JPS6241978A - 斜板式コンプレツサ用シユ - Google Patents

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、斜板とピストンとを連動させる斜板式コンプ
レッサ川シュに関する。

「従来の技術」 斜板式コンプレッサはシリンダブロック内において回転
軸により回転され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、」二記釧板の回転によ
りピストンを往復動させるものである。そして従来一般
には、上記斜板とピストンとを連動させるためにシュと
ボールとが用いられており、シュの一端面を斜板に摺接
させるとともにシュの他端面に形成した凹状半球面とピ
ストンに形成した凹状半球面との間にボールを介在させ
ることによって上記刺板とピストンとを連動させるよう
にしている。またその他のシュとしては、」−配信端面
を凸状半球面に形成しこの凸状半球面を直接」１記ピス
トンの凹状半球面に摺接させるようにしたものが知られ
ている。

「発明が解決しようとする問題点」 従来公知のシュは、従来一般の使用においては格別の問
題を生じるものではなかったが、近年における斜板式コ
ンプレッサの高圧縮率化に伴ない、従来よりも耐焼付性
に優れたシュが望まれるようになってきた。

耐焼付性に優れたシュを得るためにその材料を１酎焼旧
性に優れた材料、例えばセラミックや超硬合金等に変更
することが考えられるが、それらの材ネ；１は一般にき
わめて加工性が悪く、要求きれるス１法精度を満足しえ
ないことが、その実用化の太きな障害となっていた。

ところで、シュの１ｍｌ焼伺性が特に問題となるのは摺
動条件が厳しい斜板との摺接面であり、他方のピストン
側の摺動条件はそれほど厳しくないこと、並びに斜板と
の摺接面はほぼ平面形状であり、他方の凹状若しくは凸
状半球面に比べて相対的に容易に加工できることから、
上記シュを、摺接面を有するセラミックの第１摺動部材
と、この第１摺動部材に一体に連結されて１−記門状若
しくは凸状半球面をイ１する鉄系金属の第２摺動部材と
に分割することも考えられる。

このような構成によれば、１駆動条件の厳しい第■摺動
部材については、上記胴板と摺接する摺接面は相対的に
加工が容易な平面形状となるので、たとえ加工性が悪い
セラミックを用いても所要の寸法精度を満足して製造す
ることができ、他方、相対的に加工が困雌な半球面を有
する第２摺動部材については、従来からシュに用いられ
ている鉄　　　　）系金属等を用いることにより所要の
寸法精度を満足して製造することができる。

したがって、上記第１摺動部材と第２ｔＭ動部材とを相
互に一体に結合してなるシュは、全体として必要な寸法
精度を全て満足し、しかも摺動条件の厳しい斜板との摺
接面は耐焼伺性に優れた材料によって形成されるので、
従来に比べて優れた耐焼伺性が得られるようになる。

しかしながら、両層動部材を例えば圧入嵌合の状態で結
合した場合、全てのシュについて良好な耐焼伺性の向−
」−が得られず、なかには僅かな向−にに留るものや殆
ど向」―の認められないものがあった。この原因につい
て調査したところ、次のような原因が判明した。

すなわち、上記第１摺動部材と第２摺動部材との相互の
嵌合衝面を、例えばそれぞれ単純に平面に形成して両者
を結合させると、両嵌合衝面の精度、とりわけ嵌合穴の
底面をなす嵌合衝面隅角部のダレ及び圧入時のかじり屑
の噛み込み等に起因して多くの場合嵌合衝面はその周縁
付近でのみ衝接することになる。このようなシュが実機
にＭ１込まれて駆動されると、荷重によって第１摺動部
材に撓みを生じ、」１記摺接面は必然的に周縁部に局限
された片当り状態となって、中央付近はほとんど圧力を
受承しない不安定な状態となる。この状態は血圧の高ま
りとともに摺接面への潤滑油の侵入をも拒むことになる
ので、これが」−述の耐焼付性劣化の主要因子と［Ｉさ
れる。

Ｆ問題点を解決するための手段」 したがって本発明は、両層動部材の嵌合構造を改良して
両嵌合衝面がその中央部分で確実に衝合するようにし、
これにより全てのシュについて確実に耐焼付性の向」二
を図ることができるようにしたものである。

すなわち本発明は、１−記シュを、円板状に形成されて
一方の平担面を−上記斜板との摺接面とした第１摺動部
材と、この第１摺動部材を一方の側に嵌合保持し、他方
の側にピストンと直接又はボールを介して摺動自在に係
合する半球面を備えた第２摺動部材とから構成し、かつ
上記第１、第２摺動部材の内嵌合衝面をその中央部分を
頂点として周辺部分が相対的に退避するように形成した
ものである。

「作用」 このような構成によれば、第１摺動部旧と第２摺動部材
とは、圧入嵌合に際して、担ぐことなく嵌合衝面の中央
部分で確実に１ｆ１１接するので、−に記構接面も中央
部分を主体とする安定した圧力分布で荷重を受承するこ
ととなり、しかもその周縁に微少な空隙の形成をうなが
すことにもなるので、くさび効果による潤滑油の巻き込
みを助長して、に記構接面における耐焼伺性を一層向上
させることができる。

「実施例」 以下図示実施例について本発明を説明すると、第１図に
おいて、シュ１は、斜板２に摺接される平面状の摺接面
３を有する第１摺動部材４と、この第１摺動部材４に一
体に連結されて図示しないピストンに連動される第２摺
動部材５とを備えており、全体として概略半球形状に形
成しである。

上記第１摺動部材４は、本実施例ではセラミックによっ
て円板状に形成してあり、一方の平担な１−泥層接面３
は実質的に平面か、中央部分かわずかに突出した中高状
に形成しである。また、摺接面３と反対側の第２摺動部
材５に対する嵌合衝面６は、第１図に誇張して示すよう
に、中央部分が突出した凸曲面に形成しである。なお、
上記セラミックとしては耐化物系、炭化物系、窒化物系
、又はそれらの混合系、例えばアルミナ、炭化ケイ素、
窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化チタン、炭化ボロ
ン、ジルコニア、アイサロン等を使用することができ、
また第１摺動部材４のその他の材料として超硬合金を使
用することができる。

他方、第２摺動部材５は、従来からシュに用いられてい
る鉄系金属によって半球形状に形成してあり、その凸状
半球面７を図示しないピストンの凹状半球面に摺接させ
、直接この第２摺動部材５１：： をピストンに連動させている。上記凸状半球面７　　　
　″とは反対側の端面には有底円形状の嵌合穴８を形成
してあり、この嵌合穴８の底面すなわち第１摺動部材４
に対する嵌合衝面９は、上記第１摺動部材４の嵌合衝面
６のそれよりも大きな曲率半径を有する凸曲面に形成し
である。なお、上記鉄系金属として５ＩＪＪ−２、Ｓｌ
、５Ｃ，５４５Ｃ，５５５Ｃ等を使用することができ、
また第２摺動部材５のその他の材料として従来からシュ
に用いられている種々の材料を用いることができること
は勿論である。

したがって、第１摺動部材４の外周部を第２摺動部材５
の嵌合穴８内に圧入し、又はカシメによって両者を一体
に連結した際には、第１摺動部月４の嵌合衝面６と第２
摺動部材５の嵌合衝面９とはその中央部分が相互に衝接
し、周辺部分に僅かの間隙が形成されるようになる。

以上のように、本実施例においては、第２摺動部材５の
嵌合衝面９の曲率半径を第１摺動部材４の嵌合衝面６の
曲率半径よりも大きく設定しであるので、ある程度の製
造誤差が生じても確実に各嵌合衝面６．９の中央部分を
衝接させることができる。

そして第１摺動部材４の外周部を第２摺動部材５の嵌合
穴８内に圧入する場合には、第１摺動部材４の外周先端
部が嵌合穴８の内周面をかじることがあり、そのような
かじりによって生じたかじり屑が、第１摺動部材４の嵌
合衝面６と第２摺動部材５の嵌合衝面９との間に挟着さ
れると内嵌合衝面は異常な形で衝接することになるが、
本実施例では上記曲率半径の差から第１摺動部材の嵌合
衝面６と第２摺動部材５の嵌合衝面９との周辺部分に僅
かの間隙が形成されるようになるので、かじり屑が発生
してもそのかじり屑は上記間隙で吸収され、内嵌合衝面
６．９はその中央部分で確実に衝接する。

そして各嵌合衝面６．９の中央部分が衝接すれば、斜板
２とピストンとによってシュ１に大きな圧縮力が作用し
た際に、第１摺動部材４の摺接面３はその中央部分を主
体とする安定した圧力分布で荷重を受承することとなり
、しかもその周縁に微少な空隙の形成をうながして、く
さび効果による潤滑油の巻き込みも助長するので、セラ
ミックの良好な耐焼付性を充分発揮させることができる
。

なお、」二記第１摺動部材４の材質をセラミック、第２
摺動部材５の材質を鉄系金属として圧入する場合には、
圧入代を２０〜２００ｇｍ、圧入荷重を０．５〜２七程
度とすることが望ましい。

また上記実施例では、嵌合衝面６を凸曲面、嵌合衝面９
をその嵌合衝面６のそれよりも大きな曲率半径を有する
凹曲面に形成しているが、それとは逆に嵌合衝面９を凸
曲面、嵌合衝面６を嵌合衝面９のそれよりも大きな曲率
半径を有する凹曲面に形成してもよい。また円弧面とす
る代りに嵌合衝面の中央部分を残してその周辺部分をテ
ーパ面とすることも可能である。さらに、両嵌合衝面６
．９のいずれか一方を平面に、他方を凸面とし、又はそ
の双方を凸面とすることもできる。

さらに、上記実施例では第２摺動部材５に凸状半球面７
を形成しているが、これを凹状半球面とし、ピストンに
形成された凹状半球面との間にボールを介在させて第２
摺動部材とピストンとを連動させるようにしてもよい。

次に、本発明の効果を第２図に示す試験結果に基づいて
説明する。この試験は強制ｎ」滑条件下でシュの翻焼（
＝１性をΔＩＩＩ定したもので１４〜１８ｗｔ％のＳｉ
、　２．５〜５ｗｔ％（７）ＣＬＩおよび残部ＡＩから
成るＡ１合金製斜板２にシ３．ｌを摺接させ、冷凍機油
と軽油とを１＝９の割合で混合した潤滑油を介在させて
、４０Ｋｇの荷重でシュｌを斜板２に圧接した状態から
試験を開始し、所要時間毎に荷重を２０Ｋｇずつ増加さ
せて焼旧に至った際の荷重を測定したものである。この
時のシュｌと斜板２との相対すべり速度は１５ｍ／ｓｅ
ｅとした。

そして第２図において、Ａは本発明に係るシュで第１摺
動部材４の嵌合衝面６と第２摺動部材５の嵌合衝面９と
がその中央部分で衝接したもの、Ｂ、Ｃはそれぞれ比較
材で、Ｂは第１摺動部材４の嵌合衝面６と第２摺動部材
５の嵌合衝面９との間でその周縁付近に担ぎを生じ中央
部分に０　、４ｍｍ程度の間隙の存在したもの、Ｃは従
来一般に使用されている−・体型のシュである。なお本
試験では、第１摺動部材４をアルミナ系セラミック、第
２摺動部材５を５４５Ｇとし、比較材Ｃには５ＵＪ−２
の焼入れ処理を施したものを使用した。

第２図の試験結果から明らかなように、本発明品Ａは比
較材Ｂ、Ｃに比較して良好な結果が得られている。そし
て特に両槽動部材の嵌合構造に配慮のない比較材Ｂは、
本発明品Ａと同一の材料から構成しているのに、従来品
である比較材Ｃに対して僅かの性能向−Ｆに留っている
ことが理解される。

さらに第３図は、本発明品Ａについて、−（二連と同一
の試験条件において上記摺接面３におけるボイド占有率
、すなわちセラミックの単位表面積内で空孔が占める割
合を種々に変化させた際の耐焼付性の変化を測定した結
果を示すものである。

同図の試験結果に示されるように、ボイド占有率は１０
％以下である必要があり、特に４％以下となると比較材
Ｃと比較して良好な耐焼付性が得られている。なお、第
３図の試験結果から理解されるように、第２図の試験は
本発明品Ａおよび比較材Ｂともセラミックのボイド占有
率を約３％として行なったものである。

「発明の効果」 以上のように、本発明によれば、第１摺動部材と第２摺
動部材とを両嵌合衝面の中央部分で確実に引接させるこ
とができるので、第２摺動部材の摺接面における周縁部
に局限された片当り状態の発生を防１１−シてその摺接
面における耐焼伺性を充分発揮させ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】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は耐焼
付性に関する試験結果を示す図、第３図はセラミックの
ボイド占有率が耐焼付性に及ぼす影響を測定した試験結
果を示す図である。 １・・・シュ　　　　　　２・・・斜板３・・・摺接面
　　　　　４・・・第１摺動部材５・・・第２摺動部材
　　６．９・・・嵌合衝面７・・・凸状半球面　　　８
・・・嵌合穴第　　２　　図 第　　３ＴｒＩＡ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダブロック内において回転軸により回転さ
   れる斜板とその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され、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用シュであ
   って、上記シュは、円板状に形成されて一方の平担面を
   上記斜板との摺接面とした第１摺動部材と、この第１摺
   動部材を一方の側に嵌合保持し、他方の側にピストンと
   直接又はボールを介して摺動自在に係合する半球面を備
   えた第２摺動部材とからなり、上記第１、第２摺動部材
   の両嵌合衝面はその中央部分を頂点として周辺部分が相
   対的に退避するように形成されていることを特徴とする
   斜板式コンプレッサ用シユ。
2. （２）上記両嵌合衝面の一方が凸曲面に形成され、他方
   が該凸曲面のそれよりも大きな曲率半径を有する凹曲面
   に形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の斜板式コンプレッサ用シユ。
3. （３）第１摺動部材がセラミックからなることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の斜板式コン
   プレッサ用シュ。
4. （４）上記セラミックのボイド占有率が４％以下である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の斜板式コ
   ンプレッサ用シュ。
5. （５）第２摺動部材が鉄系金属からなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載
   の斜板式コンプレッサ用シュ。