JP2013036339A - Rotation stopping mechanism of wobble plate of swash plate type variable displacement compressor and constant velocity universal joint constituting the same - Google Patents

Rotation stopping mechanism of wobble plate of swash plate type variable displacement compressor and constant velocity universal joint constituting the same Download PDF

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美香 小原
Tatsuro Sugiyama
達朗 杉山
Taku Itagaki
卓 板垣
立己 ▲崎▼原
Tatsumi Sakihara
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve lubricity, durability, and strength, and to reduce costs by achieving compatibility to a lubricant and adaptation to high temperature use environment, even during use under lean lubrication in a swash plate type variable displacement compressor.SOLUTION: In a rotation stopping mechanism 36 of a wobble plate 18 of a swash plate type variable displacement compressor 1, the rotation stopping mechanism of the wobble plate comprises a constant velocity universal joint 21. The constant velocity universal joint includes: an outer joint member 22 in which a plurality of track grooves are formed in an inner circumferential surface; an inner joint member 23 in which a plurality of track grooves mated with the track grooves of the outer joint member are formed on an outer circumferential surface; a plurality of balls 24 interposed between the track grooves of the outer joint member and the track grooves of the inner joint member to transmit torque; and retainers 25 retaining the balls and provided at the inner circumferential surface of the outer joint member 22 and the outer circumferential surface of the inner joint member. The outer joint member is mounted on the wobble plate. The inner joint member is mounted on a central shaft 30. The retainer is made of resin.

Description

この発明は、斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構およびこれを構成する等速自在継手に関する。   The present invention relates to an anti-rotation mechanism for a rocking plate of a swash plate type variable capacity compressor and a constant velocity universal joint constituting the same.

斜板式可変容量圧縮機は、ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、この駆動軸に連結されて回転すると共に、駆動軸に対して傾斜可能な斜板と、この斜板に軸受を介して連結され、回転が阻止された揺動板と、この揺動板に連結されて駆動軸の軸方向に往復運動するピストンと、揺動板を支持するために前記ハウジングに支持された中心軸とを主な構成部品としている。そして、揺動板の回転を阻止するために回り止め機構が設けられており、この回り止め機構として等速自在継手が用いられた構造が、例えば、特許文献1に記載されている。この回り止め機構では、等速自在継手が揺動板の中央に配置され、
その外側継手部材が揺動板に取付けられ、内側継手部材が中心軸に取付けられている。
A swash plate type variable capacity compressor is provided with a drive shaft that is rotatably supported by a housing, a swash plate that is connected to the drive shaft, rotates, and can be tilted with respect to the drive shaft, and a bearing is attached to the swash plate via a bearing. A rocking plate coupled and blocked from rotating, a piston coupled to the rocking plate and reciprocating in the axial direction of the drive shaft, and a central shaft supported by the housing for supporting the rocking plate Are the main components. In order to prevent the rotation of the swing plate, a detent mechanism is provided, and a structure in which a constant velocity universal joint is used as this detent mechanism is described in Patent Document 1, for example. In this detent mechanism, the constant velocity universal joint is arranged at the center of the swing plate,
The outer joint member is attached to the swing plate, and the inner joint member is attached to the central shaft.

上記の揺動板の回り止め機構を構成する等速自在継手は、斜板式可変容量圧縮機内の希薄潤滑下で使用されるので、等速自在継手の各摺動部やボールとトラック溝間への潤滑剤の供給が少なく、潤滑性や耐久性等において過酷な状態となっている。特許文献1では、潤滑剤供給のための方策が講じられておらず潤滑性、耐久性等で十分ではない。また、高速回転が要求される揺動板式可変容量圧縮機では、等速自在継手の各摺動部のすべり速度も大きくなるため、その対策が必要となる。   The constant velocity universal joints that constitute the rocking plate detent mechanism are used under lean lubrication in a swash plate type variable capacity compressor, so each sliding part of the constant velocity universal joint or between the ball and the track groove is used. There is little supply of this lubricant, and it is in a harsh state in terms of lubricity and durability. In Patent Document 1, a measure for supplying the lubricant is not taken, and lubricity, durability, etc. are not sufficient. Further, in a swing plate type variable capacity compressor that requires high-speed rotation, the sliding speed of each sliding portion of the constant velocity universal joint also increases, so that countermeasure is required.

一方、潤滑性や耐久性の向上のため、等速自在継手の保持器を樹脂材料で形成したものが提案されている。例えば、特許文献2には、ダブルオフセット型摺動式等速自在継手の保持器を自己潤滑性を有する樹脂で形成することで、スライド抵抗の低減を狙ったものが記載されているが、斜板式可変容量圧縮機内の希薄潤滑下で使用される等速自在継手として、潤滑剤との相性(耐油性)、耐久性や強度の面における問題に着目したものではない。   On the other hand, in order to improve lubricity and durability, a constant velocity universal joint made of a resin material has been proposed. For example, Patent Document 2 describes a double offset type sliding constant velocity universal joint that is made of self-lubricating resin to reduce slide resistance. As a constant velocity universal joint used under lean lubrication in a plate type variable capacity compressor, it does not focus on problems in terms of compatibility (oil resistance), durability and strength with a lubricant.

特開2006−200405号公報JP 2006-200405 A 実開平8−320026号公報Japanese Utility Model Publication No. 8-320026

上記のような問題に鑑み、本発明は、斜板式可変容量圧縮機内の希薄潤滑下での使用においても、潤滑剤との相性や高温使用環境に適合し、潤滑性、耐久性や強度の向上と共に低コスト化を図ることができる揺動板の回り止め機構およびこれを構成する等速自在継手を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention is compatible with a lubricant and used in a high-temperature environment even in use under lean lubrication in a swash plate type variable capacity compressor, and improves lubricity, durability and strength. At the same time, it is an object of the present invention to provide a rocking plate detent mechanism capable of reducing the cost and a constant velocity universal joint constituting the same.

本発明者らは、上記の目的を達成するために種々検討した結果、斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構を構成する等速自在継手として、その保持器を、潤滑剤との相性や高温使用環境に適合し、潤滑性、耐久性や強度の向上に寄与する樹脂で形成するという新たな着想を行った。   As a result of various studies to achieve the above object, the present inventors have determined that the cage is a lubricant and a constant velocity universal joint that constitutes a detent mechanism for the swing plate of the swash plate type variable capacity compressor. The new idea of forming with resin that is compatible with compatibility and high temperature use environment and contributes to improvement of lubricity, durability and strength.

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、この駆動軸に連結されて回転すると共に、前記駆動軸に対して傾斜可能な斜板と、この斜板に軸受を介して連結され、回転が阻止された揺動板と、この揺動板に連結されて前記駆動軸の軸方向に往復運動するピストンと、前記揺動板を支持するために前記ハウジングに支持された中心軸とを備えた斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構において、前記揺動板の回り止め機構が等速自在継手で構成され、この等速自在継手が、内周面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、外周面に前記外側継手部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、このボールを保持し、前記外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面に配置された保持器とを備えたものであって、前記外側継手部材が前記揺動板に取付けられ、前記内側継手部材が前記中心軸に取付けられると共に、前記保持器が樹脂で形成されていることを特徴とする。   As technical means for achieving the above-mentioned object, the present invention includes a drive shaft rotatably supported by a housing, and a slant that is connected to the drive shaft and rotates and tiltable with respect to the drive shaft. A plate, a swing plate connected to the swash plate via a bearing and prevented from rotating, a piston connected to the swing plate and reciprocating in the axial direction of the drive shaft, and the swing plate An anti-rotation mechanism for a rocking plate of a swash plate type variable displacement compressor having a central shaft supported by the housing for supporting, wherein the anti-rotation mechanism for the rocking plate is constituted by a constant velocity universal joint. The constant velocity universal joint includes an outer joint member in which a plurality of track grooves are formed on the inner peripheral surface, and an inner joint member in which a plurality of track grooves that are paired with the track grooves of the outer joint member are formed on the outer peripheral surface; Track groove and inner joint portion of the outer joint member A plurality of balls that are interposed between the track grooves and transmit torque, and retainers that hold the balls and are disposed on the inner peripheral surface of the outer joint member and the outer peripheral surface of the inner joint member. The outer joint member is attached to the swing plate, the inner joint member is attached to the central shaft, and the cage is made of resin.

上記の構成により、斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構およびこれを構成する等速自在継手が、希薄潤滑下での使用においても、潤滑剤との相性や高温使用環境に適合し、潤滑性、耐久性や強度の向上を図ることができる。また、保持器が生産性よく量産することができ、低コスト化を図ることができる。ひいては、斜板式可変容量圧縮機の耐久性の向上、低コスト化を図ることができる。   With the above configuration, the swash plate type variable capacity compressor swing plate detent mechanism and the constant velocity universal joints that make it compatible with lubricants and high temperature usage environments even when used under lean lubrication In addition, lubricity, durability and strength can be improved. Further, the cage can be mass-produced with high productivity, and the cost can be reduced. As a result, it is possible to improve the durability and cost of the swash plate type variable capacity compressor.

上記保持器を形成する樹脂を熱可塑性樹脂とすることにより、射出成形により生産性よく量産することができ、製造コスト面で有利である。また、機械加工による研削目や旋削目等が残らず滑らかな表面を得ることができるので、摩擦摩耗の観点からも有利である。   By using a thermoplastic resin as the resin for forming the cage, it can be mass-produced with high productivity by injection molding, which is advantageous in terms of manufacturing cost. Further, since a smooth surface can be obtained without any grinding or turning marks by machining, it is advantageous from the viewpoint of frictional wear.

上記保持器を形成する樹脂は、斜板式可変容量圧縮機の使用環境や樹脂の物性を考慮すると、ガラス転移点が100℃以上であることが望ましい。非晶性樹脂の場合、ガラス転移点までは物性の低下が少なく、また、ガラス転移点が100℃未満の非晶性樹脂は、潤滑剤であるポリアルキレングリコール(PAG)との相性が悪く、耐久性の確保が困難であり、ガラス転移点より雰囲気温度が高くなると物性の低下が激しいため使用に適さない。   The resin forming the cage preferably has a glass transition point of 100 ° C. or higher in consideration of the usage environment of the swash plate type variable capacity compressor and the physical properties of the resin. In the case of an amorphous resin, there is little decrease in physical properties up to the glass transition point, and the amorphous resin having a glass transition point of less than 100 ° C. has poor compatibility with the polyalkylene glycol (PAG) that is a lubricant, It is difficult to ensure durability, and when the ambient temperature is higher than the glass transition point, the physical properties are drastically deteriorated, which is not suitable for use.

上記熱可塑性樹脂が結晶性樹脂であることが好ましく、さらに融点が200℃以上であることが好ましい。結晶性樹脂は融点が高いほど耐熱性があり、融点付近までの耐熱強度、耐熱クリープ、耐熱安定性、耐疲労性や機械的強度に優れる。また、樹脂表面の強固な結晶構造により耐摩耗性にも優れているため、回り止め機構の長寿命化を図ることができる。   The thermoplastic resin is preferably a crystalline resin, and the melting point is preferably 200 ° C. or higher. The higher the melting point, the higher the heat resistance of the crystalline resin, and the heat resistance strength up to the vicinity of the melting point, heat resistance creep, heat resistance stability, fatigue resistance and mechanical strength are excellent. In addition, since the resin surface has a strong crystal structure and excellent wear resistance, the life of the rotation prevention mechanism can be extended.

上記保持器を形成する樹脂に補強材を添加することができる。これにより、更なる強度や靭性が付与され有利である。   A reinforcing material can be added to the resin forming the cage. Thereby, further strength and toughness are imparted, which is advantageous.

上記保持器を形成する樹脂に固体潤滑剤を添加することができる。これにより、さらに潤滑性能を向上することができる。固体潤滑剤は、1種類のみを添加してもよく、また、2種類以上を混合させて添加してもよい。   A solid lubricant can be added to the resin forming the cage. Thereby, the lubrication performance can be further improved. Only one type of solid lubricant may be added, or two or more types may be mixed and added.

上記保持器の表面には微小な凹形状のくぼみをランダムに無数に形成することにより、潤滑油が表面に保持されやすくなり、希薄潤滑下における摺動に有利となる。微小な凹形状のくぼみをランダムに無数に形成する方法としては、保持器成形後の最終工程で、バレル加工又はタンブラー加工により形成することができる。しかし、これに限られず、ショットピーニング加工等を用いることができる。また、射出成形時の金型表面に所望の表面形状を施し、保持器表面に転写してくぼみを形成することもできる。   By forming an infinite number of minute concave depressions on the surface of the cage, the lubricating oil is easily held on the surface, which is advantageous for sliding under lean lubrication. As a method for forming an infinite number of minute concave recesses, it can be formed by barrel processing or tumbler processing in the final step after forming the cage. However, the present invention is not limited to this, and shot peening can be used. Moreover, a desired surface shape can be given to the mold surface at the time of injection molding, and it can be transferred to the cage surface to form a dent.

上記斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構に使用される潤滑剤は、ポリアルキレングリコール(PAG)が好ましい。PAGは、カーエアコン用コンプレッサで一般的に使用される冷媒と相溶性があり、冷媒と共存する潤滑剤として好ましい。   The lubricant used in the anti-rotation mechanism of the swing plate of the swash plate type variable capacity compressor is preferably polyalkylene glycol (PAG). PAG is compatible with a refrigerant generally used in a car air conditioner compressor and is preferable as a lubricant coexisting with the refrigerant.

上記等速自在継手としてツェッパ型固定式等速自在継手が好ましい。これにより、ボールとトラック溝間の係合により回り止めを円滑に行えると共に、外側継手部材、保持器および内側継手部材の球面接触部で揺動運動が行われるので、振動のない安定した揺動運動が実現する。   As the constant velocity universal joint, a Rzeppa type fixed constant velocity universal joint is preferable. As a result, the rotation between the ball and the track groove can be smoothly prevented, and the rocking motion is performed at the spherical contact portions of the outer joint member, the cage and the inner joint member, so that stable rocking without vibration is achieved. Exercise is realized.

本発明によれば、斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構およびこれを構成する等速自在継手が、希薄潤滑下での使用においても、潤滑剤との相性や高温使用環境に適合し、潤滑性、耐久性や強度の向上を図ることができる。また、保持器が生産性よく量産することができ、低コスト化を図ることができる。ひいては、斜板式可変容量圧縮機の耐久性の向上、低コスト化を図ることができる。   According to the present invention, the anti-rotation mechanism of the rocking plate of the swash plate type variable capacity compressor and the constant velocity universal joint constituting the same are compatible with the lubricant and used in a high temperature environment even when used under lean lubrication. It can be adapted to improve lubricity, durability and strength. Further, the cage can be mass-produced with high productivity, and the cost can be reduced. As a result, it is possible to improve the durability and cost of the swash plate type variable capacity compressor.

本発明の第1の実施形態に係る斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構と斜板式可変容量圧縮機の全体構造を示す縦断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an overall structure of a rocking plate rotation preventing mechanism and a swash plate type variable capacity compressor of a swash plate type variable capacity compressor according to a first embodiment of the present invention. 第1の実施形態の回り止め機構を構成する等速自在継手を示す図である。It is a figure which shows the constant velocity universal joint which comprises the rotation prevention mechanism of 1st Embodiment. 等速自在継手の外側継手部材を示す図である。It is a figure which shows the outer joint member of a constant velocity universal joint. 等速自在継手の内側継手部材を示す図である。It is a figure which shows the inner side coupling member of a constant velocity universal joint. 等速自在継手の保持器を示す図である。It is a figure which shows the holder | retainer of a constant velocity universal joint. 本発明の第2の実施形態の回り止め機構を構成する等速自在継手の内側継手部材を示す図である。It is a figure which shows the inner side coupling member of the constant velocity universal joint which comprises the anti-rotation mechanism of the 2nd Embodiment of this invention.

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の第1の実施形態である斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構を図1〜図5に基づいて説明する。図1は斜板式可変容量圧縮機の全体構造を示す縦断面図である。斜板式可変容量圧縮機1は、フロントハウジング2とミドルハウジングとしてのシリンダブロック3とその後方の2点鎖線で示すリアハウジング4が図示しない締結手段によって一体化されて圧縮機1のハウジングを形成している。シリンダブロック3には、複数個(例えば5個)のシリンダボア5が、中心線Aの周りに概ね均等に配置されるように形成されている。図示は省略するが、リアハウジング4の内部には概ね環状の空間としての吐出室が形成されていると共に、中心部分には空間として吸入室が形成されている。   A rotation preventing mechanism for a rocking plate of a swash plate type variable displacement compressor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall structure of a swash plate type variable capacity compressor. In the swash plate type variable displacement compressor 1, a front housing 2, a cylinder block 3 as a middle housing, and a rear housing 4 indicated by a two-dot chain line behind the front housing 2 are integrated by fastening means (not shown) to form a housing of the compressor 1. ing. In the cylinder block 3, a plurality of (for example, five) cylinder bores 5 are formed so as to be arranged approximately evenly around the center line A. Although not shown, a discharge chamber as a substantially annular space is formed inside the rear housing 4, and a suction chamber is formed as a space in the center portion.

駆動軸6は、外部の動力源(例えばエンジン)から回転動力を受け入れるものであって、この駆動軸6と直交するようにロータ7が一体的に取り付けられている。ロータ7は駆動軸6と一体部品の場合もある。ロータ7の外周寄りの一部からアーム部8が後方に向かって突出するように形成されている。アーム部8には、カムとして作動する長孔15が設けられている。駆動軸6はラジアル転がり軸受9、10を介して、ハウジングの一部であるフロントハウジング2に回転自在に支持されていると共に、駆動軸6に一体的に取り付けられたロータ7の背面をスラスト転がり軸受11を介して、スラスト方向にも回転自在に支持されている。ラジアル転がり軸受9および10の間にはシール装置12が設けられて、駆動軸6の周囲から流体が外部に漏洩することを防止している。   The drive shaft 6 receives rotational power from an external power source (for example, an engine), and a rotor 7 is integrally attached so as to be orthogonal to the drive shaft 6. The rotor 7 may be an integral part of the drive shaft 6. The arm portion 8 is formed so as to protrude rearward from a part near the outer periphery of the rotor 7. The arm portion 8 is provided with a long hole 15 that operates as a cam. The drive shaft 6 is rotatably supported by a front housing 2 which is a part of the housing via radial rolling bearings 9 and 10, and the rear surface of the rotor 7 integrally attached to the drive shaft 6 is thrust-rolled. The bearing 11 is also supported so as to be rotatable in the thrust direction. A seal device 12 is provided between the radial rolling bearings 9 and 10 to prevent fluid from leaking from the periphery of the drive shaft 6 to the outside.

斜板13は、概ね円環状であって、その一部から前方へ突出するアーム部14を備えている。アーム部14には、ピン16が設けられていて、駆動軸6に取り付けられたロータ7のアーム部8に設けられた長孔15に挿入されて係合している。これらの部分によってリンク機構17が構成されて、斜板13が駆動軸6と共に回転することができ、かつ駆動軸6やロータ7に対して角度変位でき傾斜可能となっている。斜板13には、後述する手段により回転を阻止されて揺動のみをする概ね円環状の揺動板18が、ラジアル転がり軸受19とスラスト転がり軸受20を介して支持されている。   The swash plate 13 is generally annular and includes an arm portion 14 protruding forward from a part thereof. The arm portion 14 is provided with a pin 16 and is inserted into and engaged with a long hole 15 provided in the arm portion 8 of the rotor 7 attached to the drive shaft 6. The link mechanism 17 is constituted by these portions, and the swash plate 13 can rotate together with the drive shaft 6 and can be inclined and tilted with respect to the drive shaft 6 and the rotor 7. On the swash plate 13, a substantially annular swing plate 18 that is prevented from rotating by means described later and only swings is supported via a radial rolling bearing 19 and a thrust rolling bearing 20.

揺動板18の内周孔には、等速自在継手21の外側継手部材22が圧入嵌合され、止め輪26によって位置決め固定されている。揺動板18の小径部分27にラジアル転がり軸受19の内輪が組み込まれて、止め輪28によって位置決め固定されている。ラジアル転がり軸受19の外輪は斜板13の内周孔29に組み込まれて、その肩部で位置決め固定されている。   The outer joint member 22 of the constant velocity universal joint 21 is press-fitted into the inner peripheral hole of the swing plate 18 and is positioned and fixed by a retaining ring 26. An inner ring of the radial rolling bearing 19 is incorporated in the small diameter portion 27 of the swing plate 18 and is positioned and fixed by a retaining ring 28. The outer ring of the radial rolling bearing 19 is incorporated in the inner peripheral hole 29 of the swash plate 13 and is positioned and fixed at its shoulder.

斜板13と揺動板18を支持する中心軸30は、駆動軸6の軸線Aと一致した状態で、回転しないようにシリンダブロック3によって支持されている。具体的には、中心軸30の大径部に雄スプライン31が形成され、シリンダブロック3の中心部の雌スプライン32に係合している。この結果、中心軸8はシリンダブロック3に対して回転は阻止されるが、軸方向には移動可能に、シリンダブロック3に支持される。中心軸30の軸端に形成された雄スプライン33に等速自在継手21の内側継手部材23の雌スプライン34が嵌合され、止め輪35によって軸方向に位置決め固定されている。等速自在継手21は、外側継手部材22、内側継手部材23、トルク伝達ボール24および保持器25とからなる。保持器25に保持されたトルク伝達ボール24が外側継手部材と内側継手部材23の各トラック溝に係合され、作動角を取った状態でトルクが伝達できる。   A central shaft 30 that supports the swash plate 13 and the swing plate 18 is supported by the cylinder block 3 so as not to rotate in a state that coincides with the axis A of the drive shaft 6. Specifically, a male spline 31 is formed at the large diameter portion of the central shaft 30 and is engaged with the female spline 32 at the central portion of the cylinder block 3. As a result, the center shaft 8 is prevented from rotating with respect to the cylinder block 3, but is supported by the cylinder block 3 so as to be movable in the axial direction. A female spline 34 of the inner joint member 23 of the constant velocity universal joint 21 is fitted to a male spline 33 formed at the shaft end of the central shaft 30, and is positioned and fixed in the axial direction by a retaining ring 35. The constant velocity universal joint 21 includes an outer joint member 22, an inner joint member 23, a torque transmission ball 24, and a cage 25. The torque transmission ball 24 held by the cage 25 is engaged with each track groove of the outer joint member and the inner joint member 23, and torque can be transmitted in a state where the operating angle is taken.

本実施形態の回り止め機構の概要として、等速自在継手21の外側継手部材22が揺動板18に取り付け固定され、一方、内側継手部材23が中心軸30に取り付け固定されて、揺動板18の回転を阻止するための回り止め機構36が構成される。この回り止め機構36により、揺動板18が斜板13と共に揺動運動するものの、斜板13の回転運動とは無関係に回転しないように停止していることが可能となる。   As an outline of the detent mechanism of the present embodiment, the outer joint member 22 of the constant velocity universal joint 21 is attached and fixed to the swing plate 18, while the inner joint member 23 is attached and fixed to the central shaft 30, and the swing plate An anti-rotation mechanism 36 for preventing the rotation 18 is configured. Although the rocking plate 18 swings together with the swash plate 13 by the rotation preventing mechanism 36, it can be stopped so as not to rotate regardless of the rotational motion of the swash plate 13.

揺動板18の周辺部には、シリンダボア5と同数の球状の窪み部37が設けられており、これに対応して同数のコネクティングロッド38の一端に形成された球状端部39が嵌合している。また、シリンダボア5内に摺動可能に挿入されたピストン40にも球状の窪み部41が設けられていて、コネクティングロッド38の他端に形成された球状端部42が嵌合している。   The same number of spherical recesses 37 as the cylinder bores 5 are provided in the periphery of the swing plate 18, and correspondingly the spherical end portions 39 formed at one ends of the connecting rods 38 are fitted. ing. The piston 40 slidably inserted into the cylinder bore 5 is also provided with a spherical recess 41 and a spherical end 42 formed at the other end of the connecting rod 38 is fitted.

リアハウジング4の内部については図示を省略するが、概要は次のとおりである。前述したように、リアハウジング4の内部には概ね環状の空間としての吐出室が形成されていると共に、中心部分には空間として吸入室が形成されている。そして、シリンダブロック3とリアハウジング4との間には、バルブプレートが介在され、各シリンダボア5に対応する位置においてバルブシートに吐出口と吸入口が開口している。各吸入口には吸入バルブが配置されシリンダボアの側から閉鎖されており、一方、各吐出口には吐出バルブが配置され吐出室の側から閉鎖されている。また、リアハウジング4の後端部に制御弁が取り付けられており、制御装置によって制御されて流体圧が作り出される。これを制御圧として斜板13や揺動板18が配置されたフロンハウジング2の内部の制御圧室に導入されて、揺動板18の傾斜角が制御されている。   Although the illustration of the inside of the rear housing 4 is omitted, the outline is as follows. As described above, a discharge chamber as a substantially annular space is formed inside the rear housing 4, and a suction chamber is formed as a space in the center portion. A valve plate is interposed between the cylinder block 3 and the rear housing 4, and a discharge port and a suction port are opened in the valve seat at positions corresponding to the cylinder bores 5. A suction valve is disposed at each suction port and is closed from the cylinder bore side, while a discharge valve is disposed at each discharge port and is closed from the discharge chamber side. In addition, a control valve is attached to the rear end portion of the rear housing 4 and is controlled by the control device to generate fluid pressure. This is introduced as a control pressure into a control pressure chamber inside the chlorofluorocarbon housing 2 in which the swash plate 13 and the swing plate 18 are arranged, and the tilt angle of the swing plate 18 is controlled.

上記の構成からなる斜板式可変容量圧縮機1の作動について説明する。駆動軸6が外部の動力源によって回転駆動されると、駆動軸6のロータ7に対してアーム部8、長孔15、ピン16、アーム部14を介して連結されている斜板13が駆動軸6と共に回転する。しかし、揺動板18は、斜板13に対してラジアル転がり軸受19およびスラスト転がり軸受20を介して支持されているのと、中心部が回り止め機構36を構成する等速自在継手21を介して回転しない中心軸30によって支持されているので回転することはなく、揺動板18は、その傾斜角度に応じた大きさの振幅で揺動運動のみを行う。それによって、揺動板18にコネクティングロッド38を介して連結されている複数個のピストン40が、シリンダボア5内で往復運動する。その結果、複数個のピストン40の頂面に形成される作動室43の中で、吸入工程にあるものは拡大して低圧となるので、リアハウジング4内の吸入室(図示省略)内にある冷媒が作動室43内に流入する。これとは反対に、圧送工程にあるピストン40の頂面に形成される作動室43は縮小されるため、その内部にある冷媒は圧縮されて高圧となり吐出室(図示省略)に吐出される。駆動軸6の1回転当たりの圧縮機1の吐出量は、斜板13および揺動板18の傾斜角度によって決まるピストン40のストロークの長さに概ね比例している。上記のような圧縮機1の作動状態において、転がり軸受、等速自在継手や各構成部材の摺動部分は、圧縮機1内の微量な潤滑剤による過酷な潤滑条件下にある。潤滑剤として具体的には、ポリアルキレングリコール(PAG)が使用されている。PAGは、冷媒と相溶性があり、冷媒と共存する。このような潤滑条件下にあるが、本実施形態の回り止め機構36を構成する等速自在継手21は、その構成部材である保持器25が樹脂で形成されているので、潤滑性能を確保することができる。   The operation of the swash plate type variable displacement compressor 1 having the above configuration will be described. When the drive shaft 6 is rotationally driven by an external power source, the swash plate 13 connected to the rotor 7 of the drive shaft 6 via the arm portion 8, the long hole 15, the pin 16, and the arm portion 14 is driven. It rotates with the shaft 6. However, the oscillating plate 18 is supported on the swash plate 13 via a radial rolling bearing 19 and a thrust rolling bearing 20, and a constant velocity universal joint 21 whose central portion forms a detent mechanism 36. The rocking plate 18 does not rotate because it is supported by the central shaft 30 that does not rotate, and the rocking plate 18 performs only rocking motion with an amplitude corresponding to the inclination angle. Thereby, a plurality of pistons 40 connected to the swing plate 18 via the connecting rod 38 reciprocate in the cylinder bore 5. As a result, among the working chambers 43 formed on the top surfaces of the plurality of pistons 40, those in the suction process are enlarged to a low pressure, and therefore are in the suction chamber (not shown) in the rear housing 4. The refrigerant flows into the working chamber 43. On the contrary, since the working chamber 43 formed on the top surface of the piston 40 in the pressure feeding process is reduced, the refrigerant in the inside is compressed to a high pressure and discharged into a discharge chamber (not shown). The discharge amount of the compressor 1 per rotation of the drive shaft 6 is approximately proportional to the stroke length of the piston 40 determined by the inclination angles of the swash plate 13 and the swing plate 18. In the operation state of the compressor 1 as described above, the rolling bearing, the constant velocity universal joint, and the sliding portions of the respective constituent members are under severe lubrication conditions by a small amount of lubricant in the compressor 1. Specifically, polyalkylene glycol (PAG) is used as the lubricant. PAG is compatible with the refrigerant and coexists with the refrigerant. Under such lubrication conditions, the constant velocity universal joint 21 constituting the detent mechanism 36 of the present embodiment has a retainer 25, which is a constituent member thereof, formed of resin, so that lubrication performance is ensured. be able to.

本発明の第1の実施形態である揺動板の回り止め機構を構成する等速自在継手の詳細を図2〜図5に基づいて説明する。図2に示す等速自在継手21は、図1に示した等速自在継手21を拡大したものである。図2(a)は等速自在継手21の縦断面図であり、図2(b)は正面図である。この等速自在継手21は固定式等速自在継手であるツェッパ型等速自在継手である。等速自在継手21は、外側継手部材22、内側継手部材23、トルク伝達ボール24および保持器25からなる。外側継手部材22の球状内周面50には6本のトラック溝51が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。内側継手部材23の球状外周面52には、外側継手部材22のトラック溝51と対をなすトラック溝53が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。外側継手部材22のトラック溝51と内側継手部材23のトラック溝53との間にトルクを伝達する6個のボール24が介在されている。外側継手部材22の球状内周面50と内側継手部材23の球状外周面52の間に、ボール24を保持する保持器25が配置されている。本実施形態の特徴は、保持器25が樹脂で形成されていることであるが、詳細は後述する。外側継手部材22、内側継手部材23およびボール24は、通常用いられる溶製材で形成されている。外側継手部材22は円環状に形成されその外周面は円筒状であり、図1に示すように揺動板18の内周孔に圧入嵌合される。また、内側継手部材23の雌スプライン34は、図1に示すように中心軸30の雄スプライン33に嵌合される。   The details of the constant velocity universal joint constituting the rocking plate detent mechanism according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A constant velocity universal joint 21 shown in FIG. 2 is an enlargement of the constant velocity universal joint 21 shown in FIG. 2A is a longitudinal sectional view of the constant velocity universal joint 21, and FIG. 2B is a front view. This constant velocity universal joint 21 is a Rzeppa type constant velocity universal joint which is a fixed type constant velocity universal joint. The constant velocity universal joint 21 includes an outer joint member 22, an inner joint member 23, a torque transmission ball 24, and a cage 25. Six track grooves 51 are formed on the spherical inner peripheral surface 50 of the outer joint member 22 at equal intervals in the circumferential direction and along the axial direction. On the spherical outer peripheral surface 52 of the inner joint member 23, track grooves 53 that are paired with the track grooves 51 of the outer joint member 22 are formed at equal intervals in the circumferential direction and along the axial direction. Six balls 24 that transmit torque are interposed between the track grooves 51 of the outer joint member 22 and the track grooves 53 of the inner joint member 23. A cage 25 that holds the ball 24 is disposed between the spherical inner peripheral surface 50 of the outer joint member 22 and the spherical outer peripheral surface 52 of the inner joint member 23. The feature of this embodiment is that the cage 25 is made of resin, and details will be described later. The outer joint member 22, the inner joint member 23, and the ball 24 are formed of a commonly used melted material. The outer joint member 22 is formed in an annular shape, and its outer peripheral surface is cylindrical, and is press-fitted into the inner peripheral hole of the swing plate 18 as shown in FIG. Further, the female spline 34 of the inner joint member 23 is fitted to the male spline 33 of the center shaft 30 as shown in FIG.

図2に示すように、外側継手部材22の球状内周面50と内側継手部材23の球状外周面52の曲率中心は、いずれも、継手の中心Oに形成されている。これに対して、外側継手部材22のトラック溝51の曲率中心Bと、内側継手部材23のトラック溝53の曲率中心Cとは、継手の中心Oに対して軸方向に等距離オフセットされている。これにより、継手が作動角をとった場合、外側継手部材22と内側継手部材23の両軸線がなす角度を二等分する平面上にボール24が常に案内され、二軸間で等速に回転トルクが伝達されることになる。このような等速自在継手21の機能を利用して揺動板18の回り止め機構36を構成したので、揺動板18の傾斜角度に応じて、ボール24が外側継手部材22と内側継手部材23のトラック溝51、53に係合しながら往復移動して揺動板18の回り止めをスムーズに行える。また、揺動板18の揺動運動が、等速自在継手21の継手中心0とし、外側継手部材22、保持器25および内側継手部材23の球面接触部で行われるので、振動のない安定した揺動運動が実現する。   As shown in FIG. 2, the centers of curvature of the spherical inner peripheral surface 50 of the outer joint member 22 and the spherical outer peripheral surface 52 of the inner joint member 23 are both formed at the center O of the joint. On the other hand, the center of curvature B of the track groove 51 of the outer joint member 22 and the center of curvature C of the track groove 53 of the inner joint member 23 are offset by an equal distance in the axial direction with respect to the center O of the joint. . As a result, when the joint takes an operating angle, the ball 24 is always guided on a plane that bisects the angle formed by the two axes of the outer joint member 22 and the inner joint member 23, and rotates at a constant speed between the two axes. Torque is transmitted. Since the anti-rotation mechanism 36 of the swing plate 18 is configured by using such a function of the constant velocity universal joint 21, the ball 24 is connected to the outer joint member 22 and the inner joint member according to the inclination angle of the swing plate 18. The swing plate 18 can be smoothly prevented from rotating by reciprocating while being engaged with the track grooves 51 and 53 of the track 23. Further, since the swing motion of the swing plate 18 is performed at the joint center 0 of the constant velocity universal joint 21 and is performed at the spherical contact portions of the outer joint member 22, the retainer 25 and the inner joint member 23, the vibration is stable. Oscillating motion is realized.

本実施形態の等速自在継手21の主な構成部材を図3〜図5に示す。図3は外側継手部材22の単体図である。図3(a)は縦断面図であり、図3(b)は図3(a)のD−D線における横断面図である。図4は内側継手部材23の単体図である。図4(b)は正面図であり、図4(a)は図4(b)のE−E線における縦断面図である。図4(a)に示す切欠部54は、保持器25内に内側継手部材23を組み立てる際、保持器25のポケット55(図5参照)内に内側継手部材23を潜らせて組み立てるためのものである。図5は保持器25の単体図である。図5(a)はポケット55の中心面(図5(b)のG−G線)における縦断面図であり、図5(b)は図5(a)のF−F線における横断面図である。   The main structural members of the constant velocity universal joint 21 of this embodiment are shown in FIGS. FIG. 3 is a single view of the outer joint member 22. 3A is a vertical cross-sectional view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 3A. FIG. 4 is a single view of the inner joint member 23. FIG. 4B is a front view, and FIG. 4A is a longitudinal sectional view taken along line EE in FIG. 4B. The notch 54 shown in FIG. 4A is for assembling the inner joint member 23 in the pocket 55 (see FIG. 5) of the retainer 25 when the inner joint member 23 is assembled in the retainer 25. It is. FIG. 5 is a single view of the cage 25. 5A is a longitudinal sectional view of the central surface of the pocket 55 (the GG line in FIG. 5B), and FIG. 5B is a transverse sectional view along the FF line in FIG. 5A. It is.

図3に示す外側継手部材22は溶製材で形成されている。具体的には、例えば機械構造用炭素鋼であるS45C〜S55C材が用いられる。外側継手部材22の球状内周面50には6本のトラック溝51が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。球状内周面50およびトラック溝51は、焼入れ後、研削加工や旋削加工により仕上げられている。   The outer joint member 22 shown in FIG. 3 is formed of a molten material. Specifically, for example, S45C to S55C material, which is carbon steel for mechanical structure, is used. Six track grooves 51 are formed on the spherical inner peripheral surface 50 of the outer joint member 22 at equal intervals in the circumferential direction and along the axial direction. The spherical inner peripheral surface 50 and the track groove 51 are finished by grinding or turning after quenching.

図4に示す内側継手部材22も溶製材で形成され、具体的には、例えば肌焼鋼であるSCr材やSCM材が用いられる。内側継手部材23の球状外周面52には6本のトラック溝53が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。球状外周面52およびトラック溝53は、焼入れ後、研削加工や旋削加工により仕上げられている。内側継手部材23には中心軸30の雄スプライン33(図1参照)が嵌合する雌スプライン34が形成されている。   The inner joint member 22 shown in FIG. 4 is also formed of a molten material, and specifically, for example, an SCr material or an SCM material that is a case-hardened steel is used. Six track grooves 53 are formed on the spherical outer peripheral surface 52 of the inner joint member 23 at equal intervals in the circumferential direction and along the axial direction. The spherical outer peripheral surface 52 and the track groove 53 are finished by grinding or turning after quenching. The inner joint member 23 is formed with a female spline 34 into which a male spline 33 (see FIG. 1) of the central shaft 30 is fitted.

次に、本実施形態の特徴である保持器25について図5に基づいて説明する。保持器25には、外側継手部材22の球状内周面50と嵌合する球状外周面56および内側継手部材23の球状外周面52と嵌合する球状内周面57が形成されている。そして、ボール24(図示省略)を保持する6個のポケットが周方向等間隔で設けられている。このような形状を有する保持器25を樹脂で形成し、斜板式可変容量圧縮機の希薄潤滑下での使用においても、潤滑剤との相性や高温使用環境に適合し、潤滑性、耐久性や強度の向上を図っている。   Next, the cage 25 which is a feature of the present embodiment will be described with reference to FIG. The cage 25 is formed with a spherical outer peripheral surface 56 that fits with the spherical inner peripheral surface 50 of the outer joint member 22 and a spherical inner peripheral surface 57 that fits with the spherical outer peripheral surface 52 of the inner joint member 23. Six pockets for holding the balls 24 (not shown) are provided at equal intervals in the circumferential direction. The cage 25 having such a shape is formed of a resin, and even when the swash plate type variable capacity compressor is used under dilute lubrication, the compatibility with the lubricant and the high temperature use environment are met. The strength is improved.

保持器25を形成する樹脂として、射出成形が可能な熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂とすることにより、射出成形により生産性よく量産することができ、製造コスト面で有利である。また、機械加工による研削目や旋削目等が残らず滑らかな表面を得ることができるので、摩擦摩耗の観点からも有利である。   As the resin forming the cage 25, a thermoplastic resin capable of injection molding is preferable. By using a thermoplastic resin, it can be mass-produced with high productivity by injection molding, which is advantageous in terms of manufacturing cost. Further, since a smooth surface can be obtained without any grinding or turning marks by machining, it is advantageous from the viewpoint of frictional wear.

熱可塑性樹脂には、結晶性樹脂と非晶性樹脂がある。結晶性樹脂の例として、ポリアミド(PA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンナフタレート(PBN)、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート(PCT)、ポリエチレンテレフタレート(PTFE)、液晶ポリマー(LCP)等が挙げられるが、これに限られるものではない。また、これらは単独で使用することもできるし、2種類以上を混合して使用することもできる。本実施形態に係る等速自在継手21の保持器25には結晶性樹脂の適用が好ましく、その場合、さらに融点が200℃以上であることが好ましい。結晶性樹脂は融点が高いほど耐熱性があり、融点付近までの耐熱強度、耐熱クリープ、耐熱安定性、耐疲労性や機械的強度に優れる。また、樹脂表面の強固な結晶構造により耐摩耗性にも優れているため、回り止め機構の長寿命化を図ることができる。   Thermoplastic resins include crystalline resins and amorphous resins. Examples of crystalline resins are polyamide (PA), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyether ether ketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PPS), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene naphthalate. (PBN), polycyclohexane dimethylene terephthalate (PCT), polyethylene terephthalate (PTFE), liquid crystal polymer (LCP), and the like are exemplified, but not limited thereto. Moreover, these can also be used independently and can also be used in mixture of 2 or more types. A crystalline resin is preferably applied to the cage 25 of the constant velocity universal joint 21 according to the present embodiment, and in that case, the melting point is preferably 200 ° C. or higher. The higher the melting point, the higher the heat resistance of the crystalline resin, and the heat resistance strength up to the vicinity of the melting point, heat resistance creep, heat resistance stability, fatigue resistance and mechanical strength are excellent. In addition, since the resin surface has a strong crystal structure and excellent wear resistance, the life of the rotation prevention mechanism can be extended.

非晶性樹脂の例としては、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリカーボネイト(PC)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリイミド(PI)等が挙げられるが、これに限定されるものではない。また、これらは単独で使用することもできるし、2種類以上を混合して使用することもできる。   Examples of the amorphous resin include, but are not limited to, polyetherimide (PEI), polyamideimide (PAI), polycarbonate (PC), polyethersulfone (PES), polyimide (PI), and the like. It is not a thing. Moreover, these can also be used independently and can also be used in mixture of 2 or more types.

保持器25を形成する樹脂は、斜板式可変容量圧縮機の使用環境や樹脂の物性を考慮すると、ガラス転移点が100℃以上であることが望ましい。非晶性樹脂の場合、ガラス転移点までは物性の低下が少なく、また、ガラス転移点が100℃未満の非晶性樹脂は、潤滑剤であるポリアルキレングリコール(PAG)との相性が悪く、耐久性の確保が困難であり、ガラス転移点より雰囲気温度が高くなると物性の低下が激しいため使用に適さない。   The resin forming the cage 25 preferably has a glass transition point of 100 ° C. or higher in consideration of the usage environment of the swash plate type variable capacity compressor and the physical properties of the resin. In the case of an amorphous resin, there is little decrease in physical properties up to the glass transition point, and the amorphous resin having a glass transition point of less than 100 ° C. has poor compatibility with the polyalkylene glycol (PAG) that is a lubricant, It is difficult to ensure durability, and when the ambient temperature is higher than the glass transition point, the physical properties are drastically deteriorated, which is not suitable for use.

保持器25を形成する樹脂に補強材を添加すると、更なる強度や靭性が付与され有利である。補強材の例としては、繊維、粉体、布等があり、これらを単独で使用しても併用してもよい。繊維の例としては、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、各種ウイスカ等が挙げられる。粉体としては、シリカ、カーボンブラック、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、カリオン、酸化鉄、ガラスビーズ、リン酸化合物等が挙げられる。   Addition of a reinforcing material to the resin forming the cage 25 is advantageous because it provides further strength and toughness. Examples of the reinforcing material include fibers, powders, cloths, etc., and these may be used alone or in combination. Examples of the fibers include glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, boron fibers, various whiskers and the like. Examples of the powder include silica, carbon black, calcium carbonate, talc, mica, carillon, iron oxide, glass beads, and phosphate compounds.

上記の樹脂は、それ自体にも自己潤滑性があるが、固体潤滑剤を添加して、さらに潤滑性能を向上させることができる。固体潤滑剤の例として、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、メラミンシアヌレート、PTFE粉末、窒化ホウ素、グラファイト等が挙げられる。これらの固体潤滑剤は、1種類のみを添加してもよいし、2種類以上を混合して添加してもよい。   The above resin itself has self-lubricating properties, but a solid lubricant can be added to further improve the lubricating performance. Examples of solid lubricants include molybdenum disulfide, tungsten disulfide, melamine cyanurate, PTFE powder, boron nitride, and graphite. These solid lubricants may be added alone or in combination of two or more.

保持器25の表面は微小な凹形状のくぼみをランダムに無数に形成して微小粗面にすることにより、潤滑油が表面に保持されやすくなり、希薄潤滑下における摺動に有利となる。この微小粗面は、保持器25の表面全体に占めるくぼみの面積率を5〜20%の範囲とし、くぼみの平均面積は等価円直径3μmφ以下を除いて整理したとき30〜100μm2の範囲内になっている。パラメータRymaxを0.4〜1.0の範囲内とする。Rymaxが0.4〜1.0の範囲外で、くぼみの面積率が20%を越え、平均面積が100μm2を越えると、接触有効長さが減少し、潤滑性の効果は減少する傾向にある。ここで、Rymaxは、基準長毎最大高さの最大値である(ISO 4287:1997)。また、前記微小粗面の面粗さをパラメータRqniで表示したとき、Rqniの値を0.05〜0.09とし、軸方向面粗さPqni(L)と円周方向面粗さRqni(C)との比の値Pqni(L)/Rqni(C)を1.0以下とする。そして、パラメータSk値を−1.6以下とする。ここで、パラメータRqniとは、粗さ中心線から粗さ曲線までの高さの偏差の自乗を測定長さの区間で積分し、その区間で平均した値の平方根であり、別名自乗平均平方根粗さともいう(ISO 4287:1997)。また、パラメータSk値とは、表面粗さの分布曲線の歪み度(スキューネス)を指し(ISO 4287:1997)、凹凸分布の非対称性を知る目安の統計量である。 The surface of the cage 25 is formed with an infinite number of minute concave recesses to form a minute rough surface, whereby the lubricating oil is easily held on the surface, which is advantageous for sliding under lean lubrication. This minute rough surface has a recess area ratio in the range of 5 to 20% of the entire surface of the cage 25, and the average area of the recess is within a range of 30 to 100 μm 2 when arranged except for an equivalent circular diameter of 3 μmφ or less. It has become. The parameter Rymax is set within the range of 0.4 to 1.0. When Rymax is out of the range of 0.4 to 1.0, the area ratio of the depression exceeds 20%, and the average area exceeds 100 μm 2 , the effective contact length decreases and the lubricity effect tends to decrease. is there. Here, Rymax is the maximum value of the maximum height for each reference length (ISO 4287: 1997). Further, when the surface roughness of the minute rough surface is represented by the parameter Rqni, the value of Rqni is set to 0.05 to 0.09, the axial surface roughness Pqni (L) and the circumferential surface roughness Rqni (C ) Pqni (L) / Rqni (C) is set to 1.0 or less. The parameter Sk value is set to −1.6 or less. Here, the parameter Rqni is the square root of the value obtained by integrating the square of the height deviation from the roughness center line to the roughness curve in the section of the measured length and averaging the section. It is also called (ISO 4287: 1997). The parameter Sk value refers to the degree of distortion (skewness) of the surface roughness distribution curve (ISO 4287: 1997), and is a standard statistic for knowing the asymmetry of the uneven distribution.

パラメータRymax、Ryniの測定方法、条件を例示すると次のとおりである。なお、保持器25の球状外周面56、球状内周面57の一ヶ所の測定値でも代表値として信頼できるが、例えば、直径方向に対向する二ヶ所を測定するとよい。
パラメータ算出規格:JIS B 0601:1994(サーフコム JIS 1994)
カットオフ種別:ガウシアン
測定長さ:5λ
カットオフ波長:0.25mm
測定倍率:×10000
測定速度:0.30mm/s
測定箇所:保持器25の球状内外周面の軸方向幅の中央部
測定数:2
測定装置:面粗さ測定器サーフコム1400A(東京精密株式会社)
The measurement methods and conditions of the parameters Rymax and Ryni are exemplified as follows. In addition, although the measured value of one place of the spherical outer peripheral surface 56 of the cage | basket 25 and the spherical inner peripheral surface 57 is reliable as a representative value, it is good to measure two places which oppose a diameter direction, for example.
Parameter calculation standard: JIS B 0601: 1994 (Surfcom JIS 1994)
Cut-off type: Gaussian Measurement length: 5λ
Cut-off wavelength: 0.25mm
Measurement magnification: × 10000
Measurement speed: 0.30 mm / s
Measurement location: Number of measurements in the central portion of the axial width of the spherical inner and outer peripheral surfaces of the cage 25: 2
Measuring device: Surface roughness measuring device Surfcom 1400A (Tokyo Seimitsu Co., Ltd.)

くぼみの定量的測定を行うには、保持器25の表面を拡大し、その画像から市販されている画像解析システムにより定量化できる。画像の白い部分は表面平坦部、微小なくぼみは黒い部分として解析する。たとえば、(株)ピアスのLA−525画像解析システムを用いて解析すると、まず原画の濃淡を強調フィルタで明確化し、その後非常に微細な黒い部分である等価円直径3μmφ以下はノイズイレーザで除去する。ノイズイレーザで除去した後に残された微小なくぼみの大きさ、分布、微小なくぼみの面積率を求め、保持器25の表面を評価する。その場合の測定条件は、たとえば次のとおりである。また、くぼみの面積率、平均面積は、上記のパラメータRymax、Ryniと同様に、一ヶ所の測定値でも代表値として信頼できるが、たとえば直径方向に対向する二ヶ所を測定するとよい。
視野範囲:826μm×620μm
測定箇所:保持器25の球状内外周面の軸方向幅の中央部
側定数:2
In order to perform the quantitative measurement of the indentation, the surface of the cage 25 is enlarged, and the image can be quantified from the image by a commercially available image analysis system. The white portion of the image is analyzed as a flat surface portion, and the minute depression is analyzed as a black portion. For example, when analyzed using Pierce's LA-525 image analysis system, the density of the original image is first clarified with an emphasis filter, and then an equivalent circle diameter of 3 μmφ or less, which is a very fine black portion, is removed with a noise eraser. . The size, distribution, and area ratio of the minute dents left after removal by the noise eraser are obtained, and the surface of the cage 25 is evaluated. The measurement conditions in that case are as follows, for example. Further, the area ratio and the average area of the dents can be reliable as a representative value even if the measured values at one place are the same as the above-described parameters Rymax and Ryni.
Field of view: 826 μm × 620 μm
Measurement location: Central side constant of axial width of spherical inner and outer peripheral surface of cage 25: 2

微小な凹形状のくぼみを有する微小粗面を形成する表面加工方法としては、保持器25成形後の最終工程で、特殊なバレル加工又はタンブラー加工により形成することができる。しかし、これに限られず、ショットピーニング加工等を用いてもよい。また、射出成形時の金型表面に同様の凸形状を設け、成形時に転写させてもよい。   As a surface processing method for forming a micro rough surface having a micro concave recess, it can be formed by special barrel processing or tumbler processing in the final process after the cage 25 is formed. However, the present invention is not limited to this, and shot peening may be used. Also, a similar convex shape may be provided on the mold surface during injection molding, and transferred during molding.

次に、第2の実施形態を図6に基づいて説明する。図6(a)は本実施形態における内側継手部材の縦断面図であり、図6(b)は正面図である。本実施形態は内側継手部材23を金属焼結体で形成したことが第1の実施形態と異なる。前述した第1の実施形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付して重複説明は省略する。   Next, a second embodiment will be described based on FIG. Fig.6 (a) is a longitudinal cross-sectional view of the inner joint member in this embodiment, FIG.6 (b) is a front view. This embodiment is different from the first embodiment in that the inner joint member 23 is formed of a metal sintered body. Parts having the same functions as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図6に示すように、内側継手部材23は金属焼結体で形成され、圧粉工程の成形金型により、球状外周面52にトラック溝53が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。金属焼結体は、鉄系合金の金属粉末を主成分とし、これに少なくともクロムおよびモリブデンを含む合金化粉からなり、圧粉体を焼結した後、その表面に熱処理による硬化層を形成することにより、精度および機械的強度、耐久性を確保している。また、内側継手部材23が生産性よく量産することができ、製造コスト面で有利である。さらに、内側継手部材23を形成する金属焼結体に適宜の空孔率を付与することにより、樹脂製の保持器25との球面接触部の潤滑性能が一層向上する。その他については、第1の実施形態において前述した内容と同様であるので、説明を省略する。   As shown in FIG. 6, the inner joint member 23 is formed of a metal sintered body, and the track grooves 53 are formed on the spherical outer peripheral surface 52 at equal intervals in the circumferential direction and along the axial direction by a molding die in a compacting process. Is formed. The sintered metal body is composed of an iron-based alloy metal powder as a main component and is composed of an alloyed powder containing at least chromium and molybdenum. After sintering the green compact, a hardened layer is formed on the surface by heat treatment. As a result, accuracy, mechanical strength, and durability are ensured. Further, the inner joint member 23 can be mass-produced with high productivity, which is advantageous in terms of manufacturing cost. Further, by imparting an appropriate porosity to the sintered metal forming the inner joint member 23, the lubrication performance of the spherical contact portion with the resin cage 25 is further improved. Others are the same as those described above in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

本発明の実施例および比較例を以下に説明する。第1の実施形態の回り止め機構を構成する等速自在継手21において、実施例は、保持器25をポリエーテルエーテルケトン(PEEK)に補強材としてカーボン繊維(CF)を30%添加した樹脂材を射出形成した。ただし、この実施例では、保持器表面に微小な凹形状くぼみの微小粗面化処理を施さないものを用いた(ガラス転移点 143℃、 融点 343℃、JIS K7121に準拠して測定)。比較例は、溶製材としてのSCr420材で保持器を製作し、浸炭焼入れ焼き戻しを行った。表面硬さはHv700であった。   Examples of the present invention and comparative examples will be described below. In the constant velocity universal joint 21 constituting the detent mechanism of the first embodiment, the example is a resin material in which a retainer 25 is a polyether ether ketone (PEEK) and a reinforcing material is added to 30% of carbon fiber (CF). The injection molded. However, in this example, the surface of the cage that was not subjected to the micro-roughening treatment of the fine concave shape was used (glass transition point 143 ° C., melting point 343 ° C., measured according to JIS K7121). In the comparative example, a cage was made of an SCr420 material as a melting material, and carburizing, quenching, and tempering were performed. The surface hardness was Hv700.

(評価試験および試験結果)
実施例および比較例について評価を行った。評価試験を行った図2のツェッパ型等速自在継手として、NTN製BJ75を用い、これに実施例の樹脂製保持器と比較例の溶製材製保持器を組み込んだ。外側継手部材をS53C材、内側継手部材をSCr420材の溶製材とし、ボールを鋼球とした。本評価試験では、斜板式可変容量圧縮機内の潤滑条件に近づけるため、外側継手部材、内側継手部材、ボール、保持器を組込み、内側継手部材にシャフトを連結した上で、外側継手部材の外周とシャフトの外周との間をブーツで密封するに際し、その継手空間容積の10%にあたる量のPAG(ポリアルキレングリコール)を潤滑剤として封入した。
試験条件を以下に示す。
トルク:80Nm
ジョイント角度:6度
4000rpmより30分毎に1000rpmずつ回転数を上げていき、焼付きが発生した回転数を焼付き限界回転数とした。結果を表1に示す。比較例は、6000rpmで焼き付きが生じ運転不可となったが、実施例は8000rpm運転後も継続運転可能であった。

Figure 2013036339
(Evaluation test and test results)
The examples and comparative examples were evaluated. As the Rzeppa type constant velocity universal joint of FIG. 2 subjected to the evaluation test, NTN BJ75 was used, and the resin-made cage of the example and the molten-material cage of the comparative example were incorporated therein. The outer joint member was made of S53C material, the inner joint member was made of molten material of SCr420 material, and the balls were steel balls. In this evaluation test, an outer joint member, an inner joint member, a ball, and a cage were incorporated in order to approximate the lubrication conditions in the swash plate type variable capacity compressor, and after connecting the shaft to the inner joint member, When sealing between the outer periphery of the shaft with a boot, an amount of PAG (polyalkylene glycol) corresponding to 10% of the joint space volume was sealed as a lubricant.
Test conditions are shown below.
Torque: 80Nm
Joint angle: 6 degrees The rotational speed was increased by 1000 rpm every 30 minutes from 4000 rpm, and the rotational speed at which seizure occurred was defined as the seizure limit rotational speed. The results are shown in Table 1. In the comparative example, seizure occurred at 6000 rpm, and the operation became impossible, but in the example, the continuous operation was possible even after the operation at 8000 rpm.
Figure 2013036339

以上の各実施形態では、ツェッパ型固定式等速自在継手を回り止め機構に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、アンダーカットフリー型固定式等速自在継手や更には摺動式等速自在継手も適用することができる。   In each of the above embodiments, the case where the Zepper type fixed type constant velocity universal joint is applied to the rotation preventing mechanism has been described. However, the present invention is not limited to this, for example, an undercut free type fixed type constant velocity universal joint, Furthermore, a sliding type constant velocity universal joint can also be applied.

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the scope of the present invention. The scope of the present invention is not limited to patents. It includes the equivalent meanings recited in the claims and the equivalents recited in the claims, and all modifications within the scope.

1 斜板式可変容量圧縮機
2 フロントハウジング
3 シリンダブロック
4 リアハウジング
5 シリンダボア
6 駆動軸
7 ロータ
8 アーム部
9 ラジアル転がり軸受
10 ラジアル転がり軸受
11 スラスト転がり軸受
13 斜板
14 アーム部
17 リンク機構
18 揺動板
19 ラジアル転がり軸受
20 スラスト転がり軸受
21 等速自在継手
22 外側継手部材
23 内側継手部材
24 トルク伝達ボール
25 保持器
30 中心軸
36 回り止め機構
38 コネクティンロッド
40 ピストン
43 作動室
50 球状内周面
51 トラック溝
52 球状外周面
53 トラック溝
56 球状外周面
57 球状内周面
B 曲率中心
C 曲率中心
O 継手中心
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Swash plate type variable capacity compressor 2 Front housing 3 Cylinder block 4 Rear housing 5 Cylinder bore 6 Drive shaft 7 Rotor 8 Arm part 9 Radial rolling bearing 10 Radial rolling bearing 11 Thrust rolling bearing 13 Swash plate 14 Arm part 17 Link mechanism 18 Oscillation Plate 19 Radial rolling bearing 20 Thrust rolling bearing 21 Constant velocity universal joint 22 Outer joint member 23 Inner joint member 24 Torque transmission ball 25 Cage 30 Center shaft 36 Non-rotating mechanism 38 Connecting rod 40 Piston 43 Working chamber 50 Spherical inner peripheral surface 51 Track groove 52 Spherical outer peripheral surface 53 Track groove 56 Spherical outer peripheral surface 57 Spherical inner peripheral surface B Center of curvature C Center of curvature O Joint center

Claims (12)

ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、この駆動軸に連結されて回転すると共に、前記駆動軸に対して傾斜可能な斜板と、この斜板に軸受を介して連結され、回転が阻止された揺動板と、この揺動板に連結されて前記駆動軸の軸方向に往復運動するピストンと、前記揺動板を支持するために前記ハウジングに支持された中心軸とを備えた斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構において、
前記揺動板の回り止め機構が等速自在継手で構成され、該等速自在継手が、内周面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、外周面に前記外側継手部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、このボールを保持し、前記外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面に配置された保持器とを備えたものであって、前記外側継手部材が前記揺動板に取付けられ、前記内側継手部材が前記中心軸に取付けられると共に、前記保持器が樹脂で形成されていることを特徴とする斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。
A drive shaft rotatably supported by the housing, a swash plate that is connected to the drive shaft, rotates, and can be tilted with respect to the drive shaft, and is connected to the swash plate via a bearing to prevent rotation. A slanting plate including a swinging plate, a piston coupled to the swinging plate and reciprocating in the axial direction of the drive shaft, and a central shaft supported by the housing for supporting the swinging plate. In the rotation prevention mechanism of the swing plate of the plate variable capacity compressor,
The anti-rotation mechanism of the swing plate is composed of a constant velocity universal joint, and the constant velocity universal joint includes an outer joint member having a plurality of track grooves formed on the inner peripheral surface, and a track of the outer joint member on the outer peripheral surface. An inner joint member in which a plurality of track grooves paired with the groove are formed; a plurality of balls which are interposed between the track grooves of the outer joint member and the track grooves of the inner joint member; And a cage disposed on the outer peripheral surface of the outer joint member and the outer peripheral surface of the inner joint member, wherein the outer joint member is attached to the swing plate, and the inner joint A rotation preventing mechanism for a rocking plate of a swash plate type variable capacity compressor, wherein a member is attached to the central shaft and the cage is made of resin.
前記保持器を形成する樹脂が熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。   2. The anti-rotation mechanism of the swing plate of the swash plate type variable capacity compressor according to claim 1, wherein the resin forming the cage is a thermoplastic resin. 前記熱可塑性樹脂が結晶性樹脂であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。   The rotation stop mechanism of the swing plate of the swash plate type variable capacity compressor according to claim 1 or 2, wherein the thermoplastic resin is a crystalline resin. 前記保持器を形成する樹脂のガラス転移点が100℃以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。   The rotation stop mechanism of the rocking plate of the swash plate type variable capacity compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein a glass transition point of the resin forming the cage is 100 ° C or higher. 前記結晶性樹脂の融点が200℃以上であることを特徴とする請求項3に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。   The swash plate type variable capacity compressor according to claim 3, wherein the crystalline resin has a melting point of 200 ° C or higher. 前記保持器を形成する樹脂に補強材が添加されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。   The rotation preventing mechanism for the swing plate of the swash plate type variable capacity compressor according to any one of claims 1 to 5, wherein a reinforcing material is added to the resin forming the cage. 前記保持器を形成する樹脂に固体潤滑剤が添加されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。   The rotation preventing mechanism for the swing plate of the swash plate type variable capacity compressor according to any one of claims 1 to 6, wherein a solid lubricant is added to the resin forming the cage. 前記保持器が射出成形により形成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。   The said retainer is formed by injection molding, The rotation prevention mechanism of the rocking | fluctuation plate of the swash plate type variable capacity compressor as described in any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. 前記保持器の表面に微小な凹形状のくぼみが形成されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。   9. The rotation preventing mechanism for a swing plate of a swash plate type variable capacity compressor according to claim 1, wherein a minute concave recess is formed on the surface of the cage. 前記斜板式可変容量圧縮機に使用される潤滑剤がポリアルキレングリコールであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。   The rotation stopper of the swing plate of the swash plate type variable capacity compressor according to any one of claims 1 to 9, wherein the lubricant used in the swash plate type variable capacity compressor is polyalkylene glycol. mechanism. 前記等速自在継手がツェッパ型固定式等速自在継手であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。   The said constant velocity universal joint is a Rzeppa type fixed type constant velocity universal joint, The rotation prevention mechanism of the rocking | fluctuation plate of the swash plate type variable capacity compressor as described in any one of Claims 1-10 characterized by the above-mentioned. 請求項1〜11のいずれか一項に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構を構成する等速自在継手。   The constant velocity universal joint which comprises the anti-rotation mechanism of the rocking | fluctuation plate of the swash plate type variable capacity compressor as described in any one of Claims 1-11.
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