(57)【要約】      （修正有）【課題】スクロール型流体機械の偏心ブッシュ部及びその軸受けの耐久性を向上する。【解決手段】スクロール型流体機械１００は、固定スクロール３２０、旋回スクロール３４０、駆動力伝達機構４００、及び、駆動力伝達機構４００と旋回スクロール３４０の背面に形成されたボス部３４２Ａとの間に配設された軸受け５５０を備える。駆動力伝達機構４００は、駆動軸４１０と、駆動軸４１０の一端面に偏心状態で突設されたクランクピン４２０と、クランクピン４２０に偏心状態かつ相対回転可能に外嵌されると共に軸受け５５０に相対回転可能に内嵌される偏心ブッシュ部４３１、及び、偏心ブッシュ部４３１と一体成形のカウンタウェイト部４３２を備え、焼結金属からなるカウンタウェイト一体型偏心ブッシュ４３０とを含む。軸受け５５０はすべり軸受けからなりボス部３４２Ａに相対回転可能に内嵌される。【選択図】図１
2019100246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に噛み合わされる固定スクロール及び旋回スクロールと、
前記旋回スクロールに駆動力を伝達するための駆動力伝達機構と、
前記駆動力伝達機構と前記旋回スクロールの背面に形成された円筒状のボス部との間に配設された軸受けと、
を備えたスクロール型流体機械であって、
前記駆動力伝達機構は、
回転駆動される駆動軸と、
前記駆動軸の軸方向の一端面に偏心状態で突設されたクランクピンと、
前記クランクピンに偏心状態かつ相対回転可能に外嵌されると共に前記軸受けに相対回転可能に内嵌される偏心ブッシュ部、及び、前記偏心ブッシュ部と一体に成形されるカウンタウェイト部を備え、焼結金属からなるカウンタウェイト一体型偏心ブッシュと、
を含み、
前記軸受けは、円筒状のすべり軸受けからなり、前記ボス部に相対回転可能に内嵌されている、スクロール型流体機械。
【請求項２】
前記軸受けは、焼結金属からなり、内部に油を含有し、
前記偏心ブッシュ部の少なくとも外周面は、封孔されている、請求項１に記載のスクロール型流体機械。
【請求項３】
前記ボス部の内周面に、表面硬化層が形成されている、請求項１又は２に記載のスクロール型流体機械。
【請求項４】
前記旋回スクロールは、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金からなり、
前記表面硬化層は、陽極酸化処理によるアルマイト層である、請求項３に記載のスクロール型流体機械。
【請求項５】
前記ボス部の筒肉厚は、前記軸受けの筒肉厚より大きい、請求項１〜４のいずれか一つに記載のスクロール型流体機械。
【請求項６】
前記クランクピンの先端部の外周に溝部が形成され、
前記溝部にスナップリングが係合され、
前記軸受けは、前記カウンタウェイト部における前記偏心ブッシュ部との連結部位と、前記スナップリングとの間に、位置決めされ、
前記ブッシュ部は、前記クランクピンの基端部に突設された突設部と、前記スナップリングとの間に、位置決めされている、請求項１〜５のいずれか一つに記載のスクロール型流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を圧縮又は膨張させるスクロール型流体機械に関し、詳しくは、偏心ブッシュ部とカウンタウェイト部とが焼結金属により一体に形成されたカウンタウェイト一体型の偏心ブッシュを有するスクロール型流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール型流体機械の一例として、特開２００２−２０６４９１号公報（特許文献１）に記載されるように、互いに噛み合わされる固定スクロール及び旋回スクロールを備えたスクロール型圧縮機が知られている。スクロール型圧縮機は、旋回スクロールが固定スクロールの軸心周りに公転旋回運動することで、固定スクロール及び旋回スクロールにより区画される圧縮室の容積を変化させ、気体冷媒を圧縮して吐出する。
【０００３】
旋回スクロールは、駆動軸、駆動軸に対して偏心状態で立設されたクランクピン、及び、クランクピンに対して偏心状態で相対回転可能に固定された偏心ブッシュ部を含む駆動力伝達機構によって、固定スクロールの軸心周りに公転旋回運動される。ここで、偏心ブッシュ部と旋回スクロールの背面に形成された円筒状のボス部との間には、ローラベアリングなどの転がり軸受けが配設され、偏心ブッシュ部と旋回スクロールとの相対回転が可能となっている。また、旋回スクロールの公転旋回運動に起因する振動を低減するために、旋回部分の重量などに応じたカウンタウェイト部が、偏心ブッシュ部と別部材で偏心ブッシュ部に取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０６４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スクロール型圧縮機において、偏心ブッシュ部の耐久性向上などを目的として、偏心ブッシュ部とカウンタウェイト部とを焼結金属により一体に成形することが検討されている。この場合、焼結金属による偏心ブッシュ部及びカウンタウェイト部の一体成形体（つまり、カウンタウェイト一体型偏心ブッシュ）の偏心ブッシュ部の外周面を、未加工（無切削、無研磨）のまま、前記転がり軸受けに内嵌し、製造コストの低減及び部品点数の低減などをも図ることが考えられる。しかし、焼結金属を用いて偏心ブッシュ部の耐久性向上を図ることができても、未加工のままでは、偏心ブッシュ部の外周面の面粗度が機械加工等される従来の偏心ブッシュ部の外周面の面粗度よりも低下する。その結果、偏心ブッシュ部の面粗度低下に起因して、軸受け自体の耐久性（寿命）が低下するおそれがあり、工夫が求められている。
【０００６】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであり、偏心ブッシュ部及びその軸受けの耐久性を、従来よりも向上又は従来と同程度に維持させることが可能な構造（構成）を有した、スクロール型流体機械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】
本発明の一側面によるスクロール型流体機械は、相互に噛み合わされる固定スクロール及び旋回スクロールと、前記旋回スクロールに駆動力を伝達するための駆動力伝達機構と、前記駆動力伝達機構と前記旋回スクロールの背面に形成された円筒状のボス部との間に配設された軸受けと、を備えている。前記駆動力伝達機構は、回転駆動される駆動軸と、前記駆動軸の軸方向の一端面に偏心状態で突設されたクランクピンと、焼結金属からなるカウンタウェイト一体型偏心ブッシュとを含む。前記カウンタウェイト一体型偏心ブッシュは、前記クランクピンに偏心状態かつ相対回転可能に外嵌されると共に前記軸受けに相対回転可能に内嵌される偏心ブッシュ部、及び、前記偏心ブッシュ部と一体に成形されるカウンタウェイト部を備える。前記軸受けは、円筒状のすべり軸受けからなり、前記ボス部に相対回転可能に内嵌されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一側面によるスクロール型流体機械によれば、偏心ブッシュ部とカウンタウェイト部とが焼結金属により一体に成形されているため、偏心ブッシュ部の耐久性向上を図ることができると共に、部品点数の低減をも図ることができる。また、駆動力伝達機構と旋回スクロールの背面に形成された円筒状のボス部との間に配設された軸受けは、すべり軸受けからなるものである。すべり軸受けは、一般的に、支持対象軸（つまり偏心ブッシュ部）との間に油膜を形成するものであるため、転がり軸受けよりも偏心ブッシュ部の外周面に対する要求クリアランスが大きい。したがって、焼結金属からなるカウンタウェイト一体型偏心ブッシュの偏心ブッシュ部を、例えば、未加工のまま容易に円筒状のすべり軸受けに内嵌することができると共に、偏心ブッシュ部の面粗度低下による軸受けへの影響を、油膜により抑制することが可能な構造を提供することができる。そして、このすべり軸受けからなる軸受けは、ボス部に圧入されて固定されることなく、ボス部に相対回転可能に内嵌されている。このため、ボス部が駆動軸周りに回転すると、軸受けは、偏心ブッシュ部の外周面と軸受けの内周面との間に油膜を形成しつつ、偏心ブッシュ部に遅れて偏心ブッシュ部と同一方向に摺動して、ボス部と偏心ブッシュ部との間で、相対回転可能に支持されることになる。その結果、偏心ブッシュ部の外周面に対する軸受けの内周面の摺動速度が、軸受けが圧入された場合の摺動速度と比較すると低下する。したがって、この摺動速度低下により、軸受けの寿命が向上すると共に軸受けにおける発熱量が低下して、軸受けにおける熱による影響をも低減させることができ、ひいては、軸受けの耐久性をも、従来よりも向上又は従来と同程度に維持させることができる。
【０００９】
このようにして、偏心ブッシュ部及びその軸受けの耐久性を、従来よりも向上又は従来と同程度に維持させることが可能な構造（構成）を有した、スクロール型流体機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態のスクロール型流体機械の全体構成を示す断面図である。
【図２】前記スクロール型流体機械のカウンタウェイト一体型偏心ブッシュの一例を示す斜視図である。
【図３】前記カウンタウェイト一体型偏心ブッシュの裏面側から視た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明に係るスクロール型流体機械は、圧縮機或いは膨張機として使用することができるが、本実施形態では圧縮機に適用した場合を一例に挙げて説明する。
【００１２】
図１〜図３は本実施形態のスクロール型流体機械の構成を示しており、図１は全体構成を示す断面図、図２及び図３はカウンタウェイト一体型偏心ブッシュの斜視図であり、図３は裏面側から視た斜視図である。
【００１３】
スクロール型流体機械１００は、例えば、車両用空調機器の冷媒回路に組み込まれ、冷媒回路の低圧側から吸入した気体冷媒（流体）を圧縮して吐出する。スクロール型流体機械１００は、ハウジング２００と、低圧の気体冷媒を圧縮する圧縮機構３００と、圧縮機構３００に外部からの駆動力を伝達するための駆動力伝達機構４００と、を備えている。ここで、冷媒としては、例えば、ＨＦＣ冷媒Ｒ１３４Ａなどを使用することができる。
【００１４】
図１に示すように、ハウジング２００は、互いに分離可能なフロントハウジング２２０とリアハウジング２４０とを含んで構成されている。フロントハウジング２２０は、圧縮機構３００及び駆動力伝達機構４００を収容し、リアハウジング２４０は、フロントハウジング２２０の開口端に接合され、圧縮機構３００により圧縮された気体冷媒の吐出室Ｈ１を形成する。
【００１５】
フロントハウジング２２０の外周面は、リアハウジング２４０との接合面から離れるにつれて、その外径が４段階に縮径する概ね段付円柱形状に形成されている。ここで、円柱形状とは、見た目で円柱形状であると認識できる程度でよく、例えば、その外周面に補強用のリブ、取付け用のボスなどがあってもよい（形状については以下同様）。また、フロントハウジング２２０の内周面は、リアハウジング２４０との接合面から離れるにつれて、その外径が４段階に縮径する概ね段付円柱形状に形成されている。従って、フロントハウジング２２０は、その外周面と内周面とが相似形となっており、その全体について略同一の外殻厚さを有する、４段階に縮径する概ね円筒形状に形成されている。さらに、フロントハウジング２２０の周壁には、冷媒回路の低圧側から圧縮機構３００の外周へと気体冷媒を吸入する、図示しない吸入ポートが形成されている。
【００１６】
以下の説明においては、説明の便宜上、フロントハウジング２２０の段付円柱形状の内周面について、その大径部から小径部にかけて、第１内周面２２０Ａ、第２内周面２２０Ｂ、第３内周面２２０Ｃ及び第４内周面２２０Ｄと称することとする。
【００１７】
リアハウジング２４０は、フロントハウジング２２０との接合面から離れるにつれて、その中心部が外方へと膨出する概ね半球形状をなしている。従って、リアハウジング２４０は、所定容積を有する内部空間を形成し、これが吐出室Ｈ１として機能する。また、リアハウジング２４０の周壁には、吐出室Ｈ１から冷媒回路の高圧側へと圧縮冷媒を吐出する、図示しない吐出ポートが形成されている。
【００１８】
フロントハウジング２２０及びリアハウジング２４０は、フロントハウジング２２０の大径側の開口端とリアハウジング２４０の開口端とを接合させた状態で、例えば、締結具としての複数のボルト５００を介して分離可能に締結されている。このため、フロントハウジング２２０の外周面の離間した複数位置には、その大径部から小径部へと向かって軸方向に沿って延びる、ボルト５００の軸部が螺合するボス部２２２が夫々形成されている。一方、リアハウジング２４０の外周面の離間した複数位置であって、フロントハウジング２２０のボス部２２２に対応した位置には、その開口端から膨出方向へと向かって軸方向に沿って延びる、ボルト５００の軸部が貫通するボス部２４２が夫々形成されている。従って、フロントハウジング２２０とリアハウジング２４０とを接合させた状態で、リアハウジング２４０の外方からボス部２４２へとボルト５００の軸部を挿入し、その軸部をフロントハウジング２２０のボス部２２２に螺合することで、フロントハウジング２２０とリアハウジング２４０とが一体化されたハウジング２００が構成される。
【００１９】
圧縮機構３００は、フロントハウジング２２０の第１内周面２２０Ａにより区画される円柱形状の空間に配設される。圧縮機構３００は、具体的には、フロントハウジング２２０の大径側の開口を閉塞するように配設される固定スクロール３２０と、固定スクロール３２０と第１内周面２２０Ａ及び第２内周面２２０Ｂの段部との間に配設される旋回スクロール３４０と、を含んで構成されている。
【００２０】
固定スクロール３２０は、フロントハウジング２２０の第１内周面２２０Ａの開口端に嵌合される円盤形状の底板３２２と、底板３２２の一面から旋回スクロール３４０に向かって延びる、インボリュート曲線のラップ（渦巻き形状の羽根）３２４と、第１内周面２２０Ａの開口端において底板３２２の外周面から半径外方へと延び、フロントハウジング２２０とリアハウジング２４０との接合面に挟持される、薄板円環形状のフランジ３２６と、を有している。フランジ３２６の外周縁は、フロントハウジング２２０の大径側の開口端の外形に倣った形状に形成され、その板面の複数の所定箇所に、ボルト５００の軸部が貫通可能な貫通孔が夫々形成されている。従って、固定スクロール３２０は、そのフランジ３２６を介して、フロントハウジング２２０とリアハウジング２４０との接合面に挟持され、フロントハウジング２２０の大径側の開口を閉塞すると共に、リアハウジング２４０と協働して吐出室Ｈ１を区画する。
【００２１】
旋回スクロール３４０は、第１内周面２２０Ａ及び第２内周面２２０Ｂの段部側に配設される円盤形状の底板３４２と、底板３４２の一面から固定スクロール３２０に向かって延びる、インボリュート曲線のラップ３４４と、を有している。底板３４２は、固定スクロール３２０の底板３２２より小さい外径を有し、その他面が、第１内周面２２０Ａ及び第２内周面２２０Ｂの段部にスラスト力を伝達するように、薄板円環形状のスラストプレート５１０を介して段部に当接されている。
【００２２】
旋回スクロール３４０の底板３４２の他面（背面）には、フロントハウジング２２０の小径側へと延びる円筒状のボス部３４２Ａが突設されている。
【００２３】
そして、固定スクロール３２０及び旋回スクロール３４０は、ラップ３２４の周方向の角度及びラップ３４４の周方向の角度が互いにずれた状態で、ラップ３２４の側壁及びラップ３４４の側壁が互いに部分的に接触するように、相互に噛み合わされる。このとき、固定スクロール３２０のラップ３２４の先端部には、旋回スクロール３４０の底板３４２とのシール性を確保する、図示しないチップシールが埋設されている。一方、旋回スクロール３４０のラップ３４４の先端部には、固定スクロール３２０の底板３２２とのシール性を確保する、図示しないチップシールが埋設されている。従って、圧縮機構３００では、固定スクロール３２０と旋回スクロール３４０との間に、三日月形状の密閉空間、即ち、気体冷媒を圧縮する圧縮室Ｈ２が区画される。
【００２４】
固定スクロール３２０の底板３２２の中心部には、圧縮室Ｈ２により圧縮された気体冷媒を吐出室Ｈ１へと吐出する吐出孔３２２Ａが形成されている。底板３２２の他面には、圧縮室Ｈ２から吐出室Ｈ１への気体冷媒の流れを許容する一方、吐出室Ｈ１から圧縮室Ｈ２への気体冷媒の流れを阻止する、例えば、リードバルブからなる一方向弁３２８が吐出孔３２２Ａの開口を覆うように取り付けられている。
【００２５】
固定スクロール３２０の底板３２２の外周面には、その全長に亘って凹溝３２２Ｂが形成され、フロントハウジング２２０とのシールを確保するＯリング３２２Ｃが嵌め込まれている。また、リアハウジング２４０の開口端面には、その全長に亘って凹溝２４０Ａが形成され、フロントハウジング２２０とのシールを確保するＯリング２４０Ｂが嵌め込まれている。
【００２６】
駆動力伝達機構４００は、旋回スクロール３４０に駆動力を伝達するための機構であり、駆動軸４１０と、クランクピン４２０と、カウンタウェイト一体型偏心ブッシュ４３０と、電磁クラッチ４４０と、プーリ４５０と、を含んで構成されている。この駆動力伝達機構４００と旋回スクロール３４０のボス部３４２Ａとの間には、軸受け５５０が配設されている。駆動力伝達機構４００は、軸受け５５０を介して旋回スクロール３４０に連結され、旋回スクロール３４０に固定スクロール３２０の軸心周りの公転旋回運動力としての駆動力を伝達するように構成されている。
【００２７】
具体的には、駆動軸４１０は、小径部４１０Ａ及び大径部４１０Ｂを有する段付円柱形状をなし、その小径部４１０Ａの先端部がフロントハウジング２２０の小径側端部から外部に突出するように、フロントハウジング２２０に回転自由に収容される。具体的には、駆動軸４１０の小径部４１０Ａ及び大径部４１０Ｂは、夫々、第４内周面２２０Ｄの開口側端部及び第３内周面２２０Ｃに対して、ボールベアリング５２０及びローラベアリング５３０を介して回転自由に軸支されている。駆動軸４１０の小径部４１０Ａであって、ボールベアリング５２０と大径部４１０Ｂとの間に位置する部位は、例えば、メカニカルシールやリップシールなどのシール部材５４０によって、フロントハウジング２２０の第４内周面２２０Ｄとのシール性が確保されている。
【００２８】
クランクピン４２０は、円柱断面を有し、駆動軸４１０の大径部４１０Ｂの軸方向の一端面に偏心状態で圧縮機構３００に向かって延びるように突設される部材であり、例えば、駆動軸４１０と一体形成されている。つまり、クランクピン４２０は、大径部４１０Ｂの軸方向の一端面における駆動軸４１０の軸心から偏心した位置に突設されている。
【００２９】
本実施形態では、クランクピン４２０の先端部の外周に全周に亘って溝部４２０Ａが形成されている。この溝部４２０Ａに、スナップリング（Ｃ形止め輪）４２０Ｂが係合されている。
【００３０】
カウンタウェイト一体型偏心ブッシュ４３０は、焼結金属からなり、偏心ブッシュ部４３１と、カウンタウェイト部（バランサウェイト部ともいう）４３２と、を備える。つまり、偏心ブッシュ部４３１及びカウンタウェイト部４３２の全体が、焼結金属からなるものであり、少なくとも偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａは成形後のままの状態である。本実施形態では、偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａは、切削や研磨等の機械加工の施されていない未加工の面である。
【００３１】
図２及び図３に示すように、偏心ブッシュ部４３１は、円柱状に形成されており、偏心ブッシュ部４３１の円柱中心から偏心した位置には、偏心ブッシュ部４３１を貫通する貫通孔４３１Ｂが開口されている。この貫通孔４３１Ｂには、クランクピン４２０が嵌合する。偏心ブッシュ部４３１は、このようにクランクピン４２０に偏心状態かつクランクピン４２０に対して相対回転可能に外嵌されると共に、軸受け５５０に相対回転可能に内嵌される。旋回スクロール３４０は、クランクピン４２０、偏心ブッシュ部４３１及び軸受け５５０を介して、固定スクロール３２０の軸心周りに公転旋回運動可能に支持される。
【００３２】
カウンタウェイト部４３２は、偏心ブッシュ部４３１と一体に成形されており、旋回スクロール３４０の公転旋回運動に起因する振動を低減するためのものであり、旋回部分の重量に応じた重量を有している。カウンタウェイト部４３２は、本体部位４３２Ａと連結部位４３２Ｂとに区分される。
【００３３】
カウンタウェイト部４３２の本体部位４３２Ａは、概ね円弧状の断面を有し、偏心ブッシュ部４３１の径方向外方において偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａと離間した位置において、偏心ブッシュ部４３１の延伸方向に延びるように形成されている。偏心ブッシュ部４３１が軸受け５５０に内嵌された状態において、本体部位４３２Ａは、旋回スクロール３４０のボス部３４２Ａの径方向外方に位置している。
【００３４】
カウンタウェイト部４３２の連結部位４３２Ｂは、カウンタウェイト部４３２における偏心ブッシュ部４３１との連結部位である。連結部位４３２Ｂは、例えば、偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａにおける駆動軸４１０側の端部部位とカウンタウェイト部４３２の本体部位４３２Ａの円弧内面４３２Ａ１の駆動軸４１０側の端部部位との間を連結するように形成され、概ね半円板状に形成されている。
【００３５】
図１に戻って、駆動軸４１０の先端部は、フロントハウジング２２０の小径部の外周面に遊転可能に取り付けられた電磁クラッチ４４０を介して、外部からの動力によって回転するプーリ４５０に連結されている。従って、電磁クラッチ４４０を作動させると、プーリ４５０と駆動軸４１０とが連結され、プーリ４５０の回転力によって駆動軸４１０が回転する。一方、電磁クラッチ４４０の作動を停止させると、プーリ４５０と駆動軸４１０との連結が解除され、駆動軸４１０の回転が停止する。このように、電磁クラッチ４４０を適宜制御することで、スクロール型流体機械１００の作動を制御することができる。
【００３６】
次に、スクロール型流体機械１００の作用について説明する。
外部からの動力によって駆動軸４１０が回転すると、その回転力がクランクピン４２０、偏心ブッシュ部４３１及び軸受け５５０を介して旋回スクロール３４０に伝達され、旋回スクロール３４０を固定スクロール３２０の軸心周りに公転旋回運動させる。その結果、圧縮機構３００の圧縮室Ｈ２の容積が変化し、フロントハウジング２２０の吸入ポートから内部空間へと吸入された低圧の気体冷媒は、圧縮室Ｈ２で圧縮されつつ中心部へと導かれる。圧縮機構３００の中心部へと導かれた気体冷媒は、固定スクロール３２０の底板３２２に形成された吐出孔３２２Ａ及び一方向弁３２８を介して、吐出室Ｈ１へと吐出される。吐出室Ｈ１へと吐出された気体冷媒は、リアハウジング２４０の吐出ポートを介して、冷媒回路の高圧側へと吐出される。
【００３７】
ところで、前述したように偏心ブッシュ部４３１とカウンタウェイト部４３２とを焼結金属により一体に成形して構成されたカウンタウェイト一体型偏心ブッシュ４３０を採用することにより、偏心ブッシュ部４３１の耐久性向上及び部品点数低減を図ることができる。そして、前述したように、偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａを、未加工（無切削、無研磨）のまま、軸受け５５０に内嵌することにより、製造コストの低減などをも図ることが考えられる。しかし、焼結金属を用いて偏心ブッシュ部４３１の耐久性向上を図ることができても、未加工のままでは、偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａの面粗度が機械加工等される従来の偏心ブッシュ部の外周面の面粗度よりも低下する。その結果、偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａの面粗度低下に起因して、軸受け５５０の耐久性（寿命）が低下するおそれがある。
【００３８】
そこで、軸受け５５０の種類及びその支持構造について、以下で詳述するように見直し、軸受け５５０の耐久性の向上又は維持等を図る。
【００３９】
軸受け５５０は、円筒状のすべり軸受けからなるものである。一般的に、円筒状のすべり軸受けは、軸受内周面と支持対象軸の外周面（つまり、偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａ）との間に油膜を形成して、支持対象軸との間の潤滑を図りつつ支持対象軸を支持するものである。このため、円筒状のすべり軸受けでは、軸受けの内周面と支持対象軸の外周面との間に適度なクリアランスが必要とされる。このすべり軸受けに要求される前記クリアランスは、本実施形態では、例えば、おおよそ５０μｍから１００μｍ程度であり、転がり軸受けにおいて一般的に要求されるクリアランス（おおよそ１０μｍ程度）よりも十分に大きいものである。
【００４０】
カウンタウェイト一体型偏心ブッシュ４３０は焼結金属の成形体であるが、焼結金属の成形では、未加工のままでも、円筒状のすべり軸受けからなる軸受け５５０の内周面５５０Ａと偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａとの間に要求される前記クリアランスを確保することができる。したがって、焼結金属からなるカウンタウェイト一体型偏心ブッシュ４３０における未加工の偏心ブッシュ部４３１を、すべり軸受けからなる軸受け５５０に相対回転可能に容易に内嵌することができる。
【００４１】
また、軸受け５５０は、ボス部３４２Ａに相対回転可能に内嵌されている。つまり、軸受け５５０は、その外周面５５０Ｂとボス部３４２Ａの内周面３４２Ａ１との間に所定のクリアランス（例えば、おおよそ５０μｍ程度）を有して、ボス部３４２Ａの内側に、圧入されることなく、ルースに遊嵌されている。このように、軸受け５５０は、ボス部３４２Ａにルースな状態で支持されている。このため、ボス部３４２Ａが駆動軸４１０周りに回転すると、軸受け５５０は、偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａと軸受け５５０の内周面５５０Ａとの間に油膜を形成しつつ、偏心ブッシュ部４３１に遅れて偏心ブッシュ部４３１と同一方向に摺動して、ボス部３４２Ａと偏心ブッシュ部４３１との間で、相対回転可能に支持されることになる。その結果、すべり軸受けからなる軸受け５５０の内周面５５０Ａと偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａとの間の摺動速度は、軸受け５５０がボス部３４２Ａに圧入される場合（一般的には、すべり軸受けは圧入される）の摺動速度と比較すると低下する。
【００４２】
本実施形態では、軸受け５５０は、焼結金属からなり、内部に油を含有している。つまり、軸受け５５０は、内部のポーラス空間に潤滑油を含浸させている。一方、偏心ブッシュ部４３１の少なくとも外周面４３１Ａは、封孔されている。つまり、前記ポーラス空間の少なくとも外周面４３１Ａに開口する細孔が、封鎖されている。具体的には、本実施形態では、少なくとも偏心ブッシュ部４３１を有機含浸又は無機含浸して、前記ポーラス空間に有機又は無機の樹脂等を含浸させることにより、外周面４３１Ａに開口する細孔が封鎖されている。
【００４３】
本実施形態では、軸受け５５０は、カウンタウェイト部４３２における偏心ブッシュ部４３１との連結部位４３２Ｂ（図２及び図３参照）と、スナップリング４２０Ｂ（図１参照）との間に、位置決めされている。つまり、軸受け５５０は、カウンタウェイト部４３２の半円板状の連結部位４３２Ｂの圧縮機構３００側の面とスナップリング４２０Ｂにおける溝部４２０Ａから突出した部位の駆動軸４１０側の面との間に挟まれることにより、軸受け５５０における駆動軸４１０の軸方向についての位置が決められている。
【００４４】
本実施形態では、偏心ブッシュ部４３１は、クランクピン４２０の基端部に突設された突設部４２０Ｃと、スナップリング４２０Ｂとの間に、位置決めされている。突設部４２０Ｃは、例えば、クランクピン４２０の基端部において、駆動軸４１０の軸心とは反対側のピン径方向に向かって突出している。詳しくは、突設部４２０Ｃは、クランクピン４２０における偏心ブッシュ部４３１との嵌合外面よりピン径方向外方に突出している。つまり、偏心ブッシュ部４３１が、突設部４２０Ｃにおける圧縮機構３００側の端面４２０Ｃ１とスナップリング４２０Ｂにおける溝部４２０Ａから突出した部位の駆動軸４１０側の面との間に挟まれることにより、カウンタウェイト一体型偏心ブッシュ４３０における駆動軸４１０の軸方向についての位置が決められている。
【００４５】
本実施形態では、ボス部３４２Ａの内周面３４２Ａ１に、表面硬化層が形成されている。前記表面硬化層としては、例えば、陽極酸化処理によるアルマイト層を用い、ボス部３４２Ａの形成される旋回スクロール３４０は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金からなる。
【００４６】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金は、具体的には、合金番号が６０００番台の６０００系アルミニウム合金である。６０００系アルミニウム合金は、Ｓｉを０．２〜１．５質量％で含有しており、例えば、４０００系アルミニウム合金のＳｉ質量％（４．５〜１３．５質量％）より低く設定されている。より具体的には、前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金は、合金番号が６０６１のアルミニウム合金（つまり、Ａ６０６１）である。合金番号６０６１のアルミニウム合金は、Ｓｉ：０．４〜０．８質量％、Ｆｅ：０．７質量％以下、Ｃｕ：０．１５〜０．４質量％、Ｍｎ：０．１５質量％以下、Ｍｇ：０．８〜１．２％、Ｃｒ：０．０４〜０．３５質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｔｉ：０．１５質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる。
【００４７】
本実施形態では、ボス部３４２Ａの筒肉厚は、軸受け５５０の筒肉厚より大きくなるように設定されている。
【００４８】
本実施形態によるスクロール型流体機械１００によれば、偏心ブッシュ部４３１とカウンタウェイト部４３２とが焼結金属により一体に成形されているため、偏心ブッシュ部４３１の耐久性向上を図ることができると共に、部品点数の低減をも図ることができる。また、駆動力伝達機構４００とボス部３４２Ａとの間に配設された軸受け５５０は、すべり軸受けからなるものである。すべり軸受けは、一般的に、支持対象軸（つまり偏心ブッシュ部４３１）との間に油膜を形成するものであるため、転がり軸受けよりも支持対象軸の外周面に対する要求クリアランスが大きい。したがって、焼結金属からなるカウンタウェイト一体型偏心ブッシュ４３０の偏心ブッシュ部４３１を、例えば、未加工のまま容易に円筒状のすべり軸受けからなる軸受け５５０に内嵌することができると共に、偏心ブッシュ部４３１の面粗度低下による軸受けへの影響を、油膜により抑制することが可能な構造を提供することができる。そして、このすべり軸受けからなる軸受け５５０は、ボス部３４２Ａに圧入されて固定されることなく、ボス部３４２Ａに相対回転可能に内嵌されている。このため、ボス部３４２Ａが駆動軸４１０周りに回転すると、軸受け５５０は、偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａと軸受け５５０の内周面５５０Ａとの間に油膜を形成しつつ、偏心ブッシュ部４３１に遅れて偏心ブッシュ部４３１と同一方向に摺動して、ボス部３４２Ａと偏心ブッシュ部４３１との間で、相対回転可能に支持されることになる。その結果、偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａに対する軸受け５５０の内周面５５０Ａの摺動速度が、軸受け５５０が圧入された場合の摺動速度と比較すると低下する。したがって、この摺動速度低下により、軸受け５５０の寿命が向上すると共に軸受け５５０における発熱量が低下して、軸受け５５０における熱による影響をも低減させることができ、ひいては、軸受け５５０の耐久性をも、従来よりも向上又は従来と同程度に維持させることができる。
【００４９】
このようにして、偏心ブッシュ部４３１及びその軸受け５５０の耐久性を、従来よりも向上又は従来と同程度に維持させることが可能な構造（構成）を有した、スクロール型流体機械１００を提供することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、軸受け５５０は、焼結金属からなり、内部に油を含有している。これにより、軸受け５５０の内周面５５０Ａと偏心ブッシュ部４３１との間に油膜を容易に形成することができる。さらに、偏心ブッシュ部４３１の少なくとも外周面４３１Ａは封孔されているため、焼結金属からなる偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａに開口された細孔に油膜形成用の油が吸収されることを防止することができる。その結果、軸受け５５０の内周面５５０Ａと偏心ブッシュ部４３１との間に、確実に油膜を確保することができ、ひいては、軸受け５５０の耐久性をより向上させることができる。
【００５１】
本実施形態では、軸受け５５０はカウンタウェイト部４３２における連結部位４３２Ｂとスナップリング４２０Ｂとの間に位置決めされ、偏心ブッシュ部４３１はクランクピン４２０の基端部に突設された突設部４２０Ｃとスナップリング４２０Ｂとの間に位置決めされている。これにより、単に、スナップリング４２０Ｂをクランクピン４２０の先端部の溝部４２０Ａに係合させるだけで、偏心ブッシュ部４３１及び軸受け５５０の駆動軸４１０の軸方向についての位置決めをすることができ、組み付けの作業性等を向上させることができる。
【００５２】
本実施形態では、ボス部３４２Ａの内周面３４２Ａ１に、表面硬化層が形成されている。これにより、ボス部３４２Ａの内周面３４２Ａ１の耐摩耗性を向上させることができ、軸受け５５０の安定した支持構造を提供することができる。その結果、旋回スクロール３４０を安定して公転旋回運動させることができ、ひいては、旋回スクロール３４０のラップ３４４の側壁（摺動面）の摩耗を抑制又は防止することができる。
【００５３】
本実施形態では、前記表面硬化層としては、陽極酸化処理によるアルマイト層を用い、ボス部３４２Ａの形成される旋回スクロール３４０は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金からなるものとした。ここで、アルマイト層はＳｉ上には成長せずＳｉを避けて成長することになるため、アルマイト層の表面に、Ｓｉ成分に起因した多くの欠陥（表面欠陥）が生じ得る。その結果、Ｓｉ成分は、アルマイト層の表面の面粗度を低下させる。さらに、表面欠陥の部位（つまり、表面のうちのＳｉ成分の部位）が疲労破壊の起点となる。そのため、Ｓｉ含有量が増加して、アルミニウム合金（アルマイト層Ｍ）の表面にＳｉが多く点在するほど、前記疲労強度の低下幅が大きくなることが本願の発明者により確認された。このように、本願の発明者は、前記疲労強度の低下幅がＳｉ含有量（Ｓｉ質量％）の増加に応じて大きくなるというアルミニウム合金の特性を見出した。本実施形態では、この特性に着目し、Ｓｉ質量％の比較的に低いＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金を旋回スクロール３４０の材料として採用し、そのボス部３４２Ａの内周面３４２Ａ１に陽極酸化処理を施したため、前記疲労強度の低下を抑制することができる。また、アルマイト層の表面欠陥の発生を抑制することができるため、アルマイト層の表面の面粗度を適切に設定することができ、ひいては、軸受け５５０をより安定して支持することができると共に、アルマイト層の膜厚のバラツキを抑えて膜厚の均一化を図ることができる。そして、アルマイト層の膜厚のバラツキを抑えることができるため、固定スクロール３２０に対する旋回スクロール３４０の公転旋回中における位置を適切に設定することができる。その結果、旋回スクロール３４０のラップ３４４の側壁（摺動面）の摩耗をより確実に抑制又は防止することができる。
【００５４】
本実施形態では、ボス部３４２Ａの筒肉厚は、軸受け５５０の筒肉厚より大きくなるように設定されている。ここで、仮に、軸受け５５０がボス部３４２Ａに圧入されているものとすると、ボス部３４２Ａは、軸受け５５０と一体の剛体となり、偏心ブッシュ部４３１からの負荷に耐え得る強度を比較的に容易に得ることができる。しかし、スクロール型流体機械１００では、軸受け５５０は、ボス部３４２Ａに圧入されずに相対回転可能に内嵌されているため、ボス部３４２Ａ対する偏心ブッシュ部４３１からの負荷に耐え得る強度負担の割合が増加する。そのため、本実施形態では、ボス部３４２Ａの筒肉厚を軸受け５５０の筒肉厚より大きくなるように設定することで、ボス部３４２Ａにおける強度負担の増加に容易に対応可能な構成とした。
【００５５】
なお、本実施形態では、少なくとも偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａが封孔処理されているものとしたが、これに限らず、例えば、カウンタウェイト一体型偏心ブッシュ４３０の全体の外面が封孔処理されていてもよい。また、封孔処理の方法は、有機含浸又は無機含浸に限らず、偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａ等の封孔処理部位に、コーティングを施して細孔を封鎖したり、切削等の加工を施して細孔部位をつぶすことにより細孔を封鎖したりしてもよい。偏心ブッシュ部４３１の外周面４３１Ａの切削等の加工は細孔部位をつぶすことを目的とする加工処理のため、加工精度は要求されず、加工コストの増大は無視できる程度である。
【００５６】
また、軸受け５５０と偏心ブッシュ部４３１との間の油膜形成が可能であれば、軸受け５５０は焼結金属に限らず適宜の部材から形成することができ、また、外周面４３１Ａの封孔はされなくてもよい。そして、油膜形成用の油は内部に含有していなくてもよく適宜に供給してもよい。
【００５７】
また、ボス部３４２Ａの内周面３４２Ａ１の前記表面硬化層が陽極酸化処理によるアルマイト層である場合を一例に挙げて説明したがものとしたが、これに限らず、メッキ層等の適宜の皮膜層を適用できる。
【００５８】
また、本実施形態では、スクロール型流体機械１００は圧縮機に適用した場合で説明したが、これに限らず、膨張機に適用することもできる。
【００５９】
以上、本発明の好ましい実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は上記実施形態及び変形例に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて更に種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
３２０…固定スクロール
３４０…旋回スクロール
３４２Ａ…ボス部
３４２Ａ１…内周面
４００…駆動力伝達機構
４１０…駆動軸
４２０…クランクピン
４２０Ａ…溝部
４２０Ｂ…スナップリング
４２０Ｃ…突設部
４３０…カウンタウェイト一体型偏心ブッシュ
４３１…偏心ブッシュ部
４３１Ａ…外周面
４３２…カウンタウェイト部
４３２Ｂ…連結部位
５５０…軸受け
１００…スクロール型流体機械
【図１】
2019100246.tif 000003
【図２】
2019100246.tif 000004
【図３】
2019100246.tif 000005