JP3931990B2 - 摺動装置 - Google Patents
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Description
本発明は摺動装置に関し、より詳しくは、例えば斜板式コンプレッサにおける斜板とシューとして好適な摺動装置に関する。
従来、斜板式コンプレッサとして、回転自在に設けた斜板と、この斜板と摺動する摺動面を有するシューとを備えたものは知られている（例えば特許文献１、特許文献２）。
特開平１０−１５３１６９号公報
特開２００２−３１７７５７号公報
ところで、上述した従来の斜板式コンプレッサは、最近では高速で高荷重の条件下で、しかも潤滑油量が少ない条件において使用されるようになっている。このように、最近では斜板式コンプレッサの作動条件が益々苛酷なものとなっており、そのために斜板やシューの摩耗が激しくなり、しかもそれらの焼付きが生じやすいという問題が生じている。
さらに、従来からシューの摺動特性を向上させるために、シューの摺動面に表面処理を施したり、改質したりといった処理を行っているが、このような処理を行うことによりシューの製造コストが高くなるという欠点があった。
さらに、従来からシューの摺動特性を向上させるために、シューの摺動面に表面処理を施したり、改質したりといった処理を行っているが、このような処理を行うことによりシューの製造コストが高くなるという欠点があった。
上述した事情に鑑み、請求項１に記載した本発明は、回転軸に連動して回転され、かつ両端面の少なくとも一方に平坦な第１摺動面を有する斜板と、上記斜板の第１摺動面と摺動する第２摺動面を有するシューとを備えた摺動装置において、
上記シューの材料として鉄系材料を用いるとともに、このシューの第２摺動面に多数の微小な環状膨出部からなる焼入れ部を形成し、上記各環状膨出部の半径方向内方は潤滑油を貯溜する凹部となっており、また、各環状膨出部の半径方向外方には潤滑油が流通可能な網目状凹部からなる潤滑油通路が形成されており、さらに、上記斜板の材料として下記ａ〜ｅのいずれかを用いた摺動装置を提供するものである。
（ａ）高力黄銅
（ｂ）鉄系基材を銅合金で被覆したもの
（ｃ）アルミシリコン合金
（ｄ）鉄系基材をアルミシリコン合金で被覆したもの
（ｅ）鉄系基材
また、請求項２に記載した本発明は、回転軸に連動して回転され、かつ両端面の少なくとも一方に平坦な第１摺動面を有する斜板と、上記斜板の第１摺動面と摺動する第２摺動面を有するシューとを備えた摺動装置において、
上記シューの材料としてアルミシリコン合金を用いるとともに、このシューの第２摺動面にＮｉ−Ｐ系の硬質メッキを施した後に、多数の微小な環状膨出部からなる焼入れ部を形成し、上記各環状膨出部の半径方向内方は潤滑油を貯溜する凹部となっており、また、各環状膨出部の半径方向外方には潤滑油が流通可能な網目状凹部からなる潤滑油通路が形成されており、さらに、上記斜板の材料として下記ａ〜ｅのいずれかを用いたことを特徴とする摺動装置を提供するものである。
（ａ）高力黄銅
（ｂ）鉄系基材を銅合金で被覆したもの
（ｃ）アルミシリコン合金
（ｄ）鉄系基材をアルミシリコン合金で被覆したもの
（ｅ）鉄系基材
また、請求項３に記載した本発明は、回転軸に連動して回転され、かつ両端面の少なくとも一方に平坦な第１摺動面を有する斜板と、上記斜板の第１摺動面と摺動する第２摺動面を有するシューとを備えた摺動装置において、
上記シューの材料として銅合金を用いるとともに、このシューの第２摺動面にＮｉ−Ｐ系の硬質メッキを施した後に、多数の微小な環状膨出部からなる焼入れ部を形成し、上記各環状膨出部の半径方向内方は潤滑油を貯溜する凹部となっており、また、各環状膨出部の半径方向外方には潤滑油が流通可能な網目状凹部からなる潤滑油通路が形成されており、さらに、上記斜板の材料として下記ａ〜ｅのいずれかを用いたことを特徴とする摺動装置を提供するものである。
（ａ）高力黄銅
（ｂ）鉄系基材を銅合金で被覆したもの
（ｃ）アルミシリコン合金
（ｄ）鉄系基材をアルミシリコン合金で被覆したもの
（ｅ）鉄系基材
さらに、請求項４に記載した本発明は、回転軸に連動して回転され、かつ両端面の少なくとも一方に平坦な第１摺動面を有する斜板と、上記斜板の第１摺動面と摺動する第２摺動面を有するシューとを備えた摺動装置において、
上記シューの材料として純チタン又はチタン合金を用いるとともに、このシューの第２摺動面に多数の微小な環状膨出部からなる焼入れ部を形成し、上記各環状膨出部の半径方向内方は潤滑油を貯溜する凹部となっており、また、各環状膨出部の半径方向外方には潤滑油が流通可能な網目状凹部からなる潤滑油通路が形成されており、さらに、上記斜板の材料として下記ａ〜ｅのいずれかを用いた摺動装置を提供するものである。
（ａ）高力黄銅
（ｂ）鉄系基材を銅合金で被覆したもの
（ｃ）アルミシリコン合金
（ｄ）鉄系基材をアルミシリコン合金で被覆したもの
（ｅ）鉄系基材
上記シューの材料として鉄系材料を用いるとともに、このシューの第２摺動面に多数の微小な環状膨出部からなる焼入れ部を形成し、上記各環状膨出部の半径方向内方は潤滑油を貯溜する凹部となっており、また、各環状膨出部の半径方向外方には潤滑油が流通可能な網目状凹部からなる潤滑油通路が形成されており、さらに、上記斜板の材料として下記ａ〜ｅのいずれかを用いた摺動装置を提供するものである。
（ａ）高力黄銅
（ｂ）鉄系基材を銅合金で被覆したもの
（ｃ）アルミシリコン合金
（ｄ）鉄系基材をアルミシリコン合金で被覆したもの
（ｅ）鉄系基材
また、請求項２に記載した本発明は、回転軸に連動して回転され、かつ両端面の少なくとも一方に平坦な第１摺動面を有する斜板と、上記斜板の第１摺動面と摺動する第２摺動面を有するシューとを備えた摺動装置において、
上記シューの材料としてアルミシリコン合金を用いるとともに、このシューの第２摺動面にＮｉ−Ｐ系の硬質メッキを施した後に、多数の微小な環状膨出部からなる焼入れ部を形成し、上記各環状膨出部の半径方向内方は潤滑油を貯溜する凹部となっており、また、各環状膨出部の半径方向外方には潤滑油が流通可能な網目状凹部からなる潤滑油通路が形成されており、さらに、上記斜板の材料として下記ａ〜ｅのいずれかを用いたことを特徴とする摺動装置を提供するものである。
（ａ）高力黄銅
（ｂ）鉄系基材を銅合金で被覆したもの
（ｃ）アルミシリコン合金
（ｄ）鉄系基材をアルミシリコン合金で被覆したもの
（ｅ）鉄系基材
また、請求項３に記載した本発明は、回転軸に連動して回転され、かつ両端面の少なくとも一方に平坦な第１摺動面を有する斜板と、上記斜板の第１摺動面と摺動する第２摺動面を有するシューとを備えた摺動装置において、
上記シューの材料として銅合金を用いるとともに、このシューの第２摺動面にＮｉ−Ｐ系の硬質メッキを施した後に、多数の微小な環状膨出部からなる焼入れ部を形成し、上記各環状膨出部の半径方向内方は潤滑油を貯溜する凹部となっており、また、各環状膨出部の半径方向外方には潤滑油が流通可能な網目状凹部からなる潤滑油通路が形成されており、さらに、上記斜板の材料として下記ａ〜ｅのいずれかを用いたことを特徴とする摺動装置を提供するものである。
（ａ）高力黄銅
（ｂ）鉄系基材を銅合金で被覆したもの
（ｃ）アルミシリコン合金
（ｄ）鉄系基材をアルミシリコン合金で被覆したもの
（ｅ）鉄系基材
さらに、請求項４に記載した本発明は、回転軸に連動して回転され、かつ両端面の少なくとも一方に平坦な第１摺動面を有する斜板と、上記斜板の第１摺動面と摺動する第２摺動面を有するシューとを備えた摺動装置において、
上記シューの材料として純チタン又はチタン合金を用いるとともに、このシューの第２摺動面に多数の微小な環状膨出部からなる焼入れ部を形成し、上記各環状膨出部の半径方向内方は潤滑油を貯溜する凹部となっており、また、各環状膨出部の半径方向外方には潤滑油が流通可能な網目状凹部からなる潤滑油通路が形成されており、さらに、上記斜板の材料として下記ａ〜ｅのいずれかを用いた摺動装置を提供するものである。
（ａ）高力黄銅
（ｂ）鉄系基材を銅合金で被覆したもの
（ｃ）アルミシリコン合金
（ｄ）鉄系基材をアルミシリコン合金で被覆したもの
（ｅ）鉄系基材
このような構成によれば、耐焼付性が良好な摺動装置を提供することができる。
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において、摺動装置１は斜板式コンプレッサのハウジング内に設けられている。この摺動装置１は、上記ハウジング内に軸支した回転軸２に傾斜させて取り付けた斜板３と、この斜板３と摺動する複数のシュー４とから構成されている。
斜板３は円板状に形成されており、この斜板３における両方の端面は、シュー４と摺動する平坦な摺動面３Ａ、３Ａとなっている。
一方、シュー４は全体として半球状に形成されており、上記斜板３の摺動面３Ａと摺動する摺動面４Ａと、半球状をした半球状凸面４Ｂとから構成されている。
斜板３は円板状に形成されており、この斜板３における両方の端面は、シュー４と摺動する平坦な摺動面３Ａ、３Ａとなっている。
一方、シュー４は全体として半球状に形成されており、上記斜板３の摺動面３Ａと摺動する摺動面４Ａと、半球状をした半球状凸面４Ｂとから構成されている。
上記斜板式コンプレッサのハウジング内には、回転軸２と平行に、かつそれを囲繞して複数のピストン５を配置している。各ピストン５の一端に形成した円弧状の切欠き部５Ａ内に２個１組のシュー４を摺動自在に保持してあり、その状態の切欠き部５Ａを上記斜板３の外周部を包み込むように配置すると同時に、各組のシュー４の摺動面４Ａを斜板３の摺動面３Ａに当接させている。
そして、上記回転軸２が回転されると斜板３が回転して、斜板３の両端面である摺動面３Ａと各組のシュー４の摺動面４Ａとが摺動し、それに伴って各組のシュー４を介して各ピストン５が軸方向に進退動されるようになっている。
上述した構成は従来公知の摺動装置のものと変わるところはない。
そして、上記回転軸２が回転されると斜板３が回転して、斜板３の両端面である摺動面３Ａと各組のシュー４の摺動面４Ａとが摺動し、それに伴って各組のシュー４を介して各ピストン５が軸方向に進退動されるようになっている。
上述した構成は従来公知の摺動装置のものと変わるところはない。
しかして、本実施例のシュー４は鉄系材料であるＳＵＪ２からなり、端面からなる概略平坦な摺動面４Ａは、その中心側が外周縁よりも僅かに（２μｍ程度）盛り上がった中高形状となっている。これにより、摺動面４Ａが上記斜板３の摺接面３Ａと摺動する際には、両摺動面４Ａ、３Ａとの間に潤滑油が引き込まれやすい形状となっている。
そして、後述するように、本実施例においては、シュー４の摺動面４Ａの全域にレーザを照射して焼入れするとともに、斜板３も改良することによって、両部材の摺動面３Ａ、４Ａの耐焼付性を向上させ、ひいては摺動装置１全体の耐焼付性を向上させるようにしている。
そして、後述するように、本実施例においては、シュー４の摺動面４Ａの全域にレーザを照射して焼入れするとともに、斜板３も改良することによって、両部材の摺動面３Ａ、４Ａの耐焼付性を向上させ、ひいては摺動装置１全体の耐焼付性を向上させるようにしている。
すなわち、シュー４の摺動面４Ａへの焼入れとその後の加工工程を説明すると、先ず、図２〜図３に示すように、ＳＵＪ２で半球状に製造したシュー４（母材）の端面である摺動面４Ａの全域に対して、多数の同一径の円６を描くようにＹＡＧレーザを照射する。
上記各円６の直径は０．８ｍｍに設定してあり、各円６は、摺動面４Ａの全域においてピッチＰが同一の縦横の平行線を引いた際の各交点の位置に中心が来るように形成している。本実施例においては、上記ピッチＰは１．１ｍｍに設定している。
本実施例においては、上記摺動面４Ａに照射するＹＡＧレーザの出力は５０Ｗであり、これを摺動面４Ａの表面に対して２ｍｍの深さとなる位置でＹＡＧレーザの焦点が結ばれるように集光レンズを調整して、したがって摺動面４Ａの表面に対してはデフォーカスした状態でＹＡＧレーザを照射するようにしている。
上記各円６の直径は０．８ｍｍに設定してあり、各円６は、摺動面４Ａの全域においてピッチＰが同一の縦横の平行線を引いた際の各交点の位置に中心が来るように形成している。本実施例においては、上記ピッチＰは１．１ｍｍに設定している。
本実施例においては、上記摺動面４Ａに照射するＹＡＧレーザの出力は５０Ｗであり、これを摺動面４Ａの表面に対して２ｍｍの深さとなる位置でＹＡＧレーザの焦点が結ばれるように集光レンズを調整して、したがって摺動面４Ａの表面に対してはデフォーカスした状態でＹＡＧレーザを照射するようにしている。
このようにレーザが照射された摺動面４Ａにおける各円６の箇所は図４および図５に示すように環状に膨出して環状膨出部７となり、この環状膨出部７の半径方向の隣接内方側に、下方側が窄むテ―パ状の凹部８が形成されている。つまり、上記各円６を形成するようにレーザを摺動面４Ａに照射することで、レーザが照射された円６の箇所にクレーター状の環状膨出部７が形成される。環状膨出部７の高さおよび凹部８の深さは概ね１〜３μｍ程度となっている。さらに、各環状膨出部７の半径方向外方側には、相互に連通し、かつ摺動面４Ａの外周部まで到達する網目状凹部１０が形成されている。
各環状膨出部７とその深さ方向の内方側の箇所１１（破線９よりも上方側の箇所）は、シュー４の母材の硬度であるＨｖ７５０に対してＨｖ１００程度硬度が増大して焼入れ処理がなされている。
他方、摺動面４Ａにおける各環状膨出部７の半径方向内方側および環状膨出部７の外方の箇所（凹部８および網目状凹部１０の箇所）は焼きなまされて非焼入れ部となっており、その部分は母材よりも硬度がＨｖ１００程度低下している。
各環状膨出部７とその深さ方向の内方側の箇所１１（破線９よりも上方側の箇所）は、シュー４の母材の硬度であるＨｖ７５０に対してＨｖ１００程度硬度が増大して焼入れ処理がなされている。
他方、摺動面４Ａにおける各環状膨出部７の半径方向内方側および環状膨出部７の外方の箇所（凹部８および網目状凹部１０の箇所）は焼きなまされて非焼入れ部となっており、その部分は母材よりも硬度がＨｖ１００程度低下している。
本実施例においては、シュー４の摺動面４Ａに対して上述したように多数の円６を描くようにレーザを照射することにより、先ず多数の微小な環状膨出部７および凹部８と網目状凹部１０を形成する。
そして、その後にラップ加工によって一旦上記摺動面４Ａにおける全ての環状膨出部７を削除して摺動面４Ａを平滑な面とし、その後から摺動面４Ａに対してバフ加工を施して加工が終了する。
このようにして加工が終了した後には、図６に示すように、摺動面４Ａの全域にわたって上記レーザを照射した各円６の箇所（上記環状膨出部７の箇所）に上記環状膨出部７と同様の環状膨出部７’が形成されるとともに、各環状膨出部７’の半径方向内方に上記凹部８と同様の凹部８’が形成される。さらに、各環状膨出部７’の半径方向外方には潤滑油が流通可能な網目状凹部からなる潤滑油通路１０’が形成される。
これは、当初の環状膨出部７がラップ加工により削除され、その後にバフ加工されることで、環状膨出部７の深さ方向の内方側の箇所１１の硬度がその周辺部分の硬度よりも高くなっているため、硬度が高い部分が環状に残存することで上記環状膨出部７’、凹部８’および潤滑油通路１０’が形成されるものである。
そして、その後にラップ加工によって一旦上記摺動面４Ａにおける全ての環状膨出部７を削除して摺動面４Ａを平滑な面とし、その後から摺動面４Ａに対してバフ加工を施して加工が終了する。
このようにして加工が終了した後には、図６に示すように、摺動面４Ａの全域にわたって上記レーザを照射した各円６の箇所（上記環状膨出部７の箇所）に上記環状膨出部７と同様の環状膨出部７’が形成されるとともに、各環状膨出部７’の半径方向内方に上記凹部８と同様の凹部８’が形成される。さらに、各環状膨出部７’の半径方向外方には潤滑油が流通可能な網目状凹部からなる潤滑油通路１０’が形成される。
これは、当初の環状膨出部７がラップ加工により削除され、その後にバフ加工されることで、環状膨出部７の深さ方向の内方側の箇所１１の硬度がその周辺部分の硬度よりも高くなっているため、硬度が高い部分が環状に残存することで上記環状膨出部７’、凹部８’および潤滑油通路１０’が形成されるものである。
本実施例においては、このようにして形成された多数の環状膨出部８’によって焼入れ部が形成されている。また、各凹部８’は潤滑油を貯溜する貯溜部として機能するようになっており、また、潤滑油通路１０’内は潤滑油が流通できるようになっている。
図６に示すように、各環状膨出部７’の高さｈ（凹部８’の深さ）は０．０５〜０．３μｍ、断面の最大幅Ｗ（裾部の半径方向寸法）は約０．３ｍｍとなっている。また各環状膨出部７’の山頂部の直径Ｄ１は０．８ｍｍとなっている。環状膨出部７’の外周縁の直径Ｄ２は、１．１ｍｍ程度となっており、また環状膨出部７’の内周縁の直径Ｄ３は０．５ｍｍ程度となっている。
このように本実施例においては、鉄系材料であるＳＵＪ２を母材（基材）としたシュー４において、摺動面４Ａに上述したようなレーザ焼入れとその後のラップ加工とバフ加工を施している。
このように構成したシュー４に対して、本実施例では、斜板３に用いる材料としての基材とその表面処理について次のように構成している。つまり、斜板３の基材として高力黄銅を用いており、斜板３の摺動面３Ａである表面には、メッキなどの特別な表面処理はしていない。
図６に示すように、各環状膨出部７’の高さｈ（凹部８’の深さ）は０．０５〜０．３μｍ、断面の最大幅Ｗ（裾部の半径方向寸法）は約０．３ｍｍとなっている。また各環状膨出部７’の山頂部の直径Ｄ１は０．８ｍｍとなっている。環状膨出部７’の外周縁の直径Ｄ２は、１．１ｍｍ程度となっており、また環状膨出部７’の内周縁の直径Ｄ３は０．５ｍｍ程度となっている。
このように本実施例においては、鉄系材料であるＳＵＪ２を母材（基材）としたシュー４において、摺動面４Ａに上述したようなレーザ焼入れとその後のラップ加工とバフ加工を施している。
このように構成したシュー４に対して、本実施例では、斜板３に用いる材料としての基材とその表面処理について次のように構成している。つまり、斜板３の基材として高力黄銅を用いており、斜板３の摺動面３Ａである表面には、メッキなどの特別な表面処理はしていない。
次に、図７は上述した本実施例の摺動装置１と従来技術のシューを用いた摺動装置について行った耐焼付性の試験結果を示したものである。
この図７において、従来技術のシューは、その摺動面にレーザ焼入れをせず、該摺動面が平坦面となっているものである。なお、従来技術のシューも、相手材としての斜板は上記実施例と同じ黄銅材からなるものを用いた。
また、耐焼付性の試験条件は次のとおりである。
（試験条件）
斜板回転数：１０００ｒｐｍずつ１分ごとに９ステップ増加：最大回転数９０００ｒｐｍ（周速３８ｍ／ｓ）
面圧：予荷重２．７ＭＰａで２．７ＭＰａずつ１分毎に増加：焼付きに至るまで
オイルミスト量：０．０５〜０．２５ｇ／ｍｉｎ ノズル位置固定
オイル：冷凍機油
焼付き条件：軸トルク４．０Ｎ・ｍオーバー
つまり、シュー４の摺動面を上記斜板３に圧接させた状態で、該斜板３の回転数を上記条件で増大させる。他方、シュー４を斜板３へ圧接させる際の面圧を上記条件で増大させて、斜板３に加わる軸トルクが４．０Ｎ・ｍを超えた時に焼付きに至ったと判定した。これは従来技術についても同様である。
この図７において、従来技術のシューは、その摺動面にレーザ焼入れをせず、該摺動面が平坦面となっているものである。なお、従来技術のシューも、相手材としての斜板は上記実施例と同じ黄銅材からなるものを用いた。
また、耐焼付性の試験条件は次のとおりである。
（試験条件）
斜板回転数：１０００ｒｐｍずつ１分ごとに９ステップ増加：最大回転数９０００ｒｐｍ（周速３８ｍ／ｓ）
面圧：予荷重２．７ＭＰａで２．７ＭＰａずつ１分毎に増加：焼付きに至るまで
オイルミスト量：０．０５〜０．２５ｇ／ｍｉｎ ノズル位置固定
オイル：冷凍機油
焼付き条件：軸トルク４．０Ｎ・ｍオーバー
つまり、シュー４の摺動面を上記斜板３に圧接させた状態で、該斜板３の回転数を上記条件で増大させる。他方、シュー４を斜板３へ圧接させる際の面圧を上記条件で増大させて、斜板３に加わる軸トルクが４．０Ｎ・ｍを超えた時に焼付きに至ったと判定した。これは従来技術についても同様である。
この図７に示した試験結果から理解できるように、従来技術のシューと摺動装置の焼付荷重は５ＭＰａ以下であるのに対して、本実施例のシューと摺動装置のそれは２２ＭＰａ以上となっており、本実施例のシュー４は従来のものと比較して明らかに優れた耐焼付性を備えている。
以上のように、本実施例によれば、耐焼付性に優れたシュー４および摺動装置１を提供することができる。
また、本実施例のシュー４の摺動面４Ａには、上記多数の環状膨出部７’を形成するとともに、その半径方向内方に潤滑油を貯溜する凹部８’が形成されており、これら凹部８’内に潤滑油が貯溜されるようになっている。しかも、各環状膨出部７’の隣接外方位置には、網目状凹部からなる潤滑油通路１０’が形成されている。そのためにシュー４の摺動面４Ａの負荷容量を向上させることができ、ひいては耐摩耗性にも優れたシュー４と摺動装置１を提供することができる。
以上のように、本実施例によれば、耐焼付性に優れたシュー４および摺動装置１を提供することができる。
また、本実施例のシュー４の摺動面４Ａには、上記多数の環状膨出部７’を形成するとともに、その半径方向内方に潤滑油を貯溜する凹部８’が形成されており、これら凹部８’内に潤滑油が貯溜されるようになっている。しかも、各環状膨出部７’の隣接外方位置には、網目状凹部からなる潤滑油通路１０’が形成されている。そのためにシュー４の摺動面４Ａの負荷容量を向上させることができ、ひいては耐摩耗性にも優れたシュー４と摺動装置１を提供することができる。
ところで、上述した本実施例においては、ＳＵＪ２を基材としたシュー４の摺動面４Ａに、上述したようなレーザ焼入れとその後の加工を施しているが、シュー４に用いる基材とその摺動面４Ａの表面処理との組合せは図８に示したものを採用することができる。
この図８において、Ｓ１は上述した本実施例のシュー４を示している。なお、上記本実施例においては、母材の摺動面４Ａに対して上述したレーザ焼入れ以前に特に表面処理はしていないが、摺動面４Ａにレーザを照射して焼入れを行う前に、摺動面４Ａの表面全域に焼入れを施しても良いし、また、焼入れの代わりに摺動面４Ａの表面全域に次のような表面処理を施しても良い。すなわち、（１）Ｎｉ−Ｐ系の硬質メッキ、（２）窒化、浸炭焼入れおよび浸炭窒化等の拡散処理を行っても良い。さらに、その他の表面処理として、（３）Ｓｎ、Ｓｎ合金、はんだ合金、銀メッキのいずれかを採用しても良いし、また、（４）リン酸Ｍｎ、リン酸Ｚｎのメッキのいずれかを採用しても良い。
この図８において、Ｓ１は上述した本実施例のシュー４を示している。なお、上記本実施例においては、母材の摺動面４Ａに対して上述したレーザ焼入れ以前に特に表面処理はしていないが、摺動面４Ａにレーザを照射して焼入れを行う前に、摺動面４Ａの表面全域に焼入れを施しても良いし、また、焼入れの代わりに摺動面４Ａの表面全域に次のような表面処理を施しても良い。すなわち、（１）Ｎｉ−Ｐ系の硬質メッキ、（２）窒化、浸炭焼入れおよび浸炭窒化等の拡散処理を行っても良い。さらに、その他の表面処理として、（３）Ｓｎ、Ｓｎ合金、はんだ合金、銀メッキのいずれかを採用しても良いし、また、（４）リン酸Ｍｎ、リン酸Ｚｎのメッキのいずれかを採用しても良い。
なお、本実施例に示した基材の摺動面４Ａに上記（１）、或いは上記（２）の表面処理を行う場合には、それら（１）、（２）の表面処理を基材の摺動面４Ａに施してから上述したレーザ焼入れを行う。これは、上記（１）、（２）の表面処理を行うことで、摺動面４Ａの表面が硬化するためである。
また、本実施例に示した基材の摺動面４Ａに上記（３）、或いは上記（４）の表面処理を行う場合には、それら（３）、（４）の表面処理を摺動面４Ａに施す前に上述したレーザ焼入れとラップ加工およびバフ加工を行い、その後から上記（３）または（４）の表面処理を摺動面４Ａに施す。
また、本実施例に示した基材の摺動面４Ａに上記（３）、或いは上記（４）の表面処理を行う場合には、それら（３）、（４）の表面処理を摺動面４Ａに施す前に上述したレーザ焼入れとラップ加工およびバフ加工を行い、その後から上記（３）または（４）の表面処理を摺動面４Ａに施す。
つぎに、図８におけるＳ２はシュー４の第２実施例を示したものである。この第２実施例のシュー４は、基材としてアルミシリコン合金を用いるとともに、摺動面４Ａの表面にはＮｉ−Ｐ系の硬質メッキを施している。この場合には、基材の摺動面４Ａに上記表面処理を施してから上述したようにレーザ焼入れとラップ加工及びバフ加工を行う。
また、Ｓ３はシュー４の第３実施例を示したものである。この第３実施例のシュー４においては、基材として銅合金を用いるとともに、摺動面４Ａである表面にＮｉ−Ｐ系の硬質メッキを施している。この場合には、上記基材の表面に上記表面処理を施してから上述したレーザ焼入れとラップ加工およびバフ加工を行う。
さらに、Ｓ４はシュー４の第４実施例を示したものである。この第４実施例のシュー４においては、基材として純チタン又はチタン合金を用いるとともに、表面処理は特別に施さない。しかしながら、上記摺動面４Ａである表面に、窒化、浸炭焼入れおよび浸炭窒化等いずれかの拡散処理（表面処理）を行っても良い。その場合には、上記基材の表面に上記表面処理を施してから上述したレーザ焼入れとラップ加工及びバフ加工を行う。
また、Ｓ３はシュー４の第３実施例を示したものである。この第３実施例のシュー４においては、基材として銅合金を用いるとともに、摺動面４Ａである表面にＮｉ−Ｐ系の硬質メッキを施している。この場合には、上記基材の表面に上記表面処理を施してから上述したレーザ焼入れとラップ加工およびバフ加工を行う。
さらに、Ｓ４はシュー４の第４実施例を示したものである。この第４実施例のシュー４においては、基材として純チタン又はチタン合金を用いるとともに、表面処理は特別に施さない。しかしながら、上記摺動面４Ａである表面に、窒化、浸炭焼入れおよび浸炭窒化等いずれかの拡散処理（表面処理）を行っても良い。その場合には、上記基材の表面に上記表面処理を施してから上述したレーザ焼入れとラップ加工及びバフ加工を行う。
ところで、上述した本実施例においては、斜板３は、高力黄銅を基材として、その摺動面３Ａには特に表面処理を施していなかったが、斜板３の基材およびその摺動面３Ａの表面処理との組合せは図９に示したものを用いることができる。
図９において、ＳＷ１は基材として高力黄銅を用いた上記本実施例の斜板３を示している。なお、この基材として高力黄銅を用いたものにおいて、摺動面３Ａの表面処理として次のいずれかを採用しても良い。つまり、（１）：熱硬化樹脂とその表面に固体潤滑材のコーティング、（２）：固体潤滑材（ＭｏＳ２、ＰＴＦＥ、グラファイト）のコート又は含浸、（３）：Ｓｎ、Ｓｎ合金、はんだ合金、銀メッキのいずれかの表面処理を摺動面３Ａに施しても良い。
図９において、ＳＷ１は基材として高力黄銅を用いた上記本実施例の斜板３を示している。なお、この基材として高力黄銅を用いたものにおいて、摺動面３Ａの表面処理として次のいずれかを採用しても良い。つまり、（１）：熱硬化樹脂とその表面に固体潤滑材のコーティング、（２）：固体潤滑材（ＭｏＳ２、ＰＴＦＥ、グラファイト）のコート又は含浸、（３）：Ｓｎ、Ｓｎ合金、はんだ合金、銀メッキのいずれかの表面処理を摺動面３Ａに施しても良い。
また、斜板３に関する第２実施例としては、図９にＳＷ２で示すように、基材として鉄系材料を用いて、その表面に銅合金を溶射等によって被覆したものを採用するとともに、その表面処理として上記（１）〜（３）のいずれかを施す。
さらに、斜板３に関する第３実施例として、図９にＳＷ３で示すように、基材としてアルミシリコン合金を用いるとともに、表面処理としては、上記（１）〜（３）および（４）：Ｎｉ−Ｐ系、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ系メッキのいずれかを施しても良い。
また、斜板３に関する第４実施例として、図９にＳＷ４で示すように、鉄系基材の表面にアルミシリコン合金を溶射等によって被覆して、その表面処理としては、上記（１）〜（４）のいずれかを施す。
さらに、斜板３に関する第５実施例としては、図９にＳＷ５で示すように鉄系の基材を用いて、上記（１）〜（４）および（５）：カーボン系ハードコーティング（ＤＬＣ、ＷＣ／Ｃ、ＣｒＮ）のいずれかの表面処理を施す。なお、この第５実施例においては、鉄系の基材に焼入れを施してから上述した（１）〜（５）のいずれかの表面処理を施しても良い。
さらに、斜板３に関する第３実施例として、図９にＳＷ３で示すように、基材としてアルミシリコン合金を用いるとともに、表面処理としては、上記（１）〜（３）および（４）：Ｎｉ−Ｐ系、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ系メッキのいずれかを施しても良い。
また、斜板３に関する第４実施例として、図９にＳＷ４で示すように、鉄系基材の表面にアルミシリコン合金を溶射等によって被覆して、その表面処理としては、上記（１）〜（４）のいずれかを施す。
さらに、斜板３に関する第５実施例としては、図９にＳＷ５で示すように鉄系の基材を用いて、上記（１）〜（４）および（５）：カーボン系ハードコーティング（ＤＬＣ、ＷＣ／Ｃ、ＣｒＮ）のいずれかの表面処理を施す。なお、この第５実施例においては、鉄系の基材に焼入れを施してから上述した（１）〜（５）のいずれかの表面処理を施しても良い。
上述したように、シュー４については図８に示すように大きく分けて４つの実施例があり、他方、斜板３については図９に示すように大きく分けて５つの実施例がある。
したがって、図８に示した各シュー４に対して、図９に示した各々の斜板３を組合せることにより、さまざまな種類の摺動装置１を提供することが可能である。ただし、同種材料同士の摺動とならないようにすることが肝要である。
したがって、図８に示した各シュー４に対して、図９に示した各々の斜板３を組合せることにより、さまざまな種類の摺動装置１を提供することが可能である。ただし、同種材料同士の摺動とならないようにすることが肝要である。
なお、上記実施例のシュー４においては、各環状膨出部７’を縦横の平行線の交点の位置に形成しているが、図１０に示すように、千鳥状の配置状態となる箇所に各環状膨出部７’を形成するようにしても良い。
１…摺動装置 ２…回転軸
３…斜板 ３Ａ…摺動面（第１摺動面）
４…シュー ４Ａ…摺動面（第２摺動面）
７’…環状膨出部（焼入れ部）
３…斜板 ３Ａ…摺動面（第１摺動面）
４…シュー ４Ａ…摺動面（第２摺動面）
７’…環状膨出部（焼入れ部）
Claims (10)
- 回転軸に連動して回転され、かつ両端面の少なくとも一方に平坦な第１摺動面を有する斜板と、上記斜板の第１摺動面と摺動する第２摺動面を有するシューとを備えた摺動装置において、
上記シューの材料として鉄系材料を用いるとともに、このシューの第２摺動面に多数の微小な環状膨出部からなる焼入れ部を形成し、上記各環状膨出部の半径方向内方は潤滑油を貯溜する凹部となっており、また、各環状膨出部の半径方向外方には潤滑油が流通可能な網目状凹部からなる潤滑油通路が形成されており、さらに、上記斜板の材料として下記ａ〜ｅのいずれかを用いたことを特徴とする摺動装置。
（ａ）高力黄銅
（ｂ）鉄系基材を銅合金で被覆したもの
（ｃ）アルミシリコン合金
（ｄ）鉄系基材をアルミシリコン合金で被覆したもの
（ｅ）鉄系基材 - 回転軸に連動して回転され、かつ両端面の少なくとも一方に平坦な第１摺動面を有する斜板と、上記斜板の第１摺動面と摺動する第２摺動面を有するシューとを備えた摺動装置において、
上記シューの材料としてアルミシリコン合金を用いるとともに、このシューの第２摺動面にＮｉ−Ｐ系の硬質メッキを施した後に、多数の微小な環状膨出部からなる焼入れ部を形成し、上記各環状膨出部の半径方向内方は潤滑油を貯溜する凹部となっており、また、各環状膨出部の半径方向外方には潤滑油が流通可能な網目状凹部からなる潤滑油通路が形成されており、さらに、上記斜板の材料として下記ａ〜ｅのいずれかを用いたことを特徴とする摺動装置。
（ａ）高力黄銅
（ｂ）鉄系基材を銅合金で被覆したもの
（ｃ）アルミシリコン合金
（ｄ）鉄系基材をアルミシリコン合金で被覆したもの
（ｅ）鉄系基材 - 回転軸に連動して回転され、かつ両端面の少なくとも一方に平坦な第１摺動面を有する斜板と、上記斜板の第１摺動面と摺動する第２摺動面を有するシューとを備えた摺動装置において、
上記シューの材料として銅合金を用いるとともに、このシューの第２摺動面にＮｉ−Ｐ系の硬質メッキを施した後に、多数の微小な環状膨出部からなる焼入れ部を形成し、上記各環状膨出部の半径方向内方は潤滑油を貯溜する凹部となっており、また、各環状膨出部の半径方向外方には潤滑油が流通可能な網目状凹部からなる潤滑油通路が形成されており、さらに、上記斜板の材料として下記ａ〜ｅのいずれかを用いたことを特徴とする摺動装置。
（ａ）高力黄銅
（ｂ）鉄系基材を銅合金で被覆したもの
（ｃ）アルミシリコン合金
（ｄ）鉄系基材をアルミシリコン合金で被覆したもの
（ｅ）鉄系基材 - 回転軸に連動して回転され、かつ両端面の少なくとも一方に平坦な第１摺動面を有する斜板と、上記斜板の第１摺動面と摺動する第２摺動面を有するシューとを備えた摺動装置において、
上記シューの材料として純チタン又はチタン合金を用いるとともに、このシューの第２摺動面に多数の微小な環状膨出部からなる焼入れ部を形成し、上記各環状膨出部の半径方向内方は潤滑油を貯溜する凹部となっており、また、各環状膨出部の半径方向外方には潤滑油が流通可能な網目状凹部からなる潤滑油通路が形成されており、さらに、上記斜板の材料として下記ａ〜ｅのいずれかを用いたことを特徴とする摺動装置。
（ａ）高力黄銅
（ｂ）鉄系基材を銅合金で被覆したもの
（ｃ）アルミシリコン合金
（ｄ）鉄系基材をアルミシリコン合金で被覆したもの
（ｅ）鉄系基材 - 上記シューの第２摺動面にＮｉ−Ｐ系の硬質メッキを施した後に、上記環状膨出部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の摺動装置。
- 上記シューの第２摺動面に対して、窒化、浸炭焼入れ、浸炭窒化のいずれかの拡散処理を施した後に、上記環状膨出部を形成したことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の摺動装置。
- 上記環状膨出部を形成した後に、上記シューの第２摺動面に対して、下記に記載するいずれかのメッキを施したことを特徴とする請求項１に記載の摺動装置。
Ｓｎ、Ｓｎ合金、はんだ合金、銀、リン酸Ｍｎ、リン酸Ｚｎメッキ - 上記斜板の第１摺動面の表面に、下記イ〜ハのいずれかの表面処理を施したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の摺動装置。
（イ）熱硬化樹脂と固定潤滑材との混合剤のコーティング
（ロ）固体潤滑材（ＭｏＳ２、ＰＴＦＥ、グラファイトのいずれか）のコート又は含浸
（ハ）Ｓｎ、Ｓｎ合金、はんだ合金、銀メッキのいずれか - 上記斜板の第１摺動面の表面に、下記ニの表面処理を施したことを特徴とする請求項１、請求項４、請求項６および請求項７のいずれか１つに記載の摺動装置。
（ニ）Ｎｉ−Ｐ系、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ系メッキのいずれか - 上記斜板の第１摺動面の表面に、下記ホの表面処理を施したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の摺動装置。
（ホ）ＤＬＣ、ＷＣ／Ｃ、ＣｒＮコーティングのいずれか
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