JP2001289169A - Compressor - Google Patents

Compressor

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JP2001289169A
JP2001289169A JP2000103036A JP2000103036A JP2001289169A JP 2001289169 A JP2001289169 A JP 2001289169A JP 2000103036 A JP2000103036 A JP 2000103036A JP 2000103036 A JP2000103036 A JP 2000103036A JP 2001289169 A JP2001289169 A JP 2001289169A
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JP
Japan
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bearing
journal bearing
oil
main shaft
refrigerant
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000103036A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumitoshi Nishiwaki
文俊 西脇
Hidenobu Shintaku
秀信 新宅
Hiroyuki Fukuhara
弘之 福原
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/42Pumps with cylinders or pistons

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  • Compressor (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compressor of high efficiency and reliability making reduction capable of a sliding loss without causing surface damage of abrasion or the like by direct contact in a journal bearing part of the compressor even by using an HFCs refrigerant or a natural refrigerant containing no chlorine with a poor abrasion resistance characteristic. SOLUTION: Crowning is formed in a journal bearing end part of a journal bearing part for a compressor, also an oil film thickness parameter value Λrepresenting a bearing characteristic of the journal bearing part is set to Λ>3.3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は冷凍冷蔵庫や空調機
等に用いられる冷媒圧縮機のジャーナル軸受に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a journal bearing of a refrigerant compressor used for a refrigerator or an air conditioner.

【0002】[0002]

【従来の技術】冷凍空調用の電動圧縮機としては、圧縮
部がレシプロ式、ロータリー式およびスクロール式のも
のがあり、いずれの方式も家庭用、業務用の冷凍空調分
野で使用されており、いずれの方式の圧縮機においても
圧縮部を駆動する主軸の径方向の力はジャーナル軸受に
よって支持されている。ここでは、スクロール式の圧縮
機を例に取り従来の技術を説明する。空調用に使用され
ているスクロール圧縮機としては、特開平6−3073
56号公報に開示されているものが知られている。
2. Description of the Related Art As electric compressors for refrigeration and air conditioning, there are reciprocating compressors, rotary compressors and scroll compressors, all of which are used in home and commercial refrigeration and air conditioning fields. In any type of compressor, the radial force of the main shaft that drives the compression section is supported by journal bearings. Here, a conventional technology will be described taking a scroll type compressor as an example. Japanese Patent Laid-Open No. 6-3073 discloses a scroll compressor used for air conditioning.
One disclosed in Japanese Patent Publication No. 56 is known.

【0003】図5に従来のスクロール圧縮機の縦断面図
を示す。密閉容器1の内部には、固定スクロール2aと
固定スクロール2aに対して旋回運動する可動スクロー
ル2bを噛み合わせた圧縮機構部2と、可動スクロール
2bを支えるスラスト軸受3、スラスト軸受3を支承す
る軸受部品4を上部に設けている。そして、可動スクロ
ール2bの軸2cを、主軸5の端部のクランク部5aに
設けた穴部の偏心軸受6に挿入し、可動スクロール2b
を主軸5の回転運動により旋回運動させる。主軸5には
電動機7の回転子7aが取り付けられており、密閉容器
1に焼き嵌め固定された固定子7bとともに軸受部品4
の下部に配設されている。ジャーナル軸受8は軸受部品
4に環状のブッシュ材を圧入することにより形成されて
おり、主軸5に作用する径方向の力を支えている。密閉
容器1の下方底部には潤滑油9を貯溜する油だめ10が
設けられている。また、密閉容器1の側部には冷媒ガス
の吸入管11が設けられている。そして、密閉容器1の
内部のスペーサー22より下側には吸入側のガス圧力
が、スペーサー22より上側には圧縮側のガス圧力が作
用する構成となっている。前記軸受部品4にはジャーナ
ル軸受8、偏心軸受6、スラスト軸受3を潤滑、冷却し
た潤滑油9を排出する油排出口12が設けられている。
主軸5には潤滑油9を各軸受部、すなわちジャーナル軸
受8、偏心軸受6、スラスト軸受3へ供給する貫通穴1
3を設け、かつ主軸5の下端には油ガイド14を圧入ま
たは焼き嵌め固定して取り付け、潤滑油9を吸い上げる
ようにしている。15は固定スクロール2aの上部に設
けられた吐出チャンバー、16は密閉容器1の外へ圧縮
ガスを出す吐出管である。固定スクロール2aと軸受部
品4とはスペーサー22をはさんでボルトで締結されて
いる。スペーサー22は、その外周で密閉容器1に密封
溶接固定されており、下方の吸入圧力部と上方の圧縮圧
力部の仕切りとなっている。19は停止時に可動スクロ
ール2bが逆転するのを防ぐための逆止弁、24は逆止
弁の動きを規制する逆止弁ガイド、20は可動スクロー
ル2bを固定スクロール2aに対して旋回運動させるた
めの自転防止用のオルダムリング、21は圧縮機構部2
へ低圧ガスを吸い込ませる軸受部品4に設けた吸入口で
ある。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a conventional scroll compressor. A compression mechanism 2 in which a fixed scroll 2a and a movable scroll 2b orbiting with respect to the fixed scroll 2a are engaged, a thrust bearing 3 for supporting the movable scroll 2b, and a bearing for supporting the thrust bearing 3 are provided inside the closed casing 1. The component 4 is provided on the upper part. Then, the shaft 2c of the movable scroll 2b is inserted into the eccentric bearing 6 of the hole provided in the crank 5a at the end of the main shaft 5, and the movable scroll 2b
Is rotated by the rotational motion of the main shaft 5. A rotor 7 a of an electric motor 7 is attached to the main shaft 5, and a bearing component 4 together with a stator 7 b shrink-fitted and fixed to the closed casing 1.
It is arranged at the lower part. The journal bearing 8 is formed by press-fitting an annular bush material into the bearing component 4 and supports a radial force acting on the main shaft 5. An oil sump 10 for storing a lubricating oil 9 is provided at a lower bottom portion of the closed container 1. Further, a suction pipe 11 for a refrigerant gas is provided on a side portion of the closed container 1. The gas pressure on the suction side acts on the lower side of the spacer 22 inside the sealed container 1, and the gas pressure on the compression side acts on the upper side of the spacer 22. The bearing part 4 is provided with an oil outlet 12 for lubricating the journal bearing 8, the eccentric bearing 6, and the thrust bearing 3 and discharging the lubricating oil 9 cooled.
The main shaft 5 has a through hole 1 for supplying a lubricating oil 9 to each bearing portion, that is, a journal bearing 8, an eccentric bearing 6, and a thrust bearing 3.
An oil guide 14 is press-fitted or shrink-fitted and fixed to the lower end of the main shaft 5 so as to suck up the lubricating oil 9. Reference numeral 15 denotes a discharge chamber provided above the fixed scroll 2a, and reference numeral 16 denotes a discharge pipe for discharging compressed gas to the outside of the closed vessel 1. The fixed scroll 2a and the bearing component 4 are fastened by bolts with the spacer 22 interposed therebetween. The spacer 22 is hermetically welded and fixed to the airtight container 1 at its outer periphery, and serves as a partition between a lower suction pressure portion and an upper compression pressure portion. Reference numeral 19 denotes a check valve for preventing the movable scroll 2b from rotating backward when stopped, reference numeral 24 denotes a check valve guide for restricting the movement of the check valve, and reference numeral 20 denotes an orbital movement of the movable scroll 2b with respect to the fixed scroll 2a. Oldham ring for preventing rotation of the compression mechanism 21
This is a suction port provided in the bearing component 4 for sucking low pressure gas.

【0004】次に上記機構からなる圧縮機構の作用を説
明する。低圧ガスは吸入管11より戻り、圧縮機構部2
に吸入される。固定スクロール2aに対して可動スクロ
ール2bを自転しないように旋回運動させることによ
り、固定スクロール2aと可動スクロール2bとの間に
形成された複数の圧縮空間が外側から内側に向かって次
第に縮小させられて圧縮が行われる。圧縮されたガスは
高圧ガスとなり、一旦吐出チャンバー15へ入る。そし
て吐出管16より密閉容器1外へ吐出され、再び低圧ガ
スを循環させ、周知の圧縮サイクルを構成する。
Next, the operation of the compression mechanism including the above mechanism will be described. The low-pressure gas returns from the suction pipe 11, and the compression mechanism 2
Inhaled. By rotating the movable scroll 2b so as not to rotate with respect to the fixed scroll 2a, a plurality of compression spaces formed between the fixed scroll 2a and the movable scroll 2b are gradually reduced from the outside to the inside. Compression is performed. The compressed gas becomes a high-pressure gas and once enters the discharge chamber 15. Then, the gas is discharged from the discharge pipe 16 to the outside of the closed vessel 1 and the low-pressure gas is circulated again, thereby forming a known compression cycle.

【0005】一方、油ガイド14で吸い上げられた潤滑
油9は、主軸5の貫通穴13の中を上昇し、偏心軸受
6、スラスト軸受3、ジャーナル軸受8を潤滑、冷却し
て、油排出口12から固定子7b上部へ排出され、固定
子7bの切り欠き部18を通って油だめ10に戻る潤滑
サイクルを形成している。
On the other hand, the lubricating oil 9 sucked up by the oil guide 14 rises in the through hole 13 of the main shaft 5, lubricates and cools the eccentric bearing 6, the thrust bearing 3, and the journal bearing 8, and the oil discharge port. A lubrication cycle is formed which is discharged from 12 to the upper part of the stator 7b and returns to the sump 10 through the notch 18 of the stator 7b.

【0006】従来の業務用のスクロール圧縮機では、冷
媒としてハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC2
2)を、冷凍機油として鉱物油を用いていた。主軸5お
よび軸受部品4にはネズミ鋳鉄材を用い、摺動部には高
周波焼入れ等の表面硬化処理を行っていた。そして、ジ
ャーナル軸受8は軸受部品4に環状の裏金付き樹脂複合
軸受材あるいは裏金付きメタル軸受材を圧入することに
より形成していた。裏金付き樹脂複合軸受材は、板厚
1.3〜1.8mm程度の鋼板を裏金に用い、その鋼板
上面に多孔質焼結層および樹脂層を形成した軸受材であ
る。同様に、裏金付きメタル軸受材は鋼板を裏金に用
い、その鋼板上面に銅合金、アルミニウム合金、鉛基ホ
ワイトメタル等の軸受メタル層を形成した軸受材であ
る。
In a conventional commercial scroll compressor, hydrochlorofluorocarbon (HCFC2) is used as a refrigerant.
In 2), mineral oil was used as a refrigerator oil. A gray cast iron material was used for the main shaft 5 and the bearing component 4, and a sliding portion was subjected to a surface hardening treatment such as induction hardening. The journal bearing 8 is formed by press-fitting an annular resin composite bearing material with a back metal or a metal bearing material with a back metal into the bearing component 4. The resin composite bearing material with a backing metal is a bearing material in which a steel plate having a thickness of about 1.3 to 1.8 mm is used as a backing metal and a porous sintered layer and a resin layer are formed on the upper surface of the steel plate. Similarly, a metal bearing material with a back metal is a bearing material in which a steel plate is used as a back metal and a bearing metal layer such as a copper alloy, an aluminum alloy, or a lead-based white metal is formed on the upper surface of the steel plate.

【0007】圧縮室内のガス圧力の径方向成分および慣
性力等のための旋回スクロールには径方向の荷重が作用
する。この荷重は、その作用する方向が主軸5の回転と
同じ方向に回転し、偏心軸受6を介してジャーナル軸受
8で支持される。すなわち、鋳鉄材料から成る主軸5
は、ガス圧縮等により発生する非常に大きな荷重で、ジ
ャーナル軸受8の内面に押し付けられながら回転運動す
ることになる。この主軸の回転により、ジャーナル軸受
内部にはくさび形油膜が形成され、発生する油膜圧力の
合力と荷重が釣り合うことで、主軸が支えられていた。
主軸とジャーナル軸受内面の間に油膜が形成されること
により、主軸とジャーナル軸受内面が直接接触しない状
態、すなわち潤滑状態は流体潤滑状態となり、大きな摩
耗が発生することはなかった。
[0007] A radial load acts on the orbiting scroll for the radial component of gas pressure in the compression chamber, inertia force, and the like. This load rotates in the same direction as the rotation of the main shaft 5, and is supported by the journal bearing 8 via the eccentric bearing 6. That is, the main shaft 5 made of cast iron material
Is rotated by a very large load generated by gas compression or the like while being pressed against the inner surface of the journal bearing 8. By the rotation of the main shaft, a wedge-shaped oil film is formed inside the journal bearing, and the main shaft is supported by balancing the resultant force of the generated oil film pressure and the load.
Since the oil film is formed between the main shaft and the inner surface of the journal bearing, the state where the main shaft and the inner surface of the journal bearing are not in direct contact, that is, the lubricating state is a fluid lubricating state, and no large wear occurs.

【0008】一般に、すべり面が完全に平滑であれば、
流体潤滑理論通りの膜厚の流体膜が形成され、分子層程
度の厚さになるまで連続流体膜による潤滑が行われる。
しかし、実際には、表面凹凸、やうねりを持った表面同
士が接近しあうので、膜厚が表面凹凸の高さと同程度に
なると、突起の先端での2面の接触が始まり、その部分
は境界潤滑の状態となる。平均膜厚はかなりあっても流
体潤滑から混合潤滑への移行が起こる。
In general, if the slip surface is completely smooth,
A fluid film having a film thickness in accordance with the theory of fluid lubrication is formed, and lubrication by a continuous fluid film is performed until the thickness becomes about the molecular layer.
However, in actuality, the surfaces with surface irregularities and undulations approach each other, so when the film thickness becomes about the same as the height of the surface irregularities, contact between the two surfaces at the tip of the projection starts, and that part is It becomes a state of boundary lubrication. The transition from fluid lubrication to mixed lubrication occurs even though the average film thickness is considerable.

【0009】したがって、次の(数1)の式で表される
油膜厚さパラメータΛ(平滑な面として求めた油膜厚さ
hの合成粗さσに対する比)なる概念を導入すると、
Therefore, when the concept of the oil film thickness parameter Λ (the ratio of the oil film thickness h obtained as a smooth surface to the composite roughness σ) expressed by the following equation (1) is introduced,

【0010】[0010]

【数1】 Λ≦1の領域では、完全に境界潤滑が起こり、Λ>1の
領域では、混合潤滑から流体潤滑が期待できる。
(Equation 1) In the region of Λ ≦ 1, boundary lubrication occurs completely, and in the region of Λ> 1, fluid lubrication can be expected from mixed lubrication.

【0011】流体潤滑状態では油膜厚さパラメータ値Λ
が小さいほど、油膜厚さが小さくなり、摩擦係数が小さ
くなるため、ジャ ーナル軸受における摺動損失が減少
することから、油膜厚さパラメータ値Λを減少させる設
計を行い、圧縮機の機械損失の低減、高効率化を図って
いた。しかしながら、油膜厚さパラメータ値Λを減少さ
せすぎると、形成される油膜厚さが減少し、潤滑状態が
流体潤滑から混合潤滑、境界潤滑となり、主軸とジャー
ナル軸受内面が直接接触する状態が生じて信頼性を損ね
ていた。
In the fluid lubrication state, the oil film thickness parameter value Λ
The smaller the oil film thickness, the smaller the oil film thickness and the lower the coefficient of friction, which reduces the sliding loss in journal bearings. Reduction and higher efficiency. However, if the oil film thickness parameter value Λ is excessively reduced, the formed oil film thickness decreases, and the lubrication state changes from fluid lubrication to mixed lubrication and boundary lubrication, and a state occurs in which the main shaft and the inner surface of the journal bearing are in direct contact. The reliability was impaired.

【0012】従来用いられてきた冷媒HCFC22は分
子中に塩素原子を含むことにより極圧剤的潤滑効果を発
揮し、耐摩擦、耐摩耗特性が非常に良かった。また、冷
凍機油として用いてきた鉱物油は耐摩耗、耐焼付き性に
優れた冷凍機油であった。このように、従来の冷媒、冷
凍機油の潤滑性は高かった。このため、ジャーナル軸受
部での潤滑状態が、流体潤滑状態から混合潤滑状態、境
界潤滑状態に変化しても、大きな摩耗が発生し信頼性を
損ねることはなかった。
The refrigerant HCFC22 which has been conventionally used exhibits a lubricating effect as an extreme pressure agent by containing chlorine atoms in the molecule, and has very good friction and wear resistance characteristics. Further, the mineral oil used as the refrigerating machine oil was a refrigerating machine oil having excellent wear resistance and seizure resistance. Thus, the lubricating properties of the conventional refrigerant and refrigerating machine oil were high. For this reason, even if the lubrication state of the journal bearing changes from a fluid lubrication state to a mixed lubrication state and a boundary lubrication state, large wear did not occur and reliability was not impaired.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】今後、地球環境、特に
オゾン層保護および地球温暖化防止の観点から、空調機
用冷媒を従来用いてきた冷媒HCFC22から塩素原子
を含まないハイドロフルオロカーボン(HFCs)冷媒
あるいは炭化水素(HC)、二酸化炭素(CO2)など
の自然冷媒に切り替える必要がある。しかしながら、こ
のHFCs冷媒および自然冷媒は、分子中に塩素原子を
含まないため極圧剤的潤滑効果が乏しく、耐摩耗・耐焼
付き特性が非常に劣化する。そして、この際に使用する
冷凍機油は、HFCs冷媒および自然冷媒に対して相溶
性が必要との観点から、ポリオールエステル(POE)
油の採用を検討している。この冷凍機油は、従来の鉱物
油に比べて耐摩耗・耐焼付き特性が非常に劣化する。
In the future, from the viewpoint of protecting the global environment, in particular, the protection of the ozone layer and the prevention of global warming, a refrigerant for air conditioners, HCFC22, which has been conventionally used, is replaced with a hydrofluorocarbon (HFCs) refrigerant containing no chlorine atom. Alternatively, it is necessary to switch to a natural refrigerant such as hydrocarbon (HC) and carbon dioxide (CO2). However, since the HFCs refrigerant and the natural refrigerant do not contain a chlorine atom in the molecule, they have a poor lubrication effect as an extreme pressure agent, and the wear resistance and seizure resistance are extremely deteriorated. The refrigerating machine oil used at this time is a polyol ester (POE) from the viewpoint that compatibility with the HFCs refrigerant and the natural refrigerant is necessary.
We are considering using oil. This refrigerating machine oil has significantly deteriorated wear and seizure resistance as compared with conventional mineral oil.

【0014】このような潤滑性の乏しい過酷な摺動雰囲
気下で、上記の従来の構成では、圧縮機の高効率化を目
指して、油の粘性係数、主軸回転速度、軸受幅などを小
さくし、あるいは軸受隙間を大きくして、油膜厚さを減
少させ、すなわち油膜厚さパラメータ値Λを減少させる
ことにより 摩擦係数を低下させて、軸受の摺動損失を
低減していた。しかしながら、油膜厚さパラメータ値Λ
を減少させすぎると、形成される油膜厚さが減少し、潤
滑状態が流体潤滑から混合潤滑、境界潤滑となり、摺動
損失が増大するだけでなく、摩耗の増大を招き信頼性を
損ねていた。
Under such a severe sliding atmosphere with poor lubricity, the conventional configuration described above reduces the viscosity coefficient of the oil, the main shaft rotation speed, the bearing width, etc. in order to increase the efficiency of the compressor. Alternatively, the bearing gap is increased to reduce the oil film thickness, that is, by reducing the oil film thickness parameter value 減少, thereby reducing the friction coefficient and reducing the sliding loss of the bearing. However, the oil film thickness parameter value Λ
If the oil content is excessively reduced, the formed oil film thickness decreases, and the lubrication state changes from fluid lubrication to mixed lubrication and boundary lubrication, which not only increases sliding loss but also increases wear and impairs reliability. .

【0015】さらに、上記の従来の構成では、圧縮機構
部が主軸を支えるジャーナル軸受から軸方向に突き出し
た構成であるため、可動スクロールに作用する荷重によ
って軸受にはモーメントが加わり、軸受内での軸の傾斜
が生じ、片当たり現象が生じていた。このため、荷重分
布は軸受の軸方向に一様ではなく、軸受端部で荷重が極
端に高くなる傾向があった。その結果、軸受端部近傍が
主軸との直接接触により摩耗など表面損傷を起こしやす
かった。そして、摺動損失および摩耗が増大し、圧縮機
の効率を低下させるだけでなく信頼性も損ねていた。
Further, in the above-mentioned conventional configuration, since the compression mechanism portion is configured to protrude in the axial direction from the journal bearing supporting the main shaft, a moment is applied to the bearing by a load acting on the movable scroll, and the moment in the bearing is reduced. The inclination of the shaft occurred, and the phenomenon of one-side contact occurred. For this reason, the load distribution is not uniform in the axial direction of the bearing, and the load tends to be extremely high at the bearing end. As a result, surface damage, such as wear, was likely to occur near the bearing end due to direct contact with the main shaft. As a result, sliding loss and wear increase, which not only reduces the efficiency of the compressor but also impairs reliability.

【0016】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、HFCs冷媒あるいは自然冷媒の摺動雰囲気下にお
けるジャーナル軸受部の摺動損失の低減による高効率化
および高信頼性化を可能とする圧縮機を提供することを
目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and enables high efficiency and high reliability by reducing the sliding loss of the journal bearing portion under the sliding atmosphere of HFCs refrigerant or natural refrigerant. An object is to provide a compressor.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1に記載の本発明は、密閉容器の内部に圧縮機
構部と、前記圧縮機構部を駆動する主軸と、前記主軸を
支えるジャーナル軸受部と、前記主軸に取り付けた回転
子と前記密閉容器に取り付けた固定子を含む電動機をそ
れぞれ備え、前記ジャーナル軸受部の軸受特性を表わす
油膜厚さパラメータ値ΛをΛ>3.3としたことを特徴
とする圧縮機である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a compression mechanism, a main shaft for driving the compression mechanism, and a support for the main shaft. A journal bearing, and an electric motor including a rotor attached to the main shaft and a stator attached to the hermetic container. The oil film thickness parameter value 表 わ す representing the bearing characteristics of the journal bearing is Λ> 3.3. A compressor characterized in that:

【0018】請求項2に記載の本発明は、ジャーナル軸
受部の軸の表面粗さRaをRa≦0.2、軸受の表面粗
さRaをRa≦0.3とした請求項1記載の圧縮機であ
る。
According to a second aspect of the present invention, the surface roughness Ra of the shaft of the journal bearing is Ra ≦ 0.2, and the surface roughness Ra of the bearing is Ra ≦ 0.3. Machine.

【0019】請求項3に記載の本発明は、密閉容器の内
部に圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する主軸と、
前記主軸を支えるジャーナル軸受部と、前記主軸に取り
付けた回転子と前記密閉容器に取り付けた固定子を含む
電動機をそれぞれ備え、前記ジャーナル軸受部の端部に
クラウニングを形成したことを特徴とする圧縮機であ
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a compression mechanism, a main shaft for driving the compression mechanism, inside a closed container;
Compression characterized by comprising a journal bearing portion for supporting the main shaft, an electric motor including a rotor attached to the main shaft and a stator attached to the closed container, and a crowning formed at an end of the journal bearing portion. Machine.

【0020】請求項4に記載の本発明は、ジャーナル軸
受部にカーボンブッシュ材、樹脂ブッシュ材、裏金付き
樹脂複合軸受材、裏金付きメタル軸受材あるいは鋳鉄材
を用いる請求項3に記載の圧縮機である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the compressor according to the third aspect, a carbon bushing material, a resin bushing material, a resin composite bearing material with a backing metal, a metal bearing material with a backing metal, or a cast iron material is used for the journal bearing portion. It is.

【0021】請求項5に記載の本発明は、ジャーナル軸
受部の一端あるいは両端にクラウニングを形成した請求
項3に記載の圧縮機である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the compressor according to the third aspect, wherein a crowning is formed at one or both ends of the journal bearing.

【0022】請求項6に記載の本発明は、ジャーナル軸
受部の軸受特性を表わす油膜厚さパラメータ値ΛをΛ>
3.3とした請求項3〜5のいずれかに記載の圧縮機で
ある。
According to a sixth aspect of the present invention, an oil film thickness parameter value を representing the bearing characteristics of the journal bearing portion is set to Λ>
The compressor according to any one of claims 3 to 5, wherein the compressor is 3.3.

【0023】請求項7に記載の本発明は、作動流体とし
てハイドロフルオロカーボン(HFCs)冷媒を、冷凍
機油としてHFCs冷媒に対する溶解度が乏しいアルキ
ルベンゼン油もしくは鉱物油を用いた請求項1〜6のい
ずれかに記載の圧縮機である。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the method according to any one of the first to sixth aspects, wherein a hydrofluorocarbon (HFCs) refrigerant is used as a working fluid, and an alkylbenzene oil or a mineral oil having poor solubility in the HFCs refrigerant is used as a refrigerating machine oil. It is a compressor of the description.

【0024】請求項8に記載の本発明は、作動流体とし
てハイドロフルオロカーボン(HFCs)冷媒を、冷凍
機油としてエステル油もしくはエーテル油等のHFCs
冷媒に対する相溶油を用いた請求項1〜6のいずれかに
記載の圧縮機である。
The present invention according to claim 8 is characterized in that a hydrofluorocarbon (HFCs) refrigerant is used as a working fluid, and an HFCs such as an ester oil or an ether oil is used as a refrigerating machine oil.
The compressor according to any one of claims 1 to 6, wherein a compatible oil for the refrigerant is used.

【0025】請求項9に記載の本発明は、作動流体とし
て炭化水素(HC)冷媒もしくは二酸化炭素(CO2)
冷媒を用いた請求項1〜6のいずれかに記載の圧縮機で
ある。
According to a ninth aspect of the present invention, the working fluid is a hydrocarbon (HC) refrigerant or carbon dioxide (CO2).
The compressor according to any one of claims 1 to 6, wherein a refrigerant is used.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明のいくつかの実施の
形態について、図面を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】(実施の形態1)図1は本発明の第1の実
施の形態における圧縮機用ジャーナル軸受の要部断面図
である。ここで図1に示す圧縮機用ジャーナル軸受は、
スクロール圧縮機の主軸のジャ ーナル軸受であるた
め、ジャーナル軸受部以外の圧縮機の構成は、図5で詳
述した従来のスクロール圧縮機と同様な構成であり、同
一機能部品については同一番号を使用する。また、従来
例と同一の構成および作用の説明は省くことにする。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of a main part of a journal bearing for a compressor according to a first embodiment of the present invention. Here, the journal bearing for a compressor shown in FIG.
Since it is a journal bearing for the main shaft of the scroll compressor, the configuration of the compressor other than the journal bearing is the same as that of the conventional scroll compressor described in detail with reference to FIG. use. The description of the same configuration and operation as in the conventional example will be omitted.

【0028】ジャーナル軸受25は軸受部品4に環状の
カーボンブッシュ材26を焼き嵌めし固定している。カ
ーボンブッシュ材は、リング状に成形し焼結したカーボ
ン素材にPb、Sb、Sn、Cuなどの金属元素を含浸
させた後、摺動表面を研削、研磨して仕上げたものであ
る。環状のカーボンブッシュ材26の肉厚は3.5mmと
した。主軸5および軸受部品4にはネズミ鋳鉄材FC2
50を用い、主軸5の摺動部には高周波焼入れを行い表
面硬度を高めている。
The journal bearing 25 is formed by shrink-fitting an annular carbon bushing material 26 to the bearing component 4 and fixing it. The carbon bushing material is formed by impregnating a ring-shaped carbon material sintered with a metal element such as Pb, Sb, Sn, or Cu, and then grinding and polishing the sliding surface to finish. The thickness of the annular carbon bush material 26 was 3.5 mm. The cast iron material FC2 is used for the main shaft 5 and the bearing component 4.
The surface hardness of the sliding portion of the main shaft 5 is increased by induction hardening.

【0029】そして、本発明の圧縮機用ジャーナル軸受
は、軸受の仕様(例えば軸径D=33mm、軸受幅L=1
5.8mm、隙間比ψ=0.0027、軸の表面粗さR
a=0.2μm、カーボンブッシュ材の表面粗さRa=
0.3μm)を選定することにより、スクロ ール圧縮
機の各種定格運転条件におけるジャーナル軸受の油膜厚
さhがh>1.7μmになり、油膜厚さパラメータ値Λ
がΛ>3.3になる構成にした。
The journal bearing for a compressor according to the present invention has a bearing specification (for example, shaft diameter D = 33 mm, bearing width L = 1).
5.8 mm, gap ratio ψ = 0.0027, shaft surface roughness R
a = 0.2 μm, carbon bushing surface roughness Ra =
0.3 μm), the oil film thickness h of the journal bearing under various rated operating conditions of the scroll compressor becomes h> 1.7 μm, and the oil film thickness parameter value Λ
Is set to satisfy Λ> 3.3.

【0030】次に上記構成からなる圧縮機用ジャーナル
軸受の作用を説明する。固定スクロール(図示せず)に
対して可動スクロール2bを自転しないように旋回運動
させることにより、固定スクロールと可動スクロール2
bの間に形成される複数の圧縮空間が外側から内側へ向
かって次第に縮小させられ圧縮が行われる。圧縮された
ガスは高圧ガスとなる。この高圧のガス圧力の径方向成
分および慣性力等のため可動スクロールには径方向の荷
重が作用する。この荷重は、偏心軸受6を介してジャー
ナル軸受25で支持される。
Next, the operation of the journal bearing for a compressor having the above configuration will be described. By rotating the movable scroll 2b so as not to rotate with respect to the fixed scroll (not shown), the fixed scroll and the movable scroll 2b are rotated.
The plurality of compression spaces formed between b are gradually reduced from the outside to the inside to perform compression. The compressed gas becomes a high pressure gas. A radial load acts on the orbiting scroll due to a radial component of the high gas pressure, an inertial force, and the like. This load is supported by the journal bearing 25 via the eccentric bearing 6.

【0031】このように、鋳鉄材料から成る主軸5は、
ガス圧縮等により発生する非常に大きな荷重で、ジャー
ナル軸受25の内面に押し付けられながら回転運動する
ため、この主軸の回転により軸受内部に形成される油膜
の厚さが薄くなり、潤滑状態が非常に過酷となり、主軸
とジャーナル軸受内面が直接接触する状態、すなわち混
合潤滑あるいは境界潤滑状態に移行しやすい。
As described above, the main shaft 5 made of the cast iron material is
Due to the extremely large load generated due to gas compression and the like, the journal bearing 25 rotates while being pressed against the inner surface thereof, so that the rotation of the main shaft reduces the thickness of the oil film formed inside the bearing, and the lubrication state becomes extremely large. It becomes severe and tends to shift to a state where the main shaft and the inner surface of the journal bearing are in direct contact, that is, a mixed lubrication or boundary lubrication state.

【0032】しかしながら、本実施形態では、スクロー
ル圧縮機の各種定格運転条件におけるジャーナル軸受2
5の油膜厚さhがh>1.7μmになり、油膜厚さパラ
メータ値ΛがΛ>3.3になる構成としたものであるた
め、次に述べるような作用が生じる。
However, in this embodiment, the journal bearing 2 under various rated operating conditions of the scroll compressor is used.
5, the oil film thickness h becomes h> 1.7 μm, and the oil film thickness parameter value Λ becomes Λ> 3.3.

【0033】発明者らは、上記のような構成もしくは手
段によって得られる新事実、作用を以下に述べる実験に
基づき確認した。
The present inventors have confirmed the new facts and effects obtained by the above-described configuration or means based on the following experiments.

【0034】冷媒(HFC410A)および冷凍機油
(POE油)を用いて、家庭用エアコンのスクロール圧
縮機を各種運転条件で運転を行い、そのジャーナル軸受
の潤滑状態を電圧印可法によって電気的な接触として評
価した。電圧印可の回路は、ジャーナル軸受のブッシュ
材と主軸の間に電位を印可し、非接触状態の時に約0.
09Vを示し、接触状態の時にほぼ0Vとなるように設
定した。なお、実際の測定ではノイズ成分による平均電
圧値のバラツキを考慮し、非接触状態を0.08〜0.
09Vと定義した。
Using a refrigerant (HFC410A) and a refrigerating machine oil (POE oil), a scroll compressor of a home air conditioner is operated under various operating conditions, and the lubrication state of the journal bearing is changed to an electrical contact by a voltage application method. evaluated. The voltage application circuit applies an electric potential between the bushing material of the journal bearing and the main shaft, and when the contact is in a non-contact state, the voltage is approximately 0.1 V.
09V, which was set to be almost 0V in the contact state. In the actual measurement, the non-contact state is set to 0.08 to 0.
09V.

【0035】スクロール圧縮機の定格運転条件、運転周
波数および吐出圧力を変化させた場合のジャーナル軸受
ブッシュ材と主軸の間の電圧と潤滑理論解析から求めた
最小油膜厚さの関係を図2に示す。
FIG. 2 shows the relationship between the voltage between the journal bearing bush material and the main shaft and the minimum oil film thickness obtained from the lubrication theory analysis when the rated operating conditions, operating frequency and discharge pressure of the scroll compressor were changed. .

【0036】なお、図2では、定格運転条件、運転周波
数および吐出圧力を変化させた場合の実験点をそれぞれ
丸印、三角印、四角印で示している。この結果から、油
膜厚さが減少していくと、運転条件にかかわらず最小油
膜厚さ1.7μmをしきい値として、ジャーナル軸受の
ブッシュ材と主軸の間の電圧が急激に減少していること
がわかる。すなわち、この油膜厚さを境として流体潤滑
状態から混合潤滑および境界潤滑状態にジャーナル軸受
の潤滑状態が移行することがわかった。このジャーナル
軸受の主軸の表面粗さRa=0.2μm、カーボンブッ
シュ材の表面粗さRa=0.3μmであり、2面の合成
粗さは0.51μmであった。したがって、この場合の
油膜厚さパラメータ値ΛはほぼΛ=3.3であった。
In FIG. 2, experimental points when the rated operating conditions, the operating frequency, and the discharge pressure are changed are indicated by circles, triangles, and squares, respectively. From this result, as the oil film thickness decreases, the voltage between the bush material and the main shaft of the journal bearing rapidly decreases with the minimum oil film thickness of 1.7 μm as a threshold value regardless of operating conditions. You can see that. That is, it has been found that the lubrication state of the journal bearing shifts from the fluid lubrication state to the mixed lubrication state and the boundary lubrication state on the basis of the oil film thickness. The surface roughness Ra of the main shaft of this journal bearing was 0.2 μm, the surface roughness Ra of the carbon bushing material was 0.3 μm, and the combined roughness of the two surfaces was 0.51 μm. Therefore, the oil film thickness parameter value Λ in this case was approximately Λ = 3.3.

【0037】以上の実験結果から、油膜厚さパラメータ
値ΛがΛ<3.3になった場合には、潤滑状態は流体潤
滑状態から逸脱する事が解った。すなわち、ジャーナル
軸受の潤滑状態が混合潤滑および境界潤滑状態に移行し
たのである。油膜厚さパラメータ値ΛがΛ>3.3の場
合には、ジャーナル軸受の潤滑状態は流体潤滑状態に近
い状態であるため、摩擦係数が低く、すなわちジャーナ
ル軸受での摺動損失が小さくなることが解った。
From the above experimental results, it was found that when the oil film thickness parameter value Λ becomes Λ <3.3, the lubrication state deviates from the fluid lubrication state. That is, the lubrication state of the journal bearing has shifted to the mixed lubrication and boundary lubrication state. When the oil film thickness parameter value Λ is Λ> 3.3, the lubrication state of the journal bearing is close to the fluid lubrication state, so that the friction coefficient is low, that is, the sliding loss in the journal bearing is small. I understand.

【0038】以上のことから、本実施形態によれば、潤
滑性の乏しい代替冷媒とそれに対応した冷凍機油を用い
た場合でも、摩耗発生により信頼性を損なうことなく、
ジャーナル軸受での摺動損失を減少させ、圧縮機の効率
を著しく高めることが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, even when an alternative refrigerant having poor lubricity and a corresponding refrigerating machine oil are used, the reliability is not impaired due to abrasion.
The sliding loss in the journal bearing can be reduced, and the efficiency of the compressor can be significantly increased.

【0039】上記ジャーナル軸受の主軸の表面粗さRa
=0.2μm、カーボンブッシュ材の表面粗さRa=0.
3μmであったが、これらの表面粗さをさらに向上させ
た場合には、同じ最小油膜厚さであっても、油膜厚さパ
ラメータ値Λは増大するため、潤滑状態はさらに良好と
なり、摩耗の発生を防ぎ、高信頼性を確保する事ができ
る。また、軸の材料にはネズミ鋳鉄材FC250を用い
ていたが、鋼材S45C、SCM415等を用いる場合
にも同様な効果が得られる。
Surface roughness Ra of the spindle of the journal bearing
= 0.2 μm, surface roughness Ra = 0.
When the surface roughness was further improved, the oil film thickness parameter value Λ increased even with the same minimum oil film thickness. Generation can be prevented and high reliability can be ensured. Further, although the gray cast iron material FC250 is used as the material of the shaft, a similar effect can be obtained when steel materials S45C, SCM415 and the like are used.

【0040】なお、上記第1の実施の形態では、スクロ
ール圧縮機用のジャーナル軸受の構成を示したが、レシ
プロ圧縮機およびロータリー圧縮機など、他の圧縮機の
ジャーナル軸受でも、同様な効果が得られる。
In the first embodiment, the structure of the journal bearing for the scroll compressor has been described. However, the same effect can be obtained with journal bearings of other compressors such as a reciprocating compressor and a rotary compressor. can get.

【0041】また、本実施形態では冷媒としてHFC4
10Aを、冷凍機油には冷媒HFC410Aに対して溶
解度が乏しいアルキルベンゼン油(粘度31.3mm2
/s@40℃)を用いている。このように、冷媒に対し
て溶解度の低い冷凍機油を用いることにより、主軸と軸
受の隙間に形成される油膜が冷媒に溶解しにくいため洗
い流されにくくなる。さらに、冷媒に溶解しにくいため
潤滑油の粘度低下が僅かとなる。したがって、油膜が切
れ、主軸とジャーナル軸受内面が直接接触することがな
くなるため、摺動損失および信頼性を向上できる。
In this embodiment, HFC4 is used as the refrigerant.
10A, an alkylbenzene oil (having a viscosity of 31.3 mm2) having poor solubility in the refrigerant HFC410A in the refrigerating machine oil.
/ S @ 40 ° C.). As described above, by using the refrigerating machine oil having low solubility in the refrigerant, the oil film formed in the gap between the main shaft and the bearing is difficult to dissolve in the refrigerant, and thus is not easily washed away. Further, the viscosity of the lubricating oil is slightly reduced because it is hardly dissolved in the refrigerant. Therefore, the oil film is broken and the main shaft and the inner surface of the journal bearing do not come into direct contact with each other, so that sliding loss and reliability can be improved.

【0042】なお、冷凍機油としてHFCs冷媒に対し
て溶解性が乏しい鉱油(粘度32mm2/s @40
℃)を用いた場合でも、同様な効果が得られる。
As a refrigerating machine oil, a mineral oil having a poor solubility in HFCs refrigerant (viscosity 32 mm2 / s / 40)
C.), the same effect can be obtained.

【0043】また、冷凍機油としてHFCs冷媒に対し
て相溶するエステル油もしくはエーテル油を用いた場合
でも、本実施形態のジャーナル軸受を採用することによ
り、摺動損失を低減でき、信頼性を著しく向上できるこ
とは言うまでもない。
Further, even when an ester oil or an ether oil compatible with the HFCs refrigerant is used as the refrigerating machine oil, the use of the journal bearing of the present embodiment can reduce the sliding loss and significantly improve the reliability. It goes without saying that it can be improved.

【0044】さらに、冷媒としてHC冷媒を、冷凍機油
にはHC冷媒に対して溶解性の高い鉱油もしくはアルキ
ルベンゼン油を用いた場合、冷凍機油の粘度低下が著し
く、ジャーナル軸受の摺動条件が一層過酷となるが、本
実施形態の圧縮機用ジャーナル軸受を採用することによ
り、耐摩耗性を向上させることが可能であり、高い信頼
性を得ることができる。冷媒としてCO2冷媒を用いた
場合には、軸受に作用する荷重が非常に大きくなるため
ジャーナル軸受の摺動条件が一層過酷となるが、本実施
形態の圧縮機用ジャーナル軸受を採用することにより、
同様の効果が得られる。
Further, when HC refrigerant is used as the refrigerant and mineral oil or alkylbenzene oil having high solubility in the HC refrigerant is used as the refrigerating machine oil, the viscosity of the refrigerating machine oil is remarkably reduced, and the sliding conditions of the journal bearing are more severe. However, by employing the journal bearing for a compressor of the present embodiment, it is possible to improve the wear resistance and to obtain high reliability. When the CO2 refrigerant is used as the refrigerant, the load acting on the bearing becomes extremely large, so that the sliding condition of the journal bearing becomes more severe, but by employing the journal bearing for a compressor of the present embodiment,
Similar effects can be obtained.

【0045】(実施の形態2)以下、本発明の第2の実
施の形態について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 2) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0046】図3は本発明の第2の実施の形態における
圧縮機用ジャーナル軸受のブッシュ材の縦断面図であ
る。第1の実施の形態では環状のカーボンブッシュ材を
用いたが、本実施の形態では、ポリイミド系樹脂のブッ
シュ材27の軸受両端部に円弧状のクラウニング28を
設けている。ポリイミド系樹脂のブッシュ材27の内外
径寸法、軸受幅は第1の実施の形態で用いたブッシュ材
と同一である。肉厚3.5mmの環状ポリイミド系樹脂
のブッシュ材27の両端部に、幅3〜5mmで、半径R
がR>500mmの円弧部を形成し、クラウニング28
としている。円弧部の半径RがR<500の場合、軸受
端面部において、軸とブッシュ材の間に形成される隙間
が大きくなりすぎ油膜が形成されにくくなるため、逆に
潤滑性能を低下させる。このため、円弧部の半径RはR
>500の場合が望ましい。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a bush material of a journal bearing for a compressor according to a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, an annular carbon bushing material is used, but in the present embodiment, an arc-shaped crowning 28 is provided at both ends of the bearing of the polyimide resin bushing 27. The inner and outer diameter dimensions and the bearing width of the bush 27 made of a polyimide resin are the same as those of the bush used in the first embodiment. At both ends of a bushing material 27 of a 3.5 mm-thick annular polyimide resin, a width of 3 to 5 mm and a radius R
Form an arc of R> 500 mm, and crowning 28
And When the radius R of the arc portion is R <500, the gap formed between the shaft and the bushing material at the bearing end surface becomes too large, so that an oil film is less likely to be formed. Therefore, the radius R of the arc is R
> 500 is desirable.

【0047】さらに、本実施の形態では、軸受の仕様
(例えば軸径D=33mm、軸受幅L=15.8mm、隙
間比ψ=0.0027、軸の表面粗さRa=0.2μm、
カーボンブッシュ材の表面粗さRa=0.3μm)を選
定することにより、スクロール圧縮機の各種運転条件に
おけるジャーナル軸受の平均油膜厚さhがh>1.7μ
mになり、平均油膜厚さパラメータ値ΛがΛ>3.3に
なる構成にしている。
Further, in this embodiment, the specifications of the bearing (for example, shaft diameter D = 33 mm, bearing width L = 15.8 mm, gap ratio ψ = 0.0027, shaft surface roughness Ra = 0.2 μm,
By selecting the surface roughness Ra of the carbon bushing material (Ra = 0.3 μm), the average oil film thickness h of the journal bearing under various operating conditions of the scroll compressor is h> 1.7 μm.
m, and the average oil film thickness parameter value Λ is greater than 3.3.

【0048】このように、ジャーナル軸受の軸受両端部
に円弧状のクラウニング28を設けた構成とし、軸受端
部のブッシュ材に円弧状のクラウニングが形成している
ため、主軸にモーメントが加わり軸受内での主軸のたわ
みあるいは傾斜が生じた場合でも、軸受端部において主
軸と軸受ブッシュの接触応力を減少させることが可能と
なる。このため、軸受端部近傍が主軸と直接接触して表
面損傷するようなことはなく、流体潤滑状態を保つこと
ができる。さらに、ジャーナル軸受の平均油膜厚さパラ
メータ値ΛがΛ>3.3になる構成としているため、ジ
ャーナル軸受全領域で潤滑状態を流体潤滑状態とするこ
とができる。したがって、摩擦係数が低く、摺動損失が
小さいジャーナル軸受を実現できる。
As described above, the journal bearing is provided with the arc-shaped crowning 28 at both ends of the bearing, and the bushing material at the end of the bearing is formed with the arc-shaped crowning. Therefore, even if the main shaft is bent or tilted in the above, the contact stress between the main shaft and the bearing bush at the bearing end can be reduced. For this reason, there is no possibility that the vicinity of the bearing end directly contacts the main shaft to damage the surface, and the fluid lubrication state can be maintained. Further, since the average oil film thickness parameter value Λ of the journal bearing is set to satisfy Λ> 3.3, the lubrication state can be changed to the fluid lubrication state in the entire region of the journal bearing. Therefore, a journal bearing having a low coefficient of friction and a small sliding loss can be realized.

【0049】なお、環状のカーボンブッシュ材の圧縮機
構部2側の一端のみにクラウニングを設けた場合にも、
同様の効果が得られることは言うまでもない。
When the crowning is provided only at one end of the annular carbon bush material on the compression mechanism 2 side,
It goes without saying that a similar effect can be obtained.

【0050】さらに、本実施の形態では、ブッシュ材に
ポリイミド系樹脂のブッシュ材を用いたため、前述の実
施の形態のカーボンブッシュ材に比べ脆くなくなり、ブ
ッシュ材端部の欠けがなくなるとともに、ブッシュ材を
軸受部品4に圧入する事が可能となり、生産性が非常に
高まる。すなわち、工法上非常に容易に低摺動損失、高
信頼性のジャーナル軸受を実現できる。また、ブッシュ
材を用いず、鋳鉄材の軸受部品4に直接ジャーナル軸受
部を形成した場合にも、本実施の形態を採用することに
より同様の効果が得られ、さらに、低コスト化を図るこ
とが可能となる。
Further, in this embodiment, since the bushing material of the polyimide resin is used as the bushing material, the bushing material is less brittle as compared with the carbon bushing material of the above-described embodiment, the chipping of the end of the bushing material is eliminated, and the bushing material is eliminated. Can be press-fitted into the bearing component 4, and productivity is greatly increased. In other words, a journal bearing with low sliding loss and high reliability can be realized very easily due to the construction method. Further, even when the journal bearing portion is formed directly on the bearing component 4 made of a cast iron material without using a bush material, the same effect can be obtained by adopting the present embodiment, and further cost reduction can be achieved. Becomes possible.

【0051】(実施の形態3)以下、本発明の第3の実
施の形態について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 3) A third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0052】図4は本発明の第3の実施の形態における
圧縮機用ジャーナル軸受のブッシュ材の縦断面図であ
る。第1の実施の形態と異なるのは、ジャーナル軸受部
に裏金付き樹脂複合軸受材29を用い、軸受両端部にお
いて樹脂層32に直線状のクラウニング33を形成した
点である。裏金付き樹脂複合軸受材29は、板厚さ1.
35mmの鋼板を裏金30に用い、その鋼板上に多孔質
焼結層31および樹脂層32を形成したものである。樹
脂層32の軸受両端部に設けたクラウニング33の形状
は、幅3〜5mmで、テーパー(直線)状に樹脂層32
の厚さを減少させ軸受端部で樹脂層厚さ減少量が10μ
m以下となるように加工している。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a bush member of a journal bearing for a compressor according to a third embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that a resin composite bearing material 29 with back metal is used for the journal bearing portion, and a linear crowning 33 is formed on the resin layer 32 at both ends of the bearing. The resin composite bearing material 29 with back metal has a plate thickness of 1.
A 35 mm steel plate is used for the back metal 30, and a porous sintered layer 31 and a resin layer 32 are formed on the steel plate. The crowning 33 provided at both ends of the bearing of the resin layer 32 has a width of 3 to 5 mm and has a tapered (linear) shape.
The thickness of the resin layer is reduced by 10μ at the bearing end.
m or less.

【0053】さらに、本実施の形態では、軸受の仕様
(例えば軸径D=33mm、軸受幅L=15.8mm、隙
間比ψ=0.0027、軸の表面粗さRa=0.2μm、
カーボンブッシュ材の表面粗さRa=0.3μm)を選
定することにより、スクロール圧縮機の各種運転条件に
おけるジャーナル軸受の平均油膜厚さhがh>1.7μ
mになり、平均油膜厚さパラメータ値ΛがΛ>3.3に
なる構成にしている。
Further, in this embodiment, the specifications of the bearing (for example, shaft diameter D = 33 mm, bearing width L = 15.8 mm, clearance ratio ψ = 0.0027, shaft surface roughness Ra = 0.2 μm,
By selecting the surface roughness Ra of the carbon bushing material (Ra = 0.3 μm), the average oil film thickness h of the journal bearing under various operating conditions of the scroll compressor is h> 1.7 μm.
m, and the average oil film thickness parameter value Λ is greater than 3.3.

【0054】このように、裏金付き樹脂複合軸受をジャ
ーナル軸受材として用い、軸受両端部の樹脂層の厚さを
薄くした構成とし、軸受端部でブッシュ材に直線状のク
ラウニングを形成しているため、主軸にモーメントが加
わり軸受内での主軸のたわみあるいは傾斜が生じた場合
でも、主軸と軸受ブッシュの接触応力を減少させること
が可能となる。このため、軸受端部近傍が主軸と直接接
触して表面損傷するようなことはなく、流体潤滑状態を
保つことができる。さらに、ジャーナル軸受の平均油膜
厚さパラメータ値ΛがΛ>3.3になる構成としている
ため、ジャーナル軸受全領域で潤滑状態を流体潤滑状態
とすることができる。したがって、摩擦係数が低く、摺
動損失が小さいジャーナル軸受を実現できる。
As described above, the resin composite bearing with back metal is used as a journal bearing material, the thickness of the resin layer at both ends of the bearing is reduced, and a linear crowning is formed on the bush material at the bearing end. Therefore, even when a moment is applied to the main shaft and the main shaft bends or tilts in the bearing, the contact stress between the main shaft and the bearing bush can be reduced. For this reason, there is no possibility that the vicinity of the bearing end directly contacts the main shaft to damage the surface, and the fluid lubrication state can be maintained. Further, since the average oil film thickness parameter value Λ of the journal bearing is set to satisfy Λ> 3.3, the lubrication state can be changed to the fluid lubrication state in the entire region of the journal bearing. Therefore, a journal bearing having a low coefficient of friction and a small sliding loss can be realized.

【0055】さらに、ブッシュ材に裏金付き樹脂複合軸
受を用いたため、ブッシュ材の量産が容易となるため、
軸受コストが非常に安くなる。ブッシュ材を軸受部品に
圧入でき生産性が非常に高まることは言うまでもない。
以上のことから、工法上非常に容易にしかも低コストで
低摺動損失、高信頼性のジャーナル軸受を実現できる。
Further, since a resin composite bearing with a back metal is used for the bush material, mass production of the bush material is facilitated.
Very low bearing cost. Needless to say, the bushing material can be press-fitted into the bearing component, and the productivity is greatly increased.
From the above, it is possible to realize a highly reliable journal bearing that is extremely easy in terms of construction method, low in cost, low in sliding loss, and low in cost.

【0056】本実施の形態では、裏金付き樹脂複合軸受
材をブッシュ材に用いた場合について説明したが、これ
に限らず例えば、裏金を有する裏金付きメタル軸受材、
あるいは鋳鉄軸受材の場合でも同様な効果が得られる。
さらに、裏金付き樹脂複合軸受材が、裏金上に形成した
多孔質焼結層31中に樹脂層32を含浸した層を形成し
たものであっても勿論良い。
In this embodiment, the case where the resin composite bearing material with the back metal is used for the bush material has been described. However, the present invention is not limited to this.
Alternatively, a similar effect can be obtained in the case of a cast iron bearing material.
Further, the resin composite bearing material with a back metal may be a material in which a layer in which a resin layer 32 is impregnated in a porous sintered layer 31 formed on the back metal is formed.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、分子中に塩素原子を含まず耐摩耗特性の乏しい
HFCs冷媒あるいは自然冷媒などを用いても、圧縮機
のジャーナル軸受部での直接接触による摩耗などの表面
損傷を起こすことなく摺動損失を低減させることが可能
となり、効率および信頼性が高い圧縮機を提供できると
いう長所を有する。
As is apparent from the above description, the present invention can be applied to a journal bearing portion of a compressor even if a HFCs refrigerant or a natural refrigerant having no abrasion resistance and containing no chlorine atom in the molecule is used. Sliding loss can be reduced without causing surface damage such as abrasion due to direct contact, and there is an advantage that a compressor with high efficiency and high reliability can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態における圧縮機用ジ
ャーナル軸受の要部断面図
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a journal bearing for a compressor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】ジャーナル軸受試験結果を表す図FIG. 2 is a diagram showing a journal bearing test result.

【図3】本発明の第2の実施の形態における圧縮機用ジ
ャーナル軸受のブッシュ材の縦断面図
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a bush material of a journal bearing for a compressor according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態における圧縮機用ジ
ャーナル軸受のブッシュ材の縦断面図
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a bush material of a journal bearing for a compressor according to a third embodiment of the present invention.

【図5】従来のスクロール圧縮機の縦断面図FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a conventional scroll compressor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 軸受部品 5 主軸 6 偏心軸受 25 ジャーナル軸受 26 カーボンブッシュ材 27 ポリイミド系樹脂のブッシュ材 28,33 クラウニング 29 裏金付き樹脂複合軸受材 30 裏金 31 多孔質焼結層 32 樹脂層 Reference Signs List 4 bearing parts 5 main shaft 6 eccentric bearing 25 journal bearing 26 carbon bushing material 27 bushing material of polyimide resin 28, 33 crowning 29 resin composite bearing material with backing metal 30 backing metal 31 porous sintered layer 32 resin layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F04C 29/00 F04C 29/00 H 29/02 29/02 B F16C 33/10 F16C 33/10 Z 33/12 33/12 Z 33/20 33/20 A 33/24 33/24 Z (72)発明者 福原 弘之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3H003 AA05 AB03 AC03 AD02 AD03 BD09 CA02 3H029 AA02 AA14 AA21 AB03 BB01 BB42 BB50 CC16 CC17 CC33 CC39 3H039 AA03 AA06 AA12 BB04 BB11 BB28 CC12 CC19 CC35 CC41 3J011 AA06 AA20 BA02 DA01 JA02 KA02 KA03 LA01 MA02 PA02 QA03 QA05 SB03 SB05 SB19 SB20 SC14 SE02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F04C 29/00 F04C 29/00 H 29/02 29/02 B F16C 33/10 F16C 33/10 Z 33 / 12 33/12 Z 33/20 33/20 A 33/24 33/24 Z (72) Inventor Hiroyuki Fukuhara 1006 Ojidoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F term (reference) 3H003 AA05 AB03 AC03 AD02 AD03 BD09 CA02 3H029 AA02 AA14 AA21 AB03 BB01 BB42 BB50 CC16 CC17 CC33 CC39 3H039 AA03 AA06 AA12 BB04 BB11 BB28 CC12 CC19 CC35 CC41 3J011 AA06 AA20 BA02 DA01 JA02 KA02 KA03 LA03 MA05 PA02 SB03

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】密閉容器の内部に圧縮機構部と、前記圧縮
機構部を駆動する主軸と、前記主軸を支えるジャーナル
軸受部と、前記主軸に取り付けた回転子と前記密閉容器
に取り付けた固定子を含む電動機をそれぞれ備え、前記
ジャーナル軸受部の軸受特性を表わす油膜厚さパラメー
タ値ΛをΛ>3.3としたことを特徴とする圧縮機。
1. A compression mechanism, a main shaft for driving the compression mechanism, a journal bearing for supporting the main shaft, a rotor mounted on the main shaft, and a stator mounted on the closed container inside the closed container. Wherein the oil film thickness parameter value を representing the bearing characteristics of the journal bearing portion is set to Λ> 3.3.
【請求項2】前記ジャーナル軸受部の軸の表面粗さRa
をRa≦0.2、軸受の表面粗さRaをRa≦0.3と
した請求項1に記載の圧縮機。
2. The surface roughness Ra of the shaft of the journal bearing portion.
2. The compressor according to claim 1, wherein Ra ≦ 0.2 and the surface roughness Ra of the bearing Ra ≦ 0.3.
【請求項3】密閉容器の内部に圧縮機構部と、前記圧縮
機構部を駆動する主軸と、前記主軸を支えるジャーナル
軸受部と、前記主軸に取り付けた回転子と前記密閉容器
に取り付けた固定子を含む電動機をそれぞれ備え、前記
ジャーナル軸受部の端部にクラウニングを形成したこと
を特徴とする圧縮機。
3. A compression mechanism, a main shaft for driving the compression mechanism, a journal bearing for supporting the main shaft, a rotor mounted on the main shaft, and a stator mounted on the closed container inside the closed container. Wherein each of the motors includes a motor, and a crowning is formed at an end of the journal bearing portion.
【請求項4】前記ジャーナル軸受部にカーボンブッシュ
材、樹脂ブッシュ材、裏金付き樹脂複合軸受材、裏金付
きメタル軸受材あるいは鋳鉄材を用いる請求項3に記載
の圧縮機。
4. The compressor according to claim 3, wherein a carbon bushing material, a resin bushing material, a resin composite bearing material with a backing metal, a metal bearing material with a backing metal, or a cast iron material is used for the journal bearing portion.
【請求項5】前記ジャーナル軸受部の一端あるいは両端
にクラウニングを形成した請求項3に記載の圧縮機。
5. The compressor according to claim 3, wherein a crowning is formed at one end or both ends of said journal bearing portion.
【請求項6】ジャーナル軸受部の軸受特性を表わす油膜
厚さパラメータ値ΛをΛ>3.3とした請求項3〜5の
いずれかに記載の圧縮機。
6. The compressor according to claim 3, wherein an oil film thickness parameter value を representing a bearing characteristic of the journal bearing portion is set to Λ> 3.3.
【請求項7】作動流体としてハイドロフルオロカーボン
(HFCs)冷媒を、冷凍機油としてHFCs冷媒に対
する溶解度が乏しいアルキルベンゼン油もしくは鉱物油
を用いた請求項1〜6のいずれかに記載の圧縮機。
7. The compressor according to claim 1, wherein a hydrofluorocarbon (HFCs) refrigerant is used as a working fluid, and an alkylbenzene oil or a mineral oil having poor solubility in the HFCs refrigerant is used as a refrigerating machine oil.
【請求項8】作動流体としてハイドロフルオロカーボン
(HFCs)冷媒を、冷凍機油としてエステル油もしく
はエーテル油等のHFCs冷媒に対する相溶油を用いた
請求項1〜6のいずれかに記載の圧縮機。
8. The compressor according to claim 1, wherein a hydrofluorocarbon (HFCs) refrigerant is used as a working fluid, and an oil compatible with the HFCs refrigerant, such as an ester oil or an ether oil, is used as a refrigerating machine oil.
【請求項9】作動流体として炭化水素(HC)冷媒もし
くは二酸化炭素(CO2)冷媒を用いた請求項1〜6の
いずれかに記載の圧縮機。
9. The compressor according to claim 1, wherein a hydrocarbon (HC) refrigerant or a carbon dioxide (CO2) refrigerant is used as a working fluid.
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