(57)【要約】【課題】主軸受部での片当たりを防止し、信頼性および効率を高めることができるとともに、軸受部材の加工性を高めたスクロール圧縮機を提供すること。【解決手段】主軸受部４の旋回スクロール側端部１４が、旋回スクロール６側に突出した薄肉部１８を有する形状であるとした。これにより、主軸受部４に大きな負荷が作用しても、前記端部１４の剛性が低下しているので片当たりを防止し、信頼性および効率を高めることができるとともに、前記薄肉部１８の外側空間１９は、偏心軸部回転空間１７と一体的に加工されているので、容易に加工することができ、軸受部材５の加工性を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構部を、偏心軸部を一端に形成したクランク軸と、このクランク軸を支承する主軸受部を有する軸受部材と、前記偏心軸部に回転自在に嵌合された旋回スクロールと、この旋回スクロールと噛み合わせて圧縮空間を形成する固定スクロールと、前記旋回スクロールの自転を防止するためのオルダムリングとで構成したスクロール圧縮機において、前記主軸受部の前記旋回スクロール側端部は、前記旋回スクロール側に突出した薄肉部を有する形状であることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
軸受部材を鋳鉄系の材料とし、この軸受部材の偏心軸部回転空間の内側面は加工していない鋳肌面であるとした請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
主軸受部には、カーボンブッシュ材、樹脂ブッシュ材、裏金付き樹脂複合軸受材、裏金付きメタル軸受材のいずれかが用いられていることを特徴とする請求項１または２いずれかに記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
圧縮機構部が圧縮する作動流体は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機やヒートポンプ式給湯機などに用いられるスクロール圧縮機に関し、特にその軸受部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からあるスクロール圧縮機について、その主要構造および動作原理は広く公知である（例えば、特許文献１参照）。以下、特許文献１記載のスクロール圧縮機について、図３および図４を用いて説明する。
【０００３】
圧縮機構部１は、偏心軸部２を一端に形成したクランク軸３と、このクランク軸３を支承する主軸受部４を有する軸受部材５と、前記偏心軸部２に回転自在に嵌合された旋回スクロール６と、この旋回スクロール６と噛み合わせて圧縮空間７を形成する固定スクロール８と、前記旋回スクロール６の自転を防止するためのオルダムリング９とで構成されている。
【０００４】
電動機部１０の回転力が前記クランク軸３を介して伝達されると、前記圧縮機構部１の吸入口１１から吸入された動作流体は、複数個の前記圧縮空間７で順次圧縮され、吐出口１２から吐出される。
【０００５】
上記のようにスクロール圧縮機では、クランク軸３の旋回スクロール６を駆動する側の偏心軸部２側は、軸受部材５の主軸受部４から圧縮機構部１側に突出した片持ち支持となる。ここに、前記圧縮荷重などにより生じる負荷反力が、前記クランク軸３の偏心軸部２に作用するために、クランク軸３は、たわみを伴い変形する。このため、主軸受部４の両端近傍において片当たり現象が生じる。特に、主軸受部４の旋回スクロール側端部１４は、反旋回スクロール側端部１５よりも大きな負荷が作用するため、より強い片当りを生じやすい。
【０００６】
また、圧縮機の動作流体として、自然冷媒である二酸化炭素を用いた場合、従来の冷媒である例えばハイドロフルオロカーボンなどに比べて、非常に圧縮荷重が高くなり、主軸受部４において、一層強い片当たりを生じる。このような状態で圧縮機が運転されると、クランク軸３あるいは主軸受部４の摩耗増加や、場合によっては焼き付きが生じるという課題があった。
【０００７】
前記課題の解決手段として、軸受部材５の主軸受部４の旋回スクロール６側の端面に環状溝１３を設けている。これにより、クランク軸３に大きな負荷反力が作用して変形し、特に、主軸受部４の旋回スクロール側端部１４に大きな負荷が作用しても、端部１４の剛性が低下しているので、主軸受部４が負荷に応じて弾性変形し、クランク軸３の片当たりを防止し、信頼性の低下を防ぐことができる。さらに、クランク軸３と主軸受部４とが金属接触しにくく、流体潤滑を保持しやすくなるため、摺動損失を低減でき、効率を高めることができる。
【特許文献１】特開２００３−２０６８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術に具体例として開示されている実施の形態によれば、軸受部材５に設けられる環状溝１３の大きさは、幅１ｍｍ、深さ４ｍｍの一様に連続した形状であり、溝幅が狭く、かつ、深く加工されている。しかも、この環状溝１３は、前記のような圧縮機構部の構造上、軸受部材５の端面１６から奥まった部分に設ける必要がある。
【０００９】
そのため、このような溝形状に対して一般的な加工方法である旋盤加工では、特殊な細いバイトが必要となるばかりでなく、バイトが軸受部材５の例えば偏心軸部回転空間１７内面などに当たる可能性があり、加工が非常に困難であるという課題があった。また、例えば放電加工やマシニング加工といった加工方法もあるが、加工時間などを考慮すると量産性にはまったく向かない。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、主軸受部に大きな負荷が作用しても、片当たりを防止し、信頼性および効率を高めることができるとともに、軸受部材の加工性を高めたスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために本発明は、主軸受部の旋回スクロール側端部は、前記旋回スクロール側に突出した薄肉部であるとしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
主軸受部に大きな負荷が作用したとしても、薄肉部により主軸受部の旋回スクロール側端部の剛性が低下しているので、主軸受部の負荷に応じて弾性変形し、クランク軸の片当たりを防止することができるとともに、薄肉部の外側空間は、偏心軸部回転空間と一体的に加工されているので、幅が狭く、かつ、深い環状溝を加工する必要がなく、容易に加工できるので、軸受部材の加工性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、圧縮機構部を、偏心軸部を一端に形成したクランク軸と、このクランク軸を支承する主軸受部を有する軸受部材と、前記偏心軸部に回転自在に嵌合された旋回スクロールと、この旋回スクロールと噛み合わせて圧縮空間を形成する固定スクロールと、前記旋回スクロールの自転を防止するためのオルダムリングとで構成したスクロール圧縮機において、前記主軸受部の前記旋回スクロール側端部は、前記旋回スクロール側に突出した薄肉部であるとしたものである。これにより、主軸受部に大きな負荷が作用したとしても、薄肉部により主軸受部の旋回スクロール側端部の剛性が低下しているので、主軸受部の負荷に応じて弾性変形し、クランク軸の片当たりを防止することができるとともに、薄肉部の外側空間は、偏心軸部回転空間と旋盤加工により一体的に加工されているので、容易に加工することができ、軸受部材の加工性を高めることができる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、軸受部材を鋳鉄系の材料とし、この軸受部材の偏心軸部回転空間の内側面を軸受部材素材の形状で予め成型しておき、軸受部材の薄肉部の外側空間と偏心軸部回転空間の内径面は加工していない鋳肌面のままとしたものである。これにより、軸受部材の薄肉部の外側空間と偏心軸部回転空間の内径面の加工を不要とすることができ、軸受部材の加工性を一層高めることができる。
【００１５】
第３の発明は、第１もしくは第２いずれかの発明において、主軸受部には、カーボンブッシュ材、樹脂ブッシュ材、裏金付き樹脂複合軸受材、裏金付きメタル軸受材のいずれかを用いたものである。これにより、第１もしくは第２いずれかの発明の効果に加えて、耐焼付き性を一層向上させることができる。
【００１６】
第４の発明は、第１ないし第３いずれかの発明において、圧縮機構部が圧縮する作動流体が、二酸化炭素であるとしたものである。これにより、主軸受部での負荷条件は一層高くなるが、主軸受部の薄肉部により作用により、クランク軸の片当たりを低減することができ、高い信頼性を実現することができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明は限定されるものではない。また、図３および図４で説明した従来例と同一の構成については、同一番号を使用し、その作用の説明は省略する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の要部断面図である。圧縮機が動作することにより、圧縮荷重などにより生じる負荷反力が、クランク軸３の偏心軸部２に作用することで、クランク軸３がたわみを伴い変形し、主軸受部４の両端近傍において片当たりを生じようとする。特に、主軸受部４の旋回スクロール側端部１４は、荷重点に近いために、反旋回スクロール側端部１５よりも大きな負荷が作用するため、より強い片当りを生じようとする。
【００１９】
ここで、主軸受部４の旋回スクロール側端部１４は、旋回スクロール６側に突出した薄肉部１８を有する形状としているので、剛性が低下しており、主軸受部４の負荷に応じて弾性変形し、クランク軸３の片当たりを防止することができ、流体潤滑を保持しやすくなるため、信頼性の低下を防ぐことができるとともに、摺動損失を低減でき、効率の低下を防ぐことができる。
【００２０】
また、薄肉部１８の外側空間１９は、偏心軸部回転空間１７と旋盤加工により一体的に加工されている。そのため、従来技術のように幅が狭く、かつ、深い環状溝を加工する必要がなく、容易に加工することができ、軸受部材の加工性を高めることができる。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態２におけるスクロール圧縮機の要部断面図である。前記本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機における同様の作用、効果に加えて、軸受部材５を鋳鉄系の材料とし、この軸受部材５の偏心軸部回転空間１７の内側面を軸受部材素材の形状で予め成型しておき、軸受部材５の薄肉部１８の外側空間１９と偏心軸部回転空間１７の内径面は加工していない鋳肌面のままとしたものである。
【００２２】
これにより、軸受部材の薄肉部の外側空間と偏心軸部回転空間の内径面の加工が不要となるので、軸受部材の加工性を一層高めることができる。
【００２３】
なお、主軸受部４に、カーボンブッシュ材、樹脂ブッシュ材、裏金付き樹脂複合軸受材、裏金付きメタル軸受材などを設置して軸受面を形成することにより、過渡状態で主軸受部４端部近傍がクランク軸３と一時的に接触した場合でも、耐焼付き性を一層向上させることができる。
【００２４】
また、圧縮機構部が圧縮する作動流体が、二酸化炭素の場合、主軸受部４での負荷条件は一層高くなるが、主軸受部４の薄肉部１８の作用、効果により、クランク軸３の片当たりを低減することができ、高い信頼性を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上のように、本発明により、軸受部材の加工性を高めることができるので、低コストで高い信頼性のスクロール圧縮機を得ることができ、この圧縮機を用いることにより、高信頼性、高効率の空気調和機やヒートポンプ式給湯機などを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の要部断面図
【図２】本発明の実施の形態２におけるスクロール圧縮機の要部断面図
【図３】従来のスクロール圧縮機の要部断面図
【図４】従来のスクロール圧縮機の断面図
【符号の説明】
【００２７】
１  圧縮機構部
２  偏心軸部
３  クランク軸
４  主軸受部
５  軸受部材
６  旋回スクロール
７  圧縮空間
８  固定スクロール
９  オルダムリング
１１  吸入口
１２  吐出口
１４  主軸受部旋回スクロール側端部
１５  主軸受部反旋回スクロール側端部
１６  軸受部材端面
１７  偏心軸部回転空間
１８  薄肉部
１９  薄肉部外側空間
【図１】
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【図２】
2008261298.tif 000004
【図３】
2008261298.tif 000005
【図４】
2008261298.tif 000006