JP2008240709A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機を小型化しても、キーを所望の距離だけ摺動させることが目的とされる。
【解決手段】圧縮機１は、筒状のケース１１、オルダムリング２、及び固定部材１２を備える。オルダムリングはキーを有する。固定部材１２は、ハウジングであって、ケース１１の内壁１１ａに隙間なく嵌められている。例えば圧入や焼ばめ等の方法で、固定部材１２は内壁１１ａに嵌められる。固定部材１２には、キーが摺動自在に嵌まるキー溝１２１，１２２が設けられている。キー溝１２１，１２２は互いに、回転軸９０に対して反対側の位置にあり、いずれも固定部材１２を外周まで突っ切っている。
【選択図】図２

Description

本発明は圧縮機に関し、特に固定部材に設けられたキー溝の形状に関する。

スクロール型の圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構と、ケースに固定されたハウジングとを備えている。圧縮機構は、可動スクロールと固定スクロールを有する。

従来から、可動スクロールの自転を防止すべく、可動スクロールとハウジングとの間にオルダムリングが配設されている。具体的には、可動スクロール及びハウジングのそれぞれに設けられたキー溝に、オルダムリングのキーが摺動自在に嵌められる。なお、固定スクロールは、可動スクロールに対してハウジングとは反対側に位置する。

かかる圧縮機は、例えば特許文献１や特許文献２に開示されている。
特許第３８３２３６９号公報 特開２００６−１６１８１８号公報

しかし、従来の圧縮機では、ハウジングの縁と固定スクロールの縁とを、隙間なく密着させている。これは、ハウジングの可動スクロール側と、それとは反対側の、圧力の異なる二つの空間を仕切るためである。

このため、ハウジングのキー溝は、ハウジングが固定スクロールに密着する部分よりも内側に設けなければならず、キー溝の長さをあまり大きくすることができなかった。延いては、圧縮機を小型化すると、所望の長さのキー溝を設けることができないという問題があった。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、圧縮機を小型化しても、キーを所望の距離だけ摺動させることが目的とされる。

第１の発明にかかる圧縮機は、筒状のケースと、オルダムリングと、固定部材とを備える。オルダムリングはキーを有する。固定部材は、ケースの内壁に隙間なく嵌められ、キーが摺動自在に嵌まるキー溝が設けられている。キー溝は、固定部材を外周まで突っ切っている。

第２の発明にかかる圧縮機は、第１の発明にかかる圧縮機であって、固定部材は、ケース内で圧力の異なる二つの空間を仕切っている。

第３の発明にかかる圧縮機は、第１または第２の発明にかかる圧縮機であって、固定部材は、圧入及び焼きばめの少なくともいずれか一方の方法でケースの内壁に嵌められる。

第４の発明にかかる圧縮機は、第１または第２の発明にかかる圧縮機であって、固定部材は、シールを介してケースの内壁に嵌められる。

第５の発明にかかる圧縮機は、第１乃至第４の発明のいずれか一つにかかる圧縮機であって、キー溝はケースの中心側に閉じられた端を有する。その端は平坦な形状を呈する。

第６の発明にかかる圧縮機は、第５の発明にかかる圧縮機であって、キーが摺動する方向に対するキー溝の幅は、端の近傍で拡がっている。

第７の発明にかかる圧縮機は、第５または第６の発明にかかる圧縮機であって、ケースが延びる方向から見たときのキー溝は、その端の両側をそれぞれ、キーが摺動する方向に対するキー溝の幅の最小値の、１／４倍乃至１／２倍の曲率半径で湾曲させている
第８の発明にかかる圧縮機は、第１乃至第４の発明のいずれか一つにかかる圧縮機であって、固定部材は環状を呈する。キー溝は、固定部材を内周まで突っ切っている。

第９の発明にかかる圧縮機は、第１乃至第８の発明のいずれか一つにかかる圧縮機であって、ケースが延びる方向において、キー溝の位置と、固定部材の外周の面のうちケースの内壁に嵌められる部分の位置とがずれている。

第１の発明にかかる圧縮機によれば、キー溝が固定部材を外周まで突っ切るので、キーの摺動できる距離が長くなる。よって、ケースの内径を小さくして圧縮機を小型化しても、キーを所望の距離だけ摺動させることができる。

第２の発明にかかる圧縮機によれば、固定部材の両側に生じた圧力差を維持することができる。

第３または第４の発明にかかる圧縮機によれば、固定部材をケースの内壁に隙間なく嵌めることができる。

第５の発明にかかる圧縮機によれば、端の形状が平坦であるので、かかる形状が湾曲したものに比べて、キーが摺動できる距離を縮めずに、キーが摺動する方向についてのキー溝の長さを小さくすることができる。よって、圧縮機を小型化することができる。

第６または第７の発明にかかる圧縮機によれば、端の形状を平坦にしやすい。

第８の発明にかかる圧縮機によれば、キーが摺動できる距離をより長くすることができ、以って圧縮機をより小型化することができる。

第９の発明にかかる圧縮機によれば、固定部材の内壁への嵌め込みに起因したキー溝の歪みを防止することができる。

＜圧縮機の構造＞
図１は、本発明の実施の形態にかかる圧縮機１を概念的に示す図であって、後述する図２、図４及び図５のそれぞれで示される位置I−Iでの断面である。なお、図１には方向９１が示されており、以下では方向９１の矢印の先側を「上側」、それとは反対側を「下側」という。

圧縮機１は、ケース１１、オルダムリング２、固定部材１２、圧縮機構１５、モータ１６、クランク軸１７、吸入管１９、吐出管２０、及び軸受６０を備える。なお、吐出管２０は、後述する図３に示されている。

ケース１１は筒状であって、方向９１に沿って延びている。ケース１１には、オルダムリング２、固定部材１２、圧縮機構１５、モータ１６、クランク軸１７、及び軸受６０が収納されている。

モータ１６は、固定子５１と回転子５２とを有する。固定子５１は環状であって、ケース１１の内壁１１ａに固定されている。回転子５２は、固定子５１の内周側に設けられ、固定子５１にエアギャップを介して対向している。

クランク軸１７は、方向９１に沿って延び、主軸１７ａと偏心部１７ｂとを有する。主軸１７ａは、回転軸９０を中心として回転する部分であって、回転子５２に接続されている。偏心部１７ｂは、回転軸９０から偏って配置された部分であって、主軸１７ａの上側に接続されている。クランク軸１７の下側の端は、軸受６０で摺動自在に支持されている。

固定部材１２は、具体的に図１ではハウジングであって、ケース１１の内壁１１ａに隙間なく嵌められている。例えば圧入や焼ばめ等の方法で、固定部材１２は内壁１１ａに嵌められる。固定部材１２は、シールを介して内壁１１ａに嵌められても良い。

固定部材１２は、内壁１１ａに隙間なく嵌められるので、固定部材１２の下側に位置する空間２８と、上側に位置する空間２９とを隙間なく仕切る。よって、固定部材１２は、空間２８と空間２９との間に生じた圧力差を維持することができる。なお、後述するように、空間２８の圧力は高く、空間２９の圧力は低い。空間２８は「高圧空間」と通称され、空間２９は「低圧空間」と通称されている。

固定部材１２には、上側に開口した窪み３１が、回転軸９０近傍に設けられている。窪み３１には、クランク軸１７の偏心部１７ｂが収まる。更に、固定部材１２は軸受３２及び孔３３を有する。クランク軸１７の主軸１７ａが孔３３を貫通した状態で、軸受３２は主軸１７ａを支持する。

図２は、ケース１１の内壁１１ａに嵌められた固定部材１２を上から見た図である。固定部材１２には、窪み３１の外側においてキー溝１２１，１２２が設けられている。キー溝１２１，１２２は互いに、回転軸９０に対して反対側の位置にあり、いずれも回転軸９０を中心とする径方向へと延びる。なお、キー溝１２１，１２２の形状については後述する。

圧縮機構１５は、固定スクロール２４と可動スクロール２６とを有し、冷媒を圧縮する。

固定スクロール２４は、鏡板２４ａとラップ２４ｂとを含む。鏡板２４ａは、ケース１１の内壁１１ａに固定されている。ラップ２４ｂは鏡板２４ａの下側に連結されており、下から見た形状は渦巻き状である。換言すれば、固定スクロール２４には渦巻き状に延びた溝２４ｃが設けられている。

固定スクロール２４の上側の面は凹状を呈する。当該面のうち凹状を呈する部分４２で囲まれた空間４５は、蓋４４で塞がれている。蓋４４は、圧力の異なる二つの空間、すなわち空間４５と、その上側の空間２９とを仕切る。

可動スクロール２６は、鏡板２６ａ、ラップ２６ｂ及び軸受２６ｃを有する。軸受２６ｃは、鏡板２６ａの下側に連結されており、クランク軸１７の偏心部１７ｂを摺動自在に支持する。ラップ２６ｂは、鏡板２６ａの上側に連結されており、上から見た形状は渦巻き状であって固定スクロール２４の溝２４ｃに収まる。

ラップ２４ｂとラップ２６ｂとの間の空間４０は、鏡板２４ａ，２６ａによって密閉され、圧縮機構１５の圧縮室として用いられる。

図３は、図２に示される位置III−IIIでの断面を示す図である。図３を用いて、圧縮機１内での冷媒の流れを説明する。なお図３では、冷媒の流れを矢印で示す。吸入管１９から冷媒が吸入され、圧縮機構１５の圧縮室（空間４０）へと導かれる。圧縮室（空間４０）で圧縮された冷媒は、固定スクロール２４の中心近傍に設けられた孔４１から、空間４５へと排出される。よって、空間４５の圧力は高い。他方、蓋４４で空間４５とは仕切られた空間２９の圧力は小さいままである。

空間４５内の冷媒は、固定スクロール２４に設けられた孔４６、及び固定部材１２に設けられた孔４８をこの順に通って、固定部材１２の下側の空間２８へと流れる。空間２８では冷媒は、案内板５８によって隙間５５へ導かれる。ここで隙間５５は、固定子５１の側面の一部分と、ケース１１との間に設けられている。

そして、隙間５５を通ってモータ１６の下側に流れた冷媒は、モータ１６のエアギャップ、または隙間５６通って、吐出管２０へと流れる。ここで、隙間５６は、固定子５１の側面の他の一部分とケース１１との間に設けられている。

図４は、可動スクロール２６を軸受２６ｃ側（下側）から見た図である。鏡板２６ａには、軸受２６ｃの外側において二つのキー溝２６１，２６２が設けられている。キー溝２６１，２６２は互いに、回転軸９０に対して反対側の位置にある。回転軸９０から見たときのキー溝２６１，２６２の位置はいずれも、回転軸９０から見たときのキー溝１２１，１２２が位置する方向（位置I−Iに沿う方向（図２及び図４））とは垂直な方向にある。

図５及び図６はそれぞれ、オルダムリング２を概念的に示す下面図及び側面図である。オルダムリング２は、キー２１１，２１２、キー２２１，２２２及び環状部材２３を有している。オルダムリング２は、固定部材１２と可動スクロール２６とで挟まれる（図１）。

具体的には、キー２１１，２１２は、環状部材２３の下側の面２３ａ（図６）に配設されている。キー２１１，２１２は、互いに回転軸９０に対して反対側の位置にあり、それぞれキー溝１２１，１２２に摺動自在に嵌まる。

キー２２１，２２２は、環状部材２３の上側の面２３ｂ（図６）に配設されており、互いに回転軸９０に対して反対側の位置にある。そして、回転軸９０から見たキー２２１，２２２の位置はいずれも、回転軸９０から見たときのキー２１１，２１２が位置する方向とは垂直な方向９３１，９３２にある。キー２２１，２２２はそれぞれ、キー溝２６１，２６２に摺動自在に嵌まる。

よって、可動スクロール２６は、オルダムリング２を介して固定部材１２に支持され、以って可動スクロール２６の自転が防止される。

＜キー溝の形状＞
図２を用いて、キー溝１２１，１２２の形状について説明する。キー溝１２１は、固定部材１２を外周まで突っ切っている。キー溝１２２も同様である。なお、キー溝１２１，１２２はそれぞれ、ケース１１の中心側に閉じられた端１２１１，１２２１を有する。なお、ケース１１の中心は、回転軸９０にほぼ一致する。

図７は、図1に示される圧縮機１のうち、ケース１１に固定された固定部材１２と、オルダムリング２とを示した図である。図７では、キー溝１２１，１２２のそれぞれに、オルダムリング２のキー２１１，２１２が嵌まった状態が示されている。キー２１１，２１２はそれぞれ、キー溝１２１，１２２を方向９２に沿って摺動する。

キー溝１２１，１２２が固定部材１２を外周まで突っ切っているので、キー２１１，２１２の摺動できる距離Ｌ１が長くなる。よって、ケース１１の内径Ｒ３を小さくして圧縮機１を小型化しても、キー２１１，２１２を所望の距離だけ摺動させることができる。

図８は、キー溝１２１の端１２１１の形状を概念的に示す。端１２１１は平坦な形状を呈しており、キー２１１，２１２が摺動する方向９２に略垂直である。

かかるキー溝１２１によれば、端１２１１の形状が平坦であるので、かかる形状が湾曲したものに比べて、キー２１１が摺動できる距離Ｌ１を縮めずに、方向９２についてのキー溝１２１の長さを小さくすることができる。よって、圧縮機１を小型化することができる。

図８では、キー溝１２１の方向９２に対する幅は、端１２１１の近傍で拡がっている。かかる形状によれば、端１２１１の形状を平坦にしやすい。具体的には、方向９１から見たときのキー溝１２１は、端１２１１の両側をそれぞれ、所定の曲率半径Ｒ１，Ｒ２で湾曲させる。ここで、所定の曲率半径Ｒ１は、キー溝１２１の方向９２に対する幅の最小値ｄを１／４乃至１／２倍したものである。

上述したキー溝１２１の形状は、キー溝１２２についても適用される。

図７に戻って、方向９１において、キー溝１２１，１２２の位置ｒ１と、固定部材１２の外周の面１２ａのうち内壁１１ａに嵌められる部分の位置ｒ２とは、ずれている。これにより、固定部材１２の内壁１１ａへの嵌め込みに起因したキー溝１２１，１２２の歪みを防止することができる。

図９は、図２で示されるキー溝１２１，１２２とは異なる形状を呈するキー溝１２３，１２４を示す図である。キー溝１２３，１２４は、固定部材１２を外周に突っ切るだけでなく、内周にも突っ切っている。なお、キー溝１２３，１２４にはそれぞれ、オルダムリング２のキー２１１，２１２が摺動自在に嵌まる。

かかるキー溝１２３，１２４によれば、キー２１１，２１２が摺動できる距離Ｌ１をより長くすることができ、以って圧縮機１をより小型化することができる。

本発明の実施の形態にかかる圧縮機１を概念的に示す断面図である。 固定部材１２を上から見た図である。 図２で示される位置III−IIIでの圧縮機１の断面を示す図である。 可動スクロール２６を軸受２６ｃ側から見た図である。 オルダムリング２を概念的に示す下面図である。 オルダムリング２を概念的に示す側面図である。 図１の圧縮機１のうち、固定部材１２とオルダムリング２とを示す図である。 キー溝１２１の端１２１１の形状を概念的に示す図である。 キー溝１２３，１２４の形状を概念的に示す図である。

符号の説明

２ オルダムリング
１１ ケース
１１ａ 内壁
１２ 固定部材
１２ａ 外周の面
２８，２９ 空間
９１，９２ 方向
１２１〜１２４ キー溝
２１１，２１２ キー
１２１１，１２２１ 端
ｄ 幅の最小値
Ｒ１，Ｒ２ 曲率半径
ｒ１，ｒ２ 位置

Claims (9)

1. 筒状のケース（１１）と、
   キー（２１１，２１２）を有するオルダムリング（２）と、
   前記ケースの内壁（１１ａ）に隙間なく嵌められ、前記キーが摺動自在に嵌まるキー溝（１２１，１２２；１２３，１２４）が設けられた固定部材（１２）と
   を備え、
   前記キー溝は、前記固定部材を外周まで突っ切る、圧縮機。
2. 前記固定部材（１２）は、前記ケース内で圧力の異なる二つの空間（２８，２９）を仕切る、請求項１記載の圧縮機。
3. 前記固定部材（１２）は、圧入及び焼きばめの少なくともいずれか一方の方法で前記内壁（１１ａ）に嵌められる、請求項１または請求項２記載の圧縮機。
4. 前記固定部材（１２）は、シールを介して前記内壁（１１ａ）に嵌められる、請求項１または請求項２記載の圧縮機。
5. 前記キー溝（１２１，１２２）は前記ケース（１１）の中心側に閉じられた端（１２１１，１２２１）を有し、
   前記端は平坦な形状を呈する、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の圧縮機。
6. 前記キー（２１１，２１２）が摺動する方向（９２）に対する前記キー溝（１２１）の幅は、前記端（１２１１）の近傍で拡がっている、請求項５記載の圧縮機。
7. 前記ケースが延びる方向（９１）から見たときの前記キー溝（１２１）は、前記端の両側をそれぞれ、前記キー（２１１，２１２）が摺動する方向（９２）に対するキー溝（１２１）の幅の最小値（ｄ）の、１／４倍乃至１／２倍の曲率半径（Ｒ１，Ｒ２）で湾曲させる、請求項５または請求項６記載の圧縮機。
8. 前記固定部材（１２）は環状を呈し、
   前記キー溝（１２３，１２４）は、前記固定部材を内周まで突っ切る、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の圧縮機。
9. 前記ケース（１１）が延びる方向（９１）において、前記キー溝（１２１）の位置（ｒ１）と、前記固定部材（１２）の前記外周の面（１２ａ）のうち前記内壁（１１ａ）に嵌められる部分の位置（ｒ２）とがずれている、請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の圧縮機。

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