JP2569350B2 - Piston rod for variable displacement compressor and method of manufacturing the same - Google Patents

Piston rod for variable displacement compressor and method of manufacturing the same

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JP2569350B2
JP2569350B2 JP63073180A JP7318088A JP2569350B2 JP 2569350 B2 JP2569350 B2 JP 2569350B2 JP 63073180 A JP63073180 A JP 63073180A JP 7318088 A JP7318088 A JP 7318088A JP 2569350 B2 JP2569350 B2 JP 2569350B2
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piston
spherical bearing
variable displacement
displacement compressor
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俊文 棚橋
等 仁和
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カルソニック株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、駆動斜板とピストンとをピストンロッドを
介して連結したコンプレッサに関し、特に容量可変式コ
ンプレッサ用のピストンロッドとその製造方法の改良に
関する。
The present invention relates to a compressor in which a drive swash plate and a piston are connected via a piston rod, and more particularly to a compressor for a variable displacement compressor. It relates to improvement of the manufacturing method.

(従来の技術) 最近の自動車用空気調和装置に使用されるコンプレッ
サには、第5図に示すような容量可変斜板式コンプレッ
サが提案されている。
(Related Art) A variable displacement swash plate type compressor as shown in FIG. 5 has been proposed as a compressor used in a recent automobile air conditioner.

この容量可変斜板のコンプレッサ3は、シリンダ25に
おける圧縮室内容積を、このコンプレッサ3に帰還する
冷媒の吸込圧に応じて変化させて、該コンプレッサ3の
吐出冷媒量を調節し、このコンプレッサ3の吸入圧が一
定になるようにしたものである。
The variable capacity swash plate compressor 3 adjusts the amount of refrigerant discharged from the compressor 3 by changing the compression chamber volume in the cylinder 25 in accordance with the suction pressure of the refrigerant returning to the compressor 3. The suction pressure is made constant.

このように吸込圧を一定にすると、ある程度エバポレ
ータの出口における冷媒圧力(すなわち、エバポレータ
における冷媒の蒸発圧力)が一定になり、いわゆる低負
荷時のエバポレータ凍結を避けることができ、また、コ
ンプレッサが熱負荷に応じた吐出量を現出することにな
り、従来から行なわれていたマグネットクラッチによる
コンプレッサのオン、オフを可及的に減少することがで
き、このコンプレッサのオン、オフによる吹き出し空気
の急激な温度変化及びエンジン回転の急激なトルク変化
がなくなり、運転時の快適性を向上させることもでき
る。
By making the suction pressure constant in this way, the refrigerant pressure at the outlet of the evaporator (that is, the evaporation pressure of the refrigerant in the evaporator) becomes constant to some extent, so-called evaporator freezing at a low load can be avoided, and the compressor is not heated. A discharge amount corresponding to the load is produced, and the on / off operation of the compressor by the conventional magnetic clutch can be reduced as much as possible. The temperature change and the sudden torque change of the engine rotation are eliminated, and the driving comfort can be improved.

この容量可変斜板式コンプレッサ3は、エンジンによ
りベルト、プーリ2及びマグネットクラッチ2aを介して
回転駆動される駆動軸11を有している。この駆動軸11に
は、駆動膨11aが駆動軸11と直角方向に突設され、クラ
ンク室12内で駆動軸11と共に回転するようになってい
る。
The variable displacement swash plate type compressor 3 has a drive shaft 11 that is rotationally driven by the engine via a belt, a pulley 2, and a magnet clutch 2a. A drive expansion 11 a is provided on the drive shaft 11 so as to project in a direction perpendicular to the drive shaft 11, and rotates together with the drive shaft 11 in the crank chamber 12.

この駆動棒11aにはピン11bを支点として駆動斜板13が
駆動軸11に対して傾斜して揺動し得るように連結され、
駆動軸11の回転力が駆動棒11a及びピン11bを介して駆動
斜板13に伝達するようになっている。この駆動斜板13に
は、スラスト軸受14及びラジアル軸受15を介して、非回
転のウォブル板16を摺動自在に取付けてある。
A drive swash plate 13 is connected to the drive rod 11a so that the drive swash plate 13 can pivot with the pin 11b as a fulcrum with respect to the drive shaft 11,
The rotational force of the drive shaft 11 is transmitted to the drive swash plate 13 via the drive rod 11a and the pin 11b. A non-rotating wobble plate 16 is slidably attached to the drive swash plate 13 via a thrust bearing 14 and a radial bearing 15.

前記ウォブル板16は、クランク室12のケーシング17に
固定された案内ピン18に対して滑動自在に連結されたシ
ュー19を有し、このシュー19により回転が防止される一
方、軸線方向の往復動が許容されている。
The wobble plate 16 has a shoe 19 slidably connected to a guide pin 18 fixed to a casing 17 of the crank chamber 12, and the rotation of the shoe 19 is prevented by the shoe 19. Is allowed.

ここに、前記駆動斜板13とウォブル板16のように、ピ
ストンロッド22を介してピストン23を駆動する部分を以
下,駆動部Dと総称する。
Here, a portion that drives the piston 23 via the piston rod 22, such as the drive swash plate 13 and the wobble plate 16, is hereinafter generally referred to as a drive unit D.

前記ウォブル板16には、球状軸受部22aを介して複数
のピストンロッド22が円周方向等間隔に取付けられてお
り、このピストンロッド22の他端には球状軸受部22bを
介しピストン23が連結されている。
On the wobble plate 16, a plurality of piston rods 22 are mounted at equal intervals in the circumferential direction via a spherical bearing portion 22a, and a piston 23 is connected to the other end of the piston rod 22 via a spherical bearing portion 22b. Have been.

そして駆動斜板13の回転により、ウォブル板16がいわ
ゆるみそすり的動作をして軸線方向に往復動することに
なり、これによりピストンロッド22を介してピストン23
を往復動させるようになっており、このピストン23が嵌
挿されたシリンダ25のピストン23の前面側部分は圧縮室
となり、背面側部分は前記クランク室12と連通してい
る。
The rotation of the driving swash plate 13 causes the wobble plate 16 to reciprocate in the axial direction by performing a so-called razor-like operation, whereby the piston 23 moves through the piston rod 22.
Is reciprocated. The front side portion of the piston 23 of the cylinder 25 in which the piston 23 is inserted serves as a compression chamber, and the rear side portion communicates with the crank chamber 12.

シリンダヘッド30には吸込ポート29及び吐出ポート33
が設けられ、この吸込ポート29には、エバポレータから
の帰還冷媒が流入し、この冷媒はバルブプレート20に開
設された吸込口27を閉鎖する吸入弁34の閉鎖弾発力に抗
してシリンダボア26内に形成される圧縮室に流入するよ
うになっている。
The cylinder head 30 has a suction port 29 and a discharge port 33
A return refrigerant from an evaporator flows into the suction port 29, and the refrigerant flows into the cylinder bore 26 against a closing elastic force of a suction valve 34 that closes a suction port 27 opened in the valve plate 20. It flows into a compression chamber formed therein.

また、この冷媒はシリンダヘッド30に形成された前記
吸入ポート29と連通する連通路32aを介して吸入側圧力
室32に導かれるようになっている。
The refrigerant is guided to the suction-side pressure chamber 32 through a communication passage 32a that communicates with the suction port 29 formed in the cylinder head 30.

一方、前記吐出ポート33は圧縮された冷媒が流出する
部分であり、前記バルブプレート20に開設された吐出口
28から吐出された冷媒をコンデンサに送り込む配管(い
ずれも図示せず)と連通され、さらに連通路35aを介し
て吐出側圧力室35とも連通している。
On the other hand, the discharge port 33 is a portion where the compressed refrigerant flows out, and a discharge port opened in the valve plate 20.
It communicates with a pipe (none of which is shown) for sending the refrigerant discharged from the condenser 28 to the condenser, and further communicates with the discharge-side pressure chamber 35 via a communication passage 35a.

前記吸入側圧力室32と吐出側圧力室35との間には、シ
リンダ25の吸入ポート29に帰還する冷媒の圧力に応じて
作動するコントロールバルブCvが設けられている。
Between the suction side pressure chamber 32 and the discharge side pressure chamber 35, there is provided a control valve Cv which operates according to the pressure of the refrigerant returning to the suction port 29 of the cylinder 25.

このコントロールバルブCvは、帰還する冷媒の圧力が
低圧ならば第1弁口40を、高圧ならば第2弁口47を選択
的に開放するようになっており、下部に第1制御弁36
を、頂部に第2制御弁39を有しており、前記第1制御弁
36は、前記吸入側圧力室32の内部圧力に応じて伸縮する
ベローズ37と、このベローズ37内に設けられたばね38と
の力の均衡により第1弁口40の開度を調整するようにな
っている。
The control valve Cv selectively opens the first valve port 40 when the pressure of the returned refrigerant is low, and selectively opens the second valve port 47 when the pressure is high.
Has a second control valve 39 at the top, and the first control valve
The opening 36 of the first valve port 40 is adjusted by balancing a force between a bellows 37 which expands and contracts according to the internal pressure of the suction side pressure chamber 32 and a spring 38 provided in the bellows 37. ing.

また、第1制御弁36には作動ロッド46が設けられ、こ
の作動ロッド46により第2制御弁39が開放されるように
なっている。そしてこの両制御弁36,39は連動して動作
するようになっており、前述のように第1制御弁36が第
1弁口40の開度を大きくする場合には、この第2制御弁
39は、第2弁口47の開度を小さくするように作動するよ
うになっている。
Further, the first control valve 36 is provided with an operating rod 46, and the operating rod 46 opens the second control valve 39. The two control valves 36 and 39 operate in conjunction with each other. When the first control valve 36 increases the opening of the first valve port 40 as described above, the second control valve
39 operates so as to reduce the opening degree of the second valve port 47.

したがって、冷房サイクルにおける熱負荷が小さい場
合には、帰還冷媒の圧力は十分スーパーヒート量が得ら
れず、低圧で帰還するため、吸入側圧力室32内の圧力
(以下吸入圧力Ps)が低くなり、ベローズ37は上方に伸
び、第2弁口47を大きく開き、吐出口28から圧縮工程に
あるピストン23によって圧縮された高圧冷媒(以下吐出
圧力Pd)の一部を、この第2弁口47より通路62→通路63
→通路48→中心孔44→中心通路45を通ってクランク室12
に導入し、このクランク室12の内部圧力(以下クランク
室圧Pc)を高めることになる。
Therefore, when the heat load in the cooling cycle is small, the pressure of the return refrigerant does not provide a sufficient superheat amount and returns at a low pressure, so that the pressure in the suction-side pressure chamber 32 (hereinafter, suction pressure Ps) decreases. The bellows 37 extends upward, opens the second valve port 47 widely, and discharges a part of the high-pressure refrigerant (hereinafter, discharge pressure Pd) compressed by the piston 23 in the compression step from the discharge port 28 to the second valve port 47. More passage 62 → passage 63
→ Passage 48 → Center hole 44 → Crank chamber 12 through center passage 45
To increase the internal pressure of the crank chamber 12 (hereinafter, crank chamber pressure Pc).

これにより、ウォブル板16の傾斜各は複数のピストン
23に対して加わる前後の圧力バランスによってコントロ
ールされることになる。つまり、クランク室12内の圧力
Pcが吸入側の圧力より少しでも大きくなると、複数のピ
ストン23の背面に加ある合成力は、ウォブル板16に、ピ
ン11bを中心とするモーメントとして働き、このウォブ
ル板16の傾斜角度を減少させるように作用する。
With this, each tilt of the wobble plate 16 has a plurality of pistons
It will be controlled by the pressure balance before and after applied to 23. That is, the pressure in the crank chamber 12
When Pc becomes slightly larger than the pressure on the suction side, the resultant force applied to the back surface of the plurality of pistons 23 acts on the wobble plate 16 as a moment about the pin 11b, thereby reducing the inclination angle of the wobble plate 16. Act like so.

このため、吸入工程にあるピストン23は、充分に大き
なストロークとなるように後退できず、次に圧縮工程に
入るときに僅かな圧縮ストロークしか行なうことができ
ない。これにより冷媒の圧縮量は少なくなり、吐出冷媒
量は少なく、冷房サイクル内を循環する冷媒流量が減少
し、低い熱負荷に応じた適正な冷媒量となる。この冷媒
量の減少により、コンプレッサ3の吸入圧Psが次第に上
昇し、結果的に一定な吸入圧Psに保たれる。
For this reason, the piston 23 in the suction process cannot retreat so as to have a sufficiently large stroke, and can perform only a small compression stroke when the next compression process is started. As a result, the compression amount of the refrigerant is reduced, the discharged refrigerant amount is reduced, the flow rate of the refrigerant circulating in the cooling cycle is reduced, and an appropriate refrigerant amount corresponding to a low heat load is obtained. Due to this decrease in the refrigerant amount, the suction pressure Ps of the compressor 3 gradually increases, and as a result, is maintained at a constant suction pressure Ps.

また、冷房サイクルにおける熱負荷が大きい場合に
は、吸入圧Psが高くなり、ベローズ37が縮小して第1制
御弁36が下方に移動し、第1弁口40の開度を大きく、第
2弁口47の開度は閉じる。したがって高圧の吐出圧Pdは
クランク室12内に導入されず、吸入圧Psがクランク室12
内の圧力Pcより小さいと、クランク室12内の冷媒は、シ
リンダ通路61→通路41→第1弁口40→ベローズ室64を通
って流れ、これによりクランク室圧Pcと吸入圧力Psがほ
ぼ等しくなる。
When the heat load in the cooling cycle is large, the suction pressure Ps increases, the bellows 37 contracts, the first control valve 36 moves downward, the opening of the first valve port 40 increases, and the second valve The opening of the valve port 47 is closed. Therefore, the high discharge pressure Pd is not introduced into the crank chamber 12 and the suction pressure Ps
Is smaller than the internal pressure Pc, the refrigerant in the crank chamber 12 flows through the cylinder passage 61 → the passage 41 → the first valve port 40 → the bellows chamber 64, whereby the crank chamber pressure Pc and the suction pressure Ps are substantially equal. Become.

このため、前述したモーメントの作用によりウォブル
板16及び駆動傾斜板13が駆動軸11に対して最大に傾斜す
ることになり、ピストン23の往復動ストロークが長くな
る。
Therefore, the wobble plate 16 and the drive inclined plate 13 are tilted to the maximum with respect to the drive shaft 11 by the action of the above-mentioned moment, and the reciprocating stroke of the piston 23 is increased.

したがって、この状態で圧縮を行なうと、吐出冷媒量
は増大し、冷房サイクル内を循環する冷媒流量が増大
し、高い熱負荷に応じた適正な冷媒流量となり、コンプ
レッサ3の吸入圧力Psが次第に下降し、その結果一定の
吸入圧力Psに保たれることになる。
Therefore, when compression is performed in this state, the discharged refrigerant amount increases, the refrigerant flow rate circulating in the cooling cycle increases, the refrigerant flow rate becomes appropriate according to the high heat load, and the suction pressure Ps of the compressor 3 gradually decreases. As a result, a constant suction pressure Ps is maintained.

(発明が解決しようとする課題) このような容量可変斜板式コンプレッサ3に対して
は、最近、冷媒の吐出能力を大きくするために大容量化
と高速回転化の要請があり、そのために、コンプレッサ
の各構成部品は、慣性力を小さくするため、アルミニウ
ム等をベースにした軽量合金を使用し、前記要請に対処
している。
(Problems to be Solved by the Invention) Recently, there is a demand for such a variable displacement swash plate type compressor 3 to have a large capacity and a high speed in order to increase the discharge capacity of the refrigerant. In order to reduce the inertial force, each of the components uses a lightweight alloy based on aluminum or the like to meet the above demand.

ところが、前記ピストンロッドは、駆動部とピストン
との間に設けられ、引張応力と圧縮応力の両者が係るの
で、強度的に信頼できる材料でなければならず、またこ
のピストンロッドはその両端軸受部において駆動部ある
いはピストンと摺動し得るように連結されているため
に、耐摩耗性に優れたものでなければならず、しかもこ
のコンプレッサにはピストンロッドが複数本使用される
ので、コスト的に安価な材料でなければならない。
However, since the piston rod is provided between the drive unit and the piston and is subjected to both tensile stress and compressive stress, it must be made of a material that is reliable in terms of strength. , It must be excellent in abrasion resistance because it is slidably connected to the drive unit or the piston, and moreover, since this compressor uses a plurality of piston rods, cost is reduced. It must be a cheap material.

このような事情からピストンロッドは、アルミニウム
等の軽量合金は使用されず、依然として鋼鉄製のものが
使用されるというのが実情である。
Under such circumstances, light-weight alloys such as aluminum are not used for piston rods, and steel rods are still used.

このため、高速回転する容量可変式コンプレッサに前
記鋼鉄製ピストンロッドを使用すると、ピストンロッド
の質量が大きいことから、大きな慣性力が作用し、前述
したモーメントの釣合により前記駆動部の傾斜状態を変
える場合に、より正確な傾斜状態を作り出すことができ
ず、容量可変の応答性、正確性に欠ける虞れがある。
For this reason, when the steel piston rod is used in a variable displacement compressor that rotates at high speed, a large inertial force acts due to the large mass of the piston rod, and the inclination of the drive unit is reduced by the above-mentioned moment balance. When changing, it is not possible to create a more accurate tilt state, and there is a possibility that the response and accuracy of the variable capacity are lacking.

また、このピストンロッドは、両端に軸受部を有して
いることから、精度を要する部分と要しない部分とが混
在する構成となっている。
In addition, since this piston rod has bearing portions at both ends, a portion that requires accuracy and a portion that does not need are mixed.

したがって、このピストンロッドを製造するに当って
は、全体を一括して製造する方法を取ることはできず、
従来の製法としては、鋼鉄製のロッド部分と両端の球状
軸受部とを別体に形成し、このロッド部分の両端に球状
軸受部を溶接するという面倒な方法を取っている。
Therefore, in manufacturing this piston rod, it is not possible to take a method of manufacturing the whole at once,
As a conventional production method, a troublesome method is adopted in which a steel rod portion and spherical bearing portions at both ends are formed separately, and spherical bearing portions are welded to both ends of the rod portion.

このため、このピストンロッドのみが他の構成部品に
比し迅速な製造ができず、コンプレッサをマスプロ生産
する工場では、このピストンロッドの製造工程がいわゆ
るネックとなっている。
For this reason, only this piston rod cannot be manufactured more quickly than other components, and the manufacturing process of this piston rod is a so-called bottleneck in a factory for mass-producing compressors.

本発明は、上述した従来技術に伴う欠点、問題点を解
決するためになされたもので軽量で慣性力の小さいピス
トンロッドを提供することを第1の目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is a first object of the present invention to provide a lightweight and low inertia piston rod which has been made to solve the above-mentioned disadvantages and problems associated with the prior art.

本発明の第2の目的は、容易にかつ迅速に製造するこ
とができるコンプレッサ用ピストンロッドの製造方法を
提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a method of manufacturing a piston rod for a compressor that can be easily and quickly manufactured.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) かかる第1の目的を達成するために、本発明は、駆動
軸に対して傾斜角度が可変に連結された駆動部と、シリ
ンダ内を往復摺動するように設けられたピストンとを両
端に球状軸受部を有するピストンロッドを介して連結し
てなる容量可変式コンプレッサにおいて、前記ピストン
ロッドを窒素含有アルミニウム合金により構成したもの
である。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the first object, the present invention provides a drive unit having an inclination angle variably connected to a drive shaft, and reciprocates in a cylinder. A variable displacement compressor in which a piston slidably provided is connected via piston rods having spherical bearings at both ends, wherein the piston rod is made of a nitrogen-containing aluminum alloy.

第2の目的を達成するために、本発明は、駆動軸に対
して傾斜角度が可変に連結された駆動部と、シリンダ内
を往復摺動するように設けられたピストンとを連結す
る、両端に球状軸受部を有するピストンロッドを鋳造に
より形成し、この鋳造前後球状軸受部を余剰肉部ととも
に該球状軸受部の外周面に凹溝が形成されるように削落
したものである。
In order to achieve a second object, the present invention provides a drive unit having a drive shaft variably connected to a drive shaft and a piston provided so as to reciprocate in a cylinder. A piston rod having a spherical bearing portion is formed by casting, and the spherical bearing portion before and after casting is removed together with the excess wall portion so that a concave groove is formed on the outer peripheral surface of the spherical bearing portion.

(作用) 本発明にあっては、ピストンロッドを窒素含有アルミ
ニウム合金により構成しているため、ピストンロッドが
きわめて軽量となり、また、圧縮、引張に対する強度も
あり、前述したモーメントの釣合により前記駆動部の傾
斜状態を変える場合にも、慣性力が小さく、より正確な
駆動部の傾斜状態を作り出すことができ、さらに硬度的
にも十分なものになる。
(Operation) In the present invention, since the piston rod is made of a nitrogen-containing aluminum alloy, the piston rod is extremely lightweight, and has strength against compression and tension. Also when changing the inclined state of the unit, the inertia force is small, and a more accurate inclined state of the drive unit can be created, and the hardness is sufficient.

また、このピストンロッドの表面にNiメッキを施こし
ているので、耐摩耗性においてさらに優れた特製を発揮
することになる。
In addition, since the surface of the piston rod is plated with Ni, it is possible to exhibit a more excellent specialty in wear resistance.

さらに、両端に球状軸受部を有するピストンロッドを
鋳造により形成し、この鋳造後、前記球状軸受部を余剰
肉部とともに該球状軸受部の外周面に凹溝が形成される
ように削落したので、ピストンロッドの製造が容易にな
り、また、前記削落の結果生じた凹溝が潤滑溝となり、
ピストン等と連結した場合の潤滑性も向上することにな
る。
Furthermore, a piston rod having spherical bearing portions at both ends was formed by casting, and after this casting, the spherical bearing portion was cut off together with the excess wall portion so that a concave groove was formed on the outer peripheral surface of the spherical bearing portion. Therefore, the manufacture of the piston rod is facilitated, and the groove formed as a result of the shaving becomes a lubrication groove,
Lubricity when connected to a piston or the like is also improved.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例を示す概略説明図、第2
図は、第1図のII−II線に沿う断面図であり、第5図に
示す部材と同一部材には同一符号を付してある。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing one embodiment of the present invention, and FIG.
The drawing is a cross-sectional view along the line II-II in FIG. 1, and the same members as those shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals.

第1図において、容量可変式コンプレッサのピストン
ロッド22は、駆動軸11に対して傾斜角度が可変に連結さ
れた前記駆動部Dと、シリンダ25内を往復摺動するよう
に設けられたピストンロッド23とを連結するものであ
り、両端に球状軸受部22a,22bを有している。
In FIG. 1, a piston rod 22 of a variable displacement compressor is provided with a drive unit D variably connected to a drive shaft 11 at an inclination angle, and a piston rod provided so as to reciprocate in a cylinder 25. 23, and has spherical bearing portions 22a and 22b at both ends.

このピストンロッド22は、きわめて高力高硬度でかつ
軽量な窒素含有アルミニウム合金により構成されてい
る。
The piston rod 22 is made of an extremely high strength, high hardness and lightweight nitrogen-containing aluminum alloy.

一般にアルミニウム合金は、軽量性、耐蝕性などの面
においては優れるが、強度および硬度に関しては十分な
ものではない。しかしながら、本発明において用いられ
る窒素含有アルミニウム合金は、窒化によるアルミニウ
ム合金母材の緻密化がなされ、ピストンロッド22として
必要とされる強度および硬度を十分に満足したものとな
り、前記したように軽量化による正確な駆動部の傾斜状
態を作り出すことが可能となるものである。
Generally, aluminum alloys are excellent in terms of lightness, corrosion resistance, etc., but are not sufficient in strength and hardness. However, in the nitrogen-containing aluminum alloy used in the present invention, the aluminum alloy base material is densified by nitridation, and the strength and hardness required for the piston rod 22 are sufficiently satisfied. This makes it possible to create an accurate tilting state of the drive unit.

このような窒素含有アルミニウム合金は、例えば、Al
−Zn−Mg−Cu系合金などの高力アルミニウム合金を溶解
し、溶湯中において適当な温度で直接乾燥窒素ガスを吹
送することによって窒化物などのかたちで窒素を含有さ
せることによって得られることができるものである。ま
た、母材となる高力アルミニウム合金には、窒素と結合
し化合物を形成しやすいと考えられるZr、Cr、Ti、Be、
Bなどの活性金属元素を含有することが望まれる。
Such a nitrogen-containing aluminum alloy is, for example, Al
-What can be obtained by dissolving a high-strength aluminum alloy such as a Zn-Mg-Cu-based alloy and containing nitrogen in the form of nitride by blowing dry nitrogen gas directly at an appropriate temperature in the molten metal You can do it. In addition, high-strength aluminum alloys used as base materials include Zr, Cr, Ti, Be,
It is desired to contain an active metal element such as B.

なお、このようなAl−Zn−Mg−Cu−N系合金の好まし
い一例としては、Al−6.0%Zn−2.7%Mg−0.8%Cu−N
合金を挙げることができる。さらに、このようなAl−Zn
−Mg−Cu−N系合金としては、溶体化処理後人工時効硬
化処理を施された、いわゆるT6処理のものでも十分な強
度および硬度を有するものとなるが、時効硬化後も適度
の延展性を有するため、さらに冷間加工を施された、い
わゆるT9処理のものであることが望まれる。なお熱処理
条件としては、480℃で溶体化し、110℃で20〜30時間の
時効硬化することが適当である。
In addition, as a preferable example of such an Al-Zn-Mg-Cu-N-based alloy, Al-6.0% Zn-2.7% Mg-0.8% Cu-N
Alloys can be mentioned. Furthermore, such Al-Zn
As the -Mg-Cu-N alloy, so-called T6 treated, which has been subjected to an artificial age hardening treatment after solution treatment, has sufficient strength and hardness, but has an appropriate spreadability even after age hardening. Therefore, it is desired that the substrate is so-called T9-treated which is further subjected to cold working. As heat treatment conditions, it is appropriate to form a solution at 480 ° C. and age harden at 110 ° C. for 20 to 30 hours.

また、ピストンロッド22は、駆動部Dとピストン23に
当接係合された状態となっているので、耐摩耗性の優れ
たものにする必要があり、駆動部Dおよびピストン23に
摺接する前記球状軸受部22a,22bの表面にNi無電解メッ
キを施こしている。
Further, since the piston rod 22 is in a state of being brought into contact with the driving portion D and the piston 23, it is necessary to have excellent wear resistance, and the piston rod 22 is in sliding contact with the driving portion D and the piston 23. The surfaces of the spherical bearing portions 22a and 22b are plated with Ni electroless plating.

ピストンロッド22を構成する窒素含有アルミニウム合
金は、前記したように耐摩耗性においても優れた特性を
示し、表面処理を行わなくとも十分低い摩耗度を示すも
のであるが、その表面にNi無電解メッキを施した場合は
基地となる窒素含有アルミニウム合金の高硬度と相乗し
て、駆動部Dおよびピストン23を構成するアルミニウム
合金を相手材として、殊に優れた耐摩耗性が発揮されい
ずれの部材の摩耗もほとんど見られないものとなる。さ
らにこのNi無電解メッキは、比較的容易にかつ安価に行
なうことができるので、前記ピストンロッド22の耐摩耗
性の向上からは最も望ましいものであるが、これ以外に
も、窒素含有アルミニウム合金からなるピストンロッド
表面に、陽極酸化などによる酸化被膜処理、クロムメッ
キ、あるいは溶射法、化学緻密化法などによるセラミッ
クスコーティング等を施こしてもよい。なおこのような
表面処理は、ピストンロッド22全体に施しても、あるい
は球状軸受部22a,22bを含む一部のみに施してもよい。
The nitrogen-containing aluminum alloy constituting the piston rod 22 has excellent wear resistance as described above, and shows a sufficiently low degree of wear even without surface treatment. In the case of plating, in synergy with the high hardness of the base nitrogen-containing aluminum alloy, the aluminum alloy constituting the driving portion D and the piston 23 is used as a mating material to exhibit particularly excellent wear resistance, and any of the members is used. Wear is hardly observed. Furthermore, since this Ni electroless plating can be performed relatively easily and inexpensively, it is most desirable from the viewpoint of improving the wear resistance of the piston rod 22, but in addition to this, from a nitrogen-containing aluminum alloy. The surface of the piston rod may be coated with an oxide film by anodic oxidation or the like, chromium plating, or a ceramic coating by a thermal spraying method, a chemical densification method, or the like. Such a surface treatment may be performed on the entire piston rod 22, or may be performed only on a part including the spherical bearing portions 22a and 22b.

また、前記ピストンロッド22を形成するに当っては、
第3,4図に示すような金型K(図示のものは下型のみを
示している)を使用し、鋳造により一括成形している。
Further, in forming the piston rod 22,
A mold K as shown in FIGS. 3 and 4 (only the lower mold is shown in the figure) is used to perform a batch molding by casting.

まず、前述した窒素含有アルミニウム合金を下型上に
セットし、これを上型により押し潰し、第4図に示すよ
うなピストンロッド状物aを形成する。
First, the above-mentioned nitrogen-containing aluminum alloy is set on a lower mold, and this is crushed by an upper mold to form a piston rod-like material a as shown in FIG.

次に、このピストンロッド状物aから突出した余剰肉
部bを機械加工により削落する。
Next, the excess meat portion b protruding from the piston rod-shaped material a is cut off by machining.

この場合、前記ピストンロッド22の球状軸受部22a,22
bに相当する部分の余剰肉部bは、第2図に示すように
凹溝mが形成される程度まで削落する。
In this case, the spherical bearing portions 22a, 22 of the piston rod 22
Excess flesh portion b corresponding to b is cut off to the extent that concave groove m is formed as shown in FIG.

このようにすれば、この凹溝mが潤滑油の通路とな
り、このピストンロッド22を駆動部Dとピストン23との
間に取付けた場合に、球状軸受部22a,22bの焼付き等が
防止できることになる。
By doing so, the groove m serves as a passage for the lubricating oil, and when the piston rod 22 is mounted between the driving portion D and the piston 23, seizure of the spherical bearing portions 22a and 22b can be prevented. become.

このように構成した実施例の作用を第5図等を参照し
ながら説明する。
The operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.

容量可変式コンプレッサ3が回転すると、駆動部D
は、所定角度傾斜した状態となり、駆動部Dに押されて
ピストンロッド22を押圧する。このピストンロッド22は
シリンダ25内でピストン23を摺動させ、吸入口27より流
入した冷媒を圧縮しつつ吐出する。
When the variable displacement compressor 3 rotates, the driving unit D
Is inclined by a predetermined angle, and is pushed by the drive unit D to push the piston rod 22. The piston rod 22 slides the piston 23 in the cylinder 25, and discharges the refrigerant flowing from the suction port 27 while compressing it.

この場合、このピストンロッド22には、往復運動の慣
性力が作用することになる。
In this case, a reciprocating inertia force acts on the piston rod 22.

この慣性力Mnは、 Mn=4/5mR2ω2sm2α ここに、 mは、ピストンロッドの質量 Rは、回転軸11とピストンロッドまでの距離 ωは、駆動部Dの角速度 αは、駆動部Dの傾斜角 である。This inertial force Mn is: Mn = 4 / 5mR 2 ω 2 sm2α where m is the mass of the piston rod R is the distance between the rotating shaft 11 and the piston rod ω is the angular velocity α of the drive unit D is the drive unit The inclination angle of D.

つまり、この慣性力Mnは、駆動部Dの角速度ωに比
例する。
That is, the inertial force Mn is proportional to the angular velocity omega 2 of the drive unit D.

したがって、ピストンロッド22を軽量化すれば、前記
駆動部Dの角速度ωを大きくしても所定の慣性力Mnと
なり、この容量可変式コンプレッサの高速化が可能とな
る。
Therefore, if the weight of the piston rod 22, a predetermined inertial force Mn next be increased angular velocity omega 2 of the driving unit D, speed of the variable capacity compressor is possible.

[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、ピストンロッド
を窒素含有アルミニウム合金により構成したため、ピス
トンロッドがきわめて軽量となり、また、圧縮、引張に
対する強度もあり、前述したモーメントの釣合により前
記駆動部の傾斜状態を変える場合にも、より正確な駆動
部の傾斜状態を作り出すことができることになり、さら
にその硬度も十分なものであるから耐摩耗性にも優れた
特性を示すものとなる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the piston rod is made of a nitrogen-containing aluminum alloy, so that the piston rod is extremely lightweight, and has strength against compression and tension. When the inclination state of the drive unit is changed depending on the case, it is possible to create a more accurate inclination state of the drive unit, and since the hardness is sufficient, it exhibits excellent characteristics in abrasion resistance. It will be.

また、このピストンロッドの表面にNiメッキを施こし
ているので、耐摩耗性に関してさらに優れた特性を発揮
することになる。
Further, since the surface of the piston rod is plated with Ni, more excellent characteristics regarding wear resistance can be exhibited.

さらに、両端に球状軸受部を有するピストンロッドを
鋳造により形成し、この鋳造時に球状軸受部を余剰肉部
とともに該球状軸受部の外周面に凹溝が形成されるよう
に削落したので、この凹溝が潤滑溝となり、ピストン等
と連結した場合の潤滑性も向上することになる。
Further, a piston rod having spherical bearing portions at both ends was formed by casting, and at the time of this casting, the spherical bearing portion was cut off together with the excess wall portion so that a concave groove was formed on the outer peripheral surface of the spherical bearing portion. The concave groove serves as a lubricating groove, and lubricity when connected to a piston or the like is also improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の一実施例に係る概略説明図、第2図
は、第1図のII−II線に沿う断面図、第3図は、本発明
に係るピストンロッドを形成するに当って使用する金型
を示す要部斜視図、第4図は同金型にピストンロッド状
物が取付いた状態を示す斜視図、第5図は、従来の容量
可変式コンプレッサを示す断面図である。 11……駆動軸、22……ピストンロッド、 23……ピストン、25……シリンダ、 D……駆動部。
FIG. 1 is a schematic explanatory view according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing a piston rod according to the present invention. FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a piston rod-shaped object is attached to the mold, and FIG. 5 is a sectional view showing a conventional variable displacement compressor. is there. 11 ... Drive shaft, 22 ... Piston rod, 23 ... Piston, 25 ... Cylinder, D ... Drive part.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】駆動軸(11)に対して傾斜角度が可変に設
けられた駆動部(D)と、シリンダ(25)内を往復摺動
するように設けられたピストン(23)とを両端に球状軸
受部を有するピストンロッド(22)を介して連結してな
る容量可変式コンプレッサにおいて、前記ピストンロッ
ド(22)を窒素含有アルミニウム合金により構成したこ
とを特徴とする容量可変式コンプレッサ用のピストンロ
ッド。
1. A drive section (D) having a variable inclination angle with respect to a drive shaft (11) and a piston (23) provided to reciprocate in a cylinder (25). Variable displacement compressor connected via a piston rod (22) having a spherical bearing portion to the piston, wherein the piston rod (22) is made of a nitrogen-containing aluminum alloy. rod.
【請求項2】該ピストンロッドは、表面にNiメッキを施
こしたことを特徴とする請求項1に記載の容量可変式コ
ンプレッサ用のピストンロッド。
2. The piston rod for a variable displacement compressor according to claim 1, wherein the surface of the piston rod is plated with Ni.
【請求項3】駆動軸(11)に対して傾斜角度が可変に連
結された駆動部(D)と、シリンダ(25)内を往復摺動
するように設けられたピストン(23)とを連結する、両
端に球状軸受部を有するピストンロッド(22)を鋳造に
より形成し、この鋳造後前記球状軸受部を余剰肉部とと
もに該球状軸受部の外周面に凹溝が形成されるように削
落してなる容量可変式コンプレッサ用ピストンロッドの
製造方法。
3. A drive unit (D) having a tilt angle variably connected to a drive shaft (11) and a piston (23) provided to reciprocate in a cylinder (25). A piston rod (22) having spherical bearing portions at both ends is formed by casting, and after this casting, the spherical bearing portion is cut off together with the excess wall portion so that a concave groove is formed on the outer peripheral surface of the spherical bearing portion. Method of manufacturing piston rod for variable displacement compressor.
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