(57)【要約】【課題】自転防止用部材の往復運動に伴って発生する振動を小さくすることができる自転防止機構を備えたスクロール型圧縮機を提供する。【解決手段】平面部材２８ａの両面に円筒状突起２８ｂ、２８ｃを設けた自転防止用部材２８を可動スクロール１０の端板とそれに対向する軸受部材２４の内壁との間に複数介装させることで自転防止機構を構成したので、自転防止用部材２８の往復運動に伴う加振力を小型軽量化により抑え、振動を小さくし、騒音の発生を防止することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面部材の一面に第一の円筒状の突起を設けるとともに、反対面に前記第一の円筒状の突起と同一軸線上に第二の円筒状の突起を設けた自転防止用部材を、可動スクロールの端板とそれに対向する軸受部材の内壁との間に複数介装させるとともに、前記可動スクロールの端板に前記第一の円筒状の突起がスライド自在に係合する第一の溝を同一方向に設け、前記軸受部材の内壁に、前記第二の円筒状の突起がスライド自在に係合する第二の溝を、前記可動スクロールの端板に設けた第一の溝と直交する方向に設けた自転防止機構を備えたスクロール型圧縮機。
【請求項２】
前記第一および第二の溝は、互いに直径線上から略４５°ずらした位置に設けた請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項３】
前記第一および第二の円筒状の突起は、前記平面部材に設けた穴に挿通した平行ピンで構成した請求項１、２のいずれか一項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項４】
前記平行ピンの材料に軸受鋼を使用した請求項３に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項５】
前記第一および第二の円筒状の突起と前記第一および第二の溝との間に円筒状のスリーブを介在させた構成とした請求項１〜４のいずれか一項に記載のスクロール型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール型圧縮機に関し、特に可動スクロールが自転せずに公転運動させるための自転防止機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスクロール型圧縮機の圧縮機構部は、固定スクロールと可動スクロールとを備え、各スクロールの端板に立設されたうず巻き体同士が噛合し、この両者間に作用室を形成している。そして、流体の圧縮動作としては、可動スクロールが固定スクロールに対して自転することなく公転運動することにより、作用室を収縮して流体を圧縮する。
【０００３】
また、この可動スクロールを公転運動させるために、該可動スクロールと、これを支持する軸受部材との間でオルダム継手が構成されている。このオルダム継手について説明すると、該継手は可動スクロールと軸受部材との間にオルダムリングが介装されて成る。
【０００４】
このオルダムリングは、円環状のリング本体の上面で該リング本体の中心を挟んで互いに対向した位置に一対の上側キーが突設されていると共に、この上側キーに対してリング本体の周方向に９０°だけずれた位置におけるリング本体の下面に一対の下側キーが突設されている。
【０００５】
そして、可動スクロールの下面には、各上側キーをスライド自在に嵌め込む一対の溝が、軸受部材の上面には、各下側キーを上記各上側キーのスライド方向に対して直交する方向にスライド自在に嵌め込む一対の溝が夫々形成されている。そして、各キーが夫々溝に嵌め込まれ、オルダムリングが軸受部材に対して直線往復運動し、且つ可動スクロールがオルダムリングに対して、上記の往復運動方向に対して直交する方向に直線往復運動することにより可動スクロールが軸受部材に対して公転運動する構成となっている。
【０００６】
また、この種の圧縮機では、可動スクロールの公転運動に伴って発生する遠心力を相殺するために、該可動スクロールに連結している駆動軸あるいは回転子にバランスウエイトが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２０５１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の構成におけるオルダムリングは、軸受部材に対して直線往復運動しているため、この方向に圧縮機全体を振動させる加振力の発生源となっている。そして、この加振力は、上記バランスウエイトでは相殺することができない。何故なら、オルダムリングは水平方向に直線往復運動するものであるのに対し、バランスウエイトは、駆動軸の回転に伴って回転するものであり、この両者の運動方向が異なることから加振力を完全に相殺することは不可能であった。このため、従来の圧縮機では、上記加振力による圧縮機全体の振動を低減することができず、騒音の発生を招いていた。
【０００９】
また、上記加振力はオルダムリングの質量に比例するため、オルダムリングをアルミニウムなどの比重の小さい材料で形成した場合においては、同一サイズでは十分な強度が確保できず圧縮機構に対する悪影響を招いていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明のスクロール型圧縮機は、平面部材の一面に第一の円筒状の突起を設けるとともに、反対面に第一の円筒状の突起と同一軸線上に第二の円筒状の突起を設けた自転防止用部材を、可動スクロールの端板とそれに対向する軸受部材の内壁との間に複数介装させるとともに、可動スクロールの端板に第一の円筒状の突起がスライド自在に係合する第一の溝を同一方向に設け、軸受部材の内壁に、第二の円筒状の突起がスライド自在に係合する第二の溝を、可動スクロールの端板に設けた第一の溝と直交する方向に設けた自転防止機構を備えている。
【００１１】
上記の構成により、自転防止用部材は、一対のキーを繋ぐ円環状のリング本体を持たないので、大幅に質量が軽減され、直線往復運動に伴う加振力が低減され、圧縮機全体の振動を小さくすることができ、騒音の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のスクロール型圧縮機は、自転防止機構が自転防止用部材の往復運動による加振力を低減させ、騒音の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるスクロール型圧縮機の断面図
【図２】本発明の実施の形態１における自転防止部材の斜視図
【図３】本発明の実施の形態１における自転防止機構を示し、可動スクロールの端板、自転防止部材、軸受部材を可動スクロール側からみた平面図
【図４】本発明の実施の形態２における自転防止機構を示し、可動スクロールの端板、自転防止部材、軸受部材を可動スクロール側からみた平面図
【図５】本発明の実施の形態３における自転防止部材の斜視図
【図６】本発明の実施の形態５における自転防止部材の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、平面部材の一面に第一の円筒状の突起を設けるとともに、反対面に第一の円筒状の突起と同一軸線上に第二の円筒状の突起を設けた自転防止用部材を、可動スクロールの端板とそれに対向する軸受部材の内壁との間に複数介装させるとともに、可動スクロールの端板に第一の円筒状の突起がスライド自在に係合する第一の溝を同一方向に設け、軸受部材の内壁に、第二の円筒状の突起がスライド自在に係合する第二の溝を、可動スクロールの端板に設けた第一の溝と直交する方向に設けた構成としてある。
【００１５】
これにより、自転防止用部材は、従来のオルダムリングのような円環状のリング本体を持たないので、大幅に小型化、軽量化され、自転防止用部材の直線往復運動に伴う加振力が低減され、圧縮機全体の振動を小さくすることができ、騒音の発生を防止することができる。さらに、自転防止部材は、小型であるとともに簡単な旋盤加工などで生産できるのでコストを低減することができる。
【００１６】
第２の発明は、第一および第二の溝は、互いに直径線上から略４５°ずらした位置に構成してある。これにより、円筒状の突起と溝との勘合隙間で生じる、軸受部材に対する可動スクロールの周方向の角度ズレを低減することができるので、角度ズレに伴う圧縮効率の低下や騒音の発生を防止することができる。
【００１７】
第３の発明は、第一および第二の円筒状の突起は、平面部材に設けた穴に挿通した平行ピンで構成してある。これにより、円筒状突起部の加工も不要となり、さらに生産性があがりコストを低減することができる。
【００１８】
第４の発明は、平行ピンの材料に軸受鋼を使用してあり、可動スクロールや軸受部材より硬度を大きくすることができ、磨耗、焼き付きを防止することができる。
【００１９】
第５の発明は、第一および第二の円筒状の突起と第一および第二の溝との間に円筒状のスリーブを介在させた構成としてある。これにより、円筒状の突起に対し、スリーブが回転自在となり、溝に対しては転がり接触せしめられ、摺動を円滑にし、振動・騒音を抑制することができる。また、摺動抵抗を低減させ、摩耗、焼き付きに対する信頼性をさらに向上することができる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるスクロール型圧縮機を示し、電動モータ４とインバータ７を内蔵し、胴部の周りにある取付け脚２ａによって横向きに設置される横型のスクロール型電動圧縮機の１つの例を示している。
【００２２】
スクロール型電動圧縮機１はその主容器２内に圧縮機構部３およびこれを駆動する電動モータ４を内蔵し、主容器２の圧縮機構部側開口部２ｂおよび電動モータ側開口部２ｃには、それぞれ開口部と向かい合う形で吸入副容器５および吐出副容器６が装着され、主容器２、吸入副容器５、吐出副容器６で密閉の圧縮機容器を形成している。吸入副容器５内には電動モータ４を駆動するインバータ７を内蔵し、電動モータ側開口部２ｃには、圧縮機構部３を含む各摺動部の潤滑に供する液を供給する給油装置８を備えている。
【００２３】
取り扱う冷媒はガス冷媒であり、各摺動部の潤滑や圧縮機構部３の摺動部のシールに供する液としては潤滑油１６などの液を採用している。また、潤滑油１６は冷媒に対して相溶性のあるものとしてある。しかし、本発明はこれらに限られることはない。基本的には、液体の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部３を備えた圧縮機であればよく、以下の説明は特許請求の範囲の記載を限定するものではない。
【００２４】
本実施の形態のスクロール型電動圧縮機１は、図１に示すように端板９ａにうず巻き体９ｂが立設された固定スクロール９と端板１０ａにうず巻き体１０ｂが立設された可動スクロール１０を噛み合わせて形成した圧縮空間１１が、可動スクロール１０を電動モータ４により駆動軸１２を介して固定スクロール９に対し公転運動をさせたときに、移動を伴い容積を変化させることにより外部サイクルから帰還する冷媒の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を、吸入副容器５に設けた吸入口１３および吐出副容器６に設けた吐出口１４を通じて行う。
【００２５】
これに併せ、吐出副容器６の貯液部１５に貯留されている潤滑油１６が歯車ポンプ１７などを駆動軸１２にて駆動するか主容器２内の差圧を利用するなどして、駆動軸１２の給油路１８を通じ可動スクロール１０の公転駆動に伴い可動スクロール１０の背面の液溜り１９に供給される。この液溜り１９に供給された潤滑油１６の一部は可動スクロール１０の外周部のうず巻き体１０ｂの反対面の背圧室２０に、端板１０ａを通じ、絞り１０ｃなどによる所定の制限の基に供給される。さらに可動スクロール１０に設けた連通穴１０ｄを通じ、固定スクロール９に設けた凹部９ｃに供給することにより背圧を所定量に調整し、可動スクロール１０を押圧しバックアップしながら、潤滑油１６を固定スクロール９と可動スクロール１０の間に供給する。これにより、固定スクロール９と可動スクロール１０間のシールおよび潤滑を図る。また、液溜り１９に供給した潤滑油１６の別の一部は、偏心ベアリング２３、主ベアリング２１を経ながらこれらを潤滑した後、電動モータ４側
に流出し、貯液部１５へと回収される。
【００２６】
さらに、主容器２内の電動モータ側開口部２ｃの端部壁２ｄ側から給油装置８、副ベアリング２２、電動モータ４、主ベアリング２１を持った軸受部材２４を配置してある。給油装置８は、端部壁２ｄの外面から歯車ポンプ１７を収容してその後に図示しないボルトなどによって取り付けたポンプ板２５との間に保持し、吐出副容器６の内側に貯液部１５に通じる油溜め室２６を形成して油吸入通路２７を介して貯液部１５に通じるようにしてある。副ベアリング２２は端部壁２ｄにて支持し、駆動軸１２の歯車ポンプ１７に連結している側を軸受するようにしてある。
【００２７】
電動モータ４は固定子４ａを主容器２の内周にボルトあるいは焼き嵌めなどして固定し、駆動軸１２の途中まわりに固定した回転子４ｂとによって駆動軸１２を回転駆動できるようにしている。軸受部材２４は主容器２に挿入あるいは圧入されており、駆動軸１２の圧縮機構部３側を主ベアリング２１により軸受している軸受部材２４の外面には前記固定スクロール９を図示しないボルトなどによって取付け、これら軸受部材２４と固定スクロール９との間に前記可動スクロール１０を挟み込んでスクロール型圧縮機を構成している。
【００２８】
駆動軸１２の端面には偏心軸１２ａが一体形成されており、偏心軸１２ａにはブッシュ２９が嵌合して支持されている。ブッシュ２９には可動スクロール１０が固定スクロール９と対向するように偏心ベアリング２３を介して公転運動可能に支持されている。可動スクロール１０の端板１０ａの背面には筒部１０ｅが突設されており、偏心ベアリング２３は筒部１０ｅ内に収容されている。偏心ベアリング２３の内輪は、ブッシュ２９に嵌合されており、偏心ベアリング２３の外輪は、筒部１０ｅに嵌合されている。
【００２９】
圧縮機構部３は、主容器２と開口どうしを突き合わせて図示しないボルトにて固定した吸入副容器５により覆われている。圧縮機構部３は吸入副容器５の吸入口１３と吐出副容器６の吐出口１４との間に位置し、固定スクロール９の端板９ａに設けた図示しない吸入孔が吸入副容器５の吸入口１３と吸入通路を通じ接続され、端板９ａのほぼ中央に設けた吐出孔９ｅがリード弁３１を介して吐出室に開口している。吐出室は固定スクロール９および軸受部材２４ないしはこれらと主容器２との間に形成した吐出通路３１を通じて圧縮機構部３と端部壁２ｄとの間の、電動モータ４側に通じている。
【００３０】
電動モータ４のリード線４ｃは、固定スクロール９および軸受部材２４ないしはこれらと主容器２との間に形成した連絡通路３２を通じて吸入副容器５側へ引出し、リード線４ｃ端に接続されたクラスタブロック４ｄは、吸入副容器５によって形成された仕切壁５ａに貫装されたターミナル３３の金属端子３３ａに接続されている。さらにターミナル３３は吸入副容器５内のインバータ７と接続されている。
【００３１】
以上によって、電動モータ４はインバータ７によって駆動され、駆動軸１２を介して圧縮機構部３を公転運動させるとともに、歯車ポンプ１７を駆動する。このとき圧縮機構部３は歯車ポンプ１７により貯液部１５の潤滑油１６を供給されて潤滑、シールおよび押圧作用を受けながら、吸入副容器５の吸入口１３さらに自身の固定スクロール９に設けた図示しない吸入孔を通じ冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入して、圧縮し、自身の吐出孔９ｅから吐出室に吐出する。このときインバータ７は帰還冷媒により冷却される。さらに吐出室に吐出された冷媒は吐出通路３１を通じて電動モータ４側に入り、電動モータ４を冷却しながら、さらに衝突、絞りなどの気液分離を図って潤滑油１６の分離を受けながら吐出副容器６の吐出口１４から吐出される。
【００３２】
ここで、本実施の形態では、図１から３に示すように、平面部材２８ａの一面に第一の
円筒状突起２８ｂを設けるとともに、反対面に第一の円筒状突起２８ｂと同一軸線上に第二の円筒状突起２８ｃを設けた自転防止用部材２８を、可動スクロール１０の端板とそれに対向する軸受部材の内壁との間に複数介装させる。さらに、可動スクロールの端板１０ａに第一の円筒状突起２８ｂがスライド自在に係合する第一の溝１０ｆを同一方向に設け、軸受部材２４の内壁に、第二の円筒状突起２８ｃがスライド自在に係合する第二の溝２４ａを、可動スクロールの端板に設けた第一の溝１０ｆと直交する方向に設けた構成としてある。
【００３３】
以上のように構成されたスクロール型圧縮機の自転防止機構について、以下その動作、作用を説明する。
【００３４】
各円筒状の突起が夫々溝に嵌め込まれ、自転防止用部材２８が軸受部材２４に対して直線往復運動し、且つ可動スクロール１０が自転防止用部材２８に対して、上記の往復運動方向に対して直交する方向に直線往復運動することにより可動スクロール１０が軸受部材２４に対して公転運動する。自転防止用部材２８は、従来のオルダムリングのような円環状のリング本体を持たず、平面部材２８ａの両面に円筒状突起２８ｂ、２８ｃを設けたことにより、大幅に小型、軽量化されており、直線往復運動に伴う加振力が低減され、圧縮機全体の振動を小さくすることができ、騒音の発生を防止することができる。また構造も簡素で、製法としては旋盤加工などで容易に造ることができ、生産コストを低減することができる。
【００３５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、図４に示すように、第一の溝１０ｆと第二の溝２４ａを互いに直径線上から略４５°ずらした位置に構成している。これにより、円筒状突起２８ｂ、２８ｃと溝１０ｆ、２４ａとの勘合隙間で生じる、軸受部材２４に対する可動スクロール１０の周方向の角度ズレを低減することができる。したがって、角度ズレに伴う圧縮効率の低下や騒音の発生を防止することができる。
【００３６】
（実施の形態３）
本実施の形態では、図５に示すように、第一の円筒状突起２８ｂと第二の円筒状突起２８ｃを、平面部材２８ａに設けた穴に挿通した平行ピン４０で構成したので、円筒状突起部の加工も不要となり、さらに生産性があがりコストを低減することができる。
【００３７】
（実施の形態４）
本実施の形態では、平行ピン４０の材料に軸受鋼を使用したことで、可動スクロール１０や軸受部材２４より硬度を大きくすることができ、磨耗、焼き付きを防止することができる。
【００３８】
（実施の形態５）
本実施の形態では、図６に示すように、第一の円筒状突起２８ｂおよび第二の円筒状突起２８ｃと第一の溝１０ｆおよび第二の溝２４ａとの間に円筒状のスリーブ４１を介在させている。これにより、円筒状突起２８ｂ、２８ｃに対し、スリーブ４１が回転自在となり、溝１０ｆ、２４ａに対しては転がり接触せしめられ、摺動を円滑にし、振動・騒音を抑制することができる。さらに摺動抵抗を低減させ、摩耗・焼き付きに対する信頼性をさらに向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上説明したように本発明にかかるスクロール型圧縮機は、小型軽量で、自転防止部材の往復運動に伴う加振力を抑え、振動を小さくし、騒音の発生を防止することができるので、電動モータを内蔵しないスクロール型圧縮機にも適用できる。
【符号の説明】
【００４０】
１  スクロール型電動圧縮機
２  主容器
３  圧縮機構部
４  電動モータ
９  固定スクロール
９ａ  端板
９ｂ  うず巻き体
１０  可動スクロール
１０ａ  端板
１０ｂ  うず巻き体
１０ｆ  溝
１１  圧縮空間
２４  軸受部材
２４ａ  溝
２８  自転防止用部材
２８ａ  平面部材
２８ｂ  第一の円筒状突起
２８ｃ  第二の円筒状突起
２９  ブッシュ
４０  平行ピン
４１  スリーブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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