(57)【要約】【課題】斜板圧縮機用シューの表面に突き刺さって残留する砥粒の数を減少させる。【解決手段】荒バレル研磨，中間バレル研磨工程等、砥粒を含むが軟質粒子を含まない研磨材による硬バレル研磨工程を経て製造されたシューに、くるみ殻の粒子である軟質粒子，アルミナ微粒子である硬質粒子，油脂類，脂肪酸および界面活性剤等を含む研磨材を使用して、遠心バレル研磨機により軟バレル研磨を行う。この軟バレル研磨により、シューの摺動面部および球面部に突き刺さって残留する砥粒の数が減少するとともに面粗さが改善され、摺動面部と斜板の摺動面との耐焼付き性が向上する。球面部の摩擦係数も減少する。バレル研磨法の代わりにウォータジェット研磨法，超音波研磨法等を採用することも可能である。【選択図】  図３
2006002615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の摺動面部とその摺動面部とは逆向きの球面部とを備え、斜板式圧縮機の斜板とピストンとの間に配設される斜板圧縮機用シューであって、
前記摺動面部に残存する最長径が３μｍ以上の砥粒の数が１００ｍｍ2当たり２０００個以下であることを特徴とする斜板圧縮機用シュー。
【請求項２】
平面状の摺動面部とその摺動面部とは逆向きの球面部とを備え、斜板式圧縮機の斜板とピストンとの間に配設される斜板圧縮機用シューであって、
前記摺動面部に残存する砥粒のうち最長径が５μｍ以上のものの数が１００ｍｍ2当たり８００個以下であることを特徴とする斜板圧縮機用シュー。
【請求項３】
平面状の摺動面部とその摺動面部とは逆向きの球面部とを備え、斜板式圧縮機の斜板とピストンとの間に配設される斜板圧縮機用シューであって、
前記摺動面部に残存する砥粒のうち最長径が１０μｍ以上のものの数が１００ｍｍ2当たり３００個以下であることを特徴とする斜板圧縮機用シュー。
【請求項４】
平面状の摺動面部とその摺動面部とは逆向きの球面部とを備え、斜板式圧縮機の斜板とピストンとの間に配設される斜板圧縮機用シューを製造する方法であって、
１回以上の研磨工程を含み、少なくとも最終の研磨工程が、前記シューの表層部より軟らかい材料から成る軟質粒子と、その軟質粒子より小さくかつその軟質粒子より硬い材料から成る硬質粒子とを含む研磨材を使用してシューを研磨する軟研磨工程であることを特徴とする斜板圧縮機用シューの製造方法。
【請求項５】
前記軟研磨工程が、前記軟質粒子と前記硬質粒子とを含む前記研磨材を使用してシューをバレル研磨する軟バレル研磨工程である請求項４に記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
【請求項６】
前記軟質粒子として、くるみ殻，桃殻，梅殻，あんず殻，やし殻，とうもろこし穂芯，合成樹脂製等から選択された１種類以上の材料から製造された粒子を使用する請求項４または５に記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
【請求項７】
前記硬質粒子として、アルミナ，酸化珪素等の酸化物を主成分とする酸化物系砥粒、窒化チタン等の窒化物を主成分とする窒化物系砥粒、炭化珪素等の炭化物を主成分とする炭化物系砥粒から選択された１種類以上の砥粒を使用する請求項４ないし６のいずれかに記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
【請求項８】
前記酸化物系砥粒として酸化鉄の粒子を使用する請求項７に記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
【請求項９】
前記軟質粒子として、平均直径が前記硬質粒子の平均直径の３０倍以上のものを使用する請求項４ないし８のいずれかに記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜板圧縮機において斜板とピストンとの間に配設されるシューおよびその製造方法に関し、詳しくは、シューまたはそれと相対的に摺動する部材との間の焼付き防止あるいは耐久性の向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シューは、平面状の摺動面部とその摺動面部とは逆向きの球面部とを備え、摺動面部において斜板の摺動平面と、球面部においてピストンの凹球面部と係合し、摺動するものであるが、摺動条件の厳しいものとして知られている。斜板圧縮機がエアコンディショナの冷媒圧縮機として使用され、冷媒と共に循環する潤滑油により潤滑される場合には、特に潤滑が不十分な状態になり易く、厳しい摺動条件にさらされる。
【０００３】
一方、シューは、バレル研磨等の研磨加工により摺動面部および球面部が研磨されるのが普通である。この方法で製造されたシューの摺動面部および球面部には多数の砥粒が突き刺さって残留しており、潤滑皮膜が薄くなった場合に、これら残留砥粒がシューの摺動面部と斜板の摺動平面との間に異常摩耗を発生させる原因となり、甚だしい場合には焼付き発生の一因になることが最近判明した。
【０００４】
それに対し、摺動面についてではなく、転がり接触する面についてではあるが、残留微小砥粒が寿命を低下させる事実ならびにその対策が下記特許文献１ないし３に記載されている。すなわち、特許文献１には、転がり軸受の部品の製造工程中に、バレル研磨機にとうもろこし穂芯の砕片と転がり軸受用部品とを投入して処理（砥粒を使用するとは記載されておらず、通常の「バレル研磨」ではない）し、残留微小砥粒を除去する残留微小砥粒除去工程を設けることが記載されている。また、特許文献２には、転がり軸受の部品であるスラストレースおよび転動体を、それらの母材より低硬度の粒子、例えば、ガラスビーズや金属球と共にバレル研磨機に投入して処理（砥粒を使用するとは記載されておらず、通常の「バレル研磨」ではない）することが記載されている。このようにすれば、もし低硬度の粒子が残留してもそれらは転動体とスラストレースとの間で押しつぶされて、転動体やスラストレースの表面を損傷させることがないと記載されている。さらに、特許文献３には、転がり軸受の軌道面および転動面に３μｍ以上の平均直径（長径と短径との平均値）を有する異物が存在しないようにすることにより、軌道面等にピーリング摩耗やピーリング剥離が発生しないようにすることが記載されている。例えば、バレル研磨に使用する砥粒を小さくしたり、砥粒の代わりに高鋼炭素鋼ショットを使用したショットピーニング等を行うのである。丈夫な合成繊維の布（クロス）を木製の棒に巻き付けて軌道面を擦るクロス処理、超音波洗浄機で洗浄を行う超音波洗浄処理、丈夫なナイロン製ブラシで軌道面を擦るブラシ洗浄処理等も有効であると記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１８７０５８号公報
【特許文献２】特開２００３−１０３４４９号公報
【特許文献３】特開２００３−２９４０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の状況の下に、シューの摺動面部および球面部に多数の砥粒が突き刺さった状態で残留し、シューあるいはそれの摺動相手部材の寿命を縮めることを回避することを課題として為されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、平面状の摺動面部とその摺動面部とは逆向きの球面部とを備え、斜板式圧縮機の斜板とピストンとの間に配設される斜板圧縮機用シューを、摺動面部に残存する最長径（摺動面部に直角な方向から見た場合の直径のうちで最大のもの）３μｍ以上の砥粒の総計が２０００個以下であるものとすることにより解決される。
また、平面状の摺動面部とその摺動面部とは逆向きの球面部とを備え、斜板式圧縮機の斜板とピストンとの間に配設される斜板圧縮機用シューを製造する方法を、１回以上の研磨工程を含み、少なくとも最終の研磨工程が、前記シューの表層部より軟らかい材料から成る軟質粒子と、その軟質粒子より小さくかつ前記シューの表層部より硬い材料から成る硬質粒子とを含む研磨材を使用してシューをバレル研磨する軟バレル研磨工程であるものとすることによって解決される。
【発明の効果】
【０００７】
上記のように、シューの摺動面部に残存する最長径が３μｍ以上の砥粒の数が１００ｍｍ2当たり２０００個以下であるようにすれば、それより多かった従来に比較してシューまたはそれと摺動する斜板やピストンの寿命を長くすることができ、あるいは耐焼付き性を向上させることができる。特に、最長径が比較的大きい砥粒の数を低減させることが有効である。
【０００８】
また、前述のように、シューの製造工程を、軟質粒子と硬質粒子とを含む研磨材を使用してシューをバレル研磨する軟バレル研磨工程を含むものとすれば、摺動面部に残存している砥粒数の少ないシューを能率よく製造することが可能となる。その理由は、未だ完全には明らかにされていないが、軟質粒子が外周面に硬質粒子を保持して、硬質粒子をシューの摺動面部や球面部に効果的に接触させる役割を果たすとともに、クッションとしての役割を果たし、硬質粒子がシューに強く押し付けられ過ぎることを防止する役割を果たすためであると推定されている。
さらに、従来の製造方法に比較して、摺動面部の面粗さが改善される場合が多く、そのことによってもシューおよび斜板の寿命が長くなると推定される。
【発明の態様】
【０００９】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。すなわち、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施形態の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【００１０】
なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、（２）項が請求項２に、（３）項が請求項３に、（８）項が請求項４に、（９）項が請求項５に、（１２）項が請求項６に、（１３）項が請求項７に、（１４）項が請求項８に、（１５）項が請求項９にそれぞれ相当する。
【００１１】
（１）平面状の摺動面部とその摺動面部とは逆向きの球面部とを備え、斜板式圧縮機の斜板とピストンとの間に配設される斜板圧縮機用シューであって、
前記摺動面部に残存する最長径が３μｍ以上である砥粒の数が１００ｍｍ2当たり２０００個以下であることを特徴とする斜板圧縮機用シュー。
３μｍ以上の残存砥粒の１００ｍｍ2当たりの数は少ないほどよく、１５００個以下、１０００個以下、５００個以下であることが特に望ましい。本発明は、軸受鋼等の鋼を母材とするシューにも、アルミニウムを母材とし、表面にめっき等により硬質層を形成したシューにも適用可能である。
（２）平面状の摺動面部とその摺動面部とは逆向きの球面部とを備え、斜板式圧縮機の斜板とピストンとの間に配設される斜板圧縮機用シューであって、
前記摺動面部に残存する砥粒のうち最長径が５μｍ以上のものの数が１００ｍｍ2当たり８００個以下であることを特徴とする斜板圧縮機用シュー。
最長径が５μｍ以上のものの１００ｍｍ2当たりの数は少ないほどよく、６００個以下、４００個以下、２００個以下、１００個以下であることが特に望ましい。
（３）平面状の摺動面部とその摺動面部とは逆向きの球面部とを備え、斜板式圧縮機の斜板とピストンとの間に配設される斜板圧縮機用シューであって、
前記摺動面部に残存する砥粒のうち最長径が１０μｍ以上のものの数が１００ｍｍ2当たり３００個以下であることを特徴とする斜板圧縮機用シュー。
最長径が１０μｍ以上のものの１００ｍｍ2当たりの数は少ないほどよく、２００個以下、１００個以下、５０個以下であることが特に望ましい。
（４）前記摺動面部と前記球面部とに、一部がそれら摺動面部および球面部内に突き刺さった砥粒が存在するが、その数が２０００個以下である斜板圧縮機用シュー。
本項の条件と共に、または本項の条件とは別に、(2)項と(3)項との条件の少なくとも一方の条件を満たすものであることがさらに望ましい。
（５）アルミナ，酸化珪素等の酸化物を主成分とする酸化物系砥粒、窒化チタン等窒化物を主成分とする窒化物系砥粒、炭化珪素等の炭化物を主成分とする炭化物系砥粒から選択された１種類以上の砥粒を使用する研磨工程を含む製造工程で製造された(1)項ないし(4)項のいずれかに記載の斜板圧縮機用シュー。
酸化物系砥粒，窒化物系砥粒および炭化物系砥粒の１種以上を使用する研磨加工によりシューを研磨すれば、能率よくシューを研磨することができる。これら砥粒を使用すれば、シューの摺動面部にこれら砥粒が残留することを完全に回避することは困難であるが、残留する最長径が３μｍ以上の砥粒の数、特に比較的大きい砥粒の数を低減させれば、シューあるいはそれと摺動する相手部材に対する寿命の要求を満たすことは可能である。
（６）前記研磨工程が、少なくとも１回のバレル研磨工程を含む(5)項に記載の斜板圧縮機用シュー。
摺動面部のみの残留砥粒数を低減させるのであれば、バフ研磨等、他の研磨方法によることも可能である。しかし、バレル研磨によれば、球面部その他の部分も同時に研磨することができ、シューの製造能率を高めることができる。
（７）前記少なくとも１回のバレル研磨工程のうちの少なくとも最終のバレル研磨工程が、前記シューより軟らかい材料から成る軟質粒子と、その軟質粒子より小さくかつ前記シューより硬い材料から成る硬質粒子とを含む研磨材を使用してシューをバレル研磨する工程である(6)項に記載の斜板圧縮機用シュー。
軟質粒子と硬質粒子とを含む研磨材を使用してバレル研磨を行えば、方法発明について前述したように、残留砥粒数の少ないシューを能率良く製造することが可能となる。
（８）平面状の摺動面部とその摺動面部とは逆向きの球面部とを備え、斜板式圧縮機の斜板とピストンとの間に配設される斜板圧縮機用シューを製造する方法であって、
１回以上の研磨工程を含み、少なくとも最終の研磨工程が、前記シューの表層部より軟らかい材料から成る軟質粒子と、その軟質粒子より小さくかつその軟質粒子より硬い材料から成る硬質粒子とを含む研磨材を使用してシューを研磨する軟研磨工程であることを特徴とする斜板圧縮機用シューの製造方法。
本発明は、アルミニウムを母材とするシューにも適用可能であるが、軸受鋼等の鋼を母材とするシューに特に適している。硬質粒子としては、シューの表層部と同等以上の硬さを有する材料から成るものが好適である。例えば、砥粒として一般に使用される。
（９）前記軟研磨工程が、前記軟質粒子と前記硬質粒子とを含む研磨材を使用したバレル研磨工程である軟バレル研磨工程を含む(8)項に記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
（１０）前記軟研磨工程が、前記軟質粒子と前記硬質粒子とを含む研磨材を使用したウォータジェット研磨工程である軟ウォータジェット研磨工程を含む (8)項または (9)項に記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
（１１）前記軟研磨工程が、前記軟質粒子と前記硬質粒子とを含む研磨材を使用した超音波研磨工程である軟超音波研磨工程を含む (8)項ないし(10)項のいずれかに記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
（１２）前記軟質粒子として、くるみ殻，桃殻，梅殻，あんず殻，やし殻，とうもろこし穂芯，合成樹脂製から選択された１種類以上の材料から製造された粒子を使用する(8)項ないし(11)項のいずれかに記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
くるみ殻，桃殻，梅殻，あんず殻等は、軟質粒子の原料として好適であるが、多量に収集することが比較的困難であり、やし殻やとうもろこし穂芯も採用し得る。また、多量の原料を入手することの容易さ、あるいは所望の特性を有する原料を製造することの容易さの観点から、ポリエステル樹脂，ＡＢＳ（アクリロニトリル  ブタジエン  スチレン）樹脂，ナイロン樹脂等合成樹脂から成る軟質粒子の採用も有効である。
（１３）前記硬質粒子として、アルミナ，酸化珪素等の酸化物を主成分とする酸化物系砥粒、窒化チタン等の窒化物を主成分とする窒化物系砥粒、炭化珪素等の炭化物を主成分とする炭化物系砥粒から選択された１種類以上の砥粒を使用する(8)項ないし(12)項のいずれかに記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
硬質粒子の大きさは、１０μｍ以下が望ましく、０．２μｍ〜６μｍの範囲のものが特に望ましい。
（１４）前記酸化物系砥粒として酸化鉄の粒子を使用する(13)項に記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
（１５）前記軟質粒子として、平均直径が前記硬質粒子の平均直径の３０倍以上のものを使用する(8)項ないし(14)項のいずれかに記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
軟質粒子の平均直径は硬質粒子の平均直径の６０倍以上、１２０倍以上、２００倍以上であることが更に望ましい。
（１６）前記硬質粒子を前記軟質粒子の外周に予め付着させたものを研磨装置に投入して使用する(8)項ないし(15)項のいずれかに記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
硬質粒子と軟質粒子とを別個に研磨装置に投入して使用することも可能である。しかし、予め軟質粒子の外周面に硬質粒子を付着させたものを投入して使用すれば、両者が均一に混合された研磨材を得ることが容易であり、均一な品質のシューを製造し易い。
（１７）前記研磨材が、前記軟質粒子および前記硬質粒子の他に、油脂類，脂肪酸および界面活性剤の少なくとも１つを含む (8)項ないし(16)項のいずれかに記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
研磨材を、油脂類，脂肪酸および界面活性剤の少なくとも１つを含むものとすれば、研磨材の流動性を適度に高めることができ、シューの安定した研磨が可能となる。油脂類，脂肪酸および界面活性剤の全てを含むものとすることが特に望ましく、かつ、これら油脂類，脂肪酸および界面活性剤と、硬質粒子との混合比率は、３０〜７０ｗｔ％の範囲から選定することが望ましく、４０〜６０ｗｔ％の範囲から選定することが一層望ましい。また、油脂類，脂肪酸，界面活性剤および硬質粒子を含むコンパウンドの、軟質粒子に対する混合比率は、０．５％〜１０％の範囲から選定されることが望ましく、１％〜８％の範囲から選定されることがさらに望ましい。
（１８）前記軟研磨工程を遠心バレル研磨機による軟バレル研磨により行う(8)項ないし(17)項のいずれかに記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
渦流バレル研磨機の使用も可能である。しかし、比較的小さい硬質粒子と比較的比重の小さい軟質粒子とを使用してバレル研磨を行う際には、遠心バレル研磨機がより好適である。
（１９）前記１回以上の研磨工程が、前記最終の軟研磨工程の前に、砥粒が結合剤で結合されて成るメディアとコンパウンドとを含む研磨材を使用してシューをバレル研磨する硬バレル研磨工程を１回以上含む(8)項ないし(18)項のいずれかに記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
硬バレル研磨工程は、例えば、渦流バレル研磨機により実施し得る。
（２０）前記硬バレル研磨工程が、少なくとも、荒バレル研磨工程とその荒バレル工程より砥粒が小さいメディアを使用する中間バレル研磨工程とを含む(19)項に記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
（２１）荒バレル研磨工程と前記中間バレル研磨工程との少なくとも一方を渦流バレル研磨機により行う(20)項に記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
（２２）前記荒バレル研磨工程と前記中間バレル研磨工程との間に、前記摺動面部をバフ研磨するバフ研磨工程を含む(20)項または(21)項に記載の斜板圧縮機用シューの製造方法。
荒バレル研磨工程の後にバフ研磨工程を実施すれば、前工程で摺動面部に突き刺さった砥粒を効率良く除去することができ、残留砥粒数の少ないシューを能率良く製造することが可能となる。
【実施形態】
【００１２】
以下、請求可能発明の一実施形態を図を参照しつつ説明する。なお、請求可能発明は、下記実施形態の他、上記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。
【００１３】
図１に、本発明の対象であるシュー８を備えた斜板圧縮機を示す。本圧縮機は、ハウジング１０，ピストン１２，斜板１４，回転軸１６および回転伝達装置１８を備えている。ハウジング１０は複数、例えば７つのシリンダボア２２を有し、各シリンダボア２２にピストン１２が１つずつ摺動可能かつ実質的に気密に嵌合されている。各ピストン１２は係合部２４を一体に備えており、その係合部において、一対のシュー８を介して斜板１４と係合している。斜板１４は、回転軸１６に傾動可能に保持されており、回転軸１６の回転が回転伝達装置１８を介して斜板１４に伝達される。斜板１４の回転につれてピストン１２がシリンダボア２２内で往復運動し、吸入室２６から吸入弁２８を経て冷媒ガスをシリンダボア２２へ吸入し、吐出弁３０を経て吐出室３２へ吐出する。斜板１４および回転伝達装置１８が配設されている斜板室３６の圧力が、圧力制御弁３８により制御されることによって、斜板１４の傾斜角度が制御される。その結果、ピストン１２のストロークが変わり、斜板圧縮機の吐出容量が変わる。本斜板圧縮機は可変容量式なのである。
【００１４】
シュー８は、図２に示すように、摺動面部４０および球面部４２を備えている。摺動面部４０は概して平面状を成し、斜板１４の摺動平面４４上を摺動する。一方、球面部４２は、ピストン１２の係合部２４に互いに対向して形成された１対の凹球面４６の各々と係合しており、斜板１４の回転につれて刻々角度を変えつつ、斜板外周部の軸方向の運動をピストンに伝達する。したがって、斜板圧縮機の作動中は、摺動面部４０と摺動平面４４とが高速で摺動するとともに、球面部４２と凹球面４６とも摺動する。摺動面部４０は厳密に平面である必要はなく、むしろ極めて曲率半径の大きい凸球面とされることが多い。また、外周部には潤滑油膜の形成を助け、あるいは摺動平面４４の傷つきを防止する等の目的で、丸味付けや面取りが施されるのが普通である。球面部４２および凹球面４６も、厳密に球面である必要はなく、潤滑油膜形成を良好にするために、球面から僅かに変形した形状とされることが多い。本実施形態のシュー８は高炭素クロム軸受鋼の一種であるＳＵＪ２製であり、ピストン１２は、例えば、Ｓｉ：１１ｗｔ％，Ｃｕ：４ｗｔ％，Ｍｇ：０．６ｗｔ％とその他の不純物とを含むアルミニウム合金製、斜板１４は、例えば、球状黒鉛鋳鉄製母材の表面にアルミ−シリコン系溶射層を形成し、さらにその表面に固体潤滑剤を含有した樹脂被膜を形成したものとすることができる。
【００１５】
上記シュー８は図３に示す製造工程により製造されたものである。この製造工程は、従来の工程に新しい工程が追加されたものであり、工程１〜９が従来と同じ工程であり、工程Ａ，Ｂが新たに追加された工程である。
工程１は、ほぼシュー８の形状に成形する工程であり、工程２において焼入れ等の熱処理が施される。続いて、工程３において摺動面部４０の平面研削が行われ、工程４において荒バレル研磨が行われる。これら工程３と工程４との順序を逆にすることも可能である。その後、工程５において摺動面部４０のバフ研磨が行われ、工程６において中間バレル研磨が行われる。
【００１６】
荒バレル研磨も中間バレル研磨も共に図４に示す渦流バレル研磨機５０により実施される。渦流バレル研磨機は、固定槽５２内の底部に回転槽５４が配設され、回転槽５４が回転軸５６と共に回転させられるものである。固定槽５２と回転槽５４とにより画定された研磨室に、砥粒が結合剤により結合されたものであるメディアと、遊離砥粒，潤滑剤，界面活性剤等を含むコンパウンドとを含む研磨材５８の層が形成され、その研磨材層内に多数のシュー８が投入される。その状態で、回転槽５４が回転させられることにより、研磨材５８の層が渦巻き状に流動し、メディアおよびコンパウンドによりシュー８の表面、すなわち摺動面部４０や球面部４２が研磨される。中間バレル研磨においては荒バレル研磨より小さい砥粒が使用される。
【００１７】
従来は、上記中間バレル研磨が仕上バレル研磨とされており、直ちに工程７〜９等最終段階の工程が実施されていたが、本実施形態においては、その前に工程Ａ，Ｂが実施される。工程Ａにおいては中間バレル研磨後のシュー８に対して、くるみ殻を使用した仕上バレル研磨が行われる。この仕上バレル研磨については後に詳細に説明する。続いて、工程Ｂにおいて中間洗浄が行われ、シュー８に付着している砥粒，くるみ殻等が除去される。
【００１８】
以上工程Ａ，Ｂが新たに追加された工程であり、これら工程の実施後、従来と同様に、工程７の仕上洗浄，工程８の高さ測定選別、工程９の外観検査等が実施され、出荷される。なお、工程７の仕上洗浄は、防錆と、工程９における目視による外観検査を可能にすることとを目的とするものである。
【００１９】
上記工程Ａの仕上バレル研磨について説明する。仕上バレル研磨は図５に示す遠心バレル研磨機６４により行われる。遠心バレル研磨機６４は、中空多角筒状（図示の例では中空六角筒状）のバレル槽６６が複数個（図示の例では４個）、共通の公転体６８に保持され、公転体６８の回転につれて水平な公転軸線７０のまわりを公転しつつ、水平な自転軸線７２のまわりに自転するものである。各バレル槽６６内に図６に示すように研磨材７４とシュー８とが投入され、主としてバレル槽６６の公転に起因して作用する遠心力により互いに押し付けられた状態で、バレル槽６６の公転体６８に対する回転に起因して研磨材７４とシュー８とが流動し、その間の研磨材７４とシュー８との相対移動によって、シュー８が研磨される。公転体６８は、電動モータ７５，回転伝達装置７６および公転軸７７により公転させられ、バレル槽６６は、上記電動モータ７５，変速装置７８，回転伝達装置７９および自転軸８０により、公転体６８に対して相対回転させられる。公転体６８の１回の公転に対してバレル槽６６は任意の回数回転させることができるのであるが、本実施形態においては電動モータ７５を停止状態に保ち、公転体６８が１回公転する間に、バレル増６６は公転体６８に対して逆向きに１回相対回転させられるようにした。図７は、その状態を示し、バレル槽６６は常に同じ部分が最上部となる状態で矢印θの方向に公転させられ、それによって、バレル槽６６内の研磨材７４とシュー８とは、矢印Ｘの方向に流動させられる。上記研磨材７４としては、くるみ殻と砥粒とを含み、その他、油脂類，脂肪酸および界面活性剤を含むものが使用され、遠心力により研磨材７４内の圧力が高められる。
【００２０】
以上の説明から明らかなように、工程４および６の荒バレル研磨工程および中間バレル研磨工程が硬バレル工程に相当し、工程Ａの仕上研磨工程が最終の研磨工程たる軟バレル研磨工程に相当する。そして、くるみ殻の粒子はシューの表層部（摺動面部４０および球面部４２）より軟らかい材料から成る軟質粒子であり、アルミナ微粒子はシューの表層部より硬い硬質粒子である。
【００２１】
なお、上記実施形態の製造工程は、従来の製造工程のすべての工程をそのままとし、それに工程Ａ，Ｂ工程を追加したものであるが、製造工程はこれに限定されるわけではない。例えば、本発明に特に関連が深い研磨工程に関して、工程６の中間バレル工程を省略し、工程５のバフ研磨工程に続いて工程Ａの仕上バレル研磨工程が実施されるようにしてもよい。
【００２２】
また、前記実施形態の製造工程においては、アルミナ，窒化チタン、炭化珪素等シューの表層部より十分硬い材料から成る砥粒が硬質粒子として使用されていたが、必ずしもシューの表層部より硬い材料から成るものである必要はなく、例えば酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3），四三酸化鉄（Ｆｅ3Ｏ4）等の酸化鉄から成る砥粒を硬質粒子として使用することも可能である。工具鋼製のシューはモース硬度６、ヌープ硬度（Ｈｋ）８５９の硬度を有し、アルミニウム合金製のシューで表面にＮｉＰＢめっきを施したものはモース硬度６、ヌープ硬度（Ｈｋ）７００、ＮｉＰめっきを施したものはモース硬度５、ヌープ硬度（Ｈｋ）４７６の硬度を有するのに対し、例えば酸化第二鉄はモース硬度６、ヌープ硬度（Ｈｋ）６８２と、ほぼ同等あるいはそれ以上の硬度を有し、硬質砥粒として使用することが可能なのである。
【００２３】
さらに、研磨方法もバレル研磨法に限定されるものではなく、超音波研磨法やウォータジェット研磨法等、他の研磨方法を採用することも可能である。超音波研磨法は、例えば特開平９−１０９００４号公報によって知られており、図８に示すように、研磨槽１００に、研磨液１０１と前記実施形態におけると同じ研磨材１０２とを入れ、その混合液１０３に処理対象としてのシュー８を浸漬し、そのシュー８に向かって超音波振動子１０４から超音波を放射させるものである。シュー８は、例えば、保持体（図示の例では保持板１０５）の面にマトリックス状に整列させ、磁気吸引力，真空吸引力等によって保持させる。超音波振動子１０４の振動に伴って混合液１０３中の研磨材１０２がシュー８の表面（図示の例では摺動面部４０）に衝突させられ、その表面を研磨する。混合液１０３は供給部１０６から研磨槽１００に供給され、排出部１０７から排出される。排出された混合液１０３は温度が高く、かつ、溶存気体を含んでいるため、外部に設けられた処理装置により冷却，脱気等の処理が施される。この超音波研磨法は、研磨材として軟質粒子と硬質粒子とを含むものを使用するため、軟質粒子を含まない研磨材を使用する一般的な超音波研磨法と区別して軟超音波研磨法と称することとする。なお、シュー８は、網により形成された保持体に保持さる等、他の保持体に保持させてもよい。
【００２４】
ウォータジェット研磨法は、例えば特開平１０−１５８７３０号公報によって知られており、金属の表面に水と粉状の固形物との混合液を高圧で噴射して研磨する方法である。本発明の実施形態たる軟ウォータジェット研磨法は、上記紛状の固形物として、前記軟バレル研磨法におけるのと同じ軟質粒子と硬質粒子との混合物である研磨材を使用するものである。水と研磨材との混合物を生じさせる装置としては、例えば、特開２０００−７６７号公報に記載されているものを採用することができる。この研磨材含有ウォータジェット形成装置は、図９に示すように、高圧水１１０を噴射するウォータノズル１１２と、その噴射されたウォータジェットに研磨材１１４を混合する混合室１１６と、水と研磨材１１４との混合物のジェットである研磨材含有ウォータジェット１１８を噴射する研磨材含有ウォータジェットノズル１２０とを含むものであり、研磨材１１４はウォータジェットの周辺に発生する負圧によって混合室１１６に吸引される。この研磨材含有ウォータジェット形成装置から噴射された研磨材含有ウォータジェット１１８を、網により形成されたシュー保持体に保持されたシュー８、あるいは、保持板に磁気吸引力あるいは真空吸引力等によって保持させたシュー８等に当てることにより、シュー８の少なくとも摺動面部４０を研磨する。このウォータジェット研磨法は、研磨材として軟質粒子と硬質粒子とを含むものを使用するため、軟質粒子を含まない研磨材を使用する一般的なウォータジェット研磨法と区別して軟ウォータジェット研磨法と称することとする。
【実施例】
【００２５】
前述の軟バレル研磨工程によりＳＵＪ２製の鋼製シュー８を試作した。その製造工程中の仕上バレル研磨（軟バレル研磨）に使用したバレル研磨機は図５の遠心バレル研磨機であり、研磨材は、図１０に示す割合でくるみ殻，砥粒，油脂類，脂肪酸および界面活性剤を含むものである。くるみ殻としては、平均直径（以下、単に直径と称する）が５００μｍ〜１０００μｍの範囲となるように破砕されたものを使用し、砥粒としては、不純物が０．３％以下のアルミナ微粒子であって、直径が１〜６μｍの範囲であり、中心直径が０．９７μｍのものを使用した。電気ヒータにより６０℃に暖めた混合槽内に、粒状のくるみ、紛状のアルミナ、粉状の牛脂、粉状および液状の界面活性剤Ａ，Ｂおよび液状の脂肪酸を投入し、電動の攪拌機により攪拌して、５０ｋｇの研磨材を得た。
【００２６】
試作したシュー８のうちの３５個の摺動面部４０をＸ線マイクロアナライザで検査した結果、摺動面部４０全体に突き刺さって残留していた３μｍ以上のアルミナ微粒子の平均個数は図１１に示す数であった。摺動面部４０の実際の面積は１００ｍｍ2であったが、そのうちの２７．６ｍｍ2の部分の残留アルミナ微粒子の数を計数し、１００ｍｍ2当たりの残留個数に換算したものが図１１の右欄に示す数である。比較のために、工程Ａ，Ｂを含まない従来の製造工程で製造したシューの残留アルミナ微粒子の同様な数も図１１に示すが、残留アルミナ微粒子数が著しく減少していることが判る。
【００２７】
仕上バレル研磨により、摺動面部４０および球面部４２の面粗さも図１２および１３に示すように改善された。図１２おいて、左側は工程Ａ，Ｂを含まない従来の製造方法で製造したシューの摺動面部の面粗さであり、それに比較して、工程Ａ，Ｂを含む本発明の製造方法によれば、最大値，平均値および最小値のすべてにおいて優れていることが判る。図１３の球面部４２の面粗さについても同様である。
【００２８】
以上のように最長径が３μｍ以上の残留アルミナ微粒子数および面粗さが改善されたことによるシュー８の性能向上を確認するために、摺動面部４０の耐焼付き性試験と球面部４２の摩擦係数測定とを行った。耐焼付き性試験は、図１４に示すように、シュー保持具８２に２個のシュー８を保持させ、前記斜板１４と同一仕様の回転板８４に、荷重８６をかけて押し付け、回転板８４を回転させるとともに、荷重８６を徐々に増大させて焼付きが発生する荷重を調べるものである。回転板８４の回転速度は、シュー８の摺動速度が６．８ｍ／ｓｅｃとなる大きさに選定し、潤滑条件は、ＰＡＧ系冷凍機油を２５ｍｇ／ｍｉｎの割合でスプレイするものとした。試験結果を、横軸を表面粗さ、縦軸を焼付き荷重として図１５に示すが、本発明方法によって製造した本発明シューは、工程Ａ，Ｂを含まない従来方法で製造した従来シューの焼付き荷重に比較して明らかに改善されている。
【００２９】
球面部４２の摩擦係数測定は、図１６に示す振り子式測定機９０によって行った。前記ピストン１２の係合部２４と同一仕様の受部材９２にシュー８の球面部４２を回動可能に受けさせ、そのシュー８に、１００Ｎの錘９４を備えた振り子９６により下向きの負荷をかけた状態で、振り子９６を一定の初期揺動角度から揺動させ、停止するまでの揺動回数と摩擦係数μとの関係に基づいて、球面部４２と受部材９２（係合部２４）との間の摩擦係数を取得するものである。シュー８と受部材９２との間はＰＡＧ系冷凍機油によって潤滑した。測定結果を図１７に示すが、本発明の製造方法によって製造した本発明シューは、比較のために示す工程Ａ，Ｂを含まない従来方法で製造した従来シューの摩擦係数に比較して明らかに改善されている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態であるシューを備えた斜板圧縮機を示す正面断面図である。
【図２】上記シューの正面断面図である。
【図３】上記シューの製造工程を示す工程図である。
【図４】上記製造工程の荒バレル研磨工程および中間バレル研磨工程において使用される渦流バレル研磨機を概略的に示す正面断面図である。
【図５】上記製造工程の仕上バレル研磨工程において使用される遠心バレル研磨機を概略的に示す正面断面図である。
【図６】上記遠心バレル研磨機のバレル槽内の状況を概念的に示す側面断面図である。
【図７】上記遠心バレル研磨機の作動状態を概念的に示す側面断面図である。
【図８】本発明の別の実施形態であるシューの軟超音波研磨法の実施に使用される超音波研磨装置の要部を概念的に示す正面断面図である。
【図９】本発明のさらに別の実施形態であるシューの軟ウォータジェット研磨法の実施に使用される研磨材含有ウォータジェット形成装置の要部を概念的に示す正面図（一部断面）である。
【図１０】実施例において使用した研磨材の組成を示す図表である。
【図１１】実施例のシュー（本発明シュー）の摺動面部に残留するアルミナ微粒子の１００ｍｍ2当たりの数を計数した結果を、従来の製造方法で製造したシュー（従来シュー）の計数結果と対比して示す図表である。
【図１２】上記本発明シューの摺動面部の面粗さを従来シューと比較して示す図表である。
【図１３】上記本発明シューの球面部の面粗さを従来シューと比較して示す図表である。
【図１４】耐焼付き性試験機を概念的に示す図である。
【図１５】上記耐焼付き性試験機による本発明シューの摺動面部の焼付き荷重を従来シューのそれと比較して示す図表である。
【図１６】摩擦係数測定機を概念的に示す図である。
【図１７】上記摩擦係数測定機により測定された本発明シューの球面部の摩擦係数を従来シューのそれと比較して示す図表である。
【符号の説明】
【００３１】
８：シュー    １０：ハウジング    １２：ピストン    １４：斜板    １６：回転軸    １８：回転伝達装置    ２４：係合部    ４０：摺動面部    ４２：球面部    ４４：摺動平面    ４６：凹球面    ５０：渦流バレル研磨機    ６４：遠心バレル研磨機    ６６：バレル槽    ６８：公転体    ７０：公転軸線    ７２：自転軸線    ７４：研磨材    １００：研磨槽    １０１：研磨液    １０２：研磨材    １０３：混合液    １０４：超音波振動子    １０５：保持板    １０６：供給部    １０７：排出部    １１０：高圧水    １１２：ウォータノズル    １１４：研磨材    １１６：混合室    １１８：研磨材含有ウォータジェット    １２０：研磨材含有ウォータジェットノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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