JP2016102484A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ブッシュと偏心軸との摺動部を潤滑させることができるスクロール型圧縮機を提供すること。【解決手段】スクロール型圧縮機は、回転軸に一体の偏心軸２０と、偏心軸２０の周りを回動可能であって、可動スクロールを相対回転可能に支持するブッシュ２２と、ブッシュ２２の外周側に装着された内輪５１を備える。また、スクロール型圧縮機は、ブッシュ２２からの偏心軸２０の突出端部に装着され、ブッシュ２２に対し内輪５１を回り止めするワッシャ６０と、偏心軸２０におけるブッシュ２２からの突出端部に装着され、ワッシャ６０を突出端部から抜け止めするＣ形止め輪６１と、を有する。ワッシャ６０は、偏心軸２０へのオイル挿通部６０ａを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、スクロール型圧縮機に関する。

図７に示すように、特許文献１のスクロール型圧縮機８０は、固定スクロール８１と、固定スクロール８１に対して公転運動する可動スクロール８２とを有する。固定スクロール８１と可動スクロール８２の間には、可動スクロール８２の公転運動に基づいて容積減少して冷媒を圧縮する圧縮室８３が区画されている。

ハウジングには回転軸８４が回転可能に支持されている。回転軸８４には、可動スクロール８２に向けて突出する偏心軸８５が設けられている。偏心軸８５には、バランスウェイト８６が一体化されたブッシュ８７が嵌合されている。ブッシュ８７には、ブッシュ８７の中心に対して偏心した位置に偏心穴８７ａが形成されており、偏心軸８５が偏心穴８７ａに挿入されている。

また、ブッシュ８７の外周側には円筒環９０が、ブッシュ８７に対し回転可能に装着されている。円筒環９０は、偏心軸８５に固定された抜け止め板９１によってブッシュ８７から抜け止めされている。抜け止め板９１は、偏心軸８５に固定されたスナップリング９２によって偏心軸８５に固定されている。

可動スクロール８２の可動側基板８２ａには、円筒状のボス部８２ｃが突出形成されている。ボス部８２ｃには軸受８８が設けられ、この軸受８８には、円筒環９０が回転可能に支持されている。そして、可動スクロール８２が公転運動する際、ブッシュ８７は偏心軸８５の周りを回動（スイング）する。このとき、円筒環９０がブッシュ８７に対し回転することにより、可動スクロール８２からブッシュ８７に加わる荷重が常に一箇所に集中していても、その荷重を、回転する円筒環９０で受けることができる。

また、偏心軸８５に吸込通路９３及び半径方向通路９４が設けられるとともに、ブッシュ８７の外周面に溝９５が設けられている。そして、スクロール型圧縮機８０では、これら吸込通路９３、半径方向通路９４及び溝９５を用いてブッシュ８７と円筒環９０との間に油分を導入し、ブッシュ８７と円筒環９０との摺動部を潤滑し、両者の相互作動を円滑にしている。

特許第３３９２５６７号公報

ところで、特許文献１のように、ブッシュ８７の外周側に円筒環９０が抜け止めされた構造において、ブッシュ８７と円筒環９０との摺動部に関しては、吸込通路９３、半径方向通路９４、及び溝９５を用いて潤滑されているが、偏心軸８５とブッシュ８７との摺動部は潤滑されておらず摩耗しやすい。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、ブッシュと偏心軸との摺動部を潤滑させることができるスクロール型圧縮機を提供することにある。

上記問題点を解決するためのスクロール型圧縮機は、固定スクロールと、可動スクロールと、ハウジングに回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸の回転軸線に対して偏心した位置から前記可動スクロールに向けて突出する偏心軸と、前記偏心軸の周りを回動可能であって、前記可動スクロールを相対回転可能に支持するブッシュと、前記ブッシュの外周側に装着された円筒体と、前記ブッシュからの前記偏心軸の突出端部に装着され、前記円筒体に設けられた係合部との係合によって前記ブッシュに対し前記円筒体を回り止めする回り止め部材と、前記突出端部に装着され、前記回り止め部材を前記突出端部から抜け止めする抜け止め部材と、を有し、前記回り止め部材は、前記偏心軸と前記ブッシュとの摺動部へのオイル挿通部を有することを要旨とする。

これによれば、円筒体をブッシュの外周側に装着した構成においては、円筒体の回転、及びブッシュからの抜けを抑制するために、回り止め部材及び抜け止め部材が必要である。この場合、回り止め部材が、ブッシュにおいて偏心軸が突出した端面に接触し、該端面を覆う構成となる。しかし、回り止め部材にオイル挿通部を設けたことにより、そのオイル挿通部に、ブッシュの端面近くに存在する冷媒中の潤滑油を挿通させる（入り込ませる）ことができる。その結果、オイル挿通部に挿通された潤滑油を、偏心軸の突出端部の外周面に付着させ、そのまま偏心軸とブッシュとの摺動部に供給することができる。また、偏心軸の突出端部に付着しなくても、偏心軸とブッシュとの摺動部に直接供給することもできる。その結果として、偏心軸とブッシュとの摺動部を潤滑させることができる。

また、スクロール型圧縮機について、前記回り止め部材はワッシャであり、前記抜け止め部材はＣ形止め輪であってもよい。
これによれば、円筒体をブッシュに対し、回り止めする部材を有効利用して偏心軸とブッシュとの摺動部を潤滑することができる。

また、スクロール型圧縮機について、前記ワッシャはＣ型であり、前記オイル挿通部は、前記ワッシャの一部を該ワッシャの径方向に分断して形成されていてもよい。
これによれば、ワッシャは、ブッシュの端面とＣ形止め輪によって挟まれた構成となるが、ワッシャの外周側はブッシュやＣ形止め輪に覆われることはない。よって、ワッシャの外周側からオイル挿通部に潤滑油を挿通させる（入り込ませる）ことができ、オイル挿通部から偏心軸とブッシュとの摺動部へ潤滑油を供給可能とすることができる。

また、スクロール型圧縮機について、前記可動スクロールは、軸受を介して前記ブッシュに相対回転可能に支持され、前記円筒体は、前記ブッシュと一体回転し、前記軸受の内輪を構成するものである。

これによれば、円筒体をブッシュとは別体とすることができ、円筒体の材質をブッシュより剛性の高いものとすることができる。そして、円筒体を軸受の内輪とすることで、内輪の剛性を高め、軸受を摩耗しにくい構成とすることができる。

本発明によれば、ブッシュと偏心軸との摺動部を潤滑させることができる。

実施形態におけるスクロール型圧縮機を示す側断面図。 ブッシュ、リング、ワッシャ、Ｃ形止め輪を示す分解斜視図。 （ａ）はリングを示す縦断面図、（ｂ）はリングを示す平断面図。 （ａ）はブッシュとリングを示す正面図、（ｂ）はワッシャ、ブッシュ、及びリングを示す正面図、（ｃ）はＣ形止め輪、ワッシャ、ブッシュ、及びリングを示す正面図。 （ａ）及び（ｂ）はワッシャの別例を示す斜視図。 ワッシャの別例を示す断面図。 背景技術を示す図。

以下、スクロール型圧縮機を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。なお、スクロール型圧縮機は車両空調装置に用いられる。
図１に示すように、スクロール型圧縮機１０のハウジング１１は、有底筒状であるセンターハウジング１２（シェル）の一端に有蓋筒状のフロントハウジング１３が連結されるとともに、センターハウジング１２の他端に有蓋筒状のリヤハウジング１４が連結されて構成されている。センターハウジング１２は、フロントハウジング１３側に開口しており、その内部に固定スクロール１５が一体形成されている。固定スクロール１５は、センターハウジング１２の底壁を形成する円板状の固定側基板１５ａと、固定側基板１５ａからフロントハウジング１３に向けて立設された固定側渦巻壁１５ｂとを有する。また、固定スクロール１５は、固定側渦巻壁１５ｂの先端面にチップシール４０を備える。

ハウジング１１内には、可動スクロール１６が収容されている。可動スクロール１６は、円板状をなす可動側基板１６ａと、可動側基板１６ａから固定側基板１５ａへ向かって立設される可動側渦巻壁１６ｂとを有する。固定スクロール１５と可動スクロール１６とは対向配置されている。固定側渦巻壁１５ｂと可動側渦巻壁１６ｂとは互いに噛み合わされている。可動スクロール１６は、可動側渦巻壁１６ｂの先端面にチップシール４１を備える。

固定側基板１５ａ及び固定側渦巻壁１５ｂと、可動側基板１６ａ及び可動側渦巻壁１６ｂとによって圧縮室１７が区画されている。固定側渦巻壁１５ｂのチップシール４０、及び可動側渦巻壁１６ｂのチップシール４１によって、圧縮室１７の気密性が保持されている。

フロントハウジング１３には、回転軸１８の大径部１８ａがラジアルベアリング１９を介して回転可能に支持されている。回転軸１８の小径部１８ｂの先端には、動力伝達機構ＰＴを介して外部駆動源としての車両のエンジンＥが作動連結されている。回転軸１８の大径部１８ａにおいて、可動スクロール１６側の端面１８ｃには、回転軸１８の回転軸線Ｌ１に対して偏心した位置から可動スクロール１６に向けて突出する偏心軸２０が一体形成されている。

偏心軸２０には、バランスウェイト２１が一体化されたブッシュ２２が装着されている。バランスウェイト２１は、可動スクロール１６が公転運動する際に可動スクロール１６に作用する遠心力を相殺する。可動スクロール１６の可動側基板１６ａには円筒状のボス部１６ｆが、ブッシュ２２に向けて突出形成されている。ボス部１６ｆには軸受５０が支持されている。可動スクロール１６は、軸受５０を介してブッシュ２２と相対回転可能にブッシュ２２に支持されている。

上記構成のスクロール型圧縮機１０では、エンジンＥの駆動力が動力伝達機構ＰＴを介して回転軸１８に伝達されて、回転軸１８が回転駆動すると、偏心軸２０、ブッシュ２２及び軸受５０を介して可動スクロール１６が自転しようとする。このとき、自転阻止機構２６によって可動スクロール１６の自転が阻止されて、可動スクロール１６の正方向への公転運動のみが許容される。この可動スクロール１６の公転運動により、圧縮室１７の容積が減少し、冷媒が圧縮される。

センターハウジング１２の外周壁と可動側渦巻壁１６ｂの最外周部との間には、吸入室３０が区画形成されている。センターハウジング１２の外周壁には、吸入室３０に連通する吸入口３１が形成されている。固定側基板１５ａには、吐出ポート３２が形成されるとともに、吐出ポート３２は圧縮室１７に連通している。吐出ポート３２は、固定側基板１５ａに固定された吐出弁３３によって開閉される。吐出弁３３は固定側基板１５ａに固定されたリテーナ３４によって開度が規制される。吐出ポート３２は、センターハウジング１２とリヤハウジング１４によって区画された吐出室３５に連通している。リヤハウジング１４には、吐出室３５に連通する吐出口３６が形成されている。吐出口３６と吸入口３１とは図示しない外部冷媒回路によって連通している。

そして、外部冷媒回路から、吸入口３１を介して吸入室３０へ導入された冷媒は、可動スクロール１６の公転運動によって吸入室３０から圧縮室１７に吸入され、可動スクロール１６の公転運動による圧縮室１７の容積減少によって圧縮される。圧縮室１７で圧縮された冷媒は、吐出ポート３２を介して吐出室３５に吐出され、その後、吐出口３６を通って外部冷媒回路へ導出される。なお、スクロール型圧縮機１０を含め、外部冷媒回路を循環する冷媒には、圧縮動作時の部材間（例えば、固定スクロール１５と可動スクロール１６）の相互作動を円滑にするために、潤滑油が含まれている。

次に、可動スクロール１６の支持機構について詳細に説明する。
図２に示すように、ブッシュ２２は円柱状である。ブッシュ２２は、回転軸１８の大径部１８ａに近い端部に、ブッシュ２２の径方向に沿って突出した円環状の係合段部２２ｂを備える。係合段部２２ｂは、ブッシュ２２における係合段部２２ｂ以外の部位より大径である。ブッシュ２２は、中心軸線に対し偏心した位置に挿入孔２２ａを有する。この挿入孔２２ａには偏心軸２０が挿入されている。ブッシュ２２は、偏心軸２０の周りを回動（スイング）可能である。偏心軸２０におけるブッシュ２２からの突出端部には、環状溝２０ａが偏心軸２０の周方向全体に亘って設けられている。環状溝２０ａは、ブッシュ２２の軸方向両端面のうち、可動スクロール１６に近い端面から離れた位置にある。

図１及び図４（ａ）に示すように、ブッシュ２２の外周側には、円筒体としての内輪５１が装着されている。この内輪５１は、ブッシュ２２を回動可能に支持する軸受５０の内輪５１であり、可動スクロール１６のボス部１６ｆに支持された軸受５０の内輪５１である。なお、軸受５０は、内輪５１に加え、内輪５１の外周側に配置され、ボス部１６ｆと一体化された外輪５２と、内輪５１と外輪５２との間に介装された転動体５３とを有する。外輪５２は、サークリップ５４によって、ボス部１６ｆの内周側に抜け止めされた状態で装着されている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、内輪５１は、内周面の一部に係合部５１ａを備える。係合部５１ａは、内輪５１の軸方向両端部のうち、可動スクロール１６に面した端部側に設けられている。係合部５１ａは、内輪５１の軸方向両端面のうち、可動スクロール１６に近い端面からブッシュ２２の端面に至るまで形成されている。係合部５１ａは、内輪５１の内周面の一部が径方向に沿って円弧状に凹む形状である。よって、係合部５１ａが形成されることにより、内輪５１の厚みが一部、その他の部位より薄くなっている。係合部５１ａの内周面での曲率半径は、内輪５１の内周面における曲率半径より小さい。

図４（ｂ）に示すように、偏心軸２０の突出端部には、回り止め部材としてのワッシャ６０が装着されている。また、図４（ｃ）に示すように、偏心軸２０の突出端部には、ワッシャ６０を抜け止めするための、抜け止め部材としてのＣ形止め輪６１が装着されている。Ｃ形止め輪６１は、偏心軸２０の環状溝２０ａに係合し、偏心軸２０から抜け止めされている。よって、ワッシャ６０は、Ｃ形止め輪６１によって偏心軸２０から抜け止めされているとともに、偏心軸２０に対し回転が規制されている。

図２に示すように、Ｃ形止め輪６１は、Ｃ型の周方向に沿った両端部に、Ｃ形止め輪６１の径方向に突出した爪６１ａを有する。Ｃ形止め輪６１は、Ｃ型であることから、対向する爪６１ａ同士の間に、Ｃ形止め輪６１の周方向に沿って離間する隙間６１ｂが存在する。

ワッシャ６０は、Ｃ型状である。ワッシャ６０は周方向の一部が、径方向に沿って分断されており、この分断された部分に、オイル挿通部６０ａを備える。ワッシャ６０の半径は、内輪５１における係合部５１ａの曲率半径と同じである。そして、図４（ｂ）に示すように、ワッシャ６０の外周部の一部は、内輪５１の係合部５１ａに係合している。このため、内輪５１が周方向へ回動しようとすると、回転規制されたワッシャ６０に対し、係合部５１ａの一部が係合し、内輪５１の回転が規制される。

次に、スクロール型圧縮機１０の作用を記載する。
さて、回転軸１８が回転駆動すると、偏心軸２０、ブッシュ２２及び軸受５０を介して可動スクロール１６が自転しようとする。このとき、自転阻止機構２６によって、可動スクロール１６の自転が阻止されて、可動スクロール１６の正方向への公転運動のみが許容される。この可動スクロール１６の公転運動により、圧縮室１７の容積が減少する。

このとき、ブッシュ２２は偏心軸２０の回りを回動する。偏心軸２０の突出端部にはワッシャ６０及びＣ形止め輪６１が装着されているが、ワッシャ６０のオイル挿通部６０ａには、ハウジング１１内のガスとともに、ガスに含まれる潤滑油が挿通される（入り込む）。オイル挿通部６０ａに挿通された潤滑油は、偏心軸２０の外周面と、ブッシュ２２における挿入孔２２ａの内周面との間に侵入して供給され、偏心軸２０とブッシュ２２との摺動部を潤滑する。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）内輪５１を、ブッシュ２２に回転規制した状態で一体化するため、偏心軸２０の突出端部にワッシャ６０及びＣ形止め輪６１を装着した。ワッシャ６０にオイル挿通部６０ａを設け、このオイル挿通部６０ａによって、偏心軸２０とブッシュ２２との摺動部に潤滑油を供給可能な構成とした。このため、偏心軸２０の外周面と、ブッシュ２２における挿入孔２２ａの内周面との間（摺動部）に潤滑油を供給可能とすることができる。その結果として、ブッシュ２２の端面を覆うように、偏心軸２０の突出端部にワッシャ６０及びＣ形止め輪６１が装着されていても、そのワッシャ６０の外周側から、偏心軸２０とブッシュ２２の摺動部に潤滑油を供給可能とすることができる。よって、偏心軸２０とブッシュ２２との摺動部を潤滑させ、相互作動を円滑にして両者の摩耗を抑えることができる。

（２）オイル挿通部６０ａは、ワッシャ６０を径方向に分断して形成されている。このため、ワッシャ６０の外周側、及び厚み方向における外面側の両方から潤滑油を偏心軸２０とブッシュ２２との摺動部に供給可能とすることができる。

（３）ブッシュ２２を軸受５０で回転可能に支持した構成として、軸受５０の内輪５１をブッシュ２２に対し回転規制して一体化した。ブッシュ２２を回転可能に支持する構成として、例えば、滑り軸受け等でブッシュ２２を直接支持する構成もある。しかし、本実施形態では、ブッシュ２２とは別体の内輪５１でブッシュ２２を支持する構成とした。このため、ブッシュ２２より強度の高い材質製の内輪５１を採用することもでき、軸受５０によってブッシュ２２を安定して支持することができる。

（４）Ｃ形止め輪６１もＣ型である。このため、Ｃ形止め輪６１の割れた隙間６１ｂをオイル挿通部として機能させ、この隙間６１ｂからワッシャ６０にオイルを供給可能とすることができ、ワッシャ６０のオイル挿通部６０ａから、偏心軸２０とブッシュ２２との摺動部に潤滑油を供給可能とすることができる。

（５）内輪５１は、偏心軸２０に対し回転が規制されている。このため、ブッシュ２２と内輪５１との摺動が規制され、両者の摩耗を抑制することができる。
（６）内輪５１に係合部５１ａを設け、この係合部５１ａにワッシャ６０を係合させ、内輪５１の回転を規制するようにした。内輪５１の一部を加工するだけで、内輪５１をブッシュ２２に圧入する等せずに、内輪５１の回転を簡単に規制することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図５（ａ）に示すように、ワッシャ６０（回り止め部材）を円環状とし、オイル挿通部６０ｂをワッシャ６０の厚み内で凹ませて形成してもよい。

○ 図５（ｂ）に示すように、ワッシャ６０（回り止め部材）を円環状とし、オイル挿通部６０ｃをワッシャ６０の内周縁の一箇所又は複数箇所を径方向に沿って凹ませて形成してもよい。

○ 図６に示すように、ワッシャ６０（回り止め部材）を円環状とし、ワッシャ６０を外周面から内周面に向かうに従い、厚みが徐々に薄くなるように傾斜させて形成し、その傾斜面をオイル挿通部としてもよい。

○ 実施形態では、円筒体を軸受５０の内輪５１に具体化したが、これに限らない。軸受５０を滑り軸受とし、ブッシュ２２の外周面と、滑り軸受の内周面との間に、円筒体を介在させてもよい。このように構成した場合、円筒体は金属製とし、ブッシュ２２及び滑り軸受よりも剛性の高いものとする。

○ 実施形態では、抜け止め部材をＣ形止め輪６１とし、そのＣ形止め輪６１の隙間６１ｂをオイル挿通部として機能させたが、抜け止め部材は、円環状であってもよい。円環状の抜け止め部材は、環状溝２０ａに無理嵌めする。この場合、オイル挿通部を抜け止め部材の厚み内で凹ませて形成してもよいし、オイル挿通部を抜け止め部材の内周縁の一箇所又は複数箇所を径方向に沿って凹ませて形成してもよい。

さらに、抜け止め部材を外周面から内周面に向かうに従い、厚みが徐々に薄くなるように傾斜させて形成し、その傾斜面をオイル挿通部としてもよい。
○ 抜け止め部材を、Ｃ形止め輪６１から、円環状でかつ内周面に複数の係止爪が配列された形状に変更し、抜け止め部材からオイル挿通部としての機能を無くした構成としてもよい。

○ 実施形態において、電動モータの駆動力によって回転軸１８を回転駆動させるようにしてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（イ）前記円筒体は、該円筒体の内周面の一部に係合部を備え、該係合部は、前記円筒体の内周面の一部が径方向に沿って円弧状に凹む形状であり、前記係合部の内周面での曲率半径は、前記円筒体の内周面における曲率半径より小さいスクロール型圧縮機。

１０…スクロール型圧縮機、１１…ハウジング、１５…固定スクロール、１６…可動スクロール、１８…回転軸、２０…偏心軸、２２…ブッシュ、５０…軸受、５１…円筒体としての内輪、５１ａ…係合部、６０…回り止め部材としてのワッシャ、６１…抜け止め部材としてのＣ形止め輪、６０ａ，６０ｂ，６０ｃ…オイル挿通部。

Claims (4)

1. 固定スクロールと、
   可動スクロールと、
   ハウジングに回転可能に支持された回転軸と、
   前記回転軸の回転軸線に対して偏心した位置から前記可動スクロールに向けて突出する偏心軸と、
   前記偏心軸の周りを回動可能であって、前記可動スクロールを相対回転可能に支持するブッシュと、
   前記ブッシュの外周側に装着された円筒体と、
   前記ブッシュからの前記偏心軸の突出端部に装着され、前記円筒体に設けられた係合部との係合によって前記ブッシュに対し前記円筒体を回り止めする回り止め部材と、
   前記突出端部に装着され、前記回り止め部材を前記突出端部から抜け止めする抜け止め部材と、を有し、
   前記回り止め部材は、前記偏心軸と前記ブッシュとの摺動部へのオイル挿通部を有することを特徴とするスクロール型圧縮機。
2. 前記回り止め部材はワッシャであり、前記抜け止め部材はＣ形止め輪である請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
3. 前記ワッシャはＣ型であり、前記オイル挿通部は、前記ワッシャの一部を該ワッシャの径方向に分断して形成されている請求項２に記載のスクロール型圧縮機。
4. 前記可動スクロールは、軸受を介して前記ブッシュに相対回転可能に支持され、前記円筒体は、前記ブッシュと一体回転し、前記軸受の内輪を構成する請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のスクロール型圧縮機。