(57)【要約】【課題】多層からなる滑り軸受の端部において、極圧による摺動層の剥がれを防止した圧縮機を提供する。【解決手段】裏金５１とＰＴＦＥを含む摺動層５２とで構成されたブッシュ５０を、シャフト２を支持する滑り軸受１４に用いるにあたり、ブッシュ５０をハウジング５の装着孔６１に挿入しても、ブッシュ５０の端部にハウジング５と非接触の非接触部位５０ａを有することで、ブッシュ５０の内周側の端面にシャフト２から高荷重が掛かり難くする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、このハウジングに形成された装着孔に装着された滑り軸受と、この滑り軸受を介して回転可能に支持されたシャフトと、前記シャフトの回転動を作動流体の圧縮作用に変換する圧縮機構とを備えた圧縮機であって、
前記滑り軸受は、裏金と、この裏金の内周側にライニングされた摺動層とで多層的に構成されたものであり、
さらに前記滑り軸受は、前記圧縮機構側端部に、前記装着孔と接触しない非接触部位を有することを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記圧縮機構は、前記シャフトに固定されたロータと、このロータの外周面から径方向内側に向けて形成されたベーン溝と、このベーン溝に進退移動可能に収容されたベーンと、前記ロータを収容するシリンダ形成部と、このシリンダ形成部の軸方向両端を閉塞するサイドブロック形成部とを有するベーン型圧縮機構であって、
前記滑り軸受は、前記ハウジングを形成する前記サイドブロック形成部に設けられ、前記滑り軸受のうち少なくともひとつに前記非接触部位が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記滑り軸受の前記非接触部位は、前記シャフトからの荷重を受けない箇所に、前記摺動層と前記シャフトとの間にオイルを導くオイル導入部を有することを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記滑り軸受の前記非接触部位は、鉛直方向の上部に、前記摺動層と前記シャフトとの間にオイルを導くオイル導入部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記ハウジングの装着孔の内周面は、前記シャフトからの荷重を受けない箇所に、前記シャフトの後端にオイルを供給するための溝部が形成されていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３のいずれかに記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シャフトを支持する軸受に滑り軸受が用いられた圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機のシャフトの軸受として、例えば特許文献１に示されるように、滑り軸受をハウジングの孔に圧入し、この滑り軸受を介して、シャフトを圧縮機のハウジングに回転可能に支持するものがある。この圧縮機においては、シャフトには圧縮機構の一部品をなすロータが固定されており、作動流体の圧縮に伴う反力がシャフトに伝えられ、シャフトを懸架する軸受により支持される。
【０００３】
また、ハウジングの孔に挿入される滑り軸受として、鋼製の裏金に固体潤滑材を含む摺動層をライニングした摺動部材を円筒状に形成した、いわゆる巻きブッシュを用いることが知られている。例えば特許文献２には、圧延鋼板からなる裏金上に銅合金等の多孔質焼結層を一体形成し、充填剤を含むポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥ）等の摺動層をライニングする複層摺動部材が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１７２７６号公報
【特許文献２】特開平６−９３２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
摺動層は、焼結層を介した裏金への径方向の接着だけではなく、摺動層自身が円環状に連続していることによって、さらに安定して裏金に固定されている。一方、圧縮機のシャフトは僅かながら弾性を有するため、特許文献１の圧縮機においては、滑り軸受の端部のうちロータに近い側は、シャフトからの径方向荷重が集中しがちになっている。上述の通り、摺動層は円環状に連続していることによって、より安定して裏金に固定されているが、滑り軸受の端部においては、片側が開放されているため、摺動層の裏金への固定が相対的に弱く、シャフトの径方向荷重が滑り軸受の端部に集中すると、回転するシャフトから受ける周方向の摩擦力により、摺動層が裏金から剥離する懸念がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、滑り軸受の端面における摺動層の剥がれを抑制して信頼性を高めた圧縮機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成すべく、請求項１に記載の圧縮機は、ハウジングと、このハウジングに形成された装着孔に装着された滑り軸受と、この滑り軸受を介して回転可能に支持されたシャフトと、前記シャフトの回転動を作動流体の圧縮作用に変換する圧縮機構とを備え、前記滑り軸受は、裏金と、この裏金の内周側にライニングされた摺動層とで多層的に構成されたものであり、さらに前記滑り軸受は、前記圧縮機構側端部に前記装着孔と接触しない非接触部位を有することを特徴としている。非接触部位は、例えばハウジングに形成された孔の入り口（孔に面取り部が形成されている場合には、裏金がハウジングと接触し始める部位）から突出している部位をいう。
【０００８】
これにより、滑り軸受は、シャフトから径方向荷重が掛かっても、圧縮機構側端部は、装着孔と接触しない非接触部位を有することによりシャフトから逃げる方向に変形しやすくなっており、シャフトからの径方向荷重を分散させることができ、ＰＴＦＥ等からなる摺動層が裏金との界面からずれて剥がれるのを防止することが可能になる。
【０００９】
請求項２に記載の圧縮機は、前記圧縮機構が、前記シャフトに固定されたロータと、このロータの外周面から径方向内側に向けて形成されたベーン溝と、このベーン溝に進退移動可能に収容されたベーンと、前記ロータを収容するシリンダ形成部と、このシリンダ形成部の軸方向両端を閉塞するサイドブロック形成部とを有するベーン型圧縮機構であって、前記滑り軸受は、前記ハウジングを形成する前記サイドブロック形成部に設けられ、前記滑り軸受のうち少なくともひとつに前記非接触部位が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
ベーン型圧縮機では、滑り軸受に掛かる荷重はロータの外周の圧縮室の圧力によるラジアル荷重が主であり、高荷重が作用する方向が決まっている。これにより、滑り軸受のブッシュの端部にハウジングと接触しない非接触部位を形成して端部に掛かる荷重を下げることが、ブッシュの内径側の端面から摺動層が剥がれるのを防止するための対応としてより有効なものとなる。
【００１１】
請求項３に記載の圧縮機の前記滑り軸受の非接触部位は、前記シャフトからの荷重を受けない箇所に、前記摺動層と前記シャフトとの間にオイルを導くオイル導入部を有することを特徴としている。
【００１２】
このオイル導入部は、シャフトからの荷重が作用する箇所には設けられないので、シャフトを回転可能に支持する機能を確保したまま、滑り軸受の摺動層とシャフトとの間に潤滑オイルを供給することが可能になる。
【００１３】
請求項４に記載の圧縮機の前記滑り軸受の非接触部位は、鉛直方向の上部に、前記摺動層と前記シャフトとの間にオイルを導くオイル導入部を有することを特徴としている。
【００１４】
これにより、ハウジングの壁面を上方から滑り軸受まで流れてきた潤滑オイルは、滑り軸受の上部に形成されたオイル導入部を通って摺動層とシャフトとの間に取り込まれる。
【００１５】
請求項５に記載の圧縮機の前記ハウジングの装着孔の内周面は、前記シャフトからの荷重を受けない箇所に、前記シャフトの後端にオイルを供給するための溝部が形成されていることを特徴としている。ハウジングの装着孔の内周面のシャフトからの高荷重を受けない箇所とは、例えば滑り軸受の上方に位置する箇所である。
【００１６】
これにより、ハウジングの壁面を上方からハウジングの装着孔まで流れてきた潤滑オイルが、ハウジングの装着孔の内周面に形成された溝部を通って、シャフトの滑り軸受よりも後端に送られる。
【発明の効果】
【００１７】
以上に述べたように、本発明によれば、滑り軸受にシャフトから高荷重が掛かっても、裏金の圧縮機構側端部にハウジングと非接触の非接触部位を有することにより、滑り軸受の端部がシャフトから逃げる方向に変形しやすくなり、シャフトからの荷重を最も受ける箇所が滑り軸受の端部側でなくなる。このため、シャフトからの径方向荷重を分散させて端部に集中する荷重を下げることができ、ＰＴＦＥ等からなる摺動層が裏金との界面からずれて剥がれるのを防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明が適用される圧縮機の一例として示されるベーン型圧縮機の断面図である。
【図２】滑り軸受がハウジングの孔に挿入された状態を、ロータ及びシャフトを外して示したベーン型圧縮機の断面図である。
【図３】図３（ａ）は、図１に示されるベーン型圧縮機の要部拡大図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の更なる拡大図である。
【図４】この発明の滑り軸受の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１から図３において、この発明が適用される圧縮機の一例として、冷媒を作動流体とする冷凍サイクルに適したベーン型圧縮機１が示されている。なお、図１において、左側をフロント側、右側をリア側とする。
【００２０】
ベーン型圧縮機１は、シャフト２と、シャフト２に固定されて当該シャフト２の回動に伴い回転するロータ３と、このロータ３のベーン溝４１に出没可能に取り付けられるベーン４と、シャフト２を回転自在に支持すると共にロータ３及びベーン４を収容するハウジング５とを有して構成されている。
【００２１】
ハウジング５は、第１のハウジング部材１０と第２のハウジング部材２０との２つの部材を組み合わせて構成されている。第１のハウジング部材１０は、ロータ３を収納すると共にカム面１１が内周面に形成されたシリンダ形成部１２と、このシリンダ形成部１２の軸方向の一端側（リア側）を閉塞するように一体に形成された第１のサイドブロック形成部１３とから構成されている。シリンダ形成部１２の内周面（カム面１１）は、この実施形態では断面が真円に形成され、軸方向の長さが後述するロータ３の軸方向の長さにほぼ等しく形成されている。
【００２２】
第２のハウジング部材２０は、シリンダ形成部１２の軸方向の他端側（フロント側）の端面に当接してこの他端側を閉塞する第２のサイドブロック形成部２１と、この第２のサイドブロック形成部２１に一体に形成されてシャフト２の軸方向に延設され、前記シリンダ形成部１２及び第１のサイドブロック形成部１３の外周面を包囲するように形成されたシェル形成部２２とを有して構成されている。
【００２３】
第１のハウジング部材１０と第２のハウジング部材２０とは、図示しないボルト等の連結具を介して軸方向に締結されている。第１のサイドブロック形成部１３と、シェル形成部２２との間は、Ｏリング等のシール部材６が介在されて気密よくシールされている。
【００２４】
更に、第２のハウジング部材２０は、第２のサイドブロック形成部２１からフロント側に延設されたボス部２３が一体に形成されている。このボス部２３には、下記するシャフト２に回転力を与えるプーリ（図示せず。）が回転自在に外装され、このプーリから図示しない電磁クラッチを介して回転動力がシャフト２に伝達されるようになっている。
【００２５】
シャフト２は、第１のサイドブロック形成部１３と第２のサイドブロック形成部２１とに、後に詳述する滑り軸受１４を介して回転自在に支持されている。そして、シャフト２は、先端部が第２のハウジング部材２０のボス部２３内に突出し、ボス部２３との間に設けられたシール部材２５によって気密よくシールされ、作動流体（冷媒ガス）がボス部２３の開口から外部に漏れるのを防止している。
【００２６】
ロータ３は、断面が真円状である円柱状のもので、その軸中心に設けられた挿通孔３ａにシャフト２が挿通され、互いの軸中心を一致させた状態でシャフト２に固定されている。この実施形態では、シリンダ形成部１２の軸中心とロータ３（シャフト２）の軸中心とは、ロータ３の外周面とシリンダ形成部１２の内周面（カム面１１）とが周方向の一箇所で近接するようにずらして設けられている（たとえば、シリンダ形成部１２の内径とロータ３の外径との差の１／２だけずらして設けられている。）。そして、シリンダ形成部１２と第１のサイドブロック形成部１３及び第２のサイドブロック形成部２１とにより閉塞された空間には、シリンダ形成部１２の内周面（カム面１１）とロータ３の外周面との間に圧縮空間３０が画成されている。
【００２７】
第２のハウジング部材２０は、作動流体（冷媒ガス）を外部から吸入する吸入口および外部へ吐出する吐出口が形成されている。第１のハウジング部材１０のシリンダ形成部１２は、ロータ３の外周面がシリンダ形成部１２の内周面（カム面１１）と近接する部位（以下、ラジアルシール部４０）に対して、ロータ３の回転方向の前方側近傍に吸入口と連通する吸入ポート１５が形成され、また、ロータ３の回転方向の後方側直近に吐出口と連通する吐出ポート１６が形成されている。なお、図２において、符号１０ａは、前述した連結具を螺合するねじ穴を示している。
【００２８】
吐出ポート１６は、シリンダ形成部１２の内周面（カム面１１）との開口端に周方向に沿って湾曲状に凹ませた座ぐり（カウンターボア）１６ａを有し、圧縮ガスはこの座ぐり１６ａを介して吐出される。第１のハウジング部材１０のシリンダ形成部１２と第２のハウジング部材２０シェル形成部２２との間には、周方向の所定範囲に亘って吐出室３２が形成されている。前記吐出ポート１６はこの吐出室３２に開口し、吐出室３２に設けられた吐出弁３３により開閉可能に閉塞されている。なお、図１において、符号３４は、吐出弁３３の動きを規制するリテーナを示している。
【００２９】
また、第１のハウジング部材１０の第１のサイドブロック形成部１３と第２のハウジング部材２０のシェル形成部２２との間は、前記吐出口が接続する吐出空間３５が形成されている。吐出室３２は、図示しないオイル分離器を介してこの吐出空間３５に連通している。これら吐出室３２および吐出空間３５により、吐出ポート１６から吐出した流体を収容する高圧空間が構成されている。
【００３０】
さらに、第１のハウジング部材１０の第１のサイドブロック形成部１３の下部と第２のハウジング部材２０のシェル形成部２２の下部との間には、図示しないオイル分離器によって作動流体（冷媒）から分離されたオイルを溜めるオイル溜まり室１８が設けられている。
【００３１】
前記ロータ３の外周面には、複数のベーン溝４１が形成され、それぞれのベーン溝４１には、ベーン４が摺動自在に挿入されている。ベーン溝４１は、ロータ３の外周面のみならず第１のサイドブロック形成部１３及び第２のサイドブロック形成部２１と対峙する端面にも開口されており、底部には背圧室４１ａが形成されている。このベーン溝４１は、周方向に等間隔に複数（例えば２つ）形成されている。
【００３２】
ベーン４は、シャフト２の軸方向に沿った幅が前記ロータ３の軸方向の長さに等しく形成され、ベーン溝４１への挿入方向（摺動方向）の長さは、ベーン溝４１の同方向の長さに略等しく形成されている。このベーン４は、ベーン溝４１の背圧室４１ａに供給される背圧により、ベーン溝４１から突出されて先端部がシリンダ形成部１２の内周面（カム面１１）に当接可能となっている。
【００３３】
したがって、前記圧縮空間３０は、ベーン溝４１に摺動自在に挿入されたベーン４によって複数の圧縮室３１に仕切られ、それぞれの圧縮室３１の容積は、ロータ３の回転によって変化するようになっている。
【００３４】
そして、第１のサイドブロック形成部１３のロータ３の軸方向端面と対峙する端面には、ベーン溝４１の底部に設けられた背圧室４１ａと連通可能な第１の凹部１３ａと第２の凹部１３ｂとが形成されている。第１のサイドブロック形成部１３には、第１の凹部１３ａとオイル溜まり室１８とを連通して、オイル溜まり室１８から第１の凹部１３ａにオイルを供給するする第１の連通路１７が形成されている。また、第１のサイドブロック形成部１３には、第２の凹部１３ｂと高圧空間とを連通する第２の連通路１９が形成されている。
【００３５】
以上の構成によれば、図示しない動力源からの回転動力がシャフト２に伝達され、ロータ３が回転すると、吸入口から流入した作動流体（冷媒）が吸入ポート１５を介して圧縮空間３０に吸入される。圧縮空間３０内のベーン４によって仕切られた圧縮室３１の容積はロータ３の回転に伴って変化するので、ベーン４間に閉じ込められた作動流体（冷媒）は圧縮され、吐出ポート１６から吐出弁３３を介して吐出室３２に吐出される。吐出室３２に吐出された作動流体（冷媒）は、シリンダ形成部１２の外周面（シェル形成部２２の内周面）に沿って周方向に移動し、第１のサイドブロック形成部１３に形成された図示しないオイル分離器のオイル分離室内に導入される。その後、作動流体は、オイル分離器のオイル分離室内を旋回する過程でオイルが分離されて、吐出口から外部回路に吐出される。
【００３６】
なお、この実施形態では、ロータ３の回転中心に対し、シリンダ形成部１２のカム面１１の中心が下方にずらして配置されているため、圧縮室３１の圧力は上側に近づくほど高くなる。このため、ロータ３が受ける圧縮反力は常時下向きとなり、この荷重はシャフトを介して滑り軸受１４に支持される。
【００３７】
ところで、ベーン型圧縮機１のフロント側に位置する滑り軸受１４及びリア側に位置する滑り軸受１４は、図４に示されるように、円環状のブッシュ５０からなり、鋼製の裏金５１と、この裏金５１の内径側に形成された、ＰＴＦＥを含む摺動層５２とで多層的に構成されている。詳しくは、裏金５１上に銅系の多孔質の焼結層が一体形成され、この多孔質の焼結層に充填剤とＰＴＦＥの混合物とを含浸・焼成することにより、潤滑層たる摺動層５２がライニングされている。摺動層５２の厚みは例えば３０ミクロンである。
【００３８】
リア側の滑り軸受１４としてのブッシュ５０は、図３に示されるように、第１のサイドブロック形成部１３に形成した装着孔６１内に装着されている。この実施例では、第１のサイドブロック形成部１３の凹部１３ａの端面からブッシュ５０の端部がロータ側に突出するように設けられている。
【００３９】
これにより、リア側の滑り軸受１４のブッシュ５０の第１のサイドブロック形成部１３の凹部１３ａの端面から突出した部位は、装着孔６１に当接していない非接触部位５０ａとなる。このため、シャフト２の回転によりロータ３に圧縮反力が作用し、ロータ３が固定されたシャフト２の弾性変形により、ブッシュ５０のロータ寄り端部にシャフト２から高荷重が掛かっても、ブッシュ５０の端部は、非接触部位５０ａがシャフト２から逃げる方向に変形することにより、ブッシュ端部の荷重が分散される。また、シャフト２から最も荷重が掛かる部位がブッシュ５０の端部でなくなる。よって、ブッシュ５０の端部においてシャフト２から内径側の端面に掛かる荷重を下げることができ、摺動層５２が端部付近において裏金５１との界面からずれて剥がれるのを防止することが可能となる。
【００４０】
なお、非接触部位５０ａは、必ずしも環状でなくても良く、例えばシャフト２から最も荷重が掛かる部位のみを突出させても良い。また、非接触部位５０ａは、ブッシュ５０を装着孔６１から突出させるだけでなく、裏金５１の端部寄りの外周面や装着孔６１に面取りを形成することでも形成することができる。
【００４１】
さらに、ブッシュ５０の非接触部位５０ａは、図３及び図４に示されるように、ブッシュ５０の鉛直方向の上部が切り欠かれて、オイル導入部５３が形成されている。これにより、第１のハウジング部材１０の凹部１３ａの壁面を伝って上方から流れてきた潤滑オイルは、凹部１３ａの端面から突出した非接触部位５０ａによって流通を阻害されることなく、図３（ｂ）の矢印に示されるように、ブッシュ５０に形成されたオイル導入部５３を通ってシャフト２の周面の上方に至った後、ブッシュ５０の内周とシャフト２との間に取り込まれる。よって、より多くの潤滑オイルをブッシュ５０とシャフト２との間に供給することができる。
【００４２】
また、図３及び図４に示されるように、第１のサイドブロック形成部１３の装着孔６１には、ブッシュ５１の上方の箇所に、溝部６３が設けられている。溝部６３は、シャフト２の軸方向に沿って滑り軸受１４よりもリア側に延びている。これにより、図３（ｂ）の矢印に示されるように、第１のハウジング部材１０の孔６１の上方まで流れてきた潤滑オイルを、溝部６３を通って、シャフト２の滑り軸受１４よりも後端側に送ることが可能である。よって、シャフト２の滑り軸受１４よりも後端の潤滑を良好にし、滑り軸受１４前後の均圧を図ることができる。
【００４３】
なお、上述の説明および図３において、オイル導入部５３と溝部６３とを、ブッシュ５０の上部に同じ断面図にて示したが、オイル導入部５３と溝部６３とは、それぞれ独立に構成してもよく、またシャフト２から荷重の掛からない箇所であれば別の断面部位に配置してもよい。
【００４４】
フロント側の滑り軸受１４に用いられるブッシュ５０も、図３に示されるリア側の滑り軸受１４に用いられるブッシュ５０と同様に、ハウジング５の装着孔に挿入しても、外周面がハウジング５に当接していない（外径側にハウジング５がない。）非接触部位５０ａを有するようにしても良い。
【００４５】
また、この発明が適用される圧縮機としてシリンダ形成部１２の内周面が真円状のベーン型圧縮機１について説明したが、シリンダ形成部１２の内周面が楕円状のベーン型圧縮機１にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  べ−ン型圧縮機
２  シャフト
３  ロータ
４  ベーン
４１  ベーン溝
５  ハウジング
１０  第１のハウジング部材
１２  シリンダ形成部
１３  第１のサイドブロック形成部
２０  第２のハウジング部材
２１  第２のサイドブロック形成部
１４  滑り軸受
５０  ブッシュ
５０ａ  非接触部位
５１  裏金
５２  摺動層
５３  オイル導入部
６１  装着孔
６３  溝部
【図１】
2019011701.tif 000003
【図２】
2019011701.tif 000004
【図３】
2019011701.tif 000005
【図４】
2019011701.tif 000006