JP2961623B2 - Swash plate compressor - Google Patents

Swash plate compressor

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JP2961623B2
JP2961623B2 JP2319838A JP31983890A JP2961623B2 JP 2961623 B2 JP2961623 B2 JP 2961623B2 JP 2319838 A JP2319838 A JP 2319838A JP 31983890 A JP31983890 A JP 31983890A JP 2961623 B2 JP2961623 B2 JP 2961623B2
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drive shaft
guide
housing
piston
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三男 萩野谷
雄策 中川
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B27/1036Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F04B27/1054Actuating elements

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車空調システム用冷媒圧縮機に係り、
特にピストンサポート用ガイド機構部を耐摩耗性、耐焼
付性に優れた機構とした斜板式圧縮機に関する。
The present invention relates to a refrigerant compressor for an automotive air conditioning system,
In particular, the present invention relates to a swash plate type compressor in which a guide mechanism for a piston support has a mechanism excellent in wear resistance and seizure resistance.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種の冷媒圧縮機では、フロントハウジング
にはシリコンを12重量%程度含有したAl−Si系合金の鋳
造材が用いられ、また、スライドシューには鉄系の金属
材料が用いられていた。しかし、上記組合せでは、特に
アルミハウジング側の耐摩耗性、耐焼付性が十分でな
く、スライドシュー摺動部の異常摩耗による圧縮機騒音
の増大、あるいは焼付による圧縮機のロック等の事態が
しばしば発生した。このため、アルミ合金系ハウジング
側の耐摩耗性、耐焼付性を向上させるために、シリコン
含有量を16〜20重量%に高めるという対策がなされてき
た。
Conventionally, in this type of refrigerant compressor, a cast material of an Al-Si alloy containing about 12% by weight of silicon has been used for a front housing, and an iron-based metal material has been used for a slide shoe. . However, in the above combination, especially the wear resistance and seizure resistance of the aluminum housing side are not sufficient, and the compressor noise often increases due to the abnormal wear of the slide shoe sliding portion, or the compressor lock due to seizure often occurs. Occurred. For this reason, measures have been taken to increase the silicon content to 16 to 20% by weight in order to improve the wear resistance and seizure resistance of the aluminum alloy-based housing.

これら従来の圧縮機用の冷媒としては、フロン12(R1
2)、フロン22(R22)等が用いられ、また潤滑油として
はナフテン系、パラフィン系等の鉱油が用いられてき
た。上記冷媒はいずれも分子中に塩素を含むフロンガス
であり、この塩素が活性な摺動面に極圧剤として作用
し、特にアルミ材の耐摩耗、耐焼付性を向上させる働き
をしていた。また、上記鉱油は圧力粘度指数が高く、高
荷重域における油膜の形成が比較的良好で、耐摩耗性、
耐焼付性を向上させていた。
As a refrigerant for these conventional compressors, Freon 12 (R1
2), Freon 22 (R22) and the like are used, and as lubricating oils, naphthenic and paraffinic mineral oils have been used. Each of the above-mentioned refrigerants is a Freon gas containing chlorine in a molecule, and this chlorine acts as an extreme pressure agent on an active sliding surface, and in particular, has a function of improving abrasion resistance and seizure resistance of an aluminum material. In addition, the mineral oil has a high pressure viscosity index, a relatively good formation of an oil film in a high load range, abrasion resistance,
The seizure resistance was improved.

しかし、1989年より実施されたフロン規制により、分
子中に塩素を含むフロンガスはオゾン層を破壊すること
から生産量が削減され、今世紀末までには全廃されるこ
とが決定している。このことから塩素を含まない代替フ
ロンガスの開発が急がれており、現在、R12の代替フロ
ンガスとして1,1,1,2−テトラフルオロエタンすなわち
フロン134a(R134a)が有力である。したがって、今後
は塩素による耐摩耗性、耐焼付性の向上は望めない。こ
れに呼応し潤滑油も、現行の鉱油が代替フロンに対して
相溶性がまったくないことからPAG(ポリアルキレング
リコール)等の合成油に変更せざるを得ない。この合成
油は圧力粘度指数が低く、高荷重域においては油膜の形
成に問題が生じる。さらに、この合成油には吸湿性があ
り、腐食、加水分解による酸の発生、あるいは水素脆性
等さまざまな悪影響を及ぼすことが懸念されている。
However, chlorofluorocarbon gas containing chlorine in its molecule has been determined to reduce its production by destroying the ozone layer, and will be completely abolished by the end of this century, according to the chlorofluorocarbon regulations implemented in 1989. Therefore, the development of an alternative Freon gas containing no chlorine is urgent, and at present, 1,1,1,2-tetrafluoroethane, namely Freon 134a (R134a), is a promising alternative Freon gas for R12. Therefore, improvement of wear resistance and seizure resistance by chlorine cannot be expected in the future. Correspondingly, lubricating oils have to be changed to synthetic oils such as PAG (polyalkylene glycol) because existing mineral oils are not compatible with alternative chlorofluorocarbons. This synthetic oil has a low pressure viscosity index, and has a problem in forming an oil film in a high load range. Furthermore, this synthetic oil is hygroscopic, and there is a concern that various adverse effects such as corrosion, generation of acid by hydrolysis, and hydrogen embrittlement may be caused.

以上のことから、アルミ合金系ハウジングのシリコン
含有量を高めただけではスライドシュー摺動部の耐摩耗
性及び耐焼付性の向上は、代替フロン移行後は望めない
ことが明らかとなっている。
From the above, it is clear that the improvement of the wear resistance and the seizure resistance of the sliding portion of the slide shoe cannot be expected after the transition to the alternative CFC, simply by increasing the silicon content of the aluminum alloy-based housing.

なお、本件に関連する従来例としては、例えば実開平
1−80822号公報のように、アルマイト層を有するアル
ミニウムの軸と、この軸を支承する合成樹脂のベアリン
グを組み合わせた軸受装置の例がある。
As a conventional example related to the present invention, there is an example of a bearing device in which an aluminum shaft having an alumite layer is combined with a synthetic resin bearing that supports the shaft, as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-80822. .

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来技術では前記ピストンサポートのガイド溝摺
動部が極度の潤滑不足となった場合、例えばフロン規制
により現行よりも潤滑性の劣る代替冷媒、代替冷凍機油
に移行後の配慮がなされておらず、フロン134aのように
分子中に塩素を含まないフロンを冷媒として用い、PAG
等の圧力粘度指数の低い合成油を潤滑油として用いた場
合には、圧縮機の運転条件次第では該摺動部が潤滑不足
となり、該ガイド溝の異常摩耗あるいは前記スライドシ
ューとの間で焼き付きが発生し、圧縮機が運転不能に陥
いるという問題があった。
In the above prior art, when the guide groove sliding portion of the piston support is extremely insufficiently lubricated, for example, alternative refrigerant having less lubricity than the current one due to Freon regulation, no consideration has been given after transition to an alternative refrigerating machine oil. PFC using refrigerants that do not contain chlorine in the molecule, such as chlorofluorocarbon 134a,
When a synthetic oil having a low pressure viscosity index such as is used as a lubricating oil, the sliding portion becomes insufficiently lubricated depending on the operating conditions of the compressor, and abnormal wear of the guide groove or seizure with the slide shoe. This causes a problem that the compressor is inoperable.

本発明の目的は、上記斜板式圧縮機のピストンサポー
ト用ガイド機構部の摺動部分の耐摩耗性及び耐焼付性を
向上させ、フロン規制により、現行よりも潤滑性の劣る
代替冷媒、代替冷凍機油に移行した場合でも、耐焼付
性、耐摩耗性が良好で耐久性が優れ、信頼性の高い斜板
式圧縮機を提供することにある。
An object of the present invention is to improve the abrasion resistance and seizure resistance of the sliding portion of the guide mechanism for the piston support of the swash plate compressor, and to use a substitute refrigerant having an inferior lubricity and an alternative refrigeration that is inferior to the current one due to Freon regulations. It is an object of the present invention to provide a swash plate type compressor having good seizure resistance and abrasion resistance, excellent durability, and high reliability even when the machine oil is used.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するために、前記ピストンサポートガ
イド溝摺動部において、溝と前記スライドシューとの間
に、表面が耐摩耗性及び自己潤滑性を有する合成樹脂を
主成分とした面からなるガイドプレートを設け、該ガイ
ドプレートを介して前記スライドシューが前記溝内を摺
動するようにしたものである。
In order to achieve the above object, in the sliding portion of the piston support guide groove, between the groove and the slide shoe, a guide having a surface mainly composed of a synthetic resin having wear resistance and self-lubricating properties. A plate is provided, and the slide shoe slides in the groove via the guide plate.

すなわち、本発明は、アルミニウム合金にて形成され
たハウジングと、このハウジング内に回転自在に支持さ
れた駆動軸と、この駆動軸に直角な軸のまわりに回転可
能に取り付けられた斜板と、ピストンロッドを支持し且
つ前記斜板の傾斜角に対応して揺動するピストンサポー
トと、このピストンサポートの径方向に突設された軸受
部と、前記ハウジング内周部に駆動軸と平行に形成され
軸受部が嵌合したガイド溝とを備えた斜板式圧縮機にお
いて、前記ガイド溝内の前記軸受部との間に固体潤滑材
より成るガイドプレートを設けたことを特徴とするもの
である。
That is, the present invention provides a housing formed of an aluminum alloy, a drive shaft rotatably supported in the housing, and a swash plate rotatably mounted around an axis perpendicular to the drive shaft. A piston support that supports a piston rod and swings in accordance with the inclination angle of the swash plate, a bearing portion protruding in a radial direction of the piston support, and formed on an inner peripheral portion of the housing in parallel with a drive shaft. A swash plate type compressor having a guide groove fitted with a bearing part, wherein a guide plate made of a solid lubricant is provided between the swash plate type compressor and the bearing part in the guide groove.

また、本発明は、内部にクランク室、吸入空間及び吐
出空間を有し、アルミニウム合金にて形成されたハウジ
ングと、該ハウジング内に回転自在に支持された駆動軸
と、駆動軸を中心として該駆動軸と軸線を平行にして円
周方向に配置された複数個のシリンダと、該シリンダに
それぞれ往復自在に嵌合されたピストンと、該駆動軸に
直角な軸まわりに回転可能に取り付けられた斜板と、前
記ピストンに固定されたロッドと、それぞれのロッドを
支持し且つ前記斜板の傾斜角に対応して揺動運動を行な
うピストンサポートと、該ピストンサポートの径方向に
固定されたガイドピンと、該ガイドピンに往復及び回転
自在に嵌合されたスライドボールと、該スライドボール
を自己の内部に回転自在に嵌合したスライドシューと、
前記ハウジング内周部に駆動軸方向に平行に形成され溝
形状が円筒であるガイド溝と、前記スライドシューを該
ガイド溝内で回転及び摺動可能に装着し、前記斜板が前
記駆動軸に対する傾斜角度に対応した行程で前記ピスト
ンを往復運動させる時に該ガイド溝内に該スライドシュ
ーを嵌合することにより、前記ピストンサポートの駆動
軸回転方向の運動を抑制した斜板式圧縮機において、前
記ガイド溝内と前記スライドシューとの摺動部の間に、
少なくとも摺動面が固体潤滑材より成るガイドプレート
を設けたことを特徴とするものである。
The present invention also provides a housing having a crank chamber, a suction space, and a discharge space therein, formed of an aluminum alloy, a drive shaft rotatably supported in the housing, and a drive shaft. A plurality of cylinders arranged in the circumferential direction with the drive shaft and the axis parallel to each other, a piston reciprocally fitted to each of the cylinders, and a rotatably mounted around an axis perpendicular to the drive shaft. A swash plate, rods fixed to the piston, a piston support that supports the respective rods and performs a swinging motion corresponding to the inclination angle of the swash plate, and a guide fixed in a radial direction of the piston support A pin, a slide ball reciprocally and rotatably fitted to the guide pin, and a slide shoe rotatably fitted to the inside of the slide ball,
A guide groove formed in the inner peripheral portion of the housing in parallel to the drive shaft direction and having a cylindrical groove shape, and the slide shoe is mounted so as to be rotatable and slidable in the guide groove, and the swash plate with respect to the drive shaft In the swash plate type compressor, in which the slide shoe is fitted into the guide groove when the piston is reciprocated at a stroke corresponding to the inclination angle, the movement of the piston support in the drive shaft rotation direction is suppressed. In the groove and between the sliding portion of the slide shoe,
At least a sliding surface is provided with a guide plate made of a solid lubricant.

前記圧縮機において、固体潤滑材は合成樹脂より成る
ここで、合成樹脂は四弗化エチレン樹脂、ポリアセター
ル樹脂、ケトン系樹脂またはイミド系樹脂が挙げられ
る。また、スライドシューは鉄系材料で形成され、少な
くともガイドプレートとの滑り面は表面粗さがRmaxで1
μm以下に形成されているものがよい。
In the compressor, the solid lubricant is made of a synthetic resin, and the synthetic resin includes an ethylene tetrafluoride resin, a polyacetal resin, a ketone resin or an imide resin. Further, the slide shoe is formed of an iron-based material, and at least the sliding surface with the guide plate has a surface roughness of Rmax of 1 mm.
It is preferable that the thickness is less than μm.

〔作用〕[Action]

上記したピストンサポート用ガイド機構とすることに
よって、前記スライドシューは合成樹脂を主成分とした
面等の固体潤滑材の持つ自己潤滑性により、該摺動部が
潤滑不足となった場合でも異常摩耗や焼き付きを起こす
ことなく、ガイド溝内を滑らかに摺動することができ
る。また、該摺動部の摩擦係数の低下により圧縮機の駆
動トルクが低下するため、圧縮機の全断熱効率の向上、
つまりは自動車エンジンへの負担を軽減することができ
る。また、硬質アルマイト等の表面処理と比較した場
合、ハウジング内周に位置するガイド溝内のみへの処理
は難かしく、もし実施する場合はハウジングの不必要な
部分への処理が避けられないのに対し、本発明において
はガイド溝内へ、表面に合成樹脂を主成分とした面等の
固体潤滑材を持つガイドプレートを嵌合させるだけで済
むことから、より効率的な方法であり、コスト面及び生
産性の面でも有利である。
With the above-described guide mechanism for piston support, the slide shoe has abnormal wear due to the self-lubricating property of a solid lubricant such as a surface mainly composed of synthetic resin even when the sliding portion is insufficiently lubricated. It is possible to slide smoothly in the guide groove without causing any seizure. Further, since the driving torque of the compressor decreases due to the decrease in the coefficient of friction of the sliding portion, the overall adiabatic efficiency of the compressor improves,
That is, the burden on the automobile engine can be reduced. In addition, when compared with surface treatment such as hard anodizing, it is difficult to treat only the guide groove located on the inner circumference of the housing, and if implemented, treatment of unnecessary parts of the housing is inevitable. On the other hand, in the present invention, since it is only necessary to fit a guide plate having a solid lubricant such as a surface mainly composed of synthetic resin on the surface into the guide groove, this is a more efficient method, and is cost-effective. It is also advantageous in terms of productivity.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第
1図は本発明に係る可変ストローク斜板式圧縮機の全体
構造を示したものである。本図は斜板12が最大傾転、す
なわちピストンストロークが最大の場合を示している。
円筒状のシリンダブロック2の一端には、中央部にラジ
アル軸受18を介して主軸13を回転自在に支承するフロン
トハウジング1が配置、固着され、斜板室10を形成して
いる。該ハウジング1はAl−Si合金(ADC12)やB390等
のダイカストから成る。該シリンダブロック2には駆動
軸である主軸13を中心とし、その軸線と平行にして円周
方向に配置された複数個のシリンダボア33が形成されて
いる。主軸13はシリンダブロック2のほぼ中心線上にあ
って、シリンダブロック2及びフロントハウジング1の
中央部に設けられたラジアル軸受18,19により回転自在
に支持され、圧入あるいはピンまたは塑性結合などによ
りドライブプレート14が固定されている。該ドライブプ
レート14にはカム溝142が設けられ、該溝142内には斜板
耳部121にすきまを設けて嵌合された支点ピン16が、移
動可能に取り付けられている。また、該カム溝142が設
けられたドライブプレート14の耳部141と斜板耳部121と
は、側面が接触するような構造としてある。これによ
り、主軸13の回転によりドライブプレート14が回転する
と、ドライブプレート14の耳部141から斜板耳部121に回
転力が与えられ、斜板12が回転する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the entire structure of a variable stroke swash plate type compressor according to the present invention. This figure shows the case where the swash plate 12 is tilted to the maximum, that is, the piston stroke is the maximum.
At one end of the cylindrical cylinder block 2, a front housing 1 that rotatably supports a main shaft 13 via a radial bearing 18 is disposed and fixed at a central portion to form a swash plate chamber 10. The housing 1 is made of die-casting such as Al-Si alloy (ADC12) or B390. The cylinder block 2 is formed with a plurality of cylinder bores 33 which are arranged in a circumferential direction parallel to the axis of the main shaft 13 which is a drive shaft. The main shaft 13 is substantially on the center line of the cylinder block 2 and is rotatably supported by radial bearings 18 and 19 provided at the center of the cylinder block 2 and the front housing 1. 14 is fixed. The drive plate 14 is provided with a cam groove 142, in which a fulcrum pin 16 fitted with a clearance in the swash plate lug 121 is movably mounted. Further, the lug 141 of the drive plate 14 provided with the cam groove 142 and the swash plate lug 121 have a structure in which the side surfaces are in contact with each other. Thus, when the drive plate 14 is rotated by the rotation of the main shaft 13, a rotational force is applied to the swash plate lugs 121 from the lugs 141 of the drive plate 14, and the swash plate 12 is rotated.

主軸13にはスリーブ15が主軸13の軸方向に移動可能に
組込まれており、該スリーブ15と斜板12とは、ピボット
ピン17によりスリーブ15に対して斜板12がピボットピン
17のまわりに回転自在なように締結されている。したが
って、主軸13の回転により、ドライブプレート14、斜板
12、スリーブ15が共に回転する。
A sleeve 15 is incorporated in the main shaft 13 so as to be movable in the axial direction of the main shaft 13. The sleeve 15 and the swash plate 12 are separated from each other by a pivot pin 17.
It is fastened so that it can rotate around 17. Therefore, the rotation of the main shaft 13 causes the drive plate 14, the swash plate
12, the sleeve 15 rotates together.

斜板12には、ラジアル軸受23を介してピストンサポー
ト21が締結されており、斜板12に固定されたスペーサ22
1及び止め輪22により、該軸受23が斜板12の回転軸方向
に移動しないように、斜板のハブ部122に固定されてい
る。一方、ピストンサポート21は突起部211により、ラ
ジアル軸受23に対して第1図の右方向への移動を規制さ
れ、しかも斜板12との間に設置されたスラスト軸受25に
より、同図の左方向への移動も規制されている。
A piston support 21 is fastened to the swash plate 12 via a radial bearing 23, and a spacer 22 fixed to the swash plate 12 is provided.
The bearing 23 is fixed to the hub portion 122 of the swash plate by the 1 and the retaining ring 22 so that the bearing 23 does not move in the rotation axis direction of the swash plate 12. On the other hand, the piston support 21 is restricted from moving in the right direction in FIG. 1 with respect to the radial bearing 23 by the projection 211, and furthermore, by the thrust bearing 25 installed between the piston support 21 and the swash plate 12, the left side in FIG. Movement in the direction is also regulated.

また、ピストンサポート21の下側位置に径方向にガイ
ドピン26が圧入、塑性結合等の方法で固定されており、
該ガイドピン26には、スライドボール27、及びそれに対
面する球面部を有する一対の半円筒形状のスライドシュ
ー29が、回転及びピンの長さ方向に移動可能に装着され
ている。また、該スライドシュー29は、フロントハウジ
ング1の内周部に設けられた軸方向溝28内を往復運動
し、ピストンサポート21が主軸13のまわりを回転しない
ための回り止め機構として、軸まわりの運動を規制して
いる。
Further, a guide pin 26 is fixed to the lower position of the piston support 21 in a radial direction by press-fitting, plastic coupling, or the like,
A slide ball 27 and a pair of semi-cylindrical slide shoes 29 having a spherical portion facing the slide ball 27 are mounted on the guide pin 26 so as to rotate and move in the length direction of the pin. The slide shoe 29 reciprocates in an axial groove 28 provided in the inner peripheral portion of the front housing 1, and serves as a rotation preventing mechanism for preventing the piston support 21 from rotating around the main shaft 13. Regulate exercise.

ピストンサポート21には、両端にボール321,322を有
する複数個のコネクティングロッド32の一端が、ボール
321の中心まわりに回転自在に取り付けられ、他端には
ボール322の中心まわりに回転自在にピストン31が取り
付けられている。複数個のピストン31はシリンダボア33
に組み込まれている。該ピストン31には、ピストンシリ
ンダ34,35が装着されている。また、シリンダブロック
2には、吸入弁板5、シリンダヘッド4、吐出弁板6、
パッキン7、リアカバ3とが配置され、フロントハウジ
ング1と一体に図示しないボルトでリアカバ3に固定さ
れている。フロントハウジング1とシリンダブロック2
との気密はOリング38、リアカバ3とシリンダブロック
2及びパッキン7との気密はOリング39で保っている。
シリンダヘッド4には、各シリンダボア33に対応して吸
入ポート401と吐出ポート402が設けられ、リアカバ3に
設けられた吸入室8と吐出室9をそれぞれシリダボア33
に連通させている。リアカバ3には吸入口301と図示し
ない吐出口が設けられ、吸入通路302内には、吸入口301
と吸入室8の間に制御弁41が配置されている。
The piston support 21 has one end of a plurality of connecting rods 32 having balls 321 and 322 at both ends.
A piston 31 is rotatably mounted around the center of the ball 321 and the other end is rotatably mounted around the center of the ball 322. The plurality of pistons 31 are cylinder bores 33
Built in. The piston 31 has piston cylinders 34 and 35 mounted thereon. The cylinder block 2 includes a suction valve plate 5, a cylinder head 4, a discharge valve plate 6,
The packing 7 and the rear cover 3 are arranged, and are fixed to the rear cover 3 integrally with the front housing 1 by bolts (not shown). Front housing 1 and cylinder block 2
The O-ring 38 and the air-tightness of the rear cover 3, the cylinder block 2 and the packing 7 are maintained by the O-ring 39.
The cylinder head 4 is provided with a suction port 401 and a discharge port 402 corresponding to each of the cylinder bores 33. The suction chamber 8 and the discharge chamber 9 provided in the rear cover 3 are connected to the cylinder bores 33, respectively.
Is communicated to. The rear cover 3 is provided with a suction port 301 and a discharge port (not shown).
A control valve 41 is arranged between the suction chamber 8 and the suction chamber 8.

以上述べた構成とすることにより、図示しないエンジ
ンからマグネットクラッチ50を介して圧縮機の主軸13が
駆動されると、ドライブプレート14、斜板12が回転し、
主軸13の回転軸に対しピストンサポート21が揺動運動す
る。したがって、ピストン31はシリンダボア33内を往復
運動し、ガスを吸入、圧縮する。なお、最大ストローク
位置の規制にはスリーブ15をドライブプレート14に接触
させることによって、また、最小ストローク位置の規制
には主軸13に設けた溝に止め輪131を設置し、これにス
リーブを当てることによって行なっている。
With the configuration described above, when the main shaft 13 of the compressor is driven from the engine (not shown) via the magnet clutch 50, the drive plate 14 and the swash plate 12 rotate,
The piston support 21 swings with respect to the rotation axis of the main shaft 13. Therefore, the piston 31 reciprocates in the cylinder bore 33 to suck and compress the gas. Note that the maximum stroke position is regulated by bringing the sleeve 15 into contact with the drive plate 14, and the minimum stroke position is regulated by installing a retaining ring 131 in a groove provided in the main shaft 13 and applying the sleeve to the retaining ring 131. It is done by.

ドライブプレート14に形成されたカム溝142は1つの
閉曲線であり、支点ピン16がこのカム溝142内を移動し
ても常にピストン31の上死点位置が変わらないような曲
線としてある。ガスを圧縮する際に主軸13に作用するス
ラスト力は、ドライブプレート14とフロントハウジング
1の間に設置されたスラスト軸受42で、また、主軸13に
作用するラジアル力は、フロントハウジング1及びシリ
ンダブロック2に設けられたラジアル軸受19及び18でそ
れぞれ支持されている。
The cam groove 142 formed in the drive plate 14 is a closed curve, and is a curve such that the position of the top dead center of the piston 31 does not always change even when the fulcrum pin 16 moves in the cam groove 142. The thrust force acting on the main shaft 13 when compressing gas is a thrust bearing 42 provided between the drive plate 14 and the front housing 1, and the radial force acting on the main shaft 13 is based on the front housing 1 and the cylinder block. 2 are supported by radial bearings 19 and 18, respectively.

第2図はフロントハウジング1の内周部に設けられた
ガイド溝28内に装着する固体潤滑材より成るガイドプレ
ート51を示す。この実施例におけるガイドプレート51
は、表面が合成樹脂を主成分とした面52からなる。第3
図は前記ガイドプレート51を装着した場合のピストンサ
ポートガイド機構部の部分断面図である。カーエアコン
では圧縮機の回転速度は8000r/m程度まで達することが
あり、その場合、該スライドシュー29の摺動速度は最高
16m/sもの高速となる。したがって、該摺動部が潤滑不
足となった場合、例えば液冷媒により摺動部が洗浄され
ている状態での起動時、高速高圧運転時、及び過少冷媒
運転時等には、該スライドシュー29とガイド溝28との間
で焼き付きが発生するという問題があった。さらに、フ
ロン規制により現行フロン12が規制対象となっているこ
とから、現在、代替フロンとしてフロン134aに移行する
ことが有力となっている。ところが、このフロン134aは
分子中に塩素を含んでいないため、自己潤滑性がフロン
12に対し、かなり劣るこということが明らかとなってい
る。また、冷凍機油としても現行の鉱油が相溶性の点か
ら使用できず、代替冷凍機油として鉱油よりも圧力粘度
指数の低いPAG(ポリアルキレングリコール)等の合成
油を使用せざるを得ないことから、摺動条件は現行より
もかなり悪化し、該摺動部の焼き付きにより圧縮機が運
動不能となる事態が起こり易くなることが予想される。
FIG. 2 shows a guide plate 51 made of a solid lubricant and mounted in a guide groove 28 provided on the inner peripheral portion of the front housing 1. Guide plate 51 in this embodiment
Has a surface 52 composed mainly of a synthetic resin. Third
The figure is a partial sectional view of the piston support guide mechanism when the guide plate 51 is mounted. In a car air conditioner, the rotational speed of the compressor may reach up to about 8000 r / m, in which case the sliding speed of the slide shoe 29 is the highest.
The speed is as high as 16m / s. Therefore, when the sliding portion is insufficiently lubricated, for example, at the time of startup in a state where the sliding portion is washed by the liquid refrigerant, at the time of high-speed and high-pressure operation, and at the time of operation with too little refrigerant, the slide shoe 29 is not used. There is a problem that image sticking occurs between the guide groove and the guide groove. Furthermore, since the current Freon 12 is subject to regulation by the Freon regulation, it is currently effective to shift to Freon 134a as an alternative Freon. However, since Freon 134a does not contain chlorine in its molecule, self-lubricating properties
It is clear that 12 is considerably inferior. In addition, the current mineral oil cannot be used as a refrigerating machine oil because of its compatibility, and synthetic oils such as PAG (polyalkylene glycol) having a lower pressure viscosity index than mineral oil have to be used as an alternative refrigerating machine oil. It is expected that the sliding condition will be considerably worse than the current situation, and that the compressor will be unable to move due to the seizure of the sliding portion.

これに対し、ガイド溝28に前記ガイドプレート51を装
着した場合は、スライドシュー29は該ガイドプレート51
の内周面に形成された合成樹脂を主成分とした面52上を
摺動することになるので、該摺動部が潤滑不足となった
場合でも焼き付きは発生しない。このことは、第4図に
示すようにSKD11材との境界潤滑摩擦摺動試験結果を見
ても明らかであり、Al−125Si材に対し、本発明の一実
施例である四弗化エチレン樹脂系のガイドプレート材
は、その2倍以上の耐焼付面圧値を有している。また、
合成樹脂の優れた自己潤滑性により、該摺動部の摩擦係
数は低下し、それにより圧縮機の駆動トルクが低下する
ため、圧縮機の全断熱効率の向上、つまりはエンジンの
負担を軽減することができる。また、本実施例において
はガイドプレート51の凸状となっている底部が、ガイド
溝28に対する回り止めの役割を果たしている。なお、主
成分の合成樹脂については、四弗化エチレン樹脂の他
に、ポリアセタール樹脂、ケトン系樹脂、イミド系樹脂
についてもほぼ同等の結果が得られた。これらの合成樹
脂はPb,Sn等の焼結体層を内部に有する構造とすること
や、合成樹脂に黒鉛等の他の固体潤滑材を添加し共析し
た面とすることにより、さらに耐焼付、耐摩耗性が改善
されるということが確認された。
On the other hand, when the guide plate 51 is mounted in the guide groove 28, the slide shoe 29
Slides on the surface 52 mainly composed of synthetic resin formed on the inner peripheral surface of the, so that no seizure occurs even when the sliding portion is insufficiently lubricated. This is evident from the results of the boundary lubrication friction sliding test with SKD11 as shown in FIG. 4. The guide plate material of the system has a seizure-resistant surface pressure value twice or more as large as that. Also,
Due to the excellent self-lubricating property of the synthetic resin, the coefficient of friction of the sliding portion is reduced, thereby lowering the driving torque of the compressor, thereby improving the overall adiabatic efficiency of the compressor, that is, reducing the load on the engine. be able to. In the present embodiment, the convex bottom of the guide plate 51 plays a role of preventing rotation of the guide groove 28. As for the synthetic resin as the main component, almost the same results were obtained with polyacetal resin, ketone resin and imide resin in addition to the tetrafluoroethylene resin. These synthetic resins have a structure with a sintered body layer of Pb, Sn, etc. inside, or have a surface eutectoidized by adding other solid lubricants such as graphite to the synthetic resin to further seizure resistance. It was confirmed that the wear resistance was improved.

その一例を第5図に示す。図において、61は合成樹脂
でPbを添加剤として含んでいる。62は青銅の焼結体層で
ある。青銅の他にリン青銅や鉛青銅でもよい。化学組成
と(重量%)しては、表1のものがよい。また63は裏金
で冷間圧延鋼(SPCC)より成る。その組成(重量%)は
表2のものがよい。
One example is shown in FIG. In the figure, reference numeral 61 denotes a synthetic resin containing Pb as an additive. 62 is a bronze sintered layer. In addition to bronze, phosphor bronze or lead bronze may be used. The chemical composition (% by weight) shown in Table 1 is preferred. 63 is a backing metal made of cold rolled steel (SPCC). The composition (% by weight) is preferably as shown in Table 2.

また、相手材であるスライドシュー29のガイドプレー
ト51との間に少なくとも滑り、摩擦を受ける面の面粗さ
はRmax 1μm以下が良く、それ以上になると摩擦量は増
加する傾向にある。
Further, the surface of the slide shoe 29, which is a mating member, slides at least between the guide plate 51 and the surface receiving friction, the surface roughness is preferably Rmax 1 μm or less, and when it is more than Rmax, the amount of friction tends to increase.

前記実施例において、ガイドプレート51は一体となっ
ているが、第6図及び第7図に示すように左右に分割し
た構造51(a)と51(b),52(a)と52(b)として
もよい。また、その際左右対称である必要はない。
In the above embodiment, the guide plate 51 is integral, but as shown in FIGS. 6 and 7, the guide plates 51 are divided into left and right structures 51 (a) and 51 (b), 52 (a) and 52 (b). ). In that case, it is not necessary to be symmetrical.

なお、第1図の実施例は可変ストローク斜板式圧縮機
であるが、本発明が固定ストローク斜板式圧縮機につい
ても有効であることは、言うまでもない。
Although the embodiment shown in FIG. 1 is a variable stroke swash plate type compressor, it goes without saying that the present invention is also effective for a fixed stroke swash plate type compressor.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、本発明によれば、ピストンサポートガ
イド機構において、耐摩耗性、耐焼付性及び摺動特性が
向上するので、フロン規制にも対応可能な耐久性の良
い、信頼性の高い斜板式圧縮機を提供できる。
As described above, according to the present invention, in the piston support guide mechanism, the wear resistance, seizure resistance, and sliding characteristics are improved, so that a highly durable, highly reliable slope that can cope with CFC regulations. A plate type compressor can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例の可変ストローク斜板式圧縮
機の構成図、第2図はガイドプレートの斜視図、第3図
は第1図のI−II断面図、第4図は境界潤滑摩擦摺動試
験結果を示す図、第5図はガイドプレートの一実施例の
要部断面図、第6図及び第7図は異なる他の実施例にお
ける第1図のI−II断面図である。 1……フロントハウジング、 2……シリンダブロック、 12……斜板、13……主軸、 21……ピストンサポート、 26……ガイドピン、 27……スライドボール、 28……ガイド溝、 29……スライドシュー、 51……ガイドプレート。
1 is a block diagram of a variable stroke swash plate type compressor according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a guide plate, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line I-II of FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a view showing the results of a lubrication friction sliding test, FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of one embodiment of a guide plate, and FIGS. 6 and 7 are cross-sectional views taken along the line I-II of FIG. is there. 1 ... front housing, 2 ... cylinder block, 12 ... swash plate, 13 ... spindle, 21 ... piston support, 26 ... guide pin, 27 ... slide ball, 28 ... guide groove, 29 ... Slide shoe, 51 …… Guide plate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 町村 英紀 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社日立製作所佐和工場内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F04B 27/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Hideki Machimura 2520, Oaza, Kata, Ibaraki Pref. Sawa Plant, Hitachi, Ltd. (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) F04B 27 / 08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アルミニウム合金にて形成されたハウジン
グと、このハウジング内に回転自在に支持された駆動軸
と、この駆動軸に直角な軸のまわりに回転可能に取り付
けられた斜板と、ピストンロッドを支持し且つ前記斜板
の傾斜角に対応して揺動するピストンサポートと、この
ピストンサポートの径方向に突設された軸受部と、前記
ハウジング内周部に駆動軸と平行に形成され軸受部が嵌
合したガイド溝とを備えた斜板式圧縮機において、前記
ガイド溝内の前記軸受部との間に固体潤滑材より成るガ
イドプレートを設けたことを特徴とする斜板式圧縮機。
1. A housing made of an aluminum alloy, a drive shaft rotatably supported in the housing, a swash plate rotatably mounted around an axis perpendicular to the drive shaft, and a piston. A piston support that supports a rod and swings in accordance with the inclination angle of the swash plate, a bearing portion projecting in a radial direction of the piston support, and a housing inner peripheral portion formed parallel to a drive shaft. A swash plate type compressor having a guide groove fitted with a bearing, wherein a guide plate made of a solid lubricant is provided between the bearing and the bearing in the guide groove.
【請求項2】内部にクランク室、吸入空間及び吐出空間
を有し、アルミニウム合金にて形成されたハウジング
と、該ハウジング内に回転自在に支持された駆動軸と、
駆動軸を中心として該駆動軸と軸線を平行にして円周方
向に配置された複数個のシリンダと、該シリンダにそれ
ぞれ往復自在に嵌合されたピストンと、該駆動軸に直角
な軸まわりに回転可能に取り付けられた斜板と、前記ピ
ストンに固定されたロッドと、それぞれのロッドを支持
し且つ前記斜板の傾斜角に対応して揺動運動を行なうピ
ストンサポートと、該ピストンサポートの径方向に固定
されたガイドピンと、該ガイドピンに往復及び回転自在
に嵌合されたスライドボールと、該スライドボールを自
己の内部に回転自在に嵌合したスライドシューと、前記
ハウジング内周部に駆動軸方向に平行に形成され溝形状
が円筒であるガイド溝と、前記スライドシューを該ガイ
ド溝内で回転及び摺動可能に装着し、前記斜板が前記駆
動軸に対する傾斜角度に対応した行程で前記ピストンを
往復運動させる時に該ガイド溝内に該スライドシューを
嵌合することにより、前記ピストンサポートの駆動軸回
転方向の運動を抑制した斜板式圧縮機において、前記ガ
イド溝内と前記スライドシューとの摺動部の間に、少な
くとも摺動面が固体潤滑材より成るガイドプレートを設
けたことを特徴とする斜板式圧縮機。
2. A housing having a crank chamber, a suction space and a discharge space therein, formed of an aluminum alloy, a drive shaft rotatably supported in the housing,
A plurality of cylinders arranged in the circumferential direction with the drive shaft as the center and the axis parallel to the drive shaft, pistons respectively reciprocally fitted to the cylinders, and around an axis perpendicular to the drive shaft. A swash plate rotatably mounted, rods fixed to the piston, a piston support supporting each rod and performing a swinging motion in accordance with the inclination angle of the swash plate, and a diameter of the piston support. A guide pin fixed in the same direction, a slide ball reciprocally and rotatably fitted to the guide pin, a slide shoe rotatably fitted into the slide ball inside the guide pin, and driven by the inner peripheral portion of the housing. A guide groove formed in parallel with the axial direction and having a cylindrical groove shape, the slide shoe being mounted to be rotatable and slidable in the guide groove, and the swash plate being inclined with respect to the drive shaft. A swash plate type compressor in which the slide shoe is fitted into the guide groove when the piston is reciprocated at a stroke corresponding to the degree, thereby suppressing the movement of the piston support in the rotation direction of the drive shaft. A swash plate type compressor, wherein a guide plate having at least a sliding surface made of a solid lubricant is provided between a sliding portion between the inside and the slide shoe.
【請求項3】請求項1又は2において、固体潤滑材は合
成樹脂より成り、該合成樹脂は四弗化エチレン樹脂、ポ
リアセタール樹脂、ケトン系樹脂またはイミド系樹脂で
ある斜板式圧縮機。
3. The swash plate compressor according to claim 1, wherein the solid lubricant comprises a synthetic resin, and the synthetic resin is an ethylene tetrafluoride resin, a polyacetal resin, a ketone resin or an imide resin.
【請求項4】請求項2又は3において、スライドシュー
は鉄系材料で形成され、少なくともガイドプレートとの
滑り面は表面粗さがRmaxで1μm以下に形成されている
斜板式圧縮機。
4. A swash plate compressor according to claim 2, wherein the slide shoe is formed of an iron-based material, and at least a sliding surface with the guide plate has a surface roughness of 1 μm or less in Rmax.
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