JPH07317668A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スクロール型圧縮機において、圧縮作用を必要
としないときにおける振動等を抑制するとともに駆動源
の動力損失を防止する。 【構成・作用】外部信号により開閉弁１９がトロコイド
ポンプ１８からの吐出油を調整室１３へ吐出させていな
いのであれば、スライダ１２の主体部１２ａが押圧ばね
１４に服して大径部６ａのスライド穴６ｂ内を調整室１
３を縮小するように摺動する。このため、スライダ１２
の偏心ピン１２ｃは軸心Ｏに接近し、公転半径Ｒが縮小
される。偏心ピン１２ｃは、中心線Ｘが軸心Ｏと一致し
ている間、カウンターウエイト２１の長穴２１ａの側壁
を回転方向に押圧しない。このため、圧縮作用を必要と
しないとき、カウンターウェイト２１は駆動軸６が回転
していても回転しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可動スクロールの公転
半径を外部信号により零にでき、これにより駆動軸の回
転が継続されていても実質的に圧縮を行わないようにし
たスクロール型圧縮機の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＵＳＰ５２８２７２８号公報に
は、可動スクロールの公転半径を外部信号により零にで
きるスクロール型圧縮機が開示されている。このスクロ
ール型圧縮機では、ハウジングに固定スクロールが固定
され、固定スクロールは固定側板及び固定渦巻体からな
る。また、ハウジングには駆動プーリをもつ駆動軸が支
承されており、駆動軸には後述する公転半径調整機構を
介して可動側板及び可動渦巻体をもつ可動スクロールが
自転を防止された状態で係留されている。

【０００３】公転半径調整機構は可動スクロールの公転
半径を調整可能になされている。すなわち、公転半径調
整機構では、駆動軸の内端に偏心ピンが軸後方向に突設
され、この偏心ピンには駆動ラグが係合され、駆動ラグ
には駆動ブッシュが径方向に摺動可能に係留されてい
る。駆動ラグと駆動ブッシュとの間では、径方向の一端
側に調整室が形成され、径方向の他端側に押圧ばねが装
備されている。そして、駆動軸にはトロコイドポンプが
装着され、トロコイドポンプは駆動軸の回転によりハウ
ジング内の貯溜油を吸入して調整室に吐出可能になされ
ている。また、ハウジングにはトロコイドポンプから調
整室へ吐出する吐出油を外部信号により停止可能な開閉
弁が装備されている。

【０００４】このスクロール型圧縮機では、駆動プーリ
がエンジン等により駆動されれば、駆動軸が回転される
ため、可動スクロールが公転運動される。このとき、開
閉弁がトロコイドポンプからの吐出油を調整室へ吐出さ
せているのであれば、駆動ブッシュが押圧ばねに抗して
駆動ラグから離反するため、公転半径が拡大される。こ
うして、可動スクロールが固定スクロールとの間に形成
する圧縮室が渦巻き中心方向に移動されて容積を縮小す
るため、このときには駆動軸の回転が継続されている
間、冷媒の圧縮が行われる。

【０００５】逆に、外部信号により開閉弁がトロコイド
ポンプからの吐出油を調整室へ吐出させていないのであ
れば、駆動ブッシュが押圧ばねに服して駆動ラグに接近
するため、公転半径が縮小される。こうして、可動スク
ロールは固定スクロールとの間に圧縮室を形成しなくな
るため、このときには駆動軸の回転が継続されていても
冷媒の圧縮は行われない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記スクロー
ル型圧縮機では、可動スクロールの公転時のアンバラン
スを吸収するためのカウンターウェイトが駆動軸に固定
されているため、可動スクロールの公転半径が縮小され
ている間でもカウンターウェイトは駆動軸の回転と同期
して回転されることとなる。

【０００７】このため、圧縮作用を必要としないときで
も、駆動軸が回転している間、実際には可動スクロール
の公転によるアンバランスがないにもかかわらずカウン
ターウェイトが回転されることで、かえってアンバラン
スが生じ、スクロール型圧縮機に振動等を生じることと
なる。また、圧縮作用を必要としないとき、駆動源たる
エンジン等は常時駆動軸とともにカウンターウェイトも
回転させなければならないことから、駆動源の動力損失
を生じてしまう。

【０００８】本発明は、スクロール型圧縮機において、
圧縮作用を必要としないときにおける振動等を抑制する
とともに駆動源の動力損失を防止することを解決すべき
課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１のスクロール型
圧縮機は、ハウジングと、固定側板及び固定渦巻体を有
して該ハウジングに固定された固定スクロールと、該ハ
ウジングに支承された駆動軸と、可動側板及び可動渦巻
体を有し、自転防止機構により自転が防止されて該固定
スクロールと噛合可能な可動スクロールと、該駆動軸に
装備されたカウンターウェイトと、該可動スクロールの
公転半径を調整する公転半径調整機構とを備え、該駆動
軸の回転が該可動スクロールの公転運動に変換され、こ
れにより該固定スクロールとの間に形成される圧縮室が
渦巻き中心方向に移動されて容積を縮小するスクロール
型圧縮機において、前記公転半径調整機構は、前記駆動
軸の内端に形成された大径部と、該大径部に径方向に延
在して形成された有底状のスライド穴と、該スライド穴
に摺動可能に嵌挿された主体部及び該主体部から軸心方
向に突出し、軸受を介して前記可動スクロールを支承す
る円柱状の偏心ピンとからなるスライダと、該スライド
穴の底部と該主体部との間に形成された調整室と、該主
体部を該調整室側に付勢する押圧ばねと、該駆動軸に装
着されて前記ハウジング内の貯溜油を吸入して該調整室
に吐出可能なオイルポンプと、該オイルポンプから該調
整室へ吐出する吐出油を外部信号により停止可能な開閉
弁とからなり、該大径部の内端には軸心と同心の円筒状
のボス部が突設され、前記カウンターウェイトは該ボス
部との間に軸受を介して支承され、該カウンターウェイ
トには該偏心ピンの軸心から公転半径までの径方向の移
動を許容する長穴が貫設されていることを特徴とする。

【００１０】請求項２のスクロール型圧縮機では、請求
項１のスクロール型圧縮機において、駆動軸は駆動プー
リにより駆動源と直結されていることを特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１記載のスクロール型圧縮機では、外部
信号により開閉弁がオイルポンプからの吐出油を調整室
へ吐出させているのであれば、スライダの主体部が押圧
ばねに抗して大径部のスライド穴内を調整室を拡大する
ように摺動するため、スライダの偏心ピンは軸心から離
反し、公転半径が拡大される。こうして、可動スクロー
ルが固定スクロールとの間に形成する圧縮室が渦巻き中
心方向に移動されて容積を縮小するため、このときには
駆動軸の回転が継続されている間、冷媒の圧縮が行われ
る。

【００１２】逆に、外部信号により開閉弁がオイルポン
プからの吐出油を調整室へ吐出させていないのであれ
ば、スライダの主体部が押圧ばねに服して大径部のスラ
イド穴内を調整室を縮小するように摺動するため、スラ
イダの偏心ピンは軸心に接近し、公転半径が縮小され
る。こうして、可動スクロールは固定スクロールとの間
に圧縮室を形成しなくなるため、このときには駆動軸の
回転が継続されていても冷媒の圧縮は行われない。

【００１３】ここで、カウンターウェイトは大径部に形
成されたボス部との間に軸受を介して支承され、偏心ピ
ンの径方向の移動を許容する長穴が貫設されているた
め、偏心ピンが軸心から離反したり、軸心に接近したり
して径方向に移動しても移動しない。そして、偏心ピン
は、中心線が軸心から離反している間、カウンターウェ
イトの長穴の側壁を回転方向に押圧する。こうして、圧
縮作用を必要とするとき、カウンターウェイトは駆動軸
の回転と同期して回転し、可動スクロールの公転時のア
ンバランスを吸収する。

【００１４】逆に、偏心ピンは、中心線が軸心と一致し
ている間、カウンターウェイトの長穴の側壁を回転方向
に押圧しない。こうして、圧縮作用を必要としないと
き、つまり可動スクロールの公転半径が零になっている
間は、カウンターウェイトは駆動軸が回転していても回
転しないこととなる。このため、このときにはカウンタ
ーウェイトが回転されず、スクロール型圧縮機に振動等
が生じにくく、駆動源の動力損失も防止される。

【００１５】請求項２記載のスクロール型圧縮機では、
駆動軸が駆動プーリにより駆動源と直結されているた
め、駆動軸は駆動源が運転されている限り駆動されるこ
ととなる。このとき、このスクロール型圧縮機では、外
部信号により圧縮作用をしないこととすれば、冷房過剰
等を防止できる。また、こうして、従来の電磁クラッチ
を省略することができるため、電磁クラッチの断接時に
おける例えば車両の運転フィーリングの悪化を防止でき
るとともに、重量減、消費電力減少、燃費良化等が得ら
れる。

【００１６】

【実施例】以下、請求項１、２を具体化した実施例を図
面を参照しつつ説明する。このスクロール型圧縮機で
は、図１に示すように、ハウジング１に外部冷凍回路と
接続される吸入口２ａ及び吐出口２ｂが形成され、ハウ
ジング１内には吐出口２ｂ側に固定スクロール３が固定
されている。固定スクロール３は固定側板３ａと、この
固定側板３ａの前方にインボリュート曲線等により突設
された固定渦巻体３ｂとからなり、固定側板３ａとハウ
ジング１とにより吐出口２ｂと連通する吐出室Ｄが形成
されている。固定側板３ａのほぼ中心には吐出室Ｄと連
通する吐出ポート３ｃが貫設されており、吐出ポート３
ｃはリテーナ３０により開度が規制された状態で図示し
ない吐出弁で閉塞されている。

【００１７】また、ハウジング１には軸受４及び軸封装
置５を介して軸心Ｏを中心に回転可能に駆動軸６が支承
されており、駆動軸６にはハウジング１との間に軸受７
を介して駆動プーリ８が固定されている。駆動軸６には
後述する公転半径調整機構９を介して可動スクロール１
０が係留されている。可動スクロール１０は可動側板１
０ａと、この可動側板１０ａの後方にインボリュート曲
線等により突設された可動渦巻体１０ｂとからなり、可
動側板１０ａ側にはハウジング１とともに吸入口２ａと
連通する吸入室Ｓが形成されている。ハウジング１には
可動側板１０ａと対面して固定リング３１が固定されて
おり、固定リング３１と可動側板１０ａとの間にはオル
ダム継手３２が設けられている。これら固定リング３１
及びオルダム継手３２が自転防止機構を構成している。

【００１８】公転半径調整機構９は可動スクロール１０
の公転半径Ｒを調整可能になされている。すなわち、公
転半径調整機構９では、図３にも示すように、駆動軸６
の内端に大径部６ａが一体的に形成されており、大径部
６ａはハウジング１との間に軸受１１を介して支承され
ている。大径部６ａには径方向に延在する有底円柱状の
スライド穴６ｂが凹設されており、このスライド穴６ｂ
には円柱状の主体部１２ａが摺動可能に嵌挿されてい
る。主体部１２ａの底部側面に凹設されたリング溝には
シール１２ｂが装備されている。この主体部１２ａには
軸心方向に中心線をＸとする円柱状の偏心ピン１２ｃが
突出されており、主体部１２ａと偏心ピン１２ｃとによ
りスライダ１２が構成されている。スライド穴６ｂの底
部とスライダ１２の主体部１２ａとの間には調整室１３
が形成され、主体部１２ａは調整室１３側に押圧ばね１
４により付勢されている。大径部６ａにはスライダ１２
の偏心ピン１２ｃを案内すべくスライド穴６ｂにガイド
穴６ｃが径方向に延在されており、偏心ピン１２ｃはラ
ジアル軸受１５を介して可動側板１０ａに突設されたボ
ス部１０ｃを支承している。

【００１９】さらに、公転半径調整機構９では、図１に
示すように、駆動軸６には大径部６ａと前方で当接して
小歯車１６が固定されており、この小歯車１６の外域に
はハウジング１と摺動可能に大歯車１７が装備されてい
る。これら小歯車１６及び大歯車１７がオイルポンプと
してのトロコイドポンプ１８を構成している。トロコイ
ドポンプ１８の小歯車１６及び大歯車１７により形成さ
れる吸引域及び吐出域は、ハウジング１の内底部と通路
１８ａ、１８ｂにより連通されており、吐出域からハウ
ジング１の内底部に至る通路１８ｂの途中には図示しな
いソレノイドにより通路１８ｂを開閉する開閉弁１９が
設けられている。また、トロコイドポンプ１８の吐出域
は調整室１３の底部と通路１８ｃにより連通されてお
り、調整室１３の上部は通路１８ｄにより吸入室Ｓと連
通されている。

【００２０】また、大径部６ａの内端には、図３にも示
すように、軸心Ｏと同心の円筒状のボス部６ｄが形成さ
れており、このボス部６ｄ内には軸受２０を介してカウ
ンターウェイト２１が支承されている。カウンターウェ
イト２１には偏心ピン１２ｃの軸心Ｏから公転半径Ｒま
での径方向の移動を許容する長穴２１ａが貫設されてい
る。

【００２１】以上のように構成されたこのスクロール型
圧縮機では、駆動プーリ８が図示しないベルトにより車
両のエンジンに直結される。このため、駆動軸６はエン
ジンが運転されている限り駆動されることとなる。この
間、図１に示すように、トロコイドポンプ１８において
小歯車１６が駆動軸６とともに回転し、ハウジング１の
内底部に貯溜された冷媒中の潤滑油を吸引域に吸入して
いる。ここで、車室内が暑い等により、乗員がエアコン
のスイッチをＯＮすれば、開閉弁１９が通路１８ｂを閉
鎖する。このため、高圧化された潤滑油は、吐出域から
通路１８ｂを戻ることができず、通路１８ｃを経て調整
室１３内に吐出される。このため、スライダ１２の主体
部１２ａが押圧ばね１４に抗して大径部６ａのスライド
穴６ｂ内を調整室１３を拡大するように摺動し、スライ
ダ１２の偏心ピン１２ｃは軸心Ｏから離反する。スライ
ダ１２がスライド穴６ｂ内をある程度摺動すれば、調整
室１３は通路１８ｄにより吸入室Ｓと連通するため、そ
れ以上のスライダ１２の摺動は規制される。これによ
り、公転半径Ｒが確保される。こうして、可動スクロー
ル１０が固定スクロール３との間に形成する圧縮室が渦
巻き中心方向に移動されて容積を縮小する。このため、
このときには駆動軸６の回転が継続されている間、冷媒
の圧縮が行われる。つまり、外部冷凍回路から吸入口２
ａを経て吸入された冷媒は吸入室Ｓから圧縮室に吸入さ
れ、圧縮された吐出ポート３ｃより吐出室Ｄに吐出さ
れ、吐出口２ｂから外部冷凍回路に循環される。こうし
て、車室内が冷房される。

【００２２】逆に、車室内は暑くない等により、乗員が
エアコンのスイッチをＯＦＦすれば、開閉弁１９が通路
１８ｂを開放する。このため、高圧化された潤滑油は吐
出域から通路１８ｂを経てハウジング１の内底部に戻
り、通路１８ｃから調整室１３内には吐出されない。こ
のため、図２に示すように、スライダ１２の主体部１２
ａが押圧ばね１４に服して大径部６ａのスライド穴６ｂ
内を調整室１３を縮小するように摺動し、偏心ピン１２
ｃは軸心Ｏに接近する。スライダ１２がスライド穴６ｂ
内をある程度摺動すれば、偏心ピン１２ｃがガイド穴６
ｃの端部と当接するため、それ以上のスライダ１２の摺
動は規制される。これにより、公転半径Ｒが零にされ
る。こうして、可動スクロール１０は固定スクロール３
との間に圧縮室を形成しなくなるため、このときには駆
動軸６の回転が継続されていても冷媒の圧縮は行われな
い。こうして、車室内は冷房されない。

【００２３】また、このスクロール型圧縮機では、エン
ジンの起動時に開閉弁１９が通路１８ｂを開放するよう
にすれば、起動時のショックも緩和される。ここで、カ
ウンターウェイト２１は大径部６ａに形成されたボス部
６ｄとの間に軸受２０を介して支承され、偏心ピン１２
ｃの径方向の移動を許容する長穴２１ａが貫設されてい
るため、偏心ピン１２ｃが軸心Ｏから離反したり、軸心
Ｏに接近したりして径方向に移動しても移動しない。

【００２４】そして、偏心ピン１２ｃは、図４（Ａ）に
示すように、中心線Ｘが軸心Ｏから離反している間、カ
ウンターウエィト２１の長穴２１ａの側壁を回転方向に
押圧する。こうして、圧縮作用を必要とするときには、
カウンターウェイト２１は駆動軸６の回転と同期して回
転し、可動スクロール１０の公転時のアンバランスを吸
収する。

【００２５】逆に、偏心ピン１２ｃは、図４（Ｂ）に示
すように、中心線Ｘが軸心Ｏと一致している間、カウン
ターウェイト２１の長穴２１ａの側壁を回転方向に押圧
しない。こうして、圧縮作用を必要としないとき、つま
り可動スクロール１０の公転半径Ｒが零になっている間
は、カウンターウェイト２１は駆動軸６が回転していて
も回転しないこととなる。このため、このときにはカウ
ンターウェイト２１が回転されず、スクロール型圧縮機
に振動等が生じにくく、駆動源の動力損失も防止され
る。

【００２６】したがって、このスクロール型圧縮機で
は、圧縮作用を必要としないときには、振動等を抑制で
きるとともに、エンジンの動力損失を防止することがで
きる。また、このスクロール型圧縮機では、外部信号に
より圧縮作用をしないこととすれば、冷房過剰等を防止
できるため、従来の電磁クラッチを省略することができ
る。このため、電磁クラッチの断接時における例えば車
両の運転フィーリングの悪化を防止できるとともに、重
量減、消費電力減少、燃費良化等が得られる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のスクロー
ル型圧縮機では、各請求項記載の構成を採用しているた
め、圧縮作用を必要としないときには、振動等を抑制で
きるとともに、駆動源の動力損失を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のスクロール型圧縮機に係り、圧縮作用
中の状態を示す縦断面図である。

【図２】実施例のスクロール型圧縮機に係り、非圧縮作
用中の状態を示す縦断面図である。

【図３】実施例のスクロール型圧縮機の要部を示す分解
斜視図である。

【図４】実施例のスクロール型圧縮機に係り、（Ａ）は
圧縮作用中の偏心ピンとカウンターウェイトとの関係を
示す正面図、（Ｂ）は非圧縮作用中の偏心ピンとカウン
ターウェイトとの関係を示す正面図である。

【符号の説明】

１…ハウジング ３…固定スクロール ３ａ
…固定側板 ３ｂ…固定渦巻体 ６…駆動軸 １０
…可動スクロール １０ａ…可動側板 １０ｂ…可動渦巻体 ３
１、３２…自転防止機構 ２１…カウンターウェイト ９…公転半径調整機構 ６ａ…大径部 ６ｂ…スライド穴 １２
…スライダ １２ａ…主体部 １２ｃ…偏心ピン １５
…軸受 １３…調整室 １４…押圧ばね １８…トロコイドポンプ（オイルポンプ） １９
…開閉弁 ６ｄ…ボス部 ２０…軸受 Ｏ…
軸芯 Ｒ…公転半径 ２１ａ…長穴 ８…
駆動プーリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングと、固定側板及び固定渦巻体を
   有して該ハウジングに固定された固定スクロールと、該
   ハウジングに支承された駆動軸と、可動側板及び可動渦
   巻体を有し、自転防止機構により自転が防止されて該固
   定スクロールと噛合可能な可動スクロールと、該駆動軸
   に装備されたカウンターウェイトと、該可動スクロール
   の公転半径を調整する公転半径調整機構とを備え、該駆
   動軸の回転が該可動スクロールの公転運動に変換され、
   これにより該固定スクロールとの間に形成される圧縮室
   が渦巻き中心方向に移動されて容積を縮小するスクロー
   ル型圧縮機において、 前記公転半径調整機構は、前記駆動軸の内端に形成され
   た大径部と、該大径部に径方向に延在して形成された有
   底状のスライド穴と、該スライド穴に摺動可能に嵌挿さ
   れた主体部及び該主体部から軸心方向に突出し、軸受を
   介して前記可動スクロールを支承する円柱状の偏心ピン
   とからなるスライダと、該スライド穴の底部と該主体部
   との間に形成された調整室と、該主体部を該調整室側に
   付勢する押圧ばねと、該駆動軸に装着されて前記ハウジ
   ング内の貯溜油を吸入して該調整室に吐出可能なオイル
   ポンプと、該オイルポンプから該調整室へ吐出する吐出
   油を外部信号により停止可能な開閉弁とからなり、該大
   径部の内端には軸心と同心の円筒状のボス部が突設さ
   れ、前記カウンターウェイトは該ボス部との間に軸受を
   介して支承され、該カウンターウェイトには該偏心ピン
   の軸心から公転半径までの径方向の移動を許容する長穴
   が貫設されていることを特徴とするスクロール型圧縮
   機。
2. 【請求項２】駆動軸は駆動プーリにより駆動源と直結さ
   れていることを特徴とする請求項１記載のスクロール型
   圧縮機。