JPH03141876A

JPH03141876A - 斜板式圧縮機

Info

Publication number: JPH03141876A
Application number: JP1279458A
Authority: JP
Inventors: Masabumi Kato; 正文加藤; Akichika Itou; 彰近伊藤
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1989-10-26
Filing date: 1989-10-26
Publication date: 1991-06-17
Anticipated expiration: 2015-02-07
Also published as: JP3007644B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、車両空調装置等に使用される斜板式圧縮機の
改良に関する。

［従来の技術］従来、第４図に示すように、軸と平行に設けられライナ
１ａを備えた複数個のシリンダボア１１をもつシリンダ
ブロック１と、このシリンダブロック１内で回転自在に
保持された回転軸２と、この回転軸２に固定されシリン
ダブロック１内で回転する斜板３と、シリンダボア１１
内に摺動自在に配置されたピストン４と、ピストン４と
斜板３との間に摺動自在に介在し斜板３の回転によりピ
ストン４を往復運動させる半球状のシュー５とをもつ斜
板式圧縮機が知られている。この斜板式圧縮機では、回
転軸２の回転により斜板３が回転すると、シュー５を介
してピストン４がシリンダブロック１のシリンダボア１
１内を往復運動し、ガスの吸入、圧縮、排出を行なう。

［発明が解決しようとする課題］従来の斜板式圧縮機は重量が大きいという不具合があっ
た。このため、軽量化の要請から、鉄系部品のアルミニ
ウム系部品への転換及び部品点数の削減が行なわれつつ
あり、近年、シリンダブロックがアルミニウム又はアル
ミニウム合金から形成されている。

しかし、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるシ
リンダブロックを用いた斜板圧縮機をざらに軽量化する
ため、ピストンをもアルミニウム又はアルミニウム合金
で形成し、かつシリンダブロックにおける鉄製のライナ
ーを削除すると、シリンダブロック及びピストンがとも
にアルミニウム系でありながら直接固接するため、「と
もがね」現象によって両者に焼付きを生じ易いという不
具合がある。

本発明は、上記従来の不具合を解決すべくなされたもの
であって、軽量化を図りつつ、かつシリンダブロックと
ピストンとの焼付きを防止することを解決すべき課題と
するものである。

［課題を解決するための手段］本発明の斜板式圧縮機は、上記課題を解決するため、ア
ルミニウム又はアルミニウム合金からなるシリンダブロ
ックを備えた斜板式圧縮機において、アルミニウム又は
アルミニウム合金を母材としかつ少なくとも前記シリン
ダボアと固接する表面には錫を主体とした表面被覆層を
もつピストンを採用するという新規な構成を採用してい
る。

ピストンはアルミニウム又はアルミニウム合金を母材と
する。アルミニウム合金としては、例えばＡ　Ｉ　−３
ｉ系合金、Ａ　Ｉ　−３ｉ　−Ｃｕ系合金などを使用で
きる。この母材材料としては硬質粗大粒子をマトリック
ス中に含むものを用いるのが好まし、い。ここで、硬質
粗大粒子とは、硬度が口９３００以上、より好ましくは
ロｖ６００以上で、平均粒径が２０〜１００μｍのもの
をいい、例えば初晶シリコンがある。このような母材材
料として代表的なものにアルシル合金がある。アルシル
合金は、３ｉ含有率が１３〜３０重量％程度と共晶組成
以上のシリコン含有量をもち、かつマトリックス中に初
晶シリコンを有するため、優れた摺動特性を有し、厳し
い摺動条件で使用されるピストンの母材として特に適し
ている。なお、硬質粗大粒子を含む他の母材材料として
は、Ａｌ−Ｍｎ金属間化合物、Ａ　Ｉ　−８ｉ　−Ｍｎ
金属間化合物、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ金属間化合物、Ａｌ−
Ｃｒ金属間化合物などがある。

母材表面に下地処理として、アルマイト処理、リン酸マ
ンガン処理、リン酸亜鉛処理、Ｚｎメツキ処理を施した
後に、後述する表面被覆層を形成することが好ましい。

耐焼付性をより向上させることができるからである。

ピストンは錫を主体とした表面被覆層をもつ。

表面被覆層は、シリンダボアと固接する表面に形成され
ていてもよく、ピストン全体に形成されていてもよい。

この表面被覆層によりピストンがシリンダブロックとの
活動時の摩擦抵抗を低減することができ、苛酷な使用条
件下における両者の焼付きを防止することができる。表
面被覆層は、錫単独であっても、銅、ニッケル、亜鉛、
鉛、インジウムの中から選ばれる少なくとも一種の金属
と錫との合金であってもよい。錫単独で表面被覆層を形
成した場合には摩擦係数は低下するが、錫の特性から比
較的軟質となり摩耗しやすい。錫とともに銅、ニッケル
、亜鉛、鉛、インジウムから選ばれる少なくとも一種の
金属を共存させることにより、表面被覆層の摩擦係数は
低く維持できるとともに、硬度が向上して耐摩耗性に優
れる。錫と他の金属との共存比率は、目的とする性能に
応じて実験により種々選択できる。例えば銅を共存させ
る場合、表面被覆層中の銅の含有量は０．１重量％〜５
０重量％とするのがよい。銅が０．１重量％より少ない
と共存させた効果に乏しく耐摩耗性の向上がみられず、
５０重量％より多くなると錫による効果が減少してシリ
ンダブロックとの摩擦抵抗が増大するため好ましくない
。銅、ニッケル、亜鉛、鉛、インジウムから選ばれる少
なくとも一種の金属は、表面被覆層中で０．８重量％〜
１．２！ｆｆｉ％とするのが特に望ましい。

表面被覆層にはさらにフッ素樹脂粉末、二硫化モリブデ
ン粉末、カーボン粉末、窒化ホウ素粉末などの固体潤滑
剤を共存させることも好ましい。

このようにすれば摩擦抵抗を一層小さくすることができ
る。

この表面被覆層を形成するには、化学メツキ、電気メツ
キ、ＣＶＤ法及び蒸着、スパッタリングなどのＰＶＤ法
か利用できる。特にメツキ法により形成することが推奨
される。メツキ法によれば錫と銅などの他の金属とを容
易に共析させることができる。またメツキ法によればフ
ッ素樹脂、二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤を表面被
覆層に容易に取込むことができる。

なお表面被覆層の厚さは、１〜５μｍ程度とするのが好
ましい。これより薄くなると摩擦係数の低下が少なく、
厚くなり過ぎるとはく離などの強度上の不具合が生じる
場合がある。

［作用］本発明の斜板式圧縮機は、ピストンの母材がアルミニウ
ム又はアルミニウム合金であるため、軽量である。また
、本発明の斜板式圧縮機では、ピストンが少なくともシ
リンダボアと１と接する表面には錫を主体とした表面被
覆層をもつため、シリンダブロックのライナを削除した
としても、ピストンが摩擦抵抗の少ない表面被覆層を介
してシリンダブロックと贋接し、両者が焼付きを起こす
ことを防止しうる。

［実施例］以下、本発明を具体化した実施例１〜４の斜板式圧縮機
を説明し、かつこれらと比較例である従来の斜板式圧縮
機との比較試験を説明する。

実施例１〜４の斜板式圧縮機は、第１図に示すように、
軸と平行に設けられた複数個のシリンダボア６１をもつ
シリンダブロック６と、シリンダボア６１内に摺動自在
に配置されたピストン７とを有するものである。これら
の斜板式圧縮機は、全てシリンダブロック６がライナを
有しないものであり、第２図に示すピストン７の表面被
覆層を換えることにより実施例１〜４とされている。な
お、他の構成は前記第４図に示した従来のものと同じで
あるため、同一の構成について同一符号を付して説明を
省略する。

（実施例１）本実施例の斜板式圧縮機に用いられたピストン７は、ア
ルミニウム１００重量％からなるピストン本体の全面に
、化学メツキ法により形成した錫１００重量％、１μ■
の厚さの表面被覆層をもつものである。

（実施例２）本実施例の斜板式圧縮機に用いられたピストン７は、表
面被覆層が異なること以外は実施例１と同様である。す
なわち、本実施例におけるピストン７は、錫９９＠量％
、銅１重邑％の組成の表面被覆層をもつ。

〈実施例３）本実施例の斜板式圧縮機に用いられたピストン７は、表
面被覆層が異なること以外は実施例２と同様である。す
なわち、本実施例におけるピストン７は、実施例２と同
じピストン７に１５０′ＣＸ１日ｒの熱ｆｆｉ理を施し
たものである。

（実施例４）本実施例の斜板式圧縮機に用いられたピストン７は、表
面被覆層が異なること以外は実施例１と同様である。す
なわち、本実施例におけるピストン７は、錫９９重量％
、銅０．９重量％、フッ素樹脂粉末０．１重量％の組成
の表面被覆層をもつ。

（比較例５）本比較例の斜板式圧縮機に用いられたピストン７は、表
面被覆層をもたないこと以外は実施例１と同様のもので
ある。

（比較試験及び評価）上記実施例１〜４及び比較例５の斜板式圧縮機を車両の
空調装置に用い、真夏時の高速運転時を想定した比較的
苛酷な条件下で、ピストンとシリンダブロックとのカシ
ワが生じるまでの時間を測定した。試験は、吐出圧力＝
３ｋｇ／Ｃｍ２　、吸入圧力＝２７ｋＱ／ｃｍ２　、回
転数＝４０００ｒ。

０９ｍ０、断続運転の条件下で行なった。結果を第３図
に示す。

第３図に示す試験結果より、錫９９重量％、銅１重量％
の表面被覆層をざらに熱処理したピストンを採用した実
施例３の斜板式圧縮機が最もカシワを生じにくく、優れ
ていることがわかる。そして、実施例１〜４の斜板式圧
縮機は、それぞれ表面被覆層をもつピストンを採用して
いるため、比較例５の斜板式圧縮機と比較して、苛酷な
条件下での使用時にもピストンとシリンダブロックとの
カシワが生じにくいことがわかる。したがって、本実施
例の斜板式圧縮機では、軽量化に寄与できるとともに、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなるシリンダブ
ロックのライナを削除したとしてもピストンとシリンダ
ブロックとが焼付くことが防止される。

［発明の効果］本発明の斜板式圧縮機では、アルミニウム又はアルミニ
ウム合金を母材としかつシリンダボアと間接する表面に
錫を主体とした表面被覆層をもつピストンを採用するた
め、軽量化に寄与できるとともに、アルミニウム又はア
ルミニウム合金からなるシリンダブロックのライナを削
除したとしてもピストンとシリンダブロックとの摩擦係
数が小さくて焼付きを生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の斜板式圧縮機の縦断面図、第
２図はピストンの斜視図、第３図は実施例及び比較例の
斜板式圧縮機の試験結果を示す棒グラフ、第４図は従来
の斜板式圧縮機の縦断面図である。２・・・回転１Ｎ１３・・・斜板

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軸と平行に設けられた複数個のシリンダボアをも
ちアルミニウム又はアルミニウム合金からなるシリンダ
ブロックと、該シリンダブロック内に回転自在に保持さ
れた回転軸と、該回転軸に固定され該シリンダブロック
内で回転する斜板と、該シリンダボア内に摺動自在に配
置されたピストンと、該ピストンと該斜板との間に摺動
自在に介在し該斜板の回転により該ピストンを往復運動
させるシューとをもつ斜板式圧縮機において、前記ピス
トンは、アルミニウム又はアルミニウム合金を母材とし
、かつ少なくとも前記シリンダボアと摺接する表面には
錫を主体とした表面被覆層をもつことを特徴とする斜板
式圧縮機。