JP2018135820A - Scroll compressor - Google Patents
Scroll compressor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018135820A JP2018135820A JP2017031308A JP2017031308A JP2018135820A JP 2018135820 A JP2018135820 A JP 2018135820A JP 2017031308 A JP2017031308 A JP 2017031308A JP 2017031308 A JP2017031308 A JP 2017031308A JP 2018135820 A JP2018135820 A JP 2018135820A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- elastic member
- crankshaft
- housing
- bearing
- scroll compressor
- 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
Links
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 35
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 51
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 22
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 22
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 60
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 35
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 17
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 5
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 5
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 5
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000010721 machine oil Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
Description
本発明は、冷凍装置等に用いられるスクロール圧縮機に関する。 The present invention relates to a scroll compressor used in a refrigeration apparatus or the like.
冷凍装置等に用いられるスクロール圧縮機は、クランクシャフトと、モータと、圧縮機構と、ハウジングとを備える。モータは、回転軸の周りにクランクシャフトを回転させる。圧縮機構は、クランクシャフトの端部が嵌め込まれる可動スクロール、および、可動スクロールと噛み合う固定スクロールを有する。ハウジングは、モータと可動スクロールとの間において、クランクシャフトを支持する。ハウジングは、クランクシャフトの上部を支持する軸受を有する。高速で回転するクランクシャフトは、回転軸と直交する径方向に撓みやすく、これにより、軸受は、クランクシャフトから径方向の荷重を受ける。この荷重は、軸受の上端付近において局所的に発生し、軸受の信頼性の低下の原因となる。 A scroll compressor used for a refrigeration apparatus or the like includes a crankshaft, a motor, a compression mechanism, and a housing. The motor rotates the crankshaft around the rotation axis. The compression mechanism includes a movable scroll into which an end of the crankshaft is fitted, and a fixed scroll that meshes with the movable scroll. The housing supports the crankshaft between the motor and the movable scroll. The housing has a bearing that supports an upper portion of the crankshaft. A crankshaft that rotates at high speed tends to bend in a radial direction orthogonal to the rotation axis, whereby the bearing receives a radial load from the crankshaft. This load is locally generated in the vicinity of the upper end of the bearing and causes a decrease in the reliability of the bearing.
従来、回転するクランクシャフトから軸受が受ける局所的な荷重を低減するために、特許文献1(特開2003−206873号公報)に開示されているように、軸受の上部の径方向外側に環状溝が形成されたハウジングが用いられている。このハウジングでは、環状溝によって、軸受の上部が径方向に撓んで弾性変形することができる。そのため、回転するクランクシャフトの径方向の撓みに合わせて、軸受の上部が径方向に撓むので、軸受の上端付近において、軸受がクランクシャフトから径方向の荷重を局所的に受けることが回避される。 Conventionally, in order to reduce the local load that the bearing receives from the rotating crankshaft, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-206873), an annular groove is formed radially outside the upper portion of the bearing. A housing in which is formed is used. In this housing, the upper part of the bearing can be bent and elastically deformed in the radial direction by the annular groove. For this reason, the upper part of the bearing is deflected in the radial direction in accordance with the radial deflection of the rotating crankshaft, so that it is avoided that the bearing locally receives a radial load from the crankshaft near the upper end of the bearing. The
しかし、軸受の上部の径方向外側に環状溝が形成される場合、ハウジングは、軸受よりも上方において、軸受よりも径が大きい孔を有する必要がある。なぜなら、クランクシャフトの回転軸に沿ってハウジングを上から見る場合、環状溝は、軸受よりも径方向外側に形成される必要があるからである。そのため、ハウジングに環状溝を形成する場合、ハウジングと可動スクロールとの間に設置されるシールリングの径を大きくする必要がある。 However, when the annular groove is formed on the radially outer side of the upper part of the bearing, the housing needs to have a hole having a diameter larger than that of the bearing above the bearing. This is because, when the housing is viewed from above along the rotation axis of the crankshaft, the annular groove needs to be formed radially outside the bearing. Therefore, when the annular groove is formed in the housing, it is necessary to increase the diameter of the seal ring installed between the housing and the movable scroll.
シールリングは、ハウジングの上面に形成される溝に嵌め込まれ、可動スクロールの背面空間を区画する。可動スクロールの背面空間において、シールリングの内側の空間は、シールリングの外側の空間よりも高圧である。シールリングの内側の空間の圧力によって、可動スクロールは、固定スクロールに押し付けられる。そのため、シールリングの径が大きいほど、可動スクロールが固定スクロールを押し付ける力が大きくなり、可動スクロールの動力の損失による圧縮機の性能低下、および、可動スクロールと固定スクロールとの間の摺動面の信頼性低下が生じるおそれがある。従って、スクロール圧縮機では、シールリングの径は、小さい方が好ましい。 The seal ring is fitted into a groove formed on the upper surface of the housing, and defines a back space of the movable scroll. In the back space of the movable scroll, the space inside the seal ring has a higher pressure than the space outside the seal ring. The movable scroll is pressed against the fixed scroll by the pressure in the space inside the seal ring. Therefore, as the seal ring diameter increases, the force with which the movable scroll presses the fixed scroll increases, the performance of the compressor deteriorates due to loss of power of the movable scroll, and the sliding surface between the movable scroll and the fixed scroll increases. There is a risk of lowering reliability. Therefore, in the scroll compressor, it is preferable that the diameter of the seal ring is small.
本発明の目的は、シールリングの径を抑えつつ、クランクシャフトから軸受が受ける局所的な荷重を低減することができるスクロール圧縮機を提供することである。 The objective of this invention is providing the scroll compressor which can reduce the local load which a bearing receives from a crankshaft, suppressing the diameter of a seal ring.
本発明の第1観点に係るスクロール圧縮機は、クランクシャフトと、モータと、圧縮機構と、ハウジングとを備える。モータは、回転軸の周りにクランクシャフトを回転させる。圧縮機構は、クランクシャフトの端部が嵌め込まれる可動スクロール、および、可動スクロールと噛み合う固定スクロールを有する。ハウジングは、モータと可動スクロールとの間において、クランクシャフトを支持する。ハウジングは、本体と、すべり軸受と、弾性部材とを備える。本体は、クランクシャフトが貫通する貫通孔を有する。すべり軸受は、クランクシャフトを回転可能に支持し、貫通孔の内側に設置される。弾性部材は、回転軸に直交する径方向において、本体とすべり軸受との間に設置される。弾性部材の径方向のヤング率は、すべり軸受の径方向のヤング率よりも小さい。 A scroll compressor according to a first aspect of the present invention includes a crankshaft, a motor, a compression mechanism, and a housing. The motor rotates the crankshaft around the rotation axis. The compression mechanism includes a movable scroll into which an end of the crankshaft is fitted, and a fixed scroll that meshes with the movable scroll. The housing supports the crankshaft between the motor and the movable scroll. The housing includes a main body, a plain bearing, and an elastic member. The main body has a through hole through which the crankshaft passes. The slide bearing rotatably supports the crankshaft and is installed inside the through hole. The elastic member is installed between the main body and the slide bearing in the radial direction orthogonal to the rotation axis. The Young's modulus in the radial direction of the elastic member is smaller than the Young's modulus in the radial direction of the slide bearing.
第1観点に係るスクロール圧縮機は、弾性部材が取り付けられたハウジングを備える。弾性部材は、クランクシャフトを支持するすべり軸受の径方向外側に取り付けられる。弾性部材は、クランクシャフトから受ける径方向の荷重によって弾性変形する。そのため、圧縮機の高負荷運転時にクランクシャフトが撓んで変形しても、弾性部材は、クランクシャフトの形状に合わせて容易に変形することができる。これにより、撓んで変形したクランクシャフトからすべり軸受が局所的な荷重を受けることによる、すべり軸受の信頼性の低下が抑制される。また、弾性部材を取り付けることによって、すべり軸受の径方向外側に、すべり軸受がクランクシャフトから受ける局所的な荷重を低減するための構造を設ける必要がなくなる。そのため、ハウジングと可動スクロールとの間に設置されるシールリングの径が当該構造に起因して規制されることがない。従って、第1観点に係るスクロール圧縮機は、シールリングの径を抑えつつ、クランクシャフトからすべり軸受が受ける局所的な荷重を低減することができる。 A scroll compressor according to a first aspect includes a housing to which an elastic member is attached. The elastic member is attached to the radially outer side of the slide bearing that supports the crankshaft. The elastic member is elastically deformed by a radial load received from the crankshaft. Therefore, even if the crankshaft is bent and deformed during high load operation of the compressor, the elastic member can be easily deformed according to the shape of the crankshaft. Thereby, the fall of the reliability of a slide bearing by receiving a local load from the crankshaft which deform | transformed and deform | transformed is suppressed. Further, by attaching the elastic member, it is not necessary to provide a structure for reducing the local load that the sliding bearing receives from the crankshaft on the radially outer side of the sliding bearing. Therefore, the diameter of the seal ring installed between the housing and the movable scroll is not restricted due to the structure. Therefore, the scroll compressor which concerns on a 1st viewpoint can reduce the local load which a slide bearing receives from a crankshaft, suppressing the diameter of a seal ring.
本発明の第2観点に係るスクロール圧縮機は、第1観点に係るスクロール圧縮機であって、弾性部材の径方向の寸法は、すべり軸受の径方向の寸法よりも大きい。 The scroll compressor which concerns on the 2nd viewpoint of this invention is a scroll compressor which concerns on a 1st viewpoint, Comprising: The dimension of the radial direction of an elastic member is larger than the dimension of the radial direction of a slide bearing.
第2観点に係るスクロール圧縮機では、すべり軸受よりも、弾性部材の方が、径方向の寸法が大きい。そのため、すべり軸受よりも、弾性部材の方が、クランクシャフトから受ける径方向の荷重によって変形しやすい。従って、第2観点に係るスクロール圧縮機は、すべり軸受の信頼性の低下を効果的に抑制することができる。 In the scroll compressor according to the second aspect, the elastic member has a larger radial dimension than the sliding bearing. For this reason, the elastic member is more easily deformed by a radial load received from the crankshaft than the plain bearing. Therefore, the scroll compressor which concerns on a 2nd viewpoint can suppress effectively the fall of the reliability of a slide bearing.
本発明の第3観点に係るスクロール圧縮機は、第1観点または第2観点に係るスクロール圧縮機であって、弾性部材は、モータの側から可動スクロールの側に向かって、径方向の寸法が大きくなる。 A scroll compressor according to a third aspect of the present invention is the scroll compressor according to the first aspect or the second aspect, wherein the elastic member has a radial dimension from the motor side toward the movable scroll side. growing.
第3観点に係るスクロール圧縮機では、回転軸方向において下端から上端に向かって、弾性部材の径方向の寸法が、徐々に、または、段階的に大きくなる。そのため、弾性部材の上端部は、その他の部分と比べて、クランクシャフトから受ける径方向の荷重によってより変形しやすい。弾性部材が存在しない場合、すべり軸受がクランクシャフトから受ける径方向の荷重は、すべり軸受の上端において最大となる。そのため、弾性部材の上端部を変形しやすくすることで、撓んで変形したクランクシャフトからすべり軸受が局所的な荷重を受けることが効果的に抑制される。従って、第3観点に係るスクロール圧縮機は、すべり軸受の信頼性の低下を効果的に抑制することができる。 In the scroll compressor according to the third aspect, the radial dimension of the elastic member gradually or gradually increases from the lower end toward the upper end in the rotation axis direction. For this reason, the upper end portion of the elastic member is more easily deformed by a radial load received from the crankshaft than the other portions. When the elastic member is not present, the radial load that the sliding bearing receives from the crankshaft becomes maximum at the upper end of the sliding bearing. Therefore, by making it easy to deform the upper end portion of the elastic member, the sliding bearing is effectively suppressed from receiving a local load from the bent and deformed crankshaft. Therefore, the scroll compressor which concerns on a 3rd viewpoint can suppress the fall of the reliability of a slide bearing effectively.
本発明の第4観点に係るスクロール圧縮機は、第1乃至第3観点のいずれか1つに係るスクロール圧縮機であって、弾性部材は、樹脂製である。 The scroll compressor which concerns on the 4th viewpoint of this invention is a scroll compressor which concerns on any one of the 1st thru | or 3rd viewpoint, Comprising: An elastic member is resin.
第4観点に係るスクロール圧縮機では、弾性部材は、加工性に優れる樹脂により成形される。そのため、弾性部材の形状を、ハウジングに取り付けるために適した形状に容易に加工することができる。従って、第4観点に係るスクロール圧縮機は、弾性部材の取り付けの容易化、および、コストの削減を達成することができる。 In the scroll compressor according to the fourth aspect, the elastic member is formed of a resin excellent in workability. Therefore, the shape of the elastic member can be easily processed into a shape suitable for being attached to the housing. Therefore, the scroll compressor according to the fourth aspect can achieve easy attachment of the elastic member and cost reduction.
本発明の第5観点に係るスクロール圧縮機は、第4観点に係るスクロール圧縮機であって、弾性部材のヤング率は、400MPa〜4000MPaである。 The scroll compressor which concerns on the 5th viewpoint of this invention is a scroll compressor which concerns on a 4th viewpoint, Comprising: The Young's modulus of an elastic member is 400 MPa-4000 MPa.
第5観点に係るスクロール圧縮機では、弾性部材は、クランクシャフトから受ける径方向の荷重によって適度に変形できる程度のヤング率を有する。弾性部材のヤング率が高すぎると、クランクシャフトから受ける径方向の荷重によって弾性部材が十分に変形できず、撓んで変形したクランクシャフトからすべり軸受が局所的な荷重を受けやすくなる。反対に、弾性部材のヤング率が低すぎると、クランクシャフトから受ける径方向の荷重によってすべり軸受が過度に変形しやすくなり、圧縮機の長期間の使用によってすべり軸受の機械的強度が徐々に低下するおそれがある。従って、第5観点に係るスクロール圧縮機は、すべり軸受の信頼性の低下を効果的に抑制することができる。 In the scroll compressor according to the fifth aspect, the elastic member has a Young's modulus that can be appropriately deformed by a radial load received from the crankshaft. If the Young's modulus of the elastic member is too high, the elastic member cannot be sufficiently deformed by a radial load received from the crankshaft, and the sliding bearing is likely to receive a local load from the bent and deformed crankshaft. On the other hand, if the Young's modulus of the elastic member is too low, the sliding bearing will be excessively deformed by the radial load received from the crankshaft, and the mechanical strength of the sliding bearing will gradually decrease due to the long-term use of the compressor. There is a risk. Therefore, the scroll compressor according to the fifth aspect can effectively suppress a decrease in the reliability of the slide bearing.
本発明の第6観点に係るスクロール圧縮機は、第1乃至第5観点のいずれか1つに係るスクロール圧縮機であって、すべり軸受の内周面がクランクシャフトから受ける圧力の平均が7.8MPaである場合に、弾性部材の径方向の変形量は、45μm〜55μmである。 A scroll compressor according to a sixth aspect of the present invention is the scroll compressor according to any one of the first to fifth aspects, wherein an average pressure received by the inner peripheral surface of the slide bearing from the crankshaft is 7. When it is 8 MPa, the amount of deformation of the elastic member in the radial direction is 45 μm to 55 μm.
第6観点に係るスクロール圧縮機では、クランクシャフトから所定量の径方向の荷重を受けたとき、弾性部材は、所定の範囲の寸法だけ径方向に変形する。弾性部材の径方向の変形量が小さすぎると、クランクシャフトから受ける径方向の荷重によって弾性部材が十分に変形できず、撓んで変形したクランクシャフトからすべり軸受が局所的な荷重を受けやすくなる。反対に、弾性部材の径方向の変形量が大きすぎると、クランクシャフトから受ける径方向の荷重によってすべり軸受が過度に変形しやすくなり、圧縮機の長期間の使用によってすべり軸受の機械的強度が徐々に低下するおそれがある。従って、第6観点に係るスクロール圧縮機は、すべり軸受の信頼性の低下を効果的に抑制することができる。 In the scroll compressor according to the sixth aspect, when a predetermined amount of radial load is received from the crankshaft, the elastic member is deformed in the radial direction by a dimension within a predetermined range. If the amount of deformation in the radial direction of the elastic member is too small, the elastic member cannot be sufficiently deformed by the radial load received from the crankshaft, and the slide bearing is likely to receive a local load from the bent crankshaft. On the other hand, if the amount of deformation in the radial direction of the elastic member is too large, the slide bearing will be excessively deformed by the radial load received from the crankshaft, and the mechanical strength of the slide bearing will increase due to long-term use of the compressor. May decrease gradually. Therefore, the scroll compressor according to the sixth aspect can effectively suppress a decrease in the reliability of the slide bearing.
本発明の第1観点に係るスクロール圧縮機は、シールリングの径を抑えつつ、クランクシャフトからすべり軸受が受ける局所的な荷重を低減することができる。 The scroll compressor which concerns on the 1st viewpoint of this invention can reduce the local load which a slide bearing receives from a crankshaft, suppressing the diameter of a seal ring.
本発明の第2観点に係るスクロール圧縮機は、すべり軸受の信頼性の低下を効果的に抑制することができる。 The scroll compressor which concerns on the 2nd viewpoint of this invention can suppress effectively the fall of the reliability of a slide bearing.
本発明の第3観点に係るスクロール圧縮機は、すべり軸受の信頼性の低下を効果的に抑制することができる。 The scroll compressor which concerns on the 3rd viewpoint of this invention can suppress effectively the fall of the reliability of a slide bearing.
本発明の第4観点に係るスクロール圧縮機は、弾性部材の取り付けの容易化、および、コストの削減を達成することができる。 The scroll compressor according to the fourth aspect of the present invention can achieve easy attachment of the elastic member and cost reduction.
本発明の第5観点に係るスクロール圧縮機は、すべり軸受の信頼性の低下を効果的に抑制することができる。 The scroll compressor which concerns on the 5th viewpoint of this invention can suppress effectively the fall of the reliability of a slide bearing.
本発明の第6観点に係るスクロール圧縮機は、すべり軸受の信頼性の低下を効果的に抑制することができる。 The scroll compressor which concerns on the 6th viewpoint of this invention can suppress the fall of the reliability of a slide bearing effectively.
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係るスクロール圧縮機101について、図面を参照しながら説明する。スクロール圧縮機101は、空気調和装置等の冷凍装置に用いられる。スクロール圧縮機101は、冷凍装置の冷媒回路を循環する冷媒を圧縮する。
<First Embodiment>
A
(1)スクロール圧縮機の構成
図1は、スクロール圧縮機101の縦断面図である。図1において、矢印Uは、鉛直方向上方を示す。鉛直方向上方を示す矢印Uは、図5,9〜17にも示されている。スクロール圧縮機101は、主として、ケーシング10と、圧縮機構15と、ハウジング23と、オルダム継手39と、モータ16と、下部軸受60と、クランクシャフト17と、吸入管19と、吐出管20とから構成される。次に、スクロール圧縮機101の各構成要素について説明する。
(1) Configuration of Scroll Compressor FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the
(1−1)ケーシング
ケーシング10は、円筒形状の胴部ケーシング部11と、椀形状の上壁部12と、椀形状の底壁部13とから構成される。上壁部12は、胴部ケーシング部11の上端部に気密状に溶接されている。底壁部13は、胴部ケーシング部11の下端部に気密状に溶接されている。
(1-1) Casing The
ケーシング10は、ケーシング10の内部および外部において圧力および温度が変化した場合に、変形および破損が起こりにくい剛性部材で成形されている。ケーシング10は、胴部ケーシング部11の円筒形状の軸方向が鉛直方向に沿うように設置されている。
The
ケーシング10の内部には、主として、圧縮機構15と、ハウジング23と、オルダム継手39と、モータ16と、下部軸受60と、クランクシャフト17とが収容されている。ケーシング10には、吸入管19および吐出管20が気密状に溶接されている。
The
ケーシング10の内部空間の底部には、潤滑油が貯留される油溜まり空間10aが形成されている。潤滑油は、スクロール圧縮機101の運転中において、圧縮機構15等の摺動部の潤滑性を良好に保つために使用される冷凍機油である。
An
(1−2)圧縮機構
圧縮機構15は、低温低圧の冷媒ガスを吸引して圧縮し、高温高圧の冷媒ガス(以下、「圧縮冷媒」という。)を吐出する。圧縮機構15は、主として、固定スクロール24と、可動スクロール26とから構成される。固定スクロール24は、ケーシング10に対して固定されている。可動スクロール26は、固定スクロール24に対して公転運動を行う。図2は、鉛直方向に沿って視た固定スクロール24の下面図である。図3は、鉛直方向に沿って視た可動スクロール26の上面図である。
(1-2) Compression Mechanism The
(1−2−1)固定スクロール
固定スクロール24は、第1鏡板24aと、第1ラップ24bとを有する。第1ラップ24bは、第1鏡板24aの下面から直立している。第1ラップ24bは、鉛直方向に沿って見た場合に、渦巻き形状を有している。第1鏡板24aの下面には、図2に示されるように、C字形状の油溝24eが形成されている。
(1-2-1) Fixed Scroll The fixed
第1鏡板24aには、主吸入孔24cが形成されている。主吸入孔24cは、吸入管19と、後述する圧縮室40とを接続する空間である。主吸入孔24cは、低温低圧の冷媒ガスを吸入管19から圧縮室40に導入するための空間である。
A
図1に示されるように、第1鏡板24aの上面には、円柱形状の窪みである拡大凹部42が形成されている。拡大凹部42の底面には、吐出孔41が形成されている。吐出孔41は、圧縮室40と連通する。
As shown in FIG. 1, an
第1鏡板24aには、第1圧縮冷媒流路46が形成されている。第1圧縮冷媒流路46は、拡大凹部42、および、固定スクロール24の下面に開口している。
A first compressed
固定スクロール24には、カバー部材44が、ボルト49によって締結されている。ボルト49は、カバー部材44を貫通して、第1鏡板24aに固定されている。カバー部材44は、固定スクロール24の拡大凹部42を塞いでいる。固定スクロール24、カバー部材44は、ガスケット(図示せず)を介してシールされている。
A
拡大凹部42にカバー部材44が覆い被せられることにより、圧縮機構15の運転音を消音させるマフラー空間45が形成される。第1圧縮冷媒流路46は、マフラー空間45と連通している。
By covering the
(1−2−2)可動スクロール
可動スクロール26は、第2鏡板26aと、第2ラップ26bと、上端軸受26cとを有する。第2ラップ26bは、第2鏡板26aの上面から直立している。第2ラップ26bは、鉛直方向に沿って見た場合に、渦巻き形状を有している。上端軸受26cは、第2鏡板26aの下面の中央部から直立している。上端軸受26cは、円筒形状を有している。
(1-2-2) Movable Scroll The
第2鏡板26aには、給油細孔63が形成されている。給油細孔63は、第2鏡板26aの外周部の上方の空間と、上端軸受26cの内側の空間とを連通している。
Oil supply pores 63 are formed in the
固定スクロール24および可動スクロール26は、第1ラップ24bと第2ラップ26bとが噛み合うことにより、第1鏡板24aと、第1ラップ24bと、第2鏡板26aと、第2ラップ26bとによって囲まれる空間である圧縮室40を形成する。圧縮室40の容積は、可動スクロール26の公転運動によって周期的に変化する。可動スクロール26の公転中に、固定スクロール24の第1鏡板24aおよび第1ラップ24bの下面は、可動スクロール26の第2鏡板26aおよび第2ラップ26bの上面と摺動する。以下、可動スクロール26と摺動する第1鏡板24aの表面を、スラスト摺動面24dと呼ぶ。
The fixed
図4は、可動スクロール26の第2ラップ26b、および、圧縮室40が示された固定スクロール24の下面図である。図4において、ハッチングされた領域は、スラスト摺動面24dを表す。図4に示されるように、固定スクロール24の油溝24eは、スラスト摺動面24dに納まるように第1鏡板24aの下面に形成されている。
FIG. 4 is a bottom view of the fixed
(1−3)ハウジング
ハウジング23は、圧縮機構15の下方、かつ、モータ16の上方に配置されている。ハウジング23の外周面は、胴部ケーシング部11の内周面に気密状に接合されている。これにより、ケーシング10の内部空間は、ハウジング23の下方の高圧空間S1と、ハウジング23の上方の上部空間S2とに区画されている。ハウジング23は、固定スクロール24を載置し、固定スクロール24と共に可動スクロール26を挟み込んでいる。ハウジング23の外周部には、第2圧縮冷媒流路48が形成されている。第2圧縮冷媒流路48は、ハウジング23を鉛直方向に貫通する孔である。第2圧縮冷媒流路48は、ハウジング23の上面において第1圧縮冷媒流路46と連通し、ハウジング23の下面において高圧空間S1と連通する。
(1-3) Housing The
ハウジング23には、ハウジング貫通孔31が形成されている。ハウジング貫通孔31は、ハウジング23の上面の中央部から、ハウジング23の下面の中央部まで、ハウジング23を鉛直方向に貫通する孔である。
A housing through
ハウジング23は、上部軸受32および弾性部材34を有する。上部軸受32および弾性部材34は、ハウジング貫通孔31の内側に取り付けられている。上部軸受32は、クランクシャフト17を回転可能に支持する。上部軸受32および弾性部材34を含む、ハウジング23の詳細な構成については後述する。
The
(1−4)オルダム継手
オルダム継手39は、公転している可動スクロール26の自転を防止するための部材である。オルダム継手39は、可動スクロール26とハウジング23との間に配置されている。
(1-4) Oldham Joint
(1−5)モータ
モータ16は、ハウジング23の下方に配置されるブラシレスDCモータである。モータ16は、主として、ステータ51と、ロータ52とを有する。
(1-5) Motor The
ステータ51は、主として、ステータコア51aと、複数のコイル51bとから構成される。ステータコア51aは、ケーシング10の内周面に固定される円筒形状の部材である。ステータコア51aは、複数のティース(図示せず)を有する。ティースに巻線が巻かれることで、コイル51bが形成される。
The
ステータコア51aの外周面には、複数のコアカットが形成されている。コアカットは、ステータコア51aの上端面から下端面に亘って鉛直方向に形成される溝である。コアカットは、ステータコア51aの周方向に沿って所定の間隔で形成されている。コアカットは、胴部ケーシング部11とステータコア51aとの間を鉛直方向に延びるコアカット通路55を形成する。
A plurality of core cuts are formed on the outer peripheral surface of the
ロータ52は、ステータコア51aの内側に配置される円柱形状の部材である。ステータコア51aの内周面と、ロータ52の外周面との間には、エアギャップが形成されている。ロータ52は、クランクシャフト17に連結されている。ロータ52は、クランクシャフト17を介して、圧縮機構15に接続されている。ロータ52は、回転軸16aの周りにクランクシャフト17を回転させる。回転軸16aは、ロータ52の中心軸を通る。
The
(1−6)下部軸受
下部軸受60は、モータ16の下方に配置される。下部軸受60の外周面は、ケーシング10の内周面に接合されている。下部軸受60は、クランクシャフト17を回転可能に支持する。下部軸受60には、油分離板62が取り付けられている。油分離板62は、ケーシング10の内部に収容される板状部材である。油分離板62は、下部軸受60の上端面に固定されている。
(1-6) Lower Bearing The
(1−7)クランクシャフト
クランクシャフト17は、その軸方向が鉛直方向に沿うように配置されている。クランクシャフト17の上端部の軸心は、上端部を除く部分の軸心に対して偏心している。クランクシャフト17は、バランスウェイト18を有する。バランスウェイト18は、ハウジング23の下方かつモータ16の上方の高さ位置において、クランクシャフト17に密着して固定されている。
(1-7) Crankshaft The
クランクシャフト17は、ロータ52の回転中心部を鉛直方向に貫通して、ロータ52に連結されている。クランクシャフト17の上端部は、可動スクロール26の上端軸受26cに嵌め込まれている。これにより、クランクシャフト17は、可動スクロール26に接続されている。クランクシャフト17は、上部軸受32および下部軸受60によって回転可能に支持されている。
The
クランクシャフト17の内部には、主給油路61が形成されている。主給油路61は、クランクシャフト17の軸方向に沿って延びている。主給油路61の上端は、クランクシャフト17の上端面と第2鏡板26aの下面との間の空間である油室83と連通している。油室83は、第2鏡板26aの給油細孔63を介して、スラスト摺動面24dおよび油溝24eに連通し、圧縮室40を介して最終的に低圧空間S2に連通する。主給油路61の下端は、油溜まり空間10aに連通している。
A main
クランクシャフト17は、主給油路61から分岐する第1副給油路61a、第2副給油路61bおよび第3副給油路61cを有している。第1副給油路61a、第2副給油路61bおよび第3副給油路61cは、水平方向に延びている。第1副給油路61aは、クランクシャフト17と、可動スクロール26の上端軸受26cとの摺動部に開口している。第2副給油路61bは、クランクシャフト17と、ハウジング23の上部軸受32との摺動部に開口している。第3副給油路61cは、クランクシャフト17と下部軸受60との摺動部に開口している。
The
(1−8)吸入管
吸入管19は、ケーシング10の外部から圧縮機構15へ、冷媒回路の冷媒を導入するための管である。吸入管19は、ケーシング10の上壁部12を貫通する。吸入管19は、上部空間S2を鉛直方向に貫通する。ケーシング10の内部において、吸入管19の端部は、固定スクロール24の主吸入孔24cに嵌め込まれている。
(1-8) Suction Pipe The
(1−9)吐出管
吐出管20は、高圧空間S1からケーシング10の外部へ、圧縮冷媒を吐出するための管である。吐出管20は、ケーシング10の胴部ケーシング部11を貫通する。吐出管20は、高圧空間S1を水平方向に貫通する。ケーシング10の内部において、吐出管20の端部は、ハウジング23とモータ16との間の高さ位置にある。
(1-9) Discharge Pipe The
(2)ハウジングの詳細な構成
図5は、図1に示されるハウジング23の拡大断面図である。ハウジング23は、主として、上部軸受32と、弾性部材34と、ハウジング本体36とから構成される。ハウジング23は、ハウジング本体36に上部軸受32および弾性部材34が取り付けられた部材である。
(2) Detailed Configuration of Housing FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the
(2−1)上部軸受
上部軸受32は、ハウジング貫通孔31を通過するクランクシャフト17を回転可能に支持する円筒形状の軸受である。上部軸受32は、クランクシャフト17の上部を支持するすべり軸受である。上部軸受32を鉛直方向に貫通する円柱形状の孔の中心軸は、回転軸16a上に位置している。上部軸受32は、鉛直方向の上端である軸受上端33aと、鉛直方向の下端である軸受下端33bとを有する。
(2-1) Upper Bearing The
図6は、上部軸受32の斜視図である。図7は、上部軸受32の横断面図である。図7に示されるように、上部軸受32は、主として、樹脂層32aと、裏金層32bとから構成される。樹脂層32aは、樹脂で成形された円筒形状の部分である。裏金層32bは、鋼等の金属で成形された円筒形状の部分である。裏金層32bは、樹脂層32aの外周面と密着するように、樹脂層32aの外周面を覆っている。樹脂層32aの内周面は、回転軸16aの周りに回転するクランクシャフト17の外周面と摺動する面である。スクロール圧縮機101の運転中、樹脂層32aの内周面は、クランクシャフト17の外周面との摺動によって加熱される。そのため、樹脂層32aは、耐熱性を有するエンジニアリングプラスチック等で成形されることが好ましい。また、樹脂層32aに用いられる樹脂には、クランクシャフト17との摺動性を向上させるための潤滑剤等が配合されていることが好ましい。
FIG. 6 is a perspective view of the
樹脂層32aの径方向の寸法は、例えば、0.0mmより大きく、かつ、0.3mm以下である。裏金層32bの径方向の寸法は、例えば、1.0mm〜2.0mmである。この場合、上部軸受32の厚みは、最大でも2.3mmである。径方向とは、回転軸16aに直交する方向である。厚みとは、上部軸受32等の円筒形状の部材の場合、外周面と内周面との間の径方向の距離である。
The dimension of the
(2−2)弾性部材
弾性部材34は、上部軸受32とハウジング本体36との間に配置される円筒形状の部材である。弾性部材34の外周面は、ハウジング貫通孔31の内周面と接触している。弾性部材34の内周面は、上部軸受32の外周面と接触している。図8は、弾性部材34の斜視図である。
(2-2) Elastic Member The
弾性部材34は、樹脂製である。弾性部材34に用いられる樹脂は、例えば、ABS樹脂、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、および、PET(ポリエチレンテレフタレート)である。弾性部材34に用いられる樹脂のヤング率は、400MPa〜4000MPaであり、好ましくは、500MPa〜3500MPaである。例えば、ABS樹脂のヤング率は、2940MPaであり、PTFEのヤング率は、520MPaであり、PETのヤング率は、3500MPaである。
The
図5に示されるように、弾性部材34の径方向の寸法は、上部軸受32の径方向の寸法よりも大きい。また、弾性部材34に用いられる樹脂のヤング率が小さいほど、弾性部材34の径方向の寸法は短くてよい。例えば、ABS樹脂製の弾性部材34の径方向の寸法は、20mmであり、PTFE製の弾性部材34の径方向の寸法は、3.5mmであり、PET製の弾性部材34の径方向の寸法は、22mmであってもよい。また、弾性部材34の鉛直方向の寸法は、上部軸受32の鉛直方向の寸法に等しい。
As shown in FIG. 5, the radial dimension of the
弾性部材34の径方向のヤング率は、上部軸受32の径方向のヤング率より小さい。すなわち、上部軸受32および弾性部材34のそれぞれに、同じ大きさの径方向の荷重を加えた場合、弾性部材34の径方向の変形量は、上部軸受32の径方向の変形量より大きくなる。すなわち、径方向において、弾性部材34は、上部軸受32よりも変形しやすい。クランクシャフト17から所定量の径方向の荷重を受けたとき、弾性部材34は、所定の範囲の寸法だけ径方向に変形する。
The Young's modulus in the radial direction of the
(2−3)ハウジング本体
ハウジング本体36は、上部軸受32および弾性部材34を除く、ハウジング23の大部分を占める金属製の部材である。ハウジング本体36は、ハウジング貫通孔31および第2圧縮冷媒流路48等を有する。図9は、図5に示されるハウジング本体36のみの断面図である。
(2-3) Housing Body The
ハウジング本体36は、ハウジング貫通孔31の内周面に形成される貫通孔段差部31aを有する。図9に示されるように、貫通孔段差部31aは、鉛直方向下端から上端に向かう途中で、ハウジング貫通孔31の内径が非連続的に小さくなる部分である。上部軸受32および弾性部材34は、貫通孔段差部31aより下方に取り付けられる。具体的には、貫通孔段差部31aより下方において、弾性部材34の外周面がハウジング貫通孔31の内周面に密着するように、弾性部材34がハウジング本体36に取り付けられる。さらに、上部軸受32の外周面が弾性部材34の内周面に密着するように、上部軸受32が弾性部材34に取り付けられる。図5に示されるように、弾性部材34の上端面は、貫通孔段差部31aにおける水平面に密着している。貫通孔段差部31aにおける水平面とは、図5において、参照符号31aの矢印によって指示される段差面である。上部軸受32および弾性部材34の下端面は、ハウジング本体36の下端面と、鉛直方向において同じ位置にある。
The
上部軸受32および弾性部材34がハウジング本体36に取り付けられた状態では、弾性部材34の内径は、貫通孔段差部31aより上方におけるハウジング貫通孔31の内径と等しい。そのため、上部軸受32の内径は、貫通孔段差部31aより上方におけるハウジング貫通孔31の内径よりも短い。すなわち、ハウジング貫通孔31を回転軸16aに沿って上から視た場合、上部軸受32は、ハウジング貫通孔31の内周面から突出しているように見える。
In the state where the
ハウジング本体36の上面には、シールリング溝36aが形成されている。シールリング溝36aは、ハウジング貫通孔31の鉛直方向上側の開口の周囲に形成されている環状の溝である。シールリング溝36aは、シールリング(図示せず)が嵌め込まれる溝である。シールリングは、環状の弾性部材である。シールリング溝36aに嵌め込まれたシールリングは、可動スクロール26の第2鏡板26aの下面と接触する。シールリングは、可動スクロール26の背面空間を区画する。可動スクロール26の背面空間とは、可動スクロール26とハウジング23との間の空間である。可動スクロール26の背面空間において、シールリングの内側の空間は、高圧空間S1と連通しているので、シールリングの外側の空間よりも高圧である。シールリングの内側の空間の圧力によって、可動スクロール26は、固定スクロール24に押し付けられる。
A
(3)スクロール圧縮機の動作
最初に、スクロール圧縮機101内部における冷媒の流れについて説明する。次に、スクロール圧縮機101内部における潤滑油の流れについて説明する。
(3) Operation of Scroll Compressor First, the flow of refrigerant in the
(3−1)冷媒の流れ
モータ16が駆動してロータ52が回転し始めると、ロータ52に連結されているクランクシャフト17が軸回転を始める。クランクシャフト17の軸回転運動は、上端軸受26cを介して可動スクロール26に伝達される。クランクシャフト17の上端部の軸心は、クランクシャフト17の回転軸に対して偏心している。そのため、クランクシャフト17の軸回転運動によって、可動スクロール26は、固定スクロール24に対して公転運動を行う。また、可動スクロール26は、オルダム継手39を介してハウジング23と係合している。そのため、可動スクロール26が公転運動している間、可動スクロール26の自転が防止される。
(3-1) Flow of refrigerant When the
圧縮される前の低温低圧の冷媒は、吸入管19から主吸入孔24cを経由して、圧縮機構15の圧縮室40に供給される。可動スクロール26の公転運動により、圧縮室40は容積を徐々に減少させながら固定スクロール24の外周部から中心部に向かって移動する。その結果、圧縮室40の冷媒は圧縮されて圧縮冷媒となる。圧縮冷媒は、吐出孔41からマフラー空間45に吐出された後、第1圧縮冷媒流路46および第2圧縮冷媒流路48を経由して、モータ16の上方の高圧空間S1へ吐出される。その後、圧縮冷媒は、一部のコアカット通路55を下方に向かって流れて、モータ16の下方の高圧空間S1に到達する。その後、圧縮冷媒は、流れの向きを反転させて、他のコアカット通路55、および、モータ16のエアギャップを上方に向かって流れて、モータ16の上方の高圧空間S1に到達する。その後、圧縮冷媒は、吐出管20からスクロール圧縮機101の外部に吐出される。
The low-temperature and low-pressure refrigerant before being compressed is supplied from the
(3−2)潤滑油の流れ
モータ16が駆動してロータ52が回転し始めると、ロータ52に連結されているクランクシャフト17が軸回転を始める。クランクシャフト17の軸回転運動によって圧縮機構15が冷媒を圧縮し、高圧空間S1に圧縮冷媒が供給されると、高圧空間S1の圧力が上昇する。クランクシャフト17の主給油路61の下端は、高圧空間S1底部の油溜まり空間10aに連通している。主給油路61の上端は、油室83および給油細孔63を介して低圧空間S2に連通している。これにより、主給油路61の上端と下端との間に差圧が発生する。その結果、油溜まり空間10aに貯留されている潤滑油は、差圧によって、主給油路61の下端から吸引され、主給油路61を油室83に向かって上昇する。
(3-2) Flow of lubricating oil When the
主給油路61を上昇する潤滑油のほとんどは、順に、第3副給油路61c、第2副給油路61bおよび第1副給油路61aに分流する。第3副給油路61cを流れる潤滑油は、クランクシャフト17と下部軸受60との間の摺動部を潤滑した後、高圧空間S1に流入して油溜まり空間10aに戻る。第2副給油路61bを流れる潤滑油は、クランクシャフト17と、ハウジング23の上部軸受32との間の摺動部を潤滑した後、高圧空間S1、および、上部軸受32の上方のハウジング貫通孔31内に流入する。高圧空間S1に流入した潤滑油は、油溜まり空間10aに戻る。上部軸受32の上方のハウジング貫通孔31内に流入した潤滑油は、ハウジング23に形成された油排出通路(図示せず)を経由して高圧空間S1に流入し、油溜まり空間10aに戻る。第1副給油路61aを流れる潤滑油は、クランクシャフト17と、可動スクロール26の上端軸受26cとの間の摺動部を潤滑した後、上部軸受32の上方のハウジング貫通孔31内に流入し、ハウジング23の油排出通路を経由して高圧空間S1に流入し、油溜まり空間10aに戻る。
Most of the lubricating oil that moves up the main
主給油路61を上端まで上昇して油室83に到達した潤滑油は、差圧によって、給油細孔63を流れて油溝24eに供給される。油溝24eに供給された潤滑油の一部は、スラスト摺動面24dをシールしながら、低圧空間S2および圧縮室40に漏れ出す。このとき、漏れ出した高温の潤滑油は、低圧空間S2および圧縮室40に存在する低温の冷媒ガスを加熱する。また、圧縮室40に漏れ出した潤滑油は、微小な油滴の状態で圧縮冷媒に混入される。圧縮冷媒に混入された潤滑油は、圧縮冷媒と同じ経路を通って、圧縮室40から高圧空間S1に流入する。その後、潤滑油は、圧縮冷媒と共にコアカット通路55を下降した後に、油分離板62に衝突する。油分離板62に付着した潤滑油は、高圧空間S1を落下して油溜まり空間10aに戻る。
The lubricating oil that has moved up to the upper end of the main
(4)スクロール圧縮機の特徴
(4−1)
スクロール圧縮機101は、弾性部材34が取り付けられたハウジング23を備える。弾性部材34は、クランクシャフト17の上部を支持する上部軸受32と、ハウジング23のハウジング本体36との間に配置される。
(4) Features of scroll compressor (4-1)
The
クランクシャフト17は、ハウジング23の下方に配置されるモータ16のロータ52に連結されている。クランクシャフト17の上端部は、ハウジング23の上方に配置される可動スクロール26の上端軸受26cに嵌め込まれており、どの部材にも連結されていない。そのため、回転軸16aの周りを高速で回転するクランクシャフト17の上部は、径方向に揺れて撓みやすい。クランクシャフト17の上部が撓んで傾斜すると、上部軸受32の内周面は、クランクシャフト17の外周面から押し付けられる。これにより、上部軸受32は、クランクシャフト17から径方向の荷重を受ける。
The
回転するクランクシャフト17の径方向の撓み量は、クランクシャフト17の上端に近いほど大きくなる。そのため、上部軸受32の軸受上端33aは、上部軸受32の軸受下端33bよりも、クランクシャフト17の上端に近いので、回転しながら撓んでいるクランクシャフト17から、より大きな径方向の荷重を受けやすい。
The amount of bending in the radial direction of the
しかし、スクロール圧縮機101では、上部軸受32がクランクシャフト17から受けた径方向の荷重は、上部軸受32の径方向外側に位置する弾性部材34に伝達される。弾性部材34は、クランクシャフト17から受ける径方向の荷重によって弾性変形する。具体的には、クランクシャフト17が撓んで変形しても、弾性部材34は、上部軸受32と共に、クランクシャフト17の形状に合わせて容易に変形することができる。このように、撓んで変形したクランクシャフト17から上部軸受32が局所的な荷重を受けることが、弾性部材34の変形によって抑制される。
However, in the
上記の作用について、図面を用いて説明する。図10は、上部軸受32がクランクシャフト17から径方向の荷重を受けていない状態における、ハウジング23の断面の一部を示す図である。図11は、上部軸受32がクランクシャフト17から径方向の荷重を受けている状態における、ハウジング23の断面の一部を示す図である。図10では、クランクシャフト17は撓んでいないので、上部軸受32および弾性部材34は変形していない。一方、図11では、クランクシャフト17は撓んでおり、上部軸受32は、クランクシャフト17から径方向の荷重を受けている。しかし、図11では、弾性部材34も、クランクシャフト17からの径方向の荷重を受けており、これにより、弾性部材34が弾性変形している。この結果、弾性部材34は、上部軸受32と共に、クランクシャフト17の形状に合わせて変形しているので、撓んで変形したクランクシャフト17から上部軸受32が局所的な荷重を受けることが抑制される。すなわち、上部軸受32の内周面がクランクシャフト17の外周面から受ける圧力は、上部軸受32の内周面において均一になる。
The above operation will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a view showing a part of a cross section of the
ここで、比較例として、ハウジング23が弾性部材34を備えない場合について説明する。この場合、クランクシャフト17が撓んで変形すると、上部軸受32の軸受上端33a近傍は、クランクシャフト17から局所的な荷重を受ける。これにより、上部軸受32の軸受上端33a近傍における樹脂層32aの内周面は、回転するクランクシャフト17の外周面に押し付けられた状態でクランクシャフト17の外周面と摺動するので、樹脂層32aが過熱して、上部軸受32の信頼性が低下するおそれがある。
Here, a case where the
このように、本実施形態のスクロール圧縮機101では、上部軸受32がクランクシャフト17から受ける局所的な荷重は、弾性部材34の弾性変形によって低減される。従って、スクロール圧縮機101は、上部軸受32の外周側に取り付けられた弾性部材34によって、回転するクランクシャフト17から上部軸受32が受ける径方向の局所的な荷重を低減し、上部軸受32の信頼性の低下を抑制することができる。
Thus, in the
(4−2)
スクロール圧縮機101では、弾性部材34をハウジング23に取り付けることによって、上部軸受32の径方向外側に、上部軸受32がクランクシャフト17から受ける局所的な荷重を低減するための構造を設ける必要がなくなる。そのため、ハウジング23と可動スクロール26との間に設置されるシールリングの径が当該構造に起因して規制されることがない。
(4-2)
In the
図12は、上記の作用を説明するための比較のための参考図であって、弾性部材34の代わりに環状溝38を有するハウジング23の断面図である。環状溝38は、上部軸受32がクランクシャフト17から受ける局所的な荷重を低減するための構造である。図12では、便宜上、実施形態を示す図5と同じ構成要素には、同じ参照符号が用いられている。
FIG. 12 is a reference view for comparison for explaining the above-described operation, and is a cross-sectional view of the
図12において、ハウジング本体36は、ハウジング貫通孔31の内周面に形成される貫通孔段差部31aを有する。貫通孔段差部31aは、鉛直方向下端から上端に向かう途中で、ハウジング貫通孔31の内径が非連続的に大きくなる部分である。上部軸受32の軸受上端33aと同じ高さ位置に、ハウジング貫通孔31の貫通孔段差部31aが形成されている。
In FIG. 12, the housing
図12において、環状溝38は、貫通孔段差部31aの水平面に形成される。環状溝38によって、上部軸受32の軸受上端33a近傍において、ハウジング本体36の環状溝38より径方向内側の部分は、クランクシャフト17から受ける径方向の荷重によって容易に撓むことができる。そのため、上部軸受32は、クランクシャフト17の形状に合わせて変形できるので、撓んで変形したクランクシャフト17から上部軸受32が局所的な荷重を受けることが抑制される。
In FIG. 12, the
図12に示されるように、環状溝38を形成するためには、ハウジング貫通孔31の内径は、鉛直方向下端から上端に向かう途中で大きくする必要がある。そのため、ハウジング本体36の上面に形成されるシールリング溝36aの内径は、ハウジング貫通孔31の鉛直方向上側の開口の内径よりも大きくする必要がある。従って、環状溝38をハウジング23に形成する場合、シールリング溝36aの内径が大きくなりやすい。
As shown in FIG. 12, in order to form the
一方、実施形態のスクロール圧縮機101では、図12に示される環状溝38をハウジング23に形成する必要がないので、ハウジング貫通孔31の内径を、鉛直方向下端から上端に向かう途中で大きくする必要がない。そのため、図5と図12とを比較しても分かるように、弾性部材34を有する実施形態のハウジング23では、シールリング溝36aに嵌め込まれるシールリングの内径を抑えることができる。
On the other hand, in the
ここで、シールリングの内径が大きいほど、可動スクロール26が固定スクロール24を押し付ける力が大きくなり、可動スクロール26の動力の損失によるスクロール圧縮機101の性能低下、および、可動スクロール26と固定スクロール24との間の摺動面の信頼性低下が生じるおそれがある。従って、スクロール圧縮機101では、シールリングの内径は、小さい方が好ましい。
Here, the larger the inner diameter of the seal ring, the greater the force with which the
以上より、スクロール圧縮機101では、ハウジング23は、上部軸受32の径方向外側に配置される弾性部材34を有するので、図12に示されるような環状溝38を形成する必要がない。そのため、スクロール圧縮機101は、ハウジング23のシールリング溝36aの内径を抑えることができるので、スクロール圧縮機101の性能低下および信頼性低下を抑制することができる。
As described above, in the
(4−3)
スクロール圧縮機101では、上部軸受32よりも、弾性部材34の方が、径方向の寸法が大きい。また、弾性部材34は、上部軸受32よりも弾性変形しやすい樹脂で成形されている。そのため、上部軸受32よりも、弾性部材34の方が、クランクシャフト17から受ける径方向の荷重によって変形しやすい。上述したように、上部軸受32がクランクシャフト17から受ける局所的な荷重は、弾性部材34の弾性変形によって低減される。従って、スクロール圧縮機101は、上部軸受32よりも径方向の寸法が大きい弾性部材34によって、上部軸受32の信頼性の低下を効果的に抑制することができる。
(4-3)
In the
(4−4)
スクロール圧縮機101では、弾性部材34は、加工性に優れる樹脂により成形される。そのため、弾性部材34の形状を、ハウジング本体36に取り付けるために適した形状に容易に加工することができる。例えば、弾性部材34の形状を、ハウジング本体36の貫通孔段差部31aの寸法等に合わせて加工することができる。従って、スクロール圧縮機101は、弾性部材34の取り付けの容易化、および、弾性部材34の加工に伴うコストの削減を達成することができる。
(4-4)
In the
(4−5)
スクロール圧縮機101では、弾性部材34のヤング率は、400MPa〜4000MPaであり、好ましくは、500MPa〜3500MPaである。これにより、弾性部材34は、クランクシャフト17から受ける径方向の荷重によって適度に変形できる程度のヤング率を有する。弾性部材34のヤング率が高すぎると、クランクシャフト17から受ける径方向の荷重によって弾性部材34が十分に変形できず、撓んで変形したクランクシャフト17から上部軸受32が局所的な荷重を受けやすくなる。反対に、弾性部材34のヤング率が低すぎると、クランクシャフト17から受ける径方向の荷重によって弾性部材34が過度に変形しやすくなる。上部軸受32は、弾性部材34に合わせて変形するので、スクロール圧縮機101の長期間の使用によって上部軸受32の機械的強度が徐々に低下するおそれがある。従って、スクロール圧縮機101は、適度なヤング率を有する弾性部材34によって、上部軸受32の信頼性の低下を効果的に抑制することができる。
(4-5)
In the
(4−6)
スクロール圧縮機101では、クランクシャフト17から所定量の径方向の荷重を受けたとき、弾性部材34は、所定の範囲の寸法だけ径方向に変形する。弾性部材34の径方向の変形量が小さすぎると、クランクシャフト17から受ける径方向の荷重によって弾性部材34が十分に変形できず、撓んで変形したクランクシャフト17から上部軸受32が局所的な荷重を受けやすくなる。反対に、弾性部材34の径方向の変形量が大きすぎると、クランクシャフト17から受ける径方向の荷重によって弾性部材34が過度に変形しやすくなる。上部軸受32は、弾性部材34に合わせて変形するので、スクロール圧縮機101の長期間の使用によって上部軸受32の機械的強度が徐々に低下するおそれがある。従って、スクロール圧縮機101は、クランクシャフト17から所定量の径方向の荷重を受けたときの変形量が適切な値である弾性部材34によって、上部軸受32の信頼性の低下を効果的に抑制することができる。
(4-6)
In the
例として、上部軸受32がクランクシャフト17から受ける径方向の荷重が最大である場合、上部軸受32の内周面がクランクシャフト17から受ける圧力の平均は、7.8MPaであるとする。この場合、弾性部材34の径方向の変形量は、45μm〜55μmであることが好ましい。これにより、クランクシャフト17から受ける径方向の荷重による上部軸受32の径方向の変形量は、最大で約50μmとなる。
As an example, when the radial load that the
例えば、ヤング率が2940MPaであるABS樹脂製の弾性部材34の径方向の寸法が20mmである場合、上記の圧力条件下において、弾性部材34の径方向の変形量は、約53.3μmである。同様に、ヤング率が520MPaであるPTFE製の弾性部材34の径方向の寸法が3.5mmである場合、上記の圧力条件下において、弾性部材34の径方向の変形量は、約52.8μmである。同様に、ヤング率が3500MPaであるPET製の弾性部材34の径方向の寸法が22mmである場合、上記の圧力条件下において、弾性部材34の径方向の変形量は、約49.3μmである。
For example, when the radial dimension of the
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態に係るスクロール圧縮機について説明する。本実施形態の基本的な構成、動作および特徴は、第1実施形態に係るスクロール圧縮機101と同一であるので、第1実施形態との相違点を主に説明する。
Second Embodiment
A scroll compressor according to a second embodiment of the present invention will be described. Since the basic configuration, operation, and features of this embodiment are the same as those of the
本実施形態のスクロール圧縮機は、第1実施形態のハウジング23とは異なるハウジング123を備える。ハウジング123以外の構成要素は、第1実施形態と同じである。図13は、ハウジング123の断面図である。
The scroll compressor of this embodiment includes a
ハウジング123は、主として、上部軸受132と、弾性部材134と、ハウジング本体136とから構成される。上部軸受132は、第1実施形態の上部軸受32と同じである。上部軸受132は、軸受上端133aおよび軸受下端133bを有する。弾性部材134およびハウジング本体136の形状は、第1実施形態の弾性部材34およびハウジング本体36の形状と異なっている。
The
弾性部材134は、円柱形状の孔を有する筒状の部材である。弾性部材134は、ハウジング本体136のハウジング貫通孔131に取り付けられている。弾性部材134は、鉛直方向下端から上端に向かって、径方向の寸法が徐々に大きくなる形状を有している。すなわち、弾性部材134の外周面の内径は、鉛直方向下端から上端に向かって、徐々に大きくなっている。一方、弾性部材134の内周面の内径は、実施形態と同様に、鉛直方向に沿って一定である。従って、図13に示されるように、弾性部材134の厚みは、鉛直方向下端から上端に向かって、徐々に大きくなっている。ここで、弾性部材134の厚みとは、弾性部材134の外周面と内周面との間の径方向の距離である。弾性部材134の鉛直方向の寸法は、上部軸受132の鉛直方向の寸法と同じである。
The
ハウジング本体136は、弾性部材134の形状に合わせた形状を有している。具体的には、ハウジング本体136は、図13に示されるように、弾性部材134の内周面の内径が、弾性部材134より上方のハウジング貫通孔131の内径と同じになるような形状を有している。
The
本実施形態では、弾性部材134の上端部の厚みは、弾性部材134の下端部の厚みより大きい。弾性部材134では、厚みが大きい部分ほど、クランクシャフト17から受ける径方向の荷重による変形量が大きい。そのため、上部軸受132の軸受下端133bよりも軸受上端133aの位置において、弾性部材134は径方向に変形しやすい。また、第1実施形態と同様に、上部軸受132の軸受上端133aは、上部軸受132の軸受下端133bよりも、クランクシャフト17の上端に近いので、回転しながら撓んでいるクランクシャフト17から、より大きな径方向の荷重を受けやすい。そのため、弾性部材134の上端部を厚くして径方向に変形しやすくすることで、撓んで変形したクランクシャフト17から上部軸受132が局所的な荷重を受けることが抑制される。
In the present embodiment, the thickness of the upper end portion of the
従って、本実施形態のスクロール圧縮機は、弾性部材134によって、上部軸受132の信頼性の低下を効果的に抑制することができる。
Therefore, the scroll compressor according to the present embodiment can effectively suppress the lowering of the reliability of the
<第3実施形態>
本発明の第3実施形態に係るスクロール圧縮機について説明する。本実施形態の基本的な構成、動作および特徴は、第1実施形態に係るスクロール圧縮機101と同一であるので、第1実施形態との相違点を主に説明する。
<Third Embodiment>
A scroll compressor according to a third embodiment of the present invention will be described. Since the basic configuration, operation, and features of this embodiment are the same as those of the
本実施形態のスクロール圧縮機は、第1実施形態のハウジング23とは異なるハウジング223を備える。ハウジング223以外の構成要素は、第1実施形態と同じである。図14は、ハウジング223の断面図である。
The scroll compressor of this embodiment includes a
ハウジング223は、主として、上部軸受232と、弾性部材234と、ハウジング本体236とから構成される。上部軸受232は、第1実施形態の上部軸受32と同じである。上部軸受232は、軸受上端233aおよび軸受下端233bを有する。弾性部材234およびハウジング本体236の形状は、第1実施形態の弾性部材34およびハウジング本体36の形状と異なっている。
The
弾性部材234は、円柱形状の孔を有する筒状の部材である。弾性部材234は、ハウジング本体236のハウジング貫通孔231に取り付けられている。弾性部材234は、鉛直方向下端から上端に向かって、径方向の寸法が段階的に大きくなる形状を有している。具体的には、弾性部材234は、1つの弾性部材段差部234aを有する。弾性部材234の外周面の内径は、鉛直方向下端から上端に向かって、弾性部材段差部234aにおいて大きくなる。一方、弾性部材234の内周面の内径は、実施形態と同様に、鉛直方向に沿って一定である。従って、図14に示されるように、弾性部材234の厚みは、鉛直方向下端から上端に向かって、弾性部材段差部234aにおいて非連続的に大きくなっている。ここで、弾性部材234の厚みとは、弾性部材234の外周面と内周面との間の径方向の距離である。弾性部材234の鉛直方向の寸法は、上部軸受232の鉛直方向の寸法と同じである。
The
ハウジング本体236は、弾性部材234の形状に合わせた形状を有している。具体的には、ハウジング本体236は、図14に示されるように、弾性部材234の内周面の内径が、弾性部材234より上方のハウジング貫通孔231の内径と同じになるような形状を有している。
The
本実施形態では、弾性部材234の上端部の厚みは、弾性部材234の下端部の厚みより大きい。弾性部材234では、厚みが大きい部分ほど、クランクシャフト17から受ける径方向の荷重による変形量が大きい。そのため、上部軸受232の軸受下端233bよりも軸受上端233aの位置において、弾性部材234は径方向に変形しやすい。また、第1実施形態と同様に、上部軸受232の軸受上端233aは、上部軸受232の軸受下端233bよりも、クランクシャフト17の上端に近いので、回転しながら撓んでいるクランクシャフト17から、より大きな径方向の荷重を受けやすい。そのため、弾性部材234の上端部を厚くして径方向に変形しやすくすることで、撓んで変形したクランクシャフト17から上部軸受232が局所的な荷重を受けることが抑制される。
In the present embodiment, the thickness of the upper end portion of the
従って、本実施形態のスクロール圧縮機は、弾性部材234によって、上部軸受232の信頼性の低下を効果的に抑制することができる。
Therefore, the scroll compressor according to the present embodiment can effectively suppress a decrease in the reliability of the
<変形例>
本発明の実施形態に対する適用可能な変形例について説明する。
<Modification>
A modification applicable to the embodiment of the present invention will be described.
(1)変形例A
第1実施形態において、弾性部材34の鉛直方向の寸法は、上部軸受32の鉛直方向の寸法に等しい。しかし、弾性部材34の鉛直方向の寸法は、上部軸受32の鉛直方向の寸法と異なっていてもよい。本変形例は、第2実施形態および第3実施形態にも適用可能である。
(1) Modification A
In the first embodiment, the vertical dimension of the
図15は、本変形例のハウジング323の断面図である。ハウジング323は、主として、上部軸受332と、弾性部材334と、ハウジング本体336とから構成される。上部軸受332は、第1実施形態の上部軸受32と同じである。弾性部材334およびハウジング本体336の形状は、第1実施形態の弾性部材34およびハウジング本体36の形状と異なっている。
FIG. 15 is a cross-sectional view of the
図15では、弾性部材334の鉛直方向の寸法は、上部軸受332の鉛直方向の寸法よりも大きい。そのため、上部軸受332の上端付近において、弾性部材334が変形しやすいので、弾性部材334によって、上部軸受332の信頼性の低下が効果的に抑制される。
In FIG. 15, the vertical dimension of the
(2)変形例B
第2実施形態において、弾性部材134は、鉛直方向下端から上端に向かって、径方向の寸法が徐々に大きくなる形状を有している。しかし、弾性部材134は、鉛直方向下端から上端に向かって厚みが小さくならないのであれば、他の形状を有してもよい。図16は、図13に示されるハウジング123の断面図であって、弾性部材134の他の実施形態を示す図である。図16において、弾性部材134の厚みは、鉛直方向上端部および下端部において一定であり、かつ、鉛直方向上端部と下端部との間において、鉛直方向下端から上端に向かって徐々に大きくなっている。
(2) Modification B
In the second embodiment, the
第3実施形態において、弾性部材234は、鉛直方向下端から上端に向かって、径方向の寸法が段階的に大きくなる形状を有している。具体的には、弾性部材234は、1つの弾性部材段差部234aを有する。しかし、弾性部材234は、鉛直方向下端から上端に向かって厚みが小さくならないのであれば、他の形状を有してもよい。図17は、図14に示されるハウジング223の断面図であって、弾性部材234の他の実施形態を示す図である。図17において、弾性部材234は、2つの弾性部材段差部234aを有している。弾性部材234の厚みは、鉛直方向下端から上端に向かって、2つの弾性部材段差部234aの位置において段階的に大きくなっている。
In the third embodiment, the
なお、スクロール圧縮機101のハウジング23の弾性部材は、第2実施形態と第3実施形態とを組み合わせた形状を有してもよい。すなわち、弾性部材は、鉛直方向下端から上端に向かって、径方向の寸法が徐々に大きくなる部分、および、径方向の寸法が段階的に大きくなる部分の両方を有してもよい。
The elastic member of the
本発明に係るスクロール圧縮機は、シールリングの径を抑えつつ、クランクシャフトから軸受が受ける局所的な荷重を低減することができる。 The scroll compressor which concerns on this invention can reduce the local load which a bearing receives from a crankshaft, suppressing the diameter of a seal ring.
15 圧縮機構
16 モータ
16a 回転軸
17 クランクシャフト
23 ハウジング
24 固定スクロール
26 可動スクロール
31 ハウジング貫通孔(貫通孔)
32 上部軸受(すべり軸受)
34 弾性部材
36 ハウジング本体(本体)
101 スクロール圧縮機
DESCRIPTION OF
32 Upper bearing (slide bearing)
34
101 scroll compressor
Claims (6)
回転軸(16a)の周りに前記クランクシャフトを回転させるモータ(16)と、
前記クランクシャフトの端部が嵌め込まれる可動スクロール(26)、および、前記可動スクロールと噛み合う固定スクロール(24)を有する圧縮機構(15)と、
前記モータと前記可動スクロールとの間において、前記クランクシャフトを支持するハウジング(23)と、
を備え、
前記ハウジングは、
前記クランクシャフトが貫通する貫通孔(31)を有する本体(36)と、
前記クランクシャフトを回転可能に支持し、前記貫通孔の内側に設置されるすべり軸受(32)と、
前記回転軸に直交する径方向において、前記本体と前記すべり軸受との間に設置される弾性部材(34)と、
を備え、
前記弾性部材の前記径方向のヤング率は、前記すべり軸受の前記径方向のヤング率よりも小さい、
スクロール圧縮機(101)。 A crankshaft (17);
A motor (16) for rotating the crankshaft around a rotation axis (16a);
A movable scroll (26) into which an end of the crankshaft is fitted, and a compression mechanism (15) having a fixed scroll (24) meshing with the movable scroll;
A housing (23) for supporting the crankshaft between the motor and the movable scroll;
With
The housing is
A body (36) having a through hole (31) through which the crankshaft passes;
A sliding bearing (32) that rotatably supports the crankshaft and is installed inside the through hole;
An elastic member (34) installed between the main body and the plain bearing in a radial direction perpendicular to the rotation axis;
With
The Young's modulus in the radial direction of the elastic member is smaller than the Young's modulus in the radial direction of the sliding bearing,
Scroll compressor (101).
請求項1に記載のスクロール圧縮機。 The radial dimension of the elastic member is larger than the radial dimension of the sliding bearing,
The scroll compressor according to claim 1.
請求項1または2に記載のスクロール圧縮機。 The elastic member has a larger dimension in the radial direction from the motor side toward the movable scroll.
The scroll compressor according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機。 The elastic member is made of resin.
The scroll compressor according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載のスクロール圧縮機。 The Young's modulus of the elastic member is 400 MPa to 4000 MPa.
The scroll compressor according to claim 4.
請求項1から5のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機。 When the average pressure that the inner peripheral surface of the plain bearing receives from the crankshaft is 7.8 MPa, the amount of deformation in the radial direction of the elastic member is 45 μm to 55 μm.
The scroll compressor according to any one of claims 1 to 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017031308A JP2018135820A (en) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | Scroll compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017031308A JP2018135820A (en) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | Scroll compressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018135820A true JP2018135820A (en) | 2018-08-30 |
Family
ID=63366718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017031308A Pending JP2018135820A (en) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | Scroll compressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018135820A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03141883A (en) * | 1989-10-27 | 1991-06-17 | Hitachi Ltd | Scroll compressor |
JP2007255515A (en) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Ntn Corp | Oil-impregnated sintered bearing and motor |
JP2009133329A (en) * | 2007-11-28 | 2009-06-18 | Daikin Ind Ltd | Member for bearing and compressor |
JP2012036824A (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Daikin Industries Ltd | Bearing housing |
-
2017
- 2017-02-22 JP JP2017031308A patent/JP2018135820A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03141883A (en) * | 1989-10-27 | 1991-06-17 | Hitachi Ltd | Scroll compressor |
JP2007255515A (en) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Ntn Corp | Oil-impregnated sintered bearing and motor |
JP2009133329A (en) * | 2007-11-28 | 2009-06-18 | Daikin Ind Ltd | Member for bearing and compressor |
JP2012036824A (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Daikin Industries Ltd | Bearing housing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2013108389A (en) | Compressor and refrigerating device | |
US9714656B2 (en) | Rotary machine and compressor | |
JP6172411B1 (en) | Scroll compressor | |
JP2018053746A (en) | Compressor | |
JP2017210898A (en) | Scroll compressor | |
US9217433B2 (en) | Synthetic resin bearing and scroll compressor having the same | |
JP6381795B2 (en) | Scroll compressor | |
JP6332518B2 (en) | Scroll compressor | |
JP6351749B2 (en) | Scroll compressor | |
JP2018135820A (en) | Scroll compressor | |
JP6137166B2 (en) | Scroll compressor and refrigeration equipment | |
JP2012036826A (en) | Compressor | |
WO2018159449A1 (en) | Compressor | |
JP2017015046A (en) | Compressor | |
JP6606889B2 (en) | Scroll compressor | |
JP6627557B2 (en) | Bearing housing and rotating machine | |
JP2013221485A (en) | Compressor | |
JP2013253535A (en) | Scroll compressor | |
CN109416042B (en) | Scroll compressor having a discharge port | |
JP2019138210A (en) | Scroll compressor | |
WO2018008495A1 (en) | Scroll compressor | |
JP2021014812A (en) | Compressor and refrigeration device | |
JP2017002765A (en) | Scroll compressor | |
JP2017044186A (en) | Scroll compressor | |
JP2014129759A (en) | Compressor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191212 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200925 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200929 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210202 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210810 |