JP2751318B2 - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスクロール型圧縮機に関するもので、例えば
自動車用空調装置の冷媒圧縮機として使用して有効であ
る。

〔従来の技術および問題点〕

従来、スクロール圧縮機としては一対の円板状基板に
一条以上の渦巻状スクロール歯部を有する可動スクロー
ル部材と固定スクロール部材とを互いに噛み合わせるこ
とによって閉塞された作動空間を形成し、自動防止機構
を用いて前記可動スクロールの自転を拘束しつつ固定ス
クロール部材に対して偏心部を有するシャフトでその円
板状基板の略中心部を駆動し公転運動させることによっ
て、前記作動空間の容積を減少させポンプ作用を行わせ
る構成のものが一般に用いられている。

前記構成によるスクロール型圧縮機は、可動スクロー
ル部材の円板基板において、偏心部を有するシャフトで
駆動される部分を略中心部とし、自動防止機構をその周
囲に配設する構成としている。これは、駆動部が自転防
止機構より外部に位置した場合には、自転防止機構によ
る可動スクロールの自転防止作用が働かなくなり、スム
ーズなポンプ作用が行われないためである。このため、
駆動力を受けるシャフト先端部は、可動及び固定スクロ
ール部材を収納しているハウジングの略中心部に位置す
ることになる。つまり、設計・装着時の自由度が制限さ
れる結果となる。さらに、可動スクロール部材の円板状
基板の略中心部に駆動機構を配する必要があるというこ
とは、この駆動機構が可動スクロール部材を支持する際
に片持ちとなる。また、自転防止機構によって可動スク
ロール部材の公転半径が決定されるため、自転防止機構
がスクロール型圧縮機の消費動力，効率および信頼性に
及ぼす影響が大きい。

スクロール型圧縮機の自転防止機構としては特開昭55
−155916号公報に示される様なものがある。

即ち、スクロール型圧縮機のハウジングと可動スクロ
ール部材との複数の摺接部に於て、各々の端面に溝を設
け、該構内にボール或いは円筒ころを嵌入した機構であ
る。

しかしながら、ボールを用いた自転防止機構では、ボ
ールの点接触により自転を防止しているため、ボール１
個にかかる負荷が大きくなり、ボール１個にかかる負荷
を分散させるために、設けるボールの個数を多くする必
要があり、設けるボールの個数を多くすれば、径方向の
体格が大きくなるという問題点がある。さらに、このよ
うな自転防止機構においては、溝の径によって可動スク
ロール部材の公転半径が決定される。このため、溝の加
工精度が悪いと、スクロール歯部同士が摺接し消費能力
や発熱が大きくなったり、スクロール歯部同士のクリア
ランスが大きすぎて効率が悪いという状態になるため、
溝に対して高精度な加工が要求され、コストが高くなる
という問題点をも有するのである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るスクロール型圧縮機は、ハウジング内に
設けられ、第１基板とこの第１基板の一側面に設けられ
た渦巻状の第１スクロール歯部とを有する第１スクロー
ル部材と、前記歯内に設けられ、第２基板とこの第２基
板の一側面に設けられて前記第１スクロール歯部と噛合
する渦巻状の第２スクロール歯部とを有する第２スクロ
ール部材と、１ヶ所の偏心部を有し前記第１スクロール
部材の略外径部を貫通して前記ハウジング内に軸支され
るとともに、外部駆動力を受けて回転し、前記偏心部で
前記第１スクロール部材を駆動するシャフトとを備える
スクロール型圧縮機において、端面に案内溝を有し前記
ハウジングに回転自在に軸支されるスライダガイドと、
前記第１スクロール部材に配設され、前記スライダガイ
ドに配設されている案内溝に摺動自在に嵌挿されるスラ
イダとを有することを特徴としている。特に本発明では
シャフトの偏心部を第１スクロール部材の第１基板の中
心から所定量半径方向外方に離れた位置に配設し、ま
た、スラスタガイドも第１スクロール部材の第１基板中
心からシャフトとは異なる方向に所定量半径方向外方に
離れた位置に配設している。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第１図は本発明に係るスクロール型圧縮機の一実施例
の縦断面図であり、第２図は第１図におけるII−II矢視
断面図である。

ハウジング11はロータ室12と後側板13とから形成され
ている。後側部には有底筒状のボス部18を有し、このボ
ス部18内には軸受114が配設されている。またハウジン
グ11には吸入ポート（図示せず）と吐出ポート19が各々
外部に対して開口している。

21はフロントプレートであり、前記ハウジング11と、
図示しないボルト等で固定される。フロントプレート21
には、穴部22および円形溝23が配設されており、円形溝
23内にはＯリング122が収納されている。この穴部22に
おいて、スライダガイド121が回転自在に軸支されてお
り、サークリップ129で抜止めがなされている。また、
フロントプレート21にはボス部24が配設されており、ボ
ス部24内には軸受123及び軸封装置124が収納されてい
る。さらにフロントプレート21にはレース125およびス
ラストプレート126が、前記ハウジング11と対抗する端
面に固定されている。レース125には円形溝127が設けら
れている。フロントプレート21の、ハウジング11と接す
る面にはＯリング溝25が全周にわたって配設されてお
り、Ｏリング溝25内にはＯリング128が収納されてい
る。

31は第１スクロール部材であり、第１スクロール部材
31の一側面には、略渦巻形状の歯部32が配設されてい
る。第１スクロール部材31はボス部33を有しており、ボ
ス部33内には軸受131が収納されている。また、第１ス
クロール部材31の一側面には、スライダ132,レース133
及びスラストプレート134が固定されている。レース133
には円形溝135が設けられている。

41は第２スクロール部材であり、第２スクロール部材
41の一側面には、第１スクロール部材31の略渦巻形状を
有する歯部32と噛合する略渦巻形状を有する歯部42が配
設されている。前記第２スクロール部材41の略渦巻形状
を有する歯部42の中心付近には吐出口43が穿設されてい
る。また前記第２スクロール部材41の略渦巻形状を有す
る歯部42が配設されている側面と反対側の側面には、吐
出バルブ145およびバルブストッパ146がボルト147によ
って固定されている。

51はクランクシャフトであり、クランクシャフト51に
は軸心より所定量だけ偏心した偏心部52が設けられてい
る。

ハウジング11とフロントプレート21とで形成される空
間内には、クランクシャフト51,第１スクロール部材31
および第２スクロール部材41が収納される。第２スクロ
ール部材41はハウジング11に対してボルト119で固定さ
れている。第１スクロール部材31は第２スクロール部材
41に対して、略渦巻形状歯部32および42が噛合した状態
でハウジング11内に収納され、軸受131によってクラン
クシャフト51の偏心部52で軸支されている。クランクシ
ャフト51の偏心部52の軸方向前後位置には、偏心荷重を
有するバランスウェイト153及び154が、その偏心荷重が
偏心部52と逆方向となるようにクランクシャフト51に固
定されている。そしてクランクシャフト51は軸受114お
よび123によって回転自在に軸支され、一端が外部に突
出している。

また第１スクローク部材31のスライダ132はフロント
プレート21のスライダガイド121に摺動自在に嵌挿され
ている。

61は鋼球であり鋼球61はレース125及び133に各々設け
られている対向する円形溝127及び135内に収納される。

次に本実施例の作動について説明する。

本実施例においては、可動である第１スクロール部材
31が、固定である第２スクロール部材41に対してスライ
ダクランク運動を行ない、ポンプ作用をなすものであ
る。第１スクロール部材31のスライダクランク運動によ
り発生したアンバランス力はバランスウェイト153およ
び154によって補正がなされている。本実施例は、駆動
シャフト51をハウジング11の中心部以外の部分に外部に
突出させることが可能となり、設計・装着時の自由度を
増すことができる。しかも、スクロール歯部32,42の巻
数を減らすことなく、シャフト51を両持ち支持とするこ
とができるため、信頼性の向上を図ることができる。さ
らに自転防止機構に対する高精度な加工を必要としない
ため、信頼性の向上とコスト低減に対して有利である。

次にスライダクランク運動を行う一対の運動体により
ポンプ作用を行うスクロール形状について第１図及び第
４図を用いて説明する。第４図において、第１スクロー
ル部材31はスライダクランク運動の最下点の状態を示
す。この状態より第１スクロール部材31が、反時計まわ
りにスライダクランク運動を行った場合、第１スクロー
ル部材31上の点が描く軌跡の一例を示したのが実線の楕
円である。本実施例に示すスクロール形状は、第１図に
おいて第１スクロール部材31に配設されている略渦巻形
歯部32をインボリュートスクロール形状とし、この略渦
巻形状をした歯部32および42のプロフィールは、前記ス
ライダクランク運動により歯部32と42によってシール点
が生じることによって、密閉空間である作動室が形成さ
れ、そしてこのシール点が前記スライダクランク運動に
よって連続的に歯部外周より中心部に向かって移動し、
外周より吸入した冷媒ガスをその作動室の容積を減少さ
せつつ圧縮しながら中心部へと圧送し、吐出口43より吐
出するような形状を求めて、第２スクロール部材41の略
渦巻形状歯部42のプロフィールとしている。第２図に示
したプロフィールはその一例であり、歯部32および42の
厚さがほぼ同じとなるよう歯部32のインボリュート形状
に補正を行っている。同図中左右方向の歯部肉厚が厚く
なっているが、これはスライダクランク運動の特性から
くるものである。

第６図は本発明によるスクロール型圧縮機における作
動流体の圧縮過程をクランクシャフト回転角π/2（ra
d）ごとに示した図である。第１スクロール部材31はス
ライダガイドの回転中心Ｂ点を支点とし、クランクシャ
フトの中心Ａ点から偏心した回転中心Ｃ点がＡ点まわり
を回転することによりスライダクランク運動を行う。こ
れにより（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ａ）→…
の順で作動流体は中心に向かってその容積を減少させつ
つ移動し圧縮が行なわれるものである。

次に本発明に係る第２実施例について第３図を用いて
説明する。

なお、前記第１実施例と同一部分については同一番号
を付けて示し、説明を省略する。

クランクシャフト51にボルト152によって固定された
第２歯車151と第１歯車181は歯数比が1:1であり、ドラ
イブシャフト81とクランクシャフト51は同一回転数で回
転される。ドライブシャフト81の端面にバランスウェイ
ト182が配設され、ボルト184で固定されている。また第
１歯車181にはバランスウェイト183が配設されている。
第１歯車181と第２歯車151が噛合した状態で、バランス
ウェイト182の偏心方向はクランクシャフト51の偏心部5
2の偏心方向と反対側であり、バランスウェイト183の偏
心方向は偏心部52の偏心方向と同じ方向となっている。
本実施例は前記第１実施例の効果に加え、前面投影面積
を小さくできる効果を有する。

次に本発明第３の実施例について第５図を用いて説明
する。本実施例についても前記第１実施例と同一部分に
ついては、同一番号を付けて示し説明を省略する。

本実施例では、クランクシャフト51は第１スクロール
部材31を貫通せず、軸受123によって回転自在に軸支さ
れる片持ちの状態である。即ち、上述の実施例ではクラ
ンクシャフト51がスクロール部材21,41の歯部32,42の外
周側に位置していたのに対し、本実施例は第５図に示す
ようにクランクシャフト51が第１スクロール部材31の基
板と対向して配置されている。

本実施例のスクロール型圧縮機は、前記第１および第
２実施例と同様、クランクシャフト51によって第１スク
ロール部材31に対して偏心運動が与えられ、第１スクロ
ール部材31が第２スクロール部材41に対してスライダク
ランク運動を行ないポンプ作用をなすものである。

本実施例は、クランクシャフト51を第１スクロール部
材31を貫通しない片持ち方式とすることにより、軸受等
部品点数の低減，省スペースなどの利点を有するため，
より簡便な構成としたものである。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、圧縮効率や吸入・吐出脈
動において従来のスクロール型圧縮機と同等の技術的効
果を有し、さらにシャフトを可動スクロール部材の略中
心より離れた位置から外部に突出させることができ、設
計・装着時の自由度が増すとともに、さらに自転防止機
構に対する高精度な加工を必要としない、簡便な構成で
信頼性の高いスクロール型圧縮機が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す縦断面図、第２図は
第１図II−II線に沿う横断面図、第３図は本発明の第２
実施例を示す縦断面図、第４図はスライダクランク運動
を説明するために、第１スクロール部材および第２スク
ロール部材を模式的に表した図、第５図は本発明の第３
実施例を示す縦断面図、第６図（ａ）乃至（ｄ）は本発
明第１実施例によるスクロール型圧縮機における作動流
体の圧縮過程を、クランクシャフト回転角π/2（rad）
ごとに示した図である。 31……第１スクロール部材,41……第２スクロール部材,
51……クランクシャフト,121……スライダガイド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−67288（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−203801（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−124692（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内に設けられ、第１基板とこの
   第１基板の一側面に設けられた渦巻状の第１スクロール
   歯部とを有する第１スクロール部材と、 前記ハウジング内に設けられ、第２基板とこの第２基板
   の一側面に設けられて前記第１スクロール歯部と噛合す
   る渦巻状の第２スクロール歯部とを有し、前記ハウジン
   グ内に固定される第２スクロール部材と、 偏心部を有し、前記ハウジング内に軸支され、外部駆動
   力を受けて回転するシャフトとを備えるスクロール型圧
   縮機において、 前記第１スクロール部材は、前記第１基板の中心から半
   径方向外方に所定量離れた位置に軸受けを有し、この軸
   受けに前記シャフトの前記偏心部が係合して、前記偏心
   部で前記第１スクロール部材を駆動するとともに、 一端に案内溝を有し、前記ハウジングに回転自在に軸支
   されるスライダガイドを前記第１スクロール部材の前記
   第１基板の中心から前記軸受形成位置とは異なる方向に
   所定量離れた位置に形成し、かつ、 前記第１スクロール部材に、前記スライダガイドの案内
   溝に摺動自在に嵌挿されるスライダを配設することを特
   徴とするスクロール型圧縮機。