JP2783184B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents
スクロール圧縮機Info
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- JP2783184B2 JP2783184B2 JP7052361A JP5236195A JP2783184B2 JP 2783184 B2 JP2783184 B2 JP 2783184B2 JP 7052361 A JP7052361 A JP 7052361A JP 5236195 A JP5236195 A JP 5236195A JP 2783184 B2 JP2783184 B2 JP 2783184B2
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- bearing
- gas compression
- load
- compression load
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Description
用されるスクロール圧縮機に関するものである。
128896号明細書に示された従来のスクロール圧縮機の縦
断面図であり、図において、1は固定スクロールで、板
状渦巻歯1aを下部に形成しており、ボルトによって第1
フレーム3に締結されている。2は揺動スクロールで、
上部に前記固定スクロール1の板状渦巻歯1aと同一形状
の板状渦巻歯2aを下部に中空ボス部2bを有し、この中空
ボス部2bの円筒状内側面は揺動軸受2cを形成している。
また、揺動スクロール2はスラスト面2dを介して第1フ
レームのスラスト面3bで摺動自在に軸方向に支持されて
いる。5は主軸で、上端部に軸心から偏心した円筒状の
クランク部5aが設けられており、前記揺動軸受2cと回転
自在に嵌合されており、また、第1円筒面5b及び第2円
筒面5cは、それぞれ第1フレーム3に設けられた第1軸
受3a及び第2フレーム4に設けられた第2軸受4aによっ
てラジアル方向に回転可能に支持されている。また、主
軸5にはロータ6及びバランスウエイト7が焼ばめされ
ている。
に負荷が作用していない状態での形状を示し、図14は主
軸5に負荷が作用している状態を示している。圧縮機運
転時においては、主軸のクランク部5aにはガス圧縮負荷
FN が作用し、主軸の第1円筒面5bには第1軸受3aから
第1軸受反力F1が作用し、主軸第2円筒面5cには第2軸
受4aから第2軸受反力F2が作用しており、これらの3つ
の力FN ,F1,F2によって主軸5は力の釣り合いが取れ
ている。これらの3つの力FN ,F1,F2によって弾性体
である主軸5は撓みを生じ、その結果、第1軸受3a及び
第2軸受4aの軸受に対して主軸は比較的大きな相対傾き
角を持つ。
機は以上のように構成されており、第1軸受及び第2軸
受の軸受と主軸との相対傾き角が大きいため、十分な負
荷容量が発生せず、特に、軸受内の相対傾き角と負荷の
大きさの両方についてより厳しい第1軸受では、メタル
接触による入力の増加、軸の摩耗の進行、また、軸の焼
付き等が発生するなどの問題点があった。
ためになされたもので、圧縮機運転時に軸受内での軸受
と主軸との相対傾き角を小さくでき、軸受での機械損失
が少なく、軸受信頼性の高いスクロール圧縮機を得るこ
とを目的とする。
クロ−ル圧縮機は、主軸の第2円当面を第1円当面に対
して反ガス圧縮負荷方向に軸受隙間の大きさを越えて偏
心させ、この偏心量を前記主軸にガス圧縮負荷が作用し
た時に発生する撓み形状における撓み量とほぼ同じとし
たものである。また、第2の発明のスクロ−ル圧縮機
は、第1の発明において、ガス圧縮負荷によって発生す
る負荷撓み角と逆の初期相対傾き角を予め主軸に与えた
ものである。
第2円筒面を第1円筒面に対して反ガス圧縮負荷方向に
軸受隙間の大きさを越えて偏心させたことにより、運転
中に、負荷が作用して、主軸に撓みが生じても、主軸の
撓みを矯正し、軸受と円筒面とをほぼ平行とする。
する。図1において、実線の形状Aはこの発明に係る主
軸5のガス圧縮負荷FN が作用しない時の形状を誇張し
て描いたものである。また、破線の形状Bは従来の真直
な主軸5にガス圧縮負荷FN が作用した時に発生する撓
み形状に対して、撓み量は同じで、撓み方向が逆である
形状を誇張して描いたものである。図に示すように、主
軸の第1円筒面5b(第1軸受と摺動する部分)に対し
て、主軸の第2円筒面5c(第2軸受と摺動する部分)は
偏心(芯ずれ量δ)させており、ガス圧縮負荷FN によ
って発生する負荷撓み角と逆の初期相対傾き角φを予め
主軸5に与えている。
にガス圧縮負荷FN が作用しない形状を示し、図3は主
軸5にガス圧縮負荷FN が作用した形状を示す。主軸5
に作用するガス圧縮負荷FN の方向は、主軸5の回転に
同期して回転する。すなわち、主軸5にとってはガス圧
縮負荷FN の作用方向は常に一定である。この場合、ク
ランクピンの偏心方向に直角で、かつ、反回転方向がガ
ス圧縮負荷FN の作用方向となる。ガス圧縮負荷FN の
作用によって主軸5は撓むが、この撓みと予め主軸5に
与えられた芯ずれ量δおよび初期相対傾き角φとが打消
し合うことによって、主軸5はほぼ真直となる。その結
果、第1軸受3aと主軸の第1円筒面5bとが平行となり、
また、第2軸受4aと主軸の第2円筒面5cとが平行とな
る。
がある。それはもう1つのラジアル軸受である揺動軸受
2cの片当りも同時に回避できるということである。この
説明を図4、図5で行う。主軸5の第1円筒面5bのすぐ
上部に形成されているクランク部5aは、揺動スクロール
2の中空ボス部2bの内側面に形成されている揺動軸受2c
と係合しており、この揺動軸受2cを介して主軸5に発生
するモータトルクが圧縮要素である揺動スクロール2に
伝達される。この時第1フレーム3の第1軸受3aとスラ
スト面3bとは直角であり、また、揺動スクロール2の揺
動軸受2cとスラスト面2dとは直角であり、また、第1フ
レーム3のスラスト面3bと揺動スクロール2のスラスト
面2dとは圧接しているので同一面と考えられる。このこ
とは、第1軸受3aと揺動軸受2cとは平行となっているこ
とを意味する。また、第1円筒面5bのすぐ上部に位置し
ているクランク部5aは、第1円筒面5bとほぼ同じ撓み角
と考えられる。以上を総合すると、クランク部5aと揺動
軸受2cとの相対傾き角は、第1円筒面5bと第1軸受3aと
の相対傾き角とほほ同じと考えて良いということにな
る。つまり、従来の主軸5の場合のように、第1軸受に
おいて片当りが発生していると、同時に揺動軸受2cにお
いても片当りが発生しており(図4)、他方、この実施
例の主軸5の場合のように、第1軸受3aにおいて流体潤
滑が達成されていると、同時に揺動軸受2cにおいても流
体潤滑が達成されている(図5)というわけである。
ス圧縮負荷は一定としていたが、実際の圧縮機において
は、運転条件によって圧縮機の仕事量は変動する。そこ
で、第1軸受3aに作用する負荷がF0/3からF0まで変動
する場合を例に取って、この実施例の適用によって軸受
耐力が大幅に改善されることを示す。図6は第1軸受に
作用する負荷FがF0/3からF0まで変化する時の第1軸
受3aと第1円筒面5bとの相対傾き角度ψを示したもので
ある。主軸5は弾性体であるので、一点鎖線で示す従来
例のように無負荷状態で第1軸受3aと第1円筒面5bとの
相対傾き角度ψが零の場合、軸受負荷Fと相対傾き角度
ψは比例すると考えてよい。そこで第1軸受3aに最大負
荷F0が作用した時の第1軸受3aと第1円筒面5bとの相対
傾き角度をψ0 とする。このψ0 は相対傾き角度ψの最
大値であることは言うまでもない。さて、この実施例で
は、負荷によって主軸5に発生する主軸5の撓みと逆の
撓みに相当する形状を予め主軸5に与えておくというも
のであり、このことは図6において軸受負荷Fが零の時
の、第1軸受3aと第1円筒面5bとの相対傾き角度ψが−
ψ/3から−ψ0 の間であることを意味する。今、軸受
負荷Fが零の時の初期相対傾き角度ψを−2/3・ψ0
として、軸受負荷が変化した時の相対傾き角度ψを図6
に実線で表した。この場合相対傾き角度ψが零となる時
の第1軸受負荷は2/3・F0であることがわかる。
とするとたくさんの要因が複雑に関与した計算を行わね
ばならないが、少なくとも以下のことは定性的に言え
る。 1.軸受負荷が大きい程、軸受にとって厳しい。 2.軸受と軸との相対傾き角度が大きい程、軸受にとっ
て厳しい。 そこで、今、第1軸受3aの耐力の評価基準として|F・
ψ|(Fは第1軸受負荷、ψは第1軸受3aと第1円筒面
5bとの相対傾き角度)を考えると、|F・ψ|が大きい
程軸受にとって厳しく、|F・ψ|が小さい程軸受にと
って楽だと言える。そして、軸受信頼性上あるいは性能
上許容できる最大|F・ψ|の値を|F・ψ|crとす
る。図7は、従来例とこの実施例における|F・ψ|を
表したものである。従来例では第1軸受負荷が2/3・
F0を越えるあたりから|F・ψ|が許容限界|F・ψ|
crより大きな値となってしまうのに対して、本発明例で
はF0/3以上F0以下の第1軸受負荷において常に|F・
ψ|は|F・ψ|cr以下となっている。このことは、従
来例においては、重負荷運転時には第1円筒面5bは第1
軸受3aに片当りして、入力増加や摩耗の進行や焼付き等
のトラブルの発生をまねくが、この実施例では、第1軸
受3aは常に流体潤滑状態であって、前述のトラブルは発
生しないことを意味する。
円筒面5bに対して主軸の第2円筒面5cに、適当な芯ずれ
量δ及び適当な相対傾き角度φを予め主軸5に与えた
が、この実施例は、適当な芯ずれ量δだけを予め主軸5
に与えた例である。この実施例の場合、ガス圧縮負荷F
N の作用していない状態では図8の形状である主軸が、
ガス圧縮負荷FN 作用時には図9の形状となる。これに
よって、第1軸受3a及び揺動軸受2cの片当りは改善され
流体潤滑が達成できると考えられる。他方、第2軸受4a
においては従来以上に軸受内での軸の傾きが大きくなっ
てしまうが、第2軸受4aに作用する負荷は小さいので片
当りは発生しにくいと考えられる。
対してやや劣るものの、実施例1は、第1円筒面5bを基
準として第2円筒面5cを偏心させて、かつ傾斜させる加
工が必要であるのに対して、実施例2は、第1円筒面5b
を基準として第2円筒面5cを偏心加工すれば良いだけで
あるので、加工性の観点からは実施例2は実施例1に勝
っていると言える。
筒面5aと第2円筒面5cを同芯かつ真直に仕上げた主軸5
に対して、内径がくの字形状に折れ曲っているロータ6
を焼きばめることによって、負荷によって主軸5に発生
する撓みと逆の撓みを与えたものである。
筒面5aと第2円筒面5cを同芯かつ真直に仕上げた主軸5
に対して、ロータ6焼きばめ箇所の軸方向では中央部分
かつ円周方向ではガス圧縮負荷方向の約半周部分に逃が
しを設けることで焼きばめ力によるモーメントが発生
し、主軸5にはガス圧縮負荷FN によって主軸5に発生
する撓みと逆の撓みを予め主軸5に与える。
おいては、ロータ6の焼きばめに関連させて説明した
が、主軸5に焼きばめるバランスウエイト7に関しても
同様の処理を実施すれば、同様な撓みが発生する。
が撓むほど大きなガス圧縮負荷が作用した場合でも、軸
受と主軸との片当たりを改善できるので、主軸の軸径を
小さくでき、軸受での機械損失を減少し、効率の向上が
できるとともに、冷凍、空調製品の小形化及びコスト低
減の要望に対して圧縮機の小形化で対応できる。また、
特に第1の発明に関しては、主軸が撓むほど大きなガス
圧縮負荷が作用しても、予め主軸に与えられた偏心量に
よりこの主軸の撓みを打消し、負荷が大きい第1軸受と
主軸の第1円当面とを平行にでき、片当たりが改善で
き、軸受信頼性を向上できるとともに第1円当面を基準
として第2円当面を偏心加工すればよいので、加工性が
優れている。また、第2の発明に関しては、主軸が撓む
ほど大きなガス圧縮負荷が作用しても、この主軸の撓み
を予め主軸に与えられた偏心量及び初期相対傾き角とで
打消すことにより、第1軸受と主軸の第1円当面及び第
2軸受と主軸の第2円当面とがいずれも平行となり、片
当たりが改善でき、軸受信頼性がより向上する。
主軸と軸受部の形状を示す説明図である。
軸の形状を示す説明図である。
の形状を示す説明図である。
説明図である。
示す説明図である。
軸受と第1円筒面との相対傾き角度を示すグラブであ
る。
軸受耐力を示すグラフである。
主軸と軸受部の形状を示す説明図である。
の形状を示す説明図である。
の主軸とロータの形状を示す説明図である。
の主軸とロータの形状を示す説明図である。
る。
主軸の形状を示す説明図である。
軸の形状を示す説明図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 密閉容器内で板状渦巻歯を互いに組み合
わせることにより相互間に圧縮室を形成する固定スクロ
−ルおよび揺動スクロ−ルと、電動機によって回転駆動
される主軸と、主軸を回転可能に支持する第1軸受と第
2軸受と、圧縮機運転時に主軸の回転と同期して作用す
るガス圧縮負荷を受ける主軸のクランク部と、第1軸受
と摺動する主軸の第1円当面と、第2軸受と摺動する主
軸の第2円当面とを備えたスクロ−ル圧縮機において、
主軸の第2円当面を第1円当面に対して反ガス圧縮負荷
方向に軸受隙間の大きさを越えて偏心させ、この偏心量
を前記主軸にガス圧縮負荷が作用した時に発生する撓み
形状における撓み量とほぼ同じとしたことを特徴とする
スクロ−ル圧縮機。 - 【請求項2】 ガス圧縮負荷によって発生する負荷撓み
角と逆の初期相対傾き角を予め主軸に与えたことを特徴
とする請求項1記載のスクロ−ル圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7052361A JP2783184B2 (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | スクロール圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7052361A JP2783184B2 (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | スクロール圧縮機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07253085A JPH07253085A (ja) | 1995-10-03 |
JP2783184B2 true JP2783184B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=12912675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7052361A Expired - Lifetime JP2783184B2 (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | スクロール圧縮機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2783184B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6709247B1 (en) * | 2002-12-16 | 2004-03-23 | Copeland Corporation | Scroll compressor having a deflectable bearing housing for shaft alignment |
US20070231170A1 (en) | 2006-03-28 | 2007-10-04 | Xiaogen Su | Drive shaft for a compressor |
JP4877014B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2012-02-15 | 三菱電機株式会社 | スクロール圧縮機およびスクロール圧縮機の製造方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6487890A (en) * | 1987-09-29 | 1989-03-31 | Sanden Corp | Scroll-type fluid device |
JPH04153587A (ja) * | 1990-10-17 | 1992-05-27 | Hitachi Ltd | スクロール流体機械 |
-
1995
- 1995-03-13 JP JP7052361A patent/JP2783184B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07253085A (ja) | 1995-10-03 |
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