JPH0631623B2

JPH0631623B2 - スクロ−ル型圧縮機

Info

Publication number: JPH0631623B2
Application number: JP61177103A
Authority: JP
Inventors: 重樹岩波; 稲垣　　光夫; 英顕笹谷
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1986-07-28
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1994-04-27
Anticipated expiration: 2009-04-27
Also published as: JPS6336081A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はスクロール型圧縮機に関するもので、例えば自
動車用空調装置の冷媒圧縮機として使用して有効であ
る。

〔従来の技術〕

近年、エンジンの高性能化に伴い、エンジンの補機類の
高速化が望まれている。そのため、空調装置の冷媒圧縮
機等に用いられるスクロール型圧縮機に関しても高速化
が必要とされている。

スクロール型圧縮機の高速化手段の一例としては、米国
特許2,475,247号明細書の第１図及び第２図に示される
ように、クランクシャフトを２つのスクロール部材に貫
通させ、シャフトの偏心部を２ケ所設け、２つのスクロ
ール部材を両方とも可動としたものが知られている。こ
れは、従来のスクロール型圧縮機のシャフトの偏心部の
半分の偏心量を有する偏心部を２ケ所設け、２つのスク
ロール部材を両方とも可動とすることにより、体格及び
圧縮機容量をほとんど変えることなく、可動部材の軸受
に加わる荷重（遠心力）を半減させることができ、高速
化に対し有効な手段である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような構造のスクロール型圧縮機に
おいては、シャフトが作動室内を貫通しているので、シ
ャフトが障害となってスクロール歯部がシャフト周りま
で巻き込むことができず、シャフト周りにデッドボリュ
ームが生じ、圧縮効率・容積効率の低下をもたらすとい
う問題があった。

また、可動部材の軸受を作動室の軸方向外側に配するの
で、２つの可動スクロール部材の重心間距離が長くな
り、２つの可動スクロール部材に加わる遠心力により圧
縮機に大きなモーメント力が働き、振動が発生したり、
各部の軸受荷重に影響を与えたりするという問題があっ
た。

本発明は以上の様な問題点に鑑みてなされるもので、シ
ャフトがスクロール部材を貫通する構造であって、容積
効率の悪化及び振動発生を防止することができ、かつ高
速化可能なスクロール型圧縮機を提供することを目的と
している。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点を解決するために本発明は次のような技術的
手段を講じた。

すなわち、本発明のスクロール型圧縮機は、ハウジング
と、このハウジング内に設けられ、第１基板とこの第１
基板の一側面に設けられた渦巻状の第１スクロール歯部
とを有する第１スクロール部材と、ハウジング内に設け
られ、第２基板とこの第２基板の一側面に設けられて第
１スクロール歯部と噛合する渦巻状の第２スクロール歯
部とを有する第２スクロール部材と、第１スクロール部
材及び第２スクロール部材の各基板の略中心部を貫通し
てハウジング内に軸支されるとともに外部駆動力を受け
て回転するシャフトとを備え、シャフトの回転に基づ
き、第１スクロール部材と第２スクロール部材とが相対
的に公転運動を行って圧縮仕事をなす圧縮機であって、
第１基板には渦巻状第１スクロール歯部の半径方向内側
端の外側壁から渦巻状第２スクロール歯部の半径方向内
側壁に対向する位置にかけて、渦巻状第１スクロール歯
部の渦巻方向に延出する第１ボス部が、第１基板を貫通
するシャフト周りに設けられている。

また、第２基板にも同様に、渦巻状第２スクロール歯部
の半径方向内側端の外側壁から渦巻状第１スクロール歯
部の半径方向内側端の内側壁に対向する位置にかけて、
渦巻状第２スクロール歯部の渦巻方向に延出する第２ボ
ス部が、第２基板を貫通するシャフト周りに設けられて
いて、第１スクロール部材及び第２スクロール部材は第
１ボス部及び第２ボス部が互いに当接した状態で公転運
動を行い、各スクロール歯部の半径方向内側端部が対向
するボス部の外周面に当接して密封空間が形成される。

〔実施例〕

次に、第１図〜第４図を用いて本発明の第１実施例を説
明する。第１図は本実施例の構成を示す縦断面図、第２
図は第１図のフロント可動スクロール部材２を示す斜視
図、第３図は第１図のリア可動スクロール部材３を示す
斜視図である。

最初に、本実施例の構成を説明する。

第１図において、外部駆動力を受けて回転するクランク
シャフト１０は、フロントハウジング１及びプレート部
材４に各々軸受５、軸受６を介して回転自在に支持され
ている。クランクシャフト１０には、軸心より所定量ρ
だけ偏心した第１偏心部１０ａと、この第１偏心部１０
ａの偏心方向と逆方向に所定量ρだけ偏心した第２偏心
部１０ｂとが設けられている。また、第１偏心部１０ａ
には本実施例の第１スクロール部材であるフロント可動
スクロール部材２が軸受３０を介して軸支され、第２偏
心部１０ｂには本実施例の第２スクロール部材であるリ
ア可動スクロール部材３が軸受４０を介して軸支されい
ている。なお、フロントハウジング１には、プレート部
材４及びリアハウジング７がボルト８により固定されて
いる。

フロント可動スクロール部材２は、第１基板２ａとこの
第１基板２ａの一側面に設けられた第１スクロール歯部
２ｂとからなり、リア可動スクロール部材３も同様に第
２基板３と第２スクロール歯部３ｂとからなる。フロン
ト可動スクロール部材２の第１スクロール歯部２ｂとリ
ア可動スクロール部材３の第２スクロール歯部３ｂとは
噛合しており、シャフト１０の回転に基づき、フロント
可動スクロール部材２が第１偏心部１０ａの回転力を受
け、リア可動スクロール部材３が第２偏心部１０ｂの回
転力を受けることにより、フロント可動スクロール部材
２とリア可動スクロール部材３とは相対的に公転運動を
行う。

また、フロント可動スクロール部材２の第１基板２ａに
は、第２図に示されるように、第１スクロール歯部２ｂ
の半径方向内側端２ｅの外側壁２ｆから、第３図に示さ
れる第２スクロール歯部３ｂの半径方向内側端３ｅの内
側壁３ｇに対向する位置にかけて、第１スクロール歯部
２ｂの渦巻方向に延出する外周面２ｈを有する第１ボス
部２ｃが、第１基板２ｂを貫通するシャフト１０の周り
に設けられている。

この第１ボス部２ｃの肉厚は第１スクロール歯部２ｂの
高さの約半分になっており、第１ボス部２ｃの外周面２
ｈと第１基板２ａとにより溝部２ｄが形成され、この溝
部２ｄ内をリア可動スクロール部材３の第２スクロール
歯部３ｂの内側端３ｅが噛合して公転運動を行う。

一方、リア可動スクロール部材３の第２基板３ａにも同
様に、第３図に示されるように、第２スクロール歯部３
ｂの半径方向内側端３ｅの外側壁３ｆから、第２図に示
される第１スクロール歯部２ｂの半径方向内側端２ｅの
内側壁２ｇに対向する位置にかけて、第２スクロール歯
部３ｂの渦巻方向に延出する外周面３ｈを有する第２ボ
ス部３ｃが、第２基板３ｂを貫通するシャフト１０の周
りに設けられている。

この第２ボス部３ｃの肉厚は第２スクロール歯部３ｂの
高さの約半分になっており、第２ボス部３ｃの外周面３
ｈと第１基板３ａとにより溝部３ｄが形成され、この溝
３ｄ内をフロント可動スクロール部材２の第１スクロー
ル歯部２ｂの内側端２ｅが噛合して公転運動を行う。

さらに、リア可動スクロール部材３の第２ボス部３ｃの
第２スクロール歯部３ｂの内側端３ｅ付近には吐出口３
ｉが穿設されており、この吐出口３ｉを介してスクロー
ル歯部３ｂの内側端３ｅがボス部２ｃの外周部２ｈに当
接することによって形成される密封空間において圧縮さ
れた冷媒ガスが吐出される。

また、リア可動スクロール部材３の溝部３ｄの第１スク
ロール歯部２ｂの内側端３ｅに対応する位置にも吐出口
３ｊが穿設されており、この吐出口３ｊを介して第１ス
クロール歯部２ｂの内側端２ｅがボス部３ｃの外周部３
ｈに当接することによって形成される密封空間において
圧縮された冷媒ガスが吐出される。

上記フロント可動スクロール部材２及びリア可動スクロ
ール部材３は各ボス部２ｃ及び３ｃが互いに当接した状
態で相対的に公転運動し、圧縮仕事を行う。

フロントハウジング１にはスラストプレート１１及びレ
ース２１が固定され、フロント可動スクロール部材２に
はスラストプレート１２及びレース２２が固定されてい
る。このレース２１には円形溝２１ａが設けられてお
り、レース２２にも円形溝２１ａと対向する位置に同一
形状の円形溝２２ａが設けられている。この円形溝２１
ａと円形溝２２ａとの間には剛球９が配されており、レ
ース２１、レース２２及び剛球９によりフロント可動ス
クロール部材２が自転するのを防止している。また、ス
ラストプレート１１、スラストプレート１２及び剛球９
によりフロント可動スクロール部材２に働くスラスト力
（作動室内圧力による図中左方向に働く力）を受けてい
る。

リア可動スクロール部材３についても同様に、スラスト
プレート１３及びレース２３が固定され、プレート部材
４にはスラストプレート１４及びレース２４が固定され
ている。レース２３には円形溝２３ａが設けられてお
り、レース２４にも円形溝２３ａに対向する位置に同一
形状の円形溝２４ａが設けられている。この円形溝２３
ａと円形溝２４ａとの間には剛球９が配されており、レ
ース２３、レース２４及び剛球９によりリア可動スクロ
ール部材３が自転するのを防止している。また、スラス
トプレート１３、スラストプレート１４及び剛球９でリ
ア可動スクロール部材３に働くスラスト力（作動室内圧
力により図中右方向へ働く力）を受けている。

リア可動スクロール部材３の第３図に示される吐出口３
ｉ及び３ｊの位置には、各々、図示されない吐出弁及び
弁押さえが配されており、吐出口３ｉ及び３ｊは吐出弁
及び弁押えを介して吐出室１６に連通している。

吐出室１６は連通孔１７を介して吐出空間１８に連通し
ており、吐出ポート１９は冷凍サイクルの凝縮器（図示
せず）に連通している。また、吸入空間１５には冷凍サ
イクルの蒸発器（図示せず）に連通する吸入ポート（図
示せず）が開口している。

フロントハウジング１とシャフト１０との間には、シャ
フト１０を伝って冷媒が外部に漏洩するのをするのを防
止する軸封装置２０が設けられている。また、プレート
部材４とリア可動スクロール部材３との間には、吐出室
１６から吸入室１５へ冷媒ガスが漏洩するのを防止する
シール部材２５が設けられている。

次に、本実施例の作動について説明する。

第１図において、クランクシャフト１０が外部駆動力を
受けて回転すると、シャフト１０の偏心部１０ａ及び偏
心部１０ｂの周りに配されるフロント可動スクロール部
材２及びリア可動スクロール部材３は、各ボス部２ｃ及
び２ｄが互いに隙間なく当接した状態で、自転運動を防
止されながら相対的に公転運動を行う。

すると、フロント可動スクロール部材２の第１スクロー
ル歯部２ｂとリア可動スクロール部材３の第２スクロー
ル歯部３ｂにより形成される作動室６０に容積変動が生
じ、これによりフロントハウジング１の外周面に形成さ
れる図示されない吸入ポートを介して吸入空間１５へ冷
媒ガスが吸入され、この冷媒ガスは作動室６０内で圧縮
され、吐出口３ｉ及び吐出口３ｊ、吐出室１６、連通孔
１７、吐出空間１８を介して吐出ポート１９より吐出さ
れる。

ここで、スクロール歯部２ｂ及び３ｂが噛合することに
より圧縮仕事が行われるが、この時第１スクロール歯部
２ｂの内側端２ｅが第２ボス部３ｃの外周面３ｈに当接
することにより密封空間が形成され、この密封空間内の
冷媒ガスの圧縮が行われる。また、同様に第２スクロー
ル歯部３ｃの内側端３ｅが第１ボス部２ｃの外周面２ｈ
に当接することにより密封空間が形成され、この密封空
間内の冷媒ガスの圧縮が行われる。

従って、シャフト１０の第１偏心部１０ａ及び第２偏心
部１０ｂの周りに高圧の冷媒ガスを残すことなく吐出口
３ｉ及び３ｊより吐出室１６へ送り出すことができる。

また、圧縮機の回転時には、フロント可動スクロール部
材２及びリア可動スクロール部材３には遠心力が働き、
シャフト１０の第１偏心部１０ａ及び第２偏心部１０ｂ
に各々遠心力が働く。

本実施例では、フロント可動スクロール部材２の軸受３
０及びリア可動スクロール部材３の軸受４０を各々作動
室６０の内径側に配するようにして、フロント可動スク
ロール部材２及びリア可動スクロール部材３の重心間距
離を小さくする構成とした。

従って、第４図に示すように、シャフト１０の第１偏心
部１０ａ及び第２偏心部１０ｂに作用する遠心力をＦ₁
及びＦ₂とすると、重心間距離ｌが小さいので、遠心力
Ｆ₁及び遠心力Ｆ₂によりシャフト１０に発生するモーメ
ント力は小さくなり、結果として軸受５及び軸受６に作
用する荷重が小さくなって圧縮機の振動等に対して非常
に有利となる。

〔発明の作用・効果〕

本発明によれば、両スクロール部材の中心側にそれぞれ
ボス部を設け、このボス部同志が圧縮機運転中に当接し
ているので、シャフト周りのデッドボリュームの発生を
防止することができ、圧縮効率、容積効率を高めること
ができる。

また、両スクロール部材が互いに公転運動を行いながら
圧縮仕事をなしているので、従来のものに比べ各スクロ
ール部材の公転半径を小さいものとすることができ、結
果的に圧縮機全体の小型化を図ることができる。

また、両スクロール部材には、それぞれ遠心力が作用
し、この遠心力によってシャフト上にモーメントが発生
するが、本発明では互いに当接しあうボス部にてシャフ
トの偏心部に支持されているので、上記モーメントの作
用点間距離が小さくなり、結果としてシャフトに作用す
るモーメントが小さくなる。これにより、シャフトを支
える軸受への荷重が小さくなり、圧縮機全体としても振
動が低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の第１実施例に関するもので、
第１図は本実施例の構成を示す縦断面図、第２図は第１
図のフロント可動スクロール部材を示す斜視図、第３図
は第１図のリア可動スクロール部材を示す斜視図、第４
図はシャフトに作用するモーメント力を説明するための
図である。１…フロントハウジング，２…フロント可動スクロール
部材（第１スクロール部材），２ａ…第１基板，２ｂ…
第１スクロール歯部，２ｃ…第１ボス部，３…リア可動
スクロール部材（第２スクロール部材），３ａ…第２基
板，３ｂ…第２スクロール歯部，３ｃ…第２ボス部，７
…リアハウジング，１０…クランクシャフト。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジング(1,7)と、このハウジング(1,7)内に設けられ、第１基板(2a)と、
この第１基板(2a)の一側面に設けられた渦巻状の第１ス
クロール歯部(2b)とを有する第１スクロール部材(2)
と、前記ハウジング(1,7)内に設けられ、第２基板(3a)と、
この第２基板(3a)の一側面に設けられて前記第１スクロ
ール歯部(2b)と噛合する渦巻状の第２スクロール歯部(3
b)とを有する第２スクロール部材(3)と、第１偏心部(10a)及び第２偏心部(10b)を有し、外部駆動
力を受けて回転するシャフト(10)とを備え、前記シャフト(10)の回転に基づき、前記両偏心部(10a,1
0b)の回転を受けて前記第１スクロール部材(2)と前記第
２スクロール部材(3)とのそれぞれが公転運動を行って
圧縮仕事をなすスクロール型圧縮機において、前記第１基板(2a)には、前記渦巻状第１スクロール歯部
(2b)の半径方向内側端(2e)の外側壁(2f)から、前記渦巻
状第２スクロール歯部(3b)の半径方向内側端(3e)の内側
壁(3g)に対向する位置にかけて、前記渦巻状第１スクロ
ール歯部(2b)の渦巻方向に延出する第１ボス部(2c)が、
前記第１基板(2a)を貫通する前記シャフト(10)の第１偏
心部(10a)の周りに軸受(30)を介して設けられており、前記第２基板(3a)には、前記渦巻状第２スクロール歯部
(3b)の半径方向内側端(3e)の外側壁(3f)から前記渦巻状
第１スクロール歯部(2b)の半径方向内側端(2e)の内側壁
(2g)に対向する位置にかけて、前記渦巻状第２スクロー
ル歯部(3b)の渦巻方向に延出する第２ボス部(3c)が、前
記第２基板(3a)を貫通する前記シャフト(10)の第２偏心
部(10b)の周りに軸受(40)を介して設けられており、前記第１スクロール部材(2)および前記第２スクロール
部材(3)は前記第１ボス部(2c)及び前記第２ボス部(3c)
が互いに当接した状態で公転運動を行い、各スクロール歯部(2b,3b)の半径方向内側端部(2e,3e)
が、それぞれ向かい合うボス部(2c,3c)の外周面(2h,3h)
に当接して圧縮作動空間が形成されることを特徴とする
スクロール型圧縮機。