WO2023106116A1 - スクロール型流体機械 - Google Patents

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WO2023106116A1
WO2023106116A1 PCT/JP2022/043441 JP2022043441W WO2023106116A1 WO 2023106116 A1 WO2023106116 A1 WO 2023106116A1 JP 2022043441 W JP2022043441 W JP 2022043441W WO 2023106116 A1 WO2023106116 A1 WO 2023106116A1
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WO
WIPO (PCT)
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scroll
drive shaft
orbiting
orbiting scroll
peripheral surface
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/043441
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
二郎 飯塚
Original Assignee
サンデン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by サンデン株式会社 filed Critical サンデン株式会社
Publication of WO2023106116A1 publication Critical patent/WO2023106116A1/ja

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents

Definitions

  • the present invention relates to a scroll-type fluid machine that compresses or expands fluid by changing the volume of compression chambers defined by fixed scrolls and orbiting scrolls.
  • the scroll type fluid machine has, for example, an orbiting scroll that uses a compression reaction force of a scroll unit so that the wraps come into contact with each other when the orbiting scroll is orbiting.
  • a mechanism for automatically adjusting the orbital radius is provided.
  • the eccentric bushing which is integrated with the balance weight, is engaged with the driving shaft that transmits the rotational driving force, and the eccentric bushing is arranged outwardly of the orbiting radius relative to the drive shaft.
  • a planar engagement portion is formed to allow movement in the direction of movement.
  • an object of the present invention is to suppress the inclination of the axis of the eccentric bushing with respect to the axis of the drive shaft in a scroll fluid machine.
  • a scroll-type fluid machine includes a fixed scroll, an orbiting scroll meshed with the fixed scroll, a disc-shaped rocking member integrated with the orbiting scroll and arranged concentrically, and a rotating member that revolves the orbiting scroll through the rocking member.
  • a drive shaft for transmitting a drive force; a cylindrical portion at least partially supported by the inner peripheral surface of the rocking member so as to be displaceable in the circumferential direction and having an inner diameter larger than the diameter of the drive shaft; an eccentric bushing having a balanced balance weight portion.
  • Flat engagement portions are formed on the outer peripheral surface of the drive shaft and a part of the inner peripheral surface of the cylindrical portion, respectively, to serve as guides for receiving the compression reaction force of the orbiting scroll and moving the orbiting scroll in the orbiting radial direction.
  • a pin is provided that extends through the eccentric bushing and the drive shaft in parallel with the planar engaging portion and regulates the inclination of the axis of the eccentric bushing with respect to the axis of the drive shaft.
  • FIG. 4 is a plan view showing an example of a rear gasket;
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing an example of a rear gasket;
  • It is a top view which shows an example of a fixed scroll.
  • It is a perspective view showing an example of a fixed scroll.
  • FIG. 4 is a plan view showing an example of a thrust plate;
  • FIG. 4 is a plan view showing the relationship between the fixed scroll and the rear gasket;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration for ensuring a seal between an orbiting scroll and a thrust plate;
  • It is a top view which shows an example of a metal member.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a configuration for restricting inclination of an eccentric bushing with respect to a drive shaft; It is a sectional view showing an example of a pin.
  • FIG. 1 shows an example of a scroll compressor 100.
  • the scroll compressor 100 is incorporated in, for example, a refrigerant circuit of a vehicle air conditioner (not shown), sucks and compresses a low-pressure gaseous refrigerant (compressible fluid) from the refrigerant circuit, and discharges a high-pressure gaseous refrigerant into the refrigerant circuit. do.
  • the scroll compressor 100 includes a scroll unit 120 , a housing 140 containing a gas refrigerant suction chamber H ⁇ b>1 and a gaseous refrigerant discharge chamber H ⁇ b>2 , and an electric motor 160 that drives the scroll unit 120 .
  • the scroll unit 120 may be driven by, for example, an engine output instead of the electric motor 160 .
  • Scroll compressor 100 may further include an inverter that drives and controls electric motor 160 .
  • the scroll unit 120 has a fixed scroll 122 and an orbiting scroll 124 that are combined with each other.
  • the fixed scroll 122 has a disk-shaped bottom plate 122A and an involute-shaped (spiral-shaped) wrap 122B erected from one surface of the bottom plate 122A.
  • the orbiting scroll 124 has a disk-shaped bottom plate 124A and an involute-shaped wrap 124B standing from one surface of the bottom plate 124A.
  • the disk shape may be visually recognizable as a disk shape, and for example, protrusions, recesses, slits, etc. may be formed on the outer surface (the shape is the same below).
  • the fixed scroll 122 and the orbiting scroll 124 are arranged with the wraps 122B and 124B meshing with each other. Therefore, the tip of the wrap 122B of the fixed scroll 122 is in slidable contact with one surface of the bottom plate 124A of the orbiting scroll 124. As shown in FIG. On the other hand, the tip of wrap 124B of orbiting scroll 124 is in slidable contact with one surface of bottom plate 122A of fixed scroll 122 . Tip seals (not shown) may be attached to the ends of the wraps 122B and 124B, respectively.
  • the fixed scroll 122 and the orbiting scroll 124 are arranged such that the side walls of the wraps 122B and 124B are partially in contact with each other while the circumferential angles of the wraps 122B and 124B are offset from each other. Therefore, between the fixed scroll 122 and the orbiting scroll 124, a crescent-shaped sealed space is formed that functions as a compression chamber H3 that compresses the gas refrigerant.
  • the orbiting scroll 124 is arranged to revolve around the axis of the fixed scroll 122 while being prevented from rotating.
  • the scroll unit 120 moves the crescent-shaped compression chamber H3 toward the center while gradually decreasing the volume thereof.
  • the scroll unit 120 sucks gaseous refrigerant into the compression chamber H3 from near the outer ends of the wrap 122B of the fixed scroll 122 and the wrap 124B of the orbiting scroll 124 and compresses it.
  • the housing 140 includes a motor housing 142 that mainly houses the electric motor 160, a rear housing 144 that mainly houses the scroll unit 120, and a center gasket 146 arranged between the motor housing 142 and the rear housing 144. have.
  • the motor housing 142 and the rear housing 144 are separably fastened, for example, by fasteners (not shown) including bolts, with a center gasket 146 interposed therebetween, so that the housing 140 of the scroll compressor 100 is is configured.
  • the motor housing 142 is formed in a bottomed cylindrical shape having a cylindrical peripheral wall portion 142A and a disk-shaped bottom wall portion 142B that closes one axial end face of the peripheral wall portion 142A.
  • the support portion 142B1 extends from the bottom wall portion 142B toward the other end side of the peripheral wall portion 142A.
  • a suction port P1 for sucking low-pressure gaseous refrigerant from the refrigerant circuit is formed at a predetermined location on the peripheral wall portion 142A of the motor housing 142 and adjacent to the bottom wall portion 142B. Therefore, the internal space of the motor housing 142 functions as a suction chamber H1 that sucks gaseous refrigerant through the suction port P1.
  • the suction chamber H1 the gaseous refrigerant flows around the electric motor 160 to cool the electric motor 160, and the spaces located on both sides of the electric motor 160 in the axial direction communicate with each other.
  • Two suction chambers H1 are formed.
  • a suitable amount of lubricating oil is stored in the suction chamber H1 for the purpose of lubricating sliding portions such as the drive shaft 218 that is driven to rotate. Therefore, in the suction chamber H1, the gaseous refrigerant flows in a state of being mixed with the lubricating oil.
  • the rear housing 144 has a stepped cylindrical peripheral wall portion 144A consisting of a large diameter portion and a small diameter portion whose diameter changes in two stages, and a disk-shaped bottom wall portion 144B that closes the opening of the small diameter portion of the peripheral wall portion 144A. , and is formed in a cylindrical shape with a bottom.
  • a scroll unit 120 is accommodated in the internal space of the rear housing 144 .
  • an annular rear gasket 200 is interposed in a stepped portion 144A1 consisting of an annular flat surface transitioning from the large-diameter portion to the small-diameter portion.
  • a discharge hole 122C is formed in the central portion of the bottom plate 122A of the fixed scroll 122 to discharge the high-pressure gas refrigerant compressed by the scroll unit 120 to the small-diameter portion of the rear housing 144.
  • compressed high-pressure gaseous refrigerant is discharged from the compression chamber H3 to the small diameter portion, while preventing backflow of the high-pressure gaseous refrigerant from the small diameter portion to the compression chamber H3.
  • a discharge valve 202 for example a one-way valve, is attached.
  • the rear gasket 200 is placed at a position corresponding to the formation position of the partition wall 144C in order to seal the tip of the partition wall 144C and the other surface of the bottom plate 122A of the fixed scroll 122.
  • a linear portion 200A extending linearly is formed.
  • the rear gasket 200 is formed with a projecting portion 200B projecting from the center of the annular outer peripheral portion.
  • the small-diameter portion of the rear housing 144 includes an upper space defined by the bottom plate 122A of the fixed scroll 122, the peripheral wall portion 144A, the bottom wall portion 144B, and the upper surfaces of the partition wall portion 144C, the bottom plate 122A of the fixed scroll 122, the peripheral wall portion 144A, and a lower space partitioned by the lower surfaces of the bottom wall portion 144B and the partition wall portion 144C.
  • a centrifugal oil separator 204 for example, which separates the lubricating oil from the high-pressure gaseous refrigerant compressed by the scroll unit 120, is attached to the upper space located on the innermost side of the rear housing 144. .
  • an oil passage 144C1 is formed at a predetermined location of the partition wall portion 144C of the rear housing 144 to supply the lubricating oil separated by the oil separator 204 to the lower space functioning as the lubricating oil storage chamber H4. .
  • the upper space facing the fixed scroll 122 functions as a discharge chamber H2 that temporarily stores the high-pressure gaseous refrigerant discharged from the discharge hole 122C of the fixed scroll 122. As shown in FIG.
  • a discharge port P2 for discharging the high-pressure gaseous refrigerant from which the lubricating oil has been separated by the oil separator 204 into the refrigerant circuit is provided at a predetermined location on the peripheral wall portion 144A of the rear housing 144 and positioned above the oil separator 204. formed.
  • Thrust plate 206 that receives the thrust force of the orbiting scroll 124 during compression of the gaseous refrigerant by the scroll unit 120 is arranged in the stepped portion 142C.
  • Thrust plate 206 includes a circular disk portion 206A with one surface of the peripheral portion in contact with stepped portion 142C of motor housing 142, and a disk portion 206A extending from the center of one surface of disk portion 206A toward bottom wall portion 142B of motor housing 142. and a cylindrical protrusion 206B having a predetermined length.
  • the bottom plate 122A of the fixed scroll 122 uses the elasticity of the rear gasket 200 to urge the thrust plate 206 toward the stepped portion 142C of the motor housing 142.
  • a plurality of arcuate protrusions 122D extending from the outer peripheral edge of one surface to the thrust plate 206 are formed.
  • the protruding portions 122D are formed over a predetermined length so that adjacent protruding portions 122D are not continuous, for example, at three locations obtained by dividing the outer peripheral edge of the bottom plate 122A into three at equal intervals.
  • Pin holes 122D1 into which the ends of positioning pins 208 see FIG.
  • the disk portion 206A of the thrust plate 206 is formed with a pin hole 206C into which the positioning pin 208 is fitted at a position corresponding to the pin hole 122D1 of the projecting portion 122D of the fixed scroll 122. It is
  • first recess 122A1 in the shape of an annular ring that serves as an oil passage at a predetermined location that abuts on the stepped portion 144A1 of the rear housing 144, and the lowest recess 122A1.
  • 2nd recessed part 122A2 which becomes an oil path which connects the oil storage chamber H4 and 1st recessed part 122A1 is formed in the predetermined location located in .
  • the discharge chamber H2 and the oil storage chamber H4 are communicated with each other across the linear portion 200A of the rear gasket 200.
  • a third recess 122A3 is formed to return the gaseous refrigerant present in the upper portion of the discharge chamber H2.
  • the other surface of the bottom plate 122A of the fixed scroll 122 is formed with two pin holes 122A4 into which ends of positioning pins (not shown) for positioning the rear gasket 200 with respect to the fixed scroll 122 are fitted.
  • a plate surface of the rear gasket 200 is also formed with a pin hole 200C through which a positioning pin penetrates, as shown in FIGS.
  • the outer surface of the protrusion 122D positioned at the highest position in the fixed scroll 122 is provided with the oil passage formed by the first recess 122A1 and the outer surface of the protrusion 122D.
  • a fourth recess 122D2 is formed as an oil passage extending to the tip.
  • a portion of the outer peripheral surface of the thrust plate 206 that corresponds to the fourth recess 122D2 formed in the projecting portion 122D of the fixed scroll 122 extends along the plate thickness direction.
  • a fifth recessed portion 206D that serves as an oil passage is formed.
  • the lubricating oil in the oil storage chamber H4 flows through the oil passage formed by the first concave portion 122A1, the second concave portion 122A2 and the fourth concave portion 122D2 of the fixed scroll 122, and the fifth concave portion 206D of the thrust plate 206. It is supplied to the inner space of the motor housing 142 .
  • the lubricating oil supplied to the inner space of the motor housing 142 lubricates various devices housed therein and is returned to the bottom.
  • the hatched portion in FIG. 6 represents the area with which the tip portion of the projecting portion 122D of the fixed scroll 122 abuts.
  • the bottom plate 124A of the orbiting scroll 124 has a plurality of through-holes 124A1 positioned at different distances from the center of the bottom plate 124A for supplying part of the high-pressure gas refrigerant compressed in the compression chambers H3 to the other side of the bottom plate 124A. is formed.
  • a part of a seal member 210 such as an O-ring arranged so as to concentrically surround the plurality of through holes 124A1 is fitted.
  • a plurality of circumferential grooves 124A2 are formed on the other surface of the bottom plate 124A of the orbiting scroll 124.
  • the circular or annular minute closed space partitioned by the orbiting scroll 124, the thrust plate 206 and the seal member 210 is a high-pressure gaseous refrigerant (back pressure) supplied from the compression chamber H3 through the through hole 124A1.
  • back pressure gaseous refrigerant
  • H5 functions as a back pressure chamber H5 that urges the orbiting scroll 124 toward the fixed scroll 122 .
  • the cross-sectional area of each through-hole 124A1 can be appropriately determined, for example, so that the back pressure supplied from the compression chamber H3 to the back pressure chamber H5 is substantially equal.
  • the flow rate of the gaseous refrigerant supplied or discharged between the compression chamber H3 and the back pressure chamber H5 becomes very small, and the pressure loss due to the through hole 124A1 and the state change of the gaseous refrigerant resulting from this are suppressed.
  • the back pressure in the back pressure chamber H5 can be stabilized.
  • the volume of the back pressure chamber H5 is a small volume of 1/3 or less of the discharge hole 122C of the fixed scroll 122, and is 1/5 or less of the minimum volume of the crescent-shaped compression chamber H3. small.
  • the back pressure chamber H5 is filled with lubrication, and the flow of lubricating oil is so small that it can be ignored. In other words, even if a two-layer flow composed of gas and fluid is taken into the compression chamber H3, the back pressure in the back pressure chamber H5 can always be stabilized.
  • FIGS. A metal member 212 is arranged.
  • the metal member 212 has an annular portion 212A made of a thin plate and a plurality of claw portions 212B that rise vertically over a predetermined length in a discontinuous state at the inner peripheral edge of the annular portion 212A. , preferably made of a steel plate plated with tin or the like in order to improve sliding properties. As shown in FIG.
  • the annular portion 212A is arranged at a position facing each of the circumferential grooves 124A2 of the orbiting scroll 124 so that the plurality of claw portions 212B are fitted into a part of the circumferential grooves 124A2. It has become.
  • the elasticity of the seal member 210 urges the metal member 212 toward the thrust plate 206 and toward the side wall of the circumferential groove 124A2, so that the arrangement position can be maintained.
  • the plurality of claw portions 212B are formed discontinuously, lubricating oil is supplied to the circumferential groove 124A2 from between the adjacent claw portions 212B, which contributes to the lubrication of the seal member 210.
  • An annular swinging member 214 is arranged at a predetermined distance from the disc portion 206A of the thrust plate 206 in the inner space of the motor housing 142 and at a position close to its open end.
  • the swinging member 214 is integrated with the orbiting scroll 124 via rotation prevention pins 216 press-fitted into a plurality of pin holes 124A3 concentrically formed on the other surface of the bottom plate 124A of the orbiting scroll 124.
  • the disk portion 206A of the thrust plate 206 is formed with a circular hole 206E through which the rotation prevention pin 216 penetrates and makes sliding contact with the inner peripheral surface to prevent rotation of the orbiting scroll 124.
  • the circular holes 206E can also serve to introduce gaseous refrigerant from the suction chamber H1 to the scroll unit 120.
  • a drive shaft 218 is arranged in the inner space of the motor housing 142 to transmit a rotational driving force for orbiting the orbiting scroll 124 around the axis of the fixed scroll 122 via a swinging member 214 integrated with the orbiting scroll 124 .
  • the drive shaft 218 is a member in which a cylindrical small-diameter portion 218A, a cylindrical large-diameter portion 218B, and a frusto-conical transition portion 218C smoothly connecting the small-diameter portion 218A and the large-diameter portion 218B are integrated. be.
  • a concave portion 218B1 having a circular cross section is formed on the end face of the drive shaft 218 on the side of the large diameter portion 218B, extending a predetermined length from here toward the small diameter portion 218A.
  • the end of the small diameter portion 218A of the drive shaft 218 is rotatably supported by the inner peripheral surface of the support portion 142B1 formed on the bottom wall portion 142B of the motor housing 142 via a bearing 220 such as a ball bearing.
  • the concave portion 218B1 formed in the large-diameter portion 218B of the drive shaft 218 has two balls aligned in the axial direction with respect to the convex portion 206B of the thrust plate 206 that protrudes halfway toward the inner portion thereof.
  • a through hole 142B2 is formed at a predetermined position above the support portion 142B1 of the motor housing 142 to contribute to lubrication by supplying gaseous refrigerant mixed with lubricating oil present in the suction chamber H1 to the bearing 220.
  • a rotor 162 made of a permanent magnet that constitutes a part of the electric motor 160 is press-fitted and fixed to the outer peripheral surface of the small diameter portion 218A of the drive shaft 218 .
  • a stator core unit 164 around which a winding of an electromagnet is wound is attached to a predetermined portion of the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 142A of the motor housing 142 that faces the outer peripheral surface of the rotor 162 of the electric motor 160.
  • the magnetic force generated in the stator core unit 164 causes the rotor 162 made of permanent magnets to rotate, thereby generating rotational driving force for revolving the orbiting scroll 124 . can be done.
  • the structure and operation of the electric motor 160 are well known to those skilled in the art and are not essential parts of the present embodiment, so a detailed description thereof will be omitted in this specification.
  • eccentric bushing 224 turns along a circular locus eccentric to the axis of convex portion 206B of thrust plate 206 as drive shaft 218 rotates. are placed.
  • the eccentric bushing 224 includes a cylindrical portion 224A arranged outside the large-diameter portion 218B of the drive shaft 218 and a balance unit integrated with the cylindrical portion 224A to reduce vibration generated by orbiting the orbiting scroll 124. and a weight portion 224B.
  • the inner diameter of the cylindrical portion 224A is formed larger than the diameter of the large diameter portion 218B of the drive shaft 218, as shown in FIG.
  • the cylindrical portion 224 ⁇ /b>A of the eccentric bushing 224 can be displaced relative to the drive shaft 218 by a dimensional difference (gap) with the drive shaft 218 .
  • a dimensional difference (gap) with the drive shaft 218 .
  • Planar engaging portions 224C and 218D are respectively formed as guide surfaces for receiving and urging the eccentric bushing 224 with respect to the driving shaft 218 in the outward turning radius direction.
  • the outer peripheral surface of the cylindrical portion 224A of the eccentric bushing 224 is rotatably supported via a bearing 226 such as a ball bearing on the inner peripheral surface of the swinging member 214 that rotates integrally with the orbiting scroll 124.
  • a bearing 226 such as a ball bearing on the inner peripheral surface of the swinging member 214 that rotates integrally with the orbiting scroll 124.
  • at least a portion of the cylindrical portion 224A of the eccentric bushing 224 is supported by the inner peripheral surface of the swing member 214 via the bearing 226 arranged on the outside thereof so as to be displaceable in the circumferential direction. Therefore, the radial load generated on the orbiting scroll 124 is supported by the two bearings 222 and 226 arranged inside and outside the cylindrical portion 224A of the eccentric bushing 224. As shown in FIG.
  • the load in the axial direction of the drive shaft 218 is small, the moment for tilting it is small, and the requirements for the bearing 220 that supports the small diameter portion 218A of the drive shaft 218 are small. For this reason, even if the bearing 220 that rotatably supports the small-diameter portion 218A of the drive shaft 218 is downsized or simplified, the reliability is not impaired, and cost reduction can be expected.
  • the rotational force is transmitted through the eccentric bushing 224, the bearing 226, the swinging member 214 and the rotation prevention pin 216.
  • the orbiting scroll 124 is orbited around the axis of the fixed scroll 122 .
  • the rotation prevention pin 216 rotates while being in sliding contact with the inner peripheral surface of the circular hole 206E of the thrust plate 206, so that the rotation of the orbiting scroll 124 can be prevented.
  • the gaseous refrigerant sucked into the suction chamber H1 from the suction port P1 of the housing 140 is taken into the compression chamber H3 from near the outer end of the scroll unit 120, and the volume of the compression chamber H3 is reduced. It is compressed by and conveyed to the center. At this time, part of the high-pressure gaseous refrigerant compressed in the compression chambers H3 is supplied to the back pressure chambers H5 through the through holes 124A1 of the orbiting scroll 124 and compressed in the plurality of crescent-shaped compression chambers H3.
  • the pressure of the mixed fluid of high-pressure gaseous refrigerant and lubricating oil applied to orbiting scroll 124 is applied to orbiting scroll 124 via through-holes 124A1 communicating with each of a plurality of concentric back pressure chambers H5 provided on the back surface of orbiting scroll 124. exert force against the back. Therefore, the orbiting scroll 124 is urged toward the fixed scroll 122 to ensure sealing between the fixed scroll 122 and the orbiting scroll 124 .
  • the high-pressure gaseous refrigerant conveyed to the center of the scroll unit 120 passes through the discharge hole 122C of the fixed scroll 122 and the discharge valve 202 and is discharged into the discharge chamber H2.
  • the high-pressure gaseous refrigerant discharged into the discharge chamber H2 is discharged from the discharge port P2 into the refrigerant circuit while the lubricating oil is separated by the oil separator 204 .
  • the lubricating oil separated by the oil separator 204 is supplied to the oil storage chamber H4 through the oil passage 144C1 of the housing 140. As shown in FIG.
  • the gaseous refrigerant existing in the upper space of the oil storage chamber H4 is returned to the discharge chamber H2 through the third concave portion 122A3 of the fixed scroll 122, so that the pressure in the upper space of the oil storage chamber H4 rises excessively. , it is possible to suppress the decrease in the amount of stored oil by lowering the liquid level.
  • the lubricating oil in the oil storage chamber H4 passes through the oil passage formed by the first recessed portion 122A1, the second recessed portion 122A2, and the fourth recessed portion 122D2 of the fixed scroll 122, and the fifth recessed portion 206D of the thrust plate 206, It is returned to the suction chamber H 1 of the motor housing 142 .
  • a part of the lubricating oil returned to the suction chamber H1 is dripped along one surface of the thrust plate 206 facing the inner space of the motor housing 142. After lubricating between and lubricating the bearings 222 and 226, it is returned to the lower part of the suction chamber H1.
  • the scroll compressor 100 compresses the low-pressure gaseous refrigerant sucked from the suction port P1 by the scroll unit 120 into a high-pressure gaseous refrigerant, from which the lubricating oil is separated by the oil separator 204 and discharged to the discharge port. Discharge from P2.
  • a pin 228 is provided to regulate the inclination of the axial center of the bush 224 .
  • a pin hole 218E extending parallel to the planar engagement portions 218D and 224C and on the cross section of the drive shaft 218 is provided in a combined state. and 224D are formed respectively. Pins 228 are fitted into the pin holes 218E and 224D thus formed.
  • the pin 228 regulates the inclination of the axis of the eccentric bushing 224 with respect to the axis of the drive shaft 218, thereby preventing the balance weight portion 224B of the eccentric bushing 224 from disturbing its posture and coming into contact with peripheral parts. can be suppressed. Further, since the pin 228 only holds the posture of the eccentric bushing 224 integrated with the balance weight portion 224B, it has an advantage of excellent durability.
  • both side surfaces of the pin 228 that are perpendicular to the planar engagement portions 218D and 224C may be formed into planar shapes parallel to the planar engagement portions 218D and 224C. In this way, the gap between the pin 228 and the pin hole 218E or 224D is larger in the direction parallel to the plane engaging portions 218D and 224C than in the direction perpendicular to them, eliminating variations in parallelism. can improve productivity.
  • the bearings 220, 222 and 226 are not limited to ball bearings, but may be rolling bearings such as needle roller bearings and tapered roller bearings, slide bearings, and the like.
  • the fourth recess 122D2 of the projecting portion 122D of the fixed scroll 122 may be formed as a through hole penetrating through the inside of the projecting portion 122D instead of the outer peripheral surface of the projecting portion 122D.

Landscapes

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Abstract

【課題】スクロール型流体機械において、駆動軸の軸心に対する偏心ブッシュの軸心の傾きを抑制する。 【解決手段】搖動部材を介して旋回スクロールを公転させる回転駆動力を伝達する駆動軸２１８の外周面の一部、及び搖動部材の内周面に対して少なくとも一部が周方向に変位可能に支持されるとともに駆動軸２１８の直径より大きい内径を有する偏心ブッシュ２２４の円筒部２２４Ａの内周面の一部には、旋回スクロールの圧縮反力を受けて旋回スクロールを旋回半径方向に移動させるガイドとなる平面係合部２１８Ｄ及び２２４Ｃが夫々形成されている。また、平面係合部２１８Ｄ及び２２４Ｃと平行に偏心ブッシュ２２４と駆動軸２１８とを貫通して延び、駆動軸２１８の軸心に対する偏心ブッシュ２２４の軸心の傾きを規制するピン２２８が設けられている。

Description

スクロール型流体機械
　本発明は、固定スクロール及び旋回スクロールにより区画される圧縮室の容積を変化させることで、流体を圧縮又は膨張させるスクロール型流体機械に関する。
　スクロール型流体機械には、特開２００８－２４０５９７号公報（特許文献１）に記載されるように、例えば、旋回スクロールの旋回時にラップ同士が接触するように、スクロールユニットの圧縮反力によって旋回スクロールの公転半径を自動調整する機構が備えられている。旋回スクロールの公転半径を自動調整する機構では、回転駆動力を伝達する駆動軸に対してバランスウェイトが一体された偏心ブッシュを係合させる箇所において、偏心ブッシュを駆動軸に対して旋回半径外方に移動可能にする平面係合部が形成されている。
特開２００８－２４０５９７号公報
　ところで、特許文献１に記載される技術においては、駆動軸と偏心ブッシュとが相対変位可能なことから両者の間には微小な隙間が存在する。このため、バランスウェイトの回転によって駆動軸の軸心に対して偏心ブッシュの軸線が傾き、バランスウェイトがその周囲の部品と接触し、例えば、摺動抵抗や異音が発生するおそれがあった。
　そこで、本発明は、スクロール型流体機械において、駆動軸の軸心に対する偏心ブッシュの軸心の傾きを抑制することを目的とする。
　スクロール型流体機械は、固定スクロールと、固定スクロールに噛み合わされた旋回スクロールと、旋回スクロールと一体化されつつ同心に配置された円盤形状の搖動部材と、搖動部材を介して旋回スクロールを公転させる回転駆動力を伝達する駆動軸と、搖動部材の内周面に対して少なくとも一部が周方向に変位可能に支持されるとともに駆動軸の直径より大きい内径を有する円筒部、及び円筒部と一体化されたバランスウェイト部を有する偏心ブッシュと、を備えている。そして、駆動軸の外周面及び円筒部の内周面の一部には、旋回スクロールの圧縮反力を受けて旋回スクロールを旋回半径方向に移動させるガイドとなる平面係合部が夫々形成されている。また、平面係合部と平行に偏心ブッシュと駆動軸とを貫通して延び、駆動軸の軸心に対する偏心ブッシュの軸心の傾きを規制するピンが設けられている。
　本発明によれば、スクロール型流体機械において、駆動軸の軸心に対する偏心ブッシュの軸心の傾きを抑制することができる。
スクロール型圧縮機の一例を示す概略断面図である。 リアガスケットの一例を示す平面図である。 リアガスケットの一例を示す部分断面図である。 固定スクロールの一例を示す平面図である。 固定スクロールの一例を示す斜視図である。 スラストプレートの一例を示す平面図である。 固定スクロールの一例を示す背面図である。 固定スクロールとリアガスケットとの関係を示す平面図である。 旋回スクロールとスラストプレートとのシールを確保する構成の説明図である。 金属部材の一例を示す平面図である。 駆動軸に対する偏心ブッシュの傾きを規制する構成の要部断面図である。 ピンの一例を示す断面図である。
　以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
　なお、スクロール型流体機械としては、圧縮機又は膨張機のどちらでも使用することができるが、本明細書ではスクロール型圧縮機について説明する。
　図１は、スクロール型圧縮機１００の一例を示している。
　スクロール型圧縮機１００は、例えば、図示しない車両用空調機器の冷媒回路に組み込まれ、冷媒回路から低圧の気体冷媒（圧縮性流体）を吸入して圧縮し、冷媒回路に高圧の気体冷媒を吐出する。スクロール型圧縮機１００は、スクロールユニット１２０と、気体冷媒の吸入室Ｈ１及び吐出室Ｈ２を内包するハウジング１４０と、スクロールユニット１２０を駆動する電動モータ１６０と、を備えている。なお、スクロールユニット１２０は、電動モータ１６０に代えて、例えば、エンジン出力によって駆動されてもよい。また、スクロール型圧縮機１００は、電動モータ１６０を駆動制御するインバータを更に備えていてもよい。
　スクロールユニット１２０は、互いに組み合わされる固定スクロール１２２及び旋回スクロール１２４を有している。固定スクロール１２２は、円板形状の底板１２２Ａと、底板１２２Ａの一面から立設するインボリュート形状（渦巻形状）のラップ１２２Ｂと、を有している。旋回スクロール１２４は、固定スクロール１２２と同様に、円板形状の底板１２４Ａと、底板１２４Ａの一面から立設するインボリュート形状のラップ１２４Ｂと、を有している。ここで、円板形状とは、見た目で円板形状であると認識できる程度でよく、例えば、外面に凸部、凹部、スリットなどが形成されていてもよい（形状については以下同様。）。
　固定スクロール１２２及び旋回スクロール１２４は、ラップ１２２Ｂ及び１２４Ｂを噛み合わせた状態で配置されている。従って、固定スクロール１２２のラップ１２２Ｂの先端部が、旋回スクロール１２４の底板１２４Ａの一面に対して摺動可能に接触している。一方、旋回スクロール１２４のラップ１２４Ｂの先端部が、固定スクロール１２２の底板１２２Ａの一面に対して摺動可能に接触している。なお、ラップ１２２Ｂ及び１２４Ｂの先端部には、図示しないチップシールが夫々取り付けられていてもよい。
　また、固定スクロール１２２及び旋回スクロール１２４は、ラップ１２２Ｂ及び１２４Ｂの周方向の角度が互いにずれつつ、ラップ１２２Ｂ及び１２４Ｂの側壁が互いに部分的に接触するように配置されている。従って、固定スクロール１２２と旋回スクロール１２４との間には、気体冷媒を圧縮する圧縮室Ｈ３として機能する、三日月形状の密閉空間が形成されている。
　旋回スクロール１２４は、自転が阻止された状態で、固定スクロール１２２の軸心周りに公転するように配置されている。そして、旋回スクロール１２４が固定スクロール１２２の軸心周りに公転すると、スクロールユニット１２０は、三日月形状の圧縮室Ｈ３の容積を徐々に減少させながら中央部に移動させる。その結果、スクロールユニット１２０は、固定スクロール１２２のラップ１２２Ｂ及び旋回スクロール１２４のラップ１２４Ｂの外端部付近から圧縮室Ｈ３に気体冷媒を吸入して圧縮する。
　ハウジング１４０は、電動モータ１６０を主に収容するモータハウジング１４２と、スクロールユニット１２０を主に収容するリアハウジング１４４と、モータハウジング１４２とリアハウジング１４４との間に配置されたセンターガスケット１４６と、を有している。そして、モータハウジング１４２及びリアハウジング１４４が、センターガスケット１４６を介在させて、例えば、ボルトを含む締結具（図示せず）により分離可能に適宜締結されることで、スクロール型圧縮機１００のハウジング１４０が構成されている。
　モータハウジング１４２は、円筒形状の周壁部１４２Ａと、周壁部１４２Ａの軸方向の一端面を閉塞する円板形状の底壁部１４２Ｂと、を有する有底円筒形状に形成されている。底壁部１４２Ｂの中央部には、後述する駆動軸２１８の一端を回転可能に支持する円筒形状の支持部１４２Ｂ１が形成されている。支持部１４２Ｂ１は、底壁部１４２Ｂから周壁部１４２Ａの他端側に向かって延びている。
　また、モータハウジング１４２の周壁部１４２Ａであって、その底壁部１４２Ｂに隣接した所定箇所には、冷媒回路から低圧の気体冷媒を吸入する吸入ポートＰ１が形成されている。従って、モータハウジング１４２の内部空間は、吸入ポートＰ１を介して気体冷媒を吸入する吸入室Ｈ１として機能する。ここで、吸入室Ｈ１では、気体冷媒が電動モータ１６０の周囲を流通して電動モータ１６０を冷却可能になっており、電動モータ１６０の軸方向の両外方に位置する空間が連通して１つの吸入室Ｈ１が形成されている。吸入室Ｈ１には、回転駆動する駆動軸２１８などの摺動箇所を潤滑する目的で、適量の潤滑油が貯留されている。このため、吸入室Ｈ１においては、気体冷媒は、潤滑油と混合した状態で流通している。
　リアハウジング１４４は、２段階に直径が変化する大径部及び小径部からなる段付円筒形状の周壁部１４４Ａと、周壁部１４４Ａの小径部の開口を閉塞する円板形状の底壁部１４４Ｂと、を有する有底円筒形状に形成されている。そして、リアハウジング１４４の内部空間には、スクロールユニット１２０が収容されている。具体的には、周壁部１４４Ａの大径部の最奥部には、大径部から小径部へと移行する円環形状の平面からなる段付部１４４Ａ１に円環形状のリアガスケット２００を介在させた状態で、固定スクロール１２２の底板１２２Ａの周縁部が嵌合固定されている。従って、リアハウジング１４４の大径部の最奥部は、固定スクロール１２２によって閉塞されている。また、固定スクロール１２２の底板１２２Ａの中央部には、スクロールユニット１２０によって圧縮された高圧の気体冷媒を、リアハウジング１４４の小径部へと吐出する吐出孔１２２Ｃが形成されている。固定スクロール１２２の底板１２２Ａの他面には、圧縮された高圧の気体冷媒を圧縮室Ｈ３から小径部へと吐出する一方、小径部から圧縮室Ｈ３への高圧の気体冷媒の逆流を阻止する、例えば、一方向弁からなる吐出弁２０２が取り付けられている。
　リアハウジング１４４の底壁部１４４Ｂであって、固定スクロール１２２の吐出孔１２２Ｃより下方に位置する所定箇所には、底壁部１４４Ｂの底面から固定スクロール１２２の他面へと向かって傾斜面上に延びる隔壁部１４４Ｃが形成されている。ここで、リアガスケット２００は、図２に示すように、隔壁部１４４Ｃの先端部と固定スクロール１２２の底板１２２Ａの他面との間をシールすべく、隔壁部１４４Ｃの形成位置に対応する位置で直線状に延びる直線部２００Ａが形成されている。また、リアガスケット２００には、図３に示すように、円環形状の外周部の中央が突出する突出部２００Ｂが形成されている。
　従って、リアハウジング１４４の小径部は、固定スクロール１２２の底板１２２Ａ、周壁部１４４Ａ、底壁部１４４Ｂ及び隔壁部１４４Ｃの上面によって区画される上部空間と、固定スクロール１２２の底板１２２Ａ、周壁部１４４Ａ、底壁部１４４Ｂ及び隔壁部１４４Ｃの下面によって区画される下部空間と、に二分割される。そして、リアハウジング１４４の最奥部側に位置する上部空間には、スクロールユニット１２０によって圧縮された高圧の気体冷媒から潤滑油を分離する、例えば、遠心分離式のオイルセパレータ２０４が取り付けられている。このため、リアハウジング１４４の隔壁部１４４Ｃの所定箇所には、オイルセパレータ２０４によって分離された潤滑油を、潤滑油の貯油室Ｈ４として機能する下部空間へと供給する油路１４４Ｃ１が形成されている。また、固定スクロール１２２を臨む上部空間は、固定スクロール１２２の吐出孔１２２Ｃから吐出された高圧の気体冷媒を一時的に貯留する吐出室Ｈ２として機能する。さらに、リアハウジング１４４の周壁部１４４Ａであってオイルセパレータ２０４の上部に位置する所定箇所には、オイルセパレータ２０４によって潤滑油が分離された高圧の気体冷媒を冷媒回路へと吐出する吐出ポートＰ２が形成されている。
　モータハウジング１４２の周壁部１４２Ａの開口端近傍には、周壁部１４２Ａの内径が拡径する円環形状の平面からなる段付部１４２Ｃが形成されている。そして、段付部１４２Ｃに、スクロールユニット１２０による気体冷媒の圧縮中に旋回スクロール１２４のスラスト力を受けるスラストプレート２０６が配置されている。スラストプレート２０６は、モータハウジング１４２の段付部１４２Ｃに周縁部の一面が当接する円形形状の円板部２０６Ａと、円板部２０６Ａの一面の中央からモータハウジング１４２の底壁部１４２Ｂに向かって延びる、所定長さを持つ円柱形状の凸部２０６Ｂと、を有している。
　固定スクロール１２２の底板１２２Ａには、リアガスケット２００の弾性を利用して、スラストプレート２０６をモータハウジング１４２の段付部１４２Ｃに向けて付勢するため、図４及び図５に示すように、その一面の外周縁からスラストプレート２０６まで延びる円弧形状の複数の突出部１２２Ｄが形成されている。突出部１２２Ｄは、例えば、底板１２２Ａの外周縁を３つに等間隔に分割した３箇所において、隣接する突出部１２２Ｄが連続しないように所定長さに亘って形成されている。また、２つの突出部１２２Ｄの先端面には、固定スクロール１２２に対するスラストプレート２０６の位置決めを行う位置決めピン２０８（図１参照）の端部が嵌合するピン孔１２２Ｄ１が夫々形成されている。このため、スラストプレート２０６の円板部２０６Ａには、図６に示すように、固定スクロール１２２の突出部１２２Ｄのピン孔１２２Ｄ１に対応した位置に、位置決めピン２０８が嵌合するピン孔２０６Ｃが形成されている。
　固定スクロール１２２の底板１２２Ａの他面には、図７に示すように、リアハウジング１４４の段付部１４４Ａ１と当接する所定箇所に油路となる円環形状の第１の凹部１２２Ａ１、及び最下位に位置する所定箇所に貯油室Ｈ４と第１の凹部１２２Ａ１とを連通する油路となる第２の凹部１２２Ａ２が夫々形成されている。また、固定スクロール１２２の底板１２２Ａの他面には、図７及び図８に示すように、リアガスケット２００の直線部２００Ａを跨いて吐出室Ｈ２と貯油室Ｈ４とを連通させて、貯油室Ｈ４の上部に存在する気体冷媒を吐出室Ｈ２へと戻す第３の凹部１２２Ａ３が形成されている。さらに、固定スクロール１２２の底板１２２Ａの他面には、固定スクロール１２２に対するリアガスケット２００の位置決めを行う位置決めピン（図示せず）の端部が嵌合するピン孔１２２Ａ４が２つ形成されている。なお、リアガスケット２００の板面にも、図２及び図８に示すように、位置決めピンが貫通するピン孔２００Ｃが形成されている。
　固定スクロール１２２において最上位に位置する突出部１２２Ｄの外面には、図４、図５及び図７に示すように、第１の凹部１２２Ａ１により形成される油路と連通しつつその突出部１２２Ｄの先端部まで延びる油路となる第４の凹部１２２Ｄ２が形成されている。また、スラストプレート２０６の外周面であって、固定スクロール１２２の突出部１２２Ｄに形成された第４の凹部１２２Ｄ２に対応する箇所には、図６に示すように、その板厚方向に沿って延びる油路となる第５の凹部２０６Ｄが形成されている。従って、貯油室Ｈ４の潤滑油は、固定スクロール１２２の第１の凹部１２２Ａ１、第２の凹部１２２Ａ２及び第４の凹部１２２Ｄ２、並びにスラストプレート２０６の第５の凹部２０６Ｄにより形成される油路を経てモータハウジング１４２の内部空間へと供給される。モータハウジング１４２の内部空間へと供給された潤滑油は、そこに収容されている各種機器を潤滑して底部へと戻される。なお、図６において斜線を付した部分は、固定スクロール１２２の突出部１２２Ｄの先端部が当接する領域を表している。
　旋回スクロール１２４の底板１２４Ａには、圧縮室Ｈ３で圧縮された高圧の気体冷媒の一部を底板１２４Ａの他面側に供給する、底板１２４Ａの中心から異なる距離に夫々位置する複数の貫通孔１２４Ａ１が形成されている。また、旋回スクロール１２４の底板１２４Ａの他面には、図９に示すように、複数の貫通孔１２４Ａ１を同心状に取り囲むように配置されたＯリングなどのシール部材２１０の一部が嵌合する、複数の周溝１２４Ａ２が形成されている。従って、旋回スクロール１２４、スラストプレート２０６及びシール部材２１０によって区画される円形形状又は円環形状の微小の密閉空間は、貫通孔１２４Ａ１を通って圧縮室Ｈ３から供給された高圧の気体冷媒（背圧）によって旋回スクロール１２４を固定スクロール１２２へと向かって付勢する背圧室Ｈ５として機能する。ここで、それぞれの貫通孔１２４Ａ１の断面積は、例えば、圧縮室Ｈ３から背圧室Ｈ５へと供給される背圧が略等しくなるように適宜決定することができる。このようにすれば、圧縮室Ｈ３と背圧室Ｈ５との間で供給又は排出される気体冷媒の流量が微小となり、貫通孔１２４Ａ１による圧力損失とこれに起因する気体冷媒の状態変化が抑制され、背圧室Ｈ５における背圧を安定させることができる。具体的には、背圧室Ｈ５の容積は、固定スクロール１２２の吐出孔１２２Ｃの１／３以下の小さな容積であり、三日月形状の圧縮室Ｈ３の最小容積と比較しても１／５以下と小さい。そして、背圧室Ｈ５は潤滑で満たされており、潤滑油の出入りが無視できるほど少ないことから、複数の貫通孔１２４Ａ１は絞りとしての制約を受けることがない。つまり、気体と流体とから構成される二層流が圧縮室Ｈ３に取り込まれたとしても、背圧室Ｈ５における背圧を常に安定させることができる。
　旋回スクロール１２４の底板１２４Ａとスラストプレート２０６との間には、スクロール型圧縮機１００の起動時における背圧室Ｈ５の形成を確実にするため、図９及び図１０に示すように、円環形状をなす金属部材２１２が配置されている。金属部材２１２は、薄板からなる円環形状の円環部２１２Ａと、円環部２１２Ａの内周縁において不連続した状態で所定長さに亘って垂直に立ち上がる複数の爪部２１２Ｂと、を有し、摺動特性を高めるために錫メッキなどを施した鋼板からなることが好ましい。そして、円環部２１２Ａは、図９に示すように、旋回スクロール１２４のそれぞれの周溝１２４Ａ２に対面する位置に配置され、その複数の爪部２１２Ｂが周溝１２４Ａ２の一部に嵌合するようになっている。この場合、金属部材２１２は、シール部材２１０の弾性によって、スラストプレート２０６に向けて付勢されるとともに周溝１２４Ａ２の側壁に向けて付勢されるため、その配置位置を保持することができる。また、複数の爪部２１２Ｂが不連続に形成されているため、隣接する爪部２１２Ｂの間から潤滑油が周溝１２４Ａ２へと供給され、シール部材２１０の潤滑に資することもできる。
　モータハウジング１４２の内部空間であってその開口端に近接した位置には、スラストプレート２０６の円板部２０６Ａから所定間隔を隔てて、円環形状の搖動部材２１４が配置されている。搖動部材２１４は、旋回スクロール１２４の底板１２４Ａの他面において同心に形成された複数のピン孔１２４Ａ３に圧入固定される自転阻止ピン２１６を介して、旋回スクロール１２４と一体化されている。このため、スラストプレート２０６の円板部２０６Ａには、自転阻止ピン２１６が貫通しつつこれが内周面に摺接して旋回スクロール１２４の自転を阻止する円孔２０６Ｅが形成されている。円孔２０６Ｅは、気体冷媒を吸入室Ｈ１からスクロールユニット１２０へと導入する役割も果たすことができる。
　モータハウジング１４２の内部空間には、旋回スクロール１２４と一体化された搖動部材２１４を介して、固定スクロール１２２の軸心周りに旋回スクロール１２４を旋回させる回転駆動力を伝達する駆動軸２１８が配置されている。駆動軸２１８は、円柱形状の小径部２１８Ａ、円柱形状の大径部２１８Ｂ、及び小径部２１８Ａと大径部２１８Ｂとを滑らかに接続する裁頭円錐形状の移行部２１８Ｃが一体化された部材である。駆動軸２１８の大径部２１８Ｂ側の端面には、ここから小径部２１８Ａへと向かって所定長さだけ延びる円形断面の凹部２１８Ｂ１が形成されている。そして、駆動軸２１８の小径部２１８Ａの端部は、ボールベアリングなどの軸受２２０を介して、モータハウジング１４２の底壁部１４２Ｂに形成された支持部１４２Ｂ１の内周面に回転自由に支持されている。また、駆動軸２１８の大径部２１８Ｂに形成された凹部２１８Ｂ１は、その奥部に向かって途中まで突出するスラストプレート２０６の凸部２０６Ｂに対して、軸方向に並んで配置された２つのボールベアリングなどの軸受２２２を介して回転自由に支持されている。ここで、モータハウジング１４２の支持部１４２Ｂ１の上位に位置する所定箇所には、吸入室Ｈ１に存在する潤滑油が混合した気体冷媒を軸受２２０に供給して潤滑に資する貫通孔１４２Ｂ２が形成されている。
　駆動軸２１８の小径部２１８Ａの外周面には、電動モータ１６０の一部を構成する永久磁石からなるロータ１６２が圧入固定されている。また、モータハウジング１４２の周壁部１４２Ａの内周面であって、電動モータ１６０のロータ１６２の外周面に対向する所定箇所には、電磁石の巻線が巻き回されたステータコアユニット１６４が取り付けられている。従って、ステータコアユニット１６４の巻線に直流電流を供給することで、ステータコアユニット１６４に発生する磁力により永久磁石からなるロータ１６２が回転し、旋回スクロール１２４を公転させるための回転駆動力を発生させることができる。なお、電動モータ１６０の構造及び作動は、本技術分野の当業者にとって周知であるとともに本実施形態の要部ではないため、本明細書ではその詳細な説明は省略する。
　駆動軸２１８の大径部２１８Ｂの外方には、駆動軸２１８の回転に伴って、スラストプレート２０６の凸部２０６Ｂの軸心に対して偏心した円形軌跡に沿って旋回する、偏心ブッシュ２２４が配置されている。偏心ブッシュ２２４は、駆動軸２１８の大径部２１８Ｂの外方に配置された円筒形状の円筒部２２４Ａと、旋回スクロール１２４の旋回によって発生する振動を低減すべく円筒部２２４Ａと一体化されたバランスウェイト部２２４Ｂと、を有している。円筒部２２４Ａの内径は、図１１に示すように、駆動軸２１８の大径部２１８Ｂの直径よりも大きく形成されている。このため、偏心ブッシュ２２４の円筒部２２４Ａは、駆動軸２１８との寸法差（隙間）だけ、駆動軸２１８に対して相対変位可能になっている。また、円筒部２２４Ａの内周面の一部、及び駆動軸２１８の大径部２１８Ｂの外周面の一部は、スクロールユニット１２０によって気体冷媒が圧縮されるときの旋回スクロール１２４の圧縮反力を受けて、駆動軸２１８に対して偏心ブッシュ２２４を旋回半径外方へと付勢する向きを規制するガイド面としての平面係合部２２４Ｃ及び２１８Ｄがそれぞれ形成されている。
　偏心ブッシュ２２４の円筒部２２４Ａの外周面は、ボールベアリングなどの軸受２２６を介して、旋回スクロール１２４と一体となって旋回する搖動部材２１４の内周面に回転自由に支持されている。要するに、偏心ブッシュ２２４の円筒部２２４Ａは、その外方に配置された軸受２２６を介して、搖動部材２１４の内周面に対して少なくとも一部が周方向に変位可能に支持されている。従って、旋回スクロール１２４に発生する径方向の荷重は、偏心ブッシュ２２４の円筒部２２４Ａの内外に配置された２つの軸受２２２及び２２６で支持されることとなる。このため、駆動軸２１８の軸方向の荷重が小さくこれを傾けるモーメントが小さくなり、駆動軸２１８の小径部２１８Ａを支持する軸受２２０に関する要求が小さくなる。このような理由から、駆動軸２１８の小径部２１８Ａを回転自由に支持する軸受２２０を小型化又は簡素化しても信頼性が損なわれることがなく、コスト低減も期待できる。
　かかるスクロール型圧縮機１００によれば、電動モータ１６０が起動されて駆動軸２１８が回転し始めると、その回転力が、偏心ブッシュ２２４、軸受２２６、搖動部材２１４及び自転阻止ピン２１６を介して、固定スクロール１２２の軸心周りに旋回スクロール１２４を旋回させる。このとき、自転阻止ピン２１６がスラストプレート２０６の円孔２０６Ｅの内周面に摺接しつつ旋回するので、旋回スクロール１２４の自転を阻止することができる。そして、旋回スクロール１２４が旋回すると、ハウジング１４０の吸入ポートＰ１から吸入室Ｈ１へと吸入された気体冷媒は、スクロールユニット１２０の外端付近から圧縮室Ｈ３へと取り込まれ、圧縮室Ｈ３の容積減少により圧縮されつつ中央へと搬送される。このとき、圧縮室Ｈ３において圧縮された高圧の気体冷媒の一部は、旋回スクロール１２４の貫通孔１２４Ａ１を介して背圧室Ｈ５へと供給されるとともに、複数の三日月形状の圧縮室Ｈ３において圧縮された高圧の気体冷媒と潤滑油との混合流体の圧力は、旋回スクロール１２４の背面に設けられた複数の同心円状の背圧室Ｈ５のそれぞれに連通する貫通孔１２４Ａ１を介して旋回スクロール１２４の背面に対して力を及ぼす。このため、旋回スクロール１２４を固定スクロール１２２に向けて付勢して、固定スクロール１２２と旋回スクロール１２４とのシールを確保する。
　スクロールユニット１２０の中央まで搬送された高圧の気体冷媒は、固定スクロール１２２の吐出孔１２２Ｃ及び吐出弁２０２を通って吐出室Ｈ２へと吐出される。吐出室Ｈ２へと吐出された高圧の気体冷媒は、オイルセパレータ２０４によって潤滑油が分離されつつ、吐出ポートＰ２から冷媒回路へと吐出される。一方、オイルセパレータ２０４によって分離された潤滑油は、ハウジング１４０の油路１４４Ｃ１を通って貯油室Ｈ４へと供給される。ここで、貯油室Ｈ４の上部空間に存在する気体冷媒は、固定スクロール１２２の第３の凹部１２２Ａ３を通って吐出室Ｈ２へと戻されるため、貯油室Ｈ４の上部空間の圧力が過度に上昇し、液面を下げて貯油量を減少させることを抑制できる。
　貯油室Ｈ４の潤滑油は、固定スクロール１２２の第１の凹部１２２Ａ１、第２の凹部１２２Ａ２及び第４の凹部１２２Ｄ２、並びにスラストプレート２０６の第５の凹部２０６Ｄにより形成される油路を通って、モータハウジング１４２の吸入室Ｈ１へと戻される。吸入室Ｈ１へと戻された潤滑油の一部は、モータハウジング１４２の内部空間を臨むスラストプレート２０６の一面に沿って滴下され、例えば、スラストプレート２０６の円孔２０６Ｅと自転阻止ピン２１６との間の潤滑、軸受２２２及び２２６の潤滑を行った後、吸入室Ｈ１の下部へと戻される。
　このような作用により、スクロール型圧縮機１００は、吸入ポートＰ１から吸入した低圧の気体冷媒をスクロールユニット１２０で圧縮して高圧の気体冷媒とし、これからオイルセパレータ２０４で潤滑油を分離しつつ吐出ポートＰ２から吐出する。
　ところで、駆動軸２１８の大径部２１８Ｂと偏心ブッシュ２２４の円筒部２２４Ａとの間には、駆動軸２１８に対して偏心ブッシュ２２４を平面係合部２１８Ｄ及び２２４Ｃに沿って変位可能とする隙間が存在する。このため、旋回スクロール１２４の旋回によって、駆動軸２１８の軸心に対して偏心ブッシュ２２４の円筒部２２４Ａの軸心が傾き、偏心ブッシュ２２４のバランスウェイト部２２４Ｂが周辺部品と接触し、例えば、摺動抵抗や異音が発生するおそれがある。
　そこで、駆動軸２１８及び偏心ブッシュ２２４において、図１１に示すように、平面係合部２１８Ｄ及び２２４Ｃと平行に偏心ブッシュ２２４と駆動軸２１８とを貫通して延び、駆動軸２１８の軸心に対する偏心ブッシュ２２４の軸心の傾きを規制するピン２２８が設けられている。具体的には、駆動軸２１８の大径部２１８Ｂ及び偏心ブッシュ２２４には、これらを組み合わせた状態で、平面係合部２１８Ｄ及び２２４Ｃと平行、かつ駆動軸２１８の横断面上に延びるピン孔２１８Ｅ及び２２４Ｄが夫々形成されている。そして、このように形成されたピン孔２１８Ｅ及び２２４Ｄにピン２２８が嵌合されている。このようにすれば、ピン２２８によって、駆動軸２１８の軸心に対する偏心ブッシュ２２４の軸心の傾きが規制され、偏心ブッシュ２２４のバランスウェイト部２２４Ｂの姿勢が乱れて、周辺部品と接触することを抑制することができる。また、ピン２２８は、バランスウェイト部２２４Ｂが一体化された偏心ブッシュ２２４の姿勢保持のみを行うため、耐久性に優れているという利点がある。
　このとき、駆動軸２１８に対して偏心ブッシュ２２４が容易に変位可能となるようにすべく、ピン２２８は、駆動軸２１８のピン孔２１８Ｅ及び偏心ブッシュ２２４のピン孔２２４Ｄの一方に圧入固定される一方、これらの他方に相対変位可能に隙間嵌めすることが望ましい。また、ピン２２８において、図１２に示すように、平面係合部２１８Ｄ及び２２４Ｃと垂直な方向に位置する両側面が、平面係合部２１８Ｄ及び２２４Ｃと平行な平面形状に形成されてもよい。このようにすれば、ピン２２８とピン孔２１８Ｅ又は２２４Ｄとの隙間について、平面係合部２１８Ｄ及び２２４Ｃと平行な方向の隙間がこれらと垂直な方向の隙間より大きくなり、平行度のバラツキを排除して生産性を向上させることができる。
　以上、本発明を実施するための実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることに留意されたい。
　その一例を挙げると、軸受２２０、２２２及び２２６は、ボールベアリングに限らず、ニードルローラベアリング、テーパローラベアリングなどの転がり軸受け、滑り軸受などであってもよい。また、固定スクロール１２２の突出部１２２Ｄの第４の凹部１２２Ｄ２は、突出部１２２Ｄの外周面ではなく、突出部１２２Ｄの内部を貫通する貫通孔として形成されていてもよい。
　　１００　スクロール型圧縮機（スクロール型流体機械）
　　１２２　固定スクロール
　　１２４　旋回スクロール
　　２１４　搖動部材
　　２１８　駆動軸
　　２１８Ｄ　平面係合部
　　２２４　偏心ブッシュ
　　２２４Ａ　円筒部
　　２２４Ｂ　バランスウェイト部
　　２２４Ｃ　平面係合部
　　２２８　ピン

Claims (3)

  1. 　固定スクロールと、前記固定スクロールに噛み合わされた旋回スクロールと、前記旋回スクロールと一体化されつつ同心に配置された円盤形状の搖動部材と、前記搖動部材を介して前記旋回スクロールを公転させる回転駆動力を伝達する駆動軸と、前記搖動部材の内周面に対して少なくとも一部が周方向に変位可能に支持されるとともに前記駆動軸の直径より大きい内径を有する円筒部、及び前記円筒部と一体化されたバランスウェイト部を有する偏心ブッシュと、を備えたスクロール型流体機械であって、
    　前記駆動軸の外周面及び前記円筒部の内周面の一部には、前記旋回スクロールの圧縮反力を受けて当該旋回スクロールを旋回半径方向に移動させるガイドとなる平面係合部が夫々形成され、
    　前記平面係合部と平行に前記偏心ブッシュと前記駆動軸とを貫通して延び、前記駆動軸の軸心に対する前記偏心ブッシュの軸心の傾きを規制するピンが設けられた、
    　スクロール型流体機械。
  2. 　前記ピンは、前記駆動軸及び前記偏心ブッシュの一方に圧入され、前記駆動軸及び前記偏心ブッシュの他方に相対変位可能に嵌合された、
    　請求項１に記載のスクロール型流体機械。
  3. 　前記ピンは、前記平面係合部と垂直な方向に位置する両側面が、前記平面係合部と平行な平面形状に形成された、
    　請求項１又は請求項２に記載のスクロール型流体機械。
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WO2017138098A1 (ja) * 2016-02-09 2017-08-17 三菱電機株式会社 スクロール圧縮機

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