JP6206383B2 - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、ハウジングにスクロール圧縮機構部を収容したスクロール型圧縮機に関する。

複数のハウジング構成部材を連結することで構成したハウジングにスクロール圧縮機構部を収容したスクロール型圧縮機としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載のスクロール型圧縮機は、ハウジング構成部材として略円筒状のフロントハウジングとリヤハウジングとを備えている。特許文献１に記載のスクロール型圧縮機のハウジングは、フロントハウジング及びリヤハウジングに設けられたフランジ同士をボルトなどの連結部材により一体に固定して形成されている。

特開２００７−３２７４３６号公報

ところで、ハウジングにおいて、ハウジング構成部材同士を連結するためのフランジが、ハウジング構成部材の外周面から突出して設けられており、そのフランジに挿通された連結部材がハウジングの外周面よりも外側にある。したがって、連結部材によってスクロール型圧縮機がハウジングの軸方向に直交する方向へ大型化してしまう。

本発明の目的は、ハウジングの軸方向に直交する方向への大型化を抑制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。

上記課題を解決するスクロール型圧縮機は、固定スクロールが一体化された第１ハウジング構成部材と、複数の連結部材により前記第１ハウジング構成部材に連結された第２ハウジング構成部材とを有して、スクロール圧縮機構部を収容するハウジングが構成されており、取付対象に連結する取付脚が、前記第２ハウジング構成部材から前記第１ハウジング構成部材の軸方向に対して径方向外側まで延在しており、前記複数の連結部材の少なくとも一つは、前記取付脚の根元に配置されており、前記取付脚には、前記第１ハウジング構成部材の軸方向に対する径方向に沿って前記第１ハウジング構成部材の外周面から離れる方向に凹む逃がし部が設けられている。

これによれば、連結部材が設けられている位置に取付脚を設けることができる。このため、少なくとも１つの連結部材が取付脚よりもハウジングから離れて位置することがなく、その連結部材の配置スペースが減る。よって、全ての連結部材を、取付脚の根元以外の位置に設ける場合に比べて、ハウジングの軸方向に直交する方向へのスクロール型圧縮機の大型化が抑制される。また、逃がし部によって、連結部材と取付脚との干渉を抑止することができる。

上記課題を解決するスクロール型圧縮機は、固定スクロールが一体化された第１ハウジング構成部材と、複数の連結部材により前記第１ハウジング構成部材に連結された第２ハウジング構成部材とを有して、スクロール圧縮機構部を収容するハウジングが構成されており、取付対象に連結する取付脚が、前記第２ハウジング構成部材から前記第１ハウジング構成部材の軸方向に対して径方向外側まで延在しており、前記複数の連結部材の少なくとも一つは、前記取付脚の根元に配置されており、前記取付脚は、前記連結部材を間に挟むように分割されている。

これによれば、連結部材が設けられている位置に取付脚を設けることができる。このため、少なくとも１つの連結部材が取付脚よりもハウジングから離れて位置することがなく、その連結部材の配置スペースが減る。よって、全ての連結部材を、取付脚の根元以外の位置に設ける場合に比べて、ハウジングの軸方向に直交する方向へのスクロール型圧縮機の大型化が抑制される。また、取付脚は、前記連結部材を間に挟むように分割されているため、連結部材と取付脚との干渉を抑止することができる。

本発明によれば、ハウジングの軸方向に直交する方向への大型化を抑制することができる。

実施形態のスクロール型圧縮機を示す断面図。 実施形態のセンターハウジングとフロントハウジングとの取付態様を拡大して示す断面図。 実施形態のスクロール型圧縮機を示す図１の３−３線断面図。 フロントハウジングの斜視図。 変形例のスクロール型圧縮機を示す断面図。

以下、スクロール型圧縮機の一実施形態について説明する。
図１に示すように、スクロール型圧縮機１０のハウジング１１は、有底円筒状であるセンターハウジング（シェル）１２の一端に有蓋円筒状のフロントハウジング２１が連結されるとともに、センターハウジング１２の他端に有蓋円筒状のリヤハウジング６０が連結されて構成されている。

第１ハウジング構成部材としてのセンターハウジング１２は、フロントハウジング２１側に開口しており、その内部に固定スクロール１３が一体形成されている。固定スクロール１３は、センターハウジング１２の底壁を形成する円板状の固定側基板１３ａと、固定側基板１３ａからフロントハウジング２１に向けて立設された固定側渦巻壁１３ｂとから構成されている。

図２及び図３に示すように、センターハウジング１２の外周面におけるフロントハウジング２１側の端部には、ハウジング１１の軸方向に直交する方向であるハウジング１１の径方向に沿ってセンターハウジング１２の外周面から離れる方向に突出する第１フランジ１４が設けられている。本実施形態において、第１フランジ１４は、センターハウジング１２の外周面全周に亘って設けられる環状のフランジではなく、センターハウジング１２の外周面の一部から突出するフランジであり、四箇所に設けられている。第１フランジ１４には、センターハウジング１２の軸方向に沿って延びる第１ボルト穴１５及び第１ピン穴１６が設けられている。第１ボルト穴１５の内周面には、雌ネジが形成されている。第１ボルト穴１５及び第１ピン穴１６は、第１フランジ１４におけるフロントハウジング２１側の端面から凹設されている。

センターハウジング１２の周方向に隣り合う第１フランジ１４同士の間隔は、非均一であり、各第１フランジ１４は、センターハウジング１２の外周面上で周方向に互いに隣り合う両隣の第１フランジ１４のうち、一方に隣り合う第１フランジ１４との間隔が、他方に隣り合う第１フランジ１４との間隔よりも短い。センターハウジング１２の径方向のうち、１つの方向を第１方向Ｄ１とし、この第１方向Ｄ１に直交する方向を第２方向Ｄ２としたときに、センターハウジング１２において、第１方向Ｄ１の両端側となる位置に第１フランジ１４が一対ずつ配置されている。また、第１フランジ１４は、第２方向Ｄ２の両端に位置する外形線の範囲内に収まるように設けられている。

図１及び図４に示すように、第２ハウジング構成部材としてのフロントハウジング２１の外周面におけるセンターハウジング１２側の端部には、フロントハウジング２１の径方向に沿って外周面から離れる方向に突出する一対の第２フランジ２２及び一対の取付脚２５が設けられている。第２フランジ２２と取付脚２５は、フロントハウジング２１の外周面上で、周方向に交互に配置されている。

本実施形態において、第２フランジ２２は、第１フランジ１４と同様に、フロントハウジング２１の外周面の一部から突出するフランジである。第２フランジ２２には、フロントハウジング２１の軸方向に沿って延びる第２ボルト孔２３及び第２ピン穴２４が設けられている。

取付脚２５は、フロントハウジング２１の径方向に沿ってフロントハウジング２１の外周面から離れる方向に延びる支持部２６に支持されている。すなわち、支持部２６は、フロントハウジング２１から延びる取付脚２５の根元となる。支持部２６には、フロントハウジング２１の軸方向に沿って延びる第２ボルト孔２７及び第２ピン穴２８が設けられている。第２フランジ２２及び支持部２６のそれぞれに設けられた第２ボルト孔２３，２７及び第２ピン穴２４，２８同士の間隔は、第１フランジ１４に設けられた第１ボルト穴１５及び第１ピン穴１６同士の間隔と同一となっている。このため、２つの第１フランジ１４と第２フランジ２２、残り２つの第１フランジ１４と支持部２６とを重ね合わせたときには、第１ボルト穴１５と第２ボルト孔２３，２７が連通し、第１ピン穴１６と第２ピン穴２４，２８とが連通する。

取付脚２５は、フロントハウジング２１の軸方向に沿って、フロントハウジング２１から離れるように支持部２６から立設している。取付脚２５は、フロントハウジング２１の軸方向に沿ってリヤハウジング６０から見てＵ字状である。取付脚２５は、Ｕ字のうち互いに対向する部位を形成する第１壁部２９及び第２壁部３０と、それらを繋ぐ部位を形成する第３壁部３１とを有する。取付脚２５において、第１壁部２９及び第２壁部３０は、第３壁部３１からフロントハウジング２１の軸線に向けて延びる。第１壁部２９、第２壁部３０及び第３壁部３１に囲まれる領域は、センターハウジング１２の径方向に沿ってセンターハウジング１２の外周面から離れる方向に凹んでおり、逃がし部３２として機能している。逃がし部３２内には、第３壁部３１に沿って第４壁部３３が立設している。第４壁部３３は、第３壁部３１に比べて、立設方向の寸法が短く、これにより、逃がし部３２内には、段差が形成されている。

第１壁部２９及び第２壁部３０には、互いに対向する方向に貫通する貫通孔３４が設けられている。貫通孔３４は、第４壁部３３と対向しない位置に設けられている。この貫通孔３４には、図示しない取付ボルトが挿通され、この取付ボルトによって取付脚２５が取付対象（例えば、車両のエンジンなど）に連結され、ハウジング１１と取付対象が連結される。

第１壁部２９と第２壁部３０との対向方向を第３壁部３１の幅方向とすると、支持部２６に設けられた第２ボルト孔２７及び第２ピン穴２８は、第３壁部３１の幅内に設けられている。また、第２ピン穴２８の一部は、逃がし部３２内に位置している。

図２及び図３に示すように、センターハウジング１２と、フロントハウジング２１とは、第１フランジ１４と第２フランジ２２、及び、第１フランジ１４と支持部２６とを連結部材としてのボルト４１及び連結部材としてのピン（平行ピン）４２によって一体に固定することで連結されている。したがって、本実施形態では、取付脚２５の根元である支持部２６は、第２フランジとしても機能している。

センターハウジング１２とフロントハウジング２１との連結は、第１ピン穴１６（又は第２ピン穴２４，２８）に挿入されたピン４２を第２ピン穴２４，２８（又は第１ピン穴１６）に挿入することでセンターハウジング１２とフロントハウジング２１との位置決めを行った状態で行われる。ピン４２による位置決めが行われた後には、第２ボルト孔２３，２７から挿入したボルト４１を第１ボルト穴１５に螺合することで固定が行われる。ボルト４１及びピン４２は、軸方向がハウジング１１の軸方向に沿う状態に設けられている。

センターハウジング１２とフロントハウジング２１とが固定された状態では、取付脚２５は、センターハウジング１２の外方まで延在しており、センターハウジング１２の外周面と対向している。また、取付脚２５は、センターハウジング１２を介して、固定側渦巻壁１３ｂの外周面と対向している。逃がし部３２は、センターハウジング１２の外周面に向けて開口している。また、第１フランジ１４は、逃がし部３２内にその一部が位置している。同様に、ピン４２は、逃がし部３２内にその一部が位置している。

リヤハウジング６０は、センターハウジング１２側の端部とは反対側の端部の端面から挿通された固定ボルトＢ１が、センターハウジング１２に螺合されることでセンターハウジング１２と連結されている。

図１に示すように、センターハウジング１２内には、可動スクロール５１が収容されている。可動スクロール５１は、円板状をなす可動側基板５１ａと、可動側基板５１ａから固定側基板１３ａへ向かって立設される可動側渦巻壁５１ｂとから構成されている。固定スクロール１３と可動スクロール５１とは対向配置されている。固定側渦巻壁１３ｂと可動側渦巻壁５１ｂとは互いに噛み合わされている。固定側渦巻壁１３ｂの先端面は可動側基板５１ａに接触しているとともに、可動側渦巻壁５１ｂの先端面は固定側基板１３ａに接触している。そして、固定側基板１３ａ及び固定側渦巻壁１３ｂと、可動側基板５１ａ及び可動側渦巻壁５１ｂとによって圧縮室１７が区画されている。本実施形態において、固定スクロール１３及び可動スクロール５１によって、冷媒ガスを圧縮するスクロール圧縮機構部Ｃが構成されている。

フロントハウジング２１には、回転軸５２の大径部５２ａがラジアルベアリング５３を介して回転可能に支持されている。回転軸５２の小径部５２ｂの先端には、動力伝達機構ＰＴを介して外部駆動源としての車両のエンジンＥが作動連結されている。回転軸５２の大径部５２ａにおいて、可動スクロール５１側の端面５２ｃには、回転軸５２の回転軸線に対して偏心した位置から可動スクロール５１に向けて突出する偏心軸５４が一体形成されている。

偏心軸５４にはバランスウエイト５５及びブッシュ５６が相対回転可能に支持されている。ブッシュ５６には、可動スクロール５１が固定スクロール１３と対向するようにベアリング５７を介して相対回転可能に支持されている。

固定側基板１３ａには、吐出ポート１３ｃが形成されるとともに、吐出ポート１３ｃは圧縮室１７に連通している。この吐出ポート１３ｃは、固定側基板１３ａに固定された吐出弁５８によって開閉されるとともに、吐出弁５８は固定側基板１３ａに固定されたリテーナ５９によって開度が規制される。

吐出ポート１３ｃは、センターハウジング１２とリヤハウジング６０によって区画された吐出室６１に連通している。センターハウジング１２の外周壁と可動スクロール５１の可動側渦巻壁５１ｂの最外周部との間には、スクロール圧縮機構部Ｃの吸入側となる吸入室６２が区画形成されている。すなわち、ハウジング１１内では、吸入室６２は、スクロール圧縮機構部Ｃの外周側に配置されている。また、センターハウジング１２の外周壁には、吸入室６２に連通する吸入口１２ａが形成されている。

可動側基板５１ａとフロントハウジング２１との間には、自転阻止機構６３が配設されている。自転阻止機構６３は、可動側基板５１ａにおける可動側渦巻壁５１ｂとは反対側の端面の外周部に複数設けられた円孔状の凹部５１ｃと、フロントハウジング２１における可動側基板５１ａと対向する側の端面の外周部に突設された自転阻止ピン６４と、各凹部５１ｃに嵌着されたリング部材６５とから構成されている。各リング部材６５内には自転阻止ピン６４が挿入されている。そして、回転軸５２及び偏心軸５４の回転に伴い、可動スクロール５１が公転し、吸入口１２ａから吸入室６２に吸入された冷媒は、固定側基板１３ａと可動側基板５１ａとの間へ流入する。可動スクロール５１の公転に伴い、自転阻止ピン６４の周面がリング部材６５の内周面に沿って摺接し、可動スクロール５１は、自転することなく公転する。圧縮室１７は、可動スクロール５１の公転に伴って容積減少しつつ両スクロール１３，５１の渦巻壁１３ｂ，５１ｂの内終端部間に向けて収束していく。圧縮室１７の容積減少によって圧縮された冷媒ガスは、吐出ポート１３ｃから吐出室６１へ吐出される。

次に、本実施形態のスクロール型圧縮機１０の作用について説明する。
取付脚２５を避けた位置に第２フランジ２２を設け、フロントハウジング２１の外周面から突出する部材が、４つの第２フランジ２２及び２つの取付脚２５となるハウジングを想定する。この場合、取付脚２５を避けた位置に第２フランジ２２を設けようとすると、図３に二点鎖線で示すように、第２フランジ２２が、第２方向Ｄ２の外形線から突出する。スクロール型圧縮機１０が取り付けられる取付対象の制約上、第２方向Ｄ２の両端に位置する外形線から突出することなく第２フランジ２２を設けることが望まれる場合もある。本実施形態では、支持部２６に連結部材を配置することで、取付脚２５を避けた位置に設けられる第２フランジ２２の数を減らすことができ、第２フランジ２２が第２方向Ｄ２の両端に位置する外形線から突出することを抑制している。

また、連結部材を支持部２６に配置することで、支持部２６に配置された連結部材は、取付脚２５よりも突出しない。
更に、取付脚２５は、逃がし部３２がハウジング１１の外周面に向けて開口しており、この逃がし部３２内に連結部材が位置している。これにより、連結部材と取付脚２５との干渉を抑制している。また、連結部材が、逃がし部３２内に位置していない場合であっても、第１フランジ１４側からボルト４１を締結する場合には、取付脚２５とハウジング１１の外周面との間でボルト４１を締結するための器具を用いてボルト４１の締結作業を行う必要がある。このため、逃がし部３２を設けることで、ボルト４１を締結するための器具と取付脚２５との干渉を抑制することができる。

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）一部のボルト４１、及び、一部のピン４２は、取付脚２５の根元である支持部２６に配置されている。ボルト４１及びピン４２が設けられている位置に取付脚２５を設けているため、全てのボルト４１とピン４２を支持部２６以外の位置に配置した場合に比べて、スクロール型圧縮機１０のハウジング１１の径方向への大型化が抑制されている。

（２）取付脚２５には、逃がし部３２が設けられているため、この逃がし部３２によって、ボルト４１及びピン４２と取付脚２５との干渉が抑制されている。また、ボルト４１を締結するための器具と取付脚２５との干渉も抑制されている。

なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○図５に示すように、取付脚２５は、連結部材を間に挟むように分割されていてもよい。詳細にいえば、取付脚２５は、実施形態における間隔を空けて対向する第１壁部２９及び第２壁部３０を有していればよく、第１壁部２９及び第２壁部３０を繋ぐ第３壁部３１及び第４壁部３３を有していなくてもよい。この場合であっても、連結部材と取付脚２５との干渉を抑止することができる。

○取付脚２５には、逃がし部３２が設けられていなくてもよい。また、第４壁部３３は設けられていなくてもよい。すなわち、取付脚２５の形状は、スクロール型圧縮機１０を取付対象に取り付けることができればどのような構造でもよく、実施形態の形状に限られない。

○実施形態では、支持部２６を第２フランジ２２として兼用したが、これに限られない。例えば、第２フランジ２２と支持部２６とを別に設けて、第２フランジ２２が取付脚２５とハウジング１１の外周面との間に位置するようにしてもよい。

○第２フランジ２２の個数は、スクロール型圧縮機１０の取り付け対象の制約の範囲内で適宜変更してもよい。同様に、第１フランジ１４の個数は、第２フランジ２２の個数に合わせて適宜変更してもよい。

○取付脚２５の個数は、スクロール型圧縮機１０の取り付け対象の制約の範囲内で適宜変更してもよい。
○ピン４２を設けることなく、治具などによってセンターハウジング１２とフロントハウジング２１とを位置決めした状態で、ボルト４１を締結してもよい。この場合、ボルト４１のみが連結部材となる。

○ボルト４１は、逃がし部３２内に位置していてもよい。
○全てのボルト４１及びピン４２が、支持部２６に配置されていてもよい。
○ボルト４１は、第１フランジ１４から第２フランジ２２及び支持部２６に向けて挿通され、第２フランジ２２に螺合されてもよい。

○電動モータの駆動力によって回転軸５２を回転駆動させるようにしてもよい。
○取付脚２５は、リヤハウジング６０の外周面からセンターハウジング１２の外周面まで延在してもよい。この場合、第２ハウジング構成部材は、リヤハウジング６０となる。

○第１ボルト穴１５を貫通したボルト４１にナットを螺合することでセンターハウジング１２とフロントハウジング２１を連結してもよい。
○各ハウジング構成部材は、筒状であればよく、四角筒状などでもよい。

次に、上記実施形態及び変形例から把握することができる技術的思想について追記する。
（イ）前記第１ハウジング構成部材には、第１フランジが設けられ、前記第２ハウジング構成部材には、第２フランジが設けられている請求項１又は請求項２に記載のスクロール型圧縮機。

Ｃ…スクロール圧縮機構部、１０…スクロール型圧縮機、１１…ハウジング、１２…センターハウジング、２１…フロントハウジング、２５…取付脚、２６…支持部、３２…逃がし部、４１…ボルト、４２…ピン。

Claims (2)

1. 固定スクロールが一体化された第１ハウジング構成部材と、複数の連結部材により前記第１ハウジング構成部材に連結された第２ハウジング構成部材とを有して、スクロール圧縮機構部を収容するハウジングが構成されており、
   取付対象に連結する取付脚が、前記第２ハウジング構成部材から前記第１ハウジング構成部材の軸方向に対して径方向外側まで延在しており、
   前記複数の連結部材の少なくとも一つは、前記取付脚の根元に配置されており、
   前記取付脚には、前記第１ハウジング構成部材の軸方向に対する径方向に沿って前記第１ハウジング構成部材の外周面から離れる方向に凹む逃がし部が設けられているスクロール型圧縮機。
2. 固定スクロールが一体化された第１ハウジング構成部材と、複数の連結部材により前記第１ハウジング構成部材に連結された第２ハウジング構成部材とを有して、スクロール圧縮機構部を収容するハウジングが構成されており、
   取付対象に連結する取付脚が、前記第２ハウジング構成部材から前記第１ハウジング構成部材の軸方向に対して径方向外側まで延在しており、
   前記複数の連結部材の少なくとも一つは、前記取付脚の根元に配置されており、
   前記取付脚は、前記連結部材を間に挟むように分割されているスクロール型圧縮機。