JP3227293B2 - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスクロール型圧縮機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスクロール型圧縮機（以下、単に
圧縮機という。）として、実開昭６０−７７７８８号公
報記載のものが知られている。この圧縮機では、リアハ
ウジングとフロントエンドプレートとフロントハウジン
グとがハウジングとして外形を形成している。フロント
ハウジングにはクラッチ装着用のボス及び基端面が形成
され、フロントハウジングとフロントエンドプレートと
により椀状が形成されている。また、リアハウジングに
は固定側板及び固定渦巻体からなる固定スクロールが固
定され、この固定スクロールにはリアハウジング内にお
いて可動側板及び可動渦巻体からなる可動スクロールが
互いに１８０°位相をずらして噛合されている。そし
て、フロントハウジングには駆動軸がアンギュラコンタ
クト玉軸受を介して回転自在に支承され、駆動軸の後端
には駆動ピンが突設されている。この駆動ピンには可動
スクロールを公転させる駆動ブッシュが嵌合され、フロ
ントエンドプレートと可動スクロールの可動側板との間
には可動スクロールの自転を防止する自転防止機構が備
えられている。

【０００３】この圧縮機では、電磁クラッチを基端面と
当接させてボスに取りつけ、この電磁クラッチにより駆
動軸を回転駆動すれば、駆動ブッシュは駆動ピンにより
駆動されて回転する。駆動ブッシュの回転はラジアル軸
受を介して可動スクロールに伝達され、可動スクロール
が自転防止機構により自転を防止されていることから、
可動スクロールは公転運動のみ実行される。これによっ
て固定スクロールと可動スクロールとの噛合により形成
される圧縮室が順次容積を縮小させながら渦巻き中心方
向へ移動されるため、冷媒ガスを冷媒吸入口から圧縮室
内に吸入し、圧縮室内の冷媒ガスを順次圧縮して吐出室
へ吐出する。

【０００４】ここで、この種の圧縮機では、渦巻き中心
にも圧縮室が形成されているため、軸方向に駆動軸を貫
通させることができず、駆動軸はいわゆる片持ち構造に
なっている。そして、圧縮室内には冷媒ガスの圧縮によ
り圧縮反力が作用し、この圧縮反力は可動スクロール、
駆動ブッシュ、駆動ピン等を介してスラスト力及びラジ
アル力として駆動軸に作用する。このため、通常、駆動
軸は、片持ち構造でこのスラスト力及びラジアル力を同
時に支持しつつ好適な回転を継続すべく、ハウジングに
嵌合したアンギュラコンタクト玉軸受を介して支承され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の圧
縮機では、アンギュラコンタクト玉軸受により駆動軸を
支承していることから、運転中、転動体にラジアル力が
比較的大きく働き、外輪がその着装面との間で連れ回り
を生じる場合がある。この場合、着装面にクリープが発
生するため、着装面の摩耗等の発生により、信頼性を損
なうこととなる。

【０００６】かといって、着装面の嵌合内径に外輪の連
れ回りを防止可能な締め代を付与するだけでは、圧縮反
力に基づくラジアル力ばかりでなく、その締め代に基づ
くラジアル力もハウジングに作用することとなり、ハウ
ジングが径方向に拡径されやすくなる。例えば、図３に
示すように、必要最小限程度の肉厚を有し、着装面９０
ａの嵌合内径に外輪９１の連れ回りを防止可能な締め代
を付与したフロントハウジング９０に対して、アンギュ
ラコンタクト玉軸受を打ち込んだ場合、応力が図中矢印
のように作用し、ボス９０ｂ等に歪が生じる。こうして
フロントハウジング９０に変形を生じれば、自転防止機
構（図示せず）が当接する受承面９０ｃや基端面９０ｄ
にも変位が現れる。これにより、自転防止機構が好適に
機能しにくくなるとともに、基端面９０ｄが電磁クラッ
チのステータを押圧し、ひいてはプーリの回転を阻害し
やすくなり、駆動トルクの増加の不具合を生じてしま
う。一方、容易に変形しないようにフロントハウジング
全体の肉厚を大きくすれば、圧縮機全体の重量増を招
き、車両等への搭載性を損なうこととなる。

【０００７】本発明は、圧縮機全体のさほどの重量増及
び駆動トルクの増加を招くことなく、アンギュラコンタ
クト玉軸受の外輪の連れ回りを防止することを解決すべ
き課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の圧縮機は、上記
課題を解決するため、クラッチ装着用のボス及び基端面
を有し、該基端面から凹曲部を介して椀状に形成された
ハウジングと、該ハウジングに固定され、固定側板及び
固定渦巻体を有する固定スクロールと、該ハウジング内
に収容され、該固定スクロールと噛合して圧縮室を形成
する可動側板及び可動渦巻体を有する可動スクロール
と、該ハウジングに内装されたアンギュラコンタクト玉
軸受を介して支承された駆動軸と、該駆動軸の後端に突
設された駆動ピンと係合し、該可動スクロールを公転さ
せる駆動ブッシュと、該ハウジング及び該可動スクロー
ルの該可動側板と係合し、該可動スクロールの自転を防
止する自転防止機構とを備え、該可動スクロールの公転
運動により該圧縮室が渦巻き中心方向に移動されて容積
を縮小するスクロール型圧縮機において、前記アンギュ
ラコンタクト玉軸受が着装される前記ハウジングの嵌合
内径は該玉軸受の連れ回りを防止可能な締め代を有する
とともに、該ハウジングには前記凹曲部を局部的に埋塞
する補強リブが形成されているという新規な手段を講じ
ている。

【０００９】

【作用】本発明の圧縮機においても、片持ち構造でスラ
スト力及びラジアル力を同時に支持しつつ好適な回転を
継続すべく、アンギュラコンタクト玉軸受により駆動軸
を支承していることから、運転中、転動体にラジアル力
が比較的大きく働く。しかし、この圧縮機では、着装面
の嵌合内径が外輪の連れ回りを防止可能な締め代を有す
るため、その連れ回りは防止されている。

【００１０】また、この圧縮機においても、圧縮反力に
基づくラジアル力ばかりでなく、その締め代に基づくラ
ジアル力もハウジングに作用することとなる。しかし、
この圧縮機では、ハウジングにおける凹曲部を局部的に
埋塞しているにすぎない補強リブが両ラジアル力を支持
するため、ハウジング全体の肉厚を大きくすることな
く、ハウジングの径方向の拡径が防止されている。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面を参
照しつつ説明する。この圧縮機は、図１に示すように、
固定側板２１と、この固定側板２１と一体に形成され外
郭を形成するシェル部２２と、固定側板２１の内側にイ
ンボリュート曲線等により形成された固定渦巻体２３と
からなる固定スクロール２が、可動側板４１と、この可
動側板４１の内側にインボリュート曲線等により形成さ
れた可動渦巻体４２とからなる可動スクロール４と噛合
することにより、圧縮室１を形成している。

【００１２】固定スクロール２のシェル部２２は、フロ
ントハウジング３０及びリアハウジング３８と通しボル
ト（図示せず）により締結されており、フロントハウジ
ング３０にはクラッチ装着用のボス３０ａ及び基端面３
０ｂが形成され、フロントハウジング３０は基端面３０
ｂから凹曲部３０ｃを介して椀状に形成されたている。
なお、図２に示すように、基端面３０ｂは、ボス３０ａ
に取り付けられる電磁クラッチのステータ（図示せず）
の回り止めのために凹部３０ｄを有し、かつステータの
溶接部位との干渉回避及びステータに接続されるコネク
タ（図示せず）との干渉回避のために図のような形状に
されている。

【００１３】ボス３０ａ内には、図１に示すように、軸
封装置３１を介して駆動軸３３が延在されており、この
駆動軸３３の後方には大径部３３ａが形成されている。
フロントハウジング３０の着装面３０ｅと大径部３３ａ
との間には合わせ内輪型の複列外向きアンギュラコンタ
クト軸受３２が介在されている。ここで、着装面３０ｅ
の嵌合内径は、アンギュラコンタクト玉軸受３２の外輪
３２ａの連れ回りを防止可能な締め代を有している。

【００１４】また、フロントハウジング３０には、図２
にも示すように、凹曲部３０ｃを３条で間隔して埋塞す
る補強リブ３０ｆが放射方向に形成されている。なお、
フロントハウジング３０には、４本の通しボルトを軸方
向にそれぞれ貫通させる貫設孔をもつ組付けフランジ６
０と、２本の取り付けボルト（図示せず）を軸直角方向
に貫通させる貫設孔をもつ取り付けフランジ６１とが形
成されている。

【００１５】そして、図１に示すように、駆動軸３３の
大径部３３ａの後端には駆動ピン３４が突設されてい
る。この駆動ピン３４にはバランスウェイト３５及び駆
動ブッシュ３６が嵌合され、駆動ブッシュ３６にラジア
ル軸受３７を介して可動側板４１のボスが支承されてい
る。なお、駆動ピン３４は駆動軸３３の回転方向後方に
傾斜した駆動面３４ａを有しており、駆動ブッシュ３６
はこの駆動面３４ａに沿って径方向に案内可能になされ
ている。

【００１６】フロントハウジング３０と可動側板４１と
の間には軸方向に延在する所定数の自転防止ピン５１ａ
をもつ可動リング５１が介在され、自転防止ピン５１ａ
はフロントハウジング３０に凹設された規制孔３０ｇと
可動側板４１に凹設された規制孔４１ａとにそれぞれ鋼
鉄製ライナを介して係合され、これにより駆動軸３３及
び可動側板４１より作用するラジアル力を受承して可動
側板４１の自転を防止している。ここで、自転防止ピン
５１ａが設けられている可動リング５１の前後面は、ラ
ジアル力を好適に受承するため、フロントハウジング３
０及び可動側板４１との間に数十μｍの間隙を有してい
る。一方、自転防止ピン５１ａが設けられていない可動
リング５１の前後面はフロントハウジング３０及び可動
側板４１と摺動可能に当接されており、これにより可動
側板４１より作用するスラスト力が受承されている。こ
れら自転防止ピン５１ａ、可動リング５１及び規制孔３
０ｇ、４１ａにより自転防止機構が構成されている。

【００１７】また、フロントハウジング３０には、図２
に示すように、冷凍回路と接続される冷媒吸入口をもつ
吸入フランジ６２が形成され、冷媒吸入口は、図１に示
すように、可動リング５１の開口により吸入段階の圧縮
室１内に連通されている。さらに、リアハウジング３８
内には吐出室３９が形成されており、この吐出室３９は
固定側板２１の中央部分に貫設された吐出口２と吐出弁
機構３を介して連通されているとともに、図示しない冷
媒吐出口で冷凍回路と連通されている。

【００１８】以上のように構成されたこの圧縮機では、
電磁クラッチを基端面３０ｂと当接させてボス３０ａに
取りつけ、この電磁クラッチにより駆動軸３３を回転駆
動すれば、駆動ブッシュ３６は駆動ピン３４により駆動
されて回転する。駆動ブッシュ３６の回転はラジアル軸
受３７を介して可動側板４１に伝達され、可動側板４１
が自転防止ピン５１ａ、可動リング５１及び規制孔３０
ｇ、４１ａにより自転を防止されていることから、可動
スクロール４は公転円に沿って公転運動のみ実行され
る。これによって固定側板２１、固定渦巻体２３、可動
側板４１及び可動渦巻体４２により形成された圧縮室１
が順次容積を縮小させながら渦巻き中心方向へ移動され
るため、冷凍回路より冷媒ガスが冷媒吸入口から吸入段
階の圧縮室１に吸入される。その後、圧縮室１の移動に
よって圧縮された冷媒ガスは、吐出口２、吐出弁機構３
を介して吐出室３９へ吐出される。この間、駆動ブッシ
ュ３６は、駆動軸３３の駆動力により、駆動ピン３４の
駆動面３４ａに沿って径方向に案内され、これにより固
定渦巻体２３及び可動渦巻体４２の微小公差等が吸収さ
れる。

【００１９】そして、圧縮室１内には冷媒ガスの圧縮に
より圧縮反力が作用する。この圧縮反力は、可動リング
５１の前後面と可動側板４１及びフロントハウジング３
０との間に摺動を許容する間隙があること、ラジアル軸
受３７と駆動ブッシュ３６との間に間隙があること、駆
動ブッシュ３６の径方向への移動が可能であること等か
ら、可動スクロール４、駆動ブッシュ３６、駆動ピン３
４等を介してスラスト力及びラジアル力として駆動軸３
３に作用する。ここで、片持ち構造の駆動軸３３を支承
するアンギュラコンタクト玉軸受３２は、このスラスト
力及びラジアル力を同時に支持する。

【００２０】こうして、この圧縮機においても、運転
中、アンギュラコンタクト玉軸受３２の転動体３２ｂに
ラジアル力が比較的大きく働く。しかし、この圧縮機で
は、着装面３０ｅの嵌合内径が外輪３２ａの連れ回りを
防止可能な締め代を有するため、その連れ回りは防止さ
れている。したがって、この圧縮機では、外輪３２ａの
連れ回りの防止により、着装面３０ｅのクリープの発生
を回避することができ、これにより着装面３０ｅの摩耗
等がなくなり、ひいては高い信頼性を発揮することがで
きる。

【００２１】また、この圧縮機においても、圧縮反力に
基づくラジアル力がフロントハウジング３０に作用す
る。また、着装面３０ｅの嵌合内径に外輪３２ａ連れ回
りを防止可能な締め代を付与したフロントハウジング３
０に対して、アンギュラコンタクト玉軸受３２を打ち込
む際、その締め代に基づくラジアル力もフロントハウジ
ング３０に作用する。しかし、この圧縮機では、その締
め代に基づくラジアル力は、圧縮反力に基づくラジアル
力とともに補強リブ３０ｆによって確実に支持される。
したがって、この圧縮機では、フロントハウジング３０
が径方向に拡径されないため、自転防止機構が好適に機
能するとともに、電磁クラッチのプーリが好適に回転可
能に維持され、駆動トルクの増加を生じない。

【００２２】そして、補強リブ３０ｆは、フロントハウ
ジング３０における凹曲部３０ｃを３条で間隔して埋塞
しているにすぎず、フロントハウジング３０全体の肉厚
を大きくするわけではない。したがって、この圧縮機で
は、圧縮機全体がさほどの重量増とならず、車両等への
優れた搭載性を発揮することができる。なお、ハウジン
グに歪みを見込んだ逆歪みを予め前加工しておき、この
逆歪みにより締め代に基づくラジアル力を吸収させるこ
ともできる。

【００２３】また、各補強リブ間を埋設した円錐形状の
ハウジングとすることもできる。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の圧縮機で
は、特許請求の範囲記載の構成を採用しているため、圧
縮機全体のさほどの重量増及び駆動トルクの増加を招く
ことなく、アンギュラコンタクト玉軸受の外輪の連れ回
りを防止することができる。すなわち、この圧縮機で
は、外輪の連れ回りを防止することができるため、着装
面のクリープの発生が回避され、着装面の摩耗等がなく
なり、高い信頼性を発揮することができる。

【００２５】また、この圧縮機では、ハウジングの変形
が防止されるため、自転防止機構が好適に機能するとと
もに、クラッチのプーリは好適に回転可能に維持され、
駆動トルクの増加を生じない。さらに、この圧縮機で
は、ハウジングにおける凹曲部を局部的に埋塞している
にすぎない補強リブを採用していることから、圧縮機全
体がさほどの重量増とならず、車両等への優れた搭載性
を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の圧縮機の縦断面図である。

【図２】実施例の圧縮機に係り、フロントハウジングの
正面図である。

【図３】締め代を付与したフロントハウジングに対して
軸受を打ち込んだ場合の応力線図である。

【符号の説明】

３０…フロントハウジング ２２…シュル部 ３８…リアハウジング ３０ａ…ボス ３０ｂ…基端面 ３０ｃ…凹曲部 ２…固
定スクロール ２１…固定側板 ２３…固定渦巻体 ４…可
動スクロール ４１…可動側板 ４２…可動渦巻体 １…圧
縮室 ３２…アンギュラコンタクト玉軸受 ３３…
駆動軸 ３４…駆動ピン ３６…駆動ブッシュ ５１ａ、５１、３０ａ、４１ａ…自転防止機構（５１ａ
…自転防止ピン、５１…可動リング、３０ｇ、４１ａ…
規制孔） ３０ｅ…着装面 ３２ａ…外輪 ３０ｆ
…補強リブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮川 進 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 渡辺 靖 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 (72)発明者 深沼 哲彦 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 (56)参考文献 実開 平５−52287（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04C 18/02 311

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クラッチ装着用のボス及び基端面を有し、
   該基端面から凹曲部を介して椀状に形成されたハウジン
   グと、該ハウジングに固定され、固定側板及び固定渦巻
   体を有する固定スクロールと、該ハウジング内に収容さ
   れ、該固定スクロールと噛合して圧縮室を形成する可動
   側板及び可動渦巻体を有する可動スクロールと、該ハウ
   ジングに内装されたアンギュラコンタクト玉軸受を介し
   て支承された駆動軸と、該駆動軸の後端に突設された駆
   動ピンと係合し、該可動スクロールを公転させる駆動ブ
   ッシュと、該ハウジング及び該可動スクロールの該可動
   側板と係合し、該可動スクロールの自転を防止する自転
   防止機構とを備え、該可動スクロールの公転運動により
   該圧縮室が渦巻き中心方向に移動されて容積を縮小する
   スクロール型圧縮機において、 前記アンギュラコンタクト玉軸受が着装される前記ハウ
   ジングの嵌合内径は該玉軸受の連れ回りを防止可能な締
   め代を有するとともに、該ハウジングには前記凹曲部を
   局部的に埋塞する補強リブが形成されていることを特徴
   とするスクロール型圧縮機。