JP3259777B2 - 半球状シュー - Google Patents
半球状シューInfo
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Description
し、より詳しくは、例えば斜板式コンプレッサのピスト
ンと斜板との間に介在させるのに好適な半球状シューに
関する。
板式コンプレッサに用いられる半球状シューは知られて
いる。上記従来の半球状シューにおける半球面の全域
は、実質的に同じ粗さとなるように製造されていたもの
である。そして、半球状シューは、その半球面をピスト
ンの半球状凹部に嵌合されてそれと摺接することになる
が、上記半球面の全域がピストンの半球状凹部と摺接す
るのではなく、半球状シューの軸方向の中央側となる環
状の領域が半球状凹部と摺接することは知られている。
つまり、半球状シューの半球面は、ピストンの半球状凹
部と摺接する摺接部と、ピストンの半球状凹部と摺接し
ない非摺接部とによって構成されていることは知られて
いる。
半球状シューにおいては、半球面の全域、つまり摺接部
および非摺接部は同じ粗さで製造されていたものであ
る。しかしながら、従来の半球状シューを本願の発明者
が研究したところ、半球面の粗さが細かい場合には摺動
特性の観点から有効であった。その反面、半球面の表面
の粗さが細かい場合には、半球面が潤滑油を弾いてしま
うために、摺接部に向けて潤滑油が誘導されにくいとい
う欠点があった。
発明は、一方の部材の半球状凹部に嵌合される半球面
と、他方の部材の平坦面と摺接する端面とを備えた半球
状シューにおいて、上記半球状凹部と摺接しない領域と
なる半球面における非摺接部の粗さを、上記半球状凹部
との摺接領域となる半球面における摺接部の粗さよりも
粗くしたものである。
摺接部の粗さは摺接部の粗さよりも粗いので、非摺接部
は潤滑油を弾きにくくなり、それによって、非摺接部を
介して摺接部への潤滑油の供給を円滑に行うことができ
る。しかも、摺接部の粗さは細かいので、摺動特性が良
好な半球状シューを提供することができる。
説明すると、図1ないし図3において、1は半球状シュ
ーであり、従来公知の斜板式コンプレッサの内部に設け
られている。斜板式コンプレッサは、図面上で上下方向
に往復移動されるピストン2と、回転軸によって回転さ
れる平坦な斜板3とを備えている(図1)。上記ピスト
ン2の端面2Aに半球状凹部2Bを形成している。な
お、この実施例では半球状凹部2Bを形成するに当たっ
ては、その全域が同一曲率となるようにしている。半球
状シュー1は、半球状をした半球面1Aと、平滑な端面
1Bとを備えている。半球面1Aの軸方向の頂部側(図
1上の上方側)の箇所は、軸心Cと直交するように少し
切欠いてあり、その部分に底の浅い断面円弧状の凹部1
Cを形成している。また、端面1Bの軸部(中央)に
も、概略円錐形の孔1Dを形成している。上述した頂部
側の凹部1Cの深さは、端面1Bの軸部の孔1Dの深さ
の約3分の1程度に設定している。この半球状シュー1
は、半球面1Aを上記ピストン2の半球状凹部2Bに嵌
合すると同時に、端面1Bを斜板3に当接させている。
このように、半球状凹部2Bと斜板3との間に介在させ
た半球状シュー1は、半球面1Aと端面1Bとの境界部
1Eに近い側となる半球面1Aの領域が、ピストン2の
端面2Aと斜板3との間の空間部に露出した状態となっ
ている(図1)。また、上記凹部1Cとピストン2の半
球状凹部2Bとによって空間部4が形成されるととも
に、孔1Dと斜板3とによって空間部5が形成されてい
る。これらの空間部4,5は、潤滑油を一時貯溜するた
めのチャンバとして機能するようになっている。そし
て、上記斜板3が回転されると、半球状シュー1を介し
てピストン2が往復移動されるようになっている。その
際に半球状シュー1の端面1Bと斜板3とが摺動すると
ともに、半球面1Aが半球状凹部2Bと摺動するように
なっている。また、その際、上記空間部4,5に貯溜さ
れた潤滑油が半球面1Aおよび端面1Bの摺接箇所に浸
透して、その部分を潤滑、冷却するようになっている。
おける摺接部1aと非摺接部1b,1b’の表面粗さを
異ならせたものである。すなわち、半球状シュー1の半
球面1Aは、その全域がピストン2の半球状凹部2Bと
摺接するのではなく、頂部側の凹部1Cに近い環状の領
域、すなわち摺接部1aが半球状凹部2Bと摺接するよ
うになっている。換言すると、半球面1Aにおける摺接
部1aを除いた領域、すなわち摺接部1aと凹部1Cと
の間の領域(非摺接部1b)、および境界部1Eと摺接
部1aとの間の領域(非摺接部1b’)は、半球状凹部
2Bと摺接しないようになっている。そして、本実施例
は、半球面1Aにおける摺接部1aの粗さを非摺接部1
b、1b’よりも細かくしたものである。換言すると、
非摺接部1b、1b’の粗さを摺接部1aの粗さよりも
粗くしたものである。より詳細には、本実施例では、摺
接部1aの粗さは、0.8μmRz以下(あるいは0.
2μmRa)以下に設定している。これに対して、非摺
接部1b、1b’の粗さは、1.6μmRz以下(ある
いは 0.4Raμm)以下に設定している。なお、好
ましくは、摺接部1aの粗さを1.6μmRz以下とす
るとともに非摺接部1b、1b’の粗さを3.2μmR
zとするのが良い。上記非摺接部1b、1b’の粗さ
は、切削加工によって表面の粗さを粗くしている。な
お、切削加工のほかに、鍛造、レーザ加工等によって非
摺接部1b、1b’の粗さを摺接部1aの粗さよりも粗
くしても良い。
端面1Bは、その軸部側(孔1D側)の領域を、外周縁
となる境界部1Eよりも斜板3側へ膨出させている。そ
してこの軸部側に位置する平坦面からなる領域を、上記
斜板3と摺接する摺接部1Fとしている。他方、上記摺
接部1Fの外方側の縁部1F’から境界部1Eにわたる
領域は、断面を緩やかな円弧状に形成してあり、この領
域は斜板3と摺接しない非摺接部1Gとしている。さら
に、本実施例では、上記非摺接部1Gを形成するに当た
って、摺接部1Fにおける外方側の縁部1F’は、上記
半球面1Aの摺接部1aにおける頂部側(凹部1C側)
の縁部1a’が軸心Cから隔てた距離R(半径)より
も、軸心Cに近い位置に位置させている(図3)。そし
てさらに、上記縁部1aと交わる様に軸心Cと平行な仮
想の直線Lを引いた際に、この直線Lが非摺接部1Gと
交差する点Xと、上記摺接部1Fと境界部1Eとの関係
を次のように設定している。すなわち、図3に示すよう
に、摺接部1Fと境界部1Eとが隔てた軸方向の距離
(すなわち摺接部1Fの膨出量)をC1とし、摺接部1
Fと上記点Xとが隔てた軸方向の距離をC2とした時
に、本実施例では、C2/C1≦0.3 となるように
設定している。このように本実施例では、上述した寸法
の設定によって端面1Bの軸部側(摺接部1F)を外周
縁となる境界部1Eよりも膨出させている。そのため、
半球状シュー1の実際の使用においては、図4に示すよ
うに、ピストン2の軸心に沿ってそのピストン2による
最大荷重Pを、最も傾斜した状態の斜板3と端面1Bの
摺接部1Fとによって支持することになる。したがっ
て、斜板式コンプレッサの作動状態において、ピストン
2の半球状凹部2Bと斜板3との間に介在させた半球状
シュー1の姿勢がきわめて安定したものとなる。しか
も、図4に示す状態では、半球面1Aにおける摺接部1
aの一部が、ピストン2の端面2Aと斜板3との間の空
間部に露出するようになり、この露出した摺接部1aの
一部によって潤滑油が摺接部1aと半球状凹部2Bとの
摺接箇所に誘導されるようになっている。
1は、非摺接部1b、1b’の粗さを摺接部1aの粗さ
よりも粗くしているので、非摺接部1b、1b’は潤滑
油を弾きにくくなっている。そのため、非摺接部1b、
1b’を介して摺接部1aへの潤滑油の供給を円滑に行
うことができる。しかも、摺接部1aの粗さは細かいの
で、摺接部1aがピストン2の半球状凹部2Bと摺接す
る際の摺接特性は良好である。このように、本実施例で
は、粗さを粗くした非摺接部1b、1b’は、摺接部1
aにむけて潤滑油を引き込む機能を備えているので、半
球面1Aの全域を同一の粗さとした従来の半球状シュー
1と比較して、優れた摺接特性を有する半球状シュー1
を提供することができる。また、本実施例では、上述し
た寸法設定によって端面1Bの軸部側(摺接部1F)を
外周側(非摺接部1G)よりも膨出させている。そのた
め、斜板式コンプレッサの作動時における半球状シュー
1の姿勢が安定するとともに、摺動部分への潤滑油によ
る潤滑、冷却効果も良好なものとなる。
実施例を示したものであり、この第2実施例は、上記第
1実施例における端面の孔1Dを省略したものである。
その他の構成は、第1実施例と同じである。このような
構成の第2実施例であっても、第1実施例と同様の作用
効果を得ることができる。 (第3実施例)次に、図6は本発明の第3実施例を示し
たものであり、この第2実施例は、上記第2実施例にお
ける凹部1Cの代わりに深さの深い孔1Cを形成したも
のである。その他の構成は、第2実施例と同じである。
このような構成の第3実施例であっても、上記第1実施
例と同様の作用効果を得ることができる。 (第4実施例)さらに、図7は本発明の第4実施例を示
したものであり、この第4実施例は、上記第2実施例に
おける凹部1Cの代わりに、頂部側を軸心と直交する平
坦面1Cとしたものである。その他の構成は第2実施例
と同じである。このような構成の第4実施例であって
も、上記第1実施例と同様の作用効果を得ることができ
る。なお、上述した各実施例は斜板式コンプレッサの半
球状シューに本発明を適用した場合を説明したが、ワッ
フルプレート式オイルポンプにも本実施例のシューを用
いることができる。さらに、半球状凹部を有し、そこに
半球状シューを嵌合するように構成した機械部品にも本
実施例のシューを用いることができる。
比較して摺動特性が良好な半球状シューを提供すること
ができるという効果が得られる。
した半球状シューの配置状態を示す図
Claims (5)
- 【請求項1】 一方の部材の半球状凹部に嵌合される半
球面と、他方の部材の平坦面と摺接する端面とを備えた
半球状シューにおいて、 上記半球状凹部と摺接しない領域となる半球面における
非摺接部の粗さを、上記半球状凹部との摺接領域となる
半球面における摺接部の粗さよりも粗くしたことを特徴
とする半球状シュー。 - 【請求項2】 上記摺接部の粗さを、1.6μmRz以
下に設定するとともに、上記非摺接部の粗さを3.2μ
mRz以下に設定したことを特徴とする請求項1に記載
の半球状シュー。 - 【請求項3】 上記摺接部は、半球面の頂部と端面との
間に形成されていることを特徴とする請求項1および請
求項2に記載の半球状シュー。 - 【請求項4】 上記端面における軸部側の領域は外周側
よりも膨出させてあり、上記軸部側の領域となる平坦面
が上記他方の部材の平坦面と摺接するように構成されて
いることを特徴とする請求項1から請求項3のそれぞれ
に記載の半球状シュー。 - 【請求項5】 上記一方の部材は斜板式コンプレッサの
ピストンであり、また上記他方の部材は斜板式コンプレ
ッサの斜板であることを特徴とする請求項1から請求項
4のそれぞれに記載の半球状シュー。
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