KR100877017B1 - 유체 기계 - Google Patents

Abstract

흡입구로부터 압축 기구에 이르는 가스 유체의 충분한 유로 단면적 확보와, 외형 형상의 소형화를 양립할 수 있는 유체 기계를 제공한다. 형상을 깔때기 형상으로 한 하우징 내에 스크롤 압축 기구를 수납 설치하고, 프론트 하우징의 개구 확대부에 스크롤 압축 기구의 압축 기구 본체를 배치하는 동시에, 압축 기구 구동부를 협부에 배치한 스크롤 압축기에 있어서, 개구 확대부의 바닥면에 위치하여 압축 기구를 지지하는 스러스트 받침면의 외측에 오목부를 형성하였다.

스크롤 압축기, 부쉬, 드라이브 베어링, 고정 스크롤 부재, 선회 스크롤 부재, 자전 저지 기구

Description

유체 기계 {FLUID APPARATUS}

도1은 본 발명에 관한 유체 기계의 제1 실시 형태로서 스크롤 압축기의 구성예를 도시하는 단면도.

도2는 도1의 A-A 단면도.

도3a는 도1의 B부를 확대한 주요부 단면도.

도3b는 도1의 B부의 종래 구조를 도시하는 주요부 단면도.

도4는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 스크롤 압축기의 전체 개략 구성을 도시하는 단면도.

도5는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 대경 축부 니들 베어링과 대경 축부와의 관계를 나타내는 부분 단면도.

도6은 도5와 동일한 부분을 도시하는 부분 단면도.

도7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 대경 축부의 다른 실시 형태를 도시하는 도5와 동일한 부분 단면도.

도8은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 대경 축부의 또 다른 실시 형태를 도시하는 도5와 동일한 부분 단면도.

도9는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 스크롤 압축기의 종단면도.

도10a는 도9에 도시하는 스크롤 압축기의 고정 스크롤 부재 및 선회 스크롤 부재의 외관 사시도.

도10b는 도9에 도시하는 스크롤 압축기의 고정 스크롤 부재 및 선회 스크롤 부재의 외관 사시도.

도11은 도9에 도시하는 스크롤 압축기의 부분 확대 단면도.

도12는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 스크롤 압축기의 부분 확대 단면도.

도13은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 고정 스크롤 부재의 부분 확대 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 스크롤 압축기

3 : 하우징

5 : 프론트 하우징

7 : 리어 하우징

9 : 볼트

11 : 크랭크축

13 : 메인 베어링

15 : 서브 베어링

19 : 부쉬

21 : 드라이브 베어링

23 : 스크롤 압축 기구

25 : 고정 스크롤 부재

27 : 선회 스크롤 부재

29 : 압축실

33 : 자전 저지 기구

43 : 흡입 챔버

[문헌 1] 일본 특허 제3227075호 공보

[문헌 2] 일본 특허 제2868998호 공보

[문헌 3] 일본 특허 공개 제2000-2250호 공보

[문헌 4] 일본 특허 공개 제2000-108647호 공보

[문헌 5] 일본 특허 공개 제2000-320477호 공보

[문헌 6] 일본 특허 공보 소60-17956호 공보

본 발명은 스크롤 압축기 등의 유체 기계, 특히 냉동 또는 공조 장치의 냉매 압축기에 적용되는 스크롤 압축기에 관한 것이다.

종래부터, 가스 유체를 압축하는 스크롤 압축기 등의 유체 기계가 알려져 있다.

이와 같은 유체 기계에 있어서는, 저압의 가스 유체를 도입하는 흡입구를 마련한 깔때기 형상의 저압측 하우징과, 고압의 가스 유체를 유출시키는 토출구를 마 련한 고압측 하우징을 구비하고, 양 하우징을 연결하여 일체화함으로써 밀폐된 하우징 내에 스크롤압 기구 등의 압축 기구를 수납 설치한 것이 있다. 이 경우, 깔때기 형상의 저압측 하우징에 있어서는, 고압측 하우징과 연결되는 대경의 개구 확대부측에 압축 기구의 본체 부분을 배치하는 동시에, 회전축 등의 압축 기구 구동부를 직경이 작은 협부에 배치한 구성이 된다[예를 들어, 일본 특허 제3227075호 공보(도1) 참조].

그러나, 상술한 종래의 유체 기계에 있어서는, 저압측 케이싱에 마련한 흡입구로부터 압축 기구 내부로 도입하여 압축하는 가스 유체의 유로 단면적을 확보하기 위해, 저압측 케이싱의 내주면과 압축 기구의 외주면 사이에 형성되는 간극부(δ)의 치수를 크게 설정할 필요가 있다. 이 간극부(δ)는 하우징측 직경을 늘려 필요 치수를 확보하게 되므로, 그만큼 유체 기계의 외형 치수가 커져 소형화의 장해가 되고 있다.

또한, 예를 들어 저압측 케이싱의 동체부는 알루미늄 다이캐스트제로 제조되는 경우가 일반적이다. 그러나, 이 경우와 같이 강도 확보를 위해 측벽면으로부터 바닥면에 이르는 모퉁이부는 반경(R₀)의 곡면 형상이 되는 경우가 있다. 따라서, 상술한 간극부(δ)는 적어도 δ₀(도3b 참조)이 되는 동체부(5A)와 선회 스크롤 부재(27)와의 간섭을 방지하기 위한 곡면 형상이 종료되어 스러스트 받침면(5B)이 되는 평탄면의 개시 위치를 기준으로 하여 설정되는 간극부가 필요했다. 즉, 모퉁이부의 곡면 형상으로의 선회 스크롤의 간섭, 올라 타기를 피하기 위해, 동체부(5A) 의 내주면으로부터 선회 스크롤 부재(27)의 미끄럼 이동 범위까지의 간극부(δ)는 δ₀보다 커질 필요가 있다. 이에 의해서도, 유체 기계의 외관 치수의 증대는 피할 수 없다. 또, 알루미늄 다이캐스트 동체부(5A)에는 제조상의 상황에 따라 릴리프 구배가 되는 작은 경사가 설치되어 있으므로, 측벽면의 상방으로 감에 따라서 점차 외형이 커져 버리게 된다. 이로 인해, 종래의 유체 기계는 불필요하게 외형이 커지고 있었다.

이와 같은 배경으로부터, 흡입구로부터 도입된 가스 유체를 압축 기구로 유도하는 유로 단면적을 충분히 확보하는 동시에, 외형 크기를 작게 하여 형상의 소형화를 가능하게 한 유체 기계 구조가 요구된다.

또한, 스크롤 압축기는 하우징 내에 고정 스크롤과 선회 스크롤이 맞물려진 상태에서 배치된 것이다. 고정 스크롤과 선회 스크롤 사이에는 복수의 압축실이 형성되어 있다. 스크롤 압축기는 선회 스크롤을 공전 선회 구동시켜 압축실을 외주 위치부터 그 용적을 감소시키면서 중심 위치로 이동시킴으로써 유체를 압축하는 구성으로 되어 있다.

선회 스크롤을 고정 스크롤에 대해 공전 선회 구동시키기 위해, 하우징 내에 크랭크샤프트가 그 축선 주위로 회전 가능하게 설치되어 있다. 이 크랭크샤프트의 일단부에는 대경 축부가 설치되어 있다. 또한, 대경 축부에는 선회 스크롤에 드라이브 부쉬 등을 통해 연결되고, 선회 스크롤 부재를 소정의 선회 반경에서 선회 구동하는 편심 핀이 설치되어 있다. 크랭크샤프트는 대경 축부가 하우징에 지지되어 있다. 대경 축부는 예를 들어 일본 특허 제2868998호 공보에 개시되는 볼 베어링으로 구성되는 주베어링을 통해 하우징에 지지되어 있다. 이에 의해, 크랭크샤프트가 축선 주위로 회전 가능하게 지지되어 있다.

크랭크샤프트의 타단부측에는 하우징 내부와 외부를 밀봉[격리]하는 밀봉 부재가 설치되어 있다.

예를 들어, 냉동 사이클에서 이용되는 스크롤 압축기에서는, 흡입되는 냉매를 베어링의 내륜과 외륜 사이에 도입하고, 거기에 함유되는 윤활유에 의해 베어링의 윤활이 행해지는 것이 있다.

볼 베어링의 경우, 그 구성 부재끼리(내륜과 볼, 볼과 외륜)는 점 접촉하고 있다. 이로 인해, 볼 베어링은 지지하는 하중에 대응하여 비교적 큰 구조가 되고, 내부에 이 냉매의 도입을 충분히 행할 수 있는 간극을 확보할 수 있다. 한편, 주베어링으로서 볼 베어링을 이용하면, 하우징이 대형이 되는 문제가 있다.

이러한 종류의 스크롤 압축기에서는 설치상의 관계에서 가능한 한 소형화, 경량화가 요구된다. 이로 인해, 주베어링으로서, 예를 들어 일본 특허 공개 제2000-2250호 공보에 개시된 바와 같은 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링을 이용하여 하우징을 작게 하는 것이 제안되어 있다.

그러나, 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링은 볼 베어링에 비해 내부의 간극이 작다. 이로 인해, 주베어링로서 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링을 이용하면, 베어링 내로의 냉매의 도입이 불충분해져 베어링의 윤활을 충분히 행할 수 없게 될 우려가 있다.

그로 인해, 일본 특허 공개 제2000-2250호 공보에 개시되는 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링은 외륜의 축선 방향 단부의 형상을 고안하여 냉매가 도입되는 간극을 확보하고 있다.

그러나, 일본 특허 공개 제2000-2250호 공보에 개시되는 것은, 특수한 형상을 한 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링을 이용할 필요가 있으므로, 제조 가격이 증가하는 문제가 있었다.

또한, 깔때기 형상의 프론트 하우징과, 이 프론트 하우징의 대경 개구부에 접속되는 리어 하우징으로 구성되는 하우징 내에 한 쌍의 고정 스크롤 부재 및 선회 스크롤 부재로 구성되는 스크롤 압축 기구가 수용 설치되는 스크롤 압축기에 있어서, 고정 스크롤 부재를 리어 하우징에 고정 설치하는 동시에, 이 고정 스크롤의 단부판과 하우징 사이에 밀봉재를 개재 장착하고, 하우징 내부를 고압이 되는 토출 챔버측과 저압이 되는 흡입 챔버측으로 구획하여 구성되는 스크롤 압축기가 일본 특허 공개 제2000-108647호 공보 및 일본 특허 공개 제2000-320477호 공보 등에 의해 제안되어 있다.

여기서, 고정 스크롤 부재는 단부판과, 이 단부판의 한쪽 면에 대해 축선을 대략 직교시켜 기립 설치된 소용돌이 형상 랩으로 구성되어 있다. 마찬가지로, 선회 스크롤 부재는 단부판과, 이 단부판의 한쪽 면에 대해 축선을 대략 직교시켜 기립 설치된 소용돌이 형상 랩으로 구성되어 있다.

또한, 일본 특허 공보 소60-17956호 공보 등에는, 컵 형상의 리어 하우징과, 이 리어 하우징의 대경 개구부에 접속되는 프론트 하우징으로 구성되는 하우징 내 에 한 쌍의 고정 스크롤 부재 및 선회 스크롤 부재로 구성되는 스크롤 압축 기구가 수용 설치되는 스크롤 압축기에 있어서, 이하의 구성을 채용한 것이 제안되어 있다. 구체적으로는, 일본 특허 공보 소60-17956호 공보에는, 고정 스크롤 부재 및 선회 스크롤 부재의 각각의 소용돌이 형상 랩의 선단부면(단부판과는 반대측을 향하는 단부면)과 보텀면(단부판에 있어서 소용돌이 형상 랩 내의 공간에 노출되어 있는 영역)에 각각 단차부를 마련하고, 소용돌이 형상 랩의 외주측에 있어서 랩 높이(소용돌이 형상 랩의 보텀면으로부터 선단부면까지의 치수)가 내주측 랩 높이보다도 높아지고, 주위 방향 및 랩 높이 방향으로 압축을 할 수 있는 삼차원 압축이 가능한 스크롤 압축 기구를 구성한 것이 제안되어 있다. 또한, 일본 특허 공보 소60-17956호 공보에는, 상기 스크롤 압축 기구의 고정 스크롤 부재를 리어 하우징측에 고정 설치하는 동시에, 이 고정 스크롤 부재의 단부판과 하우징 사이에 밀봉재를 개재 장착하고 하우징 내부를 고압이 되는 토출 챔버측과 저압이 되는 흡입 챔버측으로 구획하여 구성하는 것이 제안되어 있다.

그러나, 상기한 일본 특허 공개 제2000-108647호 공보 및 일본 특허 공개 제2000-320477호 공보에 개시된 스크롤 압축기에 있어서는, 하우징 내부를 대기와 기밀하게 밀봉하는 밀봉재가 고압이 되는 토출 챔버와 대기 사이에 배치되어 있다. 이로 인해, 밀봉재에 문제가 발생하거나, 고압이 이상 상승하여 누설이 발생한 경우, 고압 가스가 직접 대기로 유출되어 버리는 문제가 있다.

또한, 상기 밀봉재가 하우징의 내경 혹은 고정 스크롤 부재의 단부판 외경과 대략 동일 직경 위치에 배치되어 있다. 이와 같은 구성에 따르면, 하우징 및 고정 스크롤 부재 단부판의 전면에 고압이 부하되게 되고, 이 고압에 의한 압력 하중을 받는 면적이 최대가 된다. 이로 인해, 과대한 압력 하중에 의해 하우징 및 단부판이 미소 변형하는 것에 기인하는 가스 누설의 발생이 우려된다. 따라서, 하우징 및 단부판의 판 두께를 두껍게 하여 강성을 높게 해야만 하고, 이것이 압축기의 중량 증가를 초래하여 경량화의 방해가 되고 있다.

또한, 일본 특허 공보 소60-17956호 공보에 개시된 스크롤 압축기는 상기한 하우징과 밀봉재의 배치 구성으로 하면, 토출 챔버 내의 고압 가스가 직접 대기로 유출되지 않는 구성으로 되어 있다. 그러나, 상기 밀봉재가 고정 스크롤 부재의 단부판 외주에 배치되어 있으므로, 하우징 및 고정 스크롤 부재 단부판의 고압에 의한 압력 하중을 받는 부분의 면적의 크기에 대해서는 일본 특허 공개 제2000-108647호 공보 및 일본 특허 공개 제2000-320477호 공보의 것과 전혀 바뀌는 부분이 없다.

따라서, 미소 압력 변형에 의한 가스 누설, 그 대책으로서의 하우징 및 단부판의 강성 업, 그것에 따르는 압축기의 중량 증가 등의 모든 문제에 대해서는 여전히 해소되지 않은 것이 실상이다.

특히, 차량용 공조 장치에 적용되는 압축기에 대해서는, 경량화는 가장 큰 과제의 하나이다.

본 발명은, 상기한 사정에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 흡입구로부터 압축 기구에 이르는 가스 유체의 충분한 유로 단면적 확보와, 외형 형상의 소형화를 양립할 수 있는 유체 기계를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명은 상기 문제점에 비추어, 범용의 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링을 이용하여 저렴하게 제조할 수 있고, 하우징의 소형화, 경량화를 실현할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 이와 같은 사정에 비추어 이루어진 것으로서, 하우징 구성과, 대기와 하우징간 및 하우징 내의 저압측과 고압측간을 밀봉하는 밀봉재의 배치 구성을 최적화하여 하우징이나 스크롤 부재의 압력 변형에 의한 가스 누설을, 그 강성을 높이지 않고 해결할 수 있는 경량화된 스크롤 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위해 하기의 수단을 채용하였다.

본 발명의 제1 태양에 관한 유체 기계는, 형상을 깔때기 형상으로 한 하우징 내에 압축 기구를 수납 설치하고, 상기 하우징의 개구 확대부에 상기 압축 기구의 압축 기구 본체를 배치하는 동시에 압축 기구 구동부를 협부에 배치한 유체 기계에 있어서, 상기 개구 확대부의 바닥면에 위치하여 상기 압축 기구를 지지하는 압축 기구 지지면의 외측에 오목부를 형성한 것이다.

이와 같은 유체 기계에 따르면, 개구 확대부의 바닥면에 위치하여 압축 기구를 지지하는 압축 기구 지지면의 외측에 오목부를 형성하였으므로, 이 오목부가 가스 유체의 유로로서 기능한다. 따라서, 가스 유체의 유로 단면적이 늘어나므로, 간극부(δ)의 치수를 저감시켜 하우징을 소경화할 수 있다.

상기한 본 발명의 제1 태양에 있어서는, 상기 오목부와 상기 협부의 내부 공간과의 사이가 연통되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 압축 기구 구동부에 가스를 도입하여 냉각성 및 윤활성을 향상시킬 수 있다.

상기한 본 발명의 제1 태양에 있어서는, 상기 오목부를 원호 형상으로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 압력 용기의 모퉁이부에 있어서 강도 확보가 용이해지는 동시에, 모퉁이부의 곡면에 의한 영향을 거의 받지 않고 간극부(δ)를 설정할 수 있다.

이 경우, 상기 오목부를 주조 부분에 의해 형성하는 것이 바람직하고, 이에 의해 가공 공정수의 저감이 가능해진다.

상기한 본 발명의 제1 태양에 있어서, 상기 압축 기구가 스크롤 압축 기구이며, 상기 압축 기구 지지면이 스러스트 받침면이면, 스러스트 받침면의 기계 가공시에 버어가 생기기 어려워진다.

본 발명의 제2 태양에 관한 유체 기계는, 흡입구를 마련한 저압측 하우징의 형상을 깔때기 형상으로 한 하우징 내에 압축 기구를 수납 설치하고, 상기 저압측 하우징의 개구 확대부에 상기 압축 기구의 압축 기구 본체를 배치하는 동시에 압축 기구 구동부를 협부에 배치한 유체 기계에 있어서, 상기 개구 확대부의 바닥면에 위치하여 상기 압축 기구를 지지하는 스러스트 받침면의 외측에 오목부를 형성한 것이다.

이와 같은 유체 기계에 따르면, 개구 확대부의 바닥면에 위치하여 압축 기구를 지지하는 스러스트 받침면의 외측에 오목부를 형성하였으므로, 이 오목부가 가 스 유체의 유로로서 기능한다. 따라서, 가스 유체의 유로 단면적이 늘어나므로, 간극부(δ)의 치수를 저감시켜 하우징을 소경화할 수 있다.

상술한 본 발명의 제1 태양 및 제2 태양에 따르면, 압축 기구를 지지하는 스러스트 받침면의 외측에 오목부를 형성하여 가스 유체의 유로 단면적을 확보하였으므로, 간극부의 치수를 저감시켜 하우징을 소경화할 수 있다. 따라서, 흡입구로부터 도입한 가스 유체를 압축 기구로 유도하는 유로 단면적을 충분히 확보하는 동시에, 간극부의 치수를 작게 함으로써 외형 크기의 소형화도 가능하게 한 유체 기계를 제공할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 이하의 수단을 채용한다.

즉, 본 발명의 제3 태양에 관한 스크롤 압축기는, 하우징과, 압축 기구를 갖고, 상기 압축 기구가, 상기 하우징 내에 고정 지지된 고정 스크롤과, 상기 고정 스크롤과 맞물려져 고정 스크롤과의 사이에 복수의 압축실을 형성하여 공전 선회 운동을 행하는 선회 스크롤을 갖고 있고, 일단부에 상기 선회 스크롤을 공전 선회시키는 편심 부재를 갖는 대경 축부가 설치되고, 상기 대경 축부가 상기 하우징에 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링을 통해 회전 가능하게 지지되는 크랭크샤프트와, 상기 크랭크샤프트의 타단부측에 배치되어 상기 하우징 내부와 외부를 밀봉하는 밀봉 부재와, 상기 선회 스크롤과 상기 대경 축부 사이에 설치되고 윤활유를 함유한 유체가 흡입되는 크랭크실을 더 구비하고 있는 스크롤 압축기이며, 상기 대경 축부의 외주면에 있어서의 상기 일단부측 단부 위치가 상기 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링의 외륜의 상기 일단부측 단부 위치보다도 타단부측에 위치되어 있다.

이와 같이, 대경 축부의 외주면에 있어서의 일단부측 단부 위치가 외륜의 일단부측 단부 위치보다도 타단부측에 위치되어 있으므로, 대경 축부의 외주면에 있어서의 일단부측과 외륜의 일단부측 단부 사이에 간극이 형성되게 된다.

크랭크실에 도입된 윤활유를 함유한 유체가 이 간극을 통해 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링 내에 도입되므로, 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링을 유체에서 냉각하는 동시에 윤활유로 윤활하게 할 수 있다.

이와 같이, 대경 축부의 외주면에 있어서의 일단부측 단부 위치를 소정으로 함으로써 유체를 도입하는 간극을 확보하도록 하고 있으므로, 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링은 범용의 것으로 되는 만큼, 스크롤 압축기를 저렴하게 제조할 수 있다.

또한, 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링을 이용하고 있으므로, 하우징의 소형화, 경량화를 실현할 수 있다.

또한, 상기 본 발명의 제3 태양에서는, 상기 대경 축부의 외주면에 있어서의 상기 타단부측 단부 위치가 상기 외륜의 상기 타단부측 단부 위치보다도 상기 일단부측에 위치하고 있는 것이 적합하다.

이와 같이 하면, 윤활유를 함유한 유체가 대경 축부의 외주면에 있어서의 타단부측과 외륜의 타단부측 단부 사이에 형성되는 간극을 통해 밀봉 부재에 공급되므로, 밀봉 부재의 냉각 및 윤활을 한층 확실하게 행할 수 있다.

또한, 본 발명의 제4 태양에 관한 스크롤 압축기는, 하우징과, 압축 기구를 갖고, 상기 압축 기구가 상기 하우징 내에 고정 지지된 고정 스크롤과, 상기 고정 스크롤과 맞물려져 고정 스크롤과의 사이에 복수의 압축실을 형성하여 공전 선회 운동을 행하는 선회 스크롤을 갖고 있고, 일단부에 상기 선회 스크롤을 공전 선회시키는 편심 부재를 갖는 대경 축부가 설치되고, 상기 대경 축부가 상기 하우징에 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링을 통해 회전 가능하게 지지되는 크랭크샤프트와, 상기 크랭크샤프트의 타단부측에 배치되고 상기 하우징 내부와 외부를 밀봉하는 밀봉 부재와, 상기 선회 롤과 상기 대경 축부 사이에 설치되고 윤활유를 함유한 유체가 흡입되는 크랭크실을 더 구비하고 있는 스크롤 압축기이며, 상기 대경 축부의 외주면에 있어서의 축선 방향의 치수가 상기 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링의 외륜의 축선 방향의 치수보다도 짧게 되어 있다.

이와 같이, 대경 축부의 외주면에 있어서의 축선 방향의 치수가 외륜의 축선 방향의 치수보다도 짧게 되어 있으므로, 적어도 대경 축부의 외주면에 있어서의 일단부측과 외륜의 일단부측 단부와의 사이에 간극이 형성되게 된다.

크랭크실에 도입된 윤활유를 함유한 유체가 이 간극을 통해 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링 내로 도입되므로, 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링을 유체로 냉각하는 동시에 윤활유로 윤활하게 할 수 있다.

이와 같이, 대경 축부의 외주면에 있어서의 축선 방향의 치수를 외륜의 축선 방향의 치수보다도 짧은 소정 치수로 함으로써 유체를 도입하는 간극을 확보하도록 하고 있으므로, 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링은 범용의 것으로 되는 만큼, 스크롤 압축기를 저렴하게 제조할 수 있다.

또한, 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링을 이용하고 있으므로, 하우징의 소형화, 경량화를 실현할 수 있다.

또한, 대경 축부의 외주면에 있어서의 축선 방향의 치수에 따라서는, 대경 축부의 외주면에 있어서의 타단부측과 외륜의 타단부측 단부 사이에 간극을 형성할 수 있으므로, 간극을 통한 윤활유를 함유한 유체에 의해 밀봉 부재의 냉각 및 윤활을 한층 더 확실하게 행할 수 있다.

또한, 상기 본 발명의 제3 태양 및 제4 태양에서는, 상기 대경 축부의 일단부에는 상기 외주면으로부터 일단부를 향해 절결된 절결부가 구비되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 외륜과의 사이의 간극을 확보한 후에 대경 축부의 축방향 길이를 확보할 수 있다.

상술한 본 발명의 제3 태양 및 제4 태양에 따르면, 대경 축부의 일단부 위치 혹은 축선 방향 길이를 소정으로 함으로써 대경 축부의 외주면에 있어서의 일단부측과 외륜의 일단부측 단부와의 사이에 유체를 도입할 수 있는 간극을 확보하고 있고, 하우징에는 내부의 소정의 공간부에 연통 가능한 복수 부위에 각각 연통 구멍을 가공 가능한 보스부가 구비되어 있다. 이에 의해, 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링은 범용의 것이 되고, 그 만큼 스크롤 압축기를 저렴하게 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 제3 태양 및 제4 태양에서는, 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링을 이용하고 있으므로, 하우징의 소형화, 경량화를 실현할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 스크롤 압축기는 이하의 수단을 채용한다.

즉, 본 발명의 제5 태양에 관한 스크롤 압축기는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 수용 설치되는 고정 스크롤 부재 및 선회 스크롤 부재의 쌍으로 구성되는 스크롤 압축 기구와, 상기 하우징의 내부에 수용 설치되어 상기 스크롤 압축 기구의 상기 선회 스크롤 부재를 선회 구동하는 구동축을 갖는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 하우징은 프론트 하우징과, 상기 스크롤 압축 기구를 수용하는 상기 프론트 하우징의 동체부 개구를 덮는 리어 하우징으로 구성되고, 상기 프론트 하우징은 상기 스크롤 압축 기구를 설치하는 대경의 상기 동체부와, 상기 구동축을 설치하고 상기 동체부에 이어지는 동시에 상기 동체부보다 소경의 구동축 지지부를 구비한 깔때기 형상으로 하고, 상기 고정 스크롤 부재는 단부판과, 상기 단부판의 한쪽 면에 대해 축선을 직교시킨 상태로 하여 기립 설치된 소용돌이 형상 랩을 갖고, 상기 단부판과 상기 리어 하우징의 내면 사이에는 상기 단부판의 외주연보다도 내주측 위치에 제1 밀봉재가 개재 장착되고, 상기 고정 스크롤 부재는 상기 리어 하우징 및 상기 제1 밀봉재와 함께, 상기 제1 밀봉재의 내주측 영역에 상기 스크롤 압축 기구에 의해 압축된 가스가 토출되는 토출 챔버를 구획하도록 제1 볼트를 통해 상기 리어 하우징의 내면에 조여 고정하고, 상기 제1 밀봉재는 상기 하우징의 내부 공간을 상기 토출 챔버와 상기 토출 챔버를 제외한 공간으로 형성되는 흡입 챔버로 구획하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제5 태양에 따르면, 이 스크롤 압축기에서는 고정 스크롤 부재가 그 단부판의 외주보다도 내주측 단부면과 리어 하우징의 내면 사이에 제1 밀봉재를 개재 장착하여 리어 하우징 내면에 제1 볼트에 의해 조여 고정하고, 이에 의해 제1 밀봉재의 내주측에 토출 챔버가 구획되는 구성으로 되어 있다. 이에 의해, 리어 하우징 및 고정 스크롤 부재의 단부판이 고압에 의한 압력 하중을 받는 부분의 면적을 좁게 할 수 있다. 이로 인해, 고정 스크롤 부재의 단부판 및 리어 하우징 및 제1 볼트를 작은 것으로 할 수 있다.

즉, 수압 면적이 작아지면 압력 하중이 경감되므로, 압력을 받는 부재는 응력이 경감된다. 이렇게 하여 응력이 경감된 만큼, 각 부재를 두께를 박육화, 경량화 등에 의해 작은 구조로서 해도 충분한 강성 및 강도를 확보할 수 있다.

또한, 토출 챔버를 구획하는 제1 밀봉재의 외주측에 흡입 챔버가 형성되게 된다. 이로 인해, 만일 토출 챔버로부터 가스가 누설되었다 해도, 이것이 직접 대기로 누출되는 것을 방지할 수 있는 동시에, 고압이 이상 상승하였을 때에 토출 챔버로부터 가스를 흡입 챔버로 누설함으로써, 이상한 압력 상승에 의한 압축기의 파손을 미연에 회피할 수 있다.

또한, 본 발명의 제5 태양에 관한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 리어 하우징은 상기 프론트 하우징의 상기 개구부에 대기와의 사이를 밀봉하는 제2 밀봉재를 개재 장착하여 제2 볼트에 의해 조여 고정하고, 상기 제2 밀봉재는 제1 밀봉재의 외주측에 있어서 상기 흡입 챔버를 대기로부터 밀봉하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

바꾸어 말하면, 상기 리어 하우징은 상기 프론트 하우징의 상기 개구부에 상 기 리어 하우징과 상기 프론트 하우징의 접속부를 밀봉하여 상기 하우징 내부를 상기 하우징 외의 분위기로부터 격리하는 제2 밀봉재를 개재 장착하여 제2 볼트에 의해 조여 고정하고, 상기 제2 밀봉재는 제1 밀봉재의 외주측에 있어서 상기 흡입 챔버를 상기 하우징 외의 분위기로부터 격리하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

제2 밀봉재는 흡입 챔버, 즉 하우징 내의 저압 영역과 대기(상기 하우징 외의 분위기)와의 사이를 밀봉하게 되므로, 밀봉하는 공간간의 압력차를 작게 할 수 있다. 따라서, 이 사이의 밀봉 구조를 간이화할 수 있는 동시에, 리어 하우징을 프론트 하우징에 조여 고정하는 제2 볼트 및 조임용 플랜지 등을 작은 것으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 제5 태양에 관한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 리어 하우징에 상기 프론트 하우징의 상기 개구 내에 끼워 맞추어지는 언저리부[印籠部]가 형성되어 있고, 상기 리어 하우징은 상기 언저리부를 상기 개구 내에 끼워 맞춘 상태에서 상기 프론트 하우징에 상기 제2 볼트에 의해 조여 고정되는 것이 바람직하다.

이 경우에는, 언저리부가 프론트 하우징의 개구 내에 끼워 맞추어지므로, 리어 하우징의 개구 개방 방향의 미소 압력 변형을 프론트 하우징에 의해 억제할 수 있다. 따라서, 리어 하우징이나 고정 스크롤 부재 등의 미소한 압력 변형에 의한 가스 누설도 억제할 수 있다.

또한, 상기 언저리부와 상기 프론트 하우징 사이에 상기 제2 밀봉재가 개재 장착되는 것이 바람직하다.

이 경우에는, 언저리부와 프론트 하우징 사이에 제2 밀봉재가 개재 장착되므로, 리어 하우징이 개구 개방 방향으로 미소한 압력 변형이 생겼다고 해도, 이에 의해 제2 밀봉재가 축선 방향으로 이동될 뿐이다. 따라서, 밀봉 기능을 확실하게 유지할 수 있다.

또한, 상기 제2 밀봉재가 상기 언저리부측에 설치되어 있어도 좋다.

이와 같이, 제2 밀봉재가 리어 하우징의 언저리부측에 설치되는 경우에는, 조립시 제2 밀봉재를 언저리부에 끼워 넣어 두면 되고, 제2 밀봉재의 조립시의 보유 지지를 용이화할 수 있다.

또한, 이와 같이 제2 밀봉재가 리어 하우징의 언저리부측에 설치되는 경우에는, 상기 언저리부의 상기 제2 밀봉재의 설치부보다도 개구 주변측[선단부측]과 상기 프론트 하우징의 상기 개구 내부와의 사이에 미소 간극이 형성되어 있어도 좋다.

바꾸어 말하면, 언저리부에 있어서 상기 제2 밀봉재의 설치부보다도 개구 주변측 영역에서는, 그 외경이 프론트 하우징의 개구의 내경보다도 소경으로 되어 있고, 이에 의해 상기 미소 간극이 형성되어 있어도 좋다.

이와 같이, 언저리부의 제2 밀봉재의 설치부보다도 개구 주변측에 미소 간극이 형성됨으로써, 언저리부의 제2 밀봉재의 설치부보다도 개구 주변측에서는 언저리부의 외경과 제2 밀봉재의 내경과의 차이가 작아져 언저리부로의 제2 밀봉재의 설치가 용이해진다. 또한, 언저리부의 제2 밀봉재의 설치부보다도 개구 주변측에서는 스크롤 압축기의 조립시에 있어서, 언저리부와 프론트 하우징 개구 사이에 서 로의 상대 이동을 허용하는 클리어런스가 확보되게 되어, 언저리부의 프론트 하우징 개구부로의 끼워 맞춤을 용이화할 수 있다.

또한, 본 발명의 제5 태양에 관한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고정 스크롤 부재의 상기 단부판의 상기 리어 하우징측을 향하는 단부면에 상기 단부면의 외주연보다도 내측의 위치에 언저리부가 형성되는 동시에, 상기 리어 하우징의 내면에 상기 언저리부와의 끼워 맞춤부가 형성되고, 상기 언저리부를 상기 끼워 맞춤부에 끼워 맞춤시키고 그 끼워 맞춤 위치의 외주측에 상기 제1 밀봉재를 개재 장착하여 상기 고정 스크롤 부재를 상기 단부판의 상기 리어 하우징측을 향하는 단부면에 형성된 나사 보스부를 통해 상기 리어 하우징의 내면에 상기 제1 볼트에 의해 조여 고정하도록 해도 좋다. 이하, 이 구성을 본 발명의 제5 태양의 제1 구성이라 한다.

이와 같이, 고정 스크롤 부재의 언저리부가 리어 하우징의 끼워 맞춤부에 끼워 맞추어지고, 그 끼워 맞춤 위치의 외주측에 제1 밀봉재를 개재 장착하여 고정 스크롤 부재가 설치됨으로써, 제1 밀봉재의 개재 장착에 관계없이 조립시에 고정 스크롤 부재를 리어 하우징에 대해 정확하게 위치 결정하여 제1 볼트에 의해 조여 고정할 수 있다.

또한, 상기 언저리부와 상기 끼워 맞춤부 사이의 코너부에 제1 밀봉재가 개재 장착되어 있어도 좋다. 여기서, 코너부라 함은, 언저리부에 있어서는 외주면과 이 외주면으로부터 외주측으로 기립 상승하는 벽면과의 교차부이고, 끼워 맞춤부에 있어서는 내주면과 이 내주면으로부터 외주측으로 기립 상승하는 벽면과의 교차부 이다.

이와 같이, 언저리부와 끼워 맞춤부 사이의 코너부에 제1 밀봉재가 개재 장착됨으로써 제1 밀봉재가 코너부에 보유 지지되므로, 제1 밀봉재 설치용 밀봉 홈의 가공을 불필요로 할 수 있고 가공 비용을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제5 태양의 제1 구성에 관한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고정 스크롤 부재의 상기 단부판에 있어서의 상기 언저리부보다도 외주측 단부판 최외주 부분의 판 두께가 다른 부분보다도 얇게 형성되어 있어도 좋다.

이와 같이, 언저리부의 끼워 맞춤 위치에 제1 밀봉재가 개재 장착됨으로써 단부판의 언저리부보다도 외주측 부위에 고압이 부하되는 일은 없어진다. 따라서, 언저리부보다도 외주측 단부판 최외주부의 판 두께를 다른 부분보다도 얇게 할 수 있다. 이로 인해, 얇게 한 판 두께의 체적 상당분만큼 고정 스크롤 부재의 중량을 저감시키고, 나아가서는 스크롤 압축기를 경량화할 수 있다.

또한, 본 발명의 제5 태양에 관한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 스크롤 압축 기구는, 상기 단부판 상에 소용돌이 형상 랩이 기립 설치되어 구성되는 한 쌍의 상기 고정 스크롤 부재 및 선회 스크롤 부재가 각각의 상기 소용돌이 형상 랩의 선단부면과 상기 단부판에 있어서의 보텀면에 각각 단차부를 구비하고, 상기 소용돌이 형상 랩의 외주측에 있어서 소용돌이 형상 랩 높이가 내주측 소용돌이 형상 랩 높이보다도 높아져, 주위 방향 및 랩 높이 방향으로 압축을 할 수 있는 삼차원 압축이 가능한 구성으로 되어 있어도 좋다. 이하, 이 구성을 본 발명의 제5 태양의 제2 구성이라 한다.

이와 같이, 고정 스크롤 부재 및 선회 스크롤 부재의 외주측 소용돌이 형상 랩 높이를 높게 함으로써, 스크롤 외경을 크게 하는 일 없이 압축기 용량을 증가시키는 것이 가능해진다. 그 결과적으로, 스크롤 압축기의 소형 콤팩트화 및 경량화를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 제5 태양의 제2 구성에 관한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고정 스크롤 부재의 상기 단부판에 있어서의 상기 보텀면의 단차부보다도 내주측이 되는 위치의 단부면에 상기 제1 볼트가 조여 고정되는 상기 나사 보스부가 형성된다.

이와 같이, 소용돌이 형상 랩의 보텀면에 단차부를 형성함으로써 단부판의 두께가 두꺼워지는 부위에 나사 보스부가 형성되므로, 이 나사 보스부에 단부판의 두께를 이용하여 나사 직경이 적어도 1.5배의 나사 영역이 필요해지는 제1 볼트용 나사 구멍을 마련할 수 있다. 이로 인해, 제1 볼트의 길이가 지배적인 스크롤 압축기의 축선 방향 치수를 짧게 하고, 스크롤 압축기의 소형 콤팩트화 및 경량화를 실현하여 탑재성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 나사 보스부에 상기 제1 볼트용 나사 구멍이 상기 단차부보다도 외주측 상기 보텀면보다 축선 방향 랩측으로 연장시켜 마련되어 있어도 좋다.

이와 같이, 소요한 길이의 나사 영역을 필요로 하는 나사 구멍을 단차부보다도 외주측 소용돌이 형상 랩의 보텀면보다 축선 방향 랩측으로 연장시켜 설치함으로써, 제1 볼트가 지배적인 스크롤 압축기의 축선 방향 치수를 가급적 단축할 수 있다.

또한, 상기 나사 보스부가 상기 제1 밀봉재보다도 내주측에 설치되어 있어도 좋다.

이와 같이, 나사 보스부가 제1 밀봉재보다도 내주측에 설치되고, 상기 부분에 있어서 고정 스크롤 부재가 제1 볼트에 의해 조여 고정됨으로써 나사 보스부의 외주측에 개재 장착되는 제1 밀봉재에 가해지는 힘을 작게 할 수 있다. 이로 인해, 제1 밀봉재의 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 상기 나사 보스부의 외주에 상기 고정 스크롤 부재의 가공시에 이용되는 클램프용 홈이 마련되어 있어도 좋다.

이와 같이, 나사 보스부의 외주에 고정 스크롤 부재의 가공시에 이용되는 클램프용 홈을 마련함으로써, 고정 스크롤 부재에 있어서의 단부판 최외주 부분의 판 두께를 얇게 해도, 가공시 이 홈을 이용하여 고정 스크롤 부재를 안정적으로 클램프 할 수 있다. 따라서, 고정 스크롤 부재를 정밀도 좋게 가공할 수 있다.

또한, 상기 홈이 상기 나사 보스부의 외주에 그 둘레 전체에 걸쳐서 설치되어 있어도 좋다.

이와 같이, 나사 보스부의 외주에 그 둘레 전체에 걸쳐서 홈이 마련됨으로써, 이 홈의 체적 상당분만큼 고정 스크롤 부재의 중량을 저감시켜 고정 스크롤 부재를 경량화할 수 있다.

본 발명의 제5 태양에 따르면, 제1 밀봉재를 고정 스크롤 부재 단부판의 외주보다도 내주측 단부면과 리어 하우징 내면간에 개재 장착하고, 그 내주측에 토출 챔버를 구획하고 있으므로, 고정 스크롤 부재 단부판 및 리어 하우징이 고압에 의 한 압력 하중을 받는 면적을 좁게 할 수 있다. 따라서, 고정 스크롤 부재 단부판 및 리어 하우징 및 이들을 조여 고정하는 제1 볼트를 작은 것으로 하여, 고정 스크롤 부재 및 하우징 등의 중량을 저감시켜 압축기를 경량화할 수 있다.

또한, 제1 밀봉재의 외주측에 흡입 챔버가 형성되게 되므로, 만일 토출 챔버로부터 가스가 누설하였다 해도 이것이 직접 대기로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 동시에 이상한 압력 상승시에 토출 챔버로부터 고압 가스를 흡입 챔버에 누설 함으로써, 압력의 이상 상승에 의한 압축기의 파손을 미연에 회피할 수 있다.

또한, 제2 밀봉재를 리어 하우징과 프론트 하우징의 동체부 개구부간에 개재 장착하여 압력차의 작은 흡입 챔버와 대기간을 밀봉하도록 하고 있다. 이로 인해, 제2 밀봉재에 의한 밀봉 구조를 간이화할 수 있는 동시에, 리어 하우징을 프론트 하우징에 조여 고정하는 제2 볼트 및 조임용 플랜지 등을 작게 할 수 있다. 따라서, 이에 의해서도 하우징의 중량을 저감시켜 압축기를 경량화할 수 있다.

[제1 실시 형태]

이하, 본 발명에 관한 유체 기계의 제1 실시 형태를 도면을 기초로 하여 설명한다.

도1은 본 발명에 관한 유체 기계의 제1 실시 형태로서, 냉매 가스 등의 압축에 이용되는 스크롤 압축기(1)의 단면도를 도시하고 있다.

도시한 스크롤 압축기(1)는 냉동 또는 공조 장치, 특히 차량용 냉동 장치나 공조 장치에 적용되는 횡형이고, 그 개략 외형을 구성하여 내부의 공간에 압축 기구를 수납 설치하는 하우징(3)을 갖는다. 이 하우징(3)은 저압측 하우징의 프론트 하우징(5)과 고압측 하우징의 리어 하우징(7)을 구비하고, 각각에 설치한 플랜지부끼리가 볼트(9)에 의해 일체적으로 조여진 상태로 고정된다. 또한, 스크롤 압축기(1)의 압축 기구는 후술하는 스크롤 압축 기구(23)가 되고, 압축 기구 본체와 압축 기구 구동부에 의해 구성된다.

프론트 하우징(5)의 내부에는 압축 기구 구동부를 구성하는 크랭크축(11)이 메인 베어링(13) 및 서브 베어링(15)을 통해 축선(L) 주위로 회전 가능하게 지지되고 있다. 크랭크축(11)의 일단부측(도면에 있어서 좌측)은 소경 축부(11A)가 되고, 이 소경 축부(11A)는 프론트 하우징(5)을 관통하여 도1의 좌측으로 돌출되어 있다. 소경 축부(11A)의 돌출부에는 공지와 같이 동력을 받는 도시 생략한 전자 클러치, 풀리 등이 설치되고, 도시 생략된 엔진 등의 구동원으로부터 V 벨트 등을 통해 동력이 전달되게 된다.

또, 메인 베어링(13)과 서브 베어링(15) 사이에는 메카니컬 밀봉부(립 밀봉부)(17)가 설치되어 있고, 하우징(3) 내부와 대기 사이를 기밀하게 밀봉하고 있다. 즉, 메인 베어링(13)과 서브 베어링(15) 사이에 설치되는 메카니컬 밀봉에 의해 하우징(3) 내부가 대기와 격리되어 있다.

크랭크축(11)의 타단부측(도면에 있어서 우측)에는 대경 축부(11B)가 설치되고, 또한 이 대경 축부(11B)에는 크랭크축(11)의 축선(L)보다 소정 치수만큼 편심한 상태에서 편심 핀(11C)이 일체로 설치되어 있다. 이 대경 축부(11B) 및 상기 소경 축부(11A)가 각각 메인 베어링(13) 및 서브 베어링(15)을 통해 프론트 하우징(5)에 회전 가능하게 지지된다. 그리고, 편심 핀(11C)에는 크랭크축(11)과 함께 압축 기구 구동부를 구성하는 드라이브 부쉬(19)와, 드라이브 베어링(21)을 통해 후술하는 압축기 본체를 구성하는 선회 스크롤 부재(27)가 연결되어, 크랭크축(11)이 회전됨으로써 선회 스크롤 부재(27)가 선회 구동되도록 되어 있다.

드라이브 부쉬(19)에는 선회 스크롤 부재(27)가 선회 구동됨으로써 발생하는 언밸런스 하중을 제거하기 위한 밸런스 웨이트(19A)가 일체로 형성되어, 선회 스크롤 부재(27)의 선회 구동과 함께 선회되도록 되어 있다.

또한, 하우징(3)의 내부에는 스크롤 압축 기구(23)를 구성하는 압축 기구 본체로서, 한 쌍의 고정 스크롤 부재(25)와 선회 스크롤 부재(27)가 조립된다. 고정 스크롤 부재(25)는 단부판(25A)과 상기 단부판(25A)으로부터 기립 설치된 소용돌이 형상 랩(25B)으로 구성되고, 한편, 선회 스크롤 부재(27)는 단부판(27A)과 상기 단부판(27A)으로부터 기립 설치된 소용돌이 형상 랩(27B)으로 구성된다.

한 쌍의 고정 스크롤 부재(25)와 선회 스크롤 부재(27)는 각각의 중심을 선회 반경분만큼 이격하는 동시에, 소용돌이 형상 랩(25B, 27B)끼리가 180도 위상을 어긋나게 하여 맞물리게 한 상태에서 조립된다. 이에 의해, 양 스크롤 부재(25, 27) 사이에는 단부판(25A, 27A)과 소용돌이 형상 랩(25B, 27B)에 의해 한계된 한 쌍의 압축실(29)이 스크롤의 중심에 대해 대칭으로 형성되게 된다. 고정 스크롤 부재(25)는 리어 하우징(7)의 내면에 볼트(31)에 의해 고정 설치되고, 선회 스크롤 부재(27)는 단부판(27A)의 배면에 설치되어 있는 보스부에 상기한 크랭크축(11)의 일단부에 설치되어 있는 편심 핀(11C)이 연결되어 선회 구동되도록 되어 있다.

또한, 선회 스크롤 부재(27)는 프론트 하우징(5)에 형성되어 있는 스러스트 받침면(5B)에 단부판(27A)의 배면이 지지되어 있다. 이 스러스트 받침면(5B)과 선회 스크롤 부재(27)의 배면 사이에 개재 장착되는 핀 링이나 올덤 링 등의 자전 저지 기구(33)에 의해 선회 스크롤 부재(27)는 자전이 저지되면서 고정 스크롤 부재(25)에 대해 공전 선회 구동되도록 구성된다.

고정 스크롤 부재(25)의 단부판(25A)의 중앙부에는 압축된 냉매 가스를 토출하는 토출 포트(25C)가 개방되어 있고, 상기 토출 포트(25C)에는 단부판(25A)에 리테이너(35)를 통해 부착된 토출 리드 밸브(37)가 설치된다. 또한, 고정 스크롤 부재(25)의 단부판(25A)의 배면측에는 리어 하우징(7)의 내면에 밀접되도록 O링 등의 밀봉 부재(39)가 개재 장착되고, 리어 하우징(7)과의 사이에서 하우징(3)의 내부 공간으로부터 구획된 토출 챔버(41)를 형성하고 있다. 이에 의해, 토출 챔버(41)를 제외한 하우징(3)의 내부 공간이 저압측 흡입 챔버(43)로서 기능하도록 구성된다. 흡입 챔버(43)에는 프론트 하우징(5)에 설치되어 있는 흡입구(45)를 통해 냉동 사이클로부터 복귀해 오는 냉매 가스가 흡입되고, 이 흡입 챔버(43)를 경유하여 고정 스크롤 부재(25)와 선회 스크롤 부재(27) 사이에 형성되는 압축실(29)에 냉매 가스가 흡입되도록 되어 있다.

또, 프론트 하우징(5)과 리어 하우징(7) 사이의 접합면에는 O링 등의 밀봉재(47)가 개재 장착되고, 하우징(3) 내에 형성되는 흡입 챔버(43)를 대기로부터 기밀하게 밀봉하고 있다.

프론트 하우징(5)에는 스크롤 압축 기구(23)가 수납 설치된다. 이 프론트 하우징(5)은 압축기 본체의 고정 스크롤 부재(25) 및 선회 스크롤 부재(27)를 수용 하는 대경의 동체부(5A)와, 이 동체부(5A)에 이어지는 방사 형상 방향으로 직경이 축소되고, 상기 스러스트 받침면(5B)을 형성하기 위한 스러스트 받침부(5C)와, 스러스트 받침부(5C)에 이어서 더 직경이 축소된 메인 베어링(13)을 수납하는 베어링 수납부(5D)를 형성하기 위한 내경의 베어링 지지부(5E)와, 이 베어링 지지부(5E)에 이어지는 서브 베어링(15) 및 메카니컬 밀봉부(17)를 설치하기 위한 소경 보스부(5F)를 구비하여 단계적으로 직경이 축소된 깔때기 형상을 이루는 것이다.

리어 하우징(7)은 토출 챔버(41)를 형성하기 위한 오목부(7A)와, 프론트 하우징(5)의 동체부(5A)의 개구 단부에 끼워 맞추어지는 언저리부(7B)를 구비한 접시 형상을 이루는 것이다. 언저리부(7B)에는 상기한 밀봉재(47)가 개재 장착된다. 이 리어 하우징(7)은 프론트 하우징(5)의 동체부(5A)의 일단부 개구를 덮도록 접속되고, 볼트(9)에 의해 프론트 하우징(5)과 리어 하우징(7)의 플랜지부끼리가 일체로 조여진 상태에서 고정된다.

이와 같이, 흡입구(45)를 마련한 프론트 하우징(저압측 하우징)(5)의 형상을 깔때기 형상으로 한 하우징(3) 내에 스크롤 압축 기구(23)를 수납 설치하고, 프론트 하우징(5)의 개구 확대부가 되는 대경의 동체부(5A) 내의 공간에 스크롤 압축 기구(23)의 압축 기구 본체가 되는 고정 스크롤 부재(25) 및 선회 스크롤 부재(27)를 배치하는 동시에, 크랭크축(11) 등으로 이루어지는 스크롤 압축 기구(23)의 압축 기구 구동부를 동체부(5A)보다 소경이 되는 베어링 수납부(5D) 등의 내부 공간인 협부에 배치한 스크롤 압축기(1)에는 동체부(5A)의 바닥면에 위치하여 스크롤 압축 기구(23)를 지지하는 스러스트 받침면(5B)의 외측에 오목부(51)가 형성되어 있다.

즉, 상기한 스러스트 받침부(5C)는 깔때기 형상으로 형성된 프론트 하우징(5)의 동체부(5A) 내에 개구 확대부로서 형성된 공간의 바닥면에 위치하고 있으므로, 이 스러스트 받침부(바닥면)(5C)에 대해 동체부(5A)를 형성하는 벽면으로부터 스러스트 받침부(5C)에 이르는 모퉁이부에 스러스트 받침면(5B)의 외측이 되도록 오목부(51)가 형성되어 있다. 이 오목부(51)는 예를 들어 도2에 도시한 바와 같이, 오목부(51)는 스러스트 받침부(5C)의 외주 둘레 전체에 걸쳐서 형성되어 있다. 또한, 스러스트 받침부(5C)의 외경, 즉 오목부(51)의 내경에 대해 선회 스크롤 부재(27)가 구동할 때의 외형의 궤적에 의해 구성되는 포락선보다 작은 범위이며, 또한 오목부(51)의 외형에 대해서는 선회 스크롤 부재(27)가 구동한 경우에도 접촉하지 않는 범위에 설치되어 있다.

또한, 이 오목부(51)는 동체부(5A)를 형성하는 벽면으로부터 스러스트 받침부(5C)에 이르는 곡면의 단면 형상으로 하고, 특히 도3a에 도시한 바와 같이 반경(R)의 원호 형상으로 한 단면 형상이 바람직하다. 또, 동체부(5A)를 형성하는 통 형상의 벽면은 주조시의 형 떼기 작업을 고려하여 스러스트 받침부(5C)로부터 개구부측으로 이격됨에 따라서 서서히 직경을 확대하는 릴리프 구배의 경사면이 되므로, 이 경사면으로부터 원활하게 연속하도록 하여 반경(R)의 원호 형상으로 된 오목부(51)가 형성되어 있다.

이와 같은 오목부(51)는 기계 가공을 불필요로 하는 주조 부분을 이용하여 형성하는 것이 바람직하고, 특히 프론트 하우징(5)이 알루미늄 합금을 주조한 알루 미늄 다이캐스트 등의 주조품이면, 매끄러운 주조 부분을 그대로 이용할 수 있다. 또한, 상기 프론트 하우징(5)의 스러스트 받침부(5C)는 기계 가공에 의해 대략 평면 형상으로 가공되지만, 주조 단계에서 소재에 오목부(51)와 스러스트 받침부(5C)의 접속부에 완만한 면을 설치해 둠으로써, 가공 후의 버어 처리를 이용하지 않는 것이 가능해진다.

또한, 반경(R)의 원호 형상으로 한 오목부(51)를 마련함으로써, 이 원호를 프론트 하우징(5)의 모퉁이부에 있어서 강도 확보를 위한 곡면 형상으로서 이용할 수 있다. 이와 같은 곡면 형상은 간극부(δ)의 확보에 거의 영향을 미치지 않으므로, 소형화에 유리해진다.

또한, 오목부(51)는 스러스트 받침면(5B)에 연통로(53)가 되는 오목홈부를 방사 형상으로 마련함으로써, 흡입구(45)에 연통되는 공간과 크랭크축(11) 등이 배치되어 있는 협부의 공간과의 사이를 연통시키는 것이 바람직하다. 이 연통로(53)가 설치됨으로써, 흡입구(45)로부터 도입된 저온 저압의 냉매 가스는 그 일부가 연통로(53)를 통해 협부의 공간 내로 공급된다.

이상과 같이 구성된 스크롤 압축기는 이하와 같이 동작한다.

외부 구동원으로부터 도시 생략한 풀리, 전자기 클러치 등을 통해 회전 구동력을 크랭크축(11)에 전달하여 크랭크축(11)을 회전하면, 크랭크축(11)의 편심 핀(11C)에 드라이브 부쉬(19) 및 드라이브 베어링(21)을 통해 연결되어 있는 선회 스크롤 부재(27)가 자전 저지 기구(33)에 의해 자전이 저지되면서, 고정 스크롤 부재(25)에 대해 공전 선회 구동된다. 이에 의해, 반경 방향 최외측에 2군데 형성되 는 초승달 형상의 압축실(29) 내에 흡입 챔버(43) 내의 냉매 가스가 흡입된다. 이와 같이 일반적으로, 선회 스크롤 부재(27)와 고정 스크롤 부재(25)로 구성되는 스크롤 압축 기구(23)는 대략 180°대향하는 위치에 2군데의 흡입구를 갖고 있으므로, 이 때, 동체부(5A)의 내면과 스크롤 압축 기구(23) 사이에 형성된 간극부(5) 및 오목부(51)의 공간이 하우징(3)에 마련된 흡입구(45)로부터 2군데의 압축 기구 흡입구, 즉 압축실(29)의 내부로 냉매 가스를 유도하기 위한 유로가 된다.

압축실(29)은 소정의 선회각 위치에서 완전히 흡입된 후, 그 용적이 감소되면서 중심측으로 이동된다. 그 동안에 냉매 가스는 압축되어 압축실(29)이 토출 포트(25C)에 연통하는 위치에 이르면, 토출 리드 밸브(37)가 눌려 개방되어 압축된 가스는 토출 챔버(41) 내에 토출되고, 또한 토출 챔버(41)를 경유하여 스크롤 압축기(1) 밖으로 토출된다.

이와 같이, 상술한 본 발명에 따르면, 압축 기구를 지지하는 스러스트 받침면(5B)의 외측에 오목부(51)를 형성하여 가스 유체의 유로 단면적을 확보하였으므로, 간극부(δ)의 치수를 저감시켜 하우징(3)을 소경화할 수 있다. 또한 본 발명에서는, 반경(R)의 원호 형상의 오목부(51)를 마련함으로써, 선회 스크롤 부재(27)의 구동시의 하우징(3)과 선회 스크롤 부재(27)와의 간섭의 영향이 작아지는 만큼, 종래부터 외형 치수의 소형화가 가능해지는 이점도 있다.

이 점에 대해, 도3a에 본 발명을, 도3b에 종래예의 경우를 도시하여 상세하게 기술한다.

종래예에서는, 선회 스크롤 부재(27)의 구동시의 최외부에서 간섭하지 않도 록 δ₀의 간극을 확보한 후에, 측벽의 응력 집중을 회피하기 위한 측벽 근원의 곡면 형상을 설치하고 있었으므로, 압축기 외경을 크게 해야만 했다. 이에 대해, 본 발명에 따르면, 반경(R)의 원호 형상의 오목부(51)를 마련함으로써 δ₀의 간극이 불필요해지는 데 더하여, 선회 스크롤 구동시에 최외단부와의 간섭을 하지 않는 범위에서 보다 내측(중심측)에 강도 확보를 위한 곡면의 설치가 가능해진다. 이 경우, 알루미늄 다이캐스트제의 하우징(3)의 릴리프 구배는 종래와 마찬가지로 필요하지만, 측벽의 기립 상승을 보다 내측으로 설치하는 것이 가능해지므로, 압축기 외경을 더욱 소형화하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 있어서의 오목부(51)의 크기를 보다 깊게 마련함으로써, 외경을 유지한 상태에서 하우징 내부의 용적을 보다 증가시키는 것도 가능하다. 이 경우, 머플러 효과를 발휘하여 압축기로부터 발생하는 맥동을 저감시키는 것이 가능해지고, 나아가서는 낮은 진동ㆍ낮은 소음에 기여하는 것도 가능하다. 여기서, 스러스트 받침면(5B)의 외측에 오목부(51)를 마련함으로써, 스크롤 압축기(1)의 축방향으로의 치수 증가가 우려된다. 그러나, 스러스트 받침면(5B)의 오목부 설치 부위 주변에는 베어링 등의 기존의 구성 부품을 갖는 경우가 일반적이므로, 현실적으로는 스크롤 압축기(1)의 축길이 방향으로의 증가는 볼 수 없다.

또한, 스크롤 압축기(1)의 스러스트 받침부(5C)와 선회 스크롤 부재(27) 사이에 마모 방지용의 별도 부재의 플레이트 등을 설치하는 기술도 알려져 있다. 본원 발명은 그와 같은 경우에도, 전술과 같은 효과를 발휘하는 것이 가능한 것은 물 론이다.

또, 상술한 실시 형태에서는 스크롤 압축기(1)를 예시하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 예를 들어 로터리 압축기, 스크류 압축기, 경사판식 압축기 등과 같은 다른 형식 압축기는 물론, 액체를 취급하는 유사한 펌프류 등 압축기 이외의 유체 기계에도 널리 적용할 수 있는 것이다.

[제2 실시 형태]

이하, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 도4 내지 도5를 참조하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 스크롤 압축기(101)는 예를 들어 공조 장치의 냉매 가스(유체)의 압축에 이용된다.

도4는 본 실시 형태에 관한 스크롤 압축기(101)의 구성을 설명하는 단면도이다. 도5는 대경축 부분의 일부를 파단하여 도시하는 단면도이다.

스크롤 압축기(101)에는 하우징(103)과, 스크롤 압축 기구(압축 기구)(105)와, 자전 저지부(107)와, 크랭크샤프트(109)가 구비되어 있다.

하우징(103)은 도4에 도시된 바와 같이 내부에 스크롤 압축 기구(105) 등이 배치되는 밀봉 용기이다.

하우징(103)에는 후방(도4의 상측)부를 구성하는 리어 케이스(111)와, 전방(도4의 하측)부를 구성하는 프론트 케이스(113)가 구비되어 있다.

리어 케이스(111)는 중공의 대략 돔형을 하고 있고, 알루미늄 합금제로 주조에 의해 형성되어 있다.

프론트 케이스(113)는 중공의 원통과 원뿔대가 결합한 형상을 하고 있고, 알 루미늄 합금제로 주조에 의해 형성되어 있다.

리어 케이스(111) 및 프론트 케이스(113)는 볼트(115)로 조여짐으로써 결합되고, 내부에 밀폐 공간(흡입 공간)(M)이 형성되어 있다.

스크롤 압축 기구(105)에는 고정 스크롤(117)과, 선회 스크롤(119)이 구비되어 있다.

고정 스크롤(117)은 고정 단부판(121)과 그 전방면에 기립 설치된 소용돌이 형상을 한 고정 소용돌이 부재(소용돌이 형상 랩)(123)를 구비하고 있다.

고정 단부판(121)의 후방측에는, 중앙부에 전방측으로 오목해진 오목부(125)와, 오목부(125)의 주위를 둥근 고리 형상으로 둘러싸는 후방 단부면(127)이 형성되어 있다.

후방 단부면(127)은 리어 케이스(111)의 전방면에 둥근 고리 형상으로 설치된 단부면(129)과 맞대어져 복수 부위를 볼트(131)에 의해 접합됨으로써, 고정 스크롤(117)은 리어 케이스(111)에 고정하여 설치된다.

이 때, 외주측 전체 길이에 있어서 리어 케이스(111)와 고정 스크롤(117)은 O링 등의 밀봉부(133)에 의해 밀폐 공간(M)으로부터 밀봉되어 있으므로, 리어 케이스(111)의 중공부와 고정 단부판(121)의 오목부(125)로 토출실(135)이 형성된다.

고정 단부판(121)의 오목부(125)의 대략 중앙부에는 압축된 유체의 토출 포트(137)가 형성되어 있다. 이 토출 포트(137)는 고정 단부판(121)의 후방면에 설치된 도시하지 않은 토출판에 의해 개폐되고, 토출실(135)에 압축된 유체를 토출한다.

프론트 케이스(113)의 원통부의 전방 단부에는 흡입 보스부(139)가 구비되어 있다.

흡입 보스부(139)에는 밀폐 공간(M)과 연통되고, 외부로부터 밀폐 공간(M)으로 냉매 가스(유체)를 도입하는 흡입구부(141)가 굴착되어 있다.

선회 스크롤(119)에는 선회 단부판(143)과, 그 후방면에 기립 설치된 소용돌이 형상의 선회 소용돌이 부재(소용돌이 형상 랩)(145)가 구비되어 있다.

선회 스크롤(119)은 선회 소용돌이 부재(145)가 고정 소용돌이 부재(123)와 맞물리도록 설치되어 있다.

고정 스크롤(117)과 선회 스크롤(119)은 서로 소정 거리만큼 편심한 상태에서, 또한 180도의 위상차로써 맞물리게 된다. 이에 의해, 고정 소용돌이 부재(123)와 선회 소용돌이 부재(145)의 중심에 대해 점대칭의 위치 관계가 되는 복수 부위에 밀폐 공간이 되는 압축실(P)이 형성된다.

선회 단부판(143)의 전방면 중앙[도4에 있어서의 좌측(크랭크샤프트(109)측)의 면 중앙]에는 중공 원통 형상의 선회 보스(147)가 전방으로 돌출되도록 설치되어 있다.

선회 스크롤(119)은 프론트 케이스(113)에, 고정 스크롤(117)에 대해 공전 선회 운동할 수 있도록 지지되어 있다.

자전 저지부(107)에는 복수의 링(149)과, 복수의 핀(151)이 구비되어 있다.

각 링(149)은 선회 단부판(143)의 전방측 단부면의 외주측이고, 또한 선회 스크롤(119)의 중심으로부터 소정 반경의 원주 상에 대략 등간격을 두고 마련된 복 수개의 링 구멍(153)에 각각 압입 혹은 헐겁게 끼움[헐겁게 삽입]되어 있다.

핀(151)은 링(149)과 동일 개수 구비되고, 각 핀(151)은 프론트 케이스(113)의 원뿔대부의 후방측 단부면에 대응하는 링(149) 내에 돌출되도록 삽입되어 있다.

선회 스크롤(119)은 핀(151)이 링(149) 내에 헐겁게 끼움[헐겁게 삽입]됨으로써 프론트 케이스(113)와 결합하고, 공전 선회할 때의 자전이 방지되도록 되어 있다. 이 때 핀(151)은 링(149)의 내주면을 따라 선회 스크롤(119)의 공전 방향과 동일 방향으로 회전하도록 되어 있다.

또, 자전 저지부(107)로서는, 예를 들어 공지의 올덤 링을 이용해도 좋다.

크랭크샤프트(109)는 전후로 연장되도록 배치되고, 후방측에 구비되는 대경 축부(155)의 외주면(157)이 대경 축부 니들 베어링(외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링)(159)을 통해 프론트 케이스(113)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

대경 축부 니들 베어링(159)은 도5에 도시된 바와 같이 외륜(161)과, 보유 지지기(163)와, 복수의 바늘 형상 롤러(165)로 구성되어 있다.

외륜(161)은 대략 중공 원통 형상을 하고, 크랭크샤프트(109)의 축선 방향(J)에 있어서의 양단부에 각각 내측을 향해 대략 직각으로 절곡된 후방부 플랜지부(167) 및 전방부 플랜지부(169)가 형성되어 있다.

보유 지지기(163)는 복수의 바늘 형상 롤러(165)를 주위 방향으로 대략 동일한 간격으로 유지한 상태에서 외륜(161)의 내측에 설치되어 있다.

대경 축부 니들 베어링(159)은 프론트 케이스(113)의 원뿔부의 축선 방향(J) 대략 중간부에 마련된 오목부(171)에 긴밀하게 끼워 맞추어짐으로써 보유 지지된 다.

대경 축부(155)의 축선 방향(J)의 양단부는 작은 모따기가 실시되어 있다. 이들 모따기의 내측 부분(이들 모따기 사이에 위치하는 부분)이 외주면(157)을 구성하게 된다.

외주면(157)의 후방 단부 위치(일단부측의 단부 위치)(A)는 후방부 플랜지부(167)의 선단부 위치(일단부측의 단부 위치)(C)보다도 전방(타단부)측에 위치되어 있다.

또한, 외주면(157)의 전방 단부 위치(타단부측 단부 위치)(B)는 전방부 플랜지부(169)의 선단부 위치(타단부측 단부 위치)(D)보다도 후방(일단부)측으로 위치되어 있다.

또한, 도6에 도시한 바와 같이 외주면(157)의 축선 방향(J) 길이(L1)는 외륜(161)의 축선 방향(J) 길이(L2)보다도 짧아지도록 구성되어 있다.

외주면(157) 및 외륜(161)의 축선 방향(J) 중간 위치를 대략 일치하도록 하고 있으므로, 외주면(157)의 전후에 각각 상술한 간극이 마련되게 된다.

외주면(157)의 전방 단부 위치(B)와 전방부 플랜지부(169)의 선단부 위치(D)와의 간극은 립 밀봉부(175)(도4 참조)의 윤활을 위해 마련하는 것이다. 이로 인해, 별도 윤활 수단을 마련하여 립 밀봉부(175)의 윤활을 필요로 하지 않는 경우에는 이 간극을 마련하지 않도록 해도 좋다.

또, 외주면(157)의 축선 방향(J) 길이(L1)는 바늘 형상 롤러(165)로 치우친 하중이 가해지지 않도록 바늘 형상 롤러(165)의 길이보다도 길어지도록 형성되어 있다.

도4에 도시한 바와 같이 크랭크샤프트(109)의 전방 단부는 프론트 케이스(113)보다도 전방으로 돌출되어 있고, 프론트 케이스(113)의 전방 단부에 구비된 볼 베어링(173)에 의해 회전 가능하게 설치되어 있다.

크랭크샤프트(109)의 볼 베어링(173)의 후방측은 메카니컬 밀봉부로 형성되는 립 밀봉부(밀봉 부재)(175)에 의해 밀폐 공간(M)과 외부 사이가 밀봉되어 있다.

프론트 케이스(113)로부터 돌출된 크랭크샤프트(109)의 전방 단부는 도시하지 않은 엔진 혹은 모터 등의 구동 장치에 의해 회전되도록 구성되어 있다.

프론트 케이스(113)의 원뿔부의 후방측 중심부에는 선회 보스(147)가 여유[클리어런스]를 갖고 삽입되는 크랭크실(181)이 설치되어 있다.

대경 축부 니들 베어링(159) 및 대경 축부(155)의 후방측 단부는 크랭크실(181)에 면하고 있다.

크랭크샤프트(109)의 대경 축부(155)의 후방측에는 축선 중심이 편심한 편심축(편심 부재)(183)이 선회 보스(147)의 중공부 내에 위치하도록 구비되어 있다.

편심축(183)의 주위에는 카운터 웨이트(185)가 구비되어 있다. 카운터 웨이트(185)는 편심축(183)의 주위를 덮고, 전방 단부가 편심축(183)의 편심 방향(도4에 있어서의 좌측 방향)과 반대 방향(도4에 있어서의 우측 방향)으로 연장되도록 크랭크실(181) 내에 배치되고, 대경 축부(155)에 고정되어 설치되어 있다.

선회 보스(147) 내에 위치하는 원통 형상의 카운터 웨이트(185)의 주위를 덮도록 하여, 편심 부쉬(187)가 니들 베어링(189)을 통해 선회 보스(147)의 중공부에 회전 가능하게 끼워 맞추어져 있다.

편심 부쉬(187)의 축선 중심은 크랭크샤프트(119)의 축선 중심에 대해 편심되어 있다.

편심 부쉬(187)는 크랭크샤프트(119)의 회전 구동력을 선회 스크롤(119)에 전달하고, 선회 스크롤(119)을 공전 선회 구동하는 기능을 발휘한다.

이상과 같이 구성된 스크롤 압축기(101)의 압축 동작에 대해 설명한다.

도시하지 않은 엔진이나 전동 모터 등으로부터의 회전 구동력이 크랭크샤프트(109)에 전달되고, 이 회전 구동력이 편심축(183), 카운터 웨이트(185), 편심 부쉬(187) 및 선회 보스(147)를 통해 스크롤 압축 기구(105)의 선회 스크롤(119)에 전달된다.

선회 스크롤(119)은 자전 저지부(107)에 의해 자전이 저지되고, 공전 선회 반경을 반경으로 하는 원 궤도 상에서 공전 선회 운동을 행하도록 구동된다.

선회 스크롤(119)이 공전 선회 구동되면, 냉매 가스가 흡입구부(141)를 통해 하우징(103)의 밀폐 공간(M)에 들어가고, 스크롤 압축 기구(105)의 압축실(P)에 흡입된다.

이 때, 냉매 가스에 수반하여 냉매 가스에 함유되는 윤활유가 압축실(P)에 도입되므로, 스크롤 압축 기구(105)는 윤활된다.

그리고, 선회 스크롤(119)의 공전 선회 운동에 의해 압축실(P)의 용적이 감소하는 것에 수반하여 냉매 가스가 압축되면서 중앙부의 압축실(P)에 이른다.

중앙부의 압축실(P)에 이른 압축된 냉매 가스는 토출 포트(137)로부터 토출 실(135)에 토출된다.

토출실(135)에 토출된 압축된 냉매 가스는 도시하지 않은 토출 구멍부를 통해 방열기로 공급된다.

이 때, 카운터 웨이트(185)는 크랭크샤프트(109)의 편심축(183)에 의해 선회 스크롤(119)의 공전 선회 운동과는 위상이 대략 180도 어긋난 상태에서 회전된다. 그로 인해, 선회 스크롤(119)에 작용하는 원심력은 카운터 웨이트(185)에 의해 상쇄되고, 크랭크샤프트(109) 주위의 동적인 질량의 언밸런스는 경감된다.

또한, 선회 스크롤(119)은 공전 선회 운동하는 것에 대해 카운터 웨이트(185)는 회전 운동하므로, 크랭크실(181) 내에 배치된 카운터 웨이트(185)의 선단부는 크랭크실(181) 내부를 상대적으로 회전 이동한다.

다음에, 크랭크샤프트(109)에 관련된 윤활 동작에 대해 설명한다.

밀폐 공간(M) 내에 흡입된 저온 저압의 냉매 가스는 밀폐 공간(M)을 구성하는 크랭크실(181) 내로 유입한다.

크랭크실(181)에 유입된 윤활유를 함유한 냉매 가스는 외주면(157)의 후방 단부 위치(A)와 후방부 플랜지부(167)의 선단부 위치(C) 사이의 간극을 통해 대경 축부 니들 베어링(159)에 도입된다.

대경 축부 니들 베어링(159)은 이 냉매 가스 및 윤활유에 의해 냉각되는 동시에 윤활되므로, 밀폐 공간(M) 내의 온도가 균일화되고, 윤활성을 향상시킬 수 있다.

대경 축부 니들 베어링(159)에 도입된 냉매 가스는 외주면(157)의 전방 단부 위치(B)와 전방부 플랜지부(169)가의 선단부 위치(D)와의 간극을 통해 립 밀봉부(175)에 이르고, 립 밀봉부(175)를 냉각하여 윤활한다.

이와 같이, 대경 축부(155)의 외주면(157)의 후방 단부 위치(A)를 후방부 플랜지부(167)의 선단부 위치(C)보다도 전방측에 위치시킴으로써 대경 축부 니들 베어링(159)에 냉매 가스를 도입하는 간극을 확보하고, 외주면(157)의 전방 단부 위치(B)를 전방부 플랜지부(169)가의 선단부 위치(D)보다도 후방측으로 함으로써 립 밀봉부(175)로 냉매 가스를 도입하는 간극을 확보하도록 하고 있으므로, 대경 축부 니들 베어링(159)은 범용의 것이 되는 만큼 저렴하게 제조할 수 있다.

한편, 크랭크실(181)에 도입된 냉매는 니들 베어링(189)에 도입되어 니들 베어링(189) 등의 냉각ㆍ윤활에 이용된다.

또한, 대경 축부 니들 베어링(159)을 이용하고 있으므로, 프론트 케이스(113)를 필요 이상으로 대형화하는 것이 필요하지 않게 되어 하우징의 소형화, 경량화를 실현할 수 있다.

또, 본 실시 형태에서는 대경 축부(155)의 전후 단부에 작은 모따기를 실시하고 있지만, 도7에 도시한 주위 방향으로 연속된 직사각 형상 단면의 큰 절결부(177) 혹은 도8에 도시된 바와 같은 삼각 형상 단면의 큰 절결부(177)를 설치해도 좋다.

또한, 절결부(177)의 단면 형상은 이에 한정되지 않고 임의의 형상이라도 좋다. 또한, 주위 방향으로 불연속이라도 좋다.

이와 같이 하면, 대경 축부 니들 베어링(159)의 외륜(161)과의 사이의 간극 을 확보한 후에 대경 축부(155)의 축선 방향(J)의 길이를 크게 할 수 있다.

[제3 실시 형태]

이하, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 도9 내지 도11을 이용하여 설명한다.

도9에는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 스크롤 압축기(201)의 종단면도가 도시되어 있다.

스크롤 압축기(201)는 그 개략 외형을 구성하는 하우징(203)을 갖는다. 이 하우징(203)은 프론트 하우징(205)과 리어 하우징(207)을 볼트(209)(제2 볼트)에 의해 일체로 조여 고정함으로써 구성된다. 프론트 하우징(205) 및 리어 하우징(207)에는 각각 원주 상의 복수 부위, 예를 들어 4군데에 등간격으로 조임용 플랜지(205A, 207A)가 일체로 형성되어 있다. 이 플랜지(205A, 207A)끼리를 볼트(209)로 조임으로써 프론트 하우징(205)과 리어 하우징(207)이 일체로 결합된다.

프론트 하우징(205)의 내부에는 크랭크축(211)이 메인 베어링(213) 및 서브 베어링(215)을 통해 축선(L) 주위로 회전 가능하게 지지된다. 크랭크축(211)의 일단부측(도면에 있어서 좌측)은 소경 축부(211A)로 되어 있다. 이 소경 축부(211A)는 프론트 하우징(205)을 관통하여 도9의 좌측으로 돌출되어 있다. 소경 축부(211A)의 돌출부에는 공지와 같이 동력을 받는 도시 생략된 전자기 클러치, 풀리 등이 설치되고, 도시 생략된 엔진 등의 구동원으로부터 V 벨트 등을 통해 동력이 전달되게 된다.

또, 메인 베어링(213)과 서브 베어링(215) 사이에는 메카니컬 밀봉부(립 밀봉부)(217)가 설치되어 있고, 하우징(203) 내부와 대기 사이를 기밀하게 밀봉하고 있다.

크랭크축(211)의 타단부측(도9에 있어서 우측)에는 대경 축부(211B)가 설치되어 있다. 또한 이 대경 축부(211B)에는 크랭크축(211)의 축선(L)보다 소정 치수만큼 편심한 상태에서 편심 핀(211C)이 일체로 설치된다. 이 대경 축부(211B) 및 상기 소경 축부(211A)가 각각 메인 베어링(213) 및 서브 베어링(215)을 통해 프론트 하우징(205)에 회전 가능하게 지지된다. 그리고, 편심 핀(211C)에는 드라이브 부쉬(219) 및 드라이브 베어링(221)을 통해 후술하는 선회 스크롤 부재(227)가 연결되어 있다. 이로 인해, 크랭크축(211)이 회전됨으로써, 선회 스크롤 부재(227)가 선회 구동되도록 되어 있다.

드라이브 부쉬(219)에는 선회 스크롤 부재(227)가 선회 구동됨으로써 발생하는 언밸런스 하중을 제거하기 위한 밸런스 웨이트(219A)가 일체로 형성되어 있다. 이 밸런스 웨이트(219A)는 선회 스크롤 부재(227)의 선회 구동과 함께 선회되도록 되어 있다.

상기 하우징(203)의 내부에는 스크롤 압축 기구(223)를 구성하는 한 쌍의 고정 스크롤 부재(225)와 선회 스크롤 부재(227)가 조립된다. 고정 스크롤 부재(225)는 단부판(225A)과 상기 단부판(225A)으로부터 기립 설치된 소용돌이 형상 랩(225B)으로 구성된다. 한편, 선회 스크롤 부재(227)는 단부판(227A)과 상기 단부판(227A)으로부터 기립 설치된 소용돌이 형상 랩(227B)으로 구성된다.

고정 스크롤 부재(225) 및 선회 스크롤 부재(227)는 도10a 및 도10b에 도시한 바와 같이, 각각 소용돌이 형상 랩(225B, 227B)의 선단부면(225C, 227C)과 보텀 면(225D, 227D)의 소용돌이 방향에 따른 소정 위치에 각각 단차부(225E, 225F 및 227E, 227F)를 구비하고 있다. 이 단차부(225E, 225F 및 227E, 227F)를 경계로, 랩 선단부면(225C, 227C)에 있어서는 축선(L) 방향으로 외주측의 선단부면(225G, 227G)이 높고, 내주측의 선단부면(225H, 227H)이 낮게 되어 있다. 또한, 보텀면(225D, 227D)에 있어서는, 축선(L) 방향으로 외주측의 보텀면(225I, 227I)이 낮고, 내주측의 보텀면(225J, 227J)이 높게 되어 있다. 이에 의해, 소용돌이 형상 랩(225B, 227B)은 그 외주측에 있어서의 랩 높이가 내주측의 랩 높이보다도 높아진다.

상기한 고정 스크롤 부재(225) 및 선회 스크롤 부재(227)는 각각의 중심을 선회 반경만큼 이격하는 동시에, 소용돌이 형상 랩(225B, 227B)끼리가 180도 위상을 어긋나게 하여 맞물리게 한 상태에서 조립된다. 이에 의해, 도9에 도시된 바와 같이, 양 스크롤 부재(225, 227) 사이에는 단부판(225A, 227A)과 소용돌이 형상 랩(225B, 227B)에 의해 한계되는 한 쌍의 압축실(229)이 스크롤 중심에 대해 대칭으로 형성되게 된다. 압축실(229)은 그 축선(L) 방향 높이가 소용돌이 형상 랩(225B, 227B)의 외주측에 있어서 내주측의 높이보다도 높게 되어 있다. 이에 의해, 주위 방향 및 랩 높이 방향으로 압축을 할 수 있는 삼차원 압축이 가능한 압축 기구가 된다.

고정 스크롤 부재(225)는 리어 하우징(207)의 내면에 볼트(231)(제1 볼트)에 의해 고정 설치된다. 선회 스크롤 부재(227)는 단부판(227A)의 배면에 설치되어 있는 보스부에, 상술한 바와 같이 크랭크축(211)의 일단부측에 설치되어 있는 편심 핀(211C)이 드라이브 부쉬(219) 및 드라이브 베어링(221)을 통해 연결되어 선회 구동되게 된다.

또한, 선회 스크롤 부재(227)는 프론트 하우징(205)에 형성되어 있는 스러스트 받침면(205B)에 단부판(227A)의 배면이 지지되어 있다. 이 스러스트 받침면(205B)과 단부판(227A)의 배면과의 사이에 개재 장착되는 핀 링이나 올덤 링 등의 자전 저지 기구(233)에 의해 선회 스크롤 부재(227)는 자전이 저지되면서 고정 스크롤 부재(225)에 대해 공전 선회 구동되는 구성이 된다.

고정 스크롤 부재(225)의 단부판(225A)의 중앙부에는 압축된 냉매 가스를 토출하는 토출 포트(225K)가 개방되어 있다. 이 토출 포트(225K)에는 단부판(225A)에 리테이너(235)를 통해 설치되는 토출 리드 밸브(237)가 설치된다. 또한, 고정 스크롤 부재(225)의 단부판(225A)의 배면측에는 리어 하우징(207)의 내면에 밀접되도록 O링 등의 밀봉재(239)(제1 밀봉재)가 개재 장착되어 있다. 이에 의해, 단부판(225A)은 리어 하우징(207)과의 사이에서 하우징(203)의 내부 공간으로부터 구획되는 토출 챔버(241)를 형성하고 있다. 이에 의해, 토출 챔버(241)를 제외한 하우징(203)의 내부 공간이 흡입 챔버(243)로서 기능하도록 구성된다. 흡입 챔버(243)에는 프론트 하우징(205)에 마련되어 있는 흡입구(245)를 통해 냉동 사이클로부터 복귀되어 오는 냉매 가스가 흡입되고, 이 흡입 챔버(243)를 경유하여 압축실(229)에 냉매 가스가 흡입되게 된다. 또한, 프론트 하우징(205)과 리어 하우징(207) 사이의 접합면에는 O링 등의 밀봉재(247)(제2 밀봉재)가 개재 장착되어 있고, 이에 의해 하우징(203) 내에 형성되는 흡입 챔버(243)를 대기로부터 기밀하게 밀봉하고 있다.

여기서, 프론트 하우징(205)은 도9에 도시된 바와 같이 스크롤 압축 기구(225)를 수용하는 대경의 동체부(205C)와, 동체부(205C)에 이어지는 방사 형상 방향으로 직경이 축소되고[동체부(205C)의 단부로부터 동체부(205C)의 내주측으로 연장됨], 상기 스러스트 받침면(205B)을 형성하기 위한 스러스트 받침부(205D)와, 스러스트 받침부(205D)에 이어서 더욱 직경이 축소되고 메인 베어링(213)을 수납하는 베어링 수납부(205E)를 형성하기 위한 내경의 크랭크축 지지부(205F)와, 이 크랭크축 지지부(205F)에 이어지는 서브 베어링(215) 및 메카니컬 밀봉부(217)를 설치하기 위한 소경 보스부(205G)를 구비하고 있다. 즉, 프론트 하우징(205)은 단계적으로 직경이 축소되는 깔때기 형상을 이루도록 형성되어 있다.

한편, 리어 하우징(207)은 도11에 도시된 바와 같이 토출 챔버(241)를 형성하기 위한 오목부(207B)와, 프론트 하우징(205)의 동체부(205C)의 개구 단부에 끼워 맞추어지는 언저리부(207C)와, 고정 스크롤 부재(225)의 단부판(225A) 배면에 설치되는 언저리부(225L)가 끼워 맞추어지는 끼워 맞춤부(207D)를 구비하고, 접시 형상을 하도록 형성되어 있다. 또, 끼워 맞춤부(207D)는 볼트(231)의 조임 위치보다도 외주측에 형성되어 있다.

언저리부(207C)는 대략 통 형상을 이루고 있다. 언저리부(207C)의 외주면에는 상기 밀봉재(247)가 개재 장착되어 있다. 또한, 언저리부(207C)의 외주면에 있어서, 상기 밀봉재(247)의 설치부보다도 개구 주변측(선단부측)에는 도11에 도시된 바와 같이 프론트 하우징(205)의 동체부(205C)에 있어서의 대경의 개구부와의 사이에 미소 간극(S)이 형성되도록 되어 있다. 구체적으로는, 언저리부(207C)에 있어서 밀봉재(247)의 설치부보다도 개구 주변측의 영역에서는 그 외경이 프론트 하우징(205)의 개구부의 내경보다도 소경으로 되어 있고, 이에 의해 언저리부(207C)와 프론트 하우징(205)의 개구부 사이에 미소 간극(S)이 형성되어 있다. 또, 미소 간극(S)은 매우 작은 것이므로, 도11에서는 부호 S에 의해 미소 간극(S)이 형성되는 부위만을 나타내고 있다. 그리고, 이 언저리부(207C)를 프론트 하우징(205)에 있어서의 동체부(205C)의 개구에 끼워 맞추게 한 상태에서, 상술한 바와 같이 양 하우징(205, 207)의 플랜지(205A, 207A)끼리를 볼트(209)로 조임 고정함으로써, 양 하우징(205, 207)이 밀봉재(247)를 통해 결합되어 하우징 내부가 대기로부터 기밀하게 밀봉[격리]되도록 되어 있다.

또한, 도11에 도시된 바와 같이, 리어 하우징(207)의 끼워 맞춤부(207D)에는 고정 스크롤 부재(225)의 언저리부(225L)가 끼워 맞춤된다. 이 끼워 맞춤부(207D)와 언저리부(225L) 사이에 형성되는 코너부에 상기 밀봉재(239)가 개재 장착된 상태에서, 고정 스크롤 부재(225)가 그 단부면에 고리 형상으로 형성된 나사 보스부(225N)를 통해 리어 하우징(207)의 내면에 볼트(231)에 의해 조여 고정되게 된다. 여기서, 코너부라 함은, 언저리부(207C)에 있어서는 외주면과 이 외주면으로부터 외주측으로 기립 상승하는 벽면과의 교차부이며, 끼워 맞춤부(207D)에 있어서는 내주면과 이 내주면으로부터 외주측으로 기립 상승하는 벽면과의 교차부이다. 그리고, 이러한 구성의 채용에 의해, 단부판(225A)의 언저리부(225L)보다도 외주측 단부판 최외주 부분(225M)에는 고압이 부하되는 일이 없어지므로, 상기 단부판 최 외주 부분(225M)의 단부판 두께를 둘레 전체에 걸쳐서 다른 부분의 단부판 두께의 절반 이하 정도로 얇게 하고 있다.

상기한 구성에 의해, 리어 하우징(207)과 고정 스크롤 부재(225)는 끼워 맞춤부(207D)와 언저리부(225L)와의 끼워 맞춤에 의해 밀봉재(239)의 개재 장착에 관계없이, 고정 스크롤 부재(225)가 리어 하우징(207)에 대해 위치 결정된 상태에서 고정 설치되게 된다. 또한, 상기의 끼워 맞춤부에 있어서, 끼워 맞춤부(207D)와 언저리부(225L) 사이에 형성되는 코너부에 개재 장착되는 밀봉재(239)에 의해 상술한 바와 같이 하우징(203) 내부가 고압의 토출 챔버(241)와 저압의 흡입 챔버(243)로 구획 밀봉되게 된다. 또한, 토출 챔버(241)와 흡입 챔버(243) 사이를 구획하는 밀봉재(239)의 외주측에 있어서, 상술한 바와 같이 프론트 하우징(205)에 있어서의 동체부(205C)의 일단부 개구와 리어 하우징(207)의 언저리부(207C)와의 사이에 개재 장착된 밀봉재(247)에 의해 흡입 챔버, 즉 하우징(203) 내부와 대기 사이가 기밀하게 구획되게 된다.

다음에, 이상에 설명한 본 실시 형태에 관한 스크롤 압축기의 동작을 설명한다.

외부 구동원으로부터 도시 생략한 풀리 및 전자기 클러치 등을 통해 회전 구동력을 크랭크축(211)에 전달하고, 크랭크축(211)을 회전하면, 크랭크축(211)의 편심 핀(211C)에 드라이브 부쉬(219) 및 드라이브 베어링(221)을 통해 연결되어 있는 선회 스크롤 부재(227)가 자전 저지 기구(233)에 의해 자전이 저지되면서, 고정 스크롤 부재(225)에 대해 공전 선회 구동된다.

이 선회 스크롤 부재(227)의 공전 선회 구동에 의해 반경 방향 최외측에 형성되는 압축실(229) 내에 흡입 챔버(243) 내의 냉매 가스가 흡입된다. 압축실(229)은 소정의 선회각 위치에서 완전히 흡입된 후, 그 용적이 주위 방향 및 랩 높이 방향으로 감소되면서 중심측으로 이동된다. 이 동안에 냉매 가스는 압축되고, 상기 압축실(229)이 토출 포트(225K)에 연통하는 위치에 이르면, 토출 리드 밸브(237)가 눌려 개방되어 압축된 가스는 토출 챔버(241) 내에 토출된다. 이 압축 냉매 가스는 토출 챔버(241)를 경유하여 압축기 밖으로 토출된다.

토출 챔버(241)에 토출된 고압의 압축 가스의 압력은 토출 챔버(241)를 구획하는 밀봉재(239)보다도 내주측에 있어서, 토출 챔버(241)를 구성하는 고정 스크롤 부재(225)의 단부판(225A)과 리어 하우징(207)에 부하된다. 밀봉재(239)는 단부판(225A)의 외주면보다도 내주측 위치에 있어서, 단부판(225A)의 단부면과 리어 하우징(207)의 내면 사이에 개재 장착되어 있다. 이와 같이, 밀봉재(239)가 단부판(225A)의 내주측에 위치되어 있는 만큼 과대한 압력 하중이 부하되는 단부판(225A)과 리어 하우징(207)의 면적을 좁게 할 수 있다. 이에 의해, 단부판(225A) 및 리어 하우징(207)의 과대한 압력 하중에 의한 압력 변형을 보다 미소화할 수 있다.

또한, 밀봉재(239)가 설치되는 단부판(225A)의 언저리부(225L)보다도 외주측 단부판 두께가 얇아진 단부판 최외주 부분(225M)에 과대한 압력 하중이 부하되는 일이 없어진다. 이로 인해, 단부판 최외주 부분(225M)의 판 두께를 다른 부분보다 얇게 해도, 고압에 의한 압력 변형 등의 우려는 없고, 압축 성능 등에 영향을 미치 는 일은 없다.

또한, 가령, 밀봉재(239)에 문제가 생기거나, 혹은 고압의 이상 상승에 의해 단부판(225A)이나 리어 하우징(207)에 미소 변형이 발생하여 고압의 압축 가스가 누설되는 사태에 빠졌다고 해도, 토출 챔버(241)가 직접 대기로 통과하는 일은 없고, 압축 가스는 토출 챔버(241)의 외주측에 형성되어 있는 흡입 챔버(243)에 누설되게 된다. 따라서, 압축 가스가 토출 챔버(241)로부터 직접 대기로 유출되는 사태를 회피할 수 있다.

따라서, 본 실시 형태에 따르면, 이하와 같은 작용 효과를 발휘한다.

토출 챔버(241)를 구획하는 밀봉재(239)를 고정 스크롤 부재(225)의 단부판(225A)의 외주면보다도 내주측 위치에 개재 장착하고 있으므로, 단부판(225A) 및 리어 하우징(207)이 고압에 의한 압력 하중을 받는 면의 면적을 좁게 할 수 있다. 따라서, 단부판(225A), 리어 하우징(207) 및 볼트(231)의 응력을 약간 저하시킬 수 있다. 이로 인해, 이들 부품의 판 두께를 저감시키는 등에 의해 스크롤 압축기(201)의 경량화 및 비용 저감을 도모할 수 있다.

또한, 토출 챔버(241)를 구획하는 밀봉재(239)의 외주측에 흡입 챔버(243)가 형성되게 되므로, 만일 토출 챔버(241)로부터 가스가 누설되었다 해도 이것이 직접 대기에 누출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이상한 압력 상승시에 토출 챔버(241)로부터 압축 가스를 흡입 챔버(243)에 누설함으로써, 압력의 이상 상승에 의한 압축기의 파손을 미연에 회피할 수 있다. 덧붙여, 고압 가스가 토출 챔버(241)로부터 흡입 챔버(243)로 누설하였다 해도 특별한 지장일 발생시키는 일은 없다.

또한, 밀봉재(239)의 외주측에 흡입 챔버(243)와 대기간을 밀봉하는 밀봉재(247)를 개재 장착하고 있으므로, 밀봉재(247)는 저압과 대기 사이의 압력차가 작은 부분을 밀봉할 수 있는 것이면 되고, 밀봉재(239)에 비해 약간은 낮은 기능으로 저렴한 가격의 밀봉재를 사용할 수 있다. 또한, 압력차가 작은 부분에서 프론트 하우징(205)과 리어 하우징(207)을 조여 고정할 수 있으므로, 볼트(209) 및 조임용 플랜지(205A, 207A) 등을 작게 할 수 있다. 따라서, 이에 의해서도 경량화 및 비용 저감을 도모할 수 있다.

또한, 리어 하우징(207)에 설치된 언저리부(207C)를 프론트 하우징(205)의 동체부(205C)의 개구부에 끼워 맞추어 양 하우징(205, 207)을 결합하고 있으므로, 리어 하우징(207)의 개구 개방 방향의 압력 변형을 프론트 하우징(205)에 의해 억제할 수 있다. 따라서, 리어 하우징(207)의 미소 압력 변형을 더욱 억제하여 압력 변형에 의한 가스 누설을 보다 극소화할 수 있다. 또한, 언저리부(207C)에 밀봉재(247)를 개재 장착하고 있으므로, 리어 하우징(207)의 개구 개방 방향의 압력 변형에 대해 밀봉재(247)가 축선 방향으로 이동하게 된다. 이로 인해, 밀봉 기능이 손상되는 일은 없어 밀봉을 확실하게 유지할 수 있다. 따라서, 이에 의해서도 가스 누설을 방지할 수 있다. 또한, 언저리부(207C)측에 밀봉재(247)를 설치하고 있으므로, 밀봉재(247)가 보유 지지하기 쉬워지는 동시에, 언저리부(207C)와 프론트 하우징(205)의 개구부 사이에 미소 간극(S)을 형성하고 있으므로, 언저리부(207C)의 밀봉재(247)의 설치부보다도 개구 주변측에서는 언저리부(207C)의 외경과 밀봉 재(247)의 내경과의 차이가 작아져 언저리부(207C)로의 밀봉재(247)의 설치가 용이해진다. 또한, 언저리부(207C)의 밀봉재의 설치부보다도 개구 주변측에서는, 스크롤 압축기(201)의 조립시에 있어서 언저리부(207C)와 프론트 하우징(205)의 개구부와의 사이에 서로 상대 이동을 허용하는 클리어런스가 확보되게 되어, 언저리부(207C)의 프론트 하우징(205)의 개구부로의 끼워 맞춤을 용이화할 수 있다. 따라서, 스크롤 압축기의 조립을 용이화할 수 있다.

또한, 고정 스크롤 부재(225)의 언저리부(225L)를 리어 하우징(207)의 끼워 맞춤부(207D)에 끼워 맞추고, 고정 스크롤 부재(225)의 외주측에 밀봉재(239)를 개재 장착하여 고정 스크롤 부재(225)를 고정 설치하는 구성으로 하고 있으므로, 밀봉재(239)의 개재 장착에 관계없이 조립시에 고정 스크롤 부재를 리어 하우징에 대해 정확하게 위치 결정할 수 있다.

또한, 언저리부(225L)와 끼워 맞춤부(207D) 사이의 코너부에 밀봉재(239)를 개재 장착하고 있으므로, 밀봉재(239)를 설치하는 밀봉 홈의 가공이 불필요해져 스크롤 압축기의 가공 비용을 저감시킬 수 있다.

또한, 고정 스크롤 부재(225)에 있어서의 단부판(225A)의 최외주 부분(225M)에 고압에 의한 과대 하중이 부하되는 일이 없어지므로, 상기 단부판 최외주 부분(225M)의 판 두께를 다른 부분보다도 얇게 할 수 있다. 이로 인해, 고정 스크롤 부재(225)의 중량을 저감시키고, 나아가서는 스크롤 압축기(201)를 경량화할 수 있다. 특히, 상기 부분(225M)은 단부판(225A)의 최외주 부위이므로, 둘레 전체에 걸쳐서 판 두께를 얇게 함으로써 재료를 그 체적 상당분만큼 삭감할 수 있다. 따라 서, 상응하는 중량과 재료 사용량을 저감시키고, 그에 따른 경량화 및 비용 저감 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 스크롤 압축 기구(223)를 소용돌이 형상 랩(225B, 227B)의 외주측에 있어서 소용돌이 형상 랩 높이가 내주측의 소용돌이 형상 랩 높이보다도 높아지고, 주위 방향 및 랩 높이 방향으로 압축할 수 있는 삼차원 압축이 가능한 구성으로 하고 있다. 이로 인해, 본 실시 형태에 관한 스크롤 압축기에서는, 스크롤 외경을 크게 하지 않고 용량을 증가시킬 수 있다. 이에 의해서도, 스크롤 압축기의 소형 콤팩트화 및 경량화를 실현할 수 있다.

[제4 실시 형태]

다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해 도12를 이용하여 설명한다.

본 실시 형태는 고정 스크롤 부재(225)의 리어 하우징(207)에 대한 고정 설치 구조에 특징을 갖는 것이다. 다른 점에 대해서는, 제3 실시 형태와 마찬가지이므로 설명은 생략한다.

도12에는 고정 스크롤 부재(225)가 리어 하우징(207)에 대해 볼트(231)에 의해 조여 고정되어 있는 부분의 단면도가 도시되어 있다.

본 실시 형태에 있어서, 고정 스크롤 부재(225)의 단부판(225A)의 배면측에는 보텀면(225D)에 설치되어 있는 단차부(225F)보다도 내주측이며, 또한 토출 챔버(241)를 구획하는 밀봉재(239A)가 설치되는 언저리부(225L)보다도 내주측이 되는 위치에 나사 보스부(225N)가 설치된다. 나사 보스부(225N)는 단부판(225A)의 단부면으로부터 축선(L) 방향을 따라 소용돌이 형상 랩(225B)과는 반대측(도12에 있어 서 우측)으로 돌출되어 고리 형상으로 설치된다.

그리고, 이 나사 보스부(225N)에는 주위 방향에 적절한 간격으로 3군데 내지 4군데에 볼트(231)를 조이는 나사 구멍(225P)이 가공된다. 나사 구멍(225P)은 나사 보스부(225N)에 있어서, 단차부(225F)보다도 외주측 보텀면(227I)에 대해 축선(L) 방향 랩측으로 치수(T)만큼 연장시켜 설치된다. 즉, 단차부(225F)보다도 내주측 보텀면(227J)의 쪽이 외주측의 보텀면(227I)보다도 축선(L) 방향으로 높아져 있는 것을 이용하여, 이 부위에 적어도 나사 직경의 1.5배의 길이가 필요해지는 나사 구멍(225P)을 상기 치수 T만큼 연장시켜 가공하고 있다.

본 실시 형태에서는, 제3 실시 형태에 있어서 언저리부(225L)의 코너부에 설치되어 있는 밀봉재(239) 대신에, 단부판(225A)의 언저리부(225L)보다도 외주측 단부면에 밀봉 홈(225Q)을 마련하여 O링 등의 밀봉재(239A)를 설치하고 있다.

또, 이 밀봉재(239A)는 나사 보스부(225N)에 있어서, 나사 구멍(225P)보다도 외주측 단부면에 설치해도 된다. 이에 의해, 고압에 의한 압력 하중을 받는 부위의 면적을 더욱 좁게 할 수 있다.

이상의 구성에 의해 본 실시 형태에 따르면, 이하의 작용 효과를 발휘한다.

본 실시 형태에서는, 단차부(225F)를 마련함으로써 단부판(225A)의 두께가 두꺼워지는 부위에 나사 보스부(225N)를 형성하고, 이 나사 보스부(225N)에 그 두께를 이용하여 나사 직경의 적어도 1.5배의 길이의 나사 영역이 필요해지는 볼트(231)용 나사 구멍(225P)을 마련하고 있다. 이에 의해, 소요 치수의 나사 구멍(225P)을 마련하기 위해 나사 보스부(225N)의 축선(L) 방향 길이를 특별히 길게 할 필요는 없다. 이로 인해, 볼트(231)가 지배적인 스크롤 압축기(201)의 축선(L) 방향의 치수를 짧게 할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는 스크롤 압축기(201)의 소형 콤팩트화 및 경량화를 실현하여 탑재성을 향상시킬 수 있다.

본 실시 형태에서는, 특히 나사 구멍(225P)을 단차부(225F)보다도 외주측 보텀면(225I)으로부터 축선(L) 방향의 랩측으로 치수(T)만큼 연장시켜 마련하고 있다. 이로 인해, 볼트(231)가 지배적인 스크롤 압축기(201)의 축선(L) 방향 치수를 적어도 치수(T)만큼, 혹은 그 이상의 치수만큼 단축할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는 스크롤 압축기(201)의 소형화 및 경량화 효과를 가급적 높일 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 나사 보스부(225N)를 밀봉재(239A)보다도 내주측에 설치하고, 상기 위치에서 고정 스크롤 부재(225)를 볼트(231)에 의해 조여 고정하고 있다. 이로 인해, 밀봉재(239A)에 부하되는 힘을 경감시킬 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는 밀봉재(239A)의 수명을 연장시킬 수 있다.

[제5 실시 형태]

다음에, 본 발명의 제5 실시 형태에 대해 도13을 이용하여 설명한다.

본 실시 형태는 상기한 제3 및 제4 실시 형태에 대해, 고정 스크롤 부재(225)에 가공시의 클램프용 홈(225R)을 마련하고 있는 점이 다르다. 다른 점에 대해서는, 제3 및 제4 실시 형태와 마찬가지이므로, 설명은 생략한다.

도13은 고정 스크롤 부재(225)의 일부를 도시하는 부분 단면도이다.

본 실시 형태에 있어서는, 고정 스크롤 부재(225)의 나사 보스부(225N)의 외주 부분에 가공시에 고정 스크롤 부재(225)를 척 등에 의해 클램프하기 위한 홈(225R)을 마련하고 있다. 이 홈(225R)은 척 등에 대응하여 필요한 범위에만 형성해도 좋고, 혹은 나사 보스부(225N)의 둘레 전체에 형성해도 좋다.

고정 스크롤 부재(225)는 일반적으로 소용돌이 형상 랩(225B)의 랩면 등을 엔드밀에 의해 절삭 가공하고 있다. 이 때, 단부판(225A)의 외주면을 척 등에 의해 클램프하여 가공하고 있다. 그러나, 상기한 제3 및 제4 실시 형태에 도시한 바와 같이, 고정 스크롤 부재(225)에 있어서의 단부판(225A)의 최외주 부분(225M)의 판 두께를 얇게 하면, 클램프시에 왜곡이 발생하여 가공 정밀도에 영향을 미칠 가능성이 있다.

본 실시 형태와 같이, 고정 스크롤 부재(225)에 있어서 단부판(225A)의 판 두께가 가장 두껍고, 강성이 높아져 있는 부위인 나사 보스부(225N)에 클램프용 홈(225R)을 마련하고, 이 홈(225R)에서 고정 스크롤 부재(225)를 클램프하여 가공함으로써, 가공시에 고정 스크롤 부재(225)를 안정적으로 고정할 수 있다. 따라서, 고정 스크롤 부재(225)를 정밀도 좋게 가공할 수 있다.

또한, 홈(225R)을 나사 보스부(225N)의 외주에 둘레 전체에 걸쳐서 설치함으로써, 이 홈(225R)의 체적에 상당하는 무게만큼 고정 스크롤 부재(225)의 중량을 저감시켜 고정 스크롤 부재를 경량화할 수 있다.

또, 상기 제3, 제4, 및 제5 실시 형태에서는 주위 방향 및 랩 높이 방향으로 압축을 할 수 있는 삼차원 압축이 가능한 압축 기구를 구비한 스크롤 압축기에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 제3 및 제5 실시 형태에 관한 발명에 대해서는 랩 높이 방향에 단차부를 구비하고 있지 않고, 주위 방향으 로만 압축이 가능한 통상의 스크롤 압축기에도 적용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 흡입구로부터 압축 기구에 이르는 가스 유체의 충분한 유로 단면적 확보와, 외형 형상의 소형화를 양립할 수 있는 유체 기계를 제공할 수 있다.

또한, 범용의 외륜이 부착된 바늘 형상 구름 베어링을 이용하여 저렴하게 제조할 수 있고, 하우징의 소형화, 경량화를 실현할 수 있는 스크롤 압축기를 제공할 수 있다.

또한, 하우징 구성과, 대기와 하우징간 및 하우징 내의 저압측과 고압측간을 밀봉하는 밀봉재의 배치 구성을 최적화하여 하우징이나 스크롤 부재의 압력 변형에 의한 가스 누설을, 그 강성을 높이는 일 없이 해결할 수 있는 경량화된 스크롤 압축기를 제공할 수 있다.

Claims (26)

1. 형상을 깔때기 형상으로 한 하우징 내에 압축 기구를 수납 설치하고, 상기 하우징의 개구 확대부에 상기 압축 기구의 압축 기구 본체를 배치하는 동시에 압축 기구 구동부를 협부에 배치한 유체 기계에 있어서,

   상기 하우징 내부에 흡입 챔버가 형성되고,

   상기 개구 확대부의 바닥면에 위치하여 상기 압축 기구를 지지하는 압축 기구 지지면의 외측에 오목부를 형성하고, 상기 오목부 내를, 상기 흡입 챔버에 연통하여 흡입구로부터 상기 압축 기구의 흡입구로 유체를 유도하기 위한 유로로 한 유체 기계.
2. 제1항에 있어서, 제1항에 있어서, 상기 오목부와 상기 협부의 내부 공간과의 사이를 연통시켜, 상기 흡입구로부터 도입된 유체를 상기 협부의 내부 공간 내로 공급하는 연통로가 설치되어 있는 유체 기계.
3. 제1항에 있어서, 상기 오목부를 원호 형상으로 한 유체 기계.
4. 제3항에 있어서, 상기 오목부를 주조 부분에 의해 형성한 유체 기계.
5. 제1항에 있어서, 상기 압축 기구가 스크롤 압축 기구이며, 상기 압축 기구 지지면이 스러스트 받침면인 유체 기계.
6. 흡입구를 마련한 저압측 하우징의 형상을 깔때기 형상으로 한 하우징 내에 압축 기구를 수납 설치하고, 상기 저압측 하우징의 개구 확대부에 상기 압축 기구 의 압축 기구 본체를 배치하는 동시에 압축 기구 구동부를 협부에 배치한 유체 기계에 있어서,

   상기 개구 확대부의 바닥면에 위치하여 상기 압축 기구를 지지하는 스러스트 받침면의 외측에 오목부를 형성한 유체 기계.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제

Images