JP2019002385A - 揺動板式可変容量圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】揺動板のスラスト軸受側への変形を抑制する。
【解決手段】駆動軸に対する斜板の傾斜角度を可変して揺動板４０の揺動幅を変更することで冷媒吐出容量を可変とする揺動板式可変容量圧縮機において、揺動板４０は、アルミニウム系材料で形成されている。また、揺動板４０を駆動軸に対して回転が阻止された状態で揺動可能に連結する揺動板回転阻止機構の一部を構成する円板状の外輪８４は、アルミニウム系材料の融点よりも高い融点を有する鉄系材料で形成されると共に揺動板４０の開口部４０Ｂ２内に配置された状態で揺動板４０を支持しつつ揺動板４０と共に揺動する。揺動板４０と外輪８４とは、外輪８４の外周縁８４Ｂにレーザーを照射するレーザー溶接によって一体化されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、駆動軸と一体的に回転する斜板に追従して揺動する揺動板によりピストンを往復動させる揺動板式可変容量圧縮機に関する。

揺動板式可変容量圧縮機としては、特許文献１（特開２００９−２８７５３９号公報）に記載されるように、駆動軸と共に回転し駆動軸に対して傾斜可能に配設された斜板と、斜板の回転によって揺動して一面に連結されたピストンをシリンダボア内で往復動させる揺動板と、を備えた揺動板式可変容量圧縮機が知られている。揺動板は、回転阻止機構によって駆動軸に対して回転が阻止された状態で揺動可能に連結されている。揺動板の中央部には、開口部が形成されている。この開口部内には、回転阻止機構の一部を構成する円板状の支持部材（外輪）が配置されている。

支持部材のピストン側の一面には、その外周縁に沿って配列される複数の凹部が設けられている。揺動板と支持部材とは、ピストン側から力を加え、揺動板のピストンが連結された一面のうち複数の凹部に対向する部位を凹部内に入り込むように塑性変形させる、いわゆる、かしめ固定によって連結されている。これにより、支持部材は、揺動板を支持しつつ揺動板と共に揺動するようになっている。また、揺動板の他面とこれに対向する斜板の一面との間には、スラスト軸受が配置されている。

特開２００９−２８７５３９号公報

ここで、支持部材は、回転阻止機構の一部を構成する内輪からの回転阻止力に耐え得るように、比較的高い硬度を有する鉄系材料で形成されている。一方、揺動板は、その揺動運動をスムーズ化させるべく、鉄系材料と比較して軽量なアルミニウム系材料で形成されている。しかしながら、上述のかしめ固定では、鉄系材料と比較して変形しやすいアルミニウム系材料で形成された揺動板に力を加えるため、揺動板の塑性変形部周辺の部位には径方向内側から外側に向かう力が発生し、揺動板がスラスト軸受側に反るように変形してしまう。このため、スラスト軸受と揺動板との間に隙間が形成されてしまい、斜板の組み付け精度が悪化するおそれがあった。

そこで、本発明は、揺動板のスラスト軸受側への変形を抑制することのできる揺動板式可変容量圧縮機を提供することを目的とする。

そのため、揺動板式可変容量圧縮機は、回転駆動される駆動軸と、駆動軸と共に回転し駆動軸に対して傾斜可能に配設された斜板と、中央部に開口部が形成されると共に斜板の回転に伴って揺動して一面に連結されたピストンをシリンダボア内で往復動させる金属製の揺動板と、斜板の一面と揺動板の他面との間に配置されたスラスト軸受と、揺動板の駆動軸に対する回転を阻止すると共に揺動板を駆動軸に対して揺動可能に連結する連結機構と、を備えている。また、連結機構は、揺動板を形成する金属の融点よりも高い融点を有する金属で形成されると共に揺動板の開口部内に配置された状態で前記揺動板を支持しつつ揺動板と共に揺動する支持部材を少なくとも含み、揺動板と支持部材とは、レーザー溶接部を介して一体化されている。そして、レーザー溶接部は、揺動板の内周面と支持部材の外周面との間においてピストン側に形成されるか、又は、揺動板の内周面と支持部材の外周面との間においてピストン側からスラスト軸受側にかけて形成されると共にピストン側の径方向の幅がスラスト軸受側の径方向の幅よりも大きく形成されている。

本発明によれば、揺動板のスラスト軸受側への変形を抑制することができる。

所定の運転状態における揺動板式可変容量圧縮機の一例を示す断面図である。 他の運転状態における揺動板式可変容量圧縮機の一例を示す断面図である。 揺動板回転阻止機構の一例を示す分解斜視図である。 揺動板回転阻止機構の外輪と揺動板との連結構造の一例を示す平面図である。 図４のＡ−Ａ線断面図である。 図５の要部拡大図である。 かしめ固定による変形後の揺動板を示す概略図である。 レーザー溶接による変形後の揺動板を示す概略図である。 揺動板と外輪との連結工程の一例を示すフローチャートである。 揺動板と外輪との連結工程図である。 揺動板と外輪との連結工程図である。 揺動板と外輪との連結工程図である。 揺動板と外輪との連結工程図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明を実施するための実施形態について説明する。
図１は、最小吐出容量時の運転状態における揺動板式可変容量圧縮機の一例を示す断面図である。図２は、最大吐出容量時の運転状態における揺動板式可変容量圧縮機を示す断面図である。

揺動板式可変容量圧縮機１は、駆動軸１０と、ロータ２０と、斜板３０と、揺動板４０と、駆動軸１０を回転自在に支持すると共にロータ２０、斜板３０及び揺動板４０を内部に収納する略有底円筒状のハウジング５０と、を備えている。

ハウジング５０は、センターハウジング５２と、その両側に配置されたフロントハウジング５４及びリアハウジング５６と、を含む。

センターハウジング５２の内周縁部には、その周方向に配列された複数（例えば、６個）のシリンダボア５２Ａが設けられている。各シリンダボア５２Ａ内には、それぞれピストン４２が往復動可能に挿入されている。ピストン４２は、コネクティングロッド４４を介して揺動板４０に連結されている。

駆動軸１０は、車両に搭載されたエンジン（図示省略）等の外部からの回転駆動力によって回転駆動され、フロントハウジング５４からセンターハウジング５２の中間位置まで貫通して設けられている。より詳細には、駆動軸１０は、フロントハウジング５４側及びセンターハウジング５２側のそれぞれに設けられた略円環状の軸受（ラジアル軸受）６０、６２を介して、ハウジング５０内に回転自在に支持されている。

ロータ２０は、駆動軸１０と一体化されている。ロータ２０は、例えば、略円板状に形成され、その中央部には貫通孔が形成されている。この貫通孔には、駆動軸１０が圧入固定されている。ロータ２０とフロントハウジング５４との間には略円環状の軸受（スラスト軸受）６４が介装されている。

斜板３０は、駆動軸１０と共に回転し駆動軸１０に対して傾斜可能に配設されている。斜板３０は、例えば、略円板状に形成され、その中央部には駆動軸１０を挿入可能な開口部が形成されている。斜板３０は、例えば、ロータ２０に対して所定のヒンジ機構６６を介して連結されている。斜板３０は、ロータ２０及びヒンジ機構６６を介して駆動軸１０の回転力が伝達されることによって駆動軸１０（及びロータ２０）と共に回転し、ロータ２０に対して傾斜可能となっている。

ヒンジ機構６６は、例えば、ロータ２０から斜板３０に向かって延びる第１のアーム２０Ａと、斜板３０からロータ２０に向かって延びる第２のアーム３０Ａと、第２のアーム３０Ａに設けられる第１のピン部材３０Ｂと、第１のアーム２０Ａに設けられ、第１のピン部材３０Ｂが挿入される長穴２０Ｂと、を含む。すなわち、ヒンジ機構６６は、長穴２０Ｂに第１のピン部材３０Ｂを挿入することによって斜板３０をロータ２０に対して傾斜可能に連結している。

第１のアーム２０Ａ及び第２のアーム３０Ａのそれぞれは、駆動軸１０の軸線を挟んで両側に配設された一対のアームである。また、第２のアーム３０Ａは、より詳細には、斜板３０の一面の外周部からロータ２０の中央部に向かって延びるように設けられている。

第１のピン部材３０Ｂは、駆動軸１０の軸線と直交する方向に延びている。第１のピン部材３０Ｂは、例えば、第２のアーム３０Ａの先端部に設けられた貫通孔（図示省略）に固定されている。

長穴２０Ｂ内では、第１のピン部材３０Ｂが駆動軸１０の軸線と交差する方向に移動可能となっている。そして、長穴２０Ｂ内で第１のピン部材３０Ｂの移動を規制することにより、斜板３０の傾角を最小傾角（図１に示す運転状態）と最大傾角（図２に示す運転状態）との間で変更することができる。
尚、斜板３０が駆動軸１０の軸線に対して直交するときの斜板３０の傾角を０°とした場合、略０°である斜板３０の傾角を最小傾角と呼ぶ（図１を参照）。

揺動板４０は、斜板３０の回転によって揺動して一面に連結されたピストン４２をシリンダボア５２Ａ内で往復動させるように構成されている。

また、揺動板式可変容量圧縮機１は、揺動板回転阻止機構８０を更に備えている。揺動板回転阻止機構８０は、揺動板４０の駆動軸１０に対する回転を阻止すると共に揺動板４０を駆動軸１０に対して揺動可能に連結するように構成されている。したがって、揺動板回転阻止機構８０が、連結機構の一例として挙げられる。

以下、揺動板４０及び揺動板回転阻止機構８０について、図１〜３を参照して詳細に説明する。図３は、揺動板回転阻止機構８０を含む要部の一例を示す分解斜視図である。

揺動板４０は、例えば、略円筒状に形成された円筒部４０Ａと、略円板状に形成された円板部４０Ｂと、を有している。円板部４０Ｂは、円筒部４０Ａと一体化されると共に円筒部４０Ａの外径よりも拡径している。揺動板４０（円板部４０Ｂ）の一面には、コネクティングロッド４４が連結される複数の連結部４０Ｂ１が周方向に沿って設けられている。また、円板部４０Ｂの中央部には、開口部４０Ｂ２が形成されている。

斜板３０と揺動板４０との間には、略円環状のラジアル軸受６８及びスラスト軸受７０が介装されている。より詳細には、ラジアル軸受６８は、斜板３０の内周面と円筒部４０Ａの外周面との間に配置されている。また、スラスト軸受７０は、斜板３０の一面と揺動板４０（円板部４０Ｂ）の他面との間に配置されている。すなわち、揺動板４０は、ラジアル軸受６８及びスラスト軸受７０を介して斜板３０を回転可能に支持している。

揺動板回転阻止機構８０は、内輪８２、外輪８４、複数のボール８６及びスリーブ８８を備えている。
内輪８２は、例えば、略正三角形状の断面を有する周壁部８２Ａと、周壁部８２Ａの端部から揺動板４０に向かうにつれて拡幅する拡幅部８２Ｂと、を有している。周壁部８２Ａの中央部には開口部が設けられている。駆動軸１０は、周壁部８２Ａの開口部に対して、すべり軸受７２を介して相対回転可能に挿入されている。

ここで、センターハウジング５２内には、例えば、略正三角形状の断面を有するガイド孔５２Ｂが設けられている。内輪８２の周壁部８２Ａは、内輪８２が駆動軸１０の軸線方向に移動可能となるようにガイド孔５２Ｂに挿入されている。また、周壁部８２Ａは、駆動軸１０の回転時にガイド孔５２Ｂの内周壁に当接するようになっている。すなわち、駆動軸１０の回転に伴って内輪８２がセンターハウジング５２に対して回転するとき、周壁部８２Ａの各辺がガイド孔５２Ｂの内周壁に当接する。これにより、駆動軸１０の回転に伴う内輪８２の回転が阻止される。すなわち、内輪８２は、駆動軸１０に対する回転が阻止された状態で駆動軸１０に配設されている。

外輪８４は、例えば、略円板状に形成され、その中央部には駆動軸１０を挿入可能な開口部が形成されている。外輪８４の外周部には、揺動板４０が固定されている。外輪８４は、詳細を後述するように、揺動板４０の開口部４０Ｂ２内に配置された状態で揺動板４０を支持しつつ揺動板４０と共に揺動するようになっている。したがって、外輪８４が支持部材の一例として挙げられる。

ここで、内輪８２において、拡幅部８２Ｂの先端側の内周面には、軸方向に延びる複数のガイド溝８２Ｂ１が形成されている。また、外輪８４の開口部の内周面には、軸方向に延びる複数のガイド溝８４Ａが形成されている。外輪８４のガイド溝８４Ａは、内輪８２の各ガイド溝８２Ｂ１と対向する位置に設けられている。各ガイド溝８２Ｂ１、８４Ａの間には、複数のボール８６が保持されている。そして、斜板３０の回転に伴って揺動板４０が回転しようとするとき、ガイド孔５２Ｂに当接する内輪８２側からの回転阻止力がボール８６を介して外輪８４側に伝達される。これにより、外輪８４及びこれに固定された揺動板４０の回転が阻止される。

スリーブ８８は、例えば、略円筒状に形成されている。スリーブ８８の内周面と駆動軸１０との間には、スリーブ８８が駆動軸１０に対してその軸線周りに相対回転可能となるように略円環状の軸受（ラジアル軸受）７４が配置されている。スリーブ８８の外周面は、スリーブ８８が内輪８２と共に駆動軸１０の軸線方向に移動可能となるように内輪８２の拡幅部８２Ｂによって固定されている。また、外輪８４は、ガイド溝８２Ｂ１、８４Ａとボール８６との球面接触を介して内輪８２に対してスリーブ８８を中心に揺動可能となっている。すなわち、複数のボール８６は、外輪８４を内輪８２に対して揺動させるように内輪８２と外輪８４との間に保持されると共に内輪８２からの回転阻止力を外輪８４に伝達するように構成されている。これにより、揺動板４０は、駆動軸１０に対して回転が阻止された状態で揺動することができる。

揺動板式可変容量圧縮機１においては、揺動板４０が斜板３０の回転運動に伴って揺動することにより、コネクティングロッド４４を介してピストン４２が往復動する。このピストン４２の往復動に伴って、リアハウジング５６の内部周縁部に形成された吸入室５６Ａから被圧縮流体（例えば、冷媒ガス）が、バルブプレート５６Ｂに形成された吸入孔５６Ｃ及び図示省略の吸入弁を介してシリンダボア５２Ａに吸入される。吸入された被圧縮流体は、ピストン４２により圧縮された後、吐出孔５６Ｄ及び図示省略の吐出弁を介して吐出室５６Ｅ内に吐出され、そこから外部回路に送られる。

すなわち、揺動板式可変容量圧縮機１は、駆動軸１０に対する斜板３０の傾斜角度を可変して揺動板４０の揺動幅を変更することでピストン４２を往復動させて（ピストン４２のストローク量を変更して）シリンダボア５２Ａからの冷媒吐出容量を可変とするように構成されている。

以下、揺動板４０と外輪８４との連結構造について、図４〜６を参照して詳細に説明する。
図４は、リアハウジング５６側から視た揺動板４０と外輪８４との連結構造を示す平面図である。図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。図６は、図５の要部拡大図である。

揺動板４０（円板部４０Ｂ）の開口部４０Ｂ２内には、外輪８４が配置されている。外輪８４の外径は、揺動板４０の内径よりも小さく設定されている。また、揺動板４０の円筒部４０Ａは、円板部４０Ｂに向かうにつれて段状に拡径し、その内周部には、段差部４０Ａ１が形成されている。そして、外輪８４は、この段差部４０Ａ１に載置された状態で開口部４０Ｂ２に隙間嵌めされる（図５、６を参照）。

上述したように、外輪８４は、ボール８６を介して伝達される内輪８２からの回転阻止力に耐え得るように、例えば、比較的高い硬度を有する鉄系材料（例えば、クロムモリブデン鋼）で形成されている。一方、揺動板４０は、その揺動運動のスムーズ化や圧縮機全体の軽量化のため、鉄系材料と比較して軽量な材料で形成されることが好ましく、例えば、アルミニウム系材料で形成されている。

ここで、外輪８４の段差部４０Ａ１に載置される面と反対側の面、すなわち、外輪８４のピストン４２側の一面には、その外周縁８４Ｂに沿って配列される複数の凹部８４Ｂ１が設けられている。そして、外輪８４が揺動板４０の開口部４０Ｂ２に隙間嵌めされる。ここで、揺動板４０の円板部４０Ｂのピストン４２が配置された側（ピストン４２側）の一面と外輪８４のピストン４２側の一面とは、略面一となっている。その後、揺動板４０（円板部４０Ｂ）のピストン４２側の一面における内周縁４０Ｂ３のうち、凹部８４Ｂ１に対応する部位を、かしめ工具を用いて塑性変形させる。これにより、揺動板４０は、内周縁４０Ｂ３の複数の部位が凹部８４Ｂ１に入り込んだ状態で外輪８４に連結される（すなわち、かしめ固定される）。

しかしながら、上述のかしめ固定では、鉄系材料と比較して変形しやすいアルミニウム系材料で形成された揺動板４０の塑性変形部周辺の部位は、径方向内側から外側に押し出される。すなわち、揺動板４０には径方向内側から外側に向かう方向への引張の残留応力が生じる。このため、揺動板４０の円板部４０Ｂは、径方向内側から外側に向かうにつれてスラスト軸受７０側に数ミクロン程度反るように変形してしまう（図７Ａを参照）。したがって、揺動板４０と外輪８４とのかしめ固定のみによる連結構造では、揺動板式可変容量圧縮機１の組立時にスラスト軸受７０と揺動板４０との間に隙間が形成され、斜板３０と揺動板４０との組み付け精度が悪化するおそれがあった。

そこで、揺動板式可変容量圧縮機１では、かしめ固定によって生じた変形と逆方向の変形を生じさせるべく、揺動板４０は、ピストン４２側からのレーザー溶接によって外輪８４と一体化される。より詳細には、外輪８４のピストン４２側の一面における外周縁８４Ｂをレーザーの被照射部として、この被照射部に向けてレーザーを照射する。これにより、揺動板４０と外輪８４とは、揺動板４０の内周面４０Ｂ４と外輪８４の外周面８４Ｂ２との間に形成されたレーザー溶接部を介して一体化される。より詳細には、レーザー溶接部は、少なくとも揺動板４０のピストン４２側の一面における内周縁４０Ｂ３と外輪８４のピストン４２側の一面における外周縁８４Ｂとの間に形成される。結果として、詳細を後述するように、揺動板４０のスラスト軸受７０側への変形を抑制することができる。

以下、揺動板４０と外輪８４との連結工程について、図８及び図９Ａ〜９Ｄを参照して説明する。
図８は、揺動板４０と外輪８４との連結工程を示すフローチャートを示す図である。図９Ａ〜９Ｄは、揺動板４０と外輪８４との連結工程図である。尚、図９Ａ〜９Ｄにおいては、便宜上、連結部４０Ｂ１は省略してある。

連結工程は、例えば、溶接対象となる部品が載置されると共に後述するレーザー照射時に回転可能なテーブル、かしめ工具、及びレーザー照射装置等を含む治具を用いて行われる。

ステップＳ１では、揺動板４０を連結部４０Ｂ１側の面が上方を向いた状態で治具のテーブル上に載置する。また、揺動板４０は、所定の押さえ治具などを用いることによってテーブル上で位置決め固定される。ステップＳ２では、外輪８４を段差部４０Ａ１に載置した状態で揺動板４０の開口部４０Ｂ２に隙間嵌めする（図９Ａを参照）。ここで、揺動板４０（円板部４０Ｂ）のピストン４２側の一面と外輪８４のピストン４２側の一面とは、略面一となっている。

ステップＳ３では、レーザー溶接前の仮固定として、揺動板４０と外輪８４とをかしめ固定する。より詳細には、かしめ工具を用いることによって、揺動板４０の内周縁４０Ｂ３のうち凹部８４Ｂ１に対向する部位に図９Ａに示す矢印Ｂの方向の力を加える。これにより、揺動板４０の内周縁４０Ｂ３が図９Ｂに示す矢印Ｃの方向に塑性変形する。したがって、揺動板４０は、内周縁４０Ｂ３のうち複数の凹部８４Ｂ１に対向する部位が複数の凹部８４Ｂ１に入り込むように外輪８４に対してかしめ固定される。すなわち、揺動板４０は、周方向に配列された複数の凹部８４Ｂ１に対応する位置近傍に形成されたかしめ固定部９０を介して外輪８４に固定される（図９Ｂを参照）。

ステップＳ４では、レーザー照射装置を用いることによって、揺動板４０の内周部と外輪８４の外周部とをレーザー溶接する。レーザー溶接は、例えば、図９Ｃに示すように、テーブルを揺動板４０の開口部４０Ｂ２の中心軸Ｏを中心に回転させながら、溶融金属と空気又は空気中の水分（水素）との反応を抑制するシールドガスを吹き付けつつレーザーを連続的に照射することによって行われる。

ここで、アルミニウム系材料は、一般に、鉄系材料と比較して融点が低い。そのため、レーザーが揺動板４０に直接照射されてしまうと、揺動板４０が必要以上に溶融するため大きく変形してしまう。そこで、揺動板４０の変形を抑制すべく、揺動板４０を形成する金属の融点よりも高い融点を有する金属で形成される外輪８４に向けてレーザーを照射する。より詳細には、レーザーは、外輪８４の外周縁８４Ｂ（図９Ｃに示す矢印Ｄの方向）に向けて照射される。すなわち、外輪８４のピストン４２側の一面における外周縁８４Ｂに、レーザーの被照射部が設けられている。また、レーザー照射装置のレーザーヘッドは、照射精度向上のため、外輪８４の外周縁８４Ｂの上方で固定されていることが好ましい。

また、レーザー照射を開始してから終了させるまでの間、溶融した被照射部が冷えて固まる過程で溶接個所には熱収縮現象が生じてしまう。したがって、例えば、開口部４０Ｂ２の中心を挟んでレーザー照射の開始部位とは反対側の外輪８４の部位が、揺動板４０から浮き上がるおそれがある。そこで、上述のレーザー溶接時における外輪８４の浮き上がりを抑制すべく、レーザー溶接前の仮固定として、ステップＳ３のかしめ固定を行う。すなわち、揺動板４０と外輪８４とは、かしめ固定された状態でレーザー溶接される。

外輪８４の外周縁８４Ｂにレーザーが照射されると、外周縁８４Ｂの温度が上昇する。外周縁８４Ｂの温度が鉄系材料の融点まで上昇するまでの間、揺動板４０の内周縁４０Ｂ３のうち温度上昇した外周縁８４Ｂに対向する部位に熱が伝わる。その後、揺動板４０の内周縁４０Ｂ３の温度がアルミニウム系材料の融点とほぼ同じ温度まで上昇する。その間、レーザーが直接照射された外輪８４の外周縁８４Ｂの温度が鉄系材料の融点に達する。これにより、外輪８４の外周縁８４Ｂが溶融すると共に揺動板４０の内周縁４０Ｂ３が溶融し、溶融した鉄系材料及びアルミニウム系材料が混ざり合う。ここで、揺動板４０の内周部と外輪８４の外周部との間において、これら溶融した金属同士が混ざり合った部分をレーザー溶接部９２と定義する。

ステップＳ５では、レーザー溶接された揺動板４０及び外輪８４をテーブルからワーク（溶接対象物）置き場としての他の治具に移動させる。この治具は、例えば、熱伝導率の高い銅製のテーブルを有し、そのテーブル内には冷却水が流れている。これにより、レーザー溶接で生じた熱が放熱されて揺動板４０と外輪８４との間のレーザー溶接部９２が冷えて固まる。すなわち、揺動板４０と外輪８４とがレーザー溶接部９２を介して一体化されることにより、連結工程が終了する（図９Ｄを参照）。

以上のようにして外輪８４に固定された揺動板４０には、ピストン４２側からレーザーを照射するレーザー溶接によって、上述のかしめ固定により生じた残留応力と逆方向の残留応力が働く。すなわち、揺動板４０の円板部４０Ｂには径方向外側から内側に向かう方向への圧縮の残留応力が生じる。これにより、揺動板４０のレーザー溶接部９２周辺の部位は、径方向外側から内側に押し出され、円板部４０Ｂが径方向内側から外側に向かうにつれてピストン４２側に反るように変形する（図７Ｂを参照）。また、レーザー溶接では、かしめ固定による変形と比較して大きく変形する。これにより、かしめ固定により揺動板４０の円板部４０Ｂに生じた変形が相殺されることになる。結果として、揺動板４０のスラスト軸受７０側への変形が抑制される。したがって、揺動板４０とスラスト軸受７０との間に隙間が形成されることを抑制することが可能となり、斜板３０と揺動板４０との組み付け精度を向上させることができる。

また、揺動板４０と外輪８４とは、レーザーの照射によって溶融した鉄系材料とアルミニウム系材料との混合物が外輪８４の凹部８４Ｂ１に入り込んだ状態で固定される。ここで、揺動板４０と外輪８４とは、外輪８４が揺動板４０の開口部４０Ｂ２に隙間嵌めされた状態でレーザー溶接される。そのため、レーザー溶接後、揺動板４０の内周面４０Ｂ４と外輪８４の外周面８４Ｂ２との間の隙間には、レーザー溶接によって溶融した鉄系材料とアルミニウム系材料との混合物が駆動軸１０の軸線方向に沿って流れ出る。その結果、揺動板４０の内周面４０Ｂ４と外輪８４の外周面８４Ｂ２との間は、溶融した鉄系材料とアルミニウム系材料との混合物によって埋められることになる。特に、凹部８４Ｂ１においては、かしめ固定によって凹部８４Ｂ１に入り込んだ揺動板４０のアルミニウム系材料が瞬時に溶融することにより、レーザーがより深くまで照射されるため、揺動板４０の内周面４０Ｂ４と外輪８４の外周面８４Ｂ２とが略全面接合される（図９Ｄを参照）。

より詳細には、図９Ｄに示すように、レーザー溶接部９２は、揺動板４０（円板部４０Ｂ）の内周面４０Ｂ４と外輪８４の外周面８４Ｂ２との間においてピストン４２側からスラスト軸受７０側にかけて形成されると共にスラスト軸受７０側の径方向の幅がピストン４２側の径方向の幅よりも小さく形成されている。これは、レーザーの被照射部である外輪８４の外周縁８４Ｂ近傍においてレーザー照射による溶融の影響が大きく、ピストン４２側からスラスト軸受７０側に向かうにつれてレーザー照射による溶融の影響が少なくなるためである。また、図９Ｄには、かしめ固定部９０周辺のレーザー溶接部９２のみが示されているが、かしめ固定部９０が形成されていない領域においてもレーザー溶接部９２は、内周面４０Ｂ４と外周面８４Ｂ２との間においてピストン４２側からスラスト軸受７０側にかけてスラスト軸受７０側の径方向の幅がピストン４２側の径方向の幅よりも小さくなるように形成される。尚、図９Ｄでは、レーザー溶接部９２のスラスト軸受７０側の径方向の幅は、略一定となっているが、これに限るものではない。例えば、レーザー溶接部９２の径方向の幅は、ピストン４２側からスラスト軸受７０側に向かうにつれて小さくなるように形成されてもよい。

以上のようにレーザー溶接部９２が揺動板４０の内周面４０Ｂ４と外輪８４の外周面８４Ｂ２との間においてピストン４２側からスラスト軸受７０側にかけて形成されることにより、かしめ固定のみによる連結構造と比較して揺動板４０と外輪８４との接合部が増大する。このため、揺動板４０と外輪８４とを相対回転方向及び軸線方向における互いの動きが規制された状態で固定することが可能となる。したがって、外輪８４によって揺動板４０をより強固に固定支持することが可能となるので、圧縮機の運転時における信頼性を向上させることができる。

ここで、レーザー溶接によって溶融したアルミニウム系材料及び鉄系材料は、揺動板４０とその開口部４０Ｂ２に隙間嵌めされた外輪８４との間の隙間の大きさや、揺動板４０の円板部４０Ｂ及び外輪８４の駆動軸１０の軸線方向の厚さによっては、駆動軸１０の軸線方向に沿って流れ出ない場合がある。すなわち、レーザー溶接部９２は、スラスト軸受７０側には形成されず、揺動板４０のピストン４２側の一面における内周縁４０Ｂ３と外輪８４のピストン４２側の一面における外周縁８４Ｂとの間及びその近傍に形成される。この場合であっても、揺動板４０はピストン４２側に反るように変形する結果としてスラスト軸受７０側への変形が抑制される。また、かしめ固定のみによる連結構造と比較して外輪８４によって揺動板４０を強固に固定支持することが可能となる。したがって、揺動板４０と外輪８４とは、揺動板４０の内周面４０Ｂ４と外輪８４の外周面８４Ｂ２との間においてピストン４２側に形成されたレーザー溶接部９２を介して一体化されていればよい。

尚、以上では、かしめ固定後（仮固定後）にレーザー溶接を行ったが、かしめ固定を行わなくてもよい。この場合、上述したレーザー照射時の外輪８４の浮き上がりを抑制すべく、例えば、押さえ板を用いることによって外輪８４を上方から押さえ付けた状態でレーザー照射を行うようにしてもよい。レーザー溶接のみを行った場合でも、外輪８４の凹部８４Ｂ１には、レーザーの照射によって溶融した鉄系材料とアルミニウム系材料との混合物が入り込むため、仮固定としてかしめ固定を行った場合と同様に揺動板４０と外輪８４とを一体化することが可能となる。また、かしめ固定を行わなかったことにより、レーザー溶接後の揺動板４０の円板部４０Ｂの外周縁は、残留応力の発生によりピストン４２側に反るように変形する。しかし、円板部４０Ｂはスラスト軸受７０側に反るように変形せず、特に、円板部４０Ｂのスラスト軸受７０側の面は、径方向外側から内側に向かうにつれて変形が抑えられている。したがって、スラスト軸受７０は円板部４０Ｂの径方向内側の変形が抑えられた面に対して配置されることにより、レーザー溶接のみによる連結構造であっても、かしめ固定のみによる連結構造と比較して圧縮機の組み付け精度を向上させることができる。

また、ステップＳ４の工程は、レーザーを連続的に照射することに限るものではない。例えば、レーザー照射装置を用いたスポット溶接により、外輪８４の外周縁８４Ｂの全周のうち複数のかしめ固定部９０を除く部位にレーザーを照射することにより、揺動板４０と外輪８４とをかしめ固定部９０間にてレーザー溶接してもよい。これにより、かしめ固定部９０による揺動板４０と外輪８４との相対回転方向における互いの動きを規制する効果を残しつつ揺動板４０と外輪８４とを強固に固定することができる。

また、以上では、揺動板４０の材料として、アルミニウム系材料を用いたが、これに限るものではなく、例えば、鉄系材料と比較して軽量且つ融点の低いマグネシウム系材料を用いてもよい。この場合においても、揺動板４０をアルミニウム系材料で形成した場合と同様の作用効果を発揮することができる。

さらに、以上では、揺動板４０が円筒部４０Ａ及び円板部４０Ｂを有する部材として形成され、外輪８４を略円板状の部材として形成したが、これに限るものではない。例えば、揺動板４０が円板部４０Ｂのみを有する部材として形成され、外輪８４が円板部及びこれと一体化された円筒部を有する部材として形成されてもよい。この場合、ラジアル軸受６８は、斜板３０の内周面と外輪８４の円筒部の外周面との間に配置される。

以上、本発明の好ましい実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は上記各実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形及び変更が可能である。

１ 揺動板式可変容量圧縮機
１０ 駆動軸
３０ 斜板
４０ 揺動板
４０Ｂ２ 開口部
４０Ｂ３ 内周縁
４０Ｂ４ 内周面
４２ ピストン
５２Ａ シリンダボア
７０ スラスト軸受
８０ 揺動板回転阻止機構（連結機構）
８２ 内輪
８４ 外輪（支持部材）
８４Ｂ 外周縁
８４Ｂ１ 凹部
８４Ｂ２ 外周面
８６ ボール
９２ レーザー溶接部

Claims (7)

1. 回転駆動される駆動軸と、
   前記駆動軸と共に回転し前記駆動軸に対して傾斜可能に配設された斜板と、
   中央部に開口部が形成されると共に前記斜板の回転に伴って揺動して一面に連結されたピストンをシリンダボア内で往復動させる金属製の揺動板と、
   前記斜板の一面と前記揺動板の他面との間に配置されたスラスト軸受と、
   前記揺動板の前記駆動軸に対する回転を阻止すると共に前記揺動板を前記駆動軸に対して揺動可能に連結する連結機構と、
   を備えた揺動板式可変容量圧縮機であって、
   前記連結機構は、前記揺動板を形成する金属の融点よりも高い融点を有する金属で形成されると共に前記揺動板の開口部内に配置された状態で前記揺動板を支持しつつ前記揺動板と共に揺動する支持部材を少なくとも含み、
   前記揺動板と前記支持部材とは、レーザー溶接部を介して一体化され、
   前記レーザー溶接部は、前記揺動板の内周面と前記支持部材の外周面との間において前記ピストン側に形成されるか、又は、前記揺動板の内周面と前記支持部材の外周面との間において前記ピストン側から前記スラスト軸受側にかけて形成されると共に前記ピストン側の径方向の幅が前記スラスト軸受側の径方向の幅よりも大きく形成された、
   揺動板式可変容量圧縮機。
2. 前記支持部材の前記ピストン側の一面における外周縁に、レーザーの被照射部が設けられた、
   請求項１に記載の揺動板式可変容量圧縮機。
3. 前記揺動板と前記支持部材とは、前記支持部材が前記揺動板の開口部に隙間嵌めされた状態でレーザー溶接された、請求項１又は請求項２に記載の揺動板式可変容量圧縮機。
4. 前記支持部材の前記ピストン側の一面には、その外周縁に沿って配列される複数の凹部が設けられた、
   請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の揺動板式可変容量圧縮機。
5. 前記揺動板と前記支持部材とは、前記揺動板の内周縁のうち前記複数の凹部に対向する部位が当該複数の凹部に入り込むようにかしめ固定された状態でレーザー溶接された、
   請求項４に記載の揺動板式可変容量圧縮機。
6. 前記支持部材は、鉄系材料で形成され、
   前記揺動板は、アルミニウム系材料で形成された、
   請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の揺動板式可変容量圧縮機。
7. 前記連結機構は、前記駆動軸に対する回転が阻止された状態で前記駆動軸に配設された内輪と、前記支持部材としての外輪と、前記外輪を前記内輪に対して揺動させるように前記内輪と前記外輪との間に保持されると共に前記内輪からの回転阻止力を前記外輪に伝達する複数のボールと、を含む、
   請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の揺動板式可変容量圧縮機。