JPS62153590A

JPS62153590A - 回転式圧縮機

Info

Publication number: JPS62153590A
Application number: JP29311485A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kubo; 雅裕久保
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1987-07-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、軸受部にすべり軸受を使用した回転式圧縮機
に係わり、特に油溝の改良をはかった回転圧縮機構〔発明の技術的背頻とその問題点〕従来より、ガスを吸入、圧縮及び吐出する圧縮機として
は、回転式の圧縮機（湾と、これを駆動するモータとを
回転軸で連結し、容器の内部に一体的に組込んだものが
知られている。この種の回転式圧縮機は、小形化が容易
であることから、冷蔵庫や空気調和機等に広く使用され
ている。近年、この種の回転式圧縮機を可変速度制すロ
して用いることが多く行われるようになり、これに伴っ
て回転式圧縮機の回転性能の向上化が要求されろように
なっている。

回転式圧縮機の回転性能を向上させるうえで最も留意す
べき点は、振動の低減化と軸受部の耐久性である。振動
の低減化に対しては、回転軸に偏心固定されたピストン
の回転不釣合いを相殺するためのバランサを回転軸に固
定することが成されている。また、軸受部の耐久性に関
しては、軸受部に、玉軸受よりも耐久性に優れたすべり
軸受を使用することが行われている。すべら軸受は回転
軸と軸受との間に油膜を介在させ、この油膜圧力によっ
て上記回転軸を支持するものであり、例えば回転軸の外
周面等に軸方向に伸びる油溝を形成し、この油溝を介し
て軸受と回転軸との間に注油された潤滑油を軸受面全体
に移動させるようにしている。

ところが、回転式圧縮機にすべり軸受を使用すると、回
転軸の撮れ回りが比較的大きいため、すべり軸受と回転
軸との接触を回避することが困難であり、これに起因し
て運転効率が低下したり、最悪の場合にはすべり軸受の
損傷をもたらすと云う問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、そ
の目的とするところは、すべり軸受を使用した回転式圧
縮機において、軸受の耐久性及び回転効率の向上をはか
り１ｑる回転式圧縮間を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明者等は、すべり軸受と回転軸とが接触する主要な
要因を調査した結果、次のような結論を見出だした。

即ち、回転式圧縮機では、その構造上すべり軸受の内部
における回転軸の振れ回りを完全に無くすことは不可能
である。回転軸の変形モードは、回転軸に固定したバラ
ンサの位置等によって異なってくるものであり、回転軸
の回転角によって変動するガス圧縮荷重やバランサの遠
心力等に起因しているものと考えられる。従って、回転
軸は、特定の領域では軸受に近接し、他の領域では軸受
から離間する。回転軸とすべり軸受とが近接する領域で
は油膜圧力が高くないと両者の接触をもたらす。ところ
が、従来は回転軸とすべり軸受とが近接する領域に油溝
が位置することがあり、この油溝によって油膜圧力の低
下を生じていた。このために両者が接触すると云う不具
合を生じていたのである。かかる問題は、特に回転圧縮
機構とモータとの間に配置されたすべり軸受の軸受面の
圧縮機構側端部において発生する。

本発明は、このような事実を基礎としてなされており、
回転軸と、この回転軸の一端側外周に回転部が偏心状態
に固定されてガスを吸入及び圧縮する回転圧縮機構と、
前記回転軸の他端側外周にロータが固定されて上記回転
圧８１ｍｍに回転動力を与えるモータと、前記回転圧縮
機構の両端位置において前記回転軸を支持する一対のす
べり軸受と、前記ロータの両端に設けられて回転部分全
体の不釣合い吊を補正する一対のバランサと、前記回転
軸の外周面若しくは前記すべり軸受の内周部に形成され
上記すべり軸受と回転軸との間に供給された潤滑油を上
記すべり軸受の軸受面全体に移動させる油溝とを備えて
なる回転式圧縮機において、前記回転圧縮機構と前記モ
ータとの間に配置されたすべり軸受に形成された油溝は
、該すべり軸受の軸受面の前記圧縮機構側の端部におけ
る位置が、前記シリンダを２分するブレードの位置に対
応する該すべり゛軸受の周方向位置を基準として前記回
転軸の回転する向きに一８０°〜１０°回転させた範囲
に設定されたものであることを特徴としている。

また本発明は、上記の回転圧縮機構前記回転圧縮ＩＩＩ構と前記モータとの間に配置された
すべり軸受に対向する前記回転軸の外周面に形成された
油溝は、該すべり軸受の軸受部の前記圧縮機構側の端部
における位置が、該回転軸の偏心部の中心に対応する周
方向位置を基準として該回転軸の回転する向きに一４５
°〜１３５°回転させた範囲に設定されたものであるこ
とを特徴としている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、回転軸とすべり軸受との間に形成され
た油膜の軸受面端部における高圧領域に油溝が位置しな
い構造となっているので、回転軸とすべり軸受とが最も
近接する部分での油膜圧力の生成を妨げることがなく、
軸受負荷能力が低下するのを防止することができる。し
かも、この発明によれば、軸受面端部における油膜の低
圧領域に油溝が位置するため、潤滑油の油溝への流入が
スムーズに行われ、軸受面に潤滑油を円滑に供給するこ
とができる。

従って本発明によれば、回転効率の向上をはかり得ると
共に、軸受部の耐久性の向上をはかることができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図は本発明の一実施例に係わる回転式圧縮機の概略
構成を示す縦断面図である。この圧縮機は、両端部を閉
塞した円筒状容器１の内部に、回転圧縮機構２と、これ
を駆動するためのモータ３とを回転軸４で同軸的に連結
して一体配置して構成されている。

回転圧縮機Ｍ４２は、容器１の内周面に固定され中央部
に円柱状の空間を有したシリンダ１１と、空間内に位置
する回転軸４の偏心部４ａに外装された環状のピストン
１２と、上記偏心部４ａの両端部を回転自在に支持する
と共に上記空間を閉室するフランジ部１３ａ、１４ａを
それぞれ備えた２つのすべり軸受１３．１４とで圧縮ｖ
１５を形成する。この圧縮室１５は、第２図に示す如く
、シリンダ１１内に突出し該シリンダ１１の径方向に往
復動すると共に、その先端部がピストン１２の外周部に
摺設するブレード１６によって２分されている。

モータ３は、容器１の内周面に固定されたステータ２１
と、このステータ２１に対して回転自在に装着されたロ
ータ２２とで構成されている。上記ロータ２２は回転軸
４によって支持されている。

ロータ２２の端部には、回転＠４の偏心部４ａの回転不
釣合いを修正するためのバランサ２７゜２８がそれぞれ
付加されている。

回転圧縮機構２とモータ３とはヤング率１５０ＧＰａ以
上の素材、例えばヤング率が１６５ＧＰａの球状黒鉛鋳
鉄（ＦＣＤ材）によって形成された回転軸４で連結され
ている。〇−タ２２の下端面及び上端面に取付けられた
バランサ２７゜２８は、次に述べるｆｆ１Ｕｒ　、Ｕ２
に設定されている。即ち、今、ピストン部分の不釣合い
白をＬＩＯとし、ピストン１２の中心からバランサ２８
の中心までの距離をＬｌとし、同じくビス！・ン１２の
中心からバランサ２７の中心までの距離をＬ２としたと
き、Ｕｌ、Ｕ２はそれぞれＵｓ　−Ｌｌａ　　−１２／　（Ｌ２−Ｌｔ　）Ｕ２　
−０．８　　Ｕ　ロ　　・　Ｌｔ　　／　　（Ｌ２　−
Ｌｘ　　）に設定されている。上式から判るように、Ｕ
２は静バラン鴬を実現する値よりも小さい値に設定され
ている。

なお、シリンダ１１の側面には、容器１を貫通して図示
しない配管系から圧縮ｖ１５の内部にガスを導入するた
めの吸入管２３が挿設されている。

また、圧縮室１５を形成するすべり軸受１４のプランジ
部１４ａには、圧縮室１５の内部で圧縮されたガスを圧
縮室１５の外部に排出するための吐出口２４と吐出弁２
５とが設けられている。また、容器１のモータ３側端面
には、圧縮室１５の内部で圧縮されたガスを図示しない
配管系に吐出するための吐出管２６が挿設されている。

次に、本実施例の要旨となる軸受部の注油系統の構成に
つき説明する。

回転軸４は、圧縮機構側端部に設けた吸入口３１を介し
て容器１の底部と連通する中空部３２を有している。こ
の中空部３２は、圧縮Ｒｊｌ側を大径とする。この大径
の中空部３２には、回転羽根３３が装着されている。回
転羽根３３は、板状体を回転方向に１８０°ねじって形
成されたものであり、容器１の底部に収容された潤滑油
を回転軸４の回転に伴って、上記回転軸４の中空部３２
にかきあげする機能を有している。また、回転軸゛　４
は、上記中空部３２と回転＠４の外周面とを連通ずる２
つの注油孔３４．３５を有している。注油孔３４．３５
は、それぞれすべり軸受１３゜１４の各軸受面のシリン
ダ側端部に向けて開口されている。

すべり軸受１４は、第３図にも示すように、軸受面Ｒの
圧縮機構側端部、つまり前記注油孔３５に対応する軸方
向位置に周方向に伸びる環状溝４３を形成すると共に、
後述するような油溝４４を設けている。即ち、この油溝
４４は、ブレード１６が設けられている向きを基準とし
、回転軸４の回転する向き（図中太線矢印）を正とする
回転座標系を考えた時、軸受面Ｒの圧縮機構側端部にお
いて一１０°の位置を始点とし、同反対側の端部におい
て１００°の位置を終点とする如く形成されている。ま
た、図には示さないが、すべり軸受１３にもすべり軸受
１４と同様に、環状溝４１及び油溝４２等が形成されて
いる。

次に、このように構成された本実施例の作用について説
明する。

モータ３を駆動して回転圧縮機構２を作動させ、吸入管
２３から圧１ｉ１’Ｊ１５の内部にガスＰを導入すると
、上記ガスＰは圧縮室１５内のピストン１２の偏心回転
運動によって圧縮される。圧縮されたガスＰは、吐出孔
２４及び吐出弁２５を介して容器１の内部に吐出される
。そしてこのガスＰは、容器１の内部から吐出管２６を
介して図示しない配管系に排出される。

このとき、すべり軸受１３．１４と回転軸との間の潤滑
は次のようにして行われる。即ち、容器１の底部に収容
された潤滑油は、吸入孔３１を介して回転＠４の中空部
３２に導入される。導入された潤滑油は、回転羽根３３
の回転に伴って回転し、これによる遠心力で各注入孔３
４．３５を介して前記すべり軸受１３．１４の環状溝４
１゜４３に供給される。すべり軸受１３．１４には、回
転軸４が回転する向きに進行するような油溝４２．４４
が設けられているので、環状溝４１゜４３に潤滑油が供
給されると、回転軸４とすべり軸受１３．１４との間の
相対運動によって、潤滑油は油溝４２．４４内をそれぞ
れ圧縮室１５から遠ざかる向きに移動する。従って、軸
受面全体に注油することができ、回転軸４とすべり軸受
１３゜１４との間に環状の油膜が形成される。

ところで、２つのバランサ２７．２８と偏心部４ａとは
、第４図（ａ）に示す関係にあるので、モータ３を高速
に回転させると、回転軸４は概ね同図（ｂ）に示すよう
な変形モードを呈する。このため、ガス圧力とアンバラ
ンス力との相乗作用により、すべり軸受１４の圧縮機構
側端部で軸受に作用する力は、第５図のようになる。こ
の作用を受けて回転軸４は軸受内で運動するが、回転軸
４の回転する向きに油膜圧力は高まるので、航速した座
標系において、すべり軸受１４の下部では概ｆ２−８０
°〜１ｏ°　（図中斜線で示す）の範囲が、油膜の低圧
領域となる。本実施例ではすべり軸受１４の圧縮機構側
端部における油溝４４の位置が一１０’に設定されてい
るので、曲溝４４は低圧領域に位置することになる。

従って、この実施例によれば、特に回転軸４とすべり軸
受１４との間の片当りを生じ易い軸受面喘部において、
油膜圧力の生成が阻害されることがないので、回転軸４
とすべり軸受１４との接触を防止できる。また、油溝４
４の存在する部分では、回転軸４が１回転する間、殆ど
油膜の圧力は負圧となり、正圧になる場合にも高圧力に
なならず、これによって油溝４４内での潤滑油の流動が
円滑に行われるようになる。

また、この実施例のようにすべり軸受１４のシリンダ側
端部に注油孔３５と対向する環状溝４３を設けることに
より、注油性能の向上をはかることもできる。また、回
転軸のヤング率を１５０ＧＰａとしていること、ロータ
２２の上端のバランサ２７を静バランスよりも小さくし
ているので、すべり軸受１４のモータ側に加わる荷珀は
非常に小さくなるが、この部位における油溝４４の位置
を、前記座標系の１０°〜１９０°の鞭囲内に設定すれ
ばより信頼性、効率が高まる。

第６図は他の実施例の要部構成を示す斜視図である。

この実施例が先に説明した実施例と異なる点は、前記す
べり軸受１３．１４に油溝を設ける代りに、回転軸４に
油溝を設けたことにある。即ち、回転軸４の外周面には
、前記すべり軸受１３に対向する位置に油溝４２′、前
記すべり軸受１４に対向する位置に油溝４４′がそれぞ
れ形成されている。

ここで、油溝４４′は、すべり軸受１４の軸受面の前記
圧縮ｍ横側の端部における位置が、回転軸４の偏心部４
ａの中心に対応する周方向位置を基準として該回転軸４
の回転する向きに一２０°回転させた点に設定されてい
る。ざらに、油溝４４′のすべり軸受１４のモータ側端
部における位置は、回転軸４の偏心部４ａの中心に対応
する周方向位置を基準として回転軸４の回転する向きに
２００’回転させた点に設定されている。

このような構成においては、前記第４図（ｂ）と同様の
変形モードを有するとすると、ガス圧力とアンバランス
力との相乗作用により、回転軸４の圧縮機構側端部に作
用する力は、第７図のようになる。この作用を受けて回
転軸４は軸受内で運動するが、回転軸４の回転する向き
に油膜圧力は高まるので、前述した回転軸４の座標系に
おいて、回転ｅ４４の下部では概ね一４５°〜１３５６
の範囲（図中斜線で示す）が、油膜の低圧領域となる。

本実施例では、回転軸４の圧縮ｍ構側端部における油溝
４４′の位置が一２０°に設定されているので、油溝４
４′の位置が低圧領域に位置することになる。

従って、本実施例によれば、特に回転軸４とすべり軸受
１４との片当りを生じ易い軸受両端部において、油膜圧
力の生成が阻害されることがない。

このため、先の実施例と開襟の効果が得られる。

また、先の実施例と同様にバランサ２７を静バランスよ
りも小さくしているので、回転軸４のモータ側に加わる
荷重は非常に小さくなるが、この部位での油溝４４′の
位置を１８０°〜３６０°の範囲に設定すれば、より信
頼性・効率の向上をはかり得る。

なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施
することができる。例えば、前記回転圧縮機構とモータ
との間に配置されたすべり軸受に形成された油溝の圧縮
機側端部の位置は、前記シリンダを２分するブレードの
位置に対応する該すべり軸受の周方向を基準として回転
軸の回転する向きに一１０°回転させた位置に限るもの
ではなく、−８０°〜１０°の回転させた範囲に設定さ
れたものであればよい。また、前記回転軸の外周面に形
成された油溝の前記圧縮機構側の端部における位置は、
回転軸の偏心部の中心に対応する周方向位置を基準とし
て該回転軸の回転する向きに−２０”回転させた位置に
限るものではなく、−４５°〜１３５°回転させた紹囲
に設定されたものであればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図はそれぞれ本発明の一実論例に係わる
回転式圧縮機を説明するためのもので第１図は全体構成
を示Ｖ縦断面図、第２図は圧縮至周辺の構成を示す横断
面図、第３図はすべり軸受を一部切欠して示す斜視図、
第４図は変形モードを示す模式図、第５図はすべり軸受
に加わる荷重の軌跡を示す模式図、第６図及び第７図は
それぞれ曲の実施例を説明するためのもので第６図は要
部構成を示す斜視図、第７図は回転軸に加わる荷重の軌
跡を示す模式図である。１・・・容器、２・・・回転圧縮機構、３・・・モータ
、４・・・回転軸、１１・・・シリンダ、１２・・・ピ
ストン、１３．１４・・・すべり軸受、３４．３５・・
・注油孔、４１．４３・・・環状溝、４２，４４．４２
’　。４４′・・・油溝。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図（ａ）　　　　　　　　　　　　　（ｂ）第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転軸と、この回転軸の一端側外周に回転部が偏
心状態に固定されてガスを吸入及び圧縮する回転圧縮機
構と、前記回転軸の他端側外周にロータが固定されて上
記回転圧縮機構に回転動力を与えるモータと、前記回転
圧縮機構の両端位置において前記回転軸を支持する一対
のすべり軸受と、前記ロータの両端に設けられて回転部
分全体の不釣合い量を補正する一対のバランサと、前記
回転軸の外周面若しくは前記すべり軸受の内周面に形成
され上記すべり軸受と回転軸との間に供給された潤滑油
を上記すべり軸受の軸受面全体に移動させる油溝とを備
えてなる回転式圧縮機において、前記回転圧縮機構と前
記モータとの間に配置されたすべり軸受に形成された油
溝は、該すべり軸受の軸受面の前記圧縮機構側の端部に
おける位置が、前記シリンダを２分するブレードの位置
に対応する該すべり軸受の周方向位置を基準として前記
回転軸の回転する向きに−８０°〜１０°回転させた範
囲に設定されたものであることを特徴とする回転式圧縮
機。
（２）前記回転軸は、ヤング率が１５０ＧＰａ以上の素
材で形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の回転式圧縮機。
（３）前記回転軸は、球状黒鉛鋳鉄で形成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転式圧縮
機。
（４）前記回転軸は、中空部と、この中空部に導入され
た潤滑油を前記すべり軸受と回転軸との間に供給する注
油孔とを備えていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の回転式圧縮機。
（５）前記すべり軸受は、前記注油孔の対向する内周面
に周方向に伸びる溝を形成してなるものであることを特
徴とする特許請求の範囲第４項記載の回転式圧縮機。
（６）前記回転軸は、外周面の前記注油孔を有する部分
に周方向に伸びる溝を形成してなるものであることを特
徴とする特許請求の範囲第４項記載の回転式圧縮機。
（７）前記一対のバランサのうち、少なくとも前記回転
圧縮機構から遠い方に位置するバランサの補正量は、静
バランスを実現する値より小さい値に設定されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転式圧縮
機。
（８）前記回転圧縮機構と前記モータとの間に配置され
たすべり軸受に形成された油溝の前記モータ側の端部に
おける位置が、前記シリンダを２分するブレードの位置
に対応する該すべり軸受の周方向位置を基準として前記
回転軸の回転する向きに１０°〜１９０°回転させた範
囲に設定されたものであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の回転式圧縮機。
（９）回転軸と、この回転軸の一端側外周に回転部が偏
心状態に固定されてガスを吸入及び圧縮する回転圧縮機
構と、前記回転軸の他端側外周にロータが固定されて上
記回転圧縮機構に回転動力を与えるモータと、前記回転
圧縮機構の両端位置において前記回転軸を支持する一対
のすべり軸受と、前記ロータの両端に設けられて回転部
分全体の不釣合い量を補正する一対のバランサと、前記
回転軸の外周面若しくは前記すべり軸受の内周面に形成
され上記すべり軸受と回転軸との間に供給された潤滑油
を上記すべり軸受の軸受面全体に移動させる油溝とを備
えてなる回転式圧縮機において、前記圧縮機構と前記モ
ータとの間に配置されたすべり軸受に対向する前記回転
軸の外周面に形成された油溝は、該すべり軸受の軸受面
の前記圧縮機構側の端部における位置が、前記回転軸の
偏心部の中心に対応する周方向位置を基準として該回転
軸の回転する向きに−４５°〜１３５°回転させた範囲
に設定されたものであることを特徴とする回転式圧縮機
。
（１０）前記回転軸は、ヤング率が１５０ＧＰａ以上の
素材で形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
第９項記載の回転式圧縮機。
（１１）前記回転軸は、球状黒鉛鋳鉄で形成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の回転式圧
縮機。
（１２）前記回転軸は、中空部と、この中空部に導入さ
れた潤滑油を前記すべり軸受と回転軸との間に供給する
注油孔とを備えていることを特徴とする特許請求の範囲
第９項記載の回転式圧縮機。
（１３）前記すべり軸受は、前記注油孔に対向する内周
面に周方向に伸びる溝を形成してなるものであることを
特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の回転式圧縮機
。
（１４）前記回転軸は、外周面の前記注油孔を有する部
分に周方向に伸びる溝を形成してなるものであることを
特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の回転式圧縮機
。
（１５）前記一対のバランサのうち、少なくとも前記回
転圧縮機構から遠い方に位置するバランサの補正量は、
静バランスを実現する値より小さい値に設定されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の回転式圧
縮機。
（１６）前記回転軸に形成された油溝の前記回転圧縮機
構とモータとの間に配置されたすべり軸受の前記モータ
側端部における位置が、該回転軸の偏心部の中心に対応
する周方向位置を基準として該回転軸の回転する向きに
１８０°〜３６０°回転させた範囲に設定されたもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の回転
式圧縮機。