JP2004218498A

JP2004218498A - 斜板式圧縮機のシューとその製造方法

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Publication number: JP2004218498A
Application number: JP2003005634A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hayashi; 幸一林
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】軸受鋼の素材等を使用した半球シューを球状の素形材を使用しないで製造する方法を提供すること。
【解決手段】斜板式圧縮機のシューの製造方法において、線材又は棒材５の一端５ａ側を扁平に押しつぶし、円筒状にブランキングする工程と、前記ブランキングする工程より得たブランク品５ｂを焼鈍する工程と、荒工程と、仕上げ工程とを有する。荒工程では、前記ブランク品の一面に球面を形成するとともに、前記球面部を抜き落とし、一端面に球面が形成された荒成形品８ｂを得る。また、仕上げ工程では、前記荒成形品８ｂの球面を球面に押し当てるとともに前記球面が形成された一面の反対側の面を押してプレス加工することで、シューの仕上げ形状を得る。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜板式圧縮機に用いられる半球シューの製造方法に関し、詳しくは、斜板式圧縮機の斜板の揺動回転運動をピストンの往復運動に変換するために、斜板面と、前記ピストンとの間に介在する半球シューの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
斜板式圧縮機用シューの従来技術としては、以下に説明する特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
特許文献１に開示された斜板式圧縮機は、図９に示すように、シリンダブロック１００内部に回転軸１１２が軸受１１３、１１４を介して回転自在に軸支されている。この回転軸１１２には斜板１１５がピン１１６によって連結されている。また、斜板１１５の軸部両端とシリンダブロック１００との間にはスラスト軸受１１７、１１８がそれぞれ設けられている。
【０００４】
シリンダブロック１００には複数のシリンダボア１１９が形成されている。各シリンダボア１１９内にはピストン１０１が摺動自在に嵌合されている。シリンダブロック１００の左端開口部はバルブプレート１４１及びフロントシリンダヘッド１２１によって閉塞されている。また、右端開口部はバルブプレート１３１及びリアシリンダヘッド１４２によって閉塞されている。
【０００５】
ピストン１０１の中央部分には斜板１１５の外周部分を受け入れる凹部１１０ａが形成されている。凹部１１０ａの軸方向対向面にはそれぞれ球状凹部１１０ｂが形成されている。そして、各球状凹部１１０ｂと斜板１１５の端面１１５ａとの間にシュー１５１がそれそれ介在されている。
【０００６】
従来、斜板式圧縮機用シューは、図１０乃至図１６に示す製造工程によって成形加工されている（例えば、特許文献２、参照）。
【０００７】
図１０乃至図１６は従来の斜板式圧縮機用シューの製造法の説明に供せられる図である。
【０００８】
まず、図１０に示すような、所定厚さ寸法の板素材５５，例えば、クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ材）を準備する。そして、この板素材５５は連続プレス成形型の上型５６と下型５８との間にかつ図１０に矢印で示す送り方向Ｉへ移動可能に置かれる。上型５６には柱形状の半球成形用パンチ５７と抜き落しパンチ５９が送り方向Ｉで互いに所定間隔をもって設けられている。下型５８には成形ダイス６１が固定されている。成形ダイス６１には半球成形用パンチ５７の先端面に対向する上面に半球凹部６３が形成されており、抜き落しパンチ５９の先端面に対向する位置に抜き落し穴６５が形成されている。半球成形用パンチ５７、抜き落しパンチ５９及び抜き落し穴６５はほぼ同等の径寸法を有している。
【０００９】
まず、始めに成形ダイス６１の上面に板素材５５をセットする。次に、図１１に示すように、半球凹部６３上の板素材５５に上型５６を降下させ半球形成用パンチ５７によって板素材５５をプレス成形し、半球凹部６３によって荒成形品６７の半球成形部６９を押し出し形成する。この時点では板素材５５と半球成形部６９とは一体に連なっている。また、板素材５５には半球形成用パンチ５７によって表面に凹部５５ａが形成されている。
【００１０】
次に、半球凸部６９を形成した板素材５５を送り方向Ｉへ移動し、半球凸部６９を抜き落し穴６５上に位置させる。そして、抜き落としパンチ５９を抜き落とし孔６５へ降下させ、図１２に示すように、荒成形品６７を打ち抜くと抜き落し穴６５を通して下方に荒成形品６７が落ち、図１３に示す荒成形品６７が得られる。この際、抜き落しパンチ５９によって垂直に抜き落されるので半球成形部６９に連なって円柱成形部７１が形成される。抜き落された荒成形品６７は所定の重量に管理される。
【００１１】
上述した製造方法で得られた荒成形品６７は、片面が半球面形状の半球成形部６９であり、円柱状の切断面にて反対側の平面形成部７３と連なるシューの形状に近似する荒成形品６７となる。
【００１２】
その後、シュー形状体６７は、軟化焼鈍で応力除去、加工硬化除去等が行われる。さらに、シュー形状体６７は、成形時に発生したプレスバリや、軟化焼鈍時に発生した酸化膜を除去し、さらに表面の光沢を出すためにバレル研磨等の表面研磨処理が行なわれる。
【００１３】
次に、荒成形品６７は仕上げ加工にてシューの形状に加工される。荒加工品（以下、荒成形品と同じ符号６７で示す）を仕上げ加工するには、図１４に示すような仕上げ加工用型を用いて行う。仕上げ加工用型は仕上げ用上型８３と仕上げ用下型８５とを備えている。仕上げ用上型８３には成形後の熱処理ひずみ等を考慮した球面曲率半径Ｒ１をもつ凹部９１と、この凹部９１に連なっている円柱成形加工部９２とが形成されている。
【００１４】
凹部９１の球面曲率半径Ｒ１は荒加工品６７の半球成形部６９の球面曲率半径Ｒ２よりも大きい球面曲率に設定されている。また、円柱成形加工部９２の径方向の寸法は円柱成形部７１の径方向の寸法よりも大きい寸法に設定されている。
【００１５】
仕上げ用下型８５には凹部９１及び円柱成形加工部９２に対応する上面位置に平坦な平面凹部９５が形成されている。平面凹部９５には荒加工品６７の平面形成部７３が乗せ置かれることによって所定位置に荒加工品６７を位置させている。
【００１６】
上述した状態で、仕上げ用上型８３を仕上げ用下型８５へ降下させると、図１５に示すように、荒加工品６７が仕上げ加工されて図１６にも示すシュー５０が製造される。
【００１７】
荒加工品６７の仕上げ加工では、シュー５０の形状に成形するために、荒成形品６７の半球成形部６９の頂点が凹部９１の中央部に接し中央部より外側へ除々に成形される。そのため、凹部９１と半球成形部６９との間にエアポケットが発生せず目的のシュー５０の球面部５１の形状の成形が可能となる。また、この際、球面部５１に連なる円柱部５３も同時に形成される。
【００１８】
即ち、シュー５０は、片面に形成した平面形成部５４と平面形成部５４を含む円柱部５３と、平面形成部５４とは反対面で円柱部５３に連なる球面部５１とを有している。球面部５１の曲率半径Ｒ１は、Ｒ１＞Ａ／２の関係にあり、比率はＲ１に対してＡ／２は７０％〜９０％である。
【００１９】
さらに、シュー５０は熱処理工程で焼入硬化を目的として硬度を得るものである。硬度はＦｅ−Ｃ系合金でシュー５０の耐磨耗性を考慮しＨ_ＲＣ５８以上とする。熱処理後は最終的にシュー５０の表面の研磨を行い、硬化されたシュー５０を得る。
【００２０】
更に、従来において、耐磨耗性に優れた材料として、軸受鋼（例えば、ＳＵＪ２、非特許文献１参照）がある。
【００２１】
【特許文献１】
特開昭５６−１３６２４９号公報
【００２２】
【特許文献２】
特開平１１−１０２７６号公報
【００２３】
【非特許文献１】
ＪＩＳＧ４８０５−１９９０
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した製造方法によって、軸受鋼の素材からシューを製造するには、ＳＵＪ２の板材は、市場の流通性を考慮すると、購入は困難であるために、板材からのＳＵＪ２材の半球シューは製造が現実的ではない。
【００２５】
そこで、本発明の一技術的課題は、ＳＵＪ２の素材を使用した半球シューを高価な半製品の球状の素形材を使用しないで製造する方法を提供することにある。
【００２６】
また、本発明のもう一つの技術的課題は、ＳＵＪ２等の板材からではなく、線材又は棒材から製造することで、原料単価を安くすることができる半球シューとその製造方法を提供することにある。
【００２７】
また、本発明のさらにもう一つの技術的課題は、ＳＵＪ２材を使用することにより、シューの熱処理を普通焼入れによってでき、シューの中心部まで均一に硬度が上がるとともに、内部組織が一定に安定する半球シューとその製造方法を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、斜板式圧縮機に用いられる半球シューであって、扁平に押しつぶされた線材又は棒材の打ち抜き加工により得られたシューのブランク品から形成されていることを特徴とする斜板式圧縮機のシューが得られる。
【００２９】
また、本発明によれば、斜板式圧縮機に用いられる半球シューであって、扁平に押しつぶされた線材又は棒材の一端を扁平に押しつぶし、円筒状にブランキングしたブランク品を得、このブランク品の一面に球面を形成して、この球面部を抜き落として、一端面に球面が形成された荒成形品を得た後、前記荒成形品の球面を球面に押し当てながら前記球面が形成された一面の反対側の面を押してプレス加工によって得られたシューの仕上げ形状を有することを特徴とする斜板式圧縮機のシューが得られる。
【００３０】
また、本発明によれば、前記いずれかの斜板式圧縮機のシューにおいて、軸受鋼材からなることを特徴とする斜板式圧縮機のシューが得られる。
【００３１】
また、本発明によれば、前記いずれか一つに記載の斜板式圧縮機のシューにおいて、前記線材又は棒材は焼鈍済素材であることを特徴とする斜板式圧縮機のシューが得られる。
【００３２】
また、本発明によれば、前記ブランク品がブランキングの後で球面形成される前に焼鈍されていることを特徴とする斜板式圧縮機のシューが得られる。
【００３３】
また、本発明によれば、前記いずれかのいずれか一つの斜板式圧縮機のシューにおいて、前記シューは側面に円筒部を有することを特徴とする斜板式圧縮機のシューが得られる。
【００３４】
また、本発明によれば、前記斜板式圧縮機のシューにおいて、前記側面は粗面であることを特徴とする斜板式圧縮機のシューが得られる。
【００３５】
また、本発明によれば、線材又は棒材を扁平に押しつぶし、打ち抜き加工によりシューのブランク品を製造することを特徴とする斜板式圧縮機のシューの製造方法が得られる。
【００３６】
また、本発明によれば、線材又は棒材の一端側を扁平に押しつぶし、円筒状にブランキングしてブランク品を形成する工程と、前記ブランク品の一面に球面を形成するとともに、前記球面部を抜き落として、一端面に球面が形成された荒成形品を得る荒工程と、前記荒成形品の球面を球面に押し当てるとともに前記球面が形成された一面の反対側の面を押してプレス加工することで、シューの仕上げ形状を得る仕上げ工程とを備えていることを特徴とする斜板式圧縮機のシューの製造方法が得られる。
【００３７】
また、本発明によれば、前記いずれか一つに記載の斜板式圧縮機のシューの製造方法において、前記線材又は棒材は、軸受鋼材からなることを特徴とする斜板式圧縮機のシューの製造方法が得られる。
【００３８】
また、本発明によれば、前記いずれか一つに記載の斜板式圧縮機のシューの製造方法において、前記線材又は棒材として、焼鈍済素材を用いることを特徴とする斜板式圧縮機のシューの製造方法が得られる。
【００３９】
また、本発明によれば、前記いずれか一つに記載の斜板式圧縮機のシューの製造方法において、前記ブランク品を形成する工程の後、前記荒工程の前に前記ブランク品を焼鈍する工程を更に有することを特徴とする斜板式圧縮機のシューの製造方法が得られる。
【００４０】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの斜板式圧縮機のシューの製造方法において、前記シューは側面に円筒部を有することを特徴とする斜板式圧縮機のシューの製造方法が得られる。
【００４１】
また、本発明によれば、前記斜板式圧縮機のシューの製造方法において、前記側面は粗面であることを特徴とする斜板式圧縮機のシューの製造方法が得られる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の半球シューが用いられる斜板式圧縮機の構成は、従来技術に説明したものと同様であるので、その説明については省略する。
【００４３】
図１乃至図８は本発明の実施の形態による半球シューの製造工程を順に示す図で、図１（ａ）は線材の平面図、（ｂ）は線材の側面図、図２（ａ）は線材の先端押し後の平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図、図３（ａ）は線材のブランキング後の平面図、図３（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）のブランキングされたブランク品を示す側面図、図４はブランク品を示す正面図、図５（ａ）は１押しの説明に供せられる側面図、図５（ｂ）は２押しの説明に供せられる正面図、図６はトリム抜き加工した状態を示す図、図７は仕上げプレス前の状態を示す断面図、図８（ａ）は仕上げプレス状態を示す断面図、図８（ｂ）は仕上げ加工品を示す図である。
【００４４】
図１を参照すると、まず、軸受鋼（ＳＵＪ２材、非特許文献１参照）からなる線材５をプレス又はフォーマーにセットする。
【００４５】
図２に示すように、線材の先端を予め定められた厚さとなるように、押し潰して扁平形状５ａとする（先端押し加工）。
【００４６】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、扁平形状の先端部分５ａを円筒状にブランキングし、ブランク品５ｂを形成する。ここで、図３（ｃ）に示すように、打ち抜かれたブランク品５ｂは焼鈍され、次の荒成形工程に送られる。ここで、軸受け鋼の焼鈍済素材を用いた場合には、ブランク品の焼鈍は不要である。
【００４７】
図４に示すように、ブランク品５ｂは略円板（円柱）形状であり側面の円筒部は、表面に打ち抜き加工時の加工痕による粗面となっている。
【００４８】
図５（ａ）に示すように、ブランク品５ｂは、図示しないプレス機の下型に設けられたダイスの球面に、下面が押し付けられるように、挿入され、上面側から図示しない上型でプレスされることによって、下面側に球状の突出部６ａが形成され、上面には、プレス時形成された窪み６ｂを備えた１押しプレス体６が形成される。この１押し加工によって、板厚のばらつきが更に、抑えられる。
【００４９】
図５（ｂ）に示すように、１押し加工の場合と同様に，プレス機の下型に設けられたダイスと上型によって下面に仕上げ形状よりも曲率半径の大きな球面を備え、上面にさらに、１押し加工直後の場合よりも更に、径の大きな窪み７ｂを備えた２押しプレス体７が形成される。この２押し加工によって、板厚のばらつきを抑える。
【００５０】
図６に示すように、この２押しプレス体７の押し出た凸半球部７ａをガイドにして、必要形状に抜き落として、抜き孔を備えた抜きカス８ａと、次工程の略半球状の荒成形品８ｂとに分離する。
【００５１】
図７に示すように、荒成形品８ｂを凹球面１２ａと上型１１を結ぶ円筒部１２ｂを備えたダイス１２と、窪み部１１ｂ及びその周囲に設けられたテーパ部１１ａを備えた上型１１で挟み込んでプレスする。
【００５２】
図８（ａ）に示すように、荒成形品８ｂがプレスによって、予備成形及び仕上げ成形が１台のプレス機によって、仕上げプレス加工され、図８（ｂ）に示すような仕上げ加工製品（半球シュー）１が得られる。
【００５３】
仕上げ品である本発明の実施の形態による半球シュー１は、半球面１ａと、円柱面１ｂを備えた略半球形状を備えている。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、軸受鋼の素材を使用した半球シューを、線材を使用するために、半製品の球状の素形材を使用しないで製造する方法を提供することができる。
【００５５】
また、本発明によれば、軸受鋼等の入手性が極めて悪い板材からではなく、軸受鋼の線材から製造することで、原料単価を安くすることができる半球シューの製造方法を提供することができる。
【００５６】
また、本発明によれば、軸受鋼材を使用することにより、ワークの熱処理を普通焼入れによってでき、ワークの中心部まで均一に硬度が上がるとともに、内部組織が一定に安定する半球シューの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による半球シューの製造工程を順に示す図で、（ａ）は線材の平面図、（ｂ）は線材の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態による半球シューの製造工程を順に示す図で、（ａ）は線材の先端押し後の平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図３】本発明の実施の形態による半球シューの製造工程を順に示す図で、（ａ）は線材のブランキング後の平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）のブランキングされたワークを示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態による半球シューの製造工程を順に示す図で、ブランク品を示す正面図である。
【図５】本発明の実施の形態による半球シューの製造工程を順に示す図で、（ａ）は１押しの説明に供せられる正面図、（ｂ）は２押しの説明に供せられる正面図である。
【図６】本発明の実施の形態による半球シューの製造工程を順に示す図で、トリム抜き加工した状態を示している。
【図７】本発明の実施の形態による半球シューの製造工程を順に示す図で、仕上げプレス前の状態を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態による半球シューの製造工程を順に示す図で、（ａ）は仕上げプレス状態を示す断面図、（ｂ）は仕上げ加工製品を示す図である。
【図９】従来技術による斜板式圧縮機を示す断面図である。
【図１０】従来の斜板式圧縮機用シューの製造法の説明に供せられる図である。
【図１１】従来の斜板式圧縮機用シューの製造法の説明に供せられる図である。
【図１２】従来の斜板式圧縮機用シューの製造法の説明に供せられる図である。
【図１３】従来の斜板式圧縮機用シューの製造法の説明に供せられる図である。
【図１４】従来の斜板式圧縮機用シューの製造法の説明に供せられる図である。
【図１５】従来の斜板式圧縮機用シューの製造法の説明に供せられる図である。
【図１６】従来の斜板式圧縮機用シューの製造法の説明に供せられる図である。
【符号の説明】
１半球シュー
１ａ半球面
１ｂ円柱面
５線材
５ａ扁平形状（先端部分）
５ｂブランク品
６ａ突出部
６ｂ窪み
６１押しプレス体
７２押しプレス体
７ａ凸半球部
７ｂ窪み
８ａ抜きカス
８ｂ荒成形品
１１上型
１１ａテーパ部
１２ダイス
１２ａ凹球面
１２ｂ貫通孔
５０シュー
５１球面部
５３円柱部
５４平面形成部
５５板素材
５６上型
５８下型
５７半球成形用パンチ
５９抜き落しパンチ
６１成形ダイス
６３半球凹部
６５抜き落し穴
６７荒成形品（荒加工品）
６９半球成形部（半球凸部）
７１円柱成形部
７３平面形成部
８３仕上げ用上型
８５仕上げ用下型
９１凹部
９２円柱成形加工部
９５平面凹部
１００シリンダブロック
１１０ａ凹部
１１０ｂ球状凹部
１０１ピストン
１１２回転軸
１１３，１１４軸受
１１５斜板
１１５ａ端面
１１６ピン
１１７，１１８スラスト軸受
１１９シリンダボア
１２１フロントシリンダヘッド
１３１，１４１バルブプレート
１４２リアシリンダヘッド

Claims

斜板式圧縮機に用いられる半球シューであって、扁平に押しつぶされた線材又は棒材の打ち抜き加工により得られたシューのブランク品から形成されていることを特徴とする斜板式圧縮機のシュー。
斜板式圧縮機に用いられる半球シューであって、線材又は棒材の一端を扁平に押しつぶし、円筒状にブランキングしたブランク品を得、このブランク品の一面に球面を形成して、この球面部を抜き落として、一端面に球面が形成された荒成形品を得た後、前記荒成形品の球面を球面に押し当てながら前記球面が形成された一面の反対側の面を押してプレス加工によって得られたシューの仕上げ形状を有することを特徴とする斜板式圧縮機のシュー。
請求項１又は２記載の斜板式圧縮機のシューにおいて、軸受鋼材からなることを特徴とする斜板式圧縮機のシュー。
請求項１乃至３の内のいずれか一つに記載の斜板式圧縮機のシューにおいて、前記線材又は棒材は焼鈍済素材であることを特徴とする斜板式圧縮機のシュー。
請求項１乃至３の内のいずれか一つに記載の斜板式圧縮機のシューにおいて、前記ブランク品がブランキングの後で、球面形成される前に焼鈍されていることを特徴とする斜板式圧縮機のシュー。
請求項１乃至５の内のいずれか一つに記載の斜板式圧縮機のシューにおいて、前記シューは側面に円筒部を有することを特徴とする斜板式圧縮機のシュー。
請求項６記載の斜板式圧縮機のシューにおいて、前記側面は粗面であることを特徴とする斜板式圧縮機のシュー。
線材又は棒材を扁平に押しつぶし、打ち抜き加工によりシューのブランク品を製造することを特徴とする斜板式圧縮機のシューの製造方法。
線材又は棒材の一端側を扁平に押しつぶし、円筒状にブランキングしてブランク品を形成する工程と、前記ブランク品の一面に球面を形成するとともに、前記球面部を抜き落として、一端面に球面が形成された荒成形品を得る荒工程と、前記荒成形品の球面を球面に押し当てるとともに前記球面が形成された一面の反対側の面を押してプレス加工することで、シューの仕上げ形状を得る仕上げ工程とを備えていることを特徴とする斜板式圧縮機のシューの製造方法。
請求項８又は９記載の斜板式圧縮機のシューの製造方法において、前記線材又は棒材は、軸受鋼材からなることを特徴とする斜板式圧縮機のシューの製造方法。
請求項８乃至１０の内のいずれか一つに記載の斜板式圧縮機のシューの製造方法において、前記線材又は棒材として、焼鈍済素材を用いることを特徴とする斜板式圧縮機のシューの製造方法。
請求項８乃至１０の内のいずれか一つに記載の斜板式圧縮機のシューの製造方法において、前記ブランク品を形成する工程の後、前記荒工程の前に前記ブランク品を焼鈍する工程を更に有することを特徴とする斜板式圧縮機のシューの製造方法。
請求項８乃至１２の内のいずれか一つに記載の斜板式圧縮機のシューの製造方法において、前記シューは側面に円筒部を有することを特徴とする斜板式圧縮機のシューの製造方法。
請求項１３記載の斜板式圧縮機のシューの製造方法において、前記側面は粗面であることを特徴とする斜板式圧縮機のシューの製造方法。