(57)【要約】【課題】低騒音・耐曲げ剛性の高い高信頼性の自転防止機構およびそれを用いたスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】オルダムリング１２はその一面に一対のキー溝部１３を設け、旋回鏡板８の背面１７に、前記オルダムリング１２の一面の一対のキー溝部１３と摺動自在に嵌合する一対のキー部１５を設けた構成としてある。これにより、キー溝部の凹部はキー部の凸部に比較して摺動方向に短く配置されるので旋回鏡板の外径は比較的小さくなり、旋回スクロールの重量が低減され、振動・騒音の低減、旋回スクロール転覆の軽減、さらには凹部が無いために、その曲げ剛性が低下することもなく、加工時の変形や、運転時の変形を小さく抑えることができるので、高性能かつ信頼性の高いスクロール圧縮機を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受部材と、被駆動部材と、前記軸受部材と被駆動部材との間に位置していて、前記被駆動部材を旋回させる環状部材とを備え、前記環状部材はその一面上に一対の凹部を設けるとともに、この環状部材の他面に前記凹部と直交する一対の凸部を設け、かつ、前記被駆動部材に前記環状部材の一対の凹部と摺動自在に嵌合する一対の凸部を設けるとともに、前記軸受部材には前記環状部材の一対の凸部と摺動自在に嵌合する一対の凹部を設けたことを特徴とする自転防止機構。
【請求項２】
被駆動部材の一対の凸部は、この被駆動部材に取り付け穴を設けるとともに、この取り付け穴に凸部材を挿入固定して構成したことを特徴とする請求項１に記載の自転防止機構。
【請求項３】
請求項１記載の被駆動部材を旋回スクロール、環状部材をオルダムリングとし、前記被駆動部材をクランク軸で駆動するとともに、当該クランク軸を軸受部材で支承し、かつ、前記旋回スクロールを固定スクロールに噛み合わせて圧縮機構を構成したスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動部材の回転力を被駆動部材へ伝達させる際に、被駆動部材が回転せずに旋回運動するための自転防止機構、および、それを用いたスクロール圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、駆動部材の回転力を被駆動部材へ伝達させる際に、被駆動部材が回転せずに自転運動するための自転防止機構は、その一つとして、オルダムリングが広く知られている。こ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の自転防止機構として、従来より広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、この自転防止機構の一つであるオルダムリングおよびそれを用いた従来からあるスクロール圧縮機を用いて、図面を参照しながら説明する。
【０００４】
図４（ａ）はスクロール圧縮機の圧縮機構部の分解斜視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の旋回スクロールとオルダムリングを旋回スクロールの背面側から見た分解斜視図である。
【０００５】
図４（ａ）および図４（ｂ）において、圧縮機構部１０１は、偏心軸部１０２を有するクランク軸１０３と、このクランク軸１０３の主軸部１０４を回転自在に支承するための主軸受部１０５を有する軸受部材１０６と、前記偏心軸部１０２に回転自在に嵌め合わされた駆動軸部１０７を旋回鏡板１０８上に設け、この旋回鏡板１０８の前記駆動軸１０７と反対面に旋回スクロール羽根１１０を設けた旋回スクロール１０９と、この旋回スクロール１０９の旋回スクロール羽根１１０と噛み合わせて複数の圧縮空間を形成する固定スクロール羽根（図示せず）を有する固定スクロール１１１と、オルダムリング１１２とで構成されている。なお、前記軸受部材１０６の外周部１２２と、これに接する前記固定スクロール１１１とは複数のボルト（図示せず）で固定されている。
【０００６】
前記オルダムリング１１２は、環状部材の一面に一対のキー部１１３を設けるとともに、この環状部材の他面に、前記キー部１１３と直交する一対のキー部１１４を設けて構成してある。そして、前記一面の一対のキー部１１３は、前記旋回鏡板１０８の背面１１７に設けられた一対の第１のキー溝部１１５に摺動自在に嵌合されるとともに、前記他面の一対のキー部１１４は、前記軸受部材１０６の内面１１８に設けられた一対のキー溝部１１６に摺動自在に嵌合されている。
【０００７】
また、前記軸受部材１０６の内面１１８には、微小隙間を介して前記旋回鏡板１０８をスラスト方向に支持するスラスト支持部１１９が設けられているとともに、このスラスト支持部１１９には、環状溝１２０と、この環状溝１２０に、前記旋回鏡板１０８に摺動自在に接するシール部材１２１とが設置されている。
【０００８】
また、前記軸受部材１０６の外周部１２２には、前記一対のキー溝部１１６が干渉する部分に逃がし部１２５を設けて、旋回スクロール１０９の旋回半径を少しでも大きくなるようにしてある。
【０００９】
上記構成により、圧縮機構部１０１のクランク軸１０３に接続された電動機部（図示せず）から回転力が伝達されると、その回転力は、偏心軸部１０２を介して旋回スクロール１０９の駆動軸部１０７に伝達される。このとき旋回スクロール１０９は、まず、前記オ
ルダムリング１１２の一対のキー部１１３と前記旋回鏡板１０８の一対の第１のキー溝部１１５との嵌合によって規制される第１の方向の前記オルダムリング１１２を伴う移動によって規制される。さらに、旋回スクロール１０９は、前記一対のキー部１１４と前記軸受部材１０６の一対のキー溝部１１６との嵌合によって規制される前記第１の方向と直交する第２の方向の移動とにより、その自転が防止される。そして、前記第１および第２の方向の移動が合成する形で連続した一定の旋回半径ｅをなす旋回運動を行う。
【００１０】
また、前記シール部材１２１の内側と外側とで、異なった圧力を作用させることにより、旋回スクロール１０９を固定スクロール１１１に最適な力で付勢させている。
【００１１】
上記一連の動作により、圧縮機構部１０１の吸入口１２３から吸入された流体は、前記複数の圧縮空間が、外周側から内周側に向かって順次圧縮されることにより、吐出口１２４から圧縮されて吐出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２１３４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記従来の構成では、旋回スクロール１０９の自転を防止するオルダムリング１１２のキー部１１３、１１４が楕円形リング部の短軸上および長軸上に直交して配置されていて、旋回スクロール１０９の外径を小さくしていった場合、旋回スクロール１０９に配置されるキー溝部１１５は互いに近づくこととなるために、図５において示すように、キー溝部１１５がシール部材１２１のシール面をまたぐ状態となり、高圧圧力が低圧もしくは高圧と低圧の中間圧に漏れ出し能力低下、固定スクロール１１１への旋回スクロール１０９の付勢力過大となり、入力増大となる。
【００１４】
上記の不具合を防ぐために、図６に示すように旋回スクロール１０９にあるキー溝部１１５はシール部材１２１の接触する面の旋回半径ｅによる包絡円Ｄの直径より外側に配置する必要がある。よって、キー部１１３がキー溝部１１５からはみ出さないようにするためには、キー溝部長さＬはキー長さ＋旋回半径ｅ×２以上の長さを最低限必要とする。すなわち、旋回スクロール１０９の外径はシール部材１２１直径の包絡円Ｄとキー溝部１１５を配置できる外径を必要とする。そのため、旋回スクロールが大型化して重量があり、旋回スクロールの旋回による振動・騒音が発生しやすい、という課題があった。また、キー溝部１１５が存在していることによって、曲げ剛性が低下する、という課題もあった。
【００１５】
本発明は前記従来の課題を解決したもので、低騒音・耐曲げ剛性の高い高信頼性の自転防止機構およびそれを用いたスクロール圧縮機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】
【００１６】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、自転防止機構を、環状部材の一面に一対の凹部を設けるとともに、この環状部材によって旋回駆動される被駆動部材の背面に、前記環状部材の一面の凹部と摺動自在に嵌合する一対の凸部を設けて構成してあり、また、スクロール圧縮機は、前記環状部材をオルダムリング、被駆動部材を可動スクロールとし、かつ、前記被駆動部材をクランク軸で駆動するようにして構成してある。
【００１７】
これにより被駆動部材の背面は凹部に替わり凸部の配置となるために、被駆動部材の外径は比較的小さくなり、被可動部材の重量が低減され、振動・騒音の低減、被駆動部材転覆の軽減、さらには凹部が無いために被駆動部材の曲げ剛性の向上を図ることが可能とな
る。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、被駆動部材の外径を小さくすることができるので、被駆動部材の重量低減による振動・騒音の低減、被駆動部材転覆の軽減、曲げ剛性の向上を図ることが可能になり、信頼性の高い自転防止機構およびそれを用いたスクロール圧縮機とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１における自転防止機構を用いたスクロール圧縮機の軸受部材、旋回スクロールおよびオルダムリングを軸受部材の背面側から見て示した分解斜視図
【図２】図１の旋回スクロールとオルダムリングを旋回スクロールの背面側から見て示した分解斜視図
【図３】本発明の実施の形態２における旋回スクロールをその背面側から見て示した分解斜視図
【図４】（ａ）従来の自転防止機構を用いたスクロール圧縮機において、固定スクロール側から見た全体の分解斜視図（ｂ）従来の自転防止機構を用いたスクロール圧縮機において、旋回スクロールとオルダムリングとを分解して背面側から見て示した斜視図
【図５】従来のスクロール圧縮機の圧縮機構を示す断面図
【図６】従来のスクロール圧縮機の旋回スクロール外径とキー溝、オルダムリングの関係を模式的に表した図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
第１の発明は、軸受部材と、被駆動部材と、前記軸受部材と被駆動部材との間に位置していて、前記被駆動部材を旋回させる環状部材とを備え、前記環状部材はその一面上に一対の凹部を設けるとともに、この環状部材の他面に前記凹部と直交する一対の凸部を設け、かつ、前記被駆動部材に前記環状部材の一対の凹部と摺動自在に嵌合する一対の凸部を設けるとともに、前記軸受部材には前記環状部材の一対の凸部と摺動自在に嵌合する一対の凹部を設けた構成としてある。
【００２１】
これにより、被駆動部材に凹部を設ける必要がなくなるので、その曲げ剛性が低下することはなく、替わりに配置された凸部は凹部より長さが短いため、被駆動部材の外径はその差分小さくすることができ、可動部の重量の低減による振動・騒音の低減、旋回スクロール転覆の軽減が可能となる。
【００２２】
第２の発明は、第１の発明において、被駆動部材の一対の凸部は、この被駆動部材に取り付け穴を設けるとともに、この取り付け穴に凸部材を挿入固定して構成した構成としてある。
【００２３】
これにより、被駆動部材の凸部材を取り付ける被駆動部材の背面を旋盤で加工することによる加工性の改善を図ることができるとともに、凸部材のみ、より耐摺動性のある材料にすることもでき、信頼性を一層向上することができる。また、環状部材は凹部を加工することによる曲げ剛性の低下や、運転時に圧力や温度上昇により特に大きな力が作用しても、その変形を抑えることができるので、各部品間に高精度に設定した微小隙間を保持することができ、流体の漏れを最小限に抑えて高い効率を発揮することができるとともに、片当たりなども生じることはない。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明における自転防止機構であ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ものであり、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２５】
また、図４（ａ）および図４（ｂ）で説明した従来のスクロール圧縮機の圧縮機構部と同一の構成であるクランク軸および固定スクロールについては、その説明は省略する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における自転防止機構を構成するスクロール圧縮機の軸受部材、旋回スクロールおよびオルダムリングを軸受部材の背面側から見て示した分解斜視図であり、図２はその旋回スクロールとオルダムリングを旋回スクロールの背面側から見て示した分解斜視図である。
【００２７】
自転防止機構の環状部材であるオルダムリング１２は、その一面に一対の凹部となるキー溝部１３を設けるとともに、他面に、前記キー溝部１３と直交する一対の凸部となるキー部１４を設けている。そして、前記キー溝部１３は、被駆動部材である旋回スクロール９の旋回鏡板８の背面に設けられた一対の凸部となるキー部１５と摺動自在に嵌合されている。さらに、前記他面の一対のキー部１４は、軸受部材６の内面１８に設けられた一対の凹部となるキー溝部１６に摺動自在に嵌合されている。
【００２８】
上記構成により、電動機部（図示せず）から旋回スクロール９の駆動軸部（図示せず）へ回転力が伝達されると、旋回スクロール９は、まず、前記オルダムリング１２の一対のキー溝部１３と前記旋回鏡板８の一対のキー部１５との嵌合によって規制される第１の方向の前記オルダムリング１２を伴う移動によって規制される。さらに、旋回スクロール９は、前記一対のキー部１４と前記軸受部材６の一対のキー溝部１６との嵌合によって規制される前記第１の方向と直交する第２の方向の移動により、その自転が防止される。
【００２９】
その結果、旋回スクロール９は、前記第１および第２の方向の移動が合成する形で連続した一定の旋回半径をなす旋回運動を行い、旋回スクロール羽根１０と固定スクロール羽根（図示せず）とを噛み合わせて形成された複数の圧縮空間が、外周側から内周側に向かって順次圧縮されることにより、流体を圧縮する動作を行う。
【００３０】
また、前記軸受部材６の内面１８には、微小隙間を介して前記旋回鏡板８をスラスト方向に支持するスラスト支持部１９が設けられているとともに、このスラスト支持部１９には、環状溝２０と、この環状溝２０に、前記旋回鏡板８に摺動自在に接するシール部材２２とが設置されている。そして、このシール部材２２の内側と外側とで、異なった圧力を作用させることにより、前記旋回スクロール９を固定スクロール（図示せず）に最適な力で付勢させている。
【００３１】
ここで、前記旋回スクロール９は、その加工時に、旋回鏡板８外周を加工治具で固定するときの加圧力に対する応力が作用する。さらに、前記の通り、実際の運転状態においては、旋回鏡板８には、前記複数の圧縮空間から作用する流体の圧力と、その背面に接するシール部材２２の内側と外側とに作用する異なった圧力とにより、大きな圧力と、運転時の熱による応力が作用する。
【００３２】
しかしながら、この実施の形態における旋回スクロール９の旋回鏡板８は、応力が集中するような溝を設けておらず、均一な円板形状であるので、高い剛性を保持し、その加工時や運転時に変形することはほとんどない。また、例え応力によりわずかに変形したとしても、不均一に変形しにくくなるため、その変形を予め解析等で予測し、旋回スクロール羽根１０と固定スクロール羽根の軸方向に設ける微小隙間などを高精度に設定しておくことが可能となる。
【００３３】
その結果、実際の運転時において、流体の漏れを最小限に抑えて高い効率を発揮するこ
とができるとともに、片当たりなども生じることはないので高い信頼性を実現することができる。
【００３４】
さらに旋回鏡板８の外径はシール部材２２の接触する面の旋回半径ｅによる包絡円Ｄの直径＋キー部１５の軸方向長さ×２が最低限必要な外径であるので、キー溝が旋回鏡板の背面１７に配置されるよりも旋回鏡板８の外径は小さくなり、可動部の重量の低減による振動・騒音の低減、旋回スクロール転覆の軽減が可能となる。
【００３５】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における旋回スクロールをその背面側から見て示した分解斜視図である。
【００３６】
この実施の形態２においては、被駆動部材である旋回スクロール９の旋回鏡板８の背面１７に一対の取り付け穴２８を設けるとともに、この一対の取り付け穴２８にキー部材２９を挿入固定したものである。
【００３７】
これにより、キー部材２９を挿入固定する旋回鏡板８の背面１７を旋盤で加工することができ、加工性を向上することができる。また、旋回スクロール９の材質を一般的に多く用いられるアルミニウム合金とするような場合、キー部材２９のみ、より耐摺動性のある材料、あるいは、表面処理を行った材料にすることができ、信頼性を一層向上することができる。
【００３８】
なお、上記実施の形態では自転防止機構を用いたものとしてスクロール圧縮機を例にして説明したが、この自転防止機構は、スクロール圧縮機に限られるものではなく、例えばスクロール型膨張機、真空ポンプ等のスクロール流体機械に広く適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明にかかる自転防止機構及びそれを用いたスクロール圧縮機は、被駆動部材の外径を小さくすることができるので、被駆動部材の重量低減による振動・騒音・転覆の低減ができ、さらには凹部が無いために被駆動部材の曲げ剛性の向上を図れることから、変形による圧縮室の漏れや摺動部の片当たりを防ぐことが可能となる。すなわち、この自転防止機構は、低騒音・高信頼性の自転防止機構となり、作動流体を冷媒に限ることなく、空気スクロール圧縮機、真空ポンプ、スクロール型膨張機等のスクロール流体機械にも適用できる。
【符号の説明】
【００４０】
６  軸受部材
８  旋回鏡板
９  旋回スクロール
１０  旋回スクロール羽根
１２  オルダムリング
１３  旋回鏡板側のキー溝部
１４  軸受部材側のキー部
１５  旋回鏡板のキー部
１６  軸受部材のキー溝部
１７  旋回鏡板の背面
１８  軸受部材の内面
１９  スラスト支持部
２０  環状溝
２２  シール部材
２８  旋回鏡板の取り付け穴
２９  キー部材
【図１】
2013241854.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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