JP2740112B2 - 斜板式圧縮機 - Google Patents

斜板式圧縮機

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は斜板式圧縮機に係り、詳
しくは斜板のスラスト荷重を受承する軸受部分の改良に
関する。
【０００２】
【従来の技術】車両空調用として多用されている特開昭
６２−５１７７６号公報等記載の斜板式圧縮機（以下、
単に圧縮機という。）は、図１に例示するように、両シ
リンダブロック１０、１２によって支承された駆動軸１
４上に斜板１６が取付けられている。斜板１６及びその
前後に介装されたスラスト軸受２０、２０は、両シリン
ダブロック１０、１２並びにその外方を封塞する両ハウ
ジング２２、２４が通しボルト２６によって共締めされ
ることにより挟着されている。
【０００３】スラスト軸受２０、２０は、図２に一部を
拡大して示すように、駆動軸１４に所定の締め代を付与
されて嵌合する内輪２０ａと、駆動軸１４に所要のすき
まを付与されて嵌合する外輪２０ｂ及びこれら内外輪２
０ａ、２０ｂに挟持された針状コロ２０ｃを備えてい
る。そして、シリンダブロック１２の駆動軸１４周りに
形成された受圧部１２ａには、外輪２０ｂの内径寄りに
衝接面１２ｂが延設されて、これより外方は段差状に避
退した逃げ面１２ｃとなされている。図１に示す受圧部
１０ａも同様である。一方、斜板１６のボス部１６ａに
は、これと対照的に内輪２０ａの外径寄りに衝接面１６
ｂが延設されて、これより内方は同様に段差状に避退し
た逃げ面１６ｃとなされている。
【０００４】したがって、図１に示す両ハウジング２
２、２４及び両シリンダブロック１０、１２が共締めさ
れ、これによって斜板１６が挟着される際、軸方向の締
め代はスラスト軸受２０、２０の内外輪２０ａ、２０ｂ
の平行変形によって吸収される。そして、斜板１６の回
転に伴い、冷媒ガスの圧縮反力によって生じるスラスト
荷重も、上記スラスト軸受２０によって受承される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１、２から
も理解しうるように、スラスト軸受２０の外輪２０ｂは
内外径面が共に拘束されておらず、しかも上述のように
受圧部１０ａ、１２ａとの衝接面積も比較的小さいた
め、転がり摩擦力によって連れ回りや偏心揺動を生じや
すい。このため、これが長時間又は不完全潤滑状態の下
で継続されると、外輪２０ｂが高炭素クロム軸受鋼鋼材
からなるため、一般にＡＤＣ１２等のアルミニウム合金
からなるシリンダブロック１０、１２では、受圧部１０
ａ、１２ａの摩耗が急速に進行し、圧縮機はスラストが
たを生起してしまう。
【０００６】かかる不具合を回避すべく、本発明者らは
実公平４−４１２６１号公報記載のＣｕ：４．０〜５．
０重量％と、Ｓｉ：１３．５〜１５．５重量％と、Ｍ
ｇ：０．５重量％以下と、Ｚｎ：１．０重量％以下と、
Ｆｅ：１．３重量％以下と、残部Ａｌとしたアルミニウ
ム合金により、シリンダブロック１０、１２を構成する
ことも検討した。この公報記載のアルミニウム合金によ
れば、従来のアルミニウム合金よりもＳｉ含有量が多い
ことから、シリンダブロックの受圧部に高い硬度を付与
でき、これにより受圧部の摩耗を防止できると考えられ
る。
【０００７】しかしながら、この場合でも、過酷な運転
状況によれば未だ満足できる耐摩耗性を発揮できないこ
とが明らかとなった。かといって、公報記載のアルミニ
ウム合金よりもさらにＳｉ含有量を多くすれば、鋳造が
困難となり、製造コストの高騰を生じることとなる。本
発明は、製造コストの高騰を生じることなく、外輪の連
れ回りや偏心揺動を生じても、上記受圧部のほぼ完全な
摩耗防止を図ることを解決すべき課題とするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の圧縮機は、上記
課題を解決するため、駆動軸と共動する斜板のボス部
と、シリンダブロックに形成した受圧部との間にスラス
ト軸受を介装した圧縮機において、上記シリンダブロッ
クは、Ｃｕ：１．５〜３．５重量％と、Ｓｉ：１３〜１
６重量％と、Ｍｇ：０．５重量％以下と、Ｚｎ：１．０
重量％以下と、Ｆｅ：１．０重量％以下とを含み、残部
をＡｌとしたアルミニウム合金からなり、前記受圧部に
は該アルミニウム合金の初晶珪素が突出されて前記スラ
スト軸受を前記斜板との間で挟持するという新規な構成
を採用している。
【０００９】Ｃｕが１．５重量％未満であれば、初晶珪
素等の晶出物を除くマトリックスが軟質になりすぎ、強
度を確保しにくい。逆に、Ｃｕが３．５重量％を超えれ
ば、マトリックスが硬質になり、本発明の作用が得られ
にくい。Ｓｉが１３重量％未満であれば、ＡＤＣ１２に
近似して初晶珪素が少なく、耐摩耗性及び強度を確保し
にくい。逆に、Ｓｉが１６重量％を超えれば、鋳造性に
劣り、脆くなり、また機械加工性が劣る。
【００１０】Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅは機械的性質を向上させ
るために通常用いられている範囲で添加する。すなわ
ち、Ｍｇは機械的強度と切削加工性の向上に効果があ
り、許容限度は０．５重量％である。Ｚｎは１．０重量
％を限度として鋳造性を改良し、Ｍｇとの共存下で機械
的強度を向上させる。Ｆｅは１．０重量％までは機械的
強度を向上させ、ダイキャストにおいてダイスへの焼付
きを防止する効果を有する。
【００１１】Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅはアルミニウム原料から
不純物としても混入してくるが、許容限度は上記の範囲
に止めるべきである。そのほかにアルミニウム原料から
の不純物としてＭｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｂ、Ｃａ、Ｎ
ａ等の不純物が混入してくるが、通常規格で認められて
いる程度の微量であれば本発明の効果に何ら支障はな
い。
【００１２】
【作用】本発明に係るアルミニウム合金は、実公昭４−
４１２６１号公報記載のアルミニウム合金よりもＣｕ含
有量が少ないため、マトリックスが比較的軟質に形成さ
れている。このため、本発明に係るアルミニウム合金に
より構成されたシリンダブロックでは、受圧部において
区々に突出した初晶珪素が受圧部と衝接するスラスト軸
受の外輪によって押し込まれやすく、初晶珪素の高さが
ほぼ均一にされやすい。この結果、この圧縮機では、ス
ラスト軸受の外輪から作用する締め代及びスラスト荷重
を多数の初晶珪素で好適に支持するとともに、過酷な運
転状況下の連れ回りや偏心揺動を多数の初晶珪素で好適
に受承する。
【００１３】また、本発明に係るアルミニウム合金はさ
ほどのＳｉ含有量を有していないので、機械加工及び鋳
造も容易である。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を説明す
る。この圧縮機は、図１、２に示す従来のものからシリ
ンダブロックの材質を異ならせた点以外は従来のものと
同一であるため、同一符号を使用し、図１、２を参照し
つつ説明する。
【００１５】この圧縮機のシリンダブロック１０、１２
は、Ｃｕ：２．０重量％（以下、％と略す。）と、Ｓ
ｉ：１５．０％と、Ｍｇ：０．２％と、Ｚｎ：０．５％
と、Ｆｅ：０．９％と、残部Ａｌとしたアルミニウム合
金を表１に示す鋳造条件にてダイカスト鋳造によって一
体形成されている。
【００１６】
【表１】 表１の鋳造温度及び金型温度から、本発明に係るアルミ
ニウム合金はさほどのＳｉ含有量を有していないので、
鋳造も容易であることがわかる。
【００１７】このようなダイカスト鋳造によって形成し
た本発明に係るアルミニウム合金の一般的諸性質は表２
に示すようになる。
【００１８】
【表２】 表２の引張強さ、伸び、衝撃値、Ｈｖ硬さから、本発明
に係るアルミニウム合金は、公報記載のアルミニウム合
金よりも、初晶珪素を除くマトリックスが比較的軟質に
形成されていることがわかる。これは、本発明に係るア
ルミニウム合金が公報記載のアルミニウム合金よりもＣ
ｕ含有量が少ないためである。 （評価）比較例として、実公昭４−４１２６１号公報記
載のアルミニウム合金からなるシリンダブロック１０、
１２を採用し、他の構成要素を実施例のものと同一とし
た圧縮機を用意する。そして、実施例の圧縮機と比較例
の圧縮機とを用い、無潤滑条件下、７００ｒｐｍで１０
０時間の連続運転試験を行なう。各圧縮機において、ス
ラスト軸受２０、２０の外輪２０ｂはＳＵＪ２からな
る。試験後、これら圧縮機のシリンダブロック１０、１
２における受圧部１０ａ、１２ａの摩耗量（μｍ）を測
定した。結果を表３に示す。
【００１９】
【表３】 表３から、実施例の圧縮機では、過酷な運転状況下、た
とえ連れ回りや偏心揺動を生じたとしても、比較例の圧
縮機よりも受圧部に摩耗が生じにくいことがわかる。
【００２０】この原因は、実施例の圧縮機におけるシリ
ンダブロック１０、１２では、受圧部１０ａ、１２ａに
おいて区々に突出した初晶珪素がスラスト軸受２０、２
０の外輪２０ｂによって押し込まれやすく、初晶珪素の
高さがほぼ均一にされやすいためである。さらに、切削
加工時の初晶珪素の欠けが生じにくく、初晶珪素の占有
面積率が大きくなるからである。また、初晶珪素が突出
しないので、加工刃の寿命も長くなる。この結果、実施
例の圧縮機では、スラスト軸受２０、２０の外輪２０ｂ
から作用する締め代及びスラスト荷重を多数の初晶珪素
で好適に支持するとともに、過酷な運転状況下の連れ回
りや偏心揺動を多数の初晶珪素で好適に受承する。
【００２１】したがって、実施例の圧縮機では、製造コ
ストの高騰を生じることなく、過酷な運転状況下におい
ても、受圧部１０ａ、１２ａのほぼ完全な摩耗防止を図
ることができることがわかる。なお、一般的なＡＤＣ１
２アルミニウム合金によりシリンダブロック１０、１２
を構成した圧縮機において、上記摩耗試験を同様に実行
したところ、受圧部１０ａ、１２ａに１５０〜１８０μ
ｍの摩耗量が生じた。これに対し、受圧部１０ａ、１２
ａにおいて摩耗量の少ない実施例の圧縮機では、シリン
ダボア８でも摩耗量が少ないため、シリンダボアにライ
ナを嵌挿する必要がなく、軽量化に寄与できるととも
に、部品点数の低減を実現できる。
【００２２】また、実施例の圧縮機では、シリンダブロ
ック１０、１２の鋳造歪みが小さく、残留応力解放後の
寸法変化が小さいという効果も奏することができた。 （試験）Ｃｕ：１〜４％とし、他は実施例と同一の条件
でシリンダブロック１０、１２を製造する。この後、圧
縮機を組付ける。
【００２３】各圧縮機を実機耐久試験に供し、受圧部１
０ａ、１２ａの摩耗量を測定した。結果を図３に示す。
図３より、Ｃｕが１．５％未満であれば、シリンダブロ
ック１０、１２が強度を確保しにくいために摩耗が生じ
やすく、逆に、Ｃｕが３．５％を超えれば、シリンダブ
ロック１０、１２が硬質になりすぎて摩耗が生じやすい
ことがわかる。
【００２４】したがって、試験によれば、請求の範囲記
載の構成を採用することにより、大量生産時の誤差を考
慮しても、本発明の効果を奏することができることがわ
かる。
【００２５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の斜板式圧
縮機では、特許請求の範囲記載のアルミニウム合金によ
りシリンダブロックを構成しているため、製造コストの
高騰を生じることなく、外輪の連れ回りや偏心揺動を生
じても、受圧部のほぼ完全な摩耗防止を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な斜板式圧縮機の縦断面図である。
【図２】一般的な斜板式圧縮機の要部を示す拡大断面図
である。
【図３】試験において、Ｃｕ量と摩耗量との関係を示す
グラフである。
【符号の説明】
１４…駆動軸 １６…斜板 １６
ａ…ボス部１０、１２…シリンダブロック １０
ａ、１２ａ…受圧部 ２０…スラスト軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西本 昌顕 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 池田 勇人 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 石坂 信啓 東京都港区芝大門一丁目13番９号 昭和 電工株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−208444（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−265366（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−141876（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−291941（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−228646（ＪＰ，Ａ) 実公 平４−41261（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】駆動軸と共動する斜板のボス部と、シリン
    ダブロックに形成した受圧部との間にスラスト軸受を介
    装した斜板式圧縮機において、上記シリンダブロック
    は、Ｃｕ：１．５〜３．５重量％と、Ｓｉ：１３〜１６
    重量％と、Ｍｇ：０．５重量％以下と、Ｚｎ：１．０重
    量％以下と、Ｆｅ：１．０重量％以下とを含み、残部を
    Ａｌとしたアルミニウム合金からなり、前記受圧部には
    該アルミニウム合金の初晶珪素が突出されて前記スラス
    ト軸受を前記斜板との間で挟持することを特徴とする斜
    板式圧縮機。
JP5149511A 1993-06-21 1993-06-21 斜板式圧縮機 Expired - Fee Related JP2740112B2 (ja)

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DE4421710A DE4421710C2 (de) 1993-06-21 1994-06-21 Taumelscheibenkompressor und Verfahren zur Herstellung desselben
CN94106729A CN1042167C (zh) 1993-06-21 1994-06-21 旋转斜盘式压缩机
KR1019940014429A KR100191960B1 (ko) 1993-06-21 1994-06-21 경사판식압축기의 실린더블록
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