| 【発明の名称】 |
スクロール型圧縮機 |
| 【発明者】 |
【氏名】北野 教夫
【氏名】斉藤 暁
【氏名】大武 真一
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| 【要約】 |
【課題】性能低下や耐久性低下をなどの問題を起こすことなく回転阻止機構の不具合の発生を減じた。
【解決手段】ボール転走溝９１ａ，９２ａを有する対向した対のプレート９１，９２ａとこれらのプレートの間に介在したボール９３とを含むボールカップリングを可動スクロール２の自転阻止機構として用いる。可動スクロールの旋回半径を可変させる偏心ブッシュ１１の偏心ピン１６を中心としたスイング角を、ボール転走溝の径に合わせて規制した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ボール転走溝を有する対向した対のプレートとこれらのプレートの間に介在したボールとを含むボールカップリングを可動スクロールの自転阻止機構として用いたスクロール型圧縮機において、前記可動スクロールの旋回半径を可変させる従動クランク機構のスイング角を、前記ボール転走溝の径に合わせて規制したことを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】 前記対のプレートの各々は一面に前記ボール転走溝を有するように一体成形されたものである請求項１記載のスクロール型圧縮機。
【請求項３】 前記スイング角は、スイングの中央から片側０．５°〜１．５°の範囲内に管理されている請求項１又は２記載のスクロール型圧縮機。
【請求項４】 軸方向で互いに対向し両者間に圧縮空間を形成する固定スクロール及び可動スクロールと、前記可動スクロールの自転を阻止する自転阻止機構と、前記可動スクロールを公転させて前記圧縮空間の移動を起こす駆動機構とを含み、前記自転阻止機構は、ボール転走溝を有する軸方向で対向した対のプレートとこれらのプレートの間に介在したボールとを含むボールカップリングであり、前記対のプレートの一方はフロントハウジングに対し固定され、他方は前記可動スクロールに対し固定されており、前記駆動機構は、回転駆動される主軸と、前記主軸に偏心して設けたクランクピンと、前記クランクピンにスイング可能に嵌合しかつ前記可動スクロールに回動可能に保持された従動クランク機構とを含み、前記従動クランク機構のスイング角を前記ボール転走溝の径に合わせて規制し、運転時に前記ボールが前記ボール転走溝から離脱しないようにしたことを特徴とするスクロール型圧縮機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スクロール型圧縮機に関し、特にそれの従動クランク機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、スクロール型圧縮機は、軸方向で互いに対向し両者間に圧縮空間を形成する固定スクロール及び可動スクロールと、可動スクロールの自転を阻止する自転阻止機構と、可動スクロールを公転させて圧縮空間の移動を起こす駆動機構とを含んでいる。自転阻止機構には、ボール転走溝を有する軸方向で対向した対のプレートとこれらのプレートの間に介在したボールとを含むボールカップリングで用いられることがある。その場合、前記対のプレートの一方はフロントハウジングに対し固定され、他方は可動スクロールに対し固定される。駆動機構は、回転駆動される主軸と、この主軸に偏心して設けたクランクピンと、このクランクピンにスイング可能に嵌合しかつ可動スクロールに回動可能に保持された従動クランク機構とを含んでいる。この駆動機構によると、従動クランク機構がクランクピンに対しスイング可能であるため可動スクロールの旋回半径は可変である。このようなスクロール型圧縮機は、例えば、特公平１−５２５９２号公報等に記載されている。
【０００３】また最近では、対のプレートの各々として、板材の一面にボール転走溝を有するように一体成形されたものが使用されることがある。そのプレートを、以下では、「一体成形プレート」と呼ぶ。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、従動クランク機構のスイング角は、自転阻止機構のプレートの構造とは無関係に比較的大きく設計されているので、一体成形プレートを回転阻止機構に適用すると、特に高回転でのクラッチＯＮ時において、スイング量が大きい場合には、プレートの中央突起にボールが乗り上げてプレートやボールに剥離などが発生し易くなるなどの問題が発生する。このように、従動クランク機構のスイング角が大き過ぎると、回転阻止機構に不具合が起こりやすい。
【０００５】また、従動クランク機構のスイング量の規制が小さ過ぎる場合には、性能低下の発生や液圧縮・異物噛み込みへの耐久性低下などの問題が生じる。
【０００６】それ故に本発明の課題は、性能低下や耐久性低下をなどの問題を起こすことなく回転阻止機構の不具合の発生を減じたスクロール型圧縮機を提供することにある。
【０００７】本発明の他の課題は、回転阻止機構への一体成形プレートの使用を容易にしたスクロール型圧縮機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ボール転走溝を有する対向した対のプレートとこれらのプレートの間に介在したボールとを含むボールカップリングを可動スクロールの自転阻止機構として用いたスクロール型圧縮機において、前記可動スクロールの旋回半径を可変させる従動クランク機構のスイング角を、前記ボール転走溝の径に合わせて規制したことを特徴とするスクロール型圧縮機が得られる。
【０００９】前記対のプレートの各々は一面に前記ボール転走溝を有するように一体成形されたものであってもよい。
【００１０】前記スイング角は、スイングの中央から片側０．５°〜１．５°の範囲内に管理されていてもよい。
【００１１】また本発明によれば、軸方向で互いに対向し両者間に圧縮空間を形成する固定スクロール及び可動スクロールと、前記可動スクロールの自転を阻止する自転阻止機構と、前記可動スクロールを公転させて前記圧縮空間の移動を起こす駆動機構とを含み、前記自転阻止機構は、ボール転走溝を有する軸方向で対向した対のプレートとこれらのプレートの間に介在したボールとを含むボールカップリングであり、前記対のプレートの一方はフロントハウジングに対し固定され、他方は前記可動スクロールに対し固定されており、前記駆動機構は、回転駆動される主軸と、前記主軸に偏心して設けたクランクピンと、前記クランクピンにスイング可能に嵌合しかつ前記可動スクロールに回動可能に保持された従動クランク機構とを含み、前記従動クランク機構のスイング角を前記ボール転走溝の径に合わせて規制し、運転時に前記ボールが前記ボール転走溝から離脱しないようにしたことを特徴とするスクロール型圧縮機が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明の実施の形態に係るスクロール型圧縮機を説明する。
【００１３】図示のスクロール型圧縮機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が互いに軸方向で対向し、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圧縮空間５を形成している。
【００１４】固定端板１ｂはケーシング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、圧縮空間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。
【００１５】可動端板２ｂとフロントハウジング４との間には、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。この自転阻止機構９については、後文にて詳述する。
【００１６】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がドライブベアリング１２を介して回転可能に配置されている。
【００１７】フロントハウジング４の中央には大径部１３ａをもつ主軸即ちシャフト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、従動クランク機構即ち偏心ブッシュ１１に係合したクランクピン即ち偏心ピン１６を備えている。この結果、偏心ブッシュ１１は偏心ピン１６を中心としてスイング可能であり、これにより可動スクロール２の旋回半径を可変にしている。なお、偏心ブッシュ１１には、可動スクロール２の動作時の遠心力に対抗するカウンターウエイト１７が備えられている。
【００１８】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。
【００１９】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及び自転阻止機構９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、圧縮空間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から冷凍回路に流出し、また吸入ポートからケーシング３内の吸入空間に戻り、圧縮空間５に取り込まれる。
【００２０】次に、図２をも参照して、自転阻止機構９について説明する。
【００２１】この自転阻止機構９は、ボールカップリングと一般に呼ばれるものであり、図２（ａ）に示すように、リング板状に一体成形され軸方向で互いに対向したバネ性を有する対のボール転走溝プレート９１，９２と、これらのボール転走溝プレート９１，９２間に介在した複数の金属製ボール９３とを有している。一方のボール転走溝プレート９１は可動スクロール２に固定されている。他方のボール転走溝プレート９２はフロントハウジング４に固定されている。ボール転走溝プレート９１，９２の各々は多数のボール転走溝９１ａ，９２ａを周方向に配設したものである。ボール転走溝９１ａ，９２ａの各々は円環状に形成されたものである。
【００２２】図２（ｂ）から分かるように、一方のボール転走溝プレート９１にはボール転走溝９１ａの中央に中央突起９１ｂが残されている。同様な構造は、他方のボール転走溝プレート９２にも備えられている。ボール転走溝９１ａ，９２ａの転走溝径Ｄ１は可動スクロール２の旋回半径に対応している。ボール９３は対のボール転走溝プレート９１，９２のボール転走溝９１ａ，９２ａ間に挟まれ、圧縮機の運転時にボール転走溝９１ａ，９２ａに沿って転動する。この自転阻止機構９は、部品点数が少ないというメリットをもつ一方、ボール９３の挙動が安定し難いという問題がある。
【００２３】そこで、可動スクロール２の旋回半径を可変させる偏心ブッシュ１１のスイング角を、ボール転走溝９１ａ，９２ａの径に合わせて規制するスイング角規制構造を備えた。
【００２４】図３を参照して、スイング角規制構造を説明する。
【００２５】シャフト１３の大径部１３ａの軸端面に規制穴１３ｂを形成する。一方、カウンターウエイト１７の軸端面には、規制穴１３ｂに遊嵌される規制突起１７ａを突設する。スクロール型圧縮機を組み立てたときには、規制突起１７ａが規制穴１３ｂに挿入される。このとき、図４に示すように、規制突起１７ａが規制穴１３ｂ内でスイング中心，即ち、偏心ピン１６に関してスイングの中央Ｃから片側に所定角度θの範囲でスイング可能であるように、規制突起１７ａ及び規制穴１３ａの寸法や位置を設計する。この例では、θを０．５°〜１．５°の範囲に定める。こうして偏心ブッシュ１１のスイング角を設定する。
【００２６】図５(ａ)は、定常回転状態を示す。この状態での旋回半径Ｒｃは固定うず巻体と可動うず巻体とで決まる基準旋回半径にほぼ等しくなる。この時の規制突起１７ａの中心からみたスイング角をθ０とする。
【００２７】図５(ｂ)は、旋回半径が拡大した状態を示す。この状態での旋回半径Ｒｃ１は基準旋回半径よりも大きくなる。この時の規制突起１７ａの中心からみたスイング角をθ１とすると、θ１＞θ０となる。
【００２８】図５(ｃ)は、旋回半径が縮小した状態を示す。この状態での旋回半径Ｒｃ２は基準旋回半径よりも小さくなる。この時の規制突起１７ａの中心からみたスイング角をθ２とすると、θ２＜θ０となる。
【００２９】なお、シャフト側に規制突起を設け、偏心ブッシュ側にそれを遊嵌する規制穴を設けてもよい。
【００３０】
【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圧縮機によれば、適切にスイング量が管理されることにより、性能や耐久性の低下を回避しつつ、高回転での起動時や液圧縮時のように可動スクロール旋回半径が小さくなろうとするときに発生するプレートへのボール乗り上げを防止できる。したがって、性能低下や耐久性低下をなどの問題を起こすことなく回転阻止機構の不具合の発生を減じることができる。また、回転阻止機構への一体成形プレートの使用も容易である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８４５
【氏名又は名称】サンデン株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年６月２９日（２０００．６．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７１２７２
【弁理士】
【氏名又は名称】後藤 洋介 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−７３９６５（Ｐ２００１−７３９６５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月２１日（２００１．３．２１） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１９６８２１（Ｐ２０００−１９６８２１） |
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