JP2754775B2 - 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、例えば自動車空調装置用の冷媒圧縮機とし
て使用するのに好適なスクロール型圧縮機の、特にスラ
スト軸受機構に関する。

〔従来の技術〕

スクロール型圧縮機は、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
縮機においては、互いに噛み合う固定スクロール部材と
可動スクロールとの複数の接触線に挟まれる密閉空間が
創成される。そして、可動スクロールが公転運動を行な
うと、上記接触線は渦巻体の壁に沿って中心方向へ移動
し、挟まれた密閉空間もそれに伴い、容積が減少しなが
ら中心方向へ移動するので、上記空間になる冷媒ガス等
の流体も圧縮されて渦巻体の中心部から吐出される。

圧縮の反作用として、可動スクロール部材にはスラス
ト力が作用するが、従来技術においてはこのスラスト力
を回り止め機構の構成要素であるボール、或いはシャフ
トの回転運動を公転運動に変換する機構としてのオルダ
ムリング機構等によって支持させている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来技術によれば、圧縮機の高負荷運転状態や液圧縮
等で極めてスラスト力が大きくなる場合には、スラスト
力を完全に支持することができなくなるので、信頼性や
性能上に問題があり、加えて圧縮機の異音等の問題も生
じていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の課題を解決するための手段として、シ
リンダケースとその前後の開口部に一体化されるシリン
ダフロント及びシリンダリアからなり吸入口と吐出口を
有するハウジングと、端板上に形成された渦巻体を有し
上記ハウジング内部に固定された固定スクロール部材
と、同じく端板上に形成された渦巻体を有し上記固定ス
クロール部材と角度をずらして噛み合うように組込まれ
た可動スクロール部材と、上記シリンダフロントに回転
自在に支持されたシャフトと、該シャフト端部に偏心し
て配置され上記可動スクロール部材に公転運動を与える
偏心したブッシュと、該可動スクロール部材の公転のみ
を許容し自転を阻止する回り止め機構とを有し、上記可
動スクロール部材の上記公転運動によって、上記２つの
渦巻体の接触線の間に形成される密閉空間が容積を減少
しながら上記渦巻体の中心方向へ移動して流体の圧縮が
行われるスクロール型圧縮機において、上記密閉空間に
おける流体の圧縮によって生じる軸方向の圧縮反力（ス
ラスト力）を回り止め機構のみならずスラスト軸受部に
よっても支持するために、該スラスト軸受部を、上記シ
ャフトに設けたレース支持部と、上記シリンダフロント
の前面に取り付けられたフロントヘッドに形成されてい
るレース支持部との間の、上記シャフトの軸心に対する
同心円上に配置すると共に、該スラスト軸受部の上記レ
ースをシャフトのレース支持部とフロントヘッドのレー
ス支持部の少なくとも一方から軸方向に突出する突起に
よって弾性的に支持するように構成したことを特徴とす
るスクロール型圧縮機におけるスラスト軸受機構を提供
する。

〔作用〕

ハウジング内部に固定された固定スクロール部材には
可動スクロール部材が角度をずらして噛み合っているか
ら、可動スクロール部材を偏心したブッシュを介してシ
ャフトによって駆動すると、自転の運動成分は回り止め
機構によって阻止されるので、可動スクロール部材は公
転のみの運動をして、固定スクロール部材との接触線が
中心に向って移動をする。２つの接触線によって挟まれ
た空間は中心に向うに従って縮小するから、ハウジング
の吸入口に接続している両スクロール部材の外周でこの
空間に捉えられた冷媒ガス等の流体は、圧縮されたのち
に固定スクロール部材の中心からハウジングの吐出口へ
導出される。

流体を圧縮した反作用として、可動スクロール部材に
は軸方向に圧縮反力（スラスト力）が作用し、固定スク
ロール部材から離れる方向に押されるが、このスラスト
力の一部は回り止め機構によってハウジングに伝えられ
て支持される。以上の作用は従来技術のものと同様と考
えてもよいが、本発明の場合は、スラスト軸受部をシャ
フトに設けたレース支持部とフロントヘッドのレース支
持部との間において、シャフトと同軸に配置しているか
ら、上記圧縮反力であるスラスト力の一部はこのスラス
ト軸受部によって支持されることになる。

この場合、本発明においては、スラスト軸受部のレー
スと、シャフト及びフロントヘッドに設けたレース支持
部のうち少なくとも一方の軸方向に突出する突起として
形成されたレース支持部とが接する個所ではレースの弾
性的支持がなされているので、伝達されるスラスト力は
回り止め機構の方へ伝達される分とスラスト軸受部へ伝
達される分とに無理なく分配され、フレキシブルにスラ
スト力を支持することができる。したがって、スラスト
軸受部と回り止め機構のいずれにも無理がかからず、摩
耗や損傷によるトラブルの発生が回避される。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す。実施例の圧縮機の
ハウジング１は、シリンダリア２と、該シリンダリアの
開口部を閉塞するように図示しないボルト等によって締
結配設されるシリンダケース３と、シリンダフロント４
と、フロントヘッド５によって形成され、図示されない
吸入口と吐出口を備えている。フロントヘッド５とシリ
ンダフロント４は中心部に穴を有し、その中にベアリン
グ６が装着され、シャフト７を回転自在に支持してい
る。フロントヘッド５は円筒状のボス部5aを有してお
り、内部に軸封シール部８が組み込まれている。また該
ボス部5aの外周上にはマグネットクラッチ９を介して自
動車走行用エンジンの回転力がシャフト７に伝達さえ
る。固定スクロール10はシリンダリア２の底部にボルト
11で固定されており、シリンダケース３に内挿されてい
る。さらにシリンダケース３内には固定スクロール10に
対して角度をずらして渦巻体同士が噛み合う様に可動ス
クロール12が支持される。可動スクロール12は回り止め
機構13に連結されており、自転を規制されている。さら
に上記可動スクロール12は偏心したブッシュ14によって
駆動されて公転運動を行い、冷媒ガスの圧縮を行なう。
またシャフト７には可動スクロール12の公転運動による
遠心力を相殺するバランスウェイト15と、上記遠心力の
釣り合いから生じるモーメントを相殺する為に、シャフ
ト７にカウンタウェイト16とクラッチ側にバランスウェ
イト17が配設されている。

可動スクロール12と固定スクロール10との間で冷媒ガ
スの圧縮が行なわれると、その圧縮ガス反力としてスラ
スト力が生じる。このスラスト力を支持するために、回
り止め機構13の構成要素のボール13aと、加えてシャフ
ト７に設置したレース支持部7aとクラッチのステータ18
の冷却を図るため、鉄系の材質に防錆のため亜鉛等の表
面処理が行なわれているフロントヘッド５に設置したレ
ース支持部5bとの間に環状の平板であるレース19a,19b
及びローラ19cからなるスラスト軸受部19をシャフト７
に対して同心円上に配置する。

次に上記スラスト軸受部19について第２図を参照して
説明する。シャフト７のレース支持部7aは軸方向に突出
する環状の突起によってスラスト軸受部のレース19bの
外周寄りの部分を支持しているので、レース19bの内周
部分は僅かに撓み得る平面弾性支持となり、またフロン
トヘッド５のレース支持部5bは、軸方向に突出する環状
の突起によってレース19aの内周寄りの部分を支持して
いるので、レース19aの外周部分は僅かに撓み得る平面
弾性支持となる。このため、フロントヘッド５のレース
支持部5bの最外周は、シャフト７のレース支持部7aの最
内周よりも小径に設定している。従って、レース19bが
ローラ19cの外周側を、レース19aがローラ19cの内周側
を支持することになる。さらにシャフト７に挿入した軸
封シール部８には、本発明の圧縮機が大気中におかれた
場合、大気圧と圧縮機内部の圧力との圧力差が生じてい
る。図中には示していないが、軸封シール部８はサーク
リップ等でフロントヘッド５に固定されており、圧力差
によって軸封シール部８が軸方向に移動することを阻止
する為に、ワッシャ20が軸封シール部８とスラスト軸受
部のレース19aとの間に配置されている。

以上述べてきたように、可動スクロール12と固定スク
ロール10との間で冷媒ガスの圧縮が行なわれる時に、そ
の圧縮反力として生じたスラスト力を支承する為に、回
り止め機構13の構成要素のボール13aとスラスト軸受部1
9との双方でスラスト力を受承することにより、スラス
ト力をスラスト軸受部19の弾性変形可能なレース19a,19
bによって安定且つ弾力的に無理なく支持することがで
き、シャフト７のふれを抑制して、圧縮機の性能の向上
を図ることができる。加えて、フロントヘッド５のレー
ス支持部5bに表面処理を施こすことにより、接触面への
潤滑作用も期待することができ、それによってスラスト
軸受部19の摩耗が低減するばかりか、圧縮機の信頼性向
上や異音低減等の効果も得られる。

第３図に示す実施例は、第１図及び第２図の実施例に
対して、軸封シール部８の横にあるスラスト軸受部19の
レース19aの内周を軸封シール部８の外周よりも小径と
することにより、軸封シール部８の押えをも行うように
し、第２図における軸封シール部用のワッシャ20を廃止
したもので、他は同じである。

〔発明の効果〕

本発明は上記手段によって上記のような作用をするも
のであるから、圧縮反力であるスラスト力はスラスト軸
受部と回り止め機構に無理なく分配されて支承されるの
で、大きな圧縮反力が作用するような時でも、これらの
機構に無理がかからず、摩耗や損傷が生じることがな
い。したがって、圧縮機の作動を正常に維持することが
できるので、圧縮機としての信頼性が向上し、異音の発
生もなく、性能も高くなる。

また、本発明は、回り止め機構とスラスト軸受部とが
協働して圧縮反力等のスラスト力を支持するようにした
スクロール型圧縮機において、スラスト軸受部のレース
として弾性的に変形可能な平板を使用すると共に、シャ
フト及びハウジングの一部を軸方向に突出する形状し
て、その突起によって平板の一部を支持することによっ
て、平板のレースが弾性的に僅かに撓むことができる構
造とした点に特徴を有するものであり、特別の弾性部材
を追加するものではないので、構成が簡単で、コストの
増加を招くことがなく、弾性部材としてのスラスト軸受
部のレースによって大き過ぎることがない適度な大きさ
の弾性変形を発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である圧縮機の断面図、第
２図は第１図の実施例におけるスラストベアリング部の
拡大断面図、第３図は他の実施例のスラストベアリング
部の拡大断面図である。 １…ハウジング、２…シリンダリア、３…シリンダケー
ス、４…シリンダフロント、５…フロントヘッド、5a…
ボス部、5b…レース支持部、６…ベアリング、７…シャ
フト、7a…レース支持部、８…軸封シール部、９…マグ
ネットクラッチ、10…固定スクロール、11…ボルト、12
…可動スクロール、13…回り止め機構、13a…ボール、1
4…ブッシュ、15…バランスウェイト、16…カウンタウ
ェイト、17…バランスウェイト、18…クラッチのステー
タ、19…スラスト軸受部、19a,19b…レース、19c…ロー
ラ、20…ワッシャ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダケースとその前後の開口部に一体
   化されるシリンダフロント及びシリンダリアからなり吸
   入口と吐出口を有するハウジングと、端板上に形成され
   た渦巻体を有し上記ハウジング内部に固定された固定ス
   クロール部材と、同じく端板上に形成された渦巻体を有
   し上記固定スクロール部材と角度をずらして噛み合うよ
   うに組込まれた可動スクロール部材と、上記シリンダフ
   ロントに回転自在に支持されたシャフトと、該シャフト
   端部に偏心して配置され上記可動スクロール部材に公転
   運動を与える偏心したブッシュと、該可動スクロール部
   材の公転のみを許容し自転を阻止する回り止め機構とを
   有し、上記可動スクロール部材の上記公転運動によっ
   て、上記２つの渦巻体の接触線の間に形成される密閉空
   間が容積を減少しながら上記渦巻体の中心方向へ移動し
   て流体の圧縮が行われるスクロール型圧縮機において、
   上記密閉空間における流体の圧縮によって生じる軸方向
   の圧縮反力（スラスト力）を回り止め機構のみならずス
   ラスト軸受部によっても支持するために、該スラスト軸
   受部を環状の平板からなるレースを備えるものとし、該
   スラスト軸受部を、上記シャフトに設けたレース支持部
   と、上記シリンダフロントの前面に取り付けられたフロ
   ントヘッドに形成されているレース支持部との間の、上
   記シャフトの軸心に対する同心円上に配置すると共に、
   該スラスト軸受部の上記レースをシャフトのレース支持
   部とフロントヘッドのレース支持部の少なくとも一方か
   ら軸方向に突出する突起によって弾性的に支持するよう
   に構成したことを特徴とするスクロール型圧縮機におけ
   るスラスト軸受機構。