JP6930576B2

JP6930576B2 - 圧縮機

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Publication number: JP6930576B2
Application number: JP2019227020A
Authority: JP
Inventors: 増田　正典; 正典増田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2039-12-17
Also published as: JP2021095863A; EP4056850B1; WO2021124852A1; CN114746653A; US11668308B2; EP4056850A1; CN114746653B; US20220307505A1; EP4056850A4

Description

本開示は、圧縮機に関するものである。

従来、シリンダ内に筒状のピストンが収容されるシリンダを有する圧縮機構と、ピストンに嵌合する偏心部を有する駆動軸とを備え、シリンダ内でピストンが偏心回転する圧縮機が知られている。この圧縮機において、冷媒などの作動流体の圧縮時に大きな荷重を受ける摺動面を軸方向幅の広い摺動面（以下、第１摺動面という）にし、反負荷側の摺動面を軸方向幅の狭い摺動面（以下、第２摺動面という）にしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

上記構成の圧縮機では、軸方向幅の狭い第２摺動面を形成することで偏心部とピストンの間に形成される空隙に潤滑油が流入し、この空隙から第１摺動面へ潤滑油が供給される。

特開平０５−１６４０７１号公報

空隙には潤滑油が流入するものの、駆動軸の回転時に空隙内で潤滑油の流れが生じ、空隙から潤滑油が流出しやすい。そのため、第１摺動面に油を供給するのが困難である。

このことは、駆動軸の主軸部と筒状の軸受部とが摺動する摺動部に第１摺動面と第２摺動面を形成する構成でも同様である。要するに、従来の圧縮機では、偏心部や主軸部のような嵌合軸部と、ピストンや軸受部のような嵌合筒部とが摺動する構成において、空隙から潤滑油が流出しやすく、信頼性の低下につながる問題がある。そこで、摺動面の信頼性低下を抑えつつ、軸方向幅の広い摺動面と狭い摺動面を形成することを可能にし、必要のない摺動部での油剪断損失を低減することで圧縮機の性能を高めることが望まれる。

本開示の目的は、偏心部や主軸部のような嵌合軸部と、ピストンや軸受部のような嵌合筒部とに、軸方向幅の広い摺動面と狭い摺動面が形成される圧縮機において、軸方向幅の広い摺動面の給油を容易にすることで圧縮機の性能を高めることである。

本開示の第１の態様は、
主軸部（35a）と、該主軸部（35a）の中心から偏心した偏心部（35b）とを有する駆動軸（35）と、
上記駆動軸（35）が有する嵌合軸部（51）が嵌合する嵌合筒部（52）を有する圧縮機構（20）と、を有し、
上記駆動軸（35）の嵌合軸部（51）と上記嵌合筒部（52）とが油膜を介して摺動する圧縮機を前提とする。

第１の態様の圧縮機は、
上記嵌合筒部（52）は、その内周面の周方向の一部に形成される第１摺動面（53）と、上記内周面の周方向の他の一部に形成され、軸方向幅が第１摺動面（53）の軸方向幅よりも狭い第２摺動面（54）とを有し、
上記嵌合軸部（51）と嵌合筒部（52）との摺動部分には、上記第２摺動面（54）に対して軸方向に隣接し、潤滑油が流入する空隙（56）と、該空隙（56）内の油が上記嵌合筒部（52）の端面の方向へ流出するのを抑制する油保持部（57）が形成されている
ことを特徴とする。

第１の態様では、駆動軸（35）が回転し、空隙（56）に潤滑油が溜まると、空隙（56）の端部において油保持部（57）により油の流出が抑制され、油の圧力が上昇する。油の圧力が上昇すると、油保持部（57）の油には、比重の小さな冷媒ガスの浸入が困難になる。よって、油保持部（57）から第１摺動面（53）へはほぼ潤滑油のみが供給され、第１摺動面（53）への冷媒ガスの浸入を回避できる。その結果、摺動部の信頼性低下を抑制し、圧縮機の性能を高められる。

本開示の第２の態様は、
第１の態様において、
上記第２摺動面（54）は、上記嵌合筒部（52）の軸方向の中央部に形成され、
上記油保持部（57）は、上記第１摺動面（53）と上記空隙（56）との境界部により構成され、
上記境界部は、その中央部が、油の流出する方向の端部より、上記第１摺動面（53）へ突出している
ことを特徴とする。

第２の態様では、第１摺動面（53）と空隙（56）との境界部の中央部が、空隙（56）の油流出側の縁部より突出しているので、駆動軸（35）の回転時に潤滑油を効果的に溜めることができる。このことにより、第１摺動面（53）への冷媒ガスの浸入が抑制され、摺動部の信頼性が確保される。

本開示の第３の態様は、
第１または第２の態様において、
上記空隙（56）は、上記嵌合筒部（52）の周方向に延びる円弧状の溝（55）により形成され、
上記溝（55）は、軸方向の深さが変化する溝（55）である
ことを特徴とする。

本開示の第４の態様は、
第３の態様において、
上記第２摺動面（54）は、上記嵌合筒部（52）の軸方向の中央部に形成され、
上記溝（55）は、上記第２摺動面（54）に対して上記嵌合筒部（52）の軸方向の両側に形成され、上記嵌合筒部（52）の端面側の第１縁部（55a）から上記第２摺動面（54）側の第２縁部（55b）に向かって深くなる溝（55）である
ことを特徴とする。

本開示の第５の態様は、
第３の態様において、
上記第２摺動面（54）は、上記嵌合筒部（52）の軸方向の中央部に形成され、
上記溝（55）は、上記第２摺動面（54）に対して上記嵌合筒部（52）の軸方向の両側に形成され、上記嵌合筒部（52）の端面側の第１縁部（55a）と上記第２摺動面（54）側の第２縁部（55b）から、該第１縁部（55a）と第２縁部（55b）の中間部に向かって深くなる溝（55）である
ことを特徴とする。

第３〜第５の態様では、嵌合筒部（52）の内面の円弧状の溝（55）により空隙（56）が形成される。円弧状の溝（55）と油保持部（57）を旋盤による一度の加工で形成できるので、安価な加工で摺動部の信頼性を高められる。特に、第１摺動面（53）と空隙（56）との境界部に形成される第２の態様の油保持部（57）を、旋盤による加工で容易に形成できる。

本開示の第６の態様は、
第１の態様において、
上記第２摺動面（54）は、上記嵌合筒部（52）の軸方向の両端部に形成され、
上記空隙（56）は、上記嵌合筒部（52）の軸方向の中央部に形成され、該嵌合筒部（52）の周方向に延びる円弧状の溝（55）により形成され、
上記嵌合筒部（52）または嵌合軸部（51）に、上記溝（55）から嵌合筒部（52）との外部に連通する連通路（58）が形成されている
ことを特徴とする。

第６の態様では、嵌合筒部（52）の軸方向の中央部に形成される空隙（56）により油保持部（57）が形成され、空隙（56）の端部の油保持部（57）に油が溜まる。そのため、第１摺動面（53）への冷媒ガスの浸入を抑制できる。さらに、第２摺動面（54）が嵌合筒部（52）の軸方向の両端部に形成することで軸受スパンを長くできるため、駆動軸（35）の傾きを小さく抑えられる。

本開示の第７の態様は、
第１から第６の態様の何れか１つにおいて、
上記圧縮機構（20）は、自転が規制された環状のピストン（25）と、該ピストン（25）が収容されるシリンダ（22）とを有し、
上記嵌合筒部（52）が上記ピストン（25）であり、上記嵌合軸部（51）が上記駆動軸（35）の偏心部（35b）である
ことを特徴とする。

第７の態様では、駆動軸（35）の偏心部（35b）とピストン（25）との摺動面の信頼性を高められる。

本開示の第８の態様は、
第１から第６の態様の何れか１つにおいて、
上記圧縮機構（20）は、自転が規制された環状のピストン（25）と、該ピストン（25）が収容されるシリンダ（22）とを有し、
上記嵌合筒部（52）が上記シリンダ（22）に形成される筒状の軸受部（23a）であり、上記嵌合軸部（51）が上記駆動軸（35）の主軸部（35a）である
ことを特徴とする。

第８の態様では、駆動軸（35）の主軸部（35a）とシリンダ（22）の軸受部（23a）との摺動面の信頼性を高められる。

図１は、実施形態に係る圧縮機の縦断面図である。図２は、図１の部分拡大図である。図３は、圧縮機構の横断面図である。図４は、圧縮機構の動作を示す図である。図５は、ピストンの平面図である。図６は、図５のVI−VI線端面図である。図７は、図５のピストンの斜視図である。図８は、変形例１に係るピストンの平面図である。図９は、図８のIX−IX線端面図である。図１０は、図８のピストンの斜視図である。図１１は、変形例２に係るピストンの平面図である。図１２は、図１１のXII−XII線端面図である。図１３は、図１１のピストンの斜視図である。図１４は、溝の変形例を示す図である。

実施形態について説明する。

図１は、実施形態に係る圧縮機（1）の縦断面図である。この圧縮機（1）は、揺動ピストン式圧縮機であり、冷凍サイクルを行う冷媒回路に接続される。

〈全体構造〉
圧縮機（1）はケーシング（10）を備える。ケーシング（10）の内部には、冷媒回路の冷媒を圧縮する圧縮機構（20）と、圧縮機構（20）を駆動する電動機（30）とが収容される。
〈ケーシング〉
ケーシング（10）は、縦長円筒状の密閉容器で構成される。ケーシング（10）は、円筒状の胴体部（11）と、胴体部（11）の上側開口部を閉塞する上側鏡板部（12）と、胴体部（11）の下側開口部を閉塞する下側鏡板部（13）とを備える。

圧縮機構（20）及び電動機（30）は、胴体部（11）の内周面に固定されている。

〈電動機〉
電動機（30）は、共に円筒状に形成されたステータ（31）及びロータ（32）を備える。ステータ（31）は、ケーシング（10）の胴体部（11）に固定される。ステータ（31）の中空部にはロータ（32）が配置される。ロータ（32）の中空部には、ロータ（32）を貫通するように駆動軸（35）が固定され、ロータ（32）と駆動軸（35）とが一体で回転する。

〈駆動軸〉
駆動軸（35）は、上下に延びる主軸部（35a）を有する。駆動軸（35）には、主軸部（35a）の下端寄りに偏心部（嵌合軸部）（35b）が一体に形成される。偏心部（35b）は、主軸部（35a）よりも大径に形成される。偏心部（35b）の軸心は、主軸部（35a）の軸心（中心）に対して所定距離だけ偏心している。本実施形態において、駆動軸（35）は黒鉛を含む鋳鉄で形成されるが、他の材料で形成してもよい。

主軸部（35a）の下端部には遠心ポンプ（36）が設けられている。遠心ポンプ（36）は、ケーシング（10）の底部に形成される油溜め部の潤滑油に浸漬する。遠心ポンプ（36）は、駆動軸（35）の回転に伴って潤滑油を駆動軸（35）内の給油路（37）へ汲み上げた後で、圧縮機構（20）の各摺動部へ供給する。

〈圧縮機構〉
圧縮機構（20）は、図１の部分拡大図である図２に示すように、環状に形成されたシリンダ（22）を有する。シリンダ（22）の軸方向一方端（上端）には、フロントヘッド（23）が固定され、シリンダ（22）の軸方向他方端（下端）には、リアヘッド（24）が固定される。シリンダ（22）、フロントヘッド（23）及びリアヘッド（24）は、上側から下側に向かってフロントヘッド（23）、シリンダ（22）及びリアヘッド（24）の順に積層され、軸方向に延びる複数のボルトによって締結される。

駆動軸（35）は、圧縮機構（20）を上下に貫通する。フロントヘッド（23）とリアヘッド（24）には、駆動軸（35）を偏心部（35b）の上下両側で支持する軸受部（23a，24a）が形成される。

シリンダ（22）の上端がフロントヘッド（23）によって閉塞される一方、下端がリアヘッド（24）に閉塞され、シリンダ（22）の内部の空間がシリンダ室（40）を構成する。シリンダ（22）（シリンダ室（40））には、駆動軸（35）の偏心部（35b）に摺動自在に嵌合する環状のピストン（嵌合筒部）（25）が収容される。ピストン（25）は、駆動軸（35）が回転すると、シリンダ室（40）の中で偏心回転運動をする。圧縮機構（20）の横断面図である図３に示すように、ピストン（25）の外周面には、該外周面から径方向外側へ延びるブレード（26）が一体に形成される。本実施形態において、ピストン（25）は、黒鉛を含む鋳鉄で形成されるが、他の材料で形成してもよい。

シリンダ（22）には、平面視で円形の溝が形成されている。この円形溝は、一対のブッシュ（28,28）を収容するブッシュ溝（27）である。ブッシュ溝（27）には、平面視で半月状に形成された一対のブッシュ（28,28）が、ブレード（26）を挟む状態で嵌め込まれている。この構成により、ブレード（26）がピストン（25）の自転を規制する。

シリンダ室（40）は、ブレード（26）によって低圧側シリンダ室（40a）と高圧側シリンダ室（40b）（図４参照）とに区画される。シリンダ（22）の外周壁には、低圧側シリンダ室（40a）に連通する吸入ポート（41）が、駆動軸（35）の軸心と直角の方向に沿って形成される。

フロントヘッド（23）には、高圧側シリンダ室（40b）に連通する吐出ポート（42）が、駆動軸（35）の軸心と平行な方向に沿って形成される。吐出ポート（42）は、吐出弁（43）で開閉される。

フロントヘッド（23）の上面には、吐出ポート（42）及び吐出弁（43）を覆うようにマフラ（44）が取り付けられている。マフラ（44）は、その内部に区画されるマフラ空間（45）が、上部の吐出開口（44a）を通じてケーシング（10）の内部空間に連通するように形成される。

〈吸入管及び吐出管〉
上記ケーシング（10）には、図１，図２に示すように、上記吸入ポート（41）に接続される吸入管（14）が取り付けられ、冷媒が吸入管（14）を通って上記圧縮機構（20）へ吸入される。

ケーシング（10）には、上側鏡板部（12）を貫通して吐出管（15）が取り付けられている。吐出管（15）の下側の端部は、ケーシング（10）の内部に開口する。圧縮機構（20）の吐出ポート（42）は、マフラ（44）の吐出開口（44a）を通じてケーシング（10）の内部の空間に連通しており、圧縮機構（20）から吐出された冷媒は、ケーシング（10）の内部空間と吐出管（15）を通じてケーシング（10）の外へ流出する。

〈駆動軸とピストンとの摺動部の構造〉
圧縮機構（20）は、駆動軸（35）が有する嵌合軸部（51）と、この嵌合軸部（51）が嵌合する嵌合筒部（52）を有し、嵌合軸部（51）と嵌合筒部（52）により摺動部（50）が構成される。本実施形態において、嵌合軸部（51）は偏心部（35b）により構成され、嵌合筒部（52）はピストン（25）により構成されている。偏心部（35b）とピストン（25）は、油膜を介して摺動する。

ここで、シリンダ室（40）は、上述したように低圧側シリンダ室（40a）と高圧側シリンダ室（40b）とを含む。低圧側シリンダ室（40a）は、圧力が冷媒回路の低圧圧力でほぼ一定であるが、高圧側シリンダ室（40b）は、冷媒を圧縮の開始から吐出するまでの間に、圧力が低圧圧力から高圧圧力まで変動する。そのため、冷媒の圧縮が開始されると、高圧側シリンダ室（40a）の圧力が低圧側シリンダ室（40b）よりも高くなる。そうすると、ピストン（25）には、該ピストン（25）を、高圧側シリンダ室（40b）から低圧側シリンダ室（40a）に向かう方向へ、シリンダ（22）の内面に押しつける力が作用する。その結果、偏心部（35b）とピストン（25）とが摺動する摺動面には、作用する荷重が大きな部分と、作用する荷重が小さな部分が生じる。本実施形態では、作用する荷重が小さな部分は、作用する荷重が大きな部分よりも、摺動面の面積を小さくしている。

具体的には、図５〜図７に示すように、ピストン（25）の内周面に、第１摺動面（53）と第２摺動面（54）とが形成される。第１摺動面（53）は、作用する荷重が大きな部分に形成され、第２摺動面（54）は、作用する荷重が小さな部分に形成される。第１摺動面（53）は、ピストン（25）の軸方向幅の全体に亘る摺動面であり、ピストン（25）の内周面の周方向の一部に形成される。第２摺動面（54）は、軸方向幅が第１摺動面（53）の軸方向幅よりも狭く、ピストン（25）の内周面の周方向の他の一部に形成される。

第２摺動面（54）は、ピストン（25）の軸方向の中央部に一定の幅で形成される。偏心部（35b）とピストン（25）とが摺動する摺動部（50）には、ピストン（25）の内周面における第２摺動面（54）の軸方向の両側に溝（55）が隣接して形成される。この溝（55）により、偏心部（35b）とピストン（25）との間に供給された潤滑油が流入する空隙（56）が形成される。空隙（56）を形成する溝（55）は、ピストン（25）の周方向に延びる円弧状の溝（55）である。溝（55）は、周方向の両端部から中央部に向かって深さが深くなっている。

さらに、溝（55）は、ピストン（25）の端面側の第１縁部（55a）から第２摺動面（54）側の第２縁部（55b）に向かって深さが深くなっている。言い換えると、溝（55）は、ピストン（25）の端面側の第１縁部（55a）より第２摺動面（54）側の第２縁部（55b）の深さが深くなるように、底面が傾斜している（図６の傾斜角αを参照）。

ピストン（25）の内周面には、空隙（56）内の油がピストン（25）の端面の方向へ流出するのを抑制する油保持部（57）が形成される（この実施形態では、溝（55）の周方向の両端部に油保持部（57）が形成されている）。油保持部（57）は、少なくとも、駆動軸（35）の回転時に潤滑油が第１摺動面（53）に向かう方向（図７の矢印Ａ方向）の端部、言い換えると図４においてピストン（25）の旋回方向の後側の端部に形成される。油保持部（57）は、第１摺動面（53）と空隙（56）を構成する溝（55）との境界部に形成される。

この実施形態において、空隙（56）を形成する溝（55）は、該空隙（56）における油流出方向の縁部であるピストン（25）の端面側の第１縁部（55a）の周長より、第２摺動面（54）側の第２縁部（55b）の周長が長い。このことにより、油保持部（57）を構成する境界部は、駆動軸（35）の軸心に対して傾斜した線上に形成されている。なお、偏心部（35b）には、給油路（37）の潤滑油を摺動部（50）に供給すると給油孔（符号省略）が形成されている。

上記溝（55）は、旋盤を用いて形成できる。旋盤を用いると、溝（55）と油保持部（57）を旋盤による３軸加工で同時に形成でき、溝（55）の深さを変化させることで、油保持部（57）の境界部を傾斜した線上に形成できる。そのため、溝（55）と油保持部（57）を容易に形成できる。

−運転動作−
本実施形態の圧縮機（1）において、電動機（30）を起動するとロータ（32）が回転し、その回転が駆動軸（35）を介して圧縮機構（20）のピストン（25）に伝達される。ピストン（25）は、駆動軸（35）の偏心部（35b）に装着されているので、駆動軸（35）の回転中心の周りの周回軌道上を旋回する。また、ピストン（25）に一体に形成されたブレード（26）がブッシュ（28）に保持されているので、ピストン（25）は自転をせずに揺動しながら公転（偏心回転）する。

圧縮機構（20）のピストン（25）が回転すると、図４において０°の状態から９０°，１８０°，さらに２７０°の状態を経て０°の状態に戻る方向へピストン（25）が移動して、低圧側シリンダ室（40a）の容積が拡大しながら高圧側シリンダ室（40b）の容積が縮小する動作が繰り返し行われる。冷媒は、低圧側シリンダ室（40a）に吸入され、高圧側シリンダ室（40b）で圧縮されて吐出される。このとき、ピストン（25）には、冷媒の圧縮により、高圧側シリンダ室（40b）から低圧側シリンダ室（40a）へ向かう方向へ押す荷重が作用する。

吐出ポート（42）から吐出された冷媒は、マフラ（44）内に形成されたマフラ空間（45）を経て、圧縮機構（20）からケーシング（10）内の空間へ流出する。

ケーシング（10）内の冷媒は、吐出管（15）から冷媒回路へ流出する。冷媒が冷媒回路を循環することにより、冷凍サイクルが行われる。

−摺動部における油の動き−
駆動軸（35）が回転すると、給油路（37）から潤滑部（50）へ潤滑油が供給される。潤滑油は、溝（55）に流入する。溝（55）の中の潤滑油は、駆動軸（35）との相対的な関係において、駆動軸（35）の回転方向後側の溝（55）の端部から、さらに図７の矢印Ａ方向へ進んで第１摺動面（53）へ移動しようとする。潤滑油は、傾斜した線に沿って形成された油保持部（57）の作用により、その傾斜した線に沿って進むことで溝（55）の中にとどまる方向へ流れ、溝（55）の端部から流出し難い。そのため、溝（55）の端部における潤滑油の圧力が上昇する。

ここで、一般に圧縮機（1）の内部の潤滑油は、冷媒を含むことで希釈される。油保持部（57）が形成されない従来の構成では、冷媒が溝（55）から容易に流出することで油量が少なくなり、冷媒が負圧発泡する。その結果、冷媒ガスが第１摺動面（53）へ流入し、潤滑不良が生じるおそれがある。

本実施形態では、溝（55）の端部に潤滑油が溜まり、溝（55）の端部の潤滑油の圧力が上昇することにより冷媒が発泡し難くなる。しかも、溝（55）の端部の圧力が高い潤滑油内へ、比重の軽い冷媒は殆ど浸入しない。その結果、第１摺動面（53）への冷媒ガスの浸入が抑制される。よって、偏心部（35b）とピストン（25）の間の摺動部が十分に潤滑される。

−実施形態の効果−
この実施形態の圧縮機（1）は、圧縮機構（20）が、主軸部（35a）と、主軸部（35a）の中心から偏心した偏心部（35b）とを有する駆動軸（35）と、駆動軸（35）が有する嵌合軸部（51）である偏心部（35b）が嵌合する嵌合筒部（52）としてピストン（25）を有する圧縮機構（20）とを有し、偏心部（35b）とピストン（25）とが油膜を介して摺動する。

ピストン（25）は、その内周面の周方向の一部に形成される第１摺動面（53）と、その内周面の周方向の他の一部に形成され、軸方向幅が第１摺動面（53）の軸方向幅よりも狭い第２摺動面（54）とを有する。ピストン（25）と偏心部（35b）との摺動部（50）には、第２摺動面（54）に対して軸方向に隣接し、潤滑油が流入する空隙（56）と、空隙（56）内の油がピストン（25）の端面の方向へ流出するのを抑制する油保持部（57）が形成されている。

従来のこの種の圧縮機（1）では、軸方向幅の狭い摺動面を形成するために偏心部（35b）とピストン（25）の間にできる空隙（56）から潤滑油が流出しやすい問題がある。そのため、摺動面のうち、大きな荷重を受ける部分（軸方向幅の広い第１摺動面（53））へ十分に給油するのが困難である。特に、冷媒を圧縮する圧縮機（1）では、冷媒で希釈された潤滑油が空隙（56）から容易に流出することで冷媒が負圧発泡し、冷媒ガスが潤滑面に拡がることで潤滑不良が生じ、信頼性の低下につながるおそれがある。そこで、摺動面の信頼性低下を抑えつつ、軸方向幅の広い摺動面と狭い摺動面を形成することを可能にし、必要のない摺動部での油剪断損失を低減することで圧縮機の性能を高めることが望まれる。

また、従来、軸方向幅の異なる第１摺動面（53）と第２摺動面（54）を有する軸受部を安価に量産することが望まれているが、この種の軸受構造を安価に量産することは困難である。

本実施形態によれば、駆動軸（35）が回転して空隙（56）に潤滑油が溜まると、空隙（56）の端部において、油保持部（57）により、図７に矢印Ａで示したように潤滑油の流出が抑制される。そのため、空隙（56）の端部に溜まる潤滑油の圧力が上昇する。空隙（56）の端部の潤滑油の圧力が上昇すると、その潤滑油には、比重の小さな冷媒ガスはほぼ浸入しなくなる。このことにより、油保持部（57）から第１摺動面（53）へは、ほぼ潤滑油のみが供給されるので、第１摺動面（53）へ冷媒ガスが浸入するのを抑制できる。その結果、潤滑不良が生じ難くなるため、摺動部（50）の信頼性低下を抑制し、圧縮機の性能を高められる。

本実施形態では、第２摺動面（54）が、ピストン（25）の軸方向の中央部に形成され、油保持部（57）は、第１摺動面（53）と空隙（56）との境界部により構成されている。境界部は、その中央部が油の流出する方向の端部より第１摺動面（53）へ突出する方向へ傾斜している。

本実施形態によれば、第１摺動面（53）と空隙（56）との境界部が、中央部が空隙（56）の油流出側の縁部より突出するように傾斜しているので、駆動軸（35）の回転時に潤滑油が空隙（56）から流出し難く、潤滑油を空隙（56）に効果的に溜めることができる。このことにより、第１摺動面（53）への冷媒ガスの浸入が抑制され、摺動部（50）の信頼性が確保される。

本実施形態では、空隙（56）が、ピストン（25）の周方向に延びる円弧状の溝（55）により形成され、溝（55）を、軸方向の深さが変化する溝（55）としている。

第２摺動面（54）は、ピストン（25）の軸方向の中央部に形成される。溝（55）は、第２摺動面（54）に対してピストン（25）の軸方向の両側に形成され、ピストン（25）の端面側の第１縁部（55a）から上記第２摺動面（54）側の第２縁部（55b）に向かって深くなっている。

本実施形態によれば、ピストン（25）の内面の円弧状の溝（55）により空隙（56）が形成される。円弧状の溝（55）と油保持部（57）は旋盤による一度の加工で形成できるので、安価な加工で摺動部（50）の信頼性を高められる。特に、第１摺動面（53）と空隙（56）との境界部に形成される傾斜した油保持部（57）を、旋盤による加工で容易に形成できる。旋盤で加工することにより、一度のチャッキングで複数の溝部を加工できるから、複数の溝（55）を有する構成であっても、ピストン（25）を安価に量産できる。さらに、いわゆるニアネットシェイプ成形ではピストン（25）に溝（55）を形成するのが困難な場合でも、安価な旋盤加工で溝（55）を形成できるし、軸方向の幅が狭い第２摺動部（50）を有する摺動部（50）において、黒鉛による良好な摺動特性を得ることができる。

−実施形態の変形例−
−第１変形例−
例えば、摺動部（50）を、図８〜図１０に示すように構成してもよい。

この例では、第２摺動面（54）がピストン（25）の軸方向の中央部に形成される点は、上記実施形態と同じである。一方、第２摺動面（54）に対してピストン（25）の軸方向の両側に形成される溝（55）は、上記実施形態とは異なる形状である。具体的には、溝（55）は、図９に示すように、ピストン（25）の端面側の第１縁部（55a）と第２摺動面（54）側の第２縁部（55b）から、その第１縁部（55a）と上記第２縁部（55b）の中間部の溝下端（55c）に向かって深くなる形状である。

このように構成すると、上記実施形態と同様に、ピストン（25）の内面の円弧状の溝（55）により空隙（56）が形成される。この変形例においても、円弧状の溝（55）と油保持部（57）は旋盤による一度の加工で形成できるので、摺動部（50）の信頼性を安価な加工で高められる。特に、第１摺動面（53）と空隙（56）との境界部に形成される第２の態様の油保持部（57）を、旋盤の３軸加工で容易に形成できる。

−第２変形例−
摺動部（50）は、図１１〜図１３に示すように構成してもよい。

この例では、第２摺動面（54）は、ピストン（25）の軸方向の両端部に形成される。空隙（56）は、ピストン（25）の周方向に延びる円弧状の溝（55）により、ピストン（25）の軸方向の中央部に形成される。この例では、ピストン（25）に、溝（55）からピストン（25）の外部に連通するスリットがガスを抜くための連通路（58）として形成される。連通路（58）は、ピストン（25）の内周面に露出しない通路でもよい。連通路（58）は、偏心部（35b）に形成してもよい。

このように構成すると、ピストン（25）の軸方向の中央部に形成される空隙（56）により油保持部（57）が形成され、空隙（56）の端部の油保持部（57）に溜まる油に冷媒ガスがほとんど浸入しない。そのため、第１摺動面（53）への冷媒ガスの浸入を抑制できる。さらに、この変形例では、第２摺動面（54）をピストン（25）の軸方向の両端部に形成することで軸受スパンを長くできるため、駆動軸（35）の傾きを小さく抑えられる。

−第３変形例−
摺動部（50）は、図１，図２に仮想線で示すように構成してもよい。

この例では、嵌合筒部（52）がフロントヘッド（23）の軸受部（23a）により構成され、嵌合軸部（51）が駆動軸（35）の主軸部（35a）により構成される。そして、嵌合筒部（52）である軸受部（23a）に、上記実施形態及び各変形例で説明した空隙（56）と油保持部（57）が形成される。

このように構成すると、駆動軸（35）の主軸部（35a）とフロントヘッド（23）の軸受部（23a）との間の摺動部（50）において、油保持部（57）により潤滑油が保持され、上記実施形態及び各変形例と同様に冷媒の負圧発泡が抑制される。そのため、冷媒ガスが第１摺動面（53）に浸入するのが抑制される。その結果、駆動軸（35）の主軸部（35a）とフロントヘッド（23）の軸受部（23a）との間の摺動面の信頼性を高められる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態において、油保持部（57）である第１摺動面（53）と空隙（56）との境界部は、傾斜したライン上に形成されていなくてもよい。例えば、ピストン（25）の内周面を展開した部分図である図１４に示すように、境界部は、第１摺動面（53）が凹状になるように、逆に言うと、空隙（56）が突状になるように、湾曲（または屈曲）したラインでもよい。要するに、境界部は、その中央部が、油の流出する方向の端部より、第１摺動面（53）へ向かって突出する形状であればよい。

上記実施形態において、第２摺動面（54）は、ピストン（25）の軸方向の中央部に一定の幅で形成されるようにしているが、第２摺動面（54）は必ずしも一定の幅でなくてもよい。

油保持部（57）は、駆動軸（35）の回転時に潤滑油が第１摺動面（53）に向かう方向（図７の矢印Ａで示す位置）の端部に形成されていればよく、溝（55）の両端部に形成しなくてもよい。

本開示の摺動構造は、上記実施形態の揺動ピストン型圧縮機に限らず、ピストン（25）とブレードとが別部材で構成されるローリングピストン型圧縮機について、駆動軸（35）の主軸部（35a）と嵌合する軸受部（23a,24a）に適用可能である。圧縮機構（20）が駆動軸（35）の軸方向に２つ設けられる２シリンダ型のローリングピストン型圧縮機では、同様に、駆動軸（35）の主軸部（35a）と嵌合する軸受部（23a,24a）に適用可能である。本開示の摺動構造は、さらに、圧縮機構（20）が駆動軸（35）の軸方向に２つ設けられる２シリンダ型で揺動ピストン型の圧縮機について、駆動軸（35）の偏心部（35b）と嵌合するピストン（25）や、駆動軸（35）の主軸部（35a）と嵌合する軸受部（23a,24a）に適用可能である。このように、本開示の摺動構造は、圧縮機（1）の種々の摺動部（50）に適用できる。

また、駆動軸（35）の主軸部（35a）と嵌合する軸受部（23a,24a）に形成される第２摺動面（54）は、軸受部（23a,24a）の軸方向の中央でなく、シリンダ（22）側に偏った位置に設けることができる。このようにすると、第２摺動面（54）を軸受部（23a,24a）の軸方向の中央に形成するよりも軸受間隔を狭くでき、駆動軸（35）の撓みを抑制して軸受の片当たりによる損傷を抑制できる。

以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。

以上説明したように、本開示は、圧縮機について有用である。

1 圧縮機
20 圧縮機構
22 シリンダ
23a 軸受部
25 ピストン
35 駆動軸
35a 主軸部
35b 偏心部
51 嵌合軸部
52 嵌合筒部
53 第１摺動面
54 第２摺動面
55 溝
55a 第１縁部
55b 第２縁部
56 空隙
57 油保持部
58 連通路
59 境界部

Claims

主軸部（35a）と、該主軸部（35a）の中心から偏心した偏心部（35b）とを有する駆動軸（35）と、
上記駆動軸（35）が有する嵌合軸部（51）が嵌合する嵌合筒部（52）を有する圧縮機構（20）と、を有し、
上記駆動軸（35）の嵌合軸部（51）と上記嵌合筒部（52）とが油膜を介して摺動する圧縮機であって、
上記嵌合筒部（52）は、その内周面の周方向の一部に形成される第１摺動面（53）と、上記内周面の周方向の他の一部に形成され、軸方向幅が第１摺動面（53）の軸方向幅よりも狭い第２摺動面（54）とを有し、
上記嵌合軸部（51）と嵌合筒部（52）との摺動部分には、上記第２摺動面（54）に対して軸方向に隣接し、潤滑油が流入する空隙（56）と、該空隙（56）内の油が上記嵌合筒部（52）の端面の方向へ流出するのを抑制する油保持部（57）が形成されている
ことを特徴とする圧縮機。
請求項１において、
上記第２摺動面（54）は、上記嵌合筒部（52）の軸方向の中央部に形成され、
上記油保持部（57）は、上記第１摺動面（53）と上記空隙（56）との境界部により構成され、
上記境界部は、その中央部が、油の流出する方向の端部より、上記第１摺動面（53）へ突出している
ことを特徴とする圧縮機。
請求項１または２において、
上記空隙（56）は、上記嵌合筒部（52）の周方向に延びる円弧状の溝（55）により形成され、
上記溝（55）は、軸方向の深さが変化する溝（55）である
ことを特徴とする圧縮機。
請求項３において、
上記第２摺動面（54）は、上記嵌合筒部（52）の軸方向の中央部に形成され、
上記溝（55）は、上記第２摺動面（54）に対して上記嵌合筒部（52）の軸方向の両側に形成され、上記嵌合筒部（52）の端面側の第１縁部（55a）から上記第２摺動面（54）側の第２縁部（55b）に向かって深くなる溝（55）である
ことを特徴とする圧縮機。
請求項３において、
上記第２摺動面（54）は、上記嵌合筒部（52）の軸方向の中央部に形成され、
上記溝（55）は、上記第２摺動面（54）に対して上記嵌合筒部（52）の軸方向の両側に形成され、上記嵌合筒部（52）の端面側の第１縁部（55a）と上記第２摺動面（54）側の第２縁部（55b）から、該第１縁部（55a）と第２縁部（55b）の中間部に向かって深くなる溝（55）である
ことを特徴とする圧縮機。
請求項１において、
上記第２摺動面（54）は、上記嵌合筒部（52）の軸方向の両端部に形成され、
上記空隙（56）は、上記嵌合筒部（52）の軸方向の中央部に形成され、該嵌合筒部（52）の周方向に延びる円弧状の溝（55）により形成され、
上記嵌合筒部（52）または嵌合軸部（51）に、上記溝（55）から嵌合筒部（52）との外部に連通する連通路（58）が形成されている
ことを特徴とする圧縮機。
請求項１から６の何れか１つにおいて、
上記圧縮機構（20）は、自転が規制された環状のピストン（25）と、該ピストン（25）が収容されるシリンダ（22）とを有し、
上記嵌合筒部（52）が上記ピストン（25）であり、上記嵌合軸部（51）が上記駆動軸（35）の偏心部（35b）である
ことを特徴とする圧縮機。
請求項１から６の何れか１つにおいて、
上記圧縮機構（20）は、環状のピストン（25）と、該ピストン（25）が収容されるシリンダ（22）とを有し、
上記嵌合筒部（52）が上記シリンダ（22）に形成される筒状の軸受部（23a）であり、上記嵌合軸部（51）が上記駆動軸（35）の主軸部（35a）である
ことを特徴とする圧縮機。