JP2005188488A - スクロールコンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】固定および可動スクロール間の隙間管理が容易で、良好な圧縮性能を確保し得るスクロールコンプレッサを提供すること。
【解決手段】スクロールコンプレッサ１は、各々がうず巻部材を立設した固定および可動スクロール４，５を互いに噛み合わせて両者間に複数の圧縮室を形成する。固定スクロール４に対して可動スクロール５を旋回させると、これら圧縮室の容積は次第に減少し、圧縮室内の流体を圧縮する。このスクロールコンプレッサは、円形孔を設けた静止ハウジング８と、円形の偏芯孔を備え、ハウジングの孔内に転がり要素を介して回転自在に配した中央輪９と、中央輪の偏芯孔内に転がり要素を介して回転自在に配した内輪１０とを有する。可動スクロール５は、うず巻部材の中心を内輪１０の回転中心に合わせて内輪に固定結合される。中央輪９が回転駆動され、可動スクロール４を固定スクロール５に対して旋回させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクロールコンプレッサに係り、特にスクロールコンプレッサの駆動・支承構造に関する。

スクロールコンプレッサの構造として、可動スクロールの駆動軸をフレームで支承して、駆動モータと一緒にケース内に装着するものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
再公表特許 ＷＯ９７／４９９１９号公報

上記既知の構造では、駆動軸は、その一端に設けた偏芯ボス部を、可動スクロールの凹状受部に軸受を介して嵌め込んで、可動スクロールに連結する。また、駆動軸の他端には、駆動モータのロータが取り付けられている。
このように組み立てた駆動軸は、フレームに軸受を介して回転可能に支承される。フレームは、駆動軸のロータを、ケースに取り付けた駆動モータのステータに差し込んだ状態で、ケースに溶接して取り付けられる。

スクロールコンプレッサは、うず巻部材を立設した固定および可動スクロールを互いに噛み合わせて両者間に複数の圧縮室を形成し、可動スクロールの旋回により、それら圧縮室の容積を次第に減じて流体を圧縮する。そのため、良好な圧縮性能を得るには、圧縮室を形成する固定および可動スクロール間の隙間を適切にする必要がある。

上述した既知の構造では、固定および可動スクロールの製作寸法誤差に加えて、駆動軸を支承する２つの軸受自体の隙間、駆動軸と軸受間の隙間や、これら軸受とフレームおよび可動スクロール間の隙間、駆動軸ボス部の偏芯量などの誤差が、圧縮室の隙間に総合的に影響して、圧縮室の適切な隙間の確保を難しくする。
また、フレームをケースに溶接固定する際に、駆動軸上のロータとケース側のステータとの間の隙間を適切に維持しつつ行わなければならず、組立作業も容易ではない。

本発明は、固定および可動スクロール間の隙間管理が容易で、良好な圧縮性能を得られるスクロールコンプレッサの提供を目的とする。
本発明の別の目的は、上記目的に加えて、組立を容易に行うことのできるスクロールコンプレッサを提供することである。

本発明によるスクロールコンプレッサは、各々がうず巻部材を立設した固定および可動スクロールを互いに噛み合わせて両者間に形成した複数の圧縮室の容積を、固定スクロールに対して可動スクロールを旋回させて次第に減ずることにより、これら圧縮室内の流体を圧縮する。
このスクロールコンプレッサは、円形孔を設けた静止ハウジングと、円形の偏芯孔を備え、ハウジングの孔内に転がり要素を介して回転自在に配した中央輪と、該中央輪の偏芯孔内に転がり要素を介して回転自在に配した内輪とを有し、うず巻部材の中心を内輪の回転中心に合わせて可動スクロールを内輪に固定結合し、中央輪を回転駆動することによって可動スクロールを固定スクロールに対して旋回させることを特徴とする。

上記構成によると、ハウジング、中央輪および内輪は三重軸受構造を成し、各部が可動スクロールを直接結合して駆動する。その為、この構成では、従来の駆動軸、軸受および支承構造体との間に要した隙間を廃することができ、固定および可動スクロール間の隙間管理に影響するのは、専ら、それぞれの軸受自体に要する隙間のみとなる。従って、各軸受内の隙間誤差を適切に管理することにより、固定および可動スクロール間の隙間に及ぼす影響が低減し、隙間管理が容易になる。

固定スクロールをハウジングの端面に固定し、可動スクロールを自転防止機構を介してハウジングの同じ端面に連結することが好ましい。このように構成すると、固定および可動スクロールを同一の基準面に設置して、これらスクロール間の軸線方向隙間の管理も容易になる。

スクロールコンプレッサは、駆動モータを備えるものであってもよい。この場合、モータのロータを中央輪の外周に取り付け、このロータを取り巻いてハウジングの孔の内周に駆動モータのステータを取り付けることが好適である。ロータとステータを同一のユニットに組み込むことによって、両者間の隙間管理が容易になる。

スクロールコンプレッサには、さらにケースを設けてもよい。この場合も、三重軸受構造に固定および可動スクロールと駆動モータを組み付けて一つのまとまったコンプレッサ本体とし、ハウジングをケース壁に固定結合してコンプレッサ本体をケース内に装着することができ、スクロールコンプレッサの組立は容易である。

本発明では、上述のように、駆動・支承構造を簡単にすることによって、各構成部品の製作・組立誤差の管理と、スクロールコンプレッサの組立が容易である。そのため、従来、いくつもの構成部品の製作・組立誤差が総合的に影響して、スクロールコンプレッサの小型化に際して生じた精度管理の困難性を軽減することができ、スクロールコンプレッサの小型化を容易にして用途を拡大する効果がある。

続いて、本発明のスクロールコンプレッサを、図面に示す実施例に基づいて説明する。
図示のスクロールコンプレッサ１は、コンプレッサ本体２と、この本体を収めたケース３とを有する。
ケース３は、有底筒状のケース本体３ａと、ケース本体の開口に溶接取付してケース内を密封するカバー３ｂで構成している。

コンプレッサ本体２は、固定スクロール４と、可動スクロール５とを含んでいる。各スクロールはほぼ円形で平坦な端板を有し、この端板上にうず巻部材を立設している。固定および可動スクロール４，５は、互いにうず巻部材を噛み合わせて係合され、両者間に複数の圧縮室を形成する（圧縮室の図示なし）。
この状態で、固定スクロール４に対して可動スクロール５を旋回させると、各圧縮室は両スクロールの外周側から内周側へ向けて容積を減少させながら移動する。この動きに伴って、それぞれの圧縮室が次々に流体を吸い込んで、圧縮するようになっている。

圧縮室へ流体を導入し、圧縮した流体を吐出する為に、吸入口６がケースのカバー３ｂと固定スクロール４を貫いて設けられ、吐出口７が固定スクロール４の中央に貫通形成されている。
上述した固定および可動スクロール４，５の構造と作動は従来のものと同様でよく、本文ではこれ以上の説明を行わない。

固定および可動スクロールの下方には、駆動・支承組立体があり、さらにその下方に、可動スクロールを旋回させるための電気駆動モータも設けている。
駆動・支承組立体は、３つのほぼ筒状の、固定外輪ないしハウジング８と、中央輪９と、内輪１０とを有する。中央輪９はハウジング８の円形通し孔内に、内輪１０は中央輪９の円形通し孔内にそれぞれ入れ子式に配置されている。ハウジング８と中央輪９の間と、中央輪９と内輪１０の間には転がり要素がそれぞれ挿置され、中央輪９と内輪１０を回転可能に支承している。このように、駆動・支承組立体は、全体として三重の転がり軸受構造を成している。

中央輪９の通し孔は、ハウジング８と内輪１０の通し孔がハウジング８と内輪１０の各中心軸線と同軸状であるのに対して、中央輪９の中心軸線に対して偏芯量ｅをもって形成している。この為、中央輪９内に配置した内輪１０の通し孔も、中央輪９の中心軸線に対して偏芯している。

一方、可動スクロール５には、その背面（図１中の下面）中央に、下方へ突き出たボス部を設けている。可動スクロール５は、このボス部を内輪１０の通し孔にしまりばめで固定して、軸受・支承組立体に連結している。
固定スクロール４は、同部材のうず巻部材の中心を中央輪９の回転中心に合わせて、その外周部をハウジング８にボルトで固定されている。
なお、可動スクロール５とハウジング８の間には、オルダムリング機構１３を設けて、可動スクロール５の自転を防止する。

さらに、中央輪９の下部外周に、ロータ１１を取り付けている。このロータを取り巻いて、ステータ１２がハウジング８の通し孔の下部内周に取り付けられ、駆動モータを構成している。
また、ケース３の底部はオイル溜まりとし、このオイルを用いるために、中央輪９の下部にオイル吸上部１４を設けている。これは、中央輪９の通し孔下端を塞ぐ板部材と、この板部材を貫いてオイル溜まりへ延びたパイプ部材より成っている。

このような構成において、スクロールコンプレッサ１の駆動モータに通電すると、駆動・支承組立体の中央輪９が回転する。それに伴って、内輪１０と、これに一体の可動スクロール５が、固定スクロール４に対して偏芯量ｅを旋回半径として旋回し、圧縮動作を行う。
スクロールコンプレッサ１が作動すると、圧縮流体は、図１中に白抜き矢印で示すように、固定スクロール４の吐出口７からへ流出し、ケース３内を通って吐出される。

圧縮流体の圧力はケース底部のオイル面に作用し、オイルは、差圧でパイプ部材を通って中央輪９の通し孔へ吸い上げられる。中央輪９内のオイルは、内輪８との間の転がり要素を潤滑し、次いで中央輪９とハウジング８の間へ入って転がり要素を潤滑後、再びケース本体３ａ底部のオイル溜まりへ戻る。図１中の黒矢印は、このオイルの動きを示している。
こうして、各軸受を潤滑しながら、圧縮運転が行われる。

以上説明した構成のスクロールコンプレッサ１は、駆動・支承組立体に固定および可動スクロール４，５と駆動モータとを順次組み付けることにより、コンプレッサ本体２を一つのサブユニットとしてまとめることができる。その後、組み上げたコンプレッサ本体２を、ハウジング８をケース本体３ａの壁部に溶接などで固定して据え付け、次いでカバー３ｂを取り付けて、スクロールコンプレッサ１が完成する。

この時、コンプレッサ本体２は、製作・組立誤差を伴う構成部品を全て組み込んだ状態であるので、所定の隙間を容易に確認することができる。
また、コンプレッサ本体２をケース本体３ａ内へ簡単に装着可能であるので、ケース本体は従来の電縫管パイプを使用せずに済み、ブレス深絞りなどで製造して、精度を格段に向上することができる。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明はこの特定形態に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の定義内で、説明した形態に様々な変更を施し、あるいは本発明は別の形態を採り得るのである。

本発明の実施例によるスクロールコンプレッサを示す断面図である。

符号の説明

１ スクロールコンプレッサ
２ コンプレッサ本体
３ ケース
４ 固定スクロール
５ 可動スクロール
８ 固定ハウジング（外輪）
９ 中央輪
１０ 内輪
１１ ロータ（駆動モータ）
１２ ステータ（駆動モータ）

Claims (4)

1. スクロールコンプレッサであって、各々がうず巻部材を立設した固定および可動スクロールを互いに噛み合わせて両者間に形成した複数の圧縮室の容積を、固定スクロールに対して可動スクロールを旋回させて次第に減ずることにより、これら圧縮室内の流体を圧縮するスクロールコンプレッサにおいて、
   円形孔を設けた静止ハウジングと、円形の偏芯孔を備え、ハウジングの孔内に転がり要素を介して回転自在に配した中央輪と、該中央輪の偏芯孔内に転がり要素を介して回転自在に配した内輪とを有し、うず巻部材の中心を内輪の回転中心に合わせて可動スクロールを内輪に固定結合し、中央輪を回転駆動して、可動スクロールを固定スクロールに対して旋回させることを特徴とするスクロールコンプレッサ。
2. 請求項１に記載のスクロールコンプレッサにおいて、固定スクロールをハウジングの端面に固定し、可動スクロールを自転防止機構を介してハウジングの同じ端面に連結する、スクロールコンプレッサ。
3. 請求項１または請求項２に記載のスクロールコンプレッサであって、さらに駆動モータを有し、同モータのロータを中央輪の外周に取り付け、このロータを取り巻いてハウジングの孔内周に駆動モータのステータを取り付ける、スクロールコンプレッサ。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のスクロールコンプレッサであって、さらにケースを有し、軸受・支承組立体に固定および可動スクロールと駆動モータを組み付けて一つのまとまったコンプレッサ本体とし、ハウジングをケース壁に固定結合してコンプレッサ本体をケース内に装着する、スクロールコンプレッサ。