JPH04128582A - 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〕 この発明は、冷凍機などの冷媒サイクルに使用されるス
クロール圧縮機に関するものである。

［従来の技術〕 第４図は例えば特開昭５６−０５６９９１号公報に開示
された従来のスクロール圧縮機の断面図であって、図に
おいて、１は台板の下面に渦巻ラップｌａを設けた固定
スクロールで、ボルト１３により第１フレーム３と共に
密閉容器１０に固定されている。

２は台板の上面に上記固定スクロール１の渦巻う７ブ１
ａと組合される渦巻ラップ２ａを有し、下面にスラスト
面２ｂおよび揺動軸２ｃを設けた揺動スクロールであり
、主軸５に偏心して設けられた揺動軸受５ａによって回
転自在でラジアル方向に支持されている。上記第１フレ
ーム３はスラスト軸受３ａによって揺動スクロール２の
スラスト面２ｂを水平に摺動自在で支持し、第１軸受３
ｂによって主軸５をラジアル方向に支持している。

４は第２フトーＪ４で、第２軸受４Ｂによって主軸５を
回転自在でラジアル方向に支持しており、ポル）１４で
密閉容器１０に固定されている。主軸５にはモータロー
タ１２が固着され、モータステータ１１によって回転駆
動され、また、上部に偏心して設けられた揺動軸受５ａ
を介して揺動スクロール２を駆動する。

６はオルダム継手で、揺動スクロール２と第１フレーム
３との双方に往復摺動自在に支持されて揺動スクロール
２の自転を拘束している。７は第１のバランサで主軸５
に焼麩められており、８は第２のバランサで、ロータ１
２の下部に取付けられている。

次に動作について説明する。なお、この発明によるスク
ロール圧縮機では揺動スクロールなどによる偏心質量の
遠心力作用方向の軸の撓みに関するものであるため、圧
縮動作の説明は省略する。

また、第５図は主軸５に働く遠心力方向に関係する力を
図示したもので、Ｆｍ　は揺動スクロール２などの偏心
質量に起因する遠心力で、ＦｉｔおよびＦｍｚはそれぞ
れ第１のバランサ７、第２のバランサ８の遠心力で、上
記３つの力Ｆｓ　、　　Ｆａｔ、　　Ｆｓｔで力および
モーメント・が釣り台うように設定しである。

さて、主軸５に作用する遠心力方向の力に注目すると、
まず、第１のバランサ７および第２のバランサ８の遠心
力Ｆｍ＋、Ｆａｘはそのまま主軸５に作用する。これに
加えて偏心質量に起因する遠心力Ｆｍと、揺動スクロー
ル２に働く圧縮負荷の接線方向成分Ｆｇθと遠心方向成
分Ｆｇｒとの３つの力の合力Ｆθの遠心方向成分Ｆｏｒ
が揺動軸受５ａを介して主軸５に作用する。つまり、Ｆ
ｍとＦ、とＦｏの３つの力では力およびモーメントが完
全に釣り合い、第１軸受３ｂおよび第２軸受４ａからの
反力は発生しないのに対して、Ｆ−ではなくＦｏｒが作
用するため中軸５０力のバランスおよびモーメンＦのバ
ランスが僅かに（ずれ、主軸５には第１軸受３ｂからの
軸受反力Ｆ１　と第２軸受４ａからの軸受反力Ｆ、とを
受ける。しかし、力およびモーメントのバランスのくず
れが小さいため、Ｆ、およびＦ、は小さい。

また、特開昭６１−８３８７号公報に開示されているも
のは、バランサの位置は異なるが、上記従来例と同し揺
動運動半径が一定である方式を使用したものである。

［発明が解決しようとする課題〕 従来のスクロール圧縮機は、主軸５の中心に対する揺動
スクロール２の中心の距離、つまり揺動スクロール２の
揺動運動半径が一定であり、かつ固定スクロールの渦巻
ラップと揺動スクロールの渦巻ラップは原則として非接
触であった。その場合には第１軸受３ｂからの遠心力方
向の反力Ｆおよび第２軸受４ａからの遠心力方向の反力
Ｆ２は共に小さいので各々の軸受内での軸の遠心力方向
の傾き角が多少大きくても軸受の焼付などの事故が発生
することはなかった。ところが、上記の揺動運動半径が
一定である方式では渦巻ラップの形状精度のバラツキな
どにより、固定スクロール１の渦巻ラップ１ａと揺動ス
クロール２の渦をラップ２ａとが衝撃的に接触したり、
あるいは太きな隙間が発生したりして信頼性上あるいは
性能上の問題があった。

そこで、近年、上記の揺動運動半径を一定とせず自由度
をもたせ、かつ揺動スクロールの渦巻ラップ２ａを固定
スクロールの渦巻う、ブ１ａに押付ける機構が採用され
てきている。このことにより、両スクロール渦巻ラップ
の衝撃的接触および大きな隙間の発生は解消される。

ところが、そこで新たな間離が発生した。第３図はこの
新たな問題の説明図である。なお、ここでは揺動運動半
径に自由度を持たせた機構としてスライダークランク機
構において説明する。

第３図において、主軸５にはスライダー収納空間５ｂが
設けられており、スライダー９がスライダー収納空間５
ｂの中に、スライ！′面９ｂ方向に摺動自在に収められ
ている。Ｆ−は揺動スクロール２などの偏心質量に起因
する遠心力で、Ｆａｔ及びＦ、はそれぞれ第１のバラン
サ、第２のバランサの遠心力で、上記の３つの力Ｆ■、
　　Ｆａｔ、　　Ｆｉｘで力及びモーメントが釣り合う
ようにＦ、及びＦｍｚを設定しである。

次に、主軸５に作用する遠心方向の力に注目】ると、ま
ず、第１のバランサ及び第２のバランジの遠心力Ｆｓ＋
、Ｆｍｚはそのまま主軸５に作用する。それに加えて、
偏心質量に起因する遠心ノＦｍ　と揺動スクロールに働
く圧縮負荷の接線方向成分Ｆ、θと遠心方向成分Ｆｇｒ
との３つの力の合フＦθに渦巻ラップの接触反力Ｆ−を
加えた合力Ｆの遠心方向成分Ｆｓｒが、スライダー９の
スライド面９ｂを介して主軸５に作用する。

つ才り、スライダーを使用しない場合には、第５図に示
すようにバランスの観点からの理想的な力Ｆ＋＋に取っ
てかわってＦｏｒが作用するため、力及びモーメントの
バランスのくずれは小さく、その結果、第３軸受の軸受
反力Ｆ、及び第２軸受の軸受反力Ｆ２は小さかったのに
対して、スライダーを使用した場合には、第３図に示す
ようにバランスの観点から理想的な力Ｆ鋤に取ってかわ
ってＦｓｒが作用するため、力及びモーメントのバラン
スは大きくくずれ、その結果、第１軸受の軸受反カド、
及び第２軸受の軸受反力Ｆ８は大きくなる。

特に第１軸受においては、その軸受反力Ｆ１の大きさが
大きいだけでなく、Ｆｓｒによる曲げモーメントによっ
て、軸受内で軸は大きな傾きを持つため軸受の負荷容量
が期待できず、Ｓ械的損失の増大による性能の低下ある
いは軸の焼付という信転性上の問題が生じた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、第１軸受において咳軸受内での軸の傾きを極
力小さくし、かつ負荷容量を向上させ、機械的損失の低
減および軸の焼付を防止するようにしたスクロール圧縮
機を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るスクロール圧縮機は、それぞれの台板に
渦巻う・ノブを有し、両？ｌ！！１巻ラップを組合せる
ことで渦巻状の圧縮室を形成することのできる固定スク
ロールおよび揺動スクロールを備え、揺動スクロールを
駆動する主軸は該揺動スクロールより反回転接線方向力
と反偏心方向力とを受け、かつ主軸はモータ回転子の圧
縮機構側に設けられた第１フレームとその反対側に設け
られた第２フレームとによって支承され、上記モータ回
転子の圧縮機構側に第１のバランサと、その反対側に第
２のバランサを設けたスクロール圧縮機において、スラ
イダー等の従動クランク機能部材を介して上記主軸に作
用する力と、上記第１のバランサの遠心力との合力が圧
縮機の運転圧力条件と運転回転数の組合せにおいて上記
第１フレームに設けた第１軸受の軸受幅の中心近くに位
置するようにしたことを特徴とする。

〔作　用） この発明におけるスクロール圧縮機は、上記のように構
成したことで、第１軸受内での主軸の傾きが小さくなる
ため第１軸受の軸受負荷容量が向上し、機械的損失の低
減および軸の焼付が防止できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明によるスクロール圧縮機の断面図を示し、
第２図は動作の説明図である０図中、第４図で説明した
従来例のスクロール圧縮機と同一部分には同一符号を付
して重複する説明は省略する。９はスライダーであって
、揺動軸受２ｄを介して揺動スクロール２を回転自在に
ラジアル方向に支持している。また、スライダー９には
クランクビン収納空間９ｃが設けられ、その中に主軸５
のクランクビン５ｃがスライド面９ｂ方向に揺動自在に
組合されている。また、第１のバランサ７はその遠心力
Ｆ、とスライダー９からクランクビン５Ｃに作用する遠
心力方向の力Ｆｓｒとの合力ｆが圧縮機の運転圧力条件
と運転回転数の代表的な組合せにおいて第１フレーム３
の第１軸受３ｂの軸受中心近くに位１するようにしであ
る。

次にこの発明の動作について説明する。Ｆ−は揺動スク
ロール２やスライダー９などの偏心質量に起因する遠心
力で、Ｆ□、　　Ｆｍｚはそれぞれ第１のバランサ７、
第２のバランサ８の遠心力で、上記３つの力Ｆｍ、Ｆ□
１Ｆｌｆｆｉで力及びモーメントが釣り合うようにＦＭ
＋及びＦ。を設定しである。

次に、主軸５に作用する遠心方向の力に注目すると、ま
ず、第１のバランサ７及び第２のバランサ８の遠心力Ｆ
□、Ｆａｔはそのまま主軸５に作用する。それに加えて
偏心質量に起因する遠心力Ｆ■と揺動スクロールに働く
圧縮負荷の接線方向成分Ｆｇθと遠心方向成分Ｆｇｒと
の３つの力の合力Ｆθに渦巻ラップの接触反力Ｆｗを加
えた合力Ｆｓの遠心方向成分Ｆｓｒが、スライダー９の
スライド面９ｂを介して主軸５に作用する。ところでＦ
ｓｒは結局は、圧縮負荷の接線方向成分Ｆ、θとスライ
ダー角度θとによって Ｆｓｒ＝Ｆｇθ×−θ で表わされる。つまり、圧縮機の運転圧力条件によって
大きさが変動する。次にＦＢＩは遠心力であるので圧縮
機の運転回転数の２乗に比例してその大きさは変動する
。

この発明では、圧縮機の運転圧力条件と運転回転数の代
表的な組合せにおいて、ＦｓｒとＦＢＩとの合力ｆの作
用点が第１軸受３ｂの軸受中心近くに位ｉするように構
成しであるので、第２図に示すようにＦｓｒによる曲げ
モーメントとＦＢＩによる曲げモーメントが打ち消し合
って第１軸受３ｂの軸受中心近くでの主軸５の傾きは零
となり、軸受の負荷容量が向上し、境界潤滑状部あるい
はメタル接触によって引き起こされる機械的損失の増大
による性能の低下および軸の焼付という信頼性士の事故
を回避することができる。

［発明の効果〕 以上説明したようにこの発明によれば、スラスダーなど
の従動クランク機能部材を介して主軸に作用する力と、
第１のバランサの遠心力との合力が圧縮機の運転圧力条
件と運転回転数の組合−ｔ！において第１軸受の軸受中
心近くに位１するようにしたので、第１軸受での機械的
損失が低減し性能が向上すると共に、主軸の焼付の生し
、ない信頼性の高いスクロール圧縮機となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるスクロール圧縮機の
断面図、第２図はこの発明の動作説明図、第３図は従来
のスクロール圧縮機の問題点の説明図、第４図は従来の
スクロール圧縮機の断面図、第５図は従来例の動作説明
図である。 １・・・固定スクロール、１ａ・・・渦巻ラップ、２・
・・揺動スクロール、２ａ・・・渦巻ラップ、２ｂとス
ラスト面、２ｄ・・・揺動軸受、３・・・第１フレーム
、３ａ・・・スラスト軸受、３ｂ・・・第１軸受、４・
・・第２フレーム、４ａ・・・第２軸受、５・・・主軸
、７・・・第１のバランサ、８・・・第２のバランサ、
９・・・スライダ９ｂ・・・スライド面、９ｃ・・・ク
ランクビン収納空間、１０・・・密閉容器、１１・・・
モータロータ、１２・・・モータステータ。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　　大　　岩　　増　　雄 第２　しく 第３ 図 第４ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれの台板に渦巻ラップを有し、両渦巻ラップを組
   合せることで渦巻状の圧縮室を形成することのできる固
   定スクロールおよび揺動スクロールを備え、揺動スクロ
   ールを駆動する主軸は該揺動スクロールより反回転接線
   方向力と反偏心方向力とを受け、かつ主軸はモータ回転
   子の圧縮機構側に設けられた第１フレームとその反対側
   に設けられた第２フレームとによって支承され、上記モ
   ータ回転子の圧縮機構側に第１のバランサと、その反対
   側に第２のバランサを設けたスクロール圧縮機において
   、スライダー等の従動クランク機能部材を介して上記主
   軸に作用する力と、上記第１のバランサの遠心力との合
   力が圧縮機の運転圧力条件と運転回転数の組合せにおい
   て上記第１フレームに設けた第１軸受の軸受幅の中心近
   くに位置するようにしたことを特徴とするスクロール圧
   縮機。