JP2009114893A - スラストすべり軸受及びこのスラストすべり軸受を有するスクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】見かけ上の負のクリアランスの発生を防止して焼き付き等を生じさせないスラストすべり軸受及びこのスラストすべり軸受を有するスクロール型圧縮機を提供する。
【解決手段】このスラストすべり軸受１１は、第１のプレート１３と、この第１のプレート１３と摺動する第２のプレート１５とを有し、第１のプレート１３は、その背面１３ｂを第１の支持体１７に固定されており、その前面に摺動面１３ａが形成されている。
第２のプレート１５は、反摺動面を第２の支持体に固定されており、反摺動面は凹凸形状を有している。そして、この凹凸形状は、例えばプレス成形などにより形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばスクロール圧縮機等で使用されるスラストすべり軸受及びこのスラストすべり軸受を有するスクロール型圧縮機に関する。

従来、スクロール圧縮機等で使用されるスラストすべり軸受としては、特許文献１に開示されているものが知られている。このスラストすべり軸受は、摺動面に潤滑油を引き込み、油膜を形成することにより焼付きを防止するものである。また、本願の出願人による出願である特願２００６−２２９７６４号においても、通常の運転において摺動面への潤滑を確保して油膜を形成しやすい工夫がなされている。

しかし、スクロール圧縮機のスラスト荷重は均一に作用するものではなく、ガス圧縮荷重や、周辺部品の熱変形などで不均一な状態となっている。そして、すべり軸受は、見かけ上の負のクリアランスに対する吸収代が小さい。すなわち、スラストすべり軸受の場合は、図８に示すように、ある板厚のプレート５で構成され、摺動面の耐磨耗性を確保するため剛性の高いプレートを使用している。そのため、周辺部品の熱変形や圧力変形によってスラスト方向のクリアランスが詰まって、負荷される荷重が不均一となり、見かけ上のクリアランスが負となると、これの吸収代が少ない。このため、過大な荷重が発生し、焼き付きにより信頼性が低下するという問題があった。また、プレート摺動面や反摺動面に磨耗粉やゴミなどの異物の噛み込みにより設定クリアランスが変化するため、部分的に過大な荷重が発生する。特にＣＯ２サイクルでは、ガス定数が大きく、温度上昇、圧力上昇が激しいため、基本的にスラスト荷重が高く、その影響が大である。

一方で、スラスト方向のクリアランスは、スクロール圧縮機のシール性にも影響を及ぼすため必要以上に大きくすることもできず、信頼性と性能の相反する要素から最適な剛性とする必要がある。

特許第３４２６７２０号公報

本発明は、上記問題点を解決することをその課題とし、見かけ上の負クリアランス発生を防止して焼き付き等を生じさせない高い信頼性と良好な性能を有するスラストすべり軸受及びこのスラストすべり軸受を有するスクロール型圧縮機を提供する。

上記課題を解決するため、第１のプレート（１３）と、この第１のプレート（１３）と対向して摺動する第２のプレート（１５，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３）とを備え、これら第１のプレート（１３）と第２のプレート（１５，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３）のうち、少なくとも第２のプレート（１５，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３）がスラスト荷重を受け、変形し、荷重の均一化を行える弾性を有する手段を採用することができる。

この手段によると、性能が良好なスラストクリアランスに設定した場合でも、全体的もしくは局所的に変形が発生し、見かけ上の負クリアランスが発生しても、弾性を有する第２のプレートで変形を吸収することができ、均一荷重で良好な摺動面が確保でき焼き付き等を防止することができる。

上記課題を解決するため、第２のプレート（１５）が摺動面、反摺動面とも、凹凸形状を有しており、そしてこの凹凸形状は、例えばプレス成形などにより形成されたものを採用することができ、したがって、製造が容易でコストの削減を図ることができる。
特に、ガス圧縮や、熱による変形を起こしやすい支持体側のプレートの反摺動面側に、弾性部を設ければ、変形により発生した部分荷重による、摺動部への悪影響が発生せず、良好な潤滑状態および摺動が可能となる。

上記課題を解決するため、第２のプレート（６３）は、反摺動面を第２の支持体に固定されており、反摺動面に突出して形成された足部（６３ｂ）を有している。したがって、この足部の部分が弾性体として作用し、均一荷重で良好な摺動面を維持することができる。

上記課題を解決するため、第２のプレート（２３，８３）が剛性体（２５，８５）を少なくとも一方側へコーティングしたものである手段を採用することができる。したがって、製造が容易であるとともに弾性のみならず摺動性をも付加することができる。

上記課題を解決するため、第２のプレート（３３）が弾性材からなる手段を採用することができ、したがって、製造が容易でコストの削減を図ることができる。

上記課題を解決するため、第２のプレート（４３，７３）が剛性体（４３ａ，７５）と弾性体（４３ｂ，７７）とを重ね合わせた構造である手段を採用することができる。したがって、剛性と弾性の両方を兼ね備えたプレートを提供することができる。

上記課題を解決するため、第２のプレート（５３）が剛性体からなる中空構造である手段を採用することができる。したがって、剛体の素材のみから弾性を有するプレートを構成することができる。

上記課題を解決するため、上記スラストすべり軸受（１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１）を有するスクロール型圧縮機（１０１）を採用することができる。したがって、負のクリアランスによるスラスト軸受の焼き付き等を防止し、信頼性を向上させることができる。

上記課題を解決するため、スクロール型圧縮機（１０１）は、作動圧が高く潤滑状態が厳しいＣＯ２用である手段を採用することができる。したがって、負のクリアランスが生じやすいＣＯ２用圧縮機においても信頼性を向上させることができる。

上記課題を解決するため、スクロール型圧縮機（１０１）はヒートポンプシステム（２１５）に適用する手段であることができる。したがって、高信頼性を有するヒートポンプシステムを提供することができる。

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、本発明の実施の形態について図１ないし図７を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態であるスラストすべり軸受１１を示す。このスラストすべり軸受１１は、第１のプレート１３と、この第１のプレート１３と摺動する第２のプレート１５とを有している。

第１のプレート１３は、その背面１３ｂを第１の支持体１７に固定されており、その前面に摺動面１３ａが形成されている。

第２のプレート１５は、板材１５ａをプレス加工により凹凸状に加工したものである。この第２のプレート１５は、第１のプレート１３側に島状に点在する摺動面１５ｂとこの島状の摺動面１５ｂを取り囲む凹溝１５ｃを有している。また、この第２のプレート１５を支持する支持体１９側には、島状の摺動面１５ｂに対応する位置に島状の凹部１５ｄが形成され、この島状の凹部１５ｄを取り囲んで支持体１９に当接する稜部１５ｅが形成されている。

この第２のプレート１５は、板材１５ａの凹凸状加工により、垂直方向に弾性を付与されており、第１の支持体１７と第２の支持体１９との間隔が変動したとき、その変動分を吸収して、均一荷重で良好な摺動面を維持することができる。また、プレス加工を採用しているため、製造が容易でコストの削減をはかることができる。

図２は、運転中の実クリアランスと通常荷重からの荷重比を示したものである。

スラストすべり軸受１１のばね定数は、図２に示すように、その下限を耐焼付き性を確保するため、１/３に設定し、その上限を性能劣化に影響を与えないようにするため、１/２７０に設定する。なお、弾性部を有しない従来のすべり軸受の場合は、図２に示すように、僅かな見かけ上の負クリアランスで急激に荷重が増大する。

このように、このスラストすべり軸受１１にあっては、第２のプレート１５は、板材１５ａをプレス加工などにより凹凸形状に加工したものであるから、全体としてあるいは局所的に見かけ上の負クリアランスが発生しても、この負クリアランスを、弾性体である第２のプレート１５が変形することで均一化することができる。したがって、見かけ上の負クリアランスによる急激な荷重の増大を防止して作用面圧を低減でき焼き付き等を防止することができる。

一方、見かけ上の負クリアランスによる荷重の増大を防止するには、スラスト軸受に特別な構成を加えなくても、軸受以外の部分に十分な変形代があれば、同様な効果が期待できるはずである。したがって、軸受を支持する部材がスラスト方向に変形代を有していれば、スラスト軸受自体が剛体でもかまわないことになる。

しかしながら、後述するように、軸受を支持する部材は通常ハウジング等に強固に固定されている場合が多く、その変形量は小さいのが普通である。また、変形できたとしも、変形の範囲、方向、程度等の制御がむずかしく、本来変形しては不都合が生ずる部分まで変形してしまい、機構全体に悪影響を及ぼす場合が多い。

また、変形の範囲、方向、程度等を限定できたとしも、見かけ上の負クリアランスの発生自体は、スラスト軸受内部やその近傍における歪や異物の噛み込みによる場合が多い。これら歪や噛み込みに対して、瞬時にきめ細かく変形して対応するには、見かけ上の負クリアランス吸収機能をできるだけ軸受の近くに設ける必要がある。

このようなことから、この実施の形態のスラストすべり軸受１１にあっては、第２のプレート１５は、板材１５ａをプレス加工などにより凹凸形状に加工したものであるから、周囲の基本的構造に影響を与えることなく、スラスト軸受の内部や近傍で発生した歪や異物の噛み込みに対して、迅速かつきめ細かく対応することができ、荷重の均一化を行なうことができる。

また、小さな変動にも敏感に対応することができるから、摺動面の面粗さが多少粗くても負荷荷重を分散することができる。したがって、摺動面の加工精度をある程度低く設定することが可能になり、加工性を向上させるとともにコストの削減を図ることが可能になる。

さらに、このような構成にすることによって、スラスト方向のクリアランスを常に０以上に調整することができる。

図３は、本発明の第２の実施の形態を示すものである。

図３に示すスラストすべり軸受２１は、第１のプレート１３と第２のプレート２３とを有している。第２のプレート２３は、剛性板２５の両側に弾性体からなるコーティングを施したもので、第１のプレート１３側に摺動側コーティング２７、第１のプレート１３と反対の側に支持側コーティング２９を有している。そして、支持側コーティング２９の背面２９ａを第２の支持体１９に固定されている。

この第２のプレート２３は、弾性を有する摺動側コーティング２７と支持側コーティング２９とによって摺動面に垂直方向に弾性変形可能になされており、第１の支持体１７と第２の支持体１９との間隔が変動したとき、その変動分を吸収できるようになっている。

この実施の形態のスラストすべり軸受２１にあっては、摺動側コーティング２７と支持側コーティング２９は、単に摺動性向上ではなく、スラスト方向に変形可能であるように弾性体から構成し、負クリアランスを十分吸収できるようにしている。従来から、摺動性向上（摩擦損失低下）や耐摩耗性向上を目的に、表面処理を加えるものはあったが、いずれも膜厚は、基材厚の１％にも満たないレベルであり、十分な弾性を発揮するものではなかった。

図４の（ａ）ないし（ｃ）は、本発明の第３ないし第５の実施の形態を示すものである。

図４（ａ）に示すスラストすべり軸受３１は、第２のプレート３３全体が、アルミ、鋳物、樹脂、焼結材等の弾性体から構成されている。このようにすれば、第２のプレート自体がスラスト方向に変形できるので、荷重の均一化を行なうことができる。また、第２のプレート３３全体を単一の素材で形成するだけでいいので、製造コストを削減することができる。

図４（ｂ）に示すスラストすべり軸受４１においては、第２のプレート４３は、２枚の剛性板４３ａによって弾性体４３ｂを挟み込んだ形状になされている。このようなスラストすべり軸受４１は、弾性体４３ｂによってスラスト方向に変形することができ、荷重の均一化を行うことができるだけでなく、剛性板４３ａによって必要な剛性を維持することができる。

図４（ｃ）に示すスラストすべり軸受５１は、第２のプレート５３を中空構造とし、弾性を持たせたものである。このスラストすべり軸受５１は、この中空構造ゆえにスラスト方向に変形することができ荷重の均一化を行なうことができるとともに、弾性材を必要としないため、製造コストを削減することができる。

図５の（ａ）ないし（ｃ）は、本発明の第６ないし第８の実施の形態を示すものである。

図５（ａ）に示すスラストすべり軸受６１は、第２のプレート６３が、摺動部６３ａと、この摺動部６３ａから一体に突出して形成された足部６３ｂと、を有し、この足部６３ｂを負クリアランスを吸収する弾性部としている。このようにすることによって、第２のプレート６３を一つの部品として構成することができ、コストの削減を図ることができる。

図５（ｂ）に示すスラストすべり軸受７１は、第２のプレート７３が、摺動板７５とこの摺動板７５に接着固定された凹凸板７７とを有しており、この凹凸板７７は、基板７７ａと、この基板７７ａから突出し摺動板７５に固定される凸部７７ｂとを有している。このような構成においても、凹凸板７７の弾性によって負クリアランスを吸収することができる。

図５（ｃ）に示すスラストすべり軸受８１は、第２のプレート８３が、摺動板８５と、この摺動板８５の摺動面と反対の側に形成された樹脂等のコーティング８７と、を有している。このような構成においても、コーティング８７の弾性によって負クリアランスを吸収することができる。また、コーティング８７を摺動板８５に形成するだけでいいため、コストを一層削減することができる。

なお、上記スラストすべり軸受１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１においては、第２のプレートが弾性を有する場合についてのみ説明しているが、これに限る必要はなく、第１のプレート、第２のプレートの双方が弾性を有する構成であっても良いのは勿論である。

図６は、上記第１ないし第８の実施の形態が適用されるスクロール型圧縮機１０１を示している。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、これに限定されるものではない。

このスクロール型圧縮機１０１は、密閉容器１１３内に電動機部１２７と圧縮機構部１１０とを収容した密閉型電動圧縮機である。

密閉容器１１３は、円筒形をなす円筒ケース１１３ａと、この円筒ケース１１３ａの両端に組みつけられた電動機側端部ケース１１３ｂ、圧縮機構側端部ケース１１３ｃとを備えている。

電動機部１２７は、円筒ケース１１３ａの内周面に固定された固定子１２５と、電動機部１２７によって回転駆動されるシャフト１２１に固定される回転子１２３とを備えている。

圧縮機構部１１０は、円筒ケース１１３ａ内において上記固定子１２５に隣接する位置に固定されたミドルハウジング１１５と、ミドルハウジング１１５に設けられた主軸受１１７によって支持されたクランク機構１２８により公転する可動スクロール１３２と、ミドルハウジング１１５の固定子１２５と反対の側において、円筒ケース１１３ａに固定され、可動スクロール１３２と対向配置されて共に後述する作動室１４５を形成する固定スクロール１３８とを備えている。

尚、シャフト１２１は、円筒ケース１１３ａ内において、固定子１２５と電動機側端部ケース１１３ｂとの間に設けられた円盤状の支持部材１１４に固定された副軸受１１９と、上記主軸受１１７とによって略水平に支持されている。

可動スクロール１３２は、略円盤状の可動側板１３３と、可動側板１３３の端面から固定スクロール１３８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１４１と、可動側渦巻１４１と反対側の端面からミドルハウジング１１５側に向かって円筒状に立設したボス部１３５を備える。

固定スクロール１３８は、円筒ケース１１３ａに固定された固定側板１３９と、固定側板１３９の可動スクロール１３２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１４３を備える。

ミドルハウジング１１５は、電動機部１２７側から固定スクロール１３８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１２７に近い最も小径の円筒１１５ａは主軸受１１７を構成し、真ん中の円筒１１５ｂはクランク機構１２８を収容するクランク室１２９を構成し、固定スクロール１３８に近い最も大径の円筒１１５ｃは内部に可動スクロール１３２を収容するスクロール収納部１３１を形成すると共に、円筒ケース１１３ａ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１２８は、シャフト１２１の圧縮機構部１１０側の端部に一体に設けられた偏心軸１３７と可動スクロール１３２のボス部１３５によって構成されている。偏心部１３７は、上記主軸受１１７及び副軸受１１９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１１５を構成する上記大径の円筒１１５ｃと真ん中の円筒１１５ｂとを繋ぐ円板部１１５ｄの可動スクロール１３２側の端面（以下、円板部スクロール側端面１１５ｅ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１３２の自転を防止している。これにより、可動スクロール１３２は公転のみが許容されている。圧縮機構部１１０は、可動側渦巻１４１と固定側渦巻１４３の噛み合いによって形成される複数の作動室１４５が、可動スクロール１３２が固定スクロール１３８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１４３の最外周側に連通する吸入室１４６に供給された冷媒を圧縮する。

ここで、円板部スクロール側端面１１５ｅと、可動スクロール１３２のボス部１３５が設けられた側の端面（以下、可動スクロール背面１３２ａと称する）との間に、上述のスラストすべり軸受１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１が配置されている。

このスラストすべり軸受１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１は、冷媒を圧縮する時の圧縮反力と、可動スクロール背面１３２ａ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１３３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１３８側から円板部１１５ｄに向けて可動側板１３３を押す力）を受けながら可動スクロール背面１３２ａと円板部スクロール側端面１１５ｅとを摺動させるすべり軸受である。

上記吸入室１４６は、固定側板１３９の側面に設けられており、円筒ケース１１３ａを貫通し、密閉容器１１３外部の冷媒回路から冷媒を吸入する吸入管１４７が接続されている。

固定側渦巻１４３の中心部には、固定側板１３９を軸方向に貫通する吐出口１４９が設けられている。可動スクロール１３２と固定スクロール１３８とによって圧縮された冷媒はこの吐出口１４９から吐出室１５０に吐出される。

吐出室１５０は、固定側板１３９の可動スクロール１３２と反対の側の端面（以下、固定スクロール背面１３８ａと称する）と、該固定スクロール背面１３８ａに固定されたセパレータブロック１５５の固定側板１３９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１５０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１６１が配置されている。

吐出室１５０に吐出された高温高圧の冷媒は、吐出室１５０から上方に延びる冷媒流路１５７を経てオイルセパレータ１６３に導かれる。

オイルセパレータ１６３は、内筒１６３ａと外筒１６３ｂ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１５７は、吐出室１５０から固定スクロール背面１３８ａ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１６３の内筒１６３ａと外筒１６３ｂの間の空間に概略接線方向に接続している。内筒１６３ａと外筒１６３ｂの間の空間に流入した冷媒は、内筒１６３ａと外筒１６３ｂ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１６３ａ内を通り、吐出管１５９を経て密閉容器１１３外部の冷媒回路へと送られる。尚、セパレータブロック１５５と圧縮機構側端部ケース１１３ｃ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１６３によって分離されたオイルは、小径孔１６４を介して高圧貯油室１６５に貯えられる。

高圧貯油室１６５に貯えられたオイルは、オイル戻し通路１６７を通ってオイル通路１６９に導かれる。尚、オイル戻し通路１６７の出口には、小径の絞り部１６７ａが設けられている。オイル通路１６９の出口は、シャフト１２１の端部とボス部１３５の底面との間の空間に連通するようにボス部１３５の内壁に開口している。

シャフト１２１の端部とボス部１３５の底面との間の空間に導かれたオイルは、シャフト１２１内部を軸方向に貫通するオイル通路１７１に流入する。

オイル通路１７１を通過したオイルは、密閉容器１１３内において、電動機側端部ケース１１３ｂと支持部材１１４との間に導かれる。支持部材１１４、ミドルハウジング１１５、固定側板１３９には、円筒ケース１１３ａとの間に図示しない隙間があり、電動機側端部ケース１１３ｂと支持部材１１４との間に導かれたオイルは、密閉容器１１３内の全領域において下方に貯留される。密閉容器１１３内の全領域の下方は低圧貯油室１６６を構成している。

低圧貯油室１６６に貯留されたオイルは、ミドルハウジング１１５の下方に設けられたオイル戻し孔１７３を通ってスクロール収納部１３１に至る。

オイル通路１７１には、主軸受１１７及び副軸受１１９に対応する部位に径方向孔１７１ａ、１７１ｂがオイル通路１７１から分岐するように設けられている。

径方向孔１７１ａの出口はシャフト１２１に設けられたシャフト溝１２１ａに連通しており、径方向孔１７１ａに流入したオイルは、主軸受１１７、クランク機構１２８、スラスト軸受１５３を潤滑した後、スクロール収納部１３１に至る。尚、真ん中の円筒１１５ｂには、シャフト１２１よりも上部のスラスト軸受１５３へオイルを導くため、シャフト１２１よりも上部において、径方向孔１７１ａとスラスト軸受１５３とを連通させるオイル溝１７２が形成されている。

一方、径方向孔１７１ｂに流入したオイルは、副軸受１１９を潤滑した後、低圧貯油室１６６内に落下し、オイル戻し孔１７３によってスクロール収納部１３１に至る。

オイル戻し通路１６７、オイル通路１６９、１７１、径方向穴１７１ａは、オイルセパレータ１６３によって分離されたオイルの圧力とスラスト軸受１５３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１５３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１３１に至ったオイルは、可動スクロール１３２と固定スクロール１３８の摺動面に供給され、作動室１４５で冷媒と共に圧縮され、再びオイルセパレータ１６３によって冷媒から分離される。

以上説明したように、このスクロール型圧縮機１０１にあっては、ミドルハウジング１１５の円板部スクロール側端面１１５ｅと可動スクロール１３２の可動スクロール背面１３２ａとの間にスクロールすべり軸受１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１が設けられ、それぞれ、弾性を有する第２のプレート１５，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３を備えている。したがって、周辺部品の熱変形や圧力変形によって、スラスト方向に、全体的、もしくは局所的に負のクリアランスが発生しても、弾性を有する第２のプレート１５，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３が変形することによってこれを吸収することができる。したがって、軸受間の過大な荷重の発生を防ぎ、焼き付き等の発生を防止することができる。

ここで、このようなスクロール圧縮機において、ミドルハウジング１１５や固定スクロール１３８にある程度の弾性をもたせ、これらの変形によって負のクリアランスを吸収する方法も考えられる。しかしながら、ミドルハウジング１１５は、強固に密閉容器１１３に固定されており、その変形量は小さい。また、ミドルハウジング１１５は、可動スクロール１３２の支持のみならず、シャフト１２１の軸支やクランク機構１２８等をガイドしている。また、可動スクロール１３２は固定スクロール１３８との噛み合いによって作動室１４５を気密に構成している。したがって、これらミドルハウジング１１５や可動スクロール１３２に弾性をもたせると、シャフト１２１の軸支やクランク機構１２８に支障をきたし、また作動室１４５の気密が維持できなくなる惧れがある。

さらに、負クリアランスの発生自体は、スラスト軸受内部やその近傍における歪や異物の挟み込みによる場合が多い。したがって、これら歪や挟み込みに対して、瞬時にきめ細かく変形して対応するには、負クリアランス吸収機能をできるだけ軸受の近くに設ける必要がある。

このようなことから、この実施の形態のスクロール型圧縮機１０１にあっては、上記のような負のクリアランス吸収機能を有するスラストすべり軸受１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１を、ミドルハウジング１１５の円板部スクロール側端面１１５ｅと可動スクロール１３２の可動スクロール背面１３２ａとの間に設け、負のクリアランスによる焼き付き等を防止し、信頼性の向上を図っている。

なお、上記スラストすべり軸受１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１をスクロール型圧縮機に適用する場合、第１のプレートを可動スクロール１３２側、第２のプレートをミドルハウジング１１５側としてもよいし、逆に第１のプレートをミドルハウジング１１５側、第２のプレートを可動スクロール１３２側としてもよい。

図７は、上記スクロール圧縮機１０１を使用した貯油式給湯装置２０１を示す。

この貯湯式給湯装置２０１は、主に貯湯タンク２１３、ヒートポンプ装置２１５、制御装置２１７から構成されている。

貯湯タンク２１３は、給湯用の高温の湯を保温することができるようになっており、その底面には、この貯湯タンク２１３内に水道水を導入する導入管２２１が接続されている。導入管２２１には、サーミスタ２２３が設けられており、導入管２２１を流れる水道水の温度情報を制御装置２１７に出力するようになっている。

一方、貯湯タンク２１３の最上部には、貯湯タンク２１３内の高温の湯を導出するための導出管２２７が接続されている。この導出管２２７には、水道水の給水配管２２９が接続されており、この給水配管２２９との合流点には混合弁２３１が配置されている。そして、貯湯タンク２１３からの湯と水道水との混合比を調節することにより、下流側にあるシャワー、風呂等に適温の湯を供給するようにしている。

また、貯湯タンク２１３の下部には冷水出口２３３が設けられ、また貯湯タンク２１３の上部には、貯湯タンク２１３内に湯を流入させる温水入口２３５が設けられている。冷水出口２３３と温水入口２３５とは循環回路２３７で接続されており、この循環回路２３７にはポンプ２３９とヒートポンプ装置２１５の水熱交換器２４１が直列に接続されている。そして、貯湯タンク２１３下部の冷水をポンプ２３９によって循環させ、水熱交換器２４１で加熱して貯湯タンク２１３に戻すようになっている。

更に、貯湯タンク２１３の外壁面には、複数のサーミスタ２４３が縦方向に配置され、貯湯タンク２１３内の各水位レベルにおける温度情報を制御装置２１７に出力するようになっている。

ヒートポンプ装置２１５は、ＣＯ_２を冷媒とする加熱手段であり、上述のスクロール型圧縮機１０１、水熱交換器２４１、膨張弁２４７、送風機２４９を有する室外側熱交換器２５１が、この順に冷媒配管２５３によって接続され、閉回路を構成している。スクロール圧縮機１０１には、インバータ２５５が接続されており電動圧縮機２４５に供給する電力を可変するようになっている。また、室外側熱交換器２５１には、外気温センサ２５７が設けられており、室外側熱交換器２５１に流入する外気の温度情報を制御装置２１７に出力する。

このようなヒートポンプ装置２１５のスクロール圧縮機１０１は、ミドルハウジング１１５と可動スクロール１３２との間にスクロールすべり軸受１１，３１，４１，５１が設けられ、それぞれ、スラスト方向に弾性を有するプレートを有している。したがって、周辺部品の熱変形や圧力変形によって、スラスト方向に、全体的、もしくは局所的に負のクリアランスが発生しても、弾性部によってこれを吸収することができる。したがって、圧縮機としての信頼性を向上させることができ、ヒートポンプ装置２１５全体の信頼性を向上させることができる。

このヒートポンプ装置２１５は、冷媒をスクロール圧縮機１０１で高温高圧にして水熱交換器２４１に送り、ここで貯湯タンク２１３から供給される冷水（水道水）を加熱して所定温度の湯に沸き上げ、高温の湯を貯湯タンク２１３内に戻すようになっている。水熱交換機２４１で放熱した冷媒に対しては、室外側熱交換器２５１によって外気から吸熱させるようになっている。

制御装置２１７は、主にスクロール圧縮機１０１とポンプ２３９との作動を制御するものである。制御装置２１７には、上記外気温センサ２５７からの温度情報、サーミスタ２２３、２４３からの温度情報が入力される。また、制御装置２１７には、複数のサーミスタ２４３からの温度、水位情報が入力される。そして、これらの情報を基に、スクロール圧縮機１０１とポンプ２３９を適宜駆動させ、貯湯タンク２１３に所定温度、所定量以上の湯を供給するようになっている。

このように、この貯油式給湯装置２０１にあっては、貯湯タンク２１３、ヒートポンプ装置２１５、制御装置２１７とを備え、ヒートポンプ装置２１５はＣＯ２冷媒を使用し、上述したスラストすべり軸受１１，３１，４１，５１を有するスクロール型圧縮機１０１を有しているから、高い信頼性を有する貯湯式給湯装置を実現することができる。

なお、上記実施の形態においては、スラストすべり軸受をスクロール型圧縮機に適用した場合について説明しているが、これに限る必要はなく、スラスト軸受を必要とする他の圧縮機に適用できるのは勿論である。

本発明の第１の実施形態のスラストすべり軸受を示す断面図。 スラストすべり軸受のばね定数を示す図。 本発明の第２の実施形態のスラストすべり軸受を示す断面図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の第３ないし第５の実施形態のスラストすべり軸受をそれぞれ示す断面図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の第６ないし第８の実施形態のスラストすべり軸受をそれぞれ示す断面図。 図１、図３、図４、図５に示すスラストすべり軸受が適用されたスクロール型圧縮機を示す断面図。 図６に示すスクロール型圧縮機が適用された貯湯式給湯装置を示す概略図。 負のクリアランスの状態を示す図であって、すべり軸受の場合を示す断面図。

符号の説明

１１ スラストすべり軸受
１３ 第１のプレート
１５ 第２のプレート
２１ スラストすべり軸受
２３ 第２のプレート
２５ 剛性板
２７ 摺動側コーティング
２９ 支持側コーティング
３１ スラストすべり軸受
３３ 第２のプレート
４１ スラストすべり軸受
４３ 第２のプレート
４３ａ 剛性板
４３ｂ 弾性体
５１ スラストすべり軸受
５３ 第２のプレート
６１ スラストすべり軸受
６３ 第２のプレート
６３ｂ 足部
７１ スラストすべり軸受
７３ 第２のプレート
７７ 凹凸板
８１ スラストすべり軸受
８３ 第２のプレート
８５ 摺動板
８７ コーティング
１０１ スクロール型圧縮機
２１５ ヒートポンプ装置

Claims (10)

1. 第１のプレート（１３）と、この第１のプレート（１３）と対向して摺動する第２のプレート（１５，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３）とを備え、これら第１のプレート（１３）と第２のプレート（１５，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３）のうち、少なくとも第２のプレート（１５，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３）が弾性を有することを特徴とするスラストすべり軸受（１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１）。
2. 前記第２のプレート（１５）は、反摺動面を第２の支持体に固定されており、摺動面、反摺動面とも、凹凸形状を有していることを特徴とする請求項１に記載のスラストすべり軸受（１１）。
3. 前記第２のプレート（６３）は、反摺動面を第２の支持体に固定されており、反摺動面に突出して形成された足部（６３ｂ）を有していることを特徴とする請求項１に記載のスラストすべり軸受（６１）。
4. 前記第２のプレート（２３，８３）は、剛性体（２５，８５）の少なくとも一方側にコーティング（２７，２９，８７）を施したものであることを特徴とする請求項１に記載のスラストすべり軸受（２１，８１）。
5. 前記第２のプレート（３３）は、弾性材からなることを特徴とする請求項１に記載のスラストすべり軸受（３１）。
6. 前記第２のプレート（４３，７３）は、剛性体（４３ａ，７５）と弾性体（４３ｂ，７７）とを重ね合わせた構造であることを特徴とする請求項１に記載のスラストすべり軸受（４１，７１）。
7. 前記第２のプレート（５３）は、剛性体からなる中空構造であることを特徴とする請求項１に記載のスラストすべり軸受（５１）。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載のスラストすべり軸受（１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１）を有することを特徴とするスクロール型圧縮機（１０１）。
9. 前記スクロール型圧縮機（１０１）は、作動圧が高く潤滑状態が厳しいＣＯ２用圧縮機であることを特徴とする請求項８に記載のスクロール型圧縮機（１０１）。
10. 請求項８又は９に記載のスクロール型圧縮機はヒートポンプシステム（２１５）に適用するものであることを特徴とするスクロール型圧縮機（１０１）。

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