JPS6012956Y2 - スクロ−ル型圧縮機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 こめ考案は回転型容積式流体圧縮機に関するもので、特
に側板上に固定されたうずまき体を有するスクロール部
材の二つが、両うずまき体が互に角度をずらせてかみ合
うように重ね合わされており、両うずまき体間に形成さ
れる流体ポケットが、これらスクロール部材の相対的な
円軌道運動によって、中心方向へ移動されかつその容積
が減少されて流体の圧縮が行なわれるようにしたいわゆ
るスクロール型圧縮機に関するものである。

゛このよう１なスクロール型圧縮機は、米国特許第８０
１１８涛明細書を初めとする多くの特許や文献に開示さ
れ、その動作原理は良く知られている。

：□スクロール型圧縮機は、従来のピストン式の圧縮機
に比較して、部品点数が少ないこと、流体の圧縮が連続
的であること等多くの利点を有しているが、主に流体ポ
ケットのシール、うずまき体の摩耗、流体の吸排等に問
題があり、これ迄実用される迄には至っていない。

これらの問題を解決するものとして、米国特許第３８８
４５９９号、第３９２４９７７号、第３９９４６３３号
、第３９９４６３５号、第３９９４６３６号等に、改良
されたスクロール型圧縮機の構造が提案されているが、
未だ充分な解決とは言えない。

スクロール型圧縮機においては、互いにかみ合った二つ
のうずまき体の線接触部間に流体ポケットが限定されて
おり、スクロール部材の相対的な円軌道運動によって線
接触部が、うずまき体表面に沿って中心方向へ移動され
ることによって、流体ポケットが容積を減少しながら中
心方向へ移動して流体の圧縮を行なうものであるため、
線接触部のシール力を充分に確保する必要がある。

一方、シール力を確保するために、接触力を大きくする
と、うずまき体に摩耗が発生することになる。

このため、両うずまき体の接触力は、適当なシール力を
与えるように、選ばれる必要がある。

しかしながら１．うずまき体の製造上の寸法誤差によっ
て、この接触力は、固定されたクランク半径で駆動した
場合、常に一定に保たれるわけではないし、寸法誤差を
小さくすると、製造が困難となる。

・一方、流体圧縮のために一方のスクロ
ール部材は円軌道運動を与えられるが、これにより、圧
縮機本体がアンバランスにより振動する欠点がある。

これら流体ポケットのシールや振動の問題は上域の米国
特許では未だ充分に解決されてはいない。

従って、本考案の目的は、流体ポケットのシールが確実
でかつ摩耗の少ないスクロール型圧縮機を提供すること
である。

本考案の他の目的は、動的バランスのとれた、従って振
動のないスクロール型圧縮機を提供することである。

本考案の更に他の目的は、上述の目的を達成しながら、
構造が簡単で製造の容易なスクロール型圧縮機を提供す
ることである。

本考案の究極的な目的は、スクロール部材に円軌道運動
を与えるための駆動機構の部品を製造容易でしかも高品
質化の可能な構造、とし、竺の上、その構造上の特異性
を利用して起動又は停止時の部品干渉等の不都合を防止
したスクロール型圧縮機を提供することにある。

。本考案によれば、流体吸入口と流体排出口とを有する
圧縮機ハウジングと、第１の板体の一面上に固定された
第１のうずまき体を有し上記ハウジング内に固定配置さ
れた固定スフ９−ル部材と、第２の板体の一面上に固定
された第２のうずまき体を有し、該第２のうずま・き体
が上記第１のうずまき体と角度をずらされて噛み合い：
それらの間に閉塞された流体ポケットを形成する：よう
に上記固定スクロール部材と重ね合わされた可動スクロ
ール部材と、上記ハウジングに回転可能に支持された主
軸と、該主軸内端に偏心して設けられ上記可動スクロー
ル部材に円軌道運動を与えるために該可動スクロール部
材と結合された駆動ピンとミ該可動スクロール部材の上
記円軌道運動の間該可動スクロール部材の回転を阻止す
る回転阻止機構とを有し、上記可動スフ、ｄ−ル部材の
上記円軌道運動によって、上記流体ポケットが容積を減
少しながら上記両うずまき体の中心方向へ移動し、これ
によって流体の圧縮が行われるスクロール型圧縮機にお
いて、上記可動スクロール部材の上記第２の板体は、上
記第２のうずまき体とは反対の面上に、ボスを形成され
ており、−該ボス中に偏心穴を有するブツシュが回転可
能に支持されており、該偏心孔中に上記駆動ピンが回転
可能◆こ嵌合されており、該駆動ピンの偏心距離は上記
偏心孔の偏心距離と上記円軌道の半径のいずれよ・、り
も大きく選ばれ、これによって、上記ブツシュの中心が
上記主軸の中心から上記円軌道の半径だけ離れ、上記駆
動ピンの中心が上記ブツシュの中心と上記主軸の中心を
結ぶ線に直交しかつ該ブツシュ中心を通る線に関して該
主軸の中心とは反対側でかつ、該ブツシュ中心と主軸中
心を結ぶ線から該主軸の回転方向へずれた位置にあり、
上記ブツシュには上記可動スクロール部材および該ブツ
シュの円軌道運動による動的アンバランスを相殺するバ
ランスウエートが重ね合わされかつリベットにて固着さ
れてり、該リベットは上記主軸の内端に向って突出して
おり、上記主軸は内端に、上記リベットの突出部分を受
は入れて上記駆動ピンの周りでの上記ブツシュの回転角
度範囲を制限する穴を有していることを特徴とするスク
ロール型圧縮機が得られる。

以下、本考案を図面に示す実施例を参照して詳細に説明
する。

第１図を参照して、図示の圧縮機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部分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、主軸１３を
挿通させるための貫通孔１１１を中心に形成されており
、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。

＝方、カップ状部分１２は、スチール板の絞り加工、あ
るい５はアルミダイカストによって形成され、その開口
部に外側に拡がるフランジ部１２１を形成される。

カップ状部分１２は、その開口部をフロントエンドプレ
ートの環状突起１１２上に嵌合し、７ラング部１２１を
フロントエンドプレート１１の裏面に接合５してボルド
ーナツト、ビスあるいは他の適当な手段によって固着さ
れる。

なお、０−リング１４が接合部に挾持されてシールを行
なっている。

主軸１３はその内端にディスクロ□＝夕１３１を有して
いる。

ディスクロータ１３１ρ端面には、第２図にて明白なよ
うに、中心からずれた位置に駆動ピン１５が軸方向へ突
出するように設けられている。

なおディスクロータ１３１は環状突起１１２内にボール
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ト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、フロントエンドプレート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
トとは別個にスチ〒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の前面に取付けられてい
る。

スリーブ１７内の前端部には、ボールベアリング１９が
設置さ庇ており、主軸１３を回転可能に支持している。

シャフトシール組立体２０は、フロントエンドプレート
１１の開口１１１中で主軸１３上に組立てられている。

スリーブ１７の外面上には、ベアリング２１によって、
プーリー２２が回転可能に支持されるとともに、電磁石
２．３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〒ｖ チ＋フＬ／ −５２，４が弁環支持され
ている。

即ち、プーリー２２、電磁石２３およびアーマチャプレ
ート２４により、電磁クラッチが構成されており、これ
によ？て、外部駆動源１（例えば自動車エンジン）の回
転をベルトを介してプーリー２２へ伝え、電磁石、２３
への通電によって、アーマチャプレート２４をプーリー
２２へ吸着することによって主軸、１３う回転力を伝達
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
たカップ状部分１２内には、固定スクロール部材２５、
可動ス′クロ；ル部材２６、可動スクロール駆動機構、
（後文にて詳述する）および可動スクロール回転阻止機
構：３７が設けられている。

固定スクロール部材２５ｒｌｋ、一般に側板２５１と、
その−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、幾本かの脚２５３が軸方
向に突出して形成されている。

各□脚２５：３は、その先端面がタップ状部分１２の端
板部分、１２２の内面に接触、りた状態で、端板部分・
１２２の外部からＱ２５．３３ｂじ込まれたねじ２７に
よｐ７．、力、ツブ状部分１１２に、固定されている。

なお、ねじ２７：に沿た導体の漏れを防止するためにシ
ールリング２８が、１脚２５３の先端面と端板部分１２
２の内面間に婢持されている。

、また側板２５１の外周面とカップ状部分１２の内面と
の間はシールリング２９に占ってシールしている。

従って、固定ス、クローツマ部材２５の側板２５．１に
よ、？て、カップ状部分の内部は、脚２５３が存在す、
る後方の室３１．と、２ずまき体２５．２の配置さ、れ
る前方ρ室３（１とに分離される。

：室３１中囮よ、可動スクロ□＝ル部材２６が配置８．
されている。

可動ス：クロ゛−）＜部材２６は側板１２６１・とその
−面に固定１されたう：ずまき体２６２からなり１．う
ずまき体２：６２は１．うずまき体２５２と１８「の角
度ずれをもってかみ合わされて、両うずまき体の間に流
体ポケット１を形成している。

可動スクロ！ル部材２６は１．後述する駆動機構と連結
されていて、主軸１３０回転によって、半径札の円軌道
上を公転運動するよ・うになっており、これによって、
前述した。

流体の圧縮が行われる。

なおこのとき回転阻止機構３７によって可動スクロール
部材２６の回転は阻止される。

＊円軌道の半径曳は、一般に で与えられる。

次に、可動スクロールの駆動機構を第１図の外に第２図
をも参照して説明する。

フロントエンドプレート１１にボールベアリング１６で
支持されているディスクロータ１３１の端面には、中心
からずれた位置に駆動ピン１５が軸方向へ突出するよう
に設けられている点は前述のとおりである。

一方、可動スクロール部材２６の側板２６１は、うずま
き体２６２とは反対の面に円環状のボス２６３を形威さ
れている。

なお、□この実施例では、ボスの中心はうずまき体２６
２のうずまき中心と一致している。

ボス２６３中には、肉厚の厚い円板状あるいは短軸状の
ブツシュ３３が嵌合され、ニードルベアリング３４を介
して回転可能に支持されている１゜ブツシュ３３には、
半径方向に伸びた半円板状部分３８１を有するバランス
ウエート３８が設けられている。

ブツシュ３３およびバランスウニエト３８にはまた、中
心からずれた位置に、軸方向に貫通した穴即ち偏心穴３
９が設けられている。

：こめ偏心穴３９中には、駆動ピン１５が嵌合され、二
”−ドルベアリング３２で回転可能に支持されている。

主軸１３の中心０８、ブツシュ３３の中心Ｏ０、穴３９
従って駆動ピン１５の中心Ｏｏの位置関係は、第３図に
図示のとおりである。

即ち、この状態でＯｓ□とＯ８間距離は前述した軌道半
径へに選ばれ、駆動ビジ１５の偏心距離ξ１と、偏心穴
３９の偏心距離りは、駆動ピン１５を偏心穴３９に嵌合
させたときく両者の中心ＯＤが００を通り、ＯｃとＯｓ
を結ぶ線に直交する線に関してＯｓとは反対側であって
、０゜とＯ！、とを結ぶ線より、主軸の回転方向′（第
３図に示す矢印Ａの向き）・に進んだ位置にあるように
組立てられるよう選ばれる。

このような駆動機構の構成において、ブツシュ３３の中
心Ｏ０は駆動ピン１５、従って、１その中心ＯＤを中心
とし、半径ξ２を持つ円弧上を動くことが可能となる。

即ち、主軸１３が回転すると、ブツシュ３：３が駆動ピ
ン１５にひかれてブツシュ３３の中心Ｏｃ がＯｓか
ら離れようとする力が働き、可動スクロールのうずまき
体が固定スクロールのうずまき体の側壁に当接する。

従って可動スクロール部材２６の中心は主軸中心０８の
周りを半径九をもって軌道運動をする。

もちろん、このとき、可動スクロール部材２６は回転阻
止機構によって回転を阻止されているので、軌道運動の
を行い自転はしない。

一方プッシュは主軸の回転と同じ速度で回転を行う。

可動スクロール部材′２６の゛この軌道運動によって前
述したとおり、流体ポケットが移動して流体の圧縮が行
われる↓このとき、圧縮する流体を室３１に供給するた
めカップ状部分１２に流体吸入ポート３′５を備える。

一方圧綿された流体を室３０へ吐出するために、側板２
５１の中央部に吐出孔２５７を形威し、室３０を外部流
体回路に接続する排出ポート３６を、カップ状部分１２
に設ける。

なお、うずまき体２５２と２６２の線接触部は、常に中
心軸０３とＯｃの乗る平面上にある。

このような偏心穴３９を有するブツシュ３．３を使用し
て可動スクロール部材２６を駆動すると、流体圧縮の反
作用力で、両うずまき体２６２と２５２の線接触部での
押付力が自動的に得られ、これにより流体ポケットのシ
ールが確保される。

更に、偏心ブツシュ３３の中心Ｏｃは駆動ピン１５の中
心ＯＤの周りに回転可能であるので、例えばうずまき体
２５２や２６２の寸法誤差によってうずまきのピッチや
うずまき体の肉厚が変っても、これに応じて０ｃＯ８間
距離が変化できる。

従って、このような寸法誤差があっても、可動スクロー
ル部材２６は滑かな運動を行うことができる。

なお、バランスウエート３８は可動スクロール１Ｗａｏ
、ベアリング３４、ブツシュ３３の円軌道運動による遠
心力Ｆ１を打消すために設けたもので、バランスウエー
ト３′８の遠心力Ｆ２でＦｌが相殺される。

さてバランスウエート３８は、第４図に示すように（プ
ツシＬＬ３３とは別体に作られたもので、ブツシュ３３
の軸方向一端面に重ね合わされ、そして複数本例えば二
本のリベット４０．４１にてブツシュ３３に一体に取付
けられる。

なおパランスウェート３８の先端にはさらに付加重り部
３８１を一体成形又は別物のスポット爆接等による固着
にて設けてもよい。

リベット４０．４１はいずれも、ブツシュ３３の軸方向
他端面に突出することのないようにする。

また一本のリベット４０はバランスウエート３８の上に
さらに鋼製リング４２をも重ねて固着させている。

この結果、リベット４０はバランスウエート３８の表面
から比較的長く突出し、しかも周囲に鋼製リング４２を
備えた状態になっている。

このようにブツシュ３３とバランスウエート３８とを別
々に作り、そしてリベット４０．４１で互いに固着する
構造は、製造を容易にする上に、要望される性質を満す
のに最も適切な材料を別々に選択できるという利点もあ
る。

なお偏心穴３９は、ブツシュ３３に形成した貫通孔とバ
ランスウエート３８に形成した貫通孔とを互いに連通さ
せることにより構成されている。

一方、主軸１３の内端のディスクロータ１３１の端面に
は、第５図に示すように、駆動ピン１５が設けられてい
る他にブツシュ３３にバランスウエート３８を固着させ
ているリベット４０．４１に対向する位置にそれぞれ穴
又は凹所１３２，１３３を有している。

そしてリベット４０．４１の頭部をそれらの穴１３２，
１３３に受は入れている。

このとき一方のリベット４０ρ周囲に弯合した状態にあ
る鋼製リング４２も穴１３２に胸囲隙間をもって嵌入さ
れる。

ところで例えば、この圧縮機を自動車の冷房システムの
冷媒圧縮機として用いる場合、車室内温度調整のため、
サーモスタットによる電磁クラッチの着脱が行われる。

この結果、可動スクロ：−ル２６およびブツシュ３３が
、その慣性力により、駆動ピン１５の周りでスイングし
て周囲の部品との干渉等の発生が考えられる。

しかし上述した構造では、リベット４０と一体になった
鋼製リング４２が穴１．３２に嵌入することで、可動ス
クロール２６およ ３３の駆動ピン１５の周り
でのスイン を規定しているので、上述の如ぎ
不都合 。

以上実施例 明したように、本考案によれば、
産休□、 、シールが確実でかつ摩耗も少なく、・
し ランスのとれて振動のないスクロール
簡単な構造で提供できる。

さ、らにス 、に円軌道運動を与えるための
駆動機」 、が製造容易でしかも高品質化の可能な構造
の上、その構造上の特異性を利用し □
停止時の部品干渉等の不都合が防止され っ利点
もある。

なお上述では 実施例を用いて説明したが、本考案
はそ に られることなく種々の設計変更が可能なこと
ムうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図 実施例の中央縦断面図、第２図は同
実施例 スクロール部材の駆動機構の分解斜視図、
よ偏心ブツシュの作用を説明するための
図は偏心ブツシュとパランスウェートと −Ａ線に沿つ との関係を− る。 １０・・・・・・ ３２．１３ ン、２５・・・ 板、２５２ −ル部材、 体、３３・・＋ エート、３ ト、４２・・・・・・鋼製 示し、ａは正面図、ｂはＡ 第５図は主軸と駆動ピン 正面図、ｂは側面図であ ”１ リング、１３・・・・・・主軸、１ は凹所、１５・・・・・・駆動ピ ロール部材、２５１・・・・・・側 き体、２６・・・・・・可動スクロ ・側板、２６２・・・・・・うずまき シュ、３８・・・・・・バランスウ 穴、４０．４１・・・・・・リベツ ング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 流体吸入口と流体排出口とを有する圧縮機ハウジングと
   、第１の板体の一面上に固定された第１のうずまき体を
   有し上記ハウジング内に固定配置された固定スクロール
   部材と、第２の板体の一面上に固定された第２のうずま
   き体を有し、該第２のうずまき体が上記第１のうずまき
   体と角度をずらされて噛み合いそれらの間に閉塞された
   流体ポケットを形成するように上記固定スクロール部材
   と重ね合わされた可動スクロール部材と、上記ハウジン
   グに回転可能に支持された主軸と、該主軸内端に偏心し
   て設けられ上記可動スクロール部材に円軌道運動を与え
   るために該可動スクロール部材と結合された駆動ピンと
   、・該可動スクロ−ル部材の上記円軌道運動の間該可動
   スクロール部材の回転を阻止する回転阻止機構とを有し
   、上記可動スクロール部材の上記円軌道運動によって、
   上記流体ポケットが容積を減少しながら上記両うずまき
   体の中心方向へ移動し、これによって流体の圧縮が行わ
   れるスクロール型圧縮機において；□上記可動スクロー
   ル部材の上記第・２、の板体は、上記第２のうずまき体
   とは反対の面上に、ボスを形成されており、該ボス中に
   偏心穴を有するブツシュが回転可能に支持されており、
   該偏心孔中に上記駆動ピンが回転可能に嵌合されており
   、該駆動ピンの偏心距離は上記偏心孔の偏心距離と上記
   円軌道の半径のいずれよりも大きく選ばれ、これによっ
   て、上記ブツシュの中心が上記主軸の中心から上記円軌
   道の半径だけ離れ、上記駆動ピンの中心が上記ブツシュ
   の中心と上記主軸の中心を結ぶ線に直交しかつ該ブツシ
   ュ中心を通る線に関して該主軸の中心とは反対側でかつ
   、該ブツシュ中心と主軸中心を結ぶ線から該主軸の回転
   方向へずれた位置にあり′を上記ブツシュには上記可動
   スクロール部材および該ブツシュの円軌道運動による動
   的アンバランスを相殺するバランスウエートが重ね合わ
   されかつ、リベットにて固着されてり、該リベットは上
   記主軸の内端に向って突出しており、上記主軸は内端に
   、上記リベットの突出部分を受は入れて上記駆動ピンの
   周りでの上記ブツシュの回転角度範囲を制限する穴を有
   していることを特徴とするスクロ−ル型圧縮機。