JP2003206873A

JP2003206873A - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JP2003206873A
Application number: JP2002006979A
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主軸を軸支するジャーナル軸
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な構造で提供す
る。【解決手段】圧縮機構部３と、圧縮機構部３を駆動す
る主軸７と、主軸７を回転駆動する電動機５と、主軸７
を支えるジャーナル軸受部８、９、１１などと、ジャー
ナル軸受部８、９、１１などの端部に形成した環状溝２
１、２２、２３などとを備え、環状溝２１、２２、２３
などの溝底部にＲ部を設けて、上記のような目的を達成
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】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
圧縮機構部を駆動する主軸の径方向の力は主としてジャ
ーナル軸受によって支持されている。

【０００３】特に、スクロール圧縮機の場合、主軸の圧
縮機構部側の支持が片持ち支持になり、圧縮機構部の圧
縮荷重に置けるラジアル方向力によるモーメントが主軸
に働いてこれをたわませ軸受上問題になる。

【０００４】これを、本発明が適用される図５に示すス
クロール圧縮機の基本構成を参照して述べる。スクロー
ル圧縮機は一般に、図５に示すように、固定スクロール
１と可動スクロール２の渦巻き羽根同士を噛み合わせて
圧縮機構部３を構成し、固定、可動両スクロール１、２
間にできる複数の圧縮室４が可動スクロール２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。

【０００５】このようなスクロール圧縮機はその低振動
性静音性、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、圧縮機構部３はそれを駆動する電動機
５とともに容器６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２は電動機５のロータ５ａに連結し
た主軸７によって回転駆動される。この駆動のために主
軸７は電動機５の両側に配した主、副両ジャーナル軸受
部８、９によって主軸部７ａを軸受され、電動機５、特
に、主軸部７ａと結合されたロータ５ａとともにその両
側で支持する。一方、圧縮機構部３側には偏心軸７ｂを
有しこれが可動スクロール２の偏心ジャーナル軸受部１
１を介して嵌まり合い、可動スクロール２を円軌道運動
させる。

【０００６】主、副ジャーナル軸受部８、９は、容器６
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１２、１３に設けられ、主ジャーナル軸受部材
１２の反電動機５側に固定スクロール１を取り付け、主
ジャーナル軸受部材１２と固定スクロール１との間に可
動スクロール２を挟み込んで保持し、主ジャーナル軸受
部材１２と可動スクロール２との間に可動スクロール２
の自転を拘束するオリダムリング１４などが設けられ、
主軸７が電動機５の容器６内に焼き嵌めなどして固定さ
れたステータ５ｂからロータ５ａへの電磁作用によって
回転駆動されたとき、その偏心軸７ｂが偏心ジャーナル
軸受部１１を介しそれに嵌り合った可動スクロール２を
オルダムリング１４などによる自転拘束のもとに円軌道
運動させ、上記吸入、圧縮、吐出を行なわせる。容器６
は冷媒の吸入管１５および吐出管１６が外部サイクルに
接続されて密閉される。

【０００７】一方、圧縮機構部３は容器６の吸入管１５
から吸入口１６を経て外部サイクルから冷媒を吸入し、
吐出口１７から一旦容器６内に吐出して電動機５を冷却
した後、容器６の吐出管１８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６の下
部には冷凍機油１９が貯留され、圧縮機構部３の駆動と
ともに主軸７の遠心力などを利用して主軸７内部の給油
通路２０を通じて前記冷凍機油１９を導入し、前記主、
副ジャーナル軸受部８、９、偏心ジャーナル軸受部１１
に供給するとともに、圧縮機構部３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１９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１９は冷媒に溶けて持ち運ばれ、前記主軸７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。

【０００８】ところで、可動スクロール２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７
の偏心軸７ｂを介して主軸７に伝達され、主軸７は主ジ
ャーナル軸受部材１２に形成された主ジャーナル軸受部
８と電動機５を挟んで副ジャーナル軸受部材１３に形成
された副ジャーナル軸受部９により支持される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うなスクロール圧縮機では、主軸７の主軸部７ａは電動
機５のロータ５ａに対して主、副ジャーナル軸受部８、
９により両持ち支持されるが、圧縮機構部３の可動スク
ロール２を駆動する偏心軸７ｂ側は、主ジャーナル軸受
部８から圧縮機構部３側に突出した片持ち支持となる。
ここに、前記圧縮荷重などにより生じるラジアル方向力
は主軸７の偏心軸７ｂに作用することから、主軸５は
主、副ジャーナル軸受部８、９間の大きなたわみを伴い
変形する。このため、主ジャーナル軸受部８および副ジ
ャーナル軸受部９の互いに対向し合う軸受端部の軸受面
において片当たり現象が生じる。また、主軸７が前記た
わみによって偏心ジャーナル軸受部１１に対しても傾斜
するためその軸受端部の軸受面においても同様に片当た
り現象が生じる。特に、ラジアル方向力の作用位置が最
も近い主ジャーナル軸受部８に最も大きな荷重が作用
し、主ジャーナル軸受部８の圧縮機構部３側の軸受端部
の軸受面で著しい片当りを生じやすい。

【００１０】このように、スクロール圧縮機のジャーナ
ル軸受の荷重分布は軸方向に一様ではなく、ジャーナル
軸受端部で荷重が極端に高くなる傾向がある。その結
果、ジャーナル軸受端部近傍が主軸７との直接接触によ
り摩耗など表面損傷を起こしやすい。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る。

【００１１】本発明の目的は、上記のような従来の問題
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ジャーナル軸受
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な構造で提供するこ
とにある。

【００１２】

【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、前記主軸を支える１または複数のジ
ャーナル軸受部と、前記ジャーナル軸受部の少なくとも
１つの端面に形成した環状溝とを備え、前記環状溝の溝
底部にＲ部を設けたことを特徴とするものである。

【００１３】また、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、前記主軸を支え
るジャーナル軸受部と、前記ジャーナル軸受部の互いに
対向し合う端面の少なくとも一方の端面に形成した環状
溝とを備え、前記環状溝を構成する内側環状壁の肉厚を
溝底部から前記端面方向に薄くしたことを特徴とするも
のである。

【００１４】また、第３の発明のスクロール圧縮機は、
また、第１、２の発明のいずれか１つにおいて、さら
に、前記ジャーナル軸受部の前記端面側端部の軸受面に
クラウニングをも形成したことを特徴とするものであ
る。

【００１５】また、第４の発明のスクロール圧縮機は、
また、第１〜第３の発明のいずれか１つにおいて、さら
に、前記主軸は、前記圧縮機構部の側に圧縮機構部を偏
心ジャーナル軸受部を介して駆動する偏心軸部と前記圧
縮機構部とは反対側に主、副ジャーナル軸受部によって
電動機の両側で支持される主軸部とを有し、前記環状溝
または前記環状溝と前記クラウニングが、前記偏心ジャ
ーナル軸受部、主ジャーナル軸受部、および副ジャーナ
ル軸受部における軸受端部の少なくともいずれか１つに
形成されていることを特徴とするものである。

【００１６】また、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。

【００１７】また、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。

【００１８】また、第７の発明のスクロール圧縮機は、
また、前記圧縮機構部が圧縮する作動流体は、二酸化炭
素（ＣＯ₂ ）冷媒であることを特徴とするものである。

【００１９】また、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、前記圧縮機構部および前記ジャーナル軸受部を潤滑
する冷凍機油はポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）油
であることを特徴とするものである。

【００２０】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によって明らかにな
る。本発明の各特徴は、それ単独で、あるいは可能な限
り種々な組合せで複合して採用することができる。

【００２１】

【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、図面を参照しな
がら詳細に説明し、本発明の理解に供する。以下の説明
は本発明の具体例について述べるものであって、特許請
求の範囲の記載を限定するものではない。

【００２２】（実施の形態１）本実施の形態１における
スクロール圧縮機は、図５に示す既述したスクロール圧
縮機の基本構成を有するものであり、既述したところと
重複する説明は省略する。なお、本実施の形態１のスク
ロール圧縮機では、容器６は圧縮機構部３および電動機
５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。また、既述したように可動スクロール２の
自転防止はオルダムリング１４によって行なっている
が、これ以外の種々な部材、機構を採用することができ
る。

【００２３】本実施の形態１は、既述した圧縮荷重のラ
ジアル方向力により、主軸７がたわみ変形を生じ、主ジ
ャーナル軸受部８、あるいは副ジャーナル軸受部９、あ
るいは偏心ジャーナル軸受部１１において、あるいはそ
れらの内２つの組、または３つの組において、主軸７と
の片当たりが生じることに対応するものである。

【００２４】このため、既述したように、圧縮機構部３
と、この圧縮機構部３を駆動する主軸７と、この主軸７
を回転駆動する電動機５と、前記主軸７を支える少なく
とも１つのジャーナル軸受部８、９、１１などとを備
え、特に、このジャーナル軸受部８、９、１１などの少
なくとも１つの端部に形成した環状溝２１、２２、２３
などを設けるとともに、前記環状溝２１、２２、２３な
どの溝底部に図１、図２、図５に示すようなＲ部を設け
てある。

【００２５】環状溝２１、２２、２３のいずれを設ける
場合でも、それらを設ける主ジャーナル軸受部８、副ジ
ャーナル軸受部９、および偏心ジャーナル軸受部１１の
いずれかにおいて、主軸７の圧縮荷重などのラジアル方
向力が偏心軸７ｂに働くときに変形し、主、副ジャーナ
ル軸受部８、９間でたわむことによる、それら主ジャー
ナル軸受部８、副ジャーナル軸受部９、および偏心ジャ
ーナル軸受部１１のいずれかとの軸受面に対する傾斜に
よる片当たりを生じる軸受端部の剛性を低くすることを
意図するものであり、図１、図２、図５に示すように主
ジャーナル軸受部８に対しては圧縮機構部３側の端面、
副ジャーナル軸受部９に対しては電動機５側の端面とな
り、偏心ジャーナル軸受部１１に対しては主ジャーナル
軸受部材１２の側または電動機５側の端面になる。

【００２６】１つの具体例を示すと、主ジャーナル軸受
部８の圧縮機構部３側、つまり電動機５と反対側の端面
に幅１ｍｍ、深さ４ｍｍの一様に連続した環状溝２１を
形成し、偏心ジャーナル軸受部１１の電動機５側の端面
に幅０．５ｍｍ、深さ３ｍｍの一様に連続した環状溝２
３を形成している。また、副ジャーナル軸受部９の電動
機５側の端面に幅１ｍｍ、深さ４ｍｍの一様に連続した
環状溝２２を形成している。そして、これらの環状溝２
１、２２、２３の溝底部には図１、図２、図５に示すよ
うに半円弧状のＲ部２１ａ、２２ａ、２３ａをそれぞれ
設けている。

【００２７】主ジャーナル軸受部材１２および副ジャー
ナル軸受部材１３には鋳鉄材ＦＣ２５０を用い、中央に
設けた円筒内面を表面粗さＲａ０．２程度に仕上げ、主
ジャーナル軸受部８および副ジャーナル軸受部９の軸受
面としている。一方、可動スクロール２にはアルミ合金
材を用い、可動スクロール２のボス部２ａの中央に設け
た円筒内面を表面粗さＲａ０．２程度に仕上げ、偏心ジ
ャーナル軸受部１１の軸受面としている。主軸７にはＳ
ＣＭ４１５鋼を用い、表面を浸硫窒化処理している。

【００２８】ここで、圧縮室４にて、可動スクロール２
の旋回運動により冷媒が圧縮されるとき、可動スクロー
ル２に反力として作用する冷媒の圧縮荷重などの内の、
軸方向に働くスラスト方向力は、可動スクロール２の鏡
板下面に冷凍機油１９の供給圧を絞りなどで制限してこ
の供給圧と圧縮機構部３の吐出圧との中間圧を作用させ
ることにより、可動スクロール２の鏡板上面と固定スク
ロール１の間に設けられたスラスト軸受１０で支持され
る。一方、圧縮荷重などの内のラジアル方向力は主軸７
の偏心軸７ｂに作用し、主軸７は主ジャーナル軸受部材
１２に設けられた主ジャーナル軸受部８と電動機５を挟
んで下部に設けられた副ジャーナル軸受部材１３の副ジ
ャーナル軸受部９とにより支持される。このように、主
軸７はその偏心軸７ｂにラジアル方向の片持ち圧縮荷重
を受けることにより、モーメントが生じ、その荷重と軸
の剛性によって決まる主、副ジャーナル軸受部８、９間
でのたわみを伴い変形する。この結果、主ジャーナル軸
受部８の軸受面および副ジャーナル軸受部９の軸受面に
対して主軸７は傾斜して支持されるため、主ジャーナル
軸受部８および副ジャーナル軸受部９の軸受端部の軸受
面において軸受隙間が小さくなり片当り現象が生じやす
くなる。また、主軸７が撓み傾斜するため、偏心ジャー
ナル軸受部１１の軸受端部の軸受面においても同様に片
当たり現象が生じやすくなる。

【００２９】しかしながら、本実施の形態１では、主軸
７と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）主ジャーナル軸受部８の圧縮機構部３側端部、
図示する例では上端部、副ジャーナル軸受部９の電動機
５側の端部、図示する例では上端部、および偏心ジャー
ナル軸受部１１の電動機５側の端部、図示する例では下
端部に環状溝２１、２２、２３を設けた構成としたた
め、それら各ジャーナル軸受部８、９、１１における各
端部での剛性が低下している。

【００３０】したがって、主軸７にモーメントが加わり
それらの軸受面で主軸７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、軸受端部の軸受面が変形
することによって、主軸７と軸受面の接触応力を減少さ
せることができる。さらに、本実施の形態１では、環状
溝２１、２２、２３の溝底部に半円弧状のＲ部２１ａ、
２２ａ、２３ａをそれぞれ設けているため、軸受端部の
軸受内面が変形した場合でも、溝底部近傍に応力が集中
することはなく、環状溝２１、２２、２３の内側にて主
軸７のたわみ変形の影響を受ける内側壁溝底部近傍で環
状部３０、３１、３２に破断あるいは亀裂が入ることが
なくなり、環状溝２１、２２、２３による剛性低減構成
の信頼性が高まる。このため、軸受端部近傍が主軸７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。

【００３１】以上のことから、本実施形態によれば、塩
素を含まず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、ジャーナル軸受部８、９、１１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。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。

【００３２】さらに、主軸７の表面に浸硫窒化処理を施
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７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でき、ジャーナル軸受部８、９、１
１の信頼性を一層向上できる。なお、主軸７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勿論であ
る。

【００３３】また、副ジャーナル軸受部９の軸受面は主
ジャーナル軸受部８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８の
軸中心と副ジャーナル軸受部９の軸中心がずれている場
合、副ジャーナル軸受部９の軸受面と主軸７の外面が平
行でなくなり、副ジャーナル軸受部９の軸受端部におい
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
たが、本実施形態１のジャーナル軸受を採用することに
より、軸受内での主軸７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、主軸と軸受面の
接触応力を減少させることが可能となる。このため、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。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。

【００３４】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ＣＯ₂ 冷媒の採
用が検討されており、ＣＯ₂冷媒を用いた場合には、圧
縮後の圧力が高くなり、各ジャーナル軸受部８、９、１
１に作用する荷重が非常に大きくなるためジャーナル軸
受部８、９、１１の摺動条件が一層過酷となるが、本実
施の形態１に係る圧縮機用のジャーナル軸受部８、９、
１１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、
オイルリターン性の確保の観点から、冷凍機油１９とし
てＣＯ₂冷媒に対して溶解性を有するポリアルキレング
リコール油（ＰＡＧ油）を用いた場合、冷凍機油１９の
粘度が低下し、ジャーナル軸受の摺動条件が一層過酷と
なるが、本実施の形態１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。

【００３５】なお、環状溝２１、２２、２３は各ジャー
ナル軸受部８、９、１１における軸受端部の剛性を低下
させるものであるが、必ずしも一様に連続している必要
はなく、圧縮荷重の大きさや主軸７の材料、太さ、その
他の条件の違いによっては不連続でもよいし、深さが変
化するようなものでも構わない。また、本実施の形態１
では、環状溝２１、２２、２３の溝底部に半円弧状のＲ
部２１ａ、２２ａ、２３ａをそれぞれ設けたが、図２に
示す変形例のように溝２１〜２３底部の角部のみに円弧
状のＲ部３３を設けてもよいし、また、これとともに、
あるいは個別に各ジャーナル軸受部８、９、１１の端部
にクラウニング３４を設けた場合、主軸７の偏心軸７ｂ
にモーメントが加わりジャーナル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、軸受端部の軸受面に
おいて主軸７と軸受の接触応力をさらに一層減少させる
ことが可能となる。このため、軸受端部近傍の軸受面が
主軸７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、一層摩
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。クラウニング３４は、一例として幅２〜５ｍｍ
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＜５００ｍｍの
場合、軸受面の端部において、主軸７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７および主、副ジャーナル軸受部８、９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３４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。

【００３６】また、本実施形態１では、鋳鉄材を直接主
ジャーナル軸受部８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
も同様の環状溝２１、２２、２３を設けることにより、
同様な効果が得られる。副ジャーナル軸受部９、偏心ジ
ャーナル軸受部１１も同様である。さらに個別のブッシ
ュ材を用いた場合には、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
一層向上できるという効果が得られる。

【００３７】また、副ジャーナル軸受部９の反電動機５
側の端部に、副ジャーナル軸受部９と連続してないしは
近傍に主軸７のスラスト軸受５１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。

【００３８】（実施の形態２）本実施の形態２は図３、
図４に示すように、主ジャーナル軸受部８の上端部端
面、偏心ジャーナル軸受部１１の下端部端面、および副
ジャーナル軸受部９の上端部端面に、実施の形態１にお
けるような環状溝２１、２２、２３を形成するのに、こ
れら環状溝２１、２２、２３の内側に形成される内側環
状壁４６、４７、４８の外周面が底部から端部に向けて
主軸７側に傾斜する溝形状とすることにより、内側環状
壁４６、４７、４８の肉厚を溝２１、２２、２３の底部
から前記端面方向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。

【００３９】このように、本実施の形態２では内側環状
壁４６、４７、４８の肉厚を軸受端部方向に薄くしたた
め、主軸７の偏心軸７ｂにモーメントが加わり軸受内で
の主軸７のたわみあるいは傾斜が生じ、荷重分布が軸受
端部で大きくなり、内側環状壁４６、４７、４８が変形
した場合でも、内側環状壁４６、４７、４８は一様強さ
の梁の様に変形するため、環状溝２１、２２、２３を構
成する内側環状壁４６、４７、４８の変形量は軸方向に
滑らかなものとなる。内側環状壁４６、４７、４８の変
形量が溝２１、２２、２３の底部で急激に変化し、内側
環状壁４６、４７、４８が急激に折れ曲がるようなこと
がないため、ジャーナル軸受部８、９、１１の軸受面に
沿った油膜圧力分布も軸方向に滑らかに変化する。した
がって、環状溝２１、２２、２３の溝底部近傍におい
て、油膜圧力分布が急に高くなり、油膜厚さが急減し
て、主軸７とジャーナル軸受部８、９、１１とが直接接
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
損失が小さいジャーナル軸受を実現できる。

【００４０】なお、副ジャーナル軸受部９の内側にカー
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
を設置して軸受面を形成した場合、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。

【００４１】以上のことから、本実施の形態によれば、
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。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。

【００４２】なお、本実施の形態２においても、ジャー
ナル軸受部８、９、１１の軸受端部の軸受面にクラウニ
ングを形成した場合にも同様の効果が得られることは勿
論である。

【００４３】

【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、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、圧縮機のジャーナル軸
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でき、効率および信頼
性が高い構造のスクロール圧縮機を簡単かつ安価なもの
として提供できるという長所を有する。また、塩素を汲
まない冷媒を利用することにも十分に対応することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施の形態１のスクロール圧縮機
における主ジャーナル軸受部および偏心ジャーナル軸受
部を持った圧縮機構部の要部断面図である。

【図２】図１の変形例を示す各種軸受部に共通の要部断
面図である。

【図３】本発明に係る実施の形態２のスクロール圧縮機
における主ジャーナル軸受部および偏心ジャーナル軸受
部を持った圧縮機構部の要部断面図である。

【図４】図３のスクロール圧縮機における副ジャーナル
軸受部の要部断面図である。

【図５】本発明が適用されるスクロール圧縮機の全体構
成図を示す断面図である。

【符号の説明】

１固定スクロール２可動スクロール３圧縮機構部４圧縮室５電動機７主軸７ａ主軸部７ｂ偏心軸８主ジャーナル軸受部９副ジャーナル軸受部１１偏心ジャーナル軸受部１２主ジャーナル軸受部材１３副ジャーナル軸受部材１６吸入口１７吐出口２１、２２、２３環状溝２１ａ、２２ａ、２３ａ、３３Ｒ部３４クラウニング４６、４７、４８内側環状壁

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 AB05 BB21 BB42 BB44 CC09 CC17 CC18 CC38 CC39 3H039 AA03 AA06 AA12 BB02 BB04 BB05 BB07 BB28 CC09 CC22 CC33 3J011 AA06 AA20 BA02 BA04 DA01 KA02 KA03 LA04 MA12 MA22 PA03 RA00 SB02 SC01 SE02

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
を支える１または複数のジャーナル軸受部と、前記ジャ
ーナル軸受部の少なくとも１つの端部の端面に形成した
環状溝とを備え、前記環状溝の溝底部にＲ部を設けたこ
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
を支えるジャーナル軸受部と、前記ジャーナル軸受部の
互いに対向し合う端面の少なくとも一方の端面に形成し
た環状溝とを備え、前記環状溝を構成する内側環状壁の
肉厚を溝底部から前記端面方向に薄くしたことを特徴と
するスクロール圧縮機。
【請求項３】前記ジャーナル軸受部の前記端面側端部
の軸受面にクラウニングをも形成したことを特徴とする
請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】前記主軸は、前記圧縮機構部の側に圧縮
機構部を偏心ジャーナル軸受部を介して駆動する偏心軸
部と前記圧縮機構部とは反対側に主、副ジャーナル軸受
部によって電動機の両側で支持される主軸部とを有し、
前記環状溝または前記環状溝と前記クラウニングが、前
記偏心ジャーナル軸受部、主ジャーナル軸部、および副
ジャーナル軸受部における軸受端部の少なくともいずれ
か１つに形成されていることを特徴とする請求項１〜３
のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】前記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】前記圧縮機構部が圧縮する作動流体は、
二酸化炭素（ＣＯ₂ ）冷媒である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】前記圧縮機構部および前記ジャーナル軸
受部を潤滑する冷凍機油はポリアルキレングリコール
（ＰＡＧ）油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。