JP2008051018A - Scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はスクロール型圧縮機に関する。 The present invention relates to a scroll compressor.
一般に、スクロール型圧縮機は、ハウジングに固定された固定スクロールと、この固定スクロールに対向配置され、回転軸によって固定スクロールに対して先回する可動スクロールとを有しており、これら固定スクロールと可動スクロールとによって流体を圧縮するようになっている。この可動スクロールは、可動スクロール背面の圧力と、圧縮される流体の圧力との圧力差によってスラスト方向の力を受けているが、このスラスト方向の力は、スラスト軸受によって支持されている。 In general, a scroll compressor has a fixed scroll fixed to a housing, and a movable scroll that is opposed to the fixed scroll and precedes the fixed scroll by a rotating shaft. The fluid is compressed by the scroll. The movable scroll receives a force in the thrust direction due to a pressure difference between the pressure on the back surface of the movable scroll and the pressure of the fluid to be compressed, and the force in the thrust direction is supported by a thrust bearing.
可動スクロールは公転運動をするため、スラスト軸受をスクロール型圧縮機に用いた場合の摺速は、スラスト軸受を回転運動をする機器に用いた場合の摺速に比べて小さい。このため、摺動面における潤滑油の油膜形成が難しく、焼き付き等を起こしやすい。 Since the orbiting scroll revolves, the sliding speed when the thrust bearing is used in a scroll compressor is smaller than the sliding speed when the thrust bearing is used in a device that rotates. For this reason, it is difficult to form a lubricating oil film on the sliding surface, and seizure or the like is likely to occur.
特に、二酸化炭素冷媒を使用した冷凍サイクルで用いられる圧縮機では、圧縮される冷媒の圧力が高いため、上記スラスト方向の力も大きくなりスラスト軸受の摺動面における油膜の形成がより重要な課題となる。 In particular, in a compressor used in a refrigeration cycle using a carbon dioxide refrigerant, since the pressure of the refrigerant to be compressed is high, the force in the thrust direction also increases, and the formation of an oil film on the sliding surface of the thrust bearing is a more important issue. Become.
従来、摺動面に種々の工夫を施したスクロール型圧縮機が提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, scroll-type compressors having various devices on the sliding surface have been proposed.
特許文献1には、可動スクロールの背面に設けられたスラスト軸受の摺動面に微細な穴からなる微細油溜めを多数形成し、潤滑油をこの微細油溜めの穴の壁面によって吸着・保持する技術が記載されている。 In Patent Document 1, a large number of fine oil sumps consisting of fine holes are formed on the sliding surface of a thrust bearing provided on the back of the movable scroll, and the lubricating oil is adsorbed and held by the wall surfaces of the fine oil sump holes. The technology is described.
特許文献1に記載のスラスト軸受は、可動スクロールの背面の全面に設けられているため、可動スクロールの公転運動に伴って動くと微細油溜めの一部が相手側からはみ出してしまい、潤滑油による油膜が形成できる面積が減ってしまうという問題がある。 Since the thrust bearing described in Patent Document 1 is provided on the entire rear surface of the movable scroll, a part of the fine oil sump protrudes from the other side when the movable scroll moves along with the revolving motion of the movable scroll. There is a problem that the area where the oil film can be formed is reduced.
また、微細油溜めの穴の壁面によって潤滑油をハングオーバーした状態で吸着・保持するため、微細油溜めの直径及び深さを大きくすることができず、吸着・保持できる潤滑油の量に限りがある。このため、微細油溜めへの潤滑油の供給が長時間滞った状態で圧縮機が運転された場合、潤滑油が枯渇し、油膜形成が充分に行えないという問題がある。 Also, since the lubricating oil is adsorbed and held in a hangover state by the wall surface of the fine oil sump hole, the diameter and depth of the fine oil sump cannot be increased, and the amount of lubricating oil that can be adsorbed and retained is limited. There is. For this reason, when the compressor is operated in a state where the supply of the lubricating oil to the fine oil reservoir is delayed for a long time, there is a problem that the lubricating oil is exhausted and the oil film cannot be sufficiently formed.
本発明は、上記問題点を解決することを課題とし、可動スクロールの背面に設けたスラスト軸受への潤滑油の供給が一時的に中断した状態で圧縮機が運転されても、潤滑油によって油膜を形成し、充分な潤滑が可能なスラスト軸受を備えたスクロール型圧縮機を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and even if the compressor is operated in a state where the supply of the lubricating oil to the thrust bearing provided on the back surface of the movable scroll is temporarily interrupted, the oil film is applied by the lubricating oil. It is an object of the present invention to provide a scroll compressor provided with a thrust bearing capable of sufficient lubrication.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、ハウジング(13)に固定された固定スクロール(38)と、固定スクロール(38)に対向配置され、回転軸(21)によって前記固定スクロール(38)に対して旋回することで流体を圧縮する可動スクロール(32)と、可動スクロール(32)の背面(32a)に設けられ、軸方向の力を受けるスラスト軸受(53)と、スラスト軸受(53)に潤滑油を供給する潤滑油供給手段とを備えるスクロール型圧縮機において、スラスト軸受(53)は、複数の溝(85)と、複数の溝(85)に囲まれた複数の受圧部(83)とが形成されたドーナツ形状の第1部材(53a)と、第1部材(53a)と摺動接触するドーナツ形状の第2部材(53b)とからなり、複数の受圧部(83)は、第1部材(53a)と第2部材(53b)の相対運動によって第2部材(53b)の内径側の縁(53c)が描く包絡線(H)よりも外径側のみに設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a fixed scroll (38) fixed to the housing (13) and a fixed scroll (38) arranged opposite to the fixed scroll (38). A movable scroll (32) that compresses fluid by turning with respect to (38), a thrust bearing (53) that is provided on the back surface (32a) of the movable scroll (32) and receives axial force, and a thrust bearing In the scroll compressor provided with lubricating oil supply means for supplying lubricating oil to (53), the thrust bearing (53) has a plurality of grooves (85) and a plurality of pressures surrounded by the plurality of grooves (85). A donut-shaped first member (53a) formed with a portion (83), and a donut-shaped second member (53b) in sliding contact with the first member (53a), and a plurality of pressure receiving portions (8 ) Is provided only on the outer diameter side of the envelope (H) drawn by the inner edge (53c) of the second member (53b) by the relative movement of the first member (53a) and the second member (53b). It is characterized by.
これにより、可動スクロール(32)が公転運動に伴って動いても、第1部材(53a)に形成された受圧部(83)が第2部材(53b)からはみ出してしまうことがなく、複数の溝(85)によって保持された潤滑油により、潤滑油の供給が長時間滞った状態で圧縮機が運転された場合であっても、充分な油膜を形成することができる。 Thereby, even if the movable scroll (32) moves with the revolution movement, the pressure receiving part (83) formed in the first member (53a) does not protrude from the second member (53b), and a plurality of A sufficient oil film can be formed by the lubricating oil retained by the groove (85) even when the compressor is operated in a state where the supply of lubricating oil has been delayed for a long time.
また、請求項2に記載の発明は、ハウジング(13)に固定された固定スクロール(38)と、固定スクロール(38)に対向配置され、回転軸(21)によって固定スクロール(38)に対して旋回することで流体を圧縮する可動スクロール(32)と、可動スクロール(32)の背面(32a)に設けられ、軸方向の力を受けるスラスト軸受(53)と、スラスト軸受(53)に潤滑油を供給する潤滑油供給手段とを備えるスクロール型圧縮機において、スラスト軸受(53)は、複数の溝(85)と、複数の溝(85)に囲まれた複数の受圧部(83)とが形成されたドーナツ形状の第1部材(53a)と、第1部材(53a)と摺動接触するドーナツ形状の第2部材(53b)とからなり、複数の受圧部(83)は、第1部材(53a)と前記第2部材(53b)の相対運動によって第2部材(53b)の外径側の縁が描く包絡線よりも内径側のみに設けられていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, a fixed scroll (38) fixed to the housing (13) and a fixed scroll (38) are disposed opposite to the fixed scroll (38) by a rotating shaft (21). A movable scroll (32) that compresses fluid by turning, a thrust bearing (53) that is provided on the back surface (32a) of the movable scroll (32) and receives axial force, and a lubricating oil for the thrust bearing (53) In the scroll compressor including the lubricating oil supply means for supplying the thrust oil, the thrust bearing (53) includes a plurality of grooves (85) and a plurality of pressure receiving portions (83) surrounded by the plurality of grooves (85). The formed doughnut-shaped first member (53a) and the donut-shaped second member (53b) that is in sliding contact with the first member (53a), and the plurality of pressure receiving portions (83) are the first member (53 ) And characterized in that provided only on the inner diameter side from the envelope edge draws the outer diameter side of the second member (53b) by a relative movement of the second member (53b).
これにより、上記請求項1と同様の効果を得ることができる。 Thus, the same effect as in the first aspect can be obtained.
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、複数の溝(85)が網の目状に設けられ、複数の溝(85)相互の間は、溝(85)に囲まれた浮島形状の受圧部(83)となっていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the plurality of grooves (85) are provided in a mesh shape, and the groove (85) is provided between the plurality of grooves (85). It is characterized by being a floating island-shaped pressure receiving portion (83) surrounded by.
これにより、溝(85)に囲まれた浮島形状の受圧部(83)は、全周囲が溝(85)に囲まれることとなり、可動スクロール(32)の旋回運動によって全方向から潤滑油を引き込み、油膜を形成することができる。 As a result, the floating island-shaped pressure receiving portion (83) surrounded by the groove (85) is entirely surrounded by the groove (85), and the lubricating oil is drawn from all directions by the orbiting motion of the movable scroll (32). An oil film can be formed.
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、網の目状の複数の溝(85)の交差点(85a)は、他の部位よりも溝幅が太くなっていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the intersection width (85a) of the plurality of mesh-like grooves (85) is wider than the other portions. It is characterized by that.
これにより、複数の溝(85)に潤滑油を充分に行き渡らせることができる。 Thereby, lubricating oil can be spread enough to a plurality of grooves (85).
また、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、浮島形状の受圧部(83)が略円形の形状をなし、千鳥配置されていることを特徴とする。尚、本発明における略円形とは、円形のみでなく、角にアールを持たせた多角形、及び5角形以上の多角形を含む物とする。
The invention according to
これにより、浮島形状の受圧部(83)を高密度に配置することができ、単位面積当たりの油膜形成面積を増加させて、高荷重を支持することができる。 Thereby, the floating island-shaped pressure receiving portions (83) can be arranged at high density, and the oil film formation area per unit area can be increased to support a high load.
また、請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5の何れかに一つに記載の発明において、流体から潤滑油を分離する油分離手段(63)を備え、潤滑油供給手段は、油分離手段(63)によって分離された潤滑油の圧力とスラスト軸受(53)が配置される部位(31)の圧力との圧力差によってスラスト軸受に潤滑油を供給することを特徴とする。これにより、確実に潤滑油をスラスト軸受に導くことができる。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, further comprising an oil separating means (63) for separating the lubricating oil from the fluid, wherein the lubricating oil supply means comprises: The lubricating oil is supplied to the thrust bearing by a pressure difference between the pressure of the lubricating oil separated by the oil separating means (63) and the pressure of the portion (31) where the thrust bearing (53) is disposed. Thereby, lubricating oil can be reliably guide | induced to a thrust bearing.
また、請求項7に記載の発明は、請求項1ないし6の何れか一つに記載の発明において、圧縮される流体が二酸化炭素であり、吐出される二酸化炭素の圧力が臨界圧力を超えることを特徴とする。
The invention according to
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の一実施形態につき、図1ないし図7を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本実施形態におけるスクロール圧縮機11を示す縦断面図である。以下二酸化炭素冷媒を使用し、吐出される二酸化炭素の圧力が臨界圧力を超える冷凍回路中で用いられる給湯機用の圧縮機を例にして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a
本実施形態におけるスクロール型圧縮機11は、密閉容器13内に電動機部27と圧縮機構部10とを収容した密閉型電動圧縮機である。
The
密閉容器13は、円筒形をなす円筒ケース13aと、この円筒ケース13aの両端に組みつけられた電動機側端部ケース13b、圧縮機構側端部ケース13cとを備えている。
The sealed
電動機部27は、円筒ケース13aの内周面に固定された固定子25と、電動機部27によって回転駆動されるシャフト21に固定される回転子23とを備えている。
The
圧縮機構部10は、円筒ケース13a内において上記固定子25に隣接する位置に固定されたミドルハウジング15と、ミドルハウジング15に設けられた主軸受17によって支持されたクランク機構28により公転する可動スクロール32と、ミドルハウジング15の反固定子25側において、円筒ケース13aに固定され、可動スクロール32と対向配置されて共に後述する作動室45を形成する固定スクロール38とを備えている。
The
尚、シャフト21は、円筒ケース13a内において、固定子25と電動機側端部ケース13bとの間に設けられた円盤状の支持部材14に固定された副軸受19と、上記主軸受17とによって略水平に支持されている。
The
可動スクロール32は、略円盤状の可動側板33と、可動側板33の端面から固定スクロール38側に向かってインボリュート曲線状に立設した可動側渦巻41と、可動側渦巻41と反対側の端面からミドルハウジング15側に向かって円筒状に立設したボス部35を備える。
The
固定スクロール38は、円筒ケース13aに固定された固定側板39と、固定側板39の可動スクロール32側の端面に設けられた渦巻状の溝によって形成された固定側渦巻43を備える。
The
ミドルハウジング15は、電動機部27側から固定スクロール38側に向かって、順次径が大きくなる3段円筒状をなしており、電動機部27に近い最も小径の円筒15aは主軸受17を構成し、真ん中の円筒15bはクランク機構28を収容するクランク室29を構成し、固定スクロール38に近い最も大径の円筒15cは内部に可動スクロール32を収容するスクロール収納部31を形成すると共に、円筒ケース13aの内周面に焼き嵌めなどの固定手段によって固定されている。
The
クランク機構28は、シャフト21の圧縮機構部10側の端部に一体に設けられた偏心軸37と可動スクロール32のボス部35によって構成されている。偏心部37は、上記主軸受17及び副軸受19の軸中心から所定量だけ偏心するように設けられている。
The crank mechanism 28 includes an eccentric shaft 37 and a
ミドルハウジング15を構成する上記大径の円筒15cと真ん中の円筒15bとを繋ぐ円板部15dの可動スクロール32側の端面(以下、円板部スクロール側端面15eと称する)には、図示しないオルダムカップリングが配置されており、可動スクロール32の自転を防止している。これにより、可動スクロール32は公転のみが許容されている。圧縮機構部10は、可動側渦巻41と固定側渦巻43の噛み合いによって形成される複数の作動室45が、可動スクロール32が固定スクロール38に対して旋回することで体積を縮小することにより固定側渦巻43の最外周側に連通する吸入室46に供給された冷媒を圧縮する。
On the end surface on the side of the movable scroll 32 (hereinafter referred to as a disc portion scroll
また、円板部スクロール側端面15eと、可動スクロール32のボス部35が設けられた側の端面(以下、可動スクロール背面32aと称する)との間には、スラスト軸受53が配置されている。このスラスト軸受53は、冷媒を圧縮する時の圧縮反力と、可動スクロール背面32a側の圧力によるスラスト方向の力との差によって結果として可動側板33が受ける軸方向の力(本実施形態においては固定スクロール38側から円板部15dに向けて可動側板33を押す力)を受けながら可動スクロール背面32aと円板部スクロール側端面15eとを摺動させるすべり軸受である。このスラスト軸受53については後に詳述する。
A
上記吸入室46は、固定側板39の側面に設けられており、円筒ケース13aを貫通し、密閉容器13外部の冷媒回路から冷媒を吸入する吸入管47が接続されている。
The suction chamber 46 is provided on the side surface of the fixed
固定側渦巻43の中心部には、固定側板39を軸方向に貫通する吐出口49が設けられている。可動スクロール32と固定スクロール38とによって圧縮された冷媒はこの吐出口49から吐出室50に吐出される。
A discharge port 49 that penetrates the fixed
吐出室50は、固定側板39の反可動スクロール32側の端面(以下、固定スクロール背面38aと称する)と、該固定スクロール背面38aに固定されたセパレータブロック55の固定側板39側の端面に設けられた凹部によって構成されている。尚、吐出室50内には吐出された冷媒が逆流することを防止する吐出弁61が配置されている。
The
吐出室50に吐出された高温高圧の冷媒は、吐出室50から上方に延びる冷媒流路57を経てオイルセパレータ63に導かれる。
The high-temperature and high-pressure refrigerant discharged into the
オイルセパレータ63は、内筒63aと外筒63bとを有する遠心分離式のオイルセパレータであり、2重円筒状をなしている。
The
冷媒流路57は、吐出室50から固定スクロール背面38aに沿って上方に延びた後、遠心分離式のオイルセパレータ63の内筒63aと外筒63bの間の空間に概略接線方向に接続している。内筒63aと外筒63bの間の空間に概略接線方向から流入した冷媒は、内筒63aと外筒63bの間の空間を旋回し、冷媒に含まれていたオイルが遠心分離された後、内筒63a内を通り、吐出管59を経て密閉容器13外部の冷媒回路へと送られる。ここで、本実施形態におけるオイルはポリアルキレングリコールまたはポリビニルエーテルまたはポリオールエステルのいずれか一つ、またはこれらのうちの複数を混合した潤滑油を主成分とすると好ましい。
The
尚、オイルセパレータ63の外筒63bはセパレータブロック55に設けられた円筒状の穴によって構成されており、内筒63aは外筒63bを構成する円筒状の穴内に圧入やサークリップ等の固定手段によって固定されている。
The outer cylinder 63b of the
また、吐出管59は、密閉容器13の内外を貫通し、外筒63bを構成する円筒状の穴の上端に気密に挿入されている。尚、セパレータブロック55と圧縮機構側端部ケース13cとの間の空間は吐出される冷媒の圧力に比べて低圧の雰囲気となっている。
The
オイルセパレータ63によって分離されたオイルは、外筒63bの内壁面に沿って、重力によって下方に移動し、外筒63bを構成する円筒状の穴の下端に設けられた小径孔64を介して高圧貯油室65に貯えられる。
The oil separated by the
高圧貯油室65は、セパレータブロック55内に設けられ、吐出室50と外筒63bを構成する円筒状の穴の下方に位置している。セパレータブロック55は、高圧貯油室65に貯留できる高圧のオイルの量を多くするため、外筒63bを構成する円筒状の穴に対応する上部よりも高圧貯油室65を構成する下部の方が圧縮機構側端部ケース13c側に突出している。
The high-pressure oil storage chamber 65 is provided in the
高圧貯油室65に貯えられたオイルは、固定側渦巻43よりも下方において、固定側板39を貫通するオイル戻し通路67を通って可動側板33内部に設けられたオイル通路69に導かれる。尚、オイル戻し通路67の出口には、小径の絞り部67aが設けられている。
The oil stored in the high-pressure oil storage chamber 65 is guided to an
オイル通路69の入口は、可動側板33の可動側渦巻41が設けられた面に開口しており、この入口は、オイル通路69の他の部位よりも大きくな断面積となるように座ぐりが設けられている。このオイル通路69の入口は、可動スクロール32の公転運動によってオイル戻し通路67の出口と間欠的に連通するようになっている。また、オイル通路69の出口は、シャフト21の端部とボス部35の底面との間の空間に連通するようにボス部35の内壁に開口している。
The inlet of the
尚、高圧貯油室65に蓄えられたオイルは、冷媒の吐出圧力を帯び高圧となっているが、絞り部67aおよび可動スクロール32の公転運動によるオイル戻し通路67とオイル通路69との間欠的な連通によって、所望の圧力まで減圧される。
The oil stored in the high-pressure oil storage chamber 65 has a high pressure due to the discharge pressure of the refrigerant, but is intermittent between the
シャフト21の端部とボス部35の底面との間の空間に導かれたオイルは、シャフト21内部を軸方向に貫通するオイル通路71に流入する。
The oil guided to the space between the end portion of the
オイル通路71を通過したオイルは、密閉容器13内において、電動機側端部ケース13bと支持部材14との間に導かれる。支持部材14、ミドルハウジング15、固定側板39には、円筒ケース13aとの間に図示しない隙間があり、電動機側端部ケース13bと支持部材14との間に導かれたオイルは、密閉容器13内の全領域において下方に貯留される。密閉容器13内の全領域の下方は低圧貯油室66を構成している。
The oil that has passed through the
低圧貯油室66に貯留されたオイルは、ミドルハウジング15の円板部15dの下方に設けられたオイル戻し孔73を通ってスクロール収納部31に至る。
The oil stored in the low-pressure
オイル通路71には、主軸受17及び副軸受19に対応する部位に径方向孔71a、71bがオイル通路71から分岐するように設けられている。
In the
径方向孔71aの出口はシャフト21に設けられたシャフト溝21aに連通しており、径方向孔71aに流入したオイルは、主軸受17、クランク機構28、スラスト軸受53を潤滑した後、スクロール収納部31に至る。尚、真ん中の円筒15bには、シャフト21よりも上部のスラスト軸受53へオイルを導くため、シャフト21よりも上部において、径方向孔71aとスラスト軸受53とを連通させるオイル溝72が形成されている。
The outlet of the radial hole 71a communicates with a
一方、径方向孔71bに流入したオイルは、副軸受19を潤滑した後、低圧貯油室66内に落下し、オイル戻し孔73によってスクロール収納部31に至る。
On the other hand, the oil that has flowed into the radial hole 71 b lubricates the
オイル戻し通路67、オイル通路69、71、径方向穴71aは、オイルセパレータ63によって分離されたオイルの圧力とスラスト軸受53が配置される部位の圧力との圧力差によってスラスト軸受53にオイルを供給するオイル供給手段をなしている。
The
スクロール収納部31に至ったオイルは、可動スクロール32と固定スクロール38の摺動面に供給され、作動室45で冷媒と共に圧縮され、再びオイルセパレータ63によって冷媒から分離される。
The oil that has reached the scroll housing 31 is supplied to the sliding surfaces of the
次に、本発明のスラスト軸受53について説明する。本実施形態におけるスラスト軸受53は、可動スクロール背面32aに固定されたスクロール側プレート53aと、円板部スクロール側端面15eに固定されたハウジング側プレート53bとから構成されている。
Next, the thrust bearing 53 of the present invention will be described. The
スクロール側プレート53aは、ドーナツ形状に形成され、中心部の穴をボス部35が貫通している。スクロール側プレート53aのハウジング側プレート53bと摺動接触する端面には、図2に示すような略円形の凹凸が形成されている。
The
尚、図2(a)は、図1をスクロール側プレート53aのハウジング側プレート53bと摺動接触する端面が見えるように切った図1のA−A断面図であり、図2(b)は図2(a)を略円形の凹凸面の断面が見えるように切ったB−B断面図であり、図2(c)は図2(a)中符号Gで示す部位の拡大図である。尚、図2(a)及び後述する図7において、破線で示したハウジング側プレート53b及びハウジング側プレート53bの内径側の縁53cは、本来図2(a)及び図6の断面に現れない構成であるが、ハウジング側プレート53aとの相対的な位置関係を示すため、図2(a)及び図6上にその位置を示してある。
2A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 so that the end surface of the
略円形の凹凸の凹部は、複数の溝85によって構成されている。この複数の溝85には上記オイル供給手段によってオイルが供給されるとともに、網目状に交差しており、その交差点85aは他の部位よりも溝幅が広くなっている。また、図2(b)に示す溝85の底面は、表面粗さが、12.5z以上となっており、受圧部83よりも表面粗さが粗くなっている。複数の溝85のうち、最外周に位置する溝(以下、最外周溝)85bはスクロール側プレート53aの縁に沿ってスクロール側プレート53aの縁を一周していおり、蛇行している。この最外周溝85bとスクロール側プレート53aの縁との間は、全周において常にハウジング側プレート53bと摺動接触することによって摺動面からの潤滑油の流出量を少なくする外周シール部81を形成している。シール部81は最外周溝85bの蛇行によりスクロール側プレート53aの径方向内側に張り出すように湾曲した凸部81cを備える。この凸部81cは、後述する受圧部83と同様、図2(c)に示すように、可動スクロール32の旋回運動によって凸部81cの面する全方向からオイルを引き込み、油膜を形成する役割を果たしている。
The substantially circular concave / convex concave portion is constituted by a plurality of
上記複数の溝85の相互間において、溝85に囲まれて形成された凸部は、浮島形状の受圧部83となっており、この受圧部83は略円形に形成されるとともに、上記最外周の溝85の蛇行に合わせて千鳥配置されている。尚、受圧部83の直径は異物の排出性や面圧の低減の為に可動スクロール32の公転半径をRとすると、R以上、2R未満、摺動面における溝85との面積比率は受圧部83が50%以上を占めることが望ましい。また、シール部81の上面と受圧部83は、摺動面として平滑になされており略同一平面内に位置している。尚、図2(b)に示すように、シール部81、受圧部83の縁には油膜のくさび効果を発生する為のテーパ部もしくはダレR部81b、83bが設けられており、ハウジング側プレート53bと摺動接触するのは平坦部81aと83aである。
Between the plurality of
また、本実施形態では、スラスト軸受53は、可動スクロール32に固定されたスクロール側プレート53aに凹凸を設けているため、凹凸部を形成する複数の溝85が可動スクロールの旋回に伴って、シャフト21に対して相対移動するように構成されている。
In the present embodiment, since the
ハウジング側プレート53bは、スクロール側プレート53bとの摺動面が鏡面仕上げされたプレーンな平面となっており、スクロール側プレート53aと同じくドーナツ形状をなしている。
The
上記の構成により、溝85に保持されたオイルは、スクロール側プレート53aとハウジング側プレート53bとの摺動接触により、受圧部83の周囲に形成されるダレおよびテーパ部81b、83bによる楔効果によって受圧部83上に図3に示す油膜86を形成する。
With the above configuration, the oil held in the
本実施形態では、溝85の底面は面粗度が粗くなされているので、潤滑油をこの粗い面で確実に保持することができる。これにより、スラスト軸受53の摺動面へのオイルの供給が一時的に中断した状態でスクロール型圧縮機11が運転されても、溝85の底面に保持されたオイルによって摺動面の充分な潤滑を行うことができる。
In the present embodiment, since the bottom surface of the
尚、図7は、溝85の底面の粗さと、時間経過に伴うオイル付着量の関係を示した図である。図7における丸、四角、星印、ぺけは、それぞれ溝85の底面粗さの異なるテストピースに付与された符号である。オイル付着量の測定は、テストピースの溝85を縦置きにして放置し、圧縮機運転中の冷凍機油相当のオイルを所定量塗付し、経過時間に対するオイル重量を測定した。ここで、給湯機に用いる圧縮機が満足すべき特性の目安として、給湯機の運転パターンを8時間運転、16時間停止と仮定し、16時間経過後に確認可能なオイル付着量(30分の1)程度を目安とした。16時間経過後、12.5z以下は測定限界となったが、12.5zでは測定可能な量のオイルの付着が確認でき、油膜保持に有効であることがわかった。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the roughness of the bottom surface of the
また、本実施形態では、スラスト軸受53の摺動面に相互に連通する複数の溝85を形成しオイルを蓄え、シール部81によって、摺動面からのオイルの流出量を少なくしているので、摺動面へのオイルの供給が一時的に中断した状態でスクロール型圧縮機11が運転されても、蓄えられたオイルによって摺動面の充分な潤滑を行うことができる。
In the present embodiment, a plurality of
また、本実施形態では、複数の溝85が網の目状に設けられ、相互に連通しているため、連通している溝間でオイルの供給が可能となり、オイルの補給不足による焼き付きが起こる可能性を低くすることができる。
Further, in this embodiment, since the plurality of
また、摺動面に設けられた溝が独立していると、オイルの供給が絶たれた状態でオイルが摺動面から流出した場合、オイルの補給がないため摺動面に負圧が発生し、摺動面同士が吸い付き、焼き付きを起こすことが懸念されるが、本実施形態では溝85が相互に連通しているため負圧の発生を防止できる。
Also, if the groove provided on the sliding surface is independent, if oil flows out of the sliding surface with the oil supply cut off, negative pressure is generated on the sliding surface because there is no oil replenishment. However, there is a concern that the sliding surfaces may stick to each other and cause seizure, but in this embodiment, since the
また、複数の溝85を網の目状に設け、溝85に囲まれた受圧部83を浮島形状としたので、受圧部83は、全周囲が溝に囲まれることとなり、可動スクロール32の旋回運動によって全方向から楔効果による油膜86を形成することができる。更に、網の目状の複数85の溝の交差点85aの溝幅を、他の部位よりも太くしたので、複数の溝85にオイルを充分に行き渡らせることができる。
Further, since the plurality of
また、受圧部83を略円形の浮島形状とし、千鳥配置したため、受圧部83を高密度に配置することができ、単位面積当たりの油膜形成面積を増加させて、高荷重を支持することができる。
Further, since the
また、オイルセパレータ63よって分離されたオイルの圧力とスラスト軸受が配置される部位の圧力との圧力差によってスラスト軸受のシャフト21よりも上部に潤滑油を供給するようにしたので、シャフト21が略水平方向に支持されたスクロール型圧縮機においても確実に潤滑油をスラスト軸受に導くことが出来る。
Further, since the lubricating oil is supplied to the upper part of the
また、溝85を可動スクロール32に固定したスクロール側プレート53aに設けたので、可動スクロール32の旋回に伴って溝85がシャフト21に対して相対移動する。これにより、溝85の底面に保持されたオイルが、飛沫となって、摺動面に供給され易くなる。
Further, since the
また、図4(a)に示すように、溝85を円形にし、隣接する溝85間の距離dが近いと、形成された油膜が隣の溝85にかかってしまい圧力が抜けてしまう。このため、図4(b)に示すように、隣り合う溝85の間隔Dを広くする方法も考えられる。しかしながら、このようにすると発生する油膜部位が減ってしまい支持圧力が低下する。
As shown in FIG. 4A, when the
これに対して、本実施形態のスラスト軸受53では、図3に示すように、島状受圧部83は互いに離間して孤立して形成され、溝85は相互に離間して配設された島状受圧部83を取り囲んで連続して形成されている。したがって、島状受圧部83にはそれを取り囲む溝85から広い範囲にわたって潤滑油を十分に行き渡らせることができ、それ故、島状受圧部83を近接して高密度に配設しても潤滑油を摺動面に補給することができる。このため、単位面積当たりの油膜形成面積を増加させることができ、高荷重を支持できるとともに潤滑性の良好なスラスト軸受を提供することができる。
On the other hand, in the thrust bearing 53 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the island-shaped
また、図5に示すように相互に隣接する4つの受圧部83の中心を結んだ四角形の領域は、面積比で溝85、85aの面積Xよりも受圧部83の面積Yの方が大きくなるよう設計している。具体的には最小溝巾を受圧部83のサイズより小さく設計している。
Further, as shown in FIG. 5, the area Y of the
また、可動スクロール32側の摺動面53aに溝85が形成されているから、潤滑油を貯留保持した溝(85)自体が動くため、潤滑油をより均一に摺動面に供給することができる。
Further, since the
次に、図6を用いて可動スクロール32の公転に伴う、スクロール側プレート53aに設けられた受圧部83とハウジング側プレート53bとの位置関係について説明する。図6は可動スクロール32の公転に伴って、円筒ケース13a内でスクロール側プレート53aが移動する様子を示した図であり、スクロール側プレート53aは可動スクロール32の公転に伴って、(a)−(b)−(c)−(d)の順に移動する。ここで、スクロール側プレート53aとハウジング側プレート53bの相対運動によってハウジング側プレート53bの内径側の縁53cが描く包絡線をHとすると、スクロール側プレート53aに設けられた複数の受圧部83は、スクロール側プレート53a上において上記包絡線Hよりも外径側のみに設けられている。これにより、可動スクロール32が公転運動に伴って動いても、受圧部83がハウジング側プレート53bからはみ出してしまうことがなく、複数の溝85によって保持されたオイルにより、充分な油膜を形成することができる。
Next, the positional relationship between the
尚、本実施形態における包絡線Hは、ハウジング側プレート53bの内径側の縁53cよりも可動スクロール32の旋回半径分だけ大きな円となっている。
(他の実施形態)
上記実施形態では、密閉容器13を円筒ケース13a、電動機側端部ケース13b、圧縮機側端部ケース13cの3つケースから構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記3つのケースのうちの2つが一部品で構成されていてもよい。
The envelope H in the present embodiment is a circle that is larger than the
(Other embodiments)
In the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、固定スクロール38を円筒ケース13aに固定するようにしたが、圧縮機構側端部ケース13c又はミドルハウジング15に固定するようにしても良い。
In the above embodiment, the fixed
また、上記実施形態では、支持部材14を円筒ケース13aに固定するようにしたが、電動機側端部ケース13bに固定するようにしても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the supporting
上記実施形態では、固定側渦巻43を固定側板39の端面に設けた渦巻状の溝によって形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、固定側板39の端面から可動スクロール38に向かって立設するようにして固定側渦巻43を形成するようにしても良い。
In the above embodiment, the fixed-
また、上記実施形態では、偏心軸37をシャフト21の端部に一体に設けるようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、偏心軸37をシャフト21の端部に対して変位可能に設けるようにしても良い。
In the above embodiment, the eccentric shaft 37 is provided integrally with the end portion of the
また、上記実施形態では、可動スクロール背面32aを低圧雰囲気としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、可動スクロール背面32aに吐出冷媒の圧力を作用させ、可動側板33を固定スクロール側に押付けるように構成してもよい。その場合、可動側板33は、円板部15d側からに固定スクロール38向けて押されるので、スラスト軸受53を可動側板33と固定側板39との間に配置するようにしても良い。
In the above embodiment, the movable scroll back
また、上記実施形態では、スラスト軸受53を可動スクロール背面32aに固定されたスクロール側プレート53aと円板部スクロール側端面15eに固定されたハウジング側プレート53bとから構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、可動スクロール32に直接複数の溝85および受圧部83を設けて直接摺動接触させるようにしても良いし、スラスト軸受53を複数の溝が設けられた単一のプレートから構成しても良いし、3枚以上の複数枚のプレートから構成するようにしても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the
上記実施形態では受圧部83を個々を略円形に形成し、千鳥配置するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、繭状、線状に形成されていても良く、複数の溝85をスクロール側プレート53aの中心から放射状に延びる溝と、放射状に延びる溝に直行するようにスクロール側プレート53aの中心と同心円の円環状の溝とから構成するようにしても良いし、複数の溝を螺旋状に設けるようにしても良い。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、可動スクロールに固定されたスクロール側プレート53aに凹凸を設けて複数の溝85を可動スクロール32の旋回に伴って、シャフト21に対して相対移動するように構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、スクロール側プレート53aが可動スクロール32に固定されていなくても、可動スクロール32の旋回に伴って連れ動いた結果シャフト21に対して相対移動するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施の形態においては、外周シール部81、受圧部83、溝85は、スクロール側プレート53aに形成されているが、これに限る必要はなくスクロール収納凹部31の固定側摺動面53bに形成してもよい。
In the above embodiment, the outer
また、上記実施の形態においては、オイルセパレータ63によって分離されたオイルの圧力とスラスト軸受53が配置される部位の圧力との圧力差によってスラスト軸受53にオイルを供給するオイル供給手段を採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、スラスト軸受53にオイルが導かれる構成であれば、どのような構成でもよく、オイル供給手段は圧力差を用いるものでなくても良い。
In the above embodiment, the oil supply means for supplying the oil to the
また、上記実施形態では、複数の受圧部83をスクロール側プレート53aとハウジング側プレート53bの相対運動によってハウジング側プレート53bの内径側の縁が描く包絡線(H)よりも外径側のみに設けるようにしたが、ハウジング側プレート53bの外径が小さく、スクロール側プレート53aが可動スクロール32の旋回に伴ってハウジング側プレート53bの縁からはみ出してしまう恐れがあるような場合は、ハウジング側プレート53bの外径側の縁が描く包絡線(ハウジング側プレート53bの外径よりも旋回半径分だけ小さい円)よりも内径側のみに受圧部83を設けるようにしてもよい。
In the above embodiment, the plurality of
10 圧縮機構部
15 ミドルハウジング
27 電動機部
53 スラスト軸受
53a スクロール側プレート
53b ハウジング側プレート
81 外周シール部
83 受圧部
85 溝
85a 交差点
86 油膜
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記固定スクロール(38)に対向配置され、回転軸(21)によって前記固定スクロール(38)に対して旋回することで流体を圧縮する可動スクロール(32)と、
前記可動スクロール(32)の背面(32a)に設けられ、軸方向の力を受けるスラスト軸受(53)と
前記スラスト軸受(53)に潤滑油を供給する潤滑油供給手段と
を備えるスクロール型圧縮機において、
前記スラスト軸受(53)は、複数の溝(85)と、前記複数の溝(85)に囲まれた複数の受圧部(83)とが形成されたドーナツ形状の第1部材(53a)と、前記第1部材(53a)と摺動接触するドーナツ形状の第2部材(53b)とからなり、
前記複数の受圧部(83)は、前記第1部材(53a)と前記第2部材(53b)の相対運動によって前記第2部材(53b)の内径側の縁(53c)が描く包絡線(H)よりも外径側のみに設けられていることを特徴とするスクロール型圧縮機。 A fixed scroll (38) fixed to the housing (13);
A movable scroll (32) disposed opposite to the fixed scroll (38) and compressing fluid by rotating with respect to the fixed scroll (38) by a rotation shaft (21);
A scroll compressor provided on the back surface (32a) of the movable scroll (32) and provided with a thrust bearing (53) for receiving an axial force and a lubricating oil supply means for supplying lubricating oil to the thrust bearing (53) In
The thrust bearing (53) includes a donut-shaped first member (53a) in which a plurality of grooves (85) and a plurality of pressure receiving portions (83) surrounded by the plurality of grooves (85) are formed, A donut-shaped second member (53b) in sliding contact with the first member (53a);
The plurality of pressure receiving portions (83) are configured by an envelope (H) drawn by an inner edge (53c) of the second member (53b) by relative movement of the first member (53a) and the second member (53b). ) Is provided only on the outer diameter side of the scroll compressor.
前記固定スクロール(38)に対向配置され、回転軸(21)によって前記固定スクロール(38)に対して旋回することで流体を圧縮する可動スクロール(32)と、
前記可動スクロール(32)の背面(32a)に設けられ、軸方向の力を受けるスラスト軸受(53)と
前記スラスト軸受(53)に潤滑油を供給する潤滑油供給手段と
を備えるスクロール型圧縮機において、
前記スラスト軸受(53)は、複数の溝(85)と、前記複数の溝(85)に囲まれた複数の受圧部(83)とが形成されたドーナツ形状の第1部材(53a)と、前記第1部材(53a)と摺動接触するドーナツ形状の第2部材(53b)とからなり、
前記複数の受圧部(83)は、前記第1部材(53a)と前記第2部材(53b)の相対運動によって前記第2部材の外径側の縁が描く包絡線よりも内径側のみに設けられていることを特徴とするスクロール型圧縮機。 A fixed scroll (38) fixed to the housing (13);
A movable scroll (32) disposed opposite to the fixed scroll (38) and compressing fluid by rotating with respect to the fixed scroll (38) by a rotation shaft (21);
A scroll compressor provided on the back surface (32a) of the movable scroll (32) and provided with a thrust bearing (53) for receiving an axial force and a lubricating oil supply means for supplying lubricating oil to the thrust bearing (53) In
The thrust bearing (53) includes a donut-shaped first member (53a) in which a plurality of grooves (85) and a plurality of pressure receiving portions (83) surrounded by the plurality of grooves (85) are formed, A donut-shaped second member (53b) in sliding contact with the first member (53a);
The plurality of pressure receiving portions (83) are provided only on the inner diameter side than the envelope drawn by the outer diameter side edge of the second member by the relative movement of the first member (53a) and the second member (53b). A scroll type compressor characterized by that.
前記潤滑油供給手段は、前記油分離手段(63)によって分離された潤滑油の圧力と前記スラスト軸受(53)が配置される部位(31)の圧力との圧力差によって前記スラスト軸受(53)に潤滑油を供給することを特徴とする請求項1ないし5の何れか一つに記載のスクロール型圧縮機。 Comprising oil separating means (63) for separating lubricating oil from the fluid;
The lubricating oil supply means may be configured such that the thrust bearing (53) is based on a pressure difference between a pressure of the lubricating oil separated by the oil separating means (63) and a pressure of a portion (31) where the thrust bearing (53) is disposed. 6. A scroll compressor according to claim 1, wherein lubricating oil is supplied to the compressor.
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