(57)【要約】【課題】斜板基材上に鉛を高濃度で含有する銅合金を設けることなく、斜板に焼き付きが発生したり、斜板が摩耗したりすることを防止することができる。【解決手段】本発明の斜板式圧縮機用の斜板５０は、ピストン７内に配置され、回転自在な駆動軸２に傾斜して設けられた斜板基材５を有するとともに、駆動軸２とともに回転し、ピストン７に対してシュー１２を介して摺動することによって、ピストン７を駆動軸に沿って往復駆動させる。斜板基材５は、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＰｂを含有している。斜板基材５の総重量のうち、Ｃｕは５６％〜６４％を占め、Ｓｎは２．５％〜３．１％を占め、Ｐｂは０．０１％以下を占めている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン内に配置され、回転自在な駆動軸に傾斜して設けられた斜板基材を有するとともに、駆動軸とともに回転し、ピストンに対してシューを介して摺動することによって、ピストンを駆動軸に沿って往復駆動させる斜板式圧縮機用の斜板において、
斜板基材は、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＰｂを含有し、
斜板基材の総重量のうち、Ｃｕは５６％〜６４％を占め、Ｓｎは２．５％〜３．１％を占め、Ｐｂは０．０１％以下を占めることを特徴とする斜板式圧縮機用の斜板。
【請求項２】
斜板基材の総重量のうち、Ｃｕは５９．６％を占め、Ｓｎは２．８％を占めることを特徴とする請求項１記載の斜板式圧縮機用の斜板。
【請求項３】
斜板基材の表面に、フッ素皮膜を設けたことを特徴とする請求項１記載の斜板式圧縮機用の斜板。
【請求項４】
ハウジングと、
ハウジング内に回転自在に設けられた駆動軸と、
駆動軸に傾斜して設けられた斜板基材を有するとともに、駆動軸とともに回転する斜板と、
ハウジング内に配置され、斜板をシューを介して挟み、斜板が回転し摺動することによって駆動軸方向に往復駆動されるピストンとを備え、
斜板基材は、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＰｂを含有し、
斜板基材の総重量のうち、Ｃｕは５６％〜６４％を占め、Ｓｎは２．５％〜３．１％を占め、Ｐｂは０．０１％以下を占めることを特徴とする斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼き付きが発生したり、摩耗したりしない斜板式圧縮機用の斜板、および斜板式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に示すように、従来の斜板式圧縮機は、ハウジング２０と、ハウジング２０内に（図１の矢印Ｒ方向に）回転自在に設けられた駆動軸２と、駆動軸２に傾斜して設けられた斜板基材５を有するとともに、駆動軸２とともに回転する斜板５０と、ハウジング２０内に配置され、斜板５０をシュー１２を介して挟み、斜板５０が回転しシュー１２に対して摺動することによって駆動軸２方向に往復駆動されるピストン７とを備えている。なお、シュー１２は、斜板５０’に当接する平坦面３２と、ピストン７に設けられた凹部１３内で揺動自在に保持された球面３１とを有している。また、斜板５０’はアルミ合金や鉄系材から構成されている。
【０００３】
そして、このように斜板式圧縮機のピストン７が駆動軸２方向（図８の矢印Ｍの方向）に往復することによって、冷凍冷媒（例えば、フロンガスなど）が斜板式圧縮機に吸入および吐出される。この冷凍冷媒には、ミスト状の潤滑油が少量包含されている。そして、この潤滑油は、斜板５０’とシュー１２との間およびシュー１２とピストン７との間に供給される。
【０００４】
しかしながら、斜板５０’はシュー１２に大きな圧力を加えながら摺動するため、斜板５０’とシュー１２との間で大きな摩擦力が発生し、斜板５０’に焼き付きが発生したり、斜板５０’が摩耗したりすることがある。
【０００５】
このような、焼き付きおよび摩耗を防止するために、アルミ合金や鉄系材からなる斜板基材５’（上述の斜板５０’に相当する）の表面（傾斜面）５’ａに銅メッキ５２が施され、当該銅メッキ５２の上に鉛を高濃度で含有する銅合金５３が溶射され、当該銅合金５３の上に樹脂コーティング５４が施された斜板５０”が用いられている(図９参照)。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、斜板基材５’上の銅メッキ５２に、鉛を高濃度で含有する銅合金５３を溶射するコストは、斜板５０”の製造コストの４０％〜５０％を占めており、斜板５０”を製造するコストが高くなってしまっている。また、上述のように鉛を高濃度で含有する銅合金５３を使用するため、鉛公害を引き起こす要因となる可能性がある。
【０００７】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、斜板基材上に鉛を高濃度で含有する銅合金を設けることなく、斜板に焼き付きが発生したり、斜板が摩耗したりすることを防止することができる斜板式圧縮機用の斜板および斜板式圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ピストン内に配置され、回転自在な駆動軸に傾斜して設けられた斜板基材を有するとともに、駆動軸とともに回転し、ピストンに対してシューを介して摺動することによって、ピストンを駆動軸に沿って往復駆動させる斜板式圧縮機用の斜板において、斜板基材が、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＰｂを含有し、斜板基材の総重量のうち、Ｃｕが５６％〜６４％を占め、Ｓｎが２．５％〜３．１％を占め、Ｐｂが０．０１％以下を占めることを特徴とする斜板式圧縮機用の斜板である。
【０００９】
このような構成により、斜板基材上に鉛を高濃度で含有する銅合金を設けることなく、斜板に焼き付きが発生したり、斜板が摩耗したりすることを防止することができる。このため、斜板式圧縮機用の斜板の製造コストを低減することができるとともに、鉛公害が発生してしまう可能性を無くすこともできる。
【００１０】
本発明は、斜板基材の総重量のうち、Ｃｕが５９．６％を占め、Ｓｎが２．８％を占めることを特徴とする斜板式圧縮機用の斜板である。
である。
【００１１】
このような構成により、斜板の焼き付きを防止したり、斜板の摩耗を防止したりする効果を格段に向上させることができる。
【００１２】
本発明は、斜板基材の表面に、フッ素皮膜を設けたことを特徴とする斜板式圧縮機用の斜板である。
【００１３】
このような構成により、斜板が焼き付いたり、摩耗したりしてしまうことを、より確実に防止することができる。
【００１４】
本発明は、ハウジングと、ハウジング内に回転自在に設けられた駆動軸と、駆動軸に傾斜して設けられた斜板基材を有するとともに、駆動軸とともに回転する斜板と、ハウジング内に配置され、斜板をシューを介して挟み、斜板が回転し摺動することによって駆動軸方向に往復駆動されるピストンとを備え、斜板基材が、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＰｂを含有し、斜板基材の総重量のうち、Ｃｕが５６％〜６４％を占め、Ｓｎが２．５％〜３．１％を占め、Ｐｂが０．０１％以下を占めることを特徴とする斜板式圧縮機である。
【００１５】
このような構成により、斜板基材上に鉛を高濃度で含有する銅合金を設けることなく、斜板に焼き付きが発生したり、斜板が摩耗したりすることを防止することができる。このため、斜板式圧縮機用の斜板の製造コストを低減することができるとともに、鉛公害が発生してしまう可能性を無くすこともできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＰｂを含有し、総重量のうち、Ｃｕが５６％〜６４％を占め、Ｓｎが２．５％〜３．１％を占め、Ｐｂが０．０１％以下を占める斜板基材を用いることによって、斜板基材上に鉛を高濃度で含有する銅合金を設けることなく、斜板に焼き付きが発生したり、斜板が摩耗したりすることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態
以下、本発明に係る斜板式圧縮機および斜板式圧縮機用の斜板５０の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図７は本発明の実施の形態を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、斜板式圧縮機は、ハウジング２０と、ハウジング２０内に（図１の矢印Ｒ方向に）回転自在に設けられた駆動軸２と、駆動軸２に傾斜して設けられた斜板基材５を有するとともに、駆動軸２とともに回転する斜板５０と、ハウジング２０内に配置され、斜板５０をシュー１２を介して挟み、斜板５０が回転しシュー１２に対して摺動することによって駆動軸２方向に往復駆動されるピストン７とを備えている。なお、駆動軸２方向とは、駆動軸２が延在している方向（図１の矢印Ｍの方向）のことを意味する。
【００１９】
このうち、ハウジング２０は、図１に示すように、ピストン７を周縁から覆う一対のシリンダブロック１ａ，１ｂと、シリンダブロック１ａ，１ｂの一端に連結されたフロントカバー９と、シリンダブロック１ａ，１ｂの他端に連結されたリアカバー１１とからなっている。なお、シリンダブロック１ａ，１ｂとフロントカバー９との間には、第一バルブプレート８ａが設けられ、シリンダブロック１ａ，１ｂとリアカバー１１との間には、第二バルブプレート８ｂが設けられている。また、一対のシリンダブロック１ａ，１ｂは、ボルト（図示せず）によって連結されている。
【００２０】
なお、図１に示すように、第一バルブプレート８ａには、冷凍冷媒（例えば、フロンガスなど）を吐出する吐出管（図示せず）に連結した第一吐出弁２１ａと、冷凍冷媒が供給される吸入管（図示せず）に連結した第一吸入弁２２ａが設けられている。また、第二バルブプレート８ｂには、冷凍冷媒を吐出する吐出管（図示せず）に連結した第二吐出弁２１ｂと、冷凍冷媒が供給される吸入管（図示せず）に連結した第二吸入弁２２ｂが設けられている。なお、冷凍冷媒にはミスト状の潤滑油が少量包含されている。そして、この潤滑油は、斜板５０とシュー１２との間およびシュー１２とピストン７との間に供給される。
【００２１】
また、図１において、斜板基材５は、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＰｂを含有している。また、斜板基材５の総重量のうち、Ｃｕが５６％〜６４％を占め、Ｓｎが２．５％〜３．１％を占め、Ｐｂが０．０１％以下を占めている。また、図１および図２に示すように、斜板基材５の表面（傾斜面）５ａには、フッ素皮膜４１が設けられている。
【００２２】
また、図１に示すように、斜板５０とピストン７との間に設けられたシュー１２は、斜板５０に当接する平坦面３２と、ピストン７に当接する球面３１とを有している。
【００２３】
また、図１に示すように、ピストン７には凹部１３が設けられ、当該ピストン７の凹部１３内で、シュー１２は揺動自在に保持されている。具体的には、図１に示すように、シュー１２の球面３１がピストン７の凹部１３内で揺動自在に保持されている。
【００２４】
また、図１に示すように、駆動軸２は、シリンダブロック１ａ，１ｂに軸受け３，４を介して回転自在に保持されている。また、駆動軸２は、駆動軸２を駆動する駆動部（図示せず）に連結されている。
【００２５】
また、図１に示すように、一対のシリンダブロック１ａ，１ｂと、第一バルブプレート８ａと、第二バルブプレート８ｂと、駆動軸２とによって、駆動軸２方向に往復移動するピストン７が収納された圧縮室６が形成されている。
【００２６】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
【００２７】
最初に、斜板式圧縮機の一般的な作用について説明する。
【００２８】
まず、駆動軸２に連結したモータ等の駆動部（図示せず）が、駆動軸２を（図３（ａ）の矢印Ｒ方向に）回転駆動する。このように、駆動軸２が回転駆動されることによって、駆動軸２に傾斜して設けられた斜板５０が回転する（図３（ａ）参照）。この際、斜板５０は、ピストン７の凹部１３内に設けられたシュー１２の平坦面３２に接触しながら回転する（図３（ａ）参照）。
【００２９】
また、このように斜板５０が回転することによって、ピストン７が駆動軸２方向の一方向（図３（ａ）の矢印Ｍ１方向）に直線運動する（図３（ａ）参照）。この際、ピストン７の凹部１３内に配置されたシュー１２の球面３１は、ピストン７の凹部１３内を図３（ａ）の矢印Ｒ１方向に揺動する（図１および図３（ａ）参照）。
【００３０】
このように、ピストン７が駆動軸２方向の一方向に直線運動する際、ピストン７と第二バルブプレート８ｂとの間で圧縮された冷凍冷媒の圧力が、第二バルブプレート８ｂに連結された吐出管（図示せず）内の冷凍冷媒の圧力より大きくなると、圧縮室６内の冷凍冷媒が第二吐出弁２１ｂを介して吐出管に吐出される（図３（ａ）参照）。また、圧縮室６の一端に設けられた第一吸入弁２２ａを介して、吸入管（図示せず）から圧縮室６内にミスト状の潤滑油を含有する冷凍冷媒が吸入される（図３（ａ）参照）。なお、この際、第一バルブプレート８ａに設けられた第一吐出弁２１ａおよび第二バルブプレート８ｂに設けられた第二吸入弁２２ｂは、閉鎖している（図３（ａ）参照）。
【００３１】
次に、駆動軸２に連結した駆動部が、さらに（図３（ｂ）の矢印Ｒ方向に）駆動軸２を回転駆動すると、駆動軸２に傾斜して設けられた斜板５０がさらに回転される（図３（ｂ）参照）。この際、斜板５０は、ピストン７の凹部１３内に設けられたシュー１２の平坦面３２に接触しながら回転する（図３（ｂ）参照）。
【００３２】
また、このように斜板５０がさらに回転することによって、ピストン７が駆動軸２方向であって上述とは反対側の方向（図３（ｂ）の矢印Ｍ２方向）に直線運動する（図３（ｂ）参照）。この際、ピストン７の凹部１３内に配置されたシュー１２の球面３１は、ピストン７の凹部１３内を矢印Ｒ２方向に揺動する（図３（ｂ）参照）。
【００３３】
このように、ピストン７が駆動軸２方向の他方向に直線運動する際、ピストン７と第一バルブプレート８ａとの間で圧縮された冷凍冷媒の圧力が、第一バルブプレート８ａに連結された吐出管内の冷凍冷媒の圧力より大きくなると、圧縮室６内の冷凍冷媒が第一吐出弁２１ａを介して吐出管に吐出される（図３（ｂ）参照）。また、圧縮室６の他端に設けられた第二吸入弁２２ｂを介して、吸入管から圧縮室６内にミスト状の潤滑油を含有する冷凍冷媒が吸入される（図３（ｂ）参照）。なお、この際、第二バルブプレート８ｂに設けられた第二吐出弁２１ｂおよび第一バルブプレート８ａに設けられた第一吸入弁２２ａは、閉鎖している（図３（ｂ）参照）。
【００３４】
上述のように、駆動軸２が駆動部によって回転することによって斜板５０が回転し、ピストン７を往復運動させることができる。このため、斜板式圧縮機は、圧縮室６内で冷凍冷媒を圧縮して吐出するとともに、吸入管から圧縮室６内に冷却冷媒を吸入することができる。
【００３５】
次に、本発明による斜板５０の作用について説明する。
【００３６】
上述のように、駆動軸２が駆動部によって回転することによって、斜板５０が回転し、ピストン７を往復運動させる。このとき、斜板５０は、シュー１２の平坦面３２に大きな圧力を加えながら摺動し、斜板５０とシュー１２の平坦面３２との間で大きな摩擦力が発生している。
【００３７】
このため、従来の斜板式圧縮機では、斜板５０’に焼き付きが発生したり、斜板５０’が摩耗したりする（図８参照）。また、このような斜板５０’の焼き付きや、摩耗を防止するためには、斜板基材５’（上述の斜板５０’に相当する）の表面（傾斜面）５’ａに銅メッキ５２を施し、当該銅メッキ５２の上に鉛を高濃度で含有する銅合金５３を溶射し、当該銅合金５３の上に樹脂コーティング５４を施す必要がある（図９参照）。
【００３８】
これに対して、本発明によれば、斜板基材５が、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＰｂを含有し、総重量のうち、Ｃｕが５６％〜６４％を占め、Ｓｎが２．５％〜３．１％を占め、Ｐｂが０．０１％以下を占めているので、斜板基材５の表面に銅メッキ５２を施したり、当該銅メッキ５２の上に鉛を高濃度で含有する銅合金５３を溶射したり、当該銅合金５３の上に樹脂コーティング５４を施したりすることなく、斜板５０の焼き付きや、摩耗を防止することができる。
【００３９】
従って、とりわけ、鉛を高濃度で含有する銅合金５３を溶射する必要がなくなるため、斜板５０の製造コストを低減することができる。また、斜板５０の製造に、有毒な鉛を高濃度で含有する銅合金５３を用いる必要がなくなるため（図９参照）、鉛公害が発生してしまう可能性を無くすことができる。
【００４０】
また、図２に示すように、斜板基材５の表面（傾斜面）５ａにはフッ素皮膜４１が設けられている。このため、斜板５０が焼き付いたり、摩耗したりしてしまうことを、より確実に防止することができる。
【００４１】
ところで、斜板基材５の総重量のうち、Ｃｕが５９．６％を占め、Ｓｎが２．８％を占める場合には、斜板５０の焼き付きを防止したり、斜板５０の摩耗を防止したりする効果を格段に向上させることができる。このため、斜板基材５の総重量のうち、Ｃｕが５９．６％を占め、Ｓｎが２．８％を占めることが好ましい。
【００４２】
また、斜板基材５が、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＰｂのみからなり、斜板基材５の総重量のうち、Ｃｕが５６％〜６４％を占め、Ｓｎが２．５％〜３．１％を占め、Ｐｂが０．０１％以下を占めている場合にも、斜板５０の焼き付きを防止したり、斜板５０の摩耗を防止したりする効果を格段に向上させることができる。このため、斜板基材５が、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＰｂのみからなることが好ましい。
【００４３】
さらに、斜板基材５が、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＰｂのみからなり、斜板基材５の総重量のうち、Ｃｕが５９．６％を占め、Ｓｎが２．８％を占め、Ｐｂが０．０１％以下を占めている場合には、斜板５０の焼き付きを防止したり、斜板５０の摩耗を防止したりする効果をさらに格段に向上させることができる。このため、斜板基材５が、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＰｂのみからなり、かつ斜板基材５の総重量のうち、Ｃｕが５９．６％を占め、Ｓｎが２．８％を占めることが好ましい。
【００４４】
次に、図４乃至図７を用いて、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＰｂを含有し、総重量のうち、Ｃｕが５９．６％を占め、Ｓｎが２．８％を占め、Ｐｂが０．０１％以下を占めている材料（以下、斜板基材材料と呼ぶ）の性質について説明する。
【００４５】
図４は、斜板基材材料および黄銅（Ｃ３６０４）の引張強さを示している。また、図５は、斜板基材材料および黄銅（Ｃ３６０４）のビッカース強度を示している。これら図４および図５から明らかなように、斜板基材材料は、黄銅（Ｃ３６０４）よりも引張強さが強く、かつビッカース硬度が高くなっており、機械的性質が優れていることが分かる。
【００４６】
また、図６は、斜板基材材料、黄銅（Ｃ３６０４）およびステンレス鋼（ＳＵＳ３０４のＯ材）の摩耗減量を示している。この図６から明らかなように、斜板基材材料は、黄銅（Ｃ３６０４）およびステンレス鋼（ＳＵＳ３０４のＯ材）よりも摩耗減量が少なく、耐摩耗性に優れていることがわかる。
【００４７】
このように、斜板基材材料は、機械的性質および耐摩擦性に優れた素材である。このため、当該斜板基材材料から製造される斜板基材５は、機械的性質および耐摩擦性に優れており、斜板５０が、焼き付いたり、摩耗したりすることはない。
【００４８】
また、図７は、斜板基材材料および黄銅（Ｃ３７７１）の限界アプセット率を示している。この図７から明らかなように、限界アプセット率が大きくなる斜板基材材料の鍛造温度は、黄銅（Ｃ３７７１）よりも低く、鍛造性に優れている。このため、斜板基材材料から、斜板５０を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明による斜板式圧縮機の実施の形態を示す断面図。
【図２】本発明による斜板式圧縮機用の斜板の実施の形態を示す断面図。
【図３】本発明による斜板式圧縮機の動作方法を示す断面図。
【図４】斜板基材材料および黄銅（Ｃ３６０４）の引張強さを示すグラフ図。
【図５】斜板基材材料および黄銅（Ｃ３６０４）のビッカース強度を示すグラフ図。
【図６】斜板基材材料、黄銅（Ｃ３６０４）およびステンレス鋼（ＳＵＳ３０４のＯ材）の摩耗減量を示すグラフ図。
【図７】斜板基材材料および黄銅（Ｃ３７７１）の限界アプセット率を示すグラフ図。
【図８】従来の斜板式圧縮機を示す断面図。
【図９】従来の斜板式圧縮機用の斜板を示す断面図。
【符号の説明】
【００５０】
１ａ，１ｂ  シリンダブロック
２    駆動軸
５    斜板基材
５ａ  表面（傾斜面）
７    ピストン
８ａ  第一バルブプレート
８ｂ  第二バルブプレート
１２  シュー
２０  ハウジング
３２  平坦面
３１  球面
４１  フッ素皮膜
５０  斜板
【図１】
2008075628.tif 000003
【図２】
2008075628.tif 000004
【図３】
2008075628.tif 000005
【図４】
2008075628.tif 000006
【図５】
2008075628.tif 000007
【図６】
2008075628.tif 000008
【図７】
2008075628.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008075628.tif 000011