(57)【要約】【課題】潤滑油供給不足に対処するために、ピストン側または／およびシュー側の摺動面に常時潤滑成分を保持させることができるようにした斜板式圧縮機を提供する。【解決手段】主軸とともに回転される斜板の回転運動を、該斜板に摺接されるシューを介してピストンの往復運動に変換する機構を有し、シューがピストン側に形成されたピストン球面部に回動自在に保持された斜板式圧縮機において、ピストン球面部または／およびシューの表面が、層中に潤滑成分を保有している、または保有可能な、自己潤滑層によって形成されていることを特徴とする斜板式圧縮機であり、自己潤滑層としては、固体潤滑成分を分散したメッキ層、ゲル状潤滑剤を保持した多孔質層、フッ素樹脂を主成分とする表面処理層または潤滑油を保持可能な多孔質メッキ層の形態を採り得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸とともに回転される斜板の回転運動を、該斜板に摺接されるシューを介してピストンの往復運動に変換する機構を有し、前記シューがピストン側に形成されたピストン球面部に回動自在に保持された斜板式圧縮機において、前記ピストン球面部または／および前記シューの表面が、層中に潤滑成分を保有している、または保有可能な、自己潤滑層によって形成されていることを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項２】
前記自己潤滑層が、固体潤滑成分を分散したメッキ層からなる、請求項１に記載の斜板式圧縮機。
【請求項３】
前記メッキ層が軟質金属からなる、請求項２に記載の斜板式圧縮機。
【請求項４】
前記軟質金属が亜鉛を含む金属からなる、請求項３に記載の斜板式圧縮機。
【請求項５】
前記メッキ層が硬質金属からなる、請求項２に記載の斜板式圧縮機。
【請求項６】
前記硬質金属がニッケルを含む金属からなる、請求項５に記載の斜板式圧縮機。
【請求項７】
前記固体潤滑成分が、金属硫化物、金属セレン化物、層状物質、セラミックス粒子、重金属化合物、界面活性剤からなる群より選ばれたものからなる、請求項２〜６のいずれかに記載の斜板式圧縮機。
【請求項８】
前記金属硫化物が、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、硫化アンチモンからなる群より選ばれたものからなる、請求項７に記載の斜板式圧縮機。
【請求項９】
前記金属セレン化物が、セレン化モリブデンまたはセレン化タングステンからなる、請求項７に記載の斜板式圧縮機。
【請求項１０】
前記層状物質が、フッ化黒鉛または雲母からなる、請求項７に記載の斜板式圧縮機。
【請求項１１】
前記セラミックス粒子が、窒化ホウ素からなる、請求項７に記載の斜板式圧縮機。
【請求項１２】
前記重金属化合物が、酸化鉛、硫化鉛、ヨウ化鉛、塩化カドミウム、ヨウ化銀からなる群より選ばれたものからなる、請求項７に記載の斜板式圧縮機。
【請求項１３】
前記界面活性剤が、金属石鹸またはフタロシアニンからなる、請求項７に記載の斜板式圧縮機。
【請求項１４】
前記自己潤滑層が、ゲル状潤滑剤を保持した多孔質層からなる、請求項１に記載の斜板式圧縮機。
【請求項１５】
前記ゲル状潤滑剤が、潤滑液に適量のゲル化剤を混合したものからなる、請求項１４に記載の斜板式圧縮機。
【請求項１６】
前記ゲル化剤が、高分子ポリマー、非晶質シリカ、金属石鹸からなる群より選ばれたものからなる、請求項１５に記載の斜板式圧縮機。
【請求項１７】
前記多孔質層が、陽極酸化アルミニウムからなる、請求項１４〜１６のいずれかに記載の斜板式圧縮機。
【請求項１８】
前記多孔質層が、焼結材を主体とする層からなる、請求項１４〜１６のいずれかに記載の斜板式圧縮機。
【請求項１９】
前記焼結材が炭化ケイ素セラミックスからなる、請求項１８に記載の斜板式圧縮機。
【請求項２０】
前記多孔質層が、有機高分子材を主体とする層からなる、請求項１４〜１６のいずれかに記載の斜板式圧縮機。
【請求項２１】
前記有機高分子材がポリアミドイミドからなる、請求項２０に記載の斜板式圧縮機。
【請求項２２】
前記多孔質層が金属膜からなる、請求項１４〜１６のいずれかに記載の斜板式圧縮機。
【請求項２３】
前記金属膜が、ポーラスクロムメッキを主体とする膜からなる、請求項２２に記載の斜板式圧縮機。
【請求項２４】
前記自己潤滑層が、フッ素樹脂を主成分とする表面処理層からなる、請求項１に記載の斜板式圧縮機。
【請求項２５】
前記表面処理層が、溶融成型により形成されている、請求項２４に記載の斜板式圧縮機。
【請求項２６】
前記フッ素樹脂が、パーフルオロアルコキシ樹脂またはパーフルオロエチレンープロピレン共重合体からなる、請求項２４または２５に記載の斜板式圧縮機。
【請求項２７】
前記自己潤滑層が、潤滑油を保持可能な多孔質メッキ層からなる、請求項１に記載の斜板式圧縮機。
【請求項２８】
前記多孔質メッキ層が、クロムを主成分とするものからなる、請求項２７に記載の斜板式圧縮機。
【請求項２９】
前記多孔質メッキ層が、ニッケルを主成分とするものからなる、請求項２７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、車両用空調装置等に使用される斜板式圧縮機に関し、とくに、斜板とピストンとの間に介在されるシューの保持部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
斜板式圧縮機において、圧縮機の主軸（駆動軸）とともに回転される斜板の回転運動を、該斜板の両側面に摺接されるシューを介してピストンの往復運動に変換する機構は良く知られており、これらシューは、通常、ピストン側に形成されたピストン球面部（球面状の凹部）に回動自在に保持された状態で斜板に摺接される。このようなシュー保持部の構造に関して、例えば特許文献１には、ピストン側のシュー摺動部（上記ピストン球面部におけるシュー摺動部）に凹部を設けるとともにその凹部の底部に凸部を設けることで、初期段階でも凹部内に潤滑油を存在させて、シュー摺動面に潤滑油が供給されやすいようにした構造が開示されている。
【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】
【０００３】
しかしながら、上記のような構造には、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、ピストン側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、潤滑油の供給不足が生じるおそれがあり、潤滑油の供給不足が生じると、斜板／シュー／ピストン間の摺接面、摺動面の円滑な作動が損なわれるおそれがある。
【０００４】
そこで本発明の課題は、このような潤滑油供給不足に対処するために、ピストン側または／およびシュー側の摺動面に常時潤滑成分を保持させることができるようにし、斜板／シュー／ピストン間の潤滑に関して高い信頼性を確保できるようにした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】
【０００５】
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、主軸とともに回転される斜板の回転運動を、該斜板に摺接されるシューを介してピストンの往復運動に変換する機構を有し、前記シューがピストン側に形成されたピストン球面部に回動自在に保持された斜板式圧縮機において、前記ピストン球面部または／および前記シューの表面が、層中に潤滑成分を保有している、または保有可能な、自己潤滑層によって形成されていることを特徴とするものからなる。自己潤滑層であるから、ピストン側または／およびシュー側の摺動面に常時潤滑成分を自身で保持することが可能になり、シュー／ピストン（ピストン球面部）間の潤滑に関して高い信頼性を確保できるようになる。シュー／ピストン間で常時良好な潤滑が確保される結果、ピストン球面部に対してシューが円滑に摺動されるようになり、斜板／シュー間にも望ましい状態で潤滑油が存在されやすくなる。したがって結局、このシュー保持部における斜板／シュー／ピストン間の潤滑に関して高い信頼性を確保できるようになる。
【０００６】
この本発明に係る斜板式圧縮機のシュー／ピストン球面部間の潤滑構造については、以下のような各種形態（第１の形態〜第４の形態）を採り得る。
【０００７】
まず第１の形態として、上記自己潤滑層が、固体潤滑成分を分散したメッキ層からなる形態が挙げられる。この第１の形態においては、上記潤滑成分としての固体潤滑成分が初期段階から常時自己潤滑層中に含有されることになるので、シューの表面／ピストン球面部の表面間で常時良好な潤滑状態が確保されることになる。
【０００８】
上記第１の形態においては、上記メッキ層として軟質金属、硬質金属のいずれの金属も採用することができる。軟質金属としては、例えば亜鉛を含む金属が好ましく、硬質金属としては、例えばニッケルを含む金属が好ましい。
【０００９】
また、上記固体潤滑成分としては、例えば、金属硫化物、金属セレン化物、層状物質、セラミックス粒子、重金属化合物、界面活性剤からなる群より選ばれたものを使用できる。
【００１０】
用いる金属硫化物としては、例えば、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、硫化アンチモンからなる群より選ばれたものを挙げることができ、金属セレン化物としては、例えば、セレン化モリブデンまたはセレン化タングステンを挙げることができ、層状物質としては、例えば、フッ化黒鉛または雲母を挙げることができ、セラミックス粒子としては、例えば窒化ホウ素を挙げることができ、重金属化合物としては、例えば、酸化鉛、硫化鉛、ヨウ化鉛、塩化カドミウム、ヨウ化銀からなる群より選ばれたものを挙げることができ、界面活性剤としては、例えば、金属石鹸またはフタロシアニンを挙げることができる。
【００１１】
次に第２の形態として、上記自己潤滑層が、ゲル状潤滑剤を保持した多孔質層からなる形態が挙げられる。この第２の形態においては、前記潤滑成分として、洗い流されにくく多孔質層の微小空隙内に保持されやすいゲル状の潤滑剤が、初期段階から常時自己潤滑層中に保持されることになるので、シューの表面／ピストン球面部の表面間で常時良好な潤滑状態が確保されることになる。
【００１２】
上記第２の形態においては、上記ゲル状潤滑剤として、潤滑液（例えば、潤滑油）に適量のゲル化剤を混合したものが挙げられる。ゲル化剤としては、例えば、高分子ポリマー、非晶質シリカ、金属石鹸からなる群より選ばれたものを挙げることができる。
【００１３】
また、上記多孔質層としては、例えば陽極酸化アルミニウムからなる層を挙げることができる。陽極酸化アルミニウムからなる層は、容易に多孔質層として形成できることが知られている。
【００１４】
また、上記多孔質層を、焼結材を主体とする層から構成することもできる。焼結材は粉粒体を焼結したものであるから、容易に所望の空隙を有する多孔質層に形成することができる。焼結材としては、例えば炭化ケイ素セラミックスを使用できる。
【００１５】
また、上記多孔質層を、有機高分子材を主体とする層から構成することもできる。例えば有機高分子材に溶剤等を含有させておき、その溶剤等を除去することにより容易に多孔質構造を構成できる。有機高分子材としては、例えばポリアミドイミドを使用できる。
【００１６】
さらに、上記多孔質層を金属膜から構成することもできる。金属膜としては、例えば、ポーラスクロムメッキを主体とする膜から構成することができる。
【００１７】
次に第３の形態として、上記自己潤滑層が、フッ素樹脂を主成分とする表面処理層からなる形態が挙げられる。この第３の形態においては、前記潤滑成分として、自己潤滑性能に優れたフッ素樹脂が用いられ、自己潤滑層がこのフッ素樹脂を主成分とする表面処理層として形成されるので、フッ素樹脂が初期段階から常時自己潤滑層中に保持されることになり、シューの表面／ピストン球面部の表面間で常時良好な潤滑状態が確保されることになる。
【００１８】
上記第３の形態においては、上記表面処理層は、溶融成型により容易に形成することができる。
【００１９】
また、上記フッ素樹脂としては、例えば、パーフルオロアルコキシ樹脂またはパーフルオロエチレンープロピレン共重合体を使用できる。
【００２０】
さらに第４の形態として、上記自己潤滑層が、潤滑油を保持可能な多孔質メッキ層からなる形態が挙げられる。この第４の形態においては、前記潤滑成分として、潤滑油自体が用いられ、自己潤滑層が多孔質メッキ層とされることで、潤滑油が多孔質メッキ層内に保持されることになる。したがって、潤滑油を初期段階から常時自己潤滑層中に保持させることが可能になり、シューの表面／ピストン球面部の表面間で常時良好な潤滑状態が確保されることになる。
【００２１】
上記第４の形態においては、上記多孔質メッキ層として、例えば、クロムを主成分とするメッキ層や、ニッケルを主成分とするメッキ層を使用できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る斜板式圧縮機によれば、ピストン球面部または／およびシューの表面を、自身が潤滑性能を有する自己潤滑層によって形成したので、摺動面に常時潤滑成分を保持することが可能になり、シュー／ピストン球面部間の潤滑、ひいては、斜板／シュー／ピストン球面部間の潤滑に関して高い信頼性を常時確保することができ、潤滑油供給不足に起因する焼き付き等の不具合の発生を確実に防止することができる。
【００２３】
また、本発明に係る構造は、従来仕様の部品（例えば、シューや斜板など）を設計変更することなく適用することができるため、従来の圧縮機の生産設備を大幅に変更する必要は無く、優れた生産性を維持しつつ本発明を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る斜板式圧縮機のシュー保持部の構造を示している。図１において、１は、圧縮機の主軸（図示略）とともに回転される斜板を示している。この斜板１の外周側の両側面には、一対のシュー２が摺接される。各シュー２の平坦面側が斜板１に摺接され、各シュー２は、その球面側にて、ピストン３側に形成されたピストン球面部４に回動自在に保持されている。このような機構においては、斜板１の回転運動が、該斜板１に摺接されるシュー２を介してピストン３の往復運動に変換される。なお、斜板１は、傾斜角度固定形式（固定容量式圧縮機）であっても、傾斜角度可変形式（可変容量式圧縮機）であってもよい。
【００２５】
上記シュー保持部において、本発明では、ピストン球面部４または／およびシュー２の表面が、自身の層中に潤滑成分を保有している、または保有可能な、自己潤滑層５によって形成されている。本実施態様では、この自己潤滑層５が、固体潤滑成分を分散したメッキ層からなる。シュー２の平坦面（斜板１との摺接面）側に同様の自己潤滑層を形成しておくことも可能である。潤滑成分としての固体潤滑成分が初期段階から常時自己潤滑層中に含有されることになり、シュー２の表面／ピストン球面部４の表面間で常時良好な潤滑状態が確保されることになり、ひいては、斜板１／シュー２／ピストン３間の潤滑に関して高い信頼性を確保できるようになる。
【００２６】
メッキ層としては、前述の如く、軟質金属、硬質金属のいずれの金属も採用することができ、軟質金属としては、例えば亜鉛を含む金属が好ましく、硬質金属としては、例えばニッケルを含む金属が好ましい。また、固体潤滑成分としては、例えば、金属硫化物、金属セレン化物、層状物質、セラミックス粒子、重金属化合物、界面活性剤からなる群より選ばれたものを使用できる。金属硫化物としては、例えば、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、硫化アンチモンからなる群より選ばれたものを挙げることができ、金属セレン化物としては、例えば、セレン化モリブデンまたはセレン化タングステンを挙げることができ、層状物質としては、例えば、フッ化黒鉛または雲母を挙げることができ、セラミックス粒子としては、例えば窒化ホウ素を挙げることができ、重金属化合物としては、例えば、酸化鉛、硫化鉛、ヨウ化鉛、塩化カドミウム、ヨウ化銀からなる群より選ばれたものを挙げることができ、界面活性剤としては、例えば、金属石鹸またはフタロシアニンを挙げることができる。ただし、本発明の目的に沿う限り、これらの形態には限定されない。
【００２７】
本発明の別の実施態様では、自己潤滑層５が、ゲル状潤滑剤を保持した多孔質層からなる（図面としては上記図１を用いて説明する。以降の実施態様でも同様とする）。ゲル状潤滑剤は、洗い流されにくく、かつ、多孔質層の微小空隙内に保持されやすい。シュー２の平坦面（斜板１との摺接面）側に同様の自己潤滑層を形成しておくことも可能である。潤滑成分としてのゲル状潤滑剤が初期段階から常時自己潤滑層中に含有されることになり、シュー２の表面／ピストン球面部４の表面間で常時良好な潤滑状態が確保されることになり、ひいては、斜板１／シュー２／ピストン３間の潤滑に関して高い信頼性を確保できるようになる。
【００２８】
ゲル状潤滑剤としては、前述の如く、潤滑液（例えば、潤滑油）に適量のゲル化剤を混合したものを使用でき、ゲル化剤としては、例えば、高分子ポリマー、非晶質シリカ、金属石鹸からなる群より選ばれたものを使用できる。多孔質層としては、例えば、陽極酸化アルミニウムからなる層や焼結材を主体とする層、有機高分子材を主体とする層、金属膜から構成することができる。焼結材としては、例えば炭化ケイ素セラミックスを使用でき、有機高分子材としては、例えばポリアミドイミドを使用でき、金属膜としては、例えば、ポーラスクロムメッキを主体とする膜を使用できる。
【００２９】
本発明のさらに別の実施態様では、自己潤滑層５が、フッ素樹脂を主成分とする表面処理層からなる。フッ素樹脂は自己潤滑性能に優れており、このフッ素樹脂を潤滑成分として含有する表面処理層を自己潤滑層として設けることにより、シュー２の表面／ピストン球面部４の表面間で常時良好な潤滑状態が確保されることになり、ひいては、斜板１／シュー２／ピストン３間の潤滑に関して高い信頼性を確保できるようになる。
【００３０】
フッ素樹脂としては、前述の如く、例えば、パーフルオロアルコキシ樹脂またはパーフルオロエチレンープロピレン共重合体を使用できる。
【００３１】
本発明のさらに別の実施態様では、自己潤滑層５が、潤滑油を保持可能な多孔質メッキ層からなる。すなわち、潤滑成分としては潤滑油自体が用いられ、多孔質メッキ層に潤滑油を保持させることで、目標とする自己潤滑層が形成される。潤滑油を初期段階から常時自己潤滑層５中に保持させることにより、シュー２の表面／ピストン球面部４の表面間で常時良好な潤滑状態が確保されることになり、ひいては、斜板１／シュー２／ピストン３間の潤滑に関して高い信頼性を確保できるようになる。
【００３２】
多孔質メッキ層としては、前述の如く、例えば、クロムを主成分とするメッキ層や、ニッケルを主成分とするメッキ層を使用できる。
【００３３】
このように、いずれの実施態様においても、自己潤滑層５が形成され、そこに潤滑成分を常時存在させることができるので、シュー２の表面／ピストン球面部４の表面間、ひいては、斜板１／シュー２／ピストン３間の潤滑に関して高い信頼性を常時確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、固定容量式、可変容量式を問わず、あらゆる斜板式圧縮機に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施態様に係る斜板式圧縮機のシュー保持部の概略断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  斜板
２  シュー
３  ピストン
４  ピストン球面部
５  自己潤滑層
【図１】
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