JP2004270495A - Scroll compressor - Google Patents

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JP2004270495A
JP2004270495A JP2003059945A JP2003059945A JP2004270495A JP 2004270495 A JP2004270495 A JP 2004270495A JP 2003059945 A JP2003059945 A JP 2003059945A JP 2003059945 A JP2003059945 A JP 2003059945A JP 2004270495 A JP2004270495 A JP 2004270495A
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JP
Japan
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scroll
boss
balance weight
orbiting scroll
lubricating oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003059945A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Shimada
賢志 嶋田
Yasushi Aeba
靖 饗場
Hidenobu Shintaku
秀信 新宅
Tetsushi Yonekawa
哲史 米川
Toshihiro Nishioka
敏浩 西岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2003059945A priority Critical patent/JP2004270495A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To equalize the imbalance caused by whirling motion of lubricating oil 96 existing in a space 97 surrounded by a frame 6 of a scroll compressor, a whirling scroll 2 and a boss 23 (a space behind the whirling scroll). <P>SOLUTION: The unstable imbalance due to the whirling motion of the lubricating oil 96 existing in the space 97 surrounded by the frame 6, the whirling scroll 2 and the boss 23 is balanced more than ever by preventing the lubricating oil from building up in the space behind the whirling scroll, so that the vibration of the scroll compressor is reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール圧縮機に係わり、特にそのバランスウエイトに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のスクロール圧縮機としては、旋回スクロール背面空間に流れ込んだ潤滑油を該背面空間に貯留し、旋回スクロールの背面とフレーム間の潤滑に使用する経路と、ハウジング底部に排出させる経路とを設けたものがあった(例えば特許文献1参照)。図6は、前記特許文献1に記載された従来のスクロール圧縮機を示す要部断面図である。
【0003】
図6において、密閉ハウジング8は回転シャフト5によって電動モータMに連結されたスクロール圧縮機構Cを内部に収納している。
【0004】
スクロール圧縮機構Cは固定スクロール1、旋回スクロール2、オルダムリング3、フレーム6、上部軸受71、旋回軸受73、ドライブブッシュ54等から構成され、旋回スクロール2は固定スクロール1とフレーム6とで挟持されながらフレーム6との間に配置されたオルダムリング3により自転が拘束された旋回運動可能に保持されている。
【0005】
固定スクロール1は、中央部に吐出ポート13が設けられた鏡板11の一方の端面に渦巻き状ラップ12を備えている。旋回スクロール2は鏡板21の一方の端面に渦巻き状ラップ22を備え、鏡板21のもう一方の端面には中空円筒形状のボス23が設けられている。ボス23の内周にはドライブブッシュ54が旋回軸受73を介して回転自在に嵌挿されている。ドライブブッシュ54に穿設されたスライド孔55内には回転シャフト5の上端から突出する偏心ピン59が嵌合されている。偏心ピン59の側面の一部は、回転シャフト5の回転中心と旋回スクロール2の駆動中心とを結ぶ直線と平行にカットされており、また、スライド孔55の内側面の一部も上記カット部に摺接するよう直線状に形成されている。ドライブブッシュ54は、スライド孔55の直線状内側面の摺動によって、偏心ピン59の直線状側面に沿ってスライドするようになっている。また、このドライブブッシュ54のスライド運動に追随して旋回スクロール2がスライドするようになっている。固定スクロール1と旋回スクロール2とを相互に所定距離、即ち旋回半径rだけ偏心させ、かつ、180度だけ角度をずらせて噛み合わせることによって複数個の密閉空間24が形成されている。
【0006】
電動モータを駆動することによって回転シャフト5、偏心ピン59、ドライブブッシュ54、ボス23等からなる公転旋回機構を介して旋回スクロール2が駆動され、旋回スクロール2はオルダムリング3によって自転を阻止されながら旋回半径rを半径とする円軌道上を公転旋回運動する。この結果、ガスが吸入通路15を経て密閉空間24内に吸入され、旋回スクロール2の公転旋回運動により密閉空間24の容積が減少するのに伴って、圧縮されながら中央部に至り、吐出ポート13より逆止弁17を押し開いて吐出キャビティ14内に入り、ここから吐出管83を経て外部に吐出される。
【0007】
また、回転シャフト5の回転により、密閉ハウジング8の底部に貯留された潤滑油96はポンプ95により汲み上げられ、回転シャフト5内に設けた給油通路94を介してスクロール圧縮機構Cに供給される。スクロール圧縮機構Cに供給された潤滑油96はボス23の内部に収納された偏心ピン59、ドライブブッシュ54、偏心軸受73の隙間を通ってそれぞれの摺動部を潤滑しながら旋回スクロール2の背面空間97に吐き出され、一部分は旋回スクロール2とフレーム6とのスラスト摺動面等に供給され、残りは排油通路93を通って密閉容器底部へと排出される。
【0008】
一方、スクロール圧縮機においては旋回スクロールを初めとして偏心運動を行う可動部材が存在する為、回転シャフト5若しくはロータMaにバランスウエイトをを付加して、可動部材の運動によるアンバランスを相殺するようにする必要がある。
【0009】
図9は従来のスクロール圧縮機における潤滑油等を考慮に入れないバランス釣り合いを示す図である。図6及び図9において、旋回スクロール部材2を含む可動部材の不釣り合い量を相殺するように、ロータMaの両端にバランスウエイト90、91を設置している。ここで、可動部材の不釣り合い量をm1、ロータM上側のバランスウエイト90の質量をm2、下側のバランスウエイト91の質量をm3とし、可動部材重心の回転半径をr1、バランスウエイト90の重心の回転半径をr2、バランスウエイト91の重心の回転半径をr3とし、さらにスラスト面98から、可動部材重心までの軸方向距離をL1、バランスウエイト90重心までの軸方向距離をL2、バランスウエイト91重心までの軸方向の距離をL3とすると、軸に直角な方向のモーメントの釣り合い、つまり、動的な釣り合いは、
【0010】
【数1】

Figure 2004270495
【0011】
で表され、さらに軸にかかる遠心力の釣り合い、つまり、静的な釣り合いは、
【0012】
【数2】
Figure 2004270495
【0013】
で表される。ここで、可動部材の不釣合い量m1、重心の回転半径r1及びスラスト面98からの軸方向距離L1は既知であるので、例えば、上側バランスウエイト90重心の回転半径r2、下側バランスウエイト91重心の回転半径r3及び、それらの重心のスラスト面98からの軸方向距離L2,L3を適当に設定してやれば、2つの式を連立させて解くことにより、m2,m3を求めることができる。この様にして算出したバランスウエイトの位置、質量としてやることによりアンバランスは最小となり、圧縮機の振動を防止することができる。
【0014】
【特許文献1】
特開昭57−148091号公報(第1−5頁、第1図)
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、旋回スクロール2の背面に形成された背面空間97に存在する潤滑油の質量によるアンバランスが考慮されておらず、圧縮機の振動を充分に低減することは困難であった。すなわち、背面空間97は旋回スクロールの固定スクロールに対する偏心方向とは逆方向に偏心して配置されているので、そこに存在する潤滑油は回転アンバランスを生じることになり、その結果潤滑油の質量を考慮に入れた従来のスクロール圧縮機のバランス釣り合いは図8に示されるようなものになる。
【0016】
また、背面空間97に流れ込む潤滑油の量は、回転シャフト5で駆動されるオイルポンプ95で汲み上げられている為、回転軸5の回転数により変化する。すなわち、潤滑油の質量による回転アンバランスは、潤滑油の質量自体が運転中に変化するので、予めバランスウエイトを設けて相殺することが困難であり、特に回転数が広範囲に変化するインバーター制御圧縮機において、アンバランスによる振動を充分に低減させることが出来ないという課題を有していた。
【0017】
本発明は、潤滑油による不安定なアンバランスを無くす為に、バランスウエイトを背面空間内に設け、潤滑油が背面空間に溜まらないようにし、不規則なアンバランスの発生を防止して、振動が少ないスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために本発明のスクロール圧縮機は、旋回スクロールの背面空間内をほぼ満たす大きさのバランスウェイトを設けることにより、潤滑油が背面空間内に出入りすることによる不安定なアンバランスの発生を防止するものである。そして、背面空間内にアンバランスウェイトを設けた分、ロータ端面に設けるアンバランスウェイト質量を小さくしたものである。
【0019】
本構成によって、背面空間に出入りする潤滑油を最小限に抑えて不安定な遠心力を発生させる要因を排除することができ、その結果、圧縮機の振動を低減させることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0021】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるスクロール圧縮機の縦断面図、図2は同じく実施の形態1におけるドライブブッシュの斜視図、図3は実施の形態1における旋回スクロールとバランスウェイトのバランス図を示す。図において図6乃至図9と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【0022】
図1において密閉ハウジング8はその内部に、ステータMbとロータMaから成る電動モータMと、電動モータMによって駆動される圧縮機構部Cと、電動モータMからの回転駆動力を圧縮機構部Cに伝達するための回転シャフト5とを収納している。圧縮機構部Cはフレーム6と、固定スクロール羽根を有する固定スクロール1と、この固定スクロール羽根と噛み合わせて複数個の圧縮作業空間を形成するように旋回スクロール羽根を旋回スクロール鏡板21(端板)上に配設した旋回スクロール2と、旋回スクロール2の自転を防止するためのオルダムリング3とで構成されている。旋回スクロール2を含む可動部材の旋回運動によるアンバランスを相殺するためにロータMa上側にバランスウエイト90を設置し、ロータMa下側にもバランスウエイト91を設置している。また、密閉ハウジング8内の底面には、潤滑油96が貯溜されている。潤滑油96はオイルポンプ95で汲み上げられ、回転シャフト5内に設置されているオイル通路94を通り、フレーム6と旋回スクロール2とボス23との間の旋回スクロール背面空間97に吐き出される。この旋回スクロール背面空間97には、該背面空間97をほぼ満たすバランスウエイト92を設けることにより、背面空間97内に潤滑油96が溜まることはなくなる、しかも、バランスウエイトなので、体積、質量は一定である。これにより、旋回スピードの変化による、旋回スクロール周辺の遠心力は一定になる。
【0023】
ここで、図4,図5を参照してさらに詳細に説明する。図4は旋回スクロール背面空間97内の様子を模式的に表したもので、旋回スクロール背面空間97に設けたバランスウエイト92によって生じる遠心力Foが、旋回スクロール2の遠心力Fpと回転シャフト5中心Oに対して反対に作用するので、FpとFoを合成した遠心力Fp’はFpよりも小さくなる。
【0024】
したがって、釣り合いを示す図5における可動部材の不釣り合い量m1’と可動部材の回転半径r1’の積m1’・r1’は、図9の可動部材の不釣り合い量m1と可動部材の回転半径rの積m1・r1よりも小さくなる。
【0025】
このアンバランスの分、前記可動部材のアンバランス量がかわるので、バランスウエイトを設定し直す必要がある。
【0026】
図5に示す動的な釣り合いの式は、ロータMa上側のバランスウエイト90の質量をm2’、ロータMa下側のバランスウエイト91の質量をm3’、 さらに、可動部材不釣り合い量重心のスラスト面98からの軸方向の距離をL1、ロータMa上端のバランスウエイト90重心のスラスト面98からの軸方向の距離をL2、ロータMa下側のバランスウエイト91重心のスラスト面98からの軸方向の距離をL3とすると、
【0027】
【数3】
Figure 2004270495
【0028】
で表される。
【0029】
さらに、静的な釣り合いは、
【0030】
【数4】
Figure 2004270495
【0031】
で表される。ここで、数1乃至数4よりm2’およびm3’はそれぞれ、
【0032】
【数5】
Figure 2004270495
【0033】
【数6】
Figure 2004270495
【0034】
となる。したがって、ロータ上側のバランスウエイトを、
【0035】
【数7】
Figure 2004270495
【0036】
ロータ下側のバランスウエイトを、
【0037】
【数8】
Figure 2004270495
【0038】
だけ小さく設定し直す。これにより従来の潤滑油による不安定なアンバランスを想定したものよりも圧縮機本体のバランスがよくなり、圧縮機の振動を低減することができる。
【0039】
また、旋回スクロール背面空間97に設けたバランスウエイト92の遠心力Foは次のように計算される。図4において仮に旋回スクロール背面空間97が斜線部であり、ここに比質量ρoのバランスウエイトが設けられているとする。旋回スクロール背面空間97の部屋の直径をD、旋回スクロール2のボスの直径をdとし、背面空間97の高さは旋回スクロール2のボス高さとほぼ同じhとし、このh分の高さの斜線部のバランスウエイトがドライブブッシュ54の旋回運動とともに回転するとする。Oを中心とする回転バランスを考えると、斜線部の重心の位置Oo、およびアンバランス質量moは、旋回スクロール背面空間97にバランスウエイト92で満たし、その反対側に旋回スクロール2のボスと同じ大きさでバランスウエイト92と同じ比質量ρoの円板を置いたのと同じことになるので、
【0040】
【数9】
Figure 2004270495
【0041】
【数10】
Figure 2004270495
【0042】
となる。
【0043】
したがって、回転角速度をωとすると、
【0044】
【数11】
Figure 2004270495
【0045】
となる。
【0046】
一方ボス23の遠心力Fpはその重心位置がr1で、アンバランス量mpは、旋回スクロール2のボスの比質量をρ1とすれば、
【0047】
【数12】
Figure 2004270495
【0048】
となる。
【0049】
したがって、
【0050】
【数13】
Figure 2004270495
【0051】
となり、旋回スクロール2のボスと回転するバランスウエイト92の回転アンバランスFoを考慮するということは、
【0052】
【数14】
Figure 2004270495
【0053】
となり、旋回スクロール2のボスの比質量を(ρ1−ρo)で計算し、バランスウエイトを設定すればバランスウエイト92の回転のアンバランスを考慮したバランスウエイトの設定が可能となる。
【0054】
以上、密閉型の電動圧縮機で説明したが、本発明は開放型のスクロール圧縮機にも適用できる。
【0055】
【発明の効果】
前記実施例から明らかなように、請求項1に記載の発明は、吸入口と吐出口を有するハウジングと、端板上に形成された渦巻体を有し、前記ハウジング内に設けられた固定スクロールと、端板上に形成された渦巻体を有し、前記固定スクロールと中心をずらして噛み合うように組み込まれた可動スクロールと、前記ハウジングに回転自在に支持された回転シャフトと、前記回転シャフト端部に偏心して配置され、前記可動スクロールに公転運動を与えるドライブブッシュと、前記可動スクロールの公転のみを許容し、自転を阻止するオルダムリングとを有し、前記可動スクロールの公転運動によって、前記可動スクロールと前記固定スクロール間の密閉空間が容積を減少しながら渦巻体の中心方向へ移動し、前記密閉空間内の流体の圧縮が行われるスクロール型圧縮機において、前記フレームと前記旋回スクロールとボスとの間の空間(旋回スクロール背面空間)をほぼ満たすバランスウエイトを設ける圧縮機は、旋回スクロール背面空間97をほぼ満たすバランスウエイト92を設けるもので、この構成によれば上記潤滑油96による不安定なアンバランスが無くなるので、圧縮機本体のバランスがよくなり、圧縮機本体の振動を低減することができる。
【0056】
記請求項2又は前記請求項3のバランスウエイトを安価な焼結材料で構成することにより、コストを低減できる。
【0057】
また、請求項5に記載に発明は、前記請求項2又は前記請求項3のバランスウエイトを旋回スクロールの比重より大きい材料で構成することにより、ローターに設けるバランスウエイトの大きさを小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスクロール圧縮機の縦断面図
【図2】本発明のドライブブッシュの斜視図
【図3】本発明のバランス図
【図4】旋回スクロール背面空間の模式図
【図5】本発明の実施例を示す回転シャフトのバランス図
【図6】従来のスクロール圧縮機の縦断面図
【図7】潤滑油の質量を考慮しない従来例のスクロール圧縮機のバランス図
【図8】潤滑油の質量を考慮した従来のスクロール圧縮機のバランス図
【図9】従来の回転シャフトのバランス図
【符号の説明】
1 固定スクロール
2 旋回スクロール
3 オルダムリング
5 回転シャフト
6 フレーム
8 密閉ハウジング
11 固定スクロール鏡板
12 固定スクロールの渦巻状ラップ
13 吐出ポート
14 吐出キャビティ
15 吸入通路
17 逆止弁
21 旋回スクロール鏡板
22 旋回スクロールの渦巻状ラップ
23 ボス
24 密閉空間
54 ドライブブッシュ
55 スライド孔
59 偏心ピン
71 上部軸受
72 下部軸受
73 旋回軸受
82 吸入管
83 吐出管
90 バランスウエイト
91 バランスウエイト
92 バランスウエイト
93 オイル排出溝
94 オイル通路
95 オイルポンプ
96 潤滑油
98 スラスト面
97 旋回スクロール背面空間
C 圧縮機構
M 電動モータ
Ma ロータ
Mb ステータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a scroll compressor, and particularly to a balance weight thereof.
[0002]
[Prior art]
As a conventional scroll compressor, a path used for storing the lubricating oil flowing into the back space of the orbiting scroll in the back space and used for lubrication between the back of the orbiting scroll and the frame and a path for discharging the lubricating oil to the bottom of the housing are provided. (See, for example, Patent Document 1). FIG. 6 is a sectional view of a main part of a conventional scroll compressor described in Patent Document 1. As shown in FIG.
[0003]
In FIG. 6, a closed housing 8 houses therein a scroll compression mechanism C connected to an electric motor M by a rotating shaft 5.
[0004]
The scroll compression mechanism C includes the fixed scroll 1, the orbiting scroll 2, the Oldham ring 3, the frame 6, the upper bearing 71, the orbiting bearing 73, the drive bush 54, etc. The orbiting scroll 2 is sandwiched between the fixed scroll 1 and the frame 6. While being held by the Oldham ring 3 disposed between the frame 6 and the frame 6, the Older ring 3 is held so as to be able to make a revolving motion whose rotation is restricted.
[0005]
The fixed scroll 1 is provided with a spiral wrap 12 on one end surface of a head plate 11 provided with a discharge port 13 in the center. The orbiting scroll 2 is provided with a spiral wrap 22 on one end surface of a head plate 21, and a hollow cylindrical boss 23 is provided on the other end surface of the head plate 21. A drive bush 54 is rotatably fitted to the inner periphery of the boss 23 via a swing bearing 73. An eccentric pin 59 projecting from the upper end of the rotary shaft 5 is fitted in a slide hole 55 formed in the drive bush 54. A part of the side surface of the eccentric pin 59 is cut in parallel with a straight line connecting the rotation center of the rotary shaft 5 and the drive center of the orbiting scroll 2, and a part of the inner surface of the slide hole 55 also has the cut portion. Are formed in a straight line so as to be in sliding contact. The drive bush 54 slides along the linear side surface of the eccentric pin 59 by sliding on the linear inner surface of the slide hole 55. The orbiting scroll 2 slides following the sliding movement of the drive bush 54. A plurality of closed spaces 24 are formed by displacing the fixed scroll 1 and the orbiting scroll 2 with each other by a predetermined distance, that is, an orbiting radius r, and engaging them at an angle shifted by 180 degrees.
[0006]
By driving the electric motor, the orbiting scroll 2 is driven via a revolving orbiting mechanism composed of the rotating shaft 5, the eccentric pin 59, the drive bush 54, the boss 23, and the like, and the orbiting scroll 2 is prevented from rotating by the Oldham ring 3. A revolving orbiting motion is performed on a circular orbit having a turning radius r. As a result, the gas is sucked into the closed space 24 via the suction passage 15, and as the volume of the closed space 24 decreases due to the revolving orbiting motion of the orbiting scroll 2, the gas reaches the central portion while being compressed, and reaches the discharge port 13. The check valve 17 is further pushed open to enter the discharge cavity 14, from which it is discharged to the outside via the discharge pipe 83.
[0007]
Further, by the rotation of the rotary shaft 5, the lubricating oil 96 stored in the bottom of the sealed housing 8 is pumped up by the pump 95 and supplied to the scroll compression mechanism C via the oil supply passage 94 provided in the rotary shaft 5. The lubricating oil 96 supplied to the scroll compression mechanism C passes through the gaps between the eccentric pin 59, the drive bush 54, and the eccentric bearing 73 housed inside the boss 23, and lubricates the respective sliding portions, while lubricating the respective sliding portions. The water is discharged into the space 97, a part of which is supplied to a thrust sliding surface between the orbiting scroll 2 and the frame 6, and the other part is discharged through the oil discharge passage 93 to the bottom of the sealed container.
[0008]
On the other hand, in the scroll compressor, since there is a movable member that performs an eccentric motion such as an orbiting scroll, a balance weight is added to the rotary shaft 5 or the rotor Ma so as to cancel the imbalance due to the motion of the movable member. There is a need to.
[0009]
FIG. 9 is a diagram showing a balance balance in a conventional scroll compressor in which lubricating oil and the like are not taken into account. 6 and 9, balance weights 90 and 91 are provided at both ends of the rotor Ma so as to cancel the unbalance amount of the movable member including the orbiting scroll member 2. Here, the unbalance amount of the movable member is m1, the mass of the balance weight 90 on the upper side of the rotor M is m2, the mass of the lower balance weight 91 is m3, the rotation radius of the center of gravity of the movable member is r1, and the center of gravity of the balance weight 90 is , The rotation radius of the center of gravity of the balance weight 91 is r3, the axial distance from the thrust surface 98 to the center of gravity of the movable member is L1, the axial distance from the balance weight 90 to the center of gravity is L2, and the balance weight 91 is Assuming that the axial distance to the center of gravity is L3, the moment balance in the direction perpendicular to the axis, that is, the dynamic balance is:
[0010]
(Equation 1)
Figure 2004270495
[0011]
The balance of the centrifugal force acting on the shaft, that is, the static balance,
[0012]
(Equation 2)
Figure 2004270495
[0013]
Is represented by Here, since the unbalance amount m1 of the movable member, the rotation radius r1 of the center of gravity, and the axial distance L1 from the thrust surface 98 are known, for example, the rotation radius r2 of the center of gravity of the upper balance weight 90, the center of gravity of the lower balance weight 91, and the like. By appropriately setting the rotational radius r3 and the axial distances L2 and L3 of their centers of gravity from the thrust surface 98, m2 and m3 can be obtained by solving the two equations simultaneously. By calculating the position and mass of the balance weight calculated in this way, the unbalance is minimized, and vibration of the compressor can be prevented.
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-57-148091 (pages 1-5, FIG. 1)
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional configuration, the imbalance due to the mass of the lubricating oil existing in the back space 97 formed on the back of the orbiting scroll 2 is not considered, and it is difficult to sufficiently reduce the vibration of the compressor. there were. That is, since the back space 97 is eccentrically arranged in the direction opposite to the eccentric direction of the orbiting scroll with respect to the fixed scroll, the lubricating oil present there causes rotational imbalance, and as a result, the mass of the lubricating oil is reduced. The balance balance of the conventional scroll compressor taken into account is as shown in FIG.
[0016]
Further, the amount of the lubricating oil flowing into the back space 97 is changed by the rotation speed of the rotating shaft 5 because it is pumped by the oil pump 95 driven by the rotating shaft 5. In other words, the rotational unbalance due to the mass of the lubricating oil changes during the operation of the lubricating oil itself, so it is difficult to offset by providing a balance weight in advance. In the machine, there was a problem that vibration due to imbalance could not be sufficiently reduced.
[0017]
According to the present invention, in order to eliminate unstable unbalance due to lubricating oil, a balance weight is provided in the back space to prevent lubricating oil from accumulating in the back space, to prevent occurrence of irregular imbalance, and to reduce vibration. An object of the present invention is to provide a scroll compressor having a small number of scroll compressors.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the conventional problem, the scroll compressor according to the present invention has an unstable balance due to lubricating oil flowing into and out of the back space by providing a balance weight having a size substantially filling the back space of the orbiting scroll. This is to prevent the occurrence of imbalance. The mass of the unbalance weight provided on the rotor end face is reduced by the amount of the unbalance weight provided in the back space.
[0019]
With this configuration, it is possible to minimize the amount of lubricating oil flowing into and out of the rear space and to eliminate a factor that causes unstable centrifugal force. As a result, vibration of the compressor can be reduced.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a vertical sectional view of a scroll compressor according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a drive bush according to Embodiment 1, and FIG. The figure is shown. In the drawings, the same components as those in FIGS. 6 to 9 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0022]
In FIG. 1, the sealed housing 8 includes an electric motor M including a stator Mb and a rotor Ma, a compression mechanism C driven by the electric motor M, and a rotational driving force from the electric motor M to the compression mechanism C. The rotary shaft 5 for transmitting the power is housed. The compression mechanism section C includes a frame 6, a fixed scroll 1 having fixed scroll blades, and a revolving scroll blade 21 (end plate) that meshes with the fixed scroll blades to form a plurality of compression work spaces. The orbiting scroll 2 is provided with an Oldham ring 3 for preventing the orbiting scroll 2 from rotating. A balance weight 90 is provided above the rotor Ma and a balance weight 91 is provided below the rotor Ma in order to offset imbalance due to the orbiting motion of the movable member including the orbiting scroll 2. Further, a lubricating oil 96 is stored on the bottom surface in the closed housing 8. The lubricating oil 96 is pumped up by an oil pump 95, passes through an oil passage 94 provided in the rotary shaft 5, and is discharged into a turning scroll back space 97 between the frame 6, the turning scroll 2 and the boss 23. By providing the balance weight 92 which substantially fills the back space 97 in the orbiting scroll back space 97, the lubricating oil 96 does not accumulate in the back space 97, and since the balance weight is used, the volume and mass are constant. is there. Thus, the centrifugal force around the orbiting scroll due to the change in the orbiting speed becomes constant.
[0023]
Here, a more detailed description will be given with reference to FIGS. FIG. 4 schematically shows the state in the orbiting scroll back space 97. The centrifugal force Fo generated by the balance weight 92 provided in the orbiting scroll back space 97 is equal to the centrifugal force Fp of the orbiting scroll 2 and the center of the rotary shaft 5. Since O acts in the opposite direction, the centrifugal force Fp ′ obtained by combining Fp and Fo becomes smaller than Fp.
[0024]
Therefore, the product m1 ′ · r1 ′ of the unbalanced amount m1 ′ of the movable member and the radius of rotation r1 ′ of the movable member in FIG. 5, which indicates the balance, is the unbalanced amount m1 of the movable member and the radius of rotation r of the movable member in FIG. M1 · r1.
[0025]
Since the unbalance amount of the movable member is changed by the amount of the unbalance, it is necessary to reset the balance weight.
[0026]
The dynamic balance equation shown in FIG. 5 is such that the mass of the balance weight 90 above the rotor Ma is m2 ′, the mass of the balance weight 91 below the rotor Ma is m3 ′, and the unbalance amount of the movable member is the thrust surface of the center of gravity. L1 is the axial distance from 98, L2 is the axial weight of the balance weight 90 at the upper end of the rotor Ma from the thrust surface 98, and L2 is the axial weight of the balance weight 91 below the rotor Ma. Is L3,
[0027]
[Equation 3]
Figure 2004270495
[0028]
Is represented by
[0029]
In addition, the static balance is
[0030]
(Equation 4)
Figure 2004270495
[0031]
Is represented by Here, from Equations 1 to 4, m2 ′ and m3 ′ are respectively
[0032]
(Equation 5)
Figure 2004270495
[0033]
(Equation 6)
Figure 2004270495
[0034]
It becomes. Therefore, the balance weight above the rotor is
[0035]
(Equation 7)
Figure 2004270495
[0036]
The balance weight on the lower side of the rotor
[0037]
(Equation 8)
Figure 2004270495
[0038]
Only set it smaller. As a result, the balance of the compressor main body is better than that in the conventional case where unstable unbalance is assumed by the lubricating oil, and the vibration of the compressor can be reduced.
[0039]
The centrifugal force Fo of the balance weight 92 provided in the orbiting scroll rear space 97 is calculated as follows. In FIG. 4, it is assumed that the orbiting scroll rear space 97 is a hatched portion, and a balance weight having a specific mass ρo is provided here. The diameter of the room of the orbiting scroll back space 97 is D, the diameter of the boss of the orbiting scroll 2 is d, and the height of the back space 97 is substantially the same as the height of the boss of the orbiting scroll 2. It is assumed that the balance weight of the section rotates with the turning motion of the drive bush 54. Considering the rotational balance around O, the position Oo of the center of gravity of the hatched portion and the unbalance mass mo fill the orbiting scroll back space 97 with the balance weight 92, and have the same size as the boss of the orbiting scroll 2 on the opposite side. This is the same as placing a disk with the same specific mass ρo as the balance weight 92,
[0040]
(Equation 9)
Figure 2004270495
[0041]
(Equation 10)
Figure 2004270495
[0042]
It becomes.
[0043]
Therefore, if the rotational angular velocity is ω,
[0044]
[Equation 11]
Figure 2004270495
[0045]
It becomes.
[0046]
On the other hand, the centrifugal force Fp of the boss 23 has its center of gravity at r1, and the unbalance amount mp is given by ρ1 where the specific mass of the boss of the orbiting scroll 2 is
[0047]
(Equation 12)
Figure 2004270495
[0048]
It becomes.
[0049]
Therefore,
[0050]
(Equation 13)
Figure 2004270495
[0051]
Considering the rotational unbalance Fo of the rotating balance weight 92 that rotates with the boss of the orbiting scroll 2,
[0052]
[Equation 14]
Figure 2004270495
[0053]
By calculating the specific mass of the boss of the orbiting scroll 2 by (ρ1−ρo) and setting the balance weight, the balance weight can be set in consideration of the imbalance in rotation of the balance weight 92.
[0054]
Although the above description has been made with reference to the hermetic electric compressor, the present invention can be applied to an open scroll compressor.
[0055]
【The invention's effect】
As is apparent from the above embodiment, the invention according to claim 1 has a housing having a suction port and a discharge port, and a spiral scroll formed on an end plate and provided in the housing. A movable scroll having a spiral body formed on an end plate and being incorporated so as to be offset from the fixed scroll and a center, a rotary shaft rotatably supported by the housing, and an end of the rotary shaft. A drive bush that is eccentrically disposed on the portion and imparts a revolving motion to the orbiting scroll, and an Oldham ring that allows only the orbiting of the orbiting scroll and prevents rotation. The closed space between the scroll and the fixed scroll moves toward the center of the spiral while reducing the volume, and the fluid in the closed space is compressed. In a scroll type compressor, a balance weight that substantially fills a space between the frame, the orbiting scroll, and the boss (a space behind the orbiting scroll) is provided with a balance weight 92 that substantially fills a space 97 behind the orbiting scroll. According to this configuration, since the unstable imbalance due to the lubricating oil 96 is eliminated, the balance of the compressor body is improved, and the vibration of the compressor body can be reduced.
[0056]
The cost can be reduced by forming the balance weight of claim 2 or 3 from an inexpensive sintered material.
[0057]
In the invention described in claim 5, the size of the balance weight provided in the rotor can be reduced by configuring the balance weight according to claim 2 or 3 from a material having a specific gravity larger than that of the orbiting scroll.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a scroll compressor of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a drive bush of the present invention. FIG. 3 is a balance diagram of the present invention. FIG. FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a conventional scroll compressor. FIG. 7 is a balance diagram of a conventional scroll compressor that does not consider the mass of lubricating oil. FIG. Balance diagram of conventional scroll compressor considering oil mass [Fig. 9] Balance diagram of conventional rotary shaft [Explanation of reference numerals]
REFERENCE SIGNS LIST 1 fixed scroll 2 orbiting scroll 3 Oldham ring 5 rotating shaft 6 frame 8 hermetic housing 11 fixed scroll head plate 12 fixed scroll scroll wrap 13 discharge port 14 discharge cavity 15 suction passage 17 check valve 21 orbiting scroll head plate 22 orbiting scroll swirl Wrap 23 Boss 24 Sealed space 54 Drive bush 55 Slide hole 59 Eccentric pin 71 Upper bearing 72 Lower bearing 73 Swivel bearing 82 Suction pipe 83 Discharge pipe 90 Balance weight 91 Balance weight 92 Balance weight 93 Oil discharge groove 94 Oil passage 95 Oil pump 96 Lubricating oil 98 Thrust surface 97 Orbiting scroll back space C Compression mechanism M Electric motor Ma Rotor Mb Stator

Claims (1)

中央に吐出ポートを有する鏡板上に渦巻 状ラップを形成した固定スクロールをハウジングに固定し、鏡板上に渦巻状ラップを形成し該鏡板の反渦巻状ラップ側面の中央に円筒形状のボスを有する旋回スクロールを前記固定スクロールと渦巻状ラップどうしが噛み合うように組み合わせて圧縮室を形成し、前記旋回スクロールは前記固定スクロールとフレームにより自転を拘束された旋回運動可能に狭持され、前記ボスには旋回スクロールを駆動する回転シャフトが摺動自在に結合されてなると同時にその外周側には旋回運動を許容する旋回スクロール背面空間が形成されてなるスクロール圧縮機構を有し、前記ボスおよび回転シャフトを潤滑した潤滑油が前記旋回スクロール背面空間に流れ込むスクロール圧縮機であって、前記旋回スクロール背面空間は前記回転シャフトと共に回転するバランスウェイトによってほぼ満たされていることを特徴とするスクロール圧縮機。A fixed scroll having a spiral wrap formed on a head plate having a discharge port at the center is fixed to a housing, a spiral wrap is formed on the head plate, and a revolving boss having a cylindrical boss is provided at the center of the side of the anti-swirl wrap of the head plate. The scroll is combined so that the fixed scroll and the spiral wrap mesh with each other to form a compression chamber. The orbiting scroll is held by the fixed scroll and a frame so as to be able to make a revolving motion whose rotation is restricted, and the boss is turned by the boss. A rotary shaft for driving the scroll is slidably connected, and at the same time, a scroll compression mechanism is provided on the outer peripheral side of which is formed a rotary scroll back space allowing rotary motion, and the boss and rotary shaft are lubricated. A scroll compressor in which lubricating oil flows into the space behind the orbiting scroll; Scroll compressor Le rear space, characterized in that they are substantially filled by balance weight which rotates together with the rotating shaft.
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