CN1115481C - 滑动装置 - Google Patents

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Abstract

半球状滑履(1)具有半球面(1A)和平坦的端面(1B)。上述半球面(1A)具有与活塞(2)的半球状凹部(2B)滑动接触的滑动接触部(1a)和比滑动接触部(1a)更靠近顶部侧(凹部1C侧)的引入部(1b)。该引入部(1b)的球径(D2)比滑动接触部(1a)的球径D1大。这样，在引入部(1b)和与其相向的活塞(2)的半球状凹部(2B)之间产生间隙(8)。半球状凹部(2B)与半球状滑履(1)的凹部(1C)之间的空间部(4)内贮存的润滑油通过上述间隙(8)导入至滑动接触部(1a)。这样，可提供滑动特性比现有技术好的滑动装置。

Description

滑动装置
技术领域
本发明涉及一种具有半球状滑履的滑动装置，更为详细地说，涉及一种适合用于例如斜盘式压缩机的活塞、斜盘、及介于其中的半球状滑履的滑动装置。
背景技术
过去，具有半球面和平坦端面、用于斜盘式压缩机的半球状滑履为公知技术。
另外，作为半球状滑履，已知有沿与轴线直交的方向切去顶部侧、在那里形成平坦面的结构(例如日本特开昭57-76281号公报、实开昭63-7288号公报)。按照这样的半球状滑履，在将半球状的滑履的半球面嵌合到活塞的半球状凹部的状态下，于半球状凹部与半球状滑履的顶部侧的平坦面之间形成空间部，在该空间部贮存润滑油。
可是，在上述现有技术的半球状滑履中，半球面的顶部侧的平坦面与上述端面之间的一部分成为与活塞的半球状凹部滑动接触的滑动接触部。
然而，在现有技术的半球状滑履中，比上述滑动接触部更靠近顶部侧的半球面具有相同球径，所以，在比滑动接触部更靠近顶部侧的半球面与活塞的半球状凹部之间实质上难以产生间隙。为此，即使在上述半球状凹部与半球状滑履的顶部侧的平坦面之间的空间部内贮存润滑油，上述空间部内的润滑油也难以被引导至滑动接触部。因此，现有半球状滑履的滑动特性不好。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的滑动装置具有第1可动构件、第2可动构件、及半球状滑履，该第1可动构件具有半球状凹部，该第2可动构件具有平坦面，该半球状滑履具有嵌合于上述第1可动构件的半球状凹部的半球面和与上述第2可动构件的平坦面滑动接触的端面；其中，在上述半球面的顶部与上述端面之间形成与上述半球状凹部滑动接触的滑动接触部，另外，将半球面的比上述滑动接触部更靠近顶部侧的区域作为引入部，当半球面嵌合到上述半球状凹部时，在上述引入部和与其相向的半球状凹部之间形成间隙，该间隙的半球面顶部侧逐渐变大。
按照上述构成，在引入部和与其相向的半球状凹部之间形成上述间隙，贮存于半球状凹部与滑履的顶部侧部分之间的空间部的润滑油被通过上述间隙引导至滑动接触部。
因此，可提供具有比现有技术好的滑动特性的滑动装置。
附图说明
图1为示出本发明一实施例的断面图，图2为图1所示半球状滑履的放大断面图，图3为示出图1所示斜盘式压缩机工作时的半球状滑履的状态的图，图4为示出现有技术的半球状滑履的断面图，图5为示出本发明第2实施例的正面图，图6为示出本发明第3实施例的断面图。
具体实施方式
下面，根据图示实施例说明本发明。图1和图2示出将本发明的滑动装置应用于斜盘式压缩机的实施例。即，斜盘式压缩机具有半球状滑履1、在图面上沿上下方向往复移动的活塞2、及由回转轴驱动回转的平坦斜盘3。在上述活塞2的端面2A形成半球状凹部2B。在该实施例中，当形成半球状凹部2B时，其整个区域为相同曲率。
半球状滑履1具有呈半球状的半球面1A和平滑的端面1B。半球面1A的轴向顶部侧(图1上的上方侧)的部位被与轴线C直交地稍切去一些，在该部分形成浅底圆弧状断面的凹部1C。另外，在端面1B的轴部(中央)也形成大体为圆锥形的孔1D。上述顶部侧的凹部1C的深度设定为端面1B轴部的孔1D的深度的约3分之1左右。
该半球状滑履1在将半球面1A嵌合到上述活塞2的半球状凹部2B的同时，将端面1B接触在斜盘3。这样，介于半球状凹部2B与斜盘3之间的半球状滑履1的、接近半球面1A与端面1B的边界部1E一侧的半球面1A的区域成为露出到活塞2的端面2A与斜盘3之间的空间部的状态。
另外，由上述凹部1C和活塞2的半球状凹部2B形成空间部4，并由孔1D和斜盘3形成空间部5。这些空间部4、5作为一时贮存润滑油的腔室起作用。
当上述斜盘3回转时，通过半球状滑履1使活塞2往复移动。此时，半球状滑履1的端面1B和斜盘3滑动，同时半球面1A与半球状凹部2B滑动。另外，此时贮存于上述空间部4、5的润滑油渗透到半球面1A和端面1B的滑动接触部位，对该部分进行润滑和冷却。
在本实施例中，半球面1A的滑动接触部1a的球径D1和半球面1A的比上述滑动接触部1a更往顶部侧(凹部1C侧)的引入部1b的球径D2不同。
即，对于本实施例的半球状滑履1，并不是其半球面1A的整个区域与半球状凹部2A滑动，而是在端面1B与成为顶部侧的凹部1C之间的接近该凹部1C的环状区域成为与半球状凹部2B滑动接触的滑动接触部1a。
将比半球面1A的滑动接触部1a更靠近顶部侧(凹部1C侧)的环状区域作为引入部1b，将比滑动接触部1a更靠近端面1B侧的环状区域作为不与半球状凹部2A滑动的非滑动接触部1d。
在本实施例中，使半球面1A的引入部1b的球径D2比半球面1A的滑动接触部1a的球径D1大。
这样，在引入部1b和与其相向的活塞2的半球状凹部2B之间形成顶部侧(凹部1C侧)逐渐扩大的间隙8(图1)。调整各部分的尺寸，使该间隙8的最大尺寸为5-500μm。
这样，形成于半球状凹部2B与半球状滑履1的凹部1C之间的空间部4内所贮存的润滑油通过上述间隙8朝滑动接触部1a平滑地导入。
另外，处于端面1B侧的非滑动接触部1d的球径D3比滑动接触部1a的球径D1小。这样，在非滑动接触部1d和与其相向的活塞2的半球状凹部2B之间，形成端面1B侧逐渐扩大的间隙9。处于滑动接触部1a的润滑油通过该间隙9容易地朝端面1B排出。
上述半球面1A的滑动接触部1a的表面也可由包含MoS2、Gr等的树脂膜所覆盖。或者，也可在上述半球面1A的滑动接触部1a的表面进行软氮化处理，由MoS2、Gr等的树脂形成的膜覆盖。另外，半球面1A的滑动接触部1a的表面也可由DLC(非晶碳膜)、Ni-P系镀层、及Ni-B系镀层中的任一种构成的硬质膜层覆盖。通过这样覆盖滑动接触部1a的表面，可防止滑动接触部1a的发热胶着。
在本实施例中，半球状滑履1的端面1B的轴部侧(孔1D侧)的区域比成为外周缘的边界部1E更朝斜盘3侧凸出。将位于该轴部侧的平坦面构成的区域作为与上述斜盘3滑动接触的滑动接触部1F。
另一方面，从上述滑动接触部1F的外方侧的边缘部1F′到边界部1E的区域的断面形成为平缓的圆弧状，该区域为不与斜盘3滑动接触的非滑动接触部1G。
在本实施例中，当形成上述非滑动接触部1G时，滑动接触部1F的外方侧的边缘部1F′相比于上述半球面1A的滑动接触部1a的顶部侧(凹部1C侧)边缘部1a′从轴线C隔开的距离R(半径)，位于更接近轴线C的位置(图2)。
另外，当与上述边缘部1a′相交地画与轴线C平行的点划直线L时，如以下那样设定该直线L与非滑动接触部1G交叉的点X、上述滑动接触部1F、及边界部1E的关系。
即，如图2所示，将滑动接触部1F和边界部1E隔开的轴向距离(即滑动接触部1F的凸出量)设为C1，将滑动接触部1F和上述点X隔开的轴向距离设为C2，则在本实施例中，使C2/C1≤0.3地进行设定。
在这样的实施例中，根据上述尺寸设定，使端面1B的轴部侧(滑动接触部1F)比成为外周缘的边界部1E更为凸出。
为此，在半球状滑履1的实际使用过程中，如图3所示那样，由最为倾斜的状态的斜盘3上的端面1B的滑动接触部1F沿活塞2的轴线支承该活塞2的最大负荷P。因此，在斜盘式压缩机的工作状态下，介于活塞2的半球状凹部2B与斜盘3之间的半球状滑履1的姿势极为稳定。而且，在图3所示状态下，半球面1A的滑动接触部1a的一部分露出到活塞2的端面2A与斜盘3之间的空间部，由该露出的滑动接触部1a的一部分将润滑油引导至滑动接触部1a与半球状凹部2B的滑动接触部位。
如上述那样，本实施例的半球状滑履1的引入部1b的球径D2比滑动接触部1a的球径D1大，当将半球状滑履1嵌合到活塞2的半球状凹部2B时形成上述间隙8。为此，贮存于半球状滑履1的凹部1C与活塞2的半球状凹部2B之间的空间部4内的润滑油如图1中箭头所示那样通过间隙8朝滑动接触部1a平滑导入。因此，可进一步提高半球状滑履1的滑动特性。
图4示出现有技术的半球状滑履1。在该现有技术的半球状滑履1中，切去半球面1A的顶部侧形成平坦面1C，另外，半球面1A的与平坦面1C接近的区域1b和与其邻接的滑动接触部1a的球径D1、D2设为相同的大小。为此，成为在半球面1A的接近平坦面1C的区域1b与活塞2的半球状凹部2B之间实际上难以形成间隙的状态。因此，存在平坦面1C和与其相向的半球状凹部2B之间的空间部4内所贮存的润滑油不易被导入至滑动接触部1a的缺点。为此，在这样的现有的结构下，滑动特性不好。
另外，如图4所示，在现有技术中，半球状滑履1的顶部为切成的平坦面1C，所以，存在可贮存于空间部4内的润滑油量少的缺点。
与此不同，在本实施例中，在半球状滑履1的顶部形成凹部1C。为此，可使形成于该凹部1C与活塞2的半球状凹部2B之间的空间部4的容积比现有技术大，与现有技术相比可增加能够在该处贮存的润滑油量。因此，可进一步提高半球状滑履1的滑动特性。
在本实施例中，通过上述尺寸设定使端面1B的轴部侧(滑动接触部1F)比外周侧(非滑动接触部1G)更为凸出。为此，斜盘式压缩机工作时的半球状滑履1的姿势稳定，并且润滑油对滑动部分的润滑和冷却效果良好。
(第2实施例)
图5示出半球状滑履1的第2实施例。在该第2实施例中，省略了上述第1实施例的半球状滑履1的端面1B侧的孔1D。除此之外的构成与上述第1实施例相同。由这样的第2实施例的构成也可获得与上述第1实施例相同的作用和效果。
(第3实施例)
图6示出本发明的第3实施例。上述各实施例对半球状滑履1进行了改良，而在该第3实施例中，改良了活塞2侧。
即，半球状滑履1的半球面1A的滑动接触部1a和顶部侧的引入部1b与图4所示现有技术的半球状滑履1同样，其球径相同。而活塞2的半球状凹部2B的与上述滑动接触部1a滑动接触的部位的球径D1比半球状凹部2B的与引入部1b相向部位的球径D2大。
这样，在成为球径D2的半球状凹部2B和与其相向的半球面1A的引入部1b之间形成与上述第1实施例的场合相同的间隙8。
因此，由这样的第3实施例的构成，贮存于空间部4内的润滑油也可通过间隙8导入至滑动接触部1a，所以，半球状滑履1和活塞2的滑动特性可比现有技术提高。
在上述各实施例中，说明了将本发明的滑动装置应用于斜盘式压缩机的活塞、半球状滑履、斜盘的场合，但本发明也可用于摇(ワツブル)板式油泵。另外，本发明的滑动装置也可用于具有半球状凹部并在该处嵌合半球状滑履的机械部件。
如上述那样，按照本发明，可提供滑动特性比与现有技术好的滑动装置。

Claims (10)

1.一种滑动装置，具有第1可动构件、第2可动构件、及半球状滑履，该第1可动构件具有半球状凹部，该第2可动构件具有平坦面，该半球状滑履具有嵌合于上述第1可动构件的半球状凹部的半球面和与上述第2可动构件的平坦面滑动接触的端面；其特征在于：在上述半球面的顶部与上述端面之间形成与上述半球状凹部滑动接触的滑动接触部，另外，将半球面的比上述滑动接触部更靠近顶部侧的区域作为引入部，当半球面嵌合到上述半球状凹部时，在上述引入部和与其相向的半球状凹部之间形成间隙，该间隙的半球面顶部侧逐渐变大，上述半球状滑履的端面的轴部侧的区域比外周侧更凸出，成为上述轴部侧的区域的平坦面与上述第2可动构件的平坦面滑动接触，而且，使该端面的滑动接触部的外方侧的缘部位于比上述半球面的滑动接触部的顶部侧的缘部更靠近半球状滑履的轴心的位置。
2.如权利要求1所述的滑动装置，其特征在于：将上述引入部的球径设定得比上述滑动接触部的球径大，形成上述间隙。
3.如权利要求1所述的滑动装置，其特征在于：将与上述引入部相向位置的半球状凹部的球径设定得比与上述滑动接触部进行滑动接触的位置的半球状凹部的球径小，形成上述间隙。
4.如权利要求1-3中各项所述的滑动装置，其特征在于：在上述半球面的顶部形成凹部，当将半球面嵌合到上述半球状凹部时，在该半球状凹部与形成于半球面的上述凹部之间形成贮存润滑油的空间部。
5.如权利要求1所述的滑动装置，其特征在于：上述间隙设定为5-500μm。
6.如权利要求1所述的滑动装置，其特征在于：上述半球面的表面由包含MoS2、Gr的树脂膜所覆盖。
7.如权利要求1所述的滑动装置，其特征在于：对上述半球面的表面进行软氮化处理后，由包含MoS2、Gr的树脂膜所覆盖。
8.如权利要求1所述的滑动装置，其特征在于：上述半球面的滑动接触部的表面由DLC(非晶碳膜)、Ni-P系镀层、及Ni-B系镀层中的任一种构成的硬质膜层覆盖。
9.如权利要求1所述的滑动装置，其特征在于：上述第1可动构件为斜盘式压缩机的活塞，另外，上述第2可动构件为斜盘式压缩机的斜盘。
10.如权利要求1所述的滑动装置，其特征在于，上述半球状滑履的端面中的比上述滑动接触部更靠外方侧的区域为形成为圆弧状的非滑动接触部(1G)，在与上述半球面的滑动接触部的顶部侧的缘部(1a′)相交地引与轴心平行的假想直线(L)时，当将该直线(L)与上述非滑动接触部(1G)交叉的点设为X、将上述半球状滑履的端面的滑动接触部的突出量设为C1、将上述端面的滑动接触部与上述X点在轴方向隔开的距离设为C2时，将各部的尺寸设定为C2/C1≤0.3。
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