JP4604008B2

JP4604008B2 - スクロール型機械

Info

Publication number: JP4604008B2
Application number: JP2006245028A
Authority: JP
Inventors: ブラスジャロスラブ; ジー．マーシャルニール; ジャスティンアンダーソンゲイリー; シューウオリスフランク; ジョセフモニアーケネス; アーネストローガンケント; クレイグフェアバンクススチーブン
Original assignee: エメルソンクライメイトテクノロジーズ、インコーポレイテッド
Priority date: 1993-11-03
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2025-12-22
Also published as: US5403172A; JPH07253084A; JP2007016790A; US5527167A; US5538408A; JP2007032573A; JP4560021B2; JP3869865B2

Description

本発明はスクロール型機械に関する。とくに、本発明はスクロール型機械の運転中発生する騒音を減衰する新規な方法および装置に関する。

流体圧縮または膨張用のスクロール機械は通常、それぞれ軸線の周りに形成される二つの直立し相互に嵌合するインボリュートらせん状ラップすなわちスクロールを備えている。各スクロールもそれぞれ端板上に載置され、先端は他方の各スクロールの端板に接触またはほぼ接触する。さらに、各スクロールのフランク面は他方のスクロールのフランク面に近接し、線接触またはほぼ接触する線が移動する。スクロールの相対的旋回運動にしたがって、室は流体圧縮のためスクロールの半径方向外端からスクロールの半径方向内端まで、または流体膨張のためスクロールの半径方向内端からスクロールの半径方向外端まで移動する。室の形成を達成するため、スクロールは駆動機構によって相対的に旋回運動をさせられる。スクロールのいずれか一方が旋回運動するか、または双方が相対的に偏心的に回転する。

非旋回スクロールを有する構造による代表的スクロール機械は、非旋回スクロールと係合する旋回スクロール、旋回スクロールへ軸方向負荷を加える推力軸受およびスクロール部材の相対回転を阻止する運動制御部材を有する。スクロール部材の相対回転を阻止するのに適した運動制御部材は通常オルダム継手である。

市場において、従来うけ入れられたものより一層静粛な機械に対する要求が増加し、このことはとくに空調およびヒートポンプ装置において然りである。空調およびヒートポンプ用に使用される冷凍圧縮機の場合、音はうけ入れ可能性を判断するのにますます重要な基準になってきた。スクロール圧縮機には多数の認識された音源が存在し、それらの多くは容易に取除くことができる。しかしながら、最近発見された容易に取除けない音源は、機械的衝突音またはある運転状態のもとで圧縮機の種々の要素に関連する運動制御部材の振動によって発生する振動音に関連している。これらの運転状態は、圧縮機が軽負荷状態で運転されているとき、運動制御部材がそれを圧縮機の各要素と衝突させて騒音を発生しうる力の逆転を阻止すべき運動制御部材を含む圧縮機要素の負荷が不十分であるとき、および運動制御部材が駆動負荷、ガス力、圧縮機の推力軸受または他の要素間の相互作用の結果として圧縮機内で動揺する状態を含んでいる。

したがって、力の逆転および運動制御部材の動揺を阻止し、したがって運動制御部材の振動によって生ずる機械的衝突または振動を除去するため、すべての方向においてまた圧縮機のすべての運転状態において、運動制御部材に十分な負荷が確実に存在することが好ましい。

したがって、本発明の主目的は、運動制御部材の振動によって生ずる機械的衝撃または振動を発生しうる、スクロール機械に存在する通常の組立ておよび運転時の間隙を除去するため、運動制御部材を偏倚する装置を設けることである。

上記目的を達成するための本発明によるスクロール型機械は、
端板から外方に突出する第１のらせん状ラップを有する第１スクロール部材と、
端板から外方に突出する第２のらせん状ラップを有する第２スクロール部材にして、前記第１スクロール部材と第２スクロール部材が相対旋回運動する際、前記第２のらせん状ラップが前記第１のらせん状ラップ間に介在し、それらの間に複数の移動流体室を形成する第２スクロール部材と、
軸受ハウジングによって回転可能に支持され、前記スクロール部材の一方に駆動連結され、前記スクロール部材を相対的に旋回運動させる駆動軸と、
前記第１および第２スクロール部材間の相対回転を阻止する運動制御部材にして、リングと、該リングから延在している複数の剛性突起とを有している運動制御部材と、
前記運動制御部材を特定の方向に動かす偏倚部材にして、前記リングと前記スクロール型機械の固定部品とに接触していて、それらの間に配置されている偏倚部材とを有している。

本発明によれば、運動制御部材は偏倚部材によって特定の方向に偏倚されるため、運動制御部材の振動によって生ずる機械的衝突または振動を発生しうる、スクロール機械に存在する通常の組立ておよび運転中の間隙を除去され、きわめて静粛な運転を達成することができる。

以下、本発明を実施するのに現在最善と考えられる型式を示す図面に基づいて説明する。いくつかの図面において同様のまたは対応する部分は同じ符号で示されている。

図１に示された圧縮機１０は全体的に円筒形の密閉殻体１２を有し、その上端にはキャップ１４を、また、その下端には（図示しない）複数の取付脚を一体に形成された基部１６を有する。キャップ１４は（図示しない）通常の排出弁を有する冷媒排出継手１８を備えている。殻体に取付けられた他の主要な要素にはキャップ１４が殻体１２に溶接されたのと同じ点において周囲を溶接された横方向に延在する隔壁２２と、殻体１２に適当に固定された主軸受ハウジング２４とおよびそれぞれ適当に殻体１２に固定された複数の半径方向外方に延びる脚を有する下方軸受ハウジング２６とが含まれる。断面が全体的に正方形であるが角部を丸くされたモータの固定子２８が殻体１２にプレス嵌めされている。固定子の丸い角部の間の平坦部は固定子と殻体の間に殻体の頂部から底部への潤滑剤の戻りを容易にする通路を形成している。

上端に偏心クランクピン３２を有する駆動軸すなわちクランク軸３０は主軸受ハウジング２４内の軸受３４および下方軸受ハウジング２６内の軸受３６に回転可能に支持されている。クランク軸３０は下端に比較的大径の同心孔３８を有し、孔３８はクランク軸３０の頂部から上方に延びる半径方向外方に変位した小径の孔４０と連通している。孔３８内には攪拌器４２が設けられている。殻体１２内部の下方部分には潤滑油が充填され、孔３８は潤滑流体をクランク軸３０および孔４０にそして最後に潤滑を必要とする圧縮機の種々のすべての部分に給送するポンプとして作用する。

クランク軸３０は固定子２８、固定子を通る巻線４４およびクランク軸３０にプレス嵌めされかつ上端および下端に釣合重量４８および５０をそれぞれ有する回転子４６を有する電気モータによって駆動回転される。

主軸受ハウジング２４の上面には平らな推力軸受面５２が設けられ、その上に、上面に通常のらせん翼すなわちラップ５６を有する旋回スクロール５４が設置されている。旋回スクロール５４の下面からジャーナル軸受５８を有する円筒形ハブが突出し、クランクピン３２が中に駆動可能に設置される内孔６２を有する駆動ブッシュ６０が回転可能に設置されている。クランクピン３２は面の一部が平坦で、その平坦面は内孔６２の一部に形成された（図示しない）平坦面に駆動係合して、たとえば米国特許第４８７７３８２号に記載されたような、半径方向に追随する駆動装置を形成する。該特許の開示をここに参照されたい。

非旋回スクロール部材６４は、スクロール５４のラップ５６と接触係合するように位置するラップ６６を設けられている。非旋回スクロール６４は中央に上向きに開いた凹所７０と連通する排出通路６８を設けられ、凹所７０はキャップ１４および隔壁２２によって画定された排出マフラー室７２と連通している。非旋回スクロール６４には環状凹所７４が設けられ、浮動シール集合体７６が設置されている。凹所７０および７４およびシール集合体７６は共働して軸方向偏倚圧力室を画定し、該室はラップ５６および６６によって圧縮された高圧流体をうけ入れ、非旋回スクロール部材６４に軸方向偏倚力を加え、各ラップ５６および６６の先端を押して向合った端板面に密封係合させる。シール集合体７６は米国特許第５１５６５３９号に詳細に記載された型とするのが好ましく、該特許の開示をここに参照されたい。スクロール部材６４は前記米国特許第４８７７３８２号または同第５１０２３１６号に開示されたような適当な方法で主軸受ハウジング２４に取付けられるように構成されている。該特許の開示をここに参照されたい。

オルダム継手８０は運動制御部材として設けられ、かつ旋回スクロール５４と軸受ハウジング２４との間に位置する。オルダム継手８０は旋回スクロール５４ならびに非旋回スクロール６４にキー止めされ、非旋回スクロール６４に対する旋回スクロール部材６４の回転運動を阻止する。オルダム継手８０は１９９０年１０月１日出願の米国特許出願第５９１４４３号“スクロール圧縮機用オルダム継手”に開示された型と同じ型にするのが好ましく、該特許出願の開示をここに参照されたい。

図３は殻体１２′およびオルダム継手８０′を備えた圧縮機１０′の上方部分を示し、オルダム継手は運動制御部材として設けられ、かつ旋回スクロール５４′と軸受ハウジング２４′との間に位置している。オルダム継手８０′は旋回スクロール５４′および軸受ハウジング２４′の双方にキー止めされ非旋回スクロール６４′に対する旋回スクロール部材５４′の回転運動を阻止している。オルダム継手８０′は本出願人の米国特許４９９２０３３号に開示された型と同じ型とするのが好ましく、該特許をここに参照されたい。

本発明はオルダム継手８０またはオルダム継手８０′の旋回スクロール５４または５４′、非旋回スクロール６４または６４′、主軸受ハウジング２４または２４′または殻体１２または１２′に対するユニークな配置を提案する。図２、図４および図７にもっともよく示されたように、オルダム継手８０は環状リング部分８２を有し、その非円形の内周はそれぞれほぼ一定の半径Ｒを有する二つの全体的に円形の円弧部分８４および８６によって画定され、それらの両端は長さがＬのほぼ直線の部分８８および９０によって連結されている。

一対のキー９２および９４が環状リング８２に直径方向に向合って設けられ、かつその面９６から軸方向上方に突出している。環状リング８２に設けられた第２の対のキー９８および１００もその面９６から軸方向上方に突出している。キー９８および１００は円弧８６の半径に平行に延びる線に沿って向合い、その半径はキー９２および９４が向合いかつキー９４に向かって延びる直径に垂直である。さらに、キー９８および１００は外向きに突出するフランジ部分上に位置する。キー９８および１００を半径方向に移行させかつ外方に位置決めしたことは相俟ってオルダム継手８０の大きさを一定の大きさの圧縮機および対応する殻体の直径に対して最少にするが、推力面５２の大きさを同じ大きさの圧縮機に対して最大にするとともに旋回スクロール部材５４のラップ５６の位置および大きさに対する干渉を排除することができる。

図２に示すように、旋回スクロール部材５４の端板は一対の外方に突出するフランジ部分１０２および１０４を備え、フランジはそれぞれ外向きに開く溝１０６を有する。溝１０６は各キー９８および１００をうけ入れるような大きさである。もちろん、キー９８および１００は旋回スクロール部材５４の端板上面が上方に突出することを阻止するような軸方向長さまたは高さを備えている。

ふたたび図１において、非旋回スクロール６４もまたそれぞれキー９２および９４をうけ入れるように構成された一対の半径方向に延びる向合った溝１０８および１１０を備えている。もちろん、キー９２および９４はキー９８および１００よりもかなり長く、かつ上記非旋回スクロール６４の限定された軸方向運動の間中、溝１０８および１１０と接触したままである。しかしながら、スクロール部材６４がスクロール部材５４に完全に着座して各スクロール部材間の先端の密封に干渉するいかなる可能性も回避されるとき、僅かな隙間が各キー９２および９４と各溝１０８および１１０の上にある面との間に形成されるのが好ましいことを認識すべきである。

理解しうるように、オルダム継手８０は、各溝１０６，１０８および１１０と対応するキー９８，１００，９２および９４とによって形成される接触面の共働作用によって、スクロール部材５４と６４とを直接連結し、それらの間のいかなる相対回転も阻止するのに役立つ。同様に、軸受ハウジング２４への非旋回スクロール６４の取付け配置は軸受ハウジング２４に対する非旋回スクロール部材６４の相対回転を有効に阻止し、したがって軸受ハウジング２４に対する旋回スクロール部材５４の相対回転も阻止する。

本発明は製造組立ておよび運転の際の隙間を吸収するためオルダム継手８０に負荷を加える偏倚部材を使用している。オルダムキー負荷は多くの要因によって影響されるが、主として二つの主要な要因がある。これらの二つの影響は切線方向ガス力およびそれが発生したモーメントおよびオルダムリングの並進運動によって生じた慣性誘導力を含んでいる。切線方向ガス力モーメントは圧縮機の運転状態に対応するが、まったく均一と考えることができる。それは図４のＦ₀によって示されたように旋回スクロールのキー９８および１００に力を加える。並進慣性は運転速度に対応し、本質的にサイン曲線的である。並進慣性は旋回スクロールのキー９８および１００のみに作用し、図４のＦ₁によって示された力を発生する。Ｆ₁は正の値から負の値の間で変動するサイン曲線的力である。しかして、慣性力Ｆ₁は旋回スクロールのキー９８および１００に切線方向モーメント力Ｆ₀を加算しまた減算する。慣性力Ｆ₁は非旋回スクロールのキー９２および９４に作用する力に直接影響することはない。

図５はＦ₁の値がＦ₀の値より小さいときの二つの力Ｆ₀およびＦ₁の和を示す。この場合、旋回スクロールのキー９８および１００はそれらの各溝１０６の一側に偏倚されたままである。図６はＦ₁の値がＦ₀の値より大きいときの和を示す。この場合、旋回スクロールのキー９８および１００の負荷は各回転中のある瞬間に負になる。このことは旋回スクロールのキー９８および１００をそれらの各溝１０６内で振動させ、望ましくない騒音を発生する。慣性力成分に直接対抗するため一つまたは複数のばねを導入することはキー９８および１００に決して負の力を発生させることなく、したがって望ましくない騒音を発生することはない。

図１および図２に示す実施例は、主軸受ハウジング２４とオルダム継手８０の間に設置された一対のコイルばね１２０および１２２を備えている。オルダム継手８０には、キー９２，９４，９８および１００から反対方向にその面１２８から軸方向に突出する第５および第６番目のキー１２４および１２６が設けられている。キー１２４および１２６にはそれぞれコイルばね１２０および１２２をうけ入れるポケット１３０および１３２が設けられている。対応する対のポケット１３４および１３６が主軸受ハウジング２４内に設けられている。ポケット１３０および１３４はコイルばね１２０を保持し、かつ案内するように作用し、一方ポケット１３２および１３６はコイルばね１２２を保持し、かつ案内するように作用する。図３はオルダム継手８０′の同様の偏倚を示す。

図１および図２は反対方向に作用する二つのコイルばね１２０および１２２によって偏倚されるオルダム継手８０を示しているが、オルダム継手８０を偏倚するためコイルばね１２０のみを使用することも本発明の範囲内にある。偏倚の方向はコイルばね１２０のばねの型式によって決定される。コイルばね１２０に圧縮ばねが選ばれるならば、主軸受ハウジング２４に対するオルダム継手８０の偏倚は半径方向外向きになる。もしコイルばね１２０が引張りばねとして選ばれるならば、主軸受ハウジング２４に対するオルダム継手８０の偏倚は半径方向内向きになる。引張りばねの場合、コイルばね１２０の反対側端部はそれぞれオルダム継手８０および主軸受ハウジング２４に取付けられなければならない。図３には、オルダム継手８０に関して上記に記載したのと同様にオルダム継手８０′を偏倚するコイルばね１２０および１２２が図示されている。

図３、図１９および図２０にもっともよく示されたように、オルダム継手８０′は環状リング部分８２′を有し、非円形のその内周はそれぞれほぼ一定半径Ｒの二つの全体的に円形の円弧部分８４′および８６′によって画定され、それらの両端は長さＬのほぼ直線の部分８８′および９０′によって連結されている。

一対のキー９２′および９４′が環状リング８２′に直径方向に向合って、かつ環状リング８２′から下方に突出して設けられている。第２の対のキー９８′および１００′が環状リング８２′に直径方向に向合って、かつ環状リング８２′から上方に突出して設けられている。

図３において、軸受ハウジング２４′はキー９２′および９４′をうけ入れるように構成された一対の半径方向に延びる整合した溝１０８および１１０を有する。図２に示されたものと同様に、キー９８′および１００′は旋回スクロール５４′および軸受ハウジング２４′の（図示しない）一対の溝に摺動可能にうけ入れられている。

本発明は図１に開示された実施例と同様に製造、組立ておよび運転時の隙間を解消するためオルダム継手８０′に負荷を加えるためコイルばね１２０および１２２を利用している。図３に示された実施例は主軸受ハウジング２４′とオルダム継手８０′との間に設置されたコイルばね１２０および１２２を備えている。コイルばね１２０および１２２をうけ入れるためそれぞれ一対のポケット１３０′および１３２′が、下方に延びるキー９２′および９４′に形成されている。対応する対のポケット１３４′および１３６′が主軸受ハウジング２４′内に設置されている。ポケット１３０′および１３４′はコイルばね１２０を保持しかつ案内するように作用し、一方ポケット１３２′および１３６′はばね１２２を保持しかつ案内するように作用する。

単に説明の目的のため、図８から図１４はオルダム継手８０の一側に作用する偏倚部材の種々の型を示している。図８から図１４に示された各偏倚部材は、オルダム継手８０を偏倚するため別々に作用しうるか、または図１および図２に図示された実施例と同様に反対方向に作用する付加的偏倚部材と組合わせうることを理解すべきである。さらに、図８から図１４に示された偏倚部材は図３に示されたスクロール圧縮機と組合わせてオルダム継手８０が偏倚されるのと同様の方法でオルダム継手８０′を偏倚しうることを理解すべきである。

図８は全体的に参照符号１４０で指示された偏倚部材の別の例を示している。図８に示された例において、主軸受ハウジング２４は、主軸受ハウジング２４から半径方向外方に延びて偏倚部材１４０の取付け区域を形成する拡大されたボス１４２を備えている。支持ボルト１４４はボス１４２内に延びる孔の中に螺合されることによって孔１４２に固定されるか、または支持ボルト１４４はこの技術に周知の他の方法によってボス１４２に固定することができる。片持ばね１４６はボルト１４４に螺合されるナット１４８によってまたはこの技術に周知の他の方法によって支持ボルト１４４に固定される。スペーサ１５０は片持ばね１４６を支持ボルト１４４上に軸方向に位置決めする。片持ばね１４６は支持ボルト１４４とオルダム継手８０の面との間に延びて、オルダム継手８０を半径方向内方に偏倚する。片持ばね１４６をオルダム継手８０に取付けることにより、または望むならば片持ばね１４６を支持ボルト１４４とオルダム継手８０の内面の間に延長させることにより、オルダム継手８０を半径方向外方に偏倚することができる。

図９は参照符号１６０によって全体的に指示された偏倚部材の別の例を示す。偏倚部材１６０はピストンおよび圧縮性流体型ばねで、スクロール部材５４を通って設置された中間圧力通路１６２、主軸受ハウジング２４の推力面５２内に設置された環状溝１６４、中間圧力偏倚室１６６およびピストン１６８を有する。偏倚室１６６は溝１６４を通して中間圧力の流体を供給され、溝は通路１６２を通して中間圧力の流体を供給される。通路１６２はその上端で圧縮機１０内の中間圧力室に開放し、その下端で圧縮機１０の運転中、溝１６４に周期的に開放する。ピストン１６８は、室１６６内の加圧流体がピストン１６８をオルダム継手８０に向かって半径方向外方に押してオルダム継手８０を偏倚するように、摺動可能に室１６６内にうけ入れられている。

図１０は参照符号１８０によって全体的に示された偏倚部材の別の例を示す。偏倚部材１８０は一端がリテーナ１８４によって主軸受ハウジング２４に固定されたループばね１８２を有する。リテーナ１８４は主軸受ハウジング２４内の孔に螺着されるかまたはリテーナ１８４はこの技術において周知の他の手段によって固定することができる。ループばね１８２の反対側端部はオルダム継手８０の内側面に接触し、オルダム継手８０に対して半径方向外向きの偏倚負荷を加える。この実施例は、オルダム継手８０を半径方向外向きに偏倚するものとして図示されているが、望むならばループばね１８２はオルダム継手８０の外側面に接触してオルダム継手８０を半径方向内方に偏倚するように形成することもできることが分かるであろう。

図１１は参照符号２００によって全体的に示された偏倚部材の別の例を示す。偏倚部材２００はウイッシュボーンばね２０２を有し、その第１脚部２０４は殻体１２に溶接によりまたはこの技術において周知の他の手段によって固定され、またその第２脚部２０６はオルダム継手８０の内面に接触してオルダム継手８０を半径方向外向きに偏倚している。オルダム継手８０を半径方向外向きに偏倚するものとして図示されているが、望むならばウイッシュボーンばね２０２はオルダム継手８０の外側面に接触してオルダム継手８０を半径方向内方に偏倚するように形成することもできる。同様に、ウイッシュボーンばね２０２はクランク軸３０の軸線に平行な全体的に垂直位置で示されているが、ウイッシュボーンばね２０２を殻体１２内の利用可能な空間に位置決めするため、クランク軸３０の軸線に対していかなる角度位置にも設置しうることを理解されたい。

図１２は参照符号２２０によって全体的に示された偏倚部材の別の例を示す。偏倚部材２２０は第１脚部２２４、第２脚部２２６および中央アクチュエータ部分２２８を備えた板ばね２２２を有する。第１および第２脚部２２４および２２６は取付けブラケット２３４に設けられた対応する孔２３０および２３２に嵌合する。取付けブラケット２３４は殻体１２に溶接によりまたはこの技術において周知の他の手段によって固定されている。取付けブラケット２３４への板ばね２２２の取付けは中央アクチュエータ部分２２８をオルダム継手８０の外面に位置決めし、オルダム継手８０を半径方向内方に偏倚する。取付けブラケット２３４および板ばね２２２はクランク軸３０の軸線に平行な全体的に垂直の位置で示されているが、取付けブラケット２３４および板ばね２２２は殻体１２内の利用可能な空間に取付けブラケット２３４および板ばね２２２を位置決めするため、クランク軸３０の軸線に対していかなる角度位置にも設置しうることを理解されたい。

図１から図１２に示された種々の例はオルダム継手８０または８０′に作用する慣性力成分に直接対抗する偏倚部材を導入することを示している。図１３に示された例はオルダム継手８０の並進運動に対抗し偏心部材として作用するダッシュポットを導入することを示している。

図１３は参照符号２４０によって全体的に示された偏倚部材の別の例を示す。偏倚部材２４０はオルダム継手８０と一体で下方軸受ハウジング２４と一体のシリンダ２４６にうけ入れられたピストン２４４を有するダッシュポット２４２を備えている。ピストン２４４はシリンダ２４６内に摺動可能にうけ入れられ、シリンダ２４６内のピストン２４４の軸方向運動が通気孔２４８を通って圧縮機内の吸入ガスのポンプ作用を奏するような大きさにされている。望むならば（図示しない）シールをシリンダ２４６とピストン２４４の間に設けて通気孔を通る吸込ガスを確実に給送することができる。通気孔２４８はシリンダ２４６に出入するガス流を制御して圧縮機の広範囲の運転速度に亘って慣性力を吸収することができるような大きさにされる。同様に、ダッシュポット２４２を図３に示された圧縮機に設け、オルダム継手８０が偏倚されるのと同じようにオルダム継手８０′を偏倚することができる。

図１から図１３に示された種々の例はオルダム継手８０または８０′に作用する慣性力成分に直接対抗するため偏倚部材またはダッシュポットを導入することを示している。図１４に示された例は、切線方向ガス力によってオルダム継手８０に作用するモーメントに補足または追加する偏倚部材を導入することを示している。オルダム継手８０に作用するモーメントを増大することにより、図６に示された状態を回避することができ、オルダム継手８０の負荷は図５に示されたものと常に同じとなる。

図１４は参照符号２６０によって全体的に示された偏倚部材の別の例を示す。偏倚部材２６０は点２６４において殻体１２に、また点２６６においてオルダム継手８０に固定されたＵ型捩りばね２６２を有する。Ｕ型ばね２６２は編成ケーブルまたは他の型のＵ型ばねとすることができる。殻体１２とオルダム継手８０との間に組立てられたとき、ばね２６２はオルダム継手８０を圧縮機１０内に組込むことによって捩り方向に予負荷される。Ｕ型捩りばね２６２はオルダム継手８０が自由に並進運動をなし、ばね２６２のＵ型ループによる捩り方向に負荷を加えることができる。

その通常の旋回運動に加えて、旋回スクロール５４は駆動負荷、ガス力およびスラスト軸受の間の相互作用の結果として動揺する。この旋回スクロール５４の動揺作用は各溝に対するオルダムキー摩擦と関連して、オルダム継手８０に対して衝撃的にいくらか動揺させる傾向がある。さらに慣性力はオルダム継手８０を垂直に移動するようにも作用する。図４および図７に示すように、オルダム継手８０はオルダムキーに作用する力がオルダム継手８０の重心と同じ水平面に内に来ないように構成されている。このため、オルダム継手８０を回転させようとする慣性力と駆動力との組合わせが形成される。オルダム継手８０の動揺を減少または除去しようとする方法として、偏倚部材をオルダム継手８０を軸方向に偏倚するため設けることができる。

図１から図１４に既に示された偏倚部材は、オルダム継手を特定の方向、すなわち圧縮機に対して半径方向または捩り方向に偏倚し、溝が旋回スクロール、非旋回スクロールまたは下方軸受ハウジングにあることに係わりなく、オルダム継手のキーが各溝に対して衝突することによって生ずる音または騒音を除去する。図１５から図１８に示された例は特定の方向が圧縮機に対して軸線方向であるオルダム継手の偏倚を示している。

図１５はオルダム継手８０、旋回スクロール５４および下方軸受ハウジング２４の集合体を示す。オルダム継手８０は二つの水平かつ全体的に平行な面の間に設置されている。これらの二つの面は旋回スクロール５４の下方の面３０２および主軸受ハウジング２４の平坦な推力支持面５２である。オルダム継手８０の垂直運動はこれら二つの面３０２および５４に接触するオルダム継手８０上に設置された複数のオルダムパッド３０４によって制限される。オルダム継手８０は非旋回スクロールのキー９２および９４によって並進運動を案内され、また旋回スクロールのキー９８および１００によって駆動される。オルダム継手８０が駆動されるとき、慣性力および摩擦力は複数のオルダムパッド３０４を面３０２および５２に間欠的に接触させようとする。そのつどパッド３０４は面３０２または５２のいずれかと接触する。図１６から図１８に示された実施例はオルダム継手８０を面３０２または５２の一方に偏倚してパッド３０４と面３０２または面５２のいずれかの間の衝撃の大きさを制御する。

図１６および図１７はオルダム継手８０を軸線方向に偏倚する板ばね３１０の使用を略示している。板ばね３１０はオルダム継手８０と旋回スクロール５４の面３０２との間に設置されオルダム継手８０を主軸受ハウジング２４の面５２に向かって偏倚する。板ばね３１０の性質および等級に従って、オルダム継手８０が主軸受ハウジング２４の面５２に向かって偏倚されるため、オルダム継手の動揺は減少または解消される。板ばね３１０は、旋回スクロール５４とオルダム継手８０との間の相対運動に抵抗するため、オルダム継手８０に固定されるかまたはオルダム継手８０の図示しない凹所内に設置される。

図１８はコイルばね３２０とオルダム継手８０の非旋回スクロールのキー９２内に軸方向に延びる孔３２４内に設置されたボタン３２２の使用を略示している。図１８はコイルばね３２０およびスクロールのキー９２内のボタン３２２を略示しているが、同様のコイルばね３２０およびボタン３２２を、望むならば、オルダム継手８０の対称的負荷を維持するためスクロールのキー９４内に設けることもできる。コイルばね３２０はボタン３２２を押圧して非旋回スクロール６４に設置された溝１０８の上面３２６と接触させる。このように、オルダム継手８０は主軸受ハウジング２４の面５２に向かって偏倚される。オルダム継手８０を対称的に負荷するためた、非旋回スクロールのキー９２および９４の双方が、孔３２４、コイルばね３２０およびボタン３２２を備えることができる。コイルばね３２０の等級に従って、オルダム継手８０が主軸受ハウジング２４の面５２に向かって偏倚されるため、オルダム継手の動揺は減少または解消される。ボタン３２２は溝１０８内のオルダム継手８０の並進運動を可能にする。

好ましい実施例に関する前記説明はオルダム継手の特殊な構造に関連する例示としてなされたものであるが、この技術に通じた人々は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲、精神および公正な意味から離れることなく、オルダム継手の他の構造を使用するように本発明の偏倚装置を変形することができる。

本発明による偏倚された運動制御部材を備えたスクロール型冷凍圧縮機の中心を通る垂直断面図。線２−２に沿う図１に示す冷凍圧縮機の断面図。図１に示す装置とは異なった構造のしかし図１に示す装置と同様に偏倚された運動制御部材を備えた装置の図１と同様の破断垂直断面図。図１および図２に示す冷凍圧縮機に設けられた運動制御部材の平面図。第１の状態の、運動制御部材に作用する切線方向ガス圧と慣性ガス圧の組合せを示す線図。第２の状態の、運動制御部材に作用する切線方向ガス圧と慣性ガス圧の組合せを示す線図。図４に示された運動制御部材の正面図。本発明の別の実施例による片持ばねを使用する運動制御部材の偏倚を示す略線図。本発明の別の実施例による圧縮流体ばねを使用する運動制御部材の偏倚を示す略線図。本発明の別の実施例によるループばねを使用する運動制御部材の偏倚を示す略線図。本発明の別の実施例によるウイッシュボーンばねを使用する運動制御部材の偏倚を示す略線図。本発明の別の実施例による板ばねを使用する運動制御部材の偏倚を示す略線図。本発明の別の実施例によるダッシュポットを使用する運動制御部材の偏倚を示す略線図。本発明の別の実施例によるＵ型ばねを捩り方向に使用する運動制御部材の偏倚を示す図２に示すものと同様の断面図。オルダム継手の動揺を強調した、旋回スクロール、オルダム継手および主軸受ハウジングを示す略図。本発明の別の実施例による板ばねを使用する運動制御部材の軸方向偏倚を示す部分側面図。図１６に示す運動制御部材の偏倚を示す部分端面図。本発明の別の実施例によるコイルばねを使用する運動制御部材の軸方向偏倚を示す部分端面図。図３に示す冷凍圧縮機に設けられた運動制御部材の平面図。図１９に示された運動制御部材の正面図。

Claims

スクロール型機械であって、
端板から外方に突出する第１のらせん状ラップを有する第１スクロール部材と、
端板から外方に突出する第２のらせん状ラップを有する第２スクロール部材にして、前記第１スクロール部材と第２スクロール部材が相対旋回運動する際、前記第２のらせん状ラップが前記第１のらせん状ラップ間に介在し、それらの間に複数の圧縮室を形成する第２スクロール部材と、
軸受ハウジングによって回転可能に支持され、前記第１および第２スクロール部材の一方に駆動連結され、前記第１および第２スクロール部材を相対的に旋回運動させる駆動軸と、
前記第１および第２スクロール部材間の相対回転を阻止する運動制御部材にして、リングと、該リングから延在している複数の剛性突起とを有している運動制御部材と、
前記運動制御部材を所定の一方向に偏倚する偏倚部材にして、前記運動制御部材と前記軸受ハウジングとに接触していて、前記運動制御部材と前記軸受ハウジングに反対方向の同じ大きさの力を及ぼしている偏倚部材とを有するスクロール型機械。
前記複数の突起の少なくとも一つは前記第１スクロール部材に係合し、前記複数の突起の少なくとも他の一つは前記第２スクロール部材に係合している、請求項１に記載のスクロール型機械。
前記複数の突起の少なくとも一つは前記第１及び第２スクロール部材の一つに係合し、前記複数の突起の少なくとも他の一つは前記軸受ハウジングに係合している、請求項１に記載のスクロール型機械。
前記リングは非円形である、請求項１に記載のスクロール型機械。
前記所定の一方向は前記第１及び第２スクロール部材に対して半径方向内方である、請求項１に記載のスクロール型機械。
前記所定の一方向は前記第１及び第２スクロール部材に対して半径方向外方である、請求項１に記載のスクロール型機械。
前記所定の一方向は前記第１及び第２スクロール部材に対して軸方向である、請求項１に記載のスクロール型機械。
前記所定の一方向は前記第２のスクロール部材の前記端板によって画定された平面にほぼ平行である、請求項１に記載のスクロール型機械。
前記偏倚部材は片持ばねである、請求項１に記載のスクロール型機械。
前記偏倚部材が、前記第１及び第２スクロール部材の内の一方のスクロール部材にして、前記第１及び第２スクロール部材の他方のスクロール部材と協働して中間圧力の圧縮室を形成する一方のスクロール部材を通る中間圧力通路と、前記軸受ハウジングの推力面内に設置された環状溝にして、前記中間圧力通路と連通する環状溝と、前記環状溝と連通する中間圧力偏倚室と、該中間圧力偏倚室内に摺動可能に受け入れられたピストンにして、前記中間圧力偏倚室内の加圧流体が前記ピストンを前記運動制御部材に向かって半径方向外方に押すピストンとを有している、請求項１に記載のスクロール型機械。
前記偏倚部材はループばねである、請求項１に記載のスクロール型機械。
前記偏倚部材は板ばねである、請求項１に記載のスクロール型機械。
前記偏倚部材は、前記軸受ハウジングと一体であって、通気孔を備えたシリンダと、前記運動制御部材と一体であって、前記シリンダ内に摺動可能に受け入れられたピストンとを有していて、前記通気孔が前記シリンダに出入りするガス流を制御する大きさにされているダッシュポットである、請求項１に記載のスクロール型機械。
前記運動制御部材はオルダム継手である、請求項１に記載のスクロール型機械。
前記オルダム継手は前記第１および第２スクロール部材にキー止めされている、請求項１４に記載のスクロール機械。
前記オルダム継手は前記第１及び第２スクロール部材の一方と、前記軸受ハウジングとにキー止めされている、請求項１４に記載のスクロール機械。