JPS6343420Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、被駆動部材がその中心軸が半径Ror
の円軌道を描くように駆動され、しかもその円軌
道運動中上記被駆動部材が回転しないように阻止
されることが必要な被駆動部材を有する装置、例
えばスクロール型流体装置の回転阻止機構の改良
に関する。

この種装置の最も一般的な例としてスクロール
型圧縮装置について説明する。

この装置は、一枚の板上にうずまき体を固定し
たスクロール部材を二つ用意し、これらを両うず
まき体の角度をずらせて互いにかみ合せて重ね、
一方のスクロール部材を固定、他方を可動にして
該可動スクロール部材の円軌道運動によつて、両
スクロール部材間に形成されている閉塞された流
体ポケツトの中心方向への移動とともに容種の減
少を生ぜしめて流体の圧縮を行なうものであり、
可動スクロール部材の円軌道運動に際しては、そ
れ自体が回転しないように阻止する必要がある。

このような回転阻止機構の一例は米国特許第
4160629号明細書に開示されているが、その応用
の一例を、最近提案されたスクロール型圧縮機を
断面図で示した第１図を参照して説明する。

図において、この圧縮機は、フロントエンドプ
レート１１とこれに設置されたカツプ状ケーシン
グ１２から成る圧縮機ハウジング１０を有してい
る。

フロントエンドプレート１１は、ハウジング１
０の中心軸線上に中心を有する貫通孔１１１を有
し、その中にボールベアリング１３を介して主軸
１４を回転自在に支承している。またフロントエ
ンドプレート１１は主軸１４の外周を取り巻くよ
うに前方に突出したスリーブ部１５を有し、該ス
リーブ部１５内にはシヤフトシール１６を配置し
ている。またスリーブ部１５の外周上には電磁ク
ラツチ装置１７を配設しており、外部駆動源より
の回転運動をＶベルト（図示せず）を介して電磁
クラツチ装置１７のプーリ１７１に伝達し、励磁
コイル１７２への通電制御によつて主軸１４への
回転運動の伝達を制御している。なお、フロント
エンドプレート１１はカツプ状ケーシング１２の
前端開口を閉塞するようにボルト等によつて固定
されており、Ｏ−リング１８によつて両者の接合
面をシールしている。またスリーブ部１５もフロ
ントエンドプレート１１の端面上にボルト等によ
つて固定され、接合面をＯ−リング１９によつて
シールしている。

フロントエンドプレート１１によつて開口部を
閉塞されたカツプ状ケーシング１２内には固定ス
クロール部材２０、可動スクロール部材２１、可
動スクロール部材駆動機構及び回転阻止機構２２
が配設されている。

ここで、固定スクロール部材２０は一般に、側
板２０１とその一面上に中心が側板の中心より距
離Ror／２（但し、Rorは可動スクロール部材の
円軌道半径）だけ偏心するよう固定したうずまき
体２０２及び該うずまき体２０２とは反対側の側
板２０１上に設けた脚部２０３とより構成され、
該脚部２０３をカツプ状ケーシング１２の外方よ
り該カツプ状ケーシング１２の底部１２１を貫通
して螺合するボルト３１によつて該底部１２１内
壁上に固定している。またカツプ状ケーシング１
２内に固定された固定スクロール部材２０の側板
２０１はその外周面とカツプ状部分２０の内壁面
間をＯ−リング３２でシールすることによつてカ
ツプ状ケーシング１２内の空間を吸入室２５と吐
出室２６とに仕切つている。さらに、側板２０１
の中央部にはスクロール部材間に形成された密閉
空間と吐出室２６を連通する連通孔２０４を穿設
している。

可動スクロール部材２１は側板２１１とその一
面上に中心が側板の中心より距離Ror／２だけ偏
心するように固定されたうずまき体２１２とより
構成され、該うずまき体２１２は前記固定スクロ
ール部材２０のうずまき体２０２と180゜の角度ず
れをもつてかみ合されている。また可動スクロー
ル部材２１は後述する駆動機構及び回転阻止機構
と連結されていて、主軸１４の回転によつて半径
Rorの円軌道上を公転運動し、前述した流体の圧
縮動作を行なう。

ここで、円軌道の半径Rorは一般に （うずまき体のピツチ）−２×（うずまき体の壁厚）
／２ で与えられる。また、可動スクロール部材２１は
そのうずまき体２１２のうずまき中心が固定スク
ロール部材２０のうずまき体２０２のうずまき中
心より距離Rorだけ離れるよう配置されており、
主軸１４の回転によつて可動スクロール部材２１
が半径Rorの円軌道上を公転運動することとな
る。これによつて両うずまき体間に線接触部が形
成され、この線接触部がうずまき体表面に沿つて
中心方向へ移動し、この結果流体ポケツトが容積
を減少しながらうずまき体の中心方向へ移動す
る。

従つて、外部流体回路からハウジング１０の外
周上に設けた吸入ポートを通つてハウジング１０
内の吸入室２５に流入した流体は、両うずまき体
の外終端部から流体ポケツト中に取り込まれ、圧
縮された流体は両うずまき体の中心部の流体ポケ
ツトから連通孔２０４を通つて吐出室２６へ送り
出され、そこからハウジング１０上に設けた吐出
ポートを介して外部流体回路へ流出することとな
る。

次に可動スクロール部材の駆動機構を第１図の
外に第２図をも参照して説明する。

フロントエンドプレート１１の貫通孔１１１を
貫通する主軸１４の内端部には大径部１４１を形
成しており、該大径部１４１をフロントエンドプ
レート１１の貫通孔１１１に配設したボールベア
リング１３によつて支承している。また大径部１
４１の先端面には中心から偏心した位置に駆動ピ
ン１４２が軸方向へ突出するように設けられてい
る。

一方、可動スクロール部材２１のうずまき体２
１２を固定した面とは反対側の側板２１２上に
は、円環状のボス２１３を形成している。ここで
円環状ボス２１３の中心は側板２１１の中心に一
致させている。また、該ボス２１３中には肉厚の
厚い円板状あるいは短軸状のブツシユ２７が嵌合
され、ニードルベアリング２８を介して回転自在
に支承されている。該ブツシユ２７はこれと一体
で半径方向に伸びた円板状のバランスウエイト２
７１を有しているとともに、主軸１４の大径部１
４１と対向する面上に軸方向の穴２７２を有し、
該穴２７２中にニードルベアリング２９を介して
前述した駆動ピン１４２を嵌合している。このた
め、可動スクロール部材２１は駆動ピン１４２上
に回動自在に支承されることとなる。なお、３
０，１４３はバランスウエイト２７１と可動スク
ロール部材２１の円軌道運動に伴なう力学的アン
バランスを打消すためのバランスウエイトであ
る。またスクロール部材２１は第１図中２２で示
す回転阻止機構によつて回転方向の運動が阻止さ
れている。

ここで、この回転阻止機構を第１図の他に分解
図である第３図をも参照して説明する。

回転阻止機構２２は、可動スクロール部材２１
のボス２１３のフロントエンドプレート１１寄り
の外周上に配置され、かつカツプ状部分１２の内
壁面上に外周面を接合してフロントエンドプレー
ト１１の端面に当接したリング状固定レース２２
１を有し、またこの固定レース２２１を被うよう
にその端面に当接された固定リング２２２を有
し、これらはピン２２３によりフロントエンドプ
レート１１の端面に固定されている。一方、可動
スクロール部材２１の側板２１１寄りのボス２１
３の外周には、側板２１１のうずまき体２１２と
反対側の端面にリング状可動レース２１４を有
し、また固定リング２２２の端面との間にわずか
な間隙をおいて可動レース２１４を被うようにそ
の端面に当接された可動リング２１５を有し、こ
れらはピン２１６により側板２１１に固定されて
いる。

第３図に示されているように、可動リング２１
５と固定リング２２２にはそれぞれ両リングを中
心を合せて重ね合せた時に互いに重なり合う位置
に複数のポケツト２１５ａ，２２２ａが軸方向に
穿孔されており、対向するポケツト間にはボール
素子２２４が狭持されている。

さて可動リングと固定リングとの関係を可動ス
クロール部材側から見た第４図をも参照して回転
阻止作用について説明する。

回転阻止は、固定リング２２２のポケツト２２
２ａの縁部と可動リング２１５のポケツト２１５
ａの縁部とでボール素子２２４を挟むことにより
行なわれる。すなわち可動スクロール部材が図中
反時計方向へ駆動されると可動リング２１５もそ
の中心軸が半径Rorの円を描くように円軌道運動
するが、可動スクロール部材も圧縮力の反力によ
り同じ方向へ回転力が生ずるため、可動リング２
１５の中心軸を中心として反時計方向へ回転しよ
うとする。しかし図中右方の９個のボール素子２
２４が固定リング２２２のポケツト２２２ａの縁
部と可動リング２１５のポケツト２１５ａの縁部
とで挟まれるため、可動リング２１５は回転する
ことができず、これによつて可動スクロール部材
の回転が阻止される。なお図示の状態では、可動
リング２１５の中心が図中最も上方にあつて回転
阻止力分布はfc₁〜fc₄のようになり、図中最も右
寄りのボール素子が最も大きく与しており、これ
から離れるにしたがつて小さくなつて図中左半分
の９個のボール素子２２４は、回転阻止の用はな
していない。しかし圧縮力の反力により可動スク
ロール部材の軸方向に加わる圧力は、可動レース
２１４、すべてのボール素子２２４を介して固定
レース２２１にスラスト支持される。このため可
動レース２１４及び固定レース２２１の内径及び
外径は、ボール素子２２４の転送領域を確保する
に足る大きさであれば良い。

このため、第５図に示すように可動レース２１
４及び固定レース２２１の径をボール素子２２４
の転送領域を確保するに足る径まで縮小し、可動
リング２１５及び固定リング２２２のみを各々ピ
ン２１６，２２３によつて固定してもよい。

ここで、両リング２１５，２２２にピン２１
６，２２３を挿通させるために穿孔されたピン孔
２１５ｂ，２２２ｂは、第６図からも明らかなよ
うにストレート孔であつた。このため、ボール素
子２２４の運動に伴なつて両リング２１５，２２
２は微動するので、ピン２１６，２２３はすりこ
ぎ運動を起こし、ピン２１６，２２３がピン孔２
１５ｂ，２２２ｂより抜け出ようとする方向へ力
を受け、ピン２１６，２２３が抜けてしまう虞れ
があつた。このような現象を解消するため、ピン
が嵌入するフロントエンドプレートあるいは可動
スクロール部材に設けるピン孔の径を両リング２
１５，２２２に設けたピン孔２１５ｂ，２２２ｂ
の径よりも小さくし、かつピン２１６，２２３の
圧入をきつくする構成、あるいは、ピンを割り口
がストレートのスプリングピンでなく、ひつかか
りの大きな波形のスプリングピンを使用する構成
が考えられるが、このような構成としてもピンが
ピン孔から抜ける方向へ移動することを防ぐには
充分でなかつた。

また、このようなリングの微動を防ぐため、リ
ングをかしめ加工することによつて固定する方法
も考えられるが、特にフロントエンドプレート側
にリングを固定する場合には、かしめ加工が困難
となり、採用することができないばかりか、固定
を行なう場合にはリングを何らかの位置決め構造
により固定した後に加工を施こす必要があり、こ
の位置決め構造としては、ピンを用いることが最
も簡便で正確であつた。

したがつて、本考案はこのような回転阻止機構
の改良を図ろうとするもので、回転阻止機構を構
成するリングの固定を容易で確実に行なうことを
目的とする。

即ち、本考案は、予め設定された円軌道を描く
ように駆動されるべき可動部材と、該可動部材に
上記円軌道運動を与えるために上記可動部材と結
合された駆動機構と、上記可動部材の円軌道運動
の間上記可動部材の回転を阻止する機構とを含む
旋回ピストン式流体装置において、上記回転阻止
機構は少なくとも、上記駆動機構を支承・固定部
材にＣ形ピンによつて固定された第１のリング、
該第１のリングとの間にわずかな隙間ができるよ
うに上記可動部材にＣ形ピンによつて固定された
第２のリング及び両リングに穿孔された複数の円
形ポケツト間に狭持される軸受け素子より構成さ
れ、該Ｃ形ピンは軸方向へ延びる開口部を楔形状
とし、外側面上に突出部を形成しているととも
に、Ｃ形ピンをリングを貫通するよう配置した後
に楔形状の開口部に楔形ピンを圧入する構成とす
ることによつて上記目的を達成しようとするもの
である。

以下本考案を実施例を示す図面を参照して説明
する。

なお、図中第１図乃至第６図で説明したと同一
の部材については同一の符号を付して説明する。

可動リング２１５及び固定リング２２２はそれ
ぞれ可動レース２１４あるいは固定レース２２１
を介さずにＣ形ピン２３によつて可動スクロール
部材２１の側板２１１あるいはフロントエンドプ
レート１１へ位置決めを行ないつつ直接固定して
いる。ここで、リング２１５，２２２を固定する
ピン２３は、第８図に示すように、軸方向へ延び
る開口部２３１を楔形状に形成しているとともに
外側面上には環状に複数列形成した突部２３２が
設けられている。またＣ形ピン２３の開口部２３
１には楔形ピン２４が圧入されている。このた
め、リングに設けたピン孔及びフロントエンドプ
レートあるいは可動スクロール部材に設けたピン
穴に嵌合されたピンを径方向外方へ押し広げら
れ、突出部２３２はピン穴２１１ａ，１１ａに接
合することとなる。

上述のようなリング固定構造によれば、リング
の微動によりピン２３がすりこぎ運動し、ピン孔
から抜ける方向に移動しようとするが、ピン２３
の突出部２３２が可動スクロール部材２１の側板
２１１のピン穴２１１ａあるいはフロントエンド
プレート１１のピン穴１１ａの内壁面に楔形ピン
２４の圧入により接合しているので、この移動は
抑えることができる。

なお、Ｃ形ピン２３の端部には、第９図に示す
ような折り曲げ部２３３を形成し、この折り曲げ
部２３３をリング２１５，２２２のピン孔２１５
ｂ，２２２ｂに嵌入させれば、よりピン２３のピ
ン孔への係合が強固となり、リングの固定を確実
に行なえる。またＣ形ピン２３の楔形状の開口部
２３１と楔形ピン２４の側面に、第１０図あるい
は第１１図に示すような係止部２３１ａ，２４ａ
を形成すれば、楔形ピン２４のＣ形ピン２３への
組付け及び係合を簡便に行なえる。

以上のように本考案は、回転阻止機構を構成す
る固定リング及び可動リングを開口部を楔形状と
するとともに外側面に突出部を設けたＣ形ピン及
び楔形状の開口部に圧入された楔形ピンによつて
固定しているので、装置の駆動中リングが動いて
ピンにピン孔から抜ける方向へ力を与えても、ピ
ンの移動を確実に抑えてリングを固定することが
できる。

また、ピンの移動が確実に抑えられるので、こ
のピンをリングの固定用と位置決め用とに兼用で
き、装置の組付けを容易に行なえることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案が適用されるスクロール型圧
縮機の縦断面図、第２図は第１図に示した圧縮機
に用いている駆動機構の分解斜視図、第３図はス
ラストベアリングを兼ねた回転阻止機構の分解斜
視図、第４図は回転阻止の原理を説明するために
可動リング及び固定リングとボール素子との関係
を第１図−線断面図で示した図、第５図は可
動リング及び固定リングの固定構造の別の従来例
を示す断面図、第６図は第５図に用いられている
リングに設けられたピン孔形状を説明するための
断面図、第７図は本考案の実施例によつて固定リ
ング及び可動リングを固定した構造を説明するた
めの断面図、第８図は第７図で用いているピンの
斜視図、第９図はピンの別の実施例を示す断面
図、第１０図及び第１１図はピンの更に別の実施
例を示す斜視図である。 １１……フロントエンドプレート、２０……固
定スクロール部材、２１……可動スクロール部
材、２２……回転阻止機構、２１５……可動リン
グ、２２２……固定リング、２３……Ｃ形ピン、
２４……テーパー付ピン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 予め設定された半径の円軌道を描くように駆動
   されるべき可動部材と、該可動部材に上記円軌道
   運動を与えるために上記可動部材と結合された駆
   動機構と、上記可動部材の円軌道運動の間上記可
   動部材の回転を阻止する機構とを含む旋回ピスト
   ン式流体装置において、上記回転阻止機構は、上
   記駆動機構を支承・固定している固定部材にＣ形
   ピンによつて固定された第１のリングと、該第１
   のリングとの間にわずかな隙間ができるように上
   記可動部材にＣ形ピンによつて固定された第２の
   リングとを含み、これらのリングはそれぞれ互い
   に対応し合う周方向の各位置に軸方向に穿孔され
   た複数の円形ポケツトを有し、対向するリングの
   ポケツト間に軸受け素子を狭持しているととも
   に、上記Ｃ形ピンの開口はテーパー状に形成さ
   れ、外側面上には突出部を設けており、ピンの開
   口にはテーパー付ピンを配設して、リングを固定
   したことを特徴とする旋回ピストン式流体装置の
   回転阻止機構。