JP4310827B2 - スクロール形流体機械 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール形流体機械に関し、より特定的には、スライドブッシュを有するスクロール形流体機械に関するものである。
【０００２】
【背景の技術】
スライドブッシュを有するスクロール形流体機械の一例として、特願平９−１５５０５３号（１９９７年６月１２日付出願）が本願出願人によって提案されている。以下、この出願におけるスクロール圧縮機について説明する。
【０００３】
図８は、上記出願におけるスクロール圧縮機の構成を概略的に示す部分断面図である。図８を参照して、モータのロータ（図示せず）に接続されたクランク軸１０３の上方には、外周に突出した鍔部１０３ｄと、その鍔部１０３ｄの上方に位置する偏心ピン部１０３ａとが設けられている。またクランク軸１０３には、圧縮要素から吐出された冷媒ガスを通すための吐出ガス通路１０３ｃと、油を通すための給油通路１０３ｂとが軸方向に並走して設けられている。
【０００４】
この偏心ピン部１０３ａには筒状のスライドブッシュ１０２が遊嵌されており、この状態で偏心ピン部１０３ａは可動スクロール１１１のボス部１１１ｂ内に受入れられている。このボス部１１１ｂの内周面には、スライドブッシュ１０２の外周面と摺動するための滑り軸受１１０が配設されている。
【０００５】
可動スクロール１１１の鏡板１１１ａの前面には、渦巻体１１１ｃが設けられており、その前面から背面に貫通するように吐出口１１１ｄが設けられている。この吐出口１１１ｄは、クランク軸１０３に設けられた吐出ガス通路１０３ｃと連通している。
【０００６】
なおクランク軸１０３は、内外輪と転動体とからなる転がり軸受１０４によってハウジング１０５に回転自在に支持されている。このハウジング１０５は、ケーシング１０６に固定されている。
【０００７】
またハウジング１０５の下側のクランク軸１０３の部分にはバランスウェイト１０７がボルト１０９によって締結固定されている。
【０００８】
スライドブッシュ１０２は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように給油通路１０３ｂ側に鍔部１０２ｄを有する円筒形状を有しており、この鍔部１０２ｄの底面に油プール部をなす凹部１０２ａを有している。この凹部１０２ａは、給油通路１０３ｂの開口を覆うように構成されている。またスライドブッシュ１０２には、油の循環を円滑に行なうため、内周面に切欠部１０２ｂが、外周面に切欠部１０２ｃが各々設けられている。
【０００９】
なお、スライドブッシュ１０２は、偏心ピン部１０３ａに対してスライドすることにより可動スクロール１１１の旋回半径を変化させることで、加工・組立誤差があっても固定スクロール（図示せず）の歯面と可動スクロール１１１の歯面とを常に接触して旋回運動させる役割をなすものである。
【００１０】
このスクロール圧縮機におけるクランク軸１０３周辺の組立順序は、以下のとおりである。
【００１１】
まずクランク軸１０３に、転がり軸受１０４の内輪が圧入された後、ハウジング１０５に対して図中上方から、つまり偏心ピン部１０３ａとは逆側からクランク軸１０３が挿入される。この後、クランク軸１０３にバランスウェイト１０７がボルト１０９によって組付けられ、さらにモータのロータがクランク軸１０３に組付けられる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示すスクロール圧縮機では、クランク軸１０３に鍔部１０３ｄが一体的に設けられているため、クランク軸１０３をハウジング１０５に対して図中上方から挿入しなければならなかった。なぜなら、クランク軸１０３をハウジング１０５に図中下側から挿入しようとすると、外周に突き出した鍔部１０３ｄがつかえてしまって挿入できないからである。
【００１３】
このため、このクランク軸１０３の挿入時には、バランスウェイト１０７はクランク軸１０３にまだ組付けることができない。よって、クランク軸１０３の形成当初から、バランスウェイト１０７をクランク軸１０３と一体となるように加工することができなかった。したがって、バランスウェイト１０７をクランク軸１０３に圧入し締結するという組立工程が必要となり、組立工数および加工工数が多くなるという問題点があった。
【００１４】
またバランスウェイト１０７をクランク軸１０３に圧入するときに加熱する必要がある。このため、クランク軸１０３が冷えるのを待ってからでないとモータのロータをクランク軸１０３に組付けることができず、組立時間が長くなるという問題点もあった。
【００１５】
それゆえ本発明の目的は、クランク軸とバランスウェイトとを一体形状に加工できることで組立工数および加工工数を減少できるスクロール形流体機械を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のスクロール形流体機械は、駆動軸と、プレート部材と、スライドブッシュと、ハウジングとを備えている。駆動軸は、端部から延びる偏心ピン部を有し、かつ偏心ピン部の付け根付近に開口する給油通路を有している。プレート部材は、駆動軸と別体で駆動軸の偏心ピン部の付け根に嵌め込まれ、かつ駆動軸の端部の外周面より外周側へ突出し、かつ給油通路に連通した切欠貫通孔を有している。スライドブッシュは、筒状であり、駆動軸の駆動力を可動スクロールに伝達するようにプレート部材と別体で偏心ピン部に遊嵌され、かつ下端面に切欠貫通孔に通ずるとともにスライドブッシュの内周面に通じる凹部を有している。ハウジングは駆動軸を回転可能に支持している。駆動軸は、偏心ピン部側から駆動軸をハウジングに挿入されて、かつ偏心ピン部よりも下側でハウジングに支持される構成を有している。
【００１７】
請求項１に記載のスクロール形流体機械によれば、駆動軸の端部に駆動軸と一体とした鍔部を設けるのではなく、別体で鍔部となるプレート部材が嵌め込まれている。このため、このプレート部材を駆動軸に嵌め込む前であれば、偏心ピン部側から駆動軸をハウジングに挿入することができる。よって、駆動軸をハウジングに挿入する際にバランスウェイトがじゃまになることはないため、バランスウェイトがクランク軸と一体となるように加工することができる。よって、バランスウェイトをクランク軸に圧入し、締結する工程が不要となり、組立工数および加工工数を低減することができる。
【００１８】
また、バランスウェイトをクランク軸に圧入する必要がないため、圧入時に加熱されたクランク軸が冷めるのを待つ必要はない。このため、ロータを即座にクランク軸に組付けることができ、組立時間の短縮化を図ることができる。
【００１９】
請求項２に記載のスクロール形流体機械では、駆動軸には、駆動軸がハウジングに支持される部分よりも下側においてバランスウェイトが一体的に設けられている。
【００２０】
請求項２に記載のスクロール形流体機械によれば、バランスウェイトがクランク軸と一体形状をなしているため、上述したように組立工数および加工工数を低減でき、かつ組立時間の短縮化を図ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態におけるスクロール形流体機械の構成を概略的に示す部分断面図である。図１を参照して、ハウジング６内には、主にモータＭと、圧縮要素（図示せず）とが配設されている。モータＭは、ハウジング６に固定されたステータ９と、ステータ９と間隔を保ってその内周に配置されたロータ８とを有している。ロータ８にはクランク軸３が連結されている。このクランク軸３は、内外輪および転動体を有する転がり軸受４によりハウジング５に回転自在に支持されている。このハウジング５はケーシング６に固定されており、ケーシング６には吐出管７が取付けられている。
【００２３】
クランク軸３の上方端部から偏心ピン部３ａが延びるように設けられている。このクランク軸３には、給油通路３ｂと吐出ガス通路３ｃとが軸方向に互いに並行に設けられている。給油通路３ｂは、分離されることなく形成されており、偏心ピン部３ａの付け根近傍に開口している。吐出ガス通路３ｃは、下方から偏心ピン部３ａの端面に達している。またこのクランク軸３のハウジング５の下方部分にはバランスウェイト３ｄが一体的に設けられている。
【００２４】
偏心ピン部３ａの付け根には、クランク軸３と別体でスライドブッシュプレート１が嵌め込まれている。またスライドブッシュプレート１上には、筒状のスライドブッシュ２が偏心ピン部３ａに遊嵌されている。
【００２５】
図２（ａ）、（ｂ）は、図１のスライドブッシュを上方から見た斜視図と下方から見た斜視図である。また図３と図４とは、スライドブッシュの上端面と下端面とを示す図である。
【００２６】
図２〜図４を参照して、スライドブッシュ２には、油の循環を円滑に行なうため、内周面に切欠部２ｂ、外周面に切欠部２ｃが各々設けられている。またスライドブッシュ２の下端面には、内周面に通ずる凹部２ａが切欠部２ｃを避けて三日月形状となるように設けられている。
【００２７】
図５は、図１のスライドブッシュプレートの構成を示す上面図であり、図６は、図５のＡ−Ａ線に沿う概略断面図である。
【００２８】
図５と図６とを参照して、スライドブッシュプレート１は、円盤形状を有し、その中央付近に偏心ピン部３ａを通すための孔１ｂを有している。この孔１ｂは、偏心ピン部３ａの半径方向の断面と略同一の形状を有し、かつ一部に切欠貫通孔１ａを有している。
【００２９】
このスライドブッシュプレート１の上面にスライドブッシュ２の下端面が図中破線で示すように配置されている。この状態で、切欠貫通孔１ａ上をスライドブッシュ２の凹部２ａが覆っている。
【００３０】
図１を参照して、このスライドブッシュプレート１は、切欠貫通孔１ａが、クランク軸３の給油通路３ｂの開口部上に位置するように、かつ給油通路３ｂの形状と整合するように位置決めされている。またスライドブッシュプレート１は、転がり軸受４の内輪が嵌められるクランク軸３の部分の外径よりも大きい外径を有しており、クランク軸３の外周面より外周方向へ全周において突出する。
【００３１】
なお、クランク軸３のスラスト荷重は、モータＭの下方に位置する下部主軸受で受けられている。また、ここでは図示しないが、スライドブッシュ２が遊嵌された偏心ピン部３ａは、圧縮要素をなす可動スクロールの背面に設けられたボス部の内周領域に受入れられている。
【００３２】
次に本実施の形態のスクロール圧縮機の動作について説明する。
図１を参照して、まずモータＭへの通電によりクランク軸３が回転駆動する。これにより、クランク軸３に偏心して設けられた偏心ピン部３ａとそれに遊嵌されたスライドブッシュ２とが公転運動する。これにより、可動スクロールは固定スクロールに対して相対的にその姿勢を保ちながら公転する。
【００３３】
この可動スクロールの公転により、可動スクロールと固定スクロールとの渦巻体によって構成された圧縮室が外周側から内周側へと徐々に体積を減じながら移動する。これにより圧縮室内の冷媒ガスが圧縮され、最内周領域において可動スクロールに設けられた吐出口から吐出される。吐出された冷媒ガスはクランク軸３に設けられた吐出ガス通路３ｃを通じてクランク軸３の下方においてケーシング６内に吐出され、さらにケーシング６内から吐出管７を通じてケーシング６外部へ吐出される。
【００３４】
この一連の動作の間、油は以下のように循環する。
まずクランク軸３の回転により遠心力もしくはポンプによって、ケーシング６底部の油溜まりから給油通路３ｂを通じて油が上方へ汲み上げられる。給油通路３ｂの開口端に達した油は、スライドブッシュプレート１に設けられた切欠貫通孔１ａを通じて、スライドブッシュ２に設けられた凹部２ａ内を満たすとともに、スライドブッシュ２の偏心ピン部３ａとの隙間を上方へ上がっていく。この際、主にスライドブッシュ２の内周面に設けられた切欠部２ｂを通じて油の大分部は上方に上がっていくことになる。
【００３５】
スライドブッシュ２の上端に達した油はスライドブッシュ２の外周面と可動スクロールとの摺動面に供給される。この際、油は、スライドブッシュ２の外周面に設けられた切欠部２ｃから主に入り、その切欠部２ｃから摺動面全周に行き渡る。その後、その摺動面に沿って下方に落ちた油は転がり軸受４の内外輪と転動体との間を潤滑した後、ケーシング６底部の油溜まりに戻る。
【００３６】
次にクランク軸３周辺の組立順序について説明する。
バランスウェイト３ｄが一体的に形成されたクランク軸３の外周面に転がり軸受４の内輪が嵌め込まれる。そしてケーシング６に固定されたハウジング５の下方から、つまり偏心ピン部３ａ側からクランク軸３が挿入される。この後、モータのロータ８がクランク軸３に組付けられる。この後、クランク軸３の偏心ピン部３ａにスライドブッシュプレート１が嵌め込まれ、その後スライドブッシュ２が偏心ピン部３ａに遊嵌される。
【００３７】
なお、スライドブッシュプレート１を偏心ピン部３ａに嵌め込む際には、スライドブッシュプレート１は圧入などはされず、単に偏心ピン部３ａに嵌装されるだけである。しかし、スライドブッシュプレート１に設けられた孔１ａは、偏心ピン部３ａの半径方向の断面形状と略同一の形状を有しているため、スライドブッシュプレート１が偏心ピン部３ａに嵌装されただけで位置決めも完了する。
【００３８】
本実施の形態では、クランク軸３とスライドブッシュプレート１とは別体となっており、クランク軸３は偏心ピン部３ａの付け根に鍔部を有していない。このため、クランク軸３をハウジング５の下方から挿入することができ、ハウジング５の下方に位置するバランスウェイト３ｄをクランク軸３と一体に加工することができる。よって、バランスウェイト３ｄをクランク軸３に圧入し、ボルトで締結する工程が不要となる。したがって、組立工数および加工工数を低減することができる。
【００３９】
また、バランスウェイト３ｄをクランク軸３に圧入する必要がないため、圧入時に加熱されたクランク軸３が冷えるのを待つ必要はなく、ロータ８をクランク軸３に即座に組付けることができ、組立時間の短縮を図ることができる。
【００４０】
なお、スライドブッシュ２については、図２に示すように外周に軸方向に延びる切欠部２ｃを設けたものについて説明したが、図７に示すように外周に斜め溝２ｄが形成されたものが用いられてもよい。このように斜め溝２ｄを設けた場合には、この斜め溝２ｄのリード角による粘性効果によって油を強制的に引込むことが可能となる。
【００４１】
本実施の形態においては、スクロール圧縮機について説明したが、本発明はスクロール膨張機に適用することもできる。
【００４２】
また本実施の形態では、スライドブッシュプレート１の外形が円形の場合について説明したが、これに限定されず、スライドブッシュプレート１の外形は多角形などであってもよい。
【００４３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１に記載のスクロール形流体機械によれば、駆動軸の端部に駆動軸と一体とした鍔部を設けるのではなく、別体で鍔部となるプレート部材が嵌め込まれている。このため、このプレート部材を駆動軸に嵌め込む前であれば、偏心ピン部側から駆動軸をハウジングに挿入することができる。よって、駆動軸をハウジングに挿入する際にバランスウェイトがじゃまになることはないため、バランスウェイトがクランク軸と一体となるように加工することができる。よって、バランスウェイトをクランク軸に圧入し、締結する工程が不要となり、組立工数および加工工数を低減することができる。
【００４５】
また、バランスウェイトをクランク軸に圧入する必要がないため、圧入時に加熱されたクランク軸が冷めるのを待つ必要はなく、ロータを即座にクランク軸に組付けることができ、組立時間の短縮化を図ることができる。
【００４６】
請求項２に記載のスクロール形流体機械によれば、バランスウェイトがクランク軸と一体形状をなしているため、上述したように組立工数および加工工数を低減でき、かつ組立時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるスクロール圧縮機の構成を概略的に示す部分断面図である。
【図２】図１のスライドブッシュの構成を上方から見た斜視図（ａ）と下から見た斜視図（ｂ）である。
【図３】図１のスライドブッシュの上端面の構成を示す図である。
【図４】図１のスライドブッシュの下端面の構成を示す図である。
【図５】図１のスライドブッシュプレートの上面の構成を示す図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う概略断面図である。
【図７】図１のスライドブッシュの他の例を示す図である。
【図８】特願平９−１５５０５３号で提案されたスクロール圧縮機の構成を示す部分断面図である。
【図９】図８のスライドブッシュを上から見た斜視図（ａ）と下から見た斜視図（ｂ）である。
【符号の説明】
１ スライドブッシュプレート
１ａ 切欠貫通孔
２ スライドブッシュ
３ クランク軸
３ａ 偏心ピン部
３ｂ 給油通路
３ｄ バランスウェイト

Claims (2)

1. 端部から延びる偏心ピン部（３ａ）を有し、かつ前記偏心ピン部（３ａ）の付け根付近に開口する給油通路（３ｂ）を有する駆動軸（３）と、
   前記駆動軸（３）と別体で前記駆動軸（３）の偏心ピン部（３ａ）の付け根に嵌め込まれ、かつ前記駆動軸（３）の前記端部の外周面より外周側へ突出し、かつ前記給油通路（３ｂ）に連通した切欠貫通孔（１ａ）を有するプレート部材（１）と、
   前記駆動軸（３）の駆動力を可動スクロールに伝達するよう前記プレート部材（１）と別体で前記偏心ピン部（３ａ）に遊嵌され、かつ下端面に前記切欠貫通孔（１ａ）に通ずるとともに内周面に通じる凹部（２ａ）を有する筒状のスライドブッシュ（２）と、
   前記駆動軸を回転可能に支持するハウジングとを備え、
   前記駆動軸は、前記偏心ピン部側から前記駆動軸を前記ハウジングに挿入されて、かつ前記偏心ピン部よりも下側でハウジングに支持される構成を有している、スクロール形流体機械。
2. 前記駆動軸（３）には、前記駆動軸が前記ハウジングに支持される部分よりも下側においてバランスウェイト（３ｄ）が一体的に設けられている、請求項１に記載のスクロール形流体機械。

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