JPH0681778A - スクロール圧縮機 - Google Patents

スクロール圧縮機

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JPH0681778A
JPH0681778A JP23679692A JP23679692A JPH0681778A JP H0681778 A JPH0681778 A JP H0681778A JP 23679692 A JP23679692 A JP 23679692A JP 23679692 A JP23679692 A JP 23679692A JP H0681778 A JPH0681778 A JP H0681778A
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bearing
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雄史 橋本
Shigeru Muramatsu
繁 村松
Sadayuki Yamada
定幸 山田
Hiroyuki Fukuhara
弘之 福原
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    • F04C29/0042Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
    • F04C29/005Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F04C29/0057Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions for eccentric movement

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、可動スクロール2bの安定と運転
範囲の拡大、スラスト軸受3の面圧を高くし信頼性を向
上させることを目的とする。 【構成】 スラスト軸受3の外周形状をオルダムリング
20の往復運動によって生じる内側包絡線に近似させた
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、業務用、および家庭用
の空調機などに使用されるスクロール圧縮機に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】冷凍用の電動圧縮機としては、圧縮部が
レシプロ式のもの、ロータリ式のものが有り、いずれの
方式も、家庭用、業務用の空調分野で使用されてきた
が、現在はコスト、性能面などでレシプロ式は次第に少
なくなってきている。そして、スクロール式のものがそ
の低騒音、低振動という特徴を生かして一部レシプロ式
やロータリ式に代わって実用化されている。
【0003】一般に、レシプロ式は密閉容器内に低圧が
作用するので低圧タイプ、ロータリ式は高圧が作用する
ので高圧タイプと呼ばれている。
【0004】スクロール式は、現在どちらのタイプも考
えられるが、低圧タイプの場合は、モータが低圧の冷媒
ガス雰囲気中にあることから、モータの冷却が容易であ
りモータの信頼性も高い。また低圧シェル容器を採用で
きることを含めて軽量にできるというメリットがある。
【0005】図7に従来の低圧式のスクロール圧縮機の
縦断面図の一例を示す。密閉容器1の内部には、固定ス
クロール2aと固定スクロール2aに対して旋回運動す
る可動スクロール2bを噛み合わせた圧縮機構2と、可
動スクロール2bを支えるスラスト軸受3、スラスト軸
受3を支承する軸受部品4を上部に設けている。そして
可動スクロール2bの軸2cを、クランク軸5の端部5
aに設けられた穴部5bの偏心軸受6に挿入して可動ス
クロール2bを、クランク軸5により旋回駆動させる。
クランク軸5には電動機7の回転子7aが取り付けてあ
り、密閉容器1に焼きばめ固定された固定子7bととも
に軸受部品4の主軸受8aと副軸受8bとで支えられて
いる。密閉容器1の下方底部には、潤滑油9を貯溜する
油だめ10が設けられ、また密閉容器1の側部にはガス
の吸入管11が設けられている。そして油だめ10に吸
入側のガス圧力が作用する構成となっている。15は密
閉容器1の一部である上シェル1aと固定スクロール2
aとの間に設けられた吐出チャンバであり、圧縮機構2
で圧縮されたガスを一時的に溜めて突出マフラの役目を
する。16は密閉容器1の外へ圧縮ガスを出す突出管で
あり、突出チャンバ15内の高圧ガスと油だめ10に作
用する低圧ガスとは、スペーサ17を介して固定スクロ
ール2aと軸受部品4とがボルトで連結されている。こ
のスペーサ17は、その全周が密閉容器1に溶接固定さ
れている。20は可動スクロール2bを固定スクロール
2aに対して旋回運動させるための自転防止用のオルダ
ムリング、21は圧縮機構2へ低圧ガスを吸い込ませる
軸受部品4に設けた吸入口である。
【0006】次に上記構成からなる圧縮作用を説明す
る。低圧ガスは、吸入管11より戻り、一部は電動機7
を冷却して軸受部品4の吸入口21より圧縮機構2へ導
かれる。固定スクロール2aに対して可動スクロール2
bが旋回運動することにより、吸入されたガスが圧縮機
構2で圧縮されて高圧ガスになり、一旦突出チャンバ1
5へ入る。そして突出管11より戻してガスを循環さ
せ、周知の圧縮サイクルを構成する。
【0007】次に、スクロール圧縮機の作動原理を図4
(a)ないし図4(d)により説明する。図4(a)は
吸入完了と同時に圧縮を始める状態の可動スクロール2
bと固定スクロール2aとの関係位相を示し、図4
(b)、図4(c)、図4(d)はそれぞれ図4
(a)、図4(b)、図4(c)の状態から旋回スクロ
ール1が半時計方向に90度回転した状態を示す。
【0008】図4(a)の状態から図4(b)、図4
(c)の状態に移るにしたがって両スクロール2a、2
bによって形成される密閉空間が減少し、流体は圧縮さ
れ、図4(c)と図4(d)との間のある回転角度で、
可動スクロールラップの巻始め壁面部が固定スクロール
壁面から離れ密閉空間と吐出ポート22とが通じること
により圧縮流体が吐出される。そして、図4(d)の状
態から可動スクロール2bが半時計方向に90度回転す
ることにより、元の状態、すなわち図4(a)の状態に
戻る。また、吐出ポートが、高温高圧ガスを流入させれ
ば、可動スクロール2bは時計方向に回転する。この時
は、図4(d)、図4(c)、図4(b)、図4(a)
の順になる。図4(a)ないし図4(d)において、密
閉空間は両スクロール2a、2bの半径方向接点により
形成される。
【0009】この圧縮作用により発生するガス圧力およ
び遠心力が可動スクロールにかかる。そのかかる力の主
たるものは可動スクロールの遠心力Fe、および接線方
向のガス圧力Fpt、スラスト方向のガス圧力Fpaで
ある。
【0010】遠心力Fe、および接線方向のガス圧力F
ptは主軸受で受け、スラスト方向のガス圧力Fpaは
通常円形のスラスト軸受で受ける。
【0011】図5に示すように遠心力およびスラスト力
の合力の方向がスラスト軸受面内にあるとき転覆を生じ
ず安定に運転される。
【0012】一般にスラスト力はクランク角に対して図
6の傾向を示す。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】このような運転状態に
おいて、オルダムリングの内部に従来の円形に近いスラ
スト軸受では、十分な面積が取れず大きなスラスト力を
受けた場合面圧が上がり、油膜切れが発生することがあ
った。
【0014】さらに、インバータなど高速運転をした場
合、遠心力が増大し、スラスト力と遠心力の合力がスラ
スト面外になった時、可動スクロールの転覆の恐れがあ
り、運転範囲が限られてきた。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、焼結体のスラスト軸受の外周形状をオルダ
ムリングの往復運動によって生じる内側包絡線に近似さ
せたものである。
【0016】さらに、スラスト軸受の外周形状を、長円
形としガス圧縮力によるスラスト力が最小となる時の可
動スクロールの偏心方向にスラスト軸受の長径方向を配
したものである。
【0017】
【作用】本発明の技術的手段により、スラスト軸受の面
積が大きく取れる。面積が大きく取れることにより面圧
が低くなり信頼性が増す。スラスト軸受長径部が外へ出
ると転覆しにくくなり、運転範囲の拡大も可能になる。
【0018】
【実施例】ここで、図1の本発明のスクロール圧縮機の
縦断面図は、図7の従来のスクロール圧縮機の縦断面図
とスラスト軸受を除いてほぼ同一であるので、同一機能
部品については、同一番号を使用する。
【0019】図1ないし図7において、密閉容器1の内
部には、固定スクロール2aと固定スクロール2aに対
して旋回運動する可動スクロール2bを噛み合わせた圧
縮機構2と、可動スクロール2bを支えるスラスト軸受
3、スラスト軸受3を支承する軸受部品4を上部に設け
ている。そして可動スクロール2bの軸2cを、クラン
ク軸5の端部5aに設けられた穴部5bの偏心軸受6に
挿入して可動スクロール2bを、クランク軸5により旋
回駆動させる。クランク軸5には電動機7の回転子7a
が取り付けてあり、密閉容器1に焼きばめ固定された固
定子7bとともに軸受部品4の主軸受8aと副軸受8b
とで支えられている。密閉容器1の下方底部には、潤滑
油9を貯溜する油だめ10が設けられ、また密閉容器1
の側部にはガスの吸入管11が設けられている。そして
油だめ10に吸入側のガス圧力が作用する構成となって
いる。15は密閉容器1の一部である上シェル1aと固
定スクロール2aとの間に設けられた吐出チャンバであ
り、圧縮機構2で圧縮されたガスを一時的に溜めて突出
マフラの役目をする。16は密閉容器1の外へ圧縮ガス
を出す突出管であり、突出チャンバ15内の高圧ガスと
油だめ10に作用する低圧ガスとは、スペーサ17を介
して固定スクロール2aと軸受部品4とがボルトで連結
されている。このスペーサ17は、その全周が密閉容器
1に溶接固定されている。20はスラスト軸受3外部
に、可動スクロール2bを固定スクロール2aに対して
旋回運動させるための自転防止用のオルダムリング、2
1は圧縮機構2へ低圧ガスを吸い込ませる軸受部品4に
設けた吸入口である。ここで、前記スラスト軸受の外周
形状は前記オルダムリングの往復によって生じる内側包
絡線に近似させたものである。さらに、スラスト軸受の
外周形状を、長円形とし圧縮力によるスラスト力が最小
となる時の可動スクロール偏心方向にスラスト軸受の長
径部を配したものである。図6に本実施例のクランク角
に対するスラスト力の変化を示す。破線部で可動スクロ
ールの巻始め壁面部が固定スクロール壁面から離れる。
この点より180゜進んだクランク角がスラスト力が最
も少なくなる。このクランク角で可動スクロールは最も
転覆しやすくなる。この角度の方向にスラスト軸受の長
径を持ってくることにより、転覆を防ぐことができる。
【0020】図3に、スラスト軸受とオルダムリングの
正面図を示す。このスラスト軸受は、焼結で作成するこ
とにより、図のような異形状のスラスト軸受の作成を可
能にしている。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は圧縮機構を構成する焼結体で作成されたスラスト軸受
外周形状をオルダムリングの往復運動によって生じる内
側包絡線形状で近似させたものを使用することにより、
次の効果が得られる。
【0022】(1)焼結でつくるため (a)スラスト軸受の形状が容易に安価で作成できる。
【0023】(2)スラスト軸受の面積がUPするため (a)面圧を下げることができる。
【0024】(b)信頼性が向上する。 (3)スラスト軸受を外側にまで張り出せるため (a)可動スクロールの転覆防止ができる。
【0025】(b)インバータでより高速で回転でき
る。 (4)スラスト軸受長径部を圧縮力によるスラスト力が
最小となる時の可動スクロール偏心方向にしたため (a)可動スクロールの転覆防止ができる。
【0026】(b)インバータでより高速で回転でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すスクロール圧縮機の縦
断面図
【図2】同圧縮機における主要部の分解斜視図
【図3】スラスト軸受及びオルダムリングの正面図
【図4】スクロール圧縮機の作動原理図
【図5】可動スクロールにかかる主たる力の関係図
【図6】スラスト力とクランク角傾向図
【図7】従来のスクロール圧縮機の縦断面図
【符号の説明】
1 密閉容器 2 圧縮機構 2a 固定スクロール 2b 可動スクロール 3 スラスト軸受 4 軸受部品 5 クランク軸 6 偏心軸受 7 電動機 8a 主軸受 8b 副軸受 9 潤滑油 10 油だめ 11 吸入管 12 油排出口 13 貫通孔 15 吐出チャンバ 16 吐出管 17 スペーサ 20 オルダムリング 21 吸入口 22 吐出ポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福原 弘之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】密閉容器の内部に、固定スクロールとこの
    固定スクロールに対して旋回運動する可動スクロールを
    噛み合わせてなる圧縮機構と、前記可動スクロールの自
    転防止のためのオルダムリングと、前記可動スクロール
    を支えるスラスト軸受と、前記スラスト軸受を支承する
    軸受部品と、前記可動スクロールに軸が嵌合する偏心軸
    受を上部に具備し、かつ前記可動スクロールを旋回駆動
    させるクランク軸と、前記クランク軸に取り付けた回転
    子、および固定子からなる電動機と、前記密閉容器の底
    部に形成され、かつ潤滑油を貯溜する油だめと、前記密
    閉容器の側部に開口された吸入管とを設け、前記スラス
    ト軸受の外周形状を、前記オルダムリングの往復によっ
    て生じる内側包絡線に近似させたものを特徴とするスク
    ロール圧縮機。
  2. 【請求項2】スラスト軸受の材質が焼結で形成されてい
    ることを特徴とする請求項1記載のスクロール圧縮機。
  3. 【請求項3】密閉容器の内部に、固定スクロールとこの
    固定スクロールに対して旋回運動する可動スクロールを
    噛み合わせてなる圧縮機構と、前記可動スクロールの自
    転防止のためのオルダムリングと、前記可動スクロール
    を支えるスラスト軸受と、前記スラスト軸受を支承する
    軸受部品と、前記可動スクロールに軸が嵌合する偏心軸
    受を上部に具備し、かつ前記可動スクロールを旋回駆動
    させるクランク軸と、前記クランク軸に取り付けた回転
    子、および固定子からなる電動機と、前記密閉容器の底
    部に形成され、かつ潤滑油を貯溜する油だめと、前記密
    閉容器の側部に開口された吸入管とを設け、前記スラス
    ト軸受の外周形状を、長円形としガス圧縮力によるスラ
    スト力が最小となる時の可動スクロールの偏心方向にス
    ラスト軸受の長径方向を配したスクロール圧縮機。
  4. 【請求項4】スラスト軸受の材質が焼結で形成されてい
    ることを特徴とする請求項3記載のスクロール圧縮機。
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