JP6879667B2 - 分割式ハウジングの位置決め構造、これを備えたスクロール圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、複数のハウジンング構成部材が合わせられて構成される分割式ハウジングの位置決め構造、これを備えたスクロール圧縮機に関するものである。

特許文献１に示されるような外部動力式のスクロール圧縮機や、特許文献２に示されるような電動機を内蔵したスクロール圧縮機は、その駆動軸の軸方向に沿って配置された２〜３個のハウジング構成部材が接合されてなる分割式のハウジングを備えている。各ハウジング構成部材の間は、正確に芯出しがなされていないと、駆動軸とスクロール圧縮機構との間に芯ずれ（ミスアライメント）が起こり、騒音や振動を発生させる虞がある。

特許文献１のスクロール圧縮機は、同文献の図１、図２に示されるように、接合される複数のハウジング構成部材の合わせ面に位置決めピン（ノックピン）を嵌合させることで芯出しを行っている。このような位置決めピンを用いる芯出し構造は簡素であるため、スクロール圧縮機に限らず、他の多くの機械、機器類におけるハウジングの接合面に広く採用されている。

このような従来の位置決めピンを用いた構造を図８に示す。接合されるハウジング構成部材１０１，１０２の合わせ面にそれぞれ形成されたピン挿入穴１０３，１０４に跨って位置決めピン１０５が挿入される。位置決めピン１０５の外径は全長に亘って均一である。
ハウジング構成部材１０１側のピン挿入穴１０３は、位置決めピン１０５が締まり嵌めされる内径寸法とされ、ハウジング構成部材１０２側のピン挿入穴１０４は、位置決めピン１０５が隙間嵌めされる内径寸法とされている。
ハウジング構成部材１０１と１０２とが分離される時、位置決めピン１０５は、締まり嵌めされているハウジング構成部材１０１側のピン挿入穴１０３に残される。

特開２００２−２１３３７７号公報 特開２００５−２０１２５６号公報

しかしながら、上記のように、位置決めピン１０５が、ハウジング構成部材１０２のピン挿入穴１０４に対して隙間嵌めされるようになっていたため、その隙間の分だけ、ハウジング構成部材１０２がハウジング構成部材１０１に対して合わせ面の面方向（矢印方向）に相対移動することができる。このため、駆動軸とスクロール圧縮機構との間の芯ずれを厳密に防止することができなかった。なお、ピン挿入穴１０３と１０４を両方とも締まり嵌めにするとハウジングの組立工数が増加してしまう。

本発明は、上記の課題を解決するべくなされたものであり、簡素で安価な構成により、複数のハウジング構成部材間の位置決めを正確に行うことのできる分割式ハウジングの位置決め構造、これを備えた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、本発明は、以下の手段を採用する。
即ち、本発明の第１態様に係る分割式ハウジングの位置決め構造は、一方のハウジング構成部材の合わせ面に形成された一方のピン挿入穴と、他方のハウジング構成部材の合わせ面に形成された他方のピン挿入穴と、一端が前記一方のピン挿入穴に挿入され、他端が前記他方のピン挿入穴に挿入されることにより、前記一方のハウジング構成部材および前記他方のハウジング構成部材の位置合わせを行う位置決めピンと、前記位置決めピンの外周面と前記ピン挿入穴の内周面との間に弾接するように設けられる弾性リングと、を備え、前記一方のピン挿入穴および前記他方のピン挿入穴の少なくとも片方は、前記位置決めピンが隙間嵌めされる内径寸法を有し、この隙間嵌めされる内径寸法を有する前記ピン挿入穴と、前記位置決めピンとの間に前記弾性リングが設けられるものである。

上記構成によれば、簡素で安価な構成により、複数のハウジング構成部材間の位置決めを正確に行うことができる。即ち、位置決めピンが隙間嵌めされる内径寸法を有するピン挿入穴に、位置決めピンが弾性リングを圧縮しながら挿入されるため、弾性リングの弾力がピン挿入穴と位置決めピンとの間の隙間の全周に亘って均一に作用する。これにより、ピン挿入穴と位置決めピンとの間が隙間嵌めであるにも拘わらず、ピン挿入穴と位置決めピンとが同心状に保たれる。

このため、一方のハウジング構成部材と他方のハウジング構成部材とが、その合わせ面の面方向に相対移動することができなくなり、両方のハウジング構成部材が正確に位置決めされる。したがって、スクロール圧縮機の場合においては、駆動軸とスクロール圧縮機構との間の芯ずれを厳密に防止し、騒音や振動の発生を抑制することができる。

上記構成の分割式ハウジングの位置決め構造において、前記一方のピン挿入穴および前記他方のピン挿入穴の両方が、前記位置決めピンが隙間嵌めされる内径寸法とされるとともに、これら両方のピン挿入穴と前記位置決めピンとの間に、それぞれ前記弾性リングが設けられる構成としてもよい。

このようにすれば、位置決めピンが一方のピン挿入穴と他方のピン挿入穴との両方に対して隙間嵌めされるので、位置決めピンを締まり嵌めするための工程（圧入、叩き込み等）が不要になり、組立工数を低減させ、ひいてはハウジングの製造コストダウンを図ることができる。

上記構成の分割式ハウジングの位置決め構造において、前記一方のピン挿入穴と、前記他方のピン挿入穴の少なくとも一方は、少なくともその内径寸法のまま前記合わせ面とは反対側の外部に貫通する貫通孔状であり、前記位置決めピンは、前記貫通孔状のピン挿入穴の外部まで延びる把持部を備えた構成としてもよい。

上記構成によれば、先に一方のハウジング構成部材と他方のハウジング構成部材とを合わせてボルト等を緩く締めて仮組みしてから、位置決めピンの把持部を把持して該位置決めピンを貫通孔状のピン挿入穴に外部側から挿入し、そのまま対向するピン挿入穴まで挿し込んで両方のハウジング構成部材を位置決めすることができる。次に、一方と他方のハウジング部材を仮組みしているボルトを本締めした後、位置決めピンを抜き取る。即ち、位置決めピンを位置決め治具として使用し、ハウジング内部に残さない構造とすることができる。この構成により、ハウジングの構成部品点数を減らしてハウジングの製造コストダウンを図ることができる。

上記構成の分割式ハウジングの位置決め構造において、前記一方のピン挿入穴および前記他方のピン挿入穴の両方が、前記位置決めピンが隙間嵌めされる内径寸法とされるとともに、これら各々のピン挿入穴の内周面と前記合わせ面とがなす角部にそれぞれ面取り部が設けられ、これらの面取り部が合わせられることにより形成されるＶ字溝形状の内部に前記弾性リングが設けられる構成としてもよい。

上記構成によれば、１つの弾性リングが、位置決めピンと、一方および他方のピン挿入穴に形成された面取り部がなすＶ字溝形状との間に嵌め込まれて圧縮される。これにより、位置決めピンが一方のピン挿入穴と他方のピン挿入穴との両方に対して隙間嵌めされる構成としながら、弾性リングの使用数を１つのみにし、組立を容易にするとともに部品点数を削減してハウジングの製造コストダウンを図ることができる。

本発明の第２態様に係るスクロール圧縮機は、上記のいずれかの構成の分割式ハウジングの位置決め構造を備えたものである。これにより、そのハウジングを構成するハウジング構成部材間の位置決めを正確に行い、駆動軸とスクロール圧縮機構との間の芯ずれ（ミスアライメント）を防止して、騒音や振動の発生を抑制することができる。

以上のように、本発明に係る分割式ハウジングの位置決め構造、これを備えたスクロール圧縮機によれば、簡素で安価な構成により、複数のハウジング構成部材間の位置決めを正確に行うことができ、スクロール圧縮機においては、駆動軸とスクロール圧縮機構との間の芯ずれを厳密に防止して騒音や振動の発生を防止することができる。

本発明に係るハウジング位置決め構造の適用例を示す電動スクロール圧縮機の縦断面図である。 図１のII-II矢視図である。 図１のIII部を拡大して本発明に係るハウジング位置決め構造の第１実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係るハウジング位置決め構造の第２実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係るハウジング位置決め構造の第３実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係るハウジング位置決め構造の第４実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係るハウジング位置決め構造の第５実施形態を示す縦断面図である。 従来の技術を示すハウジング位置決め構造の縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るハウジング位置決め構造の適用例を示すスクロール圧縮機の縦断面図であり、図２は図１のII-II矢視図である。
このスクロール圧縮機１は、例えば自動車等の車両用空気調和機に用いられるものであって、その外殻をなすアルミニウム合金製のハウジング２の内部に、スクロール圧縮機構３と、これを駆動する電動機４と、電動機４を制御するインバータ５とが収容されて一体化された、電動式スクロール圧縮機として周知の全体構成を持っている。

ハウジング２は、電動機４の駆動軸（主軸）７の軸方向に沿って配置されるモーターハウジング２Ａ（一方のハウジング構成部材）と、スクロールハウジング２Ｂ（他方のハウジング構成部材）とが、それぞれの合わせ面２ａ，２ｂを気密的に合わせることによって組み立てられる分割式となっている。これらの合わせ面２ａ，２ｂは、例えば１８０°対向する位置に設けられた２本の位置決めピン（ノックピン）１０により、その相対位置を正確に位置決め（芯出し）される。なお、モーターハウジング２Ａにはインバータ５を収容するインバータ室５ａが一体に形成され、蓋５ｂで気密的に閉塞されるようになっている。位置決めピン１０は、後述するように、合わせ面２ａ，２ｂに形成されるピン挿入穴とともに位置決め構造３０Ａ〜３０Ｅを構成する。

このように、位置決めピン１０によって正確に位置決めされるモーターハウジング２Ａとスクロールハウジング２Ｂは、例えば８本のボルト１２によって互いに固定される。即ち、８本のボルト１２は、スクロールハウジング２Ｂの開口部周囲のフランジ部２ｄ側から挿入され、図２に示すようにモーターハウジング２Ａの開口部周囲のフランジ部２ｃの周方向に沿って形成された８つの雌ネジ穴１２ａに締結される。これにより、モーターハウジング２Ａとスクロールハウジング２Ｂとが正確に位置決めされた状態で固定される。なお、フランジ部２ｃとフランジ部２ｄとの間はＯリング１４や図示しないガスケット、液体シール剤等によって気密的にシールされる。

モーターハウジング２Ａにおけるスクロールハウジング２Ｂ側の開口部付近に軸受部材１６が複数のボルト１７で固定されている。電動機４の駆動軸７は、軸受部材１６に圧入されたメインベアリング１８と、モーターハウジング２Ａの内奥部に圧入されたサブベアリング１９とによって回転自在に軸支される。

一方、スクロール圧縮機構３を構成する固定スクロール部材３Ａがスクロールハウジング２Ｂに複数のボルト２１で固定され、これに対向するように設けられた旋回スクロール部材３Ｂが、駆動軸７の端部に偏心形成されたクランクピン７ａに偏心ブッシュ２３を介して偏心駆動されるようになっている。この偏心駆動時には、自転防止機構２４によって旋回スクロール部材３Ｂの自転が防止される。

電動機４を構成するステータ４Ａはモーターハウジング２Ａの内周面に固定され、ロータ４Ｂが駆動軸７の中間部に回転一体に設けられてステータ４Ａの内周側で回転する。電動機４が作動して駆動軸７が回転すると、スクロール圧縮機構３の旋回スクロール部材３Ｂが固定スクロール部材３Ａに対して偏心旋回運動し、固定スクロール部材３Ａと旋回スクロール部材３Ｂとの間に形成される一対の圧縮室３Ｃの内容積が減少する。

したがって、モーターハウジング２Ａの後端部に設けられた冷媒吸入口２６から気相状の冷媒がハウジング２内に吸入され、この冷媒は電動機４の内部を通って図示しない吸入ポートからスクロール圧縮機構３の圧縮室３Ｃに吸入され、ここで圧縮された後、吐出弁２７およびスクロールハウジング２Ｂに前端部に形成された吐出ポート２８を経て所定の空調系統に供給される。

［第１実施形態］
図３は、図１のIII部を拡大して本発明に係るハウジング位置決め構造の第１実施形態を示す縦断面図である。
ここに示す位置決め構造３０Ａは、モーターハウジング２Ａの合わせ面２ａに形成されたピン挿入穴３１ａ（一方のピン挿入穴）と、スクロールハウジング２Ｂの合わせ面２ｂに形成されたピン挿入穴３１ｂ（他方のピン挿入穴）と、前述の位置決めピン１０と、位置決めピン１０に形成された外周溝１０ａに嵌合されたＯリング３３（弾性リング）とを備えて構成されている。位置決めピン１０は、その一端がピン挿入穴３１ａに挿入され、他端がピン挿入穴３１ｂに挿入されることにより、前述の通りモーターハウジング２Ａおよびスクロールハウジング２Ｂの位置合わせを行う。

本実施形態において、ピン挿入穴３１ａの内径は、位置決めピン１０が締まり嵌めされる内径寸法に設定され、ピン挿入穴３１ｂの内径は、位置決めピン１０が隙間嵌めされる内径寸法に設定されている。外周溝１０ａおよびＯリング３３は、位置決めピン１０が隙間嵌めされる側（ピン挿入穴３１ｂ側）に設けられており、Ｏリング３３は位置決めピン１０の外周面（外周溝１０ａの底面）とピン挿入穴３１ｂの内周面との間に弾接するようになっている。なお、ピン挿入穴３１ｂは、図１に示すフランジ部２ｄを貫通する貫通穴状に形成されているが、その外端側の内径が縮径されており、位置決めピン１０の外方への抜脱が防止されている。

この位置決め構造３０Ａによれば、位置決めピン１０が隙間嵌めされる内径寸法を有するピン挿入穴３１ｂに、位置決めピン１０がＯリング３３を圧縮しながら挿入される。このため、Ｏリング３３の弾力がピン挿入穴３１ｂと位置決めピン１０との間の隙間の全周に亘って均一に作用する。これにより、ピン挿入穴３１ｂと位置決めピン１０との間が隙間嵌めであるにも拘わらず、ピン挿入穴３１ｂと位置決めピン１０とが同心状に保たれる。

このため、モーターハウジング２Ａとスクロールハウジング２Ｂとが、その合わせ面２ａ，２ｂの面方向に相対移動することができなくなり、両ハウジング２Ａ，２Ｂが正確に位置決めされる。したがって、スクロール圧縮機１の場合においては、駆動軸７とスクロール圧縮機構３との間の芯ずれを厳密に防止し、騒音や振動の発生を抑制することができる。こうして、簡素で安価な構成により、ハウジング２を構成する複数のハウジング構成部材２Ａ，２Ｂ間の位置決めを正確に行うことができる。

［第２実施形態］
図４は、ハウジング位置決め構造の第２実施形態を示す縦断面図である。
ここに示す位置決め構造３０Ｂでは、ピン挿入穴３１ａとピン挿入穴３１ｂの両方が、位置決めピン１０を隙間嵌めさせる内径寸法とされている。また、これら両方のピン挿入穴３１ａ，３１ｂと位置決めピン１０との間に、それぞれＯリング３３が設けられる構成である。即ち、外周溝１０ａおよびＯリング３３は、位置決めピン１０の、ピン挿入穴３１ａに挿入される部分と、ピン挿入穴３１ｂに挿入される部分との両方に設けられている。

このように構成された位置決め構造３０Ｂによれば、位置決めピン１０がピン挿入穴３１ａとピン挿入穴３１ｂとの両方に対して隙間嵌めされるため、位置決めピン１０を締まり嵌めするための工程（圧入、叩き込み等）が不要になり、組立工数を低減させ、ひいてはハウジング２の製造コストダウンを図ることができる。

［第３実施形態］
図５は、ハウジング位置決め構造の第３実施形態を示す縦断面図である。
ここに示す位置決め構造３０Ｃでは、ピン挿入穴３１ａとピン挿入穴３１ｂの両方が、位置決めピン１０を隙間嵌めさせる内径寸法とされている。また、これら各々のピン挿入穴３１ａ，３１ｂの内周面と合わせ面２ａ，２ｂとがなす角部にそれぞれ面取り部３５ａ，３５ｂが設けられ、これらの面取り部３５ａ，３５ｂが合わせられることにより形成されるＶ字溝形状の内部に１つのＯリング３３が設けられる構成である。即ち、外周溝１０ａおよびＯリング３３は、位置決めピン１０の軸方向中間部、且つ合わせ面２ａ，２ｂに一致する位置に設けられている。

このように構成された位置決め構造３０Ｃによれば、１つのＯリング３３が、位置決めピン１０と、ピン挿入穴３１ａ，３１ｂに形成された面取り部３５ａ，３５ｂがなすＶ字溝形状との間に嵌め込まれて圧縮される。これにより、位置決めピン１０がピン挿入穴３１ａ，３１ｂの両方に対して隙間嵌めされる構成としながら、Ｏリング３３の使用数を１つのみにし、組立を容易にするとともに部品点数を削減してハウジング２の製造コストダウンを図ることができる。

組立中にピン挿入穴３１ａ，３１ｂの内部で位置決めピン１０が傾斜しても、Ｖ字溝に嵌合されたＯリング３３の反発力がバランス良く作用して位置決めピン１０の傾斜が修正される。このため、モーターハウジング２Ａとスクロールハウジング２Ｂとの間に位置ずれが生じる懸念はない。

［第４実施形態］
図６は、ハウジング位置決め構造の第４実施形態を示す縦断面図である。
ここに示す位置決め構造３０Ｄにおいて、ピン挿入穴３１ａの内径は、位置決めピン１０が締まり嵌めされる内径寸法に設定され、ピン挿入穴３１ｂの内径は、位置決めピン１０が隙間嵌めされる内径寸法に設定されている。Ｏリング３３は、ピン挿入穴３１ｂの内周面に形成された内周溝３７に嵌合されている。なお、ピン挿入穴３１ａと位置決めピン１０との間も隙間嵌めとし、ピン挿入穴３１ａの内周面にも内周溝３７を形成してＯリング３３を嵌合させてもよい。

この位置決め構造３０Ｄの作用、効果は第１実施形態の位置決め構造３０Ａと同様であるが、それに加えて、位置決めピン１０に外周溝１０ａを形成しなくてもよくなるため、位置決めピン１０の形状を簡素化することができる。このように、Ｏリング３３は位置決めピン１０の外周部に限らず、ピン挿入穴３１ａ，３１ｂの内周部に設けてもよい。なお、内周溝３７を、点線３７ａで示すように溝でなく段差状に形成してもよい。

［第５実施形態］
図７は、ハウジング位置決め構造の第５実施形態を示す縦断面図である。
ここに示す位置決め構造３０Ｅは、位置決めピン１０Ａがピン挿入穴３１ａ，３１ｂの両方に対して隙間嵌めされる点と、２つのＯリング３３を備える点において図４に示す位置決め構造３０Ｂと同様である。相違点は、ピン挿入穴３１ａ，３１ｂの少なくとも一方、例えばピン挿入穴３１ｂの方が、少なくともその内径寸法のまま合わせ面２ｂとは反対側の外部に貫通する貫通孔状とされている点と、位置決めピン１０Ａに、ピン挿入穴３１ｂの外部まで延びる把持部１０ｂが設けられている点である。例えばピン挿入穴３１ｂの外端側の内径はやや拡径されている。

このように構成された位置決め構造３０Ｅによれば、先にモーターハウジング２Ａとスクロールハウジング２Ｂとを、その合わせ面２ａ，２ｂにおいて接合してボルト１２（図１，２参照）を緩く締めて仮組みしてから、位置決めピン１０Ａの把持部１０ｂを把持して該位置決めピン１０Ａを貫通孔状のピン挿入穴３１ｂに外部側から挿入し、そのまま対向するピン挿入穴３１ａまで挿し込んで両方のハウジング構成部材２Ａ，２Ｂを位置決めすることができる。
次に、仮組みしているボルト１２を本締めした後、位置決めピン１０Ａを抜き取る。即ち、位置決めピン１０Ａを位置決め治具として使用し、ハウジング２の内部に残さない構造とすることができる。
この構成により、ハウジング２の構成部品から位置決めピン１０Ａを削除し、部品点数を減らしてハウジング２の製造コストダウンを図ることができる。また、位置決めピンがピン挿入穴３１ａ，３１ｂの内部で錆びて抜けなくなることを未然に防止し、ハウジング２の分解整備性を向上させることができる。

以上に説明したように、本実施形態に係る位置決め構造３０Ａ〜３０Ｅによれば、簡素で安価な構成により、ハウジング２を構成するモーターハウジング２Ａとスクロールハウジング２Ｂとの間の位置決め、あるいは他の複数のハウジング構成部材間の位置決めを正確に行うことができる。
また、この位置決め構造３０Ａ〜３０Ｅを備えたスクロール圧縮機１によれば、駆動軸７とスクロール圧縮機構３との間の芯ずれ（ミスアライメント）を厳密に防止して、騒音や振動の発生を防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。

１ スクロール圧縮機
２ ハウジング
２Ａ モーターハウジング（一方のハウジング構成部材）
２Ｂ スクロールハウジング（他方のハウジング構成部材）
２ａ，２ｂ 合わせ面
３ スクロール圧縮機構
４ 電動機
５ インバータ
７ 駆動軸
１０，１０Ａ 位置決めピン
１０ｂ 把持部
１２ ボルト
３０Ａ〜３０Ｅ 位置決め構造
３１ａ ピン挿入穴（一方のピン挿入穴）
３１ｂ ピン挿入穴（他方のピン挿入穴）
３３ Ｏリング（弾性リング）
３５ａ，３５ｂ 面取り部

Claims (3)

1. 一方のハウジング構成部材の合わせ面に形成された一方のピン挿入穴と、
   他方のハウジング構成部材の合わせ面に形成された他方のピン挿入穴と、
   一端が前記一方のピン挿入穴に挿入され、他端が前記他方のピン挿入穴に挿入されることにより、前記一方のハウジング構成部材および前記他方のハウジング構成部材の位置合わせを行う位置決めピンと、
   前記位置決めピンの外周面と前記ピン挿入穴の内周面との間に弾接するように設けられる弾性リングと、
   を備え、
   前記一方のピン挿入穴および前記他方のピン挿入穴の片方は、前記位置決めピンが隙間嵌めされる内径寸法を有し、この隙間嵌めされる内径寸法を有する前記ピン挿入穴と、前記位置決めピンとの間に前記弾性リングが設けられ、
   前記一方のピン挿入穴および前記他方のピン挿入穴のもう片方は、前記位置決めピンが締まり嵌めされる内径寸法を有する分割式ハウジングの位置決め構造。
2. 一方のハウジング構成部材の合わせ面に形成された一方のピン挿入穴と、
   他方のハウジング構成部材の合わせ面に形成された他方のピン挿入穴と、
   一端が前記一方のピン挿入穴に挿入され、他端が前記他方のピン挿入穴に挿入されることにより、前記一方のハウジング構成部材および前記他方のハウジング構成部材の位置合わせを行う位置決めピンと、
   前記位置決めピンの外周面と前記ピン挿入穴の内周面との間に弾接するように設けられる弾性リングと、
   を備え、
   前記一方のピン挿入穴および前記他方のピン挿入穴の両方が、前記位置決めピンが隙間嵌めされる内径寸法とされるとともに、これら各々のピン挿入穴の内周面と前記合わせ面とがなす角部にそれぞれ面取り部が設けられ、これらの面取り部が合わせられることにより形成されるＶ字溝形状の内部に前記弾性リングが設けられる分割式ハウジングの位置決め構造。
3. 請求項１又は２に記載の分割式ハウジングの位置決め構造を備えたスクロール圧縮機。

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