JPS62682A - スクロ−ル型圧縮機 - 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 本発明は空調機等の冷凍装置に使用されるスクロール型
圧縮機において、旋回スクロール部材の旋回運動によっ
て生じる遠心力を回転バランス的に軽減する構造に関す
るものである。

従来の技術 スクロール型圧縮機は、米国特許第８０１１８２号明細
書を初めとする多くの特許や文献に示されており、その
動作原理はよく知られている。

スクロール型圧縮機は、他の方式の圧縮機に比べ、構成
部品点数も少なく、圧縮動作が連続であることから駆動
トルクの変動や振動が少なく、また摺動部の相対速度が
小さく高速性に優位である等々の多くの利点がある。

従って近年急速にスクロール型圧縮機の実用化が進んで
おシ、その構造は概ね第４図のようになっておシ、片持
ちの軸受構造と旋回運動によって生じる遠心力の作用で
各軸受部に加わる負荷が大きく、軸受部の高速性の耐久
性の面で問題がちった。

以下第４図の従来のスクロール型圧縮機の一例について
説明する。

鏡板１ａに直立する渦巻状のラップ１ｂを、形成した旋
回スクロール１と、該旋回スクロール１を一実質的に同
一形状の鏡板２ａ及びラップ２ｂからなる固定スクロー
ル２とを互いに向かい合わせてかみ合わせ、該固定スク
ロール２と外周部で結合されたフレーム３と前記旋回ス
クロール１との間にオルダムリング４と称する自転防止
手段を設ける。フレーム３の軸受６により回転可能に支
持された偏芯シャフト６には偏心量ｅをもった偏心軸ア
が形成され前記旋回スクロール１の軸受部８と回転自在
に係合され、前記偏芯シャフト６は電動機９によって回
転駆動される。また、偏芯シャフト６には偏心軸７及び
それに係合された旋回スクロール１との回転バランスを
取るためのバランス材１ｏが設けられている。以上のよ
うに構成された圧縮機構部は密閉容器１１内に収納され
、該密閉容器１１の底には潤滑油１２が封入され、また
胴部には圧縮室１３に通じる吸入管１４と高圧流体を取
り出す吐出管１５が設けられている。

上記のように構成されたスクロール型圧縮機において第
４図のｘ−ｘ断面矢視図である第６図を併用して以下そ
の動作を説明する。

吸入管１４から吸入された流体は旋回スフロー＃１（１
ａ、１ｂ）と固定スフ０−に２（２＆。

２ｂ）とで形成される密閉空間である圧縮室１３のうち
外周側に位置する圧縮室ｊ３ａ、１３ｂに密閉され、前
記旋回スクロール１の旋回運動（矢印Ａ）により、該圧
縮室１３ａ、１３ｂが次第に容積を縮小しながら両スク
ロール１．２の中央部に移動し圧縮室内の流体は圧力を
高め、固定スクロール２中夫の吐出孔１６から密閉容器
１１内に吐出される。更に高圧流体は通路１７を通って
密閉容器１１下部に流れ吐出管１６から外部装置へと流
動する。

発明が解決しようとする間４題点 以上のような構造では、旋回スクロール１の旋回運動に
より生じる遠心力と、流体を圧縮するために要する圧縮
力が該旋回スクロール１の軸受部８及び偏芯シャフト６
の偏芯軸７に作用し、更にそれらの力が偏芯シャフト６
に曲げモーメントとして作用し、旋回スクロール１の軸
受部８及びフレーム３の軸受６の耐久性、耐高速性等の
面で問題となる。

以下その詳細を従来例第４図のＹ　−Ｙ断面矢視図であ
る第６図によって説明する。

Ｏ８は偏芯シャフト６の回転中心、ＯｃはＯ８と偏心量
ｅをもつ偏芯軸７の中心すなわち旋回スクロール１の軸
受部８の中心であり、円Ｅはｏｃの旋回軌道円である。

従えば偏芯シャフト６が矢印入方向に角速度ωで回転す
る場合、偏芯軸８には旋回スクロール１が流体を圧縮す
る反力として圧縮力ＦＰを受け、また旋回スクロール１
の自重Ｗによる遠心力ＦＤをも同時に受ける。圧縮カル
は流体の吸入圧力及び吐出圧力によって決定されるもの
で概ね一定であるが、遠心力ＦＤは偏心シャット６の回
転数によって変化し、Ｆｐ　＝　Ｗ　＊　ｅ・ω２／Ｐ
Ｃ’ｌは重力の加速度）で表わされ、高速回転時には非
常に大きな力となる。従って偏心軸７にかかる荷重は上
記圧縮力ＦＰと遠心力ＦＤの合力ＦＭとなり、該合力Ｆ
Ｍは偏心シャフト６の曲げモーメントとして作用し、フ
レーム３の軸受６にも大きな荷重として作用する。

前述の如く、スクロール型圧縮機の利点を生かし高速化
による能力向上と圧縮機の小型化を図る上で各軸受に作
用する負荷を軽減し耐久性・高速性の向上を得ることは
大きな課題であシ、本発明は偏心部の回転バランスを取
り軸受部へ作用する負荷を軽減する構造を実現するもの
である。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決する本発明の技術的手段は、旋回スク
ロールのラップと反対側の鏡板面に円筒状の内壁を有す
る窪みを形成し、この円筒状内壁に内接しかつ偏芯シャ
フトの回転すなわぢ旋回スクロールの旋回運動と同期し
て回転するように、該偏芯シャフトとビンで係合したバ
ランス体を配設し、該バランス体の重心位置を前記旋回
スクロールの重心位置を偏芯シャフトの回転中心に対し
て反対位置にあるように構成したものである。

作　　用 旋回スクロールに設けた軸部が偏芯シャフトの偏芯軸受
と回転可能に嵌合し、また旋回スクロールと静止部材で
あるフレームとの間に自転防止手段であるオルダムリン
グを設け、偏芯シャフトの回転駆動によって旋回スクロ
ールは旋回運動をする。

偏芯軸受の位置と偏芯シャフト回転中心に対して反対の
位置に偏芯シャフトと平行にピンを備け、このピンに間
隙をもって回転自在に係合したバランス体が、前記旋回
スクロールの鏡板に形成された円筒状内壁と内接しなか
ら偏芯シャフトと同期して回転する。

すなわち、偏芯シャフトの回転駆動により、旋回スクロ
ールの重心位置とバランス体の重心位置が偏芯シャフト
の回転中心に対し、反対の位置関係で旋回運動を行ない
、旋回スクロールとバランス体の旋回運動によって生じ
る遠心力を回転バランス的につり合わせる構造とするこ
とを特徴とするものである。

実施例 以下本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明する
。

第１図及び第２図において、符号が従来例の第４図〜第
６図と同じものについてはその作用も同じであり、その
詳細な説明は省略する。

旋回スクロール１のラップ１ｂ形成面と反対側の鏡板１
ａ面に、円筒状内壁２０を有する窪み２１を設け、該円
筒状内壁２０と同心状に軸部２２を備える。一方、偏芯
シャフト６には偏芯量ｅをもった偏芯軸受２３を設け、
前記旋回スクロール１の軸部２２と回転可能に嵌合する
。また、偏芯シャフト６の設けたアーム２４には該偏芯
シャフト６と平行にビン２６を備え、該ビン２６には前
記旋回スクロール１の円筒状内壁２ｏに内接する円板形
状のバランス体２６が回転可能にかつ若干のスキマをも
って係合される。・バランス体２６は偏芯シャフト６の
回転中心に対し、偏芯軸受２３と反対側に設ける。

以下、その動作の詳細を第３図において説明する。前述
のようにバランス体２６は旋回スクロール１に形成した
円筒状内壁２ｏに内接し、更に偏芯シャフト６に設けた
アーム２４とピン２５を介して回転自在かつピン２６と
はスキマをもって構成されている。また、偏芯シャフト
６には、偏芯軸受２３があシ旋回スクロール１の軸部２
２と回転自在に嵌合している。なお、バランス体２６を
係合するビン２５の中心ＯＢと旋回スクロール１を嵌合
する偏芯軸受２３の中心Ｏｃは、偏芯シャフト６の回転
中心Ｑｓに対して反対方向にある。

偏芯シャフト６の回転中心ＯＢとバランス体２６の中心
○Ｂｔでの距離を４、回転中心Ｏ８と偏芯軸受２３の中
心Ｏｃまでの偏芯量をｅ、バランス体２６の重量ＷＢ、
旋回スクロール１の重量ＷＢとして、偏芯シャフト６が
角速度ωで矢印方向に回転駆動する場合、旋回スクロー
ル１の重量Ｗｓによって発生する遠心力ＦＢは、ＷＢ　
−ｅ・ω２／Ｐ（ここで１は重力の加速度）で表わされ
、一方バランス体２θの重量ＷＢによって発生する遠心
力ＦＢは、ＷＢ、ｌ・ω２／ｙで表わされる。しかるに
この両速心力が等しくなるようにバランス体２６の重量
ＷＢ及び中心間距離ｌを設定することにより、両速心力
ＦＢとＦＢは相殺される。なお、旋回スクロール１とバ
ランス体２６は偏芯シャフト６と同期して回転するため
、両速心力Ｆｓ及びＦＢは常に反対向きに作用すること
は言うまでもない。

バランス体２６とビン２６の係合は、バランス体２６の
遠心力ＦＢが円筒状内壁２０に確実に作用するように、
円筒状内壁２０及びバランス体２６の真円精度を吸収で
きるだけのスキマを設けておく。

以上のように本実施例によれば、旋回スクロール１によ
って生じる遠心力ＦＢとバランス体２６によって生じる
遠心力ＦＢをつり合わせることで偏芯軸受２３にかかる
負荷を、圧縮作用に必要な圧縮力ＦＰのみに軽減するも
ので、偏芯軸受２３にかかる負荷が減少することで、偏
芯シャフト６にかかる曲げモーメントも減少し、フレー
ム３の軸受６に作用する負荷も軽減され、軸受部の耐久
性を大幅に向上させることができる。

発明の効果 以上のように本発明は、旋回スクロールの鏡板に円筒状
内壁を形成し、そこに内接するバランス体を偏芯シャフ
トと同期して回転させることによって、旋回スクロール
の自重で生じる遠心力を相殺し、軸受にかかる荷重を減
少させ、軸受の耐久性・高速性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のスクロール型圧縮機の縦断
面図、第２図は同スクロール型圧縮機の主要部斜視図、
第３図は同じく主要部の第１図におけるｚ−２断面矢視
図、第４図は従来のスクロール型圧縮機を示す縦断面図
、第６図はスクロール型圧縮機の原理を示す第４図にお
けるｘ−ｘ断面図、第６図は第４図におけるＹ　−Ｙ断
面矢視図である。 １・・・・・・旋回スクロール、２・川・・固定スクロ
ール、４・・・・・・オルダムリング、５・・・・−・
軸受、６・・・・・・偏芯シャフト、２ｏ・・・・・・
円筒状内壁、２６・・・・・・ビン、２６・・・・・・
バランス体。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｆ−
−号ＬＬｉズク０−ル ｔ−ｙ芝　・・ ｓ−ｈ々 ２５〜−−ピン ２ｇ−へ゛ラシス４万 第　３　図 第４図 第５図 Ｇ ｂ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　鏡板とこれに直立した渦巻状のラップからなる固定ス
   クロールと旋回スクロールを備え、両スクロール部材を
   互いにラップを内側にしてかみあわせ、一方の旋回スク
   ロールと静止部材との間に自転防止手段を備え、旋回ス
   クロールを旋回運動させる偏芯シャフトとそれを支持す
   る軸受手段を備え、旋回スクロールが旋回運動を行うこ
   とにより両スクロールによって形成される密閉空間がそ
   の容積を減少しながら移動して流体を圧縮するスクロー
   ル型圧縮機において、旋回スクロールの鏡板に円筒状の
   内壁を有する窪みを形成し、重心が偏芯シャフトの回転
   中心に対して旋回スクロールの重心位置と反対側にあり
   、かつ前記円筒状の内壁に内接して回転可能なように偏
   芯シャフトとピンで係合したバランス体を設けたことを
   特徴とするスクロール型圧縮機。