JP2001329956A - 圧縮機用ピストン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧縮機用ピストンをできる限り軽くかつ安価に
製造する。 【解決手段】ピストン１４は、往復駆動装置に係合する
係合部７０と有底円筒状部１２０とを一体に備える本体
部材１２５と、有底円筒状部１２０の開口を閉塞する閉
塞部材１２２とを備える。有底円筒状部１２０の底面１
３０の中心部には、軸方向に延びる中心軸部１３２を一
体に形成する。有底円筒状部１２０と閉塞部材１２２と
を中心軸部１３２において連結する。中心軸部１３２の
先端部中心には嵌合穴１３６を形成し、閉塞部材１２２
の円板状部１４０の端面１４２の中心部に嵌合突部１４
４を形成する。円板状部１４０の端面１４２と有底円筒
状部１２０の開口側端面１５０および中心軸部１３２の
先端面とが当接する深さまで、嵌合突部１４４を嵌合穴
１３６に圧入する。円板状部１４０の外径は、有底円筒
状部１２０の外径より小さく、ピストン１４は有底円筒
状部１２０の外周面１５４においてシリンダボア内を摺
動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧縮機に使用される
ピストンに関するものであり、特に、頭部が中空のピス
トンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧縮機用のピストンは往復動させられる
ものであるため、軽量化の要請が強く、車両のエアコン
ディショナの冷媒ガスを圧縮する斜板式圧縮機用のピス
トン、特に、可変容量型斜板式圧縮機用のピストンは軽
量化の必要性が高い。可変容量型斜板式圧縮機は、斜板
の傾斜角度を変更することにより吐出容量が変更される
のであるが、ピストンの質量が斜板の傾斜角度の制御に
重要な影響を及ぼすからである。そのため、圧縮機用ピ
ストンのシリンダボアに嵌合される頭部を中空とするこ
とが従来から行われている。

【０００３】その一例は、第一部材の有底中空円筒状部
の開口を第二部材により閉塞することにより中空頭部を
形成するものであるが、従来は、有底中空円筒状部の開
口側端部と閉塞部材の外周部とを、溶接，ろう付け，接
着，圧入，螺合，かしめ等のいずれか、またはそれらの
二つ以上の組合わせにより固定することが行われてい
た。

【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】本発明は、以上の事情を背景とし、頭部が中空のピ
ストンをできる限り軽くかつ安価に製造することを可能
と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、下記各態様の圧縮機用ピストンが得られる。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。 （１） 中空であって、外周面においてシリンダボアに
実質的に気密にかつ摺動可能に嵌合する頭部と、その頭
部をシリンダボア内で往復動させる往復駆動装置と係合
する係合部とを一体的に備えた圧縮機用ピストンであっ
て、一端が開口した有底中空円筒状部と前記係合部とを
一体的に有する第一部材と、その有底中空円筒状部の端
面に当接してその有底中空円筒状部の開口を塞ぐ円板状
部を有する第二部材とが、それら第一，第二部材の少な
くとも一方の中心部から軸方向に延びる中心軸部により
連結されることにより、前記中空頭部が形成されたこと
を特徴とする圧縮機用ピストン（請求項１）。このよう
に、有底中空円筒状部を有する第一部材と円板状部を有
する第二部材とを中心軸部によって連結することによ
り、円板状部に有底中空円筒状部の開口を塞がせれば、
中空頭部の軽量化が容易となる。例えば、有底中空円筒
状部の開口側端部と閉塞部材の外周部とを溶接等により
固定する場合には、従来、有底中空円筒状部の開口側端
部と閉塞部材との位置決めのために、一方を他方の内側
に嵌合させることが行われていたが、そのために有底中
空円筒状部と閉塞部材との少なくとも一方の肉厚を厚く
することが必要になることが多く、軽量化の妨げになっ
ていたのに対し、中心軸部により連結する場合には、中
心軸部と相手方部材との間で位置決めを行うことがで
き、有底中空円筒状部の開口側端部と閉塞部材とを位置
決めのために嵌合させる必要がなくなり、軽量化が容易
となるのである。あるいは、中空ピストンの頂面には、
被圧縮ガスの圧力が作用するため、中空ピストンの頂壁
はその圧力に耐え得る厚さを有することが必要であり、
それが軽量化の妨げになることもあったが、円板状部と
有底中空円筒状部の底壁とを中心軸により連結する場合
に、中心軸部が円板状部と有底中空円筒状部の底壁との
接近を阻止する状態とすれば、円板状部が中心軸部によ
り中央部を支持されることとなるため、円板状部を薄く
することが可能となり、それによって軽量化が容易にな
る。この場合には、中心軸部の先端部と連結される部分
の肉厚を厚くすることが必要となるが、この部分は直径
が小さいため、重量の増加は小さくて済む。また、従来
のように、有底中空円筒状部と閉塞部材とを外周部にお
いてしまり嵌合すれば、外側の部材が膨らむため、しま
り嵌合の後に外側の部材の外周面を機械加工して膨らみ
を除去することが必要になるのであるが、中心軸部と相
手部材とをしまり嵌合しても、有底中空円筒状部の外周
面も円板状部の外周面も膨らまないため、しまり嵌合後
の機械加工は不可欠ではなくなり、機械加工を省略した
場合には、その分製造コストの低減を図り得る。また、
軽量化自体が材料費の低減により製造コストの低減につ
ながることが多いが、さらに、直径の大きい有底中空円
筒状部の開口側端部と閉塞部材の外周部とを固定するよ
り、直径の小さい中心軸部と相手部材とを固定する方が
容易である場合が多く、この点から製造コストの低減を
図り得ることもある。 （２）前記中心軸部が、前記有底中空円筒状部の底壁の
内側面の中心部から軸方向に延び出し、先端部が前記第
二部材の中心部に連結された (1)項に記載の圧縮機用ピ
ストン。 （３）前記連結が、少なくとも、前記中心軸部の先端部
の、前記第二部材の中心部に形成された嵌合部とのしま
り嵌合により行われた (2)項に記載の圧縮機用ピスト
ン。嵌合部は、嵌合穴として中心軸部の先端部の外周面
としまり嵌合させてもよいし、嵌合突部として中心軸部
の先端部に形成された嵌合穴の内周面としまり嵌合させ
てもよい。 （４）前記連結が、少なくとも、前記中心軸部の先端部
に形成された第一ねじ部と、前記第二部材の中心部に形
成された第二ねじ部との螺合により行われた (2)項に記
載の圧縮機用ピストン。 （５）前記中心軸部が、前記第二部材の中心部から軸方
向に延び出し、前記有底中空円筒状部の底壁の内側面の
中心部に連結された (1)項に記載の圧縮機用ピストン。 （６）前記連結が、少なくとも、前記中心軸部の先端部
と、前記有底中空円筒状部の底壁の内側面の中心部に形
成された嵌合部とのしまり嵌合により行われた (5)項に
記載の圧縮機用ピストン。嵌合部は、(3) 項で説明した
ように、嵌合穴としても嵌合突部としてもよい。 （７）前記連結が、少なくとも、前記中心軸部の先端部
に形成された第一ねじ部と、前記有底中空円筒状部の底
壁の内側面の中心部に形成された第二ねじ部との螺合に
より行われた (5)項に記載の圧縮機用ピストン。 （８）前記連結が、前記しまり嵌合または前記螺合と接
着との併用により行われた (3)項， (4)項， (6)項，
(7)項のいずれか一つに記載の圧縮機用ピストン。しま
り嵌合または螺合と接着とを併用すれば、第一部材と第
二部材とをより確実に連結することが可能となる。 （９）前記円板状部の外径が、前記有底中空円筒状部の
外径より小さくされた (1)項ないし (8)項のいずれか一
つに記載の圧縮機用ピストン（請求項２）。このように
すれば、円板状部の外周面とシリンダボアの内周面とが
接触しなくなり、接触に基づく摩擦力が第二部材に作用
しなくなるため、中心軸部による連結力が小さくて済む
利点がある。 （１０）有底中空円筒状部の外周面にコーティング層が
形成される一方、前記円板状部の外周面にコーティング
層が形成されていない (9)項に記載の圧縮機用ピストン
（請求項３）。本態様においては、有底中空円筒状部の
外周面がコーティング層により形成されることとなり、
コーティング層形成前の有底中空円筒状部の外周面と円
板状部の外周面との直径が同じであれば、コーティング
層の形成後は、円板状部の外周面の直径が有底中空円筒
状部の外周面の直径より、コーティング層の厚さ分だけ
小さくなる。勿論、コーティング層形成前の有底中空円
筒状部の外周面より円板状部の外周面との直径を小さく
することも可能である。ただし、円板状部の外周面の直
径が、有底中空円筒状部の外周面の直径より小さい分だ
け、ピストンの上死点位置におけるシリンダボア内の容
積が大きくなり、圧縮機の運転効率が悪くなるので、円
板状部の外周面がシリンダボア内周面に接触しない限り
において、両者の直径差ができる限り小さいことが望ま
しい。 （１１）前記中心軸部に張力が作用し、その張力により
前記円板状部が、それの中央部が前記有底中空円筒状部
の前記底壁に近づく向きに弾性変形させられた (1)項な
いし(10)項のいずれか一つに記載の圧縮機用ピストン。
このようにすれば、円板状部の弾性的な復元力により、
円板状部の外周部が有底中空円筒状部の端面に押し付け
られることとなるため、円板状部の外周部と有底中空円
筒状部の端面とを接着等により積極的に固定することが
不可欠ではなくなる。 （１２）前記中心軸部が前記円板状部と前記有底中空円
筒状部の底壁とを、それら円板状部と底壁との接近を阻
止する状態で連結している (1)項ないし(11)項のいずれ
か一つに記載の圧縮機用ピストン。このようにすれば、
円板状部の中央部が中心軸部を介して有底中空円筒状部
の底壁により支持されることとなり、円板状部の厚さを
薄くしても被圧縮気体の圧力に耐え得ることとなる。 （１３）前記有底中空円筒状部の端面と前記円板状部と
の当接面同士が接着材により接着された (1)項ないし(1
2)項のいずれか一つに記載の圧縮機用ピストン。このよ
うにすれば、中心軸部による連結のみによる場合に比較
して、第一部材と第二部材との結合強度を大きくし得
る。なお、第一部材と第二部材との位置決めは中心軸部
により行うことができるため、有底中空円筒状部の端面
と円板状部の外周部とは単純に当接させるのみで十分で
ある。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態である車
両用エアコンディショナに用いられる斜板式圧縮機用ピ
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が等角度間隔で形成され
ている。シリンダボア１２の各々には、片頭ピストン１
４（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により斜板式圧縮機のハ
ウジングが構成される。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。

【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、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５０が
車両エンジンに接続されれば、回転軸５０が自身の軸線
まわりに回転させられる。

【０００７】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、中心線を通る貫通穴６１が形成され、この貫通穴
６１に回転軸５０が貫通している。貫通穴６１は、両端
開口側ほど上下方向に内のり寸法が漸増させられ、それ
ら両端部の横断面形状が長穴をなしている。回転軸５０
には、また、回転伝達部材としての回転板６２が固定さ
れ、スラストベアリング６４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
６６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
６６は、回転板６２に固定的に設けられた支持アーム６
７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合されたガイドピン６
９と、斜板６０の貫通穴６１と、回転軸５０の外周面と
を含むものである。本実施形態においては、駆動部材と
しての斜板６０，回転軸５０，回転伝達装置を構成する
ヒンジ機構６６等がピストン１４を往復運動させる往復
駆動装置を構成している。

【０００８】前記ピストン１４は、中空ピストンの一種
であり、斜板６０と係合させられる係合部７０と、係合
部７０と一体に設けられ、シリンダボア１２に嵌合され
る中空円筒状の中空頭部としての頭部７２とを備えてい
る。係合部７０に球冠状の一対のシュー７６を介して斜
板６０が係合させられている。ピストン１４の形状につ
いての詳細な説明は後に行う。

【０００９】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６４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、回転規制部７８（図２参照）が一体的に設けら
れている。回転規制部７８は、フロントハウジング１６
の内周面に近接する状態とされ、ピストン１４の中心軸
線回りの回転を規制し、ピストン１４と斜板６０との衝
突を回避する。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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
１２内の圧縮室の圧力と斜板室８６の圧力との差が調節
され、斜板６０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の消磁，励磁の制御に
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。

【００１３】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。

【００１４】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は、図２に示すように、概して
Ｕ字形をなし、ピストン１４の頭部７２の中心軸線と直
交する方向に延び出す一対のアーム部１１０，１１２
と、アーム部１１０，１１２の基端同士を連結する連結
部１１４とを備えている。アーム部１１０，１１２の互
いに対向する内側面には、それぞれ凹部１１６が形成さ
れている。これら凹部１１６の内面は凹球面状をなし、
２つの凹球面が一球面上に位置している。前記一対のシ
ュー７６は、球面部において凹部１１６に摺動可能に保
持され、平面部において斜板６０の両面に接触し、斜板
６０の外周部を両側から摺動可能に挟持している。

【００１５】ピストン１４の頭部７２は、一端が開口
し、他端が閉塞された有底円筒状をなす有底円筒状部１
２０と、有底円筒状部１２０に固定され、有底円筒状部
１２０の開口を閉塞する閉塞部材１２２とを備えてい
る。有底円筒状部１２０は、底壁１２４において係合部
７０のアーム部１１２側と一体に形成され、本体部材１
２５を構成している。有底円筒状部１２０は、底壁１２
４の外周部から軸方向に延び出す中空円筒部１２６を備
えている。中空円筒部１２６の内周面１２８は、単純な
円筒面とされている。

【００１６】有底円筒状部１２０の底壁１２４の内側面
（以下、底面１３０と称する）の中心部には、軸方向に
突出する中心軸部１３２が一体的に設けられている。中
心軸部１３２の先端部中心には嵌合穴１３６が形成され
ている。また、閉塞部材１２２は、円板状部１４０と、
円板状部１４０の一方の端面１４２の中心部から閉塞部
材１２２の中心線に平行に延びる嵌合突部１４４とを備
えている。閉塞部材１２２の端面１４２が有底円筒状部
１２０の開口側端面１５０と当接させられる深さまで、
閉塞部材１２２の嵌合突部１４４の外周面１４６と嵌合
穴１３６の内周面とがしまり嵌合されることにより、閉
塞部材１２２と有底円筒状部１２０とが連結されてい
る。なお、円板状部１４０の外周面１５２は、有底円筒
状部１２０の外周面１５４よりやや小さくされており
（図５参照）、円板状部１４０の外周面１５２はシリン
ダボア１２の内周面に接触せず、有底円筒状部１２０の
外周面１５４においてシリンダボア１２内を摺動する。

【００１７】上記のように構成されたピストン１４は、
本実施形態においては１個のピストン素材から２個製造
される。本実施形態におけるピストン素材１６２は、図
３に示すように、２個の係合部１６６同士が連結されて
軸方向中央部に位置するとともに、２個の有底円筒状部
１７０が互いに逆向きに開口し、かつ、互いに同心とな
るように軸方向両端部に位置する状態で一体に形成され
ている。

【００１８】有底円筒状部１７０は、底壁１７２と、底
壁１７２の外周部から軸方向に延び出す中空円筒部１７
４とを備え、底壁１７２において係合部１６６と一体に
形成されている。有底円筒状部１７０の底面１３０の中
心部には、軸方向に延びる中心軸部１３２が一体に形成
されている。中心軸部１３２の先端部には、先端面１８
３に開口し、有底円筒状部１７０の中心軸線に沿って延
びる嵌合穴１３６が形成されている。嵌合穴１３６の開
口側端部には、先端面１８３側ほど径が漸増する面取部
１８６が形成されており、中心軸部１３２の先端部の圧
入時におけるガイドとして機能するとともに、切削加工
時におけるセンタ穴としても機能するようにされてい
る。

【００１９】係合部１６６に設けられたリブ１９０は、
アーム部１１０，１１２および連結部１１４を構成する
ことになる部分（それぞれアーム部１９２，１９４，連
結部１９６と称する）の内側面を連結して、係合部１６
６を補強するものであり、加工時の両センタによる挟持
力や切削抵抗に対してピストン素材１６２の剛性を高
め、あるいはピストン素材１６２の熱処理時における熱
歪みを抑制するための補強部として設けられている。

【００２０】ピストン素材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、
鋳造または鍛造により製造される。中心軸部１３２も、
有底円筒状部１７０の周壁，底壁１７２とともに一体に
形成される。その後、前記嵌合穴１３６を形成するため
の下穴１９８が中心軸部１３２の先端部の中心に形成さ
れた後、嵌合穴１３６および面取部１８６が加工工具に
より形成される。嵌合穴１３６は、閉塞部材１２２の嵌
合突部１４４の外周面１４６の直径が嵌合穴１３６の内
周面の直径よりやや大きくされて、適度な圧入代が得ら
れるように、精度良く形成される。

【００２１】頭部７２の主要部分を構成することになる
部分、すなわちピストン素材１６２の有底円筒状部１７
０の外周面を始めとする複数の部分に切削，研削等の機
械加工が行われる。まず、中心軸部１３２に形成された
面取部１８６に一対のセンタ２１０，２１２が嵌合され
て心出しがなされた状態で、回転駆動装置の回転がピス
トン素材１６２に伝達されて有底円筒状部１７０の外周
面に機械加工が行われる。これらセンタ２１０，２１２
は共に軸方向に移動可能としてもよいが、本実施形態で
は一方が移動可能、他方が固定とされている。また、上
述のようにピストン素材１６２の心出しがなされた状態
で、加工工具が回転させられて係合部１６６のアーム部
１９２，１９４の互いに対向する内側面に機械加工が施
され、ピストン１４となった際にシュー７６を保持する
凹部１１６（図３に二点鎖線で図示）が形成される。

【００２２】その後、少なくとも有底円筒状部１７０の
外周面に塗装が行われ、例えば、ポリテトラフルオロエ
チレンを主材料とするコーティング層が形成される。そ
して、コーティング層が形成された有底円筒状部１７０
の外周面等にセンタレス研削が行われた後、ピストン素
材１６２が切り離されて、２つの本体部材１２５が得ら
れる。

【００２３】次に、本体部材１２５と閉塞部材１２２と
が連結される。閉塞部材１２２は、本体部材１２５と同
様、金属の一種であるアルミニウム合金製であり、鋳造
または鍛造により製造される。図４に示すように、閉塞
部材１２２の嵌合突部１４４側が先端側とされ、有底円
筒状部１２０の開口に対して同軸に位置決めされた状態
で接近させられ、嵌合突部１４４が中心軸部１３２の嵌
合穴１３６に圧入される。その際、前記面取部１８６が
嵌合突部１４４の圧入を案内するガイド部として機能す
る。嵌合穴１３６の内周面と嵌合突部１４４の外周面１
４６とのしまり嵌合により閉塞部材１２２が有底円筒状
部１２０に対して半径方向に位置決めされた状態でさら
に嵌合が進行し、閉塞部材１２２の端面１４２の外周部
と有底円筒状部１２０の開口側端面１５０との当接と、
端面１４２の内周部と中心軸部１３２の先端面１８３と
の当接とにより閉塞部材１２２の嵌合深さが規定され、
円板状部１４０の底壁１２４側への接近が阻止される。

【００２４】なお、図５に理解を容易にするために誇張
して示すように、中心軸部１３２の先端面１８３は、開
口側端面１５０より軸方向においてやや底壁１７２側に
接近した位置に設けられており、閉塞部材１２２の端面
１４２と中心軸部１３２の先端面１８３とが当接する状
態まで嵌合突部１４４が嵌合穴１３６にしまり嵌合させ
られれば、円板状部１４０の内周部が外周部より底壁１
７２側に接近させられる向きに弾性変形させられること
となり、円板状部１４０に作用する弾性力により、円板
状部１４０の端面１４２の外周部は開口側端面１５０に
強く押し付けられる。したがって、円板状部１４０の端
面１４２の外周部は開口側端面１５０に確実に密着させ
られ、有底円筒状部１２０の開口が閉塞された後に端面
１４２と開口側端面１５０との隙間から潤滑油等の異物
が入り込むことが良好に防止される。

【００２５】また、前述のように、円板状部１４０の外
周面１５２の直径は、有底円筒状部１２０の外周面１５
４の直径よりやや小さくされている。なお、円板状部１
４０の外径は、少なくとも、コーティング層が形成され
た有底円筒状部１２０の外周面１５４の直径より小径で
あればよく、例えば、コーティング層が形成される前の
有底円筒状部１２０の外周面よりも小径とされても、実
質的に同じとされてもよい。いずれにしても、円板状部
１４０の外径を小さくし過ぎると、圧縮効率を低下させ
るため、この点を勘案して適宜の大きさとすることが望
ましい。このようにして閉塞部材１２２が有底円筒状部
１２０に、その開口を閉塞する状態で連結されることに
より頭部７２が形成され、ピストン１４が完成する。

【００２６】本実施形態においては、有底中空円筒状部
としての有底円筒状部１２０と係合部７０とを一体に備
える本体部材１２５が第一部材を構成し、閉塞部材１２
２が第二部材を構成している。また、嵌合突部１４４
は、嵌合部の一例である。本実施形態によれば、有底円
筒状部１２０の底壁１２４と円板状部１４０とを比較的
小径の中心軸部１３２によって連結することにより、中
空の頭部７２の軽量化を図ることができる。また、円板
状部１４０の底壁１２４側への接近が中心軸部１３２に
より阻止されることにより、圧縮機の運転時に円板状部
１４０にかかる圧縮力が中心軸部１３２を介して底壁１
２４に受けられることとなり、円板状部１４０の薄肉化
が可能となり、この点からもピストン１４を軽量化でき
る。さらに、有底円筒状部１２０と閉塞部材１２２との
連結を、嵌合穴１３６と嵌合突部１４４とのしまり嵌合
により容易かつ安価に行うことができる。さらにまた、
円板状部１４０の外径が有底円筒状部１２０の外径より
も小さくされることにより、ピストン１４が圧縮機に組
み込まれた状態で、円板状部１４０の外周面１５２がシ
リンダボア１２の内周面に接触せず、高精度の機械加工
やコーティング層の形成が不要になるとともに、ピスト
ン１４の往復動時に作用するサイドフォースによりピス
トン１４が傾かされる場合等において、円板状部１４０
の外周面１５２に摩擦力が作用しない。そのため、有底
円筒状部１２０と円板状部１４０との連結部に大きな力
が作用することがなく、連結部の連結力が小さくて済
み、本実施形態のように有底円筒状部１２０と円板状部
１４０とを中心部で連結する構成として、軽量化するこ
とが可能となる。

【００２７】図６に示すように、中心軸部１３２の嵌合
穴１３６を形成するための下穴２３０を、中心軸部１３
２のほぼ全長にわたって延びる状態で形成してもよく、
このようにすれば、中心軸部１３２、ひいてはピストン
１４のさらなる軽量化を図ることができる。

【００２８】本発明の別の各実施形態をそれぞれ図７，
図８に示す。なお、図１〜図５に示す実施形態と異なる
部分のみについて図示，説明する。図７に示すピストン
３００において、有底円筒状部３０２の底壁３０４の内
側面３０６の中心部には、有底円筒状部３０２の中心軸
線に沿って延びる中心軸部３１０が一体的に設けられて
いる。また、有底円筒状部３０２の開口を閉塞する閉塞
部材３２０は、円板状部３２２と、円板状部３２２の一
方の端面３２４の中心部から突出する嵌合部３２６とを
備えている。嵌合部３２６には、円板状部３２２の中心
線に沿って延びる嵌合穴３２８が形成されている。

【００２９】このように構成される有底円筒状部３０２
と閉塞部材３２０とを連結する際には、有底円筒状部３
０２と閉塞部材３２０とが位置決めされた状態で、有底
円筒状部３０２の開口側端面３３４と閉塞部材３２０の
端面３２４の外周部とが当接する深さまで、中心軸部３
１０の先端部外周面が閉塞部材３２０の嵌合穴３２８の
内周面にしまり嵌合させられ、ピストン３００の中空の
頭部３４０が形成される。

【００３０】図８に示すピストン４００においては、有
底円筒状部４０２の底壁４０４の内側面４０６の中心部
に嵌合部４０８が軸方向に突出して設けられている。嵌
合部４０８の中心には、嵌合穴４１２が形成され、嵌合
穴４１２の開口側端部に面取部４１４が形成されてい
る。これら嵌合穴４１２および面取部４１４は、嵌合部
４０８に下穴が形成された後に形成される。面取部４１
４には、有底円筒状部４０２の外周面等の機械加工の際
にセンタが嵌合されて心出しがなされる。有底円筒状部
４０２の開口を閉塞する閉塞部材４２０は、円板状部４
２２と、円板状部４２２の一方の端面４２４の中心部か
ら閉塞部材４２０の中心線に平行に延びる中心軸部４２
６とを備えている。有底円筒状部４０２と閉塞部材４２
０とを連結する際には、円板状部４２２の端面４２４の
外周部と有底円筒状部４０２の開口側端面４３０とが当
接する深さまで、中心軸部４２６の先端部が嵌合穴４０
８に圧入される。このようにしてピストン４００の頭部
４３２が形成される。なお、前記図１〜図５に示す実施
形態と同様、円板状部３２２，４２２の外径は、有底円
筒状部３０２，４０２の外径よりも小さくされている。

【００３１】上記図８に示す実施形態は、有底円筒状部
４０２に設けられた嵌合穴４１２の内周面に中心軸部４
２６の先端部外周面をしまり嵌合させる構成であった
が、これに代えて、中心軸部４２６の中心部に嵌合穴を
形成し、有底円筒状部４０２の底壁４０４の内側面４０
６の中心部から突出する嵌合突部を上記嵌合穴にしまり
嵌合させる構成としてもよい。

【００３２】閉塞部材に、有底円筒状部の内周面にすき
ま嵌合される外周面を有する位置決め突部を設けてもよ
い。例えば、図１〜図５に示す実施形態のピストンと同
様の構成を有するピストン５００において、図９に示す
ように、閉塞部材５０２の円板状部５１０の端面５１２
から突出し、有底円筒状部１２０の内周面１２８に嵌合
可能な外周面５１４を有する突部５１６を一体的に設け
るのである。中心軸部１３２の嵌合穴１３６にしまり嵌
合される嵌合突部１４４は、突部５１６の円板状部５１
０とは反対側の端面５２２の中心部に突設されている。
突部５１６と有底円筒状部１２０の内周面１２８との嵌
合により、閉塞部材５０２の有底円筒状部１２０内での
位置決め精度がさらに向上する。

【００３３】上記各実施形態において、有底円筒状部と
円板状部とを連結する前に、円板状部の端面の外周部あ
るいは有底円筒状部の開口側端面に接着剤を塗布し、端
面と有底円筒状部の開口側端面とを接着剤により接合し
てもよい。このようにすれば、有底円筒状部と円板状部
との結合強度が向上するとともに、端面と開口側端面と
の密封性も向上し、両端面の隙間からの異物の侵入がさ
らに良好に防止される。

【００３４】上記各実施形態においては、中心軸部と嵌
合穴、あるいは中心軸部に形成された嵌合穴と嵌合突部
とのしまり嵌合により、有底円筒状部と円板状部とが連
結されていたが、両部材を螺合により連結してもよい。
例えば、図１〜図５に示す実施形態において、中心軸部
１３２の嵌合穴１３６を雌ねじ穴とし、閉塞部材１２２
の嵌合突部１４４の外周面に雄ねじを形成し、円板状部
１４０の外周面を保持して雄ねじを雌ねじ穴に螺合させ
ることにより、有底円筒状部１２０と円板状部１４０と
を連結したり、図７に示す実施形態において、中心軸部
３１０の先端部の外周面に雄ねじを形成するとともに、
閉塞部材３２０の嵌合穴３２８を雌ねじ穴とするのであ
る。これらの場合、中心軸部１３２の雌ねじ穴および中
心軸部３１０の雄ねじが第一ねじ部を構成し、嵌合突部
１４４の雄ねじおよび閉塞部材３２０の雌ねじ穴が第二
ねじ部を構成している。

【００３５】また、中心軸部と嵌合穴、あるいは中心軸
部に形成された嵌合穴と嵌合突部とのしまり嵌合あるい
は螺合と接着とを併用してもよい。あるいは、しまり嵌
合，螺合，接着の各連結方法を任意に組み合わせて採用
してもよい。

【００３６】ピストンの外周面と有底円筒状部の底壁と
の少なくとも一方に１個あるいは複数個の貫通穴を設け
てもよい。そうすれば、例えば、万一、円板状部の端面
と有底円筒状部の開口側端面との隙間から液状あるいは
霧状の潤滑油等が侵入した場合でも、これら貫通穴から
外部に排出される。なお、図１０に示すように、底壁１
２４や有底円筒状部１２０の外周面の底壁１２４近傍部
に貫通穴６００，６０２を形成すれば、頭部７２内部に
溜まった潤滑油が、貫通穴６００，６０２から外部に排
出されて頭部７２の重量が増加することが回避されると
ともに、排出された潤滑油は斜板室８６や斜板６０等に
供給される。また、貫通穴６００，６０２の形成によ
り、頭部７２のさらなる軽量化を図ることも可能であ
る。貫通穴の大きさ，形状，配設位置，配設個数等は適
宜選択可能である。

【００３７】図１〜図５に示す実施形態におけるピスト
ン素材は、係合部同士が連結された２連素材であった
が、頭部同士が連結されたり、頭部と係合部とが連結さ
れた２連素材、さらに、３個以上のピストン素材が連結
された多連素材とすることも可能である。あるいは、有
底円筒状部材と閉塞部材とをそれぞれ１つずつ備えるピ
ストン１個分の素材としてもよい。

【００３８】有底円筒状部，閉塞部材を、アルミニウム
合金以外の金属材料、例えばマグネシウム合金により形
成してもよい。閉塞部材は合成樹脂により形成すること
も可能である。

【００３９】本発明を、固定容量型斜板式圧縮機用の片
頭ピストンや、斜板との係合部の両側に頭部を有する両
頭ピストンに適用することも可能である。

【００４０】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を
備える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素材を
示す正面図（一部断面）である。

【図４】上記ピストンの製造の一工程を説明するための
正面図（一部断面）である。

【図５】上記ピストンの有底円筒状部と円板状部とが連
結された状態を誇張して示す正面断面図である。

【図６】本発明の別の実施形態である圧縮機用ピストン
の要部を示す正面図（一部断面）である。

【図７】本発明のさらに別の実施形態である圧縮機用ピ
ストンの要部を示す正面図（一部断面）である。

【図８】本発明のさらに別の実施形態である圧縮機用ピ
ストンの要部を示す正面図（一部断面）である。

【図９】本発明のさらに別の実施形態である圧縮機用ピ
ストンの要部を示す正面図（一部断面）である。

【図１０】本発明のさらに別の実施形態である圧縮機用
ピストンを示す正面図である。

【符号の説明】

１２：シリンダボア １４：片頭ピストン ７０，
１６６：係合部 ７２：頭部 １２０，１７０：有
底円筒状部 １２２：閉塞部材 １２４，１７２：
底壁 １２５：本体部材 １３０：底面 １３
２：中心軸部 １３６：嵌合穴 １４０：円板状部
１４２：端面 １４４：嵌合突部 １４６：外周面 １５０：開口側端面 １５２，１
５４：外周面 ３００，４００，５００：ピストン
３０２，４０２：有底円筒状部 ３０４，４０４：
底壁 ３０６，４０６：内側面 ３１０，４２６：
中心軸部 ３２０，４２０，５０２：閉塞部材 ３
２２，４２２，５１０：円板状部 ３２４，４２４，
５１２：端面 ３２６，４０８：嵌合部 ３２８，
４１２：嵌合穴 ３３４，４３０：開口側端面 ３
４０，４３２：頭部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樽谷 知二 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 (72)発明者 河合 俊弘 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 (72)発明者 上田 泰則 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 (72)発明者 伊藤 正文 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 AC03 AD03 CB00 3H076 AA06 BB38 CC31 CC34

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空であって、外周面においてシリンダ
   ボアに実質的に気密にかつ摺動可能に嵌合する頭部と、 その頭部をシリンダボア内で往復動させる往復駆動装置
   と係合する係合部とを一体的に備えた圧縮機用ピストン
   であって、 一端が開口した有底中空円筒状部と前記係合部とを一体
   的に有する第一部材と、その有底中空円筒状部の端面に
   当接してその有底中空円筒状部の開口を塞ぐ円板状部を
   有する第二部材とが、それら第一，第二部材の少なくと
   も一方の中心部から軸方向に延びる中心軸部により連結
   されることにより、前記中空頭部が形成されたことを特
   徴とする圧縮機用ピストン。
2. 【請求項２】 前記円板状部の外径が、前記有底中空円
   筒状部の外径より小さくされた請求項１に記載の圧縮機
   用ピストン。
3. 【請求項３】 前記有底中空円筒状部の外周面にコーテ
   ィング層が形成される一方、前記円板状部の外周面にコ
   ーティング層が形成されていない請求項２に記載の圧縮
   機用ピストン。