(57)【要約】【課題】締結ボルトを使用することなくハウジングに固定スクロールを固定することができるスクロール型流体機械を提供する。【解決手段】有底部分を有する筒状のハウジング(22)内に収容され、回転軸により駆動される可動及び固定の各スクロールを有するスクロールユニット(52)と、固定スクロール(60)の基板の背面(63)とハウジングの有底(23)との間に区画された圧力室(78)とを具備し、ハウジングの筒状内面にて周方向に穿設され、基板(62)の外周端に気密に当接してハウジングに固定スクロールを固定させる溝部(88)を備える。【選択図】図１
2007113545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底部分を有する筒状のハウジングと、
該ハウジング内に収容され、回転軸により駆動される可動及び固定の各スクロールを有するスクロールユニットと、
前記固定スクロールの基板の背面と前記ハウジングの有底との間に区画された圧力室とを具備し、
前記ハウジングの筒状内面にて周方向に穿設され、前記基板の外周端に気密に当接して前記ハウジングに前記固定スクロールを固定させる溝部を備えることを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項２】
前記基板の外周端にて周方向外向きに所定間隔を存して一体に突設され、前記溝部に気密に当接する複数の基板側突起部と、
前記ハウジングの筒状内面にて周方向内向きに所定間隔を存して一体に突設された複数のハウジング側突起部と、該各ハウジング側突起部の間に形成された複数の凹部とを有し、
前記基板側突起部を前記凹部に係合させた後に前記固定スクロールを回動させ、前記ハウジング側突起部の背面と前記基板側突起部の正面とを気密に当接させることにより、前記固定スクロールが前記ハウジングに固定される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】
前記基板の背面と前記ハウジングの有底との間には、前記基板を前記有底から離間する方向に向けて押圧する押圧部材が配設されていることを特徴とする請求項２に記載のスクロール型流体機械。
【請求項４】
前記基板は、該基板の正面側と背面側とを貫通する貫通孔を備え、
前記ハウジングは、前記貫通孔の位置に合致し、該ハウジングの有底内に底部を有する有底孔を備え、
前記貫通孔及び前記有底孔には、前記基板の正面側から前記ハウジングの有底側に向けて挿入され、前記固定スクロールを保持する移動阻止部材が係合されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のスクロール型流体機械。
【請求項５】
前記基板の正面側には、前記移動阻止部材の一端側を覆い、渦巻き状に形成された遮蔽部材が敷設されていることを特徴とする請求項４に記載のスクロール型流体機械。
【請求項６】
前記溝部は螺旋状に形成されており、前記基板側突起部は、前記固定スクロールの回動によって前記ハウジング側突起部に後で当接する部分の厚みが該ハウジング側突起部に先に当接する部分の厚みよりも大きくされていることを特徴とする請求項２に記載のスクロール型流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール型流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のスクロール型流体機械は、例えば車両用空調装置の圧縮機として用いられており、そのハウジング内にはスクロールユニットが備えられている。スクロールユニットは可動及び固定の各スクロールを備え、これら可動及び固定スクロールは基板やこの基板に一体に形成された渦巻きラップを有している。
これら各渦巻きラップの間には圧縮室が形成される。そして、回転軸の回転に伴って可動スクロールが固定スクロールに対して旋回運動すると、この圧縮室の位置及び容積は周方向及び径方向にて変更される。これにより、スクロールユニットでは作動ガスの吸入、圧縮及び吐出の一連の動作が行われ、この吐出された作動ガスは固定スクロールの基板の背面側に向けて供出される。
【０００３】
ここで、固定スクロールはハウジングに対して締結ボルトを用いて固定されている（例えば、特許文献１参照）。詳しくは、固定スクロールの基板の背面とハウジングの有底とを対峙させ、締結ボルトがハウジングの外部から挿入され、ハウジングの有底部分を貫通して固定スクロールの基板に螺合されている。
【特許文献１】特開２０００−２５７５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の如く締結ボルトを用いて固定スクロールがハウジングに固定される場合には、ハウジングや固定スクロールにネジ孔を回転軸の軸線方向に沿ってそれぞれ穿設する必要が生ずる。また、上記基板の背面側の気密を確保するためには、ハウジングや固定スクロールの上記ネジ孔の各開口端にシール部材を配設する必要がある。
しかも、エンジン等から伝わる振動や締め付け条件によっては、締結ボルトの締め付けが次第に緩んで上記基板の背面側の気密性が低下し、吐出された作動ガスがネジ孔を介して外部等に漏洩するとの懸念もある。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、締結ボルトを使用することなくハウジングに固定スクロールを固定することができるスクロール型流体機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成すべく、請求項１記載のスクロール型流体機械は、有底部分を有する筒状のハウジングと、ハウジング内に収容され、回転軸により駆動される可動及び固定の各スクロールを有するスクロールユニットと、固定スクロールの基板の背面とハウジングの有底との間に区画された圧力室とを具備し、ハウジングの筒状内面にて周方向に穿設され、基板の外周端に気密に当接してハウジングに固定スクロールを固定させる溝部を備えることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２記載の発明では、基板の外周端にて周方向外向きに所定間隔を存して一体に突設され、溝部に気密に当接する複数の基板側突起部と、ハウジングの筒状内面にて周方向内向きに所定間隔を存して一体に突設された複数のハウジング側突起部と、各ハウジング側突起部の間に形成された複数の凹部とを有し、基板側突起部を凹部に係合させた後に固定スクロールを回動させ、ハウジング側突起部の背面と基板側突起部の正面とを気密に当接させることにより、固定スクロールがハウジングに固定されることを特徴としている。
【０００８】
更に、請求項３記載の発明では、基板の背面とハウジングの有底との間には、基板を有底から離間する方向に向けて押圧する押圧部材が配設されていることを特徴としている。
更にまた、請求項４記載の発明では、基板は、基板の正面側と背面側とを貫通する貫通孔を備え、ハウジングは、貫通孔の位置に合致し、ハウジングの有底内に底部を有する有底孔を備え、貫通孔及び有底孔には、基板の正面側からハウジングの有底側に向けて挿入され、固定スクロールを保持する移動阻止部材が係合されていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項５記載の発明では、基板の正面側には、移動阻止部材の一端側を覆い、渦巻き状に形成された遮蔽部材が敷設されていることを特徴としている。
更に、請求項６記載の発明では、溝部は螺旋状に形成されており、基板側突起部は、固定スクロールの回動によってハウジング側突起部に後で当接する部分の厚みがハウジング側突起部に先に当接する部分の厚みよりも大きくされていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、ハウジングの有底部分には、回転軸の軸線方向に沿った内部と外部との連通箇所を設けないことに着目したものである。
そして、請求項１に記載の本発明のスクロール型流体機械によれば、ハウジングの筒状内面には溝部が穿設されており、この溝部に基板の外周端を気密に当接させ、固定スクロールのハウジングに対する固定がハウジングの内部のみ、具体的には、筒状内面と基板の外周端との連結のみで行われている。これにより、スクロールユニット内の作動ガスは、従来に比してハウジングの有底部分を介して外部に漏洩しないことから、スクロール型流体機械の信頼性向上に寄与する。
【００１１】
また、請求項２記載の発明によれば、基板の背面とハウジングの有底とを対峙させて基板側突起部が凹部に係合されると、基板側突起部は溝部に達する。そして、固定スクロールを回動すると、基板側突起部はハウジング側突起部に気密に嵌合され、固定スクロールがハウジングに固定される。よって、従来に比して固定スクロールをハウジングに固定させるボルトが不要になるし、ハウジングや固定スクロールに対するシールも不要になる。
【００１２】
更に、請求項３記載の発明によれば、押圧部材による押圧力が基板をハウジングの有底から離間させる方向に作用していることから、基板側突起部はハウジング側突起部により一層強固に嵌合される。
更にまた、請求項４記載の発明によれば、固定スクロールは、ハウジングの有底内に収まる移動阻止部材によってハウジング内に保持されている。これにより、固定スクロールの周方向の移動が防止され、スクロールユニットの機能が確保される。
【００１３】
また、請求項５記載の発明によれば、移動阻止部材による固定スクロールからの脱落が回避され、スクロールユニットの機能がより確実に確保される。
更に、請求項６記載の発明によれば、固定スクロールをハウジングに固定する際において、基板側突起部は、ハウジング側突起部の背面との当接範囲が大きくなるに連れてハウジング側突起部により一層強固に嵌合可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態につき図面を参照して説明する。
図１は第１実施例のスクロール型流体機械を示している。
本実施例の流体機械は、車両用空調装置における冷凍回路のスクロール圧縮機１０として用いられている。この圧縮機１０はハウジング２０を備え、ハウジング２０は駆動側ケーシング２１及び圧縮側ケーシング２２を有する。駆動側ケーシング２１は、圧縮側ケーシング２２に向けて大径となる段付きの筒形状をなし、それぞれ開口した両端を有する。一方、圧縮側ケーシング２２は、駆動側ケーシング２１の大径端に向けて開口した有底部分を有する筒状（カップ形状）をなし、その開口端が駆動側ケーシング２１の大径端にシールリング２６を介して気密に嵌合され、ネジ孔２８に図示しない４つの連結ネジを挿入することにより（図２）、駆動側ケーシング２１の大径端に連結されている。
【００１５】
駆動側ケーシング２１内には回転軸３０が配置され、この回転軸３０もまた段付き形状をなしており、一端側の小径軸部３２と、その他端側の大径軸部３４とを有する。小径軸部３２はボール軸受３６を介して、大径軸部３４はニードル軸受３８を介して駆動側ケーシング２１に回転自在にそれぞれ支持されている。更に、駆動側ケーシング２１内にはボール軸受３６とニードル軸受３８との間にリップシール４０が配置されており、このリップシール４０は回転軸３０に摺接し、駆動側ケーシング２１内を気密に区画している。
【００１６】
回転軸３０の小径軸部３２は駆動側ケーシング２１の小径端から突出し、その突出端にはナット４４を介して駆動ディスク４２が取付けられている。駆動ディスク４２は電磁クラッチ４６を介して駆動プーリ４８に連結され、駆動プーリ４８は電磁クラッチ４６のソレノイドを内蔵し、プーリ軸受５０を介して駆動側ケーシング２１の小径端に回転自在に支持されている。そして、電磁クラッチ４６がオン作動したときには、駆動プーリ４８側と駆動ディスク４２側とが一体的に連結し、回転軸３０を駆動プーリ４８とともに一方向に回転させる。これに対し、電磁クラッチ４６がオフ作動されているときには、駆動プーリ４８側と駆動ディスク４２側との間の連結が解除され、駆動プーリ４８から回転軸３０への動力の伝達が遮断される。
【００１７】
ここで、圧縮側ケーシング２２内にはスクロールユニット５２が収容されている。このスクロールユニット５２は可動スクロール５４及び固定スクロール６０から構成されており、この可動スクロール５４は基板５６を備え、この基板５６には固定スクロール６０の基板６２に向けて延びた渦巻きラップ５５が一体的に形成されている。これに対し、固定スクロール６０の基板６２にも可動スクロール５４の基板５６に向けて延びる渦巻きラップ６１が一体的に形成されている。そして、これら渦巻きラップ５５，６１が互いに協働して圧縮室６４を形成し、この圧縮室６４は、固定スクロール６０に対する可動スクロール５４の旋回運動に伴い、渦巻きラップ５５，６１の径方向外周側から中心に向けて移動し、この際、その容積が減少される。
【００１８】
上述した可動スクロール５４の旋回運動を達成するため、可動スクロール５４の基板５６の一端側には大径軸部３４側に向けて突出するボス５８が配設されており、このボス５８はニードル軸受６６を介して偏心ブッシュ６７に回転自在に支持されている。偏心ブッシュ６７はクランクピン６８に支持され、このクランクピン６８は大径軸部３４から偏心して突出されている。従って、回転軸３０の回転に伴い、クランクピン６８及び偏心ブッシュ６７を介して可動スクロール５４が旋回運動される。なお、偏心ブッシュ６７には連結ピン７１を介してカウンタウエイト７０が取付けられており、可動スクロール５４の旋回運動に対するバランスウエイトとなる。
【００１９】
また、駆動側ケーシング２１の大径端と可動スクロール５４の基板５６との間には自転阻止機構としてのボールカップリング７２が介装されている。ボールカップリング７２は、環状レースを有した一対のリングプレート７４と、これらリングプレート７４の環状レース間に挟持されたボール７６とからなり、ニードル軸受６６の軸線を中心とした可動スクロール５４の自転を阻止している。
【００２０】
一方、固定スクロール６０の基板６２の背面６３にはＯリング（押圧部材）９７が配設され、Ｏリング９７は、固定スクロール６０と圧縮側ケーシング２２との気密を保持するとともに、基板６２を有底２３から離間する方向に向けて押圧付勢している。また、基板６２の背面６３は圧縮側ケーシング２２の有底２３に当接されており、この基板６２が圧縮側ケーシング２２内を圧縮室６４側と吐出室（圧力室）７８側とを気密に仕切っている。更に、この基板６２の略中央部分には、圧縮室６４側に連通する吐出孔８２が基板６２を貫通して穿設されており、吐出孔８２は吐出弁８４により開閉される。なお、吐出弁８４はその弁押さえ８６とともに、背面６３にてボルト固定されている。
【００２１】
ところで、本実施形態の固定スクロール６０は、締結ボルトを用いることなく圧縮側ケーシング２２に固定されている。具体的には、圧縮側ケーシング２２の周壁２４の内面には、周方向溝部（溝部）８８が圧縮側ケーシング２２の軸心を中心とした周方向の外側に向けて旋削にて穿設されており、後述するように、固定スクロール６０が圧縮側ケーシング２２に固定される際には、この周方向溝部８８には固定スクロール６０の基板６２の外周端が気密に当接する。
【００２２】
また、この周方向溝部８８の一端側には、６つのハウジング側突起部９０が配設されている。詳しくは、図２（ａ）に示されるように、これらハウジング側突起部９０は、周壁２４の内面に対して花びら状に配設され、圧縮側ケーシング２２の軸心を中心とした周方向内向きに所定間隔を存して一体に突設されている。そして、各ハウジング側突起部９０の間には周方向溝部８８に連通する６つの軸方向溝部（凹部）９２が配設され、換言すれば、ハウジング側突起部９０と軸方向溝部９２とが互い違いに配置されている。
【００２３】
一方、上記基板６２の外周端には、６つのフランジ部（基板側突起部）９４が配設されている。具体的には、図２（ｂ）に示されるように、これらフランジ部９４は、固定スクロール６０の外面に対して花びら状に配設され、固定スクロール６０の軸心を中心とした周方向外向きに所定間隔を存して一体に突設されている。
また、このフランジ部９４は軸方向溝部９２内に収まる形状をなしており、固定スクロール６０を圧縮側ケーシング２２に固定する際には、フランジ部９４を軸方向溝部９２に係合させ、その後、フランジ部９４が周方向溝部８８に達した状態にて固定スクロール６０を同図の時針回りに回動させる。これにより、まず、フランジ部９４の前側９５の正面部分がハウジング側突起部９０の背面部分に当接され、次いで、フランジ部９４の後側９６の正面部分もハウジング側突起部９０の背面部分に当接される。
【００２４】
ここで、図２にも示されるように、固定スクロール６０の基板６２の適宜位置には、この基板６２を貫通する３つの貫通孔９８が穿設されている。一方、圧縮側ケーシング２２の有底２３にも、上記貫通孔９８の位置に合致し、この有底２３内に底部を有する有底孔１００が穿設されている。そして、これら貫通孔９８及び有底孔１００には、上記基板６２の正面側から圧縮側ケーシング２２の有底２３側に向けて挿入されるピン（移動阻止部材）１０２が係合されており、固定スクロール６０の周方向の移動が阻止されている。
【００２５】
再び図１に戻り、圧縮側ケーシング２２の開口端の外周側にはマウント部２５が形成されており、マウント部２５の略中央に穿設された孔に図示しないボルトを通すると、圧縮機１０はエンジンルーム内に取付けられる。また、周壁２４の適宜位置には吸入室８１及び吐出室７８にそれぞれ連通する吸入ポート及び吐出ポート８０が形成されている。この吸入ポートは冷凍回路を形成する循環経路の復路に接続され、吐出ポート８０は循環経路の往路に接続されている。
【００２６】
上述した圧縮機１０によれば、回転軸３０の回転に伴って可動スクロール５４が旋回運動し、この際、可動スクロール５４の自転がボールカップリング７２の働きによって阻止されている。この結果、可動スクロール５４はその旋回姿勢を一定に維持した状態で固定スクロール６０に対して旋回運動し、上記吸入ポートを通じて吸入室８１に冷媒が吸入され、この冷媒は圧縮室６４の容積減少によって圧縮され、次いで、圧縮された冷媒は、その圧力により吐出弁８４が開弁すると、吐出室７８内に吐出されるとの一連のプロセスが実施される。続いて、高圧の圧縮冷媒は吐出室７８から吐出ポート８０を通じて上記循環経路の往路に供出される。
【００２７】
本発明は上述した第１実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能であり、図３を参照して第２実施例の圧縮機について以下に説明する。なお、この第２実施例を説明するあたり、第１実施例と同様な部材及び部位には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
当該固定スクロール６０Ａもまた、締結ボルトを用いることなく圧縮側ケーシング２２Ａに固定されるが、周壁２４の内面には螺旋状の周方向溝部（溝部）８８Ａがネジのリードの如くの溝加工で穿設されている。なお、この周方向溝部８８Ａの一端側には、ハウジング側突起部９０と軸方向溝部９２とが互い違いに配置されている。
【００２８】
一方、上記基板６２Ａの外周端には、フランジ部（基板側突起部）９４Ａが花びら状に配設されている。そして、各フランジ部９４Ａでは、後側９６の厚みが前側９５の厚みよりも大きく形成されている。更に、本実施例では、基板６２Ａの正面側に板（遮蔽部材）１０４が敷設されている。この板１０４は渦巻き状に形成され、各ピン１０２の一端側をそれぞれ覆っている。
【００２９】
以上のように、本発明は、圧縮側ケーシング２２（２２Ａ）の有底２３に対し、回転軸３０の軸線方向に沿った内部と外部との連通箇所を設けないことに着目したものである。
そして、第１、２実施例によれば、圧縮側ケーシング２２（２２Ａ）の周壁２４には周方向溝部８８（８８Ａ）が穿設され、この周方向溝部８８（８８Ａ）に基板６２（６２Ａ）の外周端９４（９４Ａ）を気密に当接させ、固定スクロール６０（６０Ａ）が圧縮側ケーシング２２（２２Ａ）の周壁２４のみで固定されている。つまり、圧縮側ケーシング２２（２２Ａ）に対する漏れの原因が極力排除され、この結果、スクロールユニット５２内の作動ガスは、従来に比して圧縮側ケーシングの有底部分を介して外部に漏洩せず、圧縮機の信頼性向上に寄与する。
【００３０】
また、基板６２（６２Ａ）の背面６３と圧縮側ケーシング２２（２２Ａ）の有底２３とを対峙させてフランジ部９４（９４Ａ）が軸方向溝部９２に係合されると、フランジ部９４（９４Ａ）は周方向溝部８８（８８Ａ）に達する。そして、固定スクロール６０（６０Ａ）を回動させると、フランジ部９４（９４Ａ）はハウジング側突起部９０に気密に嵌合され、固定スクロール６０（６０Ａ）が圧縮側ケーシング２２（２２Ａ）に固定される。従って、従来に比して固定スクロール６０（６０Ａ）を圧縮側ケーシング２２（２２Ａ）に固定させる締結ボルトが不要になるし、圧縮側ケーシング２２（２２Ａ）や固定スクロール６０（６０Ａ）に対するシールも不要になる。
【００３１】
更に、Ｏリング９７による押圧力が基板６２（６２Ａ）を有底２３から離間させる方向に作用しているので、フランジ部９４（９４Ａ）はハウジング側突起部９０により一層強固に嵌合される。
更にまた、固定スクロール６０（６０Ａ）は、有底２３内に収まるピン１０２によって圧縮側ケーシング２２（２２Ａ）内に保持されている。よって、固定スクロール６０（６０Ａ）の周方向の移動が防止され、スクロールユニット５２の機能が確保される。
【００３２】
また、第２実施例の板１０４は、固定スクロール６０（６０Ａ）からのピン１０２の脱落を防止することから、スクロールユニット５２の機能がより確実に確保されるし、更に、この第２実施例の如く、フランジ部９４Ａの後側９６の厚みが前側９５の厚みよりも大きく形成されており、固定スクロール６０Ａを回動させると、固定スクロール６０は、後側９６の正面とハウジング側突起部９０の背面との当接範囲が多くなるに連れて圧縮側ケーシング２２により一層強固に嵌合される。
【００３３】
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記第２実施例では、フランジ部９４Ａの後側９６の厚みが前側９５の厚みよりも大きく形成されているが、必ずしもこの形態に限定されるものではなく、上記フランジ部の厚みは一定のままで、螺旋状の周方向溝部の幅を変更しても良い。
【００３４】
また、本発明のスクロール型流体機械は、上記スクロール圧縮機１０の他、例えば冷蔵庫及び冷凍庫の冷凍回路にも適用可能であり、また、原理的には膨張機としても使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例に係るスクロール型流体機械の縦断面図である。
【図２】図１のスクロール型流体機械に用いられるハウジング及び固定スクロールの正面図である。
【図３】他の実施例におけるハウジング及び固定スクロールの縦断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  スクロール圧縮機（スクロール型流体機械）
２２，２２Ａ  圧縮側ケーシング（ハウジング）
２３  有底
３０  回転軸
５２  スクロールユニット
５４  可動スクロール
６０，６０Ａ  固定スクロール
６２，６２Ａ  基板
６３  背面
７８  吐出室（圧力室）
８８，８８Ａ  周方向溝部（溝部）
９０  ハウジング側突起部
９２  軸方向溝部（凹部）
９４，９４Ａ  フランジ部（基板側突起部）
９７  Ｏリング（押圧部材）
９８  貫通孔
１００  有底孔
１０２  ピン（移動阻止部材）
１０４  渦巻き状板（遮蔽部材）
【図１】
2007113545.tif 000003
【図２】
2007113545.tif 000004
【図３】
2007113545.tif 000005