JPH0472484A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は冷凍装置や空調装置等に用いられるスクロー
ル圧縮機に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は例えば特開平１−１５９４８０号公報に開示さ
れた従来のスクロール圧縮機の主要構成部分の縦断面図
である。

第６図において、１は板状渦巻歯１ａを有する固定スク
ロール、２は板状渦巻歯２ａを存する揺動スクロールで
あり、両板状渦巻歯１ａ、２ａが噛合って圧縮室を形成
している。２ｂは板状渦巻歯２ａと反対側の面に設けら
れた揺動スクロール２のボス部であり、円筒状内側面に
揺動軸受２Ｃを形成している。

３はボス部２ｂ内に挿入されたスライダーであり、内面
がスライダー駆動面３ａ、外周面が揺動軸受２ｃと接す
るスライダー外周面３ｅとなっている。

４は第１フレーム５に設けられた第１軸受５ａ及び第２
フレーム６に設けられた第２軸受６ａによって、ラジア
ル方向に支持された即ち回転可能に支承された主軸であ
り、圧縮機構側の端部即ちボス部２ｂ側の端部にはクラ
ンクピン４ａが設けられ、そのクランクピン駆動面４ｂ
が、スライダー３のスライダー駆動面３ａと、軸線方向
である直線方向に往復摺動自在に係合されている。なお
、スライダー３のスライダー外周面３ｅは揺動軸受２Ｃ
に回転自在に係合しており、主軸４の発生する駆動力を
揺動スクロール２に伝達する働きをする。それと同時に
スライダー３は、クランクピン駆動面４ｂに沿って直線
方向に微小往復運動を行うことによって、渦巻形状のば
らつきに追随して、圧縮室のラジアル方向洩れ隙間を極
小とする機能を持つ。

次に、第７図において、（＾）及び（Ｂ）では、クラン
クピン４ａのクランクピン駆動面４ｂが微小角度傾いて
形成されており、（Ｃ）及び（０）では、スライダー３
のスライダー駆動面３ａが微小角度傾いて形成されてい
る。また、（Ａ）及び（Ｃ）は停止時の状態でのスライ
ダー３と主軸４の断面を示し、（Ｂ）及び（Ｄ）　は運
転時の状態でのスライダー３と主軸４が係合した状態を
断面で示しである。

次に動作について説明する。

第６図において、電動機によって回転駆動される主軸４
の回転動力はスライダー３を介して揺動スクロール２に
伝達され、揺動スクロール２を旋回運動させる。この揺
動スクロール２の旋回運動により固定スクロール１の板
状渦巻歯１ａと揺動スクロール２の板状渦巻歯２ｂ間に
形成される圧縮室が次々と空間を狭められて冷媒ガスの
圧縮動作が行なわれる。この圧縮動作によりラジアル方
向のガス負荷は、揺動スクロール２の板状渦巻歯２ａに
作用し、そして、揺動軸受２ｃ及びスライダー外周面３
ｅを介してスライダー３に作用し、次に、スライダー駆
動面３ａ及びクランクピン駆動面４ｂを介して主軸４の
クランクピン４ａに作用する。一方、主軸４は、第Ｉ軸
受５ａ及び第２軸受６ａによってラジアル方向に支持さ
れているので、ラジアル方向ガス負荷に対して片持ち構
造となり、撓んでしまう、主軸４の撓みによりクランク
ピン４ａは第１軸受５ａに対して傾き角を持つことにな
る。

第７図において、（Ａ）及び（Ｂ）の場合と（Ｃ）及び
（Ｄ）の場合のいずれの場合も、予め設けられたスライ
ダー駆動面３ａでの傾斜角とクランクピン４ａの傾き角
とがほぼ一致しており、そのためにスライダー外周面３
ｅは第６図に示した第１軸受５ａに対して平行になる。

−１方、揺動スクロール２のボス部２ｂの内側面に形成
された揺動軸受２ｃ及び第１軸受５ａ及び第２軸受６ａ
は平行ｌこ設定されているから、揺動軸受部において、
軸即ちスライダー外周面３ｅと軸受即ち揺動軸受２ｃと
は平行が保たれている。スライダー外周面３ｅと揺動軸
受２Ｃとの平行が保たれれば、）ヱ動軸受部の負荷容量
の発生を大きくすることができる。

〔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以上のように構成されている
ので、揺動軸受部の負荷容量の発生を大きくするために
、スライダー駆動面３ａあるいはクランクピン駆動面４
ｂに予めクランクピン４ａの傾きに合わせた傾斜を設け
ておくために以下に述べる課題があった。

■　スライダー駆動面３ａあるいはクランクピン駆動面
４ｂに設ける微小傾斜の加工及び角度の管理が困難であ
る。

■　運転条件によってラジアル方向ガス負荷の大きさは
変わり、それに連動して主軸４の撓み角及ヒクランクピ
ン４ａの傾き角も変化するので、スライダー駆動面３ａ
あるいはクランクピン駆動面４ｂに設ける微小傾斜の角
度の設定が困難になる。

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、部品の管理を簡略化でき、しかも広い運転条件
において、揺動軸受部の負荷容量の発生を大きくするこ
とのできるスクロール圧縮機を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明の１つのスクロール圧ｍｍは、主軸のクランク
ピンに軸線方向に往復摺動自在に係合されたスライダー
を備え、スライダーが揺動スクロールのボス部の揺動軸
受に回転自在に係合されたスクロール圧ｗｉ機において
、スライダーまたはボス部を柔構造にしたものである。

この発明のもう１つのスクロール圧縮機は、スクロール
圧縮機において、スライダーにおけるその最大油膜圧力
発生領域の近傍に柔構造空間を形成したものである。

［作　用〕 この発明における１つのスクロール圧縮機は、スライダ
ーまたは揺動スクロールのボス部の柔構造により主軸の
クランクピンの傾きを吸収するようにしたので、揺動軸
受部におけるボス部の内側面の揺動軸受と軸としてのス
ライダー外周面の相対的な平行関係を保てる。

この発明におけるもう１つのスクロール圧縮機は、スラ
イダーの最大油膜圧力発生領域近傍の柔構造空間により
その領域近傍の剛性が弱くなり、弾性変形し、スライダ
ー外周面の最大油膜圧力発生領域が広くなる。

〔実施例］ 以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図において、従来と同一　又は相当部分には第６図
と同じ符号１〜６．ｌａ　〜６ａ、２ｂ。

２ｃ、３ｅ、４ｂを付しである。固定スクロール１の板
状渦巻歯１ａと揺動スクロール２の板状渦巻歯２ａとが
噛合って圧縮室を形成している。揺動スクロール２は板
状渦巻歯２ａと反対側の面にボス部２ｂを有し、ボス部
２ｂの円筒状内側面に揺動軸受２ｃを形成している。

主軸４は、第１フレーム５に設けられた第１軸受５ａ及
び第２フレーム６に設けられた第２軸受６ａによってラ
ジアル方向に支持されている。また、主軸４の圧縮機構
側の端部にはクランクピン４ａが設けられ、そのクラン
クピン駆動面４ｂは、スライダー３のスライダー駆動面
３ａと、直線方向に往復摺動自在に係合されている。

スライダー３は揺動軸受２ｃに回転自在に係合されてお
り、主軸４の発生する駆動力をｔｇ動ススクロール２伝
達する働きをする。それと同時に、スライダー３はクラ
ンクピン駆動面４ｂに沿って直線方向に微小往復連動を
行なうことによって、渦巻形状のばらつきに追随して、
圧縮室のラジアル方向の洩れ隙間を極小とする機能を持
つ。

以上の主要部品の構成は従来例と同一である。

３ｂはスライダー３に設けられた柔構造空間であり、第
２図を参照して説明する。第２図において、（Ａ）はス
ライダー３の横断面図、（Ｂ）はスライダー３の縦断面
図であ、る、スライダー駆動面３ａの一面に沿ってクラ
ンクピン４ａの挿入側から円弧状の深い溝である柔構造
空間３ｂがスライダー３に設けられている。この柔構造
空間３ｂによりスライダー３のスライダー駆動面３ａは
その剛性が弱められ、弾性変形するようになっている。

また、第２図において、（Ｃ）は停止時の状態でのスラ
イダー３と主軸４の断面を示し、（Ｄ）　は運転状態で
のスライダー３と主軸４が係合した状態を断面で示して
いる。

次に第１図及び第２図を参照してこの実施例の動作につ
いて説明する。第１図において、主要部品の構成は従来
例と同一であるので、従来例での説明と同様のメカニズ
ムで、主軸４は撓み、クランクピン４ａは第１軸受５ａ
に対して傾き角を持つ 次に第２図において、（Ｄ）　に示すように、運転状態
において、主軸４は撓み、クランクピン４ａは傾き角を
持つ。一方、スライダー３のスライダー駆動面３ａは、
柔構造空間３ｂが設けられていることによって剛性が弱
くなり、ラジアル方向ガス負荷の作用によって弾性変形
する。そのため、スライダー３のスライダー駆動面３ａ
はクランクピン４ａのクランクピン駆動面４ｂの傾きに
ならって傾くものの、第１図に示すようにスライダー３
のスライダー外周面３ｅは第１軸受５ａに対して平行と
なる。一方、揺動軸受２Ｃ及び第１軸受５ａ及び第２軸
受６ａは平行に設定されているので、揺動軸受部におい
て、軸即ちスライダー外周面３ｅと軸受即ち揺動軸受２
Ｃとは平行が保たれる。

第３図はこの発明の第２実施例を示し、上記第１実施例
ではスライダー３に柔構造空間３ｂを設けたが、この実
施例では揺動スクロール２のボス部２ｂに柔構造空間を
設けた点が異なる。第３図において、（Ａ）はボス部２
ｂの横断面図、（Ｂ）はボス部２ｂの縦断面図である。

第３図（Ａ）、　（Ｂ）において、ボス部２ｂの開口側
から揺動軸受２Ｃの外周囲にリング状の深い溝である中
空円筒状の柔構造空間２ｄがボス部２ｂに設けられてい
る。その他の構成は従来例と同じなのでその説明を省略
する。

また、第３図において、（Ｃ）　は停止状態のボス部２
ｂ等を断面で示し、（Ｄ）　は運転状態のボス部２ｂ等
を断面で示している。

第３図（Ｄ）に示す運転状態において、主軸４は撓み、
クランクピン４ａは傾き角を持つ、この１頃き角は、ク
ランクピン４ａのクランクピン駆動面４ｂがスライダー
３のスライダー駆動面３ａと面接触しているためにスラ
イダー３から伝えられ、スライダー３のスライダー外周
面３ｅも同一の傾き角を持つ。一方、ボス部２ｂの揺動
軸受２Ｃは、柔構造空間２ｄが外周囲に設けられている
ことによって剛性が弱くなり、ラジアル方向ガス負荷の
作用によって弾性変形し、スライダー３のスライダー外
周面３ｅと同一の傾き角を持つ、つまり、揺動軸受部に
おいて、軸即ちスライダー外周面３ｅと軸受即ち揺動軸
受２ｃとは、同一の傾き角を持つので、相対的な平行関
係が保たれる。

以上のように、スライダーもしくはボス部に柔構造空間
を形成することによって、ラジアル方向ガス負荷の作用
による傾きを矯正する効果もしくは傾きに追随する効果
が発生し、揺動軸受部において、軸と揺動軸受の相対的
平行が保たれる。しかも、これらの効果は、運転条件が
変化し、ラジアル方向ガス負荷が変化し、クランクピン
の傾きが変化した場合にも有効である。

上記実施例では柔構造にするために柔構造空間を設けた
が、その他に揺動スクロールのボス部の端部に近い程そ
の肉厚を薄くして柔構造にしてもよい。

また、揺動スクロールのボス部の内側面で、ボス部の端
部に近い側の半分の領域に逃しを設け、中空円筒状の軸
受部材を揺動スクロールのボス部の内側面に圧入して揺
動軸受としても良い。

揺動軸受部の負荷容量を増すための１つは、既に述べた
ように、揺動軸受部において、軸と軸受とを相対的に平
行に保ち、軸受の幅方向の全長を有効に利用し、最大限
の負荷容量を得る方法、換言すれば、軸受内での片当り
を回避する方法である。これとは別に、次に述べる実施
例では、軸受の最大油膜圧力発生領域近傍の剛性を低く
することによって、油膜圧力の積分用である軸受負荷容
量を増す方法がある。

第４図はこの発明の他の一実施例を示し、（Ａ）はスラ
イダー３の縦断面図、（Ｂ）はその横断面図である。そ
の他の構成は第１図と同様である。第４図において、ス
ライダー３には、既に説明した柔構造空間３ｂとは別に
、貫通孔状の他の柔構造空間３ｃが設けられている。こ
の柔構造空間３ｃは、スライダー３の内部に、スライダ
ー３のスライダー外周面３ｅの最大油膜圧力発生領域３
ｄの近傍に形成されており、最大油膜圧力発生領域３ｄ
近傍の剛性を低下させる役割を担っている。

スライダー３の最大油膜圧力発生領域３ｄ近傍は、柔構
造空間３ｃが設けられているので剛性が弱くなり、最大
油膜圧力によって弾性変形し、最大油膜圧力発生領域３
ｄが第５図の実線に示すように拡がり、そこでのすべり
方向の接触面積を大きくする。第５図において、破線は
柔構造空間３Ｃをスライダー３に設けない場合、実線は
同じく設けた場合の油膜圧力（縦軸）の分布を軸受のす
べり方向位置（横軸）に対して示している。軸受の負荷
容量は、第５図において接触面積の大きさで表わされる
ので、柔構造空間３Ｃを設けることによって２０〜３０
％向上する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、スライダーまたは揺
動スクロールのボス部を、クランクピンの傾きを補償す
るための柔構造に構成したので、部品の管理の簡略化と
、巾広い運転領域における揺動軸受部の負荷容量の増大
の効果が得られる。

また、スライダーのその最大油膜圧力発生領域近傍に柔
構造空間を設けるように構成したので、揺動軸受部の負
荷容量の増大の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるスクロール圧縮機の
要部の縦断面図、第２図はスライダーの柔構造空間及び
その動作を示す断面図、第３図はこの発明の他の一実施
例によるボス部の柔構造空間及びその動作を示す断面図
、第４図はスライダーの最大油膜圧力発生領域近傍の柔
構造空間を示す断面図、第５図は油膜圧力分布を示す説
明図、第６図は従来のスクロール圧縮機の要部の縦断面
図、第７図はクランクピンとスライダーの関係を示す断
面図である。 図中、１・・・固定スクロール、１ａ・・・板状渦巻歯
、２・・・揺動スクロール、２ａ・・・板状渦巻歯、２
ｂ・・・ボス部、２ｃ・・・揺動軸受、３・・・スライ
ダー　２ｄ３ｂ・・・柔構造空間、３ｃ・・・柔構造空
間、３ｄ・・・最大油膜圧力発生領域、４・・・主軸、
４ａ・・・クランクピン、５ａ・・・第１軸受、６ａ・
・・第２軸受。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　　　　大　　岩　　増　　雄 第１図 第２図 （Ｂ） 第３図 ρΦ守りＤ １吟　守寸 第 図 第 図 （Ａ） （Ｃ） （Ｄ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いの板状渦巻歯が圧縮室を形成するように相互
   に噛み合わされた固定スクロール及び揺動スクロールと
   、実質的に複数箇所によって回転可能に支承されている
   と共に電動機によって回転駆動され、圧縮機構側の端部
   にクランクピンが設けられた主軸と、上記クランクピン
   に軸線方向に往復摺動自在に係合されたスライダーとを
   備え、上記スライダーは上記揺動スクロールの上記板状
   渦巻歯と反対側の面に配置されたボス部の内側面に形成
   された揺動軸受に回転自在に係合されているスクロール
   圧縮機において、上記スライダーまたは上記揺動スクロ
   ールのボス部を上記クランクピンの傾きを補償するため
   の柔構造にしたことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. （２）互いの板状渦巻歯が圧縮室を形成するように相互
   に噛み合わされた固定スクロール及び揺動スクロールと
   、電動機によって回転駆動され、圧縮機構側の端部にク
   ランクピンが設けられた主軸と、上記クランクピンに軸
   線方向に往復摺動自在に係合されたスライダーとを備え
   、上記スライダーは上記揺動スクロールの板状渦巻歯と
   は反対側の面に配置されたボス部の内側面に形成された
   揺動軸受に回転自在に係合されているスクロール圧縮機
   において、上記スライダーにおけるその最大油膜圧力発
   生領域の近傍に柔構造空間を形成したことを特徴とする
   スクロール圧縮機。