JP2007046473A - ピストン式圧縮機に用いるピストンの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シューの凸球面部、あるいはピストンに形成される凹球面形状の座面の摩耗をもたらし易いタイプのツールマークの生成を回避する。
【解決手段】ピストン１８の第１受承壁２１と第２受承壁２２との間にボールエンドミル４２の刃部４２１が配置され、ボールエンドミル４２が回転される。回転するボールエンドミル４２は、刃部４２１が鎖線で示す位置を経由して円弧の切削軌跡Ｄをもたらすように移動される。回転するボールエンドミル４２は、切削軌跡Ｄをもたらすように、繰り返し往復される。回転するボールエンドミル４２が切削軌跡Ｄをもたらすように繰り返し往復される間、ピストン１８は、中心軸線Ｌ２を中心にして往復回動される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カム体が回転して前記ピストンが往復動することによりガスが圧縮されるピストン式圧縮機に用いるピストンにおいて、シューの凸球面部と嵌合するようにピストンに形成される凹球面形状の座面の加工方法に関する。

ピストン式圧縮機に用いるピストンに形成される凹球面形状の座面の加工方法が例えば特許文献１，２に開示されている。特許文献１に開示の加工方法では、ピストン側の受け座（凹球面形状の座面）の中心を通る回転軸線を中心にしてピストンを回転させながら、円弧状刃部を有する工具を被加工面側に平行移動させて、受け座（凹球面形状の座面）を加工する。座面の球半径の精度（真球精度）は、円弧状刃部のプロフィル（刃先の円弧形状）と、円弧状刃部の刃先と前記回転軸線との間の最大距離（最大の回転半径）とによって左右される。刃先の円弧の半径と前記最大距離（最大の回転半径）とが精度良く一致していれば、凹球面形状の真球精度が高くなる。

特許文献２に開示の加工方法では、シューにより形成される仮想球と同一曲率の円弧形切削刃を有するカッターを斜板受容空間内で回転させ、カッターの回転軸を斜板受容空間内の円形軌跡に沿って公転させてシューポケット（凹球面形状の座面）を切削加工する。
特開平１０−２２０３５４号公報 特開２００２−１０６４６５号公報

シューの凸球面部は、斜板の回転によって受け座（凹球面形状の座面）に対して摺動する。そのため、受け座（凹球面形状の座面）の真球精度は、できる限り高く、座面は、できるだけ滑らかな方がよい。しかし、特許文献１における円弧状刃部によって受け座を加工した場合、凹球面形状の座面にツールマークが顕著に付くことがある。このツールマークは、前記回転経路軸線を中心にして回転するピストンの回転方向と直交する方向に主として向く筋状の模様である。特許文献２においても、カッターの公転回転方向と直交する方向に主として向く筋状の模様からなるツールマークが生じることがある。

このようなツールマークは、ピストン式圧縮機が高速かつ高負荷の時や、凹球面形状の座面とシューとの間において潤滑油が少ないような時には、座面あるいはシューの凸球面部が摩耗し易くなる。

本発明は、シューの凸球面部、あるいはピストンに形成される凹球面形状の座面の摩耗をもたらし易いタイプのツールマークの生成を回避することを目的とする。

本発明は、凸球面形状の凸球面部を備えた一対のシューの前記凸球面部がピストンに形成された凹球面形状の一対の座面に嵌合されていると共に、前記シューがカム体のカム面と前記ピストンとの間に介在されており、前記カム体が回転して前記ピストンが往復動することによりガスが圧縮されるピストン式圧縮機に用いるピストンであって、前記凹球面形状の座面を形成する場所である前記ピストンの受承壁の被加工壁面に切削刃物を用いて前記座面を形成するピストン式圧縮機に用いるピストンの加工方法を対象とし、請求項１の発明は、前記切削刃物の回転軸線が前記座面と交差しないように前記切削刃物を回転させながら、前記座面の凹球面に沿った切削軌跡をもたらす第１工程と、前記ピストンの中心軸線を中心にして、前記切削刃物と前記ピストンとのうちの一方を他方に対して回動させる第２工程とを含み、前記第１工程と前記第２工程とを組み合わせて前記座面を形成するピストン式圧縮機に用いることを特徴とする。

ピストンの中心軸線を中心にして、切削刃物とピストンとのうちの一方を他方に対して回動させるとは、切削刃物が不動配置された状態でピストンが前記中心軸線を中心にして回動される場合、ピストンが不動配置された状態で切削刃物が前記中心軸線を中心にして回動される場合、ピストンと切削刃物との両者が共に前記中心軸線を中心にして回動される場合のいずれをも含む。ツールマークが生成されたとすると、このときのツールマークは、放射形状に近い筋模様、又は同心円形状に近い筋模様となる。放射形状又は同心円形状に近い筋模様の中心の位置は、座面の最も深い底の部位の付近となる。このようなツールマークは、ピストン式圧縮機が高速かつ高負荷の時や、凹球面形状の座面とシューとの間において潤滑油が少ないような時にも、座面あるいはシューの凸球面部の摩耗の回避に有利である。

好適な例では、前記第１工程は、前記座面の凹球面の球面中心と同心の円弧又は球面に沿った切削軌跡をもたらすように、前記切削刃物を回転させながら前記ピストンに対して前記切削刃物を相対移動させる工程である。

ツールマークが生成されたとすると、このときのツールマークは、放射形状に近い筋模様、又は同心円形状に近い筋模様となり、放射形状又は同心円形状に近い筋模様の中心の位置は、座面の最も深い底の部位の付近となる。

好適な例では、前記第１工程と前記第２工程とを同時進行させる。
この場合、第２工程におけるピストンと切削刃物との間の単位時間当たりの相対回動量〔（回動半径）×（単位時間当たりの回動角）（回動角はラジアン単位）〕は、第１工程におけるピストンと切削刃物との間の単位時間当たりの相対移動量よりも小さくする、又は大きくすることが望ましい。このような差は、ツールマークを目立たなくして座面の真球精度を高める上で有効である。

好適な例では、前記第１工程が完了した後、前記第２工程を行なう。
このような工程の組み合わせによっても、シューの凸球面部、あるいはピストンに形成される座面の摩耗をもたらし易いタイプのツールマークの生成を回避することができる。

本発明は、シューの凸球面部、あるいはピストンに形成される凹球面形状の座面の摩耗をもたらし易いタイプのツールマークの生成を回避できるという優れた効果を奏する。

以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図３は、可変容量型ピストン式圧縮機１０を示す。シリンダブロック１１、シリンダブロック１１の前端に連結されたフロントハウジング１２、及びシリンダブロック１１の後端に連結されたリヤハウジング１３は、可変容量型ピストン式圧縮機１０の全体ハウジングを構成する。制御圧室１２１を形成するフロントハウジング１２とシリンダブロック１１とには回転軸１４が回転可能に支持されている。制御圧室１２１から外部へ突出する回転軸１４は、プーリ（図示略）及びベルト（図示略）を介して外部駆動源である車両エンジン（図示略）から駆動力を得る。

回転軸１４には回転支持体１５が止着されており、回転軸１４にはカム体としての斜板１６が回転軸１４の軸方向へスライド可能かつ傾動可能に支持されている。斜板１６に止着されたガイドピン１７の頭部は、回転支持体１５に形成されたガイド孔１５１にスライド可能に嵌入されている。斜板１６は、ガイド孔１５１とガイドピン１７との連係により回転軸１４の軸方向へ傾動可能かつ回転軸１４と一体的に回転可能である。

斜板１６の径中心部が回転支持体１５側へ移動すると、斜板１６の傾角が増大する。斜板１６の最大傾角は回転支持体１５と斜板１６との接触によって規制される。図３の斜板１６の実線位置は、斜板１６の最大傾角位置を示す。斜板１６の径中心部がシリンダブロック１１側へ移動すると、斜板１６の傾角が減少する。図３の斜板１６の鎖線位置は、斜板１６の最小傾角位置を示す。

シリンダブロック１１に貫設された複数のシリンダボア１１１内にはピストン１８が収容されている。ピストン１８は、シリンダボア１１１内に嵌入される円柱形状の頭部１９と、頭部１９に連なるシュー保持部２０とからなる。シュー保持部２０は、頭部１９に連なる第１受承壁２１と、第１受承壁２１に対向する第２受承壁２２と、第１受承壁２１と第２受承壁２２とを連結する連結部２３とからなる。斜板１６の外周部は、第１受承壁２１と第２受承壁２２との間に入り込んでいる。斜板１６のカム面１６１と第１受承壁２１との間には半球形状のシュー２４Ａが介在されており、斜板１６のカム面１６２と第２受承壁２２との間には半球形状のシュー２４Ｂが介在されている。

第１受承壁２１と第２受承壁２２との対向面２１１，２２１には凹球面形状の座面２５，２６が形成されている。シュー２４Ａの凸球面形状の凸球面部２４１は、座面２５に摺接可能に嵌合しており、シュー２４Ａの平面形状の平坦部２４２は、斜板１６のカム面１６１に面接触している。シュー２４Ｂの凸球面形状の凸球面部２４１は、座面２６に摺接可能に嵌合しており、シュー２４Ｂの平面形状の平坦部２４２は、斜板１６のカム面１６２に面接触している。凹球面形状の座面２５の球面中心と凹球面形状の座面２６の球面中心とは、一致させてある。座面２５，２６の球面中心Ｅｏは、図１（ｆ）及び図３に図示されている。

斜板１６の回転運動は、シュー２４Ａ，２４Ｂを介してピストン１８の前後往復運動に変換され、ピストン１８がシリンダボア１１１内を往復動する。
リヤハウジング１３内には吸入室３０及び吐出室３１が区画して形成されている。吸入室３０内のガス状の冷媒は、ピストン１８の復動動作（図３において右側から左側への移動）により吸入ポート３２から吸入弁３３を押し退けて圧縮室１１２内へ吸入される。圧縮室１１２内へ吸入されたガス状の冷媒は、ピストン１８の往動動作（図３において左側から右側への移動）により吐出ポート３４から吐出弁３５を押し退けて吐出室３１へ吐出される。吸入室３０と吐出室３１とは、外部冷媒回路３６で接続されている。外部冷媒回路３６上には、冷媒から熱を奪うための熱交換器３７、膨張弁３８、周囲の熱を冷媒に移すための熱交換器３９が介在されている。吐出室３１の冷媒は、熱交換器３７、膨張弁３８及び熱交換器３９を経由して吸入室３０に流入する。

吐出室３１と制御圧室１２１とは、供給通路２７によって接続されている。又、制御圧室１２１と吸入室３０とは、放出通路２８によって接続されている。制御圧室１２１内の冷媒は、放出通路２８を介して吸入室３０へ流出する。

供給通路２７上に介在された電磁式の容量制御弁２９は、励磁状態では電流値が大きいほど弁開度が小さくなる方向へ変化する。制御圧室１２１内の冷媒は、放出通路２８を介して吸入室３０へ流出しており、この冷媒流出は、制御圧室１２１内の圧力を下がるように働く。従って、斜板１６の傾角は、電流値に応じて大きくなって吐出容量が多くなる。容量制御弁２９は、消磁によって弁開度が最大となる。従って、斜板１６の傾角が最小となり、吐出容量が最小となる。

図１（ａ）は、座面２５，２６を形成するための加工装置４０及びピストン支持装置４３を示す。加工装置４０は、駆動制御装置４１とボールエンドミル４２とからなり、駆動制御装置４１は、ボールエンドミル４２の回転及び移動を制御する。駆動制御装置４１は、数値制御によってボールエンドミル４２の移動を制御する。ボールエンドミル４２は、回転軸線４２２を中心にして回転し、ボールエンドミル４２が回転することによって生じる刃部４２１の回転軌跡の直径は、第１受承壁２１と第２受承壁２２との間の間隔よりも小さい。つまり、回転しているボールエンドミル４２の刃部４２１は、第１受承壁２１と第２受承壁２２とに接することなく第１受承壁２１と第２受承壁２２との間へ挿入可能である。本実施形態では、ボールエンドミル４２の回転軸線４２２は、ピストン１８の中心軸線Ｌ２に対して直交しており、且つ形成しようとする座面２５，２６と交差しない。

ピストン支持装置４３は、ピストン１８の中心軸線Ｌ２を中心にしてピストン１８を往復回動可能に支持する。ピストン支持装置４３を構成する往復駆動装置４３１は、中心軸線Ｌ２を中心にしてピストン１８を往復回動させる。

次に、座面２５，２６を加工形成する方法を説明する。
図１（ａ）に示すように、ピストン１８は、固定されている。図１（ａ）に示すように第１受承壁２１と第２受承壁２２との間にボールエンドミル４２の刃部４２１が配置され、ボールエンドミル４２が回転される。回転するボールエンドミル４２は、刃部４２１が図１（ｂ）に示す最下位の鎖線位置、最下位より上の鎖線位置及び最上位の鎖線位置を経由するように、移動される。つまり、回転しながら移動する刃部４２１は、形成しようとする座面２６に一致する仮想球面Ｅ〔図１（ａ）に図示〕の球面中心Ｅｏと同心、かつ同一半径の円弧に沿った切削軌跡Ｄをもたらす。この切削軌跡Ｄは、ピストン１８の中心軸線Ｌ２を含み、かつピストン１８を左右対称に等分する平面Ｈ〔図１（ｃ）に図示〕に含まれる。回転するボールエンドミル４２は、切削軌跡Ｄをもたらすように、繰り返し往復される。

回転するボールエンドミル４２が切削軌跡Ｄをもたらすように繰り返し往復される間、ピストン１８は、図２（ｄ），（ｅ）に示すように中心軸線Ｌ２を中心にして往復回動される。ピストン１８には連結部２３があるため、ボールエンドミル４２と連結部２３とが接触しない範囲でピストン１８を往復回動させる必要がある。ピストン１８の回動角の範囲は、少なくとも−９０°〜＋９０°〔ピストン１８が図２（ｃ）に示す回動位置にあるときを０°としている〕の範囲である。つまり、ピストン１８の往復回動は、少なくとも半周分の往復回動である。本実施形態では、−（９０°＋β°）〜＋（９０°＋β°）（β°＞０°）の範囲にしてある。β°は、ピストン１８の連結部２３とボールエンドミル４２とが接触しない範囲で設定されている。

ピストン１８は、刃部４２１が切削軌跡Ｄの片道を全て辿る間に、中心軸線Ｌ２を中心にして回動角α°（＞０）だけ回動される。つまり、刃部４２１が切削軌跡Ｄの片道を１回辿る間にピストン１８が回動角α°だけ回動される。α°（所定の最小回動角）は、例えば１°〜２０°の範囲で設定されている。

本実施形態では、ピストン１８の往復回動の回数は、１回に設定されている。ピストン１８の往復回動の開始位置は、例えば図２（ｃ）に示す位置である。ピストン１８は、図２（ｃ）に示す回動開始位置から例えば図２（ｄ）に示す側へ回動された後、図２（ｄ）に示す位置から図２（ｅ）に示す側へ反転回動され、次いで図２（ｅ）に示す位置から図２（ｃ）に示す位置へ反転回動して復帰される。ピストン１８の１回の往復回動が完了すると、所望の座面２６が得られる。図１（ｆ）は、第２受承壁２２の対向面２２１に所望の座面２６が加工形成された状態を示す。ピストン１８の中心軸線Ｌ２は、凹球面形状の座面２６の球面中心Ｅｏと、座面２６の最も深い底の部位２６１とを通る。

所望の座面２６が加工形成された後、座面２５の形成が座面２６の形成と同様に行われる。仮想球面Ｅは、座面２６にも一致する。つまり、座面２５，２６の凹球面は、仮想球面Ｅに含まれる。ピストン１８の中心軸線Ｌ２は、凹球面形状の座面２５の球面中心Ｅｏと、座面２５の最も深い底の部位２５１とを通る。

第１受承壁２１の対向面２１１は、座面２５を形成する場所である被加工壁面であり、第２受承壁２２の対向面２２１は、座面２６を形成する場所である被加工壁面である。
ボールエンドミル４２は、回転軸線４２２が座面２５，２６と交差しないように、回転される切削刃物である。ボールエンドミル４２は、座面２５，２６の凹球面（仮想球面Ｅ）の球面中心Ｅｏと同心の円弧に沿った切削軌跡をもたらす。切削軌跡Ｄをもたらすようにボールエンドミル４２を移動させる工程は、座面２５，２６の凹球面の球面中心と同心の円弧（本実施形態では切削軌跡Ｄ）に沿った切削軌跡をもたらすように、ボールエンドミル４２を回転させながらピストン１８に対してボールエンドミル４２を相対移動させる第１工程である。ピストン１８の中心軸線Ｌ２を中心にしてピストン１８を回動させる工程は、中心軸線Ｌ２を中心にして刃部４２１に対してピストン１８を相対回動させる第２工程である。本実施形態では、第１工程と第２工程とが同時進行される。

第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）ボールエンドミル４２によって切削形成された座面２５，２６にツールマークが生じた場合、このツールマークは、図２（ａ）に例示する放射形状、又は図２（ｂ）に例示する同心円形状に近似する筋模様となる。放射形状又は同心円形状に近い筋模様の中心は、ピストン１８の中心軸線Ｌ２上に略一致する。

シュー２４Ａ，２４Ｂは、回転する斜板１６の周速差の影響によって座面２５，２６上で回転したり、回転する斜板１６の傾き方向が変わってゆくことによって揺動したりする。つまり、このような動きをするシュー２４Ａ，２４Ｂの凸球面部２４１は、図２（ａ），（ｂ）に例示するようなツールマークに摺接する。しかし、第１工程と第２工程との組み合わせによって切削形成された座面２５，２６上に生じたツールマーク〔図２（ａ），（ｂ）に例示するようなツールマーク〕は、特定の方向に偏らない筋模様である。そのため、図２（ａ），（ｂ）に例示するようなツールマークは、可変容量型ピストン式圧縮機１０が高速かつ高負荷の時や、凹球面形状の座面２５，２６とシュー２４Ａ，２４Ｂとの間において潤滑油が少ないような時にも、座面２５，２６あるいはシュー２４Ａ，２４Ｂの凸球面部２４１の摩耗の回避に有利である。

つまり、シュー２４Ａ，２４Ｂの凸球面部２４１（図３参照）、あるいはピストン１８に形成される凹球面形状の座面２５，２６の摩耗をもたらし易いタイプのツールマークの生成が回避される。

（２）ボールエンドミル４２を回転させながらピストン１８に対してボールエンドミル４２を相対移動させる第１工程と、刃部４２１に対してピストン１８を相対回動させる第２工程とは同時進行される。第２工程におけるピストン１８と刃部４２１との間の相対回動量〔回動半径×最小回動角（ラジアン単位でπ×α°／１８０°）〕は、第１工程におけるピストン１８と刃部４２１との間の相対移動量（切削軌跡Ｄの長さ程度）よりも小さい。つまり、第２工程におけるピストン１８と刃部４２１との間の単位時間当たりの相対回動量〔（回動半径）×（単位時間当たりの回動角）〕は、第１工程におけるピストン１８と刃部４２１との間の単位時間当たりの相対移動量よりも小さい。単位時間当たりの相対回動量が単位時間当たりの相対移動量よりも小さいほど、座面２５，２６上の凹凸が小さくなり（ツールマークが目立たなくなり）、座面２５，２６の真球精度が高くなる。

（３）ピストン１８の回動角の範囲は、−（９０°＋β°）〜＋（９０°＋β°）〔ピストン１８が図２（ｃ）に示す回動位置にあるときを０°としている〕の範囲である。この範囲は、ボールエンドミル４２と連結部２３とが接触することなく、かつ凹球面形状の座面２５，２６の中心軸線Ｌ２を中心とした周方向へのボールエンドミル４２による切削軌跡が半周分よりも大きくなる。ボールエンドミル４２の刃部４２１の中心４２３が図１（ｂ）において中心軸線Ｌ２よりも下側にあれば、前記半周分は、中心軸線Ｌ２よりも下側にあり、ボールエンドミル４２の刃部４２１の中心４２３が図１（ｂ）において中心軸線Ｌ２よりも上側にあれば、前記半周分は、中心軸線Ｌ２よりも上側にある。つまり、前記のような範囲の設定によれば、ボールエンドミル４２と連結部２３とが接触することなく、かつ凹球面形状の座面２５，２６の中心軸線Ｌ２を中心とした周方向へのボールエンドミル４２による切削軌跡が１周分よりも大きくなる。前記のような範囲の設定は、ボールエンドミル４２と連結部２３とが接触することなく、かつ凹球面形状の座面２５，２６上における中心軸線Ｌ２を中心とした周方向へのボールエンドミル４２による切削軌跡が確実に１周分となるようにする上で、望ましい。

（４）ピストン１８の中心軸線Ｌ２を中心にしてピストン１８自体を往復回動させる方法は、第２工程を遂行する上で簡便な方法である。
（５）ピストン１８の回動中心は、ピストン１８の中心軸線Ｌ２に一致しており、座面２５，２６の最も深い底の部位２５１，２６１は、ピストン１８の中心軸線Ｌ２上に位置する。このような位置関係をもたらす座面２５，２６は、ピストン１８をシリンダボア１１１内で円滑に往復動させる上で好ましい。

次に、図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）に示す第２の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。
図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、回転軸４４には一対の刃体４５，４６が延出可能に設けられている。回転軸４４は、回転軸線４４１を中心にして回転可能であり、刃体４５，４６の延出方向は、回転軸線４４１に対して直交する方向である。刃体４５，４６は、回転軸４４と一体的に回転する。刃体４５，４６は、回転しているときの刃先の回転軌跡によって図示されている。刃体４５，４６の刃先は、円弧形状であり、図４（ｂ）に示すように、刃体４５における円弧形状の刃先の円弧中心Ｃ１と、刃体４６における円弧形状の刃先の円弧中心Ｃ２とを結ぶ線Ｌ１は、回転軸４４の回転軸線４４１と直交している。刃体４５，４６の延出方向は、回転軸線４４１と直交する方向である。図４（ａ），（ｃ）は、刃体４５，４６が退避位置にある状態を示し、図４（ｂ）は、刃体４５，４６が延出位置にある状態を示す。刃体４５，４６は、退避位置と延出位置との間で切り換え配置可能である。

座面２５，２６の切削形成は、以下のように行われる。図４（ａ）に示すように、刃体４５，４６が退避位置にあるとき、刃体４５，４６は、線Ｌ１とピストン１８の中心軸線Ｌ２とが一致するように、第１受承壁２１と第２受承壁２２との間に配置される。次に、回転軸４４が回転している状態で刃体４５，４６が図４（ａ）に示す退避位置から図４（ｂ）に示す延出位置に向けて延出される。刃体４５，４６が退避位置から延出位置に向けて移動している間、回転している刃体４５，４６は、座面２５，２６の凹球面の球面中心（仮想球面Ｅの球面中心Ｅｏ）と同心の球面に沿った球面形状の切削軌跡をもたらす。刃体４５，４６が延出位置に配置されたときには、球面形状の切削軌跡は、仮想球面Ｅに一致する。

回転している刃体４５，４６が延出位置に配置されると、回転軸４４が回転している状態のもとに、回転軸４４がピストン１８の中心軸線Ｌ２を中心にして往復回動される。回転軸４４の往復回動は、例えば図４（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｄ）の順に行われる。回転軸４４の回動角の範囲は、少なくとも−９０°〜＋９０°〔回転軸４４が図４（ｄ）に示す回動位置にあるときを０°としている〕の範囲である。回転軸４４の往復回動の回数は、例えば１回である。回転軸４４の往復回動が完了すると、座面２５，２６が同時に切削形成される。回転軸４４の往復回動が完了した後、刃体４５，４６が延出位置から退避位置へ復帰される。図４（ｃ）は、座面２５，２６が切削形成された状態を示す。

回転軸４４及び刃体４５，４６は、座面２５，２６の凹球面（仮想球面Ｅ）の球面中心Ｅｏと同心の球面に沿った切削軌跡をもたらす切削刃物を構成する。この切削刃物は、回転軸線４４１が座面２５，２６と交差しないように、回転される切削刃物である。

刃体４５，４６を退避位置から延出位置へ移動させる工程は、座面２５，２６の凹球面の球面中心と同心の球面に沿った切削軌跡をもたらすように、回転軸４４（刃体４５，４６）を回転させながらピストン１８に対して刃体４５，４６を相対移動させる第１工程である。ピストン１８の中心軸線Ｌ２を中心にして回転軸４４を回動させる工程は、ピストン１８の中心軸線Ｌ２を中心にして刃体４５，４６に対してピストン１８を相対回動させる第２工程である。

ツールマークが生じたとすると、このツールマークは、放射形状に近い筋模様、又は同心円形状に近い筋模様となる。放射形状又は同心円形状に近い筋模様の中心の位置は、座面２５，２６の最も深い底の部位２５１，２６１の付近となる。つまり、第２の実施形態においても、シュー２４Ａ，２４Ｂの凸球面部２４１（図３参照）、あるいはピストン１８に形成される凹球面形状の座面２５，２６の摩耗をもたらし易いタイプのツールマークの生成を回避することができる。

本発明では以下のような実施形態も可能である。
○第１工程によって座面を略形成した後、第２工程を行なうようにしてもよい。つまり、第１工程が完了した後、第２工程を行なうようにしてもよい。このような工程の組み合わせによっても、シュー２４Ａ，２４Ｂの凸球面部２４１、あるいは座面２５，２６の摩耗をもたらし易いタイプのツールマークの生成を回避することができる。

○第１の実施形態では、第１工程と第２工程とを同時進行させたが、第１工程において円弧の切削軌跡Ｄに沿った片道１回分の切削又は往復１回分の切削を行なう工程と、この後に、第２工程において所定の最小回動角をもたらす相対回動を行なう工程との組み合わせを繰り返して座面２５，２６を形成するようにしてもよい。

○第１の実施形態において、ピストン１８を高速で往復回動（少なくとも半周分の相対回動）させる第２工程と、ボールエンドミル４２を低速で移動させる第１工程とを組み合わせてもよい。つまり、第２工程におけるピストン１８と刃部４２１との間の単位時間当たりの相対回動量〔（回動半径）×（単位時間当たりの回動角）〕は、第１工程におけるピストン１８と刃部４２１との間の単位時間当たりの相対移動量よりも大きくてもよい。例えば、ピストン１８が半周分回動する間又は１回往復回動する間に、刃部４２１が切削軌跡Ｄに沿って僅かに（例えば１ｍｍ程度）移動するといった組み合わせを行えばよい。あるいは、ピストン１８が半周分回動する間又は１回往復回動した後、ピストン１８に対して刃部４２１を相対移動させてもよい。

この実施形態においても、シュー２４Ａ，２４Ｂの凸球面部２４１（図３参照）、あるいはピストン１８に形成される凹球面形状の座面２５，２６の摩耗をもたらし易いタイプのツールマークの生成を回避することができる。

○第１の実施形態において、仮想球面Ｅと同心であって仮想球面Ｅの半径よりも小さい半径の円弧の切削軌跡をもたらすようにボールエンドミル４２を移動し、円弧の切削軌跡の片道又は１往復後に切削軌跡における円弧半径を少し大きくした円弧の切削軌跡をもたらすようにボールエンドミル４２を移動するようにしてもよい。つまり、円弧の切削軌跡における円弧半径を段階的に大きくしてゆき、最終的に円弧の切削軌跡における円弧半径を仮想球面Ｅの球面半径に一致させるようにしてもよい。

○第１の実施形態において、ボールエンドミル４２を移動させないで（ボールエンドミル４２を固定して）ピストン１８を移動して、座面２５，２６を切削形成するようにしてもよい。

○第１の実施形態において、ピストン１８を往復回動させないで（ピストン１８を固定して）、ピストン１８の中心軸線Ｌ２を中心にしてボールエンドミル４２を往復回動させるようにしてもよい。

○第１の実施形態において、ピストン１８を往復させない回動であってもよい。例えば図１（ｄ）の位置から図１（ｅ）の位置へピストン１８を回動させるだけでもよい。
○第１の実施形態において、刃部４２１以外のボールエンドミル４２の部位が受承壁２１，２２に接触しない範囲で、ボールエンドミル４２の回転軸線４２２をピストン１８の中心軸線Ｌ２に対して傾けてもよい。

○第２の実施形態において、回転軸４４を往復回動させないで（回転軸４４を固定して）、ピストン１８を往復回動させるようにしてもよい。
○固定容量型のピストン式圧縮機に用いるピストンに本発明を適用してもよい。

○前後に一対の頭部を備えた両頭ピストンに本発明を適用してもよい。
前記した実施形態から把握できる技術思想について以下に記載する。
〔１〕前記第２工程において半周分の相対回動を行なう工程と、この後に、又は同時に、前記第１工程において前記円弧に沿った所定の最小相対移動量をもたらす相対移動を行なう工程との組み合わせを繰り返して前記座面を形成する請求項１に記載のピストン式圧縮機に用いるピストンの加工方法。

シュー２４Ａ，２４Ｂの凸球面部２４１、あるいはピストン１８に形成される凹球面形状の座面２５，２６の摩耗をもたらし易いタイプのツールマークの生成を回避することができる。

〔２〕前記ピストンの中心軸線を中心にして前記ピストンを往復回動させる請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のピストン式圧縮機に用いるピストンの加工方法。
ピストン１８自体を往復回動させる方法は、第２工程を遂行する上で簡便な方法である。

〔３〕前記ピストンの中心軸線を中心にして前記ピストンを往復回動させるときの回動角の範囲は、少なくとも−９０°〜＋９０°の範囲である前記〔２〕項に記載のピストン式圧縮機に用いるピストンの加工方法。

切削刃物（ボールエンドミル４２）と連結部２３とが接触することなく、かつ凹球面形状の座面２５，２６の中心軸線Ｌ２を中心とした周方向への切削刃物による切削軌跡が確実に１周分となるようにする上で、望ましい。

第１の実施形態を示し、（ａ）は、側面図。（ｂ）は、部分側断面図。（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、ピストン１８の往復回動を説明する部分断面図。（ｆ）は、座面２５，２６が切削形成された状態を示す部分側断面図。 （ａ），（ｂ）は、ツールマークの例を示す斜視図。 可変容量型ピストン式圧縮機の全体側断面図。 第２の実施形態を示し、（ａ）は部分側面図。（ｂ）は、刃体４５，４６が延出位置にある状態を示す部分側断面図。（ｃ）は、刃体４５，４６が退避位置にあり、座面２５，２６が切削形成された状態を示す部分側断面図。（ｄ），（ｅ），（ｆ）は、回転軸４４の往復回動を説明する部分断面図。

符号の説明

１０…可変容量型ピストン式圧縮機。１６…カム体としての斜板。１６１，１６２…カム面。１８…ピストン。２１…第１受承壁。２２…第２受承壁。２１１，２２１…被加工壁面としての対向面。２４Ａ，２４Ｂ…シュー。２４１…凸球面部。２５，２６…座面。２５１，２６１…底の部位。４２…切削刃物としてのボールエンドミル。４２２…回転軸線。４４…切削刃物を構成する回転軸。４４１…回転軸線。４５，４６…切削刃物を構成する刃体。Ｌ２…回動軸線としての中心軸線。Ｄ…円弧形状の切削軌跡。Ｈ…平面。Ｅ…球面形状の切削軌跡に一致する仮想球面。

Claims (4)

1. 凸球面形状の凸球面部を備えた一対のシューの凸球面部がピストンに形成された凹球面形状の一対の座面に嵌合されていると共に、前記シューがカム体のカム面と前記ピストンとの間に介在されており、前記カム体が回転して前記ピストンが往復動することによりガスが圧縮されるピストン式圧縮機に用いるピストンであって、前記凹球面形状の座面を形成する場所である前記ピストンの受承壁の被加工壁面に切削刃物を用いて前記座面を形成するピストン式圧縮機に用いるピストンの加工方法において、
   前記切削刃物の回転軸線が前記座面と交差しないように前記切削刃物を回転させながら、前記座面の凹球面に沿った切削軌跡をもたらす第１工程と、
   前記ピストンの中心軸線を中心にして、前記切削刃物と前記ピストンとのうちの一方を他方に対して回動させる第２工程とを含み、
   前記第１工程と前記第２工程とを組み合わせて前記座面を形成するピストン式圧縮機に用いるピストンの加工方法。
2. 前記第１工程は、前記座面の凹球面の球面中心と同心の円弧又は球面に沿った切削軌跡をもたらすように、前記切削刃物を回転させながら前記ピストンに対して前記切削刃物を相対移動させる工程である請求項１に記載のピストン式圧縮機に用いるピストンの加工方法。
3. 前記第１工程と第２工程とを同時進行させる請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載のピストン式圧縮機に用いるピストンの加工方法。
4. 前記第１工程が完了した後、前記第２工程を行なう請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載のピストン式圧縮機に用いるピストンの加工方法。

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