WO2012101696A1

WO2012101696A1 - スクロール圧縮機

Info

Publication number: WO2012101696A1
Application number: PCT/JP2011/006378
Authority: WO
Inventors: 山田　定幸; 阪井　学; 岳史今西; 淳作田
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2012-08-02
Also published as: EP2669523A1; EP2669523A4; JP5853138B2; CN102869887B; US9200633B2; CN102869887A; JPWO2012101696A1; US20120308422A1; EP2669523B1

Abstract

　オルダムリング５７および旋回スクロール１２を小型化することで圧縮機構部４を小型化し、一対のスクロール側キー部５７ｂの間が、スクロール側キー溝部１２ｄの幅以上となるように、一対のスクロール側キー部５７ｂを、リング部５７ａの直径線上から互いにずらした位置に配置し、一対の主軸受側キー部５７ｃの間が、主軸受側キー溝部５１ａの幅以上となるように、一対の主軸受側キー部５７ｃを、リング部５７ａの直径線上から互いにずらした位置に配置したことを特徴とする。

Description

スクロール圧縮機

　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させるための自転防止機構を用いたスクロール圧縮機に関するものである。

　従来、スクロール圧縮機には、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させるための自転防止機構の一つとして、オルダムリングが広く用いられている。

　以下、この自転防止機構の一つであるオルダムリングを用いた従来からあるスクロール圧縮機について図面を参照しながら説明する（例えば、特許文献１参照）。　図１０（ａ）は、従来のスクロール圧縮機の圧縮機構部を固定スクロール側から見た分解斜視図である。図１０（ｂ）は、従来のスクロール圧縮機の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た分解斜視図である。図１１は、図１０に示したスクロール圧縮機の軸受部材およびオルダムリングを軸受部材１０６の背面側から見た平面図である。
　図１１では、旋回スクロール１０９の旋回鏡板１０８およびキー溝部１１５を点線で示している。また、軸受部材１０６に設置されたシール部材１２１の外径が旋回鏡板１０８の背面１１７に接する包絡円を二点鎖線で示している。

　図１０（ａ）および図１０（ｂ）において、圧縮機構部１０１は、クランク軸１０３と、軸受部材１０６と、旋回スクロール１０９と、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。
　クランク軸１０３は偏心軸部１０２を有する。軸受部材１０６は、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。旋回スクロール１０９は、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の駆動軸１０７と反対面に旋回スクロール羽根１１０を設けている。固定スクロール１１１は、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。また、軸受部材１０６の外周部１２２と、これに接する固定スクロール１１１とは複数のボルト（図示せず）で固定している。

　オルダムリング１１２は、一方の面に一対のスクロール側キー部１１３を、他方の面に一対の軸受側キー部１１４を設けている。
　旋回スクロール１０９の旋回鏡板１０８の背面１１７には、スクロール側キー部１１３が摺動する一対のスクロール側キー溝部１１５を直径線上に設けている。
　軸受部材１０６の背面１１８には、軸受側キー部１１４が摺動する軸受側キー溝部１１６を直径線上に設けている。
　スクロール側キー溝部１１５でのスクロール側キー部１１３の摺動方向と、軸受側キー溝部１１６での軸受側キー部１１４の摺動方向とは直交する。
　軸受部材１０６の背面１１８には、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を設けている。スラスト支持部１１９には、環状溝１２０を設けている。環状溝１２０にはシール部材１２１を設けている。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、圧縮機の運転時に最適な力で、旋回スクロール１０９を固定スクロール１１１に付勢している。

　クランク軸１０３の回転は、旋回スクロール１０９の駆動軸部１０７に伝達される。旋回スクロール１０９は、スクロール側キー部１１３とスクロール側キー溝部１１５とによって規制される第１の方向と、軸受側キー部１１４と軸受側キー溝部１１６とによって規制される第２の方向への移動となり、自転は阻止される。第１の方向と第２の方向とは直交するため、第１の方向への移動と第２の方向への移動が合成され、旋回スクロール１０９は、旋回半径ｅでの旋回運動を行う。　また、旋回スクロール１０９が旋回運動することに伴い、旋回鏡板１０８に接触する面でシール部材１２１が旋回半径ｅで移動する。接触面でのシール部材１２１の包絡円の直径は、シール部材１２１の外径に旋回半径ｅの２倍を加えた大きさとなる。

　上記構成により、電動機部（図示せず）からの回転力がクランク軸１０３から旋回スクロール１０９に伝達されると、旋回スクロール１０９と固定スクロール１１１との間に形成される複数の圧縮空間が、外周側から内周側に向かって移動し、移動に伴って流体は圧縮される。従って、圧縮機構部１０１の吸入口１２３から吸入された流体は、圧縮されて吐出口１２４から吐出される。

特開２０００－２１３４７４号公報

　しかしながら、従来の構成では、オルダムリング１１２は、一対のスクロール側キー部１１３と一対の軸受側キー部１１４とを、リング部の短軸上および長軸上に直交して配置しているため、リング部の小径化には限度があり、リング部と軸受部材１０６の内径とが干渉するという課題を有していた。またスクロール側キー部１１３及び軸受側キー部１１４は、リング部の外径から突き出しているため、軸受部材１０６の内径との干渉を回避するための逃がし部１２５を設ける必要があるという課題を有していた。

　本発明は、従来の課題を解決するもので、オルダムリングおよび旋回スクロールを小型化することで圧縮機構部を小型化したスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

　第１の発明によるスクロール圧縮機は、圧縮機構部を、偏心軸部を有するクランク軸と、前記クランク軸を回転自在に支承する主軸受部材と、前記偏心軸部に回転自在に嵌め合いされた旋回スクロールと、前記旋回スクロールと噛み合わせて圧縮空間を形成する固定スクロールと、前記旋回スクロールの自転を阻止するオルダムリングとで構成し、前記オルダムリングを、リング状に形成されたリング部と、前記リング部の一方の面に設けた一対のスクロール側キー部と、前記リング部の他方の面に設けた一対の主軸受側キー部と、で構成し、前記旋回スクロールには、前記スクロール側キー部が摺動するスクロール側キー溝部を設け、前記主軸受部材には、前記主軸受側キー部が摺動する主軸受側キー溝部を設け、前記スクロール側キー溝部での前記スクロール側キー部の摺動方向と、前記主軸受側キー溝部での前記主軸受側キー部の摺動方向とが直交するスクロール圧縮機であって、一対の前記スクロール側キー部の間が、前記スクロール側キー溝部の幅以上となるように、一対の前記スクロール側キー部を、前記リング部の直径線上から互いにずらした位置に配置し、一対の前記主軸受側キー部の間が、前記主軸受側キー溝部の幅以上となるように、一対の前記主軸受側キー部を、前記リング部の直径線上から互いにずらした位置に配置したことを特徴とする。
　第２の発明は、第１に記載のスクロール圧縮機において、前記スクロール側キー部及び前記主軸受側キー部が、前記リング部の外径から突き出さず、前記リング部の内径から突き出さないことを特徴とする。
　第３の発明は、第１又は第２に記載のスクロール圧縮機において、一対の前記スクロール側キー部の側面であり、前記スクロール側キー溝部と摺動する摺動面、及び一対の前記主軸受側キー部の側面であり、前記主軸受側キー溝部と摺動する摺動面が、前記クランク軸の回転方向によって負荷を受ける負荷側摺動面と、前記クランク軸の回転方向によって負荷を受けない反負荷側摺動面とからなり、前記反負荷側摺動面の面積を前記負荷側摺動面の面積より小さくしたことを特徴とする。
　第４の発明は、第３に記載のスクロール圧縮機において、前記反負荷側摺動面の前記面積を、前記負荷側摺動面の前記面積の半分以上としたことを特徴とする。
　第５の発明は、第１又は第２に記載のスクロール圧縮機において、一対の前記スクロール側キー部の側面であり、前記スクロール側キー溝部と摺動する摺動面が、前記クランク軸の回転方向によって負荷を受ける負荷側摺動面と、前記クランク軸の回転方向によって負荷を受けない反負荷側摺動面とからなり、前記反負荷側摺動面を前記スクロール側キー溝部から外へ突き出し、前記負荷側摺動面を前記スクロール側キー溝部から外へ突き出さないことを特徴とする。
　第６の発明は、第５に記載のスクロール圧縮機において、前記スクロール側キー溝部から外へ突き出す前記反負荷側摺動面の突き出し面積を、前記負荷側摺動面の全面積の半分以下としたことを特徴とする。
　第７の発明は、第１に記載のスクロール圧縮機において、個別に成型した一対の前記スクロール側キー部及び一対の前記主軸受側キー部を、前記リング部に組立固定したことを特徴とする。
　第８の発明は、第１に記載のスクロール圧縮機において、一対の前記スクロール側キー部及び／又は一対の前記主軸受側キー部の側面が、前記スクロール側キー溝部及び／又は前記主軸受側キー溝部と摺動する摺動面と、前記スクロール側キー溝部及び／又は前記主軸受側キー溝部と摺動しない非摺動面とからなり、前記摺動面と前記非摺動面とを同一形状としたことを特徴とする。
　第９の発明は、第８に記載のスクロール圧縮機において、一対の前記スクロール側キー部のそれぞれの中心点を結んだ線分と、一対の前記主軸受側キー部のそれぞれの中心点を結んだ線分とが、前記リング部の中心で直交することを特徴とする。

　本発明のスクロール圧縮機は、オルダムリングの外径及び旋回スクロールの外径を小さくすることができることから、圧縮機構部を小型化することができ、さらに旋回半径を大きくした圧縮機構部の設計が可能になる。

本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の断面図（ａ）実施の形態１におけるスクロール圧縮機のオルダムリングを固定スクロール側から見た平面図、（ｂ）実施の形態１におけるスクロール圧縮機の主軸受部材を固定スクロール側から見た平面図、（ｃ）実施の形態１におけるスクロール圧縮機の旋回スクロールを鏡板の背面側から見た平面図実施の形態１におけるオルダムリングと主軸受部材とを組み合わせて固定スクロール側から見た平面図本発明の実施の形態２におけるオルダムリングの平面図本発明の実施の形態３におけるオルダムリングの平面図（ａ）実施の形態４におけるスクロール圧縮機のオルダムリングを固定スクロール側から見た平面図、（ｂ）実施の形態４におけるスクロール圧縮機の主軸受部材を固定スクロール側から見た平面図、（ｃ）実施の形態４におけるスクロール圧縮機の旋回スクロールを鏡板の背面側から見た平面図実施の形態４におけるオルダムリングと主軸受部材とを組み合わせて固定スクロール側から見た平面図（ａ）実施の形態５におけるスクロール圧縮機のオルダムリングを固定スクロール側から見た平面図、（ｂ）実施の形態５におけるスクロール圧縮機の主軸受部材を固定スクロール側から見た平面図、（ｃ）実施の形態５におけるスクロール圧縮機の旋回スクロールを鏡板の背面側から見た平面図実施の形態５におけるオルダムリングと旋回スクロールとを組み合わせた状態を固定スクロール側から見た要部断面図（ａ）従来のスクロール圧縮機の圧縮機構部を固定スクロール側から見た分解斜視図、（ｂ）従来のスクロール圧縮機の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た分解斜視図図１０に示したスクロール圧縮機の軸受部材及びオルダムリングを軸受部材の背面側から見た平面図

　４　圧縮機構部
　５　モータ
　７　潤滑油
　１１　固定スクロール
　１２　旋回スクロール
　１２ａ　鏡板
　１２ｃ　筒部
　１２ｄ　スクロール側キー溝部
　１４　　クランク軸
　１４ａ　偏心軸部
　５１　主軸受部材
　５１ａ　主軸受側キー溝部
　５７　オルダムリング
　５７ａ　リング部
　５７ｂ　スクロール側キー部
　５７ｃ　主軸受側キー部
　５７ｂｘｗ、５７ｃｘｗ　負荷側摺動面
　５７ｂｘｕ、５７ｃｘｕ　反負荷側摺動面

　第１の発明は、一対のスクロール側キー部の間が、スクロール側キー溝部の幅以上となるように、一対のスクロール側キー部を、リング部の直径線上から互いにずらした位置に配置し、一対の主軸受側キー部の間が、主軸受側キー溝部の幅以上となるように、一対の主軸受側キー部を、リング部の直径線上から互いにずらした位置に配置したことで、リング部の外径を小さくすることができることから、圧縮機構部を小型化することができ、さらに旋回半径を大きくした圧縮機構部の設計が可能になる。

　第２の発明は、第１の発明において、スクロール側キー部及び主軸受側キー部が、リング部の外径から突き出さず、リング部の内径から突き出さないことで、主軸受部材のキー溝部近傍にリング部に設けたキー部との干渉を避けるための逃がし部を設ける必要がなくなり、オルダムリング素材を製作する金型のキー部近傍の形状が単純になり金型寿命が延び、リング部内外周面の加工に旋盤が使用できることから、生産性が向上し、よって、キー部の根元部の強度が高まり信頼性が向上する。

　第３の発明は、第１又は第２の発明において、一対のスクロール側キー部の側面であり、スクロール側キー溝部と摺動する摺動面、及び一対の主軸受側キー部の側面であり、主軸受側キー溝部と摺動する摺動面が、クランク軸の回転方向によって負荷を受ける負荷側摺動面と、クランク軸の回転方向によって負荷を受けない反負荷側摺動面とからなり、反負荷側摺動面の面積を負荷側摺動面の面積より小さくしたことで、オルダムリングのリング部の幅を小さくすることができ、またオルダムリングの外径を小さくすることができることから、圧縮機構部を小型化することができ、さらに旋回半径を大きくした圧縮機構部の設計が可能になる。

　第４の発明は、第３の発明において、反負荷側摺動面の面積を、負荷側摺動面の面積の半分以上としたことで、起動直後、過渡期、停止時などの不安定な運転状態においても、安定して運転することが可能となり、信頼性が向上する。

　第５の発明は、第１又は第２の発明において、一対のスクロール側キー部の側面であり、スクロール側キー溝部と摺動する摺動面が、クランク軸の回転方向によって負荷を受ける負荷側摺動面と、クランク軸の回転方向によって負荷を受けない反負荷側摺動面とからなり、反負荷側摺動面をスクロール側キー溝部から外へ突き出し、負荷側摺動面をスクロール側キー溝部から外へ突き出さないことで、オルダムリングの外径を小さくすることができ、一面側の一対のキー部の反負荷側摺動面が旋回スクロールの外径側に突き出した分だけ旋回スクロールの外径を小さくすることができることから、圧縮機構部を小型化することができ、さらに旋回半径を大きくした圧縮機構部の設計が可能になる。

　第６の発明は、第５の発明において、スクロール側キー溝部から外へ突き出す反負荷側摺動面の突き出し面積を、負荷側摺動面の全面積の半分以下としたことで、反負荷側摺動面の面積を負荷側摺動面の面積の半分以上確保することで、起動直後、過渡期、停止時などの不安定な運転状態においても、安定して運転することが可能となり、信頼性が向上する。

　第７の発明は、第１の発明において、個別に成型した一対のスクロール側キー部及び一対の主軸受側キー部を、リング部に組立固定したことで、リング部に軽く安価な材料を採用することで軽量化かつ低コスト化が可能となり、キー部に摺動性の良い材料を採用することで信頼性が向上する。

　第８の発明は、第１の発明において、一対のスクロール側キー部及び／又は一対の主軸受側キー部の側面が、スクロール側キー溝部及び／又は主軸受側キー溝部と摺動する摺動面と、スクロール側キー溝部及び／又は主軸受側キー溝部と摺動しない非摺動面とからなり、摺動面と非摺動面とを同一形状としたことで、キー部側面の加工が容易となり生産性が向上し、キー部側面の方向性がないことからリング部との組立におけるミスをなくすとともに生産性が向上する。

　第９の発明は、第８の発明において、一対のスクロール側キー部のそれぞれの中心点を結んだ線分と、一対の主軸受側キー部のそれぞれの中心点を結んだ線分とが、リング部の中心で直交することで、自転防止機構の表裏の区別がなくなるため、組立ミスをなくすとともに生産性が向上する。

　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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の断面図である。図２（ａ）は、実施の形態１におけるスクロール圧縮機のオルダムリングを固定スクロール側から見た平面図である。図２（ｂ）は、実施の形態１におけるスクロール圧縮機の主軸受部材を固定スクロール側から見た平面図である。図２（ｃ）は、実施の形態１におけるスクロール圧縮機の旋回スクロールを鏡板の背面側から見た平面図である。
　図３は、オルダムリングと主軸受部材とを組み合わせて固定スクロール側から見た平面図であり、旋回スクロールの鏡板およびキー溝部を点線で示している。また、主軸受部材に設置されたシール部材が鏡板の背面に接する包絡円を二点鎖線で示している。

　図１は、スクロール圧縮機１の胴部の周りにある取付け脚２によって横向きに設置される横型のスクロール圧縮機を示している。
　スクロール圧縮機１は、本体ケーシング３内に圧縮機構部４及び圧縮機構部４を駆動するモータ５を内蔵し、圧縮機構部４を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部６を備えている。モータ５は、図示しないモータ駆動回路部によって駆動する。取り扱う流体は冷媒であり、各摺動部の潤滑や圧縮機構部４の摺動部のシールに供する液には、潤滑油７などの液を採用している。また、潤滑油７は冷媒に対して相溶性のあるものが好ましい。しかし、本発明はこれらに限られることはない。基本的には、冷媒を吸入、圧縮、及び吐出する圧縮機構部４と、この圧縮機構部４を駆動するモータ５と、圧縮機構部４を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部６とを本体ケーシング３に内蔵し、モータ５をモータ駆動回路部により駆動するスクロール圧縮機１であればよく、本実施の形態に限定されるものではない。

　圧縮機構部４では、クランク軸１４と、主軸受部材５１と、旋回スクロール１２と、固定スクロール１１と、オルダムリング５７とで構成される。クランク軸１４は偏心軸部１４ａを有する。主軸受部材５１は、クランク軸１４を回転自在に支承する。旋回スクロール１２は、偏心軸部１４ａに回転自在に嵌め込まれる。固定スクロール１１は、旋回スクロール１２と噛み合わせて圧縮空間１０を形成する。オルダムリング５７は、旋回スクロール１２の自転を阻止し、旋回スクロール１２を旋回運動させる。
　圧縮機構部４は、旋回スクロール１２を固定スクロール１１に対し旋回運動をさせることで、圧縮空間１０が移動して容積が変化し、冷媒は、圧縮空間１０に吸入され、圧縮された後に、圧縮空間１０から吐出する。
　圧縮空間１０は、固定スクロール１１の渦巻状のラップ１１ｂと旋回スクロール１２の渦巻状のラップ１２ｂを噛み合わせて形成される。旋回スクロール１２は、クランク軸１４の回転によって旋回運動する。クランク軸１４はモータ５により回転する。
　外部サイクルから帰還する冷媒は、サブケーシング８０に設けた吸入口８から吸入され、本体ケーシング３に設けた吐出口９から外部サイクルに吐出される。

　本体ケーシング３の貯液部６に貯留されている潤滑油７は、ポンプ１３などをクランク軸１４にて駆動することにより、又は本体ケーシング３内の差圧を利用して、クランク軸１４のクランク軸給油経路１５に導かれる。クランク軸給油経路１５に導かれた潤滑油７は、旋回スクロール１２の旋回駆動によって、旋回スクロール１２の鏡板１２ａの背面に形成される高圧領域２１に供給される。
　鏡板１２ａの背面にはシール部材２４を配置している。シール部材２４の内側は高圧領域２１、シール部材２４の外側は背圧室２２となる。すなわち、高圧領域２１と背圧室２２とは、シール部材２４によって区画される。
　旋回スクロール１２の内部には、高圧領域２１から背圧室２２につながる背圧室給油経路２５と、背圧室２２から圧縮空間１０につながる圧縮室給油経路２６を備えている。
　背圧室給油経路２５の一開口端がシール部材２４を往来することにより、高圧領域２１に供給された潤滑油７の一部は、偏心転がり軸受４３を潤滑した後、背圧室２２に供給される。潤滑油７の一部を背圧室２２に供給することで、旋回スクロール１２に対して背圧を与える。圧縮室給油経路２６により背圧室２２に供給された潤滑油７は圧縮空間１０に供給され、固定スクロール１１と旋回スクロール１２との間のシールおよび潤滑を図る。また、高圧領域２１に供給された潤滑油７の別の一部は、主転がり軸受４２を潤滑した後、モータ５側に流出し、貯液部６に回収される。

　さらに、本体ケーシング３には、ポンプ１３、副転がり軸受４１、モータ５、主転がり軸受４２を持った主軸受部材５１を、端部壁３ａ側から順に配置してある。ポンプ１３は、端部壁３ａの外面から収容し、その後に蓋体５２で端部壁３ａに嵌め付ける。従って、ポンプ１３は、端部壁３ａと蓋体５２との間に保持される。
　蓋体５２の内側には、ポンプ室５３が形成される。ポンプ室５３は、貯液部６に通じる吸上げ通路５４を設けている。副転がり軸受４１は、端部壁３ａにて支持され、クランク軸１４のポンプ１３に連結している端部を軸受する。
　モータ５は、固定子５ａと回転子５ｂとによってクランク軸１４を回転駆動する。固定子５ａは、本体ケーシング３の内周に焼き嵌めなどで固定されている。回転子５ｂは、クランク軸１４の中間部に固定している。

　主軸受部材５１は、サブケーシング８０の内周にボルト１７などにて固定され、クランク軸１４の圧縮機構部４側の端部を主転がり軸受４２により軸受している。主軸受部材５１の外周面には、固定スクロール１１を図示しないボルトなどによって取付ける。主軸受部材５１と固定スクロール１１との間には旋回スクロール１２を挟み込む。旋回スクロール１２と固定スクロール１１とは対向する。主軸受部材５１と旋回スクロール１２との間には、旋回スクロール１２の自転を阻止して旋回運動させるためのオルダムリング５７を設けている。

　クランク軸１４の端部には、偏心軸部１４ａが一体形成されている。偏心軸部１４ａにはブッシュ３０が嵌め合い支持されている。ブッシュ３０には旋回スクロール１２が偏心転がり軸受４３を介して旋回運動可能に支持されている。旋回スクロール１２の鏡板１２ａの背面には筒部１２ｃが突設されており、偏心転がり軸受４３は筒部１２ｃ内に収容されている。偏心転がり軸受４３の内輪４３ａは、ブッシュ３０に嵌め合わされており、偏心転がり軸受４３の外輪４３ｂは、筒部１２ｃにわずかな隙間をもってルーズに嵌め合わされている。

　圧縮機構部４のサブケーシング８０からの露出部分は、本体ケーシング３により覆われる。サブケーシング８０と本体ケーシング３とは、開口同士を突き合わせてボルト１８にて固定される。端部壁８０ａは、端部壁３ａと反対側に形成される。
　圧縮機構部４は、サブケーシング８０の吸入口８と、本体ケーシング３の吐出口９との間に位置する。吐出口９は、モータ５と端部壁３ａとの間に設けている。圧縮機構部４は、吸入口１６と吐出口３１とを有する。吸入口１６は、サブケーシング８０の吸入口８と連通している。吐出口３１にはリード弁３１ａを設けている。吐出口３１と端部壁８０ａとの間には吐出室６２を設けている。リード弁３１ａが開くと、吐出口３１と吐出室６２とは連通する。吐出室６２は、連絡通路６３によってモータ５周辺の空間に通じている。吐出口９は、モータ５周辺の空間と通じている。連絡通路６３は、固定スクロール１１と本体ケーシング３との間、及び主軸受部材５１と本体ケーシング３との間に形成している。

　スクロール圧縮機１は、上記構成によって以下の動作を行う。
　モータ５はモータ駆動回路部によって駆動され、クランク軸１４を回転する。クランク軸１４は、圧縮機構部４を旋回運動させるとともに、ポンプ１３を駆動する。ポンプ１３は、貯液部６の潤滑油７を圧縮機構部４に供給する。潤滑油７は、圧縮機構部４を潤滑し、圧縮機構部４でのシールを行う。
　冷凍サイクルからの帰還冷媒は、サブケーシング８０の吸入口８、及び固定スクロール１１に設けた吸入口１６から圧縮空間１０に吸入され、圧縮された後に、吐出口３１から吐出室６２に吐出される。吐出室６２に吐出された冷媒は、連絡通路６３を通じてモータ５周辺の空間に入り、モータ５を冷却して吐出口９から吐出される。吐出室６２に吐出された冷媒は、吐出口９から吐出されるまでの過程で、衝突や絞り作用によって潤滑油７を分離する。副転がり軸受４１は、冷媒に混じっている潤滑油７によって潤滑される。

　図２（ａ）に示すように、オルダムリング５７は、一定の幅Ｏのリング状に形成されたリング部５７ａと、リング部５７ａの一方の面に設けた一対のスクロール側キー部５７ｂと、リング部５７ａの他方の面に設けた一対の主軸受側キー部５７ｃとで構成している。
　図２（ｂ）に示すように、主軸受部材５１の背面には、主軸受側キー部５７ｃが摺動する主軸受側キー溝部５１ａを設けている。主軸受側キー部５７ｃは、主軸受側キー溝部５１ａに摺動自在に嵌め込まれる。
　図２（ｃ）に示すように、旋回スクロール１２の鏡板１２ａの背面には、スクロール側キー部５７ｂが摺動するスクロール側キー溝部１２ｄを設けている。スクロール側キー部５７ｂは、スクロール側キー溝部１２ｄに摺動自在に嵌め込まれる。

　スクロール側キー溝部１２ｄでのスクロール側キー部５７ｂの摺動方向と、主軸受側キー溝部５１ａでの主軸受側キー部５７ｃの摺動方向とは直交する。
　一対のスクロール側キー部５７ｂは、リング部５７ａの直径線Ｘ上から互いにずらした位置に配置している。そして、一対のスクロール側キー部５７ｂの間Ｌａは、スクロール側キー溝部１２ｄの幅Ｍａ以上又はスクロール側キー部５７ｂの幅Ｎａ以上としている。
　また、一対の主軸受側キー部５７ｃは、リング部５７ａの直径線Ｙ上から互いにずらした位置に配置している。そして、一対の主軸受側キー部５７ｃの間Ｌｂは、主軸受側キー溝部５１ａの幅Ｍｂの幅以上又は主軸受側キー部５７ｃの幅Ｎｂ以上としている。
　スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃは、リング部５７ａの外径から突き出さず、リング部５７ａの内径からも突き出さないように配置されている。従って、主軸受部材５１の主軸受側キー溝部５１ａ近傍に主軸受側キー部５７ｃとの干渉を避けるための逃がし部を設ける必要がなくなる。また、オルダムリング５７の素材を製作する金型のキー部近傍の形状が単純になるため金型寿命が延び、リング部５７ａ内外周面の加工に旋盤が使用できることから、生産性が向上し、よって、スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃの根元部の強度が高まり信頼性が向上する。

　クランク軸１４の回転は、旋回スクロール１２の筒部１２ｃに伝達される。旋回スクロール１２は、スクロール側キー部５７ｂとスクロール側キー溝部１２ｄとによって規制される第１の方向と、主軸受側キー部５７ｃと主軸受側キー溝部５１ａとによって規制される第２の方向への移動となり、自転は阻止される。第１の方向と第２の方向とは直交するため、第１の方向への移動と第２の方向への移動が合成され、旋回スクロール１２は、図３に示す旋回半径ｅ’での旋回運動を行う。

　上記構成により、主軸受部材５１の背面に設けられる一対の主軸受側キー溝部５１ａは、その中心に設けられたスラスト支持部５１ｂから逃げる位置となる。従って、主軸受側キー溝部５１ａは、主軸受部材５１の直径線Ｙ上に設ける場合に比べて、主軸受側キー溝部５１ａの摺動長さｐ’（図３参照）を長くすることができる。また、オルダムリング５７は、主軸受側キー部５７ｃをリング部５７ａの直径線Ｙ上に設けるとともにスクロール側キー部５７ｂをリング部５７ａの直径線Ｘ上に設ける場合に比べて、リング部５７ａの幅Ｏを小さくでき、その結果、リング部５７ａの外径を小さくできることから、圧縮機構部４を小型化することができる。

　また、旋回半径ｅ’が大きくなると、鏡板１２ａの背面でのシール部材２４の包絡円の外径φｎ’（図３参照）は大きくなる。しかし、一対のスクロール側キー溝部１２ｄは、鏡板１２ａの直径線Ｘ上から互いにずらした位置としているので、外径φｎ’の包絡円には干渉せず、シール性を損なわない。従って、旋回半径ｅ’を大きく設計することができる。

　オルダムリング５７は、スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃをリング部５７ａと別部品で構成し、個別に成型した一対のスクロール側キー部５７ｂ及び一対の主軸受側キー部５７ｃを、リング部５７ａに組立固定してもよい。
　この場合には、例えば、リング部５７ａには凹部を、スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃには凸部を設ける。そして、リング部５７ａの凹部に、スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃの凸部を、圧入もしくは焼き嵌めなどの方法で組立固定する。
　スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃをリング部５７ａと別部品で構成することにより、リング部５７ａには軽く安価な材料を採用することで軽量化かつ低コスト化が可能となる。また、スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃには、スクロール側キー溝部１２ｄや主軸受側キー溝部５１ａとの相性が良く、摺動性の良い材料を採用することで信頼性が向上する。

　（実施の形態２）
　図４は、本発明の実施の形態２のオルダムリングの平面図である。なお、オルダムリング以外の構成は実施の形態１と同一構成なので説明を省略する。

　一対のスクロール側キー部５７ｂの側面は、スクロール側キー溝部１２ｄと摺動する摺動面５７ｂｘと、スクロール側キー溝部１２ｄと摺動しない非摺動面５７ｂｙとからなる。
　また、一対の主軸受側キー部５７ｃの側面は、主軸受側キー溝部５１ａと摺動する摺動面５７ｃｘと、主軸受側キー溝部５１ａと摺動しない非摺動面５７ｃｙとからなる。
　本実施の形態は、摺動面５７ｂｘ、５７ｃｘと非摺動面５７ｂｙ、５７ｃｙとを同一形状としたものであり、４つの側面の縦横の長さおよびコーナー部のＲ形状を全て同一形状したものである。
　これによって、スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃの４つの側面の加工が容易となり生産性が向上する。
　個別に成型した一対のスクロール側キー部５７ｂ及び一対の主軸受側キー部５７ｃを、リング部５７ａに組立固定する場合には、４つの側面の形状が同一で方向性がないことから、組立におけるミスをなくすとともに生産性が向上する。

　（実施の形態３）
　図５は、本発明の実施の形態３のオルダムリングの平面図である。なお、オルダムリング以外の構成は第１の実施の形態と同一構成なので説明を省略する。
　本実施の形態は、一対のスクロール側キー部５７ｂのそれぞれの中心点を結んだ線分と、一対の主軸受側キー部５７ｃのそれぞれの中心点を結んだ線分とが、リング部５７ａの中心で直交するように、スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃをリング部５７ａに配置している。
　これによって、スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃは、リング部５７ａの中心に対して対称な配置となり、オルダムリング５７の表面、裏面が同一形状かつ円周方向も１８０度対称な形状となるため、組立ミスをなくすとともに生産性が向上する。

　（実施の形態４）
　図６（ａ）は、実施の形態４におけるスクロール圧縮機のオルダムリングを固定スクロール側から見た平面図である。図６（ｂ）は、実施の形態４におけるスクロール圧縮機の主軸受部材を固定スクロール側から見た平面図である。図６（ｃ）は、実施の形態４におけるスクロール圧縮機の旋回スクロールを鏡板の背面側から見た平面図である。
　図７は、オルダムリングと主軸受部材とを組み合わせて固定スクロール側から見た平面図であり、旋回スクロールの鏡板およびキー溝部を点線で示している。また、主軸受部材に設置されたシール部材が鏡板の背面に接する包絡円を二点鎖線で示している。なお、オルダムリング以外の構成は第１の実施の形態と同一構成なので説明を省略する。

　図６（ａ）に示すように、オルダムリング５７は、リング状に形成されたリング部５７ａと、リング部５７ａの一方の面に設けた一対のスクロール側キー部５７ｂと、リング部５７ａの他方の面に設けた一対の主軸受側キー部５７ｃとで構成している。
　図６（ｂ）に示すように、主軸受部材５１の背面には、主軸受側キー部５７ｃが摺動する主軸受側キー溝部５１ａを設けている。主軸受側キー部５７ｃは、主軸受側キー溝部５１ａに摺動自在に嵌め込まれる。
　図６（ｃ）に示すように、旋回スクロール１２の鏡板１２ａの背面には、スクロール側キー部５７ｂが摺動するスクロール側キー溝部１２ｄを設けている。スクロール側キー部５７ｂは、スクロール側キー溝部１２ｄに摺動自在に嵌め込まれる。

　一対のスクロール側キー部５７ｂの側面であり、スクロール側キー溝部１２ｄと摺動する摺動面は、クランク軸１４の回転方向によって負荷を受ける負荷側摺動面５７ｂｘｗと、クランク軸１４の回転方向によって負荷を受けない反負荷側摺動面５７ｂｘｕとからなる。
　また、一対の主軸受側キー部５７ｃの側面であり、主軸受側キー溝部５１ａと摺動する摺動面は、クランク軸１４の回転方向によって負荷を受ける負荷側摺動面５７ｃｘｗと、クランク軸１４の回転方向によって負荷を受けない反負荷側摺動面５７ｃｘｕとからなる。
　ここで、クランク軸１４は、図６（ｂ）の矢印の方向、主軸受部材５１を固定スクロール１１側から見たときに反時計回りに回転する。
　本実施の形態では、反負荷側摺動面５７ｂｘｕ、５７ｃｘｕの面積を、負荷側摺動面５７ｂｘｗ、５７ｃｘｗの面積より小さくしている。
　本実施の形態によれば、反負荷側摺動面５７ｂｘｕ、５７ｃｘｕの面積を負荷側摺動面５７ｂｘｗ、５７ｃｘｗの面積より小さくしたことで、オルダムリング５７のリング部５７ａの幅Ｏを小さくすることができ、またオルダムリング５７の外径を小さくすることができる。
　また、本実施の形態では、反負荷側摺動面５７ｂｘｕ、５７ｃｘｕの面積を、負荷側摺動面５７ｂｘｗ、５７ｃｘｗの面積の半分以上としている。

　本実施の形態によれば、反負荷側摺動面５７ｂｘｕ、５７ｃｘｕの面積を負荷側摺動面５７ｂｘｗ、５７ｃｘｗの面積の半分以上確保することにより、起動直後、過渡期、停止時などの不安定な運転状態においても、スクロール側キー部５７ｂとスクロール側キー溝部１２ｄとの隙間、又は主軸受側キー部５７ｃと主軸受側キー溝部５１ａとの隙間で生じるがたつきが抑えられ、安定して運転することが可能となり、信頼性が向上する。

　本実施の形態においても、オルダムリング５７は、スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃをリング部５７ａと別部品で構成し、個別に成型した一対のスクロール側キー部５７ｂ及び一対の主軸受側キー部５７ｃを、リング部５７ａに組立固定してもよい。
　この場合には、例えば、リング部５７ａには凹部を、スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃには凸部を設ける。そして、リング部５７ａの凹部に、スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃの凸部を、圧入もしくは焼き嵌めなどの方法で組立固定する。
　スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃをリング部５７ａと別部品で構成することにより、リング部５７ａには軽く安価な材料を採用することで軽量化かつ低コスト化が可能となる。また、スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃには、スクロール側キー溝部１２ｄや主軸受側キー溝部５１ａとの相性が良く、摺動性の良い材料を採用することで信頼性が向上する。

　（実施の形態５）
　図８（ａ）は、実施の形態５におけるスクロール圧縮機のオルダムリングを固定スクロール側から見た平面図である。図８（ｂ）は、実施の形態５におけるスクロール圧縮機の主軸受部材を固定スクロール側から見た平面図である。図８（ｃ）は、実施の形態５におけるスクロール圧縮機の旋回スクロールを鏡板の背面側から見た平面図である。
　図９は、本実施の形態におけるオルダムリングと旋回スクロールとを組み合わせた状態を固定スクロール側から見た要部断面図である。

　図８（ａ）に示すように、オルダムリング５７は、リング状に形成されたリング部５７ａと、リング部５７ａの一方の面に設けた一対のスクロール側キー部５７ｂと、リング部５７ａの他方の面に設けた一対の主軸受側キー部５７ｃとで構成している。
　図８（ｂ）に示すように、主軸受部材５１の背面には、主軸受側キー部５７ｃが摺動する主軸受側キー溝部５１ａを設けている。主軸受側キー部５７ｃは、主軸受側キー溝部５１ａに摺動自在に嵌め込まれる。
　図８（ｃ）に示すように、旋回スクロール１２の鏡板１２ａの背面には、スクロール側キー部５７ｂが摺動するスクロール側キー溝部１２ｄを設けている。スクロール側キー部５７ｂは、スクロール側キー溝部１２ｄに摺動自在に嵌め込まれる。

　一対のスクロール側キー部５７ｂの側面であり、スクロール側キー溝部１２ｄと摺動する摺動面は、クランク軸１４の回転方向によって負荷を受ける負荷側摺動面５７ｂｘｗと、クランク軸１４の回転方向によって負荷を受けない反負荷側摺動面５７ｂｘｕとからなる。
　ここで、クランク軸１４は、図８（ｂ）の矢印の方向、主軸受部材５１を固定スクロール１１側から見たときに反時計回りに回転する。
　本実施の形態では、反負荷側摺動面５７ｂｘｕをスクロール側キー溝部１２ｄから外へ突き出し、負荷側摺動面５７ｂｘｗをスクロール側キー溝部１２ｄから外へ突き出さないように構成している。
　ここで、スクロール側キー溝部１２ｄから外へ突き出す反負荷側摺動面５７ｂｘｕの突き出し面積を、負荷側摺動面５７ｂｘｗの全面積の半分以下としている。
　図９（ｂ）の状態で、一方のスクロール側キー部５７ｂの反負荷側摺動面５７ｂｘｕが、スクロール側キー溝部１２ｄから外へ突き出し、図９（ｄ）の状態で、他方のスクロール側キー部５７ｂの反負荷側摺動面５７ｂｘｕが、スクロール側キー溝部１２ｄから外へ突き出している。

　本実施の形態によれば、スクロール側キー部５７ｂの反負荷側摺動面５７ｂｘｕは安定時には力を受けないため、それぞれ１回転につき１回ずつ旋回スクロール１２の外径から突き出しても旋回動作および圧縮動作には影響を及ぼさず、突き出した分だけ旋回スクロール１２の外径を小さくすることができる。よって、圧縮機構部４を小型化することができ、さらに旋回半径を大きくした圧縮機構部４の設計が可能になる。
　また本実施の形態によれば、反負荷側摺動面５７ｂｘｕの突き出し面積を、負荷側摺動面５７ｂｘｗの全面積の半分以下で突き出すことにより、反負荷側摺動面５７ｂｘｕの面積を負荷側摺動面５７ｂｘｗの面積の半分以上確保することで、起動直後、過渡期、停止時などの不安定な運転状態においても、スクロール側キー部５７ｂの隙間で生じるがたつきが抑えられ、安定して運転することが可能となり、信頼性が向上する。

　本実施の形態においても、オルダムリング５７は、スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃをリング部５７ａと別部品で構成し、個別に成型した一対のスクロール側キー部５７ｂ及び一対の主軸受側キー部５７ｃを、リング部５７ａに組立固定してもよい。
　この場合には、例えば、リング部５７ａには凹部を、スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃには凸部を設ける。そして、リング部５７ａの凹部に、スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃの凸部を、圧入もしくは焼き嵌めなどの方法で組立固定する。
　スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃをリング部５７ａと別部品で構成することにより、リング部５７ａには軽く安価な材料を採用することで軽量化かつ低コスト化が可能となる。また、スクロール側キー部５７ｂ及び主軸受側キー部５７ｃには、スクロール側キー溝部１２ｄや主軸受側キー溝部５１ａとの相性が良く、摺動性の良い材料を採用することで信頼性が向上する。
　なお、オルダムリング５７のリング部５７ａは、２つの円弧を直線部でつないだ長円のリング状であってもよい。

　以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、オルダムリングの外径を小さくすることができることから、圧縮機構部を小型化することができ、さらに旋回半径を大きくした圧縮機構部の設計が可能となるので、作動流体を冷媒と限ることなく、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の用途にも適用できる。

Claims

　圧縮機構部を、
偏心軸部を有するクランク軸と、
前記クランク軸を回転自在に支承する主軸受部材と、
前記偏心軸部に回転自在に嵌め合いされた旋回スクロールと、
前記旋回スクロールと噛み合わせて圧縮空間を形成する固定スクロールと、
前記旋回スクロールの自転を阻止するオルダムリングとで構成し、
前記オルダムリングを、
リング状に形成されたリング部と、
前記リング部の一方の面に設けた一対のスクロール側キー部と、
前記リング部の他方の面に設けた一対の主軸受側キー部と、
で構成し、
前記旋回スクロールには、前記スクロール側キー部が摺動するスクロール側キー溝部を設け、
前記主軸受部材には、前記主軸受側キー部が摺動する主軸受側キー溝部を設け、
前記スクロール側キー溝部での前記スクロール側キー部の摺動方向と、前記主軸受側キー溝部での前記主軸受側キー部の摺動方向とが直交するスクロール圧縮機であって、
一対の前記スクロール側キー部の間が、前記スクロール側キー溝部の幅以上となるように、一対の前記スクロール側キー部を、前記リング部の直径線上から互いにずらした位置に配置し、
一対の前記主軸受側キー部の間が、前記主軸受側キー溝部の幅以上となるように、一対の前記主軸受側キー部を、前記リング部の直径線上から互いにずらした位置に配置した
ことを特徴とするスクロール圧縮機。
　前記スクロール側キー部及び前記主軸受側キー部が、前記リング部の外径から突き出さず、前記リング部の内径から突き出さないことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機
　一対の前記スクロール側キー部の側面であり、前記スクロール側キー溝部と摺動する摺動面、及び一対の前記主軸受側キー部の側面であり、前記主軸受側キー溝部と摺動する摺動面が、
前記クランク軸の回転方向によって負荷を受ける負荷側摺動面と、
前記クランク軸の回転方向によって負荷を受けない反負荷側摺動面とからなり、
前記反負荷側摺動面の面積を前記負荷側摺動面の面積より小さくしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機。
　前記反負荷側摺動面の前記面積を、前記負荷側摺動面の前記面積の半分以上としたことを特徴とする請求項３に記載のスクロール圧縮機。
　一対の前記スクロール側キー部の側面であり、前記スクロール側キー溝部と摺動する摺動面が、
前記クランク軸の回転方向によって負荷を受ける負荷側摺動面と、
前記クランク軸の回転方向によって負荷を受けない反負荷側摺動面とからなり、
前記反負荷側摺動面を前記スクロール側キー溝部から外へ突き出し、前記負荷側摺動面を前記スクロール側キー溝部から外へ突き出さないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機。
　前記スクロール側キー溝部から外へ突き出す前記反負荷側摺動面の突き出し面積を、前記負荷側摺動面の全面積の半分以下としたことを特徴とする請求項５に記載のスクロール圧縮機。
　個別に成型した一対の前記スクロール側キー部及び一対の前記主軸受側キー部を、前記リング部に組立固定したことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
　一対の前記スクロール側キー部及び／又は一対の前記主軸受側キー部の側面が、前記スクロール側キー溝部及び／又は前記主軸受側キー溝部と摺動する摺動面と、前記スクロール側キー溝部及び／又は前記主軸受側キー溝部と摺動しない非摺動面とからなり、前記摺動面と前記非摺動面とを同一形状としたことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
　一対の前記スクロール側キー部のそれぞれの中心点を結んだ線分と、一対の前記主軸受側キー部のそれぞれの中心点を結んだ線分とが、前記リング部の中心で直交することを特徴とする請求項８に記載のスクロール圧縮機。