(57)【要約】【課題】回転可能な斜板と、シューを介して斜板に係合し斜板の回転に伴って往復動するピストンとを備え、斜板のシューとの摺接面に金属の焼結層が形成された斜板式圧縮機であって、斜板のシューとの摺接部の耐焼付性、摺接性が長期に亘って確保される斜板式圧縮機を提供する。【解決手段】回転可能な斜板と、シューを介して斜板に係合し斜板の回転に伴って往復動するピストンとを備える斜板式圧縮機であって、斜板のシューとの摺接面が、銅系又はアルミ系の合金層であって表面に微少凹凸が形成された合金層と、前記合金層の微細凹凸が形成された表面に形成された樹脂層とから成り、樹脂層表面が研削されて合金層が露出している。【選択図】  図３
2004300926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な斜板と、シューを介して斜板に係合し斜板の回転に伴って往復動するピストンとを備える斜板式圧縮機であって、斜板のシューとの摺接面が、銅系又はアルミ系の合金層であって表面に微少凹凸が形成された合金層と、前記合金層の微細凹凸が形成された表面に形成された樹脂層とから成り、樹脂層表面が研削されて合金層が露出していることを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項２】
斜板は鉄系合金から成り、斜板表面に銅系又はアルミ系の合金層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の斜板式圧縮機。
【請求項３】
斜板はアルミ系合金から成り、斜板表面に微少凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の斜板式圧縮機。
【請求項４】
微少凹凸は、径方向に互いに微少間隔を隔てて同心に配設された微少周溝であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の斜板式圧縮機。
【請求項５】
前記合金層を形成する合金に固体潤滑剤が添加されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の斜板式圧縮機。
【請求項６】
前記固体潤滑剤はグラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、酸化アンチモン、インジウム、スズ、銀、鉛から選択された一種又は二種以上の組み合わせであることを特徴とする請求項５に記載の斜板式圧縮機。
【請求項７】
前記樹脂は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の斜板式圧縮機。
【請求項８】
前記樹脂は、熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の斜板式圧縮機。
【請求項９】
前記樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂から選択された一種又は二種以上の組み合わせであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の斜板式圧縮機。
【請求項１０】
前記樹脂に固体潤滑剤が添加されていることを特徴とする請求項９に記載の斜板式圧縮機。
【請求項１１】
前記固体潤滑剤はポリテトラフルオロエチレン樹脂、グラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、酸化アンチモン、インジウム、スズ、銀、鉛から選択された一種又は二種以上の組み合わせであることを特徴とする請求項１０に記載の斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜板式圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転可能な斜板と、シューを介して斜板に係合し斜板の回転に伴って往復動するピストンとを備える斜板式圧縮機であって、斜板のシューとの摺接部の耐焼付性、摺接性を確保すべく、斜板のシューとの摺接面に、金属の焼結層が形成され、焼結層の表面に樹脂層が形成された斜板式圧縮機が特許文献１に開示されている。
特許文献１の斜板式圧縮機においては、焼結層表面の微視的な凹凸によって樹脂層が焼結層に強固につなぎ止められるので、焼結層と樹脂層との結合力が強い。この結果、斜板のシューとの摺接部の耐焼付性、摺接性が確保される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１８０９６１
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
樹脂層の耐摩耗性能は高くないので、特許文献１の斜板式圧縮機には、樹脂層が摩耗により早期に消滅し、斜板とシューとの間の油膜形成のためのクリアランスが過度に大きくなってシューのばたつきを惹起し、最悪の場合斜板とシューとの摺接部に焼き付きを生ずるという問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、回転可能な斜板と、シューを介して斜板に係合し斜板の回転に伴って往復動するピストンとを備え、斜板のシューとの摺接面に金属の焼結層が形成された斜板式圧縮機であって、斜板のシューとの摺接部の耐焼付性、摺接性が長期に亘って確保される斜板式圧縮機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、回転可能な斜板と、シューを介して斜板に係合し斜板の回転に伴って往復動するピストンとを備える斜板式圧縮機であって、斜板のシューとの摺接面が、銅系又はアルミ系の合金層であって表面に微少凹凸が形成された合金層と、前記合金層の微細凹凸が形成された表面に形成された樹脂層とから成り、樹脂層表面が研削されて合金層が露出していることを特徴とする斜板式圧縮機を提供する。
本発明に係る斜板式圧縮機においては、樹脂層表面が研削されて合金層が露出しているので、合金と樹脂とが同時にシューに摺接する。樹脂がシューに摺接することにより、斜板のシューとの摺接部の耐焼付性、摺接性が確保される。樹脂は合金層表面に形成された微少凹凸の凹部に充填されており、周囲を合金層で囲まれているので、容易に摩耗消滅しない。従って、本発明に係る斜板式圧縮機においては、斜板のシューとの摺接部の耐焼付性、摺接性が長期に亘って確保される。
一般にシューは鉄系合金により形成されている。合金層を形成する合金は銅系合金又はアルミ系合金なので、樹脂を囲む合金層とシューとの摺接は異種金属同士の摺接となり、斜板のシューとの摺接部の焼き付きが抑制される。
合金層表面の微少凹凸によって樹脂層が合金層に強固につなぎ止められるので、合金層と樹脂層との結合力が強い。この結果、斜板のシューとの摺接部の耐焼付性、摺接性が確保される。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、斜板は鉄系合金から成り、斜板表面に銅系又はアルミ系の合金層が形成されている。
本発明の好ましい態様においては、斜板はアルミ系合金から成り、斜板表面に微少凹凸が形成されている。
斜板が鉄系合金から成る場合には、同種金属同士の摺接を防止するために斜板表面に銅系又はアルミ系の合金層を形成するのが望ましい。斜板がアルミ系合金から成る場合には、斜板表面に直接微少凹凸を形成しても良い。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、微少凹凸は、径方向に互いに微少間隔を隔てて同心に配設された微少周溝である。
シューは斜板に対して周方向へ相対運動するので、合金層表面に形成する微少凹凸を径方向に互いに微少間隔を隔てて同心に配設された微少周溝とすれば、斜板のシューとの摺接部の耐焼付性、摺接性が向上する。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、前記合金層を形成する合金に固体潤滑剤が添加されている。
合金層を形成する合金に固体潤滑剤が添加されることにより、斜板のシューとの摺接部の耐焼付性、摺接性が向上する。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、前記固体潤滑剤はグラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、酸化アンチモン、インジウム、スズ、銀、鉛から選択された一種又は二種以上の組み合わせである。
グラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、酸化アンチモン、インジウム、スズ、銀、鉛から選択された一種又は二種以上の組み合わせは、合金層を形成する合金に添加される固体潤滑剤として好適である。
【００１０】
本発明の好ましい態様においては、前記樹脂は熱硬化性樹脂である。
熱硬化性樹脂は耐熱性、機械的強度に優れるので、斜板のシューとの摺接部に使用するのに適している。
【００１１】
本発明の好ましい態様においては、前記樹脂は熱可塑性樹脂である。
熱可塑性樹脂は耐熱性に優れるので、斜板のシューとの摺接部に使用するのに適している。
【００１２】
本発明の好ましい態様においては、前記樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂から選択された一種又は二種以上の組み合わせである。
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂から選択された一種又は二種以上の組み合わせは、合金層表面に形成される樹脂層を形成する樹脂として好適である。
【００１３】
本発明の好ましい態様においては、前記樹脂に固体潤滑剤が添加されている。樹脂に固体潤滑剤が添加されることにより、斜板のシューとの摺接部の耐焼付性、摺接性が向上する。
【００１４】
本発明の好ましい態様においては、前記固体潤滑剤はポリテトラフルオロエチレン樹脂、グラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、酸化アンチモン、インジウム、スズ、銀、鉛から選択された一種又は二種以上の組み合わせである。
ポリテトラフルオロエチレン樹脂、グラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、酸化アンチモン、インジウム、スズ、銀、鉛から選択された一種又は二種以上の組み合わせは、樹脂に添加される固体潤滑剤として好適である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例に係る斜板式圧縮機を説明する。
図１に示すように、斜板式圧縮機１００は、複数のシリンダボア１ａとセンターボア１ｂとが形成されたシリンダブロック２と、シリンダブロック２と共働してクランク室３を形成するフロントハウジング４とを備えている。
シリンダヘッド５がシリンダブロック２と共働して吸入弁６と弁板７と吐出弁８とを挟持している。シリンダヘッド５内に吸入室９と吐出室１０とが形成されている。吸入室９は吸入ポートに連通し、吐出室１０は吐出ポートに連通している。
【００１６】
斜板式圧縮機１００は更にクランク室３内で延在する駆動軸１１を備えている。駆動軸１１の一端はフロントハウジング４を貫通してフロントハウジング４外へ延び、他端は軸受を介してシリンダブロック２のセンターボアに嵌合している。
【００１７】
クランク室３内に配設された鉄系合金製の斜板１２が駆動軸１１に固定されている。斜板１２の周縁部に、斜板１２を挟んで一対の鉄系合金製シュー１３が摺動可能に当接している。複数対のシュー１３が、周方向に互いに間隔を隔てて配設されている。各一対のシュー１３は、それぞれピストン１４の尾部１４ａに形成されたシュー保持部により保持されている。ピストン１４の頭部１４ｂはシリンダボア１ａに摺動可能に挿入されている。
【００１８】
図２に示すように、斜板１２のシュー１３との摺接面に、表面被膜１５が形成されている。
図３に示すように、表面被膜１５は、溶射又は焼結により斜板１２の表面に形成された銅系又はアルミ系の合金層であって、表面に微少凹凸１６ａが形成された合金層１６と、合金層１６の微少凹凸１６ａが形成された表面に形成されたエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂から選択された一種又は二種以上の組み合わせからなる樹脂層１７とから成り、樹脂層１７表面が研削されて合金層１６の頂部が露出している。
【００１９】
斜板式圧縮機１００においては、駆動軸１１が外部駆動源により回転駆動され、駆動軸１１の回転に伴って斜板１２が回転し、シュー１３を介して斜板１２によりピストン１４が往復駆動される。外部冷却回路から圧縮機１００へ還流した冷媒ガスが、吸入ポートを介して吸入室９へ流入し、弁板７に形成された吸入穴と吸入弁６とを介してシリンダボア１ａ内へ吸引され、ピストン１４により加圧圧縮され、弁板７に形成された吐出穴と吐出弁８とを介して吐出室１０へ吐出し、吐出ポートを介して外部冷却回路へ還流する。
【００２０】
斜板式圧縮機１００においては、図３に示すように、樹脂層１７の表面が研削され合金層１６の頂部が露出しているので、樹脂層１７と合金層１６とが同時にシュー１３に摺接する。樹脂層１７がシュー１３に摺接することにより、斜板１２のシュー１３との摺接部の耐焼付性、摺接性が確保される。樹脂層１７は合金層１６に形成された微少凹凸１６ａの凹部に充填されており、周囲を合金層１６で囲まれているので、容易に摩耗消滅しない。従って、斜板式圧縮機１００においては、斜板１２のシュー１３との摺接部の耐焼付性、摺接性が長期に亘って確保される。
合金層１６は銅系合金又はアルミ系合金から成るので、合金層１６とシュー１３との摺接が異種金属同士の摺接となり、斜板１２のシュー１３との摺接部の焼き付きが抑制される。
合金層１６表面の微少凹凸１６ａによって樹脂層１７が合金層１６に強固につなぎ止められるので、合金層１６と樹脂層１７との結合力が強い。この結果、斜板１２のシュー１３との摺接部の耐焼付性、摺接性が確保される。
【００２１】
熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂共に樹脂層１７を形成する樹脂として好適である。熱硬化性樹脂は耐熱性、機械的強度に優れ、熱可塑性樹脂は耐熱性に優れるので、斜板１２のシュー１３との摺接部に使用するのに適している。具体例として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂から選択された一種又は二種以上の組み合わせは、樹脂層１７を形成する樹脂として好適である。
【００２２】
合金層１６を形成する合金に固体潤滑剤を添加しても良い。斜板１２のシュー１３との摺接部の耐焼付性、摺接性が向上する。
グラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、酸化アンチモン、インジウム、スズ、銀、鉛から選択された一種又は二種以上の組み合わせは、合金層１６を形成する合金に添加される固体潤滑剤として好適である。
【００２３】
樹脂層１７を形成する樹脂に固体潤滑剤を添加しても良い。斜板１２のシュー１３との摺接部の耐焼付性、摺接性が向上する。
ポリテトラフルオロエチレン樹脂、グラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、酸化アンチモン、インジウム、スズ、銀、鉛から選択された一種又は二種以上の組み合わせは、樹脂層１７を形成する樹脂に添加される固体潤滑剤として好適である。
【００２４】
斜板１２がアルミ系合金から成る場合には、斜板１２の表面に直接微少凹凸を形成し、次いで樹脂層を形成し、樹脂層を研削して前記凹凸の頂部を露出させても良い。斜板１２の表面近傍部が図３の合金層１６として機能する。
合金層１６の表面に形成する微少凹凸は、ショットブラスト等によって形成したランダムな凹凸でもよいが、径方向に互いに微少間隔を隔てて同心に配設された微少周溝としても良い。シュー１３は斜板１２に対して周方向へ相対運動するので、合金層１６表面に形成する微少凹凸１６ａを径方向に互いに微少間隔を隔てて同心に配設された微少周溝とすれば、斜板１２のシュー１３との摺接部の耐焼付性、摺接性が向上する。
【００２５】
表面被膜１５は、必ずしも斜板１２の両面に形成する必要は無い。片面に表面被膜１５を形成し、他面に合金層１６のみを形成しても良く、或いは、片面に表面被膜１５を形成し、他面に樹脂層１７を形成しても良く、或いは、片面に表面被膜１５を形成し、他面に耐焼付性、摺接性を向上させる他の任意の処理を施しても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明に係る斜板式圧縮機においては、樹脂層表面が研削されて合金層が露出しているので、合金と樹脂とが同時にシューに摺接する。樹脂がシューに摺接することにより、斜板のシューとの摺接部の耐焼付性、摺接性が確保される。樹脂は合金層表面に形成された微少凹凸の凹部に充填されており、周囲を合金層で囲まれているので、容易に摩耗消滅しない。従って、本発明に係る斜板式圧縮機においては、斜板のシューとの摺接部の耐焼付性、摺接性が長期に亘って確保される。
一般にシューは鉄系合金により形成されている。合金層を形成する合金は銅系合金又はアルミ系合金なので、樹脂を囲む合金層とシューとの摺接は異種金属同士の摺接となり、斜板のシューとの摺接部の焼き付きが抑制される。
合金層表面の微少凹凸によって樹脂層が合金層に強固につなぎ止められるので、合金層と樹脂層との結合力が強い。この結果、斜板のシューとの摺接部の耐焼付性、摺接性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る斜板式圧縮機の断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る斜板式圧縮機が備える斜板の周縁部の断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る斜板式圧縮機が備える斜板のシューとの摺接部の部分拡大図である。
【符号の説明】
１  シリンダボア
２  シリンダブロック
３  クランク室
４  フロントハウジング
５  シリンダヘッド
１１  駆動軸
１２  斜板
１４  ピストン
１５  表面被膜
１６  合金層
１７  樹脂層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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