JP2003206856A - コンプレッサのピストン - Google Patents

コンプレッサのピストン

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JP2003206856A
JP2003206856A JP2002003561A JP2002003561A JP2003206856A JP 2003206856 A JP2003206856 A JP 2003206856A JP 2002003561 A JP2002003561 A JP 2002003561A JP 2002003561 A JP2002003561 A JP 2002003561A JP 2003206856 A JP2003206856 A JP 2003206856A
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Makoto Shibata
誠 柴田
Kenichi Kondo
賢一 近藤
Shingo Goto
真吾 後藤
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 本件は斜板式コンプレッサにおけるピス
トンの改良に関するものである。すなわち、ピストン1
3における円柱状部分13Aの外周面13Fは、最も先
端側(右方側)にテーパ面13Hと面取部13Jを設け
て縮径させている。外周面13Fにコーティング18を
施した際に、上記縮径部分の外径が他の部分よりも大き
くはならないようにしている。 【効果】 コーティング18が原因となってピストン1
3及びシリンダボア12のかじりや焼付きが生じること
を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はコンプレッサのピス
トンに関し、より詳しくは例えば、斜板式コンプレッサ
に用いて好適なピストンに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、斜板式コンプレッサに用いるピス
トンは知られており、次のような構成を備えている。す
なわち、先端側となる円柱状部分と、末端側に位置して
半球状シューを介して斜板と係合する係合部とを備えた
ピストンは知られている(例えば特開平11−2943
22号公報、特開2001−107850号公報)。と
ころで、近年、斜板式コンプレッサの冷媒として炭酸ガ
スが用いられるようになっており、この種の斜板式コン
プレッサにおいては、ハウジングの室内の圧力が高いた
めに、ピストンを半径方向に付勢するサイドフォースも
高くなっている。そのため、従来、ピストンの円柱状部
分の外周面に耐久性が高いNi−P系のめっきなどによ
るコーティングを施すようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ピスト
ンの円柱状部分の外周面にコーティングを施すと、次の
ような欠点が指摘されていたものである。すなわち、図
9に示すように、円柱状部分の外周面における先端部の
箇所は、コーティングが肉厚となるため、その部分に環
状膨出部が生じることになる。このような環状膨出部が
できた状態のピストンがシリンダボア内を摺動すると、
上記環状膨出部分が原因となってピストンおよびシリン
ダボアにかじりや焼付きが生じるという欠点が指摘され
ていたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】このような事情に鑑み、
本発明は、先端部側となる円柱状部分の外周面にコーテ
ィングを施して、そのコーティングを施した外周面をシ
リンダボアに摺動自在に嵌合するとともに、シリンダボ
アの外方に突出させた末端側を駆動部材に接続したコン
プレッサのピストンにおいて、上記円柱状部分の外周面
における先端部を、先端側が徐々に縮径されるテーパ面
として形成し、上記外周面にコーティングを施した際
に、上記テーパ面となる位置の外径を、上記外周面の他
の部分の外径と同一若しくはそれよりも小さくなるよう
に構成したものである。このような構成によれば、円柱
状部分の外周部の表面にコーティングを施した際に、上
記テーパ面の位置の外径を他の部分の外径と同一かそれ
以下にすることができる。つまり、上記従来のような環
状膨出部が発生することを防止することができる。その
ため、潤滑油膜が良好に形成されるようになり、それに
よってピストンのコーティングが原因となって該ピスト
ンおよびシリンダボアにかじりや焼付きが発生すること
を防止することができる。
【0005】
【発明の実施の形態】以下図示実施例について本発明を
説明すると、図1において、斜板式コンプレッサ1は、
フロント側(左方側)に位置するフロントハウジング2
と、リヤ側(右方側)に位置するリヤハウジング3と、
それらの間に配置したシリンダブロック4とを備えてい
る。フロントハウジング2内をクランク室5としてあ
り、クランク室5内となるフロントハウジング2のフロ
ント側の内周部とシリンダブロック4の内周部とにわた
って回転軸6を回転自在に軸支している。回転軸6のフ
ロント側の端部は図示しないモータやエンジンなどの動
力源に接続されている。クランク室5内となる回転軸6
の外周部に円板7を嵌着するとともに、その隣接リヤ側
の位置に環状の斜板8を傾斜させて嵌合している。円板
7のリヤ側端面には左右一対の連結部7Aを突設してあ
り、これら連結部7Aの間に斜板8側の挿入部8Aを介
在させている。そして、その状態において両連結部7A
及び挿入部8Aの長孔に連結ピン11を挿通することに
より、円板7と斜板8とを接続している。これにより、
回転軸6が所定方向に回転される際には、円板7および
斜板8も回転軸とともに回転されるようになっている。
【0006】次に、シリンダブロック4には、円周方向
等間隔位置の4箇所にシリンダボア12を穿設してあ
り、これら各シリンダボア12にピストン13における
円柱状部分13Aの外周部を気密を保持して摺動自在に
嵌合している。図2および図3にも示すように、大径と
したピストン13の末端部は、クランク室5内に位置さ
せてあり、この末端部に半径方向の切欠き部からなる係
合部13Bを形成している。係合部13Bにおける対向
する端面に半球状の凹部13Cを形成してあり、そこに
一対の半球状シュー14の半球面をそれぞれ摺動自在に
係合させている。そして、その状態の両半球状シュー1
4における平坦面を上記斜板8における表面と裏面に摺
動自在に当接させている。つまり、両半球状シュー14
の平坦面によって斜板8の両面を摺動可能に挟み込んで
いる。これにより、回転軸6および斜板8が回転される
と、斜板8の回転運動に連動して円周方向4箇所のピス
トン13が順次シリンダボア12内で軸方向に往復動さ
れるようになっている。
【0007】ピストン13の円柱状部分13Aにおける
先端側には、該円柱状部分よりも小径でシリンダボア1
2とは摺接しない小径部13Dを形成している。この小
径部13Dにピストンリング15を嵌装し、かつそのフ
ロント側面をピストン13の段部端面13Eに当接させ
た状態で、環状のリテーナ16によってピストンリング
13を小径部13Dに係止している。つまり、ピストン
13は、円柱状部分13Aの外周面13Fおよびピスト
ンリング15の外周面がシリンダボア12と摺動するよ
うになっている。また、上記段部端面13Eよりも少し
末端側(左方側)となる外周面13Fに環状溝からなる
油溝13Gを形成している。さらに、図5に示すよう
に、ピストン13の円柱状部分13Aにおける外周面1
3Fに、Ni−P系のめっきからなるコーティング18
を施している。つまり、実際には、ピストン13の円柱
状部分13Aの外周面13Fに施したコーティング18
がシリンダボア12と摺動するようになっている。
【0008】次に、図1に戻って、リヤハウジング3に
おける内方側に吐出室21を画成するとともに、この吐
出室21を囲繞して環状の吸入室22を画成している。
吸入室22はリヤハウジング3に設けた図示しない吸入
通路と吸入管を介して冷媒となる炭酸ガスの供給源と連
通するとともに、シリンダブロック4に形成した複数の
第1通路23を介して各シリンダボア12内と連通して
いる。吐出室21は、リヤハウジング3に設けた図示し
ない吐出通路および吐出管を介して外部と連通してい
る。また、吐出室21はリヤハウジング3に形成した複
数の第2通路24を介して各シリンダボア12と連通で
きるようになっており、吐出室21内の壁面に上記第2
通路24を開閉する逆止弁25を設けている。なお、図
1においては、下方側のシリンダボア12側となる第1
通路23、第2通路24は図示を省略している。このよ
うに構成した斜板式コンプレッサ1は、回転軸6及び斜
板8が回転されると、円周方向4箇所に配置した各ピス
トン13が順次往復移動されるようになっている。これ
によって、冷媒である炭酸ガスが吸入室22内に吸入さ
れた後、シリンダボア12内を経由して吐出室21に給
送されるようになっている。吐出室21内で圧縮された
吐出室21内の炭酸ガスは図示しない吐出通路及び吐出
管を介して外部へ吐出されるようになっている。以上の
構成は従来公知の斜板式コンプレッサと変わるところは
ない。
【0009】しかして、本実施例は、ピストン13にお
ける油溝13Gおよび円柱状部分13Aの外周面13F
の先端部分を改良することにより、ピストン13及びシ
リンダボア12のかじりおよび焼付きを防止できるよう
にしたものである。すなわち、ピストン13は、図4お
よび図5に拡大して示すように、油溝13Gは断面半円
形となっているが、その両側の縁部となる箇所は、油溝
13Gの中央側が縮径するようなテーパ面13G´、1
3G´´としている。これらテーパ面13G´、13G
´´は、本来の外周面13Fに対して5度以下の角度を
成すように滑らかに削り取っている。油溝13Gの本来
の外周面13Fからの深さは0.5mmに設定してあ
り、油溝13Gの断面形状は半径0.75mmの円弧に
している。また、テーパ面13G´、13G´´を設け
る軸方向寸法L1は、ともに1mmに設定している。ま
た、上記テーパ面1G´、1G´´の断面形状は半径5
mmの円弧となるようにしている。さらに、環状溝13
Gよりも右方側となる外周面13Fの先端部、すなわ
ち、外周面13Fが段部端面13Eとつながる角部は、
右方側が縮径するテーパ面13Hとそれから滑らかに続
くように断面円弧状の面取部13Jとにより形成してい
る。上記テーパ面13Hは、本来の外周面13Fに対し
て5度以下の角度を成すように形成してあり、段部端面
13Eからテーパ面13Hの左方端までの軸方向寸法L
は1mmに設定している。また、上記テーパ面13Hの
断面は、半径5mmの円弧となるように調整してあり、
面取部13Jの断面は半径5mmの円弧にしている。な
お、上記L1およびLの寸法は0.5mmから1.5m
mの範囲であれば良く、テーパ面13G´、13G´
´、13Hが本来の外周面13Fから内部側へ退没する
寸法(縮径する半径方向寸法)は、0.02mmから
0.12mmの範囲であれば良い。
【0010】そして、このように先端部分を構成した円
柱状部分13Aの外周面13Fと段部端面13Eにわた
ってNi−P系めっきからなるコーティング18を施し
ている。図5はコーティング18を施した後の状態を示
したものであり、上記テーパ面13G´、13G´´お
よび角部となるテーパ面13H及び面取部13Jとなる
箇所の外径は、他の箇所の外径と同一か少し小さくなっ
ている。つまり、予め角部および油溝13Gの両側部に
テーパ面13G´、13G´´、13Hを形成して縮径
させているので、本実施例においては、図8に示したよ
うなコーティング18後の環状膨出部は生じないように
なっている。
【0011】以上のように、本実施例におけるピストン
13は、円柱状部分13Aの外周面13Fのコーティン
グ18を施した際にも、外周面13Fにことによる環状
膨出部は生じないようになっている。そのため、シリン
ダボア12とピストン13との間に潤滑油膜が良好に形
成されるようになり、シリンダボア12内をピストン1
3が極めて円滑に摺動できるようになっている。したが
って、コーティング18が原因によるピストン13およ
びシリンダボア12のかじりや焼付きが生じることを良
好に防止することができる。上記実施例においては、コ
ーティング18としてNi−P系めっきを用いている
が、これに限定されるものではない。すなわち、コーテ
ィング18としては、各種のめっき(例えば電解めっ
き、無電解めっき)、あるいはPTFE系、MoS2系
等の固体潤滑材とPAI等のバインダー樹脂とからなる
樹脂コーティング等を用いることができる。
【0012】---------(第2実施例)次に図6は本発
明の第2実施例であるピストン13の要部を示したもの
である。この第2実施例では、上記図4に示す第1実施
例における断面円弧状の面取部を省略して、外周面13
Fの先端部(角部)にテーパ面13Hを形成したもので
ある。その他の構成は、上記第1実施例と同じである。
このような第2実施例であっても上述した第1実施例と
同様の作用効果を得ることができる。
【0013】---------(第3実施例)次に、図7は本
発明の第3実施例を示したものであり、この第3実施例
においては、上記第1実施例におけるピストン13にお
ける小径部13Dを省略したものである。また、それに
伴い、ピストンリング、及びリテーナも省略している。
このような第3実施例であっても、上述した第1実施例
のピストンと同様の作用効果を得ることができる。
【0014】---------(第4実施例)次に、図8は本
発明の第4実施例を示したものであり、この第4実施例
は、上記図7の第3実施例における油溝13Gを省略し
たものである。このような第4実施例であっても、上述
した第1実施例のピストンと同様の作用効果を得ること
ができる。
【0015】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ピスト
ンのコーティングが原因となって該ピストンおよびシリ
ンダボアにかじりや焼付きが発生することを防止するこ
とができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示すコンプレッサの断面
図。
【図2】 図1に示したピストン13の正面図。
【図3】 図1に示したピストン13が摺動中の状態を
誇張して示す断面図。
【図4】 図1に示したピストン13にコーティング1
8を施す前の要部の拡大断面図。
【図5】 コーティング18を施した後の状態を示す要
部の拡大断面図。
【図6】 本発明の第2実施例を示す正面図。
【図7】 本発明の第3実施例を示す正面図。
【図8】 本発明の第3実施例を示す正面図。
【図9】 従来技術を示すピストンの要部の断面図。
【符号の説明】
1…斜板式コンプレッサ 12…シリンダボ
ア 13…ピストン 13A…円柱状部
分 13F…外周面 13H…テーパ面 13J…面取部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 真吾 愛知県豊田市緑ヶ丘3丁目65番地 大豊工 業株式会社内 Fターム(参考) 3H003 AA03 AB07 AC03 BD10 CB00 CD03 3H076 AA06 BB17 BB26 BB28 CC28 CC34

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端部側となる円柱状部分の外周面にコ
    ーティングを施して、そのコーティングを施した外周面
    をシリンダボアに摺動自在に嵌合するとともに、シリン
    ダボアの外方に突出させた末端側を駆動部材に接続した
    コンプレッサのピストンにおいて、 上記円柱状部分の外周面における先端部を、先端側が徐
    々に縮径されるテーパ面として形成し、上記外周面にコ
    ーティングを施した際に、上記テーパ面となる位置の外
    径を、上記外周面の他の部分の外径と同一若しくはそれ
    よりも小さくなるように構成したことを特徴とするコン
    プレッサのピストン。
  2. 【請求項2】 上記外周面における先端部側の位置に環
    状溝からなる油溝を形成してあり、この油溝における両
    側の縁部となる部分も環状溝の中央部側が縮径するよう
    なテーパ面としたことを特徴とする請求項1に記載のコ
    ンプレッサのピストン。
  3. 【請求項3】 上記円柱状部分の外周面における環状溝
    よりもさらに先端側に上記円柱状部分よりも外径が小さ
    な小径部を形成してあり、この小径部にピストンリング
    をリテーナにより固定して、該ピストンリングおよび上
    記円柱状部分の外周面をシリンダボアに摺動自在に嵌合
    させたことを特徴とする請求項2に記載のコンプレッサ
    のピストン。
  4. 【請求項4】 上記先端部に形成したテーパ面はさらに
    その先端側に形成した円弧状の面取部によって先端部側
    の段部端面に接続されることを特徴とする請求項1から
    請求項3のそれぞれに記載のコンプレッサのピストン。
  5. 【請求項5】 上記テーパ面を設ける軸方向寸法は0.
    5mmから1.5mmに設定してあり、また上記テーパ
    面が本来の円柱状部分の外周面から半径方向内方へ退没
    する寸法は、0.02mmから0.12mmに設定され
    ていることを特徴とする請求項1から請求項4のそれぞ
    れに記載のコンプレッサのピストン。
  6. 【請求項6】 上記コーティングは、めっき、および/
    または樹脂コーティングからなることを特徴とする請求
    項1から請求項5のそれぞれに記載のコンプレッサのピ
    ストン。
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Effective date: 20070927