(57)【要約】      （修正有）【課題】斜板式可変容量圧縮機内の希薄潤滑下での使用においても、潤滑剤との相性や高温使用環境に適合し、潤滑性、耐久性や強度の向上と共に低コスト化を図る。【解決手段】斜板式可変容量圧縮機１の揺動板１８の回り止め機構３６において、揺動板の回り止め機構が等速自在継手２１で構成され、この等速自在継手が、内周面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材２２と、外周面に外側継手部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が形成された内側継手部材２３と、外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボール２４と、このボールを保持し、外側継手部材２２の内周面と内側継手部材の外周面に配置された保持器２５とを備えたものであって、外側継手部材が揺動板に取付けられ、内側継手部材が中心軸３０に取付けられると共に、保持器が樹脂で形成されている。【選択図】図１
2013036339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、この駆動軸に連結されて回転すると共に、前記駆動軸に対して傾斜可能な斜板と、この斜板に軸受を介して連結され、回転が阻止された揺動板と、この揺動板に連結されて前記駆動軸の軸方向に往復運動するピストンと、前記揺動板を支持するために前記ハウジングに支持された中心軸とを備えた斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構において、
前記揺動板の回り止め機構が等速自在継手で構成され、該等速自在継手が、内周面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、外周面に前記外側継手部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、このボールを保持し、前記外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面に配置された保持器とを備えたものであって、前記外側継手部材が前記揺動板に取付けられ、前記内側継手部材が前記中心軸に取付けられると共に、前記保持器が樹脂で形成されていることを特徴とする斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。
【請求項２】
前記保持器を形成する樹脂が熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。
【請求項３】
前記熱可塑性樹脂が結晶性樹脂であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。
【請求項４】
前記保持器を形成する樹脂のガラス転移点が１００℃以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。
【請求項５】
前記結晶性樹脂の融点が２００℃以上であることを特徴とする請求項３に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。
【請求項６】
前記保持器を形成する樹脂に補強材が添加されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。
【請求項７】
前記保持器を形成する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１〜６のいずれか一項に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。
【請求項８】
前記保持器が射出成形により形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。
【請求項９】
前記保持器の表面に微小な凹形状のくぼみが形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。
【請求項１０】
前記斜板式可変容量圧縮機に使用される潤滑剤がポリアルキレングリコールであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。
【請求項１１】
前記等速自在継手がツェッパ型固定式等速自在継手であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構を構成する等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構およびこれを構成する等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
斜板式可変容量圧縮機は、ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、この駆動軸に連結されて回転すると共に、駆動軸に対して傾斜可能な斜板と、この斜板に軸受を介して連結され、回転が阻止された揺動板と、この揺動板に連結されて駆動軸の軸方向に往復運動するピストンと、揺動板を支持するために前記ハウジングに支持された中心軸とを主な構成部品としている。そして、揺動板の回転を阻止するために回り止め機構が設けられており、この回り止め機構として等速自在継手が用いられた構造が、例えば、特許文献１に記載されている。この回り止め機構では、等速自在継手が揺動板の中央に配置され、
その外側継手部材が揺動板に取付けられ、内側継手部材が中心軸に取付けられている。
【０００３】
上記の揺動板の回り止め機構を構成する等速自在継手は、斜板式可変容量圧縮機内の希薄潤滑下で使用されるので、等速自在継手の各摺動部やボールとトラック溝間への潤滑剤の供給が少なく、潤滑性や耐久性等において過酷な状態となっている。特許文献１では、潤滑剤供給のための方策が講じられておらず潤滑性、耐久性等で十分ではない。また、高速回転が要求される揺動板式可変容量圧縮機では、等速自在継手の各摺動部のすべり速度も大きくなるため、その対策が必要となる。
【０００４】
一方、潤滑性や耐久性の向上のため、等速自在継手の保持器を樹脂材料で形成したものが提案されている。例えば、特許文献２には、ダブルオフセット型摺動式等速自在継手の保持器を自己潤滑性を有する樹脂で形成することで、スライド抵抗の低減を狙ったものが記載されているが、斜板式可変容量圧縮機内の希薄潤滑下で使用される等速自在継手として、潤滑剤との相性（耐油性）、耐久性や強度の面における問題に着目したものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２００４０５号公報
【特許文献２】実開平８−３２００２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような問題に鑑み、本発明は、斜板式可変容量圧縮機内の希薄潤滑下での使用においても、潤滑剤との相性や高温使用環境に適合し、潤滑性、耐久性や強度の向上と共に低コスト化を図ることができる揺動板の回り止め機構およびこれを構成する等速自在継手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】
【０００７】
本発明者らは、上記の目的を達成するために種々検討した結果、斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構を構成する等速自在継手として、その保持器を、潤滑剤との相性や高温使用環境に適合し、潤滑性、耐久性や強度の向上に寄与する樹脂で形成するという新たな着想を行った。
【０００８】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、この駆動軸に連結されて回転すると共に、前記駆動軸に対して傾斜可能な斜板と、この斜板に軸受を介して連結され、回転が阻止された揺動板と、この揺動板に連結されて前記駆動軸の軸方向に往復運動するピストンと、前記揺動板を支持するために前記ハウジングに支持された中心軸とを備えた斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構において、前記揺動板の回り止め機構が等速自在継手で構成され、この等速自在継手が、内周面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、外周面に前記外側継手部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、このボールを保持し、前記外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面に配置された保持器とを備えたものであって、前記外側継手部材が前記揺動板に取付けられ、前記内側継手部材が前記中心軸に取付けられると共に、前記保持器が樹脂で形成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成により、斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構およびこれを構成する等速自在継手が、希薄潤滑下での使用においても、潤滑剤との相性や高温使用環境に適合し、潤滑性、耐久性や強度の向上を図ることができる。また、保持器が生産性よく量産することができ、低コスト化を図ることができる。ひいては、斜板式可変容量圧縮機の耐久性の向上、低コスト化を図ることができる。
【００１０】
上記保持器を形成する樹脂を熱可塑性樹脂とすることにより、射出成形により生産性よく量産することができ、製造コスト面で有利である。また、機械加工による研削目や旋削目等が残らず滑らかな表面を得ることができるので、摩擦摩耗の観点からも有利である。
【００１１】
上記保持器を形成する樹脂は、斜板式可変容量圧縮機の使用環境や樹脂の物性を考慮すると、ガラス転移点が１００℃以上であることが望ましい。非晶性樹脂の場合、ガラス転移点までは物性の低下が少なく、また、ガラス転移点が１００℃未満の非晶性樹脂は、潤滑剤であるポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）との相性が悪く、耐久性の確保が困難であり、ガラス転移点より雰囲気温度が高くなると物性の低下が激しいため使用に適さない。
【００１２】
上記熱可塑性樹脂が結晶性樹脂であることが好ましく、さらに融点が２００℃以上であることが好ましい。結晶性樹脂は融点が高いほど耐熱性があり、融点付近までの耐熱強度、耐熱クリープ、耐熱安定性、耐疲労性や機械的強度に優れる。また、樹脂表面の強固な結晶構造により耐摩耗性にも優れているため、回り止め機構の長寿命化を図ることができる。
【００１３】
上記保持器を形成する樹脂に補強材を添加することができる。これにより、更なる強度や靭性が付与され有利である。
【００１４】
上記保持器を形成する樹脂に固体潤滑剤を添加することができる。これにより、さらに潤滑性能を向上することができる。固体潤滑剤は、１種類のみを添加してもよく、また、２種類以上を混合させて添加してもよい。
【００１５】
上記保持器の表面には微小な凹形状のくぼみをランダムに無数に形成することにより、潤滑油が表面に保持されやすくなり、希薄潤滑下における摺動に有利となる。微小な凹形状のくぼみをランダムに無数に形成する方法としては、保持器成形後の最終工程で、バレル加工又はタンブラー加工により形成することができる。しかし、これに限られず、ショットピーニング加工等を用いることができる。また、射出成形時の金型表面に所望の表面形状を施し、保持器表面に転写してくぼみを形成することもできる。
【００１６】
上記斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構に使用される潤滑剤は、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）が好ましい。ＰＡＧは、カーエアコン用コンプレッサで一般的に使用される冷媒と相溶性があり、冷媒と共存する潤滑剤として好ましい。
【００１７】
上記等速自在継手としてツェッパ型固定式等速自在継手が好ましい。これにより、ボールとトラック溝間の係合により回り止めを円滑に行えると共に、外側継手部材、保持器および内側継手部材の球面接触部で揺動運動が行われるので、振動のない安定した揺動運動が実現する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構およびこれを構成する等速自在継手が、希薄潤滑下での使用においても、潤滑剤との相性や高温使用環境に適合し、潤滑性、耐久性や強度の向上を図ることができる。また、保持器が生産性よく量産することができ、低コスト化を図ることができる。ひいては、斜板式可変容量圧縮機の耐久性の向上、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構と斜板式可変容量圧縮機の全体構造を示す縦断面図である。
【図２】第１の実施形態の回り止め機構を構成する等速自在継手を示す図である。
【図３】等速自在継手の外側継手部材を示す図である。
【図４】等速自在継手の内側継手部材を示す図である。
【図５】等速自在継手の保持器を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の回り止め機構を構成する等速自在継手の内側継手部材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
本発明の第１の実施形態である斜板式可変容量圧縮機の揺動板の回り止め機構を図１〜図５に基づいて説明する。図１は斜板式可変容量圧縮機の全体構造を示す縦断面図である。斜板式可変容量圧縮機１は、フロントハウジング２とミドルハウジングとしてのシリンダブロック３とその後方の２点鎖線で示すリアハウジング４が図示しない締結手段によって一体化されて圧縮機１のハウジングを形成している。シリンダブロック３には、複数個（例えば５個）のシリンダボア５が、中心線Ａの周りに概ね均等に配置されるように形成されている。図示は省略するが、リアハウジング４の内部には概ね環状の空間としての吐出室が形成されていると共に、中心部分には空間として吸入室が形成されている。
【００２２】
駆動軸６は、外部の動力源（例えばエンジン）から回転動力を受け入れるものであって、この駆動軸６と直交するようにロータ７が一体的に取り付けられている。ロータ７は駆動軸６と一体部品の場合もある。ロータ７の外周寄りの一部からアーム部８が後方に向かって突出するように形成されている。アーム部８には、カムとして作動する長孔１５が設けられている。駆動軸６はラジアル転がり軸受９、１０を介して、ハウジングの一部であるフロントハウジング２に回転自在に支持されていると共に、駆動軸６に一体的に取り付けられたロータ７の背面をスラスト転がり軸受１１を介して、スラスト方向にも回転自在に支持されている。ラジアル転がり軸受９および１０の間にはシール装置１２が設けられて、駆動軸６の周囲から流体が外部に漏洩することを防止している。
【００２３】
斜板１３は、概ね円環状であって、その一部から前方へ突出するアーム部１４を備えている。アーム部１４には、ピン１６が設けられていて、駆動軸６に取り付けられたロータ７のアーム部８に設けられた長孔１５に挿入されて係合している。これらの部分によってリンク機構１７が構成されて、斜板１３が駆動軸６と共に回転することができ、かつ駆動軸６やロータ７に対して角度変位でき傾斜可能となっている。斜板１３には、後述する手段により回転を阻止されて揺動のみをする概ね円環状の揺動板１８が、ラジアル転がり軸受１９とスラスト転がり軸受２０を介して支持されている。
【００２４】
揺動板１８の内周孔には、等速自在継手２１の外側継手部材２２が圧入嵌合され、止め輪２６によって位置決め固定されている。揺動板１８の小径部分２７にラジアル転がり軸受１９の内輪が組み込まれて、止め輪２８によって位置決め固定されている。ラジアル転がり軸受１９の外輪は斜板１３の内周孔２９に組み込まれて、その肩部で位置決め固定されている。
【００２５】
斜板１３と揺動板１８を支持する中心軸３０は、駆動軸６の軸線Ａと一致した状態で、回転しないようにシリンダブロック３によって支持されている。具体的には、中心軸３０の大径部に雄スプライン３１が形成され、シリンダブロック３の中心部の雌スプライン３２に係合している。この結果、中心軸８はシリンダブロック３に対して回転は阻止されるが、軸方向には移動可能に、シリンダブロック３に支持される。中心軸３０の軸端に形成された雄スプライン３３に等速自在継手２１の内側継手部材２３の雌スプライン３４が嵌合され、止め輪３５によって軸方向に位置決め固定されている。等速自在継手２１は、外側継手部材２２、内側継手部材２３、トルク伝達ボール２４および保持器２５とからなる。保持器２５に保持されたトルク伝達ボール２４が外側継手部材と内側継手部材２３の各トラック溝に係合され、作動角を取った状態でトルクが伝達できる。
【００２６】
本実施形態の回り止め機構の概要として、等速自在継手２１の外側継手部材２２が揺動板１８に取り付け固定され、一方、内側継手部材２３が中心軸３０に取り付け固定されて、揺動板１８の回転を阻止するための回り止め機構３６が構成される。この回り止め機構３６により、揺動板１８が斜板１３と共に揺動運動するものの、斜板１３の回転運動とは無関係に回転しないように停止していることが可能となる。
【００２７】
揺動板１８の周辺部には、シリンダボア５と同数の球状の窪み部３７が設けられており、これに対応して同数のコネクティングロッド３８の一端に形成された球状端部３９が嵌合している。また、シリンダボア５内に摺動可能に挿入されたピストン４０にも球状の窪み部４１が設けられていて、コネクティングロッド３８の他端に形成された球状端部４２が嵌合している。
【００２８】
リアハウジング４の内部については図示を省略するが、概要は次のとおりである。前述したように、リアハウジング４の内部には概ね環状の空間としての吐出室が形成されていると共に、中心部分には空間として吸入室が形成されている。そして、シリンダブロック３とリアハウジング４との間には、バルブプレートが介在され、各シリンダボア５に対応する位置においてバルブシートに吐出口と吸入口が開口している。各吸入口には吸入バルブが配置されシリンダボアの側から閉鎖されており、一方、各吐出口には吐出バルブが配置され吐出室の側から閉鎖されている。また、リアハウジング４の後端部に制御弁が取り付けられており、制御装置によって制御されて流体圧が作り出される。これを制御圧として斜板１３や揺動板１８が配置されたフロンハウジング２の内部の制御圧室に導入されて、揺動板１８の傾斜角が制御されている。
【００２９】
上記の構成からなる斜板式可変容量圧縮機１の作動について説明する。駆動軸６が外部の動力源によって回転駆動されると、駆動軸６のロータ７に対してアーム部８、長孔１５、ピン１６、アーム部１４を介して連結されている斜板１３が駆動軸６と共に回転する。しかし、揺動板１８は、斜板１３に対してラジアル転がり軸受１９およびスラスト転がり軸受２０を介して支持されているのと、中心部が回り止め機構３６を構成する等速自在継手２１を介して回転しない中心軸３０によって支持されているので回転することはなく、揺動板１８は、その傾斜角度に応じた大きさの振幅で揺動運動のみを行う。それによって、揺動板１８にコネクティングロッド３８を介して連結されている複数個のピストン４０が、シリンダボア５内で往復運動する。その結果、複数個のピストン４０の頂面に形成される作動室４３の中で、吸入工程にあるものは拡大して低圧となるので、リアハウジング４内の吸入室（図示省略）内にある冷媒が作動室４３内に流入する。これとは反対に、圧送工程にあるピストン４０の頂面に形成される作動室４３は縮小されるため、その内部にある冷媒は圧縮されて高圧となり吐出室（図示省略）に吐出される。駆動軸６の１回転当たりの圧縮機１の吐出量は、斜板１３および揺動板１８の傾斜角度によって決まるピストン４０のストロークの長さに概ね比例している。上記のような圧縮機１の作動状態において、転がり軸受、等速自在継手や各構成部材の摺動部分は、圧縮機１内の微量な潤滑剤による過酷な潤滑条件下にある。潤滑剤として具体的には、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）が使用されている。ＰＡＧは、冷媒と相溶性があり、冷媒と共存する。このような潤滑条件下にあるが、本実施形態の回り止め機構３６を構成する等速自在継手２１は、その構成部材である保持器２５が樹脂で形成されているので、潤滑性能を確保することができる。
【００３０】
本発明の第１の実施形態である揺動板の回り止め機構を構成する等速自在継手の詳細を図２〜図５に基づいて説明する。図２に示す等速自在継手２１は、図１に示した等速自在継手２１を拡大したものである。図２（ａ）は等速自在継手２１の縦断面図であり、図２（ｂ）は正面図である。この等速自在継手２１は固定式等速自在継手であるツェッパ型等速自在継手である。等速自在継手２１は、外側継手部材２２、内側継手部材２３、トルク伝達ボール２４および保持器２５からなる。外側継手部材２２の球状内周面５０には６本のトラック溝５１が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。内側継手部材２３の球状外周面５２には、外側継手部材２２のトラック溝５１と対をなすトラック溝５３が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。外側継手部材２２のトラック溝５１と内側継手部材２３のトラック溝５３との間にトルクを伝達する６個のボール２４が介在されている。外側継手部材２２の球状内周面５０と内側継手部材２３の球状外周面５２の間に、ボール２４を保持する保持器２５が配置されている。本実施形態の特徴は、保持器２５が樹脂で形成されていることであるが、詳細は後述する。外側継手部材２２、内側継手部材２３およびボール２４は、通常用いられる溶製材で形成されている。外側継手部材２２は円環状に形成されその外周面は円筒状であり、図１に示すように揺動板１８の内周孔に圧入嵌合される。また、内側継手部材２３の雌スプライン３４は、図１に示すように中心軸３０の雄スプライン３３に嵌合される。
【００３１】
図２に示すように、外側継手部材２２の球状内周面５０と内側継手部材２３の球状外周面５２の曲率中心は、いずれも、継手の中心Ｏに形成されている。これに対して、外側継手部材２２のトラック溝５１の曲率中心Ｂと、内側継手部材２３のトラック溝５３の曲率中心Ｃとは、継手の中心Ｏに対して軸方向に等距離オフセットされている。これにより、継手が作動角をとった場合、外側継手部材２２と内側継手部材２３の両軸線がなす角度を二等分する平面上にボール２４が常に案内され、二軸間で等速に回転トルクが伝達されることになる。このような等速自在継手２１の機能を利用して揺動板１８の回り止め機構３６を構成したので、揺動板１８の傾斜角度に応じて、ボール２４が外側継手部材２２と内側継手部材２３のトラック溝５１、５３に係合しながら往復移動して揺動板１８の回り止めをスムーズに行える。また、揺動板１８の揺動運動が、等速自在継手２１の継手中心０とし、外側継手部材２２、保持器２５および内側継手部材２３の球面接触部で行われるので、振動のない安定した揺動運動が実現する。
【００３２】
本実施形態の等速自在継手２１の主な構成部材を図３〜図５に示す。図３は外側継手部材２２の単体図である。図３（ａ）は縦断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＤ−Ｄ線における横断面図である。図４は内側継手部材２３の単体図である。図４（ｂ）は正面図であり、図４（ａ）は図４（ｂ）のＥ−Ｅ線における縦断面図である。図４（ａ）に示す切欠部５４は、保持器２５内に内側継手部材２３を組み立てる際、保持器２５のポケット５５（図５参照）内に内側継手部材２３を潜らせて組み立てるためのものである。図５は保持器２５の単体図である。図５（ａ）はポケット５５の中心面（図５（ｂ）のＧ−Ｇ線）における縦断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＦ−Ｆ線における横断面図である。
【００３３】
図３に示す外側継手部材２２は溶製材で形成されている。具体的には、例えば機械構造用炭素鋼であるＳ４５Ｃ〜Ｓ５５Ｃ材が用いられる。外側継手部材２２の球状内周面５０には６本のトラック溝５１が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。球状内周面５０およびトラック溝５１は、焼入れ後、研削加工や旋削加工により仕上げられている。
【００３４】
図４に示す内側継手部材２２も溶製材で形成され、具体的には、例えば肌焼鋼であるＳＣｒ材やＳＣＭ材が用いられる。内側継手部材２３の球状外周面５２には６本のトラック溝５３が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。球状外周面５２およびトラック溝５３は、焼入れ後、研削加工や旋削加工により仕上げられている。内側継手部材２３には中心軸３０の雄スプライン３３（図１参照）が嵌合する雌スプライン３４が形成されている。
【００３５】
次に、本実施形態の特徴である保持器２５について図５に基づいて説明する。保持器２５には、外側継手部材２２の球状内周面５０と嵌合する球状外周面５６および内側継手部材２３の球状外周面５２と嵌合する球状内周面５７が形成されている。そして、ボール２４（図示省略）を保持する６個のポケットが周方向等間隔で設けられている。このような形状を有する保持器２５を樹脂で形成し、斜板式可変容量圧縮機の希薄潤滑下での使用においても、潤滑剤との相性や高温使用環境に適合し、潤滑性、耐久性や強度の向上を図っている。
【００３６】
保持器２５を形成する樹脂として、射出成形が可能な熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂とすることにより、射出成形により生産性よく量産することができ、製造コスト面で有利である。また、機械加工による研削目や旋削目等が残らず滑らかな表面を得ることができるので、摩擦摩耗の観点からも有利である。
【００３７】
熱可塑性樹脂には、結晶性樹脂と非晶性樹脂がある。結晶性樹脂の例として、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＴＦＥ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等が挙げられるが、これに限られるものではない。また、これらは単独で使用することもできるし、２種類以上を混合して使用することもできる。本実施形態に係る等速自在継手２１の保持器２５には結晶性樹脂の適用が好ましく、その場合、さらに融点が２００℃以上であることが好ましい。結晶性樹脂は融点が高いほど耐熱性があり、融点付近までの耐熱強度、耐熱クリープ、耐熱安定性、耐疲労性や機械的強度に優れる。また、樹脂表面の強固な結晶構造により耐摩耗性にも優れているため、回り止め機構の長寿命化を図ることができる。
【００３８】
非晶性樹脂の例としては、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）等が挙げられるが、これに限定されるものではない。また、これらは単独で使用することもできるし、２種類以上を混合して使用することもできる。
【００３９】
保持器２５を形成する樹脂は、斜板式可変容量圧縮機の使用環境や樹脂の物性を考慮すると、ガラス転移点が１００℃以上であることが望ましい。非晶性樹脂の場合、ガラス転移点までは物性の低下が少なく、また、ガラス転移点が１００℃未満の非晶性樹脂は、潤滑剤であるポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）との相性が悪く、耐久性の確保が困難であり、ガラス転移点より雰囲気温度が高くなると物性の低下が激しいため使用に適さない。
【００４０】
保持器２５を形成する樹脂に補強材を添加すると、更なる強度や靭性が付与され有利である。補強材の例としては、繊維、粉体、布等があり、これらを単独で使用しても併用してもよい。繊維の例としては、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、各種ウイスカ等が挙げられる。粉体としては、シリカ、カーボンブラック、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、カリオン、酸化鉄、ガラスビーズ、リン酸化合物等が挙げられる。
【００４１】
上記の樹脂は、それ自体にも自己潤滑性があるが、固体潤滑剤を添加して、さらに潤滑性能を向上させることができる。固体潤滑剤の例として、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、メラミンシアヌレート、ＰＴＦＥ粉末、窒化ホウ素、グラファイト等が挙げられる。これらの固体潤滑剤は、１種類のみを添加してもよいし、２種類以上を混合して添加してもよい。
【００４２】
保持器２５の表面は微小な凹形状のくぼみをランダムに無数に形成して微小粗面にすることにより、潤滑油が表面に保持されやすくなり、希薄潤滑下における摺動に有利となる。この微小粗面は、保持器２５の表面全体に占めるくぼみの面積率を５〜２０％の範囲とし、くぼみの平均面積は等価円直径３μｍφ以下を除いて整理したとき３０〜１００μｍ2の範囲内になっている。パラメータＲｙｍａｘを０．４〜１．０の範囲内とする。Ｒｙｍａｘが０．４〜１．０の範囲外で、くぼみの面積率が２０％を越え、平均面積が１００μｍ2を越えると、接触有効長さが減少し、潤滑性の効果は減少する傾向にある。ここで、Ｒｙｍａｘは、基準長毎最大高さの最大値である（ＩＳＯ  ４２８７：１９９７）。また、前記微小粗面の面粗さをパラメータＲｑｎｉで表示したとき、Ｒｑｎｉの値を０．０５〜０．０９とし、軸方向面粗さＰｑｎｉ（Ｌ）と円周方向面粗さＲｑｎｉ（Ｃ）との比の値Ｐｑｎｉ（Ｌ）／Ｒｑｎｉ（Ｃ）を１．０以下とする。そして、パラメータＳｋ値を−１．６以下とする。ここで、パラメータＲｑｎｉとは、粗さ中心線から粗さ曲線までの高さの偏差の自乗を測定長さの区間で積分し、その区間で平均した値の平方根であり、別名自乗平均平方根粗さともいう（ＩＳＯ  ４２８７：１９９７）。また、パラメータＳｋ値とは、表面粗さの分布曲線の歪み度（スキューネス）を指し（ＩＳＯ  ４２８７：１９９７）、凹凸分布の非対称性を知る目安の統計量である。
【００４３】
パラメータＲｙｍａｘ、Ｒｙｎｉの測定方法、条件を例示すると次のとおりである。なお、保持器２５の球状外周面５６、球状内周面５７の一ヶ所の測定値でも代表値として信頼できるが、例えば、直径方向に対向する二ヶ所を測定するとよい。
パラメータ算出規格：ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：１９９４（サーフコム  ＪＩＳ  １９９４）
カットオフ種別：ガウシアン
測定長さ：５λ
カットオフ波長：０．２５ｍｍ
測定倍率：×１００００
測定速度：０．３０ｍｍ／ｓ
測定箇所：保持器２５の球状内外周面の軸方向幅の中央部
測定数：２
測定装置：面粗さ測定器サーフコム１４００Ａ（東京精密株式会社）
【００４４】
くぼみの定量的測定を行うには、保持器２５の表面を拡大し、その画像から市販されている画像解析システムにより定量化できる。画像の白い部分は表面平坦部、微小なくぼみは黒い部分として解析する。たとえば、（株）ピアスのＬＡ−５２５画像解析システムを用いて解析すると、まず原画の濃淡を強調フィルタで明確化し、その後非常に微細な黒い部分である等価円直径３μｍφ以下はノイズイレーザで除去する。ノイズイレーザで除去した後に残された微小なくぼみの大きさ、分布、微小なくぼみの面積率を求め、保持器２５の表面を評価する。その場合の測定条件は、たとえば次のとおりである。また、くぼみの面積率、平均面積は、上記のパラメータＲｙｍａｘ、Ｒｙｎｉと同様に、一ヶ所の測定値でも代表値として信頼できるが、たとえば直径方向に対向する二ヶ所を測定するとよい。
視野範囲：８２６μｍ×６２０μｍ
測定箇所：保持器２５の球状内外周面の軸方向幅の中央部
側定数：２
【００４５】
微小な凹形状のくぼみを有する微小粗面を形成する表面加工方法としては、保持器２５成形後の最終工程で、特殊なバレル加工又はタンブラー加工により形成することができる。しかし、これに限られず、ショットピーニング加工等を用いてもよい。また、射出成形時の金型表面に同様の凸形状を設け、成形時に転写させてもよい。
【００４６】
次に、第２の実施形態を図６に基づいて説明する。図６（ａ）は本実施形態における内側継手部材の縦断面図であり、図６（ｂ）は正面図である。本実施形態は内側継手部材２３を金属焼結体で形成したことが第１の実施形態と異なる。前述した第１の実施形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付して重複説明は省略する。
【００４７】
図６に示すように、内側継手部材２３は金属焼結体で形成され、圧粉工程の成形金型により、球状外周面５２にトラック溝５３が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。金属焼結体は、鉄系合金の金属粉末を主成分とし、これに少なくともクロムおよびモリブデンを含む合金化粉からなり、圧粉体を焼結した後、その表面に熱処理による硬化層を形成することにより、精度および機械的強度、耐久性を確保している。また、内側継手部材２３が生産性よく量産することができ、製造コスト面で有利である。さらに、内側継手部材２３を形成する金属焼結体に適宜の空孔率を付与することにより、樹脂製の保持器２５との球面接触部の潤滑性能が一層向上する。その他については、第１の実施形態において前述した内容と同様であるので、説明を省略する。
【実施例】
【００４８】
本発明の実施例および比較例を以下に説明する。第１の実施形態の回り止め機構を構成する等速自在継手２１において、実施例は、保持器２５をポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）に補強材としてカーボン繊維（ＣＦ）を３０％添加した樹脂材を射出形成した。ただし、この実施例では、保持器表面に微小な凹形状くぼみの微小粗面化処理を施さないものを用いた（ガラス転移点  １４３℃、  融点  ３４３℃、ＪＩＳ  Ｋ７１２１に準拠して測定）。比較例は、溶製材としてのＳＣｒ４２０材で保持器を製作し、浸炭焼入れ焼き戻しを行った。表面硬さはＨｖ７００であった。
【００４９】
（評価試験および試験結果）
実施例および比較例について評価を行った。評価試験を行った図２のツェッパ型等速自在継手として、ＮＴＮ製ＢＪ７５を用い、これに実施例の樹脂製保持器と比較例の溶製材製保持器を組み込んだ。外側継手部材をＳ５３Ｃ材、内側継手部材をＳＣｒ４２０材の溶製材とし、ボールを鋼球とした。本評価試験では、斜板式可変容量圧縮機内の潤滑条件に近づけるため、外側継手部材、内側継手部材、ボール、保持器を組込み、内側継手部材にシャフトを連結した上で、外側継手部材の外周とシャフトの外周との間をブーツで密封するに際し、その継手空間容積の１０％にあたる量のＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）を潤滑剤として封入した。
試験条件を以下に示す。
トルク：８０Ｎｍ
ジョイント角度：６度
４０００ｒｐｍより３０分毎に１０００ｒｐｍずつ回転数を上げていき、焼付きが発生した回転数を焼付き限界回転数とした。結果を表１に示す。比較例は、６０００ｒｐｍで焼き付きが生じ運転不可となったが、実施例は８０００ｒｐｍ運転後も継続運転可能であった。
【表１】
2013036339.tif 000003
【００５０】
以上の各実施形態では、ツェッパ型固定式等速自在継手を回り止め機構に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、アンダーカットフリー型固定式等速自在継手や更には摺動式等速自在継手も適用することができる。
【００５１】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００５２】
１        斜板式可変容量圧縮機
２        フロントハウジング
３        シリンダブロック
４        リアハウジング
５        シリンダボア
６        駆動軸
７        ロータ
８        アーム部
９        ラジアル転がり軸受
１０      ラジアル転がり軸受
１１      スラスト転がり軸受
１３      斜板
１４      アーム部
１７      リンク機構
１８      揺動板
１９      ラジアル転がり軸受
２０      スラスト転がり軸受
２１      等速自在継手
２２      外側継手部材
２３      内側継手部材
２４      トルク伝達ボール
２５      保持器
３０      中心軸
３６      回り止め機構
３８      コネクティンロッド
４０      ピストン
４３      作動室
５０      球状内周面
５１      トラック溝
５２      球状外周面
５３      トラック溝
５６      球状外周面
５７      球状内周面
Ｂ        曲率中心
Ｃ        曲率中心
Ｏ        継手中心
【図１】
2013036339.tif 000004
【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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