JPH0281978A - 密閉形スクロール圧縮機 - 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〕 本発明は、冷凍、空調用の冷媒圧縮機あるいはヘリウム
用圧縮機として用いられる密閉形スクロール圧縮機に係
り、特に密閉チャンバとフレームとの固定方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

密閉形スクロール圧縮機は、特開昭６２−１２９５９５
号で開示されているように、スクロール圧縮機構部で圧
縮された冷媒ガスは、上部の吐出室から連通路を介して
電動機室に至る。次いで冷媒ガスは、電動機の周囲を通
って、圧縮機の吐出管から外部に流出する。

上記従来例では、主軸受としてころがり軸受を使用して
いる。ころがり軸受は、これを支持しているフレームに
焼きばめ（圧入）にて固定されている。一方フレームは
密閉チャンバ（ケーシング胴部）に焼ばめ（圧入）にて
固定された構造となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、フレームところがり軸受の固定法及び
フレームと密閉チャンバとの固定法とが焼ばめ（圧入）
による方法のため、焼ばめによりフレーム側に径方向の
変形がおこり、ころがり軸受のギャップを縮める結果と
なる。主軸受のギャップが上記した２箇所の焼ばめ代に
よって大きく変化し、場合によってはころがり軸受のギ
ャップ（径方向ギャップ）が零になることも起こり得る
。

このように、ころがり軸受（主軸受）のギャップが小さ
くなると、この部分の機械損失が大きくなり、ひいては
圧縮機の性能を低下させるという問題が生じる。焼ばめ
代の大小により、主軸受のギャップもバラツキ、これが
圧縮機性能のバラツキにも大きな影響を及ぼす。また、
極端に軸受ギャップが小さくなると、ころ部と内輪及び
外輪部との接触が強くなり該主軸受の寿命が短くなると
いう信頼性のＲ題が生じる。

本発明の目的は、主軸受の機械損失の低減を図るととも
に、該軸受の信頼性（寿命）の向上を図ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、フレームを二つに分割し、一方を密閉チャ
ンバ（ケーシング胴部）に焼はめ（圧力）にて固定し、
主軸要部を備えたフレーム側を上記フレームと止めボル
トにて固定する構造とすることにより、達成される。す
なわち、チャンバ胴部とオルダムフレーム部材との焼ば
め（圧入）による径方向の変形・収縮量が、圧縮機の駆
動系とりわけコロガリ軸受を用いた主軸受の軸受隙間に
影響を及ぼさないようにするものである。

すなわち、フレームを二分割構造とし、密閉チャンバと
の焼ばめによる変形が、圧縮機の駆動系に対して極力影
響しないようにすることにより達成される。

〔作用〕

オルダム機構と係合するキー溝部を備えたオルダムフレ
ーム部と、密閉チャンバ胴部とを焼ばめ（圧入）にて固
定するが、主軸受部を備えるフレーム部材とは、上記オ
ルダムフレーム部材とボルト締めによる固定方式をとっ
ているため、焼ばめ時のオルダムフレーム部材の径方向
の変形が、圧縮機の駆動系１．特に直接主軸受側に影響
を及ぼさなくなる。したがって、上記のように構成する
ことにより、主軸受部のコロガリ部に余分な負担がかか
らなくなり、常時適正な軸受隙間を確保することができ
る。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図において、密閉容器１内の上方に圧縮機部１００
が、下方に電動機部３が収納されている。

密閉容器１内は上部室２ａ（吐出室）と電動機室２ｂ、
２ｃとに区画されている。

圧縮機部１００は固定スクロール部材５と旋回スクロー
ル部材６を互に噛合せて圧縮室（密閉空間）７を形成し
ている。固定スクロール部材５は、円板状の鏡板５ａと
、これに直立しインボリュト曲線あるいはこれに近似の
曲線に形成されたラップ５ｂとからなり、その中心部に
吐出口１０．外周部に吸入口１６を備えている。旋回ス
クロール部材６は円板状の鏡板６ａと、これに直立し、
固定スクロールのラップと同一形状に形成されたラップ
６ｂと、鏡板の反ラツプ面に形成されたボス６ｃとから
なっている。フレーム１１は中央部に軸受部を形成し、
この軸受部に回転軸１４が支承され、回転軸先端の偏心
軸１４ａは、上記ボス６Ｃに旋回運動が可能なように挿
入されている。

またオルダムフレーム４には固定スクロール部材５が複
数本のボルト５０によって固定され、旋回スクロール部
材６はオルダムフレームおよびオルダムキーよりなるオ
ルダム機構３８によってフＬ−ム４に支承され、旋回ス
クロール部材６は固定スクロール部材５に対して、自転
しないで旋回？、　１１）＋をするように形成されてい
る。

なお、旋回ボス部６ｃ内には旋回軸受３０が、フレーム
１１の中央には主軸受３１と下軸軸受３２及びシール軸
受３３が設けられている。主軸受３１には、潤滑面で信
頼性の高いころがり軸受（円筒コロ軸受）を用いている
。第３図に詳細に示しているが、３１ａが例えば円筒コ
ロ部で、３１ｂがフレーム内周面と焼ばめにて固定され
る外輪部である。一方３１ｃは主軸１４と中間ばめにて
主軸側に固定されている内輪部である。

旋回スクロール６の鏡板６ａとフレーム１１及びオルダ
ムフレーム４とで囲まれた背圧室４７は、鏡板６ａに設
けられた背圧孔６１を介して圧縮室７と連通しており、
この背圧室４７内の圧力は吸入圧力と吐出圧力との中間
的圧力となる。回転軸１４には、下部に、ロータ３ｂに
固定された電動機軸１４ｂを一体に連設し、電動機部３
を直結している。固定スクロール部材５の吸入口１６に
は密閉容器１を貫通して垂直方向の吸入管１７が接続さ
れ、吐出口１０が開口している上部室２ａは第２図に示
すように通路１８ａ、１８ｂを介して上部電動機室２ｂ
と連通している。この上部電動機室２ｂは電動機ステー
タ３ａと密閉容器１側壁との間の通路４５を介して下部
電動機室２ｃに連通している。また上部電動機室２ｂは
密閉容器１を貫通する吐出管１９に連通している。

なお、ｌｌｆは電動機３をフレーム側に固定するための
フレーム台座部である。４３はハーメ端子部、２２は密
閉容器底部の油溜りを示す。尚図中実線矢印は冷媒ガス
の流れ方向、破線矢印は油の流れ方向を示す。なお、２
０と２１は、旋回スクロール６の旋回運動に伴う遠心力
を相殺するための第一と第二のバランスウェイトである
。

上記密閉容器１は上部鏡板１ａ、Ｊ５ｉ体部１ｂ、下部
鏡板１ｃで形成されている。

第２図は、オルダムフレーム４が胴体部１ｂと接触面４
９にて焼はめ（圧入）にて固定された状態を示す斜視図
である。固定スクロール５は止メボルト５０にて固定さ
れ、胴体部１ｂとは隙間５３を介して隔たっている。ま
たオルダムフレーム４の下方にはフレーム１１が配され
１両者は複数個の止メボルト５６にてオルダムフレーム
４と一体化している。フレーム１１は胴体部１ｂと隙間
５４を介して隔てている。

第３図は、オルダムフレーム４及びフレーム１１が組合
わさったときの平面図である。オルダムフレーム４には
オルダムキー溝４ａを備えた扇形状のボス部４ｆを一対
設けている。また該オルダムフレーム４の上端面４ｃに
は固定スクロールを固定するためのネジ穴４ｅがきっで
ある。一方下端面４ｎにもフレーム１１を下部から固定
するためのネジ穴４ｐがきっである。第４図は自転防止
部材（オルダムリング）３８の外観図である。

該オルダムリング３８は、リング部３８ａとキー部３８
ｂとからなり、夫々旋回スクロール６側のキー溝部とオ
ルダムフレーム４側のキー溝部４ａと係合している。主
軸受のコロ軸受部３７は、フレーム１１の中央部に配し
ている。

このように、密閉チャンバと接合するオルダム−フレー
ム部４とコロ軸受部３１の有するフレーム］−１とを別
体構造とするものである。上記構造により、密閉チャン
バ１ｂとオルダムフレーム４との焼ばめ（圧入）ににる
変形（径方向の収縮量への影ｇ）が、圧縮機の駆動系特
に主軸受のコロガリ軸受の径方向ギャップに影響を及ぼ
さなくなる。

すなわち、圧縮機組立中においてころがり軸受部に負担
がかからないようになる。

なおオルダムフレーム４と胴体部１ｂとの焼ばめによる
固定方式において、両者の焼ばめ代δ０は無次元焼ばめ
代δ０−　で表現すると、実用的には次式で与えられる
。

ここで、Ｒ：接合面４ｇの半径（ｍ） δ０　：焼ばめ代（ｍ） δ０申：無次元焼ばめ代 無次元焼ばめ代を上記範囲の前後に設定することにより
、従来機においても主軸受へのギャップの縮少化をより
防止することができる。

なお、主軸受３１の外輪部３１ｂとフレーム１１の内周
面ＩＬｍとの焼はめ代も、前記した（１）式の範囲の前
後が適正である。

第１図と第３図に示すように、オルダムフレーム４とフ
レーム４とに分割構造とし、オルダムフレーム４側にオ
ルダムキー溝部４ａを備えることによって、背圧室４７
に配されたバランスウェイト２０及び主軸受３１の大き
さが最大口ｆｉ寸法まで許容され該バランスウェイト２
０の形状設計がより容易となるとともに、主軸受３１の
組立性が向上する。従来機では第３図の場合Ｄｚｏ寸法
が最大の径となる。また主軸受３１の組付けがＤｚ。

の寸法制約のため難しい等の欠点があった。

第５図は、本発明による主軸受部の機械損失の低減効果
を、従来機のものと比較して示した説明図である。従来
機では機械損失が大きいことと、そのバラツキも大きい
ことが分かる。これに対して本発明では損失が小さいと
ともにバラツキも小さいことが分かず、これにより、圧
縮機全体の性能向上とともに、性能のバラツキの小さな
圧縮機とすることができる。この機械損失は、Ｎ＝３６
００ｒｐ＋ｎのもので、更に主軸１４が高速化すると、
両者圧縮機の性能差が顕著となる。したがって、本発明
はインバータ制御により圧縮機が高速回転するといった
インバータ制御用スクロール圧縮機に好適である。

以上、説明したように、本発明では、自転防止用オルダ
ムキー溝部を備えたオルダムフレーム部材と、コロガリ
軸受を内蔵したフレーム部材とを止めボルトにて固定す
るとともに、上記オルダムフレーム部材の外周部が密閉
容器胴体部と焼ばめによって一体化されていることを特
徴としている。

すなわち、チャンバ胴部とオルダムフレーム部材との焼
ばめによる変形が、圧縮機の駆動系に全く影響を及ぼさ
なくなる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、次のような効果がある。

（１）主軸受部の機械損失が減って、圧縮機の性能が向
上する。

（２）主軸受部のコロガリ部に組立時の余分な負担がか
からないので、該コロガリ部の寿命が延びるとともに、
圧縮機全体の信頼性が高まる。

（３）インバータ制御により圧縮機が高速化するほど上
記（２）と（３）項の効果がより一層顕著となる。

（４）フレームの分割構造とすることにより、背圧室内
に設けるバランスウェイトの形状設計が簡単化すること
及び主軸受３１の大きさ（外径）の選択の自由度がふえ
ることなどの利点がある。

【図面の簡単な説明】

ｆ５１図は、本発明の密閉形スクロール圧縮機の全体構
造を示す縦断面図である。 第２図はオルダムフレーム部分の組立状況を表わす外１
１１斜視図である。第３図はオルダムフレームの平面図
、第４図はオルダムリング外観図である。第５図は、本
発明の効果を表わす機械損失の説明線図である。 ２ｂ・・・電動機室、３・・・電！ｌ＋ａ、４・・・オ
ルダムフレーム、５・・・固定スクロール、６・・・旋
回スクロール、１１・・・フレーム、１７・・・吸入管
、１９・・・吐出管、２０・・・バランスウェイｌ−，
２２・・・油。 ヱク ！ 口 ４１ルクム−ｌレーへ １０ｔｒ　　　入クロ　’Ｌ−７ｆ　　そ′、νり見芽 図 臀 に 茅 仝 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．密閉容器内に、スクロール圧縮機と電動機をフレー
   ムに支承した回転軸を介して連設して収納すると共に、
   密閉容器室を上下室に区画し、スクロール圧縮機は、円
   板状鏡板に渦巻状のラップを直立する固定スクロール部
   材及び旋回スクロール部材を、ラップを内側にしてかみ
   合せ、旋回スクロール部材を回転軸に連設する偏心軸部
   に係合し、旋回スクロール部材を自転することなく、固
   定スクロール部材に対し旋回運動させ、固定スクロール
   部材には中心部に開口する吐出口と外周部に開口する吸
   入口を設け、吸入口よりガスを吸入し、両スクロール部
   材にて形成される圧縮空間を中心に移動させ容積を減少
   してガスを圧縮し、吐出口より圧縮ガスを上部容器室に
   吐出し、通路を介し下部容器室に導びき、吐出管を介し
   器外に吐出する密閉形スクロール圧縮機において、自動
   防止用オルダムキー溝部を備えたオルダムフレーム部材
   と、コロガリ軸受を内蔵したフレーム部材とを止めボル
   トにて固定するとともに、上記オルダムフレーム部材の
   外周部を密閉容器胴体部と焼ばめによつて一体化したこ
   とを特徴とする密閉形スクロール圧縮機。