スクロール型圧縮機

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【発明の名称】	スクロール型圧縮機
【発明者】	【氏名】飯塚二郎
【要約】	【課題】ピンアンドリングカップリングを備えるスクロール型圧縮機の可動スクロールの公転半径及び許容最大公転半径の関係が、円滑に公転運動でき、振動、騒音の発生を防止するよう構成する。【解決手段】ハウジングに支承された駆動軸の回転によって可動スクロールを公転させるクランク機構と、可動スクロールの自転を防止するピンアンドリングカップリングを備えるスクロール型圧縮機において、当ピンアンドカップリング２７′は、可動スクロールの端板２１ａとフロントハウジング１０ｂの端面との間に介挿されたリング２２と、可動スクロールの端板に固定されてリング内へ突出する可動側ピン２７ｂ′と、フロントハウジングの端面に固定されてリング内へ突出する固定側ピン２７ｃ′とを有し、可動側ピンと固定側ピンの外周面が、夫々先端に向けてテーパ状に形成した。

【特許請求の範囲】
【請求項１】ハウジングと、回転自在にハウジングに支承された駆動軸と、中心部に吐出孔が形成された端板と端板の一方の端面に形成されたうず巻き体とを有しハウジング内に配設された固定スクロールと、端板と端板の一方の端面に形成され固定スクロールのうず巻き体に対して角度をずらしてかみ合い固定スクロールのうず巻き体との間にポケットを形成するうず巻き体とを有しハウジング内に配設された可動スクロールと、駆動軸の回転によって可動スクロールを公転させるクランク機構と、可動スクロールの自転を阻止する自転防止機構とを備え、自転防止機構は、可動スクロールの端板とハウジングの端面との間に介挿されたリングと、可動スクロールの端板に固定されてリング内へ突出する可動側ピンと、ハウジングの端面に固定されてリング内へ突出する固定側ピンとを有し、可動側ピンの外周面と固定側ピンの外周面とが先端へ向けてテーパしていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】可動側ピンの可動スクロールの端板から突出する部分の基部の外周面及び／又は固定側ピンのハウジングの端面から突出する部分の基部の外周面は先端へ向けてテーパしておらず、テーパしていない基部は拡径されて鍔を形成していることを特徴とする請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項３】可動側ピンの可動スクロールの端板から突出する部分の全域の外周面と、固定側ピンのハウジングの端面から突出する部分の全域の外周面とが先端へ向けてテーパしていることを特徴とする請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項４】リングの端面は、径方向外方へ向けてリングの厚みが減ずるようにテーパしていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のスクロール型圧縮機。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピンアンドリングカップリングを備えるスクロール型圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のピンアンドリングカップリングを備えるスクロール型圧縮機を図１～３に基づいて説明する。図１において、１０はスクロール型圧縮機のハウジングである。ハウジング１０は、皿状のリアケーシング１０ａ₁と、リアケーシング１０ａ₁に固定された円筒状のセンターケーシング１０ａ₂とを有するリアハウジング１０ａと、大径円筒部１０ｂ₁と小径円筒部１０ｂ₂とを有しリアハウジング１０ａに固定されたフロントハウジング１０ｂとを備えている。リアハウジング１０ａとフロントハウジング１０ｂとは同心状に配設されている。ハウジング１０の中心軸線Ｘ上に配設されたシャフト１１が、フロントハウジングの小径円筒部１０ｂ₂を通って、ハウジング１０内に延びている。シャフト１１は、フロントハウジングの小径円筒部１０ｂ₂に包囲された小径部１１ａと、フロントハウジングの大径円筒部１０ｂ₁に包囲された大径部１１ｂとを備えている。大径部１１ｂの端面には、軸線Ｘに平行に延びるクランクピン１２が、軸心から偏心して固定されている。シャフト１１の大径部１１ｂは、ボールベアリング１３を介してフロントハウジングの大径円筒部１０ｂ₁により回転自在に支承されている。シャフト１１の小径部１１ａを包囲してリップシール１４が配設されている。
【０００３】フロントハウジングの小径円筒部１０ｂ₂を包囲して電磁クラッチ１５が配設されている。電磁クラッチ１５は、フロントハウジングの小径円筒部１０ｂ₂に回転自在に外嵌すると共に、図示しないＶベルトを介して図示しない外部駆動源に接続されたプーリ１５ａと、フロントハウジング１０ｂに固定された電磁石１５ｂと、シャフト１１の小径部１１ａの端部にセレーション結合されたクラッチアーマチュア１５ｃとを備えている。電磁クラッチ１５を介して、図示しない外部駆動源によりシャフト１１が回転駆動される。
【０００４】リアハウジング１０ａ内には、固定スクロール１６が配設されている。固定スクロール１６は、センターケーシング１０ａ₂と一体形成された円板状の端板１６ａと、端板１６ａの一方の端面に形成されたうず巻き体１６ｂとを備えている。端板１６ａの中心部には吐出穴１６ａ₁が形成されている。固定スクロールの端板１６ａにより、リアハウジング１０ａの内部空間は吸入室１７と吐出室１８とに仕切られている。フロントハウジング１０ｂに吸入ポート１９が形成されている。吸入ポート１９は吸入室１７に連通している。センターケーシング１０ａ₂の側壁に吐出ポート２０が形成されている。吐出ポート２０は吐出室１８に連通している。
【０００５】リアハウジング１０ａ内に、固定スクロール１６に隣接して可動スクロール２１が配設されている。可動スクロール２１は、円板状の端板２１ａと、端板２１ａの一方の端面に形成されたうず巻き体２１ｂと、端板２１ａの他方の端面に形成された環状のボス２１ｃとを備えている。端板２１ａの他方の端面の周縁部が、スラスト受けリング２２を介して、フロントハウジング１０ｂの端面に摺接し、フロントハウジング１０ｂにより、軸線Ｘ方向に支持されている。可動スクロール２１のうず巻き体２１ｂと、固定スクロール１６のうず巻き体１６ｂとは１８０°の角度のずれをもってかみ合っている。
【０００６】互いにかみ合う可動スクロールのうず巻き体２１ｂと固定スクロールのうず巻き体１６ｂとの間に複数の空間、すなわちポケット２３が形成されている。ポケット２３は、後述するように可動スクロール２１が固定スクロール１６に対して公転するのに伴って、うず巻きの終端部からうず巻きの始端部へ向かって移動し、当該移動に伴って体積が減少し、ポケット内の冷媒ガスが圧縮される。
【０００７】ボス２１ｃには、厚肉円板状のブッシュ２４が、ラジアルベアリング２５を介して回転自在に内嵌している。ブッシュ２４には、軸線Ｘに平行に延びる貫通穴２６が形成されている。貫通穴２６は、シヤフト１１の大径部１１ｂに固定されたクランクピン１２を収容している。クランクピン１２とブッシュ２４とラジアルベアリング２５とボス２１ｃとにより構成されるクランク機構により、シャフト１１が回転すると可動スクロール２１は軸線Ｘの回りに公転する。
【０００８】フロントハウジング１０ｂの端面と可動スクロール２１の端板２１ａとの間には、可動スクロール自転防止用のピンアンドリングカップリング２７が、周方向に互いに間隔を隔てて複数配設されている。図２、３に示すように、ピンアンドリングカップリング２７は、可動スクロールの端板２１ａとフロントハウジング１０ｂの端面との間に介挿されたリング２７ａと、一端部が可動スクロールの端板２１ａに圧入され、他端部がリング２７ａ内へ突出する円柱状の可動側ピン２７ｂと、一端部がフロントハウジング１０ｂの端面に圧入され、他端部がリング２７ａ内へ突出する円柱状の固定側ピン２７ｃとを有する。図３に示すように、ピンアンドリングカップリング２７は、可動側ピン２７ｂが最大公転半径Ｒ₀で固定側ピン２７ｃの回りを公転するのを許容し、ひいては、可動スクロール２１が最大公転半径Ｒ₀でＸ軸回りに公転するのを許容し、他方、可動側ピン２７ｂが距離Ｒ₀を超えて固定側ピン２７ｃから離れるのを阻止することによって、可動スクロール２１の自転を阻止する。図３から分かるように、最大公転半径Ｒ₀は、可動側ピン２７ｂと固定側ピン２７ｃとが共にリング２７ａに当接した時の可動側ピン２７ｂと固定側ピン２７ｃとの軸線間距離である。
【０００９】吐出室１８内に、吐出穴１６ａ₁を覆って吐出弁２８が配設され、吐出弁２８を覆ってリテーナ２９が配設されている。吐出弁２８とリテーナ２９とは、ボルト３０により固定スクロールの端板１６ａに固定されている。
【００１０】上記構成を有する従来構造のピンアンドリングカップリングを備えるスクロール型圧縮機の作動を説明する。図示しない外部駆動源により、電磁クラッチ１５を介して、シャフト１１が回転駆動される。シャフト１１の回転により、クランクピン１２に支承された可動スクロール２１が軸線Ｘの回りに公転する。公転に伴う可動スクロール２１の自転は、ピンアンドリングカップリング２７により阻止される。可動スクロール２１の公転に伴って、互いにかみ合う可動スクロールのうず巻き体２１ｂと固定スクロールのうず巻き体１６ｂとの間に形成されたポケット２３が、うず巻きの終端部から、うず巻きの始端部へ向かって移動する。吸入ポート１９を通って吸入室１７へ流入した冷媒ガスが、うず巻き体２１ｂの終端部近傍で形成されつつあるポケット２３内へ流入する。ポケット２３がうず巻きの終端部から始端部へ向かって移動すると共に、ポケット２３の体積が減少し、ポケット２３内の冷媒ガスは圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、固定スクロールの端板１６ａに形成された吐出穴１６ａ₁を通り、吐出弁２８を押し開けて、吐出室１８ヘ流出する。吐出室１８ヘ流入した冷媒ガスは、吐出ポート２０を通って、外部冷媒回路へ流出する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記スクロール型圧縮機において、可動スクロール２１が円滑に公転運動をするためには、ピンアンドリングカップリング２７によって許容される可動スクロール２１の最大公転半径Ｒ₀と、可動スクロール２１のうず巻き体２１ｂの形状と固定スクロール１６のうず巻き体１６ｂの形状とにより決定される可動スクロール２１の公転半径Ｒ₁との間に、Ｒ₁≦Ｒ₀なる関係が必要である。Ｒ₀とＲ₁の差Ｒ₀－Ｒ₁が過大になると、自転阻止の際に、可動側ピン２７ｂ、固定側ピン２７ｃとリング２７ａとの衝突に起因する振動、騒音が発生する。従って、Ｒ₁≦Ｒ₀で且つＲ₀－Ｒ₁≒０であるのが望ましい。しかし、部品の工作精度上、Ｒ₁≦Ｒ₀で且つＲ₀－Ｒ₁≒０を実現するピンアンドリングカップリング２７の製造は困難であった。本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ピンアンドリングカップリングを備えるスクロール型圧縮機であって、Ｒ₁≦Ｒ₀で且つＲ₀－Ｒ₁≒０を実現できるスクロール型圧縮機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明においては、ハウジングと、回転自在にハウジングに支承された駆動軸と、中心部に吐出孔が形成された端板と端板の一方の端面に形成されたうず巻き体とを有しハウジング内に配設された固定スクロールと、端板と端板の一方の端面に形成され固定スクロールのうず巻き体に対して角度をずらしてかみ合い固定スクロールのうず巻き体との間にポケットを形成するうず巻き体とを有しハウジング内に配設された可動スクロールと、駆動軸の回転によって可動スクロールを公転させるクランク機構と、可動スクロールの自転を阻止する自転防止機構とを備え、自転防止機構は、可動スクロールの端板とハウジングの端面との間に介挿されたリングと、可動スクロールの端板に固定されてリング内へ突出する可動側ピンと、ハウジングの端面に固定されてリング内へ突出する固定側ピンとを有し、可動側ピンの外周面と固定側ピンの外周面とが先端へ向けてテーパしていることを特徴とするスクロール型圧縮機を提供する。本発明に係るスクロール型圧縮機においては、可動側ピンの外周面と固定側ピンの外周面とが先端へ向けてテーパしているので、ハウジングの端面と可動スクロールの端板との間にスペーサを介挿し、スペーサの厚みを調整して可動側ピンと固定側ピンとをピン軸線方向に相対移動させることにより、ピンアンドリングカップリングが許容する最大公転半径Ｒ₀を調整することができる。この結果、Ｒ₁≦Ｒ₀で且つＲ₀－Ｒ₁≒０を実現することができる。
【００１３】本発明の好ましい態様においては、可動側ピンの可動スクロールの端板から突出する部分の基部の外周面及び／又は固定側ピンのハウジングの端面から突出する部分の基部の外周面は先端へ向けてテーパしておらず、テーパしていない基部は拡径されて鍔を形成している。可動側ピンの可動スクロールの端板から突出する部分の基部の外周面及び／又は固定側ピンのハウジングの端面から突出する部分の基部の外周面が先端へ向けてテーパしていない場合、一方のピンのテーパ面と他方のピンのテーパしていない面とにリングが当接すると、リングとテーパ面との当接部又はリングとテーパしていない面との当接部が片当たりとなり、ピンアンドリングカップリングのスムーズな作動が阻害される。係る不都合を解消するために、テーパしていない基部を拡径して鍔を形成し、リングがテーパしていない基部の外周面に当接するのを阻止するのが望ましい。
【００１４】本発明の好ましい態様においては、可動側ピンの可動スクロールの端板から突出する部分の全域の外周面と、固定側ピンのハウジングの端面から突出する部分の全域の外周面とが先端へ向けてテーパしている。リングが当接する可能性のある可動側ピン、固定側ピンの外周面の全域が先端へ向けてテーパしていれば、リングが可動側ピンの外周面、或いは固定側ピンの外周面に片当たりする可能性は無い。この結果、ピンアンドリングカップリングのスムーズに作動が保証され、可動スクロールのスムーズな公転運動が保証される。
【００１５】本発明の好ましい態様においては、リングの端面は、径方向外方へ向けてリングの厚みが減ずるようにテーパしている。リングの端面を、径方向外方へ向けてリングの厚みが減ずるようにテーパさせることにより、リングの端面の外縁部エッジがハウジングや可動スクロールの端板に当接して、ハウジングや可動スクロールの端板が磨耗するのを防止することかできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施例に係るスクロール型圧縮機を説明する。本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、図４、５に示すように、ピンアンドリングカップリング２７′は、可動スクロールの端板２１ａとフロントハウジング１０ｂの端面との間に介挿されたリング２７ａ′と、一端部が可動スクロールの端板２１ａに圧入されて端板２１ａに固定され、他端部がリング２７ａ′へ突出する略円柱状の可動側ピン２７ｂ′と、一端部がフロントハウジング１０ｂの端面に圧入されてフロントハウジング１０ｂに固定され、他端部がリング２７ａ′へ突出する略円柱状の固定側ピン２７ｃ′とを有している。
【００１７】リング２７ａ′の端面２７ａ₁′、２７ａ₂′は、径方向外方ヘ向けてリング２７ａ′の厚みが減ずるようにテーパしている。可動側ピン２７ｂ′の、可動スクロールの端板２１ａから突出する部分の基部を除く全域の外周面が、先端へ向けてテーパしている。基部は拡径されて鍔２７ｂ₁′が形成されている。固定側ピン２７ｃ′の、フロントハウジング１０ｂの端面から突出する部分の基部を除く全域の外周面が、先端へ向けてテーパしている。基部は拡径されて鍔２７ｃ₁′が形成されている。上記を除き、本実施例に係るスクロール型圧縮機の構成は、図１～３に示す従来構造のスクロール型圧縮機の構成と同一である。
【００１８】本実施例に係るスクロール型圧縮機においては、スラスト受けリング２２の厚みを調整して、可動側ピン２７ｂ′と固定側ピン２７ｃ′とをピン軸線方向に相対移動させることにより、ピンアンドリングカップリング２７′が許容する最大公転半径Ｒ₀を調整することができる。より具体的に説明すると、スラスト受けリング２２の厚みを増加させれば、可動側ピン２７ｂ′と固定側ピン２７ｃ′とがピン軸線方向に離隔し、図４、５に示すように最大公転半径Ｒ₀が増加する。スラスト受けリング２２の厚みを減少させれば、可動側ピン２７ｂ′と固定側ピン２７ｃ′とがピン軸線方向に接近し、図６、７に示すように最大公転半径Ｒ₀が減少する。従って、スラスト受けリング２２の厚みを調整してＲ₀を調整することにより、Ｒ₁≦Ｒ₀で且つＲ₀－Ｒ₁≒０を実現することができる。ここでＲ₁は、可動スクロール２１のうず巻き体２１ｂの形状と固定スクロール１６のうず巻き体１６ｂの形状とにより決定される可動スクロール２１の公転半径である。
【００１９】本実施例においては、可動側ピン２７ｂ′の可動スクロールの端板２１ａから突出する部分の基部と、固定側ピン２７ｃ′のハウジング１０ｂの端面から突出する部分の基部とは、先端へ向けてテーパしてないので、リング２７ａ′が可動側ピン２７ｂ′のテーパ面と固定側ピン２７ｃ′のテーパしていない面とに当接し、或いはリング２７ａ′が可動側ピン２７ｂ′のテーパしていない面と固定側ピン２７ｃ′のテーパ面とに当接する事態が発生し得る。かかる場合、リング２７ａ′と可動側ピン２７ｂ′との当接部、或いはリング２７ａ′と固定側ピン２７ｃ′との当接部が、片当たりとなり、ピンアンドリングカップリング２７′のスムーズな作動が阻害される可能性を生ずる。しかし本実施例においては、可動側ピン２７ｂ′、固定側ピン２７ｃ′のテーパしていない基部を拡径して形成した鍔２７ｂ₁′、２７ｃ₁′によって、リング２７ａ′が可動側ピン２７ｂ′の基部へ接近するのが阻止されて、リング２７ａ′が可動側ピン２７ｂ′基部のテーパしていない外周面に当接するのが阻止され、リング２７ａ′が固定側ピン２７ｃ′の基部へ接近するのが阻止されて、リング２７ａ′が固定側ピン２７ｃ′基部のテーパしていない外周面に当接するのが阻止される。従って、ピンアンドリングカップリング２７′のスムーズな作動が阻害されるるおそれは無い。
【００２０】スラスト受けリング２２の厚みを小さくして、ピンアンドリングカップリング２７が許容する最大公転半径Ｒ₀を小さくした場合、図６に示すように、リング２７ａ′の端面２７ａ₁′がフロントハウジング１０ａの端面に当接し、端面２７ａ₂′が可動スクロールの端板２１ａに当接する場合を生ずる。係る場合、リング２７ａ′の軸線は可動側ピン２７ｂ′、固定側ピン２７ｃ′の軸線に対して傾斜しているので、リング２７ａ′の端面２７ａ₁′、２７ａ₂′の外縁部エッジがフロントハウジング１０ａの端面、可動スクロールの端板２１ａに当接して、フロントハウジング１０ａの端面、可動スクロールの端板２１ａが磨耗する可能性を生ずる。しかし、本実施例においては、リング２７ａ′の端面２７ａ₁′、２７ａ₂′は、径方向外方ヘ向けてリング２７ａ′の厚みが減ずるようにテーパしているので、リング２７ａ′の端面２７ａ₁′がフロントハウジング１０ａの端面に当接し、端面２７ａ₂′が可動スクロールの端板２１ａに当接する場合でも、端面２７ａ₁′、２７ａ₂′の外縁部のエッジは、フロントハウジング１０ｂの端面、可動スクロールの端板２１ａに当接しない。従って、端面２７ａ₁′、２７ａ₂′の外縁部のエッジがフロントハウジング１０ｂの端面、可動スクロールの端板２１ａに当接して、フロントハウジング１０ｂの端面、可動スクロールの端板２１ａが磨耗するような事態は発生しない。
【００２１】以上本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されない。可動側ピン２７ｂ′の可動スクロールの端板２１ａから突出する部分の全域の外周面と、固定側ピン２７ｃ′のフロントハウジング１０ｂの端面から突出する部分の全域の外周面とを先端へ向けてテーパさせても良い。リング２７ａ′が当接する可能性のある可動側ピン２７ｂ′、固定側ピン２７ｃ′の外周面の全域が先端へ向けてテーパしていれば、リング２７ａ′が可動側ピン２７ｂ′の外周面、或いは固定側ピン２７ｃ′の外周面に片当たりする可能性は無い。この結果、ピンアンドリングカップリング２７′のスムーズに作動が保証され、可動スクロール２１のスムーズな公転運動が保証される。可動側ピン２７ｂ′、固定側ピン２７ｃ′の何れか一方を、基部の外周面をも含む外周面の全域を先端へ向けてテーパさせた構造としても良い。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明に係るスクロール型圧縮機においては、可動側ピンの外周面と固定側ピンの外周面とが先端へ向けてテーパしているので、ハウジングの端面と可動スクロールの端板との間にスペーサを介挿し、スペーサの厚みを調整して可動側ピンと固定側ピンとをピン軸線方向に相対移動させることにより、ピンアンドリングカップリングが許容する最大公転半径Ｒ₀を調整することができる。この結果、Ｒ₁≦Ｒ₀で且つＲ₀－Ｒ₁≒０を実現することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００１８４５【氏名又は名称】サンデン株式会社
【出願日】	平成１１年９月１日（１９９９．９．１）
【代理人】	【識別番号】１０００９５２４５【弁理士】【氏名又は名称】坂口嘉彦
【公開番号】	特開２００１－７３９６６（Ｐ２００１－７３９６６Ａ）
【公開日】	平成１３年３月２１日（２００１．３．２１）
【出願番号】	特願平１１－２４７０５７