JP2003184774A - 圧縮機 - Google Patents
圧縮機Info
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- JP2003184774A JP2003184774A JP2001378318A JP2001378318A JP2003184774A JP 2003184774 A JP2003184774 A JP 2003184774A JP 2001378318 A JP2001378318 A JP 2001378318A JP 2001378318 A JP2001378318 A JP 2001378318A JP 2003184774 A JP2003184774 A JP 2003184774A
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- thrust bearing
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- oil
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- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/42—Pumps with cylinders or pistons
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スラスト軸受の摩耗、焼き付き等の損傷の発
生を防止し高い信頼性を有するとともに、広い運転範囲
において性能の低下の無い高効率なスクロール圧縮機を
簡単で安価な構造で提供する。 【解決手段】 主軸のスラスト荷重を支えるスラスト軸
受を備え、スラスト軸受の主軸側の摺動面に傾斜平面や
油溝などの油膜圧力発生機構を設けたスラスト軸受を形
成する。
生を防止し高い信頼性を有するとともに、広い運転範囲
において性能の低下の無い高効率なスクロール圧縮機を
簡単で安価な構造で提供する。 【解決手段】 主軸のスラスト荷重を支えるスラスト軸
受を備え、スラスト軸受の主軸側の摺動面に傾斜平面や
油溝などの油膜圧力発生機構を設けたスラスト軸受を形
成する。
Description
【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用圧縮機に係わり、詳細には圧縮機
のスラスト軸受に関するものである。
等に用いられる冷媒用圧縮機に係わり、詳細には圧縮機
のスラスト軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来のスクロール圧縮機の構造を
示す縦断面図である。図６において、１は固定スクロー
ル、２は固定スクロール１と組み合わされて圧縮室１６
を形成する可動スクロール、３は電動機７の駆動力を伝
達する主軸、４は可動スクロール２の自転を拘束するオ
ルダムリング、５は主ジャーナル軸受６が形成された主
ハウジング、７ａは電動機７を形成する固定子、７ｂは
固定子７ａ内に収納され主軸３に嵌合した回転子、８は
電動機７の下部に設けられた副ハウジング、９は副ハウ
ジング８に形成された副ジャーナル軸受、１０は副ハウ
ジング８に形成された主軸３のスラスト軸受、１１は固
定スクロール１と可動スクロール２からなる圧縮機構部
１３および電動機７を収納する密閉容器、１２は密閉容
器１１の底部に貯留された潤滑油、１４は外部より密閉
容器１１内に冷媒を導く吸入管、１５は高温、高圧の冷
媒を外部に吐出する吐出管である。
示す縦断面図である。図６において、１は固定スクロー
ル、２は固定スクロール１と組み合わされて圧縮室１６
を形成する可動スクロール、３は電動機７の駆動力を伝
達する主軸、４は可動スクロール２の自転を拘束するオ
ルダムリング、５は主ジャーナル軸受６が形成された主
ハウジング、７ａは電動機７を形成する固定子、７ｂは
固定子７ａ内に収納され主軸３に嵌合した回転子、８は
電動機７の下部に設けられた副ハウジング、９は副ハウ
ジング８に形成された副ジャーナル軸受、１０は副ハウ
ジング８に形成された主軸３のスラスト軸受、１１は固
定スクロール１と可動スクロール２からなる圧縮機構部
１３および電動機７を収納する密閉容器、１２は密閉容
器１１の底部に貯留された潤滑油、１４は外部より密閉
容器１１内に冷媒を導く吸入管、１５は高温、高圧の冷
媒を外部に吐出する吐出管である。
【０００３】次に図６に示された従来のスクロール圧縮
機の動作について説明する。固定子７ａ及び回転子７ｂ
で構成された電動機７による回転力は、回転子７ｂに焼
ばめ固定された主軸３により伝達され、主軸３の偏心部
３ａを介して可動スクロール２に伝達される。可動スク
ロール２は、自転防止機構であるオルダムリング４によ
り円軌道を描く旋回運動を行い、固定スクロール１との
間に形成される圧縮室１６の容積変化により冷媒の圧縮
が行われる。冷媒は吸入管１４により外部冷凍サイクル
から密閉容器１１内へ流入し、圧縮室１６内で圧縮され
た後、高圧となり吐出管１５より外部冷凍サイクルへ流
出する。可動スクロール２に作用する冷媒の圧縮荷重の
うち、ラジアル方向力は、主軸３の偏心部３ａを介して
主軸３に伝達され、該主軸３は主ハウジング５に形成さ
れた主ジャーナル軸受６と電動機７をはさんで副ハウジ
ング８に形成された副ジャーナル軸受９により軸支され
る。主軸３に作用する軸方向の荷重、すなわち主軸３お
よび回転子７ｂの自重等は、副ハウジング８に形成され
たスラスト軸受１０で軸支される。このスラスト軸受１
０は、図７および図８に示すように、主軸３の下端に主
軸３より小径のオイル吸入部１８を同軸に形成すること
により、副ジャーナル軸受９の軸摺動面９ａとオイル吸
入部１８の間の環状平面をスラスト軸受１０の軸摺動面
１０ａとし、その軸摺動面１０ａと対応する副ハウジン
グ８の環状平面を軸受摺動面１０ｂとしている。電動機
７上部の摺動部の潤滑のための給油および圧縮室のシー
ルのための給油は、密閉容器１１底部に貯溜された潤滑
油１２を密閉容器１１内と主軸３上部の空間の差圧を利
用して、主軸３の中心に設けられた貫通穴１７を通して
行われる。一方、副ジャーナル軸受９およびスラスト軸
受１０への給油は、副ジャーナル軸受９およびスラスト
軸受１０を潤滑油１２の中に浸漬し、各々の軸受隙間に
潤滑油を流入させることで行っていた。
機の動作について説明する。固定子７ａ及び回転子７ｂ
で構成された電動機７による回転力は、回転子７ｂに焼
ばめ固定された主軸３により伝達され、主軸３の偏心部
３ａを介して可動スクロール２に伝達される。可動スク
ロール２は、自転防止機構であるオルダムリング４によ
り円軌道を描く旋回運動を行い、固定スクロール１との
間に形成される圧縮室１６の容積変化により冷媒の圧縮
が行われる。冷媒は吸入管１４により外部冷凍サイクル
から密閉容器１１内へ流入し、圧縮室１６内で圧縮され
た後、高圧となり吐出管１５より外部冷凍サイクルへ流
出する。可動スクロール２に作用する冷媒の圧縮荷重の
うち、ラジアル方向力は、主軸３の偏心部３ａを介して
主軸３に伝達され、該主軸３は主ハウジング５に形成さ
れた主ジャーナル軸受６と電動機７をはさんで副ハウジ
ング８に形成された副ジャーナル軸受９により軸支され
る。主軸３に作用する軸方向の荷重、すなわち主軸３お
よび回転子７ｂの自重等は、副ハウジング８に形成され
たスラスト軸受１０で軸支される。このスラスト軸受１
０は、図７および図８に示すように、主軸３の下端に主
軸３より小径のオイル吸入部１８を同軸に形成すること
により、副ジャーナル軸受９の軸摺動面９ａとオイル吸
入部１８の間の環状平面をスラスト軸受１０の軸摺動面
１０ａとし、その軸摺動面１０ａと対応する副ハウジン
グ８の環状平面を軸受摺動面１０ｂとしている。電動機
７上部の摺動部の潤滑のための給油および圧縮室のシー
ルのための給油は、密閉容器１１底部に貯溜された潤滑
油１２を密閉容器１１内と主軸３上部の空間の差圧を利
用して、主軸３の中心に設けられた貫通穴１７を通して
行われる。一方、副ジャーナル軸受９およびスラスト軸
受１０への給油は、副ジャーナル軸受９およびスラスト
軸受１０を潤滑油１２の中に浸漬し、各々の軸受隙間に
潤滑油を流入させることで行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の圧縮機の主軸３のスラスト軸受１０は２つの平行
環状平面間の摺動のため、主軸３が回転しても原理的に
は油膜圧力が発生しないため潤滑状態は流体潤滑が保持
できず、混合潤滑状態となり、スラスト軸受の損失の増
大による圧縮機効率の低下、および主軸と軸受の局所的
接触による摩耗の発生、信頼性の低下を招いていた。
従来の圧縮機の主軸３のスラスト軸受１０は２つの平行
環状平面間の摺動のため、主軸３が回転しても原理的に
は油膜圧力が発生しないため潤滑状態は流体潤滑が保持
できず、混合潤滑状態となり、スラスト軸受の損失の増
大による圧縮機効率の低下、および主軸と軸受の局所的
接触による摩耗の発生、信頼性の低下を招いていた。
【０００５】また、低外気温時に圧縮機を起動するの際
には、冷媒が潤滑油１２に寝込む状態（潤滑油と液冷媒
が分離した状態）が生じる場合が発生、あるいは吸入冷
媒のスーパーヒートが殆どない状態で圧縮機を運転する
際には、吸入管１４から圧縮機の密閉容器１１内に液冷
媒が吸入される場合が発生することがある。このような
場合、潤滑油は液冷媒で希釈されるため、スラスト軸受
１０に供給される潤滑油１２の粘度が著しく低下し、主
軸と軸受の摺動面に大きな摩耗が生じ、焼付き等の損傷
を招いていた。
には、冷媒が潤滑油１２に寝込む状態（潤滑油と液冷媒
が分離した状態）が生じる場合が発生、あるいは吸入冷
媒のスーパーヒートが殆どない状態で圧縮機を運転する
際には、吸入管１４から圧縮機の密閉容器１１内に液冷
媒が吸入される場合が発生することがある。このような
場合、潤滑油は液冷媒で希釈されるため、スラスト軸受
１０に供給される潤滑油１２の粘度が著しく低下し、主
軸と軸受の摺動面に大きな摩耗が生じ、焼付き等の損傷
を招いていた。
【０００６】本発明は、軸摺動面１０ａと軸受摺動面１
０ｂ間に油膜圧力を発生させることにより、流体潤滑を
確保し、摺動面の摩耗、焼き付き等の損傷の発生を防止
し高い信頼性を有するとともに、広い運転範囲において
性能の低下の無い高効率なスクロール圧縮機を簡単で安
価な構造で提供することを目的とする。
０ｂ間に油膜圧力を発生させることにより、流体潤滑を
確保し、摺動面の摩耗、焼き付き等の損傷の発生を防止
し高い信頼性を有するとともに、広い運転範囲において
性能の低下の無い高効率なスクロール圧縮機を簡単で安
価な構造で提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第1の発明（請求項1に対
応）は、圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する主軸と、
主軸を回転駆動する電動機と、主軸の軸方向に作用する
荷重を支持するスラスト軸受を備え、スラスト軸受の主
軸側の摺動面に油膜圧力発生機構を備えた圧縮機であ
る。
応）は、圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する主軸と、
主軸を回転駆動する電動機と、主軸の軸方向に作用する
荷重を支持するスラスト軸受を備え、スラスト軸受の主
軸側の摺動面に油膜圧力発生機構を備えた圧縮機であ
る。
【０００８】第２の発明（請求項２に対応）は、油膜圧
力発生機構は、傾斜を有する平面から構成される圧縮機
である。
力発生機構は、傾斜を有する平面から構成される圧縮機
である。
【０００９】第３の発明（請求項３に対応）は、油膜圧
力発生機構は、主軸の外周から中心方向へ向かって断面
積が減少する複数の油溝から構成される圧縮機である。
力発生機構は、主軸の外周から中心方向へ向かって断面
積が減少する複数の油溝から構成される圧縮機である。
【００１０】第４の発明（請求項４に対応）は、主軸
は、内部に潤滑油が軸方向に通過する貫通穴を備え、貫
通穴からスラスト軸受の摺動面に潤滑油を供給する潤滑
油給油管が設けられている圧縮機である。
は、内部に潤滑油が軸方向に通過する貫通穴を備え、貫
通穴からスラスト軸受の摺動面に潤滑油を供給する潤滑
油給油管が設けられている圧縮機である。
【００１１】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明の第１の
実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実
施の形態におけるスクロール圧縮機の縦断面図は図６に
示す従来例と同様であり、ここでは本実施の形態の特徴
であるスラスト軸受部について説明する。図１は本発明
の第１の実施の形態におけるスクロール圧縮機の主軸３
の主軸側摺動面１０ａの斜視図、図２は同スクロール圧
縮機の主軸３の底面部平面図、図３は同スクロール圧縮
機の主軸３の縦断面図をそれぞれ示す。
実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実
施の形態におけるスクロール圧縮機の縦断面図は図６に
示す従来例と同様であり、ここでは本実施の形態の特徴
であるスラスト軸受部について説明する。図１は本発明
の第１の実施の形態におけるスクロール圧縮機の主軸３
の主軸側摺動面１０ａの斜視図、図２は同スクロール圧
縮機の主軸３の底面部平面図、図３は同スクロール圧縮
機の主軸３の縦断面図をそれぞれ示す。
【００１２】図１、図２、図３において、３は主軸、１
０ａはスラスト軸受１０に対するの主軸側摺動面、１７
は主軸３の内部を軸方向に貫く貫通穴、１８はオイル吸
入部、１９は傾斜平面、２０はパッド間溝、２１は各々
のパッド間溝２０に設けられた潤滑油の流出口である潤
滑油供給穴、２２は貫通穴１７と潤滑油供給穴２１をつ
なぐ潤滑油供給管である。
０ａはスラスト軸受１０に対するの主軸側摺動面、１７
は主軸３の内部を軸方向に貫く貫通穴、１８はオイル吸
入部、１９は傾斜平面、２０はパッド間溝、２１は各々
のパッド間溝２０に設けられた潤滑油の流出口である潤
滑油供給穴、２２は貫通穴１７と潤滑油供給穴２１をつ
なぐ潤滑油供給管である。
【００１３】ここで、主軸３にはＳＣＭ４１５鋼を用
い、表面を浸硫窒化処理しており、副ハウジング８には
鋳鉄材を用いている。副ハウジング８におけるスラスト
軸受１０の軸受側摺動面１０ｂは図８に示した従来の実
施例と同様の形状であるのに対して、主軸３における主
軸側摺動面１０ａに油膜圧力を発生させる機構を設けた
点に本実施の形態における特徴がある。
い、表面を浸硫窒化処理しており、副ハウジング８には
鋳鉄材を用いている。副ハウジング８におけるスラスト
軸受１０の軸受側摺動面１０ｂは図８に示した従来の実
施例と同様の形状であるのに対して、主軸３における主
軸側摺動面１０ａに油膜圧力を発生させる機構を設けた
点に本実施の形態における特徴がある。
【００１４】主軸３の直径は１６ｍｍ、オイル吸入部１
８の直径は１２ｍｍ、貫通穴１７の直径は５ｍｍであ
り、主軸側摺動面１０ａは幅2ｍｍの環状平面で構成さ
れている。傾斜平面１９は主軸側摺動面１０ａに形成さ
れた、幅L＝２mm中心角θ＝５５°、高さH＝１０μm、
主軸３の周方向に沿って斜面が形成された6枚の扇形の
パッドからなる油膜圧力発生機構である。また、パッド
間溝２０は、幅L＝２mm、中心角φ＝５°の６本の溝で
ある（本実施の形態では６本のパッド間溝２０の各々に
計６つの潤滑油供給穴２１、潤滑油供給管２２を備えて
いるが、図１、図３では一部省略して示している）。
８の直径は１２ｍｍ、貫通穴１７の直径は５ｍｍであ
り、主軸側摺動面１０ａは幅2ｍｍの環状平面で構成さ
れている。傾斜平面１９は主軸側摺動面１０ａに形成さ
れた、幅L＝２mm中心角θ＝５５°、高さH＝１０μm、
主軸３の周方向に沿って斜面が形成された6枚の扇形の
パッドからなる油膜圧力発生機構である。また、パッド
間溝２０は、幅L＝２mm、中心角φ＝５°の６本の溝で
ある（本実施の形態では６本のパッド間溝２０の各々に
計６つの潤滑油供給穴２１、潤滑油供給管２２を備えて
いるが、図１、図３では一部省略して示している）。
【００１５】次に、圧縮機運転時の主軸側摺動面１０ａ
と軸受側摺動面１０ｂの流体潤滑における動作を説明す
る。
と軸受側摺動面１０ｂの流体潤滑における動作を説明す
る。
【００１６】圧縮機の運転時、副ジャーナル軸受９およ
びスラスト軸受１０は、圧縮機底部に貯留された潤滑油
１２の中に浸漬している。そのため主軸３は主軸側摺動
面１０ａと軸受側摺動面１０ｂの軸受隙間に存在する潤
滑油１２を巻き込みながら回転する。巻き込まれた潤滑
油１２は主軸側摺動面１０ａに設けられた傾斜平面１９
と軸受側摺動面１０ｂの隙間が狭まる方向に流れながら
圧縮されることで油膜圧力が発生し、主軸側摺動面１０
ａと軸受側摺動面１０ｂの間には常に油膜が確保され
る。このため、スラスト軸受１０において主軸側摺動面
１０ａと軸受側摺動面１０ｂが直接接触して表面損傷す
るようなことはなく、摩擦係数が低く、摺動損失が小さ
いスラスト軸受を実現できる。
びスラスト軸受１０は、圧縮機底部に貯留された潤滑油
１２の中に浸漬している。そのため主軸３は主軸側摺動
面１０ａと軸受側摺動面１０ｂの軸受隙間に存在する潤
滑油１２を巻き込みながら回転する。巻き込まれた潤滑
油１２は主軸側摺動面１０ａに設けられた傾斜平面１９
と軸受側摺動面１０ｂの隙間が狭まる方向に流れながら
圧縮されることで油膜圧力が発生し、主軸側摺動面１０
ａと軸受側摺動面１０ｂの間には常に油膜が確保され
る。このため、スラスト軸受１０において主軸側摺動面
１０ａと軸受側摺動面１０ｂが直接接触して表面損傷す
るようなことはなく、摩擦係数が低く、摺動損失が小さ
いスラスト軸受を実現できる。
【００１７】さらに、本実施の形態における圧縮機の運
転時、密閉容器１１底部に貯溜された潤滑油１２は密閉
容器１１内と主軸３上部の空間の差圧によって貫通穴１
７を上昇する。潤滑油１２の一部は主軸３の回転する遠
心力によって潤滑油供給管２２から潤滑油供給穴２１へ
流出してスラスト軸受１０の軸受隙間に供給される。こ
れにより、圧縮機の起動時や周波数変更時など圧縮機底
部に溜まった潤滑油１２の量が減少し、スラスト軸受１
０が潤滑油１２に浸漬していない場合でもスラスト軸受
１０の摺動面を潤滑するだけの潤滑油１２の量は確保さ
れる。
転時、密閉容器１１底部に貯溜された潤滑油１２は密閉
容器１１内と主軸３上部の空間の差圧によって貫通穴１
７を上昇する。潤滑油１２の一部は主軸３の回転する遠
心力によって潤滑油供給管２２から潤滑油供給穴２１へ
流出してスラスト軸受１０の軸受隙間に供給される。こ
れにより、圧縮機の起動時や周波数変更時など圧縮機底
部に溜まった潤滑油１２の量が減少し、スラスト軸受１
０が潤滑油１２に浸漬していない場合でもスラスト軸受
１０の摺動面を潤滑するだけの潤滑油１２の量は確保さ
れる。
【００１８】以上のことから、本実施の形態によれば、
潤滑性の乏しい代替冷媒とそれに対応した潤滑油１２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、スラスト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。
潤滑性の乏しい代替冷媒とそれに対応した潤滑油１２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、スラスト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。
【００１９】また、軸受の損傷の恐れがないことによ
り、スクロール圧縮機の信頼性を大幅に向上させる効果
も奏する。
り、スクロール圧縮機の信頼性を大幅に向上させる効果
も奏する。
【００２０】また、主軸側摺動面１０ａにおける傾斜平
面１９の加工は、研削加工またはパンチング加工等によ
って行われるが、軸受側摺動面１０ｂに加工を施す場合
と比べて加工領域周辺が塞がれていないため、比較的容
易に加工することができる。
面１９の加工は、研削加工またはパンチング加工等によ
って行われるが、軸受側摺動面１０ｂに加工を施す場合
と比べて加工領域周辺が塞がれていないため、比較的容
易に加工することができる。
【００２１】また、本実施の形態では傾斜を有する摺動
面として傾斜平面１９を検討したが、これに限るもので
はなく、主軸側摺動面１０ａと軸受側摺動面１０ｂの隙
間の大きさが変化することで潤滑油が圧縮される構成で
あれば、傾斜平面と水平平面を組み合わせたテーパーラ
ンドや主軸側摺動面１０ａと軸受側摺動面１０ｂ間の高
さが段階的に変化するステップランドなどが備えられた
主軸側摺動面１０ａであっても構わないし、摺動面の角
度が適宜変化するティルティングパッドを用いた主軸側
摺動面１０ａであっても構わない。また、傾斜平面１９
やパッド間溝２０の中心角、高さ、枚数なども、スラス
ト軸受１０の仕様に従って適切に設定されるものであ
り、本実施の形態に示す限りではない。
面として傾斜平面１９を検討したが、これに限るもので
はなく、主軸側摺動面１０ａと軸受側摺動面１０ｂの隙
間の大きさが変化することで潤滑油が圧縮される構成で
あれば、傾斜平面と水平平面を組み合わせたテーパーラ
ンドや主軸側摺動面１０ａと軸受側摺動面１０ｂ間の高
さが段階的に変化するステップランドなどが備えられた
主軸側摺動面１０ａであっても構わないし、摺動面の角
度が適宜変化するティルティングパッドを用いた主軸側
摺動面１０ａであっても構わない。また、傾斜平面１９
やパッド間溝２０の中心角、高さ、枚数なども、スラス
ト軸受１０の仕様に従って適切に設定されるものであ
り、本実施の形態に示す限りではない。
【００２２】また、本実施の形態では、潤滑油供給穴２
１と潤滑油供給管２２を６本の各パッド間溝２０のそれ
ぞれに備えたが，主軸側摺動面１０ａと軸受側摺動面１
０ｂの間に広く潤滑油を行きわたらせることができれ
ば、これに限るものではなく、環状の油溝を別途設ける
などの構成でも構わない。
１と潤滑油供給管２２を６本の各パッド間溝２０のそれ
ぞれに備えたが，主軸側摺動面１０ａと軸受側摺動面１
０ｂの間に広く潤滑油を行きわたらせることができれ
ば、これに限るものではなく、環状の油溝を別途設ける
などの構成でも構わない。
【００２３】さらに、主軸側摺動面１０ａの表面に浸硫
窒素化処理を施しているため、運転状態が過渡状態で軸
受表面が主軸と短時間直接接触した場合でも、耐凝着摩
耗性を一層向上させることが可能となり、スラスト軸受
の信頼性を一層向上できる。なお、主軸３の表面に、り
ん酸マンガン処理などのりん酸塩処理を行った場合に
も、同様に主軸の耐摩耗性を向上できることは言うまで
もない。
窒素化処理を施しているため、運転状態が過渡状態で軸
受表面が主軸と短時間直接接触した場合でも、耐凝着摩
耗性を一層向上させることが可能となり、スラスト軸受
の信頼性を一層向上できる。なお、主軸３の表面に、り
ん酸マンガン処理などのりん酸塩処理を行った場合に
も、同様に主軸の耐摩耗性を向上できることは言うまで
もない。
【００２４】さらに、冷媒として地球温暖化防止の観点
から、温暖化係数の低い自然冷媒であるＨＣ冷媒の採用
が検討されている。特にＨＣ冷媒に対して、潤滑油とし
て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、潤滑油の粘度低下が著しく、
スラスト軸受の摺動条件が一層過酷となるが、本実施形
態の圧縮機用スラスト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。
から、温暖化係数の低い自然冷媒であるＨＣ冷媒の採用
が検討されている。特にＨＣ冷媒に対して、潤滑油とし
て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、潤滑油の粘度低下が著しく、
スラスト軸受の摺動条件が一層過酷となるが、本実施形
態の圧縮機用スラスト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。
【００２５】（実施の形態２）本実施の形態におけるス
クロール圧縮機の縦断面図は図８に示す従来例と同様で
あり、ここでは本実施の形態の特徴であるスラスト軸受
部について説明する。図４は本発明の第２の実施の形態
におけるスクロール圧縮機の主軸３の主軸側摺動面１０
ａの斜視図、図４は同スクロール圧縮機の主軸３の底部
平面図である。図４、図５において、３は主軸、１０ａ
はスラスト軸受１０に対する主軸側摺動面、１７は主軸
の内部を軸方向に貫く貫通穴、１８はオイル吸入部、２
３は油溝、２４は尾根部である。
クロール圧縮機の縦断面図は図８に示す従来例と同様で
あり、ここでは本実施の形態の特徴であるスラスト軸受
部について説明する。図４は本発明の第２の実施の形態
におけるスクロール圧縮機の主軸３の主軸側摺動面１０
ａの斜視図、図４は同スクロール圧縮機の主軸３の底部
平面図である。図４、図５において、３は主軸、１０ａ
はスラスト軸受１０に対する主軸側摺動面、１７は主軸
の内部を軸方向に貫く貫通穴、１８はオイル吸入部、２
３は油溝、２４は尾根部である。
【００２６】本実施の形態では、実施の形態1と同様、
主軸３における主軸側摺動面１０ａの摺動面に油膜圧力
を発生させる機構を設けた点に特徴がある。本実施の形
態が実施の形態1と異なるのは、油膜圧力発生機構とし
て、油溝２３を用いた点である。主軸３の直径は１６ｍ
ｍ、オイル吸入部１８の直径は１２ｍｍ、貫通穴１７の
直径は５ｍｍであり、主軸側摺動面１０ａは幅2ｍｍの
リング状の摺動面となる。油溝２３は主軸3の主軸側摺
動面１０ａに形成された、深さD＝１mmの８本の油溝
で、主軸側摺動面１０ａの中心に最も近いＡ部の幅は0.
5mm、外縁のB部の幅は2.0mmである。つまり、油溝２３
は外から内に向かって断面積が小さくなっている。ま
た、油溝２３は図５に示すように主軸３の回転方向と反
対の方向に放射線状に湾曲しながら中心に向かう形状で
ある。各油溝２３の間の尾根部２４は、単純な平面によ
って構成されている。
主軸３における主軸側摺動面１０ａの摺動面に油膜圧力
を発生させる機構を設けた点に特徴がある。本実施の形
態が実施の形態1と異なるのは、油膜圧力発生機構とし
て、油溝２３を用いた点である。主軸３の直径は１６ｍ
ｍ、オイル吸入部１８の直径は１２ｍｍ、貫通穴１７の
直径は５ｍｍであり、主軸側摺動面１０ａは幅2ｍｍの
リング状の摺動面となる。油溝２３は主軸3の主軸側摺
動面１０ａに形成された、深さD＝１mmの８本の油溝
で、主軸側摺動面１０ａの中心に最も近いＡ部の幅は0.
5mm、外縁のB部の幅は2.0mmである。つまり、油溝２３
は外から内に向かって断面積が小さくなっている。ま
た、油溝２３は図５に示すように主軸３の回転方向と反
対の方向に放射線状に湾曲しながら中心に向かう形状で
ある。各油溝２３の間の尾根部２４は、単純な平面によ
って構成されている。
【００２７】次に、圧縮機運転時の主軸側摺動面１０ａ
と軸受側摺動面１０ｂの流体潤滑における動作を説明す
る。
と軸受側摺動面１０ｂの流体潤滑における動作を説明す
る。
【００２８】圧縮機の運転時、副ジャーナル軸受９およ
びスラスト軸受１０は、圧縮機底部に貯留された潤滑油
１２の中に浸漬している。スラスト軸受１０において、
主軸側摺動面１０ａと軸受側摺動面１０ｂの軸受隙間に
存在する潤滑油１２は、油溝２３のA部から軸受隙間へ
巻き込まれる。油溝２３が回転方向と逆方向へ放射状に
形成されているため、油溝２３のＡ部から巻き込まれた
潤滑油１２は中心方向へ移動しながら圧縮され、油膜圧
力を発生する。このため、スラスト軸受１０において主
軸側摺動面１０ａと軸受側摺動面１０ｂが直接接触して
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。したがって、摩擦係数が低く、摺動損失の
小さいスラスト軸受を実現できる。
びスラスト軸受１０は、圧縮機底部に貯留された潤滑油
１２の中に浸漬している。スラスト軸受１０において、
主軸側摺動面１０ａと軸受側摺動面１０ｂの軸受隙間に
存在する潤滑油１２は、油溝２３のA部から軸受隙間へ
巻き込まれる。油溝２３が回転方向と逆方向へ放射状に
形成されているため、油溝２３のＡ部から巻き込まれた
潤滑油１２は中心方向へ移動しながら圧縮され、油膜圧
力を発生する。このため、スラスト軸受１０において主
軸側摺動面１０ａと軸受側摺動面１０ｂが直接接触して
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。したがって、摩擦係数が低く、摺動損失の
小さいスラスト軸受を実現できる。
【００２９】なお、本実施の形態では、油溝２３を主軸
側摺動面１０ａの外周から中心方向へＬ／２の距離まで
備えた例を示したがこれに限るものではなく、油溝２３
を主軸側摺動面１０ａの外周からオイル吸入部１８の外
縁まで（外周から中心方向へＬの距離まで）備える等で
も構わない。
側摺動面１０ａの外周から中心方向へＬ／２の距離まで
備えた例を示したがこれに限るものではなく、油溝２３
を主軸側摺動面１０ａの外周からオイル吸入部１８の外
縁まで（外周から中心方向へＬの距離まで）備える等で
も構わない。
【００３０】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潤滑油を用いた
場合でも、摩耗発生により信頼性を損なうことなく、ス
ラスト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。
滑性の乏しい代替冷媒とそれに対応した潤滑油を用いた
場合でも、摩耗発生により信頼性を損なうことなく、ス
ラスト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。
【００３１】
【発明の効果】本発明は、動圧発生機構を備えたスラス
ト軸受を備えることにより、圧縮機のスラスト軸受での
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
性が高く安価な構造のスクロール圧縮機を提供できると
いう長所を有する。
ト軸受を備えることにより、圧縮機のスラスト軸受での
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
性が高く安価な構造のスクロール圧縮機を提供できると
いう長所を有する。
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるスクロール
圧縮機の主軸の主軸側摺動面斜視図
圧縮機の主軸の主軸側摺動面斜視図
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるスクロール
圧縮機の主軸の底面部平面図
圧縮機の主軸の底面部平面図
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるスクロール
圧縮機の主軸の縦断面図
圧縮機の主軸の縦断面図
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるスクロール
圧縮機の主軸のスラスト方向摺動部斜視図
圧縮機の主軸のスラスト方向摺動部斜視図
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるスクロール
圧縮機の主軸の底面部平面図
圧縮機の主軸の底面部平面図
【図６】従来のスクロール圧縮機の縦断面図
【図７】従来のスクロール圧縮機主軸のスラスト軸受に
対する主軸側摺動面斜視図
対する主軸側摺動面斜視図
【図８】従来のスクロール圧縮機のスラスト軸受斜視図
１ 固定スクロール
２ 可動スクロール
３ 主軸
３ａ 偏心部
４ オルダムリング
５ 主ハウジング
６ 主ジャーナル軸受
７ 電動機
７ａ 固定子
７ｂ 回転子
８ 副ハウジング
９ 副ジャーナル軸受
１０ スラスト軸受
１０ａ 主軸側摺動面
１０ｂ 軸受側摺動面
１１ 密閉容器
１２ 潤滑油
１３ 圧縮機構部
１４ 吸入管
１５ 吐出管
１６ 圧縮室
１７ 貫通穴
１８ オイル吸入部
１９ 傾斜平面
２０ パッド間溝
２１ 潤滑油供給穴
２２ 潤滑油供給管
２３ 油溝
２４ 尾根部
２５ 環状油溝
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 西脇 文俊
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 AD00 BD09
CA00
3H029 AA02 AA14 AB03 BB01 BB33
BB44 CC17 CC18
3J011 AA07 BA08 CA03 JA02 KA03
LA05 MA02 MA04
Claims (4)
- 【請求項１】 圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動す
る主軸と、前記主軸を回転駆動する電動機と、前記主軸
の軸方向に作用する荷重を支持するスラスト軸受を備
え、前記スラスト軸受の主軸側の摺動面に油膜圧力発生
機構を備えた圧縮機。 - 【請求項２】 前記油膜圧力発生機構は、傾斜した平面
から構成される請求項１記載の圧縮機。 - 【請求項３】 前記油膜圧力発生機構は、前記主軸の外
周から中心方向へ向かって断面積が減少する複数の油溝
から構成される請求項１記載の圧縮機。 - 【請求項４】 前記主軸は、内部に潤滑油が軸方向に通
過する貫通穴を備え、前記貫通穴から前記スラスト軸受
の摺動面に潤滑油を供給する潤滑油給油管が設けられて
いる請求項１から３のいずれかに記載の圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001378318A JP2003184774A (ja) | 2001-12-12 | 2001-12-12 | 圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001378318A JP2003184774A (ja) | 2001-12-12 | 2001-12-12 | 圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003184774A true JP2003184774A (ja) | 2003-07-03 |
Family
ID=27590860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001378318A Pending JP2003184774A (ja) | 2001-12-12 | 2001-12-12 | 圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003184774A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011196372A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-10-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 圧縮機 |
| WO2013011658A1 (ja) * | 2011-07-19 | 2013-01-24 | ダイキン工業株式会社 | 圧縮機 |
| CN104235253A (zh) * | 2013-06-24 | 2014-12-24 | 现代重工业株式会社 | 轴向减振器组件和包括该轴向减振器组件的用于船舶的发动机 |
| CN104976218A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-10-14 | 赵士立 | 一种旋振筛自助润滑转轴 |
| JP2018141392A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | 日立建機株式会社 | 液圧回転機 |
| KR20190004620A (ko) * | 2017-07-04 | 2019-01-14 | 엘지전자 주식회사 | 편심부 하면에 오일 그루브가 구비된 압축기 |
-
2001
- 2001-12-12 JP JP2001378318A patent/JP2003184774A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011196372A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-10-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 圧縮機 |
| US9322403B2 (en) | 2011-07-19 | 2016-04-26 | Daikin Industries, Ltd. | Compressor |
| WO2013011658A1 (ja) * | 2011-07-19 | 2013-01-24 | ダイキン工業株式会社 | 圧縮機 |
| JP2013024086A (ja) * | 2011-07-19 | 2013-02-04 | Daikin Industries Ltd | 圧縮機 |
| CN103688057A (zh) * | 2011-07-19 | 2014-03-26 | 大金工业株式会社 | 压缩机 |
| RU2563651C1 (ru) * | 2011-07-19 | 2015-09-20 | Дайкин Индастриз, Лтд. | Компрессор |
| CN104235253B (zh) * | 2013-06-24 | 2017-04-12 | 现代重工业株式会社 | 轴向减振器组件和包括该轴向减振器组件的用于船舶的发动机 |
| EP2818401A3 (en) * | 2013-06-24 | 2016-05-11 | Hyundai Heavy Industries Co., Ltd. | Axial vibration damper assembly and engine for ship including the same |
| CN104235253A (zh) * | 2013-06-24 | 2014-12-24 | 现代重工业株式会社 | 轴向减振器组件和包括该轴向减振器组件的用于船舶的发动机 |
| CN104976218A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-10-14 | 赵士立 | 一种旋振筛自助润滑转轴 |
| JP2018141392A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | 日立建機株式会社 | 液圧回転機 |
| KR20190004620A (ko) * | 2017-07-04 | 2019-01-14 | 엘지전자 주식회사 | 편심부 하면에 오일 그루브가 구비된 압축기 |
| KR101988719B1 (ko) | 2017-07-04 | 2019-06-12 | 엘지전자 주식회사 | 편심부 하면에 오일 그루브가 구비된 압축기 |
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