WO2020045153A1 - スクロール圧縮機 - Google Patents

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WO2020045153A1
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eccentric bush
scroll
peripheral surface
sliding
sliding bearing
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Inventor
今井　哲也
Original Assignee
サンデン・オートモーティブコンポーネント株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-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 scroll compressor.
  • Patent Document 1 proposes providing a double-sided sliding bearing between an eccentric bush and a boss in a scroll compressor.
  • the movable scroll turns while slightly tilting with respect to the fixed scroll during driving, and this is generally called overturning.
  • the sliding bearing is press-fitted into the boss of the orbiting scroll and has a large overturning amount, whereas the eccentric bush is restricted by the rotating shaft and has a small overturning amount. Therefore, when an uneven load due to overturning is received, the surface pressure locally increases on the sliding surface between the slide bearing and the eccentric bush, thereby causing uneven wear on the slide bearing.
  • An object of the present invention is to suppress uneven wear of a sliding bearing.
  • a scroll compressor An eccentric bush supported eccentrically with respect to the rotating shaft; A sliding bearing supported by the boss of the movable scroll and fitted to the eccentric bush; A sliding member interposed between the eccentric bush and the sliding bearing in a state in which the sliding bearing can slide with respect to the sliding bearing; Between the outer peripheral surface on the base end side of the eccentric bush and the inner peripheral surface of the sliding member, when the movable scroll orbits with respect to the fixed scroll, the deflection of the sliding member caused by the inclination of the movable scroll is reduced. A gap is provided to allow.
  • the gap between the eccentric bush and the sliding member allows the sliding member to bend when an eccentric load is applied due to the inclination of the movable scroll.
  • it is possible to suppress the surface pressure from locally increasing on the sliding surface between the sliding member and the sliding bearing, and to suppress uneven wear of the sliding bearing.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view along the front-back direction of the compressor.
  • the compressor 11 is, for example, a belt-driven scroll compressor used in a refrigerant circuit of a car air conditioner, and sucks, compresses, and discharges the refrigerant.
  • the compressor 11 is integrated by a front housing 12, a center housing 13, and a rear housing 14 that are arranged in order from the front side in the front-rear direction so as to maintain airtightness.
  • a suction port (not shown) for sucking refrigerant is formed at an upper portion of the front housing 12, and a discharge port 16 for discharging compressed refrigerant is formed at an upper portion of the rear housing 14.
  • a rotation shaft 21 is rotatably supported on the front side of the front housing 12.
  • the front end side of the rotating shaft 21 is connected to a pulley 23 via an electromagnetic clutch 22.
  • the power of the engine is transmitted to the pulley 23 via a drive belt.
  • a fixed scroll 24 is formed on the rear side of the center housing 13, and a movable scroll 25 is accommodated from the rear side of the front housing 12 to the front side of the center housing 13.
  • the fixed scroll 24 is formed so as to close the rear side of the center housing 13, and includes a fixed end plate 26 formed in a disk shape, and a fixed spiral 27 formed on the front surface of the fixed end plate 26.
  • the movable scroll 25 is arranged on the front side of the fixed end plate 26 and has a movable end plate 28 formed in a disk shape, a movable spiral 29 formed on the rear surface of the movable end plate 28 and meshing with the fixed spiral 27, Is provided.
  • a pressure chamber 31 for compressing the refrigerant is formed by the front surface of the fixed end plate 26, the fixed spiral 27, the rear surface of the movable end plate 28, and a section surrounded by the movable spiral 29. When viewed from the front-back direction, the pressure chamber 31 is a crescent-shaped closed space.
  • a boss 32 is formed on the front surface of the movable end plate 28, and an eccentric bush 33 (eccentric shaft member) is fixed to the rear end of the rotary shaft 21.
  • the eccentric bush 33 is rotatably fitted into the boss 32. ing.
  • the rotational motion of the rotary shaft 21 is converted into a turning motion of the movable scroll 25 via the eccentric bush 33.
  • the movable scroll 25 is prevented from rotating, for example, via pins and holes, and is allowed to revolve with respect to the fixed scroll 24.
  • a discharge hole (not shown) penetrating in the front-rear direction is formed at the center of the fixed end plate 26, and the discharge hole communicates with a discharge chamber 35 formed on the rear side of the fixed end plate 26.
  • a discharge valve 36 that can open and close the rear end side of the discharge hole is provided.
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view of a portion where the eccentric bush is fitted to the boss.
  • a crank pin 41 eccentric to the rotating shaft 21 is formed at the rear end of the rotating shaft 21.
  • a recess 42 having a bottom is formed in the front end face of the eccentric bush 33 by a hole extending in the axial direction, and the crank pin 41 is inserted into the recess 42.
  • a sliding bearing 43 is fitted into the boss 32, and an inner peripheral surface of the sliding bearing 43 is fitted to a rear outer peripheral surface of the eccentric bush 33.
  • a drive ring 44 (sliding member) is interposed between the eccentric bush 33 and the slide bearing 43 so as to be slidable with respect to the slide bearing 43.
  • the fitting of the drive ring 44 to the eccentric bush 33 is, for example, press-fitting.
  • the eccentric bush 33 is formed with a counterweight 45 for balancing weight.
  • the eccentric bush 33 and the counterweight 45 are integrally formed of cast iron and are not hardened.
  • the drive ring 44 has a cylindrical shape and is formed of a special steel material made of high carbon steel such as SUJ2, which has excellent wear resistance. That is, the drive ring 44 protects the outer peripheral surface of the eccentric bush 33 formed of cast iron.
  • the eccentric bush 33 is formed with an introduction flow path 46 that penetrates in an axial direction from a front base end to a rear end.
  • the introduction flow channel 46 is formed at a position different from the concave portion 42 and at a position near the center of the rotating shaft 21.
  • the front side of the movable end plate 28 is set at a medium pressure, and oil separated from the refrigerant is supplied as lubricating oil. This lubricating oil is introduced from the proximal end to the distal end of the eccentric bush 33 by the introduction flow channel 46 and supplied to each sliding portion.
  • the movable scroll 25 turns while slightly tilting with respect to the fixed scroll 24, and this is generally called overturning.
  • a gap 51 is provided between the base end side of the eccentric bush 33, that is, between the outer peripheral surface on the front side and the inner peripheral surface of the drive ring 44 to allow the drive ring 44 to bend due to the overturn of the movable scroll 25.
  • a gap 51 is provided by forming an inclined surface 52 that is away from the inner peripheral surface of the drive ring 44 toward the front side.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view of a gap portion.
  • (A) in the figure shows a state at the time of non-overturning in which the movable scroll 25 is not inclined
  • (b) in the figure shows a state at the time of overturning in which the movable scroll 25 is inclined.
  • the inclined surface 52 is formed in an outer peripheral surface of the eccentric bush 33 in a range that receives an eccentric load when overturning.
  • the inclination angle of the inclined surface 52 is set according to the maximum overturn amount allowed for the orbiting scroll 25.
  • the movable scroll 25 overturns when driven, that is, turns while slightly tilting with respect to the fixed scroll 24.
  • the sliding bearing 43 is press-fitted into the boss 32 of the orbiting scroll 25 and has a large overturning amount.
  • the eccentric bush 33 is restricted by the rotating shaft 21 and has a small overturning amount. Therefore, when an eccentric load due to overturning is applied, the surface pressure locally increases on the sliding surface between the slide bearing 43 and the eccentric bush 33, and the surface pressure becomes uneven in a one-side contact state. It causes uneven wear.
  • a drive ring 44 is interposed between the eccentric bush 33 and the slide bearing 43.
  • a gap 51 is provided between the eccentric bush 33 on the base end side, that is, between the outer peripheral surface on the front side and the inner peripheral surface of the drive ring 44.
  • a gap 51 is provided in the outer peripheral surface of the eccentric bush 33 by forming an inclined surface 52 that is further away from the inner peripheral surface of the drive ring 44 toward the front side in a range where the eccentric load during overturn is received. ing.
  • the eccentric bush 33 When the eccentric bush 33 is integrally formed with the counterweight 45, the eccentric bush 33 has a complicated shape. Therefore, it is preferable that these are formed by cast iron. However, when molding with cast iron, it is difficult to ensure the smoothness and hardness of the surface, and it is easy to wear. Therefore, a drive ring 44 is interposed between the eccentric bush 33 and the slide bearing 43, and the drive ring 44 is made of a high-carbon steel such as SUJ2 having excellent wear resistance. Thus, since the outer peripheral surface of the eccentric bush 33 can be protected by the drive ring 44, the wear resistance of the eccentric bush 33 can be improved. Therefore, the quenching process for the eccentric bush 33 can be omitted, which can contribute to improvement in productivity.

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Abstract

【課題】すべり軸受の偏摩耗を抑制する。 【解決手段】偏心ブッシュ３３とすべり軸受４３との間には、すべり軸受４３に対して摺動可能な状態でドライブリング４４を介在させる。偏心ブッシュ３３における基端側の外周面とドライブリング４４の内周面との間には、可動スクロール２５の転覆によって生じるドライブリング４４の撓みを許容するための隙間５１を設ける。

Description

スクロール圧縮機
　本発明は、スクロール圧縮機に関するものである。
　特許文献１では、スクロール圧縮機において、偏心ブッシュとボスとの間に両面すべり軸受を設けることを提案している。
特許第５７７３０７６号公報
　可動スクロールは、駆動時に固定スクロールに対して僅かに傾きながら旋回することになり、これは一般に転覆と呼ばれている。すべり軸受は、可動スクロールのボスに圧入されていて転覆量が大きいが、偏心ブッシュは、回転軸に規制されていて転覆量が小さい。したがって、転覆による偏荷重を受けると、すべり軸受と偏心ブッシュとの摺動面において、局所的に面圧が上昇することで、すべり軸受に偏摩耗を生じさせてしまう。
　本発明の課題は、すべり軸受の偏摩耗を抑制することである。
　本発明の一態様に係るスクロール圧縮機は、
　回転軸に対して偏心させて支持された偏心ブッシュと、
　可動スクロールのボスに支持され、偏心ブッシュに嵌り合うすべり軸受と、
　すべり軸受に対して摺動可能な状態で、偏心ブッシュとすべり軸受との間に介在する摺動部材と、を備え、
　偏心ブッシュにおける基端側の外周面と摺動部材の内周面との間には、固定スクロールに対して可動スクロールが傾きながら旋回するときに、可動スクロールの傾きによって生じる摺動部材の撓みを許容するための隙間が設けられている。
　本発明によれば、偏心ブッシュと摺動部材との間の隙間により、可動スクロールの傾きによって偏荷重を受けたときに、摺動部材の撓みが許容される。これにより、摺動部材とすべり軸受との摺動面において、局所的に面圧が上昇することを抑制し、すべり軸受の偏摩耗を抑制することができる。
圧縮機の前後方向に沿った断面図である。 偏心ブッシュがボスに嵌り合う部分を拡大した断面図である。 隙間部分を拡大した断面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
《一実施形態》
　《構成》
　図１は、圧縮機の前後方向に沿った断面図である。
　圧縮機１１は、例えばカーエアコンの冷媒回路で用いられるベルト駆動型のスクロール圧縮機であり、冷媒を吸入し、圧縮してから排出する。
　圧縮機１１は、前後方向に沿って前側から順に並んだ、フロントハウジング１２と、センタハウジング１３と、リアハウジング１４と、によって気密性を保つように一体化されている。フロントハウジング１２の上部には、冷媒を吸入する吸入口（図示省略）が形成され、リアハウジング１４の上部には、圧縮された冷媒を排出する排出口１６が形成されている。
　フロントハウジング１２の前側には、回転軸２１が回転自在に支持されている。回転軸２１の前端側は、電磁クラッチ２２を介してプーリ２３に連結されている。プーリ２３には、例えばエンジンの動力が駆動ベルトを介して伝達される。
　センタハウジング１３の後側には、固定スクロール２４が形成されており、フロントハウジング１２の後側からセンタハウジング１３の前側にかけて、可動スクロール２５が収容されている。
　固定スクロール２４は、センタハウジング１３の後側を閉塞するように形成され、円板状に形成された固定端板２６と、固定端板２６の前面に形成された固定渦巻き２７と、を備える。
　可動スクロール２５は、固定端板２６の前側に配置されており、円板状に形成された可動端板２８と、可動端板２８の後面に形成され、固定渦巻き２７と噛み合う可動渦巻き２９と、を備える。
　固定端板２６の前面と可動端板２８の後面とが対向し、固定渦巻き２７と可動渦巻き２９とが噛み合っている。固定渦巻き２７の先端は、図示しないチップシールを介して可動端板２８の後面に摺動可能に接触し、可動渦巻き２９の先端は、図示しないチップシールを介して固定端板２６の前面に摺動可能に接触している。固定端板２６の前面、固定渦巻き２７、可動端板２８の後面、及び可動渦巻き２９で囲まれた区画によって、冷媒を圧縮するための圧力室３１が形成されている。前後方向から見ると、圧力室３１は、三日月状の密閉空間となる。
　可動端板２８の前面には、ボス３２が形成され、回転軸２１の後端には、偏心ブッシュ３３（偏心軸部材）が固定され、偏心ブッシュ３３がボス３２に回転自在の状態で嵌め込まれている。回転軸２１の回転運動は、偏心ブッシュ３３を介して可動スクロール２５の旋回運動に変換される。可動スクロール２５は、例えばピン＆ホールを介して自転が阻止され、且つ固定スクロール２４に対する公転が許容されている。
　固定端板２６の中央には、前後方向に貫通した吐出孔（図示省略）が形成され、吐出孔は、固定端板２６の後側に形成された吐出室３５に連通している。固定端板２６の後面には、吐出孔の後端側を開閉可能な吐出弁３６が設けられている。
　固定スクロール２４に対して可動スクロール２５が公転すると、圧力室３１は、前後方向から見て、スクロール中心に向かって変位してゆき、且つ容積が縮小してゆく。圧力室３１は、スクロール外側にあるときに吸入口（図示省略）と連通して冷媒を吸入し、スクロール中心にあるときに吐出孔（図示省略）と連通して圧縮した冷媒を吐出する。吐出弁３６は、吐出圧を受けるときに、吐出室３５に冷媒を吐出させる。
　上記が圧縮機１１の概要である。
　次に、偏心ブッシュ３３について具体的に説明する。
　図２は、偏心ブッシュがボスに嵌り合う部分を拡大した断面図である。
　回転軸２１の後端には、回転軸２１に対して偏心されたクランクピン４１が形成されている。偏心ブッシュ３３前端面には、軸方向に沿った穴で、底のある凹部４２が形成されており、クランクピン４１が凹部４２に挿入されている。ボス３２には、すべり軸受４３が嵌め込まれており、すべり軸受４３の内周面が、偏心ブッシュ３３における後側の外周面に嵌り合っている。偏心ブッシュ３３とすべり軸受４３との間には、すべり軸受４３に対して摺動可能な状態でドライブリング４４（摺動部材）を介在させている。偏心ブッシュ３３に対するドライブリング４４の嵌め合いは、例えば圧入とする。偏心ブッシュ３３には、重量バランスを取るためのカウンターウェイト４５が形成されている。
　偏心ブッシュ３３及びカウンターウェイト４５は、鋳鉄によって一体成形されており、焼き入れはしない。
　ドライブリング４４は、円筒状であり、耐摩耗性に優れた例えばＳＵＪ２等の高炭素鋼からなる特殊鋼材によって成形されている。すなわち、ドライブリング４４は、鋳鉄によって成形された偏心ブッシュ３３の外周面を保護している。
　偏心ブッシュ３３には、前側の基端から後側の先端まで軸方向に貫通した導入流路４６が形成されている。導入流路４６は、凹部４２とは異なる位置で、且つ回転軸２１の中心に近い位置に形成されている。可動端板２８の前側は中圧に設定されており、冷媒から分離されたオイルが潤滑油として供給される。この潤滑油が導入流路４６によって偏心ブッシュ３３の基端側から先端側へ導入され、各摺動部へ供給される。
　可動スクロール２５は、固定スクロール２４に対して僅かに傾きながら旋回することになり、これは一般に転覆と呼ばれている。偏心ブッシュ３３における基端側、つまり前側の外周面とドライブリング４４の内周面との間には、可動スクロール２５の転覆によって生じるドライブリング４４の撓みを許容するための隙間５１が設けられている。具体的には、偏心ブッシュ３３における基端側、つまり前側の外周面には、前側に向かうほどドライブリング４４の内周面から離れる傾斜面５２が形成されることで、隙間５１が設けられている。
　図３は、隙間部分を拡大した断面図である。
　図中の（ａ）は、可動スクロール２５に傾きがない非転覆時の状態を示し、図中の（ｂ）は、可動スクロール２５の傾きが生じている転覆時の状態を示す。傾斜面５２は、偏心ブッシュ３３の外周面のうち、転覆時の偏荷重を受ける範囲に形成されている。傾斜面５２の傾斜角度は、可動スクロール２５に許容される最大転覆量に応じて設定されている。
　《作用》
　次に、一実施形態の主要な作用効果について説明する。
　可動スクロール２５は、駆動時に転覆する、つまり固定スクロール２４に対して僅かに傾きながら旋回することになる。すべり軸受４３は、可動スクロール２５のボス３２に圧入されていて転覆量が大きいが、偏心ブッシュ３３は、回転軸２１に規制されていて転覆量が小さい。したがって、転覆による偏荷重を受けると、すべり軸受４３と偏心ブッシュ３３との摺動面において、局所的に面圧が上昇することで、面圧が不均一な片当たり状態となり、すべり軸受４３に偏摩耗を生じさせてしまう。
　そこで、偏心ブッシュ３３とすべり軸受４３との間には、ドライブリング４４を介在させている。また偏心ブッシュ３３における基端側、つまり前側の外周面とドライブリング４４の内周面との間には、隙間５１を設けている。具体的には、偏心ブッシュ３３の外周面のうち、転覆時の偏荷重を受ける範囲に、前側に向かうほどドライブリング４４の内周面から離れる傾斜面５２を形成することで、隙間５１を設けている。
　この隙間５１を設けることにより、図３の（ｂ）に示すように、可動スクロール２５の傾きによって偏荷重を受けたときに、ドライブリング４４の撓みが許容される。これにより、ドライブリング４４とすべり軸受４３との摺動面において、局所的に面圧が上昇することを抑制し、面圧の均一化が図られるので、摺動面の馴染み性が改善され、すべり軸受４３の偏摩耗を抑制することができる。したがって、すべり軸受４３の寿命を改善することができる。
　なお、偏心ブッシュ３３をカウンターウェイト４５と一体成形する場合、複雑な形状となるため、これらを鋳鉄によって成形することが好ましい。しかしながら、鋳鉄によって成形する場合、表面の滑らかさや硬度を確保することが難しく、摩耗しやすい。そこで、偏心ブッシュ３３とすべり軸受４３との間にドライブリング４４を介在させ、ドライブリング４４には、耐摩耗性に優れた例えばＳＵＪ２等の高炭素鋼を使用している。これにより、偏心ブッシュ３３の外周面をドライブリング４４によって保護できるので、偏心ブッシュ３３の耐摩耗性を向上させることができる。したがって、偏心ブッシュ３３に対する焼き入れ処理を省略することができ、生産性の改善にも貢献できる。
　以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。
　１１…圧縮機、１２…フロントハウジング、１３…センタハウジング、１４…リアハウジング、１６…排出口、２１…回転軸、２２…電磁クラッチ、２３…プーリ、２４…固定スクロール、２５…可動スクロール、２６…固定端板、２７…固定渦巻き、２８…可動端板、２９…可動渦巻き、３１…圧力室、３２…ボス、３３…偏心ブッシュ、３５…吐出室、３６…吐出弁、４１…クランクピン、４２…凹部、４３…すべり軸受、４４…ドライブリング、４５…カウンターウェイト、４６…導入流路、５１…隙間、５２…傾斜面

Claims (3)

  1. 　回転軸に対して偏心させて支持された偏心ブッシュと、
    　可動スクロールのボスに支持され、前記偏心ブッシュに嵌り合うすべり軸受と、
    　前記すべり軸受に対して摺動可能な状態で、前記偏心ブッシュと前記すべり軸受との間に介在する摺動部材と、を備え、
    　前記偏心ブッシュにおける基端側の外周面と前記摺動部材の内周面との間には、固定スクロールに対して前記可動スクロールが傾きながら旋回するときに、前記可動スクロールの傾きによって生じる前記摺動部材の撓みを許容するための隙間が設けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。
  2. 　前記偏心ブッシュにおける基端側の外周面には、基端側に向かうほど前記摺動部材の内周面から離れる傾斜面が形成されることで、前記隙間が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
  3. 　前記隙間は、前記偏心ブッシュの外周面のうち、前記可動スクロールの傾きによって偏荷重を受ける範囲に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクロール圧縮機。
PCT/JP2019/032347 2018-08-31 2019-08-20 スクロール圧縮機 WO2020045153A1 (ja)

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