CN101680438A - 压缩机用活塞的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种压缩机用活塞的制造方法，通过使自转阻止部和圆筒部一体形成的自转阻止部侧构件与活塞顶部侧构件结合来制造中空的压缩机用活塞，形成自转阻止部侧构件时，形成用于锻造该自转阻止部侧构件的中间材料，使用前端部相对于活塞轴形成为非对称形状的冲头将自转阻止部侧构件的圆筒部向冲头插入方向的后方挤压，通过后方挤压成形沿单轴方向铸造成形所述圆筒部，并在形成该圆筒部的中空部的自转阻止部侧底部形成形状与冲头前端部的非对称形状吻合的减薄部。能通过简单且廉价的锻造来制造中空活塞，此外可使重心位置进一步接近活塞圆筒部的轴心。

Description

压缩机用活塞的制造方法

技术领域

本发明涉及一种压缩机用活塞的制造方法，尤其涉及一种将2构件结合而形成的中空活塞的制造方法。

背景技术

往复运动活塞式的压缩机的活塞中，从斜板等驱动力输入构件传递来的驱动力通过滑履等变换成活塞的往复运动。该活塞为了轻量化等而采用中空结构时，例如形成有底容器状的2构件，在一侧的构件上一体形成与驱动力输入构件侧卡合从而阻止活塞自转的自转阻止部，通过将其与另一侧的形成活塞顶部侧的活塞顶部侧构件组合结合，能制造主体部是中空形状的活塞。由于中空活塞高速往复运动，因此希望能极力轻量化，为此，希望中空部能尽可能大的形成，例如，已知一种在中空部的自转阻止部侧底部设有减薄部的结构(例如专利文献1)。

但是，如图6所示，该专利文献1所记载的结构中，由于自转阻止部加工前的自转阻止部侧构件101的中空部102内的减薄部103只形成于形成中空部102的圆筒部104的轴心105部分(活塞的轴心部)，因此，减薄部103的大小是有限度的，活塞的轻量化也是有限度的。

另一方面，专利文献2中公开有在中空部的自转阻止部侧底部设有较大减薄部的结构。此外，该专利文献2所记载的活塞制造方法中，着眼于锻造制造的优点，即，着眼于与铸造相比容易实现轻量化结构、容易提高强度和外观品质的优点，采用通过锻造制造中空活塞的自转阻止部侧构件的方法。

但是，该专利文献2的活塞制造方法中，上述自转阻止部侧构件的锻造不能通过单轴方向的锻造实现，采用与侧边冲头(side punch)并用的2轴方向的锻造。但是，该制造方法基本是有溢料的锻造，因此不能过多期望材料成品率的改善。此外，在有溢料产生的状态下使用侧边冲头形成圆筒部是极其困难的，不能说是现实的制造方法。除此之外，2轴方向的锻造设备是昂贵的，对制造成本极其不利。

此外，一般来说中空活塞中，其重心越靠近圆筒轴中心，动平衡越好，可抑制振动、噪音。因此，在上述中空部内形成减薄部时，如何能提高轻量化效果，如何能使重心接近圆筒部的轴心在设计上很重要。

专利文献1：日本专利特开平11-294320号公报

专利文献2：日本专利特许第3777942号公报

发明的公开

发明所要解决的技术问题

因此，本发明的技术问题在于提供一种压缩机用活塞的制造方法，其着眼于上述现有技术中的问题，考虑上述设计上应考虑的事项，能较大地形成减薄部并能使其形状易于最优化，由此，能通过简单廉价的锻造来制造实现最高效且轻量化的中空部形状的活塞，并能使重心位置进一步接近圆筒部的轴心。

解决技术问题所采用的技术方案

为解决上述技术问题，本发明涉及的压缩机用活塞的制造方法中，通过使自转阻止部和圆筒部一体形成的自转阻止部侧构件与形成活塞的顶部侧的活塞顶部侧构件结合来制造中空的压缩机用活塞，上述自转阻止部在往复运动用的驱动力输入侧阻止活塞的自转，其特征在于，形成上述自转阻止部侧构件时，形成用于锻造该自转阻止部侧构件的中间材料，使用前端部相对于活塞轴形成为非对称形状的冲头将上述自转阻止部侧构件的圆筒部向冲头插入方向的后方挤压，通过后方挤压成形沿单轴方向铸造成形上述圆筒部，并在形成该圆筒部的中空部的自转阻止部侧底部形成形状与上述冲头前端部的非对称形状吻合的减薄部。

本发明涉及的压缩机用活塞的制造方法中，通过向后方挤压成形来锻造成形自转阻止部侧构件的圆筒部，使得专利文献2中不能实现的自转阻止部侧构件的单轴方向锻造成形成为可能，利用廉价的锻造设备进行易于实现轻量化结构、易于提高强度和外观品质的锻造零件的成形成为可能。该锻造中，使用前端部相对于活塞轴形成为非对称形状的冲头来锻造顺着该非对称形状部分的形状，使得在形成圆筒部的中空部的自转阻止部侧底部(即，上述冲头前端部的非对称形状部分的锻造对象部位)形成用于轻量化的最合适大小和形状的减薄部成为可能，也使得用于轻量化的最有效率的中空部形状的形成成为可能。

此种压缩机用活塞的制造方法中，最好使上述冲头前端部的非对称形状形成为冲头前端部的体积(volume)偏向与压缩机的外周侧对应的部位的形状。即，由于自转阻止部一般位于相对于活塞轴心偏向压缩机的外周侧的位置，因此活塞整体的重心位置也趋于偏向压缩机的外周侧，为了极力修正该重心位置的偏倚，从自转阻止部侧构件的压缩机外周侧部分减去更多的材料是有效的。为实现此目的，最好对于形成减薄部的冲头前端部的非对称形状部分，形成体积偏向与压缩机的外周侧对应的部位的形状。

但是，采用上述冲头前端部的非对称形状时，在锻造中将冲头插入时，冲头有靠向体积偏倚形状部分侧的趋势，有可能偏离目标插入位置。为了抑制此情形，最好是在锻造成形上述圆筒部时，使上述冲头相对于该圆筒部的轴心向反减薄部侧(与减薄部相反的一侧)偏移并插入。

此外，为了抑制冲头靠向上述前端部的体积偏倚形状部分侧，在形成圆筒部的中空部的自转阻止部侧底部的至少一部分上形成防止所插入的冲头偏倚的防偏倚形状部也是有效的。该防偏倚形状部例如形成为具有斜面(taperedsurface)的形状部。该斜面的倾斜方向设定为冲头插入时，将冲头的前端部的位置修正至使冲头的轴心与应形成的圆筒部的轴心一致即可。

此外，本发明涉及的压缩机用活塞的制造方法中，上述自转阻止部的与驱动力输入构件卡合的卡合部基本能通过机械加工形成。

发明效果

本发明涉及的压缩机用活塞的制造方法中，通过向后方挤压成形来锻造成形自转阻止部侧构件的圆筒部，能利用单轴方向的廉价锻造设备容易地成形所期望的轻量化结构。此外，通过使用前端部是非对称形状的冲头进行锻造，能在自转阻止部侧构件的中空部底部形成用于轻量化的最合适大小和形状的所期望的减薄部，高效地实现活塞的轻量化。除此之外，通过最优化冲头的前端部形状和减薄部的形状，能使活塞的重心位置进一步接近圆筒部的轴心。

附图说明

图1是利用本发明一实施方式的压缩机用活塞的制造方法制造的活塞的完成形态的剖视图。

图2是用于锻造图1的活塞的自转阻止部侧构件的中间材料的剖视图。

图3是表示图1的活塞的自转阻止部侧构件的锻造状态的剖视图。

图4是图3的自转阻止部侧构件的圆筒部的仰视图。

图5是表示本发明的其他实施方式涉及的压缩机用活塞的制造方法中自转阻止部侧构件的锻造状态的剖视图。

图6是表示现有的活塞制造方法中自转阻止部侧构件的锻造状态的剖视图。

(符号说明)

1活塞

2自转阻止部

3圆筒部

4自转阻止部侧构件

5活塞顶部侧构件

6中空部

7滑履

8斜板

9中间材料

10冲头的前端部

11活塞轴

12冲头

14减薄部

15斜面

16防偏倚形状部

21自转阻止部侧构件

22减薄部

23圆筒部

24斜面

25防偏倚形状部

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的优选实施方式。

首先，图1中表示了利用本发明一实施方式的压缩机用活塞的制造方法制造的活塞的完成形态。图1所示的活塞1通过自转阻止部2和圆筒部3一体形成的自转阻止部侧构件4与形成活塞1的顶部侧的活塞顶部侧构件5结合而制造成具有中空部6的压缩机用活塞，上述自转阻止部2在往复运动用的驱动力输入侧阻止活塞1的自转。在自转阻止部2上例如保持有一对滑履7，通过与压缩机的驱动轴同步旋转的斜板8与滑履7滑动接触，使得斜板8的旋转运动通过滑履7变换成活塞1的往复运动。

上述自转阻止部侧构件4按如下方式制造。首先，形成并准备图2所示形状的用于锻造自转阻止部侧构件4的中间材料9。如图3所示，对于该中间材料9，使用前端部10相对于活塞轴11形成为非对称形状的冲头12将自转阻止部侧构件4的圆筒部3向冲头插入方向(箭头方向)的后方挤压，通过后方挤压成形沿单轴方向铸造成形圆筒部3。自转阻止部2最终被机械加工成图1所示的形状，但该铸造阶段中自转阻止部2保持机械加工前的原有形状。通过该铸造，在形成圆筒部3的中空部6的自转阻止部侧底部13上形成形状与上述冲头前端部10的非对称形状吻合的减薄部14。图4中表示了形成有减薄部14的自转阻止部侧构件4的圆筒底面侧。

本实施方式中，上述冲头前端部10的非对称形状形成为冲头前端部10的体积偏向与压缩机的外周侧对应的部位侧(图3的A侧)的形状。从而形成形状与该冲头前端部10的体积偏倚形状相吻合的减薄部14。这样，通过使冲头前端部10的体积偏倚，使减薄部14在对应压缩机的外周侧的部位侧更大地形成，使得在如图1所示的自转阻止部2的形状下的活塞1整体的重心位置的偏心倾向可被修正。也就是说，能修正活塞1的重心位置以使其更接近圆筒部3的轴心位置。

此外，本实施方式中，在锻造中插入冲头12时，将冲头12相对于圆筒部3的轴心向反减薄部侧(图3的B侧)适量地偏移并插入。如上所述，将前端部10的体积偏倚的冲头12插入来进行锻造时，冲头12有靠向偏倚形状部分侧(图3的A侧)的趋势，有可能偏离目标插入位置，因此，为了抑制此种情形，进行上述的偏移并插入。

除此之外，本实施方式中，在插入冲头12时，为使冲头12的轴心精度更高地与圆筒部3的轴心一致，尤其是为了抑制冲头12靠向上述前端部10的体积偏倚形状部分侧(图3的A侧)的趋势，冲头12的前端部10及形成圆筒部3的中空部6的自转阻止部侧底部的图3的A侧部分形成为具有斜面15的防偏倚形状部16。通过设置这种防偏倚形状部16，在锻造中的每次冲打时，与冲头12的前端部10对应的部分从自转阻止部侧底部侧的斜面15受到使冲头12的轴心进一步接近圆筒部3的轴心方向的修正力，从而可精度更高地形成所期望形状的中空部6、减薄部14。

如上所述形成的自转阻止部侧构件4与活塞顶部侧构件5如图1所示地结合。结合通过压入和在此基础上的焊接等进行。结合前或结合后，自转阻止部2被机械加工成如图1所示的形状。

图5表示利用本发明其他实施方式的压缩机用活塞的制造方法制造的自转阻止部侧构件21(自转阻止部的机械加工前)。本实施方式中，与上述实施方式相比，如图5所示，改变了减薄部22的形状。设有遍及形成于圆筒部23底部的减薄部22的大致整体的斜面24，具有该斜面24的形状部与上面同样，起到将冲头(未图示)插入时防止冲头的轴心位置偏倚的防偏倚形状部25的作用。其他的结构、作用以上述实施方式为准。

工业上的实用性

本发明涉及的压缩机用活塞的制造方法可应用于具有自转阻止部的所有中空活塞的制造中。

Claims (6)

1.一种压缩机用活塞的制造方法，通过使自转阻止部和圆筒部一体形成的自转阻止部侧构件与形成活塞的顶部侧的活塞顶部侧构件结合来制造中空的压缩机用活塞，所述自转阻止部侧构件在往复运动用的驱动力输入侧阻止活塞的自转，其特征在于，形成所述自转阻止部侧构件时，形成用于锻造该自转阻止部侧构件的中间材料，使用前端部相对于活塞轴形成为非对称形状的冲头，通过将所述自转阻止部侧构件的圆筒部向冲头插入方向的后方挤压的后方挤压成形沿单轴方向铸造成形所述圆筒部，并在形成该圆筒部的中空部的自转阻止部侧底部形成形状与所述冲头前端部的非对称形状吻合的减薄部。

2.如权利要求1所述的压缩机用活塞的制造方法，其特征在于，使所述冲头前端部的非对称形状形成为冲头前端部的体积偏向与压缩机的外周侧对应的部位的形状。

3.如权利要求1所述的压缩机用活塞的制造方法，其特征在于，在锻造成形所述圆筒部时，将所述冲头相对于该圆筒部的轴心向反减薄部侧偏移并插入。

4.如权利要求1所述的压缩机用活塞的制造方法，其特征在于，在形成所述圆筒部的中空部的自转阻止部侧底部的至少一部分上形成所插入的冲头的防偏倚形状部。

5.如权利要求4所述的压缩机用活塞的制造方法，其特征在于，将所述防偏倚形状部形成为具有斜面的形状部。

6.如权利要求1所述的压缩机用活塞的制造方法，其特征在于，通过机械加工来形成所述自转阻止部的与驱动力输入构件卡合的卡合部。

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