JP4075899B2 - Manufacturing method of swash plate - Google Patents
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Description
本発明は斜板の製造方法に関し、より詳しくは、例えば斜板式コンプレッサに用いられる斜板の製造方法の改良に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a swash plate, and more particularly to an improvement in a method for manufacturing a swash plate used in, for example, a swash plate compressor.
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)。
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易いという問題が生じている。
さらに、従来から斜板の摺動特性を向上させるために、斜板の摺動面に表面処理を施したり、斜板の摺動面を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斜板の製造コストが高くなるという欠点があった。
By the way, the above-described conventional swash plate compressor has recently been used under conditions of high speed and high load and a small amount of lubricating oil. Thus, recently, the operating conditions of swash plate compressors have become increasingly severe, and as a result, there has been a problem that swash plates and shoes are worn heavily, and they are more likely to seize.
Furthermore, in order to improve the sliding characteristics of the swash plate, the surface of the sliding surface of the swash plate has been conventionally treated or the sliding surface of the swash plate has been modified. However, there is a drawback that the manufacturing cost of the swash plate is increased by performing a proper process.
上述した事情に鑑み、本発明は、両方の端面の少なくとも一方にシューと摺動する摺動面を備えた斜板の製造方法において、
斜板となる母材の上記摺動面に線状又は点状に焼入れを施して微小な膨出部を形成し、次にラップ加工を施して上記摺動面を一端平滑な面に形成し、その後バフ加工により再び摺動面に微小な膨出部を形成させることにより、
上記摺動面に、上記母材の硬度と、焼入れされて上記母材の硬度よりも大きくなった上記膨出部の硬度と、さらに上記膨出部の周辺に形成され、焼きなまされて上記母材の硬度よりも小さくなった焼きなまし部の硬度とを形成したことを特徴とするものである。
In view of the circumstances described above, the present invention provides a swash plate manufacturing method including a sliding surface that slides with a shoe on at least one of both end surfaces.
The sliding surface of the base material to be a swash plate is hardened in a linear or spot shape to form a minute bulge , and then lapped to form the sliding surface as a smooth surface. Then, by forming a minute bulge on the sliding surface again by buffing,
Formed on the sliding surface, the hardness of the base material, the hardness of the bulging portion that has been hardened to be greater than the hardness of the base material, and is formed around the bulging portion and annealed. The hardness of the annealed portion that is smaller than the hardness of the base material is formed .
このような製造方法によれば、従来と比較して耐焼付性が良好な斜板を提供することができる。 According to such a manufacturing method , it is possible to provide a swash plate having better seizure resistance as compared with the prior art.
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。
図2に示すように、斜板3はドーナツ形をした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。
The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiment. In FIG. 1, a sliding device 1 is provided in a housing of a swash plate compressor. The sliding device 1 includes a
As shown in FIG. 2, the
On the other hand, the
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。
In the housing of the swash plate compressor, a plurality of
When the
The configuration described above is not different from that of a conventionally known sliding device.
しかして、本実施例においては、斜板3における両方の摺動面3A、3Aの全域にわたって後述するようにレーザを照射して焼入れを施してあり、それにより両摺動面3A、3Aの耐焼付性を向上させている。
すなわち、本実施例の斜板3の両摺動面3A、3Aへの焼入れ処理とその後の工程を説明する。先ず、図2に示すように、鉄系材料であるSUJ2によりドーナツ形の円板状に製造した斜板3(母材)の端面である両方の摺動面3A、3Aの全域に対して、多数の微小な同一径の円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、また、図3に示すように、各円6の配置状態は、同一ピッチPで縦横の平行線を引いた際の各交点を中心として、半径0.4mmで各円6を描くようにレーザを摺動面3Aに照射するようにしている。本実施例においては、ピッチPは1.1mmに設定している。
上記両摺動面3Aに照射するYAGレーザの出力は50Wであり、これを摺動面3A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3A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。このようにレーザの焦点をデフォーカスすることによって焼入れの幅や深さを調整するようにしている。
Thus, in this embodiment, the entire surface of both
That is, the quenching process to the sliding
The diameter of each
The output of the YAG laser irradiating both the
このようにレーザが照射された摺動面3A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、下方側が窄むテーパ状の凹部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3A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。レーザ照射後の環状膨出部7の高さh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、斜板3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。この焼入れによる焼入れ幅Bは0.3mmとなるようにしている。
他方、摺動面3A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)は焼きなまされて焼きなまし部となっており、その部分は母材よりも硬度がHv100程度低下している。
As shown in FIGS. 4 and 5, the locations of the
Each annular
On the other hand, the radially inner side of each
本実施例においては、斜板3における両方の摺動面3A、3A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、その後にレーザ照射による粗さや形状のばらつきをなくすことを目的として研削加工を行う。本実施例における研削加工はラップ加工とバフ加工とからなり、ラップ加工によって一旦上記両摺動面3Aにおける全ての環状膨出部7を削除して摺動面3Aを平滑な面とし、その後から両方の摺動面3A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3A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の深さ方向における内方側の箇所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、研削加工後の各環状膨出部7’の高さh(凹部8’の深さ)は0.05〜0.3μmとなっており、断面の最大幅W(裾部の半径方向寸法)は上記焼入れ幅と同じ約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、レーザ照射時の円6の直径と同じく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。
In this embodiment, the laser is irradiated so as to draw a large number of
Then, grinding is performed for the purpose of eliminating variations in roughness and shape due to laser irradiation. Grinding in the present embodiment consists of lapping and buffing, and by lapping, all the annular bulging
After the processing is completed in this manner, as shown in FIG. 6, the annular bulges are formed at the locations of the circles 6 (the locations of the annular bulging portions 7) irradiated with the laser over the entire
This is because the initial
In the present embodiment, a quenching portion is formed by a large number of annular bulging
As shown in FIG. 6, the height h (depth of the
以上のように、本実施例の斜板3の両摺動面3Aには、レーザ焼入れによって多数の環状膨出部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。また、摺動面3Aには多数の環状膨出部7’が設けてあるので、摺動面3Aがシュー4の摺動面4Aと摺動する際に接触面圧を低減させることができる。
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’が形成されているので、両部材の摺動面3A,4Aが摺動する際においても、潤滑油通路10’を介して潤滑油が流通することができる。
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を提供することができる。
As described above, on both
In addition, since the lubricating oil passage 10 'formed of a mesh-like recess is formed at the outer position adjacent to each annular bulging portion 7', even when the
Therefore, the load capacity of the sliding
上記実施例においては、母材としての鉄系材料であるSUJ2からなる斜板3の両摺動面3Aに対してレーザ焼入れとその後の加工を行っているが、事前に斜板3の摺動面3Aに表面処理を施してから上述したレーザ焼入れとその後の加工を行うようにしても良い。
すなわち、斜板3に対してレーザ焼入れを施す前に、斜板3における両摺動面3Aの全域に対して、焼入れ、窒化処理或いはメッキのいずれかを施して、その後に上述した要領で両摺動面3Aに対してレーザ焼入れとその後の加工を行うことで、環状膨出部7’を形成するようにしても良い。焼入れとしては高周波焼入れや真空焼入れを用いることができ、また、窒化処理としては通常の窒化処理或いは浸炭窒化処理を用いればよく、さらにメッキとしてはNi−P系あるいはNi−P―B系のメッキを採用できる。
また、このような表面処理処理を行ってからレーザ照射とその後の加工によって摺動面3Aに環状膨出部7’を形成した後に、さらに摺動面3Aの全域にわたって安価な薄膜による表面処理を施すようにしても良い。このような安価な薄膜による表面処理としては、Sn、Sn合金、はんだ合金および銀メッキを用いることができ、またリン酸Mn、リン酸Znのメッキを用いても良い。さらに、固体潤滑材(MoS2、PTFE、Gr)コートを用いても良い。
さらに、上述したNi−P系あるいはNi−P―B系のメッキを施してからレーザ焼入れとその後の加工によって摺動面3Aに環状膨出部7’を形成するものにおいては、斜板3の母材として鉄系材料の代わりにアルミシリコン合金を用いても良い。
なお、上記実施例においては、各環状膨出部7’を縦横の等間隔位置に配置しているが、図7に示すように、環状膨出部7’を千鳥状に形成するようにしても良い。
In the above embodiment, laser quenching and subsequent processing are performed on both
That is, before laser quenching of the
In addition, after the surface treatment is performed, the annular bulging portion 7 'is formed on the sliding
Further, in the case where the annular bulging portion 7 'is formed on the sliding
In the above embodiment, the
また、上述した実施例においては、微小な多数の円を形成するように摺動面3Aにレーザを照射しているが、焼入れ部としての膨出部7’を形成するためには、摺動面3Aに対して線状又は点状にレーザを照射するようにしても良い。すなわち、図8の実施例は摺動面3Aに対して格子状にレーザを照射するものであり、図9の実施例は摺動面3Aに対して平行な直線状にレーザを照射するものである。また、図10の実施例は摺動面3Aに対して同心円状にレーザを照射するものであり、また図11の実施例は摺動面3Aに対して螺旋状にレーザを照射するものである。さらに、図12の実施例は、摺動面3Aに対して縦横の平行線における交点の位置に点状にレーザを照射するものである。
これら図8から図12に示した実施例においては、レーザの照射位置が微小な膨出部7’となり、その隣接部分に潤滑油通路または潤滑油を貯溜するための凹部が形成されることになる。
このような実施例であっても、上記図2に示した実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
なお、上述した各実施例においては、斜板3における両方の摺動面3A、3Aの全域に膨出部7’(環状膨出部7’)を形成しているが、一方の摺動面3Aだけに膨出部7’(環状膨出部7’)を形成しても良い。さらに、図13に示すように、一方の摺動面3Aにおける面圧が高くなる一部分だけに環状膨出部7’(膨出部7’)を形成するようにしても良い。
Further, in the above-described embodiment, the laser is irradiated on the sliding
In the embodiments shown in FIGS. 8 to 12, the laser irradiation position is a
Even in this embodiment, the same operation and effect as the embodiment shown in FIG. 2 can be obtained.
In each of the embodiments described above, the bulging
3…斜板 3A…摺動面
6…円 7’…環状膨出部(焼入れ部)
8’…凹部 10’…潤滑油通路
3 ...
8 '... concave 10' ... lubricant passage
Claims (7)
斜板となる母材の上記摺動面に線状又は点状に焼入れを施して微小な膨出部を形成し、次にラップ加工を施して上記摺動面を一端平滑な面に形成し、その後バフ加工により再び摺動面に微小な膨出部を形成させることにより、
上記摺動面に、上記母材の硬度と、焼入れされて上記母材の硬度よりも大きくなった上記膨出部の硬度と、さらに上記膨出部の周辺に形成され、焼きなまされて上記母材の硬度よりも小さくなった焼きなまし部の硬度とを形成したことを特徴とする斜板の製造方法。 In a method of manufacturing a swash plate having a sliding surface that slides with a shoe on at least one of both end faces,
The sliding surface of the base material to be a swash plate is hardened in a linear or spot shape to form a minute bulge , and then lapped to form the sliding surface as a smooth surface. Then, by forming a minute bulge on the sliding surface again by buffing,
Formed on the sliding surface, the hardness of the base material, the hardness of the bulging portion that has been hardened to be greater than the hardness of the base material, and is formed around the bulging portion and annealed. A method for producing a swash plate , characterized in that the hardness of the annealed portion that is smaller than the hardness of the base material is formed .
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