(57)【要約】【課題】リアケーシングとフロントケーシングとの間にシムを介在させることなく、可動スクロールのための自転阻止カップリングにその軸方向予荷重を付与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】スクロール型流体機械としての圧縮機は、自転阻止カップリングとして可動及び固定プレート５６，５８及びボール６２からなるＥＭカップリング５４と、固定プレート５８とフロントケーシング１２との間に固定プレート５８を可動プレート５６に向けて押圧する圧縮コイルばね６６とを備える。【選択図】図２
2007303414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアケーシング内に配置され、可動及び固定のスクロールからなるスクロールユニットと、
前記リアケーシングハウジングに締結ボルトを介して締結され、内部に前記可動スクロールの駆動軸を配置したフロントケーシングと、
前記フロントケーシングの端面と前記可動スクロールとの間に設けられ、前記可動スクロールの自転を阻止する自転阻止カップリングと、
前記フロントケーシングの端面と前記自転阻止カップリングとの間に設けられ、前記リアケーシングに対してフロントケーシングが締結されたとき、前記自転阻止カップリングに前記可動スクロールに向けて押圧する弾性部材と
を備えたことを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項２】
前記自転阻止カップリングは、
前記可動スクロール及び前記フロントケーンシグの端面にそれぞれ支持され、互いに間隔を存して向き合うリング形状の可動プレート及び固定プレートと、
前記可動プレート及び固定プレートにそれぞれ形成され、断面円弧形状をなした環状レース溝と、
前記可動及び固定プレートの前記環状レース溝間に挟持されたボールと
を含み、
前記弾性部材は、前記フロントケーシングの端面と前記固定プレートとの間に配置され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流体機械。
【請求項３】
前記フロントケーシングの端面は、前記固定プレートの環状レース溝に対応した部位に凹みを有し、
前記固定プレートはその外周縁部及び内周縁部が前記フロントケーシングの端面及び前記弾性部材により押圧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】
前記弾性部材は前記固定プレートの前記内周縁部を押圧する圧縮コイルばねであることを特徴とする請求項３に記載のスクロール型流体機械。
【請求項５】
前記フロントケーンシグは前記リアケーシングに対してギャップを存した状態で締結されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか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、車両の空調に使用される冷凍回路の圧縮機として好適するスクロール型流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の流体機械としてのスクロール圧縮機はリア及びフロントケーンシグを備え、リアケーンシグ内に可動及び固定のスクロールからなるスクロールユニットが収容され、フロントケーシング内にはスクロールユニットのための駆動軸が配置されている（特許文献１）。
上述のスクロール圧縮機は、駆動軸の回転に伴い、可動スクロールが固定スクロールに対して旋回することで、冷媒の吸引から圧縮吐出までの一連のプロセスを実行する。そして、可動スクロールの旋回中、可動スクロールは自転阻止カップリングにより自転が阻止された状態にあり、自転阻止カップリングはフロントケーシングの端面と可動スクロールとの間に配置されている。
【０００３】
上述した自転阻止カップリングは可動スクロールの自転を阻止するのみならず、可動スクロールからのスラスト力を受けることから、自転阻止カップリングの軸方向の予荷重はスクロール圧縮機の初期回転トルク特性に影響を及ぼす。
一方、自転阻止カップリングの軸方向予荷重は、スクロール圧縮機の構成部品の加工精度や組立精度のばらつきに起因して大きく変動する。このため、特許文献１の圧縮機にあっては、リアケーシングにフロントケーシングを締結する際、これらケーシング間にシムを介在させ、このシムの厚みにより上述したばらつきを吸収し、自転阻止カップリングに所望の軸方向予荷重を付与するようにしている。
【特許文献１】実開平3-78990号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したシムによる軸方向予荷重の調整は、圧縮機の組立作業に多大な手間が掛かって、その生産性を大きく低下させるばかりでなく、種々な厚さのシムを用意しておく必要があるため、シムのストックはスクロール圧縮機のコストアップを招いている。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、自転阻止カップリングの軸方向予荷重を設定するにあたり、その組立作業性に優れ、且つ、そのコストダウンにも大きく貢献するスクロール型流体機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明のスクロール型流体機械は、そのフロントケーシングの端面と自転阻止カップリングとの間に設けられ、リアケーシングに対してフロントケーシングが締結されたとき、自転阻止カップリングを可動スクロールに向けて押圧する弾性部材を備えている（請求項１）。
請求項１のスクロール型流体機械によれば、フロントケーシングがリアケーシングに締結されると同時に、弾性部材は自転阻止カップリングを可動スクロールに押圧し、自転阻止カップリングにその軸線方向の予荷重を付与する。
【０００６】
具体的には、自転阻止カップリングは、可動スクロール及びフロントケーンシグの端面にそれぞれ支持され、互いに間隔を存して向き合うリング形状の可動プレート及び固定プレートと、これら可動プレート及び固定プレートにそれぞれ形成され、断面円弧状をなした環状レース溝と、可動及び固定プレートの環状レース溝間に挟持されたボールとを含み、弾性部材は、フロントケーシングの端面と固定プレートとの間に配置されている（請求項２）。
【０００７】
請求項２の自転阻止カップリングは、可動スクロールの旋回中、可動及び固定プレートの環状レース溝間に挟持されたボールは環状レース溝に沿って転動し、可動スクロールの自転を阻止する。
この場合、フロントケーシングの端面は固定プレートの環状レース溝に対応した部位に凹みを有し、固定プレートはその外周縁部及び内周縁部にて、フロントケーシングの端面及び弾性部材により押圧されているのが好ましい（請求項３）。この構成によれば、環状レース溝に拘わらず、可動プレートに対する固定プレートの平行度が維持され、可動スクロールからのスライス力が固定プレートの環状レース溝に片当たりすることはない。
【０００８】
更に、弾性部材は固定プレートの内周縁部を押圧する圧縮コイルばねからなり（請求項４）、この圧縮コイルばねはリアケーシングに対するフロントケーンシグの締付け力に比例した軸方向の予荷重を自転阻止カップリングに付与する。
この場合、フロントケーンシグがリアケーシングに締結されたとき、これらケーシング間にはギャップが確保されているのが好ましく（請求項５）、このギャップの存在により、自転阻止カップリングの軸方向の予荷重がフロントケーシングの締結力により調整可能とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１〜４のスクロール型流体機械は、可動スクロールに対して自転阻止カップリングを押圧する弾性部材を備えているので、リアケーシングとフロントケーシングとの間にシムを介在させることなく、自転阻止カップリングにその軸方向の予荷重を付与し、所望の初期回転トルク特性を得ることができる。また、スクロール型流体機械の組立にシムが不要であるから、組立作業が容易になるとともにそのコストダウンが可能となる。
【００１０】
請求項５のスクロール型流体機械は、フロントケーシングの締付け力により自転阻止カップリングに付与すべき軸方向の予荷重を調整可能であるから、スクロール型流体機械における構成部品の加工精度や組付け精度のばらつきを前記予荷重の調整により吸収でき、スクロール型流体機械の初期回転トルク特性を容易且つ安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１はスクロール型流体機械としてのスクロール圧縮機を示し、このスクロール圧縮機は車両を空調するための冷凍回路に組み込まれ、冷凍回路を循環する冷媒の圧縮に使用される。
スクロール圧縮機はリアケーシング１０及びフロントケーシング１２を備え、リアケーシング１０内にスクロールユニット１４が収容されている。スクロールユニット１４はリアケーシング１０に固定された固定スクロール１６と、この固定スクロール１６に対して噛み合うように組付けられた可動スクロール１８とからなり、この可動スクロール１８の旋回運動により、スクロールユニット１４は冷媒の吸入から圧縮を経て吐出までの一連のプロセスを連続して実行する。
【００１２】
より詳しくは、リアケーシング１０内にはその端壁とスクロールユニット１４の固定スクロール１６との間に吐出室２０が形成され、この吐出室２０はスクロールユニット１４（固定スクロール１６）の吐出孔２２に吐出弁２４を介して接続可能である一方、リアケーシング１０に形成した吐出ポート（図示しない）を介して冷凍回路の冷媒循環経路に接続されている。
【００１３】
なお、リアケーンシグ１０には冷媒の吸入ポート（図示しない）もまた形成されており、この吸入ポートは冷媒循環経路からリアケーシング１０内に冷媒を導入し、導入された冷媒はスクロールユニット１４内に吸入される。
一方、フロントケーシング１２内には駆動軸２６が配置され、この駆動軸２６は大径端部２８及び小径軸部３０を有する。大径端部２８はニードル軸受３２を介してフロントケーシング１２に回転自在に支持され、小径軸部３０はボール軸受３４を介してフロントケーシング１２に回転自在に支持されている。更に、小径軸部３０とフロントケーシング１２との間にはリップシール３６が配置され、このリップシール３６はフロントケーシング１２内を気密に区画している。
【００１４】
駆動軸２６の小径軸部３０はフロントケーシング１２から突出し、この突出端が電磁クラッチを内蔵した駆動プーリ３８に連結され、この駆動プーリ３８は軸受４０を介してフロントケーシング１２に回転自在に支持されている。駆動プーリ３８はベルトを介して車両のエンジン側の出力プーリに接続され、エンジンからの動力を受けて回転される。従って、エンジンの駆動中、駆動プーリ３８内の電磁クラッチがオン作動されていれば、駆動軸２６は駆動プーリ３８とともに回転される。
【００１５】
一方、駆動軸２６の大径端部２８からは可動スクロール１８に向けてクランクピン４２が突出され、このクランクピン４２は偏心ブッシュ４４及びニードル軸受４６を介して可動スクロール１８のボス４７を支持している。従って、駆動軸２６が回転されると、クランクピン４２及び偏心ブッシュ４４を介して可動スクロール１８が旋回運動する。
なお、図１中、参照符号４８は可動スクロール１８に対するカウンタウエイトを示し、このカウンタウエイト４８は偏心ブッシュ４４に取付けられている。
【００１６】
更に、フロントケーシング１２はリアケーシング１０内に侵入した環状の端面５０を有し、この端面５０は可動スクロール１８の端壁５２との間に自転阻止カップリング５４が配置されている。
この実施例の場合、自転阻止カップリング５４はいわゆるＥＭカップリングから構成されており、ＥＭカップリング５４はリング形状をなした可動プレート５６及び固定プレート５８を有する。これら可動及び固定プレート５６，５８は可動スクロール１８のボス４７を囲み、且つ、互いに対面関係にて配置され、図２から明らかなように、可動プレート５６は可動スクロール１８の端壁５２に支持され、これに対して、固定プレート５８はフロントケーシング１２の端面５０に支持されている。
【００１７】
可動及び固定プレート５６，５８の各々はプレス加工により複数の環状レース溝６０をそれぞれ有し、これら環状レース溝６０は断面円弧形状をなし、そのプレートの周方向に等間隔を存して配置されている。より詳しくは、環状レース溝６０は可動スクロール１８の旋回半径に応じたサイズを有し、その中央部は凸の半球状をなしている。
可動及び固定プレート５６，５８の環状レース溝６０間には鋼製のボール６２がそれぞれ挟持されており、これらボール６２は可動スクロール１８の旋回に伴い、その対応する環状レース溝６０に沿って相対的に転動し、この結果、可動スクロール１８の自転を阻止する。
【００１８】
図２から明らかなように、フロントケーシング１２の端面５０にはその外周縁部を残して環状の凹所６４が形成されており、この凹所６４はその環状レース溝６０に対応した固定プレート５８の背面部位とフロントケーシング１２との干渉を避けている。従って、フロントケーシング１２の端面５０はその外周縁部にて固定プレート５８の外周縁部を支持している。
【００１９】
一方、固定プレート５８の内周縁部は端面５０の内周縁から径方向内方に突出しており、固定プレート５８の内周縁部とフロントケーシング１２との間に弾性部材としての圧縮コイルばね６６が架け渡されている。この圧縮コイルばね６６は可動スクロール１８のボス４７を囲んで配置され、固定プレート５８の内周縁部を可動スクロール１８に向けて押圧し、ＥＭカップリング５４にその軸方向の予荷重を付与している。
【００２０】
圧縮コイルばね６６の押圧力、即ち、ＥＭカップリング５４の軸方向予荷重はリアケーシング１０に対してフロントケーシング１２を締結する際に調整される。より詳しくは、図１に示されるようにフロントケーシング１２は複数の締結ボルト６９をリアケーシング１０にねじ込むことで締結されるが、この際、リアケーシング１０とフロントケーシング１２との間にはギャップ７１が確保され、このギャップ７１の存在により、締結ボルト６９のねじ込み量（ねじ込みトルク）が増加する従い、圧縮コイルばね６６の収縮量、つまり、押圧付勢力が増加し、ＥＭカップリング５４の軸方向予荷重を調整することができる。この結果、スクロール圧縮機における構成部品の加工精度や組付け精度のばらつきを圧縮コイルばね６６により吸収して、スクロール圧縮機に所望の初期回転トルク特性を与えることができ、その作動上の信頼性を向上できる。
【００２１】
前述したようにフロントケーシング１２の端面５０には前述した凹所６４が形成されているので、固定プレート５８はその外周縁部及び内周縁部にてフロントケーシング１２の端面５０及び圧縮コイルばね６６にそれぞれ支持され、その環状レース溝６０に対応した固定プレート５８の背面部位が端面５０と干渉することはない。それ故、可動プレート５６に対する固定プレート５８の平行度は確実に維持され、可動スクロール１８からのスラスト力が固定プレート５８の環状レース溝６０に片当たりするようなことはない。この結果、ボール６２の円滑な転動が保証されるとともに、ＥＭカップリング５４の摩耗を低減することができる。
【００２２】
本発明は上述した一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る。
例えば、弾性部材としては圧縮コイルばね６６に代えて、図３に示されるように弾性変形可能なゴム等の弾性リング６８であってもよい。この場合、弾性リング６８は固定プレート５８の外周縁部を押圧し、固定プレート５８の内周縁部はフロントケーシング１２の端面５０に支持されている。
【００２３】
また、自転阻止カップリングとしては前述したＥＭカップリング５４に代えて、図４に示されるようなボールカップリング７０であってもよい。このボールカップリング７０は、可動スクロール１８の端壁５２及びフロントケーシング１２の端面５０にそれぞれ支持された可動及び固定レース７２，７４を有し、これらレース７２，７４は両面が平坦なリング形状をなす。可動及び固定レース７２，７４は可動及び固定リング７６，７８を介して複数のボール８０を挟持しており、可動及び固定リング７６，７８には各ボール８０を径方向に案内する径方向スロット８０がそれぞれ形成されている。
【００２４】
上述のボールカップリング７０にあっても、固定レース７４の内周端部を圧縮コイルスプリング６６により押圧することで、その軸方向予荷重を調整することができる。
最後に、本発明のスクロール型流体機械は、車両用空調装置に組込まれる冷凍回路用の圧縮機のみならず、種々の分野における圧縮機又は膨脹機としても使用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施例のスクロール圧縮機を示した断面図である。
【図２】図１のＥＭカップリング周辺を拡大して示した図である。
【図３】変形例の弾性部材を示した図である。
【図４】変形例のボールカップリングを示した図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０            リアケーシング
１２            フロントケーシング
１４            スクロールユニット
１６            固定スクロール
１８            可動スクロール
２６            駆動軸
５０            端面
５４            ＥＭカップリング（自転阻止カップリング）
５６            可動プレート
５８            固定プレート
６０            環状レース溝
６２            ボール
６４            凹所
６６            圧縮コイルばね（弾性部材）
６８            弾性リング（弾性部材）
６９            締結ボルト
７０            ボールカップリング（自転阻止カップリング）
７１            ギャップ
【図１】
2007303414.tif 000003
【図２】
2007303414.tif 000004
【図３】
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【図４】
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