JP2003206872A

JP2003206872A - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JP2003206872A
Application number: JP2002006978A
Authority: JP
Inventors: Fumitoshi Nishiwaki; 文俊西脇; Hidenobu Shintaku; 秀信新宅; Mitsuharu Matsuo; 光晴松尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2002-01-16
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】圧縮荷重のラジアル方向力により、主軸がた
わみ変形を生じた場合でも副ジャーナル軸受部の摩耗、
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２を電動機３の両側で支持する主ジ
ャーナル軸受部４と副ジャーナル軸受部５とを備え、主
ジャーナル軸受部４の圧縮機構部１側の端面４ａ、副ジ
ャーナル軸受部５の電動機３側の端面５ａに環状溝６、
２５などを形成してそこでの剛成の低下を図ることによ
り、上記の目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、詳細にはスクロ
ール圧縮機のジャーナル軸受に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のスクロール圧縮機は従来、例え
ば、特開平５−７９４７６号公報に示された図６に示す
ような構成のものが知られている。このものは図に示す
ように、固定スクロールａと可動スクロールｂの渦巻き
羽根同士を噛み合わせて圧縮機構ｃを構成し、固定、可
動両スクロールａ、ｂ間にできる複数の圧縮室ｄが可動
スクロールｂを旋回駆動することにより容積を縮小しな
がら移動するのを利用して冷媒を外部サイクルから吸入
して圧縮し、圧縮した冷媒を吐出し外部サイクルに供給
することを繰り返す。

【０００３】スクロール圧縮機はその静音性、高信頼性
などの故に広く使用されている。また、多くの場合、圧
縮機構ｃはそれを駆動する電動機ｅとともに容器ｆに収
容されメンテナンスフリーに提供され、使用される。寿
命は概ね１０年程度に設計される。可動スクロールｂは
電動機ｅに連結した主軸ｇによって回転駆動されるが、
この駆動のために主軸ｇは電動機ｅの両側に配した主、
副両ジャーナル軸受部ｈ、ｉによって軸受され、電動機
ｅ、特に、主軸ｇと結合されたロータｊとともにその両
側で支持する。

【０００４】主、副ジャーナル軸受部ｈ、ｉは、容器ｆ
の内周に焼き嵌めなどして固定された主、副ジャーナル
軸受部材ｋ、ｌに設けられ、主ジャーナル軸受部材ｋの
反電動機ｅ側に固定スクロールａを取り付け、主ジャー
ナル軸受部材ｋと固定スクロールａとの間に可動スクロ
ールｂを挟み込んで保持し、主ジャーナル軸受部材ｋと
可動スクロールｂとの間に可動スクロールｂの自転を拘
束するオルダムリングｍが設けられ、主軸ｇが電動機ｅ
によって駆動されたとき、その偏心軸ｎが偏心ジャーナ
ル軸受部ｏを介しそれに嵌り合った可動スクロールｂを
オルダムリングｍによる自転拘束のもとに円軌道上を旋
回運動させ、上記吸入、圧縮、吐出を行なわせる。容器
ｆは冷媒の吸入管ｐおよび吐出管ｑが外部サイクルに接
続されて密閉される。

【０００５】一方、圧縮機構ｃは容器ｆの吸入管ｐから
吸入口ｒを経て外部サイクルから冷媒を吸入し、吐出口
ｓから一旦容器ｆ内に吐出して電動機ｅを冷却した後、
容器ｆの吐出管ｑを通じて外部サイクルに冷媒を供給す
ることを繰り返す。これに併せ、容器ｆの下部には冷凍
機油ｔが貯留され、圧縮機構ｃの駆動とともに主軸ｇの
遠心力などを利用して主軸ｇ内部の破線で示した給油通
路を通じて前記冷凍機油ｔを導入し、前記主、副ジャー
ナル軸受部ｈ、ｉ、偏心ジャーナル軸受部ｏに供給する
とともに、圧縮機構ｃの各摺動部にも供給し、それらを
潤滑し、またシールする。冷凍機油ｔは冷媒と相溶性の
あるものが用いられる。これによって、冷凍機油ｔは冷
媒に溶けて持ち運ばれ、前記主軸ｇを通じた供給によっ
ては及ばない摺動部分の潤滑をも行ない、前記メンテナ
ンスフリーを実現している。

【０００６】ところで、可動スクロールｂには冷媒の圧
縮荷重などが働く。そのうち、ラジアル方向力は主軸ｇ
の偏心軸ｎを介して主軸ｇに伝達され、主軸ｇは主ジャ
ーナル軸受部材部材ｋに形成された主ジャーナル軸受部
ｈと電動機ｅを挟んで副ジャーナル軸受部材ｌに形成さ
れた副ジャーナル軸受部ｉにより支持される。このよう
に、圧縮荷重などにより生じるラジアル方向力は、主軸
３の偏心軸ｎに作用することから電動機ｅを挟んで設け
られた主ジャーナル軸受部ｈ、副ジャーナル軸受部ｉに
対して片持ち構造となる。このため、主軸ｇは主、副ジ
ャーナル軸受部ｈ、ｉ間で大きなたわみ変形を生じ、副
ジャーナル軸受部ｉ内で片当りを生じ、摩耗、焼き付き
の原因になる。

【０００７】従来、副ジャーナル軸受部ｉでの対策とし
て、主軸ｇのたわみ変形に応じて副ジャーナル軸受部ｉ
が傾斜する自動調心機能を有する構造とすることで主軸
ｇのたわみ変形に対応する機能を持たせている。あるい
は副ジャーナル軸受部ｉの軸受面を球面形状にすること
で、主軸ｇのたわみ変形に対応する機能を持たせている
場合もある。また、特許第３１５４６２３号公報に示さ
れているように、副ジャーナル軸受部ｉの軸受幅に対応
する主軸ｇ側に微小凸の樽型形状を設けることで、主軸
ｇのたわみ変形に対して調心機能を持たせている場合も
ある。

【０００８】以上の様な調心機能を有する副ジャーナル
軸受部ｉとすることで副ジャーナル軸受部ｉの軸受面内
で主軸ｇのたわみ変形に基づく片当り、焼き付きを防止
している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、副ジャ
ーナル軸受部ｉの軸受面が主軸ｇのたわみ変形に応じて
傾斜する自動調心機能を持つ場合、その自動調心部分が
調心のための摺動部となるわけであり、機構が複雑にな
り、その部分の信頼性が課題となる。さらに副ジャーナ
ル軸受部ｉが極めて高価になるという課題があった。す
なわち、副ジャーナル軸受部ｉの内周面あるいは外周面
を球面形状とする場合、比較的小径の穴の内周面あるい
は外周面を滑らかな球面形状に研削加工することは極め
て難しく高価になっている。また、副ジャーナル軸受部
ｉ内周面は主ジャーナル軸受部ｈの軸受面に対して同
軸、平行に組立てられることが必要であるが、副ジャー
ナル軸受部ｉ内周面が球面形状である場合、同軸、平行
の基準面とすることが困難となり組立にまだ課題があ
る。

【００１０】また、従来の塩素を含むＨＣＦＣ系に対
し、環境、特にオゾン層を破壊する前記塩素を含まない
代替冷媒の使用が叫ばれ、ＨＣ、ＣＯ₂冷媒などの使用
が考えられている。しかし、塩素はそれ自体潤滑性を有
したもので、これを含まないことにより潤滑性が大きく
低下する。

【００１１】したがって、これらに対応するには、副ジ
ャーナル軸受部ｉの構造の簡略化とともに、さらなる潤
滑性の向上が望まれる。

【００１２】本発明の目的は、上記従来の問題点を解消
するもので、圧縮荷重のラジアル方向力により、主軸が
たわみ変形を生じた場合でも主として副ジャーナル軸受
部の摩耗、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かつ安価な構造で
提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、第１の発明のスクロール圧縮機は、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、前記主軸を前記電動機の両側で支持
する主ジャーナル軸受部と副ジャーナル軸受部とを備
え、前記副ジャーナル軸受部の電動機側の端面に環状溝
を形成したことを特徴とするものである。

【００１４】第２の発明のスクロール圧縮機は、また、
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、前記主軸を前記電動機の
両側で支持する主ジャーナル軸受部と副ジャーナル軸受
部とを備え、前記副ジャーナル軸受部の電動機側の端部
軸受面にクラウニングを形成したことを特徴とするもの
である。

【００１５】第３の発明のスクロール圧縮機は、また、
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、前記主軸を前記電動機の
両側で支持する主ジャーナル軸受部と副ジャーナル軸受
部とを備え、前記副ジャーナル軸受部を構成する副ハウ
ジングの肉厚を電動機側に薄くしたことを特徴とするも
のである。

【００１６】第４の発明のスクロール圧縮機は、また、
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、前記主軸を前記電動機の
両側で支持する主ジャーナル軸受部と副ジャーナル軸受
部とを備え、前記副ジャーナル軸受部は副ハウジングと
その内周に配したブッシュで構成され、前記ブッシュが
前記副ハウジングから電動機側に軸方向に突き出すよう
に形成されていることを特徴とするものである。

【００１７】第５の発明のスクロール圧縮機は、また、
第１〜第４の発明のいずれか１つにおいて、さらに、前
記主ジャーナル軸受部および前記副ジャーナル軸受部に
は、鋳鉄材、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、あるいは裏金付きメタル軸受材
が用いられていることを特徴とするものである。

【００１８】第６の発明のスクロール圧縮機は、また、
第１〜第５の発明のいずれか１つにおいて、さらに、前
記主軸の表面は、浸硫窒化処理あるいはりん酸塩処理を
少なくとも含む化成処理を施されたことを特徴とするも
のである。

【００１９】第７の発明のスクロール圧縮機は、また、
第１〜第６の発明のいずれか１つにおいて、さらに、前
記副ジャーナル軸受部の反電動機側の端部に主軸のスラ
スト軸受を形成したことを特徴とするものである。

【００２０】第８の発明のスクロール圧縮機は、また、
第１〜第７の発明のいずれか１つにおいて、さらに、前
記圧縮機構部が圧縮する作動流体は、炭化水素（ＨＣ）
冷媒もしくは二酸化炭素（ＣＯ₂ ）冷媒であることを特
徴とするものである。

【００２１】本発明のそれ以上の目的および特徴は、以
下の詳細な説明および図面の記載から明らかになる。本
発明の各特徴はそれ自体単独で、あるいは可能な限り種
々な組み合わせで、複合して採用することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るスクロール圧
縮機のいくつかの実施の形態について、図１〜図５を参
照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明は本発明
の具体例を示すものであって、特許請求の範囲の記載を
限定するものではない。

【００２３】（実施の形態１）本実施の形態１は図１に
示すように、圧縮機構部１と、この圧縮機構部１を駆動
する主軸２と、この主軸２を回転駆動する電動機３と、
前記主軸２を電動機３の両側で支持する主ジャーナル軸
受部４と副ジャーナル軸受部５とを備えている。

【００２４】圧縮機構部１は、固定スクロール７と可動
スクロール８との渦巻き羽根を噛み合わせて構成され、
相互間に複数の圧縮室１０を形成する。圧縮機構部１は
電動機３とともに容器９に収容されたいわゆる密閉型の
スクロール圧縮機をなしている。また、容器９は圧縮機
構部１および電動機３が上下に並ぶ縦型に配置された例
となっている。しかし、本発明はこれに限られることは
なく、容器に収容しない開放型でもよいし、横型に配置
される例にも同様に適用できる。

【００２５】容器９内には電動機３の圧縮機構部１側に
前記主ジャーナル軸受部４を持った主ジャーナル軸受部
材１１が容器９に焼き嵌めするなどして設けられ、電動
機３の反圧縮機構部１側に前記副ジャーナル軸受部５を
持った副ジャーナル軸受部材１２が容器９に焼嵌めする
などして設けられ、電動機３のロータ３ａを貫通して結
合した主軸２を電動機３の両側で軸受している。電動機
３のステータ３ｂは容器９に焼嵌めなどして固定され給
電によりロータ３ａを介し主軸２を回転駆動し、これが
圧縮機構部１の可動スクロール８に伝達されるようにし
ている。

【００２６】圧縮機構部１は固定スクロール７が前記主
ジャーナル軸受部材１１の反電動機３側にボルトなどで
取り付けられ、可動スクロール８が主ジャーナル軸受部
材１１と固定スクロール７との間に挟み込まれている。
主ジャーナル軸受部材１１と可動スクロール８との間に
は可動スクロール８の自転を拘束するオルダムリング１
３が設けられている。これに対し主軸２は、電動機３に
より回転駆動されると、その回転を偏心軸２ａにより偏
心ジャーナル軸受部１４を介して可動スクロール８に与
え、オルダムリング１３による自転拘束のもとに可動ス
クロール８を円軌道上を旋回運動させる。しかし、可動
スクロール８の自転防止はオルダムリング１３以外の種
々な部材、機構を採用することができる。

【００２７】可動スクロール８の旋回運動によって固定
スクロール７との間の圧縮室１０が例えば外周から中央
側に移動しながら容積が縮小することによって、冷媒を
容器９の吸入管１７、圧縮機構部１の吸込口１５を通じ
外部サイクルから吸入して圧縮し、圧縮機構部１の吐出
口１６から容器９内に吐出する。容器９内に吐出された
冷媒は電動機３を上方から下方へ、下方から上方へ通っ
てそれを冷却した後、容器９の上部に戻って吐出管１８
から外部サイクルに供給される。しかし、外部サイクル
からの吸入位置、容器９内への吐出位置や吐出口１６部
での消音構造の有無などの吐出構造、外部サイクルへの
吐出位置などは本例に限られることはなく、種々に構成
することができる。

【００２８】主軸２内には給油通路２１が縦通、形成さ
れ、圧縮機構部１の駆動とともに主軸２の遠心力によっ
て容器９の下部に貯留された冷凍機油２２を給油通路２
１に導入して主ジャーナル軸受部４、偏心ジャーナル軸
受部１４を潤滑し、また、圧縮機構部１の各摺動部を潤
滑するとともにシールする。また、容器９内に吐出され
る冷媒は相溶性のある冷凍機油２２を持ち運んで前記冷
凍機油２２の供給が及ばない部分をも潤滑する。冷凍機
油２２の供給は容器９内の吐出圧を利用して行なっても
良いし、容積ポンプを主軸２により駆動して行なっても
よい。

【００２９】上記のように、固定スクロール７と可動ス
クロール８により形成される圧縮室１０にて、可動スク
ロール８の旋回運動により冷媒が圧縮されるとき、冷媒
の圧縮荷重は可動スクロール８に反力として作用する。
この冷媒の圧縮荷重のうち軸方向に働くスラスト方向力
は、可動スクロール８の鏡板下面に冷凍機油２２の供給
圧を絞りなどによって調整した中間圧を作用させること
により、可動スクロール８の鏡板上面と固定スクロール
７の間に設けられたスラスト軸受部２３で支持される。
ラジアル方向力は主軸２の偏心軸２ａに作用し、主軸２
は主ジャーナル軸受部材１１に設けられた主ジャーナル
軸受部４と電動機３を挟んで下部に設けられた副ジャー
ナル軸受部材１２の副ジャーナル軸受部５とにより支持
される。

【００３０】ここに、主軸２は圧縮機構部１の可動スク
ロール８に対してはラジアル方向の片持ち支持となって
圧縮荷重などによるラジアル方向力を受ける。これによ
り、主軸２にはその主ジャーナル軸受部４から偏心軸２
ａ側にモーメントが生じ、その荷重と主軸２の剛性によ
って決まるたわみ変形が主、副ジャーナル軸受部４、５
間に生じる。この変形で主軸２は、副ジャーナル軸受部
５の軸受面に対して傾斜して支持される状態になるた
め、副ジャーナル軸受部５の軸受端部の主軸２のたわみ
側において軸受隙間が小さくなり片当り現象が生じやす
い。これが、摩耗や焼きつきの原因になり、代替冷媒で
はさらに潤滑不足が影響するので特に問題である。

【００３１】本実施の形態１では、これに対応するの
に、特に、図１、図２に示すように副ジャーナル軸受部
５の電動機３側の端面５ａに環状溝６を形成してある。
副ジャーナル軸受部５の電動機３側の端部は前記環状溝
６によって周方向に一様に剛性が低下している。これに
より、主軸２が前記圧縮荷重のラジアル方向力によって
どの方向にたわんでも、副ジャーナル軸受部５の端部の
軸受面はそれに倣ってたわむことができ、片当たりを軽
減ないしは回避して、摩耗や焼きつきを防止することが
できる。このように本実施の形態１は副ジャーナル軸受
部５の端部の剛性の低下を図る１つの態様を提供するも
のである。これには種々の方法がありいずれも本発明の
範疇に属する。例えば環状溝６は理想的にはそうである
が、場合によっては連続していなくても、また、部分的
に深さが違っても、剛性が低下した分に比例して片当た
りを軽減する作用は得られる。

【００３２】１つの例としては、副ジャーナル軸受部５
の電動機３側の端面に幅１ｍｍ、深さ４ｍｍ程度の環状
溝６を形成している。副ジャーナル軸受部材１２、特に
副ジャーナル軸受部５には鋳鉄材を用い、中央に設けた
円筒面を表面粗さＲａ０．２程度に仕上げ、副ジャーナ
ル軸受部５の軸受面としている。これにより、副ジャー
ナル軸受部５と主軸２とにおいて片当たりを十分に軽減
ないしは回避し、摩耗防止と焼きつき防止が図れた。特
に、主軸２にはＳＣＭ４１５鋼を用い、表面を浸硫窒化
処理している。主ジャーナル軸受部４の反電動機３側の
端面４ａにも図１に示すように同様な環状溝２５を設け
ている。これによって、主軸２の主、副ジャーナル軸部
４、５との間の耐凝着摩耗性が向上するとともに、主軸
２が圧縮荷重のラジアル方向力によってたわむときの主
ジャーナル軸受部４の反電動機３側端部の軸受面に対し
て傾斜することによる片当たりをも軽減ないしは回避
し、前記傾斜による摩耗や焼き付きを防止することがで
きる。また、副ジャーナル軸受部５の反電動機３側の端
部に主軸２のスラスト軸受２６を形成し、ロータ３ａの
オフセットおよび主軸２の自重などによる副ジャーナル
軸受部５側に働く主軸２のスラスト力をも受けるように
している。

【００３３】さらに詳しくは、副ジャーナル軸受部５に
おいて、主軸２のたわみによって軸受面との軸受隙間が
小さくなる（あるいは直接接触する）副ジャーナル軸受
部５の上端部に環状溝６を設けた構成としたため、それ
らの軸受端部での剛性が低下している。したがって、主
軸２の偏心軸２ａ側に圧縮荷重のラジアル方向力による
モーメントが加わり副ジャーナル軸受部５内で主軸２に
傾斜が生じ、荷重分布が軸受端部で大きくなった場合に
は、副ジャーナル軸受部５端部の軸受面が変形して対応
することによって、主軸２と副ジャーナル軸受部５の軸
受面の接触応力を減少させることが可能となる。このた
め、副ジャーナル軸受部５の端部近傍が主軸２と直接接
触して表面が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。ここに、簡単な構造にて摩擦係数
が低く、摺動損失が小さいジャーナル軸受を実現でき
る。このことは主軸２と主ジャーナル軸受部４との間に
おいても同様である。もっとも、主、副ジャーナル軸受
部４、５の一方のみにこのような剛性低下の手法を採用
してもその採用した部分において同様の効果が得られる
ので有効である。

【００３４】以上のことから、本実施の形態１によれ
ば、塩素を含まず潤滑性の乏しいＨＣやＣＯ₂などの代
替冷媒とそれに対応した相溶性のある冷凍機油を用いた
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。

【００３５】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。なお、一様で連続した環状溝６の形状は研削
加工に好適で、従来例の副ジャーナル軸受面を球面状と
して調心機能を得るよりも容易に加工することができ
る。しかし、どのように形成され、また、加工されても
よい。

【００３６】さらに、主軸２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端部近傍が
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、ジャーナル軸受の信頼
性を一層向上できる。なお、主軸２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
に主軸の耐凝着摩耗性を向上できることは勿論である。

【００３７】また、副ジャーナル軸受部５の軸受面は主
ジャーナル軸受部４の軸受面に対して同軸、平行に組立
てられることが必要であるが、量産組立上、芯だし工程
で幾分誤差が生じる。例えば、主ジャーナル軸受部４の
軸中心と副ジャーナル軸受部５の軸中心がずれている場
合、副ジャーナル軸受部５内周面と主軸２外周面が平行
でなくなり、副ジャーナル軸受部５の端部軸受面におい
て軸受隙間が小さくなり片当り現象が生じる場合があっ
た。しかし、本実施の形態１の主、副ジャーナル軸受部
４、５を採用することにより、主、副ジャーナル軸受部
４、５内での主軸２の傾斜が生じた場合にも、軸受端部
の軸受面が変形することによって、主軸２と軸受面の接
触応力を減少させることができる。このため、軸受端部
近傍が主軸２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。したがって、
組立の余裕度が大きくなり、容易に組立てを行うことが
可能になる。これによっても低コスト化が図れる。

【００３８】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冷媒あるい
はＣＯ₂ 冷媒の採用が検討されていることに対応して、
例えば、ＨＣ冷媒の採用において冷凍機油２２としてＨ
Ｃ冷媒に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２２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。しかし、本実
施の形態１の主、副ジャーナル軸受部４、５部を採用す
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。また冷媒としてＣ
Ｏ₂ 冷媒を採用した場合には、軸受に作用する荷重が非
常に大きくなるため軸受の摺動条件が一層過酷となる
が、本実施の形態１の主、副ジャーナル軸受部４、５を
採用することにより、同様の効果が得られる。

【００３９】また、本実施の形態１によれば、副ジャー
ナル軸受部５の反電動機３側の端部に、副ジャーナル軸
受部５と連続してないしは近傍にて主軸２のスラスト軸
受２６を一体として形成しているため、非常にコンパク
トにラジアル方向の荷重およびスラスト方向の荷重を支
える軸受構成が可能となり、スクロール圧縮機の小型化
を図ることができる。

【００４０】また、本実施の形態１では、鋳鉄材を直接
副ジャーナル軸受部５の軸受面に用いたが、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、
あるいは裏金付きメタル軸受材などのブッシュ材を用い
て軸受面を形成しても同様の効果が得られる。さらに過
渡状態で電動機３側の軸受端部近傍が主軸２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、副ジャーナル軸受部５の信頼性を一層
向上できるという効果が得られる。

【００４１】（実施の形態２）本実施の形態２は図３に
示すように、副ジャーナル軸受部５の電動機３側の端
部、図では上端部の軸受面に、クラウニング３１を形成
した点が実施の形態１と異なっている。他の構造および
奏する作用は特に変わらない。従って、共通する部材に
は同一の符号を付し、重複する図示および説明は省略す
る。

【００４２】クラウニング３１は、一例として幅２〜５
ｍｍで、半径ＲがＲ＞５００ｍｍの円弧を形成すること
によって構成している。円弧部の半径ＲがＲ＜５００ｍ
ｍの場合、軸受面の端部において、主軸２と軸受面の間
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＞５００ｍｍの場合が望ましい。しか
し、主軸２および主、副ジャーナル軸受部４、５との材
質、寸法関係、圧縮荷重など条件の違いによっては、そ
れ以上になってもよい。クラウニング３１は半径Ｒが小
さくても有効であるが、実質的にはこれを設ける幅寸法
が最小限度となり、少なくともこの幅寸法よりも大きく
設定するのが好適である。

【００４３】このように本実施の形態２では、副ジャー
ナル軸受部５の軸受面の上端部にクラウニング３１を形
成しているため、主軸２に圧縮荷重のラジアル方向力に
よるモーメントが加わり副ジャーナル軸受部５内で主軸
２のたわみあるいは傾斜が生じた場合でも、軸受端部に
おいて逃げが形成されるため、主軸２と軸受面との接触
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２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。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。

【００４４】なお、副ジャーナル軸受部５の軸受面にカ
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、あるいは裏金付きメタル軸受材などのブッシュ
材を設置した場合、過渡状態で軸受端部近傍が主軸と短
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、ジャーナル軸受の信頼性を一層
向上できる。

【００４５】（実施の形態３）本実施の形態３は図４に
示すように、副ジャーナル軸受部材１２における副ジャ
ーナル軸受５を構成する副ハウジング５ｂを筒部ないし
はボス形状とするなどによって、その肉厚を電動機３側
に薄くした点が実施の形態１の場合と異なっている。他
の構造および奏する作用は特に変わらないので、共通す
る部材には同一の符号を付し、重複する図示および説明
は省略する。

【００４６】このように本実施の形態３は、副ジャーナ
ル軸受部５を構成する副ハウジング５ｂの肉厚を電動機
３側の端部に向け薄くしたため、副ジャーナル軸受部５
の電動機３側の端部での剛性が低下する。したがって、
主軸２の偏心軸２ａ側に圧縮荷重のラジアル方向力によ
るモーメントが加わり副ジャーナル軸受部５内で主軸２
のたわみないしは傾斜が生じ、荷重分布が軸受端部で大
きくなった場合には、軸受端部の軸受面が変形すること
によって、主軸２と軸受面の接触応力を減少させること
ができる。このため、軸受端部近傍が主軸２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。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。

【００４７】以上のことから、本実施の形態３によれ
ば、摩耗発生により信頼性を損なうことなく、副ジャー
ナル軸受部５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。

【００４８】また、副ジャーナル軸受部５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。なお、副ハウジング５ｂの肉
厚を電動機３側に薄くする加工は容易であるため、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。

【００４９】なお、副ハウジング５ｂの電動機３側への
肉厚の減少は本例ではテーパ面を形成するように連続に
減少しているが、適宜なアール面を形成して連続に減少
してもよいし、段階的に１段ないしは複数段に減少して
もよい。

【００５０】（実施の形態４）本実施の形態４は図５に
示すように、副ジャーナル軸受部５は副ハウジング５ｂ
とその内面に配したブッシュ４２とで構成され、ブッシ
ュ４２が副ハウジング５ｂから電動機３側に突き出すよ
うに形成した点で、実施の形態１の場合と異なってい
る。その他の構造および奏する作用は特に変わりはない
ので、共通する部材には同一の符号を付し、重複する図
示および説明は省略する。ブッシュ４２には裏金付き樹
脂複合軸受を用い、副ハウジング５ｂから５ｍｍ程度突
き出す構成とした。

【００５１】このように本実施の形態４は、副ハウジン
グ５ｂの内側において、副ハウジング５ｂからブッシュ
４２が突き出すようにして副ジャーナル軸受部５を構成
したため、軸受端部での剛性が低下する。したがって、
主軸２の偏心軸２ａ側に圧縮荷重のラジアル方向力によ
るモーメントが加わり、副ジャーナル軸受部５内で主軸
２にたわみや傾斜が生じ、荷重分布が軸受端部で大きく
なった場合には、軸受端部の軸受面が変形することによ
って、主軸２と軸受面の接触応力を減少させることがで
きる。このため、軸受端部近傍が主軸２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。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。

【００５２】以上のことから、本実施の形態４によれ
ば、摩耗発生により信頼性を損なうことなく、副ジャー
ナル軸受部５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。

【００５３】また、副ジャーナル軸受部５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。

【００５４】さらに、裏金付き樹脂複合軸受を用いた場
合には、ブッシュ材の量産が容易となるため、副ジャー
ナル軸受部５のコストが非常に低下する。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勿論で
あり、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。

【００５５】なお、ブッシュ４２の電動機３側の端部に
クラウニングを形成した場合、主軸２と軸受内面の接触
応力をさらに一層減少させることが可能となる。したが
って、摩擦係数が低く、摺動損失が小さい副ジャーナル
軸受を実現できる。実施の形態１および実施の形態３に
おいて、副ジャーナル軸受部５の端部にクラウニングを
形成した場合にも同様の効果が得られるのは勿論であ
る。

【００５６】また、ブッシュ４２は１段または複数段に
内側のものから外側のものに向け順次突出量が小さくな
るように突出させてもよいし、複数段の場合はそれぞれ
個別のブッシュを用いてそれぞれの端部内面にクラウニ
ングを形成してもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明によれば、圧縮荷重のラジアル方向力により、主軸
がたわみ変形、傾斜を生じた場合でも、圧縮機の副ジャ
ーナル軸受部、特に副ジャーナル軸受部が剛性を低くさ
れて変形して逃げやすいことによって、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。また、塩素を含まない代替冷媒を用いても十分な耐
摩耗性、耐久性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機
の縦断面図。

【図２】図１の圧縮機の副ジャーナル軸受部の要部断面
図。

【図３】本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機
の副ジャーナル軸受部の要部断面図。

【図４】本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機
の副ジャーナル軸受部の要部断面図。

【図５】本発明の実施の形態４に係るスクロール圧縮機
の副ジャーナル軸受の要部断面図。

【図６】従来のスクロール圧縮機の縦断面図。

【符号の説明】

１圧縮機構部２主軸２ａ偏心軸３電動機４主ジャーナル軸受部５副ジャーナル軸受部４ａ、５ａ端面５ｂ副ハウジング６、２５環状溝７固定スクロール８可動スクロール１０圧縮室１１主ジャーナル軸受部材１２副ジャーナル軸受部材１３オルダムリング１４偏心ジャーナル軸受部１５吸込口１６吐出口２６スラスト軸受３１クラウニング４２ブッシュ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松尾光晴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） 3H029 AA02 AA14 AB03 BB42 BB44 CC09 CC17 CC18 3H039 AA03 AA06 AA12 BB02 BB04 BB07 BB28 CC09 CC22 CC33 3J011 KA02 KA04 MA02 MA22 QA02 QA04 SB02 SC01

Claims

【特許請求の範囲】

【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
を前記電動機の両側で支持する主ジャーナル軸受部と副
ジャーナル軸受部とを備え、前記副ジャーナル軸受部の
電動機側の端面に環状溝を形成したことを特徴とするス
クロール圧縮機。
【請求項２】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
を前記電動機の両側で支持する主ジャーナル軸受部と副
ジャーナル軸受部とを備え、前記副ジャーナル軸受部の
電動機側の端部軸受面にクラウニングを形成したことを
特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項３】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
を前記電動機の両側で支持する主ジャーナル軸受部と副
ジャーナル軸受部とを備え、前記副ジャーナル軸受部を
構成する副ハウジングの肉厚を電動機側に薄くしたこと
を特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項４】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
を前記電動機の両側で支持する主ジャーナル軸受部と副
ジャーナル軸受部とを備え、前記副ジャーナル軸受部は
副ハウジングとその内周に配したブッシュで構成され、
前記ブッシュが前記副ハウジングから電動機側に軸方向
に突き出すように形成されていることを特徴とするスク
ロール圧縮機。
【請求項５】前記主ジャーナル軸受部および前記副ジ
ャーナル軸受部には、鋳鉄材、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、あるいは裏金
付きメタル軸受材が用いられていることを特徴とする請
求項１〜４のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】前記主軸の表面は、浸硫窒化処理あるい
はりん酸塩処理を少なくとも含む化成処理を施されたこ
とを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のス
クロール圧縮機。
【請求項７】前記副ジャーナル軸受部の反電動機側の
端部に主軸のスラスト軸受を形成したことを特徴とする
請求項１〜６のいずれか１項に記載のスクロール圧縮
機。
【請求項８】前記圧縮機構部が圧縮する作動流体は、
炭化水素（ＨＣ）冷媒もしくは二酸化炭素（ＣＯ₂）冷
媒であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項
に記載のスクロール圧縮機。