(57)【要約】【課題】摺動嵌合による構成を用いずに、２平面を互いに平行移動させる機構、該機構を用いて、平行にずれて配置される２軸間において回転運動の伝達を行う軸継手機構、さらに他方の軸要素が軸方向に直角方向平面において旋回可能な旋回機構を提供すること。【解決手段】軸心方向に直角な面を互いに平行にして対向する両部材２、３の間に、対向両面のそれぞれに平行にリング形状の中間リング（中間部材）１１を配置し、該中間リング１１と一方の部材２とを第一板ばね１３ａ、１３ｂにて連結して前記一方の部材２の軸心方向に直角な第一方向Ｙに中間リング１１を移動可能に支持し、第一板ばね１３ａ、１３ｂとは軸回りに９０度ずれた位置で中間リング１１と他方の部材３とを第二板ばね１３ｃ、１３ｄによって連結して中間リング１１を軸心方向に直角であって前記第一方向とは直角な第二方向Ｘに移動可能に支持して対向面を互いに平行移動可能に構成する。【選択図】図１
2008256001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心方向に直角な面を互いに平行にして対向するように２部材を配置し、該両部材の間に前記対向する両面のそれぞれに平行に中間部材を配置し、該中間部材と前記２部材の一方の部材とを第一板ばね部材にて連結して前記一方の部材の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し、前記第一板ばね部材とは軸回りに９０度ずれた位置で前記中間部材と前記２部材の他方の部材とを第二板ばね部材によって連結して前記中間部材を軸心方向に直角であって前記第一方向とは直角な第二方向に移動可能に支持し、前記２部材の対向面を互いに平行移動可能に構成したことを特徴とする平行移動機構。
【請求項２】
前記請求項１記載の平行移動機構の前記２部材の一方が主軸であり、他方が従動軸であり、該主軸と従動軸との軸心が平行にずれて配置される回転軸であることを特徴とする軸継手機構。
【請求項３】
前記中間部材が多辺形状からなり、前記第一板ばね部材が向い合わせの辺位置に一対取り付けられ、該第一板ばね部材から９０度ずれた他の向い合わせ辺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２記載の軸継手機構。
【請求項４】
前記第一板ばね部材および第二板ばね部材は、それぞれリング形状からなり該リング形状の一部と対向する他部とをそれぞれを前記中間部材と主軸とにまたは前記中間部材と従動軸とに取り付けてなることを特徴とする請求項２または３に記載の軸継手機構。
【請求項５】
前記第一板ばね部材および第二板ばね部材は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２または３の何れかに記載の軸継手機構。
【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複数枚の板ばね部材を重ね合せて構成されることを特徴とする請求項２または３の何れかに記載の軸継手機構。
【請求項７】
前記請求項１記載の平行移動機構の前記２部材の一方が主軸であり、他方が従動軸であり、該主軸と従動軸とが平行にずれて配置されるとともに、前記従動軸を固定することで前記主軸を、前記従動軸の軸心回りに旋回運動可能に構成したことを特徴とする旋回機構。
【請求項８】
前記請求項１記載の平行移動機構の前記２部材の一方が主軸であり、他方が従動軸であり、該主軸と従動軸とが平行にずれて配置されて、前記主軸から従動軸に回転力が伝達されるとともに、前記従動軸と前記主軸とは前記ずれ量を旋回半径とする相対的な旋回運動が可能なように構成されたことを特徴とする旋回機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２平面を互いに平行移動させる機構、及びその機構を用いて、平行にずれて配置される２軸間において回転運動の伝達を行う軸継手機構、さらにその軸継手機構の一方の軸要素を固定した場合に、他方の軸要素が軸方向に直角方向平面において旋回可能な旋回機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、２平面を互いに平行移動させる機構として、リンク機構やスラダ機構等の種々の機構が知られている。
また、同一平面内で平行にずれて配置される２軸間において回転運動を伝達する軸継手装置として、オルダム軸継手が知られている。
このオルダム軸継手は図１３に示すように、円板０１の両面の平行面に互いに直角方向に直線状の凸筋０２、０３が形成され、入力側の円板０４の直径に沿って形成された溝０５と凸筋０２とがすべり対偶をなし、また、出力側の円板０６の直径に沿っても同様に溝０７が形成され、その溝０７と凸筋０３とがすべり対偶をなし、両軸０８、０９は平行で、少し隔たった軸で構成されている。そして、円板０１を介して軸０８からの入力回転が軸０８の回転速度と同一速度で軸０９に伝達されるものである。
【０００３】
一方、スクロール式流体機械であるスクロール式ポンプ、圧縮機等においては、旋回スクロールを固定スクロールまたはハウジングに対して自転を行わせずに公転させるための自転防止機構としてオルダム軸継手機構やピンクランク機構が用いられていて、固定スクロールに対する旋回スクロールの軸方向の距離を一定に保ちつつ、公転旋回運動を行わせる機構として知られている。
【０００４】
例えば、このオルダム軸継手機構を用いたスクロール圧縮機として、特許文献１（特開昭５３−３４１０７号公報）が知られている。特許文献１には、図１４に示すようにスクロール式圧縮機を構成する旋回スクロール部材に摺動接触し、さらに固定スクロール部材あるいはハウジングに摺動接触する継手部材０３０が示されている。
【０００５】
この継手部材０３０は、リング本体０３１の一方の環状面上において、向かい合わせ位置に結合相手の面側に設けられたキー溝に摺動してかみ合う一対のキーブロック０３２、０３４が設置される。キーブロック０３２、０３４は、リング本体０３１に突設されたピボットピン０３５、０３６に嵌合され、さらに、リング本体０３１の他方の環状面上においても同様にキーブロック０３２、０３４と９０°位置をずらして一対のキーブロック０３８、０４０が設けられている。
そして、キーブロック０３２、０３４、０３８、０４０の側面には油溝０４５が形成され、キーブロック０３２、０３４、０３８、０４０と摺動相手のキー溝との接触面における磨耗を防止している。
【０００６】
さらに、オルダム軸継手機構を設ける例として、特許文献２（特許２７５６８０８号公報）のような技術が知られており、この特許文献２には、図１５（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１５（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。
【０００７】
【特許文献１】特開昭５３−３４１０７号公報
【特許文献２】特許２７５６８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、以上説明したように、平行移動機構をリンク機構もしくはスライダ機構を用いて構成するものや、図１３に示すような平行にずれて配置される２軸間において回転運動を伝達するオルダム軸継手は、その機構を成立させる上で摺動嵌合する構成が基本となっているため、摺動部の摩擦による振動、騒音、そして磨耗による隙間の増大が生じやすいものである。
そのため、摺動部の磨耗対策として特許文献１においては、摺動部分への潤滑油の供給溝をキーブロック０３２、０３４、０３８、０４０に形成して潤滑性能を向上して磨耗防止を図り、また特許文献２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。
【０００９】
しかし、摺動部の磨耗対策の必要、磨耗による隙間の増大や軸方向のクリアランスの増大等の問題については、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。
【００１０】
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、従来のような摺動嵌合による構成を用いることなく、２平面を互いに平行移動させる機構、及びその機構を用いて、平行にずれて配置される２軸間において回転運動の伝達を行う軸継手機構を提供すると共に、さらに一方の軸要素と他方の軸要素が軸方向に直角方向平面において相対的に旋回運動可能な旋回機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、軸心方向に直角な面を互いに平行にして対向するように２部材を配置し、該両部材の間に前記対向する両面のそれぞれに平行に中間部材を配置し、該中間部材と前記２部材の一方の部材とを第一板ばね部材にて連結して前記一方の部材の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し、前記第一板ばね部材とは軸回りに９０度ずれた位置で前記中間部材と前記２部材の他方の部材とを第二板ばね部材によって連結して前記中間部材を軸心方向に直角であって前記第一方向とは直角な第二方向に移動可能に支持し、前記２部材の対向面を互いに平行移動可能に構成したことを特徴とする。
【００１２】
かかる発明によれば、対向面を互いに平行にして配置された２部材は、中間部材を介して９０度ずれて配置された第一板ばね部材と第二板ばね部材とによって連結されるため、各板ばね部材による撓み方向がそれぞれ９０度ずれた第一方向と第二方向となり、その結果、第一方向と第二方向とのそれぞれの方向での各板ばね部材の撓み許容振幅内で第一部材と第二部材との対向面は互いの距離を保持して平行運動することができる。すなわち、２部材の対向面の平行移動機構を成立させることができる。
【００１３】
さらに、リンク機構やスライダ機構のような摺動部を用いずに平行移動機構を構成することができるため、磨耗等による経時変化が生じず、回転部分等において隙間の増大が生じない。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ものである。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、軸継手機構の発明であり、前記請求項１記載の平行移動機構の前記２部材の一方が主軸であり、他方が従動軸であり、該主軸と従動軸との軸心が平行にずれて配置される回転軸であることを特徴とする。  
かかる発明によれば、主軸から入力された回転運動は、第一板ばね部材の板材料のせん断力方向の力によって中間リングへ伝わり、そこから第二板ばね部材の板材料のせん断力方向の力によって従動軸へと伝達される。
【００１５】
従って、オルダム軸継手機構のような摺動部を用いずに軸心のずれた平行な２軸間に回転運動の伝達が可能になり、摺動部がないため、磨耗等による経時変化が生じず、回転部分等において隙間の増大が生じない。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軸継手機構を成立させることができる。
【００１６】
また、請求項３記載の発明は、請求項２において、前記中間部材が多辺形状からなり、前記第一板ばね部材が向い合わせの辺位置に一対取り付けられ、該第一板ばね部材から９０度ずれた他の向い合わせ辺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。
【００１７】
かかる請求項３記載の発明によれば、第一板ばね部材および第二板ばね部材がそれぞれ中間部材に対して向い合わせて一対取り付けられるため、中間部材の周方向に均等に回転力が作用するので、回転運動の伝達が円滑に行なわれる。
【００１８】
また、請求項４記載の発明は、請求項２または３において、前記第一板ばね部材および第二板ばね部材は、それぞれリング形状からなり該リング形状の一部と対向する他部とをそれぞれを前記中間部材と主軸とにまたは前記中間部材と従動軸とに取り付けてな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、第二板ばね部材がそれぞれリング形状からなり、該リング形状の一部と対向する他部とをそれぞれを前記中間部材と主軸とに取付け、または中間部材と従動軸とに取付けるため、取付けが容易で取付け部の長さを確保できるとともに、リング形状のため板ばね部材の撓み振幅を平板状の板ばね部材に比べて大きく確保でき軸心のずれを大きく吸収できる。
【００１９】
また、請求項５記載の発明は、請求項２または３の何れかにおいて、前記第一板ばね部材および第二板ばね部材は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。
かかる請求項５記載の発明によれば、板ばね部材が多辺形状の各辺部分に複数個設けられるので主軸と従動軸との軸方向の支持力が確実化されるため、軸方向に力が作用しても主軸と従動軸とのクリアランスを略一定に保持でき、軸方向力が作用する回転運動伝達機構にも適用できる。
【００２０】
また、請求項６記載の発明は、請求項２または３の何れかにおいて、前記第一板ばね部材および第二板ばね部材はそれぞれ複数枚の板ばね部材を重ね合せて構成されることを特徴とし、第一板ばね部材および第二板ばね部材がそれぞれ複数枚の板ばね部材を重ね合わされて構成されるので、主軸と従動軸との軸方向の支持力が確実化されるため、軸方向に力が作用しても主軸と従動軸とのクリアランスを略一定に保持できる。
【００２１】
また、請求項７、８記載の発明は旋回機構の発明であり、請求項７記載の発明は、前記請求項１記載の平行移動機構の前記２部材の一方が主軸であり、他方が従動軸であり、該主軸と従動軸とが平行にずれて配置されるとともに、前記従動軸を固定することで前記主軸を、前記従動軸の軸心回りに旋回運動可能に構成したことを特徴とする。
かかる請求項７の発明によれば、従動軸を固定化することで、主軸を従動軸回りに公転可能、即ち旋回運動可能な機構を簡単な構造によって得ることができる。
【００２２】
これによって、スクロール圧縮機等の流体機械において、使用されている固定スクロールに対する旋回スクロールの旋回機構や自転防止機構として用いることができ、振動騒音を抑えると共に、オイルフリー化によってスクロールラップ部分への潤滑油やグリスの混入を防止したスクロール式流体機械を得ることが可能になる。
【００２３】
また、請求項８記載の発明は、前記請求項１記載の平行移動機構の前記２部材の一方が主軸であり、他方が従動軸であり、該主軸と従動軸とが平行にずれて配置されて、前記主軸から従動軸に回転力が伝達されるとともに、前記従動軸と前記主軸とは前記ずれ量を旋回半径とする相対的な旋回運動が可能なように構成されたことを特徴とし、かかる発明によれば、従動軸を駆動軸に対して相対的に旋回運動を行わせることができる。
【００２４】
これによって、スクロール圧縮機等の流体機械において使用されているいわゆる全系回転式圧縮における相対旋回機構として用いることができ、振動騒音を抑えると共に、オイルフリー化によってスクロールラップ部分への潤滑油やグリスの混入を防止したスクロール式流体機械を得ることが可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、従来のような摺動嵌合による構成を用いることなく、２平面を互いに平行移動させる機構、及びその機構を用いて、平行にずれて配置される２軸間において回転運動の伝達を行う軸継手機構を提供すると共に、さらに一方の軸要素と他方の軸要素が軸方向に直角方向平面において相対的に旋回運動可能な旋回機構を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
参照する図面において、図１は本発明に係る平行移動機構の全体構成を示す斜視図である。図２平行移動機構を用いた軸継手機構の全体構成を示す斜視図である。図３は図２のＡ矢視図であり、図４は図２のＢ矢視図であり、図５は図２のＣ矢視図である。図６は板ばねの変形例を示す説明図である。図７は、第一板ばね、第二板ばねの変形例を示す説明図である。図８は、中間部材の変形例を示す説明図である。図９は、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、スクロール圧縮機への適用例を示す要部斜視図である。図１１は、スクロール圧縮機の他の例を示す全体構成図である。図１２は、スクロール圧縮機の作動説明図である。図１２は、スクロール圧縮機の作動説明図である。
【００２８】
図１を参照して、平行移動機構１について説明する。
第一部材２と第二部材３の対向面２ａ、３ａを互いに平行に配置し、この両部材２、３の間に前記対向面２ａ、３ａに平行にリング形状の中間リング（中間部材）１１が配置されている。
中間リング１１は、第一部材２の軸心および第二部材３の軸心に直角にリング面を有するように配置され、さらに外形は略８角形状のリング形状に形成されている。
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第一板ばね１３ａ、１３ｂ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。第一板ばね１３ａ、１３ｂの他方の長手部分は、第一部材２の対向面２ａに上下位置に立設された取付フランジ１４、１４に溶接、またはボルトで固定されている。
【００２９】
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、第二部材３の取付けフランジ１６に溶接、またはボルトで固定されている。
【００３０】
そして、第一板ばね１３ａ、１３ｂは、ばね材からなり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で示すような対向面１ａ、２ａに平行な方向で上下方向（第一方向）への移動を許容するように取付けられている。その結果第一板ばね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。
また、第二板ばね１３ｃ、１３ｄも、第一板ばね同様にばね材からなり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で示すような対向面２ａ、３ａに平行な方向で第一方向に直角な水平方向（第二方向）への移動を許容するように取付けられている。その結果第二板ばね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。
【００３１】
以上のように構成された平行移動機構１によると、第一部材２に平面内のＸ方向変位とＹ方向変位が与えられた場合には、Ｘ方向変位は第二板ばね１３ｃ、１３ｄによって吸収され、Ｙ方向変位は第一板ばね１３ａ、１３ｂによって吸収されるため、第一部材２の対向面２ａと、第二部材３の対向面３ａとは互いに平行を保持しつつ、さらに対向面２ａ、３ａの距離を略一定に保持しつつ、平行運動をする移動機構を構成することができる。
【００３２】
また、リンク機構やスライダ機構のような摺動部を用いずに平行移動機構を構成することができるため、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ない。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ものである。
【００３３】
次に、以上説明した平行移動機構１を用いた軸継手機構３０について図２〜図８を参照して説明する。ただし、平行移動機構１と同一構成要素について同一符号を付する。
図２に示すように、軸心のずれた平行な主軸３１と従動軸３３との２軸間に回転運動の伝達を行わせる軸継手機構３０が設けられている。
主軸３１の端部、従動軸３３の端部には、それぞれコ字形状をした主軸継手フランジ３７と、従動軸継手フランジ３９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。
【００３４】
そして、主軸継手フランジ３７と、従動軸継手フランジ３９との間には、前記平行移動機構１が設けられている。主軸３１の軸心３１Ｚと、従動軸の軸心３３Ｚに直角な方向に回転面を有する中間リング１１が配置されている。
中間リング１１の対向する上辺１１ａと下辺１１ｂと主軸継手フランジ７のコ字形状の両端部分に溶接、またはボルトで第一板ばね１３ａ、１３ｂがそれぞれ固定され、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とにも、同様に、従動軸継手フランジ９のコ字形状の両端部分に溶接、またはボルトで長円リング形状の第二板ばね１３ｃ、１３ｄがそれぞれ固定されている。この構造については、平行移動機構１で説明した構造と同様である。
【００３５】
そしてこのような軸継手機構３０によれば、主軸３１に対して回転力が作用すると、第一板ばね１３ａ、１３ｂには図３の矢印Ｄ１方向のせん断力が作用して中間リング１１にＤ１方向の回転力が伝達され、その中間リング１１から第二板ばね１３ｃ、１３ｄには図４の矢印Ｄ２方向のせん断力が作用して従動軸３３へ回転力が伝達される。
【００３６】
また、図５に示すように主軸３１の軸心３１Ｚと従動軸３３の軸心３３Ｚ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。
【００３７】
従って、主軸３１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３３へ伝達することができる。その結果、この軸継手機構３０は、従来のオルダム軸継手機構のような摺動部を用いずに軸心３１Ｚ、３３Ｚ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ぜず耐久性も向上し、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。
【００３８】
また、図６には、第一板ばね１３ａ、１３ｂ、第二板ばね１３ｃ、１３ｄの変形例を示す。図６（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、長円リング形状の長手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６（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い。
【００３９】
さらに、第一、第二板ばね１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを、中間リング１１の各辺部分に複数個並べて取付けてもよく、この場合には、板ばね部材が多角形の辺部分に複数個設けられるので主軸３１と従動軸３３との軸方向の支持力が確実化されるため、Ｘ、Ｙ方向の吸収量は小さく成るが、主軸３１と従動軸３３とのクリアランスを一定に保持でき、軸方向力が作用する回転運動伝達機構にも適用できる。
【００４０】
また、図７に示すように、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。
前記の複数個並べる場合同様に、主軸３１と従動軸３３との軸方向の支持力が確実化されるため、Ｘ、Ｙ方向の吸収量は小さく成るが、主軸３１と従動軸３３とのクリアランスを一定に保持でき、軸方向力が作用する回転運動伝達機構にも適用できる。
【００４１】
さらに、図８には、中間リング（中間部材）１１の変形例を示す。
図８に示すように、中間部材が十字形状部材４０からなり、縦部材４２の上辺部４２ａには、第一板ばね１３ａが取付けられ、下辺部４２ｂには、第一板ばね１３ｂが取付けられている。また、横部材４４の一辺部４４ｃには第二板ばね１３ｃが取付けられ、他辺部４４ｄには第二板ばね１３ｄが取付けられている。
【００４２】
中間リング１１のようにリング形状ではなく、中間部材を十字形状部材４０とすることで中間部材の回転方向の剛性を高めることができ、各辺部分に取付けられる第一、第二板ばね１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄへの回転力の伝達を確実に行なうことができる。
【００４３】
次に、以上説明した軸継手機構３０の従動軸３３を固定化することで、主軸３１を従動軸３３の軸心３３Ｚ周りに旋回運動可能な旋回機構を成立させることができるので、その旋回機構をスクロール流体機械であるスクロール圧縮機５０に適用した例について図９、１０を参照して説明する。
【００４４】
図９において、スクロール圧縮機５０は、旋回スクロール５２と、旋回スクロールラップ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５６を有した固定スクロール５８と、旋回スクロール５２を覆うとともに、固定スクロール５８を一体に形成した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。
【００４５】
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。
【００４６】
旋回スクロール５２の端板７２は、図１０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、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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。クランク先端部１００は回転軸８６と中心がδだけずれている。
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。
【００４９】
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を囲繞するようにリング形状の中間リング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１０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。
【００５０】
図１０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。
【００５１】
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（不図示）、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。
【００５２】
このように構成されたスクロール圧縮機５０は、図９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。
【００５３】
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、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。
【００５４】
この旋回スクロールラップ５４の旋回状態とそれによる吸入流体の圧縮状態を、図１２を参照して説明する。
渦巻き状の固定スクロールラップ内周部５６ｂと、渦巻き状の旋回スクロールラップ外周部５４ａとの間に形成される三日月状の密閉空間（圧縮室）５９が、前記固定および旋回スクロール５２、５８の相対運動によって容積変化を起こすことを利用して、吸い込み流体を圧縮状態となすようにしたものである。
【００５５】
図１２（ａ）で、旋回スクロールラップ外周部５４ａと、固定スクロールラップ内周部５６ｂとの間が閉じて吸い込み過程が終了すると、吸込口７８から取り込まれた流体は点状図示のように圧縮室５９に閉じ込められる。ついで、回転軸８６の偏心したクランク先端部１００の回転によって位相が９０度進んだ図１２（ｂ）では、旋回スクロールラップ外周部５４ａと、巻き始めの固定スクロールラップ内周部５６ｂの端部内側との間にできた隙間６１で流体の吸込み過程に入り、また中間部の圧縮室６３では圧縮過程に、さらに中央の圧縮室６５では吐出孔６８で吐出過程に入る。
【００５６】
そして、前記偏心したクランク先端部１００の右回転によって更に９０度位相が進んだ図１２（ｃ）では、旋回する旋回スクロール５２の公転運動につれ、前記点状図示の圧縮室５９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、流体が圧縮されて図１２（ｄ）および図１２（ａ）を経て、固定スクロール５８の中心部に設けられた吐出孔６８から排出される。
【００５７】
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、本実施の形態によれば、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５０を得ることができる。
【００５８】
次に、図１１を参照して、前記したスクロール圧縮機５０の変形例として、いわゆる全系回転式のスクロール圧縮機２００について説明する。なお、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。
【００５９】
図１１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２０２と、この駆動スクロール２０２の駆動スクロールラップ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２０６を有した従動スクロール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。
【００６０】
駆動スクロール２０２は、図１０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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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（不図示）、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。
【００６６】
このように構成されたスクロール圧縮機２００は、図１１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。
【００６７】
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。
【００６８】
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かできる。
【００６９】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明によれば、従来のような摺動嵌合による構成を用いることなく、２平面を互いに平行移動させる機構、及びその機構を用いて、平行にずれて配置される２軸間において回転運動の伝達を行う軸継手機構を提供すると共に、さらに一方の軸要素と他方の軸要素が軸方向に直角方向平面において相対的に旋回運動可能な旋回機構を得ることができるので、スクロール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】
【００７１】
【図１】本発明に係る平行移動機構の全体構成を示す斜視図である。
【図２】平行移動機構を用いた本発明に係る軸継手機構の全体構成を示す斜視図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】図２のＢ矢視図である。
【図５】図２のＣ矢視図である。
【図６】板ばねの変形例を示す説明図である。
【図７】第一板ばね、第二板ばねの変形例を示す説明図である。
【図８】中間部材の変形例を示す説明図である。
【図９】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】スクロール圧縮機への適用例を示す要部斜視図である。
【図１１】スクロール圧縮機の他の例を示す全体構成図である。
【図１２】スクロール圧縮機の作動説明図である。
【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。
【図１５】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
１                平行移動機構
２                第一部材
３                第二部材
１１、１１０、２３２    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）
３０              軸継手機構
３１              主軸
３３              従動軸
４０              十字形状部材（中間部材）
５０              スクロール圧縮機
５２              旋回スクロール
５８              固定スクロール
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）
２００            スクロール圧縮機
２０２            駆動スクロール
２０８            従動スクロール
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）
【図１】
2008256001.tif 000003
【図２】
2008256001.tif 000004
【図３】
2008256001.tif 000005
【図４】
2008256001.tif 000006
【図５】
2008256001.tif 000007
【図６】
2008256001.tif 000008
【図７】
2008256001.tif 000009
【図８】
2008256001.tif 000010
【図９】
2008256001.tif 000011
【図１０】
2008256001.tif 000012
【図１１】
2008256001.tif 000013
【図１２】
2008256001.tif 000014
【図１３】
2008256001.tif 000015
【図１４】
2008256001.tif 000016
【図１５】
2008256001.tif 000017