JP2023129036A - 圧縮機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摺動部に摩耗が生じた状態で、圧縮機が異常振動しながら長時間運転されることを抑制可能な圧縮機及びこれを備えた冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】スクロール圧縮機は、吸入した冷媒を圧縮機構により圧縮して吐出する。スクロール圧縮機は、クランク軸８０と、クランク軸が接触して摺動する摺動部２２０と、を備える。摺動部２２０は、軸受メタル１１２と、摺動部材２２２と、を含む。軸受メタルは、クランク軸と接触して摺動する。摺動部材は、軸受メタルが所定量だけ摩耗した際にクランク軸と接触して摺動する。摺動部材の動摩擦係数は、軸受メタルの動摩擦係数より大きい。
【選択図】図７

Description

圧縮機、及び、圧縮機を備える冷凍サイクル装置に関する。

圧縮機における一般的な課題として、摺動部の摩耗の問題が知られている。例えば特許文献１（特開２００７－１６２５７１号公報）には、軸の軸受に対する片当たりにより、軸受に摩耗が発生し得ることが記載されている。

圧縮機の摺動部に摩耗が生じると、圧縮機が異常振動する可能性がある。圧縮機の異常振動は、圧縮機に接続されている配管を破損し、その結果、圧縮機における圧縮対象等の冷媒や、圧縮機で使用されている冷凍機油等が環境に放出され、環境に悪影響を与えるおそれがある。

第１観点の圧縮機は、吸入した冷媒を圧縮機構により圧縮して吐出する。圧縮機は、第１部材と、第１部材が接触して摺動する摺動部と、を備える。摺動部は、第１摺動部材と、第２摺動部材と、を含む。第１摺動部材は、第１部材と接触して摺動する。第２摺動部材は、第１摺動部材が所定量だけ摩耗した際に第１部材と接触して摺動する。第２摺動部材の動摩擦係数は、第１摺動部材の動摩擦係数より大きい。

第１観点の圧縮機では、摺動部において、第１摺動部材の摩耗が進むと、第１部材が第１摺動部材より動摩擦係数の大きな第２摺動部材と摺動し、圧縮機の運転が高負荷状態になる。そのため、摺動部に摩耗が生じた状態で圧縮機が異常振動しながら長時間運転される前に、圧縮機を停止させることができる。

第２観点の圧縮機は、第１観点の圧縮機であって、第１摺動部材と第２摺動部材とは別材料である。

第２観点の圧縮機では、第１摺動部材の材質によらず、圧縮機の停止を実現することが容易な動摩擦係数の大きな第２摺動部材を設けることができる。

第３観点の圧縮機は、第２観点の圧縮機であって、第２摺動部材は、摩擦材を樹脂で固定した樹脂部材、金属粉を焼結した金属部材、又は、炭素繊維複合材である。

第３観点の圧縮機では、第２摺動部材として上記材料が使用されるため、第１部材が第２摺動部材と摺動する際に高負荷状態が作り出されやすい。

第４観点の圧縮機は、第１観点から第３観点のいずれかの圧縮機であって、第１摺動部材は、摩耗量が最大摩耗量を超える状態で圧縮機が運転される場合に加速的に摩耗が進行する。第２摺動部材は、第１摺動部材が最大摩耗量より小さな値の所定量だけ摩耗した際に第１部材と接触して摺動する。

第４観点の圧縮機では、所定量を最大摩耗量より小さな値とすることで、圧縮機が大きく異常振動し始める前に、圧縮機を停止状態に導くことができる。

第５観点の圧縮機は、第１観点から第４観点のいずれかの圧縮機であって、第１部材と摺動部とは、冷凍機油の油膜を介して接触する。

第６観点の圧縮機は、第５観点の圧縮機であって、第２摺動部材の表面粗さは、第１部材と摺動部との摺動において許容される最小油膜厚さ以上である。

第６観点の圧縮機では、第２摺動部材の表面粗さが最小油膜厚さ以上であるため、摺動部の摩耗が進んだ際に、第２摺動部材と第１部材とが直接接触しやすくい。そのため、摺動部に摩耗が生じた状態で圧縮機が異常振動しながら長時間運転される前に、圧縮機を停止状態に導くことが容易である。

第７観点の圧縮機は、第１観点から第６観点のいずれかの圧縮機であって、供給される電流が閾値を超える場合に運転を停止する。

第１部材が動摩擦係数の高い第２摺動部材と摺動して高負荷状態が作り出されると、圧縮機の電流値は大きくなる。第７観点の圧縮機では、これを利用し、供給される電流の大きさに基づいて圧縮機の運転を停止させることができる。

第８観点の冷凍サイクル装置は、第１観点から第７観点のいずれかの圧縮機と、凝縮器と、蒸発器と、膨張機構と、を有する冷媒回路を備える。

一実施形態に係る冷凍サイクル装置の概略構成図である。 圧縮機の一実施形態に係るスクロール圧縮機の概略縦断面図である。 図２のスクロール圧縮機の可動スクロールを背面側から見た概略平面図である。 図２のスクロール圧縮機のオルダムリングの概略平面図である。 図４のオルダムリングの概略側面図である。 図２のスクロール圧縮機の、クランク軸の偏心部と、クランク軸の偏心部と摺動する摺動部との拡大概略縦断面図である。 図２のスクロール圧縮機の、上部軸受ハウジングにおける、クランク軸の主軸と、クランク軸の主軸と摺動する摺動部との拡大概略縦断面図である。 図２のスクロール圧縮機の、下部軸受ハウジングにおける、クランク軸の主軸と、クランク軸の主軸と摺動する摺動部との拡大概略縦断面図である。 図２のスクロール圧縮機の、固定スクロールの周縁部と、固定スクロールの周縁部と摺動する摺動部との拡大概略縦断面図である。 図２のスクロール圧縮機の、可動スクロールのキー溝の側面と、可動スクロールのキー溝の側面と摺動する摺動部との拡大概略平面図である。 変形例Ｄに係る、上部軸受ハウジングにおける、クランク軸の主軸と、クランク軸の主軸と摺動する摺動部との拡大概略縦断面図である。 変形例Ｄに係る、固定スクロールの周縁部と、固定スクロールの周縁部と摺動する摺動部との拡大概略縦断面図である。 圧縮機の変形例Ｅに係るロータリ圧縮機の概略縦断面図である。

本開示の圧縮機と、圧縮機を備えた冷凍サイクル装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

以下では、説明の便宜上、位置や向きを説明するために、「上」、「下」等の表現を用いる場合がある。断りの無い場合、「上」、「下」等の表現の表す位置や向きは、図中の矢印に従う。

また、以下では、「平行」、「直交」、「水平」、「垂直」、「同一」等の表現を用いる場合があるが、これらの表現は、厳密な意味で「平行」、「直交」、「水平」、「垂直」、「同一」である場合に限定されない。「平行」、「直交」、「水平」、「垂直」、「同一」等の表現は、実質的に「平行」、「直交」、「水平」、「垂直」、「同一」である場合を含む意味で用いられる。

（１）冷凍サイクル装置の構成
本開示の圧縮機の一実施形態に係るスクロール圧縮機１００を備えた冷凍サイクル装置１０００について、図１を参照しながら説明する。図１は、冷凍サイクル装置の一実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。

冷凍サイクル装置１０００は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して、温度調整対象を冷却したり、加熱したりする装置である。冷凍サイクル装置１０００は、例えば、温度調整対象としての空調対象空間の空気を冷却したり加熱したりする空気調和装置である。ここでは、冷凍サイクル装置１０００が空気調和装置である場合を例に、冷凍サイクル装置１０００を説明する。ただし、冷凍サイクル装置１０００の種類は、空気調和装置に限定されるものではなく、給湯装置、床暖房装置、冷蔵装置等であってもよい。

冷凍サイクル装置１０００は、図１のように、主として冷媒回路６００を備える。冷媒回路６００は、図１のように、スクロール圧縮機１００と、流路切換機構７００と、熱源熱交換器３００と、利用熱交換器４００と、膨張機構５００と、を有する。冷媒回路６００では、スクロール圧縮機１００と、流路切換機構７００と、熱源熱交換器３００と、利用熱交換器４００と、膨張機構５００と、が、冷媒配管により接続されている。

スクロール圧縮機１００は、冷凍サイクルにおける低圧（以後、単に低圧と呼ぶ場合がある）のガス冷媒を吸入して加圧し、冷凍サイクルにおける高圧のガス冷媒（以後、単に高圧と呼ぶ場合がある）として吐出する装置である。スクロール圧縮機１００についての詳細は後述する。

流路切換機構７００は、冷媒回路６００の状態を、冷房状態と、暖房状態と、の間で切り換える機構である。限定するものではないが、流路切換機構７００は、四路切換弁である。冷媒回路６００が冷房状態にある時には、冷媒は、スクロール圧縮機１００、流路切換機構７００、熱源熱交換器３００、膨張機構５００、利用熱交換器４００、流路切換機構７００、スクロール圧縮機１００の順に冷媒回路６００を流れる（図１の流路切換機構７００内の実線を参照）。冷媒回路６００が暖房状態にある時には、冷媒は、スクロール圧縮機１００、流路切換機構７００、利用熱交換器４００、膨張機構５００、熱源熱交換器３００、流路切換機構７００、スクロール圧縮機１００の順に冷媒回路６００を流れる（図１の流路切換機構７００内の破線を参照）。

熱源熱交換器３００は、熱源となる媒体（例えば空気）と冷媒との間で熱交換を行わせる熱交換器である。冷媒回路６００の状態が冷房状態にある時、熱源熱交換器３００は、冷媒の凝縮器（放熱器）として機能する。冷媒回路６００の状態が暖房状態にある時、熱源熱交換器３００は、冷媒の蒸発器（吸熱器）として機能する。

利用熱交換器４００は、温度調整対象（ここでは、空調対象空間の空気）と冷媒との間で熱交換を行わせる熱交換器である。冷媒回路６００の状態が冷房状態にある時、利用熱交換器４００は、冷媒の蒸発器（吸熱器）として機能する。冷媒回路６００の状態が暖房状態にある時、利用熱交換器４００は、冷媒の凝縮器（放熱器）として機能する。

膨張機構５００は、膨張機構５００を通過する高圧の冷媒（主に液体の冷媒）を減圧し、低圧の冷媒（液体と気体とからなる二相の冷媒）にする。膨張機構５００は、例えば電子膨張弁である。ただし、膨張機構５００の種類は電子膨張弁に限定されず、感温筒を有する温度自動膨張弁や、キャピラリチューブであってもよい。

冷凍サイクル装置１０００の行う冷房運転と暖房運転とについて説明する。

冷凍サイクル装置１０００が冷房運転を行う場合、スクロール圧縮機１００は、低圧のガス冷媒を吸入して加圧し、高圧のガス冷媒として吐出する。スクロール圧縮機１００が吐出する高圧のガス冷媒は、流路切換機構７００を通過して、凝縮器として機能する熱源熱交換器３００に供給される。熱源熱交換器３００は、熱源となる媒体と高圧のガス冷媒とを熱交換させて、高圧のガス冷媒を凝縮させ、高圧の液冷媒にする。熱源熱交換器３００から流出する高圧の液冷媒は、膨張機構５００を通過して低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器として機能する利用熱交換器４００に供給される。利用熱交換器４００は、空調対象空間の空気と低圧の気液二相冷媒とを熱交換させて、気液二相冷媒に含まれる液冷媒を蒸発させ、低圧のガス冷媒にする。この際、空調対象空間の空気は、冷媒により冷却される。利用熱交換器４００から流出する低圧のガス冷媒は、流路切換機構７００を通過し、スクロール圧縮機１００に再び吸入される。

冷凍サイクル装置１０００が暖房運転を行う場合、スクロール圧縮機１００は、低圧のガス冷媒を吸入して加圧し、高圧のガス冷媒として吐出する。スクロール圧縮機１００が吐出する高圧のガス冷媒は、流路切換機構７００を通過して、凝縮器として機能する利用熱交換器４００に供給される。利用熱交換器４００は、空調対象空間の空気と高圧のガス冷媒とを熱交換させて、高圧のガス冷媒を凝縮させ、高圧の液冷媒にする。この際、空調対象空間の空気は、冷媒により加熱される。利用熱交換器４００から流出する高圧の液冷媒は、膨張機構５００を通過して低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器として機能する熱源熱交換器３００に供給される。熱源熱交換器３００は、熱源となる媒体と低圧の気液二相冷媒とを熱交換させて、気液二相冷媒に含まれる液冷媒を蒸発させ、低圧のガス冷媒にする。熱源熱交換器３００から流出する低圧のガス冷媒は、流路切換機構７００を通過し、スクロール圧縮機１００に再び吸入される。

なお、ここでは、冷凍サイクル装置１０００の一例としての空気調和装置が、冷房運転と暖房運転とを実行する装置である場合を例に説明したが、空気調和装置は、冷房運転と暖房運転との一方だけを行う装置であってもよい。この場合には、冷凍サイクル装置１０００の一例としての空気調和装置は、流路切換機構７００を有していなくてもよい。

また、ここで説明した冷凍サイクル装置１０００を構成する機器は一例に過ぎず、冷凍サイクル装置１０００は、ここで説明した以外の機器を有してもよい。

（２）スクロール圧縮機の全体構成
一実施形態に係るスクロール圧縮機１００の概要を、図２を参照しながら説明する。図２は、スクロール圧縮機１００の概略縦断面図である。

スクロール圧縮機１００は、前述のように冷凍サイクル装置１０００において用いられ、低圧のガス冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高圧のガス冷媒にして吐出する。冷媒は、例えばＨＦＣ冷媒のＲ３２である。なお、Ｒ３２は冷媒の種類の例示に過ぎず、スクロール圧縮機１００は、Ｒ３２以外のＨＦＣ冷媒や、ＨＦＯ冷媒を圧縮する装置であってもよい。また、例えば、スクロール圧縮機１００は、二酸化炭素等の自然冷媒を圧縮して吐出する装置であってもよい。

スクロール圧縮機１００は、図１及び図２に示すように、ケーシング１０と、圧縮機構２０と、ハウジング５０と、モータ７０と、クランク軸８０と、下部軸受ハウジング９０と、停止部１４０と、を主に有する。

（３）スクロール圧縮機の各構成
スクロール圧縮機１００の、ケーシング１０、圧縮機構２０、ハウジング５０、モータ７０、クランク軸８０、下部軸受ハウジング９０、停止部１４０について、詳細を説明する。なお、本スクロール圧縮機１００は、部材が互いに摺動する摺動箇所に特徴ある構成を有するが、摺動箇所に関する説明は、別途後述する。

（３－１）ケーシング
スクロール圧縮機１００は、縦長円筒状のケーシング１０を有する（図２参照）。

ケーシング１０は、図２に示すように、円筒部材１２と、上蓋１４ａと、下蓋１４ｂと、を主に有する。円筒部材１２は、中心軸に沿って延びる上下が開口した円筒状の部材である。上蓋１４ａは、円筒部材１２の上方に設けられ、円筒部材１２の上方の開口を塞ぐ。下蓋１４ｂは、円筒部材１２の下方に設けられ、円筒部材１２の下方の開口を塞ぐ。円筒部材１２と、上蓋１４ａ及び下蓋１４ｂとは、気密を保つように溶接により固定される。

ケーシング１０は、圧縮機構２０、ハウジング５０、モータ７０、クランク軸８０、及び下部軸受ハウジング９０を含む、スクロール圧縮機１００を構成する各種部材を内部に収容する（図２参照）。ケーシング１０内の上部には、圧縮機構２０が配置されている。圧縮機構２０の下方には、ハウジング５０が配置されている。ハウジング５０の下方には、モータ７０が配置されている。モータ７０の下方には、下部軸受ハウジング９０が配置されている。ケーシング１０の底部には、油溜空間１６が形成されている。油溜空間１６には、スクロール圧縮機１００の各種摺動箇所を潤滑するための油（冷凍機油）が溜められている。

モータ７０は、スクロール圧縮機１００の第１空間Ｓ１に配置される。第１空間Ｓ１は、ケーシング１０の内部の、圧縮機構２０のハウジング５０より下方の空間である。本実施形態では、第１空間Ｓ１は、圧縮機構２０により圧縮された高圧の冷媒が流入する空間である。言い換えれば、本実施形態のスクロール圧縮機１００は、いわゆる高圧ドーム型のスクロール圧縮機である。

ケーシング１０には、吸入管１８ａ及び吐出管１８ｂが、ケーシング１０の内部と外部とを連通するように取り付けられている（図２参照）。

吸入管１８ａは、図２のように、ケーシング１０の上蓋１４ａを貫通して設けられる。吸入管１８ａの一端（ケーシング１０の外部の端部）は、冷凍サイクル装置１０００の配管６００ａに接続され、吸入管１８ａの他端（ケーシング１０の内部の端部）は、圧縮機構２０の固定スクロール３０の吸入ポート３６ａに接続される。配管６００ａは、図１のように、スクロール圧縮機１００の吸入管１８ａと流路切換機構７００とを接続する配管である。吸入管１８ａは、吸入ポート３６ａを介して後述する圧縮機構２０の外周側の圧縮室Ｓｃと連通する。スクロール圧縮機１００は、吸入管１８ａを介して、冷凍サイクル装置１０００の冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入する。

吐出管１８ｂは、図２のように、円筒部材１２の上下方向における中央部に、円筒部材１２を貫通して設けられる。吐出管１８ｂの一端（ケーシング１０の外部の端部）は、冷凍サイクル装置１０００の配管６００ｂに接続され、吐出管１８ｂの他端（ケーシング１０の内部の端部）は、第１空間Ｓ１のハウジング５０とモータ７０との間に配置される。配管６００ｂは、図１のように、スクロール圧縮機１００の吐出管１８ｂと流路切換機構７００とを接続する配管である。スクロール圧縮機１００は、圧縮機構２０による圧縮後の高圧の冷媒を吐出管１８ｂを介して吐出する。

（３－２）圧縮機構
圧縮機構２０は、固定スクロール３０と、可動スクロール４０と、を主に有する。固定スクロール３０と可動スクロール４０とは、組み合わされて圧縮室Ｓｃを形成する。圧縮機構２０は、圧縮室Ｓｃで冷媒を圧縮し、圧縮後の冷媒を吐出する。

（３－２－１）固定スクロール
固定スクロール３０は、ハウジング５０上に載置され、図示しない固定手段（例えばボルト）によりハウジング５０に固定されている。

固定スクロール３０は、図２に示すように、第１鏡板３２と、第１ラップ３４と、周縁部３６と、を主に有する。

第１鏡板３２は、円板状の部材である。第１ラップ３４は、第１鏡板３２の前面３２ａ（下面）から可動スクロール４０側に突出する壁状の部材である。固定スクロール３０を下方から見ると、第１ラップ３４は、第１鏡板３２の中心付近から外周側に向かって渦巻状（インボリュート形状）に形成されている。周縁部３６は、第１鏡板３２の前面３２ａから可動スクロール４０側に突出する厚肉円筒状の部材である。周縁部３６は、第１ラップ３４の周囲を取り囲むように配置される。周縁部３６には、吸入ポート３６ａが形成される。吸入ポート３６ａには、吸入管１８ａの下端が接続される。

固定スクロール３０の第１ラップ３４と、後述する可動スクロール４０の第２ラップ４４とは、組み合わされて圧縮室Ｓｃを形成する。具体的には、固定スクロール３０と可動スクロール４０とは、第１鏡板３２の前面３２ａと後述する第２鏡板４２の前面４２ａ（上面）とが対向する状態で組み合わされる。その結果、第１鏡板３２と、第１ラップ３４と、第２ラップ４４と、後述する可動スクロール４０の第２鏡板４２と、に囲まれた圧縮室Ｓｃが形成される（図２参照）。可動スクロール４０が固定スクロール３０に対して旋回すると、吸入管１８ａから吸入ポート３６ａを介して周縁側の圧縮室Ｓｃに流入した低圧の冷媒は、中央側の圧縮室Ｓｃへと移動するにつれ圧縮されて圧力が上昇する。

第１鏡板３２の略中心には、圧縮機構２０により圧縮された冷媒を吐出する吐出ポート３３が、第１鏡板３２を厚さ方向（上下方向）に貫通して形成されている（図２参照）。吐出ポート３３は、圧縮機構２０の中心側（最内側）の圧縮室Ｓｃと連通している。第１鏡板３２の上方には、吐出ポート３３を開閉する吐出弁２２が取り付けられている。吐出ポート３３が連通する最内側の圧縮室Ｓｃの圧力と、吐出弁２２より上方の吐出空間Ｓａの圧力とが所定の関係になると、吐出弁２２が開き、最内側の圧縮室Ｓｃの冷媒が吐出ポート３３を通過して第１鏡板３２の上方の吐出空間Ｓａに流入する。吐出空間Ｓａは、固定スクロール３０及びハウジング５０にわたって形成されている冷媒通路（図示省略）と連通している。冷媒通路は、吐出空間Ｓａとハウジング５０の下方の第１空間Ｓ１とを連通する通路であり、吐出空間Ｓａに流入する圧縮機構２０による圧縮後の冷媒は、冷媒通路を通過して第１空間Ｓ１へ流入する。

（３－２－２）可動スクロール
可動スクロール４０について、図３も参照して更に説明する。図３は、可動スクロール４０を背面側（下方側）から見た概略平面図である。

可動スクロール４０は、図２に示すように、第２鏡板４２と、第２ラップ４４と、ボス部４６と、を主に有する。

第２鏡板４２は、円板状の部材であるが、図３のように、２カ所に、径方向外側に突出する突出部４３を有する。第２鏡板４２の背面４２ｂには、上方に凹むキー溝４２ｂａが形成されている。キー溝４２ｂａは、図３のように、突出部４３の外縁（第２鏡板４２の径方向における端部）から、第２鏡板４２の中心側に向かって延びる。

第２ラップ４４は、第２鏡板４２の前面４２ａ（上面）から固定スクロール３０側に突出する壁状の部材である。可動スクロール４０を上方から見ると、第２ラップ４４は、第２鏡板４２の中心付近から外周側に向かって渦巻状（インボリュート形状）に形成されている。

スクロール圧縮機１００の運転中には、可動スクロール４０は、第２鏡板４２の背面４２ｂ側の、後述するクランク室５２及び背圧空間５４の圧力により固定スクロール３０に押し付けられる。可動スクロール４０が固定スクロール３０に押し付けられることで、第１ラップ３４の歯先と第２鏡板４２との間の隙間や、第２ラップ４４の歯先と第１鏡板３２との間の隙間からの冷媒の漏れが抑制される。

ボス部４６は、ハウジング５０により形成される後述するクランク室５２内に配置される。ボス部４６は、円筒状に形成されている。ボス部４６は、第２鏡板４２の背面４２ｂから下方に突出するように延びる。円筒状のボス部４６の上部は、第２鏡板４２により閉じられている。ボス部４６の中空部には、軸受メタル４７が配置される。ボス部４６の中空部には、後述するクランク軸８０の偏心部８４（ピン軸）が挿入される（図２参照）。クランク軸８０は、後述するようにモータ７０のロータ７４と連結されているため、モータ７０が運転されてロータ７４が回転すると、可動スクロール４０が旋回する。

なお、モータ７０が旋回させる可動スクロール４０は、オルダム継手２４（図２参照）の働きにより、自転せずに、固定スクロール３０に対して公転する。

オルダム継手２４について、図４及び図５を更に参照して説明する。図４は、オルダム継手２４の概略平面図である。図５は、オルダム継手２４の側面図である。

オルダム継手２４は、ハウジング５０と可動スクロール４０との間に配置されている（図２参照）。オルダム継手２４は、ハウジング５０により下方から支持される。

オルダム継手２４は、リング部２４ａと、２つの第１キー２４ｂと、２つの第２キー２４ｃとを有している（図４及び図５参照）。リング部２４ａは、環形状を有する本体部２４ａａと、本体部２４ａａの外周面から径方向外側に突出する４つの突出部２４ａｂと、を有している。本実施形態では、突出部２４ａｂは、周方向に等間隔（９０度間隔）で配置されている。

第１キー２４ｂは、立方体形状に形成されている。２つの第１キー２４ｂは、平面視において本体部２４ａａの中心を挟むように配置される２ヶ所の突出部２４ａｂから上方（可動スクロール４０側）に延びる。第１キー２４ｂは、可動スクロール４０の第２鏡板４２の背面４２ｂに形成されているキー溝４２ｂａ（図３参照）に嵌入される。

第１キー２４ｂは、キー溝４２ｂａにおいて、クランク軸８０の径方向に摺動する。具体的には、第１キー２４ｂの幅（第１キー２４ｂの摺動方向と直交する方向における第１キー２４ｂの幅）は、キー溝４２ｂａの幅（第１キー２４ｂの摺動方向と直交する方向におけるキー溝４２ｂａの幅）と概ね同一である。そのため、第１キー２４ｂの側面（第１キー２４ｂの摺動方向と直交する方向における両縁部の側面）は、キー溝４２ｂａの側面４２ｃ（第１キー２４ｂの摺動方向に平行に延びる側面）と摺動する。

第２キー２４ｃは、立方体形状に形成されている。２つの第２キー２４ｃは、平面視において本体部２４ａａの中心を挟むように配置される２ヶ所の突出部２４ａｂから下方（ハウジング５０側）に延びる。第２キー２４ｃが設けられる２つの突出部２４ａｂは、第１キー２４ｂが設けられている２つの突出部２４ａｂとは別の突出部２４ａｂである。第２キー２４ｃは、後述するハウジング５０の第２凹部５８の上面に、下方に凹むように形成されているキー溝（図示省略）に嵌入されている。

第２キー２４ｃは、ハウジング５０に形成されているキー溝において、クランク軸８０の径方向に摺動する。具体的には、第２キー２４ｃの幅（第２キー２４ｃの摺動方向と直交する方向における第２キー２４ｃの幅）は、ハウジング５０のキー溝の幅（第２キー２４ｃの摺動方向と直交する方向におけるキー溝の幅）と概ね同一である。そのため、第２キー２４ｃの側面（第２キー２４ｃの摺動方向と直交する方向における両縁部の側面）は、ハウジング５０のキー溝の側面（第２キー２４ｃの摺動方向に平行に延びる側面）と摺動する。

可動スクロール４０が固定スクロール３０に対して公転させられると、圧縮機構２０の圧縮室Ｓｃ内のガス冷媒が圧縮される。具体的には、可動スクロール４０が公転させられると、吸入管１８ａから吸入ポート３６ａを介して周縁側の圧縮室Ｓｃにガス冷媒が吸引され、その後、圧縮室Ｓｃは圧縮機構２０の中心側（第１鏡板３２の中心側）に移動する。圧縮室Ｓｃが圧縮機構２０の中心側に移動するにつれ、圧縮室Ｓｃの容積は減少し、圧縮室Ｓｃ内の圧力が上昇する。その結果、中央側の圧縮室Ｓｃは、周縁側の圧縮室Ｓｃに比べ高い圧力になる。圧縮機構２０により圧縮されて高圧となったガス冷媒は、中央側の圧縮室Ｓｃから第１鏡板３２に形成された吐出ポート３３を通って吐出空間Ｓａに吐出される。吐出空間Ｓａに吐出された冷媒は、固定スクロール３０及びハウジング５０に形成された冷媒通路を通過して、ハウジング５０の下方の第１空間Ｓ１へ流入する。

（３－３）ハウジング
ハウジング５０は、固定スクロール３０及び可動スクロール４０を支持する機能を有する。また、ハウジング５０は、クランク軸８０を軸支する機能を有する。

ハウジング５０は、図２のように、本体部１２０と、上部軸受ハウジング１１０と、を主に含む。

本体部１２０は、ケーシング１０に固定される円筒状の部分である。本体部１２０は、ケーシング１０の円筒部材１２の内面１２ｂに固定されている。

上部軸受ハウジング１１０も、円筒状に形成されている。上部軸受ハウジング１１０は、クランク軸８０の軸方向において、本体部１２０よりモータ７０側に配置される。

本体部１２０には、固定スクロール３０が固定されている。具体的には、固定スクロール３０は、固定スクロール３０の周縁部３６の下面がハウジング５０の上面と対向する状態でハウジング５０に載置され、図示しない固定部材（例えばボルト）によりハウジング５０に固定されている。本体部１２０には、吐出空間Ｓａと第１空間Ｓ１とを連通する冷媒通路の一部が形成されている。

本体部１２０は、本体部１２０に固定されている固定スクロール３０を支持する。また、本体部１２０は、固定スクロール３０とハウジング５０の本体部１２０との間に配置される可動スクロール４０を支持する。具体的には、本体部１２０は、可動スクロール４０を、ハウジング５０の上方に配置されているオルダム継手２４を介して下方から支持する。

本体部１２０は、図２に示すように、中央に凹むように配置される第１凹部５６と、第１凹部５６を囲むように配置される第２凹部５８と、を有する。第１凹部５６は、可動スクロール４０のボス部４６が配置されるクランク室５２の側面を囲む。第２凹部５８は、第２鏡板４２の背面４２ｂ側に環状の背圧空間５４を形成する。第２凹部５８の上面には、前述のオルダム継手２４の第２キー２４ｃが嵌入され、第２キー２４ｃが摺動するキー溝（図示省略）が形成されている。

スクロール圧縮機１００の定常運転時には（スクロール圧縮機１００の運転が安定した状態では）、クランク室５２の圧力は、冷凍サイクルにおける高圧になる。その結果、スクロール圧縮機１００の定常運転時には、クランク室５２に面する第２鏡板４２の背面４２ｂの中央部は、高圧で固定スクロール３０に向かって押される。

背圧空間５４は、スクロール圧縮機１００の運転中に可動スクロール４０が旋回すると、可動スクロール４０が１回転する間に、所定の期間、第２鏡板４２に形成されている図示しない穴を介して圧縮途中の圧縮室Ｓｃと連通する。そのため、スクロール圧縮機１００の定常運転時には、背圧空間５４の圧力は、冷凍サイクルにおける中間圧（冷凍サイクルにおける低圧と高圧との間の圧力）になる。その結果、スクロール圧縮機１００の定常運転時には、背圧空間５４に面する第２鏡板４２の背面４２ｂの周縁部は、中間圧で固定スクロール３０に向かって押される。

なお、クランク室５２と背圧空間５４とは、第１凹部５６と第２凹部５８との境界に配置されている環状の壁部５７により隔てられている（図２参照）。第２鏡板４２の背面４２ｂと対向する壁部５７の上端には、クランク室５２と背圧空間５４との間をシールするように、図示しないシールリングが配置されている。

上部軸受ハウジング１１０は、円筒状に形成されている。円筒状の上部軸受ハウジング１１０の内部には、クランク軸８０を回転可能に支持する軸受メタル１１２が設けられる。

（３－４）モータ
モータ７０は、可動スクロール４０を駆動する。

モータ７０は、ケーシング１０の円筒部材１２の内面１２ｂに固定された環状のステータ７２と、ステータ７２の内側に配置されたロータ７４と、を有する（図２参照）。

ステータ７２は、主として、ステータコア７３と、図示を省略するコイルとを含む（図２参照）。ステータコア７３は、ケーシング１０の円筒部材１２の内面１２ｂに固定される円筒形状の部材である。

ロータ７４は、ステータコア７３の内側に僅かな隙間（エアギャップ）を空けて回転自在に収容されている。ロータ７４は、円筒状の部材で、内部にクランク軸８０が挿通されている。ロータ７４は、クランク軸８０を介して可動スクロール４０と連結されている。モータ７０は、ロータ７４を回転させることで可動スクロール４０を駆動し、可動スクロール４０を固定スクロール３０に対して旋回させる。

（３－５）クランク軸
クランク軸８０は、モータ７０の駆動力を圧縮機構２０に伝える部材である。具体的には、クランク軸８０は、モータ７０のロータ７４と、圧縮機構２０の可動スクロール４０とを連結する。クランク軸８０は、図２のように回転軸Ｏに沿って延び、回転軸Ｏ周りを回転する。本実施形態のスクロール圧縮機１００では、回転軸Ｏは上下方向である。クランク軸８０は、モータ７０の駆動力を圧縮機構２０の可動スクロール４０に伝達する。

クランク軸８０は、主軸８２と、偏心部８４と、を主に有する（図２参照）。

主軸８２は、油溜空間１６からクランク室５２まで上下方向に延びる。主軸８２は、上部軸受ハウジング１１０の軸受メタル１１２、及び後述する下部軸受ハウジング９０の軸受メタル９１により、回転自在に支持される。また、主軸８２は、ハウジング５０の上部軸受ハウジング１１０と下部軸受ハウジング９０との間で、モータ７０のロータ７４に挿通され、ロータ７４に連結される。主軸８２の中心軸は、クランク軸８０の回転軸Ｏと一致する。

偏心部８４は、主軸８２の端部（本実施形態では上端）に配置されている。偏心部８４の中心軸は、クランク軸８０の回転軸Ｏに対して偏心している。偏心部８４は、可動スクロール４０のボス部４６の内部に挿入され、ボス部４６の内部に配置されている軸受メタル４７により回転可能に支持されている。

クランク軸８０の内部には、油通路８６が形成されている。油通路８６は、主経路８６ａと、分岐経路（図示せず）と、を有する。主経路８６ａは、クランク軸８０の軸方向に沿って、クランク軸８０の下端から上端まで延びる。分岐経路は、主経路から、クランク軸８０の軸方向と交差する方向に延びる。油溜空間１６の油は、クランク軸８０の下端に設けられたポンプ（図示せず）により汲み上げられ、油通路８６を通って、最終的に、クランク軸８０と軸受メタル４７，１１２，９１との摺動箇所や、圧縮機構２０の摺動箇所や、オルダム継手２４の第１キー２４ｂと可動スクロール４０のキー溝４２ｂａとの摺動箇所や、オルダム継手２４の第２キー２４ｃとハウジング５０のキー溝との摺動箇所等に供給される。

（３－６）下部ハウジング
下部軸受ハウジング９０は、図２に示すように、下部軸受部９２と、複数のアーム９４と、を主に含む。下部軸受ハウジング９０は、クランク軸８０を軸支する。

下部軸受部９２は、クランク軸８０を回転可能に支持する軸受メタル９１を含む。

アーム９４は、下部軸受部９２を支持する。アーム９４は、棒状の部材である。各アーム９４は、下部軸受部９２から、ケーシング１０に向かって延び、ケーシング１０の円筒部材１２の内面１２ｂに固定される。

（３－７）停止部
停止部１４０は、所定条件の成立時に、運転中のスクロール圧縮機１００を停止させる。具体的には、停止部１４０は、モータ７０に供給される電流の大きさが所定値を超える際に、モータ７０への電力供給を遮断し、スクロール圧縮機１００を停止させる。

停止部１４０は、例えば、モータ７０の保護用のリレーである。ただし、停止部１４０は、モータ７０に供給される電流の大きさが所定値を超える際にモータ７０を停止させるものであれば、リレーに限定されない。

（４）スクロール圧縮機の動作
スクロール圧縮機１００の動作について説明する。なお、ここでは、定常状態（運転を開始して、運転が安定した状態）のスクロール圧縮機１００の動作について説明する。

モータ７０が駆動されると、ステータ７２の発生させる回転磁界によりロータ７４が回転し、ロータ７４と連結されたクランク軸８０も回転する。クランク軸８０が回転すると、オルダム継手２４の働きにより、可動スクロール４０は、自転せずに固定スクロール３０に対して公転する。そして、吸入管１８ａから流入した冷凍装置の冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、吸入ポート３６ａを介して圧縮機構２０の周縁側の圧縮室Ｓｃに吸入される。そして、可動スクロール４０が公転し、圧縮室Ｓｃの容積が減少するのに伴って、圧縮室Ｓｃの圧力が上昇する。冷媒が、周縁側（外側）の圧縮室Ｓｃから、中央側（内側）の圧縮室Ｓｃへ移動するに連れて冷媒の圧力は上昇し、最終的に冷凍装置の冷凍サイクルにおける高圧となる。圧縮機構２０によって圧縮された冷媒は、第１鏡板３２の中央付近に位置する吐出ポート３３から吐出され、固定スクロール３０及びハウジング５０に形成されている図示しない冷媒経路を通過して第１空間Ｓ１に流入する。また、圧縮機構２０によって圧縮され、固定スクロール３０及びハウジング５０に形成されている図示しない冷媒経路を通過した冷媒は、ステータ７２とケーシング１０の円筒部材１２の内面１２ｂとの隙間等を通過して油溜空間１６にも流入する。油溜空間１６に吐出された冷媒ガスは、ステータ７２とロータ７４との間のエアギャップや、ステータ７２とケーシング１０の円筒部材１２の内面１２ｂとの隙間を通過して第１空間Ｓ１に流入する。第１空間Ｓ１に流入した冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、最終的に吐出管１８ｂから吐出される。

（５）スクロール圧縮機の摺動箇所の構造
スクロール圧縮機１００の摺動箇所の構造について説明する。特には、スクロール圧縮機１００の以下の摺動箇所について説明する。
ａ）クランク軸８０の偏心部８４と摺動部２１０との摺動箇所
ｂ）クランク軸８０の主軸８２と摺動部２２０との摺動箇所（上部軸受ハウジング１１０における摺動箇所）
ｃ）クランク軸８０の主軸８２との摺動部２３０との摺動箇所（下部軸受ハウジング９０における摺動箇所）
ｄ）固定スクロール３０の周縁部３６と摺動部２４０との摺動箇所
ｅ）可動スクロール４０のキー溝４２ｂａの側面４２ｃと摺動部２５０との摺動箇所
なお、ここで使用する摺動部という語は、他の構成（摺動部とは別の構成）と接触した状態で、他の構成に対して相対的に移動する構成を指す。言い換えれば、摺動部は、可動の構成の場合もあれば、可動ではない構成の場合（相手側の構成が可動の場合）もある。

摺動部２１０，２２０，２３０，２４０，２５０について詳細を説明する。

（５－１）クランク軸の偏心部と摺動する摺動部
第１部材の一例としてのクランク軸８０（特には偏心部８４）と接触して摺動する摺動部２１０について、図６を参照しながら説明する。図６は、クランク軸８０の偏心部８４と、偏心部８４と摺動する摺動部２１０との拡大概略縦断面図である。

摺動部２１０は、図６のように、クランク軸８０の偏心部８４の外面と、可動スクロール４０のボス部４６の内面と、の間に配置される。摺動部２１０は、可動スクロール４０のボス部４６に取り付けられ、可動スクロール４０のボス部４６により支持される。摺動部２１０は、クランク軸８０に作用するラジアル荷重を支える。

摺動部２１０は、図６のように、軸受メタル４７と、摺動部材２１２と、を含む。軸受メタル４７は、クランク軸８０の偏心部８４と接触して摺動する第１摺動部材の一例である。摺動部材２１２は、クランク軸８０の偏心部８４と接触して摺動する第２摺動部材の一例である。摺動部材２１２の動摩擦係数は、軸受メタル４７の動摩擦係数より大きい。

通常時には（言い換えれば、正常な運転状態では）、クランク軸８０の偏心部８４は、軸受メタル４７によって回転自在に軸支される。摺動部材２１２は、通常時にはクランク軸８０の偏心部８４とは接触しない。摺動部材２１２は、軸受メタル４７が（スクロール圧縮機１００を使用し始める前の初期状態から）所定量だけ摩耗した際に、クランク軸８０の偏心部８４と接触して摺動する。

軸受メタル４７と摺動部材２１２とについて詳細を説明する。

軸受メタル４７は、滑り軸受として機能する。軸受メタル４７は、クランク軸８０の偏心部８４と、クランク軸８０の油通路８６を介して供給される冷凍機油を介して接触する。軸受メタル４７は、円筒状の部材である。軸受メタル４７は、単一の部品で構成されてもよいし、複数の部品から構成されてもよい。軸受メタル４７は、従来のスクロール圧縮機において、クランク軸の偏心部（ピン軸）を軸支するために使用される軸受メタルと同様の部材である。軸受メタル４７は、通常時に、クランク軸８０の偏心部８４と接触して摺動する寸法に設計されている。

摺動部２１０は、１対の摺動部材２１２を有する。各摺動部材２１２は、円筒状の部材である。各摺動部材２１２は、単一の部品で構成されてもよいし、複数の部品から構成されてもよい。１対の摺動部材２１２は、図６のように、クランク軸８０の軸方向において軸受メタル４７を挟むように、それぞれ、軸受メタル４７の上方及び下方に配置される。なお、摺動部２１０の有する摺動部材２１２は、１つでもよく、軸受メタル４７の上方又は下方に配置されてもよい。

摺動部材２１２は、上述のように、軸受メタル４７が所定量だけ摩耗した際にクランク軸８０の偏心部８４と接触して摺動する。これを実現するために、円筒状の摺動部材２１２の内径ΦＤａ２は、円筒状の軸受メタル４７の内径ΦＤａ１より大きい（図６参照）。

例えば、摺動部材２１２の内径ΦＤａ２は、円筒状の軸受メタル４７の内径ΦＤａ１より、軸受メタル４７の許容摩耗量だけ大きい。軸受メタル４７の許容摩耗量とは、軸受メタル４７の摩耗量がその値以下であれば、スクロール圧縮機１００を問題なく運転可能な摩耗量である。限定するものではないが、具体的な数字で表せば、内径ΦＤａ２と内径ΦＤａ１との差は、例えば８０μｍである。

なお、摺動部材２１２の内径ΦＤａ２と円筒状の軸受メタル４７の内径ΦＤａ１との差は、軸受メタル４７の許容摩耗量より大きくてもよい。ただし、摺動部材２１２の内径ΦＤａ２と円筒状の軸受メタル４７の内径ΦＤａ１との差は、軸受メタル４７の最大摩耗量より小さく設定されることが好ましい。なお、軸受メタル４７の最大摩耗量とは、軸受メタル４７がその量を超えて摩耗すると、クランク軸８０の偏心部８４がクランク軸８０の軸方向と交差する方向に振れ動き、この状態でスクロール圧縮機１００が運転されると、加速的に軸受メタル４７の摩耗が進行する摩耗量である。例えば、限定するものではないが、具体的な数字で表せば、内径ΦＤａ２と内径ΦＤａ１との差は、前述の８０μｍ以上であり、軸受メタル４７の最大摩耗量である６００μｍより小さな値であることが好ましい。

クランク軸８０、軸受メタル４７、及び摺動部材２１２の材質について説明する。

クランク軸８０は、例えば、鉄製である。

軸受メタル４７には、軸受メタルに一般に利用される材料が使用される。限定するものではないが、軸受メタル４７には、例えば、銅合金やアルミ合金が使用される。また、軸受メタル４７は、金属製ではなく、樹脂製でもよい。

摺動部材２１２は、軸受メタル４７とは別材料である。限定するものではないが、摺動部材２１２は、例えば、自動車のブレーキパッド等に使用される材料である。摺動部材２１２は、例えば、金属繊維やセラミックス等の摩擦材を樹脂で固定した樹脂部材である。また、摺動部材２１２は、例えば、銅系合金やアルミ系合金等の金属粉を焼結した金属部材である。また、摺動部材２１２は、例えば、炭素繊維複合材である。なお、摺動部材２１２には、例示した以外の動摩擦係数が軸受メタル４７より大きな材質が用いられてもよい。

（５－２）クランク軸の主軸と摺動する摺動部
上部軸受ハウジング１１０におけるクランク軸８０の主軸８２との摺動部２２０と、下部軸受ハウジング９０におけるクランク軸８０の主軸８２との摺動部２３０と、について、図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、上部軸受ハウジング１１０における、クランク軸８０の主軸８２との摺動部２２０との拡大概略縦断面図である。図８は、下部軸受ハウジング９０における、クランク軸８０の主軸８２との摺動部２３０との拡大概略縦断面図である。

摺動部２２０、２３０は、クランク軸８０に作用するラジアル荷重を支える。なお、摺動部２２０及ぶ摺動部２３０は、摺動部２１０と同様の点も多いため、説明の重複を避けるため、適宜説明を省略する。

摺動部２２０及び摺動部２３０は、第１部材の一例としてのクランク軸８０の主軸８２と接触して摺動する。摺動部２２０は、図７のように、クランク軸８０の主軸８２の外面と、上部軸受ハウジング１１０の内面と、の間に配置される。摺動部２２０は、上部軸受ハウジング１１０に取り付けられ、上部軸受ハウジング１１０により支持される。摺動部２３０は、図８のように、クランク軸８０の主軸８２と、下部軸受ハウジング９０と、の間に配置される。摺動部２３０は、下部軸受ハウジング９０の下部軸受部９２に固定され、下部軸受ハウジング９０により支持される。

摺動部２２０は、図７のように、軸受メタル１１２と、摺動部材２２２と、を含む。軸受メタル１１２は、クランク軸８０の主軸８２と接触して摺動する第１摺動部材の一例である。摺動部材２２２は、クランク軸８０の主軸８２と接触して摺動する第２摺動部材の一例である。通常時には、クランク軸８０の主軸８２は、軸受メタル１１２により回転自在に軸支され、摺動部材２２２はクランク軸８０の主軸８２とは接触しない（図７参照）。摺動部材２２２は、軸受メタル１１２が（スクロール圧縮機１００を使用し始める前の初期状態から）所定量だけ摩耗した際に、クランク軸８０の主軸８２と接触して摺動する。摺動部材２２２の動摩擦係数は、軸受メタル１１２の動摩擦係数より大きい。

摺動部２３０は、図８のように、軸受メタル９１と、摺動部材２３２と、を含む。軸受メタル９１は、クランク軸８０の主軸８２と接触して摺動する第１摺動部材の一例である。摺動部材２３２は、クランク軸８０の主軸８２と接触して摺動する第２摺動部材の一例である。通常時には、クランク軸８０の主軸８２は、軸受メタル９１により回転自在に軸支され、摺動部材２３２はクランク軸８０の主軸８２とは接触しない（図８参照）。摺動部材２３２は、軸受メタル９１が（スクロール圧縮機１００を使用し始める前の初期状態から）所定量だけ摩耗した際にクランク軸８０の主軸８２と接触して摺動する。摺動部材２３２の動摩擦係数は、軸受メタル９１の動摩擦係数より大きい。

軸受メタル１１２及び摺動部材２２２の、形状、寸法、配置、材質等は、軸受メタル４７及び摺動部材２１２の、形状、寸法、配置、材質等と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。また、軸受メタル９１及び摺動部材２３２の、形状、寸法、配置、材質等も、軸受メタル４７及び摺動部材２１２の、形状、寸法、配置、材質等と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。

（５－３）固定スクロールと摺動する摺動部
第１部材としての固定スクロール３０（より具体的には、固定スクロール３０の周縁部３６）と接触し、摺動する摺動部２４０について、図９を参照しながら説明する。図９は、固定スクロール３０の周縁部３６と、固定スクロール３０の周縁部３６と摺動する摺動部２４０との拡大概略縦断面図である。

摺動部２４０は、可動スクロール４０の第２鏡板４２に設けられる（図９参照）。スクロール圧縮機１００の運転中、可動スクロール４０の第２鏡板４２は、前述のように、背圧により、固定スクロール３０の周縁部３６に押し付けられる。摺動部２４０は、スラスト荷重を支える。

摺動部２４０は、図９のように、第１摺動部材２４２と、第２摺動部材２４４と、を含む。第２摺動部材２４４は、第１摺動部材２４２よりも動摩擦係数の大きな部材である。

第１摺動部材２４２及び第２摺動部材２４４の配置を具体的に説明する。可動スクロール４０の第２鏡板４２は、図９のように第２摺動部材２４４の層を有する。第２摺動部材２４４の層の上部は、図９のように第１摺動部材２４２の層により覆われている。言い換えれば、第１摺動部材２４２は、第２摺動部材２４４の上方に配置されている。さらに言い換えれば、第１摺動部材２４２は、第２摺動部材２４４よりも固定スクロール３０の近くに配置されている。なお、可動スクロール４０の第２鏡板４２は、第２摺動部材２４４の層の下部に、第２摺動部材２４４とは更に別の層を有していてもよい。または、図示はしていないが、可動スクロール４０の第２鏡板４２は、第１摺動部材２４２の層と、第２摺動部材２４４の層と、だけから構成されてもよい。

このような構造を有することで、第２摺動部材２４４は、第１摺動部材２４２が摩耗して存在しなくなるまでは、固定スクロール３０の周縁部３６には接触せず摺動しない。

第１摺動部材２４２と第２摺動部材２４４とについて詳細を説明する。

通常時には（言い換えれば、正常な運転状態では）、動摩擦係数の比較的小さな第１摺動部材２４２が、クランク軸８０の油通路８６を介して供給される冷凍機油を介して、固定スクロール３０の周縁部３６と接触して摺動する。

第１摺動部材２４２の厚みは、可動スクロール４０の第２鏡板４２の許容摩耗量と同じ厚みである。可動スクロール４０の第２鏡板４２の許容摩耗量は、第２摺動部材２４４を有さない十分な厚みの第２鏡板４２を想定した場合に、第２鏡板４２がその量だけ摩耗したとしても、スクロール圧縮機１００を問題なく運転することが可能な第２鏡板４２の摩耗量である。限定するものではないが、具体的な数字で表せば、第１摺動部材２４２の厚みは、例えば５００μｍである。

なお、第１摺動部材２４２の厚みは、可動スクロール４０の第２鏡板４２の許容摩耗量より大きくてもよい。ただし、第１摺動部材２４２の厚みは、可動スクロール４０の第２鏡板４２の最大摩耗量より小さく設定されることが好ましい。なお、可動スクロール４０の第２鏡板４２の最大摩耗量とは、第２摺動部材２４４を有さない十分な厚みの第２鏡板４２を想定した場合に、第２鏡板４２がその量を超えて摩耗した状態でスクロール圧縮機１００が運転されると、例えば、固定スクロール３０の周縁部３６との片当たり等により、加速的に可動スクロール４０の第２鏡板４２の摩耗が進行する摩耗量である。例えば、限定するものではないが、具体的な数字で表せば、第１摺動部材２４２の厚みは、前述の５００μｍ以上であり、第２鏡板４２の最大摩耗量である１０００μｍより小さな値であることが好ましい。

固定スクロール３０の周縁部３６、第１摺動部材２４２、及び第２摺動部材２４４の材質について説明する。

固定スクロール３０の周縁部３６は、例えば、鋳鉄製である。また、固定スクロール３０の周縁部３６には、摺動性を高めるため、所定の表面処理が施されてもよい。

第１摺動部材２４２の材質は、例えば、固定スクロール３０の周縁部３６と同一の材質である。

第２摺動部材２４４には、前述の摺動部２１０の摺動部材２１２と同様の材質が用いられる。ここでは説明を省略する。

（５－４）可動スクロールと摺動する摺動部
第１部材としての可動スクロール４０（より具体的には、可動スクロール４０のキー溝４２ｂａの側面４２ｃ）と接触し、摺動する摺動部２５０について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、可動スクロール４０のキー溝４２ｂａの側面４２ｃと、可動スクロール４０のキー溝４２ｂａの側面４２ｃと摺動する摺動部２５０と、の拡大概略平面図である。

摺動部２５０は、図１０のように、オルダム継手２４の第１キー２４ｂに設けられる。スクロール圧縮機１００の運転中、オルダム継手２４の第１キー２４ｂは、可動スクロール４０のキー溝４２ｂａ内を往復動し、キー溝４２ｂａの側面４２ｃと摺動する。なお、キー溝４２ｂａの側面４２ｃとは、可動スクロール４０をクランク軸８０の軸方向に沿って見た時に、第１キー２４ｂに対し、第１キー２４ｂの移動方向と直交する方向における両側に配置される側面である（図１０参照）。

摺動部２５０は、図１０のように、第１摺動部材２５２と、第２摺動部材２５４と、を含む。第２摺動部材２５４は、第１摺動部材２５２よりも動摩擦係数の大きな部材である。

第１摺動部材２５２及び第２摺動部材２５４の配置を具体的に説明する。オルダム継手２４の第１キー２４ｂは、クランク軸８０の軸方向に沿って見た時に、図１０のように、第２摺動部材２５４の層を有する。そして、オルダム継手２４をクランク軸８０の軸方向に沿って見た時に、第２摺動部材２５４の層の第１キー２４ｂの移動方向と直交する方向における両側の側面は、第１摺動部材２５２の層により覆われている。言い換えれば、第１摺動部材２５２は、第２摺動部材２５４よりもキー溝４２ｂａの側面４２ｃの近くに配置されている。なお、図１０には描画していないが、クランク軸８０の軸方向に沿って見た時に、第２摺動部材２５４は複数の層に分かれ、第２摺動部材２５４の層の内側（第１摺動部材２５２とは対向しない側）には、第２摺動部材２５４とは別の層が存在してもよい。また、摺動部２５０は、図１０のように、第１摺動部材２５２と、第２摺動部材２５４とだけから構成されてもよい。

このような構造を有することで、第２摺動部材２５４は、第１摺動部材２５２が摩耗して存在しなくなるまでは、可動スクロール４０のキー溝４２ｂａの側面４２ｃとは接触せず摺動しない。

第１摺動部材２５２と第２摺動部材２５４とについて詳細を説明する。

通常時には（言い換えれば、正常な運転状態では）、動摩擦係数の比較的小さな第１摺動部材２５２が、クランク軸８０の油通路８６を介して供給される冷凍機油を介して、可動スクロール４０のキー溝４２ｂａの側面４２ｃと接触して摺動する。

第１摺動部材２５２の厚みは、オルダム継手２４の第１キー２４ｂの許容摩耗量と同じ厚みである。オルダム継手２４の第１キー２４ｂの許容摩耗量は、第２摺動部材２５４を有さない（全体が第１摺動部材２５２からなる）オルダム継手２４の第１キー２４ｂを想定した場合に、オルダム継手２４の第１キー２４ｂがその量だけ摩耗したとしても、スクロール圧縮機１００を問題なく運転することが可能な摩耗量である。限定するものではないが、具体的な数字で表せば、第１摺動部材２５２の厚みは、例えば５０μｍである。

なお、第１摺動部材２５２の厚みは、オルダム継手２４の第１キー２４ｂの許容摩耗量より大きくてもよい。ただし、第１摺動部材２５２の厚みは、オルダム継手２４の第１キー２４ｂの最大摩耗量より小さく設定されることが好ましい。なお、第１キー２４ｂの最大摩耗量とは、第２摺動部材２５４を有さない（全体が第１摺動部材２５２からなる）オルダム継手２４の第１キー２４ｂを想定した場合に、第１キー２４ｂがその量を超えて摩耗した状態でスクロール圧縮機１００が運転されると、例えば、可動スクロール４０のキー溝４２ｂａの側面４２ｃとの片当たり等により、加速的にオルダム継手２４の第１キー２４ｂの摩耗が進行する摩耗量である。例えば、限定するものではないが、具体的な数字で表せば、第１摺動部材２５２の厚みは、前述の５０μｍ以上であり、第１キー２４ｂの最大摩耗量である５００μｍより小さな値であることが好ましい。

可動スクロール４０のキー溝４２ｂａの側面４２ｃ、第１摺動部材２５２、及び第２摺動部材２５４の材質について説明する。

可動スクロール４０のキー溝４２ｂａの側面４２ｃは、例えば、鋳鉄製である。

第１摺動部材２５２の材質は、例えば、鋳鉄製であってもよいし、アルミニウム合金製、樹脂製等であってもよい。

第２摺動部材２５４には、前述の摺動部２１０の摺動部材２１２と同様の材質が用いられる。ここでは説明を省略する。

（６）第１部材が摺動部の第２摺動部材と摺動する際のスクロール圧縮機の挙動
例示した各種の第１部材が、対応する摺動部の第２摺動部材と摺動した際のスクロール圧縮機１００の挙動について説明する。ここでの第２摺動部材には、摺動部２１０の摺動部材２１２、摺動部２２０の摺動部材２２２、摺動部２３０の摺動部材２３２、摺動部２４０の第２摺動部材２４４、及び摺動部２５０の第２摺動部材２５４を含む。

通常時には、第１部材は、対応する摺動部の、動摩擦係数の比較的小さな第１摺動部材と冷凍機油を介し接触して摺動する。この状態では、第１摺動部材の動摩擦係数は比較的小さいため、スクロール圧縮機１００のモータ７０の負荷は比較的小さい。

一方、第１部材が、対応する摺動部の第２摺動部材と接触して摺動すると、第２摺動部材は動摩擦係数が大きいため、スクロール圧縮機１００のモータ７０の負荷が大きくなる。その結果、モータ７０に供給される電流の大きさも増大する。そして、電流の大きさが所定値以上になると、前述の停止部１４０が、モータ７０に供給される電力を遮断し、スクロール圧縮機１００は運転を停止する。

なお、第１部材と第２摺動部材とは、第１摺動部材と同様に、冷凍機油を介し接触する。そのため、第２摺動部材の表面粗さが比較的小さい場合、第２摺動部材は冷凍機油の油膜に覆われ、第２摺動部材が第１部材と摺動することに伴うスクロール圧縮機１００の負荷は十分に大きくならず、停止部１４０によって、モータ７０への電力の供給が遮断されない可能性がある。そこで、停止部１４０によりモータ７０への電力の供給が遮断されやすくため、摺動部の第２摺動部材は、想定される最小油膜厚さ以上の表面粗さを有することが好ましい。

限定するものではないが、具体的には、摺動部２１０の摺動部材２１２、摺動部２２０の摺動部材２２２、及び摺動部２３０の摺動部材２３２の表面粗さは、例えば、想定される最小油膜厚さである１０μｍより大きいことが好ましい。また、摺動部２４０の第２摺動部材２４４の表面粗さは、例えば、想定される最小油膜厚さである３０μｍより大きいことが好ましい。また、摺動部２５０の第２摺動部材２５４の表面粗さは、例えば、想定される最小油膜厚さである１０μｍより大きいことが好ましい。

なお、仮に停止部１４０によりモータ７０への電力の供給の遮断がなされなくても、第１部材と、対応する第２摺動部材との動摩擦係数が大きくなることで、スクロール圧縮機１００の動作が低速となる場合には、スクロール圧縮機１００の運転に伴う振動で、スクロール圧縮機１００に接続されている配管が破損する等の冷凍サイクル装置１０００の重大な損傷の発生は抑制されやすい。

（７）特徴
以下に、スクロール圧縮機１００の特徴について説明する。

なお、以下の特徴の説明中の第１部材という語は、以下のいずれかの構成を指す。
ａ）クランク軸８０（特には偏心部８４）
ｂ）クランク軸８０（特には主軸８２）
ｃ）固定スクロール３０（特には周縁部３６）
ｄ）可動スクロール４０（特にはキー溝４２ｂａの側面４２ｃ）
また、それぞれの第１部材と関連付けて記載される摺動部は、以下の構成を指す。
ａ）第１部材がクランク軸８０の偏心部８４の場合には摺動部２１０
ｂ）第１部材がクランク軸８０の主軸８２の場合には摺動部２２０又は摺動部２３０
ｃ）第１部材が固定スクロール３０の周縁部３６の場合、摺動部２４０
ｄ）第１部材が可動スクロール４０のキー溝４２ｂａの側面４２ｃの場合、摺動部２５０

（７－１）
本開示の圧縮機の一実施形態であるスクロール圧縮機１００は、吸入した冷媒を圧縮機構２０により圧縮して吐出する。スクロール圧縮機１００は、第１部材と、第１部材が接触して摺動する摺動部と、を備える。摺動部は、第１摺動部材と、第２摺動部材と、を含む。第１摺動部材は、第１部材と接触して摺動する。第２摺動部材は、第１摺動部材が所定量だけ摩耗した際に第１部材と接触して摺動する。第２摺動部材の動摩擦係数は、第１摺動部材の動摩擦係数より大きい。

なお、摺動部２１０、摺動部２２０及び摺動部２３０について補足して説明すると、摺動部２１０では、第１摺動部材は軸受メタル４７であり、第２摺動部材は摺動部材２１２である。摺動部２２０では、第１摺動部材は軸受メタル１１２であり、第２摺動部材は摺動部材２２２である。摺動部２３０では、第１摺動部材は軸受メタル９１であり、第２摺動部材は摺動部材２３２である。

このスクロール圧縮機１００では、摺動部において第１摺動部材の摩耗が進むと、第１部材が第１摺動部材より動摩擦係数の大きな第２摺動部材と摺動し、スクロール圧縮機１００の運転が高負荷状態になる。そのため、摺動部に摩耗が生じた状態でスクロール圧縮機１００が異常振動しながら長時間運転される前に、スクロール圧縮機１００を停止させることができる。

（７－２）
スクロール圧縮機１００では、第１摺動部材と第２摺動部材とは別材料である。

スクロール圧縮機１００では、第１摺動部材の材質によらず、スクロール圧縮機１００の停止を実現することが容易な動摩擦係数の大きな第２摺動部材を設けることができる。

（７－３）
スクロール圧縮機１００では、第２摺動部材は、摩擦材を樹脂で固定した樹脂部材、金属粉を焼結した金属部材、又は、炭素繊維複合材である。

スクロール圧縮機１００では、第２摺動部材として上記材料が使用されるため、第１部材が第２摺動部材と摺動する際に高負荷状態が作り出されやすい。

（７－４）
スクロール圧縮機１００では、第１摺動部材は、摩耗量が最大摩耗量を超える状態でスクロール圧縮機１００が運転される場合に加速的に摩耗が進行する。第２摺動部材は、第１摺動部材が最大摩耗量より小さな値の所定量だけ摩耗した際に第１部材と接触して摺動する。

スクロール圧縮機１００では、所定量を最大摩耗量より小さな値とすることで、スクロール圧縮機１００が大きく異常振動し始める前に、スクロール圧縮機１００を停止状態に導くことができる。

（７－５）
スクロール圧縮機１００では、第１部材と摺動部とは、冷凍機油の油膜を介して接触する。スクロール圧縮機１００では、第２摺動部材の表面粗さは、第１部材と摺動部との摺動において許容される最小油膜厚さ以上である。

スクロール圧縮機１００では、第２摺動部材の表面粗さが最小油膜厚さ以上であるため、摺動部の摩耗が進んだ際に、第２摺動部材と第１部材とが直接接触しやすくい。そのため、摺動部に摩耗が生じた状態で圧縮機が異常振動しながら長時間運転される前に、スクロール圧縮機１００を停止状態に導くことが容易である。

（７－６）
スクロール圧縮機１００では、供給される電流が閾値を超える場合に運転を停止する。具体的には、スクロール圧縮機１００は、供給される電流が閾値を超える場合、モータ７０への電力供給を停止する停止部１４０を有する。

第１部材が動摩擦係数の高い第２摺動部材と摺動して高負荷状態が作り出されると、圧縮機の電流値は大きくなる。スクロール圧縮機１００では、これを利用し、供給される電流の大きさに基づいてスクロール圧縮機１００の運転を停止させることができる。

（８）変形例
以下に上記実施形態の変形例を示す。なお、以下の変形例の内容は、互いに矛盾しない範囲で適宜組み合わされてもよい。

（８－１）変形例Ａ
上記実施形態では、クランク軸８０を第１部材とし、クランク軸８０を軸支する側に第１摺動部材及び第２摺動部材を有する摺動部２１０，２２０，２３０を設けている。ただし、これに限定されるものではなく、クランク軸８０を軸支する側を第１部材として、軸支されるクランク軸８０側に第１摺動部材及び第２摺動部材を有する摺動部を設けてもよい。

例えば、一例を挙げれば、上部軸受ハウジング１１０には軸受メタル１１２だけが配置され、摺動部材２２２は設けられなくてもよい。そして、代わりに、クランク軸８０に、軸受メタル１１２と接触して摺動する部分（第１摺動部材）と、第１摺動部材が所定量だけ摩耗した際に軸受メタル１１２と接触して摺動する部分（第２摺動部材）と、を設け、第２摺動部材の動摩擦係数を第１摺動部材の動摩擦係数より大きくしてもよい。

また、詳細な説明は省略するが、可動スクロール４０の第２鏡板４２を第１部材とし、固定スクロール３０の周縁部３６に、第１摺動部材及び第２摺動部材を有する摺動部を設けてもよい。

また、詳細な説明は省略するが、オルダム継手２４の第１キー２４ｂを第１部材とし、可動スクロール４０（具体的には、可動スクロール４０のキー溝４２ｂａの側面４２ｃ）に第１摺動部材及び第２摺動部材を有する摺動部を設けてもよい。

なお、２つの部材が摺動関係にある場合に、どちらに第１摺動部材と第２摺動部材とを含む摺動部を設けるかは、例えば、２つの部材のうちどちらが摩耗しやすいかに基づき決定されればよい。

（８－２）変形例Ｂ
スクロール圧縮機１００の第１部材及びこれに対応する摺動部は、上記実施形態で例示したものに限定されない。例えば、スクロール圧縮機１００の第１部材はクランク軸８０であり、摺動部は、図２において符号“２６０”で示した、クランク軸８０をその下部で支持するスラスト軸受部であってもよい。

また、スクロール圧縮機１００の、オルダム継手２４の第２キー２４ｃを摺動部とし、第２キー２４ｃが摺動するハウジング５０のキー溝の側面を第１部材としてもよい。

（８－３）変形例Ｃ
上記実施形態では、スクロール圧縮機１００が第１摺動部材と第２摺動部材とを含む５つの摺動部２１０，２２０，２３０，２４０，２５０を有する場合について説明をしている。ただし、これに限定されるものではなく、スクロール圧縮機１００は、摺動部２１０，２２０，２３０，２４０，２５０のうちの一部だけを有し、他の摺動部は、第２摺動部材を有さなくてもよい。

（８－４）変形例Ｄ
上記実施形態では、摺動部２１０，２２０，２３０については、クランク軸８０の軸方向において異なる位置に軸受メタルと摺動部材を設ける構造を例示している。ただし、これに限定されるものではなく、摺動部２１０，２２０，２３０に、摺動部２４０と同様の二層構造を採用してもよい。

具体例を挙げて説明すると、上部軸受ハウジング１１０に設けられる摺動部２２０は、例えば、図１１のように、第２摺動部材として機能する摺動部材２２２と、摺動部材２２２を覆うように、摺動部材２２２の内周面に配置される、第１摺動部材として機能する軸受メタル１１２と、を有する二層構造を有していてもよい。このように構成される場合にも、第１摺動部材としての軸受メタル１１２が所定量だけ摩耗した際に、摺動部材２２２をクランク軸８０の主軸８２と摺動させることができる。なお、この場合には、軸受メタル１１２の厚みを、軸受メタル１１２の許容摩耗量以上とし、軸受メタル１１２の最大摩耗量より小さくすることが好ましい。軸受メタル１１２の許容摩耗量及び最大摩耗量は、軸受メタル４７の許容摩耗量及び最大摩耗量と同様に定義される。

また、上記実施形態では、摺動部２４０，２５０については、第１摺動部材と第２摺動部材とが二層に配置される構造を例示している。ただし、これに限定されるものではなく、摺動部２４０，２５０に、摺動部２１０，２２０，２３０と同様の構造を採用してもよい。

具体例を挙げて説明すると、可動スクロール４０の第２鏡板４２に設けられる摺動部２４０では、例えば、図１２のように、第１摺動部材２４２の径方向外側に第２摺動部材２４４が配置されてもよい。そして、当初の（スクロール圧縮機１００の使用を開始する前の）第２摺動部材２４４の上面を、当初の第１摺動部材２４２の上面の位置より低くに配置してもよい。このように構成する場合にも、第１摺動部材２４２が所定量だけ摩耗した際に、第２摺動部材２４４を固定スクロール３０の周縁部３６と摺動させることができる。なお、この場合には、当初の第２摺動部材２４４の上面の位置と当初の第１摺動部材２４２の上面の位置との距離を、可動スクロール４０の第２鏡板４２の許容摩耗量以上とし、可動スクロール４０の第２鏡板４２の最大摩耗量より小さくすることが好ましい。

（８－５）変形例Ｅ
上記実施形態では、スクロール圧縮機１００を例に圧縮機を説明したが、圧縮機の種類はスクロール圧縮機に限定されず、他の種類の圧縮機であってもよい。

例えば、本開示の構成は、図１３のようなロータリ圧縮機１１００にも適用可能である。具体的には、ロータリ圧縮機１１００の、第１部材としてのクランク軸１０８０を軸支する軸受部分１２１０，１２２０に、第１摺動部材と第２摺動部材とを有する摺動部を設けてもよい。

（８－６）変形例Ｆ
上記実施形態では、第１摺動部材と第２摺動部材とは別部材である。また、上記実施形態では、第１摺動部材と第２摺動部材とは別の材料製である。ただし、本開示の圧縮機は、このような態様に限定されない。例えば、第１摺動部材と第２摺動部材とは、同一の部材で、同一の材料製であってもよく、第１摺動部材として機能する部分又は第２摺動部材として機能する部分に表面処理を施すことで、第１摺動部材と第２摺動部材とが異なる動摩擦係数を有するように構成されてもよい。

（８－７）変形例Ｇ
上記実施形態で例示した第２摺動部材の材料は、本開示を限定するものではない。第２摺動部材の材料は、第１摺動部材より動摩擦係数が大きな材料であれば、例示した材料に限定されない。

＜付記＞
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

本開示は、圧縮機、及び、圧縮機を備えた冷凍サイクル装置に広く適用でき有用である。

２０ 圧縮機構
３０ 固定スクロール（第１部材）
４０ 可動スクロール（第１部材）
４７ 軸受メタル（第１摺動部材）
９１ 軸受メタル（第１摺動部材）
１１２ 軸受メタル（第１摺動部材）
８０ クランク軸（第１部材）
１００ スクロール圧縮機（圧縮機）
２１０，２２０，２３０，２４０，２５０ 摺動部
２１２，２２２，２３２ 摺動部材（第２摺動部材）
２４２ 第１摺動部材
２４４ 第２摺動部材
２５２ 第１摺動部材
２５４ 第２摺動部材
３００ 熱源熱交換器（凝縮器，蒸発器）
４００ 利用熱交換器（蒸発器，凝縮器）
５００ 膨張機構
６００ 冷媒回路
１０００ 冷凍サイクル装置
１１００ ロータリ圧縮機（圧縮機）

特開２００７－１６２５７１号公報

Claims (8)

1. 吸入した冷媒を圧縮機構（２０）により圧縮して吐出する圧縮機であって、
   第１部材（３０，４０，８０）と、
   前記第１部材が接触して摺動する摺動部（２４０，２５０，２１０，２２０，２３０）と、
   を備え、
   前記摺動部は、前記第１部材と接触して摺動する第１摺動部材（４７，１１２，９１，２４２，２５２）と、前記第１摺動部材が所定量だけ摩耗した際に前記第１部材と接触して摺動する第２摺動部材（２１２，２２２，２３２，２４４，２５４）と、を含み、
   前記第２摺動部材の動摩擦係数は、前記第１摺動部材の動摩擦係数より大きい、
   圧縮機（１００）。
2. 前記第１摺動部材と前記第２摺動部材とは、別材料である、
   請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記第２摺動部材は、摩擦材を樹脂で固定した樹脂部材、金属粉を焼結した金属部材、又は、炭素繊維複合材である、
   請求項２に記載の圧縮機。
4. 前記第１摺動部材は、摩耗量が最大摩耗量を超える状態で前記圧縮機が運転される場合に加速的に摩耗が進行し、
   前記所定量は、前記最大摩耗量より小さな値である、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の圧縮機。
5. 前記第１部材と前記摺動部とは、冷凍機油の油膜を介して接触する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の圧縮機。
6. 前記第２摺動部材の表面粗さは、前記第１部材と前記摺動部との摺動において許容される最小油膜厚さ以上である、
   請求項５に記載の圧縮機。
7. 供給される電流が閾値を超える場合に運転を停止する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の圧縮機。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の圧縮機と、凝縮器（３００，４００）と、蒸発器（４００，３００）と、膨張機構（５００）と、を有する冷媒回路（６００）を備える、
   冷凍サイクル装置。

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