JP2016180381A - Hemispherical shoe of swash plate type compressor, and swash plate type compressor - Google Patents

Hemispherical shoe of swash plate type compressor, and swash plate type compressor Download PDF

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友輔 土井
Yusuke Doi
友輔 土井
石井 卓哉
Takuya Ishii
卓哉 石井
福澤 覚
Satoru Fukuzawa
覚 福澤
法和 宗田
Norikazu Soda
法和 宗田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hemispherical shoe, in the construction having a resin layer formed on the slide face of a hemispherical shoe, excellent in lubrication and abrasion proof properties of a resin layer even in the case of a lubrication shortage, and a swash plate type compressor using the hemispherical shoe.SOLUTION: A hemispherical shoe 4 slides on a swash plate and a piston of a swash plate type compressor. A metal member is used as a base material, and a resin layer 6b is formed on a surface of a plane part sliding with a swash plate. A surface of the resin layer 6b is formed with a plurality of circular lubrication grooves 7 (7a to 7c) that are individually have at their portions, overlapping parts 7d of the lubrication grooves 7a to 7c.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、自動車用エアコンなどに用いられる斜板式コンプレッサにおいて、斜板とピストンとの間に介在して斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換するための半球シューに関する。   The present invention relates to a hemispherical shoe for converting a rotary motion of a swash plate into a reciprocating motion of a piston interposed between a swash plate and a piston in a swash plate type compressor used for an air conditioner for automobiles and the like.

斜板式コンプレッサは、冷媒が存在するハウジング内で、回転軸に直接固定するように、または連結部材を介して間接的に、直角および斜めに取り付けた斜板に半球シューを摺動させ、この半球シューを介して斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換して、冷媒を圧縮、膨張させるものである。このような斜板式コンプレッサには、両頭形のピストンを用いて冷媒を両側で圧縮、膨張させる両斜板タイプのものと、片頭形のピストンを用いて冷媒を片側のみで圧縮、膨張させる片斜板タイプのものとがある。また、半球シューは斜板の片側面のみで摺動するものと、斜板の両側面で摺動するものとがある。これらの斜板式コンプレッサでは、斜板と半球シューの摺動面に毎秒20m以上の大きな相対速度の滑りが発生して、半球シューは非常に過酷な環境で使用される。   The swash plate compressor slides a hemispherical shoe on a swash plate mounted at a right angle and obliquely so as to be directly fixed to a rotating shaft or indirectly through a connecting member in a housing where refrigerant exists. The rotational movement of the swash plate is converted into the reciprocating movement of the piston through the shoe to compress and expand the refrigerant. Such swash plate compressors include a double swash plate type that compresses and expands refrigerant on both sides using a double-headed piston, and a single-slope that compresses and expands refrigerant only on one side using a single-headed piston. There is a board type. In addition, the hemispherical shoes include those that slide only on one side of the swash plate and those that slide on both sides of the swash plate. In these swash plate type compressors, sliding with a large relative speed of 20 m or more per second occurs on the sliding surface of the swash plate and the hemispheric shoe, and the hemispheric shoe is used in a very severe environment.

また、潤滑については、潤滑油は冷媒に溶け込みながら薄められハウジング内を循環し、ミスト状となって摺動部に供給される。しかし、運転休止状態から運転を再開した場合において、液化した冷媒により潤滑油が洗い流されてしまい、運転開始時の斜板と半球シューとの摺動面は、潤滑油のほとんどないドライ状態となり、焼付きが発生しやすいという問題がある。   As for lubrication, the lubricating oil is diluted while dissolved in the refrigerant, circulates in the housing, and is supplied to the sliding portion in the form of a mist. However, when the operation is resumed from the operation stop state, the lubricating oil is washed away by the liquefied refrigerant, and the sliding surface between the swash plate and the hemispherical shoe at the start of the operation becomes a dry state with almost no lubricating oil, There is a problem that seizure is likely to occur.

この焼付きを防止する手段としては、例えば、斜板および半球シューの少なくとも摺動面にポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂被膜を静電粉体塗装法により直接形成したもの(特許文献1参照)、固体潤滑剤を含有する熱可塑性ポリイミド被膜を静電粉体塗装法により形成したもの(特許文献2参照)が提案されている。   As a means for preventing this seizure, for example, a polyether ether ketone (PEEK) resin film is directly formed on at least sliding surfaces of a swash plate and a hemispherical shoe by an electrostatic powder coating method (see Patent Document 1). There has been proposed a thermoplastic polyimide coating containing a solid lubricant formed by an electrostatic powder coating method (see Patent Document 2).

また、高速・高温条件において高い摺動性を確保するため、斜板、半球シューおよびピストンの少なくとも一の摺接部位にPEEK樹脂からなるバインダと、該バインダ中に分散された固体潤滑剤とからなる摺動層を形成したもの(特許文献3参照)が提案されている。   Further, in order to ensure high slidability under high speed and high temperature conditions, a binder made of PEEK resin at at least one sliding contact portion of the swash plate, hemispherical shoe and piston, and a solid lubricant dispersed in the binder The thing which formed the sliding layer which becomes (refer patent document 3) is proposed.

また、金属製基材が摺動面となる半球シューにおいて、上記焼付きを防止する手段として、レーザーを利用して潤滑油通路を形成したもの(特許文献4参照)が提案されている。特許文献4では、図7に示すように、SUJ2製の半球シュー14の摺動面に対してYAGレーザーを多数の同一径の円を描くように照射して、クレーター状の環状膨出部15を複数形成し、これらの半径方向外方に、潤滑油が流通可能な網目状凹部からなる潤滑油通路16が形成されている。   In addition, as a means for preventing the seizure in the hemispherical shoe in which the metal base material is a sliding surface, there has been proposed one in which a lubricating oil passage is formed using a laser (see Patent Document 4). In Patent Document 4, as shown in FIG. 7, a crater-like annular bulge 15 is irradiated by irradiating a sliding surface of a hemispherical shoe 14 made of SUJ2 with a YAG laser so as to draw many circles of the same diameter. And a lubricating oil passage 16 formed of a mesh-like concave portion through which the lubricating oil can flow is formed on the outer side in the radial direction.

特開2002−180964号公報JP 2002-180964 A 特開2003−049766号公報JP 2003-049766 A 特開2002−039062号公報JP 2002-039062 A 特開2006−307724号公報JP 2006-307724 A

しかしながら、特許文献4の技術は、半球シューの金属製の基材自体に潤滑油通路をレーザー照射により形成するものであり、摺動面に樹脂被膜(樹脂層)を形成する場合には採用できない。また、特許文献1〜3では、斜板と半球シューの潤滑特性の向上のために、斜板や半球シューの摺動面を樹脂被膜(樹脂層)で形成する方法が提案されているが、上記のとおり、半球シューは非常に過酷な環境で使用されることから、摺動面において潤滑不足の場合、樹脂被膜(樹脂層)の摩耗が非常に大きくなるおそれがある。これらの従来技術では、樹脂層などの表面における潤滑不足の場合の具体的な対策までは想定されていない。   However, the technique of Patent Document 4 is to form a lubricating oil passage by laser irradiation in a metal base material itself of a hemispherical shoe, and cannot be employed when a resin film (resin layer) is formed on a sliding surface. . Patent Documents 1 to 3 propose a method for forming a sliding surface of a swash plate or a hemispherical shoe with a resin film (resin layer) in order to improve the lubrication characteristics of the swash plate and the hemispherical shoe. As described above, since the hemispherical shoe is used in a very harsh environment, if the sliding surface is insufficiently lubricated, there is a possibility that the wear of the resin coating (resin layer) becomes very large. In these prior arts, no specific countermeasure is assumed in the case of insufficient lubrication on the surface of the resin layer or the like.

そもそも、これらの従来技術について、現実には斜板への潤滑性被膜の形成はあっても、半球シューへの潤滑性被膜の形成は皆無であった。この理由は、斜板に比べて半球シューの摺動面積が小さいうえに、ピストンの球面座との摺動も受けるため、摩擦熱によって潤滑性被膜の耐久性が十分に得られていないということが推測される。例えば、従来技術のように、斜板およびピストンとの摺動のため半球シューの表面全体を樹脂被膜で覆った場合、摩擦熱の放熱性が低下するとともに半球シュー基材の温度上昇が発生し、樹脂被膜が溶解するということが起こり得る。また、静電粉体塗装法や塗液塗布による樹脂被膜の形成は、半球シューを焼成温度にさらすことになり強度低下の懸念がある。また、半球シューの複数の摺動面毎に樹脂被膜を形成する場合、構造的に摺動面毎の剥離が発生しやすくなるおそれがある。   In the first place, with these prior arts, there was actually no formation of a lubricious coating on the hemispherical shoe, although there was actually a lubrication coating on the swash plate. The reason for this is that the sliding area of the hemispherical shoe is smaller than that of the swash plate, and the sliding with the spherical seat of the piston is also received. Is guessed. For example, when the entire surface of the hemispherical shoe is covered with a resin film for sliding with the swash plate and piston as in the prior art, the heat dissipation of the frictional heat is reduced and the temperature of the hemispherical shoe base material is increased. It can happen that the resin coating dissolves. In addition, the formation of a resin film by electrostatic powder coating or coating liquid application exposes the hemispherical shoe to the firing temperature, and there is a concern that the strength may decrease. In addition, when a resin film is formed for each of the plurality of sliding surfaces of the hemispherical shoe, there is a possibility that peeling for each sliding surface is likely to occur structurally.

また、潤滑性被膜を有する斜板は、摺動面の平面度、平行度、厚さ精度の加工精度が厳しいだけでなく、高価な材料からなる潤滑性被膜の被膜面積が大きいため低価格化できないという問題がある。   In addition, the swash plate with a lubricating coating is not only strict in terms of flatness, parallelism and thickness accuracy of the sliding surface, but also has a low coating cost due to the large coating area of the lubricating coating made of expensive materials. There is a problem that you can not.

本発明はこれらの問題に対処するためになされたものであり、半球シューの摺動面に樹脂層を形成した構成において、潤滑不足となる場合でも樹脂層の潤滑特性および耐摩耗特性に優れる半球シューを提供することを目的とする。また、焼付きが発生せず、摩擦発熱による潤滑特性の低下や樹脂層の剥離がなく耐久性が十分に確保された半球シューを提供することを目的とする。さらに、この半球シューを使用した斜板式コンプレッサを提供することを目的とする。   The present invention has been made to cope with these problems. In a configuration in which a resin layer is formed on the sliding surface of the hemispherical shoe, the hemisphere is excellent in the lubrication characteristics and wear resistance characteristics of the resin layer even when the lubrication is insufficient. The purpose is to provide a shoe. Another object of the present invention is to provide a hemispherical shoe in which seizure does not occur, the lubrication characteristics are not lowered due to frictional heat generation, the resin layer is not peeled off, and durability is sufficiently secured. Furthermore, it aims at providing the swash plate type compressor which uses this hemispherical shoe.

本発明の斜板式コンプレッサの半球シューは、冷媒が存在するハウジング内で、回転軸に直接固定するように、または連結部材を介して間接的に、直角および斜めに取り付けた斜板に半球シューを摺動させ、この半球シューを介して上記斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換して、冷媒を圧縮、膨張させる斜板式コンプレッサの半球シューであって、該半球シューは、金属製部材を基材とし、上記斜板と摺動する平面部と、上記ピストンと摺動する球面部とを有し、上記平面部の表面に樹脂層が形成され、上記樹脂層の表面に潤滑溝が複数形成され、上記複数の潤滑溝は、それぞれの平面形状が円形または多角形であり、それぞれが一部に潤滑溝同士の重なり部を有することを特徴とする。   The hemispherical shoe of the swash plate compressor according to the present invention has a hemispherical shoe attached to a swash plate mounted at a right angle and obliquely so as to be fixed directly to a rotating shaft or indirectly through a connecting member in a housing in which a refrigerant exists. A swash plate-type compressor hemisphere shoe that slides and converts the rotational movement of the swash plate into a reciprocating movement of the piston through the hemisphere shoe to compress and expand the refrigerant. And a flat surface portion that slides on the swash plate, and a spherical surface portion that slides on the piston, a resin layer is formed on the surface of the flat portion, and a lubricating groove is formed on the surface of the resin layer. A plurality of the lubricating grooves are formed, and each of the plurality of lubricating grooves has a circular shape or a polygonal shape, and each of the lubricating grooves has an overlapping portion between the lubricating grooves.

上記複数の潤滑溝は全て同形状であり、それらの上記円形または上記多角形の中心点が、上記平面部の中心点から等距離にあり、かつ、円周方向に等間隔に離間していることを特徴とする。   All of the plurality of lubricating grooves have the same shape, and the center points of the circle or the polygon are equidistant from the center point of the planar portion and are spaced apart at equal intervals in the circumferential direction. It is characterized by that.

上記潤滑溝は、それぞれが上記平面部の外周端側への開放部を有することを特徴とする。   Each of the lubrication grooves has an open portion toward the outer peripheral end of the planar portion.

上記球面部の表面に樹脂層が形成され、該樹脂層が上記平面部の樹脂層と一体の層であり、かつ、上記基材の少なくとも一部が樹脂層で覆われずに露出していることを特徴とする。   A resin layer is formed on the surface of the spherical portion, the resin layer is a layer integral with the resin layer of the planar portion, and at least a part of the base material is exposed without being covered with the resin layer. It is characterized by that.

上記基材は、中心軸部分に(1)球面部側もしくは平面部側から凹部となる中空部、または、(2)球面部側と平面部側とを貫通する中空部、が形成され、該中空部の少なくとも一部が上記樹脂層で充填されずに露出していることを特徴とする。   The base material is formed with (1) a hollow portion that becomes a concave portion from the spherical portion side or the flat portion side, or (2) a hollow portion that penetrates the spherical portion side and the flat portion side at the central axis portion, At least a part of the hollow portion is exposed without being filled with the resin layer.

本発明の斜板式コンプレッサは、冷媒が存在するハウジング内で、回転軸に直接固定するように、または連結部材を介して間接的に、直角および斜めに取り付けた斜板に半球シューを摺動させ、この半球シューを介して上記斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換して、冷媒を圧縮、膨張させる斜板式コンプレッサであり、上記半球シューが本発明の半球シューであることを特徴とする。   The swash plate type compressor of the present invention slides a hemispherical shoe on a swash plate attached at right angles and obliquely so as to be fixed directly to a rotating shaft or indirectly through a connecting member in a housing in which refrigerant exists. A swash plate compressor that compresses and expands the refrigerant by converting the rotational movement of the swash plate into a reciprocating movement of the piston through the hemispheric shoe, and the hemispheric shoe is the hemispheric shoe of the present invention. To do.

本発明の斜板式コンプレッサの半球シューは、斜板と摺動する平面部とピストンと摺動する球面部とを有し、少なくとも平面部の表面に樹脂層が形成され、該樹脂層の表面に、円形や多角形の潤滑溝が複数形成され、この複数の潤滑溝はそれぞれが一部に潤滑溝同士の重なり部を有するので、斜板と半球シューとの間に潤滑油が常時蓄えられるとともに、半球シュー平面部にまんべんなく潤滑油を供給することが可能となる。このため、流体力学的な潤滑系を提供し、樹脂層の摩耗を大きく低減でき、潤滑特性および耐摩耗特性を向上できる。   The hemispherical shoe of the swash plate compressor according to the present invention has a flat surface portion that slides with the swash plate and a spherical surface portion that slides with the piston, and a resin layer is formed at least on the surface of the flat surface portion. A plurality of lubrication grooves of circular or polygonal shape are formed, and each of the plurality of lubrication grooves has an overlapping portion of the lubrication grooves, so that lubricating oil is always stored between the swash plate and the hemispherical shoe. In addition, the lubricating oil can be supplied evenly to the hemispherical shoe flat surface. For this reason, a hydrodynamic lubrication system is provided, wear of the resin layer can be greatly reduced, and lubrication characteristics and wear resistance characteristics can be improved.

上記複数の潤滑溝は全て同形状であり、それらの円形または多角形の中心点が、平面部の中心点から等距離にあり、かつ、円周方向に等間隔に離間しているので、潤滑効果を平面部全体で均一に維持できる。   The plurality of lubrication grooves are all the same shape, and the center points of the circles or polygons are equidistant from the center point of the plane portion, and are spaced apart at equal intervals in the circumferential direction. The effect can be maintained uniformly over the entire flat portion.

上記潤滑溝は、それぞれが平面部の外周端側への開放部を有するので、潤滑溝への潤滑油の流入を促進できる。   Since each of the lubrication grooves has an open portion toward the outer peripheral end of the flat surface portion, the inflow of the lubricating oil into the lubrication groove can be promoted.

上記球面部の表面に樹脂層が形成され、該樹脂層が上記平面部の樹脂層と一体の層であり、かつ、上記基材の少なくとも一部が樹脂層で覆われずに露出しているので、放熱性、耐荷重性に優れ、斜板とピストンの両部材との摺動性にも優れる。また、樹脂層の基材からの剥離を防止できる。   A resin layer is formed on the surface of the spherical portion, the resin layer is a layer integral with the resin layer of the planar portion, and at least a part of the base material is exposed without being covered with the resin layer. Therefore, the heat dissipation and load resistance are excellent, and the slidability between both the swash plate and the piston is also excellent. Moreover, peeling of the resin layer from the base material can be prevented.

上記基材は、中心軸部分に(1)球面部側もしくは平面部側から凹部となる中空部、または、(2)球面部側と平面部側とを貫通する中空部、が形成され、該中空部の少なくとも一部が樹脂層で充填されずに露出しているので、摩擦熱が基材を伝わって、露出したこの中空部から外部に放熱される。このため、耐摩耗性、耐焼付き性に優れる。また、中空部を放熱部とするため、外表面の一部を放熱部とする場合よりも、放熱部面積を大きく確保しやすい。   The base material is formed with (1) a hollow portion that becomes a concave portion from the spherical portion side or the flat portion side, or (2) a hollow portion that penetrates the spherical portion side and the flat portion side at the central axis portion, Since at least a part of the hollow portion is exposed without being filled with the resin layer, the frictional heat is transmitted through the base material and is radiated to the outside from the exposed hollow portion. For this reason, it is excellent in abrasion resistance and seizure resistance. In addition, since the hollow portion is the heat radiating portion, it is easier to ensure a larger heat radiating portion area than when a part of the outer surface is the heat radiating portion.

本発明の斜板式コンプレッサは、上述した半球シューを備えたものであるので、運転開始時の潤滑油のほとんどないドライ状態など、潤滑不足となる場合でも、半球シューの摺動面での焼付きが発生せず、摩擦発熱による潤滑特性の低下や樹脂層の剥離がなく耐久性に優れ、安心、長寿命な斜板式コンプレッサとなる。   Since the swash plate compressor of the present invention is provided with the above-described hemispherical shoe, seizure on the sliding surface of the hemispherical shoe is possible even when the lubrication is insufficient, such as in a dry state where there is almost no lubricating oil at the start of operation. This is a swash plate compressor that has excellent durability, no deterioration in lubrication characteristics due to frictional heat generation, and no peeling of the resin layer.

斜板式コンプレッサの一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of a swash plate type compressor. 半球シュー平面部の樹脂層の潤滑溝の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the lubrication groove | channel of the resin layer of a hemispherical shoe plane part. 半球シュー平面部の樹脂層の潤滑溝の他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the lubrication groove | channel of the resin layer of a hemispherical shoe plane part. 半球シュー平面部の樹脂層の潤滑溝の他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the lubrication groove | channel of the resin layer of a hemispherical shoe plane part. 潤滑溝の断面形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross-sectional shape of a lubrication groove. 半球シューを拡大して示す縦断面図および平面図である。It is the longitudinal cross-sectional view and top view which expand and show a hemispherical shoe. 従来の半球シューを示す平面図である。It is a top view which shows the conventional hemispherical shoe.

本発明の斜板式コンプレッサの一例を図面に基づき説明する。図1は、本発明の斜板式コンプレッサの一例を示す縦断面図である。図1に示す斜板式コンプレッサは、炭酸ガスを冷媒に用いるものであり、冷媒が存在するハウジング1内で、回転軸2に直接固定するように斜めに取り付けた斜板3の回転運動を、斜板3の両側面で摺動する半球シュー4を介して両頭形ピストン9の往復運動に変換し、ハウジング1の周方向に等間隔で形成されたシリンダボア10内の各ピストン9の両側で、冷媒を圧縮、膨張させる両斜板タイプのものである。高速で回転駆動される回転軸2は、ラジアル方向を針状ころ軸受11で支持され、スラスト方向をスラスト針状ころ軸受12で支持されている。この構成において、斜板3は、連結部材を介して間接的に回転軸2に固定される態様でもよい。また、斜めではなく直角に取り付けられる態様であってもよい。   An example of the swash plate compressor of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a swash plate compressor of the present invention. The swash plate type compressor shown in FIG. 1 uses carbon dioxide gas as a refrigerant. The swash plate 3 attached obliquely so as to be directly fixed to the rotary shaft 2 in the housing 1 in which the refrigerant exists is inclined. It is converted into a reciprocating motion of a double-headed piston 9 through a hemispherical shoe 4 that slides on both sides of the plate 3, and a refrigerant is generated on both sides of each piston 9 in a cylinder bore 10 formed at equal intervals in the circumferential direction of the housing 1. The swash plate type that compresses and expands. The rotary shaft 2 that is rotationally driven at high speed is supported by a needle roller bearing 11 in the radial direction and supported by a thrust needle roller bearing 12 in the thrust direction. In this configuration, the swash plate 3 may be fixed to the rotary shaft 2 indirectly via a connecting member. Moreover, the aspect attached rather than diagonally may be sufficient.

各ピストン9には斜板3の外周部を跨ぐように凹部9aが形成され、この凹部9aの軸方向対向面に形成された球面座13に、半球シュー4が着座されており、ピストン9を斜板3の回転に対して相対移動自在に支持する。これによって、斜板3の回転運動からピストン9の往復運動への変換が円滑に行われる。半球シュー4は、球面部がピストン9(球面座13)と摺動し、平面部が斜板3と摺動する。   Each piston 9 is formed with a recess 9 a so as to straddle the outer periphery of the swash plate 3, and a hemispherical shoe 4 is seated on a spherical seat 13 formed on the axially opposed surface of this recess 9 a, The swash plate 3 is supported so as to be movable relative to the rotation of the swash plate 3. Thereby, conversion from the rotational movement of the swash plate 3 to the reciprocating movement of the piston 9 is performed smoothly. The hemispherical shoe 4 has a spherical portion that slides with the piston 9 (spherical seat 13) and a flat portion that slides with the swash plate 3.

本発明は、斜板との摺動面となる平面部の表面に形成された樹脂層の表面に所定形状の潤滑溝を有することを特徴としているので、半球シュー4の構造として、少なくとも平面部4bの表面に樹脂層6bを有する構造であればよい(図6参照)。好ましくは、ピストンとの摺動面となる球面部4aの表面にも樹脂層6aを形成する(図6参照)。   Since the present invention is characterized in that the surface of the resin layer formed on the surface of the flat portion serving as a sliding surface with the swash plate has a predetermined-shaped lubricating groove, the structure of the hemispherical shoe 4 includes at least the flat portion. Any structure having a resin layer 6b on the surface of 4b may be used (see FIG. 6). Preferably, the resin layer 6a is also formed on the surface of the spherical surface portion 4a that serves as a sliding surface with the piston (see FIG. 6).

半球シュー平面部の樹脂層の潤滑溝の形状を図2および図3に基づいて説明する。図2は、潤滑溝の一例を示す半球シュー平面部の樹脂層の平面図であり、図3は、潤滑溝の他の例を示す半球シュー平面部の樹脂層の平面図である。図2に示すように、半球シュー4の平面部の樹脂層6bの表面は真円形状である。図2に示す例では、平面部の樹脂層6bに、潤滑溝7として円形(真円)の潤滑溝が3つ(7a〜7c)形成されている。潤滑溝7a〜7cは全て径が同じである。潤滑溝7a〜7cは、それぞれが一部に潤滑溝同士の重なり部7dを有する。重なり部7dは、任意の潤滑溝と、それ以外の少なくとも1つの潤滑溝とが交差して重なる部分である。この形態では、1つの潤滑溝は、他の2つの潤滑溝と、それぞれ2箇所の重なり部7dを有する。重なり部7dでは、各潤滑溝に保持された潤滑油の行き来が可能であり、この構造により、一部の潤滑溝の潤滑油のみが枯渇すること等を防止でき、半球シュー平面部全体にムラなく潤滑油を供給できる。   The shape of the lubricating groove of the resin layer in the hemispherical shoe flat portion will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a plan view of the resin layer of the hemispheric shoe plane portion showing an example of the lubrication groove, and FIG. 3 is a plan view of the resin layer of the hemisphere shoe plane portion showing another example of the lubrication groove. As shown in FIG. 2, the surface of the resin layer 6 b in the flat portion of the hemispherical shoe 4 has a perfect circle shape. In the example shown in FIG. 2, three (7a-7c) circular (perfect circle) lubrication grooves are formed as the lubrication grooves 7 in the resin layer 6b in the planar portion. The lubrication grooves 7a to 7c all have the same diameter. Each of the lubricating grooves 7a to 7c has an overlapping portion 7d between the lubricating grooves in part. The overlapping portion 7d is a portion where an arbitrary lubricating groove and at least one other lubricating groove intersect and overlap each other. In this embodiment, one lubricating groove has two overlapping portions 7d each with the other two lubricating grooves. In the overlapping portion 7d, the lubricating oil held in each lubricating groove can be moved back and forth. With this structure, it is possible to prevent only the lubricating oil in some lubricating grooves from being exhausted and the like, and the entire hemispherical shoe flat portion is uneven. Lubricating oil can be supplied.

図3に示す例では、潤滑溝7として円形(真円)の潤滑溝が3つ(7a〜7c)形成されており、各潤滑溝は、樹脂層6bの外周端側で円形が一部欠けた形状となっている。潤滑溝7a〜7cにおいて、それぞれの外周端側の上記欠けた部分が開放部7eとなる。各潤滑溝は、この開放部7eで半球シュー4の外周部側に開口している。このような構造により、各潤滑溝への潤滑油の流入が促進できる。また、潤滑溝7a〜7cは、それぞれが一部に潤滑溝同士の重なり部7dを有する。この例では、図2の場合と同様に、1つの潤滑溝は、他の2つの潤滑溝と、それぞれ2箇所の重なり部7dを有する。   In the example shown in FIG. 3, three (7a to 7c) circular (perfect circular) lubricating grooves are formed as the lubricating grooves 7, and each of the lubricating grooves is partially missing on the outer peripheral end side of the resin layer 6b. It has a different shape. In the lubricating grooves 7a to 7c, the lacking portions on the outer peripheral end sides become the open portions 7e. Each lubrication groove is opened to the outer peripheral side of the hemispherical shoe 4 at the opening 7e. With such a structure, the inflow of lubricating oil into each lubricating groove can be promoted. Further, each of the lubricating grooves 7a to 7c has an overlapping portion 7d between the lubricating grooves in part. In this example, as in the case of FIG. 2, one lubrication groove has two overlapping portions 7d each with the other two lubrication grooves.

ここで、潤滑溝7a〜7cの位置関係について説明する。潤滑溝7a〜7cは全て径が同じである円形(真円)である。潤滑溝7aの中心Oa、潤滑溝7bの中心Ob、および潤滑溝7cの中心Ocは、平面部の樹脂層6bの中心点Oから等距離にある。すなわち、3点Oa、Ob、Ocは、平面部の中心点Oを中心とする同一円上に存在する。また、OaとObとの円周上での距離Labと、ObとOcとの円周上での距離Lbcと、OcとOaとの円周上での距離Lcaとが同一であり、3点Oa、Ob、Ocは、円周方向に等間隔に離間している。このように配置することで、各潤滑溝が平面部の中心から等しく離れ、かつ、隣り合う潤滑溝の距離が等しくなり、平面部全体で潤滑効果を均一に保つことができる。なお、図2に示す例でも、同様の位置関係が確保されている。   Here, the positional relationship between the lubricating grooves 7a to 7c will be described. The lubricating grooves 7a to 7c are all circular (perfect circles) having the same diameter. The center Oa of the lubrication groove 7a, the center Ob of the lubrication groove 7b, and the center Oc of the lubrication groove 7c are equidistant from the center point O of the resin layer 6b in the planar portion. That is, the three points Oa, Ob, and Oc exist on the same circle centered on the center point O of the plane portion. Further, the distance Lab on the circumference of Oa and Ob, the distance Lbc on the circumference of Ob and Oc, and the distance Lca on the circumference of Oc and Oa are the same. Oa, Ob, and Oc are spaced apart at equal intervals in the circumferential direction. By arranging in this way, each lubrication groove is equally spaced from the center of the plane part, and the distance between adjacent lubrication grooves is equal, and the lubrication effect can be kept uniform over the entire plane part. In the example shown in FIG. 2, the same positional relationship is secured.

また、潤滑溝の平面形状は、図2や図3に示す円形(真円)に特に限定されず、円形(楕円)や多角形であってもよい。多角形であれば、三角形、四角形、五角形、それ以上の多角形でもよい。また、円形と多角形を併用してもよく、角数の異なる多角形を併用してもよい。位置関係については、図2や図3に示すように等間隔ではなく、ランダムに形成してもよい。潤滑溝の数については、3〜6が好ましい。潤滑溝の数が2つであると摺動面での潤滑作用のバランスが悪くなるおそれがあり、7つ以上であると摺動面積が少なくなることで樹脂層への面圧が高くなり耐摩耗性に劣るおそれがある。   Further, the planar shape of the lubricating groove is not particularly limited to the circular shape (perfect circle) shown in FIGS. 2 and 3, and may be a circular shape (ellipse) or a polygonal shape. As long as it is a polygon, it may be a triangle, a quadrangle, a pentagon, or more. Further, a circle and a polygon may be used in combination, or polygons having different numbers of angles may be used in combination. The positional relationship may be formed randomly rather than at regular intervals as shown in FIGS. The number of lubricating grooves is preferably 3-6. If the number of lubrication grooves is two, the balance of the lubrication action on the sliding surface may be deteriorated. If the number of lubrication grooves is seven or more, the sliding area will be reduced, resulting in an increase in surface pressure on the resin layer. There is a risk of poor wear.

図4に潤滑溝の他の例を示す。図4(a)の例では、半球シュー4の平面部の樹脂層6bに、四角形の潤滑溝7を4つ形成している。図4(b)の例では、半球シュー4の平面部の樹脂層6bに、円形(真円)の潤滑溝7を4つ形成し、これらが接して重なるように配置している。図4(c)の例では、半球シュー4の平面部の樹脂層6bに、円形(真円)の潤滑溝7を6つ形成している。図4(a)〜図4(c)のいずれの場合も、各潤滑溝が平面部の中心から等しく離れ、かつ、隣り合う潤滑溝の距離が等しい構成とされている。なお、図4(a)に示すように潤滑溝7が四角形の場合は、その中心は対角線の交点とする。   FIG. 4 shows another example of the lubricating groove. In the example of FIG. 4A, four rectangular lubrication grooves 7 are formed in the resin layer 6 b in the flat portion of the hemispherical shoe 4. In the example of FIG. 4B, four circular (perfect circle) lubricating grooves 7 are formed in the resin layer 6b on the flat surface of the hemispherical shoe 4 and are arranged so as to be in contact with each other. In the example of FIG. 4C, six circular (perfect circle) lubricating grooves 7 are formed in the resin layer 6 b in the flat portion of the hemispherical shoe 4. In any case of FIGS. 4A to 4C, the respective lubricating grooves are equally spaced from the center of the flat portion, and the adjacent lubricating grooves have the same distance. In addition, as shown to Fig.4 (a), when the lubrication groove 7 is a square, the center is made into the intersection of a diagonal line.

潤滑溝の断面形状を図5に示す。図5は、斜板3と、半球シューの平面部の樹脂層6bとの摺動面付近の拡大断面図である。本発明において、潤滑溝7の断面形状は特に限定されず、例えば、図5(a)の円形(欠円形)、図5(b)の角溝、図5(c)のV溝、図5(d)角溝(導入テーパ―あり)などが挙げられる。これらの中でも、古い潤滑油の溝内での滞留を防止でき、潤滑面への潤滑油の供給もスムーズであることから、図5(a)の円形(欠円形)とすることが好ましい。   The cross-sectional shape of the lubricating groove is shown in FIG. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the sliding surface between the swash plate 3 and the resin layer 6b in the flat portion of the hemispherical shoe. In the present invention, the cross-sectional shape of the lubricating groove 7 is not particularly limited. For example, the circular shape (not-circular shape) in FIG. 5A, the square groove in FIG. 5B, the V groove in FIG. (D) Square grooves (with an introduction taper) and the like can be mentioned. Among these, it is possible to prevent the old lubricating oil from staying in the groove and to smoothly supply the lubricating oil to the lubricating surface, and therefore it is preferable to have a circular shape (a missing circular shape) in FIG.

潤滑溝の溝深さは、0.05mm以上、樹脂層の厚さ(例えば0.1〜0.7mm程度)の2/3以下の範囲であることが好ましい。この範囲内であれば、潤滑効果と樹脂層の強度確保が満足できる。溝深さが0.05mmより浅いと、潤滑油が十分に供給できないおそれがある。また、溝深さが樹脂層の厚さの2/3をこえる深さであると、溝部の機械強度が低下しクラックが生じるおそれがある。   The groove depth of the lubricating groove is preferably 0.05 mm or more and 2/3 or less of the thickness of the resin layer (for example, about 0.1 to 0.7 mm). Within this range, the lubrication effect and ensuring the strength of the resin layer can be satisfied. If the groove depth is shallower than 0.05 mm, the lubricating oil may not be sufficiently supplied. Further, if the groove depth is more than 2/3 of the thickness of the resin layer, the mechanical strength of the groove portion may be reduced and cracks may occur.

潤滑溝の溝幅は、0.05mm以上、樹脂層の厚さ(例えば0.1〜0.7mm程度)の3倍以下の範囲であることが好ましい。この範囲内であれば、潤滑効果を有しながら摺動面積を十分に確保できる。溝幅が0.05mmより狭いと、潤滑油が十分に供給できないおそれがある。また、溝幅が樹脂層の厚さの3倍をこえる幅であると、摺動面積が少なくなることで樹脂層への面圧が高くなり耐摩耗性に劣るおそれがある。   The groove width of the lubricating groove is preferably in the range of 0.05 mm or more and 3 times or less the thickness of the resin layer (for example, about 0.1 to 0.7 mm). Within this range, a sufficient sliding area can be secured while having a lubricating effect. If the groove width is narrower than 0.05 mm, the lubricating oil may not be sufficiently supplied. Further, if the groove width exceeds 3 times the thickness of the resin layer, the sliding area is reduced, so that the surface pressure on the resin layer is increased and the wear resistance may be deteriorated.

半球シューの構造の一例を図6に基づき説明する。図6の上図は本発明の半球シューの一例を示す縦断面図であり、図6の下図はその平面図である。図6に示すように、半球シュー4は、球体の一部を構成する球面部4aと、球面部4aの反対側において該球体を略平面でカットした形態の平面部4bと、球面部4aと平面部4bとを繋ぐ外周部4cとからなる略半球状の構造を有する。また、半球シュー4は、平面形状が円形状であり、外周部4cの表面(樹脂層6cの表面)は円筒外周面となる。半球シュー4の全体形状は、円柱体の一方の底面を半球の一部を構成する凸形状とした形状である。なお、半球シュー4の全体形状は、これに限定されるものではなく、斜板と摺動する平面部とピストンと摺動する球面部とを有していればよく、上記外周部(円筒部)を有さない形状としてもよい。   An example of the structure of the hemispherical shoe will be described with reference to FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an example of the hemispherical shoe of the present invention, and the lower view of FIG. 6 is a plan view thereof. As shown in FIG. 6, the hemispherical shoe 4 includes a spherical portion 4a constituting a part of the sphere, a flat portion 4b in a form obtained by cutting the sphere in a substantially flat surface on the opposite side of the spherical portion 4a, a spherical portion 4a, It has a substantially hemispherical structure composed of an outer peripheral part 4c connecting the flat part 4b. Further, the hemispherical shoe 4 has a circular planar shape, and the surface of the outer peripheral portion 4c (the surface of the resin layer 6c) is a cylindrical outer peripheral surface. The overall shape of the hemispherical shoe 4 is a shape in which one bottom surface of the cylindrical body is a convex shape constituting a part of the hemisphere. The overall shape of the hemispherical shoe 4 is not limited to this, and it is sufficient if it has a flat surface portion that slides with the swash plate and a spherical surface portion that slides with the piston. It is good also as a shape which does not have.

半球シュー4は、金属製部材を基材5とし、斜板と摺動する平面部4bの表面およびピストンと摺動する球面部4aの表面に樹脂層6が形成されている。樹脂層6のうち、球面部4aの表面に形成されるものが樹脂層6aであり、平面部4bの表面に形成されるものが樹脂層6bであり、外周部4cに形成されるものが樹脂層6cである。平面部4bの樹脂層6bの表面には、上述の潤滑溝が形成される。なお、樹脂層6bの中央部に射出成形時のゲートを設ける凹部等がある場合、上述の潤滑溝は該部分には形成しない。   The hemispherical shoe 4 uses a metal member as a base material 5 and has a resin layer 6 formed on the surface of a flat surface portion 4b that slides with a swash plate and the surface of a spherical surface portion 4a that slides with a piston. Of the resin layer 6, the resin layer 6a is formed on the surface of the spherical surface portion 4a, the resin layer 6b is formed on the surface of the flat surface portion 4b, and the resin layer 6 is formed on the outer peripheral portion 4c. Layer 6c. The above-mentioned lubrication groove is formed on the surface of the resin layer 6b of the flat portion 4b. In addition, when there exists a recessed part etc. which provide the gate at the time of injection molding in the center part of the resin layer 6b, the above-mentioned lubrication groove | channel is not formed in this part.

平面部4bの樹脂層6bと球面部4aの樹脂層6aとは、外周部4cの樹脂層6cを介して連続した樹脂層であり、基材5の表面を覆うように一体に形成されている。半球シューの直径10mm程度(5〜15mm)の場合において、基材5の外側を覆う樹脂層の厚みは0.1〜0.7mm程度の薄肉であり、基材5の形状は半球シュー4の全体形状に沿った形状である。樹脂層を上記範囲のような薄肉とすることで、摩擦熱が摩擦摺動面から基材側に逃げ易く、蓄熱し難いので、好ましい。また、上記範囲内において、球面部4aの樹脂層6aの厚みを、平面部4bの樹脂層6bの厚みよりも厚くすることが好ましい。   The resin layer 6b of the flat surface portion 4b and the resin layer 6a of the spherical surface portion 4a are continuous resin layers via the resin layer 6c of the outer peripheral portion 4c, and are integrally formed so as to cover the surface of the base material 5. . In the case where the diameter of the hemispherical shoe is about 10 mm (5 to 15 mm), the thickness of the resin layer covering the outside of the base material 5 is about 0.1 to 0.7 mm, and the shape of the base material 5 is that of the hemispherical shoe 4. It is a shape along the entire shape. It is preferable to make the resin layer as thin as the above-mentioned range since the frictional heat easily escapes from the frictional sliding surface to the substrate side and is difficult to store heat. Within the above range, it is preferable that the thickness of the resin layer 6a of the spherical surface portion 4a is larger than the thickness of the resin layer 6b of the flat surface portion 4b.

半球シュー4は、金属製の基材5において、ピストンおよび斜板の両部材との直接の摺動面に上記の樹脂層6を形成しつつ、それ以外の箇所に樹脂層6で覆われていない露出部を有することが好ましい。このような露出部を設けることで、斜板およびピストンとの摺動による摩擦熱が発生しても、基材を伝わって該露出部から熱を逃がすことができ、樹脂層の溶解などが起こらず、耐摩耗性や耐焼付き性に優れる。基材の露出部の位置や形態は、ピストンおよび斜板の両部材との直接の摺動面以外であれば特に限定されないが、加工性や放熱性に優れることから、中心軸部分に(1)球面部側もしくは平面部側から凹部となる中空部、または、(2)球面部側と平面部側とを貫通する中空部、が形成され、該中空部の少なくとも一部が樹脂層で充填されずに露出している形態が好ましい。   The hemispherical shoe 4 is covered with a resin layer 6 at other locations while forming the resin layer 6 on the sliding surface of the metal base material 5 directly with both the piston and the swash plate. It is preferable to have no exposed part. By providing such an exposed portion, even if frictional heat due to sliding between the swash plate and the piston is generated, heat can be transferred from the exposed portion through the base material, and the resin layer can be dissolved. Excellent wear resistance and seizure resistance. The position and form of the exposed portion of the base material are not particularly limited as long as they are other than the direct sliding surfaces with both the piston and swash plate members, but because of excellent workability and heat dissipation, (1 ) A hollow part that becomes a concave part from the spherical part side or the flat part side, or (2) a hollow part that penetrates the spherical part side and the flat part side is formed, and at least a part of the hollow part is filled with a resin layer The form exposed without being preferable is preferable.

図6に示す形態では、基材5には、その円形中央の中心軸部分に球面部4a側と平面部4b側とを貫通する円筒空間状の中空部5aが形成されている。中空部5aは、平面部4b側から所定の軸方向深さまで樹脂層6dが充填され、それ以外の部分(露出部分)では、樹脂に覆われず、該中空部を構成する基材表面が露出した状態となっている。中空部5aに露出部分を有することで、摩擦熱が該部分から外部に放熱される。また、この露出部分が潤滑油を保持するオイルポケットとしての機能も有する。   In the form shown in FIG. 6, the base material 5 is formed with a cylindrical space-like hollow portion 5 a penetrating the spherical surface portion 4 a side and the flat surface portion 4 b side at the center axis portion of the circular center. The hollow portion 5a is filled with the resin layer 6d from the flat portion 4b side to a predetermined axial depth, and the other portion (exposed portion) is not covered with the resin, and the surface of the base material constituting the hollow portion is exposed. It has become a state. By having the exposed portion in the hollow portion 5a, frictional heat is radiated from the portion to the outside. The exposed portion also functions as an oil pocket that holds the lubricating oil.

中空部5aの露出部分の軸方向長さは、半球シューの高さの3分の1以上であることが好ましい。該範囲とすることで、放熱部の面積を大きくでき、放熱性に優れる。また、中空部5aの直径としては、半球シュー4の直径に対して1/6〜1/3の範囲内とすることが好ましい。該範囲内とすることで、放熱性を確保しながら、基材の強度低下を防止できる。   The axial length of the exposed portion of the hollow portion 5a is preferably at least one third of the height of the hemispherical shoe. By setting it as this range, the area of a thermal radiation part can be enlarged and it is excellent in heat dissipation. The diameter of the hollow portion 5a is preferably in the range of 1/6 to 1/3 of the diameter of the hemispherical shoe 4. By making it within this range, it is possible to prevent the strength of the base material from being lowered while ensuring heat dissipation.

図6に示す形態の半球シュー4は、球面部4a側の外表面にピストンとの非接触部8を有し、非接触部8において基材5が樹脂層6で覆われずに露出している。非接触部8は、球面部4aの一部を平面部4bと平行な面で切った形状の部位であり、ピストンとは摺動接触しない部位である。この形態では、非接触部8の平面形状は円形状となる。球面部4a側の外表面にこのような非接触部かつ基材の露出部を設けることで、球面部で発生した摩擦熱を該露出部分から放熱しやすくなる。   The hemispherical shoe 4 of the form shown in FIG. 6 has a non-contact portion 8 with the piston on the outer surface on the spherical surface portion 4 a side, and the base material 5 is exposed without being covered with the resin layer 6 in the non-contact portion 8. Yes. The non-contact portion 8 is a portion having a shape obtained by cutting a part of the spherical portion 4a with a plane parallel to the flat portion 4b, and is a portion that does not slide contact with the piston. In this form, the planar shape of the non-contact part 8 is circular. By providing such a non-contact part and an exposed part of the base material on the outer surface on the spherical part 4a side, it becomes easy to radiate the frictional heat generated in the spherical part from the exposed part.

半球シュー4において、斜板と摺動する平面部4bと、ピストンと摺動する球面部4aとは、軸方向反対側に位置する。これらの表面に形成される樹脂層6a、6bを、外周部4cに形成される樹脂層6cを介して連続した一体のものとすることで、構造的に両面(平面部と球面部)の樹脂層が基材から剥離しにくくなる。   In the hemispherical shoe 4, the flat surface portion 4b that slides with the swash plate and the spherical surface portion 4a that slides with the piston are located on the opposite sides in the axial direction. The resin layers 6a and 6b formed on these surfaces are integrated integrally with the resin layer 6c formed on the outer peripheral portion 4c so that the resin is structurally double-sided (planar portion and spherical portion). The layer is difficult to peel from the substrate.

樹脂層を形成する合成樹脂(ベース樹脂)としては、半球シューに要求される潤滑特性および耐熱性を確保できるものであれば特に限定されず、例えば、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、ポリアミドイミド(PAI)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリイミド(PI)樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。これらの各合成樹脂は単独で使用してもよく、2種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。これらの中でも、耐熱性、耐摩耗性に優れたPAI樹脂、PEEK樹脂、PI樹脂が好ましく、さらに疲労特性および射出成形時の流動性に優れるPEEK樹脂が特に好ましい。これらの合成樹脂には、耐摩耗性を向上させる目的で、炭素繊維、ガラス繊維、マイカ、タルクなどを配合してもよい。また、低摩擦化や、油枯渇時の耐焼付き性を向上させる目的で、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、黒鉛、二硫化モリブデンなどを配合してもよい。   The synthetic resin (base resin) for forming the resin layer is not particularly limited as long as it can ensure the lubrication characteristics and heat resistance required for the hemispherical shoe. For example, polyphenylene sulfide (PPS) resin, polyamideimide (PAI) ) Resin, polyether ether ketone (PEEK) resin, polyimide (PI) resin, phenol resin and the like. Each of these synthetic resins may be used alone or may be a polymer alloy in which two or more kinds are mixed. Among these, PAI resin, PEEK resin, and PI resin excellent in heat resistance and wear resistance are preferable, and PEEK resin excellent in fatigue characteristics and fluidity during injection molding is particularly preferable. These synthetic resins may be blended with carbon fiber, glass fiber, mica, talc and the like for the purpose of improving wear resistance. Further, for the purpose of reducing friction and improving seizure resistance when oil is exhausted, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, graphite, molybdenum disulfide, or the like may be blended.

樹脂層の形成方法としては、射出成形、スプレーコーティング、パウダーコーティングなどを採用できる。これらの中でも、安価で緻密な樹脂層が形成できることから、射出成形が好ましい。射出成形は、樹脂組成物に溶融状態で圧力を加えるため、樹脂層が緻密に形成され、耐荷重性や耐摩耗性が高くなる。射出成形方法としては、例えば、半球シューの基材を金型内にセットし、その上から合成樹脂を射出成形(インサート成形)する方法が採用できる。また、射出成形で樹脂層を形成する場合、射出成形で所望の寸法に一発成形する他、射出成形後に所望の寸法に機械加工してもよい。上述の潤滑溝についても、樹脂層の形成時に同時に容易に形成できる。また、潤滑溝を射出成形後に後加工で形成してもよい。   As a method for forming the resin layer, injection molding, spray coating, powder coating, or the like can be employed. Of these, injection molding is preferred because an inexpensive and dense resin layer can be formed. In injection molding, since a pressure is applied to a resin composition in a molten state, a resin layer is densely formed, and load resistance and wear resistance are increased. As an injection molding method, for example, a method in which a base material of a hemispherical shoe is set in a mold, and a synthetic resin is injection molded (insert molding) from the top can be adopted. In addition, when the resin layer is formed by injection molding, the resin layer may be machined to a desired dimension after injection molding, in addition to being molded once to a desired dimension by injection molding. The above-mentioned lubricating groove can also be easily formed simultaneously with the formation of the resin layer. Further, the lubricating groove may be formed by post-processing after injection molding.

基材である金属製部材としては、プレス加工、機械加工、ダイカストなどにより製造された溶製金属製の部材が挙げられる。また、溶製金属としては、例えば、軸受鋼(SUJ1〜5など)、クロムモリブデン鋼、機械構造用炭素鋼、軟鋼、ステンレス鋼、もしくは高速度鋼などの鋼や、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金が挙げられる。なお、基材の金属材料として溶製金属を用いる場合、樹脂層との密着性を高めるために、物理的表面処理や化学的表面処理により凹凸形状を形成することが好ましい。   Examples of the metal member that is a base material include a member made of melted metal manufactured by pressing, machining, die casting, or the like. In addition, as the molten metal, for example, steel such as bearing steel (SUJ1-5, etc.), chromium molybdenum steel, carbon steel for mechanical structure, mild steel, stainless steel, or high speed steel, aluminum, aluminum alloy, copper, A copper alloy is mentioned. In addition, when using molten metal as a metal material of a base material, in order to improve adhesiveness with a resin layer, it is preferable to form uneven | corrugated shape by physical surface treatment or chemical surface treatment.

また、基材である金属製部材として、表面が凹凸形状である焼結金属製の部材を採用できる。基材の金属材料として焼結金属を用いる場合、樹脂層形成面の表面積が大きく、凹凸によるアンカー効果も高いので、樹脂層との密着強さを高くできる。特に樹脂層をインサート成形にて形成することで、射出成形時に樹脂層が焼結金属表面の凹凸に深く食い込み、真の接合面積が増大するため、樹脂層と基材の密着強さが向上する。さらに、樹脂層と基材の真の接合面積が増え、樹脂層と基材との間に隙間がないため、樹脂層の熱が基材へ伝わり易くなる。   In addition, a sintered metal member having a concavo-convex surface can be employed as the metal member that is a base material. When a sintered metal is used as the metal material of the substrate, the surface area of the resin layer forming surface is large and the anchor effect due to the unevenness is high, so that the adhesion strength with the resin layer can be increased. In particular, by forming the resin layer by insert molding, the resin layer bites into the irregularities on the surface of the sintered metal during injection molding, and the true bonding area increases, so the adhesion strength between the resin layer and the substrate improves. . Furthermore, since the true bonding area between the resin layer and the base material is increased and there is no gap between the resin layer and the base material, the heat of the resin layer is easily transmitted to the base material.

斜板またはピストンとの摺動面となる樹脂層の表面は、潤滑溝の潤滑性能を低下させない範囲で、樹脂層形成後に研磨加工してもよい。研磨加工により、個々の高さ寸法にばらつきがなくなり精度が向上する。また、樹脂層の該表面の表面粗さは、0.05〜1.0μmRa(JIS B0601)に調整することが好ましい。この範囲内にすることで、斜板またはピストンと摺動する樹脂層摺動面における真実接触面積が大きくなり、実面圧を下げることができ、焼付きを防止できる。表面粗さが、0.05μmRa未満では摺動面への潤滑油の供給が不足し、1.0μmRaをこえると摺動面での真実接触面積の低下により、局部的に高面圧となり、焼き付くおそれがある。さらに好ましくは、表面粗さ0.1〜0.5μmRaである。   The surface of the resin layer serving as a sliding surface with the swash plate or the piston may be polished after the resin layer is formed as long as the lubricating performance of the lubricating groove is not deteriorated. The polishing process eliminates variations in individual height dimensions and improves accuracy. Moreover, it is preferable to adjust the surface roughness of the surface of the resin layer to 0.05 to 1.0 μm Ra (JIS B0601). By setting it within this range, the real contact area on the sliding surface of the resin layer sliding with the swash plate or the piston is increased, the actual surface pressure can be lowered, and seizure can be prevented. If the surface roughness is less than 0.05 μmRa, the lubricating oil is insufficiently supplied to the sliding surface. If the surface roughness exceeds 1.0 μmRa, the surface area is locally increased due to a decrease in the real contact area on the sliding surface, and seizure occurs. There is a fear. More preferably, the surface roughness is 0.1 to 0.5 μmRa.

本発明の半球シューが使用される斜板式コンプレッサは、冷媒が存在するハウジング内で、回転軸に直接固定するように、または連結部材を介して間接的に、直角および斜めに取り付けた斜板に半球シューを摺動させ、この半球シューを介して上記斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換して、冷媒を圧縮、膨張させる斜板式コンプレッサである。この斜板式コンプレッサに本発明の半球シューを使用することによって、半球シューと摺動する斜板およびピストンにおいては、潤滑性被膜を除くことができる。すなわち、斜板等の表面は基材の研磨面のままの状態で斜板式コンプレッサに組み込み半球シューと摺動させることが可能となる。このため、機能面で同等でありながら、低価格の斜板式コンプレッサを提供できる。また、高面圧(例えば、8MPaをこえる)仕様にも使用可能であるため、炭酸ガスあるいはHFC1234yfを冷媒に用いたものに好適である。   The swash plate type compressor in which the hemispherical shoe of the present invention is used is a swash plate that is fixed to the rotating shaft directly or indirectly through a connecting member at right angles and obliquely in a housing where refrigerant exists. This is a swash plate type compressor that compresses and expands the refrigerant by sliding a hemispherical shoe and converting the rotational motion of the swash plate into a reciprocating motion of the piston through the hemispherical shoe. By using the hemispherical shoe of the present invention in the swash plate compressor, the lubricating coating can be removed from the swash plate and the piston that slide with the hemispherical shoe. That is, the surface of the swash plate or the like can be incorporated in the swash plate compressor and slid with the hemispherical shoe while the surface of the substrate remains the polished surface. Therefore, it is possible to provide a low-cost swash plate compressor that is functionally equivalent. Moreover, since it can be used for high surface pressure (for example, more than 8 MPa) specifications, it is suitable for those using carbon dioxide gas or HFC1234yf as a refrigerant.

本発明の斜板式コンプレッサの半球シューは、半球シューの摺動面に樹脂層を形成した構成において、潤滑不足となる場合でも樹脂層の潤滑特性および耐摩耗特性に優れるので、種々の斜板式コンプレッサに利用できる。   Since the hemispherical shoe of the swash plate compressor of the present invention has a resin layer formed on the sliding surface of the hemispherical shoe, the resin layer is excellent in lubrication and wear resistance even when lubrication is insufficient. Available to:

1 ハウジング
2 回転軸
3 斜板
4 半球シュー
5 基材(金属製部材)
6 樹脂層
7 潤滑溝
8 非接触部
9 ピストン
10 シリンダボア
11 針状ころ軸受
12 スラスト針状ころ軸受
13 球面座
14 半球シュー
15 環状膨出部
16 潤滑油通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2 Rotating shaft 3 Swash plate 4 Hemispherical shoe 5 Base material (metal member)
6 Resin layer 7 Lubrication groove 8 Non-contact part 9 Piston 10 Cylinder bore 11 Needle roller bearing 12 Thrust needle roller bearing 13 Spherical seat 14 Hemispherical shoe 15 Annular bulging part 16 Lubricating oil passage

Claims (6)

冷媒が存在するハウジング内で、回転軸に直接固定するように、または連結部材を介して間接的に、直角および斜めに取り付けた斜板に半球シューを摺動させ、この半球シューを介して前記斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換して、冷媒を圧縮、膨張させる斜板式コンプレッサの半球シューであって、
前記半球シューは、金属製部材を基材とし、前記斜板と摺動する平面部と、前記ピストンと摺動する球面部とを有し、前記平面部の表面に樹脂層が形成され、
前記樹脂層の表面に潤滑溝が複数形成され、前記複数の潤滑溝は、それぞれの平面形状が円形または多角形であり、それぞれが一部に潤滑溝同士の重なり部を有することを特徴とする斜板式コンプレッサの半球シュー。
In the housing in which the refrigerant is present, the hemispherical shoe is slid on a swash plate mounted at right angles and obliquely so as to be directly fixed to the rotating shaft or indirectly through the connecting member, and the hemispherical shoe is passed through the hemispherical shoe. A hemispherical shoe for a swash plate type compressor that compresses and expands the refrigerant by converting the rotational movement of the swash plate into the reciprocating movement of the piston,
The hemispherical shoe has a metal member as a base material, has a flat surface portion that slides with the swash plate, and a spherical surface portion that slides with the piston, and a resin layer is formed on the surface of the flat surface portion,
A plurality of lubrication grooves are formed on the surface of the resin layer, each of the plurality of lubrication grooves has a circular shape or a polygonal shape, and each has a portion where the lubrication grooves overlap each other. Hemispherical shoe for swash plate compressor.
前記複数の潤滑溝は全て同形状であり、それらの前記円形または前記多角形の中心点が、前記平面部の中心点から等距離にあり、かつ、円周方向に等間隔に離間していることを特徴とする請求項1記載の斜板式コンプレッサの半球シュー。   All of the plurality of lubricating grooves have the same shape, and the center points of the circles or polygons are equidistant from the center point of the planar portion, and are spaced apart at equal intervals in the circumferential direction. The hemispherical shoe for a swash plate compressor according to claim 1. 前記複数の潤滑溝は、それぞれが前記平面部の外周端側への開放部を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の斜板式コンプレッサの半球シュー。   The hemispherical shoe for a swash plate compressor according to claim 1 or 2, wherein each of the plurality of lubricating grooves has an opening portion toward the outer peripheral end of the flat portion. 前記球面部の表面に樹脂層が形成され、
該樹脂層が前記平面部の樹脂層と一体の層であり、かつ、前記基材の少なくとも一部が樹脂層で覆われずに露出していることを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3記載の斜板式コンプレッサの半球シュー。
A resin layer is formed on the surface of the spherical portion,
The resin layer is a layer integral with the resin layer of the flat portion, and at least a part of the base material is exposed without being covered with the resin layer. A hemispherical shoe for a swash plate compressor according to claim 3.
前記基材は、中心軸部分に(1)球面部側もしくは平面部側から凹部となる中空部、または、(2)球面部側と平面部側とを貫通する中空部、が形成され、該中空部の少なくとも一部が前記樹脂層で充填されずに露出していることを特徴とする請求項4記載の斜板式コンプレッサの半球シュー。   The base material is formed with (1) a hollow portion that becomes a concave portion from the spherical surface side or the flat surface portion side, or (2) a hollow portion that passes through the spherical surface side and the flat surface portion side at the central axis portion, The hemispherical shoe for a swash plate compressor according to claim 4, wherein at least a part of the hollow portion is exposed without being filled with the resin layer. 冷媒が存在するハウジング内で、回転軸に直接固定するように、または連結部材を介して間接的に、直角および斜めに取り付けた斜板に半球シューを摺動させ、この半球シューを介して前記斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換して、冷媒を圧縮、膨張させる斜板式コンプレッサであって、
前記半球シューが、請求項1から請求項5までのいずれか1項記載の半球シューであることを特徴とする斜板式コンプレッサ。
In the housing in which the refrigerant is present, the hemispherical shoe is slid on a swash plate mounted at right angles and obliquely so as to be directly fixed to the rotating shaft or indirectly through the connecting member, and the hemispherical shoe is passed through the hemispherical shoe. A swash plate type compressor that compresses and expands refrigerant by converting the rotational movement of the swash plate into the reciprocating movement of the piston,
The swash plate compressor, wherein the hemispherical shoe is the hemispherical shoe according to any one of claims 1 to 5.
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