JPWO2020157902A1 - すべり軸受構造及びスクロール圧縮機 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施の形態1に係るスクロール圧縮機100の断面構造の説明図である。図1に示される様に、スクロール圧縮機100は、台板1aの下面に渦巻状の突起が設けられた固定スクロール1と台板2aの上面に渦巻状の突起が設けられた揺動スクロール2とを組み合わせて形成されるスクロール圧縮機構60を備える。固定スクロール1の渦巻突起と揺動スクロール2の渦巻突起とが互いに組み合わされて圧縮室5が形成されている。
次にスクロール圧縮機100の動作について説明する。電動機9が駆動されると、ロータ9aとともに回転軸6が回転する。電動機9の駆動力は、回転軸6により揺動スクロール2に伝達される。揺動スクロール2は、オルダムリング10により自転を阻止されながら旋回運動を行う。これにより、揺動スクロール2と固定スクロール1とのそれぞれの渦巻状突起の組合せにより形成された圧縮室5は、次第に容積を減じながら中心側に移動する。冷媒吸入管13を経て吸入口3から圧縮室5に吸入された冷媒は、次第にその圧力を高め、吐出口4を経て冷媒吐出管14からスクロール圧縮機100外の冷媒配管へ圧送される。
図3は、実施の形態1に係るスクロール圧縮機100のすべり軸受構造50の断面の説明図である。図3においては、すべり軸受構造50に形成される溝20は、省略されている。つまり、図3は、すべり軸受15に相対する回転軸6の外周面に溝20が形成されていないすべり軸受構造50を示している。径方向変動荷重Wが回転軸6に作用した際、径方向変動荷重Wにより、回転軸6は、その軸心をすべり軸受15の軸心から偏心した状態で回転する。回転軸6とすべり軸受15とに挟まれた領域は、径方向給油出口7c又は給油出口7dを通じてすべり軸受15に供給された冷凍機油で満たされ、油膜18を形成している。ここで、回転軸6の偏心により回転方向に向かって周方向の流路がくさび状に次第に狭くなる領域を、くさび領域18aと称する。また、くさび領域18aとは逆に回転方向に向かって周方向の流路が逆くさび状に次第に広がる領域を、逆くさび領域18bと称する。くさび領域18aでは、冷凍機油が回転軸6の回転によって狭い領域に引込まれるため、油膜圧力19が発生する。径方向変動荷重Wと釣合うだけの油膜圧力19が生じると、回転軸6とすべり軸受15とは、油膜18によって隔てられ、直接接触しない状態で回転する。
以上の説明においては、回転軸6の軸方向に延びる溝20の形状として、直線状で均一な幅の2つの流路をすべり軸受15の軸方向長さの中心に対して対称に配置し、屈曲部21で合流するように配置した例を示した。だが、溝20の形状は、この形態だけに限定されるものではなく、屈曲部21を挟む流路が回転軸6の回転方向に対して軸方向両端から周方向に後退するように構成されていればよい。
実施の形態2に係るスクロール圧縮機100のすべり軸受構造250は、実施の形態1に係るすべり軸受構造50に対し、回転軸6の軸方向の両端部に周方向給油溝30を追加したものである。実施の形態2においては、実施の形態1に対する変更点を中心に説明する。
実施の形態3に係るスクロール圧縮機100のすべり軸受構造350は、実施の形態2に係るすべり軸受構造250に対し、回転軸6の外周面の領域Qに軸方向給油溝40を追加したものである。実施の形態3においては、実施の形態1及び実施の形態2に対する変更点を中心に説明する。
溝、20a 溝、20b 溝、20c 溝、20d 溝、21 屈曲部、21a 屈曲部、21c 屈曲部、22 前側端部、23 斜面、24 斜面、25 後側端部、26
底面、30 周方向給油溝、40 軸方向給油溝、41 屈曲部、50 すべり軸受構造、50a すべり軸受構造、50b すべり軸受構造、60 スクロール圧縮機構、100 スクロール圧縮機、250 すべり軸受構造、350 すべり軸受構造、L0 作用線、L1 仮想線、P 領域、Q 領域、W 径方向変動荷重、β 角度、θ 角度。
Claims (14)
- スクロール圧縮機の揺動スクロールを駆動する回転軸と、
前記回転軸の径方向変動荷重を支持するすべり軸受と、を備え、
前記回転軸は、
前記すべり軸受に相対する外周面に軸方向に延びる溝を備え、
前記溝は、
ポンピング作用を生じるように形成され、
前記回転軸の前記外周面は、
前記外周面において周方向の所定の角度範囲で設定される領域Pと、
前記領域P以外の前記外周面の領域Qと、を備え、
前記領域Pにおける前記外周面の面積に対する前記溝が占める割合は、
前記領域Qにおける前記外周面の面積に対する前記溝が占める割合よりも大きい、すべり軸受構造。 - 前記領域Qは、
前記溝が形成されていない、請求項1に記載のすべり軸受構造。 - 前記溝の軸方向の両端部は、
当該溝の中央部よりも前記回転軸の周方向において回転方向側に位置する、請求項1又は2に記載のすべり軸受構造。 - 前記溝は、
前記回転軸の回転方向に開いたV字状である、請求項3に記載のすべり軸受構造。 - 前記回転軸の中心を起点とした径方向変動荷重の作用線が前記回転軸の前記外周面と交差する周方向位置を0°位置とし、前記回転軸の回転方向と逆向きに角度θをとるとき、
前記領域Pは、
0°からθまでの角度範囲に設けられ、
前記領域Pに設けられた前記溝は、
前記回転軸の軸方向に平行な仮想線L1と成す角度の鋭角成分を角度βとすると、
前記角度θがとり得る値の範囲と前記角度βがとり得る値の範囲との組合せは、
40°<θ<270°と40°<β<65°との組合せ、
30°<θ<250°と25°<β<60°との組合せ、
又は70°<θ<220°と15°<β<65°との組合せのうち何れかの組合せから選択され、
前記角度θと前記角度βとは、
選択した組合せの範囲を満たす角度に設定される、請求項1〜4の何れか1項に記載のすべり軸受構造。 - 前記溝の底面は、
深さが前記回転軸の回転方向と逆方向に向かって増大するように形成された、請求項1〜5の何れか1項に記載のすべり軸受構造。 - 前記溝の底面は、
斜面である、請求項6に記載のすべり軸受構造。 - 前記溝は、
前記回転軸の回転方向において前側に位置する前側端部と、前記回転軸の回転方向において後側に位置する後側端部と、
前記前側端部から前記後側端部に向かうに従い深くなる第1斜面と、
前記第1斜面と接続し、前記後側端部に向かうに従い浅くなる第2斜面と、を備え、
前記第1斜面は、
前記第2斜面よりも勾配が小さい、請求項1〜5の何れか1項に記載のすべり軸受構造。 - 前記回転軸の軸方向に貫通した軸方向給油孔と、
前記軸方向給油孔に接続され、前記回転軸の前記外周面の前記領域Qに開口した径方向給油出口と、を備える、請求項1〜8の何れか1項に記載のすべり軸受構造。 - 前記回転軸は、
前記すべり軸受に相対する領域の外の前記外周面に周方向に延びる周方向給油溝を備え、
前記周方向給油溝は、
前記溝の軸方向両端部に接続している、請求項1〜8の何れか1項に記載のすべり軸受構造。 - 前記回転軸は、
前記領域Qに軸方向に延びる軸方向給油溝を更に備え、
前記軸方向給油溝は、
前記周方向給油溝と軸方向両端部において接続している、請求項10に記載のすべり軸受構造。 - 前記回転軸の軸方向に貫通した軸方向給油孔と、
前記軸方向給油孔に接続され、前記回転軸の前記外周面の前記領域Qに開口した径方向給油出口と、を備える、請求項11に記載のすべり軸受構造。 - 前記軸方向給油溝は、
前記回転軸の回転方向逆向きに開いたV字状であり、軸方向の中央部に屈曲部を有し、
前記軸方向給油溝は、
軸方向の中央部において前記径方向給油出口と接続する、請求項12に記載のすべり軸受構造。 - 請求項1〜13の何れか1項に記載されているすべり軸受構造を備える、スクロール圧縮機。
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