JPH08319959A

JPH08319959A - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JPH08319959A
Application number: JP12636595A
Authority: JP
Inventors: Fumitoshi Nishiwaki; 文俊西脇; Mitsuhiro Ikoma; 光博生駒; Terumaru Harada; 照丸原田; Hidenobu Shintaku; 秀信新宅; Hideki Nakada; 秀樹中田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】スラスト軸受け表面上に、可動スクロールの
旋回運動による油膜圧力発生機構を設けることにより、
スラスト軸受け部の耐摩耗性の向上による高信頼性化、
および高効率化を可能とするスクロール圧縮機を提供す
る。【構成】可動スクロールを支えるスラスト軸受面２５
上に複数のスパイラル溝付き軸受け機構２６、もしくは
複数のテーパランド軸受け機構を形成する。あるいは、
可動スクロールを支えるスラスト軸受上に、複数のスパ
イラル溝付き軸受け機構もしくは複数のテーパランド軸
受け機構を形成したリング状板材を設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、業務用および家庭用の
空調等に使用されるスクロール圧縮機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】冷凍用の電動圧縮機としては、圧縮部が
レシプロ式のもの、ロータリー式のものが有り、いずれ
の方式も家庭用、業務用の空調分野で使用されてきてお
り、現在はコスト、性能面等でそれぞれ特徴を生かして
成長してきている。そしてスクロール式の圧縮機がその
低騒音、低振動という特徴を生かして実用化されてき
た。

【０００３】図９に従来のスクロール圧縮機の縦断面
図、図１０に図９の要部縦断面図、さらに図１１に図９
のスラスト軸受け部の平面図を示す。

【０００４】密閉容器１の内部には、固定スクロール２
ａと固定スクロール２ａに対して旋回運動する可動スク
ロール２ｂを噛み合せた圧縮機構２と、可動スクロール
２ｂを支えるスラスト軸受３と、スラスト軸受３を支承
する軸受部品４とを上部に設けている。そして可動スク
ロール２ｂの軸２ｃを、クランク軸５の端部５ａに設け
られた穴部の偏芯軸受６に挿入し可動スクロール２ｂを
クランク軸５により旋回運動させる。クランク軸５には
電動機７の回転子７ａが取り付けられており、密閉容器
１に焼き嵌め固定された固定子７ｂとともに軸受部品４
の下部に配設されている。クランク軸５は、軸受部品４
の主軸受８で支えられている。密閉容器１の下方底部に
は潤滑油９を貯溜する油だめ１０が設けられている。ま
た密閉容器１の側部にはガスの吸入管１１が設けられて
いる。そして密閉容器１の内部のスペーサー２２より下
側には吸入側のガス圧力が、スぺーサーより上側には圧
縮側のガス圧力が作用する構成となっている。前記軸受
部品４には主軸受８、偏芯軸受６、スラスト軸受３を潤
滑、冷却した潤滑油９を排出する油排出口１２が設けら
れている。クランク軸５には潤滑油９を各軸受部、即ち
主軸受８、偏芯軸受６、スラスト軸受３へ供給する貫通
穴１３を設け、かつクランク軸５の下端には油ガイド１
４を圧入または、焼き嵌め固定して取り付け、潤滑油９
を吸い上げるようにしている。１５は固定スクロールの
上部に設けられた吐出チャンバー、１６は密閉容器１の
外へ圧縮ガスを出す吐出管である。固定スクロール２ａ
と軸受部品４とはスペーサー２２をはさんでボルトで締
結されている。スペ−サ−２２は、その外周で密閉容器
１に密封溶接固定されており、下方の吸入圧力部と上方
の圧縮圧力部の仕切りとなっている。１９は停止時に可
動スクロール２ｂが逆転するのを防ぐための逆止弁、２
４は逆止弁の動きを規制する逆止弁ガイド、２０は可動
スクロール２ｂを固定スクロール２ａに対して旋回運動
させるための自転防止用のオルダムリング、２１は圧縮
機構２へ低圧ガスを吸い込ませる軸受部品４に設けた吸
入口である。

【０００５】次に上記構成からなる圧縮機構の作用を説
明する。低圧ガスは吸入管１１より戻り、圧縮機構２に
吸入される。固定スクロール２ａに対して可動スクロー
ル２ｂを自転しないよう公転させながら旋回運動させる
ことにより、固定スクロールと可動スクロールとで形成
された複数の圧縮空間が外方から内方へ向かって次第に
縮小させられて圧縮が行われる。圧縮されたガスは高圧
ガスとなり、一旦吐出チャンバー１５へ入る。そして吐
出管１６より密閉容器１外へ吐出し、再び低圧ガスを循
環させ、周知の圧縮サイクルを構成する。

【０００６】一方、油ガイド１４で吸い上げられた潤滑
油９は、クランク軸５の貫通口１３の中を上昇し、偏芯
軸受６、スラスト軸受３、主軸受８を潤滑、冷却して、
油排出口１２から固定子７ｂ上部へ排出し、固定子７ｂ
の切り欠き部１８を通って油だめ１０に戻る潤滑サイク
ルを形成している。

【０００７】このように、可動スクロールは、圧縮され
た高圧ガスによってスラスト軸受け面に非常に大きな力
で押しつけられながら小さな旋回運動を行うものである
が、図１１に示したような円板状平面のみでスラスト軸
受けを構成し、可動スクロールとスラスト軸受け面の間
に潤滑油を供給して、可動スクロールあるいはスラスト
軸受け面が摩耗しないようにしていた。従来は潤滑性の
非常に高い冷媒ＨＣＦＣ２２等を作動冷媒に用い、ま
た、潤滑油も潤滑性の高い鉱油系を用いることができた
ため、平面円板のみのスラスト軸受けであっても、大き
な摩耗が発生し、大きな損失を招くことはなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成のスラスト軸受けでは、可動スクロール２ｂ
は自転するのではなく１０ｍｍ以下の小さな旋回径で公
転運動するのみであるため、低摺動速度となり、また油
圧発生機構もないため摺動面には油膜が維持されにくか
った。このため、圧縮機全損失に占めるスラスト軸受け
損失が大きかった。また、油膜内の圧力も高められない
ので、摺動条件が非常に過酷なものとなり、スラスト軸
受け３の表面と可動スクロール２ｂは金属接触が生じや
すく、可動スクロール２ｂあるいはスラスト軸受け３表
面に摩耗が発生する場合があった。この様に摩耗が発生
すると、コンプッレッサの効率を低下させるだけでな
く、信頼性も損ねていた。

【０００９】さらに、今後使用せねばならない代替冷媒
とそれに対応した潤滑油を用いた場合、潤滑性が乏しく
なるため、スラスト軸受け部での摩耗発生が考えられ
る。しかしながら、従来の平面円板状のスラスト軸受け
では負荷能力をさらに高めることは困難である。

【００１０】本発明は、従来のこのような上記問題点に
鑑み、スラスト軸受け部の耐摩耗性の向上による高信頼
性化、および高効率化を可能とするスクロール圧縮機を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のスクロール圧縮機は、第１の解決手段とし
て、可動スクロールを支えるスラスト軸受面に複数のス
パイラル溝付き軸受け機構、もしくは複数のテーパラン
ド軸受け機構を形成したものである。また、第２の解決
手段として、可動スクロールを支えるスラスト軸受上
に、複数のスパイラル溝付き軸受け機構、もしくは複数
のテーパランド軸受け機構を形成したリング状板材を設
置したものである。

【００１２】

【作用】上記のような構成もしくは手段によって得られ
る作用は次の通りである。

【００１３】可動スクロールを支えるスラスト軸受面
に、可動スクロールの旋回径と同程度の径の多数のスパ
イラル溝付き軸受け機構を形成すれば、可動スクロール
の旋回運動によって潤滑油をその溝へ誘い込み、溝流路
断面積を減少させることにより、大きな油膜圧力を発生
させることが可能となる。また、スパイラル溝付き軸受
け機構の径を可動スクロールの旋回径と同程度とするこ
とによって、可動スクロールの旋回運動により、潤滑油
がより効率的にスパイラル溝に送り込まれることになる
ため、油膜が切れて金属接触が発生することも防ぐこと
ができる。

【００１４】同様に、可動スクロールを支えるスラスト
軸受面に、可動スクロールの旋回径と同程度の径の多数
のテーパランド軸受け機構を形成すれば、可動スクロー
ルの旋回運動によってテーパ部でのくさび効果が発生
し、その結果、大きな油膜圧力を生じさせることが可能
となる。また、テーパ部の油膜がランド部に可動スクロ
ールの旋回運動により引っぱり込まれることにより、油
膜形成も容易となる。

【００１５】したがって、可動スクロールとスラスト軸
受面の間に常に圧力の高い油膜を形成し、摺動状態を流
体潤滑状態とすることにより、スラスト軸受の摺動損失
を減少させ、かつ摩耗を防ぐことができる。

【００１６】また、可動スクロールを支えるスラスト軸
受上に、複数のスパイラル溝付き軸受け機構、もしくは
複数のテーパランド軸受け機構を形成したリング状板材
を設置する構成にすれば、リング状板材の表面上に複数
のスパイラル溝付き軸受け機構もしくは複数のテーパラ
ンド軸受け機構を形成した後、そのリング状板材をスラ
スト軸受上に設置できるため、工法上非常に容易とな
る。すなわち、小さく薄いリング状板材を加工するた
め、量産性に優れ製造コストを低下させることが可能と
なる。しかも、可動スクロールとスラスト軸受面の間に
浮動リングを挿入することになるため、可動スクロール
の旋回にともなってリング状板材も回転運動できるた
め、両者間の摩擦を減少させることができる。さらに、
可動スクロールとスラスト軸受の間に、両者とは異なる
材料のリング状板材を挿入することになるため、低摩擦
係数を有するリング状板材とすることが可能となり、摺
動損失を減少できる。

【００１７】したがって、本発明によれば、スラスト軸
受の摺動損失を減少させ、かつ摩耗を防ぐことが可能と
なる。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１９】（実施例１）図１は本発明の一実施例にお
けるスクロール圧縮機のスラスト軸受け部の要部断面
図、図２は図１の平面図、図３は図１のスパイラル溝付
き軸受機構の平面図である。

【００２０】ここで図１から図３に示す本実施例のスク
ロール圧縮機は、図９から図１１で詳述した従来のスク
ロール圧縮機とスラスト軸受け部を除いてほぼ同一の構
成であり、同一機能部品については同一番号を使用す
る。したがって、従来例と同一の構成および作用の説明
は省くことにする。

【００２１】可動スクロール２ｂを支えるスラスト軸受
２５、スラスト軸受２５を支承する軸受部品４を上部に
設けている。そして、可動スクロールを支えるスラスト
軸受２５の表面上に直接複数のスパイラル溝付き軸受け
機構２６を形成している。一つのスパイラル溝付き軸受
け機構２６の直径は可動スクロールの旋回径である９ｍ
ｍであり、スパイラル溝付き軸受け機構２６はスラスト
軸受面上に直接機械加工によって、浅い螺旋状の溝部２
７と非加工部のランド部２８を交互に設けることにより
形成した。

【００２２】次に、可動スクロール２ｂの軸２ｃを、ク
ランク軸５の端部５ａに設けられた穴部の偏芯軸受６に
挿入し可動スクロール２ｂをクランク軸５により旋回運
動させる。前記軸受部品４には主軸受８、偏芯軸受６、
スラスト軸受３を潤滑、冷却した潤滑油を排出する排出
口１２が設けられている。クランク軸５には潤滑油を各
軸受部、即ち主軸受８、偏芯軸受６、スラスト軸受３へ
供給する貫通穴１３を設け、潤滑油を吸い上げるように
している。２０は可動スクロール２ｂを固定スクロール
に対して旋回運動させるための自転防止用のオルダムリ
ング、２１は圧縮機構２へ低圧ガスを吸い込ませる軸受
部品４に設けた吸入口である。

【００２３】次に上記構成からなる圧縮機構の作用を説
明する。低圧ガスは吸入管より戻り、圧縮機構に吸入さ
れる。固定スクロールに対して可動スクロール２ｂを自
転しないよう公転させながら旋回運動させることによ
り、固定スクロールと可動スクロールとで形成された複
数の圧縮空間が外方から内方へ向かって次第に縮小させ
られて圧縮が行われる。圧縮されたガスは高圧ガスとな
る。

【００２４】一方、潤滑油はクランク軸５の貫通口１３
の中を上昇し、偏芯軸受６、スラスト軸受３、主軸受８
を潤滑、冷却して、油排出口１２から固定子上部へ排出
され、油だめに戻る潤滑サイクルを形成している。

【００２５】このように、可動スクロール２ｂは、圧縮
された高圧ガスによってスラスト軸受け２５表面に非常
に大きな力で押しつけられながら小さな旋回運動を行う
ものである。しかしながら、本実施例では、可動スクロ
ール２ｂを支えるスラスト軸受２５面に、直接可動スク
ロール２ｂの旋回径と同一径の多数のスパイラル溝付き
軸受け機構２６を形成しているため、可動スクロール２
ｂの旋回運動によって潤滑油をその溝へ誘い込み、溝流
路断面積を減少させることにより、大きな油膜圧力を発
生させることが可能となる。また、スパイラル溝付き軸
受け機構２６の径を可動スクロール２ｂの旋回径と同一
とすることによって、可動スクロール２ｂの旋回運動に
より、潤滑油がより効率的にスパイラル溝２７に送り込
まれることになるため、油膜が切れて金属接触が発生す
ることも防ぐことができる。

【００２６】したがって、軸受け負荷能力を高めること
ができ、スラスト軸受の摺動損失を減少させ、摩耗を防
ぐことが可能となる。また、このように負荷能力の高い
軸受けであるから、今後使用せねばならない潤滑性に乏
しい代替冷媒とそれに対応した潤滑油を用いた場合で
も、スラスト軸受け部で摩耗が発生することはない。

【００２７】なお、本実施例では、スパイラル溝付き軸
受け機構としたが、スパイラル溝付き軸受けの代わりに
同様な機能を有する内外から溝を形成したへリングボー
ン溝軸受け、あるいは外周部のみに溝を形成した部分溝
付き軸受けであっても、同様な効果が得られる。

【００２８】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。

【００２９】図４は本発明の第２の実施例におけるスク
ロール圧縮機のスラスト軸受け部に設けたテーパランド
軸受け機構の平面図、図５は図４のスパイラル溝付き軸
受機構の要部断面図である。

【００３０】ここで図１から図３に示した第１の実施例
と異なるのは、スパイラル溝付き軸受け機構２６の代わ
りに、テーパランド軸受け機構２９を形成した点であ
る。すなわち、可動スクロールを支えるスラスト軸受面
上に直接複数のテーパランド軸受け機構２９を形成して
いる。旋回方向に傾斜をつけたテーパ部３０と一定高さ
のランド部３１が多数円形状に形成されて、一つのテー
パランド軸受け機構２９を構成している。一つのテーパ
ランド軸受け機構２９の直径は可動スクロールの旋回径
である９ｍｍであり、スラスト軸受面上に直接機械加工
によって、テーパ部とランド部を形成した。

【００３１】このように、可動スクロールを支えるスラ
スト軸受面に、可動スクロールの旋回径と同一の径の多
数のテーパランド軸受け機構２９を形成したため、可動
スクロールの旋回運動によってテーパ部３０でくさび効
果が発生し、その結果、大きな油膜圧力を生じさせるこ
とが可能となる。また、テーパ部３０の油膜がランド部
３１に可動スクロールの旋回運動により引っぱり込まれ
ることにより、油膜形成も容易となる。

【００３２】したがって、可動スクロールとスラスト軸
受面の間に常に圧力の高い油膜を形成し、摺動状態が流
体潤滑状態とすることにより、スラスト軸受の摺動損失
を減少させ、かつ摩耗を防ぐことができる。

【００３３】（実施例３）図６は本発明の他の実施例に
おけるスクロール圧縮機のスラスト軸受け部の要部断面
図、図７はスラスト軸受け部に設けたリング状板材の平
面図である。

【００３４】第１の実施例と異なるのは、可動スクロー
ルを支えるスラスト軸受３２上に、リング状板材３３を
設置した点である。すなわち、可動スクロール２ｂとス
ラスト軸受け３２面の間に、複数のスパイラル溝付き軸
受け機構３４を形成したリング状板材３３を挿入する構
成とした。スラスト軸受け３２面上に溝を形成し、その
溝中にリング状板材３３を設置した。

【００３５】このような構成とすることにより、リング
状板材３３の表面上にスパイラル溝付き軸受け機構３４
を形成した後、そのリング状板材をスラスト軸受３２上
に設置できるため、工法上非常に容易となる。すなわ
ち、小さく薄いリング状板材を加工するため、量産性に
優れ製造コストを低下させることが可能となる。しか
も、可動スクロールとスラスト軸受面の間に浮動リング
を挿入することになるため、可動スクロールの旋回にと
もなってリング状板材３３も回転運動できるため、両者
間の摩擦を減少させることができる。

【００３６】したがって、スラスト軸受の摺動損失を減
少させ、かつ摩耗を防ぐことが可能となる。

【００３７】（実施例４）図８は本発明の他の実施例に
おけるスクロール圧縮機のスラスト軸受け部に設けたリ
ング状板材の平面図である。

【００３８】第３の実施例と異なるのは、リング状板材
３５の表面に、スパイラル溝付き軸受けの代わりに、テ
ーパランド軸受け機構３６を形成した点である。この場
合、同様な効果、すなわち、スラスト軸受３７の摺動損
失を減少させ、かつ摩耗を防ぐことが可能となるのは言
うまでもない。さらに、鍛造などの量産化工法を用いる
ことが可能となるため一層リング状板材を容易にしかも
低コストで作製することが可能となる。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明のスクロール圧縮機は、可動スクロールを支える
スラスト軸受面上に複数のスパイラル溝付き軸受け機構
もしくはテーパランド軸受け機構を形成する、あるい
は、可動スクロールを支えるスラスト軸受上に、複数の
スパイラル溝付き軸受け機構もしくは複数のテーパラン
ド軸受け機構を形成したリング状板材を設置することに
より、油膜形成も容易となるだけでなく、油膜圧力を高
くすることが可能となるため、摺動状態が流体潤滑状態
となり、スラスト軸受の摺動損失を減少させ、かつ摩耗
を防ぐことができる。その結果、潤滑性の低い代替冷媒
および代替冷媒対応潤滑油に対しても、スラスト軸受け
部の耐摩耗性の向上による高信頼性化、および高効率化
を可能とするスクロール圧縮機を実現することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるスクロール圧縮
機のスラスト軸受け部の要部縦断面図である。

【図２】同実施例のスラスト軸受け部の平面図である。

【図３】同実施例のスパイラル溝付き軸受け機構の平面
図である。

【図４】本発明の第２の実施例におけるテーパランド軸
受け機構の平面図である。

【図５】同実施例のテーパランド軸受け機構の要部縦断
面図である。

【図６】本発明の第３の実施例におけるスクロール圧縮
機のスラスト軸受け部の要部縦断面図である。

【図７】同実施例のリング状板材の平面図である。

【図８】本発明の第４の実施例におけるスクロール圧縮
機のスラスト軸受け部に設けたリング状板材の平面図で
ある。

【図９】従来のスクロール圧縮機の縦断面図である。

【図１０】同従来例の要部縦断面図である。

【図１１】同従来例のスラスト軸受け部の平面図であ
る。

【符号の説明】

１密閉容器２圧縮機構２ａ固定スクロール２ｂ可動スクロール３、２５、３２、３７スラスト軸受４軸受部品８主軸受２６、３４スパイラル溝付き軸受け機構２７溝部２８、３１ランド部２９、３６テーパランド軸受け機構３０テーパ部３３、３５リング状板材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新宅秀信大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者中田秀樹大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号松下冷機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉容器の内部に、固定スクロールとこ
の固定スクロールに対して旋回運動する可動スクロール
を噛みあわせてなる圧縮機構と、前記可動スクロールを
支えるスラスト軸受と、軸受部品と、前記可動スクロー
ルの軸が勘合する偏芯軸受とを具備し、さらに前記可動
スクロールを旋回駆動させるクランク軸と、前記クラン
ク軸に取り付けた回転子と、前記密閉容器に取り付けら
れた固定子からなる電動機と、前記密閉容器の内部に潤
滑油を貯蔵する油だめとをそれぞれ設け、前記可動スク
ロールを支えるスラスト軸受面に、複数のスパイラル溝
付き軸受け機構もしくは複数のテーパランド軸受け機構
が形成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】密閉容器の内部に、固定スクロールとこ
の固定スクロールに対して旋回運動する可動スクロール
を噛みあわせてなる圧縮機構と、前記可動スクロールを
支えるスラスト軸受と、軸受部品と、前記可動スクロー
ルの軸が勘合する偏芯軸受とを具備し、さらに前記可動
スクロールを旋回駆動させるクランク軸と、前記クラン
ク軸に取り付けた回転子と、前記密閉容器に取り付けら
れた固定子からなる電動機と、前記密閉容器の内部に潤
滑油を貯蔵する油だめとをそれぞれ設け、前記可動スク
ロールを支えるスラスト軸受上に、複数のスパイラル溝
付き軸受け機構もしくは複数のテーパランド軸受け機構
を形成したリング状板材が設置されていることを特徴と
するスクロール圧縮機。
【請求項３】スパイラル溝付き軸受け機構の径は可動
スクロールの旋回径に実質上等しい請求項１もしくは２
記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】テーパランド軸受け機構の径が可動スク
ロールの旋回径に実質上等しくい請求項１もしくは２記
載のスクロール圧縮機。
【請求項５】リング状板材の材質が、前記可動スクロ
ールの材質および前記リング状板材を上面に設置する前
記スラスト軸受面の材質と異なっている請求項２記載の
スクロール圧縮機。