JP2008190490A - Swash plate type compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、斜板式圧縮機に関し、とくに、斜板に摺接されるシューとそれを保持するピストンとの間の係合部の構造に関する。 The present invention relates to a swash plate compressor, and more particularly, to a structure of an engaging portion between a shoe slidably contacting a swash plate and a piston holding the shoe.
圧縮機の主軸に対し傾斜されて配置され主軸とともに回転する斜板と、該斜板に摺接されるシュー(一対のシュー)と、該シューを保持し該シューを介して主軸の回転運動から変換された往復運動が伝達されるピストンを備えた斜板式圧縮機が知られており、該斜板式圧縮機には、斜板の主軸に対する傾斜角が一定の固定容量型斜板式圧縮機と、傾斜角が可変の可変容量型斜板式圧縮機とが含まれる。この種斜板式圧縮機においては、通常、晩の外周側両側面に配置された一対のシューが、ピストンの反圧縮側端部に形成された凹部内に保持され、該凹部が凹球面に、対応するシューの被保持部が凸球面に形成された構造が知られている。 A swash plate that is inclined with respect to the main shaft of the compressor and rotates with the main shaft, a shoe (a pair of shoes) slidably in contact with the swash plate, and a rotational movement of the main shaft through the shoe that holds the shoe. A swash plate type compressor having a piston to which a converted reciprocating motion is transmitted is known, and the swash plate type compressor includes a fixed capacity type swash plate type compressor having a constant inclination angle with respect to the main axis of the swash plate, and And a variable displacement swash plate compressor having a variable inclination angle. In this kind of swash plate compressor, usually, a pair of shoes arranged on both sides on the outer peripheral side of the evening is held in a recess formed at the end portion on the non-compression side of the piston, and the recess is formed into a concave spherical surface. There is known a structure in which a held portion of a corresponding shoe is formed into a convex spherical surface.
このシューとピストンとの係合部には、一般に、焼き付き等を防止するために潤滑されることが要求される。良好な潤滑性能を維持するために、例えば特許文献1には、ピストン側のシュー摺動面に凸部を設けることで、シュー摺動面に潤滑油が供給されやすい構造を採った斜板式圧縮機のピストンとシューとの係合構造が開示されている。冷凍サイクルに用いられる圧縮機の場合には、潤滑油は、通常、オイル含有冷媒の形態で供給され、斜板が収容されているクランク室に冷媒が流入される際に、潤滑油も上記係合部に供給されるようになっている。
ところが、上記のような従来技術には、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、潤滑油が供給不足になるおそれがあり、潤滑油供給不足のために斜板/シュー/ピストンのいずれかの間で焼き付きが生じるおそれがある。
However, the following problems remain in the prior art as described above.
That is, when the refrigerant in the compressor becomes a liquefied state, there may occur a phenomenon in which the lubricating oil adhering to the shoe sliding portion of the piston is washed away by the liquefied refrigerant. When the compressor is operated in this state, there is a possibility that the supply of lubricating oil will be insufficient, and there is a possibility that seizure will occur between any of the swash plate / shoe / piston due to the insufficient supply of lubricating oil.
そこで本発明の課題は、このような問題点に着目し、とくにピストンとシューとの間の摺動面に、いわゆる自己潤滑性を持たせ、多少の潤滑油供給不足が生じた場合にあっても、必要な摺動性能を維持できるようにし、斜板/シュー/ピストンの間で焼き付き等の発生を確実に防止し得る、信頼性の高い斜板式圧縮機を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to pay attention to such a problem, particularly when the sliding surface between the piston and the shoe has a so-called self-lubricating property and a shortage of lubricating oil supply occurs. Another object of the present invention is to provide a highly reliable swash plate compressor that can maintain necessary sliding performance and can reliably prevent the occurrence of seizure between swash plates / shoes / pistons.
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、圧縮機の主軸に対し傾斜されて配置され主軸とともに回転する斜板と、該斜板に摺接されるシューと、該シューを保持し該シューを介して前記主軸の回転運動から変換された往復運動が伝達されるピストンを備えた斜板式圧縮機において、前記シューを保持するピストン凹球面部および該ピストン凹球面部に係合するシュー凸球面部のいずれか一方に、亜鉛を主成分とするめっき層を設けたことを特徴とするものからなる。 In order to solve the above-described problems, a swash plate compressor according to the present invention includes a swash plate that is arranged to be inclined with respect to a main shaft of the compressor, rotates with the main shaft, a shoe that is in sliding contact with the swash plate, and the shoe. In the swash plate type compressor having a piston that holds the shoe and transmits the reciprocating motion converted from the rotational motion of the main shaft through the shoe, the piston concave spherical portion that holds the shoe and the piston concave spherical portion It is characterized in that a plating layer containing zinc as a main component is provided on either one of the convex convex spherical surface portions.
すなわち、亜鉛を主成分とするめっき層を設けることにより、ピストン凹球面部とシュー凸球面部の間に優れた自己潤滑性能を付与することが可能になり、多少の潤滑油供給不足が生じた場合にあっても、この部位に必要な潤滑性能を維持することが可能になる。シューとピストンは凸球面と凹球面によって係合し、ピストン側に対してシューは自由に回動できるようになっているから、斜板に対するシューの姿勢は最も抵抗の少ない、かじり等の発生しにくい姿勢に自動的に維持されるから、上記部位に優れた自己潤滑性能を付与することにより、結局、斜板/シュー/ピストンの間における焼き付き等の発生を確実に防止した信頼性の高い摺動性能が得られることになる。 That is, by providing a plating layer mainly composed of zinc, it becomes possible to provide excellent self-lubricating performance between the piston concave spherical surface portion and the shoe convex spherical surface portion, resulting in a slight shortage of lubricating oil supply. Even in this case, it is possible to maintain the lubrication performance necessary for this part. The shoe and piston are engaged by a convex spherical surface and a concave spherical surface, and the shoe can be freely rotated with respect to the piston side. Therefore, the posture of the shoe with respect to the swash plate has the least resistance, and galling occurs. Since it is automatically maintained in a difficult posture, by providing excellent self-lubricating performance to the above parts, a highly reliable slide that reliably prevents the occurrence of seizure between the swash plate / shoe / piston after all. Dynamic performance will be obtained.
この本発明に係る斜板式圧縮機においては、上記めっき層の軟化点が、ピストン側およびシュー側の表面材質の軟化点よりも低いことが好ましい。これによって、潤滑油が比較的大きく不足し、摺動部の温度が上昇する場合にあっても、金属材料同士の焼き付きを防止ないし軽減することが可能になる。 In the swash plate compressor according to the present invention, it is preferable that the softening point of the plating layer is lower than the softening points of the surface material on the piston side and the shoe side. This makes it possible to prevent or reduce seizure of metal materials even when the lubricating oil is relatively large and insufficient and the temperature of the sliding portion rises.
また、上記めっき層の表面に腐食防止被膜が付与されている形態を採用することもできる。亜鉛を主成分とするめっき層においては、いわゆる白錆が発生するおそれのある場合もあり、白錆が発生すると、亜鉛を主成分とするめっき層の低軟化点特性が損なわれ、上記金属材料同士の焼き付き防止性能が損なわれるおそれが生じる。しかし、腐食防止被膜を付与しておけば、このような白錆の発生をより確実に防止することが可能になり、亜鉛を主成分とするめっき層の低軟化点特性がより確実に維持される。 Moreover, the form by which the corrosion prevention film is provided to the surface of the said plating layer is also employable. In the plating layer mainly composed of zinc, so-called white rust may be generated. When white rust is generated, the low softening point characteristic of the plating layer mainly composed of zinc is impaired, and the above metal material There is a risk that the anti-seizure performance between the two may be impaired. However, if a corrosion-preventing coating is provided, it is possible to more reliably prevent the occurrence of such white rust, and the low softening point characteristics of the plating layer mainly composed of zinc are more reliably maintained. The
このような腐食防止被膜としては、例えば、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級アルコール、重金属化合物、界面活性剤のいずれか、またはそれらの組み合わせにより形成することができる。 Such a corrosion-preventing coating can be formed from, for example, a higher fatty acid, a higher fatty acid ester, a higher alcohol, a heavy metal compound, a surfactant, or a combination thereof.
これらのうち、上記重金属化合物としては、例えば、クロム酸塩、重クロム酸塩、酸化クロムのいずれかを使用できる。また、上記界面活性剤としては、例えば、金属石鹸、フタロシアニン、ポリオキシアルキレングリコールのいずれかを使用できる。 Among these, as the heavy metal compound, for example, any of chromate, dichromate, and chromium oxide can be used. Moreover, as said surfactant, any of metal soap, phthalocyanine, and polyoxyalkylene glycol can be used, for example.
このような本発明に係る斜板式圧縮機は、とくに高い信頼性、高い耐久性が長期間にわたって求められる、車両空調装置用に用いられる圧縮機に好適なものである。また、前述した従来技術における問題点を解決するために、潤滑油含有冷媒を圧縮する圧縮機に好適なものである。 Such a swash plate compressor according to the present invention is suitable for a compressor used for a vehicle air conditioner, which requires particularly high reliability and high durability over a long period of time. Further, in order to solve the above-described problems in the prior art, the present invention is suitable for a compressor that compresses a lubricant-containing refrigerant.
なお、本発明は、固定容量型斜板式圧縮機、可変容量型斜板式圧縮機のいずれにも適用できるものである。 The present invention can be applied to both a fixed displacement swash plate compressor and a variable displacement swash plate compressor.
本発明に係る斜板式圧縮機によれば、潤滑油供給不足時のピストンとシューとの間の摺動面の潤滑性を向上でき、それによって斜板/シュー/ピストンの間における焼き付き等の発生を確実に防止できるようになり、信頼性の高い圧縮機を提供できる。 According to the swash plate compressor according to the present invention, it is possible to improve the lubricity of the sliding surface between the piston and the shoe when the lubricating oil supply is insufficient, thereby causing seizure or the like between the swash plate / shoe / piston. Can be reliably prevented, and a highly reliable compressor can be provided.
また、本発明は、部品(例えばシューやピストンなど)の従来仕様を実質的に設計変更することなく実施できるため、従来の生産設備を大幅に変更する必要はなく、優れた生産性を維持しつつ、容易にかつ安価に実施可能である。 In addition, the present invention can be implemented without substantially changing the design of the conventional specifications of parts (for example, shoes and pistons), so that it is not necessary to significantly change the conventional production equipment and maintain excellent productivity. However, it can be implemented easily and inexpensively.
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施態様に係る斜板式圧縮機における斜板/シュー/ピストンの係合部を示している。図1において、1は、圧縮機の主軸(図示略)に対し傾斜されて配置され主軸とともに回転する円板状の斜板を示しており、該斜板1の外周側の両側面上には一対のシュー2が配置され、該一対のシュー2はその平坦面側が斜板1に摺接されるようになっている。これらシュー2はシュー凸球面部2aを有しており、シュー凸球面部2aがピストン3側に形成されたピストン凹球面部3aに係合されることにより、斜板1に対してピストン3により一対のシュー2が所定の位置関係に保持されるようになっている。これら一対のシュー2を介して、斜板1の回転運動が、矢印で示すピストン3の往復運動に変換され、該ピストン3が所定の圧縮動作を行うことができるようになっている。これらシュー2を保持するピストン凹球面部3aおよび該ピストン凹球面部3aに係合するシュー凸球面部2aのいずれか一方に、亜鉛を主成分とするめっき層4が設けられており、本実施態様では、ピストン凹球面部3a上にめっき層4が設けられている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a swash plate / shoe / piston engagement portion in a swash plate compressor according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a disk-like swash plate that is arranged to be inclined with respect to a main shaft (not shown) of the compressor and rotates together with the main shaft. A pair of
このめっき層4は、その軟化点がピストン側およびシュー側の表面材質の軟化点よりも低くなるように各部位の材質が選択されていることが好ましく、例えば、亜鉛を主成分とするめっき層4に対して、ピストン3をより軟化点の高いアルミ合金、シュー2をより軟化点の高い鋼で構成すればよい。また、前述の如く、めっき層4の表面には腐食防止被膜を付与しておくことができ、腐食防止被膜としては前述の如き各種のものが使用可能である。
It is preferable that the material of each part of the
上記のような亜鉛を主成分としためっき層を設けることによる効果を確認するために、以下のような試験を行った。試験は、鋼製のシューとアルミ合金製のピストンを想定し、それらの間に亜鉛を主成分としためっき層を介在させた場合を想定して、潤滑油が無い状態でのアルミ合金と鋼との間の焼き付き性を評価した。 In order to confirm the effect of providing a plating layer mainly composed of zinc as described above, the following test was performed. The test assumes a steel shoe and an aluminum alloy piston, and an aluminum alloy and steel in the absence of lubricating oil, assuming a zinc-based plating layer interposed between them. The seizure property between the two was evaluated.
図2に示す試験装置を使用し、半球状のシュー11(軸受鋼製)3個を摩擦磨耗試験機10の試験室12内の固定冶具13に乗せる(ディスク14との接触面はシュー11の平坦面側)。ディスク14(アルミ合金製基材)を摩擦磨耗試験機10の回転軸15に固定する。試験室12内を密閉化した後、試験室12内を真空引きし、内部空気を脱気する。次いで、試験室12内に冷媒としてのHFC134a(1.1.1.2−テトラフロロエタン)を導入し、HFC134aの雰囲気圧を0.1MPaに設定する。試験室12内を密閉化した状態で、シュー固定冶具13をシュー11を介して荷重10kgfでディスク14に押し付ける。摩擦磨耗試験機10の回転軸15を回転速度200rpmで回転させる。シュー11を乗せた冶具13を負荷増加速度2kgf/分にて荷重を負荷していき、焼き付きが発生した回転速度と負荷荷重を記録する。焼き付きが発生した回転速度と荷重の積を焼き付きpV値(kgf*rpm)として算出する(本pV値が高いほど耐焼き付き性が高い)。なお、焼き付きの発生は、冶具13に連結したロードセルを内包した摩擦トルク測定具16で検知し、測定される摩擦トルクが急激に増加し始める点を焼き付きの発生点として検出した。また、試験開始時点でのディスク14、シュー11は室温であり、試験中の試験片の温度は成り行きである。試験は、3個のシュー11について、めっき層無しの場合、シュー11に亜鉛を主成分としためっき層を設けた場合、さらにそのめっき層の表面に腐食防止被膜(高級脂肪酸を使用)を付与した場合についてそれぞれ行った。
2, three hemispherical shoes 11 (made of bearing steel) are placed on the
試験結果を表1と図3に示すように、めっき層無しの場合は極めて低いpV値であったが、それに比べ、亜鉛を主成分としためっき層を設けた場合には、pV値が大幅に高められ、さらに腐食防止被膜を付与した場合には、一層pV値が高められた。このように、本発明により亜鉛を主成分としためっき層を設けることにより、潤滑油が不足する場合に、優れた自己潤滑性能を与えることができ、それによって潤滑性を大幅に向上できることが確認された。 As shown in Table 1 and FIG. 3, the test results were extremely low pV values when there was no plating layer, but the pV value was significantly higher when a plating layer mainly composed of zinc was provided. When the corrosion prevention coating was further applied, the pV value was further increased. In this way, it is confirmed that by providing a plating layer mainly composed of zinc according to the present invention, it is possible to provide excellent self-lubricating performance when lubricating oil is insufficient, thereby greatly improving lubricity. It was done.
本発明に係る斜板式圧縮機は、固定容量型斜板式圧縮機、可変容量型斜板式圧縮機のいずれにも適用でき、とくに潤滑油含有冷媒を圧縮する、車両空調装置用圧縮機として好適なものである。 The swash plate compressor according to the present invention can be applied to both a fixed displacement swash plate compressor and a variable displacement swash plate compressor, and is particularly suitable as a compressor for a vehicle air conditioner that compresses a lubricant-containing refrigerant. Is.
1 斜板
2 シュー
2a シュー凸球面部
3 ピストン
3a ピストン凹球面部
4 亜鉛を主成分とするめっき層
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