JPS61157778A - Swash plate type compressor - Google Patents

Swash plate type compressor

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JPS61157778A
JPS61157778A JP59280710A JP28071084A JPS61157778A JP S61157778 A JPS61157778 A JP S61157778A JP 59280710 A JP59280710 A JP 59280710A JP 28071084 A JP28071084 A JP 28071084A JP S61157778 A JPS61157778 A JP S61157778A
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JP
Japan
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swash plate
fiber
rotor
fibers
short fibers
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JP59280710A
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Japanese (ja)
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Kenji Naruse
成瀬 賢次
Mitsuyoshi Shirotani
城谷 三義
Fukuo Gomi
五味 福夫
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B27/1036Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F04B27/1054Actuating elements

Abstract

PURPOSE:To reduce abrasion of rotor by forming the surface section for forming a swash plate in rotor through lamination of collected fiber mainly composed of wiskers and collected fiber mainly composed of short fibers. CONSTITUTION:In a swash plate type compressor, a piston 8 fitted slidably in plural cylinder bores 10 made in parallel with a rotary shaft 11 is reciprocated in axial direction through an intermediate member or a semi-sphercal shoe 9 by the rotation of a rotor 7 having a swash plate. Here, at least the surface sections 1, 1 forming the swash plate of the rotor 7 is composed of first fiber reinforced metal complex material sections 21, 21' reinforced with first fibers such as alumina short fibers, second fiber reinforcedmetal complex material sections 3, 3' composed of second fibers such as silicon carbide wiskers and mixed fiber reinforced metal complex material sections 4, 4' formed at the interface of said sections.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は斜板式コンプレッサの改良に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to improvements in swash plate compressors.

[従来の技術] 従来より、自動車の空調システムには、軸と平行に設け
られた複数個のシリンダボアをもつハウジウグと、該ハ
ウジング内において回転軸により回転されるロータと、
該シリンダボア内に摺動自在に嵌合されたピストンと、
該斜板と該ピストンと□の間に介在し該ロータの回転に
より該ピストンを往復運動させる中間部材と、で構成さ
れる斜板式コンプレッサが使用されている。このコンプ
レッサでは、回転軸の回転により斜板が揺動し、これに
よりピストンが往復運動してシリンダ内のガスを圧縮す
る。
[Prior Art] Conventionally, an air conditioning system for an automobile includes a housing having a plurality of cylinder bores provided in parallel with an axis, a rotor rotated by a rotating shaft within the housing,
a piston slidably fitted within the cylinder bore;
A swash plate type compressor is used, which is composed of the swash plate, an intermediate member interposed between the piston and □, and causing the piston to reciprocate as the rotor rotates. In this compressor, the swash plate swings as the rotating shaft rotates, causing the piston to reciprocate and compress the gas in the cylinder.

この斜板式コンプレッサにおいて、ロータ、中間部材は
特に軽量化等の面からアルミニウムやアルミニウム合金
が使用されている。例えば、摺動条件の厳しいロータに
はシリコンを17〜25%と共晶組成以上含有させたア
ルミニウムー高シリコン合金が使用されている。シリコ
ン含有率を17〜25%と高くした場合にはシリコンを
共晶組成以上含有することから、硬質粗大粒子である初
晶シリコンが母材の内部にも表面にも生じており、表面
に生じた硬質の初晶シリコンによって耐摩耗性が優れた
ものとなる。
In this swash plate compressor, aluminum or aluminum alloy is used for the rotor and intermediate members, especially from the viewpoint of weight reduction. For example, an aluminum-high silicon alloy containing 17 to 25% silicon, or more than the eutectic composition, is used for rotors that are subject to severe sliding conditions. When the silicon content is as high as 17 to 25%, the silicon content exceeds the eutectic composition, so primary crystal silicon, which is a hard coarse particle, occurs both inside and on the surface of the base material. The hard primary silicon provides excellent wear resistance.

しかしながらこの場合には表面加工方法によっては表面
に生じている硬質粗大粒子である初晶シリコンが表面か
ら脱落することがある。この様に初晶シリコンが脱落す
ると、アルミニウムー高シリコン合金でありながら耐摩
耗性がそれだけ低下し、潤滑剤等が不足になった時に焼
付を生じやすい。又このような高シリコン合金は靭性が
充分でないという欠点もある。また母材のシリコン含有
量が高いと耐摩耗性が優れたものとなる反面母材が脆く
なるため加工が困難となり、機械的強度が充分でないと
いった問題が生じる。即ち母材全体のシリコンの含有量
を高める手段では上記した強度上の問題があるためシリ
コン含有量に一定の上限がある。
However, in this case, depending on the surface processing method, primary crystal silicon, which is hard coarse particles formed on the surface, may fall off from the surface. When the primary silicon falls off in this way, the wear resistance decreases even though it is an aluminum-high silicon alloy, and seizure is likely to occur when there is a lack of lubricant. Furthermore, such high silicon alloys also have the disadvantage of insufficient toughness. Furthermore, if the silicon content of the base material is high, the wear resistance will be excellent, but on the other hand, the base material will become brittle, making processing difficult and causing problems such as insufficient mechanical strength. That is, the method of increasing the silicon content of the entire base material has the above-mentioned strength problem, so there is a certain upper limit to the silicon content.

又アルミニウム合金においてシリコン含有量が少ない場
合には靭性には優れるが機械的強度が充分でなく又耐摩
耗性に劣ると共に焼付も生じやすい。また上記のアルミ
ニウムーシリコン合金においては熱膨張率が大きく、運
転時の熱膨張を抑えることができず、シューとのクリア
ランスを一定にすることができず斜板とシューとのロッ
クが生じることとなる。
In addition, when the silicon content is low in an aluminum alloy, it has excellent toughness but does not have sufficient mechanical strength, has poor wear resistance, and is prone to seizure. In addition, the above aluminum-silicon alloy has a large coefficient of thermal expansion, and it is not possible to suppress thermal expansion during operation, making it impossible to maintain a constant clearance between the shoes and the swash plate and shoes. Become.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記問題点を克服するものであり、耐摩耗性、
耐焼付性、靭性および低熱膨張性に優れた斜板式コンプ
レッサを提供することを目的とする。
[Problems to be solved by the invention] The present invention overcomes the above-mentioned problems, and improves wear resistance,
The purpose of the present invention is to provide a swash plate compressor with excellent seizure resistance, toughness, and low thermal expansion.

[問題点を解決するだめの手段] 本発明の斜板式コンプレッサは、例えば第3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10
をもつハウジング6と、該ハウジング6内において回転
軸により回転され、該シリンダボア10に対向する斜板
を持つロータ7と、該シリンダボア10内に摺動自在に
嵌合されたピストン8と、該ロータ7の該斜板と該ピス
トン8との間に介在し、該ロータ7の回転により該ピス
トン8を往復運動させる中間部材9とで構成される斜板
式コンプレッサにおいて、 例えば第1図に示すように該ロータ7の該斜板を形成す
る少なくとも表面部1は、短繊維を主とする第1繊維で
構成された第1繊維集積体2aと、該第2繊維集積体2
aの一面に一体的に構成されたウィスカを主とする第2
mNで構成された第2繊維集積体3aからなるIIAH
成形体が埋設された繊維強化金R21,3,4で構成さ
れ、該斜板には第2繊維が母材金属表面に表出した構造
としたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The swash plate compressor of the present invention has a plurality of cylinder bores 10 provided parallel to the axis, as shown in FIG. 3, for example.
a rotor 7 that is rotated by a rotating shaft within the housing 6 and has a swash plate facing the cylinder bore 10; a piston 8 that is slidably fitted within the cylinder bore 10; In a swash plate type compressor comprising an intermediate member 9 which is interposed between the swash plate 7 and the piston 8 and causes the piston 8 to reciprocate by the rotation of the rotor 7, for example, as shown in FIG. At least the surface portion 1 forming the swash plate of the rotor 7 includes a first fiber assembly 2a composed of first fibers mainly consisting of short fibers, and a second fiber assembly 2.
The second part, which mainly consists of whiskers, is integrally formed on one side of a.
IIAH consisting of the second fiber assembly 3a composed of mN
It is composed of fiber-reinforced gold R21, 3, and 4 in which a molded body is embedded, and the swash plate is characterized by having a structure in which second fibers are exposed on the surface of the base metal.

本発明の斜板式コンプレッサにおいてロータとは、ハウ
ジング内において回転軸により回転揺動するものを意味
する。具体的には斜板\式コンプレッサの斜板、特開昭
55−29040号明i書に記載されているコンプレッ
サのロータに当る。
In the swash plate compressor of the present invention, the rotor refers to a member that rotates and oscillates within the housing around a rotating shaft. Specifically, it corresponds to the swash plate of a swash plate type compressor and the rotor of the compressor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-29040.

中間部材とは、例えば斜板式コンプレッサーのシューと
か、上記明細書に記載されたコンプレッサの揺動板であ
り、上記斜板の摺動面と摺動し、咳斜板の回転によりピ
ストンを往復運動させるものを意味する。この中間部材
は半球状または平板状等の従来のものをそのまま使用で
きる。
The intermediate member is, for example, the shoe of a swash plate compressor or the swing plate of the compressor described in the above specification, and slides on the sliding surface of the swash plate, causing the piston to reciprocate by rotating the swash plate. means something that causes As this intermediate member, a conventional one having a hemispherical shape or a flat plate shape can be used as is.

本発明の斜板式コンプレッサは、ロータ、中間部材、ピ
ストン、回転軸、ハウジング等の構成物品の形状は従来
の斜板式コンプレッサ特開昭55−29040号明細書
に記載されたコンプレッサのそれらと同一である。
In the swash plate compressor of the present invention, the shapes of the components such as the rotor, intermediate member, piston, rotating shaft, and housing are the same as those of the conventional swash plate compressor described in JP-A-55-29040. be.

本発明においては、ロータの斜板を形成する少なくとも
表面部は、短繊維を主とする第1!fi維で構成された
第1繊維集積体と、該第1繊維集積体の一面に一体的に
構成されたウィスカを主とする第2繊維で構成された第
2繊維集積体からなる繊維成形体が埋設された繊維強化
金属で構成され、該斜板には該第2繊維が母材金属表面
に表出した構造としたことを特徴とする。
In the present invention, at least the surface portion forming the swash plate of the rotor is made of short fibers. A fiber molded body consisting of a first fiber aggregate made of fi fibers and a second fiber aggregate made of second fibers mainly having whiskers integrally formed on one surface of the first fiber aggregate. The swash plate is made of fiber-reinforced metal with embedded fibers, and the swash plate has a structure in which the second fibers are exposed on the surface of the base metal.

上記「ロータの斜板」は、用いられるロータの一方の側
にあってもよい。これは用いられるコンプレッサの種類
により種々異なる。
The "rotor swash plate" may be on one side of the rotor used. This varies depending on the type of compressor used.

上記「ロータ」は、マグネシウム系金属、銅系金属、ア
ルミ系金属で構成されている。これらの金属のうち軽量
性等を考慮するとアルミニウム、アルミニウム合金、マ
グネシウムまたはマグネシウム合金が好ましく、特にア
ルミニウム合金がより好ましい。該アルミニウム合金に
はアルミニウムー珪素系、アルミニウムー珪素−マグネ
シウム系、アルミニウムー珪素−銅系、アルミニウムー
銅−珪素−マグネシウム−ニッケル系、アルミニウムー
銅−珪素−マグネシウム系、アルミニウムー銅系等の合
金が用いられる。該マグネシウム合金にはマグネシウム
−アルミニウム系、マグネシウム−亜鉛系等の合金が、
該銅合金には銅−亜鉛−アルミニウム系、銅−亜鉛−マ
ンガン系等の合金が用いられる。なお、母材金属は使用
される繊維と濡れ性のよいものが好ましい。
The above-mentioned "rotor" is made of magnesium metal, copper metal, and aluminum metal. Among these metals, aluminum, aluminum alloy, magnesium, and magnesium alloy are preferable in consideration of lightness and the like, and aluminum alloy is particularly preferable. The aluminum alloys include aluminum-silicon system, aluminum-silicon-magnesium system, aluminum-silicon-copper system, aluminum-copper-silicon-magnesium-nickel system, aluminum-copper-silicon-magnesium system, aluminum-copper system, etc. Alloys are used. The magnesium alloys include magnesium-aluminum alloys, magnesium-zinc alloys, etc.
The copper alloy used is a copper-zinc-aluminum alloy, a copper-zinc-manganese alloy, or the like. The base metal is preferably one that has good wettability with the fibers used.

上記の「少なくとも表面部は、」とは、例えば第1図お
よび第2図に示すように、2つの表面部1と1′、11
と11−が上記繊維形成体が埋設された繊維強化金属で
構成され、その2つの表面部1と1−111と11′の
内部は、第1図に示すように第1繊維積層体2aが埋設
された構造でもよいし、第2図に示すように繊維を含ま
ない金属のみから成る部分5を有する構成でもよいこと
を意味する。
For example, as shown in FIG. 1 and FIG.
and 11- are made of fiber-reinforced metal in which the fiber forming body is embedded, and the inside of the two surface parts 1 and 1-111 and 11' are covered with the first fiber laminate 2a as shown in FIG. This means that it may be a buried structure or, as shown in FIG. 2, may have a structure having a portion 5 made only of metal without containing fibers.

上記「繊維成形体」は、第1図および第4図に示すよう
に、第1繊維集積体2aと第2繊維集積体3aとの境界
部ニハ第1繊M2b と第2mAM3bとの混合層4a
が存在する。即ち第1繊維集積体2aと第2繊維集積体
3aは一体的に構成されている。即ち上記ロータの斜板
を形成する少なくとも表面部1.1′は、第1繊維強化
金属複合材料部21.21′と、第2繊維強化金属複合
材料部3.3′と、これらの両材料部の境界部に形成さ
れたこれらの肉繊維の混合層強化金属複合材料部4.4
′とから構成される。
As shown in FIGS. 1 and 4, the above-mentioned "fiber molded body" includes a mixed layer 4a of the first fiber M2b and the second mAM3b at the boundary between the first fiber aggregate 2a and the second fiber aggregate 3a.
exists. That is, the first fiber assembly 2a and the second fiber assembly 3a are integrally constructed. That is, at least the surface portion 1.1' forming the swash plate of the rotor comprises a first fiber-reinforced metal composite material portion 21.21', a second fiber-reinforced metal composite material portion 3.3', and both of these materials. A mixed layer of these fibers formed at the boundary of the reinforced metal composite material part 4.4
′.

上記第14JANは短4tiMのみで構成されてもよい
し、短繊維にウィスカまたは長繊維を混合したものとす
ることもできる。また該第1繊維には1種類または2種
類以上の短繊維を含んでいてもよい。
The 14th JAN may be composed of only short 4tiM fibers, or may be a mixture of short fibers and whiskers or long fibers. Further, the first fibers may contain one or more types of short fibers.

該短繊維には例えばアルミナシリカyri繊維、アルミ
ナ短繊維またはガラス短繊維等を用いることができる。
As the short fibers, for example, alumina silica yri fibers, alumina short fibers, glass short fibers, etc. can be used.

また該短繊維の直径は通常2〜10μmである。Further, the diameter of the short fibers is usually 2 to 10 μm.

上記第2繊維はウィスカを主とするものである。The second fibers are mainly composed of whiskers.

ここにウィスカとは、ひげ状結晶の範晴に入るものであ
ればよく、その径およびその長さは特に限定されない。
The term "whiskers" used herein may be anything that falls within the range of whisker-like crystals, and the diameter and length thereof are not particularly limited.

そして該径または長さはウィスカの種類、その製造方法
等により異なるがおおむね該径は0.1〜1.0μ麿、
該長さは50〜200μm程度である。該第2繊維はウ
ィスカのみでもよいがウィスカに上記の短繊維等を混合
したものとすることもできる。また該第2繊維には1種
類または2種類以上のウィスカを含んでいてもよい。
The diameter or length varies depending on the type of whisker, its manufacturing method, etc., but in general, the diameter is 0.1 to 1.0 μm.
The length is about 50 to 200 μm. The second fibers may be whiskers alone, but they may also be a mixture of whiskers and the above-mentioned short fibers. Further, the second fiber may contain one or more types of whiskers.

該噂ウィスカには例えば炭化珪素ウィスカ、窒化珪素ウ
ィスカ、アルミナウィスカまたはチタン酸カリウムウィ
スカ等が用いられる。通常該ウィスカには炭化珪素ウィ
スカまたは窒化珪素ウィスカが用いられる。特に炭化珪
素ウィスカは通常用いられる母材金属であるアルミニウ
ム合金等と濡れ性が特によいのでより好ましい。
For example, silicon carbide whiskers, silicon nitride whiskers, alumina whiskers, potassium titanate whiskers, etc. are used as the whiskers. Typically, silicon carbide whiskers or silicon nitride whiskers are used as the whiskers. In particular, silicon carbide whiskers are more preferred because they have particularly good wettability with commonly used base metals such as aluminum alloys.

本発明の上記ロータにおいては、第2繊維集積体の間に
二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラフ7イト
、酸化鉛および窒化硼素のうちの1種または2種以上で
構成されたものとすることができる。即、ち第iaim
強化金属複合材料部には上記の二硫化モリブデン等の固
体潤滑剤を均一に分敗させたものとすることができる。
In the rotor of the present invention, one or more of molybdenum disulfide, tungsten disulfide, graphite, lead oxide, and boron nitride may be contained between the second fiber aggregates. I can do it. In other words, the first iaim
A solid lubricant such as the above-mentioned molybdenum disulfide may be uniformly distributed in the reinforced metal composite material portion.

この場合には耐摩耗性がさらに優れる。In this case, wear resistance is even better.

本発明を特徴づけるロータの製造方法は以下の通りであ
る。即ちまず目的とする繊維成形体形状に応じた濾過面
を持つ成形用濾過機内に短繊維を主とする第1繊維の解
繊液を入れて濾過し、該濾過面上に第1繊維集積体を成
形する。次いでこの成形された第1繊維集積体を持つ該
濾過機内にウィスカを主とする第2Il維の解繊液を入
れて濾過し、第4図に示すように、該第1繊維集積体2
aの上面に一体化された第2繊維集積体3aを形成し繊
維成形体を得る。なおこの繊維成形体においては、第1
11維集積体2aと、第241維集積体3aとの境界部
には両amの混合層4aが存在する。
The rotor manufacturing method that characterizes the present invention is as follows. That is, first, a fibrillation liquid for first fibers mainly consisting of short fibers is poured into a molding filter having a filtration surface corresponding to the shape of the desired fiber molded product, and filtered, and a first fiber aggregate is placed on the filtration surface. to form. Next, a fibrillation liquid for the second Il fibers containing mainly whiskers is put into the filter having the formed first fiber aggregate and filtered, so that the first fiber aggregate 2 is filtered as shown in FIG.
A second fiber assembly 3a is formed integrally on the upper surface of the fiber molded body 3a to obtain a fiber molded body. In addition, in this fiber molded article, the first
A mixed layer 4a of both am exists at the boundary between the No. 11 fiber aggregate 2a and the 241st fiber aggregate 3a.

次いで上記の繊維成形体を鋳造金型中のキャピテイ内に
お(。多くの場合第2繊維集積体の表面を型面に接して
配置する。この場合第1図に示すように第1繊維強化金
属複合材料部2の上面および下面に第2111強化金属
複合材料部3.3′を形成させたロータとする場合には
、第4図に示した第1繊維集積体2aの上面にのみ第2
繊維集積体3aが形成された繊維成形体を、第5図に示
すように、第111維集積体の下面同志を重ね合わせて
所定キャビティ内に配置する。また繊維成形体が薄板の
場合には第6図に示すように中本29を設ける。その後
溶融した母材金属を上記繊維成形体の第1繊維集積体の
表面の方から導いて、該繊維成形体に接触浸透させた後
、冷却して上記母材金属を固化させて所定形状のロータ
を製造する。なお中本部分は必要に応じ切削除去する。
Next, the above-mentioned fiber molded body is placed in a cavity in a casting mold (in many cases, the surface of the second fiber aggregate is placed in contact with the mold surface. In this case, as shown in FIG. In the case of a rotor in which the 2111 reinforced metal composite material portion 3.3' is formed on the upper and lower surfaces of the metal composite material portion 2, the second reinforced metal composite material portion 3.3' is formed only on the upper surface of the first fiber aggregate 2a shown in FIG.
The fiber molded body in which the fiber aggregate 3a has been formed is placed in a predetermined cavity with the lower surfaces of the 111th fiber aggregate overlapping each other, as shown in FIG. If the fiber molded body is a thin plate, a booklet 29 is provided as shown in FIG. Thereafter, the molten base metal is guided from the surface of the first fiber aggregate of the fiber molded body to contact and penetrate into the fiber molded body, and then cooled to solidify the base metal and form a predetermined shape. Manufacture rotors. The middle book portion will be cut and removed as necessary.

[実施例] 以下、実施例により本発明を説明する。[Example] The present invention will be explained below with reference to Examples.

本発明の実施例の斜板式コンプレッサの断面図を第3図
に示す。第3図によればこの斜板式コンプレッサにおい
ては、ハウジング6内には回転軸11が軸受12を介し
て回転自在に軸支され、この回転軸11には斜板7が連
結固定されている。
A sectional view of a swash plate compressor according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. According to FIG. 3, in this swash plate type compressor, a rotating shaft 11 is rotatably supported in the housing 6 via a bearing 12, and a swash plate 7 is connected and fixed to this rotating shaft 11.

そして前記ハウジング6には放射状等間隔位置にシリン
ダボア10がそれぞれ形成され、各ボア10内にはピス
トン8が摺動自在に嵌合されている。
Cylinder bores 10 are formed in the housing 6 at equal radial intervals, and a piston 8 is slidably fitted into each bore 10.

このハウジング6の左端開口部には、バルブプレート1
5およびフロントシリンダヘッド16とにより閉塞され
、右端開口部にはバックプレート17およびリアシリン
ダヘッド18により閉塞されている。
A valve plate 1 is provided at the left end opening of the housing 6.
5 and a front cylinder head 16, and the right end opening is closed by a back plate 17 and a rear cylinder head 18.

上記ピストン8の中央部分にはロータ7の外周部分を受
は入れる凹陥部8aが形成され、この凹陥部8aの軸方
向対向面には、それぞれ球状凹陥部8bが形成されてい
る。ロータ7の摺動面には、半球状の中間部材シュー9
が摺接され、上記ロータ7の回転をピストン8に往復運
動として伝達するようになっている。なお以上の構成は
基本的には従来の斜板式コンプレッサの構造と同一であ
る。
A concave portion 8a is formed in the center portion of the piston 8 to receive the outer peripheral portion of the rotor 7, and a spherical concave portion 8b is formed on each axially opposing surface of the concave portion 8a. A hemispherical intermediate member shoe 9 is provided on the sliding surface of the rotor 7.
are in sliding contact and transmit the rotation of the rotor 7 to the piston 8 as reciprocating motion. The above configuration is basically the same as that of a conventional swash plate compressor.

本実施例ではロータ7の材質が従来のものと異なってい
る。即ち該ロータ7の該斜板を形成する2つの最表面部
は炭化珪素ウィスカである第2繊維で構成された第2繊
維強化金属複合材料部3.3′からなり、その内部全部
にはアルミナ短繊維である第1繊維で強化された第1繊
維強化金属複合材料部2からなる。なお該第211i維
強化金属複合材料部3.3′と第1繊維強化金属複合材
料部2との境界部には上記第1繊維と上記第2繊維との
混合層繊維強化金属複合材料部4.4′が存在している
。なお上記の母材金属には、A390合金を用いた。
In this embodiment, the material of the rotor 7 is different from the conventional one. That is, the two outermost surfaces forming the swash plate of the rotor 7 are made of second fiber-reinforced metal composite material portions 3 and 3' made of second fibers that are silicon carbide whiskers, and the entire interior thereof is made of alumina. It consists of a first fiber-reinforced metal composite material part 2 reinforced with first fibers, which are short fibers. Note that at the boundary between the 211i fiber-reinforced metal composite material part 3.3' and the first fiber-reinforced metal composite material part 2, there is a mixed layer fiber-reinforced metal composite material part 4 of the first fiber and the second fiber. .4' exists. Note that A390 alloy was used as the above-mentioned base metal.

上記ロータの製造方法は以下の通りである。まず目的と
する繊維成形体形状に応じた濾過面を持つ成形用濾過機
内にアルミナ類taattからなる第1繊維の解繊液を
入れる。この解繊液にはアニオン系界面活性剤およびデ
ンプンのバインダを含む水を用いた。また該アルミナ短
繊維は直径約2.5〜3μm1長ざ約300〜5000
μmである。
The method for manufacturing the above rotor is as follows. First, a fibrillating liquid for first fibers made of alumina taatt is put into a molding filter having a filtering surface corresponding to the shape of the desired fiber molded body. This defibrating solution used water containing an anionic surfactant and a starch binder. The alumina short fibers have a diameter of about 2.5 to 3 μm and a length of about 300 to 5000.
It is μm.

この解繊液を吸引して濾過し、該濾過面上に第1繊維集
積体を成形した。
This defibrating liquid was suctioned and filtered, and a first fiber aggregate was formed on the filtered surface.

上記により成形された第1繊維集積体を持つ上記濾過機
内に炭化珪素ウィスカからなる第2繊維の解繊液を入れ
た。該炭化珪素ウィスカは直径約0.1〜1μm 、長
さ約500〜200μmである。そして該解繊液を吸引
濾過し上記第1繊維集積体の上面に一体化された第2繊
維よりなる第2繊維集積体を形成した。そしてこの成形
体を乾燥して繊維成形体を得た。
A defibrating liquid for second fibers made of silicon carbide whiskers was placed in the filter having the first fiber aggregate formed as described above. The silicon carbide whiskers have a diameter of about 0.1 to 1 μm and a length of about 500 to 200 μm. Then, the defibrating liquid was suction-filtered to form a second fiber assembly made of second fibers integrated on the upper surface of the first fiber assembly. This molded body was then dried to obtain a fiber molded body.

上記の繊維成形体2つの各第1繊維集積体の下面同志を
重ね合わせて形成された繊維成形体28を第5図に示す
ように所定形状の鋳造金型(上型22、下型23)の所
定形状のキャピテイ25内におく。その後溶融したアル
ミニウム合金(A390合金)を加圧プランジャー27
を用いて上記成形体28に接触、加圧、浸透させて後、
冷却して繊維強化金属複合材料からなる、第1図に示す
ロータを製造した。
The fiber molded body 28 formed by overlapping the lower surfaces of each of the first fiber aggregates of the two fiber molded bodies described above is placed into a casting mold of a predetermined shape (upper mold 22, lower mold 23) as shown in FIG. It is placed in a cavity 25 having a predetermined shape. After that, the molten aluminum alloy (A390 alloy) is pressed into the plunger 27.
After contacting, pressurizing, and infiltrating the molded body 28 using a
A rotor shown in FIG. 1 made of a fiber-reinforced metal composite material was manufactured by cooling.

本実施例の斜板式コンプレッサにおいては、斜板を形成
する2つの表面部1.1″が第1繊維と第2繊維が一体
的に構成された繊維成形体が埋設された繊維強化金属で
構成され、該斜板には第2繊維が母材金属表面に表出し
た構造をするロータを使用している。従って該ロータは
耐焼付性および耐摩耗性に極めて優れている。従って本
斜板式コンプレッサは耐焼付性、耐摩耗性に対して耐久
性のあるものである。
In the swash plate compressor of this embodiment, the two surface portions 1.1" forming the swash plate are made of fiber-reinforced metal in which a fiber molded body in which first fibers and second fibers are integrally constructed is embedded. The swash plate uses a rotor with a structure in which the second fibers are exposed on the surface of the base metal.Therefore, the rotor has extremely excellent seizure resistance and wear resistance.Therefore, this swash plate type The compressor is durable in terms of seizure resistance and wear resistance.

また本実施例において用いられるロータは2つの表面部
1.1″の内部2は短繊維を主とする第1繊維強化金属
複合材料から構成される。従って該ロータは強度に優れ
熱膨張率も小さい。従って本実施例の斜板式コンプレッ
サは機械的強度に対して耐久性を示し、かつ運転時の熱
膨張を抑えシューとのクリアランスを一定にし斜板とシ
ューのロックを防ぐことができる。
In addition, the rotor used in this example has two inner surfaces 1.1" made of a first fiber-reinforced metal composite material mainly made of short fibers. Therefore, the rotor has excellent strength and a low coefficient of thermal expansion. Therefore, the swash plate compressor of this embodiment exhibits durability against mechanical strength, suppresses thermal expansion during operation, maintains a constant clearance with the shoe, and prevents the swash plate and the shoe from locking.

また本ロータにおいては、短繊維をバックアツプ材とし
て利用するので本ロータは生産効率がよく製造されるも
のである。
Furthermore, since the present rotor uses short fibers as a back-up material, the present rotor can be manufactured with high production efficiency.

以上より本ロータは耐焼付性、耐摩耗性、低熱膨張性お
よび靭性に優れたものである。従って本発明の斜板式コ
ンプレッサは耐焼付性等において耐久性に優れる。
From the above, this rotor has excellent seizure resistance, wear resistance, low thermal expansion, and toughness. Therefore, the swash plate compressor of the present invention has excellent durability in terms of seizure resistance and the like.

[発明の効果] 本発明の斜板式コンプレッサにおいてはそれに用いられ
るロータの斜板を形成する少なくとも表面部は第1繊維
集積体と第28維集積体とからなる繊維成形体が埋設さ
れた繊維強化金属で構成され、該斜板には該第2繊維が
母材金属表面に表出した構造となっている。従って該ロ
ータは耐焼付性および耐摩耗性に優れる。また表面部の
内部を安価、耐熱性および機械的強度等に優れた第11
維で強化した金属複合材料から構成されるものとするこ
とができる。従って運転時の熱膨張を抑えシューとのク
リアランスを一定にし斜板とシューのロックを防ぐこと
ができる。
[Effects of the Invention] In the swash plate compressor of the present invention, at least the surface portion forming the swash plate of the rotor used therein is fiber-reinforced in which a fiber molded body consisting of the first fiber aggregate and the 28th fiber aggregate is embedded. The swash plate is made of metal, and has a structure in which the second fibers are exposed on the surface of the base metal. Therefore, the rotor has excellent seizure resistance and wear resistance. In addition, the interior of the surface part is made of a 11
The material may be constructed of a metal composite material reinforced with fibers. Therefore, it is possible to suppress thermal expansion during operation, maintain a constant clearance with the shoe, and prevent the swash plate from locking with the shoe.

また上記ロータにおいては第2繊維の裏面側に、安価で
機械的強度は強くかつ耐熱性のある第1繊維をバックア
ツプ材として利用することができる。
Further, in the rotor, the first fiber, which is inexpensive, has strong mechanical strength, and is heat resistant, can be used as a back-up material on the back side of the second fiber.

さらに該第1繊維と該第211雑の各集積体の境界部に
は両繊維の混合層を有するので該繊維成形体はウィスカ
のみで強化したものと比べてその強度が強い。従って本
ロータにおいてはそれを安価に製造することができ且つ
金属溶湯の流れがよくなり複合化が極めて容易となる。
Furthermore, since the boundary between the first fiber and the 211th miscellaneous aggregate has a mixed layer of both fibers, the fiber molded product has higher strength than one reinforced with whiskers alone. Therefore, in this rotor, it can be manufactured at a low cost, the molten metal flows well, and it is extremely easy to compose the rotor.

また金属溶湯鍛造において高圧に耐えることができ高圧
鋳造も可能となり極めて生産効率がよくなる。
In addition, it can withstand high pressure in molten metal forging, making high-pressure casting possible, resulting in extremely high production efficiency.

本ロータはその最表面部にウィスカを主とする第211
維で強化した繊維強化金属で構成するので、母材金属材
料として珪素含有量の少ないアルミニウム合金を使用す
ることができる。従って該ロータにおいては初晶シリコ
ンの分布が不均一となることもなく靭性にも優れる。こ
の効果は、本ロータの内部が母材金属から構成される場
合に、特に著しい。
This rotor has the 211th rotor, which mainly has whiskers on its outermost surface.
Since it is made of fiber-reinforced metal reinforced with fibers, an aluminum alloy with a low silicon content can be used as the base metal material. Therefore, in the rotor, the distribution of primary silicon does not become non-uniform and the rotor has excellent toughness. This effect is particularly significant when the interior of the rotor is made of base metal.

本ロータにおいては第1繊維の繊維体積率と第2繊維の
繊維体積率を変化させることにより厚み方向の熱膨張係
数をコントロールすることができるので、運転中の温度
上昇によるシュークリアランスの変化を小さくすること
ができる。
In this rotor, the coefficient of thermal expansion in the thickness direction can be controlled by changing the fiber volume fraction of the first fiber and the fiber volume fraction of the second fiber, so changes in shoe clearance due to temperature rise during operation can be minimized. can do.

以上のように本発明において用いられるロータは上記の
ような従来と比べて優れた特徴を有する。
As described above, the rotor used in the present invention has characteristics superior to those of the conventional rotor as described above.

従って本発明の斜板式コンプレッサは摺動条件の厳しい
場合においてもロータの摩耗が少なく、また焼付いたり
斜板とシューのロックを生じたりすることもなく、ロー
タに起因する故障を回避することができる。
Therefore, the swash plate compressor of the present invention has less wear on the rotor even under severe sliding conditions, and there is no seizure or locking of the swash plate and shoes, making it possible to avoid failures caused by the rotor. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はvan成形体が厚い場合であって本実施例に係
わるロータの正面図である。第2図は繊維成形体が薄板
状の場合のロータの正面図である。 第3図は本実施例に係わる斜板式コンプレッサの断面図
である。第4図は繊維成形体において鯖1繊維集積体と
第2繊維集積体との境界部の拡大断面図である。第5図
は本実施例の斜板式コンプレッサに用いられるロータの
製造に用いられる溶湯鍛造装置のキャピテイ内に繊維集
積体を配置せしめた状態の説明断面図である。第6図は
薄板状の繊維成形体を用いてロータを製造するときの溶
湯鍛造装置のキャビティ内にこの繊維成形体を配置せし
めた状態の説明断面図である。 1・・・表面部 2・・・第1#IA維強化金属複合材料部3・・・第2
111維強化金属複合材料部−4・・・肉繊維の混合層
強化金属複合材料部5・・・母材金属    2a・・
・第1繊維集積体3a・・・第2繊維集積体 4a・・
・混合層6・・・ハウジング    7・・・ロータ8
・・・ピストン     8a・・・凹陥部8b・・・
球状の凹陥部 10・・・シリンダボア   11・・・回転軸12.
13・・・軸受    14・・−ピン15・・・バル
ブプレート 16・・・フロントシリンダヘッド 17・・・バックプレート 18・・・リヤシリンダヘッド22・・・上型23・・
・下型       24・・・ダイベース25・・・
キャビティ    26・・・セキ27・・・加圧プラ
ンジャー 28・・・繊維成形体2つ・・・中本
FIG. 1 is a front view of the rotor according to this embodiment, in which the van molded body is thick. FIG. 2 is a front view of a rotor in which the fiber molded body is in the form of a thin plate. FIG. 3 is a sectional view of the swash plate compressor according to this embodiment. FIG. 4 is an enlarged sectional view of the boundary between the first fiber aggregate and the second fiber aggregate in the fiber molded body. FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view of a state in which the fiber aggregate is arranged in the cavity of the molten metal forging device used for manufacturing the rotor used in the swash plate compressor of this embodiment. FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view of a state in which a thin plate-like fiber molded body is placed in a cavity of a molten metal forging device when manufacturing a rotor using the fiber molded body. 1...Surface part 2...1st #IA fiber reinforced metal composite material part 3...2nd
111 Fiber-reinforced metal composite material part-4...Fiber mixed layer reinforced metal composite material part 5...Base metal 2a...
・First fiber aggregate 3a...Second fiber aggregate 4a...
・Mixed layer 6...Housing 7...Rotor 8
...Piston 8a...Concave portion 8b...
Spherical concave portion 10...Cylinder bore 11...Rotating shaft 12.
13...Bearing 14...-Pin 15...Valve plate 16...Front cylinder head 17...Back plate 18...Rear cylinder head 22...Upper mold 23...
・Lower mold 24...Die base 25...
Cavity 26... Seki 27... Pressure plunger 28... Two fiber molded bodies... Nakamoto

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)軸と平行に設けられた複数個のシリンダボアをも
つハウジングと、該ハウジング内において回転軸により
回転され、該シリンダボアに対向する斜板をもつロータ
と、該シリンダボア内に摺動自在に嵌合されたピストン
と、該ロータの該斜板と該ピストンとの間に介在し、該
ロータの回転により該ピストンを往復運動させる中間部
材とで構成される斜板式コンプレッサにおいて、 該ロータの該斜板を形成する少なくとも表面部は、短繊
維を主とする第1繊維で構成された第1繊維集積体と、
該第1繊維集積体の一面に一体的に構成されたウィスカ
を主とする第2繊維で構成された第2繊維集積体からな
る繊維成形体が埋設された繊維強化金属で構成され、 該斜板には該第2繊維が母材金属表面に表出した構造と
したことを特徴とする斜板式コンプレッサ。
(1) A housing having a plurality of cylinder bores provided parallel to the axis, a rotor rotated by a rotating shaft within the housing and having a swash plate facing the cylinder bore, and a rotor slidably fitted into the cylinder bore. A swash plate compressor comprising a combined piston, and an intermediate member that is interposed between the swash plate of the rotor and the piston and causes the piston to reciprocate as the rotor rotates, the swash plate of the rotor At least the surface portion forming the plate includes a first fiber aggregate composed of first fibers mainly consisting of short fibers;
A fiber-reinforced metal body is formed of a fiber-reinforced metal in which a fiber molded body made of a second fiber assembly made of a second fiber mainly composed of whiskers is integrally formed on one surface of the first fiber assembly, and the oblique A swash plate compressor characterized in that the plate has a structure in which the second fibers are exposed on the surface of the base metal.
(2)金属は、アルミニウム、アルミニウム合金、マグ
ネシウム、マグネシウム合金、銅および銅合金のうちの
1つからなる特許請求の範囲第1項記載の斜板式コンプ
レッサ。
(2) The swash plate compressor according to claim 1, wherein the metal is one of aluminum, aluminum alloy, magnesium, magnesium alloy, copper, and copper alloy.
(3)短繊維はアルミナ短繊維、アルミナ−シリカ短繊
維またはガラス短繊維であり、ウィスカは炭化珪素ウィ
スカまたは窒化珪素ウィスカである特許請求の範囲第1
項記載の斜板式コンプレッサ。
(3) The short fibers are alumina short fibers, alumina-silica short fibers, or glass short fibers, and the whiskers are silicon carbide whiskers or silicon nitride whiskers.
The swash plate compressor described in Section 1.
(4)第2繊維集積体は、二硫化モリブデン、二硫化タ
ングステン、グラファイト、酸化鉛および窒化硼素のう
ちの1種または2種以上を含む特許請求の範囲第1項記
載の斜板式コンプレッサ。
(4) The swash plate compressor according to claim 1, wherein the second fiber aggregate contains one or more of molybdenum disulfide, tungsten disulfide, graphite, lead oxide, and boron nitride.
JP59280710A 1984-12-28 1984-12-28 Swash plate type compressor Granted JPS61157778A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1998009074A1 (en) * 1996-08-26 1998-03-05 Sundstrand Corporation Axial piston pump or motor

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