JP6132567B2 - Scroll compressor - Google Patents

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英之 熊倉
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Description

本発明は、冷媒としてR32を用いた冷凍装置(冷凍機や空気調和機を含む)に使用されるスクロール圧縮機に関する。   The present invention relates to a scroll compressor used in a refrigeration apparatus (including a refrigerator and an air conditioner) using R32 as a refrigerant.

従来、冷凍、空調用のスクロール圧縮機は、密閉容器内に、固定スクロールと旋回スクロールなどからなる圧縮機構部、フレーム、回転子と固定子で構成される電動機、前記回転子の中心に固定されて回転する回転軸、前記フレームに設けられ前記回転軸を支持する転がり軸受、前記フレームと前記旋回スクロールに係合されてこの旋回スクロールを自転させることなく旋回運動させるためのオルダム継手などが備えられている。そして、このスクロール圧縮機は、前記圧縮機構部で圧縮される冷媒として地球環境に優しいR410Aなどが用いられている。   Conventionally, scroll compressors for refrigeration and air conditioning are fixed in a sealed container at a compression mechanism unit including a fixed scroll and a turning scroll, a frame, an electric motor including a rotor and a stator, and the center of the rotor. A rotating shaft that rotates in rotation, a rolling bearing that is provided on the frame and supports the rotating shaft, and an Oldham coupling that is engaged with the frame and the orbiting scroll to rotate the orbiting scroll without rotating. ing. And this scroll compressor uses R410A etc. which are kind to a global environment as a refrigerant | coolant compressed by the said compression mechanism part.

また、冷媒としてR410Aを用いた場合、吐出温度の最大値が120℃程度の条件となり、一般に電動機の回転子にはネオジ磁石が用いられている。
なお、この種従来技術としては、特許文献1(特開2008−82272号公報)や特許文献2(特開2012−55117号公報)に記載のものなどがある。
When R410A is used as the refrigerant, the maximum discharge temperature is about 120 ° C., and a neodymium magnet is generally used for the rotor of the electric motor.
Examples of this type of prior art include those described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-82272) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-55117).

特開2008−82272号公報JP 2008-82272 A 特開2012−55117号公報JP 2012-55117 A

冷媒にR410Aを用いた圧縮機では、吐出温度が120℃程度まで上昇するため、各部品を120℃程度に耐えうる仕様としている。そのため、電動機の固定子絶縁材の絶縁階級をJISC4003:電気絶縁に規定された耐熱クラス120(E)(以下耐熱クラス120(E)と称す)とし、オルダム継手の材質としてはアルミ材を用い、軸受については耐熱温度が120℃程度の仕様のものを用いている。   In the compressor using R410A as the refrigerant, the discharge temperature rises to about 120 ° C., so that each component can withstand about 120 ° C. Therefore, the insulation class of the stator insulation of the motor is JISC4003: heat resistance class 120 (E) (hereinafter referred to as heat resistance class 120 (E)) stipulated in the electrical insulation, and the Oldham joint is made of aluminum. As the bearing, a bearing having a heat resistant temperature of about 120 ° C. is used.

しかし、最近では地球温暖化係数(GWP)の低いR32などの冷媒の採用が検討されている。圧縮機の冷媒としてR32冷媒を使用した場合、R22やR410Aなどの冷媒と比較して、圧縮機吐出ガス温度が20℃〜30℃程度高くなる。吐出温度が高くなると、密閉容器内の電動機の周囲温度が上昇し、固定子絶縁材の耐熱温度をオーバーし、コイル焼損を引き起こす課題がある。   However, recently, adoption of refrigerants such as R32 having a low global warming potential (GWP) has been studied. When R32 refrigerant is used as the refrigerant of the compressor, the compressor discharge gas temperature becomes higher by about 20 ° C. to 30 ° C. than refrigerants such as R22 and R410A. When the discharge temperature increases, the ambient temperature of the electric motor in the hermetic container rises, and there is a problem that the heat resistance temperature of the stator insulating material is exceeded and coil burning occurs.

また、電動機の回転子にネオジ磁石を用いた場合、電動機の周囲温度がネオジ磁石の減磁耐熱温度を超えるため、不可逆減磁が生じ易い。不可逆減磁が起きると、電動機巻線の電流増加による効率低下や、更なる温度上昇を引き起こす課題が生じる。   Further, when a neodymium magnet is used for the rotor of the electric motor, irreversible demagnetization is likely to occur because the ambient temperature of the electric motor exceeds the demagnetization heat resistance temperature of the neodymium magnet. When irreversible demagnetization occurs, there arises a problem in that the efficiency decreases due to an increase in the electric current of the motor winding and the temperature rises further.

また、スクロール圧縮機では、前記フレームや、旋回スクロールの自転を防止するための前記オルダム継手は、圧縮機の運転中は吐出ガス温度程度の高温となっている。従って、R32冷媒を用いた場合、R22やR410A冷媒と比較して、吐出ガス温度が20℃〜30℃程度高くなる。即ち、オルダム継手とフレームの温度は120+20〜30℃=140℃〜150℃程度になる。   Further, in the scroll compressor, the Oldham joint for preventing the rotation of the frame and the orbiting scroll is at a high temperature about the discharge gas temperature during the operation of the compressor. Therefore, when the R32 refrigerant is used, the discharge gas temperature is higher by about 20 ° C. to 30 ° C. than the R22 or R410A refrigerant. That is, the temperature of the Oldham joint and the frame is about 120 + 20-30 ° C. = 140 ° C.-150 ° C.

一方、オルダム継手の材質にアルミ材を使用し、フレームに鋳物を使用した場合のスクロール圧縮機においては、オルダム継手のキーとフレームに形成されたキー溝により構成されるキー隙間は、その線膨張係数の違いにより、圧縮機停止中よりも運転中の隙間が小さくなる。R410A冷媒において隙間が確保されていた構造においても、R32冷媒を使用することで、隙間が確保できなくなる場合が想定され、その場合はオルダム継手のキーとフレームのキー溝との摺動部に磨耗またはかじりが発生し、このため圧縮機の振動、騒音が発生したり、最悪の場合には圧縮機が停止し、スクロール圧縮機の信頼性を低下させるという課題がある。   On the other hand, in a scroll compressor that uses aluminum as the material for the Oldham joint and uses a casting for the frame, the key gap formed by the key of the Oldham joint and the key groove formed in the frame has its linear expansion. Due to the difference in coefficient, the gap during operation becomes smaller than when the compressor is stopped. Even in the structure in which the gap is secured in the R410A refrigerant, it is assumed that the gap cannot be secured by using the R32 refrigerant. In this case, the sliding portion between the key of the Oldham joint and the key groove of the frame is worn. There is also a problem that galling occurs, which causes vibration and noise of the compressor, and in the worst case, the compressor stops, reducing the reliability of the scroll compressor.

本発明の目的は、R32冷媒を用いた場合でも、信頼性を確保することのできるスクロール圧縮機を得ることにある。   An object of the present invention is to obtain a scroll compressor that can ensure reliability even when an R32 refrigerant is used.

上記目的を達成するために本発明は、固定スクロールと旋回スクロールを有する圧縮機構部と、この圧縮機構部を支持するフレームと、前記圧縮機構部を回転軸を介して駆動する電動機と、前記回転軸の主軸部を支持する主軸受としての転がり軸受と、前記回転軸の副軸受支持部を支持する副軸受としての転がり軸受と、前記フレームに形成されたキー溝及び前記旋回スクロールに形成されたキー溝と係合するキーを備え、前記旋回スクロールの自転を防止しつつ旋回運動させるためのオルダム継手と、前記各構成部品を収容する密閉容器とを備える冷凍装置用のスクロール圧縮機であって、前記冷凍装置用の冷媒としてR32単体冷媒を用い、前記オルダム継手のキーと前記フレームの温度上昇度をΔT、前記フレームに形成されたキー溝の幅をL1、フレームの線膨張係数をα1とし、前記オルダム継手に形成されたキーの幅をL2、オルダム継手の線膨張係数をα2とした場合に、前記フレームのキー溝幅L1と前記オルダム継手のキー幅L2との関係が、ΔT=130℃である条件で、
L1(1+α1・ΔT)>L2(1+α2・ΔT)
を満足するように構成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a compression mechanism portion having a fixed scroll and a turning scroll, a frame that supports the compression mechanism portion, an electric motor that drives the compression mechanism portion via a rotating shaft, and the rotation A rolling bearing as a main bearing that supports the main shaft portion of the shaft , a rolling bearing as a sub bearing that supports the sub-bearing support portion of the rotating shaft, a key groove formed in the frame, and the orbiting scroll. A scroll compressor for a refrigeration apparatus comprising a key that engages with a key groove, and an Oldham coupling for making a turning motion while preventing the orbiting scroll from rotating, and a sealed container that houses each of the components. the use of R32 alone refrigerant as a refrigerant for a refrigeration apparatus, the temperature rise of the frame key of the Oldham coupling [Delta] T, the key grooves formed in the frame When the width is L1, the linear expansion coefficient of the frame is α1, the width of the key formed on the Oldham joint is L2, and the linear expansion coefficient of the Oldham joint is α2, the keyway width L1 of the frame and the Oldham joint The relationship with the key width L2 is that ΔT = 130 ° C.
L1 (1 + α1 · ΔT)> L2 (1 + α2 · ΔT)
It is characterized by being satisfied.

本発明によれば、R32冷媒を用いた場合でも、信頼性を確保することのできるスクロール圧縮機を得ることができる効果が得られる。   According to the present invention, even when an R32 refrigerant is used, an effect of obtaining a scroll compressor that can ensure reliability can be obtained.

本発明のスクロール圧縮機の実施例1を示す縦断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a scroll compressor according to the present invention. 図1に示す電動機のII−II線断面図。II-II sectional view taken on the line of the electric motor shown in FIG. 図1に示すオルダム継手を拡大して示す図で、(a)は側面図、(b)は底面図。It is a figure which expands and shows the Oldham coupling shown in FIG. 1, (a) is a side view, (b) is a bottom view. 図1に示すフレームを拡大して示す平面図。The top view which expands and shows the flame | frame shown in FIG.

以下、本発明のスクロール圧縮機の具体的実施例について図面に基づいて説明する。   Hereinafter, specific embodiments of the scroll compressor of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明のスクロール圧縮機の実施例1を図1〜図4を用いて説明する。
まず、図1により本実施例のスクロール圧縮機の全体構成を説明する。
スクロール圧縮機1は、冷凍機や空気調和機などの冷凍装置に使用される冷凍装置用のスクロール圧縮機であって、作動流体である冷媒ガスを圧縮して上方へ吐出する圧縮機構部2と、この圧縮機構部2を回転軸300を介して駆動する駆動部3とを円筒状の密閉容器700内に収納して構成されている。本実施形態では、上から圧縮機構部2、駆動部3及び油溜り730の順に配設され、回転軸300を介して前記圧縮機構部2と前記駆動部3が連結されている縦型スクロール圧縮機である。
A scroll compressor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the overall configuration of the scroll compressor of this embodiment will be described with reference to FIG.
The scroll compressor 1 is a scroll compressor for a refrigeration apparatus used in a refrigeration apparatus such as a refrigerator or an air conditioner, and includes a compression mechanism unit 2 that compresses a refrigerant gas that is a working fluid and discharges the refrigerant gas upward. The driving mechanism 3 that drives the compression mechanism 2 via the rotary shaft 300 is housed in a cylindrical sealed container 700. In the present embodiment, the vertical scroll compression in which the compression mechanism unit 2, the drive unit 3, and the oil sump 730 are arranged in this order from the top, and the compression mechanism unit 2 and the drive unit 3 are connected via the rotation shaft 300. Machine.

前記密閉容器700は、上キャップ710及び下キャップ720を有している。上キャップ710及び下キャップ720は密閉容器700の中央筒部に対して外側に被せるように嵌合され、その嵌合端部が溶接トーチにより斜め下方及び斜め上方から加熱されて溶着される。密閉容器700の底面には脚部721が取付けられている。下キャップ720の内側には、マグネット722が取付けられていて、圧縮機内の粉塵(鉄粉など)を回収する役目を果たしている。   The sealed container 700 has an upper cap 710 and a lower cap 720. The upper cap 710 and the lower cap 720 are fitted over the central cylindrical portion of the sealed container 700 so as to cover the outside, and the fitting end portions are heated and welded obliquely from below and obliquely upward by a welding torch. A leg portion 721 is attached to the bottom surface of the sealed container 700. A magnet 722 is attached to the inside of the lower cap 720 and plays a role of collecting dust (iron powder or the like) in the compressor.

また、密閉容器700の側面にはハーメ端子702及び端子カバー703が設けられ、電動機600に電力を供給できるようになっている。ハーメ端子702は、密閉容器700を貫通して設けられ、固定子601のコイルエンド601aとフレーム400との間に位置している。   A hermetic terminal 702 and a terminal cover 703 are provided on the side surface of the hermetic container 700 so that electric power can be supplied to the electric motor 600. The hermetic terminal 702 is provided through the hermetic container 700 and is positioned between the coil end 601 a of the stator 601 and the frame 400.

前記圧縮機構部2は、固定スクロール100と旋回スクロール200とを基本要素として構成されている。
前記旋回スクロール200を旋回駆動する前記駆動部3は、固定子601及び回転子602からなる電動機600と、回転軸300と、給油ポンプ900と、旋回スクロール200の自転防止機構の主要部品であるオルダム継手500と、転がり軸受401,803と、旋回スクロール軸受部203と、旋回スクロール軸受部203に配設されたすべり軸受210とを備えて構成されている。
The compression mechanism unit 2 is configured with a fixed scroll 100 and a turning scroll 200 as basic elements.
The driving unit 3 that drives the orbiting scroll 200 to rotate is an Oldham that is a main part of the rotation prevention mechanism of the electric motor 600 including the stator 601 and the rotor 602, the rotating shaft 300, the oil supply pump 900, and the orbiting scroll 200. The joint 500 includes rolling bearings 401 and 803, an orbiting scroll bearing portion 203, and a sliding bearing 210 disposed on the orbiting scroll bearing portion 203.

前記回転軸300は、主軸部302とクランクピン301と副軸受支持部303とを一体に備えて構成されている。主軸部302と副軸受支持部303とは、同一軸心に形成され、前記主軸部302の部分を構成している。更に、回転軸300の下端部には、給油ポンプ900が圧入されている。転がり軸受401,803は回転軸300の主軸部302及び副軸受支持部303を回転自在に係合する回転軸支持部を構成する。旋回スクロール軸受部203は、その内径にすべり軸受210が圧入され、回転軸300のクランクピン301を回転軸方向であるスラスト方向に移動可能かつ回転自在に係合するように、旋回スクロール200に備えられている。   The rotating shaft 300 includes a main shaft portion 302, a crankpin 301, and a sub bearing support portion 303 that are integrally provided. The main shaft portion 302 and the sub-bearing support portion 303 are formed on the same axis, and constitute a portion of the main shaft portion 302. Further, an oil supply pump 900 is press-fitted into the lower end portion of the rotary shaft 300. The rolling bearings 401 and 803 constitute a rotating shaft support portion that rotatably engages the main shaft portion 302 and the sub bearing support portion 303 of the rotating shaft 300. The orbiting scroll bearing portion 203 is provided in the orbiting scroll 200 so that the sliding bearing 210 is press-fitted into the inner diameter of the orbiting scroll bearing portion 203 so that the crank pin 301 of the rotating shaft 300 can be moved and rotated in the thrust direction that is the rotating shaft direction. It has been.

前記転がり軸受(主軸受)401は電動機600の上側に配置され、前記転がり軸受(副軸受)803は電動機600の下側に配置されている。転がり軸受401,803は、電動機600の両側で主軸部分を支持する主軸用軸受を構成する。密閉容器700に固定された下フレーム801にハウジング802がボルト805を介して固定されている。このハウジング802に転がり軸受803が上方から挿入され、その上方から更にハウジングカバー804が取付けられている。   The rolling bearing (main bearing) 401 is arranged on the upper side of the electric motor 600, and the rolling bearing (sub bearing) 803 is arranged on the lower side of the electric motor 600. Rolling bearings 401 and 803 constitute main shaft bearings that support main shaft portions on both sides of electric motor 600. A housing 802 is fixed to the lower frame 801 fixed to the hermetic container 700 via bolts 805. A rolling bearing 803 is inserted into the housing 802 from above, and a housing cover 804 is further attached from above.

前記給油ポンプ900は、回転軸300下端に装着された遠心形ポンプであり、油溜り730に貯留された潤滑用の油を強制的に給油穴901を通して吸込み、油通路311を通して、副軸受803、旋回スクロール軸受部203、更には転がり軸受401に供給するために設けられている。なお、油通路311から供給された油は、旋回スクロール200と固定スクロール100との摺動部にも供給される。油通路311は、回転軸300に縦に貫通するように設けられ、回転軸300の軸心に対して同心の下部給油穴と回転軸300の軸心に対して偏心した上部給油穴とを有している。この下部給油穴に連通する横給油穴312が設けられて副軸受803に給油されるようになっている。   The oil pump 900 is a centrifugal pump attached to the lower end of the rotary shaft 300, and forcibly sucks the lubricating oil stored in the oil reservoir 730 through the oil supply hole 901, passes through the oil passage 311, the auxiliary bearing 803, It is provided for supplying to the orbiting scroll bearing 203 and further to the rolling bearing 401. The oil supplied from the oil passage 311 is also supplied to the sliding portion between the orbiting scroll 200 and the fixed scroll 100. The oil passage 311 is provided so as to vertically penetrate the rotating shaft 300, and has a lower oiling hole concentric with the axis of the rotating shaft 300 and an upper oiling hole eccentric with respect to the axis of the rotating shaft 300. doing. A lateral oil supply hole 312 communicating with the lower oil supply hole is provided to supply oil to the auxiliary bearing 803.

前記フレーム400は密閉容器700に固定され、転がり軸受401を支持する部材を構成している。このフレーム400は、転がり軸受401を支持する軸受支持部401aと、この軸受支持部401aの上部から外方に延び圧縮機構部2を支持する圧縮機構支持部401bとを有する。圧縮機構支持部401bは、その下面全体が平坦状に形成されて吐出管701より上方に位置され、その外周面が密閉容器700の内周面に周方向の複数箇所で溶接740されている。   The frame 400 is fixed to the hermetic container 700 and constitutes a member that supports the rolling bearing 401. The frame 400 includes a bearing support portion 401a that supports the rolling bearing 401, and a compression mechanism support portion 401b that extends outward from an upper portion of the bearing support portion 401a and supports the compression mechanism portion 2. The entire lower surface of the compression mechanism support 401b is formed flat and positioned above the discharge pipe 701, and the outer peripheral surface thereof is welded 740 to the inner peripheral surface of the sealed container 700 at a plurality of locations in the circumferential direction.

また、バランスウェイト407が、前記転がり軸受401よりも電動機側に位置して回転軸300に設けられている。なお、本実施例では、前記バランスウェイト407は回転軸300とは別体に形成されて回転軸300に圧入されて固着されているが、このバランスウェイト407は回転軸300と一体に形成されて設けられていても良い。前記バランスウェイト407の最大外径部407aは前記固定子601のコイルエンド601aの端面側に突出して設けられ、前記コイルエンド601aの内径より大径となっている。これによって、回転軸300の回転バランスを十分に確保することができる。   A balance weight 407 is provided on the rotating shaft 300 so as to be positioned closer to the motor than the rolling bearing 401. In this embodiment, the balance weight 407 is formed separately from the rotary shaft 300 and is press-fitted and fixed to the rotary shaft 300. However, the balance weight 407 is formed integrally with the rotary shaft 300. It may be provided. A maximum outer diameter portion 407a of the balance weight 407 is provided so as to protrude from the end face side of the coil end 601a of the stator 601 and is larger in diameter than the inner diameter of the coil end 601a. Thereby, a sufficient rotation balance of the rotation shaft 300 can be ensured.

前記固定スクロール100は、台板101と渦巻体であるスクロールラップ102と吸込口103と吐出口104とを有して構成され、フレーム400に複数のボルト405により固定されている。この複数のボルト405は周方向に均等に配置されている。スクロールラップ102は台板101の下側に垂直に立設されている。   The fixed scroll 100 includes a base plate 101, a scroll wrap 102 that is a spiral body, a suction port 103, and a discharge port 104, and is fixed to the frame 400 by a plurality of bolts 405. The plurality of bolts 405 are equally arranged in the circumferential direction. The scroll wrap 102 is erected vertically below the base plate 101.

前記旋回スクロール200は、台板201とスクロールラップ202と旋回スクロール軸受部203と、この旋回スクロール軸受部203に配設されたすべり軸受210と、図示しない背圧穴とを基本構成要素として構成されている。前記スクロールラップ202は前記台板201の上側に垂直に立設されている。前記旋回スクロール軸受部203は台板201の下側(反ラップ側)に垂直に突出して形成されている。また、前記旋回スクロール200は、鋳鉄やアルミ(アルミニューム)などを材料とする鋳物から各構成部分を加工することにより形成されている。   The orbiting scroll 200 includes a base plate 201, a scroll wrap 202, an orbiting scroll bearing portion 203, a slide bearing 210 disposed in the orbiting scroll bearing portion 203, and a back pressure hole (not shown) as basic components. Yes. The scroll wrap 202 is erected vertically above the base plate 201. The orbiting scroll bearing portion 203 is formed so as to protrude perpendicularly to the lower side (non-lap side) of the base plate 201. The orbiting scroll 200 is formed by processing each component from a casting made of cast iron or aluminum (aluminum).

前記旋回スクロール200の台板201には、圧縮室130と旋回背面の背圧室411とを連通させる背圧穴(図示せず)が設けられており、背圧室411の圧力を吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力(中間圧力)に保っている。旋回スクロール200の背面側に構成される前記背圧室411は、前記旋回スクロール200、前記フレーム400及び前記固定スクロール100とで囲まれて形成される空間である。従って、前記フレーム400は前記背圧室411を形成する部材を兼ねている。   The base plate 201 of the orbiting scroll 200 is provided with a back pressure hole (not shown) that allows the compression chamber 130 and the back pressure chamber 411 on the orbiting back surface to communicate with each other. The pressure is maintained at an intermediate pressure (intermediate pressure). The back pressure chamber 411 configured on the back side of the orbiting scroll 200 is a space formed by being surrounded by the orbiting scroll 200, the frame 400, and the fixed scroll 100. Therefore, the frame 400 also serves as a member that forms the back pressure chamber 411.

前記フレーム400の上面に形成された溝にはシールリング410が設けられ、このシールリング410は背圧室411への吐出ガス流入を防いでいる。旋回スクロール200は背圧室411の中間圧力とシールリング410の内側に作用する吐出圧力との合力で固定スクロール100に押し付けられている。なお、前記シールリング410の内径は前記転がり軸受401の外径より小さく構成されている。   A seal ring 410 is provided in a groove formed on the upper surface of the frame 400, and the seal ring 410 prevents discharge gas from flowing into the back pressure chamber 411. The orbiting scroll 200 is pressed against the fixed scroll 100 by the resultant force of the intermediate pressure in the back pressure chamber 411 and the discharge pressure acting inside the seal ring 410. The inner diameter of the seal ring 410 is smaller than the outer diameter of the rolling bearing 401.

このような構成を採用できるようにするために、前記転がり軸受401を前記フレーム400の回転駆動手段側から該フレーム400へ挿入し、挿入した転がり軸受401をフレームカバー403で固定する構成となっている。このフレームカバー403にはスラスト軸受402が設けられている。また、前記フレームカバー403は前記フレーム400とは別体に形成されている。   In order to be able to adopt such a configuration, the rolling bearing 401 is inserted into the frame 400 from the rotation driving means side of the frame 400, and the inserted rolling bearing 401 is fixed by the frame cover 403. Yes. A thrust bearing 402 is provided on the frame cover 403. The frame cover 403 is formed separately from the frame 400.

前記フレームカバー403はフレーム400にボルト406により固定されている。このようにボルト固定とすることで、フレームカバー403とフレーム400との間隙を的確にシールできることから、給油経路からの油漏れを抑制することができる。なお、前記フレームカバー403は、前記フレーム400の内側に挿入されて転がり軸受401を押さえる部分と、フレーム400の回転駆動手段側端面に当接してこれに固定される部分とから構成されている。   The frame cover 403 is fixed to the frame 400 with bolts 406. By fixing the bolts in this manner, the gap between the frame cover 403 and the frame 400 can be accurately sealed, so that oil leakage from the oil supply path can be suppressed. The frame cover 403 includes a portion that is inserted inside the frame 400 and presses the rolling bearing 401, and a portion that contacts and is fixed to the end surface of the frame 400 on the side of the rotation driving means.

また、オルダム継手500が、前記旋回スクロール200の台板201の背面に配設されている。このオルダム継手500には直交する2組のキー(図3に示す614を参照)が形成されており、これらのキーの1組がフレーム400に形成されたオルダム継手500の受け部であるキー溝(図4の399を参照)を滑動し、残りの1組が旋回スクロールラップ202の台板201の背面側に形成したキー溝206を滑動する。これによって、旋回スクロール200はスクロールラップ202の立設する方向である軸線方向に垂直な面内を固定スクロール100に対して自転せずに旋回運動する。   An Oldham joint 500 is disposed on the back surface of the base plate 201 of the orbiting scroll 200. The Oldham joint 500 is formed with two sets of orthogonal keys (see 614 shown in FIG. 3), and one set of these keys is a key groove that is a receiving portion of the Oldham joint 500 formed on the frame 400. (See 399 in FIG. 4), and the remaining one set slides on the key groove 206 formed on the back side of the base plate 201 of the orbiting scroll wrap 202. As a result, the orbiting scroll 200 orbits within the plane perpendicular to the axial direction, which is the direction in which the scroll wrap 202 stands, without rotating with respect to the fixed scroll 100.

前記圧縮機構部2は、前記電動機600に連結した回転軸300の回転によりクランクピン301が偏心回転すると、旋回スクロール200がオルダム継手500により固定スクロール100に対し自転せずに旋回運動を行い、冷媒ガスを吸入管711及び吸入口103を介してスクロールラップ102及び202で形成される圧縮室130に吸入する。固定スクロール100と旋回スクロール200とを噛み合わせて形成した圧縮室130は、旋回スクロール200が旋回運動することにより、その容積が減少する圧縮動作が行われる。即ち、旋回スクロール200の旋回運動により、圧縮室130は中央部へ移動しながら容積を減少して冷媒ガスを圧縮する。   When the crank pin 301 rotates eccentrically due to the rotation of the rotary shaft 300 connected to the electric motor 600, the compression mechanism unit 2 performs the orbiting motion without causing the orbiting scroll 200 to rotate with respect to the fixed scroll 100 by the Oldham coupling 500. The gas is sucked into the compression chamber 130 formed by the scroll wraps 102 and 202 through the suction pipe 711 and the suction port 103. The compression chamber 130 formed by meshing the fixed scroll 100 and the orbiting scroll 200 is subjected to a compression operation in which the volume thereof is reduced by the orbiting movement of the orbiting scroll 200. That is, due to the orbiting motion of the orbiting scroll 200, the compression chamber 130 decreases in volume while compressing the refrigerant gas while moving to the center.

この圧縮動作では、旋回スクロール200の旋回運動に伴って、冷媒ガスが吸入管711及び吸入口103を経由して圧縮室130へ吸込まれ、圧縮行程を経て、固定スクロール100の吐出口104から密閉容器700内に吐出される。これによって、密閉容器700内の空間は吐出圧力に保たれる。前記圧縮機構部2で圧縮する冷媒ガスとしては、地球環境に優しく地球温暖化係数(GWP)の低いR32などの冷媒が用いられている。   In this compression operation, the refrigerant gas is sucked into the compression chamber 130 via the suction pipe 711 and the suction port 103 as the orbiting scroll 200 rotates, and is sealed from the discharge port 104 of the fixed scroll 100 through the compression stroke. It is discharged into the container 700. Thereby, the space in the sealed container 700 is kept at the discharge pressure. As the refrigerant gas to be compressed by the compression mechanism unit 2, a refrigerant such as R32 that is gentle to the global environment and has a low global warming potential (GWP) is used.

その後、吐出された冷媒ガスは、圧縮機構部2及び電動機600の周囲を循環した後に吐出管701から密閉容器700のスクロール圧縮機1外へ放出される。   Thereafter, the discharged refrigerant gas circulates around the compression mechanism unit 2 and the electric motor 600 and then is discharged from the discharge pipe 701 to the outside of the scroll compressor 1 of the sealed container 700.

次に、給油経路について説明する。回転軸300が回転されると、給油ポンプ900により油溜り730の油が回転軸内の油通路311に昇圧して供給される。この油通路311に送られた油の一部は、横穴312を通って転がり軸受である副軸受803に流れた後、油溜り730に戻る。前記油通路311を通ってクランクピン301の上部に到達した油はすべり軸受210を通り、更には転がり軸受401へ流れる。転がり軸受401を潤滑した油は、その殆どが排油パイプ408を通り、油溜り730に戻る。   Next, the oil supply path will be described. When the rotating shaft 300 is rotated, the oil in the oil reservoir 730 is boosted and supplied to the oil passage 311 in the rotating shaft by the oil supply pump 900. Part of the oil sent to the oil passage 311 flows through the side hole 312 to the auxiliary bearing 803 that is a rolling bearing, and then returns to the oil reservoir 730. The oil that reaches the upper portion of the crankpin 301 through the oil passage 311 passes through the slide bearing 210 and further flows into the rolling bearing 401. Most of the oil that has lubricated the rolling bearing 401 passes through the oil drain pipe 408 and returns to the oil sump 730.

前記旋回スクロール200の旋回スクロール軸受部203の端面には給油ポケット205が設けられており、旋回スクロール200が旋回運動することにより、給油ポケット205がシールリング410の外側と内側を往復し、旋回軸受210と軸受401の間にある油の一部を背圧室411に搬送する。搬送された油はオルダム継手500に給油された後、固定スクロールの鏡板面105と旋回スクロール200の台板201の摺動面に給油される。   An oil supply pocket 205 is provided on an end surface of the orbiting scroll bearing portion 203 of the orbiting scroll 200, and the orbiting scroll 200 reciprocates between the outer side and the inner side of the seal ring 410 as the orbiting scroll 200 revolves. Part of the oil between 210 and the bearing 401 is conveyed to the back pressure chamber 411. The conveyed oil is supplied to the Oldham coupling 500 and then supplied to the end face 105 of the fixed scroll and the sliding face of the base plate 201 of the orbiting scroll 200.

背圧室411に搬送された油は、図示しない背圧穴を通って、または鏡板摺動面の微小隙間を通って圧縮室130に流入する。この圧縮室130に流入した油は、圧縮された冷媒ガスと共に吐出口104から吐出され、密閉容器700内で冷媒ガスと分離されて前記油溜り730に戻る。   The oil conveyed to the back pressure chamber 411 flows into the compression chamber 130 through a back pressure hole (not shown) or through a minute gap on the end plate sliding surface. The oil flowing into the compression chamber 130 is discharged from the discharge port 104 together with the compressed refrigerant gas, is separated from the refrigerant gas in the sealed container 700, and returns to the oil reservoir 730.

次に、上記図1に示す電動機600の構成について図2を用いて説明する。図2は図1に示す電動機600のII−II線断面図である。
図2に示すように、電動機600は、回転軸(クランク軸)300に固定された回転子602と、この回転子602に対し周方向に空隙を介して対向するように前記密閉容器700(図1参照)に固設された固定子601とを備えている。前記回転子602は、回転子鉄心603と、この固定子鉄心603内に前記回転軸300と平行に形成された6つの磁石溝604と、これらそれぞれの磁石溝604内に装着された永久磁石605等により構成されている。これら永久磁石605の装着により、回転子鉄心603には6つの磁極が形成される。
Next, the configuration of the electric motor 600 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the electric motor 600 shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the electric motor 600 includes a rotor 602 fixed to a rotating shaft (crankshaft) 300 and the sealed container 700 (see FIG. 2) so as to face the rotor 602 with a gap in the circumferential direction. 1), and a stator 601 fixedly provided. The rotor 602 includes a rotor core 603, six magnet grooves 604 formed in the stator core 603 in parallel with the rotation shaft 300, and permanent magnets 605 mounted in the respective magnet grooves 604. Etc. By mounting these permanent magnets 605, six magnetic poles are formed on the rotor core 603.

前記固定子601は、固定子鉄心606と固定子巻線21等から構成されている。前記固定子鉄心606は、その内径側に周方向に等間隔で形成された9つの固定子スロット7aと、9つのティース部7bと、このティース部7bの外周側を一体に連結したコアバック7c等から構成されている。前記固定子巻線21は、前記ティース部7bを取り囲むように巻回された集中巻き方式となっており、3相の巻線を備えている。   The stator 601 is composed of a stator core 606, a stator winding 21 and the like. The stator core 606 includes nine stator slots 7a formed on the inner diameter side at equal intervals in the circumferential direction, nine tooth portions 7b, and a core back 7c integrally connecting the outer peripheral sides of the tooth portions 7b. Etc. The stator winding 21 is a concentrated winding method wound so as to surround the teeth portion 7b, and includes a three-phase winding.

このようにして、電動機600は、6極9スロットの集中巻き永久磁石式電動機として構成され、この電動機600はインバータ駆動装置により駆動されるように構成されている。なお、前記電動機600は、例えば、4極6スロットなどの極数、スロット数や、分布巻き方式を適用しても良い。   In this way, the electric motor 600 is configured as a concentrated pole permanent magnet type electric motor having 6 poles and 9 slots, and this electric motor 600 is configured to be driven by the inverter driving device. The electric motor 600 may employ, for example, the number of poles such as four poles and six slots, the number of slots, and a distributed winding method.

次に、上記スクロール圧縮機により圧縮される冷媒の種類毎に、圧縮機の吐出温度、固定子の巻線温度の関係について表1により説明する。
表1では、冷凍装置の冷媒としてR410A、R22、R32を用いた場合について、それぞれの蒸発温度、凝縮温度を一定とした時の吸込温度、吐出温度及び固定子の巻線温度を比較して示している。
Next, the relationship between the discharge temperature of the compressor and the winding temperature of the stator will be described with reference to Table 1 for each type of refrigerant compressed by the scroll compressor.
Table 1 shows a comparison of the suction temperature, discharge temperature, and stator winding temperature when R410A, R22, and R32 are used as refrigerants in the refrigeration system, with the evaporation temperature and condensation temperature being constant. ing.

Figure 0006132567
Figure 0006132567

この表1に示すように、冷媒としてR32を使用した場合、冷媒としてR22やR410Aを使用した場合と比較し、吐出温度及び固定子の巻線温度がそれぞれ約30℃程度高くなっていることがわかる。   As shown in Table 1, when R32 is used as the refrigerant, the discharge temperature and the winding temperature of the stator are about 30 ° C. higher than when R22 or R410A is used as the refrigerant. Recognize.

吐出温度が高くなると、前述したように、密閉容器700内の電動機600の周囲温度が上昇し、固定子601に使用されている絶縁材の耐熱温度をオーバーし、コイル焼損を引き起こす課題が生じる。   When the discharge temperature increases, as described above, the ambient temperature of the electric motor 600 in the hermetic container 700 rises, and the problem arises that the heat resistance temperature of the insulating material used for the stator 601 is exceeded and coil burning occurs.

また、電動機600の回転子602の永久磁石605にネオジ磁石を用いている場合、ネオジ磁石の減磁耐熱温度を超えて不可逆減磁が生じ、電流増加による効率低下や更なる温度上昇を引き起こす課題も生じる。   Further, when a neodymium magnet is used as the permanent magnet 605 of the rotor 602 of the electric motor 600, the irreversible demagnetization occurs exceeding the demagnetization heat resistance temperature of the neodymium magnet, causing a decrease in efficiency due to an increase in current and a further increase in temperature. Also occurs.

更に、オルダム継手500の材質にアルミ材を使用し、フレーム400に鋳物を使用している場合、オルダム継手500のキー614とフレーム400に形成されたキー溝399(図3参照)により構成されるキー隙間は、それらの線膨張係数の違いにより小さくなり、必要な隙間が確保できずに、オルダム継手500のキーとフレーム400のキー溝との摺動部に磨耗やかじりが発生し、スクロール圧縮機の信頼性を低下させてしまう。   Further, when aluminum is used as the material of the Oldham joint 500 and casting is used for the frame 400, the key 614 of the Oldham joint 500 and a key groove 399 (see FIG. 3) formed in the frame 400 are configured. The key gap becomes smaller due to the difference in the coefficient of linear expansion, and the necessary gap cannot be secured, and the sliding portion between the key of the Oldham joint 500 and the key groove of the frame 400 generates wear and galling, which causes the scroll compression. It will reduce the reliability of the machine.

また、前記回転軸300を支持する転がり軸受401,803を120℃以上の高温で使用すると、熱膨張による寸法変化量が大きくなって、軸受隙間が不適切となり、軸受に損傷を引き起こす可能性も生じる。   In addition, when the rolling bearings 401 and 803 that support the rotating shaft 300 are used at a high temperature of 120 ° C. or more, the amount of dimensional change due to thermal expansion increases, the bearing gap becomes inappropriate, and the bearing may be damaged. Arise.

そこで、本実施例では、冷媒としてR32などを使用することで密閉容器700内の温度が上昇しても、スクロール圧縮機の信頼性を確保できるようにするため、以下説明する工夫が為されている。   Therefore, in the present embodiment, in order to ensure the reliability of the scroll compressor even when the temperature in the sealed container 700 rises by using R32 or the like as a refrigerant, the following devices have been devised. Yes.

まず、電動機600を構成する回転子602において、前記磁石溝(磁石挿入溝)604に埋設される永久磁石605をフェライト磁石で構成している。フェライト磁石は、低温ほど不可逆減磁し易く、逆に高温ほど不可逆減磁し難い性質を持っているため、R32冷媒を使用することで高温になったとしても、減磁の心配が無い。従って、冷媒としてR32を使用するスクロール圧縮機でも、圧縮機の性能を維持することが可能となる。   First, in the rotor 602 constituting the electric motor 600, the permanent magnet 605 embedded in the magnet groove (magnet insertion groove) 604 is made of a ferrite magnet. Ferrite magnets have the property of being easily irreversibly demagnetized at lower temperatures and less likely to be irreversibly demagnetized at higher temperatures. Therefore, there is no risk of demagnetization even when the temperature is increased by using an R32 refrigerant. Therefore, even with a scroll compressor that uses R32 as the refrigerant, the performance of the compressor can be maintained.

また、前記電動機600を構成する固定子601に使用されている絶縁材は、従来一般に、耐熱クラスが120(E)のものが使用されている。これに対し、本実施例では、前記絶縁材の仕様を、耐熱クラス130(B)、耐熱クラス155(F)或いは耐熱クラス180(H)の何れかに変更する。従来のR410AやR22冷媒に対して、R32冷媒を使用した場合、前記表1で説明したように、固定子巻線の温度が120℃を超えてしまうことがわかった。しかし、前記絶縁材を前記の仕様とすることで、120℃以上の高温条件になっても、固定子巻線の耐熱クラスを越えることを防止でき、固定子巻線の焼損などを防止することができる。   Insulating materials used for the stator 601 constituting the electric motor 600 generally have a heat resistance class of 120 (E). On the other hand, in this embodiment, the specification of the insulating material is changed to any one of the heat resistance class 130 (B), the heat resistance class 155 (F), and the heat resistance class 180 (H). When the R32 refrigerant was used with respect to the conventional R410A or R22 refrigerant, it was found that the temperature of the stator winding exceeded 120 ° C. as described in Table 1 above. However, by using the above-mentioned specifications for the insulating material, it is possible to prevent exceeding the heat resistance class of the stator winding even at a high temperature condition of 120 ° C. or higher, and to prevent the stator winding from being burned out. Can do.

本実施例では、更に、前記転がり軸受401,803として寸法安定化処理(TS処理)を施した軸受鋼を使用している。前記寸法安定化処理した軸受鋼とは、高温焼き戻しをして組織を安定化することにより高温使用下での寸法変化を抑制した軸受鋼である。   In the present embodiment, the rolling bearings 401 and 803 further use bearing steel subjected to dimensional stabilization processing (TS processing). The bearing steel subjected to the dimensional stabilization treatment is a bearing steel in which a dimensional change under high temperature use is suppressed by high-temperature tempering to stabilize the structure.

その結果、寸法安定化処理した軸受鋼を使用した転がり軸受を採用することにより、R32冷媒の使用により高温になっても、転がり軸受の損傷を防止することができる。   As a result, by adopting a rolling bearing that uses bearing steel that has undergone dimensional stabilization treatment, it is possible to prevent damage to the rolling bearing even when the temperature becomes high due to the use of the R32 refrigerant.

即ち、前記回転軸を支持する転がり軸受を120℃以上の高温で使用する場合、熱膨張による寸法変化量が大きくなることがわかった(日本精工株式会社(NSK)転がり軸受カタログ CAT. No. 1102n A26ページ5.2.4、及びNTN株式会社 転がり軸受総合カタログ CAT. No.2202/J A-16ページ3.3.2、等参照)。この寸法変化量が大きくなると、軸受隙間が不適切となり、軸受に損傷を引き起こす可能性があることが判明し、本実施例ではこの課題を解決するために、上述したように、前記転がり軸受401,803として寸法安定化処理(TS処理)を施した軸受鋼を採用したものである。   That is, it was found that when the rolling bearing supporting the rotating shaft is used at a high temperature of 120 ° C. or higher, the dimensional change due to thermal expansion increases (NSK) (NSK) rolling bearing catalog CAT. No. 1102n (Refer to A. Page 5.2.4 and NTN Rolling Bearings General Catalog CAT. No. 2202 / J A-16, page 3.3.2). When this amount of dimensional change is increased, it has been found that the bearing gap becomes inappropriate and may cause damage to the bearing. In this embodiment, as described above, the rolling bearing 401 is used to solve this problem. , 803, bearing steel subjected to dimension stabilization treatment (TS treatment) is employed.

また、本実施例では、上記対策に加え、更に前記オルダム継手500についても次のように構成している。これを図3及び図4により説明する。図3は図1に示すオルダム継手を拡大して示す図で、(a)は側面図、(b)は底面図、図4は図1に示すフレームを拡大して示す平面図である。   Further, in this embodiment, in addition to the above measures, the Oldham joint 500 is also configured as follows. This will be described with reference to FIGS. 3 is an enlarged view of the Oldham coupling shown in FIG. 1, (a) is a side view, (b) is a bottom view, and FIG. 4 is an enlarged plan view showing the frame shown in FIG.

まず、本実施例のオルダム継手500の材料として、鉄系焼結材を使用している。前記オルダム継手500には、前記フレーム400に形成したキー溝399と係合するキー614と、前記旋回スクロール200の台板201背面に形成されているキー溝206(図1参照)に係合するキー614が形成されており、これらのキー614が前記各キー溝206,399との摺動部となる。このキー614とフレーム400に構成した前記キー溝399及び旋回スクロール200に形成した前記キー溝206との隙間が確保されないと、摺動による磨耗またはかじりが生じる可能性がある。そこで、本実施例では、アルミと比較して熱膨張が小さい鉄系焼結材を用いることで、変形(伸び)の影響を最小限に抑えるように構成している。   First, an iron-based sintered material is used as the material of the Oldham coupling 500 of the present embodiment. The Oldham coupling 500 is engaged with a key 614 that engages with a key groove 399 formed on the frame 400 and a key groove 206 (see FIG. 1) formed on the back surface of the base plate 201 of the orbiting scroll 200. Keys 614 are formed, and these keys 614 serve as sliding portions with the respective key grooves 206 and 399. If a gap is not secured between the key 614 and the key groove 399 formed in the frame 400 and the key groove 206 formed in the orbiting scroll 200, there is a possibility that wear or galling due to sliding may occur. Therefore, in this embodiment, the effect of deformation (elongation) is minimized by using an iron-based sintered material that has a smaller thermal expansion than aluminum.

なお、オルダム継手500のキー614と係合する前記フレーム400の材料としては一般に鋳鉄が使用され、前記旋回スクロール200の材料も鋳鉄などの鉄系材料で一般に構成されている。   Note that cast iron is generally used as the material of the frame 400 that engages with the key 614 of the Oldham joint 500, and the material of the orbiting scroll 200 is generally composed of an iron-based material such as cast iron.

前記オルダム継手500の材料としてアルミ材を用いた場合、常温20℃において前記オルダムキーと前記フレームまたは旋回スクロールのキー溝との隙間を100とし、120℃まで熱膨張した際の隙間が10で構成される寸法の組合せを例とすると、150℃まで熱膨張した場合の隙間は、
10−(150℃−120℃)×(100−10)/(120−20)=−17
となり、隙間が確保されない。このため、前記オルダムキーと前記フレームまたは旋回スクロールのキー溝との間でカジリや磨耗が発生してしまう。
When an aluminum material is used as the material of the Oldham joint 500, the gap between the Oldham key and the key groove of the frame or the orbiting scroll is 100 at a room temperature of 20 ° C., and the gap when thermally expanded to 120 ° C. is 10. As an example, the gap when thermally expanded to 150 ° C is
10− (150 ° C.−120 ° C.) × (100−10) / (120−20) = − 17
Thus, the gap is not secured. For this reason, galling or wear occurs between the Oldham key and the keyway of the frame or the orbiting scroll.

これに対し、オルダム継手500の材料として鉄系焼結材を用いた場合、鉄の線膨張係数を「12.1×10E−6/K」、アルミの線膨張係数を「23×10E−6/K」とすると、常温20℃から120℃に変化する場合、隙間は、
100−(100−10)×12.1×10E−6/23×10E−6=53
となる。また、150℃に変化する場合は、
53−(150℃−120℃)×(100−53)/(120−20)=39
となり、隙間を十分に確保できる。
On the other hand, when an iron-based sintered material is used as the material of the Oldham joint 500, the linear expansion coefficient of iron is “12.1 × 10E-6 / K”, and the linear expansion coefficient of aluminum is “23 × 10E-6”. / K ", when the room temperature changes from 20 ° C to 120 ° C,
100− (100−10) × 12.1 × 10E-6 / 23 × 10E−6 = 53
It becomes. If it changes to 150 ° C,
53− (150 ° C.−120 ° C.) × (100−53) / (120−20) = 39
Thus, a sufficient gap can be secured.

従って、R32冷媒を使用した場合でも、オルダム継手500に鉄系焼結材を用いることにより、R410A冷媒を使用した場合でオルダム継手にアルミ材を使用した場合よりも大きい隙間を確保することができる。これにより、前記キー614と前記キー溝206,399との摺動による磨耗を防ぐことが可能となる。   Therefore, even when the R32 refrigerant is used, by using an iron-based sintered material for the Oldham joint 500, a larger gap can be secured when using the R410A refrigerant than when using an aluminum material for the Oldham joint. . Accordingly, it is possible to prevent wear due to sliding between the key 614 and the key grooves 206 and 399.

更に、本実施例では、次の工夫も為されている。
図3及び図4に示すように、圧縮機停止状態でのフレーム400のキー溝399の幅をL1、オルダム継手500のキー614幅をL2とし、また、フレームの線膨張係数をα1、オルダム継手の線膨張係数をα2、オルダム継手500のキー614とフレーム400の温度上昇度をΔT(圧縮機運転中の吐出ガス温度−停止状態での温度)とする。圧縮機運転中は、フレーム400のキー溝399及びオルダム継手500のキー614は吐出ガス温度程度の高温となっている。そこで、圧縮機運転中のフレーム400のキー溝399の幅をL1´、オルダム継手500のキー614の幅をL2´とすると、
L1´=L1(1+α1・ΔT) …(1)
L2´=L2(1+α2・ΔT) …(2)
が成り立つ。これより、圧縮機運転中のフレーム400のキー溝とオルダム継手500のキー614との隙間δは、
δ=L1´−L2´
=L1(1+α1・ΔT)−L2(1+α2・ΔT) …(3)
となる。
Further, in the present embodiment, the following device is also made.
As shown in FIGS. 3 and 4, the width of the key groove 399 of the frame 400 when the compressor is stopped is L1, the width of the key 614 of the Oldham joint 500 is L2, and the linear expansion coefficient of the frame is α1, and the Oldham joint. , And the temperature rise degree of the key 614 and the frame 400 of the Oldham coupling 500 is ΔT (discharged gas temperature during compressor operation−temperature in a stopped state). During the compressor operation, the keyway 399 of the frame 400 and the key 614 of the Oldham coupling 500 are at a high temperature such as the discharge gas temperature. Therefore, if the width of the keyway 399 of the frame 400 during operation of the compressor is L1 ′ and the width of the key 614 of the Oldham coupling 500 is L2 ′,
L1 ′ = L1 (1 + α1 · ΔT) (1)
L2 ′ = L2 (1 + α2 · ΔT) (2)
Holds. Thus, the gap δ between the keyway of the frame 400 during operation of the compressor and the key 614 of the Oldham coupling 500 is
δ = L1′−L2 ′
= L1 (1 + α1 · ΔT) −L2 (1 + α2 · ΔT) (3)
It becomes.

上記数式(3)から、圧縮機運転中に隙間δが確保される条件は、「δ>0」である。即ち、
L1(1+α1・ΔT)−L2(1+α2・ΔT)>0
∴ L1(1+α1・ΔT)>L2(1+α2・ΔT) …(4)
となる。
From the above formula (3), the condition for ensuring the clearance δ during the compressor operation is “δ> 0”. That is,
L1 (1 + α1 · ΔT) −L2 (1 + α2 · ΔT)> 0
1 L1 (1 + α1 · ΔT)> L2 (1 + α2 · ΔT) (4)
It becomes.

R32冷媒を用いた場合、R22やR410A冷媒と比較して、吐出ガス温度が20℃〜30℃程度高くなる。つまり、オルダム継手とフレームの温度は「120+20〜30℃=140℃〜150℃」程度であるため、温度上昇度ΔTは、R410A冷媒に比べて20℃〜30℃程度高くなる。   When the R32 refrigerant is used, the discharge gas temperature is higher by about 20 ° C. to 30 ° C. than the R22 or R410A refrigerant. That is, since the temperature of the Oldham joint and the frame is about “120 + 20 to 30 ° C. = 140 ° C. to 150 ° C.”, the temperature increase ΔT is about 20 ° C. to 30 ° C. higher than that of the R410A refrigerant.

例えば、「L1=8.02mm、L2=8.01mm、α1=12.1×10E−6/K(鋳物)、α2=23×10E−6/K(アルミ)」とすると、R410A冷媒の場合には「ΔT=120−20=100」であり、δ=0.0013mmとなるから隙間は確保できる。しかし、R32冷媒を使用した場合には、「ΔT=150−20=130」とすると、δ=−0.0013mmとなり隙間が確保できなくなってしまう。   For example, if “L1 = 8.02 mm, L2 = 8.01 mm, α1 = 12.1 × 10E-6 / K (casting), α2 = 23 × 10E-6 / K (aluminum)”, R410A refrigerant Since “ΔT = 120−20 = 100” and δ = 0.0014 mm, a gap can be secured. However, when R32 refrigerant is used, if “ΔT = 150−20 = 130”, δ = −0.0013 mm and a gap cannot be secured.

従って、R32冷媒を使用するスクロール圧縮機の場合、フレーム400のキー溝399の幅L1、オルダム継手500のキー614の幅L2、及び材質は、「δ>0」、即ち上記数式(4)を満足するように構成することにより、R32冷媒を使用した場合でも、圧縮機運転中の隙間δを十分に確保することができる。これにより、摺動による磨耗を防ぐことが可能となる。   Therefore, in the case of the scroll compressor using the R32 refrigerant, the width L1 of the key groove 399 of the frame 400, the width L2 of the key 614 of the Oldham coupling 500, and the material are “δ> 0”, that is, the above formula (4). By satisfying the configuration, the gap δ during the operation of the compressor can be sufficiently ensured even when the R32 refrigerant is used. Thereby, it is possible to prevent wear due to sliding.

本実施例において、更に詳しくは、前記固定子絶縁材料として耐熱クラス180(H)を使用し、更に前記フレームに形成されたキー溝の幅をL1、フレームの線膨張係数をα1とし、前記オルダム継手に形成されたキーの幅をL2、オルダム継手の線膨張係数をα2とした場合に、前記フレームのキー溝幅L1と前記オルダム継手のキー幅L2との関係が
L1×(1+α1×160)>L2×(1+α2×160) …(5)
を満足するように構成されているものである。この数式(5)においては、上記数式(4)における温度上昇度ΔTを160としているが、これは前記固定子絶縁材として耐熱クラス180(H)を使用したときの使用上限温度180℃と、圧縮機停止状態での温度20℃との差である。
In this embodiment, more specifically, the heat-resistant class 180 (H) is used as the stator insulating material, the width of the key groove formed in the frame is L1, the linear expansion coefficient of the frame is α1, and the Oldham The relationship between the key groove width L1 of the frame and the key width L2 of the Oldham joint when the width of the key formed on the joint is L2 and the linear expansion coefficient of the Oldham joint is α2 is L1 × (1 + α1 × 160) > L2 × (1 + α2 × 160) (5)
It is comprised so that it may satisfy. In this mathematical formula (5), the temperature rise ΔT in the mathematical formula (4) is 160, which is an upper limit temperature of use of 180 ° C. when the heat resistance class 180 (H) is used as the stator insulating material, This is the difference from the temperature of 20 ° C. when the compressor is stopped.

なお、前記オルダム継手500のキー614と係合する前記旋回スクロール200のキー溝206についても、上記フレーム400のキー溝399の場合と同様に、上記数式(4)或いは上記数式(5)を満足するように構成されている。   Note that the key groove 206 of the orbiting scroll 200 engaged with the key 614 of the Oldham joint 500 also satisfies the above formula (4) or the above formula (5), as in the case of the key groove 399 of the frame 400. Is configured to do.

本実施例のスクロール圧縮機は以上説明したように構成されているので、冷媒としてR32を使用して、吐出ガス温度が上昇しても、高耐熱温度の部品で圧縮機が構成されているので、温度上昇による悪影響を防止し、信頼性に優れたスクロール圧縮機を得ることができる。   Since the scroll compressor of the present embodiment is configured as described above, even if the discharge gas temperature rises using R32 as a refrigerant, the compressor is configured with components having high heat resistance. Thus, it is possible to obtain a scroll compressor that prevents adverse effects due to temperature rise and has excellent reliability.

即ち、スクロール圧縮機を構成する各部品を120℃を超える温度で使用できる高耐熱仕様の部品とすることで、吐出ガス温度が高くなるR32冷媒を用いた場合のスクロール圧縮機の信頼性を確保することができる。   That is, the reliability of the scroll compressor when using the R32 refrigerant that increases the discharge gas temperature is ensured by making each part of the scroll compressor a part with high heat resistance that can be used at temperatures exceeding 120 ° C. can do.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。更に、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. The above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Furthermore, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

1:スクロール圧縮機、2:圧縮機構部、3:駆動部、
7a:固定子スロット、7b:ティース部、7c:コアバック、
21:固定子巻線、
100:固定スクロール、101:台板、102:ラップ、
103:吸入口、104:吐出口、105:鏡板面、
130:圧縮室、
200:旋回スクロール、201:台板、202:ラップ、
203:旋回スクロール軸受部、205:給油ポケット、206:キー溝、
210:すべり軸受、
300:回転軸、301:クランクピン、302:主軸部、
303:副軸受支持部、311:油通路、312:横穴、
399:フレームのキー溝、400:フレーム、
401:転がり軸受(主軸受)、401a:軸受支持部、401b:圧縮機構部支持部、
402:スラスト軸受、403:フレームカバー、
405,406,805:ボルト、
407:バランスウェイト、
408:排油パイプ、410:シールリング、411:背圧室、
500:オルダム継手、
600:電動機、601:固定子、601a:コイルエンド、
602:回転子、603:回転子鉄心、
604:磁石溝、605:永久磁石、606:固定子鉄心、
614:オルダム継手のキー、
700:密閉容器、701:吐出管、702:ハーメ端子、703:端子カバー、
710:上キャップ、711:吸入管、720:下キャップ、721:脚部、
722:マグネット、730:油溜り、
801:下フレーム、802:ハウジング、803:転がり軸受(副軸受)、
804:ハウジングカバー、
900:ポンプ部、901:給油穴。
1: scroll compressor, 2: compression mechanism unit, 3: drive unit,
7a: Stator slot, 7b: Teeth portion, 7c: Core back,
21: Stator winding,
100: fixed scroll, 101: base plate, 102: lap,
103: suction port, 104: discharge port, 105: end plate surface,
130: compression chamber,
200: Orbiting scroll 201: Base plate 202: Lap
203: Orbiting scroll bearing, 205: Oiling pocket, 206: Keyway,
210: plain bearing,
300: Rotating shaft, 301: Crank pin, 302: Main shaft part,
303: Sub-bearing support part, 311: Oil passage, 312: Side hole,
399: Keyway of frame, 400: Frame,
401: Rolling bearing (main bearing), 401a: Bearing support, 401b: Compression mechanism support,
402: Thrust bearing, 403: Frame cover,
405, 406, 805: bolts,
407: Balance weight,
408: Oil drain pipe, 410: Seal ring, 411: Back pressure chamber,
500: Oldham coupling,
600: Electric motor, 601: Stator, 601a: Coil end,
602: Rotor, 603: Rotor core,
604: magnet groove, 605: permanent magnet, 606: stator core,
614: Oldham coupling key,
700: Airtight container, 701: Discharge pipe, 702: Hermetic terminal, 703: Terminal cover,
710: upper cap, 711: suction pipe, 720: lower cap, 721: leg,
722: Magnet, 730: Oil sump,
801: Lower frame, 802: Housing, 803: Rolling bearing (sub bearing),
804: Housing cover,
900: Pump part, 901: Refueling hole.

Claims (7)

固定スクロールと旋回スクロールを有する圧縮機構部と、この圧縮機構部を支持するフレームと、前記圧縮機構部を回転軸を介して駆動する電動機と、前記回転軸の主軸部を支持する主軸受としての転がり軸受と、前記回転軸の副軸受支持部を支持する副軸受としての転がり軸受と、前記フレームに形成されたキー溝及び前記旋回スクロールに形成されたキー溝と係合するキーを備え、前記旋回スクロールの自転を防止しつつ旋回運動させるためのオルダム継手と、前記各構成部品を収容する密閉容器とを備える冷凍装置用のスクロール圧縮機であって、
前記冷凍装置用の冷媒としてR32単体冷媒を用い、
前記オルダム継手のキーと前記フレームの温度上昇度をΔT、前記フレームに形成されたキー溝の幅をL1、フレームの線膨張係数をα1とし、前記オルダム継手に形成されたキーの幅をL2、オルダム継手の線膨張係数をα2とした場合に、前記フレームのキー溝幅L1と前記オルダム継手のキー幅L2との関係が、ΔT=130℃である条件で、
L1(1+α1・ΔT)>L2(1+α2・ΔT)
を満足するように構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
As a compression mechanism portion having a fixed scroll and a turning scroll, a frame for supporting the compression mechanism portion, an electric motor for driving the compression mechanism portion via a rotating shaft , and a main bearing for supporting the main shaft portion of the rotating shaft A rolling bearing, a rolling bearing as a secondary bearing that supports a secondary bearing support portion of the rotary shaft, a key groove formed in the frame, and a key that engages with a key groove formed in the orbiting scroll, A scroll compressor for a refrigeration apparatus comprising an Oldham coupling for making a turning motion while preventing the rotation of the orbiting scroll, and a sealed container for housing the components,
R32 simple substance refrigerant is used as the refrigerant for the refrigeration apparatus,
The temperature rise of the key of the Oldham joint and the frame is ΔT, the width of the key groove formed in the frame is L1, the coefficient of linear expansion of the frame is α1, and the width of the key formed in the Oldham joint is L2. When the linear expansion coefficient of the Oldham joint is α2, the relationship between the keyway width L1 of the frame and the key width L2 of the Oldham joint is ΔT = 130 ° C.
L1 (1 + α1 · ΔT)> L2 (1 + α2 · ΔT)
Scroll compressor characterized by being configured to satisfy
請求項1に記載のスクロール圧縮機であって、
前記旋回スクロールに形成されたキー溝の幅をL1、旋回スクロールの線膨張係数をα1とし、前記オルダム継手に形成されたキーの幅をL2、オルダム継手の線膨張係数をα2とした場合に、前記旋回スクロールのキー溝幅L1と前記オルダム継手のキー幅をL2との関係が
L1(1+α1・ΔT)>L2(1+α2・ΔT)
を満足するように構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
The scroll compressor according to claim 1,
When the width of the key groove formed on the orbiting scroll is L1, the linear expansion coefficient of the orbiting scroll is α1, the width of the key formed on the Oldham joint is L2, and the linear expansion coefficient of the Oldham joint is α2, The relationship between the keyway width L1 of the orbiting scroll and the key width L2 of the Oldham joint is L1 (1 + α1 · ΔT)> L2 (1 + α2 · ΔT)
Scroll compressor characterized by being configured to satisfy
請求項2に記載のスクロール圧縮機であって、
オルダム継手に鉄系焼結材を適用したことを特徴とするスクロール圧縮機。
A scroll compressor according to claim 2,
A scroll compressor characterized by applying an iron-based sintered material to an Oldham joint.
請求項1〜3の何れか1項に記載のスクロール圧縮機であって、
前記回転軸を支持する転がり軸受には、高温焼き戻しをして組織を安定化することにより高温使用下での寸法変化を抑制させる寸法安定化処理(TS処理)を施した材料を使用していることを特徴とするスクロール圧縮機。
The scroll compressor according to any one of claims 1 to 3,
The rolling bearing that supports the rotating shaft uses a material that has been subjected to dimensional stabilization treatment (TS treatment) that suppresses dimensional changes under high temperature use by tempering at high temperature to stabilize the structure. A scroll compressor characterized by that.
請求項4に記載のスクロール圧縮機であって、
前記電動機の固定子絶縁材として、JISC4003:電気絶縁に規定された耐熱クラス130(B)、耐熱クラス155(F)または耐熱クラス180(H)の何れかを用いていることを特徴とするスクロール圧縮機。
The scroll compressor according to claim 4,
As the stator insulating material of the motor, any one of JIS C4003: heat resistance class 130 (B), heat resistance class 155 (F) or heat resistance class 180 (H) defined in electrical insulation is used. Compressor.
請求項5に記載のスクロール圧縮機であって、
前記固定子絶縁材として耐熱クラス180(H)を使用するように構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
The scroll compressor according to claim 5,
A scroll compressor characterized in that a heat resistant class 180 (H) is used as the stator insulating material.
請求項6に記載のスクロール圧縮機であって、
前記電動機の回転子の磁石をフェライト磁石で構成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
The scroll compressor according to claim 6,
A scroll compressor characterized in that a magnet of a rotor of the electric motor is composed of a ferrite magnet.
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Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08326675A (en) * 1995-06-05 1996-12-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Compressor for refrigerator
JPH11236887A (en) * 1998-02-23 1999-08-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Scroll type fluid machinery and manufacture thereof
JP3703326B2 (en) * 1999-01-07 2005-10-05 株式会社日立製作所 Manufacturing method of scroll compressor
JP3706276B2 (en) * 1999-07-29 2005-10-12 株式会社日立製作所 Peripheral drive type scroll compressor
JP4053416B2 (en) * 2002-12-16 2008-02-27 松下エコシステムズ株式会社 Scroll compressor and manufacturing method thereof
JP3918814B2 (en) * 2004-01-15 2007-05-23 ダイキン工業株式会社 Fluid machinery
CN102066759B (en) * 2008-06-16 2014-12-03 三菱电机株式会社 Scroll compressor
JP5531186B2 (en) * 2008-12-18 2014-06-25 サンデン株式会社 Drive circuit integrated electric compressor
CN103261689B (en) * 2010-12-20 2016-05-25 日立空调·家用电器株式会社 Freezing air conditioner compressor and refrigerating air-conditioning
JP5615210B2 (en) * 2011-03-08 2014-10-29 三菱電機株式会社 Scroll compressor and refrigeration cycle apparatus including the same

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