JP6451403B2 - 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運動をする際には、ハウジングに振動が生じる。この振動は、騒音などの原因となるため、可動スクロールの公転運動に伴うハウジングの振動を抑制することが望まれている。

本発明の目的は、可動スクロールの公転運動に伴うハウジングの振動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、連結された筒状のハウジング構成部材を複数有するハウジングと、前記ハウジングに支持された回転軸と、固定側基板及び該固定側基板から立設された固定側渦巻壁を有し、前記ハウジング構成部材の一つに一体化された固定スクロールと、可動側基板及び該可動側基板から立設された可動側渦巻壁を有して前記固定スクロールと対向し、前記回転軸の回転に伴って公転運動する可動スクロールと、前記固定スクロールが一体化されたハウジング構成部材の外周面に設けられ、前記ハウジングを取付対象に連結する取付脚と、を備え、前記可動側渦巻壁と前記固定側渦巻壁との間に、前記可動スクロールの公転運動に基づいて容積変更する圧縮室が形成されているスクロール型圧縮機であって、前記固定スクロールが一体化されたハウジング構成部材の外周壁には、前記固定側基板が設けられる基部と、前記固定側渦巻壁の先端が配置される先端部が定義され、前記取付脚の少なくとも一部が前記先端部寄りに設けられている。

これによれば、可動スクロールが公転運動を行う際、可動スクロールには遠心力が発生し、この遠心力に基づきハウジングに振動が発生する。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を有するため、可動スクロールの重心は、可動側渦巻壁における可動側基板寄りの位置にある。固定スクロールが一体化されたハウジング構成部材の外周壁のうち、先端部寄りの位置は、可動スクロールにおける可動側基板寄りの位置の外周に相当する。先端部寄りに設けられた取付脚によって可動スクロールの重心の外周付近でハウジングを支持することにより、遠心力による振動を抑制することができる。

上記スクロール型圧縮機について、前記取付脚の少なくとも一部は、前記先端部と前記基部との中央よりも前記先端部寄りに設けられている。
これによれば、先端部と基部との中央よりも先端部寄りの位置に取付脚を設けることにより、可動スクロールの重心の外周により近い位置でハウジングを支持することができ、遠心力による振動を抑制することができる。

上記スクロール型圧縮機について、前記取付脚は少なくとも二つ設けられ、少なくとも二つの前記取付脚は、前記圧縮室を挟んで対向する。
回転軸のトルクは可動スクロールに伝達され、圧縮力となる。回転軸の回転に伴い、ハウジングの振動する場所も周方向に移動する。このため、取付脚を、圧縮室を挟んで対向して設けることで、ハウジングの周方向に沿った位置での振動のムラを抑制することができる。

上記スクロール型圧縮機について、前記回転軸には、前記回転軸の回転軸線に対して偏心した偏心軸が設けられており、該偏心軸は、前記回転軸の回転により所定の範囲内で移動可能であり、前記圧縮室を挟んで対向する二つの取付脚には、取付ボルトを挿入する貫通孔が各々形成されており、前記各々の貫通孔の中心軸線は、互いに平行であり、前記各々の貫通孔の中心軸線の間隔を二分する位置を、前記回転軸の回転軸線方向にみて前記偏心軸の移動する範囲と重なるように設定した。

これによれば、二つの取付脚をバランス良く配置することができる。このため、より効果的に振動を低減させることができる。

本発明によれば、可動スクロールの公転運動に伴うハウジングの振動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。 実施形態の取付脚を拡大して示す斜視図。 実施形態の取付脚を示す図２の３−３線断面図。 偏心軸の移動する範囲を示す図１の４−４線断面図。

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３１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３１、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３１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３１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の外周面には、スクロール型圧縮機１０を取付対象（例えば、車両のエンジンなど）Ｔに連結するための取付脚２１が二つ設けられている。本実施形態の取付脚２１は、センターハウジング１２の中心軸線と交差する方向に延び、リヤハウジング６０側に向けて開口する四角箱状である。二つの取付脚２１は、センターハウジング１２の中心軸線を挟んで対向している。各取付脚２１は、センターハウジング１２の外周面から立設した第１壁部２２及び第２壁部２３を有し、第１壁部２２と第２壁部２３はセンターハウジング１２の周方向に対向している。また、各取付脚２１は、センターハウジング１２の外周面から立設し、かつ、第１壁部２２と第２壁部２３とを繋ぐ第３壁部２４と、センターハウジング１２の外周面と対向し、かつ、第１壁部２２及び第２壁部２３と第３壁部２４とを繋ぐ第４壁部２５とを有している。第１壁部２２及び第２壁部２３には、互いに対向する方向に貫通する貫通孔２６が設けられている。この貫通孔２６には、取付ボルトＢ１が挿通され、この取付ボルトＢ１によって取付脚２１が取付対象Ｔに連結され、これにより取付対象Ｔとスクロール型圧縮機１０が固定される。

図４に示すように、各取付脚２１に設けられた貫通孔２６同士の中心軸線は互いに平行となっている。なお、「平行」とは、貫通孔２６や取付脚２１の公差範囲でのずれを許容する。

図１に示すように、ハウジング１１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に対向しているとともに、可動側渦巻壁５１ｂの先端面は固定側基板１３ａに対向している。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１４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。

ここで、スクロール型圧縮機１０におけるセンターハウジング１２の外周壁には、固定側基板１３ａが設けられる基部と、固定側渦巻壁１３ｂの先端が配置される先端部が定義される。詳細にいえば、センターハウジング１２の外周壁における「先端部」とは、固定側渦巻壁１３ｂの先端と対向する部分からセンターハウジング１２の軸方向に沿った範囲を有する部分である。例えば、「先端部」とは、センターハウジング１２の外周壁のうち、センターハウジング１２の軸方向に沿った第１部位Ｐ１から第２部位Ｐ２までの範囲に存在する部分である。第１部位Ｐ１は、固定側渦巻壁１３ｂの先端よりもセンターハウジング１２の軸方向に沿ったフロントハウジング３１側に位置し、かつ、可動側基板５１ａの周面と対向した部分である。第２部位Ｐ２は、センターハウジング１２の軸方向に沿った固定側基板１３ａ側に位置し、かつ、固定側渦巻壁１３ｂにおけるセンターハウジング１２の軸方向の中央に対向した部分である。

また、センターハウジング１２の外周壁における「基部」とは、外周壁のうち、センターハウジング１２の軸方向に沿った第２部位Ｐ２から第３部位Ｐ３までの範囲に存在する部分である。第３部位Ｐ３は、固定側基板１３ａの周面と対向する部分である。

そして、本実施形態において、センターハウジング１２の外周壁における先端部と基部との中央とは、第２部位Ｐ２となる。本実施形態では、センターハウジング１２の外周壁の外周面において、第２部位Ｐ２よりも先端寄りの範囲Ａ１内に取付脚２１が設けられている。

フロントハウジング３１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。そして、回転軸５２は、一端部となる先端に作動連結されたエンジンＥによって回転する。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。

図４に示すように、偏心軸５４は、回転軸５２の回転により所定の範囲Ａ３内で移動可能となっており、回転軸５２の回転により円を描くように移動する。偏心軸５４が移動する所定の範囲Ａ３とは、偏心軸５４が回転することで描かれる円の外周面よりも内側の範囲であり、この範囲内で偏心軸５４は円を描くように移動する。

図１に示すように、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。

図４に示すように、取付脚２１同士は、圧縮室１４を挟んで対向して位置している。本実施形態において、二つの取付脚２１は、センターハウジング１２の中心軸を中心として１８０度点対称となっている。各取付脚２１の貫通孔２６の中心軸線Ｌ１１は、回転軸５２の回転軸線に対して直交し、各々の貫通孔２６の中心軸線Ｌ１１同士の間隔を二分する位置Ｌ１２は、回転軸５２の回転軸線方向にみて偏心軸５４の移動する範囲Ａ３と重なるように設定されている。

さらに、各取付脚２１の貫通孔２６における、延在方向（センターハウジング１２の周方向）の中心同士を最短距離で結んだ線分Ｌ１を二分する位置Ｃ１は、前述した偏心軸５４の移動する範囲Ａ３内に位置している。

図１に示すように、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１４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。

リヤハウジング６０は、センターハウジング１２側に開口している。リヤハウジング６０の軸方向の外面には、後側取付脚６６が設けられている。後側取付脚６６が設けられているリヤハウジング６０の外面は、回転軸５２の他端部の延長線上に位置している。後側取付脚６６は、取付脚２１と同一形状でもよいし、異なる形状であってもよい。本実施形態において、後側取付脚６６は、四角柱状であり、取付ボルトＢ１が挿通される挿通孔６７を有している。

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３１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３１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の公転運動に伴い、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１４は、可動スクロール５１の公転運動に伴い容積変更する。圧縮室１４が容積減少する際において、圧縮室１４は、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１４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、ハウジング１１に振動が生じる。この振動は、可動スクロール５１の公転運動に伴う遠心力に起因して生じるものである。

可動スクロール５１は、可動側基板５１ａと可動側基板５１ａから立設された可動側渦巻壁５１ｂを有するため、可動スクロール５１の重心は、可動側渦巻壁５１ｂにおける可動側基板５１ａ寄りの位置にある。センターハウジング１２において先端部と基部との中央より先端寄り、すなわち、センターハウジング１２の第１部位Ｐ１と第２部位Ｐ２との間の部位は、可動スクロール５１の重心の外周に相当する部位を含んでおり、センターハウジング１２の第１部位Ｐ１と第２部位Ｐ２との間の部位に取付脚２１を設けることで、遠心力に基づくハウジング１１の振動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）センターハウジング１２のうち、第１部位Ｐ１と第２部位Ｐ２との間の部位に取付脚２１を設けることで、可動スクロール５１の重心に近い位置に取付脚２１を設けることができる。このため、可動スクロール５１にかかる遠心力に基づくハウジング１１の振動を取付脚２１によって抑制することができる。

（２）二つの取付脚２１は、センターハウジング１２の外面のうち、圧縮室１４を挟んで対向した位置に配置されている。回転軸５２から伝達されるトルクは、偏心軸５４を介して可動スクロール５１に伝達される。可動スクロール５１に伝達されるトルクは、偏心軸５４を中心に発生し、振動する場所も偏心軸５４の回転に伴い周方向に移動する。このため、取付脚２１を圧縮室１４を挟んで対向させることで、可動スクロール５１の公転運動に伴いハウジング１１の周方向に沿った位置での振動のムラを抑制できる。

（３）各取付脚２１の貫通孔２６の中心軸線は、偏心軸５４が移動する範囲を中心として対称の位置に配置される。このため、各取付脚２１は、トルクを発生させる偏心軸５４を中心としてバランスよく配置される。したがって、取付脚２１が一部に偏って配置される場合に比べて、可動スクロール５１の公転運動に伴いハウジング１１に生じる振動を、より効果的に低減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２１は、第２壁部２３が設けられていない形状や、第３壁部２４が設けられていない形状など、どのような形状でもよい。すなわち、取付脚２１の形状は、スクロール型圧縮機１０を取付対象Ｔに取り付けることができればどのような形状でもよく、実施形態の形状に限られない。

○二つの取付脚２１のうち、少なくとも一つがセンターハウジング１２のうち第１部位Ｐ１と第２部位Ｐ２の間に設けられていればよい。
○取付脚２１は、圧縮室１４を挟んで対向しないように設けられていてもよい。

○線分Ｌ１を二分する位置Ｃ１が、範囲Ａ３外に位置するように取付脚２１は設けられていてもよい。
○後側取付脚６６は、設けられていなくてもよい。

○取付脚２１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、１３…固定スクロール、１３ａ…固定側基板、１３ｂ…固定側渦巻壁、１４…圧縮室、２１…取付脚、３１…フロントハウジング、５１…可動スクロール、５１ａ…可動側基板、５１ｂ…可動側渦巻壁、６０…リヤハウジング。

Claims (4)

1. 連結された筒状のハウジング構成部材を複数有するハウジングと、
   前記ハウジングに支持された回転軸と、
   固定側基板及び該固定側基板から立設された固定側渦巻壁を有し、前記ハウジング構成部材の一つに一体形成された固定スクロールと、
   可動側基板及び該可動側基板から立設された可動側渦巻壁を有して前記固定スクロールと対向し、前記回転軸の回転に伴って公転運動する可動スクロールと、
   前記固定スクロールが一体形成されたハウジング構成部材の外周面に設けられ、前記ハウジングを取付対象に連結する取付脚と、を備え、前記可動側渦巻壁と前記固定側渦巻壁との間に、前記可動スクロールの公転運動に基づいて容積変更する圧縮室が形成されているスクロール型圧縮機であって、
   前記固定スクロールが一体形成されたハウジング構成部材の外周壁には、前記固定側基板が設けられる基部と、前記固定側渦巻壁の先端が配置される先端部が定義され、前記取付脚の少なくとも一部が前記先端部寄りに設けられており、
   前記取付脚は少なくとも二つ設けられ、少なくとも二つの前記取付脚は、前記圧縮室を挟んで対向しており、
   前記圧縮室を挟んで対向している二つの取付脚には、取付ボルトを挿入する貫通孔が各々形成されており、
   前記各々の貫通孔の中心軸線は、互いに平行であるスクロール型圧縮機。
2. 前記圧縮室を挟んで対向している二つの取付脚は、前記先端部と前記基部との中央よりも前記先端部寄りに設けられている請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
3. 前記回転軸には、前記回転軸の回転軸線に対して偏心した偏心軸が設けられており、該偏心軸は、前記可動側基板に対して前記可動側渦巻壁とは反対側に配置されており、
   前記圧縮室を挟んで対向している二つの取付脚はそれぞれ、
   前記固定スクロールが一体形成されたハウジング構成部材の周方向に対向配置された第１壁部及び第２壁部と、
   前記固定スクロールが一体形成されたハウジング構成部材の外周面から立設し且つ前記第１壁部及び前記第２壁部を繋ぐ第３壁部と、
   前記第３壁部の先端から前記回転軸の回転軸線に延び且つ前記第１壁部及び前記第２壁部を繋ぐ第４壁部と、を有し、
   前記第３壁部は、前記第１壁部及び前記第２壁部の間のうち前記偏心軸寄りの位置に配置されている請求項１または請求項２に記載のスクロール型圧縮機。
4. 前記偏心軸は、前記回転軸の回転により所定の範囲内で移動可能であり、
   前記各々の貫通孔の中心軸線の間隔を二分する位置を、前記回転軸の回転軸線方向にみて前記偏心軸の移動する範囲と重なるように設定した請求項３に記載のスクロール型圧縮機。