圧縮機用シュー及びその製造方法
【課題】軽量化と実用的な強度とを両立することが可能な圧縮機用シューを提供する。
【解決手段】本発明の圧縮機用シュー２１は、斜板８と摺接する斜板摺接面２１１ａをもつ基部２１１と、基部２１１と一体をなし、ピストン１０に球面で凹設された受け座１０ａと摺接する受け座摺接面２１２ａをもつ半球部２１２とを有する。基部２１１と半球部２１２との間には空洞２１３が形成され、基部２１１と半球部２１２とは互いの中心方向に延びる中実の支柱部２１４により連結されている。基部２１１と半球部２１２との間には、空洞２１３を外部に連通させる開口２１５が形成され得る。また、基部２１１と半球部２１２とは材質が異なることも可能である。
【解決手段】本発明の圧縮機用シュー２１は、斜板８と摺接する斜板摺接面２１１ａをもつ基部２１１と、基部２１１と一体をなし、ピストン１０に球面で凹設された受け座１０ａと摺接する受け座摺接面２１２ａをもつ半球部２１２とを有する。基部２１１と半球部２１２との間には空洞２１３が形成され、基部２１１と半球部２１２とは互いの中心方向に延びる中実の支柱部２１４により連結されている。基部２１１と半球部２１２との間には、空洞２１３を外部に連通させる開口２１５が形成され得る。また、基部２１１と半球部２１２とは材質が異なることも可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮機用シュー及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
斜板とピストンとを備えた圧縮機においては、斜板とピストンとの間に前後一対の圧縮機用シューが設けられ得る。各シューは、基部と、この基部と一体をなす半球部とを有している。基部は、斜板と摺接する斜板摺接面をもっている。半球部は、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもっている。
【０００３】
上記のように構成された圧縮機では、駆動軸が回転することにより斜板が同期回転し、シューを介してピストンがシリンダボア内を往復動する。これにより、ピストンのヘッド側において、冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出行程が行われることとなる。この間、シューは、基部の斜板摺接面が斜板の表面と摺接するとともに、半球部の受け座摺接面がピストンの受け座と摺接することとなる。
【０００４】
一般的なシューは、基部及び半球部が中実で一体となった半球状のものである。このようなシューは、例えばＳＵＪ２（ＪＩＳ Ｇ４８０５）からなる線材に対し、切断、プレス加工、研摩等を行うことにより製造されることが一般的である。
【０００５】
一方、基部と半球部との間に空洞が形成されることにより、軽量化されたシューも公知である（例えば、特許文献１〜６）。斜板の傾斜角を変化させ得る圧縮機にこのシューを用いれば、ピストンの往復慣性力を低減することができ、容量制御性を向上させることができる。また、このシューは、圧縮機を駆動するための動力の低減、圧縮機等の軽量化等を実現することも可能である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−９０３８５号公報
【特許文献２】特開２００２−３１０５１号公報
【特許文献３】特開平２−１１９６８６号公報
【特許文献４】特開２００２−３９０５８号公報
【特許文献５】特開２００１−２６３２２５号公報
【特許文献６】実開平６−４０３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来公知のシューは、いずれも、空洞によって軽量化は実現しているものの、実用的な強度が懸念される。
【０００８】
すなわち、シューは、上記のように、圧縮機が冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出行程を行っている間、基部の斜板摺接面が斜板の表面と摺接するとともに、半球部の受け座摺接面がピストンの受け座と摺接する。このため、シューには、基部と半球部とを互いに近づける方向の力が大きく作用している。
【０００９】
上記特許文献２〜６開示のシューは、この力を支え難く、長期の使用により基部と半球部とが近づく方向に変位するおそれがある。この場合、斜板とシューの基部との間又はシューの半球部とピストンの受け座との間にガタを生じ、異音を生じたり、滑らかな運転に支障をきたしたりしてしまうこととなる。
【００１０】
この点、特許文献１開示のシューは、基部と半球部とが互いの中心方向に延びる中空の支持部により連結されているため、他のシューと比較すれば改善が見られると思われる。しかしながら、このシューにおいても、支持部が中空であることにより、やはり実用的な強度不足を払拭しきれない。
【００１１】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、軽量化と実用的な強度とを両立することが可能な圧縮機用シューを提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１発明の圧縮機用シューは、斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューにおいて、
前記基部と前記半球部との間には空洞が形成され、該基部と該半球部とは互いの中心方向に延びる中実の支柱部により連結されていることを特徴とする。
【００１３】
第１発明のシューは、基部と半球部との間に形成された空洞によって軽量化が実現されている。また、このシューは、基部と半球部とが互いの中心方向に延びる中実の支持部により連結され、その支持部が基部と半球部とを互いに近づける方向の力を支持するため、実用的な強度を確保可能である。
【００１４】
したがって、第１発明のシューは、軽量化と実用的な強度とを両立することが可能である。このため、このシューによれば、容量可変型斜板式圧縮機の容量制御性の向上、動力低減、軽量化等の効果に加え、圧縮機の異音抑制、耐久性の向上等の効果を実現することが可能になる。
【００１５】
第１発明において、中実とは、軸断面の中心部に穴が開いていない意味であり、軸断面の中心部に穴が開いている中空に対する意味である。中実は無垢（solid）ともいう。
【００１６】
基部と半球部との間には、空洞を外部に連通させる開口が形成されていることが好ましい。この場合、圧縮機内の潤滑油が開口を介して空洞内に入り、その潤滑油が必要に応じて開口から外部に排出されることとなるため、基部の斜板摺接面と斜板の表面との摺接や半球部の受け座摺接面とピストンの受け座との摺接が滑らかとなる。これによって圧縮機の容量制御性、動力の低減効果等が向上する。
【００１７】
基部と半球部とは、同一の材質でもよく、異なる材質でもよい。基部と半球部とは材質が異なることが好ましい。基部と半球部との材質が異なれば、斜板及びピストンの材質の選択枝が広がり、より優れた圧縮機を実現することが可能になる。
【００１８】
第１発明のシューは以下の第２〜６発明の圧縮機用シューの製造方法によって製造することが可能である。
【００１９】
第２発明の製造方法は、斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
中実の素材を得る素材形成工程と、
プレス型を用いて該素材をプレス成形することにより、前記基部と前記半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる中実の支柱部により連結されているシューを得るプレス工程とを備えていることを特徴とする。
【００２０】
第２発明の製造方法では、素材が変形してシューとなる。この製造方法によれば、基部と半球部とが同一の材質からなるシューを容易に製造することが可能である。但し、第２発明の製造方法において、一端側と他端側とが異なる材質からなる一体の素材を用いれば、基部と半球部とが異なる材質からなるシューを製造することも可能である。プレス成形としては熱間鍛造を採用することができる。
【００２１】
第２発明の製造方法において、素材の容積及びプレス成形におけるキャビティの容積を調整すれば、基部と半球部との間に開口を形成することも可能である。
【００２２】
素材形成工程は、円盤状の底部と、円盤状の傘部と、底部と傘部とを連結する軸部とを形成する工程から構成され得る。この場合、プレス工程は、上型と下型とからなるプレス型を用い、下型で底部を支持しつつ上型で傘部をプレスすることにより、底部で基部を構成し、傘部で半球部を構成し、軸部で支柱部を構成することができる。
【００２３】
第３発明の製造方法は、斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
外形が半球状であり、内部に空洞を有し、頂上に該空洞を外部に連通させる挿入口が形成された中空体を得る中空体製造工程と、
該挿入口に中実の軸部を挿入し、該中空体で前記基部と前記半球部とを構成し、該軸部で支柱部を構成することによって、該基部と該半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる該支柱部により連結されているシューを得る組付工程とを備えていることを特徴とする。
【００２４】
第３発明の製造方法では、中空体がシューの基部及び半球部となり、軸部がシューの支柱部となる。この製造方法において、支柱部の材質を中空体と異ならせることも可能である。この場合、支柱部を剛性の高い材質のものとすることにより、より実用的な強度のシューとすることができる。
【００２５】
第４発明の製造方法は、斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
キャップ状の頭部と、該頭部の頂上から内部に延びる中実の軸部とからなる第１部材を得る第１部材製造工程と、
円盤状の第２部材を得る第２部材製造工程と、
該軸部の先端を該第２部材の中心と結合し、該第２部材で前記基部を構成し、該頭部で前記半球部を構成し、該軸部で支柱部を構成することによって、該基部と該半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる該支柱部により連結されているシューを得る組付工程とを備えていることを特徴とする。
【００２６】
第４発明の製造方法では、第１部材の頭部がシューの半球部となり、第１部材の軸部がシューの支柱部となり、第２部材がシューの基部となる。この製造方法によれば、半球部及び支柱部と基部とが異なる材質のシューを容易に製造することが可能である。
【００２７】
第５発明の製造方法は、斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
キャップ状の第１部材を得る第１部材製造工程と、
円盤状の底部と、該底部の中央から延びる中実の軸部とからなる第２部材を得る第２部材製造工程と、
該軸部の先端を該第１部材の中心と結合し、該底部で前記基部を構成し、該第１部材で前記半球部を構成し、該軸部で支柱部を構成することによって、該基部と該半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる該支柱部により連結されているシューを得る組付工程とを備えていることを特徴とする。
【００２８】
第５発明の製造方法では、第１部材がシューの半球部となり、第２部材の底部がシューの基部となり、第２部材の軸部がシューの支柱部となる。この製造方法によれば、半球部と基部及び支柱部とが異なる材質のシューを容易に製造することが可能である。
【００２９】
第６発明の製造方法は、斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
キャップ状の第１部材を得る第１部材製造工程と、
円盤状の第２部材を得る第２部材製造工程と、
中実の軸部を得る軸部製造工程と、
該軸部の一端を該第１部材の頂上に結合するとともに、該軸部の他端を該第２部材の中心と結合し、該第２部材で前記基部を構成し、該第１部材で前記半球部を構成し、該軸部で支柱部を構成することによって、該基部と該半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる該支柱部により連結されているシューを得る組付工程とを備えていることを特徴とする。
【００３０】
第６発明の製造方法では、第１部材がシューの半球部となり、第２部材がシューの基部となり、軸部がシューの支柱部となる。この製造方法によれば、半球部と基部と支柱部とがそれぞれ異なる材質のシューを容易に製造することが可能である。
【００３１】
基部と半球部と支柱部とは材質が異なることが好ましい。基部と半球部と支柱部との材質がそれぞれ異なれば、斜板及びピストンの材質の選択枝が広がり、より優れた圧縮機を実現することが可能になる。また、支柱部を剛性の高い材質のものとすることにより、より実用的な強度のシューとすることができる。
【００３２】
基部と半球部とを溶接する溶接工程を備えていることも好ましい。この場合、基部と半球部とが強固に結合し、支柱部以外でも圧縮反力等を好適に受承することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、第１〜６発明を具体化した実施例１〜６を図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００３４】
始めに、容量可変型斜板式圧縮機について説明する。この圧縮機は、図１に示すように、シリンダブロック１の前端にフロントハウジング２が接合されているとともに、シリンダブロック１の後端には弁ユニット３を介してリヤハウジング４が接合されている。シリンダブロック１及びフロントハウジング２には軸方向に延びる軸孔１ａ、２ａが貫設されており、軸孔１ａ、２ａにはそれぞれ軸受装置等を介して駆動軸５が回転可能に支承されている。なお、図１における下側を前側、上側を後側としている。
【００３５】
フロントハウジング２内はクランク室６とされている。クランク室６では、フロントハウジング２との間に軸受装置を介し、ラグプレート７が駆動軸５に固定されている。また、クランク室６には、外周側の前後の表面８ａが平坦に形成された斜板８がラグプレート７の後方に設けられている。斜板８は、駆動軸５によって挿通され、この状態でラグプレート７との間に設けられたリンク機構９によって傾斜角が変化するようになっている。
【００３６】
シリンダブロック１には、軸方向に延びる複数個のシリンダボア１ｂが同心円状に貫設されている。各シリンダボア１ｂ内には片頭のピストン１０が往復動可能に収納されている。各ピストン１０のクランク室６側は首部とされており、各ピストン１０の首部にはそれぞれ球面で凹設された受け座１０ａが互いに対面して設けられている。
【００３７】
斜板８と各ピストン１０との間には、前後一対のシュー２１が設けられている。各シュー２１は、図２に示すように、円盤状の基部２１１と、この基部２１１と一体をなす外面が半球状の半球部２１２とを有している。基部２１１の外面は、斜板８と摺接する円形の斜板摺接面２１１ａとされている。斜板摺接面２１１ａの周縁は面取りされている。半球部２１２の外面は、ピストン１０の受け座１０ａと摺接する球形の受け座摺接面２１２ａとされている。
【００３８】
図１に示すように、リヤハウジング４には吸入室４ａ及び吐出室４ｂが形成されている。シリンダボア１ｂは、弁ユニット３の吸入弁機構を介して吸入室４ａに連通可能になっているとともに、弁ユニット３の吐出弁機構を介して吐出室４ｂに連通可能になっている。
【００３９】
また、リヤハウジング４には容量制御弁１１が収納されている。容量制御弁１１は、検知通路４ｃにより吸入室４ａに連通し、給気通路４ｄにより吐出室４ｂとクランク室６を連通させている。容量制御弁１１は、吸入室４ａの圧力を検知することにより、給気通路４ｄの開度を変更し、圧縮機の吐出容量を変更している。また、クランク室６と吸入室４ａとは抽気通路４ｅによって連通している。吐出室４ｂには配管１２によって凝縮器１３、膨張弁１４及び蒸発器１５が接続されており、蒸発器１５は配管１２によって吸入室４ａに接続されている。
【００４０】
フロントハウジング２の前端には軸受装置を介してプーリ１６が回転可能に設けられており、プーリ１６は駆動軸５に固定されている。プーリ１６にはエンジン１７によって回転駆動されるベルト１８が巻き掛けられている。
【００４１】
上記シュー２１は、図３に示すように、基部２１１と半球部２１２との間に空洞２１３が形成されている。また、基部２１１と半球部２１２とは、互いの中心方向に延びる中実の支柱部２１４により連結されている。
【００４２】
各シュー２１は、以下の製造方法によって製造したものである。
【００４３】
まず、図４（Ａ）に示すように、素材形成工程として、例えば鉄系材料であるＳＵＪ２（ＪＩＳ Ｇ４８０５）からなる中実の素材Ｗを用意する。この素材Ｗは、円盤状の底部Ｗ１と、底部Ｗ１と同心をなし、底部Ｗ１よりやや小径の円盤状の傘部Ｗ２と、底部Ｗ１と傘部Ｗ２とを互いの中心方向で連結する軸部Ｗ３とからなる。素材Ｗは、鋳造によって形成されてもよく、またプレスや切削によって形成されてもよい。
【００４４】
そして、プレス工程として、上型Ｐ１及び下型Ｐ２からなるプレス型Ｐを用意する。上型Ｐ１にはシュー２１の受け座摺接面２１２ａと整合する半球凹状の成形面Ｐ１１が形成され、下型Ｐ２にはシュー２１の斜板摺接面２１１ａと整合する成形面Ｐ２１が形成され、成形面Ｐ１１、Ｐ２１によってキャビティＣが形成されている。図４（Ｂ）に示すように、このプレス型Ｐを用いて素材Ｗを熱間鍛造する。これにより、素材Ｗの底部Ｗ１が基部２１１となり、傘部Ｗ２が半球部２１２となり、軸部Ｗ３が支柱部２１４となる。こうして実施例１のシュー２１が得られる。
【００４５】
この製造方法によれば、基部２１１と半球部２１２とが同一の材質からなるシュー２１を容易に製造することが可能である。なお、多段に熱間鍛造することも可能である。また、プレス後の製品に必要に応じて表面研磨を行ったり、すずめっきやＤＬＣ等の表面コーティングを行ってシュー２１とすることも可能である。
【００４６】
上記のように構成された圧縮機では、駆動軸５が回転することにより斜板８が同期回転し、シュー２１を介してピストン１０がシリンダボア１ｂ内を往復動する。これにより、ピストン１０のヘッド側に形成される圧縮室が容積変化をする。このため、吸入室４ａ内の冷媒ガスは圧縮室内に吸入されて圧縮された後、吐出室４ｂ内に吐出される。こうして圧縮機、凝縮器１３、膨張弁１４及び蒸発器１５からなる冷凍回路で冷凍作用が行われる。この間、シュー２１は、基部２１１の斜板摺接面２１１ａが斜板８の表面８ａと摺接するとともに、半球部２１２の受け座摺接面２１２ａがピストン１０の受け座１０ａと摺接する。
【００４７】
この際、このシュー２１は、空洞２１３によって軽量化が実現されているため、ピストン１０の往復慣性力を低減することができ、圧縮機の容量制御性を向上させることができる。また、このシュー２１は、圧縮機を駆動するための動力の低減、圧縮機等の軽量化等を実現することも可能である。
【００４８】
また、このシュー２１は、基部２１１と半球部２１２とが中実の支持部２１４により連結され、その支持部２１４が基部２１１と半球部２１２とを互いに近づける方向の力を支持するため、実用的な強度を発揮する。
【００４９】
したがって、このシュー２１は軽量化と実用的な強度とを両立することが可能であるため、このシュー２１によれば、容量可変型斜板式圧縮機の容量制御性の向上、動力低減、軽量化等の効果に加え、圧縮機の異音抑制、耐久性の向上等の効果を実現することが可能になる。
【００５０】
また、上記製造方法において、基部２１１と半球部２１２とを溶接する溶接工程を行うことも可能である。この場合、基部２１１と半球部２１２とが強固に結合し、支柱部２１４以外でも圧縮反力等を好適に受承することが可能になる。
【実施例２】
【００５１】
図５に示すように、実施例２のシュー２２は、基部２１１と半球部２１２との間に開口２１５が形成されている。開口２１５は、空洞２１３を外部に連通させている。他の構成は実施例１のシュー２１と同様である。このシュー２２は実施例１と同様の圧縮機に用いられる。
【００５２】
このシュー２２は、実施例１の製造方法において、素材Ｗの容積あるいはプレス成形型ＰにおけるキャビティＣの容積を調整することにより得られる。
【００５３】
このシュー２２を用いた圧縮機では、潤滑油が開口２１５を介して空洞２１３内に入り、その潤滑油が必要に応じて開口２１５から外部に排出されることとなる。このため、基部２１１の斜板摺接面２１１ａと斜板８の表面８ａとの摺接や半球部２１２の受け座摺接面２１２ａとピストン１０の受け座１０ａとの摺接が滑らかとなる。これによって圧縮機の容量制御性、動力の低減効果等が向上する。
【００５４】
なお、開口２１５は基部２１１の周囲に環状に形成されていてもよく、基部２１１と半球部２１２とが部分的に連結することにより適数個で形成されていてもよい。また、実施例１、２はシュー２１、２２の材料としてＳＵＪ２を用いたが、シューの材料としてＡｌ−Ｓｉ合金等のアルミニウム合金を用いてもよい。
【実施例３】
【００５５】
図６に示すように、実施例３のシュー２３は、支柱部２１４の材質が基部２１１及び半球部２１２の材質と異なる。他の構成は実施例１のシュー２１と同様である。このシュー２３も実施例１と同様の圧縮機に用いられる。
【００５６】
このシュー２３は、以下の製造方法によって製造したものである。
【００５７】
まず、図７に示すように、中空体製造工程として、アルミニウム合金からなる中空体Ｗ４を用意する。この中空体Ｗ４は、外形が半球状であり、内部に空洞２１３を有している。中空体Ｗ４の頂上には、空洞２１３を外部に連通させる挿入口２１６が形成されている。
【００５８】
そして、組付工程として、挿入口２１６に前述のＳＵＪ２からなる中実の軸部Ｗ５を圧入する。これにより中空体Ｗ４がシュー２３の基部２１１及び半球部２１２となり、軸部Ｗ５がシュー２３の支柱部２１４となる。こうして実施例３のシュー２３が得られる。
【００５９】
この製造方法では、支柱部２１４を剛性の高い材質のものとすることにより、より実用的な強度のシュー２３とすることができる。また、本実施例において、軸部Ｗ５をアルミニウム合金で製造してもよい。この場合でも、中空体Ｗ４をそのままでシューとして用いるより、強度の高いシューとすることができる。
【実施例４】
【００６０】
図８に示す実施例４のシュー２４は、半球部２１２及び支柱部２１４の材質が基部２１１の材質と異なる。他の構成は実施例１のシュー２１と同様である。このシュー２４も実施例１と同様の圧縮機に用いられる。
【００６１】
このシュー２４は、以下の製造方法によって製造したものである。
【００６２】
まず、図９に示すように、第１部材製造工程として、ＳＵＪ２からなる第１部材Ｗ６を用意する。第１部材Ｗ６は、キャップ状の頭部Ｗ７と、頭部Ｗ７の頂上から内部に延びる中実の軸部Ｗ８とからなる。
【００６３】
また、第２部材製造工程として、アルミニウム合金からなる円盤状の第２部材Ｗ９を用意する。第２部材Ｗ９の中心には軸部Ｗ８を圧入可能な凹部２１７が凹設されている。
【００６４】
そして、組付工程として、第１部材Ｗ６の軸部Ｗ８の先端を第２部材Ｗ９の凹部２１７に圧入する。これにより第１部材Ｗ６の頭部Ｗ７がシュー２４の半球部２１２となり、第１部材Ｗ６の軸部Ｗ８がシュー２４の支柱部２１４となり、第２部材Ｗ９がシュー２４の基部２１１となる。
【実施例５】
【００６５】
図１０に示すように、実施例５のシュー２５は、半球部２１２の材質が基部２１１及び支柱部２１４の材質と異なる。他の構成は実施例１のシュー２１と同様である。このシュー２５も実施例１と同様の圧縮機に用いられる。
【００６６】
このシュー２５は、以下の製造方法によって製造したものである。
【００６７】
まず、図１１に示すように、第１部材製造工程として、ＳＵＪ２からなるキャップ状の第１部材Ｗ１０を用意する。
【００６８】
また、第２部材製造工程として、同じくＳＵＪ２からなる第２部材Ｗ１１を用意する。第２部材Ｗ１１は、円盤状の底部Ｗ１２と、底部Ｗ１２の中央から垂直に延びる中実の軸部Ｗ１３とからなる。
【００６９】
そして、組付工程として、軸部Ｗ１３の先端を第１部材Ｗ１０の中心と摩擦圧接等により結合する。これにより第１部材Ｗ１０がシュー２５の半球部２１２となり、第２部材Ｗ１１の底部Ｗ１２がシュー２５の基部２１１となり、第２部材Ｗ１１の軸部Ｗ１３がシュー２５の支柱部２１４となる。
【実施例６】
【００７０】
図１２に示すように、実施例６のシュー２６は、半球部２１２の材質と基部２１１の材質と支柱部２１４の材質とがそれぞれ異なる。他の構成は実施例１のシュー２１と同様である。このシュー２６も実施例１と同様の圧縮機に用いられる。
【００７１】
このシュー２６は、以下の製造方法によって製造したものである。
【００７２】
まず、図１３に示すように、第１部材製造工程として、アルミニウム合金からなるキャップ状の第１部材Ｗ１４を用意する。
【００７３】
また、第２部材製造工程として、第１部材Ｗ１４とは異なるアルミニウム合金からなる円盤状の第２部材Ｗ１５を用意する。
【００７４】
さらに、軸部製造工程として、ＳＵＪ２からなる中実の軸部Ｗ１６を用意する。
【００７５】
そして、組付工程として、軸部Ｗ１６の一端を第１部材Ｗ１４の頂上に結合するとともに、軸部Ｗ１６の他端を第２部材Ｗ１５の中心と結合する。これにより第１部材Ｗ１４がシュー２６の半球部２１２となり、第２部材Ｗ１５がシュー２６の基部２１１となり、軸部Ｗ１６がシュー２６の支柱部２１４となる。
【００７６】
このシュー２６は、基部２１１と半球部２１２と支柱部２１４との材質がそれぞれ異なるため、斜板８及びピストン１０の材質の選択枝が広がり、より優れた圧縮機を実現することが可能になる。また、支柱部２１４を剛性の高い材質のものとすることにより、より実用的な強度のシュー２６とすることができる。
【００７７】
以上において、第１〜６発明を実施例１〜６に即して説明したが、第１〜６発明は上記実施例１〜６に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００７８】
また、実施例１〜６のシューを用いる圧縮機は、上記のような容量可変型斜板式圧縮機に限られず、容量固定型斜板式圧縮機であってもよい。冷媒ガスは、Ｒ１３４ａである必要はなく、二酸化炭素であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は車両用空調装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施例１〜６のシューを用いる圧縮機の断面図である。
【図２】実施例１の圧縮機の要部断面図である。
【図３】実施例１のシューの断面図である。
【図４】実施例１のシューの製造方法に係り、図（Ａ）は熱間鍛造前のプレス型等を示す断面図、図（Ｂ）は熱間鍛造後のプレス型等を示す断面図である。
【図５】実施例２のシューの断面図である。
【図６】実施例３のシューの断面図である。
【図７】実施例３のシューの分解断面図である。
【図８】実施例４のシューの断面図である。
【図９】実施例４のシューの分解断面図である。
【図１０】実施例５のシューの断面図である。
【図１１】実施例５のシューの分解断面図である。
【図１２】実施例６のシューの断面図である。
【図１３】実施例６のシューの分解断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
８…斜板
２１１ａ…斜板摺接面
２１１…基部
１０…ピストン
１０ａ…受け座
２１２ａ…受け座摺接面
２１２…半球部
２１〜２６…圧縮機用シュー
２１３…空洞
２１４…支柱部
２１５…開口
Ｗ…素材
Ｐ…プレス型
２１６…挿入口
Ｗ４…中空体
Ｗ５、Ｗ８、Ｗ１３、Ｗ１６…軸部
Ｗ７…頭部
Ｗ６、Ｗ１０、Ｗ１４…第１部材
Ｗ９、Ｗ１１、Ｗ１５…第２部材
Ｗ１２…底部
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮機用シュー及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
斜板とピストンとを備えた圧縮機においては、斜板とピストンとの間に前後一対の圧縮機用シューが設けられ得る。各シューは、基部と、この基部と一体をなす半球部とを有している。基部は、斜板と摺接する斜板摺接面をもっている。半球部は、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもっている。
【０００３】
上記のように構成された圧縮機では、駆動軸が回転することにより斜板が同期回転し、シューを介してピストンがシリンダボア内を往復動する。これにより、ピストンのヘッド側において、冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出行程が行われることとなる。この間、シューは、基部の斜板摺接面が斜板の表面と摺接するとともに、半球部の受け座摺接面がピストンの受け座と摺接することとなる。
【０００４】
一般的なシューは、基部及び半球部が中実で一体となった半球状のものである。このようなシューは、例えばＳＵＪ２（ＪＩＳ Ｇ４８０５）からなる線材に対し、切断、プレス加工、研摩等を行うことにより製造されることが一般的である。
【０００５】
一方、基部と半球部との間に空洞が形成されることにより、軽量化されたシューも公知である（例えば、特許文献１〜６）。斜板の傾斜角を変化させ得る圧縮機にこのシューを用いれば、ピストンの往復慣性力を低減することができ、容量制御性を向上させることができる。また、このシューは、圧縮機を駆動するための動力の低減、圧縮機等の軽量化等を実現することも可能である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−９０３８５号公報
【特許文献２】特開２００２−３１０５１号公報
【特許文献３】特開平２−１１９６８６号公報
【特許文献４】特開２００２−３９０５８号公報
【特許文献５】特開２００１−２６３２２５号公報
【特許文献６】実開平６−４０３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来公知のシューは、いずれも、空洞によって軽量化は実現しているものの、実用的な強度が懸念される。
【０００８】
すなわち、シューは、上記のように、圧縮機が冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出行程を行っている間、基部の斜板摺接面が斜板の表面と摺接するとともに、半球部の受け座摺接面がピストンの受け座と摺接する。このため、シューには、基部と半球部とを互いに近づける方向の力が大きく作用している。
【０００９】
上記特許文献２〜６開示のシューは、この力を支え難く、長期の使用により基部と半球部とが近づく方向に変位するおそれがある。この場合、斜板とシューの基部との間又はシューの半球部とピストンの受け座との間にガタを生じ、異音を生じたり、滑らかな運転に支障をきたしたりしてしまうこととなる。
【００１０】
この点、特許文献１開示のシューは、基部と半球部とが互いの中心方向に延びる中空の支持部により連結されているため、他のシューと比較すれば改善が見られると思われる。しかしながら、このシューにおいても、支持部が中空であることにより、やはり実用的な強度不足を払拭しきれない。
【００１１】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、軽量化と実用的な強度とを両立することが可能な圧縮機用シューを提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１発明の圧縮機用シューは、斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューにおいて、
前記基部と前記半球部との間には空洞が形成され、該基部と該半球部とは互いの中心方向に延びる中実の支柱部により連結されていることを特徴とする。
【００１３】
第１発明のシューは、基部と半球部との間に形成された空洞によって軽量化が実現されている。また、このシューは、基部と半球部とが互いの中心方向に延びる中実の支持部により連結され、その支持部が基部と半球部とを互いに近づける方向の力を支持するため、実用的な強度を確保可能である。
【００１４】
したがって、第１発明のシューは、軽量化と実用的な強度とを両立することが可能である。このため、このシューによれば、容量可変型斜板式圧縮機の容量制御性の向上、動力低減、軽量化等の効果に加え、圧縮機の異音抑制、耐久性の向上等の効果を実現することが可能になる。
【００１５】
第１発明において、中実とは、軸断面の中心部に穴が開いていない意味であり、軸断面の中心部に穴が開いている中空に対する意味である。中実は無垢（solid）ともいう。
【００１６】
基部と半球部との間には、空洞を外部に連通させる開口が形成されていることが好ましい。この場合、圧縮機内の潤滑油が開口を介して空洞内に入り、その潤滑油が必要に応じて開口から外部に排出されることとなるため、基部の斜板摺接面と斜板の表面との摺接や半球部の受け座摺接面とピストンの受け座との摺接が滑らかとなる。これによって圧縮機の容量制御性、動力の低減効果等が向上する。
【００１７】
基部と半球部とは、同一の材質でもよく、異なる材質でもよい。基部と半球部とは材質が異なることが好ましい。基部と半球部との材質が異なれば、斜板及びピストンの材質の選択枝が広がり、より優れた圧縮機を実現することが可能になる。
【００１８】
第１発明のシューは以下の第２〜６発明の圧縮機用シューの製造方法によって製造することが可能である。
【００１９】
第２発明の製造方法は、斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
中実の素材を得る素材形成工程と、
プレス型を用いて該素材をプレス成形することにより、前記基部と前記半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる中実の支柱部により連結されているシューを得るプレス工程とを備えていることを特徴とする。
【００２０】
第２発明の製造方法では、素材が変形してシューとなる。この製造方法によれば、基部と半球部とが同一の材質からなるシューを容易に製造することが可能である。但し、第２発明の製造方法において、一端側と他端側とが異なる材質からなる一体の素材を用いれば、基部と半球部とが異なる材質からなるシューを製造することも可能である。プレス成形としては熱間鍛造を採用することができる。
【００２１】
第２発明の製造方法において、素材の容積及びプレス成形におけるキャビティの容積を調整すれば、基部と半球部との間に開口を形成することも可能である。
【００２２】
素材形成工程は、円盤状の底部と、円盤状の傘部と、底部と傘部とを連結する軸部とを形成する工程から構成され得る。この場合、プレス工程は、上型と下型とからなるプレス型を用い、下型で底部を支持しつつ上型で傘部をプレスすることにより、底部で基部を構成し、傘部で半球部を構成し、軸部で支柱部を構成することができる。
【００２３】
第３発明の製造方法は、斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
外形が半球状であり、内部に空洞を有し、頂上に該空洞を外部に連通させる挿入口が形成された中空体を得る中空体製造工程と、
該挿入口に中実の軸部を挿入し、該中空体で前記基部と前記半球部とを構成し、該軸部で支柱部を構成することによって、該基部と該半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる該支柱部により連結されているシューを得る組付工程とを備えていることを特徴とする。
【００２４】
第３発明の製造方法では、中空体がシューの基部及び半球部となり、軸部がシューの支柱部となる。この製造方法において、支柱部の材質を中空体と異ならせることも可能である。この場合、支柱部を剛性の高い材質のものとすることにより、より実用的な強度のシューとすることができる。
【００２５】
第４発明の製造方法は、斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
キャップ状の頭部と、該頭部の頂上から内部に延びる中実の軸部とからなる第１部材を得る第１部材製造工程と、
円盤状の第２部材を得る第２部材製造工程と、
該軸部の先端を該第２部材の中心と結合し、該第２部材で前記基部を構成し、該頭部で前記半球部を構成し、該軸部で支柱部を構成することによって、該基部と該半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる該支柱部により連結されているシューを得る組付工程とを備えていることを特徴とする。
【００２６】
第４発明の製造方法では、第１部材の頭部がシューの半球部となり、第１部材の軸部がシューの支柱部となり、第２部材がシューの基部となる。この製造方法によれば、半球部及び支柱部と基部とが異なる材質のシューを容易に製造することが可能である。
【００２７】
第５発明の製造方法は、斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
キャップ状の第１部材を得る第１部材製造工程と、
円盤状の底部と、該底部の中央から延びる中実の軸部とからなる第２部材を得る第２部材製造工程と、
該軸部の先端を該第１部材の中心と結合し、該底部で前記基部を構成し、該第１部材で前記半球部を構成し、該軸部で支柱部を構成することによって、該基部と該半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる該支柱部により連結されているシューを得る組付工程とを備えていることを特徴とする。
【００２８】
第５発明の製造方法では、第１部材がシューの半球部となり、第２部材の底部がシューの基部となり、第２部材の軸部がシューの支柱部となる。この製造方法によれば、半球部と基部及び支柱部とが異なる材質のシューを容易に製造することが可能である。
【００２９】
第６発明の製造方法は、斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
キャップ状の第１部材を得る第１部材製造工程と、
円盤状の第２部材を得る第２部材製造工程と、
中実の軸部を得る軸部製造工程と、
該軸部の一端を該第１部材の頂上に結合するとともに、該軸部の他端を該第２部材の中心と結合し、該第２部材で前記基部を構成し、該第１部材で前記半球部を構成し、該軸部で支柱部を構成することによって、該基部と該半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる該支柱部により連結されているシューを得る組付工程とを備えていることを特徴とする。
【００３０】
第６発明の製造方法では、第１部材がシューの半球部となり、第２部材がシューの基部となり、軸部がシューの支柱部となる。この製造方法によれば、半球部と基部と支柱部とがそれぞれ異なる材質のシューを容易に製造することが可能である。
【００３１】
基部と半球部と支柱部とは材質が異なることが好ましい。基部と半球部と支柱部との材質がそれぞれ異なれば、斜板及びピストンの材質の選択枝が広がり、より優れた圧縮機を実現することが可能になる。また、支柱部を剛性の高い材質のものとすることにより、より実用的な強度のシューとすることができる。
【００３２】
基部と半球部とを溶接する溶接工程を備えていることも好ましい。この場合、基部と半球部とが強固に結合し、支柱部以外でも圧縮反力等を好適に受承することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、第１〜６発明を具体化した実施例１〜６を図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００３４】
始めに、容量可変型斜板式圧縮機について説明する。この圧縮機は、図１に示すように、シリンダブロック１の前端にフロントハウジング２が接合されているとともに、シリンダブロック１の後端には弁ユニット３を介してリヤハウジング４が接合されている。シリンダブロック１及びフロントハウジング２には軸方向に延びる軸孔１ａ、２ａが貫設されており、軸孔１ａ、２ａにはそれぞれ軸受装置等を介して駆動軸５が回転可能に支承されている。なお、図１における下側を前側、上側を後側としている。
【００３５】
フロントハウジング２内はクランク室６とされている。クランク室６では、フロントハウジング２との間に軸受装置を介し、ラグプレート７が駆動軸５に固定されている。また、クランク室６には、外周側の前後の表面８ａが平坦に形成された斜板８がラグプレート７の後方に設けられている。斜板８は、駆動軸５によって挿通され、この状態でラグプレート７との間に設けられたリンク機構９によって傾斜角が変化するようになっている。
【００３６】
シリンダブロック１には、軸方向に延びる複数個のシリンダボア１ｂが同心円状に貫設されている。各シリンダボア１ｂ内には片頭のピストン１０が往復動可能に収納されている。各ピストン１０のクランク室６側は首部とされており、各ピストン１０の首部にはそれぞれ球面で凹設された受け座１０ａが互いに対面して設けられている。
【００３７】
斜板８と各ピストン１０との間には、前後一対のシュー２１が設けられている。各シュー２１は、図２に示すように、円盤状の基部２１１と、この基部２１１と一体をなす外面が半球状の半球部２１２とを有している。基部２１１の外面は、斜板８と摺接する円形の斜板摺接面２１１ａとされている。斜板摺接面２１１ａの周縁は面取りされている。半球部２１２の外面は、ピストン１０の受け座１０ａと摺接する球形の受け座摺接面２１２ａとされている。
【００３８】
図１に示すように、リヤハウジング４には吸入室４ａ及び吐出室４ｂが形成されている。シリンダボア１ｂは、弁ユニット３の吸入弁機構を介して吸入室４ａに連通可能になっているとともに、弁ユニット３の吐出弁機構を介して吐出室４ｂに連通可能になっている。
【００３９】
また、リヤハウジング４には容量制御弁１１が収納されている。容量制御弁１１は、検知通路４ｃにより吸入室４ａに連通し、給気通路４ｄにより吐出室４ｂとクランク室６を連通させている。容量制御弁１１は、吸入室４ａの圧力を検知することにより、給気通路４ｄの開度を変更し、圧縮機の吐出容量を変更している。また、クランク室６と吸入室４ａとは抽気通路４ｅによって連通している。吐出室４ｂには配管１２によって凝縮器１３、膨張弁１４及び蒸発器１５が接続されており、蒸発器１５は配管１２によって吸入室４ａに接続されている。
【００４０】
フロントハウジング２の前端には軸受装置を介してプーリ１６が回転可能に設けられており、プーリ１６は駆動軸５に固定されている。プーリ１６にはエンジン１７によって回転駆動されるベルト１８が巻き掛けられている。
【００４１】
上記シュー２１は、図３に示すように、基部２１１と半球部２１２との間に空洞２１３が形成されている。また、基部２１１と半球部２１２とは、互いの中心方向に延びる中実の支柱部２１４により連結されている。
【００４２】
各シュー２１は、以下の製造方法によって製造したものである。
【００４３】
まず、図４（Ａ）に示すように、素材形成工程として、例えば鉄系材料であるＳＵＪ２（ＪＩＳ Ｇ４８０５）からなる中実の素材Ｗを用意する。この素材Ｗは、円盤状の底部Ｗ１と、底部Ｗ１と同心をなし、底部Ｗ１よりやや小径の円盤状の傘部Ｗ２と、底部Ｗ１と傘部Ｗ２とを互いの中心方向で連結する軸部Ｗ３とからなる。素材Ｗは、鋳造によって形成されてもよく、またプレスや切削によって形成されてもよい。
【００４４】
そして、プレス工程として、上型Ｐ１及び下型Ｐ２からなるプレス型Ｐを用意する。上型Ｐ１にはシュー２１の受け座摺接面２１２ａと整合する半球凹状の成形面Ｐ１１が形成され、下型Ｐ２にはシュー２１の斜板摺接面２１１ａと整合する成形面Ｐ２１が形成され、成形面Ｐ１１、Ｐ２１によってキャビティＣが形成されている。図４（Ｂ）に示すように、このプレス型Ｐを用いて素材Ｗを熱間鍛造する。これにより、素材Ｗの底部Ｗ１が基部２１１となり、傘部Ｗ２が半球部２１２となり、軸部Ｗ３が支柱部２１４となる。こうして実施例１のシュー２１が得られる。
【００４５】
この製造方法によれば、基部２１１と半球部２１２とが同一の材質からなるシュー２１を容易に製造することが可能である。なお、多段に熱間鍛造することも可能である。また、プレス後の製品に必要に応じて表面研磨を行ったり、すずめっきやＤＬＣ等の表面コーティングを行ってシュー２１とすることも可能である。
【００４６】
上記のように構成された圧縮機では、駆動軸５が回転することにより斜板８が同期回転し、シュー２１を介してピストン１０がシリンダボア１ｂ内を往復動する。これにより、ピストン１０のヘッド側に形成される圧縮室が容積変化をする。このため、吸入室４ａ内の冷媒ガスは圧縮室内に吸入されて圧縮された後、吐出室４ｂ内に吐出される。こうして圧縮機、凝縮器１３、膨張弁１４及び蒸発器１５からなる冷凍回路で冷凍作用が行われる。この間、シュー２１は、基部２１１の斜板摺接面２１１ａが斜板８の表面８ａと摺接するとともに、半球部２１２の受け座摺接面２１２ａがピストン１０の受け座１０ａと摺接する。
【００４７】
この際、このシュー２１は、空洞２１３によって軽量化が実現されているため、ピストン１０の往復慣性力を低減することができ、圧縮機の容量制御性を向上させることができる。また、このシュー２１は、圧縮機を駆動するための動力の低減、圧縮機等の軽量化等を実現することも可能である。
【００４８】
また、このシュー２１は、基部２１１と半球部２１２とが中実の支持部２１４により連結され、その支持部２１４が基部２１１と半球部２１２とを互いに近づける方向の力を支持するため、実用的な強度を発揮する。
【００４９】
したがって、このシュー２１は軽量化と実用的な強度とを両立することが可能であるため、このシュー２１によれば、容量可変型斜板式圧縮機の容量制御性の向上、動力低減、軽量化等の効果に加え、圧縮機の異音抑制、耐久性の向上等の効果を実現することが可能になる。
【００５０】
また、上記製造方法において、基部２１１と半球部２１２とを溶接する溶接工程を行うことも可能である。この場合、基部２１１と半球部２１２とが強固に結合し、支柱部２１４以外でも圧縮反力等を好適に受承することが可能になる。
【実施例２】
【００５１】
図５に示すように、実施例２のシュー２２は、基部２１１と半球部２１２との間に開口２１５が形成されている。開口２１５は、空洞２１３を外部に連通させている。他の構成は実施例１のシュー２１と同様である。このシュー２２は実施例１と同様の圧縮機に用いられる。
【００５２】
このシュー２２は、実施例１の製造方法において、素材Ｗの容積あるいはプレス成形型ＰにおけるキャビティＣの容積を調整することにより得られる。
【００５３】
このシュー２２を用いた圧縮機では、潤滑油が開口２１５を介して空洞２１３内に入り、その潤滑油が必要に応じて開口２１５から外部に排出されることとなる。このため、基部２１１の斜板摺接面２１１ａと斜板８の表面８ａとの摺接や半球部２１２の受け座摺接面２１２ａとピストン１０の受け座１０ａとの摺接が滑らかとなる。これによって圧縮機の容量制御性、動力の低減効果等が向上する。
【００５４】
なお、開口２１５は基部２１１の周囲に環状に形成されていてもよく、基部２１１と半球部２１２とが部分的に連結することにより適数個で形成されていてもよい。また、実施例１、２はシュー２１、２２の材料としてＳＵＪ２を用いたが、シューの材料としてＡｌ−Ｓｉ合金等のアルミニウム合金を用いてもよい。
【実施例３】
【００５５】
図６に示すように、実施例３のシュー２３は、支柱部２１４の材質が基部２１１及び半球部２１２の材質と異なる。他の構成は実施例１のシュー２１と同様である。このシュー２３も実施例１と同様の圧縮機に用いられる。
【００５６】
このシュー２３は、以下の製造方法によって製造したものである。
【００５７】
まず、図７に示すように、中空体製造工程として、アルミニウム合金からなる中空体Ｗ４を用意する。この中空体Ｗ４は、外形が半球状であり、内部に空洞２１３を有している。中空体Ｗ４の頂上には、空洞２１３を外部に連通させる挿入口２１６が形成されている。
【００５８】
そして、組付工程として、挿入口２１６に前述のＳＵＪ２からなる中実の軸部Ｗ５を圧入する。これにより中空体Ｗ４がシュー２３の基部２１１及び半球部２１２となり、軸部Ｗ５がシュー２３の支柱部２１４となる。こうして実施例３のシュー２３が得られる。
【００５９】
この製造方法では、支柱部２１４を剛性の高い材質のものとすることにより、より実用的な強度のシュー２３とすることができる。また、本実施例において、軸部Ｗ５をアルミニウム合金で製造してもよい。この場合でも、中空体Ｗ４をそのままでシューとして用いるより、強度の高いシューとすることができる。
【実施例４】
【００６０】
図８に示す実施例４のシュー２４は、半球部２１２及び支柱部２１４の材質が基部２１１の材質と異なる。他の構成は実施例１のシュー２１と同様である。このシュー２４も実施例１と同様の圧縮機に用いられる。
【００６１】
このシュー２４は、以下の製造方法によって製造したものである。
【００６２】
まず、図９に示すように、第１部材製造工程として、ＳＵＪ２からなる第１部材Ｗ６を用意する。第１部材Ｗ６は、キャップ状の頭部Ｗ７と、頭部Ｗ７の頂上から内部に延びる中実の軸部Ｗ８とからなる。
【００６３】
また、第２部材製造工程として、アルミニウム合金からなる円盤状の第２部材Ｗ９を用意する。第２部材Ｗ９の中心には軸部Ｗ８を圧入可能な凹部２１７が凹設されている。
【００６４】
そして、組付工程として、第１部材Ｗ６の軸部Ｗ８の先端を第２部材Ｗ９の凹部２１７に圧入する。これにより第１部材Ｗ６の頭部Ｗ７がシュー２４の半球部２１２となり、第１部材Ｗ６の軸部Ｗ８がシュー２４の支柱部２１４となり、第２部材Ｗ９がシュー２４の基部２１１となる。
【実施例５】
【００６５】
図１０に示すように、実施例５のシュー２５は、半球部２１２の材質が基部２１１及び支柱部２１４の材質と異なる。他の構成は実施例１のシュー２１と同様である。このシュー２５も実施例１と同様の圧縮機に用いられる。
【００６６】
このシュー２５は、以下の製造方法によって製造したものである。
【００６７】
まず、図１１に示すように、第１部材製造工程として、ＳＵＪ２からなるキャップ状の第１部材Ｗ１０を用意する。
【００６８】
また、第２部材製造工程として、同じくＳＵＪ２からなる第２部材Ｗ１１を用意する。第２部材Ｗ１１は、円盤状の底部Ｗ１２と、底部Ｗ１２の中央から垂直に延びる中実の軸部Ｗ１３とからなる。
【００６９】
そして、組付工程として、軸部Ｗ１３の先端を第１部材Ｗ１０の中心と摩擦圧接等により結合する。これにより第１部材Ｗ１０がシュー２５の半球部２１２となり、第２部材Ｗ１１の底部Ｗ１２がシュー２５の基部２１１となり、第２部材Ｗ１１の軸部Ｗ１３がシュー２５の支柱部２１４となる。
【実施例６】
【００７０】
図１２に示すように、実施例６のシュー２６は、半球部２１２の材質と基部２１１の材質と支柱部２１４の材質とがそれぞれ異なる。他の構成は実施例１のシュー２１と同様である。このシュー２６も実施例１と同様の圧縮機に用いられる。
【００７１】
このシュー２６は、以下の製造方法によって製造したものである。
【００７２】
まず、図１３に示すように、第１部材製造工程として、アルミニウム合金からなるキャップ状の第１部材Ｗ１４を用意する。
【００７３】
また、第２部材製造工程として、第１部材Ｗ１４とは異なるアルミニウム合金からなる円盤状の第２部材Ｗ１５を用意する。
【００７４】
さらに、軸部製造工程として、ＳＵＪ２からなる中実の軸部Ｗ１６を用意する。
【００７５】
そして、組付工程として、軸部Ｗ１６の一端を第１部材Ｗ１４の頂上に結合するとともに、軸部Ｗ１６の他端を第２部材Ｗ１５の中心と結合する。これにより第１部材Ｗ１４がシュー２６の半球部２１２となり、第２部材Ｗ１５がシュー２６の基部２１１となり、軸部Ｗ１６がシュー２６の支柱部２１４となる。
【００７６】
このシュー２６は、基部２１１と半球部２１２と支柱部２１４との材質がそれぞれ異なるため、斜板８及びピストン１０の材質の選択枝が広がり、より優れた圧縮機を実現することが可能になる。また、支柱部２１４を剛性の高い材質のものとすることにより、より実用的な強度のシュー２６とすることができる。
【００７７】
以上において、第１〜６発明を実施例１〜６に即して説明したが、第１〜６発明は上記実施例１〜６に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００７８】
また、実施例１〜６のシューを用いる圧縮機は、上記のような容量可変型斜板式圧縮機に限られず、容量固定型斜板式圧縮機であってもよい。冷媒ガスは、Ｒ１３４ａである必要はなく、二酸化炭素であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は車両用空調装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施例１〜６のシューを用いる圧縮機の断面図である。
【図２】実施例１の圧縮機の要部断面図である。
【図３】実施例１のシューの断面図である。
【図４】実施例１のシューの製造方法に係り、図（Ａ）は熱間鍛造前のプレス型等を示す断面図、図（Ｂ）は熱間鍛造後のプレス型等を示す断面図である。
【図５】実施例２のシューの断面図である。
【図６】実施例３のシューの断面図である。
【図７】実施例３のシューの分解断面図である。
【図８】実施例４のシューの断面図である。
【図９】実施例４のシューの分解断面図である。
【図１０】実施例５のシューの断面図である。
【図１１】実施例５のシューの分解断面図である。
【図１２】実施例６のシューの断面図である。
【図１３】実施例６のシューの分解断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
８…斜板
２１１ａ…斜板摺接面
２１１…基部
１０…ピストン
１０ａ…受け座
２１２ａ…受け座摺接面
２１２…半球部
２１〜２６…圧縮機用シュー
２１３…空洞
２１４…支柱部
２１５…開口
Ｗ…素材
Ｐ…プレス型
２１６…挿入口
Ｗ４…中空体
Ｗ５、Ｗ８、Ｗ１３、Ｗ１６…軸部
Ｗ７…頭部
Ｗ６、Ｗ１０、Ｗ１４…第１部材
Ｗ９、Ｗ１１、Ｗ１５…第２部材
Ｗ１２…底部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューにおいて、
前記基部と前記半球部との間には空洞が形成され、該基部と該半球部とは互いの中心方向に延びる中実の支柱部により連結されていることを特徴とする圧縮機用シュー。
【請求項２】
前記基部と前記半球部との間には、前記空洞を外部に連通させる開口が形成されている請求項１記載の圧縮機用シュー。
【請求項３】
前記基部と前記半球部とは材質が異なる請求項１又は２記載の圧縮機用シュー。
【請求項４】
斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
中実の素材を得る素材形成工程と、
プレス型を用いて該素材をプレス成形することにより、前記基部と前記半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる中実の支柱部により連結されているシューを得るプレス工程とを備えていることを特徴とする圧縮機用シューの製造方法。
【請求項５】
前記素材形成工程は、円盤状の底部と、円盤状の傘部と、該底部と該傘部とを連結する軸部とを形成する工程から構成され、
前記プレス工程は、上型と下型とからなるプレス型を用い、該下型で該底部を支持しつつ該上型で該傘部をプレスすることにより、該底部で前記基部を構成し、該傘部で前記半球部を構成し、該軸部で前記支柱部を構成する請求項４記載の圧縮機用シューの製造方法。
【請求項６】
斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
外形が半球状であり、内部に空洞を有し、頂上に該空洞を外部に連通させる挿入口が形成された中空体を得る中空体製造工程と、
該挿入口に中実の軸部を挿入し、該中空体で前記基部と前記半球部とを構成し、該軸部で支柱部を構成することによって、該基部と該半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる該支柱部により連結されているシューを得る組付工程とを備えていることを特徴とする圧縮機用シューの製造方法。
【請求項７】
斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
キャップ状の頭部と、該頭部の頂上から内部に延びる中実の軸部とからなる第１部材を得る第１部材製造工程と、
円盤状の第２部材を得る第２部材製造工程と、
該軸部の先端を該第２部材の中心と結合し、該第２部材で前記基部を構成し、該頭部で前記半球部を構成し、該軸部で支柱部を構成することによって、該基部と該半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる該支柱部により連結されているシューを得る組付工程とを備えていることを特徴とする圧縮機用シューの製造方法。
【請求項８】
斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
キャップ状の第１部材を得る第１部材製造工程と、
円盤状の底部と、該底部の中央から延びる中実の軸部とからなる第２部材を得る第２部材製造工程と、
該軸部の先端を該第１部材の中心と結合し、該底部で前記基部を構成し、該第１部材で前記半球部を構成し、該軸部で支柱部を構成することによって、該基部と該半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる該支柱部により連結されているシューを得る組付工程とを備えていることを特徴とする圧縮機用シューの製造方法。
【請求項９】
斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
キャップ状の第１部材を得る第１部材製造工程と、
円盤状の第２部材を得る第２部材製造工程と、
中実の軸部を得る軸部製造工程と、
該軸部の一端を該第１部材の頂上に結合するとともに、該軸部の他端を該第２部材の中心と結合し、該第２部材で前記基部を構成し、該第１部材で前記半球部を構成し、該軸部で支柱部を構成することによって、該基部と該半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる該支柱部により連結されているシューを得る組付工程とを備えていることを特徴とする圧縮機用シューの製造方法。
【請求項１０】
前記基部と前記半球部と前記支柱部とは材質が異なる請求項９記載の圧縮機用シューの製造方法。
【請求項１１】
前記基部と前記半球部とを溶接する溶接工程を備えている請求項４乃至１０のいずれか１項記載の圧縮機用シューの製造方法。
【請求項１】
斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューにおいて、
前記基部と前記半球部との間には空洞が形成され、該基部と該半球部とは互いの中心方向に延びる中実の支柱部により連結されていることを特徴とする圧縮機用シュー。
【請求項２】
前記基部と前記半球部との間には、前記空洞を外部に連通させる開口が形成されている請求項１記載の圧縮機用シュー。
【請求項３】
前記基部と前記半球部とは材質が異なる請求項１又は２記載の圧縮機用シュー。
【請求項４】
斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
中実の素材を得る素材形成工程と、
プレス型を用いて該素材をプレス成形することにより、前記基部と前記半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる中実の支柱部により連結されているシューを得るプレス工程とを備えていることを特徴とする圧縮機用シューの製造方法。
【請求項５】
前記素材形成工程は、円盤状の底部と、円盤状の傘部と、該底部と該傘部とを連結する軸部とを形成する工程から構成され、
前記プレス工程は、上型と下型とからなるプレス型を用い、該下型で該底部を支持しつつ該上型で該傘部をプレスすることにより、該底部で前記基部を構成し、該傘部で前記半球部を構成し、該軸部で前記支柱部を構成する請求項４記載の圧縮機用シューの製造方法。
【請求項６】
斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
外形が半球状であり、内部に空洞を有し、頂上に該空洞を外部に連通させる挿入口が形成された中空体を得る中空体製造工程と、
該挿入口に中実の軸部を挿入し、該中空体で前記基部と前記半球部とを構成し、該軸部で支柱部を構成することによって、該基部と該半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる該支柱部により連結されているシューを得る組付工程とを備えていることを特徴とする圧縮機用シューの製造方法。
【請求項７】
斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
キャップ状の頭部と、該頭部の頂上から内部に延びる中実の軸部とからなる第１部材を得る第１部材製造工程と、
円盤状の第２部材を得る第２部材製造工程と、
該軸部の先端を該第２部材の中心と結合し、該第２部材で前記基部を構成し、該頭部で前記半球部を構成し、該軸部で支柱部を構成することによって、該基部と該半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる該支柱部により連結されているシューを得る組付工程とを備えていることを特徴とする圧縮機用シューの製造方法。
【請求項８】
斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
キャップ状の第１部材を得る第１部材製造工程と、
円盤状の底部と、該底部の中央から延びる中実の軸部とからなる第２部材を得る第２部材製造工程と、
該軸部の先端を該第１部材の中心と結合し、該底部で前記基部を構成し、該第１部材で前記半球部を構成し、該軸部で支柱部を構成することによって、該基部と該半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる該支柱部により連結されているシューを得る組付工程とを備えていることを特徴とする圧縮機用シューの製造方法。
【請求項９】
斜板と摺接する斜板摺接面をもつ基部と、該基部と一体をなし、ピストンに球面で凹設された受け座と摺接する受け座摺接面をもつ半球部とを有する圧縮機用シューの製造方法において、
キャップ状の第１部材を得る第１部材製造工程と、
円盤状の第２部材を得る第２部材製造工程と、
中実の軸部を得る軸部製造工程と、
該軸部の一端を該第１部材の頂上に結合するとともに、該軸部の他端を該第２部材の中心と結合し、該第２部材で前記基部を構成し、該第１部材で前記半球部を構成し、該軸部で支柱部を構成することによって、該基部と該半球部との間に空洞が形成され、該基部と該半球部とが互いの中心方向に延びる該支柱部により連結されているシューを得る組付工程とを備えていることを特徴とする圧縮機用シューの製造方法。
【請求項１０】
前記基部と前記半球部と前記支柱部とは材質が異なる請求項９記載の圧縮機用シューの製造方法。
【請求項１１】
前記基部と前記半球部とを溶接する溶接工程を備えている請求項４乃至１０のいずれか１項記載の圧縮機用シューの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−６９７４７（Ｐ２００８−６９７４７Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５１００８（Ｐ２００６−２５１００８）
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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