JP2018165507A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】高い耐久性を発揮しつつ、小型化、高い静粛性、製造コストの低廉化等を確実に実現可能なスクロール型圧縮機を提供する。【解決手段】本発明のスクロール型圧縮機は、回転軸２５に設けられ、回転軸２５の回転によって回転軸２５の回転軸心Ｏと偏心する偏心軸心Ｑ回りで回動可能なブッシュ３３と、可動スクロール９とブッシュ３３との間に設けられたブッシュ軸受３５とを備えている。ブッシュ軸受３５はすべり軸受である。また、ブッシュ３３の外周面は、固定スクロール７に向かって大径となり、直線を母線とするテーパ状に形成されている。【選択図】図１

Description

本発明はスクロール型圧縮機に関する。

特許文献１に従来のスクロール型圧縮機が開示されている。このスクロール型圧縮機は、ハウジングと、回転軸と、固定スクロールと、可動スクロールと、ブッシュと、軸受装置とを備えている。回転軸はハウジングに回転可能に設けられている。固定スクロール及び可動スクロールは、ハウジングに設けられ、互いに冷媒を圧縮可能な圧縮室を形成する。ブッシュは、回転軸に設けられ、回転軸の回転によって回転軸の回転軸心と偏心する偏心軸心回りで回動可能である。軸受装置は、ころがり軸受であり、可動スクロールとブッシュとの間に設けられている。

特許第５３１５９３３号公報

しかし、スクロール型圧縮機において、小型化、高い静粛性、製造コストの低廉化等のため、可動スクロールとブッシュとの間の軸受装置をすべり軸受とすると、圧縮室に作用する圧縮反力によって回転軸が僅かに撓むことに伴い、ブッシュが公差によって傾くおそれがある。ブッシュが軸受装置に対して傾斜すると、軸受装置とブッシュとが片当たりし、これらの間に形成される油膜の負荷能力が低下し、耐久性が損なわれてしまう。このような事態を回避するために回転軸、ブッシュ等の寸法精度を高くすると、製造コストが逆に高騰化してしまう。

この点、特開２０１３−４７５１３号公報に開示されているように、回転軸の偏心軸部の偏心軸心を主軸部の回転軸心に対して傾斜することが考えられる。また、特開平１１−１４１４７２号公報に開示されているように、ブッシュの外周面をクラウニング状とすることも考えられる。さらに、特開２０１４−１６３３３２号公報に開示されているように、すべり軸受からなる軸受装置の内周面をテーパ状に形成することも考えられる。

しかしながら、回転軸の偏心軸部を傾斜させる場合には、比較的大型であり、かつ高強度の回転軸に精密な加工を施す必要がある。また、比較的小型のブッシュや軸受装置であっても、その外周面をクラウニング状としたり、内周面をテーパ状に形成しようとすると、複雑な加工が必要になる。このため、これらのスクロール型圧縮機では、製造コストの高騰化の懸念がある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、高い耐久性を発揮しつつ、小型化、高い静粛性、製造コストの低廉化等を確実に実現可能なスクロール型圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。

本発明のスクロール型圧縮機は、ハウジングと、前記ハウジングに回転可能に設けられた回転軸と、前記ハウジングに設けられ、互いに冷媒を圧縮可能な圧縮室を形成する固定スクロール及び可動スクロールと、前記回転軸に設けられ、前記回転軸の回転によって前記回転軸の回転軸心と偏心する偏心軸心回りで回動可能なブッシュと、前記可動スクロールと前記ブッシュとの間に設けられた軸受装置とを備えたスクロール型圧縮機において、
前記軸受装置はすべり軸受であり、
前記ブッシュの外周面は、前記固定スクロールに向かって大径となり、直線を母線とするテーパ状に形成されていることを特徴とする。

本発明のスクロール型圧縮機では、可動スクロールとブッシュとの間に設けられる軸受装置としてすべり軸受を採用しており、小型化、高い静粛性、製造コストの低廉化等を図っている。

また、このスクロール型圧縮機では、圧縮反力によって回転軸が撓むことに伴い、ブッシュの偏心軸心が傾斜すれば、軸受装置の内周面とブッシュの外周面とが平行になり、軸受装置に対するブッシュの片当たりが防止される。こうして、このスクロール型圧縮機では、優れた耐久性を発揮する。

さらに、このスクロール型圧縮機では、比較的小型のブッシュに対し、比較的簡易な加工を施せば足り、製造コストの高騰化を生じることがない。

したがって、本発明のスクロール型圧縮機では、高い耐久性を発揮しつつ、小型化、高い静粛性、製造コストの低廉化等を実現可能である。

本発明のスクロール型圧縮機の冷媒が二酸化炭素である場合には、圧縮反力が一般的な冷媒に比べて大きいため、ブッシュの片当たりが防止されることによる作用効果がより顕著となる。二酸化炭素を冷媒として吸引圧縮するスクロール型圧縮機においては、転がり軸受だと、高い圧縮反力により偏心軸心が傾斜する際に、内部にて充分な油膜が形成しにくいため、軸受装置として採用し難い。一方で、すべり軸受だと、ブッシュの片当たりが防止されれば、軸受装置として採用可能となる。

本発明のスクロール型圧縮機では、高い耐久性を発揮しつつ、小型化、高い静粛性、製造コストの低廉化等を実現可能である。

図１は、実施例の電動スクロール型圧縮機の断面図である。 図２は、実施例の電動スクロール型圧縮機の要部拡大断面図である。 図３は、実施例の電動スクロール型圧縮機に係り、作動時の要部拡大断面図である。

以下、本発明を電動スクロール型圧縮機に具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。この電動スクロール型圧縮機は冷媒を二酸化炭素としている。この電動スクロール型圧縮機では、図１に示すように、有底筒状のフロントハウジング１と蓋状のリヤハウジング３とが接合されている。フロントハウジング１とリヤハウジング３との間には、フロントハウジング１側の固定ブロック５と、リヤハウジング３側の固定スクロール７とが挟持されている。フロントハウジング１、リヤハウジング３及び固定ブロック５がハウジング８に相当する。

固定スクロール７は、リヤハウジング３側に位置する固定基板７ａと、固定基板７ａから前方に延び、渦巻状をなす固定渦巻壁７ｂとを有している。固定基板７ａはリヤハウジング３とともに吐出室１１を形成している。固定基板７ａとリヤハウジング３との間には、吐出室１１回りに位置するＯリング１３が設けられている。

固定ブロック５と固定スクロール７との間には可動スクロール９及び板ばね１２が設けられている。板ばね１２は可動スクロール９を固定スクロール７に向けて付勢している。可動スクロール９は、固定ブロック５側に位置する可動基板９ａと、可動基板９ａから後方に延び、渦巻状をなす可動渦巻壁９ｂとを有している。固定渦巻壁７ｂと可動渦巻壁９ｂとは互いに噛み合っており、固定基板７ａ、固定渦巻壁７ｂ、可動基板９ａ及び可動渦巻壁９ｂは圧縮室１０を形成する。可動基板９ａは固定ブロック５とともに背圧室１５を形成している。

固定ブロック５にはフロントハウジング１内に突出するボス部５ａが形成され、ボス部５ａ内にはメイン軸受１９及びシール部材２１が設けられている。フロントハウジング１には固定ブロック５に向かって突出するボス部１ａが形成され、ボス部５ａ内にはモータ軸受２３が設けられている。メイン軸受１９とモータ軸受２３との間に回転軸２５が回転軸心Ｏ周りで回転可能に設けられている。シール部材２１はメイン軸受１９とモータ軸受２３との間で回転軸２５と当接している。背圧室１５は板ばね１２及びシール部材２１によって封止されている。また、フロントハウジング１と固定ブロック５とによりモータ室２７が形成されている。モータ室２７は、フロントハウジング１に形成された図示しない吸入口によって外部の蒸発器と接続される吸入室とされている。

モータ室２７内では、フロントハウジング１にステータ２９が固定され、回転軸２５にはロータ３１が固定されている。ステータ２９には、図示しないハーネスにより電流が流れるようになっている。ステータ２９及びロータ３１がモータ機構Ｍに相当する。

背圧室１５内に位置する回転軸２５の先端には、回転軸心Ｏに対して偏心する偏心軸心Ｑ方向に突出する偏心ピン２６が固定されている。偏心ピン２６には、図２にも示すように、ブッシュ３３が嵌合されている。ブッシュ３３の外周面３３ａは、固定スクロール７に向かって大径となり、直線Ｌを母線とするテーパ状に形成されている。

回転軸２５とブッシュ３３との間にはウェイト３４がピン３６によって一体に設けられている。可動スクロール９の可動基板９ａには、回転軸２５側に突出する可動ボス９ｃが形成されている。可動ボス９ｃの内周面９ｄは回転軸心Ｏと平行に延びている。ボス部９ａ内にはすべり軸受であるブッシュ軸受３５が設けられている。ブッシュ軸受３５の内周面３５ａ及び外周面３５ｂも回転軸心Ｏと平行に延びている。ブッシュ軸受３５はブッシュ３３を軸支している。ブッシュ３３の外周面３３ａの傾き角θは、ブッシュ軸受３５の軸長、内径等によって設定されている。

可動スクロール９の可動基板９ａの背面には、３個以上のリングポケット３７が凹設されている。各リングポケット３７内には円筒状のリング３９が遊嵌されている。また、図１に示すように、固定ブロック５の後面には、各リング３９内に突出する円柱状のピン４１が固定されている。各リング３９はリングポケット３７の内周面を転動し、各ピン４１はリング３９の内周面を転動する。全てのリングポケット３７、リング３９及びピン４１が自転防止機構４２を構成している。

固定ブロック５にはモータ室２７と可動スクロール９の外周側とを連通する図示しない吸入通路が貫設され、可動スクロール９の外周側は吸入通路と連通する吸入ポート４７とされている。吸入室を兼ねるモータ２７、吸入通路及び吸入ポート４７が吸入領域に相当する。

固定スクロール７の固定基板７ａには吐出ポート５１が貫設されており、固定基板７ａの後面には、吐出室１１内において、吐出ポート５１を塞ぐ吐出弁５３と、リテーナ５５と設けられている。リヤハウジング３には、吐出室１１と吐出通路５７によって連通する油分離室５９が形成されている。油分離室５９内には、吐出通路５７から吐出される高圧の冷媒から潤滑油を分離するための分離筒６１が設けられている。

油分離室５９の下端にはフィルタ６３が設けられ、フィルタ６３内はリヤハウジング３、固定スクロール７及び固定ブロック５に形成された給油通路６５に連通している。給油通路６５は板ばね１２まで延びている。板ばね１２には図示しない給油スリットが形成され、給油スリットは、途中で通路断面積が小さくされ、背圧室１５に連通している。油分離室５９の上端には、外部の凝縮器に接続される吐出口５９ａが形成されている。

この電動スクロール型圧縮機では、ステータ２９に通電が行われると、ロータ３１が回転軸心Ｏ周りで回転し、ブッシュ３３が回転軸心Ｏ周りで公転する。このため、圧縮室１０が外周側から回転軸心Ｏに近づいて容積を縮小する。このため、圧縮室１０は、モータ室２７、吸入通路４５及び吸入ポ−ト４７内の低圧の冷媒を吸入して圧縮する。そして、圧縮室１０内の高圧の冷媒は吐出弁５３を押し開いて吐出室１１に吐出される。吐出室１１内の高圧の冷媒は、油分離室５９内において分離筒６１によって潤滑油を分離した後、吐出口５９ａから排出される。

油分離室５９内に貯留された潤滑油はフィルタ６３、給油通路６５及び給油スリットを経て背圧室１５に供給される。このため、背圧室１５の圧力が高められ、可動スクロール９が固定スクロール７に向かって押し付けられる。また、背圧室１５内の潤滑油はメイン軸受１９、ブッシュ軸受３５、板ばね１２、シール部材２１及び自転防止機構４２を潤滑する。また、潤滑油は適量がモータ室２７に還流され、モータ軸受２３を潤滑する。

この間、この電動スクロール型圧縮機では、可動スクロール９とブッシュ３３との間に設けられるブッシュ軸受３５としてすべり軸受を採用しており、小型化、高い静粛性、製造コストの低廉化等を図っている。

また、この電動スクロール型圧縮機では、可動スクロール９に作用する圧縮反力によって回転軸２５や偏心ピン２６が僅かに撓むことに伴い、図３に示すように、ブッシュ３３の偏心軸心ＱがＱ’まで傾斜する。なお、圧縮反力は、偏心軸心Ｑから回転軸心Ｏに向かう方向に作用している。偏心軸心ＱとＱ’とがなす角度は傾き角θである。このため、ブッシュ軸受３５の内周面３５ａとブッシュ３３の外周面３３ａとが平行になり、ブッシュ軸受３５に対するブッシュ３３の片当たりが防止され、耐久性が向上する。特に、この電動スクロール型圧縮機では、冷媒が二酸化炭素であるため、圧縮反力が一般的な冷媒に比べて大きい分、ブッシュ３３の片当たりが防止されることによる作用効果が顕著である。こうして、この電動スクロール型圧縮機では、優れた耐久性を発揮する。

さらに、この電動スクロール型圧縮機では、比較的小型のブッシュ３３に対し、比較的簡易な加工を施せば足り、製造コストの高騰化を生じることがない。

したがって、このスクロール型圧縮機では、高い耐久性を発揮しつつ、小型化、高い静粛性、製造コストの低廉化等を実現可能である。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、上記実施例では、本発明を電動スクロール型圧縮機に具体化したが、ベルトで駆動されるスクロール型圧縮機に本発明を具体化することも可能である。

本発明は車両用空調装置に利用可能である。

８…ハウジング（１…フロントハウジング、３…リヤハウジング）
２５…回転軸
７…固定スクロール
１０…圧縮室
９…可動スクロール
Ｏ…回転軸心
Ｑ…偏心軸心
３３…ブッシュ
３５…軸受装置（ブッシュ軸受）、すべり軸受
Ｌ…直線

Claims (2)

1. ハウジングと、前記ハウジングに回転可能に設けられた回転軸と、前記ハウジングに設けられ、互いに冷媒を圧縮可能な圧縮室を形成する固定スクロール及び可動スクロールと、前記回転軸に設けられ、前記回転軸の回転によって前記回転軸の回転軸心と偏心する偏心軸心回りで回動可能なブッシュと、前記可動スクロールと前記ブッシュとの間に設けられた軸受装置とを備えたスクロール型圧縮機において、
   前記軸受装置はすべり軸受であり、
   前記ブッシュの外周面は、前記固定スクロールに向かって大径となり、直線を母線とするテーパ状に形成されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
2. 前記冷媒が二酸化炭素である請求項１記載のスクロール型圧縮機。

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