特許 7373939 スクロール圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-26

(45)【発行日】2023-11-06

(54)【発明の名称】スクロール圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04C 18/02 20060101AFI20231027BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20231027BHJP

【ＦＩ】

F04C18/02 311P

F04C29/00 E

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019146112

(22)【出願日】2019-08-08

(65)【公開番号】P2021025502

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-08-04

(73)【特許権者】

【識別番号】316011466

【氏名又は名称】日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】新村 修平

(72)【発明者】

【氏名】中野 泰典

(72)【発明者】

【氏名】上橋 佑介

【審査官】所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１１８８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１１５７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１０３２０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１８０７０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｃ １８／０２

Ｆ０４Ｃ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケース内に、固定スクロールと旋回スクロールを噛み合わせて構成される圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動するための電動機部と、この電動機部の回転力を圧縮機構部に伝達するためのクランクシャフトと、該クランクシャフトを支持するすべり軸受で構成された主軸受と、この主軸受を保持すると共に、前記旋回スクロールとの間に背圧室を形成する主フレームを備えているスクロール圧縮機において、
前記主フレームの一部を前記旋回スクロールの背面側に突出させて旋回スクロール背面と主フレームとの間にシール部を設けて、前記背圧室を、前記シール部よりも内径側の内側空間と、前記シール部よりも外径側の外側空間とに形成し、
前記背圧室の内側空間を形成している前記主フレームにおける前記主軸受の上端の外径側に異物を溜めるためのポケット部を形成し、
前記ポケット部の上部に前記主フレームから内径側に突出する凸部を設けて前記ポケット部が形成され、前記凸部は前記主軸受の上端よりも上方に形成され、
前記凸部の下端面を前記旋回スクロールの旋回ボス部の下端面よりも上方に位置するように構成し、
前記主軸受は前記主フレームに形成された軸受支持部に設けられ、この軸受支持部における旋回スクロール側には薄肉部が設けられ、この薄肉部で前記主軸受の旋回スクロール側を支持する構成とし、
前記クランクシャフトは、前記主軸受に支持される主軸部と、前記旋回スクロールの背面に設けられた旋回軸受を有する前記旋回ボス部に挿入される偏心軸部と、前記主軸部の上端部に設けられた鍔部とを備え、前記軸受支持部における薄肉部の上端面で前記クランクシャフトの鍔部を支持する構成としていることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項2】

請求項１記載のスクロール圧縮機において、
前記主フレームの一部を前記旋回スクロールの背面側に突出させて主フレーム台座部を設け、この主フレーム台座部の上端面に前記シール部を形成し、前記主フレーム台座部の内径側下部に前記凸部が設けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項3】

請求項１記載のスクロール圧縮機において、
前記主フレームを鋳物素材で製作することにより、前記ポケット部は鋳物素材で成形されていることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項4】

請求項１記載のスクロール圧縮機において、
前記薄肉部は前記主軸受の端部よりも旋回スクロール側に延長されていることを特徴と
するスクロール圧縮機。

【請求項5】

請求項１記載のスクロール圧縮機において、
前記軸受支持部において、前記薄肉部の厚さを、前記主軸受の中央から下方を支持する部分の厚さよりも薄く形成し、且つ前記薄肉部の軸方向の長さを該薄肉部の径方向の厚さよりも大きく構成していることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項6】

請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記ポケット部の上端部にテーパ部を設け、前記ポケット部の上端と前記凸部との間を前記テーパ部で接続し、前記テーパ部の上端部は旋回スクロールの旋回ボス部の下端面よりも上方に位置するように構成していることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項7】

請求項２に記載のスクロール圧縮機において、
前記主フレーム台座部の内径を前記軸受支持部の薄肉部の外径よりも小さく構成していることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項8】

請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記主軸受としてカーボン軸受を使用していることを特徴とするスクロール圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はスクロール圧縮機に関し、特に、冷凍空調用などの冷媒圧縮機として好適なものである。

【背景技術】

【0002】

冷凍空調用などの冷媒圧縮機として使用されているスクロール圧縮機としては、例えば、特開平７－２３３７９０号公報（特許文献１）に記載のものがある。この特許文献１のものでは、密閉容器内に、固定スクロールと旋回スクロールを噛み合わせて構成される圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動するための電動機部と、この電動機部の回転力を圧縮機構部に伝達するためのクランクシャフトと、該クランクシャフトを微小隙間を介して保持するすべり軸受と、このすべり軸受を保持するためのフレームなどを備えている。

【0003】

また、特許文献1記載のスクロール圧縮機では、運転時に、ガス圧縮作用により前記クランクシャフトが傾斜するため、前記すべり軸受を薄肉のすべり軸受とし、軸受両端部分とその背面に対向するフレームとが接触しないようにして、すべり軸受の両端に変形可能な張出部分を形成している。このように構成することにより、前記クランクシャフトの傾斜に対し、薄肉のすべり軸受の両端部が追随して変形することができるようにして、すべり軸受の端部が片当たりするのを抑制し、すべり軸受の信頼性を確保している。

【0004】

この特許文献１のものでは、薄肉のすべり軸受の両端にフレームから張り出す張出部分を形成することにより、クランクシャフトの傾斜に対してすべり軸受の両端が変形可能な構成としている。このため、すべり軸受の材料として高い可撓性と強度が求められ、カーボン軸受などのように、硬度が高く摩耗しにくいので寿命は長いが、脆い特性を持つ軸受材は、可撓性が得られないために使用できない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平７－２３３７９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１のものでは、クランクシャフトとすべり軸受との摺動により発生する摩耗粉等の異物が、潤滑油と共に、旋回スクロール背面に形成された背圧室に流出し、ここから潤滑油と共に前記固定スクロールと前記旋回スクロールにより形成される吸込室や圧縮室に流入する。このため、固定スクロールと旋回スクロールとの摺動部に異物が流入するため、前記摺動部の摩耗を引き起こし、スクロール圧縮機の信頼性を低下させることに関しては配慮されていない。

【0007】

本発明の目的は、すべり軸受で発生する摩耗粉等の異物が固定スクロールと旋回スクロールとの摺動部に流入するのを抑制して、信頼性を向上できるスクロール圧縮機を得ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明は、ケース内に、固定スクロールと旋回スクロールを噛み合わせて構成される圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動するための電動機部と、この電動機部の回転力を圧縮機構部に伝達するためのクランクシャフトと、該クランクシャフトを支持するすべり軸受で構成された主軸受と、この主軸受を保持すると共に、前記旋回スクロールとの間に背圧室を形成する主フレームを備えているスクロール圧縮機において、前記主フレームの一部を前記旋回スクロール背面側に突出させて旋回スクロール背面と主フレームとの間にシール部を設けて、前記背圧室を、前記シール部よりも内径側の内側空間と、前記シール部よりも外径側の外側空間とに形成し、前記背圧室の内側空間を形成している前記主フレームにおける前記主軸受の上端の外径側に異物を溜めるためのポケット部を形成していることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、すべり軸受で発生する摩耗粉等の異物が固定スクロールと旋回スクロールとの摺動部に流入するのを抑制して、信頼性を向上できるスクロール圧縮機が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明のスクロール圧縮機の実施例１を示す縦断面図である。

【図2】図１に示す背圧室付近の要部拡大図である。

【図3】図１に示す主レームを拡大して示す断面図である。

【図4】本発明のスクロール圧縮機の実施例２を示す図で、図２に相当する図である。

【図5】実施例２における副軸受付近の断面図である。

【図6】本発明のスクロール圧縮機の実施例３を示す図で、図３に相当する図である。

【図7】本発明のスクロール圧縮機の実施例４を示す図で、背圧室付近の要部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明のスクロール圧縮機の具体的実施例を、図面に基づいて説明する。各図において、同一符号を付した部分は同一部分である。

【実施例1】

【0012】

本発明のスクロール圧縮機の実施例１を図１～図３を用いて説明する。図１は本発明のスクロール圧縮機の実施例１を示す縦断面図、図２は図１に示す背圧室付近の要部拡大図、図３は図１に示す主レームを拡大して示す断面図である。

【0013】

まず、図１を用いて本実施例１のスクロール圧縮機の全体構成について説明する。
スクロール圧縮機１００は、縦型構造であり、ケース（密閉容器）１内に、圧縮機構部２、この圧縮機構部２の下方に設けられた電動機部３、及び前記電動機部３の回転力を前記圧縮機構部２に伝達するためのクランクシャフト（以下、シャフトともいう）４を備えている。

【0014】

前記圧縮機構部２は、前記ケース１に固定された主フレーム５と、鏡板６ａに渦巻状のラップ６ｂを直立して形成すると共に中心部に吐出口６ｃを有する固定スクロール６と、鏡板７ａに渦巻状のラップ７ｂを直立して形成すると共に、前記鏡板７ａの背面中央に旋回軸受７ｃを有する旋回ボス部７ｄを設けている旋回スクロール７と、前記旋回スクロール７の自転を阻止して旋回運動をさせるオルダムリング８等により構成されている。

【0015】

前記固定スクロール６は数本のボルト（図示せず）により主フレーム５に結合されている。前記旋回スクロール７は、前記主フレーム５と前記固定スクロール６との間に挟持されるように配置され、前記固定スクロール６と互いにラップを噛み合わせて、吸込室９ａ及び圧縮室９ｂを形成している。

【0016】

前記圧縮室９ｂは、固定スクロール６と旋回スクロール７との間に複数形成され、前記圧縮機構部２は、固定スクロール６に対して旋回スクロール７を自転させずに旋回運動させることにより、前記圧縮室９ｂを外径側から内径側に向かって移動させながら次第に縮小させて圧縮動作を行う。

【0017】

前記主フレーム５には、前記旋回ボス部７ｄと前記オルダムリング８との間に、円筒形状に形成された主フレーム台座部（旋回スクロールとの接触部）５ａが設けられている。この主フレーム台座部５ａは前記主フレーム５の一部を前記旋回スクロール７の背面側に突出させることにより形成されており、この主フレーム台座部５ａは、前記旋回ボス部７ｄと前記オルダムリング８に干渉しないようにその径方向の寸法が決められている。また、前記主フレーム台座部５ａには、旋回スクロール７の鏡板７ａ背面との間をシールするシール部５ｂを設けている。

【0018】

前記シール部５ｂには、旋回スクロール７の背面と主フレーム台座部５ａとの間をシールするＯリング等のシール部材を設けても良いし、或いは前記主フレーム台座部５ａの上端面と旋回スクロール７の背面との隙間を小さくして前記シール部５ｂとしても良い。

【0019】

本実施例においては、前記旋回スクロール７の背面側に、旋回スクロール７を固定スクロール６に押し付けるための圧力を形成する背圧室１０が形成されており、この背圧室１０は、前記主フレーム台座部５ａにより、内側空間１０ａと外側空間１０ｂの二つの空間に仕切られている。

【0020】

前記内側空間１０ａと前記外側空間１０ｂは、前記シール部５ｂを介して連通しているので、前記内側空間（旋回ボス部内空間も含む）１０ａは、ほぼ吐出圧力に近い圧力となり、前記外側空間１０ｂは、吐出圧力と吸込圧力との間の圧力（中間圧力）となる。

【0021】

前記電動機部３は、前記ケース１の内面に固定されたステータ３ａと、前記ステータ３ａ内を回転するロータ３ｂを備え、前記ロータ３ｂは、前記クランクシャフト４と結合されている。また、３ｃ、３ｄは前記ロータ３ｂの両端部側に設けられたバランスウェイト、３ｅはステータ３ａの上下両端に設けられコイルが巻かれるインシュレータである。

【0022】

前記クランクシャフト４の上端部側には偏心軸部４ａが設けられており、この偏心軸部４ａは前記旋回スクロール７の背面中央に設けられた旋回ボス部７ｄの旋回軸受７ｃに挿入されている。前記旋回軸受７ｃはすべり軸受で構成されており、前記偏心軸部４ａは前記旋回軸受７ｃと摺動する。

【0023】

前記クランクシャフト４の主軸部４ｂは、前記電動機部３の上部側で前記主フレーム５に設けられた主軸受１１により支持され、前記電動機部３よりも下部側で副軸受１２により支持されている。これら主軸受１１及び副軸受１２はすべり軸受で構成されている。また、前記副軸受１２は、前記ケース１に固定された副フレーム１３に設けられている。

【0024】

前記ケース１の内面底部には潤滑油が溜まる油溜り１４が設けられている。前記クランクシャフト４には軸方向に貫通する貫通穴１５が形成されており、このシャフト４の下端部は給油パイプ１６を介して前記油溜り１４に浸漬されている。

【0025】

１７は冷凍サイクル（図示せず）から戻った低圧冷媒ガスを前記圧縮機構部２の吸込室９ａに導入するための吸入管、１８は前記圧縮機構部２で圧縮されて固定スクロール６の吐出口６ｃからケース１の上部の吐出室１９に吐出された高圧冷媒ガスを前記冷凍サイクルに送り出すための吐出管である。

【0026】

各摺動部等を潤滑して圧縮室９ｂに流入した潤滑油も、圧縮された冷媒ガスと共に前記吐出口６ｃから吐出されるが、前記吐出室１９に吐出された潤滑油は冷媒ガスとは分離されて、ケース１底部の油溜り１４に溜められる。即ち、前記吐出室１９と前記油溜り１４とは、前記主フレーム５の外周面に形成された軸方向の連通溝（図示せず）や前記ステータ３ａの外周面に形成された軸方向の連通溝（図示せず）等を介して連通しており、油溜り１４は吐出圧力の雰囲気となっている。また、前記吐出室１９に吐出された油は前記主フレーム５や前記ステータ３ａに形成されている前記連通溝等を介して油溜り１４に戻されるように構成されている。

【0027】

前記油溜り１４の油は前記給油パイプ１６及び前記貫通穴１５を介して、圧力差等により、旋回スクロール７の旋回ボス部７ｄ内に供給される。その後この油は、前記旋回軸受７ｃ、前記主軸受１１、前記オルダムリング８等を潤滑し、一部の油は吸込室９ａから圧縮室９ｂに流れて、固定スクロール６と旋回スクロール７との摺動面を潤滑するように構成されている。

【0028】

また、前記背圧室１０の内側空間１０ａはほぼ吐出圧力となり、外側空間１０ｂは吸込圧力と吐出圧力の間の圧力（中間圧力）となるので、これらの背圧室圧力により旋回スクロール７を固定スクロール６に押し付ける押付力が発生する。

【0029】

上述したように構成されているスクロール圧縮機では、クランクシャフト４の旋回スクロール７を駆動する側の偏心軸部４ａ側は、主軸受１１から圧縮機構部２側に突出した片持ち支持となる。また、一般に、主軸受１１などの軸受内径とクランクシャフト４との間には微小なクリアランスが設けられており、油膜を介してシャフト４を保持している。

【0030】

スクロール圧縮機が運転されると、圧縮荷重などにより生じる負荷反力が、クランクシャフト４の偏心軸部４ａに作用する。このため、クランクシャフト４は、傾斜したり撓みが発生する。その際、前記クリアランスにより前記傾斜や撓みを吸収できない場合、主軸受１１にシャフト４が片当たりすることになり、主軸受１１の両端近傍において片当たり現象が生じる。特に、主軸受１１の旋回スクロール７側端部１１ａには、反旋回スクロール側端部よりも大きな負荷が作用するため、より強い片当りを生じ易い。主軸受１１に片当たりが発生すると油膜厚さを確保し難くなるため、主軸受１１が摩耗してスクロール圧縮機の信頼性が低下する。

【0031】

そこで、本実施例では、図２に示すように、すべり軸受で構成されている前記主軸受１１を主フレーム５の軸受支持部５ｃに圧入などで強固に固定（保持）すると共に、主軸受１１はその全長において主フレーム５から張り出さず、主フレーム５に保持される構成にしている。また、前記主軸受１１の旋回スクロール７側端部１１ａを保持している前記軸受支持部５ｃの部分を薄肉部５ｃａに形成している。

【0032】

即ち、軸受支持部５ｃにおける旋回スクロール側には薄肉部５ｃａが設けられ、この薄肉部５ｃａで前記主軸受１１の旋回スクロール側を支持する構成としている。具体的には、前記軸受支持部５ｃの厚さをＡ、前記薄肉部５ｃａの厚さをＢとすれば、「Ａ＞Ｂ」とし、軸受支持部５ｃにおいて、主軸受１１の前記旋回スクロール７側端部１１ａを支持する薄肉部５ｃａの厚さＢを、前記主軸受１１の中央から下方を支持する部分の厚さＡよりも薄く形成している。

【0033】

また、前記薄肉部５ｃａの軸方向長さをＬとすれば、「Ｌ＞Ｂ」とし、前記薄肉部５ｃａの軸方向の長さＬを該薄肉部５ｃａの径方向の厚さＢよりも大きくし、薄肉部５ｃａの断面を縦長の薄い長方形状に構成して、径方向に撓みやすくしている。

【0034】

なお、前記薄肉部５ｃａは前記主軸受１１の端部よりも旋回スクロール側に延長されており、主軸受１１はその全長に亘って前記薄肉部５ｃａを含む軸受支持部５ｃ内に圧入などで強固に保持されている。

【0035】

このように、本実施例では、主軸受１１を保持している主フレーム５の部分を薄肉部５ｃａとして、この薄肉部５ｃａの部分の強度を弱くしている。従って、クランクシャフト４と主軸受１１との間のクリアランスにより、シャフト４の傾斜や撓みを吸収できない場合であっても、シャフト４の傾きや撓みを主フレーム５の薄肉部５ｃａで吸収することができ、クランクシャフト４の片当たりを防止することができる。また、クランクシャフト４に作用する荷重を、主軸受１１と、主軸受１１全体を強固に保持している軸受支持部５ｃにより支持することができるので、スクロール圧縮機の信頼性を向上できる。

【0036】

なお、本実施例では、クランクシャフト４の主軸部４ｂの上端部には鍔部４ｃが設けられており、クランクシャフト４が下方に移動すると、前記鍔部４ｃを前記薄肉部５ｃａの上端面で受け止めることができるように構成されている。従って、クランクシャフト４に発生するスラスト力を、前記鍔部４ｃを介して前記薄肉部５ｃａで支持することができる。

【0037】

クランクシャフト４にスラスト力が発生する理由を説明する。クランクシャフト４の上端面と下端面に作用する圧力はほぼ同じであるので、クランクシャフト４には基本的にスラスト力は発生しないか小さいスラスト力が発生するだけである。しかし、この状態でスクロール圧縮機１００を運転すると、クランクシャフト４は上下に変動し、安定した運転ができない。そこで、一般には、電動機部３のステータ３ａの位置に対し、ロータ３ｂの位置を軸方向に僅かにずらす構成としており、これによりクランクシャフト４には下方へのスラスト力が安定して発生するようにしている。なお、クランクシャフト４に発生するスラスト力は過大にならないように、発生するスラスト力が最小限になるように設計されている。

【0038】

本実施例１のスクロール圧縮機は、上述したように構成されているので、クランクシャフト４が傾斜したり撓みが発生しても、主フレーム５の薄肉部５ｃａで、前記クランクシャフト４の傾斜や撓みを吸収できる。また、主軸受１１及び主軸受１１全体を強固に保持している軸受支持部５ｃにより、前記クランクシャフト４に作用する大きな荷重も十分に支持することができる。これにより、クランクシャフト４の片当たりを防止することができると共に、主軸受１１に過度な曲げモーメントが作用するのを抑制でき、主軸受１１の信頼性を向上できる。従って、主軸受１１としてカーボン軸受のように硬度が高く寿命は長いが、脆い特性を持つ軸受材を使用できる効果も得られる。

【0039】

また、クランクシャフト４と主軸受１１との摺動や偏心軸部４ａと旋回軸受７ｃとの摺動により摩耗粉が発生し、この摩耗粉等の異物が潤滑油と共に、旋回スクロール７背面に形成された背圧室１０に流出し、ここから潤滑油と共に前記固定スクロール６と前記旋回スクロール７により形成される吸込室９ａや圧縮室９ｂに流入する。固定スクロール６と旋回スクロール７との摺動部に異物が流入すると、前記摺動部の摩耗を引き起こし、スクロール圧縮機１００の信頼性を低下させる。

【0040】

この課題を解決するため、本実施例では、前記背圧室１０の内側空間１０ａを形成している前記主フレーム５における前記主軸受１１上端の外径側に摩耗粉等の異物を溜めるためのポケット部（溝部）５ｄを形成している。本実施例では、前記薄肉部５ｃａの外径側の背圧室１０の内側空間１０ａに前記ポケット部５ｄが設けられており、主軸受１１や旋回軸受７ｃで発生する摩耗粉等を集めて溜めるように構成されている。

【0041】

前記ポケット部５ｄは、具体的には、前記主フレーム台座部５ａの内径側下部に、内径側に突出する凸部５ｅを設け、この凸部５ｅが前記薄肉部５ｃａ上端よりも上方に位置するように構成することにより、前記背圧室１０の内側空間１０ａの外径側に前記ポケット部５ｄが形成されるように構成されている。

【0042】

前記凸部５ｅは、前記主フレーム台座部５ａの内径側下部に、前記主フレーム台座部５ａよりも内径側に突出するようにして形成しても、或いは前記主フレーム台座部５ａの内径側全体を前記背圧室１０の内側空間１０ａの外径側内周面よりも更に内径側に位置させて前記凸部５ｅを形成しても良い。本実施例では、前記凸部５ｅは、前記主フレーム台座部５ａの内周面を、前記背圧室１０の内側空間１０ａの外径側内周面よりも内径側に位置する構成とすることにより、前記ポケット部５ｄを形成している。

【0043】

このように構成することにより、クランクシャフト４と主軸受１１との摺動により摩耗粉等の異物が発生して、潤滑油と共に、前記薄肉部５ｃａ上端と前記鍔部４ｃとの間から径方向に流出しても、異物は前記ポケット部５ｄに捕捉されて蓄積される。

【0044】

更に、本実施例では、前記凸部５ｅの下端面を前記クランクシャフト４に形成した前記鍔部４ｃ上端よりも上方に位置するように構成している。なお、前記凸部５ｅの下端面を前記旋回スクロール７の旋回ボス部７ｄ下端面よりも上方に位置するように構成すると、なお好ましい。このように構成することにより、偏心軸部４ａと旋回軸受７ｃとの摺動により発生する摩耗粉等の異物が潤滑油と共に、前記鍔部４ｃと前記旋回ボス部７ｄとの間から径方向に流出しても、この異物も前記ポケット部５ｄに捕捉して蓄積することができる。

【0045】

上述したように本実施例では、前記ポケット部５ｄを設けているので、主軸受１１や旋回軸受７ｃで発生する異物が、潤滑油と共に前記固定スクロール６と前記旋回スクロール７により形成される吸込室９ａや圧縮室９ｂに流入するのを抑制できる。従って、固定スクロール６と旋回スクロール７との摺動部への異物流入を抑制できるから、前記摺動部の摩耗を抑制して、スクロール圧縮機の信頼性を向上させることができる。

【0046】

図３は図１に示す主フレーム５を拡大して示す断面図である。本実施例では、前記主フレーム５をＦＣ２００等の鋳物素材で製作している。前記主フレーム５を鋳物素材で製作することにより、前記ポケット部５ｄを鋳物素材で成形することができ、前記ポケット部５ｄを成形するための加工が不要となる。従って、ポケット部５ｄを有する主フレーム５を容易に製作することが可能となる。また、鋳物素材ＦＣ２００は硬度の高い材料であるため、フレーム５の薄肉部５ｃａの上端面をスラスト受部としても、スラスト軸受としての機能を充分に果たすことができる。

【0047】

なお、本実施例では、図３に示すように、主軸受１１の下方の前記軸受支持部５ｃに補助軸受１１´を設けている。この補助軸受１１´はクランクシャフト４において特に大きなラジアル荷重が作用する主軸部４ｂの部分の支持面積を拡大して主軸受１１の負荷を軽減するために設けられている。

【実施例2】

【0048】

本発明のスクロール圧縮機の実施例２を図４、図５を用いて説明する。図４は本実施例２のスクロール圧縮機を示す図で、図２に相当する図、図５は実施例２における副軸受付近の断面図である。なお、図４、図５の説明において、図１～図３と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示し、実施例１と同様の部分については説明を省略し、実施例１と異なる部分を中心に説明する。

【0049】

本実施例２においても、主軸受１１を保持している主フレーム５の軸受支持部５ｃにおける旋回スクロール７側を薄肉部５ｃａとして、クランクシャフト４の傾きや撓みを主フレーム５の薄肉部５ｃａで吸収できるようにしている。また、背圧室１０の内側空間１０ａにおける前記薄肉部５ｃａの外径側に摩耗粉などの異物を集めるポケット部５ｄを設けている。

【0050】

本実施例２のスクロール圧縮機が上記実施例１と異なる点を説明する。実施例１では、主フレーム５の軸受支持部５ｃに形成している薄肉部５ｃａの上端面が、クランクシャフト４の鍔部４ｃを支持し、クランクシャフト４に発生するスラスト力を前記薄肉部５ｃａで支持する構成としている。これに対し、本実施例２では、主フレーム５に形成している軸受支持部５ｃの薄肉部５ｃａ上端は、クランクシャフト４の鍔部４ｃとは接触せず隙間が形成されるように構成している。これにより前記薄肉部５ｃａの上端は背圧室１０の内側空間１０ａに開口し、該内側空間１０ａと連通する構成となる。

【0051】

従って、本実施例２によれば、クランクシャフト４と主軸受１１との摺動により発生する摩耗粉等の異物を、前記薄肉部５ｃａ上端と前記鍔部４ｃとの隙間から径方向に容易に流出させることができ、主軸受１１で発生する異物を前記ポケット部５ｄに、より確実に蓄積することができる。

【0052】

なお、本実施例２では、主フレーム５に形成している軸受支持部５ｃの薄肉部５ｃａでクランクシャフト４に発生するスラスト力を受けるように構成していないため、前記スラスト力を受けるためのスラスト受部が必要である。そこで、本実施例２では、前記クランクシャフト４に発生するスラスト力を支持するためのスラスト受部２３を前記ケース１に取り付けている。

【0053】

上記スラスト受部２３の構成例を、図５を用いて詳しく説明する。図５は本実施例２における副軸受１２付近を示す図で、クランクシャフト４の下端部側を支持する副軸受１２は副フレーム１３に副軸受ハウジング２１を介して取り付けられている。また、前記副軸受１２には、クランクシャフト４に形成されている貫通穴１５から横給油穴２２を介して潤滑油が供給される。本実施例２では、更に前記副軸受ハウジング２１にスラスト受部２３を取り付け、このスラスト受部２３でクランクシャフト４の下端面を支持することにより、クランクシャフト４に発生するスラスト力を支持するようにしている。
なお、本実施例では、前記スラスト受部２３を前記副軸受ハウジング２１に溶接等により取り付ける構成としているが、前記スラスト受部２３を前記副軸受ハウジング２１に一体に形成する構成としても良い。また、前記スラスト受部２３を副軸受ハウジング２１に設けるものには限られず、前記スラスト受部２３を副フレーム１３やケース１等の静止部材に取り付ける構成としても良い。
他の構成は上述した実施例１と同様である。

【0054】

本実施例２によれば、主軸受１１で発生する摩耗粉等の異物を、前記薄肉部５ｃａ上端から径方向に容易に流出させることができるので、異物を前記ポケット部５ｄにより確実に蓄積でき、また、クランクシャフト４に発生するスラスト力もスラスト受部２３で支持することができる。

【実施例3】

【0055】

本発明のスクロール圧縮機の実施例３を、図１～図３を引用しつつ図６を用いて説明する。図６は本実施例３のスクロール圧縮機を示す図で、図３に相当する図である。なお、図６において、図１～図３と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示し、実施例１と同様の部分については説明を省略し、実施例１と異なる部分を中心に説明する。

【0056】

図６は、図１や図２に示す主フレーム５を拡大して示す図であり、基本的には図３を用いて説明したものと同様であり、主フレーム５は鋳物素材で製作されている。
本実施例３のスクロール圧縮機１００が上述した実施例１と異なる点は、摩耗粉等の異物が流入するポケット部５ｄの入口上端部にテーパ部５ｆを設けていることである。具体的には、前記ポケット部５ｄの上端と主フレーム台座部５ａの下端に形成されている凸部５ｅとの間を、テーパ部５ｆで接続した構成にしている。

【0057】

前記テーパ部５ｆの上端部は、好ましくは、旋回スクロール７の旋回ボス部７ｄ（図１、図２参照）の下端面よりも上方に位置するように構成すると、旋回軸受７ｃで発生する摩耗粉等の異物も効率よく前記ポケット部５ｄに導いて蓄積させることができる。即ち、旋回ボス部７ｄ下端部から径方向に流出した摩耗粉等の異物は前記テーパ部５ｆに衝突すると、テーパ部５ｆの傾斜面に沿ってポケット部５ｄへと導かれる。従って、ポケット部５ｄの上方に流出した異物も効率良く前記ポケット部５ｄに集めて蓄積することが可能となる。

【0058】

なお、主軸受１１で発生する摩耗粉等の異物は、実施例１と同様に前記ポケット部５ｄに蓄積される。従って、本実施例３によれば、スクロール圧縮機１００の信頼性を更に向上できる効果が得られる。
他の構成は上述した実施例１と同様である。

【実施例4】

【0059】

本発明のスクロール圧縮機の実施例４を、図７を用いて説明する。図７は本実施例４を説明する図で、背圧室付近の要部拡大図である。なお、図７において、図１～図３と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示し、実施例１と同様の部分については説明を省略し、実施例１と異なる部分を中心に説明する。

【0060】

本実施例４は、主フレーム５の主フレーム台座部５ａの内径をＬ１、軸受支持部５ｃの薄肉部５ｃａの外径をＬ２としたとき、「Ｌ１＜Ｌ２」としたものである。
本実施例４においては、図１、図２に示す鍔部４ｃを設けていないので、上記実施例２の図５に示すように、副軸受ハウジング２１にスラスト受部２３を設けている。
なお、実施例１と同様に鍔部４ｃを設けて薄肉部５ｃａの上端面で前記鍔部４ｃを支持する構成とすれば、前記スラスト受部２３を設ける必要はない。

【0061】

また、本実施例４では、薄肉部５ｃａの外径側の背圧室１０に、主軸受１１や旋回軸受７ｃで発生する摩耗粉等の異物を集めて溜めるポケット部５ｄを設けている点では、実施例１と同様である。しかし、本実施例では、主フレーム台座部５ａの内径Ｌ１を薄肉部５ｃａの外径Ｌ２よりも小さい径となるように構成しているので、前記主フレーム台座部５ａの下部に設けている凸部５ｅの内径は前記薄肉部５ｃａ外径よりも小さくできる。従って、前記ポケット部５ｄをより深く形成することが可能となり、前記ポケット部５ｄに溜められた異物が固定スクロール６と旋回スクロール７により形成される吸込室９ａや圧縮室９ｂに流入するのをより確実に抑制することが可能となる。

【0062】

更に、本実施例４によれば、クランクシャフト４の主軸部４ｂの径や、前記クランクシャフト４を支持する主軸受１１の径をより大きく構成することが可能となるから、強度が高く、より高い信頼性のスクロール圧縮機を得ることができる。

【0063】

以上説明した本発明の各実施例によれば、背圧室の内側空間を形成している主フレームにおける主軸受上端の外径側に異物を溜めるためのポケット部を形成しているので、すべり軸受で発生する摩耗粉等の異物が固定スクロールと旋回スクロールとの摺動部に流入するのを抑制して、スクロール圧縮機の信頼性を向上できる。

【0064】

また、主フレームの軸受支持部に主軸受の全体を圧入などで強固に固定し、この軸受支持部における旋回スクロール側に薄肉部を設け、この薄肉部で主軸受の旋回スクロール側を支持する構成としているので、クランクシャフトの傾斜や撓みが生じても、クランクシャフトが主軸受に片当たりするのを抑制できる。従って、主軸受としてカーボン軸受のように硬度が高く寿命は長いが、脆い特性を持つ軸受材を使用できる効果も得られる。

【0065】

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
更に、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0066】

１：ケース、２：圧縮機構部、
３：電動機部、３ａ：ステータ、３ｂ：ロータ、
３ｃ，３ｄ：バランスウェイト、３ｅ：インシュレータ、
４：クランクシャフト、４ａ：偏心軸部、４ｂ：主軸部、４ｃ：鍔部、
５：主フレーム、５ａ：主フレーム台座部、５ｂ：シール部、
５ｃ：軸受支持部、５ｃａ：薄肉部、５ｄ：ポケット部、５ｅ：凸部、５ｆ：テーパ部、
６：固定スクロール、６ａ：鏡板、６ｂ：ラップ、６ｃ：吐出口、
７：旋回スクロール、７ａ：鏡板、７ｂ：ラップ、７ｃ旋回軸受、７ｄ：旋回ボス部、
８：オルダムリング、９ａ：吸込室、９ｂ：圧縮室、
１０：背圧室、１０ａ：内側空間、１０ｂ：外側空間、
１１：主軸受、１１ａ：旋回スクロール側端部、１１´：補助軸受、
１２：副軸受、１３：副フレーム、１４：油溜り、１５：貫通穴、
１６：給油パイプ、１７：吸込管、１８：吐出管、１９：吐出室、２０：隙間、
２１：副軸受ハウジング、２２：横給油穴、２３：スラスト受部、
１００：スクロール圧縮機。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】