JP2001099063A - 圧縮機用ピストンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ピストンの頭部本体部と閉塞部材との接合強度
を向上させる。 【解決手段】ピストン製造用素材の中空円筒状の頭部本
体部１７０は、内周面１７２が円筒面をなす。頭部本体
部１７０の開口をカバー部材１６４で閉塞する。カバー
部材１６４は、円板状のカバー部材本体部１９０と小径
の嵌合突部１９２とを備え、肩面１９４を有する。嵌合
突部１９２の外周面２００の径を頭部本体部１７０の内
周面１７２の径よりやや大きくして嵌合代を設ける。カ
バー部材１６４を頭部本体部１７０に嵌合する前に、頭
部本体部１７０の開口側端面１８０とカバー部材１６４
の肩面１９４とに、常温硬化型の二液性接着剤の第一液
と第二液とをそれぞれ塗布する。その後、カバー部材１
６４を頭部本体部１７０に圧入して外周面２００と内周
面１７２とをしまり嵌合させる。開口側端面１８０と肩
面１９４との当接により嵌合深さが規定され、同時に端
面１８０と肩面１９４とに塗布された第一液と第二液と
が接触して混合され速やかに硬化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は気体を圧縮する圧縮
機に用いられるピストンの製造方法に関するものであ
り、特に、シリンダボアに摺動可能に嵌合される頭部が
中空円筒状であるピストンの製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】圧縮機のピストンは往復移動させられる
ものであるため、軽量であることが望ましく、斜板式圧
縮機、特に、可変容量型斜板式圧縮機のピストンは軽量
化の必要性が高い。例えば、車両用空調装置の冷媒ガス
圧縮用の斜板式圧縮機として、近年、斜板の回転軸線に
対する傾き角度を制御することにより吐出容量を制御す
る形式の可変容量型斜板式圧縮機が使用されるようにな
ったが、この種の圧縮機のピストンは特に軽量化の要請
が強い。車両用の斜板式圧縮機は一般に、小型化の要求
を満たすために回転数を大きくすることが求められてお
り、そのためにはピストンの軽量化が必要である。特
に、圧縮室と斜板室との圧力差に基づいて斜板の傾き角
度を制御する形式の可変容量型斜板式圧縮機において
は、傾き角度制御の安定化および運転騒音の低減のため
に、ピストンの軽量化が是非とも必要である。

【０００３】そこで、特開平１０−２０５４４０号公報
に、可変容量型斜板式圧縮機のピストンを軽量化するた
めの技術が提案されている。これは、ピストンのシリン
ダボアに摺動可能に嵌合される頭部を中空円筒状とする
ものであり、そのために、有底の中空円筒状をなす頭部
本体部材と、斜板の外周部を跨ぐ状態で斜板と係合する
係合部と一体に形成した閉塞部材とを別体として製造
し、頭部本体部材の内側に閉塞部材を嵌合して固定する
ことにより、中空円筒状の頭部を形成することが提案さ
れている。中空円筒状部材と閉塞部材との固定手段とし
ては、中空円筒状部材の内周面に形成した雌ねじ部に閉
塞部材の外周面に形成した雄ねじ部を螺合することと、
中空円筒状部材の内周面に閉塞部材の外周面をしまり嵌
めすることとが記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効
果】上記のようにピストンの頭部を中空円筒状とすれ
ば、ピストンを著しく軽量化することができるのである
が、上記螺合やしまり嵌めのみでは中空円筒状部材と閉
塞部材との固定が十分とは言えないうらみがあった。頭
部を中空円筒状として軽量化することは、ピストンが可
変容量型斜板式圧縮機用である場合のみではなく、固定
容量型斜板式圧縮機用のピストン、斜板との係合部の両
側に頭部を有する両頭ピストン、ピストンと斜板とがコ
ネクティングロッドで連結される形式の斜板圧縮機用の
ピストン、さらに一般的な往復動型圧縮機のピストン等
である場合にも同様に有効であり、これらの場合にも上
記問題は同様に発生する。

【０００５】本発明は以上の事情を背景としてなされた
ものであり、軽量で、かつ、有底の中空円筒状をなす頭
部本体部とそれの開口を閉塞する閉塞部材との固定をさ
らに確実にすることができる圧縮機用ピストンの製造方
法を得ることを課題としてなされたものである。本発明
によって、下記各態様の圧縮機用ピストンの製造方法が
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、一つの項に複数の
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い。一部の事項
のみを選択して採用することも可能なのである。

【０００６】（１）一端が開口した有底円筒状をなす頭
部本体部と、前記開口を閉塞する閉塞部材とを固定して
中空円筒状の頭部を備えた圧縮機用ピストンを製造する
方法であって、前記頭部本体部と前記閉塞部材とを機械
的固定手段により固定するとともに、それら頭部本体部
と閉塞部材とを接着剤により接着することを特徴とする
圧縮機用ピストンの製造方法。機械的固定手段と接着と
を併用すれば、頭部本体部と閉塞部材とを強固に固定す
ることができる。また、接着の仕方によっては接着剤に
両者の隙間をシールするシール材の役割を果たさせるこ
ともできる。 （２）前記接着が、前記頭部本体部と前記閉塞部材との
一方に第一液を、他方に第二液を塗布し、頭部本体部と
閉塞部材との前記機械的固定手段による固定と同時に第
一液と第二液とを接触させて両液の混合物を硬化させ、
頭部本体部と閉塞部材とを接着する (1)項に記載の圧縮
機用ピストンの製造方法（請求項１）。例えば、第一液
を接着剤、第二液を硬化促進剤とすることにより、本発
明を良好に実施し得る。以下の各項における第一液，第
二液についても同様である。頭部本体部と閉塞部材との
機械的固定手段による固定と同時に、第一液と第二液と
を接触させれば、両液が混じり合い、その混合物が硬化
する。この形態の接着剤を二液性接着剤と称することと
する。第一液および第二液として、互いに混じり合わな
ければ硬化せず、混じり合えば速やかに硬化するものを
採用すれば、接着の技術を利用しながら、頭部本体部と
閉塞部材とを速やかに固定することができる。また、二
液性接着剤として常温で硬化するものを採用すれば、接
着時に加熱の必要がないため、製造コストの低減が可能
になるとともに、中空円筒状の頭部を密閉型とした場合
でも、接着剤層にブローホールが生じることを回避し得
る。密閉型の中空円筒状頭部を加熱すれば、内部の気体
が膨張し、未硬化の接着剤層を通り抜けて外部に抜ける
ことにより、接着剤層にブローホールが生じ、接着強度
が低下する不都合が生じ易いのであるが、その不都合を
回避し得るのである。 （３）前記機械的固定手段が前記頭部本体部の内周面と
前記閉塞部材の外周面とのしまり嵌めを含む (1)項に記
載の圧縮機用ピストンの製造方法（請求項２）。内周面
と外周面とのしまり嵌めは、機械的固定手段としては簡
易なものでありながら、頭部本体部と閉塞部材とを速や
かにかつ強固に固定し得る。 （４）前記頭部本体部と前記閉塞部材とが、前記互いに
しまり嵌めされる内周面と外周面との他に、頭部本体部
の中心線に平行な方向において互いに当接する各当接面
を有し、少なくともそれら当接面の一方に接着剤を塗布
し、前記内周面と外周面とのしまり嵌めの末期に、前記
当接面同士を当接させ、前記接着剤により接着する (3)
項に記載の圧縮機用ピストンの製造方法。本態様の頭部
本体部および閉塞部材の形状は、しまり嵌めと接着との
併用に特に適したものである。特に、しまり嵌めが、頭
部本体部と閉塞部材との隙間を機密に封鎖し得る形態の
ものである場合には、中空円筒状の頭部を密閉型であ
り、かつ、接着剤が加熱により硬化するものであって
も、しまり嵌め部が内部の気体が接着剤層を通り抜けて
外部に出ることを防止するため、ブローホールの発生を
良好に回避し得る。 （５）前記頭部本体部と前記閉塞部材とが、前記互いに
しまり嵌めされる内周面と外周面との他に、頭部本体部
の中心線に平行な方向において互いに当接する各当接面
を有し、それら両当接面の一方に第一液を、他方に第二
液をそれぞれ塗布し、両当接面の当接と同時に第一液と
第二液とを接触させ、両液の混合物を硬化させて、頭部
本体部と閉塞部材とを接着する (3)項に記載の圧縮機用
ピストンの製造方法（請求項３）。上記 (4)項の説明は
本項にも当てはまる。その上、接着剤が二液性であっ
て、第一，第二液の接触後速やかに硬化するものとする
ことや、常温で硬化するものとすることが容易であり、
そうした場合には、それぞれ前述の効果が得られる。 （６）互いに嵌合される前記頭部本体部の内周面と前記
閉塞部材の外周面との少なくとも一方に接着剤を塗布す
る (1)項ないし (5)項のいずれか１つに記載の圧縮機用
ピストンの製造方法。内周面と外周面とは互いにしまり
嵌めされてもよいが、接着剤の接着力を大きくする観点
からは両者がすきま嵌めされることが望ましい。機械的
固定手段が、例えば、かしめである場合には、内周面と
外周面とをすきまばめとすることが可能である。機械的
固定手段がしまり嵌めである場合には、互いにしまり嵌
めされる内周面と外周面との間に接着剤を介在させるこ
とは殆ど不可能であるため、内周面と外周面とに互いに
しまり嵌めされる部分とすきまばめされる部分とを形成
することが望ましい。 （７）前記機械的固定手段が、前記頭部本体部の開口の
内側に前記閉塞部材を嵌合し、その後、頭部本体部の開
口側端部を内周側にかしめるものである (1)項または
(2)項に記載の圧縮機用ピストンの製造方法。 （８）前記接着剤として常温で硬化する常温硬化型を使
用する (1)項ないし (7)項のいずれか１つに記載の圧縮
機用ピストンの製造方法（請求項４）。 （９）前記頭部本体部の底部と一体に、斜板の外周部を
跨ぐ状態で斜板と係合する係合部を形成し、その係合部
から遠い側の開口を前記閉塞部材としてのカバー部材で
閉塞する (1)項ないし (8)項のいずれか１つに記載の圧
縮機用ピストンの製造方法。ピストンの使用時に、頭部
本体部と閉塞部材との間に加えられる力が小さくて済む
利点がある。また、閉塞部材の形状を単純化することが
容易であるため、閉塞部材を安価に製造することが可能
となり、必要に応じて市販素材の機械加工により製造す
ることも可能となる。 （１０）前記頭部本体部の開口を、斜板の外周部を跨ぐ
状態で斜板と係合する係合部と一体に形成した閉塞部材
により閉塞する (1)項ないし (8)項のいずれか１つに記
載の圧縮機用ピストンの製造方法。頭部本体部を単独で
形成すればよいため、鍛造で製造することが容易である
利点がある。ただし、ダイキャスト等による製造を排除
するものではない。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
車両用空調装置に用いられる斜板式圧縮機のピストンの
製造を例に取り、図面に基づいて詳細に説明する。図１
に本実施形態における斜板式圧縮機を示す。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１
４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１
６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３４，吐出孔３６，吐出バルブ３８等が設けられ
ている。

【０００８】シリンダブロック１０の中心軸線上には、
回転軸４４が回転可能に設けられている。回転軸４４
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
４８が形成されており、回転軸４４の一端部がその中心
支持穴４８において支持されている。回転軸４４のフロ
ントハウジング１６側の端部は、図示しない駆動源の一
種である外部駆動源としての車両エンジンに、電磁クラ
ッチ等のクラッチ機構を介して連結されている。したが
って、車両エンジンの作動時に、クラッチ機構によって
回転軸４４が車両エンジンに接続されれば、回転軸４４
が自身の軸線まわりに回転させられる。

【０００９】回転軸４４には、斜板５０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５０
には、中心を通る中心穴５２が形成され、この中心穴５
２を回転軸４４が貫通している。中心穴５２は、両端開
口側ほど径が漸増させられている。回転軸４４には、ま
た、回転伝達部材としての回転板５４が固定され、スラ
ストベアリング５６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５０は、ヒンジ機構６０によ
って回転軸４４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６０は、
回転板５４に固定的に設けられた支持アーム６２のガイ
ド穴６４と、斜板５０に固定的に設けられ、ガイド穴６
４にスライド可能に嵌合されたガイドピン６６と、斜板
５０の中心穴５２と、回転軸４４の外周面とを含むもの
である。本実施形態においては、斜板５０が駆動部材を
構成し、回転軸４４，駆動源としての車両エンジン，回
転伝達装置を構成するヒンジ機構６０等が駆動部材駆動
装置を構成している。

【００１０】前記ピストン１４は、斜板５０と係合させ
られる係合部７０と、係合部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。係合部７０に形成された溝７４に球冠状の一対のシ
ュー７６を介して斜板５０が係合させられている。シュ
ー７６は、球面部において係合部７０に摺動可能に保持
され、平面部において斜板５０の両側面に当接し、斜板
５０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。

【００１１】斜板５０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工程において、
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工程において、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５０，回転
板５４およびスラストベアリング５６を介してフロント
ハウジング１６に受けられる。ピストン１４の係合部７
０には、回り止め部７８（図２参照）が一体的に設けら
れている。回り止め部７８は、フロントハウジング１６
の内周面に接触する状態とされ、ピストン１４の中心軸
線回りの回転を阻止する。

【００１２】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、容量制御弁９０が設けら
れている。容量制御弁９０は、電磁弁であり、ソレノイ
ド９２はコンピュータを主体とする制御装置（図示省
略）により励磁，消磁され、冷房負荷等の情報に応じて
供給電流量が制御されて容量制御弁９０の開度が調節さ
れる。

【００１３】回転軸４４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４８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４８は
排出ポート１０４を経て吸気室２２に連通させられてい
る。

【００１４】本斜板式圧縮機は可変容量型であり、高圧
源としての吐出室２４と低圧源としての吸気室２２との
圧力差を利用して斜板室８６内の圧力が制御されること
により、ピストン１４の前後に作用するシリンダボア１
２の圧力と斜板室８６の圧力との差が調節され、斜板８
６の傾斜角度が変更されてピストン１４のストロークが
変更され、圧縮機の吐出容量が調節される。具体的に
は、容量制御弁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。ソレノイド９２の
消磁状態では、容量制御弁９０が全開させられて給気通
路８０が連通させられた状態となり、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
力が高くなり、斜板５０の傾斜角が最小となる。ピスト
ン１４は、斜板５０の回転に伴って往復移動させられる
が、斜板５０の傾斜角が最小となると、ピストン１４の
容積変化率が小さくなり、圧縮機の吐出容量が最小とな
る。ソレノイド９２の励磁状態では、供給電流量を多く
して容量制御弁９０の開度が小さくなる（開度０も含
む）ほど、吐出室２４の高圧の冷媒ガスの斜板室８６へ
の供給量が減り、斜板室８６内の冷媒ガスは、排出通路
１００，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内の圧力が低くなる。それに伴って
斜板５０の傾斜角が大きくなり、ピストン１４の容積変
化率が大きくなって圧縮機の吐出容量が大きくなる。ソ
レノイド９２の励磁により給気通路８０が遮断された状
態では、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って斜板５０の傾斜角が最大とな
り、圧縮機の吐出容量が最大となる。斜板５０の最大傾
斜角は、斜板５０に設けられたストッパ１０６の回転板
５４への当接によって規定され、最小傾斜角は、斜板５
０の回転軸４４上のストッパ１０７への当接によって規
定される。給気通路８０，斜板室８６，容量制御弁９
０，排出通路１００，排出ポート１０４，制御装置等に
より、斜板室圧力制御装置ないし斜板傾斜角度調節装置
（吐出容量調節装置）が構成されている。

【００１５】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、アルミニウム珪素系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。

【００１６】ピストン１４をさらに詳細に説明する。ピ
ストン１４の係合部７０の頭部７２から遠い側の端部
は、図２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字形の底部を成す基部１０８と、基部
１０８からピストン１４の軸線と直交する方向に延び出
す一対のアーム部１１０，１１２とを備えている。アー
ム部１１０，１１２の互いに対向する側面には、それぞ
れ凹部１１４が形成されている。これら凹部１１４の内
面は凹球面状をなし、前記一対のシュー７６は、斜板５
０の外周部の表裏両面に接触し、斜板５０を挟持すると
ともに凹部１１４に保持されている。

【００１７】また、ピストン１４の頭部７２は、係合部
７０のアーム部１１２側とは反対側に開口する有底円筒
状の頭部本体部１２０と、頭部本体部１２０の開口側に
固定され、頭部本体部１２０の開口を閉塞する閉塞部材
としてのカバー部材１２２とを含む。係合部７０と頭部
７２とは、アーム部１１２と頭部本体部１２０の底部１
２４とにおいて一体に形成されており、係合部７０の基
部１０８は、頭部本体部１２０の中心線に対して偏心し
た位置において頭部本体部１２０の中心線に平行な方向
に延びて形成されている。頭部本体部１２０の内周面１
２６は、円筒面とされている。頭部本体部１２０の開口
側端部の外周面には、円環状の潤滑油溝１３６が形成さ
れている。

【００１８】カバー部材１２２は、概して円板状をなす
カバー部材本体部１４０を備え、カバー部材本体部１４
０の一方の端面に横断面形状が円形かつ小径の嵌合突部
１４２が突設されている。カバー部材本体部１４０と嵌
合突部１４２との間には肩面１４４が形成されている。
また、カバー部材１２２内には、嵌合突部１４２の先端
面１４６に開口する凹部１４８が形成され、重量が軽減
されている。カバー部材本体部１４０の外周面は頭部本
体部１２０の外周面とほぼ同径とされている。嵌合突部
１４２の外周面１５０の直径は、頭部本体部１２０の内
周面１２６の直径よりやや大きくされ、頭部本体部１２
０の内周面１２６と嵌合突部１４２の外周面１５０との
嵌合クリアランスが負の値とされる。カバー部材１２２
は、肩面１４４が頭部本体部１２０の開口側端面１５４
と当接する深さまで頭部本体部１２０内部に圧入されて
おり、この状態では嵌合突部１４２の外周面１５０が頭
部本体部１２０の内周面１２６にしまり嵌合させられて
いる。嵌合突部１４２と頭部本体部１２０とのしまり嵌
めにより、カバー部材１２２と頭部本体部１２０との相
対回転およびカバー部材１２２の頭部本体部１２０から
の抜出しが防止されるとともに、カバー部材１２２の頭
部本体部１２０に対する同心度が精度良く得られてい
る。このしまり嵌めが機械的固定手段の一形態である。
また、それぞれ当接面を構成するカバー部材１２２の肩
面１４４と頭部本体部１２０の端面１５４とは接着剤に
より接着される。本実施形態においては、接着剤として
常温硬化型の二液性接着剤が使用される。この接着剤に
ついては、後に詳しく説明する。ピストン１４の圧縮工
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、これら肩面１４４と端面１５４との当接によっ
ても受けられる。なお、図２には、頭部本体部１２０の
周壁の厚さが誇大に示されている。

【００１９】上記のように構成されたピストン１４は、
１個のピストン素材から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１６０（以下、素材１６０と略称す
る）は、本体部材１６２および２個の閉塞部材としての
カバー部材１６４を備えている。本体部材１６２は、片
頭ピストン２個分の係合部１６６が互いに隣接して一体
形成された二連係合部１６８と、その二連係合部１６８
の両端に連なってそれぞれ一体形成され、二連係合部１
６８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１７０とを備えている。これら頭部本体部１７０
は、互いに同心となるように形成されている。

【００２０】頭部本体部１７０の内周面１７２は円筒面
とされている。内周面１７２は、製品たるピストン１４
になった場合に内周面１２６となる。また、頭部本体部
１７０の開口側端面１８０は、端面１５４となる。な
お、図３においては、理解を容易にするために、頭部本
体部１７０の周壁の厚さが誇大に示されている。各係合
部１６６に設けられたブリッジ部１８２は、基部１０８
およびアーム部１１０，１１２を構成することになる部
分（それぞれ基部１８４，アーム部１８６，１８８と称
する）の内側面同士を連結して、加工時の挟持作用に対
して係合部１６６を補強するものであり、本体部材１６
２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。本体部材１６２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、ダイキャストにより製造される。この鋳
造が行われる工程が本体部材１６２の製造工程である。

【００２１】２個のカバー部材１６４は同様に構成され
ており、一方を代表的に説明する。図３に示すように、
カバー部材１６４は、カバー部材本体部１９０および嵌
合突部１９２を有し、カバー部材本体部１９０と嵌合突
部１９２との間には肩面１９４が形成されている。カバ
ー部材１６４にはまた、嵌合突部１９２の先端面１９６
に開口する凹部１９８が設けられている。肩面１９４
は、製品たるピストン１４になった場合に前記カバー部
材１２２の肩面１４４となり、凹部１９８は、カバー部
材１２２の凹部１４８となる。カバー部材１６４の嵌合
突部１９２の外周面２００と頭部本体部１７０の内周面
１７２との寸法関係は、前記嵌合突部１４２と頭部本体
部１２０との寸法関係と同じであり、外周面２００の直
径が内周面１７２の直径よりやや大きくされて嵌合代が
設けられている。カバー部材１６４のカバー部材本体部
１９０の嵌合突部１９２が突設された側とは反対側の端
面２０２の中心には、図示の例では円形断面の保持部２
０４が突設され、保持部２０４にはセンタ穴２０６が形
成されている。カバー部材１６４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、
本体部材１６２と同様に、ダイキャストにより製造され
る。この鋳造が行われる工程がカバー部材１６４の製造
工程である。なお、カバー部材本体部１９０と嵌合突部
１９２との寸法関係は、カバー部材本体部１４０と嵌合
突部１４２との寸法関係と同じであり、説明は省略す
る。

【００２２】図４（ａ）に示すように、カバー部材１６
４の頭部本体部１７０への嵌合に先立って、それぞれ当
接面を構成する頭部本体部１７０の端面１８０とカバー
部材１６４の肩面１９４との一方に二液性接着剤の第一
液としての接着剤が塗布され、他方に第二液としての硬
化促進剤が塗布される。端面１８０に接着剤が塗布さ
れ、肩面１９４に硬化促進剤が塗布されてもよいし、逆
でもよい。二液性接着剤とは、第一液としての接着剤と
第二液としての硬化促進剤との二液から構成され、接着
剤と硬化促進剤とが接触して両液が混合されることによ
り硬化するタイプの接着剤である。本実施形態の二液性
接着剤としては、アクリル系の二液性接着剤が使用され
る。このアクリル系の二液性接着剤は、常温で硬化する
常温硬化型であり、加熱工程を必要としない。例えば、
住友スリーエム株式会社製の商品名「ＭＵＬＴＩ−ＣＵ
ＲＥ」として市販されているアクリル系接着剤が好適で
ある。このアクリル系接着剤は、接着剤が変性アクリル
樹脂から成り、商品名は「ＭＵＬＴＩ−ＣＵＲＥ」で、
硬化促進剤の商品名は「アクチベータ−５３５Ａ」であ
る。

【００２３】上述のようにして端面１８０と肩面１９４
とにそれぞれ接着剤と硬化促進剤とが塗布された後、図
４（ｂ）に示すように、カバー部材１６４が本体部材１
６２の開口側から圧入され、頭部本体部１７０の内周面
１７２と嵌合突部１９２の外周面２００とがしまり嵌合
される。図４には、嵌合突部１９２の嵌合代が誇大に示
されている。なお、内周面１７２の開口側と嵌合突部１
９２の外周面２００の先端側との少なくとも一方にガイ
ド部としての面取りが施されて、嵌合突部１９２の頭部
本体部１７０への進入が案内されることが望ましい。こ
のとき頭部本体部１７０の端面１８０とカバー部材１６
４の肩面１９４とが互いに当接してカバー部材１６４の
嵌合深さを規定する。端面１８０と肩面１９４との当接
と同時に、それぞれに塗布された接着剤と硬化促進剤と
が接触させられて混合され、その混合物が硬化されるこ
とにより端面１８０と肩面１９４とが接着される。本実
施形態においては、接着剤と硬化促進剤との接触後３０
秒程度で接着機能が発揮される。したがって、次の工程
に速やかに移行することができる。なお、上記混合物が
完全に硬化するには２４時間程度を要する。嵌合突部１
９２と本体部材１６２とのしまり嵌合により、これら部
材の相対回転およびカバー部材１６４の本体部材１６２
からの抜出しが防止され、両部材の高精度の同心度が確
保される。また、頭部本体部１７０の端面１８０とカバ
ー部材１６４の肩面１９４との接着とによっても２部材
が強固に固定される。本実施形態においては、本体部材
１６２およびカバー部材１６４は鋳造され、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、素材１６０を安価に製造することがで
きる。

【００２４】このようにして本体部材１６２に２個のカ
バー部材１６４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１６２の頭部本体部１
７０およびカバー部材１６４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。この時２個のカバー部材
１６４にそれぞれ設けられた保持部２０４のセンタ穴２
０６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２０４がそれぞれチャックにより把持され
た状態で、回転駆動装置の回転がカバー部材１６４およ
び本体部材１６２に伝達されて加工が良好に行われる。

【００２５】次に、本体部材１６２の頭部本体部１７０
およびカバー部材１６４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、カバー部材１６４
の端面２０２が削られて保持部２０４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１７０およびカ
バー部材１６４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、二連係合部１６８に機械加
工が施され、ブリッジ部１８２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１
１４が加工され、係合部７０が完成する。そして、素材
１６０が２つに切り離され、２個のピストン１４が得ら
れる。

【００２６】頭部本体部１７０の内周面１７２と嵌合突
部１９２の外周面２００とのしまり嵌合により、カバー
部材１６４と本体部材１６２との接合強度が高まり、し
かも、頭部本体部１７０の端面１８０とカバー部材１６
４の肩面１９４との接着とによっても２部材が強固に固
定されて接合強度が一層向上する。しまり嵌めと接着と
により、カバー部材１６４と本体部材１６２とをより確
実に固定することができる。また、端面１８０と肩面１
９４との接着を常温硬化型の二液性接着剤とすることに
より、接着時に加熱の必要がなく、製造コストを低減で
きるとともに、要求強度を満たすことができる。

【００２７】片頭ピストンの分割形態は、上記実施形態
のものに限定されるわけではなく、例えば、図５に示す
形態とすることができる。なお、本実施形態において、
斜板式圧縮機の構造については、上記図１ないし図４に
示す実施形態と同じであるため図示，説明を省略し、ピ
ストンのみについて図示，説明する。また、ピストンに
おいて前記ピストン１４と同様に構成され、同様に機能
する部分については同じ符号を付して説明を省略する。
図５の片頭ピストン３００（以下、ピストン３００と称
する）は、斜板５０と係合する係合部７０とシリンダボ
ア１２に嵌合される頭部７２とを備える。頭部７２は、
有底中空円筒状部材である頭部本体部３０６と、頭部本
体部３０６の開口を閉塞する閉塞部材としての閉塞部３
０８とを備える。係合部７０および閉塞部３０８は金属
の一種としてのアルミニウム合金製であり、鍛造あるい
は鋳造により一体に製造される。頭部本体部３０６もア
ルミニウム合金製であり、鍛造あるいは鋳造により別個
に製造される。頭部本体部３０６の内周面３１２は円筒
面とされている。閉塞部３０８は、外周面の直径が頭部
本体部３０６の直径とほぼ同じとされ、端面３１６から
突出する小径の嵌合突部３１８を備える。嵌合突部３１
８には先端面３２０に開口する凹部３２２が形成され、
重量が軽減されている。嵌合突部３１８の外周面３２４
の直径は、頭部本体部３０６の内周面３１２の直径より
やや大きくされて嵌合代が設けられ、嵌合突部３１８の
外周面３２４が頭部本体部３０６の内周面３１２にしま
り嵌合されている。閉塞部３０８の端面３１６と頭部本
体部３０６の開口側端面３３０との当接により嵌合突部
３１８の嵌合深さが規定される。端面３１６と開口側端
面３３０とがそれぞれ当接面を構成している。閉塞部３
０８と頭部本体部３０６とが嵌合されるのに先立って、
上記図１〜図４に示す実施形態と同様に、閉塞部３０８
の端面３１６と頭部本体部３０６の開口側端面３３０と
の一方に常温硬化型の二液性接着剤の第一液としての接
着剤が塗布され、他方に第二液としての硬化促進剤が塗
布される。したがって、閉塞部３０８の嵌合突部３１８
と頭部本体部３０６とのしまり嵌めおよび上記接着剤に
よる接着によって、閉塞部３０８と頭部本体部３０６と
が強固に固定される。

【００２８】接着剤を常温硬化型の二液性接着剤とする
ことは不可欠ではなく、熱硬化型の二液性接着剤として
もよい。例えば、エポキシ樹脂系接着剤がこれに相当す
る。図１〜図４に示す実施形態に使用される場合、頭部
本体部１７０の端面１８０とカバー部材１６４の肩面１
９４との一方に第一液としての接着剤を、他方に第二液
としての硬化促進剤をそれぞれ塗布し、第一液と第二液
とを接触させて混じり合わせた後、加熱によりその混合
物を硬化させる。頭部本体部１７０の内周面１７２と嵌
合突部１９２の外周面２００とはしまり嵌合されてお
り、このしまり嵌め部により両部材の隙間が気密に封鎖
され、加熱により膨張された頭部本体部１７０内部の空
気が接着剤層を通り抜けて外部に出ることが防止される
ため、接着剤層にブローホールが形成されて接合強度が
低下することが回避される。図５に示す実施形態に熱硬
化型の二液性接着剤を使用する場合においても同様の効
果が得られる。

【００２９】二液性接着剤を塗布する箇所は、頭部本体
部１７０（頭部本体部３０６）の端面１８０（端面３３
０）およびカバー部材１６４（閉塞部３０８）の肩面１
９４（端面３１６）とともに、あるいはそれらに代え
て、頭部本体部１７０（頭部本体部３０６）の内周面１
７２（内周面３１２）と嵌合突部１９２（嵌合突部３１
８）の外周面２００（外周面３２４）としてもよい。内
周面１７２（内周面３１２）と外周面２００（外周面３
２４）との一方に接着剤を塗布し、他方に硬化促進剤を
塗布するのである。このようにすれば、頭部本体部１７
０，３０６と嵌合突部１９２，３１８との接合強度が一
層向上する。ただし、上記各実施形態のように頭部本体
部１７０，３０６と嵌合突部１９２，３１８とがしまり
嵌合される場合には、内周面１７２，３１２と外周面２
００，３２４とに接着剤を介在させることは困難である
ため、接着剤の接着力を大きくする観点からは、内周面
１７２，３１２と外周面２００，３２４とに互いにしま
り嵌めされる部分とすきま嵌めされる部分とを形成する
ことが望ましい。この場合、しまり嵌めされる部分とし
ては頭部本体部１７０，３０６の密閉された内部空間に
近い側の内周面１７２，３１２と外周面２００，３２４
とされることが望ましい。

【００３０】機械的固定手段は、種々の形態を採用可能
であり、その一例を図６に示す。なお、斜板式圧縮機の
構造については、上記図１ないし図４に示す実施形態と
同じであるため図示，説明を省略し、ピストンのみにつ
いて図示，説明する。また、ピストンにおいて前記ピス
トン１４と同様に構成され、同様に機能する部分につい
ては同じ符号を付して説明を省略する。図６に本実施形
態における片頭ピストン４００（以下、ピストン４００
と称する）を示す。ピストン４００は、斜板５０と係合
する係合部７０とシリンダボア１２に嵌合される頭部７
２とを備える。頭部７２は、頭部本体部４０６と、頭部
本体部４０６の開口を閉塞する閉塞部材としてのカバー
部材４０８とを備える。頭部本体部４０６は、底部１２
４において係合部７０と一体に形成されている。頭部本
体部４０６と係合部７０とは、ともに金属の一種である
アルミニウム合金製であり、鋳造により製造される。頭
部本体部４０６の内周面４１０は、開口側が大径となる
段付円筒状を成し、大径穴部４１２と小径穴部４１４と
の間には肩面４１６が形成されている。したがって、大
径穴部４１２の形成された開口側端部４１８は、頭部本
体部４０６の他の部分より周壁が薄くされている。カバ
ー部材４０８は、概して円板状を成し、その外周面４２
０は、大径穴部４１２に嵌合可能な径を有するストレー
ト外周面４２２と、そのストレート外周面４２２に連な
り、一方の端面４２４から他方の端面４２６に向かうに
つれて小径となるテーパ外周面４２８とを有する。

【００３１】カバー部材４０８の頭部本体部４０６への
嵌合に先立って、それぞれ当接面を構成する頭部本体部
４０６の肩面４１６とカバー部材４０８の端面４２４と
に、上記各実施形態と同様に、一方に常温硬化型の二液
性接着剤の第一液としての接着剤が塗布され、他方に第
二液としての硬化促進剤が塗布される。また、これら当
接面とともに、あるいはそれに代えて、頭部本体部４０
６の大径穴部４１４の内周面とカバー部材４０８のスト
レート外周面４２２との一方に接着剤が塗布され、他方
に硬化促進剤が塗布されてもよい。なお、この二液性接
着剤は、図１〜図４に示す実施形態と同じものを使用可
能であるため、その詳細な説明は省略する。そして、カ
バー部材４０８のストレート外周面４２２が頭部本体部
４０６の大径穴部４１２にすきま嵌めされる。頭部本体
部４０６の肩面４１６とカバー部材４０８の端面４２４
との当接により嵌合深さが規定される。肩面４１６と端
面４２４とに塗布された接着剤と硬化促進剤とが接触さ
せられて混合されることにより、その混合物が硬化し、
肩面４１６と端面４２４とが接着により固定される。そ
の後、頭部本体部４０６の開口側端部４１８がカバー部
材４０８のテーパ外周面４２８に沿って内周側にかしめ
られ、頭部本体部４０６とカバー部材４０８とがさらに
強固に固定される。本実施形態におけるかしめが、機械
的固定手段の一形態である。

【００３２】機械的固定手段のその他の形態として、ね
じによる固定でもよく、塑性流動によって固定してもよ
い。

【００３３】上記各実施形態においては、２個のピスト
ン１４を１個の片頭ピストン製造用素材から製造するこ
とができるため、鋳造コストが低減される。しかし、こ
のことは不可欠ではなく、例えば、片頭ピストン製造用
素材を１個のピストンを製造するものとしてもよい。ま
た、頭部本体部と閉塞部材との少なくとも一方を鋳造以
外の方法、例えば鍛造により製造してもよい。閉塞部材
は、前記カバー部材１２２，４０８のように単純な形状
であれば、市販の棒材等汎用素材の機械加工により製造
してもよい。

【００３４】頭部本体部と閉塞部材とは、アルミニウム
合金以外の金属、例えば、マグネシウム合金により製造
してもよい。また、閉塞部材は接着に適切な樹脂を用い
てもよい。

【００３５】圧縮機の構造は、上記実施形態におけるそ
れに限らず、他の構造のものとすることもできる。例え
ば、容量制御弁９０は不可欠ではなく、斜板室８６の圧
力と吐出室２４の圧力との差圧に基づいて機械的に開閉
させられる開閉弁を設けることもできる。また、容量制
御弁９０に代えて、あるいはそれとともに、排出通路１
００の途中に、容量制御弁９０と同様な電磁制御弁を設
けてもよいし、あるいは斜板室８６の圧力と吸気室２２
との圧力との差圧に基づいて機械的に開閉させられる開
閉弁を設けてもよい。また、斜板の傾斜角度が不変の固
定容量型斜板式圧縮機用のピストンや、両頭ピストンと
することも可能である。さらに、斜板式以外の圧縮機、
例えばウェーブカム式圧縮機とするこも可能である。

【００３６】以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細
に説明したが、これは例示に過ぎず、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、改良を施した形態で実施するこ
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圧縮機用ピストンの
製造方法により製造さ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】上記ピストンを示す正面図（一部断面）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
素材を構成する閉塞部材が本体部材に固定された状態を
示す正面図（一部断面）である。

【図４】上記製造方法において、閉塞部材が本体部材に
嵌合されるとともに、接着される工程を説明するための
図である。

【図５】本発明の別の実施形態である圧縮機用ピストン
の製造方法により製造されたピストンを示す正面断面図
である。

【図６】本発明のさらに別の実施形態である圧縮機用ピ
ストンの製造方法により製造されたピストンを示す正面
断面図である。

【符号の説明】

１４：片頭ピストン ７２：頭部 １２０：頭部本
体部 １２２：閉塞部材としてのカバー部材 １２
６：内周面 １４０：カバー部材本体部 １４２：
嵌合突部 １４４：肩面 １５０：外周面 １５
４：開口側端面 １６０：片頭ピストン製造用素材 １６２：本体部材
１６４：閉塞部材としてのカバー部材 １７０：
頭部本体部 １７２：内周面 １８０：開口側端面
１９０：カバー部材本体部 １９２：嵌合突部
１９４：肩面２００：外周面 ３００：片頭ピスト
ン ３０６：頭部本体部 ３０８：閉塞部材として
の閉塞部 ３１２：内周面 ３１６：端面 ３１
８：嵌合突部 ３２４：外周面 ３３０：開口側端
面 ４００：片頭ピストン ４０６：頭部本体部 ４０８：閉塞部材としてのカバ
ー部材 ４１０：内周面 ４１６：肩面 ４１
８：開口側端部 ４２０：外周面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福嶋 茂男 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3H003 AA03 AB07 AC01 AD01 AD03 BC03 CB07 CC03 CE04 3H076 AA06 AA07 BB40 CC20 CC31 CC34 CC61 CC95

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が開口した有底円筒状をなす頭部本
   体部と、前記開口を閉塞する閉塞部材とを固定して中空
   円筒状の頭部を備えた圧縮機用ピストンを製造する方法
   であって、 前記頭部本体部と前記閉塞部材とを機械的固定手段によ
   り固定するとともに、それら頭部本体部と閉塞部材とを
   接着剤により接着することを含み、かつ、 その接着が、前記頭部本体部と前記閉塞部材との一方に
   第一液を、他方に第二液を塗布し、頭部本体部と閉塞部
   材との前記機械的固定手段による固定と同時に第一液と
   第二液とを接触させて両液の混合物を硬化させ、頭部本
   体部と閉塞部材とを接着することを特徴とする圧縮機用
   ピストンの製造方法。
2. 【請求項２】 前記機械的固定手段が前記頭部本体部の
   内周面と前記閉塞部材の外周面とのしまり嵌めを含むこ
   とを特徴とする請求項１に記載の圧縮機用ピストンの製
   造方法。
3. 【請求項３】 前記頭部本体部と前記閉塞部材とが、前
   記互いにしまり嵌めされる内周面と外周面との他に、頭
   部本体部の中心線に平行な方向において互いに当接する
   各当接面を有し、それら両当接面の一方に第一液を、他
   方に第二液をそれぞれ塗布し、両当接面の当接と同時に
   第一液と第二液とを接触させ、両液の混合物を硬化させ
   て、頭部本体部と閉塞部材とを接着することを特徴とす
   る請求項２に記載の圧縮機用ピストンの製造方法。
4. 【請求項４】 前記接着剤として常温で硬化する常温硬
   化型を使用する請求項１ないし４のいずれか１つに記載
   の圧縮機用ピストンの製造方法。