JP2008184946A - スクロールコンプレッサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、渦巻き状のラップ部を備えたスクロールを、鋳造、鍛造、焼結等の方法によって製造する場合と比較して、ラップ部の寸法精度を向上させてスクロールコンプレッサの生産性を向上させるとともに、吐出容量の変更への対応が容易なスクロールコンプレッサ及びその製造方法を実現することを目的とする。
【解決手段】この発明は、渦巻状のラップ部を有する一対のスクロールを備え、前記ラップ部を互いに噛み合わせて圧縮室を形成する一方、一方のスクロールを他方のスクロールに対して旋回させ、前記スクロールの外周部から取り入れた空気を前記圧縮室によって圧縮して径方向中心部から吐出するスクロールコンプレッサ及びその製造方法において、前記ラップ部をこのラップ部の断面と直交する方向に押し出す押出加工によって成型することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

この発明はスクロールコンプレッサ及びその製造方法に係り、特に、渦巻き状のラップ部を備えたスクロールコンプレッサの製造方法について、鋳造、鍛造、焼結等の方法によって製造する場合と比較して、ラップ部の寸法精度を向上させてスクロールコンプレッサの生産性を向上させるとともに、吐出容量の変更への対応が容易なスクロールコンプレッサ及びその製造方法に関する。

スクロールコンプレッサは、渦巻状の駆動ラップ部を有する駆動スクロールと渦巻状の従動ラップ部を有する従動スクロールとの一対のスクロールを備え、前記駆動ラップ部及び従動ラップ部を互いに噛み合わせて圧縮室を形成する一方、一方の例えば駆動スクロールを他方の例えば従動スクロールに対して偏心して旋回させ、従動スクロールの外周部から取り入れた空気を前記圧縮室によって圧縮して駆動スクロールの径方向中心部から吐出する。

従来のスクロールコンプレッサには、ケーシングと、渦巻状の従動ラップを有し、ケーシングに回転自在に保持される従動スクロールユニットと、従動ラップと噛合して圧縮空間を画成する駆動ラップを有し、従動スクロールユニットに対して偏心してケーシングに回転自在に軸支される駆動スクロールユニットと、従動スクロールユニットの外周ブロックに形成され、圧縮空間に連通する吸入孔と、駆動スクロールユニットの駆動軸に形成され、圧縮空間に連通する吐出孔とによって少なくとも構成されるものがある。
特開２００４−２８６０２５号公報

従来のスクロールコンプレッサの製造方法には、うず巻状ラップの背側曲線を形成する第１の成形型と、腹側曲線を形成する第２の成形型とを設け、両型間でうず巻状ラップを成形後、第１又は第２の成形型のずかれか一方をその相対的な位相角が増加する方向に回転させることによって、成形品を型から分離するものがある。
特開平６−１３４５６７号公報

従来のスクロールコンプレッサ及びその製造方法においては、圧縮室を構成する駆動ラップ部を有する駆動スクロールや従動ラップ部を有する従動スクロール等の部品を、精密鋳造・鍛造、焼結あるいは射出成型などで製作していた。
ところが、精密鋳造・鍛造、焼結あるいは射出成型などの製造方法は、成形品の抜き勾配などの影響で精度が悪く、組み立て時に調整が必要なものである。このため、従来のスクロールコンプレッサ及びその製造方法においては、精度を確保するための追加の機械加工を必要とすることから、コストアップを招き、高性能化を進め難い問題があった。

この発明は、渦巻き状のラップ部を備えたスクロールコンプレッサの製造方法について、鋳造、鍛造、焼結等の方法によって製造する場合と比較して、ラップ部の寸法精度を向上させてスクロールコンプレッサの生産性を向上させるとともに、吐出容量の変更への対応が容易なスクロールコンプレッサ及びその製造方法を実現することを目的とする。

この発明は、渦巻状のラップ部を有する一対のスクロールを備え、前記ラップ部を互いに噛み合わせて圧縮室を形成する一方、一方のスクロールを他方のスクロールに対して旋回させ、前記スクロールの外周部から取り入れた空気を前記圧縮室によって圧縮して径方向中心部から吐出するスクロールコンプレッサ及びその製造方法において、前記ラップ部をこのラップ部の断面と直交する方向に押し出す押出加工によって成型することを特徴とする。

この発明のスクロールコンプレッサ及びその製造方法は、ラップ部をこのラップ部の断面と直交する方向へ押し出す押出加工によって成型するため、ラップ部の断面形状を均一化できる。これによって、この発明のスクロールコンプレッサ及びその製造方法は、ラップ部への機械加工を不要としてスクロールコンプレッサの生産性を向上できる。また、この発明のスクロールコンプレッサ及びその製造方法は、所定の長さで切断することで、ラップ部の軸方向寸法を容易に変更でき、吐出量の変更への対応が容易になる。

この発明のスクロールコンプレッサ及びその製造方法は、ラップ部をこのラップ部の断面と直交する方向に押し出す押出加工によって成型することで、ラップ部への機械加工を不要としてスクロールコンプレッサの生産性を向上し、ラップ部の軸方向寸法を容易に変更して吐出量の変更への対応を容易とするものである。
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図８は、この発明の実施例を示すものである。図１はスクロールコンプレッサの縦断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線による駆動スクロール及び従動スクロールの断面図、図３において（Ａ）は駆動ラップ部の素材の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線による断面図、図４において（Ａ）は駆動ラップ部の完成品の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線による断面図、図５において（Ａ）は駆動ラップ部の第２受け部の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線による半断面図、図６は駆動スクロールの断面図、図７において（Ａ）は従動ラップ部の素材の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線による断面図、図８において（Ａ）は従動ラップ部の完成品の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。
図１において、１は両端支持スピニングタイプのスクロールコンプレッサである。スクロールコンプレッサ１は、ハウジング２を設けている。ハウジング２は、円筒状の周壁部３の軸方向両側に第１・第２側壁部４・５を夫々第１・２取付けボルト６・７により取り付け、内部に収容空間Ｓを形成している。周壁部３には、吸気ポート８を形成している。
第１側壁部４には、ハウジング２外側に第１駆動用軸受孔部９を設け、この第１駆動用軸受孔部９の収容空間Ｓ側に第１従動用軸受筒部１０を突出させて設けている。第２側壁部４には、ハウジング２外側に第２駆動用軸受孔部１１を設け、この第２駆動用軸受孔部１１の収容空間Ｓ側に第２従動用軸受筒部１２を突出させて設けている。第１駆動用軸受孔部９と第２駆動用軸受孔部１１とは、駆動用軸線Ｃ１を中心軸として同軸上に形成される。第１従動用軸受筒部１０と第２従動用軸受筒部１２とは、駆動用軸線Ｃ１から一定の距離Ｌだけ離間（偏心）した従動用軸線Ｃ２を中心軸として同軸上に形成される。

スクロールコンプレッサ１は、ハウジング２内の収容空間Ｓに一対の駆動スクロール１３及び従動スクロール１４を備えている。
駆動スクロール１３は、図２・図４に示すように、渦巻状の一組の駆動ラップ部１５を有している。一組の駆動ラップ部１５は、別体に形成され、軸方向両端に第１・第２ネジ孔１６・１７を形成している。駆動スクロール１３は、図５・図６に示すように、一組の駆動ラップ部１５の軸方向両端を支持する第１・第２駆動側受け部１８・１９を設けている。
第１駆動側受け部１８は、第１端板２０とこの第１端板２０の軸方向一側から突出された第１支持軸２１とからなる。第１端板２０の軸方向他側には、一組の駆動ラップ部１５の軸方向一端が係合される渦巻状の一組の第１溝部２２を形成し、第１溝部２２内に貫通する第１挿入孔２４を夫々形成している。第１支持軸２１には、第１駆動側軸受部２５を設けている。
第２駆動側受け部１９は、第２端板２６とこの第２端板２６の軸方向他側から突出された第２支持軸２７とからなる。第２端板２６の軸方向一側には、一組の駆動ラップ部１５の軸方向他端が係合される渦巻状の一組の第２溝部２８を形成し、第１溝部２８内に貫通する第１挿入孔２９を夫々形成している。第２支持軸２７には、第２駆動側軸受部３０を設け、吐出口３１を貫通させて設けている。
駆動スクロール１３は、図６に示すように、一組の駆動ラップ部１５の軸方向両端を第１・第２駆動側受け部１８・１９の第１・第２端板２０・２６の第１・第２溝部２２・２８に係合し、第１・第２挿入孔２４・２９に挿入した第１・第２取付けボルト３２・３３を駆動ラップ部１５の軸方向両端の第１・第２ネジ孔１６・１７に螺着することで、組み立てられる。
なお、図６においては、一組の駆動ラップ部１５の軸方向両端を第１・第２駆動側受け部１８・１９に第１・第２取付けボルト３２・３３により固定することで駆動スクロール１３を組み立てたが、図１に示すように、一組の駆動ラップ部１５の軸方向一端を第１駆動側受け部１８に溶接、ロウ付け、接着剤、あるいは鉄系で制作した第１駆動側受け部１８の場合は「超音波ソルダリング法」により固定し、一組の駆動ラップ部１５の軸方向他端を第２駆動側受け部１９に第２取付けボルト３３により固定することすることで駆動スクロール１３を組み立てることもできる。
組み立てられた駆動スクロール１３は、図１に示すように、第１支持軸１９の第１駆動側軸受部２５を第１側壁部４の第１駆動用軸受孔部９に第１駆動用軸受３４により回転自在に軸支され、第２支持軸２７の第２駆動側軸受部３０を第２側壁部５の第２駆動用軸受孔部１１に第２駆動用軸受３５により回転自在に軸支される。これにより、駆動スクロール１３は、駆動用軸線Ｃ１を中心軸としてハウジング２に回転自在に軸支される。なお、符合３６は、第１駆動用軸受３４の軸受おさえ具である。

前記従動スクロール１４は、図２・図８に示すように、渦巻状の一組の従動ラップ部３７を有している。一組の従動ラップ部３７は、径方向の内周部を連結部３８により連結し、径方向の外周部を円筒状のスクロール壁３９に連結している。従動スクロール１４は、一組の従動ラップ部３７とスクロール壁３９とによって渦巻状の一組の空間４０を形成している。スクロール壁３９には、外面円周方向中央に前記周壁部３の吸気ポート８に連通する周溝部４１を窪ませて形成し、この周溝部４１を空間４０の外周部に連通する吸入口４２を形成し、周溝部４１の両側に第１・第２突縁部４３・４４を形成している。第１突縁部４３には、第１挿入孔４５を形成している。第２突縁部４４には、第２ネジ孔４６を形成している。
また、従動スクロール１４は、一組の従動ラップ部３７の内周端の連結部３８の軸方向他側（ハウジング２の第２側壁部５側）に、一組の空間４０の内周部を連通する連通部４７を窪ませて形成している。この連通部４７は、前記駆動スクロール１３の吐出口３１に連通する。
従動スクロール１４には、図２に示すように、駆動スクロール１３の駆動ラップ部１５を空間４０に挿入し、駆動ラップ部１５及び従動ラップ部３７を互いに噛み合わせて圧縮室４８を形成する。駆動スクロール１３は、駆動ラップ部１５及び従動ラップ部３７を互いに噛み合わせて圧縮室４８を形成する状態で、一組の駆動ラップ部１５の軸方向両端に第１・第２駆動側受け部１８・１９を固定して、従動スクロール１４に組み付けられる。
駆動スクロール１３を組み付けた従動スクロール１４には、図１に示すように、軸方向両側に第１・第２支持板４９・５０を取り付けている。第１支持板４９は、中心側に第１従動側軸受孔部５１を設け、外周に第１ネジ孔５２を形成している。第１支持板４９は、第１従動側軸受孔部５１に駆動スクロール１３の第１支持軸２１を挿通して従動スクロール１４の第１突縁部４３に外周を当接させ、第１挿入孔４５に挿入した第１取付けボルト５３を第１ネジ孔５２に螺着することで、従動スクロール１４に取り付けられる。第２支持板５０は、中心側に第２従動側軸受孔部５４を設け、外周に第２挿入孔５５を形成している。第２支持板５０は、第２従動側軸受孔部５４に駆動スクロール１３の第２支持軸２７を挿通して従動スクロール１４の第２突縁部４４に外周を当接させ、第２挿入孔５５に挿入した第２取付けボルト５６を第２ネジ孔４６に螺着することで、従動スクロール１４に取り付けられる。
前記第１・第２支持板４９・５０を取り付けた従動スクロール１４は、第１支持板４９の第１従動側軸受孔部５１を第１側壁部４の第１従動用軸受筒部１０に第１従動用軸受５７により回転自在に軸支され、第２支持板５０の第２従動側軸受孔部５４を第２側壁部５の第２従動用軸受筒部１２に第２従動用軸受５８により回転自在に軸支される。これにより、従動スクロール１４は、駆動用軸線Ｃ１から一定の距離Ｌだけ離間（偏心）した従動用軸線Ｃ２を中心軸としてハウジング２に回転自在に軸支される。
従動スクロール１４の第１支持板４９と駆動スクロール１３の第１駆動側受け部１８の第１端板２０との間には、同期機構５９を設けている。同期機構５９は、駆動側部材６０と従動側部材６１とからなる。駆動側部材６０は、第１支持軸２１を挟んで第１端板２０の収納窪部６２に配置され、取付けボルト６３により第１端板２０に取り付けられている。従動側部材６１は、駆動側部材６０と係合して第１支持板４９の収納窪部６４に配置され、取付けボルト６５により第１支持板４９に取り付けられている。同期機構５９は、駆動側部材６０と従動側部材６１との係合によって、駆動スクロール１３の回転に同期して従動スクロール１４を回転させる。

なお、このスクロールコンプレッサ１は、第２側壁部５に吐出部材６６を取り付けている。吐出部材６６は、取付部６７と吐出部６８とからなり、取付部６７にシール６９を設け、吐出部６８に吐出ポート７０を設けている。吐出部材６６は、取付けボルト７１により第２側壁部５に取り付けられ、シール６９により駆動スクロール１３の第２支持軸２７外周をシールし、吐出ポート７０を駆動スクロール１３の吐出口３１に連通する。
ハウジング２に組み付けられた駆動スクロール１３及び従動スクロール１４は、第１支持軸２１に駆動力を作用させて、一方の駆動スクロール１３を他方の従動スクロール１４に対して偏心して旋回させ、ハウジング２の吸気ポート８から従動スクロール１４のスクロール壁３９の周溝部４１に空気を取り入れ、周溝部４１の吸入口４２から空間４０に取り入れた空気を駆動ラップ部１５及び従動ラップ部３７間の圧縮室４８によって圧縮し、従動スクロール１４の空間４０の内周部に連通する連通部４７を介して駆動スクロール１３の径方向中心部の吐出口３１から吐出する。吐出口３１から吐出された空気は、吐出部材６６の吐出ポート７０により圧縮空気を必要とする機器に供給される。

このスクロールコンプレッサ１の製造方法においては、駆動スクロール１３の駆動ラップ部１５を、図３に示すように、この駆動ラップ部１５の断面と直交する方向（駆動用軸線Ｃ１方向）に素材７２を押し出す押出加工によって成型し、所定の長さに切断することで、図４に示すように、駆動ラップ部材１５の完成品とする。また、このスクロールコンプレッサ１は、従動スクロール１４の駆動ラップ部３７を、図７に示すように、この従動ラップ部３７の断面と直交する方向（従動用軸線Ｃ２方向）に素材７３を押し出す押出加工によって成型し、所定の長さに切断することで、図８に示すように、従動ラップ部材３７の完成品とする。
このように、このスクロールコンプレッサ１及びその製造方法は、駆動ラップ部１５及び従動ラップ部３７をこの駆動ラップ部１５及び従動ラップ部３７の断面と直交する方向へ押し出す押出加工によって成型するため、駆動ラップ部１５及び従動ラップ部３７の断面形状を均一化できる。
これによって、このスクロールコンプレッサ１及びその製造方法は、駆動ラップ部１５及び従動ラップ部３７への機械加工を不要として抜き勾配などの不都合要素を無くすことができ、組立精度を高いレベルで維持でき、スクロールコンプレッサ１の生産性を向上できる。また、このスクロールコンプレッサ１及びその製造方法は、押出加工によって成型した駆動ラップ部１５及び従動ラップ部３７を所定の長さで切断することで、駆動ラップ部１５及び従動ラップ部３７の軸方向寸法を容易に変更でき、スクロールコンプレッサ１の吐出量の変更への対応が容易になる。なお、駆動ラップ部１５の軸方向両端を支持する第１・第２駆動側受け部１８・１９については、ロストワックスなどの極力後加工のないように手段で制作する。
前記駆動ラップ部１５及び従動ラップ部３７は、図３及び図７に示すように、断面が予め渦巻き状に形成された素材７１・７２から押出加工によって成型される。これにより、このスクロールコンプレッサ１及びその製造方法は、投入材料を減少させることができるとともに、押出加工に必要とされる荷重を低減させることができ、スクロールコンプレッサ１の生産性を向上することができる。
また、前記従動ラップ部３７は、径方向の外周部が円筒状のスクロール壁３９に連結されており、円柱状の素材から渦巻状の空間４０を打ち抜く押出加工によってスクロール壁３９と一体的に成型される。これにより、このスクロールコンプレッサ１及びその製造方法は、従動スクロール１４が渦巻状の空間４０により円筒状のスクロール壁３９に連結する渦巻状の従動ラップ部３７を有するような構造の場合、この製造方法によれば従動ラップ部３７を円筒状のスクロール壁３９と一体的に形成でき、スクロールコンプレッサ１の生産性をさらに向上することができる。

図９は、変形例を示すものである。上述実施例においては、両端支持スピニングタイプのスクロールコンプレッサ１を例示したが、図９に示すように、駆動ラップ部１０１を有する駆動スクロール１０２及び従動ラップ部１０３を有する従動スクロール１０４を備え、駆動ラップ部１０１の軸方向他側を平板状の駆動側受け部１０５に取付け、従動ラップ部１０３の軸方向一側を平板状の従動側受け部１０６に取り付け、駆動ラップ部１０１の軸方向一側に駆動側シール１０７を取り付けて従動側受け部１０６との間をシールし、従動ラップ部１０３の軸方向他側に従動側シール１０８を取り付けて駆動側受け部１０５との間をシールした、片側支持オービディングタイプのスクロールコンプレッサ１０９についても適用することができる。なお、図９において、符合１１０は従動スクロール１０４に設けた空間、符合１１１は従動スクロール１０４に設けた連通部、符合１１２は従動側受け部１０６に設けた吐出口である。
また、上述実施例においては、両端支持スピニングタイプのスクロールコンプレッサ１を例示したが、駆動ラップ部の軸方向他側を駆動側受け部の駆動側端板に取付けて、この駆動側端板から突出する駆動側支持軸によりハウジングに軸支し、従動ラップ部の軸方向一側を従動側受け部の従動側端板に取付けて、この従動側端板から突出する従動側支持軸によりハウジングに軸支し、駆動ラップ部の軸方向一側に駆動側シールを取り付けて従動側端板との間をシールし、従動ラップ部の軸方向他側に従動側シールを取り付けて駆動側端板との間をシールした、片側支持スピニングタイプのスクロールコンプレッサについても適用することができる。なお、片側支持オービディングタイプや片側支持スピニングタイプのスクロールコンプレッサにおいては、「ＢＦコート」やアブレイダブル処理をシール対象部分の両面あるいは片面に施して、気密性能を向上させる。

この発明のスクロールコンプレッサ及びその製造方法は、ラップ部をこのラップ部の断面と直交する方向に押し出す押出加工によって成型することで、ラップ部への機械加工を不要としてスクロールコンプレッサの生産性を向上し、ラップ部の軸方向寸法を容易に変更して吐出量の変更への対応を容易とするものであり、径方向に対して軸方向の断面が一様な部材の製造に適用することができる。

実施例を示し、スクロールコンプレッサの縦断面図である。 実施例を示し、図１のＩＩ−ＩＩ線による駆動ラップ部及び従動ラップ部を噛み合わせた駆動スクロール及び従動スクロールの断面図である。 実施例を示し、（Ａ）は駆動ラップ部の素材の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。 実施例を示し、（Ａ）は駆動ラップ部の完成品の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。 実施例を示し、（Ａ）は駆動ラップ部の第２駆動側受け部の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線による半断面図である。 実施例を示し、駆動スクロールの断面図である。 実施例を示し、（Ａ）は従動ラップ部の素材の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。 実施例を示し、（Ａ）は従動ラップ部の完成品の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。 変形例を示し、駆動ラップ部及び従動ラップ部を噛み合わせた駆動スクロール及び従動スクロールの断面図である。

符号の説明

１ スクロールコンプレッサ
２ ハウジング
１３ 駆動スクロール
１４ 従動スクロール
１５ 駆動ラップ部
１８ 第１駆動側受け部
１９ 第２駆動側受け部
３７ 従動ラップ部
３９ スクロール壁
４０ 空間
４２ 吸入口
４８ 圧縮室
４９ 第１支持板
５０ 第２支持板
５９ 同期機構
６６ 吐出部材

Claims (3)

1. 渦巻状のラップ部を有する一対のスクロールを備え、前記ラップ部を互いに噛み合わせて圧縮室を形成する一方、一方のスクロールを他方のスクロールに対して旋回させ、前記スクロールの外周部から取り入れた空気を前記圧縮室によって圧縮して径方向中心部から吐出するスクロールコンプレッサ及びその製造方法において、前記ラップ部をこのラップ部の断面と直交する方向に押し出す押出加工によって成型することを特徴とするスクロールコンプレッサ及びその製造方法。
2. 前記ラップ部は、断面が予め渦巻き状に形成された素材から押出加工によって成型されることを特徴とする請求項１に記載のスクロールコンプレッサ及びその製造方法。
3. 前記ラップ部は、径方向の外周部が円筒状のスクロール壁に連結されており、円柱状の素材から渦巻状の空間を打ち抜く押出加工によって前記スクロール壁と一体的に成型されることを特徴とする請求項１に記載のスクロールコンプレッサ及びその製造方法。

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