JP2000257570A - スクロール型流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カウンターウエイトにより動アンバランスを
調整する設計を容易にしたスクロール型流体機械を提供
すること。 【解決手段】 固定スクロール１に可動スクロール２を
所定軸の方向で対向させる。可動スクロールを前記所定
軸に関し自転することなく公転させ、固定スクロールと
共働して流体を移送させる。可動スクロールに公転力を
与えるための駆動機構は、可動スクロールの前記所定軸
の方向における一端に接続される。可動スクロールの自
転を阻止する自転阻止機構９´は、固定スクロールと可
動スクロールとのセットに内包される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスクロール型流体機
械に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクロール型流体機械は、多くはコンプ
レッサとして車両用空調装置等の様々な分野で広く使用
されている。従来のスクロール型流体機械の一例を、図
１１を参照して説明する。

【０００３】図示のスクロール型流体機械は車両用空調
装置に使用するのに適したものであり、固定スクロール
１と、これと対になった可動スクロール２と、これらを
内包したケーシング３と、このケーシング３の開放端に
固定されここを閉塞したフロントハウジング４とを含ん
でいる。固定スクロール１は、固定うず巻体１ａと、こ
れの軸方向一端に一体に固定された固定端板１ｂとを含
んでいる。可動スクロール２は、可動うず巻体２ａと、
これの軸方向一端に一体に固定された可動端板２ｂとを
含んでいる。固定うず巻体１ａと可動うず巻体２ａが互
いにかみ合った状態で固定端板１ｂと可動端板２ｂが互
いに対向し、これらの間に冷媒等の流体を圧縮しつつ移
送するための幾つかの密閉空間５を形成している。

【０００４】固定端板１ｂはボルト６にてケーシング３
に固定され、ケーシング３との間に吐出室７を形成して
いる。固定端板１ｂには、密閉空間５で圧縮された流体
を吐出室７に吐出させる吐出口８が形成されている。

【０００５】可動端板２ｂとフロントハウジング４との
軸方向で対向する部分間には、可動スクロール２の自転
を阻止するが公転は許すための自転阻止機構９が備えら
れている。さらに可動端板２ｂの可動うず巻体２ａとは
反対側の面には環状突部２ｃが一体に形成されている。
環状突部２ｃの内側には偏心ブッシュ１１がブッシュベ
アリング１２を介して回転可能に配置されている。

【０００６】フロントハウジング４の中央には大径部１
３ａをもつシャフト１３が貫通している。シャフト１３
はシャフトベアリング１４で支持され、さらにその大径
部１３ａをメインベアリング１５で支持されている。シ
ャフト１３の大径部１３ａは、偏心ブッシュ１１に係合
した偏心ピン１６を備えている。なお、シャフト１３に
は、可動スクロール２の動作時のモーメントに対抗する
カウンターウエイト１７やシャフトバランスウエイト１
８が、大径部１３ａの両側に備えられている。シャフト
１３、偏心ピン１６、及び偏心ブッシュ１１は合せて、
駆動機構を構成している。

【０００７】フロントハウジング４の円筒部４ａの外側
にはラジアルベアリング１９を介してロータ２１が回転
自在に支持されている。ロータ２１は、例えば、自動車
のエンジンにて回転駆動される。ロータ２１は、電磁ク
ラッチ２２を介してシャフト１３に接続されている。し
たがって、電磁クラッチ２２がオンのときにはシャフト
１３はロータ２１と一体になって回転するが、電磁クラ
ッチ２２が切断されるとシャフト１３はロータ２１から
切り離される。

【０００８】シャフト１３が回転すると、偏心ピン１６
及び偏心ブッシュ１１の作用により、可動スクロール２
が円軌道上で公転する。このとき、可動スクロール２の
自転は自転阻止機構９により阻止される。結果として、
密閉空間５が流体を圧縮しつつ中央へ移送され、流体を
吐出口８を通して吐出室７へ吐出させる。吐出室７の流
体は吐出ポート２３から冷凍回路に流出し、また流入ポ
ート２４からケーシング３内に戻り、密閉空間５に取り
込まれる。

【０００９】また固定スクロール１と可動スクロール２
との軸方向隙間はケーシング３とフロントハウジング４
との間の様々な部品を介して間接的に決まる。このた
め、その軸方向隙間を調整する必要がある。この調整
は、スクロール型流体機械の仮り組み付けをし、シャフ
ト１３のトルクを参照しながら、フロントハウジング４
とケーシング３との間に既知の厚みのシム２５を入れ、
かつそのシム２５を必要に応じて交換することにより行
っている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図１１のスクロール型
流体機械においては、可動スクロール２の可動端板２ｂ
とフロントハウジング４との軸方向で対向する部分間に
自転阻止機構９が備えられ、かつ、その可動端板２ｂに
駆動機構が接続されている。このため、シャフト１３と
一緒に回転する部品を自転阻止機構９の外側、即ち、可
動スクロール２側に配置することができない。例えば、
カウンターウエイト１７のアンバランス量を増やす設計
変更を行うとした場合、径方向は回転阻止機構９に制限
されるため、軸方向に延長せざるを得ない。この場合、
スクロール型流体機械の全長が大きくなり、動アンバラ
ンスの増大を招く。可動スクロール２の軸方向重心は、
通常、自転阻止機構９よりも固定スクロール１側にある
ため、カウンターウエイト１７では動アンバランスを零
にする設計が不可能である。

【００１１】また固定スクロール１と可動スクロール２
との軸方向隙間を、上述したようなシム２５を用いて調
整する方法では、ケーシング３とフロントハウジング４
との間に介在する様々な部品の寸法の影響を受けるた
め、調整作業が複雑になっている。

【００１２】それ故に本発明の課題は、カウンターウエ
イトにより動アンバランスを調整する設計を容易にした
スクロール型流体機械を提供することにある。

【００１３】本発明の他の課題は、固定スクロールと可
動スクロールとの軸方向隙間の設定を容易に可能にした
スクロール型流体機械を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、固定ス
クロール、前記固定スクロールに所定軸の方向で対向
し、前記所定軸に関し自転することなく公転し前記固定
スクロールと共働して流体を移送する可動スクロール、
前記可動スクロールの自転を阻止する自転阻止機構、及
び前記可動スクロールの前記所定軸の方向における一端
に接続され、前記可動スクロールに公転力を与えるため
の駆動機構を含むスクロール型流体機械において、前記
自転阻止機構は前記固定スクロールと前記可動スクロー
ルとのセットに内包されていることを特徴とするスクロ
ール型流体機械が得られる。

【００１５】前記固定スクロールに対する前記可動スク
ロールの軸方向位置を直接的に規制する位置規制手段を
さらに含んでもよい。

【００１６】前記自転阻止機構は、前記固定スクロール
及び前記可動スクロールの一方に形成され前記所定軸と
平行にのびた貫通穴と、他方から前記所定軸と平行にの
び前記貫通穴に挿通されたピンとを有し、前記貫通穴と
前記ピンは、互いに共働して前記可動スクロールの自転
を阻止する径をもつように設定される。

【００１７】前記固定スクロールは固定うず巻体と該固
定うず巻体の軸方向一端に一体に固定された固定端板と
を含み、前記可動スクロールは可動うず巻体と該可動う
ず巻体の軸方向一端に一体に固定された可動端板とを含
み、前記固定うず巻体と前記可動うず巻体が互いにかみ
合った状態で前記固定端板と前記可動端板が互いに前記
所定軸の方向で対向しており、前記貫通穴は前記固定端
板及び前記可動端板の一方に形成されており、前記ピン
は他方に突設されていてもよい。

【００１８】前記ピンはその先端に、前記一方に係合し
て前記固定スクロールに対する前記可動スクロールの軸
方向位置を規制するフランジを有していてもよい。

【００１９】前記駆動機構に接続され前記可動スクロー
ルのモーメントに対抗するカウンターウエイトを含み、
前記カウンターウエイトは、前記駆動機構から、前記固
定スクロールと前記可動スクロールとのセットの径方向
外側に延在していてもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明の実施の
第１の形態に係るスクロール型流体機械について説明す
る。図１１のスクロール型流体機械と同様な部分には同
じ参照符号を付して説明を省略する。

【００２１】図示のスクロール型流体機械において、固
定スクロール１の固定端板１ｂに断面円形の貫通穴３１
が形成されている。貫通穴３１は所定軸と平行にのびて
いる。一方、可動スクロール２の可動うず巻体の軸方向
端面には外周面が円筒型の円筒ピン３２が突設されてい
る。円筒ピン３２は前記所定軸と平行にのびかつ貫通穴
３１に挿通されている。貫通穴３１と円筒ピン３２は、
互いに共働して可動スクロール２の自転を阻止する径を
もつように設定されている。即ち、可動スクロール２の
旋回半径をＲ０、円筒ピン３２の外径をＲ１とすると、
貫通孔３１の内径Ｒ２は、Ｒ２ ＝ Ｒ０ ＋ Ｒ１と
なる。この結果、貫通穴３１と円筒ピン３２は合せて自
転阻止機構９´を構成する。この自転阻止機構９´は、
固定スクロール１と可動スクロール２とのセット（以
下、これを「スクロールセット」と呼ぶ）に内包された
構造である。

【００２２】さらに、円筒ピン３２はその先端に、固定
スクロール１の固定端板１ｂに係合して固定スクロール
１に対する可動スクロール２の軸方向位置を規制するた
めのフランジ３３を有している。こうして固定スクロー
ル１と可動スクロール２とを互いに係合させ、固定スク
ロール１に対する可動スクロール２の軸方向位置を直接
的に規制している。即ち、フランジ３３は位置規制手段
を構成している。

【００２３】なお、このスクロール型流体機械において
は、図２に示す形状のカウンターウエイト１７が偏心ブ
ッシュ１１に備えられている。

【００２４】さらに図３及び図４をも参照すると、固定
スクロール１の固定端板１ｂは概ね４角形をなしてい
る。固定端板１ｂの各角部３４には前述の貫通穴３１が
形成されている。

【００２５】また図５及び図６を参照すると、可動スク
ロール２の可動端板２ｂには、固定スクロール１の固定
端板１ｂの各角部に対応して外方へ出っ張った出張部３
５が設けられている。これらの出張部３５の各々には前
述の円筒ピン３２が設けてられている。

【００２６】なお図７及び図８を参照すると、固定スク
ロール１と可動スクロール２とが互いに組み合わされた
スクロールセットが示されている。このスクロールセッ
トは、周囲４箇所の各々に自転阻止機構９´を備えてい
る。

【００２７】このスクロール型流体機械によると、自転
阻止機構９´がスクロールセットに内包されるため、全
長の減少や、カウンターウエイト等の内部部品の設計の
自由度が高くなる。また、自転阻止機構よりも外側へは
シャフトと一緒に回転する部品は配置できないという制
約が取り払われることになり、設計の自由度はさらにま
す。

【００２８】また固定スクロール１と可動スクロール２
との軸方向隙間Ｇは、可動うず巻体２ａの軸方向寸法を
Ｌ１、円筒ピン３２のフランジ３３を除く長さをＬ２、
固定スクロール１の全体の軸方向寸法をＬ３とすると、 Ｇ ＝ Ｌ１ ＋ Ｌ２ − Ｌ３ となる。

【００２９】このように、軸方向隙間Ｇを構成する要素
数が減少するので、軸方向隙間Ｇのバラツキを少なくで
きる。したがって軸方向隙間のための複雑な調整作業は
不要となる。

【００３０】図９及び図１０に移り、本発明の実施の第
２の形態に係るスクロール型流体機械について説明す
る。図１のスクロール型流体機械と同様な部分には同じ
参照符号を付して説明を省略する。

【００３１】図示のスクロール型流体機械においても、
偏心ブッシュ１１に接続され可動スクロール２のモーメ
ントに対抗するカウンターウエイト１７´を含んでい
る。このカウンターウエイト１７´は、偏心ブッシュ１
１からスクロールセットの径方向外側に延在している。

【００３２】このようにカウンターウエイト１７´の形
状についての設計の自由度が増すため、可動スクロール
２の軸方向重心とカウンターウエイト１７´の軸方向重
心とを合せる設計が容易に可能になる。

【００３３】なお、円筒ピン３２は可動うず巻体２ａに
突設されてもよい。また貫通穴３１を可動スクロールに
形成する一方、円筒ピン３２を固定スクロールに突設し
てもよい。またスクロール型流体機械の外周を円形に形
成することももちろん可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるスク
ロール型流体機械は、自転阻止機構をスクロールセット
に内包させているので、カウンターウエイトにより動ア
ンバランスを調整する設計が容易である。また、固定ス
クロールと可動スクロールとの軸方向隙間の設定も容易
に可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１の形態に係るスクロール型
流体機械の縦断面図である。

【図２】図１のスクロール型流体機械に使用されたカウ
ンターウエイトの正面図である。

【図３】図１のスクロール型流体機械に使用された固定
スクロールの正面図である。

【図４】図３の固定スクロールの縦断面図である。

【図５】図１のスクロール型流体機械に使用された可動
スクロールの正面図である。

【図６】図５の可動スクロールの縦断面図である。

【図７】図３及び図４の固定スクロールと図５及び図６
の可動スクロールとを組み合わせたスクロールセットの
説明用正面図である。

【図８】図７のスクロールセットの縦断面図である。

【図９】本発明の実施の第２の形態に係るスクロール型
流体機械の縦断面図である。

【図１０】図９のスクロール型流体機械に使用されたカ
ウンターウエイトの平面図である。

【図１１】従来のスクロール型流体機械の一例の縦断面
図である。

【符号の説明】

１ 固定スクロール ２ 可動スクロール ３ ケーシング ４ フロントハウジング ７ 吐出室 ９，９´ 自転阻止機構 １１ 偏心ブッシュ １２ ブッシュベアリング １３ シャフト １４ シャフトベアリング １７，１７´ カウンターウエイト ２１ ロータ ２２ 電磁クラッチ ３１ 貫通穴 ３２ 円筒ピン ３３ フランジ ３４ 角部 ３５ 出張部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定スクロール、前記固定スクロールに
   所定軸の方向で対向し、前記所定軸に関し自転すること
   なく公転し前記固定スクロールと共働して流体を移送す
   る可動スクロール、前記可動スクロールの自転を阻止す
   る自転阻止機構、及び前記可動スクロールの前記所定軸
   の方向における一端に接続され、前記可動スクロールに
   公転力を与えるための駆動機構を含むスクロール型流体
   機械において、前記自転阻止機構は前記固定スクロール
   と前記可動スクロールとのセットに内包されていること
   を特徴とするスクロール型流体機械。
2. 【請求項２】 前記固定スクロールに対する前記可動ス
   クロールの軸方向位置を直接的に規制する位置規制手段
   をさらに含む請求項１記載のスクロール型流体機械。
3. 【請求項３】 前記自転阻止機構は、前記固定スクロー
   ル及び前記可動スクロールの一方に形成され前記所定軸
   と平行にのびた貫通穴と、他方から前記所定軸と平行に
   のび前記貫通穴に挿通されたピンとを有し、前記貫通穴
   と前記ピンは、互いに共働して前記可動スクロールの自
   転を阻止する径をもつように設定されている請求項１記
   載のスクロール型流体機械。
4. 【請求項４】 前記固定スクロールは固定うず巻体と該
   固定うず巻体の軸方向一端に一体に固定された固定端板
   とを含み、前記可動スクロールは可動うず巻体と該可動
   うず巻体の軸方向一端に一体に固定された可動端板とを
   含み、前記固定うず巻体と前記可動うず巻体が互いにか
   み合った状態で前記固定端板と前記可動端板が互いに前
   記所定軸の方向で対向しており、前記貫通穴は前記固定
   端板及び前記可動端板の一方に形成されており、前記ピ
   ンは他方に突設されている請求項３記載スクロール型流
   体機械。
5. 【請求項５】 前記ピンはその先端に、前記一方に係合
   して前記固定スクロールに対する前記可動スクロールの
   軸方向位置を規制するフランジを有している請求項３又
   は４記載のスクロール型流体機械。
6. 【請求項６】 前記駆動機構に接続され前記可動スクロ
   ールのモーメントに対抗するカウンターウエイトを含
   み、前記カウンターウエイトは、前記駆動機構から、前
   記固定スクロールと前記可動スクロールとのセットの径
   方向外側に延在している請求項１−５のいずれかに記載
   のスクロール型流体機械。