JP2005133657A - Scroll compressor - Google Patents
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Description
本発明は、スクロール圧縮機などの回転形圧縮機の軸受に係わる。 The present invention relates to a bearing for a rotary compressor such as a scroll compressor.
従来のスクロール圧縮機として、特開平6−173877号公報(特許文献1と呼ぶ)がある。 As a conventional scroll compressor, there is JP-A-6-173877 (referred to as Patent Document 1).
図8は、従来スクロール圧縮機の一例を示す縦断面図である。 FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional scroll compressor.
この従来公知例によれば、クランク軸26が副軸受29内で自動調芯機能により自由に姿勢を変えることが可能であるため、組立時のクランク軸26の傾きや副軸受支持フレーム33の密閉容器21取り付け時の傾きを吸収して、組立性の向上を図ることが出来る。同様に運転中のクランク軸26のたわみを吸収し、片当りを防止して副軸受の摺動信頼性を向上させる効果がある。
According to this conventionally known example, the posture of the
また、従来公知技術では、例えば球面軸受29aを機械構造用炭素鋼など成形し熱処理を施し、更に、窒化処理層を形成した後、二硫化モリブデン塗布或いは燐酸マンガン処理などの表面処理を施し(図示せず)、副軸受29の更なる摺動信頼性の向上を期している場合がある。 Further, in the known technique, for example, the spherical bearing 29a is formed by heat treatment such as carbon steel for mechanical structure, heat treatment is performed, and after forming a nitriding layer, surface treatment such as molybdenum disulfide coating or manganese phosphate treatment is performed (see FIG. In some cases, the sliding reliability of the auxiliary bearing 29 may be further improved.
しかし、以上述べた球面軸受を採用した従来公知スクロール圧縮機は、組立性と摺動信頼性はきわめて優れているが、球面軸受の高精度な研削加工や複雑で高度な表面処理を必要とし、また、ハウジングの内球面の切削や研削加工に特殊な加工機を必要とするなど多くの工程を要し、その結果、副軸受の構成に多大な費用と設備を必要とし、圧縮機の製造原価の高騰を招く欠点を有していた。 However, the conventionally known scroll compressor using the spherical bearing described above is extremely excellent in assemblability and sliding reliability, but requires high precision grinding and complicated and sophisticated surface treatment of the spherical bearing, In addition, many processes are required, such as cutting and grinding of the inner spherical surface of the housing. As a result, the construction of the secondary bearing requires a large amount of money and equipment, and the manufacturing cost of the compressor Had the disadvantage of causing soaring.
本発明は、従来の大幅なコストアップを招く球面軸受を用いず、材料費及び加工費とも安価なすべり軸受を用いて、しかも、副軸受の構造に弾性を付与し、組立構造及びクランク軸のたわみなどで生じる軸受内径とクランク軸の片当りを緩和して、摺動面圧を低下し信頼性の高い副軸受構造を提供することを課題とする。 The present invention does not use a conventional spherical bearing that causes a significant increase in cost, uses a plain bearing that is low in material cost and processing cost, and gives elasticity to the structure of the sub-bearing. It is an object of the present invention to provide a highly reliable sub-bearing structure by reducing the bearing inner diameter and crankshaft contact caused by deflection and the like to reduce the sliding surface pressure.
すべり軸受となる単純な円筒形状の軸受ブッシュが圧入される円筒部と、密閉容器に取付けられた副軸受支持フレームの副軸受接合面に溶接などで固接されるフランジ部からなるハウジングの、前記円筒部と前記フランジ部の連繋部分に弾性構造を設け、軸受ブッシュの内径と回転軸の副軸受部の軸心の傾きを、前記の弾性を有する連繋部の弾性変形で吸収し、副軸受の摺動面を追随させて摺動面圧を低下させ、耐摩耗性を向上することで課題を解決できる。 A housing comprising a cylindrical portion into which a simple cylindrical bearing bush serving as a slide bearing is press-fitted, and a flange portion that is fixed to the auxiliary bearing joint surface of the auxiliary bearing support frame attached to the sealed container by welding or the like; An elastic structure is provided at the connecting portion of the cylindrical portion and the flange portion, and the inner diameter of the bearing bush and the inclination of the axis of the auxiliary bearing portion of the rotating shaft are absorbed by the elastic deformation of the connecting portion having elasticity, and the auxiliary bearing The problem can be solved by following the sliding surface to reduce the sliding surface pressure and improving the wear resistance.
従来公知スクロール圧縮機で採用されている自動調芯性能を有する球面軸受は、球面軸受の外球面、ハウジングの内球面を特殊な加工設備で研削仕上を行い、しかも潤滑性の劣る炭素鋼などを使用していることから、耐摩耗性を向上するため球面の焼入れや窒化処理を行い、更に馴染み性の向上を図るため二硫化モリブデン塗布や燐酸マンガン処理を実施しており、使用材料及び加工プロセスが複雑多岐にわたりその結果製造原価の高騰を招いていた。 Spherical bearings with self-aligning performance that are used in conventionally known scroll compressors are made by grinding the outer spherical surface of the spherical bearing and the inner spherical surface of the housing with special processing equipment, and also using carbon steel with poor lubricity. In order to improve wear resistance, spherical hardening and nitriding treatment are performed, and molybdenum disulfide coating and manganese phosphate treatment are carried out to improve familiarity. As a result, the manufacturing cost has been soaring.
そこで本発明は、大幅なコストダウンを図ることを目的として、軸受として安価な軸受ブッシュを用いたすべり軸受を用いて、これを圧入保持するハウジングに弾性形状部を設けて、副軸受部分の傾きに対し追随性を持たせるとともに、軸受ブッシュには、潤滑性及び耐摩耗性の優れた青銅粉末製多孔質焼結層(これにフッ素樹脂を含浸する場合もある)の表面層を備えた金属板の巻きブッシュを用いて、その塑性成形性に優れる表面層の局部的な変形で摺動面圧の低下と馴染み性を向上し、円滑な摺動性能を入手する。 Therefore, the present invention uses a slide bearing using an inexpensive bearing bush as a bearing for the purpose of significantly reducing the cost, and an elastic shape portion is provided in a housing for press-fitting the bearing, thereby tilting the auxiliary bearing portion. The bearing bush is provided with a surface layer of a porous sintered layer made of bronze powder (which may be impregnated with a fluororesin) having excellent lubricity and wear resistance. Using a sheet-wound bushing, the sliding surface pressure is reduced and the conformability is improved by local deformation of the surface layer having excellent plastic formability, and smooth sliding performance is obtained.
また、軸受ブッシュに固体潤滑性に優れるカーボン材を用いて焼きつきを防止することにより、本発明のハウジングの弾性作用と合わせ、安価で信頼性の高い軸受構造を提供することができる。 In addition, by using a carbon material having excellent solid lubricity for the bearing bush to prevent seizure, it is possible to provide an inexpensive and highly reliable bearing structure in combination with the elastic action of the housing of the present invention.
尚、本発明は、スクロール圧縮機を例に取り説明をしているが、本発明のような副軸受を有する回転形圧縮機或いはポンプであれば、これを応用することにより、本発明と同様の性能及び原価低減効果を得ることができる。 The present invention has been described by taking a scroll compressor as an example, but if it is a rotary compressor or pump having a secondary bearing as in the present invention, it can be applied to apply the same as in the present invention. Performance and cost reduction effect can be obtained.
以下、本発明の実施の形態を図1から図7によって説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
ここで、1は密閉容器、2は圧縮機構部、3は固定スクロール、4は旋回スクロール、5は圧縮室、6はクランク軸、7はオルダムリング、8はフレーム、9は主軸受、10は副軸受、11はハウジング、12は副軸受支持フレーム、13は電動機、14はステータ、15はロータ、16は軸受ブッシュ、17は研削砥石、18は巻きブッシュである。 Here, 1 is an airtight container, 2 is a compression mechanism part, 3 is a fixed scroll, 4 is a turning scroll, 5 is a compression chamber, 6 is a crankshaft, 7 is an Oldham ring, 8 is a frame, 9 is a main bearing, 10 is An auxiliary bearing, 11 is a housing, 12 is an auxiliary bearing support frame, 13 is an electric motor, 14 is a stator, 15 is a rotor, 16 is a bearing bush, 17 is a grinding wheel, and 18 is a wound bush.
図1は、本発明のスクロール圧縮機の一例を示す縦断面図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of the scroll compressor of the present invention.
即ち、密閉容器1内に圧縮機構部2が上部に、電動機12が下部に図1のように収納され、圧縮機構部2は、端板3a上に渦巻状のラップ3bが直立した固定スクロール3と、鏡板4a上に渦巻状のラップ4bが直立した旋回スクロール4の、夫々のラップ3b、4bを互いに内側に向けて噛み合わせて、複数の圧縮室5を形成することにより構成される。クランク軸6はその偏心部6aを旋回スクロール4のボス部に嵌入させ、電動機13の回転力を伝達し旋回スクロール4を公転させるものである。旋回スクロール4はオルダムリング7の作用で自転が防止されている。
That is, the
フレーム8には、旋回スクロール4が収納され、固定スクロール3が締結され、フレーム8の主軸受9には前記クランク軸6が回転自在に貫挿支持されている。
The orbiting
副軸受10は、前記主軸受9に対し反電動機側(電動機12の下側)に配置され、この副軸受10は、密閉容器1の内径に圧入され溶接などで固接された副軸受支持フレーム12の副軸受接合面12aに固接されている。電動機13は、ステータ14とロータ15から構成され、ロータ15に結合されたクランク軸6は電動機13の両側に設けられた主軸受9と副軸受10で支持される構造である。
The
主軸受9は、従来公知技術と同様に内径面がストレートの一般的なすべり軸受である。 The main bearing 9 is a general sliding bearing having a straight inner diameter surface as in the conventional known technology.
一方、本発明では、副軸受10には主軸受と同様に内径面がストレート形状のすべり軸受となる軸受ブッシュ16を用いている。
On the other hand, in the present invention, the
この副軸受は、軸受ブッシュ16がハウジング11に圧入して形成されるが、以下詳細にその構成方法を図2から図7により説明する。
This sub-bearing is formed by press-fitting a
図2は、図1のF矢視図で、本発明の副軸受構造の一例を示す要部拡大図である。即ち、軸受ブッシュ16は、ハウジング11の円筒部11aに圧入されており、このハウジング11の円筒部11aは、フランジ部11cと薄肉形状の連繋部11bで一体に連繋され、クランク軸6の副軸受部6bと軸受ブッシュ16の内径が嵌合された状態で、副軸受支持フレーム12の副軸受接合面12aに溶接(図示せず)などにより取付けられる。
FIG. 2 is a fragmentary enlarged view showing an example of the auxiliary bearing structure of the present invention, as viewed from the direction of arrow F in FIG. That is, the
図3は、図2のようにクランク軸6の副軸受部6bと嵌合させるため、ハウジング11圧入後の軸受ブッシュ16の内径を、フランジ部11c端面を基準に内面研削盤(図示せず)によって、回転軸6の副軸受部6bと適宜摺動クリアランスを構成するように、研削砥石17で精密加工している状態の一例を示すものである。
FIG. 3 shows an inner surface grinding machine (not shown) with the inner diameter of the
ここで、ハウジング11の基本構造は、軸受ブッシュ16を圧入する円筒部と副軸受接合フレーム12との溶接などによる固接されるフランジ部11cであって、この両者を弾性的に連繋する連繋部の構造は、図2の例に限らず、図4に示すようなものでも良く、副軸受の設置スペースや、密閉容器1に固接された副軸受支持フレーム12の副軸受接合面12aの傾きから要求される、弾性程度などによって自由に形状を選択してよい。
Here, the basic structure of the
図5は、以上述べたハウジング11のスクロール圧縮機への組立状態の一例を示すものである。
FIG. 5 shows an example of the assembly state of the
即ち、密閉容器に対する副軸受支持フレーム12の傾きや、或いはクランク軸6の傾きで、ハウジング11のフランジ面11dと軸受ブッシュ16内径の直角が確保できない場合は、ハウジング11の連繋部11bが弾性変形し、軸受ブッシュ16の内径がクランク軸6の外径に追随する。
That is, if the right angle between the flange surface 11d of the
一方、軸受ブッシュ16は摺動潤滑性の優れたものが要求されるが、一般的に安価で手軽に用いられているものに、青銅粉末製多孔質焼結層を表面層に備えた金属板を、前記表面層を内側に丸め成形した巻きブッシュ18が多用されている。
On the other hand, the
図6は、巻きブッシュ18の製作方法を示すもので、潤滑性及び耐磨耗性に優れた表面層18aを備えた金属板18bを、前記表面層を内側にして巻き成形して作られる。この巻きブッシュ18の断面は外側から順に金属板18b、青銅粉末製多孔質焼結層18c、フッ素樹脂を含浸させた表層18dからなっている。18eは青銅粉末を示す。
FIG. 6 shows a method for manufacturing the
尚、前述の図6は、青銅粉末製多孔質焼結層18cにフッ素樹脂を含浸させ、表面層18aの更なる潤滑性の向上を狙いとするもので説明したが、一般には、フッ素樹脂を含浸させない青銅粉末製多孔質焼結層18cを表面層18aとする巻きブッシュ18(図示せず)が広く普及している。 In the above-described FIG. 6, the porous sintered layer 18c made of bronze powder is impregnated with a fluororesin so as to further improve the lubricity of the surface layer 18a. A wound bush 18 (not shown) having a porous sintered layer 18c made of bronze powder that is not impregnated as a surface layer 18a is widely used.
これら青銅粉末製多孔質焼結層18cと、稀にこれにフッ素樹脂を含浸させた表面層18aを有する巻きブッシュを用いることによって、本発明のハウジング11の連繋部の弾性変形効果と相俟って、これを使用することにより以下のような効果を発揮する。
By using a wound bushing having the porous sintered layer 18c made of bronze powder and the surface layer 18a rarely impregnated with a fluororesin, combined with the elastic deformation effect of the connecting portion of the
即ち、本発明の副軸受10はその組立状態において、前述したようにハウジング11の連繋部11bの弾性作用で、軸受面がある程度有効に追随するが、従来の球面軸受が有する自動調芯機能に比較し、ハウジング11のフランジ面11dと副軸受10(巻きブッシュ18)の内面の直角精度を前述の砥粒加工で精密に形成したとしても、密閉容器1に取り付ける副軸受支持フレーム12の副軸受接合面12aや、クランク軸6の圧縮機構部2の運転によるたわみで、回転軸6の副軸受部6aの軸心に対して副軸受10の軸心の傾きが生じ、片当り(線接触)が生じる場合がある。しかし、その状態で運転経過しても、青銅粉末製多孔質焼結層18cを有する軸受面は、図7に示すように圧縮機構部2の運転によるガス圧の反力やクランク軸6のたわみ力によって塑性変形し、副軸受10のハッチングで図示した部分、即ち、局部的に線接触した部分が消滅し、摺動面の面積が拡大して摺動面圧が低下し、摺動信頼性を得ることが出来る。
That is, in the assembled state of the auxiliary bearing 10 according to the present invention, the bearing surface effectively follows to some extent by the elastic action of the connecting portion 11b of the
尚、副軸受10の下側の線接触部分も同様に、青銅粉末製多孔質焼結層18cを有する軸受面が変形し(図示せず)、摺動信頼性を得ることができる。
Similarly, the bearing surface having the porous sintered layer 18c made of bronze powder is deformed (not shown) in the lower line contact portion of the
また、軸受ブッシュ16に固体潤滑性に優れたカーボン軸受(図示せず)を採用することによって、図7のように片当たり(線接触)を生じた副軸受部10の組立状態で、局部的に油膜が破断した場合でも、その接触部分の焼きつき防止を図ることができ、本発明の弾性的連繋部を用いたハウジングとの組合せで、摺動特性を効率的に高めることができる。
Further, by adopting a carbon bearing (not shown) having excellent solid lubricity for the bearing
1…密閉容器、2…圧縮機構部、3…固定スクロール、3a…端板、3b…ラップ、4…旋回スクロール、4a…鏡板、4b…ラップ、5…圧縮室、6…クランク軸、6a…偏心部、6b…副軸受部、7…オルダムリング、8…フレーム、9…主軸受、10…副軸受、11…ハウジング、11a…円筒部、11b…連繋部、11c…フランジ部、11d…フランジ面、12…副軸受支持フレーム、12a…副軸受接合面、13…電動機、14…ステータ、15…ロータ、16…軸受ブッシュ、17…研削砥石、18…巻きブッシュ、18a…表面層、18b…金属板、18c…青銅粉末製多孔質焼結層、18d…フッ素樹脂を含浸させた表層、18e…青銅粉末。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
副軸受を、すべり軸受となる軸受ブッシュとこれを圧入するハウジングにより構成し、前記ハウジングは前記軸受ブッシュを圧入する円筒部と、前記円筒部と一体に弾性的に連繋したフランジ部によって形成され、前記軸受ブッシュをハウジングの円筒部に圧入して精密加工を施し、前記ハウジングのフランジ部を、密閉容器の内径に固接した副軸受支持フレームの副軸受接合面に溶接などにより取り付けたことを特徴とするスクロール圧縮機。 An airtight container accommodates an electric motor and a compression mechanism connected to the electric motor. Each of the end plates has a spiral wrap, and a compression chamber is formed by engaging the wrap. A fixed scroll and an orbiting scroll; a crankshaft for transmitting the rotational force of the electric motor to revolve the orbiting scroll; a frame having a main bearing for supporting and rotating the crankshaft; and means for preventing rotation of the orbiting scroll, In the scroll compressor provided with a secondary bearing supporting the crankshaft on the side opposite to the frame of the electric motor,
The auxiliary bearing is constituted by a bearing bush that becomes a slide bearing and a housing that press-fits the bearing bush, and the housing is formed by a cylindrical portion that press-fits the bearing bush, and a flange portion that is elastically linked integrally with the cylindrical portion, The bearing bush is press-fitted into the cylindrical portion of the housing and subjected to precision machining, and the flange portion of the housing is attached to the auxiliary bearing joint surface of the auxiliary bearing support frame fixedly attached to the inner diameter of the sealed container by welding or the like. Scroll compressor.
2. The scroll compressor according to claim 1, wherein a carbon sintered bush having solid lubricity is used as a bearing bush of the sub-bearing, and this is press-fitted into a housing and the inner diameter thereof is subjected to abrasive processing.
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