特許 6967875 摺動機構および圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6967875

(24)【登録日】2021年10月28日

(45)【発行日】2021年11月17日

(54)【発明の名称】摺動機構および圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04B 39/02 20060101AFI20211108BHJP

   F04C 29/02 20060101ALI20211108BHJP

   F04C 18/356 20060101ALI20211108BHJP

【ＦＩ】

   F04B39/02 E

   F04B39/02 N

   F04C29/02 311A

   F04C29/02 311K

   F04C18/356 N

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-103357(P2017-103357)

(22)【出願日】2017年5月25日

(65)【公開番号】特開2018-197540(P2018-197540A)

(43)【公開日】2018年12月13日

【審査請求日】2020年2月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100131152

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100147924

【弁理士】

【氏名又は名称】美恵 英樹

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 森

【審査官】 山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１６０９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−００２５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２２９９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２５６９１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｂ ３９／０２

Ｆ０４Ｃ ２９／０２

Ｆ０４Ｃ １８／３５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の窪み部が形成された第１摺動面を有する第１摺動部材と、
前記第１摺動部材の第１摺動面と潤滑油を介して対向する第２摺動面を有する第２摺動部材と、を備え、
前記複数の窪み部は、それぞれ、平面視において、周縁全体が前記第１摺動面の周縁よりも内側に位置し、前記第１摺動部材に対して前記第２摺動部材が相対的に摺動する摺動方向に沿った中心軸方向の長さと前記中心軸方向と直交する方向の長さとが異なる異方的な形状を有し、前記中心軸と平行な一方向に向かって深さが増加する形で傾斜した第１傾斜面と、前記一方向に向かって深さが減少する形で傾斜した第２傾斜面と、を有し、
前記第１摺動面と直交する方向から見たときの前記複数の窪み部それぞれの中心軸は、前記摺動方向に対して傾斜している、
摺動機構。

【請求項2】

前記第１傾斜面の前記第１摺動面に対する傾斜角は、前記第２傾斜面の第１摺動面に対する傾斜角よりも小さい、
請求項１に記載の摺動機構。

【請求項3】

前記複数の窪み部それぞれの前記第２傾斜面は、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との境界部分から離れるにつれて前記摺動方向に直交する方向の幅が狭くなっている、
請求項１または２に記載の摺動機構。

【請求項4】

前記第１摺動面と直交する方向から見たときの、前記摺動方向に直交する方向で隣り合う２つの窪み部それぞれの中心軸は、前記摺動方向側で互いに交差している、
請求項１に記載の摺動機構。

【請求項5】

前記第１摺動面と直交する方向から見たときの、前記摺動方向に直交する方向で隣り合う２つの窪み部それぞれの中心軸は、互いに平行である、
請求項１に記載の摺動機構。

【請求項6】

ベーンと、
前記ベーンが内側を摺動するベーン溝を有するシリンダと、
前記シリンダ内に配置され偏心回転するピストンと、を備え、
前記ベーンの摺動面に複数の窪み部が形成され、
前記複数の窪み部は、それぞれ、平面視において、周縁全体が前記摺動面の周縁よりも内側に位置し、前記ベーンに対して前記ベーン溝の内壁が相対的に摺動する摺動方向に沿った中心軸方向の長さと前記中心軸方向と直交する方向の長さとが異なる異方的な形状を有し、前記中心軸に平行な一方向に向かって深さが増加する形で傾斜した第１傾斜面と、前記一方向に向かって深さが減少する形で傾斜した第２傾斜面と、を有し、
前記摺動面と直交する方向から見たときの前記複数の窪み部それぞれの中心軸は、前記摺動方向に対して傾斜している、
圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、摺動機構および圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

空気調和機、冷凍機等で使用される圧縮機として、例えばベーンと、シリンダに設けられベーンが内側を摺動するベーン溝を有するシリンダと、シリンダ内に配置され偏心回転するピストンと、を備える圧縮機が提供されている。ベーンは、シリンダ内に配置されたピストンの偏心回転に伴ってベーン溝内を上下に往復移動する。この種の圧縮機のうち特に冷凍機で使用される圧縮機では、ピストンの回転速度が低くベーンが低速で上下に往復移動するため、ベーンとベーン溝の内壁との間に潤滑油が保持されにくい。従って、ベーンとベーン溝の内壁との接触によるエネルギ損失やベーンの摩耗が発生する虞がある。

【0003】

これに対して、摺動する２つの摺動部材の摺動面の少なくとも一方に潤滑油を保持する微細な窪み部が設けられ摺動抵抗が低減された摺動機構が提案されている（例えば特許文献１参照）。窪み部は、例えば摺動部材の摺動面に鋼球を押し付けることにより形成される。窪み部は、平面視円形の椀状、即ち、平面視で等方的な形状を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１３０１４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

圧縮機に特許文献１に記載された摺動機構を適用した場合、窪み部は平面視円形、即ち、等方的な形状を有する。この場合、ベーンをベーン溝に対して摺動させるときにベーンとベーン溝との間に介在する潤滑油から十分な動圧を得ることができずベーンの摺動面とベーン溝の摺動面とが接触し、ベーンの摺動面とベーン溝の摺動面とが接触することによるエネルギ損失やベーンの摩耗が発生してしまう。

【0006】

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、摺動部材の摺動面同士の接触によるエネルギ損失および摺動部材の摩耗が低減された摺動機構および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】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明に係る摺動機構は、複数の窪み部が形成された第１摺動面を有する第１摺動部材と、第１摺動部材の第１摺動面と潤滑油を介して対向する第２摺動面を有する第２摺動部材と、を備える。複数の窪み部は、それぞれ、平面視において、周縁全体が第１摺動面の周縁よりも内側に位置し、第１摺動部材に対して第２摺動部材が相対的に摺動する摺動方向に沿った中心軸方向の長さと中心軸方向と直交する方向の長さとが異なる異方的な形状を有し、中心軸と平行な一方向に向かって深さが増加する形で傾斜した第１傾斜面と、一方向に向かって深さが減少する形で傾斜した第２傾斜面と、を有する。そして、第１摺動面と直交する方向から見たときの複数の窪み部それぞれの中心軸は、前述の摺動方向に対して傾斜している。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、第１摺動部材の第１摺動面に形成された複数の窪み部が、それぞれ、平面視において、上記中心軸方向の長さと前記中心軸方向と直交する方向の長さとが異なる異方的な形状を有し、上記中心軸に平行な一方向に向かって深さが増加する形で傾斜した第１傾斜面と、一方向に向かって深さが減少する形で傾斜した第２傾斜面と、を有する。そして、第１摺動面と直交する方向から見たときの複数の窪み部それぞれの中心軸は、前述の摺動方向に対して傾斜している。これにより、第１摺動部材と第２摺動部材との間に潤滑油が介在する場合、窪み部の平面視形状に応じて第１摺動部材と第２摺動部材との間に介在する潤滑油が窪み部の中心軸に沿って窪み部内へ流入する。そして、第１傾斜面に沿って窪み部内へ流入した潤滑油は、第２傾斜面に当たって第２傾斜面に沿って第２摺動部材へ近づく方向へ流れる。そして、この第２摺動部材へ近づく方向への潤滑油の流れにより、潤滑油から第２摺動部材に第１摺動部材から離れる方向への動圧を高めることができる。従って、第１摺動部材と第２摺動部材との接触が抑制されるので、第１摺動部材と第２摺動部材との摩擦によるエネルギ損失または第１摺動部材または第２摺動部材の摩耗が低減される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】（Ａ）は本発明の実施の形態１に係る摺動機構を備えた装置を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）に示す装置の一部を示す側面図

【図2】（Ａ）は実施の形態１に係る第１摺動部材の平面図、（Ｂ）は実施の形態１に係る第１摺動部材の一部を（Ａ）における内側から見たときの断面図

【図3】（Ａ）は実施の形態１に係る第１摺動部材の製造方法を説明するための断面図、（Ｂ）は実施の形態１に係る第１摺動部材の一部の拡大平面図

【図4】（Ａ）は本発明の実施の形態２に係る圧縮機の断面図、（Ｂ）は実施の形態２に係るベーンの斜視図

【図5】（Ａ）は変形例に係る第１摺動部材の平面図、（Ｂ）は変形例に係る第１摺動部材の一部を（Ａ）における内側から見たときの断面図

【図6】（Ａ）は変形例に係る第１摺動部材の製造方法を説明するための断面図、（Ｂ）は変形例に係る第１摺動部材の一部の拡大平面図

【図7】変形例に係る第１摺動部材の平面図

【図8】変形例に係る第１摺動部材の平面図

【図9】変形例に係る第１摺動部材の平面図

【発明を実施するための形態】

【0010】

（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態に係る摺動機構を備えた装置（以下、「摺動装置」と称する。）について図面を参照しながら説明する。摺動装置は、図１（Ａ）に示すように、潤滑油で満たされたプール１８と、摺動機構１と、主軸１７と、を備える。なお、以下、適宜図１（Ａ）における＋Ｚ方向を上方向、図１（Ｂ）における−Ｚ方向を下方向として説明する。摺動機構１は、プール１８の底に固定された第１摺動部材１１と、第１摺動部材１１に対向配置された第２摺動部材１２と、を有する。図１（Ｂ）に示すように、第２摺動部材１２は、第１摺動部材１１の第１摺動面１１１と潤滑油を介して対向する平坦な第２摺動面１２１を有する。主軸１７は、図１（Ａ）に示すように、第２摺動部材１２に固定されており、矢印ＡＲ１に示すように、第２摺動部材１２を第１摺動部材１１に向けて押圧する力を加えつつ、矢印ＡＲ２に示すように、第２摺動部材１２を第１摺動部材１１に対して相対的に回転させる。これにより、第１摺動部材１１が静止した状態で、第２摺動部材１２を第１摺動部材１１に対して摺動させる。

【0011】

第１摺動部材１１は、図２（Ａ）に示すように、円環状であり、周方向全体に亘って複数の窪み部１１２が形成された第１摺動面１１１を有する。第２摺動部材１２は、矢印ＡＲ２に示すように、上方から見て第１摺動部材１１に対して時計回りに回転して摺動する。窪み部１１２は、図２（Ｂ）に示すように、第１摺動面１１１に平行であり且つ第２摺動部材１２の摺動方向ＡＲ２に直交する方向から見た断面が逆三角形状である。また、窪み部１１２は、平面視において、摺動方向ＡＲ２に沿った中心軸Ｊ１１方向の長さＬ１１＋Ｌ１２と、中心軸Ｊ１１と直交する方向の長さＷ１１と、が異なる異方的な形状を有する。ここで、「摺動方向ＡＲ２に沿った中心軸Ｊ１１」とは、摺動方向ＡＲ２に平行な中心軸Ｊ１１を意味する。また、窪み部１１２は、中心軸Ｊ１１に沿った第１摺動面１１１に直交する断面の形状と、中心軸Ｊ１１と直交する方向に沿った第１摺動面１１１に直交する断面の形状とが異なっている。そして、窪み部１１２は、中心軸Ｊ１１に平行な一方向に向かって深さが増加する形で傾斜した第１傾斜面１１２ａと、上記一方向に向かって深さが減少する形で傾斜した第２傾斜面１１２ｂと、を有する。第１傾斜面１１２ａの第１摺動面１１１に対する傾斜角θ１１は、４５度よりも小さく、第２傾斜面１１２ｂの第１摺動面１１１に対する傾斜角θ１２よりも小さく設定されている。そして、Ｚ軸方向および第２摺動部材１２の摺動方向ＡＲ２に直交する方向から見て、第１傾斜面１１２ａと第２傾斜面１１２ｂとのなす角度は９０度に設定されている。これにより、平面視において、第１傾斜面１１２ａの摺動方向ＡＲ２の長さＬ１１が、第２傾斜面１１２ｂの摺動方向ＡＲ２の長さＬ１２よりも長くなっている。また、第２傾斜面１１２ｂは、第１傾斜面１１２ａと第２傾斜面１１２ｂの境界部分から離れるにつれて第２摺動部材１２の摺動方向ＡＲ２に直交する方向の幅が狭くなる先細りの形状である。

【0012】

第１摺動部材１１と第２摺動部材１２との間に潤滑油が介在した状態で、第２摺動部材１２が第１摺動部材１１に対して摺動すると、第１摺動部材１１と第２摺動部材１２との間に介在する潤滑油は、第２摺動部材１２と同じ方向へ流れる。そして、矢印ＡＲ２１に示すように第１摺動部材１１の第１傾斜面１１２ａに沿って窪み部１１２内へ流入した潤滑油は、矢印ＡＲ２２に示すように第２傾斜面１１２ｂに当たって第２傾斜面１１２ｂに沿って第２摺動部材１２へ近づく方向へ流れる。前述のように第１傾斜面１１２ａと第２傾斜面１１２ｂとのなす角度が９０度に設定されていることにより、第１傾斜面１１２ａに沿って窪み部１１２に流入した潤滑油が、第１傾斜面１１２ａの法線方向へ流れる。この窪み部１１２から第２摺動部材１２へ近づく方向への潤滑油の流れによって、第２摺動部材１２には、第１摺動部材１１から離れる方向、即ち、上方へ押し上げられる方向へ力が加わる。

【0013】

また、複数の窪み部１１２は、それぞれ、第１傾斜面１１２ａの中心軸Ｊ１１が最も深くなるように湾曲している。これにより、窪み部１１２の周囲に存在する潤滑油が、窪み部１１２へ効率良く流入するので、窪み部１１２から第２摺動部材１２へ近づく方向への潤滑油の流れが生じ易くなる。更に、窪み部１１２の第２傾斜面１１２ｂは、第１傾斜面１１２ａと第２傾斜面１１２ｂの境界部分から離れるにつれて第２摺動部材１２の摺動方向ＡＲ２に直交する方向の幅が狭くなる先細りの形状である。これにより、第２摺動部材１２を第１摺動部材１１に対して矢印ＡＲ２に示す方向へ摺動させたときにおいて、第１傾斜面１１２ａの法線方向へ流れる潤滑油の量が増加するので、第２摺動部材１２を上方へ押し上げる方向への力が増加する。

【0014】

次に、本実施の形態に係る第１摺動部材１１の製造方法について図３（Ａ）および（Ｂ）を参照しながら説明する。なお、図３（Ａ）および（Ｂ）において、基材９０１１の主面９１１１に直交する一方向をＺ方向、Ｚ方向に対して工具９１の中心軸が傾く方向をＰ方向、Ｐ方向とＺ方向とに直交する一方向をＱ方向として説明する。Ｐ方向は、図１（Ａ）における摺動方向ＡＲ２に対応し、Ｑ方向は、図１（Ａ）における摺動方向ＡＲ２に直交する方向に対応する。まず、第１摺動部材１１の基となる基材９０１１を準備する準備工程を行う。基材９０１１は、例えば金属から形成された円環状の板材である。

【0015】

次に、基材９０１１の主面９１１１に複数の窪み部１１２を形成する窪み部形成工程を行うことにより、第１摺動部材１１が生成される。窪み部形成工程では、例えば刃先が９０度の円筒状のスクエアエンドミルまたは砥石である工具９１を使用する。工具９１は、工作機械のスピンドルモータ（図示せず）に連結され、その筒軸Ｊ９１周りに回転する。工具９１の先端部は、側方から見て矩形状であり角部の角度が９０度である。そして、工具９１を回転させながら、工具９１を基材９０１１の主面９１１１に押し当てて切削または研削することにより、基材９０１１の主面９１１１に窪み部１１２を形成する。このとき、工具９１の筒軸Ｊ９１が傾くＰ方向を、第１摺動部材１１に対して第２摺動部材１２が摺動する方向、即ち、基材９０１１の周方向に沿った方向に設定する。そして、工具９１の筒軸Ｊ９１を、基材９０１１の主面９１１１に対して４５度よりも小さい角度θ１１だけ傾斜させる。

【0016】

このようにして形成された窪み部１１２は、そのＺ軸方向および摺動方向ＡＲ２に直交する方向から見た断面が左右非対称となる。また、窪み部１１２の第１傾斜面１１２ａは、Ｑ軸方向における中央部が最も深くなるように湾曲したものとなる。更に、図３（Ｂ）に示すように、窪み部１１２の第２傾斜面１１２ｂは、第１傾斜面１１２ａと第２傾斜面１１２ｂの境界部分から離れるにつれてＱ軸方向の幅が小さくなる先細り形状となる。また、窪み部１１２のＱ軸方向の幅は、窪み部１１２の最深部の深さと工具９１の直径とにより決定することができる。ここにおいて、窪み部１１２の幅の精度を重要視する場合、工具９１としてツルーイングしやすい砥石を使用するのが好ましい。また、工具９１として、窪み部１１２における最も幅が広い部分の幅よりも小径の工具を用いることによりならい加工を行うことにより、窪み部の形状のバリエーションを増やすこともできる。

【0017】

ところで、前述の窪み部生成工程において、例えばローラを基材９０１１に押し当てて基材９０１１の主面９１１１を塑性加工する場合、窪み部１１２の周囲が盛り上がってしまう。従って、基材９０１１の主面９１１１に窪み部１１２を形成した後、窪み部１１２の周囲の隆起部分を平坦化するための表面研磨処理が必要となる。これに対して、本実施の形態に係る窪み部生成工程のように、基材９０１１の主面９１１１を切削または研削して基材９０１１の窪み部１１２に対応する部分を除去する方法を採用することにより、窪み部１１２生成後の表面研磨処理が不要となる。従って、製造工程の簡素化を図ることができるという利点がある。

【0018】

また、前述の窪み部生成工程において、前述のように塑性加工を行う場合、基材９０１１がいわゆる硬脆材料であるとクラックなどの欠陥が入り易い。これに対して、本実施の形態に係る窪み部形成工程のように切削加工または研削加工を採用することにより、基材９０１１がいわゆる硬脆材料であっても欠陥の発生が抑制される。

【0019】

以上説明したように、本実施の形態に係る摺動機構１によれば、第１摺動部材１１の第１摺動面１１１に形成された複数の窪み部１１２が、それぞれ、平面視において異方的な形状であり、摺動方向ＡＲ２に向かって深さが増加する形で傾斜した第１傾斜面１１２ａと、摺動方向ＡＲ２に向かって深さが減少する形で傾斜した第２傾斜面１１２ｂと、を有する。これにより、窪み部１１２の平面視形状に応じて第１摺動部材１１と第２摺動部材１２との間に介在する潤滑油の窪み部１１２内への流入が促進される。そして、第１傾斜面１１２ａに沿って窪み部１１２内へ流入した潤滑油は、摺動方向ＡＲ２へ流れて第２傾斜面１１２ｂに当たって第２傾斜面１１２ｂに沿って第２摺動部材１２へ近づく方向へ流れる。そして、この第２摺動部材１２へ近づく方向への潤滑油の流れにより、潤滑油から第２摺動部材１２に第１摺動部材１１から離れる方向、即ち、上方への十分な動圧を得ることができる。従って、第１摺動部材１１と第２摺動部材１２との接触が抑制されるので、第１摺動部材１１と第２摺動部材１２との摩擦によるエネルギ損失または第１摺動部材１１または第２摺動部材１２の摩耗が低減される。

【0020】

また、本実施の形態に係る窪み部１１２は、第１傾斜面１１２ａの第１摺動面１１１に対する傾斜角θ１１が、第２傾斜面１１２ｂの第１摺動面１１１に対する傾斜角θ１２よりも小さい。これにより、第２摺動部材１２を第１摺動部材１１に対して矢印ＡＲ２に示す方向へ摺動させたときにおいて、潤滑油が第２摺動部材１２へ近づく方向へ効率良く流れる。従って、第２摺動部材１２を上方へ押し上げる方向への圧力を高めることができる。

【0021】

更に、本実施の形態に係る窪み部１１２の第２傾斜面１１２ｂは、第１傾斜面１１２ａと第２傾斜面１１２ｂの境界部分から離れるにつれて第２摺動部材１２の摺動方向ＡＲ２に直交する方向の幅が狭くなる先細りの形状である。これにより、第２摺動部材１２を第１摺動部材１１に対して矢印ＡＲ２に示す方向へ摺動させたときにおいて、第１傾斜面１１２ａの法線方向、即ち、第２摺動部材１２へ近づく方向へ流れる潤滑油の量が増加するので、第２摺動部材１２を上方へ押し上げる方向への圧力を高めることができる。

【0022】

なお、前述では、第１摺動部材１１が静止しており、第２摺動部材１２が第１摺動部材１１に対して摺動方向ＡＲ２へ摺動する例について説明したが、第２摺動部材１２が静止しており、第１摺動部材１１が第２摺動部材１２に対して摺動するものであってもよい。この場合、第１摺動部材１１が第２摺動部材１２に対して、矢印ＡＲ２で示す方向とは逆回りの方向へ摺動するとき、第２摺動部材１２が第１摺動部材１１に対して相対的に矢印ＡＲ２の方向へ摺動するものと解釈する。

【0023】

（実施の形態２）
本実施の形態に係る圧縮機は、ロータリ圧縮機であり、ベーンがシリンダに設けられたベーン溝内を摺動する。ベーンの表面には実施の形態１で説明した形状と同様の形状を有する窪み部が複数設けられている。これにより、ベーンがベーン溝内を鉛直下方向へ摺動する際のベーンの外壁とベーン溝の内壁との間での摺動抵抗が低減されているものである。

【0024】

図４（Ａ）に示すように、本実施の形態に係る圧縮機６００１は、ベーン６０５１と、ピストン６０５２と、シリンダ６０５３と、を備える。圧縮機６００１は、図４（Ａ）におけるＹ軸方向が鉛直方向となる姿勢で使用される。シリンダ６０５３は、圧縮室Ｒ２と、鉛直方向に延長され下端で圧縮室Ｒ２に連通し内側にベーン６０５１が配置されるベーン溝６０５４と、を有する。また、シリンダ６０５３は、図４（Ａ）におけるベーン溝６０５４よりも右側に位置し圧縮室Ｒ２に連通する吸気孔６０５５と、図４（Ａ）におけるベーン溝６０５４よりも左側に位置し圧縮室Ｒ２に連通する排気孔６０５６と、を有する。

【0025】

ピストン６０５２は、圧縮室Ｒ２内に配置され、矢印ＡＲ６１に示すように回転軸Ｊ６１周りに偏心回転する。このとき、ピストン６０５２の周壁は、シリンダ６０５３の圧縮室Ｒ２の内壁に対して摺動する。

【0026】

ベーン６０５１は、ベーン溝６０５４の内側に配置された状態で、圧縮室Ｒ２内における吸気口６０５５に連通する領域と排気口６０５６に連通する領域とを隔てる隔壁として機能する。ベーン６０５１は、下端部がピストン６０５２の周壁に当接した状態でピストン６０５２の偏心回転に伴って矢印ＡＲ６２に示すようにベーン溝６０５４内を上下に摺動する。ここで、ベーン６０５１の第１摺動面６５１１が、ベーン溝６０５４の第２摺動面６５４１に対向している。ここにおいて、ピストン６０５２の中心軸Ｊ６２が回転軸Ｊ６１の下側に位置する状態から中心軸Ｊ６２が回転軸Ｊ６１の上側に位置する状態へピストン６０５２が回転軸Ｊ６１周りに回転するのに伴って、ベーン６０５１は、ピストン６０５２により鉛直上方へ押し上げられる。一方、ピストン６０５２の中心軸Ｊ６２が回転軸Ｊ６１の上側に位置する状態から中心軸Ｊ６２が回転軸Ｊ６１の上側に位置する状態へピストン６０５２が回転軸Ｊ６１周りに回転するのに伴って、ベーン６０５１は、背面にあるバネ（図示せず）によりベーン溝６０５４内を鉛直下方へ移動する。

【0027】

ベーン６０５１の両面の第１摺動面６５１１には、図４（Ｂ）に示すように、ベーン６０５１の摺動方向に並んだ複数の窪み部６１１２が形成されている。ベーン６０５１が下方へ移動するとき、ベーン溝６０５４の内壁がベーン６０５１に対して相対的に上方へ摺動する。図４（Ｂ）の矢印ＡＲ６３は、ベーン溝６０５４の内壁がベーン６０５１に対して相対的に摺動する摺動方向を示す。窪み部６１１２は、平面視において、摺動方向ＡＲ６３に沿った中心軸Ｊ６３方向の長さＬ６１＋Ｌ６２と、中心軸Ｊ６３と直交する方向の長さＷ６１と、が異なる異方的な形状を有する。そして、窪み部６１１２の中心軸Ｊ６３は、摺動方向ＡＲ６３に平行である。窪み部６１１２は、第１傾斜面１１２ａと第２傾斜面１１２ｂとを有する。第１傾斜面１１２ａは、ベーン６０５１が鉛直下方向へ摺動するときにベーン６０５１から見てベーン溝６０５４が相対的に摺動する摺動方向ＡＲ６３に向かって深さが増加する形で傾斜している。第２傾斜面１１２ｂは、ベーン６０５１が鉛直下方向へ摺動するときにベーン６０５１から見てベーン溝６０５４が相対的に摺動する摺動方向ＡＲ６３に向かって深さが減少する形で傾斜している。また、平面視において、第１傾斜面１１２ａの中心軸Ｊ６３方向の長さＬ６１が、第２傾斜面１１２ｂの中心軸Ｊ６３方向の長さＬ６２よりも長くなっている。これにより、ベーン６０５１がベーン溝６０５４内を下降するときのベーン６０５１の第１摺動面６５１１とベーン溝６０５４の第２摺動面６５４１との間に生じる摺動抵抗が低減されている。

【0028】

ところで、第１摺動面６５１１と第２摺動面６５４１との間に生じる摺動抵抗が大きくなると、ベーン６０５１が鉛直下方へ移動する際の移動速度が低下してしまい、ベーン６０５１の移動がピストン６０５２の偏心回転に追従できず、ベーン６０５１の下端部とピストン６０５２の周壁との間に空隙が発生してしまう虞がある。この場合、圧縮室Ｒ２における吸気口６０５５に連通する領域と排気口６０５６に連通する領域とが繋がってしまうため、圧縮機６００１の圧縮効率が低下してしまう。

【0029】

これに対して、本実施の形態に係る圧縮機６００１では、ベーン６０５１の第１摺動面６５１１に、前述のような第１傾斜面１１２ａと第２傾斜面１１２ｂとを有する複数の窪み部６１１２が形成されている。これにより、ベーン６０５１が下方へ移動する際のベーン６０５１の第１摺動面６５１１とベーン溝６０５４の第２摺動面６５４１との間に生じる摺動抵抗が低減されるので、ベーン６０５１が鉛直下方へ移動する際の移動速度が向上する。従って、ベーン６０５１の下端部とピストン６０５２の周壁との間に空隙が生じることを抑制できるので、圧縮機６００１の圧縮効率が改善される。

【0030】

また、現在、地球環境に対する意識の高まりから、空気調和機として環境負荷が小さいものが選択される傾向となっている。空気調和機においては、特に、圧縮機の性能が環境負荷に与える影響が大きく、圧縮機の効率改善が環境負荷の低減が必須となっている。これに対して、本実施の形態に係る圧縮機６００１では、前述のように、ベーン６０５１の第１摺動面６５１１とベーン溝６０５４の第２摺動面６５４１との間に生じる摺動抵抗を低減することによりその圧縮効率が改善される。従って、本実施の形態に係る圧縮機６００１を空気調和機に用いることにより、環境負荷の低減を図ることができる。

【0031】

（変形例）
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前述の実施の形態によって限定されるものではない。例えば、図５（Ａ）および（Ｂ）に示す第１摺動部材２０１１のように、窪み部２１１２について、第１傾斜面２１１２ａの第１摺動面１１１に対する傾斜角θ２１と、第２傾斜面２１１２ｂの第１摺動面１１１に対する傾斜角θ２２と、が同じに設定されている構成であってもよい。窪み部２１１２は、平面視において、摺動方向ＡＲ２に沿った中心軸Ｊ２１方向の長さＬ２１＋Ｌ２２と、中心軸Ｊ２１と直交する方向の長さＷ２１と、が異なる異方的な形状を有する。ここで、「摺動方向ＡＲ２に沿った中心軸Ｊ２１」とは、摺動方向ＡＲ２に平行な中心軸Ｊ２１を意味する。そして、平面視において、第１傾斜面２１１２ａの中心軸Ｊ２１方向の長さＬ２１と第２傾斜面２１１２ｂの中心軸Ｊ２１方向の長さＬ２２とが等しい。図５（Ｂ）に示すように、Ｚ軸方向および第２摺動部材１２の摺動方向ＡＲ２に直交する方向から見て、第１傾斜面２１１２ａと第２傾斜面２１１２ｂとのなす角度は９０度に設定されている。また、第２傾斜面２１１２ｂは、第２摺動部材１２の摺動方向に直交する方向の幅が先細り形状である。これにより、第２摺動部材１２を第１摺動部材２０１１に対して矢印ＡＲ２に示す方向へ摺動させたときにおいて、第１傾斜面２１１２ａの法線方向へ流れる潤滑油の量が増加するので、第２摺動部材１２を上方へ押し上げる方向への圧力が増加する。これにより、第１摺動部材２０１１の摺動面２１１１と第２摺動部材１２の第２摺動面１２１との間に生じる摺動抵抗を低減できる。

【0032】

本変形例に係る第１摺動部材２０１１の製造方法は、実施の形態１で説明した第１摺動部材１１の製造方法と比べて、図６（Ａ）に示すように、窪み部形成工程における工具９１の筒軸Ｊ９２の基材９０１１の主面９１１１に対する傾斜角θ２１が異なる。なお、図６（Ａ）および（Ｂ）において、実施の形態１と同様の構成については図３（Ａ）および（Ｂ）と同一の符号を付している。窪み部形成工程において、工具９１の筒軸Ｊ９２の基材９０１１の主面９１１１に対する角度θ２１は、４５度に設定されている。これにより、窪み部２１１２は、そのＺ軸方向および摺動方向ＡＲ２に直交する方向から見た断面が左右対称となる。また、図６（Ｂ）に示すように、窪み部２１１２の第２傾斜面２１１２ｂは、楕円形状、即ち、第１傾斜面２１１２ａと第２傾斜面２１１２ｂの境界部分から離れるにつれてＱ軸方向の幅が小さくなる先細り形状となっている。また、窪み部２１１２の第１傾斜面２１１２ａも、第１傾斜面２１１２ａと第２傾斜面２１１２ｂの境界部分から離れるにつれてＱ軸方向の幅が小さくなる先細り形状となっている。

【0033】

本構成によれば、第１摺動部材２０１１に対して第２摺動部材１２を矢印ＡＲ２に示す方向へ摺動させる場合と、矢印ＡＲ２とは反対方向へ摺動させる場合との両方において、同様に第１摺動面２１１１と第２摺動面１２１との間に生じる摺動抵抗が低減される。

【0034】

実施の形態１では、窪み部１１２の中心軸Ｊ１１が第１摺動部材１１に対する第２摺動部材の摺動方向ＡＲ２と平行である構成について説明したが、窪み部の形状はこれに限定されない。例えば図７に示す第１摺動部材３０１１のように、各窪み部３１１２の中心軸Ｊ３１、Ｊ３１が第２摺動部材の摺動方向ＡＲ２に対して傾斜している構成であってもよい。窪み部３１１２は、平面視において、摺動方向ＡＲ２に沿った中心軸Ｊ３１（Ｊ３２）方向の長さＬ３１＋Ｌ３２と、中心軸Ｊ３１（Ｊ３２）と直交する方向の長さＷ３１と、が異なる異方的な形状を有する。ここで、「摺動方向ＡＲ２に沿った中心軸Ｊ３１（Ｊ３２）」とは、摺動方向ＡＲ２に対して傾斜した中心軸Ｊ３１（Ｊ３２）を意味する。そして、平面視において、第１傾斜面３１１２ａの中心軸Ｊ３１（Ｊ３２）方向の長さＬ３１は、第２傾斜面３１１２ｂの中心軸Ｊ３１（Ｊ３２）方向の長さＬ３２に比べて長い。窪み部３１１２の中心軸の第２摺動部材の摺動方向ＡＲ２に対する傾斜角θ３は、例えば５度乃至２０度に設定される。第１摺動部材３０１１の径方向で隣接する２つの窪み部３１１２の中心軸Ｊ３１、Ｊ３２は互いに交差している。つまり、複数の窪み部３１１２は、摺動方向ＡＲ２に対していわゆるヘリングボーン型に配置されている。

【0035】

本構成によれば、第１摺動部材３０１１に対して第２摺動部材を矢印ＡＲ２方向へ摺動させた場合、第１摺動部材３０１１の径方向で隣り合う窪み部３１１２からの第２傾斜面３１１２ｂに沿った潤滑油の流れが衝突する。これにより、第２摺動部材に加わる第１摺動部材３０１１から離れる方向への圧力が増加するので、第１摺動部材３０１１および第２摺動部材の摩擦損失や摩耗を更に低減できる。

【0036】

実施の形態１では、窪み部１１２が第１摺動部材１１の周方向に沿って２列に配列しており、径方向で隣り合う２つの窪み部１１２の間隔が第１摺動部材１１の全周に亘って同じである例について説明した。但し、窪み部の配置はこれに限定されるものではない。例えば図８に示す第１摺動部材４０１１のように、周方向で隣り合う２組の窪み部４１１３、４１１４について、径方向で隣り合う２つの窪み部４１１３同士の間隔Ｗ４２と径方向で隣り合う２つの窪み部４１１４同士の間隔Ｗ４３とが互いに異なる構成であってもよい。なお、間隔Ｗ４２、Ｗ４３は、径方向で隣り合う２つの窪み部４１１３、４１１４における第１傾斜面４１１２ａと第２傾斜面４１１２ｂとの境界部分と窪み部４１１３、４１１４の中心軸Ｊ４１、Ｊ４２との交点間の間隔に相当する。ここにおいて、２つの窪み部４１１３と２つの窪み部４１１４とを有する窪み部組４１１２が、第１摺動部材４０１１の周方向に沿って等間隔に位置する複数の領域Ａ４それぞれに形成されている。

【0037】

２つの窪み部４１１３のうち径方向における外側に位置する一方の中心軸Ｊ４１と２つの窪み部４１１４のうち径方向における外側に位置する一方の中心軸Ｊ４１とは、一致している。また、２つの窪み部４１１３のうち径方向における内側に位置する一方の中心軸Ｊ４２と２つの窪み部４１１４のうち径方向における内側に位置する一方の中心軸Ｊ４２とは、一致している。また、窪み部４１１３、４１１４の中心軸Ｊ４１、Ｊ４２は、第２摺動部材の摺動方向ＡＲ２に対して傾斜している。窪み部４１１３、４１１４は、平面視において、摺動方向ＡＲ２に沿った中心軸Ｊ４１（Ｊ４２）方向の長さＬ４１＋Ｌ４２と、中心軸Ｊ４１（Ｊ４２）と直交する方向の長さＷ４１と、が異なる異方的な形状を有する。ここで、「摺動方向ＡＲ２に沿った中心軸Ｊ４１（Ｊ４２）」とは、摺動方向ＡＲ２に対して傾斜した中心軸Ｊ４１（Ｊ４２）を意味する。そして、平面視において、第１傾斜面４１１２ａの中心軸Ｊ４１（Ｊ４２）方向の長さＬ４１は、第２傾斜面４１１２ｂの中心軸Ｊ４１（Ｊ４２）方向の長さＬ４２に比べて長い。窪み部４１１３、４１１４の中心軸Ｊ４１、Ｊ４２の第２摺動部材の摺動方向ＡＲ２に対する傾斜角θ４は、例えば５度乃至２０度に設定される。そして、中心軸Ｊ４１、Ｊ４２は、窪み部４１１３、４１１４の摺動方向ＡＲ２側で互いに交差している。つまり、第１摺動部材４０１１の径方向における外側で周方向に並ぶ２つの窪み部４１１３、４１１４と第１摺動部材４０１１の径方向における内側で周方向に並ぶ２つの窪み部４１１３、４１１４とが、摺動方向ＡＲ２に対していわゆるヘリングボーン型に配置されている。これに伴い、２つの窪み部４１１４同士の間隔Ｗ４３は、２つの窪み部４１１３同士の間隔Ｗ４２よりも狭くなっている。なお、窪み部４１１３、４１１４の幅を狭くして窪み部４１１３、４１１４の径方向の幅を更に狭くしてもよい。

【0038】

本構成によれば、第１摺動部材４０１１に対して第２摺動部材を矢印ＡＲ２方向へ摺動させた場合、第１摺動部材４０１１の径方向における外側、内側それぞれの窪み部４１１３、４１１４からの潤滑油の流れが衝突する。これにより、第２摺動部材に加わる第１摺動部材４０１１から離れる方向への圧力が増加するので、第１摺動部材４０１１と第２摺動部材との接触によるエネルギ損失や第１摺動部材４０１１または第２摺動部材の摩耗が低減される。

【0039】

実施の形態１では、窪み部１１２が第１摺動部材１１の周方向に沿って２列に配列している例について説明したが、窪み部１１２の配置は２列に限定されるものではない。例えば、図９に示す第１摺動部材５０１１のように、窪み部５１１２が第１摺動部材５０１１の周方向に沿って６列に配列している構成であってもよい。

【0040】

第１摺動部材５０１１の径方向に並ぶ６つの窪み部５１１２の中心軸Ｊ５１は、いずれも第２摺動部材の摺動方向ＡＲ２に対して傾斜角θ５だけ傾斜している。窪み部５１１２は、平面視において、摺動方向ＡＲ２に沿った中心軸Ｊ５１方向の長さＬ５１＋Ｌ５２と、中心軸Ｊ５１と直交する方向の長さＷ５１と、が異なる異方的な形状を有する。ここで、「摺動方向ＡＲ２に沿った中心軸Ｊ５１」とは、摺動方向ＡＲ２に対して傾斜した中心軸Ｊ５１を意味する。そして、平面視において、第１傾斜面５１１２ａの中心軸Ｊ５１方向の長さＬ５１は、第２傾斜面５１１２ｂの中心軸Ｊ５１方向の長さＬ５２に比べて長い。また、各窪み部５１１２の中心軸Ｊ５１は、いわゆるスパイラル型に配置されており、窪み部５１１２の摺動方向ＡＲ２側ほど第１摺動部材５０１１の中心に近づくように傾斜している。

【0041】

なお、窪み部５１１２の幅を狭くして第１摺動部材５０１１の径方向で隣り合う２つの窪み部５１１２同士の間隔を更に狭くしてもよい。また、第１摺動部材５０１１の外側に設ける窪み部５１１２の数を増加することにより、第１摺動部材５０１１の外側の窪み部５１１２の密度を向上させてもよい。また、複数の窪み部５１１２が、それらの第１傾斜面５１１２ａ、第２傾斜面５１１２ｂの傾斜角が第１摺動部材５０１１の外側から内側に向かって漸次変化する形で形成されていてもよい。

【0042】

本構成によれば、第１摺動部材５０１１に対して第２摺動部材を矢印ＡＲ２方向へ摺動させた場合、各窪み部５１１２からの潤滑油の流れが第１摺動部材５０１１の中央部に集中する。これにより、第２摺動部材に加わる第１摺動部材５０１１から離れる方向への圧力が増加するので、第１摺動部材５０１１に対して第２摺動部材を流体潤滑領域で摺動させることができる。従って、第１摺動部材５０１１と第２摺動部材との接触によるエネルギ損失や第１摺動部材５０１１または第２摺動部材の摩耗が低減される。

【0043】

実施の形態および前述の変形例では、第１摺動部材の径方向に並ぶ窪み部の数が２つ、４つ、６つの場合について説明したが、第１摺動部材の径方向に並ぶ窪み部の数はこれらに限定されない。例えば第１摺動部材の径方向に並ぶ窪み部の数が、１つであってもよいし、３つであってもよいし、５つであってもよいし、７つ以上であってもよい。

【0044】

実施の形態１で説明した窪み部形成工程において、工具９１と基材９０１１との間に電圧を印加したときに工具９１と基材９０１１との間に流れる電流を検出することにより工具９１と基材９０１１との位置関係を監視してもよい。例えば窪み部形成工程において、工具９１による基材９０１１の単位時間当たりの切削量（切削深さ）を示す切削量情報を記憶する記憶部と、工具９１と基材９０１１との間に電圧を印加する電圧印加部と、工具９１から基材９０１１へ流れる電流を検出する電流検出部と、を備える工作機械を使用すればよい。工作機械は、窪み部形成工程において、工具９１と基材９０１１との間の通電状況を監視しながら工具９１を基材９０１１へ近づけていく。そして、工作機械は、工具９１と基材９０１１との間を流れる電流を検出した時点を基準にして、記憶部が記憶する単位時間当たりの切削量に基づいて切削加工を実行する。

【0045】

或いは、窪み部形成工程において、ＡＥ（Acoustic Emission）計測技術を利用して工具９１と基材９０１１との位置関係を監視してもよい。この場合、窪み部形成工程において、工具９１による基材９０１１の単位時間当たりの切削量を示す切削量情報を記憶する記憶部と、工具９１が基材９０１１に接触したときに基材９０１１内を伝播するＡＥ波を検出するＡＥ波検出部と、を備える工作機械を使用すればよい。工作機械は、ＡＥ波検出部によりＡＥ波が検出されるか否かを監視しながら工具９１を基材９０１１へ近づけていく。そして、工作機械は、ＡＥ波を検出した時点を基準にして、記憶部が記憶する単位時間当たりの切削量に基づいて切削加工を実行する。以上説明したような工作機械を用いることにより、窪み部１１２の深さ方向の加工精度を向上させることができる。

【0046】

実施の形態１では、窪み部形成工程において、円筒状の工具９１を筒軸Ｊ９１周りに回転させながら、基材９０１１の主面９１１１に押し当てて切削または研削する例について説明したが、切削または研削する方法はこの方法に限定されない。例えば、彫刻刃型のような工具の刃先を基材９０１１の主面９１１１に押し当てて基材９０１１を切削する方法であってもよい。この場合、実施の形態１に係る摺動機構の製造方法と同様に、窪み部１１２生成後の表面研磨処理が不要となる。従って、製造工程の簡素化を図ることができるという利点がある。また、基材９０１１がいわゆる硬脆材料であっても欠陥の発生が抑制される。

【0047】

実施の形態１では、窪み部形成工程において、切削加工または研削加工を採用する例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、窪み部形成工程において、外形が基材９０１１の主面９１１１に形成する複数の窪み部１１２それぞれの内側の形状と同じ同一形状部分を有する工具を用いて、同一形状部分を基材９０１１の主面９１１１に転写するいわゆる塑性加工方法を採用してもよい。この場合、窪み部形成工程において、例えば、基材９０１１よりも硬度の高い材料から形成された円柱状の工具を使用する。そして、工具の先端部を基材９０１１の主面９１１１に押し当てて基材９０１１を塑性変形させることにより、基材９０１１の主面９１１１に窪み部を形成する。このとき、工具の中心軸が傾く方向を、第１摺動部材１１に対して第２摺動部材１２が摺動する方向に設定する。そして、工具の中心軸を、基材９０１１の主面９１１１に対して４５度よりも小さい角度だけ傾斜させる。これにより、実施の形態１で説明した窪み１１２と同様の窪み部を基材９０１１の主面９１１１に形成することができる。このように窪み部形成工程において塑性加工方法を採用することにより、窪み部形成工程に要する処理時間の短縮を図ることができる。

【0048】

また、実施の形態１に係る窪み部形成工程において、工具９１の代わりに電極を用いて、電極と基材９０１１との間で放電させることにより基材９０１１に窪み部１１２を形成してもよい。

【0049】

実施の形態１では、窪み部形成工程において、刃先が９０度の円筒状のスクエアエンドミルまたは砥石である工具９１を使用する例について説明したが、使用する工具の形状はこれに限定されるものではない。例えば、刃先に丸みが形成された工具、刃先が面取りされた工具、刃先が９０度よりも小さい角度に設定された工具、或いは、刃先が９０度よりも大きい角度に設定された工具を採用してもよい。

【0050】

実施の形態２では、窪み部６１１２の第１傾斜面１１２ａと第２傾斜面１１２ｂの第１摺動面６５１１に対する傾斜角が互いに異なる例について説明したが、窪み部の形状はこれに限定されない。例えば、ベーン６０５１に対してベーン溝６０５４が相対的に摺動する方向において、第１傾斜面の第１摺動面６５１１に対する傾斜角と第２傾斜面の第１摺動面６５１１に対する傾斜角とが等しい構成であってもよい。本構成によれば、ベーン６０５１が鉛直下方へ移動する場合のみならず、ベーン６０５１が鉛直上方へ移動する場合も、ベーン６０５１の第１摺動面６５１１とベーン溝６０５４の第２摺動面６５４１との間に生じる摺動抵抗を低減することができる。

【0051】

実施の形態２では、ベーン６０５１が、第１傾斜面１１２ａと第２傾斜面１１２ｂとのなす角度が９０度である窪み部６１１２を有する例について説明したが、窪み部の形状はこれに限定されない。ベーン６０５１は、例えば第１傾斜面１１２ａと第２傾斜面１１２ｂとのなす角度が９０度よりも大きい角度に設定された窪み部を有する構成であってもよい。

【0052】

以上、本発明の実施の形態および変形例（なお書きに記載したものを含む。）について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、実施の形態及び変形例が適宜組み合わされたもの、それに適宜変更が加えられたものを含む。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明は、空気調和機の圧縮機に好適に利用することができる。

【符号の説明】

【0054】

１，２００１ 摺動機構、１１，２０１１，３０１１，４０１１，５０１１ 第１摺動部材、１２ 第２摺動部材、１７ 主軸、１８ プール、９１ 工具、１１１，２１１１，３１１１，４１１１，５１１１，６５１１ 第１摺動面、１１２，２１１２，３１１２，４１１３，４１１４，５１１２，６１１２ 窪み部、１１２ａ，２１１２ａ，３１１２ａ，４１１２ａ，５１１２ａ 第１傾斜面、１１２ｂ，２１１２ｂ，３１１２ｂ，４１１２ｂ，５１１２ｂ 第２傾斜面、１２１，６５４１ 第２摺動面、４１１２ 窪み部組、６００１ 圧縮機、６０５１ ベーン、６０５２ ピストン、６０５３ シリンダ、６０５４ ベーン溝、６０５５ 吸気孔、６０５６ 排気孔、９０１１ 基材、９１１１ 主面、Ａ４ 領域、ＡＲ２，ＡＲ６３ 摺動方向、Ｒ２ 圧縮室、Ｊ６１ 回転軸、Ｊ１１，Ｊ２１，Ｊ３１，Ｊ３２，Ｊ４１，Ｊ４２，Ｊ５１，Ｊ６２，Ｊ６３ 中心軸、Ｊ９１，Ｊ９２ 筒軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】