KR20010108123A

KR20010108123A - 미끄럼이동 장치

Info

Publication number: KR20010108123A
Application number: KR1020017009279A
Authority: KR
Inventors: 나카야마세이이치; 무라마츠쇼고; 다케나카아키라
Original assignee: 후쿠마 노부오; 다이호 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2001-12-07
Also published as: HUP0200153A2; BR0007617A; JP2001153040A; EP1148237B1; BR0007617B1; US6644172B1; EP1148237A4; JP3298571B2; EP1148237A1; HU222947B1; DE60044181D1; CN1338028A; KR100444424B1; WO2001038733A1; CN1115481C

Abstract

반구형상 슈(1)는, 반구면(1A)과, 평탄한 끝면(1B)을 구비하고 있다. 상기 반구면(1A)은, 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B)와 미끄럼접합하는 미끄럼접합부(1a)와, 미끄럼접합부(1a)보다도 정상부측(오목부(1C)측)으로 되는 끌어넣기부(1b)를 구비하고 있다. 이 끌어넣기부(1b)의 구직경(D2)은, 미끄럼접합부(1a)의 구직경(D1)보다도 크게하고 있다. 이것에 의해, 끌어넣기부(1b)와 그것에 대향하는 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B) 사이에 간극(8)이 생기도록 구성되어있다.

반구형상 오목부(2B)와 반구형상 슈(1)의 오목부(1C) 사이의 공간부(4)내에 저류된 윤활유가, 상기 간극(8)을 통해서 미끄럼접합부(1a)에 도입된다.

종래와 비교하여 미끄럼이동 특성이 우수한 미끄럼이동 장치를 제공할 수 있다.

Description

미끄럼이동 장치{SLIDING DEVICE}

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

더욱이, 반구형상 슈로서, 정상부측을 축심과 직교하는 방향으로 절결하고, 거기에 평탄면을 형성한 것이 알려져 있다(예를들면, 일본특개소57-76281호 공보, 실개소63-7288호 공보). 이와같은 반구형상 슈에 의하면, 반구형상 슈의 반구면을 피스톤의 반구형상 오목부에 끼워맞춤한 상태에서, 반구형상 오목부와 반구형상 슈의 정상부측의 평탄면 사이에 공간부가 구성되고, 그 공간부에 윤활유가 저류되도록 되어있다.

그런데, 상술한 종래의 반구형상 슈에서는, 반구면에서 정상부측의 평탄면과 상기 끝면 사이의 일부가 피스톤의 반구형상 오목부와 미끄럼접합하는 미끄럼접합부로 된다.

그렇지만, 종래의 반구형상 슈에 있어서는, 상기 미끄럼접합부 보다도 정상부측으로 되는 반구면은 동일한 직경으로 되어있므로, 미끄럼접합부 보다도 정상부측으로 되는 반구면과 피스톤의 반구형상 오목부의 사이에 실질적으로 간극이 생기기 어려운 구성으로 되어 있었던 것이다. 그 때문에, 상기 반구형상 오목부와 반구형상 슈의 정상부측의 평탄면 사이의 공간부내에 윤활유가 저류되었다고 하더라도, 상기 공간부내의 윤활유가 미끄럼접합부에 유도되기 어렵다고 하는 결점이 있었다. 따라서, 종래의 반구형상 슈는 미끄럼이동 특성이 양호하지 않았던 것이다.

본 발명은 반구형상 슈를 구비한 미끄럼이동 장치에 관한 것이고, 더욱 상세히는, 예를들면 경사판식 콤프레서에 있어서, 피스톤, 경사판 및 그들의 사이에 개재되는 반구형상 슈로서 적합한 미끄럼이동 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 1 실시예를 도시하는 단면도,

도 2는 도 1에 도시한 반구형상 슈의 확대단면도,

도 3은 도 1에 도시한 경사판식 콤프레서가 작동된 때의 반구형상 슈의 상태를 도시하는 도면,

도 4는 종래의 반구형상 슈를 도시하는 단면도,

도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 도시하는 정면도,

도 6은 본 발명의 제 3 실시예를 도시하는 단면도이다.

상술한 사정을 감안, 본 발명은, 반구형상 오목부를 갖는 제 1 가동부재와, 평탄면을 갖는 제 2 가동부재와, 상기 제 1 가동부재의 반구형상 오목부에 끼워맞춤되는 반구면 및 상기 제 2 가동부재의 평탄면과 미끄럼접합하는 끝면을 갖는 반구형상 슈를 구비한 미끄럼이동 장치에 있어서,

상기 반구면에서 정상부와 상기 끝면 사이에 상기 반구형상 오목부와 미끄럼접합하는 미끄럼접합부를 형성하고, 또, 반구면에서 상기 미끄럼접합부 보다도 정상부측으로 되는 영역을 끌어넣기부로 하고, 반구면을 상기 반구형상 오목부에 끼워맞춤한 때에 상기 끌어넣기부와 그것에 대향하는 반구형상 오목부 사이에, 반구면에서 정상부측이 서서히 크게 되는 간격이 형성되도록 구성한 것이다.

상술한 구성에 의하면, 끌어넣기부와 거기에 대향하는 반구형상 오목부 사이에 상기 간격이 형성되므로, 반구형상 오목부와 슈의 정상부측의 부분 사이의 공간부에 저류되는 윤활유는, 상기 간극을 통해서 미끄럼접합부로 도입되는 것이다.

따라서,종래와 비교하여 양호한 미끄럼이동 특성을 구비한 미끄럼이동 장치를 제공할 수 있다.

이하 도시한 실시예에 대하여 본 발명을 설명하면, 도 1 및 도 2는 본 발명의 미끄럼이동 장치을 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. 또한, 이 실시예에서는 반구형상 오목부(2B)를 형성하는데 있어서는, 그 전역이 동일 곡률로 되도록하고 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 작게 절결되어 있고, 그 부분에 바닥이 얕은 단면 원호형상의오목부(1C)를 형성하고 있다. 또한 끝면(1B)의 축부(중앙)에도, 대략 원추형의 구멍(1D)을 형성하고 있다. 상술한 정상부측의 오목부(1C)의 깊이는, 끝면(1B)의 축부의 구멍(1D)의 깊이의 약 3분의 1정도로 설정되어있다.

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. 이와같이, 반구형상 오목부(2B)와 경사판(3) 사이에 개재시킨 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.

또, 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 되어있다.

그리고, 상기 경사판(3)이 회전되면, 반구형상 슈(1)를 통해서 피스톤(2)이 왕복이동되도록 되어있다. 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 때, 상기 공간부(4,5)에 저류된 윤활유가 반구면(1A) 및 끝면(1B)의 미끄럼접합 개소에 침투하여, 그 부분을 윤활, 냉각하도록 되어있다.

그래서, 본 실시예는, 반구면(1A)에 있어서 미끄럼접합부(1a)의 구직경(D1)과, 반구면(1A)에 있어서 상기 미끄럼접합부(1a)보다도 정상부측(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 정상부측으로 되는 오목부(1C) 사이에 있어서 이 오목부(1C)에 가까운 환상의 영역이 반구형상 오목부(2B)와 미끄럼접합하는 미끄럼접합부(1a)로 되어있다.

그리고, 반구면(1A)에 있어서 미끄럼접합부(1a)보다도 정상부측(오목부(1C)측)으로 되는 환상의 영역을 끌어넣기부(1b)로 하고 있고, 더욱이 미끄럼접합부(1a)보다도 끝면(1B)측으로 되는 환상의 영역을 반구형상 오목부(2A)와 미끄럼이동하지 않는 비미끄럼접합부(1d)로 하고있다.

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

이것에 의해, 끌어넣기부(1b)와 그것에 대향하는 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B) 사이에, 정상부측(오목부(1C)측)이 서서히 확대하는 간극(8)이 형성되도록 되어있다(도 1). 이 간극(8)의 최대치수는, 5~500㎛로 되도록 각부의 치수를 조정하고 있다.

이것에 의해, 반구형상 오목부(2B)와 반구형상 슈(1)의 오목부(1C) 사이에 형성되는 공간부(4)내에 저류되는 윤활유가 상기 간극(8)을 통해서 미끄럼접합부(1a)를 향해서 원할하게 도입되도록 되어있다.

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

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 등의 수지에 의한 피막으로 피복해도 좋다. 더욱이, 반구면(1A)의 미끄럼접합부(1a)의 표면을, DLC(비정질탄소피막), Ni-P계 도금, 및 Ni-B계 도금중 어느하나로 이루어지는 경질피막층으로 피복해도 좋다. 이와같이 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 가장자리(1F')로부터 경계부(1E)에 걸치는 영역은, 끝면을 완만한 원호형상으로 형성하여 있고, 이 영역은 경사판(3)과 미끄럼접합하지않는 비미끄럼접합부(1G)로 하고 있다.

더욱이, 본 실시예에서는, 상기 비미끄럼접합부(1G)를 형성하는데 있어서, 미끄럼접합부(1F)에 있어서 외측의 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 위치되어있다(도 2).

그리고 더욱이, 상기 가장자리부(1a')와 교차하도록 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 설정한다.

즉, 도 2에 도시하는 바와같이, 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≤0.3이 되도록 설정되어있다.

이와같이 본 실시예에서는, 상술한 치수설정에 의해 끝면(1B)의 축부측(미끄럼접합부(1F))을 외주 가장자리로 하는 경계부(1E)보다도 팽출시키고 있다.

그 때문에, 반구형상 슈(1)의 실제의 사용에 있어서는, 도 3에 도시하는 바와같이, 피스톤(2)의 축심을 따라서 그 피스톤(2)에 의해 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 개재된 반구형상 슈(1)의 자세가 매우 안정된 것으로 된다. 더구나, 도 3에 도시한 상태에서는, 반구면(1A)에 있어서 미끄럼접합부(1a)의 일부가 피스톤(2)의 끝면(1A)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 되어있다.

상술한 바와같이, 본 실시예의 반구형상 슈(1)는, 끌어넣기부(1b)의구직경(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 오목부(1C)와 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B) 사이의 공간부(4)내에 저류된 윤활유는, 도 1에서 화살표로 도시하는 바와같이, 간극(8)을 통해서 미끄럼접합부(1a)를 향해서 원할하게 도입된다. 따라서, 반구형상 슈(1)의 미끄럼이동특성을 종래보다 향상시킬 수 있다.

이것에 대하여, 도 4는 종래의 반구형상 슈(1)를 도시한 것이다. 이 종래의 반구형상 슈(1)에서는, 반구면(1A)에 있어서 정상부측을 절결하여 평탄면(1C)을 형성하여 있고, 또한, 반구면(1A)에 있어서 평탄면(1C)에 가까운 영역(1b) 및 그곳에 인접하는 미끄럼접합부(1a)의 구직경(D1,D2)은 동일하게 설정되어 있었던 것이다. 그 때문에, 반구면(1A)에 있어서 평탄면(1C)에 가까운 영역(1b)과 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B)의 사이에는, 실질적으로 간극이 생기기 어려운 상태로 되어 있었다. 따라서, 평탄면(1C)과 그것에 대향하는 반구형상 오목부(2B)의 사이의 공간부(4)내에 저류된 윤활유가 미끄럼접합부(1a)에 도입되기 어렵다고 하는 결점이 있었다. 그 때문에, 이와같은 종래의 것에서는, 미끄럼이동 특성이 불량했던 것이다.

또, 이 도 4에 도시한 바와같이, 종래에서는 반구형상 슈(1)의 정상부는 절결된 평탄면(1C)으로 되어있으므로, 공간부(4)내에 저류가능한 윤활유의 양이 적다고 하는 결점이 있었다.

이것에 대하여, 본 실시예에 있어서는, 반구형상 슈(1)의 정상부에 오목부(1C)를 형성하고 있다. 그 때문에, 그 오목부(1C)와 피스톤(2)의 반구형상오목부(2B) 사이에 형성되는 공간부(4)의 용적을 종래보다 크게 할 수 있고, 거기에 저류될 수 있는 윤활유의 양을 종래보다도 증가시킬 수 있다. 따라서, 보다 더 한층 반구형상 슈(1)의 미끄럼이동 특성을 향상시킬 수 있다.

더욱이, 본 실시예에서는, 상술한 치수설정에 의해 끝면(1B)의 축부측(미끄럼접합부(1F))를 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. 이와같은 제 2 실시예의 구성에 있어서도, 상기 제 1 실시예와 동일한 작용, 효과를 얻을 수 있다.

(제 3 실시예)

더욱이, 도 6은 본 발명의 제 3 실시예를 도시한 것이다. 상술한 각 실시예가 반구형상 슈(1)의 개량이었던 것에 대하여, 이 제 3 실시예는, 피스톤(2)측을 개량한 것이다.

즉, 반구형상 슈(1)의 반구면(1A)에 있어서 미끄럼접합부(1a) 및 정상부측의 끌어넣기부(1b)는, 도 4에 도시한 종래의 반구형상 슈(1)와 동일하게 구직경이 동일하다. 이것에 대하여, 피스톤(2)의 반구형상 오목부(2B)에 있어서 상기 미끄럼접합부(1a)와 미끄럼접합하는 개소의 구직경(D1)은, 반구형상 오목부(2B)에 있어서 끌어넣기부(1b)와 대향하는 개소의 구직경(D2)보다도 크게하고 있다.

이것에 의해, 구직경(D2)으로 되는 반구형상 오목부(2B)와, 그것에 대향하는 반구면(1A)의 끌어넣기부(1b)의 사이에, 상기 제 1 실시예의 경우와 동일한 간극(8)이 형성된다.

따라서, 이와같은 제 3 실시예의 구성이더라도, 공간부(4)내에 저류된 윤활유가 간극(8)을 통해서 미끄럼접합부(1a)에 도입되므로, 반구형상 슈(1) 및 피스톤(2)의 미끄럼이동 특성을 종래보다도 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 각 실시예에 있어서는, 본 발명의 미끄럼이동 장치를 경사판식 콤프레서의 피스톤, 반구형상 슈, 경사판에 적용된 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 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 종래에 비교하여 미끄럼이동 특성이 양호한 미끄럼이동 장치를 제공할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

반구형상 오목부를 갖는 제 1 가동부재와, 평탄면을 갖는 제 2 가동부재와, 상기 제 1 가동부재의 반구형상 오목부에 끼워맞춤되는 반구면 및 상기 제 2 가동부재의 평탄면과 미끄럼접합하는 끝면을 갖는 반구형상 슈를 구비한 미끄럼이동 장치에 있어서,

상기 반구면에서 정상부와 상기 끝면 사이에 상기 반구형상 오목부와 미끄럼접합하는 미끄럼접합부를 형성하고, 또, 반구면에서 상기 미끄럼접합부보다도 정상부측으로 되는 영역을 끌어넣기부로 하고,

반구면을 상기 반구형상 오목부에 끼워맞춤한 때에 상기 끌어넣기부와 그것에 대향하는 반구형상 오목부 사이에, 반구면에서 정상부측이 서서히 크게 되는 간극이 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 미끄럼이동 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 끌어넣기부의 구직경을 상기 미끄럼접합부의 구직경보다도 크게 설정하여, 상기 간극이 형성되도록 구성한 것을 특징으로 하는 미끄럼이동 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 끌어넣기부와 대향하는 위치의 반구형상 오목부의 구직경을, 상기 미끄럼접합부와 미끄럼접합하는 위치의 반구형상 오목부의 구직경보다도 작게 설정하여, 상기 간극이 형성되도록 구성한 것을 특징으로 하는 미끄럼이동 장치.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 상기 반구면의 정상부에 오목부를 형성하여, 반구면을 상기 반구형상 오목부에 끼워맞춤한 때에, 이 반구형상 오목부와 반구면에 형성된 상기 오목부 사이에 윤활유를 저류하는 공간부가 형성되도록 구성한 것을 특징으로 하는 미끄럼이동 장치.
제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한항에 있어서, 상기 간극은 5~500㎛로 설정되는 것을 특징으로 하는 미끄럼이동 장치.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한항에 있어서, 상기 반구면의 미끄럼접합부의 표면을 MoS₂, Gr 등을 포함하는 수지피막으로 피복한 것을 특징으로 하는 미끄럼이동 장치.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한항에 있어서, 상기 반구면의 미끄럼접합부의 표면에 연질화처리를 시행하고 MoS₂, Gr 등을 포함하는 수지피막으로 피복한 것을 특징으로 하는 미끄럼이동 장치.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한항에 있어서, 상기 반구면의 미끄럼접합부의표면을, DLC(비정질탄소피막), Ni-P계 도금 및 Ni-B계 도금중 어느 하나로 되는 경질피막층으로 피복한 것을 특징으로 하는 미끄럼이동 장치.
제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한항에 있어서, 상기 반구형상 슈의 끝면에 있어서 축부측의 영역은 외주측보다도 팽출시키고 있고, 상기 축부측의 영역으로 되는 평탄면이 상기 제 2 가동부재의 평탄면과 미끄럼접합하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 미끄럼이동 장치.
제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한항에 있어서, 상기 제 1 가동부재는 경사판식 콤프레서의 피스톤이고, 또 상기 제 2 가동부재는 경사판식 콤프레서의 경사판인 것을 특징으로 하는 미끄럼이동 장치.