JP2011196372A

JP2011196372A - 圧縮機

Info

Publication number: JP2011196372A
Application number: JP2010253164A
Authority: JP
Inventors: Taichi Tateishi; 太一舘石; So Sato; 創佐藤; Shigeki Miura; 茂樹三浦; Ikuo Ezaki; 郁男江崎; Makoto Ogawa; 真小川
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2011-10-06
Anticipated expiration: 2030-11-11
Also published as: JP5754919B2

Abstract

【課題】油膜を形成するための十分な潤滑油の供給をし、スラスト軸受での摩擦損失を低減すること。
【解決手段】駆動部と、圧縮機構部と、駆動部による回転を圧縮機構部に伝達する回転軸３３と、回転軸３３における軸心の延在方向に働く荷重を受けるスラスト軸受４４２と、を備える圧縮機において、スラスト軸受４４２は、回転軸３３に設けられたスラスト面４４２ａと固定の軸受面４４２ｂとが軸心の延在方向で対面する滑軸受を構成し、スラスト面４４２ａを、回転軸３３の軸心に対して偏心して設けると共に、周縁の一部を回転軸３３の外周の一部に一致して設け、かつ凹部４４２ｃを形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、圧縮機に関する。

従来、例えば、特許文献１に記載の圧縮機は、圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する回転軸と、回転軸を回転駆動する電動機と、回転軸の軸方向に作用する荷重を支持するスラスト軸受とを備え、スラスト軸受の回転軸側の摺動面に油膜圧力発生機構を備えている。そして、油膜圧力発生機構は、傾斜した平面や、回転軸の外周から中心に向かって断面積が減少する複数の油溝で構成されている。これにより、スラスト軸受の軸受隙間に潤滑油が供給されるので、回転軸および電動機の回転子の荷重を支えるスラスト軸受において、スラスト軸受での直接接触による摩擦などの表面損傷を起こすことなく摺動損失を低減させようとしている。

特開２００３−１８４７７４号公報

しかし、上述した特許文献１に記載の圧縮機は、スラスト軸受の回転軸側の摺動面が、回転軸と同一中心の円形とされて回転軸の全周囲で非回転軸側に常に対面している。このため、例えば、上述した特許文献１に記載の圧縮機における潤滑油供給管のように、潤滑油を十分に供給する機構を設けなければ、油溝による効果を得ることが難しい。しかしながら、潤滑油供給管を設けるには加工の困難さを伴う。

本発明は上述した課題を解決するものであり、油膜を形成するための十分な潤滑油の供給をし、スラスト軸受での摩擦損失を低減することのできる圧縮機を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の圧縮機は、駆動部と、圧縮機構部と、前記駆動部による回転を前記圧縮機構部に伝達する回転軸と、前記回転軸における軸心の延在方向に働く荷重を受けるスラスト軸受と、を備える圧縮機において、前記スラスト軸受は、回転軸に設けられたスラスト面と固定の軸受面とが前記軸心の延在方向で対面する滑軸受を構成し、前記スラスト面は、前記回転軸の軸心に対して偏心して設けられていると共に、周縁の一部を前記回転軸の外周の一部に一致して設けられており、前記スラスト面および前記軸受面の少なくとも他方から離隔する部分を有することを特徴とする。

この圧縮機によれば、離隔する部分によるくさび効果によりスラスト面と軸受面との間に圧力負荷能力が発生して潤滑油による油膜が形成される。すなわち、潤滑油の油膜圧により、回転軸の軸心の延在方向に掛かる荷重を支えつつ、スラスト面と軸受面との間で境界潤滑により相互に滑りを生じる。この結果、スラスト軸受での摩擦損失を低減できる。しかも、スラスト軸受は、スラスト面が、回転軸の軸心に対して偏心して設けられ、その周縁の一部を回転軸の外周の一部に一致して設けられていることから、くさび効果を得るための十分な潤滑油を供給することができる。また、回転軸と軸受面に十分な油膜が形成されることから回転軸と軸受面の接触が回避され回転軸と軸受面との接触を低減することができる。

また、本発明の圧縮機では、前記離隔する部分は、前記スラスト面および前記軸受面の少なくとも一方に凹部状に形成されていてもよい。

また、本発明の圧縮機では、前記離隔する部分は、前記スラスト面に設けられ、前記回転軸の回転方向に向けて前記軸受面から漸次離隔しつつ、前記回転軸の外周の一部に一致する部分まで至り形成されていることを特徴とする。

この圧縮機によれば、離隔する部分の構成により、スラスト軸受での摩擦損失を低減できる効果を顕著に得ることができる。

また、本発明の圧縮機では、前記離隔する部分は、前記スラスト面に設けられ、前記回転軸の軸心の放射方向に延在して形成されていることを特徴とする。

また、本発明の圧縮機では、前記離隔する部分は、螺旋状に形成されていることを特徴とする。

また、本発明の圧縮機では、前記離隔する部分は、前記スラスト面に設けられ、前記回転軸の回転方向に向けて前記軸受面から離隔する段部を有し、前記回転軸の外周の一部に一致する部分まで至り形成されていることを特徴とする。

また、本発明の圧縮機では、前記離隔する部分は、前記スラスト面との境となる前記回転軸寄りの入隅部分に円弧部が形成されていることを特徴とする。

この圧縮機によれば、離隔する部分を切削加工する場合に、エンドミルなどの工具によって容易に凹部の入隅部分を加工することができる。しかも、円弧部によって入隅部分が角をなさないことから、当該入隅部分に塵などが溜まることがない。

また、本発明の圧縮機では、前記離隔する部分は、前記段部から連続して外周縁に沿う壁部が形成されていることを特徴とする。

この圧縮機によれば、くさび効果を得る段部に積極的に潤滑油が溜まるので、圧力負荷能力を発生させる効果を顕著に得ることができる。

また、本発明の圧縮機では、前記離隔する部分は、前記回転軸の外周に沿う溝部が形成されていることを特徴とする。

この圧縮機によれば、潤滑油をより回転軸寄りに供給することができ、回転軸の回転をより円滑にすることができる。

また、本発明の圧縮機では、前記離隔する部分は、前記軸受面に設けられ、前記回転軸が挿入される穴に連通して形成されていることを特徴とする。

また、本発明の圧縮機では、前記離隔する部分は、前記スラスト面および前記軸受面の油流入側に形成されていることを特徴とする。

この圧縮機によれば、潤滑油をより確保し易くできる。

また、本発明の圧縮機では、筐体内に、低段側圧縮機構部と高段側圧縮機構部とが設けられ、前記低段側圧縮機構部で圧縮された中間圧冷媒ガスを前記高段側圧縮機構部に吸入して２段圧縮する多段圧縮機を構成し、前記高段側圧縮機構部で圧縮された高圧冷媒ガスの一部を前記スラスト軸受のスラスト面と軸受面との間に供給する高圧ガス供給部を備えることを特徴とする。

この圧縮機によれば、スラスト面と軸受面との間に供給された高圧冷媒ガスによって、スラスト面と軸受面との間に、回転軸の軸心の延在方向に掛かる荷重を支え得る圧力が得られる。この結果、スラスト軸受での摩擦損失をさらに低減できる。

本発明によれば、油膜を形成するための十分な潤滑油の供給をし、スラスト軸受での摩擦損失を低減できる。

図１は、本発明に係る圧縮機の概略断面図である。図２は、図１に示す圧縮機のスラスト軸受の概略断面図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機におけるスラスト軸受であって図２におけるＡ−Ａ断面図である。図４は、図３に示すスラスト軸受の斜視図である。図５は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機におけるスラスト軸受であって図２におけるＡ−Ａ断面図である。図６は、図５に示すスラスト軸受の斜視図である。図７は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機におけるスラスト軸受の他の例の斜視図である。図８は、本発明の実施の形態３に係る圧縮機におけるスラスト軸受であって図２におけるＡ−Ａ断面図である。図９は、図８に示すスラスト軸受の斜視図である。図１０は、本発明の実施の形態３に係る圧縮機におけるスラスト軸受の凹部の範囲を示す図であって図２におけるＡ−Ａ断面図である。図１１は、本発明の実施の形態３に係る圧縮機におけるスラスト軸受の他の例であって図２におけるＡ−Ａ断面図である。図１２は、本発明の実施の形態３に係る圧縮機におけるスラスト軸受の他の例であって図２におけるＡ−Ａ断面図である。図１３は、本発明の実施の形態３に係る圧縮機におけるスラスト軸受の他の例であって図２におけるＡ−Ａ断面図である。図１４は、本発明の実施の形態４に係る圧縮機におけるスラスト軸受であって図２におけるＢ−Ｂ断面図である。図１５は、図１４に示すスラスト軸受であって図１４に示すＣ−Ｃ断面図である。図１６は、本発明の実施の形態４に係る圧縮機におけるスラスト軸受の他の例であって図２におけるＢ−Ｂ断面図である。図１７は、本発明の実施の形態５に係る圧縮機の概略図である。

以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施の形態１］
本実施の形態の圧縮機１は、例えば、空気調和機に適用される。空気調和機としては、図には明示しないが、室外に配置される室外ユニットと、室内に配置される室内ユニットとを含み構成され、室外ユニットおよび室内ユニットの間に冷媒を循環させて室内および室外にて熱交換を行うことにより、室内の冷房、暖房、または冷暖房を行う。かかる空気調和機において、圧縮機１は、室外ユニットに配置され、冷媒を吸入・圧縮して室外ユニットまたは室内ユニットの外部要素に供給する。

圧縮機１は、図１に示すように、筐体２と、駆動部３と、圧縮機構部４と、アキュムレータ５を含み構成されている。

筐体２は、上下が密閉された略円筒形状をなし、その内部に駆動部３、圧縮機構部４などが収容されている。筐体２は、その円筒を垂直に立てて配置されており、その頂部に吐出管２１が設けられている。また、筐体２の底部は、油溜２２として構成されており、この油溜２２には圧縮機構部４に供給される潤滑油Ｌが溜められている。

駆動部３は、スロットモータであり、固定子３１、回転子３２、および回転軸３３を含み構成されている。固定子３１は、筐体２の内壁面に固定されている。回転子３２は、固定子３１に対して回転可能に設けられている。回転軸３３は、回転子３２に取り付けられ、自身の軸心Ｓを上下方向に延在する態様で設けられている。また、回転軸３３は、その下端部が圧縮機構部４に接続されている。このような駆動部３は、図示しない配線を介して筐体２の外部から電源が供給される。

圧縮機構部４は、筐体２内にて駆動部３の下方に配置されている。この圧縮機構部４は、本実施の形態では、例えば、２気筒のロータリ圧縮機構により構成され、第一圧縮部４１と第二圧縮部４２とが上下多段に構成されている。図１および図２に示すように、各圧縮部４１，４２は、ロータ４１１，４２１および圧縮室４１２，４２２からなり、回転軸３３の回転の軸心Ｓに沿って並べて配置されている。各圧縮部４１，４２の間には、仕切板４３が設けられている。仕切板４３は、各圧縮部４１，４２を仕切るもので、各圧縮室４１２，４２２の壁の一部を構成している。また、仕切板４３には、回転軸３３を挿通する挿通穴４３１が形成されている。

また圧縮機構部４は、図１および図２に示すように、圧縮部４１の上側に設けられた上部軸受４４１と、圧縮部４２の下側に設けられた下部軸受４４２とにより回転軸３３を回転可能に支持している。また、各ロータ４１１，４２１は、回転軸３３の各圧縮部４１，４２に対応する位置に設けられた各クランク３３１，３３２に取り付けられている。すなわち、この圧縮機構部４は、駆動部３に電源が供給されて回転軸３３が回転することで、各クランク３３１，３３２により各ロータ４１１，４２１が圧縮室４１２，４２２内を偏心回転し、各圧縮室４１２，４２２内の流体を圧縮する。

また、第一圧縮部４１は、圧縮した流体を吐出する吐出口（図示せず）がその上側に配置されている。第二圧縮部４２は、圧縮した流体を吐出する吐出口（図示せず）がその下側に配置されている。そして、各吐出口から吐出された流体は、密閉された筐体２内を上昇し、筐体２の頂部の吐出管２１より筐体２の外部に吐出される。

なお、回転軸３３は、その下端が筐体２の油溜２２に至って設けられている。回転軸３３の内部には、下端から圧縮機構部４に対応する部分に至り油供給通路３３３が設けられている。油供給通路３３３は、回転軸３３の軸心Ｓに沿って設けられていると共に、第一圧縮部４１に対応するクランク３３１に貫通する油供給分岐通路３３３ａと、第二圧縮部４２に対応するクランク３３２に貫通する油供給分岐通路３３３ｂと、上部軸受４４１の位置で開口する油供給分岐通路３３３ｃと、下部軸受４４２の位置で開口する油供給分岐通路３３３ｄとを有している。すなわち、回転軸３３の下端から油供給通路３３３を介して潤滑油Ｌが圧縮機構部４に供給される。なお、図には明示しないが、油供給通路３３３は、後述する下部軸受４４２の凹部４４２ｃ，４４２ｄ，４４２ｅ，４４２ｆ，４４２ｇ，４４２ｈに通じる油供給分岐通路を有していてもよい。これにより、下部軸受４４２に直接潤滑油Ｌが供給される。

アキュムレータ５は、筐体２の外部に配置され、容器５１、第一吸入管５２、および第二吸入管５３を含み構成されている。容器５１は、上下が密閉された略円筒形状をなし、その頂部に流入管５１１が設けられている。第一吸入管５２は、圧縮機構部４の第一圧縮部４１に流体を供給するための配管であり、その一端が第一圧縮部４１の圧縮室４１２に接続されている。第二吸入管５３は、圧縮機構部４の第二圧縮部４２に流体を供給するための配管であり、その一端が第二圧縮部４２の圧縮室４２２に接続されている。また、各吸入管５２，５３は、その他端が開放しており、容器５１の底部から容器５１の内部に位置されている。

この圧縮機１では、外部要素（図示せず）を経た冷媒ガス（流体）がアキュムレータ５の容器５１内に供給される。この冷媒ガスは、各吸入管５２，５３を介して各圧縮部４１，４２に供給される。そして、駆動部３により各圧縮部４１，４２が駆動されることで冷媒ガスが圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、吐出管２１から筐体２の外部に吐出され、外部要素（図示せず）に供給される。

ここで、各圧縮部４１，４２の各圧縮室４１２，４２２内には、油供給通路３３３により潤滑油Ｌが供給される。したがって、各圧縮部４１，４２に供給された潤滑油Ｌの一部は、各圧縮部４１，４２により圧縮された冷媒ガスに含まれた状態で外部要素に供給される。アキュムレータ５は、液体である潤滑油Ｌを気体である冷媒ガスから分離する、すなわち気液分離するもので、気液分離した冷媒ガスを圧縮室４１２，４２２に供給する一方、気液分離した潤滑油Ｌを容器５１の底部に溜める。また、アキュムレータ５は、各吸入管５２，５３において、容器５１の底部で潤滑油Ｌが溜められる位置に油戻孔５２１，５３１が形成されており、容器５１の底部に溜まった潤滑油Ｌを各圧縮部４１，４２に戻すように構成されている。なお、容器５１の底部には、潤滑油Ｌと共に気液分離された液冷媒も溜められる。

上述した圧縮機１に係り、回転軸３３を回転可能に支持する下部軸受４４２について図を参照して説明する。図２に示すように、下部軸受４４２は、回転軸３３および回転子３２の自重により、軸心Ｓの延在方向（スラスト方向）に掛かる荷重を支えるスラスト軸受を構成している。この下部軸受４４２は、回転軸３３に設けられたスラスト面４４２ａと固定の軸受面４４２ｂとが軸心Ｓの延在方向で対面する滑軸受を構成している。

また、下部軸受４４２は、図３および図４に示すように、スラスト面４４２ａが、回転軸３３の軸心Ｓに対して偏心して設けられ、その周縁の一部を回転軸３３の外周の一部に一致して設けられている。このような下部軸受４４２は、スラスト面４４２ａおよび軸受面４４２ｂの少なくとも一方に、スラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの少なくとも他方から離隔する部分としての凹部４４２ｃが形成されている。

具体的に、本実施の形態における凹部４４２ｃは、図３および図４に示すように、スラスト面４４２ａ側に設けられている。また、凹部４４２ｃは、回転軸３３の回転方向Ｒに向けて軸受面４４２ｂ（図２参照）から漸次離隔しており、回転軸３３の外周の一部に一致する部分まで至って形成されている。

この凹部４４２ｃは、図４に示すように、軸受面４４２ｂに対してスラスト面４４２ａよりも離隔していることから（最大で隙間Ｈａ）、回転軸３３の回転に伴い、軸受面４４２ｂとの間に潤滑油Ｌが保持される。そして、さらなる回転軸３３の回転に伴い、軸受面４４２ｂとの隙間が漸次狭くなり、くさび効果によりスラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの間に潤滑油Ｌが供給され圧力負荷能力が発生することで油膜が形成される。

このため、下部軸受４４２は、潤滑油Ｌの油膜圧により、回転軸３３および回転子３２の自重による軸心Ｓの延在方向（スラスト方向）に掛かる荷重を支えつつ、スラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの間で境界潤滑により相互に滑りを生じる。この結果、スラスト軸受としての下部軸受４４２での摩擦損失を低減することが可能になる。また、圧縮された流体が圧縮室４１２，４２２から排出される際には、圧縮室４１２，４２２の内外での圧力差により軸心Ｓに沿う軸方向に回転軸３３が振動することになる。この問題に対し、回転軸３３を下方に押し付けることにより振動を抑制しようとすると、スラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとが接近するように押されるため、潤滑油Ｌ切れが懸念される。この点、本実施の形態の圧縮機１は、油膜圧によって回転軸３３を押し上げることにより、振動を抑制しつつ、当該振動による異音を抑えると共に、潤滑油Ｌ切れを回避することが可能である。

しかも、下部軸受４４２は、スラスト面４４２ａが、回転軸３３の軸心Ｓに対して偏心して設けられ、その周縁の一部を回転軸３３の外周の一部に一致して設けられていることから、スラスト面４４２ａの回転半径が大きく回転の周速を速くできるので、油膜の付加容量が大きくなり、くさび効果を得るための十分な潤滑油Ｌを供給することができる。また、回転軸３３と軸受面４４２ｂに十分な油膜が形成されることから回転軸３３と軸受面４４２ｂの接触が回避され回転軸３３と軸受面４４２ｂとの接触を低減することができる。

また、凹部４４２ｃは、油供給通路３３３からスラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの間に潤滑油が供給される油流入側において形成されていることが好ましい。このように構成すれば、潤滑油をより確保し易くできる。

なお、上述した圧縮機１は、圧縮機構部４が２気筒のロータリ圧縮機構により構成された例を示したが、これに限らない。例えば、１気筒としたロータリ圧縮機構（図１７参照）や、図には明示しないが２気筒を超える多気筒のロータリ圧縮機構により構成されていてもよい。

［実施の形態２］
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図５は、実施の形態２に係る圧縮機におけるスラスト軸受であって図２におけるＡ−Ａ断面図であり、図６は、図５に示すスラスト軸受の斜視図である。なお、以下に説明する実施の形態２では、実施の形態１に対し、スラスト軸受としての下部軸受４４２の構成が異なる。したがって、以下の説明において、上述した実施の形態１と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

下部軸受４４２は、図５および図６に示すように、スラスト面４４２ａが、回転軸３３の軸心Ｓに対して偏心して設けられ、その周縁の一部を回転軸３３の外周の一部に一致して設けられている。このような下部軸受４４２は、スラスト面４４２ａおよび軸受面４４２ｂの少なくとも一方に、スラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの少なくとも他方から離隔する部分としての凹部４４２ｄが形成されている。

具体的に、本実施の形態における凹部４４２ｄは、図５および図６に示すように、スラスト面４４２ａ側に設けられている。また、凹部４４２ｄは、回転軸３３の軸心Ｓの放射方向に複数延在して形成されている。なお、本実施の形態において、凹部４４２ｄの数は５個であるが限定はなく、少なくとも１個設けられていればよい。

この凹部４４２ｄは、図６に示すように、軸受面４４２ｂに対してスラスト面４４２ａよりも離隔していることから、回転軸３３の回転に伴い、軸受面４４２ｂとの間に潤滑油Ｌが保持される。そして、さらなる回転軸３３の回転に伴い、軸受面４４２ｂとの隙間が凹部４４２ｄの段差で狭くなり、くさび効果によりスラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの間に潤滑油Ｌが供給され圧力負荷能力が発生することで油膜が形成される。

ところで、図７は、実施の形態２に係る圧縮機におけるスラスト軸受の他の例の斜視図である。図７に示す凹部４４２ｅは、その底部が回転軸３３の回転方向Ｒに向けて軸受面４４２ｂ（図２参照）から漸次離隔して形成されている。これにより、凹部４４２ｅは、回転軸３３の回転に伴い、軸受面４４２ｂとの隙間が漸次狭くなり、くさび効果によりスラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの間に潤滑油Ｌが供給され圧力負荷能力が発生することで油膜が形成される。この結果、上述した凹部４４２ｄと同様の効果が得られる。

また、図には明示しないが、凹部４４２ｄ，４４２ｅは、放射方向に延在しつつ回転軸３３の回転方向Ｒに向けて湾曲した螺旋形状に形成されていてもよい。このように構成することにより、潤滑油を凹部４４２ｄ，４４２ｅに掻き込むようになるため、潤滑油をより確保し易くできる。

また、凹部４４２ｄ，４４２ｅは、油供給通路３３３からスラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの間に潤滑油が供給される油流入側において形成されていることが好ましい。このように構成すれば、潤滑油をより確保し易くできる。

［実施の形態３］
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図８は、本実施の形態３に係る圧縮機におけるスラスト軸受であって図２におけるＡ−Ａ断面図であり、図９は、図８に示すスラスト軸受の斜視図である。なお、以下に説明する実施の形態３では、実施の形態１に対し、スラスト軸受としての下部軸受４４２の構成が異なる。したがって、以下の説明において、上述した実施の形態１と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

下部軸受４４２は、図８および図９に示すように、スラスト面４４２ａが、回転軸３３の軸心Ｓに対して偏心して設けられ、その周縁の一部を回転軸３３の外周の一部に一致して設けられている。このような下部軸受４４２は、スラスト面４４２ａおよび軸受面４４２ｂの少なくとも一方に、スラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの少なくとも他方から離隔する部分としての凹部４４２ｈが形成されている。

具体的に、本実施の形態における凹部４４２ｈは、図８および図９に示すように、スラスト面４４２ａ側に設けられている。また、凹部４４２ｈは、回転軸３３の回転方向Ｒに向けて軸受面４４２ｂ（図２参照）から離隔する段部４４２ｉを有しており、回転軸３３の外周の一部に一致する部分まで至って形成されている。

この凹部４４２ｈは、図９に示すように、軸受面４４２ｂに対してスラスト面４４２ａよりも離隔していることから、回転軸３３の回転に伴い、軸受面４４２ｂとの間に潤滑油Ｌが保持される。そして、さらなる回転軸３３の回転に伴い、軸受面４４２ｂとの隙間が段部４４２ｉで狭くなり、くさび効果によりスラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの間に潤滑油Ｌが供給され圧力負荷能力が発生することで油膜が形成される。

なお、上記段部４４２ｉの回転軸３３周りの位置、すなわち凹部４４２ｈの範囲は、以下のように規定する。図１０に示すように、スラスト面４４２ａの周縁の一部を回転軸３３の外周の一部に一致した部分を基準Ｐとし、この基準Ｐから回転軸３３の軸心Ｓを中心として回転方向Ｒと反対方向に１６８°（α）以上２５８°（β）以下の範囲に段部４４２ｉを配置することが好ましい。スラスト面４４２ａの面積が大きいと、低回転時に軸受け面４４２ｂとの接触面積が増してしまい、面圧が増加する傾向となる。このため、段部４４２ｉの位置を、基準Ｐから回転軸３３の回転方向Ｒと反対方向に１６８°（α）以上２５８°（β）以下の範囲に配置する。具体的に、スラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの間の距離ｈｏと、凹部４４２ｈの底面と軸受面４４２ｂとの間の距離ｈｉと、の関係ｈｉ／ｈｏが１．８７である。また、回転軸３３の軸心Ｓを中心としたスラスト面４４２ａの回転方向Ｒに沿う延在長さＢｏと、回転軸３３の軸心Ｓを中心とした凹部４４２ｈの回転方向Ｒに沿う延在長さＢｉと、の関係Ｂｉ／Ｂｏが２．５８８である。また、回転軸３３の軸心Ｓを中心としたスラスト面４４２ａおよび凹部４４２ｈの回転方向Ｒに沿う延在長さＢ（＝Ｂｏ＋Ｂｉ）と、Ｂｉと、の関係Ｂｉ／Ｂが０．７１８である。これらの関係により、スラスト面４４２ａに適度な揚力が付与される。そして、これらの関係となりうる段部４４２ｉの位置が、基準Ｐから回転軸３３の回転方向Ｒと反対方向に２５８°（β）の位置であって、当該位置から９０°減じた範囲である基準Ｐから１６８°（α）以上の位置でスラスト面４４２ａに適度の揚力が付与される。この結果、基準Ｐから回転軸３３の軸心Ｓを中心として回転方向Ｒと反対方向に１６８°（α）以上２５８°（β）以下の範囲に段部４４２ｉを配置することによって、くさび効果によりスラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの間に潤滑油Ｌを供給して圧力負荷能力を発生させる効果を顕著に得ることができる。これは、上述した実施の形態１の凹部４４２ｃの範囲も同様であり、上記の範囲でスラスト面４４２ａから漸次離間する部分を配置することが好ましい。

ところで、図１１は、実施の形態３に係る圧縮機におけるスラスト軸受の他の例であって図２におけるＡ−Ａ断面図である。図１１に示す凹部４４２ｈは、スラスト面４４２ａとの境となる回転軸３３寄りの入隅部分の円弧部４４２ｊが形成されている。これにより、凹部４４２ｈを切削加工する場合に、エンドミルなどの工具によって容易に凹部４４２ｈの入隅部分を加工することが可能である。しかも、円弧部４４２ｊによって入隅部分が角をなさないことから、当該入隅部分に塵などが溜まることがない。

図１２は、本発明の実施の形態３に係る圧縮機におけるスラスト軸受の他の例であって図２におけるＡ−Ａ断面図である。図１２に示す凹部４４２ｈは、段部４４２ｉから連続して外周縁に沿う壁部４４２ｋが形成されている。また、壁部４４２ｋは、外周縁に沿う長さが凹部４４２ｈの途中までとされている。これにより、くさび効果を得る段部４４２ｉにて外側への潤滑油Ｌの洩れを抑え、積極的に潤滑油Ｌを溜めることができるので、圧力負荷能力を発生させる効果を顕著に得ることが可能である。この壁部４４２ｋは、上述した円弧部４４２ｊと共に形成してもよい。

また、壁部４４２ｋは、スラスト面４４２ａから突出しない範囲で、スラスト面４４２ａと面一で連なって形成されていても、スラスト面４４２ａよりも低く形成されていてもよく、スラスト面４４２ａに高さがより近いほど段部４４２ｉに潤滑油Ｌが溜まることになるので、潤滑油Ｌを溜める量に応じて適宜壁部４４２ｋの高さを設定すればよい。

なお、壁部４４２ｋは、上述した実施の形態１の凹部４４２ｃにおいて、スラスト面４４２ａから漸次離間する段差部分から連続して外周縁に沿うように設けてもよく、同様の効果を得ることが可能である。

図１３は、本発明の実施の形態３に係る圧縮機におけるスラスト軸受の他の例であって図２におけるＡ−Ａ断面図である。図１３に示す凹部４４２ｈは、回転軸３３の外周に沿う溝部４４２ｍが形成されている。これにより、潤滑油Ｌをより回転軸３３寄りに供給することができ、回転軸の回転をより円滑にすることが可能になる。この溝部４４２ｍは、上述した円弧部４４２ｊや壁部４４２ｋと共に形成してもよい。

また、凹部４４２ｈは、油供給通路３３３からスラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの間に潤滑油が供給される油流入側において形成されていることが好ましい。このように構成すれば、潤滑油をより確保し易くできる。

［実施の形態４］
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図１４は、実施の形態４に係る圧縮機におけるスラスト軸受であって図２におけるＢ−Ｂ断面図であり、図１５は、図１４に示すスラスト軸受であって図１４に示すＣ−Ｃ断面図である。なお、以下に説明する実施の形態４では、実施の形態１に対し、スラスト軸受としての下部軸受４４２の構成が異なる。したがって、以下の説明において、上述した実施の形態１と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

下部軸受４４２は、図１４に示すように、スラスト面４４２ａが、回転軸３３の軸心Ｓに対して偏心して設けられ、その周縁の一部を回転軸３３の外周の一部に一致して設けられている。このような下部軸受４４２は、スラスト面４４２ａおよび軸受面４４２ｂの少なくとも一方に、スラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの少なくとも他方から離隔する部分としての凹部４４２ｆが形成されている。

具体的に、本実施の形態における凹部４４２ｆは、図１４および図１５に示すように、軸受面４４２ｂ側に設けられている。また、凹部４４２ｆは、回転軸３３が挿入される穴４４２１に連通して形成されている。さらに、凹部４４２ｆは、回転軸３３の軸心Ｓの放射方向に延在し、かつ軸心Ｓの周りに等間隔で複数設けられている。なお、本実施の形態において、凹部４４２ｆの数は４個であるが限定はなく、少なくとも１個設けられていればよい。

この凹部４４２ｆは、図１５に示すように、スラスト面４４２ａに対して軸受面４４２ｂよりも離隔していることから、回転軸３３の回転に伴い、スラスト面４４２ａとの間に潤滑油Ｌが保持される。そして、さらなる回転軸３３の回転に伴い、スラスト面４４２ａとの隙間が凹部４４２ｆの段差で狭くなり、くさび効果によりスラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの間に潤滑油Ｌが供給され圧力負荷能力が発生することで油膜が形成される。

ところで、図１６は、実施の形態４に係る圧縮機におけるスラスト軸受の他の例であって図２におけるＢ−Ｂ断面図である。図１６に示す凹部４４２ｇは、その底部が回転軸３３の回転方向Ｒに向けて軸受面４４２ｂ（図２参照）から漸次狭く形成されている。これにより、凹部４４２ｇは、回転軸３３の回転に伴い、スラスト面４４２ａとの隙間が漸次狭くなり、くさび効果によりスラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの間に潤滑油Ｌが供給され圧力負荷能力が発生することで油膜が形成される。この結果、上述した凹部４４２ｆと同様の効果が得られる。

なお、上述した実施の形態４の凹部４４２ｆ、４４２ｇは、その構成のみで効果が得られるが、上述した実施の形態１の凹部４４２ｃや、実施の形態２の凹部４４２ｄ，４４２ｅや、実施の形態３の凹部４４２ｈと共に設けられていてもよく、相乗した効果が得られる。

［実施の形態５］
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図１７は、実施の形態５に係る圧縮機の概略図である。なお、以下に説明する実施の形態５では、実施の形態１に対し、圧縮機構部が低段側圧縮機構部６と高段側圧縮機構部７とで構成されていることが異なる。したがって、以下の説明において、上述した実施の形態１と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

低段側圧縮機構部６は、図１７に示すように、１気筒としたロータリ圧縮機構により構成されている。すなわち、低段側圧縮機構部６は、上述した実施の形態１における第一圧縮部４１により構成されている。この圧縮部４１は、ロータ４１１および圧縮室４１２からなる。また、低段側圧縮機構部６は、圧縮部４１の上側に設けられた上部軸受４４１と、圧縮部４１の下側に設けられた下部軸受４４２とにより回転軸３３を回転可能に支持している。また、ロータ４１１は、回転軸３３の圧縮部４１に対応する位置に設けられたクランク３３１に取り付けられている。すなわち、この低段側圧縮機構部６は、駆動部３に電源が供給されて回転軸３３が回転することで、クランク３３１によりロータ４１１が圧縮室４１２内を偏心回転し、圧縮室４１２内の流体を圧縮する。

また、低段側圧縮機構部６が１気筒であることから、アキュムレータ５は、容器５１および第一吸入管５２で構成される。

なお、低段側圧縮機構部６は、１気筒のロータリ圧縮機構により構成された例を示したが、これに限らない、例えば、２気筒としたロータリ圧縮機構（図１参照）や、図には明示しないが２気筒を超える多気筒のロータリ圧縮機構により構成されていてもよい。

高段側圧縮機構部７は、固定スクロール７１と、旋回スクロール７２とを備えるスクロール圧縮機構により構成されている。

固定スクロール７１は、筐体２に固定のフレーム７３に固定されている。固定スクロール７１の背面（図１７における上面）には、吐出弁７１１が設けられている。吐出弁７１１は、固定スクロール７１の背面側に密閉して形成された吐出チャンバ７４内に配置されている。この吐出チャンバ７４には、吐出管２１が接続されている。

旋回スクロール７２は、固定スクロール７１と相互に位相をずらして噛み合わされて一対の圧縮室７５を形成する。固定スクロール７１および旋回スクロール７２の外周には、圧縮室７５に通じる吸入口７５１が形成されている。また、回転軸３３の端部には、クランクピン７６が設けられている。クランクピン７６は、旋回スクロール７２の軸心Ｓに偏心した位置に取り付けられたガイドブッシュ７７に挿通されている。また、旋回スクロール７２は、自転を阻止されつつ公転旋回される態様でオルダムリング７８を介してフレーム７３に取り付けられている。また、フレーム７３には、回転軸３３を回転可能に支持する軸受７９が取り付けられている。

この圧縮機１０では、外部要素（図示せず）を経た冷媒ガス（流体）がアキュムレータ５の容器５１内に供給される。この冷媒ガスは、吸入管５２を介して低段側圧縮機構部６の圧縮部４１に供給される。そして、駆動部３により圧縮部４１が駆動されることで冷媒ガスが中間圧まで圧縮される。圧縮された中間圧冷媒ガスは、高段側圧縮機構部７のフレーム７３に設けられた連通孔７３１を経て吸入口７５１から一対の圧縮室７５に供給される。一対の圧縮室７５は、駆動部３により旋回スクロール７２が公転旋回駆動されることにより、容積が減少されつつ中心側へと移動され、合流して１つの圧縮室７５とされる。この間、中間圧冷媒ガスは、中間圧から高圧（吐出圧力）まで圧縮され、固定スクロール７１の中心部から吐出弁７１１を経て吐出チャンバ７４内に吐出される。この高圧冷媒ガスは、吐出管２１から筐体２の外部に吐出され、外部要素（図示せず）に供給される。

本実施の形態の圧縮機１０は、高段側圧縮機構部７で圧縮された高圧冷媒ガスの一部を、低段側圧縮機構部６の下部軸受（スラスト軸受）４４２のスラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの間に供給する高圧ガス供給部８を備えている。高圧ガス供給部８は、吐出管２１（または吐出チャンバ７４）から、下部軸受４４２のスラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの間に至る毛管（キャピラリ）として構成されている。

そして、高圧ガス供給部８により下部軸受４４２のスラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの間に供給された高圧冷媒ガスによって、スラスト面４４２ａと軸受面４４２ｂとの間に、回転軸３３および回転子３２の自重による軸心Ｓの延在方向（スラスト方向）に掛かる荷重を支え得る圧力が得られる。この結果、スラスト軸受としての下部軸受４４２での摩擦損失を低減することが可能になる。

しかも、本実施の形態の圧縮機１０では、上述した実施の形態１〜実施の形態４の下部軸受４４２の構造が適用される。この結果、くさび効果により圧力負荷能力が発生して油膜が形成されやすくなりスラスト軸受での摩擦損失を低減することが可能になる。

以上のように、本発明に係る圧縮機は、油膜を形成するための十分な潤滑油の供給をし、スラスト軸受での摩擦損失を低減することに適している。

１，１０圧縮機
２筐体
２１吐出管
２２油溜
３駆動部
３１固定子
３２回転子
３３回転軸
３３１，３３２クランク
３３３油供給通路
３３３ａ油供給分岐通路
３３３ｂ油供給分岐通路
３３３ｃ油供給分岐通路
３３３ｄ油供給分岐通路
４圧縮機構部
４１，４２圧縮部
４１１，４２１ロータ
４１２，４２２圧縮室
４３仕切板
４４１上部軸受
４４２下部軸受（スラスト軸受）
４４２ａスラスト面
４４２ｂ軸受面
４４２ｃ，４４２ｄ，４４２ｅ，４４２ｆ，４４２ｇ，４４２ｈ凹部
４４２ｉ段部
４４２ｊ円弧部
４４２ｋ壁部
４４２ｍ溝部
４４２１穴
６低段側圧縮機構部
７高段側圧縮機構部
７１固定スクロール
７１１吐出弁
７２旋回スクロール
７３フレーム
７３１連通孔
７４吐出チャンバ
７５圧縮室
７５１吸入口
７６クランクピン
７７ガイドブッシュ
７８オルダムリング
７９軸受
８高圧ガス供給部
Ｈａ隙間
Ｌ潤滑油
Ｒ回転方向
Ｓ軸心

Claims

駆動部と、圧縮機構部と、前記駆動部による回転を前記圧縮機構部に伝達する回転軸と、前記回転軸における軸心の延在方向に働く荷重を受けるスラスト軸受と、を備える圧縮機において、
前記スラスト軸受は、回転軸に設けられたスラスト面と固定の軸受面とが前記軸心の延在方向で対面する滑軸受を構成し、前記スラスト面は、前記回転軸の軸心に対して偏心して設けられていると共に、周縁の一部を前記回転軸の外周の一部に一致して設けられており、前記スラスト面および前記軸受面の少なくとも他方から離隔する部分を有することを特徴とする圧縮機。
前記離隔する部分は、前記スラスト面および前記軸受面の少なくとも一方に凹部状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
前記離隔する部分は、前記スラスト面に設けられ、前記回転軸の回転方向に向けて前記軸受面から漸次離隔しつつ、前記回転軸の外周の一部に一致する部分まで至り形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
前記離隔する部分は、前記スラスト面に設けられ、前記回転軸の軸心の放射方向に延在して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
前記離隔する部分は、螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
前記離隔する部分は、前記スラスト面に設けられ、前記回転軸の回転方向に向けて前記軸受面から離隔する段部を有し、前記回転軸の外周の一部に一致する部分まで至り形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
前記離隔する部分は、前記スラスト面との境となる前記回転軸寄りの入隅部分に円弧部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の圧縮機。
前記離隔する部分は、前記段部から連続して外周縁に沿う壁部が形成されていることを特徴とする請求項３、６、７のいずれか一つに記載の圧縮機。
前記離隔する部分は、前記回転軸の外周に沿う溝部が形成されていることを特徴とする請求項３、６〜８のいずれか一つに記載の圧縮機。
前記離隔する部分は、前記軸受面に設けられ、前記回転軸が挿入される穴に連通して形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の圧縮機。
前記離隔する部分は、前記スラスト面および前記軸受面の油流入側に形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の圧縮機。
筐体内に、低段側圧縮機構部と高段側圧縮機構部とが設けられ、前記低段側圧縮機構部で圧縮された中間圧冷媒ガスを前記高段側圧縮機構部に吸入して２段圧縮する多段圧縮機を構成し、前記高段側圧縮機構部で圧縮された高圧冷媒ガスの一部を前記スラスト軸受のスラスト面と軸受面との間に供給する高圧ガス供給部を備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の圧縮機。