JPH09195956A - スクロール圧縮機 - Google Patents

スクロール圧縮機

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JPH09195956A
JPH09195956A JP5325497A JP5325497A JPH09195956A JP H09195956 A JPH09195956 A JP H09195956A JP 5325497 A JP5325497 A JP 5325497A JP 5325497 A JP5325497 A JP 5325497A JP H09195956 A JPH09195956 A JP H09195956A
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eccentric shaft
shaft portion
crankshaft
bearing
scroll
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Fumiaki Sano
文昭 佐野
Masahiko Oide
正彦 大井手
Toshiyuki Nakamura
利之 中村
Hiroshi Ogawa
博史 小川
Norihide Kobayashi
教秀 小林
Yoshinori Shirafuji
好範 白藤
Takashi Yamamoto
隆史 山本
Yoshiki Sakaino
恵樹 境野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クランク軸にたわみ変形が生じると、軸受部
に摩耗、焼付き等の損傷が生じる。 【解決手段】 駆動ブッシュ25と偏心軸部22間に、
クランク軸21の軸線方向に沿う曲面部22bと平面部
22aとの組合わせによる対向係合面部を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はスクロール圧縮機に
関し、更に詳細には冷凍、空調機器に使用されるスクロ
ール圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、特開昭63ー80088号公報
に示される従来のスクロール圧縮機は図17に示される
ように構成されていた。図17において、1は固定スク
ロール、2は旋回スクロール、3はクランク軸、4は旋
回スクロール2に形成された軸受部2aに回転可能に装
着された駆動ブッシュ、5はオルダムリング、6は主フ
レーム、6aは主フレーム6に形成された主軸受、7は
電動機固定子、8は電動機回転子、9は副フレーム、9
aは副フレーム9に形成された副軸受、10は密閉容
器、11は外部より冷媒を導びく吸入管、12は吐出
管、13は密閉容器底部に貯溜された潤滑油をそれぞれ
示している。クランク軸3の上端部には偏心軸部3aが
形成され、この偏心軸部3aは駆動ブッシュ4を介在さ
せて旋回スクロール2の台板下面に形成された軸受部2
aに嵌入されている。クランク軸3はその上部側の主軸
部3bが主フレーム6の主軸受6aで支持され且つ下部
側の副軸部3cが副フレーム9の副軸受9aで支持され
ている。なお、14,15は電動機回転子8の両側(上
下)に取付けられた上バランスウエイトおよび下バラン
スウエイトである。
【0003】次に、図17に示される従来のスクロール
圧縮機の動作について説明する。電動機による回転力
は、電動機回転子8に焼ばめ固定されたクランク軸3に
より伝達され、偏心軸部3aおよび駆動ブッシュ4を介
して旋回スクロール2に伝えられる。旋回スクロール2
は、自転防止機構であるオルダムリング5により円軌道
を動く公転運動を行い、固定スクロール1との間に形成
される圧縮室の容積変化に従って冷媒の圧縮が行われ
る。
【0004】冷媒は、吸入管11により外部冷凍サイク
ルから密閉容器10内へ流入し、圧縮室内で圧縮された
後、高圧となり、吐出管12より外部冷凍サイクルへ流
出する。ところで、旋回スクロール2に作用する冷媒の
圧縮荷重のうち、スラスト方向力は主フレーム6の上端
面におけるスラスト軸受面6bにより支持され、他方図
18に示されるようにラジアル方向力Fgは駆動ブッシ
ュ4を介してクランク軸3に伝達され、クランク軸3は
主フレーム6の下部ボス部に設けられた主軸受6a、副
フレーム9に設けられた副軸受9aとにより支持され
る。
【0005】電動機回転子8の上下に取付けられた上バ
ランスウエイト14および下バランスウエイト15は、
旋回スクロール2の公転運動により発生する遠心力FC1
とつりあいを取るために設けられ、上バランスウエイト
14および下バランスウエイト15により発生する遠心
力FC2,FC3も主軸受6aおよび副軸受9aにより支持
される。なお、密閉容器10の底部に貯溜された潤滑油
13はクランク軸3の回転に伴う遠心力により各軸受
部、圧縮室などの摺動部へ送られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のスクロール圧縮
機は前述したように圧縮行程で旋回スクロールに作用す
るラジアル方向力Fgはクランク軸3の上端部である偏
心軸部3aに作用する。しかし、この作用点である偏心
軸部3aは主フレーム6の主軸受6aから副軸受9aと
は反対側の突出端部であるため圧縮荷重Fgにより図1
9に示されるようにクランク軸3がたわみ変形を生じ
る。クランク軸3にたわみ変形が生じると、旋回スクロ
ール2の軸受部2a内での偏心軸部3aの傾斜、主フレ
ーム6の主軸受6a内での主軸部3bの傾斜、又は副フ
レーム9の副軸受9a内での副軸部3cの傾斜を生じ、
そのため各軸受部の負荷容量が低下し、軸受部の摩耗、
焼付きなどを生じるという問題があった。
【0007】特に、近年、空調機などにおいてはインバ
ータ制御により圧縮機の可変速運転に伴い圧縮機の運転
範囲が低速から高速まで拡大したことから、低速運転域
においては軸受内油膜が発生しにくく、また高速運転域
においては旋回スクロール2、上バランスウエイト1
4、下バランスウエイト15により発生する遠心力FC
1,FC2,FC3が増大し、クランク軸3のたわみ変形を
更に増大させ、上述の問題が一層顕著に生じ、その解決
が望まれていた。
【0008】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決するためになされたもので、圧縮行程で旋回スクロー
ルに作用する圧縮荷重のラジアル方向力によりクランク
軸にたわみ変形を生じた場合でも軸受部の摩耗、焼付き
等の損傷の発生を防止し、信頼性の高いスクロール圧縮
機を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明に係
わるスクロール圧縮機は、端部に偏心軸部を持つ回転可
能なクランク軸と、固定スクロールと、流体を圧縮する
ために前記固定スクロールと協働する旋回スクロール
と、前記旋回スクロールを公転させために、前記旋回ス
クロールを前記偏心軸部へ、回転可能に結合する第1の
軸受手段とを備え、前記第1の軸受手段が、前記旋回ス
クロールの軸受部に回転可能に嵌合される駆動ブッシュ
と、前記駆動ブッシュと前記偏心軸部間における前記ク
ランク軸の軸線方向に沿う曲面部と平面部との組合わせ
による対向係合面部と、を有するものである。
【0010】また、第2の発明に係わるスクロール圧縮
機は、第1の発明において、偏心軸部が、該偏心軸部の
外周面の一部に形成されたクランク軸の軸線方向に沿う
曲面部を備え、一方、駆動ブッシュがその内周面で前記
偏心軸部と嵌合し、該駆動ブッシュの内周面は前記偏心
軸部の曲面部に対応する位置に平面部を有するものであ
る。
【0011】また、第3の発明に係わるスクロール圧縮
機は、第1の発明において、偏心軸部が、該偏心軸部の
外周面の一部に形成された平面部を備え、一方、駆動ブ
ッシュがその内周面で前記偏心軸部と嵌合し、該駆動ブ
ッシュの内周面は前記偏心軸部の平面部に対応する位置
に、クランク軸の軸線方向に沿う曲面部を有するもので
ある。
【0012】また、第4の発明に係わるスクロール圧縮
機は、第1から第3の発明において、クランク軸の軸線
方向に沿う曲面部の頂点が、旋回スクロールの軸受部の
ほぼ中央の軸方向位置に存在するものである。
【0013】また、第5の発明に係わるスクロール圧縮
機は、第1から第4の発明において、偏心軸部の曲面部
と駆動ブッシュの平面部、または偏心軸部の平面部と駆
動ブッシュの曲面部との間に高硬度部材を配設したもの
である。
【0014】また、第6の発明に係わるスクロール圧縮
機は、密閉容器と、固定スクロールと、前記固定スクロ
ールと協働して流体を圧縮する旋回スクロールと、前記
密閉容器に嵌着固定された電動機の固定子と、前記電動
機の両側で、前記密閉容器に嵌着固定された主フレーム
と副フレームと、前記旋回スクロールに回転力を付与
し、前記主フレームと副フレームの軸受部において半径
方向に支持される主軸部および副軸部を有するクランク
軸と、前記クランク軸に嵌着固定された電動機の回転子
と、前記クランク軸と一体に回転するバランスウエイト
と、前記クランク軸の下端側に配設された潤滑油を搬送
するための給油ポンプと、前記クランク軸の上端に形成
された偏心軸部と、前記旋回スクロールを公転させるた
めに、前記旋回スクロールを前記偏心軸部に回転可能に
結合する第1の軸受手段を有し、前記第1の軸受手段
が、前記偏心軸部の外周面の一部に形成された前記クラ
ンク軸の軸線方向に沿う曲面部と、前記旋回スクロール
の軸受部に回転可能に嵌合され、かつ、内周面で前記偏
心軸部と嵌合し、前記偏心軸部の曲面部に対応する位置
に平面部を有する駆動ブッシュとから構成されたもので
ある。
【0015】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.以下、本発明のスクロール圧縮機を各図
に示された実施の形態について更に詳細に説明する。図
1には本発明の第1の実施の形態に係るスクロール圧縮
機20が示されている。本実施の形態のスクロール圧縮
機20を示す図1において、図17に示される従来のス
クロール圧縮機と同一又は相当する部分は同一の参照符
号を付してその説明を省略する。
【0016】本実施の形態のスクロール圧縮機20は、
軸方向ほぼ中間部に電動機の回転子8が焼ばめにより固
定されているクランク軸21を含む。このクランク軸2
1は、旋回スクロール2の軸受部2aに嵌入され、該旋
回スクロール2に直接旋回力を付与する偏心軸部22を
上端部に一体的に形成され、またそれより下方側には主
フレーム6の主軸受部6aで支持されてる主軸部23お
よび更に下端部には副フレーム9の副軸受部9aで支持
される副軸部24が形成されている。クランク軸21に
形成されたこれらの偏心軸部22、主軸部23、および
副軸部24を支持する軸受装置即ち軸受構造を順次説明
する。
【0017】図2および図3は本実施の形態に係るスク
ロール圧縮機20におけるクランク軸21の上端部に形
成された偏心軸部22についての軸受構造を概略的に示
す断面図である。この偏心軸部22は図2から明らかな
ようにクランク軸21の中心O1に対して所定距離だけ
ずらした位置を中心点O2 とする円を基礎とする外形形
状を有し、2つの中心点O1 ,O2 を結ぶ線をYY、こ
れに直交する線をXXとする時、偏心軸部22の周面で
あってYY線に沿う方向の位置に平坦面部22aが形成
されている。また、偏心軸部22において平坦面部22
aと相反する側の周面には軸方向に沿って外側に凸状に
湾曲した曲面部22bが形成されている。
【0018】他方、偏心軸部22に嵌合され且つ旋回ス
クロール2の軸受部2aに回転可能に装着される駆動ブ
ッシュ25は、偏心軸部22が嵌合する穴の内周面にお
ける偏心軸部22の平坦面部22aと曲面部22bとに
それぞれ対応する位置に形成された平坦面部25a,2
5bを備えている。このような構成の偏心軸部22によ
り駆動ブッシュ25を介して旋回スクロール2を旋回運
動させる時、偏心軸部22が図4に示されるように傾い
ても曲面部22bが駆動ブッシュ25の対応する平坦面
部25bに対して軸方向に回転と移動が自在に接触して
いることから駆動ブッシュ25は旋回スクロール2の軸
受部2a内において、偏心軸部22の傾斜につれて、共
に傾斜することはなく、軸受に対して平行のまま回転し
て偏心軸部22の軸受機能を発揮する。従って旋回スク
ロール2の軸受部2a内で片当りなどの発生がなく、軸
受性能の低下が防止され且つ摩耗の低減や焼付の発生防
止も可能となる。なお、図1、図3および図4から曲面
部22bの頂点が旋回スクロール2の軸受部2aのほぼ
中央の軸方向位置にある。
【0019】図5はクランク軸21の上端部に形成され
た偏心軸部についての別の実施の形態を示す斜視図であ
る。この偏心軸部26は、基本的には図2に示された偏
心軸部22と同様にクランク軸21の中心O1 に対して
所定距離だけずらした位置を中心点O2 とする円を基礎
とする外形形状を有し、2つの中心点O1 ,O2 を結ぶ
線に沿う方向の位置における周面に形成された平坦面部
26aを形成した偏心ピン部21aを備えている。そし
て、この偏心ピン部21aにおいて平坦面部26aと相
反する側の周面には上面からみてコ字形の切欠き部26
bが形成されている。
【0020】この切欠き部26bには図5から明らかな
ように正面が湾曲面27aで且つ裏面が平坦面27bと
された別体の接合部材27が上方から差し込み装着され
る。この接合部材27は円筒体の周面の一部をその長手
方向に沿って削ぎ取った形状をし、該接合部材27は偏
心軸部26の切欠き部26bにその湾曲面27aが偏心
軸部26の軸方向に沿って外側に凸状になるように装着
される。これにより、実質的に図2に示される偏心軸部
22と同じ構成となる。なお、この偏心軸部26に嵌合
される駆動ブッシュは図2に示されるものと同じでよ
く、従ってその説明は省略する。
【0021】図6にはクランク軸21の上端部に形成さ
れた偏心軸部に取付けられる駆動ブッシュの別の例が示
されている。この駆動ブッシュ28は、図2に示された
駆動ブッシュ25のように基本的に偏心軸部の基礎円に
嵌合する穴28aを備え、この穴28aは、1つの径方
向中心線に直交する内周面部の一方に平坦面部28bを
備え、且つ他方には切欠き部28cを備えて形成されて
いる。そして、この切欠き部28cには、形状としては
図5に示された別体の接合部材27とまったく同一の接
合部材をその曲面部27aが駆動ブッシュ28の軸方向
に沿って内側に凸状になるように差し込み装着される。
【0022】このような駆動ブッシュ28を用いる場
合、これが嵌合装着される偏心軸部は図2に示されたも
のとは異なり、一方の平坦面部22aと相反する側の外
周面が曲面ではなく、同じ平坦面部とされたものが使用
される。このことから分かることは、偏心軸部と駆動ブ
ッシュとの関係において、クランク軸の中心点O1 と偏
心軸部の中心点O2 を結ぶ線に沿う方向の位置における
各周面(偏心軸部の外周面と駆動ブッシュの内周面)に
形成された2組の対向係合面部のうち、1組の対向係合
面部は両方共平坦面部(例えば図2のように平坦面部2
2a,25a)で構成され、しかし他の1組の対向係合
面部はいずれか一方が上述した曲面部で且つ他方が平坦
面部であればよいということである。
【0023】図5および図6に示されるように、別体の
接合部材27を準備して、偏心軸部又は駆動ブッシュに
形成した切欠き部に装着するようにすると、クランク軸
の偏心軸部外周面に軸線に沿う方向に湾曲する曲面部を
直接且つ精度よく加工する困難さおよび駆動ブッシュの
嵌合穴内周面についても同様に生ずる困難さが解消さ
れ、加工性および加工精度の向上が図れるばかりではな
く加工コストをも低減することができる。なお、偏心軸
部と駆動ブッシュとの間の1組の対向係合面部におい
て、いずれか一方に設けられる曲面部の概念には、例え
ば図7に示されるように軸方向と直交して形成された溝
29に円筒形のころ30を嵌入することによって形成さ
れるものも含む。
【0024】図7に示されるような例の場合、円筒形の
ころ30が一般的な汎用部品の使用を可能にし、加工性
が著しく改善されることから加工コストを低減すること
ができる。また、図8に示されるように1組の対向係合
面部において一方の曲面部(例えば偏心軸部22の場合
曲面部22b)と他方の平坦面部(例えば駆動ブッシュ
25の場合平坦面部25b)との間に例えば焼入れ鋼な
どの高硬度部材31を配設すれば、両当接部について十
分な硬度を確保でき、その際駆動ブッシュを焼結素材な
どの比較的硬度の低い材料で形成することができること
から加工コストを低減させながらも信頼性も確保するこ
とができるという利点がある。
【0025】次に、図9にはスクロール圧縮機20の主
フレーム6における主軸受部6aでクランク軸21の主
軸部23を支持する軸受構造が示されている。この主軸
部23には、中央部が全周に亘って凸となる樽状に形成
された帯状部32が設けられている。そして、この帯状
部32の中央部における最大突出部と微小隙間をもって
その外周に円筒状ブッシュ33が嵌合され、この円筒状
ブッシュ33はクランク軸21の主軸部下部に形成され
た着座面21aに着座されている。なお、図1および図
9より曲面部の頂点である中央部が全周に亘って凸とな
る樽状に形成された帯状部32が主軸受部6aのほぼ中
央の軸方向位置にある。
【0026】円筒状ブッシュ33は主フレーム6の主軸
受部6a内に回転可能に嵌合されており、クランク軸2
1と一体に回転するものである。そのため、円筒状ブッ
シュ33の下面33aと着座面21aとの両方に軸方向
に沿う穴が形成され、この穴に連結ピン34が圧入され
ている。これにより、円筒状ブッシュ33はクランク軸
21と一体に回転するが、クランク軸21が圧縮荷重F
gを受けると円筒状ブッシュ33に対して傾くため連結
ピン34が圧入されるいずれか一方の穴を径方向に長い
長穴としている。図9に示される例では着座面21aに
形成される穴を長穴としているが、勿論円筒状ブッシュ
33の下面33aに形成する穴を長穴としてもよい。
【0027】このように中央部が全周に亘って凸となる
樽状に形成された帯状部32を備えるクランク軸21の
主軸部23と主フレーム6の主軸受部6aに配置された
円筒状ブッシュ33とからなる軸受構造によれば、クラ
ンク軸21に及ぼされる圧縮荷重Fgと遠心力荷重FC
1,FC2,FC3は方向がほぼ直交し、その大きさは圧縮
機の運転条件により可変するためクランク軸21のたわ
み方向も可変するが、主軸部23の帯状部32における
曲面部と円筒状ブッシュ33との接点は、クランク軸2
1のたわみ方向およびたわみの大きさに追従して移動す
ることができ、圧縮機の運転条件によらず、常に円筒状
ブッシュ33は主フレーム6の主軸受部6aに対して平
行状態のまま(円筒状ブッシュ33の回転中心軸線が主
軸受部6aの中心軸線に一致した状態を維持したまま)
回転する。
【0028】その結果、軸受負荷容量が低下することも
なく軸受の摩耗、焼付き等のおそれのない信頼性の高い
軸受構造を得ることができる。
【0029】なお、クランク軸21の主軸部23におけ
る帯状部曲面上で円筒状ブッシュ33が接点を移動した
場合、着座面21aと円筒状ブッシュ33の下面33a
との間に隙間を生じさせようとするが、帯状部32の曲
面部曲率を選択することによりこの隙間は最小におさえ
ることができ、円筒状ブッシュ33を潤滑するための油
がこの隙間から流出するのを防止することができる。
【0030】上述したクランク軸主軸部23の軸受構造
では、円筒状ブッシュ33に対する着座面21aがクラ
ンク軸21に形成されていたが、図10に示されるよう
に上バランスウエイト14の上面14aとしてもよい。
この場合、クランク軸21は全長に亘ってその外径を主
軸部外径以下とすることができることからクランク軸の
機械加工性が向上する。
【0031】更に、図11に示されるように、クランク
軸21の主軸部23として、圧縮荷重Fgの反力方向と
遠心力荷重FC1,FC2,FC3の反力方向の2面に、中央
部が凸となる曲面部23a,23bを形成し、その外周
に微小隙間をもって、該曲面部23a,23bに対応す
る部分を平坦面35a,35bとした円筒状ブッシュ3
5を嵌合させた場合でも、円筒状ブッシュ35はクラン
ク軸21の圧縮荷重Fg、遠心力荷重FC1,FC2,FC3
によるたわみ変形に追従し、クランク軸21の主軸部2
3の曲面部23a,23b上で接点を移動することがで
き、その結果主フレーム6の主軸受部6aに対し平行状
態のまま回転させることができ、前述した例の軸受構造
と同様な効果を得ることができる。また、この例では2
面ある曲面部23a,23bがクランク軸21と円筒状
ブッシュ35との周方向における連結作用も兼ねること
から連結ピンは不要である。
【0032】次に、図12にはスクロール圧縮機20の
副フレーム9における副軸受部9aでクランク軸21を
支持する軸受構造が示されている。この軸受構造は、前
述した主フレーム6の主軸受部6aでクランク軸21の
主軸部23を支持する軸受構造とほぼ同様にクランク軸
21の副軸部24が中央部を凸にした樽状の帯状部36
を形成し、その外周に微小隙間をあけて嵌合された円筒
状ブッシュ37とで構成されている。なお、図1および
図12により曲面部の頂点である中央部を凸にした樽状
の帯状部36が副軸受部9aのほぼ中央の軸方向位置に
ある。
【0033】この円筒状ブッシュ37はクランク軸21
と一体に回転するように径方向にあけられた穴に一端が
圧入固定された連結ピン38の他端をクランク軸21に
形成された軸方向に長い長穴24aに係合して周方向に
相互に連結されている。なお、図1および図12におい
て、符号16は給油ポンプ部、17はこの給油ポンプ部
のカバーをそれぞれ示している。
【0034】このような副フレーム9における副軸受部
9aでクランク軸21の副軸部24を支持する軸受構造
によると、クランク軸21が図13に示されるようにた
わみ変形を生じた場合、クランク軸21の副軸部24に
形成された中央部が凸となる樽状の帯状部表面上で、外
周に設けられた円筒状ブッシュ37との接点が移動し、
その結果円筒状ブッシュ37は副フレーム9のボス部即
ち副軸受部9aに対し平行状態のまま回転することがで
き、軸受負荷容量が低下することもなく、軸受の摩耗、
焼付き等のおそれのない信頼性の高い軸受構造を得るこ
とができる。
【0035】なお、前述のクランク軸21の副軸部24
を支持する軸受構造では、クランク軸21の副軸部24
に中央部が凸となる樽状の帯状部36を形成し、その外
周に円筒状ブッシュ37を嵌合した場合についてのもの
であったが、図14に示されるように内周面に中央部が
凸となる樽状の帯状部39aを形成した円筒状ブッシュ
39をクランク軸21に嵌合して構成したものであって
もよい。
【0036】また、クランク軸21と円筒状ブッシュ3
7との回転方向における連結手段として円筒状ブッシュ
37の穴に圧入された連結ピン38をクランク軸21に
形成された長穴24aに係合させたが、図14に示され
るように円筒状ブッシュ39に長穴を形成し、この長穴
にクランク軸21の副軸部24に形成した穴に圧入固定
した連結ピン38を係合してもよい。
【0037】更に、前述のクランク軸21の副軸部24
を支持する軸受構造では、この副軸部24もしくは円筒
状ブッシュ39に中央部が凸となる樽状の帯状部を形成
したものであったが、一般的に副フレーム9の副軸受部
9aに作用する圧縮荷重や遠心力荷重は偏心軸部22、
主軸部23にかかる圧縮荷重や遠心力荷重よりも小さ
く、そのため図15に示されるようにクランク軸21の
副軸部24をころがり軸受40を使用して副軸受部9a
に支持してもよい。このようなころがり軸受40(図1
5では深溝玉軸受)を使用した場合、スクロール圧縮機
では外輪回転荷重(荷重方向が回転し、内輪が回転、外
輪が静止した状態)となるので、内輪40aとクランク
軸21との間はすきまばめとする。
【0038】このようなころがり軸受40でクランク軸
21の副軸部24を支持する軸受構造においてクランク
軸21に荷重が作用すると、図16に示されるように荷
重方向に対して内輪40aが傾きクランク軸21の傾き
に追従しようとする。このようなクランク軸21の傾き
に対してころがり軸受40の負荷能力や信頼性は損なわ
れず、クランク軸21が傾いても軸受負荷能力や信頼性
が低下することはない。
【0039】図1に示された本発明の実施の形態に係る
スクロール圧縮機では、クランク軸21の偏心軸部2
2、主軸部23および副軸部24を支持する軸受構造が
駆動ブッシュ25又は円筒状ブッシュ33,37を配置
し、各軸部の軸受面を各ブッシュに対して平行軸受とし
て作用するような凸状の曲面とすることにより構成され
たが、クランク軸21の偏心軸部、主軸部又は副軸部の
いずれか1つが上述した軸受構造により支持されていれ
ばその軸部における軸負荷容量の低下を防止することが
できることは言うまでもない。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第1から
第3の発明に係わるスクロール圧縮機によれば、第1の
軸受手段が、旋回スクロールの軸受部に回転可能に嵌合
される駆動ブッシュと、駆動ブッシュと偏心軸部間にお
けるクランク軸の軸線方向に沿う曲面部と平面部との組
み合わせによる対向係合面部とを有するので、前記対向
係合面部により、偏心軸部から駆動ブッシュに確実に回
転トルクが伝達され、駆動ブッシュは偏心軸部と確実に
同期して回転し、駆動ブッシュ外周面とこの駆動ブッシ
ュと嵌合される軸受内周面に流体潤滑が確保されるとと
もに、偏心軸が傾いたり、弾性変形した場合でも、偏心
軸部の曲面部と駆動ブッシュの接触部、または駆動ブッ
シュの曲面部と偏心軸部の接触部を介して、偏心軸部が
駆動ブッシュに対して、軸方向に回転と移動が自在に接
触していることから、駆動ブッシュは偏心軸部とともに
傾くことはなく、軸受部に対して、平行状態を維持で
き、そのため、軸受負荷容量が低下することない理想的
な流体潤滑が確保でき、また、片当りによる軸受部の摩
耗や損傷、焼き付き等のおそれのない信頼性の高いスク
ロール圧縮機を得ることができる。
【0041】また、第4の発明に係わるスクロール圧縮
機は、第1から第3の発明において、クランク軸の軸線
方向に沿う曲面部の頂点が、旋回スクロールの軸受部の
ほぼ中央の軸方向位置に存在するので、駆動ブッシュに
作用する力の作用点と駆動ブッシュの支持点(反作用
点)が一致するので、駆動ブッシュが軸線方向に回転し
ようとするモーメントが発生せず、軸部が傾いた場合で
も、駆動ブッシュは軸部とともに傾くことはなく、軸受
部に対して平行状態を維持でき、軸受負荷容量が低下す
ることない理想的な流体潤滑が確保でき、また、片当た
りによる軸受部の摩耗や損傷、焼付き等のおそれのない
信頼性高いスクロール圧縮機を得ることができる。
【0042】また、第5の発明に係わるスクロール圧縮
機は、第1から第4の発明において、偏心軸部の曲面部
と駆動ブッシュの平面部、または偏心軸部の平面部と駆
動ブッシュの曲面部との間に高硬度部材を配設している
ので、曲面部との当接部において充分な硬度を確保で
き、それにより駆動ブッシュあるいは偏心軸部のうち、
曲面部と係合する平面部を有する側を比較的硬度の低い
材料で形成することができ、加工性が改善できる。また
偏心軸部に曲面部が形成される場合では、駆動ブッシュ
を硬度の低い焼結素材で成形することができ、加工コス
トを低減させながらも信頼性も確保できる利点がある。
【0043】また、第6の発明に係わるスクロール圧縮
機は、密閉容器と、固定スクロールと、前記固定スクロ
ールと協働して流体を圧縮する旋回スクロールと、前記
密閉容器に嵌着固定された電動機の固定子と前記電動機
の両側で、前記密閉容器に嵌着固定された主フレームと
副フレームと、前記旋回スクロールに回転力を付与し、
前記主フレームと副フレームの軸受部において半径方向
に支持される主軸部および副軸部を有するクランク軸
と、前記クランク軸に嵌着固定された電動機の回転子
と、前記クランク軸と一体に回転するバランスウエイト
と、前記クランク軸の下端側に配設された潤滑油を搬送
するための給油ポンプと、前記クランク軸の上端に形成
された偏心軸部と、前記旋回スクロールを公転させるた
めに、前記旋回スクロールを前記偏心軸部に回転可能に
結合する第1の軸受手段とを有し、前記第1の軸受手段
が、前記偏心軸部の外周面の一部に形成された前記クラ
ンク軸の軸線方向に沿う曲面部と、前記旋回スクロール
の軸受部に回転可能に嵌合され、かつ、内周面で前記偏
心軸部と嵌合し、前記偏心軸部の曲面部に対応する位置
に平面部を有する駆動ブッシュとから構成されているの
で、偏心軸部の曲面部と駆動ブッシュの平面部との接触
部を介して、偏心軸部が駆動ブッシュに対して、クラン
ク軸の軸線方向に回転と移動が自在となるので、偏心軸
部が傾いた場合でも、駆動ブッシュは偏心軸部とともに
傾くことはなく、旋回スクロールの軸受部に対して平行
状態を維持でき、軸受負荷容量が低下することない理想
的な流体潤滑が確保でき、また、片当りによる軸受の摩
耗や損傷、焼き付き等のおそれのない信頼性の高いスク
ロール圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態に係わるスクロール圧
縮機を示す縦断面図である。
【図2】 図1に示されるスクロール圧縮機におけるク
ランク軸上端の偏心軸部に駆動ブッシュを嵌合して示す
上面図である。
【図3】 駆動ブッシュを偏心軸部に嵌合した図2の実
施の形態を旋回スクロールの軸受部に装着した状態で図
2のIIIーIII線に沿って得た断面図である。
【図4】 図3に示される本発明の実施の形態に係わる
クランク軸偏心軸部の軸受構造においてクランク軸に傾
きが生じた状態を示す断面図である。
【図5】 クランク軸偏心軸部の軸受構造における別の
構成例を示す斜視図である。
【図6】 クランク軸偏心軸部の軸受構造における更に
別の構成例を示す斜視図である。
【図7】 クランク軸偏心軸部の軸受構造における更に
他の構成例を示す断面図である。
【図8】 クランク軸偏心軸部の更に他の軸受構造を示
す断面図である。
【図9】 本発明の一実施の形態に係わるスクロール圧
縮機において、クランク軸の主軸部を支持する軸受構造
を示す断面図である。
【図10】 クランク軸主軸部の軸受構造における他の
構成例を示す断面図である。
【図11】 クランク軸主軸部の軸受構造における更に
他の構成例を示す分解斜視図である。
【図12】 本発明の一実施の形態に係わるスクロール
圧縮機において、クランク軸の副軸部を支持する軸受構
造を示す断面図である。
【図13】 図12に示されるクランク軸副軸部の軸受
構造において、クランク軸に傾きが生じた状態を概略的
に示す断面図である。
【図14】 クランク軸副軸部の軸受構造における別の
構成例を示す断面図である。
【図15】 クランク軸副軸部の軸受構造における更に
他の構成例を示す断面図である。
【図16】 図15に示されるクランク軸副軸部の軸受
構造において、クランク軸に傾きが生じた状態を概略的
に示す断面図である。
【図17】 従来のスクロール圧縮機を示す縦断面図で
ある。
【図18】 スクロール圧縮機におけるクランク軸に作
用する圧縮荷重およびバランスウエイトの遠心力の方向
を示す説明図である。
【図19】 スクロール圧縮機におけるクランク軸の傾
きの状態を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
1 固定スクロール、 2 旋回スクロール、 2a
軸受部、 20 スクロール圧縮機、 21 クランク
軸、 22 偏心軸部、 22a 平面部、22b 曲
面部、 25 駆動ブッシュ、 31 高硬度部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 博史 静岡県静岡市小鹿三丁目18番1号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (72)発明者 小林 教秀 静岡県静岡市小鹿三丁目18番1号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (72)発明者 白藤 好範 静岡県静岡市小鹿三丁目18番1号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (72)発明者 山本 隆史 静岡県静岡市小鹿三丁目18番1号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (72)発明者 境野 恵樹 静岡県静岡市小鹿三丁目18番1号 三菱電 機株式会社静岡製作所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 端部に偏心軸部を持つ回転可能なクラン
    ク軸と、 固定スクロールと、 流体を圧縮するために前記固定スクロールと協働する旋
    回スクロールと、 前記旋回スクロールを公転させために、前記旋回スクロ
    ールを前記偏心軸部へ、回転可能に結合する第1の軸受
    手段とを備え、 前記第1の軸受手段が、前記旋回スクロールの軸受部に
    回転可能に嵌合される駆動ブッシュと、 前記駆動ブッシュと前記偏心軸部間における前記クラン
    ク軸の軸線方向に沿う曲面部と平面部との組合わせによ
    る対向係合面部と、を有することを特徴とするスクロー
    ル圧縮機。
  2. 【請求項2】 偏心軸部が、該偏心軸部の外周面の一部
    に形成されたクランク軸の軸線方向に沿う曲面部を備
    え、 一方、駆動ブッシュがその内周面で前記偏心軸部と嵌合
    し、 該駆動ブッシュの内周面は前記偏心軸部の曲面部に対応
    する位置に平面部を有す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】 偏心軸部が、該偏心軸部の外周面の一部
    に形成された平面部を備え、 一方、駆動ブッシュがその内周面で前記偏心軸部と嵌合
    し、 該駆動ブッシュの内周面は前記偏心軸部の平面部に対応
    する位置に、クランク軸の軸線方向に沿う曲面部を有す
    ることを特徴とする請求項1記載のスクロール圧縮機。
  4. 【請求項4】 クランク軸の軸線方向に沿う曲面部の頂
    点が、旋回スクロールの軸受部のほぼ中央の軸方向位置
    に存在することを特徴とする請求項1から請求項3のい
    ずれか1項に記載のスクロール圧縮機。
  5. 【請求項5】 偏心軸部の曲面部と駆動ブッシュの平面
    部、または偏心軸部の平面部と駆動ブッシュの曲面部と
    の間に高硬度部材を配設したことを特徴とする請求項1
    から請求項4のいずれか1項に記載のスクロール圧縮
    機。
  6. 【請求項6】 密閉容器と、 固定スクロールと、 前記固定スクロールと協働して流体を圧縮する旋回スク
    ロールと、 前記密閉容器に嵌着固定された電動機の固定子と、 前記電動機の両側で、前記密閉容器に嵌着固定された主
    フレームと副フレームと、 前記旋回スクロールに回転力を付与し、前記主フレーム
    と副フレームの軸受部において半径方向に支持される主
    軸部および副軸部を有するクランク軸と、 前記クランク軸に嵌着固定された電動機の回転子と、 前記クランク軸と一体に回転するバランスウエイトと、 前記クランク軸の下端側に配設された潤滑油を搬送する
    ための給油ポンプと、 前記クランク軸の上端に形成された偏心軸部と、 前記旋回スクロールを公転させるために、前記旋回スク
    ロールを前記偏心軸部に回転可能に結合する第1の軸受
    手段を有し、 前記第1の軸受手段が、前記偏心軸部の外周面の一部に
    形成された前記クランク軸の軸線方向に沿う曲面部と、 前記旋回スクロールの軸受部に回転可能に嵌合され、か
    つ、内周面で前記偏心軸部と嵌合し、前記偏心軸部の曲
    面部に対応する位置に平面部を有する駆動ブッシュとか
    ら構成されることを特徴とするスクロール圧縮機。
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