JP5232450B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、スイングリンク方式の従動クランク機構を備えたスクロール圧縮機に関するものである。

端板上に立設された渦巻き状ラップを有し、それが互いに噛合されて圧縮室を形成する一対の固定スクロール部材および旋回スクロール部材を備えたスクロール圧縮機においては、互いに噛合される固定スクロール部材と旋回スクロール部材とが微小な加工誤差や組み立て誤差を有していても、それに追従して渦巻き状ラップ同士が確実に接触され、圧縮ガス漏れを最少化して圧縮効率を確保できるようにするための構成として、従来から従動クランク機構が採用されている。従動クランク機構は、旋回スクロール部材の旋回半径を可変構造とし、遠心力やガスの圧縮反力等により旋回スクロール部材の渦巻き状ラップが固定スクロール部材の渦巻き状ラップに押し付けられるように構成される。この従動クランク機構としては、圧縮機を駆動するクランク軸のクランクピンに対して従動クランク機構がスイングするスイングリンク方式と、クランクピンに対して従動クランク機構がスライドするスライド方式とが知られている。

スイングリンク方式の従動クランク機構を採用したスクロール圧縮機では、クランクピンに回動可能に嵌合され、かつ旋回スクロール部材に回動可能に嵌合保持される従動クランク機構とクランク軸との間に、従動クランク機構のスイング範囲に規制するため、規制突起と該規制突起が遊嵌する規制穴とから構成される規制機構が設けられる（例えば、特許文献１参照）。また、上記規制穴と規制突起との間に、所定回転数以下では固定スクロール部材の渦巻き状ラップと旋回スクロール部材の渦巻き状ラップとが接触しないようにするため、従動クランク機構の偏心ブッシュを旋回スクロール部材の旋回方向と逆方向に付勢するバネを介在した構成のスクロール圧縮機も提案されている（特許文献２参照）。

特開２００１−７３９６５号公報 特公平１−５２５９２号公報

ところで、従動クランク機構を採用したスクロール圧縮機においては、液冷媒の吸入により液圧縮が発生し圧縮室内の圧力が異常上昇したとき、従動クランク機構の作用によって旋回半径が小さくなり、渦巻き状ラップ同士が離間されるため、液圧縮の防止効果が奏されることが知られている。しかしながら、固定スクロール部材の渦巻き状ラップと旋回スクロール部材の渦巻き状ラップとが徒に離間、接触を繰り返すと、接触時に発生する衝突音が騒音をもたらすこととなり、好ましくない。特に、スイングリンク方式の従動クランク機構では、渦巻き状ラップ同士の離間、接触だけではなく、従動クランク機構のスイング範囲を規制する規制突起と規制穴との間の離間、接触も同様に衝突音による騒音の発生要因となる。

つまり、従動クランク機構を備えたスクロール圧縮機では、通常の運転中おいては旋回スクロール部材の渦巻き状ラップがガスの圧縮反力等により固定スクロール部材の渦巻き状ラップに対して押圧されているため、離間、接触を繰り返すことはないものの、起動時や停止時等の運転過渡時において、圧縮室内の圧縮ガス圧の急激な変動、その他によって旋回スクロール部材の旋回半径が無拘束の状態で変化され、それに伴って渦巻き状ラップ同士、あるいは従動クランク機構のスイング範囲を規制する規制穴と規制突起とが相互に離間、接触を繰り返すことによって接触音（衝突音）が発生する。この接触音は、スクロール圧縮機を車両空調装置用圧縮機として搭載した場合、圧縮機に動力を伝達する電磁クラッチがオン／オフされる度に発生する可能性があり、乗員にとって不快な騒音となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、スイングリンク方式の従動クランク機構を備えたスクロール圧縮機における渦巻き状ラップ同士、あるいは従動クランク機構の規制穴と規制突起間の衝突音の発生を抑制することが可能なスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のスクロール圧縮機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるスクロール圧縮機は、それぞれ端板上に立設された渦巻き状ラップを有し、互いに噛合されて圧縮室を形成する固定スクロール部材および旋回スクロール部材と、該旋回スクロール部材の自転を阻止する自転阻止機構と、前記旋回スクロール部材を公転旋回駆動するクランク軸と、該クランク軸と前記旋回スクロール部材との間に介在されるスイングリンク方式の従動クランク機構とを備えたスクロール圧縮機において、前記クランク軸と前記従動クランク機構との間に、前記クランク軸のクランクピン周りにスイングする前記従動クランク機構のスイング範囲を規制する規制穴と、該規制穴に遊嵌する規制突起とからなる規制機構を設けるとともに、前記規制穴と前記規制突起との間に、その圧縮反力によって前記旋回スクロール部材の渦巻き状ラップに前記固定スクロール部材の渦巻き状ラップへの押し付け荷重を付加する弾性部材がホルダーに保持されて介在され、そのホルダーが、前記弾性部材を保持した状態で前記規制穴内または前記規制突起にその弾性変形によって嵌合装着されていることを特徴とする。

スイングリンク方式の従動クランク機構を備え、旋回スクロール部材の旋回半径が可変とされるスクロール圧縮機では、起動時や停止時等の運転過渡時において、圧縮ガス圧の急激な変動、その他によって旋回スクロール部材が一時的に無拘束の状態となり旋回半径が可変されることがあり、固定スクロール部材および旋回スクロール部材の渦巻き状ラップ同士、あるいは従動クランク機構のスイング範囲を規制する規制穴と規制突起とが相互に離間、接触を繰り返すことによって接触音（衝突音）が発生する場合がある。
本発明によれば、従動クランク機構のスイング範囲を規制する規制穴と規制突起との間に、圧縮反力により旋回スクロール部材の渦巻き状ラップに固定スクロール部材の渦巻き状ラップへの押し付け荷重を付加する弾性部材がホルダーに保持されて介在され、そのホルダーが、前記弾性部材を保持した状態で前記規制穴内または前記規制突起にその弾性変形によって嵌合装着されているため、弾性部材による初期押し付け荷重によって旋回スクロール部材の渦巻き状ラップを固定スクロール部材の渦巻き状ラップに常時押圧しておくことが可能となる。これにより、起動時や停止時等の運転過渡時における圧縮ガス圧の急激な変動、その他に伴う旋回スクロール部材および従動クランク機構の無益な動作を拘束し、渦巻き状ラップ同士、あるいは従動クランク機構の規制穴と規制突起との間の離間、接触の繰り返しを阻止することができる。従って、渦巻き状ラップ同士、あるいは規制穴と規制突起とが相互に離間、接触を繰り返すことによる接触音（衝突音）の発生を抑制することができる。また、弾性部材をホルダーに保持させ、規制穴内または規制突起にその弾性変形により嵌合装着していることから、弾性部材全体に荷重を付加させるとともに、それをホルダー自身の弾性反力を利用して規制穴内または規制突起に嵌合し保持することができる。従って、弾性部材に局所的に荷重が付加されることによる弾性部材の割れ等の損傷を防止することができるとともに、弾性部材およびホルダーの自重による規制穴または規制突起からの脱落等を確実に防止することができる。

さらに、本発明のスクロール圧縮機は、上記のスクロール圧縮機において、前記弾性部材が、非線形バネ定数またはダンパ効果を有するエラストマー材により構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、弾性部材が非線形バネ定数またはダンパ効果を有するエラストマー材により構成されているため、弾性部材が共振をすることによるダンピング効果の低減を抑制することができる。従って、旋回スクロール部材および従動クランク機構の無益な動作を確実に規制し、接触音（衝突音）の発生を防止することができる。

さらに、本発明のスクロール圧縮機は、上記のスクロール圧縮機において、前記エラストマー材が、水素化ニトリルゴムまたはエチレンプロピレンゴムにより構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、エラストマー材が水素化ニトリルゴムまたはエチレンプロピレンゴムにより構成されているため、ＨＦＣ冷媒および冷凍機油（ＰＡＧ油やＰＯＥ油等）に対してそれぞれ良好な適合性を有するエラストマー材とすることができる。従って、耐冷媒性および耐油性を満たし、耐久性を十分に確保することができる。

さらに、本発明のスクロール圧縮機は、上述のいずれかのスクロール圧縮機において、前記旋回スクロール部材の渦巻き状ラップに予め付加される初期押し付け荷重が、前記旋回スクロール部材の自重よりも大きくされていることを特徴とする。

本発明によれば、旋回スクロール部材の渦巻き状ラップに予め付加される初期押し付け荷重が旋回スクロール部材の自重よりも大きくされているため、クランク軸が水平方向に配置される横置き型のスクロール圧縮機に適用した場合でも、旋回スクロール部材に作用する重力の影響を排除し、初期押し付け荷重により旋回スクロール部材の渦巻き状ラップを固定スクロール部材の渦巻き状ラップに対して確実に押圧することができる。これにより、特に、横置き型のスクロール圧縮機に適用した場合において、重力が影響する接触音（衝突音）の発生をも解消することができる。

さらに、本発明のスクロール圧縮機は、上述のいずれかのスクロール圧縮機において、前記規制突起が、前記従動クランク機構を構成する偏心ブッシュおよびバランスウェイトと一体に成形されていることを特徴とする。

本発明によれば、規制突起が従動クランク機構を構成する偏心ブッシュおよびバランスウェイトと一体に成形されているため、それぞれを別体で製造して組み付ける場合に比べて、製造、組み立てを簡素化することができる。これにより、部品点数を削減し、コスト低減を図ることができるとともに、組み立て性を良好にし、生産性を向上させることができる。

さらに、本発明のスクロール圧縮機は、上記のスクロール圧縮機において、前記規制突起および前記偏心ブッシュならびに前記バランスウェイトが、鍛造成形または鋳造成形により一体成形されていることを特徴とする。

本発明によれば、規制突起および偏心ブッシュならびにバランスウェイトが、鍛造成形または鋳造成形により一体成形されているため、鍛造成形または鋳造成形した後、所要箇所を切削加工することによって最終部品形状に仕上げることができる。これにより、規制突起、偏心ブッシュ、バランスウェイトを一体化した部品を効率よく製造することができる。

さらに、本発明のスクロール圧縮機は、上述のいずれかのスクロール圧縮機において、前記ホルダーが、両端縁に前記弾性部材をその両端側から挟持する少なくとも各１以上の保持片を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、ホルダーが両端縁に弾性部材をその両端側から挟持する少なくとも各１以上の保持片を備えているため、弾性部材をその両端側から各１つ以上の保持片により挟持することによって保持することができる。これにより、規制穴と規制突起との間にホルダーを介して弾性部材をその脱落を確実に防止して介在させることができる。

さらに、本発明のスクロール圧縮機は、上記のスクロール圧縮機において、前記保持片の曲げアールが、前記弾性部材の両端角部のアールまたは面取りと同等もしくはそれ以下とされていることを特徴とする。

本発明によれば、保持片の曲げアールが弾性部材の両端角部のアールまたは面取りと同等もしくはそれ以下とされているため、弾性部材が変形されたときの局部的当たりを緩和することができる。これによって、弾性部材の割れ等による損傷を確実に防止することができる。

さらに、本発明のスクロール圧縮機は、上述のいずれかのスクロール圧縮機において、前記ホルダーおよび前記規制突起の前記弾性部材と対面する側面の曲率が、前記弾性部材の外径と同等もしくはそれ以上とされていることを特徴とする。

本発明によれば、ホルダーおよび規制突起の弾性部材と対面する側面の曲率が、弾性部材の外径と同等もしくはそれ以上とされているため、弾性部材をその外径と同等もしくはそれ以上の曲率とされたホルダーおよび規制突起によって押圧することができる。これにより、弾性部材に局所的に荷重が付加されることがなく、弾性部材の割れ等による損傷を確実に防止することができる。

さらに、本発明のスクロール圧縮機は、上述のいずれかのスクロール圧縮機において、前記規制穴の底面が、平面状とされていることを特徴とする。

本発明によれば、規制穴の底面が平面状とされているため、規制穴と規制突起との間に介在される弾性部材およびホルダー等の納まりがよく、規制穴の底面を弾性部材やホルダーの脱落や変形抑えとすることができる。

本発明によると、スイングリンク方式の従動クランク機構を備えたスクロール圧縮機において、固定スクロール部材および旋回スクロール部材の渦巻き状ラップ同士、あるいは従動クランク機構の規制穴と規制突起との間の接触音（衝突音）の発生を抑制し、それによる騒音を低減することができる。また、弾性部材全体に荷重を付加させるとともに、それをホルダー自身の弾性反力を利用して規制穴内または規制突起に嵌合し保持することができるため、弾性部材に局所的に荷重が付加されることによる弾性部材の割れ等の損傷を防止することができるとともに、弾性部材およびホルダーの自重による規制穴または規制突起からの脱落等を確実に防止することができる。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図７を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態にかかるスクロール圧縮機１の縦断面図が示されている。スクロール圧縮機１は、その概略外形を構成するハウジング３を有する。ハウジング３は、フロントハウジング５とリアハウジング７とをボルト９により一体的に締め付け固定することによって構成される。フロントハウジング５およびリアハウジング７には、各々円周上の複数箇所、例えば４箇所に等間隔で締め付け用のフランジ５Ａ，７Ａが一体に形成されている。このフランジ５Ａ，７Ａ同士をボルト９で締め付けることにより、フロントハウジング５とリアハウジング７とが一体に結合される。

フロントハウジング５の内部には、クランク軸（駆動軸）１１がメイン軸受１３およびサブ軸受１５を介して軸線Ｌ回りに回転自在に支持されている。このクランク軸１１の一端側（図において左側）は小径軸部１１Ａとされ、この小径軸部１１Ａは、フロントハウジング５を貫通して図１の左側に突出されている。小径軸部１１Ａの突出部には、公知の如く、動力を受ける図示省略の電磁クラッチ、プーリー等が設けられ、図示省略されたエンジン等の駆動源からＶベルト等を介して動力が伝達されるようになっている。メイン軸受１３とサブ軸受１５との間には、メカニカルシール（リップシール）１７が設置されており、ハウジング３内と大気との間を気密にシールしている。

クランク軸１１の他端側（図において右側）には、大径軸部１１Ｂが設けられ、この大径軸部１１Ｂには、クランク軸１１の軸線Ｌより所定寸法だけ偏心した状態でクランクピン１１Ｃが一体に設けられている。クランク軸１１は、上記の大径軸部１１Ｂと小径軸部１１Ａがメイン軸受１３と軸受１５で支持されることにより、フロントハウジング５に回転自在に支持される。そして、クランクピン１１Ｃには、偏心ブッシュ１９およびドライブ軸受２１を介して後述する旋回スクロール部材２７が連結され、クランク軸１１が回転されることにより、旋回スクロール部材２７が旋回駆動されるようになっている。

偏心ブッシュ１９には、旋回スクロール部材２７が旋回駆動されることによって発生するアンバランス荷重を除去するためのバランスウェイト１９Ａが一体に形成され、旋回スクロール部材２７の旋回駆動と共に旋回されるようになっている。
上記ハウジング３の内部には、スクロール圧縮機構２３を構成する一対の固定スクロール部材２５と旋回スクロール部材２７が組み込まれる。固定スクロール部材２５は、端板２５Ａと該端板２５Ａから立設された渦巻き状ラップ２５Ｂとから構成され、一方、旋回スクロール部材２７は、端板２７Ａと該端板２７Ａから立設された渦巻き状ラップ２７Ｂとから構成される。

本実施形態の固定スクロール部材２５および旋回スクロール部材２７は、それぞれ渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂの先端面とボトム面の渦巻き方向に沿う所定位置に、それぞれ段部を備えている。この段部を境に、ラップ先端面においては、軸線Ｌ方向に外周側の先端面が高く、内周側の先端面が低くされている。また、ボトム面においては、軸線Ｌ方向に外周側のボトム面が低く、内周側のボトム面が高くされている。これによって、渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂは、その外周側におけるラップ高さが内周側のラップ高さよりも高くされている。

この固定スクロール部材２５と旋回スクロール部材２７とは、それぞれの中心を旋回半径分だけ離すとともに、渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂの位相を１８０度ずらして噛合され、それぞれの渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂの先端面とボトム面との間に常温で僅かなラップ高さ方向の隙間（数十〜数百ミクロン）を有するように組み付けられる。これによって、図１に示されるように、両スクロール部材２５，２７間には、端板２５Ａ，２７Ａと渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂとにより限界される一対の圧縮室２９がスクロール中心に対して対称に形成されるとともに、旋回スクロール部材２７が固定スクロール部材２５の周りをスムーズに旋回できるようにされる。

また、圧縮室２９は、その軸線Ｌ方向高さが渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂの外周側において内周側の高さよりも高くされることによって、渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂの周方向およびラップ高さ方向に圧縮ができる三次元圧縮が可能な圧縮機構２３を構成している。なお、固定および旋回スクロール部材２５，２７の渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂの先端面には、相手方スクロール部材のボトム面との間に形成されるチップシール面をシールするためのチップシール部材５１，５２，５３，５４が、先端面に設けられた溝に嵌合されて設けられている。

固定スクロール部材２５は、リアハウジング７の内面にボルト３１により固定設置される。一方、旋回スクロール部材２７は、端板２７Ａの背面に設けられているボス部２７Ｃに、上述のとおり、クランク軸１１の一端側に設けられているクランクピン１１Ｃが偏心ブッシュ１９およびドライブ軸受２１を介して連結され、旋回駆動されるように構成されている。また、旋回スクロール部材２７は、フロントハウジング５に形成されているスラスト受け面５Ｂに端板２７Ａの背面が支持され、このスラスト受け面５Ｂと端板２７Ａの背面との間に設置されるピンリング式等の自転阻止機構３３によって、自転が阻止されながら固定スクロール部材２５に対して公転旋回駆動されるように構成されている。

固定スクロール部材２５の端板２５Ａ中央部には、圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出ポート２５Ｋが開口され、該吐出ポート２５Ｋには、端板２５Ａにリテーナ３５を介して取り付けられる吐出リード弁３７が設けられている。さらに、固定スクロール部材２５の端板２５Ａの背面側には、リアハウジング７の内面に密接されるようＯリング等のシール材３９が介装され、リアハウジング７との間でハウジング３の内部空間から区画される吐出チャンバー４１を形成している。これによって、吐出チャンバー４１を除くハウジング３の内部空間が、吸入チャンバー４３として機能するように構成されている。吸入チャンバー４３には、フロントハウジング５に設けられている吸入口４５を介して冷凍サイクルから戻ってくる冷媒ガスが吸入され、この吸入チャンバー４３を経て圧縮室２９に冷媒ガスが吸い込まれるようになっている。また、フロントハウジング５とリアハウジング７間の接合面には、Ｏリング等のシール材４７が介装され、ハウジング３内に形成される吸入チャンバー４３を大気から気密にシールしている。

上記のスクロール圧縮機１において、クランク軸１１と旋回スクロール部材２７のボス部２７Ｃに嵌合された偏心ブッシュ１９との間には、スイングリンク方式の従動クランク機構５５が組み込まれる。以下に、この従動クランク機構５５の構成について、図２ないし図７を参照して詳細に説明する。
クランク軸１１の大径軸部１１Ｂには、クランク軸１１の軸中心より所定寸法だけ偏心した位置にクランクピン１１Ｃが一体に設けられている。また、クランクピン１１Ｃに嵌合される偏心ブッシュ１９には、ブッシュ中心より所定寸法だけ偏心した位置に偏心穴１９Ｂが設けられている。そして、この偏心穴１９Ｂがクランクピン１１Ｃに嵌合されることによって、偏心ブッシュ１９がクランクピン１１Ｃ周りに回動可能（スイング可能）とされている。

一方、偏心ブッシュ１９には、ブッシュ中心に旋回スクロール中心が一致されて旋回スクロール部材２７がドライブ軸受２１を介して回転自在に嵌合されている。このブッシュ中心とクランク軸中心との距離が、旋回スクロール部材２７の旋回半径となる構成とされている。そして、この構成により、偏心ブッシュ１９がクランクピン１１Ｃの周りにスイングし、ブッシュ中心とクランク軸中心間の距離が変化することによって、旋回スクロール部材２７の旋回半径が可変されるようになっている。また、偏心ブッシュ１９と一体をなすバランスウェイト１９Ａと、クランク軸１１の大径軸部１１Ｂとの間には、偏心ブッシュ１９のスイング範囲を規制する規制機構５７が設けられている。

この規制機構５７は、バランスウェイト１９Ａ側に設けられる規制突起５９と、該規制突起５９が遊嵌される大径軸部１１Ｂ側に設けられる規制穴６１とから構成される。規制突起５９および規制穴６１は、図４および図５に示されるように、偏心穴１９Ｂの中心およびクランクピン１１Ｃの中心から各々所定距離オフセットされた位置に設けられる。この規制突起５９および規制穴６１は、それぞれ偏心ブッシュ１９と一体をなすバランスウェイト１９Ａおよびクランク軸１１と一体に鍛造成形または鋳造成形され、所要箇所を切削加工することによって所定部品形状に仕上げられたものである。このような構成の従動クランク機構５５は、従来から知られている。

本実施形態では、上記の構成に加えて、規制突起５９の横断面形状を略三日月形状となすとともに、この規制突起５９と規制穴６１との間に、圧縮反力により旋回スクロール部材２７の渦巻き状ラップ２７Ｂに固定スクロール部材２５の渦巻き状ラップ２５Ｂへの押し付け荷重を付加する弾性部材６３を介在した構成としている。なお、本実施形態において規制穴６１の底面は、図４に示されるように、平らな面とされている。また、弾性部材６３は、図７に示されるように、円筒状のコロ形状で角部がアールまたは面取りされた形状とされており、非線形バネ定数またはダンパ効果を有するとともに、ＨＦＣ冷媒に対する耐冷媒性およびこの冷媒に適合する冷凍機油（ＰＡＧ油またはＰＯＥ油等）に対する耐油性を有する水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等のエラストマー材によって構成されている。

上記弾性部材６３は、図６に示されるように、弾性部材６３を両端側から挟持する少なくとも各１以上の保持片６５Ａが両端縁に設けられた三日月形状のホルダー６５により保持され、規制突起５９と規制穴６１との間に介在されるようになっている。このホルダー６５は、バネ板を三日月形状に曲げ成形して構成されており、両端部分を弾性変形した状態で規制穴６１内に嵌合装着することにより、その弾性反力で規制穴６１内に突っ張り保持されるように構成されている。また、図８に示されるように、保持片６５Ａの曲げアールＲｓは、上記弾性部材６３の角部のアール（または面取り）Ｒｒに対して、Ｒｓ≦Ｒｒの関係を満たすように構成されている。

また、ホルダー６５と弾性部材６３は、弾性部材６３の外周面にホルダー６５の曲率が大きくされた三日月形状の凹面（側面）が接触された状態で弾性部材６３がホルダー６５に保持され、ホルダー６５を介して弾性部材６３全体に荷重が加わるように規制穴６１内に嵌装される。そして、該ホルダー６５の三日月形状の内部空間に横断面が三日月形状の規制突起５９が嵌合装着される構成とされている。これによって、弾性部材６３に与えられた初期荷重の反力によって規制突起５９が旋回スクロール部材２７の旋回方向に押圧され、偏心ブッシュ１９を介して旋回スクロール部材２７の渦巻き状ラップ２７Ｂが固定スクロール部材２５の渦巻き状ラップ２５Ｂに押し付けられるようにされている。

ここで、上記したホルダー６５および規制突起５９の弾性部材６３と対面する三日月形状の凹面（側面）の曲率が、弾性部材６３の外径と同等もしくはそれ以上とされている。つまり、図９に示されるように、円筒状弾性部材６３の半径をＲｄ、ホルダー６５の側面の半径をＲｈ、規制突起５９の半径をＲｐとしたとき、Ｒｄ≦Ｒｈ≦Ｒｐの関係を満たすように構成されている。

さらに、弾性部材６３を弾性変形することによって付与される上記の初期荷重は、旋回スクロール部材２７の自重よりも大きく設定されるとともに、弾性部材６３が変形されたときの最大変形量が、加工誤差や組み立て誤差に追従して変化される可変旋回半径動作により３０％を超えないようにすることが弾性部材６３の割れ等による破損を回避するうえで望ましい。また、上記ホルダー６５は、図１０に示されるように、両端縁にそれぞれ２以上の保持片６５Ａ，６５Ｂを設けた構成としてもよい。

以上の説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
外部駆動源から図示省略のプーリーおよび電磁クラッチ等を介して回転駆動力をクランク軸（駆動軸）１１に伝達し、クランク軸１１を回転すると、クランク軸１１のクランクピン１１Ｃに偏心ブッシュ１９およびドライブ軸受２１を介して連結されている旋回スクロール部材２７が、自転阻止機構３３により自転を阻止されながら、固定スクロール部材２５の周りに公転旋回駆動される。

この旋回スクロール部材２７の公転旋回駆動により、半径方向最外方に形成される圧縮室２９内に、吸入チャンバー４３内の冷媒ガスが吸い込まれる。圧縮室２９は、所定の旋回角位置で吸入締め切りされた後、その容積が周方向およびラップ高さ方向に減少されながら中心側へと移動される。この間に冷媒ガスは圧縮され、当該圧縮室２９が吐出ポート２５Ｋに連通する位置に達すると、吐出リード弁３７が押し開かれて圧縮されたガスは吐出チャンバー４１内に吐き出され、この圧縮冷媒ガスは、吐出チャンバー４１を経て圧縮機外へと送出される。

上記の圧縮動作の間、旋回スクロール部材２７は、従動クランク機構５５の作用により旋回半径が可変され、加工誤差や組み立て誤差に追従して渦巻き状ラップ２７Ｂが固定スクロール部材２５の渦巻き状ラップ２５Ｂに圧縮ガスの圧縮反力により押し付けられるように旋回駆動される。これによって、渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂ同士が確実に接触シールされ、ガス漏れを最少化しつつ効率よく冷媒ガスを圧縮することができる。従動クランク機構５５による旋回半径の可変範囲は、規制突起５９と規制穴６１とからなる規制機構５７により規制されることとなる。

従動クランク機構５５は、上記ように、固定スクロール部材２５と旋回スクロール部材２７との渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂ同士を確実に接触シールすることにより、圧縮効率を高めるとともに、液圧縮によって圧縮室内の圧力が異常上昇したときには、渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂ同士を離間させ、その圧力を低圧側に逃がすことにより、液圧縮を防止する等の効果を奏する。反面、起動時や停止時等のように動力が断続される過渡運転時において、圧縮室２９内の圧縮ガス圧が急激に変動すると、旋回スクロール部材が一時的に無拘束の状態となって、旋回半径が無拘束に変化されることがあり、この場合、渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂ同士、あるいは従動クランク機構５５のスイング範囲を規制する規制突起５９と規制穴６１とが相互に離間、接触を繰り返し、接触音（衝突音）の発生要因となる。

しかるに、本実施形態では、従動クランク機構５５のスイング範囲を規制する規制穴６１と規制突起５９との間に、圧縮反力によって旋回スクロール部材２７の渦巻き状ラップ２７Ｂに固定スクロール部材２５の渦巻き状ラップ２５Ｂへの押し付け荷重を付加する弾性部材６３を介在し、この弾性部材６３による初期押し付け荷重によって旋回スクロール部材２７の渦巻き状ラップ２７Ａを固定スクロール部材２５の渦巻き状ラップ２５Ｂに常時押圧するようにしている。これによって、起動時や停止時等の運転過渡時における圧縮ガス圧の急激な変動、その他に伴う旋回スクロール部材２７および従動クランク機構５５の無益な動作を拘束することができる。このため、固定スクロール部材２５および旋回スクロール部材２７の渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂ同士、あるいは従動クランク機構５５の規制穴６１と規制突起５９との間の離間、接触の繰り返しを阻止することができる。従って、渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂ同士、あるいは規制穴６１と規制突起５９とが相互に離間、接触を繰り返すことによる接触音（衝突音）の発生を抑制し、それによる騒音を低減することができる。

また、弾性部材６３をホルダー６５により保持して規制穴６１と規制突起５９との間に介在するとともに、該ホルダー６５をその弾性反力により規制穴６１内に嵌合装着して規制穴６１内に保持するようにしているため、ホルダー６５を介して弾性部材６３全体に荷重を付加させることができ、弾性部材６３に局所的に荷重が付加されることによる弾性部材６３の割れ等の損傷を防止することができる。同時に、弾性部材６３を保持したホルダー６５を自身の弾性反力により規制穴６１内に嵌合装着しているため、弾性部材６３およびホルダー６５の自重による規制穴６１からの脱落等を確実に防止することができる。

さらに、ホルダー６５の両端縁に各１以上の保持片６５Ａ，６５Ｂを設け、弾性部材６３を両端側から挟持して保持できるようにしているため、規制穴６１と規制突起５９との間にホルダー６５を介して弾性部材６３をその脱落を確実に防止して介在させることができる。また、規制穴６１の底面を平らな面としているため、規制穴６１と規制突起５９との間に介在される弾性部材６３およびホルダー６５等の納まりがよく、規制穴６１の底面を弾性部材６３やホルダー６５の脱落や変形抑えとすることができる。

また、弾性部材６３を非線形バネ定数またはダンパ効果を有するエラストマー材によって構成し、弾性部材６３が共振をすることによるダンピング効果の低減を抑制できるようにしているため、旋回スクロール部材２５および従動クランク機構５５の無益な動作を確実に規制し、接触音（衝突音）の発生を防止することができる。しかも、エラストマー材として、ＨＦＣ冷媒および冷凍機油（ＰＡＧ油やＰＯＥ油等）に対してそれぞれ良好な適合性を有する水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）あるいはエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）を用いているため、耐冷媒性および耐油性を満たし、耐久性を十分に確保することができる。

また、エラストマー製の弾性部材６３を両端側から挟持するホルダー６５の保持片６５Ａ，６５Ｂの曲げアールＲｓが、弾性部材６３の両端角部のアール（または面取り）Ｒｒと同等もしくはそれ以下（Ｒｓ≦Ｒｒ）とされているため、弾性部材６３が変形されたときの局部当たりを緩和し、エラストマー材からなる弾性部材６３の割れ等による損傷を防止することができる。同様に、ホルダー６５および規制突起５９のエラストマー材からなる弾性部材６３と対面する側面の曲率が、弾性部材６３の外径と同等もしくはそれ以上、すなわち、弾性部材６３の半径をＲｄ、ホルダー６５の側面の半径をＲｈ、規制突起５９の半径をＲｐとしたとき、Ｒｄ≦Ｒｈ≦Ｒｐとされているため、弾性部材６３に局所的に荷重が付加されることがなく、弾性部材６３の割れ等による損傷を確実に防止することができる。

さらに、弾性部材６３によって旋回スクロール部材２７の渦巻き状ラップ２７Ｂに予め付加される初期押し付け荷重が、旋回スクロール部材２７の自重よりも大きくされているため、クランク軸（駆動軸）１１が水平方向に配置される横置き型のスクロール圧縮機１に適用した場合でも、旋回スクロール部材２７に作用する重力の影響を排除し、初期押し付け荷重により旋回スクロール部材２７の渦巻き状ラップ２７Ｂを固定スクロール部材２５の渦巻き状ラップ２５Ｂに対して確実に押圧することができる。従って、特に、横置き型のスクロール圧縮機１に適用した場合において、重力が影響することによる接触音（衝突音）の発生、それによる騒音をも防止することができる。

また、規制機構５７を構成する規制突起５９を、従動クランク機構５５を構成する偏心ブッシュ１９およびバランスウェイト１９Ａと鍛造成形または鋳造成形等によって一体に成形しているため、それぞれを別体で製造して組み付ける場合に比べ、製造、組み立てを簡素化することができる。これにより、部品点数を削減し、コスト低減を図ることができるとともに、組み立て性を良好にし、生産性を向上させることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図１１および図１２を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、弾性部材６３を保持したホルダー７５を規制突起５９に外嵌装着している点が異なっている。その他の点については第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態において、ホルダー７５は、図１２に示されるように、バネ板を三日月形状に曲げ成形して構成されており、両端を弾性変形した状態で規制突起５９の外周に外嵌装着することにより、その弾性反力で規制突起５９に保持されるように構成されている。このホルダー７５には、両端側から弾性部材６３を挟持する各々一対の保持片７５Ａ，７５Ｂが設けられている。なお、保持片は各々１個であってもよい。

また、ホルダー７５と弾性部材６３は、弾性部材６３の外周面にホルダー７５の曲率が大きくされた三日月形状の凹面（側面）が接触された状態で弾性部材６３がホルダー７５に保持され、このホルダー７５を介して弾性部材６３全体に荷重が付与されるように規制突起５９に外嵌装着される構成とされている。これにより、弾性部材６３に与えられた初期荷重の反力によって規制突起５９が旋回スクロール部材２７の旋回方向に押圧され、偏心ブッシュ１９を介して旋回スクロール部材２７の渦巻き状ラップ２７Ｂが固定スクロール部材２５の渦巻き状ラップ２５Ｂに押し付けられるようにされている。

しかして、本実施形態によっても、従動クランク機構５５のスイング範囲を規制する規制穴６１と規制突起５９との間に、圧縮反力によって旋回スクロール部材２７の渦巻き状ラップ２７Ｂに固定スクロール部材２５の渦巻き状ラップ２５Ｂへの押し付け荷重を付加する弾性部材６３を、ホルダー７５を介して介在することができ、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、弾性部材６３を保持したホルダー７５を自身の弾性反力により規制突起５９に外嵌装着しているため、弾性部材６３およびホルダー７５の自重による規制突起５９からの脱落等を確実に防止することができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、本発明は、駆動源として内部に電動モータを内蔵した密閉型または半密閉型の電動スクロール圧縮機にも同様に適用することができる。また、上記実施形態では、規制突起５９を偏心ブッシュ１９と一体のバランスウェイト１９Ａ側に設け、規制穴６１をクランク軸１１の大径軸部１１Ｂ側に設けた例について説明したが、これとは逆に、規制突起５９をクランク軸１１の大径軸部１１Ｂ側に設け、規制穴６１をバランスウェイト１９Ａ側に設けてもよい。

また、規制機構５７を構成する規制突起５９は、必ずしも偏心ブッシュ１９およびバランスウェイト１９Ａと一体に鋳造成形する必要はなく、別に製造した規制ピンを組み付ける構成としてもよく、あるいは偏心ブッシュ１９とバランスウェイト１９Ａと規制ピンとを別々に製造して組み立てる構成としてもよく、本発明は何れをも包含するものである。さらに、規制突起５９および規制穴６１、ならびにホルダー６５，７５の構成、形状は上記に限らず、種々変形が可能であることは言うまでもない。

本発明の第１実施形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。 図１に示すスクロール圧縮機における従動クランク機構部分の縦断面図である。 図２に示すスクロール圧縮機における従動クランク機構部分の平面視図である。 図１に示すスクロール圧縮機におけるクランク軸のクランクピン側から見た平面図（Ａ）とそのａ−ａ断面図（Ｂ）である。 図１に示すスクロール圧縮機における従動クランク機構の偏心ブッシュ−バランスウェイトの平面図（Ａ）とそのｂ−ｂ断面図（Ｂ）である。 図１に示すスクロール圧縮機における従動クランク機構のホルダーの平面図（Ａ）とその右側面図（Ｂ）および平面図（Ｃ）である。 図１に示すスクロール圧縮機における従動クランク機構の弾性部材の平面図（Ａ）とその右側面図（Ｂ）図である。 図１に示すスクロール圧縮機における従動クランク機構のホルダーによる弾性部材の保持状態を示す拡大平面図である。 図１に示すスクロール圧縮機における従動クランク機構のホルダーによる弾性部材の保持状態を示す拡大側面図である。 図１に示すスクロール圧縮機における従動クランク機構のホルダーの変形例の平面図（Ａ）とその右側面図（Ｂ）である。 本発明の第２実施形態に係るスクロール圧縮機における従動クランク機構部分の平面視図である。 図１１に示すスクロール圧縮機における従動クランク機構のホルダーの平面図（Ａ）とその右側面図（Ｂ）図である。

１ スクロール圧縮機
１１ クランク軸
１１Ｃ クランクピン
１９ 偏心ブッシュ
１９Ａ バランスウェイト
２５ 固定スクロール部材
２５Ａ 端板
２５Ｂ 渦巻き状ラップ
２７ 旋回スクロール部材
２７Ａ 端板
２７Ｂ 渦巻き状ラップ
２９ 圧縮室
３３ 自転防止機構
５５ 従動クランク機構
５７ 規制機構
５９ 規制突起
６１ 規制穴
６３ 弾性部材
６５，７５ ホルダー
６５Ａ，６５Ｂ，７５Ａ，７５Ｂ 保持片

Claims (10)

1. それぞれ端板上に立設された渦巻き状ラップを有し、互いに噛合されて圧縮室を形成する固定スクロール部材および旋回スクロール部材と、該旋回スクロール部材の自転を阻止する自転阻止機構と、前記旋回スクロール部材を公転旋回駆動するクランク軸と、該クランク軸と前記旋回スクロール部材との間に介在されるスイングリンク方式の従動クランク機構とを備えたスクロール圧縮機において、
   前記クランク軸と前記従動クランク機構との間に、前記クランク軸のクランクピン周りにスイングする前記従動クランク機構のスイング範囲を規制する規制穴と、該規制穴に遊嵌する規制突起とからなる規制機構を設けるとともに、
   前記規制穴と前記規制突起との間に、その圧縮反力によって前記旋回スクロール部材の渦巻き状ラップに前記固定スクロール部材の渦巻き状ラップへの押し付け荷重を付加する弾性部材がホルダーに保持されて介在され、
   そのホルダーが、前記弾性部材を保持した状態で前記規制穴内または前記規制突起にその弾性変形によって嵌合装着されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 前記弾性部材が、非線形バネ定数またはダンパ効果を有するエラストマー材により構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 前記エラストマー材が、水素化ニトリルゴムまたはエチレンプロピレンゴムにより構成されていることを特徴とする請求項２に記載のスクロール圧縮機。
4. 前記旋回スクロール部材の渦巻き状ラップに予め付加される初期押し付け荷重が、前記旋回スクロール部材の自重よりも大きくされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
5. 前記規制突起が、前記従動クランク機構を構成する偏心ブッシュおよびバランスウェイトと一体に成形されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
6. 前記規制突起および前記偏心ブッシュならびに前記バランスウェイトが、鍛造成形または鋳造成形により一体成形されていることを特徴とする請求項５に記載のスクロール圧縮機。
7. 前記ホルダーが、両端縁に前記弾性部材をその両端側から挟持する少なくとも各１以上の保持片を備えていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
8. 前記保持片の曲げアールが、前記弾性部材の両端角部のアールまたは面取りと同等もしくはそれ以下とされていることを特徴とする請求項７に記載のスクロール圧縮機。
9. 前記ホルダーおよび前記規制突起の前記弾性部材と対面する側面の曲率が、前記弾性部材の外径と同等もしくはそれ以上とされていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
10. 前記規制穴の底面が、平面状とされていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のスクロール圧縮機。

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