JPH03100389A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば自動車空調装置用の冷媒圧縮機として
使用するのに好適なスクロール型圧縮機に関する。

〔従来の技術〕

スクロール型圧縮機は、多くの特許や文献に開示され、
その動作原理は良（知られている。スクロール型圧縮機
においては、互いに噛み合う固定スクロールと可動スク
ロールとの複数の接触線に挟まれる密閉空間が創成され
る。そして、可動スクロールが公転運動を行なうと、上
記接触線は渦巻体の壁に沿って中心方向へ移動し、挟ま
れた密閉空間もそれに伴い、容積が減少しながら中心方
向へ移動するので、上記空間にある冷媒ガス等の被圧縮
流体も圧縮されて渦巻体の中心部から吐出される。

スクロール型圧縮機は同程度の吐出容量を有する他の型
式の圧縮機にくらべて全体の体積が大きくなるので、エ
ンジンの回転数を増速して駆動されることが多い。その
ため、シャフトシールや圧縮機内部のベアリング、或い
は付設される電磁クラッチのベアリング等は高回転域ま
で使用されることになり、そのような苛酷な条件でも十
分な耐久性を有していることが要求される。しかしなが
ら、シャフトシールや圧縮機のベアリング、或いは電磁
クラッチのベアリング等が設けられているフロントヘッ
ド部は、圧縮機のケーシングの一端にあって、冷媒など
の被圧縮流体が滞溜しやすい構造になっており、流体の
循環がほとんどないためそれによって運ばれる潤滑油も
ベアリング等に十分に行きわたらないし、熱が流体によ
って運び去られることがないので、ベアリングやシール
部分の温度が異常に上昇し、前記のように高回転という
こともあって、オイル切れや過熱によって、ベアリング
の焼付きや、シールからのガス洩れなどのトラブルを発
生しやすいという問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は前記のような従来技術の有する問題点に鑑み、
きわめて簡単な手段によって、スクロール型圧縮機のフ
ロントヘッド部に被圧縮流体が滞溜することがないよう
にして、シャフトシールやベアリングに生じやすいトラ
ブルを防止することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のスクロール型圧縮機は、ハウジングとその前後
の開口部に一体化されるサイドプレート及びリヤヘッド
からなり吸入ポートと吐出ポートを有するケーシングと
、側板上に形成されたうず巻体を有し前記ケーシング内
部に固定された固定スクロールと、同じく側板上に形成
されたうず巻体を有し前記固定スクロールに対して角度
をずらして噛合うように組込まれた可動スクロールと、
前記ケーシングに設けられたベアリングによって回転自
在に支持されたシャフトと、前記シャフトの端部に偏心
して支持され前記可動スクロールに公転運動を与えるブ
ツシュと前記可動スクロールの公転のみを許容し自転を
阻止する回り止め機構とを有し、前記可動スクロールの
前記公転運動によって前記二つのうず巻き体の間に形成
される密閉空間が容積を減少しながら前記うず巻体の中
心方向へ移動して流体の圧縮が行われるようになってい
ると共に、前記シャフトの一部に形成されて前記ベアリ
ングの一つに支持されているボス部には、前記シャフト
に対して傾斜する貫通孔が穿設されていることを特徴と
する。

〔作　用〕

ケーシング内部に固定された固定スクロールには可動ス
クロールが角度をずらして噛み合っているから、可動ス
クロールを偏心したブツシュを介してシャフトによって
駆動すると、自転の運動成分は回り止め機構によって阻
止されるので、可動スクロールは公転のみの運動をして
、固定スクロールとの接触線が中心に向って移動をする
。２つの接触線によって挟まれた空間は中心に向うに従
って縮小するから、ケーシングの吸入ポートに接続して
いる両スクロールの外周でこの空間に捉えられた流体は
、圧縮されたのちに固定スクロールの中心からケーシン
グの吐出ポートへ導出される。

スクロール型圧縮機では、ケーシングの一端のシャフト
のベアリング付近に流体が滞溜しやすいが、本発明にお
いてはベアリングによって支持されるシャフトのボス部
にシャフトに対して傾斜する貫通孔が穿設されているた
め、シャフトが回転するとこの貫通孔の中にある流体は
遠心力を受けて半径方向外方へ移動することになり、貫
通孔を有するシャフトのボス部は遠心ポンプの働きをし
て、流体を循環させるので、ケーシングの一端部に流体
が滞溜することはなく、流体の流れによってベアリング
やシャフトシールの冷却、潤滑が促進される。

〔実施例〕 図示された実施例の圧縮機１は、アルミニウム合金から
成るサイドプレート２、ハウジング３、固定スクロール
４及びリヤヘッド５を図示しないボルトによって締結し
て形成されたケーシング６に、低炭素鋼等の磁性体から
成るフロントヘッド７がボルト８により締結され、前方
の開口部を閉塞している。なお、それらの接合面にはＯ
−リング９　、１０．１１．１２が配置され、それぞれ
の接合面のシールを行っている。サイドプレート２の中
心部の開口にはベアリング１３が装着されている。シャ
フト１４は、径方向をベアリング１３により、また軸方
向をベアリング１３とフロントヘッド７により位置決め
されたスラストベアリング１５により、回転自在に支持
される。シャフト１４の先端外周には、スプラインが形
成されており、それに嵌合するスプライン孔を有するク
ラッチハブ１６が取付られ、ボルト１７により締結され
ている。シャフト１４のベアリング１３と嵌合するシャ
フトのボス部１８には、バランスウェイト１９が、ボル
ト２０により締結されている。シャフトのボス部１８に
は、前方（スプライン側）から後方（バランスウェイト
側）に向うに従い、シャフトの軸心から遠ざかると共に
、シャフトの回転から遅れる方向に傾いている貫通孔２
１が穿孔されている。貫通孔２１の出口がバランスウェ
イト１９に当るところでは、それに連続する孔２１′が
設けられて軸方向に開口している。さらに、シャフトの
ボス部１８には、駆動ピン２２が一体に形成しである。

フロントヘッド７は、円筒状のボス部２３．２４を有し
ており、ボス部２３の内部には、シャフトシール２５が
組み込まれている。ボス部２３の外部には、クラッチロ
ータ２６が締結部品２７により取付けられている。ボス
部２４の外部には、クラッチステータ２８が圧入固定さ
れている。

固定スクロール４は、側板２９とその一面上に設けられ
たうず巻体３０とから成り、側板２９のうず巻体３０を
設けた側と反対側の側面には、突出部３１が設けられ、
リヤヘッド５の内壁面３２と当接する状態で、ボルト３
３により固定されている。ボルト３３とリヤヘッド５０
間には、シールのための銅ワッシャ３４が設けである。

さらに、側板２９の中心部には貫通孔である吐出ポート
３５が設けられている。

それに対応して、側板２９の反うず巻体側には、薄板鋼
板から成る吐出弁３６とその変形を制限するストッパ３
７が、ボルト３８により固定される。このようにして、
固定スクロールの側板２９とリヤヘッド５と吐出弁３６
によって、高圧室３９が形成される。

高圧室３９から外部流体回路に接続する流体排出ポート
は、図示していないが、リヤヘッド５に設けられている
。固定スクロールの側板２９、ハウジング３、サイドプ
レート２及びフロントヘッド７によって形成される空間
は低圧室４０であり、外部流体回路からの吸入冷媒は、
ハウジング３に設けられた吸入ポート４１より流入する
。さらに、ハウジング３の内部には、可動スクロール４
２が固定スクロール４に対して角度をずらして、うず巻
体同士が噛み合うように配置される。可動スクロール４
２は、側板４３とうず巻体４４から成り、反うず巻体側
には、回り止め機構４５が連結されており、自転を規制
されている。さらに側板４３には、円筒状のボス４６が
設けられている。ボス４６の内部には、肉厚の厚い円板
状のプツシ５４７がニードルベアリング４８を介して、
回転自在に嵌合されている。ブツシュ４７は、これと一
体で半径方向に延びた半円板状のカウンタウェイト４９
を有している。プツシ５４７はまた、中心からずれた位
置に、軸方向の偏心孔５０を有し、該偏心孔５０には前
述のシャフト１４の駆動ビン２２が嵌合され、これらブ
ツシュ４７、カウンタウェイト４９、ボス部１８はボル
ト５３によって相対回転不能に一体化されている。この
ようにして、ブツシュ４７の中心とシャフト１４の中心
とは距離Ｒだけ偏心している。従って、可動スクロール
４２の中心はシャフト１４の中心の周りを半径Ｒをもっ
て軌道運動をすることになる。可動スクロール４２の軌
道運動によって、両うず巻体３０．４４間に形成された
流体ポケットが渦巻体に沿って中心の方へ移動して流体
の圧縮が行なわれる。圧縮された流体は、前述の吐出ポ
ート３５より、高圧室３９に吐出される。

実施例の作動において、まず、空調装置等の外部流体回
路より吸入された冷媒は、吸入ポート４１を通り低圧室
４０に流入する。この吸入冷媒は低温でかつ潤滑油を含
んでいる。低圧室４０に流入した吸入冷媒は、両うず巻
体３０，４４の間に流入し、圧縮されて吐出ポート３５
から高圧室３９に吐出されるほかに、回り止め機構４５
、ベアリング１３、スラストベアリンク１５、シャフト
１４、シャフトシール２５、フロントヘッド７の方にも
流入する。後者に流入した吸入冷媒は、各部の冷却およ
び潤滑の働きをする。

シャフト１４が外部動力により、クラッチ側から見て（
第３図）右方向に回転されると、シャフト１４のボス部
１８に設けた貫通孔２１によって、スラストベアリング
１５やシャフトシール２５の内側にある吸入冷媒は遠心
力を受けて軸心から遠ざかる方向へ送られる結果、第１
図中に鎖線で示すような冷媒の流れが生じ、スラストベ
アリング１５、シャフトシール２５、ベアリング１３を
潤滑・冷却する。さらに、この冷媒の流れにより、オイ
ル炭化物のようなシャフトシール２５やベアリング１３
．１５の寿命を低下させる物質が外部に排出され、それ
らに堆積することがない。このようにして、冷媒の局部
的な停滞を解消し、スラストベアリング１５、シャフト
シール２５、ベアリング１３等の発熱を抑え、良好な潤
滑状態を保つことが可能となり、高速で使用してもそれ
らの耐久性を大幅に向上させることが可能となる。

加えて、フロントヘッド７も冷却され、ヘッド７に圧入
固定されたクラッチロータ２６のベアリング５１も冷却
されるので、その耐久性も向上する。

同様に、クラッチステータ２８も冷却され、その内部の
コイル５２も冷却されて、コイル５２の励磁力が増加し
、クラッチの伝達トルクが向上する。冷媒の循環量は、
シャフト１４の回転数に伴い増大するため、回転数増に
伴い増大する各部の発熱にも対応することができ、高回
転域においても充分その効果を発揮することが可能であ
る。

なお、図示実施例のように貫通孔２１の吸込端がシャフ
トシール２５の付近に開口しているときは、貫通孔２１
のポンプ作用によってシャフトシール２５の付近の圧力
が低下するから大気圧との圧力差が小さくなり、この部
分から冷媒が大気中に洩れ難くなるという実施例の効果
があるが、貫通孔２１の傾斜方向は、前方に向うに従い
シャフトの軸心から遠ざかる゛ようにすることもできる
。また、図示実施例は貫通孔２１は４個設けられている
が、その数は１個〜数個とすることができる。もし１個
とするときは、バランスウェイト１９の反対側に設ける
とよく、それによってバランスウェイト１９を軽量、小
型化することが可能になる。さらに、貫通孔２１はボス
部１８の周縁に設けた切欠きであってもよい。

〔発明の効果〕

本発明の構成により、圧縮機内部の潤滑、冷却の難しい
部分へも被圧縮流体の積極的な循環が行われ、流体によ
ってベアリングやシールなどが冷却されると共に、流体
に混入されている潤滑油等によってベアリングが潤滑さ
れるので、増速使用される場合でも過熱、オイル切れ等
によるトラブルを発生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例を示す圧縮機の縦断面図、第２図はシャ
フトとそのボス部等を示す正面図、第３図は第２図の左
側面図、第４図は第２図の右側面図、第５図はシャフト
のボス部の断面図である。 １・・・圧縮機、　　　　　２・・・サイドプレート、
３・・・ハウジング、　　　　４・・・固定スクロール
、５・・・リヤヘッド、　　　　６・・・ケーシング、
７・・・フロントヘッド、　　８・・・ボルト、９　、
１０．１１．１２・・・０リング、１３・・・ベアリン
グ、１４・・・シャフト、１５・・・スラストベアリン
グ、 １６・・・クラッチハブ、　　１７・・・ボルト、１８
・・・シャフトのボス部、１９・・・バランスウェイト
、２０・・・ボルト、　　　’　　　２１．２１’・・
・貫通孔、２２・・・駆動ピン、　　　　２３．２４・
・・円筒状ボス部、２５・・・シャフトシール、２６・
・・クラッチロータ、２７・・・締結部品、　　　　２
８・・・クラッチステータ、２９・・・側板、 ３１・・・突出部、 ３３・・・ボルト、 ３５・・・吐出ポート、 ３７・・・ストッパ、 ３９・・・高圧室、 ４１・・・吸入ポート、 ４３・・・側板、 ４５・・・回り止め機構、 ４７・・・ブツシュ、 ４８・・・ニードルベアリ ４９・・・カウンタウェイ ５１・・・ベアリング、 ５３・・・ボルト。 ３０・・・うず巻体、 ３２・・・内壁面、 ３４・・・銅ワッシャ、 ３６・・・吐出弁、 ３８・・・ボルト、 ４０・・・低圧室、 ４２・・・可動スクロール、 ４４・・・うず巻体、 ４６・・・ボス、 ング、 ト、５０・・・偏心孔、 ５２・・・コイル、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ハウジングとその前後の開口部に一体化されるサイド
   プレート及びリヤヘッドからなり吸入ポートと吐出ポー
   トを有するケーシングと、側板上に形成されたうず巻体
   を有し前記ケーシング内部に固定された固定スクロール
   と、同じく側板上に形成されたうず巻体を有し前記固定
   スクロールに対して角度をずらして噛合うように組込ま
   れた可動スクロールと、前記ケーシングに設けられたベ
   アリングによって回転自在に支持されたシャフトと、前
   記シャフトの端部に偏心して支持され前記可動スクロー
   ルに公転運動を与えるブッシュと前記可動スクロールの
   公転のみを許容し自転を阻止する回り止め機構とを有し
   、前記可動スクロールの前記公転運動によって前記二つ
   のうず巻き体の間に形成される密閉空間が容積を減少し
   ながら前記うず巻体の中心方向へ移動して流体の圧縮が
   行われるようになっていると共に、前記シャフトの一部
   に形成されて前記ベアリングの一つに支持されているボ
   ス部には、前記シャフトに対して傾斜する貫通孔が穿設
   されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。