(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングに固定する固定スクロールと、これに噛合して駆動軸の中心に対して偏心旋回する旋回スクロールと、旋回スクロールの自転を防止するピンクランクと、この旋回スクロールに固定されたピンクランクの一側軸部を支持する旋回スクロール側ベアリングと、ケーシングに固定されピンクランクの他側軸部を支持するケーシング側ベアリングとを備えたスクロール圧縮機において、
前記ピンクランクと旋回スクロール側ベアリング、ケーシング側ベアリングをそれぞれ三個設け、前記ケーシング側ベアリングに対応して前記ケーシングの軸線方向に対して摺動可能に構成するベアリング箱を設け、このベアリング箱内にケーシング側ベアリングをがたつきがないように嵌合又は締結すると共に、前記ケーシング側ベアリングの内輪にピンクランクの他側軸部をがたつきがないように嵌合又は締結し、それぞれの前記ベアリング箱をケーシングの軸線方向に対して位置決め可能に構成し、固定スクロールと旋回スクロールとのラップ間隙間、ラップ端面隙間を調整可能にしたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記ケーシングの端面にベアリング箱の外形と一致する穴を穿設し、この穴にベアリング箱を嵌合したことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
複列アンギュラベアリングを前記ベアリング箱内に収納したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記ベアリング箱は軸方向の一端側に内向きの鍔部と軸方向の他端側に外向きの押さえ部とを備えた箱体と、軸線方向の他端側で前記ベアリングの外輪と当接する蓋体とで構成し、前記ケーシングの端面と箱体の外向きの押さえ部との間にシムを介在し、箱体と蓋体とをケーシングに締結したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記箱体の押さえ部と蓋体とシムとをケーシングに共締めしたことを特徴とする請求項４に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
前記シムを分割可能に構成したことを特徴とする請求項５に記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
スクロール圧縮機、さらに詳しくはスクロールのスラスト方向の荷重を均等に、かつ確実に受けると共に、ラップ間隙間、ラップ端面隙間を均一にし、又シムをケーシングの端面とベアリング箱の外向きの押さえ部との間に介在させることでラップ端面隙間の調整が簡単にできるようにしたスクロール圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のスクロール圧縮機として、特許第２５９９６２６号公報、特許第２５６２５８１号公報のように種々の発明、考案がなされている。そして、これらのスクロール圧縮機において、前者は自転防止用クランクのベアリングに押圧用バネ板を設け、ベアリングの外輪を押し、ラップ端面の隙間を調節している。後者は自転防止用クランク自身にねじ山を切り、固定スクロール側のベアリングの内輪止めをダブルナット機構にし、ナットの締付け調整により、ラップ端面の隙間を調節している。
したがって、上記のいずれのものも、３つの自転防止用クランクの締付けを均等にしなければ、ラップ間、ラップ端面の隙間が均一にならない。
又、ベアリングの内外輪を押すことにより調整しているので、３つのベアリングを均等に押さなければ、スラスト荷重をピンクランクのベアリングで確実に受けることができない。
【０００３】
又、特公平６−１７６７３号公報のもののように、旋回スクロールに設けた可動レースと可動リング、フロントエンドプレート側に設けた固定レースと固定リング、及び可動リングと固定リングに設けた対応するポケットに保持されたボール素子で旋回スクロールのスラスト軸受を兼ねた回転阻止を行い、固定レースの固定リングに対する軸方向位置を調整可能とすると共に、旋回スクロールと固定スクロールの噛み合い調整をフロントエンドプレートとカップ状ケーシングとの間に挟むシムの厚みを調整するものであるが、たしかに固定リング、可動リング、ボール素子の歩留りの向上にはつながるものの、旋回スクロールに摺動面を設けているので高速回転には適用しにくく、その構造も複雑である。
そこで、旋回スクロールの自転を防止するピンクランクと、この旋回スクロールに固定されたピンクランクの一側軸部を支持する旋回スクロール側ベアリングと、ケーシングに固定されピンクランクの他側軸部を支持するケーシング側ベアリングとを備えたスクロール圧縮機において、ケーシングの軸線方向に対して摺動可能に構成するベアリング箱を設け、このベアリング箱内にケーシング側ベアリングをがたつきがないように嵌合又は締結すると共に、前記ケーシング側ベアリングの内輪にピンクランクの他側軸部をがたつきがないように嵌合又は締結し、前記ベアリング箱をケーシングの軸線方向に対して位置決め可能にすることによってスラスト荷重が確実に受けられると共に、スクロールの直角度の精度が確実に、かつ容易に出せてラップ間、ラップ端面の隙間を適確に出せるので、性能にバラツキがなく、かつ組立ても容易であり、又シムをケーシングの端面とベアリング箱の外向きの押さえ部との間に介在させることで、ラップ端面隙間を容易に調整でき、かつ、スクロールの高速回転にも適用できることを知見し得たものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、第１に、スラスト荷重が均等に、かつ確実に受けられるようにすると共に、スクロールの直角度の精度が確実に、かつ容易に出せてラップ間、ラップ端面の隙間を均一にして、圧縮効率を向上できるスクロール圧縮機を提供すること。
第２と第３に、第１の課題に加えて、ケーシングの端面に穴を穿設しベアリング箱を嵌合させることにより、前記ベアリング箱の取付けが簡単に確実にでき、又、ベアリングを複列アンギュラベアリングにすることで、スクロールの高速回転を可能にできると共に揺動回転時のフレッティング等を防止し、前記ベアリング箱の摺動に合わせてピンクランク及び旋回スクロールが移動可能なスクロール圧縮機を提供すること。
第４に、第１乃至第３のいずれかの課題に加え、ベアリング箱を、該箱の軸方向一端側に内向きの鍔部と他端側に外向きの押さえ部と、軸線方向の他端側でベアリングの外輪と当接する蓋とで構成し、ケーシングの端面と上記箱体の外向きの押さえ部との間にシムを介在させ、箱体と蓋体とをケーシングに締結させたことで、ベアリング箱の取付けがより簡単により確実にでき、ケーシングの端面の精度を出すだけでよく、又ベアリング箱の直角度も出ているのと、位置決めされたベアリングとでスラスト方向荷重をより確実に受けることができ、かつ位置決めされたベアリングなので、３つの自転防止用クランクの締付けが均等にでき、ラップ間、ラップ端面の隙間が誰にでも簡単に、早く、確実に均一にできるスクロール圧縮機を提供すること。
第５と第６に、第４の課題に加えて、箱体の押さえ部と蓋体とシムとをケーシングに共締めしたり、又このシムを分割可能にしたことで、より簡単にスクロールのラップ端面の隙間調整ができ、又締付けを緩めることによりベアリング箱をケーシングから外さなくても簡単にシムの交換ができるスクロール圧縮機を提供すること。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、第１に、ケーシングに固定する固定スクロールと、これに噛合して駆動軸の中心に対して偏心旋回する旋回スクロールと、旋回スクロールの自転を防止するピンクランクと、この旋回スクロールに固定されたピンクランクの一側軸部を支持する旋回スクロール側ベアリングと、ケーシングに固定されピンクランクの他側軸部を支持するケーシング側ベアリングとを備えたスクロール圧縮機において、前記ピンクランクと旋回スクロール側ベアリング、ケーシング側ベアリングをそれぞれ三個設け、前記ケーシング側ベアリングに対応して前記ケーシングの軸線方向に対して摺動可能に構成するベアリング箱を設け、このベアリング箱内にケーシング側ベアリングをがたつきがないように嵌合又は締結すると共に、前記ケーシング側ベアリングの内輪にピンクランクの他側軸部をがたつきがないように嵌合又は締結し、それぞれの前記ベアリング箱をケーシングの軸線方向に対して位置決め可能に構成し、固定スクロールと旋回スクロールとのラップ間隙間、ラップ端面隙間を調整可能にしたことを特徴とするスクロール圧縮機である。第２に、前記ケーシングの端面にベアリング箱の外形と一致する穴を穿設し、この穴にベアリング箱を嵌合したことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機である。第３に、複列アンギュラベアリングを前記ベアリング箱内に収納したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機である。第４に、前記ベアリング箱は軸方向の一端側に内向きの鍔部と軸方向の他端側に外向きの押さえ部とを備えた箱体と、軸線方向の他端側で前記ベアリングの外輪と当接する蓋体とで構成し、前記ケーシングの端面と箱体の外向きの押さえ部との間にシムを介在し、箱体と蓋体とをケーシングに締結したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機である。第５に、前記箱体の押さえ部と蓋体とシムとをケーシングに共締めしたことを特徴とする請求項４に記載のスクロール圧縮機である。第６に、前記シムを分割可能に構成したことを特徴とする請求項５に記載のスクロール圧縮機。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の横形スクロール圧縮機について、図１乃至図４の実施例に基づいて説明する。図１に示すように、円盤状の基板１０の一側に渦巻形のラップ１１を垂直に立設して固定スクロール１が形成される。この固定スクロール１の基板１０は一側を圧縮機本体のケーシング３に対して略垂直にケーシング３にボルト１２等で固定されている。又、旋回スクロール２の基板１３の一側には固定スクロール１のラップ１１と噛合う渦巻形のラップ１４が形成される。図１に示すように、基板１３の他側には旋回スクロールと同一中心の円筒状の軸受筒１５が凸設され、該軸受筒１５の外周方向には、三個の軸受ボス１６ａ〜１６ｃが一角を頂点とする略正三角形になるように凸設されると共に、前記軸受筒１５と各軸受ボス１６ａ〜１６ｃとは旋回スクロール基板１３上に一体的に形成されている。さらに、図１、図２に示すように、前記軸受ボス１６ａ〜１６ｃには軸受筒１５と平行にボス穴１７を穿設し、該ボス穴１７には、ピンクランク５の旋回スクロール側ベアリング１８を嵌入し、クランク軸部をシールする中央に円環状のシール３０´を備えた押さえ板９を軸受ボス１６（ａ〜ｃ）にネジ２９でねじ止めすることにより、旋回スクロール側ベアリング１８の内外輪を押さえることで、クランク軸と同じ偏心寸法ｅを有するピンクランク５の一端を支承し、該ピンクランクの他端は好ましくはベアリング箱の箱体４に穿設した軸受穴１９に嵌入したケーシング側ベアリング６によって支承されている。このように、本発明のスクロール圧縮機はピンクランク５による自転防止機構を備えている。この自転防止機構のビンクランク５の他端を支承したケーシング側ベアリング６を収納したベアリング箱の箱体４は、ケーシングの軸線方向に対して摺動可能に構成すると共に、好ましくは円筒状で軸方向の一端側にケージング側ベアリング６の位置決めと固定用の内向きの鍔２０を有し、軸方向の他端側にはケーシング３に固定するための外向きの押さえ部２１を設けている。又、好ましくはケーシングの端面にベアリング箱の箱体４の外形と一致する穴４２とするとよいし、ベアリングを複列アンギュラベアリングにすることで、スクロールの高速回転を可能にできると共に揺動回転時のフレッティング等を防止し、前記ベアリング箱の摺動によってベアリング６の内輪と外輪とが外れないようにしてピンクランク５及び旋回スクロール２の移動ができるようにした。
【０００７】
上記実施例ではケーシング３に固定されるケーシング側ベアリング６を収納するベアリング箱の箱体４をケーシング３に穴４２を穿設しているが、図示していないが、別体のフレームにケーシング側ベアリング６を支持する支持部を形成して挾持させてもよい、又、このケーシング側ベアリング６はベアリング箱の箱体４の軸受穴１９にがたつかないように嵌合し、ケーシング側ベアリング６の外輪をベアリング箱の蓋体８でケーシング３にボルト２２で締結してもよい。さらに、前記ベアリング６にピンクランク５の他側軸部を嵌合し、ベアリング６の内輪が軸方向に移動しないように、ピンクランク５の端面に押さえ板３６をボルト３７で締結する。このときベアリング６の内輪とピンクランク５との嵌合いは隙間ばめ又は中間ばめであるが、締まりばめとして、ピンクランク５の端面に締結する押さえ板３６をなくしてもよい。
【０００８】
そして、上記ケーシング側ベアリンダ６の内輪の端面をピンクランク５の大径部５´又は大径部５´の段付き部に当接させて位置決めすると共に、この大径部５´部位で固定用の内向き鍔２０にシール３０を介して上記一端を差し込んだベアリング箱の箱体４は、ケーシング３に穿設された穴４２とベアリング箱の箱体４とにわずかな隙間がある程度であり、さらにケーシング３とベアリング箱の箱体４の押さえ部２１の間に円環状等（任意の形状でよい）のシム７を介在させ、図３の一部に仮想線で示したような任意の形状のベアリング箱の蓋体８をケーシング３にボルト２２止めすることにより、該蓋体８がケーシング側ベアリング６の外輪を押さえると共に、シム７とベアリング箱の箱体４の押さえ部２１とを固定することで、スラスト方向の荷重を確実に受けることができる。箱体４の押さえ部２１と蓋体８とシム７とをケーシングに共締めにより簡単にスクロールのラップ端面の隙間調整ができ、のぞき孔３８から隙間ゲージを挿入し、固定スクロール１の外周４３と旋回スクロール２の外周４４との隙間を測定し、このラップ端面の隙間調整が基準寸法なら組立完了となるし、基準寸法から外れていた場合にはボルト２２を緩めてシム７を外し、前記隙間寸法によって選定したシム７（計算上、旋回スクロール２の外周と固定スクロール１の外周との隙間が適正寸法となる厚さのシム）を箱体４の押さえ部２１とケーシング３の端面との間に挟み込み、ボルト２２を締める。さらに、他の実施例として、図３に示すように、シム７を２分割に構成することで、ボルト２２を緩めてベアリング箱をケーシングから外さなくても各シムを抜取れ、該シムの交換が誰にでも簡単に、早く、確実にできる。
なお、のぞき孔３８には図示していない蓋栓をすることにより、各ラップ間に潤滑油を供給する型でも潤滑油が漏れでることはないし、該のぞき孔３８はそれぞれのピンクランク５の近傍に設けてあると、より正確な隙間の測定ができる。
【０００９】
このように、ベアリング箱の箱体４の押さえ部２１とケーシング３の端面２３との間にシム７を挟み込むことにより容易にベアリング箱の箱体４の直角度を出すことができ、ピンクランク５を介して連結している旋回スクロール２の直角度も出せ、かつ、ベアリング箱４の直角度が出ているため旋回スクロール２のスラスト方向荷重を３ケ所のケーシング側ベアリング６で均等にかつ確実に受けれると共に、固定スクロール１と旋回スクロール２のラップ間隙間、ラップ端面隙間が均一になり、圧縮効率も向上する。又、旋回スクロール２の軸受筒１５にはベアリング２４を嵌入し、クランク軸２５´の一端を支承している。そして、旋回スクロール２の中心は、固定スクロール１の中心に対して偏心して噛み合っている。したがって、旋回スクロール２の中心は固定スクロール１の中心に対してクランク軸の偏心寸法（ｅ）を半径として公転している。
なお、符号２６は固定スクロール１の背面側に設けた冷却フィンであり、符号２７は旋回スクロール２の背面側に設けた冷却フィンであり、符号２８はプーリ４１の側面に付設したファンであり、符号３１はクランク軸２５´に設けたバランスウェイトであり、符号３２は吸込口、符号３３は吐出口、符号３４、３５は駆動軸２５を支承するベアリングであり、このベアリング３４の外輪には押さえ板３９を当接し、ケーシング３にボルト４０で締付けいる。
【００１０】
上述のように構成された本発明のスクロール圧縮機の組立手順を説明する。
▲１▼  ベアリング箱内にケーシング側ベアリング又は複列アンギュラベアリング６を収納する。
▲２▼  前記ベアリング６の内輪にピンクランク５の他側軸部を嵌合し、ベアリング６の内輪が軸方向に移動しないように、ピンクランク５の端面に押さえ板３６をボルトで締結する。このときベアリング６の内輪とピンクランク５との嵌合いは隙間ばめ又は中間ばめであるが、締まりばめとして、ピンクランク５の端面に締結する押さえ板３６をなくしてもよい。
▲３▼  ケーシング３の端面２３に穿設した穴４２にベアリング箱の箱体４を嵌合する。
▲４▼  箱体４の押さえ部２１とケーシング３の端面２３との間に、基準寸法のシム７（計算上、旋回スクロール２の外周４４と固定スクロール１の外周４３との隙間が適正寸法となる厚さのシム）を挟み、ベアリング６の外輪にベアリング箱の蓋体８を当接してケーシング３にボルト２２で共締めする。
▲５▼  予め、旋回スクロール２の軸受ボス１６（ａ〜ｃ）内にベアリング１８を組み込み、ベアリング１８の外輪と押さえ板９を当接させて、この押さえ板９を軸受ボス１６にボルト２９で締結する。（ピンクランク用３箇所）
又、旋回スクロール２の軸受筒１５にベアリング２４を嵌合する。
▲６▼  ケーシングにベアリング３４、３５を組み込み、駆動軸２５をケーシングの一側から他側に向かって前記ベアリング３４、３５の内輪に嵌入する。
▲７▼  ピンクランク５の一側軸部及び駆動軸２５のクランク軸２５´に旋回スクロール２に固定したベアリング１８、２４の内輪を嵌合する。
▲８▼  旋回スクロール２と固定スクロール１とを噛み合わせ、固定スクロール１をケーシング３にボルト１２で締結する。
▲９▼  のぞき孔３８から隙間ゲージを挿入し、固定スクロール１の外周４３と旋回スクロール２の外周４４との隙間を測定する。
このときのぞき孔３８はそれぞれのピンクランク５の近傍に設けてあると、より正確な隙間の測定ができる。
▲１０▼  前記隙間寸法が基準寸法であれば組立完了であるが、基準寸法から外れていた場合にはボルト２２を緩めてシム７を外し、前記隙間寸法によって選定したシム７を箱体４の押さえ部２１とケーシング３の端面との間に挟み込み、ボルト２２を締める。
又は、シム７は分割可能に構成していることから、ボルト２２を緩めてベアリング箱をケーシング３から外さなくてもシムの交換ができる。
【００１１】
次ぎに、動作と主な作用について説明すると、図示していないモータを回転させると、その回転は駆動軸２５からクランク軸２５´を介して旋回スクロール２に伝えられ、この旋回スクロール２はピンクランク５に案内されつつ、固定スクロール１に対して相対的な円運動を行い、吸込口３２から吸込まれた気体は所定の圧力まで圧縮されて中央の吐出口３３から吐出される。又、図４に示すように、固定スクロール１と旋回スクロール２との各ラップ１１、１４間隙間（ｆ）、ラップ１１、１４端面隙間（ｄ）を均一にするには、ベアリング箱の箱体４の押さえ部２１とケーシングの端面２３との間にシム７を挟み込むことによりベアリング箱４の直角度及びピンクランク５を介して連結されている旋回スクロール２の直角度を出せばよい。このようにすることで、スラスト方向の荷重を３ケ所のケーシング側ベアリング６で均等に、かつ確実に受けることができる、又固定スクロール１と旋回スクロール２との各ラップ１１、１４間隙間、ラップ１１、１４端面隙間が均一になることで圧縮効率も向上する。さらに、シムの厚さの変更により、ラップ１１、１４端面隙間を誰でも容易に調整することができる。
なお、上記実施例では空気圧縮機について説明したが、本発明は、冷凍機等の冷媒の圧縮等を含む広い概念である。又、横型、縦型、オイルフリー型、固定スクロールと旋回スクロールとの各ラップ間に潤滑油を供給する型等のいずれにも適用できる。
【００１２】
【発明の効果】
第１に、スラスト荷重が均等に、かつ確実に受けられるようにすると共に、スクロールの直角度の精度が確実に、かつ容易に出せてラップ間の隙間を均一にして、圧縮効率を向上でき、性能にバラッキがなくなるスクロール圧縮機である。第２と第３に、第１の効果に加えて、ケーシングの端面に穴を穿設しベアリング箱を嵌合させることにより、前記ベアリング箱の取付けが簡単に確実にでき、又、ベアリングを複列アンギュラベアリングにすることで、スクロールの高速回転を可能にできると共に揺動回転時のフレッティング等を防止し、前記ベアリング箱の摺動に合わせてピンクランク及び旋回スクロールが移動可能なスクロール圧縮機である。
第４に、第１乃至第３のいずれかの効果に加え、ベアリング箱を、該箱の軸方向一端側に内向きの鍔部と他端側に外向きの押さえ部と、軸線方向の他端側でベアリングの外輪と当接する蓋とで構成し、ケーシングの端面と上記箱体の外向きの押さえ部との間にシムを介在させ、箱体と蓋体とをケーシングに締結させたことで、ベアリング箱の取付けがより簡単により確実にでき、ケーシングの端面の精度を出すだけでよく、又ベアリング箱の直角度も出ているのと、位置決めされたベアリングとでスラスト方向荷重をより確実に受けることができ、かつ位置決めされたベアリングなので、３つの自転防止用クランクの締付けが均等にでき、ラップ間、ラップ端面の隙間が誰にでも簡単に、早く、確実に均一にできるスクロール圧縮機である。
第５と第６に、第４の効果に加えて、箱体の押さえ部と蓋体とシムとをケーシングに共締めしたり、又このシムを分割可能にしたことで、簡単にスクロールのラップ端面の隙間調整ができ、又締付けを緩めることによりベアリング箱をケーシングから外さなくても誰にでも簡単に、早く、しかも正確にシムの交換ができるスクロール圧縮機である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスクロール圧縮機の断面側面図である。
【図２】本発明の図１の要部Ａの拡大図である。
【図３】本発明の図１のＢ−Ｂ線断面の要部正面図である。
【図４】本発明のスクロール圧縮機のスクロールの隙間の説明図である。
【符号の説明】
１                固定スクロール
２                旋回スクロール
３                ケーシング
４                ベアリング箱の箱体
５                ピンクランク
６                ケーシング側ベアリング（複列アンギュラベアリング）
７                シム
８                ベアリング箱の蓋体
９、３６          押さえ板
１０、１３        基板
１１、１４        ラップ
１２、２２、２９  ボルトやネジ
１５              軸受筒
１６（ａ〜ｃ）    軸受ボス
１７              ボス穴
１８              旋回スクロール側ベアリング
１９              軸受穴
２０              鍔
２１              押さえ部
２３              端面
２４、３４、３５  ベアリング
２５              駆動軸
２５´            クランク軸
２６、２７        フィン
２８              ファン
３０、３０´      シール
３１              バランスウェイト
３２              吸込口
３３              吐出口
３７、４０        ボルト
３８              のぞき孔
４１              プーリ
４２              穴
４３              固定スクロール外周
４４              旋回スクロール外周
ｄ                ラップ１１、１４端面隙間
ｅ                クランク軸の偏心寸法
ｆ                ラップ１１、１４間隙間
【図１】
0004002651.tif 000002
【図２】
0004002651.tif 000003
【図３】
0004002651.tif 000004
【図４】
0004002651.tif 000005