JP2008240597A - 可変クランク機構及び可変クランク機構を備えたスクロール流体機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転動作をするクランク軸と公転動作をする可動スクロールとの間に装着されるスリーブ（26）を有するスライドブッシュ（25）を備え、スリーブ（26）がスライドすることによりクランク半径を調整する可変クランク機構において、スリーブ（26）と偏心ピン（22b）との間にある第１、２径方向隙間（S1,S2）に入り込む冷凍機油に阻害されることなく、スリーブのスライド動作を円滑にし、可変クランク機構の作動性を向上させる。
【解決手段】 第１径方向隙間（S1）に面するスリーブ側第１対向面（S1a）には第１、２油溝（M1,M2）を形成し、第２径方向隙間（S2）に面するスリーブ側第２対向面（S2a）には第３、４油溝（M3,M4）を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、スライドブッシュを備えた可変クランク機構と、該可変クランク機構を備えたスクロール流体機械とに関するものである。

従来より、スクロール流体機械のクランク半径を調整するための可変クランク機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。この可変クランク機構は、スライドブッシュを備えており、該スライドブッシュはクランク軸と被駆動部材とを連結するためのスリーブを有している。そして、上記クランク軸に対して、上記スリーブとともに被駆動部材がスライドすることにより、クランク半径が調整されるように構成されている。

図８は、従来のスクロール圧縮機におけるスライドブッシュの連結部分を示す拡大図であり、図８（Ａ）はスライドブッシュにおける軸方向の断面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＢ−Ｂ断面図を示している。このスクロール圧縮機は、固定スクロール（101）と可動スクロール（被駆動部材）（102）とから構成された圧縮機構（100）と、電動機（図示せず）に駆動軸（クランク軸）（111）が連結された駆動機構（110）とを備えている。そして、上記駆動軸（111）と上記可動スクロール（102）とは、上記スライドブッシュ（120）を介して連結されている。

固定スクロール（101）及び可動スクロール（102）は、それぞれ、鏡板（101a，102a）と、各鏡板（101a，102a）に形成された渦巻き状のラップ（101b，102b）とを有している。固定スクロール（101）は、図示しないケーシングに固定され、可動スクロール（102）は、駆動軸（111）の回転中心の周りで公転はするが自転はしないように構成されている。そして、可動スクロール（102）の公転動作により両スクロール（101，102）間の圧縮室の容積が変化して、冷媒などのガスが圧縮されるようになっている。

ここで、両スクロール（101，102）のラップ（101b，102b）の渦巻き形状は、予め定められた最適公転半径に基づいて設計されている。しかし、ラップ（101b，102b）は、実際には寸法公差の範囲内で僅かに（例えば数十ミクロン程度）波打っている。このため、可動スクロール（102）を駆動軸（111）の偏心部（偏心ピン）（111a）に固定して公転半径（クランク半径）を完全に一定にすると、公転動作の際に両ラップ（101b，102b）間で僅かにシール不可になる部分が生じ、冷媒などのガスが漏れてしまうことがある。

そこで、上記スライドブッシュ（120）を用いた可変クランク機構により、可動スクロール（102）の公転時に常にラップ（101b，102b）同士が接した状態となるように、その公転半径を自動的に調整している。

上記スライドブッシュ（120）は、スリーブ（121）と、バランスウェイト（122）と、連接部（123）とが一体に形成されている。そして、上記スリーブ（121）の外側には、可動スクロール（102）の鏡板（102a）の下面に設けられた筒状の軸受部（102c）が滑り軸受（130）を介して嵌合している。一方、上記スリーブ（121）の内側には、駆動軸（111）の上端部分に設けられている偏心部（111a）が遊嵌している。

又、図８（Ｂ）に示すように、上記スリーブ（121）の内周面には、該スリーブ（121）のスライド動作を案内するためスリーブ側第１ガイド面（P1）とスリーブ側第２ガイド面（P2）とが形成され、上記偏心部（111a）の外周面には、該スリーブ側ガイド面（P1）と接するように偏心部側ガイド面（P3）が形成されている。一方、上記スリーブ（121）と上記偏心部（111a）との間には、該スリーブ（121）のスライド動作を許容する第１径方向隙間（S1）及び第２径方向隙間（S2）が形成されている。ここで、第１径方向隙間（S1）を挟んで互いに対向する面は、スリーブ側第１対向面（S1a）と偏心部側第１対向面（S1b）であり、第２径方向隙間（S2）を挟んで互いに対向する面は、スリーブ側第２対向面（S2a）と偏心部側第２対向面（S2b）である。

そして、上記スリーブ（121）のスライド動作により、スリーブ側第１ガイド面（P1）と偏心部側ガイド面（P3）とが互いに摺動し合う。

又、上記スリーブ（121）のスライド動作により、スリーブ側第１対向面（S1a）と偏心部側第１対向面（S1b）とが互いに接近するとともにスリーブ側第２対向面（S2a）と偏心部側第２対向面（S2b）とが互いに離反したり、スリーブ側第１対向面（S1a）と偏心部側第１対向面（S1b）とが互いに離反するとともにスリーブ側第２対向面（S2a）と偏心部側第２対向面（S2b）とが互いに接近したりする。例えば、スリーブ側第１対向面（S1a）と偏心部側第１対向面（S1b）とが互いに接近すれば、第１径方向隙間（S1）の体積は小さくなり、スリーブ側第２対向面（S2a）と偏心部側第２対向面（S2b）とが互いに離反すれば、第２径方向隙間（S2）の体積は大きくなる。

又、特許文献２のスライドブッシュでは、上記スリーブ（121）と上記偏心部（111a）との間に板バネ等の弾性部材を挿入し、該弾性部材の弾性力によって上記スリーブ（121）を強制的にスライドさせている。

ところで、上記スクロール圧縮機の摺動面には冷凍機油が供給されており、例えば、特許文献１，２で示したスライドブッシュのスリーブ（121）及び偏心部（111a）のガイド面（P1,P2,P3）にも上記冷凍機油が供給されている。
特開平０５−１８７３６６号公報 特許第３８１８００４号公報

しかしながら、この冷凍機油は、上記ガイド面（P1,P2,P3）だけでなく、該ガイド面（P1,P2,P3）に近接する第１、第２径方向隙間（S1,S2）にも流入する。そして、上記第１、第２径方向隙間（S1,S2）の体積は、上記スリーブ（121）のスライド動作によって変化するため、この体積の変化に応じて、上記第１、第２径方向隙間（S1,S2）に入り込んだ冷凍機油がスムーズに排出されなければ、この冷凍機油がスライド動作の抵抗になると考えられる。

そこで、上記冷凍機油をスムーズに排出するために、上記スリーブ（121）と上記偏心部（111a）との隙間を広げることが考えられる。しかし、この隙間を広げすぎると、上記圧縮機の運転を停止した際に、可動スクロール（102）のラップ（102b）と固定スクロール（101）のラップ（101b）が大きく離れてしまう。そして、このような状態で上記圧縮機を起動すると、上記スライドブッシュ（120）が、主に重量バランスによりスライドの推進力を得る設計となっている場合は、非常に早いスピードで可動スクロール（102）のラップ（102b）が固定スクロール（101）のラップ（101b）と接触し、大きな金属接触音が発生する。また、圧縮機の停止の際にも非常に早いスピードでスリーブ（121）と軸が接触し、比較的大きな金属接触音が発生する。

又、上記スライドブッシュ（120）が、主にガス圧力によりスライドの推進力を得る設計となっている場合は、可動スクロール（102）と固定スクロール（101）とのラップ（102b,101b）により形成される圧縮室のシールができていない状態からの起動となる為、該圧縮室の圧力が上昇しない。圧力が上昇しないとスライドの推進力が得られないので、圧縮室はシールされないままとなり、運転を続けても圧力が上昇しない。

したがって、上記スリーブ（121）と偏心部（111a）との隙間は、上記圧縮機の起動時においてラップ（101b,102b）同士の金属接触音を発生させずに圧縮室のシールを確保できるものであって、且つ上記冷凍機油をスムーズに排出され得る適正な間隔でなければならない。

特許文献１において、上記スリーブ（121）と上記偏心部（111a）との隙間を、上記圧縮機の起動時において上記ラップ（101b,102b）同士の金属接触音を発生させずに上記圧縮室のシールを確保できるような間隔で構成すると、該隙間が狭くなってしまい、該冷凍機油をスムーズに排出できないという問題がある。

特許文献２において、上記弾性部材を設けることにより、上記スリーブ（121）と上記偏心部（111a）との隙間を適正な間隔にすることが可能となる。しかし、この方法では、可変クランク機構の構造が複雑になるとともに、部品点数も増加してしまい、好ましくない。

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、上記可変クランク機構の構造を複雑にすることなく、該可変クランク機構におけるスライドブッシュのスライド動作を円滑にして、上記可変クランク機構の作動性を向上させることである。

第１の発明は、回転動作をするクランク軸（22）と公転動作をする被駆動部材（32）との間に装着されるスリーブ（26）を有するスライドブッシュ（25）を備え、該スリーブ（26）とクランク軸（22）の偏心ピン（22b）との間に形成されるガイド面（P1,P3）に沿って上記スリーブ（26）がスライドすることによりクランク半径を調整する可変クランク機構を前提としている。

そして、上記可変クランク機構における偏心ピン（22b）とスリーブ（26）との間の径方向隙間（S1,S2）への油の流出入が可能な油溝（M1〜M4）が形成されていることを特徴としている。ここで、径方向隙間（S1,S2）を挟んで互いに対向する面は、上記の例で言うと、スリーブ側対向面（S1a,S2a）と偏心ピン側対向面（S1b,S2b）とである。

第１の発明では、上記油溝（M1〜M4）を形成することにより、該油溝（M1〜M4）に沿って径方向隙間（S1,S2）内の油が流動しやすくなる。

つまり、上記スリーブ（26）がスライド動作を行う際に、スリーブ側対向面（S1a,S2a）と偏心ピン側対向面（S1b,S2b）とが互いに接近しようとする場合には、径方向隙間（S1,S2）の油は、上記油溝（M1〜M4）に沿ってスムーズに排出されるので、スリーブ側対向面（S1a,S2a）と偏心ピン側対向面（S1b,S2b）とは互いに接近しやすくなる。一方、スリーブ側対向面（S1a,S2a）と偏心ピン側対向面（S1b,S2b）とが互いに離反しようとする場合には、油が上記油溝（M1〜M4）に沿ってスムーズに径方向隙間（S2）に入り込むので、隙間内の油の粘性による流動抵抗が弱められて、スリーブ側対向面（S1a,S2a）と偏心ピン側対向面（S1b,S2b）とは互いに離反しやすくなる。

第２の発明は、第１の発明において、上記油溝は、上記偏心ピン（22b）とスリーブ（26）の少なくとも一方に、該偏心ピン（22b）及びスリーブ（26）の軸方向に沿って形成されて軸端で開口する軸方向溝（M1〜M4）であることを特徴としている。例えば、上記偏心ピン側対向面（S1b,S2b）上又はスリーブ側対向面（S1a,S2a）上の少なくとも一方に、上記軸方向溝（M1〜M4）が彫られていてもよい。

第２の発明では、上記油溝を上記軸方向溝（M1〜M4）で構成することにより、径方向隙間（S1,S2）内の油をスリーブ（26）の外側に確実に流出、又はスリーブ（26）の外側の油を径方向隙間（S1,S2）内に確実に流入させることができる。これにより、スリーブ側対向面（S1a,S2a）と偏心ピン側対向面（S1b,S2b）との接近又は離反を確実に行うことができる。

第３の発明は、第２の発明において、上記偏心ピン（22b）とスリーブ（26）の少なくとも一方が軸直角断面が多角形になるように形成され、偏心ピン（22b）とスリーブ（26）との間に上記軸方向溝（M1〜M4）が形成されていることを特徴としている。ここで、軸直角断面とは、軸心に直角の断面のことを言う。

第３の発明では、上記偏心ピン（22b）とスリーブ（26）との少なくとも一方の軸直角断面が、多角形となるように形成すれば、例えば、スリーブ側対向面（S1a,S2a）と偏心ピン側対向面（S1b,S2b）との面上に油溝を彫らなくても、油溝を形成することができる。

これは、どちらか一方の軸直角断面が多角形に形成されていれば、上記スリーブ側対向面（S1a,S2a）と偏心ピン側対向面（S1b,S2b）とが互いに接近して接触したとしても、部分的にしか接触しないためである。そして、この接触時において、該多角形の頂角部分には空間が形成される。この空間が第２の発明における軸方向溝を形成する。ここで、両方の軸直角断面が多角形である場合には、上記空間が形成されるように、上記偏心ピン（22b）とスリーブ（26）との形状を考慮する必要がある。

第４の発明は、第２または第３の発明において、上記軸方向溝（M1〜M4）が、上記偏心ピン（22b）とスリーブ（26）の軸端ほど開口断面積が大きく形成されていることを特徴としている。つまり、上記軸方向溝（M1〜M4）は、溝の深さが一定ではなく、軸端に行くほど溝の深さが深くなっている。

第４の発明では、上記軸方向溝（M1〜M4）において、軸端に行くほど溝の深さを深くすることにより、軸端の開口断面積が広くなるので、上記スリーブ側対向面（S1a,S2a）と偏心ピン側対向面（S1b,S2b）とが互いに接近した場合、上記軸方向溝（M1〜M4）の中央部分の油が、該軸方向溝（M1〜M4）の端部に向かって押し出されやすくなる。一方、上記スリーブ側対向面（S1a,S2a）と偏心ピン側対向面（S1b,S2b）とが離反した場合、上記軸方向溝（M1〜M4）の端部の外側の油が、該軸方向溝（M1〜M4）の中央部分に向かって入り込みやすくなる。以上により、スリーブ側対向面（S1a,S2a）と偏心ピン側対向面（S1b,S2b）はさらに接近又は離反しやすくなる。

第５の発明は、第１の発明において、上記油溝は、上記スリーブ（26）と偏心ピン（22b）の軸心を挟んで対向して形成される径方向隙間（S1,S2）同士を連通する連通路（M5,M6）により構成されていることを特徴としている。ここで、上記スリーブ（26）の内側に上記偏心ピン（22b）が遊嵌しているので、上記スリーブ（26）がガイド面（P1,P3）に沿ってスライドしようとすれば、上記スリーブ（26）と上記偏心ピン（22b）との対向面同士が互いに接近しようとする空間（第１径方向隙間）（S1）と、対向面同士が互いに離反しようとする空間（第２径方向隙間）（S2）とが構成される。

第５の発明では、上記第１径方向隙間（S1）と上記第２径方向隙間（S2）とを連通する連通路（M5,M6）を形成すれば、上記スリーブ側対向面（S1a）と偏心ピン側対向面（S1b）とが互いに接近することにより、上記第１径方向隙間（S1）から押し出された油を、上記スリーブ側対向面（S2a）と偏心ピン側対向面（S2b）とが互いに離反することにより、広くなった上記第２径方向隙間（S2）へ吸い込ませることができる。

第６の発明は、第５の発明において、上記油溝は、上記偏心ピン（22b）を貫通して径方向隙間（S1,S2）同士を連通する貫通路（M5）により構成されていることを特徴としている。

第６の発明では、上記偏心ピン（22b）において、上記第１径方向隙間（S1）に面する偏心ピン側対向面（S1b）と上記第２径方向隙間（S2）に面する偏心ピン側対向面（S2b）とが互いに連通するように、該偏心ピン（22b）の内部を貫通する貫通路（M5）を形成しているので、該貫通路（M5）が油溝として使用できる。又、上記スリーブ（26）が径方向よりも軸方向に長い形状であれば、上記軸方向溝（M1〜M4）を形成するよりも、上記連通路（M5）を形成する方が、該油溝の長さを短くすることができる。

第７の発明は、第５の発明において、上記油溝は、上記スリーブ（26）または偏心ピン（22b）の周方向に沿って形成されて径方向隙間（S1,S2）同士を連通する周方向溝（M6）により構成されていることを特徴としている。

第７の発明では、上記スリーブ側対向面（S1a,S2a）同士、又は偏心ピン側対向面（S1b,S2b）同士を互いに連通するように、周方向に周方向溝（M6）を形成しているので、該周方向溝（M6）が油溝として使用できる。これにより、第６の発明のように上記偏心ピン（22b）の内部を貫通させることなく、油溝を形成することができる。

第８の発明は、第１の発明において、上記偏心ピン（22b）とスリーブ（26）の少なくとも一方に該偏心ピン（22b）及びスリーブ（26）の軸方向に沿って形成されて軸端で開口する軸方向溝（M1〜M4）と、上記スリーブ（26）と偏心ピン（22b）の軸心を挟んで対向して形成される径方向隙間（S1,S2）同士を連通する連通路（M5,M6）とを備えていることを特徴としている。

第８の発明では、上記油溝は、上記軸方向溝（M1〜M4）と上記連通路（M5,M6）とを備えている。したがって、上記軸方向溝（M1〜M4）により、径方向隙間（S1,S2）内の油をスリーブ（26）の外側に確実に流出、又はスリーブ（26）の外側の油を径方向隙間（S1,S2）内に確実に流入させることができる。一方、上記連通路（M5,M6）により、上記スリーブ側対向面（S1a）と偏心ピン側対向面（S1b）とが互いに接近することによって上記第１径方向隙間（S1）から押し出された油を、上記スリーブ側対向面（S2a）と偏心ピン側対向面（S2b）とが互いに離反することによって広くなった上記第２径方向隙間（S2）へ吸い込ませることができる。ここで、上記軸方向溝（M1〜M4）は、上述した第２から第４の発明の何れか１つに記載の軸方向溝であってもよい。又、上記連通路（M5,M6）は、第６の発明に記載の貫通路又は第７の発明に記載の周方向溝であってもよい。

第９の発明は、回転動作をするクランク軸（22）と公転動作をする可動スクロール（32）との間にスライドブッシュ（25）を備えた可変クランク機構が装着されたスクロール流体機械を前提としている。

そして、上記スクロール流体機械の可変クランク機構が、請求項１から８の何れか１つに記載の可変クランク機構により構成されていることを特徴としている。

第９の発明では、上記可変クランク機構は、上記スクロール流体機械の可変クランク機構として用いることができる。

本発明によれば、上記油溝（M1〜M4）を形成することにより、該油溝（M1〜M4）に沿って径方向隙間（S1,S2）内の油が流動しやすくなるので、上記スリーブ（26）のスライド動作を円滑にすることができる。これにより、上記可変クランク機構の作動性を向上させることができる。

また、上記第２の発明によれば、上記油溝を上記軸方向溝（M1〜M4）で構成することにより、上記径方向隙間（S1,S2）と上記スリーブ（26）の外側とを連通することができるので、該径方向隙間（S1,S2）の油を確実にスリーブ（26）の外側へ排出し、又は、スリーブ（26）の外側の油を確実に上記径方向隙間（S1,S2）に入り込ませることができる。これにより、上記可変クランク機構の作動に対する信頼性を確保することができる。

また、上記第３の発明によれば、上記偏心ピン（22b）とスリーブ（26）との少なくとも一方の軸直角断面が、多角形となるように形成しているので、面上に溝を彫らなくても、上記油溝を形成することができる。これにより、該油溝（M1〜M4）の形成に対する選択肢を増やすことができる。

また、上記第４の発明によれば、上記軸方向溝（M1〜M4）において、軸端に行くほど溝の深さを深くして、軸端の開口断面積を広くすることにより、さらに該軸方向溝（M1〜M4）に沿って径方向隙間（S1,S2）内の油が流動しやすくなる。これにより、上記スリーブ（26）のスライド動作をさらに円滑にすることができるので、上記可変クランク機構の作動性をさらに向上させることができる。

また、上記第５の発明によれば、上記スリーブ（26）のスライド動作により、上記第１径方向隙間（S1）から押し出された油を、上記第２径方向隙間（S2）へ吸い込ませることができるので、第１径方向隙間（S1）の油を積極的に上記スリーブ側対向面（S2a）と偏心ピン側対向面（S2b）とを離反することに利用できる。これにより、上記可変クランク機構の作動性を効果的に向上させることができる。

また、上記第６の発明によれば、上記油溝は、上記軸方向溝（M1〜M4）よりも上記貫通路（M5）で構成した方が、溝の長さを短くできる。つまり、上記油溝を、上記貫通路（M5）で構成した方が、該油溝内部を流れる油の流動抵抗を低く抑えることができる。これにより、上記径方向隙間（S1,S2）内の油の流動がスムーズになり、上記可変クランク機構の作動性をより一層向上させることができる。

また、上記第７の発明によれば、上記スリーブ（26）の内周面又は上記偏心ピン（22b）の外周面の周方向に上記周方向溝（M6）を形成すれば、第６の発明のように上記偏心ピン（22b）の内部を貫通させることなく、油溝を形成することができる。これにより、該周方向溝（M6）の形成に対する選択肢を増やすことができる。

また、上記第８の発明によれば、上記油溝が、上記軸方向溝（M1〜M4）と上記連通路（M5,M6）とを備えているので、上記径方向隙間（S1,S2）内の油の流動が一段とスムーズになり、上記スリーブ（26）のスライド動作をさらに円滑にすることができるので、上記可変クランク機構の作動性をさらに向上させることができる。

また、上記第９の発明によれば、本発明の可変クランク機構をスクロール流体機械に用いることにより、スライドブッシュ（25）のスライド動作を円滑にして、上記可変クランク機構の作動性を向上させることができるので、上記スクロール流体機械の信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る可変クランク機構を備えたスクロール圧縮機の構造を示す断面図である。このスクロール圧縮機（スクロール流体機械）（1）は、図示していないが、例えば空気調和装置等の蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置の冷媒回路において、蒸発器から吸入した低圧の冷媒を圧縮して凝縮器へ送り出すために用いられる。このスクロール圧縮機（1）は、図１に示すように、ケーシング（10）の内部に、駆動機構（20）と圧縮機構（30）とを備えている。上記圧縮機構（30）はケーシング（10）内の上部側に配設され、駆動機構（20）はケーシング（10）内の下部側に配設されている。

ケーシング（10）は、円筒状のケーシング本体（11）と、ケーシング本体（11）の上端部に固定された上部鏡板（12）と、ケーシング本体（11）の下端部に固定された下部鏡板（13）とを有している。また、ケーシング（10）には、冷媒の吸入管（14）が下部に、吐出管（15）が上部に設けられている。これらの吸入管（14）及び吐出管（15）は、詳細は図示していないが上記圧縮機構（30）にケーシング（10）内の空間を介して連通している。また、吸入管（14）は上記冷媒回路の蒸発器に、吐出管（15）は凝縮器に接続されている。

上記ケーシング（10）内には、圧縮機構（30）のすぐ下方に上部ハウジング（16）が固定されている。また、該ケーシング（10）内には、駆動機構（20）の下方に下部ハウジング（17）が固定されている。

駆動機構（20）は、電動機（21）と、電動機（21）に連結されたクランク軸（22）とから構成されている。電動機（21）は、上記上部ハウジング（16）及び下部ハウジング（17）を介してケーシング本体（11）に固定された環状のステータ（23）と、このステータ（23）の内周側に装着されたロータ（24）とを備え、ロータ（24）に上記クランク軸（22）が連結されている。このクランク軸（22）は、上部ハウジング（16）の転がり軸受（18）と、下部ハウジング（17）の転がり軸受（19）とによって、回転可能に支持されている。

上記クランク軸（22）には、その軸方向に沿って主給油路（22c）が形成されている。また、クランク軸（22）の下端部には給油ポンプ（22e）が設けられていて、ケーシング（10）内の下部に貯留する冷凍機油を該クランク軸（22）の回転に伴って汲み上げるように構成されている。主給油路（22c）は、クランク軸（22）の内部を上下方向に延びるとともに、給油ポンプ（22e）が汲み上げた冷凍機油を各摺動部分へ供給するように構成されている。

圧縮機構（30）は、上部ハウジング（16）に固定された固定スクロール（31）と、この固定スクロール（31）に対して可動に構成された可動スクロール（被駆動部材）（32）とを有している。固定スクロール（31）は、上部ハウジング（16）にボルト（40）で固定された固定側鏡板（31a）と、この固定側鏡板（31a）に一体的に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ（31b）とを有している。可動スクロール（32）は、可動側鏡板（32a）と、この可動側鏡板（32a）に一体的に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ（32b）とを有している。

固定スクロール（31）のラップ（31b）と可動スクロール（32）のラップ（32b）とは互いに噛み合っている。固定側鏡板（31a）と可動側鏡板（32a）との間には、両ラップ（31b，32b）の接触部の間が圧縮室（33）として構成されている。この圧縮室（33）は、可動スクロール（32）がクランク軸（22）を中心として公転するのに伴って、両ラップ（31b，32b）間の容積が拡大する際に冷媒を吸入し、該容積が収縮する際に冷媒を圧縮するように構成されている。

圧縮室（33）の外周縁部には吸入口（33a）が形成され、該吸入口（33a）はケーシング（10）内における圧縮機構（30）の下方の空間（低圧空間）を介して吸入管（14）と連通している。また、圧縮室（33）の中心部には吐出口（33b）が形成され、該吐出口（33b）はケーシング（10）内における圧縮機構（30）の上方の空間（高圧空間）を介して吐出管（15）と連通している。

そして、可動スクロール（32）の公転時には、上記蒸発器から吸入管（14）を介して圧縮室（33）に吸い込まれた冷媒が圧縮されて高圧になり、この高圧の冷媒が吐出管（15）から吐出されて上記凝縮器へ供給される。

上記クランク軸（22）の上端部分には、径方向外方へ張り出した受け部（22a）と、該クランク軸（22）の回転中心に対して可動スクロール（32）の最適公転半径に対応する寸法で偏心した偏心ピン（22b）とが形成されている。一方、可動スクロール（32）の可動側鏡板（32a）には、その下面に、上記偏心ピン（22b）と同一中心上に位置するように、円筒状の軸受部（32c）が形成されている。この軸受部（32c）は、その内径寸法が上記偏心ピン（22b）の外径寸法よりも大きく形成されている。

上記偏心ピン（22b）と軸受部（32c）とは、スライドブッシュ（25）を介して連結されている。また、スライドブッシュ（25）と軸受部（32c）の間には、滑り軸受（29）が装着されている。上記構成において、クランク軸（22）が回転することにより偏心ピン（22b）が所定の周回軌道上を旋回（公転）すると、可動スクロール（32）が公転する。ここで、可動スクロール（32）と上部ハウジング（16）との間には、可動スクロール（32）の自転を阻止する機構としてオルダム継手（34）が設けられている。このオルダム継手（34）により、クランク軸（22）が回転したときには、可動スクロール（32）は自転をせずにクランク軸（22）を中心として公転のみを行う。

次に、上記クランク軸（22）と上記可動スクロール（32）とを連通するスライドブッシュ（25）の連結構造について説明する。図２はスライドブッシュ（25）の連結部分を示す拡大図であり、図２（Ａ）はスライドブッシュ（25）における軸方向の断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図３は、上記スライドブッシュ（25）のスリーブ（26）と偏心ピン（22）との遊嵌部分を示す拡大図であり、スリーブ（26）における径方向の断面図である。尚、図３の矢印は、スリーブ（26）のスライド方向を示している。又、図３におけるスリーブ（26）の断面部分のハッチングは省略している。

このスライドブッシュ（25）は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、クランク軸（22）の偏心ピン（22b）に遊嵌するように形成されたスリーブ（26）と、このスリーブ（26）の側方に位置するバランスウェイト（27）と、スリーブ（26）とバランスウェイト（27）とをその下端側で連結する連接部（28）とを有している。

上記スリーブ（26）の内周面と上記偏心ピン（22b）の外周面とには、図３に示すように、該スリーブ（26）のスライド動作を案内可能なガイド面（P1,P2,P3）がそれぞれ形成されている。尚、該ガイド面（P1,P2,P3）はスライド動作のためだけでなく、上記スリーブ（26）が、上記偏心ピン（22b）に対して回転しないようにも作用している。

又、上記スリーブ（26）と上記偏心ピン（22b）との間には、該スリーブ（26）のスライド動作を許容する第１径方向隙間（S1）と第２径方向隙間（S2）とが形成されている。

このような構成により、上記スリーブ（26）の内周面と上記偏心ピン（22b）の外周面とは、互いに冷凍機油を介して接触しているガイド面（P1,P2,P3）と、上記第１、第２径方向隙間（S1,S2）を介して互いに対向している対向面（S1a,S1b,S2a,S2b）とで形成されている。

具体的に、図３に示すように、上記スリーブ（26）の内周面は、平面状のスリーブ側第１、第２ガイド面（P1,P2）と、該スリーブ側第１、第２ガイド面（P1,P2）の両端部同士を接続する曲面状のスリーブ側第１、第２対向面（S1a,S2a）とで形成され、上記偏心ピン（22b）の外周面は、平面状の偏心ピン側ガイド面（P3）と、曲面状の偏心ピン側第１、第２対向面（S1b,S2b）とで形成されている。

ここで、上記スリーブ側第１対向面（S1a）には第１、２油溝（M1,M2）が、上記スリーブ側第２対向面（S2a）には第３、４油溝（M3,M4）がそれぞれ形成されている。尚、各油溝（M1〜M4）は、上記スリーブ（26）の軸方向に形成されるとともに、該スリーブ（26）の両端で開口している。

そして、上記スリーブ（26）が、図３のＣ方向へスライドすれば、上記スリーブ側第１対向面（S1a）は上記偏心ピン側第１対向面（S1b）に接近して、上記第１径方向隙間（S1）は狭くなる一方、上記スリーブ側第２対向面（S2a）は上記偏心ピン側第２対向面（S2b）から離反して、上記第２径方向隙間（S2）は広くなる。尚、Ｃ方向へのスライド範囲は、上記スリーブ（26）を介して連結されている可動スクロール（32）のラップ（32b）が、固定スクロール（31）のラップ（31b）に接触するまでである。この接触時において、上記第１、第２油溝（M1,M2）は塞がることはない。

一方、上記スリーブ（26）が、図３のＤ方向へスライドした場合は、上記スリーブ側第１対向面（S1a）は上記偏心ピン側第１対向面（S1b）から離反して、上記第１径方向隙間（S1）は広くなる一方、上記スリーブ側第２対向面（S2a）は上記偏心ピン側第２対向面（S2b）に接近して、上記第２径方向隙間（S2）は狭くなる。そして、Ｄ方向へのスライドは、上記記スリーブ側第２対向面（S2a）が上記偏心ピン側第２対向面（S2b）に接触するまでである。この接触時において、上記第３、第４油溝（M3,M4）は塞がることはない。

又、上記偏心ピン（22b）の上面の中心部分には、上記クランク軸（22）の主給油路（22c）に連通する給油口（22d）が設けられている。そして、この給油口（22d）から、冷凍機油が上記スリーブ（26）と偏心ピン（22b）とのガイド面（P1,P2,P3）に供給されるとともに、上記第１径方向隙間（S1）及び上記第２径方向隙間（S2）にも入り込む。

−運転動作−
次に、この実施形態のスクロール圧縮機（1）の運転動作について説明する。

まず、電動機（21）を起動すると、ロータ（24）の回転に伴ってクランク軸（22）が回転する。クランク軸（22）の回転力は、上記スライドブッシュ（25）を介して可動スクロール（32）に伝達される。可動スクロール（32）は、オルダム継手（34）により自転が阻止されているため、クランク軸（22）の回転中心の周りで自転せずに公転だけを行う。そして、可動スクロール（32）の公転動作により、固定スクロール（31）と可動スクロール（32）の間の圧縮室（33）の容積が変化する。

これにより、圧縮室（33）では、その容積変化に伴って、吸入管（14）から低圧の冷媒が吸引されるとともに該冷媒が圧縮される。冷媒は高圧になり、吐出管（15）から吐出された後、冷媒回路において凝縮、膨張、蒸発の各行程を経て、再度吸入管（14）から吸入されて圧縮される作用が繰り返される。

又、上記スライドブッシュ（25）のスリーブ（26）は、クランク軸（22）の偏心ピン（22b）に遊嵌しているため、上述したように、偏心ピン（22b）の径方向（図３のＣ方向又はＤ方向）へスライド可能である。したがって、クランク軸（22）の回転時には、圧縮室（33）内で圧縮される冷媒ガスの反力の径方向成分とバランスウェイト（27）の遠心力の作用により、スライドブッシュ（25）がガイド面（P1,P2,P3）に沿ってスライドし、両スクロール（31，32）のラップ（31b,2b）同士が密接した状態に保持される。これにより、圧縮室（33）内において高圧側から低圧側への冷媒の漏れが発生せず、効率のよい圧縮動作が行われる。

ここで、上述したように、上記スリーブ（26）が、例えば図３のＣ方向へスライドしていくと、上記第１径方向隙間（S1）は次第に狭くなり、上記第２径方向隙間（S2）は次第に広くなる。この時、該第１径方向隙間（S1）にある冷凍機油は、上記スリーブ側第１対向面（S1a）と上記偏心ピン側第１対向面（S1b）との接近に伴い、該スリーブ側第１対向面（S1a）の上記第１、第２油溝（M1,M2）に追いやられて、該第１、第２油溝（M1,M2）の開口からスムーズに排出される。一方、該第２径方向隙間（S2）において、上記記スリーブ側第２対向面（S2a）が上記偏心ピン側第２対向面（S2b）に接触していたとしても、上記第３、第４油溝（M3,M4）は、上述したように塞がることはないので、該第３、第４油溝（M3,M4）の開口からスムーズに給油口（22d）から送られた冷凍機油が入り込む。つまり、第１から第４油溝（M1〜M4）を形成することにより、第１、２径方向隙間（S1,S2）に流出入する冷凍機油の流動がスムーズに行われる。上記スリーブ（26）が、図３のＤ方向へスライドした場合は、Ｃ方向とは逆に、上記第１径方向隙間（S1）は次第に広くなり、上記第２径方向隙間（S2）は次第に狭くなる。この場合の動作については省略する。

−実施形態の効果−
この実施形態によれば、上記第１から第４油溝（M1〜M4）を形成することにより、該第１から第４油溝（M1〜M4）に沿って第１、２径方向隙間（S1,S2）内の冷凍機油が流動しやすくなる。これにより、スリーブ（26）のスライド動作が円滑になり、上記可変クランク機構の作動性を向上させることができる。

又、上記第１から第４油溝（M1〜M4）は、上記スリーブ（26）の両方の軸端で開口しているので、例えば、上記スリーブ（26）が図３のＣ方向にスライドした場合であっても、上記第１径方向隙間（S1）の油をスムーズに第１、２油溝（M1,M2）の開口部から排出することができるとともに、該第２径方向隙間（S2）には、第３，４油溝（M3,M4）の開口部からスムーズに冷凍機油が入り込む。これにより、上記可変クランク機構の作動動作に対する信頼性を確保することができる。

ここで、本実施形態では、各油溝（M1〜M4）は、上記スリーブ（26）の内周面に形成するようにしているが、該スリーブ（26）ではなく、上記偏心ピン（22b）の外周面に形成してもよい。

−実施形態の変形例１−
実施形態の変形例１では、図４に示すように、上記スリーブ（26）の内周面と上記偏心ピン（22b）の外周面との間にある空間の一部が油溝を形成する。尚、図４におけるスリーブ（26）の断面部分のハッチングは省略している。具体的に、上記スリーブ（26）の内周面におけるスリーブ側第１、第２対向面（S1a,S2a）が、実施形態とは違い、多角面で構成されている。上記スリーブ（26）が、図４のＣ方向へスライドすれば、上記第１径方向隙間（S1）は狭くなる一方、上記第２径方向隙間（S2）は広くなる。ここで、Ｃ方向へのスライド範囲は、上記スリーブ（26）を介して連結されている可動スクロール（32）のラップ（32b）が、固定スクロール（31）のラップ（31b）に接触するまでである。又、この接触時において、上記スリーブ側第１対向面（S1a）が上記偏心ピン側第１対向面（S1b）との間には、軸方向断面が三角形状であって軸端で開口する空間が存在する。この空間が油溝を構成する。

尚、図４のＤ方向へスライドした場合は、Ｃ方向とは逆に、上記第１径方向隙間（S1）は広くなる一方、上記第２径方向隙間（S2）は狭くなる。そして、Ｄ方向へのスライドは、上記スリーブ側第２対向面（S2a）が上記偏心ピン側第２対向面（S2b）に接触するまでであり、この接触時において、形成される空間が油溝を構成する。

そして、上記スリーブ（26）がＣ方向へスライドしていくと、上記第１径方向隙間（S1）にある冷凍機油は、該第１径方向隙間（S1）にある三角状の空間に追いやられるとともに、この空間の軸端の開口からスムーズに排出される。一方、該第２径方向隙間（S2）には、上記三角状の空間に沿ってスムーズに給油口（22d）から送られた冷凍機油が入り込む。つまり、この三角状の空間が油溝として機能するため、第１、２径方向隙間（S1,S2）に流出入する冷凍機油の流動がスムーズになり、上記スリーブ（26）のスライド動作が円滑に行われる。

以上により、本実施形態のように、上記スリーブ（26）の内周面に油溝を形成しなくても、該スリーブ（26）の軸直角断面が、多角形となるように形成すれば、容易に油溝を形成することができる。

−実施形態の変形例２−
実施形態の変形例２では、上記実施形態における第１から第４油溝（M1〜M4）は、図５に示すように、両方の軸端に行くほど溝の深さが深くなるように構成されている。

この変形例２によれば、上記第１から第４油溝（M1〜M4）は、軸端に行くほど、開口断面積が広くなる。つまり、各油溝（M1〜M4）の開口断面積が広がれば、第１、第２径方向隙間（S1,S2）の冷凍機油はさらに流動し易くなるので、上記スリーブ（26）のスライド動作がさらに円滑になり、上記可変クランク機構の作動性をさらに向上させることができる。 又、上述した変形例１の三角状の空間が、軸端に行くほど広くなるように構成してもよい。

−実施形態の変形例３−
実施形態の変形例３では、実施形態の第１から第４油溝（M1〜M4）のような軸方向溝（M1〜M4）が油溝として構成されるのではなく、図６に示すように、油溝として上記偏心ピン（22b）の内部を径方向に貫通する貫通路（連通路）（M5）が形成されている。尚、図６におけるスリーブ（26）の断面部分のハッチングは省略している。ここで、この貫通路（M5）は、上記偏心ピン（22b）における偏心ピン側第１対向面（S1b）と上記偏心ピン側第２対向面（S2b）とが互いに連通するように貫通しなければならない。ここで、変形例３のスリーブ（26）は径方向よりも軸方向に長い形状である。

この変形例３によれば、上記貫通路（M5）は、上記実施形態の軸方向溝（M1〜M4）に比べて、溝の長さを短くすることができる。これにより、油溝を流れる油の流動抵抗が低く抑えられるので、第１径方向隙間（S1）及び第２径方向隙間（S2）の間における冷凍機油の流動がスムーズになり、上記可変クランク機構の作動性をより一層向上させることができる。

又、上記スリーブ（26）のスライド動作により、一方の径方向隙間（S1,S2）から押し出された油を、他方の径方向隙間（S1,S2）へ吸い込ませることができるので、一方の径方向隙間（S1,S2）から押し出された油を積極的に他方の径方向隙間（S1,S2）を広げることに利用することができる。これにより、効果的に油を流動させることができるので、上記可変クランク機構の作動性を効果的に向上させることができる。

−実施形態の変形例４−
実施形態の変形例４では、上記軸方向溝（M1〜M4）や上記貫通路（M5）が油溝として構成されるのではなく、図７に示すように、上記偏心ピン（22b）の周方向に形成された周方向溝（貫通溝）（M6）が油溝として構成される。尚、図７におけるスリーブ（26）の断面部分のハッチングは省略している。ここで、図７では、上記偏心ピン（22b）側に周方向溝（M6）を形成しているが、周方向溝（M6）は該偏心ピン（22b）側に限定せず、上記スリーブ（26）側に形成してもよい。又、周方向溝（M6）は、偏心ピン（22b）及びスリーブ（26）のどちらか一方のみに限定せずに、両方に形成してもよい。

この変形例４によれば、上記第１径方向隙間（S1）と第２径方向隙間（S2）とを連通させる方法としては、上記貫通路（M5）だけでなく、このように周方向溝（M6）を形成してもよい。そして、周方向溝（M6）を形成した場合でも、上記変形例３と同様に、上記可変クランク機構の作動性をより一層向上させることができる。

《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。

上記実施形態では、油溝（M1〜M4）の数は４つであったが、４つである必要はなく、その数は適宜定めればよい。

又、上記実施形態（図３）では、４つの油溝（M1〜M4）のみが形成されていたが、該油溝（M1〜M4）とは別に、変形例３で示した貫通路（図３の仮想線参照）と変形例４で示した周方向溝との両方、又はどちらか一方が形成されていてもよい。又、上記４つの油溝（M1〜M4）に代えて変形例２に示した油溝を形成してもよい。

上記実施形態では、スクロール圧縮機に搭載されたスライドブッシュについて説明したが、スクロール圧縮機に限定される必要はなく、スクロール膨張機などでもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、スライドブッシュ（25）を備えた可変クランク機構と、該可変クランク機構を備えたスクロール流体機械とについて有用である。

本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機の構造を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るスライドブッシュの連結部分を示す拡大図であり、図２（Ａ）はスライドブッシュにおける軸方向の断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施形態におけるスライドブッシュのスリーブと偏心ピンとの遊嵌部分を示す拡大図であり、スリーブにおける径方向の断面図である。 実施形態の変形例１におけるスライドブッシュのスリーブと偏心ピンとの遊嵌部分を示す拡大図であり、スリーブにおける径方向の断面図である。 実施形態の変形例２におけるスライドブッシュのスリーブと偏心ピンとの遊嵌部分を示す拡大図であり、スリーブにおける軸方向の断面図である。 実施形態の変形例３におけるスライドブッシュのスリーブと偏心ピンとの遊嵌部分を示す拡大図であり、スリーブにおける径方向の断面図である。 実施形態の変形例４におけるスライドブッシュのスリーブと偏心ピンとの遊嵌部分を示す拡大図であり、スリーブにおける径方向の断面図である。 従来のスクロール圧縮機に係るスライドブッシュの連結部分を示す拡大図であり、図８（Ａ）はスライドブッシュにおける軸方向の断面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

1 スクロール圧縮機（スクロール流体機械）
22 クランク軸
22b 偏心ピン
25 スライドブッシュ
26 スリーブ
32 可動スクロール（被駆動部材）
M1〜M4 第１〜第４油溝
M5 貫通路
M6 周方向溝
P1 スリーブ側第１ガイド面
P2 スリーブ側第２ガイド面
P3 偏心ピン側第１ガイド面
S1 第１径方向隙間
S1a スリーブ側第１対向面
S1b 偏心ピン側第１対向面
S2 第２径方向隙間
S2a スリーブ側第２対向面
S2b 偏心ピン側第２対向面

Claims (9)

1. 回転動作をするクランク軸（22）と公転動作をする被駆動部材（32）との間に装着されるスリーブ（26）を有するスライドブッシュ（25）を備え、該スリーブ（26）とクランク軸（22）の偏心ピン（22b）との間に形成されるガイド面（P1,P3）に沿って上記スリーブ（26）がスライドすることによりクランク半径を調整する可変クランク機構であって、
   上記偏心ピン（22b）とスリーブ（26）との間の径方向隙間（S1,S2）への油の流出入が可能な油溝（M1〜M4）が形成されていることを特徴とする可変クランク機構。
2. 請求項１において、
   上記油溝は、上記偏心ピン（22b）とスリーブ（26）の少なくとも一方に、該偏心ピン（22b）及びスリーブ（26）の軸方向に沿って形成されて軸端で開口する軸方向溝（M1〜M4）であることを特徴とする可変クランク機構。
3. 請求項２において、
   上記偏心ピン（22b）とスリーブ（26）の少なくとも一方が軸直角断面が多角形になるように形成され、偏心ピン（22b）とスリーブ（26）との間に上記軸方向溝（M1〜M4）が形成されていることを特徴とする可変クランク機構。
4. 請求項２または３において、
   上記軸方向溝（M1〜M4）が、上記偏心ピン（22b）とスリーブ（26）の軸端ほど開口断面積が大きく形成されていることを特徴とする可変クランク機構。
5. 請求項１において、
   上記油溝は、上記スリーブ（26）と偏心ピン（22b）の軸心を挟んで対向して形成される径方向隙間（S1,S2）同士を連通する連通路（M5,M6）により構成されていることを特徴とする可変クランク機構。
6. 請求項５において、
   上記油溝は、上記偏心ピン（22b）を貫通して径方向隙間（S1,S2）同士を連通する貫通路（M5）により構成されていることを特徴とする可変クランク機構。
7. 請求項５において、
   上記油溝は、上記スリーブ（26）または偏心ピン（22b）の周方向に沿って形成されて径方向隙間（S1,S2）同士を連通する周方向溝（M6）により構成されていることを特徴とする可変クランク機構。
8. 請求項１において、
   上記偏心ピン（22b）とスリーブ（26）の少なくとも一方に該偏心ピン（22b）及びスリーブ（26）の軸方向に沿って形成されて軸端で開口する軸方向溝（M1〜M4）と、上記スリーブ（26）と偏心ピン（22b）の軸心を挟んで対向して形成される径方向隙間（S1,S2）同士を連通する連通路（M5,M6）とを備えていることを特徴とする可変クランク機構。
9. 回転動作をするクランク軸（22）と公転動作をする可動スクロール（32）との間にスライドブッシュ（25）を備えた可変クランク機構が装着されたスクロール流体機械であって、
   上記可変クランク機構が、請求項１から８の何れか１に記載の可変クランク機構により構成されていることを特徴とするスクロール流体機械。

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