JPH11107913A - シューとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 本発明のシューの製造工程は、円柱状素
材１を所定長さで切断して円板状素材２を得る工程と、
その円板状素材の一側端面にピストン側の球面に摺接さ
れる球状摺動面１０を形成する工程と、上記円板状素材
の他側端面に高速ガス火炎溶射法によって溶射層６を形
成し、該溶射層を斜板に摺接される平板状摺動面９とす
る工程とを備えている。 【効果】 溶射層６を備えるシューは、焼結層を形成し
ていた従来のシューに比較して大きな耐焼付性を有して
おり、また安価に製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシューとその製造方法に
関し、より詳しくは、斜板式コンプレッサに用いられる
シューとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、斜板式コンプレッサに用いられる
シューの製造方法として、次のようなものが知られてい
る。すなわち、第１の製造方法として、所定の直径を有
する円柱状素材を所定長さで切断して円板状素材を得た
ら、その円板状素材の一側端面に焼結層を形成するとと
もに、該焼結層を斜板に摺接される平板状摺動面に形成
する。そして次に、上記円板状素材の他側端面にピスト
ン側の球面に摺接される球状凹部又は球状凹部からなる
球状摺動面を形成する。また第２の製造方法として、鋼
板の一側表面に予め焼結層を形成しておき、この板状素
材を円柱状に打抜いて円柱状素材を得る。そして上記焼
結層側を斜板に摺接される平板状摺動面に形成するとと
もに、上記円板状素材の他側端面にピストン側の球面に
摺接される球状凹部又は球状凹部からなる球状摺動面を
形成する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記第１の製造方法で
は、円柱状素材を所定長さで切断して円板状素材を得る
ようにしているので、材料歩留まりがよいという利点が
あるが、円板状素材を得た後にこれに焼結層を形成して
いるためその作業が複雑となり、この点でコスト的に不
利となる。他方、第２の製造方法によれば、鋼板の一側
表面に焼結層を形成しているため、第１の製造方法に比
較して焼結層を形成する工程が容易となるが、その反
面、焼結層を形成した板状素材を円柱状に打抜いて円柱
状素材を得ているので材料歩留まりが悪く、この点でコ
スト的に不利となる。またいずれの製造方法においても
焼結層を用いていたので、耐焼付性の点でその性能向上
に一定の限界があった。本発明はそのような事情に鑑
み、耐焼付性に優れ、しかも従来に比較して安価に製造
することができるシューとその製造方法を提供するもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、斜板
に摺接される平板状摺動面と、ピストン側の球面に摺接
される球状摺動面とを備えたシューにおいて、上記シュ
ーの平板状摺動面側に溶射層を形成し、該溶射層の表面
を平板状摺動面としたことを特徴とするシューを提供す
るものである。また本発明は、円柱状素材を所定長さで
切断して円板状素材を得る工程と、その円板状素材の一
側端面にピストン側の球面に摺接される球状摺動面を形
成する工程と、上記円板状素材の他側端面に高速ガス火
炎溶射法によって溶射層を形成し、該溶射層を斜板に摺
接される平板状摺動面とする工程とを備えるシューの製
造方法を提供するものである。

【０００５】

【作用】上述した製造方法によれば、円柱状素材を所定
長さで切断して円板状素材を得ているので、材料歩留ま
りがよい。加えて、円板状素材の端面に溶射層を形成し
ているので、従来のように焼結層を形成する場合に比較
して、その溶射層の形成工程が容易なものとなり、それ
によってシューを安価に製造することができる。そして
溶射層を有するシューは、焼結層を有するシューよりも
大きな耐焼付性を有しており、特に潤滑不足状態におけ
る斜板式コンプレッサのより確実な運転を確保すること
ができる。特に上記溶射法として、高速ガス火炎溶射法
を用いた場合には、溶射速度が大きいため溶射層が緻密
になり、また円柱状素材との密着強度も大きくなるた
め、より優れた耐焼付性を期待することができる。

【０００６】

【実施例】以下、図示実施例について本発明の製造方法
を説明すると、図１に示すように、先ず、一例として、
Ｓ４５Ｃからなる直径１９ｍｍの円柱状素材１を所定長
さＬで切断して円板状素材２を得る。次に、該円板状素
材２の一方の端面に１０５度の角度を有する円錐状の孔
３を形成したら、該孔３内に１１ｍｍの直径を有するボ
ール４を押圧して、上記円錐状の孔３の軸方向中間部に
球状凹部５を形成する。この球状凹部５は、シューを図
示しないボールを介して斜板式コンプレッサのピストン
に連動させるためのものである。次に、円板状素材２の
他方の端面、すなわち図示しない斜板に摺接される平板
状摺動面となる側の端面に、高速ガス火炎溶射法によっ
て０．４ｍｍ厚の溶射層６を形成する。なおこのとき、
溶射すべき円板状素材２の他方の端面を上側にむけて溶
射が行なわれる。そして円板状素材２の外周面よりも外
側にはみ出た溶射層６の余剰部分６ａを除去したら、円
板状素材２の軸心に直径３ｍｍの貫通孔７を穿設し、上
記球状凹部５内を貫通孔７を介して溶射層６側へ連通さ
せる。この貫通孔７は、オイル溜めとして利用されるも
のである。さらに、上記円板状素材２および溶射層６の
全域に２０〜３０μｍ厚のＣｕメッキ層８を形成した
ら、上記溶射層６の表面をメッキ層８とともに０．１ｍ
ｍ程度薄く除去して、その表面を上記斜板に摺接される
平板状摺動面９とする。上記Ｃｕメッキ層８は、上記球
状凹部５と図示しないボールとの摺動を考慮して形成し
たものである。次に、上記球状凹部５内に再び上記ボー
ル４を押圧して、上記溶射による歪を矯正し、該球状凹
部の表面を球状摺動面１０とする。次に、上記溶射層６
から円柱状素材２にかけてそれらの外周に面取部１１を
形成するとともに、貫通孔７の平板状摺動面９側の内周
面にも面取部１２を形成する。次に、円柱状素材２と溶
射層６との軸方向長さが所定の長さとなるように、円柱
状素材２の平板状摺動面９とは反対側の端面、すなわち
球面側の端面を薄く除去する。この後、円柱状素材２の
球面側の端面外周部に３０度の角度で大きな面取部１３
を形成したら、平板状摺動面９にラップ加工とバフ仕上
げとを順次施して該平板状摺動面９の厚さを０．１５〜
０．２５ｍｍの範囲として、図２に拡大して示すシュー
１４の完成品を得る。

【０００７】このように、上記シュー１４の平板状摺動
面側に高速ガス火炎溶射法により溶射層６を形成し、該
溶射層６の表面を平板状摺動面９とすれば、従来に比較
して耐焼付性に優れたシューを得ることができる。図３
は耐焼付性を測定した試験結果を示したものである。こ
の試験は、ＦＣＤ焼き入れ材からなるディスクを回転さ
せ、その表面にチップ状に形成したシューを圧接させて
焼付きに至った荷重を測定したものである。 （試験条件） シュー接触部の周速： １５ｍ／ｓ 荷重： ０．４ｋＮ／１０ｍｉｎ漸増 潤滑油： 冷凍機油 本発明品は、Ｓ４５Ｃの素材に０．１５〜０．２５ｍｍ
厚の溶射層６を高速ガス火炎溶射法によって形成したも
ので、該溶射層６の成分は、重量％で、残Ｃｕ−１０Ｓ
ｎ−１０Ｐｂとした。比較品Ａは、チップ状のシュー全
体をリン青銅（残Ｃｕ−６．５Ｓｎ−０．２Ｐ）から製
造したものである。比較品Ｂは、Ｓ４５Ｃの素材に焼結
層を形成したもので、該焼結層の成分は、本発明品と同
様に、残Ｃｕ−１０Ｓｎ−１０Ｐｂとした。比較品Ｃ
は、チップ状のシュー全体を、残Ａｌ−１７Ｓｉ−４．
５Ｃｕ−０．５Ｆｅ−０．５Ｍｇ−０．１ＭｎのＴ６処
理したものから製造したものである。比較品Ｄは、チッ
プ状のシュー全体を、残Ａｌ−１７Ｓｉ−４Ｃｕ−５Ｆ
ｅ−１０２Ｍｇ−０．５ＭｎのＴ６処理したものから製
造したものである。図３の試験結果から明らかなよう
に、本発明品は優れた耐焼付性を示しており、特に本発
明品と同一の成分を焼結した比較品Ｂに比較して優れた
効果を有している。

【０００８】本発明の溶射層を形成する成分として、重
量％で、４０％以下のＰｂ、３０％以下のＳｎ、０．５
％以下のＰ、１５％以下のＡｌ、１０％以下の銀、５％
以下のＳｉ、５％以下のＭｎ、５％以下のＣｒ、２０％
以下のＮｉおよび３０％以下のＺｎからなる添加成分の
１種又は２種以上と、残部ＣｕからなるＣｕ系合金を用
いることができる。かかる成分のＣｕ系合金を用いるこ
とにより、より優れた耐焼付性能を得ることができる。
特に、Ｃｕ系合金を用いる場合には、Ｃｕ合金アトマイ
ズ粉の未溶解組織と溶解組織との混合組織から溶射層を
形成することが望ましい。すなわち一般に、アトマイズ
粉はガスによりフレーム内へ圧送される際に溶解される
が、冷却を早くするなどしてその一部が溶射中に溶解さ
れないようにすることにより、アトマイズ粉の一部を溶
射層に残存させることができる。このような組織の溶射
層によって、より優れた耐焼付性能を得ることができ
る。さらに本発明の他の溶射層として、重量％で、Ｓｉ
を１２〜６０％含有し、残部が実質的にＡl からなり、
かつ粒状Ｓｉをマトリックス中に分散させたＡｌ合金系
の溶射層を用いることができる。この溶射層には、Ｓｎ
を０．１〜３０％含有させ、そのＳｎ粒子をマトリック
ス中に分散させてもよい。さらにまた、７％以下のＣ
ｕ、５％以下のＭｇ、１．５％以下のＭｎ、１．５％以
下のＦｅおよび８％以下のＮｉからなる添加成分の少な
くとも１種以上を含有させてもよい。かかる成分のＡｌ
系合金においても、優れた耐焼付性能を得ることができ
る。

【０００９】なお、プラズマ溶射による溶射層と素材と
の密着強度が１５０〜２００Ｋｇ／ｃｍ² であるのに対
し、高速ガス火炎溶射法のそれが４５０〜５００Ｋｇ／
ｃｍ² もある。一般に密着強度が大きい方が耐摩耗性が
向上するので、溶射層６を形成するに当たっては高速ガ
ス火炎溶射法を用いることが望ましい。しかしながらそ
の他の溶射法によって溶射層６を形成してもよい。いず
れの溶射法であっても、円板状素材２の外周面よりも外
側にはみ出た溶射層６の余剰部分６ａや、円柱状素材２
以外に溶射された溶射物は回収して再利用することがで
きるので、経済的となる。また、上記実施例では凹状の
球状摺接面１０を形成し、これをボールを介してピスト
ンに連動させるようにしているが、従来周知のように、
ピストンに直接連動させるために凸状の球状摺接面を形
成してもよいことは勿論である。さらに、上記実施例で
は球状凹部５を形成してから溶射層６を形成している
が、その工程を逆とすることも可能である。

【００１０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、焼結層
を形成する場合に比較して、大きな耐焼付性を有するシ
ューを安価に製造することができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す製造工程図。

【図２】完成後のシューを示す拡大断面図。

【図３】本発明のシューの耐焼付性を示す試験結果図。

【符号の説明】

１…円柱状素材 ２…円板状素材 ６…溶射
層 ９…平板状摺動面 １０…球状摺動面 １４…シュ
ー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋月 政憲 愛知県豊田市緑ヶ丘３丁目65番地 大豊工 業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 斜板に摺接される平板状摺動面と、ピス
   トン側の球面に摺接される球状摺動面とを備えたシュー
   において、 上記シューの平板状摺動面側に溶射層を形成し、該溶射
   層の表面を平板状摺動面としたことを特徴とするシュ
   ー。
2. 【請求項２】 円柱状素材を所定長さで切断して円板状
   素材を得る工程と、その円板状素材の一側端面にピスト
   ン側の球面に摺接される球状摺動面を形成する工程と、
   上記円板状素材の他側端面に高速ガス火炎溶射法によっ
   て溶射層を形成し、該溶射層を斜板に摺接される平板状
   摺動面とする工程とを備えるシューの製造方法。
3. 【請求項３】 上記溶射層がＣｕ系合金からなり、その
   Ｃｕ合金アトマイズ粉の未溶解組織と溶解組織との混合
   組織から溶射層が形成されていることを特徴とする請求
   項１又は請求項２に記載のシュー又はシューの製造方
   法。
4. 【請求項４】 上記Ｃｕ系合金の成分が、重量％で、４
   ０％以下のＰｂ、３０％以下のＳｎ、０．５％以下の
   Ｐ、１５％以下のＡｌ、１０％以下の銀、５％以下のＳ
   ｉ、５％以下のＭｎ、５％以下のＣｒ、２０％以下のＮ
   ｉおよび３０％以下のＺｎからなる添加成分の１種又は
   ２種以上と、残部ＣｕからなるＣｕ系合金であることを
   特徴とする請求項３に記載のシュー又はシューの製造方
   法。
5. 【請求項５】 上記溶射層が、重量％で、Ｓｉを１２〜
   ６０％含有し、残部が実質的にＡl からなり、かつ粒状
   Ｓｉをマトリックス中に分散させた溶射層であることを
   特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシュー又はシ
   ューの製造方法。
6. 【請求項６】 重量％で、Ｓｎが０．１〜３０％含有さ
   れ、そのＳｎ粒子がマトリックス中に分散されているこ
   とを特徴とする請求項５に記載のシュー又はシューの製
   造方法。
7. 【請求項７】 重量％で、７％以下のＣｕ、５％以下の
   Ｍｇ、１．５％以下のＭｎ、１．５％以下のＦｅおよび
   ８％以下のＮｉからなる添加成分の少なくとも１種以上
   が含有されていることを特徴とする請求項６に記載のシ
   ュー又はシューの製造方法。