JPS6340943B2 - - Google Patents

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JPS6340943B2
JPS6340943B2 JP59280710A JP28071084A JPS6340943B2 JP S6340943 B2 JPS6340943 B2 JP S6340943B2 JP 59280710 A JP59280710 A JP 59280710A JP 28071084 A JP28071084 A JP 28071084A JP S6340943 B2 JPS6340943 B2 JP S6340943B2
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JP
Japan
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swash plate
fiber
rotor
fibers
whiskers
Prior art date
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Expired
Application number
JP59280710A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61157778A (en
Inventor
Kenji Naruse
Mitsuyoshi Shirotani
Fukuo Gomi
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
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Publication date
Application filed by Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK filed Critical Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
Priority to JP59280710A priority Critical patent/JPS61157778A/en
Publication of JPS61157778A publication Critical patent/JPS61157778A/en
Publication of JPS6340943B2 publication Critical patent/JPS6340943B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

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ツサの改良に関する。[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
ジングと、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
式コンプレツサが使用されている。このコンプレ
ツサでは、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, and a rotor that slides within the cylinder bore. A swash plate type compressor is used which is composed of a freely fitted piston and an intermediate member interposed between the swash plate and the piston 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ツサにおいて、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―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つて耐摩耗性が優
れたものとなる。
In this swash plate type 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 higher than the eutectic composition, is used for rotors that have severe sliding conditions. Silicon content 17~25
%, since silicon is contained in a eutectic composition or higher, primary crystal silicon, which is a hard coarse particle, occurs both inside and on the surface of the base material, and the hard primary silicon formed on the surface This results in excellent wear resistance.

しかしながらこの場合には表面加工方法によつ
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―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つ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
充分でないといつた問題が生じる。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 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―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、シユ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ユーとのロツクが生
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, so it is impossible to suppress thermal expansion during operation, and the clearance between the swash plate and the shoe cannot be kept constant, resulting in a lock between the swash plate and the shoe. 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
た斜板式コンプレツ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 aims to provide a swash plate compressor with excellent wear resistance, seizure resistance, toughness, and low thermal expansion. .

[問題点を解決するための手段] 本発明の斜板式コンプレツサは、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
る斜板式コンプレツサにおいて、 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2aの一面に一体的に構成
されたウイスカを主とする第2繊維で構成された
第2繊維集積体3aからなる繊維成形体が埋設さ
れた繊維強化金属21,3,4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] As shown in FIG. a rotor 7 rotated by a rotating shaft and having a swash plate facing the cylinder bore 10;
A piston 8 slidably fitted into the cylinder bore 10, the swash plate of the rotor 7, and the piston 8.
In a swash plate type compressor, the swash plate of the rotor 7 is formed as shown in FIG. 1, for example. At least the surface portion 1 is a first fiber aggregate 2a composed of first fibers mainly consisting of short fibers.
and a fiber-reinforced metal 21 in which a fiber molded body made of a second fiber assembly 3a made of second fibers mainly composed of whiskers is embedded in one surface of the second fiber assembly 2a, 3 and 4, and the swash plate is characterized by having a structure in which the second fibers are exposed on the surface of the base metal.

本発明の斜板式コンプレツ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
ツサの斜板、特開昭55―29040号明細書に記載さ
れているコンプレツサのロータに当る。
In the swash plate type compressor of the present invention, the rotor refers to a component that rotates and oscillates within the housing by 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ツサーの
シユーとか、上記明細書に記載されたコンプレツ
サの揺動板であり、上記斜板の摺動面と摺動し、
該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 type compressor or the swing plate of the compressor described in the above specification, and slides on the sliding surface of the swash plate,
This means that the piston is reciprocated by the rotation of the swash plate. 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ツサは、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ツサ特開昭55―
29040号明細書に記載されたコンプレツサのそれ
らと同一である。
The swash plate type compressor of the present invention differs from the conventional swash plate type compressor in the shape of the components such as the rotor, intermediate member, piston, rotating shaft, housing, etc.
These are the same as those of the compressor described in No. 29040.

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イスカを主とする
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 integrally formed with a first fiber aggregate made of first fibers mainly consisting of short fibers, and one surface of the first fiber aggregate. a fiber-reinforced metal in which a fiber molded body made of a second fiber aggregate made of second fibers mainly composed of whiskers is embedded;
The swash plate is characterized in that 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
一方の側にあつてもよい。これは用いられるコン
プレツサの種類により種々異なる。
The "rotor swash plate" may be located 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―珪素系、アルミニウム―珪素―マグネシウム
系、アルミニウム―珪素―銅系、アルミニウム―
銅―珪素―マグネシウム―ニツケル系、アルミニ
ウム―銅―珪素―マグネシウム系、アルミニウム
―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, considering its light weight, aluminum,
Aluminum alloys, magnesium or magnesium alloys are preferred, and aluminum alloys are particularly preferred. The aluminum alloys include aluminum-silicon, aluminum-silicon-magnesium, aluminum-silicon-copper, and aluminum-silicon.
Alloys such as copper-silicon-magnesium-nickel, aluminum-copper-silicon-magnesium, and aluminum-copper are used. For the magnesium alloy, a magnesium-aluminum alloy, a magnesium-zinc alloy, or the like is used, and for the copper alloy, a copper-zinc-aluminum alloy, a copper-zinc-manganese alloy, or the like is used. 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′,11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。
The above-mentioned "at least the surface portion" means, for example, as shown in FIG. 1 and FIG. The inside of the two surface parts 1 and 1', 11 and 11' may have a structure in which the first fiber laminate 2a is buried as shown in FIG. This means that the structure may include 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との境界部には第1繊維2bと第2繊維3
b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
されたこれらの両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" has first fibers 2b and second fibers 3 at the boundary between the first fiber aggregate 2a and the second fiber aggregate 3a.
There is a mixed layer 4a with b. That is, the first fiber assembly 2a and the second fiber assembly 3a are integrally constructed. That is, at least the surface portions 1, 1' forming the swash plate of the rotor are made of first fiber-reinforced metal composite material portions 21, 21', second fiber-reinforced metal composite material portions 3, 3', and both of these materials. The reinforced metal composite material part 4, 4' is composed of a mixed layer of both fibers formed at the boundary between the parts.

上記第1繊維は短繊維のみで構成されてもよい
し、短繊維にウイ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。該短繊維には例えばアルミナシリカ短繊維、
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。また該短繊維の直径は通常2〜
10μmである。
The first fibers may be composed of only short 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. The short fibers include, for example, alumina-silica short fibers,
Alumina short fibers, glass short fibers, etc. can be used. Moreover, the diameter of the short fibers is usually 2~
It is 10μm.

上記第2繊維はウイスカを主とするものであ
る。ここにウイスカとは、ひげ状結晶の範疇に入
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。そして該径または長さはウイス
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0.1〜1.0μm、該長さは50〜200μm程度で
ある。該第2繊維はウイスカのみでもよいがウイ
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
類以上のウイスカを含んでいてもよい。該ウイス
カには例えば炭化珪素ウイスカ、窒化珪素ウイス
カ、アルミナウイスカまたはチタン酸カリウムウ
イスカ等が用いられる。通常該ウイスカには炭化
珪素ウイスカまたは窒化珪素ウイスカが用いられ
る。特に炭化珪素ウイ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。
The second fiber is mainly composed of whiskers. The term "whiskers" used herein may be anything that falls within the category of whisker-like crystals, and the diameter and length thereof are not particularly limited. The diameter or length varies depending on the type of whisker, its manufacturing method, etc., but in general, the diameter is about 0.1 to 1.0 μm, and 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. 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、グラフアイト、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1繊維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
に分散させたものとすることができる。この場合
には耐摩耗性がさらに優れる。
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. can. That is, the solid lubricant such as molybdenum disulfide described above may be uniformly dispersed in the first fiber-reinforced metal composite material portion. 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
イスカを主とする第2繊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2a
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繊維集積体2aと、第2繊維集積体3
aとの境界部には両繊維の混合層4aが存在す
る。次いで上記の繊維成形体を鋳造金型中のキヤ
ビテイ内におく。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2繊維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1繊維集積体の下面同志を重ね合わ
せて所定キヤビテイ内に配置する。また繊維成形
体が薄板の場合には第6図に示すように巾木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。なお巾木部分は必要に応じ切削除去する。
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 fibers containing mainly whiskers is put into the filter having the shaped first fiber aggregate and filtered, and as shown in FIG. 4, the first fiber aggregate 2a is obtained.
A second fiber assembly 3a is formed integrally on the upper surface of the fiber molded body. In addition, in this fiber molded body, the first fiber aggregate 2a and the second fiber aggregate 3
A mixed layer 4a of both fibers exists at the boundary with a. Next, the above fiber molded body is placed in a cavity in a casting mold. In many cases, the surface of the second fiber assembly is placed in contact with the mold surface. In this case, as shown in FIG. 1, second fiber-reinforced metal composite parts 3, 3'
In the case of forming a rotor in which the second fiber assembly 3a is formed only on the upper surface of the first fiber assembly 2a shown in FIG. The first fiber assembly is placed in a predetermined cavity with its lower surfaces overlapped. In addition, when the fiber molded body is a thin plate, as shown in FIG.
will be established. 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 baseboard 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ツサの断面図
を第3図に示す。第3図によればこの斜板式コン
プレツサにおいては、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。
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1
0内にはピストン8が摺動自在に嵌合されてい
る。このハウジング6の左端開口部には、バルブ
プレート15およびフロントシリンダヘツド16
とにより閉塞され、右端開口部にはバツクプレー
ト17およびリアシリンダヘツド18により閉塞
されている。
A sectional view of a swash plate type 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 the rotating shaft 11.
Cylinder bores 10 are formed in the housing 6 at equal radial intervals.
A piston 8 is slidably fitted into the inside of the piston 0. A valve plate 15 and a front cylinder head 16 are provided at the left end opening of the housing 6.
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
部分を受け入れる凹陥部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ユー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
達するようになつている。なお以上の構成は基本
的には従来の斜板式コンプレツサの構造と同一で
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 in sliding contact with the sliding surface of the rotor 7, and is adapted to transmit the rotation of the rotor 7 to the piston 8 as reciprocating motion. The above structure 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
なつている。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イスカである第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2繊維強化金属複
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 that of the conventional one. That is, the two outermost surfaces forming the swash plate of the rotor 7 are a second fiber-reinforced metal composite material portion 3 made of second fibers that are silicon carbide whiskers;
3', and its entire interior is comprised of a first fiber-reinforced metal composite material part 2 reinforced with first fibers, which are short alumina fibers. Note that at the boundary between the second fiber-reinforced metal composite material parts 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 fibers and the second fibers. , 4' exist. Note that A390 alloy was used as the above 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短繊維からなる第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〜
3μm、長さ約300〜5000μmである。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。
The method for manufacturing the above rotor is as follows. First, a filter made of alumina short fibers is placed in a molding filter that has a filtering surface that corresponds to the shape of the desired fiber molded product.
Add fiber defibration solution. This defibrating solution used water containing an anionic surfactant and a starch binder. In addition, the alumina short fibers have a diameter of approximately 2.5~
3μm, length approximately 300-5000μm. 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イスカからなる第2繊維
の解繊液を入れた。該炭化珪素ウイスカは直径約
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 approximately
The diameter is 0.1-1 μm and the length is about 500-200 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)の所定形状のキヤビテイ25内
におく。その後溶融したアルミニウム合金
(A390合金)を加圧プランジヤー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。
A fiber molded body 28 formed by overlapping the lower surfaces of each of the two first fiber aggregates described above
is placed in a cavity 25 of a predetermined shape of a casting mold (upper mold 22, lower mold 23) of a predetermined shape, as shown in FIG. Thereafter, the molten aluminum alloy (A390 alloy) is brought into contact with, pressurized and infiltrated into the molded body 28 using the pressure plunger 27, and then cooled to form the rotor shown in FIG. 1 made of fiber-reinforced metal composite material. Manufactured.

本実施例の斜板式コンプレツサにおいては、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。従つ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。従つて本斜板式
コンプレツサは耐焼付性、耐摩耗性に対して耐久
性のあるものである。
In the swash plate type compressor of this embodiment, the two surface parts 1 and 1' forming the swash plate are made of fiber-reinforced metal in which a fiber molded body in which the first fiber and the second fiber are integrally formed is embedded. and the swash plate has a second
A rotor with a structure in which fibers are exposed on the surface of the base metal is used. Therefore, the rotor has extremely excellent seizure resistance and wear resistance. Therefore, this swash plate type 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。従つて
該ロータは強度に優れ熱膨張率も小さい。従つて
本実施例の斜板式コンプレツ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
ユーとのクリアランスを一定にし斜板とシユーの
ロツクを防ぐことができる。
Further, in the rotor used in this embodiment, the interior 2 of the two surface portions 1 and 1' is composed of a first fiber-reinforced metal composite material mainly consisting of short fibers. Therefore, the rotor has excellent strength and a low coefficient of thermal expansion. Therefore, the swash plate type 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 from locking with the shoe.

また本ロータにおいては、短繊維をバツクアツ
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。
Further, in this rotor, short fibers are used as a backup material, so that the 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。従つて本
発明の斜板式コンプレツ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] 本発明は斜板式コンプレツ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2繊維集積体とからな
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
した構造となつている。従つ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1繊
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。従つて運転時の熱膨張を抑え
シユーとのクリアランスを一定にし斜板とシユー
のロツクを防ぐことができる。
[Effects of the Invention] The present invention provides a swash plate type compressor in which 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 a first fiber aggregate and a second 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. Further, the inside of the surface portion can be made of a metal composite material reinforced with first fibers that are inexpensive and have excellent heat resistance, mechanical strength, and the like. 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繊維をバツクアツプ材として利用することがで
きる。さらに該第1繊維と該第2繊維の各集積体
の境界部には両繊維の混合層を有するので該繊維
成形体はウイスカのみで強化したものと比べてそ
の強度が強い。従つ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。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。
Further, in the above rotor, the first fiber, which is inexpensive, has strong mechanical strength, and is heat resistant, can be used as a backup material on the back side of the second fiber. Further, since the boundary between each aggregate of the first fibers and the second fibers has a mixed layer of both fibers, the fiber molded product has higher strength than one reinforced only with whiskers. Therefore, in this rotor, it can be manufactured at low cost, and the flow of the molten metal is improved, making compounding extremely easy. 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イスカを主とする
第2繊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。従つて該
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。
Since this rotor is made of fiber-reinforced metal whose outermost surface is reinforced with second fibers mainly composed of whiskers, 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 occurs when the inside of this rotor is made of base metal.
Particularly remarkable.

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ユークリアラ
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 shew clearance due to temperature rise during operation can be controlled. Can be made smaller.

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。従つて本発明の斜板式コンプレツサは摺動条
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ユーのロツクを生じ
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。
As described above, the rotor used in the present invention has characteristics superior to those of the conventional rotor as described above. Therefore, in the swash plate type compressor of the present invention, even under severe sliding conditions, the rotor has little wear, and there is no seizure or locking of the swash plate and shoe, making it possible to avoid failures caused by the rotor. can.

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

第1図は繊維成形体が厚い場合であつて本実施
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ツサの
断面図である。第4図は繊維成形体において第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
ツサに用いられるロータの製造に用いられる溶湯
鍛造装置のキヤビ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
鍛造装置のキヤビテイ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繊維強化金属複合材料
部、3…第2繊維強化金属複合材料部、4…両繊
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ツド、17…バツ
クプレート、18…リヤシリンダヘツド、22…
上型、23…下型、24…ダイベース、25…キ
ヤビテイ、26…セキ、27…加圧プランジヤ
ー、28…繊維成形体、29…巾木。
FIG. 1 is a front view of a rotor according to this embodiment in which the fiber 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. Figure 4 shows the first part of the fiber molded body.
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a boundary between a fiber aggregate and a second fiber aggregate. FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view of a state in which a fiber aggregate is arranged in a cavity of a molten metal forging device used for manufacturing a rotor used in a swash plate type 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. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Surface part, 2... First fiber reinforced metal composite material part, 3... Second fiber reinforced metal composite material part, 4... Mixed layer reinforced metal composite material part of both fibers, 5... Base metal,
2a...first fiber aggregate, 3a...second fiber aggregate,
4a...mixing 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... Fiber molded body, 29... Baseboard.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 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ツサにおいて、 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
に構成されたウイスカを主とする第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ツ
サ。 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ツサ。 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、ウイスカは炭
化珪素ウイスカまたは窒化珪素ウイスカである特
許請求の範囲第1項記載の斜板式コンプレツサ。 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、グラフアイト、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ツサ。
[Scope of Claims] 1. A housing having a plurality of cylinder bores provided parallel to an axis, a rotor rotated by a rotating shaft within the housing and having a swash plate facing the cylinder bore, and a rotor that slides within the cylinder bore. A swash plate compressor comprising a movably fitted piston, and an intermediate member interposed between the swash plate of the rotor and the piston, and causing the piston to reciprocate as the rotor rotates, At least the surface portion forming the swash plate of the rotor is made of first fibers mainly consisting of short fibers.
A fiber-reinforced metal in which a fiber molded body consisting of a fiber aggregate and a second fiber aggregate composed of a second fiber mainly composed of whiskers integrally formed on one surface of the first fiber aggregate is embedded. 1. A swash plate compressor comprising: a swash plate having a structure in which the second fibers are exposed on the surface of the base metal. 2 The metal is aluminum, aluminum alloy,
A swash plate compressor according to claim 1, comprising one of magnesium, magnesium alloy, copper and copper alloy. 3. The swash plate type compressor according to claim 1, wherein 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. 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.
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WO2002029249A1 (en) * 2000-10-03 2002-04-11 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Swash plate of swash plate type compressor

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