WO2017126108A1 - バランサー付スライダー及びスクロール圧縮機 - Google Patents

バランサー付スライダー及びスクロール圧縮機 Download PDF

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WO2017126108A1
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slider
balancer
suppressing member
deformation suppressing
diameter portion
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French (fr)
Inventor
光勇 太田
昌晃 須川
友寿 松井
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents

Definitions

  • the present invention relates to a slider with a balancer used for adjusting the revolution radius of an orbiting scroll and a scroll compressor provided with the slider with a balancer.
  • a scroll compressor that forms a plurality of compression chambers by meshing a spiral body of a fixed scroll and a spiral body of an orbiting scroll.
  • a cylindrical boss is formed on the base plate of the orbiting scroll on the side opposite to the spiral body, and this boss and the upper end of the rotating shaft that rotates the orbiting scroll are provided.
  • a slider with a balancer is fitted between a provided eccentric pin via a sliding bearing (for example, see Patent Document 1).
  • the balancer part of the slider with balancer is provided to cancel the centrifugal force of the orbiting scroll and suppress the vibration of the compression element.
  • the slider part of the slider with balancer is provided so that the spiral body of the fixed scroll and the spiral body of the rocking scroll are always in contact with each other during the revolution of the rocking scroll.
  • the revolving radius of the orbiting scroll is automatically adjusted (see, for example, Patent Document 1).
  • a slider and a balancer unit are joined by shrink fitting to form a slider with a balancer.
  • shrink fitting, press fitting, or the like a pressure is generated that presses between the slider portion and the balancer portion. Then, due to the pressures pressing each other, the slider part is deformed so as to shrink radially inward at the pressing part, and the shape accuracy such as roundness deteriorates. Therefore, it is necessary to perform finishing to increase the shape accuracy after joining, but since the balancer part is joined to the slider part, a grinding machine such as cylindrical polishing cannot be used for the slider part, ensuring accuracy. It was difficult.
  • Patent Document 1 discloses a structure in which a slider with a balancer is joined by shrink fitting or the like. Patent Document 1 proposes a structure for avoiding inconvenience that the balancer portion is separated from the slider portion due to insufficient holding force between the balancer portion and the slider portion when the rotating shaft rotates. However, there is no description about measures against the deformation of the slider part at the time of joining.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems.
  • a slider with a balancer and a scroll compressor capable of suppressing deformation of a slider portion during manufacturing and ensuring dimensional accuracy are provided. It is intended to obtain.
  • a slider with a balancer is a slider with a balancer that is slidably connected to an eccentric portion of a rotary shaft of a scroll compressor in a radial direction of the rotary shaft, and has a slide hole into which the eccentric portion is slidably inserted.
  • a balancer portion having a slider portion, a joint portion having a joint hole to which the slider portion is joined, and an unbalanced portion formed on a side of the joint portion, and the slider portion and the balancer portion located in the joint hole. It has a deformation
  • a scroll compressor according to the present invention includes the slider with the balancer described above.
  • the slider portion and the balancer portion are joined by interposing a deformation suppressing member formed of a material having rigidity higher than that of the slider portion, so that the deformation of the slider portion during manufacturing can be reduced.
  • a deformation suppressing member formed of a material having rigidity higher than that of the slider portion
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a scroll compressor provided with a balancer-equipped slider according to Embodiment 1 of the present invention. It is a figure which shows the structure of the slider with a balancer of the scroll compressor which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the slider with the conventional balancer. It is a schematic diagram of the conventional slider with a balancer in a state where deformation has occurred. It is sectional drawing which shows the structure before joining of the slider part and balancer part of the slider with a balancer which concerns on Embodiment 2 of this invention. It is sectional drawing which shows the structure of the slider with a balancer which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a scroll compressor provided with a slider with a balancer according to Embodiment 1 of the present invention.
  • This scroll compressor has a function of sucking a fluid such as a refrigerant, compressing it, and discharging it in a high temperature and high pressure state.
  • the scroll compressor connects the compression mechanism unit 10, the drive mechanism unit 20, the compression mechanism unit 10 and the drive mechanism unit 20, and rotates to transmit the rotational force generated by the drive mechanism unit 20 to the compression mechanism unit 10.
  • the shaft 30 and other components are included, and these are housed in the shell 40 that forms the outer shell.
  • An oil sump 41 for storing lubricating oil is provided at the lower part of the shell 40.
  • An oil pump 42 fixed to the lower end of the rotary shaft 30 is immersed in the oil reservoir 41, and the lubricating oil passes through the oil flow path 31 in the rotary shaft 30 as the rotary shaft 30 rotates. It is supplied to each sliding part of the compression mechanism part 10.
  • a suction pipe 43 for sucking the refrigerant is provided on the side surface of the shell 40, and a discharge pipe 44 for discharging the compressed refrigerant is provided on the upper surface of the shell 40.
  • the compression mechanism unit 10 includes a fixed scroll 11 and a swing scroll 12.
  • the fixed scroll 11 includes a first base plate 11a and a first spiral body 11b erected on one surface of the first base plate 11a.
  • the orbiting scroll 12 includes a second base plate 12a and a second spiral body 12b erected on one surface of the second base plate 12a.
  • the fixed scroll 11 and the swing scroll 12 are disposed in the shell 40 in a state where the first spiral body 11b and the second spiral body 12b are engaged with each other.
  • a compression chamber 13 is formed between the first spiral body 11b and the second spiral body 12b.
  • the compression chamber 13 has a volume that decreases from the radially outer side toward the inner side as the rotary shaft 30 rotates.
  • the fixed scroll 11 is fixed in the shell 40 through the frame 50.
  • a discharge port 14 is formed at the center of the fixed scroll 11 to discharge the compressed and high pressure fluid.
  • a leaf spring valve 15 is disposed at the outlet opening of the discharge port 14 so as to cover the outlet opening and prevent backflow of fluid.
  • a valve retainer 16 that restricts the lift amount of the valve 15 is provided on one end side of the valve 15. That is, when the fluid is compressed to a predetermined pressure in the compression chamber 13, the valve 15 is lifted against the elastic force, and the compressed fluid is discharged from the discharge port 14 into the high-pressure space 17, and the discharge pipe 44. And is discharged to the outside of the scroll compressor.
  • the rocking scroll 12 performs an eccentric revolving motion without rotating with respect to the fixed scroll 11 by the Oldham ring 60.
  • a hollow cylindrical boss portion 12c is formed at a substantially central portion of the surface of the second base plate 12a of the orbiting scroll 12 opposite to the surface on which the second spiral body 12b is formed.
  • An eccentric pin portion 30a which will be described later, formed at the upper end portion of the rotating shaft 30 is connected to the inside of the boss portion 12c via a slider portion 71 of a slider 70A with a balancer described later. The connecting portion between the eccentric pin portion 30a and the boss portion 12c will be described later.
  • the drive mechanism unit 20 includes a stator 21 and a rotor 22 that is rotatably disposed on the inner peripheral surface side of the stator 21 and is fixed to the rotary shaft 30.
  • the stator 21 has a function of rotating the rotor 22 when energized.
  • the outer peripheral surface of the stator 21 is fixedly supported on the shell 40 by shrink fitting or the like.
  • the rotor 22 has a function of rotating and rotating the rotating shaft 30 when the stator 21 is energized.
  • a frame 50 and a sub frame 51 are arranged on the shell 40 so as to face each other with the drive mechanism unit 20 interposed therebetween.
  • the frame 50 is disposed on the upper side of the drive mechanism unit 20 and is positioned between the drive mechanism unit 20 and the compression mechanism unit 10, and the sub-frame 51 is positioned on the lower side of the drive mechanism unit 20.
  • the frame 50 and the sub frame 51 are fixed to the inner peripheral surface of the shell 40 by shrink fitting, welding, or the like.
  • a main bearing 50a is provided at the center of the frame 50, and a sub bearing 51a is provided at the center of the sub frame 51.
  • the rotary shaft 30 is rotatably supported by the main bearing 50a and the sub bearing 51a. Has been.
  • the rotary shaft 30 has an eccentric pin portion 30a eccentric from the axis of the rotary shaft 30 at the upper end.
  • the eccentric pin portion 30 a is connected to the boss portion 12 c via the slider portion 71 as described above, and rotates the rocking scroll 12 eccentrically by the rotation of the rotating shaft 30.
  • FIG. 2A and 2B are views showing the structure of the slider with a balancer of the scroll compressor according to Embodiment 1 of the present invention, wherein FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a cross-sectional view.
  • the slider 70 with balancer includes a substantially cylindrical slider portion 71, a balancer portion 72, and a substantially cylindrical deformation suppressing member 73 provided between the slider portion 71 and the balancer portion 72, which are joined together. It has the structure made.
  • the deformation suppressing member 73 is made of a material having rigidity higher than that of the slider portion 71.
  • the deformation suppressing member 73 suppresses deformation of the deformation suppressing member 73 when joining the deformation suppressing member 73 and the balancer portion 72, and consequently deforms the slider portion 71. It is to suppress.
  • the balancer part 72 has a substantially cylindrical joining part 72a and an unbalanced part 72b having an arc shape in plan view extending in the axial direction from a part of the outer peripheral surface of the joining part 72a.
  • the joining portion 72a has a joining hole 72c, and the deformation suppressing member 73 is located in the joining hole 72c and joined between the slider portion 71 and the joining portion 72a.
  • the slider portion 71 is fitted inside the boss portion 12c of the orbiting scroll 12 via a sliding bearing (not shown), and the eccentric pin portion 30a is inserted into a slide hole 71a formed in the center portion of the slider portion 71.
  • the rotary shaft 30 is inserted so as to be slidable in the radial direction. Therefore, when the rotary shaft 30 rotates, the rotational force is transmitted to the orbiting scroll 12 via the slider portion 71 so that the orbiting scroll 12 revolves.
  • the slider 70 with balancer moves in the radial direction along the flat portion 71ab of the slide hole 71a, so that the revolution radius of the orbiting scroll 12 is adjusted. Is done.
  • the spiral body of the fixed scroll 11 and the spiral body of the swing scroll 12 are always in contact with each other when the swing scroll 12 revolves, and refrigerant leakage from the compression chamber 13 is suppressed.
  • the gas refrigerant sucked into the shell 40 from the suction pipe 43 is taken into the compression chamber 13. And the compression chamber 13 which took in gas reduces a volume, moving to a center direction from an outer peripheral part with the eccentric revolving motion of the rocking scroll 12, and compresses a refrigerant
  • the orbiting scroll 12 moves in the radial direction together with the balancer-equipped slider 70 by its centrifugal force, and the first spiral body 11b and the second spiral body 12b are brought into close contact with each other. Accordingly, refrigerant leakage from the high pressure side to the low pressure side is prevented in the compression chamber 13, and efficient compression is performed.
  • the first embodiment is characterized in that the deformation suppressing member 73 is used as a part of the structure of the slider 70 with balancer.
  • the slider part 71 is deformed at the shrink fitting part peripheral portion 80 surrounded by a dotted line in FIG. This modification will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 3A and 3B are diagrams showing a conventional slider with a balancer, in which FIG. 3A is a longitudinal sectional view and FIG. 3B is a plan view.
  • FIG. 4 is a schematic view of a conventional slider with a balancer in a deformed state.
  • a conventional slider 100 with a balancer has a configuration in which a substantially cylindrical slider portion 101 and a balancer portion 102 are joined by shrink fitting.
  • the joint portion between the slider portion 101 and the balancer portion 102 is deformed so as to shrink radially inward as shown in FIG.
  • the amount of deformation becomes large at the peripheral portion 85 of the shrink-fitted part surrounded by a dotted line in FIGS. 3 and 4, and it is difficult to ensure accuracy.
  • the balancer-equipped slider 70 according to the first embodiment can suppress the deformation of the slider portion 71 during manufacturing by using the deformation suppressing member 73. This will be described below.
  • the deformation suppressing member 73 is joined to the slider portion 71 by shrink fitting. And the balancer part 72 is joined to the slider part 71 with which the deformation
  • a finishing process is performed with a grinding machine or the like to ensure the shape accuracy. Since this finishing process is performed on the slider part 71 that has been bonded to the deformation suppressing member before the balancer part 72 is bonded, the unbalanced part 72b does not interfere with the finishing process. Therefore, finishing can be performed using a grinding machine such as cylindrical polishing, and high-precision processing is possible.
  • the balancer portion 72 is shrink-fitted to the slider portion 71 that has been joined to the deformation suppressing member.
  • the deformation suppressing member 73 is formed of a material having higher rigidity than the slider portion 71. For this reason, the shrinkage allowance for ensuring the necessary holding force to prevent the balancer part 72 from being separated from the member to be joined at the time of rotation can be reduced as compared with the structure in which the balancer part 72 and the slider part 71 are directly shrink-fitted. .
  • the shrinkage-fitting allowance can be reduced by using the deformation suppressing member 73 having higher rigidity than that of the slider part 71, the deformation of the slider part 71 can be reduced as compared with the case where the balancer part 72 and the slider part 71 are directly shrink-fitted. Can be suppressed, and high accuracy can be secured.
  • shrink fitting was mentioned as an example as a joining method of the slider part 71 and the deformation
  • the inventors compared the amount of deformation between the conventional product having the conventional structure shown in FIG. 3 and the slider with the balancer having the structure of the first embodiment shown in FIG.
  • the same material is used for the slider part and the balancer part.
  • a sintered material was used for the slider part
  • FCD450 was used for the material of the balancer part.
  • SS400 was used as a material for the deformation suppressing member 73 of the slider 70 with balancer of the first embodiment.
  • the slider 70 with balancer of the first embodiment used for the comparison is made of the above-mentioned material, and the slider 71 is finished after shrink fitting with the deformation suppressing member 73 and the slider 71, and then the deformation is performed.
  • the slider portion 71 and the balancer portion 72 that have been joined to the suppressing member are shrink-fitted.
  • the balancer attachment according to the first embodiment is provided.
  • the amount of deformation of the slider 70 was smaller than that of the conventional product.
  • the slider 71 and the balancer portion 72 are joined with the deformation suppressing member 73 having rigidity higher than that of the slider portion 71 interposed therebetween. For this reason, the deformation of the slider portion 71 at the time of manufacture can be reduced as compared with the conventional product, and a highly accurate slider 70 with a balancer can be obtained.
  • FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in the structure of the deformation suppressing member 73 of the slider 70 with balancer.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure before joining the slider part and the balancer part of the slider with balancer according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a sectional view showing the structure of a slider with a balancer according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the structure of the scroll compressor provided with the balancer-equipped slider 70A according to the second embodiment is the same as that in FIG. 1, and hereinafter, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.
  • the deformation suppressing member 73A of the balancer-equipped slider 70A according to the second embodiment is a cylindrical member including a cylindrical large-diameter portion 73a and a small-diameter portion 73b whose outer diameter is smaller than that of the large-diameter portion 73a.
  • the large diameter portion 73 a is arranged on the upper side in the axial direction of the rotary shaft 30, and the small diameter portion 73 b is arranged on the lower side in the axial direction of the rotary shaft 30.
  • the deformation suppressing member 73 ⁇ / b> A is made of a material having higher rigidity than the slider portion 71 like the deformation suppressing member 73 of the first embodiment.
  • the balancer portion 72A is different from the first embodiment in the shape of the inner peripheral surface of the joining hole 72c.
  • the balancer portion 72A has a linear shape with no step in the axial direction.
  • the hole 72c has a staircase shape along the side surface shape of the deformation suppressing member 73A.
  • the joining hole 72c is composed of a large-diameter joining hole 73ca and a small-diameter joining hole 72cb.
  • the large-diameter joining hole 72ca is set to a diameter having a certain clearance with the large-diameter portion 73a of the deformation suppressing member 73A.
  • the small diameter joining hole 72cb is set to a diameter of a predetermined dimension for joining with the small diameter portion 73b of the deformation suppressing member 73A by shrink fitting or the like.
  • the small diameter bonding hole 72cb is in contact with the outer peripheral surface of the small diameter portion 73b of the deformation suppressing member 73A.
  • the deformation suppressing member 73 ⁇ / b> A is separated from the outer peripheral surface 73 aa of the large-diameter portion 73 a without coming into contact therewith.
  • the deformation suppressing member 73A is connected to the bonding portion 72a of the balancer portion 72A.
  • the large-diameter portion 73a is inserted into the joint hole 72c, and is positioned in the stepped portion 72d of the joint hole 72c for axial positioning.
  • the small diameter portion 73b of the deformation suppressing member 73A is positioned in the small diameter bonding hole 72cb of the joint portion 72a, and the deformation suppressing member 73A and the joint portion 72a are joined by shrink fitting or the like at the small diameter portion 73b portion.
  • the material having higher rigidity than the material of the slider portion 71 is used for the deformation suppressing member 73A, the necessary shrinkage allowance for securing the necessary holding force can be reduced as in the first embodiment. Therefore, the deformation of the slider part 71 can be reduced and higher accuracy can be ensured than when the slider part 71 and the balancer part 72A are directly shrink-fitted.
  • a step surface 73c formed at the boundary between the large diameter portion 73a and the small diameter portion 73b is generated by the balancer portion centrifugal force.
  • the supporting portion receives the acting force (moment) Fc to be received through the stepped portion 72d of the joint hole 72c. For this reason, the acting force (moment) Fc does not act on the small diameter portion 73b which is the shrink fitting portion. Therefore, the shrinkage allowance can be set smaller and the deformation amount can be further reduced.
  • the deformation suppressing member 73A has a smaller outer diameter than the cylindrical large diameter portion 73a and the large diameter portion 73a.
  • the step portion 73c formed by the small diameter portion 73b and formed at the boundary between the large diameter portion 73a and the small diameter portion 73b constitutes a support portion that receives the moment Fc of centrifugal force acting on the balancer portion 72A.
  • the moment Fc does not act on the inner peripheral surfaces of the small-diameter portion 73b and the small-diameter joining hole 72cb which are shrink-fit portions. Therefore, the shrinkage allowance can be set further smaller, and the deformation amount at the time of shrinkage can be further reduced.
  • the second embodiment includes the large diameter portion 73a having a larger outer diameter than the small diameter portion 73b.
  • the large-diameter joint hole 72ca is set to a diameter having a certain clearance with the large-diameter portion 73a of the deformation suppressing member 73A, and is joined to the joint portion 72a of the balancer portion 72 at the small-diameter portion 73b during shrink fitting. 73a was not joined. For this reason, the deformation amount of the slider portion 71 can be reduced as compared with a structure in which both the small diameter portion 73b and the large diameter portion 73a are shrink-fitted.

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Abstract

 バランサー付スライダーは、スクロール圧縮機の回転軸の偏心部がスライド可能に挿入されるスライド穴を有するスライダー部と、スライダー部が接合される接合穴を有する接合部と接合部の側方に形成されたアンバランス部とを有するバランサー部と、接合穴に位置してスライダー部とバランサー部との間に接合され、スライダー部よりも剛性の高い素材で構成された変形抑制部材とを有する構造とした。

Description

バランサー付スライダー及びスクロール圧縮機
 この発明は、揺動スクロールの公転半径を調整するために用いられるバランサー付スライダー及びバランサー付スライダーを備えたスクロール圧縮機に関するものである。
 従来より、固定スクロールの渦巻体と揺動スクロールの渦巻体とをかみ合わせて複数の圧縮室を形成するスクロール圧縮機がある。この種のスクロール圧縮機において、揺動スクロールの台板において渦巻体と反対側には円筒状のボス部が形成されており、このボス部と、揺動スクロールを回転させる回転軸の上端部に設けられた偏心ピンとの間に、滑り軸受を介してバランサー付スライダーが嵌め合わされているものがある(例えば、特許文献1参照)。
 バランサー付スライダーのバランサー部は、揺動スクロールの遠心力を打ち消して圧縮要素の振動を抑えるために設けられている。また、バランサー付スライダーのスライダー部は、揺動スクロールの公転時に常に固定スクロールの渦巻体と揺動スクロールの渦巻体とが互いに接した状態となるように設けられたものであり、偏心ピンに対して相対移動可能に嵌め合わされ、揺動スクロールの公転半径を自動的に調整するものである(例えば、特許文献1参照)。
特開2003-343454号公報
 特許文献1のスクロール圧縮機では、スライダー部とバランサー部とを焼嵌めで接合してバランサー付スライダーを構成している。このような焼嵌めや圧入等を用いた接合を行う場合、スライダー部とバランサー部との間で互いに押圧する圧力が生じる。そして、互いに押圧する圧力により、スライダー部がその押圧部分において径方向内側に縮小するように変形し、真円度等の形状精度が悪化する。そのため、接合後に形状精度を上げるべく仕上げ加工を実施する必要があるが、スライダー部にバランサー部が接合されているため、スライダー部に対して円筒研磨等の研削機を使用できず、精度確保が困難であった。
 特許文献1には、バランサー付スライダーを焼嵌め等で接合した構造が開示されている。そして、特許文献1には、回転軸の回転時にバランサー部とスライダー部との間の保持力が足りずにバランサー部がスライダー部から分離する不都合を避けるための構造について提案されている。しかし、接合時のスライダー部の変形に対する対策については何ら記載されていない。
 この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、製造時のスライダー部の変形を抑えることが可能で、寸法精度を確保することが可能なバランサー付スライダー及びスクロール圧縮機を得ることを目的とするものである。
 この発明に係るバランサー付スライダーは、スクロール圧縮機の回転軸の偏心部に回転軸の径方向にスライド可能に連結されるバランサー付スライダーであって、偏心部がスライド可能に挿入されるスライド穴を有するスライダー部と、スライダー部が接合される接合穴を有する接合部と接合部の側方に形成されたアンバランス部とを有するバランサー部と、接合穴に位置してスライダー部とバランサー部との間に接合され、スライダー部よりも剛性の高い素材で構成された変形抑制部材とを有するものである。
 また、この発明に係るスクロール圧縮機は、上記のバランサー付スライダーを備えたものである。
 この発明によれば、スライダー部とバランサー部との間に、スライダー部よりも剛性の高い素材で形成した変形抑制部材を介在させて接合した構造としたため、製造時のスライダー部の変形を小さくでき、高精度のバランサー付スライダー及びスクロール圧縮機を得ることができる。
この発明の実施の形態1に係るバランサー付きスライダーを備えたスクロール圧縮機の縦概略断面図である。 この発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機のバランサー付スライダーの構造を示す図である。 従来のバランサー付きスライダーを示す図である。 変形が生じた状態の従来のバランサー付スライダーの模式図である。 この発明の実施の形態2に係るバランサー付スライダーのスライダー部とバランサー部との接合前の構造を示す断面図である。 この発明の実施の形態2に係るバランサー付スライダーの構造を示す断面図である。
 以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ及び配置等は、この発明の範囲内で適宜変更することができる。
実施の形態1.
 以下、実施の形態1について説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係るバランサー付きスライダーを備えたスクロール圧縮機の縦概略断面図である。
 このスクロール圧縮機は、冷媒等の流体を吸入し、圧縮して高温高圧の状態として吐出させる機能を有している。スクロール圧縮機は、圧縮機構部10と、駆動機構部20と、この圧縮機構部10と駆動機構部20とを連結し、駆動機構部20の発生する回転力を圧縮機構部10に伝達する回転軸30と、その他の構成部品とを有し、これらが外郭を構成するシェル40の内部に収納された構成を有している。そして、シェル40の下部には、潤滑油を貯留する油溜り41が設けられている。油溜り41内には、回転軸30の下端部に固着されたオイルポンプ42が浸漬しており、回転軸30の回転に伴って潤滑油が回転軸30内の油流路31内を通り、圧縮機構部10の各摺動部に供給されるようになっている。
 また、シェル40の側面には冷媒を吸入するための吸入管43が設けられ、シェル40の上面には圧縮した冷媒を吐出するための吐出管44が設けられている。
 圧縮機構部10は、固定スクロール11と揺動スクロール12とを備えている。固定スクロール11は、第1台板11aと、第1台板11aの一方の面に立設された第1渦巻体11bと、で構成されている。揺動スクロール12は、第2台板12aと、第2台板12aの一方の面に立設された第2渦巻体12bと、で構成されている。固定スクロール11及び揺動スクロール12は、第1渦巻体11bと第2渦巻体12bとを互いに噛み合わせた状態でシェル40内に配置されている。そして、第1渦巻体11b及び第2渦巻体12bとの間には、回転軸30の回転に伴い、半径方向外側から内側へ向かうに従って容積が縮小する圧縮室13が形成されている。
 固定スクロール11は、フレーム50を介してシェル40内に固定されている。固定スクロール11の中央部には、圧縮されて高圧となった流体を吐出する吐出ポート14が形成されている。吐出ポート14の出口開口部には、この出口開口部を覆い、流体の逆流を防ぐ板バネ製の弁15が配設されている。弁15の一端側には、弁15のリフト量を制限する弁押さえ16が設けられている。つまり、圧縮室13内で流体が所定圧力まで圧縮されると、弁15が、その弾性力に逆らって持ち上げられ、圧縮された流体が吐出ポート14から高圧空間17内に吐出され、吐出管44を通ってスクロール圧縮機の外部に吐出される。
 揺動スクロール12は、オルダムリング60によって固定スクロール11に対して自転することなく偏心公転運動を行うようになっている。また、揺動スクロール12の第2台板12aにおいて第2渦巻体12b形成面とは反対側の面の略中心部には、中空円筒形状のボス部12cが形成されている。ボス部12cの内側には、回転軸30の上端部に形成された後述の偏心ピン部30aが、後述のバランサー付スライダー70Aのスライダー部71を介して連結されている。偏心ピン部30aとボス部12cとの連結部分については改めて後述する。
 駆動機構部20は、ステータ21と、ステータ21の内周面側に回転可能に配設され、回転軸30に固定されたロータ22とを備えている。ステータ21は、通電されることによってロータ22を回転駆動させる機能を有している。また、ステータ21は、外周面が焼き嵌め等によりシェル40に固着支持されている。ロータ22は、ステータ21に通電がされることにより回転駆動し、回転軸30を回転させる機能を有している。
 シェル40には更に、駆動機構部20を挟んで対向するようにフレーム50とサブフレーム51とが配置されている。フレーム50は、駆動機構部20の上側に配置されて駆動機構部20と圧縮機構部10との間に位置しており、サブフレーム51は、駆動機構部20の下側に位置している。フレーム50及びサブフレーム51は、焼き嵌め、溶接等によってシェル40の内周面に固着されている。フレーム50の中央部には主軸受50aが設けられ、また、サブフレーム51の中央部には副軸受51aが設けられており、この主軸受50a及び副軸受51aに回転軸30が回転自在に支持されている。
 回転軸30は、上端部に、回転軸30の軸心から偏心した偏心ピン部30aを有している。偏心ピン部30aは、上述したようにスライダー部71を介してボス部12cに連結されており、回転軸30の回転により揺動スクロール12を偏心回転させるようになっている。
 図2は、この発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機のバランサー付スライダーの構造を示す図で、(a)は平面図、(b)は断面図である。
 バランサー付スライダー70は、略円筒状のスライダー部71と、バランサー部72と、スライダー部71とバランサー部72との間に設けられた略円筒状の変形抑制部材73とを有し、これらが接合された構成を有する。変形抑制部材73は、スライダー部71より剛性の高い素材で構成され、変形抑制部材73とバランサー部72と接合する際の変形抑制部材73の変形を抑制して結果的にスライダー部71の変形を抑制するものである。バランサー部72は、略円筒状の接合部72aと、接合部72aの外周面の一部から軸方向に延びる平面視円弧状のアンバランス部72bとを有している。接合部72aは、接合穴72cを有しており、接合穴72cに変形抑制部材73が位置してスライダー部71と接合部72aとの間に接合されている。
 スライダー部71は、揺動スクロール12のボス部12cの内側に滑り軸受(図示せず)を介して嵌め合わされ、且つスライダー部71の中央部に形成されたスライド穴71aに、偏心ピン部30aが回転軸30の径方向にスライド移動可能に挿入される。よって、回転軸30が回転すると、その回転力がスライダー部71を介して揺動スクロール12に伝達され、揺動スクロール12が公転するようになっている。このとき、バランサー部72のアンバランス部72bに対する遠心力の作用により、バランサー付スライダー70がスライド穴71aの平面部71abに沿って径方向に移動することで、揺動スクロール12の公転半径が調整される。これにより、揺動スクロール12の公転時に常に固定スクロール11の渦巻体と揺動スクロール12の渦巻体とが互いに接した状態となり、圧縮室13からの冷媒漏れが抑制されるようになっている。
 ここで、スクロール圧縮機の動作について簡単に説明する。
 シェル40に設けられた図示省略の電源端子に通電されると、ステータ21とロータ22とにトルクが発生し、回転軸30が回転する。回転軸30の回転力はバランサー付スライダー70を介して揺動スクロール12に伝えられ、揺動スクロール12はオルダムリング60により自転を規制されて偏心公転運動する。
 吸入管43からシェル40内に吸入されたガス冷媒は、圧縮室13内に取り込まれる。そして、ガスを取り込んだ圧縮室13は、揺動スクロール12の偏心公転運動に伴い、外周部から中心方向に移動しながら容積を減じ、冷媒を圧縮する。そして、圧縮された冷媒ガスは、固定スクロール11に設けた吐出ポート14から弁15及び弁押さえ16に逆らって吐出され、吐出管44からシェル40外に排出される。
 揺動スクロール12の偏心公転運転時、揺動スクロール12は自身の遠心力により、バランサー付スライダー70と共に径方向に移動し、第1渦巻体11bと第2渦巻体12bとが密接する。従って、圧縮室13において高圧側から低圧側への冷媒漏れを防止し、効率の良い圧縮が行われる。
 ここで、実施の形態1は、バランサー付スライダー70の構造の一部として変形抑制部材73を用いたことに特徴を有するものである。スライダー部71とバランサー部72とを焼嵌めで接合するにあたり、変形抑制部材73を用いない従来構成では、図2において点線で囲った焼嵌め部周辺箇所80においてスライダー部71に変形が生じる。この変形について次の図3及び図4を用いて説明する。
 図3は、従来のバランサー付きスライダーを示す図で、(a)は縦断面図、(b)は平面図である。図4は、変形が生じた状態の従来のバランサー付スライダーの模式図である。
 従来のバランサー付きスライダー100は、略円筒状のスライダー部101と、バランサー部102とを焼嵌めで接合した構成を有する。そして、この従来のバランサー付きスライダー100において、スライダー部101とバランサー部102との接合部分が、図4に示すように径方向内側に縮小するように変形する。特に、図3及び図4において点線で囲った焼嵌め部周辺箇所85で変形量が大きくなり、精度を確保することが困難であった。
 これに対し、実施の形態1のバランサー付スライダー70は、変形抑制部材73を用いたことで、製造時のスライダー部71の変形を抑制することが可能となっている。この点について以下に説明する。
 バランサー付スライダー70を製造する際には、まずスライダー部71に変形抑制部材73を焼嵌めにより接合する。そして、変形抑制部材接合済のスライダー部71に、バランサー部72を焼嵌めにより接合する。スライダー部71に変形抑制部材73を焼嵌めした際にスライダー部71が変形して形状精度が悪化した場合には、研削盤等で仕上げ加工を実施し、形状精度を確保する。この仕上げ加工は、バランサー部72を接合前の、変形抑制部材接合済のスライダー部71に対して行われるものであるため、仕上げ加工の際にアンバランス部72bが邪魔になることがない。よって、円筒研磨等の研削機を使用して仕上げ加工を行うことができ、精度良い加工が可能になる。
 続いて、変形抑制部材接合済のスライダー部71に対し、バランサー部72を焼嵌めする。ここで、変形抑制部材73は、スライダー部71に比べて剛性の高い素材で形成されている。このため、回転時にバランサー部72が接合対象部材から分離することを避ける必要保持力を確保するための焼嵌め代を、バランサー部72とスライダー部71とを直接焼嵌めする構造に比べて小さくできる。
 このように、スライダー部71よりも剛性の高い変形抑制部材73を用いることで焼嵌め代を小さくできるため、バランサー部72とスライダー部71とを直接焼嵌めした場合に比べてスライダー部71の変形を抑えることができ、高い精度を確保することができる。なお、スライダー部71と変形抑制部材73の接合方法、及び変形抑制部材接合済のスライダー部71とバランサー部72との接合方法として焼嵌めを例に挙げたが、圧縮機運転時に不具合を生じなければ方法は問わず、圧入等で接合してもよい。
 本発明者らは、図3に示した従来構造の従来品と、図2に示した実施の形態1の構造のバランサー付スライダーとで変形量を比較した。なお、従来品と実施の形態1のバランサー付スライダー70とではスライダー部及びバランサー部のそれぞれの素材に同じものを用いた。具体的にはスライダー部に焼結材、バランサー部の素材にFCD450を用いた。また、実施の形態1のバランサー付スライダー70の変形抑制部材73の素材としてSS400を用いた。なお、比較に用いた実施の形態1のバランサー付スライダー70には、上記素材を用い、且つ、変形抑制部材73とスライダー部71とを焼嵌め後にスライダー部71に仕上げ加工を施し、その後、変形抑制部材接合済のスライダー部71とバランサー部72とを焼嵌めしたものとした。
 比較の結果、バランサー部側81、反バランサー部側82、及びその中間の位置83のそれぞれについて、焼嵌め後のスライダー部の軸方向84の変形量を計測した場合、実施の形態1のバランサー付スライダー70の方が、従来品と比べて変形量を小さくすることができた。
 以上説明したように、実施の形態1によれば、スライダー部71とバランサー部72との間に、スライダー部71よりも剛性の高い変形抑制部材73を介在させて接合した構造とした。このため、従来品と比べて製造時のスライダー部71の変形を小さくすることができ、高精度のバランサー付スライダー70を得ることができる。
実施の形態2.
 実施の形態2は、バランサー付スライダー70の変形抑制部材73の構造が実施の形態1と異なるものである。
 図5は、この発明の実施の形態2に係るバランサー付スライダーのスライダー部とバランサー部との接合前の構造を示す断面図である。図6は、この発明の実施の形態2に係るバランサー付スライダーの構造を示す断面図である。実施の形態2のバランサー付スライダー70Aが備えられるスクロール圧縮機の構造は図1と同じであり、以下、実施の形態2が実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
 実施の形態2のバランサー付スライダー70Aの変形抑制部材73Aは、円筒状の大径部73aと、大径部73aより外径が小さい小径部73bとを備えた円筒状部材である。大径部73aが回転軸30の軸方向上側、小径部73bが回転軸30の軸方向下側の配置となっている。また、変形抑制部材73Aは、実施の形態1の変形抑制部材73と同様にスライダー部71より剛性の高い素材で構成されている。
 また、バランサー部72Aは、接合穴72cの内周面の形状が実施の形態1と異なっており、実施の形態1では軸方向に段差の無い直線形状であったが、実施の形態2の接合穴72cは、変形抑制部材73Aの側面形状に沿う階段形状となっている。具体的には、接合穴72cは、大径接合穴73caと小径接合穴72cbとで構成されている。大径接合穴72caは、変形抑制部材73Aの大径部73aと一定クリアランスを有する径に設定されている。小径接合穴72cbは、変形抑制部材73Aの小径部73bと焼嵌め等で接合するための所定寸法の径に設定されている。バランサー部72Aの接合部72aに変形抑制部材73Aが接合された状態において、小径接合穴72cbは変形抑制部材73Aの小径部73bの外周面と接触しているが、大径接合穴72caは、図6に示すように変形抑制部材73Aの大径部73aの外周面73aaと接触せずに離間している。
 以上の構造のバランサー付スライダー70Aの製造時において、変形抑制部材73Aを接合済のスライダー部71とバランサー部72Aとを接合する場合には、変形抑制部材73Aを、バランサー部72Aの接合部72aの接合穴72cに挿入し、大径部73aを、接合穴72cの段差部72dに設置して軸方向位置決めを行う。そして、変形抑制部材73Aの小径部73bを接合部72aの小径接合穴72cbに位置させて小径部73b部分で、変形抑制部材73Aと接合部72aとを焼嵌め等で接合する。
 変形抑制部材73Aにスライダー部71の素材より剛性の高い素材を使用しているので、実施の形態1と同様、必要保持力を確保するための必要焼嵌め代を小さくできる。よって、スライダー部71とバランサー部72Aとを直接焼嵌めした場合よりも、スライダー部71の変形を小さくでき、高い精度を確保することができる。
 また、起動時又は停止時に作用する力によってバランサー部72Aがスライダー部71から分離しないように、スライダー部71とバランサー部72Aとの間の保持力を確保する必要がある。具体的には、作用荷重である、起動時又は停止時のトルクとバランサー部72Aの遠心力とに打ち勝つ力が保持力として必要である。高速運転する場合、トルクよりもアンバランス部72bに作用する遠心力の方が大きくなるため、変形抑制部材73Aとバランサー部72Aの接合部72aとの焼嵌め代は、図6に示すように遠心力による作用力(モーメント)Fcに打ち勝つ保持力を確保できる焼嵌め代に設定する必要がある。
 ここで、遠心力による作用力(モーメント)Fcが直接作用する焼嵌め部周辺箇所85において、大径部73aと小径部73bとの境界に形成される段差面73cは、バランサー部遠心力により発生する作用力(モーメント)Fcを接合穴72cの段差部72dを介して受ける支持部となる。このため、焼嵌め部である小径部73bに作用力(モーメント)Fcが作用しない。よって、焼嵌め代を更に小さく設定でき、変形量も、より小さくできる。
 以上説明したように、実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の効果が得られると共に、変形抑制部材73Aを円筒状の大径部73aと大径部73aよりも外径が小さい小径部73bとで構成し、大径部73aと小径部73bとの境界に形成される段差面73cで、バランサー部72Aに作用する遠心力のモーメントFcを受ける支持部を構成した。これにより、焼嵌め部である小径部73b及び小径接合穴72cbの内周面にモーメントFcが作用しない。よって、焼嵌め代を更に小さく設定でき、焼嵌め時の変形量も、より小さくできる。
 つまり、変形抑制部材73Aの小径部73bが実施の形態1の変形抑制部材73と同一寸法とした場合、実施の形態2では、その小径部73bよりも外径が大きい大径部73aを備えた構造としたことで、実施の形態1の変形抑制部材73の構造とした場合に比べて焼嵌め代及び変形量をより小さくできる。
 また、大径接合穴72caは、変形抑制部材73Aの大径部73aと一定クリアランスを有する径に設定され、焼嵌め時に小径部73b部分でバランサー部72の接合部72aと接合し、大径部73aでは接合しないようにした。このため、小径部73bと大径部73aとの両方で焼嵌めする構造に比べてスライダー部71の変形量を少なくできる。
 10 圧縮機構部、11 固定スクロール、11a 第1台板、11b 第1渦巻体、12 揺動スクロール、12a 第2台板、12b 第2渦巻体、12c ボス部、13 圧縮室、14 吐出ポート、15 弁、16 弁押さえ、17 高圧空間、20 駆動機構部、21 ステータ、22 ロータ、30 回転軸、30a 偏心ピン部、31 油流路、40 シェル、41 油溜り、42 オイルポンプ、43 吸入管、44 吐出管、50 フレーム、50a 主軸受、51 サブフレーム、51a 副軸受、60 オルダムリング、70 バランサー付スライダー、70A バランサー付スライダー、71 スライダー部、71a スライド穴、71ab 平面部、72 バランサー部、72A バランサー部、72a 接合部、72b アンバランス部、72c 接合穴、72ca 大径接合穴、72cb 小径接合穴、72d 段差部、73 変形抑制部材、73A 変形抑制部材、73a 大径部、73aa 大径部の外周面、73b 小径部、73c 段差面、80 焼嵌め部周辺箇所、81 バランサー部側、82 反バランサー部側、83 中間の位置、84 軸方向、85 焼嵌め部周辺箇所、100 バランサー付きスライダー、101 スライダー部、102 バランサー部、Fc モーメント。

Claims (6)

  1.  スクロール圧縮機の回転軸の偏心部に前記回転軸の径方向にスライド可能に連結されるバランサー付スライダーであって、
     前記偏心部がスライド可能に挿入されるスライド穴を有するスライダー部と、
     前記スライダー部が接合される接合穴を有する接合部と前記接合部の側方に形成されたアンバランス部とを有するバランサー部と、
     前記接合穴に位置して前記スライダー部と前記バランサー部との間に接合され、前記スライダー部よりも剛性の高い素材で構成された変形抑制部材とを有する
    バランサー付スライダー。
  2.  前記変形抑制部材が円筒状である
    請求項1記載のバランサー付スライダー。
  3.  前記変形抑制部材は、大径部と、前記大径部より外径が小さい小径部とを有し、前記回転軸の軸方向上側が前記大径部、軸方向下側が前記小径部とされており、
     前記大径部と前記小径部との境界に形成される段差面が前記接合穴の段差部に接触した状態で前記変形抑制部材が前記スライダー部と前記バランサー部との間に接合されている
    請求項1又は請求項2記載のバランサー付スライダー。
  4.  前記接合穴において前記変形抑制部材の前記大径部が位置する大径接合穴と前記大径部との間にクリアランスを有し、前記変形抑制部材は前記小径部で前記バランサー部と接合されている
    請求項3記載のバランサー付スライダー。
  5.  前記スライダー部の素材が焼結材であり、前記バランサー部の素材がFCD450であり、前記変形抑制部材の素材がSS400である
    請求項1~請求項4の何れか一項に記載のバランサー付スライダー。
  6.  請求項1~請求項5の何れか一項に記載のバランサー付スライダーを備えたスクロール圧縮機。
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