【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、容積形流体機械に係り、特に冷凍機や空気調和機などの冷凍,空調サイクルに組み込んで用いるに好適な密閉式容積形圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の回転式容積形圧縮機の第一の公知技術としては、スクロール圧縮機がある。この形式の原理的な構造は、周知のように渦巻状のラップを備えた固定スクロールと旋回スクロールとが噛み合わされて圧縮作動室を構成する形式のものである。
【0003】
従来のスクロール圧縮機は、電動機の回転中心に配置されたクランク軸に摺動可能に係合した旋回スクロールが前記クランク軸の回転によって旋回運動することで、気体が固定スクロールラップと旋回スクロールラップによって形成される圧縮作動室へ外周部から流入し、中心部に向かって圧縮され、固定スクロールの中央部に設けられた吐出ポートから吐出されるようになっている。
【0004】
スクロール圧縮機は、気体の圧縮を同時に多くの圧縮作動室で行われるため、圧縮作動室間の気体の漏れが少なく高効率であるという特徴を有している。さらに、トルク変動が小さいため振動が小さいという特徴がある。
【0005】
スクロール圧縮機は、前記したように固定スクロールと旋回スクロールとを組み合わせた状態で旋回スクロールを一定の半径で旋回運動させるため、スクロール部材の形状精度や旋回半径の大きさによって隙間の大きさが決定される。
【0006】
しかし、高い性能を維持するためには、圧縮作動室における隙間を小さくする必要がある。
【0007】
この対応策としての公知技術は、例えば特開昭62−282186号公報に記載されているように、クランク軸の偏心駆動軸内に旋回スクロールの駆動軸を弾性体と共に配設したものがある。これによって、旋回スクロールの運動半径を可変半径とすることができ、旋回スクロールの駆動軸を常に外側に付勢することにより、スクロールラップの半径方向隙間を小さく維持する構成が示されている。
【0008】
上記同様のスクロール型圧縮機が、特開平2−264181号公報に記載されており、この圧縮機内部の各摺動部への潤滑油の供給は、クランク内に設けた給油穴を介して行う方式であった。
【0009】
さらに第二の公知技術として特開昭64−104996号公報に開示されているように円筒状内面を有するシリンダとこの中で偏心運動を行うローラとシリンダ内で往復するベーンなどによって構成されるにロータリ圧縮機がある。ロータリ圧縮機は、ローラをシリンダの内部で公転運動させるためにモータで直接駆動されるクランク軸を用いており、ローラ外周面とシリンダ内周面との隙間は、組み立て時に定まる一定量の隙間に維持される構造である。
【0010】
そのクランク軸のクランクピン部とローラとの回転摺動部及びモータ軸受の回転摺動部には、ローラ外周面に作用する圧縮気体の圧力により大きな荷重が加わる構造であった。ローラとベーンとは別体となっており、シリンダに組み込まれたベーンは、背圧やバネ力によりローラ外周面に押しつけて機密を維持する構造であった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
第一の公知例におけるスクロール圧縮機では、クランク軸の偏心駆動軸と旋回スクロールの駆動軸との係合部に旋回スクロールに作用する圧縮気体のガス力と旋回スクロールの遠心力が作用する。このときクランク軸が回転するため、遠心力は軸に対して回転荷重となる。圧縮気体のガス力もスクロール式の特徴から回転荷重となる。
【0012】
したがって、クランク軸の偏心駆動軸内に配置した弾性体には非常に大きな荷重が作用するので、これに打ち勝って旋回スクロールを常に外方に押しつけるには、この弾性体のバネ力をそれなりに強くしなければならない。この結果、旋回スクロールとクランク軸とを組み立てる時の組み立て性が低下したり、構造が複雑になるという問題があった。
【0013】
さらに、従来の技術では旋回スクロールを旋回運動させるための力の作用点と旋回スクロールラップに作用する圧縮ガス力に基づくラジアル力の作用点の違いから、旋回スクロールには転覆モーメントが発生し旋回スクロールの安定運動が損なわれやすくなるという問題があった。
【0014】
この旋回スクロールの不安定運動が発生すると、このモーメント荷重は同時にクランク軸の偏心駆動軸の軸受にも作用するため、この弾性体の信頼性に影響するという問題があった。
【0015】
クランク軸の偏心軸の軸受部のように摺動速度の大きい回転摺動部に比較的大きな径方向荷重が加わるので、機械摩擦損失が大きくなり、圧縮機の効率を低下させる原因となっていた。過酷な運転状態においては摺動条件が厳しくなり、軸受部での摩耗、焼き付きが発生して圧縮機の信頼性も低下させるという問題があった。
【0016】
さらに、第二の公知例であるロータリ圧縮機における問題点は、シリンダとローラ間の最小隙間がシリンダやローラ、さらにはクランク軸などの部品精度によって決定されていることにある。
【0017】
すなわち、ローラは固定半径のクランク軸によって駆動されているため組み立て状態によって既に隙間の大きさが与えられていることになる。ベーン先端部とローラ外周部は常に大きな力が作用した状態で摺動するため運転時間の経過と共にローラ外周部は摩耗することになる。
【0018】
この結果、ローラ直径は小さくなるのでシリンダとの最小隙間も大きくなり、圧縮機運転中には圧縮気体の漏れが増加して圧縮機の性能低下をもたらす問題があった。
【0019】
さらには、冷凍空調機用の圧縮機においては吸い込み気体中に液が混入する現象が発生することもあるが、この際においては液を圧縮するため非常に大きな荷重が発生することもある。
【0020】
第二の公知例においては、この液圧縮時に際しての対応策が十分に配慮されておらず、運転中に液圧縮現象が発生すると軸や軸受、それに運動部品等に大きな損傷を引き起こす恐れがあった。
【0021】
本発明の第一の目的は、圧縮作動室から圧縮気体の漏れを小さくするために圧縮室を形成する固定部材と旋回部材間の隙間を調整する機能を有する密閉式容積形圧縮機を提供することである。
【0022】
本発明の第二の目的は、圧縮作動室に液が混入して液圧縮が発生した時に、固定部材と旋回部材間の隙間を半径方向を大きくして圧縮作動室内の圧力の異常上昇を回避する機能を有する密閉式容積形圧縮機を提供することである。
【0023】
本発明の第三の目的は、上記のように隙間を調整する機能を有する密閉式容積形圧縮機や、異常圧の回避する機能を有する密閉式容積形圧縮機に適した潤滑系を提供することである。
【0024】
【課題を解決するための手段】
本発明の密閉式容積形圧縮機は、基本的には、電動機の回転を旋回スクロールやローラ等のロータの公転運動に変換して与える伝達機構として従来のクランク軸に代え、ロータまたは電動機の回転軸に対して傾斜するてこ部材を採用したものである。
【0025】
すなわち、本発明の密閉式容積形圧縮機は、密閉容器内に、圧縮作動室を形成する一対の固定部材と旋回ロータ部材とを有する圧縮機構と、この圧縮機構を駆動し旋回ロータの旋回中心軸と同軸に回転軸を持つ電動機とを設置し、圧縮機構に電動機の駆動力を伝える伝達機構として、先端部を電動機の回転軸より旋回半径だけ偏心させて旋回ロータ部材に球面対偶させて接続し、中間部を電動機の回転軸心上の固定点で球面対偶させて支持され、後端部を電動機のロータの部位で先端部の球面対偶中心点と固定点を結ぶ直線の延長線上にある位置で球面対偶させて接続するてこ部材を設け、電動機の回転軸に対しててこ部材の傾斜角を変える傾斜角調整機構,旋回半径調整機構を設けたものである。
【0026】
上記第一の目的を達成するために、本発明の密閉式容積形圧縮機は、これをスクロール形の圧縮機とする場合、密閉容器内に圧縮作動室を形成する一対の固定スクロールと旋回スクロールを有する圧縮機構と、旋回スクロールの旋回中心軸と同軸的に回転軸が配置された電動機とを備えた圧縮機であって、圧縮機構に電動機の駆動力を伝える伝達機構として、前端部に形成した第1球面部と旋回スクロールの部位で旋回中心軸から旋回半径だけ偏心した位置に設けた第1球面軸受とを球面対偶させ、中間部に形成した第2球面部と電動機回転軸上の固定点に設けた第2球面軸受とを球面対偶させ、後端部に形成した丸軸部に滑り嵌めされた球面ブッシュと電動機のロータの部位で第1および第2球面部の各中心を結ぶ直線の延長線上の位置に設けた第3球面軸受とを球面対偶させ、電動機の回転軸に対して傾斜するてこ部材を設け、さらに電動機のロータを回転軸心方向に移動させて位置決めする位置決め機構と、第2球面軸受を支持する支持機構とを設けた。ここでは、このスクロール形の圧縮機を本発明の第1の密閉式容積形圧縮機という。
【0027】
上記第二の目的を達成するために、本発明の密閉式容積形圧縮機(第2の密閉式容積形圧縮機という)は、第1の密閉式容積形圧縮機において、電動機のロータに、第3球面軸受を前記ロータの半径方向外方に押圧する弾性部材を設けたものである。この場合、てこ部材は、その中間部の第2球面部から後端部に取り付けられた球面ブッシュまでの距離を、第2球面部から前端部の第1球面部までの距離より大きくしたものがよい。
【0028】
第1,第2の密閉式容積形圧縮機において、電動機のロータは、中空円筒状の主ロータ部材と、この主ロータ部材後端側に一体に取り付けられた円板およびこの円板中心から後方に突出する軸部からなる副ロータ部材とから構成し、てこ部材を主ロータ部材内を通して配置し、第3球面軸受を副ロータ部材の円板内に配置して、構成するのがよい。
【0029】
電動機の主ロータ部材は、内部にてこ部材を配置する斜め穴を持ち、ソリッドに近いものとしてもよい。
【0030】
上記第三の目的を達成するために、本発明の密閉式容積形圧縮機は次のような潤滑給油系(第1の潤滑給油系という)を有する。すなわち、第1、第2の密閉式容積形圧縮機において、副ロータ部材に軸端から第3球面軸受に通ずる給油孔を、第3球面軸受に前記軸受を貫通する給油孔を、てこ部材の軸内には第1球面軸受、第2球面軸受および球面ブッシュに通じる給油孔をそれぞれ設けて、各給油孔を連通させ、かつ副ロータ部材の軸端と密閉容器に貯留する潤滑油とを連通させた。
【0031】
そして、第1球面部と第1球面軸受との接触面の少なくとも一方、第2球面部と第2球面軸受との接触面の少なくとも一方、および丸軸部と球面ブッシュとの接触面の少なくとも一方に給油溝を設けるのが好ましい。
【0032】
副ロータ部材の軸部に設けられた給油孔中に、長手方向に螺旋状にねじれた流路を有する螺旋部材を取り付けてもよい。
【0033】
第1の潤滑給油系に代わる別の潤滑給油系(第2の潤滑給油系)は、第1の密閉式容積形圧縮機において、旋回スクロールの外円周面に接するピストン部材を構成要素に持ち、旋回スクロール部材の旋回運動にともなうピストン部材の往復運動によるポンプ作用により、密閉容器底部に貯留する潤滑油を吸い上げるポンプ機構を設け、旋回スクロール部材に前記ポンプ機構から第1球面軸受を収納する穴に通じる給油孔を設け、てこ部材の軸内には前端から後端止まりで第1球面軸受、第2球面軸受および球面ブッシュに通じる給油孔をそれぞれ設けた。
【0034】
この系においては、第1球面軸受と前記第1球面軸受を収納する穴との間にシール部材を設けるのがよい。
【0035】
再び、上記第一の目的を達成するために、本発明の密閉式容積形圧縮機は、これをロータリ形の圧縮機とする場合、密閉容器内に固定されたシリンダ、このシリンダ内で旋回するローラおよびこれらシリンダとローラ間の空間を仕切って圧縮作動室を形成するベーンとを有する圧縮機構と、ローラの旋回中心軸と同軸的に回転軸が配置された電動機とを備えた圧縮機であって、圧縮機構に電動機の駆動力を伝える伝達機構として、前記第1の密閉式容積形圧縮機で採用したてこ部材を、位置決め機構および支持機構とを設けた。このロータリ形の圧縮機を本発明の第3の密閉式容積形圧縮機という。
【0036】
上記第二の目的を達成するために、本発明の密閉式容積形圧縮機(第4の密閉式容積形圧縮機という)は、第3の密閉式容積形圧縮機において、電動機のロータに、第3球面軸受を前記ロータの半径方向外方に押圧する弾性部材を設けた。
【0037】
そしててこ部材は、その中間部の第2球面部から後端部に取り付けられた球面ブッシュまでの距離を、第2球面部から前端部の第1球面部までの距離より大きくしたものがよい。
【0038】
第3、第4の密閉式容積形圧縮機において、電動機のロータは、中空円筒状の主ロータ部材と、この主ロータ部材後端側に一体に取り付けられた副ロータ部材とから構成し、てこ部材は主ロータ部材内を通って配置され、第3球面軸受は副ロータ部材内に配置されているものが好ましい。
【0039】
【作用】
本発明の密閉式容積形圧縮機を代表して、本発明の第1,第2の密閉式容積形圧縮機であるスクロール形の圧縮機についてその作用を説明する。
【0040】
てこ部材はその中間部で電動機の回転軸上の固定点で球面対偶(この中心点を支点と呼ぶ)で支持され、てこ部材の前端部は旋回スクロールの旋回半径だけ電動機の回転軸から偏心して旋回スクロールと球面対偶(この中心を荷重点と呼ぶ)で接続しててこ部材を電動機の回転軸に対して傾斜させ、てこ部材の後端部は副ロータの部位でてこ部材の傾斜角に相当する分だけ偏心した位置で副ロータ部材と球面対偶(この中心点を力点と呼ぶ)で接続しているので、電動機が回転すると、てこ部材は互いに頂点を突き合わせた2つの円錐形を描くように運動し、電動機の駆動力は副ロータ部材の球面対偶部(力点)からてこ部材を介して旋回スクロールの球面対偶部(荷重点)に伝達され、旋回スクロールは固定スクロールに対して旋回運動する。
【0041】
このようにして、固定スクロールと旋回スクロールとの間に形成された圧縮作動室で気体が圧縮される。
なお、電動機の主ロータ部材内にてこ部材が挿入される穴を設け、中空よりもソリッドにすることにより、電磁場における透磁率の低下を最小限に抑えることができる。
【0042】
次に圧縮作動室を形成する一対の固定スクロールと旋回スクロールとの半径方向の隙間を調整する機能について説明する。
【0043】
位置決め機構により電動機のロータを例えば旋回スクロール方向に移動すると、てこ部材の後端部の球面対偶部を構成する球面ブッシュは滑り嵌めであるため、てこ部材の軸方向に移動して、かつ電動機回転軸に対する第3球面軸受の偏心距離は一定で変化しないために、てこ部材の傾斜角が大きくなり、固定スクロールと旋回スクロールの隙間が小さくなる。
【0044】
この機能によれば、圧縮機の組み立て時に、位置決め機構により電動機のロータをその回転軸方向に移動することによって、てこ部材の傾斜角を任意に調整できるので、圧縮機の個々の部品精度や組み立て精度に影響されず、この傾斜角を調整することにより圧縮作動室を構成する接点部分の半径方向隙間を小さくできる。
【0045】
第2の密閉式容積形圧縮機であるスクロール形の圧縮機の弾性部材、すなわち、てこ部材の後端部に取り付けた球面ブッシュと対をなす第3球面軸受を押圧する弾性部材の機能について説明する。
【0046】
圧縮機運転中に液圧縮が発生すると圧縮作動室内では、過大な圧力が発生する。この際、この過大圧力による力はてこ部材から球面ブッシュ、第3球面軸受を介して弾性部材に伝達され、その力が弾性部材の弾性力に打ち勝って、てこ部材の傾斜角が小さくなる。
【0047】
したがって、圧縮作動室における隙間が大きくなり、高圧の液が漏れ、圧縮作動室内の圧力が低減する。
弾性部材が復元しててこ部材の傾斜角を大きくし、自動的に適正な隙間が維持されることになる。
【0048】
そして、てこ部材の前端部の荷重点からてこ部材の中間部の支点までの距離に比べて、この支点からてこ部材の後端部の力点までの距離を大きくすることにより、てこの原理からてこ部材の後端部の力点にかかる荷重を小さくでき、力点における球面ブッシュと第3球面軸受に対する荷重を小さくでき、弾性部材を小さ くできる。
【0049】
荷重点における摺動速度は、従来のクランクシャフトの自転運動に比べ、揺動運動になるため、その値は大幅に小さいものとなる。
【0050】
回転部材内に配置した弾性部材はてこ部材を外方に押しつける力を発生させるため、てこ部材はその傾斜角を大きくするように維持される。
【0051】
回転中は、電動機の回転軸に対して傾斜するてこ部材に遠心力が作用するため、その傾斜角を大きくするように保たれる。
【0052】
この結果、支点位置の反対側に位置するロータの球面対偶支持点も半径方向外方に移動するようになり、逆に旋回スクロールはその旋回半径が大きくなって固定スクロールとの接点における隙間はより小さく維持される。
【0053】
第1の潤滑給油系について説明する。
【0054】
圧縮機の運転状況下においては、圧縮機底部の潤滑油には吐出ガスによる高圧が作用するが、密閉容器内で圧縮機構より前方の空間の圧力を吸入圧力よりも大きく、かつ吐出圧力よりも小さな中間圧力にすることにより、この圧力差と各回転部材の遠心力により、潤滑油が、それに連通する部材内の給油孔を介して、てこ部材周辺の各摺動部に供給される。
【0055】
さらに詳述すると、圧縮機底部の潤滑油は、副ロータ部材に軸端から第3球面軸受に通ずる給油孔に流入し、第3球面軸受を貫通する給油孔を経て、てこ部材の軸内に形成した給油孔から第1球面軸受、第2球面軸受に通じる給油孔を通って供給される。
【0056】
そして、てこ部材の球面対偶部と回転対偶部を構成する軸側または軸受側の少なくとも一方に円周方向に給油溝を設けてあるので、各対偶部の摺動面には必要十分量の潤滑油が供給される。
【0057】
ところで、圧縮機底部の潤滑油とが接している副ロータ部材の給油孔に設けた螺旋部材は、圧縮機の運転時に回転して、潤滑油の汲み上げを助ける。
【0058】
第2の潤滑給油系について説明する。第1の密閉式容積形圧縮機において、旋回スクロールの外円周面に設けたポンプ機構は、そのピストン部材が旋回スクロール部材の旋回運動にともない往復運動してポンプ作用する。
【0059】
これにより、密閉容器底部から吸い上げられた潤滑油は、旋回スクロール部材に形成した給油孔から第1球面軸受を収納する穴部に流入し、さらにてこ部材の前端面からてこ部材の軸方向に形成した給油穴を介し、この給油穴から分岐する給油穴を通じて第1球面軸受、第2球面軸受および球面ブッシュに達して潤滑を行う。そして第1球面軸受とこの第1球面軸受を収納する穴との間に設けたシール部材は、潤滑油がてこ部材の給油孔により多量に流れ込むように設けたものである。このポンプ機構は、特に横置きタイプのスクロール圧縮機の潤滑に有効である。
【0060】
以上の結果、旋回スクロールに公転運動を与える駆動機構において、てこ部材の後端部の丸軸と球面ブッシュ、および球面ブッシュと第3球面軸受は、回転摺動するため摺動速度は大きいが摺動荷重が低減され、一方、てこ部材の中間部の第2球面部と第2球面軸受(支点)、およびてこ部材の前端部の第1球面部と旋回スクロール内の第1球面軸受(荷重点)では摺動荷重は大きいが、摺動速度の小さな揺動運動であるため、それらの摺動部における径方向荷重による機械摩擦損失の総和が小さくなり摺動条件が特に厳しい摺動部も無くなることにより、圧縮機の効率と信頼性の向上が図れる。また、摺動材料の選定の自由度が拡がる。
【0061】
以上、本発明の第1、第2の密閉式容積形圧縮機であるスクロール形の圧縮機について、その作用を説明した。
【0062】
そのうちで、圧縮作動室を形成する固定部材と旋回部材との隙間を調整する機能、および液圧縮の発生時に圧縮作動室内での過大圧力を防ぐ弾性部材の機能は、本発明の第3,第4密閉式容積形圧縮機であるロータリ形の圧縮機にも備えられている。
【0063】
これら両機能の作用は、固定スクロールをシリンダ、旋回スクロールをローラに置き換えれば、上記と同じになるので、ロータリ形の圧縮機に関する説明を省略する。
【0064】
【実施例】
次に、図1〜図19を参照して、本発明による密閉式容積形圧縮機の実施例を説明する。
【0065】
【実施例1】
図1は、本発明の実施例1である密閉式容積形圧縮機縦置きの密閉式スクロール形圧縮機の全体構成を示す縦断面図、図2は図1のA−A断面図でスクロール部材の噛み合わせを示す図である。
【0066】
この圧縮機は、概略、固定スクロール1とこの固定スクロール1の軸心に対して偏心して回転(旋回)する旋回スクロール2とを組み合わせて有する圧縮機構部と、旋回スクロール2に駆動力を与える圧縮機駆動用の電動機であるモータ7と、モータ7と旋回スクロール2とを接続し駆動力を伝達するてこ部材6と、モータ7の回転子の軸受部と、上部から下部へ順次に上記の圧縮機構部、モータ7、モータ7の回転子の軸受部を収納し底部に貯留する円筒状の密閉容器9と、てこ部材6と旋回スクロール2およびモータ7それぞれとの継ぎ手部やてこ部材6の支持点を給油する潤滑給油系とから構成されている。
【0067】
固定スクロール1の軸心、すなわち、旋回スクロール2の旋回中心軸およびてこ部材6の支持点が、モータ7の回転軸心(モータ軸心と略す)上に位置している。
【0068】
圧縮機構部を構成する固定スクロール1は、鏡板部1bと、この鏡板部1bの一板面から突出した渦巻状のスクロールラップ部1aとから構成され、旋回スクロール2は、鏡板部2bと、この鏡板部2bの一板面から突出した渦巻状のスクロールラップ部2aとから構成されている。固定スクロール1および旋回スクロール2の各スクロールラップ部(単にラップ部という)1a、2aはインボリュート曲線等によって形成されている。
【0069】
固定スクロール1と旋回スクロール2とは、図2に示すように、各ラップ部1a、2aを噛み合わせて組み合わされ、両ラップ部1a、2a間に圧縮作動室10を形成している。
【0070】
固定スクロール1と旋回スクロール2とは上下に組み合わされ、そして固定スクロール1の外周部は下方からフレーム3によって固定支持され、旋回スクロール2は下方からフレーム3によって摺動自在に支持されている。
【0071】
さらに、旋回スクロール2の鏡板部2bの下面には、モータ軸心から偏心した位置にボスが突出しており、このボス内に旋回スクロール2とてこ部材6との継ぎ手部が配設されている。
【0072】
フレーム3は、その外周が溶接などによって密閉容器9に固定されている。鏡板部2bの下面には、旋回スクロール2の旋回時に自転を阻止するオルダムリング4が設けられている。
【0073】
固定スクロール1の鏡板部1bには、吸入ポート5と、その中央部に吐出ポート12が設けられ、外周部でボルト14aによってフレーム3に固定されている。
【0074】
密閉容器9には、電流導入端子21と吸入管11そして吐出管13が配設されており、吸入管11は固定スクロール1の鏡板1b外周部に固定され、吸入ポート5に連通している。
【0075】
モータ7は、モータ7のステータ7bを密閉容器9に固定され、モータ7のロータの要素として、永久磁石7cで外周を囲まれた中空円筒状の主ロータ部材7aを圧縮機の軸心に合わせて、配設されている。
【0076】
主ロータ部材7aの上端中心に形成された軸部22は、上方のフレーム3のボスの穴と嵌め合わされて回転自在に支えられている。主ロータ部材7aの下端には、概して円板と、その円板から下方にモータ7の軸心に沿って延びる軸部25とからなる副ロータ部材20がボルト14bにより主ロータ部材7aと一体にして取り付けられている。
【0077】
副ロータ部材20には、主ロータ部材7aの内部空間42に面する側に、モータ軸心から偏心した位置に穴部が形成され、この穴の中にてこ部材6とモータ7との継ぎ手部が配設されている。
【0078】
副ロータ部材20の軸部25はラジアル軸受とスラスト軸受により支えられ、これらラジアル軸受、スラスト軸受は密閉容器9胴内で径方向に渡して固定された補助軸受支持板24の中心部に形成されたボス部30の穴に配置されている。ラジアル軸受は、軸部25に滑り嵌めされた球面ブッシュ16とそれを支持する下部球面軸受17とから構成され、スラスト軸受は、軸部25の下端面に接する球体27とそれを支持するスラスト板26とから構成されている。
【0079】
スラスト板26は、補助軸受支持板24のボス部30の穴に下からねじ込まれたリングねじ28によって位置決めされている。
【0080】
てこ部材6は、その上端は旋回スクロール2との継ぎ手部を構成し、下端はモータ7との継ぎ手部を構成し、そして上下の中間に支持点となる軸受部を有している。
【0081】
てこ部材6の支持点はモータ軸心上にある固定点であり、てこ部材6と旋回スクロール2との継ぎ手部(荷重点)はモータ軸心軸心から旋回スクロール2の旋回半径だけ離れている。
【0082】
したがって、旋回半径分の角度θだけ、てこ部材6の軸はモータ軸心に対して傾斜しており、そしててこ部材6とモータ7との継ぎ手部(力点)は副ロータ部材20上で角度θに対応する分だけモータ軸心から偏心した位置にある。
【0083】
傾斜したてこ部材6は、主ロータ部材7a内の空間42を貫通して設けられ、その中間には支持点となる球面部6c(第2球面部)が形成されこの球面部6cとフレーム3のボスの穴に設けられた主軸受15(第2球面軸受)とから球面対偶を構成し、てこ部材6の上端には球面部6a(第1球面部)が形成されてこの球面部6aと旋回スクロール2下部のボスの穴に設けた旋回軸受18(第1球面軸受)とから荷重点となる球面対偶を構成し、さらに、てこ部材6の下端部は円筒状軸には滑り嵌めされた球面ブッシュ16と副ロータ部材20の穴に設けられた下部球面軸受17(第3球面軸受)とから力点となる球面対偶を構成している。
【0084】
てこ部材6の下端において、てこ部材6の外周面と球面ブッシュ16の内周面とは回転自在に嵌め合されており、さらに球面ブッシュ16と下部球面軸受17は球面対偶の構成となっていて、この下部球面軸受17はさらに弾性部材19によって支持されている。
【0085】
図3は、弾性部材19を弾力を有する一体品で構成したものをてこ部材6より中心側に配置したものである。図4は、弾性部材19を板バネ状の部材で構成したものを中心側に配置したものである。したがって、てこ部材6の下端では半径方向外側へと押しつけられている。このため、てこ部材6の上端部の旋回軸受18でも、より外側へと押しつけられることになる。
【0086】
この結果、圧縮作動室10を形成する接点部においては、旋回スクロール2は常に固定スクロール1側に押しつけられ、それぞれのスクロールラップ部1a,2a間の隙間は小さい状態に維持される。
【0087】
主ロータ部材7aは副ロータ部材20を介して滑り軸受23で支持されており上端部に隙間を持たせているので、軸方向にはその隙間内で移動可能になっている。さらに、主ロータ部材7aを軸方向に移動すると、てこ部材6の傾斜角も変化し、旋回スクロール2の変位量も変化する。
【0088】
したがって、リングねじ28の位置を変えると、てこ部材6の傾斜角が変化する。てこ部材6の傾斜角が小さいため、リングねじ28の軸方向変位量に対して旋回スクロール2の径方向変位量は非常に小さくなり、リングねじ28によって旋回スクロール2の位置決めを微調整できる。
【0089】
この結果、リングねじ28はスクロールラップ部1a,2aの噛み合わせ部に対して加工誤差や組み立て誤差を吸収して、圧縮作動室10の接点部の最小隙間を与えることができる。この状態でロックナット29を締め付けることによりリングねじ28の位置を固定して、圧縮作動室10のシール状態を好適に維持できる。
【0090】
モータ7が回転するとてこ部材6は、主軸受15を支持点として円錐状の軌跡を描いて回転する。
てこ部材6の上端部の荷重点は旋回スクロール2が旋回運動するに好適な半径で公転運動する。
【0091】
この結果、旋回スクロール2が固定スクロール1に対して旋回運動し、気体は吸入管11から圧縮作動室10内に流入する。圧縮作動室10内等で気体は所定の圧力まで圧縮され、固定スクロール1の中央部に設けられた吐出ポート12から密閉容器9の中の空間に吐出される。
圧縮されて高圧になった気体はこの空間に一時滞留した後、吐出管13から機外へ排出される。
【0092】
一方、潤滑油8は圧力差などにより密閉容器9の下部からポンプアップされ、副ロータ部材20内やてこ部材6内に形成された給油孔を通って各軸受に供給され、潤滑に供されるようになっている。
てこ部材6は支持点となる主軸受15の摩擦力が大きく下部球面軸受17での摩擦力は小さいため、てこ部材6自身はほとんど自転しない状態が維持される。
【0093】
この結果、各球面対偶部の軸受における機械摩擦損失は小さく圧縮機を効率の高い状態で運転できる。
さらには、吸入ポート11から液化ガスなどの流体が流入すると、圧縮作動室10内の圧力が異常上昇し、旋回スクロール2は固定スクロール1から離れようとする。この時、旋回軸受18に作用する荷重はてこ部材6を中心側に押しつけるように働くが、この荷重を下部球面軸受17で受けることになる。
【0094】
この結果、弾性部材19が変形しててこ部材6の傾斜角が小さくなり、旋回スクロール2は固定スクロール1から離れる。そして、高圧になったガスは低圧側の圧縮作動室10に漏れて低圧になると、弾性部材19の弾性力が勝り、てこ部材6の傾斜角が所定の角度に戻り通常の圧縮動作が続けられる。
【0095】
このように、速やかに圧力の異常上昇を回避できるため、スクロールラップ部1a,2aなどの破損を未然に防止できる。
下部球面軸受17に作用する荷重は、支持点から荷重点までの距離が支持点から力点までの距離に比べてかなり小さいものとなるので、てこの原理から弾性部材19の弾性力も小さくてすみ、組み立ての容易性を確保できると共に、駆動機構としても高い信頼性を確保できる。
【0096】
【実施例2】
図5は、本発明の実施例2であるスクロール圧縮機の全体構成図、図6は、図5の下部を一部拡大して示す部分図である。本実施例2は、実施例1とほぼ同じく縦置きの密閉形スクロール圧縮機である。スラスト方向の固定方法や給油方法が実施例1と異なるので、この差異部分を重点に説明する。
【0097】
モータの主ロータ部材7aに固定された副ロータ部材20には、軸部25と給油孔32が一体的に構成されている。
【0098】
図6に示すように、軸部25には、その内周面と外周面が摺動可能状態で結合されている球面ブッシュ36が配置されており、その両端にスラストワッシャ35a、35bを配置させて球面ブッシュ36の位置決めに供されている。球面ブッシュ36は軸受保持部材39に嵌合された球面軸受37により回転可能に支持されている。
【0099】
球面軸受37は固定金具38によって、軸受保持部材39に固定されている。軸受保持部材39は、補助軸受支持板24にねじ締結されている。したがって、この軸受保持部材39を上下することにより、主ロータ部材7aも上下することになり、さらには、てこ部材6も下部球面軸受17の球面ブッシュ16の内周部で滑るため、てこ部材6の傾斜角θが変化する。そして、旋回スクロール2と固定スクロール1との隙間が適度になった位置でロックナット29を締め付けることによりモータ7の主ロータ部材7aの位置が固定される。
【0100】
本実施例2によれば、運転中においてはモータ7の主ロータ部材7aの自重などにより作用するスラスト力はスラストワッシャ35a、35bにより受けるので、より安定した圧縮機の運転を維持できる。
【0101】
副ロータ部材20は、弾性部材19を介して、てこ部材6を回転可能に支持しているため、通常の運転時には、てこ部材6自身の遠心力と弾性部材19(図3,4参照)の弾性力により、てこ部材6は常に半径方向外側に押しつけられていて一定の傾斜角θを保っている。
【0102】
副ロータ部材20内には給油孔32が設けられており、てこ部材6の軸心に形成された給油孔31や主ロータ部材7a内に設けられた給油孔33にそれぞれ連通している。
【0103】
給油孔33は、主ロータ部材7a上部の軸部22にまで達し、フレーム3下部のボスの穴からなる相手軸受面とを潤滑するように給油孔が開放している。
【0104】
一方、てこ部材6内の給油孔31は主軸受15に開口しており、この球面軸受部を常に給油でき、軸受の信頼性を高く維持できる。
【0105】
図7はてこ部材6の形状および給油孔を示す図、図8は図7のC−C断面図である。てこ部材6は概して丸棒軸であり、一方の軸端部に球面部6aが、またその軸端部の近くに球面部6cが節状に形成され、そして他方の軸端部には円筒面部6bが形成されている。
【0106】
一方の軸端の球面部6aは、図5に示す旋回軸受18と球面対偶を構成し、球面部6cは主軸受15と球面対偶を構成し、他方の軸端の円筒面部6bには球面ブッシュ16が取り付けられ、この球面ブッシュ16は下部球面軸受17と対になって球面対偶を構成する。
【0107】
てこ部材6の軸芯には給油孔31が一端面からほぼ他端面近くで形成されており、さらに給油孔31から球面部6cおよび円筒面部6bにおいて半径方向に分岐し、それぞれの周面に達する給油孔31aおよび31cが一つまたは複数設けられている。
【0108】
球面部6cの周面には、図8に示すように、給油溝31bが設けられている。同様に円筒面部6bの周面にも給油溝31dが設けられている。
【0109】
図9は、図6に示す副ロータ部材20の軸部25の軸心に設けた給油孔32の先端に螺旋状部材101を装填した状態を示している。螺旋状部材101は軸部25先端から挿入され、支持部材102で抜け止めされている。この螺旋部材101は、副ロータ部材20の回転にともない圧縮機底部の潤滑油8が給油孔に流入するのを容易にする。潤滑油8が螺旋部材101を伝って吸い上げられるので、特に圧縮機の低速運転時に有効である。
【0110】
【実施例3】
以上の実施例1,2の説明では、縦置スクロール形圧縮機について述べてきたが、本発明は横置スクロール形圧縮機にも適用できる。
【0111】
図10は、図5に示す縦置きのスクロール形圧縮機を横置きに改造した本発明の実施例3を示す図である。
【0112】
この横置きのスクロール形圧縮機は、潤滑系の構造を除いて図5に示すものと同一構成要素を有している。機械的な構成の説明は省略し、潤滑系のみ説明する。
【0113】
図10に示すように、密閉容器9の胴の下部に貯留された潤滑油8中には補助軸受支持板24の一部が浸漬されている。したがって、潤滑油経路は補助軸受支持板24を始点としている。
【0114】
この点が、図5,6に示す縦置スクロール形圧縮機において副ロータ部材20の軸部25が潤滑油経路の始点となっているのと相違する。図中右側において、補助軸受支持板24から軸受保持部材39、球面ブッシュ36、球面軸受37を経由して、副ロータ部材20の軸部25までそれぞれ給油孔96m、96l、96k、96j、32を設けている。
【0115】
潤滑油8はこれら給油孔を通り、軸部25の給油孔32から、一つは下部球面軸受17から球面ブッシュ16を経て、てこ部材6に設けた給油孔31に流入し、他は主ロータ部材7aに設けた給油孔33に流入して、各摺動部分に達する。軸部25の給油孔32から上流側の給油経路は図5に示すものと同様である。
【0116】
【実施例4】
図11は、本発明の実施例4である給油ポンプを設置した横置きのスクロール形圧縮機の全体構成図、図12は給油ポンプ部分の詳細図、図13は図11のD−D断面図である。
【0117】
このスクロール形圧縮機の機械的構成は、図10に示すものとほぼ同じと見ることができるので、潤滑系についてのみ説明する。
【0118】
本実施例4において、潤滑油8が貯留された圧縮機の底部で、固定スクロール1の鏡板部1bとてこ部材6の球面対偶支持される主軸受15を支えるフレーム3と旋回スクロール2の鏡板部2bとにより囲まれた空間には、旋回スクロール2の鏡板部2bの側外周面2cと接するピストン部材105およびバネ部材106とそれらの部材を収納し、油吸入口および油吐出口を備えたハウジング部材109で構成されたポンプ室110を具備した給油ポンプが配設されている。
【0119】
図12に示すように、ポンプ室110の油吸入口と油吐出口は各々流体ダイオード付きポート107、108になっており、ポンプ室110から分岐して圧縮機底部の潤滑油8中を経てモータ軸心117より高い位置まで延びて開口する連通パイプ111を設けている。
【0120】
吸入ポート107は、先細りのテーパ流路、すなわち、流体ダイオードを形成されたピースからなり、このピースはフレーム3に形成された穴部3aに固定されている。吸入ポート107aの出口には吸込スペース115が設けられ、この吸込スペース115とポンプ室110とが連通している。吐出ポート108も流体ダイオードを形成され、それはピストン部材105の先端部に設けられている。
【0121】
この流体ダイオード付きの吐出ポート108は、旋回スクロールの鏡板部2bの側外周面2cと接しているが、鏡板部2bの側外周面2cには吐出スペース116が設けられており、この吐出スペース116から旋回スクロール2の鏡板部2b中心に向かって給油孔96nが形成されている。
【0122】
ピストン部材105は、図13に示すように、旋回スクロール2の鏡板部2aにはその旋回中心軸に対して平行な側外周面2cが設けてあり、ピストン部材105の先端部が接している。
【0123】
以上の構成により、旋回スクロール2が公転運動すると、その鏡板部2bに接するピストン部材105が往復運動し、ポンプとして機能する。ポンプ作用によりピストン部材105が上昇してポンプ室110内の容積が大きくなろうとすると、吸入ポート107からポンプ室110へ圧縮機底部に溜った潤滑油8を吸い込む。
【0124】
このとき同時に吐出ポート108からも上流側に送り出した潤滑油8を吸い込むが、吐出スペース116で拡大されている潤滑油8の流れが流体ダイオード付きの吐出ポート108の先端エッジで縮流し、そこに大きな流動抵抗が生じポンプ室110へ潤滑油8が逆流しにくくなる。
【0125】
したがって、多くの割合で潤滑油8は吸入ポート107から吸い込まれる。
【0126】
ピストン部材105が下降してポンプ室110内の容積が小さくなろうとすると、吐出ポート108から旋回スクロール2内部の給油孔96n側へと潤滑油8を吐出する。
【0127】
このとき、吸入ポート107からも潤滑油8を戻そうとするが、吸入スペース115で拡大されている潤滑油8の流れが流体ダイオード付きの吸入ポート107の先端エッジで縮流し、そこに大きな流動抵抗が生じて潤滑油は逆流しにくくなる。
【0128】
したがって、多くの割合で潤滑油8は流体ダイオード付きの吐出ポート108から吐出され、給油孔96nを介しててこ部材6内部の給油孔31に流入する。
【0129】
この結果、給油孔31から分岐する各給油孔31a,31c(図7参照)を通じて、てこ部材6の球面部6cと主軸受15との球面対偶部や、てこ部材6の円筒面部6bと球面ブッシュ16と下部球面軸受17との対偶部に潤滑油を供給する。
【0130】
なお、球面ブッシュ16にはその半径方向に給油孔96eが、下部球面軸受17には同様に給油孔96fが設けられている。
【0131】
さらに、給油孔31に供給された潤滑油8は、球面ブッシュ16の給油孔96e、下部球面軸受17の給油孔96fを通って副ロータ部材20内に形成された給油孔32に流入し、一部は分岐してモータ7の主ロータ部材7a内の給油孔33を介して主ロータ部材7aの一端の軸部22とフレーム3の穴との摺動部へ供給され、そしてその他は副ロータ部材20を支持する球面ブッシュ36と球面軸受37の対偶部に供給される。
【0132】
特に、高速回転時には、ポンプ室110内の容積が大きくなるポンプ吸入行程時では、圧縮機内部のガスが連通パイプ111の上端開口から吸い込まれて潤滑油8中に気泡として混入するため、その気泡の圧縮性によりポンプ室110内の圧力変動は低減する。これは、連通パイプ111の管路断面積が小さく、長さが長いほど有効である。
【0133】
一方、低速回転時にはポンプ室110内の圧力変動が遅くなるため、連通パイプ111内は潤滑油で満たされた状態となる。
【0134】
ポンプ室110の容積が小さくなるポンプ吐出行程時には、その連通パイプ111内の管路抵抗のためにここから流出する油量が少ないので、旋回スクロール2の鏡板部2bに形成された給油孔96nを通って圧縮機内の各摺動面へ十分な油量が供給される。
【0135】
連通パイプ111の上端開口をモータ回転軸より高い位置にすると、連通パイプ111における損失抵抗に上端開口までのヘッドが加わり、管路断面積を小さくしたのと同等の効果を示す。
【0136】
図14は、てこ部材6と旋回スクロール2との球面対偶支持部分の給油を示す図である。図14において、てこ部材6の球面部6aが旋回軸受18を介して旋回スクロール2のボス部2dに接している。旋回スクロール2内の給油孔96nから供給された潤滑油8は、てこ部材6の球 面部6aと旋回軸受18との摺動部分に給油される。
【0137】
旋回軸受18の外周部にはシール部材121が設けてあり、旋回スクロール2内部の給油孔96nから供給された潤滑油8は、シール部材121によるシール作用により、旋回スクロール2のボス部2d内部の空間127を介しててこ部材6内部の給油孔31に流入するので、圧縮機内部の各摺動部に確実な給油が可能となる。
【0138】
【実施例5】
図15は、本発明の第5の実施例で、図10に示すスクロール圧縮機においてモータ7の中空の主ロータ部材に代えて中実の主ロータ部材を用いた圧縮機における給油経路を示す図である。
【0139】
モータ7の主ロータ部材7a内部にはてこ部材6が挿入される必要最小限の隙間を持った穴部120と、副ロータ部材20内部の給油孔32と主ロータ部材7aの軸部22側空間とを連通する給油孔33が設けてある。
【0140】
副ロータ部材20内部の給油孔32と連通する主ロータ部材7a内部の給油孔33はモータ回転軸と傾斜していることによる遠心力と圧力差により、圧縮機底部に溜った潤滑油8を補助軸受支持板24内部の給油孔96m、軸受保持部材39内部の給油孔96l、球面軸受37内部の給油孔96k、球面36内部の給油孔96jおよび副ロータ部材20内の給油孔32を介して、主ロータ部材7aの軸部22側空間およびてこ部材6に接する各摺動部へ必要十分な量だけ供給することが可能となり、フレーム3のボス部3aとそれに接する主ロータ部材7aの軸部22とが潤滑される。
【0141】
主ロータ部材7a内部の給油孔33は直線形状であるので加工が容易である。さらに、主ロータ部材7a内部にてこ部材6が挿入される必要最小限の隙間を持つ穴部120を設けることにより、モータ7における磁界の磁束密度を確保しモータ効率を維持することが可能となる。
【0142】
【実施例6】
図16は、本発明の実施例6であるローリングピストン形圧縮機を示す側断面図で、図17は図16におけるE−E断面図である。
【0143】
この圧縮機は、横置きにされた円筒状のチャンバ内に一端側(図16中左側)から他端側(図16中右側)にかけて圧縮機構部、圧縮機駆動用モータおよびモータの回転子の軸受部が順次に配設されて、構成されている。
【0144】
圧縮機構を構成するシリンダ51は中央部に円筒状の穴51aを有し、その両端部には端部を閉塞するように第1プレート部材52と第2プレート部材53がボルト54により固定されている。
【0145】
その際、第1プレート部材52の中央部のボス52aに形成された穴52bの中心軸が、シリンダ51の円筒状の穴51aの中心軸と同軸となるように固定されている。シリンダ51の外周部は、チャンバ55に固定されている。圧縮機駆動用モータのステータ56、および圧縮機駆動用モータのロータ65の軸受部を構成する補助軸受支持板57もチャンバ55にが固定されている。
【0146】
補助軸受支持板57の中央部には、ボス部57aが形成されており、さらに、その先端部に円筒状の穴部57bが形成されている。
【0147】
なお、上記円筒状の穴部57bの中心軸は、第1プレート部材52の中央部の穴部52bの中心軸に対して同軸となっている。
【0148】
圧縮機駆動用モータの主ロータ部材58は、一端側に中空円筒状の軸部58aが形成されており、外周部に永久磁石59が固定されている。主ロータ部材58内部には空洞60が形成されており、この空洞60は一端側の軸部58aの中空部につながっている。
【0149】
ただし、この空洞60はモータの機能を高く維持するためには最低限にすることが望ましく、てこ部材72が配置できる寸法であれば足りるものである。
圧縮機駆動用モータの主ロータ部材58の他端部には副ロータ部材61が主ロータ部材58と一体的に取り付けられている。
【0150】
この副ロータ部材61には、他端側に延びる軸部61aが形成されており、空洞60側に開口する穴部61bが軸部61aの中心軸から半径方向に偏位して形成されている。穴部61bには、外周円筒面部と内周球面部を持つ球面支持部材62(第3球面軸受)が挿入されており、球面支持部材62により外周球面部と内周円筒面部を持つ球面ブッシュ63が支持されて、いわゆる球面軸受を構成している。球面支持部材62は弾性部材19によって弾性支持されている。
【0151】
主ロータ部材58と副ロータ部材61とは、それらの軸部58a、61aが互いに同軸となるように、ボルト64等により一体に結合されて圧縮機駆動用モータのロータ部65を形成している。ロータ部65は、その各端の2つの軸部58a、61aがそれぞれ第1プレート部材52の穴部52b、補助軸受支持板57の穴部57bに回転自在に嵌入されて両持ちの状態で軸受支持されている。
【0152】
なお、副ロータ部材61の軸部61aの先端部にキー66により一緒に回転する様に装着されたスラストプレート67がスラスト軸受68に接しており、圧縮機駆動用モータのステータ部56、ロータ部65のそれぞれのマグネットセンター69、70を互いに軸方向に偏位させてロータ部65に常に上記スラストプレート67とスラスト軸受68が接する方向の磁気力が作用する構造となっているので、ロータ部65の軸方向位置はスラスト軸受68の軸方向位置により決定される。
【0153】
スラスト軸受68はその外周にねじが形成してあり補助軸受支持板57に対してねじ込まれてその軸方向位置を調節しロックナット71により最終的に固定される。
【0154】
すなわち、ロータ部65の軸方向位置を調整することが可能である。このことは、実施例1でも説明したように、てこ部材72の傾斜角を変えることになる。
【0155】
てこ部材72には、一端に球面部72a(第1球面部)、他端に円筒面部72b、さらに、それらの中間にもう1つの球面部72c(第2球面部)が形成されており、球面部72aの球心と球面部72cの球心とを結んだ軸線が円筒面部72bの中心軸となっている。
【0156】
てこ部材72は、円筒面部72bが球面ブッシュ63の内周円筒面部に回転自在に嵌入されて軸受支持され、球面部72cが外周円筒面部と内周球面部を持ち第1プレート部材52の穴52bに挿入固定された球面支持部材73(第2球面軸受)により球面対偶で支持されている。
【0157】
てこ部材72の球面部72aには円筒状のローラ74が外周円筒面部と内周球面部を持ち、ローラ74の内周円筒面に挿入された球面支持部材75(第1球面軸受)を介して球面対偶で支持されている。
【0158】
てこ部材72は、球面部72cの中心と円筒面部72bとの距離が、球面部72cの中心と球面部72aの中心との距離に比べて十分大きくなる様に形成されている。
【0159】
なお、球面支持部材62、73、75はいずれも半径方向に分割できる構造となっている。
【0160】
このてこ部材72は、それ自身の自転速度はモータのロータ部58の回転速度に比べ非常に低速度になる。
【0161】
この結果、球面部72aや球面部72cでは荷重が大きくても、相対滑り速度が小さく、円筒面部72bでは相対滑り速度が比較的大きくなるが作用する荷重が小さくなる。
【0162】
したがって、これらの球面対偶部に潤滑特性の優れた材料を適用するか、自己潤滑性を有する材料をコーティングするなどの表面処理を施すことにより、油潤滑することの無い状態で圧縮機を運転することもできる。
【0163】
ローラ74の外周の1ケ所にはベーン76が一体に溶接等の方法で固定されているが、その際にベーン76の平行な2平面がローラ74の中心軸と平行となる様に固定されている。
【0164】
シリンダ51の円筒状内周面51aの外側にはこの円筒状内周面51aの中心軸と平行な中心軸を持つ円筒穴51bが形成されており、この円筒穴51bのシリンダ中心側とその反対側とはそれぞれシリンダ中央部の空間と円筒穴51bの外側に設けた別の空間77に連通している。
【0165】
ベーン76は、円筒穴51bと空間77とに挿入されているが、ベーン76と円筒穴部51bとの間にはベーン76の平面部に滑動可能に接する平面部と円筒穴部51bの円筒面部に滑動可能に接する円筒面部とを有する滑動部材78がベーン76をはさみ込んで組み込まれており、ベーン76は円筒穴部51bの中心軸方向進退運動と前記中心軸廻りの揺動運動とが可能に、シリンダ51により支持されている。
【0166】
ベーン76のローラ74との結合部と反対側の先端部は、空間77の中で運動し、シリンダ51と干渉することは無い。
【0167】
以上のような構成により、圧縮機駆動用モータのロータ部65が回転すると、円筒面部72bがロータ部65の回転軸から偏位した位置に支持され球面部72cが前記回転軸上の点を中心として球面対偶支持されているてこ部材72の中心軸は、ロータ部65の回転軸に対して一定の傾斜角を持ち、上記球面対偶中心を頂点とする2つの円錐状の軌跡を描く。
【0168】
したがって、てこ部材72の球面部72aの中心は円運動を行い、球面部72aにより球面対偶支持されたローラ74に公転運動が与えられる。
【0169】
なお、ロータ部65はその軸方向に位置調節ができるので、てこ部材72の中心軸のロータ部65の回転軸に対する傾斜角を調節することが可能となり、ローラ74の公転半径を調節できる。すなわち、ローラ74の外周円筒面とシリンダの内周円筒面51aとの隙間量を調節できる構造となっている。
【0170】
チャンバ55の各端開口部にはそれぞれ第1サイドチャンバ79および第2サイドチャンバ80が溶接されて、全体として密閉容器を形成している。
【0171】
作動気体は吸入口81より圧縮機内に流入し、シリンダ51に形成された吸入通路51cを通過した後上記の圧縮室容積の増減により圧縮室内で吸入・圧縮され、第2プレート部材53に形成された吐出ポート(図示せず)から吐出弁82、吐出弁押さえ83を通過して吐出される。その後、モータ室を通過して第2サイドチャンバ80に設けられた吐出口84から圧縮機外に流出する。
【0172】
ローラ74の外周に作用する圧縮気体の圧力によりてこ部材72の球面部72aに作用する荷重は、てこ部材72が球面部72cと円筒面部72bとにおいて他の部品により拘束されることにより支持されるが、球面部72aの中心を荷重点、球面部72cの中心を支点、円筒面部72bを支持する球面ブッシュ63の中心を力点と考えれば、本実施例では支点と荷重点との距離に比べて支点と力点との距離が十分大きいため、てこの原理により、力点に作用する荷重の大きさは荷重点に作用する荷重の大きさに比べて大幅に低減される。
【0173】
通常の運転時ではてこ部材72自身の遠心力や弾性部材19によりてこ部材72は、最大傾斜角を維持するようになっている。
【0174】
しかし、前記実施例と同じように圧縮室内の圧力が異常上昇すると前記弾性部材19の配置により、てこ部材72の傾斜角が小さくなり、ひいてはシリンダ51とローラ74の最小隙間部分が通常運転時の大きさより大きくなる。
【0175】
したがって、本実施例によれば、圧縮室内の圧力が速やかに低下し過負荷状態での運転を回避でき、ベーン76の破壊や変形さらには他の運動部品などの損傷を未然に防止できる。
【0176】
【実施例7】
図18は、本発明の実施例7である密閉式容積形圧縮機の全体構成を示す図、図19は図18のF−F断面図である。
【0177】
本実施例7も、ローリングピストン形圧縮機と同型式の圧縮機であり、図16に示した実施例において圧縮機構部を変更した実施例である。以下の説明では、図16の実施例と異なる点について説明する。
【0178】
シリンダ51に往復運動可能なように嵌め合わされたベーン部材90があって、このベーン部材90の背部には予圧バネ93が配置されている。
このためベーン部材90は他方の先端面をローラ91の外周面に押しつけられ、圧縮作動室内を吸入室と圧縮室とに分離させている。
【0179】
空間57は、密閉容器79の中の吐出圧空間に連通しているため、空間57の圧力もまた同じ程度の高い圧力になっている。
したがって、ベーン90はこの圧力によってもローラ74側へ押しつけられている。さらに、一方ではてこ部材72の他方では弾性部材19により半径方向外側に押しつけられているため、てこ部材72の傾斜角は最も大きく維持されることになる。
【0180】
以上のように、本実施例7において、圧縮機の通常運転時または定格運転状態などでは、シリンダ51の内面とローラ91の外周面の最小隙間を小さく保つことができる。この結果、圧縮機の性能を高く維持できる。
【0181】
弾性部材19の効果は前記実施例と同様に圧縮作動室内の圧力の異常上昇を避ける効果を有している。
【0182】
【発明の効果】
本発明によれば、密閉式容積形圧縮機は、圧縮作動室を形成する一対の固定部材と旋回ロータ部材とを有する圧縮機構と、旋回ロータを駆動する電動機とを備えた圧縮機において、圧縮機構と電動機を接続する伝達機構として、前端部の第1球面部と旋回ロータ部材の部位で旋回中心軸から旋回半径だけ偏心した位置に設けた第1球面軸受とを球面対偶させ、中間部の第2球面部と電動機回転軸上の固定点に設けた第2球面軸受とを球面対偶させ、後端部の丸軸部に滑り嵌めされた球面ブッシュと電動機のロータの部位で第1および第2球面部の各中心を結ぶ直線の延長線上の位置に設けた第3球面軸受とを球面対偶させて傾斜するてこ部材を設け、さらに電動機のロータを回転軸心方向に移動させて位置決めする位置決め機構を設けたものとしたので、位置決め機構により電動機のロータを例えば旋回スクロール方向に移動すると、てこ部材の後端部にある滑り嵌め球面ブッシュはてこ部材の軸方向に移動し、かつ電動機回転軸に対する第3球面軸受の偏心距離は一定であるため、てこ部材の傾斜角が大きくなり、かくして固定部材と旋回部材間の隙間が小さくでき、密閉式容積形圧縮機の各種構成部品の精度に左右されず、組み立て時に調整する、または適宜稼働後に調整することによって、圧縮作動室を形成する隙間を最適な状態に維持でき、漏れが少なく性能の高い密閉式容積形圧縮機を提供できる。
【0183】
上記密閉式容積形圧縮機において、電動機のロータに第3球面軸受をそのロータの半径方向外方に押圧する弾性部材をさらに加えて設けることにより、圧縮作動室内に吸い込み気体と共に液体が流入し場合に、てこ部材が弾性部材を押圧しててこ部材の傾斜角を変え、圧縮作動室における隙間が自動的に大きくなって過大な圧力上昇を未然に防止できる。
【0184】
さらに、上記密閉式容積形圧縮機において、
(a)圧縮機構や電動機を収納する密閉容器の底部に貯留する潤滑油を電動機のロータに形成した給油孔からてこ部材内に形成した給油孔を通じて各摺動面に供給する潤滑経路を設ける、または
(b)旋回スクロールの外円周面にその旋回スクロール部材の旋回運動にともないポンプ作用するポンプ機構と、これにより密閉容器底部から吸い上げられた潤滑油を旋回スクロール部材に形成した給油孔からてこ部材内に形成した給油孔を介して各摺動面に供給する潤滑経路を設けることにより、
各摺動面に必要十分量の潤滑油を供給することが可能となり、高性能および高信頼性なスクロール形圧縮機を提供できる。圧縮機の構成部品を簡素化でき、生産性が上がる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例である縦置きの密閉形スクロール圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図2】図1のA−A断面図でスクロール部材の噛み合わせ状態を示す断面図である。
【図3】密閉式スクロール圧縮機の駆動軸(てこ部材)下端部の軸受機構を示す断面図である。
【図4】密閉式スクロール圧縮機の駆動軸(てこ部材)下端部の別の軸受機構を示す断面図である。
【図5】本発明の第2の実施例である縦置きの密閉形スクロール圧縮機の全体構成および潤滑給油系を示す断面図である。
【図6】てこ部材の傾斜角調整機構を示す部分断面図である。
【図7】てこ部材を示す図である。
【図8】図7のC−C断面図である。
【図9】潤滑給油孔に螺旋部材を設けた給油機構を示す図である。
【図10】本発明第3の実施例である横置きの密閉形スクロール圧縮機の全体構成および潤滑給油系を示す断面図である。
【図11】本発明第4の実施例である横置きの密閉形スクロール圧縮機の全体構成および潤滑給油系を示す断面図である。
【図12】図11の部分図で給油ポンプの構成図である。
【図13】図11のD−D断面図で給油ポンプの動作を説明する図である。
【図14】てこ部材と旋回スクロールとの軸受部のシールを示す図である。
【図15】本発明の第5の実施例である横置きの密閉形スクロール圧縮機の全体構成および潤滑給油系を示す断面図である。
【図16】本発明の第6の実施例である密閉形ロータリ圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図17】図16のE−E断面を示す断面図である。
【図18】本発明の第7の実施例である密閉形ロータリ圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図19】図18のF−F断面図である。
【符号の説明】
1 固定スクロール
1a スクロールラップ部
1b 鏡板部
2 旋回スクロール
2a スクロールラップ部
2b鏡板部
3 フレーム
6 てこ部材
6a,6c 球面部
6b 円筒面部
7 モータ
7a モータの主ロータ部材
7b モータのステータ
8 潤滑油
9 密閉容器
10 圧縮作動室
11 吸入管
12 吐出ポート
13 吐出管
15 主軸受
16 球面ブッシュ
17 下部球面軸受
18 旋回軸受
19 弾性部材
20 副ロータ部材
22 軸部
23 滑り軸受
24 補助軸受支持板
25 軸部
26 スラスト板
31,32,33 給油孔
36 球面ブッシュ
39 軸受保持部材
51 シリンダ
52 第1プレート部材
53 第2プレート部材
55 チャンバ
56 モータのステータ部
57 補助軸受支持板
58 主ロータ部材
61 副ロータ部材
62 球面支持部材
63 球面ブッシュ
65 モータのロータ部
67 スラストプレート
68 スラスト軸受
72 てこ部材
72a 球面
72b 円筒面部
72c 球面部
73 球面支持部材
74 ローラ
75 球面支持部材
76 ベーン
78 滑動部材
81 吸入口
82 吐出弁
84 吐出口
90 ベーン
91 ローラ
93 予圧バネ
96a 給油孔
96n 給油孔
101 螺旋状部材
102 支持部材
105 ピストン部材
106 バネ部材
107 油吸入口
108 油吐出口
107a 流体ダイオード付き吸入ポート
108a 流体ダイオード付き吐出ポート
110 ポンプ室
111 連通パイプ
112a,112b テーパ流路
114 吸入ピース [0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a positive displacement fluid machine, and more particularly to a closed displacement positive displacement compressor suitable for use in a refrigeration and air conditioning cycle such as a refrigerator or an air conditioner.
[0002]
[Prior art]
A first known technology of the conventional rotary positive displacement compressor is a scroll compressor. The principle structure of this type is a type in which a fixed scroll provided with a spiral wrap and an orbiting scroll are engaged with each other to constitute a compression working chamber, as is well known.
[0003]
Conventional scroll compressors have an orbiting scroll slidably engaged with a crankshaft arranged at the center of rotation of an electric motor.SaidBy orbiting by the rotation of the crankshaft, gas flows into the compression working chamber formed by the fixed scroll wrap and the orbiting scroll wrap from the outer peripheral portion, is compressed toward the center, and is provided at the center of the fixed scroll. Discharge port.
[0004]
The scroll compressor is characterized in that gas compression is performed in many compression working chambers at the same time, so that gas leakage between the compression working chambers is small and high efficiency. Further, there is a feature that vibration is small due to small torque fluctuation.
[0005]
As described above, the scroll compressor orbits the orbiting scroll with a constant radius in a state where the fixed scroll and the orbiting scroll are combined, so that the size of the gap is determined by the shape accuracy of the scroll member and the size of the orbiting radius. Is done.
[0006]
However, in order to maintain high performance, it is necessary to reduce the gap in the compression working chamber.
[0007]
As a countermeasure against this, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-282186, for example, there is a technology in which a drive shaft of an orbiting scroll is disposed together with an elastic body in an eccentric drive shaft of a crankshaft. Thereby, the radius of movement of the orbiting scroll can be made variable, and the radial gap of the scroll wrap is kept small by constantly biasing the drive shaft of the orbiting scroll outward.
[0008]
A scroll compressor similar to the above is described in JP-A-2-264181, and the supply of lubricating oil to each sliding portion inside the compressor is performed through an oil supply hole provided in a crank. It was a method.
[0009]
Further, as a second known technique, a cylinder having a cylindrical inner surface and an eccentric motion are performed in the cylinder as disclosed in JP-A-64-104996.rollerThere is a rotary compressor constituted by a vane and the like reciprocating in a cylinder. Rotary compressors use a crankshaft that is driven directly by a motor to revolve the rollers inside the cylinder.The gap between the roller outer peripheral surface and the cylinder inner peripheral surface is a fixed amount determined during assembly. It is a structure that is maintained.
[0010]
A large load is applied to the rotary sliding portion between the crankpin portion of the crankshaft and the roller and the rotary sliding portion of the motor bearing due to the pressure of the compressed gas acting on the outer peripheral surface of the roller. The roller and the vane were separated from each other, and the vane incorporated in the cylinder was configured to press against the outer peripheral surface of the roller by back pressure or spring force to maintain the security.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the scroll compressor according to the first known example, the gas force of the compressed gas acting on the orbiting scroll and the centrifugal force of the orbiting scroll act on the engagement portion between the eccentric drive shaft of the crankshaft and the drive shaft of the orbiting scroll. At this time, since the crankshaft rotates, the centrifugal force becomes a rotational load on the shaft. The gas force of the compressed gas is also a rotational load due to the scroll type feature.
[0012]
Therefore, a very large load acts on the elastic body disposed in the eccentric drive shaft of the crankshaft.To overcome this and always press the orbiting scroll outward, the spring force of this elastic body must be relatively strong. Must. As a result, there have been problems that assemblability when assembling the orbiting scroll and the crankshaft is reduced, and that the structure is complicated.
[0013]
Further, in the conventional technology, the point of action of the force for orbiting the orbiting scroll and the compressed gas force acting on the orbiting scroll wrap are determined.Based onDue to the difference in the point of action of the radial force, there is a problem that an overturning moment is generated in the orbiting scroll and the stable motion of the orbiting scroll is easily damaged.
[0014]
When the unstable motion of the orbiting scroll occurs, the moment load simultaneously acts on the bearing of the eccentric drive shaft of the crankshaft, and thus has a problem that the reliability of the elastic body is affected.
[0015]
Since a relatively large radial load is applied to a rotating sliding portion having a high sliding speed, such as a bearing portion of an eccentric shaft of a crankshaft, mechanical friction loss increases, causing a decrease in compressor efficiency. . Under severe operating conditions, sliding conditions become severe, and there is a problem that wear and seizure occur in the bearing portion, thereby reducing the reliability of the compressor.
[0016]
Further, a problem with the rotary compressor of the second known example is that the minimum gap between the cylinder and the roller is determined by the precision of parts such as the cylinder, the roller, and the crankshaft.
[0017]
That is, since the roller is driven by the crankshaft having a fixed radius, the size of the gap is already given by the assembled state. Since the leading end of the vane and the outer peripheral portion of the roller are always slid with a large force applied thereto, the outer peripheral portion of the roller wears as the operation time elapses.
[0018]
As a result, since the roller diameter is reduced, the minimum clearance between the roller and the cylinder is also increased, and there is a problem that during the operation of the compressor, the leakage of the compressed gas increases and the performance of the compressor is reduced.
[0019]
Further, in a compressor for a refrigerating air conditioner, a phenomenon may occur in which a liquid is mixed into a suction gas. At this time, a very large load may be generated due to the compression of the liquid.
[0020]
In the second known example, a countermeasure at the time of liquid compression is not sufficiently considered, and if a liquid compression phenomenon occurs during operation, there is a possibility that the shaft, bearings, moving parts, etc. may be seriously damaged. Was.
[0021]
A first object of the present invention is to provide a closed displacement type compressor having a function of adjusting a gap between a fixed member forming a compression chamber and a revolving member in order to reduce leakage of compressed gas from a compression working chamber. That is.
[0022]
A second object of the present invention is to avoid an abnormal increase in pressure in the compression working chamber by increasing the radial direction of the gap between the fixed member and the turning member when liquid is mixed into the compression working chamber and liquid compression occurs. It is an object of the present invention to provide a hermetic positive displacement compressor having the function of
[0023]
Of the present inventionA third object is to provide a lubrication system suitable for a hermetic positive displacement compressor having the function of adjusting the gap as described above and a hermetic positive displacement compressor having a function of avoiding abnormal pressure. .
[0024]
[Means for Solving the Problems]
The enclosed positive displacement compressor of the present invention basically includes a rotor that replaces a conventional crankshaft as a transmission mechanism that converts the rotation of an electric motor into orbital motion of a rotor such as an orbiting scroll or a roller.OrThe lever member is inclined with respect to the rotation axis of the electric motor.
[0025]
That is, the closed displacement type compressor of the present invention includes a compression mechanism having a pair of fixed members forming a compression working chamber and a rotating rotor member in a closed vessel, and a rotating center of the rotating rotor driven by the compression mechanism. A motor with a rotating shaft coaxial with the shaft is installed, and as a transmission mechanism that transmits the driving force of the motor to the compression mechanism, the tip is eccentric from the rotating shaft of the motor by the turning radius and connected to the turning rotor member by a spherical pair. The intermediate portion is supported with a spherical pair at a fixed point on the rotation axis of the motor, and the rear end is on an extension of a straight line connecting the fixed point with the spherical pair center point at the front end at the rotor portion of the motor. In this embodiment, a lever member is provided which is connected to a spherical pair at the position, and a tilt angle adjusting mechanism for changing the tilt angle of the lever member with respect to the rotation axis of the electric motor and a turning radius adjusting mechanism are provided.
[0026]
In order to achieve the first object, the sealed positive displacement compressor of the present invention has a closed container when the compressor is a scroll type compressor.Inside the compression working chamberA compressor having a pair of fixed scrolls and orbiting scrolls, and a motor having a rotating shaft arranged coaxially with the orbiting center axis of the orbiting scrolls. The first spherical bearing formed at the front end and the first spherical bearing provided at a position eccentric by the turning radius from the turning center axis at the orbiting scroll portion at the front end portion, and the first spherical bearing formed at the intermediate portion. The two spherical portions and the second spherical bearing provided at a fixed point on the rotating shaft of the motor are spherically paired, and the first and second portions of the spherical bush and the rotor of the motor are slidably fitted on the round shaft portion formed at the rear end. A third spherical bearing provided at a position on an extension of a straight line connecting the centers of the second spherical portions is paired with a spherical surface, a lever member inclined with respect to the rotation axis of the electric motor is provided, and the rotor of the electric motor is connected to the rotation axis. Move in direction A positioning mechanism for positioning by a supporting mechanism for supporting the second spherical bearingWas provided.Here, this scroll-type compressor is referred to as a first hermetic-type positive displacement compressor of the present invention.
[0027]
In order to achieve the second object, the sealed positive displacement compressor of the present invention (referred to as a second sealed positive displacement compressor) is a first sealed positive displacement compressor, in which a rotor of an electric motor includes: Third spherical bearingSaidAn elastic member is provided for pressing the rotor radially outward. In this case, the lever member is preferably such that the distance from the second spherical portion at the intermediate portion to the spherical bush attached to the rear end portion is larger than the distance from the second spherical portion to the first spherical portion at the front end portion. Good.
[0028]
In the first and second sealed positive displacement compressors, the rotor of the electric motor includes a hollow cylindrical main rotor member, a disk integrally attached to a rear end side of the main rotor member, and a rear end from the center of the disk. And a sub-rotor member having a shaft portion protruding from the main rotor member, and a third spherical bearing is preferably disposed in a disk of the sub-rotor member.
[0029]
The main rotor member of the electric motor may have a slanted hole in which the lever member is disposed, and may be close to a solid.
[0030]
In order to achieve the third object, the hermetic positive displacement compressor of the present invention has the following lubrication oil supply system (referred to as a first lubrication oil supply system). That is, in the first and second hermetic type positive displacement compressors, the oil supply hole communicating from the shaft end to the third spherical bearing in the auxiliary rotor member is provided in the third spherical bearing.SaidAn oil supply hole penetrating the bearing is provided, and an oil supply hole communicating with the first spherical bearing, the second spherical bearing, and the spherical bush is provided in the shaft of the lever member, the oil supply holes communicate with each other, and the shaft end of the sub rotor member is provided. And the lubricating oil stored in the sealed containerCommunicated.
[0031]
Then, at least one of a contact surface between the first spherical portion and the first spherical bearing, at least one of a contact surface between the second spherical portion and the second spherical bearing, and at least one of a contact surface between the round shaft portion and the spherical bush. It is preferable to provide a lubrication groove in the groove.
[0032]
A helical member having a flow path helically twisted in the longitudinal direction may be attached to an oil supply hole provided in the shaft portion of the sub rotor member.
[0033]
Another lubricating lubricating system (second lubricating lubricating system) that replaces the first lubricating lubricating system has a piston member in contact with the outer circumferential surface of the orbiting scroll in the first hermetic positive displacement compressor. A pump mechanism for sucking up the lubricating oil stored in the bottom of the sealed container is provided by a pumping action of the reciprocating motion of the piston member accompanying the orbiting motion of the orbiting scroll member.SaidA lubrication hole is provided from the pump mechanism to a hole for accommodating the first spherical bearing, and a lubrication hole communicating with the first spherical bearing, the second spherical bearing, and the spherical bush at the front end to the rear end is provided in the lever member shaft.Provided.
[0034]
In this system, the first spherical bearing andSaidIt is preferable to provide a seal member between the first spherical bearing and a hole for accommodating the first spherical bearing.
[0035]
Again, in order to achieve the first object, the sealed positive displacement compressor of the present invention has a closed container when it is a rotary type compressor.Fixed inAn electric motor having a compression mechanism including a cylinder, rollers rotating in the cylinder, and vanes forming a compression working chamber by partitioning a space between the cylinder and the rollers, and a rotating shaft arranged coaxially with the rotation center axis of the rollers. And a positioning mechanism and a support mechanism using a lever member employed in the first hermetic positive displacement compressor as a transmission mechanism for transmitting the driving force of the electric motor to the compression mechanism. This rotary-type compressor is referred to as a third hermetic positive displacement compressor of the present invention.
[0036]
In order to achieve the second object, a sealed positive displacement compressor (referred to as a fourth closed positive displacement compressor) of the present invention is a third closed positive displacement compressor, wherein a rotor of an electric motor is: Third spherical bearingSaidAn elastic member that presses radially outward of the rotorProvided.
[0037]
The lever member preferably has a distance from the second spherical portion at the intermediate portion to the spherical bush attached to the rear end portion greater than the distance from the second spherical portion to the first spherical portion at the front end portion.
[0038]
In the third and fourth sealed positive displacement compressors, the rotor of the electric motor includes a hollow cylindrical main rotor member and a sub rotor member integrally attached to a rear end side of the main rotor member, and levers are provided. Preferably, the member is disposed through the main rotor member and the third spherical bearing is disposed within the sub-rotor member.
[0039]
[Action]
The operation of the scroll type compressor, which is the first and second closed type positive displacement compressors of the present invention, will be described as a representative of the positive displacement type compressor of the present invention.
[0040]
The lever member is supported by a spherical pair (this center point is referred to as a fulcrum) at a fixed point on the rotating shaft of the motor at an intermediate portion thereof, and the front end of the lever member is eccentric from the rotating shaft of the motor by the turning radius of the orbiting scroll. The orbiting scroll is connected to the spherical pair (the center is called the load point) to incline the lever member with respect to the rotation axis of the electric motor. The rear end of the lever member corresponds to the tilt angle of the lever member at the sub-rotor. Because it is connected to the sub-rotor member by a spherical pair (the center point is called a power point) at an eccentric position by the distance, when the motor rotates, the lever member draws two cones whose vertexes abut each other. And the driving force of the electric motor is transmitted from the spherical pair of the auxiliary rotor member (point of force) to the spherical pair of the orbiting scroll (load point) via the lever member, and the orbiting scroll orbits relative to the fixed scroll. .
[0041]
In this way,Gas is compressed in a compression working chamber formed between the fixed scroll and the orbiting scroll.
In addition, by providing a hole into which the member is inserted in the main rotor member of the electric motor and making the member solid rather than hollow, a decrease in magnetic permeability in an electromagnetic field can be minimized.
[0042]
Next, the function of adjusting the radial gap between the pair of fixed scrolls and the orbiting scroll forming the compression working chamber will be described.
[0043]
When the rotor of the electric motor is moved, for example, in the orbiting scroll direction by the positioning mechanism, the spherical bush constituting the spherical pair at the rear end of the lever member is slip-fitted.Lever memberAnd the eccentric distance of the third spherical bearing with respect to the electric motor rotating shaft is constant and does not change, so that the tilt angle of the lever member increases, and the gap between the fixed scroll and the orbiting scroll decreases.
[0044]
According to this function, at the time of assembling the compressor, the tilt angle of the lever member can be arbitrarily adjusted by moving the rotor of the electric motor in the direction of the rotation axis thereof by the positioning mechanism. Adjusting this angle of inclination, without being affected by the accuracy, reduces the radial gap between the contact points that make up the compression working chamber.Can be smaller.
[0045]
The function of the elastic member of the scroll type compressor, which is the second hermetic positive displacement compressor, that is, the function of the elastic member for pressing the third spherical bearing paired with the spherical bush attached to the rear end of the lever member will be described. I do.
[0046]
If liquid compression occurs during operation of the compressor, excessive pressure will be generated in the compression working chamber. At this time, the force due to the excessive pressure is transmitted from the lever member to the elastic member via the spherical bush and the third spherical bearing, and the force overcomes the elastic force of the elastic member, and the inclination angle of the lever member decreases.
[0047]
Therefore, the gap in the compression working chamber becomes large, high-pressure liquid leaks, and the pressure in the compression working chamber decreases.
The elastic member is restored and the inclination angle of the lever member is increased, so that an appropriate gap is automatically maintained.
[0048]
Then, by increasing the distance from this fulcrum to the fulcrum at the rear end of the lever member compared to the distance from the load point at the front end of the lever member to the fulcrum at the middle part of the lever member, the leverage of the leverage The load on the power point at the rear end of the member can be reduced, the load on the spherical bush and the third spherical bearing at the power point can be reduced,small I can do it.
[0049]
The value of the sliding speed at the load point is significantly smaller because the sliding speed is a swinging motion as compared with the conventional rotation of the crankshaft.
[0050]
Since the elastic member disposed in the rotating member generates a force for pressing the lever member outward, the lever member is maintained to have a large inclination angle.
[0051]
During rotation, a centrifugal force acts on the lever member inclined with respect to the rotation axis of the electric motor, so that the inclination angle is kept large.
[0052]
As a result, the spherical and even support points of the rotor located on the opposite side of the fulcrum position also move radially outward, and conversely, the orbiting scroll has a larger orbital radius, and the gap at the contact point with the fixed scroll becomes larger. Keep small.
[0053]
The first lubrication and lubrication system will be described.
[0054]
Under the operating condition of the compressor, the high pressure due to the discharge gas acts on the lubricating oil at the bottom of the compressor, but the pressure in the space in front of the compression mechanism in the closed container is larger than the suction pressure and higher than the discharge pressure. By setting the intermediate pressure to a small value, the lubricating oil is supplied to each sliding portion around the lever member through an oil supply hole in the member communicating therewith due to the pressure difference and the centrifugal force of each rotating member.
[0055]
More specifically, the lubricating oil at the bottom of the compressor flows into the auxiliary rotor member from the shaft end to the oil supply hole communicating with the third spherical bearing, passes through the oil supply hole penetrating through the third spherical bearing, and enters the lever member shaft. The oil is supplied from the formed oil supply hole through an oil supply hole communicating with the first spherical bearing and the second spherical bearing.
[0056]
And the shaft side forming the spherical pair and the rotating pair of the lever memberOrSince at least one of the bearings is provided with an oil supply groove in the circumferential direction, a sufficient and sufficient amount of lubricating oil is supplied to the sliding surfaces of each pair.
[0057]
By the way, the spiral member provided in the oil supply hole of the sub-rotor member in contact with the lubricating oil at the bottom of the compressor rotates during the operation of the compressor and assists in pumping the lubricating oil.
[0058]
The second lubrication oil supply system will be described. In the first hermetic-type positive displacement compressor, the pump mechanism provided on the outer circumferential surface of the orbiting scroll performs a reciprocating motion of the piston member with the orbiting motion of the orbiting scroll member to perform a pump action.
[0059]
As a result, the lubricating oil sucked up from the bottom of the sealed container flows into the hole for accommodating the first spherical bearing from the oil supply hole formed in the orbiting scroll member, and is formed in the axial direction of the lever member from the front end surface of the lever member. The lubrication is performed by reaching the first spherical bearing, the second spherical bearing, and the spherical bush through the lubrication hole, and through the lubrication hole branched from the lubrication hole. The seal member provided between the first spherical bearing and the hole for accommodating the first spherical bearing is provided so that a large amount of lubricating oil flows into the oil supply hole of the lever member. This pump mechanism is especiallyscrollEffective for lubrication of compressors.
[0060]
As a result, in the drive mechanism for imparting the revolving motion to the orbiting scroll, since the round shaft and the spherical bush, and the spherical bush and the third spherical bearing at the rear end of the lever member slide and rotate, the sliding speed is high. The dynamic load is reduced, while the second spherical portion and the second spherical bearing (fulcrum) at the intermediate portion of the lever member, and the first spherical portion at the front end of the lever member and the first spherical bearing (the load point) in the orbiting scroll are reduced. In ()), the sliding load is large, but the sliding speed is a small swinging motion. Therefore, the sum of the mechanical friction loss due to the radial load in those sliding portions is small, and there is no sliding portion where the sliding conditions are particularly severe. Thereby, the efficiency and reliability of the compressor can be improved. In addition, the degree of freedom in selecting a sliding material is increased.
[0061]
The operation of the scroll type compressor, which is the first and second closed displacement type compressors of the present invention, has been described above.
[0062]
Among them, the function of adjusting the gap between the rotating member and the fixed member forming the compression working chamber, and the function of the elastic member that prevents excessive pressure in the compression working chamber when liquid compression occurs, are the third and third aspects of the present invention. It is also provided in a rotary type compressor, which is a four hermetic type positive displacement compressor.
[0063]
If the fixed scroll is replaced with a cylinder and the orbiting scroll is replaced with a roller, the operation of both functions will be the same as above,Related to rotary type compressorsDescription is omitted.
[0064]
【Example】
Next, an embodiment of the hermetic positive displacement compressor according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0065]
Embodiment 1
FIG.Embodiment 1 of the present inventionFIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing the overall configuration of a hermetic scroll compressor vertically mounted on a hermetic positive displacement compressor, and FIG. 2 is a diagram showing engagement of scroll members in the AA cross-sectional view of FIG.
[0066]
This compressor generally includes a compression mechanism unit having a combination of a fixed scroll 1 and a orbiting scroll 2 that rotates (orbits) eccentrically with respect to the axis of the fixed scroll 1, and a compression mechanism that applies a driving force to the orbiting scroll 2. A motor 7 which is an electric motor for driving the machine, a lever member 6 for connecting the motor 7 and the orbiting scroll 2 to transmit a driving force, a bearing portion of a rotor of the motor 7, and the above-described compression in order from an upper portion to a lower portion. A cylindrical hermetic container 9 that houses the mechanism, the motor 7, and the bearing of the rotor of the motor 7 and stores the bearing at the bottom, the joint between the lever 6, the orbiting scroll 2, and the motor 7, and the support of the lever 6. Lubrication system for lubricating pointsAnd fromIt is configured.
[0067]
Axis of fixed scroll 1That is,The turning center axis of the orbiting scroll 2 and the support point of the lever member 6 are located on the rotation axis of the motor 7 (abbreviated as the motor axis).
[0068]
The fixed scroll 1 that constitutes the compression mechanism section includes a head plate 1b and a spiral scroll wrap 1a that protrudes from one surface of the head plate 1b. The orbiting scroll 2 includes a head plate 2b, And a spiral scroll wrap portion 2a protruding from one surface of the end plate portion 2b. Each of the scroll wrap portions (hereinafter simply referred to as wrap portions) 1a and 2a of the fixed scroll 1 and the orbiting scroll 2 is formed by an involute curve or the like.
[0069]
As shown in FIG. 2, the fixed scroll 1 and the orbiting scroll 2 are engaged with each other by engaging the respective wrap portions 1a, 2a to form a compression working chamber 10 between the two wrap portions 1a, 2a.
[0070]
The fixed scroll 1 and the orbiting scroll 2 are vertically combined, and the outer periphery of the fixed scroll 1 is fixedly supported by the frame 3 from below, and the orbiting scroll 2 is slidably supported by the frame 3 from below.
[0071]
Further, a boss protrudes from the lower surface of the end plate portion 2b of the orbiting scroll 2 at a position eccentric from the axis of the motor, and a joint portion between the orbiting scroll 2 and the lever member 6 is disposed in the boss.
[0072]
The outer periphery of the frame 3 is fixed to the closed container 9 by welding or the like. An Oldham ring 4 that prevents rotation when the orbiting scroll 2 is turned is provided on the lower surface of the end plate portion 2b.
[0073]
The end plate portion 1b of the fixed scroll 1 is provided with a suction port 5 and a discharge port 12 at the center thereof, and is fixed to the frame 3 by bolts 14a at an outer peripheral portion.
[0074]
A current introduction terminal 21, a suction pipe 11, and a discharge pipe 13 are provided in the closed container 9. The suction pipe 11 is fixed to the outer peripheral portion of the end plate 1 b of the fixed scroll 1 and communicates with the suction port 5.
[0075]
In the motor 7, a stator 7b of the motor 7 is fixed to the closed casing 9, and a hollow cylindrical main rotor member 7a whose outer periphery is surrounded by a permanent magnet 7c is aligned with the axis of the compressor as a rotor element of the motor 7. And are arranged.
[0076]
The shaft portion 22 formed at the center of the upper end of the main rotor member 7a is rotatably supported by being fitted into a hole of a boss of the upper frame 3. At the lower end of the main rotor member 7a, a sub-rotor member 20 generally including a disk and a shaft portion 25 extending downward from the disk along the axis of the motor 7 is integrated with the main rotor member 7a by bolts 14b. Attached.
[0077]
A hole is formed in the sub rotor member 20 on the side facing the internal space 42 of the main rotor member 7a at a position eccentric from the motor axis, and a joint between the lever member 6 and the motor 7 is formed in the hole. Are arranged.
[0078]
The shaft portion 25 of the sub-rotor member 20 is supported by a radial bearing and a thrust bearing. The radial bearing and the thrust bearing are formed at the center of an auxiliary bearing support plate 24 fixed radially in the closed casing 9. The boss portion 30 is disposed in the hole. The radial bearing is composed of a spherical bush 16 slidingly fitted on the shaft portion 25 and a lower spherical bearing 17 for supporting the bush. The thrust bearing is composed of a spherical body 27 in contact with the lower end surface of the shaft portion 25 and a thrust plate for supporting the same. 26.
[0079]
The thrust plate 26 is positioned by a ring screw 28 screwed into the hole of the boss 30 of the auxiliary bearing support plate 24 from below.
[0080]
The lever member 6 has a joint part with the orbiting scroll 2 at the upper end, a joint part with the motor 7 at the lower end, and has a bearing part serving as a support point in the middle between the upper and lower parts.
[0081]
The support point of the lever member 6 is a fixed point on the motor axis, and the joint (load point) between the lever member 6 and the orbiting scroll 2 is separated from the motor axis by the turning radius of the orbiting scroll 2. .
[0082]
Accordingly, the axis of the lever member 6 is inclined with respect to the motor axis by the angle θ corresponding to the turning radius, and the joint (power point) between the lever member 6 and the motor 7 is formed on the sub rotor member 20 at the angle θ. At a position eccentric from the motor shaft center by an amount corresponding to
[0083]
The inclined lever member 6 is provided so as to penetrate the space 42 in the main rotor member 7 a, and a spherical portion 6 c (second spherical portion) serving as a support point is formed in the middle between the inclined lever member 6 and the spherical portion 6 c and the frame 3. A spherical pair is formed from the main bearing 15 (second spherical bearing) provided in the hole of the boss, and a spherical portion 6a (first spherical portion) is formed at the upper end of the lever member 6, and the lever 6 rotates with the spherical portion 6a. The turning bearing 18 (first spherical bearing) provided in the hole of the boss at the lower part of the scroll 2 forms a spherical pair as a load point, and the lower end of the lever member 6 is a spherical surface which is slidingly fitted on the cylindrical shaft. The bush 16 and the lower spherical bearing 17 (third spherical bearing) provided in the hole of the sub-rotor member 20 form a spherical pair which is a point of power.
[0084]
At the lower end of the lever member 6, the outer peripheral surface of the lever member 6 and the inner peripheral surface of the spherical bush 16 are rotatably fitted together, and the spherical bush 16 and the lower spherical bearing 17 have a spherical pair structure. The lower spherical bearing 17 is further supported by an elastic member 19.
[0085]
FIG. 3 shows a configuration in which the elastic member 19 is formed as an integrated product having elasticity, and is disposed on the center side of the lever member 6. FIG. 4 shows a structure in which the elastic member 19 is formed of a leaf spring-shaped member and is disposed on the center side. Therefore, the lower end of the lever member 6 is pressed outward in the radial direction. For this reason, even the pivot bearing 18 at the upper end of the lever member 6 is pressed further outward.
[0086]
As a result, in the contact portion forming the compression working chamber 10, the orbiting scroll 2 is always pressed against the fixed scroll 1, and the gap between the respective scroll wrap portions 1a, 2a is kept small.
[0087]
The main rotor member 7a is supported by the slide bearing 23 via the sub-rotor member 20 and has a gap at the upper end, so that the main rotor member 7a can move in the gap in the axial direction. Further, when the main rotor member 7a is moved in the axial direction, the inclination angle of the lever member 6 changes, and the displacement amount of the orbiting scroll 2 also changes.
[0088]
Therefore, when the position of the ring screw 28 is changed, the inclination angle of the lever member 6 changes. Since the tilt angle of the lever member 6 is small, the radial displacement of the orbiting scroll 2 becomes very small with respect to the axial displacement of the ring screw 28, and the positioning of the orbiting scroll 2 can be finely adjusted by the ring screw 28.
[0089]
As a result, the ring screw 28 can absorb the machining error and the assembly error with respect to the meshing portion of the scroll wrap portions 1a and 2a, and can provide the minimum clearance of the contact portion of the compression working chamber 10. In this state, the position of the ring screw 28 is fixed by tightening the lock nut 29, so that the sealing state of the compression working chamber 10 is suitably adjusted.Can be maintained.
[0090]
When the motor 7 rotates, the lever member 6 rotates while drawing a conical trajectory with the main bearing 15 as a support point.
The load point at the upper end of the lever member 6 revolves at a radius suitable for the orbiting scroll 2 to orbit.
[0091]
As a result, the orbiting scroll 2 orbits with respect to the fixed scroll 1, and gas flows into the compression working chamber 10 from the suction pipe 11. The gas is compressed to a predetermined pressure in the compression operation chamber 10 and the like, and is discharged into a space in the closed container 9 from a discharge port 12 provided in the center of the fixed scroll 1.
The gas that has been compressed to a high pressure temporarily stays in this space and is then discharged out of the machine through the discharge pipe 13.
[0092]
On the other hand, the lubricating oil 8 is pumped up from the lower part of the closed vessel 9 due to a pressure difference or the like, and is supplied to each bearing through an oil supply hole formed in the sub-rotor member 20 or the lever member 6 to be used for lubrication. It has become.
In the lever member 6, since the frictional force of the main bearing 15 serving as a support point is large and the frictional force of the lower spherical bearing 17 is small, the state where the lever member 6 itself hardly rotates is maintained.
[0093]
As a result, the mechanical friction loss in the bearing of each spherical pair is small, and the compressor can be operated with high efficiency.Can drive.
Further, when a fluid such as a liquefied gas flows from the suction port 11, the pressure in the compression working chamber 10 abnormally increases, and the orbiting scroll 2 tends to separate from the fixed scroll 1. At this time, the load acting on the slewing bearing 18 acts to press the lever member 6 toward the center, but this load is received by the lower spherical bearing 17.
[0094]
As a result, the elastic member 19 is deformed, the inclination angle of the lever member 6 is reduced, and the orbiting scroll 2 is separated from the fixed scroll 1. When the high pressure gas leaks into the low pressure side compression working chamber 10 and becomes low pressure, the elastic force of the elastic member 19 prevails, the inclination angle of the lever member 6 returns to a predetermined angle, and the normal compression operation is continued. .
[0095]
In this way, an abnormal increase in pressureCan be avoided,Prevent damage to the scroll wraps 1a and 2aCan be prevented.
The load acting on the lower spherical bearing 17 is such that the distance from the support point to the load point is considerably smaller than the distance from the support point to the power point, so that the elastic force of the elastic member 19 can be reduced from the leverage principle, Ease of assemblyCan be securedAt the same time, high reliability can be secured as a drive mechanism.
[0096]
Embodiment 2
FIG.Embodiment 2 of the present inventionFIG. 6 is a partial enlarged view of the lower part of FIG. 5 showing the entire configuration of the scroll compressor.In the second embodiment,This is a vertically-installed hermetic scroll compressor which is almost the same as in the first embodiment.Since the fixing method in the thrust direction and the lubrication method are different from those in the first embodiment,This difference will be mainly described.
[0097]
The shaft portion 25 and the oil supply hole 32 are integrally formed on the sub rotor member 20 fixed to the main rotor member 7a of the motor.
[0098]
As shown in FIG. 6, a spherical bush 36 whose inner peripheral surface and outer peripheral surface are slidably coupled to each other is disposed on the shaft portion 25, and thrust washers 35a and 35b are disposed at both ends thereof. This is used for positioning the spherical bush 36. The spherical bush 36 is rotatably supported by a spherical bearing 37 fitted to a bearing holding member 39.
[0099]
The spherical bearing 37 is fixed to a bearing holding member 39 by a fixture 38. The bearing holding member 39 is screwed to the auxiliary bearing support plate 24. Therefore, when the bearing holding member 39 is moved up and down, the main rotor member 7a is also moved up and down. Further, since the lever member 6 also slides on the inner peripheral portion of the spherical bush 16 of the lower spherical bearing 17, the lever member 6 is moved. Changes the inclination angle θ. Then, the position of the main rotor member 7a of the motor 7 is fixed by tightening the lock nut 29 at a position where the gap between the orbiting scroll 2 and the fixed scroll 1 becomes appropriate.
[0100]
According to the second embodiment, during operation, the thrust force acting due to the weight of the main rotor member 7a of the motor 7 is received by the thrust washers 35a and 35b, so that a more stable operation of the compressor can be maintained.
[0101]
Since the auxiliary rotor member 20 rotatably supports the lever member 6 via the elastic member 19, the centrifugal force of the lever member 6 itself and the elastic member 19 (see FIGS. 3 and 4) during normal operation. The lever member 6 is constantly pressed outward in the radial direction by the elastic force, and maintains a constant inclination angle θ.
[0102]
An oil supply hole 32 is provided in the sub rotor member 20 and communicates with an oil supply hole 31 formed in the axis of the lever member 6 and an oil supply hole 33 provided in the main rotor member 7a.
[0103]
The oil supply hole 33 reaches the shaft portion 22 above the main rotor member 7a, and is open so as to lubricate a mating bearing surface formed by a hole of a boss below the frame 3.
[0104]
On the other hand, the lubrication hole 31 in the lever member 6 is open to the main bearing 15, and this spherical bearing portion is alwaysCan refuel,Increased bearing reliabilityCan be maintained.
[0105]
FIG. 7 is a view showing the shape of the lever member 6 and an oil supply hole, and FIG. 8 is a sectional view taken along the line CC of FIG. The lever member 6 is generally a round bar shaft, a spherical portion 6a is formed at one axial end and a spherical portion 6c is formed near the axial end, and a cylindrical surface portion is formed at the other axial end. 6b are formed.
[0106]
The spherical portion 6a at one shaft end forms a spherical pair with the slewing bearing 18 shown in FIG. 5, the spherical portion 6c forms a spherical pair with the main bearing 15, and the cylindrical bush 6b at the other shaft end has a spherical bush. The spherical bush 16 is attached to the lower spherical bearing 17 to form a spherical pair.
[0107]
An oil supply hole 31 is formed in the axis of the lever member 6 from one end surface to almost the other end surface. The oil supply hole 31 further branches from the oil supply hole 31 in the spherical portion 6c and the cylindrical surface portion 6b in the radial direction to reach the respective peripheral surfaces. One oil supply hole 31a and 31cOrA plurality is provided.
[0108]
As shown in FIG. 8, an oil supply groove 31b is provided on the peripheral surface of the spherical portion 6c. Similarly, an oil supply groove 31d is provided on the peripheral surface of the cylindrical surface portion 6b.
[0109]
FIG. 9 shows a state in which the spiral member 101 is loaded at the tip of an oil supply hole 32 provided in the axis of the shaft portion 25 of the sub rotor member 20 shown in FIG.Is shown.The spiral member 101 is inserted from the tip of the shaft portion 25 and is prevented from falling off by the support member 102. The spiral member 101 makes it easy for the lubricating oil 8 at the bottom of the compressor to flow into the oil supply hole as the auxiliary rotor member 20 rotates. Since the lubricating oil 8 is sucked up along the spiral member 101, it is particularly effective when the compressor is operated at a low speed.
[0110]
Embodiment 3
Example of the above1,2In the description of the verticalscrollThe present invention has been described with respect to a horizontal compressor.scrollFor compact compressorsApplicable.
[0111]
FIG. 10 shows the vertical installation shown in FIG.scrollType compressor remodeled horizontallyIt is a figure showing Example 3 of the present invention.
[0112]
This horizontalscrollThe type compressor has the same components as those shown in FIG. 5 except for the structure of the lubrication system. The description of the mechanical configuration is omitted, and only the lubrication system will be described.
[0113]
As shown in FIG. 10, a part of the auxiliary bearing support plate 24 is immersed in the lubricating oil 8 stored in the lower part of the body of the closed container 9. Therefore, the lubricating oil path starts from the auxiliary bearing support plate 24.
[0114]
This point is the vertical arrangement shown in FIGS.scrollThis is different from the axial compressor in that the shaft portion 25 of the sub rotor member 20 is the starting point of the lubricating oil path. On the right side in the drawing, oil supply holes 96m, 96l, 96k, 96j, 32 are respectively formed from the auxiliary bearing support plate 24 to the shaft portion 25 of the sub-rotor member 20 via the bearing holding member 39, the spherical bush 36, and the spherical bearing 37. Provided.
[0115]
The lubricating oil 8 passes through these oil supply holes, flows from the oil supply holes 32 of the shaft portion 25, one from the lower spherical bearing 17 through the spherical bush 16, and flows into the oil supply hole 31 provided in the lever member 6, and the other to the main rotor It flows into the oil supply hole 33 provided in the member 7a and reaches each sliding portion. The oil supply path on the upstream side from the oil supply hole 32 of the shaft portion 25 is the same as that shown in FIG.
[0116]
Embodiment 4
FIG.Embodiment 4 of the present inventionHorizontal installation with refueling pumpscrollFIG. 12 is a detailed view of an oil supply pump portion, and FIG. 13 is a sectional view taken along line DD of FIG.
[0117]
thisscrollThe mechanical configuration of the compressor is almost the same as that shown in FIG.So you can seeOnly the lubrication system will be described.
[0118]
In the fourth embodiment, fixed at the bottom of the compressor in which the lubricating oil 8 is stored.scroll1 supports the main bearing 15 of the head plate 1b and the lever member 6 which is supported by a pair of spherical surfaces.flameTurning with 3scrollIn the space surrounded by the second end plate portion 2bscrollThe piston member 105 and the spring member 106 which are in contact with the side outer peripheral surface 2c of the second end plate portion 2b and the pump member 110 which accommodates those members and is constituted by a housing member 109 having an oil suction port and an oil discharge port are provided. A refueling pump is provided.
[0119]
As shown in FIG. 12, the oil suction port and the oil discharge port of the pump chamber 110 are fluiddiodeWithport107 and 108, which branch off from the pump chamber 110 and pass through the lubricating oil 8 at the bottom of the compressor.motorA communication pipe 111 extending to a position higher than the axis 117 and opening is provided.
[0120]
Inhalationport107 is a tapered taper channelThat is,Formed fluid diodepieceConsists offlame3 is fixed to a hole 3a. InhalationportSuction at outlet of 107aspace115 is provided and this suctionspace115 and the pump chamber 110 communicate with each other. vomitport108 also forms a fluidic diode, which is provided at the tip of the piston member 105.
[0121]
This fluiddiodeDischarge withport108 turnsscrollIs in contact with the outer peripheral surface 2c of the end plate 2b, but the outer peripheral surface 2c of the end plate 2bspace116 is provided.spaceTurn from 116scrollAn oil supply hole 96n is formed toward the center of the second end plate portion 2b.
[0122]
The piston member 105 pivots as shown in FIG.scrollThe second end plate 2a is provided with a side outer peripheral surface 2c parallel to the center axis of rotation, and the tip of the piston member 105 is in contact with the end plate 2a.
[0123]
With the above configuration, turningscrollWhen the piston 2 revolves, the piston member 105 in contact with the end plate 2b reciprocates and functions as a pump. When the piston member 105 rises due to the pumping action and the volume in the pump chamber 110 tends to increase,portThe lubricating oil 8 accumulated at the bottom of the compressor is sucked from the pump chamber 110 into the pump chamber 110.
[0124]
Simultaneous discharge at this timeport108 also sucks in the lubricating oil 8 sent to the upstream side,spaceThe flow of the lubricating oil 8 expanded at 116 is a fluiddiodeDischarge withportFlow contracts at the leading edge of 108, where a large flow resistance is generated, and it becomes difficult for the lubricating oil 8 to flow back into the pump chamber 110.
[0125]
Therefore, the lubricating oil 8 is inhaled in many proportions.portIt is sucked from 107.
[0126]
When the piston member 105 descends to reduce the volume in the pump chamber 110,portTurn from 108scrollThe lubricating oil 8 is discharged to the inside of the oil supply hole 96n.
[0127]
At this time, inhalationportAttempt to return lubricating oil 8 from 107spaceThe flow of the lubricating oil 8 expanded at 115 is a fluiddiodeInhalation withportFlow contracts at the leading edge of 107, and a large flow resistance is generated there, making it difficult for the lubricating oil to flow backward.
[0128]
Therefore, lubricating oil 8 is fluiddiodeDischarge withport108, and flows into the oil supply hole 31 inside the lever member 6 through the oil supply hole 96n.
[0129]
As a result, through the respective oil supply holes 31a and 31c (see FIG. 7) branched from the oil supply hole 31, the spherical pair of the spherical portion 6c of the lever member 6 and the main bearing 15, the cylindrical surface portion 6b of the lever member 6, and the spherical bushing. Lubricating oil is supplied to a pair of the lower spherical bearing 17 and the lower spherical bearing 17.
[0130]
The spherical bush 16 is provided with a lubrication hole 96e in the radial direction, and the lower spherical bearing 17 is similarly provided with a lubrication hole 96f.
[0131]
Further, the lubricating oil 8 supplied to the lubrication hole 31 flows through the lubrication hole 96 e of the spherical bush 16 and the lubrication hole 96 f of the lower spherical bearing 17 to flow into the lubrication hole 32 formed in the sub-rotor member 20. The portion is branched and supplied to a sliding portion between the shaft portion 22 at one end of the main rotor member 7a and the hole of the frame 3 through an oil supply hole 33 in the main rotor member 7a of the motor 7, and the other is a sub rotor member. Spherical bushing 36 supporting spherical member 20 and spherical bearing 37 are supplied to a pair.
[0132]
In particular,At the time of high-speed rotation, during the pump suction stroke in which the volume in the pump chamber 110 becomes large, the gas inside the compressor is sucked from the upper end opening of the communication pipe 111 and mixed into the lubricating oil 8 as air bubbles. Due to the nature, the pressure fluctuation in the pump chamber 110 is reduced. This is effective when the cross-sectional area of the communication pipe 111 is small and the length is long.
[0133]
On the other hand, during low-speed rotation, the pressure fluctuation in the pump chamber 110 becomes slow, so that the inside of the communication pipe 111 is filled with lubricating oil.
[0134]
At the time of the pump discharge stroke in which the volume of the pump chamber 110 is small, the amount of oil flowing out of the communication pipe 111 is small due to the resistance of the pipe in the communication pipe 111, so that the pump is turned.scrollA sufficient amount of oil is supplied to each sliding surface in the compressor through an oil supply hole 96n formed in the second end plate portion 2b.
[0135]
Open the upper end opening of the communication pipe 111motorPosition higher than the rotation axisThenA head equivalent to the opening at the upper end is added to the loss resistance of the communication pipe 111, and the same effect as when the cross-sectional area of the pipe is reduced is obtained.
[0136]
FIG. 14 shows pivoting with the lever member 6.scrollFIG. 2 is a diagram showing the refueling of the pair of spherical and two supporting portions. In FIG. 14, the spherical portion 6a of the lever member 6 pivots via the pivot bearing 18.scroll2 is in contact with the boss 2d. TurningscrollThe lubricating oil 8 supplied from the oil supply hole 96 n in the inside 2 is supplied to a sliding portion between the spherical surface portion 6 a of the lever member 6 and the swing bearing 18.
[0137]
On the outer periphery of the slewing bearing 18stickerA member 121 is provided,scrollThe lubricating oil 8 supplied from the oil supply hole 96n inside 2 isstickerBy member 121stickerTurning by actionscrollSince the oil flows into the oil supply hole 31 inside the lever member 6 through the space 127 inside the second boss 2d, it is possible to surely supply oil to each sliding portion inside the compressor.
[0138]
Embodiment 5
FIG. 15 is a view showing a fuel supply path in a compressor using a solid main rotor member instead of the hollow main rotor member of the motor 7 in the scroll compressor shown in FIG. 10 according to a fifth embodiment of the present invention. It is.
[0139]
Inside the main rotor member 7a of the motor 7, a hole portion 120 having a minimum necessary gap into which the lever member 6 is inserted, an oil supply hole 32 inside the sub rotor member 20, and a space on the shaft portion 22 side of the main rotor member 7a. And an oil supply hole 33 communicating with the oil supply port.
[0140]
Oil supply hole 33 inside main rotor member 7a communicating with oil supply hole 32 inside sub-rotor member 20motorDue to the centrifugal force and the pressure difference caused by the inclination with respect to the rotating shaft, the lubricating oil 8 collected at the bottom of the compressor is supplied with the lubrication hole 96m inside the auxiliary bearing support plate 24, the lubrication hole 96l inside the bearing holding member 39, the spherical bearing 37 Through the oil supply hole 96k inside, the oil supply hole 96j inside the spherical surface 36, and the oil supply hole 32 in the sub-rotor member 20, it is necessary and sufficient for each sliding portion in contact with the space on the shaft portion 22 side of the main rotor member 7a and the lever member 6. It is possible to supply only a small amount,flame3 and the shaft portion 22 of the main rotor member 7a in contact with the boss portion 3a are lubricated.
[0141]
Since the oil supply hole 33 inside the main rotor member 7a has a linear shape, the processing is easy. Further, by providing a hole 120 having a minimum necessary gap into which the member 6 is inserted inside the main rotor member 7a,motor7 to secure the magnetic flux density of the magnetic fieldmotorIt is possible to maintain efficiency.
[0142]
Embodiment 6
FIG.Embodiment 6 of the present inventionFIG. 17 is a sectional side view showing a rolling piston type compressor, and FIG. 17 is a sectional view taken along line EE in FIG.
[0143]
This compressor includes a compression mechanism, a compressor driving motor, and a rotor of the motor from one end (left side in FIG. 16) to the other end (right side in FIG. 16) in a cylindrical chamber placed horizontally. The bearings are arranged and arranged sequentially.
[0144]
The cylinder 51 constituting the compression mechanism has a cylindrical hole 51a at the center, and a first plate member 52 and a second plate member 53 are fixed at both ends by bolts 54 so as to close the ends. I have.
[0145]
At this time, the central axis of the hole 52b formed in the boss 52a at the center of the first plate member 52 is fixed so as to be coaxial with the central axis of the cylindrical hole 51a of the cylinder 51. The outer peripheral portion of the cylinder 51 is fixed to the chamber 55. An auxiliary bearing support plate 57 forming a bearing of the stator 56 of the compressor driving motor and the rotor 65 of the compressor driving motor is also fixed to the chamber 55.
[0146]
A boss 57a is formed at the center of the auxiliary bearing support plate 57, and a cylindrical hole 57b is formed at the tip thereof.
[0147]
The central axis of the cylindrical hole 57b is coaxial with the central axis of the hole 52b at the center of the first plate member 52.
[0148]
The main rotor member 58 of the compressor driving motor has a hollow cylindrical shaft portion 58a formed on one end side, and a permanent magnet 59 fixed to the outer peripheral portion. A cavity 60 is formed inside the main rotor member 58, and the cavity 60 is connected to a hollow portion of the shaft portion 58a on one end side.
[0149]
However, the cavity 60 is desirably minimized in order to maintain the function of the motor at a high level, and it is sufficient that the cavity 60 has a size in which the lever member 72 can be arranged.
A sub-rotor member 61 is attached to the other end of the main rotor member 58 of the compressor driving motor integrally with the main rotor member 58.
[0150]
The auxiliary rotor member 61 has a shaft 61a extending toward the other end, and a hole 61b opening toward the cavity 60 is formed so as to be deviated from the center axis of the shaft 61a in the radial direction. . A spherical support member 62 (third spherical bearing) having an outer cylindrical surface and an inner spherical surface is inserted into the hole 61b, and the spherical bush 63 having an outer spherical surface and an inner cylindrical surface by the spherical support member 62. Are supported to form a so-called spherical bearing. The spherical support member 62 is elastically supported by the elastic member 19.
[0151]
The main rotor member 58 and the sub rotor member 61 are integrally connected by bolts 64 or the like so that their shaft portions 58a and 61a are coaxial with each other to form a rotor portion 65 of the compressor driving motor. . The rotor portion 65 has two shaft portions 58a and 61a at each end rotatably fitted into the hole portion 52b of the first plate member 52 and the hole portion 57b of the auxiliary bearing support plate 57, respectively. Supported.
[0152]
A thrust plate 67 mounted on the tip of the shaft portion 61a of the sub-rotor member 61 so as to rotate together with a key 66 is in contact with a thrust bearing 68, and the stator portion 56 and the rotor portion of the compressor driving motor are provided. Since the respective magnet centers 69 and 70 are deflected in the axial direction with respect to each other, a magnetic force in a direction in which the thrust plate 67 and the thrust bearing 68 come into contact with the rotor portion 65 always acts on the rotor portion 65. Is determined by the axial position of the thrust bearing 68.
[0153]
The thrust bearing 68 has a thread formed on its outer periphery, is screwed into the auxiliary bearing support plate 57, adjusts its axial position, and is finally fixed by the lock nut 71.
[0154]
That is, the axial position of the rotor section 65 can be adjusted. This changes the inclination angle of the lever member 72 as described in the first embodiment.
[0155]
The lever member 72 has a spherical portion 72a (first spherical portion) at one end, a cylindrical surface portion 72b at the other end, and another spherical portion 72c (second spherical portion) intermediate the two. The axis connecting the ball center of the portion 72a and the ball center of the spherical portion 72c is the central axis of the cylindrical surface portion 72b.
[0156]
The lever member 72 has a cylindrical surface portion 72b rotatably fitted into the inner peripheral cylindrical surface portion of the spherical bush 63 and supported by bearings. The spherical portion 72c has an outer peripheral cylindrical surface portion and an inner peripheral spherical portion, and has a hole 52b of the first plate member 52. Are supported by a pair of spherical surfaces by a spherical support member 73 (second spherical bearing) inserted and fixed in the pair.
[0157]
A cylindrical roller 74 has an outer cylindrical surface and an inner spherical surface on the spherical portion 72 a of the lever member 72, and is provided via a spherical support member 75 (first spherical bearing) inserted into the inner cylindrical surface of the roller 74. It is supported by a spherical pair.
[0158]
The lever member 72 is formed such that the distance between the center of the spherical portion 72c and the cylindrical surface portion 72b is sufficiently larger than the distance between the center of the spherical portion 72c and the center of the spherical portion 72a.
[0159]
Each of the spherical support members 62, 73, and 75 has a structure that can be divided in the radial direction.
[0160]
The rotation speed of the lever member 72 is very low compared to the rotation speed of the rotor portion 58 of the motor.
[0161]
As a result, even if the load is large on the spherical surface portion 72a and the spherical surface portion 72c, the relative sliding speed is small, and the relative sliding speed is relatively high on the cylindrical surface portion 72b, but the applied load is small.
[0162]
Therefore, should a material with excellent lubrication properties be applied to these spherical pair parts?,By performing a surface treatment such as coating a material having self-lubricating properties, the compressor can be operated without oil lubrication.
[0163]
A vane 76 is integrally fixed to one portion of the outer periphery of the roller 74 by welding or the like. At this time, two parallel planes of the vane 76 are fixed so as to be parallel to the central axis of the roller 74. I have.
[0164]
Outside the cylindrical inner peripheral surface 51a of the cylinder 51, a cylindrical hole 51b having a central axis parallel to the central axis of the cylindrical inner peripheral surface 51a is formed. The sides communicate with a space at the center of the cylinder and another space 77 provided outside the cylindrical hole 51b.
[0165]
The vane 76 is inserted into the cylindrical hole 51b and the space 77. Between the vane 76 and the cylindrical hole 51b, a plane portion slidably in contact with the plane portion of the vane 76 and the cylindrical surface of the cylindrical hole 51b. A sliding member 78 having a cylindrical surface portion slidably in contact with the vane 76 is incorporated with the vane 76 interposed therebetween.SaidIt is supported by a cylinder 51 so as to be able to swing around a central axis.
[0166]
The tip of the vane 76 on the side opposite to the joint with the roller 74 moves in the space 77 and does not interfere with the cylinder 51.
[0167]
With the above configuration, when the rotor 65 of the compressor driving motor rotates, the cylindrical surface 72b is supported at a position deviated from the rotation axis of the rotor 65, and the spherical surface 72c is moved.SaidThe center axis of the lever member 72 supported by a pair of spherical surfaces about a point on the rotation axis has a constant inclination angle with respect to the rotation axis of the rotor unit 65, and has two conical shapes having the apex at the center of the pair of spherical surfaces. Draw the trajectory of
[0168]
Therefore, the center of the spherical portion 72a of the lever member 72 performs a circular motion, and the roller 74 supported by the spherical pair by the spherical portion 72a is revolved.
[0169]
Since the position of the rotor portion 65 can be adjusted in the axial direction, the inclination angle of the center axis of the lever member 72 with respect to the rotation axis of the rotor portion 65 can be adjusted, and the revolution radius of the roller 74 can be reduced.Can be adjusted.That is, the gap between the outer cylindrical surface of the roller 74 and the inner cylindrical surface 51a of the cylinder can be adjusted.
[0170]
A first side chamber 79 and a second side chamber 80 are welded to each end opening of the chamber 55, respectively, to form a closed container as a whole.
[0171]
The working gas flows into the compressor from the suction port 81, passes through the suction passage 51 c formed in the cylinder 51, and is sucked and compressed in the compression chamber by the increase or decrease in the volume of the compression chamber, and is formed on the second plate member 53. A discharge port (not shown) discharges through a discharge valve 82 and a discharge valve holder 83. Thereafter, the fluid flows out of the compressor through a discharge port 84 provided in the second side chamber 80 through the motor chamber.
[0172]
The load acting on the spherical portion 72a of the lever member 72 due to the pressure of the compressed gas acting on the outer periphery of the roller 74 is supported by the lever member 72 being restrained by the other components at the spherical portion 72c and the cylindrical surface portion 72b. However, if it is considered that the center of the spherical portion 72a is the load point, the center of the spherical portion 72c is the fulcrum, and the center of the spherical bush 63 supporting the cylindrical surface portion 72b is the power point, in the present embodiment, compared with the distance between the fulcrum and the load point. Since the distance between the fulcrum and the force point is sufficiently large, the magnitude of the load acting on the force point is greatly reduced by the principle of leverage as compared with the magnitude of the load acting on the load point.
[0173]
During normal operation, the lever member 72 maintains the maximum inclination angle due to the centrifugal force of the lever member 72 itself and the elastic member 19.
[0174]
However, if the pressure in the compression chamber rises abnormally as in the previous embodiment,SaidDue to the arrangement of the elastic member 19, the inclination angle of the lever member 72 is reduced, and the minimum clearance between the cylinder 51 and the roller 74 is larger than that during normal operation.
[0175]
Therefore, according to the present embodiment, the pressure in the compression chamber is quickly reduced, and operation in an overload state can be avoided, and the vane 76 can be prevented from being broken or deformed, and from damage to other moving parts.Can be prevented.
[0176]
Embodiment 7
FIG.Embodiment 7 of the present inventionFIG. 19 is a view showing the overall configuration of the hermetic positive displacement compressor, and FIG.
[0177]
The seventh embodiment is also a compressor of the same type as the rolling piston compressor, and the compression mechanism is changed in the embodiment shown in FIG.This is an example.In the following description, points different from the embodiment of FIG. 16 will be described.
[0178]
Reciprocable to cylinder 51likeThere is a fitted vane member 90, and a preload spring 93 is arranged behind the vane member 90.
For this reason, the other end surface of the vane member 90 is pressed against the outer peripheral surface of the roller 91 to separate the compression working chamber into a suction chamber and a compression chamber.
[0179]
Since the space 57 communicates with the discharge pressure space in the sealed container 79, the pressure in the space 57 is also as high as the same.
Therefore, the vane 90 is pressed against the roller 74 by this pressure. Furthermore, since the other side of the lever member 72 is pressed radially outward by the elastic member 19, the inclination angle of the lever member 72 is maintained at the maximum.
[0180]
As described above, in the seventh embodiment, during normal operation of the compressor,OrIn a rated operation state or the like, the minimum gap between the inner surface of the cylinder 51 and the outer peripheral surface of the roller 91 can be kept small. As a result, the performance of the compressor can be kept high.
[0181]
The effect of the elastic member 19 has an effect of preventing an abnormal increase in the pressure in the compression working chamber as in the above-described embodiment.
[0182]
【The invention's effect】
According to the present invention, a hermetic positive displacement compressor is a compressor including a compression mechanism having a pair of fixed members forming a compression working chamber and a rotating rotor member, and an electric motor driving the rotating rotor. As a transmission mechanism for connecting the mechanism and the electric motor, a first spherical bearing at a front end portion and a first spherical bearing provided at a position eccentric by a turning radius from a turning center axis at a portion of a turning rotor member are spherically paired, and a middle portion of the intermediate portion is provided. The second spherical portion and the second spherical bearing provided at a fixed point on the motor rotating shaft are spherically coupled, and the first and second portions of the spherical bush and the rotor of the motor are slidably fitted on the round shaft portion at the rear end. A third spherical bearing provided at a position on an extension of a straight line connecting the centers of the two spherical portions is provided with an inclined lever member so as to form a spherical pair with the third spherical bearing. Provided with a mechanism Therefore, when the rotor of the electric motor is moved, for example, in the orbiting scroll direction by the positioning mechanism, the slide-fit spherical bush at the rear end of the lever member moves in the axial direction of the lever member, and the third spherical bearing with respect to the electric motor rotating shaft moves. Since the eccentric distance is constant, the tilt angle of the lever member becomes large, and thus the gap between the fixed member and the turning member becomes larger.Can be made smaller,Adjusted during assembly, independent of the accuracy of the various components of the closed displacement compressorOrThe gap that forms the compression working chamber can be optimized by adjustingCan be maintained,Closed displacement type compressor with low leakage and high performanceCan be provided.
[0183]
In the above-mentioned closed displacement type compressor, when a third spherical bearing is further provided on the rotor of the electric motor with an elastic member being pressed outward in the radial direction of the rotor, the liquid flows together with the sucked gas into the compression working chamber. In addition, the lever member presses the elastic member to change the inclination angle of the lever member, and the gap in the compression working chamber automatically increases, causing an excessive pressure rise.Can be prevented.
[0184]
Further, in the closed type positive displacement compressor,
(A) providing a lubricating path for supplying lubricating oil stored in the bottom of a closed vessel containing a compression mechanism and an electric motor from an oil supply hole formed in a rotor of the electric motor to each sliding surface through an oil supply hole formed in a lever member;Or
(B) a pump mechanism for pumping the outer circumferential surface of the orbiting scroll in accordance with the orbital movement of the orbiting scroll member, and a lubricating oil sucked up from the bottom of the sealed container by means of an oil supply hole formed in the orbiting scroll member through a lever member; By providing a lubrication path to supply to each sliding surface via a lubrication hole formed in
It is possible to supply a necessary and sufficient amount of lubricating oil to each sliding surface, providing high performance and high reliability.scrollShape compressorCan be provided.Compressor componentsCan be simplified and productivity increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.IsIt is sectional drawing which shows the whole structure of the vertically arranged hermetic scroll compressor.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an engaged state of a scroll member in the cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view showing a bearing mechanism at a lower end portion of a drive shaft (lever member) of the hermetic scroll compressor.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another bearing mechanism at the lower end of the drive shaft (lever member) of the hermetic scroll compressor.
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.IsIt is sectional drawing which shows the whole structure of a vertical installation hermetic scroll compressor, and a lubrication oil supply system.
FIG. 6 is a partial sectional view showing a mechanism for adjusting a tilt angle of a lever member.
FIG. 7 is a view showing a lever member.
FIG. 8 is a sectional view taken along line CC of FIG. 7;
FIG. 9 is a view showing an oil supply mechanism in which a spiral member is provided in a lubrication oil supply hole.
FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention.IsIt is sectional drawing which shows the whole structure of a horizontally-mounted hermetic scroll compressor, and a lubrication oil supply system.
FIG. 11 shows a fourth embodiment of the present invention.IsIt is sectional drawing which shows the whole structure of a horizontally-mounted hermetic scroll compressor, and a lubrication oil supply system.
12 is a partial view of FIG. 11 and is a configuration diagram of a refueling pump.
FIG. 13 is a view for explaining the operation of the oil supply pump in the cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 11;
FIG. 14 is a view showing a seal of a bearing portion between the lever member and the orbiting scroll.
FIG. 15 shows a fifth embodiment of the present invention.IsIt is sectional drawing which shows the whole structure of a horizontally-mounted hermetic scroll compressor, and a lubrication oil supply system.
FIG. 16 shows a sixth embodiment of the present invention.IsIt is sectional drawing which shows the whole structure of a sealed rotary compressor.
FIG. 17 is a sectional view showing a section taken along line EE of FIG. 16;Is.
FIG. 18 shows a seventh embodiment of the present invention.IsIt is sectional drawing which shows the whole structure of a sealed rotary compressor.
19 is a sectional view taken along line FF of FIG. 18;
[Explanation of symbols]
1 fixed scroll
1a Scroll wrap
1b End plate
2 orbiting scroll
2a Scroll wrap
2b head plate
3 frames
6 Lever members
6a, 6c Spherical part
6b Cylindrical surface
7 Motor
7a Main rotor member of motor
7b Stator of motor
8 Lubricating oil
9 Closed container
10 Compression working chamber
11 Suction pipe
12 Discharge port
13 Discharge pipe
15 Main bearing
16 Spherical bush
17 Lower spherical bearing
18 Slewing bearing
19 Elastic member
20 Sub rotor member
22 Shaft
23 Slide bearing
24 Auxiliary bearing support plate
25 Shaft
26 Thrust plate
31, 32, 33 Oil hole
36 spherical bush
39 Bearing holding member
51 cylinder
52 First plate member
53 Second plate member
55 chambers
56 Stator of motor
57 Auxiliary bearing support plate
58 Main rotor member
61 Sub rotor member
62 Spherical support member
63 spherical bush
65 Motor rotor
67 Thrust plate
68 Thrust bearing
72 Lever member
72a spherical surface
72b cylindrical surface
72c spherical surface
73 Spherical support member
74 rollers
75 Spherical support member
76 Vane
78 Sliding member
81 Inlet
82 Discharge valve
84 Discharge port
90 Vane
91 rollers
93 Preload spring
96a Oil supply hole
96n oil supply hole
101 spiral member
102 Supporting member
105 Piston member
106 spring member
107 Oil inlet
108 Oil outlet
107a fluiddiodeWith inhalationport
108a fluiddiodeWith dischargeport
110 pump room
111 communication pipe
112a, 112bTaperChannel
114 inhalationpiece