JPS58148291A

JPS58148291A - スクロ−ル圧縮機

Info

Publication number: JPS58148291A
Application number: JP2901182A
Authority: JP
Inventors: Masao Shiibayashi; 正夫椎林; Kenji Tojo; 健司東條
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-02-26
Filing date: 1982-02-26
Publication date: 1983-09-03

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】本発明は空調機等の冷凍装置用スクロール圧縮機の、旋
回スクロール部材の背面に突設した旋回スクロールボス
部軸受の構造に関するものである従来のスクロール圧縮
機をＫ４１図、第２図及び第３図を参照して説明する。

第１、図は、４空調機用密閉形ス２ワ７ー歩圧縮機の全
体構造を示す。この圧縮機は、圧縮ｌＬＩ′ＪＡ部でめ
る固定スクロール部材２と、旋回スクロール部材３の両
部材と、旋回スクロール３の自転を阻止する自１ｉ防止
部材（図示せず）及び主軸４、これを支える三−の軸受
部（旋回スクロールボス部軸受７と主軸受８及び補助軸
受９）と電動機１０、フレーム１７などから構成される
。これらの構成部品は、密閉容器１の内部に収納さｎる
。第１図は、！Ｆ閉ＩＮ！１内が吐出圧力（高圧側圧力
）の雰囲気にある高圧チャンバ方式の構造例である。

冷媒ガスの［０及び潤滑油の流れに従って、従来技術を
説明する。

低温低圧の冷媒ガスは、吸入管１１から導かれ、固定ス
クロール内の吸入通路２ａに至る。圧縮賛嵩部に至った
冷媒ガスは、旋回スクロール３の自転を防止された公転
運動により、両スクロールで形成される密閉空間が、漸
次−小し、スフ９−ル中央部に移動するとともに、腋冷
媒ガスは、圧力を高め中央の吐出孔１６より吐出される
。吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、密閉容４１内の
上部空間１３及びｔ＃機まわｐの空間１５を満たし、吐
出管１２を介して外部へ導かれる。（この高圧９吐出圧
力を記号Ｐｄで示す。）他方、旋回スクロール部材の背面と７レーム１１で囲ま
れた空間１４（これを背圧室と称する）には、旋回・固
定の両スクロールで形成される複数の密閉空間内のガス
圧によるスラスト方向のガス力（この力は、旋回スクロ
ール部材３を下方に押し下げようとする離反力となる。

）Ｋ対抗するため、吸入圧力（低圧側圧力）と吐出圧力
の中間の圧力（記号りで示す）が作用する。Ｉｓ１図の
ほか第２図を用いて、潤滑油の流几を説明する潤滑油８
は、密閉容ａ１の下部に虐めらルる。

主軸４の下端は底部の油中に浸漬し、主軸上部には、偏
心軸部４ｄを備え、該偏心軸部４ｄが、旋回スクロール
ボス部軸受Ｉを介し°Ｃスクロール圧ｍ要素部である旋
回スクロール部材３と係合している。主軸４には、各軸
受部への給油を行うための１心縦孔５が、主軸’Ｆ４か
ら主軸の上４面４ｂまで形成さｎる。偏心軸部４ｄｏ丁
−にるり、旋回スクロールボス部３ａの先端面と対向せ
る主軸受上部にバランスウェイト部４ａが、主軸４と係
会し一体化している。

潤滑油８内に浸ｔＩＬされた主軸Ｆ端は、高圧の吐出圧
力ｐｄの雰囲気に壱〇、他方、下流となる旋回スクロー
ルボス部軸受のまわりは中間圧力ＰｍのＩＦａｌｆｉＫ
４るため、（Ｐｄ　−Ｐｍ　）　Ｏ圧力差ニヨって容器
底部の潤滑油８は、偏心縦孔５内を上昇する。また、主
軸５の回転により、該偏心縦孔５内の油に遠心力が作用
し、各軸受部への給油量をさらに増加させている。この
ように、各軸受部への給油は、偏心穴給油法と、差圧給
油法によって行っている。偏心縦孔５円を上昇した潤滑
油８は、補助軸受９、主軸受８へｊ＆油されるとともに
偏心軸部４ｄの上部空間１８に至る。上部空間１８の潤
滑油は、旋回スフミールボス部軸受１の軸受１ｉ４ｉ１
１９をぬってボスｍａｎの先端部の方へ排油される。な
お１ｍｌ？を油８の流れを矢印の付いた破線で示す、主
軸受８は、電動機１０のロータ部と主軸４等の自重によ
るスラスト荷重を受けるためスラスト軸受部８Ｊｉｔ−
備える。旋回スクロールボス部軸受１は、ラジアル方向
に駆動力が作用するためジャーナル軸受（すぺｏ４１Ｉ
Ｉｌ受）とじている。

次に、ｓ２図とＭ３図を用りて、従来技術の問題点を説
明する。前記主軸４には、圧縮機の定常運転時において
、久のスラスト方向の力が作用する。　（１）前記した
主軸、電動機のロータ部及びバランスウェイト部等の自
重による力（この力をＦ。

と呼び、下方向に作用する。）（２）吐出圧力が主軸上
端面と主軸下増面に作用し、主４１１１４と偏心軸部４
ｄの異径により受圧面積が異なることから、主軸にスラ
スト力が作用する。（この力ｔ−Ｆ、と呼ぶ。一般に主
軸４の主軸受部分の軸径ｄ１は、偏心軸部４ｄの軸径ｄ
１よりも大きいため、この力は、上方向に作用する。）
次は、（８）電動機部ロータの磁気推力が主軸に作用す
る。（この力七Ｆ−と呼び、この力の方向は電＃愼ロー
タ部１１Ｊａとステータ部１０ｂとの組立位置等により
上方内戚るいは、下方向にも作用する。）従って、これ
らの力の和が、主−に作用する全体の力となる。この力
をＦｕで示すと、次式となる。（上方向に向く力を正と
する。）ｐｕ　＝　Ｆｓ　　Ｒ±Ｆ。

Ｆｕ（Ｑの時、主軸は下方向に移動しようとするので、
この力Ｆｕは主軸受８のスラスト軸受部８畠で受ける。

しかしながら、Ｆ”　＞　Ｏの時、主軸は上方向に移動
し、主軸が浮上する現象を呈する。この場合、偏心軸上
端面４ｂが、旋回スクロールホス部底面３ｂと接触し、
この部分でスラスト力Ｐｕｔ−受けることになる。この
模様を第３図で示す。これは、偏心軸上端面４ｂと旋回
スクロールボス部底面３ｂとの関ＩＩ（これをＣｓｓと
呼ぶ）が、旋回スクロールボス部先端面３２と、これと
対向せる主軸受部の上部に配したバランスウェイト部の
上端面４．１！との量線（これをｃｂと呼ぶ）よりも小
さい場合、即ち、Ｃ５（Ｃｂ　　０時に起こる。逆に、
Ｃ５＞Ｃｂの時は、バランスウェイト部上端１１４ｃが
、前記ボス部先端面３Ｃと接触する。しかしながら、接
触面となる前記ボス部底面３ｂや、ボス部先端面３Ｃに
は、軸受構造をとっていないため容易に摺動による摩耗
が生じるとともに、この部分での摩擦損失が増加し圧縮
機の入力が増加する。第３図に示したように、接触面が
前記ボス部底面３ｂの場合には、この部分で摩耗粉が発
生し、この摩耗粉が旋回スクロールボス部軸受７の軸受
隙間１９に混入し、該軸受７のかじりあるいは焼付事故
を縛起する原因となる。

本発明は、上記の軸受構造をとらない部分での摺動接触
によって、摩１ｍ損失が増加し圧縮機の機械効率が低下
する問題及び、その部分での摩耗粉の発生かもたら、す
軸受のかじり現象（焼付事故）を解決すること。ひいて
は、軸受まわりの信頼性を向上させることを目的とする
。

本発明は上記目的を達成するため、運転中には、主軸が
上方向に移動するという主軸浮上現象が起り、この浮上
刃となるスラスト力を受ける軸受部を、旋回スクロール
ボス部の先端面あるいは該先端面と対向するバランスウ
ェイト部の上端面に設ける。即ち、旋回スクロールボス
部のスラスト軸受部と、主軸受のスラスト軸受部の間に
、主軸と係合し一体化したバランスウェイト部を介し、
該バランスウェイト部の上端面とド端面をスラスト軸受
面の構造とすることを特徴とする。

本発明の一実施例を第４図乃至第６図に基すき説明す４
゜上方向に作用するスラスト力Ｆｕによって、主軸は上
方向に４１１Ｊし、偏心軸部４ｄの下部に位置するバラ
ンスウェイト部４ａの上端面４Ｃが、ＩＩＡ回スクロー
ルボスＳ＠受２０のスラスト面２０ｂと接触する。旋回
スクロールボス部軸受２０は、ラジアル荷重を受けるジ
ャーナル鵬受部２０ｆと、スラスト荷重を受けるスラス
ト軸受部２０ｂからなる。スラスト軸受部２０ｂは、７
う／ジｆ！１ＡｌｌＩ造とな０１　これにて軸受面圧を
小さく維持する。′ｔた、該スラスト軸受部には、径方
向に伸びる複数の油１１１１２０ｍが形成される。この
油溝２０ｍは、軸受間１１１９をぬってでる潤滑油を背
圧［１４に逃がすための排油溝である。

なお、嬉４図に示すように１偏心軸部上端面４ｂとｌ１
回スクロールボスＳ麿面３ｂとの関には、常に間暉が存
在し、その間−をＣ３ｌで表わしている。

主軸受８には、従来技術と同様に、主軸４中電＃横１０
のロータ部１０１１等の自重を支えるスラスト軸受部８
ａを有する。前記ｍ回スクロールボス部軸受２０のスラ
スト軸受部２０ｂと、主軸受８のスラスト軸受部８ａと
の間に、主軸４と係合し一体化したパ２／スウーイト部
４ａを設け、該バランスウェイト部４ａの上端面４Ｃと
Ｆ端面４ｅを、スラスト軸受面とするものである。従っ
て、主軸４に作用するスラスト力Ｆｕの正負の方向によ
って、バランスウェイト部４ａの上端面４ｃあるいは、
下端面４Ｃのいずれか一方の面が、摺ＩＩｂ接触面とな
る。前記主軸４に作用するスラスト力Ｆｕの正負の方向
Ｋかかわらず、偏心軸上端面４ｂと、旋回スクロールボ
ス部底面３ｂとが、摺動接触しないようＶＣ１前記した
偏心軸上端面４ｂと旋回スクロールボス部の底面との関
Ｈ（ｊｈ’）よりも、旋回スクロールボス部軸受２０の
スラスト軸受面２１と、これに対向せる主軸受上部のバ
ランスウェイト部４ａの上端面４ｃとの関ｌｌＩ（Ｃｂ
）を小さく設定する。従って、Ｃｓ／＞Ｃｂ　となるよ
うに、各部材の寸法は決められている。

次に、第１図乃至Ｊｌｅ図の他の実施例について説明す
る。＄７図は、ｌｌｌ１１ｇ！スクロールボス部軸受と
して、ラジアル荷重を受けるジャーナル軸受部２１の下
端面２ＩＣを、スラスト軸受部として使用する実ｔＩＩ
Ａｆ１である。この場合、下端面２１Ｃは、前記ボス部
３ａの先端面３Ｃ工９も下側に突出すように組立て、該
先端面３Ｃが主軸４のバランスウェイト部４ａ４１との
接触を避けるようにする。第８図及び第９図は、ジャー
ナル軸受部２１の下端面２１Ｃに般けた排油１１１２１
ｂの形状を示す次に、１１１０図及び第１１図の他の実
施例は、旋回スクロールボス部に設ける軸受として、ジ
ャーナル軸受部２２と、スラスト軸受部２３とを分−し
たｇ４施例である。スラスト軸受部２３は、前記ｍ回ス
クロールボス部の先端面３Ｇに設け、薄肉でリング状の
軸受構造である。該ス２ス）ｌＩｒ２３ａには、径方向
に伸びる排油ｉ＄１２３ｂを備えてなお、本実施例は、
スラスト力Ｆｕを支える軸受部として、旋回スクロール
ボス部３ａの先端面３Ｃに設けたが、こｎと対向させる
バランスウェイト部４ｍの下端面４Ｃに設けても同一の
効果が得られる。この実施例を第１２図に示す。この場
合、スラスト軸受部２４のスラスト面２４＆は、対向す
るボス部先端面３Ｃと摺動するものである以上説明した
ように本Ａ明によｎば、主軸が浮上し、この浮上刃を支
えるスラスト軸受部として、旋回スクロールボス部の先
４面成るいは、これと対向せるバランスウェイト部の上
端面に設けることによって、スラスト方向の摺動接触（
強い当たり等を含む）をなくシ、軸受部のトラブルの原
因となる摩耗粉の発生を極力抑えることができる。上記
作用効果により、摩ＩＩ損失は低減さル、圧縮機の機械
効率が向上し、ひいては、軸受層９の信頼性を向上する
という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

菖１図は従来の密閉形スクロール圧縮機の全体構造を示
す．ｍ断面図、第２図及び＃Ｉ３図は、従来の旋回スク
ロールボス部軸受まわりの詳細図でいずれも縦断面図で
ある。５１４図乃至８６図は本発明Ｑ一夷總例を示し、
＠４ｗＪは旋回スクロールボス部軸受まわりの縦断面図
、ｊｌＩｓ図は第４図の軸受構造を示す平面図、第６図
は第５図のｆｆ−ｆｆ總断面図である。第７図乃至箒９
図は他の実施例を示し、第７図は、旋回スクロールボス
部軸受まわりの縦断面図、第８図は第７図の軸受構造を
示す平面図、ＪｌｌＦ９図は、第８図の縦断面図を示す
。＃Ｉ１０図及び＃Ｉ１１図は他の実ｍ例を示し、第１０
図はＩＩ１回スクロールボス部軸受の縦断面図、第１１
図は蘂１０図のスラスト軸受の下面図、第１２Ｅは更に
他の実施例を示し、旋回スクロールボス部軸受まわりの
縦断面図である。２・・・固定スクロール　　３・・・旋回スクロール３
５１・・・ｌＩＲ回スクロールボスＷＡ　　４・・・主
軸　　４ｄ・・・偏心軸４７・・・旋回スクロールボス
部軸受８・・・主軸受　　２３・・・スラスト軸受部１
１図第４ｍ才ぢ国　　　蓼ｂｃｌ半ＩＯｍｊ１１出

Claims

【特許請求の範囲】１、端板Ｋ１ｍ書状の２ツノを直立してなる固定スクロ
ール部材と旋回スクロール部材をかみ合せ、旋回スクロ
ール部材を固定スクロール部材に対し旋回運動させ、ガ
スを圧縮するスクロール圧縮機において、旋回スクロー
ル部材の背面に軸受を支えるボス部を設け、旋回スクロ
ールボス部軸受及び主軸を支承する主軸受としてラジア
ル荷重を受けるジャーナル軸受部とスラスト荷重を受け
るスラスト軸受部を設けてなることを特徴とするスクロ
ール圧縮機。２　旋回スクロールボス部軸受と主軸受のスラスト軸受
部が、主軸に一体に係合したバランスウェイトの下端面
と下端面に配役さル、縦上端面と下端面がスラスト軸受
面を形成している特許請求のａｍａｌｌ　１項記−のス
クロール圧縮機。１　旋回スクロールボス部軸受が、ジャーナル軸受部と
スラスト軸受部を一体にしたすべり軸受で形成さｎてい
る特許請求の範囲Ｋ１項または第２項記載のスクロール
圧縮機。４、　ジャーナル軸受の下端面にスラスト軸受面を形成
している特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか一
つに記載のスクロール圧縮機。５、　　ｍ回スクロールボス部軸受のスラスト軸受面と
、バランスウェイトの上端面との間隙よりも、旋回スク
ロールボス部底面と偏心軸部の上端面との間隙を大きく
設定してなる特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれ
か一つに記載のスクロール圧縮機。