JP4134783B2

JP4134783B2 - Scroll compressor

Info

Publication number: JP4134783B2
Application number: JP2003089040A
Authority: JP
Inventors: 治雄神谷; 訓孝秋山; 重樹岩波; 貴史角
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP2004293479A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＣＯ_２を冷媒として用いる超臨界冷凍サイクルに適用して好適なスクロール型圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスクロール型圧縮機は、例えば特許文献１に示されるように、可動スクロールを公転させる偏心クランク機構として、主軸（シャフト）の一端側に設けられた駆動ピンに偏心穴を有するブッシュが回転可能に挿入されたものが知られている。そして、ブッシュの抜け止めのために駆動ピンの先端側にはスナップリングが設けられている。
【０００３】
これにより、流体圧縮時の反作用によってブッシュには回転モーメントが生じ、可動スクロールを固定スクロール側に押し付けるように作用することになり、両スクロール間の安定したシールが得られるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−３０１６８８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スナップリングが駆動ピンとブッシュの偏心穴との間の隙間を塞いでしまう形となるので、駆動ピンと偏心穴との間には充分な潤滑油が供給されなくなり、焼付きや異常摩耗等が発生する問題があった。また、駆動ピンはブッシュを保持するために所定の長さを必要としていることから、駆動ピンの先端側から根元までの間に充分な潤滑油を供給することが難しかった。更には、駆動ピンはブッシュからの荷重を片持ちで受けるために駆動ピンが撓んだ時に、偏心穴に強接触して焼付きや異常摩耗等に至るという問題もあった。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、潤滑油の供給が良好に行われ、また駆動ピンの撓みによる偏心穴への強接触を低減して駆動ピンおよびブッシュ間の耐久性を向上可能とするスクロール型圧縮機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、偏心穴（２１３ａ）を有するブッシュ（２１３）と、
主軸（２１１）の先端側に設けられ、偏心穴（２１３ａ）に回転可能に挿入される駆動ピン（２１２）と、
駆動ピン（２１２）の先端側に固定され、ブッシュ（２１３）の抜け止めを行うスナップリング（２１４）とから成る偏心クランク機構（２１０）の回転駆動によって、旋回スクロール（２４０）が公転作動され、この旋回スクロール（２４０）に対向する固定スクロール（２５０）との間に形成される作動室（２５６）で流体を圧縮するスクロール型圧縮機において、
駆動ピン（２１２）とブッシュ（２１３）との間には、本来の隙間より大きく形成されて外部側に繋がる拡大隙間部（２１３ｄ）が設けられ、
拡大隙間部（２１３ｄ）は、駆動ピン（２１２）が流体圧縮時の旋回スクロール（２４０）側からの反力を受ける側とは逆側の領域において、駆動ピン（２１２）の先端側から根元側にかけて長手方向に渡って形成される長手方向拡大隙間部（２１３ｄ）となっており、
長手方向拡大隙間部（２１３ｄ）は、偏心穴（２１３ａ）を、反力を受ける側から逆側に延びる長穴とすることで形成されることを特徴としている。
【０００９】
これにより、拡大隙間部（２１３ｄ）から駆動ピン（２１２）とブッシュ（２１３）との間に潤滑油が入りやすくなる。
【００１０】
また、拡大隙間部（２１３ｄ）を設けた分だけ、駆動ピン（２１２）とブッシュ（２１３）との間における本来の隙間領域を少なくすることができるので、潤滑油の流通が容易となる。
【００１１】
更に、駆動ピン（２１２）が旋回スクロール（２４０）からの反力によって撓んだ場合でも、拡大隙間部（２１３ｄ）によって強接触する領域を低減することができる。よって、駆動ピン（２１２）とブッシュ（２１３）との間における焼付きや異常摩耗等を低減することができる。
また、拡大隙間部（２１３ｄ）を、長手方向拡大隙間部（２１３ｄ）とすることで、旋回スクロール（２４０）の作動を損なう事無く、駆動ピン（２１２）の長手方向の全領域に渡って潤滑油を流れやすくでき、また、駆動ピン（２１２）が撓んだ場合の強接触を更に少なくすることができる。
そして、長手方向拡大隙間部（２１３ｄ）の形成は、偏心穴（２１３ａ）を、反力を受ける側から逆側に延びる長穴としてやることで容易に対応が可能となる。
【００１９】
請求項１に記載の発明における逆側の領域の具体的な設定としては、請求項２に記載の発明のように、駆動ピン（２１２）における反力の作用点とは逆側の点を中央にして駆動ピン（２１２）の周方向に１８０度から２７０度の領域としてやれば良く、反力の作用側において駆動ピン（２１２）とブッシュ（２１３）とで確実に反力を受けつつ、逆側において潤滑油の流入性、流通性を最大限に確保することができる。
【００２２】
請求項１または請求項２に記載の発明においては、請求項３に記載の発明のように、偏心クランク機構（２１０）は、自身の内部に一体的に設けられ、外部電力を受けて駆動する電動機（３００）によって回転駆動されるようにしたり、請求項４に記載の発明のように、外部原動機によって回転駆動されるようにして対応するのが好ましい。
【００２３】
更に、請求項１〜請求項４に記載の発明においては、請求項５に記載の発明のように、流体は冷凍サイクル内を流通する冷媒であり、冷媒の圧縮後の圧力は、臨界圧力を超えるように設定されたものに用いて好適である。
【００２４】
即ち、冷媒の圧縮後の圧力が臨界点を越えるような高い圧力で使用する場合には、耐久強度面から駆動ピン（２１２）およびブッシュ（２１３）の長さが長く設定され、その分、潤滑油が流通しにくくなる訳で、本発明を効果的に活用することができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明における具体的な冷媒は、請求項６に記載の発明のように、ＣＯ２の場合が挙げられる。
【００２６】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図３に示し、まず具体的な構成について説明する。本実施形態のスクロール型圧縮機１００は、ＣＯ_２を冷媒として圧縮後の圧力が臨界圧力を超えるような超臨界冷凍サイクルに適用されるものとしている。
【００２８】
スクロール型圧縮機１００は、図１に示すように、ここでは圧縮機構部２００に電動機部（電動機）３００が一体的に設けられ、この電動機部３００によって圧縮機構部２００が作動される電動圧縮機としている。圧縮機構部２００および電動機部３００は、本体ケーシング１０１ａ、上部ケーシング１０１ｂ、下部ケーシング１０１ｃから成る耐圧容器１０１内に収容されている。
【００２９】
尚、電動機部３００は、シャフト（主軸）２１１に固定される回転子３１０と、この回転子３１０の外周側で本体ケーシング１０１ａの内壁に焼嵌固定された固定子３２０とから形成されている。電動機部３００に図示しない外部電源（バッテリ）から電力が供給されると回転子３１０が回転駆動され、シャフト２１１が回転される。
【００３０】
圧縮機構部２００は、上記シャフト２１１を本体部として形成される偏心クランク機構２１０に接続される旋回スクロール２４０およびこの旋回スクロール２４０に対向配置される固定スクロール２５０等から形成されている。
【００３１】
偏心クランク機構２１０は、シャフト２１１の先端側（図１中では下側）に形成された駆動ピン２１２に組付けられるブッシュ２１３と、このブッシュ２１３の抜け止めを行うスナップリング２１４によって形成されている。
【００３２】
シャフト２１１は、一端側に外形が大きく形成される主受け部２１１ａを有しており、主受け部２１１ａにはシャフト２１１の軸心に対して偏心して駆動ピン２１２が一体で設けられている。ミドルハウジング２２０には主軸受け２１５が固定されており、また開口部２３１を有するホルダ２３０には副軸受け２１６が固定されており、主軸受け２１５に主受け部２１１ａが対応し、また副軸受け２１６にはシャフト２１１の他端側が対応して、シャフト２１１は回転可能に支持されている。
【００３３】
ブッシュ２１３は、偏心穴２１３ａが設けられた円筒状の部材であり、この偏心穴２１３ａには上記駆動ピン２１２が回転可能に挿入され、駆動ピン２１２の先端部にＣ字状を成すスナップリング２１４が固定され、ブッシュ２１３の抜け止めが成されている。駆動ピン２１２とブッシュ２１３との間の隙間は、両者のはめあい、摺動を可能とし、且つガタつきを抑えるために１０〜３０μｍレベルとしている。このようにブッシュ２１３は、シャフト２１１の軸心に対して所定量偏心した形で装着されており、シャフト２１１が回転作動する際に、駆動ピン２１２に対する自転を許容されつつ、シャフト２１１の軸心のまわりを回転する。そして、ブッシュ２１３には、回転作動時における動的なアンバランスを相殺するためのバランサ２１７が固定されている。尚、本発明においては、駆動ピン２１２とブッシュ２１３との間における隙間の形成に特徴部を持たせているが、詳細については後述する。
【００３４】
偏心クランク機構２１０のブッシュ２１３には、旋回スクロール２４０が接続されている。旋回スクロール２４０は、円板状の端板部２４１の各平面（図１中の上下面）に渦巻き状の羽根部２４２および円筒状のボス部２４３が設けられたものであり、ボス部２４３には上記のブッシュ２１３が旋回スクロール軸受け２４５を介して挿入されている。そして、旋回スクロール２４０は、ミドルハウジング２２０に固定されたスラスト軸受け２４６によって、ブッシュ２１３を介した旋回作動が可能となるように支持されている。また、スラスト軸受け２４６は、圧縮作動時において旋回スクロール２４０に発生するスラスト荷重を受ける役割を果たす。
【００３５】
尚、ボス部２４３の端板部２４１側の側壁には流通穴２４３ａが設けられ、ボス部２４３の内外部が連通するようにしている。また、端板部２４１の外周側には自転防止穴２４４が設けられており、後述する固定スクロール２５０に設けられた自転防止ピン２５４が挿入され、旋回スクロール２４０の自転を防止するようにしている。
【００３６】
旋回スクロール２４０の反シャフト側には、端板部２５１に渦巻き状の羽根部２５２が形成された固定スクロール２５０が設けられ、固定スクロール２５０はミドルハウジング２２０に図示しないボルトによって固定されている。そして、旋回スクロール２４０の羽根部２４２と固定スクロール２５０の羽根部２５２とがシャフト２１１の長手方向に嵌合して作動室２５６を形成している。
【００３７】
固定スクロール２５０の反羽根部側には凹部２５５が形成され、更に中心部には吐出孔２５３が設けられている。凹部２５５の開口側はリヤプレート２６０によって閉塞され、内部空間として吐出室２５７が形成されている。そして、吐出孔２５３には、吐出室２５７側に開く吐出弁２７０および吐出弁２７０の最大開度を規制するストッパ２７１が設けられ、ボルト２７２によって固定スクロール２５０に固定されている。
【００３８】
そして、ミドルハウジング２２０には冷媒通路２２１および吸入室２２２が設けられており、主に電動機部３００が収容される空間から冷媒通路２２１、ボス部２４３の外側部、スラスト軸受け２４６を通って吸入室２２２に連通するようにしている。更に、図示しない固定スクロール２４０に設けられた通路によって、吸入室２２２と作動室２５６とが連通するようにしている。
【００３９】
上部ハウジング１０１ｂには本体ケーシング１０１ａ内に連通する吸入パイプ２８１が設けられ、また固定スクロール２５０には、吐出室２５７内に連通する吐出パイプ２８２が設けられている。
【００４０】
次に、本発明の要部について、図２、図３を用いて詳細に説明する。本発明では、駆動ピン２１２とブッシュ２１３との間に、部分的に本来の隙間よりも大きく形成されて、外部側に繋がる拡大隙間部（２１３ｂ）を設けるようにしている。具体的には、駆動ピン２１２の先端側において、ブッシュ２１３の偏心穴２１３ａからスナップリング２１４の外側領域に延びる切欠き部２１３ｂを設けることで、切欠き状拡大隙間部を形成している。この切欠き部２１３ｂは、ここでは偏心穴２１３ａの周方向に略９０度間隔で３ヶ所設けており、そのうちの１ヶ所は、Ｃ字状のスナップリング２１４の開口部と一致するようにしている。
【００４１】
次に、上記構成に基づく作動およびその作用効果について説明する。電動機部３００に電力が供給されると回転子３１０が回転駆動し、シャフト２１１がそれに伴い回転し、ブッシュ２１３は、所定の偏心量をもってシャフト２１１のまわりを回転する。そして、ブッシュ２１３と共に、旋回スクロール２４０が旋回し、冷媒は吸入パイプ２８１から電動機部３００、冷媒通路２２１、吸入室２２２を通って作動室２５６に流入し、圧縮され、更に吐出孔２５３、吐出弁２７０、吐出室２５７を通って吐出パイプ２８２から吐出される。
【００４２】
冷媒には予め所定量の潤滑油が混入されており、この潤滑油はミスト状になって冷媒と共に流動し、圧縮機構部２００内の各摺動部の潤滑を果たす。本発明においては、特に駆動ピン２１２とブッシュ２１３との間の潤滑にポイント置いたものであって、冷媒中の潤滑油は、旋回スクロール２４０のボス部２４３に設けた流通孔２４３ａから、駆動ピン２１２の先端側に至り、切欠き部２１３ｂから駆動ピン２１２とブッシュ２１３との隙間に流入し、両者間の潤滑を果たす。
【００４３】
このように、従来技術ではスナップリング２１４によって駆動ピン２１２とブッシュ２１３との間が塞がれていたものに対して、切欠き部（切欠き状拡大隙間部）２１３ｂを設けることで、駆動ピン２１２とブッシュ２１３との間に潤滑油が入りやすくなる。
【００４４】
また、切欠き部２１３ｂを設けた分だけ、駆動ピン２１２とブッシュ２１３との間における本来の隙間領域を少なくすることができるので、潤滑油の流通が容易となる。
【００４５】
更に、駆動ピン２１２が旋回スクロール２４０からの反力によって撓んだ場合でも、切欠き部２１３ｂによって強接触する領域を低減することができる。よって、駆動ピン２１２とブッシュ２１３との間における焼付きや異常摩耗等を低減することができる。
【００４６】
また、本実施形態のように冷媒の圧縮後の圧力が臨界点を越えるような高い圧力で使用する場合には、耐久強度面から旋回スクロール軸受け２４５の大型化を伴い、駆動ピン２１２およびブッシュ２１３の長さが長く設定され、その分、潤滑油が流通しにくくなるため、本発明を効果的に活用することができる。
【００４７】
尚、切欠き部２１３ｂの設定数は、上記実施形態中の３ヶ所に限定されるものでは無く、少なくとも１ヶ所設けることで本発明における基本的な作用効果が得られる。
【００４８】
また、シャフト２１１の主受け部２１１ａのブッシュ２１３側の面には、軸心から放射状に外径部に至る複数の溝を設けると良い。即ち、溝の回転によりポンプ作用（遠心力による潤滑油の吐出効果）が得られ、駆動ピン２１２とブッシュ２１３との間の潤滑油の流通が更に良好となる。
【００４９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図４、図５に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して拡大隙間部を逃がし部２１３ｃによって形成されるリング状拡大隙間部としたものである。
【００５０】
逃がし部（リング状拡大隙間部）２１３ｃは、駆動ピン２１２の先端側に設けられるようにしており、ブッシュ２１３の偏心穴２１３ａ（全長Ｌ）において、内径が駆動ピン２１２の長手方向の所定領域（Ｌ１）に渡って大きくなるようにして形成されている。ここでは、逃がし部２１３ｃによって形成される隙間を本来の隙間１０〜３０μｍに対して１００μｍレベルとしている。
【００５１】
これにより、Ｃ字状のスナップリング２１４の開口部から逃がし部（リング状拡大隙間）２１３ｃに潤滑油が流入しやすくなる。そして、逃がし部２１３ｃによって、駆動ピン２１２とブッシュ２１３との間における本来の隙間領域を少なくすることができるので、潤滑油の流通が容易となる。また、駆動ピン２１２が旋回スクロール２４０からの反力によって撓んだ場合、上記第１実施形態に対して強接触する領域を更に低減することができる。よって、駆動ピン２１２とブッシュ２１３との間における焼付きや異常摩耗等を低減することができる。
【００５２】
尚、逃がし部２１３ｃを駆動ピン２１２の先端側に限らず、図６に示すように、根元側にも追加すれば（領域Ｌ２の逃がし部２１３ｃ）、上記効果を向上させることができる。更に、図７に示すように、逃がし部２１３ｃを駆動ピン２１２の根元側にのみ設けるようにしても良い。
【００５３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図８〜図１０に示す。第３実施形態は、上記第１実施形態に対して、拡大隙間部を逃がし部２１３ｄによって形成される長手方向拡大隙間部としたものである。
【００５４】
逃がし部（長手方向拡大隙間部）２１３ｄは、圧縮作動時における旋回スクロール２４０からの反力Ｆｔを駆動ピン２１２が受ける側とは逆側において、駆動ピン２１２の長手方向に渡って形成されるものとしている。
【００５５】
ここで反力Ｆｔについて図８を用いて簡単に説明する。まず、シャフト２１１が図８中のＣ方向に回転する際に、圧縮冷媒からの圧縮反力Ｆｇがブッシュ２１３に作用し、この圧縮反力Ｆｇによってブッシュ２１３には駆動ピン２１２を中心とした回転モーメントＭが発生し、ブッシュ２１３は駆動ピン２１２を中心として回転（図８中では右回り）する。すると、ブッシュ２１３の外径部の図中の最上部は上方（厳密には右上方向）へ移動して、旋回スクロール２４０は固定スクロール２５０を押圧することになり、その反力として固定スクロール２５０からの押付け反力Ｆｄを受ける。この圧縮反力Ｆｇと押付け反力Ｆｄとの合力が反力Ｆｔとして表され、駆動ピン２１２に作用する。
【００５６】
よって、図９に示すように、この反力Ｆｔが駆動ピン２１２に作用する側とは反対側において、偏心穴２１３ａの内径を大きくすることで逃がし部２１３ｄを形成している。尚、反力Ｆｔが作用し得る領域を考慮して、ここでは図１０に示すように、駆動ピン２１２における反力Ｆｔの作用点とは逆側の点を中心にして周方向に１８０度の範囲で偏心穴２１３ａの内径を大きくし、更に、１８０度から２７０度の範囲で本来の偏心穴２１３ａに滑らかに繋がるようにして、逃がし部２１３ｄを設けている。
【００５７】
これにより、旋回スクロール２４０の作動を損なう事無く、駆動ピン２１２の長手方向の全領域に渡って潤滑油を流れやすくでき、また、駆動ピン２１２が撓んだ場合の強接触を更に少なくすることができる。
【００５８】
また、逃がし部２１３ｄを設ける領域を上記のように１８０度から２７０度の領域としているので、反力Ｆｔの作用側において駆動ピン２１２とブッシュ２１３とで確実に反力を受けつつ、逆側において潤滑油の流入性、流通性を最大限に確保することができる。
【００５９】
更に、駆動ピン２１２が撓んだ場合の強接触を上記第１、第２実施形態よりも更に少なくすることができ、駆動ピン２１２とブッシュ２１３との間における焼付きや異常摩耗等を低減することができる。
【００６０】
尚、逃がし部（長手方向拡大隙間部）２１３ｄは、図１１に示すように、偏心穴２１３ａを反力Ｆｔを受ける側から逆側に延びる長穴（本来の内径Ｌｔに対して長軸寸法をＬｒとしたもの）として対応しても良く、これによれば上記実施形態に対して偏心穴２１３ａの加工が容易になる。
【００６１】
更に、逃がし部（長手方向拡大隙間部）２１３ｄは、図１２に示すように、駆動ピン２１２の反力Ｆｔを受ける側とは逆側を徐肉して全体の断面形状が卵型に成るようにして形成するようにしても良い。
【００６２】
（その他の実施形態）
上記実施形態においては、圧縮機構部２００が電動機部３００によって作動される電動圧縮機として説明したが、例えば車両に搭載される内燃機関（エンジン）のような外部原動機によって作動されるものとしても良い。
【００６３】
更に、冷媒としてＣＯ_２を用いた超臨界冷凍サイクルに適用したものとして説明したが、これに限らずフロン等を用いる通常の冷凍サイクルに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すスクロール型圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態における駆動ピンおよびブッシュを示す断面図である。
【図３】図２におけるＡ方向からの矢視図である。
【図４】第２実施形態における駆動ピンおよびブッシュを示す断面図である。
【図５】図４におけるＢ方向からの矢視図である。
【図６】第２実施形態の変形例１における駆動ピンおよびブッシュを示す断面図である。
【図７】第２実施形態の変形例２における駆動ピンおよびブッシュを示す断面図である。
【図８】駆動ピンに作用する反力を説明する模式図である。
【図９】第３実施形態における駆動ピンおよびブッシュを示す断面図である。
【図１０】図９におけるＤ−Ｄ部の断面図である。
【図１１】第３実施形態の変形例１における駆動ピンおよびブッシュを示す断面図である。
【図１２】第３実施形態の変形例２における駆動ピンおよびブッシュを示す断面図である。
【符号の説明】
１００スクロール型圧縮機
２１０偏心クランク機構
２１１シャフト（主軸）
２１２駆動ピン
２１３ブッシュ
２１３ａ偏心穴
２１３ｂ切欠き部（切欠き状拡大隙間部）
２１３ｃ逃がし部（リング状拡大隙間部）
２１３ｄ逃がし部（長手方向拡大隙間部）
２１４スナップリング
２４０旋回スクロール
２５０固定スクロール
２５６作動室
３００電動機部（電動機）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scroll compressor suitable for application to, for example, a supercritical refrigeration cycle using CO ₂ as a refrigerant.
[0002]
[Prior art]
In a conventional scroll compressor, for example, as shown in Patent Document 1, as an eccentric crank mechanism for revolving a movable scroll, a bush having an eccentric hole in a drive pin provided on one end side of a main shaft (shaft) is rotatable. What is inserted into is known. A snap ring is provided on the tip side of the drive pin to prevent the bush from coming off.
[0003]
As a result, a rotational moment is generated in the bush due to the reaction during fluid compression, and the movable scroll is pressed against the fixed scroll, so that a stable seal between the two scrolls can be obtained.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2-301688
[Problems to be solved by the invention]
However, since the snap ring closes the gap between the drive pin and the eccentric hole of the bush, sufficient lubricating oil is not supplied between the drive pin and the eccentric hole, and seizure and abnormal wear occur. There was a problem that occurred. Further, since the drive pin needs a predetermined length to hold the bush, it is difficult to supply sufficient lubricating oil between the tip end side and the root of the drive pin. Furthermore, since the drive pin receives the load from the bush in a cantilever manner, there is a problem that when the drive pin is bent, the drive pin comes into strong contact with the eccentric hole, resulting in seizure or abnormal wear.
[0006]
In view of the above problems, the object of the present invention is to supply the lubricating oil satisfactorily, and to reduce the strong contact to the eccentric hole due to the bending of the driving pin, thereby making it possible to improve the durability between the driving pin and the bush. The object is to provide a scroll compressor.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
[0008]
In the invention according to claim 1, a bush (213) having an eccentric hole (213a);
A drive pin (212) provided on the tip side of the main shaft (211) and rotatably inserted into the eccentric hole (213a);
The orbiting scroll (240) is revolved by the rotational drive of the eccentric crank mechanism (210) that is fixed to the distal end side of the drive pin (212) and that includes a snap ring (214) that prevents the bush (213) from coming off. In the scroll type compressor that compresses fluid in the working chamber (256) formed between the fixed scroll (250) facing the orbiting scroll (240),
Between the drive pin (212) and the bush (213), an enlarged gap portion ( 213d ) formed larger than the original gap and connected to the outside is provided.
The enlarged gap portion ( 213d ) is located on the root side from the tip side of the drive pin (212) in the region opposite to the side where the drive pin (212) receives the reaction force from the orbiting scroll (240) side during fluid compression. It has become longitudinally enlarged gap portion formed over the longitudinal direction (213d) over the,
The longitudinally enlarged gap (213d) is characterized in that the eccentric hole (213a) is formed as a long hole extending from the side receiving the reaction force to the opposite side.
[0009]
Thereby, it becomes easy for lubricating oil to enter between the drive pin (212) and the bush (213) from the enlarged gap portion ( 213d ) .
[0010]
Further, since the original gap region between the drive pin (212) and the bush (213) can be reduced by the amount of the enlarged gap portion ( 213d ), the lubricating oil can be easily distributed.
[0011]
Furthermore, even when the drive pin (212) is bent by the reaction force from the orbiting scroll (240), the region in which the drive pin (212) is in strong contact with the enlarged gap portion ( 213d ) can be reduced. Therefore, seizure, abnormal wear, and the like between the drive pin (212) and the bush (213) can be reduced.
Further, by making the enlarged gap portion ( 213d ) the longitudinal enlarged gap portion (213d), lubrication is performed over the entire longitudinal region of the drive pin (212) without impairing the operation of the orbiting scroll (240). The oil can easily flow, and the strong contact when the drive pin (212) is bent can be further reduced.
And formation of a longitudinal direction expansion clearance part (213d) can be easily coped with by making the eccentric hole (213a) as a long hole extending from the side receiving the reaction force to the opposite side.
[0019]
As a specific setting of the region on the opposite side in the first aspect of the invention, the point opposite to the point of action of the reaction force in the drive pin (212) is set to the center as in the second aspect of the invention. Thus, the region of 180 to 270 degrees in the circumferential direction of the drive pin (212) may be set, and the reaction force is reliably received by the drive pin (212) and the bush (213) on the reaction force acting side. It is possible to ensure the maximum inflow and flowability of the lubricating oil on the side.
[0022]
In the first or second aspect of the invention, as in the third aspect of the invention, the eccentric crank mechanism (210) is integrally provided within itself and driven by receiving external electric power. It is preferable that the rotation is driven by the electric motor (300) or the rotation is driven by the external prime mover as in the invention described in claim 4 .
[0023]
Further, in the inventions according to claims 1 to 4 , as in the invention according to claim 5 , the fluid is a refrigerant that circulates in the refrigeration cycle, and the pressure after compression of the refrigerant is a critical pressure. It is suitable for use in those set to exceed.
[0024]
That is, when the pressure after compression of the refrigerant is used at such a high pressure that exceeds the critical point, the drive pins (212) and the bushes (213) are set longer from the viewpoint of durability, and the lubrication is correspondingly increased. Since the oil is less likely to circulate, the present invention can be effectively utilized.
[0025]
The specific refrigerant in the invention described in claim 5 is the case of CO2 as in the invention described in claim 6 .
[0026]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description mentioned later.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 to 3, and a specific configuration will be described first. The scroll compressor 100 of the present embodiment is applied to a supercritical refrigeration cycle in which the pressure after compression exceeds the critical pressure using CO ₂ as a refrigerant.
[0028]
As shown in FIG. 1, the scroll compressor 100 includes an electric motor unit (electric motor) 300 integrally provided in the compression mechanism unit 200, and the electric compressor unit 200 is operated by the electric motor unit 300. It is said. The compression mechanism unit 200 and the electric motor unit 300 are accommodated in a pressure resistant container 101 including a main body casing 101a, an upper casing 101b, and a lower casing 101c.
[0029]
The electric motor unit 300 is formed of a rotor 310 fixed to a shaft (main shaft) 211 and a stator 320 that is shrink-fitted and fixed to the inner wall of the main body casing 101a on the outer peripheral side of the rotor 310. When electric power is supplied to the motor unit 300 from an external power source (battery) (not shown), the rotor 310 is driven to rotate and the shaft 211 is rotated.
[0030]
The compression mechanism section 200 is formed of a turning scroll 240 connected to an eccentric crank mechanism 210 formed with the shaft 211 as a main body section, a fixed scroll 250 disposed opposite to the turning scroll 240, and the like.
[0031]
The eccentric crank mechanism 210 is formed by a bushing 213 assembled to a driving pin 212 formed on the tip end side (lower side in FIG. 1) of the shaft 211 and a snap ring 214 for preventing the bushing 213 from coming off. .
[0032]
The shaft 211 has a main receiving portion 211a having a large outer shape on one end side. The main receiving portion 211a is integrally provided with a drive pin 212 eccentrically with respect to the axis of the shaft 211. A main bearing 215 is fixed to the middle housing 220, and a sub bearing 216 is fixed to the holder 230 having the opening 231. The main receiving portion 211 a corresponds to the main bearing 215, and the sub bearing 216 Corresponds to the other end of the shaft 211, and the shaft 211 is rotatably supported.
[0033]
The bush 213 is a cylindrical member provided with an eccentric hole 213a. The drive pin 212 is rotatably inserted into the eccentric hole 213a, and a snap ring 214 having a C-shape is formed at the tip of the drive pin 212. Is fixed to prevent the bush 213 from coming off. The gap between the drive pin 212 and the bush 213 is set to a level of 10 to 30 μm in order to fit the two, allow sliding, and suppress backlash. Thus, the bush 213 is mounted in a form that is eccentric by a predetermined amount with respect to the axis of the shaft 211, and is allowed to rotate with respect to the drive pin 212 when the shaft 211 rotates, while the axis of the shaft 211. Rotate around. The bush 213 is fixed with a balancer 217 for canceling out dynamic imbalance during rotation. In the present invention, the formation of the gap between the drive pin 212 and the bush 213 is provided with a characteristic part, which will be described in detail later.
[0034]
A turning scroll 240 is connected to the bush 213 of the eccentric crank mechanism 210. The orbiting scroll 240 is provided with a spiral blade portion 242 and a cylindrical boss portion 243 on each plane (upper and lower surfaces in FIG. 1) of the disc-shaped end plate portion 241. The bush 213 is inserted through the orbiting scroll bearing 245. The orbiting scroll 240 is supported by a thrust bearing 246 fixed to the middle housing 220 so that the orbiting operation can be performed via the bush 213. The thrust bearing 246 plays a role of receiving a thrust load generated in the orbiting scroll 240 during the compression operation.
[0035]
A flow hole 243a is provided in the side wall of the boss portion 243 on the end plate portion 241 side so that the inside and outside of the boss portion 243 communicate with each other. Further, a rotation prevention hole 244 is provided on the outer peripheral side of the end plate portion 241, and a rotation prevention pin 254 provided in the fixed scroll 250 described later is inserted to prevent the rotation of the orbiting scroll 240. .
[0036]
A fixed scroll 250 having a spiral blade 252 formed on the end plate portion 251 is provided on the opposite shaft side of the orbiting scroll 240, and the fixed scroll 250 is fixed to the middle housing 220 with a bolt (not shown). The blade portion 242 of the orbiting scroll 240 and the blade portion 252 of the fixed scroll 250 are fitted in the longitudinal direction of the shaft 211 to form the working chamber 256.
[0037]
A concave portion 255 is formed on the side opposite to the blade portion of the fixed scroll 250, and a discharge hole 253 is provided in the center portion. The opening side of the recess 255 is closed by the rear plate 260, and a discharge chamber 257 is formed as an internal space. The discharge hole 253 is provided with a discharge valve 270 that opens to the discharge chamber 257 side and a stopper 271 that regulates the maximum opening of the discharge valve 270, and is fixed to the fixed scroll 250 by bolts 272.
[0038]
The middle housing 220 is provided with a refrigerant passage 221 and a suction chamber 222. The suction chamber mainly passes through the refrigerant passage 221, the outer side of the boss portion 243, and the thrust bearing 246 from the space in which the electric motor unit 300 is accommodated. 222 is communicated. Further, the suction chamber 222 and the working chamber 256 communicate with each other through a passage provided in the fixed scroll 240 (not shown).
[0039]
The upper housing 101b is provided with a suction pipe 281 communicating with the main body casing 101a, and the fixed scroll 250 is provided with a discharge pipe 282 communicating with the discharge chamber 257.
[0040]
Next, the main part of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the present invention, an enlarged gap portion (213b) that is partially formed larger than the original gap and connected to the outside is provided between the drive pin 212 and the bush 213. Specifically, a notch-like enlarged gap portion is formed by providing a notch portion 213b extending from the eccentric hole 213a of the bush 213 to the outer region of the snap ring 214 on the distal end side of the drive pin 212. Here, three notches 213b are provided at intervals of approximately 90 degrees in the circumferential direction of the eccentric hole 213a, and one of the notches 213b coincides with the opening of the C-shaped snap ring 214. .
[0041]
Next, the operation based on the above configuration and the operation and effect thereof will be described. When electric power is supplied to the electric motor unit 300, the rotor 310 is driven to rotate, the shaft 211 rotates accordingly, and the bush 213 rotates around the shaft 211 with a predetermined amount of eccentricity. Then, the orbiting scroll 240 turns together with the bush 213, and the refrigerant flows from the suction pipe 281 through the electric motor unit 300, the refrigerant passage 221, and the suction chamber 222 into the working chamber 256 and is compressed, and further, the discharge hole 253 and the discharge valve 270 and the discharge pipe 282 through the discharge chamber 257.
[0042]
A predetermined amount of lubricating oil is mixed in the refrigerant in advance, and this lubricating oil flows in a mist form together with the refrigerant, and lubricates each sliding portion in the compression mechanism unit 200. In the present invention, in particular, the point between the drive pin 212 and the bush 213 is pointed at lubrication, and the lubricating oil in the refrigerant is supplied from the flow hole 243a provided in the boss portion 243 of the orbiting scroll 240 to the drive pin. It reaches the front end side of 212, flows into the gap between the drive pin 212 and the bush 213 from the notch 213b, and achieves lubrication between them.
[0043]
As described above, in the conventional technique, the drive pin 212 and the bush 213 are blocked by the snap ring 214, but the drive pin is provided by providing the notch (notch-like enlarged gap) 213b. Lubricating oil easily enters between 212 and the bush 213.
[0044]
Further, since the original gap region between the drive pin 212 and the bush 213 can be reduced by the amount of the notch 213b, the lubricating oil can be easily distributed.
[0045]
Furthermore, even when the drive pin 212 is bent due to the reaction force from the orbiting scroll 240, the region that is strongly contacted by the notch 213b can be reduced. Therefore, seizure, abnormal wear, etc. between the drive pin 212 and the bush 213 can be reduced.
[0046]
Further, when the pressure after compression of the refrigerant is used at a high pressure exceeding the critical point as in the present embodiment, the orbiting scroll bearing 245 is increased in size from the viewpoint of durability, and the drive pin 212 and the bush 213 are thus increased. The length of the oil is set to be long, and accordingly, the lubricating oil becomes difficult to circulate, so that the present invention can be effectively used.
[0047]
The number of notches 213b set is not limited to three in the above embodiment, but providing at least one provides the basic effects of the present invention.
[0048]
Moreover, it is preferable to provide a plurality of grooves extending radially from the axial center to the outer diameter portion on the surface of the main receiving portion 211a of the shaft 211 on the bush 213 side. That is, the rotation of the groove provides a pumping action (the effect of discharging the lubricating oil by centrifugal force), and the lubricating oil flow between the drive pin 212 and the bushing 213 is further improved.
[0049]
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the second embodiment, the enlarged gap portion is a ring-shaped enlarged gap portion formed by the escape portion 213c with respect to the first embodiment.
[0050]
The relief portion (ring-shaped enlarged gap portion) 213c is provided on the tip end side of the drive pin 212, and the inner diameter of the eccentric hole 213a (full length L) of the bush 213 is a predetermined region in the longitudinal direction of the drive pin 212 ( L1) is formed to be large. Here, the gap formed by the relief portion 213c is set to a level of 100 μm with respect to the original gap of 10 to 30 μm.
[0051]
As a result, the lubricating oil easily flows from the opening of the C-shaped snap ring 214 into the escape portion (ring-shaped enlarged gap) 213c. And since the original clearance area | region between the drive pin 212 and the bush 213 can be decreased by the relief part 213c, the distribution | circulation of lubricating oil becomes easy. Further, when the drive pin 212 is bent by a reaction force from the orbiting scroll 240, it is possible to further reduce a region that is in strong contact with the first embodiment. Therefore, seizure, abnormal wear, etc. between the drive pin 212 and the bush 213 can be reduced.
[0052]
If the relief portion 213c is added not only to the tip end side of the drive pin 212 but also to the root side as shown in FIG. 6 (the relief portion 213c of the region L2), the above effect can be improved. Further, as shown in FIG. 7, the relief portion 213 c may be provided only on the base side of the drive pin 212.
[0053]
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIGS. The third embodiment is different from the first embodiment in that the enlarged gap portion is a longitudinal enlarged gap portion formed by the escape portion 213d.
[0054]
The relief portion (longitudinal direction expansion gap portion) 213d is formed across the longitudinal direction of the drive pin 212 on the side opposite to the side where the drive pin 212 receives the reaction force Ft from the orbiting scroll 240 during the compression operation. It is said.
[0055]
Here, the reaction force Ft will be briefly described with reference to FIG. First, when the shaft 211 rotates in the direction C in FIG. 8, the compression reaction force Fg from the compressed refrigerant acts on the bush 213, and the compression reaction force Fg causes the bush 213 to rotate around the drive pin 212. A moment M is generated, and the bush 213 rotates around the drive pin 212 (clockwise in FIG. 8). Then, the uppermost portion in the drawing of the outer diameter portion of the bush 213 moves upward (strictly, in the upper right direction), and the orbiting scroll 240 presses the fixed scroll 250. The pressing reaction force Fd is received. The resultant force of the compression reaction force Fg and the pressing reaction force Fd is expressed as a reaction force Ft and acts on the drive pin 212.
[0056]
Therefore, as shown in FIG. 9, on the side opposite to the side where the reaction force Ft acts on the drive pin 212, the escape portion 213d is formed by increasing the inner diameter of the eccentric hole 213a. In consideration of the region where the reaction force Ft can be applied, here, as shown in FIG. 10, 180 degrees in the circumferential direction around the point opposite to the point of application of the reaction force Ft in the drive pin 212. The inner diameter of the eccentric hole 213a is increased within the range, and the escape portion 213d is provided so as to be smoothly connected to the original eccentric hole 213a within the range of 180 to 270 degrees.
[0057]
Thereby, without impairing the operation of the orbiting scroll 240, the lubricating oil can easily flow over the entire longitudinal region of the drive pin 212, and the strong contact when the drive pin 212 is bent is further reduced. Can do.
[0058]
In addition, since the region where the relief portion 213d is provided is a region from 180 degrees to 270 degrees as described above, the reaction force Ft is reliably subjected to the reaction force by the drive pin 212 and the bush 213 on the opposite side, and on the opposite side. The inflow and distribution of lubricating oil can be ensured to the maximum.
[0059]
Furthermore, the strong contact when the drive pin 212 is bent can be further reduced as compared with the first and second embodiments, and seizure and abnormal wear between the drive pin 212 and the bush 213 are reduced. be able to.
[0060]
In addition, as shown in FIG. 11, the relief part (longitudinal direction expansion gap part) 213d is a long hole extending from the side receiving the reaction force Ft to the opposite side through the eccentric hole 213a (having a major axis dimension with respect to the original inner diameter Lt). Lr) may be used, and according to this, the machining of the eccentric hole 213a is facilitated with respect to the above embodiment.
[0061]
Further, as shown in FIG. 12, the relief part (longitudinal direction expansion gap part) 213d is gradually thickened on the side opposite to the side receiving the reaction force Ft of the drive pin 212 so that the entire cross-sectional shape becomes an egg shape. You may make it form.
[0062]
(Other embodiments)
In the above embodiment, the compression mechanism unit 200 has been described as an electric compressor operated by the electric motor unit 300. However, the compression mechanism unit 200 may be operated by an external prime mover such as an internal combustion engine (engine) mounted on a vehicle. .
[0063]
Furthermore, although described as applied to a supercritical refrigeration cycle using CO ₂ as refrigerant, it may be applied to a normal refrigeration cycle using Freon is not limited thereto.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a scroll compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a drive pin and a bush in the first embodiment.
FIG. 3 is a view as seen from the direction of arrow A in FIG. 2;
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a drive pin and a bush in a second embodiment.
FIG. 5 is a view as seen from the direction B in FIG. 4;
FIG. 6 is a cross-sectional view showing drive pins and bushes in Modification 1 of the second embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a drive pin and a bush in a second modification of the second embodiment.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a reaction force acting on a drive pin.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a drive pin and a bush in a third embodiment.
10 is a cross-sectional view taken along a line DD in FIG. 9. FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a drive pin and a bush in Modification 1 of the third embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing drive pins and bushes in a second modification of the third embodiment.
[Explanation of symbols]
100 Scroll compressor 210 Eccentric crank mechanism 211 Shaft (main shaft)
212 Drive pin 213 Bush 213a Eccentric hole 213b Notch (notched enlarged gap)
213c Relief part (ring-shaped enlarged gap part)
213d Relief part (longitudinal expansion gap part)
214 Snap ring 240 Orbiting scroll 250 Fixed scroll 256 Working chamber 300 Electric motor section (electric motor)

Claims

A bush (213) having an eccentric hole (213a);
A drive pin (212) provided on the tip end side of the main shaft (211) and rotatably inserted into the eccentric hole (213a);
The orbiting scroll (240) is revolved by the rotational drive of the eccentric crank mechanism (210), which is fixed to the distal end side of the drive pin (212) and includes a snap ring (214) for preventing the bush (213) from coming off. In the scroll type compressor that compresses fluid in the working chamber (256) formed between the orbiting scroll (240) and the fixed scroll (250).
Between the drive pin (212) and the bush (213), an enlarged gap portion ( 213d ) formed larger than the original gap and connected to the outside is provided,
The enlarged gap portion ( 213d ) is formed on the drive pin (212) in a region opposite to the side where the drive pin (212) receives a reaction force from the orbiting scroll (240) side during the fluid compression. It is a longitudinally enlarged gap (213d) formed over the longitudinal direction from the tip side to the base side ,
The scroll-type compressor is characterized in that the longitudinally enlarged gap portion (213d) is formed by making the eccentric hole (213a) a long hole extending from the side receiving the reaction force to the opposite side.

The region on the opposite side is a region of 180 to 270 degrees in the circumferential direction of the drive pin (212) with the point opposite to the point of action of the reaction force on the drive pin (212) as the center. The scroll compressor according to claim 1.

3. The eccentric crank mechanism (210) according to claim 1 or 2 , characterized in that the eccentric crank mechanism (210) is integrally provided therein and is rotationally driven by an electric motor (300) driven by receiving external electric power. Scroll type compressor.

The scroll compressor according to claim 1 or 2 , wherein the eccentric crank mechanism (210) is rotationally driven by an external prime mover.

Wherein the fluid is a refrigerant flowing in the refrigeration cycle, pressure after compression of the refrigerant, according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is set to exceed the critical pressure Scroll type compressor.

The scroll compressor according to claim 5 , wherein CO2 is used as the refrigerant.