JPH09317664A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スクロール圧縮機における旋回スクロールの自
転防止用として設けられているオルダムリングのキー
と、このキーと摺動する旋回スクロールのキー溝および
フレームのキー溝との摺動部分の摩耗を防止し、信頼性
向上を図ることを目的とする。 【解決手段】旋回スクロール５の反ラップ面側に設けた
キー溝５ｃに係合するキー１０ａおよびフレーム８に設
けたキー溝８ａに係合するキー１０ｂとを備えた旋回ス
クロールの自転防止用のオルダムリング１０とを備えて
なるスクロール圧縮機において、前記キー溝５ｃ、８ａ
の壁面と、オルダムリング１０のキー１０ａ、１０ｂに
磁性体１９を組み込んで、キー溝５ｃおよび８ａと、オ
ルダムリング１０のキー１０ａおよび１０ｂとの間に反
発力２０を発生させることにより、非接触で前記部材間
を保持している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクロール圧縮機
に係り、特に過酷な条件で使用され、かつ、耐久性が要
求される車両用空調装置に好適なスクロール圧縮機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のスクロール圧縮機は、フレーム側
オルダムリング摺動部への給油を差圧あるいはポンプ等
を利用することにより行っている。圧縮機底部に設けた
油溜から主軸の給油孔を通して、旋回軸受の潤滑に利用
した油を、回転する主軸に固定したバランスウェイトの
回転によってはねかけることにのみ依存していた。ま
た、より積極的にバランスウェイトによって油をはねか
けることについては、特開昭５８−１６０５８２号公報
に記載のように、背圧室底部に油溜を設け、この油溜に
溜る油をバランスウェイトに設けた給油路により、遠心
力でミスト状にはねあげる構造であった。また、ミスト
でない油をフレーム側オルダムキー摺動部ヘ供給するこ
とについては、特開昭６１−１３５９９４号公報に、密
閉容器内の高圧側に油室を設け、この油室に溜る油を高
圧側の圧力との差圧を利用して供給する構造が開示され
ている。

【０００３】また、特開昭６１−１３５９９４号公報に
は、油をフレーム側オルダムキー摺動部ヘ供給するため
に、密閉容器内の高圧側に油室を設け、この油室に溜る
油を高圧側の圧力との差を利用して供給する構造が開示
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術おいて、
回転運動中のバランスウェイトのはねかけ動作によって
オルダムリング摺動部への給油を行っている場合には、
前記摺動部へはミスト状に撹拌された油が供給されてい
た。そのため、旋回スクロールの鏡板外周部と固定スク
ロールおよびフレームとから成る空間に、キー溝より上
部のフレーム内壁に付着した油が溜り、給油量不足とな
ることがあった。更に、差圧を利用することにより圧縮
機底部に設けた油溜から主軸に設けた給油孔および旋回
軸受を通過し供給される油の供給が途切れた場合、オル
ダムリング摺動部への給油が行われなくなり、摺動部が
摩耗するという問題があった。

【０００５】本発明の目的は、旋回スクロールの自転を
防止する自転防止機構における摩耗を抑制して、信頼性
の高いスクロ−ル圧縮機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、旋回スクロ
ールと固定スクロールを組み合わせた圧縮機構と、固定
スクロールを取付けたフレームと、前記旋回スクロール
の自転を防止するオルダムリングとを備えてなるスクロ
ール圧縮機において、前記オルダムリングと該オルダム
リングに係合する旋回スクロ−ルおよびフレームとに形
成されるキーおよびキー溝に、回転方向に反発力を発生
する磁性体を設置したことにより、達成される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１な
いし図４により詳細に説明する。図１は本発明によるス
クロール圧縮機の一実施例を示した縦断面図であり、図
２は図１のスクロール圧縮機の主要部品の結合関係を示
す部分断面図である。図３は図１のスクロール圧縮機の
オルダムリングとフレームとに形成されたキーおよびキ
ー溝の構造を示した部分断面図、図４は図３のキーおよ
びキー溝の詳細構造を示した断面図である。

【０００８】密閉容器１内の下側に電動機部３が、上側
に圧縮機部２が収納されている。圧縮機部２は、固定ス
クロール４に旋回スクロール５を噛み合わせて圧縮室を
形成している。固定スクロール４は、円板状の鏡板４ａ
に直立したインボリュート曲線あるいはこれに近似の曲
線に形成されたラップ４ｂを形成しており、その中心部
に圧縮室で圧縮したガスを圧縮室外に吐き出す吐出口６
と、外周部にガスの吸入口７とを備えている。

【０００９】一方、旋回スクロール５も円板状の鏡板５
ａに直立したラップ５ｂを備え、前記鏡板のラップ設置
面の反対側にボス５ｃを形成している。フレーム８は中
央部に軸受部を形成し、この軸受部に主軸９が支持され
ている。主軸９は、一端が電動機部３側に位置し、その
端部には給油管１７を備え、他端は旋回スクロール５の
ボス５ｃに回転自在に係合している。このボス５ｃとの
結合部分は、主軸９の電動機部３およびフレーム８の軸
受部の軸心に対し、偏心して配置されている。この主軸
９の旋回スクロール５と係合する偏心軸部分が、旋回ス
クロール５のボス５ｃに挿入されており、該旋回スクロ
−ル５の旋回運動を行わせる。

【００１０】フレーム８に対して固定スクロ−ル４がボ
ルトによって固定されている。この固定スクロ−ル４と
フレーム８との間に旋回スクロ−ル５とオルダムリング
１０が設置されている。前記旋回スクロ−ル５とフレー
ム８には、それぞれオルダムリング１０に向かい合った
面にキー溝が構成されており、オルダムリング１０には
前記旋回スクロ−ル５とフレーム８の各キー溝に嵌合す
るキーが形成されている。このオルダムリング１０によ
って、旋回スクロ−ル５は自転することなく、旋回運動
を行うことができる。

【００１１】固定スクロール４の吸入口７には密閉容器
１を貫通し、吸入管１１が接続され、吐出口６が開口し
ている吐出室１２は通路を介して下部屋に連通し、ま
た、密閉容器１を貫通する吐出管１３に連通している。

【００１２】電動機部３により主軸９の先端に設けた偏
心軸を介して旋回スクロール５が旋回運動すると、旋回
スクロール５と固定スクロール４により形成される複数
の圧縮室がスクロール中心方向に移動しながら容積を減
少し、吸入管１１から吸入した冷媒ガスを圧縮する。こ
の圧縮された冷媒ガスは、固定スクロール４の鏡板４ａ
の吐出口６から吐出室１２に吐出され、固定スクロール
４の鏡板４ａおよびフレーム８の外周部に形成された通
路を通って電動機部３に入り、該電動機部３を冷却した
後、吐出管１３より吐出される。

【００１３】前記旋回スクロール５の背面とフレーム８
で囲まれた空間（背圧室）１４には吸入圧力と吐出圧力
の中間の圧力が作用している。この中間圧力は、旋回ス
クロール５の鏡板５ａに細孔（背圧孔）１５を設け、こ
の細孔１５を介してスクロール内部の圧縮途中の冷媒ガ
スを前記空間すなわち背圧室に導き、旋回スクロール５
の背面に冷媒ガスの圧力を作用させる。この背面からの
冷媒ガス圧力により、前記旋回スクロール５を固定スク
ロール４に押付けることにより、各圧縮室の密封を保つ
構造となっている。

【００１４】一方、密閉容器１の底部に設けられた油溜
１６は吐出圧力が作用した状態になっており、油溜１６
と背圧室１４との圧力差により、給油管１７および給油
孔９ａを経て軸受などの摺動部へ給油される。軸受など
の摺動部より排出された油は背圧室１４を経て、バラン
スウェイト１８ではねあげられてミスト状となり背圧孔
１５から圧縮室に供給される。

【００１５】圧縮室に供給された油は、圧縮された冷媒
ガスとともに吐出口６から吐出室１２に吐出され、密閉
容器１に沿って電動機部３へ流れる。電動機部３のコイ
ルエンド３ａで分離された油は、下方の油溜１６へ流れ
る。一方、冷媒ガスは密閉容器１の内壁に沿って流れ、
吐出管１３より吐出される。

【００１６】自転防止機構を形成しているオルダムリン
グ１０の摺動部は、旋回スクロール５のキー溝５ｄに嵌
合するキー１０ａおよびフレーム８のキー溝８ａに嵌合
するキー１０ｂとで構成されている。前記オルダムリン
グ１０のキー１０ａ、１０ｂと旋回スクロ−ル５のキー
溝５ｄおよびフレーム８のキー溝８ａは、直線的な往復
運動を行なう構造となっている。

【００１７】前記オルダムリング１０の摺動部への給油
は、従来、差圧により油溜１６から主軸９の給油孔９ａ
を経て旋回軸受部へ供給された油を利用しており、前記
旋回軸受部からバランスウェイト１８に落下した油をは
ねかけることにより行われている。

【００１８】本実施例のスクロール圧縮機は、フレーム
８に形成されたキー溝８ａおよび旋回スクロール５のキ
ー溝５ｄの対向する壁面とオルダムリング１０の旋回ス
クロール側へ突出したキー１０ａおよびフレーム側へ突
出したキー１０ｂに永久磁石からなる磁性体１９を組み
込んだ構成となっている。すなわち、前記キー溝８ａお
よびキー溝５ｄとキー１０ａおよびキー１０ｂとの間
で、回転方向の力を伝える面に、磁性体１９を同一極が
向かい合うように設置している。したがって、前記キー
溝８ａおよびキー溝５ｄとキー１０ａおよびキー１０ｂ
とに設置された各磁性体１９は、互いに反発力を生じ、
この反発力によって、オルダムリング１０と旋回スクロ
−ル５およびフレーム８との回転方向の力を非接触で伝
える構造となっている。従来、潤滑油を介して摺動して
いたフレーム側のキー溝８ａとキー１０ｂおよび旋回ス
クロール側のキー溝５ｄとキー１０ａの間に、反発力２
０を発生させて、完全に非接触とするだけでなく、前記
キー溝８ａとキー１０ｂおよびキー溝５ｄとキー１０ａ
の面圧を減少させる構造であってもよい。

【００１９】図３および図４は、図１および図２に示さ
れているフレーム側のキー溝８ａの部分を示した拡大断
面図である。これらの図において、旋回スクロール５が
旋回する時にオルダムリング１０のキー１０ｂより加重
２１を受けるキー溝８ａの壁面８ｂに磁性体１９を組み
込んでおり、該磁性体１９のＮ極１９ａおよびＳ極１９
ｂをそれぞれ同一極が向かい合うように配置することに
より、反発力２０が発生する。前記磁性体１９は、キー
溝８ａの壁面８ｂおよびキー１０ｂの壁面に、キー溝お
よびキーの長手方向のほぼ全長にわたって溝を形成し、
該溝に嵌入して設置されている。

【００２０】対向した磁性体１９の間に生じる反発力２
０の大きさが、加重２１と反対側の反発力２０´の合計
よりも大きければ、キー１０ｂと壁面８ｂは接触しなく
なる。上記反発力２０は、オルダムリング１０のキー１
０ｂと壁面８ｂとの距離に反比例し距離が近い程大きく
なるので、キー１０ｂが壁面８ｂと反対側の壁面８ｂ´
に接近した時は、反対側の反発力２０´が大きくなりキ
ー１０ｂと壁面８ｂ´は接触しなくなる。

【００２１】なお、この磁性体１９の設置にあたって
は、キー溝８ａの壁面８ｂに上下すなわち軸方向に二段
に隙間を開けて該磁性体１９を配置し、キー１０ｂの壁
面に前記二段の磁性体１９の間に位置するように磁性体
１９を配置してもよい。このような配置とすることによ
り、対向した磁性体間に生じる軸方向の力をなくすこと
ができる。

【００２２】磁性体を組み込む構造については、本発明
の他の実施例として図５に示すように分割して組み込む
方法もある。すなわち、円筒型の磁性体１９をキー溝８
ａの壁面８ｂの反対側からドリルで簡単に加工した穴に
嵌入して設置する構造となっている。この構造によれ
ば、磁性体１９を設置する部分の構造は、比較的簡単な
ドリルによる穴加工のみであり、作業性の向上が図れ
る。

【００２３】本発明の他の実施例としてキーの部分に嵌
合するレールを構成し、キーとレールに磁性体を設置し
た構造も考えらる。図６に示すようにフレーム８のキー
溝８ａの中央部に突出させてレール２２を設けて、オル
ダムリング１０のキー１０ｂを前記レール２２を跨ぐ構
造とする。この構造の場合、磁性体１９はレール２２の
内部と、レール２２を跨ぐキー１０ｂの両サイドに設け
るような構造とすることが考えられる。前記レール２２
は、キー溝８ａの底面に予め形成した溝に、嵌合して設
置される。このような構成によれば、磁性体１９の設置
部はオルダムリング１０のキー１０ｂおよびレール２２
であり、突出した部分或いは単体部品の表面への加工で
あり、作業が簡単に行える。

【００２４】ただし、オルダムリングの各キーは半径方
向および周方向の幅がそれぞれ８mm、高さが４．５mmで
あり、旋回スクロールのキー溝およびフレームのキー溝
は幅が８mm＋α、長さが２０ないし３０mm、深さが４．
５mm＋α程度と、機械加工する部材としてはいずれも小
さいため、磁性体を高精度に組み込む作業はかなり困難
になることが予想される。

【００２５】そこで、こうした問題を解決した実施例を
図７および図８に示す。同図において、フレーム側のキ
ー溝８ａに磁性体１９を組み込むための貫通孔を該キー
溝８ａの外側８ｃより開け、そこから磁性体１９を組み
込むことにより、製作の容易化を図ることができる。ま
た、オルダムリング１０のキー１０ｂにも、貫通孔５２
を開け、そこに磁性体１９を組み込むことにより、製作
の容易化を図ることができる。この時、各磁性材料１９
の配置は図８のように、キー溝の壁面８ｂ側には、とも
にＮ極１９ａ、反対にキー溝の壁面８ｂ’側には、とも
にＳ極１９ｂが並ぶような配置とし、両壁面に対し、同
じ大きさの反発力２０、２０’が発生するようにする。
Ｎ極１９ａ、Ｓ極１９ｂは図８と正反対の配置にするこ
とも考えられる。

【００２６】このような構成によれば、キー溝の壁面へ
の磁性体の設置は、前記壁面の反対側に位置する部分か
ら貫通穴を形成して、磁性体１９を挿入し固定する構造
としていることから、加工作業が容易に行なえるととも
に、加工精度の向上も十分確保することができる。

【００２７】本発明によれば、従来、摺動していた部分
に永久磁石等からなる磁性体を組み込んで反発力を発生
させて非接触によって各部材を支持する或いは接触した
としても各部材間の面圧を減少させることができるた
め、給油量減少、油粘度低下、液冷媒混入、外部加振等
によりオルダムリングに過大な荷重が加わった場合等、
いかなる条件においても摩耗を防止或いは減少させるこ
とができる。また、非接触でオルダムリングとフレーム
および旋回スクロールと間を保持する構造においては、
永久的にその状態を保持することができるため、大幅な
信頼性向上につながり保守点検の省力化を達成できる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、旋回スクロールの自転
防止機構を磁性体を用いて構成することにより、従来、
摺動部によって旋回スクロールを保持していたものを、
非接触或いは接触面の面圧を減少させる構成とすること
によって、従来の摺動部に相当する部分の摩耗を防止或
いは減少させることができる。したがって、スクロール
圧縮機の信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクロール圧縮機の一実施例の全体構
造を示す断面図である。

【図２】図１に示す実施例の主要部品の結合関係を示す
部分断面図である。

【図３】図２に示す実施例のフレーム側キー溝部の部分
拡大断面図である。

【図４】図３に示す実施例の磁性体を組み込んだ部分の
拡大断面図である。

【図５】本発明の他の実施例のフレーム側のキー溝部の
部分拡大断面図である。

【図６】本発明の他の実施例のフレーム側のキー溝にレ
−ルを設けた部分の拡大断面図である。

【図７】本発明のさらに他の実施例のフレーム側のキー
溝部の部分拡大断面図である。

【図８】図７に示す実施例の磁性体を組み込んだ部分の
拡大断面図である。

【符号の説明】

１…密閉容器、２…圧縮機部、３…電動機部、４…固定
スクロール、５…旋回スクロール、５ｄ…旋回スクロー
ルキー溝、８…フレーム、８ａ…フレームキー溝、９…
主軸、９ａ…給油孔、１０…オルダムリング、１６…圧
縮機底部油溜、１８…バランスウェイト、１９…永久磁
石あるいは磁性材料、１９ａ…Ｎ極、１９ｂ…Ｓ極、２
０、２０´…反発力、２１…加重、２２…レール、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】旋回スクロールと固定スクロールを組み合
   わせた圧縮機構と、固定スクロールを取付けたフレーム
   と、前記旋回スクロールの自転を防止するオルダムリン
   グとを備えてなるスクロール圧縮機において、 前記オルダムリングと該オルダムリングに係合する旋回
   スクロ−ルおよびフレームとに形成されるキーおよびキ
   ー溝に、回転方向に反発力を発生する磁性体を設置した
   ことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 【請求項２】請求項１に記載のスクロ−ル圧縮機におい
   て、前記磁性体は、永久磁石であって、前記キーおよび
   キー溝の対向部に同一極を向かい合わせて配置したこと
   を特徴とするスクロール圧縮機。
3. 【請求項３】旋回スクロールと固定スクロールを組み合
   わせた圧縮機構と、固定スクロールを取付けたフレーム
   と、前記旋回スクロールの自転を防止する自転防止手段
   とを備えてなるスクロール圧縮機において、 前記自転防止手段と前記フレームおよび旋回スクロ−ル
   との回転方向の対向部に、回転方向に反発力を発生する
   磁性体を設置したことを特徴とするスクロール圧縮機。