(57)【要約】【課題】半球シューの摺動面に樹脂層を形成した構成において、潤滑不足となる場合でも樹脂層の潤滑特性および耐摩耗特性に優れる半球シュー、および、この半球シューを使用した斜板式コンプレッサを提供する。【解決手段】斜板式コンプレッサの斜板およびピストンと摺動する半球シュー４であり、金属製部材を基材とし、斜板と摺動する平面部の表面に樹脂層６ｂが形成され、樹脂層６ｂの表面に円形の潤滑溝７（７ａ〜７ｃ）が複数形成され、潤滑溝７ａ〜７ｃは、それぞれが一部に潤滑溝同士の重なり部７ｄを有する。【選択図】図２
2016180381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が存在するハウジング内で、回転軸に直接固定するように、または連結部材を介して間接的に、直角および斜めに取り付けた斜板に半球シューを摺動させ、この半球シューを介して前記斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換して、冷媒を圧縮、膨張させる斜板式コンプレッサの半球シューであって、
前記半球シューは、金属製部材を基材とし、前記斜板と摺動する平面部と、前記ピストンと摺動する球面部とを有し、前記平面部の表面に樹脂層が形成され、
前記樹脂層の表面に潤滑溝が複数形成され、前記複数の潤滑溝は、それぞれの平面形状が円形または多角形であり、それぞれが一部に潤滑溝同士の重なり部を有することを特徴とする斜板式コンプレッサの半球シュー。
【請求項２】
前記複数の潤滑溝は全て同形状であり、それらの前記円形または前記多角形の中心点が、前記平面部の中心点から等距離にあり、かつ、円周方向に等間隔に離間していることを特徴とする請求項１記載の斜板式コンプレッサの半球シュー。
【請求項３】
前記複数の潤滑溝は、それぞれが前記平面部の外周端側への開放部を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の斜板式コンプレッサの半球シュー。
【請求項４】
前記球面部の表面に樹脂層が形成され、
該樹脂層が前記平面部の樹脂層と一体の層であり、かつ、前記基材の少なくとも一部が樹脂層で覆われずに露出していることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の斜板式コンプレッサの半球シュー。
【請求項５】
前記基材は、中心軸部分に（１）球面部側もしくは平面部側から凹部となる中空部、または、（２）球面部側と平面部側とを貫通する中空部、が形成され、該中空部の少なくとも一部が前記樹脂層で充填されずに露出していることを特徴とする請求項４記載の斜板式コンプレッサの半球シュー。
【請求項６】
冷媒が存在するハウジング内で、回転軸に直接固定するように、または連結部材を介して間接的に、直角および斜めに取り付けた斜板に半球シューを摺動させ、この半球シューを介して前記斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換して、冷媒を圧縮、膨張させる斜板式コンプレッサであって、
前記半球シューが、請求項１から請求項５までのいずれか１項記載の半球シューであることを特徴とする斜板式コンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エアコンなどに用いられる斜板式コンプレッサにおいて、斜板とピストンとの間に介在して斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換するための半球シューに関する。
【背景技術】
【０００２】
斜板式コンプレッサは、冷媒が存在するハウジング内で、回転軸に直接固定するように、または連結部材を介して間接的に、直角および斜めに取り付けた斜板に半球シューを摺動させ、この半球シューを介して斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換して、冷媒を圧縮、膨張させるものである。このような斜板式コンプレッサには、両頭形のピストンを用いて冷媒を両側で圧縮、膨張させる両斜板タイプのものと、片頭形のピストンを用いて冷媒を片側のみで圧縮、膨張させる片斜板タイプのものとがある。また、半球シューは斜板の片側面のみで摺動するものと、斜板の両側面で摺動するものとがある。これらの斜板式コンプレッサでは、斜板と半球シューの摺動面に毎秒２０ｍ以上の大きな相対速度の滑りが発生して、半球シューは非常に過酷な環境で使用される。
【０００３】
また、潤滑については、潤滑油は冷媒に溶け込みながら薄められハウジング内を循環し、ミスト状となって摺動部に供給される。しかし、運転休止状態から運転を再開した場合において、液化した冷媒により潤滑油が洗い流されてしまい、運転開始時の斜板と半球シューとの摺動面は、潤滑油のほとんどないドライ状態となり、焼付きが発生しやすいという問題がある。
【０００４】
この焼付きを防止する手段としては、例えば、斜板および半球シューの少なくとも摺動面にポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂被膜を静電粉体塗装法により直接形成したもの（特許文献１参照）、固体潤滑剤を含有する熱可塑性ポリイミド被膜を静電粉体塗装法により形成したもの（特許文献２参照）が提案されている。
【０００５】
また、高速・高温条件において高い摺動性を確保するため、斜板、半球シューおよびピストンの少なくとも一の摺接部位にＰＥＥＫ樹脂からなるバインダと、該バインダ中に分散された固体潤滑剤とからなる摺動層を形成したもの（特許文献３参照）が提案されている。
【０００６】
また、金属製基材が摺動面となる半球シューにおいて、上記焼付きを防止する手段として、レーザーを利用して潤滑油通路を形成したもの（特許文献４参照）が提案されている。特許文献４では、図７に示すように、ＳＵＪ２製の半球シュー１４の摺動面に対してＹＡＧレーザーを多数の同一径の円を描くように照射して、クレーター状の環状膨出部１５を複数形成し、これらの半径方向外方に、潤滑油が流通可能な網目状凹部からなる潤滑油通路１６が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１８０９６４号公報
【特許文献２】特開２００３−０４９７６６号公報
【特許文献３】特開２００２−０３９０６２号公報
【特許文献４】特開２００６−３０７７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献４の技術は、半球シューの金属製の基材自体に潤滑油通路をレーザー照射により形成するものであり、摺動面に樹脂被膜（樹脂層）を形成する場合には採用できない。また、特許文献１〜３では、斜板と半球シューの潤滑特性の向上のために、斜板や半球シューの摺動面を樹脂被膜（樹脂層）で形成する方法が提案されているが、上記のとおり、半球シューは非常に過酷な環境で使用されることから、摺動面において潤滑不足の場合、樹脂被膜（樹脂層）の摩耗が非常に大きくなるおそれがある。これらの従来技術では、樹脂層などの表面における潤滑不足の場合の具体的な対策までは想定されていない。
【０００９】
そもそも、これらの従来技術について、現実には斜板への潤滑性被膜の形成はあっても、半球シューへの潤滑性被膜の形成は皆無であった。この理由は、斜板に比べて半球シューの摺動面積が小さいうえに、ピストンの球面座との摺動も受けるため、摩擦熱によって潤滑性被膜の耐久性が十分に得られていないということが推測される。例えば、従来技術のように、斜板およびピストンとの摺動のため半球シューの表面全体を樹脂被膜で覆った場合、摩擦熱の放熱性が低下するとともに半球シュー基材の温度上昇が発生し、樹脂被膜が溶解するということが起こり得る。また、静電粉体塗装法や塗液塗布による樹脂被膜の形成は、半球シューを焼成温度にさらすことになり強度低下の懸念がある。また、半球シューの複数の摺動面毎に樹脂被膜を形成する場合、構造的に摺動面毎の剥離が発生しやすくなるおそれがある。
【００１０】
また、潤滑性被膜を有する斜板は、摺動面の平面度、平行度、厚さ精度の加工精度が厳しいだけでなく、高価な材料からなる潤滑性被膜の被膜面積が大きいため低価格化できないという問題がある。
【００１１】
本発明はこれらの問題に対処するためになされたものであり、半球シューの摺動面に樹脂層を形成した構成において、潤滑不足となる場合でも樹脂層の潤滑特性および耐摩耗特性に優れる半球シューを提供することを目的とする。また、焼付きが発生せず、摩擦発熱による潤滑特性の低下や樹脂層の剥離がなく耐久性が十分に確保された半球シューを提供することを目的とする。さらに、この半球シューを使用した斜板式コンプレッサ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】
【００１２】
本発明の斜板式コンプレッサの半球シューは、冷媒が存在するハウジング内で、回転軸に直接固定するように、または連結部材を介して間接的に、直角および斜めに取り付けた斜板に半球シューを摺動させ、この半球シューを介して上記斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換して、冷媒を圧縮、膨張させる斜板式コンプレッサの半球シューであって、該半球シューは、金属製部材を基材とし、上記斜板と摺動する平面部と、上記ピストンと摺動する球面部とを有し、上記平面部の表面に樹脂層が形成され、上記樹脂層の表面に潤滑溝が複数形成され、上記複数の潤滑溝は、それぞれの平面形状が円形または多角形であり、それぞれが一部に潤滑溝同士の重なり部を有することを特徴とする。
【００１３】
上記複数の潤滑溝は全て同形状であり、それらの上記円形または上記多角形の中心点が、上記平面部の中心点から等距離にあり、かつ、円周方向に等間隔に離間していることを特徴とする。
【００１４】
上記潤滑溝は、それぞれが上記平面部の外周端側への開放部を有することを特徴とする。
【００１５】
上記球面部の表面に樹脂層が形成され、該樹脂層が上記平面部の樹脂層と一体の層であり、かつ、上記基材の少なくとも一部が樹脂層で覆われずに露出していることを特徴とする。
【００１６】
上記基材は、中心軸部分に（１）球面部側もしくは平面部側から凹部となる中空部、または、（２）球面部側と平面部側とを貫通する中空部、が形成され、該中空部の少なくとも一部が上記樹脂層で充填されずに露出していることを特徴とする。
【００１７】
本発明の斜板式コンプレッサは、冷媒が存在するハウジング内で、回転軸に直接固定するように、または連結部材を介して間接的に、直角および斜めに取り付けた斜板に半球シューを摺動させ、この半球シューを介して上記斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換して、冷媒を圧縮、膨張させる斜板式コンプレッサであり、上記半球シューが本発明の半球シューであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の斜板式コンプレッサの半球シューは、斜板と摺動する平面部とピストンと摺動する球面部とを有し、少なくとも平面部の表面に樹脂層が形成され、該樹脂層の表面に、円形や多角形の潤滑溝が複数形成され、この複数の潤滑溝はそれぞれが一部に潤滑溝同士の重なり部を有するので、斜板と半球シューとの間に潤滑油が常時蓄えられるとともに、半球シュー平面部にまんべんなく潤滑油を供給することが可能となる。このため、流体力学的な潤滑系を提供し、樹脂層の摩耗を大きく低減でき、潤滑特性および耐摩耗特性を向上できる。
【００１９】
上記複数の潤滑溝は全て同形状であり、それらの円形または多角形の中心点が、平面部の中心点から等距離にあり、かつ、円周方向に等間隔に離間しているので、潤滑効果を平面部全体で均一に維持できる。
【００２０】
上記潤滑溝は、それぞれが平面部の外周端側への開放部を有するので、潤滑溝への潤滑油の流入を促進できる。
【００２１】
上記球面部の表面に樹脂層が形成され、該樹脂層が上記平面部の樹脂層と一体の層であり、かつ、上記基材の少なくとも一部が樹脂層で覆われずに露出しているので、放熱性、耐荷重性に優れ、斜板とピストンの両部材との摺動性にも優れる。また、樹脂層の基材からの剥離を防止できる。
【００２２】
上記基材は、中心軸部分に（１）球面部側もしくは平面部側から凹部となる中空部、または、（２）球面部側と平面部側とを貫通する中空部、が形成され、該中空部の少なくとも一部が樹脂層で充填されずに露出しているので、摩擦熱が基材を伝わって、露出したこの中空部から外部に放熱される。このため、耐摩耗性、耐焼付き性に優れる。また、中空部を放熱部とするため、外表面の一部を放熱部とする場合よりも、放熱部面積を大きく確保しやすい。
【００２３】
本発明の斜板式コンプレッサは、上述した半球シューを備えたものであるので、運転開始時の潤滑油のほとんどないドライ状態など、潤滑不足となる場合でも、半球シューの摺動面での焼付きが発生せず、摩擦発熱による潤滑特性の低下や樹脂層の剥離がなく耐久性に優れ、安心、長寿命な斜板式コンプレッサとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】斜板式コンプレッサの一例を示す縦断面図である。
【図２】半球シュー平面部の樹脂層の潤滑溝の一例を示す平面図である。
【図３】半球シュー平面部の樹脂層の潤滑溝の他の例を示す平面図である。
【図４】半球シュー平面部の樹脂層の潤滑溝の他の例を示す平面図である。
【図５】潤滑溝の断面形状を示す断面図である。
【図６】半球シューを拡大して示す縦断面図および平面図である。
【図７】従来の半球シューを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の斜板式コンプレッサの一例を図面に基づき説明する。図１は、本発明の斜板式コンプレッサの一例を示す縦断面図である。図１に示す斜板式コンプレッサは、炭酸ガスを冷媒に用いるものであり、冷媒が存在するハウジング１内で、回転軸２に直接固定するように斜めに取り付けた斜板３の回転運動を、斜板３の両側面で摺動する半球シュー４を介して両頭形ピストン９の往復運動に変換し、ハウジング１の周方向に等間隔で形成されたシリンダボア１０内の各ピストン９の両側で、冷媒を圧縮、膨張させる両斜板タイプのものである。高速で回転駆動される回転軸２は、ラジアル方向を針状ころ軸受１１で支持され、スラスト方向をスラスト針状ころ軸受１２で支持されている。この構成において、斜板３は、連結部材を介して間接的に回転軸２に固定される態様でもよい。また、斜めではなく直角に取り付けられる態様であってもよい。
【００２６】
各ピストン９には斜板３の外周部を跨ぐように凹部９ａが形成され、この凹部９ａの軸方向対向面に形成された球面座１３に、半球シュー４が着座されており、ピストン９を斜板３の回転に対して相対移動自在に支持する。これによって、斜板３の回転運動からピストン９の往復運動への変換が円滑に行われる。半球シュー４は、球面部がピストン９（球面座１３）と摺動し、平面部が斜板３と摺動する。
【００２７】
本発明は、斜板との摺動面となる平面部の表面に形成された樹脂層の表面に所定形状の潤滑溝を有することを特徴としているので、半球シュー４の構造として、少なくとも平面部４ｂの表面に樹脂層６ｂを有する構造であればよい（図６参照）。好ましくは、ピストンとの摺動面となる球面部４ａの表面にも樹脂層６ａを形成する（図６参照）。
【００２８】
半球シュー平面部の樹脂層の潤滑溝の形状を図２および図３に基づいて説明する。図２は、潤滑溝の一例を示す半球シュー平面部の樹脂層の平面図であり、図３は、潤滑溝の他の例を示す半球シュー平面部の樹脂層の平面図である。図２に示すように、半球シュー４の平面部の樹脂層６ｂの表面は真円形状である。図２に示す例では、平面部の樹脂層６ｂに、潤滑溝７として円形（真円）の潤滑溝が３つ（７ａ〜７ｃ）形成されている。潤滑溝７ａ〜７ｃは全て径が同じである。潤滑溝７ａ〜７ｃは、それぞれが一部に潤滑溝同士の重なり部７ｄを有する。重なり部７ｄは、任意の潤滑溝と、それ以外の少なくとも１つの潤滑溝とが交差して重なる部分である。この形態では、１つの潤滑溝は、他の２つの潤滑溝と、それぞれ２箇所の重なり部７ｄを有する。重なり部７ｄでは、各潤滑溝に保持された潤滑油の行き来が可能であり、この構造により、一部の潤滑溝の潤滑油のみが枯渇すること等を防止でき、半球シュー平面部全体にムラなく潤滑油を供給できる。
【００２９】
図３に示す例では、潤滑溝７として円形（真円）の潤滑溝が３つ（７ａ〜７ｃ）形成されており、各潤滑溝は、樹脂層６ｂの外周端側で円形が一部欠けた形状となっている。潤滑溝７ａ〜７ｃにおいて、それぞれの外周端側の上記欠けた部分が開放部７ｅとなる。各潤滑溝は、この開放部７ｅで半球シュー４の外周部側に開口している。このような構造により、各潤滑溝への潤滑油の流入が促進できる。また、潤滑溝７ａ〜７ｃは、それぞれが一部に潤滑溝同士の重なり部７ｄを有する。この例では、図２の場合と同様に、１つの潤滑溝は、他の２つの潤滑溝と、それぞれ２箇所の重なり部７ｄを有する。
【００３０】
ここで、潤滑溝７ａ〜７ｃの位置関係について説明する。潤滑溝７ａ〜７ｃは全て径が同じである円形（真円）である。潤滑溝７ａの中心Ｏａ、潤滑溝７ｂの中心Ｏｂ、および潤滑溝７ｃの中心Ｏｃは、平面部の樹脂層６ｂの中心点Ｏから等距離にある。すなわち、３点Ｏａ、Ｏｂ、Ｏｃは、平面部の中心点Ｏを中心とする同一円上に存在する。また、ＯａとＯｂとの円周上での距離Ｌａｂと、ＯｂとＯｃとの円周上での距離Ｌｂｃと、ＯｃとＯａとの円周上での距離Ｌｃａとが同一であり、３点Ｏａ、Ｏｂ、Ｏｃは、円周方向に等間隔に離間している。このように配置することで、各潤滑溝が平面部の中心から等しく離れ、かつ、隣り合う潤滑溝の距離が等しくなり、平面部全体で潤滑効果を均一に保つことができる。なお、図２に示す例でも、同様の位置関係が確保されている。
【００３１】
また、潤滑溝の平面形状は、図２や図３に示す円形（真円）に特に限定されず、円形（楕円）や多角形であってもよい。多角形であれば、三角形、四角形、五角形、それ以上の多角形でもよい。また、円形と多角形を併用してもよく、角数の異なる多角形を併用してもよい。位置関係については、図２や図３に示すように等間隔ではなく、ランダムに形成してもよい。潤滑溝の数については、３〜６が好ましい。潤滑溝の数が２つであると摺動面での潤滑作用のバランスが悪くなるおそれがあり、７つ以上であると摺動面積が少なくなることで樹脂層への面圧が高くなり耐摩耗性に劣るおそれがある。
【００３２】
図４に潤滑溝の他の例を示す。図４（ａ）の例では、半球シュー４の平面部の樹脂層６ｂに、四角形の潤滑溝７を４つ形成している。図４（ｂ）の例では、半球シュー４の平面部の樹脂層６ｂに、円形（真円）の潤滑溝７を４つ形成し、これらが接して重なるように配置している。図４（ｃ）の例では、半球シュー４の平面部の樹脂層６ｂに、円形（真円）の潤滑溝７を６つ形成している。図４（ａ）〜図４（ｃ）のいずれの場合も、各潤滑溝が平面部の中心から等しく離れ、かつ、隣り合う潤滑溝の距離が等しい構成とされている。なお、図４（ａ）に示すように潤滑溝７が四角形の場合は、その中心は対角線の交点とする。
【００３３】
潤滑溝の断面形状を図５に示す。図５は、斜板３と、半球シューの平面部の樹脂層６ｂとの摺動面付近の拡大断面図である。本発明において、潤滑溝７の断面形状は特に限定されず、例えば、図５（ａ）の円形（欠円形）、図５（ｂ）の角溝、図５（ｃ）のＶ溝、図５（ｄ）角溝（導入テーパ―あり）などが挙げられる。これらの中でも、古い潤滑油の溝内での滞留を防止でき、潤滑面への潤滑油の供給もスムーズであることから、図５（ａ）の円形（欠円形）とすることが好ましい。
【００３４】
潤滑溝の溝深さは、０．０５ｍｍ以上、樹脂層の厚さ（例えば０．１〜０．７ｍｍ程度）の２／３以下の範囲であることが好ましい。この範囲内であれば、潤滑効果と樹脂層の強度確保が満足できる。溝深さが０．０５ｍｍより浅いと、潤滑油が十分に供給できないおそれがある。また、溝深さが樹脂層の厚さの２／３をこえる深さであると、溝部の機械強度が低下しクラックが生じるおそれがある。
【００３５】
潤滑溝の溝幅は、０．０５ｍｍ以上、樹脂層の厚さ（例えば０．１〜０．７ｍｍ程度）の３倍以下の範囲であることが好ましい。この範囲内であれば、潤滑効果を有しながら摺動面積を十分に確保できる。溝幅が０．０５ｍｍより狭いと、潤滑油が十分に供給できないおそれがある。また、溝幅が樹脂層の厚さの３倍をこえる幅であると、摺動面積が少なくなることで樹脂層への面圧が高くなり耐摩耗性に劣るおそれがある。
【００３６】
半球シューの構造の一例を図６に基づき説明する。図６の上図は本発明の半球シューの一例を示す縦断面図であり、図６の下図はその平面図である。図６に示すように、半球シュー４は、球体の一部を構成する球面部４ａと、球面部４ａの反対側において該球体を略平面でカットした形態の平面部４ｂと、球面部４ａと平面部４ｂとを繋ぐ外周部４ｃとからなる略半球状の構造を有する。また、半球シュー４は、平面形状が円形状であり、外周部４ｃの表面（樹脂層６ｃの表面）は円筒外周面となる。半球シュー４の全体形状は、円柱体の一方の底面を半球の一部を構成する凸形状とした形状である。なお、半球シュー４の全体形状は、これに限定されるものではなく、斜板と摺動する平面部とピストンと摺動する球面部とを有していればよく、上記外周部（円筒部）を有さない形状としてもよい。
【００３７】
半球シュー４は、金属製部材を基材５とし、斜板と摺動する平面部４ｂの表面およびピストンと摺動する球面部４ａの表面に樹脂層６が形成されている。樹脂層６のうち、球面部４ａの表面に形成されるものが樹脂層６ａであり、平面部４ｂの表面に形成されるものが樹脂層６ｂであり、外周部４ｃに形成されるものが樹脂層６ｃである。平面部４ｂの樹脂層６ｂの表面には、上述の潤滑溝が形成される。なお、樹脂層６ｂの中央部に射出成形時のゲートを設ける凹部等がある場合、上述の潤滑溝は該部分には形成しない。
【００３８】
平面部４ｂの樹脂層６ｂと球面部４ａの樹脂層６ａとは、外周部４ｃの樹脂層６ｃを介して連続した樹脂層であり、基材５の表面を覆うように一体に形成されている。半球シューの直径１０ｍｍ程度（５〜１５ｍｍ）の場合において、基材５の外側を覆う樹脂層の厚みは０．１〜０．７ｍｍ程度の薄肉であり、基材５の形状は半球シュー４の全体形状に沿った形状である。樹脂層を上記範囲のような薄肉とすることで、摩擦熱が摩擦摺動面から基材側に逃げ易く、蓄熱し難いので、好ましい。また、上記範囲内において、球面部４ａの樹脂層６ａの厚みを、平面部４ｂの樹脂層６ｂの厚みよりも厚くすることが好ましい。
【００３９】
半球シュー４は、金属製の基材５において、ピストンおよび斜板の両部材との直接の摺動面に上記の樹脂層６を形成しつつ、それ以外の箇所に樹脂層６で覆われていない露出部を有することが好ましい。このような露出部を設けることで、斜板およびピストンとの摺動による摩擦熱が発生しても、基材を伝わって該露出部から熱を逃がすことができ、樹脂層の溶解などが起こらず、耐摩耗性や耐焼付き性に優れる。基材の露出部の位置や形態は、ピストンおよび斜板の両部材との直接の摺動面以外であれば特に限定されないが、加工性や放熱性に優れることから、中心軸部分に（１）球面部側もしくは平面部側から凹部となる中空部、または、（２）球面部側と平面部側とを貫通する中空部、が形成され、該中空部の少なくとも一部が樹脂層で充填されずに露出している形態が好ましい。
【００４０】
図６に示す形態では、基材５には、その円形中央の中心軸部分に球面部４ａ側と平面部４ｂ側とを貫通する円筒空間状の中空部５ａが形成されている。中空部５ａは、平面部４ｂ側から所定の軸方向深さまで樹脂層６ｄが充填され、それ以外の部分（露出部分）では、樹脂に覆われず、該中空部を構成する基材表面が露出した状態となっている。中空部５ａに露出部分を有することで、摩擦熱が該部分から外部に放熱される。また、この露出部分が潤滑油を保持するオイルポケットとしての機能も有する。
【００４１】
中空部５ａの露出部分の軸方向長さは、半球シューの高さの３分の１以上であることが好ましい。該範囲とすることで、放熱部の面積を大きくでき、放熱性に優れる。また、中空部５ａの直径としては、半球シュー４の直径に対して１／６〜１／３の範囲内とすることが好ましい。該範囲内とすることで、放熱性を確保しながら、基材の強度低下を防止できる。
【００４２】
図６に示す形態の半球シュー４は、球面部４ａ側の外表面にピストンとの非接触部８を有し、非接触部８において基材５が樹脂層６で覆われずに露出している。非接触部８は、球面部４ａの一部を平面部４ｂと平行な面で切った形状の部位であり、ピストンとは摺動接触しない部位である。この形態では、非接触部８の平面形状は円形状となる。球面部４ａ側の外表面にこのような非接触部かつ基材の露出部を設けることで、球面部で発生した摩擦熱を該露出部分から放熱しやすくなる。
【００４３】
半球シュー４において、斜板と摺動する平面部４ｂと、ピストンと摺動する球面部４ａとは、軸方向反対側に位置する。これらの表面に形成される樹脂層６ａ、６ｂを、外周部４ｃに形成される樹脂層６ｃを介して連続した一体のものとすることで、構造的に両面（平面部と球面部）の樹脂層が基材から剥離しにくくなる。
【００４４】
樹脂層を形成する合成樹脂（ベース樹脂）としては、半球シューに要求される潤滑特性および耐熱性を確保できるものであれば特に限定されず、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。これらの各合成樹脂は単独で使用してもよく、２種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。これらの中でも、耐熱性、耐摩耗性に優れたＰＡＩ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＩ樹脂が好ましく、さらに疲労特性および射出成形時の流動性に優れるＰＥＥＫ樹脂が特に好ましい。これらの合成樹脂には、耐摩耗性を向上させる目的で、炭素繊維、ガラス繊維、マイカ、タルクなどを配合してもよい。また、低摩擦化や、油枯渇時の耐焼付き性を向上させる目的で、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、黒鉛、二硫化モリブデンなどを配合してもよい。
【００４５】
樹脂層の形成方法としては、射出成形、スプレーコーティング、パウダーコーティングなどを採用できる。これらの中でも、安価で緻密な樹脂層が形成できることから、射出成形が好ましい。射出成形は、樹脂組成物に溶融状態で圧力を加えるため、樹脂層が緻密に形成され、耐荷重性や耐摩耗性が高くなる。射出成形方法としては、例えば、半球シューの基材を金型内にセットし、その上から合成樹脂を射出成形（インサート成形）する方法が採用できる。また、射出成形で樹脂層を形成する場合、射出成形で所望の寸法に一発成形する他、射出成形後に所望の寸法に機械加工してもよい。上述の潤滑溝についても、樹脂層の形成時に同時に容易に形成できる。また、潤滑溝を射出成形後に後加工で形成してもよい。
【００４６】
基材である金属製部材としては、プレス加工、機械加工、ダイカストなどにより製造された溶製金属製の部材が挙げられる。また、溶製金属としては、例えば、軸受鋼（ＳＵＪ１〜５など）、クロムモリブデン鋼、機械構造用炭素鋼、軟鋼、ステンレス鋼、もしくは高速度鋼などの鋼や、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金が挙げられる。なお、基材の金属材料として溶製金属を用いる場合、樹脂層との密着性を高めるために、物理的表面処理や化学的表面処理により凹凸形状を形成することが好ましい。
【００４７】
また、基材である金属製部材として、表面が凹凸形状である焼結金属製の部材を採用できる。基材の金属材料として焼結金属を用いる場合、樹脂層形成面の表面積が大きく、凹凸によるアンカー効果も高いので、樹脂層との密着強さを高くできる。特に樹脂層をインサート成形にて形成することで、射出成形時に樹脂層が焼結金属表面の凹凸に深く食い込み、真の接合面積が増大するため、樹脂層と基材の密着強さが向上する。さらに、樹脂層と基材の真の接合面積が増え、樹脂層と基材との間に隙間がないため、樹脂層の熱が基材へ伝わり易くなる。
【００４８】
斜板またはピストンとの摺動面となる樹脂層の表面は、潤滑溝の潤滑性能を低下させない範囲で、樹脂層形成後に研磨加工してもよい。研磨加工により、個々の高さ寸法にばらつきがなくなり精度が向上する。また、樹脂層の該表面の表面粗さは、０.０５〜１.０μｍＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１）に調整することが好ましい。この範囲内にすることで、斜板またはピストンと摺動する樹脂層摺動面における真実接触面積が大きくなり、実面圧を下げることができ、焼付きを防止できる。表面粗さが、０．０５μｍＲａ未満では摺動面への潤滑油の供給が不足し、１.０μｍＲａをこえると摺動面での真実接触面積の低下により、局部的に高面圧となり、焼き付くおそれがある。さらに好ましくは、表面粗さ０.１〜０.５μｍＲａである。
【００４９】
本発明の半球シューが使用される斜板式コンプレッサは、冷媒が存在するハウジング内で、回転軸に直接固定するように、または連結部材を介して間接的に、直角および斜めに取り付けた斜板に半球シューを摺動させ、この半球シューを介して上記斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換して、冷媒を圧縮、膨張させる斜板式コンプレッサである。この斜板式コンプレッサに本発明の半球シューを使用することによって、半球シューと摺動する斜板およびピストンにおいては、潤滑性被膜を除くことができる。すなわち、斜板等の表面は基材の研磨面のままの状態で斜板式コンプレッサに組み込み半球シューと摺動させることが可能となる。このため、機能面で同等でありながら、低価格の斜板式コンプレッサを提供できる。また、高面圧（例えば、８ＭＰａをこえる）仕様にも使用可能であるため、炭酸ガスあるいはＨＦＣ１２３４yｆを冷媒に用いたものに好適である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の斜板式コンプレッサの半球シューは、半球シューの摺動面に樹脂層を形成した構成において、潤滑不足となる場合でも樹脂層の潤滑特性および耐摩耗特性に優れるので、種々の斜板式コンプレッサに利用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１    ハウジング
２    回転軸
３    斜板
４    半球シュー
５    基材（金属製部材）
６    樹脂層
７    潤滑溝
８    非接触部
９    ピストン
１０  シリンダボア
１１  針状ころ軸受
１２  スラスト針状ころ軸受
１３  球面座
１４  半球シュー
１５  環状膨出部
１６  潤滑油通路
【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】
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