JP6277556B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents
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Description
2 高圧室
3 低圧室
4 圧縮機構部
5 モータ部
5a ロータ
6 仕切板
10 固定スクロール
11 旋回スクロール
11e 偏心軸受部材
12 メインフレーム
12m 主軸受部材
13 シャフト
13e 偏心軸
13m 主軸
13s 副軸
14 可動偏心部材
15 自転拘束機構
16 副軸プレート
16s 副軸受部材
D 軸受部材の直径(Dm、De)
L 軸受部材の長さ(Lm、Le)
δ クリアランス
図1は、本発明の実施の形態による圧縮機の縦断面図である。図1に示すように、本実施の形態による圧縮機は、密閉容器1内に、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部4と、圧縮機構部4を駆動するモータ部5とを備えている。
吸入管7から吸い込まれた冷媒ガスは、密閉容器1内に導かれ、一部は圧縮機構部4へと直接供給され、一部はモータ部5を冷却した後、圧縮機構部4へと供給される。これにより、モータ部5の冷却を行い、モータ部5の巻線温度が所定の温度以上に上昇しないよう制御している。圧縮機構部4へと供給された冷媒ガスは、圧縮室17の容積変化によって圧縮されるとともに、固定スクロール10及び旋回スクロール11の中心部に移動する。固定スクロール10の中央部には、吐出口10aが形成されている。吐出口10aには、リードバルブやフロートバルブなどの逆止弁18が設けられている。所定の圧力に到達すると、冷媒ガスは逆止弁18を押し開け、高圧室2へと流れ込み、吐出管8から冷凍サイクルへと送り込まれる。
シャフト13の下端にはオイルピックアップ19が装着され、オイルピックアップ19の内部にはオイルハネ20を備えている。シャフト13が回転することにより、オイルハネ20によってオイル溜まり部9のオイル9aが吸い上げられ、その後シャフト13の内部に形成されたオイル通路13iを上昇する。オイル通路13iは、回転軸の中心に対して偏心した状態で形成されており、オイル9aには遠心力が働く。これにより、オイル9aはシャフト13の主軸13m、更にはシャフト13の端部まで導かれる。主軸13mに到達したオイル9aはシャフト13に形成された横穴13hを通過し、主軸受部材12mと主軸13mの嵌合部へと供給され、潤滑油として作用する。同じく、シャフト13の端部に到達したオイル9aは偏心軸受部材11eと偏心軸13eの嵌合部へと供給され、潤滑油として作用する。各軸受の嵌合部を潤滑したオイル9aは、メインフレーム12と旋回スクロール11の鏡板で囲まれた背面空間21に到達する。その後、オイル9aは、スラスト軸受12tを潤滑し、メインフレーム12の内部通路12cを経由して、密閉容器1の内周面に導かれ、ステータ5bの切欠きなどを通過してオイル溜まり部9に戻る。
一般的にジャーナル軸受では、軸方向の長さを拡大することによって面圧を低減させ、信頼性を確保していた。特に偏心軸13eにはガス圧縮力が働き、その荷重によってシャフト13にたわみが発生するため、偏心軸受部材11eの両端のエッジ部と接触するといった、いわゆるこじれが起こりやすい。こじれが起こると、偏心軸受部材11eと偏心軸13eの接触面積が非常に小さくなるため、面圧が極端に大きくなり、偏心軸受部材11eもしくは偏心軸13eに局所的な摩耗が発生する。この状態で運転が継続されると、摩耗が進行し、信頼性を低下させてしまう恐れがある。これは偏心軸受部材11eと偏心軸13eに限ったことではなく、主軸受部材12mと主軸13mにも同様の現象が起こりうる。
図2に示すように、主軸受部材12mの直径をDm、長さをLm、偏心軸受部材11eの直径をDe、長さをLeとする。このとき、主軸受部材12mの長さと直径の比(=Lm/Dm)と、偏心軸受部材11eの長さと直径の比(=Le/De)が、Le/De≦Lm/Dm≦1とすることで、こじれを防止することができる。
具体的には、偏心軸受部材11eが主軸受部材12mよりも扁平であるので、偏心軸受部材11eの傾きに対する許容度が上がる。言い換えると、偏心軸13eが傾いても、偏心軸受部材11eの両端のエッジ部で接触することがなくなる。さらに、主軸13mの傾きに対し、主軸受部材12mの両端のエッジ部での接触を防止するため、及び、オイル9aによる主軸受部材12mの粘性損失を極力低減させるためには、長さと直径の比(=Lm/Dm)を1以下にするのが望ましい。本実施の形態では、軸受部材12m、11e、16sと軸13e、13m、13sのクリアランスを、直径に対し一定比率で設定した場合を想定しているが、この条件では扁平な軸受部材になるほど、傾きに対する許容度は上がるので、偏心軸受部材11eの両端のエッジ部での接触は回避されることになる。以上のことから、本実施の形態では、高信頼性と高効率を両立したスクロール圧縮機を実現することができる。
Claims (4)
- 密閉容器内に圧縮機構部とモータ部とを収納し、
前記圧縮機構部は、
鏡板から渦巻状のラップが立ち上がる固定スクロールと、
同じく鏡板から渦巻状のラップが立ち上がり、前記固定スクロールと噛み合わせて複数の圧縮室を形成する旋回スクロールと、
シャフトと、
前記シャフトを支持するメインフレームと、
前記旋回スクロールの姿勢を規制する自転拘束機構と
から構成され、
前記シャフトの一端には偏心軸が一体に形成され、
前記偏心軸は前記旋回スクロールに形成された偏心軸受部材と嵌合し、
前記シャフトの主軸は前記メインフレームに形成された主軸受部材と嵌合し、
前記圧縮機構部で圧縮した冷媒を、前記固定スクロールの吐出口から吐出するスクロール圧縮機であって、
前記主軸受部材の直径をDm、長さをLm、前記偏心軸受部材の直径をDe、長さをLeとしたとき、前記主軸受部材の前記長さと前記直径の比(=Lm/Dm)と、前記偏心軸受部材の前記長さと前記直径の比(=Le/De)が、Le/De≦Lm/Dm≦1の関係を満たし、
前記偏心軸受部材の前記長さと前記直径の前記比(=Le/De)が0.5以上であり、
前記偏心軸受部材が前記主軸受部材よりも扁平である
ことを特徴とするスクロール圧縮機。 - 前記密閉容器内に仕切板を設け、
前記仕切板で仕切られた下部低圧室に前記圧縮機構部と前記モータ部を収納し、
前記圧縮機構部で圧縮した前記冷媒を、前記固定スクロールの前記吐出口を介して前記仕切板で仕切られた上部高圧室に吐出する請求項1に記載のスクロール圧縮機。 - 前記シャフトにロータを備え、
前記ロータに対して前記主軸と反対側に位置する前記シャフトに副軸を形成し、
前記副軸を支持する副軸受部材を前記密閉容器内に配置した請求項1から3のいずれかに記載のスクロール圧縮機。 - 前記主軸受部材と前記主軸のクリアランス、前記偏心軸受部材と前記偏心軸のクリアランス、前記副軸受部材と前記副軸のクリアランスが各直径の10/10,000〜40/10,000倍である請求項3に記載のスクロール圧縮機。
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