スクロール圧縮機スラスト軸受部における潤滑メカニズムに関する実験的研究

摘要

本研究では，スクロール圧縮機のスラスト軸受における優れた潤滑状態の要因を明らかにするために多目的摩擦摩耗試験装置を用いた基本的な実験を行った．実験では，旋回スクロール側スラスト軸受に作用する摩擦力を計測できるようにするため，それをピボット軸受を介して固定し，それに対して固定スクロール側スラスト軸受をモータによって旋回運動させた．実機スクロール圧縮機ではスラスト軸受外側は中間圧力，内側は吸込み圧力であるので，スラスト軸受内外には圧力差が生じている．本研究では，第1に，スラスト軸受内外の圧力差に着目し，それを変化させてスラスト軸受に生じる摩擦力，摩擦係数および摩擦面温度を詳細に測定し，圧力差によって潤滑状態が大幅に改善されることを検討した．第2に，試験後の摩擦面の摩耗状態を詳しく観察し，スラスト軸受外周にくさびが形成されていたことを検討した．最後に，スラスト板のFEM弾性変形解析を行うことによって圧力差とくさび角度との関係について検討し，さらにスラスト板のひずみを計測することによってFEM解析結果の検証も行った．