JPS63134887A - 密閉型スクロ−ル圧縮機の軸受装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は密閉型スクロール圧縮機の軸受装置に関する。

［従来の技術］ 密閉型スクロール圧縮機は密閉ハウジング内で固定スク
ロールに対してこれにかみ合う旋回スクロールをクラン
ク軸によって見掛上自転しないように旋回させ、両スク
ロールによシ形成される密閉空間内の流体にポング作用
をさせるものである。

この棟の密閉型スクロール圧縮機において、クランク軸
は旋回スクロールに係合するクランク部とフレームに支
承される帽部とで構成されている。

このクランク軸の支持構造は大略的にころがり軸受形式
のものと、すべり軸受形式のものとがある。

前者のころがシ掘受形式の例は、４？開昭６１−４８０
１号公報に口承されておシ、旋回スクロールに設は九す
ペシ軸受にクランク軸のクランク部を係合し、密閉ハウ
ジング内の架構（フレーム）に設けた２個のころがυ軸
受によってクランク軸の軸部を支承する構造となってい
る。また後者のすベシ軸受形式の例は、特開昭５７−７
６２０１号公報に開示されておυ、旋回スクロールに設
けた第１のすベシ軸受に、クランク軸のクランク部を係
合し、フレームに設けた第２のすベシ軸受および第３の
すベシ軸受によってクランク軸の軸部を支承する構造と
なっている。

［発明がｍ決しようとする問題点］ ころがり軸受支持形式においては、ころがシ軸受は正常
な条件で使用されても、軌道輪や転動体の転がシ面が繰
返し圧縮応力を受け、材料の疲れによって突然急に転が
９面にフレーキング（うろこ状の剥離）が発生し使用に
耐えなくなる。すなわち期用中に急に寿命が来るという
点に問題があった。

すベシ軸受支持形式に２いては、固定および旋［ａＭス
クロールによシ形成される密閉空間内の流体圧力の作用
により、クランク軸は第２および第３のすベシ軸受との
間に存在するすき間のｄｎ内で傾き、それぞれの軸受に
強く押し付けられる。

このため、クランク軸は各すべり軸受の端部で片当υを
生じて軸受損失が増加すると共に、この部分での油膜反
力が十分に得られず、各軸受の・摩耗および焼付きを生
じることがあった。また、このような片当り現象により
、すべり軸受とクランク軸との間の軸受すきまは楔状の
断面形状を呈°するため、密閉型のスクロール圧縮機に
おいては潤滑油中に混在している冷媒ガスが、前記楔状
の軸受すきま内に滞溜して、この軸受すきま部の＠滑油
の粘性を低下させ、前述と同様に各軸受の摩耗および焼
付きを起すことがあった。

本発明は上述の従来の問題点に鑑みてなされたもので、
クランク袖支承部の軸受を寿命が急に来ないすベシ軸受
とし、またクランク軸の軸受への片当シによって生じる
軸受損失の増加および軸受の摩耗、焼付きを防止するこ
とが出来る密閉型スクロール圧縮機の軸受装置を提供す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段」 上記目的は、密閉型スクロール圧縮機において、クラン
ク軸の軸部のうち、少くとも、旋回スクロールと係合す
るクランク部に近い方の部分を支承する軸受を、周方向
に分割された円弧軸受面をなす複数個の揺動可能な・や
ラドを備えたすベシ輔受とすることによって達成される
。

［作用］ 上記揺動可能なパッドを備えたすべり軸受によれば、該
軸受の中心からクランク軸の軸部の中心がずれると、そ
のパッドの円弧軸受面における油膜の圧力分布が偏るた
めパッドが揺動して油膜の圧力分布を対称的分布とする
ので、パッドはクランク軸の軸部の中心に向う押返し力
を発揮し、その結果、クランク軸の創部の中心が該すペ
シ軸受の中心にあるように保たれ、これにより、クラン
ク軸は傾くことが抑制され、軸受の片当りが防止される
。

「実施例」 第１図は、本発明の軸受装置の一例を備えた密閉型スク
ロール圧縮機を示すもので、第１図において、１は内部
にチャフ２１人を形成するハウジング、２は固定スクロ
ール、３は旋回スクロールである。固定スクロール２と
旋回スクロール３とは夫々円板状の鏡板４，５とこれに
一体的に直立して形成したりず巻状のラップ６．７とを
備え、これらのう、グ６，７を互に内側に向けてかみ合
されている。旋回スクロール３にはその下面側にすべり
軸受８が装着されている。このすべり軸受８にはクラン
ク軸９の軸部９ａの中心に対して偏心しているクランク
部９ｂが係合している。クランク軸９の軸部９ａの上部
はハウジング１に取付けられたフレーム１０に装着した
後述の複数個の分割円弧軸受からなるすベシ軸受１１に
よって、また下部はフレーム１０に装着したすベシ軸受
１２によって支持されている。

クランク軸９は電動機１３によって回転される。

このクランクｔｌｌｌ１９の回転により、旋回スクロー
ル３はオルダムリング１４とオルダムキー１５とによっ
て自転が阻止されながら固定スクロール２に対して旋回
運動をする。この運動によシ、吸入・！イｆ１６から吸
入した冷媒ガスは旋回スクロール３と固定スクロール２
との間の密閉空間で圧縮され、吐出口１７からチャンバ
ＩＡ内に放出され、図中矢印の経路を通って吐出パイプ
１８から吐出される。両スクロール２，３によシ閉じ込
められた流体の圧縮作用に起因する、旋回スクロール３
、すベシ軸受８およびクランク軸９のクランク部９ｂを
通してクランク軸の軸部９ａに作用する荷重は、＠記の
すペシ軸受１１およびすベシ軸受１２によって受は止め
られる。

クランク軸９内にはその上部に行くに従い軸部９ａの中
心に対して偏心量が大きくなる偏心給油路１９と帽部９
ａの中心に対して偏心した給油路１９Ａが設けられてい
る。この偏心給油路１９゜１９Ａはクランク軸９の回転
によシチャンパＩＡ底部の油を遠心ポンプ作用により吸
い上げて各軸受８ｔｌｌｔ１２に供給する。

各軸受８　、１１　’＃　１２への給油構造を第２図に
ついて説明する。この図において、旋回スクロール３の
すベシ軸受８への給油は次のように行われる。すなわち
、偏心給油路１９の遠心ポンプ作用によってチャンバＩ
Ａの底部の油を吸い上げてクランク＠９のクランク部９
ｂ上端とすベシ軸受８と旋回スクロール３とによって画
成された油室２０に導くと共に、偏心給油路１９に連通
ずる給油孔２１Ａを通してクランク軸９のクランク部９
ｂの外周面に軸方向に設けた給油溝２１に送る。この油
は油室２０に導かれた油と共にすベシ軸受８とクランク
部９ｂのすきまを通夛旋回スクロール３のすペシ軸受８
とクランク部９ｂとを潤滑する。

すベシ軸受８を潤滑した油はクランク軸９のクランク部
９ｂとバランスウェイト２２との接続部に設けた環状溝
２３を通ってすベシ軸受８の下部に一体に成形したスラ
スト軸受２４を潤滑したのち、フレーム１０と旋回スク
ロール３とで画成される中間室２５に排出される。

クランク軸９の軸部９ａを支持するすべυ軸受１１への
給油は、前記すペシ軸受１１の下端とすベシ軸受１２の
上端との中間位置に設けた給油部から行なう。すなわち
フレーム１０に装着し九プ、シュ２６の下部に円環状溝
２７を設け、偏心給油路１９によって吸い上げた油を、
偏心給油路１９に通じる給油孔２８を通して該円環状溝
２７に導き、ブツシュ２６と軸部９１とのすきまに通す
。また軸部９１の外周面において、上端がプツシ、２６
の上端よシ上方までのびる軸方向給油溝２９を設け、偏
心給油路１９によって吸い上げた油を、偏心給油路１９
に通じる給油孔３０を通して、該軸方向給油溝２９に導
く。円環状溝２７に供給された油はチャンバ下方の冷媒
がすベシ軸受１１側へ侵入することを防止するシール機
能を果たしている。このすべり軸受１１を潤滑した油は
中間室２５に排出される。ブツシュ２６に供給された油
の一部はブツシュ２６の下端から軸部９ａ、フレーム１
０、ブツシュ２６およびすベシ軸受１２によって画成さ
れる排油室３１に排出されたのち、フレーム１０に設け
た排油孔３２を通してチャンノｔＩＡ内に排出される。

前述した中間室２５に排出された油は旋回スクロール３
に設けられた細孔３３を通って両スクロール２．３のか
み合い部に排出される。細孔３３のため、中間室２５は
吐出圧力と吸入圧力との中間の圧力となる。したがって
、すベシ軸受１１と旋回スクロール３のすベシ軸受８へ
の給油は吐出圧力と中間圧力とによる差圧と、偏心給油
路１９の遠心ポンプ作用とによって行なわれる。

クランク軸９の軸部９ａを支持する下側のすべり軸受１
２への給油は、偏心給油路１９Ａによって吸い上げた油
を、偏心給油路１９Ａに通ずる給油孔３４およびこれに
通じ且つ軸部９ａの外周面において軸方向に設けた給油
溝３５に供給することによって行なわれる。このすベシ
軸受１２を潤滑した油はすべＣｍ受１２の上端から排油
室３１、排油孔３２を通ってチャンバＩＡに排出される
と共にすベシ軸受１２の下端からチャンバＩＡに排出さ
れる。

前述した軸方向の給油溝２１．２９．３５および給油孔
３０．３４はクランク軸９の半径方向に作用する流体圧
力の荷重に対してずれた位置に設けられている。

クランクａ９を電動機１３によシ回転させると、旋回ス
クロール３は固定スクロール２に付して旋回運動を行な
い、吸入ノ４？イブ１６から吸入した冷媒ガスを内部で
圧縮し、吐出バイア’１８から吐出する。このような圧
縮行程中において、両スクロール２．３によシ形成され
る密閉空間内の流体の圧力による荷重Ｐが第２図に示す
ように旋回スクロール３、すへｌ）軸受８を通してクラ
ンクシャフト９のクランク部９ｂに作用する。このため
、クランク軸９はすベク軸受１１とすベシ軸受１２内で
傾こうとする。この結果、すペシ軸受１１には荷重Ｆ３
が作用し、またすベシ軸受１２には荷重Ｆ４が作用する
。荷重の作用点を各軸受の中間点とし、荷重Ｐと荷重Ｆ
３の作用点間の距離をｔ３、荷重Ｆ１と荷重Ｆ４との作
用点間の距離ｔ４とすると、荷重Ｆ３　、Ｆ４は次式で
表わされる。

Ｆ’３−　（１＋−４ｉ）　ｐ ｔ４　　　　　　・・・・・・・・・　（１）Ｆ４−ノ
１Ｐ ｔ４　　　　　　　　°−°°゛°−°（２）上式から
明らかなように、クランク＠９の軸部９Ａの上部を支持
するすべり軸受１１に作用する荷重が最も大きい。

本発明実施例は、この軸受１１に以下に述べるような分
割・マッドを用いるすベシ軸受を用いるものである。

第３図（、）はすベシ軸受１１の一部断面図とした側面
図、同図（ｂ）はＡ−Ａ面で見た一部断面図とした平面
図である。すペシ軸受１１は周方向に分割された円弧軸
受面をなす複数個のノ々ツド１ｉａｒノ母ツド１１＆を
収納するリング状のがディｌｌｂ、ボディｌｌｂにネジ
１１・で締着されたリング状のサイドカバー１１６．／
母、ドをボディｌｌｂに支持するための止めネジ１１ｄ
１すベシ軸受１１の回シ止め用としてボディｌｌｂから
突出したビンｌｌｆから成る。パッドｌ１ｍはボディｌ
ｌｂおよびサイドカバーｌｉｅで形成された空間内に止
めネジ１１ｄにより装着されている。

ノ々、ド１１＆の外径ｒ２の中心Ｏ′はノ（ラドｌｌａ
の内径ｒ！の中心Ｏよシも外方にあるので、・やラドｌ
１ｍの両側にはボディｌｌｂに対して夫々隙間δがある
。またがディＩＪｂにネジ込まれたパッド止めネジｌｉ
ｄはパッドｌ１ｍに緩く係合している。これによジノマ
ッドｌｌａは図の矢印Ｂの如く止めネジｌｉｄとの係合
部を支点として揺動することができるようになっている
。

なお、すベシ軸受１１をフレーム１０へ装置した場合の
回シ止めとしては、前述のピンｌｌｆ。

代シにフレーム１０１Ｃがディｌｌｂを圧入するか又は
接着剤等によシ固定してもよい。

今、第４図の如く、すベシ軸受１１の中心０１からクラ
ンク軸９Ａの中心Ｏ！がずれた場合を考えるに、クラン
ク軸とパッドｌ１ｍの隙間は一様でなく、例えばパッド
■に注目してみると、第５図に示すように、左右の隙間
ｈｌ、ｈｌ’はｈｘ＜ｈｔ’となっている。従って、こ
の）や、ドとクランク軸との隙間に形成される油膜の圧
力分布は第５図点線で示すように隙間ｈｘ側の方が高く
なるように偏って分布する。このため、パッド■は矢印
のように支点ｂ′を中心としてクランク軸とパッドの隙
間が一様になるように揺動する。この結果、パッド面の
油膜の圧力は第６図の実線で示す如く、支点ｂ′および
クランク軸の中心０１に対して対称になるように分布す
る。他のパッド１１＆についても同様である。この結果
、各パッド面の油膜がクランク軸に及ぼす力はクランク
軸の中心０３に向くようになる。而して、クランク軸と
ノ母ツドとの隙間が小さい程、ノ臂、ド面の油膜圧力、
従り°て、それがクランク軸を押す力は大きい。よって
、第４図から明らかなように、ノ４．ドがクランク軸を
押し返す力は、クランク軸との隙間の最も小さいパッド
■のそれが最も大きく、クランク軸との隙間の最も大き
い■、■のそれが最も小さく、パッド■、■のそれはそ
の中間の大きさである。それ故にこれらの押返し力のベ
クトル和はクランク軸の中心０１をすべり軸受１１の中
心Ｏ１に向わせる方向に向く。これによシ、クランク軸
の中心はすベシ軸受１１の中心と＃ミぼ一致するように
保たれ、クランク軸の傾き、軸受の焼付を防ぐことがで
きる。クランク軸の中心０２がすベシ軸受の中心０１か
ら他の方向にずれた場合にも、そのずれを無くす方向に
押返し力が働くことは上記と同様である。

従来における旋回スクロールのすベシ軸受に作用する結
合圧力作用点とクランク部の上軸受への荷重作用点との
距離（前記ｔ３に相当する距離）をｔ！とし、前記クラ
ンク部の上軸受への荷重作用点と下軸受への荷重作用点
との距離（前記ｔ４に相当する距離）をｔ！とすると、
本発明実施例のすベシ軸受１１の軸受幅は従来の上側の
すベシ軸受よシ小さくすることができるので、ｔＳ＜Ｚ
ｌ。

例ではすベシ軸受１１に作用する荷重Ｆ３とナベυ軸受
１２に作用する荷重Ｆ４は小さくなる。この結果、軸受
損失を小さくすることができる。また、本発明実施例の
すべ）軸受１１の軸受すきまは、従来のクランク軸の軸
部における上側のすベシ軸受と軸部とのすきまより小さ
くすることができ、クランク軸の傾きを小さくすること
ができる結果、すベシ軸受８，１２の片当シによる軸受
損失を小さくすることができる。さらに、すベシ軸受１
１への給油部がスクロールで発生する流体圧力によって
傾動する軸部９ａの傾動中心部に配置されているので、
プツシ、２６と軸部９ａとの間で摩耗が発生しない。ま
たクランク軸９の傾きが小さく、すべり軸受８の片当シ
が小さくなるので、片当シによるすベシ軸受８の摩耗を
小さくするこ・とができる。このため、すベシ軸受１１
、すベシ軸受８から排出される油量が一定に保たれ、時
間の経過とともに排油量が増大し、バランスウエート１
０の攪拌損失が増大し、中間圧の増大による固定スクロ
ール２への旋回スクロール３の押付力が増大し、鏡板４
，５の摺動損失が増大することがない。チャンバＩＡの
底部の油には吐出ガス圧力により冷媒が溶は込んでおシ
、また油温は吐出ガス温度とほぼ等しい。ブツシュ２６
に供給された油は上方に行くに従い圧力が低下し中間圧
となるが、このとき油中の冷媒がガスとなって析出し、
潤滑油の油温か低下するとともに油中に溶は込んだ冷媒
の濃度が低下するため、すべり軸受１１に給油される油
の粘度は高くなシ、このため、すベシ軸受１１の油膜厚
さが大きくなシ、３つの軸受８ｅｌｌｔ１２の中で最も
大きな荷重が作用するすペシ軸受１１の摩耗を小さくす
ることができる。

また、すべり軸受１２に作用する荷重は３つの軸受８．
１１．１２の中で最も小さく摩耗も小さいので、クラン
ク軸９の傾きが時間の経過とともに大きくなるのを防止
することができる。また全て、すベシ軸受であることか
ら、ころがシ軸受のように急に寿命が来ることはない。

第７図は本発明の装置の他の実施例を示すもので、この
図において第１図および第２図と同符号のものは同一部
分である。この実施例は圧縮機の容量が大きくなシ旋回
スクロール３のすベシ軸受８に作用する荷重Ｐが大きく
、すベシ軸受８の摩耗によシ油量の増大の危険がある場
合に有効である。この実施例はクランク部９ｂと係合す
る旋回スクロール３の軸受にも前記すベシ軸受１１と同
一構造のすペシ軸受３６を装着したものである。

この軸受３６への給油は偏心給油路１９で行なわれる。

第２図および第７図に示す実施例においては、円環状溝
２７をブツシュ２６に設けたが、軸部９ａに設けてもよ
い。

また以上の実施例は、チャンバ内が高圧であシ、フレー
ム１０と旋回スクロール３との間に吐出圧力と吸入圧力
との中間の圧力を有する中間圧室２５を備えた密閉壓ス
クロール圧縮機とし、給油方式としてはクランク軸に設
けた偏心給油路による遠心ポンプ作用とチャンバ内の吐
出圧力と中間圧力とによる差圧給油を用いるものとして
説明したが、この他に、チャンバ内が低圧（吸入圧力）
のスクロール圧縮機の場合等にも、本構造の軸受装置は
適用可能である。この場合の給油は、クランク軸の偏心
給油路による遠心ポンプ作用とする。

［発明あ効果」 以上述べたように、本発明によれば、軸受はすペシ軸受
であるので、ころがシ軸受のように急に寿命が未ること
が避けられると共に、軸受荷重と軸受の片当シを減少さ
せることができ、またこのことによシ、旋回スクロール
部の軸受の摩耗を小さくでき、さらにすベシ軸受の給油
部を摩耗発生の少々い位置に設けることができるので、
常に軸受およびスクロールの鏡板部等の損失を小さくす
る効果があると共に軸受の摩耗、焼付きを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の軸受装置の一例を備えた密閉型スクロ
ール圧縮機の縦断面図、第２図は第１図中のクランク軸
まわ勺の構成を示した拡大縦断面図、第３図（ａ）　ｖ
　（ｂ）は本発明のすペシ軸受の一部断面とした側面図
およびｈ−Ａｙで見た一部断面とした平面図、第４図、
第５図、第６図は上記すペシ軸受の作用を説明するため
の図、第７図は本発明の軸受の一例を備えたスクロール
圧縮機のクランク軸まわシの構成を示し九拡大縦断面図
である。 １・・・ハウシング、　　　ＩＡ・・・チャンバ、２１
Ｈ＋固定スクロール、３…昶回スクロール、８・０．す
−１７軸受、　　　９・・・クランクシャフト、１０・
・・フレーム、　　　１１・・・すべ！り４６受、１２
・・・すベカ軸受、　　　１３・・・電動機、′１９１
１９Ａ・・・偏心給油路、　２５・・・中間呈、２６・
・・ブツシュ、２１Ａ、２８，３０ｔ３４・・・給油穴
、２１　、２９　、３５・・・給油溝、　　２７・・・
円環状溝、３６・・・すペシ軸受。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．密閉ハウジング内に、固定スクロール及びこれに噛
   み合う旋回スクロールからなる圧縮要素と旋回スクロー
   ルを駆動するためのクランク軸とを備え、該クランク軸
   のクランク部は旋回スクロールに設けた細受に嵌合し、
   該クランク軸の軸部の軸方向に隔った二部分は上記密閉
   ハウジングに取付けたフレームに固定された夫々の軸受
   で支承されている密閉型スクロール圧縮機において、上
   記クランク軸の軸部の上記二部分のうちの少くともクラ
   ンク部に近い方の部分を支承する軸受を、周方向に分割
   された円弧軸受面をなす複数個の揺動可能なパッドを備
   えたすべり軸受としたことを特徴とする密閉型スクロー
   ル圧縮機の軸受装置。
2. ２．クランク軸のクランク部の嵌合する旋回スクロール
   に設けた軸受をも上記と同じ構成のすべり軸受とした特
   許請求の範囲第１項記載の密閉型スクロール圧縮機の軸
   受装置。