JP2009197631A - 揺動板式圧縮機のピストンロッド - Google Patents

Abstract

【課題】 揺動板式圧縮機のピストンロッドであって、座屈強度要求値を過不足無く満たす内作が容易な中空のピストンロッドを提供する。
【解決手段】 回転軸１０と、回転軸１０に係合して回転駆動される斜板１２と、斜板１２に係合して揺動駆動される揺動板１４と、一端が揺動板１４に枢着したピストンロッド１８ａと、ピストンロッド１８ａの他端に枢着したピストンヘッド１８ｂと、ピストンヘッド１８ｂが往復摺動可能に挿入されたシリンダボア１９ａとを備える揺動板式圧縮機Ａのピストンロッド１８ａであって、金属板をプレス成形した中空ロッドであり、長手方向に延在する溶接されていない突当部１８ａ’を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、揺動板式圧縮機のピストンロッドに関するものである。

回転軸と、回転軸に係合して回転駆動される斜板と、斜板に係合して揺動駆動される揺動板と、一端が揺動板に枢着したピストンロッドと、ピストンロッドの他端に枢着したピストンヘッドと、ピストンヘッドが往復摺動可能に挿入されたシリンダボアとを備える揺動板式圧縮機のピストンロッドであって、パイプ材からなる中空のピストンロッドが特許文献１に開示されている。
中空のピストンロッドには、運動部分の軽量化により圧縮機の運動性能を向上させる利点がある。
特開平５−０９９１３５号公報

揺動板式圧縮機のピストンロッドは冷媒圧縮時に圧縮荷重を受けるので所定の座屈強度が要求される。前記所定の座屈強度は過不足無く満たされるのが望ましい。不足すれば圧縮機の作動に支障を来し、過剰であればピストンロッドの重量増を招き、ひいては圧縮機の運動性能を低下させる。しかし、座屈強度要求値を過不足無く満たすパイプ材を市場から入手するのは困難である。一方、パイプ材の内作も、引き抜き加工機や、シームレス加工機の導入を必要とするので困難である。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、揺動板式圧縮機のピストンロッドであって、座屈強度要求値を過不足無く満たす内作が容易な中空のピストンロッドを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、回転軸と、回転軸に係合して回転駆動される斜板と、斜板に係合して揺動駆動される揺動板と、一端が揺動板に枢着したピストンロッドと、ピストンロッドの他端に枢着したピストンヘッドと、ピストンヘッドが往復摺動可能に挿入されたシリンダボアとを備える揺動板式圧縮機のピストンロッドであって、金属板をプレス成形した中空ロッドであり、長手方向に延在する溶接されていない突当部を有することを特徴とするピストンロッドを提供する。
本発明に係る揺動板式圧縮機のピストンロッドは、中空ロッドであるが、引き抜き成形やシームレス成形で製造された閉断面のパイプ材では無く、長手方向に延在する溶接されていない突当部を有する、金属板のプレス成形材である。一般に圧縮機の部品工場はプレス機を備えているので、成形型を新設すれば、長手方向に延在する溶接されていない突当部を有する中空ロッドを容易に内作できる。突当部は溶接しないので、特別の溶接機を新設する必要は無く、設備の点での困難性を生じない。適正寸法の適正素材を適正寸法の成形型を用いてプレス成形することにより、座屈強度要求値を過不足無く満たす中空のピストンロッドを容易に内作することができる。

本発明の好ましい態様においては、プレス成形後に中空ロッドの外周面が表面硬化処理されている。
プレス成形後に中空ロッドの外周面を硬化させることにより、中空ロッドの薄肉化と座屈強度の向上とを両立させることができる。中空ロッドの薄肉化により、圧縮機の運動性能が向上する。

本発明の好ましい態様においては、金属板は０．５乃至２．０ｍｍの薄板である。
車両空調用揺動板式圧縮機のピストンロッドの場合、０．５乃至２．０ｍｍの薄板をプレス成形した中空ロッドの外周面を表面硬化させることにより、必要十分な座屈強度を付与することができる。

本発明においては、上記の中空ピストンロッドを備える揺動板式圧縮機を提供する。
本発明に係る揺動板式圧縮機は、軽量の中空ピストンロッドを備えており、運動性能が良い。

本発明に係る揺動板式圧縮機のピストンロッドは、中空ロッドであるが、引き抜き成形やシームレス成形で製造された閉断面のパイプ材では無く、長手方向に延在する溶接されていない突当部を有する、金属板のプレス成形材である。一般に圧縮機の部品工場はプレス機を備えているので、成形型を新設すれば、長手方向に延在する溶接されていない突当部を有する中空ロッドを容易に内作できる。突当部は溶接しないので、特別の溶接機を新設する必要は無く、設備の点での困難性を生じない。適正寸法の適正素材を適正寸法の成形型を用いてプレス成形することにより、突当部’が未溶接であっても座屈強度要求値を過不足無く満たす中空のピストンロッドを内作することができる。

本発明の実施例に係るピストンロッドを備える揺動板式圧縮機を説明する。
図１に示すように、車両空調装置用の可変容量揺動板式圧縮機Ａは、回転軸１０と、回転軸１０に固定されたローター１１と、傾角可変に回転軸１０に支持された斜板１２とを備えている。斜板１２は、斜板１２の傾角変動を許容するリンク機構１３を介してローター１１に連結され、ローター１１ひいては回転軸１０に同期して回転する。
斜板１２のボス部１２ａに、斜板１２の動的バランスを取るためのバランスリング１３が固定されている。
揺動板１４が、斜板１２のボス部１２ａに外嵌合するとともに、斜板１２とバランスリング１３とにより挟持されている。斜板１２と揺動板１４とに間にベアリング１５、１６が配設されている。バランスリング１３と揺動板１４と間には、バランスリング１３の揺動板１４に対する相対回転を許容するために隙間Ｓ が形成されている。
回転軸１０と平行に延在し揺動板１４の周縁に形成された凹部に嵌合して揺動板の回転を阻止するガイド棒１７が配設されている。ガイド棒１７は、後述するシリンダブロック１９とフロントハウジング２１とにより支持されている。

揺動板１４の周縁部にピストンロッド１８ａの一端が枢着されている。ピストンロッド１８ａの他端にピストンヘッド１８ｂが枢着されている。
ピストンロッド１８ａは、厚みが０．５乃至２．０ｍｍの低炭素鋼板、ステンレス鋼板、アルミ板等の薄金属板をプレス成形した中空ロッドであり、長手方向に延在する溶接されていない突当部１８ａ’を有する。プレス成形後の中空ロッドの外周面は、浸炭熱処理、窒化処理、タフトライド処理、硬質クロムメッキ、無電解ニッケルメッキ等により表面硬化処理されている。ピストンロッド１８ａの両端には球体が溶接されており、一方の球体が揺動板１４に形成された球面状凹部に摺動可能に嵌合し他方の球体がピストンヘッド１８ｂに形成された球面状凹部に摺動可能に嵌合することにより、ピストンロッド１８ａは揺動板１４とピストンヘッド１８ｂとに枢着している。

ピストンヘッド１８ｂは、シリンダブロック１９に形成されたシリンダボア１９ａに往復摺動可能に挿入されている。
複数のピストンロッド１８ａと、複数のピストンヘッド１８ｂと、複数のシリンダボア１９ａとが、周方向に互いに間隔を隔てて配設されている。
回転軸１０、ローター１１、斜板１２、バランスリング１３、揺動板１４を収容するクランク室２０を、シリンダブロック１９と協働して形成するフロントハウジング２１が配設されている。回転軸１０は、フロントハウジング２１を貫通して外部へ延びている。
フロントハウジング２１に取りつけられた電磁クラッチ２２を介して図示しない外部駆動源から回転軸１０の先端部に回転動力が伝達される。
吸入室と吐出室とを形成するシリンダヘッド２３が配設されている。
シリンダブロック１９とシリンダヘッド２３との間にシリンダボア１９ａに連通する吸入穴と吐出穴とが形成された弁板２４が配設されている。弁板２４に吸入弁と吐出弁とが装着されている。
フロントハウジング２１、シリンダブロック１９、弁板２４、シリンダヘッド２３は、複数のボルトにより一体に組み付けられている。

可変容量揺動板式圧縮機Ａにおいては、図示しない外部駆動源の回転動力が電磁クラッチ２２を介して回転軸１０に伝達され、回転軸１０の回転がローター１１、リンク機構１３を介して斜板１２に伝達される。斜板１２の回転に伴い揺動板１４が揺動し、当該揺動がピストンロッド１８ａを介してピストンヘッド１８ｂに伝達され、ピストンヘッド１８ｂがシリンダボア１９ａ内で往復摺動する。外部冷凍回路から還流した冷媒ガスが、シリンダヘッド２３に形成された吸入ポートと吸入室と吸入穴と吸入弁とを介してシリンダボア１９ａへ吸入され、シリンダボア１９ａ内で圧縮され、吐出穴と吐出弁と吐出室とシリンダヘッド２３に形成された吐出ポートとを介して外部冷凍回路へ流出する。
可変容量揺動板式圧縮機Ａは、軽量の中空ピストンロッド１８ａを備えており、運動性能が良い。

揺動板式圧縮機Ａのピストンロッド１８ａは、中空ロッドであるが、引き抜き成形やシームレス成形で製造された閉断面のパイプ材では無く、長手方向に延在する溶接されていない突当部１８ａ’を有する、金属板のプレス成形材である。一般に圧縮機の部品工場はプレス機を備えているので、成形型を新設すれば、長手方向に延在する溶接されていない突当部１８ａ’を有する中空ロッドを容易に内作できる。突当部１８ａ’は溶接しないので、特別の溶接機を新設する必要は無く、設備の点での困難性を生じない。適正寸法の適正素材を適正寸法の成形型を用いてプレス成形することにより、突当部１８ａ’が未溶接であっても座屈強度要求値を過不足無く満たす中空のピストンロッド１８ａを内作することができる。
厚みが０．５乃至２．０ｍｍの低炭素鋼板、ステンレス鋼板、アルミ板等の薄金属板はプレス成形が容易である。プレス成形後に中空ロッドの外周面を表面硬化処理することにより、中空ロッドの薄肉化と座屈強度の向上とを両立させることができる。中空ロッドの薄肉化により、ピストンロッド１８ａが軽量化され、揺動板式圧縮機Ａの運動性能が向上する。
車両空調用揺動板式圧縮機のピストンロッドの場合、０．５乃至２．０ｍｍの薄板をプレス成形した中空ロッドの外周面を表面硬化させることにより、必要十分な座屈強度を付与することができる。

本発明は、揺動板式圧縮機のピストンロッドに広く利用可能である。

本発明の実施例に係るピストンロッドを備える可変容量揺動板式圧縮機の断面図である。

符号の説明

Ａ 可変容量揺動板式圧縮機
１０ 回転軸
１１ ローター
１２ 斜板
１３ バランスリング
１４ 揺動板
１７ ガイド棒
１８ａ ピストンロッド
１８ａ’ 突当部
１８ｂ ピストンヘッド
１９ａ シリンダボア

Claims (4)

1. 回転軸と、回転軸に係合して回転駆動される斜板と、斜板に係合して揺動駆動される揺動板と、一端が揺動板に枢着したピストンロッドと、ピストンロッドの他端に枢着したピストンヘッドと、ピストンヘッドが往復摺動可能に挿入されたシリンダボアとを備える揺動板式圧縮機のピストンロッドであって、金属板をプレス成形した中空ロッドであり、長手方向に延在する溶接されていない突当部を有することを特徴とするピストンロッド。
2. プレス成形後に中空ロッドの外周面が表面硬化処理されていることを特徴とする請求項１に記載のピストンロッド。
3. 金属板は０．５乃至２．０ｍｍの薄板であることを特徴とする請求項２に記載のピストンロッド。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載のピストンロッドを備えることを特徴とする揺動板圧縮機。

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