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WO2022009766A1 - 摺動部品 - Google Patents

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Publication number
WO2022009766A1
WO2022009766A1 PCT/JP2021/024938 JP2021024938W WO2022009766A1 WO 2022009766 A1 WO2022009766 A1 WO 2022009766A1 JP 2021024938 W JP2021024938 W JP 2021024938W WO 2022009766 A1 WO2022009766 A1 WO 2022009766A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
groove portion
shallow groove
dynamic pressure
deep groove
sliding
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/024938
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
啓志 鈴木
雄一郎 徳永
Original Assignee
イーグル工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by イーグル工業株式会社 filed Critical イーグル工業株式会社
Priority to EP21837221.7A priority Critical patent/EP4177486A4/en
Priority to JP2022535275A priority patent/JP7528218B2/ja
Priority to CN202180044553.5A priority patent/CN115768989A/zh
Priority to KR1020237000900A priority patent/KR20230022985A/ko
Priority to US18/012,857 priority patent/US12104598B2/en
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    • F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation

Definitions

  • the present invention relates to a sliding component used in a rotating machine including an eccentric mechanism.
  • Machines with rotary drive used in various industrial fields include not only rotary machines that rotate while the central axis is held in place, but also rotary machines that rotate with eccentricity.
  • One of the rotating machines that rotates with eccentricity is a scroll compressor, etc.
  • This type of compressor has a fixed scroll with a spiral wrap on the surface of the end plate, and a spiral wrap on the surface of the end plate. It is equipped with a scroll compression mechanism consisting of a movable scroll, an eccentric mechanism that rotates the rotation axis eccentrically, etc., and by rotating the movable scroll relative to the fixed scroll with eccentric rotation, both scrolls can be used. It is a mechanism that pressurizes the fluid supplied from the low pressure chamber on the outer diameter side and discharges the high pressure fluid from the discharge hole formed in the center of the fixed scroll.
  • the scroll compressor shown in Patent Document 1 includes a thrust plate that slides relative to the movable scroll on the back side of the movable scroll, and is compressed by a scroll compression mechanism in a back pressure chamber formed on the back side of the thrust plate.
  • the present invention has been made focusing on such a problem, and an object of the present invention is to provide a sliding component capable of stably reducing the frictional resistance of a sliding surface accompanied by eccentric rotation.
  • the sliding parts of the present invention are A sliding component with a sliding surface that slides relative to each other with eccentric rotation.
  • the sliding surface includes a land and a plurality of dynamic pressure generating mechanisms provided in the circumferential direction.
  • the dynamic pressure generation mechanism includes a shallow groove portion and a deep groove portion.
  • the shallow groove portion surrounds the periphery of the deep groove portion and communicates with the deep groove portion.
  • the sealed fluid stored in the deep groove portion is stably supplied into the shallow groove portion according to the direction of the relative movement of the shallow groove portion due to the eccentric rotation. Therefore, dynamic pressure is generated in the shallow groove portion, and the sliding surfaces are slightly separated from each other.
  • a fluid film is formed between the sliding surfaces, which not only improves lubricity but also suppresses the occurrence of cavitation. In this way, it is possible to stably reduce the frictional resistance of the sliding surface during sliding.
  • the shallow groove portion may surround the deep groove portion in an annular shape. According to this, the dynamic pressure can be generated at any position over the entire circumference in the shallow groove portion according to the direction of the relative movement of the shallow groove portion due to the eccentric rotation.
  • the shallow groove portion may be formed in an annular shape
  • the deep groove portion may be formed in a circular shape
  • the shallow groove portion and the deep groove portion may be concentric. According to this, uniform dynamic pressure can be generated in each shallow groove portion regardless of the direction of the relative movement of the shallow groove portion due to the eccentric rotation.
  • the shallow groove portion and the deep groove portion may be separated by a step. According to this, a large amount of the sealed fluid can be stored in the deep groove portion, and the fluid can be reliably supplied from the deep groove portion to the shallow groove portion.
  • the deep groove portion may have a depth of 10 times or more that of the shallow groove portion. According to this, a large amount of the sealed fluid can be stored in the deep groove portion.
  • the shallow groove portion may be formed shallower on the land side than on the deep groove portion side. According to this, it is difficult for negative pressure to be locally generated in the shallow groove portion, and the occurrence of cavitation can be suppressed. In addition, dynamic pressure can be effectively obtained in a wider speed range of eccentric rotation.
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram which shows the scroll compressor to which the side seal as the sliding component of Example 1 which concerns on this invention is applied. It is a figure which shows the sliding surface of the side seal of Example 1 of this invention.
  • (A) is a partially enlarged view showing a dynamic pressure generation mechanism on a sliding surface
  • (b) is a cross-sectional view taken along the line AA in (a).
  • FIG. 4 is a diagram showing the distribution of pressure generated in a plurality of grooves due to the relative movement of the grooves due to the eccentric rotation of the rotating shaft on the sliding surface of the side seal shown in FIG. 4 (a). It is a figure which shows the distribution of the pressure generated in a plurality of grooves by the relative movement of a groove with the eccentric rotation of a rotation shaft on the sliding surface of the side seal shown in FIG. 4 (b).
  • FIG. 3 is a diagram showing the distribution of pressure generated in a plurality of grooves due to the relative movement of the grooves due to the eccentric rotation of the rotating shaft on the sliding surface of the side seal shown in FIG. 4 (c).
  • FIG. 4 is a diagram showing the distribution of pressure generated in a plurality of grooves due to the relative movement of the grooves due to the eccentric rotation of the rotating shaft on the sliding surface of the side seal shown in FIG. 4 (c).
  • FIG. 4 is a diagram showing the distribution of pressure generated in a plurality of grooves due to the relative movement of the grooves due to the eccentric rotation of the rotating shaft on the sliding surface of the side seal shown in FIG. 4 (d). It is sectional drawing which shows the dynamic pressure generation mechanism of Example 2 which concerns on this invention. It is sectional drawing which shows the dynamic pressure generation mechanism of Example 3 which concerns on this invention. It is sectional drawing which shows the dynamic pressure generation mechanism of Example 4 which concerns on this invention.
  • the sliding component of the present invention is applied to a rotating machine including an eccentric mechanism, for example, a scroll compressor C that sucks, compresses, and discharges a refrigerant as a fluid used in an air conditioning system of an automobile or the like.
  • the refrigerant is a gas, and a mist-like lubricating oil is mixed therewith.
  • the scroll compressor C As shown in FIG. 1, the scroll compressor C is driven by a housing 1, a rotary shaft 2, an inner casing 3, a scroll compression mechanism 4, a side seal 7 as a sliding component, and a thrust plate 8. It is mainly composed of a motor M and.
  • the housing 1 is composed of a cylindrical casing 11 and a cover 12 that closes one opening of the casing 11.
  • a low pressure chamber 20, a high pressure chamber 30, and a back pressure chamber 50 are formed inside the casing 11.
  • a low-pressure refrigerant is supplied to the low-pressure chamber 20 from a refrigerant circuit (not shown) through a suction port 10.
  • a high-pressure refrigerant compressed by the scroll compression mechanism 4 is discharged to the high-pressure chamber 30.
  • a part of the refrigerant compressed by the scroll compression mechanism 4 is supplied to the back pressure chamber 50 together with the lubricating oil.
  • the back pressure chamber 50 is formed inside the cylindrical inner casing 3 housed inside the casing 11.
  • the cover 12 is formed with a discharge communication passage 13 that connects a refrigerant circuit (not shown) and the high pressure chamber 30. Further, the cover 12 is formed with a part of the back pressure communication passage 14 connecting the high pressure chamber 30 and the back pressure chamber 50, which is branched from the discharge communication passage 13.
  • the discharge communication passage 13 is provided with an oil separator 6 that separates the lubricating oil from the refrigerant.
  • the inner casing 3 is fixed in a state where one end thereof is in contact with the end plate 41a of the fixed scroll 41 constituting the scroll compression mechanism 4. Further, a suction communication passage 15 penetrating in the radial direction is formed at one end of the inner casing 3. That is, the low pressure chamber 20 is formed from the outside of the inner casing 3 to the inside of the inner casing 3 via the suction communication passage 15. The refrigerant supplied to the inside of the inner casing 3 through the suction communication passage 15 is sucked into the scroll compression mechanism 4.
  • the scroll compression mechanism 4 is mainly composed of a fixed scroll 41 and a movable scroll 42.
  • the fixed scroll 41 is fixed to the cover 12 in a substantially sealed shape.
  • the movable scroll 42 is housed inside the inner casing 3.
  • the fixed scroll 41 is made of metal and includes a spiral wrap 41b projecting from the surface of the disk-shaped end plate 41a, that is, one end surface of the end plate 41a. Further, the fixed scroll 41 is formed with a recess 41c that is recessed on the back surface of the end plate 41a, that is, on the inner diameter side of the other end surface of the end plate 41a.
  • the high pressure chamber 30 is defined from the recess 41c and the end surface of the cover 12.
  • the movable scroll 42 is made of metal and includes a spiral wrap 42b projecting from the surface of the disk-shaped end plate 42a, that is, one end surface of the end plate 42a. Further, the movable scroll 42 is formed with a boss 42c protruding from the back surface of the end plate 42a, that is, the center of the other end surface of the end plate 42a. An eccentric portion 2a formed at one end of the rotating shaft 2 is fitted into the boss 42c so as to be relatively rotatable.
  • an eccentric mechanism for eccentric rotation of the rotary shaft 2 is configured by an eccentric portion 2a of the rotary shaft 2 and a counterweight portion 2b protruding in the outer diameter direction from one end of the rotary shaft 2. Has been done.
  • the side seal 7 as a sliding component in this embodiment will be described.
  • the side seal 7 is made of resin and has a rectangular cross section and an annular shape in the axial direction.
  • the side seal 7 is fixed to the back surface of the end plate 42a of the movable scroll 42 (see FIG. 1).
  • the sliding surface 7a of the side seal 7 is shown.
  • a sliding surface 7a that abuts on the sliding surface 8a of the thrust plate 8 is formed on one side surface of the side seal 7.
  • the sliding surface 7a of the side seal 7 includes a land 79 and a plurality of dynamic pressure generating mechanisms 70.
  • the dynamic pressure generation mechanism 70 is arranged substantially evenly in the circumferential direction of the sliding surface 7a.
  • the dynamic pressure generation mechanism 70 is composed of a shallow groove portion 71 having an annular shape in the axial direction and a deep groove portion 72 having an annular shape in the axial direction.
  • the shallow groove portion 71 has coarse dots
  • the deep groove portion 72 has fine dots.
  • the shallow groove portion 71 is formed of a wall surface 71a and a bottom surface 71b.
  • the wall surface 71a extends in a cylindrical shape in the depth direction of the shallow groove portion 71 substantially orthogonal to the flat surface 79a of the land 79.
  • the bottom surface 71b extends substantially orthogonal to the end of the wall surface 71a and substantially parallel to the surface 79a of the land 79, and is formed in an annular shape and flatly.
  • the deep groove portion 72 is formed of a wall surface 72a and a bottom surface 72b.
  • the wall surface 72a extends in a cylindrical shape in the depth direction of the deep groove portion 72 substantially orthogonal to the inner diameter side end portion of the bottom surface 71b of the shallow groove portion 71.
  • the bottom surface 72b extends substantially orthogonal to the end of the wall surface 72a and substantially parallel to the surface 79a of the land 79, and is formed in a circular shape and flatly.
  • the deep groove portion 72 is formed in the radial center portion of the shallow groove portion 71.
  • the wall surface 71a is an outer contour of the shallow groove portion 71.
  • the wall surface 72a is an outer contour of the deep groove portion 72.
  • Both the wall surface 71a and the wall surface 72a are formed in an axially concentric circle centered on the point P, and the shallow groove portion 71 communicates with the deep groove portion 72 over a range of 360 degrees (FIG. 3A). reference).
  • the depth dimension L1 of the shallow groove portion 71 is a dimension from the surface 79a of the land 79 to the bottom surface 71b of the shallow groove portion 71.
  • the depth dimension L2 of the deep groove portion 72 is a dimension from the end surface of the land 79 to the bottom surface 72b of the deep groove portion 72.
  • the depth dimension L1 of the shallow groove portion 71 is shallower than the depth dimension L2 of the deep groove portion 72 (L1 ⁇ L2).
  • the depth dimension L2 of the deep groove portion 72 is formed deeper than the depth dimension of the shallow groove portion 71, the depth dimensions of the shallow groove portion 71 and the deep groove portion 72 can be freely changed. Further, from the viewpoint of supplying the fluid from the deep groove portion 72 to the shallow groove portion 71, which will be described later, it is preferable that the dimensional difference between the depth dimension L1 and the depth dimension L2 is 10 times or more.
  • a step 73 is formed by the bottom surface 71b of the shallow groove portion 71 and the wall surface 72a of the deep groove portion 72.
  • the angle between the bottom surface 71b of the shallow groove portion 71 and the wall surface 72a of the deep groove portion 72 in the step 73 is approximately 90 degrees.
  • the thrust plate 8 is made of metal and has an annular shape, and a seal ring 43 is fixed to one end surface thereof.
  • the seal ring 43 is in contact with the inner surface of the inner casing 3.
  • the thrust plate 8 functions as a thrust bearing that receives an axial load of the movable scroll 42 via the side seal 7.
  • the side seal 7 and the seal ring 43 partition the low pressure chamber 20 formed on the outer diameter side of the movable scroll 42 and the back pressure chamber 50 formed on the back side of the movable scroll 42 inside the inner casing 3. is doing.
  • the back pressure chamber 50 is a closed section formed between the inner casing 3 and the rotating shaft 2.
  • the seal ring 44 is fixed to the inner circumference of the through hole 3a provided in the center of the other end of the inner casing 3 and is slidably contacted with the rotating shaft 2 inserted through the through hole 3a. Further, the high pressure chamber 30 and the back pressure chamber 50 are communicated with each other by the back pressure communication passage 14.
  • the back pressure communication passage 14 is formed over the cover 12, the fixed scroll 41, and the inner casing 3, and is provided with an orifice (not shown).
  • the refrigerant in the high pressure chamber 30 whose pressure is adjusted by the orifice is supplied to the back pressure chamber 50 together with the lubricating oil separated by the oil separator 6.
  • the inner casing 3 is formed with a pressure release hole 16 that penetrates in the radial direction and communicates the low pressure chamber 20 and the back pressure chamber 50, and a pressure adjusting valve 45 is provided in the pressure release hole 16. ing.
  • the pressure adjusting valve 45 is opened when the pressure in the back pressure chamber 50 exceeds a set value.
  • the boss 42c of the movable scroll 42 is inserted through the through hole 8b in the center of the thrust plate 8.
  • the through hole 8b is formed to have a diameter that allows eccentric rotation by the eccentric portion 2a of the rotating shaft 2 that is inserted into the boss 42c. That is, the sliding surface 7a of the side seal 7 can slide relative to the sliding surface 8a of the thrust plate 8 by the eccentric rotation of the rotating shaft 2 (see FIG. 4).
  • FIGS. 4A to 4D show FIG. 4A among the rotation loci indicated by the black arrows of the boss 42c when viewed from the fixed scroll 41 (see FIG. 1) side.
  • the boss 42c is rotated by 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees, respectively.
  • the sliding region between the sliding surface 7a of the side seal 7 and the sliding surface 8a of the thrust plate 8 is schematically shown by dots.
  • the rotating shaft 2 only the eccentric portion 2a inserted into the boss 42c is shown, and the counterweight portion 2b and the like constituting the eccentric mechanism are not shown.
  • the side seal 7 is a sliding component having a sliding surface 7a that slides relative to the sliding surface 8a of the thrust plate 8 with eccentric rotation.
  • FIGS. 3, 5 to 8 A fluid containing a refrigerant, lubricating oil, and the like is stored in the dynamic pressure generation mechanism 70 even when the rotation is stopped. Further, in FIGS. 5 to 8, the side seals 7 when viewed from the drive motor M (see FIG. 1) side are shown, and the circles shown on the wall surface 71a of the dynamic pressure generation mechanism 70 are the respective movements. The place where the pressure becomes the highest in the pressure generation mechanism 70 is shown.
  • the pressure of the fluid is increased at the portion 71d downstream of the deep groove portion 72 of the shallow groove portion 71, and a positive dynamic pressure is generated.
  • the dynamic pressure of positive pressure may be simply described as dynamic pressure.
  • the fluid moves toward the portion 71d on the downstream side of the deep groove portion 72 of the shallow groove portion 71. Since a large amount of fluid is stored in the deep groove portion 72, the fluid in the portion 71u does not decrease sharply, and a slight negative pressure is generated or does not occur in the portion 71u.
  • the sliding surfaces 7a and 8a are slightly separated from each other, and a fluid film is formed by the fluid flowing between the sliding surfaces 7a and 8a.
  • the lubricity between the sliding surfaces 7a and 8a is improved, so that the frictional resistance between the sliding surfaces 7a and 8a during sliding is reduced.
  • the shallow groove portion 71 is less likely to generate negative pressure locally, cavitation is less likely to occur with the generation of dynamic pressure.
  • the wall surface 71a of the shallow groove portion 71 is formed in an annular shape in the axial direction, in each dynamic pressure generation mechanism 70, the wall surface 71a is formed according to the rotation angle of the boss 42c. The location of the generated pressure gradually moves along the wall surface 71a (see FIGS. 5 to 8).
  • the dynamic pressure generation mechanism 70 since the wall surface 71a of the shallow groove portion 71 is continuous with the same radius of curvature, the pressure generated in each shallow groove portion 71 is substantially the same regardless of the eccentric rotation angle. As a result, the dynamic pressure generated in each of the shallow groove portions 71 between the sliding surfaces 7a and 8a is unlikely to change suddenly, and the generated dynamic pressure can be stabilized.
  • each dynamic pressure generation mechanism 70 the pressure portion generated on the wall surface 71a gradually moves along the wall surface 71a according to the rotation angle of the boss 42c (see FIGS. 5 to 8).
  • the fluid flowing out from the dynamic pressure generation mechanism 70 upstream in the direction due to the generation of dynamic pressure between the sliding surfaces 7a and 8a is likely to flow into the adjacent dynamic pressure generation mechanism 70 on the downstream side at that time. Therefore, not only is it easy for a fluid film to be formed by the fluid over the circumferential direction between the sliding surfaces 7a and 8a, but also the fluid on the land 79 is likely to be supplied into the dynamic pressure generation mechanism 70 (see FIG. 3B). ).
  • the dynamic pressure generation mechanism 70 As the fluid in the shallow groove portion 71 moves, the fluid in the deep groove portion 72 moves into the shallow groove portion 71 (see FIG. 3B). As a result, dynamic pressure is generated in the shallow groove portion 71, and even if the fluid flows out from the shallow groove portion 71 to the land 79, the fluid stored in the deep groove portion 72 is supplied to the shallow groove portion 71, so that the shallow groove portion 71 is shallow. Dynamic pressure can be reliably generated in the groove 71.
  • the deep groove portion 72 is formed concentrically with the shallow groove portion 71 and continuously communicates with the shallow groove portion 71 over a range of 360 degrees, in other words, the entire circumferential direction.
  • the wall surface 72a of the portion 72 is formed in an annular shape in the axial direction and is continuous with the same radius of curvature. Therefore, no matter where the dynamic pressure is generated in the shallow groove portion 71, the fluid is smoothly supplied to the shallow groove portion 71.
  • the dynamic pressure generation mechanism 70 since the shallow groove portion 71 and the deep groove portion 72 are partitioned by the step 73, a large volume in the deep groove portion 72 can be formed.
  • at least the bottom surface of the shallow groove portion and the wall surface of the deep groove portion which are comparative examples, have a tapered surface in which the radius of curvature becomes shorter as the depth increases, that is, the shallow groove portion and the deep groove portion are separated by a step. Without the configuration, the volume in the deep groove is small. In this way, since the amount of fluid that can be stored in the deep groove portion 72 can be increased, it is possible to reliably supply the fluid into the shallow groove portion 71, and it is possible to reliably generate cavitation while generating dynamic pressure. It can be suppressed.
  • the wall surface 72a has a continuous shape having the same radius of curvature centered on the point P, the deep groove portion 72 can sufficiently secure the fluid, so that the fluid can be stably supplied into the shallow groove portion 71.
  • the amount of fluid that can be stored decreases.
  • the cross-sectional shape of the deep groove portion does not prevent the cross-sectional shape of the deep groove portion from having various shapes, and for example, the shape may be such that the radius of curvature of the wall surface becomes longer toward the bottom surface.
  • the depth dimension L2 of the deep groove portion 72 is 10 times or more the depth dimension L1 of the shallow groove portion 71, a large amount of fluid can be stored in the deep groove portion 72.
  • the fluid stored in the deep groove portion 72 communicates with the deep groove portion 72 in the shallow groove portion 71 according to the direction of the relative movement of the shallow groove portion 71 due to the eccentric rotation. Stable supply. Therefore, by generating dynamic pressure in the shallow groove portion 71 to slightly separate the sliding surfaces 7a and 8a from each other to form a fluid film, it is possible to improve the lubricity between the sliding surfaces 7a and 8a. It is possible to suppress the occurrence of cavitation. In this way, it is possible to stably reduce the frictional resistance of the sliding surfaces 7a and 8a during sliding.
  • the shallow groove portion 171 of the dynamic pressure generation mechanism 170 is formed in a tapered shape with a stepped cross section that becomes deeper from the land 79 toward the deep groove portion 72.
  • the fluid easily moves from the deep groove portion 72 side of the shallow groove portion 171 toward the land 79. Therefore, not only the dynamic pressure is likely to be generated in the shallow groove portion 171 but also the fluid flows from the deep groove portion 72 on the upstream side in the shallow groove portion 171 when the location where the dynamic pressure is generated in the shallow groove portion 171 is set to the downstream side. It will be easier to supply. That is, negative pressure is not locally generated as compared with Example 1, and the occurrence of cavitation can be suppressed.
  • the fluid collides with the wall surface 171a on the outermost diameter side and dynamic pressure is generated.
  • the fluid collides with the wall surface 171b between the wall surface 171a and the wall surface 171c to generate dynamic pressure.
  • the fluid collides with the wall surface 171a, the wall surface 171b, and the wall surface 171c on the innermost inner diameter side, and dynamic pressure is generated. Therefore, the dynamic pressure can be effectively obtained in a wide speed range.
  • the shallow groove portion 271 of the dynamic pressure generation mechanism 270 is formed in a cross-sectional view plane taper shape that becomes deeper from the end portion on the land 79 side toward the deep groove portion 72.
  • the fluid easily moves from the deep groove portion 72 side of the shallow groove portion 271 toward the land 79 along the tapered surface 271a of the shallow groove portion 271. Therefore, not only the dynamic pressure is likely to be generated in the shallow groove portion 271, but also the fluid flows from the deep groove portion 72 on the upstream side in the shallow groove portion 271 when the location where the dynamic pressure is generated in the shallow groove portion 271 is the downstream side. It will be easier to supply. That is, negative pressure is not locally generated as compared with Example 1, and the occurrence of cavitation can be suppressed.
  • the range in which dynamic pressure is generated changes along the tapered surface 271a of the shallow groove portion 271 according to the rotation speed of the sliding component. More specifically, as the speed increases, from the land 79 side of the tapered surface 271a. Since the range in which the dynamic pressure is generated increases toward the inner diameter side of the shallow groove portion 271, the dynamic pressure can be effectively obtained in a wide speed range.
  • the shallow groove portion 371 of the dynamic pressure generation mechanism 370 is formed in a cross-sectional round taper shape that becomes deeper from the end portion on the land 79 side toward the deep groove portion 72.
  • the fluid that has moved along the tapered surface 371a of the shallow groove portion 371 is guided to the opposite sliding surface 8a at the end on the land 79 side, so that the sliding component can be moved with respect to the sliding surface 8a. Efficient to separate.
  • the range in which dynamic pressure is generated changes along the tapered surface 371a of the shallow groove portion 371 according to the rotation speed of the sliding component. More specifically, as the speed increases, from the land 79 side of the tapered surface 371a. Since the range in which the dynamic pressure is generated increases toward the inner diameter side of the shallow groove portion 371, the dynamic pressure can be effectively obtained in a wide speed range. In particular, on the land 79 side of the tapered surface 371a, the shallow groove portion 371 becomes shallower as it approaches the land 79, so that dynamic pressure can be generated in a wide speed range in the vicinity of the land 79.
  • a step 373 is formed by the tapered surface 371a of the shallow groove portion 371 and the wall surface 72a of the deep groove portion 72, and the tapered surface 371a of the shallow groove portion 371 and the wall surface 72a of the deep groove portion 72 in the step 373.
  • the angle between the land 79 is approximately 90 degrees, and the surface 79a of the land 79 and the wall surface 72a of the deep groove portion 72 are substantially orthogonal to each other.
  • the fluid existing in the space inside and outside the sliding surface of the sliding component may be a gas, a liquid, or a mixed state of a gas and a liquid, respectively.
  • the side seal having the sliding surface that slides relative to each other is described as being made of resin and the thrust plate is made of metal, but the material of the sliding parts can be freely selected according to the usage environment and the like. You can do it.
  • the present invention is not limited to this, and the sliding component having a sliding surface that slides relative to each other with eccentric rotation.
  • a groove may be formed in the sliding region (see FIG. 4) of the sliding surface of the thrust plate. Further, a groove may be formed on both the sliding surface of the side seal and the sliding surface of the thrust plate.
  • a groove may be formed on a sliding surface that includes only one of the thrust plates and slides relative to each other with eccentric rotation.
  • a groove may be formed on either or both of the sliding surface of the thrust plate as a sliding component and the back surface of the end plate of the movable scroll.
  • a groove may be formed on the sliding surface of the side seal as a sliding component. In this case, the side seal abuts on the inner peripheral surface of the inner casing and also functions as a thrust bearing that receives an axial load of the movable scroll.
  • the movable scroll does not have a side seal and a thrust plate, and the back surface of the end plate of the movable scroll abuts on the inner peripheral surface of the inner casing and functions as a thrust bearing that receives the axial load of the movable scroll, the movable scroll A groove may be formed on the sliding surface formed on the back surface of the end plate.
  • the side seal has been described as having an axial viewing ring, but the present invention is not limited to this, and the side seal may be formed in the shape of an axial viewing disk.
  • the dynamic pressure generation mechanism has been described as a configuration in which the wall surface of the deep groove portion is formed concentrically with the wall surface of the shallow groove portion and communicates with the shallow groove portion over a range of 360 degrees.
  • the wall surface of the deep groove portion may be formed in a semicircular shape or a polygonal shape and communicate with the shallow groove portion in the circumferential direction.
  • lands are scattered between the shallow groove portion and the deep groove portion, so that a part of the range of 360 degrees is communicated. It may be configured as such.
  • the dynamic pressure generation mechanism is composed of one shallow groove portion in the axial axial annular shape and one deep groove portion in the axial view circle, but the present invention is not limited to this.
  • a C-shaped shallow groove portion in the axial direction may be arranged so as to surround the circumference of one deep groove portion, and a plurality of shallow groove portions may be arranged so as to surround the circumference of one deep groove portion. May be configured. That is, the term "surrounding" in this embodiment is not limited to those arranged over a range of 360 degrees, and includes configurations in which they are arranged substantially evenly or unevenly around.

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Abstract

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。　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７であって、摺動面７ａは、ランド７９と、周方向に複数設けられている動圧発生機構７０と、を備え、動圧発生機構７０は、浅溝部７１と、深溝部７２と、を具備し、浅溝部７１は、深溝部７２の周囲を取り囲み当該深溝部７２に連通している。

Description

摺動部品
　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。
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、
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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）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。 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）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。 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。 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。 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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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）。
　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）。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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）。
　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。
　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。
　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。
　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）。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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

Claims (6)

  1. 　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摺動部品。
  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に記載の摺動部品。
  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に記載の摺動部品。
  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摺動部品。
  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摺動部品。
  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摺動部品。
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