(57)【要約】【課題】スライドバルブの摺動面の摺動抵抗を低減して、スライドバルブをスムーズに移動できるようにする。【解決手段】スライドバルブ（70）の背面に複数のディンプル（75）が形成される。複数のディンプル（75）には、スライドバルブ（70）の摺動面に供給された潤滑油が保持される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（11）と、該ケーシング（11）のシリンダ部（16）に挿入されて圧縮室（23）を形成するスクリューロータ（40）と、該シリンダ部（16）の周方向の一部を径方向外側に膨出させたバルブ収納部（17）に収納され且つ該スクリューロータ（40）の外周面に沿って軸方向にスライド可能なスライドバルブ（70）とを備えたスクリュー圧縮機であって、
前記スライドバルブ（70）の背面と前記バルブ収納部（17）の内周面との間には、潤滑油が供給されており、
前記スライドバルブ（70）の背面と前記バルブ収納部（17）の内周面とのうち少なくとも一方の面には、前記潤滑油を保持するための複数のディンプル（75）が形成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数のディンプル（75）は、前記スライドバルブ（70）の背面に形成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記複数のディンプル（75）は、前記スライドバルブ（70）の背面と前記バルブ収納部（17）の内周面との摺動部分にのみ形成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項４】
請求項１乃至３のうち何れか１つにおいて、
前記スライドバルブ（70）には、表面硬さを向上させるための表面処理が施されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュー圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スクリュー圧縮機には、容量調節用のスライドバルブが設けられている（例えば、特許文献１参照）。スライドバルブは、スクリューロータの外周に臨む位置に設けられ、スクリューロータの回転軸と平行な方向へスライド自在となっている。スクリューロータは、シリンダ部に挿入されている。
【０００３】
一方、スクリュー圧縮機には、圧縮行程中の圧縮室と吸入側とを連通させるためのバイパス通路が形成されている。スライドバルブが移動すると、シリンダ部の内周面におけるバイパス通路の開口面積が変化し、バイパス通路を通じて吸入側へ送り返される流体の流量が変化する。その結果、最終的に圧縮室から圧縮されて吐出される流体の流量が変化し、スクリュー圧縮機から吐出される流体の流量（すなわち、スクリュー圧縮機の容量）が変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６８０１１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、スライドバルブは、スクリューロータの螺旋溝によって形成される圧縮室に面しているので、スクリュー圧縮機の運転中には、スライドバルブに対してスクリューロータ側からのガス圧が作用し、スライドバルブの背面がバルブ収納部の内周面に押し付けられてしまう。
【０００６】
ここで、スライドバルブの摺動面には、冷媒に含まれる潤滑油が供給されているが、スライドバルブの背面がバルブ収納部の内周面に押し付けられてしまうと、スライドバルブの摺動面に油膜が形成されずに、スライドバルブの背面とバルブ収納部の内周面とが接触する。その結果、スライドバルブの摺動面には大きな摺動抵抗が生じることとなり、スライドバルブを移動させるのに大きな力が必要となってしまうという問題がある。
【０００７】
さらに、スライドバルブの摺動面が摺動抵抗によって摩耗すると、スライドバルブをスムーズに移動させることができなくなり、圧縮機の容量調節を適切に行うことができなくなるという問題がある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スライドバルブの摺動面の摺動抵抗を低減して、スライドバルブをスムーズに移動できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ケーシング（11）と、該ケーシング（11）のシリンダ部（16）に挿入されて圧縮室（23）を形成するスクリューロータ（40）と、該シリンダ部（16）の周方向の一部を径方向外側に膨出させたバルブ収納部（17）に収納され且つ該スクリューロータ（40）の外周面に沿って軸方向にスライド可能なスライドバルブ（70）とを備えたスクリュー圧縮機を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１０】
すなわち、第１の発明は、前記スライドバルブ（70）の背面と前記バルブ収納部（17）の内周面との間には、潤滑油が供給されており、
前記スライドバルブ（70）の背面と前記バルブ収納部（17）の内周面とのうち少なくとも一方の面には、前記潤滑油を保持するための複数のディンプル（75）が形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
第１の発明では、スライドバルブ（70）の背面とバルブ収納部（17）の内周面とのうち少なくとも一方の面に複数のディンプル（75）が形成される。複数のディンプル（75）には、スライドバルブ（70）の摺動面に供給された潤滑油が保持されるので、油膜を安定的に形成して摺動抵抗を低減することができる。これにより、スライドバルブ（70）をスムーズに移動させることができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、
前記複数のディンプル（75）は、前記スライドバルブ（70）の背面に形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
第２の発明では、スライドバルブ（70）の背面に複数のディンプル（75）を形成することで、スライドバルブ（70）の背面に油膜を確実に形成して、スライドバルブ（70）の摺動抵抗を低減することができる。
【００１４】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記複数のディンプル（75）は、前記スライドバルブ（70）の背面と前記バルブ収納部（17）の内周面との摺動部分にのみ形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
第３の発明では、スライドバルブ（70）の背面とバルブ収納部（17）の内周面との摺動部分にのみ複数のディンプル（75）を形成するようにしている。これにより、必要最小限の範囲にディンプル加工を施すことで、加工工数を低減することができる。
【００１６】
第４の発明は、第１乃至第３の発明のうち何れか１つにおいて、
前記スライドバルブ（70）には、表面硬さを向上させるための表面処理が施されていることを特徴とするものである。
【００１７】
第４の発明では、スライドバルブ（70）に対して、例えば、窒化処理等の表面処理を施すことで、表面硬さを向上させるようにしている。これにより、スライドバルブ（70）の摩耗耐力を向上させることができ、スライドバルブ（70）外周面の摩耗によるガタツキ増加を低減させ、スライドバルブ（70）の長期にわたる使用に於いてもスムーズに移動させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スライドバルブ（70）の背面とバルブ収納部（17）の内周面とのうち少なくとも一方の面に複数のディンプル（75）が形成されているので、スライドバルブ（70）の摺動面に供給された潤滑油をディンプル（75）で保持することができる。これにより、スライドバルブ（70）の摺動面に油膜を安定的に形成して摺動抵抗を低減することができ、スライドバルブ（70）をスムーズに移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係るスクリュー圧縮機の構成を示す縦断面図である。
【図２】スクリュー圧縮機の構成を示す横断面図である。
【図３】スクリュー圧縮機の構成を一部拡大して示す縦断面図である。
【図４】スライドバルブの構成を示す斜視図である。
【図５】スライドバルブにおけるディンプルの形成範囲を示す平面図である。
【図６】シリンダ部の内側からバルブ収納部を見たときの平面図である。
【図７】スライドバルブが吸入側に押し付けられた状態を示す平面図である。
【図８】スライドバルブが吐出側に移動した状態を示す平面図である。
【図９】本変形例に係るスライドバルブにおけるディンプルの形成範囲を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２１】
図１は、スクリュー圧縮機の構成を示す縦断面図、図２は横断面図である。図１及び図２に示すように、スクリュー圧縮機（10）では、圧縮機構（20）と、圧縮機構（20）を駆動する電動機（12）とが金属製のケーシング（11）に収容されている。圧縮機構（20）は、駆動軸（21）を介して電動機（12）と連結されている。
【００２２】
ケーシング（11）内には、低圧のガス冷媒が流入される低圧空間（S1）と、圧縮機構（20）から吐出された高圧のガス冷媒が流入する高圧空間（S2）とが形成されている。
【００２３】
ケーシング（11）の低圧空間（S1）側には、吸入口（11a）が形成されている。吸入口（11a）には、吸入側フィルタ（19）が取り付けられており、ケーシング（11）内に吸入されるガス冷媒に含まれる比較的大きな異物が捕集される。
【００２４】
電動機（12）は、ステータ（13）と、ロータ（14）とを備えている。ステータ（13）は、低圧空間（S1）においてケーシング（11）の内周面に固定されている。ロータ（14）には、駆動軸（21）の一端部が連結されてロータ（14）とともに回転する。
【００２５】
圧縮機構（20）は、ケーシング（11）内に形成されたシリンダ部（16）と、シリンダ部（16）の中に配置された１つのスクリューロータ（40）と、スクリューロータ（40）に噛み合う２つのゲートロータ（50）とを備えている。
【００２６】
スクリューロータ（40）は、概ね円柱状に形成された金属製の部材である。スクリューロータ（40）の外径は、シリンダ部（16）の内径よりも若干小さく設定されており、スクリューロータ（40）の外周面がシリンダ部（16）の内周面と近接する。スクリューロータ（40）の外周部には、スクリューロータ（40）の軸方向一端から他端へ向かって螺旋状に延びる螺旋溝（41）が複数本形成されている。スクリューロータ（40）には、駆動軸（21）が連結されている。
【００２７】
駆動軸（21）の一端部は、低圧側軸受（66）に回転自在に支持されている。低圧側軸受（66）は、低圧側軸受ホルダ（65）に保持されている。駆動軸（21）の他端部は、圧縮機構（20）の高圧側に位置する高圧側軸受（61）に回転自在に支持されている。高圧側軸受（61）は、高圧側軸受ホルダ（60）に保持されている。高圧側軸受ホルダ（60）は、ケーシング（11）のシリンダ部（16）に嵌合されている。
【００２８】
ゲートロータ（50）は、放射状に設けられた複数のゲート（51）を有する。ゲートロータ（50）は、金属製のロータ支持部材（55）に取り付けられている。ロータ支持部材（55）は、シリンダ部（16）に隣接してケーシング（11）内に区画形成されたゲートロータ室（18）に収容されている。ゲートロータ室（18）は低圧空間（S1）となっている。
【００２９】
図２におけるスクリューロータ（40）の右側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が下端側となる姿勢で設置されている。一方、図２におけるスクリューロータ（40）の左側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が上端側となる姿勢で設置されている。各ロータ支持部材（55）の軸部（58）は、ゲートロータ室（18）内の軸受ハウジング（52）に玉軸受（53）を介して回転自在に支持されている。
【００３０】
圧縮機構（20）では、シリンダ部（16）の内周面と、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）と、ゲートロータ（50）のゲート（51）とによって囲まれた空間が圧縮室（23）となる。スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）は、吸入側端部において低圧空間（S1）に開放しており、この開放部分が圧縮機構（20）の吸入口（24）になっている。
【００３１】
ケーシング（11）における高圧空間（S2）側の底部には、油溜まり部（28）が設けられている。油溜まり部（28）に貯留された油は、スクリューロータ（40）等の駆動部品の潤滑に用いられる。圧縮機構（20）が配設された空間と油溜まり部（28）とは、固定板（29）によって仕切られている。
【００３２】
ケーシング（11）の高圧空間（S2）側の上部には、吐出口（11b）が形成されている。油溜まり部（28）の上方位置には、油分離器（26）が配置されている。油分離器（26）は、高圧冷媒から油を分離するものである。具体的に、圧縮室（23）で圧縮された後の高圧冷媒は、油分離器（26）を通過する際に、高圧冷媒に含まれる油が油分離器（26）に捕捉される。油分離器（26）に捕捉された油は、油溜まり部（28）に回収される。一方、油が分離された後の高圧冷媒は、吐出口（11b）を介してケーシング（11）外部に吐出される。
【００３３】
図３は、スクリュー圧縮機の構成を一部拡大して示す縦断面図である。図３に示すように、スクリュー圧縮機（10）には、容量調節用のスライドバルブ（70）が設けられている。スライドバルブ（70）は、シリンダ部（16）がその周方向の２カ所において径方向外側に膨出したバルブ収納部（17）内に収納されている（図２参照）。スライドバルブ（70）は、シリンダ部（16）の軸心方向にスライド可能に構成されており、バルブ収納部（17）へ挿入された状態でスクリューロータ（40）の外周面と対面する。なお、スライドバルブ（70）の詳細な構造については後述する。
【００３４】
スクリュー圧縮機（10）には、スライドバルブ（70）をスライド駆動させるためのスライドバルブ駆動機構（80）が設けられている。スライドバルブ駆動機構（80）は、固定板（29）の右側壁面に形成されたシリンダ（81）と、シリンダ（81）内に装填されたピストン（82）と、ピストン（82）のピストンロッド（83）に連結されたアーム（84）と、アーム（84）とスライドバルブ（70）とを連結する連結ロッド（85）と、アーム（84）を図３の右方向に付勢するスプリング（86）とを備えている。
【００３５】
スライドバルブ駆動機構（80）は、ピストン（82）の左右の端面に作用するガス圧を調節することによってピストン（82）の動きを制御し、スライドバルブ（70）の位置を調整するように構成されている。
【００３６】
スライドバルブ（70）は、高圧空間（S2）寄りへ移動すると、バルブ収納部（17）の端面とスライドバルブ（70）の端面との間に軸方向隙間が形成される。この軸方向隙間は、圧縮室（23）から低圧空間（S1）へ冷媒を戻すためのバイパス通路（33）を構成している。つまり、バイパス通路（33）は、その一端が低圧空間（S1）に連通し、その他端がシリンダ部（16）の内周面に開口している。バルブ収納部（17）の端面とスライドバルブ（70）の端面とが互いに離れた状態では、両者の間に形成された開口が、シリンダ部（16）の内周面におけるバイパス通路（33）の開口部となる。
【００３７】
そして、スライドバルブ（70）が移動すると、バイパス通路（33）の開口部の面積が変化し、圧縮室（23）からバイパス通路（33）を通って低圧空間（S1）へ流出する冷媒の流量が変化する。つまり、スライドバルブ（70）をスライドさせると、圧縮行程の開始時点が変更され、単位時間当たりに圧縮室（23）から吐出される冷媒の量（すなわち、スクリュー圧縮機（10）の運転容量）が変化する。
【００３８】
図４に示すように、スライドバルブ（70）は、弁体部（71）と、弁ガイド部（72）と、弁体部（71）及び弁ガイド部（72）を連結する連結部（73）とによって構成されている。スライドバルブ（70）において、弁体部（71）、弁ガイド部（72）、及び連結部（73）は、１つの金属製の部材で構成されている。
【００３９】
弁体部（71）は、中実の円柱の一部を削ぎ落としたような形状となっており、削ぎ落とされた部分がスクリューロータ（40）側を向く姿勢でケーシング（11）内に設置されている。弁体部（71）では、一方の端面が弁体部（71）の軸方向と直交する平坦面となり、他方の端面が弁体部（71）の軸方向に対して傾斜した傾斜面となっている。この傾斜面となった弁体部（71）の他端面の傾きは、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の傾きと同じである。
【００４０】
弁体部（71）において、スクリューロータ（40）と向かい合う対向面は、その曲率半径がシリンダ部（16）の内周面の曲率半径と概ね等しい円弧面となっており、弁体部（71）の軸方向へ延びている。対向面の曲率中心は、スクリューロータ（40）の回転中心と一致している。
【００４１】
弁ガイド部（72）は、弁体部（71）と同様に、中実の円柱の一部を削ぎ落としたような形状となっており、削ぎ落とされた部分が高圧側軸受ホルダ（60）側を向く姿勢で、弁体部（71）の傾斜面となった端面から間隔をおいて配置されている。
【００４２】
弁ガイド部（72）において、高圧側軸受ホルダ（60）と向かい合うガイド面は、その曲率半径がシリンダ部（16）の内周面の曲率半径と概ね等しい円弧面となっており、弁ガイド部（72）の軸方向へ延びている。ガイド面の曲率中心は、スクリューロータ（40）の回転中心と一致している。弁ガイド部（72）には、径方向に貫通してガイド面と背面とに連通する吐出孔（72a）が、周方向に間隔をあけて２つ形成されている。
【００４３】
連結部（73）は、弁体部（71）の対向面や弁ガイド部（72）のガイド面とは反対側にオフセットした位置に設けられている。そして、スライドバルブ（70）では、弁体部（71）と弁ガイド部（72）の間の空間が吐出ガスの通路を形成している。この吐出ガスの通路を通過した冷媒は、弁ガイド部（72）に形成された吐出孔（72a）を通って高圧空間（S2）に吐出される。
【００４４】
図５に示すように、スライドバルブ（70）の背面には、複数のディンプル（75）が形成されている。ディンプル（75）は、図示しないショットピーニング装置内にスライドバルブ（70）をセットし、スライドバルブ（70）の背面に対して所定サイズの球状粒子を吹き付けることで形成される。これにより、球状粒子のサイズに応じた多数のディンプル（75）がスライドバルブ（70）の背面に形成される。なお、後述するバルブ収納部（17）の内周面にディンプル（75）を形成する場合にも、同様の工程を行うようにすればよい。
【００４５】
ここで、スライドバルブ（70）の背面とバルブ収納部（17）の内周面との間には、冷媒に含まれる潤滑油が供給されており、この潤滑油は、複数のディンプル（75）によって保持される。これにより、スライドバルブ（70）の摺動面に安定的に油膜を形成することができる。
【００４６】
また、スライドバルブ（70）には、例えば、窒化処理等の表面処理が施されている。これにより、スライドバルブ（70）の表面硬さを向上させ、スライドバルブ（70）の摩耗耐力を向上させるようにしている。
【００４７】
図６に示すように、バルブ収納部（17）の外周壁は、低圧空間（S1）と高圧空間（S2）とを仕切る仕切壁（17a）と、仕切壁（17a）の幅方向中央位置から高圧空間（S2）側に向かって軸方向に延びるガイド壁（17b）とを有する。仕切壁（17a）は、スライドバルブ（70）が吸入側に最も押し込まれた状態における弁体部（71）の傾斜面に対応して傾斜している。
【００４８】
シリンダ部（16）には、スライドバルブ（70）の位置に拘わらず常に圧縮室（23）に連通する固定ポート（25）が形成されている。固定ポート（25）は、スクリュー圧縮機（10）の起動時や低負荷時において液圧縮を回避するべく圧縮室（23）が密閉状態とならないように設けられる。
【００４９】
バルブ収納部（17）の内周面には、複数のディンプル（75）が形成されている。これにより、スライドバルブ（70）の摺動面に供給された潤滑油は、スライドバルブ（70）の背面のディンプル（75）に加えて、バルブ収納部（17）の内周面のディンプル（75）によっても保持されることとなり、より安定的に油膜を形成することができる。
【００５０】
図７に示すように、スライドバルブ（70）は、バルブ収納部（17）に収納されている。スライドバルブ（70）は、その背面がバルブ収納部（17）の内周面、つまり、仕切壁（17a）とガイド壁（17b）の内周面に摺動しながら軸方向にスライド移動する。
【００５１】
次に、スライドバルブ（70）を用いた圧縮機構（20）の容量調節について、図３を参照しながら説明する。なお、圧縮機構（20）の容量とは、“単位時間当たりに圧縮機構（20）から高圧空間（S2）へ吐出される冷媒の量”を意味する。
【００５２】
スライドバルブ（70）の端面がバルブ収納部（17）の端面と密着した状態（すなわち、スライドバルブ（70）が最も押し込まれた状態）では、圧縮機構（20）の容量が最大となる（図７参照）。つまり、この状態では、バイパス通路（33）がスライドバルブ（70）の弁体部（71）によって完全に塞がれ、低圧空間（S1）から圧縮室（23）へ吸入された冷媒ガスの全てが高圧空間（S2）へ吐出される。
【００５３】
一方、スライドバルブ（70）の端面がバルブ収納部（17）の端面から離れた状態（すなわち、スライドバルブ（70）が図３で右側へ退いた状態）になると、シリンダ部（16）の内周面にバイパス通路（33）が開口する（図８参照）。この状態において、低圧空間（S1）から圧縮室（23）へ吸入された冷媒ガスは、その一部が圧縮行程途中の圧縮室（23）からバイパス通路（33）を通って低圧空間（S1）へ戻り、残りが最後まで圧縮されて高圧空間（S2）へ吐出される。そして、スライドバルブ（70）の端面とバルブ収納部（17）の端面との間隔が広がると、それにつれてバイパス通路（33）を通って低圧空間（S1）へ戻る冷媒の量が増大し、高圧空間（S2）へ吐出される冷媒の量が減少する（つまり、圧縮機構（20）の容量が減少する）。
【００５４】
なお、圧縮室（23）から高圧空間（S2）へ吐出される冷媒は、スライドバルブ（70）の弁ガイド部（72）に形成された吐出孔（72a）を通って高圧空間（S2）へ流入する。
【００５５】
−本実施形態の効果−
以上のように、本実施形態に係るスクリュー圧縮機（10）によれば、スライドバルブ（70）の背面とバルブ収納部（17）の内周面とに複数のディンプル（75）を形成するようにしたから、スライドバルブ（70）の摺動面に供給された潤滑油を複数のディンプル（75）で保持することができる。これにより、スライドバルブ（70）の摺動面に安定的に油膜を形成して摺動抵抗を低減することができる。これにより、スライドバルブ（70）をスムーズに移動させることができる。
【００５６】
《変形例》
前記実施形態では、スライドバルブ（70）の背面全体に複数のディンプル（75）を形成するようにしたが、図９に示すように、スライドバルブ（70）の背面とバルブ収納部（17）の内周面とが実際に摺動する摺動部分にのみディンプル（75）を形成してもよい。
【００５７】
具体的に、図７に示す圧縮機構（20）の運転容量が最大となるスライドバルブ（70）の位置から、図８に示す運転容量が最小となるスライドバルブ（70）の位置までのスライドバルブ（70）の移動経路を見ると、スライドバルブ（70）の背面側において、バルブ収納部（17）の仕切壁（17a）及びガイド壁（17b）に摺動していない面が存在していることが分かる。この面は、スライドバルブ（70）の摺動抵抗を低減させる上で直接関係がない。そのため、この面を除く範囲、つまり、図９において斜線で示す範囲にのみ、複数のディンプル（75）を形成すればよい。これにより、必要最小限の範囲にディンプル加工を施すことで、加工工数を低減することができる。
【００５８】
《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００５９】
本実施形態では、スライドバルブ（70）の背面及びバルブ収納部（17）の内周面にそれぞれ複数のディンプル（75）を形成するようにした形態について説明したが、この形態に限定するものではない。例えば、スライドバルブ（70）の背面又はバルブ収納部（17）の内周面のうち一方の面にのみ複数のディンプル（75）を形成するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上説明したように、本発明は、スライドバルブの摺動面の摺動抵抗を低減して、スライドバルブをスムーズに移動できるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００６１】
10    スクリュー圧縮機
11    ケーシング
16    シリンダ部
17    バルブ収納部
23    圧縮室
40    スクリューロータ
70    スライドバルブ
75    ディンプル
【図１】
2015038334.tif 000003
【図２】
2015038334.tif 000004
【図３】
2015038334.tif 000005
【図４】
2015038334.tif 000006
【図５】
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【図６】
2015038334.tif 000008
【図７】
2015038334.tif 000009
【図８】
2015038334.tif 000010
【図９】
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