(57)【要約】【課題】オルダム軸継手機構、ピンクランク機構等のような摺動嵌合する構成を用いることなく、駆動側のスクロールと従動側のスクロールとを相対的に旋回運動可能な機構を備えたスクロール式流体機械を提供する。【解決手段】スクロールケーシング６０に固定される固定スクロール（第２のスクロール）５８と、これに噛合して密閉圧縮室５９を形成する旋回スクロール（第１のスクロール）５２と、旋回スクロールラップ５４を囲繞するように配置されたリング形状の中間リング（中間部材）１１０と、該中間リング１１０と前記旋回スクロール５２とを連結して第一方向に前記中間リング１１０を移動可能に支持する第一板ばね１１２ａ、１１２ｂと、前記中間リング１１０と前記固定スクロール５８とを連結して前記第一方向とは直角な第二方向に前記中間リング１１０を移動可能に支持する第二板ばね１１２ｃ、１１２ｄとを備えたことを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のスクロールラップと、該第１のスクロールラップと噛合して密閉圧縮室を形成する第２のスクロールラップと、前記第１のスクロールラップを有する第１のスクロールと前記第２のスクロールラップを有する第２のスクロールとの回転力伝達経路間に配置された中間部材と、該中間部材と前記第１のスクロールとを連結して回転軸心方向に直角な第一方向に前記中間部材を移動可能に支持する第一板ばね部材と、前記中間部材と前記第２のスクロールとを連結して前記第一方向とは直角な第二方向に前記中間部材を移動可能に支持する第二板ばね部材とを備え、前記第１のスクロールの回転軸心と前記第２のスクロールの回転軸心とを回転軸心方向に直角方向にずらして配置して、前記第１のスクロールと前記第２のスクロールとが前記中間部材を介して相対的に旋回運動可能に構成されたことを特徴とするスクロール式流体機械。
【請求項２】
前記中間部材が第１のスクロールの第１のスクロールラップと第２のスクロールの第２のスクロールラップとを囲繞するように配置されたリング形状からなることを特徴とする請求項１に記載のスクロール式流体機械。
【請求項３】
前記第２のスクロールがケーシングに固定される固定スクロールであり、前記第１のスクロールが前記第２のスクロールの回転中心を中心として前記ずれを旋回半径とする旋回運動をするように駆動される旋回スクロールであることを特徴とする請求項１に記載のスクロール式流体機械。
【請求項４】
前記第２のスクロールが前記ずれを有してケーシングに回転支持される従動スクロールであり、前記第１のスクロールの回転中心に駆動軸が連結される駆動スクロールであり、前記駆動スクロールから従動スクロールに回転運動が伝達されるとともに、前記駆動スクロールと前記従動スクロールとの間で相対的な旋回運動がなされるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のスクロール式流体機械。
【請求項５】
前記中間部材が多角形状でかつリング形状からなり前記第一板ばね部材が該多角形状の向い合わせ位置に一対取り付けられ、前記第一板ばね部材から９０度ずれた他の向い合わせ位置に前記第二板ばね部材が一対取り付けられることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のスクロール式流体機械。
【請求項６】
前記第一板ばね部材および第二板ばね部材はそれぞれ長円リング形状からなり、前記第一板ばね部材の長辺部分の一辺部と他辺部とをそれぞれ前記中間部材と第１のスクロールとに取付け、前記第二板ばね部材の長辺部分の一辺部と他辺部とをそれぞれを前記中間部材と第２のスクロールに取り付けてなることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載のスクロール式流体機械。
【請求項７】
前記第一板ばね部材および第二板ばね部材が前記中間部材の各辺にそれぞれ複数個配置されて構成されることを特徴とする請求項５または６の何れか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、流体の圧縮、膨張、および圧送を行うスクロール流体機械に関し、特に旋回スクロールを旋回運動せしめる旋回機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、スクロール流体機械では、旋回スクロールを固定スクロールに対して旋回運動させるために、旋回スクロールの旋回域を規制して自転を防止する自転防止機構が設けられている。そして、その機構としてピンクランク機構、またはオルダム継手機構が知られている。
【０００３】
ここで、スクロール式流体機械としてスクロール圧縮機の原理について、図１１を参照して簡単に説明する。
回転軸に直角配置される平板上に渦巻き状の羽根（ラップ）を持つ固定スクロール０１１と、これと基本的に同一形状で偏心クランクにより駆動される旋回スクロール０１３とを１８０度位相をずらして嵌合させ、固定スクロール０１１の渦巻き状スクロールラップ内周部０１１ｂと、旋回スクロール０１３の渦巻き状スクロールラップ外周部０１３ａとの間に形成される三日月状の密閉空間（圧縮室）０１５が、前記固定および旋回スクロール０１１、０１３の相対運動によって容積変化を起こすことを利用して、吸い込み側からのガスを圧縮状態となすようにしたものである。
【０００４】
すなわち、図１１（ａ）で、旋回スクロールラップ外周部０１３ａと、固定スクロール０１１のラップ内周部０１１ｂとの間が閉じて吸い込み過程が終了すると、吸込口０１７から取り込まれたガスは点状図示のように圧縮室０１５に閉じ込められる。ついで、図示していない偏心クランクの位相が９０度進んだ図１１（ｂ）では、旋回スクロール０１３におけるラップの外周部０１３ａと、固定スクロール０１１における、巻き始めのラップ内周部０１１ｂの端部内側との間にできた隙間０１９でガスの吸込み過程に入り、また中間部の圧縮室０２１では圧縮過程に、さらに平板中央の圧縮室０２３では吐出口０２５で吐出過程に入る。
【０００５】
そして、前記偏心クランク軸の右回転によって更に９０度位相が進んだ図１１（ｃ）では、旋回する旋回スクロール０１３の公転運動につれ、前記点状図示の圧縮室０１５がスクロールの中心部位に移動して順次圧縮室の容積が減少し、ガスが圧縮されて図１１（ｄ）および図１１（ａ）を経て、固定中心部に設けられた吐出口０２５から排出される。
【０００６】
以上のように、スクロール圧縮機を成立させるためには、固定スクロール０１１の軸中心線に対して旋回スクロール０１３が自転することなく、軸中心周りに公転して旋回する動きを達成させる必要がある。そのために、固定スクロール０１１と旋回スクロール０１３との間に前記したオルダム軸継手機構、またはピンクランク機構といわれる機構を介在されている。
【０００７】
オルダム継手機構の原理は図１２に示すように、円板０３１の両面の平行面に互いに直角方向に直線状の凸筋０３２、０３３が形成され、入力側の円板０３４の直径に沿って形成された溝０３５と凸筋０３２とがすべり対偶をなし、また、出力側の円板０３６の直径に沿っても同様に溝０３７が形成され、その溝０３７と凸筋０３３とがすべり待遇をなし、両軸０３８、０３９は平行で、少し隔たった軸で構成されている。そして、円板０３１を介して軸０３８と同一速度で軸０３９に回転運動が伝達されるように構成されている。
そして、出力側を固定化することで、入力軸が出力軸回りに旋回するような旋回機構を成立させることができる。
【０００８】
このようなオルダム継手機構をスクロール流体機械に設けた例として、特許文献１（特許２７５６８０８号公報）が知られており、図１３（ａ）に示すように、螺旋状のラップ０５０を立設形成する固定スクロール０５１がケーシング０５２に固定され、同じく螺旋状のラップ０５３を有する旋回スクロール０５４がオルダム継手０５９を介してケーシング０５２に固定されている。旋回スクロール０５４のラップ０５３と固定スクロール０５１のラップ０５０とが噛合して圧縮室０５５を形成し、圧縮室０５５が移動しながら所定圧力に圧縮する構成である。
オルダム継手０５９を構成するリング状部材０６０は、図１３（ｂ）に示すように、直交する位置に突起部０６３、０６４を有し、さらに、該突起部０６３、０６４がカーボン繊維を積重したものを樹脂で固めたものからなり、耐摩耗性を向上する構成が示されている。
【０００９】
また、ピンクランク機構をスクロール流体機械に設けた例として特許文献２（特開２００３−１０６２６８号公報）が知られている。この特許文献２には、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、固定スクロール０７０と旋回スクロール０７１とによって圧縮作動室０７２が形成され、シャフト０７３の一端を形成する偏心軸を旋回スクロール０７１に設けた旋回軸受０７４に嵌合している。
そして、旋回スクロール０７１に作用する偏心軸回りの自転を阻止して公転旋回を規制する自転防止機構として、旋回スクロール端板に設けた旋回ピン軸受０７５とフレーム側に設けた固定第一ピン軸受０７６と穴の奥側に設けられた固定第二ピン軸受０７７の３個の転がり軸受けで支えられるピンクランク軸０７８とを１組として、通常、円周上に等間隔で３組配置されるピンクランク機構０７９が示されている。
【００１０】
【特許文献１】特許２７５６８０８号公報
【特許文献２】特開２００３−１０６２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、図１２に示したようにオルダム軸継手機構の構成から、オルダム継ぎ手機構を成立させる上で溝部とそれに摺動嵌合する突起部との構成が必ず必要となるため、摩擦による振動、騒音、そして磨耗による隙間の増大が生じやすく、そのために、図１３に示す特許文献１においては、摺動部材を耐摩耗性の部材で構成して耐摩耗性を向上させている。
【００１２】
また、図１４に示すようなピンクランク機構を備えたスクロール流体機械では、ピンクランク軸は形状が複雑であるため加工費の増大や、旋回スクロールとフレーム側との軸方向クリアランスの確保のためにピンクランク軸の軸方向に作用する力を適切に受けるアンギュラ型の軸受構造とする等の対応が必要のため、コスト高となりやすい。
さらに、ピンクランク軸の軸受けに対する潤滑油やグリスの供給とともに、軸受部の温度管理等も必要になり、さらに、ピンクランク軸受の回転音や、隙間の増大等の問題も有している。
【００１３】
すなわち、オルダム軸継手機構、ピンクランク機構のいずれを採用しても、潤滑油の供給や耐摩耗性の対策が必要なため、オイルフリー化とすることが難しく、仮に、自己潤滑性を有する材料によってオルダム機構を構成したとしても、磨耗による隙間の増大や軸方向のクリアランスの増大の問題については、摺動部分が存在する以上完全になくすことは難しいものである。
さらには、スクロールのラップ部分のみオイルフリーとして、オルダム機構部分やピンクランク機構部分への潤滑としての油およびグリス等が、ラップ部分へ侵入するおそれもあり、完全にオイルフリー化とすることが難しいものであった。
【００１４】
そこで、本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、従来のオルダム軸継手機構、ピンクランク機構等のような摺動嵌合する構成を用いることなく、駆動側のスクロールと従動側のスクロールとを相対的に旋回運動可能な機構を備えたスクロール式流体機械を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するため、本発明は、第１のスクロールラップと、該第１のスクロールラップと噛合して密閉圧縮室を形成する第２のスクロールラップと、前記第１のスクロールラップを有する第１のスクロールと前記第２のスクロールラップを有する第２のスクロールとの回転力伝達経路間に配置された中間部材と、該中間部材と前記第１のスクロールとを連結して回転軸心方向に直角な第一方向に前記中間部材を移動可能に支持する第一板ばね部材と、前記中間部材と前記第２のスクロールとを連結して前記第一方向とは直角な第二方向に前記中間部材を移動可能に支持する第二板ばね部材とを備え、前記第１のスクロールの回転軸心と前記第２のスクロールの回転軸心とを回転軸心方向に直角方向にずらして配置して、前記第１のスクロールと前記第２のスクロールとが前記中間部材を介して相対的に旋回運動可能に構成されたことを特徴とする。
【００１６】
かかる発明によれば、第１のスクロールと、この第１のスクロールラップに噛合して密閉圧縮室を形成する第２のスクロールラップを有する第２スクロールラップとが、中間部材を介して第一板ばね部材によって第一方向への平行移動と第二板ばね部材によって前記第一方向とは直角な第二方向への平行移動とを可能にするように構成され、さらに、前記第１のスクロールの回転軸心と前記第２のスクロールの回転軸心とが回転軸心方向に直角方向にずらして配置され、前記第１のスクロールと前記第２のスクロールとが相対的に旋回運動可能なように構成されている。
このため、従来のオルダム軸継手機構やピンクランク機構のような摺動部を用いずに、旋回スクロールの自転防止機構を構成することができる。そして、摺動部がないことから磨耗等による経時変化が生じず、回転部分等に隙間の増大が生じず耐久性を増大できる。
また、摺動部がないため、潤滑油、グリス等の使用が不要でメンテナンスフリーとすることができる。さらに、摺動部がないため、動力が低減され、振動騒音についても発生しないスクロール式流体機械を得ることができる。
【００１７】
また、本発明において好ましくは、前記中間部材が第１のスクロールの第１のスクロールラップと第２のスクロールの第２のスクロールラップとを囲繞するように配置されたリング形状からなるとよく、このため、第１のスクロールラップと第２のスクロールラップとの噛合い部分の外側にリング状の中間部材を配置するので、中間部材の設置にスペースを取らずに配置できる。
【００１８】
また、好ましくは、前記第２のスクロールがケーシングに固定される固定スクロールであり、前記第１のスクロールが前記第２のスクロールの回転中心を中心として前記ずれを旋回半径とする旋回運動をするように駆動される旋回スクロールであるとよい。
【００１９】
かかる構成によれば、第１のスクロールである旋回スクロールは、第２のスクロールである固定スクロールに対して軸方向のクリアランスを保持しつつ、旋回スクロール自体が自転せずに固定スクロールに対して公転旋回可能な機構を成立させることができる。
すなわち、旋回スクロールを偏心クランク軸によって固定スクロールの回転中心を中心に前記ずれを旋回半径とする回転運動をさせるように駆動することで、軸方向に一定のクリアランスを保持しつつ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との噛合によって形成される密閉圧縮室を回転中心向うに従って順次圧縮するような相対的な旋回運動がなされ、スクロール式流体機械を簡単な構造で形成することができる。
【００２０】
このように構成されたスクロール式流体機械によれば、従来のオルダム軸継手機構やピンクランク機構のような摺動部を用いずに、旋回スクロールの自転防止機構を構成することができるため、摺動部がないことから磨耗等による経時変化が生じず、回転部分等に隙間の増大が生じず耐久性を増大できる。また、摺動部がないため、潤滑油、グリス等の使用が不要でメンテナンスフリーとすることができる。さらに、摺動部がないため、動力が低減され、振動騒音についても発生しないスクロール式流体機械を得ることができる。
【００２１】
また、本発明において好ましくは、前記第２のスクロールが前記ずれを有してケーシングに回転支持される従動スクロールであり、前記第１のスクロールの回転中心に駆動軸が連結される駆動スクロールであり、前記駆動スクロールから従動スクロールに回転運動が伝達されるとともに、前記駆動スクロールと前記従動スクロールとの間で相対的な旋回運動がなされるように構成されるとよい。
【００２２】
かかる構成によれば、駆動スクロールの回転軸心と、従動スクロールの回転軸心とがずれ、それぞれ回転可能に配置されているため、駆動スクロールの回転中心に回転駆動力を与えると、中間部材と第一板ばね部材と第二板ばね部材による継手機構よって、駆動スクロールと従動スクロールとの間で回転伝達を行うと共に、駆動スクロールと従動スクロールとの間に相対的な旋回運動が生じる。
【００２３】
すなわち、駆動スクロールの回転中心に駆動モータによって回転運動を与えることで、従動スクロールに対して、軸方向に一定のクリアランスを保持しつつ従動スクロールに回転運動を伝えるとともに、駆動スクロールのスクロールラップと従動スクロールのスクロールラップとの噛合によって形成される密閉圧縮室を回転中心向うに従って順次圧縮するような相対的な旋回運動がなされ、スクロール式流体機械を簡単な構造で形成することができる。
【００２４】
このように構成されたスクロール式流体機械によれば、前記同様に、従来のオルダム軸継手機構やピンクランク機構のような摺動部を用いずに、旋回スクロールの自転防止機構を構成することができるため、摺動部がないことから磨耗等による経時変化が生じず、回転部分等に隙間の増大が生じず耐久性を増大できる。また、摺動部がないため、潤滑油、グリス等の使用が不要でメンテナンスフリーとすることができる。さらに、摺動部がないため、動力が低減され、振動騒音についても発生しないスクロール式流体機械を得ることができる。
【００２５】
また、本発明において好ましくは、前記中間部材が多角形状でかつリング形状からなり前記第一板ばね部材が該多角形状の向い合わせ位置に一対取り付けられ、前記第一板ばね部材から９０度ずれた他の向い合わせ位置に前記第二板ばね部材が一対取り付けられるとよい。
【００２６】
かかる構成によれば、第一板ばね部材および第二板ばね部材がそれぞれ多角形リングの各辺に対して向い合わせて一対取り付けられるため、中間部材の外周に均等に回転力が作用するので、第１のスクロールまたは第２のスクロールの旋回運動が円滑に行なわれる。
【００２７】
また、好ましくは、前記第一板ばね部材および第二板ばね部材はそれぞれ長円リング形状からなり、前記第一板ばね部材の長辺部分の一辺部と他辺部とをそれぞれ前記中間部材と第１のスクロールとに取付け、前記第二板ばね部材の長辺部分の一辺部と他辺部とをそれぞれを前記中間部材と第２のスクロールに取り付けてなるとよい。
かかる構成によれば、第一、第二板ばね部材がそれぞれ長円リング形状からなり、長円の長辺部分によって前記中間部材および軸部材に取り付けるため、取付け部分の長さを長く確保でき板ばね部材の取り付けが安定化する。
【００２８】
また、好ましくは、前記第一板ばね部材および第二板ばね部材が前記中間部材の各辺にそれぞれ複数個配置されて構成されるとよい。
かかる構成によれば、板ばね部材が多角形リングの辺部分に複数個設けられるため、軸方向の剛性が確保されて第１のスクロールと第２のスクロールとの軸方向クリアランスが一定に保持され第１のスクロールラップの先端部と第２のスクロールとの摺接状態、および第２のスクロールラップの先端部と第１のスクロールとの摺接状態を常に良好に保持でき、第２のスクロールと第１のスクロールとの噛合によって形成される密閉圧縮室の密閉性を良好に保持することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、従来のオルダム軸継手機構、ピンクランク機構等のような摺動嵌合する構成を用いることなく、駆動側のスクロールと従動側のスクロールとを相対的に旋回運動可能な機構を備えたスクロール式流体機械を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００３１】
参照する図面において、図１は旋回機構の原理を説明する軸継手機構の全体構成を示す斜視図である。図２は図１のＡ矢視図であり、図３は図１のＢ矢視図であり、図４は図１のＣ矢視図である。図５は板ばねの変形例を示す説明図である。図６は板ばねのさらなる変形例を示す説明図である。図７は第１実施形態にかかるスクロール圧縮機への適用例を示す全体構成断面図である。図８は第１実施形態にかかるスクロール圧縮機の要部斜視図である。図９は第２実施形態にかかるスクロール圧縮機への適用例を示す全体構成断面図である。図１０は第３実施形態にかかるスクロール圧縮機への適用例を示す全体構成断面図である。図１１はスクロール圧縮機での圧縮作用の説明図である。
【００３２】
まず、スクロール流体機械について説明する前に本発明にかかる旋回機構の原理を、軸継手機構を例に説明する。
図１に示すように、軸心のずれた平行な主軸１と従動軸３との２軸間に回転運動の伝達を行わせる軸継手機構５が設けられている。
主軸１の端部、従動軸３の端部には、それぞれコ字形状をした主軸継手フランジ７と、従動軸継手フランジ９とが形成され、コ字形状の先端部を向かい合わせるようにさらに略９０°回転方向に位相をずらして形成されている。
【００３３】
そして、主軸継手フランジ７と、従動軸継手フランジ９との間には、主軸１の軸心１Ｚと、従動軸の軸心３Ｚに直角な方向に回転面を有する中間リング（中間部材）１１が配置されている。中間リング１１は、鋼材によって略８角形状のリング形状に形成され、対向する上辺１１ａと下辺１１ｂには、それぞれ第一板ばね部材である長円リング形状の一方の長手部分が溶接、またはボルトで固定されている。また第一板ばね１３ａ、１３ｂの他方の直手部分は、前記主軸継手フランジ７のコ字形状の両端部分に溶接、またはボルトで固定されている。
【００３４】
第一板ばね１３ａ、１３ｂは、ばね鋼で形成され、主に長円形状の短円弧部分のばね面に直角方向の撓みによって、中間リング１１を図１に矢印Ｙで示すような軸心１Ｚおよび３Ｚに直角で上下方向（第一方向）への移動を許容するように取付けられ、第一板ばね１３ａ、１３ｂの許容振幅の範囲内で上下方向に変位することができる。
【００３５】
また、中間リング１１の上辺１１ａと下辺１１ｂに対してそれぞれ９０°ずれた両側辺１１ｃ、１１ｄにも、同様に、第二板ばね部材である長円リング形状の第二板ばね１３ｃ、１３ｄの一方の直手部分が溶接、またはボルトで固定され、第二板ばね１３ｃ、１３ｄの他方の長手部分は、前記従動軸継手フランジ９のコ字形状の両端部分に溶接、またはボルトで固定されている。
【００３６】
そして、第二板ばね１３ｃ、１３ｄも、第一板ばね１３ａ、１３ｂと同様にばね鋼で成形され、主に長円形状の短円弧部分のばね面に直角方向の撓みによって、中間リング１１を図１に矢印Ｘで示すような従動軸３の軸心３Ｚに直角で水平方向（第二方向）への移動を許容するように取付けられている。第二板ばね１３ｃ、１３ｄの許容振幅の範囲内で水平方向に変位することができる。
【００３７】
以上のように構成された軸継手機構５によると、主軸１に回転力が作用すると、第一板ばね１３ａ、１３ｂには図２の矢印Ｄ１方向にせん断力が作用して中間リング１１に回転力が伝達され、その中間リング１１から第二板ばね１３ｃ、１３ｄには図３の矢印Ｄ２方向にせん断力が作用して従動軸３へ回転力が伝達される。
【００３８】
また、図４に示すように主軸１の軸心１Ｚと従動軸３の軸心３Ｚとの間には、距離ｄの位置のずれが生じているが、Ｘ方向のずれｄ１は第二板ばね１３ｃ、１３ｄのばね撓みによって吸収し、Ｙ方向のずれｄ２は第一板ばね１３ａ、１３ｂのばね撓みによって吸収することができる。
【００３９】
従って、主軸１に入力された回転運動を第一板ばね１３ａ、１３ｂおよび中間リング１１および第二板ばね１３ｃ、１３ｄを介して、従動軸３へ伝達することができる。
その結果、この軸継手機構５は、従来のオルダム軸継手機構と同様の軸継手機構を摺動部を用いずに板ばね機構によって成立させることができる。
摺動部がないため、磨耗等による経時変化が生じず、回転部分等に隙間の増大が生じず耐久性を向上することができる。また、潤滑油、グリス等の使用が不要でメンテナンスフリーとすることができる。さらに、摺動部がないため、動力が低減され、振動騒音についても発生しないものである。
【００４０】
なお、図５には、第一板ばね１３ａ、１３ｂ、第二板ばね１３ｃ、１３ｄの変形例を示す。図５（ａ）は台形状のリングであり、中間リング１１への取り付部の長さを、長円リング形状の直線部分より長く取れるため安定した取り付けができる。さらに、図５（ｂ）はＳ字形状に形成して、Ｓ字の端部を継手フランジ側と中間リング側にそれぞれ固定することで、板ばねの撓み量を大きく設定することができるため、板ばねの耐久性の向上および許容できる軸間のずれ量、すなわちＸ、Ｙ方向の変位量を大きくできる。なお、板ばね部材については、必ずしもリング状にすることはなく、平板状の板ばねであってもよく、また複数個並べて取付けてもよい。
【００４１】
さらに、図６には、第一板ばね１３ａ、１３ｂ、第二板ばね１３ｃ、１３ｄの変形例として、第一板ばね１３ａを複数枚、ここでは２枚のリング板ばね１３ａ１、１３ａ２を重ね合わせて構成してもよく、同様に第一板ばね１３ｂ、第二板ばね１１３ｃ、１３ｄも、それぞれ複数枚のリング板ばねを重ね合せて構成してもよい。
このように複数枚重ねることで板ばねの剛性が高まり、主軸１と従動軸３との軸方向の支持力が確実化されるため、板ばねの面方向の撓みであるＸ、Ｙ方向の吸収量は小さくなるが、主軸１と従動軸３とのクリアランスを一定に保持できるようになる。
【００４２】
以上説明した軸継手機構５の従動軸３を固定化することで、主軸１を従動軸３の軸心３Ｚ周りに旋回可能な旋回機構を構成することができる。
すなわち、主軸１と従動軸３とのクリアランスを略一定に保持した状態で、主軸１と従動軸３との対向面を平行状態に維持して主軸１の軸に直角方向に平行移動が可能な構成が成立する。
そして、この旋回機構をスクロール圧縮機へ適用した第１実施形態について、図７、８を参照して説明する。
【００４３】
図７において、スクロール圧縮機５０は、旋回スクロール（第１のスクロール）５２と、固定スクロール（第２のスクロール）５８とを備え、旋回スクロールラップ（第１のスクロールラップ）５４とラップ壁面を互いに対面させて配置した固定スクロールラップ（第２のスクロールラップ）５６を有している。さらに旋回スクロール５２を覆って固定スクロール５８に固着されるスクロールケーシング６０と、旋回スクロール５２を駆動するモータ６２を内蔵したモータケーシング６４とを備えて構成されている。
【００４４】
そして、固定スクロール５８は、円板状に形成された鏡面５８ａの中央部に設けられた吐出孔６８が吐出口７０に連結している。また、鏡面５８ａの中央部から外周部に向かって固定スクロールラップ５６が螺旋状に植設され、この固定スクロールラップ５６の頂部には図示しない自己潤滑性を有するチップシールが嵌入されている。
【００４５】
旋回スクロール５２の端板７２は、図８の傾視図に示すように４角形の隅部を削り落とした略８角形の形状をし、また鏡面７２ａ側に固定スクロールラップ５６の壁面と対面して設けられる旋回スクロールラップ５４が螺旋状に植設されている。この旋回スクロールラップ５４の頂部には図示しない自己潤滑性を有するチップシールが嵌入されている。
旋回スクロール５２の鏡面７２ａとは反対側の背面７２ｂには、玉軸受７４を嵌合配置するベアリング室７６が設けられている。
【００４６】
スクロールケーシング６０の上部には、吸込口７８が設けられ、さらにスクロールケーシング６０には、玉軸受８０を嵌合配置するベアリング室８２が設けられている。
モータケーシング６４内には、ロータ８４を有した回転軸８６と、該ロータ８４の周囲に電磁石８８とコイル９０からなるステータ９２が配置され、ロータ８４には、ロータ８４と一体に回転する冷却ファン９４が設けられている。
【００４７】
そして、前記スクロールケーシング６０とモータケーシング６４とは図示しないボルトによって結合されている。
回転軸８６の一方側は、玉軸受９６によって回転自在に嵌合保持され、他方側の嵌合部９８は玉軸受７４に回転自在に嵌合保持され、嵌合部９８の偏心したクランク先端部（旋回駆動手段）１００は旋回スクロール５２の玉軸受７４に回転可能に嵌合保持されている。
さらに、回転軸８６の一方側にはカウンターウエイト１０２が、回転軸８６の他方側にはバランスウエイト１０４がそれぞれ設けられ、偏心したクランク先端部１００の回転によって生じるアンバランスを解消して、回転軸８６の全体の回転バランスを保持している。
【００４８】
さらに、前記旋回スクロール５２の旋回スクロールラップ５４を囲繞するように多角形リング形状の中間リング（中間部材）１１０が配置され、該中間リング１１０は、旋回スクロール５２の端板７２と同じように図８の傾視図に示すように４角形の隅部を削り落とした略８角形の形状をしている。
【００４９】
図８に示すように、旋回スクロール５２の上辺５２ａと下辺５２ｂとの夫々には、中間リング１１０の上辺１１０ａと下辺１１０ｂとをそれぞれ第一板ばね１１２ａ、１１２ｂで連結して、回転軸８６の軸心方向に直角な上下方向（第一方向）に前記中間リング１１０を移動可能に支持している。また第一板ばね１１２ａ、１１２ｂは、長円リング形状からなり、中間リング１１０の一辺当たり２箇所設けられている。第一板ばね１１２ａ、１１２ｂの取付けは、長円形状の長手部分を固定している。
【００５０】
また、中間リング１１０の両側辺１１０ｃ（不図示）、１１０ｄと固定スクロール５８とを連結して第一方向とは直角な水平方向（第二方向）に中間リング１１０を移動可能に支持する第二板ばね１１２ｃ、１１２ｄとが設けられている。第二板ばね１１２ｃ、１１２ｄも、第一板ばね１１２ａ、１１２ｂと同様に長円リング形状からなり、第一板ばね１１２ａ、１１２ｂが取付けられていない他の辺に、一辺当たり２箇所設けられている。第二板ばね１１２ｃ、１１２ｄの取付けも第一板ばね１１２ａ、１１２ｂと同様に、長円形状の長手部分によって固定されている。
【００５１】
以上のように構成されたスクロール圧縮機５０は、図７に示すように、回転軸８６がモータ６２によって回転されることで、偏心した回転軸８６のクランク先端部１００は、回転軸８６の軸心に対して旋回回転されるが、このとき、旋回スクロール５２は、第一板ばね１１２ａ、１１２ｂと中間リング１１０と第二板ばね１１２ｃ、１１２ｄとによって、自転することなくスクロールケーシング６０の鏡面５８ａから略一定距離を保持して公転旋回することができる。
また、この略一定距離を保持して旋回スクロール５２を旋回させることができるため、旋回スクロールラップ５４と固定スクロールラップ５６とによって形成される密閉圧縮室５９の機密性が損なわれることが無く、スクロール圧縮機５０の機能を十分確保することができ旋回機構を簡単な構造で構成することかできる。
【００５２】
スクロールケーシング６０の吸込口７８から吸入した流体は、図１０のスクロール圧縮機の作動で説明したように、旋回スクロールラップ５４によって取り込まれて、この旋回スクロールラップ５４と、固定スクロールラップ５６とによって形成される密閉圧縮室５９により順次圧縮されて中央部に送られて、吐出孔６８を出て吐出口７０から排出される。
【００５３】
以上のような、スクロール圧縮機５０によれば、従来、オルダム継手機構やピンクランク機構によって、旋回スクロール５２の自転防止機構を構成したのに比べて、本実施形態によれば、第一板ばね１１２ａ、１１２ｂと中間リング１１０と第二板ばね１１２ｃ、１１２ｄとによって摺動部を用いずに、自転防止機構を構成することが可能となるため、磨耗等による経時変化がないため隙間の増大がなく耐久性が向上し、また、摺動部がないため、潤滑油、グリス等の使用が不要でメンテナンスフリーとすることができる。さらに、摺動部がないため、動力が低減され、振動騒音についても発生しないスクロール圧縮機５０を得ることができる。
【００５４】
次に、旋回機構をスクロール圧縮機へ適用した第２実施形態について、図９を参照して説明する。
第２実施形態のスクロール圧縮機２００は、いわゆる全系回転式のスクロール圧縮機である。この全系回転式のスクロール圧縮機は、駆動スクロール（第１のスクロール）と従動スクロール（第２のスクロール）との回転中心をずらして噛み合わせて、駆動スクロールを回転駆動させて従動スクロールに回転運動を伝達するとともに、相対的な旋回運動を生じさせることで、圧縮室を連続的に縮小させるように作用する圧縮機である。
図９において、第１実施形態のスクロール圧縮機５０と同一構成部材については同一符号を付する。
前記軸継手機構３０で説明した主軸３１から従動軸３３に回転運動が伝達されると、従動軸３３と主軸３１は回転軸がずれているため、主軸３１と従動軸３３との間には、そのずれ量を旋回半径とする相対的な旋回運動が生じる。これによって旋回機構を成立させることができる。
すなわち、第１実施形態のスクロール圧縮機５０のように固定スクロール５８をスクロールケーシング６０に固定して設置しなくても旋回機構を構成することができる。
【００５５】
図９において、スクロール圧縮機２００は、駆動スクロール（第１のスクロール）２０２と、従動スクロール（第２のスクロール）２０８とを備え、駆動スクロール２０２の駆動スクロールラップ（第１のスクロールラップ）２０４と、ラップ壁面を互いに対面させて噛合って配置された従動スクロール２０８の従動スクロールラップ（第２のスクロールラップ）２０６とを有している。
さらに、駆動スクロール２０２と従動スクロール２０８を覆うスクロールケーシング２１０と、駆動スクロール２０２を駆動するモータ６２を内蔵したモータケーシング６４とで構成されている。
【００５６】
駆動スクロール２０２は、図７に示した圧縮機５０と同様に４角形の隅部を削り落とした略８角形の形状をした端板２１２の鏡面２１２ａ側の中央部から外周部に向かって駆動スクロールラップ２０４が螺旋状に植設され、この駆動スクロールラップ２０４の頂部には図示しない自己潤滑性を有するチップシールが嵌入されている。また鏡面２１２ａとは反対側の背面には、駆動軸２１４の端部がスプライン結合されて駆動軸２１４からの回転力が駆動スクロール２０２に伝達される。
【００５７】
従動スクロール２０８も駆動スクロール２０２と同様に、４角形の隅部を削り落とした略８角形の形状をした端板２２２の鏡面２２２ａ側には、中央部から外周部に向かって従動スクロールラップ２０６が螺旋状に植設され、この従動スクロールラップ２０６の頂部には図示しない自己潤滑性を有するチップシールが嵌入されている。そして、駆動スクロールラップ２０４と従動スクロールラップ２０６とは、所定角度ずらして噛合って密閉圧縮空間を形成するように配置されている。
【００５８】
従動スクロール２０８の鏡面２２２ａ側とは反対側の背面の中央部には従動軸２２４が一体に形成され、従動軸２２４の中心部には吐出穴２２６が形成されて吐出口２２８に連通している。従動軸２２４は玉軸受２３０によってスクロールケーシング２１０に回転支持されている。なお、駆動軸２１４と従動軸２２４とは中心がδだけずれて配置されている。
【００５９】
スクロールケーシング２１０の上部には、吸込口２３１が設けられ、さらにスクロールケーシング２１０には、玉軸受８０を嵌合配置するベアリング室８２が設けられている。
そして、前記スクロールケーシング２１０とモータケーシング６４とは図示しないボルトによって結合されている。
【００６０】
さらに、前記駆動スクロール２０２の駆動スクロールラップ２０４および従動スクロール２０８の従動スクロールラップ２０６を囲うように４角形の隅部を削り落とした略８角形の形状をした多角形リング形状の中間リング（中間部材）２３２が配置され、中間リング２３２の上辺と下辺と駆動スクロール２０２の略８角形の形状をした端板２１２上辺と下辺とのそれぞれは、第一板ばね２３４ａ、２３４ｂで連結され、駆動軸２１４の軸心方向に直角な上下方向（第一方向）に前記中間リング２３２を移動可能に支持している。
また第一板ばね２３４ａ、２３４ｂは、長円リング形状からなり、中間リング２３２の一辺当たり２箇所設けられている。
【００６１】
また、中間リング２３２の両側辺と従動スクロール２０８の略８角形の形状をした端板２２２両側辺とのそれぞれは、第二板ばね２３４ｃ、２３４ｄで連結され、第一方向とは直角な水平方向（第二方向）に中間リング２３２を移動可能に支持している。第二板ばね２３４ｃ、２３４ｄも、第一板ばね２３４ａ、２３４ｂと同様に長円リング形状からなり一辺当たり２箇所設けられている。
【００６２】
このように構成されたスクロール圧縮機２００は、図９に示すように、駆動軸２１４がモータ６２によって回転されことで、駆動軸２１４と従動軸２２４とは中心がδだけずれて配置されているため、中間リング２３２と第一板ばね２３４ａ、２３４ｂと第二板ばね２３４ｃ、２３４ｄからなる平行移動機構によって、駆動スクロール２０２と従動スクロール２０８との間で回転伝達を行うと共に、駆動スクロール２０２と従動スクロール２０８との間に相対的な旋回運動が生じる。
【００６３】
この旋回運動によって、駆動スクロールラップ２０４と従動スクロールラップ２０６とによって形成される圧縮室は連続的に縮小させるように作動され、スクロールケーシング２１０の吸込口２３１から吸入した流体は、駆動スクロールラップ２０４によって取り込まれて、この駆動スクロールラップ２０４と、従動スクロールラップ２０６とによって形成される圧縮空間により順次圧縮されて中央部に送られて、吐出穴２２６を出て吐出口２２８から排出される。
【００６４】
第一板ばね２３４ａ、２３４ｂと中間リング２３２と第二板ばね２３４ｃ、２３４ｄとによって、駆動スクロール２０２の鏡面２１２ａから従動スクロール２０８の鏡面２２２ａまでを略一定距離を保持して旋回運動をすることができるため、駆動スクロールラップ２１３と従動スクロールラップ２２３とによって形成される圧縮室の機密性が損なわれることが無く、スクロール圧縮機２００の機能を十分確保することができ旋回機構を簡単な構造で構成することかできる。
【００６５】
また、スクロール圧縮機２００によれば、従来のように駆動軸から従動軸へ回転運動を伝えると共に相対回転を可能にするクランク機構等を駆動スクロールと従動スクロールとの間に介在させる必要が無く、第一板ばね２３４ａ、２３４ｂと中間リング２３２と第二板ばね２３４ｃ、２３４ｄとによって摺動部を用いずに、駆動軸２１４から従動軸２２４へと回転運動を伝達すると共に相対的な旋回運動を可能によるため、磨耗等による経時変化がないため隙間の増大がなく耐久性を向上できる。また、摺動部がないため、潤滑油、グリス等の使用が不要でメンテナンスフリーとすることができる。さらに、摺動部がないため、動力が低減され、振動騒音についても発生しないスクロール圧縮機２００を得ることができる。
【００６６】
次に、旋回機構をスクロール圧縮機へ適用した第３実施形態について、図１０を参照して説明する。
第３実施形態のスクロール圧縮機３００は、第１実施形態および第２実施形態に対して中間リングの配置が異なるものである。
すなわち、第１実施形態では、多角形リング形状の中間リング１１０は、旋回スクロール５２の旋回スクロールラップ５４および固定スクロール５８の固定スクロールラップ５６をそれぞれ囲うように配置され、第２実施形態では、多角形リング形状の中間リング２３２は、駆動スクロールラップ２０４および従動スクロールラップ２０６を囲うように配置されているが、第３実施形態においては、旋回スクロール３５２の背面３５２ｂ側と固定スクロール３５８を形成するスクロールケーシング３６０との間に配置される。
その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と同様の構成部品についは同一の符号を付する。
【００６７】
旋回スクロール３５２の端板の鏡面３７２ａとは反対側の背面３７２ｂには、玉軸受７４を嵌合配置するベアリング室７６が設けられ、その外周側に、ベアリング室７６を囲繞するように多角形リング形状の中間リング（中間部材）３１０が配置され、該中間リング３１０は、第１実施形態での説明と同じように図８の斜視図に示すように４角形の隅部を削り落とした略８角形の形状をしている。
【００６８】
中間リング３１０の上辺と下辺と旋回スクロール３５２の略８角形の形状をした端板３７２の上辺と下辺とのそれぞれは、第一板ばね３１２ａ、３１２ｂで連結され、回転軸８６の軸心方向に直角な上下方向（第一方向）に前記中間リング３１０を移動可能に支持している。
また第一板ばね３１２ａ、３１２ｂは、長円リング形状からなり、中間リング３１０の一辺当たり２箇所に設けられ、長辺部分で固定されている。
【００６９】
また、中間リング３１０の両側辺それぞれには、固定スクロール３５８を構成するスクロールケーシング３６０と、第二板ばね３１２ｃ、３１２ｄ（不図示、紙面手前側）で連結され、第一方向とは直角な水平方向（第二方向）に中間リング３１０を移動可能に支持している。第二板ばね３１２ｃ、３１２ｄも、第一板ばね３１２ａ、３１２ｂと同様に長円リング形状からなり一辺当たり２箇所設けられ、長円リングの長辺部分で固定される。
【００７０】
以上のように構成されたスクロール圧縮機３００は、図１０に示すように、回転軸８６がモータ６２によって回転されることで、偏心した回転軸８６のクランク先端部１００は、回転軸８６の軸心に対して旋回回転されるが、このとき、旋回スクロール３５２は、第一板ばね３１２ａ、３１２ｂと中間リング３１０と第二板ばね３１２ｃ、３１２ｄ（不図示）とによって、自転することなく公転旋回することができので、旋回スクロールラップ３５４と固定スクロールラップ３５６とによって形成される密閉圧縮室３５９内の空気を順次圧縮して中央部に送るスクロール圧縮機３００の機能を確保できる。
【００７１】
このスクロール圧縮機の機能に関して第１実施形態と同様であるが、本第３実施形態においては、中間リング３１０、第一板ばね３１２ａ、３１２ｂ、および第二板ばね３１２ｃ、３１２ｄを、旋回スクロールラップ３５４および固定スクロールラップ３５６の外周側に配置せずに、旋回スクロール３５２の端板３７２の鏡面３７２ａとは反対側の背面３７２ｂ側に配置するため、旋回スクロールラップ３５４および固定スクロールラップ３５６の高さ（スペース）に影響されずに配置可能となる。
そのため、小容量の圧縮機においては、スクロールラップの高さが低く、該スクロールラップの外周側のスペースがない場合でも、端板３７２の背面側３７２ｂへの設置が可能になるため、小型（小容量）のスクロール圧縮機への適用ができ、設計の自由度が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、従来のオルダム軸継手機構、ピンクランク機構等のような摺動嵌合する構成を用いることなく、駆動側のスクロールと従動側のスクロールとを相対的に旋回運動可能な機構を備えたスクロール式流体機械を提供することができるので、スクロール式流体機械への適用に際して有益である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】旋回機構の原理を説明する軸継手機構の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図１のＢ矢視図である。
【図４】図１のＣ矢視図である。
【図５】板ばねの変形例を示す説明図である。
【図６】板ばねの変形例を示す説明図である。
【図７】第１実施形態にかかるスクロール圧縮機の全体構成断面図である。
【図８】第１実施形態にかかるスクロール圧縮機の要部斜視図である。
【図９】第２実施形態にかかるスクロール圧縮機の全体構成断面図である。
【図１０】第３実施形態にかかるスクロール圧縮機の全体構成断面図である。
【図１１】スクロール圧縮機での圧縮作用の説明図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ９０°毎の状態を示す。
【図１２】従来技術の説明図である。
【図１３】従来技術の説明図である。
【図１４】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
１                主軸
３                従動軸
５                軸継手機構
１１、１１０、２３２、３１０  中間リング（中間部材）
１３ａ、１３ｂ    第一板ばね（第一板ばね部材）
１３ｃ、１３ｄ    第二板ばね（第二板ばね部材）
５０、２００、３００      スクロール圧縮機
５２、３５２      旋回スクロール（第１のスクロール）
５８、３５８      固定スクロール（第２のスクロール）
１１２ａ、１１２ｂ  第一板ばね（第一板ばね部材）
１１２ｃ、１１２ｄ  第二板ばね（第二板ばね部材）
２０２            駆動スクロール（第１のスクロール）
２０８            従動スクロール（第２のスクロール）
２３４ａ、２３４ｂ  第一板ばね（第一板ばね部材）
２３４ｃ、２３４ｄ  第二板ばね（第二板ばね部材）
３１２ａ、３１２ｂ  第一板ばね（第一板ばね部材）
３１２ｃ、３１２ｄ  第二板ばね（第二板ばね部材）
【図１】
2008274930.tif 000003
【図２】
2008274930.tif 000004
【図３】
2008274930.tif 000005
【図４】
2008274930.tif 000006
【図５】
2008274930.tif 000007
【図６】
2008274930.tif 000008
【図７】
2008274930.tif 000009
【図８】
2008274930.tif 000010
【図９】
2008274930.tif 000011
【図１０】
2008274930.tif 000012
【図１１】
2008274930.tif 000013
【図１２】
2008274930.tif 000014
【図１３】
2008274930.tif 000015
【図１４】
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