特許 7528218 回転機械

(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】

(24)【登録日】2024-07-26

(45)【発行日】2024-08-05

(54)【発明の名称】回転機械

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/3244 20160101AFI20240729BHJP

   F16C 17/04 20060101ALI20240729BHJP

   F04C 18/02 20060101ALI20240729BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20240729BHJP

   F16J 15/16 20060101ALI20240729BHJP

   F16J 15/3252 20160101ALI20240729BHJP

   F16J 15/34 20060101ALI20240729BHJP

【ＦＩ】

F16J15/3244

F16C17/04 Z

F04C18/02 311P

F04C29/00 A

F04C29/00 F

F16J15/16 B

F16J15/3252

F16J15/34 G

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022535275

(86)(22)【出願日】2021-07-01

(86)【国際出願番号】 JP2021024938

(87)【国際公開番号】W WO2022009766

(87)【国際公開日】2022-01-13

【審査請求日】2024-01-19

(31)【優先権主張番号】P 2020116355

(32)【優先日】2020-07-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000101879

【氏名又は名称】イーグル工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098729

【弁理士】

【氏名又は名称】重信 和男

(74)【代理人】

【識別番号】100204467

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 好文

(74)【代理人】

【識別番号】100148161

【弁理士】

【氏名又は名称】秋庭 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100195833

【弁理士】

【氏名又は名称】林 道広

(74)【代理人】

【識別番号】100206911

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 岳彦

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 啓志

(72)【発明者】

【氏名】徳永 雄一郎

【審査官】久慈 純平

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１５１３９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０５２４４３８７（ＣＮ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０２０／１２９８４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－１５５８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／００９３４５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｊ １５／３２４４

Ｆ１６Ｃ １７／０４

Ｆ０４Ｃ １８／０２

Ｆ０４Ｃ ２９／００

Ｆ１６Ｊ １５／１６

Ｆ１６Ｊ １５／３２５２

Ｆ１６Ｊ １５／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内外に高圧と低圧の流体が面する円環形状を成し、摺動面を有する第１の摺動部品及び摺動面を有する第２の摺動部品と、
平面視において前記第１の摺動部品の中心に対して前記第１の摺動部品を非回転の状態に保ちつつ、前記第１の摺動部品の中心が前記第２の摺動部品の中心から偏心しながら前記第２の摺動部品に対して円を描くように、前記第１の摺動部品の摺動面を前記第２の摺動部品の摺動面に対して摺動させる、あるいは、
平面視において前記第２の摺動部品の中心に対して前記第２の摺動部品を非回転の状態に保ちつつ、前記第２の摺動部品の中心が前記第１の摺動部品の中心から偏心しながら前記第１の摺動部品に対して円を描くように、前記第２の摺動部品の摺動面を前記第１の摺動部品の摺動面に対して摺動させる偏心駆動機構と、
を備える回転機械であって、
前記第１の摺動部品の摺動面の径方向幅は、前記第２の摺動部品の摺動面の径方向幅よりも小さく、
前記第１の摺動部品の摺動面は、ランドと、周方向に複数設けられている動圧発生機構と、を備え、
前記動圧発生機構は、浅溝部と、深溝部と、を具備し、
前記浅溝部は、前記深溝部の周囲を取り囲み当該深溝部に連通している回転機械。

【請求項2】

前記浅溝部は、前記深溝部を環状に取り囲んでいる請求項１に記載の回転機械。

【請求項3】

前記浅溝部は環状に形成されており、前記深溝部は円状に形成されており、前記浅溝部および前記深溝部は同心である請求項１または２に記載の回転機械。

【請求項4】

前記浅溝部と前記深溝部は、段差により区画されている請求項１ないし３のいずれかに記載の回転機械。

【請求項5】

前記深溝部は、前記浅溝部の１０倍以上の深さである請求項１ないし４のいずれかに記載の回転機械。

【請求項6】

前記浅溝部は、前記深溝部側よりも前記ランド側の方が浅く形成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の回転機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、偏心機構を含む回転機械に用いられる摺動部品に関する。

【背景技術】

【0002】

様々な産業分野で利用されている回転駆動を伴う機械は、中心軸が定位置に保持されたまま回動する回転機械だけではなく、中心軸が偏心を伴って回転する回転機械がある。偏心を伴って回転する回転機械の一つにスクロール圧縮機等があり、この種の圧縮機は、端板の表面に渦巻状のラップを備える固定スクロール、端板の表面に渦巻状のラップを備える可動スクロールからなるスクロール圧縮機構、回転軸を偏心回転させる偏心機構等を備え、可動スクロールを回転軸の回転により固定スクロールに対して偏心回転を伴わせながら相対摺動させることにより、両スクロールの外径側の低圧室から供給された流体を加圧し、固定スクロールの中央に形成される吐出孔から高圧の流体を吐出させる機構となっている。

【0003】

可動スクロールを固定スクロールに対して偏心回転を伴わせながら相対的に摺動させるメカニズムを利用したこれらスクロール圧縮機は、圧縮効率が高いだけではなく、低騒音であることから、例えば冷凍サイクル等多岐に利用されているが、両スクロール間の軸方向隙間からの流体漏れが発生するといった問題があった。特許文献１に示されるスクロール圧縮機は、可動スクロールの背面側において可動スクロールと相対摺動するスラストプレートを備え、このスラストプレートの背面側に形成される背圧室にスクロール圧縮機構により圧縮された冷媒の一部を供給し、可動スクロールを固定スクロールに向けて押圧することにより、冷媒の圧縮時において両スクロール間の軸方向隙間からの冷媒漏れを低減できるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－６１２０８号公報（第５頁～第６頁、第１図）

【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、特許文献１に示されるスクロール圧縮機においては、スクロール圧縮機構により圧縮される冷媒の一部を利用しスラストプレートを介して可動スクロールを背面側から固定スクロールに向けて押圧させていることから、両スクロール間の軸方向隙間からの冷媒漏れを低減できるものの、両スクロール間、特に可動スクロールとスラストプレートとの偏心回転を伴う摺動面において、軸方向両側から押圧力が作用するため摩擦抵抗が大きくなり、可動スクロールの円滑な動作が阻害され圧縮効率を高められないといった問題があった。

【0006】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、偏心回転を伴う摺動面の摩擦抵抗を安定して低減することができる摺動部品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】

前記課題を解決するために、本発明の摺動部品は、
偏心回転を伴って相対摺動する摺動面を有する摺動部品であって、
前記摺動面は、ランドと、周方向に複数設けられている動圧発生機構と、を備え、
前記動圧発生機構は、浅溝部と、深溝部と、を具備し、
前記浅溝部は、前記深溝部の周囲を取り囲み当該深溝部に連通している。
これによれば、偏心回転に伴う浅溝部の相対移動の方向に応じて、深溝部内に貯留された被密封流体が浅溝部内に安定して供給される。そのため、浅溝部内で動圧が発生し摺動面同士はわずかに離間する。これにより摺動面間に流体膜が形成されて、潤滑性を向上させることができるばかりでなく、キャビテーションの発生を抑制することができる。このようにして、摺動時における摺動面の摩擦抵抗を安定して低減することが可能となる。

【0008】

前記浅溝部は、前記深溝部を環状に取り囲んでいてもよい。
これによれば、偏心回転に伴う浅溝部の相対移動の方向に応じて、浅溝部内の全周に亘るいずれかの位置で動圧を発生させることができる。

【0009】

前記浅溝部は環状に形成されており、前記深溝部は円状に形成されており、前記浅溝部および前記深溝部は同心であってもよい。
これによれば、偏心回転に伴う浅溝部の相対移動の方向によらず、各浅溝部内に均一な動圧を発生させることができる。

【0010】

前記浅溝部と前記深溝部は、段差により区画されていてもよい。
これによれば、深溝部内に被密封流体を多く貯留することができ、深溝部から浅溝部に確実に流体を供給できる。

【0011】

前記深溝部は、前記浅溝部の１０倍以上の深さであってもよい。
これによれば、深溝部内に被密封流体を多く貯留することができる。

【0012】

前記浅溝部は、前記深溝部側よりも前記ランド側の方が浅く形成されていてもよい。
これによれば、浅溝部内に局所的に負圧が発生し難く、キャビテーションの発生を抑制することができる。また、より広い偏心回転の速度範囲で動圧を有効に得られる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る実施例１の摺動部品としてのサイドシールが適用されるスクロール圧縮機を示す概略構成図である。

【図2】本発明の実施例１のサイドシールの摺動面を示す図である。

【図3】（ａ）は、摺動面における動圧発生機構を示す一部拡大図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ－Ａ断面図である。

【図4】本発明の実施例１のサイドシールの摺動面とスラストプレートの摺動面との相対摺動を示す図である。尚、（ａ）を開始位置として、（ｂ）は９０度、（ｃ）は１８０度、（ｄ）は２７０度まで回転軸が偏心回転したときに相対摺動するサイドシールの摺動面とスラストプレートの摺動面との位置関係を示している。

【図5】図４（ａ）に示されるサイドシールの摺動面において、回転軸の偏心回転に伴う溝の相対移動により複数の溝内に発生する圧力の分布を示す図である。

【図6】図４（ｂ）に示されるサイドシールの摺動面において、回転軸の偏心回転に伴う溝の相対移動により複数の溝内に発生する圧力の分布を示す図である。

【図7】図４（ｃ）に示されるサイドシールの摺動面において、回転軸の偏心回転に伴う溝の相対移動により複数の溝内に発生する圧力の分布を示す図である。

【図8】図４（ｄ）に示されるサイドシールの摺動面において、回転軸の偏心回転に伴う溝の相対移動により複数の溝内に発生する圧力の分布を示す図である。

【図9】本発明に係る実施例２の動圧発生機構を示す断面図である。

【図10】本発明に係る実施例３の動圧発生機構を示す断面図である。

【図11】本発明に係る実施例４の動圧発生機構を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明に係る摺動部品を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

【実施例1】

【0015】

実施例１に係る摺動部品につき、図１から図８を参照して説明する。説明の便宜上、図面において、摺動部品の摺動面に形成される溝等にドットを付している。

【0016】

本発明の摺動部品は、偏心機構を含む回転機械、例えば自動車等の空調システムに用いられる流体としての冷媒を吸入、圧縮、吐出するスクロール圧縮機Ｃに適用される。尚、本実施例において、冷媒は気体であり、ミスト状の潤滑油が混合した状態となっている。

【0017】

先ず、スクロール圧縮機Ｃについて説明する。図１に示されるように、スクロール圧縮機Ｃは、ハウジング１と、回転軸２と、インナーケーシング３と、スクロール圧縮機構４と、摺動部品としてのサイドシール７と、スラストプレート８と、駆動モータＭと、から主に構成されている。

【0018】

ハウジング１は、円筒状のケーシング１１と、ケーシング１１の一方の開口を閉塞するカバー１２と、から構成されている。ケーシング１１の内部には、低圧室２０と、高圧室３０と、背圧室５０と、が形成されている。低圧室２０には、図示しない冷媒回路から吸入口１０を通して低圧の冷媒が供給される。高圧室３０には、スクロール圧縮機構４により圧縮された高圧の冷媒が吐出される。背圧室５０には、スクロール圧縮機構４により圧縮された冷媒の一部が潤滑油と共に供給される。尚、背圧室５０は、ケーシング１１の内部に収容される円筒状のインナーケーシング３の内部に形成されている。

【0019】

カバー１２には、図示しない冷媒回路と高圧室３０とを連通する吐出連通路１３が形成されている。また、カバー１２には、高圧室３０と背圧室５０とを連通する背圧連通路１４の一部が吐出連通路１３から分岐して形成されている。尚、吐出連通路１３には、冷媒から潤滑油を分離するオイルセパレータ６が設けられている。

【0020】

インナーケーシング３は、その一方の端をスクロール圧縮機構４を構成する固定スクロール４１の端板４１ａに当接させた状態で固定されている。また、インナーケーシング３の一方の端部には、径方向に貫通する吸入連通路１５が形成されている。すなわち、低圧室２０は、インナーケーシング３の外部から吸入連通路１５を介してインナーケーシング３の内部まで形成されている。吸入連通路１５を通ってインナーケーシング３の内部まで供給された冷媒は、スクロール圧縮機構４に吸入される。

【0021】

スクロール圧縮機構４は、固定スクロール４１と、可動スクロール４２と、から主に構成されている。固定スクロール４１はカバー１２に対して略密封状に固定されている。可動スクロール４２はインナーケーシング３の内部に収容されている。

【0022】

固定スクロール４１は、金属製であり、円板状の端板４１ａの表面、すなわち端板４１ａの一方の端面から突設される渦巻状のラップ４１ｂを備えている。また、固定スクロール４１には、端板４１ａの背面、すなわち端板４１ａの他方の端面の内径側に凹む凹部４１ｃが形成されている。この凹部４１ｃとカバー１２の端面とから高圧室３０が画成されている。

【0023】

可動スクロール４２は、金属製であり、円板状の端板４２ａの表面、すなわち端板４２ａの一方の端面から突設される渦巻状のラップ４２ｂを備えている。また、可動スクロール４２には、端板４２ａの背面、すなわち端板４２ａの他方の端面の中央から突出するボス４２ｃが形成されている。ボス４２ｃには、回転軸２の一方の端部に形成される偏心部２ａが相対回転可能に挿嵌される。尚、本実施例においては、回転軸２の偏心部２ａと、回転軸２の一方の端部から外径方向に突出するカウンタウエイト部２ｂとにより、回転軸２を偏心回転させる偏心機構が構成されている。

【0024】

回転軸２が駆動モータＭにより回転駆動されると、偏心部２ａが偏心回転し、可動スクロール４２が固定スクロール４１に対して姿勢を保った状態で偏心回転を伴って相対摺動する。このとき、固定スクロール４１に対して可動スクロール４２は偏心回転し、この回転に伴いラップ４１ｂ，４２ｂの接触位置は回転方向に順次移動する。このラップ４１ｂ，４２ｂ間に形成される圧縮室４０が中央に向かって移動しながら次第に縮小していく。これにより、スクロール圧縮機構４の外径側に形成される低圧室２０から圧縮室４０に吸入された冷媒が圧縮されていき、最終的に固定スクロール４１の中央に設けられる吐出孔４１ｄを通して高圧室３０に高圧の冷媒が吐出される。

【0025】

次いで、本実施例における摺動部品としてのサイドシール７について説明する。図２および図３に示されるように、サイドシール７は、樹脂製であり、断面矩形状かつ軸方向視円環状を成している。このサイドシール７は、可動スクロール４２の端板４２ａの背面に固定されている（図１参照）。尚、図２，図３（ａ）では、サイドシール７の摺動面７ａが図示されている。

【0026】

サイドシール７の一方の側面には、スラストプレート８の摺動面８ａに当接する摺動面７ａが形成されている。

【0027】

図２に示されるように、サイドシール７の摺動面７ａは、ランド７９と、複数の動圧発生機構７０を備えている。動圧発生機構７０は摺動面７ａの周方向において略等配に配設されている。

【0028】

図３に示されるように、動圧発生機構７０は、軸方向視円環状の浅溝部７１と、軸方向視円状の深溝部７２から構成されている。図３（ａ）において浅溝部７１は目の粗いドットを付しており、深溝部７２は目の細かいドットを付している。

【0029】

図３（ｂ）に示されるように、浅溝部７１は、壁面７１ａと、底面７１ｂと、から形成されている。壁面７１ａは、ランド７９の平坦な表面７９ａに略直交して浅溝部７１の深さ方向に円筒状に延設されている。底面７１ｂは、壁面７１ａの端部に略直交してランド７９の表面７９ａと略平行に延設されており、環状かつ平坦に形成されている。

【0030】

深溝部７２は、壁面７２ａと、底面７２ｂと、から形成されている。壁面７２ａは浅溝部７１の底面７１ｂの内径側端部に略直交して深溝部７２の深さ方向に円筒状に延設されている。底面７２ｂは、壁面７２ａの端部に略直交してランド７９の表面７９ａと略平行に延設されており、円状かつ平坦に形成されている。

【0031】

すなわち、深溝部７２は、浅溝部７１の径方向中央部に形成されている。壁面７１ａは、浅溝部７１の外輪郭である。壁面７２ａは、深溝部７２の外輪郭である。これら壁面７１ａおよび壁面７２ａは共に点Ｐを中心とした軸方向視同心円状に形成されており、浅溝部７１は深溝部７２に３６０度の範囲に亘って連通している（図３（ａ）参照）。

【0032】

また、浅溝部７１の深さ寸法Ｌ１は、ランド７９の表面７９ａから浅溝部７１の底面７１ｂまでの寸法である。深溝部７２の深さ寸法Ｌ２は、ランド７９の端面から深溝部７２の底面７２ｂまでの寸法である。浅溝部７１の深さ寸法Ｌ１は、深溝部７２の深さ寸法Ｌ２よりも浅くなっている（Ｌ１＜Ｌ２）。

【0033】

尚、深溝部７２の深さ寸法Ｌ２の深さ寸法が浅溝部７１の深さ寸法よりも深く形成されていれば、浅溝部７１および深溝部７２の深さ寸法は自由に変更できる。また、後述する深溝部７２から浅溝部７１への流体の供給の観点から、深さ寸法Ｌ１と深さ寸法Ｌ２との寸法差が１０倍以上であることが好ましい。

【0034】

また、動圧発生機構７０においては、浅溝部７１の底面７１ｂと深溝部７２の壁面７２ａによって段差７３が形成されている。段差７３における浅溝部７１の底面７１ｂと深溝部７２の壁面７２ａとの間の角度は略９０度となっている。

【0035】

図１を参照し、スラストプレート８は、金属製であり、円環状を成し、その一方の端面には、シールリング４３が固定されている。このシールリング４３は、インナーケーシング３の内側面に当接している。これにより、スラストプレート８は、サイドシール７を介して可動スクロール４２の軸方向の荷重を受けるスラスト軸受として機能している。

【0036】

また、サイドシール７とシールリング４３は、インナーケーシング３の内部において、可動スクロール４２の外径側に形成される低圧室２０と可動スクロール４２の背面側に形成される背圧室５０とを区画している。背圧室５０は、インナーケーシング３と回転軸２の間に形成された密閉区間である。シールリング４４はインナーケーシング３の他方の端の中央に設けられる貫通孔３ａの内周に固定され、貫通孔３ａに挿通される回転軸２に密封状に摺接する。また、高圧室３０と背圧室５０とは、背圧連通路１４により連通している。背圧連通路１４はカバー１２、固定スクロール４１、インナーケーシング３に亘って形成され、図示しないオリフィスが設けられている。オリフィスにより減圧調整された高圧室３０の冷媒はオイルセパレータ６で分離された潤滑油と共に背圧室５０に供給されるようになっている。これにより、背圧室５０内の圧力は、低圧室２０内の圧力よりも高くなるように調整されている。尚、インナーケーシング３には、径方向に貫通し、低圧室２０と背圧室５０とを連通する圧力抜き孔１６が形成されており、圧力抜き孔１６内には圧力調整弁４５が設けられている。圧力調整弁４５は、背圧室５０の圧力が設定値を上回ることで開放するようになっている。

【0037】

また、スラストプレート８の中央の貫通孔８ｂには、可動スクロール４２のボス４２ｃが挿通されている。貫通孔８ｂは、ボス４２ｃに挿嵌される回転軸２の偏心部２ａによる偏心回転を許容できる径の大きさに形成されている。すなわち、サイドシール７の摺動面７ａは、回転軸２の偏心回転によりスラストプレート８の摺動面８ａに対して偏心回転を伴って相対摺動できるようになっている（図４参照）。

【0038】

尚、図４においては、図４（ａ）～（ｄ）は、固定スクロール４１（図１参照）側から見た場合のボス４２ｃの黒矢印で示す回転軌跡のうち、図４（ａ）を時計周り方向の基準として、ボス４２ｃがそれぞれ９０度、１８０度、２７０度回転した状態を示している。また、サイドシール７の摺動面７ａとスラストプレート８の摺動面８ａとの摺動領域をドットにより模式的に示している。また、説明の便宜上、回転軸２については、ボス４２ｃに挿嵌される偏心部２ａのみを図示し、偏心機構を構成するカウンタウエイト部２ｂ等の図示を省略している。

【0039】

このように、サイドシール７は、スラストプレート８の摺動面８ａに対して偏心回転を伴って相対摺動する摺動面７ａを有する摺動部品である。

【0040】

次に、スラストプレート８に対するサイドシール７の相対摺動時における動圧の発生について、図３、図５～図８を参照して説明する。尚、動圧発生機構７０内には、回転停止時であっても冷媒および潤滑油等を含む流体が貯留されている。また、図５～図８では、駆動モータＭ（図１参照）側から見た場合のサイドシール７がそれぞれ図示されており、動圧発生機構７０の壁面７１ａに示される丸印は、各動圧発生機構７０において圧力が最も高くなる箇所を示している。

【0041】

図３に示されるように、スラストプレート８（図１参照）に対するサイドシール７の相対摺動時には、白矢印で示す方向にサイドシール７が移動する場合に、動圧発生機構７０内の流体が白矢印に対して略反対方向である黒矢印（図３（ｂ）参照）で示す方向にせん断力を受け該方向に移動する。尚、流体が流れる方向を示す黒矢印は図３（ｂ）のみに図示している。

【0042】

これにより、浅溝部７１の深溝部７２よりも下流側の部位７１ｄにおいて流体の圧力が高められ正圧の動圧が発生する。尚、以下の説明において、正圧の動圧については単に動圧と記載する場合もある。

【0043】

また、浅溝部７１の深溝部７２よりも上流側の部位７１ｕにおいて流体は、浅溝部７１の深溝部７２よりも下流側の部位７１ｄに向かって移動することとなる。深溝部７２には多くの流体が貯留されているため、部位７１ｕの流体が急激に減少することなく、部位７１ｕでは負圧が僅かに発生するか、或いは、発生しない。

【0044】

動圧の発生により、摺動面７ａ，８ａ同士がわずかに離間され、摺動面７ａ，８ａ間に流入する流体によって流体膜が形成される。これにより、摺動面７ａ，８ａ同士の潤滑性が良好となるため、摺動時における摺動面７ａ，８ａ間の摩擦抵抗が減少する。このとき、上述したように、浅溝部７１において、局所的に負圧が発生し難くなっていることから、動圧の発生に伴ってキャビテーションが発生し難くなっている。

【0045】

次いで、サイドシール７の全体に亘る動圧の発生について説明する。図５を参照して、白矢印で示されるようにサイドシール７が図４（ａ）の回転状態から図４（ｂ）の回転状態に向かって移動しようとすると、流体が白矢印に対して反対方向に向かって相対移動する。各動圧発生機構７０内では、浅溝部７１内の流体が壁面７１ａの右上側の領域に向かって移動し、動圧が発生する。

【0046】

また、図６を参照して、白矢印で示されるようにサイドシール７が図４（ｂ）の回転状態から図４（ｃ）の回転状態に向かって移動しようとすると、流体が白矢印に対して反対方向に向かって相対移動する。各動圧発生機構７０内では、浅溝部７１内の流体が壁面７１ａの左上側の領域に向かって移動し、動圧が発生する。

【0047】

また、図７を参照して、白矢印で示されるようにサイドシール７が図４（ｃ）の回転状態から図４（ｄ）の回転状態に向かって移動しようとすると、流体が白矢印に対して反対方向に向かって相対移動する。各動圧発生機構７０内では、浅溝部７１内の流体が壁面７１ａの左下側の領域に向かって移動し、動圧が発生する。

【0048】

また、図８を参照して、白矢印で示されるようにサイドシール７が図４（ｄ）の回転状態から図４（ａ）の回転状態に向かって移動しようとすると、流体が白矢印に対して反対方向に向かって相対移動する。各動圧発生機構７０内では、浅溝部７１内の流体が壁面７１ａの右下側の領域に向かって移動し、動圧が発生する。

【0049】

このように、動圧発生機構７０は、浅溝部７１の壁面７１ａが軸方向視円環状に形成されているため、各動圧発生機構７０においては、ボス４２ｃの回転角度に応じて壁面７１ａに生じる圧力の箇所は該壁面７１ａに沿って徐々に移動していく（図５～図８参照）。

【0050】

このとき、それぞれの浅溝部７１において偏心回転角度、言い換えると偏心回転位相によらず、各浅溝部７１において動圧が発生する箇所の角度は略同一となる。そのため、動圧が発生する箇所がサイドシール７の摺動面７ａに亘って略周方向に均等な距離で点在することとなる。これにより、摺動面７ａ，８ａ同士が平行な状態を維持しやすくなっている。

【0051】

また、動圧発生機構７０においては、浅溝部７１の壁面７１ａが同じ曲率半径で連続しているため、それぞれの浅溝部７１において偏心回転角度によらず、発生する圧力は略同一である。これにより、摺動面７ａ，８ａ間においてそれぞれの浅溝部７１で発生する動圧に急激な変化が起こり難く、該発生する動圧を安定させることができる。

【0052】

加えて、摺動面７ａ，８ａ間において動圧が発生する箇所がサイドシール７の摺動面７ａに亘って略周方向に点在することから、偏心回転角度によらず、摺動面７ａ，８ａ同士の平行度を保持しやすくなっている。

【0053】

また、各動圧発生機構７０においては、ボス４２ｃの回転角度に応じて壁面７１ａに生じる圧力の箇所は該壁面７１ａに沿って徐々に移動していくため（図５～図８参照）、周方向上流の動圧発生機構７０から摺動面７ａ，８ａ間に動圧発生に伴って流出した流体は、その時点における下流側で隣接する動圧発生機構７０に流入されやすくなっている。そのため、摺動面７ａ，８ａ間の周方向に亘って流体による流体膜が形成されやすいばかりでなく、ランド７９上の流体が動圧発生機構７０内に供給されやすい（図３（ｂ）参照）。

【0054】

また、動圧発生機構７０においては、浅溝部７１内の流体が移動することに伴って、深溝部７２内の流体が浅溝部７１内に移動する（図３（ｂ）参照）。これにより、浅溝部７１内で動圧が発生し、浅溝部７１からランド７９に流体が流出しても、深溝部７２内に貯留されている流体が浅溝部７１内に供給されるため、浅溝部７１内において確実に動圧を発生させることができる。

【0055】

また、動圧発生機構７０においては、深溝部７２が浅溝部７１と同心に形成され、３６０度の範囲、言い換えると周方向の全てに亘って連続して浅溝部７１と連通しており、深溝部７２の壁面７２ａが軸方向視円環状に形成され、同じ曲率半径で連続している。そのため、浅溝部７１内のいずれの位置で動圧が発生しても、浅溝部７１にスムーズに流体が供給されることとなる。

【0056】

また、動圧発生機構７０は、浅溝部７１と深溝部７２が段差７３で区画されていることから、深溝部７２内の容積を大きく形成することができる。例えば比較例である少なくとも浅溝部の底面、深溝部の壁面が平坦状に連続し、深くなるほどに曲率半径が短寸となるテーパ面を備える構成、すなわち浅溝部と深溝部が段差で区画されていない構成では、深溝部内の容積は小さくなる。このように、深溝部７２内に貯留可能な流体量を多くすることができるため、確実に浅溝部７１内に流体を供給することが可能となり、動圧を発生させつつキャビテーションの発生を確実に抑制することができる。

【0057】

また、深溝部７２は、壁面７２ａが点Ｐを中心として同じ曲率半径の連続する形状であるため、十分に流体を確保できるため、安定して浅溝部７１内に流体を供給することができる。例えば比較例である底面に向かうほどに壁面の曲率半径が短寸となるような形状では、貯留可能な流体の量が少なくなる。

【0058】

尚、深溝部の断面形状を種々の形状であることを妨げるものではなく、例えば底面に向かうほどに壁面の曲率半径が長寸となるような形状としてもよい。

【0059】

また、サイドシール７は、深溝部７２の深さ寸法Ｌ２が浅溝部７１の深さ寸法Ｌ１の１０倍以上であるため、深溝部７２内に流体を多く貯留することができる。

【0060】

以上説明したように、サイドシール７においては、偏心回転に伴う浅溝部７１の相対移動の方向に応じて、深溝部７２内に貯留された流体が当該深溝部７２と連通する浅溝部７１内に安定して供給される。そのため、浅溝部７１内で動圧を発生させて摺動面７ａ，８ａ同士をわずかに離間させ流体膜を形成することで摺動面７ａ，８ａ間における潤滑性を向上させることができるばかりでなく、キャビテーションの発生を抑制することができる。このようにして、摺動時における摺動面７ａ，８ａの摩擦抵抗を安定して低減することが可能となる。

【実施例2】

【0061】

次に、実施例２に係るサイドシール１０７の動圧発生機構１７０につき、図９を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

【0062】

図９に示されるように、動圧発生機構１７０の浅溝部１７１は、ランド７９から深溝部７２に向かって深くなる断面視段付きテーパ状に形成されている。これにより、浅溝部１７１の深溝部７２側からランド７９に向かって流体が移動しやすくなる。そのため、浅溝部１７１内において動圧が発生しやすくなるばかりでなく、浅溝部１７１内において動圧が発生する箇所を下流側としたときの浅溝部１７１内の上流側において深溝部７２から流体が供給されやすくなる。すなわち前記実施例１よりも局所的に負圧が発生することがなく、キャビテーションの発生を抑制することができる。

【0063】

また、低速時には最外径側の壁面１７１ａに流体が衝突して動圧が発生する。中速時には壁面１７１ａに加えて壁面１７１ａと壁面１７１ｃの間の壁面１７１ｂに流体が衝突して動圧が発生する。高速時には壁面１７１ａと壁面１７１ｂと最内径側の壁面１７１ｃに流体が衝突して動圧が発生する。そのため、広い速度範囲で動圧を有効に得ることができる。

【実施例3】

【0064】

次に、実施例３に係るサイドシール２０７の動圧発生機構２７０につき、図１０を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

【0065】

図１０に示されるように、動圧発生機構２７０の浅溝部２７１は、ランド７９側の端部から深溝部７２に向かって深くなる断面視平面テーパ状に形成されている。これにより、浅溝部２７１のテーパ面２７１ａに沿って、浅溝部２７１の深溝部７２側からランド７９に向かって流体が移動しやすくなる。そのため、浅溝部２７１内において動圧が発生しやすくなるばかりでなく、浅溝部２７１内において動圧が発生する箇所を下流側としたときの浅溝部２７１内の上流側において深溝部７２から流体が供給されやすくなる。すなわち前記実施例１よりも局所的に負圧が発生することがなく、キャビテーションの発生を抑制することができる。

【0066】

また、摺動部品の回転速度に応じて、浅溝部２７１のテーパ面２７１ａに沿って、動圧が発生する範囲が変化する、より詳しくは、速度が増すほどにテーパ面２７１ａのランド７９側から浅溝部２７１の内径側に向かって動圧が発生する範囲が増すため、広い速度範囲で動圧を有効に得ることができる。

【0067】

また、動圧発生機構２７０には、浅溝部２７１のテーパ面２７１ａと深溝部７２の壁面７２ａによって段差２７３が形成されている。テーパ面２７１ａとランド７９の表面７９ａは鈍角をなしている。段差２７３の角度、また、テーパ面２７１ａと深溝部７２の壁面７２ａと鈍角をなしている。ランド７９の表面７９ａと深溝部７２の壁面７２ａとは略直交している。これにより、浅溝部２７１と深溝部７２が段差２７３で区画されていることから、深溝部７２内に貯留可能な流体量を多くすることができる。そのため、確実に浅溝部２７１内に流体を供給することが可能となり、動圧を発生させつつキャビテーションの発生を確実に抑制することができる。

【実施例4】

【0068】

次に、実施例４に係るサイドシール３０７の動圧発生機構３７０につき、図１１を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

【0069】

図１１に示されるように、動圧発生機構３７０の浅溝部３７１は、ランド７９側の端部から深溝部７２に向かって深くなる断面視ラウンドテーパ状に形成されている。これにより、浅溝部３７１のテーパ面３７１ａに沿って移動してきた流体が、ランド７９側の端部において対向する摺動面８ａ側に案内されるため、摺動面８ａに対して摺動部品を離間させる効率がよい。

【0070】

また、摺動部品の回転速度に応じて、浅溝部３７１のテーパ面３７１ａに沿って、動圧が発生する範囲が変化する、より詳しくは、速度が増すほどにテーパ面３７１ａのランド７９側から浅溝部３７１の内径側に向かって動圧が発生する範囲が増すため、広い速度範囲で動圧を有効に得ることができる。特に、テーパ面３７１ａのランド７９側では、ランド７９に近接するほどに急激に浅溝部３７１が浅くなることから、ランド７９の近傍において広い速度範囲で動圧を発生させることができる。

【0071】

また、動圧発生機構３７０には、浅溝部３７１のテーパ面３７１ａと深溝部７２の壁面７２ａによって段差３７３が形成されており、段差３７３における浅溝部３７１のテーパ面３７１ａと深溝部７２の壁面７２ａとの間の角度は略９０度であり、ランド７９の表面７９ａと深溝部７２の壁面７２ａとは略直交している。これにより、浅溝部３７１と深溝部７２が段差３７３で区画されていることから、深溝部７２内に貯留可能な流体量を多くすることができる。そのため、確実に浅溝部７１内に流体を供給することが可能となり、動圧を発生させつつキャビテーションの発生を確実に抑制することができる。

【0072】

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

【0073】

前記実施例では、自動車等の空調システムに用いられるスクロール圧縮機に摺動部品としてのサイドシールが適用される態様について説明したが、これに限らず、偏心機構を含む回転機械であれば、例えば膨張機と圧縮機を一体に備えたスクロール膨張圧縮機等に適用されてもよい。

【0074】

また、摺動部品の摺動面の内外の空間に存在する流体は、それぞれ気体、液体または気体と液体の混合状態のいずれであってもよい。

【0075】

また、本発明の摺動部品は、偏心回転を伴って相対摺動する摺動面を有するものであれば、摺動面の内外に圧力差がある環境に限らず、摺動面の内外の圧力が略同一である環境で使用されてもよい。また、本発明の摺動部品には、シールとしての機能は必要なく、摺動面の摩擦抵抗を安定して低減できるものであればよい。

【0076】

また、前記実施例では、相対摺動する摺動面を有するサイドシールが樹脂製、スラストプレートが金属製のものとして説明したが、摺動部品の材料は使用環境等に応じて自由に選択されてよい。

【0077】

また、前記実施例では、サイドシールの摺動面に動圧発生機構が形成される態様について説明したが、これに限らず、偏心回転を伴って相対摺動する摺動面を有する摺動部品であるスラストプレートの摺動面の摺動領域（図４参照）に溝が形成されていてもよい。また、サイドシールの摺動面とスラストプレートの摺動面の両方に溝が形成されていてもよい。

【0078】

また、前記実施例では、摺動部品としてのサイドシールの摺動面とスラストプレートの摺動面とが偏心回転を伴って相対摺動する構成について説明したが、これに限らず、サイドシールとスラストプレートのいずれか一方のみを備え、偏心回転を伴って相対摺動する摺動面に溝が形成されてもよい。例えば、スラストプレートのみを備える場合には、摺動部品としてのスラストプレートの摺動面と可動スクロールの端板の背面のいずれか一方または両方に溝が形成されてもよい。また、サイドシールのみを備える場合には、摺動部品としてサイドシールの摺動面に溝が形成されてもよい。この場合には、サイドシールがインナーケーシングの内周面に当接して可動スクロールの軸方向の荷重を受けるスラスト軸受としても機能する。

【0079】

また、サイドシールとスラストプレートを備えず、可動スクロールの端板の背面がインナーケーシングの内周面に当接して可動スクロールの軸方向の荷重を受けるスラスト軸受として機能する場合には、可動スクロールの端板の背面に形成される摺動面に溝が形成されてもよい。

【0080】

また、前記実施例では、サイドシールは軸方向視環状である構成として説明したが、これに限らず、軸方向視円板状に形成されていてもよい。

【0081】

また、前記実施例では、動圧発生機構は、深溝部の壁面が浅溝部の壁面と同心円状に形成され、３６０度の範囲に亘って浅溝部と連通している構成として説明したが、これに限らず、深溝部の壁面が半円状や多角形状に形成され周方向に亘って浅溝部と連通していてもよい。また、深溝部および浅溝部は、少なくとも一部が連通していればよいため、例えば浅溝部と深溝部との間にランドが点在していることで３６０度の範囲のうち一部が連通している構成であってもよい。

【0082】

また、前記実施例では、動圧発生機構は、軸方向視環状の一つの浅溝部と軸方向視円状の一つの深溝部によって構成されていると説明したが、これに限らず、一つの軸方向視Ｃ字状の浅溝部が一つの深溝部の周囲を取り囲むように配設されて構成されていてもよく、複数の浅溝部が、一つの深溝部の周囲を取り囲むように配設されて構成されていてもよい。すなわち、本実施例における「取り囲む」とは、３６０度の範囲に亘って配置されているものに限らず、略均等または不均等に周囲に配置されている構成を含む。

【符号の説明】

【0083】

１ ハウジング
２ 回転軸
２ａ 偏心部
３ インナーケーシング
４ スクロール圧縮機構
６ オイルセパレータ
７ サイドシール（摺動部品）
７ａ 摺動面
８ スラストプレート
８ａ 摺動面
１０ 吸入口
１３ 吐出連通路
１４ 背圧連通路
１５ 吸入連通路
２０ 低圧室
３０ 高圧室
４０ 圧縮室
４１ 固定スクロール
４２ 可動スクロール
５０ 背圧室
７０ 動圧発生機構
７１ 浅溝部
７２ 深溝部
７９ ランド
１０７ サイドシール（摺動部品）
１７０ 動圧発生機構
１７１ 浅溝部
２０７ サイドシール（摺動部品）
２７０ 動圧発生機構
２７１ 浅溝部
３０７ サイドシール（摺動部品）
３７０ 動圧発生機構
３７１ 浅溝部
Ｃ スクロール圧縮機
Ｍ 駆動モータ
Ｐ 動圧発生機構の中心
Ｑ 摺動面の中心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】