(57)【要約】【課題】簡単な構成でスクロールユニットの潤滑性能を高めながらスラストプレートの耐久性向上及び騒音低減、ひいては自転阻止機構の耐久性向上及び騒音低減を実現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】固定スクロール(8)及び可動スクロール(10)が協働して作動流体の圧力室(60)を区画するスクロール型流体機械(1)であって、可動スクロールの渦巻体(52)が立設される端板(10a)の背面(64)側において可動スクロールを公転旋回可能に支持する支持部材(4)と、端板と支持部材との間に配され、可動スクロールの摺動に伴いそのスラスト荷重を受ける摺動面(72)を有したスラストプレート(70)とを備え、スラストプレートは、摺動面の凹部(82)とその背面(83)の凸部(84)とからなる油溜部(76,88)を有し、支持部材は、凸部が係合される係合部(86)を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロール及び可動スクロールが協働して作動流体の圧力室を区画するスクロール型流体機械であって、
前記可動スクロールの渦巻体が立設される端板の背面側において前記可動スクロールを公転旋回可能に支持する支持部材と、
前記端板と前記支持部材との間に配され、前記可動スクロールの摺動に伴いそのスラスト荷重を受ける摺動面を有したスラストプレートとを備え、
前記スラストプレートは、前記摺動面の凹部とその背面の凸部とからなる油溜部を有し、
前記支持部材は、前記凸部が係合される係合部を有することを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項２】
前記油溜部及び前記係合部は複数設けら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】
前記端板と前記支持部材との間に配され、前記可動スクロールの自転を阻止する、ピン、及び、前記ピンが遊嵌される遊嵌部からなる自転阻止機構とを備え、
前記スラストプレートは、前記ピンが貫通される貫通孔を有することを特徴とする請求項１または２に記載のスクロール型流体機械。
【請求項４】
前記貫通孔は前記ピンと非接触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】
前記凸部と前記係合部との隙間が前記スラストプレートの許容移動量であ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。
【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し、例えば車両用空調装置に使用して好適な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、固定スクロール及び可動スクロールが協働して作動流体の圧力室として圧縮室または膨張室を区画する。可動スクロールは、可動スクロールの渦巻体が立設される端板の背面側に位置するフロントハウジングの内側端部において公転旋回可能に支持されている。可動スクロールの端板とフロントハウジングとの間には、可動スクロールの摺動に伴いそのスラスト荷重を受ける摺動面を有したスラストプレートが配置されている。
【０００３】
そして、スラストプレートの摺動面に潤滑油を供給するための油溜部を形成したスクロール型流体機械が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３３６６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術の場合には、スラストプレートの固定については格別な配慮がなされておらず、スラストプレートのがたつきに起因するスラストプレートの耐久性低下及び騒音増大が発生するおそれがある。
また、可動スクロールの端板とフロントハウジングとの間には、スラストプレートと干渉する位置に可動スクロールの自転を阻止する自転阻止機構が配置されるが、上記従来技術の場合には、この点についても格別な配慮がなされていないため、自転阻止機構の耐久性向上及び騒音低減について依然として課題が残されている。
【０００６】
本発明は上述の事情に基づいてなされ、その目的とするところは、簡単な構成でスクロールユニットの潤滑性能を高めながらスラストプレートの耐久性向上及び騒音低減、ひいては自転阻止機構の耐久性向上及び騒音低減を実現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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に記載のスクロール型流体機械は、固定スクロール及び可動スクロールが協働して作動流体の圧力室を区画するスクロール型流体機械であって、可動スクロールの渦巻体が立設される端板の背面側において可動スクロールを公転旋回可能に支持する支持部材と、端板と支持部材との間に配され、可動スクロールの摺動に伴いそのスラスト荷重を受ける摺動面を有したスラストプレートとを備え、スラストプレートは、摺動面の凹部とその背面の凸部とからなる油溜部を有し、支持部材は、凸部が係合される係合部を有することを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、油溜部及び係合部は複数設けられることを特徴としている。
請求項３記載の発明は、端板と支持部材との間に配され、可動スクロールの自転を阻止する、ピン、及び、ピンが遊嵌される遊嵌部からなる自転阻止機構とを備え、スラストプレートは、ピンが貫通される貫通孔を有することを特徴としている。
請求項４記載の発明は、貫通孔はピンと非接触であることを特徴としている。
【０００９】
請求項５記載の発明は、凸部と係合部との隙間がスラストプレートの許容移動量であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載のスクロール型流体機械によれば、スラストプレートは、摺動面の凹部と摺動面の背面の凸部とからなる油溜部を有し、支持部材は凸部が係合される係合部を有する。これにより、スラストプレートの油溜部によってスラストプレートの移動を規制することができる。従って、スラストプレートの固定手段を別途設けなくとも、スクロールユニットの潤滑性能を高めながら、スラストプレートのがたつきを抑制することができるため、簡単な構成でスラストプレートの耐久性向上、及び騒音低減を実現することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、油溜部及び係合部は複数設けられることにより、スクロールユニットの潤滑性能を高めながら、可動スクロールの公転旋回運動に伴うスラストプレートの回動とそれに起因するがたつきを確実に防止することができるため、スラストプレートの耐久性向上、及び騒音低減を更に効果的に実現することができる。
請求項３記載の発明によれば、スラストプレートは、自転阻止機構のピンが貫通される貫通孔を有することにより、油溜部が係合部に係合されてスラストプレートの移動を規制するため、貫通孔とピンとの接触範囲を最低限にしつつ、スラストプレートの移動を規制可能となる。従って、ピンの不要な接触、それに伴うピンの傷つきや摩耗を防止することができるため、スラストプレート及び自転阻止機構の両方の耐久性向上、及び騒音低減を実現することができる。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、貫通孔はピンと非接触であることにより、スラストプレートの組み付け時や可動スクロールの公転旋回時に、可動スクロールの自転阻止に際して荷重を受けるピンの接触面に傷がつくのを防止することができる。従って、ピン、ひいては自転阻止機構の耐久性を更に効果的に向上することができる。
請求項５記載の発明によれば、凸部と係合部との隙間がスラストプレートの許容移動量であることにより、スラストプレートの移動量を少なくとも上記隙間の範囲内に確実に規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機を示した断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ方向から見たスラストプレートの平面図である。
【図３】図２の円孔のＢ−Ｂ方向から見たスラストプレート及び自転阻止機構の断面図である。
【図４】図２の油溜部のＣ−Ｃ方向から見たスラストプレート及び自転阻止機構の断面図である。
【図５】本発明の変形例に係る油溜部におけるスラストプレート及び自転阻止機構の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本発明の第１実施形態に係るスクロール圧縮機（スクロール型流体機械）１を示している。圧縮機１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（作動流体）の圧縮に使用される。
圧縮機１はリアハウジング２及びフロントハウジング（支持部材）４を備え、リアハウジング２とフロントハウジング４との間にはスクロールユニット６が挟持されている。スクロールユニット６は各ハウジング２，４に固定された固定スクロール８と、固定スクロール８に対して噛み合うように組付けられた可動スクロール１０とからなる。
【００１５】
圧縮機１は可動スクロール１０の旋回軸線が水平となる横置き型スクロール圧縮機であって、可動スクロール１０の旋回運動によりスクロールユニット６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。
詳しくは、リアハウジング２内にはその端板とスクロールユニット６の固定スクロール８との間に吐出室１２が形成され、吐出室１２は固定スクロール８の端板８ａに形成された吐出孔（図示しない）にリードバルブタイプの吐出弁１４を介して連通可能である一方、リアハウジング２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連通されている。
【００１６】
フロントハウジング４の外周壁４ａには冷媒の吸入ポート１６が凹設され、冷媒循環経路から吸入ポート１６を経て導入された冷媒はスクロールユニット６内に吸入される。
一方、フロントハウジング４内には駆動軸１８が配置され、駆動軸１８は大径端部２０及び小径軸部２２を有する。大径端部２０はニードル軸受２４を介してフロントハウジング４に回転自在に支持され、小径軸部２２はボール軸受２６を介してフロントハウジング４に回転自在に支持されている。更に、小径軸部２２とフロントハウジング４との間にはリップシール２８が配置され、リップシール２８はフロントハウジング４内を気密に区画している。
【００１７】
駆動軸１８の小径軸部２２はフロントハウジング４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３０に連結され、駆動プーリ３０は軸受３２を介してフロントハウジング４に回転自在に支持されている。駆動プーリ３０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３０内の電磁クラッチがオン作動されていれば、駆動軸１８は駆動プーリ３０とともに回転される。
【００１８】
一方、駆動軸１８の大径端部２０からは可動スクロール１０に向けてクランクピン３４が突出され、クランクピン３４は偏心ブッシュ３６及びニードル軸受３８を介して可動スクロール１０のボス４０を支持している。従って、駆動軸１８が回転されると、クランクピン３４及び偏心ブッシュ３６を介して可動スクロール１０が公転旋回運動する。
更に、フロントハウジング４と可動スクロール１０の端板１０ａとの間には自転阻止機構４２（図３参照）が配置されている。
【００１９】
固定スクロール８はその端板８ａと一体成形された固定渦巻体５０を有し、可動スクロール１０もその端板１０ａと一体成形された可動渦巻体（渦巻体）５２を有している。固定及び可動渦巻体５０，５２の内外面はその中央端部を除き、インボリュート曲面から形成されている。なお、上述した吐出孔は、固定渦巻体５０の中央端部５４の近傍に位置付けられ、この中央端部５４の内面との間には一定のクリアランスが確保されている。
【００２０】
固定渦巻体５０の先端部には固定チップシール５６が設けられ、可動渦巻体５２の先端部には可動チップシール５８が設けられている。固定渦巻体５０及び端板１０ａは固定チップシール５６を介して互いに摺接され、可動渦巻体５２及び端板８ａは可動チップシール５８を介して互いに摺接される。固定及び可動スクロール８，１０間でのこれらの摺接により吸入ポート１６から導入された冷媒がスクロールユニット６内に吸入され、固定及び可動スクロール８，１０が協働することにより固定及び可動渦巻体５０，５２間にはミスト状の潤滑油を含む冷媒ガスの圧力室（圧縮室または膨張室）６０が区画して形成され、上述した一連のプロセスが連続して実行される。
【００２１】
フロントハウジング４には、外周壁４ａの内側端部６２が円環状に形成され、内側端部６２には、可動スクロール１０の端板１０ａの背面６４側にて駆動軸１８の軸線方向、換言すると可動スクロール１０の旋回軸線方向に、圧縮室６０の区画形成に伴い発生する圧縮反力によって生じたスラスト荷重が作用する。また、背面６４と対向する内側端部６２の内側端面６６には、吸入ポート１６に連通する吸入孔６８が開口されている。そして、可動スクロール１０は、内側端部６２において公転旋回可能に支持され、端板１０ａと内側端部６２との間には、可動スクロール１０のスラスト荷重を受けるスラストプレート７０が配置されている。
【００２２】
図２は図１のＡ−Ａ方向から見たスラストプレート７０の平面図である。スラストプレート７０は円環状をなして形成され、可動スクロール１０の公転旋回運動に伴い背面６４が摺動される摺動面７２を有し、摺動面７２には可動スクロール１０のスラスト荷重が直接に作用する。
図３はスラストプレート７０に形成される円孔７４をＢ−Ｂ方向から見たスラストプレート７０及び自転阻止機構４２の断面図であり、図４はスラストプレート７０に形成される油溜部７６をＣ−Ｃ方向から見たスラストプレート７０及び自転阻止機構４２の断面図である。自転阻止機構４２は、スラストプレート７０と同様に端板１０ａと内側端部６２との間に配置され、例えば可動スクロール１０の自転を阻止する４つのピン７８、及び４つのホール（遊嵌部）８０から構成されたピン＆ホール式の機構であり、各ピン７８がそれぞれ各ホール８０に遊嵌されることにより可動スクロール１０の自転を阻止しつつその公転旋回運動を可能とする。
【００２３】
そして、スラストプレート７０には各ピン７８に対応する位置に円孔７４が貫通して形成され、各円孔７４にはそれぞれ各ピン７８が挿入されている。
詳しくは、図２で見て上下左右４箇所に形成される円孔７４は、ピン７８との間に所定の隙間Ｇを存し、ピン径Ｄｐに対して大きな孔径Ｄｈを有している。図３に示すように内側端部６２に立設されたピン７８は、円孔７４に非接触状態で端板１０ａに凹設されたホール８０に遊嵌される。
【００２４】
一方、図２で見て各円孔７４間の４箇所に形成される油溜部７６は、摺動面７２に平面視円形状の凹部８２を有し、凹部８２の背面８３に平面視円形状の凸部８４を有して形成されている。油溜部７６では、潤滑油が溜まる窪みである凹部８２と凸部８４とが押し出し加工によって同時に形成されるため、凸部８４の外径Ｄｏは凹部８２の内径Ｄｉよりも大きくなっている。
【００２５】
図４に示すように、内側端面６６には、各凸部８４が対向する位置に、各凸部８４が係合される円形状の係合穴（係合部）８６がそれぞれ形成されている。係合穴８６は凸部８４の突設高さよりも長い深さで形成され、背面８３が内側端面６６に当接した状態であっても凸部８４は係合穴８６に接触せず、凸部８４の全体が係合穴８６に収容される。本実施形態では、係合穴８６の穴径Ｄｅは凸部８４の外径Ｄｏと略同じであるため、ピン７８に対するスラストプレート７０の移動量は０に規制されている。
【００２６】
以上のように本実施形態の圧縮機１では、スラストプレート７０は凹部８２と凸部８４とからなる油溜部７６を有し、フロントハウジング４の内側端面６６には凸部８４が係合される係合穴８６が形成されるため、油溜部７６によってスラストプレート７０の移動を規制し、可動スクロール１０の公転旋回運動に伴うスラストプレート７０の回動を抑制することができる。従って、スラストプレート７０の固定手段を別途設けなくとも、スクロールユニット６の潤滑性能を高めながら、スラストプレート７０のがたつきを抑制することができるため、簡単な構成でスラストプレート７０の耐久性向上、及び騒音低減を実現することができる。
【００２７】
また、油溜部７６及び係合穴８６は４組設けられることにより、スクロールユニット６の潤滑性能を高めながら、可動スクロール１０の公転旋回運動に伴うスラストプレート７０の回動とそれに起因するがたつきを確実に防止することができるため、スラストプレート７０の耐久性向上、及び騒音低減を更に効果的に実現することができる。
【００２８】
更に、スラストプレート７０は自転阻止機構４２のピン７８が貫通される円孔７４を有することにより、油溜部７６が係合穴８６に係合されてスラストプレート７０の移動を規制するため、円孔７４とピン７８との接触範囲を最低限にしつつ、スラストプレート７０の移動を規制可能となる。従って、ピン７８の不要な接触、それに伴うピン７８の傷つきや摩耗を防止することができるため、スラストプレート７０及び自転阻止機構４２の両方の耐久性向上、及び騒音低減を実現することができる。
【００２９】
更にまた、円孔７４はピン７８と非接触であることにより、スラストプレート７０の組み付け時や可動スクロール１０の公転旋回時に、可動スクロール１０の自転阻止に際して荷重を受けるピン７８の接触面に傷がつくのを防止することができる。従って、ピン７８、ひいては自転阻止機構４２の耐久性を更に効果的に向上することができる。
本発明は、上述の実施形態に制約されるものではなく種々の変形が可能である。
【００３０】
例えば、上記実施形態ではピン７８及びホール８０は４組形成され、油溜部７６も４つ形成されているが、この構成に限定されない。但し、可動スクロール１０の自転阻止を行うためには３組以上のピン７８及びホール８０が機構上必要であり、最低でも１つ、好ましくは２つ以上の油溜部７６を設ければ、スラストプレート７０の移動を確実に規制することができる。
【００３１】
また、上記実施形態では図４に示すように係合穴８６の穴径Ｄｅは凸部８４の外径Ｄｏと略同じであるため、ピン７８に対するスラストプレート７０の移動量を０に規制することができる。しかし、これに限らず、例えば図５の本発明の変形例に係る油溜部８８の断面図に示すように、係合穴８６の穴径Ｄｅを凸部８４の外径Ｄｏよりも大きくし、係合穴８６と凸部８４との間に隙間Ｇ１を形成しても良い。この場合には、隙間Ｇ１はスラストプレート７０の許容移動量となり、スラストプレート７０の移動量を少なくとも隙間Ｇ１の範囲内に確実に規制することができる。なお、隙間Ｇ１は少なくとも円孔７４における隙間Ｇよりも小さく形成する必要がある。
【００３２】
更に、上記実施形態の自転阻止機構４２はピン＆ホール式の機構であるが、この機構に限定されず、ピン７８とピン７８の遊嵌部から構成される機構であれば、例えばピン＆リング、ピン＆リンク等の機構であっても良い。
最後に、本発明は、横置き型のスクロール圧縮機１のみならず、縦置き型にも適用可能であり、また、ピン７８を端板１０ａに立設し、ホール８０を内側端部６２に凹設した圧縮機の構成でも良い。更に、冷媒の膨張室が区画形成されるスクロール膨張機などのスクロール型流体機械全般に適用できることは勿論である。
【符号の説明】
【００３３】
１    スクロール圧縮機（スクロール型流体機械）
４    フロントハウジング（支持部材）
８    固定スクロール
１０    可動スクロール
１０ａ    端板
４２    自転阻止機構
５２    可動渦巻体（渦巻体）
６０    圧力室（圧縮室または膨張室）
６４    （可動スクロールの端板の）背面
７０    スラストプレート
７２    摺動面
７４    円孔（貫通孔）
７６，８８  油溜部
７８    ピン
８０    遊嵌部
８２    凹部
８３    （凹部の）背面
８４    凸部
８６    係合部
【図１】
2012225235.tif 000003
【図２】
2012225235.tif 000004
【図３】
2012225235.tif 000005
【図４】
2012225235.tif 000006
【図５】
2012225235.tif 000007