JP2010077914A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】渦巻羽根が形成されている固定スクロールと、渦巻羽根が形成されている旋回スクロールと、上記旋回スクロールを旋回運動させる回転軸と、上記回転軸を上記固定スクロールに回転可能に支持させる回転軸受と、上記回転軸の偏心軸部に設けられ旋回スクロールの中心部を旋回可能に支持する旋回スクロール用軸受と、を備えたスクロール圧縮機において、外部から、スクロール圧縮機の内部の各軸受に潤滑オイルを供給する油路を、スクロール圧縮機の形状を複雑化することなく設けるための簡単な構造を提供する。
【解決手段】上記固定スクロールの外面に回転軸受の支持部から放射状のリブを形成し、このリブに、回転軸に形成された中心油路と外部とをつなぐ油路を形成した。
【選択図】 図５

Description

本発明は、エンジンに連結して用いるスクロール圧縮機に関するものであり、特にスクロール圧縮機の外部と回転軸中心油路とをつなぐ油路に関するものである。

回転軸が鉛直に配置されたスクロール圧縮機の外部と回転軸中心油路とをつなぐ油路の例（例えば、特許文献１参照。）が示されているが、本発明のスクロール圧縮機は水平クランク軸のエンジンに連結して用いる水平回転軸のスクロール圧縮機であるため、上記文献のような鉛直回転軸に適用される油路は採用することが出来ない。

特開平７−５４７８４号公報（図１）

外部から、スクロール圧縮機の内部の各軸受に潤滑オイルを供給する油路を、スクロール圧縮機の形状を複雑化することなく設けるための簡単な構造を提供する。

本発明は上記課題を解決したものであって、請求項１に記載の発明は、
渦巻羽根が形成されている固定スクロールと、
渦巻羽根が形成されている旋回スクロールと、
上記旋回スクロールを旋回運動させる回転軸と、
上記回転軸を上記固定スクロールに回転可能に支持させる回転軸受と、
上記回転軸の偏心軸部に設けられ旋回スクロールの中心部を旋回可能に支持する旋回スクロール用軸受と、
を備えたスクロール圧縮機において、
上記固定スクロールの外面に回転軸受の支持部から放射状のリブを形成し、このリブに、回転軸に形成された中心油路と外部とをつなぐ油路を形成したことを特徴とするスクロール圧縮機に関するものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
上記固定スクロールと、回転軸と、固定スクロールと回転軸との間に介装される回転軸受と、固定スクロールと回転軸との間に介装される回転軸受の一側面に設けられたオイルシールと、によって囲まれる空間を形成し、上記空間の一方側を、回転軸中心油路と連通させ、上記空間の他方側を固定スクロールのリブに形成された上記油路に連通させ、更に、上記回転軸受の他側面に、回転軸受の軸方向の位置を規制するセットプレートを設け、上記回転軸受の他側面を覆うオイルシールを上記セットプレートによって保持したことを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機において、
上記スクロール圧縮機はエンジンに接続されるものであり、
上記スクロール圧縮機の回転軸はカップリングを介してエンジンのクランク軸に連結され、
上記回転軸の中心油路はエンジン連結側とは反対側の軸端に開口し、
上記回転軸の中心油路の軸端開口へ上記エンジン接続側とは反対側の固定スクロールのリブに形成された油路から潤滑オイルが供給されることを特徴とするものである。

請求項１の発明において、
固定スクロールに形成されたリブを利用して回転軸中心油路と外部とをつなぐ油路を形成するので、固定スクロールの形状を複雑化することなく、簡単に旋回スクロール用軸受等に潤滑オイルを供給する油路を形成することができる。

請求項２の発明において、
固定スクロールと、回転軸と、回転軸受と、回転軸受の一側面のオイルシールとによって形成された空間を潤滑オイルの通路としたので、回転軸受が潤滑される。また、セットプレートによって回転軸受の位置決めが確実に成されるうえ、回転軸受の他側面のオイルシールをセットプレートに保持させたことにより、簡単な構成で回転軸受から潤滑オイルが洩れることを防ぐことができる。

請求項３の発明において、
スクロール圧縮機をエンジンとカップリングを介して接続した場合、回転軸のエンジン側の軸端には軸方向に開口する油路を形成することは困難であるため、回転軸の周方向に開口する油路が形成される。この油路を用いて回転軸の中心油路に潤滑オイルを供給しようとすると、回転する回転軸から加わる遠心力に打ち勝つよう油圧を高める必要があるが、エンジン連結側とは反対側の軸端に中心油路を開口し、軸端開口から中心油路へ潤滑オイルを供給すれば、遠心力が掛からないので、構造を複雑化することなく少ない油圧で潤滑オイルを中心油路へ供給することができる。

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を車両用エンジンの後部に備えたパワーユニット２の後部の縦断面図である。上記車両は、４輪鞍乗型車両であって、エンジンのクランク軸３は車両の進行方向に平行に設けてある。クランク軸３はボールベアリング４によって回転可能に支持されている。クランク軸３の後部には、交流発電機５が設けてある。なお、エンジンの出力軸（図示なし）も車両の進行方向と平行であって、ユニバーサルジョイントを介して後方へ延出した駆動軸によって、後輪が駆動される。クランク軸３の上方には、スタータモータ６が取付けてあり、スタータモータ６の回転軸６ａの駆動力は、歯車列７によって、クランク軸３に設けてある始動用被動ギヤ８、ワンウエイクラッチ９、および交流発電機のロータ５ａを介してクランク軸３に伝達される。

上記クランク軸３の後端に、カップリング12を介してスクロール圧縮機１が接続されている。上記スクロール圧縮機１は、エアクリーナを経た清浄空気を吸入管13および吸入ポート14を介して吸入し、スクロール圧縮機１の内部へ取り込み、圧縮して、中央部の吐出ポート15および吐出管16を経由してパワーユニット２のスロットルボディへ送り出す装置である。即ち、このスクロール圧縮機１は過給機として用いられている。

スクロール圧縮機１の殻体は一対の固定スクロール17、18である。互いに向き合う固定スクロール17、18の間に旋回スクロール19が装着されている。前側固定スクロール17は、パワーユニット２の固定部に固定され、後側固定スクロール18は前側固定スクロール17に固定されている。前側固定スクロール17は、平板部17ａとその一面に立設された渦巻羽根17ｂからなっている。後側固定スクロール18も、平板部18ａとその一面に立設された渦巻羽根18ｂからなっている。一対の固定スクロール17、18は、渦巻羽根17ｂ、18ｂを内側にして向き合っている。外側の平板部17ａ、18ａは、スクロール圧縮機１のハウジングを兼ねている。旋回スクロール19には、平板部19ａの前後に渦巻羽根19ｂが設けてあり、且つ中心部にボス部19ｃが設けてある。旋回スクロール19の渦巻羽根19ｂは、固定スクロール17、18の渦巻羽根17ｂ、18ｂの間に噛み合うようにして、且つ旋回可能に組み立てられている。

スクロール圧縮機１は、中心部に１本の第１回転軸21と、周囲部に３本の第２回転軸22を備えている。これらはそれぞれ回転軸21、22に平行な偏心軸部21ａ、22ａを備えている。第１回転軸21はボールベアリング23とニードルベアリング24によって回転可能に支持されている。第１回転軸21の偏心軸部21ａは２連のニードルベアリング25を介して、旋回スクロール19の中央のボス部19ｃの内周に当接し、旋回スクロール19を支えると共に偏心駆動する。第２回転軸22は２連のボールベアリング26によって前側固定スクロール17に回転可能に支持されている。第２回転軸22の偏心軸部22ａは、２連のボールベアリング27によって、旋回スクロール19の外周部を支えると共に偏心駆動する。上記第１回転軸21と第２回転軸22によって、旋回スクロール19は、第１回転軸21の回転軸線の回りを旋回する。即ち自転することなく公転する。なお、第１回転軸21には中心油路40が穿設され、偏心軸部21ａには、軽量化孔46が穿設されている。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。スクロール圧縮機１の上部に吸入ポート14が設けてある。図は前側固定スクロール17の渦巻羽根17ｂと旋回スクロール19の渦巻羽根19ｂが噛み合っている状態を示している。図示していない後側固定スクロール18と旋回スクロール19の羽根の形状および噛合い状態も同様である。図において、スクロール圧縮機１の中心に、第１回転軸21が貫通している。図示されている偏心軸部21ａは、ニードルベアリング25を介して旋回スクロール19のボス部19ｃを貫通している。第１回転軸21の偏心軸部21ａの中心Ｃ2は、偏心値εをもって、第１回転軸21の回転中心Ｃ1から離れている。周囲部の第２回転軸22の偏心軸部22ａも同じ偏心値εをもって偏心している。

固定渦巻羽根17ｂおよび旋回渦巻羽根19ｂは共にインボリュート曲線で形成され、相手側スクロールの平板部19ａ、17ａに、それぞれの羽根の縁部のシール材28（図１）を介して当接している。中心部の第１回転軸21と、周囲部の３本の第２回転軸22とによって、旋回スクロール19が旋回運動をすると、固定渦巻羽根17ｂと、旋回渦巻羽根19ｂと、対向するスクロールの平板部17ａ、19ａとに囲まれて形成された圧縮室29は、その容積を減少しながら順次外周から中央へ移動してゆく。最外周の圧縮室29に吸入された空気は徐々に圧縮されて、最終的に中央部で高圧となって後側固定スクロール18の中央部の吐出ポート15（図１、図３）から吐出される。

図３は、後側固定スクロール18の後面図である。上部に吸入ポート14が見える。中央部に第１回転軸21の後部をニードルベアリング24（図１）を介して支える後部軸受部31が、４本の支柱32によって支えられている。支柱32と支柱32の間は吐出ポート15となっている。中央のボス部57から周囲部に向けて複数のリブ58が放射状に設けてある。４本の支柱32のうちの１本の支柱32と、それに続く１本のリブ58は太く形成してあり、外部から上記後部軸受部31へ潤滑オイルを供給するリブ支柱部油路33が設けてある。潤滑オイルの供給先については後述する。

図４は、前側固定スクロール17の前面図である。上部に吸入ポート14の終端部14ａが見えている。中心部に、第１回転軸挿通孔60と、第１回転軸21をボールベアリング23で支える軸受部61と、その周囲にボス部62が設けてある。周囲３箇所に第２回転軸支持部63が設けてある。ボス部62から周囲部へ向かって放射状に複数のリブ64が設けてある。１本のリブ64は太く形成され、そのリブ64に、外周部から上記軸受部61に達するリブ部油路45が形成してある。この油路45は中心油路40に供給された潤滑オイルの余ったものを排出する油路である。

図５は上記スクロール圧縮機１の拡大縦断面図である。第１回転軸21の偏心軸部21ａには、旋回スクロール19の円筒状のボス部19ｃを偏心駆動するために、２連のニードルベアリング25が設けてある。また、上記ニードルベアリング25の位置決め部材34として、ニードルベアリング25の前後に銅ブッシュ35とシム36が装着され、その前後にサークリップ37が設けられ、スクロール圧縮機１内の圧力変動に起因するスラストによる、ニードルベアリング25の移動が阻止されている。前後のサークリップ37の軸方向外側にはそれぞれオイルシール38が装着され、潤滑オイルの漏出を防ぐようになっている。

第１回転軸21の後端の後部軸受部31には、図３で示したリブ支柱部油路33が設けてある。リブ支柱部油路33から供給された潤滑オイルはニードルベアリング24の外側を回って第１回転軸21の後端部に至り、第１回転軸21の中心油路40へ流入する。第１回転軸21には、第１回転軸後部ニードルベアリング24向け油路41、第１回転軸偏心軸部ニードルベアリング25向け油路42、第１回転軸偏心軸部ニードルベアリング位置決め部材34向け油路43、第１回転軸前部ボールベアリング23向け油路44、が設けてあり、それぞれの箇所を潤滑する。余った潤滑オイルは、前側固定スクロール17の外面のリブの一つに設けられたリブ部油路45を経て排出される。偏心軸部21ａには軽量化孔46が穿設されている。

ボールベアリング23の固定スクロール17側にオイルシール66が設けてあり、固定スクロール17と、回転軸21と、ボールベアリング23と、オイルシール66とによって囲まれる空間68が形成されている。この空間68の回転軸21側は、第１回転軸前部ボールベアリング23向け油路44に連通し、この空間の外周側は、リブ部油路45に連通している。上記ボールベアリング23の従動カプラ49側には、取付けボルト70を介して、ボールベアリング23の軸方向の位置を規制するセットプレート67が取付けられている。上記セットプレート67によって、上記ボールベアリング23の従動カプラ49側を覆うオイルシール69が保持されている。上記空間68は潤滑オイルの通り道となるが、ボールベアリング23の両側にオイルシール66、69が設けてあるので、潤滑オイルが漏れ出ることはない。

図６は、図５の第１回転軸の前側にボルト55によって取付けられている従動カプラ49の断面図、図７は、図６のＶＩＩ矢視図である。図６は、図７のＶＩ−ＶＩ断面を示している。従動カプラ49は、カップリング12の従動側に設けられるものであり、円板部49ａと湾曲凸部49ｂとが一体的に形成されている。従動カプラ49は、クランク軸３の後端にボルト54を介して取付けられている駆動カプラ48（図１）と、両カプラの間に装着される緩衝材としてのゴム等弾性部材50（図１）と共に組み合わされて、カップリング12（図１）を構成するものである。駆動カプラ48は、従動カプラ49とほぼ同様の形状であって、互いに向き合わせて側面視で両方のカプラが重なる位置まで接近させ、それぞれのカプラ48、49の対向する湾曲凸部の間に形成される空間に、弾性部材50を挟んで用いられる（図１）。弾性部材50の存在によって、衝撃的な駆動が緩和される。従動カプラ49の周囲部には、後述のバランサ52を取付けるネジ51（図５）のためのネジ挿通孔49ｃが設けてある。

図８は、図５において、従動カプラの円板部49ａにネジ51（図５）で取付けられるバランサ52の断面図、図９は、図８のＩＸ矢視図である。図８は、図９のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を示している。このバランサ52は、回転軸線に対する偏心軸部や旋回スクロールの質量のアンバランスを解消するために、偏心方向とは反対の側に質量を付加するためのものである。バランサ52は、固定スクロール17の外側に配置されるため、バランサ52を第１回転軸21から離して配置することができ、さらにカップリング12に一体に設けられるため、バランサ52とカップリング12を含めたスクロール圧縮機１のレイアウトをコンパクトにすることができる。また、バランサ52は円環状に形成され、従動カプラ49の外周に嵌め込み、従動カプラ49のネジ挿通孔49ｃに挿通されたネジ51（図５）をバランサ52のネジ孔52ａに螺着して固定される。取付けの際に従動カプラ49の外周にバランサ52を嵌め込むので、バランサ52の位置決めが容易である。

以上詳述したように、本実施形態においては、次の効果がもたらされる。
（１）固定スクロールに形成されたリブを利用して回転軸中心油路と外部とをつなぐ油路を形成するので、固定スクロールの形状を複雑化することなく、簡単に旋回スクロール用軸受等に潤滑オイルを供給する油路を形成することができる。
（２）固定スクロールと、回転軸と、回転軸受と、回転軸受の一側面のオイルシールとによって形成された空間を潤滑オイルの通路としたので、回転軸受が潤滑される。また、セットプレートによって回転軸受の位置決めを確実にし、セットプレートに回転軸受の他側面のオイルシールを保持させたことにより、簡単な構成で回転軸受から潤滑オイルが洩れることを防ぐことができる。
（３）エンジン連結側とは反対側の軸端に中心油路を開口し、軸端開口から中心油路へ潤滑オイルを供給するので、遠心力が加わらず、構造を複雑化することなく少ない油圧で潤滑オイルを中心油路へ供給することができる。

本発明の第１実施形態に係るスクロール圧縮機を備えたパワーユニットの後部の縦断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 後側固定スクロールの後面図である。 前側固定スクロールの前面図である。 上記スクロール圧縮機の拡大縦断面図である。 従動カプラの断面図である。 図６のＶＩＩ矢視図である。 バランサの断面図である。 図８のＩＸ矢視図である。

符号の説明

１…スクロール圧縮機、12…カップリング、14…吸入ポート、15…吐出ポート、17…前側固定スクロール、18…後側固定スクロール、19…旋回スクロール、21…第１回転軸、21ａ…偏心軸部、22…第２回転軸、22ａ…偏心軸部、23…ボールベアリング、24…ニードルベアリング、29…圧縮室、31…後部軸受部、32…支柱、33…リブ支柱部油路、34…位置決め部材、40…第１回転軸の中心油路、45…リブ部油路、57…後部ボス部、58…リブ、61…前部軸受部、62…前部ボス部、64…リブ、66…オイルシール、67…セットプレート、68…空間、69…オイルシール

Claims (3)

1. 渦巻羽根が形成されている固定スクロールと、
   渦巻羽根が形成されている旋回スクロールと、
   上記旋回スクロールを旋回運動させる回転軸と、
   上記回転軸を上記固定スクロールに回転可能に支持させる回転軸受と、
   上記回転軸の偏心軸部に設けられ旋回スクロールの中心部を旋回可能に支持する旋回スクロール用軸受と、
   を備えたスクロール圧縮機において、
   上記固定スクロールの外面に回転軸受の支持部から放射状のリブを形成し、このリブに、回転軸に形成された中心油路と外部とをつなぐ油路を形成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 上記固定スクロールと、回転軸と、固定スクロールと回転軸との間に介装される回転軸受と、固定スクロールと回転軸との間に介装される回転軸受の一側面に設けられたオイルシールと、によって囲まれる空間を形成し、上記空間の一方側を、回転軸中心油路と連通させ、上記空間の他方側を固定スクロールのリブに形成された上記油路に連通させ、更に、上記回転軸受の他側面に、回転軸受の軸方向の位置を規制するセットプレートを設け、上記回転軸受の他側面を覆うオイルシールを上記セットプレートによって保持した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. 上記スクロール圧縮機はエンジンに接続されるものであり、
   上記スクロール圧縮機の回転軸はカップリングを介してエンジンのクランク軸に連結され、
   上記回転軸の中心油路はエンジン連結側とは反対側の軸端に開口し、
   上記回転軸の中心油路の軸端開口へ上記エンジン接続側とは反対側の固定スクロールのリブに形成された油路から潤滑オイルが供給されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機。

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