JPS5865985A - 流体装置 - 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】 本発明は容積式流体装置に関し、特に旋回ピストン式流
体圧縮装置における旋回駆動用主軸の支持構造に関する
。

この種流体圧縮装置の代表例としては、一枚の板上にう
ず巻体を設けた一対のスクロール部材を。

両うず巻体の角度をずらせて互いにかみ合せて重ね９両
スクロール部材の相対的な旋回運動に」二って１両スク
ロール部材間に形成されている流体ポケットの中心方向
への移動とともに容積の減少を生ぜしめて流体の圧縮を
行なうようにしたいわゆるスクロール型圧縮機がある。

このスクロール型圧縮機は９例えば自動車用冷房装置の
冷媒圧縮機として利用されており、この場合の圧縮機駆
動方式としては、米国特許３８７４８２７号明細書に開
示されているように、圧縮機に電磁クラッチを装着して
外部駆動源である自動車エンジンにベルト結合をし、電
磁クラッチをオン、オフ制御して圧縮機の駆動を制御す
ることが行なわれている。

第１図は最近提案されたこの種圧縮機の縦断面構造を示
す。

この圧縮機１は、アルミニウムあるいはアルミニウム合
金で作られたフロントエンドプレート１１と、これに設
置されたカップ状ケース１２とからなる圧縮機ハウジン
グ１０を有している。

フロントエンドプレート１１は、その中心に駆動軸を挿
通させるための貫通孔１１１が形成されており、背面に
は貫通孔１１１と同心状の環状突起１１２が形成されて
いる。ケース１２は、スチール板の絞り加工、あるいは
アルミダイカストによって形成される。またケース１２
は、その開口部をフロントエンドプレートの環状突起１
１２上に嵌合したうえでポルト等により固着される。な
お、これらの接合部にＯＩＪング１４が挾持されてシー
ルを行なっている。

主軸１３の内端には主軸１３を大径にするためのディス
クロータ１３１が固定されており、このディスクロータ
１３１は貫通孔１１１内にｄ？−ルベアリング１６によ
って回転可能に支持されている。

フロントエンドプレー１・１１は、また、主軸１３を取
巻くように前方に伸びたスリーブ１７を有している。ス
リーブ１７は、フロントエンドシレー）・１１と一体に
成形されても良いが、ここでは、フロントエンドプレー
１・とに［：別個にスチールにて形成され、ねじ１８に
よって、フロントエンドプレート１１の前面に取伺けら
れている。スリーブ１７内の前端内径部には＋　ｙｌｙ
−ルベアリング１９が設置されており、主ｉ１１＋　１
３を回転可能に支持している。シャフトシール組立体２
０　Ｎ：、　スリ−ブ１７内で主軸１３上に組立てられ
ている。

スリー　７’　ｌ　７の外面」−には、ベアリング２１
によって、プーリ２２が回転可能に支持されるとともに
、電磁石２３が固定されている。一方、主軸１３のスリ
ーブ１７から突出した端部上には、アーマチャプレート
２４が弾性支持されている。即ち、ｆ−リ２２．電磁石
２３およびアーマチャル−ト２４により、電磁クラッチ
が構成されており、これによって、外部駆動源（例えば
自動車エンジン）の回転をベルトを介してプーリ２２へ
伝え、電磁石２３への通電によって、アーマチャフ。

レート２４をプーリ２２へ吸着することによって主軸１
３へ回転力を伝達するようにしている。

フロントエンドプレート１１によって開口部を閉じられ
たケース１２内には、固定スクロール部材２５．可動ス
クロール部材２６．可動スクロール駆動機構２７および
可動スクロール回転阻止機構２８が設けられている。

固定スクロール部材２５は、一般に側板２５１とその一
面に固定されたうずまき体２５２とからなっており、側
板２５１の裏面には９円筒状の隔壁２５３が軸方向に突
出して形成されており、その壁部は等角度間隔の５個所
の位置で壁厚が厚くなり、固定スクロール取付脚２５４
を構成する。

各脚２５４は、その先端面がケース１２の端板部分１２
１の内面に接触した状態で、端板部分１２１の外部から
脚２５４へねじ込まれたねじ２９によ（５） って、ケース１２に固定されている。なお、ねじ２９に
沿った流体の漏れを防市するためにシールリング３０が
２脚２５４の先端面と端板部分１２１の内面間に挾持さ
れている。また側板２５１の外周面には、溝２５６が形
成され、この溝中には。

シールリング３１が配置され、側板２５１の外周面とケ
ース１２の内面との間をシール１−ている。

従って、固定スクロール部材２５の側板２５１によって
、ケースの内部は、隔壁２５３が存在する後方の室３２
と、うず寸き休２５２の配置される前方の室３３とに分
離される。

室３３中には、可動スクロール部材２６が配置されてい
る。可動スクロール部拐２６は側板２６１とその一面に
固定されたうず寸き体２６２からなり、うず壕き体２６
２は、うず１き体２５２と１８０°の角度ずれをもって
かみ合わされて２両うず１き体の間に流体ポケットを形
成している。可動スクロール部材２６は、ディスクロー
タ１３１の内端面に偏心して結合した駆動輪２７１上に
。

ラジアルベアリング２７２を介して９回転可能に（６） 設置されている。一方、フロントエンドプレート１１へ
固定結合された固定リング２８１と、これと対向するよ
うに可動スクロール２６の側板２６１へ固定された可動
リング２８２と９両リングに形成したボール受氷２８３
，２８４中に配置したボール２８５とによって回転阻止
機構２８が構成されている。

圧縮機ハウジング１０は、ケース１２に、外部の流体回
路と接続するための吸入ポート３４と吐出ポート３５を
設けている。吸入ポート３４からハウジング内の室３３
へ導入された流体は９両スクロール部材２５．２６間の
流体ポケット中へ取り込１れ、可動スクロール部材２６
の旋回運動によシ圧縮されながら中心部へ移動し、固定
スクロール部材２５の側板２５１の中心部に設けた吐出
孔２５８から室３２へ吹出し、そこから隔壁２５３に形
成された連通穴２５９を通り吐出ポート３５を通って流
体回路へ流出する。３６は吐出弁である。

以上の構成において、電磁クラッチ２２−２３−２４の
動作によって外部駆動源（図示せず）によって主軸１３
が回転されると、可動スクロール駆動機構２７及び回転
阻止機構２８を介して可動スクロール部材２６が旋回運
動を行なう。このため両スクロール部材２５．２６間に
形成される流体ポケットが、吸入ポート３４から導入さ
れた流体を取り込んで、容積の減少を伴いながら中心方
向へ移動し、これによって圧縮された流体が吐出孔２５
８から室３２へ吐出され、連通穴２５９から吐出ポート
３５へ至る。

ところでこのような圧縮機におけるディスクロータ１３
１を含む主軸１３の支持は９図示したように一定距離隔
てて配置した二つのｙｌ’−ルベアリング１６．１９に
よって行なわれるのが一般的であった。しかしこのよう
な支持構造では、内端寄りの支持、即ちベアリング１６
を可動スクロール部材２６の駆動点からｍＡ　Ｌで配置
せざるを得す。

２つの支持点の外側の位置で可動スクロール部材を駆動
するために特にベアリング１６に大きな負荷が加わって
いた。またベアリング１９はスＩＪ−ブ１７の内径部に
配置することが必要で、これはスリーブ１７の外径が大
きくなることを意味し。

このため電磁クラッチの直径を大きくせざるを得す動力
伝達部が大きくなってしまうという問題があった。更に
装置全体の軽量化のために旋回駆動部を除く各部をアル
ミニウム材料で構成する場合。

その機械的強度が小さいことを考慮してスリーブ１７の
肉厚は大きくすることが必要であるので。

ますます電磁クラッチの直径が大きくなり、このスリー
ブ１７内に位置するベアリング１９の存在自体が装置設
計上問題となっていた。このことはベアリング１９を修
理、交換するにはスリーブ１７を取外さなければならず
９作業が非常に面倒に々るという点からも指摘されてい
た。

一方この種の圧縮機には、可動スクロール部材２６の旋
回運動による遠心力に起因する駆動部のアンバランスの
問題があり、この遠心力を相殺するために駆動機構２７
にバランスウェイト２７３が設けられる。しかしながら
可動スクロール部材２６の遠心力作用点とバランスウェ
イト２７３の（９） 遠心力作用点とを軸方向で一致させイＩＪず、これによ
り生ずる偶力を打ち消すためには反対方向の偶力を生ず
るように２個のバランスウェイｌ−２７４゜２７５が必
要であり、その配置を考慮しなければならなかった。

本発明は以上のような欠点を解消しようとするもので、
簡単な構造で力学的にも優れた主軸支持構造を備えた流
体装置を提供することを目的とする。

本発明はまた耐久性、信頼性が優れ小形化が可能な流体
装置を提供しようとするものである。

以下に本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明によるスクロール型圧縮装置を縦断面図
で示す。

第１図と同一番号部分についてＵ］、同じ部分を示し、
うず巻部材による流体圧縮、移送部分については第１図
で説明したのと変りないので説明は省略する。

この装置は、ディスクロータ１３１を含む主軸１３の支
持構造に特徴を有し、主軸１３はそのディ（１０） スフロータ１３１部分が貫通孔１１１内においてアンギ
ュラベアリング３３３によ）回転可能に支持されている
。また主軸１３には円板３３０がディスクロータ１３１
へのねじ止めにより設けられ。

アンギュラベアリング３３３の前面側の外輪にはスラス
トレース３３２が固定されて９円板３３０とスラストレ
ース３３２との間にスラストニードルころベアリング３
３１が配設されている。

本実施例の要部を示した第３図を参照して、アンギュラ
ベアリング３３３の設置位置について説明する。

アンギュラベアリング３３３の軸方向位置は。

その実効的軸方向作用点Ｐと可動スクロール部材２６の
駆動点Ｑとが軸方向で一致する点に設定する。このよう
にすると駆動力Ｆｄによシ発生するラジアル荷重−Ｆｂ
は一点で支持することが可能と々る。その場合の力のつ
り合せは。

となり、アンギュラベアリング３３３で発生するスラス
ト、ｔ＋　Ｆａ　ラスラストレース３３２−スラストニ
ードルころベアリング３３１−円板３３０で受けること
により、主軸１３をアンギュラベアリング３３３のみで
支持することができる。このことによって従来、スリー
ブ１２１の内径部で主軸１３を支承していたベアリング
を省略することができる。

なおスラストレース３３２ば、第４図にその断面を、示
したように、接合面を傾余Ｉ面として軸方向に弾性を呈
する形状にしており、これによってスラストニードルこ
ろベアリング３３１の軸方向すき間を完全に吸収するこ
とができる。

また第１図において説明したように、従来は可動スクロ
ール部材のラソアル方向力の作用点とバランスウェイト
２７３の作用点とが軸方向で一致しないことにより生ず
る偶力を打ち消すために。

２つのバランスウェイトが必要であった。これに対し本
実施例では９円板３３０にバランスホール３３４を設け
る等の方法で円板３３０に軸心に対してアンバランス性
を持たせることにより、第１図に示したように従来ディ
スクロータ１３１に設けられていたバランスウェイト２
７４を代用することができる。

更にスリーブ１７は、スリーブ１７の内径部にベアリン
グを配設する必要が無いためシャフトシール２０が挿入
可能な最小内径とし、肉厚はプーリ２２を介して作用す
るベルト張力に耐え得る強度が得られるだけの厚さで良
いので、外径を従来に比して小さくすることができる。

その結果として、プーリ２２の直径を小さくすることが
できるので、第１図に示した従来装置に比して、高速回
転での使用が可能となり装置全体の小形化、軽量化が実
現でき、耐久性、信頼性も向上する。

以上のことから明らかなように９本発明はスクロール型
圧縮機のように可動スクロール部材の駆動点と主軸の支
持点とが軸方向に離れている構造を持つ場合に好適であ
る。しかし特にスクロール型に限定されるものでも無く
、電磁クラッチを介した主軸の回転で旋回運動要素を駆
動するすべて（１３） の流体装置に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は最近提案されたスクロール型圧縮機の縦断面図
、第２図は本発明の一実施例であるスクロール型圧縮機
の縦断面図、第３図はその要部を説明するための縦断面
図、第４図その一部品であるスラストレースの断面図。 図中、１はスクロール型圧縮機、１０は圧縮機ハウジン
ク、ＩＩＪ：フロントエンドプレ−１・。 １２はカップ状ケース、１３は主１１＋、　１６はボー
ルベアリング、１７はスリーブ、２２はプーリ。 ２３は電磁石、２４はアーマチャグレート、２５は固定
スクロール部材、２６は可動スクロール部材、２７は駆
動機構、２８は回転阻止機構、３３０は円板、３３１は
スラストニードルころベアリング、３３２はスラストレ
ース、３３３はアンギュラベアリング。 （１４）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　流体ハウジング内に旋回ピストンを有する流体装
   置において、前記ハウジングにおいてアンギーラベアリ
   ングにより旋回駆動用主軸を支持し。 前記アンギーラベアリングの実効的軸方向支持点と前記
   旋回ピストンの、駆動点とを軸方向に一致させ、前記旋
   回ピストンと反対側の前記アンギーラベアリングの外輪
   側にスラストレースを設け、前記主軸に設けた円板と前
   記スラストレースとの間にスラストベアリングを配設し
   たことを特徴とする流体装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の流体装置において、前
   記円板に偏心穴等を設けてあらかじめ定められたアンバ
   ランス性を持たせて・ぐランスウェイトの機能を持たせ
   たことを特徴とする流体装置。 ３　特許請求の範囲第１項記載の流体装置において、前
   記円板及びスラストレースの少なくとも一方を前記スラ
   ストベアリングに対して弾性を呈する形状にしたことを
   特徴とする流体装置。