(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクロール圧縮機の旋回スクロールと固定部材との間に介在し、円環状のリング部と、前記リング部の軸方向の前記旋回スクロール側の端面から突設し前記旋回スクロールに形成されたスリット状の第１キー溝に挿入可能な第１キー部と、前記リング部の軸方向の固定部材側の端面から突設し前記固定部材に形成されたスリット状の第２キー溝に挿入可能な第２キー部とを備えたオルダムリングであって、
打撃試験により求めた固有振動数が1，０００Ｈｚ以上であり、
前記リング部の前記第２キー部側の端面における前記リング部の軸側の部位から突設した円環状のリブを備え、前記第２キー部と前記リブとが連続して形成されていることを特徴とするオルダムリング。
【請求項２】
リング部の外周端部が、第１キー部および第２キー部の外側端部よりも前記リング部の軸側に後退している請求項１に記載のオルダムリング。
【請求項３】
第１キー部の第１キー溝の長手方向に沿った長さが、前記第１キー溝の長手方向に直交する方向における平面視の長さ以上であり、第２キー部の第２キー溝の長手方向に沿った長さが、前記第２キー溝の長手方向に直交する方向における平面視の長さ以上である請求項１または請求項２に記載のオルダムリング。
【請求項４】
旋回スクロールと固定部材との間に介在し、前記旋回スクロールの旋回運動を許容すると共に自転を防止する自転防止機構を有するスクロール圧縮機であって、前記自転防止機構が、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のオルダムリングを備えていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オルダムリングおよび当該オルダムリングを備えているスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の冷凍サイクル等に用いられるスクロール圧縮機は、渦巻き状のラップを有する固定スクロールと旋回スクロールとを備え、これらのスクロールをかみ合わせて旋回スクロールを旋回運動させることにより両スクロール間の密閉室内に導入された作動ガスを圧縮する。
【０００３】
このようなスクロール圧縮機の旋回スクロールは、固定スクロールとの間に形成された密閉室の容積を強制的に減少させながら作動ガスを圧縮させるため、駆動装置により旋回運動をさせつつ自転しないように自転防止機構が設けられている。
【０００４】
この自転防止機構としては、通常、旋回スクロールとフレーム（固定部材）との間に介在させるオルダムリングが用いられている。図６は、従来のオルダムリングの一例を示す斜視図であり、オルダムリング１００は、リング部１０１と、第１キー部１０２と、第２キー部１０３とを備え、旋回スクロールおよびフレームに設けられたキー溝に上記第１キー部１０２および第２キー部１０３を係合させて自転を防止する構成が採用されている。
【０００５】
しかしながら、自転防止機構としてオルダムリングを用いた場合、自身の弾性振動に起因して周囲の部材との衝突により騒音（衝突騒音）が発生する。通常１，０００Ｈｚ以上の高周波振動による衝突騒音は、防音カバー等を装着することで低減することが容易であるが、１，０００Ｈｚ未満の周波数の小さい振動については上記防音カバー等を用いても低減が困難であるため、このような周波数の小さい振動を低減することが可能なオルダムリングの開発が求められている。
【０００６】
このような中、切欠き等を設けることによりオルダムリングの重心位置を旋回スクロール側に片寄せ、オルダムリングの傾きによって生じる衝突騒音を低減する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１２２１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述したような技術では、オルダムリングの重心位置を意図的に片寄せすることで圧縮機運転中のオルダムリングの振動による衝突音を抑えるような構造とすることができるものの、オルダムリング自身に切り欠き等を設ける分、剛性の低下を引き起こし、これにより弾性振動をし易くなって周囲の部材との衝突に伴う振動騒音の低減が必ずしも十分とは言えない。
【０００９】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、他の部材との衝突に伴う１，０００Ｈｚ未満の振動騒音を十分に低減可能なオルダムリングおよび当該オルダムリングを備えているスクロール圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた発明は、
スクロール圧縮機の旋回スクロールと固定部材との間に介在し、円環状のリング部と、前記リング部の軸方向の前記旋回スクロール側の端面から突設し前記旋回スクロールに形成されたスリット状の第１キー溝に挿入可能な第１キー部と、前記リング部の軸方向の固定部材側の端面から突設し前記固定部材に形成されたスリット状の第２キー溝に挿入可能な第２キー部とを備えたオルダムリングであって、
打撃試験により求めた固有振動数が1，０００Ｈｚ以上であり、
前記リング部の前記第２キー部側の端面における前記リング部の軸側の部位から突設した円環状のリブを備え、前記第２キー部と前記リブとが連続して形成されていることを特徴とするオルダムリングである。
【００１１】
また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、
旋回スクロールとフレームとの間に介在し、前記旋回スクロールの旋回運動を許容すると共に自転を防止する自転防止機構を有するスクロール圧縮機であって、前記自転防止機構が、当該オルダムリングを備えていることを特徴とするスクロール圧縮機である。
【００１２】
なお、本明細書において、「固有振動数」は、基本振動における固有振動数およびｎ倍振動（ｎは、２以上の整数である）における固有振動数のいずれをも含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、他の部材との衝突に伴う１，０００Ｈｚ未満の振動騒音を十分に低減可能なオルダムリングおよび当該オルダムリングを備えているスクロール圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のオルダムリングの第１の実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】本発明のオルダムリングの第２の実施形態を示す概略斜視図である。
【図３】本発明のオルダムリングの第３の実施形態を示す概略斜視図である。
【図４】図１のオルダムリングを装着したスクロール圧縮機の要部を示す概略縦断面図である。
【図５】図１のオルダムリングを固定部材に装着した状態を示す概略平面図である。
【図６】従来のオルダムリングを説明するための概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜オルダムリング＞
本発明のオルダムリングは、スクロール圧縮機の旋回スクロールと固定部材との間に介在し、円環状のリング部と、リング部の軸方向の前記旋回スクロール側の端面から突設し旋回スクロールに形成されたスリット状の第１キー溝に挿入可能な第１キー部と、リング部の軸方向の固定部材側の端面から突設し固定部材に形成されたスリット状の第２キー溝に挿入可能な第２キー部とを備えたオルダムリングであって、固有振動数が1，０００Ｈｚ以上であることを特徴とする。
【００１６】
本発明のオルダムリングは、固有振動数が1，０００Ｈｚ以上であるので、旋回スクロールや固定部材等の他の部材との衝突に伴う１，０００Ｈｚ未満の周波数の小さい振動（以下、「低周波振動」ともいう）に起因する騒音を十分に低減することができる。これは、低周波振動がオルダムリングに加えられたとしても、共振せずに振動が減衰するためであると考えられる。その結果、防音カバーを取り付けた場合の1，０００Ｈｚ以上の騒音防止能と相俟って、可聴範囲全域における衝突騒音を低減することができる。
【００１７】
オルダムリングの固有振動数は、スクロール圧縮機における他の部材との衝突に伴う低周波振動を効果的に低減する観点から、１，２００Ｈｚ以上であることが好ましく、１，５００Ｈｚ以上であることがより好ましく、２，０００Ｈｚ以上であることがさらに好ましい。
【００１８】
なお、オルダムリングの固有振動数を求める方法としては、例えば、数値計算により求める方法、打撃試験により求める方法等が挙げられる。これらの中では、正確かつ確実に固有振動数を求めることができる点で、打撃試験による方法が好ましい。
【００１９】
オルダムリングを構成する材料としては、スクロール圧縮機の動作時におけるオルダムリングの耐熱性の観点から、少なくとも百数十℃の温度に長期間耐え得る材料が好ましい。上記材料としては、例えば、鋼材、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金等が挙げられるが、かかる例示にのみ限定されるものではない。
【００２０】
以下、オルダムリングの固有振動数を上記範囲とするために有効な具体的な実施形態について、図を参照して説明するが、本発明は、後述する第１〜第３の実施形態のみに限定されるものではない。
【００２１】
[第１の実施形態]
図１は、本発明のオルダムリングの第１の実施形態を示す概略斜視図である。図１の第１の実施形態に係るオルダムリング１０は、リング部１１と、第１キー部１２と、第２キー部１３とを備えている。
【００２２】
リング部１１は、オルダムリング１０において、後述する第１キー部１２と第２キー部１３とを一体的に接続する円環状の部位である。
【００２３】
第１キー部１２は、オルダムリング１０において、図示していない旋回スクロールに形成されたスリット状の第１キー溝に挿入される部位である。この第１キー部１２は、リング部１１の軸方向の旋回スクロール側の端面１１ａから突設している。第１キー部１２の平面視の形状は、例えば、矩形状（図１参照）、円形状等が挙げられるが、かかる例示にのみ限定されるものではない。
【００２４】
第２キー部１３は、オルダムリング１０において、図示していない固定部材に形成されたスリット状の第２キー溝に挿入される部位である。この第２キー部１３は、リング部１１の軸方向の固定部材側の端面１１ｂから突設している。第２キー部１３の平面視の形状は、例えば、矩形状、円形状等が挙げられるが、かかる例示にのみ限定されるものではない。
【００２５】
第１の実施形態では、図１に示すように、リング部１１の内周端部１１ｃは、第１キー部１２の内側端部１２ａおよび第２キー部１３の内側端部１３ａよりもリング部１１の軸側に張り出している。
【００２６】
このように、第１の実施形態では、リング部１１の内周端部１１ｃが第１キー部１２の内側端部１２ａおよび第２キー部１３の内側端部１３ａよりもリング部１１の軸側に張り出しているので、リング幅（リング部の外周と内周との幅）が大きい分、リング部１１の剛性を高めることができる。
【００２７】
内周端部１１ｃと内側端部１２ａとの距離（長さ）Ｌ１は、オルダムリング１０の剛性向上の観点から、第１キー部１２の第１キー溝１１５（図４および図５参照）の長手方向に沿った長さＬ２の０．１倍以上であることが好ましく、０．５倍以上であることがより好ましい。また、Ｌ１は、旋回スクロール等の他の部材との干渉を回避する観点から、L２の２倍以下であることが好ましく、１倍以下であることがより好ましい。
【００２８】
また、Ｌ２は、第１キー溝１１５の長手方向に直交する方向における平面視の長さＬ３以上であり、第２キー部１３の第２キー溝３１１（図４および図５参照）の長手方向に沿った長さ（不図示）は、第２キー溝３１１の長手方向に直交する方向における平面視の長さ（不図示）以上であることが好ましい。これにより、オルダムリング１０をスクロール圧縮機に装着する場合、第２キー溝３１１に当接する際の反力に対する支持剛性を高めることができる。
【００２９】
[第２の実施形態]
図２は、本発明のオルダムリングの第２の実施形態を示す概略斜視図である。図２の第２の実施形態に係るオルダムリング２０は、リング部２１と、第１キー部２２と、第２キー部２３、リブ２４とを備えている。当該オルダムリング２０は、リブ２４を備えている点で、第１の実施形態と異なっている。
【００３０】
リブ２４は、リング部２１の第２キー部２３側の端面２１ａにおけるリング部２１の軸側の部位から突設した円環状の部位である。また、第２の実施形態では、リブ２４と第２キー部２３とが連続して形成されている。
【００３１】
端面２１ａからのリブ２４の高さＬ４は、剛性向上の観点から、第２キー部２３の高さ（端面２１ａからの第２キー部２３の高さ）Ｌ５の０．２倍以上であることが好ましく、０．５倍以上であることがより好ましく、０．８倍以上であることがさらに好ましい。また、Ｌ４は、製造容易性の観点から、第２キー部２３の高さＬ５と同じであることが好ましい。
【００３２】
リブ２４の厚さＬ６は、リブ２４の強度を確保する観点から、リブ２４の高さＬ４の０．１倍以上であることが好ましく、０．２倍以上であることがより好ましい。また、Ｌ６は、設計容易性の観点から、Ｌ４の１．５倍以下であることが好ましく、１倍以下であることがより好ましい。
【００３３】
なお、リング部２１、第１キー部２２および第２キー部２３は、それぞれ第１の実施形態に係るオルダムリング１０のリング部１１、第１キー部１２および第２キー部１３と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００３４】
このように、第２の実施形態では、オルダムリング２０にリブ２４が設けられているので、リング部２１の剛性を高めることができる。また、第２の実施形態では、リブ２４と第２キー部２３とが連続して形成されているため、リング部２１の剛性をより高めることができると共に、オルダムリング２０をスクロール圧縮機に装着する場合、第２キー溝３１１（図４および図５参照）に当接する際の反力に対する支持剛性を高めることができる。
【００３５】
[第３の実施形態]
図３は、本発明のオルダムリングの第３の実施形態を示す概略斜視図である。図３の第３の実施形態に係るオルダムリング３０は、リング部３１と、第１キー部３２と、第２キー部３３、リブ３４とを備えている。当該オルダムリング３０は、リング部３１の形状が第２の実施形態とは異なっている。
【００３６】
リング部３１は、その外周端部３１ａが第１キー部３２の外側端部３２ａおよび第２キー部３３の外側端部３３ａよりもリング部３１の軸側に後退している（外周端部３１ａが、外側端部３２ａおよび外側端部３３ａよりもリング部３１の軸側に位置している）。そのため、外周端部３１ａと外側端部３２ａ、および外周端部３１ａと外側端部３３ａは、それぞれ不連続となっている。
【００３７】
リング部３１のリング幅Ｌ７は、リング部３１による第１キー部３２および第２キー部３３の保持強度を確保する観点から、第１キー部３２の第１キー溝１１５（図４および図５参照）の長手方向に沿った長さおよび第２キー部３３の第２キー溝３１１（図４および図５参照）の長手方向に沿った長さ（第２キー部３３とリブ３４とが連続している場合は、第２キー部３３の外側端部３３ａとリブ３４の内周端部３４ａとの距離（長さ））Ｌ８の０．２倍以上であることが好ましく、０．４倍以上であることがより好ましい。また、リング部３１のリング幅Ｌ７は、リング部３１の軽量化による剛性向上効果（質量効果）を発現させる観点から、Ｌ８の０．８倍以下であることが好ましく、０．６倍以下であることがより好ましい。
【００３８】
なお、リブ３４は、第２の実施形態に係るリブ２４と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００３９】
このように、第３の実施形態では、外周端部３１ａが第１キー部３２の外側端部３２ａおよび第２キー部３３の外側端部３３ａよりもリング部３１の軸側に後退しているので、リング幅が第２の実施形態よりも小さい分、リング部３１の軽量化を図ることができ、その結果、質量効果によりオルダムリング３０の剛性をより高めることができる。また、第３の実施形態では、オルダムリング３０にリブ３４が設けられているので、リング部３１の剛性を高めることができる。また、第３の実施形態では、リブ３４と第２キー部３３とが連続して形成されているため、リング部３１の剛性をより高めることができると共に、オルダムリング３０をスクロール圧縮機に装着する場合、第２キー溝３１１（図４および図５参照）に当接する際の反力に対する支持剛性を高めることができる。
【００４０】
＜スクロール圧縮機＞
本発明のスクロール圧縮機は、旋回スクロールと固定部材との間に介在し、旋回スクロールの旋回運動を許容すると共に自転を防止する自転防止機構を有するスクロール圧縮機であって、自転防止機構が、当該オルダムリングを備えていることを特徴とする。
【００４１】
本発明のスクロール圧縮機は、当該オルダムリングを備えているので、旋回スクロールや固定部材等の他の部材との衝突に伴う低周波振動に起因する騒音を十分に低減することができる。
【００４２】
以下、上述した第１の実施形態に係るオルダムリング１０を用いた本発明のスクロール圧縮機の実施形態について、図を参照して説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施態様のみに限定されるものではない。
【００４３】
図４は、図１のオルダムリング１０を装着したスクロール圧縮機の要部を示す概略縦断面図である。なお、図４に示すオルダムリング１０と旋回スクロール１１０およびフレーム３１０との配置関係は、便宜上のものであって、必ずしも同一平面で切断した断面を表しているものではない。また、図５は、図１のオルダムリング１０を、固定部材としてのフレーム３１０に装着した状態を示す概略平面図である。なお、図５において、仮想線（一転鎖線）は、旋回スクロール１１０の外縁を表している。
【００４４】
図４に示すように、本発明のスクロール圧縮機２は、圧縮機構部１００を有し、この圧縮機構部１００は回転軸２００を介して図示していない電動機（駆動機構）に連結されている。これら圧縮機構部１００、回転軸２００および電動機は、密閉容器３００内に格納されている。
【００４５】
圧縮機構部１００は、電動機による回転軸２００の回転により駆動され、冷媒等の作動ガスを圧縮する。この圧縮機構部１００は、旋回スクロール１１０と固定スクロール１２０とを備えている。
【００４６】
旋回スクロール１１０は、台板１１１の板面−に渦巻き状のラップ１１２が立設していると共に、ラップ１１２とは反対側（背面側）にボス部１１３が突設しており、このボス部１１３には旋回軸受１１４が設けられている。
【００４７】
固定スクロール１２０は、台板１２１の板面に渦巻き状のラップ１２２が立設したものである。
【００４８】
台板１１１の背面側には自転防止機構としてのオルダムリング１０が配設されている。図４および図５に示すように、オルダムリング１０の第１キー部１２は、旋回スクロール１１０に設けられた第１キー溝１１５に摺動するように挿入されている。また、オルダムリング１０の第２キー部１３は、フレーム３１０に設けられた第２キー溝３１１に摺動するように挿入されている。
【００４９】
図４に示すように、上述した旋回スクロール１１０および固定スクロール１２０は、ラップ１１２とラップ１２２とが互いに噛み合うように配置されている。
【００５０】
旋回スクロール１１０および固定スクロール１２０の外周側には吸入口３２０が設けられていると共に、旋回スクロール１１０および固定スクロール１２０の中心部には吐出口３３０が設けられている。
【００５１】
回転軸２００は主軸受３１２に軸支され、主軸受３１２はフレーム３１０を介して密閉容器３００に固定されている。また、回転軸２００の電動機と反対側の端部にはクランプピン２１０が取り付けられており、このクランプピン２１０は、旋回軸受１１４に係合している。
【００５２】
次に、スクロール圧縮機２の動作機構について説明する。圧縮機構部１００において、電動機に連結した回転軸２００の回転によりクランクピン２１０が偏心回転したとき、旋回スクロール１１０はオルダムリング１０により固定スクロール１２０に対し自転せずに旋回運動を行う。このとき、吸入口３２０から吸入された作動ガスは、ラップ１１２およびラップ１２２の外周側から、ラップ１１２とラップ１２２との間に形成された密閉室（圧縮室）内に導入される。
【００５３】
そして、作動ガスが導入された上記密閉室は、旋回スクロール１１０の旋回運動に伴って当該旋回スクロール１１０の中央部側へその容積を減少させながら移動し、上記容積の減少により密閉室内の作動ガスが圧縮され、この圧縮された作動ガスは固定スクロー１２０に設けられた吐出口３３０から吐出室３４０および吐出管３５０を介してスクロール圧縮機２外に吐出される。
【００５４】
このように、スクロール圧縮機２は、当該オルダムリング１０を備えているので、オルダムリング１０と旋回スクロールや固定部材等の他の部材との衝突に伴う低周波振動に起因する騒音を十分に低減可能することができる。
【００５５】
なお、本発明に係るオルダムリングおよびスクロール圧縮機は、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００５６】
例えば、図２および図３においては、それぞれリブ２４と第２キー部２３、およびリブ３４と第２キー部３３が連続して形成されているオルダムリング２０、３０について説明したが、本発明のオルダムリングには、リブと第２キー部とが離間しているものも含まれる。
【００５７】
また、第１キー部および第２キー部の平面視の形状（Ｌ２がＬ３以上である形状）を第１の実施形態の項で説明したが、上記形状は第１の実施形態に限定されるものではなく、例えば、第２および第３の実施形態で示したリブを備えているオルダムリング等に適用してもよい。
【００５８】
また、図４およ図５においては、第１の実施形態に係るオルダムリングを用いたスクロール圧縮機について説明したが、本発明のスクロール圧縮機は、第２の実施形態や第３の実施形態のオルダムリング等を採用してもよい。
【００５９】
また、図４およ図５においては、スクロール圧縮機の一例として密閉型スクロール圧縮機２について説明したが、本発明のスクロール圧縮機は、密閉型スクロール圧縮機に限定されるものではなく、開放型スクロール圧縮機であってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０、２０、３０  オルダムリング
１１、２１、３１  リング部
１２、２２、３２  第１キー部
１３、２３、３３  第２キー部
２  スクロール圧縮機
１１０  旋回スクロール
１１５  第１キー溝
１２０  固定スクロール
２００  回転軸
３００  密閉容器
３１０  フレーム
【図１】
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【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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