(57)【要約】【課題】簡素な構造により、旋回スクロールの逆転を確実に阻止し、停止間際における旋回スクロールの振動を抑制する。【解決手段】固定スクロールに対する旋回スクロール７の逆転方向への旋回を防止する逆転防止手段を、ハウジング４と旋回スクロール７との間に設けた。逆転防止手段の具体例としては、旋回スクロール７およびハウジング４の一方に形成されたラチェット凹部４２と、前記他方に形成されてラチェット凹部４２に係合するラチェット凸部４３Ａ，４３Ｂとを備えて旋回スクロール７の正転方向への旋回運動のみを許容するラチェット機構４１とすることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに固定され、固定端板に固定渦巻状ラップが形成された固定スクロールと、
旋回端板に旋回渦巻状ラップが形成され、前記固定スクロールに対向して前記ハウジング内に収容された旋回スクロールと、を有し、
前記固定渦巻状ラップと前記旋回渦巻状ラップを互いに噛み合わせた状態で、前記旋回スクロールを前記固定スクロールに対して自転防止手段により自転を規制しながら旋回運動させることにより、前記固定渦巻状ラップと前記旋回渦巻状ラップとの間に画成される一対の可変容積室の中で冷媒を圧縮するように構成されたスクロール型圧縮機であって、
前記固定スクロールに対する前記旋回スクロールの逆転方向への旋回を防止する逆転防止手段を、前記ハウジングと前記旋回スクロールとの間に設けたことを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】
前記逆転防止手段は、
前記旋回スクロールおよび前記ハウジングの一方に形成されたラチェット凹部と、
前記旋回スクロールおよび前記ハウジングの他方に形成されて前記ラチェット凹部に係合するラチェット凸部と、を備え、前記旋回スクロールの正転方向への旋回運動のみを許容するラチェット機構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圧縮機。
【請求項３】
前記ラチェット機構は、前記旋回スクロールの前記旋回端板の外周面と、この外周面に対向する前記ハウジングの内周面との間に設けられてい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圧縮機。
【請求項４】
前記逆転防止手段は、
前記旋回スクロールの前記旋回端板を、この旋回端板に対向する前記ハウジングのスラスト面に電磁力により吸着させる電磁クラッチ機構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圧縮機。
【請求項５】
前記電磁クラッチ機構への通電時間は、前記旋回スクロールへの前記旋回動力が断たれた時から、前記可変容積室の中で圧縮状態にある前記冷媒の圧力が前記旋回スクロールを逆転させることのできる圧力を下回るまでの間と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圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、停止の間際における旋回スクロールの振動を防止したスクロール型圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空調機や冷凍機等において、冷媒を圧縮するのに広く用いられているスクロール型圧縮機は、周知のように、固定端板（鏡板）に固定渦巻状ラップが形成された固定スクロールと、旋回端板に旋回渦巻状ラップが形成された旋回スクロールとを有し、固定スクロールの固定渦巻状ラップと旋回スクロールの旋回渦巻状ラップとを互いに対向させて噛み合わせた状態で、固定スクロールに対して旋回スクロールを回転させずに旋回運動（偏心運動）させることにより、固定渦巻状ラップと旋回渦巻状ラップとの間に画成される一対の可変容積室の中で冷媒を圧縮するように構成されている。
【０００３】
このように構成されたスクロール型圧縮機において、旋回スクロールを旋回運動させる回転軸の回転が停止すると、固定渦巻状ラップと旋回渦巻状ラップとの間に画成された一対の可変容積室の一方で行われていた冷媒の圧縮が中断され、この可変容積室の容積が拡張することにより、旋回スクロールが逆転方向に旋回し、他方の可変容積室に充填されている冷媒を圧縮する。その反動により旋回スクロールが正転方向に旋回し、一方の可変容積室の冷媒を圧縮する、という行程が、双方の可変容積室内の冷媒の圧力が低下するまで高速で交互に繰り返され、旋回スクロールが振動を発する。自動車用空調機においては、上記の旋回スクロールの振動が車内の人員に違和感を及ぼすという問題があった。
【０００４】
従来では、特許文献１に開示されているように、旋回スクロールを駆動する回転軸に一方向クラッチを設けて回転軸および旋回スクロールの逆転を阻止するようにしたスクロール型圧縮機がある。このスクロール型圧縮機は、原動機となる電動モーターが誤配線された場合に、旋回スクロールが逆方向に駆動されて破損することを防止するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２８０４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のスクロール型圧縮機では、一方向クラッチが設けられた回転軸と旋回スクロールとの間に、回転軸の回転を旋回スクロールの旋回運動に変換する偏心ブッシュやベアリング等、複数の部材が介在しているため、これらの部材間に存在するバックラッシュ（遊び）のために、回転軸が逆転を阻止されても、旋回スクロールは振動を発するのに十分な回動角を有したままであった。このため、回転軸に一方向クラッチを設けても旋回スクロールの逆転による振動を阻止することができなかった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡素な構造により、旋回スクロールの逆転を確実に阻止し、停止間際における旋回スクロールの振動を抑制することのできるスクロール型圧縮機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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
即ち、本発明に係るスクロール型圧縮機の第１の態様は、ハウジングと、前記ハウジングに固定され、固定端板に固定渦巻状ラップが形成された固定スクロールと、旋回端板に旋回渦巻状ラップが形成され、前記固定スクロールに対向して前記ハウジング内に収容された旋回スクロールと、を有し、前記固定渦巻状ラップと前記旋回渦巻状ラップを互いに噛み合わせた状態で、前記旋回スクロールを前記固定スクロールに対して自転防止手段により自転を規制しながら旋回運動させることにより、前記固定渦巻状ラップと前記旋回渦巻状ラップとの間に画成される一対の可変容積室の中で冷媒を圧縮するように構成されたスクロール型圧縮機であって、前記固定スクロールに対する前記旋回スクロールの逆転方向への旋回を防止する逆転防止手段を、前記ハウジングと前記旋回スクロールとの間に設けたことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、逆転防止手段によって固定スクロールに対する旋回スクロールの逆転が防止される。固定スクロールはハウジングに固定されており、このハウジングと旋回スクロールとの間に逆転防止手段が設けられているため、旋回スクロールが固定スクロールに対して遊びを持つことなく逆転を防止される。このため、停止間際における旋回スクロールの逆転を阻止して振動を抑制することができる。
【００１０】
また、本発明に係るスクロール型圧縮機の第２の態様は、前記第１の態様において、前記逆転防止手段は、前記旋回スクロールおよび前記ハウジングの一方に形成されたラチェット凹部と、前記旋回スクロールおよび前記ハウジングの他方に形成されて前記ラチェット凹部に係合するラチェット凸部と、を備え、前記旋回スクロールの正転方向への旋回運動のみを許容するラチェット機構であることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、逆転防止手段を簡素に構成し、停止間際における旋回スクロールの逆転を確実に阻止して振動を抑制することができる。
【００１２】
また、本発明に係るスクロール型圧縮機の第３の態様は、前記第１または第２の態様において、前記ラチェット機構は、前記旋回スクロールの前記旋回端板の外周面と、この外周面に対向する前記ハウジングの内周面との間に設けられていることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、旋回スクロールの旋回端板の最外周部をラチェット機構により固定することができるので、旋回スクロールの逆転方向への動きを素早く確実に固定することができる。
【００１４】
また、本発明に係るスクロール型圧縮機の第４の態様は、前記第１の態様において、前記逆転防止手段は、前記旋回スクロールの前記旋回端板を、この旋回端板に対向する前記ハウジングのスラスト面に電磁力により吸着させる電磁クラッチ機構であることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、電磁クラッチ機構に通電がなされると、旋回スクロールの旋回端板が、この旋回端板に対向するハウジングの内面に吸着され、旋回スクロールの動きが固定される。これにより、旋回スクロールは正転方向にも逆転方向にも動けなくなるため、振動の発生を確実に防止することができる。
しかも、電磁クラッチ機構はコンパクトに構成できるため、スクロール型圧縮機の本来のコンパクトな形状を損なうことがない。
【００１６】
また、本発明に係るスクロール型圧縮機の第５の態様は、前記第４の態様において、前記電磁クラッチ機構への通電時間は、前記旋回スクロールへの前記旋回動力が断たれた時点から、前記可変容積室の中で圧縮状態にある前記冷媒の圧力が前記旋回スクロールを逆転させることのできる圧力を下回ると推定される時点までの間とされていることを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、電磁クラッチ機構の作動時間を数秒間程度の、必要最小限の時間にすることができる。そして、旋回スクロールに再び旋回動力が供給されたら、電磁クラッチ機構への通電を終了すれば、スクロール型圧縮機の再起動にも支障が出ない。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明に係るスクロール型圧縮機によれば、簡素な構造により、旋回スクロールの逆転を確実に阻止し、停止間際における旋回スクロールの振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスクロール型圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１のII-II線に沿う縦断面により、本発明の第１実施形態を示す図である。
【図３】スクロール型圧縮機の旋回スクロールが図２の位置から１８０°移動した状態を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るスクロール型圧縮機の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
図１には、本発明の第１実施形態に係るスクロール型圧縮機の縦断面図が示されており、図２には図１のII-II線に沿うスクロール型圧縮機の縦縦断面図が示されている。
【００２１】
このスクロール型圧縮機１は、例えば自動車用空調機に用いられる広く公知の基本構造を持つものであり、ハウジング本体２および蓋部材３からなる密閉容器状のハウジング４を備え、その内部に固定スクロール６と旋回スクロール７が収容されている。ハウジング本体２には冷媒の入口となる吸入口９が設けられ、蓋部材３には冷媒の出口となる吐出口１０が設けられている。
【００２２】
固定スクロール６は、固定端板１１に固定渦巻状ラップ１２が形成されて固定端板１１の中心部に吐出ポート１３が設けられた構成であり、固定端板１１は固定ボルト１４で蓋部材３に固定されている。固定端板１１には吐出ポート１３を開閉するリード弁タイプの吐出弁１５が設けられている。固定端板１１と蓋部材３との間には吐出チャンバー１７が画成されている。
【００２３】
また、旋回スクロール７は旋回端板２１に旋回渦巻状ラップ２２が形成され、旋回端板２１の背面側に旋回ボス部が一体に設けられた構成であり、固定スクロール６に対向して設置されている。旋回端板２１の背面はハウジング本体２のスラスト面２５に摺動自在に当接している。
【００２４】
そして、固定スクロール６の固定渦巻状ラップ１２と、旋回スクロール７の旋回渦巻状ラップ２２とが、１８０度位相をずらして互いに噛み合わされ、これによって固定渦巻状ラップ１２と旋回渦巻状ラップ２２との間に一対の可変容積室２６が画成されるようになっている。この一対の可変容積室２６は、公述するように旋回スクロール７が旋回運動することにより、外周位置から中心部へと容積が縮小されながら移動し、冷媒の圧縮作用をなすよう構成されている。
【００２５】
ハウジング本体２にはクランク軸２８がベアリング２９，３０を介して軸支されている。クランク軸２８の中間部には外径が拡大されたジャーナル部３１が形成され、ここからクランクピン３２が旋回スクロール７側に延びている。クランクピン３２はジャーナル部３１に対して偏心しており、ドライブブッシュ３３とドライブベアリング３４とを介して旋回端板２１の旋回ボス部２３に回動自在に挿入されている。なお、ドライブブッシュ３３には、旋回スクロール７が旋回運動する際に発生する振動を打ち消すためのバランスウェイト３５が形成されている。
【００２６】
旋回スクロール７の旋回端板２１の背面とハウジング本体２のスラスト面２５との間には、旋回スクロール７の自転を阻止するための公知のオルダム接手３８（自転防止手段）が設けられている。クランク軸２８の先端部はハウジング本体２から突出し、ここに図示しない駆動プーリーやギヤ等が取り付けられる。クランク軸２８は自動車のエンジンまたは電動モーター等により駆動される。
【００２７】
旋回スクロール７は、オルダム接手３８の自転防止作用により、ハウジング本体２のスラスト面２５に沿って移動することはできるが、スラスト面２５に対して回転することは規制される。このため、クランク軸２８が回転駆動されると、クランクピン３２が偏心回転することによって旋回スクロール７が固定スクロール６に対し、周方向に同じ向きを保ったままで（自転せずに）旋回運動する。つまり、図２に示すように、クランク軸２８の中心軸Ｃ１の周囲を旋回スクロール７の中心軸Ｃ２が正転方向Ｒに向って公転する。これにより、固定スクロール６の固定渦巻状ラップ１２と、旋回スクロール７部材の旋回渦巻状ラップ２２との間に画成された一対の可変容積室２６の容積が滑らかに増減する。
【００２８】
可変容積室２６の容積が拡張されていく時には、可変容積室２６の内部に負圧が発生するため、気相状の冷媒が吸入口９から吸入され、図示しない吸気ポートを通って可変容積室２６の中に吸い込まれる。そして、可変容積室２６の容積が縮小されていくことにより冷媒は圧縮されて液相状となり、固定端板１１の吐出ポート１３に設けられた吐出弁１５を押し開いて吐出チャンバーに入り、吐出口１０から出て図示しない空調装置に供給される。なお、冷媒に混入されているオイルによって各摺動部分や各ベアリング２９，３０，３４が潤滑されるようになっている。
【００２９】
図２および図３にも示すように、このスクロール型圧縮機１には、固定スクロール６に対する旋回スクロール７の逆転方向への旋回を防止するラチェット機構４１（逆転防止手段）が設けられている。このラチェット機構４１は、ハウジング４（ハウジング本体２）と旋回スクロール７との間に設けられ、以下のように構成されている。
【００３０】
まず、旋回スクロール７の旋回端板２１の外周面にラチェット凹部４２が全周に亘って連続的に構成されている。これら各々のラチェット凹部４２の形状は、旋回スクロール７の正転方向Ｒに向って深くなる楔形状である。なお、図２および図３では、ラチェット凹部４２の形状を分かり易くするためにラチェット凹部４２の間隔を大きく表現しているが、実際には、５°以下の間隔で７２箇所以上設けるのが好ましい。
【００３１】
一方、旋回端板２１の外周面に対向するハウジング４の内周面には、クランク軸２８の中心軸Ｃ１を間に挟んで正反対の位置に２つのラチェット凸部４３Ａ，４３Ｂが設けられている。これらのラチェット凸部４３Ａ，４３Ｂは、それぞれハウジング本体２に取り付けられた摺動ケース４４の中に保持されてハウジング４の内部側（旋回端板２１側）に向かって出没自在であり、摺動ケース４４の底面との間に弾装されたスプリング４５の付勢力によって常に旋回端板２１側に押し出されるように付勢されている。
【００３２】
ラチェット凸部４３Ａ，４３Ｂの先端形状は、ラチェット凹部４２の楔形状に相似した形状である。即ち、ラチェット凸部４３Ａ，４３Ｂの先端が、旋回スクロール７の正転方向Ｒに向かうにつれてクランク軸２８の中心軸Ｃ１に近付く斜面となっている。このため、ラチェット凸部４３Ａ，４３Ｂの先端が旋回スクロール７のラチェット凹部４２に係合した場合には、旋回スクロール７の正転方向Ｒへの旋回運動のみが許容され、逆転方向への旋回運動は阻止される。
【００３３】
但し、ラチェット凸部４３Ａ，４３Ｂに対して旋回スクロール７が遠退いた位置にある時には、図２に示すラチェット凸部４３Ｂ、もしくは図３に示すラチェット凸部４３Ａのように、ラチェット凸部４３Ａ，４３Ｂの先端がラチェット凹部４２から離れるように、ラチェット凸部４３Ａ，４３Ｂの長さ、もしくは突出量が設定されている。
【００３４】
上記のように構成されたラチェット機構４１は、以下のように作用する。
スクロール型圧縮機１が作動している時は、旋回スクロール７（旋回端板２１）が自転しない状態で、図２に示すようにラチェット凸部４３Ａに近付いたり、図３に示すようにラチェット凸部４３Ｂに近付いたりしながら正転方向Ｒに旋回運動を続ける。ラチェット凸部４３Ａ，４３Ｂは、旋回端板２１が近付いてきて、そのラチェット凹部４２に接触しても、ラチェット凹部４２が正転方向Ｒに旋回している限りはラチェット凹部４２に係合する（引っ掛かる）ことがなく、スプリング４５の付勢力に抗して摺動ケース４４の中に後退するため、旋回スクロール７の正転方向Ｒへの旋回運動が妨げられない。
【００３５】
しかし、旋回スクロール７が逆転方向に旋回した場合には、ラチェット凸部４３Ａ，４３Ｂが即座にラチェット凹部４２の楔形状に係合し（引っ掛かり）、旋回スクロール７の逆転方向への動きが阻止される。したがって、従来の課題であった、スクロール型圧縮機１の停止間際における挙動、即ち旋回スクロール７が正転方向Ｒと逆転方向とに高速で交互に動いて振動を発することを抑制することができる。
【００３６】
固定スクロール６はハウジング４に固定されており、このハウジング４と旋回スクロール７（旋回端板２１）との間にラチェット機構４１が設けられているため、例えばクランク軸２８に一方向クラッチを設けて旋回スクロール７の逆転を阻止するようにした場合に比べて、旋回スクロール７が固定スクロール６に対して遊びを持つことなく逆転を防止される。このため、ラチェット機構４１の構造が簡素であることと相俟って、スクロール型圧縮機１の停止間際における旋回スクロール７の逆転を確実に阻止して振動を抑制することができる。
【００３７】
また、ラチェット機構４１は、旋回スクロール７の旋回端板２１の外周面に設けたラチェット凹部４２と、このラチェット凹部４２に対向するハウジング４の内周面から突出するラチェット凸部４３Ａ，４３Ｂによって構成されているため、旋回スクロール７の逆転時には旋回端板２１の最外周部をラチェット機構４１により固定することができる。このため、旋回スクロール７の逆転方向への動きを素早く確実に固定することができる。
【００３８】
本実施形態では、ラチェット凸部４３Ａ，４３Ｂがクランク軸２８の中心軸Ｃ１を挟んで１８０°間隔で設けられているが、例えば９０°間隔で４つ、もしくはより多くのラチェット凸部を設けてもよい。また、本実施形態では、ラチェット凹部４２が旋回スクロール７の旋回端板２１に設けられ、ラチェット凸部４３Ａ，４３Ｂがハウジング４に設けられているが、その位置関係を逆にしてもよい。
【００３９】
［第２実施形態］
図４には、本発明の第２実施形態に係るスクロール型圧縮機の縦断面図が示されている。このスクロール型圧縮機５１には、第１実施形態のラチェット機構４１の代わりに電磁クラッチ機構５２が旋回スクロール７の逆転防止手段として設けられている。その他の部分の構成は第１実施形態のスクロール型圧縮機１と同様であるため、各部に同一符号を付して説明を省略する。
【００４０】
電磁クラッチ機構５２は、ハウジング４（ハウジング本体２）のスラスト面２５に埋設された電磁コイル５３と、旋回スクロール７の旋回端板２１の、スラスト面２５に対向する側の面に固着された吸着プレート５４とを備えて構成されている。電磁コイル５３はリング形状であり、図示しない電源から電力を供給されることによって電磁石になる。一方、吸着プレート５４は、鉄等の、磁石に引き付けられる素材により形成されたドーナツ円盤状である。なお、旋回スクロール７自体が磁石に引き付けられる素材により形成されている場合には吸着プレート５４を省いてよい。
【００４１】
電磁コイル５３に通電がなされると、磁力が発生して吸着プレート５４が引き付けられるため、旋回スクロール７の旋回端板２１がスラスト面２５に吸着される。このため、旋回スクロール７の動きが固定される。これにより、旋回スクロール７は正転方向にも逆転方向にも動けなくなるため、スクロール型圧縮機５１の停止時に電磁コイル５３に通電することにより、スクロール型圧縮機５１の停止間際に旋回スクロール７が正転方向と逆転方向とに高速で交互に動いて振動を発することを確実に防止することができる。しかも、電磁クラッチ機構５２はコンパクトに構成できるため、スクロール型圧縮機５１の本来のコンパクトな形状を損なうことがない。
【００４２】
電磁コイル５３への通電時間は、旋回スクロール７への旋回動力が断たれた時から、可変容積室２６の中で圧縮状態にある冷媒の圧力が旋回スクロール７を逆転させることのできる圧力を下回るまでの間とされる。このため、電磁クラッチ機構５２の作動時間を数秒間程度の、必要最小限の時間にすることができる。そして、旋回スクロール７に再び旋回動力が供給されたら電磁コイル５３への通電を終了すれば、スクロール型圧縮機５１の再起動にも支障が出ない。
【００４３】
なお、本発明は上記第１、第２実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。例えば、上記第１、第２実施形態の態様を組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１，５１  スクロール型圧縮機
４  ハウジング
６  固定スクロール
７  旋回スクロール
１１  固定端板
１２  固定渦巻状ラップ
２１  旋回端板
２２  旋回渦巻状ラップ
２５  スラスト面
２６  可変容積室
２８  クランク軸
３８  オルダム接手（自転防止手段）
４１  ラチェット機構（逆転防止手段）
４２  ラチェット凹部
４３Ａ，４３Ｂ  ラチェット凸部
５２  電磁クラッチ機構（逆転防止手段）
５３  電磁コイル
５４  吸着プレート
【図１】
2013170492.tif 000003
【図２】
2013170492.tif 000004
【図３】
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【図４】
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