JP5573764B2 - スクロール型圧縮機、スラスト軸受、及び、研磨方法 - Google Patents
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Description
これにより、請求項1の発明と同じ効果が得られる。
これにより、なじみ運転で形成される極僅かなダレ部とは異なり、弾性体で裏側から支持されたラッピングフィルムによって、比較的大きな幅のクラウニング部を形成することができる。また、多数の浮島形状の受圧面のクラウニング部と平坦部とを、同時に同等の面粗さに研摩することができる。
これにより、一体成型時に傾斜部を形成することにより、ラッピング前の旋削、研磨等によるバリの発生をおさえつつ容易にラッピングによるダレ形成をおこなうことができる。低コストで高信頼性のスクロール圧縮機を構成することができる。なお、この方法を請求項1又は2の発明に適用してもよい。
本発明の一実施形態の軸受を説明する前に、まず本実施形態が適用されるスクロール型圧縮機を一例として説明する。図1は、本実施形態におけるスクロール型圧縮機11を示す断面図である。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、本発明はこの一例に限定されるものではない。
上記吸入室46は、固定側板39の側面に設けられており、円筒ケース13aを貫通し、密閉容器13外部の冷媒回路から冷媒を吸入する吸入管47が接続されている。固定側渦巻43の中心部には、固定側板39を軸方向に貫通する吐出口49が設けられている。可動スクロール32と固定スクロール38とによって圧縮された冷媒はこの吐出口49から吐出室50に吐出される。
凹凸部の凹部は、複数の溝85によって構成されている。この複数の溝85には上記オイル供給手段によってオイルが供給されるとともに、網目状に交差しており、その交差点85aは他の部位よりも溝幅が広くなっている。複数の溝85のうち、最外周に位置する溝(以下、最外周溝)85bはスクロール側プレート53aの縁に沿ってスクロール側プレート53aの縁を一周しており、蛇行している。この最外周溝85bとスクロール側プレート53aの縁との間は、全周において常にハウジング側プレート53bと摺動接触することによって摺動面からの潤滑油の流出量を少なくする外周シール部81を形成している。シール部81は最外周溝85bの蛇行によりスクロール側プレート53aの径方向内側に張り出すように湾曲した湾曲部81cを備える。この湾曲部81cは、可動スクロール32の旋回運動によって湾曲部81cの面する全方向からオイルを引き込み、油膜を形成する役割を果たしている。
可動スクロール32は、鉄などを通常の砂型鋳造で製造すると、寸法精度が低く表面の粗さが大きくなって、精密に密集した受圧部の形成が不可能となるため、砂と特殊な樹脂を混ぜて形成した型による高精度鋳造で成形する。その他、アルミダイキャストやロストワックスなどでも製造できる。これまでは、受圧部を研削や研磨して、なじみ運転でダレ部を形成したり、浮島状の受圧部83の外周縁のテーパ形状は、放電加工や電界加工で形成した後、研削や研磨して平坦部を形成していた。図3は、本発明の参照技術による受圧部の加工状態の模式的断面図である。図4(a)は、本発明の参照技術による受圧部83の平面図であり、(b)は、正面断面図であり、(c)は、本発明の参照技術の油膜形成状態Cを示す図である。
σ=(σ12+σ22)0.5
したがって、流体油滑となる粗さとは、h/(σ12+σ22)0.5>3が、目安となる(hは、最小油膜厚さ)。σ1、σ2の計算には、二乗平均平方根粗さのRq(JIS規格)が使用されるが、算術平均粗さRa(JIS規格)で代用しても良い。
なじみ運転で微小なクラウニングが発生することは知られている。図8は、シミュレーションにより、油膜厚さとクラウニングの比c/h0と摩擦係数(規格化摩擦係数)との関係を計算したものである。この結果は、実験によるデータとも整合することが確認されている。c/h0を大きくしてゆくと、摩接係数が小さくなる領域がありc/h0が1前後で最小となった。通常のなじみ運転で出来るクラウニング部を調べた結果、c/h0は0.1以下であった。c/h0が0.1以下の領域では、摩擦係数が高く、発生する油膜圧力が小さいことを示している。これに対して、c/h0が0.1から10の領域では、摩擦係数が低く、大きい油膜圧力を発生させ、油膜形成と焼付耐力向上に効果がある。
好ましくは、c/h0が0.8から10の領域で上記効果が著しい。
平坦部とクラウニング部の面粗さは同等であるとしたが、ここで言う同等とは、厳密に全く同じ面粗さであることを意味しているのではなく、概ね同じ程度の粗さを指している。したがって、良好な面粗さであれば、両者に若干の差があっても本発明の効果が得られる。また、クラウニング部83−2の外周部の更に外側には傾斜部83−3が設けられている。これにより、荒加工時のバリの発生が抑制される。浮島状受圧部83は可動スクロール部材、又は、ハウジング側プレート53bを固定するハウジング部材と一体形成すると良い。この場合には、部品点数削減されコスト削減に有利である。
32 可動スクロール
38 固定スクロール
53 スラスト軸受
53a スクロール側プレート
53b ハウジング側プレート
83 浮島形状の受圧面
83−1 平坦部
83−2 クラウニング部
Claims (6)
- 密閉容器(13)内において、可動スクロール(32)が、固定スクロール(38)に対して公転して、両スクロール間に形成された作動室(45)内で作動流体を圧縮するスクロール型圧縮機(11)であって、
前記可動スクロール(32)を支持するスラスト軸受(53)は、前記作動室(45)とは反対側のスクロール側プレート(53a)と、前記密閉容器(13)に固定されたハウジング側プレート(53b)とを具備し、
前記スクロール側プレート(53a)、又は、前記ハウジング側プレート(53b)のいずれか一方の摺動面には、複数個の浮島形状の受圧面(83)が形成され、他方の摺動面は平坦に形成され、
前記浮島形状の受圧面(83)は、平坦部(83−1)と、該平坦部(83−1)の周囲に形成されたクラウニング部(83−2)から構成され、前記受圧面(83)の周縁には、浮島形状を形成する傾斜部(83−3)が構成され、平坦部(83−1)とクラウニング部(83−2)の面粗さが同等であって、かつ、前記他方の摺動面との間で流体潤滑となる面粗さに形成されており、
前記クラウニング部(83−2)と前記平坦部(83−1)との高低差であるクラウニング高さ(c)、すなわち、前記平坦部(83−1)から前記傾斜部(83−3)と前記クラウニング部(83−2)との変曲点までの高さ、及び、前記一方の摺動面と前記他方の摺動面との油膜厚さ(h0)に対して、前記クラウニング高さ(c)を前記油膜厚さ(h0)で割った値(c/h0)が、0.1から10であることを特徴とするスクロール型圧縮機(11)。 - 前記クラウニング高さ(c)を前記油膜厚さ(h0)で割った値(c/h0)が、0.8から10であることを特徴とする請求項1に記載のスクロール型圧縮機(11)。
- いずれか一方の摺動面には、複数個の浮島形状の受圧面(83)が形成され、他方の摺動面は平坦に形成されたスラスト軸受(53)であって、
前記浮島形状の受圧面(83)は、平坦部(83−1)と、該平坦部(83−1)の周囲にクラウニング部(83−2)から構成され、前記受圧面(83)の周縁には、浮島形状を形成する傾斜部(83−3)が構成され、平坦部(83−1)とクラウニング部(83−2)の面粗さが同等であって、かつ、前記他方の摺動面との間で流体潤滑となる面粗さに形成されており、
前記クラウニング部(83−2)と前記平坦部(83−1)との高低差であるクラウニング高さ(c)、すなわち、前記平坦部(83−1)から前記傾斜部(83−3)と前記クラウニング部(83−2)との変曲点までの高さ、及び、前記一方の摺動面と前記他方の摺動面との油膜厚さ(h0)に対して、前記クラウニング高さ(c)を前記油膜厚さ(h0)で割った値(c/h0)が、0.1から10であることを特徴とするスラスト軸受(53)。 - 前記クラウニング高さ(c)を前記油膜厚さ(h0)で割った値(c/h0)が、0.8から10であることを特徴とする請求項3に記載のスラスト軸受(53)。
- 請求項3又は4に記載のスラスト軸受(53)の前記浮島形状の受圧面(83)を、弾性体で裏側から支持されたラッピングフィルムで研磨したことを特徴とする研磨方法。
- 請求項3又は4に記載のスラスト軸受(53)の前記浮島形状の受圧面(83)が可動スクロール部材と一体形成され、受圧面周縁には一体成型時に形成される傾斜部を有し、更に、弾性体で裏側から支持されたラッピングフィルムで研磨したことを特徴とする研磨方法。
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