JP2001153039A - 半球状シュー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 半球状シュー１は、半球面１Ａと端面１
Ｂとを備えている。上記半球面１Ａは、ピストン２の半
球状凹部２Ｂと摺接する摺接部１ａと、半球状凹部２Ｂ
と摺接しない非摺接部１ｂ、１ｂ’とからなり、非摺接
部１ｂ、１ｂ’の粗さは摺接部１ａの粗さよりも粗くし
ている。 【効果】 非摺接部１ｂ、１ｂ’が、摺接部１ａへの潤
滑油の引き込み部として機能する。そのため、半球面１
Ａの全域が同一の粗さであった従来のものと比較して、
摺動特性に優れた半球状シュー１を提供することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半球状シューに関
し、より詳しくは、例えば斜板式コンプレッサのピスト
ンと斜板との間に介在させるのに好適な半球状シューに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半球面と平坦な端面とを備えて斜
板式コンプレッサに用いられる半球状シューは知られて
いる。上記従来の半球状シューにおける半球面の全域
は、実質的に同じ粗さとなるように製造されていたもの
である。そして、半球状シューは、その半球面をピスト
ンの半球状凹部に嵌合されてそれと摺接することになる
が、上記半球面の全域がピストンの半球状凹部と摺接す
るのではなく、半球状シューの軸方向の中央側となる環
状の領域が半球状凹部と摺接することは知られている。
つまり、半球状シューの半球面は、ピストンの半球状凹
部と摺接する摺接部と、ピストンの半球状凹部と摺接し
ない非摺接部とによって構成されていることは知られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
半球状シューにおいては、半球面の全域、つまり摺接部
および非摺接部は同じ粗さで製造されていたものであ
る。しかしながら、従来の半球状シューを本願の発明者
が研究したところ、半球面の粗さが細かい場合には摺動
特性の観点から有効であった。その反面、半球面の表面
の粗さが細かい場合には、半球面が潤滑油を弾いてしま
うために、摺接部に向けて潤滑油が誘導されにくいとい
う欠点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述した事情に鑑み、本
発明は、一方の部材の半球状凹部に嵌合される半球面
と、他方の部材の平坦面と摺接する端面とを備えた半球
状シューにおいて、上記半球状凹部と摺接しない領域と
なる半球面における非摺接部の粗さを、上記半球状凹部
との摺接領域となる半球面における摺接部の粗さよりも
粗くしたものである。

【０００５】上述した構成によれば、半球面における非
摺接部の粗さは摺接部の粗さよりも粗いので、非摺接部
は潤滑油を弾きにくくなり、それによって、非摺接部を
介して摺接部への潤滑油の供給を円滑に行うことができ
る。しかも、摺接部の粗さは細かいので、摺動特性が良
好な半球状シューを提供することができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下図示実施例について本発明を
説明すると、図１ないし図３において、１は半球状シュ
ーであり、従来公知の斜板式コンプレッサの内部に設け
られている。斜板式コンプレッサは、図面上で上下方向
に往復移動されるピストン２と、回転軸によって回転さ
れる平坦な斜板３とを備えている（図１）。上記ピスト
ン２の端面２Ａに半球状凹部２Ｂを形成している。な
お、この実施例では半球状凹部２Ｂを形成するに当たっ
ては、その全域が同一曲率となるようにしている。半球
状シュー１は、半球状をした半球面１Ａと、平滑な端面
１Ｂとを備えている。半球面１Ａの軸方向の頂部側（図
１上の上方側）の箇所は、軸心Ｃと直交するように少し
切欠いてあり、その部分に底の浅い断面円弧状の凹部１
Ｃを形成している。また、端面１Ｂの軸部（中央）に
も、概略円錐形の孔１Ｄを形成している。上述した頂部
側の凹部１Ｃの深さは、端面１Ｂの軸部の孔１Ｄの深さ
の約３分の１程度に設定している。この半球状シュー１
は、半球面１Ａを上記ピストン２の半球状凹部２Ｂに嵌
合すると同時に、端面１Ｂを斜板３に当接させている。
このように、半球状凹部２Ｂと斜板３との間に介在させ
た半球状シュー１は、半球面１Ａと端面１Ｂとの境界部
１Ｅに近い側となる半球面１Ａの領域が、ピストン２の
端面２Ａと斜板３との間の空間部に露出した状態となっ
ている（図１）。また、上記凹部１Ｃとピストン２の半
球状凹部２Ｂとによって空間部４が形成されるととも
に、孔１Ｄと斜板３とによって空間部５が形成されてい
る。これらの空間部４，５は、潤滑油を一時貯溜するた
めのチャンバとして機能するようになっている。そし
て、上記斜板３が回転されると、半球状シュー１を介し
てピストン２が往復移動されるようになっている。その
際に半球状シュー１の端面１Ｂと斜板３とが摺動すると
ともに、半球面１Ａが半球状凹部２Ｂと摺動するように
なっている。また、その際、上記空間部４，５に貯溜さ
れた潤滑油が半球面１Ａおよび端面１Ｂの摺接箇所に浸
透して、その部分を潤滑、冷却するようになっている。

【０００７】しかして、本実施例は、上記半球面１Ａに
おける摺接部１ａと非摺接部１ｂ，１ｂ’の表面粗さを
異ならせたものである。すなわち、半球状シュー１の半
球面１Ａは、その全域がピストン２の半球状凹部２Ｂと
摺接するのではなく、頂部側の凹部１Ｃに近い環状の領
域、すなわち摺接部１ａが半球状凹部２Ｂと摺接するよ
うになっている。換言すると、半球面１Ａにおける摺接
部１ａを除いた領域、すなわち摺接部１ａと凹部１Ｃと
の間の領域（非摺接部１ｂ）、および境界部１Ｅと摺接
部１ａとの間の領域（非摺接部１ｂ’）は、半球状凹部
２Ｂと摺接しないようになっている。そして、本実施例
は、半球面１Ａにおける摺接部１ａの粗さを非摺接部１
ｂ、１ｂ’よりも細かくしたものである。換言すると、
非摺接部１ｂ、１ｂ’の粗さを摺接部１ａの粗さよりも
粗くしたものである。より詳細には、本実施例では、摺
接部１ａの粗さは、０．８μｍＲｚ以下（あるいは０．
２μｍＲａ）以下に設定している。これに対して、非摺
接部１ｂ、１ｂ’の粗さは、１．６μｍＲｚ以下（ある
いは ０．４Ｒａμｍ）以下に設定している。なお、好
ましくは、摺接部１ａの粗さを１．６μｍＲｚ以下とす
るとともに非摺接部１ｂ、１ｂ’の粗さを３．２μｍＲ
ｚとするのが良い。上記非摺接部１ｂ、１ｂ’の粗さ
は、切削加工によって表面の粗さを粗くしている。な
お、切削加工のほかに、鍛造、レーザ加工等によって非
摺接部１ｂ、１ｂ’の粗さを摺接部１ａの粗さよりも粗
くしても良い。

【０００８】さらに、本実施例では、半球状シュー１の
端面１Ｂは、その軸部側（孔１Ｄ側）の領域を、外周縁
となる境界部１Ｅよりも斜板３側へ膨出させている。そ
してこの軸部側に位置する平坦面からなる領域を、上記
斜板３と摺接する摺接部１Ｆとしている。他方、上記摺
接部１Ｆの外方側の縁部１Ｆ’から境界部１Ｅにわたる
領域は、断面を緩やかな円弧状に形成してあり、この領
域は斜板３と摺接しない非摺接部１Ｇとしている。さら
に、本実施例では、上記非摺接部１Ｇを形成するに当た
って、摺接部１Ｆにおける外方側の縁部１Ｆ’は、上記
半球面１Ａの摺接部１ａにおける頂部側（凹部１Ｃ側）
の縁部１ａ’が軸心Ｃから隔てた距離Ｒ（半径）より
も、軸心Ｃに近い位置に位置させている（図３）。そし
てさらに、上記縁部１ａと交わる様に軸心Ｃと平行な仮
想の直線Ｌを引いた際に、この直線Ｌが非摺接部１Ｇと
交差する点Ｘと、上記摺接部１Ｆと境界部１Ｅとの関係
を次のように設定している。すなわち、図３に示すよう
に、摺接部１Ｆと境界部１Ｅとが隔てた軸方向の距離
（すなわち摺接部１Ｆの膨出量）をＣ１とし、摺接部１
Ｆと上記点Ｘとが隔てた軸方向の距離をＣ２とした時
に、本実施例では、Ｃ２／Ｃ１≦０．３ となるように
設定している。このように本実施例では、上述した寸法
の設定によって端面１Ｂの軸部側（摺接部１Ｆ）を外周
縁となる境界部１Ｅよりも膨出させている。そのため、
半球状シュー１の実際の使用においては、図４に示すよ
うに、ピストン２の軸心に沿ってそのピストン２による
最大荷重Ｐを、最も傾斜した状態の斜板３と端面１Ｂの
摺接部１Ｆとによって支持することになる。したがっ
て、斜板式コンプレッサの作動状態において、ピストン
２の半球状凹部２Ｂと斜板３との間に介在させた半球状
シュー１の姿勢がきわめて安定したものとなる。しか
も、図４に示す状態では、半球面１Ａにおける摺接部１
ａの一部が、ピストン２の端面２Ａと斜板３との間の空
間部に露出するようになり、この露出した摺接部１ａの
一部によって潤滑油が摺接部１ａと半球状凹部２Ｂとの
摺接箇所に誘導されるようになっている。

【０００９】上述したように、本実施例の半球状シュー
１は、非摺接部１ｂ、１ｂ’の粗さを摺接部１ａの粗さ
よりも粗くしているので、非摺接部１ｂ、１ｂ’は潤滑
油を弾きにくくなっている。そのため、非摺接部１ｂ、
１ｂ’を介して摺接部１ａへの潤滑油の供給を円滑に行
うことができる。しかも、摺接部１ａの粗さは細かいの
で、摺接部１ａがピストン２の半球状凹部２Ｂと摺接す
る際の摺接特性は良好である。このように、本実施例で
は、粗さを粗くした非摺接部１ｂ、１ｂ’は、摺接部１
ａにむけて潤滑油を引き込む機能を備えているので、半
球面１Ａの全域を同一の粗さとした従来の半球状シュー
１と比較して、優れた摺接特性を有する半球状シュー１
を提供することができる。また、本実施例では、上述し
た寸法設定によって端面１Ｂの軸部側（摺接部１Ｆ）を
外周側（非摺接部１Ｇ）よりも膨出させている。そのた
め、斜板式コンプレッサの作動時における半球状シュー
１の姿勢が安定するとともに、摺動部分への潤滑油によ
る潤滑、冷却効果も良好なものとなる。

【００１０】（第２実施例）次に、図５は本発明の第２
実施例を示したものであり、この第２実施例は、上記第
１実施例における端面の孔１Ｄを省略したものである。
その他の構成は、第１実施例と同じである。このような
構成の第２実施例であっても、第１実施例と同様の作用
効果を得ることができる。 （第３実施例）次に、図６は本発明の第３実施例を示し
たものであり、この第２実施例は、上記第２実施例にお
ける凹部１Ｃの代わりに深さの深い孔１Ｃを形成したも
のである。その他の構成は、第２実施例と同じである。
このような構成の第３実施例であっても、上記第１実施
例と同様の作用効果を得ることができる。 （第４実施例）さらに、図７は本発明の第４実施例を示
したものであり、この第４実施例は、上記第２実施例に
おける凹部１Ｃの代わりに、頂部側を軸心と直交する平
坦面１Ｃとしたものである。その他の構成は第２実施例
と同じである。このような構成の第４実施例であって
も、上記第１実施例と同様の作用効果を得ることができ
る。なお、上述した各実施例は斜板式コンプレッサの半
球状シューに本発明を適用した場合を説明したが、ワッ
フルプレート式オイルポンプにも本実施例のシューを用
いることができる。さらに、半球状凹部を有し、そこに
半球状シューを嵌合するように構成した機械部品にも本
実施例のシューを用いることができる。

【００１１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来に
比較して摺動特性が良好な半球状シューを提供すること
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図

【図２】図１に示した半球状シューの正面図

【図３】図１に示した半球状シューの拡大図

【図４】斜板式コンプレッサの作動時における図１に示
した半球状シューの配置状態を示す図

【図５】本発明の第２実施例を示す断面図

【図６】本発明の第３実施例を示す断面図

【図７】本発明の第４実施例を示す断面図

【符号の説明】

１ 半球状シュー １Ａ 半球面 １ａ 摺接部 １ｂ 非摺接部 １Ｂ 端面 ２ ピストン ３ 斜板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹中 章 愛知県豊田市緑ヶ丘３丁目65番地 大豊工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 3H076 AA06 BB17 BB26 CC20 CC33

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の部材の半球状凹部に嵌合される半
   球面と、他方の部材の平坦面と摺接する端面とを備えた
   半球状シューにおいて、 上記半球状凹部と摺接しない領域となる半球面における
   非摺接部の粗さを、上記半球状凹部との摺接領域となる
   半球面における摺接部の粗さよりも粗くしたことを特徴
   とする半球状シュー。
2. 【請求項２】 上記摺接部の粗さを、１．６μｍＲｚ以
   下に設定するとともに、上記非摺接部の粗さを３．２μ
   ｍＲｚ以下に設定したことを特徴とする請求項１に記載
   の半球状シュー。
3. 【請求項３】 上記摺接部は、半球面の頂部と端面との
   間に形成されていることを特徴とする請求項１および請
   求項２に記載の半球状シュー。
4. 【請求項４】 上記端面における軸部側の領域は外周側
   よりも膨出させてあり、上記軸部側の領域となる平坦面
   が上記他方の部材の平坦面と摺接するように構成されて
   いることを特徴とする請求項１から請求項３のそれぞれ
   に記載の半球状シュー。
5. 【請求項５】 上記一方の部材は斜板式コンプレッサの
   ピストンであり、また上記他方の部材は斜板式コンプレ
   ッサの斜板であることを特徴とする請求項１から請求項
   ４のそれぞれに記載の半球状シュー。