JP2007263002A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】
構造の簡略化が可能なスクロール圧縮機を提供すること。
【解決手段】
固定スクロール５と、固定スクロール５と共に流体の作動室Ｖを構成し、固定スクロール５に対して旋回することにより、作動室Ｖ内の流体を圧縮する旋回スクロール４と、旋回スクロール４に連結する偏心部３１を有し、駆動力を受けて回転するシャフト３と、固定スクロール５が一体に設けられるリヤハウジング２２とを備えるスクロール圧縮機１において、旋回スクロール４に一体に形成され、旋回スクロール４の径方向に延在する歯部６１と、リヤハウジング２２に一体に形成され、旋回スクロール４の径方向に関して歯部６１と対向し、旋回スクロール４の周方向に関して歯部６１と係合する係合部６２とを備える構成としたこと。
【選択図】 図２

Description

本発明は、スクロール圧縮機に関する。

公知のスクロール圧縮機が、後述の特許文献１に記載されている。この圧縮機は、固定スクロールと、固定スクロールと共に流体の作動室を構成し、固定スクロールに対して旋回することで作動室内の流体を圧縮する旋回スクロールと、旋回スクロールに連結する偏心部を有し、駆動力を受けて回転するシャフトと、シャフトを支持するハウジングとを備えている。また、同圧縮機には、流体圧縮時の反力による旋回スクロールの自転を防止するための機構が設けられている。この機構は、装置の軸方向に関して、ハウジングと旋回スクロールとの間に配置され、リング状の部品とローラーとから成る。旋回スクロールは、リング状の部品に対する回転が規制されている。リング状の部品は、ハウジングに対する回転が規制されている。
特開２００２−２２７７８０号公報

上述のスクロール圧縮機において、旋回スクロールの自転を防止するための機構は、リング状の部品とローラーとから成る。このため、部品点数が増大し、構造の複雑化を招いていた。

よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、構造の簡略化が可能なスクロール圧縮機を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明にて講じた技術的手段は、請求項１に記載の様に、固定スクロールと、該固定スクロールと共に流体の作動室を構成し、該固定スクロールに対して旋回することにより、該作動室内の流体を圧縮する旋回スクロールと、該旋回スクロールに連結する偏心部を有し、駆動力を受けて回転するシャフトと、前記固定スクロールが一体に設けられ、前記旋回スクロールを収容するハウジングと、を備えるスクロール圧縮機において、前記旋回スクロールに一体に形成され、該旋回スクロールの径方向に延在する歯部と、前記ハウジングに一体に形成され、前記旋回スクロールの径方向に関して前記歯部と対向し、前記旋回スクロールの周方向に関して前記歯部と係合する係合部と、を備える構成としたことである。

好ましくは、請求項２に記載の様に、前記歯部に設けられ、前記旋回スクロールが旋回する場合に前記係合部が摺接する第１円弧面を備えると良い。

好ましくは、請求項３に記載の様に、前記係合部に設けられ、前記旋回スクロールが旋回する場合に前記歯部が摺接する第２円弧面を備えると良い。

好ましくは、請求項４に記載の様に、前記ハウジングは、前記固定スクロールが一体に設けられる第１ハウジングと、前記シャフトを支持し前記第１ハウジングと共に旋回スクロールを収容する第２ハウジングとから成り、前記係合部が前記第１ハウジングにおける前記固定スクロールの周囲に形成され、前記歯部が前記旋回スクロールの周囲に形成されると良い。

請求項１に記載のスクロール圧縮機は、旋回スクロールに一体に形成され、旋回スクロールの径方向に延在する歯部と、ハウジングに一体に設けられ、旋回スクロールの径方向に関して歯部と対向する係合部とを備えている。ハウジングの係合部は、旋回スクロールの周方向に関して、旋回スクロールの歯部と係合する。以上の構造によれば、旋回スクロールの自転は、旋回スクロールの歯部と、ハウジングの係合部とによって防止される。これらの歯部、係合部は、旋回スクロール、ハウジングにそれぞれ一体に形成されるので、旋回スクロールの自転を防止するための機構を構成するにあたっては、別個に部品を設けなくて良い。以上のように、本発明のスクロール圧縮機によれば、部品点数が減少することとなり、構造の簡略化が可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、旋回スクロールが旋回する場合に、ハウジングの係合部が、旋回スクロールにおける歯部の第１円弧面によってスムーズにガイドされる。

請求項３に記載の発明によれば、旋回スクロールが旋回する場合に、旋回スクロールの歯部が、ハウジングにおける係合部の第２円弧面によってスムーズにガイドされる。

請求項４に記載の発明によれば、第１ハウジングにおける固定スクロールの周囲に係合部が形成され、旋回スクロールの周囲に歯部が形成される。この構造によれば、旋回スクロールの自転を防止するための機構は、旋回スクロールと固定スクロールとが装置の軸方向に占める空間の中に配置されるので、装置の軸方向寸法をより小さくできる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を基に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係るスクロール圧縮機１の構造を示す図である。スクロール圧縮機１は、ハウジング２と、シャフト３と、旋回スクロール４と、固定スクロール５とを備えている。

ハウジング２は、フロントハウジング２１と、リヤハウジング２２とから構成される。フロントハウジング２１は、樹脂材料等を用いて形成され、軸受２１ａを介して、シャフト３を回転自在に支持する。リヤハウジング２２は、フロントハウジング２１と連結する有底円筒形のもので、フロントハウジング２１と共に旋回スクロール４及び固定スクロール５を収容する。リヤハウジング２２には、流体の吸入口２２ａ、吐出口２２ｂが設けられている。シャフト３は、図示しない駆動手段（モータ等）から駆動力を受けて回転する。シャフト３には、偏心部３１が設けられている。偏心部３１は、シャフト３の回転中心から径外方側に偏心した位置に形成されている。シャフト３は、偏心部３１にて、軸受３１ａを介して旋回スクロール４と連結する。旋回スクロール４は、リヤハウジング２２に向けて延在する渦巻状のラップ４１を備えた円形の部材である。旋回スクロール４は、樹脂材料等を用いて形成される。旋回スクロール４は、スクロール圧縮機１の軸方向（図１示左右方向）に関して、固定スクロール５と対向する。固定スクロール５は、リヤハウジング２２に一体に設けられている。固定スクロール５は、リヤハウジング２２と共に、樹脂材料等を用いて一体に形成される。固定スクロール５には、フロントハウジング２１に向けて延在する渦巻状のラップ５１が設けられている。旋回スクロール４と固定スクロール５とが組み合わされた状態において、固定スクロール５のラップ５１は、旋回スクロール４のラップ４１と接触して作動室Ｖを構成する。つまり、固定スクロール５のラップ５１は、旋回スクロール４のラップ４１との間に流体の作動室Ｖを構成する。

シャフト３が回転すると、シャフト３の偏心部３１がシャフト３の中心軸周りに偏心旋回する（円運動する）。シャフト３の偏心部３１が偏心旋回すると、偏心部３１に連結する旋回スクロール４が固定スクロール５に対して旋回する。これにともなって、作動室Ｖの体積が順次変化し、リヤハウジング２２の吸入口２２ａを介して吸入された流体は、作動室Ｖ内で圧縮された後、吐出口２２ｂを介して外部に吐出される。

ところで、流体が作動室Ｖ内で圧縮される場合、流体圧縮に係る反力により、旋回スクロール４がその中心回りに力（旋回スクロール４を自転させようとする力）を受ける。本発明のスクロール圧縮機１には、旋回スクロール４の自転を防止する自転防止機構６が設けられている。以下、この自転防止機構６について、図２及び図３を参照して説明する。

図２は、旋回スクロール４及びリヤハウジング２２（固定スクロール５）の斜視図である。本発明に係る自転防止機構６は、旋回スクロール４とリヤハウジング２２との間に設けられる。自転防止機構６は、旋回スクロール４に一体に形成される歯部６１と、リヤハウジング２２に一体に形成される係合部６２とから構成される。これらの歯部６１、係合部６２は、樹脂材料等を用いて、旋回スクロール４、リヤハウジング２２とそれぞれ一体に形成される。

歯部６１は、旋回スクロール４の外周に一体に形成される。歯部６１は、旋回スクロール４のラップ４１を取り囲むように設けられる。歯部６１は、山形部６１ａと、摺接面６１ｂとから成る（図２においては、それぞれ３箇所だけ符番を付す）。山形部６１ａは、旋回スクロール４の径外方向に延在する。山形部６１ａは、旋回スクロール４の周方向に関して間隔を隔てるように、旋回スクロール４の外周に沿って複数設けられている。摺接面６１ｂは、山形部６１ａ間に設けられ、隣り合う山形部６１ａ同士を接続する。摺接面６１ｂは、山形部６１ａの頂点から隣り合う山形部６１ａの頂点に向かって、円弧を成している。

係合部６２は、リヤハウジング２２のうち、固定スクロール５（ラップ５１）の周囲に一体に形成される。係合部６２は、固定スクロール５のラップ５１を取り囲むように設けられる。旋回スクロール４と固定スクロール５とが組み合わされた状態において、係合部６２は、旋回スクロール４の径方向に関して、旋回スクロール４の歯部６１と対向する。係合部６２は、旋回スクロール４の周方向に関して、旋回スクロール４の歯部６１と係合する。係合部６２は、歯部６１と同様に、山形部６２ａと、摺接面６２ｂとから成る（図２においては、それぞれ３箇所だけ符番を付す）。山形部６２ａは、固定スクロール５（リヤハウジング２２）の径内方向に延在する。山形部６２ａは、固定スクロール５（リヤハウジング２２）の周方向に関して間隔を隔てるように、リヤハウジング２２の内周に沿って複数設けられている。摺接面６２ｂは、山形部６２ａ間に設けられ、隣り合う山形部６２ａ同士を接続する。摺接面６２ｂは、山形部６２ａの頂点から隣り合う山形部６２ａの頂点に向かって、円弧を成している。

次に、自転防止機構６の作用について、図３を参照して説明する。図３は、自転防止機構６の作用を模式的に示す図である。

シャフト３が回転すると、シャフト３の偏心部３１に連結する旋回スクロール４は、固定スクロール５に対して旋回（円運動）する。この間、旋回スクロール４における歯部６１の山形部６１ａは、旋回スクロール４の周方向（つまり、自転方向）に関して、リヤハウジング２２における係合部６２の山形部６２ａと係合し、旋回スクロール４の自転を阻止する。

図３（ａ）〜（ｈ）に順に示す様に、旋回スクロール４が旋回する際、旋回スクロール４における歯部６１の山形部６１ａは、リヤハウジング２２における係合部６２の摺接面６２ｂに摺接する。同時に、リヤハウジング２２における係合部６２の山形部６２ａも、旋回スクロール４における歯部６１の摺接面６１ｂに摺接する。歯部６１の摺接面６１ｂと係合部６２の摺接面６２ｂは、何れも円弧状に形成されているので、旋回スクロール４の山形部６１ａがリヤハウジング２２の摺接面６２ｂに沿ってスムーズに案内されると共に、リヤハウジング２２の山形部６２ａが旋回スクロール４の摺接面６１ｂに沿ってスムーズに案内される。これにより、旋回スクロール４の周方向に関して、旋回スクロール４の歯部６１がリヤハウジング２２の係合部６２とがスムーズに噛み合い、旋回スクロール４の動き（旋回動作）が安定したものとなる。

なお、以上の説明においては、自転防止機構６のうち、歯部６１が旋回スクロール４のラップ４１の外周に形成され、係合部６２がリヤハウジング２２に形成されているが、これに限定されない。例えば、図４及び図５に示す様に、歯部７１が旋回スクロール４における軸方向の前方（図４示左方）に形成され、係合部７２がフロントハウジング２１に形成される構造であっても構わない（第２実施形態）。歯部７１は、旋回スクロール４の径方向に関して係合部７２と対向すると共に、旋回スクロール４の周方向に関して、係合部７２と係合する。歯部７１は、自転防止機構６の歯部６１と同様に、山形部７１ａと、摺接面７１ｂとから成る。係合部７２も、自転防止機構６の係合部６２と同様な構造を有する。これらの歯部７１と係合部７２とから構成される自転防止機構７の作用については、上述した自転防止機構６の作用と同じであるので、説明は省略する。なお、図４及び図５に示す符番のうち、図１乃至図３に示す符番と同じものは、図１乃至図３に示す符番に対応する部材と同じものである。

以上説明した様に、本発明に係るスクロール圧縮機１は、旋回スクロール４に一体に形成され、旋回スクロール４の径方向に延在する歯部６１と、リヤハウジング２２に一体に設けられ、旋回スクロール４の径方向に関して歯部６１と対向する係合部６２とを備えている。リヤハウジング２２の係合部６２は、旋回スクロール４の周方向に関して、旋回スクロール４の歯部６１と係合する。以上の構造によれば、旋回スクロール４の自転は、旋回スクロール４の歯部６１と、リヤハウジング２２の係合部６２とによって防止される。これらの歯部６１、係合部６２は、旋回スクロール４、リヤハウジング２２にそれぞれ一体に形成されるので、旋回スクロール４の自転を防止するための機構を構成するにあたっては、別個に部品を設ける必要がない。以上のように、本発明のスクロール圧縮機１によれば、部品点数が減少することとなり、構造の簡略化が可能となる。

さらに、旋回スクロール４が旋回する場合に、リヤハウジング２２の係合部６２における山形部６２ａが、旋回スクロール４における歯部６１の摺接面６１ｂによってスムーズにガイドされる。これにより、旋回スクロール４の旋回動作が安定し、スクロール圧縮機１がよりスムーズに作動する。

さらに、旋回スクロール４が旋回する場合に、旋回スクロール４の歯部６１における山形部６１ａが、リヤハウジング２２における係合部６２の摺接面６２ｂによってスムーズにガイドされる。これにより、旋回スクロール４の旋回動作が安定し、スクロール圧縮機１がよりスムーズに作動する。

なお、本発明の第１実施形態では、リヤハウジング２２において固定スクロール５（ラップ５１）を取り囲むように係合部６２が形成され、旋回スクロール４の外周に歯部６１が形成される。この構造によれば、旋回スクロール４の自転を防止するための機構（自転防止機構６）は、旋回スクロール４のラップ４１と固定スクロール５のラップ５１とがスクロール圧縮機１の軸方向に占める空間の中に配置されるので、スクロール圧縮機１の軸方向寸法をより小さくできる。

本発明の第１実施形態に係るスクロール圧縮機１の構造を示す図。 旋回スクロール４及びリヤハウジング２２（固定スクロール５）の斜視図。 自転防止機構６の作用を模式的に示す図。 本発明の第２実施形態（自転防止機構７）を示す図。 本発明の第２実施形態（自転防止機構７）を示す図。

符号の説明

１ スクロール圧縮機
２ ハウジング
３ シャフト
４ 旋回スクロール
５ 固定スクロール
６ 自転防止機構
７ 自転防止機構
Ｖ 作動室
２１ フロントハウジング（第２ハウジング）
２２ リヤハウジング（第１ハウジング）
３１ 偏心部
６１ 歯部
６１ｂ 摺接面（第１円弧面）
６２ 係合部
６２ｂ 摺接面（第２円弧面）
７１ 歯部
７２ 係合部

Claims (4)

1. 固定スクロールと、
   該固定スクロールと共に流体の作動室を構成し、該固定スクロールに対して旋回することにより、該作動室内の流体を圧縮する旋回スクロールと、
   該旋回スクロールに連結する偏心部を有し、駆動力を受けて回転するシャフトと、
   前記固定スクロールが一体に設けられ、前記旋回スクロールを収容するハウジングと、
   を備えるスクロール圧縮機において、
   前記旋回スクロールに一体に形成され、該旋回スクロールの径方向に延在する歯部と、
   前記ハウジングに一体に形成され、前記旋回スクロールの径方向に関して前記歯部と対向し、前記旋回スクロールの周方向に関して前記歯部と係合する係合部と、
   を備えることを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 前記歯部に設けられ、前記旋回スクロールが旋回する場合に前記係合部が摺接する第１円弧面を備え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. 前記係合部に設けられ、前記旋回スクロールが旋回する場合に前記歯部が摺接する第２円弧面を備えることを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のスクロール圧縮機。
4. 前記ハウジングは、前記固定スクロールが一体に設けられる第１ハウジングと、前記シャフトを支持し前記第１ハウジングと共に旋回スクロールを収容する第２ハウジングとから成り、
   前記係合部が前記第１ハウジングにおける前記固定スクロールの周囲に形成され、前記歯部が前記旋回スクロールの周囲に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３何れかに記載のスクロール圧縮機。

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