JP3662757B2 - Scroll compressor - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として空調、冷凍機器に使用されるスクロール圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の電動圧縮機としては、圧縮部がレシプロ式のもの、ロータリー式のもの、スクロール式のものがある。中でもスクロール圧縮機は高効率、低騒音、低振動という特徴を活かして広く実用化されてきた。
【0003】
その基本構造はよく知られているように、渦巻き状の羽根が鏡板上に立ち上がった固定スクロールと、前記とほぼ同じ渦巻き状の羽根が鏡板上に立ち上がった旋回スクロールとを噛み合わせて、双方間に複数の圧縮室を形成している。旋回スクロールをクランク軸の偏心部の円軌道運動により自転させずに固定スクロールに対し円軌道運動させるとき、圧縮室は鏡板の外周側の開放部で冷媒を吸入した後、鏡板の中心部側に移動しながら閉じるとともに次第に容積を小さくして冷媒を圧縮し最終的に吐出する。
【0004】
このように旋回スクロールを自転させずに円軌道運動させる自転防止機構として、特開昭53−35840号公報、特公平07−39832号公報は図22の(a)、(b)に示すようないわゆるオルダムリングaを利用したものを開示している。オルダムリングaはその一面と他面との直径線上に、互いに直交する向きのキーb1、b2を設け、一面側のキーb1は旋回スクロールcの背面の直径線上のキー溝d1に嵌め合わせ、他面側のキーb2は旋回スクロールcの背部にあるクランク軸eを軸受する軸受部材fの直径線上のキー溝d2に嵌め合わせている。
【0005】
クランク軸eが軸受部材fに軸受された回転中心のまわりに回転駆動されるとき、それの偏心軸受hからこれに嵌まり合う旋回スクロールcの軸iの側に、前記軸受hの偏心の度合いに応じた径での円軌道運動が伝達される。このとき旋回スクロールcは、その移動がキーb2とキー溝d2との嵌まり合いによって規制される第1の方向の前記オルダムリングaを伴う移動と、キーb1とキー溝d1との嵌まり合いによって規制される前記第1の方向と直交する第2の方向の単独移動とができて自転を防止されながら、それら第1、第2の方向の移動が合成する形で前記円軌道運動に追従してそれと同じ円軌道運動をして連続した旋回駆動を受け、固定スクロールgとの間で冷媒の吸引、圧縮、吐出を行う。
【0006】
一方、特開昭57−148087号公報は図23に示すように、複数のボールjを旋回スクロール側の可動リングkと、軸受部材側の固定リングlとの間に挟み込み、旋回スクロールの自転防止機構を構成したボールカップリング方式のものを開示している。また、特開昭55−46081号公報は図24に示すように、複数のピン状素子mを旋回スクロールcと、軸受部材側の固定リングlとの間に挟み込み、旋回スクロールcの自転防止機構を構成したピン・リング方式のものを開示している。
【0007】
ところで、冷凍空調に用いられる圧縮機は、近年、インバータ駆動によるものが多くなっているのに伴い、近時ではその時々の状態に細かく対応した数Hz〜百数十Hzを越える広範囲な運転領域で使用されるようになってきている。
【0008】
このような使用状況でスクロール圧縮機は、中間能力運転(30Hz程度)の領域以降の運転周波数になると、圧力負荷の関係などによって図25に示すように旋回スクロールcが固定スクロールgに対し正常姿勢から微小角θ傾くいわゆる転覆現象が発生しやすい。このような転覆があると、旋回スクロールcと固定スクロールgとの間の摺動面間からの冷媒の漏れによる損失が発生し、圧縮効率低下の主要因となる。
【0009】
従来、このような問題に対処するのに、図22に示すようにオルダムリングaと干渉しない、つまりその内側に収まる小径の転覆防止プレートnを軸受部材fに設けて、旋回スクロールcの背面をバックアップするようにしている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようなオルダムリング方式のスクロール圧縮機では、オルダムリング自体が複雑な形状で、しかも、4か所のキーの寸法や形状、位置関係など高い部品精度を要求される部分が多く、加工性やコストの面に問題がある。また、ボールカップリング方式やピン・リング方式のスクロール圧縮機では、部品点数および組立工数が多い上に、高精度を満足するために加工性、低コスト性、および組付け性に問題がある。
【0011】
また、オルダムリング方式のスクロール圧縮機における、旋回スクロールcの転覆防止プレートnは、旋回スクロールcの鏡板の外径に近い径まで大きくした方が、バックアップの範囲が広くなり、転覆をより防止しやすいが、オルダムリングの存在に邪魔されて、それの内径よりも小さく制限されるので、現状は転覆を防止し切れていない。
【0012】
本発明の目的は、簡単な形状の部品の組み合わせで、加工性、組付け性、コスト面に優れた自転防止機構を持った高効率なスクロール圧縮機を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明のスクロール圧縮機は、ほぼ同じ形状の渦巻き状の羽根を鏡板の一面に持った固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わせて、双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールをクランク軸の偏心部分の円軌道運動により自転防止機構を介し自転させずに固定スクロールに対して円軌道運動させて、流体の吸入、圧縮、吐出を繰り返し行う。
【0014】
上記のような目的を達成するために、特に、自転防止機構が、旋回スクロールの鏡板をクランク軸の軸方向とほぼ直交する第1の方向に、旋回スクロールの円軌道運動の最大旋回径を上回る長さを持って相対摺動できるように貫通した摺動部材と、旋回スクロールのまわりの固定部材に設けられて、前記摺動部材の旋回スクロールの両側に突出する両端部の突出側端面と当接し合い、クランク軸の軸方向および前記第1の方向との双方にほぼ直交する第2の方向に摺動部材が旋回スクロールの最大旋回ストローク以上の範囲で摺動できるように案内する案内面とで構成されていることを主たる特徴としている。
【0015】
このような構成では、摺動部材と旋回スクロールとが、摺動部材の貫通構造に従いクランク軸の軸方向にほぼ直角な第1の方向である前記貫通方向に旋回スクロールの最大旋回ストローク以上の範囲で相対摺動でき、摺動部材自体は旋回スクロールからのそれの最大旋回径を上回って突出する両端部の突出側端面を、旋回スクロールのまわりの固定部材の案内面に案内されて旋回スクロールの最大旋回径を上回って、クランク軸の軸方向および前記第1の方向の双方にほぼ直交する第2の方向に旋回スクロールを伴い摺動でき、旋回スクロールはそのような2方向ガイドにより自転を防止されて、クランク軸からその偏心部の円軌道運動を与えられると前記摺動部材に対する第1の方向への摺動と、摺動部材を伴った第2の方向への摺動との合成によって、前記偏心部と同じ円移動運動を行い連続に旋回駆動されて固定スクロールとの間で冷媒の吸入、圧縮、吐出を繰り返し行う。
【0016】
特に、摺動部材が旋回スクロールとの間で第1の方向に相対摺動できるように旋回スクロールの鏡板を貫通し、摺動部材の両端部が旋回スクロールのまわりに設けられる固定部材の案内面で第1の方向とほぼ直交する第2の方向に案内されるだけの簡単な構成であるので、加工性がよく必要な精度を容易に確保して高効率なスクロール圧縮機が得られ、組付け性、コスト面も優れたものとなる。
【0017】
また、本発明のスクロール圧縮機は、自転防止機構が、旋回スクロールの鏡板の背面の溝内を通じて、クランク軸の軸方向とほぼ直交する第1の方向に、旋回スクロールの円軌道運動の最大旋回径を上回る長さを持って相対摺動できるように横断した摺動部材と、旋回スクロールのまわりの固定部材に設けられて、前記摺動部材の前記旋回径を上回って旋回スクロールの両側に突出する両端部の突出側端面と当接し合い、クランク軸の軸方向および前記第1の方向との双方にほぼ直交する第2の方向に摺動部材が旋回スクロールの最大旋回ストローク以上の範囲で摺動するように案内する案内面とで構成されていることを別の特徴としている。
【0018】
このような構成では、摺動部材と旋回スクロールとが、摺動部材の旋回スクロールの背面の溝を通じた横断構造に従い旋回スクロールとクランク軸の軸方向にほぼ直角な第1の方向である前記横断方向に旋回スクロールの最大旋回ストローク以上の範囲で相対摺動できるのと、上記1つの特徴の場合同様に、旋回スクロールのまわりの固定部材との間で摺動部材がクランク軸の軸方向および前記第1の方向の双方にほぼ直交する第2の方向に摺動部材が旋回スクロールを伴って移動できるのとで、クランク軸から偏心部の円軌道運動を与えられると前記摺動部材に対する第1の方向への摺動と、摺動部材を伴った第2の方向への摺動との合成によって、それと同じ円移動運動を行い連続に旋回駆動されて固定スクロールとの間で冷媒の吸入、圧縮、吐出を繰り返し行う。特に、摺動部材が旋回スクロールとの間の相対摺動が溝との嵌まり合いによるもので、貫通の場合よりもさらに加工性および組付け性がよくなり、前記主たる特徴の場合よりも、加工性、低コスト化、および組付け性がさらに向上する。
【0019】
これらの場合、摺動部材は1本または複数本のものでよく、特に限定されないし、複数本の摺動部材はその両端部の同じ突出側どうしが互いに連結されていると、摺動部材による旋回スクロールの案内剛性が向上し、スクロール圧縮機の高効率化がより図れる。さらに、連結部は案内面との摺動面をなすようにするとその案内面による摺動部材の両端部での被案内域が大きくなるので、ここでの案内剛性も向上し、スクロール圧縮機のさらなる高効率化が図れる。
【0020】
本発明のスクロール圧縮機はさらに、自転防止機構が、旋回スクロールの鏡板の外周の平行な2面と、クランク軸の軸方向とほぼ直交する第1の方向に、旋回スクロールの円軌道運動の最大旋回径を上回る長さを持って相対摺動できるように嵌まり合った枠状の摺動部材と、旋回スクロールのまわりの固定部材に設けられて、前記摺動部材の前記旋回径を上回って旋回スクロールの両側に突出する両端部の突出側端面と当接し合い、クランク軸の軸方向および前記第1の方向との双方にほぼ直交する第2の方向に摺動部材が旋回スクロールの最大旋回ストローク以上の範囲で摺動するように案内する案内面とで構成されていることを今1つの特徴としている。
【0021】
このような構成では、摺動部材と旋回スクロールとが、枠状の摺動部材と旋回スクロールの外周の平行な2面との嵌まり合い構造に従い旋回スクロールとクランク軸の軸方向にほぼ直角な第1の方向に旋回スクロールの最大旋回ストローク以上の範囲で相対摺動できるのと、上記主たる特徴の場合同様に、旋回スクロールのまわりの固定部材との間で摺動部材がクランク軸の軸方向および前記第1の方向にほぼ直角な第2の方向に摺動部材が旋回スクロールを伴って移動できるのとで、クランク軸から偏心部の円軌道運動を与えられると前記摺動部材に対する第1の方向への摺動と、摺動部材を伴った第2の方向への摺動との合成によって、それと同じ円移動運動を行い連続に旋回駆動されて固定スクロールとの間で冷媒の吸入、圧縮、吐出を繰り返し行う。特に、摺動部材は旋回スクロールとの間の相対摺動がそれの外周2面との嵌まり合いによるもので、貫通の場合よりもさらに加工性および組付け性がよくなり、前記主たる特徴の場合よりも、加工性、低コスト性、および組付け性がさらに向上する。
【0022】
上記の各場合において、固定スクロールとの間に旋回スクロールを挟んで位置する固定部材に、旋回スクロールの背面に当接してこの旋回スクロールを固定スクロールへの密着位置に保持する位置保持部を設けると、旋回スクロールの背面のより外周部分を他の邪魔なしにバックアップして、固定スクロールとの密着状態をよく保ち、転覆を従来に増して防止しやすくなり、スクロール圧縮機の高効率維持が図りやすくなる。
【0023】
また、固定スクロールとの間に旋回スクロールを挟んで位置する固定部材に、摺動部材を介して旋回スクロールを固定スクロールへの密着位置に保持する位置保持部を設けると、摺動部材の旋回スクロールから突出する両端部を利用して位置保持するなどして、旋回スクロールの中心部からより遠い部分、つまり旋回スクロールの外径位置よりも外側に前記転覆防止の支持力を働かせられるので、旋回スクロールの転覆をより確実に防止することができる。
【0024】
さらに、案内面が摺動部材の両端部と当接し合い、互いの当接面が外径側に向け固定スクロール側に順次近づくテーパ面またはアール面であるようにすると、旋回スクロールが駆動され円軌道運動することにより摺動部材が各端部側への摩擦抵抗を受ける都度テーパ面またはアール面の案内を受けて固定スクロール側に押圧されて旋回スクロールの固定スクロールへの密着度をさらに高めるので、スクロール圧縮機のさらなる高効率化が図れる。
【0025】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載から明らかになる。本発明の各特徴は可能なかぎりにおいて、それ単独で、または種々な組み合わせで複合して用いることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の幾つかの実施の形態についてその実施例とともに図1〜20を参照しながら説明する。
【0027】
(実施の形態1)
本実施の形態1は冷凍空調用の横向き設置される密閉型スクロール圧縮機の場合の一例である。しかし、本発明はこれに限られることはなく、設置の向きや密閉型か否かを問うものでないのは勿論、旋回スクロールを自転防止機構を介してクランク軸により円軌道運動するように旋回駆動し、固定スクロールとの間で冷媒の吸入、圧縮、吐出を繰り返し行うもの全般に本発明は適用される。
【0028】
本実施の形態のスクロール圧縮機は図1に全体の構成を示しているように、密閉容器1の内部の一端側に冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機構2が設けられている。この圧縮機構2を駆動する電動機3の固定子4が密閉容器1の中央部に位置して密閉容器1の側周壁の内面に固定され、電動機3の前記固定子4に対応する回転子5には前記圧縮機構2の駆動軸であるクランク軸6が結合され、これの軸方向がほぼ水平になるように配されている。クランク軸6は圧縮機構2側の一端部に有する主軸6aを、圧縮機構2に溶接などして固定された主軸受部材10によって支承され、主軸6aとは反対側の端部の副軸6bを密閉容器1の他端側に位置して密閉容器1の側周壁内面に溶接などして固定された副軸受部材11によって支承されている。固定スクロール20は主軸受部材10にボルト23により固定され、双方の間に旋回スクロール30を挟み込み、旋回スクロール30が固定スクロール20に密着するように保持する。
【0029】
主軸受部材10の主軸6aを支承する部分と、副軸受部材11の副軸6bを支承する部分とには主、副各軸受9、12が設けられている。これら主軸受9、副軸受12は、クランク軸6の回転を支えるが、この回転運動によって圧縮機構2が冷媒を圧縮する際に前記クランク軸6に発生するガス圧などによる力をも支持する。
【0030】
密閉容器1内の下部が潤滑油溜7となっており、クランク軸6の副軸6b側の端部で駆動される潤滑油ポンプ17の吸入口17aが前記潤滑油溜7に開口し、吸引した潤滑油はクランク軸6の副軸6b側端部から主軸6aの部分まで縦通するように形成された潤滑孔6cを通じ、圧縮機構2の軸受け部を含む各部摺動部に供給する。
【0031】
圧縮機構2は図1、図2に示すように、渦巻き状の羽根21が鏡板22上に立ち上がった固定スクロール20と、前記とほぼ同じ渦巻き状の羽根31が鏡板32上に立ち上がった旋回スクロール30とを噛み合わせて、双方間に複数の圧縮室41を形成し、クランク軸6の偏心部26により旋回スクロール30を自転防止機構42を介し自転させずに固定スクロール20に対し円軌道運動させるように繰り返し旋回駆動する。
【0032】
本実施の形態1の自転防止機構42は図1〜図17に示してある。これらの図に示すように、旋回スクロール30の鏡板32をクランク軸6の軸方向とほぼ直交する第1の方向Xに、旋回スクロール30の円軌道運動の図3に示す最大旋回径Rを上回る長さを持って相対摺動できるように、貫通孔25を通じて貫通(図1〜図8に示す実施例)し、または溝34を通じて横断(図9〜図17に示す実施例)するなどにより連続に縦通係合した摺動部材24と、旋回スクロール30のまわりの固定部材の1つである主軸受部材10に設けられて、前記摺動部材24の前記旋回径Rを上回って鏡板の両側から突出する両端部の突出側端面と当接し合い、クランク軸6の軸方向および前記第1の方向との双方にほぼ直交する第2の方向Yに旋回スクロール30の最大旋回ストロークS(図3)以上の範囲で摺動するように案内する案内面27とで構成されている。
【0033】
このように、摺動部材24と旋回スクロール30とが、摺動部材24の貫通構造または横断構造による縦通係合に従いクランク軸6の軸方向にほぼ直角な第1の方向Xである前記貫通ないし横断による縦通係合方向に旋回スクロール30の最大旋回ストロークS以上の範囲で相対摺動でき、摺動部材24自体は旋回スクロール30からのそれの最大旋回径Rを上まわって突出する両端部24aの突出側端面24bが、旋回スクロール30のまわりの固定部材の1つである主軸受部材10の案内面27に案内されて、クランク軸6の軸方向および前記第1の方向Xの双方にほぼ直交する第2の方向Yに旋回スクロール30を伴い摺動でき、旋回スクロール30はそのような2方向ガイドにより自転を防止されるのに併せ、クランク軸6からその偏心部26の円軌道運動を与えられると前記摺動部材24に対する第1の方向Xへの摺動と、摺動部材24を伴った第2の方向Yへの摺動との合成によって、前記偏心部26と同じ円移動運動を行い連続に旋回駆動されて固定スクロール20との間で冷媒の吸入、圧縮、吐出を繰り返し行う。
【0034】
このように、旋回スクロール30の自転を防止して旋回駆動するのに、摺動部材24が旋回スクロール30との間で第1の方向に相対摺動できるように旋回スクロール30を貫通孔25で貫通しまたは溝34で横断するなどした縦通係合し、摺動部材24の両端部24aが旋回スクロール30のまわりに設けられる主軸受部材10の案内面27で第1の方向とほぼ直交する第2の方向に案内されるだけの簡単な構成で達成でき、加工性がよく必要な精度を容易に確保して高効率なスクロール圧縮機が得られ、組付け性、コスト面も優れたものとなる。
【0035】
特に、摺動部材24が旋回スクロール30との間の相対摺動が、図9〜図17に示す実施例の溝34との嵌まり合いによるものであると、図1〜図8に示す実施例の貫通孔25との嵌まり合い構造の場合よりもさらに加工性および組付け性がよくなり、前記主たる特徴の場合よりも、加工性、低コスト化、および組付け性がさらに向上するので有利である。
【0036】
以上本実施の形態1の場合、摺動部材24は図1〜図8に示すように1本または図9〜図13に示すように複数本のものでよく、特に限定されない。複数本の摺動部材24はその両端部24aの同じ突出側どうしが図16、図17に示す実施例の連結部24cのように互いに連結されていると、摺動部材24による旋回スクロール30の案内剛性が向上し、スクロール圧縮機の高効率化がより図れる。さらに、連結部24cは図の実施例のように案内面27との摺動面をなすようにするとその案内面27による摺動部材24の両端部24aでの被案内域が大きくなるので、ここでの案内剛性も向上し、スクロール圧縮機のさらなる高効率化が図れる。
【0037】
図1〜図17に示す実施例では、クランク軸6の偏心部26は雌側で軸受構造をなし、旋回スクロール30の背面の受動部28が雄側である軸形状をなし、双方の嵌まり合いによって、偏心部26の旋回運動を受動部28を介し旋回スクロール30に伝達できるようにしている。しかし、これに限られることはなく、雌雄を逆にした組み合わせも実用できる。
【0038】
また、固定スクロール20との間に旋回スクロール30を挟んで位置する固定部材の1つとしての主軸受部材10に、旋回スクロール30の背面に当接してこの旋回スクロール30を固定スクロール20への密着位置に保持する環状の位置保持部29を設けてある。これによると、旋回スクロール30の背面のより外周部分を図1、図4、図5、図11、図12に示すように他の邪魔なしにバックアップして、固定スクロール20との密着状態をよく保ち、転覆を従来に増して防止しやすくなり、スクロール圧縮機の高効率維持が図りやすくなる。固定部材は主軸受部材10などの既設部材であるのが部品点数の増加がないので好適であるが、必要に応じて別部材を取付け利用することもできる。
【0039】
また、図6、図13に示すように、固定スクロール20との間に旋回スクロール30を挟んで位置する固定部材の1つである主軸受部材10に、摺動部材24を介して旋回スクロール30を固定スクロール20への密着位置に保持する位置保持部35を設けてあると、摺動部材24の旋回スクロール30から突出する両端部24aを図に示すように利用して位置保持するなどして、旋回スクロール30の中心部からより遠い部分、つまり旋回スクロール30の外径位置よりも外側に前記転覆防止の支持力を働かせられるので、旋回スクロール30の転覆をより確実に防止することができる。この場合の位置保持部35は主軸受部材10の周壁に設けた段差による環状面としてあるが、どのように設けられてもよい。
【0040】
さらに、図7、図8、図14、図15に示すように、案内面27が摺動部材24の両端部24aと当接し合い、互いの当接面が外径側に向け固定スクロール20側に順次近づくテーパ面またはアール面であるようにすると、旋回スクロール30が駆動され円軌道運動することにより摺動部材24が各端部24a側への摩擦抵抗P1を受ける都度、摺動部材24は案内面27がなすテーパ面またはアール面の案内を受けて固定スクロール20側にP2で示すように押圧されて旋回スクロール30の固定スクロール20への密着度をさらに高めるので、スクロール圧縮機のさらなる高効率化が図れる。
【0041】
(実施の形態2)
本実施の形態2は 図18〜図21に示してある。自転防止機構42が、旋回スクロール30の鏡板32の外周の平行な2面32a、32aと、クランク軸6の軸方向とほぼ直交する第1の方向Xに、旋回スクロール30の円軌道運動の最大旋回径Rを上回る長さを持って相対摺動できるように平行な2辺24e、24eが嵌まり合った枠状の摺動部材24と、旋回スクロール30のまわりの主軸受部材10に設けられて、前記摺動部材24の前記旋回径Rを上回って旋回スクロールの両側に突出する両端部の突出側端面24cと当接し合い、クランク軸6の軸方向および前記第1の方向との双方にほぼ直交する第2の方向Yに摺動部材24が旋回スクロール30の最大旋回ストロークS以上の範囲で摺動するように案内する案内面27とで構成されている。他の構成は実施の形態1の場合と特に変わるところはないので、同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【0042】
このように、摺動部材24と旋回スクロール30とが、枠状の摺動部材24の平行な2辺24e、24eと旋回スクロール30の外周の平行な2面32a、32aとの嵌まり合い構造に従い旋回スクロール30とクランク軸6の軸方向にほぼ直角な第1の方向Xに旋回スクロール30の最大旋回ストロークS以上の範囲で相対摺動できるのと、前記図1〜図17に示す実施例の場合同様に、旋回スクロール30のまわりの主軸受部材10との間で摺動部材24がクランク軸6の軸方向および前記第1の方向Xにほぼ直角な第2の方向Yに摺動部材24が旋回スクロール30を伴って移動できるのとで、クランク軸6から偏心部の円軌道運動を与えられると前記摺動部材24に対する第1の方向Xへの摺動と、摺動部材24を伴った第2の方向Yへの摺動との合成によって、それと同じ円軌道運動を行い連続に旋回駆動されて固定スクロール20との間で冷媒の吸入、圧縮、吐出を繰り返し行う。特に、摺動部材24は旋回スクロール30との間の相対摺動がそれらの平行な2辺24e、24eと外周2面32a、32aとの嵌まり合いによるもので、貫通の場合よりもさらに加工性および組付け性がよくなり、前記主たる特徴の場合よりも、加工性、低コスト性、および組付け性がさらに向上する。
【0043】
なお、摺動部材24は固定クロール20と主軸受部材10との間に挟持してガタツキなく摺動できるようにしてある。しかし、この場合も摺動部材24が旋回スクロール30の鏡板32に重なるように設計すると、図13〜図15に示す実施例のような位置保持構造を採用することもできる。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、上記の説明で明らかなように、旋回スクロールをクランク軸の偏心部分の円軌道運動により自転防止機構を介し自転させずに固定スクロールに対して円軌道運動させて、流体の吸入、圧縮、吐出を繰り返し行うのに、自転防止機構は、摺動部材が旋回スクロールとの間で第1の方向に相対摺動できるように旋回スクロールと縦通係合し、あるいは枠状をなしてその外周の平行な2面と嵌まり合い、摺動部材の両端部が旋回スクロールのまわりに設けられる固定部材の案内面で第1の方向とほぼ直交する第2の方向に案内されるだけの簡単な構成であるので、加工性がよく必要な精度を容易に確保して高効率なスクロール圧縮機が得られ、組付け性、コスト面も優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1を示すスクロール圧縮機の一実施例の全体の縦断面図である。
【図2】図1の圧縮機の主要構造部を分解して示す斜視図である。
【図3】図1の圧縮機の動作状態を示す説明図で、その(a)は旋回スクロールが0°(360°)の旋回状態、その(b)は90度の旋回状態、その(c)は180°の旋回状態、その(d)は270°の旋回状態である。
【図4】図1の圧縮機の圧縮機構部を示す断面図である。
【図5】図4の実施例の変形実施例を示す圧縮機構部の断面図である。
【図6】図4の実施例の別の変形実施例を示す圧縮機構部の断面図である。
【図7】図4の実施例の今1つの変形実施例を示す圧縮機構部の一部の断面図である。
【図8】図7の実施例の別の変形実施例を示す圧縮機構部の一部の断面図である。
【図9】実施の形態1のスクロール圧縮機の別の実施例を示し、その(a)は主要構造部の分解斜視図、その(b)は旋回スクロールと摺動部材とを(a)とは異なった方向で見た斜視図である。
【図10】図9の圧縮機の動作状態を示す説明図で、その(a)は旋回スクロールが0°(360°)の旋回状態、その(b)は90度の旋回状態、その(c)は180°の旋回状態、その(d)は270°の旋回状態である。
【図11】図10の圧縮機の圧縮機構部を示す断面図である。
【図12】図11の実施例の変形実施例を示す圧縮機構部の断面図である。
【図13】図11の実施例の別の変形実施例を示す圧縮機構部の断面図である。
【図14】図11の実施例の今1つの変形実施例を示す圧縮機構部の一部の断面図である。
【図15】図14の実施例の別の変形実施例を示す圧縮機構部の一部の断面図である。
【図16】実施の形態1のスクロール圧縮機の今1つの実施例を示し、その(a)は主要構造部の分解斜視図、その(b)は旋回スクロールと摺動部材とを(a)とは異なった方向で見た斜視図である。
【図17】図16の圧縮機の動作状態を示す説明図で、その(a)は旋回スクロールが0°(360°)の旋回状態、その(b)は90度の旋回状態、その(c)は180°の旋回状態、その(d)は270°の旋回状態である。
【図18】本発明の実施の形態2のスクロール圧縮機の一実施例を示す主要構造部の斜視図である。
【図19】図18の圧縮機の動作状態を示す説明図で、その(a)は旋回スクロールが0°(360°)の旋回状態、その(b)は90度の旋回状態、その(c)は180°の旋回状態、その(d)は270°の旋回状態である。
【図20】図19の圧縮機の圧縮機構部を示す断面図である。
【図21】図20の実施例の変形実施例を示す圧縮機構部の断面図である。
【図22】従来のスクロール圧縮機の主要構造部の分解斜視図である。
【図23】従来の別の自転防止方式を採用したスクロール圧縮機の自転防止機構部の断面図である。
【図24】従来の今1つの自転防止方式を採用したスクロール圧縮機の自転防止機構部の断面図である。
【図25】図22の圧縮機の旋回スクロールで生じる転覆現象を示す斜視図である。
【符号の説明】
2 圧縮機構
3 電動機
6 クランク軸
20 固定スクロール
21 羽根
22 鏡板
24 摺動部材
24a 端部
24b 端面
24c 連結部
24e 2辺
25 貫通孔
26 偏心部
27 案内面
28 受動部
29、35 位置保持部
30 旋回スクロール
31 羽根
32 鏡板
34 溝
42 自転防止機構
R 旋回径
S 旋回ストローク
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scroll compressor mainly used for air conditioning and refrigeration equipment.
[0002]
[Prior art]
As this type of electric compressor, there are a compressor having a reciprocating type, a rotary type, and a scroll type. Among them, scroll compressors have been widely put into practical use by taking advantage of high efficiency, low noise, and low vibration.
[0003]
As the basic structure is well known, the fixed scroll with the spiral blades rising on the end plate and the orbiting scroll with the same spiral blades rising on the end plate are meshed, A plurality of compression chambers are formed. When the orbiting scroll is circularly orbited with respect to the fixed scroll without rotating by the circular orbital motion of the eccentric part of the crankshaft, the compression chamber sucks refrigerant in the opening part on the outer peripheral side of the end plate, and then moves to the center side of the end plate. It closes while moving and gradually reduces the volume to compress the refrigerant and finally discharge it.
[0004]
As a rotation preventing mechanism for causing the orbiting scroll to move in a circular orbit without rotating in this way, Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-35840 and Japanese Patent Publication No. 07-39832 are shown in FIGS. 22 (a) and 22 (b). A so-called Oldham ring a is used. The Oldham ring a is provided with keys b1 and b2 which are orthogonal to each other on the diameter line between the one surface and the other surface, and the key b1 on the one surface side is fitted into the key groove d1 on the diameter line on the back surface of the orbiting scroll c. The key b2 on the surface side is fitted in the key groove d2 on the diameter line of the bearing member f that supports the crankshaft e at the back of the orbiting scroll c.
[0005]
When the crankshaft e is driven to rotate around the center of rotation supported by the bearing member f, the degree of eccentricity of the bearing h from the eccentric bearing h to the axis i of the orbiting scroll c that fits into the eccentric shaft h. The circular orbital motion with a diameter corresponding to is transmitted. At this time, the orbiting scroll c moves with the Oldham ring a in the first direction in which the movement is restricted by the fitting of the key b2 and the key groove d2, and the fitting of the key b1 and the key groove d1. The single movement in the second direction orthogonal to the first direction regulated by the above-described movement can be prevented, and the rotation in the second direction is prevented, while the movement in the first and second directions is combined to follow the circular orbital motion. Then, the same circular orbital motion is performed and continuous turning drive is received, and the refrigerant is sucked, compressed and discharged with the fixed scroll g.
[0006]
On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 57-148087, as shown in FIG. 23, a plurality of balls j are sandwiched between a movable ring k on the orbiting scroll side and a fixed ring l on the bearing member side to prevent rotation of the orbiting scroll. A ball coupling system having a mechanism is disclosed. Further, as shown in FIG. 24, Japanese Patent Laid-Open No. 55-46081 discloses a mechanism for preventing rotation of the orbiting scroll c by sandwiching a plurality of pin-like elements m between the orbiting scroll c and the fixing ring l on the bearing member side. A pin-ring type device is disclosed.
[0007]
By the way, compressors used for refrigeration and air conditioning have recently been driven by inverters, and recently, a wide operating range exceeding several Hz to hundreds of tens of Hz corresponding to the state of the moment. It has come to be used in.
[0008]
In such a use situation, when the scroll compressor reaches an operation frequency after the intermediate capacity operation (about 30 Hz) region, the orbiting scroll c is in a normal posture with respect to the fixed scroll g as shown in FIG. Therefore, a so-called rollover phenomenon that tilts by a small angle θ tends to occur. If there is such a rollover, a loss due to refrigerant leakage from between the sliding surfaces between the orbiting scroll c and the fixed scroll g occurs, which is a main factor in reducing the compression efficiency.
[0009]
Conventionally, in order to cope with such a problem, as shown in FIG. 22, a small-sized rollover prevention plate n that does not interfere with the Oldham ring a, that is, fits inside thereof, is provided on the bearing member f, and the back surface of the orbiting scroll c is provided. I try to back it up.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the Oldham ring type scroll compressor as described above, the Oldham ring itself has a complicated shape, and there are many parts that require high part accuracy such as the size, shape, and positional relationship of the four keys. There are problems in terms of workability and cost. In addition, the ball coupling type and pin / ring type scroll compressors have a large number of parts and assembly man-hours, and also have problems in workability, low cost, and ease of assembly in order to satisfy high accuracy.
[0011]
Further, in the Oldham ring type scroll compressor, the roll-up prevention plate n of the orbiting scroll c is enlarged to a diameter close to the outer diameter of the end plate of the orbiting scroll c. It is easy, but because it is obstructed by the existence of the Oldham ring and is limited to be smaller than its inner diameter, the current situation does not prevent overturning.
[0012]
An object of the present invention is to provide a highly efficient scroll compressor having a rotation prevention mechanism that is excellent in workability, assembly performance, and cost by combining simple shaped parts.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The scroll compressor according to the present invention is formed by meshing a fixed scroll having a spiral blade having substantially the same shape on one surface of a mirror plate and a turning scroll to form a compression chamber therebetween, and the turning scroll is made eccentric to the crankshaft. The circular orbital motion of the part causes the fixed scroll to make a circular orbital motion without rotating through the antirotation mechanism, and the fluid is repeatedly sucked, compressed, and discharged.
[0014]
In order to achieve the above object, in particular, the anti-rotation mechanism exceeds the maximum turning diameter of the circular orbital motion of the orbiting scroll in the first direction substantially orthogonal to the axial direction of the crankshaft. The sliding member penetrated so as to be able to slide relative to each other with a length, and a fixed member around the orbiting scroll. A guide surface that contacts and guides the sliding member in a second direction substantially perpendicular to both the axial direction of the crankshaft and the first direction so that the sliding member can slide within a range exceeding the maximum turning stroke of the orbiting scroll; The main feature is that it consists of
[0015]
In such a configuration, the sliding member and the orbiting scroll have a range equal to or larger than the maximum orbiting stroke of the orbiting scroll in the penetrating direction which is a first direction substantially perpendicular to the axial direction of the crankshaft according to the penetrating structure of the sliding member. The sliding member itself is guided by the guide surfaces of the fixed members around the orbiting scroll at the protruding end surfaces of both ends protruding beyond the maximum orbiting diameter of the orbiting scroll. The orbiting scroll can slide with the orbiting scroll in a second direction substantially perpendicular to both the axial direction of the crankshaft and the first direction, exceeding the maximum orbiting diameter, and the orbiting scroll prevents rotation by such a two-way guide. When the circular orbital motion of the eccentric portion is given from the crankshaft, the sliding in the first direction with respect to the sliding member and the sliding in the second direction with the sliding member The formation, inhalation of the refrigerant between said been subjected to the same circle locomotion and the eccentric portion is pivoted driven continuously fixed scroll, repeated compression and ejection.
[0016]
In particular, the guide surface of the fixed member that passes through the end plate of the orbiting scroll so that the sliding member can slide relative to the orbiting scroll in the first direction, and both ends of the sliding member are provided around the orbiting scroll. Thus, the simple configuration is such that it is guided only in the second direction substantially perpendicular to the first direction, so that a highly efficient scroll compressor can be obtained with good workability and easily ensuring the required accuracy. The attachment and cost are also excellent.
[0017]
In the scroll compressor of the present invention, the rotation preventing mechanism has a maximum turning of the circular orbit motion of the orbiting scroll in the first direction substantially orthogonal to the axial direction of the crankshaft through the groove on the back surface of the end plate of the orbiting scroll. A sliding member that is traversed so as to be relatively slidable with a length that exceeds the diameter, and a fixed member around the orbiting scroll, and protrudes on both sides of the orbiting scroll above the orbiting diameter of the sliding member. The sliding member slides in the second direction substantially perpendicular to both the axial direction of the crankshaft and the first direction within a range equal to or greater than the maximum orbiting stroke of the orbiting scroll. Another feature is that it is composed of a guide surface that guides it to move.
[0018]
In such a configuration, the sliding member and the orbiting scroll are in the first direction substantially perpendicular to the axial direction of the orbiting scroll and the crankshaft according to the transverse structure through the groove on the back surface of the orbiting scroll of the sliding member. As in the case of the above one feature, the sliding member can move relative to the fixed member around the orbiting scroll and the axial direction of the crankshaft and Since the sliding member can move with the orbiting scroll in a second direction substantially orthogonal to both of the first directions, the first or the first sliding member with respect to the sliding member is given when the circular orbital motion of the eccentric portion is given from the crankshaft. And the sliding in the second direction with the sliding member, the same circular movement is performed, and the refrigerant is sucked into and out of the stationary scroll continuously driven by turning. Contraction, repeatedly performed discharge. In particular, the relative sliding between the sliding member and the orbiting scroll is due to the fit with the groove, and the workability and assemblability are better than in the case of penetration, than in the case of the main feature, Workability, cost reduction, and assembly are further improved.
[0019]
In these cases, the sliding member may be one or a plurality of members, and is not particularly limited. When the plurality of sliding members are connected to each other at the same protruding side at both ends, the sliding members depend on the sliding member. The guide rigidity of the orbiting scroll is improved, and the scroll compressor can be made more efficient. Further, if the connecting portion forms a sliding surface with the guide surface, the guided area at both ends of the sliding member by the guide surface increases, so that the guide rigidity here is also improved, and the scroll compressor Further increase in efficiency can be achieved.
[0020]
In the scroll compressor according to the present invention, the rotation prevention mechanism further includes a maximum orbital motion of the orbiting scroll in two directions parallel to the outer periphery of the end plate of the orbiting scroll and a first direction substantially orthogonal to the axial direction of the crankshaft. A frame-shaped sliding member fitted so as to be able to slide relative to each other with a length exceeding the turning diameter, and a fixed member around the turning scroll, which exceeds the turning diameter of the sliding member The sliding member is in contact with the projecting side end surfaces projecting on both sides of the orbiting scroll, and the sliding member is the maximum orbit of the orbiting scroll in the second direction substantially perpendicular to both the axial direction of the crankshaft and the first direction. Another feature is that it is composed of a guide surface that guides it so as to slide within a stroke or more.
[0021]
In such a configuration, the sliding member and the orbiting scroll are substantially perpendicular to the axial direction of the orbiting scroll and the crankshaft according to the fitting structure of the frame-shaped sliding member and the two parallel surfaces of the outer periphery of the orbiting scroll. As in the case of the main feature described above, the sliding member is in the axial direction of the crankshaft between the fixed member around the orbiting scroll and the relative movement in the first direction within the range exceeding the maximum orbiting stroke of the orbiting scroll. Since the sliding member can move with the orbiting scroll in the second direction substantially perpendicular to the first direction, when the circular orbital motion of the eccentric portion is given from the crankshaft, the first relative to the sliding member And the sliding in the second direction with the sliding member, the same circular movement is performed, and the refrigerant is sucked into and out of the stationary scroll continuously driven by turning. Compression, discharge Repeated. In particular, the sliding member has a relative sliding movement with the orbiting scroll due to the fitting with the outer peripheral two surfaces, and the workability and assemblability are further improved compared to the case of the penetration, and the main characteristics of the sliding member are as follows. Compared to the case, the workability, the low cost, and the assemblability are further improved.
[0022]
In each of the above cases, if a fixed member positioned with the orbiting scroll between the fixed scroll and the fixed scroll is provided with a position holding portion that abuts the back surface of the orbiting scroll and holds the orbiting scroll in a close contact position with the fixed scroll. Backing up the outer periphery of the orbiting scroll without any other obstacles, keeping it in close contact with the fixed scroll, making it easier to prevent rollover than before, and maintaining high efficiency of the scroll compressor Become.
[0023]
In addition, if a position holding portion that holds the orbiting scroll at a close contact position with the fixed scroll is provided on the fixed member that is located between the fixed scroll and the orbiting scroll, the orbiting scroll of the sliding member is provided. The supporting force for preventing rollover can be applied to the part farther from the center part of the orbiting scroll, that is, the outer diameter position of the orbiting scroll, by holding the position using both ends protruding from the orbiting scroll. Can be more reliably prevented.
[0024]
Further, when the guide surfaces are in contact with both end portions of the sliding member and the contact surfaces are tapered surfaces or rounded surfaces that gradually approach the fixed scroll side toward the outer diameter side, the orbiting scroll is driven and the circle is driven. Each time the sliding member receives frictional resistance toward each end side by the orbital motion, it receives the guide of the tapered surface or the rounded surface and is pressed to the fixed scroll side to further enhance the degree of adhesion of the orbiting scroll to the fixed scroll. Further, the efficiency of the scroll compressor can be further increased.
[0025]
Further objects and features of the present invention will become apparent from the following detailed description and drawings. Each feature of the present invention can be used alone or in combination in various combinations as much as possible.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, several embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0027]
(Embodiment 1)
The first embodiment is an example of a hermetic scroll compressor installed sideways for refrigeration and air conditioning. However, the present invention is not limited to this, and of course does not ask whether the installation direction or the sealed type or not, orbiting scroll so that the orbiting scroll is orbitally moved by the crankshaft via the rotation prevention mechanism In addition, the present invention is applicable to all types in which the refrigerant is repeatedly sucked, compressed, and discharged from the fixed scroll.
[0028]
As shown in FIG. 1, the scroll compressor according to the present embodiment is provided with a compression mechanism 2 that sucks, compresses and discharges refrigerant at one end inside the sealed container 1. The stator 4 of the electric motor 3 that drives the compression mechanism 2 is positioned at the center of the hermetic container 1 and is fixed to the inner surface of the side peripheral wall of the hermetic container 1, and the rotor 5 corresponding to the stator 4 of the electric motor 3 Is connected to a crankshaft 6 which is a drive shaft of the compression mechanism 2, and is arranged so that the axial direction thereof is substantially horizontal. The crankshaft 6 is supported by a main bearing member 10 fixed to the compression mechanism 2 by welding or the like with a main shaft 6a at one end on the compression mechanism 2 side, and a sub shaft 6b at the end opposite to the main shaft 6a. It is supported by a secondary bearing member 11 located on the other end side of the sealed container 1 and fixed to the inner surface of the side wall of the sealed container 1 by welding or the like. The fixed scroll 20 is fixed to the main bearing member 10 by bolts 23, and the orbiting scroll 30 is sandwiched between the two and the orbiting scroll 30 is held so as to be in close contact with the fixed scroll 20.
[0029]
Main and auxiliary bearings 9 and 12 are provided at a portion for supporting the main shaft 6 a of the main bearing member 10 and a portion for supporting the auxiliary shaft 6 b of the auxiliary bearing member 11. The main bearing 9 and the sub-bearing 12 support the rotation of the crankshaft 6, but also support the force due to the gas pressure generated in the crankshaft 6 when the compression mechanism 2 compresses the refrigerant by this rotational movement.
[0030]
The lower part in the airtight container 1 is a lubricating oil reservoir 7, and a suction port 17a of a lubricating oil pump 17 driven at the end of the crankshaft 6 on the side of the countershaft 6b opens into the lubricating oil reservoir 7 for suction. The lubricating oil thus supplied is supplied to sliding portions including the bearing portion of the compression mechanism 2 through a lubricating hole 6c formed so as to pass through from the end of the crankshaft 6 on the side of the auxiliary shaft 6b to the portion of the main shaft 6a.
[0031]
As shown in FIGS. 1 and 2, the compression mechanism 2 includes a fixed scroll 20 in which spiral blades 21 rise on the end plate 22, and a turning scroll 30 in which substantially the same spiral blades 31 rise on the end plate 32. And a plurality of compression chambers 41 are formed therebetween, and the orbiting scroll 30 is caused to move in a circular orbit with respect to the fixed scroll 20 without rotating by the eccentric portion 26 of the crankshaft 6 via the rotation preventing mechanism 42. Repeatedly turn.
[0032]
The rotation prevention mechanism 42 of the first embodiment is shown in FIGS. As shown in these figures, the end plate 32 of the orbiting scroll 30 exceeds the maximum orbiting radius R shown in FIG. 3 in the circular orbital motion of the orbiting scroll 30 in a first direction X substantially perpendicular to the axial direction of the crankshaft 6. Continuous through by penetrating through the through hole 25 (the embodiment shown in FIGS. 1 to 8) or traversing through the groove 34 (the embodiment shown in FIGS. 9 to 17) so that they can slide relative to each other. Are provided on the main bearing member 10 which is one of the fixed members around the orbiting scroll 30, and exceeds the orbiting diameter R of the sliding member 24 on both sides of the end plate. The maximum orbiting stroke S of the orbiting scroll 30 in the second direction Y (FIG. 3) is in contact with the projecting side end surfaces of both ends projecting from each other and substantially perpendicular to both the axial direction of the crankshaft 6 and the first direction. ) Slide in the above range It is composed of a guide surface 27 for sea urchin assistance.
[0033]
In this way, the sliding member 24 and the orbiting scroll 30 are in the first direction X that is substantially perpendicular to the axial direction of the crankshaft 6 according to the longitudinal engagement by the penetrating structure or the transverse structure of the sliding member 24. Alternatively, the sliding member 24 itself can slide relative to the longitudinal engagement direction by traversing within the range of the maximum turning stroke S of the orbiting scroll 30, and the sliding member 24 itself protrudes beyond its maximum turning diameter R from the orbiting scroll 30. The projecting side end surface 24b of the portion 24a is guided by the guide surface 27 of the main bearing member 10 which is one of the fixing members around the orbiting scroll 30, so that both the axial direction of the crankshaft 6 and the first direction X are included. The orbiting scroll 30 is slidable in the second direction Y substantially orthogonal to the rotation direction of the crankshaft 6 while the orbiting scroll 30 is prevented from rotating by such a two-way guide. When the circular orbital motion of the core portion 26 is given, the sliding member 24 slides in the first direction X and the sliding in the second direction Y accompanied by the sliding member 24, thereby combining The same circular movement as that of the eccentric part 26 is performed and continuously driven to rotate, and the refrigerant is repeatedly sucked, compressed, and discharged with the fixed scroll 20.
[0034]
Thus, in order to prevent the orbiting scroll 30 from rotating and to be driven to rotate, the orbiting scroll 30 is moved through the through hole 25 so that the sliding member 24 can slide relative to the orbiting scroll 30 in the first direction. Through longitudinal engagement such as passing through or traversing the groove 34, both end portions 24a of the sliding member 24 are substantially orthogonal to the first direction at the guide surfaces 27 of the main bearing member 10 provided around the orbiting scroll 30. It can be achieved with a simple configuration that only guides in the second direction, has high workability, easily secures the required accuracy, and obtains a highly efficient scroll compressor with excellent assembly and cost. It becomes.
[0035]
In particular, the relative sliding between the sliding member 24 and the orbiting scroll 30 is due to the engagement with the groove 34 of the embodiment shown in FIGS. Since the workability and the assembling property are further improved than in the case of the fitting structure with the example through-hole 25, the workability, the cost reduction, and the assembling property are further improved as compared with the case of the main feature. It is advantageous.
[0036]
As described above, in the case of the first embodiment, the sliding member 24 may be one as shown in FIGS. 1 to 8 or plural as shown in FIGS. 9 to 13 and is not particularly limited. When the plurality of sliding members 24 are connected to each other like the connecting portion 24c of the embodiment shown in FIG. 16 and FIG. The guide rigidity is improved, and the scroll compressor can be made more efficient. Furthermore, if the connecting portion 24c forms a sliding surface with the guide surface 27 as in the embodiment of the figure, the guided area at the both end portions 24a of the sliding member 24 by the guide surface 27 increases. The guide rigidity is improved, and the scroll compressor can be further improved in efficiency.
[0037]
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 17, the eccentric portion 26 of the crankshaft 6 has a bearing structure on the female side, and the passive portion 28 on the back surface of the orbiting scroll 30 has a male shape. Accordingly, the orbiting motion of the eccentric portion 26 can be transmitted to the orbiting scroll 30 via the passive portion 28. However, the present invention is not limited to this, and a combination in which males and females are reversed can be used.
[0038]
In addition, the main bearing member 10 as one of the fixed members positioned with the orbiting scroll 30 sandwiched between the fixed scroll 20 and the back surface of the orbiting scroll 30 is brought into close contact with the fixed scroll 20. An annular position holding portion 29 for holding the position is provided. According to this, as shown in FIGS. 1, 4, 5, 11, and 12, the outer peripheral portion of the rear surface of the orbiting scroll 30 is backed up without any other obstacles, and the close contact state with the fixed scroll 20 is improved. Therefore, it becomes easier to prevent overturning than before, and it becomes easy to maintain high efficiency of the scroll compressor. The fixing member is preferably an existing member such as the main bearing member 10 because there is no increase in the number of parts, but another member can be attached and used as necessary.
[0039]
As shown in FIGS. 6 and 13, the orbiting scroll 30 is attached to the main bearing member 10, which is one of the fixing members positioned with the orbiting scroll 30 between the fixed scroll 20 and the fixed scroll 20 via the sliding member 24. If the position holding part 35 is provided to hold it in a close contact position with the fixed scroll 20, both the end parts 24a protruding from the orbiting scroll 30 of the sliding member 24 are used to hold the position as shown in the figure. Since the support force for preventing the rollover is applied to a portion farther from the center of the orbiting scroll 30, that is, the outer diameter position of the orbiting scroll 30, the rollover of the orbiting scroll 30 can be prevented more reliably. The position holding portion 35 in this case is an annular surface formed by a step provided on the peripheral wall of the main bearing member 10, but may be provided in any manner.
[0040]
Further, as shown in FIGS. 7, 8, 14, and 15, the guide surface 27 abuts against both end portions 24a of the sliding member 24, and the abutment surfaces face the outer diameter side, and the fixed scroll 20 side. As the taper surface or the rounded surface gradually approaches, the sliding member 24 receives the frictional resistance P1 toward each end 24a by driving the orbiting scroll 30 and moving in a circular orbit. The guide surface 27 is guided by the tapered surface or the rounded surface and is pressed toward the fixed scroll 20 as indicated by P2 to further increase the degree of adhesion of the orbiting scroll 30 to the fixed scroll 20, so that the scroll compressor can be further improved. Efficiency can be improved.
[0041]
(Embodiment 2)
The second embodiment is shown in FIGS. The rotation prevention mechanism 42 has a maximum circular orbit motion of the orbiting scroll 30 in the first parallel direction 32a, 32a of the outer periphery of the end plate 32 of the orbiting scroll 30 and the first direction X substantially orthogonal to the axial direction of the crankshaft 6. Provided on the main bearing member 10 around the orbiting scroll 30 and the frame-like sliding member 24 in which two parallel sides 24e and 24e are fitted so that they can slide relative to each other with a length exceeding the orbiting diameter R. Thus, the sliding member 24 comes into contact with the projecting side end surfaces 24c of both ends projecting on both sides of the orbiting scroll so as to exceed the orbiting radius R, and both the axial direction of the crankshaft 6 and the first direction are in contact with each other. The sliding member 24 includes a guide surface 27 that guides the sliding member 24 so as to slide within a range equal to or greater than the maximum turning stroke S of the orbiting scroll 30 in a second direction Y that is substantially orthogonal. Since other configurations are not particularly different from those in the first embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0042]
In this manner, the sliding structure of the sliding member 24 and the orbiting scroll 30 is fitted between the two parallel sides 24e and 24e of the frame-shaped sliding member 24 and the two parallel surfaces 32a and 32a of the outer periphery of the orbiting scroll 30. The embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 17 is capable of relative sliding in a range equal to or greater than the maximum turning stroke S of the orbiting scroll 30 in the first direction X substantially perpendicular to the axial direction of the orbiting scroll 30 and the crankshaft 6. Similarly, the sliding member 24 is slidable in the second direction Y substantially perpendicular to the axial direction of the crankshaft 6 and the first direction X between the main bearing member 10 around the orbiting scroll 30. 24 can move with the orbiting scroll 30, and when the circular orbital motion of the eccentric portion is given from the crankshaft 6, the sliding member 24 slides in the first direction X, and the sliding member 24 moves. Second direction with By the synthesis of the sliding of the therewith suction of the refrigerant between the fixed scroll 20 is orbiting driven continuously perform the same orbiting, repeated compression and ejection. In particular, the sliding member 24 has a relative sliding movement with the orbiting scroll 30 due to the fitting between the two parallel sides 24e and 24e and the outer peripheral surfaces 32a and 32a. As a result, the processability, the low cost, and the assemblability are further improved as compared with the case of the main feature.
[0043]
The sliding member 24 is sandwiched between the fixed crawl 20 and the main bearing member 10 so that the sliding member 24 can slide without rattling. However, in this case as well, if the sliding member 24 is designed so as to overlap the end plate 32 of the orbiting scroll 30, a position holding structure such as the embodiment shown in FIGS.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, as is apparent from the above description, the orbiting scroll is caused to move circularly with respect to the fixed scroll by the circular orbital motion of the eccentric portion of the crankshaft without rotating via the antirotation mechanism, and the fluid In order to repeatedly perform suction, compression, and discharge, the anti-rotation mechanism is engaged vertically with the orbiting scroll so that the sliding member can slide relative to the orbiting scroll in the first direction, or has a frame shape. Then, it fits with two parallel surfaces of the outer periphery, and both ends of the sliding member are guided in a second direction substantially orthogonal to the first direction by the guide surface of the fixed member provided around the orbiting scroll. Therefore, the workability is good and the required accuracy can be easily secured, and a highly efficient scroll compressor can be obtained. The assembly and cost are excellent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall longitudinal sectional view of an example of a scroll compressor according to a first embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view showing a main structural part of the compressor of FIG. 1; FIG.
3A and 3B are explanatory diagrams showing the operating state of the compressor of FIG. 1, wherein FIG. 3A is a turning state where the orbiting scroll is 0 ° (360 °), FIG. 3B is a turning state of 90 °, and FIG. ) Is a 180 ° turning state, and (d) is a 270 ° turning state.
4 is a cross-sectional view showing a compression mechanism portion of the compressor of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a compression mechanism portion showing a modification of the embodiment of FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a compression mechanism portion showing another modified example of the embodiment of FIG.
7 is a partial cross-sectional view of a compression mechanism portion showing another modified embodiment of the embodiment of FIG.
8 is a partial cross-sectional view of a compression mechanism portion showing another modified example of the embodiment of FIG.
FIG. 9 shows another example of the scroll compressor according to the first embodiment, in which (a) is an exploded perspective view of the main structural part, and (b) is an orbiting scroll and a sliding member. FIG. 3 is a perspective view seen in a different direction.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the operating state of the compressor of FIG. 9, wherein (a) is a turning state where the orbiting scroll is 0 ° (360 °), (b) is a turning state of 90 °, and (c ) Is a 180 ° turning state, and (d) is a 270 ° turning state.
11 is a cross-sectional view showing a compression mechanism portion of the compressor of FIG.
12 is a cross-sectional view of a compression mechanism portion showing a modified embodiment of the embodiment of FIG.
13 is a cross-sectional view of a compression mechanism portion showing another modification of the embodiment of FIG.
14 is a partial cross-sectional view of a compression mechanism portion showing another modified embodiment of the embodiment of FIG.
FIG. 15 is a partial cross-sectional view of a compression mechanism portion showing another modified example of the embodiment of FIG.
FIG. 16 shows another example of the scroll compressor according to the first embodiment, in which (a) is an exploded perspective view of the main structure, and (b) shows the orbiting scroll and the sliding member (a). It is the perspective view seen from a different direction.
FIG. 17 is an explanatory view showing the operating state of the compressor of FIG. 16, in which (a) is a turning state where the orbiting scroll is 0 ° (360 °), (b) is a turning state of 90 °, and (c ) Is a 180 ° turning state, and (d) is a 270 ° turning state.
FIG. 18 is a perspective view of a main structure showing an example of a scroll compressor according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 19 is an explanatory view showing the operating state of the compressor of FIG. 18, wherein (a) is a turning state where the orbiting scroll is 0 ° (360 °), (b) is a turning state of 90 °, and (c ) Is a 180 ° turning state, and (d) is a 270 ° turning state.
20 is a cross-sectional view showing a compression mechanism portion of the compressor of FIG.
21 is a cross-sectional view of a compression mechanism portion showing a modification of the embodiment of FIG.
FIG. 22 is an exploded perspective view of a main structure portion of a conventional scroll compressor.
FIG. 23 is a cross-sectional view of a rotation prevention mechanism portion of a scroll compressor that employs another conventional rotation prevention method.
FIG. 24 is a cross-sectional view of a rotation prevention mechanism portion of a scroll compressor employing the conventional one rotation prevention method.
25 is a perspective view showing a rollover phenomenon that occurs in the orbiting scroll of the compressor of FIG.
[Explanation of symbols]
2 Compression mechanism
3 Electric motor
6 Crankshaft
20 Fixed scroll
21 feathers
22 End plate
24 Sliding member
24a end
24b End face
24c connecting part
24e 2 sides
25 Through hole
26 Eccentric part
27 Guide plane
28 Passive parts
29, 35 Position holding part
30 Orbiting scroll
31 feathers
32 End plate
34 groove
42 Anti-rotation mechanism
R turning diameter
S Turning stroke

Claims (9)

ほぼ同じ形状の渦巻き状の羽根を鏡板の一面に持った固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わせて、双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールをクランク軸の偏心部の円軌道運動により自転防止機構を介し自転させずに固定スクロールに対して円軌道運動させて、流体の吸入、圧縮、吐出を繰り返し行うスクロール圧縮機において、
自転防止機構は、旋回スクロールの鏡板をクランク軸の軸方向とほぼ直交する第1の方向に、旋回スクロールの円軌道運動の最大旋回径を上回る長さを持って相対摺動できるように貫通した摺動部材と、旋回スクロールのまわりの固定部材に設けられて、前記摺動部材の旋回スクロールの両側に突出する両端部の突出側端面と当接し合い、クランク軸の軸方向および前記第1の方向との双方にほぼ直交する第2の方向に摺動部材が旋回スクロールの最大旋回ストローク以上の範囲で摺動できるように案内する案内面とで構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
A fixed scroll that has spiral blades of almost the same shape on one side of the end plate and a rotating scroll are meshed with each other to form a compression chamber between them, and the rotating scroll is prevented from rotating by the circular orbital motion of the eccentric part of the crankshaft. In a scroll compressor that performs circular orbital movement with respect to a fixed scroll without rotating through a mechanism and repeatedly sucks, compresses and discharges fluid,
The anti-spinning mechanism penetrates the end plate of the orbiting scroll in a first direction substantially perpendicular to the axial direction of the crankshaft so as to be able to slide relative to each other with a length exceeding the maximum orbiting diameter of the orbiting scroll's circular orbit. The sliding member and a fixed member around the orbiting scroll are in contact with the projecting side end surfaces of both ends projecting on both sides of the orbiting scroll of the sliding member, and the axial direction of the crankshaft and the first A scroll compressor comprising: a guide surface that guides a sliding member in a second direction substantially orthogonal to both directions so that the sliding member can slide within a range equal to or greater than a maximum turning stroke of the orbiting scroll. .
ほぼ同じ形状の渦巻き状の羽根を鏡板の一面に持った固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わせて、双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールをクランク軸の偏心部の円軌道運動により自転防止機構を介し自転させずに固定スクロールに対して円軌道運動させて、流体の吸入、圧縮、吐出を繰り返し行うスクロール圧縮機において、
自転防止機構は、旋回スクロールの鏡板の背面の溝内を通じて、クランク軸の軸方向とほぼ直交する第1の方向に、旋回スクロールの円軌道運動の最大旋回径を上回る長さを持って相対摺動できるように横断した摺動部材と、旋回スクロールのまわりの固定部材に設けられて、前記摺動部材の前記旋回径を上回って旋回スクロールの両側に突出する両端部の突出側端面と当接し合い、クランク軸の軸方向および前記第1の方向との双方にほぼ直交する第2の方向に摺動部材が旋回スクロールの最大旋回ストローク以上の範囲で摺動するように案内する案内面とで構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
A fixed scroll that has spiral blades of almost the same shape on one side of the end plate and a rotating scroll are meshed with each other to form a compression chamber between them, and the rotating scroll is prevented from rotating by the circular orbital motion of the eccentric part of the crankshaft. In a scroll compressor that performs circular orbital movement with respect to a fixed scroll without rotating through a mechanism and repeatedly sucks, compresses and discharges fluid,
The anti-spinning mechanism has a length exceeding the maximum turning diameter of the circular orbital motion of the orbiting scroll in a first direction substantially perpendicular to the axial direction of the crankshaft through the groove on the back surface of the end plate of the orbiting scroll. A sliding member that is traversed so that it can move, and a fixed member around the orbiting scroll, and is in contact with the projecting side end surfaces of both ends of the orbiting scroll that exceed the orbiting diameter of the sliding member and project on both sides of the orbiting scroll. And a guide surface for guiding the sliding member to slide in a second direction substantially perpendicular to both the axial direction of the crankshaft and the first direction so that the sliding member slides within the range of the maximum turning stroke of the orbiting scroll. A scroll compressor characterized by being configured.
摺動部材は1本または複数本のものである請求項1、2の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。The scroll compressor according to any one of claims 1 and 2, wherein one or a plurality of sliding members are provided. 複数本の摺動部材はその両端部の同じ突出側どうしが互いに連結されている請求項3に記載のスクロール圧縮機。The scroll compressor according to claim 3, wherein the plurality of sliding members are connected to each other at the same protruding side at both ends thereof. 連結部は案内面との摺動面をなす請求項4に記載のスクロール圧縮機。The scroll compressor according to claim 4, wherein the connecting portion forms a sliding surface with the guide surface. ほぼ同じ形状の渦巻き状の羽根を鏡板の一面に持った固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わせて、双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールをクランク軸の偏心部の円軌道運動により自転防止機構を介し自転させずに固定スクロールに対して円軌道運動させて、流体の吸入、圧縮、吐出を繰り返し行うスクロール圧縮機において、
自転防止機構は、旋回スクロールの鏡板の外周の平行な2面と、クランク軸の軸方向とほぼ直交する第1の方向に、旋回スクロールの円軌道運動の最大旋回径を上回る長さを持って相対摺動できるように嵌まり合った枠状の摺動部材と、旋回スクロールのまわりの固定部材に設けられて、前記摺動部材の前記旋回径を上回って旋回スクロールの両側に突出する両端部の突出側端面と当接し合い、クランク軸の軸方向および前記第1の方向との双方にほぼ直交する第2の方向に摺動部材が旋回スクロールの最大旋回ストローク以上の範囲で摺動するように案内する案内面とで構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
A fixed scroll that has spiral blades of almost the same shape on one side of the end plate and a rotating scroll are meshed with each other to form a compression chamber between them, and the rotating scroll is prevented from rotating by the circular orbital motion of the eccentric part of the crankshaft. In a scroll compressor that performs circular orbital movement with respect to a fixed scroll without rotating through a mechanism and repeatedly sucks, compresses and discharges fluid,
The rotation prevention mechanism has a length exceeding the maximum turning diameter of the circular orbital motion of the orbiting scroll in two parallel surfaces on the outer periphery of the end plate of the orbiting scroll and in a first direction substantially orthogonal to the axial direction of the crankshaft. Frame-shaped sliding members fitted so as to be able to slide relative to each other, and fixed ends around the orbiting scroll, both ends projecting on both sides of the orbiting scroll above the orbiting diameter of the sliding member So that the sliding member slides in the second direction substantially perpendicular to both the axial direction of the crankshaft and the first direction within the range of the maximum turning stroke of the orbiting scroll. A scroll compressor characterized by comprising a guide surface for guiding to the above.
固定スクロールとの間に旋回スクロールを挟んで位置する固定部材に、旋回スクロールの外径寄りの部分に当接してこの旋回スクロールを固定スクロールへの密着位置に保持する位置保持部を設けた請求項1〜6のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。A position holding portion is provided on a fixed member positioned with the orbiting scroll sandwiched between the fixed scroll and a position close to the outer diameter of the orbiting scroll so as to hold the orbiting scroll in a close contact position with the fixed scroll. The scroll compressor as described in any one of 1-6. 固定スクロールとの間に旋回スクロールを挟んで位置する固定部材に、摺動部材を介して旋回スクロールを固定スクロールへの密着位置に保持する位置保持部を設けた請求項1〜6のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。The position holding part which hold | maintains a turning scroll in the contact | adherence position to a fixed scroll via a sliding member was provided in the fixing member located on both sides of a turning scroll between fixed scrolls. The scroll compressor according to item. 案内面は摺動部材の両端部と当接し合い、互いの当接面は外径側に向け固定スクロール側に順次近づくテーパ面またはアール面である請求項1〜6のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。The guide surfaces are in contact with both ends of the sliding member, and the contact surfaces are tapered surfaces or rounded surfaces that sequentially approach the fixed scroll side toward the outer diameter side. Scroll compressor.
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