JPS62282186A - スクロ−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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野　　　□゛ 本発明は空調用あるいは空気圧縮用に用いられるスクロ
ール圧縮機に関する。

従来の技術 従来この種の圧縮機は、例えは第３図のような構造にな
っていた。

第３図に示す構造は、一定回転数で運転する圧縮機に適
用され、旋回渦巻羽根２ａと固定渦巻羽根１ａとを常に
接触させながら動作させて、羽根の半径方向隙間を極小
に保ち、圧縮室内での洩れを最小限にとどめ、圧縮効率
を向上させるものであったっ すなわち、クランク軸８の上端面にその軸心Ｏをはずれ
て伸びる軸受嵌合穴１０ａが形成され、この軸受底台六
１０ａには偏心軸受１１が長手方向に滑動可能に、かつ
回転しない様に嵌合されている。そして、偏心軸受１１
が軸受嵌合穴１０ａの外方の壁面に接触するｍＪに、両
羽根が接融する関保寸法になっている。また、上記軸受
嵌合穴１０ａの長手方向と、施回渦巻羽根部品２に働く
ガス圧縮力ｆｇと遠心力ｆｃ　との合力Ｆがなす角は、
一定回転数かつ許容し得るガス圧縮負荷のもとで、９０
０以下に設定されている。従って、通常の運転状態では
、施回渦巻羽根部品２に働く合力Ｆが、軸受嵌合穴１０
ａの壁面に泊って偏心軸受嵌合穴ｔＯａの外方へ移動さ
せる。その結果、このような圧縮機では、常に旋回渦巻
羽根２ａと固定渦巻羽根１ａ七が、いずれかの点で接触
しながら動作することになる。

発明が解決しようとする問題点 従って、このような構造のものでは、羽根の形状精度が
少しでも悪いと、旋回渦巻羽根２ａ（！−固定渦巻羽根
１ａとが接触する点が連続的につながらず、常に偏心ε
が変動し、ときには羽根どうしが衝突する場合も生じて
、振動、騒音が大きいといり問題があった。

また、既に述べた様に、この購或は一定回転数で運転す
る圧縮機に適するもので、近年空調用圧縮機として主流
である可変速型圧、縮機には適用できないという問題が
あった。

すなわち、ある特定の回転数で旋回渦巻羽根２２ａと固
定渦巻羽根１ａとの接触力を適正な端に設定すると、そ
れより低速の回転数域では施回渦巻羽根部品２に働く遠
氾・力ｆｃ　が減小するので、それに伴って羽根の接触
力も低下し、旋回渦巻羽根２ａが固定渦巻羽根１ａ上で
振動したり、場合によって羽根の半径方向に大きな隙間
ができ、圧縮中のガスが低圧ｆｕｌ１１へ洩れて運転が
できなくなるという問題があった。

また、高速１５Ｊ転数域では、羽根どうしの接触力が過
大になって羽根が摩耗するという間Ｉがあった。

そこで、本発明は、液圧縮あるいは異物の噛み込み等の
異常負荷時には羽根の半径方向の隙間が増加して圧縮機
を保護するという長所を備え、かつ、広い回転数域で旋
回渦巻羽根、ｌ！：固定渦巻羽根の半径方向の隙間を一
定に保って、効率が高く、低振動・低騒音で、かつ羽根
の摩耗のない圧ａ機を提供するものである。

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決する不発明の技術的な手段は、
クランク軸の一端に溝の側面が前記クランク軸の軸線に
平行な偏心駆動軸受溝を形成し、その溝の内側に、施回
渦巻羽根部品の駆動軸が回転可能に底台した偏心軸受を
滑動可能に配設し、前記偏心軸受が前記偏心駆動軸受溝
の最も外方に位置した時に両羽根の半径方向の最接近部
分が接触しないように、前記偏心駆動軸受溝および前記
偏心軸受の寸法を設定するとともに、前記偏心駆動軸受
溝のクランク軸軸心側の空間に弾性体を入れて、前記偏
）ＬＬ−軸受を前記偏心駆動軸受溝の外方の壁面に押し
吋けるものである。

さらに、本発明の技術的手段の一つは、下限の回転数て
作動時に施回渦巻羽根部品に作用するガス圧縮力と遠心
力との合力と、偏心駆動軸受溝とがなす角度が９００を
超えるような閃係寸法に設定することである。

また、本発明の技術な・１手段の一つは、偏心、方向に
対して偏心駆動軸受ｒ苗のなす角度を設定する手段とし
て、偏心軸受の軸受穴を、前記偏心・軸受の滑動面の一
方に偏って穿孔することである。

また、本発明の技術的手段の一つは、偏心駆動軸受溝内
での偏心軸受を押し付ける弾性体にコイルバネを用い、
前記偏心軸受に前記コイルバネの座を設けることである
。

作　　　用 この技術的手段による作用は次のようになる。

すなわち、回転数が変化しても前記弾性体が常に前記偏
心軸受を前記偏心駆動軸受溝の外方の壁面に押し付けて
いるので、前記施回渦巻羽根部品の偏心量が一定に保た
れ、羽根の半径方向の隙間が変化しない。

従って、広い回転数域で圧縮効率の高い運転ができる。

さらに、旋回渦巻羽根と固定渦巻羽根を接触させないの
で、振動・騒音も小さい。

また、木描成によｔ′１．ば、両羽根の加工精度より決
定される錨心量を、前記偏心軸受の寸法を調節すること
によって、容易に設定することができる。

さらに、下限の回転数で作動時に前記旋回渦巻部品に作
用するガス圧縮力と遠心力との合力と、前記偏心駆動軸
受溝とがなす角９０°を超えるように設定すると、すべ
ての運転回転数において、圧縮室に冷媒または油が吸い
込まれて圧縮負荷が許容値を超えた場合には、前記偏心
軸受が前記偏心軸受駆動溝内で偏心量が減小する方向に
移動するので、羽根の半径方向の隙間が増加し、高圧の
圧縮室から低圧の圧縮室への洩れが増加して、液圧縮か
ら圧縮機を保護することになる。

また、前記偏心軸受の軸受穴を、前記偏心軸受の滑動面
の一方に偏って穿孔することによって、前記偏心駆動軸
受溝が偏心方向に対してなす角度を、容易にかつ任意に
設定することができる。

また、前記弾性体にコイルバネを用い、前記偏心軸受に
前記コイルバネの座を設けると、運転中にｍＩ記コイル
／ぐネと前記偏心軸受が前記偏心・駆動軸受溝内でクラ
ンク軸８内にずれることを防ぐことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基ついて説明する
。第１図、第２図は、本発明に係るスタロール圧縮機を
、例えば、空調用冷謀王ａ機さして構成したものである
。

同図において、１は固定渦巻羽根部品、１ａは固定渦巻
羽根、１ｂは固定渦巻羽根の壁体であり、２は施回渦巻
羽根部品、２ａは旋回渦巻羽根、２ｂは旋回渦巻羽根の
壁体である。前記固定渦巻羽根１ａと旋回渦巻羽根２ａ
はインボリュート曲線あるいはそれに近い曲線より＠成
されたもので、互いに噛み合って王、縮室３を形成する
。４は前記施回渦巻羽根部品２の駆動軸で、本実施例で
は前記旋回渦巻部品２の壁体２ｂの背面中央から突出し
ている。５は旋回渦巻羽根２ａの壁体２ｂを支承するス
ラスト軸受、６は固定渦巻羽根部品１とボルト等で固定
された軸受部品、７は施回渦巻羽根部品２と軸受部品６
とに係合して旋回渦巻部品２の白しを防止する自伝拘束
部品、８は施回渦巻羽根部品２を駆動するクランク軸で
このクランク軸８内には軸心部に長手方向の油穴９が形
成されている。８＆はクランク軸の一第１主軸、８ｂは
クランク軸の第２主軸、ｅａｄ軸受部品６の上方にあっ
て前記第１主軸８ａを支承する第１軸受、６ｂは軸受部
品６の下方に位置し、前記第２主軸８ｂを支承する第２
軸受であるっ１０は第１主ｉ８ａの施回渦巻羽根部品２
側の端面に、虜の側面がクランク軸８の軸線に平行で、
また溝の中心線がクランク軸８の軸線を通るように形成
した偏心・駆動軸受溝である。１１は施回渦巻羽根部品
２の駆動軸４と回転可能に嵌合した偏心軸受で、偏心軸
受１１は偏心・駆動軸受溝１０内でその長手方向には滑
動可能に、かつ回転しないように偏心・駆動軸受ｊ苫１
０に嵌合している。１２は偏心駆動軸受溝１０内のクラ
ンク軸８の軸心部１に入れられ、偏心軸受１１を偏心駆
動軸受Ｊ　１０の外方の壁面に押し付けるコイルバネで
ある。そして、偏心軸受１１が偏心駆動軸受溝１０の外
方の壁面に押し付けられた状態において、固定渦巻羽根
１ａと旋回渦巻羽根２ａの半径方向の最近接部には微小
な隙間が存在するように、偏心駆動軸受溝１ｏの長手方
向寸法および偏、心軸受１１の寸法が設定しである。１
３はクランク・ｔｄ８を回転駆動する電動機、１３ａは
クランク軸８と一体になった電動機１３ノロータ、１３
ｂは電動機１３のステータである。

１４は圧縮全体を密封する密閉容器、１５はクランク軸
８の一端に結合され、クランク軸８と共に回転するオイ
ルポンプで、オイルポンプ１５の軸は密閉容器１４の下
部に結合されて、回転止めされている。１６は冷凍機油
、１７は密閉容器に結合した吸入管であるっ１８は固定
渦巻羽根部品の壁体１ｂの中心部に設けた吐出穴、１９
は吐出穴をおおうように設けた吐出弁、２０は弁押え、
２１は吐出室、２２は吐出管である。

また第２図において、εはクランク軸８の軸心Ｏから旋
回渦巻羽根の駆動軸４の中心Ｏｍまでの偏心量、今クラ
ンク軸８の回転方向を矢印Ａの方向とすると、ｆｃは施
回渦巻羽根部品２に働く遠心力、ｆｇは施回渦巻羽根部
品２に働くガスａＥ縮力であり、Ｆはｆｃ占二ｆｇの合
力である。また、施回堝巻羽根部品２の偏心方向と偏心
駆動軸受溝１０の長手方向となす角をαとし、偏心方向
と前記合力Ｆとのなす角をβとする。

このように構成された圧縮機において、電動機１３のス
テータ１３ｂに通電すると、ロータ１３ａはトルクを発
生してクランク軸８とともに回転する。クランク軸８が
回転すると、偏心駆動軸受溝１ｏ、偏心軸受１１を介し
て旋回渦巻羽根の駆動１油４にトルクが伝達され、施回
渦巻羽根部品２は、スラスト軸受５の上を、自転拘束部
品７によって姿勢を保たれながら、クランク軸８の軸心
Ｏのまわりを旋回運動し、圧縮作用を行なう。

これに伴い気体は、吸入管１７より吸い込まれ、一旦密
閉容器°１−４内に入り、軸受部品６の開口部を経て、
圧縮室３に取り込まれる（矢印は気体の流れを示す）。

圧縮室Ｓ内で圧縮されて高圧・高温になった気体は、吐
出穴１８より吐出室２１へ吐き出され、この後吐出管２
２よう外部へ送り出される。

このように通常の運転が行なわれる力・、本実施例では
、下限の回転数時において、ガス圧縮力ｆｇと遠心力ｆ
ｃ　との合力Ｆと、偏心駆動軸受溝１０の長手方向との
なす角（α＋β）が９８以上に設定しである。従って、
合力Ｆは施回渦巻羽根部品２の偏心量とを減小せしめる
方向に偏心軸受１１を滑動させようとするが、偏心軸受
１１を定められた位置、すなわち偏心駆動軸受溝１０の
外方の壁面に圧接させるために最低限必要な力を出すよ
うにコイル／くネ１２の押し付は力を設定している。従
って、広い回転数域で偏心量が一定に区だれるので、両
羽根は接触することなく半径方向隙間も一定に保たれる
。

よって広い回転数域で振動・騒音が小さく、羽根の摩耗
もなく、圧縮効率も高いものとなる。

壕だ、このような構成をとれは、低速で運転する圧縮機
においても、偏心駆動軸受溝１０と偏尼・方向とのなす
角αを大きく設定することができる。

すると、低速だけでなく高速時においても、圧縮室３に
冷媒液または油等刀：吸い込まれて圧縮負荷が許容値を
超えた場合には、圧縮負荷ｆｇが大きくなるに伴って、
偏心駆動軸受溝１０の長手方向と合力Ｆとがなす角（α
＋β）が９０°を大きく超えるので、この時合力Ｆの分
力ｆ二１Ｆｆｌ（α＋β）１がコイルバネ１２の押し付
は力に打ち勝って、偏心軸受１１を偏心駆動・軸受溝１
ｏの長手方向に沼って滑動させ偏心量とが減小する。す
ると、羽根の半径方向隙間が拡大し、高圧の圧縮室３か
ら低圧の圧縮室３へと洩れ量が増加して、負荷が軽減さ
ｎ１液圧縮から圧縮機が保護される。

また、異物が圧縮室３に取り込まれた場合にも、偏心量
εが減小して、羽根の半径方向隙間が拡大し、異物が吐
出穴１８より排出される壕ですみやかな運転を続けるこ
とができる。

また第２図に示すように、偏心軸受１１の軸受穴を偏心
軸受１１の滑動面の一方に偏って穿孔すすことによって
、偏心方向と偏心駆動軸受τ１４１０の長手方向とのな
す角を設定しているので、偏毛・駆動軸受溝１０はクラ
ンク軸８の軸心○を通るように設置すればよく、偏心駆
動軸受溝１０の加工を容易に行なうζ、とができる。

また、偏心軸受１１を偏心駆動・軸受溝１０の外方の壁
に押し付ける弾性体にコイル１２を使用し、偏心軸受１
１にバネの座を設けているので、コイルバネ１２と偏心
軸受１１は偏心駆動軸受？Ｍ　１０内でクランク軸８の
軸線方向に移動しにくくなって、偏心軸受１１は偏心駆
動軸受溝１０内で常に確実な役割を果すことができろう 発明の効果 以上詳述した通り、本発明は、施回渦巻羽根部品の駆動
軸と嵌合する偏心軸受を、クランク軸に設けた偏心駆動
軸受溝に底合し、偏心量が減小し得る方向に滑動可能と
し、羽根が半径方向には接触しない関係寸法としながら
、偏心駆動軸受溝内に弾性体を入れて偏心軸受を常に偏
心駆動軸受溝の外方の壁面に圧接する＠我としたもので
あるから、偏心量の設定を容易に行なうことができると
ともに広い回転数域で羽根の半径方向の隙間を一定に保
つことができるので、低振動・低騒音でかつ効率の高い
圧縮機が実現できる。

さらに、下限の回転数で作動時に施回渦巻羽根部品に作
用するガス圧縮力と遠心力との合力と、偏心駆動軸受溝
とがなす角度を９０°′を超えるよりに設定したもので
あるから、すべての運転回転数において、液圧縮等の異
常負荷から機構部を保護して、信頼性の高い圧縮機が提
供できる。

また、施回渦巻羽根部品の駆動軸が回転可能に嵌合する
軸受穴を、偏心軸受の肩動面の一方に偏って穿孔するこ
とによって偏心駆動軸受溝と偏心駆動軸受溝の加工を容
易に行なうことができる。

また、弾性体にバネを用い、偏心軸受にバネの座を設け
だものであるから°、バネおよび偏心軸受が偏心駆動軸
受溝内でクランク軸方向に移動しにくくなって偏心軸受
が確実に作動する信頼性の高い圧縮機となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスクロール圧縮機の縦断面図であ
る。 １・・・・・・固定渦巻羽根部品、２・・・・・施回渦
巻羽根部品、３・・・・・・圧縮室、４・・・・・・駆
動軸、５・・・・・・スラスト軸受、６・・・・・・軸
受部品、７・・・・・自転拘束部品、８・・・・・・ク
ランク軸、１ｏ・・・・・・偏心駆動軸受溝、１１・・
・・・・偏心軸受、１２・・・・・・コイルバネ、１３
・・・・・・電動機、１４・・・・・・密閉容器、１５
・・・・・・オイルポンプ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名３−
圧縮室　　　１０−礫ノじ駆ｖＪ軸受溝５−スラズト軸
受　　　ＩＩ　−ｆｌ心軸受各−！ｌＩＩ麦部品　　　
１２−コイルバネ第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）壁体の一方の面に渦巻状の羽根をそれぞれ設ける
   とともにそれぞれの羽根を互いに組み合わせた固定渦巻
   羽根部品及び施回渦巻羽根部品と、前記施回渦巻羽根部
   品を偏心駆動するクランク軸と、前記クランク軸を支承
   する軸受部品と、前記施回渦巻羽根部品の自転を拘束す
   る拘束部品とを含み成るスクロール圧縮機構であって、
   前記クランク軸の前記施回渦巻羽根部品側の一端に溝の
   側面が前記クランク軸の軸線に平行な偏心駆動軸受溝を
   形成し、この偏心駆動軸受溝の内側に、前記施回渦巻羽
   根部品の駆動軸が回転可能に嵌合した偏心軸受を滑動可
   能に配設し、前記偏心軸受が前記偏心駆動軸受溝の最も
   外方に位置した時に前記両羽根の半径方向の最近接部分
   が接触しない関係寸法となし、前記偏心駆動軸受溝の前
   記クランク軸軸心側の空間に、前記偏心軸受を前記偏心
   駆動軸受溝の外方の壁面に圧接する弾性体を配設してな
   るスクロール圧縮機。 （２）偏心駆動軸受溝が施回渦巻羽根部品の偏心方向に
   対してなす角度と、下限の回転数で作動時に前記施回渦
   巻羽根部品に作用するガス圧縮力と遠心力との合力が前
   記偏心方向に対してなす角度との和が、９０°を超える
   ように設定してなる特許請求の範囲第１項に記載のスク
   ロール圧縮機。（３）偏心駆動軸受溝が施回渦巻羽根部
   品の偏心方向に対してなす角度を設定する手段が、前記
   施回渦巻羽根部品の駆動軸が嵌合する偏心軸受の軸受穴
   を、該偏心軸受の滑動面の一方に偏って穿孔することよ
   りなる特許請求の範囲第２項に記載のスクロール圧縮機
   。 （４）偏心駆動軸受溝内で偏心軸受を外方の壁面に圧接
   する弾性体がコイルバネよりなり、その偏心軸受にバネ
   の座を設けてなる特許請求の範囲第１項、第２項、ある
   いは第３項に記載のスクロール圧縮機。