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WO2015087374A1 - スクロール圧縮機 - Google Patents

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Publication number
WO2015087374A1
WO2015087374A1 PCT/JP2013/082908 JP2013082908W WO2015087374A1 WO 2015087374 A1 WO2015087374 A1 WO 2015087374A1 JP 2013082908 W JP2013082908 W JP 2013082908W WO 2015087374 A1 WO2015087374 A1 WO 2015087374A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
oldham
scroll
ring
pair
scroll compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2013/082908
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浩平 達脇
石園　文彦
角田　昌之
祐司 ▲高▼村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to PCT/JP2013/082908 priority Critical patent/WO2015087374A1/ja
Priority to EP13899267.2A priority patent/EP3081814B1/en
Priority to US15/026,996 priority patent/US9797401B2/en
Priority to CN201380081497.8A priority patent/CN105849410B/zh
Priority to JP2015552212A priority patent/JP6033467B2/ja
Publication of WO2015087374A1 publication Critical patent/WO2015087374A1/ja
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    • F04C2240/807—Balance weight, counterweight
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
    • F04C29/025—Lubrication; Lubricant separation using a lubricant pump

Definitions

  • the present invention relates to a scroll compressor of an air conditioner or a refrigerating apparatus, for example.
  • a swing scroll provided with a spiral on one surface of a base plate, a frame for supporting the swing scroll in the axial direction, a pair of Oldham key grooves formed on the swing scroll, and these Some have a pair of Oldham key grooves formed on the frame so as to be orthogonal to the grooves, and an Oldham ring disposed between the swing scroll and the frame (see, for example, Patent Document 1).
  • a pair of Oldham keys and projections are formed on both sides of the Oldham ring so as to be slidably fitted into the Oldham key groove of the swing scroll or the frame.
  • the Oldham ring, the orbiting scroll, and the frame slide during the operation of the scroll compressor, but the contact area is reduced by this projection (projection) to reduce friction during sliding. .
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a scroll compressor capable of preventing generation of Oldham key cohesive wear in an Oldham key groove.
  • a scroll compressor is configured to support a fixed scroll, a swing scroll that is combined with the fixed scroll to form a compression chamber, and has a pair of first Oldham key grooves on one surface, and the swing scroll.
  • a frame having a pair of second Oldham key grooves, a pair of first Oldham keys fitted to the first Oldham key groove slidably on one surface, and a second Oldham key groove slidable on the other surface
  • An Oldham ring that has a pair of second Oldham keys to be fitted and suppresses the rotation of the orbiting scroll, and the Oldham ring has at least a pair of protrusions on the other surface, and the protrusions When the Oldham ring is tilted by a single vibration, before the first Oldham key comes into contact with two places of the first Oldham key groove, A height that contacts the.
  • the Oldham key since the protrusion comes into contact with one surface of the orbiting scroll before the Oldham key contacts at two locations within the Oldham key groove, the Oldham key contacts at two locations within the Oldham key groove. This prevents the occurrence of adhesive wear.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a cross-sectional configuration example of a scroll compressor 100 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view of an orbiting scroll 2, an Oldham ring 6 and a frame 20 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exploded view (viewpoint from the X-axis direction), and FIG.
  • the scroll compressor 100 is one of components of a refrigeration cycle used in various industrial machines such as a refrigerator, a freezer, a vending machine, an air conditioner, a refrigeration apparatus, and a water heater. .
  • the scroll compressor 100 sucks the refrigerant circulating in the refrigeration cycle, compresses it, and discharges it as a high-temperature and high-pressure state.
  • the scroll compressor 100 includes a fixed scroll 1 and a swing scroll that swings with respect to the fixed scroll 1 in an airtight container 24 including a center shell 8, an upper shell 22, and a lower shell 23. 2 is combined with the compression mechanism.
  • the sealed container 24 is provided with a rotation drive means including the main shaft 9, the stator 11, the rotor 12, and the like, and the compression mechanism is disposed on the upper side and the rotation drive means is disposed on the lower side in the sealed container 24, respectively. Has been.
  • the sealed container 24 is configured by providing an upper shell 22 at the upper part of the center shell 8 and a lower shell 23 at the lower part of the center shell 8.
  • the lower shell 23 is an oil sump for storing lubricating oil.
  • the center shell 8 is connected to a suction pipe 15 for sucking refrigerant gas.
  • the upper shell 22 is connected to a discharge pipe 17 for discharging refrigerant gas.
  • the inside of the center shell 8 is a low pressure chamber 18, and the inside of the upper shell 22 is a high pressure chamber 19.
  • the fixed scroll 1 is composed of a fixed scroll base plate 1b and a fixed scroll spiral 1a which is a spiral projection standing on one surface (the lower side in FIG. 1) of the fixed scroll base plate 1b.
  • the orbiting scroll 2 is erected on an orbiting scroll base plate 2b and one surface (the upper side in FIG. 1) of the orbiting scroll base plate 2b, and has a spiral shape substantially the same as the fixed scroll spiral 1a.
  • a swing scroll spiral 2a which is a protrusion.
  • the other surface of the swing scroll base plate 2b acts as the swing scroll thrust bearing surface 2c.
  • the fixed scroll 1 is fixed to the frame 20 by bolts or the like not shown.
  • the orbiting scroll 2 is configured such that a thrust bearing load generated during operation of the compressor is supported by the frame 20 via the orbiting scroll thrust bearing surface 2c.
  • the frame 20 does not have sufficient hardness with respect to the thrust bearing load, as shown in FIG. 1, there is sufficient resistance against the thrust bearing load between the swing scroll thrust bearing surface 2c and the frame 20.
  • the thrust plate 3 made of a material having hardness may be inserted.
  • the fixed scroll 1 and the orbiting scroll 2 are mounted in an airtight container 24 by combining the fixed scroll swirl 1a and the orbiting scroll swirl 2a with each other. In a state where the fixed scroll 1 and the swing scroll 2 are combined, the winding directions of the fixed scroll spiral 1a and the swing scroll spiral 2a are opposite to each other.
  • a compression chamber 25 whose volume changes relatively is formed between the fixed scroll spiral 1a and the swing scroll spiral 2a.
  • the fixed scroll 1 and the orbiting scroll 2 are provided with a seal 26 on the front end surface of the fixed scroll swirl 1a in order to reduce refrigerant leakage from the front end surfaces of the fixed scroll swirl 1a and the orbiting scroll swirl 2a.
  • a seal 27 is disposed on the tip surface of the spiral 2a.
  • a discharge port 16 is formed at the center of the fixed scroll base plate 1b of the fixed scroll 1 to discharge the compressed and high pressure refrigerant gas.
  • the compressed refrigerant gas having a high pressure is discharged into a high-pressure chamber 19 provided in the upper part of the fixed scroll 1.
  • the refrigerant gas discharged to the high pressure chamber 19 is discharged to the refrigeration cycle via the discharge pipe 17.
  • the discharge port 16 is provided with a discharge valve 28 for preventing the refrigerant from flowing backward from the high pressure chamber 19 to the discharge port 16 side.
  • the orbiting scroll 2 revolves without revolving with respect to the fixed scroll 1 by an Oldham ring 6 that revolves while preventing its revolving motion.
  • a hollow cylindrical boss 2d is formed at a substantially central portion of the surface of the swing scroll 2 opposite to the surface on which the swing scroll spiral 2a is formed.
  • An eccentric shaft portion 9a provided at the upper end of the main shaft 9 is inserted into the boss portion 2d.
  • a rocking scroll base plate back surface 2e is formed between the boss portion 2d and the rocking scroll thrust bearing surface 2c on the same surface.
  • a pair of first Oldham key grooves 4 in the front-rear direction is formed on the surface of the orbiting scroll 2 opposite to the surface on which the orbiting scroll spiral 2 a is formed.
  • a pair of left and right (X-axis direction) second Oldham key grooves 5 are respectively formed on the Oldham ring seating surface 20a.
  • the Oldham ring 6 is disposed between the orbiting scroll 2 in which the first Oldham key groove 4 is formed and the frame 20 in which the second Oldham key groove 5 is formed.
  • a second Oldham key 6ac having a quadrangular prism shape slidably fitted in the second Oldham key groove 5 of the frame 20 is provided on the upper surface (FIG. 2).
  • quadrangular prism-shaped first Oldham keys 6ab that are slidably fitted in the first Oldham key grooves 4 of the orbiting scroll 2 are formed.
  • the front and rear (Y axis direction) first Oldham key 6ab and the left and right (X axis direction) second Oldham key 6ac are the first Oldham key groove 4 of the front and rear (Y axis direction) swing scroll 2 and the left and right (X axis direction).
  • the second Oldham key groove 5 of the frame 20 is slidably fitted.
  • the first Oldham key 6ab and the second Oldham key 6ac are respectively formed in the front and rear (Y axis direction) first Oldham key groove 4 and the left and right (X axis direction) second Oldham key groove 5 filled with lubricating oil.
  • the rotational force of the rotational drive means is transmitted to the revolving orbiting scroll 2 while sliding back and forth (Y-axis direction) or right and left (X-axis direction).
  • the Oldham ring 6 makes a single vibration in the left and right direction (X-axis direction) with respect to the frame 20
  • the orbiting scroll 2 makes a single vibration in the front and rear direction (Y-axis direction) with respect to the Oldham ring 6.
  • the rotation driving means includes a main shaft 9 that is a rotating shaft, a rotor 12 fixed to the main shaft 9, a stator 11 fixed to the center shell 8, and the like.
  • the rotor 12 is shrink-fitted and fixed to the main shaft 9 and is driven to rotate when the energization of the stator 11 is started to rotate the main shaft 9. That is, the stator 11 and the rotor 12 constitute an electric rotating machine.
  • the rotor 12 is disposed below the first balance weight 13 fixed to the main shaft 9 together with the stator 11 that is shrink-fitted and fixed to the center shell 8. Note that power is supplied to the stator 11 via a power supply terminal 10 provided in the center shell 8.
  • the main shaft 9 rotates with the rotation of the rotor 12 and revolves the orbiting scroll 2.
  • the upper portion of the main shaft 9 (in the vicinity of the eccentric shaft portion 9a) is supported by a main bearing 21 provided on the frame 20.
  • the lower portion of the main shaft 9 is rotatably supported by the auxiliary bearing 30.
  • the sub-bearing 30 is press-fitted and fixed in a bearing housing portion formed at the center of a sub-frame 29 provided at the lower part of the sealed container 24.
  • the subframe 29 is provided with a positive displacement oil pump 32.
  • the lubricating oil sucked by the oil pump 32 is sent to each sliding portion through an oil supply hole 33 formed inside the main shaft 9.
  • a first balance weight 13 is provided on the upper portion of the main shaft 9 in order to cancel an unbalance caused by the swing scroll 2 being mounted on the eccentric shaft portion 9a and swinging.
  • a second balance weight 14 is provided below the rotor 12 in order to cancel out an imbalance caused by the swing scroll 2 being mounted on the eccentric shaft portion 9a and swinging.
  • the first balance weight 13 is fixed to the upper part of the main shaft 9 by shrink fitting, and the second balance weight 14 is fixed to the lower part of the rotor 12 integrally with the rotor 12.
  • the protrusion 7 of the Oldham ring 6 will be described later.
  • the first balance weight 13 fixed to the upper part of the main shaft 9 and the second balance weight 14 fixed to the lower part of the rotor 12 are used for the eccentric revolving motion of the orbiting scroll 2. Static and dynamic balance is maintained.
  • the swinging scroll 2 that is eccentrically supported on the upper portion of the main shaft 9 and whose rotation is suppressed by the Oldham ring 6 is swung to start a revolving motion, and the refrigerant is compressed by a known compression principle.
  • the refrigerant gas flows into the compression chamber 25 through the frame refrigerant suction port of the frame 20, and the suction process is started. Further, the remaining part of the refrigerant gas passes through the notch (not shown) of the steel plate of the stator 11 to cool the electric rotary machine and the lubricating oil.
  • the compression chamber 25 moves to the center of the orbiting scroll 2 by the revolving motion of the orbiting scroll 2, and the volume is further reduced. Through this process, the refrigerant gas sucked into the compression chamber 25 is compressed.
  • the compressed refrigerant passes through the discharge port 16 of the fixed scroll 1, pushes the discharge valve 28 open, and flows into the high-pressure chamber 19. Then, it is discharged from the sealed container 24 through the discharge pipe 17.
  • the thrust bearing load generated by the pressure of the refrigerant gas in the compression chamber 25 is received by the frame 20 that supports the orbiting scroll thrust bearing surface 2c. Further, the main bearing 21 and the auxiliary bearing 30 receive the centrifugal force and the refrigerant gas load generated in the first balance weight 13 and the second balance weight 14 as the main shaft 9 rotates. Note that the low-pressure refrigerant gas in the low-pressure chamber 18 and the high-pressure refrigerant gas in the high-pressure chamber 19 are partitioned by the fixed scroll 1 and the frame 20 and are kept airtight. When the energization of the stator 11 is stopped, the scroll compressor 100 stops operation.
  • FIG. 4A is a perspective view of the Oldham ring 6 of the scroll compressor 100 according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 4B is a protrusion formed on the Oldham ring 6 of the scroll compressor 100 according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 5A is a top view of the Oldham ring 6 of the scroll compressor 100 according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 5B is the upper view of the Oldham ring 6 of the scroll compressor 100 according to the embodiment of the present invention. It is a side view.
  • FIGS. 4a and 4b are collectively referred to as FIG. 4
  • FIGS. 5a and 5b are collectively referred to as FIG.
  • the Oldham ring 6 includes a ring portion 6b, a first Oldham key 6ab, a second Oldham key 6ac, and a protrusion 7.
  • the first Oldham key 6ab and the protrusion 7 are provided on one surface of the ring portion 6b.
  • the second Oldham key 6ac is formed on the other surface.
  • the first Oldham key 6ab and the second Oldham key 6ac formed on the ring portion 6b of the Oldham ring 6 are paired with a pair of rocking scroll base plates 2b of the rocking scroll 2.
  • the first Oldham key groove 4 and a pair of second Oldham key grooves 5 formed in the frame 20 so as to be orthogonal to the first Oldham key groove 4 are respectively fitted so as to slide.
  • the projecting portion 7 of the Oldham ring 6 is hemispherical and integrally formed with the Oldham ring 6, and within the range of the ring portion 6b on the back side of the second Oldham key 6ac as shown in FIG. 5 (horizontal line portion in FIG. 5a), and Oldham Two are formed at symmetrical positions from the center of the ring 6.
  • the width between the projection 7 of the Oldham ring 6 and the back surface 2e of the orbiting scroll base plate 2e is set to a width that can prevent adhesion wear of the first Oldham key 6ab in the first Oldham key groove 4 of the orbiting scroll 2. ing.
  • FIG. 6 is a first schematic diagram showing a state in which the Oldham ring 6 of the scroll compressor 100 according to the embodiment of the present invention vibrates
  • FIG. 7 shows the scroll compressor 100 according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a first schematic view showing the Oldham ring 60 of a conventional scroll compressor
  • FIG. 9 is a conventional view.
  • It is a 2nd schematic diagram which shows a mode that Oldham ring 60 of the scroll compressor of this is carrying out the simple vibration.
  • simple vibration of the Oldham ring 6 during operation of the scroll compressor will be described in detail with reference to FIGS.
  • the Oldham rings 6 and 60 start simple vibration in the X-axis direction with the operation of the scroll compressor.
  • the space 31 in which the Oldham rings 6 and 60 simply vibrate is formed by the orbiting scroll base plate back surface 2e, the thrust plate 3, and the frame 20, and is indicated by the hatched portion in FIGS. Also, the space 31 is filled with lubricating oil by being supplied with lubricating oil through the oil supply hole 33.
  • the Oldham ring 6 is formed with the projection 7 as in the embodiment shown in FIG. 7, the first Oldham key 6ab has two locations in the first Oldham key groove 4 (points A and B in FIG. 9). ), The protrusion 7 comes into contact with the rocking scroll base plate back surface 2e. Therefore, it is possible to prevent the first Oldham key 6ab from coming into contact at two locations in the first Oldham key groove 4 and to prevent the occurrence of adhesion wear and seizure.
  • the protrusion 7 has a height at which the first Oldham key 6ab contacts the back surface 2e of the orbiting scroll base plate 2e before contacting the first Oldham key 6ab at two locations (points A and B in FIG. 9). At least necessary. However, if the protruding portion 7 is at a height that contacts the rocking scroll base plate back surface 2e when the Oldham ring 6 is not tilted, the Oldham ring 6 is sandwiched between the rocking scroll base plate 2b and the frame 20. Since it cannot move, it needs to be less than that.
  • the position where the protrusion 7 is provided is preferably as far as possible from the ring portion 6b of the Oldham ring 6 (a position far from the center of the Oldham ring 6). Even if this is the same height, the protrusion 7 can be made lower because the inclination can be suppressed by providing it on the end side. Further, the tolerance width of the dimensions (for example, the thickness of the thrust plate 3 and the height of the ring portion 6b of the Oldham ring 6) related to the gap between the upper end of the protruding portion 7 and the swing scroll base plate back surface 2e can be increased. Accuracy can be relaxed.
  • the two protrusions 7 of the Oldham ring 6 are provided within the range of the ring portion 6b on the back side of the second Oldham key 6ac and symmetrically from the center of the Oldham ring 6.
  • the inertia force of the Oldham ring 6 increases during the high speed operation of the scroll compressor 100 and the Oldham ring 6 is tilted, so that the first Oldham key 6ab in the first Oldham key groove 4 of the orbiting scroll 2 is condensed. Wear and seizure can be prevented.
  • the protrusion 7 can be made small (lower) by disposing the protrusion 7 at a position far from the center of the Oldham ring 6 with respect to the direction in which the Oldham ring 6 vibrates (X-axis direction), the Oldham ring 6
  • the volume decrease of the space 31 in which the vibration of the Oldham ring 6 can be suppressed (the volume of the Oldham ring 6 occupying the space 31), and the increase in oil stirring loss caused by the simple vibration of the Oldham ring 6 can be suppressed.
  • the gap between the upper end of the protrusion 7 and the swing scroll base plate back surface 2e can be increased, dimensions related to the gap between the upper end of the projection 7 and the swing scroll base plate back surface 2e (for example, the thickness of the thrust plate 3, the Oldham)
  • the tolerance width of the ring portion 6b of the ring 6 can be increased, and the dimensional accuracy can be relaxed.
  • the protrusion 7 has a hemispherical shape, the upper end of the protrusion 7 and the orbiting scroll base plate when the first Oldham key 6ab is prevented from being worn in the first Oldham key groove 4 of the orbiting scroll 2 are prevented.
  • the sliding loss caused by the contact with the back surface 2e can be reduced.
  • the protrusion 7 has a hemispherical shape, but the contact surface with the flat orbiting scroll base plate back surface 2e has a spherical shape to reduce sliding loss, and at least Other shapes may be used as long as the contact surface (tip portion) is spherical.
  • the protrusion 7 of the Oldham ring 6 is integrally formed with the Oldham ring 6 has been described as an example, if the above effect is obtained, the Oldham ring 6 and the protrusion 7 are formed as separate members.
  • the projecting portion 7 of the Oldham ring 6 may be fixedly attached to the Oldham ring 6 by using fastening means such as bolt fastening or press-fit fixing.
  • the projection 7 of the Oldham ring 6 may be coated with a material such as a resin that reduces sliding loss.
  • the two protrusions 7 of the Oldham ring 6 are provided at positions that are symmetrical from the center of the Oldham ring 6, they do not have to be completely symmetrical, and in addition to the two that are also symmetrical in number. More may be provided.

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Abstract

　固定スクロール１と、固定スクロール１と組み合わされて圧縮室２５を形成し、一方の面に一対の第１オルダムキー溝４を有する揺動スクロール２と、揺動スクロール２を支持し、一対の第２オルダムキー溝５を有するフレーム２０と、一方の面に第１オルダムキー溝４に摺動可能に嵌合する一対の第１オルダムキー６ａｂを有し、他方の面に第２オルダムキー溝５に摺動可能に嵌合する一対の第２オルダムキー６ａｃを有し、揺動スクロール２の自転を抑制するオルダムリング６と、を備え、オルダムリング６は、他方の面に少なくとも一対の突起部７を有し、突起部７は、オルダムリング６が単振動して傾いた際に、第１オルダムキー６ａｂが第１オルダムキー溝４の２箇所で接触する前に、揺動スクロール２の一方の面に接触する高さである。

Description

スクロール圧縮機
　本発明は、例えば空気調和装置や冷凍装置のスクロール圧縮機に関するものである。
　従来のスクロール圧縮機において、台板の一面に渦巻の設けられた揺動スクロールと、揺動スクロールを軸方向側に支持するフレームと、揺動スクロールに形成された一対のオルダムキー溝と、これらの溝に直交するようにフレームに形成された一対のオルダムキー溝と、前記揺動スクロールとフレームとの間に配置されるオルダムリングと、を有するものがある（例えば、特許文献１参照）。
　このオルダムリングの両面には、揺動スクロールまたはフレームのオルダムキー溝に摺動可能に嵌合する一対のオルダムキー、及び、突起部（凸部）が形成されている。そして、スクロール圧縮機の運転時にオルダムリングと、揺動スクロール及びフレームとが摺動するが、この突起部（凸部）によってそれらの接触面積を低減させ、摺動時の摩擦を軽減している。
特開２００１－１４０７７６号公報（例えば、図１参照）
　しかし、特許文献１に記載のような突起部では高さが不十分であるため、スクロール圧縮機の高速運転時にオルダムリングの慣性力が増加してオルダムリングが傾くことによる、オルダムキーがオルダムキー溝内の２箇所で接触することを防げなかった。そのため、オルダムキー溝内でオルダムキーの凝着摩耗が発生し、焼き付きが起きてしまうという課題があった。
　本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、オルダムキー溝内でのオルダムキーの凝着摩耗の発生を防止することができるスクロール圧縮機を得ることを目的としている。
　本発明に係るスクロール圧縮機は、固定スクロールと、前記固定スクロールと組み合わされて圧縮室を形成し、一方の面に一対の第１オルダムキー溝を有する揺動スクロールと、前記揺動スクロールを支持し、一対の第２オルダムキー溝を有するフレームと、一方の面に第１オルダムキー溝に摺動可能に嵌合する一対の第１オルダムキーを有し、他方の面に第２オルダムキー溝に摺動可能に嵌合する一対の第２オルダムキーを有し、前記揺動スクロールの自転を抑制するオルダムリングと、を備え、前記オルダムリングは、前記他方の面に少なくとも一対の突起部を有し、前記突起部は、前記オルダムリングが単振動して傾いた際に、前記第１オルダムキーが前記第１オルダムキー溝の２箇所で接触する前に、前記揺動スクロールの一方の面に接触する高さである。
　本発明に係るスクロール圧縮機によれば、オルダムキーがオルダムキー溝内の２箇所で接触する前に突起部が揺動スクロールの一方の面に接触するため、オルダムキーがオルダムキー溝内の２箇所で接触することを防ぎ、凝着摩耗の発生を防止することができる。
本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の断面構成例を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態に係る揺動スクロール及びオルダムリング及びフレームの分解図（Ｘ軸方向からの視点）である。 本発明の実施の形態に係る揺動スクロール及びオルダムリング及びフレームの分解図（Ｙ軸方向からの視点）である。 本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機のオルダムリングの斜視図である。 本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機のオルダムリングに形成された突起部の拡大図である。 本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機のオルダムリングの上面図である。 本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機のオルダムリングの側面図である。 本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機のオルダムリングが単振動している様子を示す第１概略図である。 本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機のオルダムリングが単振動している様子を示す第２概略図である。 従来のスクロール圧縮機のオルダムリングが単振動している様子を示す第１概略図である。 従来のスクロール圧縮機のオルダムリングが単振動している様子を示す第２概略図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
　実施の形態．
　図１は、本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機１００の断面構成例を示す縦断面図、図２は、本発明の実施の形態に係る揺動スクロール２及びオルダムリング６及びフレーム２０の分解図（Ｘ軸方向からの視点）、図３は、本発明の実施の形態に係る揺動スクロール２及びオルダムリング６及びフレーム２０の分解図（Ｙ軸方向からの視点）である。
　以下、図１～図３に基づいてスクロール圧縮機１００の構成及び動作について説明する。
　本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００は、例えば冷蔵庫や冷凍庫、自動販売機、空気調和装置、冷凍装置、給湯器等の各種産業機械に用いられる冷凍サイクルの構成要素の一つとなるものである。
　スクロール圧縮機１００は、冷凍サイクルを循環する冷媒を吸入し、圧縮して高温高圧の状態として吐出させるものである。このスクロール圧縮機１００は、図１に示すようにセンターシェル８、アッパーシェル２２、及びロアシェル２３により構成される密閉容器２４内に、固定スクロール１と固定スクロール１に対して揺動する揺動スクロール２とを組み合わせた圧縮機構を備えている。また、密閉容器２４内に主軸９、固定子１１、回転子１２等からなる回転駆動手段を備えており、密閉容器２４内において、圧縮機構が上側に、回転駆動手段が下側に、それぞれ配置されている。
　密閉容器２４は、センターシェル８の上部にアッパーシェル２２が、センターシェル８の下部にロアシェル２３がそれぞれ設けられて構成されている。ロアシェル２３は、潤滑油を貯留する油溜めとなっている。また、センターシェル８には、冷媒ガスを吸入するための吸入パイプ１５が接続されている。また、アッパーシェル２２には、冷媒ガスを吐出するための吐出パイプ１７が接続されている。なお、センターシェル８内部は低圧室１８に、アッパーシェル２２内部は高圧室１９になっている。
　固定スクロール１は、固定スクロール台板１ｂと、固定スクロール台板１ｂの一方の面（図１の下側）に立設された渦巻状突起である固定スクロール渦巻１ａと、で構成されている。また、揺動スクロール２は、揺動スクロール台板２ｂと、揺動スクロール台板２ｂの一方の面（図１の上側）に立設され、固定スクロール渦巻１ａと実質的に同一形状の渦巻状突起である揺動スクロール渦巻２ａと、で構成されている。なお、揺動スクロール台板２ｂの他方の面（図１の下側で揺動スクロール渦巻２ａの形成面とは反対側の面）は、揺動スクロールスラスト軸受面２ｃとして作用する。
　固定スクロール１は図示省略のボルト等によってフレーム２０に固定されている。
　また、揺動スクロール２は、圧縮機運転中に生じるスラスト軸受荷重が揺動スクロールスラスト軸受面２ｃを介してフレーム２０で支持されるようになっている。なお、フレーム２０がスラスト軸受荷重に対して十分な硬度を持たない場合は、図１に示すように、揺動スクロールスラスト軸受面２ｃとフレーム２０との間に、スラスト軸受荷重に対して十分な硬度を持つ素材から成るスラストプレート３を挿入する構造としてもよい。
　固定スクロール１及び揺動スクロール２は、固定スクロール渦巻１ａと揺動スクロール渦巻２ａとを互いに組み合わせ、密閉容器２４内に装着されている。固定スクロール１及び揺動スクロール２が組み合わされた状態では、固定スクロール渦巻１ａと揺動スクロール渦巻２ａの巻方向が互いに逆となる。固定スクロール渦巻１ａと揺動スクロール渦巻２ａとの間には、相対的に容積が変化する圧縮室２５が形成される。なお、固定スクロール１及び揺動スクロール２には、固定スクロール渦巻１ａ及び揺動スクロール渦巻２ａの先端面からの冷媒漏れを低減するため、固定スクロール渦巻１ａの先端面にシール２６が、揺動スクロール渦巻２ａの先端面にシール２７がそれぞれ配設されている。
　固定スクロール１の固定スクロール台板１ｂの中央部には、圧縮され、高圧となった冷媒ガスを吐出する吐出口１６が形成されている。そして、圧縮され、高圧となった冷媒ガスは、固定スクロール１の上部に設けられている高圧室１９に排出されるようになっている。高圧室１９に排出された冷媒ガスは、吐出パイプ１７を介して冷凍サイクルに吐出されることになる。なお、吐出口１６には、高圧室１９から吐出口１６側への冷媒の逆流を防止する吐出弁２８が設けられている。
　揺動スクロール２は、その自転運動を阻止して公転させるオルダムリング６により、固定スクロール１に対して自転運動することなく公転運動を行う。また、揺動スクロール２の揺動スクロール渦巻２ａ形成面とは反対側の面の略中心部には、中空円筒形状のボス部２ｄが形成されている。このボス部２ｄには、主軸９の上端に設けられた偏心軸部９ａが挿入される。さらに、同じ面のボス部２ｄと揺動スクロールスラスト軸受面２ｃとの間には、揺動スクロール台板背面２ｅが形成されている。
　図２及び図３に示すように揺動スクロール２の揺動スクロール渦巻２ａ形成面とは反対側の面に、前後（Ｙ軸方向）一対の第１オルダムキー溝４が、フレーム２０のオルダムリング６が配置されるオルダムリング着座面２０ａに、左右（Ｘ軸方向）一対の第２オルダムキー溝５が、それぞれ形成されている。そして、オルダムリング６は、第１オルダムキー溝４が形成された揺動スクロール２と、第２オルダムキー溝５が形成されたフレーム２０との間に配置される。
　オルダムリング６のリング部６ｂの下面（図２の下側）には、フレーム２０の第２オルダムキー溝５に摺動可能に嵌合する四角柱形状の第２オルダムキー６ａｃが、上面（図２の上側）には、揺動スクロール２の第１オルダムキー溝４に摺動可能に嵌合する四角柱形状の第１オルダムキー６ａｂが、それぞれ形成されている。これら前後（Ｙ軸方向）の第１オルダムキー６ａｂ及び左右（Ｘ軸方向）の第２オルダムキー６ａｃは、前後（Ｙ軸方向）の揺動スクロール２の第１オルダムキー溝４及び左右（Ｘ軸方向）のフレーム２０の第２オルダムキー溝５にそれぞれ摺動可能に嵌合する。
　そして、第１オルダムキー６ａｂ及び第２オルダムキー６ａｃは、潤滑油で満たされた前後（Ｙ軸方向）の第１オルダムキー溝４内及び左右（Ｘ軸方向）の第２オルダムキー溝５内にそれぞれ形成される摺動面上を前後（Ｙ軸方向）または左右（Ｘ軸方向）に摺動しながら回転駆動手段の回転力を、公転する揺動スクロール２に伝えている。このとき、オルダムリング６はフレーム２０に対して左右（Ｘ軸方向）に単振動し、揺動スクロール２はオルダムリング６に対して前後（Ｙ軸方向）に単振動する。
　回転駆動手段は、図１に示すように回転軸である主軸９、主軸９に固定された回転子１２、及びセンターシェル８に固定された固定子１１等で構成されている。回転子１２は、主軸９に焼き嵌め固定され、固定子１１への通電が開始されることにより回転駆動し、主軸９を回転させるようになっている。すなわち、固定子１１及び回転子１２で電動回転機械を構成している。また、回転子１２は、センターシェル８に焼き嵌め固定された固定子１１とともに、主軸９に固定されている第１バランスウェイト１３の下部に配置されている。なお、固定子１１には、センターシェル８に設けられた電源端子１０を介して電力が供給されるようになっている。
　主軸９は、回転子１２の回転に伴って回転し、揺動スクロール２を公転させるようになっている。この主軸９の上部（偏心軸部９ａ近傍）は、フレーム２０に設けられた主軸受２１によって支持されている。一方、主軸９の下部は、副軸受３０によって回転自在に支持されている。この副軸受３０は、密閉容器２４の下部に設けられたサブフレーム２９の中央部に形成された軸受収納部に圧入固定されている。また、サブフレーム２９には、容積型のオイルポンプ３２が設けられている。このオイルポンプ３２で吸引された潤滑油は、主軸９の内部形成された油供給穴３３を介して各摺動部に送られる。
　また、主軸９の上部には、揺動スクロール２が偏心軸部９ａに装着されて揺動することにより生じるアンバランスを相殺するため、第１バランスウェイト１３が設けられている。また、回転子１２の下部には、揺動スクロール２が偏心軸部９ａに装着されて揺動することにより生じるアンバランスを相殺するため、第２バランスウェイト１４が設けられている。第１バランスウェイト１３は主軸９の上部に焼き嵌めによって固定され、第２バランスウェイト１４は回転子１２の下部に回転子１２と一体的に固定される。
　なお、オルダムリング６の突起部７については後述する。
　次に、スクロール圧縮機１００の動作について説明する。
　電源端子１０に通電すると、固定子１１の電線部に電流が流れ、磁界が発生する。この磁界は、回転子１２を回転させるように働く。つまり、固定子１１及び回転子１２にトルクが発生し、回転子１２が回転する。回転子１２が回転すると、それに伴い主軸９が回転駆動される。主軸９が回転駆動されると、オルダムリング６により自転を抑制された揺動スクロール２は、公転運動を行う。
　回転子１２が回転するとき、主軸９の上部に固定されている第１バランスウェイト１３、及び回転子１２の下部に固定されている第２バランスウェイト１４で、揺動スクロール２の偏心公転運動に対する静的及び動的バランスを保っている。これにより、主軸９の上部に偏心支持され、オルダムリング６により自転を抑制された揺動スクロール２が揺動されて公転運動を始め、公知の圧縮原理により冷媒を圧縮する。
　そして、冷媒ガスの一部はフレーム２０のフレーム冷媒吸入口を介して圧縮室２５内へ流れ、吸入過程が開始される。また、冷媒ガスの残りの一部は、固定子１１の鋼板の切り欠き（図示せず）を通って、電動回転機械及び潤滑油を冷却する。圧縮室２５は、揺動スクロール２の公転運動により揺動スクロール２の中心へ移動し、さらに体積が縮小される。この工程により、圧縮室２５に吸入された冷媒ガスは圧縮されていく。圧縮された冷媒は、固定スクロール１の吐出口１６を通り、吐出弁２８を押し開けて高圧室１９に流入する。そして、吐出パイプ１７を介して密閉容器２４から吐出される。
　圧縮室２５内の冷媒ガスの圧力により発生するスラスト軸受荷重は、揺動スクロールスラスト軸受面２ｃを支持するフレーム２０で受けている。また、主軸９が回転することで第１バランスウェイト１３及び第２バランスウェイト１４に生じる遠心力及び冷媒ガス荷重は、主軸受２１及び副軸受３０で受けている。なお、低圧室１８内の低圧冷媒ガスと高圧室１９内の高圧冷媒ガスとは、固定スクロール１、フレーム２０により仕切られ、気密が保たれる。そして、固定子１１への通電を止めると、スクロール圧縮機１００が運転を停止する。
　図４ａは、本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機１００のオルダムリング６の斜視図、図４ｂは、本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機１００のオルダムリング６に形成された突起部７の拡大図、図５ａは、本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機１００のオルダムリング６の上面図、図５ｂは、本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機１００のオルダムリング６の側面図である。以下、図４ａ及び図４ｂをまとめて図４、図５ａ及び図５ｂをまとめて図５と称する。
　以下、図２～図５に基づいてオルダムリング６について詳細に説明する。
　図４に示すように、オルダムリング６は、リング部６ｂ、第１オルダムキー６ａｂ、第２オルダムキー６ａｃ、及び突起部７により構成され、リング部６ｂの一方の面に第１オルダムキー６ａｂ及び突起部７が、他方の面に第２オルダムキー６ａｃがそれぞれ形成されている。
　図２及び図３に示すように、オルダムリング６のリング部６ｂに形成された第１オルダムキー６ａｂ、及び第２オルダムキー６ａｃは、揺動スクロール２の揺動スクロール台板２ｂに形成された一対の第１オルダムキー溝４、及びその第１オルダムキー溝４に直交するようにフレーム２０に形成された一対の第２オルダムキー溝５に、それぞれ摺動するように嵌合される。
　オルダムリング６の突起部７は、半球形状でオルダムリング６と一体成形され、図５に示すようにリング部６ｂの、第２オルダムキー６ａｃの裏側の範囲内（図５ａの横線部）、かつオルダムリング６の中心から対称となる位置に２つ形成されている。また、オルダムリング６の突起部７と揺動スクロール台板背面２ｅとの間は、揺動スクロール２の第１オルダムキー溝４内での第１オルダムキー６ａｂの凝着磨耗を防止できる幅に設定されている。
　図６は、本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機１００のオルダムリング６が単振動している様子を示す第１概略図、図７は、本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機１００のオルダムリング６が単振動している様子を示す第２概略図、図８は、従来のスクロール圧縮機のオルダムリング６０が単振動している様子を示す第１概略図、図９は、従来のスクロール圧縮機のオルダムリング６０が単振動している様子を示す第２概略図である。
　以下、図６～図９に基づいてスクロール圧縮機の運転時におけるオルダムリング６の単振動について詳細に説明する。
　図６及び図８に示すように、スクロール圧縮機の運転に伴い、オルダムリング６、６０はＸ軸方向に単振動を始める。なお、オルダムリング６、６０が単振動する空間３１は、揺動スクロール台板背面２ｅ、スラストプレート３、及びフレーム２０により形成され、図６～図９の斜線部で示される。また、その空間３１は、油供給穴３３により潤滑油が供給され、潤滑油で満たされている。
　オルダムリング６、６０が単振動する際に、自身の慣性力が小さい間は、フレーム２０のオルダムリング着座面２０ａに着座し、フレーム２０の第２オルダムキー溝５に沿い、Ｘ軸方向に単振動している。しかし、高速運転時にオルダムリング６、６０自身の慣性力が大きくなるにつれ、図７及び図９に示すようにその慣性力によってオルダムリング６、６０が傾いていく。そして、その傾きが大きくなると、図９に示す従来のようにオルダムリング６０に突起部７が形成されていない場合は、第１オルダムキー６ａｂが第１オルダムキー溝４内の２箇所（図９のＡ点及びＢ点）で接触する。そうすると、第１オルダムキー溝４内で第１オルダムキー６ａｂの凝着摩耗が発生し、焼き付きが起きてしまう。
　しかし、図７に示す実施の形態のようにオルダムリング６に突起部７が形成されている場合は、第１オルダムキー６ａｂが第１オルダムキー溝４内の２箇所（図９のＡ点及びＢ点）で接触する前に、突起部７が揺動スクロール台板背面２ｅに接触する。そのため、第１オルダムキー６ａｂが第１オルダムキー溝４内の２箇所で接触することを防ぎ、凝着摩耗の発生及び焼き付きを防止することができる。
　なお、突起部７は、第１オルダムキー６ａｂが第１オルダムキー溝４内の２箇所（図９のＡ点及びＢ点）で接触する前に、揺動スクロール台板背面２ｅに接触する高さが少なくとも必要である。ただし、突起部７は、オルダムリング６が傾いていない状態で揺動スクロール台板背面２ｅに接触する高さであると、オルダムリング６が揺動スクロール台板２ｂとフレーム２０とで挟み込まれて動けなくなってしまうため、それ未満の高さである必要がある。
　また、突起部７を小さく（低く）することで、オルダムリング６が単振動する空間３１の容積の減少（空間３１内を占めるオルダムリング６の体積）を抑えることができるため、オルダムリング６の単振動により生じる油攪拌損失の増加を抑制することができる。
　また、突起部７が設けられる位置について、オルダムリング６のリング部６ｂのできるだけ端側（オルダムリング６の中心から遠い位置）である方がよい。これは同じ高さでも端側に設けた方が傾きを抑制できるため、突起部７をより低くすることができる。また、突起部７上端と揺動スクロール台板背面２ｅとの隙間に関連する寸法（例えばスラストプレート３の厚さ、オルダムリング６のリング部６ｂの高さ等）の公差幅を大きくでき、寸法精度を緩和できる。
　以上のように、オルダムリング６の突起部７を、リング部６ｂの、第２オルダムキー６ａｃの裏側の範囲内、かつオルダムリング６の中心から対称となる位置に２つ設ける。そうすることにより、スクロール圧縮機１００の高速運転時にオルダムリング６の慣性力が増加してオルダムリング６が傾くことによる、揺動スクロール２の第１オルダムキー溝４内での第１オルダムキー６ａｂの凝着磨耗及び焼き付きを防止できる。また、オルダムリング６が単振動する方向（Ｘ軸方向）に対してオルダムリング６の中心から遠い位置に突起部７を配置することで、突起部７を小さく（低く）できるため、オルダムリング６が単振動する空間３１の容積の減少（空間３１内を占めるオルダムリング６の体積）を抑えることができ、オルダムリング６の単振動により生じる油攪拌損失の増加を抑制することができる。
　また、突起部７上端と揺動スクロール台板背面２ｅとの隙間を大きくできため、突起部７上端と揺動スクロール台板背面２ｅの隙間に関連する寸法（例えばスラストプレート３の厚さ、オルダムリング６のリング部６ｂの高さ等）の公差幅を大きくでき、寸法精度を緩和できる。また、突起部７が半球形状であることにより、揺動スクロール２の第１オルダムキー溝４内での第１オルダムキー６ａｂの凝着磨耗を防止する際の、突起部７上端と揺動スクロール台板背面２ｅとの接触により生じていた摺動損失を低減できる。
　なお、本実施の形態では、突起部７を半球形状としたが、平面である揺動スクロール台板背面２ｅとの接触面を球形状とすることで摺動損失を低減するためであり、少なくとも接触面（先端部）が球形状であればその他の形状であってもよい。また、オルダムリング６の突起部７がオルダムリング６と一体成形されている場合を例に説明したが、上記効果が得られれば、オルダムリング６と突起部７とは別部材で形成されているものとし、ボルト締結や圧入固定等の締結手段を用いて、オルダムリング６の突起部７をオルダムリング６に固定取り付けする構成としてもよい。また、オルダムリング６の突起部７に摺動損失を低減するような樹脂等の物質をコーティングしてもよい。また、オルダムリング６の突起部７を、オルダムリング６の中心から対称となる位置に２つ設けるとしたが、それらは完全に対称でなくてもよく、数についても対称となる２つに加え、さらに多く設けてもよい。
　１　固定スクロール、１ａ　固定スクロール渦巻、１ｂ　固定スクロール台板、２　揺動スクロール、２ａ　揺動スクロール渦巻、２ｂ　揺動スクロール台板、２ｃ　揺動スクロールスラスト軸受面、２ｄ　ボス部、２ｅ　揺動スクロール台板背面、３　スラストプレート、４　（揺動スクロールの）第１オルダムキー溝、５　（フレームの）第２オルダムキー溝、６　オルダムリング、６ａｂ　（揺動スクロールのオルダムキー溝に摺動可能に嵌合する）第１オルダムキー、６ａｃ　（フレームのオルダムキー溝に摺動可能に嵌合する）第２オルダムキー、６ｂ　（オルダムリングの）リング部、　７　（オルダムリングの）突起部、　８　センターシェル、９　主軸、９ａ　偏心軸部、１０　電源端子、１１　固定子、１２　回転子、１３　第１バランスウェイト、１４　第２バランスウェイト、１５　吸入パイプ、１６　吐出口、１７　吐出パイプ、１８　低圧室、１９　高圧室、２０　フレーム、２０ａ　オルダムリング着座面、２１　主軸受、２２　アッパーシェル、２３　ロアシェル、２４　密閉容器、２５　圧縮室、２６　シール、２７　シール、２８　吐出弁、２９　サブフレーム、３０　副軸受、３１　オルダムリングが単振動する空間、３２　オイルポンプ、３３　油供給穴、６０　（従来の）オルダムリング、１００　スクロール圧縮機。

Claims (9)

  1. 　固定スクロールと、
    　前記固定スクロールと組み合わされて圧縮室を形成し、一方の面に一対の第１オルダムキー溝を有する揺動スクロールと、
    　前記揺動スクロールを支持し、一対の第２オルダムキー溝を有するフレームと、
    　一方の面に第１オルダムキー溝に摺動可能に嵌合する一対の第１オルダムキーを有し、他方の面に第２オルダムキー溝に摺動可能に嵌合する一対の第２オルダムキーを有し、前記揺動スクロールの自転を抑制するオルダムリングと、を備え、
    　前記オルダムリングは、前記他方の面に少なくとも一対の突起部を有し、
    　前記突起部は、前記オルダムリングが単振動して傾いた際に、前記第１オルダムキーが前記第１オルダムキー溝の２箇所で接触する前に、前記揺動スクロールの一方の面に接触する高さである
    　ことを特徴とするスクロール圧縮機。
  2. 　前記一対の突起部は、前記オルダムリングの、前記一対の第２オルダムキーの裏側の範囲内にそれぞれ形成されている
    　ことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
  3. 　前記一対の突起部は、前記オルダムリングの中心から対称となる位置にそれぞれ形成されている
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。
  4. 　前記突起部は、前記オルダムリングの端側に形成されている
    　ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
  5. 　前記突起部は、前記揺動スクロールの一方の面との接触面が球形状である
    　ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
  6. 　前記第１オルダムキーは四角柱形状である
    　ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
  7. 　前記突起部は、樹脂でコーティングされている
    　ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
  8. 　前記突起部は前記オルダムリングと一体形成されている
    　ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
  9. 　前記突起部は前記オルダムリングと別部材で形成されている
    　ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
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