(57)【要約】【課題】圧縮機の軸受け部において、軸受部材の電気的絶縁を、絶縁部材の保持構造のサイズ増大を抑えつつ実現できるようにする。【解決手段】圧縮機構（20）の駆動軸（40）を回転自在に指示する軸受部材（35）、軸受部材（35）の外周を覆う絶縁部材（36）、絶縁部材（36）が固定される貫通孔（37a）を有した保持部材（37）、及び、保持部材（37）が固定される貫通孔（34）を有した軸受ハウジング（30）を設ける。保持部材（37）は、円環状に形成する。絶縁部材（36）は、保持部材（37）に締まり嵌め状態で固定する。【選択図】図５
2017015228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構（20）の駆動軸（40）を回転自在に指示する軸受部材（35）と、
上記軸受部材（35）の外周を覆う絶縁部材（36）と、
上記絶縁部材（36）が固定される貫通孔（37a）を有した保持部材（37）と、
上記保持部材（37）が固定される貫通孔（34）を有した軸受ハウジング（30）と、を備え、
上記保持部材（37）は、円環状に形成され、
上記軸受部材（35）と上記絶縁部材（36）とは、上記保持部材（37）に締まり嵌め状態で固定されていることを特徴とする圧縮機の軸受け構造。
【請求項２】
請求項１において、
上記絶縁部材（36）は、フィルム状の部材であることを特徴とする圧縮機の軸受け構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
上記保持部材（37）と上記軸受ハウジング（30）とは、線膨張係数が同等であることを特徴とする圧縮機の軸受け構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機の軸受け構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置などに用いられる圧縮機では、圧縮機構の駆動軸と軸受との間に油膜を形成し、潤滑状態を保ちながら駆動軸を回転させており、もし、軸受けの油膜が無くなってしまうと、駆動軸と軸受の接触や摩耗が発生する。そのため、圧縮機では、駆動軸と軸受との間の油膜の状態を把握することが重要である。
【０００３】
駆動軸と軸受との間の油膜の状態を把握する手段としては、いわゆる接触率測定法（電気抵抗法の一種）が知られている。例えば、軸受けとしていわゆる軸受メタルを用いた圧縮機でこの測定法を実施する場合には、軸受メタルと駆動軸の間の電気抵抗を測定するので、軸受メタルと、それを固定するハウジングとは電気的に絶縁する必要がある。軸受メタルとハウジングを電気的に絶縁する方法としては、軸受メタルの外周に絶縁部材を設けておいて、軸受メタルと絶縁部材とを２つ割りの保持部材によって挟み込む構造が知られている（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１２９８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記文献の例は、２つ割りの保持部材をボルトで固定する構造なので、保持部材のサイズ（外径）は大きくなりがちである。
【０００６】
本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、圧縮機の軸受け部において、軸受部材の電気的絶縁を、絶縁部材の保持構造のサイズ増大を抑えつつ実現できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、第１の発明は、
圧縮機構（20）の駆動軸（40）を回転自在に指示する軸受部材（35）と、
上記軸受部材（35）の外周を覆う絶縁部材（36）と、
上記絶縁部材（36）が固定される貫通孔（37a）を有した保持部材（37）と、
上記保持部材（37）が固定される貫通孔（34）を有した軸受ハウジング（30）と、を備え、
上記保持部材（37）は、円環状に形成され、
上記軸受部材（35）と上記絶縁部材（36）とは、上記保持部材（37）に締まり嵌め状態で固定されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成では、軸受部材（35）と絶縁部材（36）とは、保持部材（37）に締まり嵌め状態で固定される。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、
上記絶縁部材（36）は、フィルム状の部材であることを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は、第１又は第２の発明において、
上記保持部材（37）と上記軸受ハウジング（30）とは、線膨張係数が同等であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、従来例のようなネジ止めのためのスペースが不要になり、その結果、圧縮機の軸受け部において、軸受部材の電気的絶縁を、絶縁部材の保持構造のサイズ増大を抑えつつ実現することが可能になる。
【００１２】
また、第２の発明によれば、絶縁部材（36）の熱による変形量を比較的小さな範囲にとどめることが可能になり、精度よく接触率測定法を実施することが可能になる。
【００１３】
また、第３の発明によれば、保持部材（37）と軸受ハウジング（30）の線膨張係数を同等としたことで、保持部材（37）と軸受ハウジング（30）とを確実に固定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、圧縮機構の要部を示す断面図である。
【図３】図３は、軸受ハウジングの断面形状を示す。
【図４】図４は、軸受メタルの横断面を示す。
【図５】図５は、サブアセンブリ品の縦断面を示す。
【図６】図６は、サブアセンブリ品の軸受ハウジングへの取付け状態を示す。
【図７】図７は、接触率測定法を行うための測定回路を模式的に示す。
【図８】図８は、駆動軸と測定端子との配線接続方法を例示する。
【図９】図９は、裏金への配線取付構造の例を示す。
【図１０】図１０は、裏金への配線取付構造の他の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００１６】
《発明の実施形態》
〈概要〉
本実施形態では、本発明の一例としてスクロール圧縮機における軸受け構造を説明する。図１は、本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機（10）の構成を示す断面図である。スクロール圧縮機（10）は、例えば、空気調和装置の蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路に設けられ、冷媒を圧縮するために使用される。また、このスクロール圧縮機（10）は、いわゆる接触率測定法によって、駆動軸と軸受との間の油膜の状態を把握できるように構成されている。
【００１７】
〈スクロール圧縮機（10）の構成〉
スクロール圧縮機（10）は、縦長の円筒形の密閉容器状に形成されたケーシング（11）を備えている。このケーシング（11）内には、冷媒を圧縮する圧縮機構（20）と、圧縮機構（20）を駆動する電動機（45）とが収納されている。電動機（45）は、圧縮機構（20）の下方に配置され、駆動軸（40）を介して圧縮機構（20）に連結されている。
【００１８】
ケーシング（11）の頂部には、吸入管（12）が貫通して取り付けられている。吸入管（12）は、その終端が圧縮機構（20）に接続されている。また、ケーシング（11）の胴部には、吐出管（13）が貫通して取り付けられている。吐出管（13）は、その終端が、ケーシング（11）内（より詳しくは圧縮機構（20）と電動機（45）との間）に開口している。
【００１９】
駆動軸（40）は、主軸部（41）と偏心部（42）とを備え、クランクを構成している。偏心部（42）は、主軸部（41）よりも小径に形成され、主軸部（41）の上端面に設けられている。この偏心部（42）は、主軸部（41）の軸心に対して所定距離だけ偏心している。
【００２０】
ケーシング（11）の胴部の下端付近には、下部軸受部材（48）が固定されている。下部軸受部材（48）は、駆動軸（40）の主軸部（41）の下端部を回転自在に支持している。
【００２１】
電動機（45）は、駆動軸（40）を介して圧縮機構（20）を駆動するものであり、例えばＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータを採用できる。
【００２２】
圧縮機構（20）は、固定スクロール（21）、可動スクロール（22）、及び軸受ハウジング（30）を備えている。図２は、圧縮機構（20）の要部を示す断面図である。図２に示すように、圧縮機構（20）では、固定スクロール（21）に設けられた渦巻き壁状の固定側ラップ（21a）と、可動スクロール（22）に設けられた渦巻き壁状の可動側ラップ（22a）とが組み合わせられることにより、圧縮室（24）が区画形成されている。
【００２３】
また、固定スクロール（21）には、冷媒を導入するための吸入ポート（29）が形成されている。吸入ポート（29）は、固定スクロール（21）の上面に開口し、圧縮機構（20）内の圧縮室（24）につながっている。
【００２４】
そして、可動スクロール（22）には、駆動軸（40）の偏心部（42）が挿入されるボス部（22c）が形成されている。可動スクロール（22）が、駆動軸（40）を介して電動機（45）によって駆動されることによって、吸入ポート（29）を経由して圧縮室（24）に導入された冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒はケーシング（11）内に吐出され、吐出管（13）から吐出される。
【００２５】
〈軸受ハウジング〉
軸受ハウジング（30）は、軸受メタル（35）を保持し、該軸受メタル（35）によって、駆動軸（40）を回転自在に支持している。図３は、軸受ハウジング（30）の断面形状を示す。軸受ハウジング（30）は、金属（例えば鉄）の部材であり、上から下へ順に連続して形成された上段部（32）と下段部（33）とから成る。
【００２６】
上段部（32）は、略円筒状の形態を有し、ケーシング（11）の胴部内面に固定されている。また、上段部（32）は、その上面中央に凹部（32a）が形成されている。この凹部（32a）には、可動スクロール（22）のボス部（22c）が収容される。
【００２７】
また、下段部（33）は、上段部（32）の下面から下方へ突出して一体形成された部分である。この下段部（33）の中央位置には、上段部（32）の凹部（32a）に連通する貫通孔（以下、圧入孔（34））が形成されている。この圧入孔（34）内には、後に詳述するように、保持部材（37）、絶縁部材（36）、及び軸受メタル（35）が収容される。
【００２８】
〈軸受メタル（35）〉
軸受メタル（35）は、駆動軸（40）の主軸部（41）を回転自在に支持している。軸受メタル（35）は、本発明の軸受部材の一例であり、本実施形態の軸受メタル（35）は、いわゆる滑り軸受である。
【００２９】
図４は、軸受メタル（35）の横断面を示す。図４に示すように、軸受メタル（35）は、円筒状の裏金（35a）と、裏金（35a）の内周面を覆うブロンズ層（35b）と、ブロンズ層（35b）の内周面を覆う樹脂層（35c）との３層構造を有している。
【００３０】
〈絶縁部材（36）〉
絶縁部材（36）は、フィルム状の部材であり、軸受メタル（35）の外周（より詳しくは裏金（35a）の外周）を覆って、軸受メタル（35）の裏金（35a）と保持部材（37）とを電気的に絶縁する。この絶縁部材（36）には、後に説明する焼嵌めを考慮して、なるべく耐熱温度が高い材質のものを選択している。絶縁部材（36）の候補としては、例えば、ポリイミド（PI、耐熱温度300℃）、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK、耐熱温度260℃）、ポリフェニレンサルファイド（PPS、耐熱温度240℃）、液晶ポリマー（LCP、耐熱温度300℃）等が挙げられる。
【００３１】
〈保持部材（37）〉
保持部材（37）は、全周に渡って連続した外周面を有した円筒状の部材であり、絶縁部材（36）が固定される貫通孔（37a）を有している。貫通孔（37a）の内径は、軸受メタル（35）の外周に絶縁部材（36）を巻き付けて円筒状にしたもの（以下、円筒組立体（51）と呼ぶ）の外径よりも、僅かに小さく加工してある。
【００３２】
また、保持部材（37）は、軸受ハウジング（30）の圧入孔（34）に圧入される。そのため、保持部材（37）の外径と、圧入孔（34）の内径とは、この圧入を考慮した、はめあい公差内の寸法となるように加工してある。
【００３３】
なお、本実施形態では、保持部材（37）は、その線膨張係数が軸受ハウジング（30）の線膨張係数と同等となるように材料を選択してある。この例では、保持部材（37）は、鉄で形成してある。勿論、ここで採用した鉄は例示であり、他の材料を用いることも可能である。
【００３４】
〈軸受メタル（35）等の軸受ハウジング（30）への取付け〉
軸受ハウジング（30）の圧入孔（34）内には、保持部材（37）、絶縁部材（36）、及び軸受メタル（35）が収容される。本実施形態では、保持部材（37）、絶縁部材（36）、及び軸受メタル（35）の三者を組み立てたサブアセンブリ品（50）を準備し、そのサブアセンブリ品（50）を貫通孔（34）に圧入する。また、軸受メタル（35）の裏金（35a）には、接触率測定法を実施するための配線（後述）も行う。
【００３５】
−サブアセンブリ品の組立−
図５は、サブアセンブリ品（50）の縦断面を示す。このサブアセンブリ品（50）を得るには、まず、軸受メタル（35）の外周長程度の長さに切った帯状の絶縁部材（36）を準備する。次に、その絶縁部材（36）を軸受メタル（35）の外周に巻き付ける（すなわち、円筒組立体（51）を準備する）。そして、円筒組立体（51）を保持部材（37）に締まり嵌め状態で固定する。より具体的には、保持部材（37）を円筒組立体（51）に焼嵌めする。この焼嵌めでは、保持部材（37）を加熱する。保持部材（37）の加熱温度は、絶縁部材（36）の耐熱を考慮して定める必要がある。例えば、絶縁部材（36）としてポリイミド（ＰＩ）を採用した場合の加熱温度は、ポリイミドの耐熱温度である300℃よりも低い温度とする。このように、保持部材（37）の内径を増大させるための加熱温度としては、絶縁部材（36）の耐熱温度が目安となるので、その温度で、円筒組立体（51）をはめ込めるように、保持部材（37）の貫通孔（37a）の内径は定めておくことになる。
【００３６】
加熱した保持部材（37）の貫通孔（37a）に円筒組立体（51）を嵌め込み、その後、保持部材（37）が冷却すると、円筒組立体（51）は、保持部材（37）に、締まり嵌め状態で固定される。これにより、サブアセンブリ品（50）は完成である。そして、このサブアセンブリ品（50）を軸受ハウジング（30）の貫通孔（34）に圧入すると、該サブアセンブリ品（50）の軸受ハウジング（30）への取付けが完了する（図６参照）。なお、サブアセンブリ品（50）の軸受ハウジング（30）への取付けは、圧入には限定されない。例えば、サブアセンブリ品（50）も、焼嵌めによって軸受ハウジング（30）に取り付けるようにしてもよい。
【００３７】
〈配線〉
上記のようにして、軸受メタル（35）が絶縁部材（36）を介して軸受ハウジング（30）に取り付けられることによって、該軸受メタル（35）は、軸受ハウジング（30）とは電気的に絶縁される。それにより、このスクロール圧縮機（10）では、接触率測定法（電気抵抗法の一種）の利用が可能になり、駆動軸（40）と軸受メタル（35）との間の油膜の状態を把握することが可能になる。
【００３８】
図７は、接触率測定法を行うための測定回路を模式的に示す。この測定回路は、図７に示すように、直流電源（E）、抵抗（R1）、抵抗（R2）、測定端子（A,B）、及び検出器（D）を備え、測定端子（A,B）に接続された測定対象の抵抗値を測定する。この測定回路では、測定端子（A,B）に接続された測定対象は、抵抗（R2）に並列接続される。そして、この測定回路では、直流電源（E）から抵抗（R1）を介して、抵抗（R2）及び測定対象に電流を流した際における、２つの測定端子（A,B）の間の電圧を検出器（D）で検出することで、測定対象の抵抗値を求めることができる。なお、この例では、直流電源（E）の電圧は１．５Ｖ、抵抗（R1）は１ＫΩ、抵抗（R2）は１００Ωである。
【００３９】
スクロール圧縮機（10）において測定される抵抗値は、駆動軸（40）と軸受メタル（35）との間の抵抗値であり、測定端子（A）には、軸受メタル（35）の裏金（35a）が配線接続されている。また、測定端子（B）には、駆動軸（40）が電気的に接続されている。図８は、駆動軸（40）と測定端子（B）との配線接続方法を例示する。この例では、駆動軸（40）と摺動する電極（48a）を下部軸受部材（48）に設け、その電極（48a）と測定端子（B）とを配線部材（W）によって配線接続している。
【００４０】
また、図９は、裏金（35a）への配線取付構造の例を示す。図９の例では、裏金（35a）の端部に配線部材（W）を取り付け、その配線部材（W）を測定端子（B）に接続している。なお、この配線部材（W）の取付けは、軸受ハウジング（30）にサブアセンブリ品（50）を取り付ける前に行ってもよいし、取り付けた後に行ってもよい。
【００４１】
また、図１０は、裏金（35a）への配線取付構造の他の例を示す。図１０の例では、軸受ハウジング（30）、保持部材（37）、及び絶縁部材（36）に、配線を通すための穴（60）を設けておいて、サブアセンブリ品（50）を軸受ハウジング（30）に組み付けた後に、導電性の接着剤を先端に付けた配線部材（W）を穴（60）から差し込んで、配線部材（W）の先端を裏金（35a）に接着している。この場合も配線部材（W）は、測定端子（A）に接続する。このようにスクロール圧縮機（10）を上記測定回路に接続することで、軸受メタル（35）と駆動軸（40）との間の抵抗値を求めることができる。この抵抗値からは、駆動軸（40）と軸受メタル（35）との間の油膜の状態を把握することが可能になる。
【００４２】
なお、図１０の例における裏金（35a）と配線部材（W）との接続方法は、接着には限定されない。例えば、溶接（一例としてスポット溶接が挙げられる）によって裏金（35a）と配線部材（W）とを接続してもよい。
【００４３】
〈本実施形態における効果〉
以上のように本実施形態では、軸受メタル（35）と絶縁部材（36）を、保持部材（37）に締まり嵌め状態で固定するようにした。そのため、本実施形態では、従来例のようなネジ止めのスペースが不要になり、その結果、圧縮機（10）の軸受け部において、軸受メタル（35）の電気的絶縁を、絶縁部材（36）の保持構造（保持部材（37））のサイズ増大を抑えつつ実現することが可能になる。
【００４４】
《その他の実施形態》
なお、軸受メタル（35）と絶縁部材（36）の保持部材（37）への固定は、焼嵌めには限定されない。他の例としては、以下の構造、工法などが挙げられる。
【００４５】
（１）例えば、軸受メタル（35）として、Ｃ字断面を有した軸受メタル（スリットを有した軸受メタル）を用いることが考えられる。この場合は、円筒組立体（51）を保持部材（37）に組み付ける際には、軸受メタル（35）のスリット部分を利用してその半径を縮めつつ貫通孔（37a）に挿入すればよい。
【００４６】
（２）また、保持部材（37）の貫通孔（37a）の内径を、円筒組立体（51）の外径よりも僅かに大きく形成しておいて、貫通孔（37a）に円筒組立体（51）を嵌め込んだ後に、貫通孔（37a）の内径が縮小するように、保持部材（37）を絞ってもよい。
【００４７】
（３）また、Ｃ字断面を有した軸受メタル（35）を用いつつ、上記のように保持部材（37）を絞るようにしてもよい。
【００４８】
以上のように、本発明の「締まり嵌め状態」とは、全周に渡って連続した外周面を有した円筒部材（保持部材（37））に対して円筒組立体（51）を組み付けた後に、円筒組立体（51）が保持部材（37）によって締め付けられている状態をいう。すなわち、「締まり嵌め状態」とは、組立前の円筒組立体（51）の外径が保持部材（37）の内径よりも大きい場合のみに限定するものでは無く、上記のような種々の構造、工法を含む概念である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、圧縮機の軸受け構造として有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１０      スクロール圧縮機
２０      圧縮機構
３０      軸受ハウジング
３４      圧入孔（貫通孔）
３５      軸受メタル（軸受部材）
３６      絶縁部材
３７      保持部材
３７ａ    貫通孔
４０      駆動軸
【図１】
2017015228.tif 000003
【図２】
2017015228.tif 000004
【図３】
2017015228.tif 000005
【図４】
2017015228.tif 000006
【図５】
2017015228.tif 000007
【図６】
2017015228.tif 000008
【図７】
2017015228.tif 000009
【図８】
2017015228.tif 000010
【図９】
2017015228.tif 000011
【図１０】
2017015228.tif 000012