JP2017082840A - 軸受構造、及びスクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受に対する駆動軸の片当たりを回避できるとともに、駆動軸の軸心と軸受の軸心とのずれを回避できる軸受構造、及び該軸受構造を備えたスクロール型圧縮機を提供する。【解決手段】駆動軸（11）は、軸本体（81,91,101）と、軸本体（81,91,101）と軸受（25,51,74）の間に配置される筒部（82,92,102）とを有する。筒部（82,92,102）の内周部には、筒部（82,92,102）の軸方向の少なくとも一方の端部と軸本体（81,91,101）との間に環状の空間（86,87,94,95,104,105）を形成するように径方向内方へ突出する突出部（83,93,103）が形成され、該突出部（83,93,103）は、上記軸本体（81,91,101）と一体化される、又は該軸本体（81,91,101）と一体的に固定されるように構成される【選択図】図４

Description

本発明は、軸受構造、及びスクロール型圧縮機に関する。

従来より、駆動軸と、該駆動軸を回転可能に支持する軸受とを備えた軸受構造が知られており、流体機械等に広く適用されている。

例えば特許文献１には、スクロール型圧縮機に適用される軸受構造が開示されている。この軸受構造では、同文献の図９に示すように、駆動軸（クランク軸）の外側に円筒状ブッシュが嵌合し、この円筒状ブッシュの外側に軸受が設けられる。この軸受構造では、圧縮機の圧縮荷重等の影響により駆動軸が傾いたとしても、円筒状ブッシュと軸受の平行状態が保たれる。これにより軸受に対し、駆動軸（厳密には円筒状ブッシュ）が片当たりすることが回避され、軸受の摩耗や焼き付きを防止している。

特開平８−４２４６７号公報

特許文献１の軸受構造では、駆動軸に円筒状ブッシュを嵌合させる構成としているため、駆動軸と円筒状ブッシュの間に隙間が形成されてしまう。このため、この隙間の分だけ駆動軸の軸心と軸受の軸心がずれてしまうことがある。

特に、スクロール型圧縮機では、実質的には、駆動軸の軸心の位置が可動スクロールの旋回中心の位置を決定し、軸受の軸心が固定スクロールの中心の位置を決定付ける。このため、駆動軸及び軸受の軸心がずれてしまうと、固定スクロールのラップと可動スクロールのラップとの隙間が広くなる恐れがある。この結果、圧縮室の流体が隙間より漏れてしまい、圧縮効率の低下を招くという問題が生じる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受に対する駆動軸の片当たりを回避できるとともに、駆動軸の軸心と軸受の軸心とのずれを回避できる軸受構造、及び該軸受構造を備えたスクロール型圧縮機を提供することである。

第１の発明は、駆動軸（11）と、該駆動軸（11）を回転可能に支持する軸受（25,51,74）とを備えた軸受構造を対象とし、上記駆動軸（11）は、軸本体（81,91,101）と、該軸本体（81,91,101）と上記軸受（25,51,74）の間に配置される筒部（82,92,102）とを有し、上記筒部（82,92,102）の内周部には、上記軸本体（81,91,101）と該筒部（82,92,102）の軸方向の少なくとも一方の端部との間に環状の空間（86,87,94,95,104,105）を形成するように径方向内方へ突出する突出部（83,93,103）が形成され、該突出部（83,93,103）は、上記軸本体（81,91,101）と一体化される、又は該軸本体（81,91,101）と一体的に固定されるように構成されることを特徴とする。

第１の発明では、筒部（82,92,102）の軸方向端部と軸本体（81,91,101）との間に、環状の空間（86,87,94,95,104,105）が形成される。この空間（86,87,94,95,104,105）は、駆動軸（11）が撓んだ際、軸本体（81,91,101）の傾きを許容する空間として機能する。つまり、駆動軸（11）の回転に伴い軸本体（81,91,101）が径方向外方に撓むと、軸本体（81,91,101）の傾いた部分が空間（86,87,94,95,104,105）の内部に入り込む。これにより、筒部（82,92,102）が軸本体（81,91,101）とともに径方向に傾くことを防止でき、筒部（82,92,102）が軸受（25,51,74）に片当たり（線接触）することを回避できる。

軸本体（81,91,101）には、筒部（82,92,102）の突出部（83,93,103）が一体化される、又は筒部（82,92,102）の突出部（83,93,103）が一体的に固定される。これにより、軸本体（81,91,101）と筒部（82,92,102）との間には実質的に隙間が形成されない。よって、従来例のように、このような隙間に起因して軸本体（81,91,101）の軸心と筒部（82,92,102）の軸心とがずれてしまうことはない。

第２の発明は、第１の発明において、上記筒部（82,92,102）の突出部（83,93,103）は、該筒部（82,92,102）の内周部のうち該筒部（82,92,102）の軸方向の両端の間の中間部分に形成されることを特徴とする。

第２の発明では、筒部（82,92,102）の軸方向両端の間の中間部分が軸本体（81,91,101）に一体化、又は固定される。これにより、筒部（82,92,102）の端部に突出部（83,93,103）を形成する構成と比較して、軸本体（81,91,101）が傾いた際、筒部（82,92,102）の突出部（83,93,103）に作用するモーメント力を低減できる。

第３の発明は、第２の発明において、上記筒部（82,92,102）の突出部（83,93,103）は、上記筒部（82,92,102）の軸方向の両端にそれぞれ上記空間（86,87,94,95,104,105）を形成するように構成されることを特徴とする。

第３の発明では、筒部（82,92,102）の軸方向両端にそれぞれ環状の空間（86,87,94,95,104,105）が形成される。これにより、駆動軸（11）が傾いた場合において、筒部（82,92,102）の一方の端部と軸本体（81,91,101）とが接触することを一方の空間（86,94,104）により抑制でき、且つ筒部（82,92,102）の他方の端部と軸本体（81,91,101）とが接触することを他方の空間（87,95,105）により抑制できる。

第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明において、上記筒部（82,92,102）は、上記突出部（83,93,103）から上記筒部（82,92,102）の端部に亘って形成されるテーパ面（84a,85a,92a,102a）を有し、上記空間（86,87,94,95,104,105）の径方向の間隔が上記筒部（82,92,102）の軸方向端部に近づくにつれて拡がるように構成されることを特徴とする。

第４の発明では、筒部（82,92,102）にテーパ面（84a,85a,92a,102a）を形成することで、突出部（83,93,103）から筒部（82,92,102）の端部に亘る段差（エッジ）がなだらかになる。これにより、駆動軸（11）では、このような筒部（82,92,102）のエッジ近傍で応力が集中することを抑制できる。

第５の発明は、第１乃至第４のいずれか１つの発明において、上記筒部（82,92,102）の少なくとも外周部は、上記軸受（25,51,74）よりも摺動性が高い材料で構成されることを特徴とする。

第５の発明では、筒部（82,92,102）の外周部の摺動性が比較的高いので、筒部（82,92,102）と軸受（25,51,74）との摺動抵抗を低減できる。

第６の発明は、第１乃至第５のいずれか１つの発明において、上記軸本体（81,91,101）は、上記筒部（82,92,102）よりも弾性係数が高い材料で構成されることを特徴とする。

第６の発明では、軸本体（81,91,101）の弾性係数が高いので、軸本体（81,91,101）の径方向の撓み自体も抑制できる。

第７の発明は、固定スクロール（60）と可動スクロール（70）とを有する圧縮機構（40）を備えたスクロール型圧縮機を対象とし、第１乃至第６のいずれか１つの発明の軸受構造（80,90,100）を有することを特徴とする。

第７の発明では、スクロール型圧縮機に第１乃至第７のいずれか１つの発明の軸受構造（80,90,100）が適用される。スクロール型圧縮機において、駆動軸（11）の軸心と軸受（25,51,74）の軸心とがずれてしまうと、固定スクロール（60）と可動スクロール（70）の相対的な位置が、所定の設計値からずれてしまう。すると、固定スクロール（60）と可動スクロール（70）との各ラップ間の隙間が広くなり、圧縮室から流体が漏れてしまうおそれがある。これに対し、本発明の軸受構造（80,90,100）では、上述のように駆動軸（11）の軸心と軸受（25,51,74）の軸心とがずれにくいため、圧縮機構（40）での流体の漏れを防止できる。

スクロール型圧縮機では、圧縮機構（40）の圧縮荷重に起因して駆動軸（11）に径方向の力が作用しやすく、これに伴い駆動軸（11）が径方向に傾き易い。これに対し、本発明の軸受構造（80,90,100）では、駆動軸（11）が傾いても、軸本体（81,91,101）とともに筒部（82,92,102）が傾くのを防止できる。従って、軸受（25,51,74）に対して駆動軸（11）が片当たりすることを回避できる。

第１の発明では、筒部（82,92,102）に突出部（83,93,103）を形成し、筒部（82,92,102）の端部と軸本体（81,91,101）との間に環状の空間（6,87,94,95,104,105）を形成している。これにより、駆動軸（11）が撓んだ際に傾いた軸本体（81,91,101）が上記空間（6,87,94,95,104,105）に入り込む。これにより、筒部（82,92,102）が軸本体（81,91,101）とともに傾くことを抑制できる。この結果、筒部（82,92,102）（駆動軸（11））が軸受（25,51,74）に線接触してしまうことを防止できる。従って、軸受（25,51,74）の摩耗や焼き付きを防止でき、信頼性の高い軸受構造を提供できる。

また、筒部（82,92,102）を軸本体（81,91,101）に一体化する、又は一体的に固定することで、筒部（82,92,102）と軸本体（81,91,101）との間の隙間を実質的になくすことができる。これにより、駆動軸（11）の軸心と軸受（25,51,74）の軸心とのずれを抑制できる。この結果、圧縮機構（40）における流体の漏れを防止でき、圧縮機構（40）の圧縮効率の低下を防止できる。

第２の発明では、軸本体（81,91,101）が傾いた際、筒部（82,92,102）で生じる応力を軽減でき、例えば筒部（82,92,102）の破損を防止できる。

第３の発明では、筒部（82,92,102）の両端において、軸本体（81,91,101）との接触を抑制でき、軸本体（81,91,101）が筒部（82,92,102）とともに傾くことを一層確実に防止できる。

第４の発明では、突出部（83,93,103）から筒部（82,92,102）の端部までの間のエッジが滑らかになる。従って、駆動軸（11）では、このエッジに対応する接触部分での応力集中を抑制でき、例えばこの部分の破損を防止できる。

第５の発明では、筒部（82,92,102）の摺動性を高くすることで、筒部（82,92,102）と軸受（25,51,74）の摺動抵抗を低減でき、ひいては筒部（82,92,102）や軸受（25,51,74）の摩耗を防止できる。

第６の発明では、軸本体（81,91,101）の弾性係数を高くすることで、軸本体（81,91,101）の撓みを防止でき、ひいては駆動軸（11）が軸受（25,51,74）に片当たりすることを防止できる。

第７の発明では、駆動軸（11）が軸受（25,51,74）に片当たりすることを防止でき、信頼性の高いスクロール型圧縮機を提供できる。また、駆動軸（11）の軸心と軸受（25,51,74）の軸心のずれを防止できるため、固定スクロール（60）と可動スクロール（70）の間の隙間を小さくできる。この結果、圧縮機構（40）における流体の漏れを防止でき、圧縮機構（40）の圧縮効率の低下を防止できる。

図１は、実施形態１のスクロール型圧縮機の縦断面図である。 図２は、実施形態１のスクロール型圧縮機の要部の縦断面図である。 図３は、実施形態１の軸受構造の概略構成図であり、駆動軸が撓んでいない状態を表したものである。 図４は、実施形態１の軸受構造の概略構成図であり、駆動軸が撓んだ状態を模式的に表したものである。 図５は、実施形態１の変形例１の軸受構造の概略構成図である。 図６は、実施形態１の変形例２の軸受構造の概略構成図である。 図７は、実施形態２の軸受構造の概略構成図であり、駆動軸が撓んでいない状態を表したものである。 図８は、実施形態２の軸受構造の概略構成図であり、駆動軸が撓んだ状態を表したものである。 図９は、その他の第１の例の軸受構造の概略構成図である。 図１０は、その他の第２の例の軸受構図の概略構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

《発明の実施形態１》
実施形態１の軸受構造（80）は、スクロール型圧縮機（10）（以下、単に圧縮機（10）ともいう）に適用される。圧縮機（10）は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路に設けられ、流体である冷媒を圧縮するものである。冷媒回路では、圧縮機（10）で圧縮した冷媒が、凝縮器で凝縮し、減圧機構で減圧され、蒸発器で蒸発し、圧縮機（10）に吸入される。

図１及び図２に示すように、圧縮機（10）は、ケーシング（20）と、該ケーシング（20）に収納された電動機（30）及び圧縮機構（40）とを備えている。ケーシング（20）は、縦長の円筒状に形成され、密閉ドーム式に構成されている。

電動機（30）は、ケーシング（20）に固定された固定子（31）と、該固定子（31）の内側に配置された回転子（32）とを備えている。回転子（32）は、駆動軸（11）が貫通し、駆動軸（11）に固定されている。

ケーシング（20）の底部には、潤滑油が貯留される油溜部（21）が形成される。ケーシング（20）の上部には、吸入管（12）が貫通される。ケーシング（20）の中央部には、吐出管（13）が貫通される。

ケーシング（20）には、電動機（30）の上方に配置されたハウジング（50）が固定される。ハウジング（50）の上方には、圧縮機構（40）が配置される。吐出管（13）の流入端は、電動機（30）とハウジング（50）との間に位置している。

駆動軸（11）は、ケーシング（20）の中心軸に沿って上下方向に延びている。駆動軸（11）は、主軸（14）と、主軸（14）の上端に連結される偏心軸（クランク軸）（15）とを有している。

主軸（14）は、該主軸（14）の下端に形成される下軸部（16）と、該主軸（14）の上端に形成される上軸部（17）とを有している。下軸部（16）は、下部支持部材（22）の下部軸受（25）に回転可能に支持される。上軸部（17）は、ハウジング（50）の上部軸受（51）に回転可能に支持される。

圧縮機構（40）は、ハウジング（50）の上面に固定される固定スクロール（60）と、固定スクロール（60）に噛合する可動スクロール（70）とを備えている。つまり、可動スクロール（70）は、固定スクロール（60）とハウジング（50）との間に配置され、ハウジング（50）に設置されている。

ハウジング（50）には、環状部（52）と凹部（53）とが形成される。環状部（52）は、ハウジング（50）の外周部に形成される。凹部（53）は、ハウジング（50）の中央上部に形成され、その中央が凹んだ皿状に形成される。凹部（53）の下側には、上部軸受（51）が形成される。

ハウジング（50）は、ケーシング（20）の内部に圧入により固定される。つまり、ケーシング（20）の内周面とハウジング（50）の環状部（52）の外周面とは、全周に亘って気密に密着している。ハウジング（50）は、ケーシング（20）の内部を、圧縮機構（40）が収納される第１空間（23）と、電動機（30）が収納される第２空間（24）とに仕切っている。

固定スクロール（60）は、鏡板（61）と、この鏡板（61）の正面（図１及び図２における下面）の外縁に立設する略筒状の外縁部（63）と、該鏡板（61）における外縁部（63）の内部に立設する渦巻き状（インボリュート状）のラップ（62）とを備えている。鏡板（61）は、外周側に位置してラップ（62）と連続的に形成されている。ラップ（62）の先端面と外縁部（63）の先端面とは略面一に形成されている。また、固定スクロール（60）は、ハウジング（50）に固定されている。

可動スクロール（70）は、鏡板（71）と、この鏡板（71）の正面（図１及び図２における上面）に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ（72）と、鏡板（71）の背面中心部に形成されたボス部（73）とを備えている。ボス部（73）は、駆動軸（11）の偏心部（15）が挿入され、駆動軸（11）が連結されている。ボス部（73）の内周部分には、クランク軸受（74）が構成される。

圧縮機構（40）では、固定スクロール（60）と可動スクロール（70）との間に冷媒（流体）が流入する流体室（S）が形成される。可動スクロール（70）は、ラップ（72）が固定スクロール（60）のラップ（62）に噛合するように配設されている。固定スクロール（60）の外縁部（63）には、吸入ポート（64）が形成される（図３を参照）。吸入ポート（64）には、吸入管（12）の下流端が接続されている。

流体室（S）は、吸入室（S1）と圧縮室（S2）とに区画される。つまり、固定スクロール（60）の外縁部（63）の内周面と、可動スクロール（70）のラップ（72）の外周面とが実質的に接触すると、この接触部を挟んで吸入室（S1）と圧縮室（S2）とが区画される。吸入室（S1）は、低圧の冷媒が吸入される空間を構成する。吸入室（S1）は、吸入ポート（64）と連通し、圧縮室（S2）と遮断される。圧縮室（S2）は、低圧の冷媒を圧縮する空間を構成する。圧縮室（S2）は、吸入室（S1）と遮断される。

固定スクロール（60）の鏡板（61）の中央には、吐出ポート（65）が形成される。固定スクロール（60）の鏡板（61）の背面（図１及び図２における上面）には、吐出ポート（65）が開口する高圧チャンバ（66）が形成される。高圧チャンバ（66）は、固定スクロール（60）の鏡板（61）及びハウジング（50）に形成された通路（図示省略）を介して第２空間（24）に連通している。圧縮機構（40）で圧縮された高圧冷媒は第２空間（24）に流出する。従って、ケーシング（20）の内部では、第２空間（24）が高圧雰囲気に構成されている。

本実施形態の圧縮機構（40）は、固定スクロール（60）のラップ（62）と可動スクロール（70）のラップ（72）とが非対称な形状となる、非対称渦巻き式に構成される。具体的に、圧縮機構（40）では、可動スクロール（70）のラップ（72）の渦巻きの全長が、固定スクロール（60）のラップ（62）の渦巻きの全長よりも大きくなっている。

駆動軸（11）の内部には、駆動軸（11）の下端から上端に亘って上下方向に延びる給油路（18）が形成される。駆動軸（11）の下端部は、油溜部（21）に浸漬されている。給油路（18）は、油溜部（21）の潤滑油を下部軸受（25）及び上部軸受（51）に供給するとともに、この潤滑油をボス部（73）と駆動軸（11）との摺動面に供給する。給油路（18）は、駆動軸（11）の上端面に開口し、潤滑油を駆動軸（11）の上方に供給する。

ハウジング（50）の環状部（52）には、内周部の上面にシール部材（43）が設けられる。シール部材（43）の内側には、高圧空間である背圧部（42）が形成される。シール部材（43）の外側には、中間圧空間である中間圧部（44）が形成される。つまり、背圧部（42）は、主としてハウジング（50）の凹部（53）により構成される。凹部（53）は、可動スクロール（70）のボス部（73）の内部を介して駆動軸（11）の給油路（18）に連通している。背圧部（42）には、圧縮機構（40）の吐出圧力に相当する高圧圧力が作用する。背圧部（42）は、この高圧圧力により、可動スクロール（70）を固定スクロール（60）に押し付けている。

中間圧部（44）は、可動側圧力部（44a）と固定側圧力部（44b）とを含んでいる。可動側圧力部（44a）は、可動スクロール（70）の鏡板（71）のうち外周側寄りの部位の背面に形成されている。可動側圧力部（44a）は、背圧部（42）の外側に形成され、中間圧力により、可動スクロール（70）を固定スクロール（60）に押し付けている。

固定側圧力部（44b）は、第１空間（23）における固定スクロール（60）の外側に形成される。固定側圧力部（44b）は、固定スクロール（60）の鏡板（61）の外縁部（63）とケーシング（20）との間の隙間を通じて可動側圧力部（44a）と連通している。

ハウジング（50）の上部には、オルダム継手（図示省略）が設けられる。オルダム継手は、可動スクロール（70）の自転阻止部材を構成している。

〈軸受構造〉
本発明に係る軸受構造（80）は、主軸（14）の上軸部（17）と、該上軸部（17）に対応する軸受（（上部軸受（51））によって構成される。なお、以下に説明する全ての例の軸受構造は、偏心部（15）及びクランク軸受（74）に適用できるし、下軸部（16）及び下部軸受（25）にも適用できる。

図３に模式的に示すように、上軸部（17）は、軸本体（81）と筒部（82）とで構成される。軸本体（81）は、上軸部（17）の主要な部分であり、円柱状の本体を構成している。筒部（82）は、軸方向の両端が開口する略円筒状に形成される。本実施形態の筒部（82）は、軸本体（81）と別部材で構成され、軸本体（81）と一体となるように該軸本体（81）に固定される。本実施形態の筒部（82）は、圧入によって軸本体（81）に固定される。つまり、筒部（82）は、軸本体（81）に圧接している。筒部（82）は、焼き嵌めによって軸本体（81）に固定されてもよい。筒部（82）は、軸本体（81）と一体化される（軸本体（81）と同一部材となる）構成であってもよい。

筒部（82）の内周部（82a）には、突出部（83）と、上部溝（84）と、下部溝（85）とが形成されている。

突出部（83）は、筒部（82）の軸方向の両端の間の中間部分のうち、略中心位置に形成される。突出部（83）の内周面は、軸本体（81）と平行な面状に形成される。軸本体（81）に固定される前の状態の突出部（83）の内径は、軸本体（81）の外径よりも僅かに小さい。軸本体（81）に突出部（83）を挿通することで、突出部（83）が軸本体（81）に密に固定される。

上部溝（84）は、筒部（82）の内周部（82a）のうち突出部（83）の上側に形成される。上部溝（84）は、筒部（82）の上端部において、軸本体（81）の軸周りに形成される環状の凹部、あるいは環状の切り欠き部である。これにより、上部溝（84）と軸本体（81）との間には、略環状の上部空間（86）が形成される。上部溝（84）の底面（84a）は、筒部（82）の上端部に近づくにつれて溝深さを大きくさせるテーパ面を構成する。つまり、駆動軸（11）では、突出部（83）から筒部（82）の上端に亘って、上部空間（86）の径方向の幅が徐々に拡がっている。

下部溝（85）は、筒部（82）の内周部（82a）のうち突出部（83）の下側に形成される。下部溝（85）は、筒部（82）の下端部において、軸本体（81）の軸周りに形成される環状の凹部、あるいは環状の切り欠き部である。これにより、下部溝（85）と軸本体（81）との間には、略筒状の下部空間（87）が形成される。下部溝（85）の底面（85a）は、筒部（82）の下端部に近づくにつれて溝深さを大きくさせるテーパ面を構成する。つまり、駆動軸（11）では、突出部（83）から筒部（82）の下端に亘って、下部空間（87）の径方向の幅が徐々に拡がっている。

上部空間（86）及び下部空間（87）は、軸本体（81）が傾いた際、筒部（82）が軸本体（81）とともに傾くのを抑制するための空間である。上部空間（86）及び下部空間（87）には、傾いた軸本体（81）が入り込む（詳細は後述する）。

軸本体（81）と筒部（82）とを別体に構成する場合、軸本体（81）は、鉄鋼であることが好ましく、炭素鋼であることがより好ましい。これに対し、筒部（82）は、鋳鉄であることが好ましい。本実施形態では、軸本体（81）がＳ４５Ｃ材料で構成され、筒部（82）がＦＣ２５０材料で構成される。

軸本体（81）は、筒部（82）よりも弾性係数が高い材料であることが好ましい。軸本体（81）の弾性係数を大きくすることで、駆動軸（11）の撓みを抑制できる。筒部（82）、又は筒部（82）のうち少なくとも外周部は、軸本体（81）よりも摺動性の高い材料であることが好ましい。筒部（82）の摺動性を高くすることで、筒部（82）と上部軸受（51）の摺動抵抗を低減でき、ひいてはこれらの摺動部分の摩耗を抑制できる。

上部軸受（51）は、筒部（82）を介して軸本体（81）を回転可能に支持する。上部軸受（51）と筒部（82）の間には、油膜（O）が形成される。この油膜（O）は、給油路（18）より供給された油によって構成される。

−運転動作−
圧縮機（10）の基本的な動作について説明する。

電動機（30）を作動させると、圧縮機構（40）の可動スクロール（70）が回転駆動する。可動スクロール（70）は、自転阻止部材によって自転を阻止されているので、駆動軸（11）の軸心を中心に偏心回転のみを行う。可動スクロール（70）が偏心回転すると、流体室（S）が吸入室（S1）と圧縮室（S2）とに区画される。固定スクロール（60）のラップ（62）と可動スクロール（70）のラップ（72）との間には、複数の圧縮室（S2）が形成される。可動スクロール（70）が偏心回転すると、これらの圧縮室（S2）が中心（吐出ポート（65））に徐々に近づいていくとともに、これらの圧縮室（S2）の容積が小さくなっていく。これにより、各圧縮室（S2）では、冷媒が圧縮されていく。

最小の容積となった圧縮室（S2）が吐出ポート（65）に連通すると、圧縮室（S2）の高圧のガス冷媒が吐出ポート（65）を介して高圧チャンバ（66）に吐出される。高圧チャンバ（66）の高圧の冷媒ガスは、固定スクロール（60）及びハウジング（50）に形成された各通路を経由して第２空間（24）に流出する。第２空間（24）の高圧のガス冷媒は、吐出管（13）を介して、ケーシング（20）の外部へ吐出される。

−軸受構造の作用−
本実施形態に係る軸受構造（80）の作用について説明する。

上記のように圧縮機構（40）で冷媒が圧縮されると、圧縮室（S2）ではラジアル方向の圧縮荷重が生じる。これに伴い、駆動軸（11）にモーメント力が作用し、駆動軸（11）が径方向に撓むことがある。

図３の状態の上軸部（17）の軸本体（81）が図４に示す状態まで撓んだとする。なお、図４は軸本体（81）の撓み量を誇張して図示している。すると、軸本体（81）の軸心は上部軸受（51）の軸心に対して傾いた状態となる。筒部（82）には、上端及び下端にそれぞれ溝（84,85）が形成されている。このため、傾いた上軸部（17）の軸本体（81）の上端の外周縁部は、上部空間（86）の内部に入り込み、傾いた上軸部（17）の軸本体（81）の下端の外周縁部は、下部空間（87）の内部に入り込む。従って、軸本体（81）と筒部（82）とが密に接触することを防止でき、このことに起因して筒部（82）が軸本体（81）と同じ角度で傾斜することを抑制できる。このようにすると、上部軸受（51）の軸心に対し、筒部（82）の軸心が大きく傾くことがない。従って、筒部（82）の外周面が、上部軸受（51）の内周面に対して、片当たりないし線接触することが回避でき、上部軸受（51）に作用する面圧の増大を防止できる。この結果、上部軸受（51）の摩耗や焼き付きを防止できる。

加えて、本実施形態の軸受構造（80）では、駆動軸（11）（軸本体（81））の軸心と上部軸受（51）の軸心とが径方向にずれてしまうことを防止できる。つまり、筒部（82）の軸方向の中間部分には、軸本体（81）に圧入される突出部（83）が形成され、筒部（82）が軸本体（81）に一体化される。例えば軸本体（81）に対し筒部（82）が遊嵌する構成では、軸本体（81）と筒部（82）の間に筒状の隙間が形成されてしまう。このため、軸本体（81）に径方向の力が作用すると、軸本体（81）と筒部（82）の相対位置が変化し、ひいては駆動軸（11）の軸心と上部軸受（51）の軸心とがずれてしまう。すると、圧縮機構（40）では、固定スクロール（60）と可動スクロール（70）の相対位置もずれてしまい、両者のスクロール（60,70）の間の隙間より冷媒が漏れ、圧縮効率の低下を招くという問題が生じる。

これに対し、本実施形態では、筒部（82）が軸本体（81）に固定されるため、筒部（82）と軸本体（81）の径方向の相対位置が変化してしまうことが実質的にない。従って、このことに起因して駆動軸（11）の軸心と上部軸受（51）の軸心とがずれてしまうこともない。この結果。本実施形態では、上述のような圧縮効率の低下を防止できる。

−実施形態１の効果−
実施形態１では、筒部（82）の軸方向の両端に溝（84,85）を形成することで、傾いた軸本体（81）が各溝（84,85）内の空間（86,87）に入り込む。これにより、筒部（82）が軸本体（81）とともに傾くことを防止できる。よって、駆動軸（11）が上部軸受（51）に線接触してしまうことを防止できる。この結果、上部軸受（51）の摩耗や焼き付きを防止でき、信頼性の高い軸受構造（80）を提供できる。

筒部（82）を軸本体（81）に一体化する、又は一体的に固定することで、筒部（82）と軸本体（81）との間の隙間を実質的になくすことができる。これにより、駆動軸（11）の軸心と上部軸受（51）の軸心とのずれを抑制できる。この結果、圧縮機構（40）における流体の漏れを防止でき、圧縮機構（40）の圧縮効率の低下を防止できる。

筒部（82）では、各溝（84,85）の底面（84a,85a）をテーパ面とすることで、突出部（83）と各溝（84,85）の境界のエッジ角度を滑らかにできる。従って、駆動軸（11）では、このエッジに対応する接触部分での応力集中を抑制でき、例えばこの部分の破損を防止できる。

《実施形態１の変形例》
実施形態１は、以下のような変形例としてもよい。

〈変形例１〉
図５に示す変形例１の筒部（82）には、筒部本体（82b）の外周側にリング部材（88）が設けられる。リング部材（88）は、筒部本体（82b）と別部材で構成され、筒部本体（82b）の外周に嵌合している。リング部材（88）は、筒部本体（82b）よりも摺動性の高い材料で構成される。このため、筒部（82）と上部軸受（51）との摺動抵抗を低減でき、筒部（82）及び上部軸受（51）の摩耗や焼き付きを防止できる。それ以外の作用効果は上記実施形態と同様である。

〈変形例２〉
図６に示す変形例２では、上部溝（84）の底面（84a）、及び下部溝（85）の底面（85a）がテーパ状となっておらず、軸本体（81）の外周面と平行な垂直面を構成している。つまり、上部溝（84）及び下部溝（85）は、突出部（）の先端（内周端）よりも凹んだ段差部を構成している。これにより、筒部（82）の上端と軸本体（81）との間には、円筒状の上部空間（86）が形成され、且つ筒部（82）の下端と軸本体（81）との間には、円筒状の下部空間（87）が形成される。これらの空間（86,87）は、軸本体（81）が入り込む空間を構成する。それ以外の作用効果は上記実施形態と同様である。

《発明の実施形態２》
実施形態２の軸受構造（80）は、上記実施形態１と筒部（82）及び上部軸受（51）（以下、単に軸受ともいう）の構成が異なる。軸受構造（80）の構成について、図７及び図８を参照しながら説明する。

筒部（82）は、その全体が弾性変形可能な材料で構成される。従って、駆動軸（11）が撓んだ場合、傾いた軸本体（81）の外力が筒部（82）に作用すると、筒部（82）が径方向外方へ変形する（図８を参照）。

軸受（51）は、内軸受部（54）と、内軸受部（54）が内嵌する外軸受部（55）とを有している。

内軸受部（54）は、略円筒状に形成されている。内軸受部（54）の内周面のうち軸方向の両端の間の中間部分には、環状の外周溝（54a）が形成される。外周溝（54a）の底面は略円弧状に形成される。これにより、内軸受部（54）では、外周溝（54a）に隣接する壁部（54b）が、薄肉となっている。この壁部（54b）は、径方向に変形可能な変形部を構成している。つまり、軸受（51）の少なくとも一部は、図８のように変形する筒部（82）の外周面に沿うように変形可能に構成される。

外軸受部（55）は、内軸受部（54）が内嵌する環状に形成される。外軸受部（55）の内周面のうち軸方向の両端の間の中間部分には、環状の内周溝（55a）が形成される。内周溝（55a）の底面は略円弧状に形成される。内周溝（55a）は、外周溝（54a）と対向する位置にある。内周溝（55a）と外周溝（54a）との間には、環状の空間（軸受空隙部（56））が形成される。

図８に示すように、駆動軸（11）が撓むと、軸本体（81）が傾く。筒部（82）と軸本体（81）との間には、実施形態１と同様、上部空間（86）及び下部空間（87）が形成される。従って、筒部（82）が軸本体（81）とともに傾くのを回避でき、駆動軸（11）の片当たりを防止できる。

また、図８に示すように軸本体（81）が傾くと、筒部（82）が径方向外方へ膨出変形する。これにより、筒部（82）と軸受（51）との接触面積が大きくなり、軸受（51）の面圧を低減できる。加えて、軸受（51）の壁部（54b）は、膨出した筒部（82）に沿うように径方向外方へ凹む。これにより、筒部（82）と軸受（51）との接触面積が更に大きくなり、軸受（51）の面圧を更に低減できる。この結果、実施形態２では、軸受（51）の摩耗や焼き付きを効果的に抑制できる。

実施形態２においても、筒部（82）が軸本体（81）に固定される、又は一体化されるため、軸本体（81）の軸心が径方向にずれることを防止できる。この結果、圧縮機構（40）での冷媒の漏れを防止でき、ひいては圧縮効率の低下を防止できる。それ以外の作用効果は上記実施形態１と同様である。

《その他の実施形態》
上述した実施形態では、以下のような構成としてもよい。

本発明に係る軸受構造を、偏心部（15）及びクランク軸受（74）に採用してもよいし、下軸部（16）及び下部軸受（25）に採用してもよい。

図９に示す例（その他の第１の例）では、上軸部（17）に対応する軸受構造（80）が上記実施形態２と同様に構成されている。

本例では、偏心部（15）に対応する軸受構造（90）が、軸本体（91）と筒部（92）とを有している。筒部（92）には、下端部に突出部（93）が形成される。突出部（93）は、その上側に環状の上部空間（94）を形成するように、径方向内方へ突出している。筒部（92）には、上部空間（94）に面するテーパ面（92a）が形成される。突出部（93）は、圧入や焼き嵌め等により、軸本体（91）に固定される。突出部（93）を軸本体（91）と一体に形成してもよい。

本例では、下軸部（16）に対応する軸受構造（100）が、軸本体（101）と筒部（102）とを有している。筒部（102）には、下端部に突出部（103）が形成される。突出部（103）は、その上側に環状の上部空間（104）を形成するように、径方向内方へ突出している。筒部（102）には、上部空間（104）に面するテーパ面（92a）が形成される。突出部（103）は、圧入や焼き嵌め等により、軸本体（91）に固定される。突出部（103）を軸本体（91）と一体に形成してもよい。本例では、各軸受構造（80,90,100）において、駆動軸（11）の片当たりが抑制され、且つ駆動軸（11）の軸心がずれてしまうことが抑制される。

図１０に示す例（その他の第２の例）では、偏心部（15）に対応する軸受構造（90）が上記実施形態１の軸受構造（80）と同様に構成される。つまり、軸受構造（90）では、筒部（92）の突出部（93）を挟んで軸方向の両端側にそれぞれ環状の空間（94,95）が形成される。また、下軸部（16）に対応する軸受構造（100）も上記実施形態１の軸受構造（80）と同様に構成される。つまり、軸受構造（100）では、筒部（102）の突出部（103）を挟んで軸方向の両端側にそれぞれ環状の空間（104,105）が形成される。本例においても、各軸受構造（80,90,100）において、駆動軸（11）の片当たりが抑制され、且つ駆動軸（11）の軸心がずれてしまうことが抑制される。

図９や図１０以外にも、上述した各例の筒部及び軸受を、如何なる軸受構造に、又如何なる組み合わせで採用してもよい。

また、上記実施形態では、スクロール型圧縮機（10）の軸受構造（80,90,100）に本発明を適用している。しかしながら、回転ピストン式、揺動ピストン式、ターボ式、スクリュー式等の他の圧縮機の軸受構造に本発明を適用してもよいし、流体が膨張する膨張機に適用してもよい。また、このような流体機械以外の他の機器の軸受構造に本発明を適用してもよい。

以上説明したように、本発明は、軸受構造、及び軸受構造を備えたスクロール型圧縮機について有用である。

10 スクロール型圧縮機
11 駆動軸
25 下部軸受（軸受）
40 圧縮機構
51 上部軸受（軸受）
60 固定スクロール
70 可動スクロール
74 クランク軸受（軸受）
80 軸受構造
81 軸本体
82 筒部
83 突出部
84a 底面（テーパ面）
85a 底面（テーパ面）
86 空間
87 空間
90 軸受構造
91 軸本体
92 筒部
92a テーパ面
93 突出部
94 空間
95 空間
100 軸受機構
101 軸本体
102 筒部
102a テーパ面
103 突出部
104 空間
105 空間

Claims (7)

1. 駆動軸（11）と、該駆動軸（11）を回転可能に支持する軸受（25,51,74）とを備えた軸受構造であって、
   上記駆動軸（11）は、
   軸本体（81,91,101）と、
   上記軸本体（81,91,101）と上記軸受（25,51,74）の間に配置される筒部（82,92,102）とを有し、
   上記筒部（82,92,102）の内周部には、上記軸本体（81,91,101）と該筒部（82,92,102）の軸方向の少なくとも一方の端部との間に環状の空間（86,87,94,95,104,105）を形成するように径方向内方へ突出する突出部（83,93,103）が形成され、
   上記突出部（83,93,103）は、上記軸本体（81,91,101）と一体化される、又は該軸本体（81,91,101）と一体的に固定されるように構成される
   ことを特徴とする軸受構造。
2. 請求項１において、
   上記筒部（82,92,102）の突出部（83,93,103）は、該筒部（82,92,102）の内周部のうち該筒部（82,92,102）の軸方向の両端の間の中間部分に形成される
   ことを特徴とする軸受構造。
3. 請求項２において、
   上記筒部（82,92,102）の突出部（83,93,103）は、上記筒部（82,92,102）の軸方向の両端にそれぞれ上記空間（86,87,94,95,104,105）を形成するように構成される
   ことを特徴とする軸受構造。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
   上記筒部（82,92,102）は、上記突出部（83,93,103）から上記筒部（82,92,102）の端部に亘って形成されるテーパ面（84a,85a,92a,102a）を有し、上記空間（86,87,94,95,104,105）の径方向の間隔が上記筒部（82,92,102）の軸方向端部に近づくにつれて拡がるように構成される
   ことを特徴とする軸受構造。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、
   上記筒部（82,92,102）の少なくとも外周部は、上記軸受（25,51,74）よりも摺動性が高い材料で構成される
   ことを特徴とする軸受構造。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
   上記軸本体（81,91,101）は、上記筒部（82,92,102）よりも弾性係数が高い材料で構成される
   ことを特徴とする軸受構造。
7. 固定スクロール（60）と可動スクロール（70）とを有する圧縮機構（40）を備えたスクロール型圧縮機であって、
   請求項１乃至６のいずれか１つの軸受構造（80,90,100）を有する
   ことを特徴とするスクロール型圧縮機。

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