JP2018141443A - オルダム継手構造、スクロール圧縮機、冷凍回路システム - Google Patents

Abstract

【課題】従来のオルダムリングの配置構成においては、固定スクロールのガス流路等の必要部位に対してレイアウトの自由度が制限されるという課題がある。
【解決手段】オルダムリングの配置構成として、軸方向から見て、固定側キー溝７１の少なくとも一方は、固定スクロール３３の中心、又は固定側ラップ３６における基礎円の中心を通る第１の方向（Ｘ方向）と平行な基準線Ｌｓに対して、平行移動させた位置に配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、オルダム継手構造、スクロール圧縮機、冷凍回路システムに関するものである。

特許文献１では、固定スクロールに形成される一対のキー溝が、固定スクロールの中心を通る直線に沿って形成されている。

特許第２７５８１９３号公報

固定スクロールには、端面に複数のボルト穴を形成したり、外周面に配線通路やガス流路のための窪みを形成したりする必要があるため、単純にキー溝の配置を限定してしまうと、レイアウトの自由度が制限されてしまう。
本発明の課題は、レイアウトの自由度を向上させることである。

本発明の一態様に係るオルダム継手構造は、
軸方向の他端面に渦巻き状の固定側ラップが形成された円板状の固定スクロールと、
軸方向の一端面に渦巻き状の可動側ラップが形成され、可動側ラップを固定側ラップに噛み合わせ、且つ一端面を固定スクロールの他端面に摺動可能に接触させた状態で、旋回運動が伝達される円板状の可動スクロールと、
軸方向の一端面が可動スクロールの他端面に対向し、固定スクロールに対する可動スクロールの自転を阻止し且つ公転を許容する円環状のオルダムリングと、を備え、
固定スクロールは、軸方向の他端面のうち、固定側ラップよりも径方向外側の位置に、第一の方向に延び、且つ第一の方向に沿って並んだ一対の固定側キー溝が形成され、
可動スクロールは、軸方向の他端面に、第一の方向と直交する第二の方向に延び、且つ第二の方向に沿って並んだ一対の可動側キー溝が形成され、
オルダムリングは、軸方向の一端面に、固定側キー溝の夫々に対して摺動可能に嵌り合う一対の固定側キーと、可動側キー溝の夫々に対して摺動可能に嵌り合う一対の可動側キーと、が形成され、
軸方向から見て、固定側キー溝の少なくとも一方は、固定スクロールの中心、又は固定側ラップにおける基礎円の中心を通る第一の方向と平行な基準線に対して、平行移動させた位置に配置されることを特徴とするオルダム継手構造。

本発明によれば、固定側キー溝を基準線から平行移動させた位置に配置しているので、基準線上に限定した構成よりも、レイアウトの自由度を向上させることができる。

スクロール圧縮機を示す図である。 第１実施形態のメインフレームを示す図である。 第１実施形態の固定スクロールを示す図である。 第１実施形態の可動スクロールを示す図である。 第１実施形態のオルダムリングを示す図である。 キー溝とキーとの関係を示す図である。 第１実施形態における固定側キー溝の角度補正を示す図である。 第１実施形態において、可動スクロールがＸ方向の端まで寄っている状態を示す図である。 第１実施形態において、図８の状態から可動スクロールが反時計回りに９０度公転した状態を示す図である。 第１実施形態において、図９の状態から可動スクロールが反時計回りに９０度公転した状態を示す図である。 第２実施形態のメインフレームを示す図である。 第２実施形態の固定スクロールを示す図である。 第２実施形態の可動スクロールを示す図である。 第２実施形態のオルダムリングを示す図である。 第２実施形態における固定側キー溝の角度補正を示す図である。 第２実施形態において、可動スクロールがＸ方向の端まで寄っている状態を示す図である。 第２実施形態において、図１６の状態から可動スクロールが反時計回りに９０度公転した状態を示す図である。 第２実施形態において、図１７の状態から可動スクロールが反時計回りに９０度公転した状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

《第１実施形態》
《構成》
以下の説明では、便宜的に、軸方向の一端側を上方、他端側を下方として説明する。
図１は、スクロール圧縮機を示す断面図である。
スクロール圧縮機１１は、給湯用、給湯暖房用、冷蔵用、冷凍用等の冷凍回路システムに搭載され、作動流体の冷媒としての二酸化炭素（ＣＯ_２）を圧縮して吐出する。
スクロール圧縮機１１は、シェル１２によってユニット化されている。
シェル１２は、軸方向に延びる円筒状の胴部１３と、胴部１３の上端側を閉塞する上蓋１４と、胴部１３の下端側を閉塞する下蓋１５と、を備える。シェル１２は、内部が高圧となるため、気密性を保つように封止されている。胴部１３の上側には、冷媒を吸入する吸入管１６が接続され、上蓋１４の上面には、圧縮された冷媒を吐出する吐出管１７が接続されている。

胴部１３の内部には、下から順に、電動モータ２１と、スクロールユニット３１と、が収容されている。電動モータ２１の下方には、胴部１３の内部を上下方向に区画するためのサブフレーム２２が固定されている。電動モータ２１の回転軸２３は、下端側がサブフレーム２２によって回転自在に支持され、上端側がスクロールユニット３１のメインフレーム３２によって回転自在に支持されている。
シェル１２の底部には、胴部１３の下端部、サブフレーム２２、及び下蓋１５によって囲まれた区画によって、潤滑油２４を貯留する貯油室２５が形成されている。

回転軸２３の下端側は、サブフレーム２２を貫通しており、その先端にオイルポンプ２６が装着されている。オイルポンプ２６は、貯油室２５から潤滑油２４を吸引し、回転軸２３の内部に軸方向に沿って形成された給油路２７を介して、所定の摺動部分や軸受等に潤滑油２４を供給する。これにより、各摺動部分や軸受等で、潤滑、また摺動面のシールが行なわれる。なお、貯油室２５の油面には、冷媒の吐出圧力が作用しており、これも潤滑油２４が給油路２７を上昇することに寄与している。したがって、給油路２７の出口側も、圧縮された冷媒圧力と同等の高圧環境となる。サブフレーム２２には、軸方向に貫通した連通口２８が形成されており、所定の摺動部分や軸受に供給された潤滑油２４が、連通口２８を伝って貯油室に２５に戻される。

スクロールユニット３１は、メインフレーム３２と、固定スクロール３３と、可動スクロール３４と、オルダムリング３５と、を備える。
メインフレーム３２は、上面側が凹状に形成されており、このメインフレーム３２の上面側を閉塞するように円板状の固定スクロール３３が固定されている。固定スクロール３３の下面には、渦巻き状の固定側ラップ３６が形成されている。固定側ラップ３６は、高さ方向の先端が、固定スクロール３３の下面を超えないように、固定スクロール３３の下面に埋まった位置に形成されている。
可動スクロール３４は、円板状に形成され、その上面には、渦巻き状の可動側ラップ３７が形成されている。可動側ラップ３７は、可動スクロール３４の上面から突出させて形成されている。可動スクロール３４は、可動側ラップ３７を固定側ラップ３６に噛み合わせ、且つ上面を固定スクロール３３の下面に摺動可能に接触させている。固定スクロール３３の下面、固定側ラップ３６、可動スクロール３４の上面、及び可動側ラップ３７で囲まれた区画によって、冷媒を圧縮するための圧力室３８が形成されている。

可動スクロール３４の下面には、下方に突出するボス４１が形成されている。回転軸２３の上端側は、メインフレーム３２を貫通しており、その先端には、回転軸２３に対して偏心させたクランク端部４２が形成されており、このクランク端部４２が可動スクロール３４のボス４１に対して回転自在の状態で嵌め込まれている。したがって、回転軸２３の回転運動は、偏心されたクランク端部４２によって旋回運動として可動スクロール３４に伝達される。
オルダムリング３５は、円環状に形成され、上面が可動スクロール３４の下面に対向するように配置されており、後述するオルダム継手構造によって、可動スクロール３４の自転を阻止し、且つ固定スクロール３３に対する公転を許容している。

可動スクロール３４の下面側において、径方向内側には高圧の背圧室４３が形成され、径方向外側には中間圧の背圧室４４が形成されている。高圧の背圧室４３と中間圧の背圧室４４とは、メインフレーム３２のシール溝に設けられたシールリング４５によって区画されている。可動スクロール３４の下面には、径方向に延びる連通溝（図示省略）が形成されており、この連通溝は、可動スクロール３４の公転に伴ってシールリング４５の内側と外側とを間欠的に連通する。
したがって、背圧室４３は、給油路２７から供給される潤滑油２４によって高圧に設定され、背圧室４４は、連通溝を介して背圧室４３から間欠的に供給される潤滑油２４によって背圧室４３よりも低い中間圧に設定される。背圧室４３及び背圧室４４により、可動スクロール３４を固定スクロール３３の下面に押し付け、圧力室３８の密閉性を確保すると共に、圧縮不良の発生を抑制している。

固定スクロール３３には、固定側ラップ３６におけるインボリュート曲線の終端部に、吸入管１６と連通する吸入室４６が形成されている（図３参照）。固定スクロール３３の下面側には、固定側ラップ３６の終端部に形成された吸入室４６の近傍に、背圧制御弁４７が設けられている。背圧制御弁４７は、中間圧の背圧室４４と固定側ラップ３６の吸入室４６とを連通した連通路に設けられたリリーフ弁からなり、背圧室４４の圧力が設定値以上になると開き、吸入室４６へと圧力を逃がす。これにより、背圧室４４の圧力が適正な範囲に維持される。
固定スクロール３３の中央には、軸方向に貫通した吐出孔５１が形成されており、この吐出孔５１は、吐出弁５２によって開閉される。吐出弁５２は、吐出ヘッド５３によって覆われており、吐出弁５２の作動音を抑制している。

メインフレーム３２及び固定スクロール３３の径方向外側には、周方向に沿った複数の位置に、軸方向の貫通した貫通孔５４が形成されている（図２及び図３参照）。吐出ヘッド５３に覆われた領域は、貫通孔５４を介してスクロールユニット３１の下方側に連通している。電動モータ２１の外周面と胴部１３の内周面との間には、ステータの外周面を部分的に凹ませて形成された隙間がある。
メインフレーム３２及び固定スクロール３３の外周面には、周方向に沿った複数の位置に、軸方向の全面にわたって周方向に沿って凹ませた連通凹部５５が形成されている（図２及び図３参照）。シェル１２の上部には、胴部１３の上端部、固定スクロール３３、吐出ヘッド５３、及び上蓋１４によって囲まれた区画によって、圧縮された冷媒を吐出する吐出室５６が形成されている。吐出室５６は、連通凹部５５を介してスクロールユニット３１の下方側に連通している。

ここで、冷媒の流れを説明する。
冷媒は、吸入管１６、吸入室４６を経て、圧力室３８に吸入される。固定スクロール３３に対して可動スクロール３４が公転すると、圧力室３８は、軸方向から見て、スクロール中心に向かって変位し、その過程で容積が縮小してゆくことで、冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、吐出孔５１から吐出され、吐出ヘッド５３で覆われた区画から貫通孔５４を介してスクロールユニット３１の下方側に位置するモータ上部内側空間５８へ移動する。次いで、電動モータ２１のロータによる遠心分離作用を利用して、冷媒ガスに含まれたミスト状のオイルを分離しながら電動モータ２１を通過する。次いで、電動モータ２１の外周面と胴部１３の内周面との間に形成された隙間を介してモータ上部外側空間５９へと至り、連通凹部５５を介してスクロールユニット３１の上方側へ移動し、吐出室５６、吐出管１７を経て吐出される。なお、連通凹部５５はリード線５７の配線スペースとしても用いられている。

次に、オルダム継手構造について説明する。
以下の説明では、軸直角方向（面方向）のうち、互いに直交する二方向を、便宜的にＸ方向（第一の方向）、Ｙ方向（第二の方向）とする。
図２は、第１実施形態のメインフレームを示す図である。
図中の（ａ）はメインフレーム３２の斜視図であり、（ｂ）はメインフレーム３２の平面図であり、（ｃ）はメインフレーム３２の断面図である。
メインフレーム３２の上面側は、中心から径方向外側に向かって、順に、中心凹部６１と、内側底面６２と、外側底面６３と、が形成されている。

中心凹部６１は、軸方向から見て円形であり、ここに可動スクロール３４のボス４１、及び回転軸２３のクランク端部４２が配置される。内側底面６２は、軸方向から見て円環状であり、ここにシールリング４５を設けて可動スクロール３４の下面が接触する。外側底面６３は、軸方向から見て円環状で、内側底面６２よりも低くされており、ここにオルダムリング３５が嵌め込まれる。
メインフレーム３２における外周壁の内周面には、オルダムリング３５の外形、及び可動範囲に応じて、周方向に沿って凹ませた一対の内周凹部６４が形成されている。一対の内周凹部６４は、夫々、Ｘ方向に沿った中心線を通る位置から同一方向に平行移動させた位置に形成されている。
なお、メインフレーム３２の外周壁には、固定スクロール３３との固定に用いられる複数のボルト孔が、周方向に沿った所定の間隔で形成されている（図示省略）。

図３は、第１実施形態の固定スクロールを示す図である。
図中の（ａ）は固定スクロール３３を裏返した状態、つまり下面側から見た斜視図であり、（ｂ）は固定スクロール３３を下面側から見た平面図であり、（ｃ）は固定スクロール３３の断面図である。
固定スクロール３３を下面側から見て、固定側ラップ３６は、渦巻きの中心側から外側に向かって、反時計回りに描かれたインボリュート曲線によって構成されている。
固定スクロール３３の下面には、固定側ラップ３６よりも径方向外側の位置に、Ｘ方向に延び、且つＸ方向に沿って並んだ一対の固定側キー溝７１が形成されている。固定スクロール３３の外周面には、吸入管１６と接続され、且つ吸入室４６に連通する吸入口７２が形成されている。固定スクロール３３を下面側から見て、一対の固定側キー溝７１は、夫々、固定スクロール３３の周方向のうち、吸入室４６が形成されている角度位置を基点とし、インボリュート曲線の動径が小さくなる方向（ここでは時計回り）に４５度〜１３５度の範囲、及び２２５度〜３１５度の角度範囲に形成されている。動径とは、固定側ラップ３６を構成するインボリュート曲線に直交し、基礎円に接する法線の長さである。なお、この角度範囲は、固定スクロール３３を上面側から見ても、同一である。

軸方向から見て、固定側キー溝７１は、夫々、固定スクロール３３の中心、又は固定側ラップ３６における基礎円の中心を通るＸ方向と平行な基準線Ｌｓに対して、同一方向に平行移動させた位置に配置されている。具体的には、一対の固定側キー溝７１のうち、径方向内側を通過する内壁側インボリュート曲線の動径が大きい方の固定側キー溝７１を、基準線Ｌｓに対して動径が小さくなる側に平行移動させている。そして、動径が小さい方の固定側キー溝７１を、動径が大きい方の固定側キー溝７１と、同一方向に平行移動させている。

固定側キー溝７１の寸法は、後述するオルダムリング３５の固定側キー９１の外形、及び可動範囲に応じて設定されている。配置についても、固定側キー９１の配置に応じて、固定スクロール３３の円板中心、又は固定側ラップ３６の基礎円中心から、夫々、同等の位置に配置されている。固定側ラップ３６の中心とは、固定側ラップ３６を構成するインボリュート曲線における基礎円の中心である。メインフレーム３２と固定スクロール３３とを密着させるシール面を確保するために、固定側ラップ３６を構成する内壁インボリュート曲線や、固定スクロール３３の外周縁からは、固定側キー溝７１を離してある。
なお、固定スクロール３３の径方向外側には、メインフレーム３２との固定に用いられる複数のボルト孔が、周方向に沿った所定の間隔で形成されている（図示省略）。但し、固定側キー溝７１の延長線上やその近傍には、ボルト孔を設けていない。

図４は、第１実施形態の可動スクロールを示す図である。
図中の（ａ）は可動スクロール３４の斜視図であり、（ｂ）は可動スクロール３４の平面図であり、（ｃ）は可動スクロール３４の断面図である。
可動スクロール３４を上面側から見て、可動側ラップ３７は、渦巻きの中心から外側に向かって、時計回りに描かれたインボリュート曲線によって構成されている。
可動スクロール３４の下面には、Ｙ方向に延び、且つＹ方向に沿って並んだ一対の可動側キー溝８１が形成されている。可動側キー溝８１の寸法は、後述するオルダムリング３５の可動側キー９２の外形、及び可動範囲に応じて設定されており、径方向外側は可動スクロール３４の外周面に達している。

可動スクロール３４の外周面には、後述するオルダムリング３５の固定側キー９１の夫々との干渉を回避するための一対の切欠部８２が形成されている。一対の切欠部８２は、夫々、Ｘ方向に沿った中心線を通る位置から同一方向に平行移動させた位置に形成されている。軸方向から見て、切欠部８２の形状は、Ｘ方向に沿った中心線に対して非対称に形成されている。具体的には、軸方向から見て、Ｙ方向に沿った長手切欠面と、Ｘ方向に沿った短手切欠面と、を有するＬ字状に形成されている。切欠部８２の寸法は、固定側キー９１の外形、及び可動範囲に応じて設定される。一対の切欠部８２は、Ｙ方向に沿った中心線に対して線対称の関係にある。

図５は、第１実施形態のオルダムリングを示す図である。
図中の（ａ）はオルダムリング３５の斜視図であり、（ｂ）はオルダムリング３５の平面図であり、（ｃ）はオルダムリング３５の断面図である。
オルダムリング３５の上面には、固定側キー溝７１の夫々に対して摺動可能に嵌り合う一対の固定側キー９１と、可動側キー溝８１の夫々に対して摺動可能に嵌り合う一対の可動側キー９２と、が形成されている。固定側キー９１は、固定側キー溝７１よりも幅が広い基端部９３と、基端部９３の先端面に形成され、基端部９３よりも幅が狭く、固定側キー溝７１に対して摺動可能に嵌り合う先端部９４と、を備える。
軸方向から見て、一対の固定側キー９１は、夫々、Ｘ方向に沿った中心線を通る位置から同一方向に平行移動させた位置に形成されており、Ｙ方向に沿った中心線に対して線対称の位置に配置されている。軸方向から見て、一対の可動側キー９２は、Ｙ方向に沿った中心線を通る位置に形成されており、Ｘ方向に沿った中心線に対して対称の位置に配置されている。可動側キー９２同士の距離ａと、固定側キー９１同士の距離ｂとは同等である。

図６は、キー溝とキーとの関係を示す図である。
図中の（ａ）は、固定側キー溝７１と固定側キー９１との関係を示す。
固定スクロール３３の下面と基端部９３の先端面との軸方向の隙間ｃが、固定側キー溝７１の底面と先端部９４の先端面との軸方向の隙間ｄよりも小さくなるように設定されている。すなわち、固定スクロール３３又はオルダムリング３５に仮にガタが生じ、固定スクロール３３の下面と基端部９３の先端面とが接触しても、固定側キー溝７１の底面と先端部９４の先端面とは非接触状態を保つ。なお、基端部９３の高さは、可動スクロール３４の厚みに応じて設定される。固定側キー溝７１及び固定側キー９１は、幅方向に予め定めたクリアランスｅ１をもって嵌り合う。

図中の（ｂ）は、可動側キー溝８１と可動側キー９２との関係を示す。
可動スクロール３４の下面とオルダムリング３５の上面との軸方向の隙間ｆが、可動側キー溝８１の底面と可動側キー９２の先端面との隙間ｇよりも小さくなるように設定されている。すなわち、可動スクロール３４又はオルダムリング３５に仮にガタが生じ、可動スクロール３４の下面とオルダムリング３５の上面とが接触しても、可動側キー溝８１の底面と可動側キー９２の先端面とは非接触状態を保つ。可動側キー溝８１及び可動側キー９２は、幅方向に予め定めたクリアランスｅ２をもって嵌り合う。
図７は、第１実施形態における固定側キー溝の角度補正を示す図である。
ここでは、固定スクロール３３を上端側（背面側）から見た一対の固定側キー溝７１を示している。固定側キー溝７１は、夫々、回転軸２３の回転方向と同一方向に、クリアランスｅ１及びｅ２に応じた分だけ角度をずらして形成されている。なお、固定側キー溝７１の角度補正を模式的に描いているが、具体的には、ｅ１及びｅ２の和の半分（＝｛ｅ１＋ｅ２｝／２）に相当する分だけ、回転軸２３の回転中心に対して角度をずらして形成されている。

ここで、オルダム継手構造の組み付けについて説明する。
先ず、メインフレーム３２の外側底面６３に対して、固定側キー９１及び可動側キー９２を上にしてオルダムリング３５を嵌め込む。このとき、軸方向から見て、メインフレーム３２に形成された内周凹部６４に対して、オルダムリング３５の固定側キー９１が適合する向きに配置する。次に、可動側キー溝８１を可動側キー９２に嵌め込むようにして、可動スクロール３４をメインフレーム３２の内側底面６２に乗せる。このとき、軸方向から見て、オルダムリング３５の固定側キー９１に対して、可動スクロール３４の切欠部８２が適合する向きに配置する。したがって、一対の固定側キー９１は、切欠部８２を介して可動スクロール３４の上方に向かって突出する。次に、固定側ラップ３６を可動側ラップ３７に噛み合わせるようにして、且つ固定側キー溝７１を固定側キー９１に嵌め込むようにして、固定スクロール３３をメインフレーム３２に合わせ、複数のボルトによって締結する。

次に、オルダム継手構造の動きについて説明する。
固定側キー溝７１に固定側キー９１が摺動可能に嵌り合うことで、固定スクロール３３とオルダムリング３５とは、Ｘ方向の相対変位のみが許容される。また、可動側キー溝８１に可動側キー９２が摺動可能に嵌り合うことで、可動スクロール３４とオルダムリング３５とは、Ｙ方向の相対変位のみが許容される。したがって、可動スクロール３４に旋回運動が伝達されると、Ｘ方向の相対変位、及びＹ方向の相対変位が個別に許容されることにより、可動スクロール３４の自転が阻止され、且つ固定スクロール３３に対する可動スクロール３４の公転が許容される。オルダムリング３５は、Ｘ方向に沿って直動（往復運動）するのみである。
図８は、第１実施形態において、可動スクロールがＸ方向の端まで寄っている状態を示す図である。
図中の（ａ）は、固定スクロール３３の側から見た平面図であり、図中の（ｂ）は、一方の固定側キー９１の拡大図である。
可動スクロール３４は、Ｘ方向における一方の端まで寄っており、Ｙ方向においては略中央にある。

図９は、第１実施形態において、図８の状態から可動スクロールが反時計回りに９０度公転した状態を示す図である。
図中の（ａ）は、固定スクロール３３の側から見た平面図であり、図中の（ｂ）は、一方の固定側キー９１の拡大図である。
可動スクロール３４は、Ｙ方向の一方の端まで寄っており、Ｘ方向においては略中央になる。
図１０は、第１実施形態において、図９の状態から可動スクロールが反時計回りに９０度公転した状態を示す図である。
図中の（ａ）は、固定スクロール３３の側から見た平面図であり、図中の（ｂ）は、他方の固定側キー９１の拡大図である。
可動スクロール３４は、Ｘ方向における他方の端まで寄っており、Ｙ方向においては略中央にある。

《作用》
次に、第１実施形態の主要な作用効果について説明する。
一般に、固定側キー溝７１は、固定スクロール３３の中心線に沿って形成される。しかしながら、固定スクロール３３の外周壁には、メインフレーム３２との固定に用いられる複数のボルト穴を形成し、外周面には、配線通路やガス流路のための連通凹部５５を形成する必要がある。そのため、単純に固定側キー溝７１の配置を限定してしまうと、レイアウトの自由度が制限されてしまう。そこで、軸方向から見て、一対の固定側キー溝７１を、夫々、固定スクロール３３の中心、又は固定側ラップ３６における基礎円の中心を通るＸ方向と平行な基準線Ｌｓに対して、同一方向に平行移動させた位置に配置する。これにより、基準線Ｌｓ上に限定した構成よりも、レイアウトの自由度を向上させることができる。

一対の固定側キー溝７１のうち、径方向内側を通過する内壁側インボリュート曲線の動径が大きい方の固定側キー溝７１を、基準線Ｌｓに対して動径が小さくなる側に平行移動させている。これにより、シール面を確保しやすくなり、且つ固定側キー溝７１の長さを確保しやすくなる。
可動スクロール３４の外周面には、固定側キー９１との干渉を回避するための一対の切欠部８２を形成している。軸方向から見て、切欠部８２の形状は、Ｘ方向に沿った中心線に対して非対称である。具体的には、Ｙ方向に沿った長手切欠面と、Ｘ方向に沿った短手切欠面と、を有するＬ字状に形成している。これにより、Ｙ方向に沿った切欠面のみからなる直線状の切欠部を設ける場合と比較して、切欠量を軽減し、より多くの摺動面積を残すことができるため、ＰＶ値の増加を抑制できる。

固定側キー溝７１と固定側キー９１との関係については、固定スクロール３３の下面と基端部９３の先端面との軸方向の隙間ｃを、固定側キー溝７１の底面と先端部９４の先端面との軸方向の隙間ｄよりも小さくしている。これにより、固定スクロール３３又はオルダムリング３５に仮にガタが生じたとしても、固定側キー溝７１の底面と先端部９４の先端面とが接触することを回避できる。
可動側キー溝８１と可動側キー９２との関係については、可動スクロール３４の下面とオルダムリング３５の上面との軸方向の隙間ｆを、可動側キー溝８１の底面と可動側キー９２の先端面との隙間ｇよりも小さくしている。これにより、可動スクロール３４又はオルダムリング３５に仮にガタが生じたとしても、可動側キー溝８１の底面と可動側キー９２の先端面とが接触することを回避できる。
固定側キー溝７１は、夫々、回転軸２３の回転方向と同一方向に、クリアランスｅ１及びｅ２に応じた分だけ角度をずらして形成されている。具体的には、ｅ１及びｅ２の和の半分に相当する分だけ、回転軸２３の回転中心に対して角度をずらしている。これにより、駆動時に、固定側キー溝７１と固定側キー９１との間の幅方向のガタ詰めをすることができる。

軸方向から見て、固定スクロール３３における周方向のうち、吸入室４６を形成した角度位置を基点とし、インボリュート曲線の動径が小さくなる方向（ここでは時計回り）に４５度〜１３５度の範囲、及び２２５度〜３１５度の角度範囲に、固定側キー溝７１を形成している。これは最もレイアウトしやすい角度範囲である。すなわち、固定スクロール３３を下面側から見て、固定側ラップ３６のインボリュート曲線は、中心側から外側に向かって反時計回りに描かれている。したがって、吸入室４６を基点に時計回りに０度から４５度の範囲は、固定側ラップ３６のインボリュート曲線が最も大きくなる。したがって、固定側ラップ３６との干渉を避け、且つシール面を確保しようとすると、固定スクロール３３が大型化してしまうため、ここにも固定側キー溝７１を配置することは避けたい。また、時計回りに３１５度から０度の角度範囲（反時計回りに０度から４５度の角度範囲）は、背圧制御弁４７を配置するのに適しているため、ここに固定側キー溝７１を配置することは避けたい。すなわち、吸入室４６を形成した角度位置を中心に、±４５度、合わせて９０度の角度範囲には、固定側キー溝７１を配置しにくい。このように、他の構成要素のレイアウト要求も考慮のうえ、固定側キー溝７１を配置するのに、最適な角度範囲を定めている。

また、オルダムリング３５の上面に、固定側キー９１と可動側キー９２の双方を形成することで、固定スクロール３３と可動スクロール３４とを直接的に連結するオルダム継手構造としている。これまで、オルダムリング３５の上面には、可動側キー９２だけを形成し、下面にはメインフレーム３２に対する固定側キーを形成するようなオルダム継手構造もあった。しかしながら、固定スクロール３３と可動スクロール３４とを間接的に連結することになるため、双方の芯が一致するように位置決めして組み立てる必要があり、芯ずれが生じる可能性もあった。これに対して、固定スクロール３３と可動スクロール３４とを直接的に連結するオルダム継手構造を採用することで、上記のような芯ずれが生じることを抑制できる。
また、冷媒として二酸化炭素を使用しているので、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）のように温暖化を促進することはない。また、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）のような微燃性や、ハイドロカーボン（ＨＣ）のような可燃性、またアンモニアのような毒性もない。したがって、環境保全の面で特に優れている。

《第２実施形態》
《構成》
第２実施形態は、一対の固定側キー溝７１を、夫々、基準線Ｌｓに対して反対方向に平行移動させたものである。
前述した第１実施形態と共通する部分については、詳細な説明を省略する。
図１１は、第２実施形態のメインフレームを示す図である。
一対の内周凹部６４は、夫々、Ｘ方向に沿った中心線を通る位置から反対方向に平行移動させた位置に形成されている。

図１２は、第２実施形態の固定スクロールを示す図である。
一対の固定側キー溝７１は、夫々、基準線Ｌｓに対して反対方向に平行移動させた位置に配置されている。具体的には、一対の固定側キー溝７１のうち、径方向内側を通過する内壁側インボリュート曲線の動径が大きい方の固定側キー溝７１を、基準線Ｌｓに対して動径が小さくなる側に平行移動させている。そして、動径が小さい方の固定側キー溝７１を、動径が大きい方の固定側キー溝７１と、反対方向に平行移動させている。
図１３は、第２実施形態の可動スクロールを示す図である。
一対の切欠部８２は、夫々、Ｘ方向に沿った中心線を通る位置から反対方向に平行移動させた位置に形成されており、中心点の周りに１８０度回転させた点対称の関係にある。

図１４は、第２実施形態のオルダムリングを示す図である。
一対の固定側キー９１は、夫々、Ｘ方向に沿った中心線を通る位置から反対方向に平行移動させた位置に形成されている。
図１５は、第２実施形態における固定側キー溝の角度補正を示す図である。
図１６は、第２実施形態において、可動スクロールがＸ方向の端まで寄っている状態を示す図である。
図１７は、第２実施形態において、図１６の状態から可動スクロールが反時計回りに９０度公転した状態を示す図である。
図１８は、第２実施形態において、図１７の状態から可動スクロールが反時計回りに９０度公転した状態を示す図である。

《作用》
次に、第２実施形態の主要な作用効果について説明する。
ここでは、一対の固定側キー溝７１を、夫々、基準線Ｌｓに対して、反対方向に平行移動させた位置に配置する。これにより、基準線Ｌｓ上に限定した構成よりも、レイアウトの自由度を向上させることができる。
第２実施形態において、前述した第１実施形態と共通する部分については、同様の作用効果が得られるものとし、詳細な説明は省略する。

《変形例》
第１及び第２実施形態では、固定側キー溝７１の双方を基準線Ｌｓに対して平行移動させているが、これに限定されるものではなく、何れか一方だけを平行移動させてもよい。これにより、レイアウトの自由度を向上させることができる。この場合も、一対の固定側キー溝７１のうち、径方向内側を通過する内壁側インボリュート曲線の動径が大きい方の固定側キー溝７１を、基準線Ｌｓに対して平行移動させる。
第１及び第２実施形態では、可動スクロール３４にＬ字状の切欠部８２を形成しているが、これに限定されるものではない。例えば、軸方向から見て、Ｙ方向に沿った切欠面のみからなる直線状の切欠部を形成してもよい。

第１及び第２実施形態では、可動スクロール３４の外周面に、一対の切欠部８２を形成しているが、これに限定されるものではなく、何れか一方を省略してもよい。この場合、一つの切欠部８２しか存在しないので、切欠部８２を省略した側の固定側キー９１については、可動スクロール３４の径方向外側へと逃がす必要がある。したがって、一方の固定側キー９１は、切欠部８２を介して可動スクロール３４の上方に向かって突出し、他方の固定側キー９１は、可動スクロール３４の径方向外側から上方に向かって突出する。これによれば、レイアウトの自由度を向上させることができる。
第１及び第２実施形態では、密閉型のスクロール圧縮機１１について説明したが、これに限定されるものではなく、密閉型以外の圧縮機や、膨張器等のスクロール型流体機器に適用してもよい。
第１及び第２実施形態では、縦置き型のスクロール圧縮機１１について説明したが、これに限定されるものではなく、横置き型に適用してもよい。

以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。

１１ スクロール圧縮機
３３ 固定スクロール
３４ 可動スクロール
３５ オルダムリング
３６ 固定側ラップ
３７ 可動側ラップ
４６ 吸入室
７１ 固定側キー溝
８１ 可動側キー溝
８２ 切欠部
９１ 固定側キー
９２ 可動側キー
９３ 基端部
９４ 先端部

Claims (13)

1. 軸方向の他端面に渦巻き状の固定側ラップが形成された円板状の固定スクロールと、
   軸方向の一端面に渦巻き状の可動側ラップが形成され、前記可動側ラップを前記固定側ラップに噛み合わせ、且つ一端面を前記固定スクロールの他端面に摺動可能に接触させた状態で、旋回運動が伝達される円板状の可動スクロールと、
   軸方向の一端面が前記可動スクロールの他端面に対向し、前記固定スクロールに対する前記可動スクロールの自転を阻止し且つ公転を許容する円環状のオルダムリングと、を備え、
   前記固定スクロールは、軸方向の他端面のうち、前記固定側ラップよりも径方向外側の位置に、第一の方向に延び、且つ前記第一の方向に沿って並んだ一対の固定側キー溝が形成され、
   前記可動スクロールは、軸方向の他端面に、前記第一の方向と直交する第二の方向に延び、且つ前記第二の方向に沿って並んだ一対の可動側キー溝が形成され、
   前記オルダムリングは、軸方向の一端面に、前記固定側キー溝の夫々に対して摺動可能に嵌り合う一対の固定側キーと、前記可動側キー溝の夫々に対して摺動可能に嵌り合う一対の可動側キーと、が形成され、
   軸方向から見て、前記固定側キー溝の少なくとも一方は、前記固定スクロールの中心、又は前記固定側ラップにおける基礎円の中心を通る前記第一の方向と平行な基準線に対して、平行移動させた位置に配置されることを特徴とするオルダム継手構造。
2. 軸方向から見て、前記固定側キー溝は、夫々、前記基準線に対して同一方向に平行移動させた位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のオルダム継手構造。
3. 軸方向から見て、前記固定側キー溝は、夫々、前記基準線に対して反対方向に平行移動させた位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のオルダム継手構造。
4. 軸方向から見て、前記固定側ラップは、インボリュート曲線によって形成され、
   一対の前記固定側キー溝のうち、径方向内側を通過する前記インボリュート曲線の動径が大きい方の前記固定側キー溝は、前記基準線に対して前記動径が小さくなる側に平行移動させた位置に配置されることを特徴とする請求項２又は３に記載のオルダム継手構造。
5. 前記固定スクロールは、前記固定側ラップを構成するインボリュート曲線の終端側に、冷媒の吸入室が形成され、
   前記可動スクロールの側から前記固定スクロールを見て、前記固定側キー溝は、夫々、前記固定スクロールの周方向のうち、前記吸入室が形成されている角度位置を基点とし、前記インボリュート曲線の動径が小さくなる方向に４５度〜１３５度の角度範囲、及び２２５度〜３１５度の角度範囲に形成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のオルダム継手構造。
6. 前記可動スクロールに旋回運動を伝達するための回転軸を備え、
   前記固定側キー溝及び前記固定側キーは、幅方向に予め定めたクリアランスをもって嵌り合い、
   前記固定側キー溝は、夫々、前記回転軸の回転方向と同一方向に、前記クリアランスに応じた分だけ角度をずらして形成されることを特徴とする請求項５に記載のオルダム継手構造。
7. 前記可動スクロールは、外周面に、前記固定側キーとの干渉を回避するための切欠部が形成され、
   軸方向から見て、前記切欠部の形状は、前記第一の方向に沿った中心線に対して非対称に形成されることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のオルダム継手構造。
8. 軸方向から見て、前記切欠部は、前記第二の方向に沿った長手切欠面と、前記第一の方向に沿った短手切欠面と、を有するＬ字状に形成されることを特徴とする請求項７に記載のオルダム継手構造。
9. 前記固定側キーは、
   前記オルダムリングにおける軸方向の一端面に形成され、前記固定側キー溝よりも幅が広い基端部と、
   前記基端部の先端面に形成され、前記基端部よりも幅が狭く、前記固定側キー溝に対して摺動可能に嵌り合う先端部と、を備え、
   前記固定スクロールの他端面と前記基端部の先端面との軸方向の隙間が、前記固定側キー溝の底面と前記先端部の先端面との軸方向の隙間よりも小さいことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のオルダム継手構造。
10. 前記可動スクロールの他端面と前記オルダムリングの一端面との軸方向の隙間が、前記可動側キー溝の底面と前記可動側キーの先端面との隙間よりも小さいことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載のオルダム継手構造。
11. 請求項１〜１０の何れか一項に記載のオルダム継手構造を備えたスクロール圧縮機。
12. 二酸化炭素冷媒を圧縮することを特徴とする請求項１１に記載のスクロール圧縮機。
13. 請求項１１又は１２に記載のスクロール圧縮機を搭載し、給湯用、給湯暖房用、冷蔵用、及び冷凍用の何れかに適用されることを特徴とする冷凍回路システム。

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