WO2014155546A1 - スクロール圧縮機 - Google Patents

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美博 深谷
土屋　豪
長谷川　修士
功一 今田
晃広 石川
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日立アプライアンス株式会社
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    • F04C2240/50—Bearings
    • F04C2240/52—Bearings for assemblies with supports on both sides

Definitions

  • the present invention relates to a scroll compressor suitable for compression of refrigerants for refrigeration and air conditioning, air and other gases.
  • Patent Document 1 As a conventional scroll compressor, there is, for example, Japanese Patent No. 3909415 (Patent Document 1).
  • Patent Document 1 “a crankshaft that connects the orbiting scroll member and the rotation drive means of the drive unit, a spindle support unit that supports the main shaft part of the crankshaft on the compression chamber side from the rotation drive unit, and a spindle support And a seal that pressure-separates the space constituting the back side of the orbiting scroll member into a central space that is substantially at a discharge pressure and an outer peripheral space that is lower than the pressure in the central space.
  • the end surface of the eccentric pin portion faces the back of the orbiting scroll member to form a part of the central space.
  • the eccentric pin portion is engaged with the pivot shaft support portion, and oil supply means for supplying the lubricant to the central space is provided, and most of the lubricant supplied to the central space is supported on the main shaft on the opposite side to the compression chamber.
  • Patent Document 1 when the size of the scroll compressor is reduced, it is conceivable to reduce the size of the orbiting scroll while reducing the size of the crankshaft by reducing the flange portion of the crankshaft.
  • the flange portion of the crankshaft is supported by the load on the crankshaft in the vertical direction on the upper surface of the inner ring of the rolling bearing. Therefore, if the flange portion is reduced, the load on the crankshaft may not be supported. In some cases, the reliability of the scroll compressor may be reduced.
  • the present invention has an object to enable reduction of reliability by supporting a flange portion of a crankshaft by a bearing while reducing the size of the scroll compressor by reducing the flange portion of the crankshaft. .
  • the present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems.
  • a fixed scroll fixed to a frame A orbiting scroll that forms a compression chamber by orbiting the fixed scroll; and An electric motor that drives the orbiting scroll via a crankshaft;
  • a scroll compressor provided with a bearing portion provided below the flange portion of the crankshaft and rotatably supporting the main shaft portion of the crankshaft,
  • a thrust stopper that contacts the flange portion on the upper side and contacts the bearing portion on the lower side between the flange portion and the bearing portion;
  • Example 1 The longitudinal cross-sectional view of the fluid compressor in Example 1 is shown.
  • the enlarged view of the main bearing part in Example 1 is shown.
  • frame in Example 1 is shown.
  • the shape of the thrust stopper in Example 2 is shown.
  • the present invention relates to a scroll compressor suitable for compression of refrigerants for refrigeration and air conditioning, air and other gases.
  • the present invention relates to a scroll compressor suitable for reducing the size while maintaining the reliability of the bearing portion and the compressor efficiency in various applications.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a scroll compressor 1 according to the first embodiment
  • FIG. 2 is an enlarged view of a main bearing portion of FIG.
  • the scroll compressor 1 is hermetically sealed with a compression mechanism portion 2 that compresses refrigerant, a drive portion 3 that drives the compression mechanism portion 2, and a crankshaft 12 that is connected to both the drive portion 3 and the compression mechanism portion 2. It is configured to be stored in the container 30.
  • the compression mechanism unit 2 includes a fixed scroll 5, a turning scroll 6, and a frame 9 as basic elements.
  • the frame 9 is fixed to the hermetic container 30 and supports the rolling bearing 16.
  • the frame 9 covers the rolling bearing 16 together with the bearing support portion 18.
  • a thrust bearing 17 is disposed between the bearing support 18 and the rolling bearing 16 and is detachably attached to the frame 9 so as to hold the rolling bearing 16.
  • the fixed scroll 5 includes a fixed side wrap 5c, a fixed side plate portion 5b, a discharge port 5a, and a back pressure generating means 36 as basic components, and is fixed to the frame 9 with bolts.
  • the fixed side wrap 5c is erected vertically on one side (lower side in FIG. 1) of the fixed side plate portion 5b.
  • the orbiting scroll 6 is composed of an orbiting side wrap 6a, an orbiting side plate portion 6b, and an orbiting scroll bearing portion 6c.
  • the turning side wrap 6a is erected vertically on one side (upper side in FIG. 1) of the turning side plate portion 6b.
  • the orbiting scroll bearing portion 6c is formed so as to protrude perpendicularly to the other side of the orbiting side plate portion 6b (the opposite side of the orbiting side wrap 6a).
  • the orbiting scroll 6 is formed by processing each component from a casting made of cast iron or aluminum.
  • the compression chamber 103 configured by meshing the fixed scroll 5 and the orbiting scroll 6 is reduced in its volume when the orbiting scroll 6 is orbited, and the compression operation is performed.
  • the working fluid is sucked from the suction pipe 7 and sucked into the compression chamber 103 through the suction port 39 as the turning scroll 6 turns.
  • the sucked working fluid is discharged from the discharge port 5 a of the fixed scroll 5 to the discharge pressure vessel 101 through the compression stroke in the compression chamber 103.
  • the discharged working fluid is discharged from the sealed container 30 to the outside via the discharge pipe 31. As a result, the space in the sealed container 30 is maintained at the discharge pressure.
  • High pressure refrigerants such as R410A and R32 that are friendly to the global environment are used as the working fluid that is compressed by the compression mechanism section 2.
  • the drive unit 3 that orbits the orbiting scroll 6 includes an electric motor 4 that includes a stator 22 that is fixed to the hermetic container 30 and a rotor 21 that is disposed on the inner peripheral side of the stator 22 and rotates. .
  • the Oldham joint 10 is a main part of the rotation prevention mechanism of the orbiting scroll 6, and the rolling bearing 25 is a sub bearing that rotatably supports the sub shaft portion 12c below the crank shaft 12.
  • a sliding bearing 11 is provided in the orbiting scroll bearing portion 6c, and the crank pin 12a on the upper portion of the crankshaft 12 is rotatably supported by the sliding bearing 11.
  • the crankshaft 12 is configured by integrally including a main shaft portion 12b, a crankpin 12a, and a subshaft portion 12c.
  • the crankshaft 12 is formed with a flange portion 12d having a larger diameter ⁇ Dt at the lower part of the crankpin 12a so as to spread outward from the crankpin 12a.
  • a thrust stopper 41 having a diameter ⁇ Ds larger than that of the flange portion 12d is attached between the flange portion 12d and the inner ring 16a of the rolling bearing 16 to position the inner ring 16a of the rolling bearing 16 in the axial direction.
  • the thrust stopper 41 may be integrally formed of the same member as the flange portion 12d of the crankshaft 12, whereby the number of parts can be reduced.
  • the main shaft portion 12b and the sub shaft portion 12c are formed on the same axis and constitute the main shaft portion. Further, an oil supply pump 28 is attached to the lower end portion of the crankshaft 12.
  • the main bearing rolling bearing 16 and the sub bearing rolling bearing 25 support the main shaft portion 12b and the sub shaft portion 12c of the crankshaft 12 in a freely rotatable manner.
  • the orbiting scroll bearing portion 6c has a sliding bearing 11 press-fitted into its inner diameter, so that the crankpin 12a of the crankshaft 12 can be moved in the thrust direction, which is the rotation axis direction, and can be rotatably supported. It is provided on the back side.
  • the Oldham joint 10 is disposed on the back side of the orbiting side plate 6b of the orbiting scroll 6.
  • One set of two orthogonal key portions formed on the Oldham joint 10 slides on a key groove which is a receiving portion of the Oldham joint 10 formed on the frame 9, and the other set is configured on the back side of the turning wrap 6a. Slide the keyway.
  • the orbiting scroll 6 orbits within the plane perpendicular to the axial direction, which is the direction in which the orbiting side wrap 6 a stands, without rotating with respect to the fixed scroll 5.
  • the compression mechanism unit 2 When the crank pin 12 a rotates eccentrically by the rotation of the crankshaft 12 connected to the electric motor 4, the compression mechanism unit 2 performs the orbiting motion without causing the orbiting scroll 6 to rotate relative to the fixed scroll 5 by the rotation preventing mechanism of the Oldham joint 10. .
  • the refrigerant gas is sucked into the compression chamber 103 formed by the fixed side wrap 5c and the swivel side wrap 6a through the suction pipe 7 and the suction port 39.
  • the revolving motion of the orbiting scroll 6 compresses the refrigerant gas by reducing the volume in the compression chamber 103 as it moves to the center, and discharges the compressed gas to the discharge pressure space 101 from the discharge port 5a.
  • the gas discharged into the discharge pressure space 101 circulates around the compression mechanism unit 2 and the electric motor 4 and then is discharged from the discharge pipe 31 to the outside of the compressor.
  • the fixed scroll 5 is provided with back pressure generating means 36, and the pressure in the back pressure chamber 102 is maintained at an intermediate pressure between the suction pressure and the discharge pressure (intermediate pressure).
  • the back pressure chamber 102 formed on the back side of the orbiting scroll 6 is a space formed by the orbiting scroll 6, the frame 9, and the fixed scroll 5. Partitions the intermediate pressure on the side.
  • the rolling bearing 16 is arranged on the upper side of the electric motor 4, and the rolling bearing 25 constituting the main part of the auxiliary bearing unit 104 is arranged on the lower side of the electric motor 4.
  • the rolling bearing 16 and the rolling bearing 25 support the main shaft portion on both sides of the electric motor 4.
  • the power shaft loss of the rolling bearing 16 is suppressed and the main shaft portion of the crank shaft 12 is prevented from being inclined. be able to.
  • the oil supply pump 28 is a positive displacement pump provided at the lower end of the crankshaft 12 and forcibly supplies the lubricating oil stored in the oil reservoir 37 to the upper part through the inside of the oil supply hole 40. Thereby, lubrication is performed by supplying lubricating oil to the rolling bearing 16 via the rolling bearing 25 and the orbiting scroll bearing portion 6c.
  • the oil supplied to the oil supply hole 40 is also supplied to the sliding portion between the orbiting scroll 6 and the fixed scroll 5.
  • the oil supply hole 40 is provided so as to vertically penetrate the axis of the crankshaft 12 concentrically.
  • the oil supply hole 40 is provided with a lateral oil supply hole 42 for supplying oil to the rolling bearing 25, and an appropriate amount of oil is supplied to each bearing.
  • the rolling bearing 16 is composed of an inner ring 16a, an outer ring 16b arranged outside the inner ring 16a, and a plurality of rolling bodies arranged therebetween.
  • the inner ring 16a is inserted into the crankshaft 12 from the lower side in FIG. 2 and positioned by the flange 12d.
  • the inner ring 16a is pressed into the crankshaft 12 and fixed. Since the orientation is as shown in FIG. 2 after the assembly, the upper surface of the inner ring 16a of the rolling bearing 16 is subjected to a vertical load from the flange portion 12d of the crankshaft 12. Therefore, in this case, unless the inner diameter ⁇ Dt of the collar portion 12d is larger than the inner diameter ⁇ Db of the inner ring 16a, the load of the crankshaft 12 cannot be supported.
  • the scroll compressor 1 can be miniaturized.
  • the thrust stopper 41 when the thrust stopper 41 is not provided, the contact area between the upper surface of the inner ring 16a and the flange portion 12d is reduced, so that the load on the crankshaft 12 cannot be supported by the upper surface of the inner ring 16a. 1 may result in a decrease in reliability.
  • the rolling bearing 16 is used as the main bearing, but the same problem occurs when a sliding bearing is used as the main bearing.
  • the flange portion 12d of the crankshaft 12 a bearing portion (rolling bearing 16) provided below the flange portion 12d and rotatably supporting the main shaft portion of the crankshaft 12, and the flange portion 12d.
  • a thrust stopper 41 that contacts the flange portion 12d on the upper side and contacts the bearing portion (rolling bearing 16) on the lower side.
  • the upper surface of the thrust stopper 41 is configured to be loaded with the crankshaft 12. With this configuration, the lower surface of the thrust stopper 41 and the upper surface of the flange portion 12d are in surface contact with each other, so that the load on the crankshaft 12 can be reliably supported.
  • the relationship between the outer diameter ⁇ Dt of the collar portion 12d and the outer diameter ⁇ Ds of the thrust stopper 41 at this time needs to be ⁇ Dt ⁇ Ds. Further, since the position of the outer peripheral side end of the thrust stopper 41 is on the outer peripheral side with respect to the inner peripheral end of the upper surface of the bearing part, the upper surface of the bearing part and the lower surface of the thrust stopper 41 may be in surface contact. This makes it possible to improve the reliability of supporting the load on the crankshaft 12 described above.
  • FIG. 2 in the case of a rolling bearing, an example in which a chamfered portion having a chamfered dimension Rc is provided on the upper side of the inner ring 16a on the side in contact with the crankshaft 12, that is, on the inner diameter side of the inner ring 16a. Show.
  • an example in which the chamfer dimension is taken so as to have the same radius Rc is shown, but the present invention is not limited to this. This makes it possible to improve workability when assembling the inner ring 16a on the crankshaft 12.
  • the inner diameter of the bearing is ⁇ Db
  • Rc is the radius dimension of the chamfered portion, but when this is not circular, Rc is the main shaft of the bearing portion (inner ring 16a) from the inner peripheral side end portion of the flat upper surface portion of the bearing portion (inner ring 16a). This is the shortest distance to the inner peripheral surface facing the portion 12b.
  • the frame 9 is provided with a groove for disposing the sealing material 13 and the inner diameter of the surface of the groove of the frame where the sealing material is disposed is opposed to the flange 12d of the crankshaft 12, ⁇ Df ⁇ Ds It is necessary to be. As a result, the outer diameter ⁇ Ds of the thrust stopper 41 is caught by the frame inner diameter ⁇ Df, and the crankshaft can be prevented from falling even when the compressor is assembled upside down.
  • the thrust stopper 41 since the axial positioning can be performed by the thrust stopper 41 when the inner ring 16a of the rolling bearing 16 is attached to the crankshaft 12, the working efficiency can be improved. Further, as described above, even when the inner diameter of the flange portion 12d is reduced, the crankshaft 12 can be supported by the thrust stopper 41. Therefore, it is possible to improve the reliability while reducing the size of the scroll compressor 1. It becomes possible.
  • the outer diameter of the flange portion 12d is made smaller than the flat portion at the upper end of the bearing inner ring. Even in the case of downsizing, the crankshaft 12 can be supported by the thrust stopper 41.
  • FIG. 3 is a view of the seal material disposition portion 9a of the frame 9 as viewed from the orbiting scroll 6.
  • the thrust stopper 41 is provided on the outer peripheral side of the seal material disposition portion 9a, the lubricating oil from the slide bearing 11 originally passes through the oil supply path between the seal material disposition portion 9a and the flange portion 12d.
  • the supply to the rolling bearing 16 is difficult. Therefore, by providing one or a plurality of oil supply paths 9b communicating the seal material 13 arrangement side and the rolling bearing 16 side to the seal material arrangement portion 9a, the oil from the slide bearing 11 is efficiently transferred to the rolling bearing 16. Oil can be supplied, and the rolling bearing 16 can be cooled more effectively. That is, the oil supply path 9 is formed in the frame 9 (sealing material disposing portion 9a) further on the outer peripheral side than the outer peripheral end portion of the thrust stopper 41.
  • the thrust bearing 17 can be removed from the cover 18 even if the compression mechanism portion 2 is turned upside down. There is no risk of detachment.
  • the parts such as the rolling bearing 16, the crankshaft 12, and the cover 18 can be attached to the frame 9 from the same direction (from the lower side of the compressor) with the frame 9 turned upside down.
  • the assembly efficiency of the scroll compressor 1 can be improved.
  • FIG. 4 is a view showing the shape of the thrust stopper 41 and the seal material disposing portion 9a of the frame 9 according to the second embodiment of the present invention.
  • the outer diameter of the ring portion of the thrust stopper 41 is ⁇ Dsr
  • the outer diameter dimension of the claw portion 41a is ⁇ Dst.
  • ⁇ Dsr ⁇ Df ⁇ Dst It is configured to satisfy the relationship.

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Abstract

　クランク軸のツバ部を小さくすることでスクロール圧縮機の小形化を図りつつ、軸受によりクランク軸のツバ部を支持することで信頼性低下の抑制を可能とすることを目的とする。そこでフレームに固定される固定スクロールと、該固定スクロールに対して旋回運動を行うことで圧縮室を形成する旋回スクロールと、前記旋回スクロールをクランク軸を介して駆動する電動機と、前記クランク軸のツバ部よりも下側に設けられて前記クランク軸の主軸部を回転自在に支持する軸受部と、を備えたスクロール圧縮機において、前記ツバ部と前記軸受部との間に上側で前記ツバ部と接触するとともに下側で前記軸受部と接触するスラストストッパと、を備え、前記ツバ部１２ｄの外径をφＤｔとしスラストストッパの外径をφＤｓとすると、φＤｔ＜φＤｓの関係にあるようにした。

Description

スクロール圧縮機
　本発明は、冷凍、空調用の冷媒、空気やその他のガスの圧縮に好適なスクロール圧縮機に関する。
　従来のスクロール圧縮機としては、例えば特許第３９０９４１５号公報（特許文献１）がある。この特許文献１には、「旋回スクロール部材と駆動部の回転駆動手段とを連結するクランク軸と、クランク軸の主軸部を前記回転駆動手段より圧縮室側で支持する主軸支持部と、主軸支持部を配設する部材と、旋回スクロール部材の背面側を構成する空間をほぼ吐出圧力になる中央部空間とこの中央部空間の圧力より低い圧力となる外周部空間とに圧力的に分離するシール材とを備え、クランク軸の偏心ピン部を係合する旋回軸支持部を旋回スクロール部材に設け、偏心ピン部の端面が旋回スクロール部材の背面に正対して中央部空間の一部を形成するように偏心ピン部を旋回軸支持部に係合し、中央部空間に潤滑油を供給する給油手段を設けると共に中央部空間に供給された潤滑油のほとんどが圧縮室と反対側の前記主軸支持部を通過して密閉容器底部に戻されるように構成し、主軸支持部として転がり軸受を用いると共に、前記シール材で分離された前記中央部空間の外径を転がり軸受の外径より小さく構成した」と記載されている。
　これにより軸受信頼性の向上を図りつつ、固定スクロールへの旋回スクロール押付け力を適正化し、旋回スクロールと固定スクロールとの機械摺動部における機械摺動損失を低減してエネルギー効率の向上を図ると共にその機械摺動部の過剰押付けを抑制して信頼性の向上を図るものである（特許文献１の段落００１１、００１２参照)。
特許第３９０９４１５号公報
　特許文献１において、スクロール圧縮機の小形化を図る場合、クランク軸のツバ部を小さくすることにより、クランク軸を細くするとともに旋回スクロールの大きさを小さくすることが考えられる。しかしながら、特許文献１においてクランク軸のツバ部は、転がり軸受の内輪の上面でクランク軸の上下方向の荷重が支えられているため、ツバ部を小さくすると、このクランク軸の荷重が支えられなくなる虞があり、引いてはスクロール圧縮機の信頼生低下を招く虞がある。
　そこで本発明はクランク軸のツバ部を小さくすることでスクロール圧縮機の小形化を図りつつ、軸受によりクランク軸のツバ部を支持することで信頼性低下の抑制を可能とすることを目的とする。
　上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、「　フレームに固定される固定スクロールと、　
　該固定スクロールに対して旋回運動を行うことで圧縮室を形成する旋回スクロールと、
　前記旋回スクロールをクランク軸を介して駆動する電動機と、
　前記クランク軸のツバ部よりも下側に設けられて前記クランク軸の主軸部を回転自在に支持する軸受部と、を備えたスクロール圧縮機において、
　前記ツバ部と前記軸受部との間に上側で前記ツバ部と接触するとともに下側で前記軸受部と接触するスラストストッパと、を備え、
　前記ツバ部１２ｄの外径をφＤｔとしスラストストッパの外径をφＤｓとすると、
　　φＤｔ＜φＤｓ　
の関係にあること」を特徴とする。
　本発明によれば、クランク軸のツバ部を小さくすることでスクロール圧縮機の小形化を図りつつ、軸受によりクランク軸のツバ部を支持することで信頼性低下の抑制が可能となる。
　本発明のその他の構成、効果については以下の実施例で詳細に説明する。
実施例１における流体圧縮機の縦断面図を示す。 実施例１における主軸受部の拡大図を示す。 実施例１におけるフレームのシール材配設部の形状を示す。 実施例２におけるスラストストッパの形状を示す。
　本発明は、冷凍、空調用の冷媒、空気やその他のガスの圧縮に好適なスクロール圧縮機に関する。特に種々の用途において軸受部の信頼性及び圧縮機効率を維持しながら小形化を図るのに好適なスクロール圧縮機に関するものである。以下、本発明の複数の実施例について、図を用いて説明する。なお、各実施例の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
　本発明の第１実施例の流体圧縮機であるスクロール圧縮機について図１及び図２を用いて説明する。　
　図１は実施例１のスクロール圧縮機１の縦断面図であり、図２は図１の主軸受部の拡大図である。スクロール圧縮機１は、冷媒の圧縮を行う圧縮機構部２と、圧縮機構部２を駆動する駆動部３と、駆動部３と圧縮機構部２との双方と連結するクランク軸１２と、が密閉容器３０内に収納されて構成されている。
　圧縮機構部２は、固定スクロール５と旋回スクロール６とフレーム９を基本要素として構成されている。フレーム９は密閉容器３０に固定され、転がり軸受１６を支持している。また、フレーム９は転がり軸受１６を軸受支持部１８と共に覆っている。軸受支持部１８と転がり軸受１６の間にはスラスト軸受１７が配設されており、転がり軸受１６を押さえるようにフレーム９に着脱可能に取り付けられている。固定スクロール５は、固定側ラップ５ｃと固定側板部５ｂと吐出口５ａと背圧生成手段３６を基本構成部分として構成され、フレーム９にボルトにより固定されている。固定側ラップ５ｃは固定側板部５ｂの一方の側（図１では下側）に垂直に立設されている。旋回スクロール６は、旋回側ラップ６ａと旋回側板部６ｂと旋回スクロール軸受部６ｃとを基本構成として構成されている。旋回側ラップ６ａは、旋回側板部６ｂの一方の側（図１では上側）に垂直に立設されている。旋回スクロール軸受部６ｃは、旋回側板部６ｂの他方の側（旋回側ラップ６ａの反対側）に垂直に突出して形成されている。旋回スクロール６は、鋳鉄やアルミニウムなどを材料とする鋳物から各構成部分を加工することにより形成されている。
　固定スクロール５と旋回スクロール６を噛み合わせることにより構成される圧縮室１０３は、旋回スクロール６が旋回運動することで、その容積が減少して圧縮動作が行われる。この圧縮動作では、旋回スクロール６の旋回運動に伴って、作動流体が吸入パイプ７から吸入されて吸入口３９を経由して圧縮室１０３へ吸い込まれる。吸い込まれた作動流体は圧縮室１０３での圧縮行程を経て固定スクロール５の吐出口５ａから吐出圧力容器１０１へ吐出される。この吐出された作動流体は吐出パイプ３１を経由して密閉容器３０から外部へ吐出される。これによって、密閉容器３０内の空間は吐出圧力に保たれる。圧縮機構部２で圧縮する作動流体としては、地球環境に優しいＲ４１０ＡやＲ３２などの高圧冷媒が用いられている。
　旋回スクロール６を旋回駆動する駆動部３は、密閉容器３０に固定される固定子２２と固定子２２の内周側に配置されて回転する回転子２１とからなる電動機４を備えて構成される。また、オルダム継手１０は旋回スクロール６の自転防止機構の主要部品、転がり軸受２５はクランク軸１２の下部の副軸部１２ｃを回転自在に支持する副軸受である。旋回スクロール軸受部６ｃにはすべり軸受１１が設けられており、このすべり軸受１１によりクランク軸１２の上部のクランクピン１２ａが回転自在に支持される。
　クランク軸１２は、主軸部１２ｂとクランクピン１２ａと副軸部１２ｃとを一体に備えて構成されている。クランク軸１２はクランクピン１２ａの下部にクランクピン１２ａよりも外周側に広がるようにより大きな径φＤｔを有するツバ部１２ｄが形成される。ツバ部１２ｄと転がり軸受１６の内輪１６ａとの間には、ツバ部１２ｄよりもさらに大きな径φＤｓを有するスラストストッパ４１が取付けられ、転がり軸受１６の内輪１６ａを軸方向に位置決めしている。ここで、スラストストッパ４１はクランク軸１２のツバ部１２ｄと同一部材で一体で構成してもよく、これにより部品点数を低減することが可能となる。
　主軸部１２ｂと副軸部１２ｃとは、同一の軸心上に形成され、主軸部分を構成している。さらに、クランク軸１２の下端部には、給油ポンプ２８が装着されている。主軸受の転がり軸受１６、副軸受の転がり軸受２５はクランク軸１２の主軸部１２ｂおよび副軸部１２ｃをそれぞれ回転自在に支持する。旋回スクロール軸受部６ｃは、その内径にすべり軸受１１が圧入され、クランク軸１２のクランクピン１２ａを回転軸方向であるスラスト方向に移動可能に、かつ、回転自在に支持するように旋回スクロール６の背面側に設けられている。
　オルダム継手１０は、旋回スクロール６の旋回側板部６ｂの背面側に配設されている。オルダム継手１０に形成した直交する２組のキー部分の１組がフレーム９に構成したオルダム継手１０の受け部であるキー溝を滑動し、残りの１組が旋回側ラップ６ａの背面側に構成したキー溝を滑動する。これによって、旋回スクロール６は旋回側ラップ６ａの立設する方向である軸線方向に垂直な面内を固定スクロール５に対して自転せずに旋回運動する。
　圧縮機構部２は、電動機４に連結したクランク軸１２の回転によりクランクピン１２ａが偏心回転すると、旋回スクロール６がオルダム継手１０の自転防止機構により固定スクロール５に対し自転せずに旋回運動を行う。これにより、冷媒ガスが吸入パイプ７、吸入口３９を介して固定側ラップ５ｃおよび旋回側ラップ６ａで形成される圧縮室１０３に吸入する。旋回スクロール６の旋回運動により、圧縮室１０３では中央部に移動するに従い容積が減少することで冷媒ガスを圧縮し、圧縮ガスを吐出口５ａより吐出圧力空間１０１に吐出する。吐出圧力空間１０１に吐出されたガスは、圧縮機構部２および電動機４の周囲を循環したのち吐出パイプ３１から圧縮機外へ放出される。
　なお、固定スクロール５には、背圧生成手段３６が設けられており、背圧室１０２の圧力を吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力（中間圧力）に保っている。旋回スクロール６の背面側に構成される背圧室１０２は、旋回スクロール６とフレーム９と固定スクロール５とで囲まれて形成される空間であり、シール材１３が内周側の吐出圧力と外周側の中間圧力を仕切っている。
　転がり軸受１６は電動機４の上側に配置され、副軸受部１０４の主要部を構成する転がり軸受２５は電動機４の下側に配置されている。転がり軸受１６、転がり軸受２５は、電動機４の両側で主軸部分を支持している。本実施例では、電動機４の両側で主軸部分を転がり軸受１６、転がり軸受２５により支持しているので、転がり軸受１６の動力損失を抑制しつつ、クランク軸１２の主軸部分が傾くことを防止することができる。
　給油ポンプ２８は、クランク軸１２の下端に設けられた容積形ポンプであり、油溜り３７に貯留された潤滑用の油を強制的に給油穴４０の内部を通して上部に供給する。これにより転がり軸受２５、旋回スクロール軸受部６ｃを経由して転がり軸受１６に潤滑油が供給されることで潤滑が行われる。なお、給油穴４０に供給された油は、旋回スクロール６と固定スクロール５との摺動部にも供給される。給油穴４０は、クランク軸１２の軸心に対して同心に縦に貫通するように設けられている。給油穴４０には、転がり軸受２５に給油するための横給油穴４２が設けられており、それぞれの軸受に適正な量の油が給油されるようになっている。
　転がり軸受１６は内輪１６ａとこれの外側に配置される外輪１６ｂと、その間に配置される複数の転がり体とにより構成される。ここで図２においてスラストストッパ４１がない場合を考えると、転がり軸受１６を組み立てる際には内輪１６ａがクランク軸１２に対して図２における下側から挿入されてツバ部１２ｄにより位置決めされる。そして内輪１６ａがクランク軸１２に圧入されて固定されるものである。組み立てた後には図２に示すような向きとなるため、転がり軸受１６の内輪１６ａの上面はクランク軸１２のツバ部１２ｄからの上下方向の荷重がかかることになる。よって、この場合にはツバ部１２ｄの内径φＤｔが内輪１６ａの内径φＤｂより大きくないと、上記したクランク軸１２の荷重を支持することができない。
　ここで、ツバ部１２ｄの内径φＤｔを小さくすることにより、クランク軸１２の内径を小さくするとともに、旋回スクロール６を小さくすることができるため、スクロール圧縮機１の小形化を図ることが可能となる。しかし、スラストストッパ４１がない場合には、内輪１６ａの上面とツバ部１２ｄとが接触する面積が小さくなるため、内輪１６ａの上面によりクランク軸１２の荷重を支持することができず、スクロール圧縮機１の信頼性低下を招く虞がある。なお、本実施例では主軸受に転がり軸受１６を用いているが、主軸受に滑り軸受を採用した場合においても同様の問題が発生する。
　そこで本実施例では、クランク軸１２のツバ部１２ｄと、ツバ部１２ｄよりも下側に設けられてクランク軸１２の主軸部を回転自在に支持する軸受部（転がり軸受１６)と、ツバ部１２ｄと軸受部（転がり軸受１６)との間に上側でツバ部１２ｄと接触するとともに下側で軸受部（転がり軸受１６)と接触するスラストストッパ４１と、を備えた。そしてスラストストッパ４１の上面にはクランク軸１２の荷重がかかるように構成されている。この構成により、スラストストッパ４１の下面とツバ部１２ｄの上面とが面接触することで、クランク軸１２の荷重の支持を確実に行うことが可能となる。
　なお、このときのツバ部１２ｄの外径φＤｔとスラストストッパ４１の外径φＤｓとの関係は、φＤｔ＜φＤｓであることが必要である。また、軸受部の上面の内周側端部に対してスラストストッパ４１の外周側端部の位置が外周側にあることで、軸受部の上面とスラストストッパ４１の下面とが面接触することが可能となり、上記したクランク軸１２の荷重の支持の信頼性を向上することができる。
　ここで図２においては、転がり軸受の場合には内輪１６ａの上部においてクランク軸１２と接触する側に、つまり内輪１６ａの内径側の上部には面取り寸法Ｒｃの面取り部が設けられている例を示している。ここでは同じ半径のＲｃとなるように面取り寸法が取られた例を示しているが、これに限定されるものではない。これによりクランク軸１２に内輪１６ａを組み立てる際に作業性を良くすることが可能となる。この場合、軸受部の内径（図２では内輪１６ａ内径）をφＤｂとすると、φＤｂ＋Ｒｃ×２＜φＤｓであることが必要となる。図２ではＲｃは面取り部の半径寸法であるが、これが円形でない場合には、Ｒｃは軸受部（内輪１６ａ)の平らな上面部における内周側端部から、軸受部（内輪１６ａ)の主軸部１２ｂに面する内周面までの最短距離となる。この関係を満たすことにより、軸受部（内輪１６ａ)の上面とスラストストッパ４１の下面とが面接触することが可能となる。
　フレーム９にシール材１３を配設するための溝を備え、シール材を配設するフレームの溝のクランク軸１２のツバ部１２ｄに対向する面の内径をφＤｆとした場合には、φＤｆ＜φＤｓであることが必要となる。これによりスラストストッパ４１の外径φＤｓがフレーム内径φＤｆに引っ掛かり、圧縮機を組み立てる際に上下逆とした状態でもクランク軸が落下するのを防ぐことが可能となる。
　このように、転がり軸受１６の内輪１６ａをクランク軸１２に取り付ける際に軸方向の位置決めをスラストストッパ４１で行えるため、作業効率を向上することができる。また、上記したようにツバ部１２ｄの内径を小さくした場合においてもスラストストッパ４１によりクランク軸１２の支持が可能となるので、スクロール圧縮機１の小形化をしつつ、信頼性向上を図ることが可能となる。また、ツバ部１２ｄの外径φＤｔとスラストストッパ４１の外径φＤｓと面取り寸法Ｒｃとの関係をφＤｔ≦φＤｂ＋Ｒｃ×２とすることにより、ツバ部外径を軸受内輪上端の平面部より小さくして小型化を図った場合においても、スラストストッパ４１によりクランク軸１２の支持が可能である。
　図３はフレーム９のシール材配設部９ａを旋回スクロール６の側からみた図である。本実施例ではシール材配設部９ａよりも外周側にスラストストッパ４１を設けたため、本来はすべり軸受１１からの潤滑油がシール材配設部９ａとツバ部１２ｄとの間の給油経路を通って転がり軸受１６への供給がされにくくなっている。そこで、シール材配設部９ａにシール材１３配設側と転がり軸受１６側を連通する給油経路９ｂを１個または複数個設けることで、すべり軸受１１からの油を効率的に転がり軸受１６へ給油することができ、転がり軸受１６の冷却をより効果的に行うことが可能となる。つまり、スラストストッパ４１の外周端部よりもさらに外周側に上記給油経路９をフレーム９（シール材配設部９ａ）に形成したものである。
　また、フレーム９とスラストストッパ４１により形成される溝の軸方向の隙間１０５を、スラスト軸受１７の厚さより小さく設定することで、圧縮機構部２を上下逆にしてもスラスト軸受１７がカバー１８から外れるおそれがなくなる。これによりスクロール圧縮機１を組み立てる際、フレーム９を上下逆にした状態でフレーム９に転がり軸受１６やクランク軸１２、カバー１８等の部品を全て同一方向から（圧縮機下方側から）取り付けることが可能となり、スクロール圧縮機１の組立効率を向上させることができる。
　図４は、本発明における第２実施例のスラストストッパ４１の形状とフレーム９のシール材配設部９ａを示した図である。既に説明した図１及び図２に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　本実施例では、スラストストッパ４１の外周側にツメ部４１ａを複数個設け、スラストストッパ４１のリング部の外径をφＤｓｒ、ツメ部４１ａの外径寸法をφＤｓｔとしたとき、
　　φＤｓｒ＜φＤｆ＜φＤｓｔ　
の関係を満足するように構成されている。
　上記の構成とすることで、フレーム９へ給油経路９ｂを設けなくとも転がり軸受１６への給油経路を確保でき、スラストストッパ４１を薄い板のプレス加工でクランク軸１２とは別の部材で制作することにより製作コストの増加を抑えながら実施例１と同様の効果を奏することが可能となる。
　特に、近年地球温暖化が問題となっており、空調業界においても地球温暖化係数の小さい冷媒への移行が検討されており、地球温暖化係数の小さい冷媒Ｒ３２を使用することが注目されている。しかし、この冷媒Ｒ３２を使用する場合には圧縮された冷媒の温度上昇が従来の冷媒に対し大きくなり、実運転時の冷凍機油の粘度が高くなる。よって上記した実施例１、２によれば、Ｒ３２冷媒を冷凍サイクルに単一であるいは７０％以上の割合で採用した場合においても、小径を維持した上で給油経路を十分確保することができるため、圧縮機機構部の摺動部、特に軸受部の冷却手段の確保が可能となって軸受信頼性を高めることができる。
１…スクロール圧縮機、２…圧縮機構部、３…駆動部、４…電動機、５…固定スクロール、５ａ…吐出口、５ｂ…固定側板部、５ｃ…固定側ラップ、６…旋回スクロール、６ａ…旋回側ラップ、６ｂ…旋回側板部、６ｃ…旋回スクロール軸受部、７…吸入パイプ、９…フレーム、９ａ…シール材配設部、９ｂ…給油経路、１０…オルダム継手、１１…すべり軸受、１２…クランク軸、１２ａ…クランクピン、１２ｂ…主軸部、１２ｃ…副軸部、１２ｄ…ツバ部、１３…シール材、１６…転がり軸受、１６ａ…内輪、１６ｂ…外輪、１７…スラスト軸受、１８…軸受支持部、２１…回転子、２２…固定子、２３…下フレーム、２４…ハウジング、２５…転がり軸受、２８…給油ポンプ、３０…密閉容器、３７…油溜り、３９…吸入口、４０…給油穴、４１…スラストストッパ、４１ａ…ツメ部、４２…横給油穴、４３…油溜め空間、４４…磁石、１０１…吐出圧力空間、１０２…旋回スクロール背圧室、１０３…圧縮室、１０４…副軸受部、１０５…フレームとスラストストッパの軸方向隙間

Claims (7)

  1. 　フレームに固定される固定スクロールと、
    　該固定スクロールに対して旋回運動を行うことで圧縮室を形成する旋回スクロールと、
    　前記旋回スクロールをクランク軸を介して駆動する電動機と、
    　前記クランク軸のツバ部よりも下側に設けられて前記クランク軸の主軸部を回転自在に支持する軸受部と、を備えたスクロール圧縮機において、
    　前記ツバ部と前記軸受部との間に上側で前記ツバ部と接触するとともに下側で前記軸受部と接触するスラストストッパと、を備え、
    　前記ツバ部１２ｄの外径をφＤｔとしスラストストッパの外径をφＤｓとすると、
    　　φＤｔ＜φＤｓ
    の関係にあることを特徴とするスクロール圧縮機。
  2. 　請求項１において、
    　前記スラストストッパと前記ツバ部とは前記クランク軸と同一部材で一体に形成されることを特徴とするスクロール圧縮機。
  3. 　請求項１において、
    　前記軸受部の上面の内周側端部に対して前記スラストストッパの外周側端部の位置が外周側にあることを特徴とするスクロール圧縮機。
  4. 　請求項１において、
    　前記軸受部は転がり軸受であり、該転がり軸受の内輪の内径側の上部に面取り部が設けられている場合に、
    　前記内輪の内径をφＤｂとし、前記内輪の平らな上面部における内周側端部から前記クランク軸の主軸部に面する内周面までの最短距離をＲｃとすると、
    　　φＤｂ＋Ｒｃ×２＜φＤｓ
    の関係にあることを特徴とするスクロール圧縮機。
  5. 　請求項１～４の何れかにおいて、
    　前記クランク軸の内部に密閉容器内の油溜りから旋回軸受へ給油するための給油経路を設け、前記軸受部への給油は前記旋回軸受を経由して行われ、
    　シール材を配設する前記フレームの溝の前記ツバ部に対向する面の内径側に、シール材配設側と前記軸受部を連通する給油経路を１個または複数個設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
  6. 　請求項１～４の何れかにおいて、
    　前記クランク軸の内部に密閉容器内の油溜りから旋回軸受へ給油するための給油経路を設け、前記軸受部への給油は前記旋回軸受を経由して行われ、
    　前記スラストストッパの外周側にツメ部を複数個設け、前記スラストストッパのリング部の外径をφＤｓｒ、前記ツメ部の外径寸法をφＤｓｔとした場合、
    　　φＤｓｒ＜φＤｆ＜φＤｓｔ
    の関係にあることを特徴とするスクロール圧縮機。
  7. 　請求項１～４の何れかにおいて、
    　前記フレームと前記スラストストッパにより形成される溝の軸方向の隙間を、スラスト軸受の厚さより小さくしたことを特徴とするスクロール圧縮機。
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