JP5495622B2 - シュー - Google Patents
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Description
近年、自動車用の斜板式コンプレッサに対して低コスト化や新しい冷媒への対応等が求められており、とりわけ斜板式コンプレッサに対して高効率化が要望されている。
そこで、特許文献1〜4において、それぞれ次のようなシューの改良案が提示されている。つまり、特許文献1においては、半球状シューの球面部における摺動部と非摺動部の表面粗さを異ならせてあり、また、特許文献2においては、球面部を段付のテーパ面にすることが提案されている。さらに、特許文献3においては、半球状シューの外周縁を円周方向全域にわたって大きく削除し、そこを円柱状とすることが提案されており、さらに、特許文献4においては、半球状シューの球面部にらせん状等の油溝を形成することが提案されている。
そして特に、斜板式コンプレッサの起動時においては、循環回路の冷媒中に潤滑油が混在していない状態となっているので、冷媒が循環回路内を循環されてもシューとピストンおよび斜板の摺動部分に冷媒を介して潤滑油を十分に供給することができない。そのため、従来では、斜板式コンプレッサの起動時にシューとピストンおよび斜板との摺動部分に焼付きが生じやすくなり、それら摺動部分の異常摩耗により異音や騒音が発生するという問題があった。
上記筒状部の外周面は、上記第1可動部材の半球状凹部と第2可動部材の平坦面とのいずれとも摺動しないようになっており、かつ該筒状部の外周面に溝及び/又は凹部を設けて、それら溝及び/又は凹部内に潤滑油を保持させるように構成したものである。
上記斜板3は回転軸2に対して斜めに固定されるか、又は斜板3の傾角を変化させることができるようになっており、各ピストン4ごとに2つのシュー5によって挟持されている。シュー5と摺動する斜板3の平坦面には所要の溶射層、めっき層や樹脂コーティングなどのコーティングが施されている。なお、本件発明に用いることのできる斜板3の構成は上記に限定されることはなく、従来公知の種々の斜板を用いることができる。
上記ピストン4には、相互に向き合うように半球状凹部からなる摺動面4aが形成されており、上記シュー5は、この摺動面4aに対して揺動、かつ摺動しながら、上記斜板3の回転をピストン4の往復移動に変換するようになっている。
このような斜板式コンプレッサ1の構成は従来公知であり、これ以上の詳細な説明は省略する。
上記球面部5Aの頂部には上記ピストン4側の摺動面4aと接触しない平坦面からなる逃がし部5Dが形成されており、これにより、摺動面4aと逃がし部5Dとの間に形成される空間内に潤滑油が流入するようになっている。
上記端面部5Bは上記斜板3と摺動する摺動面となっており、その中央部は外周部に対して僅かに数μm程度、斜板3側に膨出した中高形状となっている。これにより、端面部5Bと斜板3との間に潤滑油が引き込まれ易い構成となっている。また、端面部5Bの外周縁には面取り部5Eが形成されている。
油溝5Fは、シュー5の軸心Cに対して45度傾斜させて、かつ、円周方向に等ピッチで筒状部5Cの外周面に形成されている。各油溝5Fの一端は球面部5Aまで到達させてあり、各油溝5Fの他端は面取り部5E、すなわち端面部5Bの外周縁まで到達させている。
また、油溝5Fの断面形状は、図3に示すように、深さが同一であって、深さに対して幅が広い横長の長方形となっている。この油溝5Fの幅は0.01〜2mmが好適であり、油溝5Fの深さは0.001〜1mmが好適である。
このように、本実施例のシュー5は、筒状部5Cの外周面に端面部5Bから球面部5Aにわたって複数の油溝5Fが形成されている。本実施例においては、上記油溝5Fは、ローレット加工、旋削加工、エッチング加工等で筒状部5Cの外周面に形成するようにしている。
これについて詳細に説明すると、図4に示すように、潤滑油を含んだ冷媒が筒状部5Cの外周面付近を軸方向に流れる際に、該冷媒中に含まれる潤滑油は、筒状部5Cの各油溝5F内に入り込み、そこで捕捉されて冷媒と分離され易くなっている。
そのため、斜板式コンプレッサ1が起動されていない状態、つまり、循環回路内の冷媒が循環されていない状態では、冷媒から分離された潤滑油は各油溝5F内に保持されるようになっている。そして、斜板式コンプレッサ1が起動される際には冷媒中に潤滑油は混在していないが、予めシュー5の各油溝5F内に潤滑油が保持されているので、シュー5の摺動に伴って摺動部分である球面部5Aと端面部5Bへ各油溝5F内から潤滑油が供給されることになる。つまり、斜板式コンプレッサ1の起動時には、複数の油溝5Fに保持された潤滑油が摺動部分である球面部5Aと端面部5Bに供給されるため、潤滑性が良好なシュー5を提供することができる。しかも、本実施例のシュー5は上記筒状部5Cが形成されて、従来の半球状シューと比較するとシュー5自体が軽量化されている。
したがって、本実施例のシュー5を用いることにより、シュー5と斜板3および摺動面4aとの摺動部分における焼付きや異音の発生を抑制することができ、かつ、耐久性が高く、高効率の斜板式コンプレッサ1を提供することが可能となる。
以上説明した図5〜図8に示した各実施例のシュー5は、油溝5Fを介して摺動部分である球面部5Aと端面部5Bとが連通するように構成されている。つまり、油溝5Fに保持された潤滑油は、シュー5が移動する際に、図2に示す第1実施例のものと同様に球面部5Aと端面部5Bへ供給される。
なお、図2〜図8に示した各実施例のシュー5においては、油溝5Fの一端を球面部5Aに到達させるとともに油溝5Fの他端を端面部5Bに到達させているが、油溝5Fの他端は端面部5Bに到達させなくても良い。つまり、その場合には、油溝5Fの一端が球面部5Aに到達する構成となる。
このような図5〜図9に示した各実施例においても、図2の第1実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
また、図12おいては、同一寸法の正方形の凹部5Gを筒状部5Cの外周面に形成したものである。なお、円形や正方形の凹部5Gの代わりに、三角形や楕円形の凹部を筒状部5Cの外周面に多数形成してもよい。
このように筒状部5Cの外周面に多数の凹部5Gを形成したシュー5であっても、上述した第1実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
すなわち、図13は、シュー5の筒状部5Cを、球面部5A側が端面部5B側に比べて徐々に縮径されるテーパ状に形成したものである。そして、このようなテーパ状とした筒状部5Cの外周面に図2の第1実施例と同様の複数の油溝5Fが形成されている。
また、図14は、シュー5の筒状部5Cを、端面部5B側が球面部5Aに比べて徐々に縮径されるテーパ状に形成したものであり、そのテーパ状となった筒状部5Cの外周面に直線状の油溝5Fが形成されている。
さらに、図15は、軸方向の中央部が最大外径となるように半径方向外方へ膨出する太鼓形の筒状部5Cとなっており、その外周面に複数の直線状の油溝5Fが形成されている。
このような図13〜図15に示した各実施例のシュー5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、図13〜図15の実施例においても、油溝5Fの代わりに図11、図12に示した多数の凹部5Gを筒状部5Cの外周面に形成しても良い。
なお、図13〜図15に示した各実施例のシュー5においては、油溝5Fの一端を球面部5Aに到達させるとともに油溝5Fの他端を端面部5Bに到達させているが、油溝5Fの他端は端面部5Bに到達させなくても良い。つまり、その場合には、油溝5Fの一端が球面部5Aに到達する構成となる。
なお、上記図2〜図9および図11〜図15に示す実施例のシュー5においても、図16と同様に端面部5Bの外周縁にフランジ部5Hを突設しても良い。
4a‥摺動面 5‥シュー
5A‥球面部 5B‥端面部
5C‥筒状部 5F‥油溝
5G‥凹部
Claims (10)
- 第1可動部材の半球状凹部と摺動する球面部と、第2可動部材の平坦面と摺動する端面部と、上記球面部と端面部との間に形成される筒状部とを備えたシューにおいて、
上記筒状部の外周面は、上記第1可動部材の半球状凹部と第2可動部材の平坦面とのいずれとも摺動しないようになっており、かつ該筒状部の外周面に溝及び/又は凹部を設けて、それら溝及び/又は凹部内に潤滑油を保持させるように構成し、
前記球面部及び前記端面部には、溝及び凹部が形成されていない
ことを特徴とするシュー。 - 上記筒状部は、軸方向全域の外径が同一寸法となる円柱状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のシュー。
- 上記筒状部は、球面部側が端面部側よりも小径となるテーパ状となっていることを特徴とする請求項1に記載のシュー。
- 上記筒状部は、端面部側が球面部側よりも小径となるテーパ状となっていることを特徴とする請求項1に記載のシュー。
- 上記筒状部は、その軸方向の中央部が最大外径となるように半径方向外方に膨出した太鼓形となっていることを特徴とする請求項1に記載のシュー。
- 上記端面部の外周縁に半径方向外方に伸びるフランジ部が形成されていることを特徴とする請求項2〜請求項5のいずれかに記載のシュー。
- 上記溝は複数設けられており、各溝の一端は上記球面部に到達することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載のシュー。
- 上記溝は複数設けられており、各溝の一端は上記球面部に到達するとともに各溝の他端は上記端面部に到達しており、上記複数の溝を介して球面部と端面部が連通することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載のシュー。
- 上記溝は、直線状、V字状、または格子状であって、筒状部の外周面に等ピッチで設けられていることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載のシュー。
- 上記凹部は複数設けられており、各凹部は、円形、正方形、三角形または楕円形のいずれかであることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載のシュー。
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