(57)【要約】【課題】  一端面にラップ高さ変化部を有する渦巻き状ラップが成形される端板の他端面に、凹部を鍛造により同時に成形したとしても、金型の寿命低下や破損あるいは凹部にヒケが発生しない、スクロール部材およびそれを用いたスクロール流体機械を提供することを目的とする。【解決手段】  鍛造によって、端板３３Ａの一端面にその軸線Ｌ方向に沿って立設される渦巻き状ラップ３３Ｂが成形されるとともに、前記端板３３Ａの他端面に前記軸線Ｌ方向に沿う凹部（リング穴３３Ｋ）が成形されるスクロール部材３３において、前記凹部（リング穴３３Ｋ）は、前記渦巻き状ラップ３３Ｂの軸線Ｌ方向高さが変化するラップ高さ変化部３３Ｍが前記軸線Ｌ方向に見て前記他端面上に投影された位置を避けて配置されていることを特徴とする。【選択図】      図３
2007321728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍛造によって、端板の一端面にその軸線方向に沿って立設される渦巻き状ラップが成形されるとともに、前記端板の他端面に前記軸線方向に沿う凹部が成形されるスクロール部材において、
前記凹部は、前記渦巻き状ラップの軸線方向高さが変化するラップ高さ変化部が前記軸線方向に見て前記他端面上に投影された位置を避けて配置されていることを特徴とするスクロール部材。
【請求項２】
前記凹部は、前記ラップ高さ変化部に対して周方向に位置をずらせて配置されることを特徴とする請求項１に記載のスクロール部材。
【請求項３】
前記ラップ高さ変化部が、前記渦巻き状ラップのラップエンド部であることを特徴とする請求項１または２に記載のスクロール部材。
【請求項４】
前記ラップ高さ変化部が、前記渦巻き状ラップのボトム面に設けられる段部であ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部材。
【請求項５】
前記凹部が、自転阻止機構用凹部であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のスクロール部材。
【請求項６】
前記自転阻止機構用凹部が、ピンリング機構用ピン穴またはリング穴であることを特徴とする請求項５に記載のスクロール部材。
【請求項７】
前記自転阻止機構用凹部が、オルダムリング機構用キー溝であることを特徴とする請求項５に記載のスクロール部材。
【請求項８】
前記凹部が、前記ラップ高さ変化部に対して前記周方向に少なくとも３０度以上ずらせた位置に設けられることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のスクロール部材。
【請求項９】
前記ピンリング機構用ピン穴またはリング穴が、前記渦巻き状ラップのラップエンド部に対して、前記周方向に少なくとも４５度ずらされた位置に設けられることを特徴とする請求項８に記載のスクロール部材。
【請求項１０】
前記オルダムリング機構用キー溝が、前記渦巻き状ラップのラップエンド部に対して、前記周方向に９０度ずらせた位置に設けられることを特徴とする請求項８に記載のスクロール部材。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載のスクロール部材を用いて構成されることを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項１２】
前記スクロール部材が、旋回スクロール部材であることを特徴とする請求項１１に記載のスクロール流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール圧縮機、スクロールポンプ、スクロール膨張機等のスクロール流体機械に適用されるスクロール部材およびそれを用いたスクロール流体機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクロール流体機械では、端板の一端面上に、その軸線方向に沿って立設された渦巻き状ラップを有する一対の固定スクロール部材および旋回スクロール部材が用いられる。これらのスクロール部材には、特に、渦巻き状ラップの内周端の根元部に高圧圧力による大きな繰り返し応力が作用するため、この応力により渦巻き状ラップが破損しないよう高い強度が求められる。そこで、軽量化を目的としたアルミニウム合金製のスクロール部材においては、強度アップ対策の１つとして、スクロール部材の鍛造成形化が進められている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２８５７７４号公報
【特許文献２】特開２０００−３２０４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、スクロール流体機械の旋回スクロール部材においては、渦巻き状ラップが立設される端板の一端面には、渦巻き状ラップのラップエンドやラップボトム面に設けられる段部等によって、軸線方向高さが大きく変化するラップ高さ変化部が形成される一方、同端板の他端面には、旋回スクロール部材の自転を阻止するオルダムリング機構やピンリング機構等の自転阻止機構を設置するためのキー溝やピン穴またはリング穴等の凹部が形成されるものがある。
【０００５】
このような構成の旋回スクロール部材を鍛造により成形する場合、端板の一端面に形成されるラップ高さ変化部と他端面に設けられる凹部との相対位置によっては、その成形金型が、ラップ高さ変化部に向って流れる鍛造素材の塑性流動を阻害するおそれがある。この際には、特に、ラップ高さ変化部を成形する金型に素材流動による大きな応力が作用することとなり、これが金型の寿命低下や破損の原因となる問題がある。さらに、ラップ高さ変化部に向う素材流動に凹部部分の素材が引っ張られることにより、凹部にヒケが発生することがある。
【０００６】
そこで、上記のようなトラブルを回避するため、旋回スクロール部材を鍛造成形した後に、凹部を別途切削加工することによって形成することが行われているが、この場合、鍛造成形後に切削加工する素材取り代が多くなり、加工工数が増えるとともに、鍛造素材の投入量が増大することとなる。従って、スクロール部材の製造コストが高くなることは避けられなかった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、一端面にラップ高さ変化部を有する渦巻き状ラップが成形される端板の他端面に、凹部を鍛造により同時に成形したとしても、金型の寿命低下や破損あるいは凹部にヒケが発生しない、スクロール部材およびそれを用いたスクロール流体機械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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のスクロール部材およびそれを用いたスクロール流体機械は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるスクロール部材は、鍛造によって、端板の一端面にその軸線方向に沿って立設される渦巻き状ラップが成形されるとともに、前記端板の他端面に前記軸線方向に沿う凹部が成形されるスクロール部材において、前記凹部は、前記渦巻き状ラップの軸線方向高さが変化するラップ高さ変化部が前記軸線方向に見て前記他端面上に投影された位置を避けて配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、端板の一端面に形成されるラップ高さ変化部に対して、他端面に形成される凹部がラップ高さ変化部の位置を避けて配置されているので、鍛造成形時に、凹部を成形する金型が、ラップ高さ変化部に向う鍛造素材の塑性流動を妨げることはなく、素材が流動するための十分な流路を確保することができる。従って、鍛造により凹部を同時成形したとしても、ラップ高さ変化部を成形する金型に作用する素材流動による応力を低減することができる。
【００１０】
さらに、本発明のスクロール部材は、上記のスクロール部材において、前記凹部は、前記ラップ高さ変化部に対して周方向に位置をずらせて配置されることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、凹部が、ラップ高さ変化部に対して周方向に位置をずらせて配置されているので、凹部部分の素材がラップ高さ変化部に向う素材流動に引っ張られて凹部内にヒケが発生するのを防止することができる。
【００１２】
さらに、本発明のスクロール部材は、上述のいずれかのスクロール部材において、前記ラップ高さ変化部が、前記渦巻き状ラップのラップエンド部であることを特徴とする。
【００１３】
上記のスクロール部材を鍛造で成形すると、渦巻き状ラップのラップエンド部側のラップ体積が大きいため、鍛造素材内での素材流動は渦巻き状ラップのラップエンド部側に向う流れが支配的となる。
本発明によれば、スクロール部材において軸線方向高さの変化が最も大きい渦巻き状ラップのラップエンド部の位置に対して、凹部が位置をずらせて配置されているので、ラップ高さ変化部に向う素材流動に起因する凹部におけるヒケ発生を確実に防止することができる。
【００１４】
さらに、本発明のスクロール部材は、上述のいずれかのスクロール部材において、前記ラップ高さ変化部が、前記渦巻き状ラップのボトム面に設けられる段部であることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、端板の一端面側における渦巻き状ラップのボトム面に設けられる段部の位置に対して、凹部が位置をずらせて配置されているので、凹部を成形する金型が、段部を成形する金型と共にラップ高さ変化部に向う素材流動の抵抗となることはなく、段部を成形する金型に対する素材流動による応力を低減することができる。
さらに、スクロール部材において軸線方向高さの変化が最も大きい渦巻き状ラップのラップエンド部の位置に対して、凹部が位置をずらせて配置されることにより、凹部におけるヒケの発生をも防止することができる。
【００１６】
さらに、本発明のスクロール部材は、上述のいずれかのスクロール部材において、前記凹部が、自転阻止機構用凹部であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のスクロール部材。
【００１７】
本発明によれば、上述のように、金型に対する応力を低減できるとともに、凹部におけるヒケ発生を防止できるため、端板の他端面に軸線方向に沿う自転阻止機構用凹部を鍛造により渦巻き状ラップと同時に成形することが可能となる。従って、鍛造成形後に自転阻止機構用凹部を切削加工する際の素材取り代を最小限となし、加工工数を低減することができるとともに、鍛造時に投入する素材量を減少することができる。
【００１８】
さらに、本発明のスクロール部材は、上記のスクロール部材において、前記自転阻止機構用凹部が、ピンリング機構用ピン穴またはリング穴であることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、自転阻止機構であるピンリング機構のピン穴またはリング穴を鍛造により成形できるため、鍛造成形後にピン穴またはリング穴を加工するための素材取り代を最小限となし、加工工数を低減することができる。なお、ピンリング機構の場合、ピン穴またはリング穴のいずれか一方がスクロール部材側に設けられることとなる。
【００２０】
さらに、本発明のスクロール部材は、上記のスクロール部材において、前記自転阻止機構用凹部が、オルダムリング機構用キー溝であることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、自転阻止機構であるオルダムリング機構用キー溝を鍛造により成形できるため、鍛造成形後にオルダムリング機構用キー溝を加工するための素材取り代を最小限となし、加工工数を低減することができる。
【００２２】
さらに、本発明のスクロール部材は、上述のいずれかのスクロール部材において、前記凹部が、前記ラップ高さ変化部に対して前記周方向に少なくとも３０度以上ずらせた位置に設けられることを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、凹部をラップ高さ変化部に対して周方向に少なくとも３０度以上ずらせた位置に設けているため、ラップ高さ変化部を成形する金型に対する素材流動による応力および凹部におけるヒケ発生の要因となる凹部付近での素材流動を許容範囲内に抑制することができる。
【００２４】
さらに、本発明のスクロール部材は、上記のスクロール部材において、前記ピンリング機構用ピン穴またはリング穴が、前記渦巻き状ラップのラップエンド部に対して、前記周方向に少なくとも４５度ずらされた位置に設けられることを特徴とする。
【００２５】
ピンリング機構を自転阻止機構とする場合、ピンリング機構を周方向に３ないし４箇所設けるのが一般的である。本発明によれば、このピンリング機構用ピン穴またはリング穴に対して、渦巻き状ラップのラップエンド部が周方向に少なくとも４５度ずれた位置に設けられるため、両者の位置のずれ量を最大とすることができる。従って、ラップ高さ変化部を成形する金型に対する応力低減および凹部におけるヒケ発生防止の効果を可及的に高めることができる。
【００２６】
さらに、本発明のスクロール部材は、上記のスクロール部材において、前記オルダムリング機構用キー溝が、前記渦巻き状ラップのラップエンド部に対して、前記周方向に９０度ずらせた位置に設けられることを特徴とする。
【００２７】
オルダムリング機構用キー溝は、スクロール部材の中心を挟んで対称の位置に一対設けられる。本発明によれば、この一対のオルダムリング機構用キー溝に対して、渦巻き状ラップのラップエンド部が周方向に９０度ずれた位置に設けられるため、両者の位置のずれ量を最大とすることができる。従って、ラップ高さ変化部を成形する金型に対する応力低減および凹部におけるヒケ発生防止の効果を可及的に高めることができる。
【００２８】
また、本発明にかかるスクロール流体機械は、上述のいずれかのスクロール部材を用いて構成されることを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、上記のように鍛造により成形された強度の高いスクロール部材を用いてスクロール流体機械を構成することができるため、信頼性の高いスクロール流体機械を提供することができる。また、スクロール部材の鍛造成形に際し、投入する鍛造素材量および鍛造成形後の加工工数を低減することにより、スクロール部材の製造コストを低減できるため、スクロール流体機械のコストダウンを実現することができる。
【００３０】
さらに、本発明のスクロール流体機械は、上記のスクロール流体機械において、前記スクロール部材が、旋回スクロール部材であることを特徴とする。
【００３１】
本発明によれば、自転阻止機構用凹部を有し、外部より動力を得て公転旋回駆動される旋回スクロール部材に、鍛造成形された軽量で強度の高い旋回スクロール部材を用いることができるので、信頼性の向上とともに、省動力化を図ることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、渦巻き状ラップを成形する端板の他端面に鍛造により凹部を同時に成形しても、渦巻き状ラップのラップ高さ変化部を成形する金型に作用する鍛造素材の流動による応力を低減することができるため、スクロール部材を成形する金型の寿命低下や破損を防止することができる。
また、渦巻き状ラップのラップ高さ変化部に対して、凹部をずらせた位置に配置しているため、ラップ高さ変化部に向う素材の流動に凹部部分の素材が引っ張られることによる凹部のヒケ発生を防止することができる。
【００３３】
また、端板の他端面に凹部を鍛造により同時成形できるうえに、成形時のヒケ発生をも防止できることから、鍛造成形後の切削加工による素材取り代を最小限として加工工数を低減することができるとともに、鍛造時に投入する素材量を低減することができる。従って、スクロール部材の製造コストを低減することができる。
また、本発明によれば、鍛造により成形された、低コストで強度の高いスクロール部材を用いてスクロール流体機械を構成することができるため、低コストで信頼性の高いスクロール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】
【００３４】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図４を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態にかかるスクロール圧縮機１の縦断面図が示されている。
スクロール圧縮機１は、フロントハウジング５とリアハウジング７とから構成され、これらをボルト９により一体的に締め付け固定したハウジング３を有する。
【００３５】
フロントハウジング５の内部には、クランク軸１１がメイン軸受１３およびサブ軸受１５を介して軸線Ｌ回りに回転自在に支持されている。クランク軸１１の一端側（図において左側）は小径軸部１１Ａとされ、この小径軸部１１Ａは、フロントハウジング５を貫通して図の左側に突出されている。小径軸部１１Ａの突出部には、電磁クラッチ１７が装着され、フロントハウジング５の一端側の小径ボス部５Ａの外周に軸受１９を介して回転自在に設けられているプーリー２１との間で動力が断続されるようになっている。プーリー２１には、図示されていないエンジン等の駆動源からＶベルト等を介して動力が伝達されることとなる。なお、メイン軸受１３とサブ軸受１５との間には、メカニカルシール（リップシール）２３が設置されており、これによってハウジング３内と大気との間を気密にシールしている。
【００３６】
クランク軸１１の他端側（図において右側）には、大径軸部１１Ｂが設けられ、さらにこの大径軸部１１Ｂには、クランク軸１１の軸線Ｌより所定寸法だけ偏心した状態で偏心ピン１１Ｃが一体に設けられる。このクランク軸１１の大径軸部１１Ｂおよび小径軸部１１Ａが、それぞれメイン軸受１３およびサブ軸受１５を介してフロントハウジング５に回転自在に支持される。そして、偏心ピン１１Ｃには、ドライブブッシュ２５、ドライブ軸受２７を介して後述する旋回スクロール部材３３が連結され、クランク軸１１が回転されることにより、旋回スクロール部材３３が旋回駆動されるようになっている。
【００３７】
ドライブブッシュ２５には、旋回スクロール部材３３が旋回駆動されることにより生じるアンバランス荷重を除去するためのバランスウェイト２５Ａが形成され、旋回スクロール部材３３の旋回駆動と共に旋回されるようになっている。
ハウジング３の内部には、スクロール圧縮機構２９を構成する一対の固定スクロール部材３１と旋回スクロール部材３３が組み込まれる。固定スクロール部材３１は、端板３１Ａと該端板３１Ａから立設された渦巻き状ラップ３１Ｂとから構成され、一方、旋回スクロール部材３３は、端板３３Ａと該端板３３Ａから立設された渦巻き状ラップ３３Ｂとから構成される。
【００３８】
固定スクロール部材３１および旋回スクロール部材３３は、図２に示すように、それぞれ渦巻き状ラップ３１Ｂ，３３Ｂの先端面３１Ｃ，３３Ｃとボトム面３１Ｄ，３３Ｄの渦巻き方向に沿う所定位置に、それぞれ段部３１Ｅ，３１Ｆおよび３３Ｅ，３３Ｆを備えている。この段部３１Ｅ，３１Ｆおよび３３Ｅ，３３Ｆを境に、ラップ先端面３１Ｃ，３３Ｃにおいては、外周側の先端面３１Ｇ，３３Ｇが高く、内周側の先端面３１Ｈ，３３Ｈが低くされている。また、ボトム面３１Ｄ，３３Ｄにおいては、外周側のボトム面３１Ｉ，３３Ｉが低く、内周側のボトム面３１Ｊ，３３Ｊが高くされている。これによって、渦巻き状ラップ３１Ｂ，３３Ｂは、その外周側におけるラップ高さが内周側のラップ高さよりも高くされる。
【００３９】
上記の固定スクロール部材３１と旋回スクロール部材３３は、図１に示されるように、各々の中心を旋回半径分だけ離すとともに、渦巻き状ラップ３１Ｂ，３３Ｂ同士が１８０度位相をずらせて噛み合わせた状態で組み込まれる。これによって、両スクロール部材３１，３３間には、端板３１Ａ，３３Ａと渦巻き状ラップ３１Ｂ，３３Ｂとにより限界された一対の圧縮室３５がスクロールの中心に対して対称に形成されることとなる。圧縮室３５は、その軸線Ｌ方向高さが渦巻き状ラップ３１Ｂ，３３Ｂの外周側において内周側の高さよりも高くされ、周方向およびラップ高さ方向に圧縮ができる三次元圧縮が可能な圧縮機構が構成される。
【００４０】
固定スクロール部材３１は、リアハウジング７の内面にボルト３７により固定設置される。旋回スクロール部材３３は、端板３３Ａの背面に設けられているボス部に、上述のとおりクランク軸１１の一端側に設けられている偏心ピン１１Ｃが、ドライブブッシュ２５および軸受２７を介して嵌め込まれることによりクランク軸１１に連結される。
また、旋回スクロール部材３３は、フロントハウジング５に形成されているスラスト受け面５Ｂに端板３３Ａの背面が支持されており、このスラスト受け面５Ｂと旋回スクロール部材３３の背面との間に介装される自転阻止用ピンリング機構３９により、旋回スクロール部材３３は、自転を阻止されながら固定スクロール部材３１に対して公転旋回駆動されるよう構成される。
【００４１】
この自転阻止用ピンリング機構３９を設置するため、旋回スクロール部材３３の端板３３Ａの背面およびスラスト受け面５Ｂの一方にピン３９Ａを立てるピン穴、他方にリング３９Ｂを嵌合するリング穴が設けられる。本実施形態では、スラスト受け面５Ｂにピン３９Ａを立てるピン穴５Ｃが設けられ、旋回スクロール部材３３にリング３９Ｂを嵌めるリング穴３３Ｋが設けられている。
なお、これらのピン穴５Ｃおよびリング穴３３Ｋは、周方向に複数箇所、一般的には３ないし４箇所（本実施形態では４箇所）設けられる。
【００４２】
さらに、固定スクロール部材３１の端板３１Ａの中央部には、圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出ポート３１Ｃが開口されており、該吐出ポート３１Ｃには、端板３１Ａにリテーナ４１を介して取り付けられる吐出リード弁４３が設けられる。固定スクロール部材３１の端板３１Ａの背面には、リアハウジング７の内面に密接されるようＯリング等のシール部材４５が設置され、リアハウジング７との間でハウジング３の内部空間から区画された吐出チャンバー４７が形成される。これにより、吐出チャンバー４７を除くハウジング３の内部空間が、吸入チャンバー４９として機能するよう構成される。
【００４３】
吸入チャンバー４９には、フロントハウジング５に設けられている吸入口（図示せず）を介して冷凍サイクルから戻ってくる冷媒ガスが吸入され、この吸入チャンバー４９を経て固定スクロール部材３１と旋回スクロール部材３３間に形成される圧縮室３５に冷媒ガスが吸い込まれるようになる。なお、フロントハウジング５とリアハウジング７との間の接合面には、Ｏリング等のシール部材５１が設置され、ハウジング３内の吸入チャンバー４７を大気から気密にシールしている。
【００４４】
上記の説明から明らかなように、旋回スクロール部材３３には、その端板３３Ａの一端面に渦巻き状ラップ３３Ｂが設けられ、他端面に自転阻止用ピンリング機構３９のリング３９Ｂが嵌合されるリング穴３３Ｋが設けられることとなる。また、渦巻き状ラップ３３Ｂには、ラップエンド部３３Ｌや段部３３Ｅ，３３Ｆ等のような軸線Ｌ方向高さが変化するラップ高さ変化部３３Ｍ（３３Ｌ，３３Ｅ，３３Ｆ）が形成されることとなる。
図３には、このリング穴３３Ｋとラップ高さ変化部３３Ｍ（３３Ｌ，３３Ｅ，３３Ｆ）の平面上の配置関係が示されている。
【００４５】
図３から明らかなように、リング穴３３Ｋは、ラップ高さ変化部３３Ｍが軸線Ｌ方向に見て端板３３Ａの他端面上に投影された位置を避けて配置される。具体的には、リング穴３３Ｋは、ラップ高さ変化部３３Ｍの位置に対して周方向にずれた位置に配置される。このリング穴３３Ｋの周方向へのずれ量をθとしたとき、θは、ラップ高さ変化部３３Ｍの位置を基準に周方向に少なくとも±３０度以上とされる。本実施形態では、リング穴３３Ｋが周方向に４箇所設けられているため、ずれ量θは４５度とされている。なお、ずれ量θは、後述する理由から、できる限り大きい方が望ましく、本実施形態では、ずれ量θを最大の４５度に設定している。
【００４６】
以上のように構成されたスクロール圧縮機は、以下のように動作する。
外部駆動源からプーリー２１に伝達された回転駆動力を、電磁クラッチ１７を介してクランク軸１１に伝達し、クランク軸１１を回転すると、クランク軸１１の偏心ピン１１Ｃにドライブブッシュ２５および軸受２７を介して連結されている旋回スクロール部材３３が、ピンリング機構３９により自転を阻止されながら、固定スクロール部材３１に対して公転旋回駆動される。
【００４７】
この旋回スクロール部材３３の公転旋回駆動により、半径方向最外方に形成される圧縮室３５内に、吸入チャンバー４９内の冷媒ガスが吸い込まれる。圧縮室３５は、所定の旋回角位置で吸入締め切りされた後、その容積が周方向およびラップ高さ方向に減少されながら中心側へと移動される。この間に冷媒ガスは圧縮され、当該圧縮室３５が吐出ポート３１Ｃに連通する位置に達すると、吐出リード弁４３が押し開かれて圧縮されたガスは吐出チャンバー４７内に吐き出され、この圧縮冷媒ガスは、吐出チャンバー４７を経て圧縮機外へと吐出される。
【００４８】
しかして、上記旋回スクロール部材３３には、軽量化のためにアルミニウム合金が用いられ、かつ高強度を確保するために鍛造成形品が用いられる。
また、鍛造により成形される旋回スクロール部材３３は、鍛造成形後に、所要箇所を切削加工して製造されるが、切削加工時の素材取り代をできる限り少なくして、成形後の加工工数を減らすとともに、鍛造素材の量を低減することが望まれる。
ここで、上記旋回スクロール部材３３の鍛造成形について、図４を参照して説明する。
【００４９】
まず、旋回スクロール部材３３の鍛造素材（例えば、Ａ４０３）３３Ｓが、鍛造金型６１内の素材セット空間６３内に投入セットされる（図４（Ａ）参照）。この鍛造素材３３Ｓに対して、成形パンチ６５を素材セット空間６３内に進入させ、圧縮力を加えていく（図４（Ｂ）参照）。これによって、鍛造素材３３Ｓは、塑性流動され、鍛造金型６１の成形型内に流動することによって、目的とする製品、すなわち旋回スクロール部材３３が鍛造成形される（図４（Ｃ）参照）。
【００５０】
この際、鍛造素材３３Ｓの塑性流動は、図３に示すように、スクロール中心と渦巻き状ラップ３３Ｂのラップエンド部３３Ｌとを結ぶ中心線Ｙ−Ｙに対して、ラップエンド部３３Ｌ側のラップ体積が大きいため、ラップエンド部３３Ｌ側に向う流れが支配的となる。この素材流動により、ラップボトム面３３Ｄの段部３３Ｆを成形する成形型６１Ａに応力が発生することになる。
【００５１】
特に、旋回スクロール部材３３の端板３３Ａの背面側である他端面に、ピンリング機構３９用のリング穴３３Ｋとなる凹部３３Ｎを鍛造により同時に成形すると、凹部３３Ｎの位置によっては、図４（Ｄ）に示すように、鍛造素材３３Ｓが流動するための流路が極端に狭くなり、成形型６１Ａに作用する応力が過大となって、鍛造金型６１の寿命低下あるいは破損をもたらすこととなる。
また、この際、渦巻き状ラップ３３Ｂのラップエンド部３３Ｌ側に向う鍛造素材３３Ｓの流動により凹部３３Ｎ部分の素材が引っ張られることになるため、凹部３３Ｎにヒケ３３Ｐが発生することがある。
【００５２】
本実施形態では、図３に示したように、リング穴３３Ｋをラップ高さ変化部３３Ｍ(３３Ｌ，３３Ｅ，３３Ｆ）が軸線方向に見て端板３３Ａの他端面に投影された位置から避けた位置、すなわちラップ高さ変化部３３Ｍの配置位置から周方向に４５度ずれた位置に配置しているため、図４（Ｃ）から明らかなように、鍛造素材３３Ｓが流動する流路が、図４（Ｄ）に示すように極端に狭くなることはなく、鍛造素材３３Ｓが流動するための十分な流路を確保することができる。
従って、成形型６１Ａに対する過大な応力の負荷を防止することができるとともに、凹部３３Ｎにおけるヒケ３３Ｐの発生をも防止することができる。
【００５３】
従って、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
渦巻き状ラップ３３Ｂを成形する端板３３Ａの他端面に鍛造によってリング穴３３Ｋを同時成形した場合でも、リング穴３３Ｋをラップ高さ変化部３３Ｍ（３３Ｌ，３３Ｅ，３３Ｆ）の位置に対して避けた位置に配置しているので、ラップボトル面３３Ｄの段部３３Ｆを成形する成形型６１Ａに作用する素材流動による応力を低減することができる。従って、スクロール部材を成形する鍛造金型６１の寿命低下や破損を防止することができる。
【００５４】
また、ラップ高さ変化部３３Ｍに対してリング穴３３Ｋを周方向にずらせた位置に配置しているため、ラップエンド部３３Ｌ側に向う素材流れにリング穴３３Ｋとなる凹部３３Ｎ部分の素材が引っ張られることによって、凹部３３Ｎにヒケ３３Ｐが発生するのを防止することができる。
特に、リング穴３３Ｋをラップ高さ変化部３３Ｍに対して周方向に少なくとも３０度以上ずらせた位置に配置することによって、成形型６１Ａに作用する応力およびヒケ３３Ｐの発生要因となる凹部３３Ｎ付近での素材流動を許容範囲内に抑制し、鍛造金型６１の寿命低下や破損ならびにヒケ３３Ｐの発生を確実に防止することができる。
【００５５】
また、上記ピンリング機構３９は、周方向に３〜４箇所設置するのが一般的である。従って、リング穴３３Ｋをラップ高さ変化部３３Ｍに対して周方向に少なくとも４５度ずらせた位置に配置することにより、ずれ量θを最大とすることができる。これによって、上記の応力低減効果およびヒケ発生防止効果を可及的に高めることができる。
また、一端面に渦巻き状ラップ３３Ｂを有する端板３３Ａの他端面にリング穴３３Ｋを鍛造により同時成形しても、上記の如くヒケ３３Ｐの発生を防止できるため、鍛造成形後にリング穴３３Ｋを切削加工する際の素材取り代を最小限とすることが可能となる。これによって、鍛造成形後の加工工数を低減することができるとともに、鍛造素材３３Ｓの量を低減することができるため、旋回スクロール部材３３の製造コストを低減することができる。
【００５６】
また、上記のように鍛造により成形された低コストで強度の高い旋回スクロール部材３３を用いてスクロール圧縮機１を構成することができるため、低コストで信頼性の高いスクロール圧縮機１を提供することができる。特に、外部から動力を得て自転阻止機構により公転旋回駆動される旋回スクロール部材３３に、鍛造により成形された軽量で強度の高い旋回スクロール部材３３を用いることによって、信頼性の向上とともに、省動力化を図ることもできる。
なお、本実施形態においては、旋回スクロール部材３３にピンリング機構３９のリング穴３３Ｋを設けた例について説明したが、旋回スクロール部材３３にピンリング機構３９のピン穴を設けた構成としても同様の作用効果が得られる。
【００５７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態に対して、自転阻止機構の構成が異なるのみである。その他の点については、第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
本実施形態は、自転阻止機構としてピンリング機構に代え、公知のオルダムリング機構を採用したものであり、この場合、フロントハウジング５のスラスト受け面５Ｂと旋回スクロール部材３３の背面である他端面とに、互いに直交するキー溝３３Ｑが設けられ、このキー溝３３Ｑに図示省略のオルダムリング側のキーが嵌合されることとなる。
【００５８】
キー溝３３Ｑは、旋回スクロール部材３３側では、図５に示されるように、スクロール中心を挟んで対称位置に一対設けられる。
そして、このキー溝３３Ｑは、第１実施形態で示したリング穴３３Ｋまたはピン穴５Ｃと同様に、渦巻き状ラップ３３Ｂのラップ高さ変化部３３Ｍの位置に対して軸線方向に見て端面上に投影された位置を避けて配置される。具体的には、ラップ高さ変化部３３Ｍに対して周方向に少なくとも３０度以上ずらせた位置に配置される。本実施形態では、キー溝３３Ｑが旋回スクロール部材３３の中心を挟んで対称位置に一対設けられるので、周方向に９０度ずらせた位置にキー溝３３Ｑを配置している。
【００５９】
このキー溝３３Ｑは、旋回スクロール部材３３を鍛造成形する際に、端板３３Ａの一端面に成形される渦巻き状ラップ３３Ｂ等と共に端板３３Ａの他端面に同時に成形されることは、上記した第１実施形態と同様であり、これによって、第１実施形態と同様の作用効果を奏し得る。
【００６０】
なお、上記実施形態では、本発明をスクロール圧縮機の旋回スクロール部材に適用した例について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、固定スクロール部材にも同様に適用できるほか、スクロールポンプやスクロール膨張機等、他のスクロール流体機械およびそれに用いるスクロール部材にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１に示したスクロール圧縮機用の固定スクロール部材（Ａ）と旋回スクロール部材（Ｂ）の外観斜視図である。
【図３】図２に示した旋回スクロール部材の平面図である。
【図４】図２に示した旋回スクロール部材の鍛造による成形工程図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる旋回スクロール部材の平面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  スクロール圧縮機
５Ｃ  ピン穴（凹部）
３３  旋回スクロール部材
３３Ａ  端板
３３Ｂ  渦巻き状ラップ
３３Ｄ  ラップボトム面
３３Ｆ  段部
３３Ｋ  リング穴（凹部）
３３Ｌ  ラップエンド部
３３Ｍ  ラップ高さ変化部
３３Ｑ  キー溝（凹部）
３９  ピンリング機構
θ  ずれ量
【図１】
2007321728.tif 000003
【図２】
2007321728.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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