JPH1150958A - 斜板式コンプレッサ用シュー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 斜板式コンプレッサ用シューを、簡単な構成
で、頂部とピストンの球面座との接触を回避し、かつ、
斜板角度を大きくしても適切な接触部を確保できるよう
にする。 【解決手段】 シュー10の頂部16を、ピストンの球面座
4bと接する外周面14の曲率半径R1よりも大きな曲率半径
R2の部分球面で構成し、外周面14となめらかに連続させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車用エアコ
ン等に用いられる斜板式コンプレッサのシューに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】斜板式コンプレッサは、図５にその概略
構成を示すように、一対のシリンダブロック（５ａ，５
ｂ）内に、斜板（２）を固定した回転軸（３）が回転自
在に支持されている。シリンダブロック（５ａ，５ｂ）
には円周方向の等間隔位置に複数のシリンダボア（５）
が形成され、各ボア（５）内に両頭形のピストン（４）
が摺動自在に収容されている。各ピストン（４）の中央
部分には斜板（２）の外周部を跨ぐようにして凹陥部
（４ａ）が形成され、この凹陥部（４ａ）の軸方向対向
面に球面座（４ｂ）が形成されている。シュー（１）は
この球面座（４ｂ）に収容され、斜板（２）とピストン
（４）との間に介在して、斜板（２）の回転運動をピス
トン（４）の往復運動に円滑に変換させる働きをする。
なお、両頭形のピストンを備えた複動型の場合を例示し
たが、単動型の場合も基本的には同様の構成である。

【０００３】シュー（１）は一般に半球状で、その球面
状外周面にてピストン（４）の球面座（４ｂ）と係合
し、平坦な底面にて斜板（２）と摺接する。

【０００４】従来、図６に示すように、シュー（１）の
球面状外周面のうち、球面座（４ｂ）と接する接触部と
裾野部とを互いに異なる曲率で構成したものが知られて
いる（特公平３−５１９１２号公報参照）。図５は、ピ
ストン（４）の球面座（４ｂ）とそこに収容されたシュ
ー（１）を示したもので、球面座（４ｂ）は単一の曲率
半径をもって形成されており、一方、シュー（１）の球
面状外周面は、球面座（４ｂ）とほぼ同一の曲率半径を
もつ頂部の基準球面（１ａ）と、球面座（４ｂ）と係合
・離脱を繰り返す裾野の球帯部分が、基準球面（１ａ）
よりシュー（１）の中心方向に避退した避退球面（１
ｂ）とで構成されている。換言すれば、避退球面（１
ｂ）の曲率は基準球面（１ａ）の曲率と異なるのみなら
ず、避退球面（１ｂ）の各部分の曲率も徐々に変化して
おり、その意味で、シュー（１）の外周面は複数の曲率
で構成されている。これにより、避退球面（１ｂ）と基
準球面（１ａ）との境界部からなだらかに漸増する適度
な空隙がシュー（１）の揺動により大小さまざまな形態
に変転してくさび作用を助長し、摺動する基準球面（１
ａ）の接触領域へ効果的に潤滑油を供給するように意図
されたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】斜板式コンプレッサに
おいては、斜板の回転揺動に伴いシューはいわゆるミソ
擦り運動を強いられるため、局部当たりが生じやすく、
これが偏摩耗等の不具合の原因となる。それゆえ、シュ
ーの正確な当たりを確保するため、シューの製造過程に
おいて当たりの位置を所定の範囲に収めるように管理す
る必要がある。

【０００６】しかしながら、ピストンの球面座と接する
シューの外周面を球面座とほぼ同一の曲率半径の球面と
した場合、当たり位置が一定せずにばらつきやすい。し
かも、球面座に対するシューの当たり位置は、シューの
球面の仕上がり如何に左右され、それゆえ、シューの高
さ管理を難しくしている。また、シューの外周面を複数
の曲率で構成した場合、加工が難しく、ピストンの球面
座との当たり位置も一層ばらつきやすくなる。

【０００７】そこで、この発明は、簡単な構成で、シュ
ーの頂部とピストンの球面座との接触を回避し、かつ、
斜板角度を大きくしても適切な接触部を確保することを
技術的課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の斜板式コンプレッサ用シューは、ピスト
ンの球面座と接する単一曲率半径の外周面と、斜板と接
する平坦な摺接面とを備え、頂部を球面座の曲率半径よ
り大きな曲率半径の部分球面で構成したものである。こ
こで、「僅かに大きい」とは、外周面（１４）の曲率半
径（Ｒ１）よりは大きいが、いわゆるクラウニングほど
には大きくない、というほどの意味である。

【０００９】球面座と接する外周面は単一の曲率で構成
され、その曲率半径は、球面座の曲率半径と等しいか、
それよりも僅かに小さく設定する。あるいは、外周面
を、シューの中心線から半径方向に離れた位置に曲率中
心をもつ円弧を母線とする曲面で構成してもよい。この
場合も外周面の曲率は単一である。

【００１０】球面座の内周面は単一曲率、すなわち、真
球面とする。もっとも、シューと接する領域についての
み単一曲率とし、開口端部に近づくほど曲率半径が次第
に増大するような曲面とすることもできる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に示すように、シュー（１
０）は鋼球から型鍛造によって成型され、半球状ないし
はボタン状の外観を呈している。ピストン（４）の球面
座（４ｂ）と接する外周面（１４）は、球面座（４ｂ）
の曲率半径と等しいか、それよりも僅かに小さい曲率半
径（Ｒ１）の球面で構成されている。外周面（１４）の
曲率が単一であるため、図４に関連して上に述べた複数
の曲率のものに比べて加工が極めて容易であり、当たり
を精確に設定することができる。

【００１２】シュー（１０）の頂部（１６）は、外周面
（１４）の曲率半径（Ｒ１）よりも大きな曲率半径（Ｒ
２）の部分球面で構成されている。また、頂部（１６）
の曲率半径（Ｒ２）はピストンの球面座（４ｂ）の曲率
半径（Ｒ１）より大きく、球面座（４ｂ）と最適接触と
なる値に設定される。

【００１３】頂部（１６）が述べたような曲率の部分球
面で構成される結果、中心線（１２）に垂直な平面とし
た場合に比べて外周面（１４）とのつながりが滑らかと
なる。したがって、球面座（４ｂ）に対してシュー（１
０）がエッジ当たりを起こす心配がない。さらに、頂部
（１６）は球面座（４ｂ）と接触することがなく、球面
座（４ｂ）との間に三日月状断面の微小間隙（１７）を
形成する。この微小間隙（１７）は油溜りとして機能
し、その周縁部から外周面（１４）と球面座（４ｂ）と
の間に潤滑油が送り込まれる。

【００１４】なお、頂部（１６）にさらに穴、溝その他
の凹所を付加して油の保持機能を高めることも可能であ
る。

【００１５】斜板（２：図４参照）と接するシュー（１
０）の摺接面（１８）は平坦で、比較的小さな曲率半径
の曲面（１９）を経て外周面（１４）と連なっている。
なお、摺接面（１８）は必ずしも中心線（１２）に垂直
な平面である必要はなく、たとえば、大きな曲率の凸球
面、あるいは、周辺部に対して中央部がなだらかに盛り
上がった中高形状とすることも可能であるが、加工が容
易という点では平面が最も有利である。なお、摺接面
（１８）に穴、溝その他の油溜め用凹所を設けてもよ
い。

【００１６】図２は別の実施の形態を示すもので、シュ
ー（１０）の外周面（１４）が、シュー（１０）の中心
線（１２）から半径方向に離れた位置に曲率中心（Ｏ
１，Ｏ１’）をもった円弧を母線とする曲面で構成され
ている。曲率半径（ｒ）は球面座（４ｂ）の曲率半径
（Ｒ１）よりも短く設定されている。具体的には、外周
面（１４）の曲率中心（Ｏ１，Ｏ１’）は、球面座（４
ｂ）の曲率中心（Ｏ）から半径方向外側に距離Ｌだけ離
間し、軸方向に距離Ｈだけ離間した位置にある。したが
って、シュー（１０）の外周面（１４）は、縦断面（図
２）で見て、常に２点でピストン（４）の球面座（４
ｂ）と当たることになる。当該当たり点は曲率中心（Ｏ
１，Ｏ１’）および曲率半径（ｒ）を変更することによ
って変更することができる。この場合も外周面（１４）
の曲率は単一であるため、図６に関連して上に述べた複
数の曲率のものに比べて加工が極めて容易であり、当た
り点を精確に設定することができる。

【００１７】シュー（１０）の当たりの管理は次の要領
で求めたシューの「高さ」を基準にして行なわれる。図
３に示すように、所定の曲率および高さｈｏに仕上げた
マスターピース（Ｍ）を定盤（２０）上に置き、その上
に、所定の円錐角の円錐形凹部（２４）を備えた治具
（２２）を載せ、定盤（２０）から治具（２２）の上面
までの距離（マスター組み高さ：ｈ１）を測定する。次
に、定盤（２０）上にシュー（１０）を置き、その上に
治具（２２）を載せて定盤（２０）から治具（２２）の
上面までの距離（シュー組み高さ：ｈ２）を測定する。
そして、求めるシュー（１０）の高さＨを次式より算出
する。

【００１８】Ｈ＝ｈ０＋（ｈ２−ｈ１） シューの高さＨが所定の範囲に収まるように管理するこ
とで、所期の当たりを確保することができる。なお、図
４に模式的に示すように、シュー（１０）の外周面（１
４）を５つの領域ａ〜ｅに分けるならば、球面座（４
ｂ）との当たり点は領域ｃの部分に相当する。この領域
ｃの上下に位置する領域ｂおよび領域ｄは、局部辺りが
あってはならないが、領域ｃとの連続当たりは許容され
る。頂部（１６）の領域ａは球面座との曲率の違いによ
り当たりは生じない。最も下位の領域ｅも当たりがあっ
てはならない部分である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の斜板式
コンプレッサ用シューは、ピストンの球面座と接するシ
ューの外周面の曲率半径よりも大きな曲率半径の部分球
面で構成された頂部を備えているため、外周面と頂部と
がなめらかに連続し、エッジ当たりの心配がない。しか
も、頂部は球面座と当たらず、球面座との間に三日月状
断面の微小間隙を形成する。この三日月状断面の微小間
隙は油溜りとして機能するため、上述のように頂部が外
周面となめらかに連続していることと相乗的に作用し
て、シューとピストンとの間の潤滑がきわめて良好に行
なわれる。

【００２０】シューの頂部がピストンの球面座と接触し
ないため、接触開始部の管理が容易で、要求仕様に対し
て最適な接触部を構成できる。ピストンの球面座と接す
るシューの外周面が単一曲率半径で構成されているた
め、大きな接触面積を確保できる。したがって、斜板角
度が大きくなっても必要な接触部を確保できる。

【００２１】さらに、この発明の斜板式コンプレッサの
シューは、外周面の曲率が単一であるため、加工が容易
であり、高い精度の外周面を備えた斜板式コンプレッサ
のシューを安価に製造することが可能となる。摺接面に
至るほど曲率半径を縮小させた従来のものに比べて適切
な接触部を構成できることから、接触部の確保が容易
で、高荷重等の仕様に応じた適切なシューを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ピストンの球面座に当接したシューの縦断面図
である。

【図２】変形例を示す縦断面図である。

【図３】（Ａ）はマスターピースの側面図、（Ｂ）は測
定方法を示す説明図である。

【図４】シューの当たりを説明するための模式図であ
る。

【図５】斜板式コンプレッサの縦断面図である。

【図６】従来の技術を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ シュー １２ 中心線 １４ 外周面 Ｒ１，ｒ 曲率半径 １６ 頂部 Ｒ２ 曲率半径 １８ 摺接面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンの球面座と接する単一曲率半径
   の外周面と、斜板と接する平坦な摺接面とを備え、頂部
   を球面座の曲率半径より大きな曲率半径の部分球面で構
   成したことを特徴とする斜板式コンプレッサ用シュー。
2. 【請求項２】 外周面の曲率半径が、球面座の曲率半径
   と等しいか、それよりも僅かに小さいことを特徴とする
   請求項１の斜板式コンプレッサ用シュー。
3. 【請求項３】 外周面の母線が、シューの中心線から半
   径方向に離れた位置に曲率中心をもつ円弧であることを
   特徴とする請求項１の斜板式コンプレッサ用シュー。