特許 7528219 摺動部品

(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】摺動部品

(51)【国際特許分類】

   F16C 17/04 20060101AFI20240729BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20240729BHJP

   F04C 18/02 20060101ALI20240729BHJP

【ＦＩ】

F16C17/04 Z

F04C29/00 F

F04C29/00 A

F04C18/02 311P

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022535276

(86)(22)【出願日】2021-07-01

(86)【国際出願番号】 JP2021024940

(87)【国際公開番号】W WO2022009767

(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 2020116356

(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】鈴木 貴晴

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６３－１３４８８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ １７／００

－１７／２６

Ｆ１６Ｃ ３３／００

－３３／２８

Ｆ０４Ｃ ２／００

－ ２／０７７

Ｆ０４Ｃ １８／００

－１８／０７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内外に流体が面する円環形状を成し、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、前記深溝部に連通し、
前記深溝部から内外のいずれかの空間に連通する連通路が形成されており、
前記浅溝部は、前記深溝部を環状に取り囲んでいる摺動部品。

【請求項2】

前記連通路は、前記摺動部品に形成された連通孔である請求項１に記載の摺動部品。

【請求項3】

内外に流体が面する円環形状を成し、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、前記深溝部に連通し、
前記深溝部から内外のいずれかの空間に連通する連通路が形成されており、
前記連通路は、前記摺動面に形成された溝である摺動部品。

【請求項4】

内外に流体が面する円環形状を成し、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、前記深溝部に連通し、
前記深溝部から内外のいずれかの空間に連通する連通路が形成されており、
前記連通路は、前記摺動部品に形成された連通孔であり、
前記浅溝部は、前記深溝部の全周を取り囲んでいる摺動部品。

【請求項5】

前記連通路は、前記浅溝部に連通している請求項１ないし４のいずれかに記載の摺動部品。

【請求項6】

前記摺動面と平行な方向の面積は、前記連通路よりも前記深溝部が大きい請求項１ないし５のいずれかに記載の摺動部品。

【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、
内外に流体が面する円環形状を成し、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、前記深溝部に連通し、
前記深溝部から内外のいずれかの空間に連通する連通路が形成されている。
これによれば、連通路を通じて深溝部に対して流体が常時供給され、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】

前記連通路は、前記浅溝部に連通していてもよい。
これによれば、連通路を通じて浅溝部内にも流体を供給可能であるため、摺動面間における潤滑性をより向上させることができる。

【0009】

前記摺動面と平行な方向の面積は、前記連通路よりも前記深溝部が大きくてもよい。
これによれば、深溝部における貯留量を十分に確保することができる。

【0010】

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、浅溝部内のいずれかの位置で動圧を発生させることができる。

【0011】

前記連通路は、前記摺動面に形成された溝であってもよい。
これによれば、摺動面間に連通路からも流体が供給されるため、摺動面間における潤滑性を向上させることができる。

【0012】

前記連通路は、前記摺動部品に形成された連通孔であってもよい。
これによれば、摺動面の影響を受けずに連通路を通じて深溝部に対して内外いずれかの空間の流体を安定して供給することができる。

【0013】

前記浅溝部は、前記深溝部の全周を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っていずれかの位置で動圧を発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【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】図３（ａ）におけるＢ－Ｂ断面図である。

【図5】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6】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7】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8】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9】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10】本発明に係る実施例２の動圧発生機構を示す一部拡大図である。

【図11】本発明に係る実施例３の動圧発生機構を示す一部拡大図である。

【図12】本発明に係る実施例４の動圧発生機構を示す一部拡大図である。

【図13】本発明に係る実施例５の動圧発生機構を示す一部拡大図である。

【図14】（ａ）は、本発明に係る実施例６の動圧発生機構を示す一部拡大図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ－Ｂ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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】

【0016】

実施例１に係る摺動部品につき、図１から図９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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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～図４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。

【0027】

サイドシール７の一方の端面には、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。

【0028】

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。

【0029】

図３に示されるように、動圧発生機構７０は、軸方向視Ｃ字状の浅溝部７１と、軸方向視円状の深溝部７２と、軸方向視矩形状の連通路７３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と連通路７３とは、目の細かいドットを付している。

【0030】

尚、説明の便宜上、深溝部７２と連通路７３との境界を仮想的な二点鎖線により示している。実施例１の深溝部７２は、摺動面７ａに沿った仮想の円弧線を基準に略線対称の形状の部分として説明する。この事項は以降の各実施例についても同様である。

【0031】

尚、深溝部７２および連通路７３は、その深さ寸法が略同一であるため、共通の目の細かいドットを付している。

【0032】

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Ｃ字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、Ｃ字状かつ平坦に形成されている。

【0033】

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。

【0034】

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いる。すなわち、深溝部７２は浅溝部７１によってＣ字状に取り囲まれている。このように、本明細書ではＣ字状のものも環状の一種に含まれるものして扱う。

【0035】

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の表面７９ａ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）。

【0036】

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。

【0037】

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７４が形成されている。段差７４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。浅溝部７１および深溝部７２は、段差７４が形成されている部分に亘って連通している（図３（ａ）参照）。

【0038】

図３（ａ）に示されるように、連通路７３は、ランド７９の表面７９ａおよび浅溝部７１の底面７１ｂに略直交して連通路７３の深さ方向に延設された矩形状かつ平坦な壁面７３ａ，７３ｃと、壁面７３ａ，７３ｃそれぞれ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た矩形状かつ平坦な底面７３ｂから形成されている（図３（ｂ）参照）。すなわち、連通路７３は摺動面７ａに形成された溝である。また、連通路７３の壁面７３ａ，７３ｃ間の周方向寸法は、深溝部７２の最大周方向寸法よりも小さくなっている。

【0039】

連通路７３は、壁面７３ａ，７３ｃの両側端部が外径側で浅溝部７１に連通し、内径側でランド７９によって区画され、径方向の外径端は深溝部７２に連通しており、内径端が背圧室５０に連通している。

【0040】

また、図４に示されるように、連通路７３の底面７３ｂは、深溝部７２の底面７２ｂと連続する略同一平面状に形成されているため、ランド７９の端面から連通路７３の底面７３ｂまでの寸法である連通路７３の深さ寸法は、深溝部７２と同じ深さ寸法Ｌ２となっている。

【0041】

また、図３（ａ）を参照して、深溝部７２の摺動面７ａと平行な方向の面積（すなわち軸方向視面積）である深溝部７２の軸方向視における面積Ｓ１は、連通路７３の軸方向視における面積Ｓ２よりも大きくなっている（Ｓ１＞Ｓ２）。

【0042】

また、動圧発生機構７０には、浅溝部７１の壁面７１ａと連通路７３の壁面７３ａ，７３ｃによって角部７５ａ，７５ｂが形成されており、角部７５ａにおける浅溝部７１の壁面７１ａと連通路７３の壁面７３ａとの間の角度と、角部７５ｂにおける浅溝部７１の壁面７１ａと連通路７３の壁面７３ｃとの間の角度は、それぞれ略９０度となっている。

【0043】

図１に示されるように、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が固定されており、シールリング４３は、インナーケーシング３の内周面に当接している。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。

【0044】

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空間である。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。

【0045】

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５参照）。

【0046】

尚、図５においては、図５（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５（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。

【0047】

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。

【0048】

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４、図６～図９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３（ａ）に記載する白矢印および点線白矢印は、動圧発生機構７０の相対摺動方向を示すものであり、白矢印はサイドシール７が周方向に移動する場合を示しており、点線白矢印はサイドシール７が外径方向に移動する場合を示している。また、図６～図９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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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ばかりでなく、背圧室５０から高圧の流体が流入する連通路７３があるため、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。

【0052】

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。

【0053】

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５（ａ）の回転状態から図５（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。

【0054】

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５（ｂ）の回転状態から図５（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。

【0055】

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５（ｃ）の回転状態から図５（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。

【0056】

また、図９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５（ｄ）の回転状態から図５（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。

【0057】

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Ｃ字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６～図９参照）。このように、連通路７３の壁面７３ａ，７３ｃ間の周方向寸法が深溝部７２の最大周方向寸法よりも小さくなっていると、深溝部７２の壁面７２ａの領域や浅溝部７１の壁面７１ａの領域を大きく確保することができ、動圧を確実に発生させることができる。

【0058】

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。

【0059】

また、図４において黒矢印で示されるように、背圧室５０から連通路７３に高圧の流体が流入可能となっているため、動圧発生機構７０内の流体が連通路７３を通じて背圧室５０に移動するように動圧発生機構７０が相対摺動した場合、すなわち、図４において、サイドシール７が点線白矢印で示される方向に移動する場合であっても、連通路７３内に流入しようとする高圧の流体によって背圧室５０に流出することが抑制されるようになっている。

【0060】

また、図４において点線黒矢印で示されるように、動圧発生機構７０における連通路７３の近傍、特に角部７５ａ，７５ｂの近傍でも動圧が発生するようになっている。このことから、各動圧発生機構７０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ため、摺動面７ａ，８ａ同士の相対的な角度が小さく維持される。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

また、動圧発生機構７０は、連通路７３が溝であることから、摺動面７ａ，８ａ間に背圧室５０から流入した高圧の流体を連通路７３からも供給可能なものであるため、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。

【0064】

また、動圧発生機構７０は、背圧室５０から連通路７３を通じて高圧の流体が浅溝部７１および深溝部７２内に直接流入するものであるため、例えば連通路７３が形成されておらず背圧室５０から高圧の流体が直接流入しない構成と比較して、動圧発生機構７０内の圧力が相対的に高められていることから、摺動面７ａ，８ａ同士を離間させやすくなっている。

【0065】

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６～図９参照）、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）。

【0066】

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。

【0067】

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、深溝部７２の壁面７２ａが軸方向視Ｃ字状に形成されて同じ曲率半径で連続している。言い換えれば浅溝部７１の壁面７１ａと深溝部７２の壁面７２ａとの間の幅が周方向に亘って略均一であり、段差７４が形成されている部分に亘って浅溝部７１と連通するものである。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。

【0068】

また、動圧発生機構７０は、連通路７３を通じて浅溝部７１内に高圧の流体を供給可能なものであるため、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ばかりでなく、負圧の発生を確実に抑制することができる。これにより、摺動面７ａ，８ａ間における潤滑性をより向上させることができる。

【0069】

また、動圧発生機構７０は、連通路７３が深溝部７２に連通するものである。そのため、深溝部７２から浅溝部７１に流体が供給されても、連通路７３を通じて背圧室５０から流体が深溝部７２に供給されることとなり、深溝部７２内の流体が枯渇することが防止されている。

【0070】

また、動圧発生機構７０は、浅溝部７１と深溝部７２が段差７４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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

また、動圧発生機構７０は、軸方向視における深溝部７２の面積Ｓ１の方が、連通路７３の軸方向視における面積Ｓ２よりも大きいため（Ｓ１＞Ｓ２）、深溝部７２における流体の貯留量を確保することができる。

【0075】

以上説明したように、サイドシール７においては、連通路７３を通じて深溝部７２に対して高圧側の流体が常時供給され、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内に貯留された高圧側の流体が浅溝部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】

【0076】

次に、実施例２に係るサイドシール１０７の摺動面１０７ａ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。

【0077】

図１０に示されるように、動圧発生機構１７０は、径方向における寸法よりも周方向における寸法の方が長寸な軸方向視Ｃ字状の浅溝部１７１と、浅溝部１７１と同様に軸方向視楕円状かつＣ字状の深溝部１７２と、軸方向視矩形状の連通路１７３から構成されている。尚、説明の便宜上、深溝部１７２と連通路１７３との境界を仮想的な二点鎖線で示している。

【0078】

これにより、浅溝部１７１の壁面１７１ａの周方向端部１７１ｃ，１７１ｄそれぞれの曲率が最も小さい。そのため、動圧発生機構１７０が主に周方向に相対移動した場合に、当該移動方向とは反対側に位置する周方向端部１７１ｃまたは周方向端部１７１ｄの一方に流体が集中しやすくなる。そのため、周方向端部１７１ｃまたは周方向端部１７１ｄの一方で発生する動圧を高めることができる。

【0079】

また、浅溝部１７１と深溝部１７２は、浅溝部１７１の壁面１７１ａと深溝部１７２の壁面１７２ａとが互いに略相似関係にあるため、浅溝部１７１の壁面１７１ａと深溝部１７２の壁面１７２ａとの間の幅が周方向に亘って大きく変化し難くなっている。これにより、浅溝部１７１内のいずれの位置で動圧が発生した場合であっても、深溝部１７２内からスムーズに流体を供給することが可能である。

【実施例3】

【0080】

次に、実施例３に係るサイドシール２０７の摺動面２０７ａ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。

【0081】

図１１に示されるように、動圧発生機構２７０は、軸方向視Ｃ字状の浅溝部２７１と、径方向に長寸な軸方向視矩形状の深溝部２７２と、径方向に長寸な軸方向視矩形状の連通路２７３から構成されている。尚、説明の便宜上、深溝部２７２と連通路２７３との境界を仮想的な二点鎖線で示している。

【0082】

これにより、連通路２７３に流入した高圧の流体が、深溝部２７２まで移動しやすくなるため、深溝部２７２への流体の供給効率がよい。

【0083】

また、深溝部２７２および連通路２７３は流路断面形状が略同一であることから、形成が容易である。

【実施例4】

【0084】

次に、実施例４に係るサイドシール３０７の摺動面３０７ａにつき、図１２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。

【0085】

図１２に示されるように、動圧発生機構３７０は、周方向に長寸な軸方向視矩形状かつＣ字状の浅溝部３７１と、周方向に長寸な軸方向視矩形状の深溝部３７２と、径方向に長寸な軸方向視矩形状の連通路３７３から構成されている。また、浅溝部３７１は、連通路３７３に対して略直交方向に延設されている。尚、説明の便宜上、深溝部３７２と連通路３７３との境界を仮想的な二点鎖線で示している。

【0086】

尚、深溝部３７２は、軸方向視矩形状である構成として説明したが、軸方向視円弧状に形成されていてもよい。

【0087】

これにより、浅溝部３７１の壁面３７１ａに略９０度の角部が４か所形成されているため、動圧発生機構１７０が相対移動した場合に、当該移動方向とは対角側に位置する角部に流体が集中しやすくなることから、各角部で発生する動圧を高めることができる。

【0088】

また、浅溝部３７１と深溝部３７２は、浅溝部３７１の壁面３７１ａと深溝部３７２の壁面３７２ａとが互いに略相似関係にあるため、浅溝部３７１の壁面３７１ａと深溝部３７２の壁面３７２ａとの間の幅が周方向に亘って大きく変化しない形状となっている。これにより、浅溝部３７１内のいずれの位置で動圧が発生した場合であっても、深溝部３７２内からスムーズに流体を供給することが可能である。

【実施例5】

【0089】

次に、実施例５に係るサイドシール４０７の摺動面４０７ａにつき、図１３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。

【0090】

図１３に示されるように、動圧発生機構４７０は、周方向に長寸な軸方向視矩形状の一対の浅溝部４７１Ａ，４７１Ｂと、径方向に長寸な軸方向視矩形状の深溝部４７２と、径方向に長寸な軸方向視矩形状の連通路４７３から構成されており、浅溝部４７１Ａ，４７１Ｂは、互いに対称形状であり、深溝部４７２によって周方向に区画されている。尚、説明の便宜上、深溝部４７２と連通路４７３の境界を仮想的な二点鎖線で示している。

【0091】

これにより、浅溝部４７１Ａの壁面４７１Ａａに略９０度の角部が２か所形成され、浅溝部４７１Ｂの壁面４７１Ｂａに略９０度の角部が２か所形成されているため、動圧発生機構１７０が相対移動した場合に、当該移動方向とは反対側に位置する角部に流体が集中しやすくなることから、各角部で発生する動圧を高めることができる。

【0092】

また、深溝部４７２および連通路４７３は流路断面形状が略同一であることから、形成が容易である。

【実施例6】

【0093】

次に、実施例６に係るサイドシール５０７の摺動面５０７ａにつき、図１４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。

【0094】

図１４に示されるように、動圧発生機構５７０は、軸方向視円環状の浅溝部５７１と、軸方向視円状の深溝部５７２と、ランド７９の表面７９ａから深溝部５７２の深さ方向に離間し、当該深溝部５７２の底部およびサイドシール５０７の内径側に連通する径方向視円状の連通孔である連通路５７３から構成されている。

【0095】

これにより、連通路５７３が連通孔であるため、摺動面７ａの影響を受けずに連通路５７３を通じて深溝部５７２に対して高圧側の流体を安定して供給することができる。

【0096】

また、浅溝部５７１が深溝部５７２の全周を取り囲んでいることから、偏心回転に伴う浅溝部５７１の相対移動の方向に応じて、浅溝部５７１内の全周に亘っていずれかの位置で動圧を発生させることができる。

【0097】

また、浅溝部５７１が軸方向視円環状であることから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５７１内に略均一な動圧を発生させることができる。

【0098】

また、浅溝部５７１と深溝部５７２は、浅溝部５７１の壁面５７１ａと深溝部５７２の壁面５７２ａとが互いに略相似関係にあり、浅溝部５７１の壁面５７１ａと深溝部５７２の壁面５７２ａとが同心であるため、浅溝部５７１の壁面５７１ａと深溝部５７２の壁面５７２ａとの間の幅が周方向に亘って略均一となっている。これにより、浅溝部５７１内のいずれの位置で動圧が発生した場合であっても、深溝部５７２内からスムーズに流体を供給することが可能である。

【0099】

以上、本発明の実施例１～６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１～６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。

【0100】

前記実施例１～６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。

【0101】

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。

【0102】

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、摺動面を低摩擦化できるものであればよい。

【0103】

また、前記実施例１～６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。

【0104】

また、前記実施例１～６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５参照）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。

【0105】

また、前記実施例１～６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。

【0106】

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。

【0107】

また、前記実施例１～６では、動圧発生機構は、深溝部が円形状、矩形状を例に説明したが、これに限らず、三角形状、五角形状等の多角形状であることが好ましい。尚、深溝部が摺動面に沿った仮想の円弧線を基準に略線対称の形状ではない場合には、深溝部と連通路との境界は、浅溝部の径方向における中心を通る摺動面に沿った仮想の円弧線を基準に最大距離が等距離となる形状の領域が深溝となり、深溝に連通する領域が連通路となる。

【0108】

また、前記実施例１～６では、動圧発生機構は、段差が形成されている部分に亘って浅溝部と深溝部が連通している構成として説明したが、これに限らず、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一部が連通している構成であってもよい。

【0109】

また、前記実施例１～６では、動圧発生機構は、連通路が低圧室よりも相対的に圧力の高い背圧室に連通している構成として説明したが、これに限らず、連通路が低圧室に連通していてもよい。

【符号の説明】

【0110】

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
７３ 連通路
７４ 段差
７９ ランド
１０７～５０７ サイドシール（摺動部品）
１０７ａ～５０７ａ 摺動面
１７０～５７０ 動圧発生機構
１７１～５７１ 浅溝部
１７２～５７２ 深溝部
１７３～５７３ 連通路
Ｃ スクロール圧縮機
Ｌ１ 深さ寸法
Ｌ２ 深さ寸法
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】

【図12】

【図13】

【図14】