JP2010116789A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】可動スクロールの自転阻止部材であるボールカップリングの固定側支持プレートの中心を確実に圧縮機駆動軸の中心と一致できるようにし、両者間のズレ発生に伴うノイズ発生や性能低下のおそれを除去可能なスクロール型圧縮機を提供する。
【解決手段】可動スクロールの背面側に、該可動スクロールの自転阻止部材として、複数の環状溝が周方向に配列された一対の支持プレートを有し、該一対の支持プレートの環状溝間にボールを転動自在に保持したボールカップリングを備えたスクロール型圧縮機において、可動スクロールの駆動軸の内端側に、該駆動軸と一体に構成されたクランクシャフト大径部を備えたクランク機構を構成し、該クランクシャフト大径部をベアリングを介して回転自在に支持するとともに、ボールカップリングの反可動スクロール側（固定側）の支持プレートを、ベアリングの外輪に対して、圧入や嵌合、一体成形等により、同心一体化可能に設けたことを特徴とするスクロール型圧縮機。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクロール型圧縮機に関し、とくに、可動スクロールの自転阻止機構部の構造を改良したスクロール型圧縮機に関する。

スクロール型圧縮機は、固定スクロールと、該固定スクロールに対し自転を阻止された状態で旋回される可動スクロールからなるスクロール型圧縮機構を備えており、可動スクロールの背面側には、該可動スクロールの自転を阻止する自転阻止部材が設けられている。この自転阻止部材としては、ＥＭ（Eccentric Motion）カップリングと呼ばれるボールカップリングが用いられる場合が多く、このボールカップリングは、例えば図３にその部分斜視図を示すように、複数の環状溝１０１ａ、１０１ｂが周方向に配列された一対の支持プレート１０２ａ、１０２ｂを有し、該一対の支持プレート１０２ａ、１０２ｂの環状溝１０１ａ、１０１ｂ間にボール１０３を転動自在に保持した構成を有している。この構成により、一方の支持プレートが固定された状態で、他方の支持プレートが、環状溝１０１ａ、１０１ｂ間でのボール１０３の転動を介して、自転を阻止された状態で公転（旋回運動）が許容されるようになる。このようなボールカップリング１０４が、例えば図４に示すように、スクロール型圧縮機１０５において、固定スクロール１０６と可動スクロール１０７からなるスクロール型圧縮機構１０８における可動スクロール１０７の背面側に設けられ、例えば可動スクロール１０７の背面側とフロントハウジング１０９の内側面との間に設けられ、ボールカップリング１０４を介して、可動スクロール１０７は自転が阻止された状態で旋回運動（公転）が許容されるようになっている。ボールカップリング１０４の支持プレートに対しては、ピン／ピン孔機構等（図示略）を介してフロントハウジング１０９等に対し相対回転できないように位置決め、固定が行われている（例えば、特許文献１）。
特許第３０５３５５１号公報

ところが、上記のような従来構造においては、ボールカップリング１０４の固定側支持プレート（図４における支持プレート１０２ａ）が、圧縮機１０５の軸心１１０、とくに駆動軸１１１の軸心１１０に対し精度良く同心に設置されている場合には、別段問題は生じないが、ピン／ピン孔機構を介して位置決め、固定する構造であるため、高精度に同心に設置することが難しい場合もある。ボールカップリング１０４の支持プレート１０２ａの中心（軸心）と駆動軸１１１の中心（軸心１１０）にズレが発生すると、その分、他方の支持プレート１０２ｂの旋回中心もずれることになり、他方の支持プレート１０２ｂの旋回運動と、クランク機構１１２を介して伝達される駆動力による可動スクロール１０７の旋回運動との間にズレが生じるおそれがあり、ノイズ発生の原因になったり、可動スクロール１０７の旋回運動のための動力が増大し、圧縮性能を低下させる原因になったりするおそれがある。

そこで本発明の課題は、このような問題点に着目し、可動スクロールの自転阻止部材であるボールカップリングの固定側支持プレートの中心を確実に圧縮機駆動軸の中心と一致できるようにし、両者間のズレの発生を防止して、該ズレ発生に伴うノイズ発生や圧縮性能低下のおそれを除去可能なスクロール型圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るスクロール型圧縮機は、固定スクロールと該固定スクロールに対し自転を阻止された状態で旋回される可動スクロールからなるスクロール型圧縮機構を備え、可動スクロールの背面側に、該可動スクロールの自転阻止部材として、複数の環状溝が周方向に配列された一対の支持プレートを有し、該一対の支持プレートの環状溝間にボールを転動自在に保持したボールカップリングを備えたスクロール型圧縮機において、前記可動スクロールの駆動軸の内端側に、該駆動軸と一体に構成され、偏心位置に偏心ポケットを有するクランクシャフト大径部と、該クランクシャフト大径部の偏心ポケット内にクランクシャフト大径部に対し相対回転自在に挿入された可動スクロールの背面側から延びるボス部とを備えたクランク機構を構成し、該クランク機構の前記クランクシャフト大径部の外周面にベアリングを装着して該クランクシャフト大径部を該ベアリングを介して回転自在に支持するとともに、前記ボールカップリングの反可動スクロール側の支持プレートを、前記ベアリングの外輪に対して同心一体化可能に設けたことを特徴とするものからなる。

このようなスクロール型圧縮機においては、駆動軸と一体に構成されたクランク機構のクランクシャフト大径部の外周面にベアリングが装着されて該クランクシャフト大径部を該ベアリングを介して回転自在に支持されているので、このベアリングの中心と駆動軸の中心とは機械的に同心となる。そして、このベアリングの外輪に対して、ボールカップリングの反可動スクロール側の支持プレート（固定側支持プレート）が同心一体化可能に設けられるので、この支持プレートの中心と駆動軸の中心もまた、機械的に同心となる。つまり、この支持プレートと駆動軸とが、径方向に最も望ましい位置関係に精度良く設定されることになる。したがって、ボールカップリングの固定側支持プレートの中心と駆動軸の中心との間にズレが生じる余地がなくなり、このズレ発生が確実に防止されて、該ズレ発生に伴うノイズ発生や圧縮性能低下のおそれが除去される。なお、クランク機構のクランクシャフト大径部の外周面にベアリングを配置する構造は、図４に示したような構造に比べ、とくに圧縮機の軸方向寸法を短縮できるので、圧縮機の小型化に寄与できる。

上記同心一体化可能構造としては、例えば、上記ボールカップリングの反可動スクロール側の支持プレートが、上記ベアリングの外輪に圧入されている構造、上記ボールカップリングの反可動スクロール側の支持プレートが、上記ベアリングの外輪に嵌合されている構造、上記ボールカップリングの反可動スクロール側の支持プレートが、上記ベアリングの外輪と一体に成形されている構造のいずれも採用できる。いずれの構造においても、支持プレートの中心と駆動軸の中心は確実にかつ自動的に同心に設定されることになり、上記作用が確実に得られる。

このような本発明に係るスクロール型圧縮機の構造は、実質的にあらゆるスクロール型圧縮機に適用可能なものであるが、とくに、小型化の要求が強く、かつ、ノイズ低減や性能向上の要求が強い、車両用空調装置の冷凍回路に設けられる圧縮機に好適なものである。

このように、本発明に係るスクロール型圧縮機によれば、ボールカップリングの反可動スクロール側の支持プレートを、クランク機構のクランクシャフト大径部の外周面に装着されるベアリングの外輪に対して同心一体化可能に設けることにより、可動スクロール自転阻止部材としてのボールカップリングと圧縮機駆動軸の径方向位置関係を中心間にズレのない最も望ましい位置関係に高精度に設定でき、ノイズ低減や性能向上をはかったスクロール型圧縮機を実現できる。

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１および図２は、本発明の一実施態様に係るスクロール型圧縮機を示している。スクロール型圧縮機１は、フロントハウジング２とリヤハウジング３で囲まれる空間内に、リヤハウジング３に固定された固定スクロール４と該固定スクロール４に対し自転を阻止された状態で旋回される可動スクロール５からなるスクロール型圧縮機構６を備えている。可動スクロール５の背面側には、該可動スクロール５の自転阻止部材として、図３に示したのと同様の構造を備えた、複数の環状溝７ａ、７ｂが周方向に配列された一対の支持プレート８ａ、８ｂを有し、該一対の支持プレート８ａ、８ｂの環状溝７ａ、７ｂ間にボール９を転動自在に保持したボールカップリング１０が設けられている。

可動スクロール５の駆動軸１１、すなわち、圧縮機１の駆動軸１１が、フロントハウジング２内に挿入されており、プーリ１２、電磁クラッチ１３を介して伝達されてきた駆動用の動力が、駆動軸１１に回転駆動力として伝達される。この駆動軸１１の内端側には、該駆動軸１１と一体に構成され、偏心位置に偏心ポケット１４を有するクランクシャフト大径部１５と、該クランクシャフト大径部１５の偏心ポケット１４内にクランクシャフト大径部１５に対しニードルベアリング１６を介して相対回転自在に挿入された可動スクロール５の背面側から延びるボス部１７とを備えたクランク機構１８が構成されている。このクランク機構１８のクランクシャフト大径部１５の外周面にはラジアルベアリング１９が装着されており、クランクシャフト大径部１５がベアリング１９を介して回転自在に支持されている。

ボールカップリング１０の反可動スクロール５側の（つまり、固定側の）支持プレート８ａは、上記ベアリング１９の外輪１９ａに対して同心状態でかつ実質的に一体化された構造（本発明における同心一体化可能構造）となるように設けられている。この同心一体化可能構造は、本実施態様では、ベアリング１９の外輪１９ａに支持プレート８ａを圧入することによって達成されている。ただし前述したように、この同心一体化可能構造は、同心状態でかつ実質的に一体化された構造を達成できる限り、ベアリング１９の外輪１９ａに支持プレート８ａを嵌合（ルーズ嵌合）する構造であってもよく、支持プレート８ａを最初からベアリング１９の外輪１９ａと一体成形した構造であってもよい。支持プレート８ａの回転方向については、ピン／ピン孔位置決め構造等の周知構造を採用すればよい。支持プレート８ｂと可動スクロール５との間の相対回転防止にも、同様の周知構造を採用すればよい。

なお、図１におけるスクロール型圧縮機構６は、吸入室２１から、固定スクロール４と可動スクロール５の渦巻体間に形成される流体ポケット２２内に流体（例えば、冷媒）を取り込み、可動スクロール５の旋回運動に伴って径方向中心に向かう流体ポケット２２の容積縮小によって流体を圧縮し、圧縮された流体を固定スクロール４の中央部に形成された吐出孔２３から吐出室２４に吐出し、そこから外部回路に圧縮流体を送り出す。

このように構成されたスクロール型圧縮機１においては、駆動軸１１と一体に構成されたクランク機構１８のクランクシャフト大径部１５が、その外周面に装着されたベアリング１９を介して回転自在に支持されているので、このベアリング１９の中心と駆動軸１１の中心とは実質的に完全に同心状態に保たれる。このベアリング１９の外輪１９ａに対して、ボールカップリング１０の反可動スクロール側の支持プレート８ａ（固定側支持プレート）が圧入により同心一体化可能に設けられているので、支持プレート８ａの中心と駆動軸１１の中心もまた、実質的に完全に同心状態となり、支持プレート８ａと駆動軸１１とは、径方向に最も望ましい同心の位置関係に精度良く設定されることになる。したがって、ボールカップリング１０の固定側支持プレート８ａの中心と駆動軸１１の中心との間にズレが生じる可能性はなくなり、この間のズレ発生のおそれが確実に除去される。したがって、該ズレ発生に伴うノイズ発生や圧縮性能低下のおそれも除去され、圧縮機１のノイズ低減、性能向上が達成される。

本発明に係るスクロール型圧縮機の構造は、あらゆるスクロール型圧縮機に適用でき、とくに、車両用空調装置の冷凍回路に設けられる圧縮機に好適なものである。

本発明の一実施態様に係るスクロール型圧縮機の縦断面図である。 図１の圧縮機のＡ部およびその周囲部の拡大断面図である。 従来のボールカップリングの部分斜視図である。 従来のスクロール型圧縮機の縦断面図である。

符号の説明

１ スクロール型圧縮機
２ フロントハウジング
３ リヤハウジング
４ 固定スクロール
５ 可動スクロール
６ スクロール型圧縮機構
７ａ、７ｂ 環状溝
８ａ、８ｂ 支持プレート
９ ボール
１０ ボールカップリング
１１ 駆動軸
１２ プーリ
１３ 電磁クラッチ
１４ 偏心ポケット
１５ クランクシャフト大径部
１６ ニードルベアリング
１７ ボス部
１８ クランク機構
１９ ベアリング
１９ａ ベアリングの外輪
２１ 吸入室
２２ 流体ポケット
２３ 吐出孔
２４ 吐出室

Claims (5)

1. 固定スクロールと該固定スクロールに対し自転を阻止された状態で旋回される可動スクロールからなるスクロール型圧縮機構を備え、可動スクロールの背面側に、該可動スクロールの自転阻止部材として、複数の環状溝が周方向に配列された一対の支持プレートを有し、該一対の支持プレートの環状溝間にボールを転動自在に保持したボールカップリングを備えたスクロール型圧縮機において、前記可動スクロールの駆動軸の内端側に、該駆動軸と一体に構成され、偏心位置に偏心ポケットを有するクランクシャフト大径部と、該クランクシャフト大径部の偏心ポケット内にクランクシャフト大径部に対し相対回転自在に挿入された可動スクロールの背面側から延びるボス部とを備えたクランク機構を構成し、該クランク機構の前記クランクシャフト大径部の外周面にベアリングを装着して該クランクシャフト大径部を該ベアリングを介して回転自在に支持するとともに、前記ボールカップリングの反可動スクロール側の支持プレートを、前記ベアリングの外輪に対して同心一体化可能に設けたことを特徴とするスクロール型圧縮機。
2. 前記ボールカップリングの反可動スクロール側の支持プレートが、前記ベアリングの外輪に圧入されている、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
3. 前記ボールカップリングの反可動スクロール側の支持プレートが、前記ベアリングの外輪に嵌合されている、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
4. 前記ボールカップリングの反可動スクロール側の支持プレートが、前記ベアリングの外輪と一体に成形されている、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
5. 車両用空調装置の冷凍回路に設けられる圧縮機からなる、請求項１〜４のいずれかに記載のスクロール型圧縮機。

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