JP2932632B2 - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はハウジング内に収容された固定スクロール
と、該固定スクロールに対向して自転不能かつ公転可能
に設けられた可動スクロールとの間に可動スクロールの
公転に基づいて容積減少する密閉空間を形成するスクロ
ール型圧縮機に関するものである。

〔従来の技術〕

スクロール型圧縮機においては、可動スクロールの公
転を許容し、自転を防止する機構を備えている。この自
転防止機構して従来第５図に示すように、可動スクロー
ル９の基端壁７に固定された可動リング19と、その基端
壁７に対向するようにハウジング２に支持されたレース
17及び固定リング18に対し、複数の円形状の公転位置規
制孔19a,18aをそれぞれ設けるとともに、各公転位置規
制孔にはそれよりも小径のコロ20が収容されている。
又、前記回転軸11に固定した偏心軸12基端部には公転時
に動的バランスをとって可動スクロールの公転運動を円
滑にするためのバランスウエイト13が固定されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来の自転防止機構16においては、バ
ランスウエイト13の動的バランス効果を増大させるた
め、該ウエイト13の外周面をできるだけ半径方向の外側
方へ変位させており、前記レース17のフロント側面を支
持する座面2aに続く内周面2bも同方向へ変位され、レー
ス17の内側ほぼ半分が片持ち支持されることとなり、こ
の結果圧縮動作時に可動スクロール９からコロ20を介し
てレース17に伝達される圧縮反力Ｆにより、該レース17
が撓み、かつこの撓み量は各コロ20の公転位置規制孔18
a内での位置により異なるため、レース17の部位によつ
て撓み量が異なりレース17に支持された可動スクロール
９が傾き、固定スクロール６との平行状態が保持でき
ず、シール不良による圧縮効率の低下を招来するととも
に、摺動部の局部的な磨耗が進行して耐久性が低下する
という問題があった。

上記問題を解消するものとして、第６図に示すように
レース17のフロントハウジングの座面2aを広くするもの
も提案されている。しかし、この構造には、バランスウ
エイト13の外径が十分ではないため動的バランス効果が
充分に確保できず、これを解消するため、該ウエイト13
の先端部をスラスト方向へ拡大して重量を増やしてやる
必要が生じ、この結果圧縮機の重量が増大するという問
題があった。

本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、その目的はレースの撓み量を最小限に抑制して、可
動スクロールの傾斜を防止でき、圧縮効率を向上すると
ともに、関連部品の耐久性を向上し、さらにバランスウ
エイトの収容空間を半径方向へ大きくとり、該ウエイト
の重量を軽減して圧縮機を軽量化す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。

［課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するため本発明においては、ハウジ
ング内に収容された固定スクロールと、該固定スクロー
ルとの間に圧縮室を形成するように固定スクロールに対
向して公転可能に収容支持された可動スクロールを備
え、該可動スクロールの基端壁とそれに対向する前記ハ
ウジングの座面との間に前記可動スクロールの自転を防
止する自転防止機構を配置したスクロール型圧縮機にお
いて、前記自転防止機構は、横断面円形の複数の軸受け
素子と、該軸受け素子を収容してその公転を規制する孔
を形成したリングや円環状のレースを有する公転位置規
制体とからなり、前記レースは前記軸受け素子と接する
側と反対側の面を前記ハウジング座面により支持されて
おり、前記軸受け素子が回転軸の中心軸線側に最接近し
た状態で、前記ハウジングの内周面位置を、前記軸受け
素子の中心軸線位置と軸受け素子の半径、つまり該素子
の中心軸線から前記リングの孔と接する外周面までの距
離分だけ回転軸の中心軸線側に向かって変位した位置と
の間に設定し、前記レースは前記ハウジング内周面より
さらに回転軸側に延在して前記軸受け素子を支持すると
いう手段をとっている。

［作用］ 本発明のスクロール型圧縮機において、可動スクロー
ルが公転作動されて圧縮が行われると、可動スクロール
に作用するスラスト方向の圧縮反力が軸受け素子を介し
て公転位置規制体のレースに作用する。前記軸受け素子
が回転軸の中心軸線側へ最接近した状態で、前記レース
の軸受け素子とは反対側面を支持するハウジング座面の
内周面位置を、前記軸受け素子の中心軸線位置とその半
径分だけ前記回転軸の中心軸線側へ変位した位置に設定
しているので、前記圧縮反力による前記レースの撓み量
は微少に抑制され、可動スクロールが傾斜することはな
い。又、バランスウエイトの収容空間もその半径方向に
大きくなり、その重量が軽減される。さらに、前記レー
スはハウジング内周面より内側に延在して軸受け素子を
支持するため、軸受け素子からの荷重を効果的に分散し
て受けることができる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面に従って説
明する。

第１図に示すようにセンタハウジング１のフロント側
端面にはフロントハウジング２が接合固定され、リヤ側
端面にはリヤハウジング３が接合固定されている。又、
前記センタハウジング１の内部には基端壁４と渦巻部５
からなる固定スクロール６が一体的に形成されている。
同じくセンタハウジング１内には前記固定スクロール６
と対応するように基端壁７と渦巻部８からなる可動スク
ロール９が収容されている。両スクロール6,9の基端壁
4,7及び渦巻部5,8により密閉空間（圧縮空間）Ｐが形成
されるようになっている。

前記フロントハウジング２にはラジアルベアリング10
を介して回転軸11が支持され、該回転軸11の大径部11a
には偏心軸12が突設されている。偏心軸12にはバランス
ウエイト13及びブッシュ14が支持され、ブッシュ14には
可動スクロール９がラジアルベアリング15を介して回動
可能に支持されている。

前記可動スクロール９とフロントハウジング２との間
には可動スクロール９の公転を許容し、自転を防止する
自転防止機構16が介装されている。この機構16は公転位
置規制体と複数の軸受け素子からなり、前記公転位置規
制体は前記フロントハウジング２の内周面に嵌合固定さ
れた円環状のレース17と、該レース17のリヤ側面に接触
されてフロントハウジング２に固定され、かつ複数の円
形状の公転位置規制孔18aを円環状に配置形成した固定
リング18と、可動スクロール９の基端壁７背面に固定さ
れ、かつ前記公転位置規制孔18aと対向して円形状の公
転位置規制孔19aが同数形成された可動リング19とを備
え、前記軸受け素子は各公転位置規制孔18a、19aに収容
された小径のコロ20からなる。そして、第３図に示すよ
うに全てのコロ20が偏心軸12の公転によって公転位置規
制孔18a,19a間に挟み込まれながら同一方向に公転位置
規制孔18a,19aの周縁を周回し、可動スクロール９が自
転することなく公転するようになっている。

又、この実施例では、第４図に示すように前記コロ20
がレース17側の公転位置規制孔18aの最内側、つまり回
転軸11の中心軸線O1側へ最接近した状態で、前記レース
17のフロント側面を支持するハウジング座面2aに続く内
周面2bの位置を、前記コロ20の中心軸線O2位置からコロ
20の半径ｒ分だけ前記中心軸線O1側に向かって変位した
位置までの範囲Ｄに設定している。このように設定した
理由は、第２図に示すようにハウジング座面2aに続く内
周面2b位置が前記コロ20の中心軸線O2位置から逆方向へ
変移すると、圧縮動作時に可動スクロール９からコロ20
を介してレース17に伝達される圧縮反力Ｆによるレース
17の撓み量が急激に増大し、中心軸線O2位置からｒ以上
にすると、レース17の片持ち長さが短くなってレースの
撓み量は殆どないが、バランスウエイト15の径が充分確
保できず、同じ動的バランスをとるのに大重量のバラン
スウエイト15を使用しなければならないからである。さ
らに、本実施例のレース17はハウジング内周面2bの位置
よりも駆動軸11側に延在しており、コロ20をその全体に
わたって支持している。

センタハウジング１には冷媒ガス導入用の吸引通路
（図示略）が形成され、センタハウジング１内の吸入室
21に冷媒ガスを導入するようになっている。又、固定ス
クロール６の基端壁４の中心部には、基端壁４の背面側
に設けられた吐出室22に連通するとともに、吐出弁23に
より開放可能に閉塞される吐出孔4aが形成されている。

次に、前記のように構成された圧縮機の作用を説明す
る。

回転軸11の回転に伴い偏心軸12が偏心回転されると、
第３図に示すように可動スクロール９の公転により可動
スクロール９の渦巻部８が固定スクロール６の渦巻部５
に局部的に接触しながら公転される。そして、両渦巻部
5,8の接触部が渦巻部５の内周面上を中心に向かって移
動し、二つの接触部間に形成される密閉空間Ｐが圧縮機
に導入された冷媒ガスを圧縮しながら徐々に中心側へ移
動され、圧縮された冷媒ガスが吐出孔4aから吐出室22内
へ吐出される。

冷媒ガスの圧縮に伴いレース17には可動スクロール９
からの圧縮反力Ｆがコロ20を介して作用する。この発明
ではレース17を支持するハウジング２の座面2aに続く内
周面2bの位置を第２図に示すように所定範囲Ｄに設定し
たので、前記圧縮反力Ｆによるレース17の撓み量は微小
に抑制され、可動スクロール９が傾斜することはなく、
固定スクロール６と可動スクロール９との接触を適正に
保持して圧縮効率及び耐久性を向上することができる。

又、バランスウエイト13の収容空間もその半径方向外
側に大きくなり、その重量が軽減される。なお、前記バ
ランスウエイト13の半径方向の寸法を2mm大きくできる
ことにより、ほぼ同じ遠心力を得るのにウエイト13の重
量が約30％軽減することができるので、内周面2bの設定
位置を適正範囲に設定することが重要となる。 さら
に、レース17がハウジング内周面2bより内側に延在して
コロ20を支持しているので、コロ20からの荷重を効果的
に分散して受けることができ、レース17の耐久性を向上
することができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではな
く、例えば、前記コロ20に代えて図示しないがボールや
ボールとシューを組合わせたものを使用してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、レースの撓み量
を最小限に抑制して、可動スクロールの傾斜を防止し
て、圧縮効率を向上するとともに、関連部品の耐久性を
向上し、さらにバランスウエイトの収容空間を半径方向
へ大きくとり、該ウエイトの重量を軽減して圧縮機を小
型化することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の圧縮機全体を示す断面図、第２図は
レースのハウジング座面に続く内周面の位置と、レース
の撓み量との関係を示すグラフ、第３図は第１図のＡ−
Ａ線断面図、第４図は第１図のＢ−Ｂ線断面図、第５図
及び第６図は従来例を示す断面図である。 センタハウジング１、フロントハウジング２、ハウジン
グ座面2a、内周面2b、固定スクロール６、可動スクロー
ル９、回転軸11、偏心軸12、自転防止機構16、公転位置
規制体を構成するレース17、公転位置規制体を構成する
固定リング18、公転位置規制体を構成する可動リング1
9、公転位置規制孔18a、19a、軸受け素子としてのコロ2
0、コロ20の半径ｒ、回転軸11の中心軸線O1、コロ20の
中心軸線O2、内周面2bの設定範囲Ｄ、密閉空間Ｐ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 哲夫 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社豊田自動織機製作所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04C 18/02 311

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内に収容された固定スクロール
   と、該固定スクロールとの間に圧縮室を形成するように
   固定スクロールに対向して公転可能に収容支持された可
   動スクロールを備え、該可動スクロールの基端壁とそれ
   に対向する前記ハウジングの座面との間に前記可動スク
   ロールの自転を防止する自転防止機構を配置したスクロ
   ール型圧縮機において、 前記自転防止機構は、横断面円形の複数の軸受け素子
   と、該軸受け素子を収容してその公転を規制する孔を形
   成したリングや円環状のレースを有する公転位置規制体
   とからなり、前記レースは前記軸受け素子と接する側と
   反対側の面を前記ハウジング座面により支持されてお
   り、前記軸受け素子が回転軸の中心軸線側に最接近した
   状態で、前記ハウジングの内周面位置を、前記軸受け素
   子の中心軸線位置と軸受け素子の半径、つまり該素子の
   中心軸線から前記リングの孔と接する外周面までの距離
   分だけ回転軸の中心軸線側に向かって変位した位置との
   間に設定し、前記レースは前記ハウジング内周面よりさ
   らに回転軸側に延在して前記軸受け素子を支持すること
   を特徴とするスクロール型圧縮機。