(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回スクロールが、同旋回スクロールの駆動軸受部に係合するドライブブッシュと駆動軸に偏心して設けられた偏心駆動ピンとによって駆動されると共に、前記ドライブブッシュの外周に回転可能な円筒環が設けられ同ドライブブッシュが前記旋回スクロールの駆動軸受部に設けられた旋回軸受と接触しているスクロール型流体機械において、同円筒環の軸方向長さを前記旋回軸受との接触長が最大となる長さに設定し、その接触面以外の部位に同円筒環の軸方向への移動を規制するストッパーを設けたことを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項２】
前記円筒環の旋回スクロール側の端部の内周に段部を設け、同段部に係合する抜け止め板を前記偏心駆動ピンの先端に設けることによって前記ストッパーを構成したことを特徴とする請求項１に記載のスクロール型流体機械。
【請求項３】
前記円筒環の駆動軸側の端部に前記旋回軸受の端面に係合する鍔部を設けることによって前記ストッパーを構成したことを特徴とする請求項１に記載のスクロール型流体機械。
【請求項４】
前記円筒環の旋回スクロール側の端面と旋回スクロールの端面との間隔を適切に設定することによって前記ストッパーを構成したことを特徴とする請求項１に記載のスクロール型流体機械。
【請求項５】
前記円筒環の内周面と駆動軸側の端面の両方又は一方に油溝を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスクロール型流体機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧縮機、膨張機等として用いられるスクロール型流体機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来のスクロール型圧縮機の縦断面図である。図において、１は密閉ハウジングで、カップ状本体２とこれにボルト３によって締結されたフロントエンドプレート４とこれにボルト５によって締結された筒状部材６とからなる。この筒状部材６を貫通する回転軸７はベアリング８及び９を介してハウジング１に回転自在に支持されている。
【０００３】
ハウジング１内には固定スクロール１０及び旋回スクロール１４が配設されている。固定スクロール１０は端板１１とその内面に立設されたうず巻状ラップ１２とを備え、この端板１１をボルト１３によってカップ状本体２に締結することによってハウジング１内に固定されている。端板１１の外周面とカップ状本体２の内周面とを密接させることによってハウジング１内が仕切られ、端板１１の外側には吐出キャビティ３１が形成され、端板１１の内側には吸入室２８が限界されている。また、端板１１の中央には吐出ポート２９が穿設され、この吐出ポート２９は吐出弁３０によって開閉されるようになっている。旋回スクロール１４は端板１５とその内面に立設されたうず巻状ラップ１６とを備え、このうず巻状ラップ１６は固定スクロール１０のうず巻状ラップ１２と実質的に同一の形状を有している。
【０００４】
旋回スクロール１４と固定スクロール１０とは相互に公転旋回半径だけ偏心し、かつ、１８０°だけ角度をずらせて図示のように噛み合わされる。かくして、うず巻状ラップ１２の先端面に埋設されたチップシール１７は端板１５の内面に密接し、うず巻状ラップ１６の先端面に埋設されたチップシール１８は端板１１の内面に密接し、うず巻状ラップ１２と１６の側面は複数個所で線接触してうず巻の中心に対してほぼ点対称をなす複数の圧縮室１９ａ，１９ｂが形成されている。
【０００５】
端板１５の外面中央部に突設された円筒状ボス２０の内部にはドライブブッシュ２１が旋回軸受２３を介して回転自在に嵌装され、このドライブブッシュ２１に穿設されたスライド溝２４内には回転軸７の内端に偏心して突設された偏心駆動ピン２５がスライド可能に嵌合されている。そして、このドライブブッシュ２１には旋回スクロールの公転旋回運動による動的アンバランスを平衡させるためのバランスウェイト２７が取り付けられている。
【０００６】
端板１５の外面の外周縁とフロントエンドプレート４の内面との間にはスラストプレート３６及びオルダム接手２６が介装されている。なお、３７は回転軸７に固定されたバランスウェイトである。
【０００７】
しかして、回転軸７を回転させると、偏心駆動ピン２５、ドライブブッシュ２１、ボス２０等からなる旋回駆動機構を介して旋回スクロール１４が駆動され、旋回スクロール１４は自転阻止機構２６によってその自転を阻止されながら公転旋回半径、即ち、回転軸７と偏心駆動ピン２５との偏心量を半径とする円軌道上を公転旋回運動する。すると、うず巻状ラップ１２と１６の側面の線接触部が次第にうず巻の中心方向へ移動し、この結果、圧縮室１９ａ，１９ｂはその容積を減じながらうず巻の中心方向へ移動する。
【０００８】
これに伴って、図示しない吸入口を通って吸入室２８へ流入したガスがうず巻状ラップ１２と１６の外周端開口部から各圧縮室１９ａ，１９ｂ内へ取り込まれて圧縮されながら中央の室２２に至り、ここから吐出ポート２９を通り吐出弁３０を押し開いて吐出キャビティ３１へ吐出され、そこから図示しない吐出口を経て流出する。その間圧縮室１９ａ，１９ｂ内の圧縮ガスによって旋回スクロール１４の端板１５にはスラスト荷重が作用し、このスラスト荷重はスラストプレート３６を介してフロントエンドプレート４の内面によって支持される。
【０００９】
図８は旋回スクロール１４に作用するガス圧力の説明図である。旋回スクロール１４に作用するガス圧力ＦＰ  は、分力ＦＴ  と分力ＦＲ  との合力であるが、幾何学的な寸法関係からＦＴ  ≫ＦＲ  となり、ガス圧力ＦＰ  の方向はＦＴ  とほぼ同様となる。そのガス圧力ＦＰ  は図に示す様に、常に旋回スクロール１４のうず巻状ラップ１６と固定スクロール１０のうず巻状ラップ１２との接触方向に対しほぼ直角方向に作用する。この荷重が旋回スクロール１４を駆動する旋回駆動機構の内、ドライブブッシュ２１に、運転中常に一定位置に負荷されるためドライブブッシュの一箇所で集中的に表面疲労を発生し、ドライブブッシュ２１の寿命を損ない、フレーキングを発生するという不具合があった。
【００１０】
この不具合を解消するために、本願出願人は、特願平７−５２３７４号「スクロール流体機械」によって、次に述べる発明を出願した。図９は同発明の一実施例に係るスクロール型圧縮機の要部縦断面図である。図において、２５は回転軸７に対して偏心して設置された偏心駆動ピンであり、ドライブブッシュ１０１に嵌合している。同ドライブブッシュの一端にはバランスウエイト２７が取付けられている。この実施例においては、上記ドライブブッシュ１０１の外周に段差１０５を設け、こゝに回転可能な円筒環１０２を装着し、その軸端側に抜け止め板１０３を設けて抜けを防止している。抜け止め板１０３は、偏心駆動ピン２５の端部に溝を設けてスナップリング１０４を用いて固定している。上記以外の部分は図７に示した従来技術と同じである。
【００１１】
上記の本出願人の先の発明においては、上記構成を具えているため、旋回スクロールから旋回軸受を介してドライブブッシュに負荷する荷重が常に同一個所に集中していても、ドライブブッシュの表面が移動するため、ドライブブッシュの表面で生じていた集中的な表面疲労を回避でき、フレーキングを防止し、大幅なドライブブッシュの寿命延長を図ることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の円筒環１０２では、ストッパを係合させるために旋回軸受（ころがり軸受）２３との接触面積を十分にとる形状となっていなかった。本発明は旋回軸受に対する円筒環の接触面積を大にして円筒環が受ける面圧を低下させ、円筒環の寿命を延長させたスクロール型流体機械を提供しようとするものである。
【００１３】
また、この流体機械をカーエアコン用圧縮機として用いた場合には、カーエアコンの潤滑方式が冷媒と共に油を循環させるミスト潤滑方式であるため、冷媒循環量によって給油量が変化し、給油量が不足した時に円筒環とドライブブッシュとの間に焼付きが生じる可能性があった。本発明は円筒環とドライブブッシュとの間の潤滑が十分に行いうる形状の円筒環を備えたスクロール型流体機械を提供しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決したものであって、旋回スクロールが、同旋回スクロールの駆動軸受部に係合するドライブブッシュと駆動軸に偏心して設けられた偏心駆動ピンとによって駆動されると共に、前記ドライブブッシュの外周に回転可能な円筒環が設けられ同ドライブブッシュが前記旋回スクロールの駆動軸受部に設けられた旋回軸受と接触しているスクロール型流体機械において、次の特徴を有するスクロール型流体機械に関するものである。
（１）前記円筒環の軸方向長さを前記旋回軸受との接触長が最大となる長さに設定し、その接触面以外の部位に同円筒環の軸方向への移動を規制するストッパーを設けた。
（２）前記（１）項に記載のスクロール型流体機械において、円筒環の旋回スクロール側の端部の内周に段部を設け、同段部に係合する抜け止め板を偏心駆動ピンの先端に設けることによってストッパーを構成した。
（３）前記（１）項に記載のスクロール型流体機械において、円筒環の駆動軸側の端部に旋回軸受の端面に係合する鍔部を設けることによってストッパーを構成した。
（４）前記（１）項に記載のスクロール型流体機械において、円筒環の旋回スクロール側の端面と旋回スクロールの端面との間隔を適切に設定することによってストッパーを構成した。
（５）前記（１）項に記載のスクロール型流体機械において、円筒環の内周面と駆動軸側の端面の両方又は一方に油溝を設けた。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の第１形態に係るスクロール型圧縮機の要部縦断面図、図２は同圧縮機に使用されている円筒環１０２Ａの拡大縦断面図である。図１において円筒環１０２Ａの形状以外は従来技術（図９）と同じである。本実施形態の円筒環は、円筒環の外周側の軸方向長さを旋回スクロールに設けられている旋回軸受（ころがり軸受）との接触長さが最大限となる長さに設定されている。これによって円筒環の外周は広い接触面積で旋回軸受と接触するので面圧が下り、円筒環の寿命は延長する。この形態においては、円筒環の内周側の軸方向長さは従来のもの（図９）と同じであり、抜け防止用ストッパーとして従来と同じ抜け防め板１０３が用いられ、円筒環内周面に上記抜け防め板が係合する段部１０６が設けてある。
【００１６】
図３は本発明の実施の第２形態に係る円筒環１０２Ｂの縦断面図である。本実施形態の円筒環の長さは、第１実施形態の円筒環の長さと同じである。内面の段差は無い。１０７はこの円筒環の駆動軸側の端部にストッパーとして設けられた鍔部である。この鍔部が旋回軸受２３の駆動軸側の端面に係合して円筒環１０２Ｂの抜けを防止する。この形状においても円筒環の外周側の長さは第１実施形態のものと同様長いので、円筒環は広い接触面積で旋回軸受と接触し、面圧が下り、寿命は延長する。
【００１７】
図４は本発明の実施の第３形態に係る円筒環１０２Ｃの縦断面図である。本実施形態の円筒環の長さは円筒環の回転が妨げられない限度で、出来るだけ端面を旋回スクロール１４の端面に近づけ、かつ円筒環の端面と旋回スクロールの端面との間に若干の隙間を設けたものである。本実施形態においては抜け止め板あるいは鍔部等のストッパーの機能のものは省略されている。本形態においては、円筒環が移動したとしても、上記隙間は小さいので移動量は少く、上記端面同士が接触したとしても、そこで摺動するので、旋回スクロールの旋回には支障は生じない。ストッパーを省略してあるのでコストダウンとなる。本形態においても、第１実施形態と同様円筒環は広い接触面積で旋回軸受と接触するので面圧が下り、寿命が延長する。
【００１８】
図５は本発明の実施の第４形態に係る円筒環１０２Ｄの二面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。本形態は第３実施形態の円筒環の内面に軸方向の給油溝１０８を設けたものである。この給油溝は複数個設けてあってもよい。この給油溝は、低回転数の時の円筒環とドライブブッシュとの間の潤滑油不足による焼付きを防止するためのもので、低回転数時においてもこの給油溝を介して油が補給されるので、焼付きは生じない。本形態の円筒環においても旋回軸受との接触面積が大であるから面圧が下り、寿命は延長する。なお、この形の給油溝は、第１〜第３実施形態の円筒環に設けても同様な給油効果をもたらすことができる。
【００１９】
図６は本発明の実施の第５形態に係る円筒環１０２Ｅの二面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は端面図である。本形態は第３実施形態の円筒環の駆動軸側の端面に半径方向の給油溝１０９を複数個設けたものである。この給油溝は低回転数の時の潤滑油不足の状態においても円筒環とドライブブッシュとの間に潤滑油が供給できるように設けられたものである。この給油溝を介して油が補給されるので、円筒環とドライブブッシュの間の焼付きは生じない。本形態の円筒環においても旋回軸受との接触面積は大きいので面圧が下り、寿命は延長する。なおこの形態の給油溝と前記第４実施形態の給油溝とを共に設けてもよい。またこれらの形態の給油溝は第１〜第３実施形態の円筒環に設けても同様な給油効果をもたらすことができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明のスクロール型流体機械においては、同円筒環の軸方向長さを前記旋回軸受との接触長が最大となる長さに設定し、その接触面以外の部位に同円筒環の軸方向への移動を規制するストッパーを設けてあるので、円筒環の旋回軸受との接触面積が大であり、円筒環の受ける面圧が低下し、円筒環の寿命を延長することができる。また、同円筒環の抜けを防止することができる。
【００２１】
また、前記円筒環の内周面と駆動軸側の端面の両方又は一方に油溝を設けてあるので、円筒環とドライブブッシュとの潤滑が十分に行われ焼付きを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係るスクロール型圧縮機の要部縦断面図。
【図２】上記圧縮機に使用されている円筒環１０２Ａの拡大縦断面図。
【図３】本発明の実施の第２形態に係る円筒環１０２Ｂの縦断面図。
【図４】本発明の実施の第３形態に係る円筒環１０２Ｃの縦断面図。
【図５】本発明の実施の第４形態に係る円筒環１０２Ｄの二面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図。
【図６】本発明の実施の第５形態に係る円筒環１０２Ｅの二面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は端面図。
【図７】従来のスクロール型圧縮機の縦断面図。
【図８】旋回スクロールに作用するガス圧力の説明図。
【図９】従来の円筒環を備えたスクロール型圧縮機の要部縦断面図（特願平７−５２３７４号）。
【符号の説明】
２０          円筒状ボス
２３          旋回軸受
２４          スライド溝
２５          偏心駆動ピン
１０１        ドライブブッシュ
１０２，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄ，１０２Ｅ円筒環
１０３        抜け止め板
１０４        スナップリング
１０５        段差
１０６        段部
１０７        鍔部
１０８        給油溝
１０９        給油溝
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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