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JP6400419B2 - Injection mold of hemispherical shoe for swash plate compressor - Google Patents
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JP6400419B2 - Injection mold of hemispherical shoe for swash plate compressor - Google Patents

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Description

本発明は、自動車用エアコンなどに用いられる斜板式コンプレッサにおいて、斜板とピストンとの間に介在して斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換するための半球シューの製造に用いる射出成形金型に関する。   The present invention relates to an injection molding used for manufacturing a hemispherical shoe for converting a rotary motion of a swash plate into a reciprocating motion of a piston interposed between a swash plate and a piston in a swash plate compressor used for an air conditioner for an automobile. Regarding molds.

斜板式コンプレッサは、冷媒が存在するハウジング内で、回転軸に直接固定するように、または連結部材を介して間接的に、直角および斜めに取り付けた斜板に半球シューを摺動させ、この半球シューを介して斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換して、冷媒を圧縮、膨張させるものである。このような斜板式コンプレッサには、両頭形のピストンを用いて冷媒を両側で圧縮、膨張させる両斜板タイプのものと、片頭形のピストンを用いて冷媒を片側のみで圧縮、膨張させる片斜板タイプのものとがある。また、半球シューは斜板の片側面のみで摺動するものと、斜板の両側面で摺動するものとがある。これらの斜板式コンプレッサでは、斜板と半球シューの摺動面に毎秒20m以上の大きな相対速度の滑りが発生して、半球シューは非常に過酷な環境で使用される。   The swash plate compressor slides a hemispherical shoe on a swash plate mounted at a right angle and obliquely so as to be directly fixed to a rotating shaft or indirectly through a connecting member in a housing where refrigerant exists. The rotational movement of the swash plate is converted into the reciprocating movement of the piston through the shoe to compress and expand the refrigerant. Such swash plate compressors include a double swash plate type that compresses and expands refrigerant on both sides using a double-headed piston, and a single-slope that compresses and expands refrigerant only on one side using a single-headed piston. There is a board type. In addition, the hemispherical shoes include those that slide only on one side of the swash plate and those that slide on both sides of the swash plate. In these swash plate type compressors, sliding with a large relative speed of 20 m or more per second occurs on the sliding surface of the swash plate and the hemispheric shoe, and the hemispheric shoe is used in a very severe environment.

また、潤滑については、潤滑油は冷媒に溶け込みながら薄められハウジング内を循環し、ミスト状となって摺動部に供給される。しかし、運転休止状態から運転を再開した場合において、液化した冷媒により潤滑油が洗い流されてしまい、運転開始時の斜板と半球シューとの摺動面は、潤滑油のないドライ潤滑状態となり、焼付きが発生しやすいという問題がある。   As for lubrication, the lubricating oil is diluted while dissolved in the refrigerant, circulates in the housing, and is supplied to the sliding portion in the form of a mist. However, when the operation is resumed from the operation stop state, the lubricating oil is washed away by the liquefied refrigerant, and the sliding surface between the swash plate and the hemispherical shoe at the start of the operation becomes a dry lubricating state without the lubricating oil, There is a problem that seizure is likely to occur.

この焼付きを防止する手段としては、例えば、斜板および半球シューの少なくとも摺動面にポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂被膜を静電粉体塗装法により直接形成したもの(特許文献1参照)、固体潤滑剤を含有する熱可塑性ポリイミド被膜を静電粉体塗装法により形成したもの(特許文献2参照)が提案されている。   As a means for preventing this seizure, for example, a polyether ether ketone (PEEK) resin film is directly formed on at least sliding surfaces of a swash plate and a hemispherical shoe by an electrostatic powder coating method (see Patent Document 1). There has been proposed a thermoplastic polyimide coating containing a solid lubricant formed by an electrostatic powder coating method (see Patent Document 2).

また、高速・高温条件において高い摺動性を確保するため、斜板、半球シューおよびピストンの少なくとも一の摺接部位にPEEK樹脂からなるバインダと、該バインダ中に分散された固体潤滑剤とからなる摺動層を形成したもの(特許文献3参照)が提案されている。   Further, in order to ensure high slidability under high speed and high temperature conditions, a binder made of PEEK resin at at least one sliding contact portion of the swash plate, hemispherical shoe and piston, and a solid lubricant dispersed in the binder The thing which formed the sliding layer which becomes (refer patent document 3) is proposed.

特開2002−180964号公報JP 2002-180964 A 特開2003−049766号公報JP 2003-049766 A 特開2002−039062号公報JP 2002-039062 A

従来技術では、斜板と半球シューの潤滑特性の向上のために、上記したとおり、斜板や半球シューの摺動面を潤滑性被膜で形成する方法が提案されてきたが、現実には斜板への潤滑性被膜の形成はあっても、半球シューへの潤滑性被膜の形成は皆無であった。この理由は、斜板に比べて半球シューの摺動面積が小さいうえに、ピストンの球面座との摺動も受けるため、摩擦熱によって潤滑性被膜の耐久性が十分に得られていないということが推測される。   In the prior art, in order to improve the lubrication characteristics of the swash plate and the hemispherical shoe, as described above, a method of forming the sliding surface of the swash plate and the hemispherical shoe with a lubricating coating has been proposed. There was no formation of a lubricious coating on the hemispherical shoe, even though a lubricious coating was formed on the plate. The reason for this is that the sliding area of the hemispherical shoe is smaller than that of the swash plate, and the sliding with the spherical seat of the piston is also received. Is guessed.

例えば従来技術のように、斜板およびピストンとの摺動のため半球シューの表面全体を樹脂被膜で覆った場合、摩擦熱の放熱性が低下するとともに半球シュー基材の温度上昇が発生し、樹脂被膜が溶解するということが起こり得る。また、静電粉体塗装法や塗液塗布による樹脂被膜の形成は、半球シューを焼成温度にさらすことになり強度低下の懸念がある。   For example, when the entire surface of the hemispherical shoe is covered with a resin film for sliding with the swash plate and the piston as in the prior art, the heat dissipation of the frictional heat decreases and the temperature of the hemispherical shoe base material increases, It can happen that the resin coating dissolves. In addition, the formation of a resin film by electrostatic powder coating or coating liquid application exposes the hemispherical shoe to the firing temperature, and there is a concern that the strength may decrease.

一方、潤滑性被膜を有する斜板は、摺動面の平面度、平行度、厚さ精度の加工精度が厳しいだけでなく、高価な材料からなる潤滑性被膜の被膜面積が大きいため低価格化できないという問題がある。   On the other hand, a swash plate with a lubricious coating is not only strict in terms of flatness, parallelism and thickness accuracy of the sliding surface, but also has a low coating cost due to the large coating area of the lubricious coating made of expensive materials. There is a problem that you can not.

本発明はこれらの問題に対処するためになされたものであり、運転開始時の潤滑油のないドライ潤滑状態においても、焼付きが発生せず、摩擦発熱による潤滑特性の低下や製造時の強度低下を抑制した耐久性に優れる半球シューを得るための射出成形金型を提供することを目的とする。   The present invention has been made to address these problems. Even in a dry lubrication state where there is no lubricating oil at the start of operation, seizure does not occur. An object of the present invention is to provide an injection mold for obtaining a hemispherical shoe excellent in durability with suppressed deterioration.

本発明の斜板式コンプレッサ用半球シューの射出成形金型は、冷媒が存在するハウジング内で、回転軸に直接固定するように、または連結部材を介して間接的に、直角および斜めに取り付けた斜板に半球シューを摺動させ、この半球シューを介して上記斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換して、冷媒を圧縮、膨張させる斜板式コンプレッサの半球シューの製造に用いる射出成形金型であり、上記半球シューは、硬質材料からなり、中心軸部分に中空部を有する基材と、樹脂組成物からなり、該基材の周囲で上記斜板と摺動する平面部の表面および上記ピストンと摺動する球面部の表面に形成された樹脂層とを有し、上記射出成形金型は、可動側型板と固定側型板とを備えてなり、上記可動側型板および上記固定側型板の一方は、キャビティの一部を構成する、上記球面部を形成するための凹状球面を有するとともに、該キャビティの水平方向の中心軸上に上記基材の中空部と嵌合するコアピンが配置され、上記可動側型板および上記固定側型板の他方は、キャビティの一部を構成する、上記平面部を形成するための凹状平面を有するとともに、上記コアピンと同軸上にゲートが配置されていることを特徴とする。   The injection mold of the swash plate compressor hemispherical shoe according to the present invention is a slant mounted at right angles and obliquely so as to be fixed directly to a rotating shaft or indirectly via a connecting member in a housing where a refrigerant exists. An injection mold used for manufacturing a hemispherical shoe of a swash plate type compressor that compresses and expands a refrigerant by sliding a hemispherical shoe on a plate and converting the rotational motion of the swash plate into a reciprocating motion of a piston through the hemispherical shoe. The hemispherical shoe is made of a hard material, a base material having a hollow portion in the central axis portion, a resin composition, and a surface of a flat portion that slides on the swash plate around the base material and A resin layer formed on the surface of the spherical portion that slides with the piston, and the injection mold includes a movable mold plate and a fixed mold plate, and the movable mold plate and the movable mold plate One of the fixed side templates is A core pin that forms a part of the tee and has a concave spherical surface for forming the spherical portion, and is fitted on the central axis in the horizontal direction of the cavity, and is fitted to the hollow portion of the base material. The other of the template and the fixed-side template has a concave plane for forming the plane portion, which forms part of the cavity, and a gate is disposed coaxially with the core pin. To do.

上記コアピンの先端に小径段差部を有し、該コアピンが上記基材の中空部と嵌合した状態において、上記小径段差部の段差面が上記基材の端面に突き当たることを特徴とする。   The core pin has a small-diameter step portion at the tip, and the step surface of the small-diameter step portion abuts against an end surface of the substrate in a state where the core pin is fitted to the hollow portion of the substrate.

上記可動側型板に上記コアピンを有し、該コアピンは突き出しピンとして成形金型が開放された後に前進可能であることを特徴とする。   The movable side plate has the core pin, and the core pin can be moved forward as a protruding pin after the molding die is opened.

上記ゲートは、そのゲート口が上記半球シューの摺動表面から窪んだ位置に設けられていることを特徴とする。また、上記ゲートがピンポイントゲートであることを特徴とする。   The gate has a gate opening provided at a position recessed from the sliding surface of the hemispherical shoe. The gate is a pinpoint gate.

本発明の斜板式コンプレッサ用半球シューの射出成形金型は、樹脂層が形成された球面部と平面部を有する所定構造の半球シューの製造に用いられる金型であり、可動側型板と固定側型板とを備え、可動側型板および固定側型板の一方は、キャビティの一部を構成する、上記球面部を形成するための凹状球面を有するとともに、該キャビティの水平方向の中心軸上に半球シュー基材の中空部と嵌合するコアピンが配置され、他方は、キャビティの一部を構成する、上記平面部を形成するための凹状平面を有するとともに、上記コアピンと同軸上にゲートが配置されているので、ゲートから射出された溶融樹脂がコアピンの先端にぶつかり、その後、半球シューの軸心から均一に半球シュー基材の表面を被覆していく。このため、半球シューの球面部や平面部の表面に形成される樹脂層は、ウェルドを有さず、均一な樹脂層となる。   The injection mold of the swash plate compressor hemispherical shoe of the present invention is a mold used for manufacturing a hemispherical shoe having a predetermined structure having a spherical surface portion and a flat surface portion on which a resin layer is formed, and is fixed to the movable side mold plate. And one of the movable side mold plate and the fixed side mold plate has a concave spherical surface for forming the spherical portion, which forms part of the cavity, and a horizontal central axis of the cavity. A core pin that fits into the hollow portion of the hemispherical shoe base material is disposed on the other side, and the other has a concave plane that forms part of the cavity and forms the plane portion, and is coaxial with the core pin. Since the molten resin injected from the gate hits the tip of the core pin, the surface of the hemispherical shoe base material is uniformly coated from the axial center of the hemispherical shoe. For this reason, the resin layer formed on the surface of the spherical surface or the flat surface of the hemispherical shoe does not have a weld and becomes a uniform resin layer.

該金型を用いて得られる半球シューは、硬質材料からなる基材と、該基材の周囲で斜板と摺動する平面部の表面およびピストンと摺動する球面部の表面に形成された樹脂層とを有するので、運転開始時のドライ潤滑状態においても焼付きを防止できる。また、半球シューの基材とコアピンとの接触面において樹脂層が形成されないので、該部分から摩擦熱が放熱され、基材の温度上昇によって樹脂層が溶解すること等を防止できる。さらに、樹脂層の形成に射出成形を採用しているので、製造時に焼成温度にさらすことなく強度低下の懸念が無い。   The hemispherical shoe obtained by using the mold was formed on a base material made of a hard material, a surface of a flat part sliding with the swash plate and a surface of a spherical part sliding with the piston around the base material. Since it has a resin layer, seizure can be prevented even in a dry lubrication state at the start of operation. Further, since the resin layer is not formed on the contact surface between the base material of the hemispherical shoe and the core pin, friction heat is radiated from the portion, and the resin layer can be prevented from being melted due to the temperature rise of the base material. Furthermore, since the injection molding is employed for forming the resin layer, there is no concern of a decrease in strength without being exposed to the firing temperature during production.

コアピンの先端に小径段差部を有し、該コアピンが半球シューの基材の中空部と嵌合した状態において、小径段差部の段差面が基材の端面に突き当たるので、基材がキャビティ内において軸方向に位置決めされる。よって、球面を有する半球シューの基材をキャビティ内に容易かつ正確に配置できる。また、基材において、コアピンの小径段差部との軸方向接触面が、半球シューの完成後に樹脂層が形成されていない露出面となるので、該部分からも放熱可能となる。   When the core pin has a small-diameter stepped portion at the tip, and the core pin is engaged with the hollow portion of the base material of the hemispherical shoe, the step surface of the small-diameter step portion hits the end surface of the base material. Positioned in the axial direction. Therefore, the base material of the hemispherical shoe having a spherical surface can be easily and accurately arranged in the cavity. Further, in the base material, the axial contact surface with the small-diameter step portion of the core pin becomes an exposed surface on which the resin layer is not formed after the hemispherical shoe is completed, so that heat can also be radiated from this portion.

可動側型板にコアピンを有し、該コアピンは突き出しピンとして成形金型が開放された後に前進可能であるので、別途突き出しピンを設ける必要が無く、半球シューの樹脂層上に突き出しピン痕が残ることが無い。   Since the movable side plate has a core pin, and the core pin can be moved forward after the molding die is opened as a protruding pin, there is no need to provide a separate protruding pin, and there is no protruding pin mark on the resin layer of the hemispherical shoe. There is no remaining.

上記ゲートは、そのゲート口が半球シューの摺動表面から窪んだ位置に設けられているので、ゲート痕が半球シューの摺動表面(樹脂層の表面)より突出することを防止できる。また、ゲートがピンポイントゲートであるので、射出成形工程でのゲートカットが可能であり、ニッパ等の手工具を用いる後加工と比較して樹脂層表面への傷付きを防止できる。   Since the gate opening is provided at a position where the gate opening is recessed from the sliding surface of the hemispherical shoe, it is possible to prevent the gate trace from protruding from the sliding surface of the hemispherical shoe (the surface of the resin layer). Further, since the gate is a pinpoint gate, the gate can be cut in the injection molding process, and damage to the resin layer surface can be prevented as compared with post-processing using a hand tool such as a nipper.

本発明の射出成形金型で得られる斜板式コンプレッサ用半球シューを用いた斜板式コンプレッサの一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the swash plate type compressor using the hemispherical shoe for swash plate type compressors obtained with the injection mold of this invention. 図1の半球シューを拡大して示す縦断面図および平面図である。It is the longitudinal cross-sectional view and top view which expand and show the hemispherical shoe of FIG. 本発明の射出成形金型の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the injection mold of this invention. 図3の金型を用いた半球シューの製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the hemispherical shoe using the metal mold | die of FIG.

本発明の射出成形金型で得られる斜板式コンプレッサ用半球シューを用いた斜板式コンプレッサの一例を図面に基づき説明する。図1は、斜板式コンプレッサを示す縦断面図である。図1に示す斜板式コンプレッサは、炭酸ガスを冷媒に用いるものであり、冷媒が存在するハウジング1内で、回転軸2に直接固定するように斜めに取り付けた斜板3の回転運動を、斜板3の両側面で摺動する半球シュー4を介して両頭形ピストン9の往復運動に変換し、ハウジング1の周方向に等間隔で形成されたシリンダボア10内の各ピストン9の両側で、冷媒を圧縮、膨張させる両斜板タイプのものである。高速で回転駆動される回転軸2は、ラジアル方向を針状ころ軸受11で支持され、スラスト方向をスラスト針状ころ軸受12で支持されている。この構成において、斜板3は、連結部材を介して間接的に回転軸2に固定される態様でもよい。また、斜めではなく直角に取り付けられる態様であってもよい。   An example of a swash plate compressor using a swash plate compressor hemispherical shoe obtained by the injection mold of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a swash plate compressor. The swash plate type compressor shown in FIG. 1 uses carbon dioxide gas as a refrigerant. The swash plate 3 attached obliquely so as to be directly fixed to the rotary shaft 2 in the housing 1 in which the refrigerant exists is inclined. It is converted into a reciprocating motion of a double-headed piston 9 through a hemispherical shoe 4 that slides on both sides of the plate 3, and a refrigerant is generated on both sides of each piston 9 in a cylinder bore 10 formed at equal intervals in the circumferential direction of the housing 1. The swash plate type that compresses and expands. The rotary shaft 2 that is rotationally driven at high speed is supported by a needle roller bearing 11 in the radial direction and supported by a thrust needle roller bearing 12 in the thrust direction. In this configuration, the swash plate 3 may be fixed to the rotary shaft 2 indirectly via a connecting member. Moreover, the aspect attached rather than diagonally may be sufficient.

各ピストン9には斜板3の外周部を跨ぐように凹部9aが形成され、この凹部9aの軸方向対向面に形成された球面座13に、半球シュー4が着座されており、ピストン9を斜板3の回転に対して相対移動自在に支持する。これによって、斜板3の回転運動からピストン9の往復運動への変換が円滑に行われる。半球シュー4は、球面部がピストン9(球面座13)と摺動し、平面部が斜板3と摺動する。   Each piston 9 is formed with a recess 9 a so as to straddle the outer periphery of the swash plate 3, and a hemispherical shoe 4 is seated on a spherical seat 13 formed on the axially opposed surface of this recess 9 a, The swash plate 3 is supported so as to be movable relative to the rotation of the swash plate 3. Thereby, conversion from the rotational movement of the swash plate 3 to the reciprocating movement of the piston 9 is performed smoothly. The hemispherical shoe 4 has a spherical portion that slides with the piston 9 (spherical seat 13) and a flat portion that slides with the swash plate 3.

本発明の射出成形金型で得られる斜板式コンプレッサ用半球シューの構造を図2に基づき詳細に説明する。図2の上図は半球シューの一例を示す縦断面図であり、図2の下図はその平面図である。図2に示すように、半球シュー4は、球体の一部を構成する球面部4aと、球面部4aの反対側において該球体を略平面でカットした形態の平面部4bと、球面部4aと平面部4bとを繋ぐ外周部4cとからなる略半球状の構造を有する。また、半球シュー4は、平面形状が円形状であり、外周部4cの表面(樹脂層6cの表面)は円筒外周面となる。半球シュー4の全体形状は、円柱体の一方の底面を半球の一部を構成する凸形状とした形状である。なお、半球シュー4の全体形状は、これに限定されるものではなく、斜板と摺動する平面部とピストンと摺動する球面部とを有していればよく、上記外周部(円筒部)を有さない形状としてもよい。   The structure of the hemispherical shoe for a swash plate compressor obtained by the injection mold of the present invention will be described in detail with reference to FIG. An upper view of FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an example of a hemispherical shoe, and a lower view of FIG. 2 is a plan view thereof. As shown in FIG. 2, the hemispherical shoe 4 includes a spherical portion 4a constituting a part of the sphere, a flat portion 4b in which the sphere is cut in a substantially flat surface on the opposite side of the spherical portion 4a, a spherical portion 4a, It has a substantially hemispherical structure composed of an outer peripheral part 4c connecting the flat part 4b. Further, the hemispherical shoe 4 has a circular planar shape, and the surface of the outer peripheral portion 4c (the surface of the resin layer 6c) is a cylindrical outer peripheral surface. The overall shape of the hemispherical shoe 4 is a shape in which one bottom surface of the cylindrical body is a convex shape constituting a part of the hemisphere. The overall shape of the hemispherical shoe 4 is not limited to this, and it is sufficient if it has a flat surface portion that slides with the swash plate and a spherical surface portion that slides with the piston. It is good also as a shape which does not have.

半球シュー4は、硬質材料からなる部材を基材5とし、斜板と摺動する平面部4bの表面およびピストンと摺動する球面部4aの表面に樹脂層6が後述の射出成形で形成されている。樹脂層6のうち、球面部4aの表面に形成されるものが樹脂層6aであり、平面部4bの表面に形成されるものが樹脂層6bであり、外周部4cに形成されるものが樹脂層6cである。各樹脂層は薄肉(0.1〜0.7mm程度)であり、基材5の形状は半球シュー4の全体形状に沿った形状である。なお、半球シューの直径は、5〜15mm程度である。   The hemispherical shoe 4 uses a member made of a hard material as a base material 5, and a resin layer 6 is formed by injection molding to be described later on the surface of a flat surface portion 4 b that slides with a swash plate and the surface of a spherical surface portion 4 a that slides with a piston. ing. Of the resin layer 6, the resin layer 6a is formed on the surface of the spherical surface portion 4a, the resin layer 6b is formed on the surface of the flat surface portion 4b, and the resin layer 6 is formed on the outer peripheral portion 4c. Layer 6c. Each resin layer is thin (about 0.1 to 0.7 mm), and the shape of the base material 5 is a shape along the entire shape of the hemispherical shoe 4. The diameter of the hemispherical shoe is about 5 to 15 mm.

半球シュー4において、斜板と摺動する平面部4bと、ピストンと摺動する球面部4aとは、軸方向反対側に位置する。これらの表面に形成される樹脂層を、外周部4c等を介して連続した一体のものとすることで、構造的に両面の樹脂層が基材から剥離しにくくなる。また、平面部4bの樹脂層6bの厚みを、球面部4aの樹脂層6aの厚みよりも薄くすることが好ましい。平面部の樹脂層を球面部の樹脂層よりも薄くすることで、斜板と摺動する平面部の樹脂層は高い耐荷重性を有し、ピストンと摺動する球面部の樹脂層は片当たり時のなじみ性がよく、耐摩耗性に優れる。さらに、射出成形時の高い溶融流動性を確保しやすい。   In the hemispherical shoe 4, the flat surface portion 4b that slides with the swash plate and the spherical surface portion 4a that slides with the piston are located on the opposite sides in the axial direction. By making the resin layers formed on these surfaces continuous and integrated through the outer peripheral portion 4c and the like, the resin layers on both surfaces are structurally difficult to peel from the substrate. Moreover, it is preferable to make the thickness of the resin layer 6b of the flat surface portion 4b thinner than the thickness of the resin layer 6a of the spherical surface portion 4a. By making the resin layer of the flat part thinner than the resin layer of the spherical part, the resin part of the flat part sliding with the swash plate has high load resistance, and the resin layer of the spherical part sliding with the piston is a piece. Good compatibility with hitting and excellent wear resistance. Furthermore, it is easy to ensure high melt fluidity during injection molding.

図2に示す形態では、基材5には、その円形中央の中心軸部分に球面部4a側と平面部4b側とを貫通する円筒空間状の中空部5bが形成されている。中空部5bには、樹脂組成物が充填された樹脂充填部8と、樹脂組成物が充填されていない空孔部7とが形成されている。空孔部7は、成形時にコアピンが嵌合される部位であり、樹脂が充填されずに基材表面が露出した状態となっている。斜板およびピストンとの摺動による摩擦熱が発生しても、基材を伝わって該空孔部から熱を逃がすことができ、樹脂層の溶解などが起こらず、耐摩耗性や耐焼付き性に優れる。また、空孔部は潤滑油を保持するオイルポケットとしての機能も有する。   In the form shown in FIG. 2, the base material 5 is formed with a cylindrical space-like hollow portion 5b penetrating the spherical surface portion 4a side and the flat surface portion 4b side at the center axis portion of the circular center. The hollow portion 5b is formed with a resin filling portion 8 filled with a resin composition and a hole portion 7 not filled with the resin composition. The hole portion 7 is a portion into which the core pin is fitted during molding, and is in a state where the surface of the base material is exposed without being filled with resin. Even if frictional heat is generated due to sliding with the swash plate and piston, heat can be transferred from the pores through the base material, and the resin layer does not dissolve and wear and seizure resistance Excellent. Further, the hole portion also has a function as an oil pocket for holding lubricating oil.

さらに、図2に示す形態の半球シュー4は、球面部4a側の外表面にピストンとの非接触部であり、基材5が樹脂層6で覆われずに露出している露出面5aを有する。この非接触部は、球面部4aの一部を平面部4bと平行な面で切った形状の部位であり、ピストンとは摺動接触しない部位である。後述するように、射出成形金型のコアピンに小径段差部を設けて、該小径段差部の段差面を基材の端面に突き当てて軸方向の位置決めをすることで、半球シュー4の中空部のコアピン嵌合側の縁に該段差面に対応した露出面5aが形成される。球面部4a側の外表面にこのような非接触部かつ基材の露出面を有することで、球面部で発生した摩擦熱を放熱しやすくなる。   Further, the hemispherical shoe 4 of the form shown in FIG. 2 has an exposed surface 5a which is a non-contact portion with the piston on the outer surface on the spherical surface portion 4a side and is exposed without being covered with the resin layer 6. Have. The non-contact portion is a portion having a shape obtained by cutting a part of the spherical portion 4a with a plane parallel to the flat portion 4b, and is a portion that does not slide-contact with the piston. As will be described later, a hollow portion of the hemispherical shoe 4 is provided by providing a small-diameter stepped portion on the core pin of the injection mold and positioning the stepped surface of the small-diameter stepped portion against the end surface of the base material in the axial direction. An exposed surface 5a corresponding to the step surface is formed at the edge of the core pin fitting side. By having such a non-contact portion and an exposed surface of the base material on the outer surface on the spherical surface portion 4a side, it becomes easy to radiate the frictional heat generated in the spherical surface portion.

半球シューの基材の材質としては、機械的強度や熱伝導性に優れた硬質材料からなるものであれば特に限定されず、例えば、鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの金属材や、セラミックス等が挙げられる。鋼材としては、軸受鋼(SUJ1〜5など)、クロムモリブデン鋼、機械構造用炭素鋼、軟鋼、ステンレス鋼、高速度鋼などが挙げられる。これら鋼材は、ピストンとの摺接による摩耗損傷を軽減するために、焼入れなどの処理を施して表面硬度を高めてもよい。上記の中でも、信頼性から軸受鋼を用いることが好ましい。   The material of the base material of the hemispherical shoe is not particularly limited as long as it is made of a hard material excellent in mechanical strength and thermal conductivity. For example, a metal material such as steel, aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, etc. And ceramics. Examples of the steel material include bearing steel (SUJ1-5, etc.), chromium molybdenum steel, carbon steel for mechanical structure, mild steel, stainless steel, high speed steel and the like. These steel materials may be subjected to treatment such as quenching to increase the surface hardness in order to reduce wear damage due to sliding contact with the piston. Among the above, it is preferable to use bearing steel from the viewpoint of reliability.

また、基材の材質として、鉄系、銅鉄系、銅系、ステンレス系などの焼結金属も採用できる。基材と樹脂層との密着性を高められることから、鉄が主成分の焼結金属、さらには銅の含有量が10重量%以下の鉄系焼結金属とすることが好ましい。基材を焼結金属製にすることで、球面部表面における潤滑油保持性に優れ、また、表面凹凸のアンカー効果により樹脂層との密着性を向上させることができる。   Further, as the material of the base material, sintered metals such as iron-based, copper-iron-based, copper-based, and stainless-based materials can also be employed. Since adhesion between the base material and the resin layer can be improved, it is preferable to use a sintered metal containing iron as a main component, and further an iron-based sintered metal having a copper content of 10% by weight or less. By making the base material a sintered metal, it is possible to improve the lubricating oil retention on the surface of the spherical surface, and to improve the adhesion with the resin layer by the anchor effect of the surface irregularities.

半球シューの基材が溶製金属やセラミックス等の緻密体である場合は、樹脂層との密着性を高めるために、樹脂層形成前において、基材の表面をショットブラスト、機械加工などの物理的表面処理により、凹凸形状に荒らすことが好ましい。また、酸性溶液処理(硫酸、硝酸、塩酸など、もしくは他の溶液との混合)、アルカリ性溶液処理(水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど、もしくは他の溶液との混合)などの化学的表面処理を施し、基材の表面に微細凹凸形状を形成することが好ましい。酸性溶液処理であるとマスキングを不要にできるため好ましい。微細凹凸形状は、濃度、処理時間、後処理などによって異なるが、アンカー効果による密着性を高めるためには、凹ピッチが数nm〜数十μmの微細な凹凸にすることが好ましい。化学的表面処理により形成された微細凹凸形状は、多孔質のような複雑な立体構造となっているため、アンカー効果を発揮しやすく、特に強固な密着が可能となる。   When the base material of the hemispherical shoe is a dense body such as melted metal or ceramics, the surface of the base material is subjected to physical processing such as shot blasting or machining before the resin layer is formed in order to improve the adhesion to the resin layer. It is preferable to roughen it into a concavo-convex shape by a general surface treatment. Also, chemical surface treatment such as acidic solution treatment (mixed with sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, etc. or other solutions), alkaline solution treatment (mixed with sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. or other solutions) It is preferable to form a fine uneven shape on the surface of the substrate. The acidic solution treatment is preferable because masking can be omitted. Although the fine uneven shape varies depending on the concentration, processing time, post-treatment, etc., in order to improve the adhesion due to the anchor effect, it is preferable to make the fine unevenness with a concave pitch of several nanometers to several tens of micrometers. The fine uneven shape formed by the chemical surface treatment has a complicated three-dimensional structure such as a porous structure, so that the anchor effect is easily exhibited, and particularly strong adhesion is possible.

樹脂層を形成する樹脂組成物のベース樹脂としては、射出成形が可能で、潤滑特性および耐熱性に優れた合成樹脂が好ましい。このような合成樹脂としては、例えば、芳香族ポリエーテルケトン(PEK)系樹脂、ポリアセタール(POM)樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、射出成形可能なポリイミド樹脂、ポリアミドイミド(PAI)樹脂、ポリアミド(PA)樹脂、射出成形可能なフッ素樹脂などが挙げられる。これらの各合成樹脂は単独で使用してもよく、2種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。これらの合成樹脂の中でも、芳香族PEK系樹脂を用いることが好ましい。芳香族PEK系樹脂を用いることで、耐熱性、耐油・耐薬品性、耐クリープ特性、摩擦摩耗特性などに優れ、非常に信頼性の高い半球シューを得ることができる。   The base resin of the resin composition forming the resin layer is preferably a synthetic resin that can be injection-molded and has excellent lubrication characteristics and heat resistance. Examples of such synthetic resins include aromatic polyetherketone (PEK) resins, polyacetal (POM) resins, polyphenylene sulfide (PPS) resins, injection-moldable polyimide resins, polyamideimide (PAI) resins, polyamides ( PA) resin, injection-moldable fluororesin, and the like. Each of these synthetic resins may be used alone or may be a polymer alloy in which two or more kinds are mixed. Among these synthetic resins, it is preferable to use an aromatic PEK resin. By using an aromatic PEK-based resin, it is possible to obtain a hemispherical shoe that is excellent in heat resistance, oil resistance / chemical resistance, creep resistance, friction wear characteristics, and the like, and that is highly reliable.

本発明で使用できる芳香族PEK系樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリエーテルケトン(PEK)樹脂、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン(PEKEKK)樹脂などがある。本発明で使用できるPEEK樹脂の市販品としては、ビクトレックス社製:VICTREX PEEK(90P、150P、380P、450P、90G、150Gなど)、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製:Keta Spire PEEK(KT−820P、KT−880Pなど)、ダイセル・エボニック社製:VESTAKEEP(1000G、2000G、3000G、4000Gなど)などが挙げられる。また、PEK樹脂としては、ビクトレックス社製:VICTREX HTなどが、PEKEKK樹脂としてはビクトレックス社製:VICTREX STなどが、それぞれ挙げられる。   Examples of the aromatic PEK resin that can be used in the present invention include polyether ether ketone (PEEK) resin, polyether ketone (PEK) resin, and polyether ketone ether ketone ketone (PEKEKK) resin. Examples of commercially available PEEK resins that can be used in the present invention include Victrex PEEK (90P, 150P, 380P, 450P, 90G, 150G, etc.), Solvay Specialty Polymers: Keta Spire PEEK (KT-820P, KT). -880P, etc.), manufactured by Daicel Evonik Co., Ltd .: VESTAKEEEP (1000G, 2000G, 3000G, 4000G, etc.). Examples of the PEK resin include Victrex HT manufactured by Victrex, and examples of the PEKKK resin include Victrex ST manufactured by Victrex.

樹脂層を形成する樹脂組成物は、樹脂温度380℃、せん断速度1000s−1における溶融粘度が50〜200Pa・sであることが好ましい。溶融粘度がこの範囲内であると、半球シューの基材の表面に薄肉の射出成形が円滑に行なえる。薄肉射出成形を可能とし、成形後の後加工を不要とすることで、製造が容易となり、製造コストの低減が図れる。芳香族PEK系樹脂を主成分とする合成樹脂の場合、溶融粘度を上記範囲にするためには、上記条件における溶融粘度が150Pa・s以下の芳香族PEK系樹脂を採用することが好ましい。 The resin composition forming the resin layer preferably has a melt viscosity of 50 to 200 Pa · s at a resin temperature of 380 ° C. and a shear rate of 1000 s −1 . When the melt viscosity is within this range, thin injection molding can be smoothly performed on the surface of the base material of the hemispherical shoe. By making thin injection molding possible and eliminating the need for post-processing after molding, manufacturing becomes easy and manufacturing costs can be reduced. In the case of a synthetic resin having an aromatic PEK resin as a main component, it is preferable to employ an aromatic PEK resin having a melt viscosity of 150 Pa · s or less under the above conditions in order to bring the melt viscosity to the above range.

樹脂層を形成する樹脂組成物は、上記した芳香族PEK系樹脂に、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、黒鉛、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤や、各種ウィスカ、アラミド繊維、炭素繊維等の繊維状補強材を配合した樹脂組成物とすることが好ましい。繊維状補強材、および無機系の固体潤滑剤(黒鉛、二硫化モリブデン)は、芳香族PEK系樹脂の成形収縮率を小さくする効果があり、基材とのインサート成形時に、樹脂層の内部応力を抑える効果がある。また、固体潤滑剤は、潤滑油が希薄な条件であっても低摩擦となり、焼付きを防止できる。   The resin composition for forming the resin layer includes the above-described aromatic PEK resin, solid lubricants such as polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, graphite, molybdenum disulfide, various whiskers, aramid fibers, carbon fibers, etc. It is preferable to make it the resin composition which mix | blended the fibrous reinforcement. Fibrous reinforcing materials and inorganic solid lubricants (graphite, molybdenum disulfide) have the effect of reducing the molding shrinkage of aromatic PEK-based resins, and the internal stress of the resin layer during insert molding with a substrate There is an effect to suppress. In addition, the solid lubricant has low friction even when the lubricating oil is thin, and can prevent seizure.

樹脂層を形成する樹脂組成物において、上記の諸原材料を混合し、混練する手段は、特に限定するものではなく、粉末原料のみをヘンシェルミキサー、ボールミキサー、リボンブレンダー、レディゲミキサー、ウルトラヘンシェルミキサーなどにて乾式混合し、さらに二軸押出し機などの溶融押出し機にて溶融混練し、該樹脂組成物の成形用ペレットを得ることができる。また、充填材の投入は、二軸押出し機などで溶融混練する際にサイドフィードを採用してもよい。この成形用ペレットを用い、後述の射出成形金型を用いた製造工程で樹脂層を形成する。なお、成形後に物性改善のためにアニール処理等を施してもよい。   In the resin composition for forming the resin layer, means for mixing and kneading the above raw materials is not particularly limited, and only the powder raw material is a Henschel mixer, ball mixer, ribbon blender, ladyge mixer, ultra Henschel mixer. Etc., and further melt-kneaded in a melt extruder such as a twin screw extruder to obtain pellets for molding the resin composition. In addition, a side feed may be used for charging the filler when melt kneading with a twin screw extruder or the like. Using the molding pellets, a resin layer is formed in a manufacturing process using an injection mold described later. In addition, you may perform an annealing process etc. for a physical property improvement after shaping | molding.

本発明の斜板式コンプレッサ用半球シューの射出成形金型は、以上のような構成の半球シューを製造するための金型である。この射出成形金型を図3に基づき詳細に説明する。図3は、本発明の射出成形金型の一例を示す断面図である。図3に示すように、この射出成形金型14は、可動側型板15と、固定側型板16と、固定側取付板17とからなる3プレート構造の金型である。固定側型板16は、半球シューの平面部を形成するための凹状平面16aを有し、可動側型板15は、半球シューの球面部を形成するための凹状球面15aを有する。凹状球面15aと凹状平面16aは、キャビティ22の一部を構成する面である。可動側型板15には、キャビティ22の水平方向の中心軸上にコアピン18が配置されている。コアピン18は、先端に小径段差部18aを有する小径段付き形状である。また、固定側型板16には、ランナー19、スプルー20と連通して溶融樹脂をキャビティ22内に充填するためのゲート21が配置されている。ここで、ゲート21は、コアピン18と同軸上に配置されている。また、キャビティ22は、固定側型板に半球シューの球面部を形成するための凹状球面を有し、可動側型板に半球シューの平面部を形成するための凹状平面を有する構成としてもよい。この場合でも、可動側型板にキャビティの水平方向の中心軸上に小径段付き形状のコアピンが配置され、固定側型板にゲートがコアピンと同軸上に配置される。   The injection mold of the swash plate compressor hemispherical shoe of the present invention is a mold for producing the hemispherical shoe configured as described above. This injection mold will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of an injection mold according to the present invention. As shown in FIG. 3, the injection mold 14 is a mold having a three-plate structure including a movable side mold plate 15, a fixed side mold plate 16, and a fixed side mounting plate 17. The fixed side mold plate 16 has a concave flat surface 16a for forming the flat surface portion of the hemispherical shoe, and the movable side mold plate 15 has a concave spherical surface 15a for forming the spherical surface portion of the hemispherical shoe. The concave spherical surface 15 a and the concave flat surface 16 a are surfaces that constitute a part of the cavity 22. A core pin 18 is disposed on the movable side template 15 on the central axis of the cavity 22 in the horizontal direction. The core pin 18 has a small-diameter stepped shape having a small-diameter step portion 18a at the tip. Further, a gate 21 for filling the cavity 22 with molten resin in communication with the runner 19 and the sprue 20 is disposed on the stationary side template 16. Here, the gate 21 is arranged coaxially with the core pin 18. The cavity 22 may have a concave spherical surface for forming the spherical portion of the hemispherical shoe on the fixed side mold plate, and a concave plane for forming the flat portion of the hemispherical shoe on the movable side mold plate. . Even in this case, a small-diameter stepped core pin is disposed on the central axis in the horizontal direction of the cavity on the movable side mold plate, and a gate is disposed coaxially with the core pin on the fixed side mold plate.

図3の射出成形金型を用いた半球シューの製造工程を図4に基づき説明する。図4(a)〜(d)は、該金型による半球シューの製造工程を示す図である。図4(a)に示すように、射出成形前において、キャビティ22内に基材5を配置しておく。具体的には、基材5の中空部5bにコアピン18の先端の小径段差部18aを嵌合させている。基材5の中空部5bは円筒空間状であり、コアピン18の小径段差部18aはこれに嵌合する円柱状である。これにより、基材5がキャビティ22内において水平方向および軸方向に位置決めされる。このようなコアピンと基材の中空部との嵌合を利用することで、キャビティ内での基材の位置決めが容易かつ正確に可能となり、該基材の表面に薄肉の樹脂層を容易に高精度で成形できる。基材5の中空部5bにおいて、小径段差部18aが嵌合している部分が半球シューの完成後に空孔部7となり、小径段差部18aが嵌合していない部分が半球シューの完成後に樹脂充填部8となる(図2参照)。また、基材5において、コアピン18の小径段差部18aの段差面との突き当り面(軸方向接触面)が、半球シューの完成後に樹脂層6が形成されていない露出面5aとなる(図2参照)。射出成形前において、固定側取付板17と、固定側型板16と、可動側型板15とからなる3プレート構造の射出成形金型14は、型閉じした状態で使用樹脂の所定の温度にて保持されている。   A process for manufacturing a hemispherical shoe using the injection mold of FIG. 3 will be described with reference to FIG. 4 (a) to 4 (d) are diagrams showing a process for manufacturing a hemispherical shoe using the mold. As shown in FIG. 4A, the base material 5 is disposed in the cavity 22 before injection molding. Specifically, the small-diameter step portion 18 a at the tip of the core pin 18 is fitted into the hollow portion 5 b of the base material 5. The hollow portion 5b of the substrate 5 has a cylindrical space shape, and the small-diameter step portion 18a of the core pin 18 has a columnar shape fitted thereto. Thereby, the base material 5 is positioned in the horizontal direction and the axial direction in the cavity 22. By utilizing such a fitting between the core pin and the hollow portion of the base material, the base material can be easily and accurately positioned in the cavity, and a thin resin layer is easily formed on the surface of the base material. Can be molded with accuracy. In the hollow portion 5b of the base material 5, the portion where the small diameter step portion 18a is fitted becomes the hole portion 7 after the hemispherical shoe is completed, and the portion where the small diameter step portion 18a is not fitted is the resin after the hemispherical shoe is completed. It becomes the filling part 8 (refer FIG. 2). Further, in the base material 5, the abutting surface (axial contact surface) with the step surface of the small-diameter step portion 18a of the core pin 18 becomes an exposed surface 5a on which the resin layer 6 is not formed after the hemispherical shoe is completed (FIG. 2). reference). Before the injection molding, the three-plate structure injection molding die 14 including the fixed side mounting plate 17, the fixed side mold plate 16 and the movable side mold plate 15 is kept at a predetermined temperature of the resin used in a state where the mold is closed. Is held.

図4(b)に示すように、上述の樹脂組成物を溶融状態に加熱してなる溶融樹脂23が設定された射出圧力によって金型内に射出され、ランナー19、スプルー20を通じ、ゲート21を介してキャビティ22に充填される。その後、一定時間の保圧工程と冷却工程を型閉じした状態で経る。固定側型板16のゲート21は、可動側型板15のコアピン18と同軸上(キャビティ22の水平方向の中心軸上)に配置されており、そのゲート口はキャビティ22において半球シューの完成後に樹脂充填部8となる部分に設けられている。これにより、ゲート21から射出された溶融樹脂がコアピン18の先端(小径段差部18aの先端)にぶつかり、その後、半球シューの軸心から均一に基材5の表面を被覆していくように流動する。これにより、基材の周囲を覆う各樹脂層を一体に、かつウェルドが生じることなく均一に形成でき、樹脂層の部分的な強度低下、摺動特性の不均一性、基材への密着強度の不均一性等が生じず、斜板やピストンとの摺動によって樹脂層が割れたり剥がれたりすること等を防止できる。なお、基材5の中空部5bが軸方向に非貫通の形状である場合には、ゲート21から射出された溶融樹脂が該中空部5bの底部にぶつかり、同様に均一な被覆がなされる。   As shown in FIG. 4B, a molten resin 23 obtained by heating the above resin composition to a molten state is injected into the mold by a set injection pressure, and the gate 21 is passed through the runner 19 and the sprue 20. The cavity 22 is filled through. Thereafter, a pressure holding process and a cooling process for a certain time are performed in a state where the mold is closed. The gate 21 of the fixed side mold plate 16 is arranged coaxially with the core pin 18 of the movable side mold plate 15 (on the horizontal central axis of the cavity 22), and its gate port is formed in the cavity 22 after the hemispherical shoe is completed. It is provided in a portion that becomes the resin filling portion 8. As a result, the molten resin injected from the gate 21 collides with the tip of the core pin 18 (tip of the small diameter step portion 18a), and then flows so as to uniformly coat the surface of the base material 5 from the axis of the hemispherical shoe. To do. As a result, the resin layers covering the periphery of the base material can be formed uniformly and without welds, and the resin layer partially loses strength, non-uniformity in sliding characteristics, and adhesion strength to the base material. Non-uniformity or the like does not occur, and the resin layer can be prevented from cracking or peeling off due to sliding with the swash plate or the piston. In addition, when the hollow part 5b of the base material 5 is a non-penetrating shape in the axial direction, the molten resin injected from the gate 21 collides with the bottom part of the hollow part 5b, and a uniform coating is similarly formed.

また、基材5の中空部5bにおいて、コアピン18との非嵌合部であり、樹脂充填部となる部分が、コールドスラッグウェルの役目を果たし、樹脂層にコールドスラッグが出ることを防止できる。樹脂充填部を中空部5bの軸方向長さの1/4〜3/4を占める範囲に設定することで、特に上記効果を得やすくなる。また、この範囲に設定することで、基材5とコアピン18との嵌合部についても十分な嵌合長さを確保できる。   Moreover, in the hollow part 5b of the base material 5, the part which is a non-fitting part with the core pin 18 and serves as a resin filling part serves as a cold slug well, and it is possible to prevent cold slug from appearing in the resin layer. By setting the resin filling portion in a range that occupies 1/4 to 3/4 of the axial length of the hollow portion 5b, the above-described effect can be obtained particularly easily. In addition, by setting within this range, a sufficient fitting length can be secured for the fitting portion between the base material 5 and the core pin 18.

該図に示す形態では、基材5の中空部5bの樹脂充填部側の端部に、それ以外の部分よりも穴径が大きい大径中空部5cが形成されている。大径中空部5cの穴径は、中空部5bのそれ以外の部分の穴径の1.5倍〜3倍である。大径中空部5cを形成することで、ゲート径を大きく設定することが可能となり、また、ゲートからの溶融樹脂の流動性が確保しやすくなる。このため、薄肉でありながらもショートショット等の射出成形の不具合を防止でき、密着強度の高い均一な樹脂層を形成できる。   In the form shown in the figure, a large-diameter hollow portion 5c having a larger hole diameter than the other portions is formed at the end of the hollow portion 5b of the base 5 on the resin filling portion side. The hole diameter of the large-diameter hollow part 5c is 1.5 to 3 times the hole diameter of the other part of the hollow part 5b. By forming the large-diameter hollow portion 5c, the gate diameter can be set large, and the fluidity of the molten resin from the gate can be easily ensured. For this reason, although it is thin, it is possible to prevent problems in injection molding such as short shots and to form a uniform resin layer with high adhesion strength.

該図に示す形態では、ゲート21が半球シューの平面部側に位置している。これにより、溶融樹脂の流れが、平面部側から球面部側に流動することとなり、最も荷重を受ける平面部の樹脂層を高面圧に耐えるように薄肉に形成できる。また、ゲート21は、ピンポイントゲートであるため、射出成形工程でのゲートカット(型内ゲートカット)が可能であり、精密部品である半球シューを手動でゲートカットする際に表面に傷を付ける等のおそれがない。   In the form shown in the figure, the gate 21 is located on the flat portion side of the hemispherical shoe. Thereby, the flow of the molten resin flows from the flat surface portion side to the spherical surface portion side, and the resin layer of the flat surface portion that receives the most load can be formed thin so as to withstand high surface pressure. Further, since the gate 21 is a pinpoint gate, it is possible to perform gate cutting (in-mold gate cutting) in the injection molding process, and scratches the surface when manually cutting the hemispherical shoe, which is a precision component. There is no fear of.

ゲート21は、そのゲート口が半球シューの摺動表面から窪んだ位置に設けられているので、ゲート痕が半球シューの摺動表面(樹脂層の表面)より突出することを防止できる。特に、ゲート21は、基材5の表面位置から樹脂層の厚みよりも深く窪んだ位置に設けることで、上記ゲート痕の突出をより確実に防止できる。   Since the gate opening of the gate 21 is provided at a position recessed from the sliding surface of the hemispherical shoe, the gate trace can be prevented from protruding from the sliding surface of the hemispherical shoe (the surface of the resin layer). In particular, the gate 21 can be more reliably prevented from protruding by providing the gate 21 at a position that is deeper than the thickness of the resin layer from the surface position of the substrate 5.

図4(c)に示すように、冷却工程後、型開きによって固定側型板16が固定側取付板17から開放され、同時に固定側型板16から可動側型板15が開放される。これにより、ランナー等は金型から外れて落下する。また、固定側型板16から可動側型板15が開放されるとき、ゲート21にあった樹脂が破断されてゲートカットされる。   As shown in FIG. 4C, after the cooling step, the fixed side template 16 is released from the fixed side mounting plate 17 by mold opening, and at the same time, the movable side template 15 is released from the fixed side template 16. Thereby, a runner etc. remove | deviates from a metal mold | die and falls. Further, when the movable side template 15 is opened from the fixed side template 16, the resin in the gate 21 is broken and the gate is cut.

最後に図4(d)に示すように、コアピン18を突き出しピンとして前進させることでキャビティ内から半球シュー4が取り出される。このように、コアピン18を突き出しピンとして成形金型が開放された後に前進可能な構成とすることで、別途の突き出しピンを設ける必要が無く、半球シューの樹脂層上に突き出しピン痕が残ることが無い。なお、上記の「前進」とは、金型のキャビティ内から成形品をキャビティ外に突き出す方向に進めることをいう。   Finally, as shown in FIG. 4D, the hemispherical shoe 4 is taken out from the cavity by advancing the core pin 18 as a protruding pin. As described above, by using the core pin 18 as a protruding pin so that the molding die can be opened after being opened, there is no need to provide a separate protruding pin, and a protruding pin mark remains on the resin layer of the hemispherical shoe. There is no. Note that the above-mentioned “advance” means that the molded product is advanced from the inside of the mold cavity in the direction of protruding out of the cavity.

以上の工程で樹脂層を形成した後、斜板またはピストンとの摺動面となる樹脂層の表面を研磨加工してもよい。研磨加工により、個々の高さ寸法にばらつきがなくなり精度が向上する。また、樹脂層の該表面の表面粗さは、0.05〜1.0μmRa(JIS B0601)に調整することが好ましい。この範囲内にすることで、斜板またはピストンと摺動する樹脂層摺動面における真実接触面積が大きくなり、実面圧を下げることができ、焼付き防止効果が向上する。表面粗さが、0.05μmRa未満では摺動面への潤滑油の供給が不足し、1.0μmRaをこえると摺動面での真実接触面積の低下により、局部的に高面圧となり、耐焼き付き性が低下するおそれがある。さらに好ましくは、表面粗さ0.1〜0.5μmRaである。   After the resin layer is formed by the above steps, the surface of the resin layer that becomes a sliding surface with the swash plate or the piston may be polished. The polishing process eliminates variations in individual height dimensions and improves accuracy. Moreover, it is preferable to adjust the surface roughness of the surface of the resin layer to 0.05 to 1.0 μm Ra (JIS B0601). By making it within this range, the real contact area on the sliding surface of the resin layer sliding with the swash plate or the piston is increased, the actual surface pressure can be lowered, and the seizure prevention effect is improved. If the surface roughness is less than 0.05 μmRa, the lubricating oil is insufficiently supplied to the sliding surface. The seizure property may be reduced. More preferably, the surface roughness is 0.1 to 0.5 μmRa.

斜板またはピストンとの摺動面となる樹脂層の表面には、希薄潤滑時における潤滑作用を補うため、上述の空孔部以外にオイルポケットや動圧溝を形成してもよい。例えば、射出成形金型にこれらの形状を設け、射出成形時に同時に形成できる。オイルポケットの形態としては、斑点状または筋状の凹部が挙げられる。斑点状または筋状としては、平行な直線状、格子状、渦巻状、放射状または環状などが挙げられる。オイルポケットの深さは、樹脂層の厚み未満で適宜決定できる。   Oil pockets and dynamic pressure grooves may be formed on the surface of the resin layer serving as a sliding surface with the swash plate or the piston, in addition to the above-described air holes, in order to supplement the lubricating action during the lean lubrication. For example, these shapes can be provided in an injection mold and formed simultaneously with injection molding. Examples of the shape of the oil pocket include a spot-like or streak-like recess. Examples of the spot shape or the stripe shape include a parallel straight line shape, a lattice shape, a spiral shape, a radial shape, and a ring shape. The depth of the oil pocket can be determined as appropriate below the thickness of the resin layer.

本発明の射出成形金型で得られる半球シューが使用される斜板式コンプレッサは、冷媒が存在するハウジング内で、回転軸に直接固定するように、または連結部材を介して間接的に、直角および斜めに取り付けた斜板に半球シューを摺動させ、この半球シューを介して上記斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換して、冷媒を圧縮、膨張させる斜板式コンプレッサである。この斜板式コンプレッサに本発明の射出成形金型で得られる半球シューを使用することによって、半球シューと摺動する斜板およびピストンにおいては、潤滑性被膜を除くことができる。すなわち、斜板等の表面は基材の研磨面のままの状態で斜板式コンプレッサに組み込み半球シューと摺動させることが可能となる。このため、上記半球シューを採用することで、機能面で同等でありながら、低価格の斜板式コンプレッサを提供できる。   The swash plate type compressor using the hemispherical shoe obtained by the injection mold of the present invention is fixed directly to the rotating shaft or indirectly through a connecting member in a housing in which a refrigerant exists. This is a swash plate type compressor that compresses and expands refrigerant by sliding a hemispherical shoe on an obliquely attached swash plate and converting the rotational motion of the swash plate into a reciprocating motion of a piston through the hemispherical shoe. By using the hemispherical shoe obtained by the injection molding die of the present invention for this swash plate compressor, the lubricating coating can be removed from the swash plate and the piston sliding with the hemispherical shoe. That is, the surface of the swash plate or the like can be incorporated in the swash plate compressor and slid with the hemispherical shoe while the surface of the substrate remains the polished surface. Therefore, by adopting the hemispherical shoe, it is possible to provide a low-cost swash plate compressor that is functionally equivalent.

本発明の斜板式コンプレッサ用半球シューの射出成形金型を用いることで、運転開始時の潤滑油のないドライ潤滑状態においても、焼付きが発生せず、摩擦発熱による潤滑特性の低下や製造時の強度低下を抑制した耐久性に優れる半球シューを製造できる。このため、種々の斜板式コンプレッサの半球シューの製造用金型として利用できる。特に、炭酸ガスやHFC1234yfを冷媒とし、高速高負荷仕様(例えば、面圧が8MPaをこえる)である近年の斜板式コンプレッサの半球シューの製造用金型として好適に利用できる。   By using the injection mold of the hemispherical shoe for the swash plate compressor of the present invention, seizure does not occur even in the dry lubrication state without lubricating oil at the start of operation, and the lubrication characteristics are deteriorated due to frictional heat generation or during production. It is possible to manufacture a hemispherical shoe excellent in durability while suppressing a decrease in strength. Therefore, it can be used as a mold for manufacturing hemispherical shoes for various swash plate compressors. In particular, carbon dioxide gas or HFC1234yf is used as a refrigerant, and it can be suitably used as a mold for manufacturing a hemispherical shoe of a recent swash plate type compressor having a high-speed and high-load specification (for example, the surface pressure exceeds 8 MPa).

1 ハウジング
2 回転軸
3 斜板
4 半球シュー
5 基材
6 樹脂層
7 空孔部
8 樹脂充填部
9 ピストン
10 シリンダボア
11 針状ころ軸受
12 スラスト針状ころ軸受
13 球面座
14 射出成形金型
15 可動側型板
16 固定側型板
17 固定側取付板
18 コアピン
19 ランナー
20 スプルー
21 ゲート
22 キャビティ
23 溶融樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2 Rotating shaft 3 Swash plate 4 Hemispherical shoe 5 Base material 6 Resin layer 7 Hole part 8 Resin filling part 9 Piston 10 Cylinder bore 11 Needle roller bearing 12 Thrust needle roller bearing 13 Spherical seat 14 Injection mold 15 Movable Side mold plate 16 Fixed side mold plate 17 Fixed side mounting plate 18 Core pin 19 Runner 20 Sprue 21 Gate 22 Cavity 23 Molten resin

Claims (5)

冷媒が存在するハウジング内で、回転軸に直接固定するように、または連結部材を介して間接的に、直角および斜めに取り付けた斜板に半球シューを摺動させ、この半球シューを介して前記斜板の回転運動をピストンの往復運動に変換して、冷媒を圧縮、膨張させる斜板式コンプレッサの半球シューの製造に用いる射出成形金型であって、
前記半球シューは、硬質材料からなり、中心軸部分に中空部を有する基材と、樹脂組成物からなり、該基材の周囲で前記斜板と摺動する平面部の表面および前記ピストンと摺動する球面部の表面に形成された樹脂層とを有し、
前記射出成形金型は、可動側型板と固定側型板とを備えてなり、
前記可動側型板および前記固定側型板の一方は、キャビティの一部を構成する、前記球面部を形成するための凹状球面を有するとともに、該キャビティの水平方向の中心軸上に前記基材の中空部と嵌合するコアピンが配置され、
前記可動側型板および前記固定側型板の他方は、キャビティの一部を構成する、前記平面部を形成するための凹状平面を有するとともに、前記コアピンと同軸上にゲートが配置されていることを特徴とする斜板式コンプレッサ用半球シューの射出成形金型。
In the housing in which the refrigerant is present, the hemispherical shoe is slid on a swash plate mounted at right angles and obliquely so as to be directly fixed to the rotating shaft or indirectly through the connecting member, and the hemispherical shoe is passed through the hemispherical shoe. An injection mold used for manufacturing a hemispherical shoe of a swash plate compressor that converts the rotational motion of a swash plate into a reciprocating motion of a piston to compress and expand the refrigerant,
The hemispherical shoe is made of a hard material, and has a base material having a hollow portion at a central shaft portion, a resin composition, a surface of a flat portion that slides around the base material and slides on the swash plate, and the piston and slide. A resin layer formed on the surface of the moving spherical portion,
The injection molding die comprises a movable side template and a fixed side template,
One of the movable side mold plate and the fixed side mold plate has a concave spherical surface for forming the spherical surface portion, which constitutes a part of the cavity, and the base material on the horizontal central axis of the cavity The core pin that fits into the hollow part of
The other of the movable side mold plate and the fixed side mold plate has a concave plane that forms a part of the cavity and forms the plane portion, and a gate is disposed coaxially with the core pin. Injection mold of hemispherical shoe for swash plate type compressors.
前記コアピンの先端に小径段差部を有し、該コアピンが前記基材の中空部と嵌合した状態において、前記小径段差部の段差面が前記基材の端面に突き当たることを特徴とする請求項1記載の斜板式コンプレッサ用半球シューの射出成形金型。   The core pin has a small-diameter step portion at a tip, and the step surface of the small-diameter step portion abuts against an end surface of the base material in a state where the core pin is fitted to the hollow portion of the base material. 2. An injection mold for the hemispherical shoe for a swash plate compressor according to 1. 前記可動側型板に前記コアピンを有し、該コアピンは突き出しピンとして成形金型が開放された後に前進可能であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の斜板式コンプレッサ用半球シューの射出成形金型。   3. The hemispherical shoe for a swash plate type compressor according to claim 1, wherein the movable side plate has the core pin, and the core pin can be advanced as a protruding pin after the molding die is opened. Injection mold. 前記ゲートは、そのゲート口が前記半球シューの摺動表面から窪んだ位置に設けられていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項記載の斜板式コンプレッサ用半球シューの射出成形金型。   The swash plate compressor hemispherical shoe for a swash plate compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein the gate is provided at a position where the gate port is recessed from the sliding surface of the hemispherical shoe. Injection mold. 前記ゲートがピンポイントゲートであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項記載の斜板式コンプレッサ用半球シューの射出成形金型。   The injection mold for a swash plate compressor hemispherical shoe according to any one of claims 1 to 4, wherein the gate is a pinpoint gate.
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