(57)【要約】【課題】組み立て時にスクロール間の最適な隙間を容易に設定可能で、運転時に熱膨張が発生した際にも、スクロール間の適切な隙間を確保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。【解決手段】スクロール型圧縮機は、連結ボルト(8)によって互いに結合された駆動側ケーシング(4)及び圧縮側ケーシング(6)を有するハウジング(2)と、圧縮側ケーシング内に収容され、駆動軸(10)により駆動されて固定スクロール(30)の軸心周りに公転旋回運動され、作動ガスの吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する可動スクロール(32)を有したスクロールユニットとを具備し、駆動軸の軸線方向に対峙する各ケーシングの結合面(4a,6c)間に挟着され、固定スクロールに対する可動スクロールの軸線方向の押圧力を吸収し、軸線方向における各スクロールの隙間を確保する環状部材(38)とを備える。【選択図】図１
2007205262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結ボルトによって互いに結合された駆動側ケーシング及び圧縮側ケーシングを有するハウジングと、
前記駆動側ケーシング内を延び、該駆動側ケーシングに軸受を介して回転自在に支持された駆動軸と、
前記圧縮側ケーシング内に収容され、前記駆動軸により駆動されて固定スクロールの軸心周りに公転旋回運動され、作動ガスの吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する可動スクロールを有したスクロールユニットとを具備し、
前記駆動軸の軸線方向に対峙する前記駆動側ケーシング及び前記圧縮側ケーシングの結合面間に挟着され、前記固定スクロールに対する前記可動スクロールの前記駆動軸の軸線方向の押圧力を吸収し、該駆動軸の軸線方向における前記固定スクロールと前記可動スクロールとの隙間を確保する環状部材と
を備えることを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】
前記環状部材は、前記結合面間にて前記駆動軸の径方向に伸張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圧縮機。
【請求項３】
前記駆動側ケーシング及び前記圧縮側ケーシングは、前記結合面のそれぞれに、前記駆動軸の径方向に対する位置決め手段を有し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係り、より詳しくは車両の空調システムの冷凍回路に組み込まれるスクロール型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のスクロール型圧縮機は駆動側ケーシングと圧縮側ケーシングとを備え、これらは連結ボルトによって互いに結合されている。そして、これらケーシングの駆動軸の軸線方向には互いの結合面が対峙し、これら結合面間には金属製の挟み板であるシムが挟着されている。このシムを介することによって、圧縮機の運転時には、可動スクロールから固定スクロールに付加される駆動軸の軸線方向の押圧力が均等に、且つ確実に駆動側ケーシング側で受けられる。更には、固定及び可動スクロール間の隙間長が均一になる。また、上記シムの厚みや数量を変えることにより、固定及び可動スクロール間の隙間長が調整される（特許文献１）。
【０００３】
一方、固定及び可動スクロール間の隙間長の調整は、圧縮機の圧縮効率を低下させることなく、且つ可動スクロールが滑らかに回転するように、圧縮機の組み立て時の正確な芯出しを目的としてなされている。そして、この隙間長の調整方法は、固定及び可動スクロールを互いに仮装着し、駆動軸を回転させた際の負荷トルクをトルクセンサで測定し、この負荷トルクからスクロール間の隙間長を推算する。そして、この負荷トルク測定値から推算されたスクロール間の隙間長が上限値と下限値とで規定される隙間許容範囲内であれば固定及び可動スクロールを本装着する。このような圧縮機の組み立ての際の負荷トルク検査工程により、固定及び可動スクロール間の隙間長が管理されることが知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平１１−１４８４６７号公報
【特許文献２】特開平０７−２１７５７２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、上述したスクロール型圧縮機の場合によれば、シムは適切なスクロール間の隙間長を想定して選定され、その後スクロールの仮装着時に挟着され、負荷トルク検査工程を経て本装着される。
しかしながら、駆動側及び圧縮側ケーシングの結合面間に挟着されるシムの実厚にはばらつきがある。つまり、同種類のシムを同数だけ挟着させた場合であっても、固定及び可動スクロール間の隙間長が異なる場合がある。従って、圧縮機の組み立ての際に、適切なスクロール間の隙間長を想定してシムが選定されたにもかかわらず、シムの実厚のばらつきにより許容範囲外の隙間長となり、負荷トルク検査工程で不合格となる恐れがある。負荷トルク検査工程で不合格となれば、圧縮機を分解した上でシムの種類や数量を変更して再検査を実施しなければならず、このような再検査は生産効率の低下という問題を招いていた。
【０００５】
また、圧縮機全体にオイルや冷媒が充分に潤滑されていない状態で圧縮機が運転されるとスクロールユニットの潤滑油膜が充分に形成されない。この潤滑油膜の不充分な形成は、スクロール同士に無用な摩擦熱が発生することによるスクロールユニットの熱膨張を引き起こし、固定スクロールに対する可動スクロールの駆動軸の軸線方向の押圧力が増大する。そのため、スクロール間の隙間が不足気味となってスクロール同士のかじりが生じ、圧縮機の焼き付きの発生が懸念される。
【０００６】
一方、上記熱膨張で生じるスクロール間の隙間不足をあらかじめ考慮し、圧縮機の組み立て時にシムの厚みや数量を変えることにより、余裕を持たせた隙間長に設定することも考えられる。しかしながら、過大なスクロール間の隙間長が原因で、圧縮機の低回転数域ではスクロールユニットからの冷媒の漏洩が生じ、所望の圧縮効果が得られなくなることも考えられ、これでは圧縮機の性能が十分に発揮されなくなるとの問題がある。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされもので、その目的とするところは、圧縮機の組み立て時に固定及び可動スクロール間の最適な隙間を容易に設定可能で、圧縮機の運転時に熱膨張が発生した際にも、固定及び可動スクロール間の適切な隙間を確保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】
上記の目的を達成するため、本発明のスクロール型圧縮機は、連結ボルトによって互いに結合された駆動側ケーシング及び圧縮側ケーシングを有するハウジングと、駆動側ケーシング内を延び、駆動側ケーシングに軸受を介して回転自在に支持された駆動軸と、圧縮側ケーシング内に収容され、駆動軸により駆動されて固定スクロールの軸心周りに公転旋回運動され、作動ガスの吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する可動スクロールを有したスクロールユニットとを具備し、駆動軸の軸線方向に対峙する駆動側ケーシング及び圧縮側ケーシングの結合面間に挟着され、固定スクロールに対する可動スクロールの駆動軸の軸線方向の押圧力を吸収し、駆動軸の軸線方向における固定スクロールと可動スクロールとの隙間を確保する環状部材とを備えることを特徴としている（請求項１）。具体的には、環状部材は、結合面間にて駆動軸の径方向に伸張されることを特徴とし（請求項２）、更には、駆動側ケーシング及び圧縮側ケーシングは、結合面のそれぞれに、駆動軸の径方向に対する位置決め手段を有している（請求項３）。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１によれば、圧縮機の組み立ての際に、駆動側ケーシングと圧縮側ケーシングとは連結ボルトによって互いに結合され、これらケーシングの結合面間には環状部材が挟着されている。これらケーシングを結合する際に、固定スクロールには駆動軸の軸線方向に可動スクロールからの押圧力が生ずる。この押圧力は、環状部材が圧縮されることによって、この環状部材に吸収される。こうして、環状部材によるこの押圧力を吸収可能な性質と連結ボルトに対する締め付けトルクとから環状部材の圧縮度合いが決まる。即ち、連結ボルトの締め付けトルクを変更すれば、固定スクロールと可動スクロールとの間における駆動軸の軸線方向の隙間を調整することができる。これは従来の圧縮機の組み立て方法と比較して、スクロール間に最適な隙間が容易に設定され、圧縮機の生産効率が向上することとなる。更には、最適な隙間が容易に設定されるようになると、スクロール間の隙間の検査工程自体も撤廃可能となり、更なる圧縮機の生産効率の向上も期待される。しかも、圧縮機の低回転数域でもスクロールユニットからの冷媒漏洩が生じない。
【００１０】
また、圧縮機の運転中にスクロール及びその周辺の構成部品の熱膨張が発生し、可動スクロールによる更なる押圧力が生じた場合にも、この押圧力もまた環状部材で吸収されることから、スクロール間の隙間不足が回避され、スクロール同士のかじりが発生し難くなる。この結果、圧縮機の焼き付きが防止され、圧縮機の耐久性が向上する。
請求項２によれば、環状部材はケーシング結合面間にて駆動軸の軸線方向に圧縮されると同時に駆動軸の径方向に伸張されることになる。その結果、駆動側ケーシングと圧縮側ケーシングとの密接度が増し、ハウジングのシール機能をも有することとなる。よって、従来の駆動側ケーシング及び圧縮側ケーシングの接面に配設されていたＯリングが不要となり、圧縮機の部品点数を削減することができる。
【００１１】
請求項３によれば、圧縮機の組み立ての際に、駆動軸の径方向に対する駆動側ケーシング及び圧縮側ケーシングの位置決めを容易に行うことができ、圧縮機の生産効率がより一層向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は一実施例のスクロール型圧縮機を示している。
圧縮機のハウジング２は駆動側ケーシング４及び圧縮側ケーシング６から形成され、これらケーシング４，６は連結ボルト８を介して互いに結合されている。駆動側ケーシング４内には駆動軸１０が配置され、この駆動軸１０は圧縮側ケーシング６側に位置した大径端部１２と、駆動側ケーシング４から突出した小径軸部１４とを有する。大径端部１２はニードル軸受１６を介して駆動側ケーシング４に回転自在に支持され、小径軸部１４はボール軸受１８を介して駆動側ケーシング４に回転自在に支持されている。更に、小径軸部１４にはリップシール２０が配置されている。このリップシール２０はボール軸受１８と大径端部１２との間に位置付けられ、駆動側ケーシング４内を気密に区画する。
【００１３】
また、駆動側ケーシング４の外側には、軸受２２を介して駆動プーリ２４が回転自在に支持されており、駆動プーリ２４と一体に設けられた電磁クラッチ２６が小径軸部１４の突出端に取付けられている。駆動プーリ２４には、例えば車両のエンジンの動力が駆動ベルトを介して伝達され、そして、駆動プーリ２４の回転は電磁クラッチ２６を介して駆動軸１０に断続的に伝達可能である。従って、エンジンの駆動中、電磁クラッチ２６がオン作動されると、駆動軸１０は駆動プーリ２４と一体的に回転する。
【００１４】
一方、圧縮側ケーシング６内にはスクロールユニットが収容され、このスクロールユニットは、固定スクロール３０及び可動スクロール３２から構成されている。固定及び可動スクロール３０,３２は、互いに噛み合うように配置され、相対的に旋回可能である。
より詳しくは、固定及び可動スクロール３０,３２は、それぞれが基板３０ａ,３２ａ及び基板３０ａ,３２ａの内面に一体に設けられた渦巻きラップ３０ｂ,３２ｂからなり、渦巻きラップ３０ｂ,３２ｂは、基板３０ａ,３２ａの軸線回りに渦巻き状をなす空所を形成している。そして、固定及び可動スクロール３０,３２は、渦巻きラップ３０ｂ,３２ｂが互いの空所内に配置され、基板３０ａ,３２ａが渦巻きラップ３０ｂ,３２ｂを間に挟んで互いに離間している。
【００１５】
この配置下で、渦巻きラップ３０ｂ,３２ｂ同士は、その内壁面及び外壁面にて局所的に摺接する。また、基板３０ａ,３２ａの軸線方向、つまり渦巻きラップ３０ｂ,３２ｂの渦巻き方向と直交する方向からみて基板３０ａ,３２ａと反対側に位置した渦巻きラップ３０ｂ,３２ｂの先端には、チップシール３４がそれぞれ設けられており、これらチップシール３４を介して、固定及び可動スクロール３０,３２間での渦巻きラップ３０ｂ,３２ｂ及び基板３０ａ,３２ａが若干の隙間を有して相互に摺接している。
【００１６】
より詳しくは、図２に示されるように、固定及び可動スクロール３０,３２間での隙間は駆動側及び圧縮側ケーシング４，６の結合面間によって確保され、その結合面は駆動側ケーシング４の端壁４ａと圧縮側ケーシング６の端壁６ｃとによって構成される。この端壁６ｃには段差４０が設けられており、段差４０は駆動軸１０の径方向に延びる端壁４０ａと、端壁４０ａに連なり駆動軸１０の軸線方向に延びる周壁４０ｂとから形成される。これら端壁４０ａと周壁４０ｂには、柔軟性があり、且つある弾性力を有する物質でできた環状部材３８が密接されている。この環状部材３８の形状の一実施例としては図３に示されるように角リング状を呈している。そして、図２に示されるように、環状部材３８の一端面３８ａは駆動側ケーシング４の端壁４ａに、環状部材３８の他端面３８ｂは段差４０の端壁４０ａにそれぞれ密接し、環状部材３８の内周面３８ｃは駆動側ケーシング４の端壁４ｂに、環状部材３８の外周面３８ｃは段差４０の端壁４０ｂにそれぞれ密接し、この配置下で、固定及び可動スクロール３０,３２間での隙間部３６形成され、具体的には隙間長Ｌをなして形成されている。
【００１７】
一方、駆動側及び圧縮側ケーシング４，６は、端壁４ａと端壁６ｃとからなる結合面のそれぞれに駆動軸１０の径方向に対する位置決め手段を有している。より具体的には、同じく図２に示されるように、端壁４ａには圧縮側ケーシング６に向けて突出する凸部４２が設けられ、この凸部４２に対峙した端壁６ｃ部分には凹部４４が設けられており、互いに嵌め合わされて駆動側及び圧縮側ケーシング４，６の径方向の位置決めがなされる。
【００１８】
そして、この配置下で、固定及び可動スクロール３０,３２間には、渦巻きラップ３０ｂ,３２ｂの協働によって圧力室５２が形成される。圧力室５２は、可動スクロール３２の旋回運動に伴って渦巻きラップ３０ｂ,３２ｂの径方向の外周側から中心に向けて移動し、この際にその容積が減少される。
上述した可動スクロール３２に旋回運動を付与するため、可動スクロール３２と駆動軸１０の大径端部１２とは、クランクピン５４、偏心ブッシュ５６及びニードル軸受５８を介して互いに連結され、そして、可動スクロール３２の自転が可動スクロール３２と駆動側ケーシング４との間に配置されたボール型の旋回スラストベアリング６０により阻止されている。なお、図１中の参照符号６２はカウンタウエイトを示し、このカウンタウエイト６２は偏心ブッシュ５６に取付けられている。
【００１９】
一方、固定スクロール３０は圧縮側ケーシング６内にて複数の固定ボルト（図示せず）を介して固定され、固定スクロール３０の基板３０ａと圧縮側ケーシング６の端壁６ａとの間に吐出室６４が形成されている。そして、固定スクロール３０は、３０ａの略中央を貫通して圧力室５２と吐出室６４を互いに連通させる吐出孔６６を有し、吐出孔６６は吐出弁６８により開閉される。吐出弁６８はリード弁体６８ａと、リード弁体６８ａの開度を規制するストッパプレート６８ｂからなり、これらリード弁体６８ａ及びストッパプレート６８ｂは共に取付けねじ７０を介して基板３０ａに取付けられている。
【００２０】
また、固定及び可動スクロール３０,３２、つまりスクロールユニットと圧縮側ケーシングの周壁６ｂとの間は吸入室７２として確保され、図示しないけれども、周壁６ｂには、吐出室６４及び吸入室７２のそれぞれを圧縮機の外部と連通させるための吸入ポート及び吐出ポートが形成されている。
また、この圧縮機は、電磁クラッチ２６を介して例えばエンジンからの動力供給を受けて作動し、その作動中、駆動軸１０の回転に伴って可動スクロール３２が自転することなく旋回運動する。可動スクロール３２の旋回運動は、圧力室５２を渦巻きラップ３０ｂ,３２ｂの渦巻き方向でみて外側から内側に向けて移動させ、これにより吸入室７２から圧力室５２内への作動流体、例えばガス冷媒の吸入工程、吸入したガス冷媒の圧縮工程、及び圧力室５２から吐出弁６８を通じた吐出室６４内への高圧ガス冷媒の吐出工程をもたらす。そして、これら一連の工程の結果、圧縮機外部から吸入ポートを介して圧縮機内部に冷媒が流入し、高圧冷媒が吐出ポートから圧縮機外部へと吐出される。
【００２１】
上述の如く、本実施例の圧縮機によれば、駆動側及び圧縮側ケーシング４，６は連結ボルト８によって互いに結合され、環状部材３８は端壁４ａと端壁６ｃとからなる結合面にて挟着される。
これらケーシング４，６を結合する際に、固定スクロール３０には駆動軸１０の軸線方向に可動スクロール３２からの押圧力が生じ、この押圧力が環状部材３８の弾性力と釣り合う位置まで環状部材３８は圧縮される。要するに、環状部材３８の材質から定まる環状部材３８の弾性力と連結ボルト８に対する締め付けトルクによる軸方向の推進力とから環状部材３８の圧縮度合いが決まるので、連結ボルト８の締め付けトルクを調整すれば、これらケーシング４，６の軸線方向の隙間長Ｌを調整可能である。この点につき、従来では、これらケーシングの端壁４ａと端壁６ｃには金属製の挟み板であるシムが挟着されていたが、このシムの実厚にばらつきがあるため、正確に隙間長Ｌを設定できず、圧縮機を再度分解してシムを挟着し直さざるをえない場合もあった。しかし、本実施例の圧縮機によっては、駆動側及び圧縮側ケーシング４，６の最適な隙間長Ｌが容易に設定され、圧縮機の生産効率が向上する。
【００２２】
また、固定及び可動スクロール３０，３２の最適な隙間長Ｌが容易に設定されると、固定及び可動スクロール３０，３２の隙間長Ｌの検査工程自体も撤廃可能となり、更なる圧縮機の生産効率の向上も期待される。しかも、圧縮機の低回転数域でもスクロールユニットからの冷媒漏洩が生じなくなる。
また、圧縮機全体にオイルや冷媒が充分に潤滑されていない状態で圧縮機が運転されると、スクロールユニットの潤滑油膜が充分に形成されないことがある。この結果、スクロールユニットの温度が上昇して、スクロールユニットが熱膨張し、固定スクロール３０に対する可動スクロール３２に更なる押圧力を生じるが、本実施例の圧縮機によれば、この押圧力もまた環状部材３８で吸収され、隙間部３６が確保される。よって、固定及び可動スクロール３０，３２間の隙間長Ｌの不足が回避され、固定及び可動スクロール３０，３２同士のかじりが発生し難くなる。この結果、圧縮機の焼き付きが防止され、圧縮機の耐久性が向上する。
【００２３】
一方、環状部材３８は、各ケーシング４，６の端壁４ａと端壁６ｃによって駆動軸１０の軸線方向に圧縮され、駆動軸１０の径方向に伸張されることになる。この結果、環状部材３８は駆動側及び圧縮側ケーシング４，６の駆動軸１０の径方向にも密接し、ハウジング２のシール機能をも有することとなる。よって、従来のＯリングが不要となり、圧縮機の部品点数を削減することができるので、より簡単な構成となり、圧縮機の生産効率の向上及び原価低減が可能となる。
【００２４】
このように、この圧縮機は、圧縮機の組み立ての際に駆動軸１０の径方向に対するケーシング４，６の位置決め手段の機能を有する従来のＯリングがない構造となる。ここで、環状部材３８が駆動軸１０の径方向に伸張されるため、その伸張分によって上記径方向の位置決めが不充分になり得るが、本実施例の如く駆動側ケーシング４に凸部４２、圧縮側ケーシング６に凹部４４を有する嵌め合い構造を設けることにより、圧縮機の組み立ての際に駆動軸１０の径方向の容易な位置決めが可能となり、圧縮機の生産効率がより一層向上する。
【００２５】
本発明は上述の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、径方向の位置決め手段は、図４に示されるように、駆動側ケーシング４に凸部４６、圧縮側ケーシング６に凹部４８を設け、組み付け時にピン５０を挿入する方法もあり、この場合にも圧縮機の組み立ての際に駆動軸１０の径方向の容易な位置決めが可能となる。
【００２６】
また、最適な隙間長Ｌが効率良く設定される限り、配設する環状部材３８の形状や材質、厚みや幅は限定されるものではない。更には、駆動軸１０の軸線方向及び径方向の機密性を確保できる限り、環状部材３８の配設個所は段差４０の位置のみに限定されるものでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一実施例のスクロール圧縮機を示した縦断面図である。
【図２】図１中、領域IIの拡大図の例である。
【図３】シムの形状図の例である。
【図４】他の実施例の拡大図である。
【符号の説明】
【００２８】
２  ハウジング
４  駆動側ケーシング
４ａ  端壁（結合面）
６  圧縮側ケーシング
６ｃ  端壁（結合面）
８  連結ボルト
１０  駆動軸
１６  ニードル軸受（軸受）
１８  ボール軸受（軸受）
３０  固定スクロール
３２  可動スクロール
３８  環状部材
【図１】
2007205262.tif 000003
【図２】
2007205262.tif 000004
【図３】
2007205262.tif 000005
【図４】
2007205262.tif 000006