれぞれの渦巻体の先端部と、対向する相手側のスクロールの台板との各隙間の軸方向の長さδ１と、揺動スクロールの台板とオルダムリングの支持部との隙間の軸方向の長さδ２とが、δ１＞δ２に形成されている。
2017212527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台板上に渦巻体が形成された固定スクロールと、
台板上に渦巻体が形成され、この渦巻体が前記固定スクロールの前記渦巻体と噛み合わされて圧縮室を構成する揺動スクロールと、
前記揺動スクロールを駆動するクランクシャフトと、
前記揺動スクロールを前記固定スクロール側とは反対側から支持するフレームと、
前記揺動スクロールの前記台板と前記フレームとの間に配置され、前記揺動スクロールを前記固定スクロールに対して自転することなく公転させるオルダムリングとを備え、
前記オルダムリングは環状の円環部を有し、前記円環部において前記揺動スクロールの前記台板との対向面は、前記揺動スクロールの公転運動中に前記揺動スクロールが傾いた際に当接する支持部を有し、
前記揺動スクロール及び前記固定スクロールのそれぞれの前記渦巻体の先端部と、対向する相手側のスクロールの前記台板との各隙間の軸方向の長さδ１と、前記揺動スクロールの前記台板と前記オルダムリングの前記支持部との隙間の軸方向の長さδ２とが、δ１＞δ２に形成されているスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記支持部は、前記円環部において前記揺動スクロールの前記台板との対向面に設けられた凸部である請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記凸部は、前記円環部において前記揺動スクロールの前記台板との対向面を、周方向に均等に４分割してなる４つの円弧部分のそれぞれにおいて、少なくとも一箇所以上に設けられている請求項２記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記オルダムリングの材質は、機械構造用炭素鋼、鉄系の焼結材、アルミダイカスト、アルミ鍛造品の何れかである請求項１又は請求項２記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記オルダムリングは、窒化処理、りん酸マンガン処理、ダイヤモンドライクカーボンの何れかに基づく表面処理層を有する請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
前記揺動スクロールの前記渦巻体の形成面と反対側の面に鋼板が取り付けられている請求項１〜請求項５の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項７】
前記圧縮室で圧縮される流体は、分子式が、Ｃ３ＨｍＦｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する単一冷媒、又は前記単一冷媒を含む混合冷媒である請求項１〜請求項６の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項８】
前記単一冷媒は、２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペンである請求項７記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に冷凍機、空気調和機、給湯機に搭載されるスクロール圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクロール圧縮機は、台板上に渦巻体が形成された固定スクロールと、台板上に渦巻体が形成され、この渦巻体が固定スクロールの渦巻体と噛み合わされて圧縮室を構成する揺動スクロールと、揺動スクロールを駆動するクランクシャフトとを備えている。この種のスクロール圧縮機において公転運転時の揺動スクロールには、圧縮室の圧縮作用により、軸方向の力だけでなく径方向の力も生じており、これらの力により揺動スクロールを傾けようとする、いわゆる転覆モーメントが発生する。【０００３】
転覆モーメントにより揺動スクロールが転覆（傾斜）すると、揺動スクロールがばたつきながら公転するという不安定な挙動を示すことになる。このような挙動は、揺動スクロールの傾斜によって冷媒ガスの漏れを生じさせたり、揺動スクロール及び固定スクロールのそれぞれの渦巻体の先端部が、対向する相手側のスクロールの台板に接触して傷付き、信頼性が低下したり等の問題が生じる。【０００４】
そこで、従来より転覆モーメントを軽減する転覆防止モーメントを発生させて揺動スクロールの転覆を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、揺動スクロールの公転運転中に、揺動スクロールに作用する転覆モーメントが所定値以上になる公転角度領域で、転覆モーメントを軽減する転覆防止モーメントを発生させる調整機構を設けている。【０００５】
調整機構は、具体的には、揺動スクロールの台板の渦巻体形成側の表面に固定スクロールと対向して形成された円環状の油溝と、揺動スクロールに形成され、油溝に油を導く油導入路とで構成されている。そして、転覆モーメントが所定値以上になる揺動スクロール部品の公転角度領域において、高圧の冷凍機油が油溝に供給され、油溝に供給された冷凍機油の圧力によって、転覆防止モーメントを発生させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３２８９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のスクロール圧縮機では、転覆モーメントを軽減する調整機構を揺動スクロールに設けており、その調整機構は上述したように溝と穴とで構成されている。このため、揺動スクロールの剛性低下が避けられず、調整機構を設けたことによる剛性低下を踏まえた設計とする必要が生じる。揺動スクロールは固定スクロールと共に、圧縮機構の主要部品であり、これらの主要部品に対する構造的な変更無く、揺動スクロールの転覆を防止することが求められている。【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡易な構造で揺動スクロールの過大な転覆を防止することが可能なスクロール圧縮機を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るスクロール圧縮機は、台板上に渦巻体が形成された固定スクロールと、台板上に渦巻体が形成され、この渦巻体が固定スクロールの渦巻体と噛み合わされて圧縮室を構成する揺動スクロールと、揺動スクロールを駆動するクランクシャフトと、揺動スクロールを固定スクロール側とは反対側から支持するフレームと、揺動スクロールの台板とフレームとの間に配置され、揺動スクロールを固定スクロールに対して自転することなく公転させるオルダムリングとを備え、オルダムリングは環状の円環部を有し、円環部において揺動スクロールの台板との対向面は、揺動スクロールの公転運動中に揺動スクロールが傾いた際に当接する支持部を有し、揺動スクロール及び固定スクロールのそれぞれの渦巻体の先端部と、対向する相手側のスクロールの台板との各隙間の軸方向の長さδ１と、揺動スクロールの台板とオルダムリングの支持部との隙間の軸方向の長さδ２とが、δ１＞δ２に形成されているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、δ１＞δ２となるように形成するだけの簡単な構造で揺動スクロールの過大な転覆を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の概略断面図である。
【図２】図１のオルダムリングを示す図で、（ａ）は軸方向上側から見た概要図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のブッシュにクランクシャフトの偏心ピン部が嵌め込まれた状態を軸方向上側から見た概要図である。
【図４】図１の圧縮機構部の概略拡大図である。
【図５】比較例として示す、揺動スクロール転覆時の状態を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における揺動スクロール転覆時の状態を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機のオルダムリングを示す図で、（ａ）は軸方向上側から見た概要図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】図７のオルダムリングの変形例１を示す図である。
【図９】図７のオルダムリングの変形例２を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１，２に係るスクロール圧縮機の変形例として固定クランク機構を備えた圧縮機構部の概略拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、各図において同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。更に、明細書全文に表れている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
本実施の形態１を以下、図１から図５により説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の概略断面図である。
このスクロール圧縮機は、冷媒等の流体を吸入し、圧縮して高温高圧の状態として吐出させる機能を有している。スクロール圧縮機は、外郭を構成する密閉容器であるシェル８の内部に、圧縮機構部３５と、駆動機構部３６と、その他の構成部品とが収納され、構成されている。図１に示すように、シェル８内において、圧縮機構部３５が上側に、駆動機構部３６が下側に、それぞれ配置されている。そして、シェル８の下方は油溜り１２となっている。
【００１５】
油溜り１２内には、クランクシャフト４の下端部に固着され、容積型ポンプで構成されたオイルポンプ２１が浸漬している。そして、クランクシャフト４が回転すると、その回転に従い、油溜り１２に保有している冷凍機油をクランクシャフト４内部に設けられた油回路２２を通して各摺動部（後述の凹状軸受部２ｄ、軸受部３ｂ、スラスト軸受部３ｃに）に供給する機能を果たすようになっている。
【００１６】
また、シェル８には、流体を吸入するための吸入管５と、流体を吐出するための吐出管１３とが設けられている。
【００１７】
シェル８の内部には、フレーム３が固着されている。フレーム３はシェル８の内周面に固着され、中心部にクランクシャフト４を回転自在に支持する軸受部３ｂが設けられている。なお、フレーム３は、その外周面を焼き嵌め又は溶接等によってシェル８の内周面に固定するとよい。また、シェル８の内部には、サブフレーム１９が固着されている。サブフレーム１９はシェル８の内周面に固着され、中心部にクランクシャフト４を回転自在に支持する副軸受１９ａが設けられている。なお、フレーム３が上側に、サブフレーム１９が下側に、それぞれ固着されている。
【００１８】
圧縮機構部３５は、吸入管５から吸入した流体を圧縮し、シェル８内の上方に形成されている高圧空間１４に排出する機能を有している。高圧空間１４に排出された高圧流体は、吐出管１３からスクロール圧縮機の外部に吐出されるようになっている。
【００１９】
駆動機構部３６は、圧縮機構部３５で流体を圧縮するために、圧縮機構部３５を構成している揺動スクロール２を駆動する機能を果たすようになっている。つまり、駆動機構部３６がクランクシャフト４を介して揺動スクロール２を駆動することによって、圧縮機構部３５で流体を圧縮するようになっている。
【００２０】
圧縮機構部３５は、固定スクロール１と、揺動スクロール２とを備えている。図１に示すように、揺動スクロール２は下側に、固定スクロール１は上側に配置されるようになっている。固定スクロール１は、第１台板１ｃと、第１台板１ｃの一方の面に立設された渦巻状突起である第１渦巻体１ｂと、で構成されている。揺動スクロール２は、第２台板２ｃと、第２台板２ｃの一方の面に立設された渦巻状突起である第２渦巻体２ｂと、で構成されている。第１渦巻体１ｂと第２渦巻体２ｂとは、インボリュート曲線にならって創設されている。固定スクロール１及び揺動スクロール２は、第１渦巻体１ｂと第２渦巻体２ｂとが互いに噛み合わされた状態で、シェル８内に装着されている。そして、第１渦巻体１ｂと第２渦巻体２ｂとの間には、容積が半径方向内側へ向かうに従って縮小する、複数の圧縮室９が形成される。
【００２１】
また運転中の熱膨張による接触及び焼付きを防止するため、固定スクロール１と揺動スクロール２との間には、軸方向に僅かな隙間が必要である。具体的には、第１渦巻体１ｂと第２台板２ｃ間、また、第２渦巻体２ｂと第１台板１ｃ間、にそれぞれ隙間１８（後述の図３参照）が設けられている。そして、第１渦巻体１ｂ及び第２渦巻体２ｂのそれぞれの先端部には、隙間１８からの圧縮途中の流体漏れを防止するためのシール材１７が設けられている。
【００２２】
固定スクロール１は、フレーム３を介してシェル８内に固定されている。固定スクロール１の中央部には、圧縮されて高圧となった流体を吐出する吐出ポート１ａが形成されている。吐出ポート１ａの出口開口部には、この出口開口部を覆い、流体の逆流を防ぐ板バネ製の弁１１が配設されている。弁１１の一端側には、弁１１のリフト量を制限する弁押さえ１０が設けられている。つまり、圧縮室９内で流体が所定圧力まで圧縮されると、弁１１がその弾性力に逆らって持ち上げられ、圧縮された流体が吐出ポート１ａから高圧空間１４内に吐出される。そして、高圧空間１４内に吐出された流体は、吐出管１３を通ってスクロール圧縮機の外部に吐出される。
【００２３】
揺動スクロール２は、オルダムリング１６によって固定スクロール１に対して自転することなく偏心公転運動を行なうようになっている。また、揺動スクロール２の第２台板２ｃにおいて第２渦巻体２ｂ形成面とは反対側の面（以下、背面という）２ｅの中心部には、駆動力を受ける中空円筒形状の凹状軸受部２ｄが形成されている。凹状軸受部２ｄの内側には揺動軸受２０を介して略円筒形状のブッシュ１５が回転可能に嵌め込まれ、ブッシュ１５内には、クランクシャフト４の上端部にクランクシャフト４の軸心から偏心して設けられた偏心ピン部４ａが挿入されている。また、揺動スクロール２の背面２ｅは、フレーム３に設けられたスラスト軸受部３ｃによって軸方向に支持されている。
【００２４】
駆動機構部３６は、シェル８内部に固着保持されたステータ７と、ステータ７の内周面側に回転可能に配設され、クランクシャフト４に固定されたロータ６と、シェル８内に垂直方向に収容され、回転軸であるクランクシャフト４と、で少なくとも構成されている。ステータ７は、通電されることによってロータ６を回転駆動させる機能を有している。また、ステータ７は、外周面が焼き嵌め等によりシェル８に固着支持されている。ロータ６は、ステータ７に通電がされることにより回転駆動し、クランクシャフト４を回転させる機能を有している。このロータ６は、クランクシャフト４の外周に固定されており、内部に永久磁石を有し、ステータ７と僅かな隙間を隔てて保持されている。
【００２５】
クランクシャフト４は、ロータ６の回転に伴って回転し、揺動スクロール２を回転駆動させるようになっている。このクランクシャフト４は、上側をフレーム３の軸受部３ｂで、下側をサブフレーム１９の副軸受１９ａで、回転可能に支持されている。クランクシャフト４の上端部に形成された偏心ピン部４ａは、上述したようにブッシュ１５及び揺動軸受２０を介して凹状軸受部２ｄに連結されており、クランクシャフト４の回転により揺動スクロール２を偏心回転させるようになっている。
【００２６】
また、シェル８内には、揺動スクロール２の偏心公転運動中における自転運動を阻止するためのオルダムリング１６がスラスト軸受部３ｃの外側に配設されている。
【００２７】
図２は、図１のオルダムリングを示す図で、（ａ）は軸方向上側から見た概要図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
オルダムリング１６は、クランクシャフト４の外周側に配置された環状の円環部１６ａと、円環部１６ａの上下面に突出して形成されたオルダムキー１６ｂとを備えている。オルダムキー１６ｂは、円環部１６ａの上面、下面にそれぞれ２箇所ずつ、かつ上面と下面とを含めて隣り合うオルダムキー１６ｂは９０度ピッチで設けられている。
【００２８】
このように構成されたオルダムリング１６は、揺動スクロール２とフレーム３とのそれぞれに設けられた溝にオルダムキー１６ｂが位置するようにして、揺動スクロール２とフレーム３との間に配置されている。これにより、オルダムリング１６は、揺動スクロール２の自転運動を阻止すると共に、公転運動を可能とする機能を果たすようになっている。
【００２９】
そして、図２（ａ）において網がけした部分が、揺動スクロール２の公転運動中に揺動スクロール２が傾いた際に当接する支持部１６ｃとなっている。網がけした部分は、円環部１６ａにおいて揺動スクロール２の第２台板２ｃとの対向面のうち、平面的に見てオルダムキー１６ｂが形成されていない、中心角が９０゜で同一形状の４つの円弧部分といえる。
【００３０】
図３は、図１のブッシュにクランクシャフトの偏心ピン部が嵌め込まれた状態を軸方向上側から見た概要図である。
ブッシュ１５の中央部にはスライド穴１５ａが形成されている。ブッシュ１５のスライド穴１５ａは、一対の平面部１５ａａと、一対の平面部１５ａａの両端を繋ぐ一対の湾曲部１５ａｂとを有する長孔状に形成されている。スライド穴１５ａには、クランクシャフト４の偏心ピン部４ａが、一対の平面部１５ａａに沿って径方向にスライド自在に挿入されている。そして、クランクシャフト４が回転するとブッシュ１５が一対の平面部１５ａａに沿って径方向に移動し、揺動スクロール２が固定スクロール１に押し付けられ、圧縮室９のシール性を向上させる従動クランク機構が構成されている。
【００３１】
ここで、圧縮機１００の動作について簡単に説明する。
シェル８に設けられた図示省略の電源端子に通電されると、ステータ７とロータ６とにトルクが発生し、クランクシャフト４が回転する。クランクシャフト４の回転は、ブッシュ１５を介して揺動スクロール２に伝えられ、揺動スクロール２はオルダムリング１６により自転を規制されて偏心公転運動する。
【００３２】
吸入管５からシェル８内に吸入されたガス冷媒は、圧縮室９内に取り込まれる。そして、ガスを取り込んだ圧縮室９は、揺動スクロール２の偏心公転運動に伴い、外周部から中心方向に移動しながら容積を減じ、冷媒を圧縮する。そして、圧縮された冷媒ガスは、固定スクロール１に設けた吐出ポート１ａから弁１１に逆らって吐出され、吐出管１３からシェル８外に排出される。弁１１の変形は弁押さえ１０によって必要以上に変形しないよう規制されており、弁１１の破損を防止している。
【００３３】
揺動スクロール２の偏心公転運転時、揺動スクロール２は自身の遠心力により、ブッシュ１５と共に径方向に移動する。これにより、固定スクロール１の第１渦巻体１ｂと揺動スクロール２の第２渦巻体２ｂとが密接する。従って、圧縮室９において高圧側から低圧側への冷媒漏れを防止し、効率の良い圧縮が行われる。
【００３４】
図４は、図１の圧縮機構部の概略拡大図である。
揺動スクロール２は、径方向に自身の遠心力を受け、また、遠心力とは別角度で径方向にガス冷媒圧縮の反力を受けるため、結果、これらの合力Ｆ１を径方向に受ける。また揺動スクロール２には、軸方向にもガス冷媒圧縮による圧縮室９と周囲の空間との差圧が作用する。このため、揺動スクロール２は、差圧により軸方向下向きに力（以下、スラスト荷重とする）Ｆ２を受け、スラスト軸受部３ｃに押し付けられる。
【００３５】
揺動スクロール２に作用するスラスト荷重Ｆ２により、第２台板２ｃは第２台板２ｃの中心部が下に凸となるように変形する。ここで、スラスト荷重Ｆ２を支えるスラスト軸受部３ｃが、つまりスラスト荷重Ｆ２を支える支持点が、第２台板２ｃの中心に近いほど第２台板２ｃの変形量を抑制することができる。第２台板２ｃの変形量を抑制することができれば、スラスト軸受部３ｃに油膜が形成されやすくなり、軸受としての信頼性は向上する。スラスト軸受部３ｃをオルダムリング１６の外側に配置する構成も可能ではあるが、スラスト軸受部３ｃの外側にオルダムリング１６を配置する方が、支持点が第２台板２ｃ中心に近くなるためスラスト軸受部３ｃの信頼性を向上できるため望ましい。
【００３６】
運転時の揺動スクロール２には、上述したように、圧縮作用により、軸方向の力（スラスト荷重Ｆ２）だけでなく径方向の力（合力Ｆ１）も生じており、これらの力により転覆モーメントＭが発生する。転覆モーメントＭは、スラスト荷重Ｆ２に比べて、揺動スクロール２に作用する径方向の合力Ｆ１が大きくなればなる程、大きくなる。
【００３７】
図５は、比較例として示す、揺動スクロール転覆時の状態を示す模式図である。図６は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における揺動スクロール転覆時の状態を示す模式図である。
転覆モーメントＭが発生すると、揺動スクロール２は、図５に示すようにスラスト軸受部３ｃの端部である支点Ｏを中心として傾く。このとき、図５の２ヶ所のそれぞれの点線で囲った部分に示すように、第１渦巻体１ｂと第２台板２ｃとが接触、又は第２渦巻体２ｂと第１台板１ｃ間とが接触するまで揺動スクロール２が傾いた場合、以下の不都合が生じる。すなわち、第１渦巻体１ｂ及び第２渦巻体２ｂが傷付いて信頼性が低下したり、シール材１７が動作不良となり性能が低下したりする可能性がある。
【００３８】
圧縮機１００の運転中は、圧縮室９は温度が上昇し、隙間１８は第１渦巻体１ｂ及び第２渦巻体２ｂなどの熱膨張により縮小する。このため、揺動スクロール２の傾きは小さくなり、第１渦巻体１ｂと第２台板２ｃとが接触、又は第２渦巻体２ｂと第１台板１ｃ間とが接触することによる衝撃は小さくなり、また性能の低下割合も小さくなる。
【００３９】
しかし、例えば起動直後等、圧縮室９内の温度が低く、第１渦巻体１ｂ及び第２渦巻体２ｂが膨張していない状態では、隙間１８は運転中に比べて大きい。このため、転覆モーメントＭによる揺動スクロール２の傾きも大きくなる。よって、圧縮室９内の温度が低い状態における、転覆モーメントＭによる揺動スクロール２の傾きの抑制が求められる。
【００４０】
ここで、本実施の形態１の特徴として、図４に示すようにδ１＞δ２となるように構成している。δ１は、揺動スクロール２及び固定スクロール１のそれぞれの渦巻体１ｂ、２ｂの先端部と、対向する相手側のスクロールの台板との各隙間１８の軸方向の長さである。δ２は、揺動スクロール２の第２台板２ｃの背面２ｅとオルダムリング１６の支持部１６ｃとの隙間２３の軸方向の長さである。
【００４１】
この寸法調整は、例えば組立時における、各部品の選択嵌合により調整したり、オルダムリング１６の厚みにより調整したりすればよい。なお、ここでいう寸法調整は、運転時に温度が上がって膨張した状態の寸法ではなく、常温での寸法によるものである。そして、常温時の各隙間１８の寸法は、運転中の圧縮機構部３５の温度上昇による膨張又は圧力による変形を考慮して、数十μｍ程度で設定される。
【００４２】
本実施の形態１では、このようにδ１＞δ２に構成したことで、揺動スクロール２の過大な傾きを防止できる。すなわち、転覆モーメントＭが大きく、揺動スクロール２が過大に傾こうとした場合でも、第１渦巻体１ｂと第２台板２ｃとが接触、又は第２渦巻体２ｂと第１台板１ｃ間とが接触、する前に、図６の点線で囲った部分に示すように、揺動スクロール２の背面２ｅが円環部１６ａの支持部１６ｃに接触する。このため、例えば起動直後等、各隙間１８が大きい状態において、転覆モーメントＭにより揺動スクロール２が過大に傾こうとした場合でも、過大な傾きは阻止される。よって、第１渦巻体１ｂ及び第２渦巻体２ｂの傷付き防止、シール材１７の動作不良防止、が可能となり、性能を確保することが可能となる。
【００４３】
ここで、揺動スクロール２が傾いた際に揺動スクロール２を支持する箇所は、図２（ａ）中の網掛け部に示したように、オルダムリング１６の支持部１６ｃである。このようにオルダムリング１６で揺動スクロール２を支持することから、オルダムリング１６には、強度を確保でき、かつ摺動特性に優れた材質を用いることが望ましい。従って、オルダムリング１６の材質としては、機械構造用炭素鋼、又は、鉄系の焼結材で焼入れや焼き戻しを行ったものを用いて強度を確保する。また、オルダムリング１６の材質としてアルミを用いる場合は、アルミダイカスト又はアルミ鍛造品、を用いて強度を確保する。
【００４４】
また、揺動スクロール２の摺動特性を向上させるため、オルダムリング１６の表面に、窒化処理、りん酸マンガン処理、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）処理等の表面処理に基づく表面処理層を設けた構成としても良い。摺動特性を向上させる他の方法として、揺動スクロール２の背面２ｅ側に別部材を取り付けてもよい。この別部材としては、例えば、高強度の鋼板又はアルミの薄板などを用いればよい。そして、この別部材と揺動スクロール２との取り付けは、例えばねじ止めによって行えばよい。また、この別部材は、凝着を防止するため、揺動スクロール２とは別材料が望ましい。
【００４５】
揺動スクロール２の転覆モーメントＭが大きくなる圧縮機１００の構成としては、例えば以下の２つが考えられる。１つは、揺動スクロール２の遠心力が揺動スクロール２を軸方向下向きに押さえ付けるスラスト荷重Ｆ２よりも過大である場合である。このように遠心力が過大となる構成としては、圧縮機１００の回転数が高い条件まで運転する場合か、揺動スクロール２の重量が重い場合が該当し、何れも冷凍能力、暖房能力、給湯能力を確保するための構成である。そして、もう１つは、第１渦巻体１ｂ及び第２渦巻体２ｂが軸方向に長く、ガス冷媒圧縮時の反力作用点がスラスト軸受部３ｃよりも上方にある場合である。
【００４６】
現在、地球温暖化を防止するため、従来のＨＦＣ冷媒から地球温暖化係数（ＧＷＰ）の低い冷媒への転換が要求されている。低ＧＷＰの冷媒としては、例えば２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）に代表されるＨＦＯ冷媒がある。この冷媒は単位体積あたりの冷凍能力が低い。このため、ＨＦＯ単一冷媒、又は、ＨＦＯ冷媒を含む混合冷媒で従来のＨＦＣ冷媒と同等の冷凍能力、暖房能力、給湯能力を確保するには、以下の運転が必要である。
【００４７】
すなわち、圧縮機１００を高い回転数で運転して単位時間当たりの吐出流量を増やすか、圧縮機構部３５を大きくして１回転当たりの吐出流量を増やす必要がある。圧縮機構部３５を大きくすることは、揺動スクロール２の重量が重くなることに繋がる。つまり、ＨＦＯ単一冷媒、又は、ＨＦＯ単一冷媒を含む混合冷媒を用いる場合、遠心力が過大となる構成を取らざるを得ず、転覆モーメントＭが大きくなる。
【００４８】
また、ＨＦＯ冷媒を含む混合冷媒を用いると、動作圧力がＨＦＣ冷媒に対して低くなるため、スラスト荷重Ｆ２も小さくなる。よって、相対的に揺動スクロール２の遠心力がスラスト荷重Ｆ２よりも大きくなり、この面からも、転覆モーメントＭが大きくなる。
【００４９】
いずれにせよ、ＨＦＯ単一冷媒又はＨＦＯ単一冷媒を含む混合冷媒を用いる場合、以上のような理由から転覆モーメントＭがＨＦＣ冷媒に比べて大きくなる。このため、本実施の形態１の構成、すなわち揺動スクロール２が傾いた場合に、第１渦巻体１ｂと第２台板２ｃとが接触、又は第２渦巻体２ｂと第１台板１ｃ間とが接触、する前に揺動スクロール２をオルダムリング１６の支持部１６ｃで支持することができる構成は、ＨＦＯ単一冷媒又はＨＦＯ単一冷媒を含む混合冷媒を用いる圧縮機に有効である。
【００５０】
なお、ここでは、冷媒として、ＨＦＯ−１２３４ｙｆからなる単一冷媒とこの単一冷媒を含む混合冷媒を挙げたが、使用冷媒は、それに限定されるものではない。例えば、分子式がＣ３ＨｍＦｎ（但し、ｍ及びｎは１以上５以下の整数で、ｍ＋ｎ＝６の関係が成立する。）で表され且つ分子構造中に二重結合を１個有する単一冷媒又はこの単一冷媒を含む混合冷媒を使用してもよい。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、δ１＞δ２となるように構成したので、揺動スクロール２の過大な転覆を抑制できる。このため、第１渦巻体１ｂ及び第２渦巻体２ｂの傷付き防止、シール材１７の動作不良防止、が可能となり、性能を確保することが可能となる。
【００５２】
また、揺動スクロール２の過大な転覆を防止するにあたり、揺動スクロール２及び固定スクロール１の構造変更は不要で、δ１とδ２の隙間調整を行えばよいだけであるので、簡単な構造で実現できる。
【００５３】
また、隙間調整を行うにあたり、圧縮機構部３５は既存の寸法設計のままとし、オルダムリング１６の厚み調整だけで対応することも可能であり、既存の圧縮機に本発明を簡単に適用できる。
【００５４】
実施の形態２．
実施の形態２は、オルダムリング１６の支持部１６ｃの構成が実施の形態１と異なるものである。以下、実施の形態１との差異点を中心に説明するものとし、本実施の形態２で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。
【００５５】
図７は、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機のオルダムリングを示す図で、（ａ）は軸方向上側から見た概要図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
実施の形態２のオルダムリング１６は、オルダムキー１６ｂの軸方向の高さよりも低く円環部１６ａから突出して形成された複数の支持部１６０ｃを備えている。円環部１６ａにおいて揺動スクロール２の背面２ｅと対向する対向面側に設けられており、対向面を周方向に均等に４分割してなる４つの円弧部分のそれぞれにおいて、少なくとも一箇所ずつ設けられた凸部で構成されている。
【００５６】
転覆モーメントＭにより揺動スクロール２が傾いた際、上記実施の形態１の構成では、オルダムリング１６の支持部１６ｃに揺動スクロール２が当接する。このため、δ１＞δ２に設定するには、揺動スクロール２が当接する支持部１６ｃ、つまり各円弧部分それぞれの全体の上面の高さ位置が重要である。つまり、図２中の網がけした各円弧部分それぞれの全体の厚みの精度を確保することが重要である。このような各円弧部分それぞれの全体の精度確保は、例えば研磨等で厚みを調整する必要がある。
【００５７】
そこで、本実施の形態２では、いわば４つの円弧部分の全体を支持部とするのに代えて、円弧部分の一部で支持部１６０ｃを構成するようにした。
【００５８】
本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、揺動スクロール２を支持する箇所を円弧部分のうちの一部としたことで、以下の効果が得られる。すなわち、厚みの精度を確保する範囲を小さくし、製造コストを実施の形態１に比較して下げることができる。
【００５９】
なお、オルダムリング１６は、図７に示した構成に更に、以下のような変形を加えても良い。この場合も実施の形態２と同様の作用効果を得ることができる。
【００６０】
（変形例１）
図８は、図７のオルダムリングの変形例１を示す図である。
図７では、支持部１６０ｃを４箇所としているが、図８に示すように４箇所以上でも構わない。オルダムリング１６は、上述したようにオルダムキー１６ｂが円環部１６ａの上面、下面にそれぞれ２箇所ずつ、かつ上面、下面含めて隣り合うオルダムキー１６ｂは９０度ピッチで設けられている。このため、揺動スクロール２の背面２ｅを支えることを考慮すると支持部１６０ｃは４箇所以上が望ましいと考えられる。
【００６１】
（変形例２）
図９は、図７のオルダムリングの変形例２を示す図である。
図７の支持部１６０ｃは円柱形状で示しているが、図９に示すように円環部１６ａに沿う形としてもよい。また、図示しないが支持部１６０ｃは直方体形状又は楕円形状としてもよい。
【００６２】
上記の図７〜図９に示した支持部１６０ｃは、各円弧部分に１つの場合は周方向に等間隔となるように形成されている。また、各円弧部分に複数の場合は、各円弧部分のそれぞれにおける各支持部１６０ｃの形成位置を同じとしている。このように支持部１６０ｃはバランス良く配置することが望ましい。
【００６３】
また、オルダムリング１６以外にも、本発明のスクロール圧縮機は、図１に示した構造に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で例えば以下のように種々変形実施可能である。
【００６４】
（変形例３）
上記実施の形態１，２では、上述したように、クランクシャフト４が回転すると、ブッシュ１５がスライド穴１５ａの平面部１５ａａに沿って径方向に移動し、この移動に伴って揺動スクロール２の第２渦巻体２ｂが固定スクロール１の第１渦巻体１ｂに押し付けられる従動クランク機構を備えていた。
【００６５】
しかし、本発明は従動クランク機構を備えたスクロール圧縮機に限らず、次の図１０に示す固定クランク機構を備えたスクロール圧縮機にも適用可能である。
【００６６】
図１０は、本発明の実施の形態１，２に係るスクロール圧縮機の変形例として固定クランク機構を備えた圧縮機構部の概略拡大図である。
この変形例では、図１に示した実施の形態１，２の従動クランク機構に代えて固定クランク機構を備えている。つまり、この変形例ではブッシュ１５を備えておらず、偏心ピン部４ａが揺動軸受２０を介して凹状軸受部２ｄに連結され、揺動スクロール２の第２渦巻体２ｂと固定スクロール１の第１渦巻体１ｂとが互いに接触しない機構である。
【００６７】
この変形例では、径方向に移動可能なブッシュ１５が無いため、運転中に揺動スクロール２に遠心力が作用しても、揺動スクロール２の第２渦巻体２ｂが固定スクロール１の第１渦巻体１ｂとが接触せず、径方向に僅かな隙間を有している。従って、揺動スクロール２の転覆モーメントＭが過大となって傾いた場合、揺動スクロール２の第２渦巻体２ｂが固定スクロール１の第１渦巻体１ｂに接触するまで揺動スクロール２が傾斜する。この場合の傾斜角は、従動クランク機構を備えたスクロール圧縮機の場合よりも大きくなる。
【００６８】
よって、揺動スクロール２の傾斜角を小さくできる本発明は、固定クランク機構では特に有効なものとなる。
【符号の説明】
【００６９】
１  固定スクロール、１ａ  吐出ポート、１ｂ  第１渦巻体、１ｃ  第１台板、２  揺動スクロール、２ｂ  第２渦巻体、２ｃ  第２台板、２ｄ  凹状軸受部、２ｅ  背面、３  フレーム、３ｂ  軸受部、３ｃ  スラスト軸受部、４  クランクシャフト、４ａ  偏心ピン部、５  吸入管、６  ロータ、７  ステータ、８  シェル、９  圧縮室、１０  弁押さえ、１１  弁、１２  油溜り、１３  吐出管、１４  高圧空間、１５  ブッシュ、１５ａ  スライド穴、１５ａａ  平面部、１５ａｂ  湾曲部、１６  オルダムリング、１６ａ  円環部、１６ｂ  オルダムキー、１６ｃ  支持部、１７  シール材、１８  隙間、１９  サブフレーム、１９ａ  副軸受、２０  揺動軸受、２１  オイルポンプ、２２  油回路、２３  隙間、３５  圧縮機構部、３６  駆動機構部、１００  圧縮機、１６０ｃ  支持部、Ｆ１  合力、Ｆ２  スラスト荷重、Ｍ  転覆モーメント、Ｏ  支点。
【図１】
2017212527.tif 000003
【図２】
2017212527.tif 000004
【図３】
2017212527.tif 000005
【図４】
2017212527.tif 000006
【図５】
2017212527.tif 000007
【図６】
2017212527.tif 000008
【図７】
2017212527.tif 000009
【図８】
2017212527.tif 000010
【図９】
2017212527.tif 000011
【図１０】
2017212527.tif 000012
【国際調査報告】
2017212527.tif 000013
2017212527.tif 000014