JP2013204488A - Scroll type fluid machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえば蒸気圧縮式冷凍サイクルを用いた冷凍・空調装置に好適なスクロール圧縮機に適用されるスクロール式流体機械に関するものである。 The present invention relates to a scroll fluid machine applied to a scroll compressor suitable for a refrigeration / air-conditioning apparatus using, for example, a vapor compression refrigeration cycle.
一般的に多用されているスクロール圧縮機の主要部品である固定スクロールと揺動スクロールは、概略、鏡板上に渦巻を立設した構造である。揺動スクロールは、鏡板の渦巻形成面とは反対側の鏡板背面側には、スラスト荷重が作用するスラスト面を持っている。そして、スクロール圧縮機では、スラスト面に作用するスラスト荷重の大きさとスラスト面への給油量のバランスとがスラスト面の信頼性、つまりスクロール圧縮機の信頼性に大きく影響する。 A fixed scroll and an orbiting scroll, which are main components of a scroll compressor that is widely used, generally have a structure in which a spiral is erected on an end plate. The orbiting scroll has a thrust surface on which a thrust load acts on the back surface side of the end plate opposite to the spiral formation surface of the end plate. In the scroll compressor, the thrust load acting on the thrust surface and the balance of the amount of oil supplied to the thrust surface greatly affect the reliability of the thrust surface, that is, the reliability of the scroll compressor.
スクロール圧縮機の軸受部は、径方向の荷重を支持する軸受部(ラジアル軸受)と、軸方向の荷重を支持する軸受部(スラスト軸受)と、に分類される。それらの軸受部は、一般的に、主に容積形ポンプ等を利用して直接給油する強制給油方式で潤滑される。スラスト面への強制的に給油された潤滑油については、スラスト面を潤滑後、圧縮室内に流入するため、油上がり増加の課題が発生する。エネルギー効率の向上ならびに信頼性の向上を図るためには、スラスト面への強制給油による信頼性の確保と、油上がりの低減と、の両者の課題に対応する必要がある。油上がりとは、スクロール圧縮機の外部に冷媒と一緒に持ち出されてしまう油のことである。 The bearing portion of the scroll compressor is classified into a bearing portion (radial bearing) that supports a radial load and a bearing portion (thrust bearing) that supports an axial load. These bearing portions are generally lubricated by a forced oil supply system in which oil is directly supplied mainly using a positive displacement pump or the like. The lubricating oil that is forcibly supplied to the thrust surface flows into the compression chamber after the thrust surface is lubricated, which causes a problem of increased oil rise. In order to improve energy efficiency and reliability, it is necessary to deal with both problems of ensuring reliability by forced oiling on the thrust surface and reducing oil rise. Oil rising is oil that is taken out of the scroll compressor together with the refrigerant.
このような課題に対しては、たとえば、オルダム継ぎ手の外周側にスラスト軸受を配置した構造のスクロール圧縮機が提案されている。そのようなものとして、スラスト軸受に溝(第1の油流路25c、第2の油流路25d)を設け、フレーム内に配置されたオルダム継ぎ手を潤滑後の油をスラスト軸受に形成された溝内に連続的に導き、周方向に伸びた溝(第2の油流路25d)内を流れ、この溝に設けた排油口(返油穴26)により、圧縮機下方の油溜まりに返油するようにしたスクロール圧縮機が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 For such a problem, for example, a scroll compressor having a structure in which a thrust bearing is arranged on the outer peripheral side of an Oldham joint has been proposed. As such, grooves (first oil flow path 25c, second oil flow path 25d) are provided in the thrust bearing, and the oil after lubricating the Oldham joint disposed in the frame is formed in the thrust bearing. The oil is continuously guided into the groove and flows in the circumferentially extending groove (second oil passage 25d), and an oil sump (oil return hole 26) provided in the groove allows an oil reservoir below the compressor to be stored. A scroll compressor that returns oil has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
スクロール圧縮機においては、信頼性の向上が従来から求められている課題であり、特にスラスト荷重が作用するスラスト面の信頼性を向上しつつ、油上がり率を適切に維持することが重要である。特許文献1に記載の技術は、スラスト軸受に設けた溝内に常時連続的に給油する構造になっているため、スラスト面の信頼性を向上することができるものの、スラスト面を潤滑後の油の圧縮室内への流入量も多くなり、油上がりに対しては改善の余地があった。 In a scroll compressor, improvement of reliability is a problem that has been demanded conventionally, and it is particularly important to maintain the oil rising rate appropriately while improving the reliability of the thrust surface on which the thrust load acts. . The technology described in Patent Document 1 has a structure in which oil is continuously supplied into a groove provided in a thrust bearing, so that the reliability of the thrust surface can be improved. However, the oil after lubricating the thrust surface can be improved. The amount of inflow into the compression chamber also increased, and there was room for improvement with respect to oil rise.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、スラスト面の信頼性を向上しつつ、油上がり率を適切に維持することを可能にしたスクロール式流体機械を提供することを目的としている。 The present invention was made to solve the above-described problems, and provides a scroll fluid machine that can maintain the oil rising rate appropriately while improving the reliability of the thrust surface. It is an object.
本発明に係るスクロール式流体機械は、鏡板の一方の面に渦巻状突起を立設した固定スクロールと、鏡板の一方の面に渦巻状突起を立設し、この渦巻状突起が前記固定スクロールの前記渦巻状突起と噛み合わされるように配置される揺動スクロールと、前記揺動スクロールの背面側に配置されて前記揺動スクロールの自転運動を阻止するオルダム継ぎ手と、前記オルダム継ぎ手が収容されるオルダム収容部、前記揺動スクロールを摺動可能に支持するスラスト面を有するフレームと、前記揺動スクロールとともに揺動し、前記揺動スクロールの背面側で前記スラスト面を摺動するスラスト軸受と、内部に油流路が形成され、前記揺動スクロールを揺動するクランクシャフトと、を備え、前記スラスト軸受の前記スラスト面側には、前記揺動スクロールの揺動運動に伴い前記フレームの内側に形成される前記オルダム収容部と間欠的に連通する溝が形成されており、前記スラスト軸受は、前記クランクシャフトの前記油流路を介して前記フレームの中心側から前記オルダム収容部に供給され、前記オルダム収容部と連通した際に前記溝に導かれた冷凍機油で潤滑されるものである。 The scroll type fluid machine according to the present invention includes a fixed scroll in which a spiral projection is erected on one surface of the end plate, and a spiral projection that is erected on one surface of the end plate. The swing scroll disposed so as to be engaged with the spiral protrusion, the Oldham joint disposed on the back side of the swing scroll to prevent the swing scroll from rotating, and the Oldham joint are accommodated. An Oldham container, a frame having a thrust surface that slidably supports the swing scroll, a thrust bearing that swings with the swing scroll and slides on the thrust surface on the back side of the swing scroll; An oil passage formed therein, and a crankshaft for swinging the swing scroll, the thrust bearing side of the thrust bearing having the swing shaft A groove intermittently communicating with the Oldham accommodating portion formed on the inner side of the frame with the swinging motion of the roll is formed, and the thrust bearing is inserted into the frame via the oil passage of the crankshaft. Is supplied to the Oldham housing part from the center side of the oil, and is lubricated with the refrigerating machine oil guided to the groove when communicating with the Oldham housing part.
本発明に係るスクロール式流体機械によれば、スラスト軸受の底面に揺動スクロールの揺動運動に伴いフレームの内側に形成されるオルダム収容部と間欠的に連通する溝を形成したので、スラスト軸受の高信頼性を確保しながら、油上がり率を低くできる。 According to the scroll type fluid machine of the present invention, since the groove that intermittently communicates with the Oldham accommodating portion formed on the inner side of the frame with the swinging motion of the swing scroll is formed on the bottom surface of the thrust bearing, the thrust bearing The oil rise rate can be lowered while ensuring high reliability.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機Aの断面構成例を示す縦断面図である。図1に基づいて、スクロール圧縮機Aの構成の概略について説明する。このスクロール圧縮機Aは、たとえば冷蔵庫や冷凍庫、自動販売機、空気調和装置、冷凍装置、給湯器等の各種産業機械に用いられる蒸気圧縮式冷凍サイクルの構成要素の一つとなるものである。なお、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、実施の形態では、スクロール式流体機械の代表的なものであるスクロール圧縮機Aを例に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a sectional configuration example of a scroll compressor A according to an embodiment of the present invention. An outline of the configuration of the scroll compressor A will be described with reference to FIG. The scroll compressor A is one of the components of a vapor compression refrigeration cycle used in various industrial machines such as a refrigerator, a freezer, a vending machine, an air conditioner, a refrigeration apparatus, and a water heater. In addition, in the following drawings including FIG. 1, the relationship of the size of each component may be different from the actual one. In the embodiment, a scroll compressor A, which is a typical scroll fluid machine, will be described as an example.
[スクロール圧縮機Aの概略構成]
スクロール圧縮機Aは、冷媒等の流体を吸入し、圧縮して高温高圧の状態として吐出するものである。スクロール圧縮機Aは、圧縮部20と駆動部30とに大きく分類できる。圧縮部20及び駆動部30は、圧力容器となっている密閉容器(シェル)10内に収納されている。図1に示すように、圧縮部20が密閉容器10の上側に配置され、駆動部30が密閉容器10の下側に配置されている。この密閉容器10の底部は、冷凍機油120を貯留する油だめ11となっている。また、密閉容器10には、流体を吸入するための吸入側配管12と、流体を吐出するための吐出側配管13とが連接されている。
[Schematic configuration of scroll compressor A]
The scroll compressor A sucks a fluid such as a refrigerant, compresses it, and discharges it as a high-temperature and high-pressure state. The scroll compressor A can be roughly classified into a
まず、圧縮部20について説明する。圧縮部20は、吸入側配管12から吸入した流体を圧縮して密閉容器10内の吐出空間15に排出する機能を果たすようになっている。この吐出空間15に排出された流体は、吐出側配管13からスクロール圧縮機Aの外部に吐出されるようになっている。圧縮部20は、揺動スクロール101と、固定スクロール100と、フレーム103とで構成されている。
First, the
固定スクロール100は、鏡板100aと、鏡板100aの一方の面に立設された渦巻状突起であるラップ100bと、で構成されている。揺動スクロール101は、鏡板101aと、鏡板101aの一方の面に立設された渦巻状突起であるラップ101bと、で構成されている。そして、固定スクロール100のラップ100bと、揺動スクロール101のラップ101bとを互いに噛み合わせるようにして、ラップ100bとラップ101bとの間に相対的に容積が変化する圧縮室21が形成されるようになっている。
The
固定スクロール100は、外周部をフレーム103に図示省略のボルト等によって締結されて固定されている。固定スクロール100の中央部には圧縮されて高圧となった流体を吐出する吐出ポート63が形成されている。そして、圧縮された高圧の流体は、固定スクロール100の上部に設けられている吐出空間15に排出されるようになっている。なお、固定スクロール100をボルト等で固定する場合に限定するものではなく、固定スクロール100がフレーム103に固定されていればよい。
The
揺動スクロール101は、固定スクロール100に対して自転運動することなく公転旋回運動を行うようになっている。また、揺動スクロール101のラップ101bが形成されている面とは反対側の面(以下、背面101dと称する)の中心部には、中空円筒状の揺動スクロールボス部101cが形成されている。この揺動スクロールボス部101cにクランクシャフト112の上端部に設けられた偏心ピン部41が回転自在に係合されている。また、揺動スクロール101は、フレーム103の収容部103dに配置され、背面101dがフレーム103と摺動可能になっている。
The orbiting
フレーム103は、揺動スクロール101及び固定スクロール100を支持するものであり、密閉容器10内に固着されるようになっている。たとえば、フレーム103の外周面は、焼きばめや溶接等によって密閉容器10に固着されている。また、フレーム103の中心開口部(図に示す中心開口部103gに同じ)には、駆動部30(特にクランクシャフト112)を軸支するための主軸受103aが形成されている。なお、フレーム103については、図2、図3でも説明する。
The
また、揺動スクロール101と固定スクロール100との間には、揺動スクロール101の偏心旋回運動中における自転運動を阻止するためのオルダム継ぎ手110が配設されている。つまり、オルダム継ぎ手110は、揺動スクロール101の自転防止機構として機能する。オルダム継ぎ手110には、フレーム103に形成されているオルダム継ぎ手溝103bに嵌め合わされる少なくとも2つの爪(図3に図示した爪110a)が下方に突出するように形成されている。また、オルダム継ぎ手110には、揺動スクロール101の背面101dに形成されているオルダム継ぎ手溝(図示省略)に嵌め合わされる少なくとも2つの爪(図3に図示した爪110b)が上方に突出するように形成されている。
In addition, an Oldham
オルダム継ぎ手110は、爪が、オルダム継ぎ手溝103b及び揺動スクロール101のオルダム継ぎ手溝に嵌め合わされることによって所定方向(2つのオルダム継ぎ手溝103bを結ぶ直線方向と、この直線方向に直交する直線方向)に往復運動(摺動)することができる。すなわち、オルダム継ぎ手110は、各爪と、それを収容する各オルダム継ぎ手溝とによって、前後左右に往復運動することができる。したがって、オルダム継ぎ手110を配設することによって、揺動スクロール101の自転運動を阻止しつつ、揺動スクロール101の公転旋回運動が可能となる。
The
次に、駆動部30について説明する。駆動部30は、圧縮部20で流体を圧縮するために、圧縮部20を構成する揺動スクロール101を駆動する機能を果たすようになっている。駆動部30は、クランクシャフト112と、クランクシャフト112に固定されたロータ114と、密閉容器10に固定されたステータ111と、で構成されている。ロータ114は、ステータ111への通電により一定方向に回転駆動するようになっている。ステータ111は、外周面が焼きばめ等により密閉容器10に固定され、ロータ114を回転させるようになっている。なお、ロータ114とステータ111とで電動機の主要部を構成している。
Next, the
クランクシャフト112の上端部は、揺動スクロール101の揺動スクロールボス部101cと回転自在に係合する偏心ピン部41が形成されている。また、クランクシャフト112の内部には、上端面まで連通している油流路42が形成されている。この油流路42は、油だめ11に貯留してある冷凍機油120の流路となるものである。この油流路42を導通する冷凍機油120は、フレーム103の主軸受103aや揺動スクロールボス部101c、揺動スクロール101とフレーム103との摺動部に給油される。
An upper end portion of the
[フレーム103の構成]
図2は、スクロール圧縮機Aに設けられるフレーム103を説明するための説明図である。図2に基づいて、フレーム103について詳細に説明する。なお、図2(a)がフレーム103の上面図を、図2(b)が図2(a)のA−O−A断面図を、それぞれ図示している。また、図2(a)に示すOは、スクロール圧縮機Aの軸中心を表している。
[Configuration of Frame 103]
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the
図2(a)及び(b)に示すように、フレーム103の中心下部には、上下に貫通するように開口部(以下、中心開口部103gと称する)が形成されている。この中心開口部103gの内壁には、図2(b)に示すように主軸受103aが設けられている。また、フレーム103の中心開口部103gと収容部103dとの間には、揺動スクロール101の揺動スクロールボス部101cが旋回可能に収容されるボス部収容部103eが形成されている。
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), an opening (hereinafter referred to as a
また、図2(b)に示すように、フレーム103の収容部103dの下方には、径が、収容部103dの径よりも小さく、ボス部収容部103eの径よりも大きなオルダム収容部107が形成されている。オルダム収容部107は、収容部103dの底面に設けられるスラスト面103cよりも内側に位置し、スラスト面103cよりも高さ位置が低く、ボス部収容部103eの底面よりも高さ位置が高くなるように段差を設けて形成されている。つまり、フレーム103には、収容部103d、オルダム収容部107、ボス部収容部103e、中心開口部103gが、紙面上側から径が小さくなっていくように形成されており、それらは互いに連通するようになっている。
Further, as shown in FIG. 2B, an
また、図2(a)に示すように、フレーム103のオルダム収容部107の底面には、揺動スクロール101の自転防止のためのオルダム継ぎ手110の爪(図3に図示した爪110a)が嵌め合わされるオルダム継ぎ手溝103bが軸中心Oを中心として対向位置に並行に2ヶ所設けられている。さらに、フレーム103のオルダム継ぎ手溝103bの外側、つまり収容部103dの底面には、スラスト荷重を受けるスラスト面103cが設けられている。なお、収容部103dの底面をスラスト面103cとして機能させてもよい。
Further, as shown in FIG. 2A, a claw of the
オルダム収容部107の底面の一部には、フレーム103内への給油された冷凍機油120をスクロール圧縮機Aの下方へ戻すための排油穴105が設けられている。この排油穴105は、フレーム103内に揺動スクロール101を配置したときに、スラスト軸受104の内周よりも内側になるように形成されている。排油穴105は、上端開口部がオルダム収容部107の底面の一部に形成した溝部105aを介してフレーム103の中心開口部と連通している。また、排油穴105は、オルダム収容部107とフレーム103の下端側とを連通するように貫通形成されている。
An
排油穴105には、図2(b)に示すように排油管105bが固定されている。排油管105bは、その先端(上端)が、排油穴105の上端開口部付近まで挿入されることで、排油穴105に固定されている。そして、排油管105bは、フレーム103の下端側では、電動機を避けるように曲げられて、電動機の外周側を下方に延設されるようになっている。なお、排油穴105を2つ以上形成してもよい。また、オルダム収容部107の底面の一部に形成した溝部105aは、クランクシャフト112を中心として径方向に延びるように形成されている。また、図3で説明するが、スラスト軸受104は、背面101d側に揺動スクロール101とは別部材として設けられるものである。
An
[圧縮部20の詳細構成]
図3は、スクロール圧縮機Aの圧縮部20の構成を拡大して示す概略構成図である。図3に基づいて、スクロール圧縮機Aの圧縮部20について詳細に説明する。図3に示すように、揺動スクロール101がフレーム103に設置された状態においては、揺動スクロールボス部101cが、フレーム103のボス部収容部103eに収容される。また、揺動スクロール101の背面101d側には、オルダム継ぎ手110がオルダム収容部107に収容された状態で設けられる。なお、図3に示す矢印Aは、冷凍機油120の流れを模式的に図示したものである。また、図3では、クランクシャフト112の図示を省略している。
[Detailed Configuration of Compression Unit 20]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the
図3に示すように、揺動スクロール101の背面101d側には、揺動スクロール101とは別部材のスラスト軸受104が配置されている。スラスト軸受104は、ボルト115により揺動スクロール101に対しての位置が決められ、背面101d側に配置されるようになっている。また、スクロール圧縮機Aでは、フレーム103のスラスト面103c上に厚みの薄い鋼板106が配置されている。そのため、揺動スクロール101が駆動すると、スラスト面103cではスラスト軸受104と鋼板106とがスラスト荷重を受けながら摺動する。なお、鋼板106の厚さや材質を特に限定するものではなく、各部との関係から決定すればよい。
As shown in FIG. 3, a
[スラスト軸受104の構成]
図4は、スクロール圧縮機Aのスラスト軸受104の構成例を示す底面図である。図5は、スクロール圧縮機Aのスラスト軸受104の他の構成例を示す底面図である。図4及び図5に基づいて、スラスト軸受104の構成について詳細に説明する。上述したように、スラスト軸受104は、背面101d側に揺動スクロール101とは別部材として設けられるものである。
[Configuration of Thrust Bearing 104]
FIG. 4 is a bottom view showing a configuration example of the thrust bearing 104 of the scroll compressor A. FIG. 5 is a bottom view showing another configuration example of the thrust bearing 104 of the scroll compressor A. FIG. Based on FIG.4 and FIG.5, the structure of the
図4及び図5に示すように、スラスト軸受104の内周面には、オルダム継ぎ手110との干渉を回避するための切り欠き部104aがスラスト軸受104の両端面(上下端面)に開放するように形成されている。スラスト軸受104は、切り欠き部104aの位置がオルダム継ぎ手溝103bの位置と略一致するように背面101dに配置される。そして、スラスト軸受104の下面(スラスト面103cとの対向面)には、切り欠き部104aと連通しない位置であって揺動スクロール101の揺動(旋回)運動に伴いフレーム103の内側の空間(つまりオルダム収容部107)と間欠的に連通する溝104bが形成されている。この溝104bは、スラスト軸受104の周方向に延びるように形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5,
図4では、溝104bが、切り欠き部104aと連通しないように2つに分断されている状態を例に示しているが、切り欠き部104aと連通しなければ、溝104bを3つ以上に分断してもよい。また、図5に示すように、溝104bを径方向に複数列となるように形成してもよい。この場合、径方向に並ぶ溝104b間の距離は、揺動スクロール101の揺動半径の2倍より小さくする。この場合においても、溝104bが切り欠き部104aと連通しなければ、各列の溝104bをいくつに分断してもよく、一方の溝104bと他方の溝104bの分断数が同じでなくてもよい。
FIG. 4 shows an example in which the
ここで、スクロール圧縮機Aの動作について図1を用いて説明する。
電動機を構成するロータ114は、ステータ111が発生する回転磁界からの回転力を受けて回転する。それに伴って、ロータ114に固定されたクランクシャフト112が回転駆動する。揺動スクロール101は、クランクシャフト112の偏心ピン部41に係合されており、揺動スクロール101の自転回転運動がオルダム継ぎ手110の自転防止機構によって公転旋回運動に変換される。このクランクシャフト112の回転駆動によって、密閉容器10内の流体が固定スクロール100のラップ100bと揺動スクロール101のラップ101bとにより形成される圧縮室21内へ流れ、吸入過程が開始する。
Here, the operation of the scroll compressor A will be described with reference to FIG.
The
圧縮室21内に流体が吸入されると、偏心させられた揺動スクロール101の公転旋回運動で、圧縮室21の容積を減少させる圧縮過程へと移行する。この圧縮過程では、圧縮室21内の流体の圧力が上昇する。そして、このガス圧の作用によって、背面101dに設けられたスラスト軸受104及び鋼板106が、スラスト荷重で押し付けられながら摺動する。また、オルダム継ぎ手110は、揺動スクロール101に作用する揺動スクロール101の回転方向と反対方向に加わるガス荷重を爪110a及び爪110bで受けるため、爪110a及び爪110bがそれぞれのオルダム継ぎ手溝内で摺動する。
When the fluid is sucked into the
そして、圧縮室21で圧縮された流体は、吐出過程に移行する。圧縮過程の圧縮室21にある流体が吐出ポート63に連通した後から吐出過程に移行する。吐出工程では、流体が、固定スクロール100の吐出ポート63から吐出空間15に排出され、吐出側配管13からスクロール圧縮機Aの外部へと吐出される。
And the fluid compressed by the
次に、冷凍機油120の流れについて図1を用いて説明する。
密閉容器10の油だめ11に貯留されている冷凍機油120は、クランクシャフト112の油流路42内を導通し(図1に示す矢印(1))、フレーム103の主軸受103aの高さ位置でクランクシャフト112の径方向に設けられた給油孔(図示省略)と、クランクシャフト112の上端面側とに分流する。図示省略の給油孔に流入した冷凍機油120は、フレーム103の主軸受103aに給油され、クランクシャフト112と主軸受103aとを潤滑する(図1に示す矢印(2))。
Next, the flow of the refrigerating
The refrigerating
一方、クランクシャフト112の上端面側に流入した冷凍機油120は、揺動スクロールボス部101cの高さ位置で、クランクシャフト112の径方向に設けられた給油孔(図示省略)と、クランクシャフト上端面側とに分流する。図示省略の給油孔に流入した冷凍機油120は、偏心ピン部41と揺動スクロールボス部101cの揺動軸受部とを潤滑し、図3の矢印Aで示すように揺動軸受部の下方からフレーム103のボス部収容部103e側に流入する(図1に示す矢印(3))。
On the other hand, the refrigerating
ボス部収容部103eに流入した冷凍機油120は、その後、図3の矢印Aの先であるフレーム103のオルダム収容部107に供給される。そして、フレーム103のオルダム収容部107に流入した冷凍機油120は、主にオルダム継ぎ手溝103b内に流れ、その摺動部を潤滑後にスラスト軸受104の内側に設けられた排油穴105から密閉容器10の下方の油だめ11に返油される。
The refrigerating
[スラスト軸受104とフレーム103との関係]
図6は、スクロール圧縮機Aのスラスト軸受104とフレーム103との位置関係を説明するための模式図である。図6に基づいて、揺動スクロール101の揺動運動に伴うスラスト軸受104の溝104bとフレーム103との関係について説明する。なお、図6では、揺動スクロール101の揺動運動の遷移を底面側から見た状態を示している。また、図6では、説明の便宜上、揺動スクロール101が揺動を開始したときの状態が(a)で、それから順に状態が(d)まで変化する場合を例に示している。よって、揺動スクロール101が揺動を開始したときの状態が(a)である場合に限定されるものでない。また、図6において、紙面右側の溝104bを溝104b1、紙面左側の溝104bを溝104b2と称するものとする。
[Relationship between thrust bearing 104 and frame 103]
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the
図6に示すように、揺動スクロール101は、フレーム103に支持された状態で揺動する。なお、図6では、最外周がフレーム103の外周を表している。また、図6では、揺動スクロール101の揺動運転を分かりやすくするために、フレーム103とスラスト軸受104以外の部材については図示を省略している。揺動スクロール101はスラスト軸受104に隠れて見えないが、揺動スクロール101の動きはスラスト軸受104の動きと同じである。
As shown in FIG. 6, the
図6に示すように、フレーム103に支持された状態で揺動スクロール101が揺動運動すると、ボルト115で位置決めされて揺動スクロール101の背面101d側に配置されているスラスト軸受104も併せて揺動運動する。
As shown in FIG. 6, when the
まず、揺動スクロール101が揺動運動を開始した状態では、揺動スクロール101の揺動運動に伴いスラスト軸受104に設けられた溝104b2とフレーム103のオルダム収容部107とが連通している(図6(a)の状態)。この状態では、オルダム収容部107に供給された冷凍機油120が、溝104b2に供給されることになる。上述したように、オルダム収容部107に流入した冷凍機油120は、排油穴105から返油されることになるが、その一部が溝104b2に供給され、スラスト面103cの潤滑に利用されることになる。
First, in a state where the orbiting scroll 101 starts an orbiting motion, the groove 104b2 provided in the
一方、図6(a)の状態においては、溝104b1とフレーム103のオルダム収容部107とは連通していない。つまり、溝104b1は、スラスト面103cにより閉空間になる。そうすると、溝104b1内に供給されている冷凍機油120は、揺動スクロール101の揺動運動に伴って、径方向に流れてゆき、スラスト面103cに行き渡り、スラスト面103cを潤滑してゆく。
On the other hand, in the state of FIG. 6A, the groove 104b1 and the Oldham
揺動スクロール101の揺動運動が90°進行すると、スラスト軸受104は図6(b)の状態に遷移する。このときでもまだ、溝104b2とフレーム103のオルダム収容部107とが連通している。一方、溝104b1もフレーム103のオルダム収容部107と連通することになる。
When the swinging motion of the
更に揺動スクロール101の揺動運動が90°進行すると、スラスト軸受104は図6(c)の状態に遷移する。このとき、溝104b2はフレーム103のオルダム収容部107と連通していない状態になる。つまり、溝104b2は、スラスト面103cにより閉空間になる。そうすると、溝104b2内に供給されている冷凍機油120は、揺動スクロール101の揺動運動に伴って、径方向に流れてゆき、スラスト面103cに行き渡り、スラスト面103cを潤滑してゆく。
When the rocking motion of the rocking
一方、図6(c)の状態では、溝104b1とフレーム103のオルダム収容部107とは連通した状態が維持されている。この状態では、オルダム収容部107に供給された冷凍機油120が、溝104b1に供給されることになる。上述したように、オルダム収容部107に流入した冷凍機油120は、排油穴105から返油されることになるが、その一部が溝104b1に供給され、スラスト面103cの潤滑に利用されることになる。
On the other hand, in the state of FIG. 6C, the state where the groove 104b1 and the Oldham
更に揺動スクロール101の揺動運動が90°進行すると、スラスト軸受104は図6(d)の状態に遷移する。つまり、溝104b2がフレーム103のオルダム収容部107と連通した状態に戻る。そして、スラスト面103cを潤滑し、スラスト軸受104の外周側に到達した冷凍機油120は、吸入された流体と混合されて圧縮室21内に吸い込まれ、圧縮されてゆく。このときでもまだ、溝104b1とフレーム103のオルダム収容部107とが連通している。
When the swinging motion of the
なお、スラスト軸受104に形成する溝104bの幅や深さ、位置を特に限定するものではなく、溝104bとオルダム収容部107との連通時間を調整して圧縮室21内に流入する冷凍機油120の量を考慮して決定すればよい。
The width, depth, and position of the
[スクロール圧縮機Aの奏する効果]
スクロール圧縮機Aによれば、揺動スクロール101の揺動運動に伴い間欠的にオルダム収容部107と連通する溝104bをスラスト軸受104に形成しているので、圧縮室21内へ流入する冷凍機油120の量を低減することができる。また、スクロール圧縮機Aによれば、スラスト軸受104に形成した溝104bを介してスラスト面103cに強制的に冷凍機油120を供給することができる。すなわち、スクロール圧縮機Aによれば、スラスト面103cの信頼性を向上しつつ、油上がり率を適切に維持することが可能になり、高いエネルギー効率を発揮することができる。
[Effects of scroll compressor A]
According to the scroll compressor A, since the
なお、上記では溝104bをスラスト軸受104に形成した場合を例に説明したが、揺動スクロール101の背面101d側に溝104bを直接形成してもよい。この場合も、溝104bは、揺動スクロール101に伴いオルダム収容部107と間欠的に連通する位置に形成するものとする。溝104bを揺動スクロール101側に形成してスクロール圧縮機Aを構成しても、上述した効果と同じ効果を奏することになる。また、本発明の実施の形態に係るスクロール式流体機械としては、スクロール圧縮機Aだけでなく、ポンプ等の流体機械にも適用することができる。
Although the case where the
10 密閉容器、11 油だめ、12 吸入側配管、13 吐出側配管、15 吐出空間、20 圧縮部、21 圧縮室、30 駆動部、41 偏心ピン部、42 油流路、63 吐出ポート、100 固定スクロール、100a 鏡板、100b ラップ、101 揺動スクロール、101a 鏡板、101b ラップ、101c 揺動スクロールボス部、101d 背面、103 フレーム、103a 主軸受、103b オルダム継ぎ手溝、103c スラスト面、103d 収容部、103e ボス部収容部、103g 中心開口部、104 スラスト軸受、104a 切り欠き部、104b 溝、105 排油穴、105a 溝部、105b 排油管、106 鋼板、107 オルダム収容部、110 オルダム継ぎ手、110a 爪、110b 爪、111 ステータ、112 クランクシャフト、114 ロータ、115 ボルト、120 冷凍機油、A スクロール圧縮機。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
鏡板の一方の面に渦巻状突起を立設し、この渦巻状突起が前記固定スクロールの前記渦巻状突起と噛み合わされるように配置される揺動スクロールと、
前記揺動スクロールの背面側に配置されて前記揺動スクロールの自転運動を阻止するオルダム継ぎ手と、
前記オルダム継ぎ手が収容されるオルダム収容部、前記揺動スクロールを摺動可能に支持するスラスト面を有するフレームと、
前記揺動スクロールとともに揺動し、前記揺動スクロールの背面側で前記スラスト面を摺動するスラスト軸受と、
内部に油流路が形成され、前記揺動スクロールを揺動するクランクシャフトと、を備え、
前記スラスト軸受の前記スラスト面側には、前記揺動スクロールの揺動運動に伴い前記フレームの内側に形成される前記オルダム収容部と間欠的に連通する溝が形成されており、
前記スラスト軸受は、
前記クランクシャフトの前記油流路を介して前記フレームの中心側から前記オルダム収容部に供給され、前記オルダム収容部と連通した際に前記溝に導かれた冷凍機油で潤滑される
ことを特徴とするスクロール式流体機械。 A fixed scroll with spiral projections on one side of the end plate,
An orbiting scroll disposed so that a spiral protrusion is provided on one surface of the end plate, and the spiral protrusion is engaged with the spiral protrusion of the fixed scroll;
An Oldham coupling arranged on the back side of the orbiting scroll to prevent the orbiting scroll from rotating,
An Oldham housing part in which the Oldham coupling is housed, a frame having a thrust surface that slidably supports the swing scroll;
A thrust bearing that swings with the swing scroll and slides on the thrust surface on the back side of the swing scroll;
An oil passage is formed therein, and a crankshaft that swings the swing scroll, and
On the thrust surface side of the thrust bearing, a groove is formed that intermittently communicates with the Oldham accommodating portion formed on the inner side of the frame with the swinging motion of the swing scroll,
The thrust bearing is
It is supplied to the Oldham housing part from the center side of the frame through the oil flow path of the crankshaft, and is lubricated by the refrigerating machine oil guided to the groove when communicating with the Oldham housing part. Scroll type fluid machine.
前記揺動スクロールとは別部材又は同一部材で構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のスクロール式流体機械。 The thrust bearing is
The scroll fluid machine according to claim 1, wherein the scroll fluid machine is configured by a separate member or the same member as the swing scroll.
前記溝は、
前記切り欠き部と連通しない位置に形成されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のスクロール式流体機械。 The inner peripheral surface of the thrust bearing is formed with a notch formed so as to open to both end surfaces of the thrust bearing,
The groove is
The scroll fluid machine according to claim 1 or 2, wherein the scroll fluid machine is formed at a position not communicating with the notch.
前記フレームの内側に形成される空間と連通していない状態においては、前記スラスト面上において閉空間となっている
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のスクロール式流体機械。 The groove is
The scroll fluid according to any one of claims 1 to 3, wherein a closed space is formed on the thrust surface in a state where the space is not communicated with a space formed inside the frame. machine.
前記スラスト軸受又は前記揺動スクロールの周方向に延びるように形成されている
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のスクロール式流体機械。 The groove is
The scroll fluid machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the scroll fluid machine is formed to extend in a circumferential direction of the thrust bearing or the orbiting scroll.
前記スラスト軸受又は前記揺動スクロールの径方向に複数列形成されている
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のスクロール式流体機械。 The groove is
The scroll type fluid machine according to any one of claims 1 to 5, wherein a plurality of rows are formed in a radial direction of the thrust bearing or the orbiting scroll.
前記揺動スクロールの揺動半径の2倍より小さくする
ことを特徴とする請求項6に記載のスクロール式流体機械。 The distance between the grooves arranged in the radial direction is
The scroll fluid machine according to claim 6, wherein the scroll fluid machine is smaller than twice the rocking radius of the rocking scroll.
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WO2020157792A1 (en) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | 三菱電機株式会社 | Scroll compressor |
-
2012
- 2012-03-28 JP JP2012073598A patent/JP2013204488A/en active Pending
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