JP2002089440A

JP2002089440A - 片側斜板式圧縮機

Info

Publication number: JP2002089440A
Application number: JP2001209873A
Authority: JP
Inventors: Hideki Mizutani; 秀樹水谷; Manabu Sugiura; 学杉浦; Kiyohiro Yamada; 清宏山田; Masahiro Kawaguchi; 真広川口; Takayuki Kato; 崇行加藤; Takahiro Sugioka; 隆弘杉岡
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2002-03-27

Abstract

(57)【要約】【課題】斜板用基材上に摺動性を向上させる被膜が形成
された斜板を採用している場合において、その被膜の摩
耗を防止でき、ひいてはより一層優れた耐久性を発揮可
能な片側斜板式圧縮機を提供する。【解決手段】斜板８は、鉄系材料からなる斜板用基材１
８ａと、この斜板用基材１８ａのピストン６側である後
面に少なくとも形成され、鉄系材料との摺動性を向上さ
せる被膜１８ｂ、１８ｃとからなる。各シュー９ａ、９
ｂは鉄系材料より比重の小さいアルミ系材料からなるシ
ュー用基材１９ａと、このシュー用基材１９ａの表面に
形成され、摺動性を向上させる被膜１９ｂ、１９ｃとか
らなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、車両用空調システ
ム等に用いられる片側斜板式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用空調システムに用いられる冷凍回
路には、冷媒ガスを圧縮するための圧縮機が組み込まれ
ている。この圧縮機には、容量固定型のものの他、容量
可変型のものがある。より詳しく言えば、容量固定型圧
縮機には片側斜板式のものの他、両頭斜板式のもの等が
ある。容量可変型圧縮機にも片側斜板式のものの他、両
頭斜板式のもの等がある。

【０００３】これら圧縮機のうち、一般的な容量固定型
又は容量可変型の片側斜板式圧縮機は、ハウジングの内
部にシリンダボア、クランク室、吸入室及び吐出室が区
画形成され、各シリンダボア内には単頭のピストンが往
復動可能に収容されている。また、ハウジングに回転可
能に支承された駆動軸はエンジン等の外部駆動源により
駆動されるようになっており、駆動軸に対しては同期回
転可能に斜板が支承されている。この斜板の前後にはピ
ストンを従動させる一対のシューが設けられている。

【０００４】ここで、ピストンが斜板の前後一方にのみ
ヘッドを有する単頭ピストンであるため、これは片側斜
板式圧縮機である。また、斜板が駆動軸に対して一定の
傾角で設けられているならば、それは容量固定型片側斜
板式圧縮機である。また、駆動軸に対して傾角が変位可
能に斜板が設けられ、制御弁によりクランク室内の圧力
を調整することにより傾角を変位させて吐出容量が調整
可能であるならば、それは容量可変型片側斜板式圧縮機
である。

【０００５】かかる片側斜板式圧縮機では、外部駆動源
により駆動軸が駆動されれば、斜板が同期回転すること
から、シューを介してピストンがシリンダボア内を往復
動する。これにより、シリンダボアはピストンのヘッド
との間に圧縮室を形成することから、この圧縮室が吸入
行程にあるときには、その圧縮室に冷凍回路の蒸発器と
接続された吸入室から低圧の冷媒ガスが吸入され、圧縮
室が圧縮行程にあるときには、その圧縮室から高圧の冷
媒ガスが吐出室に吐出されることとなる。かかる吐出室
は冷凍回路の凝縮器に接続され、冷凍回路が車両用空調
システムとして車両の空調に供されることとなる。この
間、この片側斜板式圧縮機では、冷媒ガス中に含有させ
たミスト状の潤滑油により、斜板とシューとの間等の摺
接部位の摺動性を確保することとしている。

【０００６】また、特開平１０−６８３８０号公報に
は、ピストンがアルミニウム系材料で形成され、斜板が
鉄系材料で形成された容量可変型片側斜板式圧縮機が開
示されている。

【０００７】この容量可変型片側斜板式圧縮機では、斜
板の材料をピストンのそれより比重が大きなものとして
いるため、傾角を減少させる方向に作用する斜板の遠心
力が大きくなる。このため、この容量可変型片側斜板式
圧縮機では、傾角を増加させる方向に作用するピストン
の慣性力による高速制御性の低下を防止することが可能
である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の片
側斜板式圧縮機では、容量固定型のものであれ、また容
量可変型のものであれ、シューの比重により、過酷な条
件下で斜板が摩耗されやすく、耐久性が必ずしも十分で
ない。特に、例えば鉄系材料からなる斜板用基材と、こ
の斜板用基材のピストン側である後面に少なくとも形成
された摺動性を向上させるニッケル−ボロンめっき等の
被膜とからなる斜板を採用している場合、シューの比重
により、過酷な条件下でその被膜が摩耗されやすく、耐
久性が必ずしも十分でない。

【０００９】すなわち、片側斜板式圧縮機では、図７に
示すように、対をなすシュー９２ａ、９２ｂが周方向で
斜板９１に対して摺動しており、かかるシュー９２ａ、
９２ｂのうち後面側に設けられるもの９２ｂは、回転角
度に応じてある荷重で斜板９１に押し付けられる。この
際、後面側のシュー９２ｂには、圧縮室内の圧力とクラ
ンク室内の圧力との差圧に基づく差圧力と、シュー９２
ｂの自重に基づく慣性力とが作用しており、これら差圧
力と慣性力との合力がその荷重となる。差圧力はシュー
９２ｂの比重で相違がないものの、慣性力はシュー９２
ｂの比重で相違を生じるため、後面側のシュー９２ｂが
斜板９１に押し付けられる荷重はシュー９２ｂの比重に
より相違することとなる。この荷重は、回転角度により
変化し、図６に示すように、上死点Ｔと下死点Ｕとの間
のある角度範囲αの始期においてその荷重が０又はマイ
ナス（後方向き）になった時、後面側のシュー９２ｂが
斜板９１から離反し、角度範囲αの終期においてその荷
重がプラス（前方向き）になった時、後面側のシュー９
２ｂが斜板９１に衝突することとなる。ここで、シュー
９２ｂが斜板９１に衝突する際のエネルギーＥは、シュ
ー９２ｂの質量をｍ、シュー９２ｂの速度をｖとした場
合、

【００１０】

【数１】

【００１１】であるから、シュー９２ｂの質量によりエ
ネルギーＥに大小を生じることとなる。

【００１２】このため、比重の大きなＪＩＳのＳＵＪ２
等の鉄系材料でシュー９２ｂを主として構成すると、シ
ュー９２ｂの質量が大きく、斜板９１の表面との間で摩
耗を引き起こす。特に、斜板用基材上に摺動性を向上さ
せる被膜が形成された斜板９１を採用している場合に
は、その被膜が摩耗されやすいこととなる。

【００１３】本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされ
たものであって、斜板の摩耗、特に斜板用基材上の被膜
の摩耗を防止でき、ひいては優れた耐久性を発揮可能な
片側斜板式圧縮機を提供することを解決すべき課題とし
ている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の片側斜板式圧縮
機は、内部にシリンダボア、クランク室、吸入室及び吐
出室を区画形成するハウジングと、各該シリンダボア内
に往復動可能に収容された単頭のピストンと、外部駆動
源により駆動され、該ハウジングに回転可能に支承され
た駆動軸と、該駆動軸に対して同期回転可能に支承され
た斜板と、該斜板の前後で対をなし、該ピストンを従動
させるシューとを備えた片側斜板式圧縮機において、

【００１５】前記斜板は、第１金属による斜板用基材か
らなり、各前記シューのうち該斜板用基材の前記ピスト
ン側である後面側に少なくとも設けられているものは、
該第１金属より比重の小さい第２金属又は樹脂で主とし
て構成されていることを特徴とする。

【００１６】この片側斜板式圧縮機では、斜板が鉄系材
料等の第１金属による斜板用基材からなっていても、後
面側のシューが第１金属より比重の小さい第２金属又は
樹脂で主として構成されているため、斜板に衝突する際
のエネルギーが小さく、斜板が摩耗され難い。このた
め、この片側斜板式圧縮機では優れた耐久性を発揮する
ことができる。

【００１７】また、本発明の片側斜板式圧縮機は、内部
にシリンダボア、クランク室、吸入室及び吐出室を区画
形成するハウジングと、各該シリンダボア内に往復動可
能に収容された単頭のピストンと、外部駆動源により駆
動され、該ハウジングに回転可能に支承された駆動軸
と、該駆動軸に対して同期回転可能に支承された斜板
と、該斜板の前後で対をなし、該ピストンを従動させる
シューとを備えた片側斜板式圧縮機において、

【００１８】前記斜板は、第１金属からなる斜板用基材
と、該斜板用基材の前記ピストン側である後面に少なく
とも形成され、該第１金属との摺動性を向上させる被膜
とからなり、各前記シューのうち少なくとも該後面側に
設けられるものは該第１金属より比重の小さい第２金属
又は樹脂で主として構成されていることを特徴とする。

【００１９】この片側斜板式圧縮機では、斜板が鉄系材
料等の第１金属からなる斜板用基材とニッケル−ボロン
めっき等の被膜とからなっていても、後面側のシューが
第１金属より比重の小さい第２金属又は樹脂で主として
構成されているため、斜板に衝突する際のエネルギーが
小さく、斜板用基材上の被膜が摩耗され難い。このた
め、この片側斜板式圧縮機では優れた耐久性を発揮する
ことができる。

【００２０】斜板用基材は第１金属からなる。第１金属
としては、鉄系材料（鉄及び鉄を最も多く含む鉄合金を
いう。以下、同様。）、銅系材料（銅及び銅を最も多く
含む銅合金をいう。以下、同様。）、ニッケル系材料
（ニッケル及びニッケルを最も多く含むニッケル合金を
いう。以下、同様。）、モリブデン系材料（モリブデン
及びモリブデンを最も多く含むモリブデン合金をいう。
以下、同様。）等の比重が大きく、強度に優れた金属を
採用することができる。

【００２１】被膜は斜板用基材のピストン側である後面
に少なくとも形成される。被膜する斜板用基材には焼入
れ硬化等を施しておくことが好ましい。この被膜として
は、以下の（１）〜（８）のものを採用することができ
る。すなわち、（１）銅系材料、アルミニウム系材料
（アルミニウム及びアルミニウムを最も多く含むアルミ
ニウム合金をいう。以下、同様。）等の摺動性を向上さ
せ得る金属の溶射層、（２）銅系材料、アルミニウム系
材料等の摺動性を向上させ得る金属の焼結層、（３）ポ
リアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ
エーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の１３０°Ｃ以
上での耐熱性を有する樹脂中に二硫化モリブデン（Ｍｏ
Ｓ₂）、グラファイト、二硫化タングステン（ＷＳ₂）、
窒化硼素（ＢＮ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）等の固体潤滑剤を分散させてなるコーティング
層、（４）錫めっき、ニッケル−リンめっき、ニッケル
−ボロンめっき、ニッケル−リン−ボロンめっき、ニッ
ケル−リン−ボロン−タングステンめっき、ニッケル−
リン−ボロン−タングステン−クロムめっき、硬質クロ
ムめっき等の摺動性を向上させ得る金属のめっき層、
（５）窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、
チタン−アルミ−ナイトライド（ＴｉＡｌＮ）等の摺動
性を向上させ得る材料を化学蒸着（ＣＶＤ）又は物理蒸
着（ＰＶＤ）してなるイオンプレーティング層、（６）
ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等からなる層、
（７）セラミックコート、（８）アルマイトである。斜
板用基材の前面に被膜を形成しない場合、その前面には
焼入れ硬化等を施しておくことが好ましい。

【００２２】後面側のシューを主として構成し得る第２
金属は第１金属より比重の小さいものである。この第２
金属としては、アルミニウム系材料、チタン系材料（チ
タン及びチタンを最も多く含むチタン合金をいう。以
下、同様。）、マグネシウム系材料（マグネシウム及び
マグネシウムを最も多く含むマグネシウム合金をいう。
以下、同様。）等を採用することができる。後面側のシ
ューをアルミニウム系材料で主として構成する場合、ア
ルミニウム系材料として、ＪＩＳの４０３２のアルミニ
ウム材料（Ｓｉが１０〜１３％）Ａ２０１４、Ａ２０１
７、またＪＩＳのＡＤＳ１２等のダイカスト材を用いる
とよい。

【００２３】また、後面側のシューを主として構成し得
る樹脂も第１金属より比重の小さいものである。この樹
脂としては、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテ
ルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、フェノール樹脂（Ｐ
Ｆ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、ポリフェニレンスルフィ
ド（ＰＰＳ）等の１３０°Ｃ以上での耐熱性を有するも
のを採用することができる。後面側のシューを樹脂で主
として構成する場合、耐摩耗性を向上させるため、また
熱膨張係数を小さくするため、カーボン繊維やガラス繊
維等を分散させることもできる。

【００２４】斜板用基材からなる斜板を採用する場合、
第２軽金属又は樹脂で主として構成された各シューを採
用することが好ましい。つまり、後面側のシューと同一
のものを前面側のシューとして採用することが好まし
い。こうであれば、シューの製造コストの低廉化を実現
できる。また、これにより前面側のシュー及び後面側の
シューが好適にバランスする。

【００２５】また、斜板用基材上に摺動性を向上させる
被膜が形成された斜板を採用する場合、斜板用基材とこ
の斜板用基材の前後面に形成された被膜とからなる斜板
を採用するとともに、第２軽金属又は樹脂で主として構
成された各シューを採用することが好ましい。つまり、
斜板用基材の後面と同一の被膜を前面にもつ斜板を採用
し、後面側のシューと同一のものを前面側のシューとし
て採用することが好ましい。こうであれば、斜板及びシ
ューの製造コストの低廉化を実現できる。また、片側斜
板式圧縮機が容量固定型のものであれ、また容量可変型
のものであれ、過酷な条件下、斜板用基材の前面に形成
された被膜の摩耗も防止することができ、優れた耐久性
を発揮できる。

【００２６】すなわち、片側斜板式圧縮機では、前後面
を問わず、斜板用基材上に被膜を形成した斜板が採用さ
れ得る。また、図７に示すように、斜板９１の下死点に
位置する前面側のシュー９２ａには、その重心Ｇにシュ
ー９２ａの自重に基づく慣性力Ｆ１が軸方向に作用す
る。このため、シュー９２ａには斜板９１の前面側縁部
Ａ回りにモーメントを生じ、シュー９２ａは、ピストン
９３の前方側のシュー座との間隙により、斜板９１の前
面に対して微小角度θだけ傾斜することとなる。これに
より、シュー９２ａには、重心Ｇからの慣性力Ｆ１と、
正規の位置よりΔだけ斜板９１の外周側にずれた前面側
縁部Ａにおいて垂直に働く垂直抗力Ｆ２と、それらの合
力の反力としての力Ｆ３とが働く。つまりシュー９２ａ
は、それがピストン９３の前方側のシュー座と接する位
置Ｂにおいて力Ｆ３を受けることになる。慣性力Ｆ１は
シュー９２ａの比重及び駆動軸の回転数で相違を生じる
ため、垂直抗力Ｆ２もシュー９２ａの比重及び駆動軸の
回転数により相違することとなる。このため、比重の大
きなＪＩＳのＳＵＪ２等の鉄系材料でシュー９２ａを主
として構成すると、シュー９２ａの質量が大きく、特に
前面側縁部Ａにおいて斜板用基材上の被膜が摩耗されや
すいこととなる。これに対し、比重の小さな第２金属又
は樹脂でシュー９２ａを主として構成すると、シュー９
２ａの質量が小さく、斜板用基材上の被膜が摩耗され難
い。このため、この片側斜板式圧縮機では、より一層優
れた耐久性を発揮することができる。

【００２７】シューは、第２金属又は樹脂からなるシュ
ー用基材と、このシュー用基材の表面に形成され、摺動
性を向上させる被膜とからなることができる。この被膜
としては、上記の（１）〜（８）のもののうち、斜板用
基材に形成する被膜と異なるものを採用することができ
る。かかる被膜は、斜板と摺接する平面部と、ピストン
と摺接する球面部とで同一であってもよく、異なってい
てもよい。また、シュー用基材の平面部又は球面部に被
膜を形成しない場合、その平面部又は球面部には焼入れ
硬化等を施しておくことが好ましい。

【００２８】シューを第２金属又は樹脂で主として構成
している場合、連続気泡を有する形で第２金属又は樹脂
によりシューを形成し、気泡に潤滑油を含浸させてもよ
い。こうであれば、斜板とシューとの間及びシューとピ
ストンのシュー座との間の摺接部位の摺動性を確保する
ことができる。

【００２９】ピストンは、第１金属より比重の小さい第
３金属又は樹脂で主として構成されていることが好まし
い。この第３金属としては、アルミニウム系材料、チタ
ン系材料、マグネシウム系材料等を採用することができ
る。ピストンをアルミニウム系材料で主として構成する
場合、アルミニウム系材料として、ＪＩＳの４０３２の
アルミニウム材料（Ｓｉが１０〜１３％）Ａ２０１４、
Ａ２０１７、またＪＩＳのＡＤＳ１２等のダイカスト材
を用いるとよい。

【００３０】また、ピストンを主として構成し得る樹脂
も第１金属より比重の小さいものである。この樹脂とし
ては、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエー
テルケトン（ＰＥＥＫ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、エ
ポキシ樹脂（ＥＰ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰ
Ｓ）等の１３０°Ｃ以上での耐熱性を有するものを採用
することができる。ピストンを樹脂で主として構成する
場合、耐摩耗性を向上させるため、また熱膨張係数を小
さくするため、カーボン繊維やガラス繊維等を分散させ
ることもできる。

【００３１】ピストンは、第３金属又は樹脂からなるピ
ストン用基材と、このピストン用基材の表面に形成さ
れ、摺動性を向上させる被膜とからなることができる。
この被膜としては、上記の（１）〜（８）のもののう
ち、シュー用基材に形成する被膜と異なるものを採用す
ることができる。ピストン用基材に被膜を形成しない場
合には焼入れ硬化等を施しておくことが好ましい。

【００３２】本発明の片側斜板式圧縮機は、斜板が駆動
軸に対して傾角変位可能に設けられ、制御弁によりクラ
ンク室内の圧力を調整することにより傾角を変位させて
吐出容量が調整可能である容量可変型である場合に特に
有効である。この容量可変型片側斜板式圧縮機では、斜
板の斜板用基材がシューやピストンのそれより比重が大
きなものとしているため、傾角を減少させる方向に作用
する斜板の遠心力が大きくなる。このため、この容量可
変型片側斜板式圧縮機では、傾角を増加させる方向に作
用するシューやピストンの慣性力による高速制御性の低
下を防止することが可能である。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態を図面を参照しつつ説明する。

【００３４】実施形態の容量可変型片側斜板式圧縮機
（以下、単に圧縮機という。）は、図１に示すように、
シリンダブロック１の前端にフロントハウジング２が結
合され、シリンダブロック１及びフロントハウジング２
内にクランク室２ａが形成されている。シリンダブロッ
ク１の後端には吸入弁、弁板、吐出弁及びリテーナから
なる弁機構３を介してリアハウジング４が結合され、リ
アハウジング４内には吸入室４ａ及び吐出室４ｂが形成
されている。吸入室４ａは図示しない蒸発器に接続さ
れ、蒸発器は図示しない膨張弁を介して図示しない凝縮
器に接続され、凝縮器が吐出室４ｂに接続されている。

【００３５】フロントハウジング２及びシリンダブロッ
ク１には軸受装置２ｂ、１ｂを介して駆動軸５が回転可
能に支承されている。シリンダブロック１には駆動軸５
の軸線と平行に複数個のシリンダボア１ａが形成され、
各シリンダボア１ａ内には単頭のピストン６が往復動可
能に収容されている。

【００３６】駆動軸５にはフロントハウジング２との間
に軸受装置２ｃを介してクランク室２ａ内で回転可能に
ロータ７が固着され、ロータ７には一対のヒンジ機構Ｋ
を介して斜板８が揺動可能に設けられている。斜板８に
は貫通孔８ａが貫設されており、貫通孔８ａ内には斜板
８の揺動を許容しつつ駆動軸５が挿通されている。斜板
８には前後で対をなすシュー９ａ、９ｂが設けられ、各
対のシュー９ａ、９ｂにピストン６が係留されている。

【００３７】また、リアハウジング４内には吸入室４
ａ、吐出室４ｂ及びクランク室２ａと接続された制御弁
１０が収容されている。かかる制御弁１０によりクラン
ク室２ａ内の圧力を調整することにより斜板８の傾角を
変位させて吐出容量が調整可能になっている。

【００３８】上記実施形態の圧縮機において、表１及び
表２に示すように、試験例１〜１６として、斜板８、シ
ュー９ａ、９ｂ及びピストン６の構成を変化させた。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】ここで、銅溶射とは銅系材料として鉛青銅
を用いた溶射層である。銅焼結も銅系材料として鉛青銅
を用いた焼結層である。樹脂コートとはＰＡＩ中にＭｏ
Ｓ₂とグラファイトとを分散させてなるコーティング層
である。記号＋は左の被膜の上に更に右の被膜を形成し
ていることを示す。アルミ溶射とはアルミニウム系材料
としてＡｌ−Ｓｉ合金を用いた溶射層である。図２に示
すように、斜板用基材１８ａの鉄系材料はＦＣＤ７００
であり、銅系材料は鉛青銅である。また、ＴｉＮ層とは
ＴｉＮを物理蒸着（ＰＶＤ）してなるイオンプレーティ
ング層である。シュー用基材１９ａのアルミ系材料（ア
ルミニウム系材料）はＡ４０３２系合金である。含油発
泡樹脂とは例えばフェノール樹脂を連続気泡を有するよ
うに発泡させて成形し、気泡に潤滑油を含浸させたもの
である。さらに、ピストン用基材１６ａのアルミ系材料
はＡｌ−Ｓｉ合金、例えばＡ４０３２、ＡＤＣ１２であ
る。

【００４２】試験例１〜１２の圧縮機では、斜板８は、
鉄系材料又は銅系材料からなる斜板用基材１８ａと、こ
の斜板用基材１８ａの前面に形成された銅溶射、銅溶射
＋樹脂コート、アルミ溶射＋樹脂コート、樹脂コート又
は錫めっきからなる被膜１８ｂと、斜板用基材１８ａの
後面に形成された銅溶射、銅溶射＋樹脂コート、アルミ
溶射＋樹脂コート、樹脂コート又は錫めっきからなる被
膜１８ｃとからなる。

【００４３】また、前面側及び後面側のシュー９ａ、９
ｂは、アルミ系材料からなるシュー用基材１９ａと、こ
のシュー用基材１９ａの平面部に形成されたＮｉ−Ｐ−
Ｂ−Ｗめっき、ＤＬＣ又はＴｉＮ層からなる被膜１９ｂ
と、シュー用基材１９ａの球面部に形成されたＮｉ−Ｐ
−Ｂ−Ｗめっき、ＤＬＣ又はＴｉＮ層からなる被膜１９
ｃとからなる。また、前面側及び後面側のシュー９ａ、
９ｂは潤滑油を含浸させた発泡樹脂からなる。

【００４４】さらに、ピストン６は、アルミ系材料から
なるピストン用基材１６ａと、このピストン用基材１６
ａのシュー座に形成された錫めっきからなる被膜１６ｂ
とからなる。

【００４５】このため、試験例１〜１２の圧縮機では、
シュー９ａ、９ｂが斜板８に衝突する際のエネルギーが
小さく、かつシュー９ａ、９ｂの質量が小さいため、斜
板用基材１８ａ上の被膜１８ｂ、１８ｃが摩耗され難
い。このため、この圧縮機では、より一層優れた耐久性
を発揮することができる。

【００４６】また、試験例１〜１２の圧縮機では、斜板
８の斜板用基材１８ａがシュー９ａ、９ｂやピストン６
のそれより比重が大きなものであるため、傾角を減少さ
せる方向に作用する斜板８の遠心力が大きくなる。この
ため、これらの圧縮機では、傾角を増加させる方向に作
用するシュー９ａ、９ｂやピストン６の慣性力による高
速制御性の低下を防止することが可能である。

【００４７】さらに、シュー９ａ、９ｂに潤滑油を含浸
させた圧縮機では、斜板８とシュー９ａ、９ｂとの間及
びシュー９ａ、９ｂとピストン６のシュー座との間の摺
接部位の摺動性を確保しやすい。

【００４８】なお、試験例１３〜１６の圧縮機において
は、斜板８が被膜１８ｂ、１８ｃを有していないため、
斜板用基材１８ａ自体の摩耗の防止が図られているとと
もに、他の作用効果を発揮することができる。また、こ
れらの圧縮機では、斜板８に被膜１８ｂ、１８ｃを形成
する必要がないことから、製造コストの面で有利であ
り、かつ作業性でも利点がある。

【００４９】表１及び表２に示した試験例１〜１６は一
例に過ぎず、当然その他の組合せも可能である。

【００５０】（評価１）発明者らの実機試験によれば、
ＳＵＪ２でシュー９ａ、９ｂを構成した比較例の圧縮機
の回転角度（°）と荷重（Ｎ）との関係は図３（Ａ）に
示すようになる。また、ＪＩＳＡ４０３２系のアルミ材
料でシュー用基材１９ａを構成し、このシュー用基材１
９ａにＮｉ−Ｐめっきからなる被膜１９ｂ、１９ｃを形
成し、これらからなるシュー９ａ、９ｂを採用した実施
例の圧縮機の回転角度（°）と荷重（Ｎ）との関係は図
３（Ｂ）に示すようになる。なお、他の条件は、上記実
施形態の圧縮機において、比較例の圧縮機と実施例の圧
縮機とで同一である。

【００５１】図３（Ａ）及び（Ｂ）では、ＳＵＪ２の比
重が約７．８であり、ＡＨＳの比重が約２．７であるこ
とから、実施例の圧縮機では、後面側のシュー９ｂに作
用する慣性力が比較例の圧縮機に比して（７．８／２．
７）の逆数倍、つまり約１／２．９倍になっている。こ
のため、比較例の圧縮機は、実施例の圧縮機よりも、大
きな荷重で斜板８が作用し、斜板用基材１８ａ上の被膜
１８ｃが摩耗されやすいことがわかる。

【００５２】なお、比較例の圧縮機において荷重が０又
はマイナスとなる角度範囲α_Fより、実施例の圧縮機に
おいて荷重が０又はマイナスとなる角度範囲α_Aの方が
狭いこともわかる。このため、実施例の圧縮機では、比
較例の圧縮機よりも、後面側のシュー９ｂが斜板８から
離反している時間が短いこともわかる。

【００５３】（評価２）また、発明者らの試験結果によ
れば、比較例の圧縮機と実施例の圧縮機とについての回
転数と垂直抗力Ｆ２との関係は図４に示すようになる。

【００５４】図４においても、ＳＵＪ２の比重が約７．
８であり、ＡＨＳの比重が約２．７であることから、実
施例の圧縮機では、前面側のシュー９ａに作用する垂直
抗力Ｆ２が比較例の圧縮機に比して（７．８／２．７）
の逆数倍、つまり約１／２．９倍になっている。このた
め、実施例の圧縮機は、比較例の圧縮機に比して、回転
数にかかわらず、垂直抗力Ｆ２が小さく、斜板用基材１
８ａ上の被膜１８ｂが摩耗され難いことがわかる。

【００５５】（評価３）さらに、発明者らの試験結果に
よれば、比較例の圧縮機と実施例の圧縮機とについての
制御可能回転数が図５に示すようになる。ここでは、実
施例の圧縮機において、斜板８が傾角を変動（ハンチン
グ）しない限界の回転数を制御可能回転数Ｎとし、比較
例の圧縮機の制御可能回転数をＮとの比で示している。

【００５６】図５より、実施例の圧縮機は、比較例の圧
縮機に比し、１．２倍の高速制御性を奏することがわか
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の容量可変型片側斜板式圧縮機の断面
図である。

【図２】試験例１〜１２の容量可変型片側斜板式圧縮機
の要部拡大断面図である。

【図３】評価１に係り、実施例及び比較例の容量可変型
片側斜板式圧縮機の回転角度と荷重との関係を示すグラ
フである。

【図４】評価２に係り、実施例及び比較例の容量可変型
片側斜板式圧縮機の回転数と垂直抗力との関係を示すグ
ラフである。

【図５】評価３に係り、実施例及び比較例の容量可変型
片側斜板式圧縮機の制御可能回転数を比較するグラフで
ある。

【図６】一般的な容量可変型片側斜板式圧縮機に係り、
斜板を軸方向後方から見た模式平面図である。

【図７】一般的な容量可変型片側斜板式圧縮機に係り、
斜板、シュー及びピストンの要部拡大説明図である。

【符号の説明】

１ａ…シリンダボア２ａ…クランク室４ａ…吸入室４ｂ…吐出室１、２、４…ハウジング（１…シリンダブロック、２…
フロントハウジング、４…リアハウジング）６…ピストン５…駆動軸８…斜板９ａ、９ｂ…シュー１８ａ…斜板用基材１８ｂ、１８ｃ…被膜１９ａ…シュー用基材１９ｂ、１９ｃ…被膜１６ａ…ピストン用基材１６ｂ…被膜１０…制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田清宏愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者川口真広愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者加藤崇行愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者杉岡隆弘愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内Ｆターム(参考） 3H076 AA06 BB26 CC12 CC20 CC33 CC34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部にシリンダボア、クランク室、吸入室
及び吐出室を区画形成するハウジングと、各該シリンダ
ボア内に往復動可能に収容された単頭のピストンと、外
部駆動源により駆動され、該ハウジングに回転可能に支
承された駆動軸と、該駆動軸に対して同期回転可能に支
承された斜板と、該斜板の前後で対をなし、該ピストン
を従動させるシューとを備えた片側斜板式圧縮機におい
て、前記斜板は、第１金属による斜板用基材からなり、各前
記シューのうち該斜板用基材の前記ピストン側である後
面側に少なくとも設けられているものは、該第１金属よ
り比重の小さい第２金属又は樹脂で主として構成されて
いることを特徴とする片側斜板式圧縮機。
【請求項２】各シューは第２金属又は樹脂で主として構
成されていることを特徴とする請求項１記載の片側斜板
式圧縮機。
【請求項３】内部にシリンダボア、クランク室、吸入室
及び吐出室を区画形成するハウジングと、各該シリンダ
ボア内に往復動可能に収容された単頭のピストンと、外
部駆動源により駆動され、該ハウジングに回転可能に支
承された駆動軸と、該駆動軸に対して同期回転可能に支
承された斜板と、該斜板の前後で対をなし、該ピストン
を従動させるシューとを備えた片側斜板式圧縮機におい
て、前記斜板は、第１金属からなる斜板用基材と、該斜板用
基材の前記ピストン側である後面に少なくとも形成さ
れ、該第１金属との摺動性を向上させる被膜とからな
り、各前記シューのうち少なくとも該後面側に設けられ
るものは該第１金属より比重の小さい第２金属又は樹脂
で主として構成されていることを特徴とする片側斜板式
圧縮機。
【請求項４】斜板は、斜板用基材と、該斜板用基材の前
後面に形成された被膜とからなり、各シューは第２金属
又は樹脂で主として構成されていることを特徴とする請
求項３記載の片側斜板式圧縮機。
【請求項５】シューは、第２金属又は樹脂からなるシュ
ー用基材と、該シュー用基材の表面に形成され、摺動性
を向上させる被膜とからなることを特徴とする請求項
１、２、３又は４記載の片側斜板式圧縮機。
【請求項６】シューは潤滑油を含浸していることを特徴
とする請求項１、２、３、４又は５記載の片側斜板式圧
縮機。
【請求項７】ピストンは、第１金属より比重の小さい第
３金属又は樹脂で主として構成されていることを特徴と
する請求項１、２、３、４、５又は６記載の片側斜板式
圧縮機。
【請求項８】ピストンは、第３金属又は樹脂からなるピ
ストン用基材と、該ピストン用基材の表面に形成され、
摺動性を向上させる被膜とからなることを特徴とする請
求項７記載の片側斜板式圧縮機。
【請求項９】斜板は駆動軸に対して傾角変位可能に設け
られ、制御弁によりクランク室内の圧力を調整すること
により該傾角を変位させて吐出容量が調整可能であるこ
とを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は
８記載の片側斜板式圧縮機。