JP6335542B2 - Scroll compressor - Google Patents

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Description

本発明は、スクロール圧縮機の自転防止機構に関する。   The present invention relates to a rotation prevention mechanism for a scroll compressor.

スクロール圧縮機は、固定スクロールと、旋回スクロールとを備えている。固定スクロールおよび旋回スクロールは、いずれも円板状の端板の一面側に、渦巻状のラップが設けられたものである。このような固定スクロールと旋回スクロールとを、ラップを噛み合わせた状態で対向させ、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転旋回運動させる。そして、双方のスクロールの間に形成される圧縮空間の容積を旋回スクロールの旋回に伴って減少させることで、その空間内の流体の圧縮を行う。   The scroll compressor includes a fixed scroll and a turning scroll. Both the fixed scroll and the orbiting scroll are provided with a spiral wrap on one side of a disk-shaped end plate. Such a fixed scroll and the orbiting scroll are made to face each other in a state where the lap is engaged, and the orbiting scroll is caused to perform a revolving orbiting operation with respect to the fixed scroll. And the volume of the compression space formed between both scrolls is decreased with the turning of the orbiting scroll, thereby compressing the fluid in the space.

旋回スクロールの自転を防止する機構として、クランクピン式の自転防止機構が知られている。クランクピン式の自転防止機構は、軸受によりクランクピンを支持するが、軸受と軸受箱の間、又は、クランクピンと軸受の間に所定のクリアランスを設けるとともに、軸受と軸受箱の間、又は、クランクピンと軸受の間に、当該クリアランスを埋める弾性部材、典型的にはOリングを介在させることが行われている(例えば、特許文献1、特許文献2)。このようにクリアランスを設けそこに弾性部材を介在させる構成を採用する理由はいくつかあるが、その一つとして、流体の圧縮に伴って生じる旋回スクロールの熱膨張が掲げられる。つまり、旋回スクロールが熱膨張することによりクランクピンが旋回スクロールの半径方向に変位するのを、弾性体であるOリングにより吸収することにより、熱膨張による旋回スクロールの破損を防止する。   A crankpin type rotation prevention mechanism is known as a mechanism for preventing the rotation of the orbiting scroll. The crankpin type anti-rotation mechanism supports the crankpin by a bearing, and provides a predetermined clearance between the bearing and the bearing housing, or between the crankpin and the bearing, and between the bearing and the bearing housing, or the crankpin. An elastic member that fills the clearance, typically an O-ring, is interposed between the pin and the bearing (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). There are several reasons for adopting such a configuration in which a clearance is provided and an elastic member is interposed therein, and one of them is the thermal expansion of the orbiting scroll caused by the compression of the fluid. That is, damage to the orbiting scroll due to thermal expansion is prevented by absorbing the displacement of the crankpin in the radial direction of the orbiting scroll due to the thermal expansion of the orbiting scroll by the O-ring that is an elastic body.

特開平11−82328号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-82328 特開2003−269101号公報JP 2003-269101 A

ところが、Oリングを介在させる上記従来の技術においては、所定のクリアランスがOリングに対応して周方向の全域に設けられているので、クリアランスは旋回スクロールの半径方向のみならず、周方向にも存在することになる。したがって、クランクピンが周方向に変位してしまうと、この変位に伴って旋回スクロールが周方向に変位し、旋回スクロールと固定スクロールの間にねじれが発生する。このねじれにより、流体を正常に圧縮することができなくなり、また、旋回スクロールのラップと固定スクロールのラップとが強く接触しすぎて損傷するおそれがある。
本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、熱膨張による旋回スクロールの変位を吸収でき、かつ旋回スクロールのねじれを防止できるスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
However, in the above-described conventional technique in which the O-ring is interposed, since the predetermined clearance is provided in the entire circumferential direction corresponding to the O-ring, the clearance is not only in the radial direction of the orbiting scroll but also in the circumferential direction. Will exist. Therefore, if the crank pin is displaced in the circumferential direction, the orbiting scroll is displaced in the circumferential direction along with this displacement, and a twist occurs between the orbiting scroll and the fixed scroll. Due to this twist, the fluid cannot be compressed normally, and the wrap of the orbiting scroll and the wrap of the fixed scroll may come into strong contact with each other and may be damaged.
The present invention has been made based on such a problem, and an object of the present invention is to provide a scroll compressor capable of absorbing the displacement of the orbiting scroll due to thermal expansion and preventing the orbiting scroll from being twisted.

かかる目的のもとなされた、本発明のスクロール圧縮機は、固定スクロールと、固定スクロールに対して公転旋回運動するとともに、固定スクロールとの間に流体を圧縮する圧縮空間を形成するように組み合わされた旋回スクロールと、旋回スクロールの自転防止機構と、を備える。
この自転防止機構は、第1ピンと第2ピンを有するピンクランクと、旋回スクロールと一体的な軸受箱に保持され、第1ピンを支持する第1軸受と、軸受箱の近傍に設けられる第2軸受収容空間又は固定スクロールに保持され、第2ピンを支持する第2軸受と、を有する。
この自転防止機構は、旋回スクロールの半径方向における、第1ピンの許容変位量をδrとし、旋回スクロールの周方向における、第1ピンの許容変位量をδθとすると、
δθ < δr … 式(1)
を満足することを特徴とする。上記特徴に加えて、本発明のスクロール圧縮機は、固定スクロールのラップ、及び、旋回スクロールのラップが、各々、歯先、及び、根元に段差を設けることで、外周側の方が内側側よりも背が高いことを特徴する。
The scroll compressor of the present invention, which has been made for this purpose, is combined to form a compression space for reciprocating orbiting with respect to the fixed scroll and the fixed scroll and compressing fluid between the fixed scroll and the fixed scroll. A turning scroll and a rotation prevention mechanism of the turning scroll.
The rotation preventing mechanism includes a pin crank having a first pin and a second pin, a first bearing that is supported by a bearing box integral with the orbiting scroll, and supports the first pin, and a second bearing provided in the vicinity of the bearing box. A second bearing that is held in the bearing housing space or the fixed scroll and supports the second pin.
In this rotation prevention mechanism, when the allowable displacement amount of the first pin in the radial direction of the orbiting scroll is δr and the allowable displacement amount of the first pin in the circumferential direction of the orbiting scroll is δθ,
δθ <δr Formula (1)
It is characterized by satisfying. In addition to the above features, the scroll compressor of the present invention is such that the fixed scroll wrap and the orbiting scroll wrap each have a step at the tooth tip and the root, so that the outer peripheral side is closer to the inner side. Is characterized by being tall.

本発明のスクロール圧縮機によると、自転防止機構が上記式(1)を満足するので、周方向への変位を小さく抑えることができる。したがって、本発明のスクロール圧縮機によると、旋回スクロールの熱膨張による半径方向へのクランクピンの変位を吸収できることに加え、旋回スクロールにねじれが発生するのを防止できる。   According to the scroll compressor of the present invention, since the rotation prevention mechanism satisfies the above formula (1), the displacement in the circumferential direction can be kept small. Therefore, according to the scroll compressor of the present invention, it is possible to absorb the displacement of the crankpin in the radial direction due to the thermal expansion of the orbiting scroll and to prevent the orbiting scroll from being twisted.

本発明のスクロール圧縮機において、式(1)を実現するには、軸受を保持する軸受箱の開口が、半径方向に長軸を有し、かつ、周方向に短軸を有する形状をなす。この形態において、Oリングなどの弾性部材を設けることを妨げない。 In the scroll compressor of the present invention, to achieve the equation (1), the opening of the bearing housing for holding the bearings has a major axis in the radial direction, and a shape having a minor axis in the circumferential direction . In this form state, it does not interfere with the provision of the elastic member such as an O-ring.

本発明によれば、半径方向への第1ピンの変位許容量を大きくできる一方、周方向への第1ピンの変位許容量を小さくできる。
したがって、本発明によるスクロール圧縮機は、旋回スクロールの熱膨張による半径方向へのクランクピンの変位を吸収できることに加え、旋回スクロールにねじれが発生するのを防止できる
According to the present invention, the allowable displacement of the first pin in the radial direction can be increased, while the allowable displacement of the first pin in the circumferential direction can be decreased.
Therefore, the scroll compressor according to the present invention can absorb the displacement of the crankpin in the radial direction due to the thermal expansion of the orbiting scroll, and can prevent the orbiting scroll from being twisted .

本発明のスクロール圧縮機によると、旋回スクロールの熱膨張による半径方向へのクランクピンの変位を許容できることに加え、旋回スクロールにねじれが発生するのを防止できる。   According to the scroll compressor of the present invention, in addition to permitting the displacement of the crankpin in the radial direction due to the thermal expansion of the orbiting scroll, it is possible to prevent the orbiting scroll from being twisted.

本発明の第1実施形態に係るスクロール圧縮機の要部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the scroll compressor which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1のスクロール圧縮機の自転防止機構の第1要素部分を含む横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view including a first element portion of a rotation prevention mechanism of the scroll compressor of FIG. 1. (a)は図2の第1要素の部分だけを抜き出して示した図であり、(b)は(a)のIIIb−IIIb線矢視断面図であり、(c)は(a)のIIIc−IIIc線矢視断面図である。(A) is the figure which extracted and showed only the part of the 1st element of FIG. 2, (b) is the IIIb-IIIb arrow directional cross-sectional view of (a), (c) is IIIc of (a). FIG. (a)は固定スクロールのラップ周りを正面側から示す斜視図、(b)は旋回スクロールのラップの周りを正面側から示す斜視図である。(A) is a perspective view which shows the circumference | surroundings of the wrap of a fixed scroll from the front side, (b) is a perspective view which shows the circumference | surroundings of the wrap of a turning scroll from the front side. 本発明の第2実施形態に係るスクロール圧縮機を示し、図3に対応する図である。It is a figure corresponding to Drawing 3 showing the scroll compressor concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係るスクロール圧縮機を示し、図3に対応する図である。It is a figure corresponding to Drawing 3 showing a scroll compressor concerning a 3rd embodiment of the present invention.

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

[第1実施形態]
本実施形態のスクロール圧縮機1は、図1及び図2に示すように、スクロール圧縮機1の外殻をなすハウジング10と、ハウジング10に固定される固定スクロール20と、ハウジング10の内部に旋回可能に収容される旋回スクロール30とを主たる構成要素として備えている。これらの主たる構成要素は、アルミニウム系合金、鉄系合金等の金属材料から形成されている。
スクロール圧縮機1は、周方向のみならず高さ方向にも流体を圧縮することで高圧縮比を得ることができる、3Dスクロール(登録商標)と呼ばれるタイプのスクロール圧縮機である。
[First Embodiment]
As shown in FIGS. 1 and 2, the scroll compressor 1 according to this embodiment includes a housing 10 that forms an outer shell of the scroll compressor 1, a fixed scroll 20 that is fixed to the housing 10, and a swivel inside the housing 10. A revolving scroll 30 that can be accommodated is provided as a main component. These main components are made of a metal material such as an aluminum alloy or an iron alloy.
The scroll compressor 1 is a scroll compressor called a 3D scroll (registered trademark) that can obtain a high compression ratio by compressing a fluid not only in a circumferential direction but also in a height direction.

[ハウジング10]
ハウジング10は、図1に示すように、第1ハウジング10aと、第2ハウジング10bとからなる密閉容器である。
第1ハウジング10aは、固定スクロール20に固定され、内部に固定スクロール20の冷却フィン24を収容する。第1ハウジング10aは、固定スクロール20の吐出ポート21eから吐出される圧縮流体を外部に向けて吐出する吐出ポート12を備えている。
第2ハウジング10bは、収容室11bの内部に、旋回スクロール30、自転防止機構40及び駆動軸50を収容し、かつ保持する。第2ハウジング10bは、収容室11bの内部に、自転防止機構40の第2要素45を収容する収容室11cと、駆動軸50及び主軸受54を収容する収容室11dを備えている。
[Housing 10]
As shown in FIG. 1, the housing 10 is a hermetic container including a first housing 10a and a second housing 10b.
The first housing 10 a is fixed to the fixed scroll 20 and accommodates the cooling fins 24 of the fixed scroll 20 inside. The first housing 10 a includes a discharge port 12 that discharges the compressed fluid discharged from the discharge port 21 e of the fixed scroll 20 toward the outside.
The second housing 10b houses and holds the orbiting scroll 30, the rotation prevention mechanism 40, and the drive shaft 50 in the housing chamber 11b. The second housing 10 b includes a storage chamber 11 c that stores the second element 45 of the rotation prevention mechanism 40 and a storage chamber 11 d that stores the drive shaft 50 and the main bearing 54 inside the storage chamber 11 b.

[固定スクロール20]
固定スクロール20は、図1に示すように、概ね円板状に形成された端板21と、端板21の一方の面側に設けられる渦巻き状のラップ22と、端板21の他方の面側に設けられる冷却フィン24と、固定スクロール20の最外周を取り囲む外周壁26とを備えており、例えばアルミニウム合金を鋳造することにより一体的に形成される。外周壁26には、圧縮の対象となる流体を吸い込む吸入口27が設けられている。また、外周壁26は、外部に露出しており、ハウジング10の一部を構成している。なお、固定スクロール20において、ラップ22が設けられる側を正面といい、冷却フィン24が設けられる側を背面ということにする。
[Fixed scroll 20]
As shown in FIG. 1, the fixed scroll 20 includes an end plate 21 formed in a substantially disc shape, a spiral wrap 22 provided on one surface side of the end plate 21, and the other surface of the end plate 21. The cooling fin 24 provided in the side and the outer peripheral wall 26 surrounding the outermost periphery of the fixed scroll 20 are provided, and are integrally formed by casting, for example, an aluminum alloy. The outer peripheral wall 26 is provided with a suction port 27 for sucking a fluid to be compressed. Further, the outer peripheral wall 26 is exposed to the outside and constitutes a part of the housing 10. In the fixed scroll 20, the side on which the wrap 22 is provided is referred to as the front, and the side on which the cooling fins 24 are provided is referred to as the back.

3Dタイプのスクロール圧縮機1は、ラップ22の背の高さが外周側よりも内周側が低くなるように、端板21に低段部21aと高段部21bを設けており、低段部21aに形成されるラップ22は背が高く、高段部21bに形成されるラップ22は背が低い。なお、低段部21aと高段部21bの境界の段差は、端板21の背面にも現れている。
ラップ22は、その先端に、旋回スクロール30の端板31の正面側と接触して圧縮室を封止する自己潤滑性を有するチップシール23が設けられている。
The 3D type scroll compressor 1 is provided with a low step portion 21a and a high step portion 21b on the end plate 21 so that the height of the wrap 22 is lower on the inner peripheral side than on the outer peripheral side. The wrap 22 formed on 21a is tall, and the wrap 22 formed on the high step portion 21b is short. A step at the boundary between the low step portion 21 a and the high step portion 21 b also appears on the back surface of the end plate 21.
The tip of the wrap 22 is provided with a tip seal 23 having a self-lubricating property that contacts the front side of the end plate 31 of the orbiting scroll 30 and seals the compression chamber.

端板21は、その表裏を貫通する吐出ポート21eが形成されており、固定スクロール20と旋回スクロール30により圧縮された流体は、吐出ポート21eを通って、吐出ポート12から外部に吐出される。   The end plate 21 is formed with a discharge port 21e penetrating the front and back, and the fluid compressed by the fixed scroll 20 and the orbiting scroll 30 is discharged from the discharge port 12 to the outside through the discharge port 21e.

端板21の背面には複数の冷却フィン24が設けられており、ハウジング10に形成される開口(図示を省略)から流入する外気が冷却フィン24を通過することで、固定スクロール20を冷却する。本実施形態においては、複数の板状の冷却フィン24が同じ方向を向いて形成されているが、例えば、端板21の中心から放射状に複数の冷却フィン24を設けることもできる。これは、旋回スクロール30についても同様である。   A plurality of cooling fins 24 are provided on the back surface of the end plate 21, and outside air flowing from openings (not shown) formed in the housing 10 passes through the cooling fins 24 to cool the fixed scroll 20. . In the present embodiment, the plurality of plate-like cooling fins 24 are formed in the same direction, but for example, the plurality of cooling fins 24 can be provided radially from the center of the end plate 21. The same applies to the orbiting scroll 30.

[旋回スクロール30]
旋回スクロール30は、図1に示すように、概ね円板状に形成された端板31と、端板31の一方の面側に設けられる渦巻き状のラップ32と、端板31の他方の面側に設けられる冷却フィン34とを備えており、例えばアルミニウム合金を鋳造することにより一体的に形成される。なお、固定スクロール20において、ラップ32が設けられる側を正面といい、冷却フィン34が設けられる側を背面ということにする。
[Swivel scroll 30]
As shown in FIG. 1, the orbiting scroll 30 includes an end plate 31 formed in a substantially disc shape, a spiral wrap 32 provided on one surface side of the end plate 31, and the other surface of the end plate 31. The cooling fin 34 is provided on the side, and is integrally formed by casting, for example, an aluminum alloy. In the fixed scroll 20, the side where the wrap 32 is provided is referred to as the front, and the side where the cooling fins 34 are provided is referred to as the back.

旋回スクロール30のラップ32は、固定スクロール20のラップ22に対応しており、背の高さが外周側よりも内周側が低くなるように形成されている。また、端板31には低段部31aと高段部31bが設けられており、低段部31aに形成されるラップ32は背が高く、高段部21bに形成されるラップ32は背が低い。なお、低段部31aと高段部31bの境界の段差は、端板31の背面にも現れており、当該部分には、正面に向かって後退する凹溝31cが形成される。
ラップ32は、その先端に、固定スクロール20の端板21の正面側と接触して圧縮室を封止する自己潤滑性を有するチップシール33が設けられている。
The wrap 32 of the orbiting scroll 30 corresponds to the wrap 22 of the fixed scroll 20 and is formed such that the height of the spine is lower on the inner peripheral side than on the outer peripheral side. The end plate 31 is provided with a low step portion 31a and a high step portion 31b. The wrap 32 formed on the low step portion 31a is tall and the wrap 32 formed on the high step portion 21b is tall. Low. In addition, the level | step difference of the boundary of the low step part 31a and the high step part 31b has also appeared on the back surface of the end plate 31, and the recessed groove 31c which recedes toward the front is formed in the said part.
The tip of the wrap 32 is provided with a tip seal 33 having a self-lubricating property that contacts the front side of the end plate 21 of the fixed scroll 20 and seals the compression chamber.

端板31の背面には複数の冷却フィン34が設けられており、ハウジング10に形成される開口(図示を省略)から流入する外気が冷却フィン34を通過することで、旋回スクロール30を冷却する。複数の板状の冷却フィン34は、同じ方向を向いて形成されている。   A plurality of cooling fins 34 are provided on the back surface of the end plate 31, and the orbiting scroll 30 is cooled by the outside air flowing from the openings (not shown) formed in the housing 10 passing through the cooling fins 34. . The plurality of plate-like cooling fins 34 are formed in the same direction.

旋回スクロール30は、冷却フィン34の先端側に固定される旋回プレート35を備えている。
旋回プレート35は、中央部分に軸受37を収容し、かつ固定するボス36を備えている。ボス36に保持される軸受37は、駆動軸50の偏心軸53を支持している。
また、旋回プレート35は、自転防止機構40の第1要素41を収容する3つのボス38を、図2に示すように、周方向に等間隔で備えている。
The orbiting scroll 30 includes an orbiting plate 35 that is fixed to the front end side of the cooling fin 34.
The swivel plate 35 is provided with a boss 36 that houses and fixes a bearing 37 at the center. The bearing 37 held by the boss 36 supports the eccentric shaft 53 of the drive shaft 50.
In addition, the swivel plate 35 includes three bosses 38 that accommodate the first elements 41 of the rotation prevention mechanism 40 at regular intervals in the circumferential direction, as shown in FIG.

[自転防止機構40]
自転防止機構40は、ピンクランク式の自転防止機構であり、第1要素41と第2要素45を備えている。スクロール圧縮機1は、3つの自転防止機構40を備えている。
第1要素41は、軸受(第1軸受)42を備える。軸受42は、例えば、内輪と、外輪と、内輪と外輪の間に設けられる球状の転動体とを備える玉軸受からなる。軸受42の内輪にはクランクピン(第1ピン)43が嵌合され、軸受42とともに第1要素41を構成する。第1要素41は、旋回プレート35のボス38の内部に収容されるが、このボス38は軸受42の軸受箱として機能する。なお、図示を省略しているが、軸受42とクランクピン43の間、又は、軸受42の外周に、Oリングなどの弾性部材を設けることができる。第2要素45についても同様である。
第2要素45は、第1要素41と同様の構成を有しており、軸受(第2軸受)46と、軸受46の内輪に挿入されるクランクピン(第2ピン)47と、を備えている。第2要素45は、ハウジング10の収容室11cに収容、保持される。
[Rotation prevention mechanism 40]
The rotation prevention mechanism 40 is a pin crank type rotation prevention mechanism, and includes a first element 41 and a second element 45. The scroll compressor 1 includes three rotation prevention mechanisms 40.
The first element 41 includes a bearing (first bearing) 42. The bearing 42 includes, for example, a ball bearing including an inner ring, an outer ring, and a spherical rolling element provided between the inner ring and the outer ring. A crank pin (first pin) 43 is fitted to the inner ring of the bearing 42 and constitutes a first element 41 together with the bearing 42. The first element 41 is accommodated inside a boss 38 of the turning plate 35, and this boss 38 functions as a bearing box of the bearing 42. Although not shown, an elastic member such as an O-ring can be provided between the bearing 42 and the crank pin 43 or on the outer periphery of the bearing 42. The same applies to the second element 45.
The second element 45 has the same configuration as the first element 41, and includes a bearing (second bearing) 46 and a crank pin (second pin) 47 inserted into the inner ring of the bearing 46. Yes. The second element 45 is accommodated and held in the accommodation chamber 11 c of the housing 10.

第1要素41のクランクピン43と第2要素45のクランクピン47は、偏心軸44を介して一体的に接続されており、クランクピン43、クランクピン47及び偏心軸44は、一体のクランク軸を構成する。   The crank pin 43 of the first element 41 and the crank pin 47 of the second element 45 are integrally connected via an eccentric shaft 44, and the crank pin 43, the crank pin 47 and the eccentric shaft 44 are integrated with each other. Configure.

ボス38は、図2及び図3に示すように、内壁38aを有しており、この内壁38aは軸受42が変位する量及び向きを規制する。この内壁38aの開口は、真円と異なり、旋回スクロール30の一部である旋回プレート35の半径方向に長径Dを有し、旋回プレート35の周方向に短径Dを有する長円形状をなしている。一方、軸受42は、外形が真円(直径D)をなしている。したがって、図3に示すように、内壁38aで取り囲まれる領域の中心と軸受37の中心が一致するものと仮定すると、半径方向の変位許容量δr及び周方向の変位許容量δθは、以下の通りである。
δr=(D)/2 , δθ=(D)/2
ここで、D>Dであるから、δr>δθとなる。つまり、ボス38と軸受42は、許容される軸受42(クランクピン47)の変位量が、旋回プレート35の半径方向に大きく、旋回プレート35の周方向に小さいという異方性を有している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the boss 38 has an inner wall 38a. The inner wall 38a regulates the amount and direction of displacement of the bearing 42. Opening of the inner wall 38a, unlike the perfect circle has a long diameter D L in the radial direction of which is part pivot plate 35 of the orbiting scroll 30, an oval shape having a minor axis D S in the circumferential direction of the pivot plate 35 I am doing. On the other hand, the bearing 42 has a perfect circle (diameter D). Therefore, as shown in FIG. 3, assuming that the center of the region surrounded by the inner wall 38a coincides with the center of the bearing 37, the radial displacement allowance δr and the circumferential displacement allowance δθ are as follows. It is.
δr = (D L −D ) / 2, δθ = (D S −D ) / 2
Here, since it is D L> D S, the [delta] r> .delta..theta. That is, the boss 38 and the bearing 42 have anisotropy that the allowable displacement amount of the bearing 42 (crank pin 47) is large in the radial direction of the turning plate 35 and small in the circumferential direction of the turning plate 35 . .

[駆動軸50]
駆動軸50は、図示を省略する駆動、例えば電動モータの回転駆動力を旋回スクロール30に伝達する。
駆動軸50は、図1に示すように、駆動に接続される接続端51が一方端側に設けられ、旋回プレート35に保持される軸受37に保持される偏心軸53が他方端に設けられている。
駆動軸50は、主軸受54と副軸受55の二つの軸受により、ハウジング10に回転可能に支持されている。主軸受54は偏心軸53の近傍で駆動軸50を支持し、副軸受55は接続端51の近傍で駆動軸50を支持する。
[Drive shaft 50]
The drive shaft 50 transmits a rotational drive force of a drive source (not shown) such as an electric motor to the orbiting scroll 30.
As shown in FIG. 1, the drive shaft 50 has a connection end 51 connected to a drive source on one end side, and an eccentric shaft 53 held on a bearing 37 held on the swivel plate 35 on the other end. It has been.
The drive shaft 50 is rotatably supported on the housing 10 by two bearings of a main bearing 54 and a sub bearing 55. The main bearing 54 supports the drive shaft 50 in the vicinity of the eccentric shaft 53, and the auxiliary bearing 55 supports the drive shaft 50 in the vicinity of the connection end 51.

[スクロール圧縮機1の動作]
次に、以上の構成を備えるスクロール圧縮機1の動作は以下の通りである。
図示を省略する駆動の回転に従って駆動軸50が回転すると、旋回スクロール30が公転旋回運動を開始する。そうすると、吸入口27から吸入される流体は、ラップ22とラップ32によって形成される三日月形状の圧縮空間において圧縮され、中央部分に設けられる吐出ポート12から吐出される。
スクロール圧縮機1が動作している間、自転防止機構40は、旋回スクロール30が自転するのを防止する。
[Operation of scroll compressor 1]
Next, the operation of the scroll compressor 1 having the above configuration is as follows.
When the drive shaft 50 rotates according to the rotation of a drive source (not shown), the orbiting scroll 30 starts a revolving orbiting motion. Then, the fluid sucked from the suction port 27 is compressed in the crescent-shaped compression space formed by the wrap 22 and the wrap 32 and is discharged from the discharge port 12 provided in the central portion.
While the scroll compressor 1 is operating, the rotation prevention mechanism 40 prevents the orbiting scroll 30 from rotating.

[スクロール圧縮機1の効果]
次に、スクロール圧縮機1の効果を説明する。
流体が圧縮されると温度上昇するので、スクロール圧縮機1が駆動されている間に、固定スクロール20と旋回スクロール30は高温に晒され、熱膨張する。スクロール圧縮機1は、旋回スクロール30の自転防止機構40が、許容される軸受42の変位量が、旋回スクロール30の一部である旋回プレート35の半径方向に大きく、旋回プレート35の周方向に小さいという異方性を有している。したがって、旋回スクロール30が熱膨張しても、軸受42は半径方向への変位は、最大で2δrの範囲で吸収される。一方で、周方向への変位許容量δθが半径方向の変位許容量δrよりも小さいので、軸受42が周方向へ変位する量を小さく抑えることができる。したがって、旋回スクロール30が固定スクロール20に対してねじれるのを抑制できる。
[Effect of scroll compressor 1]
Next, the effect of the scroll compressor 1 will be described.
Since the temperature rises when the fluid is compressed, the fixed scroll 20 and the orbiting scroll 30 are exposed to a high temperature and thermally expanded while the scroll compressor 1 is driven. In the scroll compressor 1, the rotation prevention mechanism 40 of the orbiting scroll 30 has a large allowable displacement amount of the bearing 42 in the radial direction of the orbiting plate 35 that is a part of the orbiting scroll 30, and the circumferential direction of the orbiting plate 35. It has a small anisotropy. Therefore, even if the orbiting scroll 30 is thermally expanded, the radial displacement of the bearing 42 is absorbed in the range of 2δr at the maximum. On the other hand, since the allowable displacement amount δθ in the circumferential direction is smaller than the allowable displacement amount δr in the radial direction, the amount of displacement of the bearing 42 in the circumferential direction can be kept small. Therefore, it is possible to suppress the turning scroll 30 from being twisted with respect to the fixed scroll 20.

次に、スクロール圧縮機1は、3Dタイプの圧縮機であり、流体は周方向のみならず高さ方向にも圧縮されるので、高い圧縮比を得ることができる。ところが、この3Dタイプの圧縮機は、固定スクロール20が低段部21aと高段部21bを備えており、図4(a)に示すように、ラップ22の先端(歯先)と、端板21との接続部(歯底)との各々にステップ29a,29bが設けられる。図4(b)に示すように、旋回スクロール30についても同様に、ラップ32の歯先と歯底にステップ39a,39bが設けられる。固定スクロール20のステップ29a,29bと旋回スクロール30のステップ39a,39bは、両者が正常な状態では、干渉することはない。しかし、旋回スクロール30が周方向に変位して、固定スクロールとの間に生じるねじれが大きくなると、例えば、固定スクロール20のステップ29aと旋回スクロール30のステップ39bが、また、固定スクロール20のステップ29bと旋回スクロール30のステップ39aが接触することがある。そうすると、所望する気密性が損なわれるので圧縮性能が低下し、あるいはラップ22,32が破損するに至ることもある。本実施形態のように、軸受42が周方向へ変位する量を小さく抑え、旋回スクロール30の周方向への変位を抑えることにより、3Dタイプのスクロール圧縮機1における段差同士の接触を避けることができる。   Next, the scroll compressor 1 is a 3D type compressor, and the fluid is compressed not only in the circumferential direction but also in the height direction, so that a high compression ratio can be obtained. However, in this 3D type compressor, the fixed scroll 20 includes a low step portion 21a and a high step portion 21b, and as shown in FIG. 4A, the tip (tooth tip) of the wrap 22 and the end plate Steps 29a and 29b are provided in each of the connection portions (tooth bottoms) to 21. As shown in FIG. 4B, steps 39 a and 39 b are similarly provided on the tooth tip and the tooth bottom of the wrap 32 for the orbiting scroll 30. The steps 29a and 29b of the fixed scroll 20 and the steps 39a and 39b of the orbiting scroll 30 do not interfere with each other in a normal state. However, when the orbiting scroll 30 is displaced in the circumferential direction and a twist generated between the orbiting scroll 30 and the fixed scroll becomes large, for example, the step 29a of the fixed scroll 20 and the step 39b of the orbiting scroll 30 are also performed. And step 39a of the orbiting scroll 30 may come into contact with each other. In this case, the desired airtightness is impaired, so that the compression performance is lowered, or the wraps 22 and 32 may be damaged. As in this embodiment, the amount of displacement of the bearing 42 in the circumferential direction is kept small, and the displacement in the circumferential direction of the orbiting scroll 30 is restrained to avoid contact between steps in the 3D type scroll compressor 1. it can.

[第2実施形態]
次に、図5(a)〜図5(c)を参照して、本発明による第実施形態について説明する。
第2実施形態に係るスクロール圧縮機の基本的な構成は、第1実施形態のスクロール圧縮機1と同じであるから、以下では相違点であるボス38における軸受42の支持構造について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS . 5 (a) to 5 (c) .
Since the basic configuration of the scroll compressor according to the second embodiment is the same as that of the scroll compressor 1 of the first embodiment, a support structure for the bearing 42 in the boss 38 which is a difference will be described below.

第2実施形態におけるボス38は、内壁38aが真円をなし、また、軸受42は、外形が真円をなしている。また、軸受42の外周にリング状の弾性部材48を嵌合している。ただし、弾性部材48は、内周の形状は軸受42の外形形状に対応して真円に形成されているが、外周は長径Aと短径Asを有する長円に形成されている。つまり、弾性部材48は、長径A方向の厚みtθが短径As方向の厚みtrよりも厚く形成されている。そして、弾性部材48は、短径Asが半径方向に沿い、かつ、長径Aが周方向に沿うように、軸受42の外周に嵌合されている。 In the boss 38 in the second embodiment, the inner wall 38a has a perfect circle, and the outer shape of the bearing 42 has a perfect circle. A ring-shaped elastic member 48 is fitted on the outer periphery of the bearing 42. However, the elastic member 48, the inner peripheral shape is corresponding to the outer shape of the bearing 42 is formed into a true circle, the outer periphery is formed in an oval having a major axis A L and a minor axis As. That is, the elastic member 48, the major axis A L direction thickness is thicker than the minor diameter As the direction of the thickness tr. Then, the elastic member 48, minor As is along the radial direction, and, as the major axis A L is along the circumferential direction, are fitted on the outer periphery of the bearing 42.

ここで、内壁38aの直径をDとすると、直径D、長径A及び短径Asは、以下の関係を有している。
直径D=長径A>短径As
つまり、ボス38の内側において、軸受42の周囲に配置される弾性部材48は、内壁38aとの間に、旋回プレート35の半径方向には(D−As)/2=δrに相当するクリアランスが設けられているが、旋回プレート35の周方向にはクリアランスはない。したがって、弾性部材48を含めて、軸受42(クランクピン43)は、クリアランスに相当する分(2×δr)だけ、半径方向への変位が許容される。一方で、周方向については、軸受42は変位することはできるものの、弾性部材48が圧縮する量の範囲に限られ、この変位許容量は半径方向の変位許容量(2×δr)より小さい。
Here, when the diameter of the inner wall 38a and D 0, the diameter D 0, the major axis A L and the minor axis As, has the following relationship.
Diameter D 0 = major axis A L > minor axis As
That is, the elastic member 48 disposed around the bearing 42 inside the boss 38 is between the inner wall 38a and the clearance corresponding to (D 0 −As) / 2 = δr in the radial direction of the swivel plate 35. However, there is no clearance in the circumferential direction of the swivel plate 35 . Therefore, the bearing 42 (crank pin 43) including the elastic member 48 is allowed to be displaced in the radial direction by an amount corresponding to the clearance (2 × δr). On the other hand, in the circumferential direction, the bearing 42 can be displaced, but is limited to the range of the amount that the elastic member 48 can compress, and this allowable displacement is smaller than the allowable displacement in the radial direction (2 × δr).

以上の通りであるから、第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、旋回スクロール30が熱膨張しても、軸受42は半径方向への変位は吸収される一方で、周方向へ変位する量を小さく抑えることができるので、旋回スクロール30が固定スクロール20に対してねじれるのを抑制できる。   As described above, also in the second embodiment, as in the first embodiment, even if the orbiting scroll 30 is thermally expanded, the bearing 42 absorbs the displacement in the radial direction, but in the circumferential direction. Since the amount of displacement can be kept small, the orbiting scroll 30 can be prevented from being twisted with respect to the fixed scroll 20.

次に、例えば鋳造により旋回スクロール30を作製したままでは、内壁38aの表面精度が不十分であり、機械加工を施す必要がある。このとき、第1実施形態のように長円を加工するにはフライスなどの工具を長径D方向に往復移動させる必要があるのに対して、第2実施形態のように真円を加工するには工具を軸方向に移動させるだけで足りる。したがって、第2実施形態は、第1実施形態に比べてボス38の加工が容易である。 Next, if the orbiting scroll 30 is produced by casting, for example, the surface accuracy of the inner wall 38a is insufficient, and it is necessary to perform machining. At this time, in processing the oval as in the first embodiment is processed whereas it is necessary to reciprocate a tool such as a milling cutter in the long diameter D L direction, the circularity as in the second embodiment All you need to do is move the tool in the axial direction. Therefore, the second embodiment is easier to process the boss 38 than the first embodiment.

[第3実施形態]
次に、図6を参照して、本発明による第3実施形態について説明する。
第3実施形態に係るスクロール圧縮機3の基本的な構成は、第2実施形態のスクロール圧縮機2と同じであり、ボス38の内壁38aは真円をなしている。したがって、以下では、第2実施形態との相違点である弾性部材49に焦点をあてて説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the scroll compressor 3 according to the third embodiment is the same as that of the scroll compressor 2 of the second embodiment, and the inner wall 38a of the boss 38 is a perfect circle. Therefore, the following description will focus on the elastic member 49 that is a difference from the second embodiment.

第3実施形態の弾性部材49は、4つのアーク状のセグメント49a,49b,49c及び49dからなる。セグメント49a,49b,49c及び49dは、軸受42と内壁38aの間に均等な間隔で配置されている。
セグメント49a,49b,49c及び49dは、いずれも弾性体から構成されており、形状及び寸法は同じであるが、セグメント49a,49bとセグメント49c,49dとは、構成される材料の弾性係数が相違する。つまり、セグメント49a,49bは同じ材料M1で構成されており、その材料の弾性係数はE1であり、セグメント49c,49dは同じ材料M2で構成されており、その材料の弾性係数はE2である。ただし、弾性係数E1は弾性係数E2よりも大きい(E1>E2)。
The elastic member 49 of the third embodiment includes four arc-shaped segments 49a, 49b, 49c and 49d. The segments 49a, 49b, 49c and 49d are arranged at equal intervals between the bearing 42 and the inner wall 38a.
Each of the segments 49a, 49b, 49c, and 49d is made of an elastic body, and has the same shape and dimensions. However, the segments 49a, 49b and the segments 49c, 49d have different elastic coefficients. To do. That is, the segments 49a and 49b are made of the same material M1, the elastic coefficient of the material is E1, the segments 49c and 49d are made of the same material M2, and the elastic coefficient of the material is E2. However, the elastic modulus E 1 is also large Ri good elasticity coefficient E 2 (E1> E2).

第3実施形態は、弾性係数E1の大きいセグメント49a,49bを方向に沿って配置し、弾性係数E2の小さいセグメント49c,49dを半径方向に沿って配置している。したがって、周囲を弾性部材49(セグメント49a,49b,49c及び49d)により拘束されている軸受42は、半径方向への変位が容易であり、これに比べて周方向への変位は困難であるから、半径方向への変位許容量δrは、周方向への変位許容量δθよりも大きくなる。 In the third embodiment, the segments 49a and 49b having a large elastic coefficient E1 are arranged along the circumferential direction, and the segments 49c and 49d having a small elastic coefficient E2 are arranged along the radial direction. Therefore, the bearing 42 whose periphery is constrained by the elastic members 49 (segments 49a, 49b, 49c, and 49d) is easily displaced in the radial direction, and compared with this, it is difficult to displace in the circumferential direction. The allowable displacement amount δr in the radial direction is larger than the allowable displacement amount δθ in the circumferential direction.

以上の通りであるから、第3実施形態にかかるスクロール圧縮機1も第2実施形態と同様の効果を奏するのに加えて、弾性部材49がセグメント49a,49b,49c及び49dに分割されているので、リング状の弾性部材48に比べて、軸受42の周囲に装着するのが容易である。また、セグメント49a,49b,49c及び49dの厚さが一定であるので、弾性部材49の製作が容易である。   As described above, the scroll compressor 1 according to the third embodiment has the same effect as that of the second embodiment, and the elastic member 49 is divided into segments 49a, 49b, 49c and 49d. Therefore, it is easier to mount around the bearing 42 than the ring-shaped elastic member 48. Further, since the thickness of the segments 49a, 49b, 49c and 49d is constant, the elastic member 49 can be easily manufactured.

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、第1実施形態〜第3実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, unless departing from the gist of the present invention, the configurations described in the first to third embodiments are selected or changed to other configurations as appropriate. Is possible.

例えば、旋回スクロール30の周方向に均等に配置した3つの自転防止機構40の全てについて、変位許容量δrを変位許容量δθよりも大きくするという本発明を適用したが、少なくとも1つの自転防止機構に本発明を適用してもよい。   For example, the present invention in which the displacement allowable amount δr is made larger than the displacement allowable amount δθ for all of the three rotation prevention mechanisms 40 arranged evenly in the circumferential direction of the orbiting scroll 30 is applied. However, at least one rotation prevention mechanism is used. The present invention may be applied to.

また、第1実施形態は、内壁38aの開口形状を長円にすることで変位許容量δrを変位許容量δθよりも大きくしているが、内壁38aの開口形状を真円にする一方、シム等の別部材を内壁38aの周方向に介在させることによって、変位許容量δrを変位許容量δθよりも大きくすることができる。
また、第1実施形態は、内壁38aの開口形状を長円にする例を示したが、変位許容量δrを変位許容量δθよりも大きくできるのであれば、長円に限る必要はなく、例えば、矩形の開口形状とすることもできる。第2実施形態の弾性部材48についても同様である。
In the first embodiment, the permissible displacement δr is made larger than the permissible displacement δθ by making the opening shape of the inner wall 38a an ellipse. However, while the opening shape of the inner wall 38a is a perfect circle, By interposing another member such as a member in the circumferential direction of the inner wall 38a, the allowable displacement amount δr can be made larger than the allowable displacement amount δθ.
The first embodiment shows an example in which the opening shape of the inner wall 38a is an ellipse. However, if the displacement allowance δr can be made larger than the displacement allowance δθ, the shape need not be limited to an ellipse. A rectangular opening shape can also be used. The same applies to the elastic member 48 of the second embodiment.

また、第2,3実施形態は、弾性部材48,49を軸受42の外輪と内壁38aの間に介在させた例を示したが、弾性部材は軸受42の内輪とクランクピン43,47の間に介在させることもできる。
また、第2実施形態の弾性部材48を、第3実施形態のように複数のセグメントに分割することもできる。この場合、各セグメントは同じ厚さとするが、半径方向よりも周方向に介在させるセグメントの枚数を増やせばよい。例えば、半径方向には1枚のセグメントを介在させるが、周方向には2枚のセグメントを介在させれば、変位許容量δrを変位許容量δθよりも大きくすることができる。
さらに、第3実施形態は、弾性部材49を4つのセグメント49a〜49dに分割した例を示したが、弾性係数の異なる2種類の材料を一体的に形成した複合材からなる弾性部材49とすることもできる。
In the second and third embodiments, the elastic members 48 and 49 are interposed between the outer ring of the bearing 42 and the inner wall 38a. However, the elastic member is provided between the inner ring of the bearing 42 and the crank pins 43 and 47. It can also be interposed.
Moreover, the elastic member 48 of 2nd Embodiment can also be divided | segmented into a some segment like 3rd Embodiment. In this case, each segment has the same thickness, but the number of segments interposed in the circumferential direction rather than the radial direction may be increased. For example, if one segment is interposed in the radial direction but two segments are interposed in the circumferential direction, the allowable displacement amount δr can be made larger than the allowable displacement amount δθ.
Furthermore, although 3rd Embodiment showed the example which divided | segmented the elastic member 49 into four segments 49a-49d, it is set as the elastic member 49 which consists of a composite material which integrally formed two types of materials from which an elastic coefficient differs. You can also.

その他に、スクロール圧縮機1はあくまで一例であり、本発明は、ピンクランク式の自転防止機構を用いるスクロール圧縮機に広く適用することができる。   In addition, the scroll compressor 1 is merely an example, and the present invention can be widely applied to a scroll compressor using a pin crank type rotation prevention mechanism.

1 スクロール圧縮機
10 ハウジング
10a 第1ハウジング
10b 第2ハウジング
11b,11c,11d 収容室
12 吐出ポート
20 固定スクロール
21 端板
21a 低段部
21b 高段部
21e 貫通孔
22 ラップ
23 チップシール
24 冷却フィン
26 外周壁
27 吸入口
29a,29b ステップ
30 旋回スクロール
31 端板
31a 低段部
31b 高段部
31c 凹溝
32 ラップ
33 チップシール
34 冷却フィン
35 旋回プレート
36 ボス
37 軸受
38 ボス
38a 内壁
39a,39b ステップ
40 自転防止機構
41 第1要素
42 軸受
43 クランクピン(第1ピン)
44 偏心軸
45 第2要素
46 軸受
47 クランクピン(第2ピン)
48,49 弾性部材
49a,49b,49c,49d セグメント
50 駆動軸
51 接続端
53 偏心軸
54 主軸受
55 副軸受
長径
As 短径
D 直径
直径
長径
短径
δr 変位許容量
δθ 変位許容量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scroll compressor 10 Housing 10a 1st housing 10b 2nd housing 11b, 11c, 11d Accommodating chamber 12 Discharge port 20 Fixed scroll 21 End plate 21a Low step part 21b High step part 21e Through-hole 22 Lap 23 Chip seal 24 Cooling fin 26 Outer peripheral wall 27 Suction port 29a, 29b Step 30 Orbiting scroll 31 End plate 31a Low step portion 31b High step portion 31c Concave groove 32 Lap 33 Chip seal 34 Cooling fin 35 Revolving plate 36 Boss 37 Bearing 38 Boss 38a Inner wall 39a, 39b Step 40 Anti-rotation mechanism 41 First element 42 Bearing 43 Crank pin (first pin)
44 Eccentric shaft 45 Second element 46 Bearing 47 Crank pin (second pin)
48, 49 Elastic members 49a, 49b, 49c, 49d Segment 50 Drive shaft 51 Connection end 53 Eccentric shaft 54 Main bearing 55 Sub bearing A L Long diameter As Short diameter D Diameter D 0 diameter D L long diameter D S Short diameter δr Displacement allowance δθ Allowable displacement

Claims (4)

固定スクロールと、
前記固定スクロールに対して公転旋回運動するとともに、前記固定スクロールとの間に流体を圧縮する圧縮空間を形成するように組み合わされた旋回スクロールと、
前記旋回スクロールの自転防止機構と、を備え、
前記固定側ラップ、及び、前記旋回側ラップは、各々、歯先、及び、根元に段差を設けることで、外周側の方が内側側よりも背が高く、
3つの前記自転防止機構が、周方向に等間隔で配置され、
それぞれの前記自転防止機構は、
第1ピンと第2ピンを有するピンクランクと、
前記旋回スクロールと一体的な軸受箱に保持され、前記第1ピンを支持する第1軸受と、
前記軸受箱の近傍に設けられる第2軸受収容空間又は前記固定スクロールに保持され、前記第2ピンを支持する第2軸受と、を有し、
前記旋回スクロールの半径方向における、前記第1ピンの許容変位量をδrとし、
前記旋回スクロールの周方向における、前記第1ピンの許容変位量δθとすると、
δr > δθ
を満足し、
前記自転防止機構は、
前記軸受箱の開口が、前記半径方向に長軸を有し、かつ、前記周方向に短軸を有する形状をなしていることを特徴とするスクロール圧縮機。
With fixed scrolling,
A revolving orbiting motion with respect to the fixed scroll, and a revolving scroll combined to form a compression space for compressing fluid between the fixed scroll, and
A rotation prevention mechanism for the orbiting scroll,
The fixed-side wrap and the turning-side wrap are each provided with a step at the tooth tip and the root, so that the outer peripheral side is taller than the inner side,
The three rotation prevention mechanisms are arranged at equal intervals in the circumferential direction,
Each of the rotation prevention mechanisms is
A pin crank having a first pin and a second pin;
A first bearing held in a bearing box integral with the orbiting scroll and supporting the first pin;
A second bearing that is held in a second bearing housing space provided in the vicinity of the bearing box or the fixed scroll and supports the second pin,
An allowable displacement amount of the first pin in the radial direction of the orbiting scroll is δr,
When the allowable displacement amount δθ of the first pin in the circumferential direction of the orbiting scroll is
δr> δθ
Satisfied ,
The rotation prevention mechanism is
Opening of the bearing boxes, the radially has a major axis, and a scroll compressor characterized that you have a shape having a minor axis in the circumferential direction.
前記軸受箱の開口は、長円形状である、
請求項に記載のスクロール圧縮機。
The opening of the bearing box has an oval shape,
The scroll compressor according to claim 1 .
前記軸受箱に保持される前記第1軸受は、外形が真円である、
請求項に記載のスクロール圧縮機。
The first bearing held in the bearing box has a perfect circle outer shape.
The scroll compressor according to claim 2 .
前記第1ピン及び前記第2ピンは偏心軸を介して一体的に接続されており、
前記第1ピン、前記第2ピン、及び前記偏心軸は、一体のクランク軸を構成する、
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
The first pin and the second pin are integrally connected via an eccentric shaft,
The first pin, the second pin, and the eccentric shaft constitute an integral crankshaft.
The scroll compressor as described in any one of Claims 1-3 .
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