JP6222061B2 - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、固定スクロールと可動スクロールを有するスクロール型圧縮機に関する。

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挙げられる。特許文献１に記載のスクロール型圧縮機は、ハウジング内に固定された固定スクロールと、この固定スクロールに対して公転運動する可動スクロールとを有する。固定スクロールは、固定側基板と、固定側基板から立設された固定側渦巻壁とを有するとともに、可動スクロールは、可動側基板と、可動側基板から立設された可動側渦巻壁とを有する。そして、固定側渦巻壁と可動側渦巻壁とが互いに噛み合わされることで、可動スクロールの公転運動に基づいて容積減少して冷媒を圧縮する圧縮室が区画されている。

特開２００７−３２７４３６号公報

ところで、可動スクロールが公転する際には、可動スクロールの公転に伴う振動がハウジングに伝わり、ハウジングの表面から放射音が生じる。この放射音がスクロール型圧縮機の騒音となる。

本発明の目的は、騒音を低減させ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、連結された複数のハウジング構成部材を有するハウジングと、固定側渦巻壁を有し、前記ハウジングに一体化された固定スクロールと、前記固定スクロールに対して公転運動するとともに可動側渦巻壁を有する可動スクロールと、前記ハウジングの一部を構成し、かつ、前記固定側渦巻壁を外周側から覆う筒部と、前記筒部を有するハウジング構成部材とは異なるハウジング構成部材に設けられ、取付対象と連結する取付脚と、を備え、前記筒部は、前記ハウジングの外面を構成する外周面を有し、前記取付脚は、前記筒部の軸方向に対して径方向外側まで延在し、前記筒部の外周面に対して間隔を空けて対向しており、前記取付脚は、互いに対向する壁部であって取付ボルトが挿通される貫通孔が形成された第１壁部及び第２壁部と、前記第１壁部及び前記第２壁部を繋ぐ第３壁部と、を有し、前記筒部の外周面と前記取付脚との間には、前記第１壁部、前記第２壁部及び前記第３壁部によって囲まれ且つ前記筒部に向けて開口した領域を含む空間が形成されている。

これによれば、可動スクロールが公転運動すると、可動スクロールの公転運動に伴う振動がハウジングに伝わり、ハウジングの外面（表面）からはハウジングの外部に放射音が伝搬する。特に、固定側渦巻壁を外周側から覆っている筒部の振動は大きく、筒部の外周面から生じる放射音は大きくなる。取付脚は、筒部を有するハウジング構成部材とは異なるハウジング構成部材に設けられているため、取付脚には可動スクロールの公転運動に伴う振動が伝わりにくい。更に、取付脚は、ハウジングの外面を構成する筒部の外周面に対して間隔を空けて対向しているため、可動スクロールの公転運動に伴う振動は筒部から取付脚に伝わりにくく、取付脚自体からの放射音は生じない、あるいは、生じたとしても筒部に生じる放射音に比べて軽微である。また、筒部の外周面から外部に伝搬した放射音は、取付脚に伝搬する前に空間で減衰し、更に、取付脚を伝搬することで減衰する。このため、取付脚は、外部に伝わる騒音を小さくする静音壁として機能し、騒音を低減させることができる。

上記スクロール型圧縮機について、前記取付脚は、前記筒部を介して、前記固定側渦巻壁の外周側の面に対向することが好ましい。
これによれば、固定側渦巻壁と可動側渦巻壁との接触による振動によって生じる放射音を適切に減衰させることができる。

本発明によれば、騒音を低減させることができる。

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。

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。センターハウジング１２、フロントハウジング２１、及びリヤハウジング６０のそれぞれは、ハウジング１１を構成するハウジング構成部材である。

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。固定側基板１３ａの外周部からは、固定側渦巻壁１３ｂの立設方向と同一方向に向けて筒部１２ｂが立設されている。筒部１２ｂは、固定側渦巻壁１３ｂを外周側から覆っている。筒部１２ｂは、ハウジング１１の一部を構成している。詳細には、筒部１２ｂは、ハウジング１１の周壁のうち、フロントハウジング２１とリヤハウジング６０の間に位置した部分を構成している。

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。

図１及び図４に示すように、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、ハウジング１１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突出する第２フランジ２２及び取付脚２５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。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、領域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、これにより取付対象とハウジング１１が連結される。

図１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とをボルト４１及びピン（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。

取付脚２５は、フロントハウジング２１からセンターハウジング１２の筒部１２ｂの外周面と対向する位置まで延在している。本実施形態において、取付脚２５は、筒部１２ｂを介して、固定側渦巻壁１３ｂの外周側の面（最外周面）に対向している。取付脚２５は、筒部１２ｂの外周面に接触せず、筒部１２ｂの外周面に対して間隔を空けて対向している。すなわち、取付脚２５と筒部１２ｂの外周面との間には空間３５が存在している。本実施形態において、取付脚２５における筒部１２ｂとの対向面の全面が筒部１２ｂと接触していない。

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１５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型の圧縮部Ｃが構成されている。圧縮部Ｃは、筒部１２ｂ内に位置している。

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１５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、圧縮部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、圧縮部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１５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１５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。
可動スクロール５１が公転運動すると、固定スクロール１３との接触などに伴い、ハウジング１１に振動が伝わる。筒部１２ｂの内側には、固定スクロール１３及び可動スクロール５１が収容されている。すなわち、筒部１２ｂは、可動スクロール５１の公転軌跡の外側に位置しているため、可動スクロール５１の公転運動に伴う振動は、他の部分に比べて、筒部１２ｂに多く伝わる。振動が伝わることで、筒部１２ｂの外周面からは放射音が生じる。筒部１２ｂの外周面から生じた放射音は、空気中を放射状に伝搬（空気伝搬音）していき、この放射音が騒音となる。このとき、一部の放射音は、筒部１２ｂと取付脚２５との間の空間３５を伝搬する。筒部１２ｂと取付脚２５との間の空間３５を伝搬した放射音の一部は、取付脚２５の表面で反射され、一部は振動として取付脚２５を伝搬する（固体伝搬音）。取付脚２５を伝搬する放射音は、取付脚２５を伝搬していくことで減衰していく。

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）ハウジング１１の外面のうち、他の部分に比べて大きな放射音が生じる筒部１２ｂの外周面の一部と間隔を空けて対向するようにフロントハウジング２１に設けられた取付脚２５を配置している。筒部１２ｂを有するセンターハウジング１２とは異なるフロントハウジング２１に取付脚２５を設けることで、筒部１２ｂから取付脚２５に振動が伝わりにくい。更に、筒部１２ｂの外周面と間隔を空けて取付脚２５を設けることで、筒部１２ｂの振動が取付脚２５に伝わりにくく、取付脚２５自身からの放射音を抑制することができる。また、筒部１２ｂの外周面と取付脚２５との間の空間３５及び取付脚２５を伝搬した放射音は、空間３５及び取付脚２５で減衰されてからスクロール型圧縮機１０の外部に伝搬されるため、取付脚２５を設けない場合に比べて、騒音を低減させることができる。

（２）取付脚２５は、固定側渦巻壁１３ｂの外周側の面と対向している。固定側渦巻壁１３ｂと可動側渦巻壁５１ｂとの接触によって生じる放射音は、可動スクロール５１の公転方向の外側に向けて伝搬していく。このため、取付脚２５を固定側渦巻壁１３ｂの外周側の面と対向させることで、固定側渦巻壁１３ｂと可動側渦巻壁５１ｂとの接触によって生じる放射音を適切に減衰させることができる。

なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○取付脚２５は、平板状など実施形態とは異なる形状であってもよい。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。

○取付脚２５は、筒部１２ｂの外周面と対向する位置にまで延在されていればよく、固定側渦巻壁１３ｂと対向していなくてもよい。
○取付脚２５は、リヤハウジング６０に設けられていてもよい。

○取付脚２５の一部は、筒部１２ｂと接触してもよい。この場合であっても、取付脚２５における筒部１２ｂとの対向面の全面が取付脚２５に接触する場合に比べて、取付脚２５に伝わる振動を抑制することができ、騒音を低減させることができる。

○センターハウジング１２とフロントハウジング２１とは、どのような態様で連結されてもよい。例えば、フロントハウジング２１のセンターハウジング１２側の端面とは反対側の端面から挿通されたボルトをセンターハウジング１２に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。

○取付脚２５の個数は、適宜変更してもよい。
○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。
○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。

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、１２ｂ…筒部、１３…固定スクロール、１３ｂ…固定側渦巻壁、２１…フロントハウジング、５１…可動スクロール、５１ｂ…可動側渦巻壁。

Claims (2)

1. 連結された複数のハウジング構成部材を有するハウジングと、
   固定側渦巻壁を有し、前記ハウジングに一体化された固定スクロールと、
   前記固定スクロールに対して公転運動するとともに可動側渦巻壁を有する可動スクロールと、
   前記ハウジングの一部を構成し、かつ、前記固定側渦巻壁を外周側から覆う筒部と、
   前記筒部を有するハウジング構成部材とは異なるハウジング構成部材に設けられ、取付対象と連結する取付脚と、を備え、
   前記筒部は、前記ハウジングの外面を構成する外周面を有し、
   前記取付脚は、前記筒部の軸方向に対して径方向外側まで延在し、前記筒部の外周面に対して間隔を空けて対向しており、
   前記取付脚は、互いに対向する壁部であって取付ボルトが挿通される貫通孔が形成された第１壁部及び第２壁部と、前記第１壁部及び前記第２壁部を繋ぐ第３壁部と、を有し、
   前記筒部の外周面と前記取付脚との間には、前記第１壁部、前記第２壁部及び前記第３壁部によって囲まれ且つ前記筒部に向けて開口した領域を含む空間が形成されているスクロール型圧縮機。
2. 前記取付脚は、前記筒部を介して、前記固定側渦巻壁の外周側の面に対向する請求項１に記載のスクロール型圧縮機。