JP2001065451A - 斜板式圧縮機用ピストンの中空頭部形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】中空円筒状部材と閉塞部材との溶接面の方向の
設定の自由度を高める。 【解決手段】片頭ピストンの中空頭部を構成することに
なる部分を形成するに当たって、片頭ピストン製造用素
材の閉塞部材１５４を本体部材１５２の頭部本体部１５
８に嵌合させ、頭部本体部１５８の大径穴部１６２の内
周面と閉塞部材本体部１７４の外周面とを溶接面として
電子ビームにより溶接する。溶接面を本体部材１５２の
中心線に平行とし、電子ビームをその溶接面と交差する
直線に沿って照射する。したがって、電子ビーム照射装
置を、保持部１８０において片頭ピストン製造用素材を
保持する治具１８６と干渉しない位置に設置することが
容易となる。また、電子ビームの照射点が半径方向にず
れた場合の溶接強度のばらつきを抑制できる。溶接面の
方向および電子ビームの照射方向は、種々の方向に設定
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は斜板式圧縮機用ピス
トンの中空頭部を形成する方法に関するものであり、特
に、少なくとも一端に開口を有する中空円筒状部材とそ
の中空円筒状部材の開口を閉塞する閉塞部材とを溶接す
ることにより、ピストンの中空頭部を形成する方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】斜板式圧縮機は、斜板が回転軸と共に回
転させられることによりピストンが軸方向に往復運動さ
せられる形式の圧縮機である。ピストンは往復運動させ
られるものであるため軽量化が望まれる。斜板の回転軸
に対する傾斜角が固定であるものにおいても軽量化は望
ましいことであるが、傾斜角が可変である可変容量型に
おいては一層軽量化が望まれる。ピストン軽量化の一対
策として、シリンダボアに嵌合される頭部を中空円筒状
にすることが行われており、その一種に、少なくとも一
端に開口を有する中空円筒状部材とその中空円筒状部材
の開口を閉塞する閉塞部材とを溶接することにより中空
円筒状の中空頭部を形成する方法がある。この際の溶接
方法としては、電子ビーム溶接，レーザ溶接等のビーム
溶接が好適である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効
果】中空円筒状部材とそれの開口を閉塞する閉塞部材と
を溶接することにより中空頭部を形成する場合、従来は
溶接すべき２部材の互いに接触または近接する溶接面に
平行な方向から溶接ビームが照射されていた。しかし、
そのために、周辺の状況から溶接面の方向が限定され
て、ピストンの強度，製造コストの低減等の観点から望
ましい方向に溶接面を設定できなくなったり、溶接強度
のばらつきが大きくなったりする問題が生じることがあ
った。

【０００４】本発明は、以上の事情を背景として、中空
頭部形成時の溶接面の方向の設定の自由度を向上させ、
あるいは溶接強度のばらつきを抑制することを課題とし
てなされたものであり、本発明によって、下記各態様の
斜板式圧縮機用ピストンの中空頭部形成方法が得られ
る。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号
を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記
載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にする
ためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれら
の組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解
釈されるべきではない。また、１つの項に複数の事項が
記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採
用しなければならないわけではなく、一部の事項のみを
取り出して採用することも可能である。 （１）少なくとも一端に開口を有する中空円筒状部材
と、その中空円筒状部材の前記開口を閉塞する閉塞部材
とを、それら両部材の互いに接触または近接する溶接面
に溶接ビームを照射してそれら溶接面同士を溶接するこ
とにより、斜板式圧縮機用ピストンの中空頭部を形成す
る方法であって、前記溶接ビームを前記溶接面にそれら
溶接面と交差する方向から照射することを特徴とする斜
板式圧縮機用ピストンの中空頭部形成方法（請求項
１）。中空円筒状部材は、両端が開口したものでも、一
端のみが開口したものでもよいが、溶接箇所を少なくす
るために一端のみ開口したものとすることが望ましい。
その場合、開口側端は、ピストンの頂面側でも反対側で
もよい。例えば、ピストンが、シリンダボアに嵌合され
る頭部と、一対のシューを介して斜板の外周部を両側か
ら挟む状態で斜板と係合させられる首部とを備えたもの
である場合、中空円筒状部材を首部と一体に製造し、首
部とは反対側である頂面側の開口を閉塞部材としてのカ
バーで閉塞してもよく、閉塞部材を首部と一体に製造
し、その閉塞部材により有底中空円筒状部材の開口を閉
塞してもよいのである。溶接すべき２部材の互いに接触
または近接する溶接面を溶接ビームにより溶接する場合
には、従来、溶接ビームが溶接面に平行な方向から照射
されていた。しかし、後に実施形態の項において具体的
に説明するように、周辺の状況から溶接面に平行な方向
から溶接ビームを照射することが困難である場合や、溶
接強度のばらつきが大きくなる場合がある。それに対
し、本発明に従って、溶接ビームを溶接面と交差する方
向から照射することにより、それらの問題を解決するこ
とができる。 （２）前記中空円筒状部材の前記開口に前記閉塞部材が
嵌合され、開口内周面と閉塞部材外周面とが前記溶接面
とされた (1)項に記載の斜板式圧縮機用ピストンの中空
頭部形成方法。 （３）前記中空円筒状部材の内周面の前記開口側の端部
に、他の部分より直径を大きくした拡径穴部が形成され
る一方、前記閉塞部材が前記拡径穴部と嵌合する大径部
と前記他の部分と嵌合する小径部とを有するものとさ
れ、拡径穴部の内周面と大径部の外周面とが前記溶接面
とされた (1)項に記載の斜板式圧縮機用ピストンの中空
頭部形成方法（請求項２）。拡径穴部の内周面はテーパ
面でも、次項に記載するように円筒面でもよい。閉塞部
材の大径部の外周面は拡径穴部の内周面に対応した形状
とされる。テーパ面とする場合は、テーパ面同士の当接
により閉塞部材の中空円筒状部材内への嵌合深さが規定
されるようにしても、テーパ面とは別に形成された肩面
同士の当接、あるいは肩面と端面との当接により規定さ
れるようにしてもよい。 （４）前記拡径穴部の内周面と前記大径部の外周面とが
共に円筒面である (3)項に記載の斜板式圧縮機用ピスト
ンの中空頭部形成方法。 （５）前記拡径穴部と前記他の部分との間と、前記大径
部と小径部との間とにそれぞれ肩面が形成され、前記閉
塞部材が前記円筒状部材に前記肩面同士が当接するまで
嵌合された状態で、拡径穴部の内周面と大径部の外周面
とが溶接される (4)項に記載の斜板式圧縮機用ピストン
の中空頭部形成方法。肩面同士を当接させれば、閉塞部
材の中空円筒状部材内への嵌合深さを精度良く規定する
ことができ、また、溶接時における両部材の相対位置決
めを容易に行うことができる。さらに、閉塞部材がピス
トンの頂部を形成するカバーである場合には、斜板式圧
縮機の作動時にピストン頂面に作用する被圧縮気体の圧
力が肩面同士の当接により受けられるため、中空頭部の
頂部の強度を向上させることができる。 （６）前記溶接ビームが前記中空円筒状部材の中心線と
交差する直線に沿って照射される (4)項または (5)項に
記載の斜板式圧縮機用ピストンの中空頭部形成方法。溶
接ビームは、中空円筒状部材の中心線と立体交差する直
線に沿って照射することも可能であるが、中空円筒状部
材の中心線と交差する直線に沿って照射すれば、同じ溶
接強度を得るための溶込み深さが浅くてよい利点があ
る。 （７）前記閉塞部材が大径部と小径部とそれら両部の間
の肩面とを備え、小径部が前記円筒状部材の開口内に嵌
合し、大径部が肩面において円筒部材の開口側端面に当
接し、それら肩面と開口側端面とが前記溶接面とされた
(1)項に記載の斜板式圧縮機用ピストンの中空頭部形成
方法（請求項３）。閉塞部材がピストンの頂面を形成す
る場合に、被圧縮気体の圧力が肩面と開口側端面との当
接により受けられるため、中空ピストン頭部の頂部の強
度を向上させることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１において、１０はシリ
ンダブロックであり、シリンダブロック１０の中心軸線
回りの一円周上には、軸方向に延びる複数のシリンダボ
ア１２が形成されている。シリンダボア１２の各々に
は、片頭ピストン１４（以下、ピストン１４と略称す
る）が往復運動可能に配設されている。シリンダブロッ
ク１０の軸方向の一端面（図１の左側の端面であり、前
端面と称する）には、フロントハウジング１６が取り付
けられ、他方の端面（図１の右側の端面であり、後端面
と称する）には、リヤハウジング１８がバルブプレート
２０を介して取り付けられている。フロントハウジング
１６，リヤハウジング１８，シリンダブロック１０等に
より斜板式圧縮機の本体が構成される。リヤハウジング
１８とバルブプレート２０との間には、吸気室２２，吐
出室２４が形成され、それぞれ、吸入ポート２６，供給
ポート２８を経て、図示しない冷凍回路に接続される。
バルブプレート２０には、吸入孔３２，吸入バルブ３
４，吐出孔３６，吐出バルブ３８等が設けられている。

【０００６】シリンダブロック１０の中心軸線上には、
回転軸５０が回転可能に設けられている。回転軸５０
は、両端部においてそれぞれベアリングを介してフロン
トハウジング１６，シリンダブロック１０に支持されて
いる。シリンダブロック１０の中心部には、中心支持穴
５６が形成されており、その中心支持穴５６において支
持されているのである。回転軸５０のフロントハウジン
グ１６側の端部は、フロントハウジング１６の中心部を
貫通して外部に突出しており、この突出端において図示
しない駆動源に接続される。回転軸５０には、斜板６０
が軸方向に相対移動可能かつ傾動可能に取り付けられて
いる。斜板６０には、中心線を通る中心穴６１が形成さ
れ、この中心穴６１を回転軸５０が貫通して設けられて
いる。中心穴６１は、両端開口側ほど径が漸増させられ
ている。回転軸５０には、また、回転板６２が固定さ
れ、スラストベアリング６６を介してフロントハウジン
グ１６に係合させられている。斜板６０は、ヒンジ機構
６４により回転軸５０と一体的に回転させられるととも
に、軸方向の移動を伴う傾動を許される。ヒンジ機構６
４は、回転板６２に固定的に設けられた支持アーム６７
と、斜板６０に固定的に設けられ、支持アーム６７のガ
イド穴６８にスライド可能に嵌入されたガイドピン６９
と、斜板６０の中心穴６１と、回転軸５０の外周面とを
含むものである。

【０００７】前記ピストン１４は、斜板６０と係合させ
られる首部７０と、首部７０と一体的に設けられ、シリ
ンダボア１２に嵌合される頭部７２とを備えている。首
部７０に形成された溝７４に一対の球冠状のシュー７６
を介して斜板６０が係合させられている。シュー７６
は、球面部において首部７０に摺動可能に保持され、平
面部において斜板６０の両側面に当接し、斜板の外周部
を両側から摺動可能に挟持している。ピストン１４の形
状についての詳細な説明は後に行う。

【０００８】斜板６０の回転運動は、シュー７６を介し
てピストン１４の往復直線運動に変換される。ピストン
１４が上死点から下死点へ移動する吸入行程において、
吸気室２２内の冷媒ガスが吸入孔３２，吸入バルブ３４
を経てシリンダボア１２内に吸入される。ピストン１４
が下死点から上死点へ移動する圧縮行程において、シリ
ンダボア１２内の冷媒ガスが圧縮され、吐出孔３６，吐
出バルブ３８を経て吐出室２４に吐出される。冷媒ガス
の圧縮に伴ってピストン１４には、軸方向の圧縮反力が
作用する。圧縮反力は、ピストン１４，斜板６０，回転
板６２およびスラストベアリング６６を介してフロント
ハウジング１６に受けられる。

【０００９】シリンダブロック１０を貫通して給気通路
８０が設けられている。この給気通路８０により、吐出
室２４と、フロントハウジング１６とシリンダブロック
１０との間に形成された斜板室８６とが接続されてい
る。給気通路８０の途中には、電磁制御弁９０が設けら
れ、斜板室８６の圧力が制御される。電磁制御弁９０
は、ソレノイド９２と、ソレノイド９２の励磁状態に基
づいて開閉させられる開閉弁９４とを含むものであり、
ソレノイド９２が励磁されると開閉弁９４が閉状態とさ
れ、消磁されると開状態とされる。

【００１０】回転軸５０の内部には、排出通路１００が
設けられている。排出通路１００は、一端において前記
中心支持穴５６に開口させられるとともに、他端におい
て斜板室８６に開口させられている。中心支持穴５６は
排出ポート１０４を経て吸気室２２に連通させられてい
る。

【００１１】電磁制御弁９０の制御により、斜板室８６
が吐出室２４に連通させられたり、遮断されたりするこ
とによって、斜板室８６の圧力が制御される。斜板室８
６の圧力の変化に伴って斜板６０の傾斜角が変化させら
れ、圧縮機の吐出容量が制御される。本斜板式圧縮機は
可変容量型なのである。電磁制御弁９０においてソレノ
イド９２が励磁されると、給気通路８０が遮断され、吐
出室２４の高圧の冷媒ガスが斜板室８６に供給されない
状態となる。斜板室８６内の冷媒ガスは、排出通路１０
０，排出ポート１０４を経て吸気室２２に放出されるた
め、斜板室８６内の圧力が低くなり、斜板６０の傾斜角
が大きくなる。ピストン１４は、斜板６０の回転に伴っ
て往復移動させられるが、斜板６０の傾斜角が大きくな
ると、ピストン１４の容積変化率が大きくなり、圧縮機
の吐出容量が大きくなる。ソレノイド９２の消磁により
給気通路８０が連通させられた状態においては、吐出室
２４の高圧の冷媒ガスが斜板室８６に供給され、斜板室
８６内の圧力が高くなる。それに伴って斜板６０の傾斜
角度が小さくなり、圧縮機の吐出容量が小さくなる。電
磁制御弁９０のソレノイド９２の励磁状態は、冷房負荷
等の情報に応じて、図示しないコンピュータを主体とす
る制御装置によって制御される。

【００１２】シリンダブロック１０およびピストン１４
は、金属の一種であるアルミニウム合金製のものとさ
れ、ピストン１４の外周面には、フッ素樹脂のコーティ
ングが施されている。フッ素樹脂でコーティングすれ
ば、同種金属との直接接触を回避して焼付きを防止しつ
つシリンダボア１２との嵌合隙間を可及的に狭くするこ
とができる。なお、シリンダブロック１０およびピスト
ン１４は、過共晶アルミニウム珪素合金製のもの等とす
ることが望ましい。ただし、シリンダブロック１０やピ
ストン１４の材料、コーティング層の材料等は、上述の
材料に限らず、他の材料であってもよい。

【００１３】ピストン１４をさらに詳細に説明する。ピ
ストン１４の首部７０の頭部７２から遠い側の端部は、
図２に概略的に示すように、前記溝７４の形成により概
してＵ字形をなし、Ｕの字の一対の側壁にそれぞれ、凹
部１１０が互いに対向して形成されている。これら凹部
１１０の内面は凹球面状をなし、前記一対のシュー７６
は、斜板６０の外周部の表裏両面に接触し、斜板６０を
挟持するとともに凹部１１０に保持されている。首部７
０がシュー７６を介して斜板６０と係合しているのであ
り、本実施形態においては、首部７０が駆動部材と係合
する係合部を構成している。

【００１４】また、ピストン１４の頭部７２は、首部７
０と一体に形成されており、首部７０側とは反対側に開
口する有底円筒状の頭部本体部１１４と、頭部本体部１
１４に固定され、頭部本体部１１４の開口を閉塞する閉
塞部材１１６とを含む。頭部本体部１１４の内周面１２
０は段付きの円筒面とされ、開口側であり大径である大
径穴部１２２と、大径穴部１２２より小径である小径穴
部１２４とを備えている。大径穴部１２２と小径穴部１
２４との間には肩面１２６が形成されている。閉塞部材
１１６は、概して円板状をなす閉塞部材本体部１３０を
備え、閉塞部材本体部１３０の一方の端面に断面形状が
円形かつ小径の嵌合突部１３２が突設されている。本体
部１３０を大径部、嵌合突部１３２を小径部と称するこ
とも可能である。閉塞部材本体部１３０と嵌合突部１３
２との間には肩面１３４が形成されている。また、閉塞
部材１１６内には、嵌合突部１３２の突出端面に開口す
る凹部１３６が形成され、重量が軽減されている。閉塞
部材１１６は、肩面１３４が肩面１２６と当接する深さ
まで頭部本体部１１４の内周面１２０に嵌合されてお
り、この状態では閉塞部材本体部１３０の外周面が頭部
本体部１１４の大径穴部１２２の内周面に嵌合させら
れ、嵌合突部１３２の外周面が小径穴部１２４に嵌合さ
せられている。そして両部材が溶接により固定されてい
る。ピストン１４の圧縮行程において頭部７２の頂面に
作用する冷媒ガスの圧縮反力は、溶接部においてのみな
らず、これら肩面１２６，１３４同士の当接によっても
受けられる。

【００１５】上記のように構成されたピストン１４は、
一個の素材から２個製造される。そのため、図３に示す
ように、ピストン１４を製造するための片頭ピストン製
造用素材１５０は、本体部材１５２および２個の閉塞部
材１５４を備えている。本体部材１５２は、片頭ピスト
ン２個分の首部が互に隣接して一体形成された二連首部
１５６と、その二連首部１５６の両端に連なってそれぞ
れ一体形成され、二連首部１５６とは反対向きに開口し
た有底円筒状の２個の頭部本体部１５８とを備えてい
る。

【００１６】頭部本体部１５８の内周面は、段付円筒面
とされており、開口側の大径穴部１６２と、奥側の小径
穴部１６４とを備えている。大径穴部１６２と小径穴部
１６４との間には肩面１６６が形成されている。肩面１
６６は、製品たるピストン１４になった場合に肩面１２
６となる。本体部材１５２は、本実施形態においては、
金属の一種であるアルミニウム合金製であって、ダイカ
ストにより鋳造される。この鋳造工程が本体部材１５２
の製造工程である。なお、ブリッジ部１６８は本体部材
１５２の剛性を高め、あるいは熱による歪みを抑制する
ための補強部として設けられている。

【００１７】２個の閉塞部材１５４は同様に構成されて
おり、一方を代表的に説明する。閉塞部材１５４は、閉
塞部材本体部１７４および嵌合突部１７６を有し、閉塞
部材本体部１７４と嵌合突部１７６との間には肩面１７
７が形成されている。閉塞部材１５４にはまた、凹部１
７８が設けられている。肩面１７７は、前記閉塞部材１
１６の肩面１３４であり、凹部１７８は、閉塞部材１１
６の凹部１３６である。

【００１８】閉塞部材１５４の閉塞部材本体部１７４の
嵌合突部１７６が突設された側とは反対側の端面の中心
には、図示の例では円形断面の保持部１８０が突設さ
れ、保持部１８０にはセンタ穴１８２が形成されてい
る。閉塞部材１５４は、本実施形態においては、金属の
一種であるアルミニウム合金製であって、ダイカストに
より鋳造される。この鋳造が行われる工程が閉塞部材１
５４の製造工程である。なお、閉塞部材本体部１７４と
嵌合突部１７６との寸法関係は、閉塞部材本体部１３０
と嵌合突部１３２との寸法関係と同じであり、説明は省
略する。

【００１９】図４に示すように、閉塞部材１５４が頭部
本体部１５８の開口側から挿入され、頭部本体部１５８
の大径穴部１６２に閉塞部材本体部１７４が嵌合される
とともに、小径穴部１６４に嵌合突部１７６が嵌合され
る。このとき肩面１６６，１７７が互いに当接し、閉塞
部材１５４の嵌合深さを規定する。閉塞部材１５４が本
体部材１５２に嵌合された状態では、大径穴部１６２の
内周面と閉塞部材本体部１７４の外周面とが互いに近接
または接触し、ビーム溶接の一種である電子ビーム溶接
により接合される。この溶接工程については後に詳しく
説明する。本実施形態においては、本体部材１５２およ
び閉塞部材１５４はいずれもダイカストにより製造さ
れ、寸法精度が高いため、切削や研削等の機械加工を施
すことなく嵌合することができ、片頭ピストン製造用素
材１５０を安価に製造することができる。

【００２０】本体部材１５２に２個の閉塞部材１５４が
固定された後、頭部７２を構成することになる部分、す
なわち本体部材１５２の頭部本体部１５８および閉塞部
材１５４の外周面を始めとする複数の部分の切削加工が
行われる。この際、２個の閉塞部材１５４にそれぞれ設
けられた保持部１８０のセンタ穴１８２にセンタが嵌合
され、心出しがなされるとともに、２個の保持部１８０
がそれぞれチャックにより把持され、回転駆動装置の回
転が閉塞部材１５４および本体部材１５２に伝達され
る。本体部材１５２と閉塞部材１５４とは溶接により固
定されているため両者の間に相対回転が生じる恐れはな
く、片頭式ピストン製造用素材１５０全体が確実に回転
させられて加工が良好に行われる。

【００２１】次に、本体部材１５２の頭部本体部１５８
および閉塞部材１５４の外周面を始めとする部分に塗装
が行われ、例えば、ポリテトラフルオロエチレンのコー
ティング層が形成される。そして、閉塞部材１５４の端
面が削られて保持部１８０が除去された後、コーティン
グ層が形成された頭部本体部１５８および閉塞部材１５
４の外周面にセンタレス研削が行われ、頭部７２が完成
する。続いて、二連首部１５６に機械加工が施され、ブ
リッジ部１６８が除去されるとともに、ピストン１４と
なった際にシュー７６を保持する凹部１１０が加工さ
れ、首部７０が完成する。そして、片頭式ピストン製造
用素材１５０が２つに切り離され、２個のピストン１４
が得られる。

【００２２】閉塞部材１５４と本体部材１５２との溶接
工程について詳細に説明する。前述のように閉塞部材１
５４が本体部材１５２に嵌合された状態で、電子ビーム
溶接機の電子ビーム照射装置から電子ビームが照射され
て、大径穴部１６２の内周面と閉塞部材本体部１７４の
外周面とが溶接面として溶接される。この際、図４に示
すように、保持部１８０と嵌合する嵌合穴を有する治具
１８６が閉塞部材１５４に押しつけられ、閉塞部材１５
４が頭部本体部１５８に押しつけられることによって、
本体部材１５２および閉塞部材１５４が一対の治具１８
６により両側から挟まれた状態で保持される。この状態
で、回転駆動装置により治具１８６を介して閉塞部材１
５４および本体部材１５２が共に回転させられつつ、電
子ビームが照射されることにより、共に円筒面である溶
接面同士が溶接される。この際、閉塞部材１５４の本体
部材１５２からの浮き上がりが治具１８６により防止さ
れているため、溶接が良好に行われる。本溶接は、真空
状態で行われるため、加熱による空気の膨張がなく、閉
塞部材１５４により開口が閉じられた本体部材１５２内
の空気を逃がす必要がない。そのため、ピストン１４を
空気逃がし孔のないものとすることができる。回転駆動
装置および電子ビーム照射装置は、一般に知られたもの
であるため、図示および説明を省略する。本実施形態に
おいては、片頭ピストン製造用素材１５０が回転させら
れることにより、電子ビームの照射点が周方向に移動さ
せられるのであるが、電子ビーム照射装置または電子ビ
ーム照射点が回転させられるようにしてもよい。

【００２３】電子ビーム照射装置から片頭ピストン製造
用素材１５０に電子ビームが照射される方向は、図５に
矢印で示すように、本体部材１５２の中心線に対して、
頭部本体部１５８の大径穴部１６２側から小径穴部１６
４側に向かうにつれて本体部材１５２の中心線に接近す
る向きに傾斜した直線に沿った方向である。電子ビーム
の照射方向を通常通り、図６に矢印で示すように溶接面
に平行な直線に沿った方向とする場合には、電子ビーム
が正確に溶接面の位置へ照射されれば、材料の溶融部が
頭部本体部１５８と閉塞部材本体部１７４とで均等とな
るのであるが、電子ビームの照射点が溶接面から本体部
材１５２の外周側あるいは内周側にずれると、材料の溶
融部が両部材で不均一となって溶接面積が減少し、溶接
強度が低下する。例えば、図６の上側の矢印で示すよう
に、外周側へ僅かにずれた場合でも、頭部本体部１５８
側の溶融部が大きく、閉塞部材本体部１７４側の溶融部
が小さくなって、溶接面積（両部材が実際に溶接される
面積）が減少してしまうのである。すなわち、複数の製
品の間で溶接強度がばらつくという問題が生じるのであ
るが、本実施形態においては、図５に示すように、電子
ビームの照射位置が図６に示す例と同方向に同程度ずれ
ても、溶接面積が大きく変化することがなく、溶接強度
のばらつきを抑制することができる。

【００２４】また、図６の例では、電子ビーム照射方向
が溶接面と平行であるため、閉塞部材１５４の保持部１
８０が形成された端面側から本体部材１５２の中心線と
平行な方向に電子ビームを照射する必要がある。そのた
め、電子ビーム照射装置が治具１８６に接近し、両者の
干渉を回避しつつ装置を構成することが困難である。そ
れに対し、図５に示す実施形態においては、電子ビーム
を治具１８６の回転軸線に対して傾斜した方向から照射
させればよいため、治具１８６と電子ビーム照射装置と
の干渉を回避することが容易となる。

【００２５】本実施形態においては、頭部本体部１５８
が中空円筒状部材に当たり、頭部７２が中空頭部に当た
る。また、頭部本体部１５８の大径穴部１６２が拡径穴
部に当たり、閉塞部材１５４の閉塞部材本体部１７４が
大径部に、嵌合突部１７６が小径部にそれぞれ相当す
る。

【００２６】電子ビームの照射方向は、溶接面に対して
交差する方向であればよく、種々の方向とすることがで
きる。例えば、図７に示すように、頭部本体部１５８の
小径穴部１６４側から大径穴部１６２側に向かうにつれ
て本体部材１５２の中心線に接近する向きに傾斜した直
線に沿った方向としてもよい。このようにしても、電子
ビーム照射装置と治具１８６との干渉を回避することが
できるのである。また、図８に示すように、電子ビーム
の照射方向を、本体部材１５２の中心線に対して直角な
方向とすることも可能である。このようにすれば、電子
ビーム照射装置と治具１８６との干渉を回避することが
特に容易となる。また、本実施形態においては、同じ溶
接強度を得るために必要な溶込み深さが他の方向からビ
ームを照射する場合と比較して浅くて済む。

【００２７】溶接面の方向についても、上記各実施形態
におけるように、本体部材１５２の中心線に平行な面と
する以外に、種々の方向に設定できる。その一例を、図
９および図１０にそれぞれ示す。なお、図９および図１
０においては、図１〜図８に示す実施形態と異なる部分
のみ図示し、また、図１〜図８に示す実施形態と同じ部
分については同一符号を付して説明を省略する。

【００２８】図９に示す実施形態においては、本体部材
１５２の頭部本体部２００は嵌合穴２０２を有する有底
円筒状とされている。閉塞部材１７４は、頭部本体部２
００の開口側から閉塞部材１７４の肩面１７７が頭部本
体部２００の開口側端面２０４に当接するまで挿入さ
れ、嵌合突部１７６が嵌合穴２０２と嵌合される。頭部
本体部２００は単純な中空円筒を成し薄肉化が容易であ
る。本実施形態においては、互いに接触する頭部本体部
２００の開口側端面２０４と閉塞部材１５４の肩面１７
７、ならびに嵌合穴２０２の内周面の一部と嵌合突部１
７６の外周面の一部がそれぞれ溶接面とされている。電
子ビーム照射装置による電子ビームの照射方向は、図示
のように、頭部本体部２００側から閉塞部材１５４側に
向かうにつれて本体部材１５２の中心線に接近する向き
に傾斜した方向でもよいし、あるいは、図５に示す実施
形態における電子ビームの照射方向と同様に、閉塞部材
１５４側から頭部本体部２００側に向かうにつれて本体
部材１５２の中心線に接近する向きに傾斜した方向でも
よい。本実施形態によれば、溶接面を本体部材１５２の
中心線に平行な方向と直角な方向とに形成することがで
きる（ただし、溶接面は頭部本体部２００の開口側端面
２０４と閉塞部材１５４の肩面１７７とのみにすること
も可能である）。本実施形態によれば、電子ビーム照射
装置と治具１８６との干渉を回避することが特に容易と
なる。また、閉塞部材１５４が本体部材１５２の中心線
に平行な方向と直角な方向とにおいて接合され、本体部
材１５２に強固に固定される。本実施形態においては、
閉塞部材１５４の閉塞部材本体部１７４が大径部に、嵌
合突部１７６が小径部にそれぞれ相当する。

【００２９】図１０に示す実施形態においては、本体部
材１５２の頭部本体部３００の嵌合穴３０２の開口側内
周面が開口端に近づくにつれて本体部材１５２の中心線
から遠ざかる向きに傾斜させられたテーパ面３０４とさ
れるとともに、閉塞部材３１０の閉塞部材本体部１７４
の外周面がこのテーパ面３０４に対応した傾斜のテーパ
面３１２とされている。溶接は、これらテーパ面３０
４，３１２を溶接面として行われる。本実施形態におい
ては、電子ビームの照射方向が本体部材１５２の中心線
に直角な方向であるが、溶接面と交差する。電子ビーム
の照射方向を、通常通り、溶接面に平行とする場合に
は、テーパ面３０４，３１２同士の嵌合によって形成さ
れる角部が溶融してだれてしまい、ピストン１４の圧縮
行程の終端における圧縮室の最小容積が大きくなって、
圧縮機の効率が低下するという問題が生じるのである
が、本実施形態においては電子ビームの照射方向が溶接
面に交差する方向であるため、この問題を回避すること
ができる。また、本実施形態においても、電子ビーム照
射装置と治具１８６との干渉を回避することがきわめて
容易である。電子ビームの照射方向は、溶接面に交差す
る方向であれば種々の方向に設定可能であるため、本実
施形態のように溶接面を本体部材１５２の中心線に対し
て傾斜した方向に設定しても溶接を容易に行うことがで
きる。本実施形態においては、テーパ面３０４が拡径穴
部の内周面に相当する。

【００３０】ピストンの分割形態は、上記各実施形態の
ものに限定されるわけではなく、例えば、二連首部と閉
塞部材とをダイカストにより一体に形成し、中空円筒状
部材を別にダイカストにより形成し、この中空円筒状部
材の二連首部側の開口を閉塞部材で閉塞して両部材を溶
接して一体化してもよい。また、中空円筒状部材と閉塞
部材とは鍛造により製造されたものとしてもよい。さら
に、ピストンは、上記各実施形態のように可変容量型斜
板式圧縮機用のピストンとしてもよく、固定容量型斜板
式圧縮機用のピストンや両頭ピストンとしてもよい。

【００３１】以上、本発明のいくつかの実施形態を説明
したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明
が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の
項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づ
いて種々の変更、改良を施した態様で実施することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である中空頭部形成方法に
より得られたピストンを備えた斜板式圧縮機を示す正面
断面図である。

【図２】上記ピストンの正面断面図である。

【図３】上記ピストンを製造するためのピストン製造用
素材の閉塞部材が本体部材に固定される前の状態を示す
正面図（一部断面）である。

【図４】上記中空頭部形成方法を説明するための図であ
る。

【図５】上記中空頭部形成方法を説明するための別の図
である。

【図６】通常通りの溶接によるピストンの中空頭部形成
方法を説明するための図である。

【図７】本発明の別の実施形態である中空頭部形成方法
を説明するための図である。

【図８】本発明のさらに別の実施形態である中空頭部形
成方法を説明するための図である。

【図９】本発明のさらに別の実施形態である中空頭部形
成方法を説明するための図である。

【図１０】本発明のさらに別の実施形態である中空頭部
形成方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１４：片頭ピストン ７２：頭部 １１４：頭部本
体部 １１６：閉塞部材 １２２：大径穴部 １
２４：小径穴部 １３０：閉塞部材本体部 １３２：嵌合突部 １５２：本体部材 １５４：閉
塞部材 １５８：頭部本体部 １６２：大径穴部
１６４：小径穴部 １６６：肩面 １７４：閉塞
部材本体部 １７６：嵌合突部 １７７：肩面
２００：頭部本体部 ２０２：嵌合穴 ２０４：開
口側端面 ３００：頭部本体部 ３０２：嵌合穴
３０４：テーパ面 ３１０：閉塞部材 ３１２：
テーパ面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一端に開口を有する中空円筒
   状部材と、その中空円筒状部材の前記開口を閉塞する閉
   塞部材とを、それら両部材の互いに接触または近接する
   溶接面に溶接ビームを照射してそれら溶接面同士を溶接
   することにより、斜板式圧縮機用ピストンの中空頭部を
   形成する方法であって、 前記溶接ビームを前記溶接面にそれら溶接面と交差する
   方向から照射することを特徴とする斜板式圧縮機用ピス
   トンの中空頭部形成方法。
2. 【請求項２】 前記中空円筒状部材の内周面の前記開口
   側の端部に、他の部分より直径を大きくした拡径穴部が
   形成される一方、前記閉塞部材が前記拡径穴部と嵌合す
   る大径部と前記他の部分と嵌合する小径部とを有するも
   のとされ、拡径穴部の内周面と大径部の外周面とが前記
   溶接面とされた請求項１に記載の斜板式圧縮機用ピスト
   ンの中空頭部形成方法。
3. 【請求項３】 前記閉塞部材が大径部と小径部とそれら
   両部の間の肩面とを備え、小径部が前記円筒部材の開口
   内に嵌合し、大径部が肩面において円筒部材の開口側端
   面に当接し、それら肩面と開口側端面とが前記溶接面と
   された請求項１に記載の斜板式圧縮機用ピストンの中空
   頭部形成方法。