JP4934098B2

JP4934098B2 - スクロール型流体機械

Info

Publication number: JP4934098B2
Application number: JP2008134042A
Authority: JP
Inventors: 英司小林; 正則田口; 孝昭板橋; 和宏太田
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2028-05-22
Also published as: JP2009281279A

Description

本発明は、ハウジング内に固定された固定スクロール部材と、固定スクロール部材に対して旋回可能に設けられた旋回スクロール部材とを備えたスクロール型流体機械に関するものである。

従来、この種のスクロール型流体機械としては、円筒状のハウジングと、ハウジング内に固定され、一端面に渦巻体が設けられた固定スクロール部材と、固定スクロール部材に対して旋回するように設けられ、固定スクロール部材の渦巻体と噛み合う渦巻体が設けられた旋回スクロール部材と、一端部が旋回スクロール部材に連結され、旋回スクロール部材を旋回させる動力を伝達する駆動シャフトと、ハウジングの端面に結合可能に設けられ、駆動シャフトを回転自在に支持するセンタープレートとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

前記スクロール型流体機械は、設定された出力及び耐久性能を保持するために、固定スクロール部材に対して旋回スクロール部材の渦巻体の先端部（旋回スクロール部材に対して固定スクロール部材の渦巻体の先端部）が所定の圧力で接触している必要がある。しかし、流体機械を構成する部品はそれぞれ公差の範囲内で寸法誤差を有しているため、流体機械毎に固定スクロール部材に対する旋回スクロール部材の渦巻体の先端部の接触状態を調整する必要がある。

固定スクロール部材に対する旋回スクロール部材の渦巻体の先端部の接触状態の調整は、ハウジングに固定スクロール部材、旋回スクロール部材、センタープレート及び駆動シャフトを組み付けた状態において駆動シャフトを回転させ、駆動シャフトを回転させるのに必要なトルクが所定のトルクとなるようなハウジングとセンタープレートとの隙間を測定し、測定したハウジングとセンタープレートとの隙間を保持するためにハウジングとセンタープレートとの間に対応する厚さ寸法を有するシムを挿入することにより行う。
特開２００７−１９２１８３号公報

従来、ハウジングとセンタープレートとの隙間の測定は、ハウジングに対してセンタープレートを周方向に回転させることにより、ハウジング及びセンタープレートのフランジ部にそれぞれ設けられたハウジングとセンタープレートを結合するためのボルト孔を互いにずらし、センタープレートのボルト孔を介してセンタープレートのハウジング側と反対の面側からハウジングの端面までの距離をデプスゲージ等の計測機器によって計測することにより行っていた。このため、ハウジングに対してセンタープレートを回転させると、固定スクロール部材に対する旋回スクロール部材の位置がずれるため、ハウジングとセンタープレートとの隙間の測定や、駆動シャフトを回転させる際のトルクの計測を正確に行うことができず、固定スクロール部材に対する旋回スクロール部材の渦巻体の先端部の接触状態の調整を正確に行うことは容易でない。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、固定スクロール部材に対する旋回スクロール部材の渦巻体の先端部の接触状態の調整を容易かつ正確に行うことのできるスクロール型流体機械を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、円筒状のハウジングと、ハウジング内に固定され、一端面に渦巻体が設けられた固定スクロール部材と、固定スクロール部材に対して旋回するように設けられ、固定スクロール部材の渦巻体と噛み合う渦巻体が設けられた旋回スクロール部材と、一端部が旋回スクロール部材に連結され、旋回スクロール部材を旋回させる動力を伝達する駆動シャフトと、ハウジングの端面に結合可能に設けられ、駆動シャフトを回転自在に支持するセンタープレートとを備えたスクロール式圧縮機において、前記センタープレートに、ハウジングの端面にセンタープレートを配置した状態で、センタープレートのハウジング側と反対の面とハウジングの端面との距離を計測するために、センタープレートのハウジング側と反対の面側から計測器具の一部がハウジングの端面に接触可能な距離計測部を設けている。

これにより、ハウジングに対してセンタープレートを回転させることなく、ハウジングの端面にセンタープレートを配置した状態で、センタープレートのハウジング側と反対の面とハウジングの端面との距離の計測が可能となる。

本発明によれば、ハウジングの端面にセンタープレートを配置した状態で、センタープレートのハウジング側と反対の面とハウジングの端面との距離を計測することができるので、固定スクロール部材に対する旋回スクロール部材の渦巻体の先端部の接触状態の調整を容易かつ正確に行うことが可能となる。

図１乃至図４は本発明の一実施形態を示すもので、図１は圧縮機の側面断面図、図２は第２ハウジング及び第３ハウジングを取り外した状態を示す圧縮機の側面断面図、図３は図２のＡ−Ａ矢視図、図４は第１ハウジングに対するセンタープレートの位置関係を示す圧縮機の要部側面断面図である。

本発明のスクロール型流体機械としての圧縮機は、円筒状に形成されたハウジング１０と、冷媒を圧縮するための圧縮部２０と、圧縮部２０を駆動させるための電動機３０と、電動機３０の運転制御を行うための駆動回路部４０とを備えたスクロール型の電動圧縮機であり、冷媒として例えばＨＦＣ−１３４ａや二酸化炭素等が用いられる。

ハウジング１０は、圧縮部２０が収納される第１ハウジング１１と、電動機３０が収納される第２ハウジング１２と、駆動回路部４０が収納される第３ハウジング１３とからなる。

第１ハウジング１１は、一端面が閉鎖され、他端面が第２ハウジング１２の一端面にボルト１４によって結合されている。また、第１ハウジング１１の一端面側の周面には冷媒吐出口１１ａが設けられている。

第２ハウジング１２は、一端面が第１ハウジング１１に結合され、他端面が第３ハウジング１３の一端面に結合されている。また、第１ハウジング１１及び第２ハウジング１２は、圧縮部２０駆動用の後述する駆動シャフトの一端側を回転自在に支持するための後述するセンタープレートのフランジ部を介して結合されている。

第３ハウジング１３は、一端面側が第２ハウジング１２に結合され、他端面側が開閉可能なように閉鎖板１５によって閉鎖されている。また、第３ハウジング１３の一端面側の周面には図示しない冷媒吸入口が設けられている。更に、第３ハウジング１３には、仕切壁１３ａによって冷媒吸入口を含む一端面側と他端面側とに内部を仕切ることにより、駆動回路部４０が収納される駆動回路収納室１３ｂと電動機３０側に連通する冷媒吸入室１３ｃが設けられている。

圧縮部２０は、第１ハウジング１１の一端側に固定された固定スクロール部材２１と、第１ハウジング１１の他端側に設けられ、固定スクロール部材２１に対して旋回可能に設けられた旋回スクロール部材２２とを有している。

固定スクロール部材２１は、第１ハウジング１１内を仕切るように設けられた円板状の部材からなり、旋回スクロール部材２２側の面に渦巻体２１ａが設けられている。また、固定スクロール部材２１の径方向中央部には、圧縮部２０において圧縮した冷媒を吐出するための冷媒吐出孔２１ｂが設けられている。第１ハウジング１１内の一端面と固定スクロール部材２１との間には、冷媒吐出室１１ｂが形成され、冷媒吐出室１１ｂに冷媒吐出口１１ａから吐出される冷媒が流入するようになっている。

旋回スクロール部材２２は、固定スクロール部材２１側の面に渦巻体２２ａが設けられ、その反対側の面に電動機３０の回転力を伝達するための駆動シャフト２３の一端側が駆動ブッシュ２４を介して連結されている。

駆動シャフト２３は、第２ハウジング１２の中心軸に沿って延びるように設けられている。駆動シャフト２３は、駆動ブッシュ２４との連結部２３ａが駆動シャフト２３の回転中心から偏心するように設けられている。また、駆動シャフト２３は、一端側が圧縮部２０と電動機３０の間に設けられたセンタープレート２５にボールベアリング２６を介して回転自在に支持され、他端側が第２ハウジング１２の他端面側に設けられた軸受け１２ａにボールベアリング２７を介して回転自在に支持されている。即ち、駆動シャフト２３は、電動機３０によって回転し、旋回スクロール部材２２を所定の円軌道上を旋回させるようになっている。

センタープレート２５は、ハウジング１０内の圧縮部２０側の空間と電動機３０側の空間を仕切るように設けられ、圧縮部２０側の空間と電動機３０側の空間を連通する連通孔２５ａが設けられている。また、センタープレート２５には、外周面の周方向に亘ってフランジ部２５ｂが設けられ、フランジ部２５ｂが第１ハウジング１１と第２ハウジング１２との間に結合されるようになっている。フランジ部２５ｂには、第１ハウジング１１と第２ハウジング１２を結合するボルト１４を通すためのボルト孔２５ｃが複数設けられるとともに、固定スクロール部材２１に対する旋回スクロール部材２２の渦巻体２２ａの先端部（旋回スクロール部材２２に対する固定スクロール部材２１の渦巻体２１ａの先端部）の接触状態を調整するために、センタープレート２５の第２ハウジング１２側の面から第１ハウジング１１の他端面までの距離を測定するための距離計測部として測定孔２５ｄ及び測定切り欠き２５ｅがフランジ部２５ｂに沿って複数（本実施形態では４箇所）設けられている。また、センタープレート２５のフランジ部２５ｂと第１ハウジング１１の他端面との間には、センタープレート２５と第１ハウジング１１との間隔を調整するために、圧縮機毎に対応する厚さ寸法Ｌ１のシム２５ｆが挿入されるようになっている。

電動機３０は、駆動シャフト２３に固定された永久磁石からなるロータ３１と、ロータ３１を囲むように設けられ、第２ハウジング１２内に固定されたステータ３２とを有している。

駆動回路部４０は、基板上にパワー半導体素子を有するインバータ回路４１、平滑コンデンサやノイズフィルタ等のパワー回路部品４２、制御回路４３等からなり、駆動回路収納室１３ｂに収納され、モールド樹脂４４によって駆動回路収納室１３ｂ内に固定されている。

以上のように構成された圧縮機において、電動機３０に通電して駆動シャフト２３を回転させると、圧縮部２０において固定スクロール部材２１に対して旋回スクロール部材２２が旋回運動する。これにより、冷媒吸入口からハウジング２０内に流入する冷媒は、冷媒吸入室１３ｃの仕切壁１３ａを介して駆動回路部４０のインバータ回路４１を冷却し、第２ハウジング１２内を流通して電動機３０を冷却した後、圧縮部２０に流入する。圧縮部２０において圧縮された冷媒は、冷媒吐出孔２１ｂから冷媒吐出室１１ｂに流入し、冷媒吐出口１１ａから吐出される。

ここで、圧縮機を構成する各部品は寸法公差の範囲内で寸法誤差を有しているため、圧縮機を組み立てる際に、圧縮機毎に固定スクロール部材２１に対する旋回スクロール部材２２の渦巻体２２ａの先端部（旋回スクロール部材２２に対する固定スクロール部材２１の渦巻体２１ａの先端部）の接触状態を適正な接触状態とするための調整を行う必要がある。

固定スクロール部材２１に対する旋回スクロール部材２２の渦巻体２２ａの先端部の接触状態の調整は、センタープレート２５のフランジ部２５ｂと第１ハウジング１１の他端面との間に、圧縮機毎に対応する厚さ寸法Ｌ１のシム２５ｆを挿入することにより行う。

以下にセンタープレート２５のフランジ部２５ｂと第１ハウジング１１の他端面との間に挿入するシム２５ｆの厚さ寸法Ｌ１を決定する方法を説明する。

まず、図２及び図３に示すように、第１ハウジング１１に固定スクロール部材２１、旋回スクロール部材２２、駆動シャフト２３及びセンタープレート２５を組み付けた状態（圧縮機の完成品から第２ハウジング１２及び第３ハウジング１３を取り外した状態）において駆動シャフト２３を回転させ、駆動シャフト２３を回転させるために必要なトルクをトルクメータ等によって計測する。次に、駆動シャフト２３を回転させるのに必要なトルクが所定のトルクとなる第１ハウジング１１に対するセンタープレート２５の駆動シャフト２３の中心軸方向の位置を計測する。第１ハウジング１１に対するセンタープレート２５の位置関係の計測は、センタープレート２５の他端面側からセンタープレート２５の各測定孔２５ｄまたは測定切り欠き２５ｅにデプスゲージＡの測定子Ａ１を挿入し、測定子Ａ１の端部を第１ハウジング１１の他端面に接触させることにより行われる。即ち、第１ハウジング１１に対するセンタープレート２５の位置関係の計測は、センタープレート２５の他端面と第１ハウジング１１の他端面との距離Ｌ２を計測することにより行われ、センタープレート２５と第１ハウジング１１との間の適正な隙間寸法に相当するシム２５ｆの厚さ寸法Ｌ１が決定される。

このように、本実施形態の圧縮機によれば、センタープレート２５に、第１ハウジング１１の他端面にセンタープレート２５を配置した状態で、センタープレート２５の第２ハウジング１２側の面と第１ハウジング１１の他端面との距離Ｌ２を計測するために、センタープレート２５の第２ハウジング１２側の面からデプスゲージＡの測定子Ａ１が第１ハウジング１１の他端面に接触可能な距離計測部を設けたので、第１ハウジング１１に対してセンタープレート２５を回転させることなく、第１ハウジング１１の他端面にセンタープレート２５を配置した状態で、センタープレート２５の第２ハウジング１２側の面と第１ハウジング１１の他端面との距離を計測することができ、固定スクロール部材２１に対する旋回スクロール部材２２の渦巻体２２ａの先端部の接触状態の調整を容易かつ正確に行うことが可能となる。

また、距離測定部を、センタープレート２５のフランジ部２５ｂに沿って複数設けたので、センタープレート２５のフランジ部２５ｂの周方向に亘って第１ハウジング１１の他端面との距離Ｌ２を計測することができ、固定スクロール部材２１に対する旋回スクロール部材２２の渦巻体２２ａの先端部の接触状態の調整をより正確に行うことが可能となる。

また、距離測定部として、センタープレート２５のフランジ部２５ｂに測定孔２５ｄを設けたので、センタープレート２５に対してボルト孔２５ｃと共に距離測定部を加工することができ、製造コストの低減を図ることが可能となる。

また、距離測定部として、センタープレート２５のフランジ部２５ｂに測定切り欠き２５ｅを設けたので、センタープレート２５を形成すると際に同時に距離測定部を加工することができ、製造コストの低減を図ることが可能となる。

尚、前記実施形態では、センタープレート２５のフランジ部２５ｂに距離計測部として測定孔２５ｄ及び測定切り欠き２５ｅを設けたものを示したが、各距離計測部を測定孔２５ｄのみで構成してもよいし、測定切り欠き２５ｅのみで構成してもよい。

本発明の一実施形態を示す圧縮機の側面断面図第２ハウジング及び第３ハウジングを取り外した状態を示す圧縮機の側面断面図図２のＡ−Ａ線矢視図第１ハウジングに対するセンタープレートの位置関係を示す圧縮機の要部側面断面図

符号の説明

１１…第１ハウジング、２１…固定スクロール部材、２２…旋回スクロール部材、２３…駆動シャフト、２５…センタープレート、２５ｂ…フランジ部、２５ｄ…測定孔、２５ｅ…測定切り欠き。

Claims

円筒状のハウジングと、ハウジング内に固定され、一端面に渦巻体が設けられた固定スクロール部材と、固定スクロール部材に対して旋回するように設けられ、固定スクロール部材の渦巻体と噛み合う渦巻体が設けられた旋回スクロール部材と、一端部が旋回スクロール部材に連結され、旋回スクロール部材を旋回させる動力を伝達する駆動シャフトと、ハウジングの端面に結合可能に設けられ、駆動シャフトを回転自在に支持するセンタープレートとを備えたスクロール型流体機械において、
前記センタープレートに、ハウジングの端面にセンタープレートを配置した状態で、センタープレートのハウジング側と反対の面とハウジングの端面との距離を計測するために、センタープレートのハウジング側と反対の面側から計測器具の一部がハウジングの端面に接触可能な距離計測部を設けた
ことを特徴とするスクロール型流体機械。
前記距離計測部を、センタープレートのハウジングの端面との結合部に沿って複数設けた
ことを特徴とする請求項１記載のスクロール型流体機械。
前記距離計測部として、センタープレートのハウジングの端面との結合部に貫通孔を設けた
ことを特徴とする請求項１または２記載のスクロール型流体機械。
前記距離計測部として、センタープレートのハウジングの端面との結合部に切り欠きを設けた
ことを特徴とする請求項１または２記載のスクロール型流体機械。