(57)【要約】【課題】  従来の大幅なコストアップを招く球面軸受を用いず、材料費及び加工費とも安価なすべり軸受を用いて、しかも、副軸受の構造に弾性を付与し、組立構造及びクランク軸のたわみなどで生じる軸受内径とクランク軸の片当りを緩和して、摺動面圧を低下し信頼性の高い副軸受構造を提供する。【解決手段】  軸受ブッシュを圧入保持するハウジングのフランジ部に弾性部分を設けて、副軸受をクランク軸の軸心との傾きに追随させる。また、青銅粉末製多孔質焼結層を有する巻きブッシュを併用し、この表面層の有する塑性変形性で実働運転中に摺動面を実働形状に馴染ませ、摺動面圧の低下を図りながら摺動信頼性を向上させる。更に、カーボン軸受を採用し油膜切れによる焼き付きを防止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、電動機とこの電動機に連結された圧縮機構部を収納するものであって、夫々の端板上に渦巻状のラップを有し、このラップを噛み合わせることにより圧縮室を形成する固定スクロール及び旋回スクロールと、電動機の回転力を伝達し旋回スクロールを公転させるクランク軸と、このクランク軸を支承し回転させる主軸受を有するフレームと、前記旋回スクロールの自転防止手段とを備え、前記クランク軸を支持する副軸受を前記電動機の反フレーム側に備えたスクロール圧縮機において、
副軸受を、すべり軸受となる軸受ブッシュとこれを圧入するハウジングにより構成し、前記ハウジングは前記軸受ブッシュを圧入する円筒部と、前記円筒部と一体に弾性的に連繋したフランジ部によって形成され、前記軸受ブッシュをハウジングの円筒部に圧入して精密加工を施し、前記ハウジングのフランジ部を、密閉容器の内径に固接した副軸受支持フレームの副軸受接合面に溶接などにより取り付けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
副軸受の軸受ブッシュに、潤滑性及び耐摩耗性を有する青銅粉末製多孔質焼結層を備えた金属板を、前記焼結層を内側にして巻き成形して作った巻きブッシュを用いて、これをハウジングに圧入し、巻きブッシュの内径の焼結層を砥粒加工したことを特徴とする、請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
副軸受の軸受ブッシュに、潤滑性及び耐摩耗性を有する青銅粉末製多孔質焼結層に、フッ素樹脂を含浸させた表面層を備えた金属板を、前記表面層を内側にして巻き成形して作った巻きブッシュを用いて、これをハウジングに圧入し、巻きブッシュの内径の表面層を砥粒加工したことを特徴とする、請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
副軸受の軸受ブッシュに、固体潤滑性を有するカーボン焼結ブッシュを用いて、これをハウジングに圧入し、その内径を砥粒加工したことを特徴とする、請求項１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、スクロール圧縮機などの回転形圧縮機の軸受に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来のスクロール圧縮機として、特開平６−１７３８７７号公報(特許文献１と呼ぶ)がある。
【０００３】
図８は、従来スクロール圧縮機の一例を示す縦断面図である。
【０００４】
この従来公知例によれば、クランク軸２６が副軸受２９内で自動調芯機能により自由に姿勢を変えることが可能であるため、組立時のクランク軸２６の傾きや副軸受支持フレーム３３の密閉容器２１取り付け時の傾きを吸収して、組立性の向上を図ることが出来る。同様に運転中のクランク軸２６のたわみを吸収し、片当りを防止して副軸受の摺動信頼性を向上させる効果がある。
【０００５】
また、従来公知技術では、例えば球面軸受２９ａを機械構造用炭素鋼など成形し熱処理を施し、更に、窒化処理層を形成した後、二硫化モリブデン塗布或いは燐酸マンガン処理などの表面処理を施し(図示せず)、副軸受２９の更なる摺動信頼性の向上を期している場合がある。
【０００６】
しかし、以上述べた球面軸受を採用した従来公知スクロール圧縮機は、組立性と摺動信頼性はきわめて優れているが、球面軸受の高精度な研削加工や複雑で高度な表面処理を必要とし、また、ハウジングの内球面の切削や研削加工に特殊な加工機を必要とするなど多くの工程を要し、その結果、副軸受の構成に多大な費用と設備を必要とし、圧縮機の製造原価の高騰を招く欠点を有していた。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１７３８７７号公報（図８から図１７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来の大幅なコストアップを招く球面軸受を用いず、材料費及び加工費とも安価なすべり軸受を用いて、しかも、副軸受の構造に弾性を付与し、組立構造及びクランク軸のたわみなどで生じる軸受内径とクランク軸の片当りを緩和して、摺動面圧を低下し信頼性の高い副軸受構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すべり軸受となる単純な円筒形状の軸受ブッシュが圧入される円筒部と、密閉容器に取付けられた副軸受支持フレームの副軸受接合面に溶接などで固接されるフランジ部からなるハウジングの、前記円筒部と前記フランジ部の連繋部分に弾性構造を設け、軸受ブッシュの内径と回転軸の副軸受部の軸心の傾きを、前記の弾性を有する連繋部の弾性変形で吸収し、副軸受の摺動面を追随させて摺動面圧を低下させ、耐摩耗性を向上することで課題を解決できる。
【発明の効果】
【００１０】
従来公知スクロール圧縮機で採用されている自動調芯性能を有する球面軸受は、球面軸受の外球面、ハウジングの内球面を特殊な加工設備で研削仕上を行い、しかも潤滑性の劣る炭素鋼などを使用していることから、耐摩耗性を向上するため球面の焼入れや窒化処理を行い、更に馴染み性の向上を図るため二硫化モリブデン塗布や燐酸マンガン処理を実施しており、使用材料及び加工プロセスが複雑多岐にわたりその結果製造原価の高騰を招いていた。
【００１１】
そこで本発明は、大幅なコストダウンを図ることを目的として、軸受として安価な軸受ブッシュを用いたすべり軸受を用いて、これを圧入保持するハウジングに弾性形状部を設けて、副軸受部分の傾きに対し追随性を持たせるとともに、軸受ブッシュには、潤滑性及び耐摩耗性の優れた青銅粉末製多孔質焼結層（これにフッ素樹脂を含浸する場合もある）の表面層を備えた金属板の巻きブッシュを用いて、その塑性成形性に優れる表面層の局部的な変形で摺動面圧の低下と馴染み性を向上し、円滑な摺動性能を入手する。
【００１２】
また、軸受ブッシュに固体潤滑性に優れるカーボン材を用いて焼きつきを防止することにより、本発明のハウジングの弾性作用と合わせ、安価で信頼性の高い軸受構造を提供することができる。
【００１３】
尚、本発明は、スクロール圧縮機を例に取り説明をしているが、本発明のような副軸受を有する回転形圧縮機或いはポンプであれば、これを応用することにより、本発明と同様の性能及び原価低減効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図１から図７によって説明する。
【００１５】
ここで、１は密閉容器、２は圧縮機構部、３は固定スクロール、４は旋回スクロール、５は圧縮室、６はクランク軸、７はオルダムリング、８はフレーム、９は主軸受、１０は副軸受、１１はハウジング、１２は副軸受支持フレーム、１３は電動機、１４はステータ、１５はロータ、１６は軸受ブッシュ、１７は研削砥石、１８は巻きブッシュである。
【００１６】
図１は、本発明のスクロール圧縮機の一例を示す縦断面図である。
【００１７】
即ち、密閉容器１内に圧縮機構部２が上部に、電動機１２が下部に図１のように収納され、圧縮機構部２は、端板３ａ上に渦巻状のラップ３ｂが直立した固定スクロール３と、鏡板４ａ上に渦巻状のラップ４ｂが直立した旋回スクロール４の、夫々のラップ３ｂ、４ｂを互いに内側に向けて噛み合わせて、複数の圧縮室５を形成することにより構成される。クランク軸６はその偏心部６ａを旋回スクロール４のボス部に嵌入させ、電動機１３の回転力を伝達し旋回スクロール４を公転させるものである。旋回スクロール４はオルダムリング７の作用で自転が防止されている。
【００１８】
フレーム８には、旋回スクロール４が収納され、固定スクロール３が締結され、フレーム８の主軸受９には前記クランク軸６が回転自在に貫挿支持されている。
【００１９】
副軸受１０は、前記主軸受９に対し反電動機側(電動機１２の下側)に配置され、この副軸受１０は、密閉容器１の内径に圧入され溶接などで固接された副軸受支持フレーム１２の副軸受接合面１２ａに固接されている。電動機１３は、ステータ１４とロータ１５から構成され、ロータ１５に結合されたクランク軸６は電動機１３の両側に設けられた主軸受９と副軸受１０で支持される構造である。
【００２０】
主軸受９は、従来公知技術と同様に内径面がストレートの一般的なすべり軸受である。
【００２１】
一方、本発明では、副軸受１０には主軸受と同様に内径面がストレート形状のすべり軸受となる軸受ブッシュ１６を用いている。
【００２２】
この副軸受は、軸受ブッシュ１６がハウジング１１に圧入して形成されるが、以下詳細にその構成方法を図２から図７により説明する。
【００２３】
図２は、図１のＦ矢視図で、本発明の副軸受構造の一例を示す要部拡大図である。即ち、軸受ブッシュ１６は、ハウジング１１の円筒部１１ａに圧入されており、このハウジング１１の円筒部１１ａは、フランジ部１１ｃと薄肉形状の連繋部１１ｂで一体に連繋され、クランク軸６の副軸受部６ｂと軸受ブッシュ１６の内径が嵌合された状態で、副軸受支持フレーム１２の副軸受接合面１２ａに溶接（図示せず）などにより取付けられる。
【００２４】
図３は、図２のようにクランク軸６の副軸受部６ｂと嵌合させるため、ハウジング１１圧入後の軸受ブッシュ１６の内径を、フランジ部１１ｃ端面を基準に内面研削盤(図示せず)によって、回転軸６の副軸受部６ｂと適宜摺動クリアランスを構成するように、研削砥石１７で精密加工している状態の一例を示すものである。
【００２５】
ここで、ハウジング１１の基本構造は、軸受ブッシュ１６を圧入する円筒部と副軸受接合フレーム１２との溶接などによる固接されるフランジ部１１ｃであって、この両者を弾性的に連繋する連繋部の構造は、図２の例に限らず、図４に示すようなものでも良く、副軸受の設置スペースや、密閉容器１に固接された副軸受支持フレーム１２の副軸受接合面１２ａの傾きから要求される、弾性程度などによって自由に形状を選択してよい。
【００２６】
図５は、以上述べたハウジング１１のスクロール圧縮機への組立状態の一例を示すものである。
【００２７】
即ち、密閉容器に対する副軸受支持フレーム１２の傾きや、或いはクランク軸６の傾きで、ハウジング１１のフランジ面１１ｄと軸受ブッシュ１６内径の直角が確保できない場合は、ハウジング１１の連繋部１１ｂが弾性変形し、軸受ブッシュ１６の内径がクランク軸６の外径に追随する。
【００２８】
一方、軸受ブッシュ１６は摺動潤滑性の優れたものが要求されるが、一般的に安価で手軽に用いられているものに、青銅粉末製多孔質焼結層を表面層に備えた金属板を、前記表面層を内側に丸め成形した巻きブッシュ１８が多用されている。
【００２９】
図６は、巻きブッシュ１８の製作方法を示すもので、潤滑性及び耐磨耗性に優れた表面層１８ａを備えた金属板１８ｂを、前記表面層を内側にして巻き成形して作られる。この巻きブッシュ１８の断面は外側から順に金属板１８ｂ、青銅粉末製多孔質焼結層１８ｃ、フッ素樹脂を含浸させた表層１８ｄからなっている。１８ｅは青銅粉末を示す。
【００３０】
尚、前述の図６は、青銅粉末製多孔質焼結層１８ｃにフッ素樹脂を含浸させ、表面層１８ａの更なる潤滑性の向上を狙いとするもので説明したが、一般には、フッ素樹脂を含浸させない青銅粉末製多孔質焼結層１８ｃを表面層１８ａとする巻きブッシュ１８(図示せず)が広く普及している。
【００３１】
これら青銅粉末製多孔質焼結層１８ｃと、稀にこれにフッ素樹脂を含浸させた表面層１８aを有する巻きブッシュを用いることによって、本発明のハウジング１１の連繋部の弾性変形効果と相俟って、これを使用することにより以下のような効果を発揮する。
【００３２】
即ち、本発明の副軸受１０はその組立状態において、前述したようにハウジング１１の連繋部１１ｂの弾性作用で、軸受面がある程度有効に追随するが、従来の球面軸受が有する自動調芯機能に比較し、ハウジング１１のフランジ面１１ｄと副軸受１０(巻きブッシュ１８)の内面の直角精度を前述の砥粒加工で精密に形成したとしても、密閉容器１に取り付ける副軸受支持フレーム１２の副軸受接合面１２ａや、クランク軸６の圧縮機構部２の運転によるたわみで、回転軸６の副軸受部６ａの軸心に対して副軸受１０の軸心の傾きが生じ、片当り（線接触）が生じる場合がある。しかし、その状態で運転経過しても、青銅粉末製多孔質焼結層１８ｃを有する軸受面は、図７に示すように圧縮機構部２の運転によるガス圧の反力やクランク軸６のたわみ力によって塑性変形し、副軸受１０のハッチングで図示した部分、即ち、局部的に線接触した部分が消滅し、摺動面の面積が拡大して摺動面圧が低下し、摺動信頼性を得ることが出来る。
【００３３】
尚、副軸受１０の下側の線接触部分も同様に、青銅粉末製多孔質焼結層１８ｃを有する軸受面が変形し(図示せず)、摺動信頼性を得ることができる。
【００３４】
また、軸受ブッシュ１６に固体潤滑性に優れたカーボン軸受(図示せず)を採用することによって、図７のように片当たり（線接触）を生じた副軸受部１０の組立状態で、局部的に油膜が破断した場合でも、その接触部分の焼きつき防止を図ることができ、本発明の弾性的連繋部を用いたハウジングとの組合せで、摺動特性を効率的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係わるスクロール圧縮機の一例を示す縦断面図。
【図２】図１に示す圧縮機のＦ矢視図。
【図３】本発明に係わる副軸受の内径の砥粒（研削）加工の一例を示す側面図。
【図４】本発明に係わる副軸受の形成方法の他一例を示す側断面図。
【図５】本発明に係わる副軸受のクランク軸軸心に対する傾斜組立の状況の一例を示す側断面図。
【図６】図１に示す圧縮機の軸受に使用される巻きブッシュの一例を説明する斜視図。
【図７】本発明の副軸受に使用した青銅粉末製多孔質焼結層の巻きブッシュの運転後における摺動面形状の一例を示す側断面図。
【図８】従来技術に係わるスクロール圧縮機の一例を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１…密閉容器、２…圧縮機構部、３…固定スクロール、３ａ…端板、３ｂ…ラップ、４…旋回スクロール、４ａ…鏡板、４ｂ…ラップ、５…圧縮室、６…クランク軸、６ａ…偏心部、６ｂ…副軸受部、７…オルダムリング、８…フレーム、９…主軸受、１０…副軸受、１１…ハウジング、１１ａ…円筒部、１１ｂ…連繋部、１１ｃ…フランジ部、１１ｄ…フランジ面、１２…副軸受支持フレーム、１２ａ…副軸受接合面、１３…電動機、１４…ステータ、１５…ロータ、１６…軸受ブッシュ、１７…研削砥石、１８…巻きブッシュ、１８ａ…表面層、１８ｂ…金属板、１８ｃ…青銅粉末製多孔質焼結層、１８ｄ…フッ素樹脂を含浸させた表層、１８ｅ…青銅粉末。
【図１】
2005133657.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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