JP2013170540A - Scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スラスト滑り軸受を有するスクロール圧縮機に関する。 The present invention relates to a scroll compressor having a thrust slide bearing.
よく知られているように、スクロール圧縮機は、ハウジングに固定された固定スクロールと、この固定スクロールに対向配置されて旋回する旋回スクロールとを有しており、これら固定及び旋回スクロールによって流体を圧縮する。旋回スクロールは、その背面側に作用する圧力と、圧縮された流体の圧力との圧力差に基づくスラスト力を受けるので、このスラスト力をスラスト軸受により支持する必要がある。スクロール圧縮機に用いられるスラスト軸受としては、旋回スクロールの公転運動への対応の容易さ等の理由により転がり軸受よりも滑り軸受が多く用いられている。また、スラスト滑り軸受に対する潤滑油の給油方式として、圧縮機の作動により生じる圧力差を利用した給油方式が多く用いられている。また、一般的にスラスト滑り軸受は、部分当たりの発生を回避するため、平坦面同士で摺動される。 As is well known, a scroll compressor has a fixed scroll fixed to a housing and a orbiting scroll that is disposed opposite to the fixed scroll and revolves. The fluid is compressed by the fixed and orbiting scroll. To do. Since the orbiting scroll receives a thrust force based on a pressure difference between the pressure acting on the back surface side thereof and the pressure of the compressed fluid, it is necessary to support this thrust force by a thrust bearing. As a thrust bearing used in a scroll compressor, a sliding bearing is more often used than a rolling bearing because of the ease of dealing with the orbiting scroll's revolving motion. Further, as a lubrication oil supply system for the thrust slide bearing, an oil supply system using a pressure difference generated by the operation of a compressor is often used. In general, thrust sliding bearings are slid between flat surfaces to avoid occurrence of per-portion.
前述の圧力差を利用した給油方式の場合、圧縮機の運転初期には給油に必要な圧力が得られないので、この間のスラスト軸受の摺動面の早い摩耗あるいは焼き付き発生という問題を克服する必要がある。特に、冷媒として二酸化炭素が用いられる場合はスラスト荷重が高まるので前述した問題が起き易かった。 In the case of the oil supply method using the pressure difference described above, the pressure required for oil supply cannot be obtained in the initial stage of compressor operation, so it is necessary to overcome the problem of rapid wear or seizure of the sliding surface of the thrust bearing during this period There is. In particular, when carbon dioxide is used as the refrigerant, the above-described problem is likely to occur because the thrust load increases.
前述した問題の発生を防ぐために、スラスト滑り軸受の摺動面に種々の工夫を施して油膜の形成を促進する構造が提案されてきた。例えば特許文献1に記載されたスラスト滑り軸受は、その摺動板の摺動面に多数の環状溝及び放射状溝、あるいは多数の島状の受圧部を備えている。
In order to prevent the above-described problems from occurring, various structures have been proposed to promote the formation of the oil film by variously contriving the sliding surface of the thrust sliding bearing. For example, a thrust sliding bearing described in
特許文献1に示されたスラスト滑り軸受は、油膜の形成が促進される良好な潤滑性能を示したが、オイルの供給圧力が十分に高まらない運転初期の潤滑性能をさらに高めること、及び冷凍回路を早期に安定させることがシステム総合効率の面から望まれていた。また、特許文献1に示されたスラスト滑り軸受は、それに溝を形成する必要があること、及び変形しにくい剛性の高いものとする必要が有ることから厚さの厚いスペースを要するものであった。
The thrust slide bearing disclosed in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、運転初期においても高い潤滑性を有する比較的単純な構成のスラスト滑り軸受を備えるスクロール圧縮機を提供し、冷凍回路システムの総合効率を高めることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a scroll compressor including a thrust slide bearing having a relatively simple configuration having high lubricity even in the initial stage of operation, and improves the overall efficiency of the refrigeration circuit system. With the goal.
前述の課題を解決するために、本発明は、スクロール圧縮機構部(3)を具備するスクロール圧縮機であって、スクロール圧縮機構部(3)が旋回スクロール(34)と、旋回スクロール(34)からのスラスト荷重を支持するスラスト滑り軸受(40)と、を備えており、スラスト滑り軸受(40)が、互いに接して摺動する摺動面(41s,42s)をそれぞれ有する第1摺動板(41)及び第2摺動板(42)を備えており、第1摺動板(41)及び第2摺動板(42)の各々が、全体として凸面の摺動面(41s,42s)を有する弾性部材として形成されて、旋回スクロール(34)に対してスラスト荷重とは反対向きの軸方向の付勢力を作用するが、スラスト荷重を受けたときに凸面が平面に近づく方向に変形するスクロール圧縮機を提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a scroll compressor including a scroll compression mechanism (3), wherein the scroll compression mechanism (3) includes a turning scroll (34) and a turning scroll (34). A first sliding plate having a sliding surface (41s, 42s) on which the thrust sliding bearing (40) slides in contact with each other. (41) and a second sliding plate (42), each of the first sliding plate (41) and the second sliding plate (42) is a convex sliding surface (41s, 42s) as a whole. The urging force is applied to the orbiting scroll (34) in the axial direction opposite to the thrust load, but when the thrust load is received, the convex surface is deformed in a direction approaching a flat surface. Scroll pressure To provide a machine.
このように、スラスト軸受(40)の第1及び第2摺動板(41,42)は、それらの摺動面(41s,42s)が共に凸面を有する弾性部材として形成されて、旋回スクロール(34)に対して軸方向の付勢力を作用するので、旋回スクロールと固定スクロールの各渦巻歯の歯先と歯元の間のクリアランスをゼロにすることができる。その結果、始動後の圧縮機の冷媒吐出圧力の昇圧が早期に達成されて、外部の冷媒回路の安定が早まるとともに、オイル循環に必要な圧力も早期に確立されるのでスラスト軸受の摺動面へのオイルの供給が早められる。また、スラスト軸受の各摺動板の摺動面は、圧縮機の非作動時及び低速回転時には凸面を形成しているので、二つの摺動面との間に貯まっていることがある磨耗粉等の異物を早期に排出することが可能になる。 As described above, the first and second sliding plates (41, 42) of the thrust bearing (40) are formed as elastic members having both sliding surfaces (41s, 42s) having convex surfaces, and the orbiting scroll ( 34) Since an urging force in the axial direction is applied to the rotating scroll and the fixed scroll, the clearance between the tooth tip and the tooth root of the orbiting scroll and the fixed scroll can be made zero. As a result, the increase in the refrigerant discharge pressure of the compressor after the start is achieved early, the stability of the external refrigerant circuit is accelerated, and the pressure necessary for oil circulation is also established early, so the sliding surface of the thrust bearing The supply of oil to can be accelerated. In addition, the sliding surface of each sliding plate of the thrust bearing forms a convex surface when the compressor is not operating and when rotating at a low speed, so wear powder that may have accumulated between the two sliding surfaces. It becomes possible to discharge foreign matters such as these at an early stage.
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in the Example mentioned later.
以下、本発明の第1の実施形態につき、図1〜図3を参照して説明する。図1は、第1の実施形態におけるスクロール圧縮機を示す縦断面図であり、この図に示されるように本実施形態のスクロール圧縮機はその主軸が鉛直に配置される縦型のものである。また本実施形態のスクロール圧縮機は、給湯機用のヒートポンプ回路に用いられる冷媒の二酸化炭素を圧縮するように作られているが、そのような用途及び冷媒に限定されないことはもちろんである。なお、そのような二酸化炭素冷媒の場合には高低圧力差が大きく、その結果スラスト荷重が大きくなるので、このスクロール圧縮機による大きな効果が期待できる。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a scroll compressor according to the first embodiment. As shown in this figure, the scroll compressor according to the present embodiment is of a vertical type in which the main shaft is vertically arranged. . Moreover, although the scroll compressor of this embodiment is made so that the carbon dioxide of the refrigerant | coolant used for the heat pump circuit for hot water heaters may be compressed, it is needless to say that it is not limited to such a use and a refrigerant | coolant. In the case of such a carbon dioxide refrigerant, the pressure difference between the high and low is large, and as a result, the thrust load becomes large. Therefore, a great effect by this scroll compressor can be expected.
最初に、第1の実施形態のスクロール圧縮機1の全体的構成及び作用について簡単に説明すると、スクロール圧縮機1は、主軸2を有する圧縮機構部3と、前記主軸2を回転駆動する電動機部4と、それらを収容する密閉容器5とを具備しており、また遠心分離式のオイルセパレータ6に接続されている。
First, the overall configuration and operation of the
密閉容器5は、円筒ケース5aと、この円筒ケース5aの上下両端をそれぞれ閉鎖する皿形の上側鏡板5b及び下側鏡板5cとを備えている。
The sealed
電動機部4は、円筒ケース5aの内周面に固定された固定子13と、電動機部4によって回転駆動される主軸2に固定される回転子14とを備えている。
The electric motor unit 4 includes a
圧縮機構部3は、円筒ケース5a内において前記固定子13に隣接する位置に固定されたミドルハウジング31と、ミドルハウジング31に設けられたラジアル軸受である主軸受32によって支持されたクランク機構33により公転する旋回スクロール34と、それに対向配置されて円筒ケース5aに固定された固定スクロール35と、旋回スクロール34とミドルハウジング31との間に配設されたスラスト滑り軸受(以下、「スラスト軸受」と呼ぶ)40とを備えている。
The
主軸2は、上側鏡板5bの近くに設けられた円盤状の支持部材7に固定された副軸受8と、前記主軸受32とによって鉛直に支持されている。
The
旋回スクロール34は、概ね円盤状に形成されているが、その下側面から図1の下方にインボリュート曲線状に立設された渦巻歯34aと、その上部に円筒状に立設されたボス部34bとを含んでいる。
The
固定スクロール35は、概ね円板状に形成されていて、円筒ケース5aに固定されており、またその上側面にインボリュート曲線状に立設された渦巻歯35aを含んでいる。
The
ミドルハウジング31は、電動機部4側から固定スクロール35側に向かって、順次径が大きくなる3段円筒状をなしており、電動機部4に近い小径円筒部31aは主軸受32を構成し、この小径円筒部31aに隣接する中径円筒部31bは内部にクランク機構33を収容しており、固定スクロール35に近い大径円筒部31cは内部に旋回スクロール34を収容している。また、ミドルハウジング31は、円筒ケース5aの内周面に焼き嵌め或は溶接などの固定手段によって固定されている。
The
クランク機構33は、主軸2の下端部に一体に設けられた偏心軸部と旋回スクロール34のボス部34bによって構成されている。偏心軸部は、前記主軸受32及び副軸受8の軸中心から所定量だけ偏心するように設けられている。
The
また、旋回スクロール34の自転を防止するための図示しないオルダムリングもミドルハウジング31と旋回スクロール34との間に配置されている。
An Oldham ring (not shown) for preventing the orbiting
本実施形態におけるスラスト軸受40は、2枚のドーナツ円板状の摺動板から構成されており、詳細には後述するが、板ばねとしての機能も有するように全体として湾曲して形成されている。また、スラスト軸受40には旋回スクロールから図1の上方へのスラスト荷重が作用するが、このスラスト荷重は、冷媒を圧縮する時の圧縮反力と、旋回スクロール34の外部に作用する図の下向きの圧力に基づく軸方向の力との差に相当するものである。
The thrust bearing 40 in the present embodiment is composed of two donut disk-like sliding plates, which will be described later in detail, and are curved as a whole so as to have a function as a leaf spring. Yes. Further, a thrust load from the orbiting scroll upward in FIG. 1 acts on the thrust bearing 40, and this thrust load is downward in the figure acting on the compression reaction force when compressing the refrigerant and the outside of the orbiting
本実施形態のスクロール圧縮機1は、オイルセパレータ6で分離された高圧のオイルを導入するためのオイル導入管9の他に、いずれも図示されないが、圧縮された冷媒をオイルセパレータ6を経由して冷媒回路すなわちヒートポンプ回路へ供給するための吐出管と、冷媒回路から戻ってくる冷媒を吸入する吸入管も備えている。吐出管及び吸入管は、図示されないが、固定スクロール35とほぼ同じレベルの、円筒ケース5aの図1には表現されない部分からそれぞれ突出している。
The
本実施形態における圧縮機1の冷媒の流れを簡単に説明すると、冷媒は、吸入管(図示せず)から、固定スクロール35の渦巻歯の最外周側に連通する吸入室(図示せず)に供給されて圧縮される。圧縮された冷媒は、固定スクロール35の中心部に設けられた吐出口10から吐出管(図示せず)に導かれて、そこからさらに図示されない管路を通ってオイルセパレータ6に導かれて、そこでオイルが分離される。オイルが分離された冷媒はオイルセパレータ6から外部の図示しない冷媒回路へ送り出され、そこを通過する間に圧力が低下して、吸入管(図示せず)に戻って来る。
The refrigerant flow of the
一方、分離されたオイルは、オイルセパレータ6の下部の高圧貯油室6aに貯留され、そこからオイル導入管9を経て圧縮機1内に流入する。ところで、本実施形態の圧縮機1では、オイルは、高圧貯油室6aの圧力と相対的に低圧な密閉容器5内の圧力との間の圧力差を駆動源として移動循環される。
On the other hand, the separated oil is stored in the high-pressure
圧縮機1内に流入したオイルは、固定スクロール35及び旋回スクロール34を貫通して形成されている図示されない流路を経て主軸2の下端部とボス部34bの底面との間の空間にまず導かれ、そこから図示されない複数のオイル通路を通って、主軸受32、クランク機構33、スラスト軸受40を潤滑した後、密閉容器5内の底部の空間に設けられた低圧貯油室11に流れ落ちる。また、主軸2のオイル通路2aを図1の上方へ流れたオイルは、副軸受8を潤滑した後、やはり最終的には低圧貯油室11内に流下する。
Oil that has flowed into the
低圧貯油室11に貯留されたオイルは、固定スクロール35の下側から下方へ延びる給油パイプ12によって吸い上げられて、旋回スクロール34と固定スクロール35の摺動面に供給され、そして冷媒と共に圧縮されて、吐出管(図示せず)からオイルセパレータ6に送られてそこで冷媒から分離される。
The oil stored in the low pressure
次に本発明の第1の実施形態のスクロール圧縮機のスラスト軸受40についてより詳しく以下に説明する。このスラスト軸受40は、直径が約90mmの円板状であって、互いに接して摺動する摺動面をそれぞれ有する一対の、即ち旋回スクロール34側の第1摺動板41及びミドルハウジング31側の第2摺動板42を備えており、第1摺動板41は旋回スクロール34に対して回転不能に取付けられており、第2摺動板42はミドルハウジング31に対して回転不能に取付けられている。本実施形態では、第1摺動板41及び第2摺動板42は、全体として凸面の摺動面41s,42sを有する弾性部材として形成されていて、旋回スクロール34から受けるスラスト荷重によって前記凸面が平面に近づく方向に変形するように作られている。
Next, the thrust bearing 40 of the scroll compressor according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail below. The
本実施形態の第1摺動板41及び第2摺動板42は、高炭素クロム鋼あるいは炭素工具鋼を材料として製作されており、焼入れ焼戻し処理が施され、さらにタングステンカーバイトコーティング(WCC)或はダイヤモンドライクカーボン(DLC)コーティングが施されている。また、各摺動板は、比較的薄い1〜5mmの範囲から選択された板厚を有している。
The first sliding
第1摺動板41及び第2摺動板42は同様の形状寸法を有しているので、それらの単体の図を第1摺動板41で代表して図2の三面図で示す。図2の(a)の正面図に示されるように、第1摺動板41は旋回スクロール34のボス部34bを逃げるための中央穴41aの空いたドーナツ円板状に形成されている。また、第1摺動板41は、その摺動面41sが全体として凸面を形成するように変形された形状を予め与えられている。本実施形態では、摺動面41sの凸面は、円柱面として形成されており、したがって図2の(b)の下側面図で見たときに、中心軸線Acに対称な円弧として表現されるが、図2の(c)の右側面図で見たときには直線状に表現される。
Since the first sliding
第1摺動板41の反り量C1、即ち摺動板の摺動面41sの外周端を含む平面を基準平面としたとき、前記基準平面から摺動面41sまでの距離の最大値は、10〜100μmの範囲の値から選択されている。なお、図2の(b)では特徴をわかりやすく示すために反り量C1は誇張されている。
When the warpage amount C 1 of the first sliding plate 41, that is, the plane including the outer peripheral edge of the sliding
予め変形されて形作られた第1摺動板41は、図3に示されるように、同様の第2摺動板42とそれらの摺動面41s及び42sの中央部で互いに接触して外周端で最も離間するように組み合わされる。なお、図3は第1摺動板41と第2摺動板42とが、組み合わされた状態のスラスト軸受40の模式的な側面図であり、対称軸線である中心軸線Acより左側を描いた図である。そのような摺動面41sと42sとの間の距離の外周端に発生する最大値、即ち第1摺動板41の反り量C1と第2摺動板42の反り量C2の合計値である合計反り量Ctは、好適には、20〜200μmの範囲の値から選択される。また、合計反り量Ctは、第1摺動板41及び第2摺動板42に力が全く作用していない自由状態のときの値である。
As shown in FIG. 3, the first sliding
また、スラスト軸受40が旋回スクロール34とミドルハウジング31との間に配置された段階で、第1摺動板41及び第2摺動板42は予圧縮されて、つまり前記合計反り量Ctが減少されて、旋回スクロール34を図の下方に押圧する付勢力を発生するように、圧縮機の各構成要素の寸法が設定されている。ただし、この段階でも、各摺動板の摺動面41s、42sは凸面を維持している。
In addition, when the
ところで、一般的に、旋回スクロールと固定スクロールの各渦巻歯の歯先と歯底との間には、寸法誤差を吸収する等の目的で、通常は約5〜20μmのクリアランスが設計的に設けられており、従って旋回スクロールは軸方向に前記クリアランス分だけ自由に移動することができる。本実施形態の圧縮機1でも、スラスト軸受40の各摺動板が完全に平坦であると仮定したときに、旋回スクロール34が軸方向に約5〜20μmの距離で自由に移動するように各部が寸法設定されている。なお、旋回スクロール34のこの軸方向の移動距離を今後「自由移動距離」と呼ぶ。圧縮機の非作動時には、スラスト軸受40の各摺動板の前述の予圧縮に基づく付勢力によって前記クリアランスはゼロにされている。また、前述した、20〜200μmの範囲の値から選択される合計反り量Ctは、旋回スクロール34の自由移動距離の4〜20倍の範囲から選択された値である。
By the way, in general, a clearance of about 5 to 20 μm is usually provided between the tooth tip and the tooth bottom of each spiral tooth of the orbiting scroll and the fixed scroll for the purpose of absorbing a dimensional error. Therefore, the orbiting scroll can move freely in the axial direction by the clearance. Also in the
本実施形態の圧縮機1の運転段階においては、それが始動されて回転数が上がるにつれて合計反り量Ct、すなわち摺動面間のクリアランスは、減少してゆき、圧縮機1の定常運転時にはほぼゼロ(油膜厚さ程度)になり、各摺動面41s、42sは、それぞれの背面側の支持部品、すなわち旋回スクロール34及びミドルハウジング31のそれぞれの支持面の形状にならい、ほぼ平面で互いに摺動する。
In the operation stage of the
ところで、第1摺動板41は、旋回スクロール34との相対的な回転は阻止されるが前記弾性変形は可能にされるように、旋回スクロール34に対して取付けられている。このため、第1摺動板41には、旋回スクロール34から延びる2本のピン(図示せず)を受容する、ピンに対して0.1〜0.2mm程度のクリアランスのある穴が形成されている。第2摺動板42も、同様の構造を有してミドルハウジング31に対して同様に取り付けられている。
By the way, the first sliding
このように、第1の実施形態におけるスラスト軸受40の弾性部材としての第1及び第2摺動板41,42の予圧縮に基づいて発生する付勢力により各スクロールの渦巻歯34a、35aの歯先のクリアランスがほぼゼロにされるので、始動後の圧縮機1の冷媒吐出圧力の昇圧が早期に達成されて、冷媒回路の安定が早まるとともに、オイル循環に必要な圧力も早期に確立されるのでスラスト軸受40の摺動面41s、42sへのオイルの供給が早められる。また、スラスト軸受40の各摺動板の摺動面41s、42sは、圧縮機1の非作動時及び低速回転時には凸面を形成しているので、二つの摺動面41sと42sとの間に貯まっていることがある磨耗粉等の異物を早期に排出することが可能になる。さらに、スラスト荷重が増大する定常運転時には、二つの摺動面41s及び42sは、弾性変形によって、旋回スクロール34とミドルハウジング31のそれぞれの支持面の形状となり、ほぼ平面に変化して、スラスト荷重を広い面で安定に支持することができる。
Thus, the teeth of the
前述の実施形態のスクロール圧縮機によると、高圧圧力が早期に立上るので、冷凍サイクルが短時間で安定化されて、与熱、吸熱効果が早期に発揮されて冷凍回路システムの効率が向上する。 According to the scroll compressor of the above-described embodiment, the high-pressure pressure rises early, so that the refrigeration cycle is stabilized in a short time, and the effects of heating and heat absorption are exhibited early, improving the efficiency of the refrigeration circuit system. .
次に第2の実施形態によるスクロール圧縮機1について説明すると、このスクロール圧縮機1は、そのスラスト軸受40の第1摺動板41の摺動面41sと第2摺動板42の摺動面42sが共に凹面を形成することにおいて第1の実施形態のものと異なっている。ただし、それ以外の点については第1の実施形態の場合と同様であるので、前記異なっている点についてのみ以下に説明する。
Next, the
図4は、第2の実施形態によるスラスト軸受40の第1摺動板41と第2摺動板42とが、組み合わされた状態のスラスト軸受40の模式的な側面図であり、対称軸線である中心軸線Acより左側を描いた図である。この図に示されるように、第2の実施形態では、第1摺動板41及び第2摺動板42は、それらの摺動面41s、42sの外周端で接触して中央部で最も離間するように組み合わされる。そのような摺動面41sと42sとの間の距離の中央部に発生する最大値、即ち第1摺動板41と第2摺動板42の合計反り量Ctは、第1の実施形態の場合と同様に、旋回スクロールの自由移動距離の4〜20倍の範囲の値から選択される。
FIG. 4 is a schematic side view of the thrust bearing 40 in a state where the first sliding
第2の実施形態のスラスト軸受40は、2枚の摺動板の摺動面41s及び42sが共に凹面を形成するように配置されて、2枚の凹面が形成する空間に始動時にオイルが保持されるので、始動時においても十分な油膜が確保される。また、このスラスト軸受40は、やはり組立時に予圧縮されるので、始動後の圧縮機1の冷媒吐出圧力の昇圧が早期に達成されること、オイル供給圧力が早期に確立されること、及び定常運転時には二つの摺動面41s及び42sが凹面から平面に変化してスラスト荷重を広い面で安定に支持することができるという特徴を第1の実施形態の場合と同様に有している。
In the thrust bearing 40 of the second embodiment, the sliding
次に第3の実施形態によるスクロール圧縮機1について説明すると、このスクロール圧縮機1は、そのスラスト軸受40の第1摺動板41が、球状黒鉛鋳鉄品又はねずみ鋳鉄品等の鋳物材から形成されて、その摺動面41sが平坦面を形成することにおいて第1の実施形態のものと異なっている。ただし、それ以外の点については第1の実施形態の場合と同様であるので、前記異なっている点についてのみ以下に説明する。
Next, the
図5は、第3の実施形態によるスラスト軸受40の第1摺動板41と第2摺動板42とが、組み合わされた状態のスラスト軸受40の模式的な側面図であり、対称軸線である中心軸線Acより左側を描いた図である。この図に示されるように、第3の実施形態では、第1摺動板41の摺動面41sが平坦面であり、第2摺動板42の摺動面42sが凸面を形成しているので、二つの摺動面41s及び42sの中央部で接触して外周端で最も離間するように組み合わされる。そのような摺動面間の距離の外周端に発生する最大値、即ち第1摺動板41と第2摺動板42の合計反り量Ctは、第2摺動板42単体の反り量C2に等しく、旋回スクロール34の自由移動距離の4〜20倍の範囲から選択された値である。
FIG. 5 is a schematic side view of the thrust bearing 40 in a state where the first sliding
また第1摺動板41は、前述の実施形態のものより厚く5mm以上の厚さを有しており、さらに特許文献1で示されたような、多数の環状溝(図示せず)及び放射状溝(図示せず)、あるいは多数の島状の受圧部(図示せず)が形成されてもよい。
The first sliding
第3の実施形態におけるスラスト軸受40は、第1の実施形態の場合と同様の特徴を有することに加えて、さらに第1摺動板41が弾性部材である必要はないので、第1摺動板41を比較的厚い鋳物材から製作することが可能になり、それにより摺動面41sにオイル保持のための多数の溝(図示せず)あるいは島状の受圧部(図示せず)を容易に形成することが可能になる。
The
また、第3の実施形態の第1摺動板を鋳物材ではなく、高炭素クロム鋼あるいは炭素工具鋼から製作してもよく、またその板厚を1〜5mmの範囲の比較的薄い板厚としてもよい。 Further, the first sliding plate of the third embodiment may be manufactured from high carbon chrome steel or carbon tool steel instead of a cast material, and the plate thickness is relatively thin in the range of 1 to 5 mm. It is good.
ところで、第1摺動板41と第2摺動板42の関係を逆転した第3の実施形態の変更例、すなわち、第1摺動板を凸状に湾曲させて第2摺動板41を平坦に形成した変更例実施形態も可能である。
By the way, the modified example of the third embodiment in which the relationship between the first sliding
次に第4の実施形態によるスクロール圧縮機1について図6を参照して以下に説明する。このスクロール圧縮機1は、やはり主軸2が鉛直に配置される縦型のものであって、前述した第2の実施形態におけるスラスト軸受40と同様の、二つの摺動面が共に凹面を形成するスラスト軸受40を具備しているが、第2の実施形態と異なる点はスラスト軸受40の下側に隣接する旋回スクロール34の上面、即ち第1摺動板41が取付けられて接する旋回スクロール34の上面にオイル排出溝34cを有することである。このオイル排出溝34cは、本実施形態では、旋回スクロール34の上側表面のボス部34bに接する中央部から外周端まで形成されている。図6では1本の溝が表現されているが、オイル排出溝34cの本数が1本以上の整数であってよいことはもちろんである。
Next, a
オイル排出溝34cは、スラスト軸受40に余剰オイルがある場合にそれを排出するように作用し、その結果余剰オイルにより摺動面間に生じる摺動抵抗が低減される。特に第4の実施形態におけるスラスト軸受40は、二つの摺動面が共に凹面を形成してオイルが保持されやすい一方で、条件によっては余剰オイルが発生することがあるので、このようなオイル排出溝34cを設けることが効果的である。
The
第4の実施形態のスクロール圧縮機は、スラスト軸受40の下側に旋回スクロール34が配置されているが、スクロール圧縮機は、スラスト軸受40の上側に旋回スクロール34が配置されて下側にミドルハウジング31が配置されたものあってもよく、その場合オイル排出溝はミドルハウジング31に形成される。
In the scroll compressor of the fourth embodiment, the orbiting
その他の実施形態
前述の各実施形態では、摺動面41s,42sの凸面又は凹面は、円柱面として形成されているが、円柱面以外の柱面、例えば、楕円円柱面、双曲線柱面、或は放物線柱面として形成されてもよい。また、摺動面はその全面が前述したような柱面から形成されなくともよく、例えば中央の湾曲部が柱面で形成され、その他の部分が、前記柱面に滑らかに接続された平面で形成されてもよい。
Other Embodiments In each of the above-described embodiments, the convex or concave surfaces of the sliding
さらに、摺動面の凸面又は凹面は、柱面ではなく球面を含んで形成されることも可能である。その場合は、摺動板の中央穴に隣接する領域から放射状に延びる複数本のスリットを形成すること等によって、摺動板のばね定数を低下させて弾性変形を容易にすることができる。 Furthermore, the convex surface or concave surface of the sliding surface may be formed to include a spherical surface instead of a column surface. In that case, by forming a plurality of slits extending radially from the region adjacent to the central hole of the sliding plate, the spring constant of the sliding plate can be reduced to facilitate elastic deformation.
前述の実施形態のスクロール圧縮機1は縦型のものであったが、第4の実施形態を除く第1〜第3の実施形態のスクロール圧縮機1を、主軸2が水平に配置される横型のものに変えることも可能である。
Although the
前述の各実施形態のスクロール圧縮機1では、オイルは、圧縮機1の吐出圧力を駆動源として移動循環されたが、オイルポンプによって移動循環される実施形態も可能である。
In the
2 主軸
3 スクロール圧縮機構部
31 ミドルハウジング
34 旋回スクロール
35 固定スクロール
40 スラスト軸受
41 第1摺動板
41s 摺動面
42 第2摺動板
42s 摺動面
Ct 合計反り量
2
Claims (15)
前記スクロール圧縮機構部(3)が旋回スクロール(34)と、前記旋回スクロール(34)からのスラスト荷重を支持するスラスト滑り軸受(40)と、を備えており、
前記スラスト滑り軸受(40)が、互いに接して摺動する摺動面(41s,42s)をそれぞれ有する第1摺動板(41)及び第2摺動板(42)を備えており、
前記第1摺動板(41)及び前記第2摺動板(42)の各々が、全体として凸面の摺動面(41s,42s)を有する弾性部材として形成されていて、前記旋回スクロール(34)に対して前記スラスト荷重とは反対向きの軸方向の付勢力を作用するが、前記スラスト荷重を受けたときに前記凸面が平面に近づく方向に変形することを特徴とする、スクロール圧縮機。 A scroll compressor comprising a scroll compression mechanism (3),
The scroll compression mechanism (3) includes a turning scroll (34) and a thrust slide bearing (40) for supporting a thrust load from the turning scroll (34),
The thrust sliding bearing (40) includes a first sliding plate (41) and a second sliding plate (42) each having a sliding surface (41s, 42s) sliding in contact with each other,
Each of the first sliding plate (41) and the second sliding plate (42) is formed as an elastic member having a convex sliding surface (41s, 42s) as a whole, and the orbiting scroll (34). ), An axial biasing force opposite to the thrust load is applied, but the convex surface is deformed in a direction approaching a flat surface when the thrust load is received.
前記第1摺動板(41)及び前記第2摺動板(42)に軸方向の力が全く作用しない自由状態のときの前記摺動面(41s,42s)間の距離の最大値、即ち前記二つの摺動板(41,42)の合計反り量(Ct)が定められており、
前記合計反り量(Ct)が、前記旋回スクロール(34)の軸方向の前記自由移動量の4〜20倍の範囲内の所定の値であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のスクロール圧縮機。 The amount of free movement in the axial direction of the orbiting scroll (34) that is possible when the first sliding plate (41) and the second sliding plate (42) are completely flat is defined,
The maximum value of the distance between the sliding surfaces (41s, 42s) in a free state where no axial force acts on the first sliding plate (41) and the second sliding plate (42), that is, A total warpage amount (Ct) of the two sliding plates (41, 42) is determined,
The total warpage amount (Ct) is a predetermined value within a range of 4 to 20 times the free movement amount in the axial direction of the orbiting scroll (34). Scroll compressor.
前記スクロール圧縮機構部(3)が、スラスト滑り軸受(40)の下側に隣接する構成部材(34)の表面に、内周側から外周側に延びて形成された少なくとも一本のオイル排出溝(34c)を具備することを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。 A vertical scroll compressor in which the axis of rotation of the orbiting scroll (34) is arranged vertically;
At least one oil discharge groove in which the scroll compression mechanism (3) is formed on the surface of the constituent member (34) adjacent to the lower side of the thrust slide bearing (40) so as to extend from the inner peripheral side to the outer peripheral side. (34c) It comprises, The scroll compressor as described in any one of Claims 1-11 characterized by the above-mentioned.
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