JPH09133086A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

スクロール型圧縮機

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JPH09133086A
JPH09133086A JP7292784A JP29278495A JPH09133086A JP H09133086 A JPH09133086 A JP H09133086A JP 7292784 A JP7292784 A JP 7292784A JP 29278495 A JP29278495 A JP 29278495A JP H09133086 A JPH09133086 A JP H09133086A
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JP
Japan
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scroll
bearing
movable scroll
circular hole
elastic member
Prior art date
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Pending
Application number
JP7292784A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikio Matsuda
三起夫 松田
Naoharu Konaga
直治 小長
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09133086A publication Critical patent/JPH09133086A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/06Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クランクシャフトやクランクピン等の加工誤
差、組付け誤差によるクランク偏心量のばらつきを吸収
して円滑な運転が可能なスクロール型圧縮機を提供する
こと。 【解決手段】 可動スクロール2の端板2bに面するフ
ロントハウジング1の端面1aには複数の軸方向円形穴
16が形成され、円形穴16には弾性部材15を介して
軸受14が配設される。そして、可動スクロール2が駆
動されると、クランクシャフト4とクランクピン13の
クランク偏心量が等しいため可動スクロール2は自転を
防止されて公転運動する。このとき、クランクシャフト
4やクランクピン13等の加工誤差、組付け誤差による
クランク偏心量のばらつきは、弾性部材15により吸収
されるため、可動スクロールは円滑な公転運動を実現す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば燃料電池シ
ステムの空気圧縮に用いて好適なスクロール型圧縮機に
係り、特に、シャフトやクランクピン等の加工誤差、組
付け誤差によるクランク偏心量のばらつきを吸収して円
滑な運転が可能であり且つ構成部材の摺動面の焼き付き
等の不具合の発生をも防止することができるスクロール
型圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のスクロール型圧縮機においては、
可動スクロールの自転防止とスラスト荷重の支持を複数
の綱球とプレートの組み合わせやオルダムリングなどに
よって行っている。しかし燃料電池システムなどに用い
る場合、吐出空気への潤滑オイル混入を防ぐため潤滑オ
イルを少なくする必要があり、複数の綱球を用いる構成
では綱球に作用する面圧が高いことから綱球のフレーキ
ング、また、オルダムリングを用いる構成ではハウジン
グ、オルダムリング、可動スクロール端板の摺動が大き
いため摺動面の焼き付きなど不具合が発生する恐れがあ
る。
【0003】また、従来のスクロール型圧縮機において
は、自転防止機構に公転半径を調整する機構を有してい
ないため、また、軸受、クランクピン等は堅固に支持さ
れているため、シャフトやクランクピン、可動スクロー
ルの加工誤差、組付け誤差により軸受やシャフト、可動
スクロール等に過大な荷重が作用し、耐久性の劣化を招
来させることがある。また、誤差が非常に大きい場合
は、スクロール圧縮機の円滑な運転ができなくなるばか
りでなく、ひいては可動スクロールや渦巻体の破損に至
る恐れがある。
【0004】可動スクロールの下側に同心状に補助部材
を設け、可動スクロールが温度上昇のために半径方向に
膨張拡大すると、可動スクロールは補助部材と相対移動
し自転防止機構に影響を与えないようにしたスクロール
圧縮機が米国特許第5253989号明細書に記載され
ている。また、可動スクロールと固定スクロールとが平
行になるように又は軸心が一致するように調整するため
の調整装置を備えたスクロール圧縮機が米国特許第53
91065号明細書に記載されている。さらに、対向し
ている複数個の円形の穴と、それらの間に支持される複
数個の球体からなる一般的な自転防止機構の代わりに、
対向しているそれらの端面の間に比較的小さなクランク
軸状のものを設けたスクロール型圧縮機が、ドイツ特許
公開第3729319号明細書に記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来のスクロール型圧縮機においても、自転防止機構
に公転半径を調整する機構を有していないため、また、
軸受、クランクピン等は堅固に支持されているため、シ
ャフトやクランクピン、可動スクロールの加工誤差、組
付け誤差により軸受やシャフト、可動スクロール等に過
大な荷重が作用し、耐久性の劣化を招来させることがあ
る。また、誤差が非常に大きい場合は、スクロール圧縮
機の円滑な運転ができなくなるばかりでなく、ひいては
可動スクロールや渦巻体の破損に至る恐れがある。
【0006】本発明は、従来技術の有する叙上の問題点
に鑑みて創出されたものであり、本発明の第1の目的
は、クランクシャフトやクランクピン等の加工誤差、組
付け誤差によるクランク偏心量のばらつきを吸収して円
滑な運転が可能なスクロール型圧縮機を提供することで
ある。また、本発明の第2の目的は構成部材の摺動面の
焼き付き等の不具合の発生を防止することができるスク
ロール型圧縮機を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記第1の課題を解決す
るために請求項1記載の手段を採用することができる。
この手段によると、クランクシャフトやクランクピン等
の加工誤差、組付け誤差によるクランク偏心量のばらつ
きをフロントハウジング端面の円形穴と軸受との間又は
可動スクロール端面の円形穴と軸受との間の少なくとも
いずれか一方に介在配置された弾性部材にて吸収するた
め、可動スクロールの円滑な運動が可能となる。また、
上記第1の課題を解決するために請求項3記載の手段を
採用することができる。この手段によると、クランクシ
ャフトやクランクピン等の加工誤差、組付け誤差による
クランク偏心量のばらつきを第1のピン部外周又は第2
のピン部外周の少なくともいずれか一方に配置された弾
性部材にて吸収するため、可動スクロールの円滑な運動
が可能となる。
【0008】さらに、上記第2の課題を解決するために
請求項6記載の手段を採用することができる。この手段
によると、自転防止機構の構成要素であるグリス封入さ
れた軸受により、可動スクロールに作用するスラスト荷
重は支持され、且つ摺動する部位はないため、焼き付き
等の不具合の発生を防止することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の第1実施形態を図1,2
及び図3に基づいて説明する。図1は本発明のスクロー
ル型圧縮機の第1実施形態を示す縦断正面図であり、図
2はフロントハウジングの円形穴に波板状のばね部材を
介して軸受が配設されている状態を示す正面図であり、
図3はクランクピンの斜視図である。図において、フロ
ントハウジング1の中央孔に保持された軸受6にはクラ
ンクシャフト4が回転自在に支持され、クランクシャフ
ト4には回転軸より公転半径Rkだけ偏心してボス部4
aが形成されている。クランクシャフト4には偏心部分
に作用する遠心力を相殺するためのバランスウエイト8
が一体的に取付けられ可動スクロール2の動的バランス
を取っている。可動スクロール2の下端には軸受7が配
設されクランクシャフト4のボス部4aが回転自在に係
合している。従って、クランクシャフト4の回転を受け
可動スクロール2は公転運動を行うことになる。固定ス
クロール3の端板には可動スクロール2の端板上に形成
された渦巻き状ラップ2aと噛合い1個以上の三日月形
の作動室を形成する渦巻き状ラップ3aと、周面には圧
縮すべき空気を吸入する吸入口9と、上部には圧縮空気
を吐出す吐出口10が形成されており、可動スクロール
2の公転運動に伴い空気を吸入、圧縮、吐出する。ま
た、固定スクロール3はボルト11によりフロントハウ
ジング1に固定されている。
【0010】可動スクロール2の端板2bに面するフロ
ントハウジング1の端面1aには、複数の軸方向の円形
穴16が円周方向に均等に配分して設けられており、図
2に示されるように、円形穴16には弾性部材、好まし
くは波板状のばね部材15を介して軸受14が配設され
ている。より詳しくは、円形穴16の内周と軸受14の
外周との間には弾性部材、好ましくは波板状のばね部材
15が介在配設されている。軸受14と同数のクランク
ピン13には、図3に示されるように、ピン部13aと
13bが板部13cに公転半径Rk偏心した位置に反対
向きになるよう形成され、ピン部13bは軸受14に回
転自在に支持されている。可動スクロール2の端板2b
の複数の軸方向穴には、クランクピン13のピン部13
aを回転自在に支持する軸受12が軸受14と同じ数だ
け且つ軸受14と対をなし相対的に同じ位置関係となる
よう配設されており、偏心したクランクピン13により
可動スクロール2の自転を防止している。ここで、軸受
6,7,12,14はグリスが封入された軸受もしくは
セラミック球などを用いたドライ軸受とし、また、軸受
12,14は可動スクロール2に作用するスラスト荷重
を支持できるように、例えば深溝球軸受などにすると好
適である。
【0011】次に、本発明の第1実施形態の作用につい
て説明する。スクロール型圧縮機は、クランクシャフト
4によって駆動されることにより可動スクロール2がク
ランクシャフト4の回りに公転すると、同時に可動スク
ロール2には自転トルクが作用してそれ自体の中心の回
りに回転しようとする。しかしながら、クランクシャフ
ト4とクランクピン13のクランク偏心量が等しいこと
から可動スクロール2の自転は防止され、可動スクロー
ル2はクランク偏心量に等しい公転半径Rkで公転運動
をする。そして、可動スクロール2の渦巻状ラップ2a
と固定スクロール3の渦巻状ラップ3aとの噛み合いに
よって形成される三日月状の作動室は、外周部から次第
に中心部へ移動しながら容積を連続的に縮小させる。そ
れによって圧縮すべき空気を圧縮することができる。
【0012】そして、シャフトやクランクピン等の加工
誤差や組付け誤差によるクランク偏心量のばらつきは、
軸受14の外周と円形穴16の内周との間に介在配設さ
れた弾性部材、好ましくは波板状のばね部材15により
吸収されるため、組付け時において問題が起きることは
なく、また、運転時においても可動スクロール2の円滑
な公転運動を実現することができる。また、可動スクロ
ール2に作用するスラスト荷重はクランクピン13を介
して軸受12,14で支持することができ、且つ、摺動
する部位はないため、軸受12,14を適当に選択する
ことにより潤滑オイルが少ない、もしくは、無い場合に
おいても焼き付き等の不具合が発生することもない。
【0013】本発明のスクロール型圧縮機の第2実施形
態を図4に示す。図4は本発明の第2実施形態を示す縦
断正面図である。図において、可動スクロール2の端板
2bには、複数の軸方向の円形穴18が円周方向に均等
に配分して設けられており、円形穴18には弾性部材、
好ましくは波板状のばね部材17を介して軸受12が配
設されている。より詳しくは、円形穴18の内周と軸受
12の外周との間には弾性部材、好ましくは波板状のば
ね部材17が介在配設されている。なお、第1実施形態
及び第2実施形態においては軸受14,12のいずれか
一方を波板状のばね部材を介して円形穴に配設する構成
としたが、軸受14,12の両方とも波板状のばね部材
を介して配設する構成としてもよい。
【0014】本発明の第3実施形態を図5に示す。第1
及び第2実施形態においては偏心量のばらつきを吸収す
るために波板状のばね部材を配設したが、本実施形態は
波板状のばね部材の替りに弾性部材、例えばリング状の
ゴム部材19を配設したものである。
【0015】本発明の第4実施形態を図6に示す。第1
実施形態においては、軸受14の外周に波板状のばね部
材15を介在配設して該軸受14を円形穴16に配設す
る構成としたが、本実施形態においてはクランクピン1
3のピン部20の外周に、波板状のばね部材21を介し
て第1実施形態のピン部13bの外径と等しい外径を有
するリング22が配設されている。なお、ピン部13a
もしくはピン部13a,13bの両方を本実施形態と同
様の構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスクロール型圧縮機の第1実施形態を
示す縦断面図である。
【図2】フロントハウジングの円形穴内周に波板状のば
ね部材を介して軸受が配設されている状態を示す正面図
である。
【図3】クランクピンの斜視図である。
【図4】本発明の第2実施形態を示す縦断正面図であ
る。
【図5】本発明の第3実施形態の要部を示す斜視図であ
る。
【図6】本発明の第4実施形態の要部を示す一部断面正
面図である。
【符号の説明】
1…フロントハウジング 2…可動スクロール 2b…端板 3…固定スクロール 4…クランクシャフト 6,7,12,14…軸受 13…クランクピン 13a,13b,20…ピン部 15,17,21…(波板状の)ばね部材 19…(リング状の)ゴム部材 22…リング

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 端板上に渦巻体が形成された固定スクロ
    ールと、前記固定スクロールと中心をずらして噛み合う
    ように組み込まれ前記端板と異なる端板上に渦巻体が形
    成された可動スクロールと、フロントハウジングと、前
    記フロントハウジングに回転自在に支持され回転軸から
    所定量偏心してクランク部を有するクランクシャフト
    と、前記可動スクロールの公転のみを許容し自転を阻止
    する自転防止機構を有し、該自転防止機構は、上記フロ
    ントハウジング端面の円形穴に配設された第1の軸受
    と、上記可動スクロールの端板端面の円形穴に配設され
    た第2の軸受と、第1の軸受に回転自在に係合する第1
    のピン部と、第2の軸受に回転自在に係合する第2のピ
    ン部と、第1のピン部と第2のピン部が上記クランクシ
    ャフトのクランク部の偏心量と略等しい距離だけ離れて
    反対方向に形成されているクランクピンとからなるスク
    ロール型圧縮機において、 上記フロントハウジング端面の円形穴又は上記可動スク
    ロール端面の円形穴の少なくともいずれか一方には弾性
    部材を介して上記軸受が配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】 上記弾性部材は、上記フロントハウジン
    グ端面の円形穴の内周と上記第1の軸受の外周との間又
    は上記可動スクロール端面の円形穴の内周と上記第2の
    軸受の外周との間の少なくともいずれか一方に介在配設
    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。
  3. 【請求項3】 上記第1のピン部外周又は上記第2のピ
    ン部外周の少なくともいずれか一方に弾性部材が配設さ
    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。
  4. 【請求項4】 上記弾性部材は、波板状のばね部材であ
    ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載
    のスクロール型圧縮機。
  5. 【請求項5】 上記弾性部材は、リング状のゴム部材で
    あることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記
    載のスクロール型圧縮機。
  6. 【請求項6】 上記全ての軸受にグリスが封入されてい
    ることを特徴とする請求項1又は2記載のスクロール型
    圧縮機。
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