KR100444423B1

KR100444423B1 - 반구형상 슈

Info

Publication number: KR100444423B1
Application number: KR10-2001-7009223A
Authority: KR
Inventors: 나카야마세이이치; 무라마츠쇼고; 다케나카아키라
Original assignee: 다이호 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2004-08-16
Also published as: HUP0200261A2; HU222948B1; EP1148236A4; JP2001153039A; BR0007618A; WO2001038732A1; JP3259777B2; CN1338029A; EP1148236A1; KR20010089619A; US6477938B1; CN1115482C; DE60037009D1; DE60037009T2; EP1148236B1

Abstract

반구형상 슈(1)는, 반구면(1A)과 끝면(1B)을 구비하고 있다. 상기 반구면(1A)은, 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B)와 미끄럼접합하는 미끄럼접합부(1a)와, 반구형상 오목부(2B)와 미끄럼접합하지 않는 비미끄럼접합부(1b,1b')로 되어 있고, 비미끄럼접합부(1b,1b')의 거칠기는 미끄럼접합부(1a)의 거칠기보다도 거칠게 되어 있다.

비미끄럼접합부(1b,1b')가, 미끄럼접합부(1a)로의 윤활유의 끌어 넣기부로서 기능한다. 그 때문에, 반구면(1A)의 전역이 동일한 거칠기였던 종래의 것과 비교하여, 미끄럼이동특성이 우수한 반구형상 슈(1)를 제공할 수 있다.

Description

반구형상 슈{SEMI-SPHERICAL SHOE}

종래, 반구면과 평탄한 끝면을 구비하여 경사판식 콤프레서에 이용되는 반구형상 슈는 알려져 있다.

상기 종래의 반구형상 슈에 있어서 반구면의 전역은, 실질적으로 같은 거칠기로 되도록 제조된 것이다. 그리고, 반구형상 슈는, 그 반구면을 피스톤의 반구형상 오목부에 끼워맞춤되어 그것과 미끄럼접합하는 것으로 되는데, 상기 반구면의 전역이 피스톤의 반구형상 오목부와 미끄럼접합하는 것은 아니고, 반구형상 슈의 축방향의 중앙측으로 되는 환상의 영역이 반구형상 오목부와 미끄럼접합하는 것은 알려져 있다. 요컨대 반구형상 슈의 반구면은 피스톤의 반구형상 오목부와 미끄럼접합하는 미끄럼접합부와, 피스톤의 반구형상 오목부와 미끄럼접합하지 않는 비미끄럼접합부에 의해 구성되어 있는 것은 알려져 있다.

그런데, 상기 종래의 반구형상 슈에 있어서는, 반구면의 전역, 즉 미끄럼접합 및 비미끄럼접합부는 같은 거칠기로 제조되어 있던 것이다.

그렇지만, 종래의 반구형상 슈를 본원의 발명자가 연구한바, 반구면의 거칠기가 미세한 경우에는 미끄럼이동특성의 관점에서 유효하였다. 그 반면, 반구면의 표면의 거칠기가 미세한 경우에는, 반구면이 윤활유를 튀기고 말기 때문에, 미끄럼접합부를 향해서 윤활유가 유도되기 어렵다고 하는 결점이 있었다.

본 발명은 반구형상 슈(shoe)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 예를 들면 경사판식 콤프레서의 피스톤과 경사판 사이에 개재시키는데 적합한 반구형상 슈에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 1 실시예를 도시하는 단면도,

도 2는 도 1에 도시한 반구형상 슈의 정면도,

도 3은 도 1에 도시한 반구형상 슈의 확대도,

도 4는 경사판식 콤프레서의 작동시에 있어서 도 1에 도시한 반구형상 슈의 배치상태를 도시하는 도면,

도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 도시하는 단면도,

도 6은 본 발명의 제 3 실시예를 도시하는 단면도,

도 7은 본 발명의 제 4 실시예를 도시하는 단면도이다.

상술한 사정을 감안하여, 본 발명은, 한쪽의 부재의 반구형상 오목부에 끼워맞춤되는 반구면과, 다른쪽의 부재의 평탄면과 미끄럼접합하는 끝면을 구비한 반구형상 슈에 있어서,

상기 반구형상 오목부와 미끄럼접합하지 않는 영역으로 되는 반구면에 있어서의 비미끄럼접합부의 거칠기를, 상기 반구형상 오목부와의 미끄럼접합영역으로 되는 반구면에 있어서 미끄럼접합부의 거칠기보다도 거칠게 한 것이다.

상술한 구성에 의하면, 반구면에 있어서 비미끄럼접합부의 거칠기는 미끄럼접합부의 거칠기보다 거칠게 되어 있으므로, 비미끄럼접합부는 윤활유를 튀기기 어렵게 되고, 그것에 의해, 비미끄럼접합부를 통해서 미끄럼접합부로의 윤활유의 공급을 원활하게 행할 수 있다. 더구나, 미끄럼접합부의 거칠기는 미세하기 때문에, 미끄럼이동특성이 양호한 반구형상 슈를 제공할 수 있다.

이하 도면에 도시하는 실시예에 대하여 본 발명을 설명하면, 도 1 내지 도 3에 있어서, 1은 반구형상 슈이고, 종래 공지의 경사판식 콤프레서의 내부에 설치되어 있다.

경사판식 콤프레서는, 도면상에서 상하방향으로 왕복이동되는 피스톤(2)과, 회전축에 의해 회전되는 평탄한 경사판(3)을 구비하고 있다(도 1). 상기 피스톤(2)의 끝면(2A)에 반구형상 오목부(2B)를 형성하고 있다. 또한, 이 실시예에서는 반구형상 오목부(2B)를 형성하는 데에는, 그 전역이 동일곡률로 되도록 하고 있다.

반구형상 슈(1)는, 반구형상을 한 반구면(1A)과, 평활한 끝면(1B)을 구비하고 있다. 반구면(1A)의 축방향의 정상부측(도 1상의 상방측)의 개소는, 축심(C)과 직교하도록 작은 절결이 있고, 그 부분에 바닥이 얕은 단면 원호형상의 오목부(1C)를 형성하고 있다. 또, 끝면(1B)의 축부(중앙)에도 개략 원추형 구멍(1D)을 형성하고 있다. 상술한 정상부측의 오목부(1C)의 깊이는, 끝면(1B)의 축부의 구멍(1D)의 깊이의 약 3분의 1정도로 설정되어 있다.

이 반구형상 슈(1)는, 반구면(1A)을 상기 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B)에 끼워맞춤함과 동시에, 끝면(1B)을 경사판(3)에 맞닿음시켜 있다. 이와 같이, 반구형상 오목부(2B)와 경사판(3) 사이에 개재된 반구형상 슈(1)는, 반구면(1A)과 끝면(1B)의 경계부(1E)에 가까운 측으로 되는 반구면(1A)의 영역이, 피스톤(2)의 끝면(2A)과 경사판(3) 사이의 공간부에 노출된 상태로 되어 있다(도 1).

또한, 상기 오목부(1C)와 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B)에 의해 공간부(4)가 형성됨과 동시에, 구멍(1D)과 경사판(3)에 의해 공간부(5)가 형성되어있다. 이들의 공간부(4,5)는, 윤활유를 일시 저류하기 위한 챔버로서 기능하도록 되어 있다.

그리고, 상기 경사판(3)이 회전되면, 반구형상 슈(1)를 통해서 피스톤(2)이 왕복이동되도록 되어 있다. 그 때에 반구형상 슈(1)의 끝면(1B)과 경사판(3)이 미끄럼이동함과 동시에, 반구면(1A)이 반구형상 오목부(2B)와 미끄럼이동하도록 되어있다. 또한, 그 때, 상기 공간부(4,5)에 저류된 윤활유가 반구면(1A) 및 끝면(1B)의 미끄럼접합개소에 침투되어, 그 부분을 윤활, 냉각하도록 되어 있다.

그래서, 본 실시예는, 상기 반구면(1A)에 있어서 미끄럼접합부(1a)와 비미끄럼접합부(1b,1b')의 표면거칠기를 다르게 한 것이다.

즉, 반구형상 슈(1)의 반구면(1A)은, 그 전역이 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B)와 미끄럼접합하는 것은 아니고, 정상부측의 오목부(1C)에 가까운 환상의 영역, 즉 미끄럼접합부(1a)가 반구형상 오목부(2B)와 미끄럼접합하도록 되어 있다. 환언하면, 반구면(1A)에 있어서 미끄럼접합부(1a)를 제외한 영역, 즉미끄럼접합부(1a)와 오목부(1C) 사이의 영역(비미끄럼접합부(1b)), 및 경계부(1E)와 미끄럼접합부(1a) 사이의 영역(비미끄럼접합부(1b'))은, 반구형상 오목부(2B)와 미끄럼접합하지 않도록 되어 있다.

그리고, 본 실시예는, 반구면(1A)에 있어서 미끄럼접합부(1a)의 거칠기를 비미끄럼접합부(1b,1b')보다도 미세하게 한 것이다. 환언하면, 비미끄럼접합부(1b,1b')의 거칠기를 미끄럼접합부(1a)의 거칠기보다도 거칠게 한 것이다.

보다 상세하게는, 본 실시예에서는, 미끄럼접합부(1a)의 거칠기는, 0.8㎛Rz이하(또는 0.2㎛Rz이하)로 설정되어 있다. 이것에 대하여, 비미끄럼접합부(1b,1b')의 거칠기는, 1.6㎛Rz이하(또는 0.4㎛Rz이하)로 설정되어 있다. 또한, 바람직하게는, 미끄럼접합부(1a)의 거칠기를 1.6㎛Rz이하로 함과 동시에 비미끄럼접합부(1b,1b')의 거칠기를 3.2㎛Rz로 하는 것이 좋다.

상기 비미끄럼접합부(1b,1b')의 거칠기는 절삭가공에 의해 표면의 거칠기를 거칠게 하고 있다. 또한, 절삭가공 외에, 단조, 레이저가공 등에 의해 비미끄럼접합부(1b,1b')의 거칠기를 미끄럼접합부(1a)의 거칠기보다도 거칠게 해도 좋다.

더욱이, 본 실시예에서는, 반구형상 슈(1)의 끝면(1B)은, 그 축부측(구멍(1D)측)의 영역을, 외주가장자리로 되는 경계부(1E)보다도 경사판(3)측으로 팽출시키고 있다. 그리고 이 축부측에 위치하는 평탄면으로 이루어지는 영역을, 상기 경사판(3)과 미끄럼접합하는 미끄럼접합부(1F)로 하고 있다.

다른 한편, 상기 미끄럼접합부(1F)의 외방측의 가장자리부(1F')로부터 경계부(1E)에 걸치는 영역은, 단면을 완만하게 원호형상으로 형성되어 있고, 이 영역은 경사판(3)과 미끄럼접합하지 않는 비미끄럼접합부(1G)로 되어 있다.

더욱이, 본 실시예에서는, 상기 비미끄럼접합부(1G)를 형성하는데 있어서, 미끄럼접합부(1F)에 있어서의 외방측의 가장자리부(1F')는, 상기 반구면(1A)의 미끄럼접합부(1a)에 있어서 정상부측(오목부(1C)측)의 가장자리부(1a')가 축심(C)으로부터 이격된 거리(R)(반경)보다도, 축심(C)에 가까운 위치에 위치시키고 있다(도 3).

그리고 더욱 상기 가장자리부(1a')와 교차하도록 축심(C)과 평행한 가상의 직선(L)을 그을 경우에 이 직선(L)이 비미끄럼접합부(1G)와 교차하는 점(X)과, 상기 미끄럼접합부(1F)와 경계부(1E)의 관계를 다음과 같이 설정하고 있다.

즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 미끄럼접합부(1F)와 경계부(1E)가 이격된 축방향의 거리(즉 미끄럼접합부(1F)의 팽출량)를 C1로 하고, 미끄럼접합부(1F)와 상기 점(X)이 이격된 축방향의 거리를 C2로 했을 때에, 본 실시예에서는, C2/C1≤0.3으로 되도록 설정되어 있다.

이와 같이 본 실시예에서는, 상술한 치수의 설정에 의해 끝면(1B)의 축부측(미끄럼접합부(1F))을 외주 가장자리로 되는 경계부(1E)보다도 팽출시키고 있다.

그 때문에, 반구형상 슈(1)의 실제의 사용에 있어서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 피스톤(2)의 축심을 따라서 그 피스톤(2)에 의한 최대하중(P)을, 가장 경사진 상태의 경사판(3)과 끝면(1B)의 미끄럼접합부(1F)에 의해 지지하는 것으로 된다. 따라서, 경사판식 콤프레서의 작동상태에 있어서, 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B)와 경사판(3) 사이에 개재된 반구형상 슈(1)의 자세가 극히 안정된 것으로 된다. 더구나, 도 4에 도시하는 상태에서는, 반구면(1A)에 있어서 미끄럼접합부(1a)의 일부가, 피스톤(2)의 끝면(2A)과 경사판(3) 사이의 공간부에 노출되도록 되고, 이 노출된 미끄럼접합부(1a)의 일부에 의해 윤활유가 미끄럼접합부(1a)와 반구형상 오목부(2B)의 미끄럼접합 개소에 유도되도록 되어 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 반구형상 슈(1)는, 비미끄럼접합부(1b,1b')의 거칠기를 미끄럼접합부(1a)의 거칠기보다도 거칠게 하고 있으므로, 비미끄럼접합부(1b,1b')는 윤활유를 튀기기 어렵게 되어 있다. 그 때문에, 비미끄럼접합부(1b,1b')를 통해서 미끄럼접합부(1a)로의 윤활유의 공급을 원할하게 행할 수 있다.

더구나, 미끄럼접합부(1a)의 거칠기는 미세하므로, 미끄럼접합부(1a)가 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B)와 미끄럼접합하는 때의 미끄럼접합특성은 양호하다.

이와 같이, 본 실시예에서는, 거칠기를 거칠게 한 비미끄럼접합부(1b,1b')는, 미끄럼접합부(1a)를 향해서 윤활유를 끌어 넣는 기능을 구비하고 있으므로, 반구면(1A)의 전역을 동일한 거칠기로 한 종래의 반구형상 슈(1)와 비교하여, 우수한 미끄럼접합특성을 갖는 반구형상 슈(1)를 제공할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 상술한 치수설정에 의해 끝면(1B)의 축부측(미끄럼접합부(1F))을 외주측(비미끄럼접합부(1G))보다도 팽출시키고 있다. 그 때문에, 경사판식 콤프레서의 작동시에 있어서 반구형상 슈(1)의 자세가 안정됨과 동시에, 미끄럼접합부로의 윤활유에 의한 윤활, 냉각효과도 양호한 것으로 된다.

(제 2 실시예)

다음에, 도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 것이고, 이 제 2 실시예는, 상기 제 1 실시예에 있어서 끝면의 구멍(1D)을 생략한 것이다. 그 외의 구성은, 제 1 실시예와 동일하다. 이와 같은 구성의 제 2 실시예에 있어서도, 제 1 실시예와 동일의 작용효과를 얻을 수 있다.

(제 3 실시예)

다음에, 도 6은 본 발명의 제 3 실시예를 도시한 것이고, 이 제 3 실시예는, 상기 제 2 실시예에 있어서 오목부(1C)대신에 깊이가 깊은 구멍(1C)을 형성한 것이다. 그 외의 구성은, 제 2 실시예와 동일하다. 이와 같은 구성의 제 3 실시예에서도, 상기 제 1 실시예와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.

(제 4 실시예)

더욱이, 도 7은 본 발명의 제 4 실시예를 도시한 것이고, 이 제 4 실시예는, 상기 제 2 실시예에 있어서 오목부(1C)대신에, 정상부측을 축심과 직교하는 평탄면(1C)으로 한 것이다. 그 외의 구성은 제 2 실시예와 동일하다. 이와 같은 구성의 제 4 실시예에서도, 상기 제 1 실시예와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 각 실시예에서는 경사판식 콤프레서의 반구형상 슈에 본 발명을 적용한 경우를 설명하였는데, 와플(waffle) 플레이트식 오일펌프에도 본 실시예의 슈를 이용할 수 있다. 또한 반구형상 오목부를 가지고, 거기에 반구형상 슈를 끼워맞춤하도록 구성한 기계부품에도 본 실시예의 슈를 사용할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 종래와 비교하여 미끄럼이동특성이 양호한 반구형상 슈를 제공할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다.

Claims

한쪽 부재의 반구형상 오목부에 끼워맞춤하는 반구면과, 다른쪽 부재의 평탄면과 미끄럼접합하는 끝면을 구비한 반구형상 슈에 있어서,

상기 반구형상 오목부와 미끄럼접합하지 않는 영역으로 되는 반구면에서 비미끄럼접합부의 거칠기를, 상기 반구형상 오목부와의 미끄럼접합영역으로 되는 반구면에서의 미끄럼접합부의 거칠기보다도 거칠게 한 것을 특징으로 하는 반구형상 슈.
제 1 항에 있어서, 상기 미끄럼접합부의 거칠기를 1.6㎛Rz이하로 설정함과 동시에, 상기 비미끄럼접합부의 거칠기를 3.2㎛Rz이하로 설정한 것을 특징으로 하는 반구형상 슈.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 미끄럼접합부는, 반구면의 정상부와 끝면 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반구형상 슈.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 끝면에 있어서 축부측의 영역은 외주측보다도 팽출시키고 있고, 상기 축부측의 영역으로 되는 평탄면이 상기 다른쪽의 부재의 평탄면과 미끄럼접합하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반구형상 슈.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 한쪽 부재는 경사판식 콤프레서의 피스톤이고, 또한 상기 다른쪽 부재는 경사판식 콤프레서의 경사판인 것을 특징으로 하는 반구형상 슈.