JPH1150960A

JPH1150960A - 斜板式コンプレッサ用シュー及びその組込み構造

Info

Publication number: JPH1150960A
Application number: JP9207970A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kato; 義夫加藤; Tadahisa Tanaka; 唯久田中
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 1999-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】斜板式コンプレッサ用シューの当たりの管理
を容易にする。【解決手段】ピストン４の球面座4bと接するシュー10
の外周面14の母線を、シュー10の中心線12から半径方向
に離れた位置に曲率中心O₁,O₁'をもち、曲率半径ｒが球
面座4bの曲率半径Ｒよりも短い円弧とすることにより、
シュー10の外周面14が所定の位置でピストン４の球面座
4bと当たるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車用エアコ
ン等に用いられる斜板式コンプレッサのシュー及びその
組込み構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】斜板式コンプレッサは、図４にその概略
構成を示すように、一対のシリンダブロック（５ａ，５
ｂ）内に、斜板（２）を固定した回転軸（３）が回転自
在に支持されている。シリンダブロック（５ａ，５ｂ）
には円周方向の等間隔位置に複数のシリンダボア（５）
が形成され、各ボア（５）内に両頭形のピストン（４）
が摺動自在に収容されている。各ピストン（４）の中央
部分には斜板（２）の外周部を跨ぐようにして凹陥部
（４ａ）が形成され、この凹陥部（４ａ）の軸方向対向
面に球面座（４ｂ）が形成されている。シュー（１）は
この球面座（４ｂ）に収容され、斜板（２）とピストン
（４）との間に介在して、斜板（２）の回転運動をピス
トン（４）の往復運動に円滑に変換させる働きをする。
なお、両頭形のピストンを備えた複動型の場合を例示し
たが、単動型の場合も基本的には同様の構成である。

【０００３】シュー（１）は一般に半球状で、その球面
状外周面にてピストン（４）の球面座（４ｂ）と係合
し、平坦な底面にて斜板（２）と摺接する。

【０００４】従来、図５に示すように、シュー（１）の
球面状外周面のうち、球面座（４ｂ）と接する接触部と
裾野部とを互いに異なる曲率で構成したものが知られて
いる（特公平３−５１９１２号公報参照）。図５は、ピ
ストン（４）の球面座（４ｂ）とそこに収容されたシュ
ー（１）を示したもので、球面座（４ｂ）は単一の曲率
半径をもって形成されており、一方、シュー（１）の球
面状外周面は、球面座（４ｂ）とほぼ同一の曲率半径を
もつ頂部の基準球面（１ａ）と、球面座（４ｂ）と係合
・離脱を繰り返す裾野の球帯部分が、基準球面（１ａ）
よりシュー（１）の中心方向に避退した避退球面（１
ｂ）とで構成されている。これにより、避退球面（１
ｂ）と基準球面（１ａ）との境界部からなだらかに漸増
する適度な空隙がシュー（１）の揺動により大小さまざ
まな形態に変転してくさび作用を助長し、摺動する基準
球面（１ａ）の接触領域へ効果的に潤滑油を供給するよ
うに意図されたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】斜板式コンプレッサに
おいては、斜板の回転揺動に伴いシューはいわゆるミソ
擦り運動を強いられるため、局部当たりが生じやすく、
これが偏摩耗等の不具合の原因となる。それゆえ、シュ
ーの正確な当たりを確保するため、シューの製造過程に
おいて当たりの位置を所定の範囲に収めるように管理す
る必要がある。

【０００６】しかしながら、ピストンの球面座と接する
シューの外周面を球面座とほぼ同一の曲率半径の球面と
した場合、当たり位置が一定せずにばらつきやすい。し
かも、球面座に対するシューの当たり位置は、シューの
球面の仕上がり如何に左右され、それゆえ、シューの高
さ管理を難しくしている。また、シューの外周面を複数
の曲率で構成した場合、加工が難しく、ピストンの球面
座との当たり位置も一層ばらつきやすくなる。

【０００７】そこで、この発明の目的は、当たりの管理
が容易で、しかも、加工が簡単な斜板式コンプレッサ用
シューを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の斜板式コンプレッサ用シューは、ピスト
ンに設けた座面を球面状（球面座）とし、シューの外周
面の母線を、シューの中心線から半径方向に離れた位置
に曲率中心をもち、曲率半径が座面の曲率半径よりも短
い円弧とする。換言すれば、シューのピストンとの当た
り位置に範囲を設け、その範囲内に球面径の公差内で確
実に当てるようにしたものである。これにより、シュー
の外周面は常に定点でピストンと接することとなる。し
たがって、シューの当たりの管理が容易である。曲率中
心と曲率半径によって当たりの位置を正確に設定できる
ため、接触面積、接触径が調整可能で、高速用、高荷重
用等の仕様に応じた最適設計が実現する。

【０００９】上述のように、シューの外周面がシューの
中心線から半径方向に離れた位置に曲率中心をもち、曲
率半径が球面状の座面の曲率半径よりも短い円弧を母線
としている結果、シューの頂部に窪みが形成される。こ
の窪みは油溜りとして機能する。また、シューの外周面
の母線の曲率半径が座面の曲率半径よりも短く、シュー
の外周面がピストンと定点で接することから、その接点
すなわち当たり点を境にして徐々に広がったくさび状の
すきまが両者間に形成される。このくさび状すきまは両
者間に油を引き込む作用をする。したがって、これらの
窪みとくさび状すきまの各作用が相俟って、シューとピ
ストンとの間の潤滑がきわめて良好に行なわれる。

【００１０】また、この発明による斜板式コンプレッサ
用シューの組込み構造は、ピストンに設けた座面に組み
込んだ状態におけるシューが、管理されたピストンから
の突出量を有するようにしたものである。そのために、
具体的には、座面を球面状とし、シューの外周面の母線
を、シューの中心線から半径方向に離れた位置に曲率中
心をもち、曲率半径が座面の曲率半径よりも短い円弧と
し（請求項３）、あるいは、座面を円錐面状とし、シュ
ーの外周面を球面状とする。これにより、座面とシュー
の外周面とが常に定点で当たることとなるため、ピスト
ンからのシューの突出量を所定値に管理できるのであ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に示すように、シュー（１
０）は鋼球から型鍛造によって成型され、半球状ないし
はボタン状の外観を呈している。ピストン（４）球面座
（４ｂ）と接する外周面（１４）は、シュー（１０）の
中心線（１２）から半径方向に離れた位置に曲率中心
（Ｏ₁，Ｏ₁’）をもった円弧を母線とする曲面であ
る。曲率半径（ｒ）は球面座（４ｂ）の曲率半径（Ｒ）
よりも短く設定されている。具体的には、外周面（１
４）の曲率中心（Ｏ₁，Ｏ₁’）は、球面座（４ｂ）の
曲率中心（Ｏ）から半径方向外側に距離Ｌだけ離間し、
軸方向に距離Ｈだけ離間した位置にある。したがって、
シュー（１０）の外周面（１４）は、縦断面（図１）で
見て、常に２点でピストン（４）の球面座（４ｂ）と当
たることとなる。当該当たり点は曲率中心（Ｏ₁，
Ｏ₁’）および曲率半径（ｒ）を変更することによって
変更することができる。外周面の曲率が単一であるた
め、図４に関連して上に述べた複数の曲率のものに比べ
て加工が極めて容易であり、当たり点を正確に設定する
ことができる。

【００１２】シュー（１０）の外周面（１４）の母線を
上述のような円弧としたことによって、シュー（１０）
の頂部には窪み（１６）が形成される。この窪み（１
６）はピストン（４）の球面座（４ｂ）と接することは
ないため、油溜りとして有効に活用することができる。
窪み（１６）はシュー（１０）の外周面（１４）の母線
を上述のような円弧としたことによる幾何学的な結果と
して、油溜めのための穴を設けるなどの特段の加工を要
することなく、シュー（１０）の頂部に形成されるので
あるが、もちろん、穴、溝その他の凹部を付加すること
を排除するものではない。

【００１３】上述のようにシュー（１０）の外周面（１
４）をシュー（１０）が２点当たりするような縦断面形
状とする代わりに、ピストン（４）の球面座（４ｂ）の
内周面の形状を変更し、たとえば円錐面状とすることに
よっても、シューの２点当たりを実現することが可能で
ある。その場合、円錐面の母線は必ずしも直線に限ら
ず、凸円弧、凹円弧であってもよく、後者の場合はゴシ
ックアーチ形の縦断面形状となる。

【００１４】斜板（２：図４参照）と接するシュー（１
０）の摺接面（１８）は平坦で、比較的大きな曲率半径
の曲面（１９）を経て外周面（１４）と連なっている。
なお、摺接面（１８）は必ずしも中心線（１２）に垂直
な平面である必要はなく、たとえば、大きな曲率の凸球
面、あるいは、周辺部に対して中央部がなだらかに盛り
上がった中高形状とすることも可能であるが、加工が容
易という点では平面が最も有利である。

【００１５】シュー（１０）の当たりの管理は次の要領
で求めたシューの「高さ」を基準にして行なわれる。図
２に示すように、所定の曲率および高さｈｏに仕上げた
マスターピース（Ｍ）を定盤（２０）上に置き、その上
に、所定の円錐角の円錐形凹部（２４）を備えた治具
（２２）を載せ、定盤（２０）から治具（２２）の上面
までの距離（マスター組み高さ：ｈ₁）を測定する。次
に、定盤（２０）上にシュー（１０）を置き、その上に
治具（２２）を載せて定盤（２０）から治具（２２）の
上面までの距離（シュー組み高さ：ｈ₂）を測定する。
そして、求めるシュー（１０）の高さＨを次式より算出
する。

【００１６】Ｈ＝ｈ₀＋（ｈ₂−ｈ₁）シューの高さＨ
が所定の範囲に収まるように管理することで、所期の当
たりを確保することができる。なお、図３に模式的に示
すように、シュー（１０）の外周面（１４）を５つの領
域ａ〜ｅに分けるならば、球面座（４ｂ）との当たり点
は領域ｃの部分に相当する。この領域ｃの上下に位置す
る領域ｂおよび領域ｄは、局部当たりがあってはならな
いが、領域ｃとの連続当たりは許容される。頂部の領域
ａは窪み（１６）がある部分であって当たりは生じな
い。最も下位の領域ｅも当たりがあってはならない部分
である。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の斜板式
コンプレッサ用シューは、ピストンの球面座と接するシ
ューの外周面の母線を、シューの中心線から半径方向に
離れた位置に曲率中心をもち、曲率半径が球面座の曲率
半径よりも短い円弧としたことによって、シューの外周
面が所定の位置で球面座と当たることとなる。したがっ
て、シューの当たりの管理が容易である。

【００１８】また、シューの外周面がピストンと所定の
位置で当たることから、その当たり点を境にして徐々に
広がったくさび状のすきまが両者間に形成される。当該
くさび状のすきまは油を引き込むのに有利な形態であ
り、シューとピストン間の潤滑に有利に作用する。加え
て、シューの外周面が、上述のようにシューの中心線か
ら半径方向に離れた位置に曲率中心をもち、曲率半径が
ピストンの凹部の曲率半径よりも短い円弧を母線として
いる結果として、シューの頂部に窪みが形成される。こ
の窪みは油溜りとして機能するため、上述のくさび状す
きまと相乗的に作用して、シューとピストンとの間の潤
滑がきわめて良好に行なわれる。

【００１９】さらに、この発明の斜板式コンプレッサの
シューは、外周面の曲率が単一であるため、加工が容易
であり、当たりの管理が容易であることとも相俟って、
高い精度の外周面を備えた斜板式コンプレッサのシュー
を安価に製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ピストンの球面座に当接したシューの縦断面図
である。

【図２】（Ａ）はマスターピースの側面図、（Ｂ）は測
定方法を示す説明図である。

【図３】シューの当たりを説明するための模式図であ
る。

【図４】斜板式コンプレッサの縦断面図である。

【図５】従来の技術を示す断面図である。

【符号の説明】

１０シュー１２中心線１４外周面１６窪み１８摺接面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ピストンに設けた球面座と接するシュー
の外周面の母線を、シューの中心線から半径方向に離れ
た位置に曲率中心をもち、曲率半径が座面の曲率半径よ
りも短い円弧としたことを特徴とする斜板式コンプレッ
サ用シュー。
【請求項２】ピストンに設けた座面に組み込んだ状態
におけるシューが、ピストンから管理された突出量を有
することを特徴とする斜板式コンプレッサ用シューの組
込み構造。
【請求項３】前記座面を球面状とし、シューの外周面
の母線を、シューの中心線から半径方向に離れた位置に
曲率中心をもち、曲率半径が座面の曲率半径よりも短い
円弧としたことを特徴とする請求項２の斜板式コンプレ
ッサ用シューの組込み構造。
【請求項４】前記座面を円錐面状とし、シューの外周
面を球面状としたことを特徴とする請求項２の斜板式コ
ンプレッサ用シューの組込み構造。