JP2756806B2 - スクロール圧縮機のスラスト軸受構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はケーシング側にスラスト支持される旋回スク
ロールを有するスクロール圧縮機のスラスト軸受構造に
関する。

〔従来の技術〕

スクロール圧縮機は固定スクロールと旋回スクロール
のラップ間に密閉圧縮室を形成し吸入した空気を適圧に
圧縮して吐出するように形成される。固定スクロールは
ケーシング側に固定されるが、旋回スクロールは旋回運
動するため移動可能に支持されると共に旋回スクロール
に付加されるスラスト荷重は前記ケーシングで旋回スク
ロールの鏡板周縁を支持してスラスト受けるようにして
いるものが多い。以上の構造のものにおけるスラスト軸
受構造としては、旋回スクロールの鏡板の周縁にステン
レス材又はセラミックス材からなるリング状部材を固定
すると共に、これ等の部材に当接する普通のカーボンリ
ング，セラミックスリング，鋳鋼リング等をケーシング
側に支持する構造のものが採用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

水冷式のスクロール圧縮機の場合には防錆上前記した
如くステンレス材等を使用することになるが、ステンレ
ス材は硬度上げが一般にできず硬度不足により早期摩耗
する場合が多い。ステンレス材でも硬度を上げることの
できるものもあるが、この種のものは防錆効果が低下
し、水冷式用には採用されない。またセラミックス材の
ものは急激な温度上昇によりクラツクが入り易い。従っ
て暖機運転をする必要があり、面倒である。

またスラスト部が摩耗すると旋回スクロールの軸線方
向に隙間が生じ、圧縮性能が低下すると共に、振動，騒
音発生の問題点が生ずる。

本発明は以上の問題点を解決するもので、スラスト力
に十分耐えられると共に耐摩耗性が極めて向上し、振
動，騒音発生も少ないスクロール圧縮機のスラスト軸受
構造を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は以上の目的を達成するためにケーシング側に
固定された螺旋状のラップを立設形成する固定スクロー
ルと、該固定スクロールのラップと噛合するラップを有
し旋回移動して前記固定スクロールとの間で密閉圧縮室
を形成すると共に前記ケーシング側にスラスト支持され
る旋回スクロールとを有するスクロール圧縮機のスラス
ト軸受構造において、前記旋回スクロールの鏡板のスラ
スト面側に耐食性，耐摩耗性を兼備し、コバルト又はニ
ッケルを基本組成としモリブデン，クロム，珪素，炭素
等の副成分を含有せしめた部材で覆われたスラスト部を
形成すると共に、前記ケーシング側に支持されて前記ス
ラスト部に当接するリング状部材であって、カーボン繊
維を同心円状に積重したものを樹脂剤で固めてなるカー
ボンリングを設けてなるスクロール圧縮機のスラスト軸
受構造を構成するものである。

〔作用〕

旋回スクロールの鏡板の周縁部のスラスト面は前記の
ように耐食性，耐摩耗性に優れる部材により被覆され
る。一方、カーボン繊維を同心円状に積重したカーボン
リングが前記部材面に当接する。前記部材の存在と摺動
方向に直交する方向に積重して並べられたカーボン繊維
の配列構造によりスラスト面の耐摩耗性が飛躍的に向上
する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

構造説明に先立って旋回スクロール鏡板のスラスト側
の周縁部に設けられる耐食性および耐摩耗性に優れる部
材の特性について説明する。

本部材はトリバロイ（TORIBALOY,米国キヤボット社の
登録商標）と呼称されるもので、プラズマ溶射用又は粉
末治金用の粉末として、又表面硬化用溶接棒，溶解原
料，鋳込原料として使用されるものである。従ってある
部材の表面に溶射固着することが出来ると共に単体成形
品として製造可能のものである。その成分としてはコバ
ルト又はニッケルを基本組成としてモリブデン，クロ
ム，珪素，炭素等を含有しているものである。特性とし
ては耐食性および耐摩耗性に優れ、例えば耐食性に関し
てはステライトと比較した場合HCL水溶液の場合３桁位
小さい値を示すことが実証されている。また耐摩耗性に
ついては工具鋼、低合金鋼，黄銅，アルミ合金，スーパ
アロイ，黒鉛等との間で低い摩擦係数を示し、炭化物又
はセラミックスに対してはそれ自体は勿論対手順の摩耗
も著しく減少させる特性を有している。またトリバロイ
はカーバイト工具，アルミ酸化物，炭化ケイ素等の研削
ホイールを用いて容易に仕上げることが出来ダイヤモン
ド研削ホイールは必要としない。

次に、第１図により本実施例が適用されているスクロ
ール圧縮機の概要構造を説明する。

螺旋状のラップ14を立設形成する固定スクロール13は
固定側のケーシング11に固定される。同じく螺旋状のラ
ップ12を有する旋回スクロール９は固定スクロール13と
噛合し旋回移動しながら密閉圧縮室15を形成し、所定圧
力に圧縮された圧縮媒体（空気等）を吐出口16より吐出
する。旋回スクロール９のボス部19には軸受20を介しク
ランク軸21が嵌入される。クランク軸は回転22の先端側
に偏心して形成され旋回スクロール９を旋回移動させ
る。また回転軸22は軸受23,24を介して、ケーシング11
に枢支され図示しない回転機構により回転される。旋回
スクロール９のボス部19のまわりにはオルダム継手17が
設けられ、オルダム継手17の爪（図示しない）は旋回ス
クロール９の溝18およびこれと直交してケーシング11側
に設けられている溝（図示しない）に係止し、旋回スク
ロール９の移動を所定軌道に沿うように拘束している。

旋回スクロール９の鏡板の周縁部にはスラスト部が形
成され、これにはカーボンリング３が当接している。こ
れ等の詳細構造を第２図により説明する。

前記スラスト部は鏡板に固定された環状のスラスト部
材２とこのスラスト面側に溶射されて付着されたトリバ
ロイ１の被膜から形成される。スタスト部材２は本実施
例では焼の入らない、すなわち防錆効果のあるステンレ
ス部材からなり、トリバロイ１は前記した如き特性を有
するものである。勿論スラスト部材２を使用しないでス
ラスト部を全部トリバロイで形成してもよいが溶射で十
分のためとコスト低減のため本実施例ではトリバロイ１
の溶射被膜を採用した。

ケーシング11には円板状のアダプタ10が固定される。
アダプタ10は防錆効果のあるステンレス材からなり、そ
の周縁側にはカーボンリング３が嵌着されるための円周
溝が形成される。また該円周溝に連通する貫通孔７が設
けられ、貫通孔７はケーシング11に設けられた通路８に
連通する。通路８には例えば冷却水用の配管が連通す
る。

カーボンリング３は前記スラスト部のトリバロイ１と
当接する位置に配置されるリング状部材で第３図および
第４図に示す如き形状のものからなる。すなわち第５図
に示す如く、カーボンリング３はカーボン繊維４を同心
円状に積重して筒状体としエポキシ樹脂剤で固めたカー
ボンリング母材3Aをaa線乃至kk線の如く輪切りにしたも
のからなり、カーボン繊維４の方向はリング状部材の軸
線方向に沿って形成される。この方向は第２図に示す如
く、旋回スクロール９の旋回移動方向と直交する。カー
ボンリング３のトリバロイ１と当接する表面側には環状
溝５が形成されると共に、これに連通する貫通孔６が設
けられている。貫通孔６はカーボンリング３がアダプタ
10に嵌入された際に貫通孔７と連通する。カーボンリン
グ３のカーボン繊維４を前記の如き方向に配列したもの
を採用したのは第５図に示す如く製作し易いことと耐摩
耗性の点においてこのような配置をとる方が優れること
が実証されたためである。

以上の構造により旋回スクロール９が旋回移動すると
トリバロイ１とカーボンリング３とが接触し合うと共に
旋回スクロール９のスラスト力がカーボンリング３とト
リバロイ１との当接面に作用する。すなわち両者の当接
面にスラスト力とすべり摩擦力が作用することになる。
トリバロイ１および前記形状のカーボンリング３はいづ
れもこれ等の力に対し、十分な強度を有し、ほとんど摩
耗が生じない。また冷却水に対しても十分の耐食性およ
び防錆性があり十分な耐食性を有することが実証されて
いる。耐摩耗性に優れるため永年の使用によっても旋回
スクロール９の軸線方向の隙間がほとんど変化せず、こ
の部分からの振動，騒音の発生もない。

〔発明の効果〕

以上の説明によって明らかな如く、本発明によればス
ラスト力に十分耐えられると共に、耐摩耗性が極めて向
上し、振動，騒音も少ない効果を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の適用されるスクロール圧縮機の概要
構造を示す軸断面図、第２図は実施例の詳細構造を示す
一部断面図、第３図は実施例に使用されるカーボンリン
グの平面図、第４図は第３図のIV-IV線拡大断面図、第
５図はカーボンリングを作成するためのカーボンリング
母材を示す軸断面図である。 １……トリバロイ、２……スラスト部材、３……カーボ
ンリング、４……カーボン繊維、５……環状溝、6,7…
…貫通孔、８……通路、９……旋回スクロール、10……
アダプタ、11……ケーシング、12,14……ラップ、13…
…固定スクロール、15……密閉圧縮室、16……吐出口、
17……オルダム継手。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシング側に固定され螺旋状のラップを
   立設形成する固定スクロールと、該固定スクロールのラ
   ップと噛合するラップを有し旋回移動して前記固定スク
   ロールとの間で密閉圧縮室を形成すると共に前記ケーシ
   ング側にスラスト支持される旋回スクロールとを有する
   スクロール圧縮機のスラスト軸受構造において、前記旋
   回スクロールの鏡板のスラスト面側に耐食性，耐摩耗性
   を兼備し、コバルト又はニッケルを基本組成にモリブデ
   ン，クロム，珪素，炭素等の副成分を含有せしめた部材
   で覆われたスラスト部を形成すると共に、前記ケーシン
   グ側に支持されて前記スラスト部に当接するリング状部
   材であってカーボン繊維を同心円状に積重したものを樹
   脂剤で固めてなるカーボンリングを設けることを特徴と
   するスクロール圧縮機のスラスト軸受構造。
2. 【請求項２】前記カーボリングがそのスラスト面側に環
   状溝を形成すると共に、該環状溝に連通する流水用の貫
   通孔を有するものからなる特許請求の範囲第１項に記載
   のスクロール圧縮機のスラスト軸受構造。