JP2010038145A - シュー - Google Patents

Abstract

【解決手段】 ピストン４に形成された半球状の摺動面４ａに摺接する球面部１１と、斜板３に摺接する平坦状の端面部１２とを備え、上記球面部１１および端面部１２を薄肉状に形成して内部空間Ｓを形成したシュー５であって、上記端面部１２にはシュー５の外周面に凹部を形成すると共に、シュー５の内周面に凸部を形成した屈曲部１３が形成されている。
上記屈曲部１３は、ピストン４の往復動に伴ってシュー５にたたき荷重が作用すると伸び縮みし、端面部１２を弾性変形させて該たたき荷重を吸収するようになっている。
【効果】 たたき荷重による衝撃を可及的に吸収することが可能である。
【選択図】 図２

Description

本発明はシューに関し、詳しくはピストンの半球状の摺動面に摺接する球面部と、斜板に摺接する平坦状の端面部とを備えたシューに関する。

従来、斜板式コンプレッサには、回転軸を中心に回転する斜板と、該斜板の回転に伴って進退動するピストンと、これら斜板とピストンとの間に設けられた略半球状のシューが設けられている（特許文献１〜３）。
上記シューは、ピストンの半球状の摺動面に摺接する球面部と、斜板に摺接する平坦状の端面部とを備えているが、特に上記特許文献１〜３においては、シューの内部に内部空間を形成することが行われている。
特開２００２−３９０５８号公報 特開２００２−３１０５１号公報 実開平６−４０３８５号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３に開示された内部空間の形成されたシューであっても、ピストンの往復動によるシューへのたたき荷重により、シューと斜板とが断続的に衝突し、その際斜板の表面に形成したコーティングが摩耗してしまう問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は内部空間を備えるとともに、上記たたき荷重による衝撃を可及的に吸収することの可能なシューを提供するものである。

すなわち、本発明に係るシューは、ピストンに形成された半球状の摺動面に摺接する球面部と、斜板に摺接する平坦状の端面部とを備え、上記球面部および端面部を薄肉状に形成して内部空間を形成したシューにおいて、
外周面に屈曲部を形成し、該屈曲部はシューの外周面に凹部を形成すると共に、シューの内周面に凸部を形成することを特徴としている。

上記発明によれば、上記屈曲部を備えることで、シューにたたき荷重が作用すると上記屈曲部が伸び縮みしてシューが弾性変形し、これにより上記たたき荷重を吸収することができることから、上記コーティングの摩耗を可及的に防止することができる。

以下図示実施例について説明すると、図１は斜板式コンプレッサ１の内部構造を示し、図示しないハウジングに軸支された回転軸２と、該回転軸２に固定された斜板３と、ハウジングの図示しないシリンダボア内を進退動する複数のピストン４と、各ピストン４の内部に向き合うように設けられるとともに上記斜板３を挟持する複数のシュー５とを示している。
上記斜板３は回転軸２に対して斜めに固定されているか、もしくは斜板３の傾角を変化させることができるようになっており、各ピストン４ごとに２つのシュー５によって挟持されている。そして上記シュー５と摺接する部分には所要の溶射層、めっき層や樹脂コーティングなどのコーティングが施されている。
上記ピストン４には、相互に向き合うように半球状の摺動面４ａが形成されており、上記シュー５はこの摺動面４ａで揺動しながら、上記斜板３の回転をピストン４の進退動に変換するようになっている。
なお、このような構成を有する斜板式コンプレッサ１は従来公知であり、これ以上の詳細な説明は省略する。

以下上記シュー５について説明すると、図２は第１実施例にかかるシュー５を示し、（ａ）は断面図を、（ｂ）はシュー５を下記端面部１２側から見た図を示している。
シュー５は、上記ピストン４の摺動面４ａで搖動する薄肉状に形成されるとともに頂部に貫通孔１１ａの形成された球面部１１と、斜板３に摺接する薄肉状に形成された端面部１２とから構成され、これら球面部１１および端面部１２の内側には内部空間Ｓが形成されている。
本実施例では、上記シュー５は鉄系、銅系、アルミニウム系材料のほか、焼結材や樹脂材料等で製造することが可能であり、好ましくはＳＵＪ２で製造されている。また球面部１１および端面部１２の板厚は、軽量化と剛性やばね性の確保を同時に成立させる観点から、０．１〜２ｍｍとするのが望ましく、０．２〜１．５ｍｍとするのがより望ましい。

そして、上記端面部１２の中央には屈曲部１３が設けられ、この屈曲部１３はシュー５の中心軸上に形成され、図２（ｂ）に示すように平面的に見て円形に形成されるとともに、（ａ）に示すように外周面から見た場合には凹部を形成し、内部空間Ｓから見た場合には凸部を形成するようになっており、他の部分と同じ板厚で形成されたものとなっている。
このような構成を有するシュー５によれば、球面部１１および端面部１２をそれぞれ薄肉状として内部空間Ｓを形成しているので、シュー５全体を軽量化することができ、たたき荷重による上記斜板３のコーティングの摩耗を可及的に防止することができる。
また上記屈曲部１３はシュー５の外周面に凹部を形成すると共に、シュー５の内周面に凸部を形成するようになっているため、シュー５にたたき荷重が作用すると、上記屈曲部１３が伸び縮みして上記端面部１２を該屈曲部１３の位置で弾性変形させるようになっている。
端面部１２が弾性変形することで上記たたき荷重を吸収することができ、これによりシュー５が斜板３に衝突する際のコーティングの摩耗を可及的に防止することができ、上記コーティングを安価なものとしたり、コーティングを廃止することも可能となるため、斜板３のコストを低減することができる。
またシュー５とピストン４、シュー５と斜板３との間のクリアランスを従来に比べて広くすることが可能となり、斜板式コンプレッサ１の製造時における各部品の精度を低く設定することが可能となるため、製造時のコストを抑えることができる。

図３は第２実施例にかかるシュー５を示し、（ａ）は断面図を、（ｂ）はシュー５を端面部１２側から見た図を示している。
シュー５は、第１実施例と同様、上記ピストン４の摺動面４ａで搖動する頂部に貫通孔１１ａの形成された薄肉状の球面部１１と、斜板３に摺接する薄肉状に形成された端面部１２とから構成され、これら球面部１１および端面部１２の内側には内部空間Ｓが形成されている。
そして本実施例のシュー５には、端面部１２に円形でリング状の屈曲部１３が形成されており、該リング状の屈曲部１３はシュー５の中心軸を中心に形成されている。
この第２実施例におけるシュー５によれば、上記第１実施例と同様、上記屈曲部１３の伸び縮みにより、端面部１２が弾性変形してたたき荷重を吸収するので、上述したのと同様の効果を得ることができる。

図４は第３実施例にかかるシュー５を示し、（ａ）は断面図を、（ｂ）はシュー５を端面部１２側から見た図を示している。
シュー５は、上記各実施例と同様、上記ピストン４の摺動面４ａで搖動する頂部に貫通孔１１ａの形成された薄肉状に形成された球面部１１と、斜板３に摺接する薄肉状の端面部１２とから構成され、これら球面部１１および端面部１２の内側には内部空間Ｓが形成されている。
そして本実施例のシュー５には、端面部１２の中央に形成された円形の屈曲部１３と、該円形の屈曲部１３の周囲を囲繞するように形成されたリング状の屈曲部１３とが形成されており、換言すると上記第１実施例および第２実施例における屈曲部１３を組み合わせた構成を有している。
この第３実施例におけるシュー５によれば、上記第１実施例と同様、上記屈曲部１３の伸び縮みにより、端面部１２が弾性変形してたたき荷重を吸収するので、上述したのと同様の効果を得ることができる。

図５、図６は第４、第５実施例にかかるシュー５を示し、それぞれ（ａ）は断面図を、（ｂ）はシュー５を端面部１２側から見た図を示している。
シュー５は、上記各実施例と同様、上記ピストン４の摺動面４ａで搖動する頂部に貫通孔１１ａの形成された薄肉状に形成された球面部１１と、斜板３に摺接する薄肉状の端面部１２とから構成され、これら球面部１１および端面部１２の内側には内部空間Ｓが形成されている。
そして本実施例のシュー５には、端面部１２に複数のリング状の屈曲部１３が形成されており、これら屈曲部１３はシュー５の中心軸を中心に放射状に配置され、図５の第３実施例における各屈曲部１３は円形に、図６の第４実施例における各屈曲部１３は楕円形にそれぞれ形成されている。
この第４、５実施例におけるシュー５によれば、上記第１実施例と同様、上記屈曲部１３の伸び縮みにより、端面部１２が弾性変形してたたき荷重を吸収するので、上述したのと同様の効果を得ることができる。

図７は第６実施例にかかるシュー５を示し、（ａ）は断面図を、（ｂ）はシュー５を端面部１２側から見た図を示している。
シュー５は、上記各実施例と同様、上記ピストン４の摺動面４ａで搖動する頂部に貫通孔１１ａの形成された薄肉状に形成された球面部１１と、斜板３に摺接する薄肉状の端面部１２とから構成され、これら球面部１１および端面部１２の内側には内部空間Ｓが形成されている。
そして本実施例のシュー５には、端面部１２に合計で９つのリング状の屈曲部１３が形成されており、これらの屈曲部１３は縦横に整列するように形成されている。なお、リング状の屈曲部は端面部１２に配列できる範囲であれば、数や大きさに関係なく配置することができる。
この第６実施例におけるシュー５によれば、上記第１実施例と同様、上記屈曲部１３の伸び縮みにより、端面部１２が弾性変形してたたき荷重を吸収するので、上述したのと同様の効果を得ることができる。

図８は第７実施例にかかるシュー５を示し、（ａ）は断面図を、（ｂ）はシュー５を球面部１１側から見た図を示している。
本実施例におけるシュー５は、上記ピストン４の摺動面４ａで搖動する薄肉状に形成された球面部１１と、中央に貫通孔１２ａが形成されるとともに斜板３に摺接する薄肉状の端面部１２とから構成され、これら球面部１１および端面部１２の内側には内部空間Ｓが形成されている。
本実施例のシュー５の球面部１１にはシュー５の中心軸を中心に円形の屈曲部１３が形成されており、該屈曲部１３は、球面部１１の外周面から見た場合には凹部を形成し、内部空間Ｓから見た場合には凸部を形成するようになっており、他の部分と同じ板厚で形成されたものとなっている。
このような構成を有するシュー５によれば、上記屈曲部１３をシュー５の外周面に凹部を形成すると共に、シュー５の内周面に凸部を形成するように形成しているため、シュー５にたたき荷重が作用すると、上記屈曲部１３が伸び縮みして上記球面部１１が該屈曲部１３の位置で弾性変形するようになっている。
球面部１１が弾性変形することで上記たたき荷重を吸収することができ、これによりシュー５と斜板３との間に発生する衝撃を緩和して斜板３に形成したコーティングの摩耗を可及的に防止することができ、上記コーティングを安価なものとしたり、コーティングを廃止することも可能となるため、斜板３のコストを低減することができる。
さらには、たたき荷重が作用すると球面部１１が変形して上記ピストン４の摺動面４ａの形状になじむので、球面部１１における上記摺動面４ａとのあたり部の成形精度を多少低く設定しても、球面部１１と摺動面４ａとの摺動性能を維持することができ、加工コストを低減することができる。

図９は第８実施例にかかるシュー５を示し、（ａ）は断面図を、（ｂ）はシュー５を球面部１１側から見た図を示している。
本実施例におけるシュー５は、上記ピストン４の摺動面４ａで搖動する薄肉状に形成された球面部１１と、斜板３に摺接する中央に貫通孔１２ａの形成された薄肉状の端面部１２とから構成され、これら球面部１１および端面部１２の内側には内部空間Ｓが形成されている。
本実施例のシュー５の球面部１１には、シュー５の中心軸を中心にリング状の屈曲部１３が２重に形成されている。なお、この屈曲部１３は斜板式コンプレッサ１の性能に合わせて１本形成することも３本以上形成することも可能である。
この第８実施例におけるシュー５によれば、上記第７実施例と同様、上記屈曲部１３の伸び縮みにより、球面部１１が弾性変形してたたき荷重を吸収するので、上述したのと同様の効果を得ることができる。

図１０は第９実施例にかかるシュー５の断面図を示し、上記ピストン４の摺動面４ａで搖動する薄肉状に形成された球面部１１と、斜板３に摺接する薄肉状の端面部１２と、球面部１１と端面部１２との間に形成された筒状部１４とから構成され、これら球面部１１、端面部１２、筒状部１４の内側には内部空間Ｓが形成されている。
上記筒状部１４は端面部１２と略同径に形成されており、該筒状部１４には該筒状部１４に沿って屈曲部１３が形成され、該屈曲部１３はシュー５の外周面から見た場合には凹部を形成し、内部空間Ｓから見た場合には凸部を形成するようになっており、他の部分と同じ板厚で形成されたものとなっている。
このような構成を有するシュー５によれば、筒状部１４を形成すると共に該筒状部１４に屈曲部１３を形成することで、シュー５にたたき荷重が作用すると上記屈曲部１３が伸び縮みして筒状部１４が伸縮するようになっている。
筒状部１４が伸縮することで上記たたき荷重を吸収することができ、これによりシュー５と斜板３との間に発生する衝撃を緩和して斜板３に形成したコーティングの摩耗を可及的に防止することができ、上記コーティングを安価なものとしたり、コーティングを廃止することも可能となるため、斜板３のコストを低減することができる。

なお、上記実施例は一例であり、斜板式コンプレッサ１の性能に合わせて屈曲部１３の形状や配置をさまざまに設定することができる。
例えば、端面部１２と球面部１１とに屈曲部１３を形成することや、第１〜第８実施例におけるシュー５に、第９実施例における筒状部１４および該筒状部１４に形成した屈曲部１３を設けるようにしてもよい。

斜板式コンプレッサの内部構造。 第１の実施例にかかるシューを示し、（ａ）は断面図を（ｂ）は端面部側から見た図を示す。 第２の実施例にかかるシューを示し、（ａ）は断面図を（ｂ）は端面部側から見た図を示す。 第３の実施例にかかるシューを示し、（ａ）は断面図を（ｂ）は端面部側から見た図を示す。 第４の実施例にかかるシューを示し、（ａ）は断面図を（ｂ）は端面部側から見た図を示す。 第５の実施例にかかるシューを示し、（ａ）は断面図を（ｂ）は端面部側から見た図を示す。 第６の実施例にかかるシューを示し、（ａ）は断面図を（ｂ）は端面部側から見た図を示す。 第７の実施例にかかるシューを示し、（ａ）は断面図を（ｂ）は端面部側から見た図を示す。 第８の実施例にかかるシューを示し、（ａ）は断面図を（ｂ）は端面部側から見た図を示す。 第９の実施例にかかるシューの断面図。断面図を示す。

符号の説明

１ 斜板式コンプレッサ ３ 斜板
４ ピストン ５ シュー
１１ 球面部 １２ 端面部
１３ 屈曲部 Ｓ 内部空間

Claims (8)

1. ピストンに形成された半球状の摺動面に摺接する球面部と、斜板に摺接する平坦状の端面部とを備え、上記球面部および端面部を薄肉状に形成して内部空間を形成したシューにおいて、
   外周面に屈曲部を形成し、該屈曲部はシューの外周面に凹部を形成すると共に、シューの内周面に凸部を形成することを特徴とするシュー。
2. 上記屈曲部を円形に形成したことを特徴とする請求項１に記載のシュー。
3. 上記屈曲部をリング状に形成したことを特徴とする請求項１に記載のシュー。
4. 上記リング状の屈曲部を楕円形に形成したことを特徴とする請求項３に記載のシュー。
5. 上記屈曲部をシューの中心軸上に設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のシュー。
6. 複数の上記屈曲部をシューの中心軸を中心に放射状に配置したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のシュー。
7. 複数の上記屈曲部を端面部に縦横に整列するように配置したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のシュー。
8. 上記球面部と端面部との間に筒状部を形成し、上記屈曲部を該筒状部に沿って形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のシュー。

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