(57)【要約】【解決手段】  斜板式コンプレッサ１は、斜板３とそれに摺動する複数の半球状のシュー５とを備えている。  斜板３は、円盤状の基材１１とその表面を被覆した軟質の被膜層１２からなり、この被膜層１２が摺動面３Ａ、３Ｂとなっている。この摺動面３Ａ、３Ｂの所定位置には、隣接させて３箇一組の円錐状の凹部１２Ａが形成されている。  斜板３の摺動面３Ａ、３Ｂとシュー５との間に異物が侵入した場合には、異物はシュー５に引き摺られて上記凹部１２Ａ内に捕捉される。【効果】  耐焼付き性が良好な斜板３を提供することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状に形成されるとともに平坦な一対の端面を有する基材と、この基材の両端面を覆って設けられた軟質の被膜層とを備えて、上記基材の両端面を覆った被膜層を摺動面としてシューと摺動するように構成された斜板において、
上記基材の両端面の少なくとも一方における所定位置に凹部を形成して、上記摺動面とシューとの間に侵入した異物を上記凹部の位置で捕捉するように構成したことを特徴とする斜板。
【請求項２】
上記基材の凹部を覆った被膜層の箇所は、上記基材の凹部の形状に倣った捕捉用の凹部として形成されており、該被膜層の凹部によって上記異物が捕捉されることを特徴とする請求項１に記載の斜板。
【請求項３】
上記基材の凹部内は被膜層によって完全に埋められて、その周囲と同様の平坦面となっており、上記異物は上記凹部の位置の被膜層内に埋収されて捕捉されることを特徴とする請求項１に記載の斜板。
【請求項４】
上記凹部は上記端面の円周方向における下死点と上死点との中間位置を中心として、上死点側３０°、下死点側６０°の範囲内に複数設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の斜板。
【請求項５】
上記基材の凹部は、半径方向にわたって形成される直線状溝、Ｕ字形の溝、Ｖ字形の溝、およびＸ状の溝のいずれかからなることを特徴とする請求項４に記載の斜板。
【請求項６】
上記基材の凹部は、円錐状、円形、楕円形、方形のいずれかの凹部からなることを特徴とする請求項４に記載の斜板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は斜板に関し、より詳しくは斜板式コンプレッサに用いられる斜板の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転軸によって回転される斜板と、この斜板と各ピストンとの間に設けられた複数のシューとを備えて、斜板の回転に伴ってシューを介して各ピストンを進退動させるようにした斜板式コンプレッサは周知である（例えば特許文献１）。
こうした従来の斜板式コンプレッサにおいては、シューと斜板の摺動面の摺動特性を向上させることが課題となっており、そのために従来ではシューと斜板に関して次のような提案がなされている。すなわち、シューの改良としては、その平坦な摺動面の中央部を外周部側よりも僅かに膨出させた中高形状とすることが提案されている。シューの摺動面をそのような中高形状とすることで、シューの摺動面と斜板の摺動面とが摺動する際に、両部材の摺動面間に数μｍの油膜を発生させて、両部材の摺動面の摩擦抵抗を低減させることができる。他方、斜板の改良としては、その摺動面の表面に樹脂層又は軟式金属めっき層からなる被膜層を形成することが提案されている。そのように、斜板の摺動面の表面に軟質の被膜層を形成することにより、貧潤滑の状況においてもシューと斜板の焼付きを抑制できるように意図されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２０９９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したシューと斜板の改良案においても、次のような問題が指摘されている。すなわち、例えば直径０．５ｍｍ程の硬質の異物がシューと斜板との摺動面の間に侵入した場合には、図８に示すように、シューと斜板との摺動に伴って、斜板の摺動面における被膜層に硬質の異物による引き摺り傷が生じ、斜板の回転トルクが増大して、斜板とシューの摺動面が焼付くという問題が発生する。より詳細には、ピストンがシリンダに対して最も後退する下死点となる位置においては、シューと斜板との隙間が大きくなるので、この下死点の位置付近においてシューと斜板との間に硬質の異物が侵入すると考えられる。そして、その後の斜板の回転に伴って、シューが斜板の摺動面に着地すると、該シューと斜板とによって異物が挟まれた状態となり、さらに圧縮による負荷がかかった状態でシューが斜板の上死点位置まで移動される。そのため、図８に点線で示すように、下死点の位置から上死点の位置にわたる斜板の摺動面（被膜層）に硬質の異物によって引き摺り傷が生じる。
このように、斜板の被膜層に引き摺り傷が生じると、シューと斜板の摺動面間の油膜が途切れたり、あるいは油膜が発生しなくなる。そのため、斜板の表面となる摺動層の摩耗や剥離が生じ、ひいては両部材に焼付きが発生するという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した事情に鑑み、本発明は、円盤状に形成されるとともに平坦な一対の端面を有する基材と、この基材の両端面を覆って設けられた軟質の被膜層とを備えて、上記基材の両端面を覆った被膜層を摺動面としてシューと摺動するように構成された斜板において、
上記基材の両端面の少なくとも一方における所定位置に凹部を形成して、上記摺動面とシューとの間に侵入した異物を上記凹部の位置で捕捉するように構成したものである。
【発明の効果】
【０００６】
このような構成によれば、斜板の摺動面とシューとの間に硬質の異物が侵入した場合には、上記凹部の位置で硬質の異物を早期に捕捉することができる。これにより、硬質の異物が原因となって斜板の摺動面における引き摺り傷が生じるのを防止することができ、斜板が回転される際のトルクの増加を抑制することができる。しかも、斜板の摺動面となる被膜層の剥離や摩耗を減少させることができる。したがって、耐焼付性が良好な斜板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例を示す要部の断面図。
【図２】図１に示した斜板の摺動面の正面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う要部の断面図。
【図４】図２に示す斜板の凹部を形成する際の工程図。
【図５】図２の斜板における凹部の設置範囲を示す図。
【図６】本発明の第２実施例を示す斜板の正面図。
【図７】上記図６のＶＩＩ―ＶＩＩ線に沿う要部の断面図。
【図８】従来の斜板とそれに生じる引き摺り傷を示す正面図。
【図９】本発明の他の実施例を示す要部の正面図。
【図１０】本発明の他の実施例を示す要部の正面図。
【図１１】本発明の他の実施例を示す要部の正面図。
【図１２】本発明の他の実施例を示す斜板の要部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１は斜板式コンプレッサ１の内部構造を示したものである。この斜板式コンプレッサ１は、図示しないハウジングに軸支された回転軸２と、この回転軸２に取り付けられた円盤状の斜板３と、ハウジングの図示しないシリンダーボア内を進退動する複数のピストン４と、各ピストン４の端部内に向き合うように設けられるとともに上記斜板３を挟み込んで配置された複数のシュー５とを備えている。
上記斜板３は回転軸２に対して斜めに固定されているか、もしくは斜板３の傾角を変化させることができるようになっている。そして、斜板３における表裏両方の平坦な摺動面３Ａ、３Ｂは、各ピストン４ごとに２つの半球状のシュー５によって挟持されており、斜板３の回転に伴って摺動面３Ａ、３Ｂが各シュー５の平坦な摺動面５Ａと摺動するようになっている。
図３に要部の断面図として示すように、斜板３は、円盤状をした鉄系材料からなる基材１１と、その基材１１の表裏両方の端面１１Ａ、１１Ｂを覆った軟質の被膜層１２とを備えている。この被膜層１２は、樹脂コーティング又は軟質金属めっき層等の軟質材料からなり、この両端面１１Ａ、１１Ｂを覆った被膜層１２が摺動面３Ａ、３Ｂとなって上記各シュー５の平坦な摺動面５Ａと摺動するようになっている。
なお、斜板３の基材１１および被膜層１２の材質は従来公知のものを用いることができ、例えば基材１１としては鉄系材料、高力黄銅、アルミ系材料や、これらにさらに溶射層や焼結層を設けたものを用いることができ、被膜層１２としては固体潤滑剤含有樹脂コーティング、銅系めっきおよび錫めっきなどを用いることができる。
【０００９】
図１に示すように、上記ピストン４の端部には、相互に向き合うように半球凹状の摺動面４Ａが形成されており、そこにシュー５の半球状の摺動面５Ｂが嵌合されている。回転軸２の回転に連動して斜板３が回転される際には、シュー５の摺動面５Ｂがピストンの摺動面４Ａに対して揺動するとともにシュー５の摺動面５Ａが斜板３の摺動面３Ａ、３Ｂと摺動するので、各一対のシュー５によって上記斜板３の回転をピストン４の進退動に変換するようになっている。それにより、各ピストン４は図示しないシリンダーボア内を進退動される。その際、図１において、回転軸２の上方側に示したピストン４の位置が、ピストン４が最も前進された上死点となり、他方、回転軸２の下方側に示したピストン４の位置が、ピストン４が最も後退された下死点となっている。
このような構成を有する斜板式コンプレッサ１は従来公知であり、これ以上の詳細な説明は省略する。
【００１０】
しかして、本実施例は、図２ないし図３に示すように、斜板３における基材１１の端面１１Ａ、１１Ｂに複数の円錐状の凹部１１Ｃを形成したものであり、これらの凹部１１Ｃの位置で異物を捕捉するようにしたものである。
すなわち、図２ないし図４（ａ）に示すように、本実施例においては、先ず、基材１１の表側の端面１１Ａおよび裏側の端面１１Ｂに、順次隣り合わせて３個１組の円錐状の凹部１１Ｃを形成する。これらの凹部１１Ｃは、底部の内径よりも開口部の内径が大きくなる円錐状に形成されている。また、図５に示すように、これら３個１組の凹部１１Ｃは、斜板３の圧縮側表面では基材１１の端面１１Ａにおけるシュー５の軌跡が下死点から上死点へ向かう範囲の中間位置を中心として円周方向に上死点側３０°、下死点側６０°の範囲内に、また斜板３の反圧縮側表面では基材１１の端面１１Ｂにおけるシュー５の軌跡が上死点から下死点へ向かう範囲の中間位置を中心として円周方向に前後３０度の範囲内にそれぞれ設けてあり、かつ、これら３個一組の凹部１１Ｃは、斜板３の半径方向において隣接し、かつシュー５の摺動軌跡に対して順次相互にオーバラップするように配置されている。それによって、各シュー５が斜板３の摺動面３Ａと摺動する際に、各シュー５の摺動面５Ａの全域が上記３個の凹部１１Ｃの位置に重合して移動していくようになっている（図２参照）。
【００１１】
さらに、上述のように、上記基材１１の各端面１１Ａ、１１Ｂに３個一組の凹部１１Ｃを形成したら、基材１１の両端面１１Ａ、１１Ｂの全域を樹脂コーティング又は軟質金属めっき層からなる被膜層１２によって同一厚さとなるように被覆する（図４（ａ）、図４（ｂ）参照）。
そうすると、図３及び図４（ｂ）に示すように、基材１１に形成された凹部１１Ｃは被膜層１２によって埋められるが、基材１１の凹部１１Ｃの位置にはその形状に倣った円錐状の凹部１２Ａが露出して形成される。つまり、基材１１の両端面１１Ａ、１１Ｂを被膜層１２で被覆することで、各端面１１Ａ、１１Ｂに３個一組の凹部１２Ａがそれぞれ形成されている（図２）。なお、本実施例においては、凹部１１Ｃの開口部の内径は０．１〜５ｍｍに設定してあり、凹部１１Ｃの深さｄは０．００５〜１ｍｍに設定している。また、被膜層１２の厚さｔは１０〜３０μｍまたはそれ以上が好ましい。さらに凹部１２Ａの開口部の内径と凹部１２Ａの深さは、本実施例では凹部１１Ｃのものと実質同一の寸法となっているが、状況に応じて自由に設定できることはもちろんである。例えば、凹部１２Ａの深さは被膜層１２の厚さｔよりも小さくても良いし、凹部１１Ｃと重合する部分に限っては被膜層１２の厚さｔと凹部１１Ｃの深さｄの和（ｔ＋ｄ）を上限として被膜層１２の厚さｔよりも大きくても良い。
このように、斜板３における両摺動面３Ａ、３Ｂには、３個一組の凹部１２Ａが露出して形成されている。
【００１２】
以上のように、本実施例の斜板３は、両摺動面３Ａ、３Ｂに異物を捕捉するための複数の凹部１２Ａを備えているので、仮に斜板３の摺動面３Ａ（３Ｂ）と各シュー５の摺動面５Ａとの間に硬質の異物が侵入した場合には、異物はシュー５に引き摺られて各凹部１２Ａの位置を通過する際に、各凹部１２Ａのいずれかによって早期に捕捉されて、そこに収容される（図３）。この時、前述したように、３個一組の凹部１２Ａは、斜板３の半径方向において隣接させて、かつ相互にオーバラップするように配置されているので、シュー５に引き摺られてきた異物は、各凹部１２Ａのいずれかによって確実に捕捉されて、その内部に収容される（図３）。あるいは、斜板３の摺動面３Ａ、３Ｂに形成された潤滑油の油膜に硬質の異物が付着したような場合には、上述したように異物がシュー５に引き摺られないとしても、異物は潤滑油とともに転がって遠心力によって直接摺動面３Ａ、３Ｂの外部に排出されるか、もしくは上記凹部１２Ａ内に捕捉されて収容されるようになっている。
【００１３】
以上のように、本実施例の斜板３によれば、斜板３の摺動面３Ａ、３Ｂとシュー５の摺動面５Ａとの間に異物が侵入したとしても、上記捕捉用の凹部１２Ａによって異物を早期に効率的に捕捉することができる。そのため、異物が原因となって摺動条件として面圧が高くなる部位であるところの被膜層１２における圧縮側摺動面３Ａの上死点付近および反圧縮側摺動面３Ｂの下死点付近に引き摺り傷が生じるのを防止できるので、斜板３とシュー５との間に潤滑油の油膜が継続的に維持されやすくなる。したがって、斜板３の摺動面３Ａ、３Ｂである被膜層１２の剥離や過摩耗を減少させることが可能となる。しかも、異物が原因となって斜板３とシュー５の間の油膜が途切れることがないので、異物侵入によって回転トルクが増加することを防止できる。
このように、本実施例によれば、従来と比較して摺動特性が良好な斜板３とそれを備えた斜板式コンプレッサ１を提供することができる。
【００１４】
次に、図６ないし図７は本発明の第２実施例を示したものである。上述した第１実施例においては、基材１１に設けた凹部１１Ｃに倣って摺動面３Ａ、３Ｂである被膜層１２に凹部１２Ａを露出させて形成していたが、この第２実施例においては、基材１１の凹部１１Ｃを被膜層１２で完全に埋めるとともに、埋めた箇所は周囲と同一平面となるような平坦面としたものである。つまり、この第２実施例においては、上記第１実施例における凹部１２Ａ内も被膜層１２で埋めた構成となっているので、基材１１の凹部１１Ｃを摺動面３Ａ、３Ｂである被膜層１２を正面から見ると全領域が平坦面となっている。
このように構成することで、基材１１における各凹部１１Ｃの位置の被膜層１２は、その他の領域の被膜層１２よりも２倍程度肉厚に形成されている。その他の構成は、上記第１実施例と同じである。
このような第２実施例においては、斜板３の摺動面３Ａ、３Ｂとシュー５の摺動面５Ａとの間に異物が侵入すると、シュー５に引き摺られて移動される異物は、上記凹部１１Ｃの位置の被膜層１２内に埋収されて、捕捉されるようになっている（図７）。したがって、この第２実施例においても、上記第１実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
【００１５】
なお、上記各実施例においては基材１１の凹部１１Ｃとして、開口部側が大径とある円錐状の凹部を開示したが、円錐状の凹部の代わりとして、図９〜図１１に示した形状の凹部でも良い。つまり、図９に示した同一内径の円形の有底穴、または、図１０に示した楕円形の有底穴、さらに、図１１に示した方形の有底穴を上記基材１１の凹部１１Ｃとして形成しても良い。
さらに、基材１１の凹部１１Ｃの断面形状はＶ字形やＵ字形であっても良い。
また、基材１１の凹部１１Ｃとしては、基材１１の端面１１Ａ、１１Ｂに半径方向にわたって伸びる直線状または曲線状の溝であっても良く、また、端面１１Ａ、１１Ｂの半径方向にわたってＶ字形、Ｕ字形、Ｘ形のいずれかの溝を凹部１１Ｃとして形成しても良い。そして、このような凹部としての溝も図７に示すように被膜層１２で完全に埋めて、そこに異物を埋収させるように構成する。
なお、基材１１の凹部１１Ｃの断面形状とそこを被覆した被膜層１２の凹部１２Ａの断面形状は必ずしも一致させなくても良い。つまり、例えば図１２に示すように、基材１１の凹部１１Ｃは上記第１実施例と同様に各隅部の断面形状が角張った円錐状に形成する一方、凹部１１Ｃを被覆した被膜層１２の凹部１２Ａは、各隅部の断面形状がなめらかな円弧状となるようにしても良い。
さらに、上記被膜層１２の摺動面３Ａ、３Ｂの少なくとも一方には、複数の同心円状や渦巻状の周方向の溝を形成し、且つ隣接する溝間に山部を形成するようにしても良い。これによって、境界潤滑〜ドライ条件下における初期なじみ性を向上することができる。
【符号の説明】
【００１６】
１‥斜板式コンプレッサ                      ２‥回転軸
３‥斜板                                    ３Ａ、３Ｂ‥摺動面
４‥ピストン                                ５‥シュー
１１‥基材                                  １１Ａ、１１Ｂ‥端面
１１Ｃ‥凹部                                １２‥被膜層
【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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