(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、半径方向にわたって直線状の異物排出溝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異物排出溝１２Ａ内に捕捉されてから摺動面３Ａ、３Ｂの外部へ排出される。【効果】  耐焼付性が良好な斜板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、
上記被膜層の両端面の少なくとも一方における所定位置に、被膜層の外周部に一端が開口する異物排出溝を半径方向にわたって形成したことを特徴とする斜板。
【請求項２】
上記異物排出溝が設けられた位置における基材に、該基材の外周部に一端が開口する溝を上記異物排出溝に沿って形成したことを特徴とする請求項１に記載の斜板。
【請求項３】
上記溝は、直線状の溝、Ｕ字形の溝、Ｖ字形の溝、曲線の溝、Ｘ形の溝、あるいはＴ字形の溝のいずれかからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の斜板。
【請求項４】
上記溝は、上記基材の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。
【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６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６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、
上記被膜層の両端面の少なくとも一方における所定位置に、被膜層の外周部に一端が開口する異物排出溝を半径方向にわたって形成したものである。
【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、上記異物排出溝によって異物を早期に捕捉して摺動面の外部へ排出することができる。これにより、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回転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に示す斜板の異物排出溝を形成する際の工程図。
【図５】図２の斜板における異物排出溝の設置範囲を示す図。
【図６】従来の斜板とそれに生じる引き摺り傷を示す正面図。
【図７】本発明の他の実施例を示す要部の正面図。
【図８】本発明の他の実施例を示す要部の正面図。
【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要部の正面図。
【図１３】本発明の他の実施例を示す斜板の要部の断面図。
【図１４】本発明の他の実施例を示す斜板の要部の断面図。
【図１５】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に半径方向にわたって溝１１Ｃを形成したものであり、これらの溝１１Ｃの位置で異物を捕捉して摺動面３Ａ、３Ｂの外部へ排出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と裏側の端面１１Ｂに、それぞれ半径方向にわたって直線状の溝１１Ｃを形成する。この直線状の溝１１Ｃは、基板１１の被膜層１２が設けられる部分の内周部１１Ｄから外周部１１Ｅにわたって形成されており、溝１１Ｃの一端は外周部１１Ｅに開口している。また、溝１１Ｃは、図５に示すように、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形成されるとともに、基材１１の半径方向に対して少し傾斜させて形成されている。この溝１１Ｃの断面形状は、底部の幅よりも開口部の幅が大きくなる概略台形状に形成されている。
本実施例の溝１１Ｃは、基材１１の端面１１Ａ、１１Ｂの内周部１１Ｄから外周部１１Ｅにわたって設けられているので、各シュー５が斜板３の摺動面３Ａ、３Ｂと摺動する際に、各シュー５の摺動面５Ａの全域が上記溝１１Ｃの位置に重合するようになっている（図２参照）。
【００１１】
そして、上述のように上記基材１１の各端面１１Ａ、１１Ｂに溝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に形成された溝１１Ｃは被膜層１２によって埋められるが、基材１１の溝１１Ｃの位置にはその形状に倣った直線状溝からなる異物排出溝１２Ａが形成される。つまり、溝１１Ｃを形成した後に基材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にそれぞれ異物排出溝１２Ａが形成される（図２）。本実施例においては、溝１１Ｃの開口部の幅は０．１〜５ｍｍに設定してあり、溝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、異物排出溝１２Ａの開口部の幅と異物排出溝１２Ａの深さは、本実施例では上記基材１１の溝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、異物排出溝１２Ａの深さは被膜層１２の厚さｔよりも小さくても良いし、溝１１Ｃと重合する部分に限っては被膜層１２の厚さｔと溝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、本実施例の斜板３における両摺動面３Ａ、３Ｂには、それぞれ直線状の異物排出溝１２Ａが形成されている。
【００１２】
以上のように、本実施例の斜板３は、両摺動面３Ａ、３Ｂに異物を捕捉して排出する異物排出溝１２Ａを備えている。そのため、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に引き摺られて各異物排出溝１２Ａの位置を通過する際に、各異物排出溝１２Ａ内に捕捉され（図３参照）、その後、斜板３の回転に伴う遠心力によって異物排出溝１２Ａの端部となる外周部１１Ｅの開口から摺動面３Ａ、３Ｂの外部へ排出される。
なお、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、もしくは上記異物排出溝１２Ａ内に捕捉されてから摺動面３Ａ、３Ｂの外部へ排出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、上記異物排出溝１２Ａによって異物を早期に捕捉して摺動面３Ａ、３Ｂの外部へ排出することができる。
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、異物の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】
なお、上記実施例においては、基材１１の溝１１Ｃとして半径方向に対して傾斜させた直線状の溝を開示したが、溝１１Ｃの形状としては、図７から図１３に示したような両端が内周部１１Ｄと外周部１１Ｅに開口する溝であれば良い。すなわち、図７に示すようにＵ字形の溝１１Ｃであっても良いし、また、図８に示すようにＶ字形の溝１１Ｃであっても良い。また、図９に示すように半径方向（放射方向）の直線状の溝１１Ｃであっても良いし、図１０に示すように曲線の溝１１Ｃであっても良い。また、図１１に示すようにＸ形の溝１１Ｃであっても良いし、図１２に示すようにＴ字形の溝１１Ｃであっても良い。
【００１５】
さらに、上記基材１１の溝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の溝１１Ｃの断面形状とそこを被覆した被膜層１２の異物排出溝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１３に示すように、基材１１の溝１１Ｃは各隅部の断面形状を角張った形状とする一方、基材１１の溝１１Ｃを被覆した被膜層１２の異物排出溝１２Ａは、各隅部の断面形状をなめらかな円弧状となるようにしても良い。
【００１６】
また、図１４ないし図１５は異物排出溝１２Ａに関する別の実施例を示したものである。上述した各実施例においては、基材１１の端面１１Ａ（１１Ｂ）に半径方向にわたって溝１１Ｃを形成し、かつ、そこを被覆した被覆層１２によって異物排出溝１２Ａを形成しているが、図１４および図１５の各実施例においては、基材１１の端面１１Ａ（１１Ｂ）には溝を形成しないで平坦面のままとし、被覆層１２側のみで異物排出溝１２を形成するようにしている。
すなわち、図１４の実施例においては、被膜層１２に所要の深さで、かつ半径方向にわたって断面台形状の溝を形成し、それを異物排出溝１２Ａとしたものである。この図１４に示す実施例においては、異物排出溝１２Ａの底部の肉厚はその他の部分よりも薄肉になっている。
他方、図１５の実施例においては、被覆層１２に基材１１の端面１１Ａまで到達する深さで、かつ半径方向にわたって断面が台形状の溝（切欠き部）を形成し、そこを異物排出溝１２Ａとしたものである。つまり、この図１５の実施例においては、異物排出溝１２Ａの底部として基材１１の端面１１Ａが露出した状態となる。
これら図１４、図１５に示した各実施例であっても上述した各実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
なお、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】
【００１７】
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‥溝                                  １２‥被膜層
１２Ａ‥異物排出溝
【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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