(57)【要約】【課題】２つのクランク軸にタイミングベルトを掛け渡すときの作業負担を軽減し、生産性を向上できるスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】略渦巻き状のラップ１４ａ，１４ｂを備えた旋回スクロール部材１４と、この旋回スクロール部材１４のラップ１４ａ，１４ｂに対応した略渦巻き状のラップ１５ａ，１６ａをそれぞれ備えた固定スクロール部材１５，１６と、旋回スクロール部材１４の径方向外周部のうち一の側又は他の側に接続されるクランク部１７ａ，１８ａをそれぞれ備え、旋回スクロール部材１４を揺動させる主クランク軸１７と補助クランク軸１８と、主クランク軸１７及び補助クランク軸１８を同期回転させるためのタイミングベルト２０とを有し、主クランク軸１７及び補助クランク軸１８のそれぞれは、クランク部１７ａ，１８ａの位置に対応した位置に、主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相合わせ用の凹部２８Ａ，２８Ｂを備える。【選択図】　　図１
2004036591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略渦巻き状のラップを備えた旋回スクロール部材と、
この旋回スクロール部材の前記ラップに対応した略渦巻き状のラップを備えた固定スクロール部材と、
前記旋回スクロール部材の径方向外周部のうち一の側又は他の側に接続されるクランク部をそれぞれ備え、前記旋回スクロール部材を揺動させる２つのクランク軸と、
前記２つのクランク軸を同期回転させるためのタイミングベルトとを有し、
前記２つのクランク軸のそれぞれは、前記クランク部の位置に対応した位置に、両クランク軸の位相合わせ用の凹部又は凸部を備えることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
略渦巻き状のラップを備えた旋回スクロール部材と、
この旋回スクロール部材の前記ラップに対応した略渦巻き状のラップを備えた固定スクロール部材と、
前記旋回スクロール部材の径方向外周部のうち一の側又は他の側に接続されるクランク部をそれぞれ備え、前記旋回スクロール部材を揺動させる２つのクランク軸と、
前記２つのクランク軸を同期回転させるためのタイミングベルトとを有し、
前記２つのクランク軸のそれぞれは、前記クランク部の位置に対応した位置に、両クランク軸のクランク部位相合わせ用の凹部又は凸部を備え、
前記タイミングベルトは、両クランク軸のクランク部位相が互いに所定角度だけずれるように、前記２つのクランク軸に接続されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２記載のスクロール圧縮機において、前記タイミングベルトは、両クランク軸のクランク部位相が互いに０°を超え１．８°以下の角度だけずれるように、前記２つのクランク軸に接続されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載のスクロール圧縮機において、前記タイミングベルトは、その心線をグラスファイバー又はアラミドで形成し、形状形成部をクロロプレンゴム又はポリウレタンで形成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項記載のスクロール圧縮機において、前記タイミングベルトの幅を２５ｍｍ以上４０ｍｍ以下としたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被圧縮流体を圧縮する圧縮機に係わり、特に、旋回スクロール部材を固定スクロール部材に対し揺動させ圧縮を行うスクロール圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
元来、鏡板に直立した略渦巻き状のラップを備えた固定スクロール部材と、この固定スクロール部材のラップに対応した（略噛合うような形状の）ラップを備えた旋回スクロール部材を有し、旋回スクロール部材を固定スクロール部材に対し揺動させて圧縮を行うスクロール圧縮機が、冷凍空調用に用いられてきた。
【０００３】
近年、低騒音であるという利点に着目し、このようなスクロール圧縮機が空気圧縮機にも用いられている。この空気圧縮用のスクロール圧縮機は、その使い勝手の良さから塗装用等の小風量用途のみならず工場空気源等の大風量用途にまでその需要が高まりつつある。
【０００４】
そこで、このような大風量の需要を満たすために、例えば特開平１０−２４６１８９号公報に記載のように、鏡板の両側それぞれにラップを備えた旋回スクロール部材を有するいわゆる両歯式スクロール圧縮機が提唱されている。
【０００５】
この両歯式スクロール圧縮機では、鏡板の両側にラップがある構造上、旋回スクロール部材を揺動させるためのクランク部を備えたクランク軸をラップの径方向中心部に配置するのが難しい。そこで、旋回スクロール部材の径方向外周部のうち一方側に１つのクランク軸のクランク部を接続するとともに、径方向外周部のうち前記一方側からラップ軸心を挟んで反対側にもう１つのクランク軸のクランク部を接続するようにし、これら２つのクランク軸の軸端部にそれぞれ設けたプーリにタイミングベルトを巻き回して同期回転させることにより、旋回スクロール部材を揺動（旋回）させるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術のスクロール圧縮機では、２つのクランク軸のうち駆動側の主クランク軸を直接駆動手段により駆動し、同時にタイミングベルトを介して従動側の補助クランク軸を同期回転させる。このとき、もし主クランク軸のクランク部と補助クランク軸のクランク部に位相差が生じた場合、旋回スクロール部材の径方向外周部の一方側に伝達される揺動運動と、径方向外周部の他方側に伝達される揺動運動との間にズレが生じるため、旋回スクロール部材が揺動するときに旋回スクロール部材自体に自転運動が発生することとなる。この結果、旋回スクロール部材と固定スクロール部材との間に形成する圧縮作動室の形が予定していた形状（理論形状）と異なって圧縮性能が低下する可能性がある。また、位相差が特に大きくなった場合、旋回スクロール部材のラップと固定スクロール部材のラップとが接触し耐久性に悪影響を及ぼす可能性もある。
【０００７】
これを防止するため、スクロール圧縮機の製造組立時に主クランク軸のプーリと補助クランク軸のプーリとの間にタイミングベルトを巻き回す（掛け渡す）際には、主クランク軸のクランク部と補助クランク軸のクランク部に位相差が生じないようにクランク軸どうしの回転方向位置を調整しなければならない。しかしながら、通常、タイミングベルトの掛け渡しは、旋回スクロール部材、固定スクロール部材、これらを内包するハウジング等からなる圧縮機本体の組立が終了した後の最終段階で行うため、タイミングベルト掛け渡し時には主クランク軸のクランク部及び補助クランク軸のクランク部ともにハウジングの内部に収納された状態であり、そのままでは各軸の位相を視認するのは困難である。上記従来技術はこのような点について特に配慮されていないため、両軸の位相調整作業（位相合わせ作業）を円滑に行うのが困難となる。
【０００８】
また仮に、例えば、主クランク軸及び補助クランク軸の軸端部に、クランク部に対応した目印（マーキング）等を予めつけておけば、上記のようにハウジング内を直接視認できなくても各軸の位相を確認できるので、これに基づいて両軸の位相調整作業を行うことは可能となる。しかしながらこの場合、一旦位相合わせを行った後も、そのままでは主クランク軸又は補助クランク軸が各軸まわりの重量アンバランス等により自転しうるため、別途何らかの手段で各軸が回転しないように固定しなければならない。この結果、タイミングベルト掛け渡し時における組み立て作業従事者の作業負担の低減が困難となり、生産性の向上が難しい。
【０００９】
本発明の目的は、２つのクランク軸にタイミングベルトを掛け渡すときの作業負担を軽減し、生産性を向上できるスクロール圧縮機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、略渦巻き状のラップを備えた旋回スクロール部材と、この旋回スクロール部材の前記ラップに対応した略渦巻き状のラップを備えた固定スクロール部材と、前記旋回スクロール部材の径方向外周部のうち一の側又は他の側に接続されるクランク部をそれぞれ備え、前記旋回スクロール部材を揺動させる２つのクランク軸と、前記２つのクランク軸を同期回転させるためのタイミングベルトとを有し、前記２つのクランク軸のそれぞれは、前記クランク部の位置に対応した位置に、両クランク軸の位相合わせ用の凹部又は凸部を備える。
【００１１】
本発明においては、旋回スクロール部材を揺動させる２つのクランク軸のそれぞれにおいて、クランク部に対応した位置に位相合わせ用の凹部又は凸部を設けている。これにより、その凹部又は凸部を例えば軸端部等、クランク軸のうちハウジング外の部分に設けることにより、その凹部又は凸部の位置に基づき、ハウジング内を直接視認できなくても各クランク軸の位相を確認することができる。また、例えばその凹部又は凸部に係合する凸部又は凹部を両端に備えた治具等を用意しこの治具を係合させるようにすれば、主クランク軸又は補助クランク軸の回転を防止して固定しつつ、タイミングベルトを例えばプーリ等に容易に掛け渡すことができる。以上のようにして、タイミングベルトを掛け渡すときの作業負担を大きく軽減することができるので、生産性を向上することができる。
【００１２】
（２）上記目的を達成するために、また本発明は、略渦巻き状のラップを備えた旋回スクロール部材と、この旋回スクロール部材の前記ラップに対応した略渦巻き状のラップを備えた固定スクロール部材と、前記旋回スクロール部材の径方向外周部のうち一の側又は他の側に接続されるクランク部をそれぞれ備え、前記旋回スクロール部材を揺動させる２つのクランク軸と、前記２つのクランク軸を同期回転させるためのタイミングベルトとを有し、前記２つのクランク軸のそれぞれは、前記クランク部の位置に対応した位置に、両クランク軸のクランク部位相合わせ用の凹部又は凸部を備え、前記タイミングベルトは、両クランク軸のクランク部位相が互いに所定角度だけずれるように、前記２つのクランク軸に接続されている。
【００１３】
上記（１）で説明したようにして製造組立時に両クランク軸の位相を合わせた状態でタイミングベルトを掛け渡しても、駆動開始後において、タイミングベルト自体の伸びや軸受の隙間等により両クランク軸の位相がわずかにずれる場合がある。そこで、本発明においては、このわずかなずれにもさらに対応するために、この駆動開始後においてずれると見込まれる所定角度分だけ、あらかじめ位相をずらした状態でタイミングベルトを両クランク軸に掛け渡すことにより、駆動開始後においてさらに精度よく確実に両クランク軸の位相を合わせることができる。
【００１４】
（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記タイミングベルトは、両クランク軸のクランク部位相が互いに０°を超え１．８°以下の角度だけずれるように、前記２つのクランク軸に接続されている。
【００１５】
（４）上記（１）〜（３）のいずれか１つにおいて、また好ましくは、前記タイミングベルトは、その心線をグラスファイバー又はアラミドで形成し、形状形成部をクロロプレンゴム又はポリウレタンで形成する。
【００１６】
（５）上記（１）〜（３）のいずれか１つにおいて、また好ましくは、前記タイミングベルトの幅を２５ｍｍ以上４０ｍｍ以下とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図２は、本発明のスクロール圧縮機が適用される空気圧縮機ユニットの概略構造を表す縦断面図である。
【００１９】
この図２において、空気圧縮機ユニット１は、その外郭及び骨格を形成する筐体２と、筐体２内のベース２ａ上に固定されこの種のものとして公知のモータ３と、筐体２内の支持部材２ｂに固定され圧縮空気を生成する外周駆動形スクロール圧縮機４と、筐体２内に外気を誘引してモータ３及びスクロール圧縮機４等を空気冷却する冷却ファン５と、スクロール圧縮機４からの圧縮空気を空気冷却する熱交換器６と、この熱交換器６からの圧縮空気を冷却水等により冷却する冷却部７とを備えている。
【００２０】
外周駆動形スクロール圧縮機４はプーリ８を備えており、モータ３の回転駆動とともに、モータ３の回転軸３ａの一方側（図２中右側）に設けたプーリ９及びこれらプーリ８，９に装架したＶベルト１０を介して回転動力が伝達されるようになっている。
【００２１】
冷却ファン５は、その回転軸がモータ回転軸３ａの他方側（図２中左側）に連結され、モータ３の駆動とともに駆動するようになっている。そして、この冷却ファン５の駆動により、図２中矢印Ａで示すように、吸気口１１Ａから筐体２内に外気を流入させ、冷却ファン５及びダクト１２を介して排気口１３Ａから排出している。これにより、筐体２内のモータ３及びスクロール圧縮機４等が外気冷却されるようになっている。また、これと同時に、図２中矢印Ｂで示すように、吸気口１１Ｂからの外気を冷却ファン５を介してダクト１１内に設けた上記熱交換器６に流出させ、その後排気口１３Ａから排出している。これにより、熱交換器６は、スクロール圧縮機４からの圧縮空気を空気冷却するようになっている。
【００２２】
冷却部７は、例えば冷却水等を循環ポンプ（図示せず）等により配管７ａ及び水フィルタ（図示せず）等を介して循環し、この循環する冷却水が冷却ファン７ｂの駆動により空気冷却され（このとき、図２中矢印Ｃで示すように、排気口１３Ｂから排熱されている）例えば常温等に保持されている。そして、冷却部７は、この冷却水等により熱交換器６からの圧縮空気を所望の温度範囲まで冷却するようになっている。
【００２３】
図１は本発明のスクロール圧縮機４の一実施形態の構造を表す側面図であり、図３は水平断面図である。なお、図１において、プーリ８及び後述のタイミングベルトは便宜的に図示していない。
【００２４】
図１及び図３において、スクロール圧縮機４は、例えば圧縮作動室内をオイルフリー状態（潤滑油のない状態）で運転する両歯式スクロール圧縮機であり、略渦巻き状のラップ１４ａ，１４ｂを鏡板部１４ｃの両側（図３中左・右側）側面に備えた旋回スクロール部材１４と、この旋回スクロール１４のラップ１４ａ，１４ｂに対応した（略噛合うような形状の）略渦巻き状のラップ１５ａ，１６ａを鏡板部１５ｂ，１６ｂの内部側（図３中１５ｂの右側、１６ｂの左側）側面にそれぞれ備えた固定スクロール部材１５，１６と、旋回スクロール部材１４の径方向外周部の一方側（図３中上側）及びその反対側（図３中下側）に接続されるクランク部１７ａ，１８ａをそれぞれ備え、旋回スクロール部材１４を揺動させる主クランク軸１７及び補助クランク軸１８と、主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の軸端部１７ｂ，１８ｂ側（図２中右側、図３中左側）にそれぞれ設けた歯付きプーリ１９Ａ，１９Ｂと、これら歯付きプーリ１９Ａ，１９Ｂに掛け渡され主クランク軸１７及び補助クランク軸１８を同期回転させるためのタイミングベルト２０と、主クランク軸１７の軸端部１７ｂ側に設けた上記プーリ８とを有する。
【００２５】
旋回スクロール部材１４は、その揺動（旋回）運動に伴って、その略渦巻き状のラップ１４ａ，１４ｂと固定スクロール部材１５，１６の略渦巻き状のラップ１５ａ，１６ａとがそれぞれ噛合って圧縮作動室２１Ａ，２１Ｂを形成し、これら圧縮作動室２１Ａ，２１Ｂは径方向外周部から内周部に連続的に移動してその体積を減じるようになっている。また、旋回スクロール部材１４は、上記ラップ１４ａ，１４ｂと、上記鏡板部１４ｃと、鏡板部１４ｃの径方向中央に設けられ両側の圧縮作動室２１Ａ、２１Ｂを連通させる連通孔１４ｄと、鏡板部１４ｃ内を上下方向（図３中紙面に垂直方向）に連通して設けられ鏡板部１４ｃを空気冷却させるための複数の冷却空気用通路１４ｅとを備えている。
【００２６】
固定スクロール部材１５は、上記ラップ１５ａと、上記鏡板部１５ｂと、鏡板部１５ｂのラップ１５ａの径方向外周側に設けられ外部からのダスト侵入を防止する略円形状のダストラップ１５ｃと、このダストラップ１５ｃの径方向内側に設けられ連通する例えば２つの吸入口１５ｄ（図１参照）と、鏡板部１５ｂの径方向中央に設けられ圧縮作動室２１Ａ内の圧縮空気を吐出する吐出口１５ｅと、鏡板部１５ｂの外部側（図３中左側）側面に設けた放熱フィン１５ｆとを備えている。また、固定スクロール部材１６は、固定スクロール部材１５と同様、上記ラップ１６ａと、上記鏡板部１６ｂと、鏡板部１６ｂのラップ１６ａの径方向外周側に設けられ外部からのダスト侵入を防止する略円形状のダストラップ１６ｃと、このダストラップ１６ｃの径方向内側に設けられ連通する例えば２つの吸入口１６ｄ（図示せず）と、鏡板部１６ｂの径方向中央に設けられ圧縮作動室２１Ｂ内の圧縮空気を吐出する吐出口１６ｅと、鏡板部１６ｂの外部側（図３中右側）側面に設けた放熱フィン１６ｆとを備えている。
【００２７】
そして、これら固定スクロール部材１５，１６が面対称で平行に組み合わされて、旋回スクロール部材１４を内包するハウジングを構成している。なお、固定スクロール部材１５，１６の上下面（図１中上下側面）には冷却空気用通気口（図示せず）がそれぞれ設けられており、この通気口から上述した冷却空気がハウジング内（詳細には、固定スクロール部材１５，１６内のダストラップ１５ｃ，１６ｃの外周側及び旋回スクロール部材１４の冷却空気用通路１４ｅ等）に流入・流出して、ハウジング内を冷却するようになっている。
【００２８】
主クランク軸１７は、固定スクロール部材１５，１６にそれぞれ設けた転がり軸受２２Ａ，２３Ａにより回動可能に支持されている。また、主クランク軸１７には、旋回スクロール部材１４の旋回運動に伴う不釣り合いを相殺するためにバランスウエイト２４Ａ、２４Ｂが固定配置されている。補助クランク軸１８は、固定スクロール部材１５，１６にそれぞれ設けた転がり軸受２２Ｂ，２３Ｂにより回動可能に支持されている。また、補助クランク軸１８には、旋回スクロール部材１４の旋回運動に伴う不釣り合いを相殺するためにバランスウエイト２５Ａ，２５Ｂが固定配置されている。
【００２９】
主クランク軸１７のクランク部１７ａ及び補助クランク軸１８のクランク部１８ａはその軸線より同じ偏心量で偏心しており、旋回スクロール部材１４は、これらクランク部１７ａ，１８ａにおいて転がり軸受２６Ａ，２６Ｂを介して旋回運動可能に軸支されている。
【００３０】
ここで、本発明の大きな特徴として、図１に示すように、主クランク軸１７の軸端部１７ｂ及び補助クランク軸１８の軸端部１８ｂには、後述する治具等を固定するための固定用の凹部２７Ａ，２７Ｂが軸中心部に設けられ、また、主クランク軸１７のクランク部１７ａ及び補助クランク軸１８のクランク部１８ａの位相（偏心位置）にそれぞれ対応する（偏心位置を表す）位相合わせ用の凹部２８Ａ，２８Ｂが設けられている。これにより、製造組立時に後述の治具等を用いて、主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相を同位置に固定して、タイミングベルト２０を歯付きプーリ１９Ａ，１９Ｂに掛け渡すようになっている。
【００３１】
図４（ａ）は主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相を同位置に固定する治具の構造を表す側面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）中Ｄ−Ｄ断面による水平断面図である。
【００３２】
これら図４（ａ）及び図４（ｂ）において、治具２９は、例えばコの字形の矩形等で形成されており、その両端面２９ａ，２９ｂに、上記固定用の凹部２７Ａ、２７Ｂにそれぞれ係合する形状の固定ピン３０Ａ、３０Ｂと、上記位相合わせ用の凹部２７Ａ、２７Ｂにそれぞれ係合する形状の位置決めピン３１Ａ、３１Ｂとをそれぞれ備えている。そして、固定ピン３０Ａ，３０Ｂ間の距離ａ１が固定用の凹部２７Ａ，２７Ｂ間の距離ａ２と等しく、位置決めピン３１Ａ，３１Ｂ間の距離ｂ１が位相合わせ用の凹部２８Ａ，２８Ｂ間の距離ｂ２と等しく、固定ピン３０Ａ及び位置決めピン３１Ａ間の距離ｃ１が固定用の凹部２７Ａ及び位相合わせ用の凹部２８Ａ間の距離ｃ２と等しく、固定ピン３０Ｂ及び位置決めピン３１Ｂ間の距離ｄ１が固定用の凹部２７Ｂ及び位相合わせ用の凹部２８Ｂ間の距離ｄ２と等しくなるように形成されている。これにより、治具２９は、その固定ピン３０Ａ，３０Ｂ及び位置決めピン３１Ａ，３１Ｂを固定用の凹部２７Ａ，２７Ｂ及び位相合わせ用の凹部２８Ａ，２８Ｂにそれぞれ係合することで、主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相を同位置に固定するようになっている。
【００３３】
図５は、本発明のスクロール圧縮機の一実施形態を構成するタイミングベルト２０の詳細構造を表す断面図である。
【００３４】
この図５において、タイミングベルト２０は、ベルト長手方向に沿って複数の歯部を有する歯付きベルトであり、一般的に、心線２０ａを埋設した背ゴム２０ｂと、歯部を形成する歯ゴム２０ｃと、例えばナイロン等で形成され歯ゴム２０ｃ側の表面を被覆する歯布２０ｄとで構成されている。そして、タイミングベルト２０の引張強度は心線２０ａの強度により決まるので、心線２０ａが例えばグラスファイバー等で形成され、グラスファイバー等との密着性を考慮して、背ゴム２０ｂ及び歯ゴム２０ｃが例えばクロロプレン等で形成されている。また、タイミングベルト２０の耐摩耗性を考慮して、背ゴム２０ｂ及び歯ゴム２０ｃが例えばポリウレタンで形成され、ポリウレタン等との密着性を考慮して、心線２０ａが例えばアラミド等で形成されてもよい。
【００３５】
また、タイミングベルト２０は、その幅があまり小さくなるとそれ自身の耐久性が低下することから少なくとも２５ｍｍ以上とすることが好ましい。しかしながら、逆にその幅があまり大きくなるとその張力によって主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の軸受荷重が増加し、上記転がり軸受２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂの耐久性に悪影響を及ぼすだけでなく、また騒音が大きくなるため、４０ｍｍ以下とすることが好ましい。以上の結果、本願発明者等の検討によればタイミングベルト２０の幅は２５〜４０ｍｍの範囲が望ましいことがわかった。
【００３６】
なお、以上において、背ゴム２０ｂ及び歯ゴム２０ｃは請求項４記載の形状形成部を構成する。
【００３７】
次に、本実施形態の動作及び作用効果を説明する。
【００３８】
上記本発明のスクロール圧縮機４が適用される圧縮機ユニット１において、工場空気源等に使用する場合には、モータ３を駆動し、プーリ８，９及びＶベルト１０を介して回転動力を伝達して、スクロール圧縮機４の主クランク軸１７を回転駆動させる。この主クランク軸１７の回転開始と同時に、歯付きプーリ１９Ａ、１９Ｂ及びタイミングベルト２０を介して回転動力を伝達して、補助クランク軸１８が回転する。そして、これら主クランク軸１７及び補助クランク軸１８を同期回転させることにより、旋回スクロール部材１４は、自転運動を阻止された状態で、主クランク軸１７のクランク部１７ａの偏心量（＝補助クランク軸１８のクランク部１８ａの偏心量）に等しい半径の旋回運動をする。この旋回スクロール部材１４の旋回運動に伴って、吸入口１５ｄ，１６ｄから空気を流入し、流入した空気を圧縮作動室２１Ａ，２１Ｂ内でその容積を減じながら所定の圧力まで圧縮して吐出口１５ｅ，１６ｅから吐出する。そして、スクロール圧縮機４からの圧縮空気は、熱交換器６で空気冷却し、冷却部７で冷却水等により所望の範囲内まで冷却して、圧縮機ユニット１から圧送する。
【００３９】
このようなスクロール圧縮機４の動作時において、主クランク軸１７のクランク部１７ａ及び補助クランク軸１８のクランク部１８ａにもし位相差θが生じた場合（同期回転しない場合）、旋回スクロール部材１４自体に自転運動が発生することとなり、圧縮性能が低下する可能性がある。また、主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相差θが大きくなった場合には、旋回スクロール部材１４のラップ１４ａ，１４ｂと固定スクロール部材１５，１６のラップ１５ａ，１６ａとがそれぞれ接触し、耐久性に悪影響を及ぼす可能性もある。
【００４０】
そこで、上記を防止するために、スクロール圧縮機４の製造組立時において、主クランク軸１７のクランク部１７ａ及び補助クランク軸１８のクランク部の位相を同位置に固定して、タイミングベルト２０を歯付きプーリ１９Ａ，１９Ｂに掛け渡す必要がある。本実施形態においては、このタイミングベルト２０の掛け渡し作業を以下のようにして行う。
【００４１】
（１）位相確認及び調整手順
本実施形態では、旋回スクロール部材１４を揺動させる主クランク軸１７のクランク部１７ａ及び補助クランク軸１８のクランク部１８ａの位相にそれぞれ対応した位置に位相合わせ用の凹部２８Ａ，２８Ｂを設けている。そして、これら位相合わせ用の凹部２８Ａ，２８Ｂは、主クランク軸１７の軸端部１７ｂ及び補助クランク軸１８の軸端部１８ｂ等のように、固定スクロール部材１５，１６（ハウジング）の外部に設けている。これにより、その位相合わせ用の凹部２８Ａ，２８Ｂの位置に基づき、ハウジング内を直接視認できなくても主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相を確認することができる。このようにして確認しながら、主クランク軸１７及び補助クランク軸１８を適宜回転させ、固定用の凹部２７Ａと位相合わせ用の凸部２８Ａ、固定用の凹部２７Ｂと位相合わせ用の凸部２８Ｂがそれぞれ鉛直方向に並ぶ（前述の図１の状態となる）ようにして主クランク軸１７及び補助クランク軸１８を同位相に調整する。
【００４２】
（２）位相固定及びタイミングベルト掛け渡し手順
上記手順の後、まず、位相合わせ用の凹部２８Ａ，２８Ｂに係合する位置決めピン３１Ａ，３１Ｂ及び固定用の凹部２７Ａ，２７Ｂに係合する固定用ピン３０Ａ、３０Ｂをそれぞれ備えた治具２９を用い、この治具２９を水平（前述の図４（ａ）に示す状態にして）にして係合させ、主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の回転を防止して固定する。このように主クランク軸１７及び補助クランク軸１８を固定した状態で、タイミングベルト２０を歯付きプーリ１９Ａ，１９Ｂに掛け渡す。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態によれば、主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相を容易に確認して同位相に調整でき、この状態で治具２９を用いて主クランク軸１７及び補助クランク軸１８を固定しタイミングベルト２０を掛け渡すので、タイミングベルト２０を掛け渡すときの作業負担を大きく軽減することができ、これによって生産性を向上することができる。
【００４４】
なお、上記実施形態のように、製造組立時に主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相をあわせた状態でタイミングベルト２０を掛け渡しても、駆動開始後タイミングベルト２０自体の伸びや転がり軸受２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂの隙間等によって主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相にわずかなずれが生じる場合がある。このような可能性のある場合には、主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相を所定角度だけずらして固定し、タイミングベルト２０を歯付きプーリ１９Ａ，１９Ｂに掛け渡してもよい。以下、図６及び図７を用いてそのような変形例を説明する。
【００４５】
図６は、主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相を所定角度だけずらして固定する治具の構造を表す側面図である。この図６において、上記実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４６】
本変形例において、治具２９’は、上記治具２９とほぼ同様の構成であるが、その位置決めピン３１Ｂ’は上記位置決めピン３１Ｂの位置と異なる位置に設けられている。つまり、位置決めピン３１Ｂ’は、固定用ピン３０Ｂと位置決めピン３１Ｂ’間の距離ｄ１を固定用の凹部２７Ｂと位相合わせ用の凹部２８Ｂ間の距離ｄ２と等しくしているが、上記位置決めピン３１Ｂの位置から所定の角度θ（主クランク軸１７の位相が早くなる方向又は補助クランク軸１８の位相が遅れる方向に、図６中反時計回り方向に）だけずらして設けられている。これにより、補助クランク軸１８の位相合わせ用の凹部２８Ｂの位置を変更することなく、治具２９’を用いて補助クランク軸１８の位相を所定の角度θだけずらして固定し、タイミングベルト２０を歯付きプーリ１９Ａ，１９Ｂに掛け渡すことができる。
【００４７】
この結果、駆動開始後タイミングベルト２０自体の伸びや転がり軸受２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂの隙間等によって主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相にわずかなずれが生じたとしても、製造組立時にあらかじめこの駆動開始後においてずれると見込まれる所定角度θだけずらした状態でタイミングベルト２０を歯付きプーリ１９Ａ，１９Ｂに掛け渡すことにより、駆動開始後においてさらに精度よく確実に主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相を合わせることができる。
【００４８】
次に、上記所定角度θの最適な値について考察する。図７は、本願発明者等が上記実施形態と同様の構造の装置を用いて行った実験結果を表すものであり、主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相差θとスクロール圧縮機４の全断熱効率との関係を表す図である。図７において、横軸は組立時の主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相差θであり、縦軸はスクロール圧縮機４の圧縮性能を表す全断熱効率である。
【００４９】
本実験においては、組立時に上記治具２９（所定の角度θ＝０°）及び３種類（所定の角度θ＝０．７°，１．２°，１．８°）の上記治具２９’を用いて、主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相差をθ＝０°，０．７°，１．２°，１．８°にそれぞれ変化させて固定し、タイミングベルト２０を歯付きプーリ１９Ａ，１９Ｂに掛け渡している。そして、それぞれのスクロール圧縮機４の性能評価として全断熱効率を測定した結果、図７に示す全断熱効率変化は、位相差θ＝０．７°付近で最大値（位相θ＝０°の場合より約２％程度高い値）となる２次曲線状にほぼ沿った特性となっている。また、位相差θが１．８°を越える場合には、位相差θを設けない（θ＝０°）場合よりも全断熱効率が低下することがわかった。以上の結果から、組立時に上記治具２９’を用いて、主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相差θを０°を越え１．８°以下の範囲内で固定することが好ましく、これによりスクロール圧縮機４の圧縮性能を向上させることができる。
【００５０】
なお、以上においては、主クランク軸１７の軸端部１７ｂ及び補助クランク軸１８の軸端部１８ｂに位相合わせ用の凹部２７Ａ，２７Ｂを設ける構造を例に取り説明したが、これに限らない。すなわち、位相合わせ用の凹部は、主クランク軸１７のクランク部１７ａ及び補助クランク軸１８のクランク部１８ａの位相に対応した位置で、かつ主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の固定スクロール部材１５，１６の外部に設ければよく、例えば歯付きプーリ１９Ａ，１９Ｂ等に設けてもよい。また、凹凸関係を逆にして、主クランク軸１７及び補助クランク軸１８の位相に対応した位置に、位相合わせ用の凹部２７Ａ，２７Ｂに代えて、位相合わせ用の凸部を設けてもよい。この場合には、これら位相合わせ用の凸部に係合する形状の凹部をその両端に備えた治具を用いればよい。これらの場合も同様の効果を得る。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、２つのクランク軸にタイミングベルトを掛け渡すときの作業負担を軽減し、生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスクロール圧縮機の一実施形態の構造を表す側面図である。
【図２】本発明のスクロール圧縮機の適用対象の空気圧縮機ユニットの概略構造を表す縦断面図である。
【図３】本発明のスクロール圧縮機の一実施形態の構造を表す水平断面図である。
【図４】本発明のスクロール圧縮機の一実施形態を構成する主クランク軸及び補助クランク軸の位相を同位置に固定する治具の構造を表す側面図、及びＤ−Ｄ断面による水平断面図である。
【図５】本発明のスクロール圧縮機の一実施形態を構成するタイミングベルトの構造を表す断面図である。
【図６】本発明のスクロール圧縮機の一実施形態を構成する主クランク軸及び補助クランク軸の位相を所定の角度だけずらして固定する治具の構造を表す側面図である。
【図７】本発明のスクロール圧縮機の一実施形態を構成する主クランク軸及び補助クランク軸の位相差と全断熱効率との関係を表す図である。
【符号の説明】
１４　　旋回スクロール部材
１４ａ　ラップ
１４ｂ　ラップ
１５　　固定スクロール部材
１５ａ　ラップ
１６　　固定スクロール部材
１６ａ　ラップ
１７　　主クランク軸
１７ａ　主クランク軸のクランク部
１８　　補助クランク軸
１８ａ　補助クランク軸のクランク部
２０　　タイミングベルト
２０ａ　心線
２０ｂ　背ゴム（形状形成部）
２０ｃ　歯ゴム（形状形成部）
θ　　　主クランク軸及び補助クランク軸のクランク部位相差
【図１】
2004036591.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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