JPH11218077A - 斜板式コンプレッサー用シュー及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 斜板式コンプレッサー用シュー全体の厚みを
薄くすることにより、ピストンの球状凹陥部に生ずる球
面磨耗を小さくし、かつ耐久性を向上する。そのシュー
の製造の際に研削装置のキャリヤーにシューを迅速にセ
ットし、かつ確実に保持してそのシューの平面状摺動面
を正確に研削する。 【解決手段】 斜板式コンプレッサー３１におけるピス
トン３８の一端に設けられた球状凹陥部３８ｂと摺接す
る球状摺動面２と、球状摺動面２の反対側に、球状摺動
面２の外径ｄ１より小さい外径ｄ２を有する円柱部３を
形成し、円柱部３の端面に、斜板３６の摺動面３６ａと
摺接する平面状摺動面４とを形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、斜板とピストンとを連
動させる斜板式コンプレッサー用シュー及びその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の空調システムなどに用いられる
斜板式コンプレッサーは、シリンダブロック内において
回転軸により回転する斜板とそのシリンダブロック内に
嵌合したピストンとを備えており、斜板の回転によりピ
ストンを往復動させるものである。そして、この斜板と
ピストンとを連動させるために半球形状の所謂シュー又
は単純に球形状のボール等が用いられており、シューの
一端面に形成した球状摺動面をピストンに形成された凹
状半球面との間に介在させると共に、シューの他端面の
平面状摺動面を回転軸の斜板に摺接させることによっ
て、斜板とピストンとを連動させるようになっている。

【０００３】図６及び図７は従来の斜板式コンプレッサ
ー用シューの構造を示すものである。従来のシュー５１
は、上記のように構成した斜板式コンプレッサーのピス
トン７１の凹状半球面７１ａと、シュー５１の半球状摺
動面５２が略同一の曲率半径を持つ基準面で構成されて
いた。また、このシュー５１は、半球状摺動面５２の反
対側に円柱部５３を形成し、円柱部５３の端面に斜板７
２の摺動面７２ａと摺接する平面状摺動面５４とから成
るものである。このシュー５１の半球状摺動面５２は、
正確な半球状をなすためピストン７１とシュー５１との
当接において、原理的にシュー５１の半球状摺動面５２
により押圧されるピストン７１の凹状半球面７１ａに
は、この凹状半球面７１ａの底部あるいは開口部７１ｂ
に近い部分のいずれの面にも略同一の押圧力が作用して
いた。

【０００４】一方、従来の斜板式コンプレッサー用シュ
ー５１は、次のような方法で製造していた。即ち、棒状
の鋼材を所定長さに切断し、所要長さの棒状素材を形成
する。この棒状素材を所定の厚さに切断し、次に一対の
型枠内にセットし、その型枠によって一端面が凸状の半
球状摺動面５２となるように塑性加工してシュー５１を
形成する。このように所定の寸法に塑性加工したシュー
５１を、その表面に炭素層を形成する所謂浸炭焼入れ処
理をする。浸炭焼入れ処理が終了すると、シュー５１の
塑性加工により生じたバリを取るために、このシュー５
１を回転容器内に珪砂、金剛砂、鋼球、酸化鉄等の粉末
と共に入れ、この回転容器を回転させて研磨する、所謂
バレル研磨処理を行う。

【０００５】次に、バリが取れたシュー５１の平面状摺
動面５４を平坦にするために、図８及び図９に示すよう
に、研削装置におけるシューを回転移動させる円板状の
キャリヤー８１の半球状凹陥部８１ａにシュー５１をそ
の半球状摺動面５２を下方へ向けて落とし込み、このシ
ュー５１の平面状摺動面５４が上面を向くようにセット
し、その平面状摺動面５４を研削装置の研削盤８２に押
し当てることにより、シュー５１の平面状摺動面５４を
平坦状に研削する。このような各工程を経て斜板式コン
プレッサー用シュー５１の製造が完了する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の半
球状摺動面５２と円柱部５３とから成るシュー５１の構
造にあっては、シュー５１及びピストン７１は斜板７２
の回転摺動により、シュー５１がピストン７１に対して
ミソ擦り運動等の揺動を行い、またピストン７１とシュ
ー５１との間にはクリアランスが存在するためにピスト
ン７１とシュー５１は軸方向に相対摺動するばかりでな
く、軸と直角方向に対しても相対振動を生じる。ピスト
ン７１の凹状半球面７１ａの機械的強度は、底部に近い
部分は十分に厚い材料で固定されているためにシュー５
１の押圧力に対して大きな抵抗を示す。しかし、凹状半
球面７１ａの開口部７１ｂに近い部分については、形状
的に肉厚が薄いものであるため、ピストン７１の凹状半
球面７１ａの開口部７１ｂに近い部分がシュー５１の押
圧力により広がる方向に作用し、開口部が大きくなりや
すかった。即ち、ピストン７１の凹状半球面７１ａにお
ける所謂球面磨耗といわれる現象が生じやすかった。こ
のような球状磨耗が大きくなるとピストン７１とシュー
５１と相対移動が激しくなり振動が増大し、騒音も増大
するという問題があった。

【０００７】一方、上記従来の製造方法にあっては、シ
ュー５１の平面状摺動面５４を平坦に研削する際に、キ
ャリヤー８１の球状凹陥部８１ａにシュー５１が単に落
とし込まれているだけであるため、このシュー５１が球
状凹陥部５６内において揺動しやすい（図９参照）。研
削装置の研削盤８２の回転の際に、この平面状摺動面５
４が揺動すると、この平面状摺動面５４を正確な平坦状
に研削することができないという問題を有していた。ま
た、シュー５１が大きく傾斜した状態でキャリヤー８１
の球状凹陥部８１ａにセットされていると、そのシュー
５１は傾斜した状態で研削されるという問題もあった。

【０００８】本発明は、上記問題に鑑みて創案されたも
のであり、シュー全体の厚みを薄くすることにより、ピ
ストンの球状凹陥部に生ずる球面磨耗が小さく、かつ耐
久性が向上した斜板式コンプレッサー用シュー、及びそ
の製造の際に研削装置のキャリヤーにシューを迅速にセ
ットし、かつ確実に保持してそのシューの平面状摺動面
を正確な平坦に研削することができる斜板式コンプレッ
サー用シューの製造方法を提供することを目的とするも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る斜板式コンプレッサー用シューは、シ
リンダブロック内において回転軸により回転する斜板
と、該シリンダブロック内に摺動自在に嵌合したピスト
ンとの間に介在し、上記斜板の回転に応じてピストンを
往復動させる斜板式コンプレッサー用シューであって、
前記ピストンの一端に設けられた球状凹陥部と摺接する
球状摺動面と、該球状摺動面の反対側に、該球状摺動面
の外径より小さい外径を有する円柱部を形成し、該円柱
部の端面に、前記斜板の摺動面と摺接する平面状摺動面
とを形成して成ることを要旨とするものである。また、
前記シューの球状摺動面を形成する球面の中心点が、平
面状摺動面の端面より外側に位置するように形成するこ
とで、正確な半球より薄い形状にすることができる。

【００１０】上記構造に成る斜板式コンプレッサー用シ
ューによれば、シューの平面状摺動面を斜板式コンプレ
ッサーの回動軸に固定した斜板に摺接させると共に、シ
ューの球状摺動面を斜板式コンプレッサーのピストンに
形成した球状凹陥部との間に介在させることにより、斜
板の回転によりピストンを円滑に往復動させることがで
きる。特に、平面状摺動面の外径が球状摺動面の外径よ
り小さく形成してあるため、シューの斜板への摺接面積
を狭小にして摩擦係数の低減により、斜板の回転時にお
けるシューの摺接を円滑に行うことができる。

【００１１】また、シューの球状摺動面の球面の中心点
が平面状摺動面の端面より外側に位置するように、正確
な半球形状より薄い形状に成るシューにあっては、ピス
トンの球状凹陥部に対してシューからの大きな押圧力が
加わっても、このピストンの球状凹陥部の開口部を広げ
るような方向に作用せず、この開口部が広がることがな
い。従って、球状凹陥部の球面磨耗を阻止して、球状磨
耗によるピストンとシューとの振動と騒音の発生を阻止
することができる。

【００１２】一方、本発明に係る斜板式コンプレッサー
用シューの製造方法は、球状摺動面と、該球状摺動面の
反対側に該球状摺動面の外径より小さい外径を有する円
柱部を形成し、かつ該円柱部の端面に平面状摺動面とを
形成して成る斜板式コンプレッサー用シューの平面状摺
動面の研削に際して、研削装置におけるシューを回転移
動させる円板状のキャリヤーの固定孔に、前記シューの
平面状摺動面からその円柱部を落とし込み、次に該シュ
ーの球状摺動面を上面側から押さえ付け、前記キャリヤ
ーの固定孔から突出した前記シューの平面状摺動面を、
前記研削装置の研削盤に押し当てることにより、シュー
の平面状摺動面を平坦状に研削することを要旨としてい
る。

【００１３】また、研削装置のキャリヤーの固定孔への
シューの落とし込み、該シューの平面状摺動面の研削処
理、及び該シューの取り出し作業を前記キャリヤーの一
回転で終了させるという手段を講ずることができる。

【００１４】上記製造方法によれば、シューの平面状摺
動面の研削に際し、研削装置のキャリヤーがその固定孔
においてシューをその円柱部で確実に固定しているた
め、シューが不用意に揺動することなく研削盤でシュー
の平面状摺動面を正確な平坦に研削することができる。
しかも、キャリヤーの固定孔にシューの円柱部を平面状
摺動面から落とし込む方法であるため、従来のようにキ
ャリヤーの半球状凹陥部へシューの球状摺動面を下方へ
向けて落とし込む方法に比較して、迅速かつ確実に処理
することができ、その作業能率を向上させることができ
る。

【００１５】また、研削処理をキャリヤーの一回転で終
了させることにより、製造工程の中で一番煩雑であって
不良品が出やすいシューの平面状摺動面の研削処理工程
を迅速かつ正確に処理することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る斜板式コンプ
レッサー用シュー及びその製造方法の発明の実施の形態
を図面に従って説明する。図１は本発明に係るシューを
使用する斜板式コンプレッサーの構造を示すものであ
る。斜板式コンプレッサー３１は、シリンダブロック３
２内に、回転軸３３を軸受け３４，３５を介して回転自
在に軸支し、この回転軸３３に斜板３６を連結固定した
ものである。シリンダブロック３２に、通常１２０度の
等間隔位置にそれぞれシリンダポア３７を形成し、各シ
リンダポア３７内にはピストン３８を摺動自在に嵌合し
てある。シリンダブロック３２の左端開口部はバルブプ
レート３９及びフロントシリンダヘッド４０により閉塞
され、また右端開口部はバルブプレート３９及びリヤシ
リンダヘッド４１により閉塞されている。

【００１７】ピストン３８の中央部分に斜板３６の外周
部分を受け入れる凹陥部３８ａを形成し、その凹陥部３
８ａの軸方向の対向面にはそれぞれの球状凹陥部３８ｂ
を形成してある。そして、各球状凹陥部３８ｂと斜板３
６の摺動面３６ａとの間に本発明に係るシュー１をそれ
ぞれ介在させている。

【００１８】図２及び図３は本発明に係るシューの構造
を示すものである。本発明に係るシュー１は、上述した
ような斜板式コンプレッサー３１を構成するピストン３
８の一端に設けられた球状凹陥部３８ｂと摺接する球状
摺動面２と、この球状摺動面２の反対側に球状摺動面２
の外径ｄ１より小さい外径ｄ２を有する円柱部３を形成
し（ｄ１＞ｄ２）、円柱部３の端面に斜板３６の摺動面
３６ａと摺接する平面状摺動面４とを形成したものであ
る。このシュー１は、その一端面（平面状摺動面４）を
斜板３６に摺接させると共に、シュー１の他端面（球状
摺動面２）とピストン３８に形成した球状凹陥部３８ｂ
との間に介在させることによって、斜板３６の回転によ
りピストン３８を往復動させるものである。

【００１９】本発明に係るシュー１は、その球状摺動面
２が、図２に示すように、その球状摺動面２の球面の中
心点Ｃが平面状摺動面４の端面より外側に位置するとい
った、正確な半球より薄い形状から成ることに形状的な
特徴を有する。このような形状から成るシュー１は、ピ
ストン３８の球状凹陥部３８ｂに対して、シュー１から
の大きな押圧力が加わっても、球状摺動面２がこの球状
凹陥部３８ｂの開口部３８ｃを広げる方向へは作用せ
ず、この開口部３８ｃを広げることがなくなる。従っ
て、球状凹陥部３８ｂの球面磨耗を阻止することができ
る。

【００２０】また、シュー１はその軸方向長さが短いの
で、斜板３６の摺動面３６ａとピストン３８の球状凹陥
部３８ｂとの間隙を小さくすることができるため、斜板
式コンプレッサー３１の軸方向長さを短縮することがで
きるという特徴がある。なお、球状摺動面２の曲率ｒを
大きくすれば、更にシュー１とピストン３８との摺動条
件を良好にさせることができるという利点もある。

【００２１】また、本発明に係るシュー１は、平面状摺
動面４（円柱部３）の外径ｄ２が球状摺動面２の外径ｄ
１より小さく形成し（ｄ１＞ｄ２）、シュー１の斜板３
６への摺接面積を狭小にして摩擦係数の低減を図ってい
る。従って、斜板３６の回転時におけるシュー１の平面
状摺動面４と斜板３６の摺動面３６ａとの摺接を円滑に
行うことができる。

【００２２】次に、本発明に係る斜板式コンプレッサー
用シューの製造方法を図４及び図５に従って説明する。
本発明に係る斜板式コンプレッサー用シュー１の製造方
法は、鋼製の素材のプレスによる塑性加工、浸炭焼入
れ、バレル研磨、平面状摺動面の研削及び仕上げ用のバ
レル研磨することを要旨とするものであり、次のような
工程によって実施されるものである。

【００２３】先ず、ステインレス鋼等からなる板状の素
材を所定長さに切断し、所要厚さの摺動素材を製造す
る。この摺動素材の一方の端面に所定深さの円形状の段
部を形成する。円柱状の段部を形成したら、摺動素材を
一対の型枠内にセットし、その型枠によって反対側の端
面側が凸状の球状摺動面となるようにプレスにより塑性
加工してシュー１を製造する。

【００２４】このように所定の寸法に塑性加工したシュ
ー１を、例えば木炭粒等に炭酸パリウムを１０〜２０％
加えた浸炭剤中に埋め込んで密閉し、８５０℃程度に数
時間加熱して、シュー１の表面に炭素層を形成する所謂
浸炭焼入れ処理をする。なお、この固体浸炭焼入れに代
えて、液体浸炭焼入れ処理又は気体浸炭焼入れ処理であ
ってもよい。

【００２５】浸炭焼入れ処理が終了すると、シュー１の
塑性加工により生じたバリを取るために、このシュー１
を回転容器内に珪砂、金剛砂、鋼球、酸化鉄等の粉末と
共に入れ、この回転容器を回転させてバレル研磨を行
う。

【００２６】次に、バリが取れたシュー１の平面状摺動
面４を正確な平坦にするために、研削装置におけるシュ
ー１を回転移動させる円板状のキャリヤー６１の固定孔
６２に、シュー１の円柱部３を平面状摺動面４から落と
し込み、このシュー１の球状摺動面２を上面側から押圧
板６３で押さえ付ける。キャリヤー６１の固定孔６２か
ら下方へ突出したシュー１の平面状摺動面４を研削装置
の研削盤６４に押し当てながら平面状摺動面４を平坦状
に研削する。このようにシュー１は、研削装置のキャリ
ヤー６１がその固定孔６２において、シュー１の円柱部
３で確実に固定されるため、シュー１が不用意に揺動す
ることがない。また、この製造方法は、キャリヤー６１
の固定孔６２にシュー１の円柱部３を平面状摺動面４か
ら落とし込む方法であるため、迅速かつ確実に処理する
ことができる。

【００２７】また、この研削装置のキャリヤー６１の固
定孔６２へのシュー１の落とし込み、次にシュー１の平
面状摺動面４の研削処理、最後にシュー１の取り出し作
業をキャリヤー６１の一回転で終了させることができ
る。このように研削処理をキャリヤー６１の一回転で終
了させることにより、製造工程の中で一番煩雑かつ不良
品が出やすいシュー１の平面状摺動面４の研削処理工程
を迅速かつ正確に処理することができる。

【００２８】シュー１の平面状摺動面４の研削が終了す
ると、シュー１の平面状摺動面４の周端縁に、ラウンド
を形成するために、前述したバリ取り用のバレル研磨と
異なり、より細かな珪砂、金剛砂、鋼球、酸化鉄等の粉
末と共にシュー１を入れた回転容器を回転させて研磨す
る仕上げ用のバレル研磨を行う。而して、このような各
工程を経てシュー１の製造が完了する。

【００２９】以上のように製造されたシュー１を、斜板
式コンプレッサー３１を構成するピストン３８の一端に
設けられた球状凹陥部３８ｂに、その球状摺動面２を摺
接させると共に、斜板３６の摺動面３６ａにその平面状
摺動面４を摺接するように介在させるようになってい
る。なお、各製造工程の細部については、本発明の目的
の範囲内で適宜変様して実施することができることは勿
論である。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係る斜板式コンプレッサー用シ
ューは、以上のように構成したから、シューの球状摺動
面が浅い半球状面で構成され、ピストンの球状凹陥部と
摺接する部分の湾曲面が大きいものであるため、この球
状凹陥部の底部と開口部の周辺に加わる押圧力が小さく
なり、開口部の周辺に生じる球面摩耗を阻止することが
できる。

【００３１】また、本発明に係る斜板式コンプレッサー
用シューの製造方法にあっては、シューの平面状摺動面
の研削に際し、研削装置のキャリヤーがその固定孔にお
いて、シューの円柱部で確実に固定しているため、シュ
ーが不用意に揺動することなく研削盤によってシューの
平面状摺動面を平坦に研削することができる。しかも、
キャリヤーの固定孔にシューの円柱部を平面状摺動面か
ら落とし込む方法であるため、従来のようにキャリヤー
の凹状球面部にシューの球状摺動面から落とし込む方法
に比較して、迅速かつ確実に処理することができ、作業
能率を著しく向上すると共に、価格の低減化を図ること
ができる等の特徴を有するものであり、本発明の実施に
より得られる効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシューを使用する斜板式コンプレ
ッサーの構造を示す断面図である。

【図２】本発明に係るシューの構造を示す拡大断面図で
ある。

【図３】斜板式コンプレッサーにシューを組み込んだ状
態を示す要部拡大断面図である。

【図４】本発明に係る斜板式コンプレッサー用シューの
製造方法を示すチャート図である。

【図５】研削装置のキャリヤーに本発明に係るシューを
固定した状態を示す要部断面図である。

【図６】従来の斜板式コンプレッサー用シューの構造を
示す拡大断面図である。

【図７】従来のシューを組み込んだ斜板式コンプレッサ
ーを示す要部断面図である。

【図８】従来のシューを研削装置のキャリヤーの半球状
凹陥部に球状摺動面から落とし込む状態を示す要部断面
図である。

【図９】従来のシューの平面状摺動面を研削盤で研削す
る状態を示す要部断面図である。

【符号の説明】

１ 斜板式コンプレッサー用シュー ２ 球状摺動面 ３ 円柱部 ４ 平面状摺動面 ｄ１ 球状摺動面の外径 ｄ２ 円柱部の外径 ３１ 斜板式コンプレッサー ３６ 斜板 ３６ａ 摺動面 ３８ ピストン ３８ｂ 球状凹陥部 ６１ キャリヤー ６２ 固定孔 ６３ 押圧板 ６４ 研削盤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロック内において回転軸によ
   り回転する斜板と、該シリンダブロック内に摺動自在に
   嵌合したピストンとの間に介在し、前記斜板の回転に応
   じて前記ピストンを往復動させる斜板式コンプレッサー
   用シューであって、 前記ピストンの一端に設けられた球状凹陥部と摺接する
   球状摺動面と、 該球状摺動面の反対側に、該球状摺動面の外径より小さ
   い外径を有する円柱部を形成し、 該円柱部の端面に、前記斜板の摺動面と摺接する平面状
   摺動面とを形成して成ることを特徴とする斜板式コンプ
   レッサー用シュー。
2. 【請求項２】 前記シューの球状摺動面を形成する球面
   の中心点が、前記平面状摺動面の端面より外側に位置す
   るように形成したことを特徴とする請求項１の斜板式コ
   ンプレッサー用シュー。
3. 【請求項３】 球状摺動面と、該球状摺動面の反対側に
   該球状摺動面の外周径より小さい外径を有する円柱部を
   形成し、かつ該円柱部の端面に平面状摺動面とを形成し
   て成る斜板式コンプレッサー用シューの平面状摺動面の
   研削に際して、 研削装置におけるシューを回転移動させる円板状のキャ
   リヤーの固定孔に、前記シューの平面状摺動面からその
   円柱部を落とし込み、次に該シューの球状摺動面を上面
   側から押さえ付け、 前記キャリヤーの固定孔から突出した前記シューの平面
   状摺動面を、前記研削装置の研削盤に押し当てることに
   より、シューの平面状摺動面を平坦状に研削することを
   特徴とする斜板式コンプレッサー用シューの製造方法。
4. 【請求項４】 前記研削装置のキャリヤーの固定孔への
   シューの落とし込み、該シューの平面状摺動面の研削処
   理、及び該シューの取り出し作業を前記キャリヤーの一
   回転で終了させることを特徴とする請求項３の斜板式コ
   ンプレッサー用シューの製造方法。