KR102237730B1

KR102237730B1 - 컴프레서용 슈

Info

Publication number: KR102237730B1
Application number: KR1020217003693A
Authority: KR
Inventors: 켄사쿠 마츠모토
Original assignee: 다이호 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2021-04-08
Also published as: CN109715942B; JP2018059413A; EP3521615B1; CN109715942A; KR20210018534A; KR20190039778A; WO2018062232A1; US20190186479A1; JP6937100B2; EP3521615A1; US10794372B2; EP3521615A4

Abstract

내소부성을 향상시키는 것이 가능한 컴프레서용 슈를 제공한다. 피스톤(4)과 접동하는 제1 접동면(51)과, 사판(3)과 접동하는 제2 접동면(52)과, 상기 제2 접동면(52)에 형성되는 요부(53)를 구비하고, 높이 방향으로 자른 단면을, 상기 높이 방향의 배율이 1000배 그리고 지름 방향의 배율이 10배가 되도록 나타냈을 경우에서, 상기 제2 접동면(52)과 상기 요부(53)의 접속 부분(55)은, 반경 R2가 5mm보다 큰 R형상으로 형성된다.

Description

컴프레서용 슈{compressor shoe}

본 발명은, 컴프레서용 슈(compressor shoe)의 기술에 관한 것이다.

종래, 컴프레서용 슈의 기술은 공지가 되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1 기재와 같다.

특허문헌 1에는, 사판(斜板, swash plate)과의 접동면을 가지는 슈(컴프레서용 슈)가 기재되어 있다. 상기 슈에는, 접동면에 구멍(穴)이 형성되고 있다. 상기 슈는, 구멍에 윤활유를 유지할 수 있기 때문에, 내소부성(耐燒付性, seizure resistance)을 향상시킬 수 있다.

그렇지만, 특허문헌 1 기재의 기술에서는, 예를 들면 슈의 접동면과 구멍의 각부(角部)나, 접동면의 외주 단부가 예각으로 형성되고 있으면, 상기 부분에 의해서 유막이 잘려 버리는 경우가 있다. 이것에 의해서, 슈와 사판 사이로의 유막 형성이 저해되어, 내소부성이 저하할 우려가 있다.

일본 특허 특개소61-167178호 공보

본 발명은 이상과 같은 상황을 감안한 것으로, 그 해결하려고 하는 과제는, 내소부성을 향상시키는 것이 가능한 컴프레서용 슈를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하려고 하는 과제는 이상과 같으며, 다음에 이 과제를 해결하기 위한 수단을 설명한다.

즉, 본 발명의 컴프레서용 슈는, 피스톤과 접동하는 제1 접동면과, 사판과 접동하는 제2 접동면과, 상기 제2 접동면에 형성되는 요부를 구비하고, 높이 방향으로 자른 단면을, 상기 높이 방향의 배율이 1000배 그리고 지름 방향의 배율이 10배가 되도록 나타냈을 경우에서, 상기 제2 접동면과 상기 요부의 접속 부분은, 반경이 5mm보다 큰 R형상으로 형성되는 것이다.

또 본 발명의 컴프레서용 슈는, 피스톤과 접동하는 제1 접동면과, 사판과 접동하는 제2 접동면과, 상기 제2 접동면에 형성되는 요부를 구비하고, 높이 방향으로 자른 단면을, 상기 높이 방향의 배율이 1000배 그리고 지름 방향의 배율이 10배가 되도록 나타냈을 경우에서, 상기 제2 접동면과 상기 제1 접동면의 접속 부분은, 반경이 5mm보다 큰 R형상으로 형성되는 것이다.

또 본 발명의 컴프레서용 슈는, 피스톤과 접동하는 제1 접동면과, 사판과 접동하는 제2 접동면과, 상기 제2 접동면에 형성되는 요부를 구비하고, 높이 방향으로 자른 단면을, 상기 높이 방향의 배율이 1000배 그리고 지름 방향의 배율이 10배가 되도록 나타냈을 경우에서, 상기 제2 접동면과 상기 요부의 접속 부분은, 반경이 5mm보다 큰 R형상으로 형성되고, 상기 제2 접동면과 상기 제1 접동면의 접속 부분은, 반경이 5mm보다 큰 R형상으로 형성되는 것이다.

또, 상기 제2 접동면은, 상기 제1 접동면과의 접속 부분으로부터 상기 요부와의 접속 부분을 향해 팽출하도록 형성되고 있는 것이다.

본 발명은, 내소부성을 향상시킬 수 있다라고 하는 효과를 상주한다.

[도 1] 일 실시 형태에 따른 컴프레서의 개략 구성을 나타내는 측면 일부 단면도.
[도 2] (a) 슈의 평면도. (b) 슈의 측면도.
[도 3] 슈의 측면 단면도.
[도 4] 슈의 측면 단면을 적당 확대한 모식도.
[도 5] 제2 접동면과 제1 접동면의 접속 부분의 반경에 대응하는 소부하중의 측정 결과를 나타낸 도.
[도 6] 제2 접동면과 요부 접속 부분의 반경에 대응하는 소부하중의 측정 결과를 나타낸 도.
[도 7] (a) 접속 부분의 곡률원의 공통접선을 나타낸 슈의 측면 단면 모식도. (b) 다른 공통접선을 나타낸 슈의 측면 단면 모식도.

이하의 설명에 이용하는 도는 모식도이며, 설명의 편의 상, 각부의 치수 등을 적당 과장하여 나타내고 있다.

이하에서는, 도 1 내지 도 3을 이용하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 컴프레서(1)의 구성의 개략에 대해 설명한다. 컴프레서(1)는, 주로 회전축(2), 사판(3), 피스톤(4) 및 슈(5)를 구비한다.

도 1에 나타내는 회전축(2)은, 도시하지 않은 하우징에 회전 가능하게 지지를 받는다. 회전축(2)은, 도시하지 않은 구동원으로부터의 동력에 의해서 회전할 수 있다.

사판(3)은, 원형 평판상(圓形平板狀)으로 형성된다. 사판(3)의 중앙 부분에는, 회전축(2)이 삽통된다. 사판(3)은, 회전축(2)의 축선 방향에 대해서 경사한 상태로, 상기 회전축(2)의 중도부(中途部)에 설치된다.

피스톤(4)은, 상기 하우징에 형성된 도시하지 않은 복수의 실린더 보어 내에 각각 배치된다. 피스톤(4)은, 회전축(2)의 축선 방향을 따라서 접동(接動)(왕복동) 가능하게 설치된다. 피스톤(4)에는 요부(41)가 형성된다.

요부(41)는, 피스톤(4)의 내부에 형성된다. 요부(41)는 대략 반구상으로 형성된다. 요부(41)는, 회전축(2)의 축선 방향을 따라서 대향하도록, 각 피스톤(4)에 한 쌍씩 형성된다.

도 1 내지 도 3까지 나타낸 슈(5)는, 대략 반구상으로 형성된다. 구체적으로는, 슈(5)는, 주로 제1 접동면(51), 제2 접동면(52) 및 요부(53)를 구비한다. 또, 도면 중에는, 설명을 위해서 슈(5)의 높이 방향으로 연장되고, 슈(5)의 중심을 통과하는 가상선(가상축선(A))을 적당 나타내고 있다.

제1 접동면(51)은, 슈(5)의 일 측의 면에서, 피스톤(4)의 요부(41)와 접동하는 면(도 1 참조)이다. 제1 접동면(51)은, 가상축선(A) 방향(슈(5)의 높이 방향)에서의 일 측(예를 들면, 도 2(b)에서의 지면 하측)에 형성된다. 제1 접동면(51)은, 일 측으로 팽출하도록 형성된다. 제1 접동면(51)은, 피스톤(4)의 요부(41)에 따르는 반구면상으로 형성된다.

제2 접동면(52)은, 슈(5)의 타측의 면에서, 사판(3)과 접동하는 면(도 1 참조)이다. 제2 접동면(52)은, 가상축선(A) 방향(슈(5)의 높이 방향)에서의 타측(예를 들면, 도 2(b)에서의 지면 상측)에 형성된다. 제2 접동면(52)은 타측에, 즉 제1 접동면(51)과 반대측으로 약간 팽출하도록 형성된다. 제2 접동면(52)은, 제1 접동면(51)과 비교해서 팽출 폭이 작은 형상(평탄하게 가까운 형상)으로 형성된다. 제2 접동면(52)은, 외주부(52a) 및 중앙부(52b)를 구비한다.

외주부(52a)는, 제2 접동면(52)의 외측 부분을 구성하는 것이다. 외주부(52a)는, 제2 접동면(52)의 외주를 따라서 설치된다. 외주부(52a)는, 제1 접동면(51)과 비교해서 지극히 큰 곡률 반경을 가지는 곡면상으로 형성된다.

중앙부(52b)는, 제2 접동면(52)의 내측 부분을 구성하는 것이다. 중앙부(52b)는, 원상으로 형성된다. 중앙부(52b)는, 외주부(52a)의 내측에(제2 접동면(52)의 중앙에) 상기 외주부(52a)와 연속해서 설치된다. 중앙부(52b)는, 대략 평탄상으로 형성된다. 보다 상세하게는, 중앙부(52b)는, 평탄상, 혹은 외주부(52a)보다 더 큰 곡률 반경을 가지는 곡면상으로 형성된다.

요부(53)는, 제2 접동면(52)을 제1 접동면(51) 측으로 오목하게 형성된다. 요부(53)는, 제2 접동면(52)의 중앙부(52b)의 중앙에 형성된다. 요부(53)는, 소정의 깊이(제1 접동면(51)까지 관통하지 않는 정도의 깊이)가 되도록 형성된다.

슈(5)는, 철계, 동계, 알루미늄계 재료 외에, 소결 재료나 수지 재료 등에 의해서 제조된다. 특히, 슈(5)는 SUJ2에 단조나 전조를 실시하여 제조하는 것이 바람직하다.

이와 같이 형성된 슈(5)는, 피스톤(4)의 요부(41) 내에 각각 배치된다. 이 때, 슈(5)의 제1 접동면(51)과 요부(41)가 접동(요동) 가능하게 접하도록 배치된다. 이것에 의해서, 1개의 피스톤(4)에 배치된 2개의 슈(5)는, 서로 제2 접동면(52)을 대향시킨 상태로 배치된다. 상기 2개의 슈(5)의 제2 접동면(52) 사이에 사판(3)의 외주부 근방이 협지된다.

이와 같이 구성된 컴프레서(1)에서 회전축(2)이 회전하면, 상기 회전축(2)과 함께 사판(3)도 회전한다. 사판(3)은 회전축(2)의 축선 방향에 대해서 기울어져 있기 때문에, 상기 사판(3)은 슈(5)를 통해 피스톤(4)을 축선 방향으로 왕복 이동(접동)시키게 된다. 이 때, 슈(5)의 제2 접동면(52)은 사판(3)의 표면을 접동한다. 슈(5)의 제2 접동면(52)에는 요부(53)가 형성되고 있기 때문에, 상기 요부(53)에 윤활유를 유지할 수 있다. 이 때문에, 슈(5)와 사판(3) 사이에서의 유막의 형성을 촉구하는 것이 가능하고, 내소부성(耐燒付性, seizure resistance)을 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 슈(5)의 더 상세한 형상에 대해 설명한다.

본 실시 형태에 따른 슈(5)는, 유막의 형성을 저해하지 않게, 제2 접동면(52)과 제1 접동면(51)의 접속 부분(54), 및 제2 접동면(52)과 요부(53)의 접속 부분(55)의 형상이 고려되고 있다(도 4 참조). 이하, 구체적으로 설명한다.

도 4는, 슈(5)의 측면 단면(높이 방향으로 자른 단면)을 적당 확대하여 나타낸 모식도이다. 상기 도 4에서는, 세로 방향의 배율(슈(5)의 높이 방향의 배율)이 1000배, 가로 방향의 배율(슈(5)의 지름 방향(가상축선(A)과 수직인 방향)의 배율)이 10배가 되도록 확대하고 있는 것으로 한다. 즉, 도 4에서는, 세로 방향의 배율이 횡 방향의 배율의 100배가 되도록, 슈(5)의 측면 단면(특히, 제2 접동면(52)의 주변 부분)이 나타나고 있다.

도 4에 나타내는 단면(세로 방향 배율:가로 방향 배율=1000:10)에서, 제2 접동면(52)과 제1 접동면(51)의 접속 부분(54)은, 곡선상(R형상)으로 형성되고 있다. 도 4에 나타내는 단면에서, 상기 접속 부분(54)의 반경(곡률 반경) R1은, 5mm보다 커지도록 형성되고 있다.

또, 도 4에 나타내는 단면에서, 제2 접동면(52)과 요부(53)의 내측면의 접속 부분(55)은, 곡선상(R형상)으로 형성되고 있다. 도 4에 나타내는 단면에서, 상기 접속 부분(55)의 반경(곡률 반경) R2는, 5mm보다 커지도록 형성되고 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에 대해서는, 접속 부분(54)의 반경 R1 및 접속 부분(55)의 반경 R2가 비교적 크게(5mm보다 크게) 형성되고 있다. 이것에 의해서, 상기 접속 부분(54) 및 접속 부분(55)에 의해 유막이 잘리기 어려워져, 슈(5)와 사판(3) 사이로의 유막 형성이 저해되기 어려워진다.

도 5 및 도 6에는, 반경 R1 및 반경 R2에 대한 슈(5)의 소부하중(N)을 실험에 의해 측정한 결과를 나타내고 있다. 도 5에 나타내는 반경 R1에 대한 결과로부터, 반경 R1이 5mm 이하에서는 소부하중이 낮고, 반경 R1이 5mm보다 크면 소부하중이 안정되어 커지는 것을 알 수 있다. 또 도 6에 나타내는 반경 R2에서 결과로부터 동일하게, 반경 R2가 5mm 이하에서는 소부하중이 낮고, 반경 R2가 5mm보다 크면 소부하중이 안정되게 커지는 것을 안다.

이러한 결과로부터, 본 실시 형태에 따른 슈(5)에서는, 반경 R1 및 반경 R2를 5mm보다 큰 값이 되도록 결정하고 있다.

또 본 실시 형태에 따른 슈(5)에서는, 유막의 형성을 효과적으로 재촉하기 위해서, 제2 접동면(52)의 형상이 고려되고 있다. 이하, 구체적으로 설명한다.

도 7에 모식도로 나타내듯이, 슈(5)의 제2 접동면(52)은, 외주측 단부(제1 접동면(51)과의 접속 부분(54))로부터 중앙측 단부(요부(53)와의 접속 부분(55))를 향해 팽출하도록 형성되고 있다.

구체적으로는, 도 7(a)에 나타내듯이, 접속 부분(54)의 곡률원(C1)끼리(제2 접동면(52)의 중심에 대칭인 곡률원(C1)끼리)의 공통접선(보다 상세하게는, 곡률원(C1)의 지면(紙面) 상측에 형성되는 공통외접선)을 L1, 접속 부분(55)의 곡률원(C2)끼리의 공통접선(보다 상세하게는, 곡률원(C2)의 지면 상측에 형성되는 공통외접선)을 L2라 하면, 공통접선(L2)이 공통접선(L1)보다 지면 상방에 위치하도록 형성되고 있다. 이것에 의해서, 제2 접동면(52)은, 외주측 단부로부터 중앙측 단부를 향해 팽출하도록 형성된다.

또, 도 7(b)에 나타내듯이, 접속 부분(54)의 곡률원(C1)과 접속 부분(55)의 곡률원(C2)의 공통접선(보다 상세하게는, 곡률원(C1) 및 곡률원(C2)의 지면 상측에 형성되는 공통외접선)을 L3라 하면, 제2 접동면(52)은, 상기 공통접선(L3)보다 지면 하방에 위치하는 부분이 없게 형성된다. 즉, 제2 접동면(52)은, 공통접선(L3) 위가, 상기 공통접선(L3)보다 지면 상방에 형성된다.

또한, 제2 접동면(52)은, 외주측 단부로부터 중앙측 단부를 향해 서서히 지면 상방으로 팽출하도록 형성된다. 즉, 제2 접동면(52)은, 외주측 단부로부터 중앙측 단부를 향하는 중도부에서, 하방으로 오목한 부분이 없게 형성된다.

본 실시 형태에서는, 이와 같이 형성된 제2 접동면(52)에 의해서, 쐐기 효과에 의해 슈(5)와 사판(3) 사이로의 유막의 형성을 효과적으로 재촉할 수 있다. 이것에 의해서, 내소부성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 슈(5)(컴프레서용 슈)는,

피스톤(4)과 접동하는 제1 접동면(51)과,

사판(3)과 접동하는 제2 접동면(52)과,

상기 제2 접동면(52)에 형성되는 요부(53),

를 구비하고,

높이 방향으로 자른 단면을, 상기 높이 방향의 배율이 1000배 그리고 지름 방향의 배율이 10배가 되도록 나타냈을 경우에서,

상기 제2 접동면(52)과 상기 요부(53)의 접속 부분(55)은, 반경 R2가 5mm보다 큰 R형상으로 형성되는 것이다.

이와 같이 구성함으로써, 내소부성을 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시 형태에 따른 슈(5)는,

피스톤(4)과 접동하는 제1 접동면(51)과,

사판(3)과 접동하는 제2 접동면(52)과,

상기 제2 접동면(52)에 형성되는 요부(53),

를 구비하고,

상기 제2 접동면(52)과 상기 제1 접동면(51)의 접속 부분(54)은, 반경 R1이 5mm보다 큰 R형상으로 형성되는 것이다.

이와 같이 구성함으로써, 내소부성을 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시 형태에 따른 슈(5)는,

피스톤(4)과 접동하는 제1 접동면(51)과,

사판(3)과 접동하는 제2 접동면(52)과,

상기 제2 접동면(52)에 형성되는 요부(53),

를 구비하고,

상기 제2 접동면(52)과 상기 요부(53)의 접속 부분(55)은, 반경 R2가 5mm보다 큰 R형상으로 형성되고,

이와 같이 구성함으로써, 내소부성을 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시 형태에 따른 제2 접동면(52)은,

상기 제1 접동면(51)과의 접속 부분(54)으로부터 상기 요부(53)와의 접속 부분(55)을 향해 팽출하도록 형성되고 있는 것이다.

이와 같이 구성함으로써, 내소부성을 향상시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 본 발명은 상기 구성으로 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위에 기재된 발명의 범위 내에서 여러 가지의 변경이 가능하다.

예를 들면, 본 실시 형태에서는, 접속 부분(54)의 반경 R1 및 접속 부분(55)의 반경 R2를 5mm보다 크게 형성했지만, 적어도 일방을 5mm보다 크게 형성하는 것도, 내소부성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 본 실시 형태에서는, 제2 접동면(52)에 요부(53)가 형성된 슈(5)를 예시했지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 제2 접동면(52)에 요부(53)가 형성되어 있지 않은 것에도 적용할 수 있다. 이 경우, 제1 접동면(51)과 제2 접동면(52)의 접속 부분(54)을, 반경 R1이 5mm보다 큰 R형상으로 형성하면 좋다.

또, 컴프레서(1)는, 사판(3)의 경사 각도를 변경 가능한 것(이른바, 가변 용량형)이어도, 변경 불능인 물건(이른바, 고정 용량형)이어도 좋다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명은, 컴프레서용 슈에 적용할 수 있다.

1 컴프레서
2 회전축
3 사판
4 피스톤
5 슈
51 제1 접동면
52 제2 접동면
53 요부
54 접속 부분
55 접속 부분

Claims

컴프레서용 슈에 있어서,
피스톤과 접동하는 제1 접동면과,
사판과 접동하는 제2 접동면과,
상기 제2 접동면에 형성되는 요부,
를 구비하고,
상기 컴프레서용 슈의 중심을 포함하여 높이 방향으로 자른 단면을, 상기 높이 방향의 배율이 1000배 그리고 지름 방향의 배율이 10배가 되도록 나타냈을 경우에서,
상기 제2 접동면과 상기 요부와의 접속 부분, 및 상기 제2 접동면과 상기 제1 접동면과의 접속 부분은, 곡선 형상으로 형성되고,
상기 컴프레서용 슈의 중심을 포함하여 높이 방향으로 자른 단면을, 상기 높이 방향의 배율이 1000배 그리고 지름 방향의 배율이 10배가 되도록 나타냈을 경우에서,
상기 제2 접동면과 상기 요부와의 접속 부분의 곡률원끼리의 공통 접선이, 상기 제2 접동면과 상기 제1 접동면과의 접속 부분의 곡률원끼리의 공통 접선 보다 상기 사판에 가깝고, 상기 제2 접동면은, 상기 제1 접동면과의 접속 부분으로부터 상기 요부와의 접속 부분을 향해 서서히 상기 사판에 근접하도록 형성되는,
컴프레서용 슈.
제1항에 있어서,
상기 컴프레서용 슈의 중심을 포함하여 높이 방향으로 자른 단면을, 상기 높이 방향의 배율이 1000배 그리고 지름 방향의 배율이 10배가 되도록 나타냈을 경우에서,
상기 제2 접동면과 상기 요부와의 접속 부분은, 반경이 5mm보다 큰 R형상으로 형성되는,
컴프레서용 슈.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 컴프레서용 슈의 중심을 포함하여 높이 방향으로 자른 단면을, 상기 높이 방향의 배율이 1000배 그리고 지름 방향의 배율이 10배가 되도록 나타냈을 경우에서,
상기 제2 접동면과 상기 제1 접동면과의 접속 부분은, 반경이 5mm보다 큰 R형상으로 형성되는,
컴프레서용 슈.