JP4281128B2

JP4281128B2 - スクロール形流体機械

Info

Publication number: JP4281128B2
Application number: JP30561298A
Authority: JP
Inventors: 俊之外山; 幹央梶原; 周一城村; 昌稔澤潟
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1998-10-27
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2018-10-27
Also published as: JP2000130364A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール形流体機械に関し、より特定的には、スライドブッシュを有するスクロール形流体機械に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
スライドブッシュを有するスクロール形流体機械の一例として、特願平９−１５５０５３号（１９９７年６月１２日付出願）が本願出願人によって提案されている。以下、この出願におけるスクロール圧縮機について説明する。
【０００３】
図７は、上記出願におけるスクロール圧縮機の構成を概略的に示す部分断面図である。図７を参照して、モータのロータに接続されたクランク軸１０２の上方端部には偏心ピン部１０２ａが設けられている。またクランク軸１０２には、圧縮要素から吐出された冷媒ガスを通すための吐出ガス通路１０２ｃと、油を通すための給油通路１０２ｂとが軸方向に並走して設けられている。
【０００４】
この偏心ピン部１０２ａには筒状のスライドブッシュ１０１が遊嵌されており、この状態で偏心ピン部１０２ａは可動スクロール１０４のボス部１０４ｂ内に受入れられている。このボス部１０４ｂの内周面には、スライドブッシュ１０１の外周面と摺動するための滑り軸受１０３が配設されている。
【０００５】
なお、可動スクロール１０４の鏡板１０４ａの前面には渦巻体１０４ｃが設けられており、鏡板１０４ａの前面から背面に貫通するように吐出口１０４ｄが設けられている。この吐出口１０４ｄは、クランク軸１０２に設けられた吐出ガス通路１０２ｃと連通している。
【０００６】
スライドブッシュ１０１は、たとえば図８（ａ）、（ｂ）に示すように給油通路１０２ｂ側に鍔部１０１ｄを有する円筒形状を有しており、この鍔部１０１ｄの底面に油プール部をなす凹部１０１ａを有している。この凹部１０１ａは、給油通路１０２ｂの開口を覆うように構成されている。またこのスライドブッシュ１０１の内周面には、油の循環を円滑に行なうため、切欠部１０１ｃが設けられている。
【０００７】
なお、スライドブッシュ１０１は、偏心ピン部１０２ａに対してスライドすることにより可動スクロール１０４の旋回半径を変化させることで、加工・組立誤差があっても固定スクロールの歯面と可動スクロールの歯面とを常に接触して旋回運動させる役割をなすものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記のスクロール圧縮機では、スライドブッシュ１０１に鍔部１０１ｄが設けられている。この鍔部１０１ｄは、ボス部１０４ｂの下方において外周側へ延びる必要があるため、この鍔部１０１ｄの長さだけスライドブッシュ１０１の軸方向の長さが大きくなる。このため、圧縮機の小型化を図り難いという問題点があった。
【０００９】
また、鍔部１０１ｄがあるため、この鍔部１０１ｄの加工工程分だけ加工工数が増大するという問題点もあった。
【００１０】
それゆえ、本発明の目的は、装置の小型化および加工工数の減少に適したスライドブッシュを有するスクロール形流体機械を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のスクロール形流体機械は、駆動軸と、可動スクロールと、スライドブッシュとを備えている。駆動軸は、偏心ピン部を有し、かつ偏心ピン部の付け根付近に開口する給油通路を有している。可動スクロールは、駆動軸の駆動力により公転可能に設けられている。スライドブッシュは、偏心ピン部に遊嵌され、かつ駆動軸の駆動力を可動スクロールに伝達するためのものである。スライドブッシュは、両端面間の外径が略均一な円筒形状を有し、かつ給油通路の開口を覆うとともにスライドブッシュの内周面に通じる凹部を下端面に有している。スライドブッシュの外周面には、両端面に達する斜め溝が形成されている。凹部は、下端面に達した斜め溝の形成部分を避けて形成された三日月形状を有している。
【００１２】
請求項１に記載のスクロール形流体機械によれば、スライドブッシュは両端面間の外径が略均一な円筒形状を有するため、鍔部を有していない。このため、鍔部の分だけスライドブッシュの軸方向の長さを短くでき、それに伴って流体機械を小型化することができる。
【００１３】
また鍔部がないため、鍔部形成のための加工が不要となり、またセンタレス加工も可能となるため、加工工数を少なくすることができ、コスト低減を図ることができる。
【００１５】
また請求項１に記載のスクロール形流体機械によれば、スライドブッシュの上端面に達した油を斜め溝による粘性効果で下端面側へ引出すことができる。このため、軸受と摺動するスライドブッシュの外周面への給油を積極的に行なうことが可能となり、潤滑に必要な油量を確保することができる。
【００１７】
また請求項１に記載のスクロール形流体機械によれば、下端面において斜め溝を避けて凹部を形成することにより、下端面におけるスライドブッシュの強度の低下を防止することができ、欠けや割れを防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の構成を概略的に示す部分断面図である。図１を参照して、モータのロータ（図示せず）に連結されたクランク軸２の上方先端には偏心ピン部２ａが形成されている。このクランク軸２には、給油通路２ｂと吐出ガス通路２ｃとが軸方向に互いに並行に設けられている。給油通路２ｂは、分離されることなく形成されており、偏心部２ａの付け根近傍に開口している。吐出ガス通路２ｃは、下方から偏心ピン部２ａの端面に達している。クランク軸２の偏心部２ａには、略筒状のスライドブッシュ１が遊嵌されている。このスライドブッシュ１を介在してクランク軸２から回転力を受けて公転可能なように可動スクロール４が支持されている。
【００２０】
可動スクロール４は、鏡板４ａと、その鏡板４ａの前面に突出した渦巻体４ｃと、鏡板４ａの背面に突出したボス部４ｂとを有している。ボス部４ｂ内には、スライドブッシュ１が遊嵌された偏心ピン部２ａが受入れられており、このボス部４ｂの内周面にはスライドブッシュ１の外周面と摺動する滑り軸受３が取付けられている。また鏡板４ａには、前面から背面に貫通する吐出口４ｄを有しており、この吐出口４ｄはクランク軸２の吐出ガス通路２ｃに連通している。
【００２１】
クランク軸２は、上部軸受である転がり軸受５と、下部軸受（図示せず）とによって回転自在に支持されている。この転がり軸受５は、互いに間隔をもって配置された内輪および外輪と、それらの間に転動可能に配置された転動体とを有している。
【００２２】
スライドブッシュ１は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように上端面から下端面までの外径が略均一な円筒形状を有し、図７、８に示すような鍔部１０１ｄを有していない。また、スライドブッシュ１は下端面に凹部１ａを有しており、その凹部１ａはスライドブッシュ１の内周面に通じている。スライドブッシュ１の内周面は、Ｄカット形状の一部に切欠部１ｃが設けられた形状を有している。スライドブッシュ１の外周面には、上端面から下端面に達する斜め溝１ｂが設けられている。
【００２３】
このスライドブッシュ１が偏心ピン部２ａに遊嵌された状態を図３〜図６に示す。
【００２４】
なお、図３はスライドブッシュ１を偏心ピン部２ａに遊嵌させた状態を上から見た図であり、図４は図３のＡ−Ａ線に沿う概略断面図であり、図５はスライドブッシュ１を偏心部２ａに遊嵌させた状態を下から見た図であり、図６は図３の矢印Ｂ方向から見た側面図である。
【００２５】
図３〜図６を参照して、スライドブッシュ１の内周面に切欠部１ｃが設けられているため、スライドブッシュ１を偏心ピン部２ａに遊嵌させた状態でもこの切欠部１ｃによって偏心ピン部２ａの外周面との間に大きな空間を作ることができる。このため、後述する油の循環を円滑に行なうことができる。
【００２６】
また主に図５に示すようにスライドブッシュ１の下面に設けられた凹部１ａは、斜め溝１ｂの形成領域を避けて三日月形状に形成されており、かつスライドブッシュ１の内周面および切欠部１ｃに通ずるように形成されている。またスライドブッシュ１の下面に設けられた凹部１ａは、図１に示すようにクランク軸２に設けられた給油通路２ｂの開口端を覆うように形成されている。
【００２７】
また主に図６に示すようにクランク軸２の回転方向（矢印Ｃ方向）に対して上方に傾斜するように斜め溝１ｂは形成されている。
【００２８】
次に本実施の形態のスクロール圧縮機の動作について説明する。
図１を参照して、まずモータへの通電によりクランク軸２が回転駆動する。これにより、クランク軸２に偏心して設けられた偏心ピン部２ａとそれに遊嵌されたスライドブッシュ１とが公転運動する。これにより、可動スクロール４は固定スクロール（図示せず）に対して相対的にその姿勢を保ちながら公転する。
【００２９】
この可動スクロール４の公転により、固定スクロールと可動スクロール４との各渦巻体４ｃによって構成された圧縮室が外周側から内周側へと徐々に体積を減じながら移動する。これにより圧縮室内の冷媒ガスが圧縮され、最内周領域において吐出口４ｄから吐出される。
【００３０】
吐出された冷媒ガスはクランク軸２に設けられた吐出ガス通路２ｃを通じてクランク軸２の下方においてケーシング内に吐出され、さらにケーシング内から吐出管（図示せず）を通じてケーシング外部へ吐出される。
【００３１】
この一連の動作の間、油は以下のように循環する。
まずクランク軸２の回転による遠心力もしくはポンプによって、ケーシング底部の油溜まりから給油通路２ｂを通じて油が上方へ汲み上げられる。給油通路２ｂの開口端に達した油は、スライドブッシュ１に設けられた凹部１ａ内を満たすとともに、スライドブッシュ１と偏心部２ａとの隙間を上方へ上がっていく。この際、主にスライドブッシュ１の内周面に設けられた切欠部１ｃを通じて油の大部分は上方へ上がっていくことになる。
【００３２】
スライドブッシュ１の上端に達した油はスライドブッシュ１と滑り軸受３との摺動面に供給される。この際、スライドブッシュ１の外周面に設けられた斜め溝１ｂのリード角による粘性効果によって油はその摺動面上方から下方へ強制的に引込まれることになる。そして摺動面に引込まれた油は偏心部２ａの回転により摺動面全周に行き渡る。その後、その摺動面に沿って下方に落ちた油は軸受部５の内外輪と転動体との間を潤滑した後、ハウジングに設けられた返油穴と返油管を通じてケーシング底部の油溜まりに戻る。
【００３３】
本実施の形態では、スライドブッシュ１は上端面から下端面において外径が略均一な円筒形状を有し、従来例（図７）のように鍔部１０１ｄを有していない。このため、鍔部１０１ｄの分だけスライドブッシュ１の軸方向の長さを短くでき、それに伴ってスクロール圧縮機を小型化することができる。
【００３４】
具体的には、鍔部の大きさは約３ｍｍであり、この鍔部がなくなると、それとのバランスをとるためのバランスウェイトも小型化でき、相乗的に圧縮機の小型化を図ることができるため、圧縮機全体としてみると５ｍｍ程度小さくすることができる。
【００３５】
また鍔部がないため、鍔部形成のための加工が不要となり、またセンタレス加工も可能となるため、加工工数を少なくすることができ、コスト低減を図ることもできる。
【００３６】
またスライドブッシュ１の外周面に斜め溝１ｂを設けたため、この斜め溝１ｂによる粘性効果でスライドブッシュ１の上端面から下端面側へ強制的に油を引出すことができる。このため、スライドブッシュ１の外周面と滑り軸受３の内周面との摺動部への給油を積極的に行なうことが可能となり、潤滑に必要な油量を確保することが容易となる。
【００３７】
なお、斜め溝１ｂにより油を強制的に引出すためには、図６に示すようにクランク軸２の回転方向（矢印Ｃ方向）に対して斜め溝１ｂが上方に傾斜するよう設けられている必要がある。
【００３８】
またスライドブッシュ１の下端面においては凹部１ａが斜め溝１ｄの形成部分を避けて三日月形状となるように形成されている。このため、この下端面におけるスライドブッシュ１の強度低下を防止でき、欠けや割れを防止することができる。
【００３９】
なお、鍔部を設けないこととしたため、油を貯蔵するための凹部１ａの容量が、鍔部１０１ｄを設けた場合（図７、８）より小さくなる。このため、スライドブッシュ１の外周面と滑り軸受３の内周面との摺動部への給油量の減少が懸念される。しかし、この摺動面への給油量を決定するのは、斜め溝１ｄによる油の引出量であり、この引出量よりも多くの油を凹部１ａに貯蔵できるため、鍔部がなくとも給油量が減少することはない。
【００４０】
本実施の形態では、スクロール圧縮機について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、スクロール膨張機に適用されてもよい。
【００４１】
また、本実施の形態では、凹部１ａは斜め溝１ｂの形成部分を避けて三日月形状となるように形成されているが、スライドブッシュ１の下端面において強度を確保できるのであれば、凹部１ａは下端面の全周にわたって設けられていてもよい。
【００４２】
また本実施の形態では、スライドブッシュ１の外周面に設けられた斜め溝１ｂが１本の場合について説明したが、設計に応じて斜め溝１ｂが複数本設けられていてもよい。
【００４３】
なお、スライドブッシュ１のクランク軸２に対する軸方向の移動は、偏心ピン部２ａの上端近傍に嵌められたＣ型止め輪（図示せず）のような強制手段により拘束されている。
【００４４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述された説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１に記載のスクロール形流体機械によれば、スライドブッシュは両端面間の外径が略均一な円筒形状を有するため、鍔部を有していない。このため、鍔部の分だけスライドブッシュの軸方向の長さを短くでき、それに伴って流体機械を小型化することができる。
【００４６】
また鍔部がないため、鍔部形成のための加工が不要となり、またセンタレス加工も可能となるため、加工工数を少なくすることができ、コスト低減を図ることができる。
【００４７】
また請求項１に記載のスクロール形流体機械では、スライドブッシュの外周面には両端面に達する斜め溝が形成されている。これにより、スライドブッシュの上端面に達した油を斜め溝による粘性効果で下端面側へ引出すことができる。このため、軸受と摺動するスライドブッシュの外周面への給油を積極的に行なうことが可能となり、潤滑に必要な油量を確保することができる。
【００４８】
また請求項１に記載のスクロール形流体機械では、凹部は下端面に達した斜め溝の形成部分を避けて形成された三日月形状を有している。これにより、下端面におけるスライドブッシュの強度の低下を防止することができ、欠けや割れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるスクロール圧縮機の構成を概略的に示す部分断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるスクロール圧縮機のスライドブッシュの構成を示す上方斜視図（ａ）および下方斜視図（ｂ）である。
【図３】スライドブッシュを偏心部に遊嵌させた状態を示す上面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う概略断面図である。
【図５】スライドブッシュを偏心部に遊嵌させた状態を示す下面図である。
【図６】図３のＢ方向から見た側面図である。
【図７】従来のスクロール圧縮機の構成を概略的に示す部分断面図である。
【図８】従来のスクロール圧縮機のスライドブッシュの上方斜視図（ａ）および下方斜視図（ｂ）である。
【符号の説明】
１スライドブッシュ
１ａ凹部
１ｂ斜め溝
２クランク軸
２ａ偏心ピン部
２ｂ給油通路
４可動スクロール

Claims

偏心ピン部（２ａ）を有し、かつ前記偏心ピン部（２ａ）の付け根付近に開口する給油通路（２ｂ）を有する駆動軸（２）と、
前記駆動軸（２）の駆動力により公転可能に設けられた可動スクロール（４）と、
前記偏心ピン部（２ａ）に遊嵌され、かつ前記駆動軸（２）の駆動力を前記可動スクロール（４）に伝達するためのスライドブッシュ（１）とを備え、
前記スライドブッシュ（１）は、両端面間の外径が略均一な円筒形状を有し、かつ前記給油通路（２ｂ）の開口部を覆うとともに前記スライドブッシュ（１）の内周面に通じる凹部（１ａ）を下端面に有しており、
前記スライドブッシュ（１）の外周面には、前記両端面に達する斜め溝（１ｂ）が形成されており、
前記凹部（１ａ）は、前記下端面に達した前記斜め溝（１ｂ）の形成部分を避けて形成された三日月形状を有している、スクロール形流体機械。