KR100576281B1

KR100576281B1 - 압축기

Info

Publication number: KR100576281B1
Application number: KR1020040023093A
Authority: KR
Inventors: 사이끼아끼오; 신또꾸노리유끼; 시모도시히사; 바바노리아끼; 무라세히또또시
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2024-04-02
Also published as: KR20040089489A; CN1538062A; JP2004316499A; US20050135954A1; US7377754B2; EP1469199A3; BRPI0401448A; EP1469199B1; CN100353059C; BRPI0401448B1; JP4025832B2; EP1469199A2

Abstract

보다 슬라이딩성이 향상되고 높은 신뢰성을 얻는 것이 가능한 압축기를 제공한다.

사판 (8) 의 표면 (8c,8d) 과 슈 (9a,9b) 의 평탄면 (9c,9d) 이 상대 슬라이딩하는 압축기에 있어서, 사판 (8) 의 표면 (8c,8d) 에 슬라이딩막 (C31) 이 형성되어 있다. 이 슬라이딩막 (C31) 은 고체 윤활제 및 산화티탄 분말을 함유하는 바인더 수지로 이루어진다.

Description

압축기{COMPRESSOR}

도 1 은 실시 형태 1 의 압축기의 단면도이다.

도 2 는 실시형태 1 의 압축기에 관한 것으로, 도 1 의 Ⅱ-Ⅱ 화살표 방향 단면도이다.

도 3 은 실시형태 1 의 압축기에 관한 것으로, 슈와 사판의 슬라이딩면을 포함하는 확대단면도이다.

도 4 는 실시형태 1 의 압축기에 관한 것으로, 슈와 피스톤의 슬라이딩면을 포함하는 확대단면도이다.

도 5 는 실시형태 1 의 압축기에 관한 것으로, 피스톤과 하우징의 슬라이딩면을 포함하는 확대단면도이다.

도 6 은 실시형태 1 의 압축기에 관한 것으로, 회전밸브와 하우징의 슬라이딩면을 포함하는 확대단면도이다.

도 7 은 실시형태 1 의 압축기에 관한 것으로, 피스톤의 사시도이다.

도 8 은 실시형태 1 의 압축기에 관한 것으로, 피스톤의 회전중지부와 하우징의 슬라이딩면을 포함하는 확대단면도이다.

도 9 는 실시 형태 2 의 압축기의 단면도이다.

도 10 은 실시형태 2 의 압축기에 관한 것으로, 구동축과 하우징의 슬라이딩 면을 포함하는 확대단면도이다.

도 11 은 실시형태 2 의 압축기에 관한 것으로, 피스톤과 사판의 슬라이딩면을 포함하는 확대단면도이다.

도 12 는 실시형태 2 의 압축기에 관한 것으로, 피스톤의 사시도이다.

도 13 은 저널 베어링 시험기의 요부 사시도이다.

도 14 는 스러스트형 시험기의 요부 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

C31 : 슬라이딩막

4a, 24a : 흡입실

4b, 24b : 토출실

1a, 21a : 실린더 보어

1, 2, 4, 21, 22, 24 : 하우징

5, 25 : 구동축

8, 28 : 사판

9a, 9b, 29a, 29b : 슈

6, 26 : 피스톤

11, 31 : 압축실

12 : 회전밸브

본 발명은 압축기에 관한 것이다.

종래, 일본 공개특허공보 2002-89437호에 기재된 압축기가 알려져 있다. 이 압축기는, 하우징의 내부에 실린더 보어, 크랭크실, 흡입실 및 토출실이 구획 형성되며, 각 실린더 보어 내에는 피스톤이 왕복운동 가능하게 수용되어 있다. 또, 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축은 엔진 등의 외부 구동원에 의해 구동되게 되어 있으며, 구동축에 대해서는 동기회전 가능하게 사판이 지지되어 있다. 이 사판의 전후에는 피스톤을 종동시키는 반구형 슈가 쌍을 이루어 설치되어 있다. 슈의 평탄면과 상대 슬라이딩하는 사판의 표면에는 슬라이딩막이 형성되어 있다. 이 슬라이딩막은 이산화 몰리브덴 등의 고체 윤활제를 함유하는 수지로 이루어진다.

이 압축기에서는 외부 구동원에 의해 구동축이 구동되면 사판이 동기회전하므로, 슈를 통하여 피스톤이 실린더 보어 내를 왕복운동한다. 이 때, 실린더 보어는 피스톤 헤드와의 사이에 압축실을 형성한다. 압축실이 흡입공정에 있을 때에는 저압의 냉매 가스가 냉동회로의 증발기와 접속된 흡입기로부터 압축실로 흡입된다. 또, 압축실이 압축공정에 있을 때에는 고압의 냉매가스가 압축실로부터 토출실로 토출된다. 이 토출실은 냉동회로의 응축기에 접속되며, 냉동회로가 차량용 공조 시스템으로서 차량의 공조에 제공되게 된다.

그 동안, 이 압축기에서는 사판의 표면에 형성된 슬라이딩막이 슈의 평탄면을 적합하게 슬라이딩시키기 때문에, 사판 및 슈 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착에 의한 장해를 방지하는 것이 가능하다.

그러나, 상기 종래의 압축기에서는 사판의 표면과 슈의 평탄면에 한정하지 않고 서로 상대 슬라이딩하는 제 1 부재의 제 1 슬라이딩면과 제 2 부재의 제 2 슬라이딩면이 서로 고속으로 상대 슬라이딩하거나, 열부하가 높을 때 등 비교적 큰 하중하에서 상대 슬라이딩하거나 하는 가혹한 조건하에서 추가적인 슬라이딩성의 향상이 요구된다. 이 때문에, 슬라이딩막 중의 이산화 몰리브덴의 양을 10 질량% 이상으로 하는 등 고체 윤활제의 양을 많게 하여 제 1 부재와 제 2 부재의 내소착성을 향상시키는 것도 생각할 수 있는데, 이것으로는 고체 윤활제가 탈락되기 쉽고 이로 인해 슬라이딩막의 마모량이 많아져 압축기가 덜커덕거릴 우려가 있다.

본 발명은 상기 종래의 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 보다 슬라이딩성이 향상되고 높은 신뢰성을 얻는 것이 가능한 압축기를 제공하는 것을 해결하기 위한 과제로 하고 있다.

본 발명자들은 상기 과제 해결을 위하여 예의 연구하여, 고체 윤활제 및 바인더 수지로 이루어지는 슬라이딩막에 적어도 무기입자를 추가로 첨가함으로써 내소착성, 내마모성, 기체와의 밀착성 등에서 양호한 결과가 얻어지는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 압축기는, 제 1 부재의 제 1 슬라이딩면과 제 2 부재의 제 2 슬라이딩면이 상대 슬라이딩하는 압축기에 있어서, 상기 제 1 슬라이딩면 및 상기 제 2 슬라이딩면 중 적어도 한 쪽에는 적어도 고체 윤활제 및 무기입자를 함유하는 바인더 수지로 이루어지는 슬라이딩막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 압축기에서는, 제 1 슬라이딩면 및 제 2 슬라이딩면 중 적어도 하나에 형성되어 있는 슬라이딩막이 적어도 고체 윤활제 및 무기입자를 함유하는 바인더 수지로 이루어진다. 적어도 고체 윤활제 및 무기입자는 바인더 수지 중에 분산되어 슬라이딩막을 형성하고 있다. 이 슬라이딩막에서는 고체 윤활제가 종래와 마찬가지로 제 1 부재와 제 2 부재의 내소착성을 확보한다. 또, 이 슬라이딩막에서는 무기입자가 제 1 부재와 제 2 부재 사이에 작용하는 하중을 지지한다고 생각된다. 따라서, 가령 고체 윤활제의 양을 많게 하였다고 해도 고체 윤활제가 잘 탈락되지 않으므로 슬라이딩막은 마모량이 적어 압축기가 덜커덕거리는 일을 잘 발생시키지 않는다.

따라서, 본 발명의 압축기는 제 1 부재와 제 2 부재가 고속으로 상대 슬라이딩하거나, 비교적 큰 하중하에서 상대 슬라이딩하거나 하는 가혹한 조건하에서도 우수한 슬라이딩성을 발휘하여 높은 신뢰성을 얻을 수 있다.

본 발명의 압축기는, 슬라이딩막에 커플링제가 함유되어 있는 것이 바람직하다. 이 압축기에서는, 제 1 슬라이딩면 및 제 2 슬라이딩면 중 적어도 한 쪽에 형성되어 있는 슬라이딩막이 고체 윤활제, 무기입자 및 커플링제를 함유하는 바인더 수지로 이루어진다. 이 슬라이딩막에서는 커플링제가 각 고체 윤활제를 강고하게 바인더 수지에 결합하고, 또 슬라이딩막을 각 부재에 대하여 강고하게 밀착시키고 있다고 생각된다. 따라서, 본 발명의 효과가 더욱 잘 나타난다.

본 발명에 관한 슬라이딩막은, 바인더 수지, 고체 윤활제 및 무기입자를 함유하여 혼련되어 이루어지는 슬라이딩부용 도포 조성물 또는 바인더 수지, 고체 윤활제, 무기입자 및 커플링제를 함유하여 혼련되어 이루어지는 슬라이딩부용 도료 조성물에 의해 형성된다. 이 슬라이딩부용 도료 조성물은 압축기의 제 1 슬라이딩면 및 제 2 슬라이딩면 중 적어도 한 쪽에 도포된 후 가열되어, 슬라이딩막이 된다. 이렇게 하여 얻어지는 슬라이딩막은 경화된 바인더 수지 중에 고체 윤활제 및 무기입자 또는 고체 윤활제, 무기입자 및 커플링제를 함유한다.

바인더 수지로는 폴리아미드이미드 및 폴리이미드 등으로 이루어지는 폴리이미드계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지 등의 내열성이 우수한 것을 채용할 수 있다. 비용 및 바인더 수지로서의 특성을 고려하면 폴리아미드이미드가 최적이다. 슬라이딩부용 도료 조성물은 이들 바인더 수지의 미경화물을 사용한다.

고체 윤활제로는, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) , 에틸렌테트라플루오로에틸렌 (ETFE) , 테트라플루오로에틸렌헥사플루오로프로필렌코폴리머 (FEP) , 이황화 몰리브덴, 그라파이트 등을 채용할 수 있다.

무기입자로는, 산화티탄 분말, 알루미나 분말, 실리카 분말, 탄화규소 분말 등을 채용할 수 있다. 무기입자는 산화티탄 분말인 것이 바람직하다. 발명자들의 시험 결과에 따르면, 알루미나 분말, 실리카 분말 또는 탄화규소 분말을 사용한 슬라이딩막은 내마모성의 점에서는 양호하였지만, 내소착성이 충분하지 않다. 이에 반하여 산화티탄 분말을 무기입자로서 사용한 슬라이딩막은 내마모성 및 내소착성의 점에서 양호하였다. 이는, 특히 산화티탄 분말은 바인더 수지에 대한 분산성이 우수하기 때문에, 슬라이딩막의 표면평활성 및 고체 윤활제의 탈락 방지에서 우수한 효과를 발휘하여서 내마모성의 향상이 현저하다고 생각된다. 또, 아나타제형, 루틸형, 브루카이트형 어떤 산화티탄 분말도 채용할 수 있지만, 광촉매 작용에 의한 바인더 수지의 열화 및 비용을 고려하면 루틸형 산화티탄 분말이 최적이다.

발명자들의 시험 결과에 의하면, 무기입자로서 산화티탄 분말을 사용하는 경우, 산화티탄 분말의 평균 1 차 입경은 1㎛ 이하인 것이 바람직하다. 평균 1 차 입경이 1㎛ 이하인 산화티탄 분말이라면, 바인더 수지에 대한 분산성이 우수하고 슬라이딩막의 표면평활성 및 고체 윤활제의 탈락 방지의 효과가 크다. 또, 평균 1 차 입경이 1㎛ 이하인 산화티탄 분말이라면, 압축기의 서로 상대 슬라이딩하는 제 1 부재의 제 1 슬라이딩면과 제 2 부재의 제 2 슬라이딩면과의 간극에 최적인 슬라이딩막을 구성할 수 있다.

본 발명의 압축기의 슬라이딩막은, 고체 윤활제를 바인더 수지에 대하여 15∼100 질량% 함유하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 30∼80 질량% 이다. 고체 윤활제가 바인더 수지에 대하여 15 질량% 미만으로 함유된 슬라이딩막은 내소착성이 충분하지 않다. 고체 윤활제가 바인더 수지에 대하여 100 질량% 를 초과하여 함유된 슬라이딩막은 내소착성 향상의 효과가 작은 동시에 고체 윤활제가 탈락되기 쉽고, 이로 인해 슬라이딩막의 마모량이 많아진다.

또, 본 발명의 압축기의 슬라이딩막은, 무기입자를 바인더 수지에 대하여 5∼35 질량% 함유하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 10∼20 질량% 이다. 무기입자가 바인더 수지에 대하여 5 질량% 미만인 슬라이딩막은 마모량 저감의 효과가 충분하지 않다. 산화티탄 분말이 바인더 수지에 대하여 35 질량% 를 초과하여 함유된 슬라이딩막은 마모량 저감의 효과가 작다.

그리고, 본 발명의 압축기의 슬라이딩막은, 커플링제를 바인더 수지에 대하여 0.1∼10 질량% 함유하는 것이 바람직하다. 그리고 바람직하게는 2∼8 질량% 이다. 커플링제가 바인더 수지에 대하여 0.1 질량% 미만으로 함유된 슬라이딩막은 내소착성이 충분하지 않다. 커플링제가 바인더 수지에 대하여 10 질량% 를 초과하여 함유된 슬라이딩막은 내소착성 향상의 효과가 작다.

커플링제로는, 실란커플링제, 티타네이트계 커플링제, 알루미네이트계 커플링제 등을 채용할 수 있다. 발명자들의 시험 결과에 따르면, 커플링제로서 실란커플링제를 채용하는 것이 바람직하다. 실란커플링제로는, 비닐트리클로로실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 2- (3,4에폭시시클로헥실) 에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, p-스티릴트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필메틸디에톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴록시프로필트리메톡시실란, N-2 (아미노에틸) 3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2 (아미노에틸) 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2 (아미노에틸) 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N- (1,3-디메틸-부틸리덴) 프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시 실란, N- (비닐벤젠) -2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란의 염산염, 특수아미노실란, 3-우레이도프로필트리에톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 비스 (트리에톡시실릴프로필) 테트라술피드, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 채용할 수 있다. 또, 바인더 수지로서 폴리아미드이미드를 채용한 경우, 실란커플링제로서 2- (3,4에폭시시클로헥실) 에틸트리메톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N- (1,3-디메틸-부틸리덴) 프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-우레이도프로필트리에톡시실란 및/또는 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란을 채용하는 것이 바람직하다. 특히, 관능기에 에폭시기를 갖는 2- (3,4에폭시시클로헥실) 에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란이 바람직하다. 또, 이들 4 점은 보존 안정성도 우수하다.

압축기에 있어서, 서로 상대 슬라이딩하는 제 1 부재의 제 1 슬라이딩면과 제 2 부재의 제 2 슬라이딩면은 여러 가지 존재한다. 본 발명의 압축기는 이하와 같이 구체화 가능하다.

본 발명의 압축기는, 흡입실, 토출실 및 실린더 보어를 형성하는 하우징, 그 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축, 그 구동축과 동기회전 가능한 사판, 및 그 사판에 슈를 통해 계류되며 그 사판의 경사각에 따라 그 실린더 보어 내를 왕복운동하여 압축실을 형성하는 피스톤을 구비하며, 상기 제 1 부재는 상기 사판이고, 상기 제 2 부재는 상기 슈인 것을 특징으로 한다. 이 압축기에서는, 사판의 표 면 및 슈의 평판면 중 적어도 한 쪽에 형성된 슬라이딩막이 상대측을 적합하게 슬라이딩시키기 때문에, 사판 및 슈 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지하는 것이 가능하다.

본 발명의 압축기는, 흡입실, 토출실 및 실린더 보어를 형성하는 하우징, 그 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축, 그 구동축과 동기회전 가능한 사판, 및 그 사판에 슈를 통해 계류되며 그 사판의 경사각에 따라 그 실린더 보어 내를 왕복운동하여 압축실을 형성하는 피스톤을 구비하며, 상기 제 1 부재는 상기 슈이고, 상기 제 2 부재는 상기 피스톤인 것을 특징으로 한다. 이 압축기에서는, 슈의 볼록구면 및 피스톤의 오목구면 중 적어도 한 쪽에 형성된 슬라이딩막이 상대측을 적합하게 슬라이딩시키기 때문에, 슈 및 피스톤 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지하는 것이 가능하다. 또, 슈의 볼록구면이 피스톤의 오목구면에 대하여 적합하게 슬라이딩하기 때문에, 슈의 평탄면이 사판 표면에 적합하게 추동되어 사판 및 슈 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지할 수도 있다.

본 발명의 압축기는, 흡입실, 토출실 및 실린더 보어를 형성하는 하우징, 그 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축, 그 구동축과 동기회전 가능한 사판, 및 그 사판에 슈를 통해 계류되며 그 사판의 경사각에 따라 그 실린더 보어 내를 왕복운동하여 압축실을 형성하는 피스톤을 구비하며, 상기 제 1 부재는 상기 피스톤이고, 상기 제 2 부재는 상기 하우징인 것을 특징으로 한다. 이 압축기에서는 피스톤 의 둘레면 및 하우징의 실린더 보어의 내주면 중 적어도 한 쪽 또는 피스톤의 회전중지부 및 하우징부의 프론트 하우징의 내주면 중 적어도 한 쪽에 형성된 슬라이딩막이 상대측을 적합하게 슬라이딩시키기 때문에, 피스톤 및 하우징 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지하는 것이 가능하다.

본 발명의 압축기는, 흡입실, 토출실 및 실린더 보어를 형성하는 하우징, 그 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축, 그 구동축과 동기회전 가능한 사판, 및 그 사판에 슈를 통해 계류되며 그 사판의 경사각에 따라 그 실린더 보어 내를 왕복운동하여 압축실을 형성하는 피스톤을 구비하며, 상기 제 1 부재는 상기 하우징이고, 상기 제 2 부재는 상기 구동축인 것을 특징으로 한다. 이 압축기에서는, 하우징의 베어링면 및 구동축의 외주면 중 하나에 형성된 슬라이딩막이 상대측을 적합하게 슬라이딩시키기 때문에, 하우징 및 구동축 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지하는 것이 가능하다.

본 발명의 압축기는, 흡입실, 토출실 및 실린더 보어를 형성하는 하우징, 그 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축, 및 그 구동축과 동기회전 가능한 사판, 그 사판에 슈를 통해 계류되며 그 사판의 경사각에 따라 그 실린더 보어 내를 왕복운동하여 압축실을 형성하는 피스톤을 구비하며, 상기 제 1 부재는 상기 피스톤이고, 상기 제 2 부재는 상기 사판인 것을 특징으로 한다. 이 압축기에서는, 피스톤의 회전중지부 및 사판의 외주면 중 적어도 한 쪽에 형성된 슬라이딩막이 상대측을 적합하게 슬라이딩시키기 때문에, 피스톤 및 사판 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지하는 것이 가능하다.

본 발명의 압축기는, 흡입실, 토출실 및 실린더 보어를 형성하는 하우징, 그 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축, 그 구동축과 동기회전 가능한 사판, 그 사판에 슈를 통해 계류되며 그 사판의 경사각에 따라 그 실린더 보어 내를 왕복운동하여 압축실을 형성하는 피스톤, 및 그 구동축과 동기회전하여 그 압축실을 그 흡입실과 연통시키는 회전밸브를 구비하며, 상기 제 1 부재는 상기 하우징이고, 상기 제 2 부재는 상기 회전밸브인 것을 특징으로 한다. 이 압축기에서는, 하우징의 회전밸브실의 내주면 및 회전밸브의 외주면 중 적어도 한 쪽에 형성된 슬라이딩막이 상대측을 적합하게 슬라이딩시키기 때문에, 하우징 및 회전밸브 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지하는 것이 가능하다.

(발명의 실시의 형태)

이하, 본 발명을 구체화한 실시형태 1, 2 의 압축기를 도면을 참조하면서 설명한다.

(실시형태 1)

실시형태 1 의 압축기는, 도 1 에 나타낸 바와 같이 싱글헤드 피스톤 (6) 을 사용한 가변용량형 사판식인 것이다. 이 압축기에서는, 알루미늄계 합금제 실린더 블록 (1) 의 전단에 알루미늄계 합금제 프론트 하우징 (2) 이 접합되며, 실린 더 블록 (1) 및 프론트 하우징 (2) 내에 크랭크실 (2a) 이 형성되어 있다. 실린더 블록 (1) 의 후단에는 밸브판, 토출밸브 및 리테이너로 이루어지는 밸브기구 (3) 를 통하여 알루미늄계 합금제 리어 하우징 (4) 이 접합되며, 리어 하우징 (4) 내에는 흡입실 (4a) 및 토출실 (4b) 이 형성되어 있다. 실린더 블록 (1) , 프론트 하우징 (2) 및 리어 하우징 (4) 이 하우징을 구성한다. 흡입실 (4a) 은 도시하지 않은 증발기에 접속되고, 증발기는 도시하지 않은 팽창밸브를 통하여 도시하지 않은 응축기에 접속되며, 응축기가 토출실 (4b) 에 접속되어 있다. 압축기, 증발기, 팽창밸브 및 응축기가 차량의 공조용 냉동 회로를 구성하고 있다. 또, 도면의 좌측을 전측, 우측을 후측으로 한다.

프론트 하우징 (2) 에는 래디얼 베어링 (2b) 을 통하여 철계 합금제 구동축 (5) 이 회전 가능하게 지지되어 있다. 또, 도 2 에도 나타낸 바와 같이 실린더 블록 (1) 에는 구동축 (5) 의 축선과 평행하게 5 개의 실린더 보어 (1a) 가 관통 설치되며, 각 실린더 보어 (1a) 내에는 알루미늄계 합금제 싱글헤드 피스톤 (6) 이 왕복운동 가능하게 수용되어 있다. 이 실린더 보어 (1a) 와 피스톤 (6) 의 헤드에 의해 압축실 (11) 이 구획되어 있다. 또, 실린더 블록 (1) 의 중앙측에는 구동축 (5) 의 축선과 평행하게 회전밸브실 (1b) 이 관통 설치되며, 회전밸브실 (1b) 내에는 회전밸브 (12) 가 구동축 (5) 과 동기회전 가능하게 수용되어 있다. 이 회전밸브 (12) 에는 흡입실 (4a) 과 연통되어 있는 도입실 (12a) 이 형성되며, 도입실 (12a) 에 연통되는 흡입안내홈 (12b) 이 직경방향으로 관통 설치되어 있다. 또, 실린더 블록 (1) 에는 흡입안내홈 (12b) 을 통하여 각 실린더 보어 (1a) , 즉 압축실 (11) 과 도입실 (12a) 을 연통하는 흡입통로 (1c) 가 방사방향으로 관통 설치되어 있다.

구동축 (5) 에는 프론트 하우징 (2) 과의 사이에 스러스트 베어링 (2c) 을 통하여 크랭크실 (2a) 내에서 회전 가능하게 철계 합금제의 레그플레이트 (7) 가 고착되며, 레그플레이트 (7) 에는 한 쌍의 힌지기구 (K) 를 통하여 철계 합금제 사판 (8) 이 요동 가능하게 형성되어 있다. 힌지기구 (K) 는 레그플레이트 (&) 의 아암 (7a) 에 관통 설치된 가이드구멍 (7b) 과, 사판 (8) 에 고정되어 가이드구멍 (7b) 내를 슬라이딩하는 구형부를 선단에 갖는 가이드핀 (8b) 으로 이루어진다. 사판 (8) 의 중앙에는 관통구멍 (8a) 이 관통 설치되어 있고, 관통구멍 (8a) 내에는 사판 (8) 의 요동을 허용하면서 구동축 (5) 이 삽입 통과되어 있다. 사판 (8) 에는 전후에서 쌍을 이루는 철계 합금제 반구형 슈 (9a,9b) 가 설치되어 있고, 각 피스톤 (6) 은 헤드와는 반대측 네크부가 각 쌍의 슈 (9a,9b) 에 의해 계류되어 있다.

또, 리어 하우징 (4) 내에는 흡입실 (4a) , 토출실 (4b) 및 크랭크실 (2a) 과 접속된 제어밸브 (10) 가 수용되어 있다. 이러한 제어밸브 (10) 에 의해 크랭크실 (2a) 내의 압력을 조정함으로써 사판 (8) 의 각도를 변위시켜 토출용량을 조정할 수 있게 되어 있다.

실시형태 1 의 특징적인 구성으로서, 이 압축기에서는 도 3 에 나타낸 바와 같이 슈 (9a,9b) 의 평탄면 (9c,9d) 이 슬라이딩하는 사판 (8) 의 외주측 전후의 표면 (8c,8d) 에 표 3 에 나타내는 슬라이딩막 (C31) 이 형성되어 있다. 이 슬 라이딩막 (C31) 은 이하와 같이 형성된다.

먼저, 이하의 원료를 준비한다.

고체 윤활제：PTFE 분말 (평균 1 차 입경 0.3㎛)

무기입자：루틸형 산화티탄 분말 (평균 1 차 입경 0.3㎛)

실란 커플링제：2- (3,4에폭시시클로헥실) 에틸트리메톡시실란

바인더 수지：폴리아미드이미드 (PAI) 수지 바니시 (PAI 수지 30 질량%, 용제 (n-메틸-2-피롤리돈 56 질량%, 자일렌 14 질량%) 70 질량%)

그리고, 상기 고체 윤활제 20 질량%, 무기입자 10 질량%, 실란커플링제 5 질량% 및 미경화 바인더 수지 65 질량% 를 배합하여 잘 교반한 후 3 라인 롤밀에 통과시켜 슬라이딩부용 도료 조성물을 제작한다.

그 후, 철계 합금에 의해 형성되고 탈지된 사판 (8) 을 준비하여 슬라이딩부용 도료 조성물을 그 사판 (8) 의 외주측 전후 표면 (8c,8d) 에 코팅한다. 이 때, 슬라이딩부용 도료 조성물을 롤 코팅 전사에 의해 사판 (8) 에 도포하고 그 사판 (8) 을 200℃×60 분의 대기조건하에서 가열하여 미경화 바인더 수지를 경화시킨다. 이렇게 하여 사판 (8) 의 외주측 전후 표면 (8c,8d) 에 고체 윤활제, 무기입자 및 실란커플링제를 함유하는 바인더 수지로 이루어지는 슬라이딩막 (C31) 을 형성한다. 고체 윤활제 및 무기입자는 바인더 수지 중에 분산되어 슬라이딩막 (C31) 을 형성하고 있다. 그리고, 얻어진 사판 (8) 을 사용하여 상기 압축기를 장착한다. 또, 이 실시형태 1 에서는 슬라이딩부용 도료 조성물을 롤 코팅 전사에 의해 사판 (8) 의 표면 (8c,8d) 에 코팅하였지만, 에어 스프레이법을 채 용할 수도 있다.

상기한 바와 같이 구성된 압축기는, 구동축 (5) 에 풀리 또는 전자 클러치가 결합되어 차량에 탑재된다. 풀리 또는 전자 클러치는 벨트를 통하여 엔진에 의해 구동된다. 엔진이 구동되고 있는 동안 구동축 (5) 이 회전 구동되면 사판 (8) 이 슬라이딩운동하고, 피스톤 (6) 이 사판 (8) 의 경사각도에 따른 스트로크로 실린더 보어 (1a) 내를 왕복운동한다. 또, 구동축 (5) 이 회전구동됨으로써 회전밸브 (12) 가 회전하고, 피스톤 (6) 에 연통되어 흡입안내홈 (12b) 및 흡입통로 (1c) 를 통하여 도입실 (12a) 과 압축실 (11) 을 연통시키거나 차단하거나 한다. 따라서, 각 피스톤 (6) 이 하사점 측으로 이동하면 회전밸브 (12) 에 의해 도입실 (12a) 과 압축실 (11) 이 연통되어, 증발기 내의 냉매 가스가 흡입실 (4a) 및 도입실 (12a) 을 거쳐 압축실 (11) 내로 흡입된다. 그리고, 각 피스톤 (6) 이 상사점 측으로 이동함에 따라 회전밸브 (12) 에 의해 도입실 (12a) 과 압축실 (11) 이 차단되어 냉매가스는 압축실 (11) 에서 압축된 후 토출실 (4b) 을 거쳐 응축기로 토출된다.

그 동안, 이 압축기에서는 사판 (8) 의 표면 (8c,8d) 에 형성된 슬라이딩막 (C31) 에서, 고체 윤활제가 종래와 마찬가지로 사판 (8) 과 슈 (9a,9b) 와의 내소착성을 확보한다. 또, 이 슬라이딩막 (C31) 에서는 무기입자가 사판 (8) 과 슈 (9a, 9b) 사이에 작용하는 하중을 지지한다고 생각된다. 그리고, 이 슬라이딩막 (C31) 에서는 실란커플링제가 각 고체 윤활제 및 무기입자를 강고하게 바인더 수지에 결합하고 있다고 생각된다. 따라서, 고체 윤활제가 잘 탈락되지 않으므 로 슬라이딩막 (C31) 은 마모량이 적어 압축기가 덜커덕거리는 일은 없다.

따라서, 이 압축기는 사판 (8) 과 슈 (9a,9b) 가 고속으로 상대 슬라이딩하거나 비교적 큰 하중하에서 상대 슬라이딩하거나 하는 가혹한 조건하에서도 사판 (8) 의 표면 (8c,8d) 의 슬라이딩막 (C31) 이 슈 (9a,9b) 의 평탄면 (9c,9d) 을 적합하게 슬라이딩시키기 때문에, 사판 (8) 및 슈 (9a,9b) 중 적어도 한 쪽의 마찰에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지하는 것이 가능하다. 따라서, 이 압축기는 높은 신뢰성을 발휘할 수 있다.

이 압축기에서는, 사판 (8) 의 표면 (8c,8d) 에 슬라이딩막 (C31) 을 형성하였으나, 슬라이딩막 (C31) 대신에 후술하는 표 1∼4 에 나타내는 슬라이딩막 (C2∼C19,C29,C30,C32∼C36) 을 형성할 수도 있다.

그리고, 사판 (8) 의 표면 (8c,8d) 에 슬라이딩막 (C31) 을 형성하지 않고 슈 (9a,9b) 의 평탄면 (9c,9d) 에 동일한 슬라이딩막을 형성할 수도 있다. 또, 사판 (8) 의 표면 (8c,8d) 및 슈 (9a,9b) 의 평탄면 (9c,9d) 에 동일한 슬라이딩막을 형성할 수도 있다.

또한, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 슈 (9a,9b) 의 볼록구면 (9e,9f) 및 피스톤 (6) 의 오목구면 (6a) 중 적어도 한 쪽에 동일한 슬라이딩막 (C31) 을 형성할 수도 있다. 이 경우에는, 슬라이딩막 (C31) 이 상대측을 적합하게 슬라이딩시키기 때문에, 슈 (9a,9b) 및 피스톤 (6) 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지하는 것이 가능하다. 또, 슈 (9a,9b) 의 볼록구면 (9e,9f) 이 피스톤 (6) 의 오목구면 (6a) 에 대하여 적합하게 슬라이딩하므로, 슈 (9a,9b) 의 평탄면 (9c,9d) 이 사판 (8) 의 표면 (8c,8d) 에 적합하게 추종되어, 사판 (8) 및 슈 (9a,9b) 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지하는 것도 가능하다.

그리고, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 피스톤 (6) 의 둘레면 (6b) 및 실린더 블록 (1) 의 실린더 보어 (1a) 의 내주면 중 적어도 한 쪽에 동일한 슬라이딩막 (C31) 을 형성할 수도 있다. 이 경우에는, 슬라이딩막 (C31) 이 상대측을 적합하게 슬라이딩시키기 때문에, 피스톤 (6) 및 실린더 블록 (1) 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지하는 것이 가능하다.

또, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 실린더 블록 (1) 의 회전밸브실 (1b) 의 내주면 및 회전밸브 (12) 의 외주면 중 적어도 한 쪽에 동일한 슬라이딩막 (C31) 을 형성할 수도 있다. 이 경우에는, 슬라이딩막 (C31) 이 상대측을 적합하게 슬라이딩시키기 때문에, 실린더 블록 (1) 및 회전밸브 (12) 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지하는 것이 가능하다.

또, 이 압축기에서는, 래디얼 베어링 (2b) 을 이용하지 않고 프론트 하우징 (2) 의 축구멍의 내주면 및 구동축 (5) 의 외주면 중 적어도 한 쪽에 동일한 슬라이딩막을 형성하여 구동축 (5) 을 슬라이딩회전 가능하게 프론트 하우징 (2) 에 의해 지지하는 것도 가능하다. 그리고,그 스러스트 베어링 (2c) 을 사용하지 않 고 프론트 하우징 (2) 의 내부 후측 단면 및 래그플레이트 (7) 의 전측 단면 중 적어도 한 쪽에 동일한 슬라이딩막을 형성하여 래그플레이트 (7) 를 슬라이딩회전 가능하게 프론트 하우징 (2) 에 의해 지지하는 것도 가능하다. 또, 사면 (8) 의 관통구멍 (8a) 의 내주면 및 구동축 (5) 의 외주면 중 적어도 한 쪽에 동일한 슬라이딩막을 형성하여, 사판 (8) 과 구동축 (5) 을 적합하게 슬라이딩시키는 것도 가능하다. 그리고, 래그플레이트 (7) 의 가이드구멍 (7b) 의 내주면 및 사판 (8) 의 가이드핀 (8) 의 구형부의 외면 중 적어도 한 쪽에 동일한 슬라이딩막을 형성하고, 가이드핀 (8b) 의 구형부를 가이드구멍 (7b) 에 대하여 적합하게 슬라이딩시키는 것도 가능하다. 또, 회전밸브 (12) 의 후측 단면 (12c) 과 그 후측 단면 (12c) 과 슬라이딩하는 하우징의 일부인 리어 하우징 (4) 의 전측 단면 (4c) 중 적어도 한 쪽에 동일한 슬라이딩막을 형성하여, 회전밸브 (12) 의 후측 단면 (12c) 을 리어 하우징 (4) 의 전측 단면 (4c) , 즉 하우징에 대하여 적합하게 슬라이딩시키는 것도 가능하다.

또, 도 7 및 도 8 에 나타낸 바와 같이, 피스톤 (6) 에는 사판 (8) 의 회전에 의해 피스톤 (6) 이 따라 회전하는 것을 방지하는 회전중지부 (6c) 가 형성되어 있다. 회전중지부 (6c) 는 피스톤 (6) 의 왕복 운동에 의해 하우징의 일부인 프론트 하우징 (2) 의 내주면과 슬라이딩하는데, 피스톤 (6) 의 회전중지부 (6c) 및 프론트 하우징 (2) 의 내주면 중 적어도 한 쪽에 동일한 슬라이딩막 (C31) 을 형성하고, 피스톤 (6) 의 회전중지부 (6c) 를 프론트 하우징 (2) 의 내주면, 즉 하우징에 대하여 적합하게 슬라이딩시키는 것도 가능하다.

(실시형태 2)

실시형태 2 의 압축기는, 도 9 에 나타낸 바와 같이 더블헤드 피스톤 (26) 을 사용한 고정용량형 사판식인 것이다. 이 압축기에서는 알루미늄계 합금제인 실린더 블록 (21a,21b) 한 쌍의 전단에 밸브판, 토출밸브 및 리테이너로 이루어지는 밸브기구 (23a) 를 통하여 알루미늄계 합금제 프론트 하우징 (22) 이 접합되고, 프론트 하우징 (22) 내에는 토출실 (22b) 이 형성되어 있다. 또, 실린더 블록 (21a,21b) 의 후단에는 밸브판, 토출밸브 및 리테이너로 이루어지는 밸브기구 (23b) 를 통하여 알루미늄계 합금제 리어 하우징 (24) 이 접합되며, 리어 하우징 (24) 내에는 흡입실 (24a) 및 토출실 (24b) 이 형성되어 있다. 여기에서, 실린더 블록 (21a,21b) , 프론트 하우징 (22) 및 리어 하우징 (24) 이 하우징을 구성한다. 토출실 (22b,24b) 은 도시하지 않은 단일 토출실에 연통되어 있다. 흡입실 (24a) 은 도시하지 않은 증발기에 접속되고, 증발기는 도시하지 않은 팽창밸브를 통하여 도시하지 않은 응축기에 접속되며, 응축기가 토출실에 접속되어 있다.

실린더 블록 (21a,21b) 에는 철계 합금제 구동축 (25) 이 슬라이딩회전 가능하게 지지되어 있고, 이 구동축 (25) 과 프론트 하우징 (22) 사이에는 시일부재 (22a) 가 형성되어 있다. 또, 실린더 블록 (21a,21b) 에는 구동축 (25) 의 축선과 평행하게 복수의 실린더 보어 (21d,21e) 가 전후에 관통 설치되고, 전후에서 쌍을 이루는 각 실린더 보어 (21d,21e) 내에는 알루미늄계 합금제 더블헤드 피스톤 (26) 이 왕복운동 가능하게 수용되어 있다. 각 실린더 보어 (21d,21e) 와 피스톤 (26) 에 의해 압축실 (31) 이 피스톤 (26) 의 양 헤드측에 구획되어 있다.

구동축 (25) 에는 흡입실 (24a) 과 연통하는 도입실 (25a) 이 형성되어 있는 동시에, 도입실 (25a) 의 전후에서 흡입안내홈 (25b) 이 각각 직경방향으로 관통 설치되어 있다. 또, 실린더 블록 (21a,21b) 에는 흡입안내홈 (25b) 을 통하여 각 실린더 보어 (21d,21e) 와 도입실 (25a) 을 연통하는 흡입통로 (21f) 가 관통설치되어 있다.

또, 실린더 블록 (21a,21b) 사이에는 사판실 (21c) 이 구획 형성되어 있다. 사판실 (21c) 내에서 구동축 (25) 에 알루미늄계 합금제 사판 (28) 이 고정되어 있다. 사판 (28) 에는 전후에서 쌍을 이루는 알루미늄계 합금제 반구형 슈 (29a,29b) 가 설치되어 있고, 각 피스톤 (26) 은 양 헤드간의 네크부가 각 쌍의 슈 (29a,29b) 에 의해 계류되어 있다. 사판 (28) 의 양단면과 각 실린더 블록 (21a,21b) 의 내단면 사이에는 한 쌍의 스러스트 베어링 (27) 이 설치되어 있고, 사판 (28) 은 스러스트 베어링 (27) 을 통하여 양 실린더 블록 (21a,21b) 사이에 협지되어 있다.

실시형태 2 의 특징적인 구성으로서, 이 압축기에서는 도 10 에 나타낸 바와 같이 실린더 블록 (21a,21b) 과 슬라이딩하는 구동축 (25) 의 외주면 (25c) 에 표 3 에 나타내는 슬라이딩막 (C31) 이 형성되어 있다. 이 슬라이딩막 (C31) 은 이하와 같이 형성된다.

먼저, 실시형태 1 과 마찬가지로 슬라이딩부용 도료 조성물 및 구동축 (25) 을 준비하여, 슬라이딩부용 도료 조성물을 그 구동축 (25) 의 외주면 (25c) 에 코 팅한다. 이 때, 슬라이딩부용 도료 조성물을 롤 코팅 전사에 의해 구동축 (25) 에 도포하고 그 구동축 (25) 을 200℃×60 분의 대기조건하에서 가열하여 미경화 바인더 수지를 경화시킨다. 이렇게 하여 구동축 (25) 의 외주측 (25c) 에 고체 윤활제, 무기입자 및 실란커플링제를 함유하는 바인더 수지로 이루어지는 슬라이딩막 (C31) 을 형성한다. 고체 윤활제 및 무기입자는 바인더 수지 중에 분산되어 슬라이딩막 (C31) 을 형성하고 있다. 그리고, 얻어진 구동축 (25) 을 사용하여 상기 압축기를 장착한다.

상기한 바와 같이 구성된 압축기는, 구동축 (25) 에 풀리 또는 전자 클러치가 결합되어 차량에 탑재된다. 풀리 또는 전자 클러치는 벨트를 통하여 엔진에 의해 구동된다. 엔진이 구동되고 있는 동안 구동축 (25) 이 회전 구동되면 사판 (28) 이 요동운동하고, 피스톤 (26) 이 사판 (28) 의 경사각도에 따른 스트로크로 실린더 보어 (21a,21b) 내를 왕복운동한다. 또, 구동축 (25) 이 회전구동됨으로써 피스톤 (6) 에 연동시켜 흡입안내홈 (25b) 및 흡입통로 (21f) 를 통하여 도입실 (25a) 과 압축실 (31) 을 연통시키거나 차단하거나 한다. 따라서, 피스톤 (26) 이 도 9 에서 오른쪽에서 왼쪽으로 이동하면 도입실 (25a) 과 우측의 압축실 (31) 이 연통되어, 냉동회로 증발기의 냉매 가스가 흡입실 (24a) 및 도입실 (25a) 을 거쳐 우측의 압축실 (31) 내로 흡입된다. 그 때, 좌측의 압축실 (31) 과 도입실 (25a) 이 차단되어 냉매가스는 좌측의 압축실 (31) 에서 압축된 후 토출실 (24b) 을 거쳐 응축기로 토출된다. 또, 피스톤 (26) 이 도 9 에서 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하면 좌우 압축실 (31) 의 동작은 상기한 것과 반대가 된다.

그 동안, 이 압축기에서는 구동축 (25) 의 외주면 (25c) 에 형성된 슬라이딩막 (C31) 에서, 고체 윤활제가 구동축 (25) 과 실린더 블록 (21a,21b) 의 내주면 (21g,21h) 과의 내소착성을 확보한다. 또, 이 슬라이딩막 (C31) 에서는 무기입자가 구동축 (25) 과 실린더 블록 (21a,21b) 의 내주면 (21g,21h) 사이에 작용하는 하중을 지지한다고 생각된다. 그리고, 이 슬라이딩막 (C31) 에서는 실란커플링제가 각 고체 윤활제 및 무기입자를 강고하게 바인더 수지에 결합하고 있다고 생각된다. 따라서, 고체 윤활제가 잘 탈락되지 않으므로 슬라이딩막 (C31) 은 마모량이 적어 압축기가 덜커덕거리는 일은 잘 발생시키지 않는다.

따라서, 이 압축기는 구동축 (25) 과 실린더 블록 (21a,21b) 이 고속으로 상대 슬라이딩하거나 비교적 큰 하중하에서 상대 슬라이딩하거나 하는 가혹한 조건하에서도 슬라이딩막 (C31) 이 구동축 (25) 의 외주면 (25c) 을 적합하게 슬라이딩시키기 때문에, 구동축 (25) 및 실린더 블록 (21a,21b) 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착에 의한 장해를 종래보다도 방지하는 것이 가능하다. 따라서, 이 압축기는 높은 신뢰성을 발휘할 수 있다.

이 압축기에서는, 구동축 (25) 의 외주면 (25c) 에 슬라이딩막 (C31) 을 형성하였으나, 슬라이딩막 (C31) 대신에 후술하는 표 1∼4 에 나타내는 슬라이딩막 (C2∼C19,C29,C30,C32∼C36) 을 형성할 수도 있다.

그리고, 구동축 (25) 의 외주면 (25c) 에 슬라이딩막 (C31) 을 형성하지 않고 실린더 블록 (21a,21b) 의 내주면 (21g,21h) 에 동일한 슬라이딩막을 형성할 수도 있다. 또, 구동축 (25) 의 외주면 (25c) 및 실린더 블록 (21a,21b) 의 내 주면 (21g,21h) 에 동일한 슬라이딩막을 형성할 수도 있다.

또, 사판 (28) 의 표면 (28c,28d) 및 슈 (29a,29b) 의 평탄면 (29c,29d) 중 적어도 한 쪽에 동일한 슬라이딩막을 형성할 수도 있다. 이 경우에는 슬라이딩막이 상대측을 적합하게 슬라이딩시키기 때문에, 사판 (28) 및 슈 (29a,29b) 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지하는 것이 가능하다.

그리고, 슈 (29a,29b) 의 볼록구면 (29e,29f) 및 피스톤 (26) 의 오목구면 (26a) 중 적어도 한 쪽에 동일한 슬라이딩막을 형성할 수도 있다. 이 경우에는, 슬라이딩막이 상대측을 적합하게 슬라이딩시키기 때문에 슈 (29a,29b) 및 피스톤 (26) 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지하는 것이 가능하다. 또, 슈 (29a,29b) 의 볼록구면 (29e,29f) 이 피스톤 (26) 의 오목구면 (26a) 에 대하여 적합하게 슬라이딩하므로, 슈 (29a,29b) 의 평탄면 (29c,29d) 이 사판 (28) 의 표면 (28c,28d) 에 적합하게 추종되어, 사판 (28) 및 슈 (29a,29b) 중 적어도 한 쪽의 마모에 의한 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지하는 것도 가능하다.

또, 피스톤 (26) 의 둘레면 (26b) 및 실린더 블록 (21a,21b) 의 실린더 보어 (21e,21d) 의 내주면 중 적어도 한 쪽에 동일한 슬라이딩막을 형성할 수도 있다. 이 경우에는, 슬라이딩막이 상대측을 적합하게 슬라이딩시키기 때문에 피스톤 (26) 및 실린더 블록 (21a,21b) 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜 커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지하는 것이 가능하다.

또한, 이 압축기에서는 스러스트 베어링 (27) 을 사용하지 않고 사판 (28) 의 양단면 (28e,28f) 및 실린더 블록 (21a,21b) 의 사판실 (21c) 을 형성하는 벽면 (21i,21j) 중 적어도 한 쪽에 동일한 슬라이딩막을 형성하고, 사판 (28) 을 슬라이딩회전 가능하게 실린더 블록 (21a,21b) 에 의해 협지하는 것도 가능하다. 그리고, 이 압축기에서는 도 11, 도 12 에 나타낸 바와 같이 피스톤 (26) 의 회전중지부 (26c) 및 사판 (28) 의 외주면 (28g) 중 적어도 한 쪽에 동일한 슬라이딩막을 형성할 수도 있다. 이 경우에도 슬라이딩막이 상대측을 적합하게 슬라이딩시키기 때문에 피스톤 (26) 의 회전중지부 (26c) 및 사판 (28) 의 외주면 (28g) 중 적어도 한 쪽의 마모에 의해 양자가 덜커덕거리거나 양자의 소착으로 인한 장해를 종래보다도 방지하는 것이 가능하다.

본 발명의 효과를 확인하기 위하여 이하에 나타내는 바와 같이 시험하였다.

먼저, 이하의 원료를 준비한다.

고체 윤활제：PTFE 분말 (평균 1 차 입경 0.3㎛) , 이황화 몰리브덴 (평균 1 차 입경 1㎛) , 그라파이트 (평균 1 차 입경 5㎛)

무기입자：루틸형 산화티탄 분말 (평균 1 차 입경 0.3㎛) , 탄화규소 분말 (평균 1 차 입경 0.3㎛) , 실리카 분말 (평균 1 차 입경 0.3㎛)

실란커플링제：2- (3,4에폭시시클로헥실) 에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실란-N- (1,3-디메틸-부틸리덴) 프로필아민, N-페닐- 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-우레이도프로필트리에톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란

PAI 수지 바니시에 고체 윤활제 (PTFE, MoS₂ 등) , 산화티탄 분말 및 커플링제를 배합하여 잘 교반한 후 3 라인 롤밀에 통과시켜 슬라이딩부용 도료 조성물을 제작한다. 슬라이딩부용 도료 조성물은 도장방법 (스프레이 코팅, 롤 코팅 등) 의 종류에 따라 점도 조정, 고형분 농도 조정 등을 목적으로 하여 임의로 용제인 n-메틸-2-피롤리돈, 자일렌 또는 이들의 혼합용제에 의해 희석될 수 있다. 또, 고체 윤활제 및 산화티탄 분말에 커플링제를 미리 혼합하여 처리완료된 분말로 하고, 이 처리완료된 분말을 PAI 수지 바니시와 혼련하여 슬라이딩부용 도료 조성물로 할 수도 있다. 이로써 PAI 수지 바니시 중에 고체 윤활제 및 산화티탄 분말이 적합하게 분산되어 슬라이딩부용 도료 조성물로 이루어지는 슬라이딩막에 고체 윤활제나 산화티탄 분말이 잘 편재되지 않는 동시에 슬라이딩막에서 각 고체 윤활제 및 각 산화티탄 분말이 커플링제를 통하여 확실하게 바인더 수지와 결합한다고 생각된다.

한편, 탈지완료된 알루미늄 합금 A390 의 잉곳을 준비하여 도 13 에 나타낸 바와 같이 이 잉곳에 의해 축 직각방향의 단면이 C 자 형상을 이루는 길이 20㎜ 의 기재 (91) 를 복수 개 형성한다. 2 개의 기재 (91) 는 서로 내면이 향하도록 조합됨으로써 내경 20㎜ 인 부시를 구성하게 되어 있다. 각 기재 (91) 의 내면 (91a) 에 대하여 슬라이딩막 (C1∼C37) 이 표 1∼4 에 나타내는 조성이 되도록 조정한 슬라이딩부용 도료 조성물을 에어 스프레이에 의해 코팅하여 막두께 25㎛ 인 도막을 형성한다. 표 1∼4 에는 PAI 수지 100 질량% 당의 고체 윤활제, 무기입자 또는 실란커플링제의 질량% 를 나타낸다. 그리고, 에어 스프레이가 아니라도 롤 코팅 전사에 의해 코팅하는 것도 가능하다. 그리고, 도막을 형성한 각 기재 (91) 를 200℃×60분의 대기조건하에서 가열하여 PAI 수지를 경화시킨다. 이렇게 하여 각 기재 (91) 위에 슬라이딩막 (C1∼C37) 을 형성한다.

또, 도 14 에 나타낸 바와 같이, 상기 잉곳을 가로세로 30㎜, 두께 5㎜ 인 정사각형으로 절단한 기재 (93) 를 복수 장 준비한다. 각 기재 (93) 의 표면 (93a) 에 대하여 슬라이딩막 (C1∼C37) 이 표 1∼4 에 나타내는 조성이 되도록 조정한 슬라이딩부용 도료 조성물을 에어 스프레이로 코팅하여 막두께 25㎛ 인 도막을 형성한다. 그리고, 에어 스프레이가 아니라도 롤 코팅 전사에 의해 코팅하는 것도 가능하다. 그리고, 도막을 형성한 각 기재 (93) 를 200℃×60분의 대기조건하에서 가열하여 PAI 수지를 경화시킨다. 이렇게 하여 각 기재 (93) 위 에 슬라이딩막 (C1∼C37) 을 형성한다.

그리고, 각 슬라이딩막 (C21∼C28) 의 표면조도 (Rz) 를 측정한다.

또, 도 13 에 나타내는 저널 베어링 시험기에 의해 마모깊이 (㎛) 를 구한다. 이 저널축 베어링 시험기에서는 한 쌍의 기재 (91) 로 이루어지는 부시 내에 탄소강 (S55C) 으로 이루어지는 직경 20㎜의 샤프트 (92) 가 삽입통과된다. 그리고, 부시로부터 가해지는 하중이 1000N, 시험시간이 1 시간, 부시에 대한 샤프트 (92) 의 회전수가 5000rpm (5.2m/초) , 부시와 샤프트 (92) 사이에 항상 윤활유를 공급하는 조건으로 시험한다.

그리고, 도 14 에 나타내는 스러스트형 시험기에 의해 소착면압 (MPa) 을 구한다. 이 스러스트형 시험기에서는, 기재 (93) 의 표면 (93a) 위에 스프링강 (SUJ2) 으로 이루어지는 원통형 상대재 (94) 가 회전 가능하게 되어 있다. 그리고, 상대재 (94) 의 속도 1.2m/초, 일정주기 (1MPa/2분) 으로 상대재 (94) 로부터 가해지는 하중을 상승시켜 기재 (93) 와 상대재 (94) 가 소착을 발생시킬 때의 하중을 구하는 조건으로 시험한다. 또, 슬라이딩 속도 1.2m/초, 면압 9.8MPa, SUJ2 를 상대재 (94) 로 한 조건하 시험개시 직후와 시험개시 100 시간후의 동마찰계수를 측정한다. 그리고, 각 슬라이딩막 (C1∼C20,C29∼C37) 에 관해서는 동마찰계수를 측정하지 않는다. 이들 결과를 표 5∼7 에 나타낸다.

표 5 의 슬라이딩막 (C1∼C4,C20) 및 표 7 의 슬라이딩막 (C37) 의 데이터로부터, 슬라이딩막이 고체 윤활제를 함유하는 바인더 수지로 이루어지고, 또한 고 체 윤활제의 일부를 산화티탄 분말로 치환한 것이라면 내마모성 및 내소착성이 향상된다는 것을 알 수 있다. 그러나, 표 5 의 슬라이딩막 (C1,C5∼C7,C20) 및 표 7 의 슬라이딩막 (C37) 의 데이터로부터, 슬라이딩막이 고체 윤활제를 함유하는 바인더 수지로 이루어지고, 또한 고체 윤활제의 일부를 실란커플링제로 치환한 것인 경우 내마모성 및 내소착성이 향상된다고는 단언할 수 없다. 또, 표 5 의 슬라이딩막 (C1,C8∼C10,C20) 및 표 7 의 슬라이딩막 (C37) 의 데이터로부터, 슬라이딩막이 고체 윤활제, 산화티탄 분말 및 실란커플링제를 함유하는 바인더 수지로 이루어진다면 특히 내마모성 및 내소착성이 향상된다는 것을 알 수 있다.

그리고, 표 5 의 슬라이딩막 (C11∼C19) , 표 6 의 슬라이딩막 (C30) 및 표 7 의 슬라이딩막 (C31∼C36) 의 데이터로부터, 슬라이딩막이 고체 윤활제, 산화티탄 분말 및 실란커플링제를 함유하는 바인더 수지로 이루어지는 경우, 실란커플링제가 PAI 수지에 대하여 3 질량% 정도인 경우를 중심으로 하여 0.1∼10 질량% 정도라면 매우 내마모성 및 내소착성이 우수하다는 것을 알 수 있다. 한편, 표 5 의 슬라이딩막 (C14,C15) 의 데이터로부터 바인더 수지량을 C12, C13 에 비하여 감소시켜도 슬라이딩막 중에 산화티탄 분말, 실란커플링제를 함유하고 있다면 그 슬라이딩막은 우수한 내마모성을 나타내며, 내소착성에 관해서도 큰 성능저하를 나타내지 않는다는 것을 알 수 있다.

또, 표 5 의 슬라이딩막 (C9,C16∼C19) 및 표 7 의 슬라이딩막 (C34∼C36) 의 데이터로부터, 실란커플링제가 2- (3,4에폭시시클로헥실) 에틸트리메톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N- (1,3-디메틸-부틸리덴) 프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트 리메톡시실란, 3-우레이도프로필트리에톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란 또는 3-글리시독시프로필트리에톡시실란이라면, 어떤 슬라이딩막도 우수한 내마모성 및 내소착성을 발휘할 수 있다는 것을 알 수 있다. 특히 2- (3,4에폭시시클로헥실) 에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란 또는 3-글리시독시프로필트리에톡시실란을 사용한 슬라이딩부용 도료 조성물은 보존성의 점에서 바람직하지 않았다.

또, 표 5 의 슬라이딩막 (C20) , 표 6 의 슬라이딩막 (C21∼C25) 및 표 7 의 슬라이딩막 (C37) 의 데이터로부터, 슬라이딩부용 도료 조성물이 산화티탄 분말을 함유하는 슬라이딩막은 산화티탄 분말을 함유하지 않는 슬라이딩부용 도료 조성물로 이루어지는 슬라이딩막에 비하여 내마모성이 우수하다는 것을 알 수 있다. 그리고, 산화티탄 분말이 PAI 수지에 대하여 35 질량% 를 초과하여 함유된 슬라이딩막은 마모량 저감의 효과가 작다.

그리고, 표 5 의 슬라이딩막 (C20) , 표 6 의 슬라이딩막 (C23,C26 및 C27) 및 표 7 의 슬라이딩막 (C37) 의 데이터로부터, 슬라이딩부용 도표 조성물이 무기입자를 함유하는 슬라이딩막은, 무기입자를 함유하지 않은 슬라이딩부용 도료 조성물로 이루어지는 슬라이딩막에 비하여 내마모성이 우수하지만, 탄화규소 분말이나 실리카 분말을 사용한 슬라이딩막은 내마모성의 점에서는 어느 정도 양호하지만 내소착성이 충분하지 않다. 알루미나 분말도 마찬가지이다. 이에 반하여 산화티탄 분말을 사용한 슬라이딩막은 내마모성 및 내소착성의 점에서 양호하다.

또, 산화티탄 분말을 사용한 슬라이딩막은 탄화규소 분말이나 실리카 분말을 사용한 슬라이딩막에 비하여 표면조도가 작고 표면 평활성이 우수하다. 또, 표 6 의 슬라이딩막 (C28 및 C29) 의 데이터로부터, 산화티탄 분말을 사용한 슬라이딩막은 고체 윤활제의 양을 증가시킨 슬라이딩막보다도 고체 윤활제의 탈락 방지에서 우수한 효과를 발휘하며, 내마모성의 향상이 현저하다. 이들은, 산화티탄 분말의 바인더 수지로의 분산성이 우수하기 때문이다. 또, 본 시험에서는 평균 1 차 입경이 0.3㎛ 인 산화티탄 분말을 사용하였지만, 산화티탄 분말의 평균 1 차 입경이 0.3㎛ 보다 작아도, 또한 평균 1 차 입경이 0.3㎛ 보다 크더라도 산화티탄 분말의 평균 1 차 입경이 1㎛ 이하이면 그 산화티탄 분말은 바인더 수지에 대한 분산성이 우수하여, 고체 윤활제의 탈락방지에서 우수한 효과를 발휘하여 내마모성을 현저하게 향상시킬 수 있다.

그리고, 표 6 의 슬라이딩막 (C30) 및 표 7 의 슬라이딩막 (C31) 의 데이터로부터 실란커플링제를 사용한 슬라이딩막은 실란커플링제를 사용하지 않은 슬라이딩막에 비하여 내마모성의 점에서 우수하다. 이는 실란커플링제가 각 고체 윤활제나 산화티탄 분말을 강고하게 바인더 수지에 결합하고 있고, 기재와의 밀착을 강고하게 하고 있기 때문이라고 생각된다.

이상의 시험으로부터, 슬라이딩막 (C2∼C19, C29∼C31, C32∼C36) 을 압축기의 서로 상대슬라이딩하는 제 1 슬라이딩면 및 제 2 슬라이딩면 중 적어도 한 쪽에 형성하면, 내소착성 및 내마모성을 향상시켜 보다 슬라이딩이 향상되며, 높은 신뢰성을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

전술한 구성에 의해 슬라이딩성이 더욱 향상되고 높은 신뢰성을 가지는 압축기를 제공하는 것이 가능하게 되었다.

Claims

제 1 부재의 제 1 슬라이딩면과 제 2 부재의 제 2 슬라이딩면이 상대 슬라이딩하는 압축기에 있어서,

상기 제 1 슬라이딩면 및 상기 제 2 슬라이딩면 중 적어도 한 쪽에는 적어도 고체 윤활제 및 산화 티탄과 커플링제를 함유하는 바인더 수지로 이루어지는 슬라이딩막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 커플링제는 실란 커플링제인 것을 특징으로 하는 압축기.
제 2 항에 있어서, 상기 바인더 수지는 폴리아미드이미드인 것을 특징으로 하는 압축기.
제 3 항에 있어서, 상기 무기입자는 산화티탄 분말인 것을 특징으로 하는 압축기.
제 4 항에 있어서, 상기 산화티탄 분말의 평균 1 차 입경은 1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 압축기.
제 4 항에 있어서, 상기 슬라이딩막은 상기 산화티탄 분말을 상기 바인더 수지에 대하여 5∼35 질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 압축기는, 흡입실, 토출실 및 실린더 보어를 형성하는 하우징, 그 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축, 그 구동축과 동기회전 가능한 사판, 및 그 사판에 슈를 통해 계류되며 그 사판의 경사각에 따라 그 실린더 보어 내를 왕복운동하여 압축실을 형성하는 피스톤을 구비하며,

상기 제 1 부재는 상기 사판이고, 상기 제 2 부재는 상기 슈인 것을 특징으로 하는 압축기.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 압축기는, 흡입실, 토출실 및 실린더 보어를 형성하는 하우징, 그 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축, 그 구동축과 동기회전 가능한 사판, 및 그 사판에 슈를 통해 계류되며 그 사판의 경사각에 따라 그 실린더 보어 내를 왕복운동하여 압축실을 형성하는 피스톤을 구비하며,

상기 제 1 부재는 상기 슈이고, 상기 제 2 부재는 상기 피스톤인 것을 특징으로 하는 압축기.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 압축기는, 흡입실, 토출실 및 실린더 보어를 형성하는 하우징, 그 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축, 그 구동축과 동기회전 가능한 사판, 및 그 사판에 슈를 통해 계류되며 그 사판의 경사각 에 따라 그 실린더 보어 내를 왕복운동하여 압축실을 형성하는 피스톤을 구비하며,

상기 제 1 부재는 상기 피스톤이고, 상기 제 2 부재는 상기 하우징인 것을 특징으로 하는 압축기.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 압축기는, 흡입실, 토출실 및 실린더 보어를 형성하는 하우징, 그 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축, 그 구동축과 동기회전 가능한 사판, 및 그 사판에 슈를 통해 계류되며 그 사판의 경사각에 따라 그 실린더 보어 내를 왕복운동하여 압축실을 형성하는 피스톤을 구비하며,

상기 제 1 부재는 상기 하우징이고, 상기 제 2 부재는 상기 구동축인 것을 특징으로 하는 압축기.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 압축기는, 흡입실, 토출실 및 실린더 보어를 형성하는 하우징, 그 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축, 그 구동축과 동기회전 가능한 사판, 및 그 사판에 슈를 통해 계류되며 그 사판의 경사각에 따라 그 실린더 보어 내를 왕복운동하여 압축실을 형성하는 피스톤을 구비하며,

상기 제 1 부재는 상기 피스톤이고, 상기 제 2 부재는 상기 사판인 것을 특징으로 하는 압축기.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 압축기는, 흡입실, 토출실 및 실린더 보어를 형성하는 하우징, 그 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축, 그 구 동축과 동기회전 가능한 사판, 그 사판에 슈를 통해 계류되며 그 사판의 경사각에 따라 그 실린더 보어 내를 왕복운동하여 압축실을 형성하는 피스톤, 및 그 구동축과 동기회전하여 그 압축실을 그 흡입실과 연동시키는 회전밸브를 구비하며,

상기 제 1 부재는 상기 하우징이고, 상기 제 2 부재는 상기 회전밸브인 것을 특징으로 하는 압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 슬라이딩 막은 고체 윤활제를 바인더 수지에 대해 15 내지 100질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제 2 항에 있어서, 상기 슬라이딩 막은 실란 커플링제를 바인더 수지에 대해 0.1 ~ 10 질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 압축기.