JP2000045965A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

スクロール型圧縮機

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JP2000045965A
JP2000045965A JP10214141A JP21414198A JP2000045965A JP 2000045965 A JP2000045965 A JP 2000045965A JP 10214141 A JP10214141 A JP 10214141A JP 21414198 A JP21414198 A JP 21414198A JP 2000045965 A JP2000045965 A JP 2000045965A
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JP
Japan
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compressor
rotation
hole
shell
revolution
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Withdrawn
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JP10214141A
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Masafumi Nakajima
雅文 中島
Hiroyasu Kato
裕康 加藤
Takeshi Sakai
猛 酒井
Kazuhide Uchida
和秀 内田
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Denso Corp
Soken Inc
Original Assignee
Denso Corp
Nippon Soken Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクロール型圧縮機におけるローター(可動
スクロール部材)の自転を阻止する自転防止ピンの撓み
による信頼性低下を防止する。 【解決手段】 自転防止ピン15は一端を圧縮機ハウジ
ングの穴13aに挿入されると共に、他端をシェル(固
定スクロール部材)の穴11aに挿入されて、両端にお
いて支持されるので撓み難くなる。また、自転防止ピン
15はローターの底板9bに貫通して形成された自転防
止穴9cに係合しており、圧縮機が例えば二酸化炭素を
冷媒とする空調装置における冷媒圧縮機として使用され
て、その特質である低い吐出容量に適合してローター9
の公転円の半径が小さくなる場合でも、自転防止穴9c
の中心の公転軌跡が公転円と一致すればよいことから、
自転防止ピン15や自転防止穴9cの直径を自由に大き
くすることができるので、この点でも自転防止機構の強
度が高くなり、圧縮機自体の信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両用空調
装置における冷媒圧縮機として使用するのに適したスク
ロール型圧縮機に係り、特にスクロール型圧縮機の自転
防止機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】スクロール型圧縮機においては、渦巻き
形の羽根を有する固定のシェルと、それに噛み合って間
に複数個の作動室を形成するために、渦巻き形の羽根を
有する可動のローターが設けられるが、ローターの公転
を許すと共に、その自転を阻止する必要から所謂「自転
防止機構」が設けられる。自転防止機構にはいろいろな
ものがあるが、その一形式として、例えば特開昭62−
199983号公報に記載されているような、対になっ
た複数組の自転防止ピンと、それらを束ねる自転防止リ
ングからなるものが知られている。この自転防止機構
は、シェルの内側の側面と、それに対向しているロータ
ーの側面の、それぞれ対応している複数の位置に軸方向
に穴を穿孔し、それらの穴に軸方向の自転防止ピンを圧
入して固定すると共に、それぞれ対応する自転防止ピン
の各対に自転防止リングを掛けて、対応する自転防止ピ
ンを相互に拘束する構造をとっている。
【0003】しかしながら、このように自転防止ピンと
自転防止リングを用いる自転防止機構においては、対に
なっている2本の自転防止ピンの中心間の距離がロータ
ーの公転円の半径に等しくなるから、対になった自転防
止ピンが相互に直接に接触して無用の摩擦を生じるのを
防止するためには、対になった2本の自転防止ピンの直
径が同じであれば、それら自転防止ピンの直径は公転円
の半径よりも小さくする必要がある。従って、公転円の
半径が小さいスクロール型圧縮機においては、上記のよ
うな理由から自転防止ピンも細くしなければならない。
【0004】最近、空調装置の冷媒として従来は一般的
に使用されていたフレオン類が地球環境に及ぼす悪影響
が懸念されるようになって来たため、フレオン類に替わ
る空調装置用の無害な冷媒として二酸化炭素(CO2
が注目されるようになった。冷媒としてのCO2 は冷凍
能力が大きいため、同じ冷房負荷に対して必要な冷媒流
量は小さくて済むので、冷媒圧縮機は高い吐出圧を発生
する必要がある反面、吐出容量はフレオン類の場合に比
べて遙かに小さくてよい。従って、スクロール型圧縮機
をCO2 冷媒の圧縮機として使用する場合は、その公転
円の半径が小さくなるので、その自転防止機構として前
述のような対になった自転防止ピンを用いる形式のもの
を採用すると自転防止ピンを非常に細くする必要が生
じ、通常、この形式の自転防止機構における自転防止ピ
ンは片持ち式のものであることもあって、圧縮機の運転
時に自転防止ピンが撓んで正常な作動をすることができ
なくなったり、自転防止ピンが折損する可能性も考えら
れるので、自転防止機構、ひいては冷媒圧縮機の信頼性
が低くなるという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、CO2 冷媒
を使用する場合のスクロール型圧縮機のように、吐出容
量が比較的小さくても高い吐出圧が要求される冷媒圧縮
機に、対になった自転防止ピンを備えた自転防止機構を
用いた場合に考えられる前述のような信頼性の問題に鑑
み、自転防止ピンを備える自転防止機構、及びそれを装
着しているスクロール型圧縮機の信頼性を十分に確保す
ることができるような、改良された自転防止機構を備え
たスクロール型圧縮機を提供することを目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項
に記載されたスクロール型圧縮機を提供する。
【0007】本発明のスクロール型圧縮機においては、
基本的に、ローターの底板の周辺部の複数個所に貫通し
て形成された自転防止穴のそれぞれに緩く挿通され、一
端が圧縮機ハウジングの穴に挿入されると共に、他端が
シェルの穴に挿入されて支持される複数本の自転防止ピ
ンが設けられているので、1個の自転防止穴に挿通され
る自転防止ピンは唯1本であり、それによって拘束され
る自転防止穴の中心の公転軌跡がローターの公転円に合
致すればよいので、自転防止穴や自転防止ピンの直径を
自由に大きくすることができるのと、固定の自転防止ピ
ンの両端が圧縮機ハウジングの穴とシェルの穴にそれぞ
れ挿入されて支持されるので、片持ち式の可動及び固定
の自転防止ピンが対になっている従来例と異なり、自転
防止ピンの剛性が高くなって、吐出圧が高くて、大きな
圧縮反力によって自転防止ピンに大きな曲げ力が作用す
るときでも撓み難くなり、自転防止機構のみならず圧縮
機自体の信頼性が高くなる。
【0008】自転防止ピンの両端は、圧縮機ハウジング
とシェルのそれぞれに形成された穴に嵌入して固定して
もよいが、それぞれの穴の中で回転可能に支持すれば、
自転防止ピンと、ローターの底板に貫通して形成された
自転防止穴、或いはその内面に装着されるスリーブが接
触する点において生じる摺動摩擦が軽減される。更に、
自転防止ピンを圧縮機ハウジングとシェルの穴の中で回
転可能に支持するためにメタル軸受のような軸受手段を
用いると、この部分における摺動摩擦も小さくなる。
【0009】また、ローターの底板に形成された自転防
止穴の内面にスリーブを取り付けると、スリーブの内面
が自転防止ピンと係合するので、自転防止穴が直接に摩
耗することが防止されるし、スリーブと自転防止ピンの
材質の硬度を高めると、両者の摩耗が防止される。この
場合、スリーブは自転防止穴の内面に固定されていても
よいし、スリーブが自転防止穴の内面によって回転可能
に支持されていてもよく、後者の場合はスリーブと自転
防止ピンとの間の摩擦が軽減される。更に、自転防止ピ
ンに回転可能な別のスリーブを被せるように装着するこ
とも可能であって、その場合も、自転防止ピンと相手方
の自転防止穴の内面、或いはそれに装着されたスリーブ
との間の摩擦が軽減される。
【0010】本発明のスクロール型圧縮機は、自転防止
機構の中に非常に強度の高い自転防止ピンを備えている
と共に、ローターの公転円の半径が小さい場合でも高い
信頼性が得られるため、高い吐出圧において比較的低流
量の吐出を行う場合に適しているので、例えば二酸化炭
素を冷媒とする空調装置の冷凍サイクルにおける冷媒圧
縮機として使用することができ、その場合は冷媒である
二酸化炭素のような流体を超臨界域において圧縮するこ
とができる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態としてのスクロ
ール型圧縮機はモーターと一体化されたもので、その縦
断面を示す図1と、そのA−A横断面を示す図2から明
らかなように、モーターハウジング1内には駆動部とし
てのモーター2が組み込まれている。モーター2はモー
ターハウジング1内に固定されたヨーク3と、その内部
において回転可能に支持されたアーマチュア4と、アー
マチュア4の中心に取り付けられたシャフト5と、シャ
フト5の前端部及び後端部に近い部分を軸支する2個の
軸受6a,6b等によって、ブラシレスモーターとして
構成されている。
【0012】シャフト5には、その軸心に対して偏心し
た後端部5aが二面幅部を有するものとして形成されて
おり、その二面幅部に適合する二面幅のスリット(溝)
を備えているブッシュ7が半径方向に僅かに移動可能な
状態でシャフト5の端部5aに装着されている。そし
て、ブッシュ7の円筒状の外面にはニードル軸受8が取
り付けられ、そのニードル軸受8によって回転自在にロ
ーター(可動スクロール部材)9の円筒状のボス部9a
が支持されている。このようにして、シャフト5の偏心
した端部5aと、二面幅のスリットを有するブッシュ7
が従動クランク機構10を構成し、それによってロータ
ー9が半径方向に僅かに移動して、後述の固定のシェル
との位置関係を変更し、対になった渦巻き形の羽根の間
の接触状態が最適になるように調整することができるよ
うになっている。
【0013】ローター9は円板状の底板9bから軸方向
に突出する渦巻き形の羽根9dを備えており、それと噛
み合うように、固定のシェル(固定スクロール部材)1
1も軸方向に突出する渦巻き形の羽根11dを備えてい
て、それらの渦巻き形の羽根の間に複数個の対になった
作動室12が形成される。モーター2が駆動されてシャ
フト5が回転し、ローター9が公転することによって、
作動室12は図3に示すようにシェル11の外周部から
中心部に向かって移動し、その間に容積が縮小して、そ
れに取り込まれた冷媒のような被圧縮流体を圧縮するこ
とになるが、ローター9の公転は許し自転を阻止するた
めに、以下に詳しく述べるような自転防止機構が設けら
れている。なお、図示の実施形態におけるシェル11
は、モーターハウジング1の後端に圧縮機ハウジング1
3を挟んで、通しボルト16のような手段によって、そ
れらのハウジングと一体的に締結されている。
【0014】図示の実施形態における自転防止機構は、
ローター9の底板9bに貫通して設けられた複数個(4
個)の自転防止穴9cと、その自転防止穴9cに圧入し
て固定されたスリーブ14と、シェル11及び圧縮機ハ
ウジング13の対向する各端面の相互に一致する位置に
おいて、スリーブ14の穴に対応して穿孔された各複数
個(4個)の穴11a及び13aと、スリーブ14の穴
に挿通されると共に両端を穴11a及び13aに圧入し
て固定された複数本(4本)の自転防止ピン15から構
成される。スリーブ14は硬質の金属からなり、自転防
止穴9cに耐摩耗性を与えるものであるから必須のもの
ではなく、自転防止穴9cの表面に表面処理や耐摩耗性
のメッキ等を施こすことによって代用することもでき
る。
【0015】このように、図示実施形態の自転防止機構
は、ローター9の自転防止穴9cに緩く挿通されたそれ
ぞれ1本の自転防止ピン15の両端が、シェル11と圧
縮機ハウジング13の穴11a及び13aに圧入されて
固定されることによって構成されており、自転防止穴9
cの内面(スリーブ14を用いる場合はその内面)の一
部が固定の自転防止ピン15と摺動接触して拘束される
ことにより、自転防止穴9cを備えているローター9自
体の自転が阻止されて、シャフト5の回りに公転のみを
することになる。図3は、ローター9の公転位置と、そ
れに伴うスリーブ14(自転防止穴9c)の位置を回転
角60°毎に示したものである。
【0016】この場合、それぞれ唯1本の自転防止ピン
15に対して内面の一部が接触しながら摺動する自転防
止穴9cの中心の描く円の軌跡が、ローター9の公転円
と同径のものになるように、自転防止穴9cの直径と自
転防止ピン15の直径を決定すればよいので、CO2
冷媒とする場合のように、フレオン類の冷媒を用いる場
合に比して、スクロール型圧縮機に要求される吐出圧が
高いものの、吐出容量が小さくてよいために公転円の直
径が小さくなる場合でも、自転防止穴9cの直径と自転
防止ピン15の直径を自由に大きく設定することができ
る。
【0017】従って、前述の従来技術における対になっ
た片持ち式の各2本の自転防止ピン同士を自転防止リン
グによって束ねてなる構造のように、自転防止ピン15
の太さに制限がなく、自転防止穴9cと共に直径を自由
に大きくすることが可能であること、及び、太さに制限
のない自転防止ピン15の両端が、更にシェル11及び
圧縮機ハウジング13の穴11a及び13aに圧入され
て固定されるので、自転防止ピン15は両端固定支持の
強固な構造となっていることから、自転防止ピン15が
撓み難くなって、自転防止機構及びスクロール型圧縮機
自体の信頼性が格段に向上し、高い吐出圧にも耐えるこ
とが可能になる。
【0018】なお、図示実施形態においては、スリーブ
14或いは自転防止穴9cの内面が固定の自転防止ピン
15に対して摩擦接触しながら摺動することになるが、
自転防止ピン15の両端を穴11a及び13aに固定す
るのではなく、その部分にメタル軸受等の軸受手段を設
けて、自転防止ピン15が穴11a及び13aの中で自
由に回転することができるように構成すれば、自転防止
ピン15と自転防止穴9c側との間の摺動摩擦を軽減す
ることができる。
【0019】また、図示実施形態においては、自転防止
穴9c内にスリーブ14を圧入して固定しているが、自
転防止穴9cの内面とスリーブ14の外面との間に軸受
メタルを介在させたり、ニードル軸受を設ける等の方法
によって、スリーブ14を自転防止穴9cに対して回転
可能とすることにより、スリーブ14と自転防止ピン1
5との間の摩擦を低減させることができる。更に、固定
された自転防止ピン15に対して回転可能な別のスリー
ブ或いはメタル軸受等を被せるように装着することもで
き、それによって自転防止ピン15とスリーブ14、或
いは自転防止穴9cの内面との間の摩擦を低減させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスクロール型圧縮機の実施形態を示す
縦断正面図である。
【図2】図1のA−A線における横断側面図である。
【図3】(1) から(6) は、図1のA−A線による横断面
において、シャフトが一回転する間を6等分し、回転角
60°おきに各作動状態を示す横断側面図である。
【符号の説明】
1…モーターハウジング 5…シャフト 5a…偏心した軸端部 7…ブッシュ 9…ローター(可動スクロール部材) 9b…ローターの底板 9c…自転防止穴 10…従動クランク機構 11…シェル(固定スクロール部材) 11a…穴 12…作動室 13…圧縮機ハウジング 13a…穴 14…スリーブ 15…自転防止ピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 裕康 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 酒井 猛 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 内田 和秀 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 Fターム(参考) 3H039 AA02 AA12 BB03 CC15

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定の圧縮機ハウジングに対して一体的
    に締結されると共に軸方向に突出する渦巻き形の羽根を
    備えているシェルと、 前記圧縮機ハウジングと前記シェルの間に介在して前記
    シェルに対して摺動可能に接触する底板と、前記シェル
    の渦巻き形の羽根と噛み合うように前記底板から軸方向
    に突出する渦巻き形の羽根と、前記底板から軸方向に前
    記渦巻き形の羽根とは反対側へ突出してシャフトのクラ
    ンク部による回転駆動を受けるボス部とを備えているロ
    ーターと、 前記ローターの底板の周辺部の複数個所に貫通して形成
    された自転防止穴と、前記自転防止穴のそれぞれに緩く
    挿通され一端が前記圧縮機ハウジングの穴に挿入される
    と共に他端が前記シェルの穴に挿入されて支持される複
    数本の自転防止ピンからなる自転防止機構と、 を備えていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記自転防止機構を
    構成する前記自転防止ピンの両端が、前記圧縮機ハウジ
    ングと前記シェルのそれぞれに形成された前記穴に嵌入
    して固定されていることを特徴とするスクロール型圧縮
    機。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記自転防止機構を
    構成する前記自転防止ピンの両端が、前記圧縮機ハウジ
    ングと前記シェルのそれぞれに形成された前記穴に挿入
    されると共に、前記穴の中で回転可能に支持されている
    ことを特徴とするスクロール型圧縮機。
  4. 【請求項4】 請求項3において、前記自転防止ピンの
    少なくとも一端を前記穴の中で回転可能に支持するため
    に軸受手段が用いられていることを特徴とするスクロー
    ル型圧縮機。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかにおいて、
    前記ローターの底板に形成された前記自転防止穴の内面
    にスリーブが取り付けられていることを特徴とするスク
    ロール型圧縮機。
  6. 【請求項6】 請求項5において、前記スリーブが前記
    自転防止穴の内面に固定されていることを特徴とするス
    クロール型圧縮機。
  7. 【請求項7】 請求項5において、前記スリーブが前記
    自転防止穴の内面によって回転可能に支持されているこ
    とを特徴とするスクロール型圧縮機。
  8. 【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかにおいて、
    前記自転防止ピンに回転可能なスリーブが装着されてい
    ることを特徴とするスクロール型圧縮機。
  9. 【請求項9】 請求項1ないし8のいずれかに記載され
    たスクロール型圧縮機が、空調装置の冷凍サイクルにお
    いて冷媒となる流体を超臨界域において圧縮する冷媒圧
    縮機として使用されていることを特徴とするスクロール
    型圧縮機。
  10. 【請求項10】 請求項9において、前記冷媒となる流
    体が二酸化炭素であることを特徴とするスクロール型圧
    縮機。
JP10214141A 1998-07-29 1998-07-29 スクロール型圧縮機 Withdrawn JP2000045965A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1433956A1 (en) * 2002-12-20 2004-06-30 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Scroll compressor
JP2007071214A (ja) * 2004-12-21 2007-03-22 Daikin Ind Ltd スクロール型流体機械
US8246331B2 (en) 2004-12-21 2012-08-21 Daikin Industries, Ltd. Scroll fluid machine with a pin shaft and groove for restricting rotation

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