(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】スクロール圧縮機５０の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５２（第１のスクロール）と、前記固定スクロール５８に対して前記旋回スクロール５２に旋回運動を与えるクランク先端部（旋回駆動手段）１００と、前記固定スクロール５８と前記旋回スクロール５２との間に旋回回転軸心方向にばね板面を配置して前記軸心を巻くように装架される帯状のリング板ばね（板ばね部材）１１０ａ、１１０ｂとを備え、旋回スクロールの旋回運動を規制するように構成したことを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のスクロールと、これに噛合して密閉圧縮室を形成する第２のスクロールと、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るとともに前記第１のスクロールと前記第２のスクロールとの回転中心方向にばね板面を向けて前記両スクロール間に装架される帯状の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のスクロールとを相対的に旋回運動可能なように構成し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３】
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のスクロールが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４】
前記第１のスクロールの外周部に円周方向に沿って対称位置に設けられた第一支持フランジと、該第一支持フランジに対して周方向にずれて同一円周上の対称位置に設置され前記第２のスクロールに設けられた第二支持フランジとを備え、前記第一支持フランジおよび第二支持フランジの間に前記帯状の板ばね部材を装架されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のスクロール式流体機械。
【請求項５】
前記帯状の板ばね部材が前記第一支持フランジおよび第二支持フランジを繋いで円環状の一枚の板ばねからなることを特徴とする請求項４記載のスクロール式流体機械。
【請求項６】
前記第１のスクロールの外周部に円周方向に沿って対称位置に設けられた第一支持フランジと、該第一支持フランジに対して周方向に９０°ずれて第一支持フランジより外側の円周上の対称位置に設置され前記第２のスクロールに設けられた第二支持フランジとを備え、前記板ばね部材が９０°の範囲を囲うように分割して略円弧状に形成され両端部を前記第一支持フランジと第二支持フランジとに固定するとともに軸方向に複列配置し、該板ばね部材の前記第一支持フランジと第二支持フランジへの固定位置を軸方向において交互に異ならして構成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいず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８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８（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８（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８（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８（ｄ）および図８（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継手機構や、さらに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】
また、オルダム軸継手機構の原理について簡単に説明すると図９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とがすべり対偶をなし、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１０（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１０（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１１（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９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１０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１１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継手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、オルダム継手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、請求項１記載の発明は、第１のスクロールと、これに噛合して密閉圧縮室を形成する第２のスクロールと、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るとともに前記第１のスクロールと前記第２のスクロールとの回転中心方向にばね板面を向けて前記両スクロール間に装架される帯状の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のスクロールとを相対的に旋回運動可能なように構成し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、これに噛合して密閉圧縮室を形成する第２のスクロールとが、前記第１のスクロールと前記第２のスクロールとの回転中心方向にばね板面を向けて前記両スクロール間に装架される帯状の板ばね部材によって、前記両スクロールの回転中心軸に直角な方向への平行移動を可能にするように構成されるとともに、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をずらして配置して、前記第１のスクロールと前記第２のスクロールとが相対的に旋回運動可能なように構成されているので、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。
【００１７】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、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。
【００１８】
かかる請求項２記載の発明によれば、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。
【００１９】
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。
【００２０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、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のスクロールが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。
【００２１】
かかる請求項３記載の発明によれば、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、前記帯状の板ばね部材によって、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。
【００２２】
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。
【００２３】
このように構成されたスクロール式流体機械によれば、前記請求項２記載の発明と同様に、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。
【００２４】
また、請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の発明において、前記第１のスクロールの外周部に円周方向に沿って対称位置に設けられた第一支持フランジと、該第一支持フランジに対して周方向にずれて同一円周上の対称位置に設置され前記第２のスクロールに設けられた第二支持フランジとを備え、前記第一支持フランジおよび第二支持フランジの間に前記帯状の板ばね部材を装架されることを特徴とする。
かかる請求項４記載の発明によれば、第一支持フランジと該第一支持フランジに対して周方向にずれて同一円周上の対称位置に設置される第二支持フランジによって、帯状の板ばね部材を支持するため、旋回スクロールの周囲に均等に帯状の板ばね部材の長手方向の撓みに変形に伴う引っ張り力、圧縮力が作用するため自転規制が円滑に行なわれ旋回スクロールの旋回運動が円滑に行なされる。
【００２５】
また、請求項５記載の発明は請求項４記載の発明において、前記帯状の板ばね部材が前記第一支持フランジおよび第二支持フランジを繋いで円環状の一枚の板ばねからなることを特徴とする。
かかる請求項５記載の発明によれば、帯状の板ばね部材が一枚状の板ばねからなるとともに第一支持フランジおよび第二支持フランジを繋いで円環状に形成するだけの構成のため、構造が単純化され、簡単に製造することができる。
【００２６】
また、請求項６記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の発明において、前記第１のスクロールの外周部に円周方向に沿って対称位置に設けられた第一支持フランジと、該第一支持フランジに対して周方向に９０°ずれて第一支持フランジより外側の円周上の対称位置に設置され前記第２のスクロールに設けられた第二支持フランジとを備え、前記板ばね部材が９０°の範囲を囲うように分割して略円弧状に形成され両端部を前記第一支持フランジと第二支持フランジとに固定するとともに軸方向に複列配置し、該板ばね部材の前記第一支持フランジと第二支持フランジへの固定位置を軸方向において交互に異ならして構成されたことを特徴とする。
【００２７】
かかる請求項６記載の発明によれば、軸方向に複列の帯状の板ばね部材を設置するため、帯板の幅方向の剛性によって、主軸側と従動軸側との軸方向の支持力が高められて、主軸と従動軸との間隔を一定に保持することができる。
さらに、板ばね部材が９０°の範囲を囲うように略円弧状に分割されて形成され、第一支持フランジと第二支持フランジへの固定位置を周上４箇所で支持し、軸方向に隣り合う板ばね部材を周方向にみて第一支持フランジから第二支持フランジへと連結する場合と、第二支持フランジから第一支持フランジへと連結する場合のように、第一支持フランジへの固定と第二支持フランジへの固定とを交互に異ならしているため、隣り合う板ばね部材が主軸の左右方向の捩れに対して引っ張り方向と圧縮方向の力を作用するように支持するので、主軸の左右方向の自転捩れを効果的に防止して、安定した旋回運動を行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
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】
【００２９】
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。
【００３０】
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６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７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８は、スクロール圧縮機での圧縮作用の説明図である。
【００３１】
まず、スクロール流体機械の旋回機構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（第一支持フランジ）と、従動軸継手フランジ９（第二支持フランジ）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。また主軸継手フランジ７と従動軸継手フランジ９との径方向長さは等しく設定されている。
【００３２】
そして、主軸継手フランジ７と、従動軸継手フランジ９とを巻くように一枚の帯状の板ばね部材としてのリング板ばね１８が、環状に配置されている。リング板ばね１８は、ばね鋼からなり図２に示すように、主軸継手フランジ７と従動軸継手フランジ９とを外側から取り囲むように巻かれてそれぞれのフランジのコ字形状の両端部に溶接または螺子等で固定されている。一枚のリング板ばね１８でなく、複数枚を軸方向に並べて固定してもよい。
【００３３】
そしてこのような軸継手機構５によれば、主軸１に対して回転力が作用すると、リング板ばね１８にはリング板ばね１８の長手方向の引張り力および圧縮力によって主軸継手フランジ７から従動軸継手フランジ９へと回転運動が伝達される。すなわち、図２、３に示すようにリング板ばね１８のＤ方向における引張り力、圧縮力によって回転運動が伝達される。
【００３４】
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のずれが生じているが、Ｘ方向のずれｄ１およびＹ方向のずれｄ２は、それぞれリング板ばね１８のリング形状の変形によって吸収される。すなわち、軸心１Ｚと３Ｚとが一致しているときには、円形状態のリング形状が、ｄだけずれて位置されたときには、円形が崩れて長円形状になる。そして、回転運動が作用すると、リング板ばね１８に引張り力と圧縮力とが作用してさらに変形して図５に示すように変形４角形状のリング形状になって回転運動が伝達される。
【００３５】
従って、主軸１に入力された回転運動を主軸継手フランジ７、リング板ばね１８、従動軸継手フランジ９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のような摺動部を用いたものに対して、摺動部を用いずに軸心１Ｚ、３Ｚのずれた平行な２軸間に回転運動の伝達を行わせることが可能になる。
そして、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軸継手機構を成立させることができる。
【００３６】
次に、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成立させることができる。
そして、この旋回機構をスクロール流体機械へ適用した第１実施形態について、図５、６を参照して説明する。
【００３７】
図５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、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を有した固定スクロール（第２のスクロール）５８と、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とで構成されている。
【００３８】
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は吐出口７０に連結している。該吐出孔６８の近傍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。
また、鏡面５８ａから円周方向に９０°毎に固定スクロールフランジ７１（第二支持フランジ）が植設されている。
【００３９】
旋回スクロール５２の端板７２は、図６の傾視図に示すように略円形状をし、また端板７２の鏡面７２ａ側には、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、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。
また、旋回スクロール５２の鏡面７２ａとは反対側の面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。
【００４０】
また、端板７２の外周端部には固定スクロール５８に向かって突出して形成された旋回スクロールフランジ７３（第一支持フランジ）が、端板７２の外周上に９０°毎に４箇所に設けられている。旋回スクロールフランジ７３と固定スクロールフランジ７１とは円周上に同位置に設置され、固定スクロールフランジ７１が、旋回スクロールフランジ７３の外側に配置されている。
【００４１】
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。
【００４２】
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（旋回駆動手段）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。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、旋回スクロール５２に対して旋回回転を付与している。
【００４３】
そして、前記固定スクロールフランジ７１と旋回スクロールフランジ７３との間には、図６に示すように、リング板ばね１１０が取付けられている。このリング板ばね１１０  は、軸方向に２列に形成され、前リング板ばね１１０ａと後リング板ばね１１０ｂからなり、さらに、前リング板ばね１１０ａは、周上を９０°の範囲を囲うように分割して略円弧状に形成され、それぞれ１１０ａａ、１１０ａｂ、１１０ａｃ、１１０ａｄの４分割された板ばねから構成されている。同様に後リング板ばね１１０ｂも同様に周上を９０°の範囲を囲うように分割して略円弧状に形成され、１１０ｂａ、１１０ｂｂ、１１０ｂｃ、１１０ｂｄの４分割された板ばねから構成されている。
【００４４】
そして、前リング板ばね１１０ａａは、第一固定スクロールフランジ７１ａと第二旋回スクロールフランジ７３ｂとに固定され、後リング板ばね１１０ｂａは、第一旋回スクロールフランジ７３ａと第二固定スクロールフランジ７１ｂとに固定されている。
同様に次の９０°の周範囲を囲う前リング板ばね１１０ａｂは、第二固定スクロールフランジ７１ｂと第三旋回スクロールフランジ７３ｃとに固定され、後リング板ばね１１０ｂｂは、第二旋回スクロールフランジ７３ｂと第三固定スクロールフランジ７１ｃとに固定されている。
【００４５】
次の前リング板ばね１１０ａｃ（不図示）、後リング板ばね１１０ｂｃ（不図示）について、さらにその次の前リング板ばね１１０ａｄ、後リング板ばね１１０ｂｄについても同様に旋回スクロールフランジ７３ｃ、７３ｄ（不図示）、固定スクロールフランジ７１ｃ、７１ｄに取付けられている。
【００４６】
図６に示す第一旋回スクロールフランジ７３ａにＥ方向に捩れ回転が作用するときに、前リング板ばね１００ａｄの引張り方向の力と、後リング板ばね１１０ｂａの圧縮方向の力の反作用によってその動きが抑制される。そして旋回スクロールフランジ７３が周上に４箇所（７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ）設置され、そこでねじれ回転が抑制されるため、旋回スクロール５２の捩れ回転、すなわち自転を効果的に防止して、安定した旋回機構を簡単な構造によって得ることができる。
【００４７】
また、このリング板ばね１１０  は、軸方向に２列に形成され、前リング板ばね１１０ａ（１１０ａａ、１１０ａｂ、１１０ａｃ、１１０ａｄ）と後リング板ばね１１０ｂ（１１０ｂａ、１１０ｂｂ、１１０ｂｃ、１１０ｂｄ）からなっているため、帯状の板ばねの幅方向の剛性によって、旋回スクロール５２と固定スクロール５８との軸方向の支持力が高められて、旋回スクロール５２と固定スクロール５８との間隔を一定に保持した旋回機構を構成することができる。
【００４８】
以上のように構成されたスクロール圧縮機５０は、図５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、固定スクロールフランジ７１と旋回スクロールフランジ７３との間に介在された前リング板ばね１１０ａと後リング板ばね１１０ｂ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から一定距離を保持して公転旋回することができる。
【００４９】
また、この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を構成することができる。
【００５０】
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７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空間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。
【００５１】
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、固定スクロールフランジ７１と旋回スクロールフランジ７３との間に介在された前リング板ばね１１０ａと後リング板ばね１１０ｂ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ガタの発生がなく、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、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。
【００５２】
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７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。なお、図７において、図５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して説明を省略する。
【００５３】
前記軸継手機構３０の主軸３１から従動軸３３に回転力が伝達されると、従動軸３３と主軸３１は回転軸のずれ量の旋回半径をもった相対的な旋回運動が生じることから相対的な旋回運動の可能な旋回機構を成立させることができる。すなわち、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成立させることができる。
【００５４】
図８において、スクロール圧縮機２００は、駆動側の駆動スクロール（第１のスクロール）２０２と、この駆動スクロール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配置した従動スクロールラップ（第２のスクロールラップ）２０６を有した従動スクロール（第２のスクロール）２０８と、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。
【００５５】
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とは反対側の面には、駆動軸２１４の端部が連結されている。
【００５６】
従動スクロール２０８は、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側の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は、前記スクロール圧縮機５０と同様に、所定角度だけずらして重なり合うように配置されている。
【００５７】
従動スクロール２０８の鏡面２２２ａ側とは反対側の面には従動軸２２４が一体に形成され、従動軸２２４の中央部には吐出穴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。
【００５８】
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。
【００５９】
また、駆動スクロール２０２の端板２１２の鏡面２１２ａ側の外周端部には従動スクロール２０８に向かって突出して形成された駆動スクロールフランジ２１３（第一支持フランジ）が、端板２１２の外周上に９０°毎に４箇所に設けられている。また、従動スクロール２０８の端板２２２の鏡面２２２ａ側の外周端部には駆動スクロール２０２に向かって突出して形成された従動スクロールフランジ２１５（第二支持フランジ）が、端板２２２の外周上に９０°毎に４箇所に設けられている。
駆動スクロールフランジ２１３と従動スクロールフランジ２１５とは円周上に同位置に設置され、従動スクロールフランジ２１５が、駆動スクロールフランジ２１３の外側に配置されている。
【００６０】
そして、前記駆動スクロールフランジ２１３と従動スクロールフランジ２１５との間には、図７に示した例と同様に、リング板ばね２２０が取付けられている。このリング板ばね２２０は、軸方向に２列に形成され、前リング板ばね２２０ａと後リング板ばね２２０ｂからなり、さらに、前リング板ばね２２０ａは、周上を９０°の範囲を囲うように分割して略円弧状に形成され、同様に後リング板ばね２２０ｂも周上を９０°の範囲を囲うように分割して略円弧状に形成された板ばねから構成されている。
【００６１】
このように構成されたスクロール圧縮機２００は、図８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、駆動スクロール２０２と従動スクロール２０８との間に設けられた前リング板ばね２２０ａと後リング板ばね２２０ｂと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。
【００６２】
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。
【００６３】
前リング板ばね２２０ａと後リング板ばね２２０ｂ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ができる。
【００６４】
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、前リング板ばね２２０ａと後リング板ばね２２０ｂ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。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
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】
【００６６】
【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】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６】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７】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８】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９】従来技術のオルダム軸継手機構の説明図である。
【図１０】従来技術の説明図である。
【図１１】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１                主軸
３                従動軸
５                軸継手機構
７                主軸継手フランジ（第一支持フランジ）
９                従動軸継手フランジ（第二支持フランジ）
１８              リング板ばね（板ばね部材）
５０              スクロール圧縮機
５２              旋回スクロール（第１のスクロール）
５８              固定スクロール（第２のスクロール）
７１（７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ）      
固定スクロールフランジ（第二支持フランジ）
７３（７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ）
旋回スクロールフランジ（第一支持フランジ）
８６              回転軸
１００            クランク先端部
１１０ａ（１１０ａａ、１１０ａｂ、１１０ａｃ、１１０ａｄ）    前リング板ばね
１１０ｂ（１１０ｂａ、１１０ｂｂ、１１０ｂｃ、１１０ｂｄ）    後リング板ばね
２００            スクロール圧縮機
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
２１３            駆動スクロールフランジ（第一支持フランジ）
２１５            従動スクロールフランジ（第二支持フランジ）
２２０            リング板ばね（板ばね部材）
【図１】
2008255795.tif 000003
【図２】
2008255795.tif 000004
【図３】
2008255795.tif 000005
【図４】
2008255795.tif 000006
【図５】
2008255795.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008255795.tif 000009
【図８】
2008255795.tif 000010
【図９】
2008255795.tif 000011
【図１０】
2008255795.tif 000012
【図１１】
2008255795.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月26日(2008.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
図６に示す第一旋回スクロールフランジ７３ａにＥ方向に捩れ回転が作用するときに、前リング板ばね１１０ａｄの引張り方向の力と、後リング板ばね１１０ｂａの圧縮方向の力の反作用によってその動きが抑制される。そして旋回スクロールフランジ７３が周上に４箇所（７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ）設置され、そこでねじれ回転が抑制されるため、旋回スクロール５２の捩れ回転、すなわち自転を効果的に防止して、安定した旋回機構を簡単な構造によって得ることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
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８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空間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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
前記軸継手機構５の主軸１から従動軸３に回転力が伝達されると、従動軸３と主軸１は回転軸のずれ量の旋回半径をもった相対的な旋回運動が生じることから相対的な旋回運動の可能な旋回機構を成立させることができる。すなわち、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成立させることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
図７において、スクロール圧縮機２００は、駆動側の駆動スクロール（第１のスクロール）２０２と、この駆動スクロール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配置した従動スクロールラップ（第２のスクロールラップ）２０６を有した従動スクロール（第２のスクロール）２０８と、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。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
そして、前記駆動スクロールフランジ２１３と従動スクロールフランジ２１５との間には、図６に示した例と同様に、リング板ばね２２０が取付けられている。このリング板ばね２２０は、軸方向に２列に形成され、前リング板ばね２２０ａと後リング板ばね２２０ｂからなり、さらに、前リング板ばね２２０ａは、周上を９０°の範囲を囲うように分割して略円弧状に形成され、同様に後リング板ばね２２０ｂも周上を９０°の範囲を囲うように分割して略円弧状に形成された板ばねから構成されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
このように構成されたスクロール圧縮機２００は、図７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、駆動スクロール２０２と従動スクロール２０８との間に設けられた前リング板ばね２２０ａと後リング板ばね２２０ｂと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。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008255795.tif 000014