JP2010106801A - Piston for compressor - Google Patents
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Description
本発明は、圧縮機用ピストンに関する。 The present invention relates to a compressor piston.
特許文献1には、可変容量圧縮機に用いられて冷媒を圧縮する圧縮機用ピストンが記載されている。このピストンは、揺動回転する斜板に連結されてシリンダボア内を往復動する。斜板は、エンジンからの駆動力で回転する駆動軸に回転支持体を介して傾動可能に連結されている。 Patent Document 1 describes a compressor piston that is used in a variable capacity compressor and compresses a refrigerant. The piston is connected to a swash plate that oscillates and rotates to reciprocate in the cylinder bore. The swash plate is connected to a drive shaft that is rotated by a drive force from the engine via a rotary support so as to be tiltable.
上記特許文献1に記載されている、ピストンは斜板との連結部分と、シリンダボア内で冷媒を圧縮する本体部分とで形成されており、軽量化のために本体部分は中空状に形成されている。また、連結部分と本体部分とは、電子ビーム等の溶接によって一体化されている。さらに、本体部分の外周は、シリンダボアの内壁との摺動を滑らかに維持するためにコーティング剤によりコーティングされている。 The piston described in Patent Document 1 is formed of a connecting portion with a swash plate and a main body portion that compresses the refrigerant in the cylinder bore, and the main body portion is formed in a hollow shape for weight reduction. Yes. Moreover, the connection part and the main-body part are integrated by welding, such as an electron beam. Further, the outer periphery of the main body portion is coated with a coating agent in order to keep the sliding with the inner wall of the cylinder bore smooth.
ところが、連結部分と本体部分とを溶接する際には、真空状態で溶接するため、本体部分の中空部分内も真空状態にする必要がある。このため、連結部分と本体部分との接合部分に隙間を設けているので、連結部分に対して本体部分の位置ずれが発生しやすく、冷媒を圧縮する使用状態において本体部分が連結部分に対して偏心することもある。連結部分が偏心すると、ピストン円筒部に施す仕上工程の外径加工によって肉厚が均一でなくなり、ピストンの変形による異常摩耗部分が発生し、異音やピストン破損が発生するおそれもある。 However, when the connecting portion and the main body portion are welded, the inside of the hollow portion of the main body portion needs to be in a vacuum state because welding is performed in a vacuum state. For this reason, since a gap is provided in the joint portion between the connecting portion and the main body portion, the main body portion is liable to be displaced with respect to the connecting portion, and the main body portion is in a use state where the refrigerant is compressed with respect to the connecting portion. It may be eccentric. If the connecting portion is eccentric, the outer diameter processing in the finishing process applied to the piston cylindrical portion may cause a non-uniform wall thickness, resulting in abnormal wear due to deformation of the piston, which may cause abnormal noise or damage to the piston.
そこで、ピストン全体を樹脂で一体成形することが特許文献2で提案されている。この樹脂製のピストンは、200℃以上の熱変形温度を有する合成樹脂、例えばポリイミド系の原材料をベースとした樹脂材料を用いて射出成形により中実体として形成している。
しかしながら、特許文献2に記載されているように樹脂のみでピストン全体を製造すると強度不足という問題を有している。特に、シリンダボア内で冷媒を圧縮する際に圧力を受ける受圧部分は、冷媒の圧縮により発生する冷媒の熱と繰り返し圧力を受けるため、樹脂の経時な変化により変形・ひびが発生し耐久性に欠けるので信頼性に欠けるという問題がある。
However, as described in
そこで、本発明は、軽量で、十分な強度を有して高い信頼性のあるピストンの提供を目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a piston that is light in weight, has sufficient strength, and is highly reliable.
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、気体を圧縮する圧縮機1に用いられ揺動する斜板16と連結されてシリンダボア19内を往復動することで気体を圧縮する圧縮機用ピストン18,35であって、斜板16と連結される金属製のピストンポケット部20と、このピストンポケット部20と一体に形成された円柱状の支柱部21と、支柱部21の先端側に一体に形成されシリンダボア19内で気体を押圧する円板状の受圧部22と、少なくとも支柱部21の外周に設けられてシリンダボア19の内壁19aと摺動する樹脂製のキャップ部31とからなることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is used for a compressor that compresses gas by reciprocating in a
請求項2記載の発明は、請求項1記載の圧縮機用ピストン18であって、キャップ部31は、支柱部21の外周全域に亘って形成された円柱状をなしていることを特徴とする。
The invention according to
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の圧縮機用ピストン35であって、キャップ部36には、肉抜き部37が設けられていることを特徴とする。
A third aspect of the present invention is the
請求項4記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか一項記載の圧縮機用ピストン18,35であって、キャップ部31,36は、受圧部22を含んで形成されていることを特徴とする。
A fourth aspect of the present invention is the
本発明によれば、斜板との連結部のピストンポケット部と、支柱部と、受圧部とを金属で一体に形成したことにより、十分な強度が得られ、シリンダボアの内壁と摺動するキャップ部を樹脂製としたことにより、全体を金属で形成した場合に比較して大幅な軽量化を図ることができる。 According to the present invention, the piston pocket portion, the column portion, and the pressure receiving portion of the connecting portion with the swash plate are integrally formed of metal, so that sufficient strength is obtained and the cap slides with the inner wall of the cylinder bore. By making the part made of resin, it is possible to achieve a significant weight reduction as compared with the case where the whole is made of metal.
しかも、シリンダボアの内壁との摺動部分は、金属同士の摺動ではなく樹脂と金属との摺動となるのでシリンダボアの内壁に傷がつくことがなく、また従来のように、ピストンに樹脂のコーティングを施す必要もないので製造工程が少なくなり、コスト低減を図ることができる。 In addition, the sliding part with the inner wall of the cylinder bore is not a sliding movement between the metals, but a sliding between the resin and the metal, so that the inner wall of the cylinder bore is not damaged, and as in the conventional case, the piston is made of resin. Since it is not necessary to apply a coating, the number of manufacturing steps is reduced, and costs can be reduced.
また、キャップ部の一部に肉抜き部を設けることで、強度を維持したまま、さらに軽量化を図ることができ、引いては圧縮機の無駄な運動エネルギーを消費する事が無く効率を大幅に向上することができる。 In addition, by providing a thinned part in the cap part, it is possible to further reduce the weight while maintaining the strength, and without increasing the efficiency without consuming unnecessary kinetic energy of the compressor. Can be improved.
以下、本発明に係る圧縮機用ピストンの詳細を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、実施形態において圧縮機用ピストンは、ピストンという。 Hereinafter, details of a piston for a compressor according to the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings. In the embodiment, the compressor piston is referred to as a piston.
<第1実施形態>
図1は、本発明に係るピストン18が用いられた圧縮機1を示す断面図、図2は、第1実施形態のピストン18の拡大斜視図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a sectional view showing a compressor 1 in which a
図1に示すように、圧縮機1は、円筒状のハウジング2と、このハウジング2内に設けられて冷媒を圧縮する圧縮機構3と、この圧縮機構3にエンジン等から伝達された回転駆動力を伝達する動力伝達部4とを備えている。
As shown in FIG. 1, a compressor 1 includes a
上記ハウジング2は内部にクランク室5が形成されたフロントハウジング6と、このフロントハウジング6に隣接配置され、スルーボルト7で一体固定されたシリンダブロック8と、このシリンダブロック8のフロントハウジング6の反対側に固定されたリヤハウジング9とで構成され、シリンダブロック8とリヤハウジング9との間にはバルブプレート10が配設されている。フロントハウジング6のクランク室5内に、上記圧縮機構3が設けられている。
The
圧縮機構3は、動力伝達部4に伝達された回転駆動力で回転する駆動軸11と、この駆動軸11の軸方向に向けてスライド自在に駆動軸11に装着されるスリーブ12と、スリーブ12に揺動自在に連結されるジャーナル13と、駆動軸11に固定されるラグプレート14と、ラグプレート14とジャーナル13とを揺動自在に連結するリンク機構15とを備えている。ジャーナル13には斜板16が固定されており、駆動軸11、ラグプレート14、リンク機構15を介して伝達された回転駆動力で斜板16が揺動回転する。
The
斜板16の外周部分には、シュー17を介して複数のピストン18が連結されている。これらのピストン18は、シリンダブロック8に設けられたシリンダボア19内に挿入されており、所定の角度に傾斜した斜板16が揺動回転することによりシリンダボア19内を往復動してシリンダボア19内に冷媒を吸入すると共に、吸入した冷媒を圧縮する。
A plurality of
図2に示すように、本実施形態のピストン18は、シュー17を介して斜板16に固定されるピストンポケット部20と、クランク室5内で冷媒を圧縮する受圧部22と、ピストンポケット部20と受圧部22とを連結する支柱部21とが、アルミにより一体形成されている。
As shown in FIG. 2, the
ピストンポケット部20は、斜板16を支持する対向した支持壁23、24と、フロントハウジング6の内壁と係合して回転を規制する回り止め部25と、支持壁23、24と回り止め部25とで形成されて斜板16がシュー17を介して挿入される斜板挿入溝26とで形成されている。支持壁23、24には、対向面にそれぞれ半球面状のシュー支持凹部27、28が設けられている。また、回り止め部25の外周面には、フロントハウジング6の内壁と係合する係合凸部29が形成されている。一方の支持壁24から支柱部21が一体に延設されている。
The
支柱部21は、支持壁24と受圧部22とを連結する円柱状の支柱本体30で形成されている。この支柱本体30の先端側に、円板状の受圧部22が一体に成形されている。また、支柱部21の外周には、キャップ部31が受圧部22を含んだ状態で一体に成形されている。このキャップ部31の外径は、シリンダボア19の内径とほぼ同径に形成されている。また、キャップ部31は、潤滑性に優れた樹脂で成形されており、シリンダボア19内の内壁と摺動する。
The
受圧部22は、支柱部21の先端側で冷媒を圧縮する際に圧力を受ける受圧面32と、支柱本体30が中央部分に一体に成形される連結面33とから形成されている。
The
本実施形態では、斜板16との連結部のピストンポケット部20と、支柱部21と、受圧部22とを金属で一体に形成したことにより、十分な強度が得られ、シリンダボア19の内壁19aと摺動するキャップ部31を樹脂製としたことにより、全体を金属で形成した場合に比較して大幅な軽量化を図ることができる。
In the present embodiment, the
しかも、シリンダボア19の内壁19aとの摺動部分は、金属同士の摺動ではなく樹脂と金属との摺動となるのでシリンダボア19の内壁19aに傷がつくことがなく、また従来のように、ピストン18に樹脂のコーティングを施す必要もないので製造工程が少なくなり、コスト低減を図ることができる。
Moreover, the sliding portion of the cylinder bore 19 with the
また、受圧部22も樹脂材で覆われているので、冷媒圧縮時において生じる熱をピストンポケット部20やクランク室5に伝えにくく、冷媒の圧縮性能に影響を及ぼすことがない。
Further, since the
<第2実施形態>
図3及び図4を用いて第2実施形態のピストン35について説明する。上記第1実施形態と同構成部分については、同符号を付して重複した説明を省略する。
<Second Embodiment>
The
図3及び図4に示すように、本実施形態のピストン35は、キャップ部36に肉盗み部(肉抜き部)37が設けられている。肉盗み部37は、ピストンポケット部20の回り止め部25を水平として、図5(a)に示すように水平方向に沿って形成されている。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the
本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができることに加え、さらに、ピストン35のキャップ部36に肉盗み部37を設けることによって、ピストン35のさらなる軽量化を図ることができる。
According to this embodiment, in addition to being able to obtain the same effects as those of the first embodiment, the
なお、上記肉盗み部37は、図5(b)に示すように、ピストンポケット部20の回り止め部25を水平として、45度傾斜位置に設けても良く、ピストンポケット部20の回り止め部25を水平として、0〜45°の範囲に設けても良い。
As shown in FIG. 5B, the
また、本実施形態の肉盗み部37が設けられる角度は、ピストン35の磨耗や荷重によって適宜考慮して設定することができる。
Further, the angle at which the
1 圧縮機
16 斜板
18、35 ピストン
19 シリンダボア
20 ピストンポケット部
21 支柱部
22 受圧部
31、36 キャップ部
37 肉盗み部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記斜板(16)と連結される金属製のピストンポケット部(20)と、このピストンポケット部(20)と一体に形成された円柱状の支柱部(21)と、前記支柱部(21)の先端側に一体に形成されシリンダボア(19)内で気体を押圧する円板状の受圧部(22)と、少なくとも前記支柱部(21)の外周に設けられて前記シリンダボア(19)の内壁(19a)と摺動する樹脂製のキャップ部(31)とからなることを特徴とする圧縮機用ピストン(18、35)。 Compressor pistons (18, 35) which are connected to a swash plate (16) used for the compressor (1) for compressing gas and reciprocate in the cylinder bore (19) to compress the gas. And
A metal piston pocket portion (20) connected to the swash plate (16), a columnar column portion (21) formed integrally with the piston pocket portion (20), and the column portion (21) A disk-shaped pressure receiving portion (22) that is integrally formed on the tip end side of the cylinder and presses gas in the cylinder bore (19), and an inner wall ( 19a) and a resin-made cap part (31) which slides, The piston for compressors (18, 35) characterized by the above-mentioned.
前記キャップ部(31)は、前記支柱部(21)の外周全域に亘って形成された円柱状をなしていることを特徴とする圧縮機用ピストン(18)。 A compressor piston (18) according to claim 1,
The compressor piston (18), wherein the cap portion (31) has a cylindrical shape formed over the entire outer periphery of the support column portion (21).
前記キャップ部(36)には、肉抜き部(37)が設けられていることを特徴とする圧縮機用ピストン(35)。 A compressor piston (35) according to claim 1 or claim 2,
The compressor piston (35), wherein the cap portion (36) is provided with a lightening portion (37).
前記キャップ部(31、36)は、前記受圧部(22)を含んで形成されていることを特徴とする圧縮機用ピストン(18、35)。 A compressor piston (18, 35) according to any one of claims 1 to 3,
The compressor piston (18, 35), wherein the cap portion (31, 36) includes the pressure receiving portion (22).
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