(57)【要約】【課題】加工工程が一貫加工でき、工程内の仕掛けワークが激減して、生産性が向上することができる斜板式圧縮機用半球シューの製造方法を提供すること。【解決手段】斜板式圧縮機用半球シューを製造する方法は、多列抜き工程と、荒成形工程と仕上げ工程とを備えている。多列抜き工程では、焼鈍済の少なくとも一層の金属素材からなる板材から完成時よりも寸法の大きなブランク品を多列抜きにて打ち抜く。荒成形工程では、前記ブランク品の一面を半球凹面に押し当て、他面にパンチを押し付けることで前記ブランク品の一面に完成時の球面よりも曲率半径の大きな球面を形成するとともに前記球面を含んで打ち抜きして荒成形品を形成する。仕上げ工程では、前記荒成形品の前記球面を完成時の曲率半径の球面に押し付けて形状を整えるようにプレス成形する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜板式圧縮機に用いられる半球シューにおいて、焼鈍済の少なくとも一層の金属素材からなる板材からプレス成形によって形成され、一面と、前記一面の縁部から連続する半球面とを備えていることを特徴とする斜板式圧縮機用半球シュー。
【請求項２】
請求項１記載の斜板式圧縮機用半球シューにおいて、前記縁部と、前記半球面との間に介在する側面を備え、前記側面は円筒部からなることを特徴とする斜板式圧縮機用半球シュー。
【請求項３】
請求項２記載の斜板式圧縮機用半球シューにおいて、前記半球シューは前記円筒部が粗面となっていることを特徴とする斜板式圧縮機用半球シュー。
【請求項４】
請求項１乃至３の内のいずれか一つに記載の斜板式圧縮機用半球シューにおいて、前記半球シューは、複数層の材料の合板からなることを特徴とする斜板式圧縮機用半球シュー。
【請求項５】
斜板式圧縮機用半球シューを製造する方法において、焼鈍済の少なくとも一層の金属素材からなる板材から完成時よりも寸法の大きなブランク品を多列にて打ち抜く多列抜き工程と、前記ブランク品の一面を半球凹面に押し当て、他面にパンチを押し付けることで前記ブランク品の一面に完成時の球面よりも曲率半径の大きな球面を形成するとともに前記球面を含んで打ち抜きして荒成形品を形成する荒成形工程と、前記荒成形品の前記球面を完成時の曲率半径の球面に押し付けて形状を整えるようにプレス成形する仕上げ工程とを有することを特徴とする斜板式圧縮機用半球シューの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の斜板式圧縮機用半球シューの製造方法において、前記半球シューは側面に円筒部を持つことを特徴とする斜板式圧縮機用半球シューの製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の斜板式圧縮機用半球シューの製造方法において、前記半球シューは側面部が粗面となっていることを特徴とする斜板式圧縮機用半球シューの製造方法。
【請求項８】
請求項５乃至７の内のいずれか一つに記載の斜板式圧縮機用半球シューの製造方法において、前記半球シューは、複数層の材料の合板からなることを特徴とする斜板式圧縮機用半球シューの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜板式圧縮機用半球シューの製造方法、及び斜板式圧縮機用の半球シューに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半球シューを備えた斜板式圧縮機の従来技術としては、以下に説明する特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
特許文献１の斜板式圧縮機は、図７に示すように、シリンダブロック１００内部に回転軸１１２が軸受１１３、１１４を介して回転自在に軸支されている。この回転軸１１２には斜板１１５がピン１１６によって連結されている。また、斜板１１５の軸部両端とシリンダブロック１００との間にはスラスト軸受１１７、１１８がそれぞれ設けられている。
【０００４】
シリンダブロック１００には複数のシリンダボア１１９が形成されている。各シリンダボア１１９内にはピストン１０１が摺動自在に嵌合されている。シリンダブロック１００の左端開口部はバルブプレート１４１及びフロントシリンダヘッド１２１によって閉塞されている。また、右端開口部はバルブプレート１３１及びリアシリンダヘッド１４２によって閉塞されている。
【０００５】
ピストン１０１の中央部分には斜板１１５の外周部分を受け入れる凹部１１０ａが形成されている。凹部１１０ａの軸方向対向面にはそれぞれ球状凹部１１０ｂが形成されている。そして、各球状凹部１１０ｂと斜板１１５の端面１１５ａとの間にシュー１５１がそれそれ介在されている。
【０００６】
従来、斜板式圧縮機用シューは、図８乃至図１４に示す製造工程によって成形加工されている（例えば、特許文献２、参照）。
【０００７】
図８乃至図１４は従来の斜板式圧縮機用半球シューの製造法の説明に供せられる図で、各工程を順に示している。
【０００８】
まず、図８に示すような、所定厚さ寸法の板素材５５を準備する。そして、この板素材５５は連続プレス成形型の上型５６と下型５８との間にかつ図８に矢印で示す送り方向Ｉへ移動可能に置かれる。上型５６には柱形状の半球成形用パンチ５７と抜き落しパンチ５９が送り方向Ｉで互いに所定間隔をもって設けられている。下型５８には成形ダイス６１が固定されている。成形ダイス６１には半球成形用パンチ５７の先端面に対向する上面に半球凹部６３が形成されており、抜き落しパンチ５９の先端面に対向する位置に抜き落し穴６５が形成されている。半球成形用パンチ５７、抜き落しパンチ５９及び抜き落し穴６５はほぼ同等の径寸法を有している。
【０００９】
まず、始めに成形ダイス６１の上面に板素材５５をセットする。次に、図９に示すように、半球凹部６３上の板素材５５に上型５６を降下させ半球形成用パンチ５７によって板素材５５をプレス成形し、半球凹部６３によって荒成形品６７の半球成形部６９を押し出し形成する。この時点では板素材５５と半球成形部６９とは一体に連なっている。また、板素材５５には半球形成用パンチ５７によって表面に凹部５５ａが形成されている。
【００１０】
次に、半球凸部６９を形成した板素材５５を送り方向Ｉへ移動し、半球凸部６９を抜き落し穴６５上に位置させる。そして、上型５６を凹部５５ａへ降下させ、図１０に示すように、荒成形品６７を打ち抜くと抜き落し穴６５を通して下方に荒成形体６７が落ち、図１１に示す荒成形品６７が得られる。この際、抜き落しパンチ５９によって垂直に抜き落されるので半球成形部６９に連なって円柱成形部７１が形成される。抜き落された荒成形品６７は所定の重量に管理される。
【００１１】
上述した製造方法で得られた荒成形品６７は、片面が半球面形状の半径成形部６９であり、円柱状の切断面にて反対側の平面形成部７３と連なるシューの形状に近似する荒成形品６７となる。
【００１２】
その後、荒成形品６７は、軟化焼鈍で応力除去、加工硬化除去等が行われる。さらに、荒成形品６７は、成形時に発生したプレスバリや、軟化焼鈍時に発生した酸化膜除去し、さらに表面の光沢を出すためにバレル研磨等の表面研磨処理が行なわれる。
【００１３】
次に、荒成形品６７は仕上げ加工にてシューの形状に加工される。荒成形品６７を仕上げ加工するには、図１２に示すような仕上げ加工用型を用いて行う。仕上げ加工用型は仕上げ用上型８３と仕上げ用下型８５とを備えている。仕上げ用上型８３には成形後の熱処理ひずみ等を考慮した球面曲率半径Ｒ１をもつ凹部９１と、この凹部９１に連なっている円柱成形部９２とが形成されている。
【００１４】
凹部９１の球面曲率半径Ｒ１は荒成形品６７の半球成形部６９の球面曲率半径Ｒ２よりも大きい球面曲率に設定されている。また、円柱成形部９２の径方向の寸法は円柱成形部７１の径方向の寸法よりも大きい寸法に設定されている。
【００１５】
仕上げ用下型８５には凹部９１及び円柱成形部９２に対応する上面位置に平坦な平面凹部９５が形成されている。平面凹部９５には荒成形品６７の平面形成部７３が乗せ置かれることによって所定位置に荒成形品６７を位置させている。
【００１６】
上述した状態で、仕上げ用上型８３を仕上げ用下型８５へ降下させると、図１３に示すように、荒成形品６７が塑性加工されて図１４にも示すシュー５０が製造される。
【００１７】
荒成形品６７の仕上げ加工では、シュー５０の形状に成形するために、荒成形品６７の半球成形部６９の頂点が凹部９１の中央部に接し中央部より外側へ除々に成形される。そのため、凹部９１と半球成形部６９との間にエアポケットが発生せず目的のシュー５０の球面部５１の形状の成形が可能となる。また、この際、球面部５１に連なる円柱部５３も同時に形成される。
【００１８】
即ち、シュー５０は、片面に形成した平面形成部５４と平面形成部５４を含む円柱部５３と、平面形成部５４とは反対面で円柱部５３に連なる球面部５１とを有している。球面部５１の曲率半径Ｒ１は、Ｒ１＞Ａ／２の関係にあり、比率はＲ１に対してＡ／２は７０％〜９０％である。
【００１９】
さらに、シュー５０は熱処理工程で焼入硬化を目的として硬度を得るものである。硬度はＦｅ−Ｃ系合金でシュー５０の耐磨耗性を考慮しＨＲＣ５８以上とする。熱処理後は最終的にシュー５０の表面の研磨を行い、硬化されたシュー５０を得る。
【００２０】
【特許文献１】
特開昭５６−１３６２４９号公報
【００２１】
【特許文献２】
特開平１１−１０２７６号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術に開示された方法では、打ち抜きまでの工程を行うために、板材を上パンチにて加圧すると、板素材下面が激しく出っ張り、金型上での板素材の送りが困難となる。したがって、板素材を金型から浮上させて移動させる必要があり、高価な設備が必要になる。同時に、多列で生産する事が困難になるため、その分、材料の歩留まりも悪くなり、経済性・生産性が良くない。
【００２３】
また、プレス工程の途中（仕上げ成形前）段階で、焼鈍を行う事により、プレス加工工程が途切れてしまい、仕掛品が工程内に多くできる。
【００２４】
また、上記のプレス工程においては、板素材の板厚に自由度がなく、ワークの体積、即ち、高さの調節が困難であった。
【００２５】
そこで、本発明の第１の技術的課題は、板素材の厚みやばらつきが製品に及ぼす影響を極めて少なくできる斜板式圧縮機用半球シューとその製造方法を提供することにある。
【００２６】
また、本発明の第２の技術的課題は、加工工程が一貫加工でき、工程内の仕掛けワークが激減して、生産性が向上することができる斜板式圧縮機用半球シューとその製造方法を提供することにある。
【００２７】
また、本発明の第３の技術的課題は、板素材からワークの多列取りができ、材料の歩留まりが良くなって経済性が向上する斜板式圧縮機用半球シューとその製造方法を提供することにある。
【００２８】
また、本発明の第４の技術的課題は、１つ１つのワークに対してブランク品の板厚のばらつきを微調整でき、仕上がりワーク体積の安定化が図れるので、ワークの高さの安定化が可能である斜板式圧縮機用半球シューとその製造方法を提供することにある。
【００２９】
また、本発明の第５の技術的課題は、複数層の材料でできた合板、例えば、バイメタルから半球シューが容易にできる斜板式圧縮機用半球シューとその製造方法を提供することにある。
【００３０】
さらに、本発明の第６の技術的課題は、コイル材を使用せず、シート材等を使用することができるので、レベルフィーダなどの余分な設備と工程とを用いずに済み、ワークの傷への工程配慮が不要である斜板式圧縮機用半球シューの製造方法を提供することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、斜板式圧縮機に用いられる半球シューにおいて、焼鈍済の少なくとも一層の金属素材からなる板材からプレス成形によって形成され、一面と、前記一面の縁部から連続する半球面とを備えていることを特徴とする斜板式圧縮機用半球シューが得られる。
【００３２】
また、本発明によれば、前記斜板式圧縮機用半球シューにおいて、前記縁部と、前記半球面との間に介在する側面を備え、前記側面は円筒部からなることを特徴とする斜板式圧縮機用半球シューが得られる。
【００３３】
また、本発明によれば、前記斜板式圧縮機用半球シューにおいて、前記半球シューは前記円筒部が粗面となっていることを特徴とする斜板式圧縮機用半球シューが得られる。
【００３４】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの斜板式圧縮機用半球シューにおいて、前記半球シューは、複数層の材料の合板からなることを特徴とする斜板式圧縮機用半球シューが得られる。
【００３５】
また、本発明によれば、斜板式圧縮機用半球シューを製造する方法において、焼鈍済の少なくとも一層の金属素材からなる板材から完成時よりも寸法の大きなブランク品を多列にて打ち抜く多列抜き工程と、前記ブランク品の一面を半球凹面に押し当て、他面にパンチを押し付けることで前記ブランク品の一面に完成時の球面よりも曲率半径の大きな球面を形成するとともに前記球面を含んで打ち抜きして荒成形品を形成する荒成形工程と、前記荒成形品の前記球面を完成時の曲率半径の球面に押し付けて形状を整えるようにプレス成形する仕上げ工程とを有することを特徴とする斜板式圧縮機用半球シューの製造方法が得られる。
【００３６】
また、本発明によれば、前記斜板式圧縮機用半球シューの製造方法において、前記半球シューは側面に円筒部を持つことを特徴とする斜板式圧縮機用半球シューの製造方法が得られる。
【００３７】
また、本発明によれば、前記斜板式圧縮機用半球シューの製造方法において、前記半球シューは側面部が粗面となっていることを特徴とする斜板式圧縮機用半球シューの製造方法が得られる。
【００３８】
さらに、本発明によれば、前記いずれか一つの斜板式圧縮機用半球シューの製造方法において、前記半球シューは、複数層の材料の合板からなることを特徴とする斜板式圧縮機用半球シューの製造方法が得られる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明のシューが使用される圧縮機は図７に示すものと同様であるので、その説明については省略する。
【００４０】
図１乃至図６は本発明の実施の形態による斜板式圧縮機用シューの製造法の説明に供せられる図で、図１乃至図３は多列抜き工程、図４は荒成形工程、図５及び図６は仕上げ工程をそれぞれ示している。
【００４１】
まず、多列抜き工程では、図１に示すような、所定厚さ寸法の焼鈍済みの板素材２を準備する。そして、この板素材２は連続プレス成形型の上型支持部１１に設けられた上型１２と下型１４との間にかつ図１に矢印で示す送り方向（即ち、図１では右方向）へ移動可能に置かれる。上型１２には柱形状の抜き落しパンチ１３が送り方向で互いに所定間隔をもって併設されている。下型１４の上には、この下型１４の下面まで貫通するように、複数の抜き落し穴１６を備えたダイス１５が固定されている。抜き落しパンチ１３の先端面に対向する位置に抜き落し穴１６が、夫々の抜き落しパンチ１３に対向するように形成されている。抜き落しパンチ１３及び抜き落し穴１６は、嵌合可能となるようにほぼ同等の径寸法を有している。
【００４２】
まず、始めにダイス１５の上面に供給された板素材２をセットする。次に、図２に示すように、ダイス１５の抜き落し穴１６上の板素材２に、パンチ１３が設けられた上型１２を降下させ、図３に示すように、抜き落しパンチ１３によって略円盤状のブランク品２ｃを打ち抜くと抜き落し穴１６を通して下方にブランク品２ｃが落ち、図４（ａ）に示すブランク品２ｃが得られる。ここで、図２に示すように、板素材２は打ち抜きによって貫通孔２ｂが形成される。斜線の描かれた貫通孔３は、一度に打ち抜かれる貫通孔部分を示し、同時に、抜き落し孔及び抜き落しパンチ１３の位置も示している。図示の例では、一度に打ち抜ける貫通孔３は、板素材２の搬送方向の下流側に幅方向に４個、上流側に幅方向に３個で、上下流の貫通孔３は搬送方向に互いに２個分離れて幅方向に互い違いに形成され打ち抜き部分が重なり合わないように構成されている。
【００４３】
上述した製造工程で得られたブランク品２ｃは、図４（ａ）に示すように、略円盤形状をしており、抜き加工時の加工痕が側面の円筒部に残って、この円筒部が粗面となっている。
【００４４】
次に、荒成形工程では、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように、図示しない成形ダイスを備えたプレス機による荒プレス工程によって、上部からプレスして、板厚のばらつきを抑えるとともに、次工程のきっかけのＲ（球面）３ａを下面に、プレスによる窪み部３ｂを上面に夫々を備えた第１成形体３ｃを形成する（１押し加工工程）。
【００４５】
次に、図４（ｃ）に示すように、更に、第１成形体３ｃを板厚のばらつきを抑え、仕上げ工程のダイスの球半径よりも大きな曲率半径を持った凸半球４ａを備えた第２成形体４を成形する（２押し加工工程）。
【００４６】
次に、図４（ｄ）に示すように、２押しの後の第２成形体を、２押しで押し出た凸半球部４ａをガイドして必要形状に抜き落し、上面に前工程でプレスされた幅広の大径部５ｃを備えたリング状の抜きカス５ａと、板厚のばらつきを抑えられたことで所定の体積に管理された次工程用の荒成形品５ｄとに分離する。尚、５ｂは抜き取り時に形成された貫通孔である。
【００４７】
次に、図５及び図６に示すように、仕上げ工程として仕上げプレスを行う。
【００４８】
図５に示すように、図示しない下型に設けられた凹球面状の窪み２２ａと上型２１を結ぶ円筒部２２ｂを備えたダイス２２と、上型２１とで、プレスして成形する。ダイス２２は、この半球形状の窪み２２ａと２２ｂを備え、一方、上型２１は、この窪み２２ａの対向面に円板状の窪み２２ｃとその周囲に２２ｂと２２ｃとを結ぶテーパー面２２ｄとを備えた窪みを有している。
【００４９】
ダイス２２の窪みの曲率半径より大きな曲率半径を持った荒成形品５ｄを、下面の凸半球部をガイドにして搬送して、図６（ａ）のようにプレスして必要形状に仕上げる。仕上がり製品１は、図６（ｂ）に示すように、半球面１ａと、円筒面１ｂとを備えた形状である。
【００５０】
以上説明した本発明の実施の形態においては、一枚板の板素材を用いた場合について説明したが、バイメタル、例えば、鉄系の板素材に、摺動性の良い軟質材を張り合わせた合わせ鋼板を板素材とし、軟質材の部分を斜板と摺動する平面部となるように、打ち抜き、成形することで、摺動特性に優れたシューを製造することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、一旦抜き落とされたブランク品をプレス成形し、厚みのばらつきを抑えた上で更に打ち抜きを行うので所定の体積に管理され、板素材の厚みやばらつきが製品に及ぼす影響を極めて少なくできる斜板式圧縮機用半球シューとその製造方法を提供することができる。
【００５２】
また、本発明によれば、打ち抜き焼鈍済みの板素材を使用することにより、プレス加工工程が一貫加工でき、工程内の仕掛けワークが激減して、生産性が向上することができる斜板式圧縮機用半球シューとその製造方法を提供することができる。
【００５３】
また、本発明によれば、打ち抜き工程と荒成形工程とを分割することにより、板素材からブランク品の多列取りができ、材料の歩留まりが良くなって経済性が向上する斜板式圧縮機用半球シューとその製造方法を提供することができる。
【００５４】
また、本発明によれば、前述のように、工程を分割することにより、１つ１つのブランク品に対して荒成形品の板厚のばらつきを微調整でき、仕上がり品体積の安定化が図れるので、半球シューの高さの安定化が可能である斜板式圧縮機用半球シューとその製造方法を提供することができる。
【００５５】
また、本発明によれば、複数層の材料でできた合板、例えば、バイメタルから半球シューが容易にできる斜板式圧縮機用半球シューの製造方法を提供することができる。
【００５６】
さらに、本発明によれば、コイル材を使用せず、シート材等を使用することができるので、レベルフィーダなどの余分な設備と工程とを用いずに済み、ワークの傷への工程配慮が不要である斜板式圧縮機用半球シューの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による斜板式圧縮機用シューの製造法の説明に供せられる図で、多列抜き工程を示す正面図である。
【図２】図１と同様に本発明の実施の形態による斜板式圧縮機用シューの製造法の説明に供せられる図で、多列抜き工程を示す板素材の平面図である。
【図３】図１と同様に本発明の実施の形態による斜板式圧縮機用シューの製造法の説明に供せられる図で、多列抜き工程を示す板素材の正面図である。
【図４】（ａ）乃至（ｄ）は荒成形工程を示す断面図である。
【図５】図１と同様に本発明の実施の形態による斜板式圧縮機用シューの製造法の説明に供せられる図で、仕上げ工程を示す断面図である。
【図６】図１と同様に本発明の実施の形態による斜板式圧縮機用シューの製造法の説明に供せられる図で、（ａ）は仕上げ工程を示す断面図、（ｂ）は仕上がり製品を示す正面図である。
【図７】従来技術による半球シューを備えた斜板式圧縮機の一例を示す断面図である。
【図８】従来の斜板式圧縮機用半球シューの製造工程を順に示す図である。
【図９】従来の斜板式圧縮機用半球シューの製造工程を順に示す図である。
【図１０】従来の斜板式圧縮機用半球シューの製造工程を順に示す図である。
【図１１】従来の斜板式圧縮機用半球シューの製造工程を順に示す図である。
【図１２】従来の斜板式圧縮機用半球シューの製造工程を順に示す図である。
【図１３】従来の斜板式圧縮機用半球シューの製造工程を順に示す図である。
【図１４】
従来の斜板式圧縮機用半球シューの製造工程を順に示す図である。
【符号の説明】
１    仕上がり製品
１ａ    半球面
１ｂ    円筒面
２    板素材
２ｂ    貫通孔
２ｃ    シュー形状体
３    貫通孔
３ａ    球面（Ｒ）
３ｂ    窪み部
３ｃ    第１成形体
４ａ    凸球面（凸半球部）
５ａ    抜きカス
５ｂ    貫通孔
５ｃ    大径部
５ｄ    ワーク
１１    上型支持部
１２    上型
１３    抜き落としパンチ
１４    下型
１５    ダイス
１６    抜き落し穴
２１    上型
２２    ダイス
２２ａ    窪み
２２ｃ    窪み
２２ｄ    テーパー面
５０    シュー
５１    球面部
５３    円柱部
５４    平面形成部
５５    板素材
５５ａ    凹部
５６    上型
５７    半球成形用パンチ
５８    下型
５９    抜き落としパンチ
６１    成形ダイス
６３    半球凹部
６５    抜き落し穴
６７    荒成形品
７１    円柱成形部
７３    平面形成部
８３    仕上げ用上型
８５    仕上げ用下型
９１    凹部
９２    円柱成形部
９５    平面凹部
１００    シリンダブロック
１０１    ピストン
１１０ａ    凹部
１１０ｂ    球状凹部
１１２    回転軸
１１３，１１４    軸受
１１５    斜板
１１５ａ    端面
１１６    ピン
１１７，１１８    スラスト軸受
１１９    シリンダボア
１２１    フロントシリンダヘッド
１３１，１４１    バルブプレート
１４２    リアシリンダヘッド
１５１    シュー
【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】
2004197637.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004197637.tif 000012
【図１１】
2004197637.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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