KR20010093269A - 반구형상 슈 - Google Patents

Abstract

반구형상 슈(1)는, 경사판(3)과 미끄럼접합하는 끝면(1B)과, 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2A)와 미끄럼접합하는 반구면(1A)을 구비하고 있다.

상기 반구면(1A)의 정점부에 구면형상 오목부(1C)를 형성하고 있으므로, 이 구면형상 오목부(1C)와 반구형상 오목부(2B) 사이에 윤활유를 저류하는 공간부(4)가 형성되어 있다.

윤활유를 유지하는 공간부(4)의 용적을 크게 해도, 이것을 구성하는 구면형상 오목부(1C)내에 마모분이 퇴적하는 것을 양호하게 방지할 수 있다.

Description

반구형상 슈{SEMI-SPHERICAL SHOE}

종래, 피스톤의 반구형상 오목부에 끼워맞추는 반구면과, 경사판의 평탄면과 미끄럼접합하는 끝면을 구비한 경사판식 콤프레서용의 반구형상 슈는 알려져 있다.

더욱이, 종래에는, 경사판식 콤프레서의 기동시, 또는 저온시에 있어서 반구형상 슈와 피스톤의 미끄럼이동 저항을 저감하여 눌어붙음을 방지하기 위한 구성으로서 다음과 같은 것이 알려져 있다. 즉, 제 1의 구성으로서, 반구면의 정상부분의 곡률을 반구형상 오목부의 곡률보다도 크게 형성하고, 이 정상부분과 반구형상 오목부 사이에 윤활유를 유지하는 공간을 형성한 것. 또, 제 2 구성으로서, 반구형상 슈의 반구면의 정상부분을 평탄면으로 하여, 이 평탄면과 피스톤의 반구형상 오목부의 사이에 윤활유를 유지하는 공간을 설치한 것. 더욱이, 제 3 구성으로서, 반구면의 정상부분에 축방향으로 오목한 구멍부를 형성하고, 이 구멍부와 피스톤의 반구형상 오목부 사이에 윤활유를 유지하는 공간을 형성한 것이 제안되어 있다.

그렇지만, 상술한 제 1 및 제 2의 구성에서는, 윤활유를 유지하는 공간의 용적이 작기 때문에, 그 공간내에 유지될 수 있는 유량은 적은 것으로 된다.

또한, 상기 제 3의 구성에서는, 상기 구멍부와 반구형상 오목부의 사이에 형성되는 공간의 용적이 크므로 유지될 수 있는 유량은 많게 되지만, 그것에 따라서 공간내로부터 그 외방측으로 되는 미끄럼접합 개소를 향한 윤활유의 유통성이 나쁘게 된다. 그 결과, 공간내의 윤활유가 교체되기 어렵게 되고, 상기 구멍부내에 마모분(粉)이 퇴적되기 쉽다고 하는 결점이 있었다.

본 발명은 반구형상 슈에 관한 것이고, 예를 들면 경사판식 콤프레서의 피스톤과 경사판 사이에 개재되는데 적합한 반구형상 슈에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예를 도시하는 경사판식 콤프레서의 주요부의 단면도,

도 2는 도 1의 주요부의 확대도,

도 3은 도 1의 주요부의 확대도,

도 4는 도 1에 도시한 경사판식 콤프레서의 작동상태를 도시하는 도면, 및

도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 도시하는 정면도이다.

본 발명은 그와 같은 사정을 감안, 상술한 종래의 제 1 및 제 2의 구성에 비교하여 공간의 용적을 크게 하는 한편, 상기 제 3의 구성에 비교하여 공간내의 윤활유와 외부의 윤활유의 유통성을 향상시킨 반구형상 슈를 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은, 제 1 가동부재의 반구형상 오목부에 끼워맞춤되는 반구면과, 제 2 가동부재의 평탄면과 미끄럼접합하는 끝면을 구비한 반구형상 슈에 있어서,

상기 반구면의 정점부분에 구형상으로 오목한 구면형상 오목부를 형성한 것이다.

이와 같은 구성에 의하면, 구면형상 오목부와 반구형상 오목부로 구성되는 공간의 용적을 크게 할 수 있고, 더구나 공간을 구성하는 구면형상 오목부와 반구형상 오목부는 매끄러우므로, 공간내의 윤활유를 원할하게 교체할 수 있다.

따라서, 윤활유를 유지하는 공간의 용적을 크게 하면서도, 구면형상 오목부내에 있어서 마모분의 퇴적을 양호하게 방지할 수 있다.

이하 도시한 실시예에 대하여 본 발명을 설명하면, 도 1 및 도 2는 본 발명의 미끄럼이동장치를 경사판식 콤프레서에 적용한 실시예를 도시한 것이다. 즉, 경사판식 콤프레서는, 반구형상 슈(1)와, 도면상에서 상하방향으로 왕복이동되는 피스톤(2)과, 회전축에 의해 회전되는 평탄한 경사판(3)을 구비하고 있다. 상기 피스톤(2)의 끝면(2A)에 반구형상 오목부(2B)를 형성하고 있다. 이 실시예에서는 반구형상 오목부(2B)를 형성하는데 있어서는, 그 전역이 동일 곡률로 되도록 하고 있다.

반구형상 슈(1)는, 반구형상을 한 반구면(1A)과, 평활한 끝면(1B)을 구비하고 있다. 후술하지만, 반구면(1A)의 축방향의 정점부(도 1상의 상방측)로 되는 개소는, 축심(C)과 직교하도록 약간 절결되어 있고, 그 부분에 바닥이 얕은 구면형상 오목부(1C)를 형성하고 있다. 또, 끝면(1B)의 축부(중앙)에도, 개략 원추형의 구멍(1D)을 형성하고 있다. 상술한 정점부측의 구면형상 오목부(1C)의 깊이는, 끝면(1B)의 축부의 구멍(1D)의 깊이의 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 맞닿음시키고 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 공간부로 노출한 상태로 되어 있다.

또, 상기 구면형상 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. 또, 그 때에, 상기 공간부(4,5)에 저류된 윤활유가 반구면(1A) 및 끝면(1B)의 미끄럼접합 개소에 침투하여, 그 부분을 윤활, 냉각하도록 되어 있다.

그래서, 본 실시예의 구면형상 오목부(1C)는, 도 3에 확대하여 도시하는 바와 같이, 동일곡률로 이루어지는 매끄러운 구면형상으로 되어 있다. 또한, 상기 끌어넣기부(1b)와의 접속부분으로 되는 구면형상 오목부(1C)의 둘레 가장자리부(1C')는, 단면이 매끄러운 원호형상으로 되도록 형성되어 있다. 더욱이, 이 구면형상 오목부(1C)의 둘레 가장자리부(1C')측의 영역과, 반구형상 오목부(2A)가 이루는 각도(θ)는, 본 실시예에서는, 5도 내지 30도로 되도록 하고 있다. 또한, 상기 각도(θ)는, 5도 내지 65도이더라도 좋다.

또, 본 실시예에서는, 반구면(1A)에 있어서 미끄럼접합부(1a)의 구직경(D1)과, 반구면(1A)에 있어서 상기 미끄럼접합부(1a)보다도 정점부측(구면형상 오목부(1C)측)으로 되는 끌어넣기부(1b)의 구직경(D2)을 다르게 한 것이다.

즉, 본 실시예의 반구형상 슈(1)는, 그 반구면(1A)의 전역이 반구형상 오목부(2B)와 미끄럼이동하는 것은 아니고, 끝면(1B)과 정점부측으로 되는 구면형상 오목부(1C) 사이에 있어서 이 구면형상 오목부(1C)에 가까이 환상의 영역이 반구형상 오목부(2B)와 미끄럼접합하는 미끄럼접합부(1a)로 되어 있다.

그리고, 반구면(1A)에 있어서 미끄럼접합부(1a)보다도 정점부측(구면형상 오목부(1C)측)으로 되는 환상의 영역을 끌어넣기부(1b)로 하고, 더욱이 미끄럼접합부(1a)보다도 끝면(1B)측으로 되는 환상의 영역을 반구형상 오목부(2B)와 미끄럼이동하지않는 비미끄럼접합부(1d)로 하고 있다.

본 실시예에서는, 반구면(1A)에 있어서 끌어넣기부(1b)의 구직경(D2)을, 반구면(1A)에 있어서 미끄럼접합부(1a)의 구직경(D1)보다도 크게 하고 있다.

이것에 의해, 끌어넣기부(1b)와 거기에 대향하는 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B) 사이에, 정점부측(구면형상 오목부(1C)측)이 서서히 확대되는 간격(8)이 형성되도록 되어있다(도 1). 이 간극(8)의 최대치수는, 5~500㎛로 되도록 각 부의 치수를 조정하고 있다.

이것에 의해, 반구형상 오목부(2B)와 반구형상 슈(1)의 구면형상 오목부(1C) 사이에 형성되는 공간부(4)내에 저류되어 있는 윤활유가, 상기 간극(8)을 통해서 미끄럼접합부(1a)를 향해서 원활히 도입되도록 되어 있다.

또, 끝면(1B)측으로 되는 비미끄럼접합부(1d)의 구직경(D3)은 미끄럼접합부(1a)의 구직경(D1)보다도 작게 되어 있다. 이것에 의해, 비미끄럼접합부(1d)와 그것에 대향하는 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B) 사이에, 끝면(1B)측이 서서히 확대되는 간극(9)이 형성되도록 되어있다. 미끄럼접합부(1a)에 개재하는 윤활유가 이 간극(9)을 통해서 끝면(1B)을 향해서 용이하게 배출되도록 되어 있다.

또한, 상기 반구면(1A)의 미끄럼접합부(1a)의 표면을 MoS₂,Gr 등을 포함하는 수지피막으로 피복해도 좋다. 또는, 상기 반구면(1A)의 미끄럼접합부(1a)의 표면에 연질화처리를 시행하고서 MoS₂,Gr 등을 포함하는 수지피막으로 피복해도 좋다. 더욱이, 반구면(1A)의 미끄럼접합부(1a)의 표면을, DLC(비정질탄소피막), Ni-P계 도금, 및 Ni-B계 도금의 어느 것인가로 이루어지는 경질피막층으로 피복해도 좋다. 이와 같이 미끄럼접합부(1a)의 표면을 피복함으로써, 미끄럼접합부(1a)의 눌어붙음을 방지할 수 있다.

더욱이, 본 실시예에서는, 반구형상 슈(1)의 끝면(1B)은, 그 축부측(구멍(1D)측)의 영역을, 외주 가장자리로 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 완만한 원호형상으로 형성하고 있고, 이 영역은경사판(3)과 미끄럼접합하지 않는 비미끄럼접합부(1G)로 하고 있다.

본 실시예에서는, 상기 비미끄럼접합부(1G)를 형성하는데 있어서, 미끄럼접합부(1F)에 있어서 외방측의 가장자리부(1F')는, 상기 반구면(1A)의 미끄럼접합부(1a)에 있어서 정점부측(구면형상 오목부(1C)측)의 가장자리부(1a')가 축심(C)으로부터 이격된 거리(R)(반경)보다도, 축심(C)에 가까운 위치에 위치시키고 있다(도 2).

그리고 더욱이, 상기 가장자리부(1a')와 직교하도록 축심(C)과 평행한 가상의 직선(L)을 그은 때에, 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 2에 도시하는 바와 같이, 미끄럼접합부(1F)와 경계부(1E)가 이격된 축방향의 거리(즉 미끄럼접합부(1F)의 팽출량)를 C1으로 하고, 미끄럼접합부(1F)와 상기 점(X)이 이격된 축방향의 거리를 C2로 했을 때에, 본 실시예에서는, C2/C1≤0.3이 되도록 설정하고 있다.

이와 같이 본 실시예에서는, 상술한 치수설정에 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)상의 끝면(1B)의 미끄럼접합부(1F)가 지지하는 것으로 된다. 따라서, 경사판식 콤프레서의 작동상태에 있어서, 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B)와 경사판(3) 사이에 개재시킨 반구형상 슈(1)의 자세가 극히 안정된 것으로 된다. 더구나, 도 4에 도시한 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 개소로 유도되도록 되어 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시에에 있어서는, 반구형상 슈(1)의 정점부에 구면형상 오목부(1C)를 형성하고 있다. 그 때문에 그 구면형상 오목부(1C)와 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B) 사이에 형성되는 공간부(4)의 용적을 종래보다도 크게 할 수 있고, 거기에 저류될 수 있는 윤활유의 양을 종래보다도 증가시킬 수 있다.

또, 본 실시예의 반구형상 슈(1)는, 끌어넣기부(1b)의 구직경(D2)을 미끄럼접합부(1a)의 구직경(D1)보다도 크게 하여, 반구형상 슈(1)를 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B)에 끼워맞춤한 때에 상술한 간극(8)이 형성된다. 그 때문에, 반구형상 슈(1)의 구면형상 오목부(1C)와 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B) 사이의 공간부(4)내에 저류된 윤활유는, 도 1에서 화살표로 도시하는 바와 같이, 간극(8)을 통해서 미끄럼접합부(1a)를 향해서 원활하게 도입된다. 따라서, 반구형상 슈(1)의 미끄럼이동 특성을 종래보다도 향상시킬 수 있다.

그리고, 도 3에 도시하는 바와 같이, 경사판식 콤프레서의 작동시에는, 상술한 간극(9), 미끄럼접합부(1a)의 미끄럼접합 개소 및 간격(8)을 통해서 구면형상 오목부(1C)(공간부(4)내)에 윤활유가 도입된다. 이것에 따라 공간부(4)내에 저류되어 있던 윤활유는, 상술한 경로와 역의 유통경로를 거쳐서 경사판(3)측으로 배출된다.

공간부(4)내에 도입되는 윤활유는, 도 3에서 2점쇄선으로 도시하는 바와 같이, 구면형상 오목부(1C) 및 반구형상 오목부(2A)의 표면을 따라서 원활하게 유통될 수 있고, 또한 공간부(4)내의 윤활유가 원활하게 교체되도록 되어 있다. 그 때문에, 공간부(4)내에 마모분이 퇴적하는 것을 양호하게 방지할 수 있다.

더욱이, 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, 미끄럼이동부분으로의 윤활유에 의한 윤활, 냉각효과도 양호한 것으로 된다.

(제 2 실시예)

다음에 도 5는 반구형상 슈(1)에 관한 제 2 실시예를 도시한 것이다. 이 제 2 실시예에서는, 상기 제 1 실시예의 반구형상 슈(1)에 있어서 끝면(1B)측의 구멍(1D)을 생략한 것이다. 그 외의 구성은, 상기 제 1 실시예와 동일하다. 이와 같은 제 2 실시예의 구성이더라도, 상기 제 1 실시예와 동일한 작용, 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 각 실시예에 있어서는, 반구형상 슈(1)에 있어서 끌어넣기부(1b)의 구직경(D2)을 미끄럼접합부(1d)보다 대직경으로 하여 상기 간극(8)을 형성하고 있는데, 반구형상 슈(1)의 끌어넣기부(1b) 및 미끄럼접합부(1a)의 구직경은 동일로서, 그것에 대향하는 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2A)측의 곡률을 다르게 하여 상기 간극(8)을 형성해도 좋다.

더욱이, 상기 각 실시예에 있어서는, 본 발명의 미끄럼이동 장치를 경사판식 콤프레서의 피스톤, 반구형상 슈, 경사판에 적용한 경우를 설명하였는데, 워블 플레이트식 오일펌프에도 본 발명을 사용할 수 있다. 더욱이, 반구형상 오목부를 가지고, 거기에 반구형상 슈를 끼워맞춤하도록 구성한 기계부품에도 본 발명의 미끄럼이동 장치를 사용할 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 종래에 비교하여 윤활유를 유지하는 공간의 용적을 크게 해도, 이것을 구성하는 구면형상 오목부내에 있어서 마모분의 퇴적을 양호하게 방지할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 제 1 가동부재의 반구형상 오목부에 끼워맞춤하는 반구면과, 제 2 가동부재의 평탄면과 미끄럼접합하는 끝면을 구비한 반구형상 슈에 있어서,

   상기 반구면의 정점부분에 구형상으로 오목한 구면형상 오목부를 형성한 것을 특징으로 하는 반구형상 슈.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 구면형상 오목부의 적어도 둘레 가장자리부분은, 피스톤의 반구형상 오목부에 대하여 5도 내지 65도의 각도를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 반구형상 슈.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 끝면에 있어서 축부측의 영역은 외주측보다도 팽출시키고 있고, 상기 축부측의 영역으로 되는 평탄면이 상기 제 2 가동부재의 평탄면과 미끄럼접합하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반구형상 슈.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 가동부재는 경사판식 콤프레서의 피스톤이고, 또 상기 제 2 가동부재는 경사판식 콤프레서의 경사판인 것을 특징으로 하는 반구형상 슈.