JP2001032783A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数種の圧縮機に同一のカウンターウェイト
を適用できること。 【解決手段】 偏心ブッシュ２１に取り付けたカウンタ
ーウェイト２３はベースウェイト部材２３ｄに対して結
合部材５０によって固定した複数のウェイト部材２３ａ
〜２３ｃとを有し、前記ウェイト部材２３ａ〜２３ｃの
少なくとも一つには、前記結合部材５０を含む一部位に
収容部６１を有し、該収容部６１には前記結合部材５０
に可動可能に軸支されて前記収容部６１から前記周縁の
外へ迫り出し可能に設けた補助ウェイト部材７１が組み
合わされている。

Description

【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圧縮機
に属し、特に、従動クランク機構をもつスクロール型圧
縮機に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスクロール型圧縮機は、一対の渦
巻体を角度をずらせてかみ合わせ、相対的な円運動（公
転運動のみ）を与えて、両渦巻体間に形成する密閉空間
を中心方向へ移動させながら容積を減縮して中心部から
圧縮流体を吐出させるようにした容積式流体圧縮装置で
ある。

【０００３】従来技術のスクロール型圧縮機は、図５に
示すように、外郭を構成するハウジング１０を有してい
る。ハウジング１０は、大径の有底円筒体からなるリア
ハウジング１０１と、フロントハウジング１００とを有
している。フロントハウジング１００はリアハウジング
１０１の開放端に固定された大径円筒部１０３と小径円
筒部１０５とを備えている。リアハウジング１０１とフ
ロントハウジング１００とは中心軸を同一にして配設さ
れている。

【０００４】ハウジング１０の中心軸線Ｘ上にはシャフ
ト１１が配されている。シャフト１１はフロントハウジ
ング１００の小径円筒部１０５を通ってハウジング１０
内へのびている。また、シャフト１１はフロントハウジ
ング１００の小径円筒部１０５に包囲された小径部１１
ａと、フロントハウジング１００の大径円筒部１０３に
包囲された大径部１１ｂとを有している。

【０００５】大径部１１ｂの端部には、軸線Ｘに平行に
のびている駆動ピン１２が軸線Ｘから偏心して固定され
ている。シャフト１１は大径部１１ｂがボールベアリン
グ１３を介してフロントハウジング１００の大径部１１
ｂにより回転自在に支承され、小径部１１ａがボールベ
アリング１４を介してフロントハウジング１００の小径
円筒部１０５により回転自在に支承されている。

【０００６】小径円筒部１０５に径方向外方に電磁クラ
ッチ１５が配設されている。電磁クラッチ１５は、小径
円筒部１０５に回転自在に外嵌するとともに、図示しな
いＶ形ベルトを介して外部駆動源に接続されたプーリ１
５ａと小径部１１ａの端部に固定された回転伝達板１５
ｃとを備えている。シャフト１１は駆動源により回転駆
動される。

【０００７】リアハウジング１０１内には、固定スクロ
ール１６が配設されている。固定スクロール１６は軸線
Ｘと同心に配設されてリアハウジング１０１に嵌合する
円板状の端板１６ａと、この端板１６ａの一方の面に形
成された渦巻体１６ｂとを備えている。固定スクロール
１６は端板１６ａの他方の面に形成された脚１６ｃを備
えている。固定スクロール１６は、脚１６ｃがリアハウ
ジング１０１の底部１０１ａに当接した状態でボルト１
７によってリアハウジング１０１に固定されている。リ
アハウジング１０１の内部空間は、固定スクロール１６
の端板１６ａによって吸入室１８と吐出室１９とに仕切
られている。

【０００８】さらに、リアハウジング１０１内には固定
スクロール１６に隣接して可動スクロール２０が配設さ
れている。可動スクロール２０は円板状の端板２０ａ
と、この端板２０ａの一方の面に形成された渦巻体２０
ｂと、端板２０ａの他方の面に形成された環状のボス２
０ｃとを備えている。

【０００９】端板２０ａの中心軸線Ｙは軸線Ｘから距離
ｒｓ偏心している。可動スクロール２０の渦巻体２０ｂ
は固定スクロール１６の渦巻体１６ｂと１８０度の角度
の位相差をもってかみ合っている。ボス２０ｃには端板
２０ａと同心に配設された厚肉円板状の偏心ブッシュ２
１がニードルベアリング２２を介して回転自在に内嵌し
ている。偏心ブッシュ２１には軸線Ｘに平行にのびる偏
心した貫通穴２１ａが形成されている。

【００１０】また、偏心ブッシュ２１には径方向にのび
るカウンターウェイト２３が固定されている。偏心ブッ
シュ２１の貫通穴２１ａはシャフト１１の大径部１１ｂ
に固定された駆動ピン１２を摺動可能に収容している。
偏心ブッシュ２１に形成されたピン２１ｂはシャフト１
１の大径部１１ｂの端部に形成されている駆動ピン１２
よりもわずかに大径の穴に嵌合している。

【００１１】さらに、フロントハウジング１００の大径
円筒部１０３の端部に固定されたドーナツ板状のフロン
トハウジング側レース（レース部材）２４と、可動スク
ロール２０の端板２０ａに固定されたドーナツ板状の可
動スクロール側レース（レース部材）２５と周方向に互
いに間隔を隔ててフロントハウジング側レース２４と可
動スクロール側レース２５との間に介在する複数のボー
ル２６とによって、可動スクロール自転防止用のボール
カップリングが構成されている。

【００１２】上述した構成のスクロール型圧縮機は、可
動スクロール２０の公転にともなって、ボール２６がフ
ロントハウジング側レース２４，可動スクロール側レー
ス２５内を可動スクロール２０の公転半径ｒｓと略同一
半径の円軌道を描いて転走する。また、可動スクロール
２０の公転にともなって、ボール２６はフロントハウジ
ング側レース２４，可動スクロール側レース２５へ押し
つけられた状態で可動スクロール２０の公転半径ｒｓと
略同一半径に円軌道を描いて滑らかに転走することがで
きる。この結果、可動スクロール２０はフロントハウジ
ング１００、ひいては固定スクロール１６に対して所定
の角度関係でを維持しつつ公転することになる。

【００１３】図６乃至図８は、図５に示したカウンター
ウェイト２３の具体例を示している。カウンターウェイ
ト２３は、略半円板形状に形成されている第１乃至第３
の板部材（ウェイト部材）２３ａ〜２３ｃ、第４の板部
材（ベースウェイト部材）２３ｄ及び第５の板部材（ウ
ェイト部材）２３ｅを有している。

【００１４】第１乃至第５の板部材２３ａ〜２３ｅは互
いに積層された状態で合わされ、その共通する下部が三
つのリベット５０によって固定されている。即ち、第１
乃至第３の板部材２３ａ〜２３ｃ及び第５の板部材２３
ｅの下部のそれぞれには、リベット５０を挿通しえる挿
通穴２３２〜２３４，２３５が形成されている。また、
第４の板部材２３ｄの下部には、リベット５０が挿通し
える挿通穴２３１が形成されている。

【００１５】第１及び第２の板部材２３ａ，２３ｂは半
円板形状の中心から半径方向の周端までの寸法が同じも
のであり、第３乃至第５の板部材２３ｃ〜２３ｅは半円
板形状の中心から半径方向の周端までの寸法が同じ寸法
となっている。また、第４の板部材２３ｄは、上部へ突
出した突出板部２３１ｄを有している。第４の板部材２
３ｄには半円板形状の中心から突出板部２３１ｄにかか
るように、この半円板形状の中心に、図５に示した偏心
ブッシュ２１から突出している軸部２１ｄに貫通し、第
４の板部材２３ｄを回動可能に軸支する軸穴２３１ａが
形成されている。

【００１６】スクロール型圧縮機は、図９にも示すよう
に、上述したフロントハウジング１００の小径円筒部１
０５に包囲された小径部１１ａ，シャフト１１の大径部
１１ｂ，ブッシュ２１，ニードルベアリング２２，可動
スクロール２０、カウンターウェイト２３によって従動
クランク機構が構成されている。

【００１７】この従動クランク機構は、圧縮時の壁側面
方向のシールを向上するため可動スクロール２０の渦巻
体２０ｂを渦巻体１６ｂへ押し付けるものである。この
壁への押し付け作用は可動スクロール２０の渦巻体２０
ｂに加わるガス圧縮負荷力（ｇ）により偏心ブッシュ２
１をシャフト１１の大径部１１ｂの偏心した貫通穴２１
ａを中心に動かし、旋回半径（Ｒｏ）を変化させて行う
ものであり、壁の制度要求を緩和させ壁にならってシー
ルさせる効果がある。

【００１８】Ｗｓ：可動スクロール２０の渦巻体２０ｂ
の重量，Ｗｃ：カウンターウェイト２３の重量，Ｒ：シ
ャフト１１の中心からカウンターウェイト２３の重心位
置までの距離、とすると、Ｆｃ＝Ｆｓとなるように設定
される。

【００１９】Ｆｃ＝Ｗｃ／ｇ・Ｒ・ω² 、Ｆｓ＝Ｗｓ／
ｇ・Ｒｏ・ω²

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】従来、車両用のスクロ
ール型圧縮機では、限られたスペースの中でカウンター
ウェイト２３の重量を増やすことで、静アンバランス量
をゼロにしているが、圧縮機の形状によって、カウンタ
ーウェイト２３を組み付けるときに、スペースが不足す
ることから重量を増加することが困難な場合がある。

【００２１】それ故に、本発明の課題は、従来の圧縮機
の形状や構成をほとんど変更することなく、また重量を
変化させずに静アンバランス量を設定して重心位置を変
化させることができ、経済性に優れているスクロール型
圧縮機を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、シャフ
トを中心として動かす偏心ブッシュと、運転時に発生す
る可動スクロールの渦巻体の遠心力を相殺するよう前記
偏心ブッシュに旋回運動可能に取り付けたカウンターウ
ェイトとを含み、該カウンターウェイトはベースウェイ
ト部材と、該ベースウェイト部材に対して結合部材によ
って組み合わせ固定する複数のウェイト部材とを有し、
前記ベースウェイト部材は前記偏心ブッシュの軸部に貫
通し前記ベースウェイト部材を回動可能に軸支する軸穴
を有し、前記ベースウェイト部材及び前記ウェイト部材
のそれぞれは前記結合部材を挿通する挿通穴を有してい
るスクロール型圧縮機において、前記挿通穴は前記軸穴
の径方向で前記ベースウェイト部材及び前記ウェイト部
材の周縁の近傍に位置しており、前記ベースウェイト部
材及び前記ウェイト部材のうちの少なくとも一つの部材
には、前記結合部材に軸支されかつ前記周縁の外へ迫り
出し可能に設けた補助ウェイト部材が組み合わされてい
ることを特徴とするスクロール型圧縮機が得られる。

【００２３】

【作用】本発明のスクロール型圧縮機では、装着後ある
いは運転時にカウンターウェイトの補助ウェイト部材と
結合部材とによって構成されている補助ウェイト部材に
よって補助ウェイト部材が結合部材を中心に可動する。
圧縮機の静バランスをとる上で、現行の量産部品を極力
採用しようとした場合、カウンターウェイトの形状には
種々の制約が生じるが、組み付け時は従来と変わらず、
シャフトの回転による遠心力によってカウンターウェイ
トの補助ウェイト部材が外側へ迫り出して重心をずらす
ことで、同質量にも関わらず、より大きな効果を得るも
のである。補助ウェイト部材が迫り出すことによって、
圧縮機全体の径方向における重心がシャフトの中心に近
付き、静バランスをゼロにする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のスクロール型圧縮
機の第１の実施の形態例について図１乃至図３を参照し
て説明する。なお、スクロール型圧縮機は図５乃至図９
で説明した構成のスクロール型圧縮機とほぼ同じ構成で
あるため、同じ部分には同じ符号を付して構成が同じ部
分の説明を省略する。

【００２５】まず、図５に示したように、スクロール型
圧縮機は、フロントハウジング１００の小径円筒部１０
５に包囲された小径部１１ａ，シャフト１１の大径部１
１ｂ，偏心ブッシュ２１，ニードルベアリング２２，可
動スクロール２０、カウンターウェイト２３によって従
動クランク機構が構成されている。

【００２６】図１乃至図３を参照して、カウンターウェ
イト２３は、略三日月形状に形成されている第１乃至第
３の板部材（ウェイト部材）２３ａ〜２３ｃ及び第５の
板部材（ウェイト部材）２３ｅと、略半円板形状に形成
されている第４の板部材（ベースウェイト部材）２３ｄ
とを有している。

【００２７】第１乃至第５の板部材２３ａ〜２３ｅは、
これらが互いに積層され、このうちの第３の板部材２３
ｃと第５の板部材２３ｅとの間には第４の板部材２３ｄ
が挟まれている。第１乃至第５の板部材２３ａ〜２３ｅ
は互いに積層された状態で合わされ、これらの共通する
下部でリベットもしくはボルトのような三つの結合部材
５０のそれぞれによって固定されている。

【００２８】第１及び第２の板部材２３ａ，２３ｂは略
三日月形状の中心から半径方向の周端までの寸法が同じ
ものであり、第３の板部材２３ｃは、略三日月形状の中
心から半径方向の周端までの寸法が第１及び第２の板部
材２３ａ，２３ｂ及び第４及び第５の板部２３ｄ，２３
ｅよりも大きいものである。また、第４の板部２３ｄ及
び第５の板部材２３ｅは略三日月形状の中心及び略半円
板形状の中心から半径方向の周端までの寸法が同じもの
である。なお、第４及び第５の板部材２３ｄ，２３ｅは
略三日月形状の中心及び略半円板形状の中心から半径方
向の周端までの寸法が第１及び第２の板部材２３ａ，２
３ｂよりも大きく、第３の板部２３ｃの寸法よりも小さ
くなっている。

【００２９】第４の板部材２３ｄには上部へ突出した突
出板部２３１ｄが形成されている。また、第４の板部材
２３ｄには略半円板形状の中心から突出板部２３１ｄに
かかるように略半円板形状の中心に、図５に示した偏心
ブッシュ２１と同様な偏心ブッシュから突出している軸
部２１ｄに貫通し第４の板部材２３ｄを回動可能に軸支
する軸穴２３１ａが形成されている。

【００３０】第１及び第２の板部材２３ａ，２３ｂ、第
４及び第５の板部材２３ｄ，２３ｅのそれぞれは、三つ
の結合部材５０をそれぞれ一対一に挿通する各三つづつ
の挿通穴２３２，２３３，２３４，２３５を有してい
る。挿通穴２３２，２３３，２３４，２３５は軸穴２３
１ａの径方向で第１及び第２の板部材２３ａ，２３ｂ、
第４及び第５の板部材２３ｄ，２３ｅの周縁近傍に位置
しており、周方向に所定間隔をもって各三つの挿通穴２
３２，２３３，２３４，２３５が設けられている。

【００３１】第３の板部材２３ｃは、図３に示したよう
に、周縁近傍で周方向に所定間隔をもって各二つの挿通
穴２３６を有している。また、第１及び第２の板部材２
３ａ，２３ｂ、第４及び第５の板部材２３ｄ，２３ｅの
それぞれの挿通穴２３２，２３３，２３４，２３５は、
第３の板部材２３ｃの挿通穴２３６と同じ位置関係に設
けられている。

【００３２】第３の板部材２３ｃの周縁の近傍には、一
つの結合部材５０を含む一部位に収容部６１が形成され
ている。この実施の形態例における収容部６１は、第３
の板部材２３ｃの周縁から第３の板部材２３ｃに形成し
た切り欠け部である。収容部６１には一つの結合部材５
０に可動可能に軸支されて収容部６１から周縁の外へ迫
り出し可能に設けた補助部材（補助ウェイト部材）７１
が組み合わされている。

【００３３】補助部材７１は一端側に補助穴７１ａを有
している。補助穴７１ａは一つの結合部材５０に軸支さ
れている。また、この補助部材７１は周方向に長い形状
に作られており、第４の板部材２３ｅの軸穴２３１ａか
ら見ると軸穴２３１ａの下方向に位置している。したが
って、第３の板部材２３ｅに形成した二つの挿通穴２３
６は、一つの結合部材５０に軸支した補助穴７１ａを中
心として左右対象な位置に設けられている。

【００３４】上記構成のカウンターウェイト２３は、ま
ず、第１乃至第３の板部材２３ａ〜２３ｃ及び第５の板
部材２３ｅにて第４の板部材２３ｄを挟み積層して合わ
す。その後、第１及び第２の板部材２３ａ，２３ｂの挿
通穴２３２，２３３，２３４と、第４の板部材２３ｄの
挿通穴２３４、第５の板部材２３ｅの挿通穴２３５へ結
合部材５０を挿通する。この際、一つの結合部材５０を
補助部材７１の補助穴７１ａに挿通する。

【００３５】したがって、補助部材７１は第２及び第４
の板部材２３ｂ，２３ｄ間で挟まれた状態で可動が可能
となる。そして、第１乃至第５の板部材２３ａ〜２３ｅ
は、結合部材５０によって固定される。

【００３６】そして、結合部材５０がボルトである場合
には、ボルトの先端部に形成されているネジを第５の板
部材２３ｅの挿通穴２３５に形成されているネジ部に締
結すると、第１乃至第５の板部材２３ａ〜２３ｅがしっ
かりと固定される。そして固定されたカウンターウェイ
ト２３は、偏心ブッシュ２１のピン２１ｂに取り付けら
れる。

【００３７】このようなスクロール型圧縮機では、カウ
ンターウェイト２３の補助部材７１が結合部材５０を中
心に可動する。圧縮機の静バランスをとる上で、現行の
量産部品を極力採用しようとした場合、カウンターウェ
イト２３の形状には種々の制約が生じるが、組み付け時
は従来と変わらず、運転中にシャフト１１の回転による
遠心力によってカウンターウェイト２３の補助部材７１
が外側へ迫り出して重心をずらすことで、同質量にも関
わらず、より大きな効果が得られる。また、補助部材７
１が迫り出すことによって、圧縮機全体の径方向におけ
る重心がシャフト１１の中心に近付き、静バランスをゼ
ロにすることができる。

【００３８】つまり、低速運転時では可動スクロール２
０とカンターウェイト２３とが従来と変わらないバラン
スを保ち、従動クランク機構によって旋回半径が大きく
なる方向に調整される。また、高速運転時になるにした
がってカンターウェイト２３の重心位置がシャフト１１
の中心より離れる方向へ変化する。これによって、可動
スクロール２０の渦巻体２０ｂの壁に押付力が相殺され
て、ついには従動クランク機構によって旋回半径（図９
に示したＲｏ）が小さくなる方向へ調整され、可動スク
ロール２０の渦巻体２０ｂの壁と固定スクロール１６の
渦巻体１６ｂ壁との間に隙間を生じるようになる。この
とき、ブローバイガス（漏れガス）が発生し体積効率が
減少する。

【００３９】なお、補助部材７１は、第３の板部材２３
ｃと同じ板厚寸法もしくはそれ以下の板厚寸法をもって
いるものでよい。また、補助部材７１は第１乃至第３の
板部材２３ａ〜２３ｃのいずれかに構成するか、第１乃
至第３の板部材２３ａ〜２３ｃのうちから選択して複数
設けるようにしてもよい。また、補助部材７１は、第３
の板部材２３ｃの位置と同様に、第４の板部材２３ｄに
構成するようにできることはいうまでもない。

【００４０】また、収納部６１は、切り欠け部とした
が、第１乃至第５の板部材２３ａ〜２３ｅの一面に薄い
板厚寸法の補助部材７１が収容できるような溝やへこみ
を形成してこれらの溝やへこみ内に補助部材７１が収容
できるようにしてもよく、複数の結合部材５０のいずれ
かに、もしくは複数の結合部材５０に補助部材７１を軸
支するように構成してもよい。

【００４１】さらに、この実施の形態例においては、カ
ンターウェイト２３を第１乃至第５の板部材２３ａ〜２
３ｅによって構成したもので説明したが、第５の板部材
２３ｅを除いた第１乃至第４の板部材２３ａ〜２３ｄに
よって構成されているカンターウェイト２３も存在する
ことから、特に、実施の形態のように第１乃至第３の板
部材２３ａ〜２３ｃ及び第５の板部材２３ｅにて第４の
板部材２３ｄを挟み積層して合わす構成に限定されるも
のではない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のスクロー
ル型圧縮機の実施の形態例によれば、第１の板部材及び
第５の板部材に収容部を形成して補助部材を可動に結合
部材に軸支した構成としたので、カウンターウェイトの
静バランス量を設定することができ、圧縮機全体の径方
向における重心がシャフトの中心に近付き、静バランス
をゼロにすることができる。

【００４３】また、カウンターウェイトを組み付けると
きに、限られたスペースに補助部材を収容できるので、
従来の圧縮機の形状、重量、構成をほとんど変更するこ
となく実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクロール型圧縮機におけるカウンタ
ーウェイトの第１の実施の形態例を示す正面図である。

【図２】図１のII-II 線断面図である。

【図３】図２に示したカウンターウェイトの第３の板部
材（ウェイト部材）を示す正面図である。

【図４】本発明のスクロール型圧縮機におけるカウンタ
ーウェイトの回転時の形態を示す正面図である。

【図５】従来のスクロール型圧縮機の一例を示す縦断面
図である。

【図６】図５に示したスクロール型圧縮機におけるカウ
ンターウェイトの具体例を示す正面図である。

【図７】図６のXI-XI 線断面図である。

【図８】図７に示したカウンターウェイトの第４の板部
材（ベースウェイト部材）を示す正面図である。

【図９】図５に示したスクロール型圧縮機における従動
クランク機構を説明するための分解斜視図である。

【符号の説明】

１０ ハウジング １１ シャフト １１ａ 小径円筒部 １１ｂ 大径円筒部 １６ 固定スクロール ２０ 可動スクロール ２３ カウンターウェイト ２３ａ 第１の板部材（ウェイト部材） ２３ｂ 第２の板部材（ウェイト部材） ２３ｃ 第３の板部材（ウェイト部材） ２３ｄ 第４の板部材（ベースウェイト部材） ２３ｅ 第５の板部材（ウェイト部材） ５０ 結合部材 ６１ 収容部 ７１ 補助部材（補助ウェイト部材） ７１ａ 補助穴 １００ フロントハウジング １０１ リアハウジング １０５ 小径円筒部 ２３１〜２３６ 挿通穴

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトを中心として動かす偏心ブッシ
   ュと、運転時に発生する可動スクロールの渦巻体の遠心
   力を相殺するよう前記偏心ブッシュに旋回運動可能に取
   り付けたカウンターウェイトとを含み、該カウンターウ
   ェイトはベースウェイト部材と、該ベースウェイト部材
   に対して結合部材によって組み合わせ固定する複数のウ
   ェイト部材とを有し、前記ベースウェイト部材は前記偏
   心ブッシュの軸部に貫通し前記ベースウェイト部材を回
   動可能に軸支する軸穴を有し、前記ベースウェイト部材
   及び前記ウェイト部材のそれぞれは前記結合部材を挿通
   する挿通穴を有しているスクロール型圧縮機において、 前記挿通穴は前記軸穴の径方向で前記ベースウェイト部
   材及び前記ウェイト部材の周縁の近傍に位置しており、
   前記ベースウェイト部材及び前記ウェイト部材のうちの
   少なくとも一つの部材には、前記結合部材に軸支されか
   つ前記周縁の外へ迫り出し可能に設けた補助ウェイト部
   材が組み合わされていることを特徴とするスクロール型
   圧縮機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスクロール型圧縮機にお
   いて、前記ベースウェイト部材及びウェイト部材のうち
   の少なくとも一つの部材には、前記結合部材に軸支した
   前記補助ウェイト部材を収容する収容部を有しているこ
   とを特徴とするスクロール型圧縮機。
3. 【請求項３】 請求項２記載のスクロール型圧縮機にお
   いて、前記収容部は前記補助ウェイト部材を軸支した前
   記結合部材を含みかつ前記周縁に形成した切り欠け部で
   あることを特徴とするスクロール型圧縮機。