JPH03149383A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は　冷凍空調用等の冷媒圧縮機あるいは空気圧縮
機として用いられるスクロール式の電動圧縮機に関する
ものである。

従来の技術 従来　この種の圧縮機（飄　第９図および第１０図に示
すように　密閉容器１０１の内部に圧縮機構１０２を駆
動する電動機１０３の固定子１０４が固定され　この電
動機１０３の回転子１０５に圧縮機構１０２を駆動する
クランク軸１０６が結合され　密閉容器１０１の下部が
潤滑油溜１０７となっている。圧縮機構１０２ＬＬ、　
　固定枠体１０８に固定渦巻羽根１０９を一体に形成し
た固定渦巻羽根部材１１０と、この固定渦巻羽根１０９
と噛み合って複数個の圧縮作業空間１１４を形成する旋
回渦巻羽根１１１を旋回鏡板１１２の上に形成した旋回
渦巻羽根部材１１３と、この旋回渦巻羽根部材１１３の
自転を防止して旋回のみをさせる自転拘束部材１１５と
を有し　この旋回鏡板１１２の旋回渦巻羽根１１１とは
反対側に設けた旋回駆動軸］、１６ｉ表　　クランク軸
１０６の一端に形成した主軸１１７の内方に設けられた
偏心軸受１１８に嵌入さ株　このクランク軸１０６はそ
の主軸１１７を支承する主軸受１１９を有する主軸受部
材１２０と、主軸とは反対側のクランク軸１０６の端部
を支承するすべり形の上部軸受１２１を有する上部軸受
部材１２２で支持されている。前記主軸受部材１２０に
固定されたスラスト軸受１２３は旋回鏡板１１２を軸方
向に支承すも　圧縮機の吸入管１２４から吸入した冷媒
気体（表圧縮機構１０２の吸入口１２５から圧縮機構１
０２に入り、圧縮作業空間１１４で圧縮され　吐出口１
２６から吐出室１２７を経て吐出管１２８を通り圧縮機
の外に吐出される。　（特開平１−１７７４８２号公報
）。

発明が解決しようとする課題 上に述べた従来例の圧縮機仕　クランク軸１０６を両端
で支持して回転子１０５を保持する構造にしているため
、主軸受１１９にはほとんどモーメントがかからず、さ
らｉミ　　クランク軸１０６を曲げようとするモーメン
トも小さく、信頼性が向上できも　しかし組立ての際に
　クランク軸１０６の回転軸にこじれ等が生じやすく、
振動や軸受破損が発生する原因となることがあった　さ
らに　上部軸受１２１は油潤滑不足になりがちで、すべ
り形の軸受では破損をきたす恐れがある。また　上記問
題解決のための方策として、第１０図の構成が考えられ
ていも　同図はクランク軸２０１の主軸２０２とは反対
側の端部を転がり形の上部軸受２０３で支承したもので
ある。転がり形の軸受（上　すべり形の軸受けに比べ　
ラジアル荷重とアキシアル荷重とを同時に受けることが
でき、さら（、二　少量の潤滑油でも潤滑が可能である
ことから、組立精度や油潤滑に柔軟性をもたせることか
できる。　（特開平１−１７０７７９号公報　特開昭５
８−１７２４８５号公報、特開昭６２−２５３９８２号
公報など）。

しかし　転がり形の軸受（よ　軸方向の振動および共振
により振紘　異音を発生するという大きな問題があり池
　上記問題点に鑑へ　本発明の第１の目的（友　複軌　
騒音特性の改善を図り、さらには信頼性と性能の向上を
図るものであも　さら鳳本発明の第２の目的（よ　落下
、輸送に伴う転がり形の上部軸受の破損を防止すること
を目的としたものである。

課題を解決するための手段 上記第１の目的を達成するたべ　本発明く戴　第１の手
段として、密閉容器の内部の上部に電動機とその下部に
この電動機で駆動する圧縮機構を配設し　前記圧縮機構
を、固定枠体に固定渦巻羽根を形成した固定渦巻羽根部
材と、前記固定渦巻羽根と噛み合って複数個の作業空間
を形成する旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回
渦巻羽根部材と、この旋回渦巻羽根部材の自転を防止し
て旋回のみをさせる自転拘束部材とを有し　前記旋回渦
巻羽根部材を旋回駆動するためのクランク軸の一端に形
成した主軸を主軸受で支承し　前記旋回鏡板の旋回渦巻
羽根とは反対側に形成した旋回駆動軸を前記クランク軸
の主軸の内側に偏心して設けた偏心軸受に嵌入し　前記
クランク軸を前記電動機の回転子に結合し　このクラン
ク軸の前記主軸とは反対側の端部を転がり形の上部軸受
で支承し　前記上部軸受の下面側には前記クランク軸の
上方への過剰な浮き上がりを防止する浮上抑制板を配設
固定し　前記クランク軸は　前記回転子との結合部分を
前記上部軸受とのはめあい部分より太くし段付形状とし
　前記クランク軸（よ　前記上部軸受の内輪端面で支持
された支持部材に　固定部材により吊り上げ固定され　
前記クランク軸の段付面Ａと前記浮上抑制板との間に微
少隙間を設けた構成にしたものである。また　第２の手
段として、本発明く上　上記第１の手段に加えて、前記
電動機の前記回転子のセンターを前記固定子のセンター
より上方にずらした構成にしたものである。また　第３
の手段として、本発明くよ　上記第フー １の手段に加えて、前記上部軸受の内輪と前記支持部材
の支持面を接着固定する構成にしたものである。さら艮
　上記第１の目的に加えて、上記第２の目的を達成する
た八　本発明くよ　第４の手段として、上記第１、第２
、第３の手段に加えて、軸方向に弾性力を付勢する弾性
部材と、前記弾性部材を保持する保持部材とを有し　前
記上部軸受の内輪端面と前記保持部材により前記弾性部
材を保持し　前記クランク軸（山　前記保持部材へ　固
定部材により吊り上げ固定された構成にしたものである
。また　第５の手段として、本発明は　上記第４の手段
に加えて、前記弾性部材の前記上部軸受の限界荷重によ
る弾性たわみ量より、前記クランク軸の初期吊り上げ量
を少なくした構成にしたものであも　さらく　第６の手
段として、本発明く友　上記第４、第５の手段に加えて
、前記クランク軸は　前記上部軸受とのはめあい部分よ
り上の部分を細くした段付形状とし　その段付面Ｂへ前
記支持部材を嵌入当接させ、前記支持部材と前記保持部
材により、前記弾性部材に初期変形を与え、前記保持部
材を前記クランク軸に固定部材により保持し　前記クラ
ンク軸を前記支持部材により前記上部軸受の内輪面に吊
り上げ支持した構成にしたものである。

作用 上記手段による作用（よ　以下のとおりである。

本発明は　第１の手段により、転がり形の上部軸受の内
輪にクランク軸系の自重力丈　支持部材を介してアキシ
アル方向は　予圧として作用するた八軸系の軸方向の振
動および共振による上部軸受から発生する異音等を防止
できるともに　落下、輸送に伴うクランク軸の上方への
過剰な浮上を、クランク軸の段付面Ａが浮」−抑制板と
当接することにより防止できる。また　クランク軸系の
全スラスト力を転がり形の上部軸受のみで支承する構造
となるので、スラスト力による摺動損失が低減できる。

さら（二　本発明（よ　第２の手段により、第１の手段
による作用に加えて、電動機の回転子と固定子とのマグ
ネットセンターのずれによりクランク軸系に磁気吸引力
を発生させることにより、クランク軸系の自重のみなら
ず、磁気吸引力も上部軸受の内輪に　予圧として作用す
るので、上部軸受から発生する異音等の防止効果をさら
に高める。また　本発明は　第３の手段により、第１、
第２の手段による作用に加えて、上部軸受の内輪と支持
部材の支持面間を、接着手段によって、固定し　前記上
部軸受の内輪とクランク軸との間での滑りをなくすこと
により、クランク軸と上部軸受とのはめあい面の摩耗が
防止でき、信頼性が向上すム　ざらｉ−本発明（よ　第
４の手段により、第１、第２、第３の手段による作用に
加えて、弾性部材を介するこにより、落下、輸送に伴う
上部軸受への衝撃力が緩和させるので、上部軸受の保護
効果が得られる。さら鳳　本発明くよ　第５の手段によ
り、第４の手段に加えて、弾性部材の上部軸受の限界荷
重による弾性たわみ量より、クランク軸の初期吊り上げ
量を少なくしているので、落下、輸送に伴う衝撃力力（
上部軸受の限界荷重を超える以前ＪＱ　　クランク軸の
吊り上げ蛍がなくなり、クランク軸側でその衝撃力を受
けることにな−ｌ〇− るので、上部軸受にはその限界荷重を超える衝撃力は作
用することはなく、上部軸受の保護が完全なものとなる
。さら鳳　本発明１社　第６の手段により、予め弾性部
材を変形させて、クランク軸系の自重以上の荷重をかけ
ることにより、通常運転では弾性部材にはクランク軸系
の自重以上の荷重はかからないので、弾性部材は弾性体
として作用せ咀　その結果　運転周波数と共振を起こす
ことはなくなり、第４、第５の手段による作用に加えて
、より振肱　騒音に優れたものとなる。

実施例 以下、本発明の実施例のスクロール圧縮機について、図
面を参照しながら説明する。まず、第１図により、本発
明の第１の実施例について説明する。同図において、密
閉容器１の内部に圧縮機構２を駆動する電動機３の固定
子４が固定され　この電動機３の回転子５に圧縮機構２
を駆動するクランク軸６が結合され　密閉容器１の下部
が潤滑油溜７となっている。圧縮機構２（友　固定枠体
８に固定渦巻羽根９を一体に形成した固定渦巻羽根１１
一 部材ＩＯと、この固定渦巻羽根９と噛み合って複数個の
圧縮作業空間１４を形成する旋回渦巻羽根１１を旋回鏡
板１２の上に形成した旋回渦巻羽根部材１３と、この旋
回渦巻羽根部材１３の自転を防止して旋回のみをさせる
自転拘束部材１５とを有し　この旋回鏡板１２の旋回渦
巻羽根１１とは反対側に設けた旋回駆動軸１６（ヨ　　
クランク軸６の一端に形成した主軸１７の内方に設けら
れた偏心軸受１８に嵌入され　このクランク軸６はその
主軸１７を支承する主軸受１９を有する主軸受部材２０
と、主軸１７とは反対側のクランク軸６の端部を支承す
るすべり形の上部軸受２１を有する上部軸受部材２２で
支持されている。前記上部軸受２１の下面側に（瓜　前
記クランク軸６の上方への過剰な浮き上がりを防止する
浮上抑制板２４力丈　前記上部軸受部材２２へ配設固定
され　一体化されている。前記クランク軸６仕　　前記
上部軸受２１の内輪２３端面で支持された支持部材２５
に止め輪２６により吊り上げ固定されており、前記クラ
ンク軸６へ　前記回転子５との結合部分と前記上部軸受
２１とのはめあい部分の段付面Ａ２７と前記浮上抑側板
２３との間には微少隙間２８が確保されている。

また　旋回鏡板１２の背面から微少な間隔の隙間をおい
て旋回渦巻羽根部材１３の軸方向の動きを制限する軸方
向制限板２９が前記主軸受部材２０に一体化され　さら
く　この旋回鏡板１２の背面に　この背面とは摺動自在
で背面の中心側に吐出圧力が作用し　外周部の背圧室３
１にそれよりも低い背圧圧力が作用するように仕切る環
状の背圧仕切帯３０が配設されている。圧縮機の吸入管
３２から吸入した冷媒気体（表　圧縮機構２に入り、圧
縮作業空間１４で圧縮され　吐出口３３から吐出室３４
を経て吐出管３５を通り圧縮機の外に吐出される。上記
構成において、上部軸受２１の内輪２３には　クランク
軸系の自重力交　支持部材２５を介してアキシアル方向
に　予圧として作用する。その結果、軸系の軸方向の振
動および共振により上部軸受２１から発生する異音等を
防止する。しかし　予圧により軸受の剛性が高くなり、
特に高速回転においては耐久性が問題になってくる力丈
　本発明によれＩＣ潤滑油を含有した冷媒気体を上部軸
受２１の周囲を通過させて、前記上部軸受２１を潤滑す
る工夫がなされているので、耐久性低下は防止できる。

また　落下、輸送に伴うクランク軸６の上方への過剰な
浮上は　クランク軸６の段付面Ａ２７が浮上抑制板２３
と当接することにより防止でき乙　さら１、ニ　クラン
ク軸系の全スラスト力を転がり形の上部軸受２１のみで
支承する構造となるので（スラスト力による摺動損失が
低減できる。次へ　第２図により、本発明の第２の実施
例について説明すも　ここで、第１の実施例と同一のも
のについて（よ　同一の符号を付して説明を省略する。

同図において、電動機３の回転子５のセンター５ａを固
定子４のセンター４８より上方にずらして配設されてい
る。上記構成において、電動機３の回転子５と固定子４
とのマグネットセンターのずれによりクランク軸系に磁
気吸引労が発生する。その結果　第１の実施例に加えて
、クランク軸系の自重のみならず、磁気吸引力も上部軸
受２１の内輪２３（二　　予圧として作用するので、上
部軸受２１から発生する異音等の防止効果をさらに高め
も　さらに　第３図により、本発明の第３の実施例につ
いて説明すも　ここで、先の実施例と同一のものについ
て（よ　同一の符号を付して説明を省略する。同図にお
いて、上部軸受２１の内輪２３と支持部材２５の支持面
間３６を、接着剤３７などの接着手段によって、容易に
取れないように固定している。上記構成において、前記
上部軸受の２１の内輪２３とクランク軸６との間での滑
りがなくなる。その結果、クランク軸６と上部軸受２１
とのはめあい面の摩耗が防止でき、第１、第２の効果に
加えて、信頼性が向上する。さら！へ　第４図により、
本発明の第４の実施例について説明する。

ここで、先の実施例と同一のものについては　同一の符
号を付して説明を省略する。同図において、軸方向に弾
性力を付勢する弾性部材として波ワッシャ３８を、上部
軸受２１の内輪２３上に配設し　保持部材３９により、
波ワッシャ３８を保持する。前記クランク軸６（友　前
記保持部材３９に止め輪２６で吊り上げ固定され　波ワ
ッシャ３８を介して前記上部軸受２１の内輪２３端面で
支持される。上記構成において、上記第１〜第３の実施
例と同様置　土部軸受からの異音等の防止効果に加えて
、波ワッシャ３８の弾性により、落下、輸送に伴う上部
軸受２１への衝撃力を緩和するので、上部軸受２１の保
護効果が得られる。さらに　第５は　第６図により、本
発明の第５の実施例について説明する。ここで、先の実
施例と同一のものについては　同一の符号を付して説明
を省略する。同図において、波ワッシャ３８の上部軸受
２１の限界荷重による弾性たわみ量４１より、クランク
軸６の初期吊り上げ量４０を少なく設定していも　上記
構成において、第６図からも理解できるよう１．ミ　　
落下、輸送に伴う衝撃力力丈上部軸受２１の限界荷重を
超える以前置　クランク軸６の吊り上げ景がなくなり、
クランク軸６の主軸１７側のスラスト面４２でその衝撃
力を受けることになるので、上部軸受２１にはその限界
荷重を超える衝撃力は作用することはなく、上記第４の
実施例の作用に加えて、上部軸受２１の保護が完全なも
のとな４　さら囮　第７＠　第８＠　第９図により、本
発明の第６の実施例について説明する。ここて　先の実
施例と同一のものについて（表　同一１ロー の符号を付して説明を省略する。第７図において、クラ
ンク軸６を、前記上部軸受２１とのはめあい部分より上
の部分を細くした段付形状にし　その段付面Ｂ４３に支
持部材２５を嵌人当接させ、波ワッシャ３８（ヨ　　前
記支持部材２５と保持部材３９により、予め初期変形を
与えられ　前記クランク軸６に止め輪２６で固定されて
いる。前記クランク軸６ζよ　前記支持部材２５で前記
上部軸受け２１の内輪２３の端面に吊り下げ支持される
。波ワッシャ３８への初期変形付与方法をさらに詳しく
説明するためム　第８図に前記波ワッシャの組込み部分
の拡大図を示す。

前記支持部材２５の上面に波ワッシャ３８を配設しその
上方から、軸方向に前記保持部材３９を圧接させて前記
波ワツシヤ３８に初期変形を付与し　止め輪２６により
クランク軸６に固定する。上記構成において、予め波ワ
ッシャ３８を変形させて、クランク軸系の自重以上の荷
重をかけておけ（′！、通常運転では波ワッシャにはク
ランク軸系の自重以上の荷重はかからないので、波ワッ
シャは弾性体として作用せず、その結果　運転周波数と
共振を起こ１フー すことはないので、第４、第５の実施例の効果に加えて
、より振飢　騒音に優れたものとなる。な抵　上記各実
施例においては　クランク軸６の吊り上げ固定する阪　
止め輪２６を用いる場合として説明した力（容易にはず
れない固定具　例えばボルト等であれは　それは特に限
定されるものではない。また　上記第４、第５、第６の
実施例でにｔ。

弾性部材として、波ワッシャを用いた力丈　上部軸受２
１の限界荷重以内で弾性限を超えなけれ（偵　特に限定
されるものではない。

発明の効果 上記実施例より明らかなように本発明くよ　転がり形の
上部軸受の内輪にクランク軸系の自重が。

支持部材を介してアキシアル方向（ζ　予圧として作用
するた敦　軸系の軸方向の振動および共振による上部軸
受から発生する異音等を防止できるととも！へ　落下、
輸送に伴うクランク軸の上方への過剰な浮上を、クラン
ク軸の段付面Ａが浮上抑制板と当接することにより防止
できる。また　クランク軸系の全スラスト力を転がり形
の上部軸受のみで支承する構造となるので、スラスト力
による摺動損失が低減できる。さら鳳　電動機の回転子
と固定子とのマグネットセンターのずれによりクランク
軸系に磁気吸引力を発生させることにより、クランク軸
系の自重のみなら慣　磁気吸引力も上部軸受の内輪（二
　予圧として作用するのゑ　上部軸受から発生する異音
等の防止効果をさらに高める。さら鳳　上部軸受の内輪
と支持部材の支持面間を、接着手段によって、接着固定
し　前記上部軸受の内輪とクランク軸との間での滑りを
なくすことにより、クランク軸と上部軸受とのはめあい
面の摩耗が防止でき、信頼性が向上すム　さらく波ワッ
シャ等の弾性部材を介することにより、落下、輸送に伴
う上部軸受への衝撃力が緩和させるので、上部軸受の保
護効果が得られも　さら艮弾性部材の上部軸受の限界荷
重による弾性たわみ量より、クランク軸の初期吊り上げ
量を少なくしているので、落下、輸送に伴う衝撃力力丈
　上部軸受の限界荷重を超える以前は　クランク軸の吊
り」−げ量がなくなり、クランク軸側でその衝撃力を受
けることになるので、上部軸受にはその限界荷重を超え
る衝撃力は作用することはなく、上部軸受の保護が完全
なものとなる。さら（ミ　予め弾性部材を変形させて、
クランク軸系の自重以上の荷重をかけることにより、通
常運転では弾性部材にはクランク軸系の自重以上の荷重
はかからないので、弾性部材は弾性体として作用せづ１
　その結果運転周波数と共振を起こすことはなくなり、
より複軌　騒音に優れたものとなる。以上の効果により
、振軌　騒音特性に優れ　さらには信頼性と性能の向上
を図ったスクロール圧縮機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すスクロール圧縮機
の断面＠　第２図は本発明の第２の実施例を示すスクロ
ール圧縮機の部分断面医　第３図は本発明の第３の実施
例を示すスクロール圧縮機の部分断面医　第４図は本発
明の第４の実施例を示すスクロール圧縮機の部分断面諷
　第５図は本発明の第５の実施例を示すスクロール圧縮
機の断−加− 面艮　第６図は前記第５実施例における弾性部材（波ワ
ッシャ）のたわみとクランク軸の吊り上げ量との関係を
示した特性は　第７図は本発明の第６の実施例を示すス
クロール圧縮機の部分断面は第８図は波ワッシャ組込み
部分の拡大断面医　第９図および第１０図はそれぞれ従
来のスクロール圧縮機の断面図である。 ｌ・・・・密閉容縁　３・・・・電動ａ　４・・・・固
定子、４ａ・・・・固定子のセンター、　５・・・・回
転子、　５ａ・・・・回転子のセンター、　６・・・・
クランク車［１１，８・・・・固定枠＆９・・・・固定
渦巻羽根、１０・・・・固定渦巻羽根部材、１１・・・
・旋回渦巻羽根、１２・・・・旋回鏡楓１３・・・・旋
回渦巻羽根部材、１５・・・・自転拘束部材、１６・・
・・旋回駆動執１７・・・・主車ｌｌＬ１８・・・・偏
心軸受、１９・・・・主軸受、２０・・・・主軸受部材
、２１・・・・上部軸受、２２・・・・上部軸受部株　
２３・・・・上部軸受の内線２４・・・・浮上抑制板、
２５・・・・支持部材、２６・・・・止め輪（固定部材
）、２７・・・・クランク軸の段付面Ａ、２８・・・・
微少隙肌　３６・・・・上部軸受の内輪と支持部材の支
持皿３７・・・・接着剤（接着手段）、３８・・・・２
１一 波ワッシャ（弾性部材）、３９・・・・保持部株　４０
・・・・クランク軸の初期吊り上げ量、４１・・・・波
ワッシャ（弾性部材）の弾性たわみ量、４２・・・・ク
ランク軸の主軸側のスラスＩ−ｉ４３・・・・クランク
軸の段付面Ｂ０ 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はかｌ　名−η−

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉容器の内部の上部に電動機とその下部にこの
   電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、
   固定枠体に固定渦巻羽根を形成した固定渦巻羽根部材と
   、前記固定渦巻羽根と噛み合って複数個の作業空間を形
   成する旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻
   羽根部材と、この旋回渦巻羽根部材の自転を防止して旋
   回のみをさせる自転拘束部材とを有し、前記旋回渦巻羽
   根部材を旋回駆動するためのクランク軸の一端に形成し
   た主軸を主軸受で支承し、前記旋回鏡板の旋回渦巻羽根
   とは反対側に形成した旋回駆動軸を前記クランク軸の主
   軸の内側に偏心して設けた偏心軸受に嵌入し、前記クラ
   ンク軸を前記電動機の回転子に結合し、このクランク軸
   の前記主軸とは反対側の端部を転がり形の上部軸受で支
   承し、前記上部軸受の下面側には前記クランク軸の上方
   への過剰な浮き上がりを防止する浮上抑制板を配設固定
   し、前記クランク軸は、前記回転子との結合部分を前記
   上部軸受とのはめあい部分より太くした段付形状とし、
   前記クランク軸は、前記上部軸受の内輪端面で支持され
   た支持部材に、固定部材により吊り上げ固定され、前記
   クランク軸の段付面Ａと前記浮上抑制板との間に微少隙
   間を設けたスクロール圧縮機。
2. （２）電動機の回転子のセンターを固定子のセンターよ
   り上方にずらした請求項１記載のスクロール圧縮機。
3. （３）上部軸受の内輪と支持部材の支持面間を接着固定
   した請求項１記載のスクロール圧縮機。
4. （４）軸方向に弾性力を付勢する弾性部材と、弾性部材
   を保持する保持部材とを有し、上部軸受の内輪端面と前
   記保持部材により前記弾性部材を保持し、クランク軸は
   、前記保持部材に、固定部材により吊り上げ固定された
   請求項１記載のスクロール圧縮機。
5. （５）弾性部材の上部軸受の限界荷重による弾性たわみ
   量より、クランク軸の初期吊り上げ量を少なくした請求
   項４記載のスクロール圧縮機。
6. （６）クランク軸は、上部軸受とのはめあい部分より上
   の部分を細くした段付形状とし、その段付面Ｂへ支持部
   材を嵌入当接させ、前記支持部材と保持部材により、弾
   性部材に初期変形を与え、前記保持部材を前記クランク
   軸に固定部材により保持し、前記クランク軸を前記支持
   部材により前記上部軸受の内輪端面に吊り上げ支持した
   請求項４記載のスクロール圧縮機。