(57)【要約】【課題】レース部材及びハウジング又は可動スクロールを結合するピンの脱落を抑制することができるスクロール型圧縮機を提供する。【解決手段】ボールカップリングは、レース部材２２に形成されたレース側圧入孔２８と、レース側圧入孔２８に対し軸方向に対峙して可動スクロール１４に形成された可動スクロール側圧入穴１４ｄと、レース側圧入孔２８及び可動スクロール側圧入穴１４ｄに圧入されるスプリングピン２９と、レース側圧入孔２８に形成されスプリングピン２９の軸方向に対向して該スプリングピン２９に当接又は近接するレース側段差部２８ｃとを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング及び該ハウジングに対して公転運動する可動スクロールにそれぞれ取着されて軸方向に対峙する対のリング状のレース部材と、周方向に互いに間隔をおいて前記両レース部材間に形成される複数のボール転動部にそれぞれ転動自在に介在された複数のボールとを備えるスクロール型圧縮機において、
前記レース部材に形成された第１圧入穴と、
前記第１圧入穴に対し軸方向に対峙して該第１圧入穴を有する前記レース部材の取着される前記ハウジング又は前記可動スクロールに形成された第２圧入穴と、
前記第１及び第２圧入穴に圧入されるピンと、
前記レース部材に形成され、前記ピンの軸方向に対向して該ピンに当接又は近接する係合部とを備えたことを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載のスクロール型圧縮機において、
前記係合部は、前記第１圧入穴に形成され、前記ピンの先端面が当接又は近接するレース側段差部であることを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項３】
請求項１に記載のスクロール型圧縮機において、
前記係合部は、前記第１圧入穴に形成され、前記ピンの先端面を覆う蓋部であることを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項４】
請求項１に記載のスクロール型圧縮機において、
前記第１圧入穴は、前記第２圧入穴よりも縮開されており、
前記ピンは、前記第１圧入穴に圧入される第１圧入部及び前記第２圧入穴に圧入される第２圧入部を有し、
前記係合部は、前記第１及び第２圧入部の境界位置に形成されるピン側段差部が当接又は近接する前記第１圧入穴の周縁部であることを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項５】
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において、
前記ハウジング及び前記可動スクロールの少なくとも一方に形成され、前記レース部材を保持するかしめ部を備えたことを特徴とする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するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクロール型圧縮機において、公転する可動スクロールからのスラスト荷重を支持し、且つ、該可動スクロールの自転を防止するためのボールカップリングを備えたものが知られている（例えば特許文献１など）。このボールカップリングは、周方向に複数のボール転動部を有する略円環状のレース部材と、複数のボールとで構成されている。従って、ボールカップリングは、同様の機能を持つオルダムリング機構と比較して、滑り支持ではなく転がり支持となることから、抵抗が少なく、信頼性が高いという特徴を有する。
【０００３】
図６は、こうした従来のボールカップリングの構造の一例を示す断面図である。同図に示すように、このボールカップリングは、可動スクロール９０に固定される略円環状のリング９１を備える。このリング９１は、周方向に複数のボール支持孔９１ａを有する。また、ボールカップリングは、これらボール支持孔９１ａの位置で可動スクロール９０及びリング９１間に介在する略円環状のレース９２を備える。そして、各ボール支持孔９１ａ及びレース９２の段差によって形成されるボール転動部には、ボール９３が配置されている。
【０００４】
ここで、可動スクロール９０には、レース９２の内周側で複数の円形の圧入穴９０ａが形成されるとともに、可動スクロール９０に重ねられるリング９１には、圧入穴９０ａに対向して複数の円形の圧入穴９１ｂが形成されている。可動スクロール９０及びリング９１は、これら圧入穴９０ａ，９１ｂにスプリングピン９４が圧入されることで結合する。このように、リング９１の固定にスプリングピン９４を用いることで、安価で組付け性にも優れている。また、圧入穴９０ａ，９１ｂの位置を工夫することで、簡易で省スペースな構造になり得ると推定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１６１２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このようなボールカップリングでは、リング９１を固定するスプリングピン９４が圧入穴９０ａ，９１ｂに圧入されているのみの構造のため、ボール９３にボール支持孔９１ａの押圧されるリング９１から繰り返しせん断荷重を受けるスプリングピン９４は、弾性変形に伴って噛合する両端が軸線方向にずれて縮径すると、圧入穴９０ａ，９１ｂから脱落する可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、レース部材及びハウジング又は可動スクロールを結合するピンの脱落を抑制することができるスクロール型圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ハウジング及び該ハウジングに対して公転運動する可動スクロールにそれぞれ取着されて軸方向に対峙する対のリング状のレース部材と、周方向に互いに間隔をおいて前記両レース部材間に形成される複数のボール転動部にそれぞれ転動自在に介在された複数のボールとを備えるスクロール型圧縮機において、前記レース部材に形成された第１圧入穴と、前記第１圧入穴に対し軸方向に対峙して該第１圧入穴を有する前記レース部材の取着される前記ハウジング又は前記可動スクロールに形成された第２圧入穴と、前記第１及び第２圧入穴に圧入されるピンと、前記レース部材に形成され、前記ピンの軸方向に対向して該ピンに当接又は近接する係合部とを備えたことを要旨とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスクロール型圧縮機において、前記係合部は、前記第１圧入穴に形成され、前記ピンの先端面が当接又は近接するレース側段差部であることを要旨とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のスクロール型圧縮機において、前記係合部は、前記第１圧入穴に形成され、前記ピンの先端面を覆う蓋部であることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のスクロール型圧縮機において、前記第１圧入穴は、前記第２圧入穴よりも縮開されており、前記ピンは、前記第１圧入穴に圧入される第１圧入部及び前記第２圧入穴に圧入される第２圧入部を有し、前記係合部は、前記第１及び第２圧入部の境界位置に形成されるピン側段差部が当接又は近接する前記第１圧入穴の周縁部であることを要旨とする。
【００１１】
上記各構成によれば、前記第１圧入穴を有する前記レース部材及び前記第２圧入穴を有する前記ハウジング又は前記可動スクロールは、前記第１及び第２圧入穴に前記ピンが圧入されることで結合する。このとき、前記ピンは、前記レース部材に形成された前記係合部に当接又は近接することで抜け止めされる。この場合、前記レース部材は、前記ボール転動部を転動する前記ボールを通じて常に荷重（スラスト荷重）を受けることから、前記ピンは、前記係合部を通じて前記第２圧入穴を有する前記ハウジング又は前記可動スクロール側に常に押し付けられることになる。従って、前記ピンの前記ハウジング又は前記可動スクロールからの脱落を抑制することができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、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において、前記ハウジング及び前記可動スクロールの少なくとも一方に形成され、前記レース部材を保持するかしめ部を備えたことを要旨とする。
【００１３】
同構成によれば、前記かしめ部により、前記ハウジング又は前記可動スクロールによる前記レース部材の保持力が増大されることで、該保持力に相関する前記ピンの抜け止め力を増大することができ、前記ピンの脱落を更に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、レース部材及びハウジング又は可動スクロールを結合するピンの脱落を抑制することができるスクロール型圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図。
【図２】同実施形態を拡大して示す断面図。
【図３】本発明の変形形態を示す断面図。
【図４】本発明の変形形態を示す断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の変形形態を示す断面図。
【図６】従来形態の一例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、例えば冷凍空調に用いられるスクロール型圧縮機１０を示す縦断面図である。同図に示すように、スクロール型圧縮機１０は、例えばアルミニウム合金からなる有底筒状の第１ハウジング１１を備えるとともに、該第１ハウジング１１の開口端に嵌着されてこれを閉塞する、例えばアルミニウム合金からなる有底筒状のハウジングとしての第２ハウジング１２を備える。
【００１７】
第１ハウジング１１の内部には、固定スクロール１３及び可動スクロール１４が配設されている。これら固定スクロール１３及び可動スクロール１４には、固定渦巻１３ａ及び可動渦巻１４ａがそれぞれ形成されている。固定スクロール１３は、第１ハウジング１１に固定されており、該第１ハウジング１１と協働してその背面に吐出室１５を形成する。可動スクロール１４は、可動渦巻１４ａが固定渦巻１３ａに噛み合った状態で所定の半径をもって回転（自転）することなく円軌道運動（公転）することで、固定スクロール１３との間に形成される圧縮空間に封じ込められたガスを圧縮して吐出室１５に吐出する。
【００１８】
なお、第２ハウジング１２及び可動スクロール１４間には、軸方向でそれらの対向する外周縁部に取着されたボールカップリング２０が介在されている。このボールカップリング２０は、公転する可動スクロール１４からのスラスト荷重を支持し、且つ、該可動スクロール１４の自転を防止するためのものである。また、可動スクロール１４には、ボールカップリング２０の内周側となる中央部から第２ハウジング１２側の軸方向に円筒状に突出する係合突部１４ｂが形成されている。
【００１９】
第２ハウジング１２には、可動スクロール１４に対向する中央部から軸方向に凹設された円形の凹部１２ａが形成されている。そして、凹部１２ａの奥側（反開口側）及び開口側には、リング状のベアリングＢ１，Ｂ２がそれぞれ固着されている。ベアリングＢ１の内径は、ベアリングＢ２の内径よりも小さく設定されている。そして、ベアリングＢ１，Ｂ２には、第２ハウジング１２の底壁中央部を貫通する回転軸１６が回転自在に支持されている。すなわち、回転軸１６は、ベアリングＢ１に軸支された軸部１６ａ及び該軸部１６ａに連続して拡径されてベアリングＢ２に軸支された大径軸部１６ｂを有している。そして、回転軸１６は、第１ハウジング１１内に突出する偏心軸１６ｃを有する。この偏心軸１６ｃは、偏心ブッシュ１７を介して係合突部１４ｂに係合される。従って、可動スクロール１４は、適宜の駆動源（例えばエンジン、電動モータなど）により回転軸１６が回転駆動されることで円軌道運動する。
【００２０】
次に、ボールカップリング２０について更に説明する。図１に示すように、ボールカップリング２０は、第２ハウジング１２及び可動スクロール１４にそれぞれ取着されて軸方向に対峙する対のリング板状のレース部材２１，２２を備える。レース部材２１は、第２ハウジング１２（大径軸部１６ｂ）と同心で凹部１２ａよりも外周側に配置されている。また、レース部材２２は、可動スクロール１４（偏芯軸１６ｃ）と同心で係合突部１４ｂよりも外周側に配置されている。
【００２１】
各レース部材２１，２２には、周方向に互いに間隔をおいて複数（少なくとも３つ）のすり鉢状のボール転動部２１ａ，２２ａが形成されている。互いに同数となるボール転動部２１ａ，２２ａは、軸方向に対峙するように配置されている。そして、両レース部材２１，２２間に形成される各ボール転動部２１ａ，２２ａには、複数のボール２３が転動自在に介在されている。これにより、ボールカップリング２０は、可動スクロール１４の円軌道運動に際し、ボール２３を介して可動スクロール１４からのスラスト荷重を支持するとともに、ボール転動部２１ａ，２２ａでボール２３を転動させつつ可動スクロール１４の自転を防止する。
【００２２】
図２は、ボールカップリング２０の主に可動スクロール１４側の構造を示す拡大図である。同図に示すように、可動スクロール１４には、前記係合突部１４ｂの外周側で第２ハウジング１２側の軸方向に突出する円環状の保持壁１４ｃが形成されるとともに、該保持壁１４ｃに軸方向に凹設された複数（例えば２つ）の第２圧入穴としての円形の可動スクロール側圧入穴１４ｄが形成されている。
【００２３】
そして、保持壁１４ｃの外周部には、その外径よりも若干大きい内径を有する、例えばベアリング鋼材からなるリング板状のレース２６の内周側が遊嵌される。なお、レース２６の板厚は、保持壁１４ｃの軸方向への突出長よりも若干小さく設定されている。また、保持壁１４ｃの軸方向先端面には、レース２６の外径よりも小さい内径及びレース２６の外径よりも大きい外径を有する、例えばＳＣＭ材（クロムモリブデン鋼材）からなるリング２７が載置されている。リング２７は、レース２６とともにレース部材２２を構成する。このリング２７には、軸方向でレース２６に対向する位置で、周方向に互いに間隔をおいて複数のボール支持孔２７ａが形成されている。各ボール支持孔２７ａは、レース２６から離隔する側が拡開されるように球面形状を呈しており、レース２６との間に形成される段差によって前記ボール転動部２２ａを形成する。
【００２４】
リング２７には、可動スクロール側圧入穴１４ｄに対し軸方向に対峙して第１圧入穴としてのレース側圧入孔２８が形成されている。このレース側圧入孔２８は、可動スクロール側圧入穴１４ｄの内径と同等の内径を有する円形の第１孔２８ａと、係合部としてのレース側段差部２８ｃを介して第１孔２８ａよりも縮開された円形の第２孔２８ｂとを有する。なお、レース側段差部２８ｃは、レース側圧入孔２８の軸線に直交する面上に配置されている。保持壁１４ｃに載置されたリング２７は、ピンとしてのスプリングピン２９の一側及び他側が可動スクロール側圧入穴１４ｄ及び第１孔２８ａにそれぞれ圧入されることで、保持壁１４ｃ（可動スクロール１４）に固定される。
【００２５】
このスプリングピン２９は、剛性のある板を管状に丸めることで、拡径する側の付勢力を発生する機能を持たせたもので、自由状態で可動スクロール側圧入穴１４ｄ等の内径よりも大きい外径を有する断面略優弧形状を呈する。スプリングピン２９は、可動スクロール側圧入穴１４ｄ及び第１孔２８ａへの圧入により縮径するように弾性変形することで可動スクロール１４及びリング２７の結合力を発生する。このとき、スプリングピン２９は、両端に互い違いに凹凸するように形成された三角波状の歯部２９ａ，２９ｂ同士が噛合することで、軸方向への変形が抑制される。
【００２６】
そして、スプリングピン２９は、軸方向に対向するレース側段差部２８ｃが当接又は近接することで抜け止めされる。この場合、リング２７（レース部材２２）は、ボール転動部２２ａを転動するボール２３を通じて常に荷重（スラスト荷重）を受けることから、スプリングピン２９は、レース側段差部２８ｃを通じて可動スクロール１４側に常に押し付けられることになる。これにより、スプリングピン２９の可動スクロール１４からの脱落が抑制される。なお、保持壁１４ｃにおいてスプリングピン２９により可動スクロール１４と結合するリング２７は、レース２６との間に若干の間隙を形成する。これは、レース２６に対し、ボール２３の転動に伴う主に周方向の変位を許容するためである。
【００２７】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、スプリングピン２９は、レース側段差部２８ｃに当接又は近接することで抜け止めされる。この場合、リング２７は、ボール転動部２２ａを転動するボール２３を通じて常に荷重（スラスト荷重）を受けることから、スプリングピン２９は、レース側段差部２８ｃを通じて可動スクロール１４側に常に押し付けられることになる。従って、スプリングピン２９の可動スクロール１４からの脱落を抑制することができる。また、従来形態（図６参照）に比べて追加を要する部品がなく、形状変更のみで対応できるため、部品点数の増大を抑制することができる。
【００２８】
（２）本実施形態では、スプリングピン２９の抜け止めに係るレース側圧入孔２８を、リング２７の板厚方向に貫通させたことで、簡易な穴開け加工によって形成することができる。
【００２９】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図３に示すように、第１圧入穴として、リング２７の板厚方向に貫通しないレース側圧入穴３１を採用してもよい。つまり、レース側圧入穴３１は、いわゆるザグリ穴であって、非貫通部分で形成される係合部としての蓋部３１ａでスプリングピン２９の先端を覆うことでこれを抜け止めする。このように変更しても、前記実施形態の（１）と同様の効果が得られる。
【００３０】
・図４に示すように、第１圧入穴として、可動スクロール側圧入穴１４ｄよりも縮開されたレース側圧入孔３２を採用してもよい。この場合、可動スクロール側圧入穴１４ｄに圧入される第１圧入部３３ａ及びレース側圧入孔３２に圧入される第２圧入部３３ｂを有する段付き筒状のスプリングピン３３を採用する。これにより、スプリングピン３３は、第１及び第２圧入部３３ａ，３３ｂの境界位置に形成されるピン側段差部３３ｃが係合部としてのレース側圧入孔３２の周縁部３２ａに当接又は近接することで抜け止めされる。このように変更しても、前記実施形態の（１）と同様の効果が得られる。特に、レース側圧入孔３２は、一定断面でリング２７を貫通するため、容易に成形することができる。
【００３１】
・図５（ａ）に示すように、可動スクロール１４に形成されたかしめ部３６によってリング２７（レース部材２２）を保持させてもよい。すなわち、図５（ｂ）に拡大して示すように、可動スクロール１４には、保持壁１４ｃからリング２７の内周面に沿って第２ハウジング１２側の軸方向に突出する円環状の突壁３７が形成されるとともに、リング２７には、突壁３７に隣接する内壁面の角部を切り欠いてなるテーパ３８が形成されている。この状態で、テーパ３８に隣接する突壁３７の角部を周方向に互いに間隔をおいて間欠的にかしめて圧潰すると、図５（ｃ）に拡大して示すように、突壁３７の角部がテーパ３８側となる外周側に延出するように塑性変形してかしめ部３６を形成する。これにより、可動スクロール１４によるリング２７（レース部材２２）の保持力が増大される。従って、このように変更することで、前記実施形態と同様の効果に加えて、リング２７（レース部材２２）の保持力に相関するスプリングピン２９の抜け止め力を増大することができ、該スプリングピン２９の脱落を更に抑制することができる。
【００３２】
・前記各実施形態においては、スプリングピン２９，３３により、レース部材２２の内周側で該レース部材２２及び可動スクロール１４を結合したが、設置スペースの制約がなければレース部材２２の外周側で該レース部材２２及び可動スクロール１４を結合してもよい。
【００３３】
・前記各実施形態において、レース２６及びリング２７の２部品でボール転動部２２ａを有するレース部材２２を構成したが、例えば１枚のリング板でボール転動部を有するレース部材を構成してもよい。
【００３４】
・前記各実施形態において、スプリングピン２９，３３に代えて、同様の外径を有する円柱状のピンを採用してもよい。
・前記各実施形態においては、ボールカップリング２０の可動スクロール１４側に取着されるレース部材２２に本発明を適用したが、第２ハウジング１２側に取着されるレース部材２１に本発明を適用してもよい。
【００３５】
・［特許請求の範囲］において、係合部がピンに「近接する」とは、係合部がピンの第１圧入穴、第２圧入穴からの脱落を抑制する脱落抑制部であること、具体的には、ピンが第１圧入穴、第２圧入穴から脱落する方向に移動したとき、ピンに当接してピンの脱落を抑制する脱落抑制部であることをいう。
【符号の説明】
【００３６】
１０…スクロール型圧縮機、１１…第１ハウジング、１２…第２ハウジング（ハウジング）、１３…固定スクロール、１４…可動スクロール、１４ｄ…可動スクロール側圧入穴（第２圧入穴）、２０…ボールカップリング、２１，２２…レース部材、２１ａ，２２ａ…ボール転動部、２３…ボール、２８，３１…レース側圧入孔（第１圧入穴）、２８ｃ…レース側段差部（係合部）、２９，３３…スプリングピン（ピン）、３１ａ…蓋部（係合部）、３２…レース側圧入孔（第１圧入穴）、３２ａ…周縁部（係合部）、３３ａ…第１圧入部、３３ｂ…第２圧入部、３３ｃ…ピン側段差部、３６…かしめ部。
【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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