JP7551264B2 - 摺動部品 - Google Patents

Description

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。

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。

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冷媒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。

特開２０１６－６１２０８号公報（第５頁～第６頁、第１図）

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。

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間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。

前記課題を解決するために、本発明の摺動部品は、
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、該摺動面に沿って円環状を成す動圧発生溝と、前記動圧発生溝と該摺動面の外部空間とを連通する複数の導通溝と、を備え、
前記導通溝は、一の導通溝と前記摺動面の中心点とを通る仮想線上に他の導通溝が交わらない配置関係となっている。
これによれば、摺動面と相手摺動面との偏心回転を伴う相対摺動により、一の導通溝が外部空間に向けて移動したとき、または相手摺動面が一の導通溝上を外部空間とは径方向反対側に向けて移動したときには、外部空間の流体が一の導通溝を通じて動圧発生溝内に導入され、動圧発生溝における一の導通溝近傍の部位で動圧が発生する。また、一の導通溝と摺動面の中心点とを通る仮想線上に他の導通溝が配置されず、動圧発生溝のみが存在するため、動圧発生溝における一の導通溝と径方向に対向する部位でも動圧が発生する。すなわち、一の導通溝近傍の部位とその径方向対向部位とで動圧が発生し、摺動面同士を相対的な傾きが小さい状態で離間させ、その状態を摺動面の偏心回転角度によらず維持することができる。これにより、摺動面間における潤滑性が向上し、摺動面の摩擦抵抗を安定して低減することができる。

前記導通溝は周方向に奇数個等配されていてもよい。
これによれば、径方向に対向する導通溝同士が摺動面の中心点を通る仮想線上に配置されない状態で導通溝を周方向に等配できるので、摺動面の偏心回転角度によらず摺動面同士を相対的な傾きが小さい状態で摺動面を離間させることができる。

前記導通溝は前記動圧発生溝よりも深くてもよい。
これによれば、流体は動圧発生溝よりも深い導通溝に保持されるので、流体は導通溝から動圧発生溝に確実に供給される。

前記摺動面の内径側の外部空間と外径側の外部空間とは圧力差があり、前記導通溝は高圧側の外部空間に連通していてもよい。
これによれば、導通溝から動圧発生溝に高い圧力の流体が導入されることから摺動面同士を離間させやすい。

前記動圧発生溝を区画する少なくとも一方の側壁は、周方向に対して交差する交差面を複数有していてもよい。
これによれば、摺動面の偏心摺動における特定の区間で、相手摺動部品の摺動面が交差面と交差する方向に移動するので、交差面によって動圧を生じさせることができる。

前記交差面は、内径側の側壁に形成されていてもよい。
これによれば、動圧発生溝の内側から見て外径側に凸状を成す曲面である動圧発生溝の内径側の側壁に交差面が設けられている。すなわち動圧発生溝内の流体が凸状を成す曲面によって周方向に分散されやすく、外径側の側壁に比べ、動圧を発生させにくい構造の内径側の側壁に交差面が設けられていれる。そのため、動圧発生溝の内径側で発生する動圧の総和が高められ、動圧発生溝の内径側と外径側で発生する圧力をバランスさせやすい。

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。 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。 Ａ－Ａ断面図である。 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４（ａ）から図４（ｂ）の状態に向かって偏心回転するサイドシールの摺動面において、動圧発生溝内に発生する動圧の発生箇所を示す図である。 本発明に係る実施例２の動圧発生溝を示す図である。 本発明に係る実施例３の動圧発生溝を示す図である。

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に係る摺動部品につき、図１から図５を参照して説明する。尚、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。

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。

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。

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の一方側の開口はカバー１２により閉塞されている。ケーシング１１の他方側の開口は駆動モータＭにより閉塞されている。

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。低圧側の外部空間としての低圧室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ている。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ている。高圧側の外部空間としての背圧室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ている。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。

カバー１２には、吐出連通路１３が形成されている。吐出連通路１３は、図示しない冷媒回路と高圧室３０とを連通している。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。

インナーケーシング３は、その軸方向端部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の側壁には、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。

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。

固定スクロール４１は、金属製であり、渦巻状のラップ４１ｂを備えている。渦巻状のラップ４１ｂは、円板状の端板４１ａの表面、すなわち端板４１ａから可動スクロール４２に向けて突設されている。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のカバー１２に当接する端面の内径側が該カバー１２とは反対方向に凹む凹部４１ｃが形成されている。この凹部４１ｃとカバー１２とから高圧室３０が画成されている。

可動スクロール４２は、金属製であり、渦巻状のラップ４２ｂを備えている。渦巻状のラップ４２ｂは、円板状の端板４２ａの表面、すなわち端板４２ａから固定スクロール４１に向けて突設されている。また、可動スクロール４２には、端板４２ａの背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。

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し、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。

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。また、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では、サイドシール７の摺動面７ａが図示されている。

サイドシール７には、スラストプレート８に形成される摺動面８ａ（図１参照）に当接する摺動面７ａが形成されている。

図２に示されるように、サイドシール７の摺動面７ａは、動圧発生溝７０と、複数の導通溝７１と、ランド７２と、ランド７３と、を備えている。動圧発生溝７０は、円環状をなす摺動面７ａの中心点Ｑを中心とした円状に形成されている。導通溝７１は、動圧発生溝７０の内径側に複数設けられている。ランド７２は、動圧発生溝７０よりも内径側に設けられている。ランド７３は、動圧発生溝７０よりも外径側に設けられている。

図２及び図３に示されるように、動圧発生溝７０は、内側壁７０ａと、外側壁７０ｂと、底面７０ｃと、により区画されている。内側壁７０ａは、ランド７２の平坦な表面７２ａに直交して深さ方向に延びる内径側の側壁として形成されている。外側壁７０ｂは、ランド７３の平坦な表面７３ａに直交して深さ方向に延びる外径側の側壁として形成されている。底面７０ｃは、同一面上に形成された表面７２ａ，７３ａと平行に延び、内側壁７０ａ及び外側壁７０ｂの端部同士を連結して形成されている。

この動圧発生溝７０の径方向の幅寸法Ｌ１（すなわち、内側壁７０ａ及び外側壁７０ｂの離間幅）は、動圧発生溝７０の深さ寸法Ｌ２よりも大きく形成されている（Ｌ１＞Ｌ２）。尚、動圧発生溝７０の幅寸法は深さ寸法よりも大きく形成されていれば、動圧発生溝７０の幅寸法及び深さ寸法は自由に変更できるが、幅寸法Ｌ１は深さ寸法Ｌ２の１０倍以上であることが好ましい。

導通溝７１は、動圧発生溝７０の内側壁７０ａからサイドシール７の内周面まで延び内径側に開放されている。すなわち、動圧発生溝７０は、導通溝７１を通じて摺動面７ａの内径側の外部空間としての背圧室５０（図１参照）に連通している。

また、導通溝７１は、摺動面７ａの周方向において奇数個（本実施例では５個）等配されている。具体的には、各導通溝７１は、一の導通溝７１と中心点Ｑとを通る仮想線ＬＮに他の導通溝７１が交わらない配置関係となっている。言い換えれば、各導通溝７１の中心点Ｑを基準とした対称位置には、別の導通溝７１が設けられていない。

図３に示されるように、導通溝７１の深さ寸法Ｌ３は、動圧発生溝７０の深さ寸法Ｌ２よりも深く形成されている（Ｌ２＜Ｌ３）。尚、導通溝７１の深さ寸法が動圧発生溝７０の深さ寸法よりも深く形成されていることが好ましく、動圧発生溝７０及び導通溝７１の深さ寸法は自由に変更できるが、深さ寸法Ｌ３は深さ寸法Ｌ２の１０倍以上であることが特に好ましい。

図１を参照し、スラストプレート８は、金属製であり、円環状を成している。また、スラストプレート８には、シールリング４３が固定されている。また、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。

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とを連通する背圧連通路１４は、カバー１２、固定スクロール４１、インナーケーシング３に亘って形成されている。また、背圧連通路１４には、図示しないオリフィスが設けられており、オリフィスにより減圧調整された高圧室３０の冷媒がオイルセパレータ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。このとき、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が形成されている。また、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。

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）。

尚、図４においては、図４（ａ）～（ｄ）は、固定スクロール４１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。

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。

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５を参照して説明する。尚、図５では、サイドシール７が図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態に向かって移動するときの態様を示している。また、図５では、摺動面７ａを軸方向から見た場合のサイドシール７が図示されており、拡大部に示される丸印は、動圧発生溝７０において圧力が高くなる箇所を示している。また、動圧発生溝７０及び導通溝７１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では、右斜め上に配置される導通溝を導通溝７１Ａと称し、導通溝７１Ａを基準として時計回り方向に導通溝７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ，７１Ｅと称する。

図５に示されるように、サイドシール７が白矢印方向に移動しようとすると、動圧発生溝７０及び各導通溝７１内の流体が白矢印に対して相対的に反対方向に向かって移動する。

これにより、導通溝７１Ａの近傍の外側壁７０ｂでは、動圧が発生し、摺動面７ａ，８ａ同士がわずかに離間され、流体による流体膜が形成される。

この動圧は、外側壁７０ｂと摺動面８ａとの相対的な偏心回転角度の関係により、外側壁７０ｂにおける導通溝７１Ａの近傍の部位で最も圧力が高くなり、動圧発生溝７０の周方向に向かうにつれて漸次小さくなる。前記動圧は、導通溝７１Ｂ，７１Ｅの近傍の外側壁７０ｂでも僅かに発生し、導通溝７１Ａ近傍から時計周りに９０度、２７０度回転した位置ではほとんど発生しないようになっている。

また、動圧発生溝７０には、白矢印方向に向けて内径側が開口する導通溝７１Ａ、すなわち背圧室５０に向けて移動する導通溝７１Ａを通じて背圧室５０（図１参照）から高圧の流体が導入されるので、導通溝７１Ａの近傍の外側壁７０ｂで高圧の流体を用いて大きな動圧を発生させることができる。

尚、導通溝７１Ｂ，７１Ｅでは、背圧室５０から高圧の流体僅かに導入される。

また、導通溝７１Ａと中心点Ｑとを通る仮想線ＬＮ上には、他の導通溝７１Ｂ～７１Ｅが配置されておらず、導通溝７１Ａが形成された摺動面７ａの領域αとは中心点Ｑを基準とした対称位置にある摺動面７ａの領域βには、内径側のランド７２及び外径側のランド７３を除いて動圧発生溝７０のみが存在する。

そのため、摺動面７ａの領域βでは、内径側の内側壁７０ａで動圧が発生し、摺動面７ａ，８ａ同士がわずかに離間され、流体による流体膜が形成される。

この動圧は、内側壁７０ａと摺動面８ａとの相対的な偏心回転角度の関係により、内側壁７０ａにおける摺動面７ａの領域β近傍の部位で最も圧力が高い。また、この動圧は、動圧発生溝７０の周方向に向かうにつれて漸次小さくなり、摺動面７ａの領域β近傍から時計周りに９０度、２７０度回転した位置ではほとんど動圧が発生しないようになっている。

尚、前記動圧は、導通溝７１Ｃ，７１Ｄの近傍では、動圧発生溝７０内の流体が導通溝７１Ｃ，７１Ｄを通じて背圧室５０（図１参照）に流出するため、導通溝７１Ｃ，７１Ｄの近傍の内側壁７０ａでは、ほとんど動圧が発生しない。

また、導通溝７１Ａ近傍位置の外径側の外側壁７０ｂは、軸方向視において動圧発生溝７０内の流体が流れる方向に対して凹状を成す曲面であるため、サイドシール７が白矢印方向に移動したときには、動圧発生溝７０内の流体を保持でき、動圧を発生させやすい構造となっている。

また、領域βの内側壁７０ａは、軸方向視において動圧発生溝７０内の流体が流れる方向に対して凸状を成す曲面であるため、サイドシール７が白矢印方向に移動したときには、動圧発生溝７０内の流体が周方向に分散され、外側壁７０ｂに比べ動圧を発生させにくい構造となっている。

したがって、外側壁７０ｂで生じる動圧は、内側壁７０ａで生じる動圧よりも大きくなる。

このように、スラストプレート８に対してサイドシール７が偏心回転を伴って相対摺動したときには、動圧発生溝７０における外側壁７０ｂと、動圧発生溝７０における内側壁７０ａと、に動圧が発生して、摺動面７ａ，８ａ同士の相対的な傾きを抑制した状態で離間させることができる。

また、スラストプレート８に対するサイドシール７の偏心回転を伴う相対摺動においては、サイドシール７の摺動面７ａの移動方向に応じて動圧が発生する位置が動圧発生溝７０の周方向に沿って連続的に移動する。動圧発生溝７０は円環状を成していることから、摺動面７ａの偏心回転角度によらず、摺動面７ａ，８ａ同士の相対的な傾きを抑制して離間させた状態を維持したまま、摺動面７ａを偏心回転摺動させることができる。よって、摺動面７ａ，８ａ間における潤滑性が向上し、摺動面７ａ，８ａの摩擦抵抗を安定して低減することができる。

また、導通溝７１は、摺動面７ａの周方向において奇数個（本実施例では５個）等配されている。これによれば、径方向に対向する導通溝７１同士が中心点Ｑを通る仮想線ＬＮ上に配置されない状態で各導通溝７１が周方向に等配されるので、摺動面７ａの偏心回転角度によらず摺動面７ａ，８ａ同士の相対的な傾きが小さい状態で摺動面７ａを摺動面８ａから離間させることができる。

また、導通溝７１の深さ寸法Ｌ３は、動圧発生溝７０の深さ寸法Ｌ２よりも深く形成されている（Ｌ２＜Ｌ３）ので、流体を動圧発生溝７０よりも深い導通溝７１に多く保持できるので、動圧発生溝７０に流体を確実に供給することができる。

また、導通溝７１は高圧側の背圧室５０に連通しており、高圧の流体を利用するため、摺動面７ａ，８ａ同士を離間させやすい。

具体的には、高圧の流体を利用して動圧発生溝７０内で動圧を発生させるため、動圧発生溝７０内で生じる動圧の圧力が高くなり、摺動面７ａ，８ａ同士を確実に離間させることができる。

また、背圧室５０は、摺動面７ａ，８ａの内径側まで延びているため、摺動面７ａ，８ａ同士が離間したときに、摺動面７ａ，８ａの内径側から背圧室５０内の流体が導入される。また、スクロール圧縮機構４の駆動時には、背圧室５０の圧力は高くなり、背圧室５０から摺動面７ａ，８ａ間に高圧の流体が導入されるため、該流体の圧力により摺動面７ａ，８ａ同士をさらに離間させることができる。

尚、本実施例では、動圧発生溝７０が軸方向から見て円環状をなしていたが、若干楕円形状をなしていてもよい。

また、本実施例では、導通溝７１が周方向に奇数個等配されている形態を例示したが、これに限られず、径方向の対向する導通溝同士が摺動面の中心点を通る仮想線上に配置されない状態で配置されていれば、導通溝は偶数個で非等配されていてもよい。また、奇数個の導通溝が非等配されていてもよい。

次に、実施例２に係るサイドシール１０７の動圧発生溝１７０につき、図６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。

図６に示されるように、動圧発生溝１７０の内側壁１７０ａには、各導通溝１７１の近傍において摺動面１０７ａの周方向に対して交差する交差面１７４ａ，１７４ｂが設けられている。

具体的には、交差面１７４ａは、導通溝１７１の内側壁１７１ａの内径端から時計回り方向外径側に向けて直線状に延びている。また、交差面１７４ｂは、導通溝１７１の内側壁１７１ｂの内径端から反時計回り方向外径側に向けて直線状に延びている。すなわち、動圧発生溝１７０は、各導通溝１７１の近傍で拡大されている。

摺動面１０７ａが摺動面８ａに対して偏心回転摺動したときにおける動圧の発生について説明する。尚、ここでは、図４（ｃ）の状態から図４（ｂ）の状態に向かって移動するときに、右斜め上に配置される導通溝１７１近傍での動圧の発生について例示して説明する。

図６に示されるように、摺動面１０７ａが白矢印に向けて移動したときには、摺動面１０７ａの移動方向が特定の区間で交差面１７４ａと交差するので、動圧発生溝１７０内の流体が交差面１７４ａで動圧を発生させることができる。

また、動圧発生溝１７０の外側壁１７０ｂに比べ動圧が発生しにくい内側壁１７０ａに交差面１７４ａ，１７４ｂを設けたので、動圧発生溝１７０の内径側の動圧の総和が高められ、動圧発生溝１７０の内径側と外径側で発生する圧力をバランスさせやすい。つまり、摺動面１０７ａと摺動面８ａとの相対的な傾きを抑えることができる。

次に、実施例３に係るサイドシール２０７の動圧発生溝２７０につき、図７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。

図７に示されるように、動圧発生溝２７０の内側壁２７０ａには、各導通溝２７１の近傍において摺動面２０７ａの周方向に対して交差する交差面２７４ａ，２７４ｂ，２７４ｃ，２７４ｄが設けられている。

具体的には、交差面２７４ａは、導通溝２７１の内側壁２７１ａの外径端から時計回り方向内径側に直線状に延びており、摺動面２０７ａの内径まで到達している。すなわち、交差面２７４ａと導通溝２７１との間には、ランド２７２が形成されている。

また、交差面２７４ｂは、交差面２７４ａの内径端から時計回り方向外径側に直線状に延びており、内側壁２７０ａに到達している。また、交差面２７４ｃ，２７４ｄは、導通溝２７１の周方向中央を通って中心点Ｑに延びる図示しない仮想線を基準として交差面２７４ａ，２７４ｂと線対称の形状を成している。

このように、交差面２７４ａ，２７４ｂ，２７４ｃ，２７４ｄが各導通溝２７１の近傍に設けられることにより、動圧発生溝２７０の内径側の動圧の総和が高められる。

尚、交差面は導通溝の近傍に設けられることに限られず、導通溝から周方向に離れた位置に設けられていてもよい。

また、導通溝は動圧発生溝の内径側の側壁に設けられることに限られず、外径側の側壁に設けられていてもよい。

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。

前記実施例１～３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Ｃに摺動部品としてのサイドシール７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。

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。

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。

また、前記実施例１～３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。

また、前記実施例１～３では、サイドシールの摺動面に動圧発生溝及び導通溝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）に動圧発生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動圧発生溝及び導通溝が形成されていてもよい。

また、前記実施例１～３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動圧発生溝及び導通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動圧発生溝及び導通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。

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動圧発生溝及び導通溝が形成されてもよい。

また、導通溝の深さ寸法は、動圧発生溝の深さ寸法よりも深く形成されていることを例示したが、これに限られず、導通溝は動圧発生溝と同じ深さとなっていてもよい。

また、導通溝は、高圧側の外部空間である背圧室に連通する形態を例示したが、低圧側の外部空間に連通していてもよい。また、導通溝の一部が高圧側の外部空間、導通溝の他の一部が低圧側の外部空間に連通していてもよい。

また、サイドシールの外径側に低圧側の外部空間が存在し、サイドシールの内径側に高圧の外部空間が存在する形態を例示したが、サイドシールの内径側に低圧側の外部空間、サイドシールの外径側に高圧の外部空間が存在していてもよい。

４ スクロール圧縮機構
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
２０ 低圧室（外径側の外部空間）
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（内径側の外部空間、高圧側の外部空間）
７０ 動圧発生溝
７０ａ 内側壁（内径側の側壁）
７０ｂ 外側壁（外径側の側壁）
７１，７１Ａ 導通溝
１０７ サイドシール（摺動部品）
１０７ａ 摺動面
１７０ 動圧発生溝
１７０ａ 内側壁（内径側の側壁）
１７０ｂ 外側壁（外径側の側壁）
１７１ 導通溝
１７４ａ，１７４ｂ 交差面
２０７ サイドシール（摺動部品）
２０７ａ 摺動面
２７０ 動圧発生溝
２７０ａ 内壁壁（内径側の側壁）
２７１ 導通溝
２７４ａ～２７４ｄ 交差面
Ｃ スクロール圧縮機
ＬＮ 仮想線
Ｍ 駆動モータ
Ｑ 中心点

Claims (6)

1. 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、該摺動面に沿って円環状を成す動圧発生溝と、前記動圧発生溝と該摺動面の外部空間とを連通する複数の導通溝と、を備え、
   前記導通溝は、一の導通溝と前記摺動面の中心点とを通る仮想線上に他の導通溝が交わらない配置関係となっており、前記摺動面のうち前記一の導通溝と前記中心点を挟んで対向する領域にランドが形成され、該ランドにより前記動圧発生溝と前記外部空間とが隔離されていることを特徴とする摺動部品。
2. 前記導通溝は周方向に奇数個等配されている請求項１に記載の摺動部品。
3. 前記導通溝は前記動圧発生溝よりも深い請求項１または２に記載の摺動部品。
4. 前記摺動面の内径側の外部空間と外径側の外部空間とは圧力差があり、前記導通溝は高圧側の外部空間に連通している請求項１ないし３のいずれかに記載の摺動部品。
5. 前記動圧発生溝を区画する少なくとも一方の側壁は、周方向に対して交差する交差面を複数有している請求項１ないし４のいずれかに記載の摺動部品。
6. 前記交差面は、内径側の側壁に形成されている請求項５に記載の摺動部品。

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