JPS5855359B2 - スクロ−ル型圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明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。

このようなスクロール型圧縮機は、米国特許第８０１．
１８２号明細書を初めとして、米国特許第３．８７４，
８２７号、第３，８８４，５９９号、第３，９２４，９
７７号、第３，９９４，６３３号、第３，９９４，６３
５号、第３，９９４，６３６号等多くの特許明細書等に
開示されその動作原理は良く知られている。

ところで、このスクロール型圧縮機は、上記米国特許第
３，８７４，８２７号にも示されるとおり、自動車冷房
装置の冷媒圧縮機に用いるのに好適である。

この場合、自動車エンジンの出力で圧縮機を駆動するた
めに、圧縮機に電磁クラッチを塔載している。

一般的に言って、圧縮機が小型・軽量であることは望ま
しいことであり、特に車輛冷房用の圧縮機のように車輛
に塔載して用いる場合には、小型・軽量であることが必
須である。

その上、電磁クラッチを一緒に備えるものにあっては、
その分束量が犬となるので、圧縮機自体の軽量化が望ま
れる。

したがって、本発明は構造的に小型・軽量の改良された
スクロール型圧縮機を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、圧縮機ハウジングの構造・形状組
立が簡単なスクロール型圧縮機を提供することである。

本発明の更に他の目的は、部品点数が軽減されており、
しかも組み立ての極めて簡単なスクロール型圧縮機を提
供することである。

本発明は、フロントエンドプレート部を有する圧縮機ハ
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
スクロ願ル部材と、第２の板体の一面項に固定された第
２のうずまき体を有するとともに該第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、上記フロントエンドプレート部ヲ貫通するととも
にそこに支持される主軸を含み該主軸の回転によって上
記可動スクロール部材に回転を阻止しながら円軌道運動
を行なわせる駆動機構とを有し、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
減少しながら上記側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なをれるスクロール型圧縮機に
おいて、上記圧縮機ハウジングは、吸入ポートと排出ポ
ートを備えたカップ状ケースと、該カップ状ケースの開
口部に嵌め合わされた環状突起を一面に形成したフロン
トエンドプレートとから構成され、上記第１の側板の上
記第１のうずまき体とは反対の面上に軸方向に突出する
複数の脚部が形成されており、該脚部の先端面が上記カ
ップ状ケースの上記フロントエンドプレートに対向する
内面に接触し、該ケース外部から該脚部にねじ込まれた
ねじによって上記固定スクロール部材がハウジング内に
、固定配置されており、該固定スクロール部材の側板の
中央には吐出孔が形成されており、該ハウジング内には
該吐出孔と上記排出ポートを連通させる吐出室と、上記
吸入ポートと連通し少なくとも上記第１および第２のう
ずまき体を収容した吸入室とが形成されていることを特
徴としている。

なお、上記脚部の先端面と対向するケース内面との間に
はシーＩＪ ＩＪソング該脚部にねじ込まれたねじの周
りを囲むように配置され、これによってハウジング内の
流体がねじに沿って外部へ漏れないようにしている。

また、第１の側板の外周面と対応するケース内面との間
にシールリングを挾持させ、これにより、ハウジング内
を第１の側板によってその両側の２つの室に分離し、上
記脚部の存在する方の室を吐出室とし、他方を吸入室と
している。

本発明によれば、圧縮機ハウジングがフロントエンドプ
レートとカップ状ケースの２つで構成され、全体の寸法
を小さくでき、しかも、ハウジング外部にハウジング構
成部品の組立て締付用のフランジ状の突起部を多数形成
する必要がなく外形がすっきりとした形となる。

またフロントエンドプレート上に主軸、駆動および回転
阻止機構、可動スクロール部材の順に組み上げその上か
ら固定スクロール部材をねじによって内部に固定したカ
ップ状ケースを被せて、フロントエンドプレートにカッ
プ状ケースを固定することによって簡単に組み立てを完
了できる。

以下、本発明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。

一方、カップ状部分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、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、フランジ部１２１を
フロントエンドプレート１１の裏面に接合してボルドー
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−ＩＪソング４が接合部に挾持されてシールを
行なっている。

主軸１３の内端にはディスクロータ１５が固定されてお
り、このディスクロータ１５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
底形されても良いが、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
設置されており、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
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、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
をベルトを介してブーＩＪ−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２
２へ吸着することによって主軸１３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、
可動スクロール部材２６、可動スクロール駆動機構およ
び可動スクロール回転阻止機構が設けられている。

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、第２図に示されるように、４本の
脚２５３が軸方向に突出して形成されている（なお、こ
こでは、脚２５３の補強のために脚間を接続する壁部２
５７を形成しているが、この壁部は必ずしも必要としな
い）。

各脚２５３は、その先端面がカップ状部分１２の端板部
分１２２の内面に接触した状態で、端板部分１２２の外
部から脚２５３へねじ込まれたねじ２７によって、カッ
プ状部分１２に固定されている。

なお、ねじ２７に沿た流体の漏れを防止するためにシー
ルリング２８が、脚２５３の先端面と端板部分１２２の
内面間に挾持されている。

第２図を参照して、ねじ２７を螺入するねじ穴２５４と
、シールリング２８を嵌め込む環状溝２５５が各脚２５
３の端面に形成されている。

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２９が配置され、側板２５１
の外周面とカップ状部分１２の内面との間をシールして
いる。

従って、固定スクロール部材２５の側板２５１によって
、カップ状部分の内部は、脚２５３が存在する後方の室
３０と、うずまき体２５２の配置される前方の室３１と
に分離される。

室３１中には、可動スクロール部材２６が配置されてい
る。

可動スクロール部材２６は側板２６１とその一面に固定
されたうずまき体２６２からなり、うずまき体２６２は
、うずまき体２５２と１８０°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を形成し
ている。

可動スクロール部材２６は、後述する駆動機構および回
転阻止機構と連結されていて、主軸１３の回転によって
、半径ＲＯ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。

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３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１５の端面には、中心か
らずれた位置に駆動ピン１５１が軸方向へ突出するよう
に設けられている。

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を形成さ
れている。

なお、この実施例では、ボスの中心はうずまき体２６２
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。

ブツシュ３３は、これと一体で半径方向に伸びた半円板
状のバランスウエート３３１を有している。

ブツシュ３３はまた、中心からずれた位置に、軸方向の
穴即ち偏心穴３３２を有し、この偏心穴３３２中には、
駆動ピン１５１が嵌合され、ニードルベアリング３２で
回転可能に支持されている。

主軸１３の中心０８％フッシュ３３の中心００％穴３３
２従って駆動ピン１５１の中心ｏＤの位置関係は、第４
図に図示のとおりである。

即ち、この状態でＯｓとＯｏ間距離は前述した軌道半径
ＲＯに選ばれ、駆動ピン１５１の偏心距離ξ１と、偏心
穴３３２の偏心距離ξ２は、駆動ピン１５１を偏心３３
２に嵌合させたとき、両者の中止ｏＤがＯｃを通り、Ｏ
ｃとＯ８を結ぶ線に直交する線に関してＯｓとは反対側
であって、ＯｃとＯｓ とを結ぶ線より、主軸の回転
方向（第４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に選ばれる。

このような駆動機構の構成において、ブツシュ３３の中
心Ｏｃは駆動ピン１５１、従って、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３３が駆動ピン
１５１にひかれてブツシュ３３の中心ＯｃがＯ８から離
れようとする力が動き、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Ｏｓの周りを半径
ＲＱをもって軌動運動をする。

もちろん、このとき、可動スクロール部材２６は後述す
る回転阻止機構によって回転を阻止されているので、軌
道運動のみ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３５を備える。

一方圧縮された流体を室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ＯｓとＯｃの乗る平面上にある。

このような偏心穴３３２を有するブツシュ３３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１５１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ＯｃやＯ
８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は渭かな運動を行うことができる。

なお、バランスウエート３３１は可動スクロール部材３
０、ベアリング３４、ブツシュ３３の円軌道運動による
遠心力ＦＩを打消すために設けたもので、バランスウエ
ート３３１の遠心力Ｆ２でＦｌが相殺される。

第５図は、可動スクロール部材の回転阻止機構の分解斜
視図で、可動スクロール部材をスラスト支持する機構を
備えている。

同図を参照して、この回転阻止機構３７は可動スクロー
ル部材２６のテ ボス２６３の周囲に配置されかつフロ
ントエンドプレート１１の環状突起１１２の端面にピン
３７３によって回転止めされている固定リング３７１を
有している。

固定リング３７１は、可動スクロール部材２６に対向す
る軸方向端面に、−直径上に９ 延在する一対のキー溝
３７１ａ、３７１ｂを有し、ている。

固定リング３７１と可動スクロール部材２６の側板２６
１との間に摺動リング３７２が配置されている。

この摺動リング３７２は固定リング３７１に対向する面
に一直径上に延在する一対のキー３７２ａ 、３７２ｂ
を有しており、これらのキー３７２ａ、３７２ｂは固定
リング３７１のキー溝３７１ａ、３７１ｂにそれぞれ嵌
合されている。

この結果、摺動リング３７２は固定リング３７１に関し
て回転を阻止されているが、軸に直角な一方内部ちキー
溝およびキー３７１ａ−３７２ｂの延在方向に摺動可能
となっている。

駆動リング３７２は、また、可動スクロール部材２６の
側板２６１に対向する軸端面に、キー３７２ａ 、３７
２ｂの延材方向とは９００ずれたー直径上に延在するキ
ー３７２ｃ 、３７２ｄを有している。

一方、可動スクロール部材２６の側板２６１は、摺動リ
ング３７２に対向する面上でボス２６３の両側に、キー
３７２ｃ 、３７２ｄを受ける一対のキー溝（第５図で
一方のキー溝３０１ａのみを示す。

他方はキー溝３０１ａと同−直径上に延在する。

）を有している。この結果、可動スクロール部材２６は
、摺動リング３７２に関して回転を阻止されているがキ
ーおよびキー溝３７２ｃｍ２６１ａの延在方向に摺動可
能とされている。

回転阻止機構３７のこの構成において、可動スクロール
部材２６は摺動リング３７２とともに一律径方向に摺動
可能であり、また単独で他の直交する一律径方向に摺動
可能である。

したがって可動スクロール部材２６は、回転即ち自転は
阻止されるが、直交する二方向への移動を許されている
ので、前述した円軌道運動は許される。

摺動リング３７２は、軸方向に穿孔された複数のポケッ
ト３８を等角度間隔（但し、キー３７２ａ−３７２ｄの
部分は除く）に形成されており、各ポケット３８中には
、軸受はボール３９が保持されている。

軸受はボール３９の直径は摺動リング３７２の厚みより
大きく、固定リング３７１の対向面および側板２６１の
対向面上に接触する。

従って可動スクロール部材２６はボール３９を介して固
定リング３７１上にスラスト支持される。

なお、ポケット３８の直径は、ボール３９の直径より大
きければ良い。

しかしながら、可動スクロール部材３０の動きに追従し
て常にボールが転がるためには、ポケット３８の直径ｄ
、は、可動スクロール部材の円軌道運動の半径ＲＯにボ
ールの直径ｄｂを加えたものと等しいかそれより大きく
（即ちｄ、≧Ｒｏ＋ｄｂ）選ばれる。

これより小さいと、ボールが転がらずに固定リングや可
動スクロールとの接触点が摺動しこれらに傷をつける恐
れがある。

また、あまり大きすぎるとボール位置が一定せずがたつ
きの生ずる恐れがある。

上記実施例に示すように、本発明によれば、圧縮機ハウ
ジングがフロントエンドプレートと、これに開口端を嵌
合されて嵌合部を０−ＩＪソングシールされた絞り加工
によって形成されたスチール製、あるいはアルミダイカ
ストによるカップ状ケースとで構成されているので、カ
ップ状ケースの外形はなめらかで、突起部を必要とせず
外形がすっきりとし、また肉厚を薄くできるので、圧縮
機全体の寸法を小さくできる。

固定スクロール部材の固定はその側板に脚部を設はカッ
プ状ケースの外端部からこの脚部にねじをねじ込むこと
によって行ない、これによって絞り加工されたカップ状
ケースの使用を可能としている。

またケース外から脚部にねじ込まれるねじ外面に沿って
の流体の漏れは、シールリングを、このねじの周囲で脚
部とケース内面の間に挾持させることによって阻止され
ている。

このような発明によれば、フロントエンドプレートの内
面を上に向けて、その上に主軸、駆動機構、回転機構、
可動スクロールと順序積み重ね、その土から、ねじで固
定スクロールを取付けたカップ状ケースを被せ、ねじ等
でケースをフロントエンドプレートに固定することによ
って組立てが完了するので、圧縮機の組立てが簡単化さ
れる。

以上本発明を、特定の構造の電磁クラッチ、駆動機構、
回転阻止機構を備えた圧縮機へ適用した実施例について
説明したが、これらは本発明を限定するものではなく、
本発明は他の種々の構成のスクロール型圧縮機に適用可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施した圧縮機の中央縦断面図であ
る。 第２図は、第１図の圧縮機における固定スクロール部材
の斜視図である。 第３図は、第１図の圧縮機における可動スクロール部材
の駆動機構の分解斜視図である。 第４図は、駆動機構の部品の配置関係を示す図である。 第５図は、第１図の圧縮機における回転阻止機構を示す
斜視図である。 １・・・・・・圧縮機、１０・・・・・・圧縮機ハウジ
ング、１１・・・・・・フロントエンドプレート、１３
・・・・・・主軸、１６・・・・・・ボールベアリンク
、１７・・・・・・スリーブ、１８・・・・・・ねじ、
１９・・・・・・ボールベアリング、２０・・・・・・
シャフトシール組立体、２１・・・・・・ベアリング、
２２・・・・・・ブーＩＪ−１２３・・・・・・電磁石
、２４・・・・・・アーマチャプレート、２５・・・・
・・固定スクロール部材、２５１・・・・・・側板、２
５２・・・・・・うずまき体、２５７・・・・・・吐出
孔、２６・・・・・・可動スクロール部材、２６１・・
・・・・側板、２６２・・・・・・うずまき体、２８゜
２９・・・・・・シールリング、３０・・・・・・室（
吐出室）、３１・・・・・・室（吸入室）、３５・・・
・・・吸入ポート、３６・・・・・・排出ポート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フロントエンドプレート部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
   ずまき体を有するとともに該第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、
   上記フロントエンドプレート部を貫通するとともに、そ
   こに支持される主軸を含み該主軸の回転によって上記可
   動スクロール部材に回転を阻止しながら円軌道運動を行
   なわせる駆動機構とを有し、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、
   上記圧縮機ハウジングは吸入ポートと排出ポートを備え
   たカップ状ケースと、該カップ状ケースの開口部に嵌め
   合わされた環状突起を一面に形成したフロントエンドプ
   レートとから横取され、上記第１の側板の上記第１のう
   ずまき体とは反対の面上に軸方向に突出する複数の脚部
   が形成されており、該脚部の先端「が上記カップ状ケー
   スの上記フロントエンドプレートに対向する内面に接触
   し、該ケース外部から該脚部にねじ込まれたねじによっ
   て上記固定スクロール部材がハウジング内に固定配置さ
   れており、該固定スクロール部材の側板の中央には吐出
   孔が形成されており、該ハウジング内には該吐出孔と上
   記排出ポートとを連通させる吐出室と上記吸入ポートと
   連通し少なくとも上記第１および第２のうずまき体を収
   容した吸入室とが形成されていることを特徴とするスク
   ロール型圧縮器。 ２、特許請求の範囲第１項のスクロール型圧縮器におい
   て、上記各脚部先端面と対向するケース内面との間に上
   記ねじを取囲むようにシールリングが挾持されており、
   これによって、ハウジング内流体が該ねじに沿って漏れ
   ることを防止した圧縮機。 ３ 特許請求の範囲第１項あるいは第２項のスクロール
   型圧縮機において、上記第１の側板の外周面と上記カッ
   プ状ケースの内面との間にシールリングが挾持されてお
   り、これによって上記ハウジング内が、該第１の側板に
   よって両側の２つの室に分離されており、該２つの室の
   うち上記脚部の存在する方の室が上記吐出室とされ、残
   りの室が吸入室とされていることを特徴とするスクロー
   ル型圧縮機。