JP2008101483A

JP2008101483A - Scroll compressor

Info

Publication number: JP2008101483A
Application number: JP2006282794A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Shimamura; 和之島村
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2008-05-01

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scroll compressor with superior reliability and durability at low cost by enhancing the lubricating property of thrust bearing members to suppress the wear thereof. <P>SOLUTION: This scroll compressor 1 contains, in a pressure vessel, a compressor mechanism 21 formed by combining a fixed scroll 4 with a movable scroll 5, a movable scroll support member 6 supporting the movable scroll 5, thrust bearing members 17 circumferentially disposed on surface of the movable scroll support member on the movable scroll side and contained in the movable scroll support member 6, an eccentric bearing 15 to which the spindle 10 of the movable scroll is fitted, and a crankshaft 12 imparting swing motion to the movable scroll 5 through the eccentric bearing. Tapered grooves are formed in the movable scroll side sliding surface and the anti-movable scroll side sliding surface of each thrust bearing member 17. Through holes communicating with the tapered grooves and extending from the movable scroll side sliding surface to the anti-movable scroll side sliding surface are formed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、たとえば車両用空調装置等に利用されるスクロール圧縮機に関し、とくにスラスト軸受部の摺動性、耐摩耗性を向上し、二酸化炭素を被圧縮流体として好適なスクロール圧縮機に関する。 The present invention relates to a scroll compressor used for, for example, a vehicle air conditioner, and more particularly to a scroll compressor that improves the slidability and wear resistance of a thrust bearing portion and is suitable for using carbon dioxide as a fluid to be compressed.

スクロール圧縮機においては、固定スクロールに対し可動スクロールが旋回運動することにより流体（冷媒）が圧縮される。また、可動スクロールが旋回し流体を圧縮する際には、可動スクロールにはスラスト方向に大きな力が作用する。このため、通常、可動スクロールの背後に可動スクロール支持部材を設け可動スクロールに加わるスラスト荷重が受けられるようになっている。たとえば、可動スクロールの背後に該可動スクロールを支持する可動スクロール支持部材を設け、該可動スクロール支持部材の可動スクロール側の面上に凹部を設け該凹部内に、たとえば円板状のスラスト軸受部材を収容し、可動スクロールのスラスト力を受けるような構成が採用されている。 In the scroll compressor, the fluid (refrigerant) is compressed by the revolving motion of the movable scroll with respect to the fixed scroll. Further, when the movable scroll turns and compresses the fluid, a large force acts in the thrust direction on the movable scroll. For this reason, normally, a movable scroll support member is provided behind the movable scroll so that a thrust load applied to the movable scroll can be received. For example, a movable scroll support member that supports the movable scroll is provided behind the movable scroll, a concave portion is provided on the movable scroll side surface of the movable scroll support member, and a disc-shaped thrust bearing member is provided in the concave portion. A configuration that accommodates and receives the thrust force of the movable scroll is adopted.

しかし、可動スクロールの旋回半径は数ｍｍ程度であるため低摺動速度となりスラスト軸受部材に油膜が形成、保持され難くなるおそれがある。油膜の形成、保持が不十分になると摺動損失が増大し、可動スクロールとスラスト軸受部材との間で金属接触が生じスラスト軸受部材が磨耗するおそれがある。なお、可動スクロール支持部材の凹部と該凹部に収容されるスラスト軸受部材との間には、スラスト軸受部材の組み付けおよび取り外しを容易にするため１ｍｍ以下のクリアランスが設けられている。このため、スラスト軸受部材は可動スクロールの旋回運動に伴い凹部の径方向に移動するので、スラスト軸受部材の反可動スクロール側の摺動面と可動スクロール支持部材との間にも磨耗が発生するおそれがある。 However, since the orbiting radius of the orbiting scroll is about several millimeters, the sliding speed becomes low, and there is a possibility that it is difficult to form and hold an oil film on the thrust bearing member. If the formation and holding of the oil film is insufficient, the sliding loss increases, and metal contact may occur between the movable scroll and the thrust bearing member, and the thrust bearing member may be worn. A clearance of 1 mm or less is provided between the concave portion of the movable scroll support member and the thrust bearing member accommodated in the concave portion in order to facilitate assembly and removal of the thrust bearing member. For this reason, since the thrust bearing member moves in the radial direction of the concave portion in accordance with the orbiting movement of the movable scroll, wear may occur between the sliding surface of the thrust bearing member on the non-movable scroll side and the movable scroll support member. There is.

このため、スラスト軸受部材の油膜の形成性、保持性を向上させるべく、スラスト軸受部材に複数のスパイラル形状の溝を形成し、スラスト軸受部材の油膜の形成性、保持性を向上する提案もなされているが（たとえば、特許文献１）、スパイラル形状の溝は形状が複雑であるため、加工工数が増大しスラスト軸受部材ひいては装置全体のコストアップを招くおそれがある。
特開平８−３１９９５９号公報 For this reason, in order to improve the oil film formability and retainability of the thrust bearing member, a proposal has been made to improve the oil film formability and retainability of the thrust bearing member by forming a plurality of spiral grooves in the thrust bearing member. However, since the spiral groove is complicated in shape (for example, Patent Document 1), the number of processing steps increases, which may increase the cost of the thrust bearing member and the entire device.
Japanese Patent Laid-Open No. 8-319959

そこで、本発明の課題は、スラスト軸受部材の潤滑性を向上することによりスラスト軸受部材の磨耗を抑制し、信頼性、耐久性に優れたスクロール圧縮機を低コストで提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a scroll compressor having excellent reliability and durability at low cost by suppressing the wear of the thrust bearing member by improving the lubricity of the thrust bearing member. .

上記課題を解決するために、本発明に係るスクロール圧縮機は、圧力容器の内部に、固定スクロールと該固定スクロールに対して旋回運動する可動スクロールをかみ合わせてなる圧縮機構と、前記可動スクロールを支持する可動スクロール支持部材と、該可動スクロール支持部材の可動スクロール側の面上に円周方向に複数配設され、該面上において可動スクロール支持部材内に収容され、可動スクロールのスラスト力を受けるスラスト軸受部材と、前記可動スクロールの主軸が嵌合される偏心軸受と、前記可動スクロールに前記偏心軸受を介して旋回運動を付与するクランク軸とを有するスクロール圧縮機において、各スラスト軸受部材の可動スクロール側の摺動面と反可動スクロール側の摺動面に溝幅がテーパ状に拡がるテーパ溝を複数設けるとともに、各テーパ溝に連通し可動スクロール側の摺動面から反可動スクロール側の摺動面までを貫通する貫通孔を設けたことを特徴とするものからなる。このような構成においては、各スラスト軸受部材に溝幅がテーパ状に拡がるテーパ溝が設けられているので、可動スクロールの旋回運動に伴い、たとえばスラスト軸受部材の可動スクロール側の摺動面の外周側からテーパ溝内に潤滑油が取り込まれる。そして、該潤滑油により、スラスト軸受部材の可動スクロール側の摺動面全体に油膜面が確実に形成、保持される。また、各テーパ溝は貫通孔に連通されているので、スラスト軸受部材の可動スクロール側の摺動面の潤滑油は、貫通孔を介してスラスト軸受部材の反可動スクロール側の摺動面にも流入する。そして、反可動スクロール側の摺動面に流入した潤滑油はスラスト軸受部材の摺動に伴い各テーパ溝内に流入し、スラスト軸受部材の反可動スクロール側の摺動面全体を潤滑する。したがって、スラスト軸受部材の両摺動面に確実に油膜面が形成、保持されるので、スクロール圧縮機の信頼性、耐久性を向上できるとともに、スクロール圧縮機の成績係数（ＣＯＰ）を向上できる。さらに、スラスト軸受部材の円滑な摺動性の確保により、スクロール圧縮機運転時の所要動力が低減されるので、省エネルギー化に寄与できる。 In order to solve the above-described problems, a scroll compressor according to the present invention includes a compression mechanism in which a fixed scroll and a movable scroll revolving with respect to the fixed scroll are engaged with each other in a pressure vessel, and the movable scroll is supported. A plurality of movable scroll support members that are arranged in a circumferential direction on a surface of the movable scroll support member on the movable scroll side, and are accommodated in the movable scroll support member on the surface and receive a thrust force of the movable scroll In a scroll compressor having a bearing member, an eccentric bearing into which a main shaft of the movable scroll is fitted, and a crankshaft that imparts orbiting motion to the movable scroll via the eccentric bearing, the movable scroll of each thrust bearing member A plurality of taper grooves with a groove width expanding in a taper shape on the sliding surface on the side and the sliding surface on the non-movable scroll side Kicking with, consisting of those characterized by providing a through hole penetrating to the sliding surface of the counter movable scroll-side from the sliding surface of the movable scroll-side communicating with each tapered groove. In such a configuration, each thrust bearing member is provided with a taper groove whose groove width expands in a taper shape, so that, for example, the outer periphery of the sliding surface on the movable scroll side of the thrust bearing member in accordance with the orbiting motion of the movable scroll. Lubricating oil is taken into the tapered groove from the side. The lubricating oil reliably forms and holds the oil film surface on the entire sliding surface on the movable scroll side of the thrust bearing member. Further, since each tapered groove communicates with the through hole, the lubricating oil on the sliding surface on the movable scroll side of the thrust bearing member also passes through the through hole to the sliding surface on the anti-movable scroll side of the thrust bearing member. Inflow. The lubricating oil that has flowed into the sliding surface on the counter-movable scroll side flows into each tapered groove as the thrust bearing member slides, and lubricates the entire sliding surface on the counter-moving scroll side of the thrust bearing member. Accordingly, the oil film surfaces are reliably formed and held on both sliding surfaces of the thrust bearing member, so that the reliability and durability of the scroll compressor can be improved and the coefficient of performance (COP) of the scroll compressor can be improved. Furthermore, since the required power during the operation of the scroll compressor is reduced by ensuring smooth slidability of the thrust bearing member, it can contribute to energy saving.

上記スラスト軸受部材は、たとえば従来のスパイラル形状の溝が形成されるスラスト軸受部材に比べ、構造が簡素であり容易に加工することができるので、スラスト軸受部材ひいてはスクロール圧縮機のコストを低減することができる。 The thrust bearing member has a simple structure and can be easily processed as compared with, for example, a conventional thrust bearing member in which a spiral groove is formed, so that the cost of the thrust bearing member and the scroll compressor can be reduced. Can do.

上記スラスト軸受部材は円板状に形成することが可能であるが、これに限定されるものではなく、たとえば、楕円形、多角形に形成することも可能である。スラスト軸受部材を楕円形、多角形に形成すれば、たとえば、スクロール支持部材の凹部に収容されたスラスト軸受部材の自転を防止することも可能である。 The thrust bearing member can be formed in a disc shape, but is not limited thereto, and can be formed in an elliptical shape or a polygonal shape, for example. If the thrust bearing member is formed in an elliptical shape or a polygonal shape, for example, it is possible to prevent the rotation of the thrust bearing member accommodated in the concave portion of the scroll support member.

上記スラスト軸受部材の可動スクロール側のテーパ溝以外の部分の外周部における摺動面には、可動スクロールから離れる方向に曲面が形成されるクラウニング形状を付与することが好ましい。このようなクラウニング形状を付与すれば、スラスト軸受部材への可動スクロールの当りを弱めることができるので、スラスト軸受部材と可動スクロールの摩擦力を低減でき、スラスト軸受部材の摩耗を防止できる。また、スラスト軸受部材の反可動スクロール側のテーパ溝以外の部分の外周部における摺動面には、可動スクロール支持部材から離れる方向に曲面が形成されるクラウニング形状を付与することが好ましい。このようなクラウニング形状を付与すれば、スラスト軸受部材への可動スクロール支持部材の当りを弱めることができるので、スラスト軸受部材と可動スクロール支持部材の摩擦力を低減でき、スラスト軸受部材の摩耗を防止できる。 It is preferable to give a crowning shape in which a curved surface is formed in a direction away from the movable scroll to the sliding surface in the outer peripheral portion of the thrust bearing member other than the tapered groove on the movable scroll side. If such a crowning shape is given, the contact of the movable scroll with the thrust bearing member can be weakened, so the frictional force between the thrust bearing member and the movable scroll can be reduced, and wear of the thrust bearing member can be prevented. Moreover, it is preferable to give the crowning shape in which a curved surface is formed in the direction away from the movable scroll support member to the sliding surface in the outer peripheral portion of the thrust bearing member other than the taper groove on the side opposite to the movable scroll. By providing such a crowning shape, the contact of the movable scroll support member with the thrust bearing member can be weakened, so the frictional force between the thrust bearing member and the movable scroll support member can be reduced, and wear of the thrust bearing member can be prevented. it can.

上記スラスト軸受部材は、可動スクロールおよび可動スクロール支持部材とは異なる材料から形成されることが好ましい。このような構成においては、スラスト軸受部材と可動スクロールおよびスクロール支持部材との接触面における摩擦力を低減できるのでかじりを効果的に防止することができる。 The thrust bearing member is preferably made of a material different from that of the movable scroll and the movable scroll support member. In such a configuration, the frictional force on the contact surface between the thrust bearing member, the movable scroll, and the scroll support member can be reduced, so that galling can be effectively prevented.

上記貫通孔はスラスト軸受部材の略中央部に設けられることが好ましい。このような構成によれば、スラスト軸受部材の可動スクロール側の摺動面から貫通孔を介して反可動スクロール側の摺動面に流入した潤滑油を該反可動スクロール側の摺動面上の各テーパ溝に均一に供給することができる。 The through hole is preferably provided at a substantially central portion of the thrust bearing member. According to such a configuration, the lubricating oil that has flowed from the sliding surface on the movable scroll side of the thrust bearing member into the sliding surface on the counter-movable scroll side through the through hole is placed on the sliding surface on the counter-movable scroll side. It can supply uniformly to each taper groove.

また、上記貫通孔は、スラスト軸受部材の可動スクロール側の摺動面から反可動スクロール側の摺動面に向かって縮径されていることが好ましい。このような構成によれば、貫通孔を通過する潤滑油の圧力を上昇させることができるので、スラスト軸受部材の反可動スクロール側の摺動面に確実に潤滑油を供給することができる。 The through hole is preferably reduced in diameter from the sliding surface on the movable scroll side of the thrust bearing member toward the sliding surface on the counter-movable scroll side. According to such a configuration, since the pressure of the lubricating oil passing through the through hole can be increased, the lubricating oil can be reliably supplied to the sliding surface of the thrust bearing member on the non-movable scroll side.

上記テーパ溝は、スラスト軸受部材の中央部から自身のラジアル方向外周に向かって直線状に延設されることが好ましい。このような構成によれば、たとえば、テーパ溝をスラスト軸受部材の中央部から放射状に設けることができるので、スラスト軸受部材の可動スクロール側の摺動面および反可動スクロール側の摺動面の全体に油膜を形成することができる。 It is preferable that the taper groove is linearly extended from the central portion of the thrust bearing member toward the outer periphery in the radial direction of the thrust bearing member. According to such a configuration, for example, the taper grooves can be provided radially from the central portion of the thrust bearing member, so that the entire sliding surface on the movable scroll side and the non-movable scroll side of the thrust bearing member An oil film can be formed.

上記圧縮機構の駆動源は、とくに限定されるものではないが、たとえば内蔵モータを挙げることができる。また、スクロール圧縮機が、車両用空調装置の冷凍システムに利用される場合には、車両用原動機、たとえば車両駆動用モータ、エンジン等を駆動源とすることができる。 The driving source of the compression mechanism is not particularly limited, and examples thereof include a built-in motor. When the scroll compressor is used in a refrigeration system for a vehicle air conditioner, a vehicle prime mover, such as a vehicle drive motor, an engine, or the like can be used as a drive source.

上記可動スクロール支持部材は、圧力容器ハウジングの一部を構成し、その両側または片側に位置するハウジング部材と外径が略同径に形成されることが好ましい。このような構成においては、少なくともスクロール支持部材の一部がスクロール圧縮機の外部に露出された状態に形成され、可動スクロール支持部材が外気等により冷却されるので、該スクロール支持部材の過熱を効果的に防止することができる。 It is preferable that the movable scroll support member constitutes a part of the pressure vessel housing and is formed so that the outer diameter is substantially the same as that of the housing member located on both sides or one side thereof. In such a configuration, at least a part of the scroll support member is formed to be exposed to the outside of the scroll compressor, and the movable scroll support member is cooled by the outside air, etc., so that overheating of the scroll support member is effective. Can be prevented.

本発明に係るスクロール圧縮機は、とくに超臨界状態にまで圧縮される二酸化炭素を被圧縮流体とするスクロール圧縮機に好適であるが、その他の代替冷媒、該代替冷媒用の潤滑油を使用するスクロール圧縮機にも適用できる。 The scroll compressor according to the present invention is particularly suitable for a scroll compressor using carbon dioxide compressed to a supercritical state as a fluid to be compressed, but uses other alternative refrigerants and lubricating oil for the alternative refrigerants. It can also be applied to scroll compressors.

また、本発明に係るスクロール圧縮機は、とくに二酸化炭素を冷媒とする冷凍システムに好適に用いることができる。 Further, the scroll compressor according to the present invention can be suitably used particularly for a refrigeration system using carbon dioxide as a refrigerant.

このような本発明に係るスクロール圧縮機によれば、スラスト軸受部材の可動スクロール側の摺動面およびスラスト軸受部材の反可動スクロール側の摺動面全体に油膜面を確実に形成、保持できる。したがって、スラスト軸受部材の摩耗が防止され円滑な摺動性が確保されるので、スクロール圧縮機の信頼性、耐久性を向上できるとともに、スクロール圧縮機の成績係数（ＣＯＰ）を向上できる。さらに、スラスト軸受部材の円滑な摺動性の確保により、スクロール圧縮機運転時の所要動力が低減されるので、省エネルギー化に寄与できる。さらに、従来のスパイラル形状の溝が形成されたスラスト軸受部材に比べ、構造が簡素化され加工も容易であるから、装置全体のコストダウンに寄与できる。 According to such a scroll compressor according to the present invention, the oil film surface can be reliably formed and held on the sliding surface of the thrust bearing member on the movable scroll side and the entire sliding surface of the thrust bearing member on the non-movable scroll side. Accordingly, wear of the thrust bearing member is prevented and smooth slidability is ensured, so that the reliability and durability of the scroll compressor can be improved and the coefficient of performance (COP) of the scroll compressor can be improved. Furthermore, since the required power during the operation of the scroll compressor is reduced by ensuring smooth slidability of the thrust bearing member, it can contribute to energy saving. Furthermore, compared to a conventional thrust bearing member in which a spiral groove is formed, the structure is simplified and the machining is easy, which can contribute to the cost reduction of the entire apparatus.

上記スラスト軸受部材は円板状部材から構成することができるが、たとえば、楕円形、多角形に形成することも可能である。スラスト軸受部材を楕円形、多角形に形成すれば、スクロール支持部材の凹部に収容されたスラスト軸受部材の自転を防止することができるので、スラスト軸受部材の摩耗のおそれを一層確実に解消することができる。 The thrust bearing member can be formed of a disk-shaped member, but can be formed in an elliptical shape or a polygonal shape, for example. If the thrust bearing member is formed in an elliptical shape or a polygonal shape, the thrust bearing member housed in the recess of the scroll support member can be prevented from rotating, so that the possibility of wear of the thrust bearing member can be more reliably eliminated. Can do.

上記スラスト軸受部材の可動スクロール側のテーパ溝以外の部分の外周部における摺動面に可動スクロールから離れる方向に曲面が形成されるクラウニング形状を付与すれば、スラスト軸受部材への可動スクロールの当りを弱めることができるので、スラスト軸受部材の摩耗を確実に防止できる。また、本発明においては、スラスト軸受部材の反可動スクロール側の摺動面上にもテーパ溝を設ける構成を採用できるが、この場合には、スラスト軸受部材の反可動スクロール側のテーパ溝以外の部分の外周部における摺動面に、可動スクロール支持部材から離れる方向に曲面が形成されるクラウニング形状を付与すれば、スラスト軸受部材への可動スクロール支持部材の当りを弱めることができるので、スラスト軸受部材の摩耗を一層確実に防止できる。 If a crowning shape in which a curved surface is formed in a direction away from the movable scroll is added to the sliding surface in the outer peripheral portion of the thrust bearing member other than the taper groove on the movable scroll side, the movable bearing is allowed to hit the thrust bearing member. Since it can be weakened, wear of the thrust bearing member can be reliably prevented. In the present invention, a configuration in which a taper groove is also provided on the sliding surface of the thrust bearing member on the non-movable scroll side can be adopted. If the sliding surface on the outer peripheral portion of the portion is provided with a crowning shape in which a curved surface is formed in a direction away from the movable scroll support member, the contact of the movable scroll support member with the thrust bearing member can be weakened. The wear of the member can be prevented more reliably.

また、スラスト軸受部材を、可動スクロールおよび可動スクロール支持部材とは異なる材料から形成すれば、スラスト軸受部材と可動スクロールおよびスクロール支持部材との接触面における摩擦力を低減できるのでかじりを効果的に防止することができる。 In addition, if the thrust bearing member is made of a material different from that of the movable scroll and the movable scroll support member, the frictional force on the contact surface between the thrust bearing member, the movable scroll and the scroll support member can be reduced, thereby effectively preventing galling. can do.

上記貫通孔は、スラスト軸受部材の略中央部に設けられることが好ましい。このような構成においては、たとえば、スラスト軸受部材の可動スクロール側の摺動面から、貫通孔を介して反可動スクロール側の摺動面に流入した潤滑油を、スラスト軸受部材の摺動に伴い反可動スクロール側の摺動面のテーパ溝全体に均一に供給できる。 The through hole is preferably provided at a substantially central portion of the thrust bearing member. In such a configuration, for example, the lubricating oil that has flowed from the sliding surface on the movable scroll side of the thrust bearing member into the sliding surface on the counter-movable scroll side through the through hole is caused by the sliding of the thrust bearing member. It can be uniformly supplied to the entire taper groove on the sliding surface on the counter-movable scroll side.

また、上記貫通孔をスラスト軸受部材の可動スクロール側の摺動面から反可動スクロール側の摺動面に向かって縮径される形状に形成すれば、貫通孔を通過する潤滑油の圧力を高めることができるので、スラスト軸受部材の反可動スクロール側の摺動面に確実に潤滑油を供給することができる。 Further, if the through hole is formed in a shape that is reduced in diameter from the sliding surface on the movable scroll side of the thrust bearing member toward the sliding surface on the non-movable scroll side, the pressure of the lubricating oil passing through the through hole is increased. Therefore, the lubricating oil can be reliably supplied to the sliding surface of the thrust bearing member on the non-movable scroll side.

上記テーパ溝を、スクロール支持部材の中央部から自身のラジアル方向外周に向かって直線状に延設すれば、テーパ溝をスラスト軸受部材の中央部から放射状に設けることができるので、スラスト軸受部材の両摺動面全体に潤滑油が供給され確実に油膜を形成することができる。 If the taper groove is linearly extended from the center portion of the scroll support member toward the outer periphery in the radial direction of the scroll support member, the taper groove can be provided radially from the center portion of the thrust bearing member. Lubricating oil is supplied to both sliding surfaces so that an oil film can be formed reliably.

上記可動スクロール支持部材を、圧力容器ハウジングの一部を構成し、その両側または片側に位置するハウジング部材と外径を略同径に形成すれば、少なくともスクロール支持部材の一部がスクロール圧縮機の外部に露出された状態に形成され、可動スクロール支持部材が外気等により冷却されるので、該スクロール支持部材の過熱を効果的に防止することができる。 If the movable scroll support member constitutes a part of the pressure vessel housing and the outer diameter of the housing member located on both sides or one side thereof is formed to be substantially the same diameter, at least a part of the scroll support member of the scroll compressor is formed. Since the movable scroll support member is formed to be exposed to the outside and cooled by outside air or the like, overheating of the scroll support member can be effectively prevented.

本発明に係るスクロール圧縮機は、とくに超臨界状態にまで圧縮される二酸化炭素を被圧縮流体とするスクロール圧縮機に好適であるが、その他の代替冷媒、該代替冷媒用の潤滑油を使用するスクロール圧縮機にも適用できる。また、本発明に係るスクロール圧縮機は、とくに二酸化炭素を冷媒とする冷凍システムに好適に用いることができる。 The scroll compressor according to the present invention is particularly suitable for a scroll compressor using carbon dioxide compressed to a supercritical state as a fluid to be compressed, but uses other alternative refrigerants and lubricating oil for the alternative refrigerants. It can also be applied to scroll compressors. Further, the scroll compressor according to the present invention can be suitably used particularly for a refrigeration system using carbon dioxide as a refrigerant.

以下に、本発明に係るスクロール圧縮機の望ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１〜図６は、本発明の一実施態様に係るスクロール圧縮機を示している。図１において、１はスクロール圧縮機を示している。本実施態様においては、スクロール圧縮機１は、二酸化炭素を被圧縮流体とするスクロール圧縮機に構成されており、二酸化炭素を冷媒とする冷凍システム、たとえば、車両用空調装置の冷凍サイクルに利用されるようになっている。 Hereinafter, preferred embodiments of a scroll compressor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 6 show a scroll compressor according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a scroll compressor. In this embodiment, the scroll compressor 1 is configured as a scroll compressor using carbon dioxide as a fluid to be compressed, and is used in a refrigeration system using carbon dioxide as a refrigerant, for example, a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner. It has become so.

スクロール圧縮機１は、モータハウジング２とリアハウジング３とを有している。モータハウジング２とリアハウジング３との間には、固定スクロール４と、該固定スクロール４に角度をずらせてかみ合わされる可動スクロール５と、該可動スクロール５を支持する可動スクロール支持部材６が設けられている。本実施態様においては、可動スクロール支持部材６は、図１、図２に示すようにモータハウジング２、リアハウジング３と外径が略同径に形成されており、モータハウジング２、リアハウジング３、固定スクロール４とともに圧力容器ハウジング７の一部を構成するようになっている。モータハウジング２、リアハウジング３、固定スクロール４、可動スクロール支持部材６は周方向に複数設けられて締結ボルト８により締結されている。 The scroll compressor 1 has a motor housing 2 and a rear housing 3. Between the motor housing 2 and the rear housing 3, there are provided a fixed scroll 4, a movable scroll 5 engaged with the fixed scroll 4 at an angle, and a movable scroll support member 6 that supports the movable scroll 5. ing. In this embodiment, the movable scroll support member 6 has an outer diameter substantially the same as that of the motor housing 2 and the rear housing 3 as shown in FIGS. 1 and 2, and the motor housing 2, the rear housing 3, A part of the pressure vessel housing 7 is configured together with the fixed scroll 4. A plurality of motor housings 2, rear housings 3, fixed scrolls 4 and movable scroll support members 6 are provided in the circumferential direction and fastened by fastening bolts 8.

モータハウジング２内には、電動モータ９が内蔵されており、電動モータ９には可動スクロール５の主軸１０が接続されている。主軸１０の一端にはクランク機構１１が一体的に形成されており、該クランク機構１１のクランクピン１２は偏心ブッシュ１３に嵌合されている。偏心ブッシュ１３は、可動スクロール６の突部１４内に設けられた偏心軸受１５に挿入されている。 An electric motor 9 is built in the motor housing 2, and the main shaft 10 of the movable scroll 5 is connected to the electric motor 9. A crank mechanism 11 is integrally formed at one end of the main shaft 10, and a crank pin 12 of the crank mechanism 11 is fitted to an eccentric bush 13. The eccentric bush 13 is inserted into an eccentric bearing 15 provided in the protrusion 14 of the movable scroll 6.

可動スクロール支持部材６の可動スクロール側の面上には周方向に、図３に示すような凹部１６が複数設けられており、該凹部１６には可動スクロール５のスラスト力を受けるスラスト軸受部材１７が収容されている。なお、図３においてスラスト軸受部材１７は断面を表示するものではないが、他の部位に対しスラスト軸受部材１７を明示するためハッチングを施してある。 A plurality of concave portions 16 as shown in FIG. 3 are provided in the circumferential direction on the surface of the movable scroll support member 6 on the movable scroll side, and the thrust bearing member 17 that receives the thrust force of the movable scroll 5 is provided in the concave portion 16. Is housed. In FIG. 3, the thrust bearing member 17 does not display a cross section, but is hatched to clearly show the thrust bearing member 17 with respect to other parts.

スラスト軸受部材１７は、図４に示すように円板状部材から構成されている。本実施態様においては、スラスト軸受部材１７は可動スクロール５および可動スクロール支持部材６とは異なる材料から形成されている。スラスト軸受部材１７の可動スクロール側の摺動面１７ａおよび反可動スクロール側の摺動面１７ｂには複数のテーパ溝１８aが設けられている。テーパ溝１８ａは、上記ラジアル方向に向かって溝幅が徐々に拡がるテーパ溝に形成されており、本実施態様においては、テーパ溝１８ａの深さは５０μｍ程度に設定されている。また、スラスト軸受部材１７の略中央部には貫通孔１９が設けられており、該貫通孔１９には、各テーパ溝１８ａが連通されている。テーパ溝１８ａは、スラスト軸受部材１７の中央部から該スラスト軸受部材１７のラジアル方向外側に向かって直線状に延設されている。 The thrust bearing member 17 is composed of a disk-shaped member as shown in FIG. In this embodiment, the thrust bearing member 17 is made of a material different from that of the movable scroll 5 and the movable scroll support member 6. A plurality of taper grooves 18a are provided on the sliding surface 17a on the movable scroll side and the sliding surface 17b on the counter-movable scroll side of the thrust bearing member 17. The tapered groove 18a is formed into a tapered groove whose groove width gradually increases in the radial direction, and in the present embodiment, the depth of the tapered groove 18a is set to about 50 μm. A through hole 19 is provided in a substantially central portion of the thrust bearing member 17, and each tapered groove 18 a communicates with the through hole 19. The taper groove 18 a extends linearly from the central portion of the thrust bearing member 17 toward the radially outer side of the thrust bearing member 17.

スラスト軸受部材１７の摺動面１７ａのテーパ溝以外の部分１８ｂの外周部１８ｃには、図４、図５に示すように、可動スクロール５から離れる方向に曲面が形成されるクラウニング形状が付与されている。なお、図４において、クラウニング形状が付与された外周部１８ｃは断面を表示するものではないが、他の部分に対しクラウニング形状付与部を明示すべくハッチングを施してある。一方、スラスト軸受部材１７の摺動面１７ｂのテーパ溝以外の部分１８ｂの外周部１８ｃには、可動スクロール支持部材６から離れる方向に曲面が形成されるクラウニング形状が付与されている。このように、テーパ溝以外の部分１８ｂの外周部１８ｃにクラウニング形状を付与すれば、可動スクロール５および可動スクロール支持部材６のスラスト軸受部材１７への当りを弱めることができるので、スラスト軸受部材１７の摩耗を一層効果的に防止できる。 The outer peripheral portion 18c of the portion 18b other than the tapered groove of the sliding surface 17a of the thrust bearing member 17 is provided with a crowning shape in which a curved surface is formed in a direction away from the movable scroll 5, as shown in FIGS. ing. In FIG. 4, the outer peripheral portion 18 c to which the crowning shape is imparted does not display a cross section, but other portions are hatched to clearly indicate the crowning shape imparting portion. On the other hand, a crowning shape in which a curved surface is formed in a direction away from the movable scroll support member 6 is given to the outer peripheral portion 18 c of the portion 18 b other than the tapered groove of the sliding surface 17 b of the thrust bearing member 17. Thus, if the crowning shape is given to the outer peripheral portion 18c of the portion 18b other than the taper groove, the contact of the movable scroll 5 and the movable scroll support member 6 with the thrust bearing member 17 can be weakened. Can be more effectively prevented.

図５に示すように貫通孔１９は、摺動面１７ａから摺動面１７ｂまで貫通されている。また、貫通孔１９は、摺動面１７ａから摺動面１７ｂに向かって徐々に縮径されている。 As shown in FIG. 5, the through-hole 19 is penetrated from the sliding surface 17a to the sliding surface 17b. The through hole 19 is gradually reduced in diameter from the sliding surface 17a toward the sliding surface 17b.

図１に示すスクロール圧縮機１においては、吸入ポート２０から圧力容器内に取り込まれた二酸化炭素冷媒は、固定スクロール４および可動スクロール５から構成される圧縮機構２１の流体ポケット内に取り込まれる。そして、可動スクロール５が旋回運動するに伴い流体ポケットがその容積を徐々に減じながら圧縮機構２１の中央に向かって移動し、二酸化炭素冷媒が吐出孔２２を介して、吐出室２３内に吐出され、さらに吐出ポート２４を介して外部に送られるようになっている。 In the scroll compressor 1 shown in FIG. 1, the carbon dioxide refrigerant taken into the pressure vessel from the suction port 20 is taken into the fluid pocket of the compression mechanism 21 including the fixed scroll 4 and the movable scroll 5. As the movable scroll 5 revolves, the fluid pocket moves toward the center of the compression mechanism 21 while gradually reducing its volume, and the carbon dioxide refrigerant is discharged into the discharge chamber 23 through the discharge hole 22. Further, it is sent to the outside through the discharge port 24.

本実施態様においては、各スラスト軸受部材１７の摺動面１７ａ、１７ｂには溝幅がテーパ状に拡がるテーパ溝１８ａが設けられるとともに、各テーパ溝１８ａに連通する貫通孔１９が設けられているので、可動スクロール５の旋回運動に伴いスラスト軸受部材１７の外周側からテーパ溝１８ａ内に潤滑油が取り込まれる。そして、該潤滑油によりスラスト軸受部材１７の摺動面１７ａ、１７ｂ全体に油膜面が確実に形成、保持されるので、スラスト軸受部材１７の摩耗が防止され円滑な摺動性が確保される。したがって、スクロール圧縮機１の信頼性、耐久性を向上できるとともに、スクロール圧縮機１の成績係数（ＣＯＰ）を向上できる。さらに、スラスト軸受部材１７の円滑な摺動性の確保により、スクロール圧縮機運転時の所要動力が低減されるので、省エネルギー化に寄与できる。また、各テーパ溝１８ａは貫通孔１９に連通されているので、スラスト軸受部材１７の可動スクロール側の摺動面１７ａの潤滑油は、貫通孔１９を介してスラスト軸受部材１７の反可動スクロール側の摺動面１７ｂにも流入する。そして、反可動スクロール側の摺動面１７ｂに流入した潤滑油はスラスト軸受部材１７の摺動に伴い、摺動面１７ｂ側の各テーパ溝１８ａ内に流入し、摺動面１７ｂ全体を潤滑する。したがって、スラスト軸受部材の両摺動面１７ａ、１７ｂに確実に油膜面が形成される。さらに、スラスト軸受部材１７は、たとえば従来のスパイラル形状の溝が形成されるスラスト軸受部材に比べ、構造が簡素であり容易に加工することができるので、スラスト軸受部材１７ひいてはスクロール圧縮機１のコストダウンに寄与することができる。 In the present embodiment, the sliding surfaces 17a and 17b of the thrust bearing members 17 are provided with tapered grooves 18a whose groove width is increased in a tapered shape, and through holes 19 that communicate with the tapered grooves 18a. Therefore, the lubricating oil is taken into the tapered groove 18 a from the outer peripheral side of the thrust bearing member 17 with the turning motion of the movable scroll 5. And since the oil film surface is reliably formed and held on the entire sliding surfaces 17a and 17b of the thrust bearing member 17 by the lubricating oil, wear of the thrust bearing member 17 is prevented and smooth slidability is secured. Therefore, the reliability and durability of the scroll compressor 1 can be improved, and the coefficient of performance (COP) of the scroll compressor 1 can be improved. Furthermore, by ensuring smooth slidability of the thrust bearing member 17, the required power during the operation of the scroll compressor is reduced, which can contribute to energy saving. Further, since each tapered groove 18 a communicates with the through-hole 19, the lubricating oil on the sliding surface 17 a on the movable scroll side of the thrust bearing member 17 passes through the through-hole 19 on the counter-movable scroll side of the thrust bearing member 17. Also flows into the sliding surface 17b. Then, as the thrust bearing member 17 slides, the lubricating oil flowing into the sliding surface 17b on the counter-movable scroll side flows into each tapered groove 18a on the sliding surface 17b side and lubricates the entire sliding surface 17b. . Therefore, an oil film surface is reliably formed on both sliding surfaces 17a and 17b of the thrust bearing member. Further, the thrust bearing member 17 has a simple structure and can be easily processed as compared with, for example, a conventional thrust bearing member in which a spiral groove is formed. Can contribute to down.

また、スラスト軸受部材１７は、可動スクロール５および可動スクロール支持部材６とは異なる材料から形成されているので、スラスト軸受部材１７と可動スクロール５およびスクロール支持部材６との接触面における摩擦力を低減できるのでかじりを効果的に防止することができる。 Further, since the thrust bearing member 17 is made of a material different from that of the movable scroll 5 and the movable scroll support member 6, the frictional force on the contact surface between the thrust bearing member 17, the movable scroll 5 and the scroll support member 6 is reduced. Therefore, it is possible to effectively prevent galling.

貫通孔１９は、スラスト軸受部材１７の略中央部に設けられているので、スラスト軸受部材１７の可動スクロール側の摺動面１７ａから、貫通孔１９を介して反可動スクロール側の摺動面１７ｂに流入した潤滑油を、スラスト軸受部材１７の摺動に伴い摺動面１７ｂのテーパ溝１８ａ全体に均一に供給できる。 Since the through-hole 19 is provided at a substantially central portion of the thrust bearing member 17, the sliding surface 17 b on the counter-movable scroll side through the through-hole 19 from the sliding surface 17 a on the movable scroll side of the thrust bearing member 17. As the thrust bearing member 17 slides, the lubricating oil that has flowed into can be uniformly supplied to the entire tapered groove 18a of the sliding surface 17b.

また、貫通孔１９はスラスト軸受部材１７の可動スクロール側の摺動面１７ａから反可動スクロール側の摺動面１７ｂに向かって縮径される形状に形成されているので、貫通孔１９を通過する潤滑油の圧力を上昇させることができる。したがって、スラスト軸受部材１７の摺動面１７ａ側から摺動面１７ｂ側に確実に潤滑油を供給することができる。 Further, since the through hole 19 is formed in a shape that is reduced in diameter from the sliding surface 17a on the movable scroll side of the thrust bearing member 17 toward the sliding surface 17b on the counter movable scroll side, the through hole 19 passes through the through hole 19. The pressure of the lubricating oil can be increased. Therefore, the lubricating oil can be reliably supplied from the sliding surface 17a side of the thrust bearing member 17 to the sliding surface 17b side.

また、本実施態様においては、テーパ溝１８ａはスクロール支持部材１７の中央部から自身のラジアル方向外周に向かって直線状に延設され、スラスト軸受部材１７の中央部から放射状に設けられているので、スラスト軸受部材１７の摺動面１７ａ、１７ｂ全体に潤滑油が供給され確実に油膜を形成することができる。 Further, in the present embodiment, the taper groove 18 a extends linearly from the center portion of the scroll support member 17 toward the outer periphery in the radial direction thereof, and is provided radially from the center portion of the thrust bearing member 17. The lubricating oil is supplied to the entire sliding surfaces 17a and 17b of the thrust bearing member 17, so that an oil film can be reliably formed.

また、本実施態様における可動スクロール支持部材６は、圧力容器ハウジング７の一部を構成し、その両側ハウジング２、３と外径が略同径に形成されているので、スクロール支持部材６の一部がスクロール圧縮機１の外部に露出された状態に形成される。このため、可動スクロール支持部材６が外気等により効果的に冷却されるので、該スクロール支持部材６の過熱を効果的に防止され、装置の耐久性、信頼性の向上に寄与することができる。 In addition, the movable scroll support member 6 in this embodiment constitutes a part of the pressure vessel housing 7, and the outer diameters of both the side housings 2 and 3 are formed to be substantially the same. The part is formed in a state exposed to the outside of the scroll compressor 1. For this reason, since the movable scroll support member 6 is effectively cooled by outside air or the like, the scroll support member 6 can be effectively prevented from being overheated, thereby contributing to improvement in durability and reliability of the apparatus.

本発明に係るスクロール圧縮機は、とくに臨界状態にまで圧縮される二酸化炭素を被圧縮流体とするスクロール圧縮機に好適であるが、その他の代替冷媒、該代替冷媒用の潤滑油を使用するスクロール圧縮機にも適用できる。また、本発明に係るスクロール圧縮機は、とくに二酸化炭素を冷媒とする冷凍システム、たとえば車両用空調装置の冷凍システムのスクロール圧縮機に好適である。 The scroll compressor according to the present invention is particularly suitable for a scroll compressor that uses carbon dioxide that is compressed to a critical state as a fluid to be compressed. However, the scroll that uses other alternative refrigerant and lubricating oil for the alternative refrigerant is used. It can also be applied to a compressor. The scroll compressor according to the present invention is particularly suitable for a refrigeration system using carbon dioxide as a refrigerant, for example, a scroll compressor of a refrigeration system for a vehicle air conditioner.

本発明の一実施態様に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the scroll compressor which concerns on one embodiment of this invention. 図１のスクロール圧縮機の部分拡大縦断面図である。It is a partial expanded longitudinal cross-sectional view of the scroll compressor of FIG. 図１のスクロール圧縮機のＩＩＩ矢視図である。FIG. 3 is a III arrow view of the scroll compressor of FIG. 1. 図１のスクロール圧縮機に用いられるスラスト軸受部材の正面図である。It is a front view of the thrust bearing member used for the scroll compressor of FIG. 図４のスラスト軸受部材のＶ−Ｖ線に沿う部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which follows the VV line of the thrust bearing member of FIG. 図５のＡ部の拡大図である。It is an enlarged view of the A section of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１スクロール圧縮機
２モータハウジング
３リアハウジング
４固定スクロール
５可動スクロール
６可動スクロール支持部材
７圧力容器ハウジング
８締結ボルト
９電動モータ
１０主軸
１１クランク機構
１２クランクピン
１３偏心ブッシュ
１４突部
１５偏心軸受
１６凹部
１７スラスト軸受部材
１７ａ可動スクロール側の摺動面
１７ｂ反可動スクロール側の摺動面
１８ａテーパ溝
１８ｂテーパ溝以外の部分
１８ｃ外周部
１９貫通孔
２０吸入ポート
２１圧縮機構
２２吐出孔
２３吐出室
２４吐出ポート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scroll compressor 2 Motor housing 3 Rear housing 4 Fixed scroll 5 Movable scroll 6 Movable scroll support member 7 Pressure vessel housing 8 Fastening bolt 9 Electric motor 10 Main shaft 11 Crank mechanism 12 Crank pin 13 Eccentric bush 14 Protrusion 15 Eccentric bearing 16 Concave 17 Thrust bearing member 17a Sliding surface on the movable scroll side 17b Sliding surface on the non-movable scroll side 18a Tapered groove 18b Parts other than the tapered groove 18c Outer peripheral portion 19 Through hole 20 Suction port 21 Compression mechanism 22 Discharge hole 23 Discharge chamber 24 Discharge port

Claims

圧力容器の内部に、固定スクロールと該固定スクロールに対して旋回運動する可動スクロールをかみ合わせてなる圧縮機構と、前記可動スクロールを支持する可動スクロール支持部材と、該可動スクロール支持部材の可動スクロール側の面上に円周方向に複数配設され、該面上において可動スクロール支持部材内に収容され、可動スクロールのスラスト力を受けるスラスト軸受部材と、前記可動スクロールの主軸が嵌合される偏心軸受と、前記可動スクロールに前記偏心軸受を介して旋回運動を付与するクランク軸とを有するスクロール圧縮機において、各スラスト軸受部材の可動スクロール側の摺動面と反可動スクロール側の摺動面に溝幅がテーパ状に拡がるテーパ溝を複数設けるとともに、各テーパ溝に連通し可動スクロール側の摺動面から反可動スクロール側の摺動面までを貫通する貫通孔を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。 A compression mechanism in which a fixed scroll and a movable scroll that orbits with respect to the fixed scroll are engaged with each other inside the pressure vessel, a movable scroll support member that supports the movable scroll, and a movable scroll side of the movable scroll support member. A plurality of circumferentially arranged on the surface, accommodated in the movable scroll support member on the surface and receiving a thrust force of the movable scroll; an eccentric bearing to which the main shaft of the movable scroll is fitted; A scroll compressor having a crankshaft that imparts orbiting motion to the movable scroll via the eccentric bearing, wherein a groove width is formed between the sliding surface on the movable scroll side and the sliding surface on the anti-movable scroll side of each thrust bearing member. A plurality of taper grooves that expand in a taper shape and a sliding surface on the movable scroll side that communicates with each taper groove Scroll compressor, characterized in that a through hole passing through to the sliding surface of Luo anti movable scroll-side.

前記スラスト軸受部材が円板状部材からなることを特徴とする、請求項１に記載のスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 1, wherein the thrust bearing member is a disk-shaped member.

前記スラスト軸受部材の可動スクロール側のテーパ溝以外の部分の外周部における摺動面に、可動スクロールから離れる方向に曲面が形成されるクラウニング形状を付与したことを特徴とする、請求項１または２のスクロール圧縮機。 The crowning shape in which a curved surface is formed in a direction away from the movable scroll is imparted to the sliding surface in the outer peripheral portion of the thrust bearing member other than the taper groove on the movable scroll side. Scroll compressor.

前記スラスト軸受部材の反可動スクロール側のテーパ溝以外の部分の外周部における摺動面に、可動スクロール支持部材から離れる方向に曲面が形成されるクラウニング形状を付与したことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のスクロール圧縮機。 The crowning shape in which a curved surface is formed in a direction away from the movable scroll support member is imparted to the sliding surface in the outer peripheral portion of the thrust bearing member other than the taper groove on the side opposite to the movable scroll. The scroll compressor in any one of 1-3.

前記スラスト軸受部材が、前記可動スクロールおよび可動スクロール支持部材とは異なる材料から形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein the thrust bearing member is made of a material different from that of the movable scroll and the movable scroll support member.

前記貫通孔が、スラスト軸受部材の略中央部に設けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to any one of claims 1 to 5, wherein the through hole is provided in a substantially central portion of the thrust bearing member.

前記貫通孔が、スラスト軸受部材の可動スクロール側の摺動面側から反可動スクロール側の摺動面側に向かって縮径されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のスクロール圧縮機。 The diameter of the through-hole is reduced from the sliding surface side on the movable scroll side of the thrust bearing member toward the sliding surface side on the anti-movable scroll side. The scroll compressor described.

前記テーパ溝が、スラスト軸受部材の中央部から自身のラジアル方向外側に向かって直線状に延設されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to any one of claims 1 to 7, wherein the tapered groove is linearly extended from the central portion of the thrust bearing member toward the outside in the radial direction of the thrust bearing member.

前記圧縮機構の駆動源が内蔵モータからなることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 1, wherein a driving source of the compression mechanism is a built-in motor.

前記可動スクロール支持部材が、前記圧力容器のハウジングの一部を構成しており、その両側または片側に位置するハウジング部材と外径が略同径に形成されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のスクロール圧縮機。 The movable scroll support member constitutes a part of the housing of the pressure vessel, and the outer diameter of the housing member located on both sides or one side thereof is formed to be substantially the same. The scroll compressor in any one of 1-9.

被圧縮流体が二酸化炭素からなることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載のスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 1, wherein the fluid to be compressed is made of carbon dioxide.

圧縮機が二酸化炭素を冷媒とする冷凍システムに使用されることを特徴とする、請求項１１に記載のスクロール圧縮機。
The scroll compressor according to claim 11, wherein the compressor is used in a refrigeration system using carbon dioxide as a refrigerant.