(57)【要約】【課題】潤滑油供給不足が生じた場合にあっても、必要な摺動性能を維持できるようにし、斜板／シュー／ピストンの間で焼き付き等の発生を確実に防止し得る、信頼性の高い斜板式圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機の主軸に対し傾斜されて配置され主軸とともに回転する斜板と、該斜板に摺接されるシューと、該シューを保持し該シューを介して主軸の回転運動から変換された往復運動が伝達されるピストンを備えた斜板式圧縮機において、シューを保持するピストン凹球面部および該ピストン凹球面部に係合するシュー凸球面部のいずれか一方に、亜鉛を主成分とするめっき層を設けたことを特徴とする斜板式圧縮機。【選択図】図１
2008190490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機の主軸に対し傾斜されて配置され主軸とともに回転する斜板と、該斜板に摺接されるシューと、該シューを保持し該シューを介して前記主軸の回転運動から変換された往復運動が伝達されるピストンを備えた斜板式圧縮機において、前記シューを保持するピストン凹球面部および該ピストン凹球面部に係合するシュー凸球面部のいずれか一方に、亜鉛を主成分とするめっき層を設けたことを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項２】
前記めっき層の軟化点が、ピストン側およびシュー側の表面材質の軟化点よりも低い、請求項１に記載の斜板式圧縮機。
【請求項３】
前記めっき層の表面に腐食防止被膜が付与されている、請求項１または２に記載の斜板式圧縮機。
【請求項４】
前記腐食防止被膜が、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級アルコール、重金属化合物、界面活性剤のいずれか、またはそれらの組み合わせにより形成されている、請求項３に記載の斜板式圧縮機。
【請求項５】
前記重金属化合物が、クロム酸塩、重クロム酸塩、酸化クロムのいずれかからなる、請求項４に記載の斜板式圧縮機。
【請求項６】
前記界面活性剤が、金属石鹸、フタロシアニン、ポリオキシアルキレングリコールのいずれかからなる、請求項４に記載の斜板式圧縮機。
【請求項７】
車両空調装置用に用いられる、請求項１〜６のいずれかに記載の斜板式圧縮機。
【請求項８】
潤滑油含有冷媒を圧縮する、請求項１〜７のいずれかに記載の斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜板式圧縮機に関し、とくに、斜板に摺接されるシューとそれを保持するピストンとの間の係合部の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機の主軸に対し傾斜されて配置され主軸とともに回転する斜板と、該斜板に摺接されるシュー（一対のシュー）と、該シューを保持し該シューを介して主軸の回転運動から変換された往復運動が伝達されるピストンを備えた斜板式圧縮機が知られており、該斜板式圧縮機には、斜板の主軸に対する傾斜角が一定の固定容量型斜板式圧縮機と、傾斜角が可変の可変容量型斜板式圧縮機とが含まれる。この種斜板式圧縮機においては、通常、晩の外周側両側面に配置された一対のシューが、ピストンの反圧縮側端部に形成された凹部内に保持され、該凹部が凹球面に、対応するシューの被保持部が凸球面に形成された構造が知られている。
【０００３】
このシューとピストンとの係合部には、一般に、焼き付き等を防止するために潤滑されることが要求される。良好な潤滑性能を維持するために、例えば特許文献１には、ピストン側のシュー摺動面に凸部を設けることで、シュー摺動面に潤滑油が供給されやすい構造を採った斜板式圧縮機のピストンとシューとの係合構造が開示されている。冷凍サイクルに用いられる圧縮機の場合には、潤滑油は、通常、オイル含有冷媒の形態で供給され、斜板が収容されているクランク室に冷媒が流入される際に、潤滑油も上記係合部に供給されるようになっている。
【特許文献１】特開２０００−１７９４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記のような従来技術には、以下のような問題が残されている。
すなわち、圧縮機内の冷媒が液化状態になった場合、ピストンのシュー摺動部に付着していた潤滑油が液化冷媒によって洗い流される現象が生じることがある。この状態で圧縮機を運転した場合、潤滑油が供給不足になるおそれがあり、潤滑油供給不足のために斜板／シュー／ピストンのいずれかの間で焼き付きが生じるおそれがある。
【０００５】
そこで本発明の課題は、このような問題点に着目し、とくにピストンとシューとの間の摺動面に、いわゆる自己潤滑性を持たせ、多少の潤滑油供給不足が生じた場合にあっても、必要な摺動性能を維持できるようにし、斜板／シュー／ピストンの間で焼き付き等の発生を確実に防止し得る、信頼性の高い斜板式圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る斜板式圧縮機は、圧縮機の主軸に対し傾斜されて配置され主軸とともに回転する斜板と、該斜板に摺接されるシューと、該シューを保持し該シューを介して前記主軸の回転運動から変換された往復運動が伝達されるピストンを備えた斜板式圧縮機において、前記シューを保持するピストン凹球面部および該ピストン凹球面部に係合するシュー凸球面部のいずれか一方に、亜鉛を主成分とするめっき層を設けたことを特徴とするものからなる。
【０００７】
すなわち、亜鉛を主成分とするめっき層を設けることにより、ピストン凹球面部とシュー凸球面部の間に優れた自己潤滑性能を付与することが可能になり、多少の潤滑油供給不足が生じた場合にあっても、この部位に必要な潤滑性能を維持することが可能になる。シューとピストンは凸球面と凹球面によって係合し、ピストン側に対してシューは自由に回動できるようになっているから、斜板に対するシューの姿勢は最も抵抗の少ない、かじり等の発生しにくい姿勢に自動的に維持されるから、上記部位に優れた自己潤滑性能を付与することにより、結局、斜板／シュー／ピストンの間における焼き付き等の発生を確実に防止した信頼性の高い摺動性能が得られることになる。
【０００８】
この本発明に係る斜板式圧縮機においては、上記めっき層の軟化点が、ピストン側およびシュー側の表面材質の軟化点よりも低いことが好ましい。これによって、潤滑油が比較的大きく不足し、摺動部の温度が上昇する場合にあっても、金属材料同士の焼き付きを防止ないし軽減することが可能になる。
【０００９】
また、上記めっき層の表面に腐食防止被膜が付与されている形態を採用することもできる。亜鉛を主成分とするめっき層においては、いわゆる白錆が発生するおそれのある場合もあり、白錆が発生すると、亜鉛を主成分とするめっき層の低軟化点特性が損なわれ、上記金属材料同士の焼き付き防止性能が損なわれるおそれが生じる。しかし、腐食防止被膜を付与しておけば、このような白錆の発生をより確実に防止することが可能になり、亜鉛を主成分とするめっき層の低軟化点特性がより確実に維持される。
【００１０】
このような腐食防止被膜としては、例えば、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級アルコール、重金属化合物、界面活性剤のいずれか、またはそれらの組み合わせにより形成することができる。
【００１１】
これらのうち、上記重金属化合物としては、例えば、クロム酸塩、重クロム酸塩、酸化クロムのいずれかを使用できる。また、上記界面活性剤としては、例えば、金属石鹸、フタロシアニン、ポリオキシアルキレングリコールのいずれかを使用できる。
【００１２】
このような本発明に係る斜板式圧縮機は、とくに高い信頼性、高い耐久性が長期間にわたって求められる、車両空調装置用に用いられる圧縮機に好適なものである。また、前述した従来技術における問題点を解決するために、潤滑油含有冷媒を圧縮する圧縮機に好適なものである。
【００１３】
なお、本発明は、固定容量型斜板式圧縮機、可変容量型斜板式圧縮機のいずれにも適用できるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る斜板式圧縮機によれば、潤滑油供給不足時のピストンとシューとの間の摺動面の潤滑性を向上でき、それによって斜板／シュー／ピストンの間における焼き付き等の発生を確実に防止できるようになり、信頼性の高い圧縮機を提供できる。
【００１５】
また、本発明は、部品（例えばシューやピストンなど）の従来仕様を実質的に設計変更することなく実施できるため、従来の生産設備を大幅に変更する必要はなく、優れた生産性を維持しつつ、容易にかつ安価に実施可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る斜板式圧縮機における斜板／シュー／ピストンの係合部を示している。図１において、１は、圧縮機の主軸（図示略）に対し傾斜されて配置され主軸とともに回転する円板状の斜板を示しており、該斜板１の外周側の両側面上には一対のシュー２が配置され、該一対のシュー２はその平坦面側が斜板１に摺接されるようになっている。これらシュー２はシュー凸球面部２ａを有しており、シュー凸球面部２ａがピストン３側に形成されたピストン凹球面部３ａに係合されることにより、斜板１に対してピストン３により一対のシュー２が所定の位置関係に保持されるようになっている。これら一対のシュー２を介して、斜板１の回転運動が、矢印で示すピストン３の往復運動に変換され、該ピストン３が所定の圧縮動作を行うことができるようになっている。これらシュー２を保持するピストン凹球面部３ａおよび該ピストン凹球面部３ａに係合するシュー凸球面部２ａのいずれか一方に、亜鉛を主成分とするめっき層４が設けられており、本実施態様では、ピストン凹球面部３ａ上にめっき層４が設けられている。
【００１７】
このめっき層４は、その軟化点がピストン側およびシュー側の表面材質の軟化点よりも低くなるように各部位の材質が選択されていることが好ましく、例えば、亜鉛を主成分とするめっき層４に対して、ピストン３をより軟化点の高いアルミ合金、シュー２をより軟化点の高い鋼で構成すればよい。また、前述の如く、めっき層４の表面には腐食防止被膜を付与しておくことができ、腐食防止被膜としては前述の如き各種のものが使用可能である。
【００１８】
上記のような亜鉛を主成分としためっき層を設けることによる効果を確認するために、以下のような試験を行った。試験は、鋼製のシューとアルミ合金製のピストンを想定し、それらの間に亜鉛を主成分としためっき層を介在させた場合を想定して、潤滑油が無い状態でのアルミ合金と鋼との間の焼き付き性を評価した。
【００１９】
図２に示す試験装置を使用し、半球状のシュー１１（軸受鋼製）３個を摩擦磨耗試験機１０の試験室１２内の固定冶具１３に乗せる（ディスク１４との接触面はシュー１１の平坦面側）。ディスク１４（アルミ合金製基材）を摩擦磨耗試験機１０の回転軸１５に固定する。試験室１２内を密閉化した後、試験室１２内を真空引きし、内部空気を脱気する。次いで、試験室１２内に冷媒としてのＨＦＣ１３４ａ（１．１．１．２−テトラフロロエタン）を導入し、ＨＦＣ１３４ａの雰囲気圧を０．１ＭＰａに設定する。試験室１２内を密閉化した状態で、シュー固定冶具１３をシュー１１を介して荷重１０ｋｇｆでディスク１４に押し付ける。摩擦磨耗試験機１０の回転軸１５を回転速度２００ｒｐｍで回転させる。シュー１１を乗せた冶具１３を負荷増加速度２ｋｇｆ／分にて荷重を負荷していき、焼き付きが発生した回転速度と負荷荷重を記録する。焼き付きが発生した回転速度と荷重の積を焼き付きｐＶ値（ｋｇｆ＊ｒｐｍ）として算出する（本ｐＶ値が高いほど耐焼き付き性が高い）。なお、焼き付きの発生は、冶具１３に連結したロードセルを内包した摩擦トルク測定具１６で検知し、測定される摩擦トルクが急激に増加し始める点を焼き付きの発生点として検出した。また、試験開始時点でのディスク１４、シュー１１は室温であり、試験中の試験片の温度は成り行きである。試験は、３個のシュー１１について、めっき層無しの場合、シュー１１に亜鉛を主成分としためっき層を設けた場合、さらにそのめっき層の表面に腐食防止被膜（高級脂肪酸を使用）を付与した場合についてそれぞれ行った。
【００２０】
試験結果を表１と図３に示すように、めっき層無しの場合は極めて低いｐＶ値であったが、それに比べ、亜鉛を主成分としためっき層を設けた場合には、ｐＶ値が大幅に高められ、さらに腐食防止被膜を付与した場合には、一層ｐＶ値が高められた。このように、本発明により亜鉛を主成分としためっき層を設けることにより、潤滑油が不足する場合に、優れた自己潤滑性能を与えることができ、それによって潤滑性を大幅に向上できることが確認された。
【００２１】
【表１】
2008190490.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明に係る斜板式圧縮機は、固定容量型斜板式圧縮機、可変容量型斜板式圧縮機のいずれにも適用でき、とくに潤滑油含有冷媒を圧縮する、車両空調装置用圧縮機として好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施態様に係る斜板式圧縮機における斜板／シュー／ピストンの係合部の概略断面図である。
【図２】本発明による効果を確認するために行った試験に用いた試験装置の概略構成図である。
【図３】試験結果を示すｐＶ値の比較特性図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  斜板
２  シュー
２ａ  シュー凸球面部
３  ピストン
３ａ  ピストン凹球面部
４  亜鉛を主成分とするめっき層
【図１】
2008190490.tif 000004
【図２】
2008190490.tif 000005
【図３】
2008190490.tif 000006