WO2006027949A1 - 半球状シューとその製造方法 - Google Patents

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Hiroshi Kanemitsu
Masaharu Hatta
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Definitions

  • the present invention relates to a hemispherical shroud formed into a substantially hemispherical shape by a convex hemispherical surface and a flat end surface, and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to the hemispherical surface and a hemispherical concave portion.
  • the present invention relates to a hemispherical shoe having a slidable contact surface and a non-slidable contact surface that does not slidably contact the recess, and a method of manufacturing the same.
  • a convex hemispherical surface and a flat end surface are formed into a substantially hemispherical shape, and a sliding contact surface that comes into sliding contact with the hemispherical concave portion on the hemispherical surface.
  • a hemispherical shroud having a non-sliding surface that does not slide in contact with the recess Patent Document 1.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-153039
  • the hemispherical concave portion provided in the piston of the swash plate compressor is generally formed with the same curvature, while the sliding contact surface slidably contacting the concave portion formed in the hemispherical surface is the top and end surfaces of the hemispherical surface. Is formed in an annular shape so as to surround the top, and has the same curvature as the hemispherical recess.
  • the non-sliding surface that does not slide in contact with the concave portion is formed at two locations on the top surface side and the end surface side of the hemispherical surface, and a sliding surface is formed between them.
  • the hemispherical surface has a curvature that forms at least a non-sliding contact surface on the top side of the hemispherical surface, a curvature that forms a sliding contact surface, and a curvature that forms a non-sliding contact surface on the end surface side of the hemispherical surface. Therefore, in order to manufacture a hemispherical surface having such a complicated curvature, the manufacturing process must be complicated.
  • the present invention provides a hemispherical shoe having a configuration capable of stably ensuring the width of the sliding contact surface in all hemispherical shoes and a method for manufacturing the same.
  • the invention of claim 1 is formed in a substantially hemispherical shape by a convex hemispherical surface and a flat end surface, and a sliding contact surface in sliding contact with the hemispherical concave portion and sliding contact with the concave portion on the hemispherical surface.
  • a part of the hemispherical surface is bulged more than the other part by quenching, the sliding contact surface is formed on the surface of the bulging part, and the surface of the other part is non-sliding.
  • the present invention provides a hemispherical shroud characterized by being a tangent surface.
  • the invention of claim 2 is formed in a substantially hemispherical shape by a convex hemispherical surface and a flat end surface, and a sliding contact surface in sliding contact with the hemispherical concave portion and sliding contact with the concave portion on the hemispherical surface.
  • a non-sliding contact surface! / A method of manufacturing a hemispherical shell,
  • the surface of the hemispherical surface to be a sliding contact surface is quenched, and the quenched portion expands more than the surface of the original hemispherical surface.
  • a method of manufacturing a hemispherical shoe is provided, wherein the sliding surface is formed on the surface of the bulging portion, and the hemispherical surface of the other portion is a non-sliding contact surface.
  • a part of the hemispherical surface is bulged more than the other part by quenching, and the sliding contact surface is formed on the surface of the bulged part. Since the surface of the other part is the non-sliding surface, the width of the sliding surface can be easily set by managing the width of the part to be quenched. Therefore, the risk of seizure can be reduced by ensuring the width of the sliding contact surface stably for all hemispherical shoes.
  • a hemispherical element having a hemispherical surface imitating a hemispherical concave portion
  • the surface of the portion to be a sliding contact surface on the hemisphere is quenched, and the quenched portion is bulged from the surface of the original hemispherical surface, and the sliding is made on the surface of the bulging portion.
  • the hemispherical concave portion is also simply formed. Since it is only necessary to consider the curvature, its manufacture becomes easy.
  • the width of the sliding contact surface can be easily set by managing the width of the part to be quenched, the width of the sliding contact surface for all hemispherical shrouds can be reduced compared to the prior art. By securing it stably, the risk of seizure can be reduced.
  • a hemispherical shroud 1 used in a conventionally known swash plate compressor is provided with a not-shown heel inclined to a rotating shaft. It is interposed between the swash plate and the hemispherical recess provided on the piston so that the piston can be reciprocated as the swash plate rotates!
  • the hemispherical shoe 1 is formed in a substantially hemispherical shape by a convex hemispherical surface 2 and a flat end surface 3, and the hemispherical surface 2 is in sliding contact with the hemispherical concave portion of the piston, and the end surface 3 is It comes in sliding contact with the swash plate. If necessary, a recess 4 is formed at the top of the hemispherical surface 2, and an oil sump 5 having a concave force is formed at the center of the end surface 3.
  • the hemispherical surface 2 is formed with an annular sliding contact surface 6 extending in the circumferential direction at an intermediate portion thereof, and the sliding contact surface 6 comes into sliding contact with the hemispherical concave portion.
  • two portions of the hemispherical surface 2 on the top side and the end surface 3 side from the sliding contact surface 6 are non-sliding contact surfaces 7 and 8 that do not slide in contact with the hemispherical concave portion, respectively.
  • a hemispherical material 1A having a hemispherical surface 2A following the hemispherical concave portion is formed.
  • This hemispherical material 1A can be manufactured, for example, by forging, and in that case, the depression 4 and the oil sump 5 at the top are formed by forging.
  • the entire surface of the hemispherical surface 2A is forged so as to follow the concave portion of the hemispherical shape, which is compared with the case of forging a hemispherical surface having a plurality of curvatures.
  • its manufacture becomes much easier.
  • the surface of the hemispherical surface 2A that is to be the sliding contact surface is quenched, and the quenched portion is swelled more than the surface of the original hemispherical surface 2A.
  • the quenching is preferably performed with a laser. That is, the irradiated portion irradiated with the laser is in a state where the original surface of the hemispherical surface 2A is directly quenched and bulges from the surface.
  • a hemispherical material 1A hemispherical material 1A manufactured by SUJ2 is irradiated with a YAG laser in a straight line along the circumferential direction in parallel at intervals of 0.2 mm, A bulging portion 6A having a width W of about 2 mm as a whole was formed. At this time, the height of the bulging portion 6A was about 3 to 4 m higher than the portions 7A and 8A where the laser was not irradiated.
  • the output of the YAG laser is 50 W, and this is adjusted by adjusting the condenser lens so that the focus of the YAG laser is focused at a depth of 2 mm with respect to the surface of the hemispherical surface 2A.
  • the YAG laser was irradiated on the surface of the film in a defocused state.
  • the bulging portion 6A having a required width W can be formed by quenching the required position of the hemispherical surface 2A of the hemispherical material 1A within a required range. Thereafter, a slidable contact surface 6 having a suitable curvature and width W for slidingly contacting the hemispherical concave portion is formed by sequentially applying lapping force and puffing to the bulging portion 6A. Further, the portions 7A and 8A that are not swelled without being irradiated with the laser can be non-sliding surfaces 7 and 8 that do not slide in contact with the hemispherical concave portions.
  • the force that forms the bulging portion 6A by quenching the sliding surface with a laser can use a plasma beam or the like that is not limited to this.
  • FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a process diagram for explaining a production process of the present invention.

Abstract

　凸状の半球面２と平坦状の端面３とによって略半球状に形成され、上記半球面に、半球状の凹部に摺接する摺接面６と該凹部に摺接しない非摺接面７、８とを備えている半球状シューに関する。この半球状シューを製造する際には、先ず上記凹部に倣った半球面を有する半球状素材を成形した後、この半球面における摺接面となるべき部分の表面を焼き入れて、該焼き入れ部分を元の半球面の表面よりも膨出させ、この膨出部の表面に上記摺動面を成形するとともに、その他の部分の半球面を非摺接面とする。 　焼き入れされる部分の幅を管理することによって摺接面の幅を設定することが容易となるので、摺接面の幅が狭くなることにより面圧が高くなって焼き付く危険性を低減することができる。

Description

明 細 書
半球状シユーとその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、凸状の半球面と平坦状の端面とによって略半球状に形成された半球状 シユーとその製造方法に関し、より詳しくは、上記半球面に、半球状の凹部に摺接す る摺接面と該凹部に摺接しない非摺接面とを備えている半球状シユーとその製造方 法に関する。
背景技術
[0002] 従来、斜板式コンプレッサに用いられる半球状シユーとして、凸状の半球面と平坦 状の端面とによって略半球状に形成され、上記半球面に、半球状の凹部に摺接する 摺接面と該凹部に摺接しない非摺接面とを備えている半球状シユーが知られている（ 特許文献 1)。
特許文献 1 :特開 2001— 153039号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 斜板式コンプレッサのピストンに設けられる上記半球状の凹部は、一般に同一曲率 で形成されており、他方、半球面に形成された凹部に摺接する摺接面は、半球面の 頂部と端面との中間部分に、頂部を取囲むように環状に形成されて、上記半球状の 凹部と同一の曲率で形成されている。
換言すれば、上記凹部に摺接しない非摺接面は、半球面の頂部側と端面側との 2 箇所に形成され、その中間に摺接面が形成されて ヽること〖こなる。
これら 2箇所の非摺接面は、上記凹部に摺接してはならないことから、摺接面と同 一の曲面で形成することはできない。その結果、上記半球面は、少なくとも半球面の 頂部側の非摺接面を形成する曲率と、摺接面を形成する曲率と、半球面の端面側の 非摺接面を形成する曲率とを備えることになり、そのような複雑な曲率を有する半球 面を製造するために、その製造工程が複雑とならざるを得な力つた。
また、製造工程が複雑となるために、半球面の円周方向に伸びる摺接面の幅を全 ての半球状シユーにおいて安定して確保することは困難であり、摺接面の幅が狭くな ると面圧が高くなつて焼き付く危険性があった。
本発明はそのような事情に鑑み、摺接面の幅を全ての半球状シユーにおいて安定 して確保することが可能な構成を有する半球状シユーとその製造方法を提供するも のである。
課題を解決するための手段
[0004] 請求項 1の発明は、凸状の半球面と平坦状の端面とによって略半球状に形成され 、上記半球面に、半球状の凹部に摺接する摺接面と該凹部に摺接しない非摺接面と を備えて 、る半球状シユーにお 、て、
上記半球面の一部が焼き入れされることによって他の部分よりも膨出されており、こ の膨出部の表面に上記摺接面が形成され、上記他の部分の表面が上記非摺接面と なっていることを特徴とする半球状シユーを提供するものである。
[0005] 請求項 2の発明は、凸状の半球面と平坦状の端面とによって略半球状に形成され 、上記半球面に、半球状の凹部に摺接する摺接面と該凹部に摺接しない非摺接面と を備えて!/、る半球状シユーの製造方法であって、
上記凹部に倣った半球面を有する半球状素材を成形した後、この半球面における 摺接面となるべき部分の表面を焼き入れて、該焼き入れ部分を元の半球面の表面よ りも膨出させ、この膨出部の表面に上記摺動面を成形するとともに、その他の部分の 半球面を非摺接面とすることを特徴とする半球状シユーの製造方法を提供するもの である。
発明の効果
[0006] 請求項 1の発明においては、半球面の一部が焼き入れされることによって他の部分 よりも膨出されており、この膨出部の表面に上記摺接面が形成され、上記他の部分 の表面が上記非摺接面となっているので、焼き入れされる部分の幅を管理することに よって摺接面の幅を容易に設定することができ、したがって従来に比較して、全ての 半球状シユーについて摺接面の幅を安定して確保することにより、焼き付きの危険性 を低減することができる。
[0007] また請求項 2の発明においては、半球状の凹部に倣った半球面を有する半球状素 材を成形する際には、単純に半球状の凹部の曲率を考慮して該半球状素材を成形 すればよいので、複数の曲率を考慮して半球状素材を成形する場合に比較して、そ の製造が容易となる。
そして次に、上記半球面における摺接面となるべき部分の表面を焼き入れて、該焼 き入れ部分を元の半球面の表面よりも膨出させ、この膨出部の表面に上記摺動面を 成形するとともに、その他の部分の半球面を非摺接面とする際には、すなわち上記 膨出部の表面に上記摺動面を成形する際には、やはり単純に半球状の凹部の曲率 を考慮すればよいだけなので、その製造が容易となる。これに加えて、焼き入れされ る部分の幅を管理することによって摺接面の幅を容易に設定することができるので、 従来に比較して、全ての半球状シユーについて摺接面の幅を安定して確保すること により、焼き付きの危険性を低減することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0008] 以下図示実施例について本発明を説明すると、図 1において、従来公知の斜板式 コンプレッサに用いられて 、る半球状シユー 1は、図示しな ヽが回転軸に傾斜して設 けられた斜板とピストンに設けられた半球状の凹部との間に介在されて、斜板の回転 に伴ってピストンを往復駆動させることができるようになって!/、る。
上記半球状シユー 1は、凸状の半球面 2と平坦状の端面 3とによって略半球状に形 成されており、半球面 2が上記ピストンの半球状の凹部に摺接するとともに、端面 3が 斜板に摺接するようになつている。また必要に応じて、半球面 2の頂部に窪み 4が形 成されたり、端面 3の中央部に凹部力もなる油溜り 5が形成されている。
上記半球面 2には、その中間部分に円周方向に沿う環状の摺接面 6が形成されて おり、この摺接面 6が上記半球状の凹部に摺接するようになつている。他方、上記半 球面 2における摺接面 6よりも頂部側と端面 3側との 2箇所は、それぞれ上記半球状 の凹部に摺接することがない非摺接面 7、 8となっている。
[0009] 図 2に示すように、上記半球状シユー 1を製造する際には、先ず上記半球状の凹部 に倣った半球面 2Aを有する半球状素材 1Aが成形される。この半球状素材 1Aは、 例えば鍛造によって製造することができ、その際には頂部の窪み 4や油溜り 5がー体 的に鍛造によって成形される。 この際、半球状素材 1Aを製造する際には、上記半球面 2Aの表面全体が半球状の 凹部に倣うように鍛造されるので、これを複数の曲率からなる半球面に鍛造する場合 に比較して、その製造が遥かに容易となる。
上記半球状素材 1Aを製造したら、次に、上記半球面 2Aにおける摺接面となるべき 部分の表面を焼き入れて、該焼き入れ部分を元の半球面 2Aの表面よりも膨出させて 膨出部 6Aを形成する。上記焼き入れは、レーザによって行なうことが望ましい。すな わち、上記レーザが照射された照射部分は、元々の半球面 2Aの表面が直接的に焼 入れされた状態となってその表面よりも膨出する。
[0010] より具体的には、 SUJ2で製造した半球状素材 1 Aの半球面 2Aに円周方向に沿つ て YAGレーザを直線状に、かつ 0. 2mmの間隔で平行に照射して、全体として約 2 mmの幅 Wを有する膨出部 6Aを形成した。このとき上記膨出部 6Aの高さは、レーザ を照射しない部分 7A、 8Aに対して 3〜4 m程度高くなつていた。
上記 YAGレーザの出力は 50Wであり、これを半球面 2Aの表面に対して 2mmの 深さとなる位置で YAGレーザの焦点が結ばれるように集光レンズを調整して、したが つて半球面 2Aの表面に対してはデフォーカスした状態で YAGレーザを照射した。
[0011] このように、半球状素材 1 Aの半球面 2Aの所要位置を所要の範囲で焼き入れする ことにより、必要な幅 Wの膨出部 6Aを形成することができる。そしてこの後、上記膨出 部 6Aにラップ力卩ェとパフ加工とを順次施すことにより、上記半球状の凹部に摺接す る好適な曲率と幅 Wとを有する摺接面 6を形成することができ、またレーザが照射さ れずに膨出されていない部分 7A、 8Aは、半球状の凹部に摺接することのない非摺 接面 7、 8とすることができる。
[0012] なお、上記実施例ではレーザによって摺動面を焼き入れて膨出部 6Aを形成してい る力 これに限定されるものではなぐプラズマビームなどを利用することも可能である 図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本発明の実施例を示す正面図。
[図 2]本発明の製造工程を説明する工程図。
符号の説明 半球状シユー 2 半球面 摺接面 6A 膨出部 、 8 非摺接面

Claims

請求の範囲
[1] 凸状の半球面と平坦状の端面とによって略半球状に形成され、上記半球面に、半 球状の凹部に摺接する摺接面と該凹部に摺接しない非摺接面とを備えている半球 状シユー【こぉ ヽて、
上記半球面の一部が焼き入れされることによって他の部分よりも膨出されており、こ の膨出部の表面に上記摺接面が形成され、上記他の部分の表面が上記非摺接面と なって!/、ることを特徴とする半球状シユー。
[2] 凸状の半球面と平坦状の端面とによって略半球状に形成され、上記半球面に、半 球状の凹部に摺接する摺接面と該凹部に摺接しない非摺接面とを備えている半球 状シユーの製造方法であって、
上記凹部に倣った半球面を有する半球状素材を成形した後、この半球面における 摺接面となるべき部分の表面を焼き入れて、該焼き入れ部分を元の半球面の表面よ りも膨出させ、この膨出部の表面に上記摺動面を成形するとともに、その他の部分の 半球面を非摺接面とすることを特徴とする半球状シユーの製造方法。
[3] 上記半球面における摺接面となるべき一部にレーザを照射してその部分を焼き入 れることを特徴とする請求項 2に記載の半球状シユーの製造方法。
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