JP2019027406A - Oldham ring and scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オルダムリング、スクロール圧縮機に関する。 The present invention relates to an Oldham ring and a scroll compressor.
従来から、空気調和装置や冷凍装置等に用いられ、流体(冷媒)を圧縮するスクロール圧縮機が知られている。このスクロール圧縮機では、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転するように旋回させ、固定スクロールと旋回スクロールとの間に形成された圧縮室の容量を減少させることで流体の圧縮を行う。 DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, the scroll compressor used for an air conditioning apparatus, a freezing apparatus, etc. and compressing a fluid (refrigerant) is known. In this scroll compressor, the orbiting scroll is revolved so as to revolve with respect to the fixed scroll, and the volume of a compression chamber formed between the fixed scroll and the orbiting scroll is reduced to compress the fluid.
ここで、特許文献1に示すように、スクロール圧縮機には、旋回スクロールの自転を防止しながら公転させるために、フレームと旋回スクロールとの間にオルダムリングが介在されている。このオルダムリングにはキーが設けられ、旋回スクロールに形成された溝とキーとが摺動しつつ、旋回スクロール及びハウジングに対してオルダムリングが直線的に往復運動を行うようになっている。
Here, as shown in
ここで、オルダムリングは、スクロール圧縮機の運転中には大きな機械的負荷を受ける部材である。このため、オルダムリングには相応の強度が要求される。隣接する他の部材との干渉を避けつつ、オルダムリングの強度(曲げ剛性)を高めるための措置として、オルダムリング全体の寸法(厚さ、幅)を大きくすることが考えられる。しかしながら、オルダムリングの寸法を大きくした場合、スクロール圧縮機の寸法も大きくなってしまう。そこで、寸法を抑えたまま、強度を確保することが可能なオルダムリングが求められていた。 Here, the Oldham ring is a member that receives a large mechanical load during operation of the scroll compressor. For this reason, the Oldham ring is required to have a suitable strength. As measures for increasing the strength (bending rigidity) of the Oldham ring while avoiding interference with other adjacent members, it is conceivable to increase the dimensions (thickness and width) of the Oldham ring as a whole. However, when the dimensions of the Oldham ring are increased, the dimensions of the scroll compressor are also increased. Therefore, an Oldham ring capable of ensuring the strength while suppressing the size has been demanded.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、小型かつ、より高い強度を有するオルダムリング、及びこれを備えるスクロール圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an Oldham ring having a small size and higher strength, and a scroll compressor including the Oldham ring.
本発明の第一の態様によれば、オルダムリングは、ハウジングに相対回転可能に支持された主軸に設けられた旋回スクロールと、該旋回スクロールに対向して該旋回スクロールとの間で冷媒を圧縮する圧縮室を形成する固定スクロールと、を備えるスクロール圧縮機に設けられ、前記旋回スクロールを自転することなく前記主軸の軸線に対して公転するように支持するオルダムリングであって、前記軸線を囲むように配される環状をなす本体部と、前記本体部から突出して、前記旋回スクロールと前記ハウジングとに形成された溝部にそれぞれ挿入され、該溝部の内面に対して往復摺動することで前記本体部を直線的に往復動させる複数のキーと、前記本体部の内周面から少なくとも前記本体部が往復摺動する方向に突出して設けられ、該内周面から径方向内側に向かって突出するつば部と、を備え、前記つば部は、対向する他の部材と前記軸線方向に重なることが可能となっている。 According to the first aspect of the present invention, the Oldham ring compresses the refrigerant between the orbiting scroll provided on the main shaft that is rotatably supported by the housing, and the orbiting scroll facing the orbiting scroll. An Oldham ring, which is provided in a scroll compressor including a compression scroll that forms a compression chamber, and supports the orbiting scroll so as to revolve with respect to the axis of the main shaft without rotating, and surrounds the axis An annular main body portion arranged in this manner, protruding from the main body portion, inserted into the groove portions formed in the orbiting scroll and the housing, respectively, and reciprocatingly sliding with respect to the inner surface of the groove portion. A plurality of keys for linearly reciprocating the main body, and at least the main body protruding from the inner peripheral surface of the main body in a direction in which the main body reciprocates. Comprising a flange portion which projects toward the plane radially inward, and the collar portion, it is possible to overlap in the axial direction with the other member facing.
この構成によれば、オルダムリングの本体部につば部が設けられている。これにより、オルダムリング全体の寸法を拡大することなく、本体部の強度を高めることができる。さらに、つば部は、対向する他の部材と軸線方向に重なるように構成されていることから、本体部が往復動する際に当該他の部材とオルダムリングとの干渉を避けることができる。 According to this structure, the collar part is provided in the main-body part of the Oldham ring. Thereby, the intensity | strength of a main-body part can be raised, without enlarging the dimension of the whole Oldham ring. Furthermore, since the collar portion is configured to overlap the other member facing each other in the axial direction, interference between the other member and the Oldham ring can be avoided when the main body portion reciprocates.
本発明の第二の態様によれば、オルダムリングでは、前記つば部は、前記軸線と直交する方向に広がる板状をなしていてもよい。 According to the second aspect of the present invention, in the Oldham ring, the collar portion may have a plate shape extending in a direction orthogonal to the axis.
この構成によれば、オルダムリングの本体部に板状のつば部が設けられている。これにより、オルダムリング全体の寸法を拡大することなく、本体部の強度を高めることができる。さらに、つば部が単純な板状を有していることから、容易に設計、製造を行うことができる。 According to this structure, the plate-shaped collar part is provided in the main-body part of the Oldham ring. Thereby, the intensity | strength of a main-body part can be raised, without enlarging the dimension of the whole Oldham ring. Furthermore, since the collar portion has a simple plate shape, it can be easily designed and manufactured.
本発明の第三の態様によれば、オルダムリングでは、前記つば部は、前記軸線に対して傾斜する方向に広がる傾斜面を有してもよい。 According to the third aspect of the present invention, in the Oldham ring, the collar portion may have an inclined surface that extends in a direction inclined with respect to the axis.
この構成によれば、つば部が板状である場合に比べて、当該つば部の厚さを確保することが可能となる。これにより、オルダムリング全体の寸法を拡大することなく、本体部の強度をさらに高めることが可能となる。 According to this structure, compared with the case where a collar part is plate shape, it becomes possible to ensure the thickness of the said collar part. This makes it possible to further increase the strength of the main body without increasing the overall dimensions of the Oldham ring.
本発明の第四の態様によれば、オルダムリングでは、前記対向する他の部材は軸受であり、該軸受には前記つば部が収容可能なざぐり部が形成されていてもよい。 According to the fourth aspect of the present invention, in the Oldham ring, the other opposing member may be a bearing, and a counterbore portion that can accommodate the collar portion may be formed on the bearing.
この構成によれば、オルダムリングと軸受との干渉を避けつつ、オルダムリングの強度を高めることができる。 According to this configuration, the strength of the Oldham ring can be increased while avoiding interference between the Oldham ring and the bearing.
本発明の第五の態様によれば、スクロール圧縮機は、軸線を中心として回転する主軸と、前記主軸を相対回転可能に支持するハウジングと、前記主軸に設けられた旋回スクロールと、前記旋回スクロールに対向して該旋回スクロールとの間で冷媒を圧縮する圧縮室を形成する固定スクロールと、前記旋回スクロールを支持する請求項1から4のいずれか一項に記載のオルダムリングと、を備える。
According to a fifth aspect of the present invention, the scroll compressor includes a main shaft that rotates about an axis, a housing that supports the main shaft so as to be relatively rotatable, a orbiting scroll provided on the main shaft, and the orbiting scroll. The fixed scroll which forms the compression chamber which compresses a refrigerant | coolant between this revolving scroll facing this, and the Oldham ring as described in any one of
この構成によれば、小型かつ、より高い強度を有するオルダムリングを有するスクロール圧縮機を提供することができる。 According to this configuration, a scroll compressor having an Oldham ring having a small size and higher strength can be provided.
本発明によれば、小型かつ、より高い強度を有するオルダムリング、及びこれを備えるスクロール圧縮機を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an Oldham ring having a small size and higher strength, and a scroll compressor including the Oldham ring.
以下、本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機1について説明する。
図1に示すように、スクロール圧縮機1は、軸線Oを中心として回転する主軸2と、主軸2を相対回転可能に支持するハウジング3と、ハウジング3内に設けられる旋回スクロール10及び固定スクロール11と、旋回スクロール10を支持するオルダムリング12とを備えている。
Hereinafter, the
As shown in FIG. 1, the
主軸2は軸線Oを中心とした柱状をなし、軸線Oを中心として回転する。また主軸2の上端部には、軸線Oと偏心した中心軸線O1を中心とした筒状をなす偏心ブッシュ14が固定されている。
The
ハウジング3は、内部に空間Sを形成する筒状をなすハウジング本体16と、この空間S内でハウジング本体16の内面に固定された軸受17を有している。ハウジング3は、軸受17を介して主軸2を支持しており、主軸2は空間S内に収容されている。
The
軸受17は、主軸2を径方向外側から囲んで、主軸2をハウジング3に対して相対回転可能に支持する軸受本体部18と、軸受本体部18における径方向外側の位置からハウジング本体16の内面に沿って軸線Oの方向の一方側となる上方に向かって延び、ハウジング本体16の内面に固定された環状をなす環状突出部19とを有している。この環状突出部19の内側に偏心ブッシュ14が配置されている。さらに、図4又は図5に示すように、軸受本体部18の上面には、軸線Oを中心とする円盤状のスラストプレート18aが取り付けられている。
The
さらに、このハウジング3には、空間Sとハウジング3の外部とを連通するとともに、冷媒Fが流通可能な導入ポート4と吐出ポート5とが形成されている。
Further, the
旋回スクロール10は、偏心ブッシュ14を介して主軸2に上方から取り付けられている。そして、旋回スクロール10は偏心ブッシュ14に対して、偏心ブッシュ14の中心軸線O1を中心として相対回転可能となっている。
The
また旋回スクロール10は、詳細な図示は省略するが、円板状をなす端板21と、中心軸線O1の延びる方向から見て渦巻き状をなすとともに、端板21と一体に設けられて端板21から中心軸線O1の一方側となる上方に延びるラップ壁22と、端板21から下方に延びて偏心ブッシュ14を外側から覆うように偏心ブッシュ14に中心軸線O1と同軸上に取り付けられた筒状部23とを有している。そして旋回スクロール10は、主軸2が回転することで主軸2の軸線Oを中心として公転する。
Although not shown in detail, the
固定スクロール11は、詳細な図示は省略するが、軸受17の環状突出部19に一体に形成されているとともに、旋回スクロール10と同様に円板状をなす端板27と、中心軸線O1の延びる方向から見て渦巻き状をなすとともに、端板27と一体に設けられて端板27から中心軸線O1の一方側となる下方に旋回スクロール10の端板21に向かって延びるラップ壁28とを有している。
Although not shown in detail, the
固定スクロール11の端板27と旋回スクロール10の端板21とは中心軸線O1の延びる方向の上下に離間して配置され、かつ、固定スクロール11のラップ壁28と旋回スクロール10のラップ壁22とは噛み合うようにして、互いに中心軸線O1の径方向に対向している。これらラップ壁22、28同士の間に圧縮室Cを形成している。
The end plate 27 of the
この圧縮室Cにはハウジング3の導入ポート4を通じて冷媒Fが導入されるようになっている。圧縮室Cの形状は、軸線Oを中心として旋回スクロール10が公転することによって変化し、これによって導入された冷媒Fが圧縮された後に吐出ポート5からハウジング3の外部に吐出されるようになっている。
The refrigerant F is introduced into the compression chamber C through the introduction port 4 of the
次に、オルダムリング12について説明する。
図2に示すように、オルダムリング12は、旋回スクロール10の端板21の下方に配置されるとともに、下方からは環状突出部19によって支持され、旋回スクロール10の自転を抑制している。
より詳しくは、オルダムリング12は、軸線O及び中心軸線O1を囲むように配された円環状をなす本体部31と、本体部31の表面及び裏面から突出する複数のキー32とを備えている。
ここで、本体部31の表面とは上方を向く面である上面を示し、裏面とは下方を向く面である下面を示す。なおキーは本体部31の外周面から径方向外側に突出していてもよい。
Next, the Oldham
As shown in FIG. 2, the
More specifically, the
Here, the front surface of the
本体部31は、旋回スクロール10の端板21と、環状突出部19との間に挟まれるようにして設けられている。
The
キー32としては、本体部31の表面から上方に突出する第1キー33と、裏面から下方に突出する第2キー35との2種のキー32が設けられている。第1キー33の内周面と本体部31の内周面とは面一になっている。
As the key 32, there are provided two types of
第1キー33は、互いに本体部31の周方向に180度離間した位置に本体部31と一体に、一対が設けられている。ここで図3(a)に示すように、旋回スクロール10の端板21にはオルダムリング12に対向する下面に、上方に向かって凹む第1溝部38が形成されている。この第1溝部38に、各々の第1キー33が挿入されるようになっている。即ち、第1溝部38は、第1キー33が設けられた位置に対応する位置に一対が形成されている。
A pair of
そして、第1キー33は、第1溝部38に対して、一対の第1キー33同士を結ぶ線分L1(図2参照)の延びる方向に、直線的に往復運動を行う。即ち、各々の第1キー33は、本体部31の周方向の一方側を向く面として、第1溝部38の内面38aに対して接触して直線的に往復摺動する第1摺動面33aを有している。
The first key 33 reciprocates linearly in the direction in which a line segment L1 (see FIG. 2) connecting the pair of
第2キー35は、第1キー33と同様に互いに本体部31の周方向に180度離間した位置に本体部31と一体に、一対が設けられている。そして第2キー35は、第1キー33とは周方向に90度離間した位置に設けられている。ここで、図3(b)に示すように、環状突出部19にはオルダムリング12に対向する上面に、下方に向かって凹む第2溝部39が形成されている。この第2溝部39に、各々の第2キー35が挿入されるようになっている。即ち、第2溝部39は、第2キー35が設けられた位置に対応する位置に一対が形成されている。
Similarly to the first key 33, the second key 35 is provided with a pair integrally with the
そして、第2キー35は、第2溝部39に対して、一対の第2キー35同士を結ぶ線分L2(図2参照)の延びる方向に、直線的に往復運動を行う。即ち、各々の第2キー35は、本体部31の周方向の一方側を向く面として、第2溝部39の内面39aに対して接触して直線的に往復摺動する第2摺動面35aを有している。ここで第2キー35の摺動方向D2は、第1キー33の摺動方向D1に直交する方向となる。そして摺動方向D2に本体部31が往復動する。
The second key 35 reciprocates linearly in the direction in which the line segment L2 (see FIG. 2) connecting the pair of
図4又は図5に示すように、本体部31の内周面(即ち、軸線Oに対する径方向内側を向く面)には、つば部40が設けられている。つば部40は、本体部31の内周面から径方向内側に向かって突出している。つば部40は、軸線Oに直交する平面内に広がる板状をなしている。つば部40の内周側の端縁は、軸線Oを中心とする円弧状をなしている。つば部40の内周面は第2キー35の内周面と面一になっている。
As shown in FIG. 4 or 5, a
図5に示すように、本体部31の軸線O方向における寸法をt0とし、つば部40の軸線O方向における寸法をt1とした時、以下に示す(1)式の関係が成立している。
t1/t0≦0.5 ・・・(1)
As shown in FIG. 5, when the dimension in the axis O direction of the
t1 / t0 ≦ 0.5 (1)
さらに、本体部31の内周面から外周面までの寸法をw0とし、つば部40の内周面から本体部31の外周面までの寸法をw1とした時、以下に示す(2)式の関係が成立している。
w1/w0≦1.5 ・・・(2)
Furthermore, when the dimension from the inner peripheral surface of the
w1 / w0 ≦ 1.5 (2)
つば部40の軸線O方向両側を向く面のうち、下側を向く面は、本体部31の下側の面の下面と面一となっている。即ち、つば部40は、本体部31の下側に偏って設けられている。本体部31の周方向(軸線Oの周方向)において、第1キー33が設けられる周方向位置にはつば部40が設けられていない。言い換えると、つば部40は、本体部31の内周面のうち、第2キー35と対応する位置を含む領域にのみ設けられている。本実施形態ではつば部40は第2キー35が設けられた周方向位置を含む領域であって、第1キー33が設けられた周方向位置を除く領域に周方向に連続して、一対が延びて形成されている。
Of the surfaces facing the both sides of the axial direction O of the
ここで、図5に示すように、軸受17における軸受本体部18とスラストプレート18aとの接続部には、軸線Oの径方向内側に向かって凹む、ざぐり部Rが形成されている。すなちざぐり部Rは、軸受本体部18とスラストプレート18aとの両方にわたって形成されている。
ざぐり部Rの軸線O方向における寸法は、つば部40の軸線O方向における寸法(上述のt1)と概ね同一か、わずかに大きく設定されている。これにより、オルダムリング12が摺動する際には、つば部40が、軸受本体部18及びスラストプレート18aと干渉することなく、ざぐり部R内に入り込むことが可能(収容可能)となっている。すなわち、つば部40は、対向する他の部材である軸受17に対して、軸線O方向に重なった状態となる。
Here, as shown in FIG. 5, a spotted portion R that is recessed toward the inside in the radial direction of the axis O is formed at a connection portion between the bearing
The size of the spot facing portion R in the direction of the axis O is set to be approximately the same as or slightly larger than the size of the
上記のオルダムリング12では、本体部31につば部40が設けられている。これにより、オルダムリング12全体の寸法を拡大することなく、本体部31の強度を高めることができる。さらに、つば部40は、対向する他の部材(軸受17)と軸線O方向に重なるように構成されていることから、当該他の部材とオルダムリング12との干渉を避けることができる。さらに、上記の構成によれば、つば部40が単純な板状をなしていることから、他の形状を採用した場合に比べて、容易に設計、製造を行うことができる。
In the
以上、本発明の実施形態について、図1から図5を参照して説明した。なお、上記の構成は一例であり、これに種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記実施形態では、オルダムリング12に対向する他の部材として、軸受17を例に説明をした。しかしながら、オルダムリング12は必ずしも軸受17に軸線O方向に対向している必要はなく、軸受17以外の部材に対向するように配置されていてもよい。オルダムリング12に対向する他の部材は、ハウジング本体16と一体の部材であってもよいし、ハウジング本体16と別体の部材であってハウジング本体16に取り付けられた部材であってもよい。
The embodiments of the present invention have been described above with reference to FIGS. 1 to 5. In addition, said structure is an example and it is possible to give a various change and improvement to this. For example, in the above-described embodiment, the
さらに、上記実施形態では、つば部40が本体部31の内周面における少なくとも一部にのみ設けられている構成を例に説明した。しかしながら、つば部40の構成は上記に限定されず、本体部31の内周面における全域にわたってつば部40が設けられていてもよい。即ち、つば部40は少なくともオルダムリング12が往復摺動する方向である線分L2の延びる方向に本体部31から突出するように設けられていればよい。
Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the
加えて、つば部40の形状は、上記実施形態以外の構成を採ることも可能である。例えば図6に示すように、つば部40の両面のうち、上方を向く面が傾斜することで傾斜面40aをなしていてもよい。傾斜面40aは、軸線Oを含む断面視で、当該軸線Oに対して傾斜する方向に広がっている。具体的には、傾斜面40aは、軸線Oの径方向内側から外側に向かうに従って、下方から上方に向かうように広がっている。
In addition, the shape of the
また、スラストプレート18aには、傾斜面40aと対応する形状のざぐり部Rが形成されている。ざぐり部Rの外周面は傾斜面40aと概ね平行であり、軸線Oを含む断面視で、当該軸線Oに対して傾斜する方向に広がっている。この構成によれば、つば部40が板状である場合に比べて、当該つば部40の厚さ(軸線O方向における寸法)を確保することが可能となる。これにより、オルダムリング12の強度をさらに高めることが可能となる。
Further, a counterbore portion R having a shape corresponding to the
1…スクロール圧縮機
2…主軸
3…ハウジング
4…導入ポート
5…吐出ポート
10…旋回スクロール
11…固定スクロール
12…オルダムリング
14…偏心ブッシュ
16…ハウジング本体
17…軸受
18…軸受本体部
18a…スラストプレート
19…環状突出部
21…端板
22…ラップ壁
23…筒状部
27…端板
28…ラップ壁
31…本体部
32…キー
33…第1キー
33a…第1摺動面
35…第2キー
35a…第2摺動面
38…第1溝部
38a…内面
39…第2溝部
39a…内面
40…つば部
40a…傾斜面
O…軸線
O1…中心軸線
R…ざぐり部
F…冷媒
S…空間
C…圧縮室
L1、L2…線分
1 ... Scroll compressor
2 ... Spindle
3 ... Housing
4 ... Introduction port
5 ... Discharge port
10 ... Orbiting scroll
11 ... Fixed scroll
12 ... Oldham Ring
14 ... Eccentric bush
16 ... Housing body
17 ... Bearing
18 ... Bearing body
18a ...
21 ... end plate
22 ... Lap wall
23 ... Cylindrical part
27 ... End plate
28 ... Wrap wall
31 ... Main unit
32 ... Key
33 ... 1st key
33a ... 1st sliding surface
35 ... 2nd key
35a ... second sliding surface
38 ... 1st groove part
38a ... inner surface
39 ... 2nd groove part
39a ... inner surface
40 ...
O1 ... center axis
R ... Spot face F ... Refrigerant
S ... space
C ... Compression chamber
L1, L2 ... line segment
Claims (5)
前記軸線を囲むように配される環状をなす本体部と、
前記本体部から突出して、前記旋回スクロールと前記ハウジングとに形成された溝部にそれぞれ挿入され、該溝部の内面に対して往復摺動することで前記本体部を直線的に往復動させる複数のキーと、
前記本体部の内周面から少なくとも前記本体部が往復摺動する方向に突出して設けられ、該内周面から径方向内側に向かって突出するつば部と、
を備え、
前記つば部は、対向する他の部材と前記軸線方向に重なることが可能なオルダムリング。 A scroll compressor comprising a orbiting scroll provided on a main shaft that is rotatably supported by a housing, and a fixed scroll that forms a compression chamber that opposes the orbiting scroll and compresses refrigerant between the orbiting scroll and the scroll. An Oldham ring that is provided to support the orbiting scroll so as to revolve with respect to the axis of the main shaft without rotating.
An annular main body arranged to surround the axis,
A plurality of keys that protrude from the main body and are respectively inserted into grooves formed in the orbiting scroll and the housing, and reciprocally slide on the inner surface of the groove to linearly reciprocate the main body. When,
A flange portion that protrudes from the inner peripheral surface of the main body portion in a direction in which the main body portion reciprocally slides, and protrudes radially inward from the inner peripheral surface;
With
The collar part is an Oldham ring capable of overlapping with another member facing each other in the axial direction.
前記主軸を相対回転可能に支持するハウジングと、
前記主軸に設けられた旋回スクロールと、
前記旋回スクロールに対向して該旋回スクロールとの間で冷媒を圧縮する圧縮室を形成する固定スクロールと、
前記旋回スクロールを支持する請求項1から4のいずれか一項に記載のオルダムリングと、
を備えるスクロール圧縮機。 A spindle that rotates about an axis;
A housing that supports the main shaft in a relatively rotatable manner;
A orbiting scroll provided on the main shaft;
A fixed scroll that forms a compression chamber for compressing refrigerant between the orbiting scroll and the orbiting scroll;
The Oldham ring according to any one of claims 1 to 4, which supports the orbiting scroll;
A scroll compressor comprising:
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