(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々の中心軸方向に互いに対向して配置されるとともに前記中心軸の周囲に相対的に旋回運動を行う固定スクロール部材及び可動スクロール部材と、前記可動スクロール部材を駆動部材を介して駆動する駆動シャフトとを備え、前記駆動部材は、前記駆動シャフトの一端に配置され、前記可動スクロール部材の挿入ポケットに収容される前記駆動シャフトの中心軸方向に平行な外周面を備え、前記挿入ポケットは、前記外周面を受けるドライブベアリングを備えたスクロール型コンプレッサにおいて、前記可動スクロール部材の中心軸と前記駆動シャフトの中心軸とが互いに傾斜を有するように、前記挿入ポケットの前記ドライブベアリングが収容される内周面の中心軸と前記可動スクロール部材の中心軸とが互いに角度を為すように構成されていることを特徴とするスクロール型コンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール型コンプレッサに関し、詳しくは、スクロール型コンプレッサのスクロール部材の振れ回りを防止する構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空調用の冷媒回路のコンプレッサとして、スクロール型コンプレッサが用いられている（特開平７−４３６５号公報、参照）。この種のスクロール型コンプレッサは、ケーシング内に対向配置された可動スクロール部材と、固定スクロール部材とを備えている。固定スクロール部材は、ケーシング内に固定されており、可動スクロール部材は、回転する駆動シャフトの一端に設けられた駆動機構によって、固定スクロール部材に対して回転を阻止された旋回運動を行うことによって、吸入された冷媒を圧縮するものである。
【０００３】
図７は従来技術による可動スクロール部材を示す断面図、図８は図７の可動スクロール部材の正面図である。図７及び図８に示すように、可動スクロール部材１００は、板体１０１と、この板体１０１の一面に設けられたインボリュート曲線を描く渦巻壁からなる渦巻体１０２と、板体１０１の他面に円筒状に突出して設けられたボス部１０３と、ボス部１０３の凹部（ドライビングポケット）１０４の内周面１０４ａに設けられたニードルベアリングからなるドライブベアリング１０６とを備えている。図示しない駆動シャフトの一端には、偏心ピンが設けられ、この偏心ピンと、偏心ピンに接続された円柱状の偏心ブッシュとによって駆動機構が構成されており、偏心ブッシュの周面がドライブベアリング１０６に回転可能に支持される構成となっている。また、渦巻体１０２の中心軸１０７と、ドライブベアリング１０６の中心軸１１２は一致して設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ドライブベアリング１０６と、それに支持される偏心ブッシュとの間には、クリアランスがあり、可動スクロール部材１００の渦巻体の振れる動き、即ち、ドライブベアリング１０６の軸が渦巻壁先端を外側に向けて傾こうとする動きは、ニードルベアリングのクラウニング形状が吸収することにより、ドライブベアリング１０６の寿命を保っている。
【０００５】
この可動スクロール部材１００の渦巻体１０２の振れ回ろうとする力は、渦巻体が１回の旋回運動する間において変動があるが、従来技術では、これについては配慮されていなかった。しかし、この渦巻体１０２のピーク負荷を許容する耐久性となる様に、ニードルベアリングからなるドライブベアリング１０６のクラウニング量がより大き目に設定されるか、より定格荷重の大きいベアリングを用いることで、耐久性を保つ構造としている。従って、従来のスクロール型コンプレッサの駆動機構においては、必然的に大型になり、コスト高となるとともに、寿命の長いものではなかった。
【０００６】
そこで、本発明の第１の技術的課題は、ドライブベアリングの寿命を向上することができるスクロール型コンプレッサを提供することにある。
【０００７】
また、本発明の第２の技術的課題は、ドライブベアリングのコストダウンを図ったスクロール型コンプレッサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、各々の中心軸方向に互いに対向して配置されるとともに前記中心軸の周囲に相対的に旋回運動を行う固定スクロール部材及び可動スクロール部材と、前記可動スクロール部材を駆動部材を介して駆動する駆動シャフトとを備え、前記駆動部材は、前記駆動シャフトの一端に配置され、前記可動スクロール部材の挿入ポケットに収容される前記駆動シャフトの中心軸方向に平行な外周面を備え、前記挿入ポケットは、前記外周面を受けるドライブベアリングを備えたスクロール型コンプレッサにおいて、前記可動スクロール部材の中心軸と前記駆動シャフトの中心軸とが互いに傾斜を有するように、前記挿入ポケットの前記ドライブベアリングが収容される内周面の中心軸と前記可動スクロール部材の中心軸とが互いに角度を為すように構成されていることを特徴とするスクロール型コンプレッサが得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は本発明の第１の実施の形態によるスクロール型コンプレッサを示す断面図である。図１を参照すると、スクロール型圧縮機５０は、カップ状のケーシング５１内に対向して配置された可動スクロール部材１０と固定スクロール部材２０とを備えている。ケーシング５１の開口側の一端には、フロントハウジング５２が設けられている。
【００１３】
固定スクロール部材２０は、ケーシング５１内に配置された板体２１と、その一面に形成された渦巻体２２と、他面に設けられた吐出弁機構２３とを備えている。吐出弁機構２３は、板体２１を貫通して設けられた吐出孔２４を開閉可能に覆って設けられた吐出弁２３ａと、リテーナ２３ｂと、それらを板体２１に固定するためのボルト２３ｃとを備えている。板体２１の他面に突出して設けられた突部２５に、ケーシング５１の底部を外部から貫通したボルト２６を捩じ合わせることによって、板体２１がケーシング５１に固定されている。板体２１の他面と、ケーシング５１の内側底部とによって、吐出室２７が区画形成され、この吐出室２７は、吐出ポート２８に連絡している。
【００１４】
固定スクロール部材２０に対向配置された可動スクロール部材１０は、板体１１と、板体１１の一面に設けられ、固定スクロール部材２０の渦巻体２２と噛み合わさる渦巻体１２と、板体１１の他面に設けられ、円筒状に突出したボス部１３とを備えている。ボス部１３のドライブベアリングポケット１４の内周面１４ａには、ニードルベアリングからなるドライブベアリング１が設けられている。
【００１５】
また、板体２１のボス部１３の周辺は、ボールカップリングからなる回転阻止機構１５を介して、フロントハウジング５２の内壁面に支持されている。ここで、本実施の形態においては、回転阻止機構として、ボールカップリングを用いているが、ボールカップリング以外にも、オルダムカップリングも勿論用いることができる。
【００１６】
フロントハウジング５２には、その中心部が外側に円筒状に突出した突出部５２ａが設けられている。この突出部５２ａ内を貫通して、ケーシング５１内部まで、駆動シャフト３０が設けられている。駆動シャフト３０のケーシング５１寄りには、ベアリング３６を介してフロントハウジング５２の内壁に回転可能に支持された大径部３１が一体に設けられ、大径部３１の一端部の中心軸３３から偏心した位置に、偏心ピン３４が駆動シャフト３０の中心軸に沿って突出して設けられている。偏心ピン３４は、偏心ブッシュ３５の偏心位置に設けられた偏心孔３５ａを貫通して、設けられている。偏心ブッシュ３５は、可動スクロール部材１０のボス部１３のドライブベアリングポケット１４内に、ドライブベアリング１を介して回転可能に設けられた円板状（円柱状）を有している。尚、符号３７，３８は、夫々カウンタバランスウエイトを示している。
【００１７】
駆動シャフト３０は、ベアリング１６を介して、突出部５２ａの内周面に回転可能に支持されるとともに、シール部材１７によって、スクロール型コンプレッサ５０の内部が外部に対して密封されている。
【００１８】
フロントハウジング５２の突出部５２ａの周囲には、電磁クラッチ４０が配置されている。電磁クラッチ４０は、突出部５２ａの周囲にベアリング５３を介して配置され内円筒４１ｂ、外円筒４１ａ及び一端を連絡する側板４１ｃを備えた二重円筒構造のロータ４１と、ロータ４１の二重円筒間の内部に配置された電磁石装置４２と、ロータ４１の一端の側板４１ｃと対向して配置されたアーマチュア４３と、アーマチュア４３の中心部に板バネ４４を介して連絡して配置されたクラッチハブ４５とを備え、このクラッチハブ４５は、ナット等の固定部材４６によって、駆動シャフト３０の外側一端に固定されている。
【００１９】
このような構成のスクロール型圧縮機において、駆動シャフト３０が回転すると、可動スクロール部材１０は、固定スクロール部材２０に対して、回転を阻止された旋回運動を行う。この際に、吸入ポート２９より吸入された冷却媒体は、クランク室１８から、スクロール部材間の冷媒ポケットにはいり、スクロール部材の回転に伴って、渦巻体の壁部に沿って中心に移動して圧縮され吐出孔２４から吐出室２７内に吐出され、吐出ポート２８を介して、図示しない外部冷媒回路へと流入される。
【００２０】
以上までは、可動スクロール部材１０を除いて、従来と同様の構造を有している。
【００２１】
図２は図１の可動スクロール部材１０の形状を理解するために誇張して示された断面図である。図２に示すように、本発明の実施の形態によるスクロール型コンプレッサ５０の可動スクロール部材１０は、可動スクロール部材１０の中心軸２と、ドライブベアリングポケット１４の内周面１４ａの中心軸３とが傾斜して設けられている点で従来技術による可動スクロール部材１００とは異なっている。
【００２２】
図３は本発明の実施の形態による可動スクロール部材の駆動原理の説明に供せられる断面図で、図示の可動スクロール部材は、従来技術と同様の構成を有している。図４は図１の可動スクロール部材の正面図、図５は図４の可動スクロール部材のＶ−Ｖ線断面図、図６は図３のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【００２３】
図３を参照すると、可動スクロール部材１００の中心軸１０７方向の重心の位置は、Ｆ１が記入された符号１０８で示される付近であり、ベアリング軸方向の中心１０９から、Ｌ１だけ離れている。更に、径方向で重心位置を見た場合、図８の符号１１０に示されるように、可動スクロール部材１００の中心１０７にない。これが、可動スクロール部材の振れ回り変動の要因となっている。
【００２４】
また、スクロール型コンプレッサは、１回転当たりのガスの圧縮に伴うトルク変動に対称性がなく、ピークからみて、およそ図４の記号Ｂで示される方向に渦巻が位置するときに、トルクのピークを示す。
【００２５】
また、ガス圧縮の作用点は、軸方向で見たときに、図３のＦ２（壁高さの中心１１１）であり、ベアリングの中心からＬ２離れた位置にある。
【００２６】
従って、コンプレッサのスクロール部材の駆動中に、Ｆ１×Ｌ１と、Ｆ２×Ｌ２のモーメントの発生と、Ｆ１，Ｆ２の変動が、図４の可動スクロール部材１０の振れ回りの要因となる。これらのモーメントと力は、方向性があるので、図２、図５、図６等に示すドライブベアリングのポケット１４、即ち、収容部の内周面１４ａの角度の傾きを中心軸２に対して、直線３で示すように、傾斜させることによって、それらのモーメントによる振れ回りによる影響を少なくすることができる。
【００２７】
具体的には、図５に示される断面Ｖ−Ｖに関しては、中心軸２と中心軸３ａとをＸＡ°傾斜させることによって、可動スクロール部材１０の重心位置が渦巻体１１の重心位置とずれることにより発生する渦巻きの振れ回りの変動を吸収する。
【００２８】
一方、図６に示される断面ＶＩ−ＶＩに関しては、中心軸２と中心軸３ａとをＸＢ°傾斜させることによって、ガス圧縮反力の変動により発生する渦巻きの振れ回り変動を吸収する。この傾斜角度ＸＡ°、ＸＢ°ともに０．０１〜０．１０°位の値である。
【００２９】
このように、本発明の実施の形態による可動スクロール部材１０においては、渦巻き１旋回中の負荷変動を平均化するような方向に、ドライブベアリングポケット１４、即ち、収容孔の内周面の中心軸を傾ける。この角度ＸＡ°，ＸＢ°は、ニードルベアリング１のクラウニングの形状の値よりも大きくならない。
【００３０】
このように、渦巻き１旋回中の負荷変動をドライブベアリングが寄り適切に受ける構造とすることによって、ニードルベアリング１のクラウニングの量をより小さく設定可能とすることができるか、又は、定格荷重をより小さく設定することができる。
【００３１】
また、この傾斜により、ベアリング選択時の選択自由度を上げ、もしくは、直接的により小さいベアリングの選定を可能とすることで、コストダウンを図ることができる。
【００３２】
また、ドライブベアリング１の仕様を変更することなく、ドライブベアリング１の寿命を向上することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ドライブベアリングの寿命を向上することができるスクロール型コンプレッサを提供することができる。
【００３４】
また、本発明によれば、ライブベアリングのコストダウンを図ったスクロール型コンプレッサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるスクロール型圧縮機の構成を示す図である。
【図２】図１のスクロール型圧縮機の可動スクロール部材を実際よりも誇張して示した断面図である。
【図３】可動スクロール部材の駆動原理の説明に供せられる図で、従来技術と同様の構成を有している。
【図４】図１の可動スクロール部材の正面図である。
【図５】図４の可動スクロール部材のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】従来技術によるスクロール型コンプレッサの可動スクロール部材の断面図である。
【図８】図７の可動スクロール部材の正面図である。
【符号の説明】
１  ドライブベアリング
２，３，３ａ，３ｂ  中心軸
１０    可動スクロール部材
１１，２１    板体
１２，２２    渦巻体
１３    ボス部
１４    ドライブベアリングポケット（収容孔）
１４ａ    内周面
１５    回転阻止機構
１６    ベアリング
１７    シール部材
２０    固定スクロール部材
２３    吐出弁機構
２３ａ    吐出弁
２３ｂ    リテーナ
２３ｃ    ボルト
２４    吐出孔
２５    突出部
２６    ボルト
２７    吐出室
２８    吐出ポート
２９    吸入ポート
３０    駆動シャフト
３１    大径部
３３    中心軸
３４    偏心ピン
３５    偏心ブッシュ
３５ａ    孔部
３６    ベアリング
３７，３８    カウンタバランスウエイト
４０    電磁クラッチ
４１    ロータ
４２    電磁石装置
４３    アーマチュア
４４    板ばね
４５    クラッチハブ
４６    ナット
５０    スクロール型コンプレッサ
５１    ケーシング
５２    フロントハウジング
５２ａ    突出部
５３    ベアリング
５５    ボルト
１００    可動スクロール部材
１０１    板体
１０２    渦巻体
１０３    ボス部
１０４    ドライブベアリングポケット
１０６    ドライブベアリング
１０７    中心軸
１０９    中心
１１０    重心
１１２    ドライブベアリングポケットの中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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