JP2008051029A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】スラスト軸受の摺動面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、充分な潤滑が可能なスラスト軸受を備えたスクロール圧縮機を提供する。
【解決手段】このスクロール圧縮機１１は、密閉容器１３に固定された固定スクロール３８と、この固定スクロール３８に対向配置され、これに対して摺動することによって流体を圧縮供給する可動スクロール３２と、可動スクロール３２とスクロール収納部３１との間において、圧縮供給される流体の圧力によって可動スクロール３２に加わるスラスト力を摺動可能状態で支持するスラスト軸受５３とを備え、スラスト軸受５３のスクロール側プレート５３ａに溝８５を形成し、この溝８５はスクロール側プレート５３ａの外周部には形成せずこの外周部をシール部８１としている。
【選択図】図２

Description

本発明はスクロール型圧縮機に関する。

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旋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。

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。

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。

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。

特許文献１には、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。この特許文献１に記載の技術では、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。

特許第３４２６７２０公報

本発明は、上記問題点を解決することを課題とし、スラスト軸受の摺動面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、充分な潤滑が可能なスラスト軸受を備えたスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

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）が受ける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、摺動面に複数の溝（８５）を備え、複数の溝（８５）は前記スラスト軸受（５３）の外周縁に沿った最外周溝（８５ｂ）を有し、スラスト軸受（５３）の外周縁と最外周溝（８５ｂ）との間の少なくとも一部（８１）は、全周において常に前記摺動面の相手側部材（５３ｂ）と摺動接触していることを特徴とする。

これにより、スラスト軸受（５３）に供給された潤滑油を、摺動面に設けられた複数の溝（８５）に蓄えると共に、最外周溝（８５ｂ）とスラスト軸受（５３）の外周縁との間の少なくとも一部（以下、シール部）（８１）が常に摺動面の相手側部材（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ことができる。よって、摺動面への潤滑油の供給が一時的に中断した状態でスクロール型圧縮機が運転されても、複数の溝（８５）およびシール部（８１）によりスラスト軸受（５３）内に蓄えられた潤滑油によって摺動面の充分な潤滑を行うことができる。
尚、ここでいう摺動接触とは流体潤滑により微小油膜を形成する場合を含めてである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、最外周溝（８５ｂ）の少なくとも一部が蛇行していることを特徴とする。この蛇行により、最外周溝（８５ｂ）とスラスト軸受（５３）の外周縁との間のシール部（８１）が内側に張り出す凸部（８１ｃ）を有することとなり、可動スクロール（３２）の旋回運動によってこの凸部（８１ｃ）の面する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。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または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。

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。

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。

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。

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。

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。

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（５３）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。

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、スラスト軸受（５３）は、複数の溝（８５）が設けられた第１の部材（５３ａ）と、複数の溝（８５）と対向するように配置された第２の部材（５３ｂ）とから構成されることを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の一実施の形態であるスクロール圧縮機を示す縦断面図。 図１に示すスクロール圧縮機のスラスト軸受の可動側摺動面を示す図である。 図２に示す可動側摺動面の島状受圧部における油膜の形成状態とその圧力を示す図。 スラスト軸受の摺動面に油だめとして円形の溝が多数形成されている場合における油膜の形成状態と圧力を示す図である。 相互に隣接する４つの受圧部の溝８５の面積Ｘと受圧部８３の面積Ｙの大きさを示す図である。 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る。 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。

符号の説明

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

Claims (8)

1. ハウジング（１３）に固定された固定スクロール（３８）と、
   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）が受ける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、摺動面に複数の溝（８５）を備え、前記複数の溝（８５）は前記スラスト軸受（５３）の外周縁に沿った最外周溝（８５ｂ）を有し、
   前記スラスト軸受（５３）の外周縁と前記最外周溝（８５ｂ）との間の少なくとも一部（８１）は、全周において常に前記摺動面の相手側部材（５３ｂ）と摺動接触していることを特徴とするスクロール型圧縮機。
2. 前記最外周溝（８５ｂ）の少なくとも一部が蛇行していることを特徴とする請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
3. 前記複数の溝（８５）が網の目状に設けられ、
   前記複数の溝（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請求項１または２に記載のスクロール型圧縮機。
4. 前記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請求項３に記載のスクロール型圧縮機。
5. 前記浮島形状の受圧部（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請求項４に記載のスクロール型圧縮機。
6. 前記流体から潤滑油を分離する油分離手段（６３）を備え、
   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。
7. 前記スラスト軸受（５３）は、前記複数の溝（８５）が設けられた第１の部材（５３ａ）と、前記複数の溝（８５）と対向するように配置された第２の部材（５３ｂ）とから構成されることを特徴とする請求項１ないし６の何れか一つに記載のスクロール型圧縮機。
8. 前記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請求項１ないし７の何れか一つに記載のスクロール型圧縮機。

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