JP3234913B2 - 圧縮機用中空ピストンの製造方法 - Google Patents
圧縮機用中空ピストンの製造方法Info
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空気調和装置の可変
容量型斜板（variable displacement swash plate）式
圧縮機用ピストンの製造方法に関するもので、特に、軽
量で、慣性が非常に小さくて、圧縮機の圧縮効率を向上
させ得る中空ピストンを製造する圧縮機用中空ピストン
の製造方法に関するものである。
容量型斜板（variable displacement swash plate）式
圧縮機用ピストンの製造方法に関するもので、特に、軽
量で、慣性が非常に小さくて、圧縮機の圧縮効率を向上
させ得る中空ピストンを製造する圧縮機用中空ピストン
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車の冷房装置を構成する圧縮機は、
プーリを介して伝達されるエンジンの動力を、電磁クラ
ッチの断続作用により、選択的に受けて、蒸発器から供
給される気相の冷媒を圧縮して、液化しやすい高温高圧
の状態に変化させて凝縮器に吐き出す装置である。
プーリを介して伝達されるエンジンの動力を、電磁クラ
ッチの断続作用により、選択的に受けて、蒸発器から供
給される気相の冷媒を圧縮して、液化しやすい高温高圧
の状態に変化させて凝縮器に吐き出す装置である。
【０００３】このような圧縮機の一形態である斜板式圧
縮機は、エンジンの動力を受ける駆動軸に斜めに軸設さ
れたディスク状の斜板が駆動軸により回転し、この斜板
の回転により、斜板の外周に沿って、シュー（shoe）を
介在して結合された多数のピストンがシリンダに形成さ
れた多数のボアの内部で直線往復運動することにより、
冷媒ガスを吸入及び圧縮して排出するようになってい
る。
縮機は、エンジンの動力を受ける駆動軸に斜めに軸設さ
れたディスク状の斜板が駆動軸により回転し、この斜板
の回転により、斜板の外周に沿って、シュー（shoe）を
介在して結合された多数のピストンがシリンダに形成さ
れた多数のボアの内部で直線往復運動することにより、
冷媒ガスを吸入及び圧縮して排出するようになってい
る。
【０００４】添付図面の図１はこの種の可変容量型斜板
式圧縮機の一例を示す断面図である。同図に示すよう
に、可変容量型斜板式圧縮機は、内部に密閉空間を形成
する前、後方ハウジング５１、５２と、前記前、後方ハ
ウジング５１、５２内に収容され、円周方向に配列され
る多数のボア５３ａが形成されたシリンダ５３と、前記
シリンダ５３と前記前方ハウジング５１に回転可能に支
持される駆動軸５４と、前記駆動軸５４に固定され、駆
動軸５４とともに回転する円板形ラッグプレート５５
と、前記駆動軸５４に嵌合されたままで前記ラッグプレ
ート５５の一側に軸支され、このラッグプレート５５と
ともに回転し軸方向にスライドしながら傾斜角が変化す
る斜板５６と、前記斜板５６の外周に沿って、シュー５
７を介在して結合され、前記斜板５６の回転により、前
記シリンダ５３の各ボア５３ａ内で往復移動する多数の
ピストン５８と、前記ピストン５８の往復運動による圧
力変化により、バルブプレート５９の吸入口５９ａと排
出口５９ｂを開閉する吸入リードバルブ６０及び吐出リ
ードバルブ６１とを含み、そのほかにも、前方ハウジン
グ５１のクランク室５１ａ、後方ハウジング５２の吸入
室５２ａ及び吐出室５２ｂの圧力を調整して、ピストン
５８の移送量を調整する制御バルブ６２と、前記ラッグ
プレート５５と斜板５６との間に弾設され、ラッグプレ
ート５５の非回転時、最小傾斜角で斜板５６を弾支する
スプリング６３とを含む。
式圧縮機の一例を示す断面図である。同図に示すよう
に、可変容量型斜板式圧縮機は、内部に密閉空間を形成
する前、後方ハウジング５１、５２と、前記前、後方ハ
ウジング５１、５２内に収容され、円周方向に配列され
る多数のボア５３ａが形成されたシリンダ５３と、前記
シリンダ５３と前記前方ハウジング５１に回転可能に支
持される駆動軸５４と、前記駆動軸５４に固定され、駆
動軸５４とともに回転する円板形ラッグプレート５５
と、前記駆動軸５４に嵌合されたままで前記ラッグプレ
ート５５の一側に軸支され、このラッグプレート５５と
ともに回転し軸方向にスライドしながら傾斜角が変化す
る斜板５６と、前記斜板５６の外周に沿って、シュー５
７を介在して結合され、前記斜板５６の回転により、前
記シリンダ５３の各ボア５３ａ内で往復移動する多数の
ピストン５８と、前記ピストン５８の往復運動による圧
力変化により、バルブプレート５９の吸入口５９ａと排
出口５９ｂを開閉する吸入リードバルブ６０及び吐出リ
ードバルブ６１とを含み、そのほかにも、前方ハウジン
グ５１のクランク室５１ａ、後方ハウジング５２の吸入
室５２ａ及び吐出室５２ｂの圧力を調整して、ピストン
５８の移送量を調整する制御バルブ６２と、前記ラッグ
プレート５５と斜板５６との間に弾設され、ラッグプレ
ート５５の非回転時、最小傾斜角で斜板５６を弾支する
スプリング６３とを含む。
【０００５】可変容量型斜板式圧縮機は、以上のような
構成要素からなるもので、つぎのような過程により蒸発
器から移送されてくる冷媒を圧縮して凝縮器に送出する
ことになる。
構成要素からなるもので、つぎのような過程により蒸発
器から移送されてくる冷媒を圧縮して凝縮器に送出する
ことになる。
【０００６】駆動軸５４がエンジンの動力で回転する
と、駆動軸５４に固定されたラッグプレート５５が斜板
５６とともに回転し、斜板５６の外周に放射状に結合さ
れたピストン５８が斜板５６により、斜板５６の傾斜角
に比例する距離だけ、往復運動する。この際に、ピスト
ン５８が後進する間（斜板５６により引き寄せられる
間）、吸入口５９ａを通じて、吸入室５２ａの冷媒がボ
ア５３ａ内に流入され、ピストン５８が下死点に至って
から前進する間、ボア５３ａに流入された冷媒が圧縮さ
れて、高圧力で吐出口５９ｂを通じて吐出室５２ｂに吐
き出され、ついで、吐出室５２ｂの高圧冷媒は冷媒流路
を通じて凝縮器（図示せず）に吐き出される。
と、駆動軸５４に固定されたラッグプレート５５が斜板
５６とともに回転し、斜板５６の外周に放射状に結合さ
れたピストン５８が斜板５６により、斜板５６の傾斜角
に比例する距離だけ、往復運動する。この際に、ピスト
ン５８が後進する間（斜板５６により引き寄せられる
間）、吸入口５９ａを通じて、吸入室５２ａの冷媒がボ
ア５３ａ内に流入され、ピストン５８が下死点に至って
から前進する間、ボア５３ａに流入された冷媒が圧縮さ
れて、高圧力で吐出口５９ｂを通じて吐出室５２ｂに吐
き出され、ついで、吐出室５２ｂの高圧冷媒は冷媒流路
を通じて凝縮器（図示せず）に吐き出される。
【０００７】以上のような圧縮機の冷媒圧縮過程におい
て、往復移動しつつ冷媒を直接吸入、圧縮するピストン
５８は、往復運動時、ピストン５８の移送方向と反対方
向に作用し、重量に比例する相当な大きさの慣性力を受
けるので、その重量が大きければ、それに比例する大き
さ慣性力で駆動軸の回転力を低下させるため、圧縮機の
圧縮効率を低下させる。このような点のため、最近に
は、図２に示すように、内部を中空に形成した、非常に
軽量の中空ピストンが開発されて、可変容量式圧縮機に
適用されている。
て、往復移動しつつ冷媒を直接吸入、圧縮するピストン
５８は、往復運動時、ピストン５８の移送方向と反対方
向に作用し、重量に比例する相当な大きさの慣性力を受
けるので、その重量が大きければ、それに比例する大き
さ慣性力で駆動軸の回転力を低下させるため、圧縮機の
圧縮効率を低下させる。このような点のため、最近に
は、図２に示すように、内部を中空に形成した、非常に
軽量の中空ピストンが開発されて、可変容量式圧縮機に
適用されている。
【０００８】図２に示すように、中空ピストン４はピス
トンの体積の大部分を占める円筒部に中空部を形成した
もので、このような中空ピストン４は体積対比重量が非
常に小さいため、往復運動時、重量に比例して発生する
慣性が非常に小さいので、圧縮機に適用する場合は、相
対的に重くて、往復運動時、大きい慣性が発生する中実
ピストンを適用する場合に比べ、圧縮機の圧縮性能をか
なり向上させることができる。
トンの体積の大部分を占める円筒部に中空部を形成した
もので、このような中空ピストン４は体積対比重量が非
常に小さいため、往復運動時、重量に比例して発生する
慣性が非常に小さいので、圧縮機に適用する場合は、相
対的に重くて、往復運動時、大きい慣性が発生する中実
ピストンを適用する場合に比べ、圧縮機の圧縮性能をか
なり向上させることができる。
【０００９】通常のピストンが、軽量のアルミニウム素
材を鍛造又はダイカスティングして素材ピストンを成形
した後、その素材ピストンを機械加工する方式により製
造されるが、ダイカスティングによっては中空部を有す
る一体型素材ピストンを成形することができないため、
仕方なく２部材に分割、成形した後、これらを結合して
中空部を形成しなければならない製造上の大きい難点を
有していた。このため、中空ピストンは製造単価が高
く、製造時の不良率が非常に高いという欠点を有してい
た。
材を鍛造又はダイカスティングして素材ピストンを成形
した後、その素材ピストンを機械加工する方式により製
造されるが、ダイカスティングによっては中空部を有す
る一体型素材ピストンを成形することができないため、
仕方なく２部材に分割、成形した後、これらを結合して
中空部を形成しなければならない製造上の大きい難点を
有していた。このため、中空ピストンは製造単価が高
く、製造時の不良率が非常に高いという欠点を有してい
た。
【００１０】それにもかかわらず、中空のピストンは、
圧縮機の効率増進効果が非常に大きいという利点を有す
るため、中空ピストンをより容易に製造し得る圧縮機用
中空ピストンの製造方法が多数研究されてきた。
圧縮機の効率増進効果が非常に大きいという利点を有す
るため、中空ピストンをより容易に製造し得る圧縮機用
中空ピストンの製造方法が多数研究されてきた。
【００１１】その代表的な従来の圧縮機用中空ピストン
の製造方法の一例が図２〜図４に示されている。
の製造方法の一例が図２〜図４に示されている。
【００１２】この従来の中空ピストンの製造方法は、ピ
ストン４を本体部４１とキャップ部４２に分離して成形
した後、素材状態のこれらを機械加工し、仮結合し、つ
いで、真空状態で前記本体部４１とキャップ部４２を電
子ビーム溶接で固着してピストン４を形成することを特
徴とするもので、その具体的な製造過程はつぎのようで
ある。
ストン４を本体部４１とキャップ部４２に分離して成形
した後、素材状態のこれらを機械加工し、仮結合し、つ
いで、真空状態で前記本体部４１とキャップ部４２を電
子ビーム溶接で固着してピストン４を形成することを特
徴とするもので、その具体的な製造過程はつぎのようで
ある。
【００１３】まず、アルミニウム素材をダイカスティン
グ工程又は鍛造工程により、図２に示すように、ブリッ
ジ形成部４１ａとこのブリッジ形成部４１ａの両側のヘ
ッド形成部４１ｂ及び把持部４１ｃとからなる素材状態
の本体部４１と、一側の把持部４２ｃ及び他側のヘッド
形成部４２ｂからなる素材状態のキャップ部４２とを別
途に成形する（鍛造成形段階）。ついで、前記本体部４
１とキャップ部４２の各ヘッド形成部４１ｂ、４２ｂの
先端面を、図２の点線４０ｂのように切削し、互いに対
応する締り嵌め方式の仮結合構造である接合面４０ａ、
４０ｃをそれぞれ形成する（溶接前の切削加工段階）。
そして、その接合面４０ａ、４０ｃを用いて、前記本体
部４１とキャップ部４２を図３のように仮結合し、その
仮結合された前記本体部４１とキャップ部４２をジグ
（図示せず）に固定した後、真空状態で、これら両接合
面４０ａ、４０ｃを電子ビーム溶接して、本体部４１と
キャップ部４２を一体に接合させる（電子ビーム溶接段
階）。つぎに、接合された素材状態のピストン４の外周
を旋削して、ピストンのヘッド外周面４ａを１次形成し
た後（溶接後の切削加工段階）、ピストン４の全表面に
テフロンをコーティングして耐磨耗層を形成する（コー
ティング段階）。つぎに、テフロンコーティングが施さ
れたヘッド外周面４ａを研磨し、その本体部４１のブリ
ッジ形成部４１ａの一側を切削して、斜板収容溝４ｂと
シュー安着溝４ｃを順次形成し（切削加工段階）、最終
に、両側の把持部４１ｃ、４２ｃを切断して、ピストン
の先、後端面４ｄ、４ｅをそれぞれ形成することによ
り、図４のようなピストン４の製造を完了することにな
る。
グ工程又は鍛造工程により、図２に示すように、ブリッ
ジ形成部４１ａとこのブリッジ形成部４１ａの両側のヘ
ッド形成部４１ｂ及び把持部４１ｃとからなる素材状態
の本体部４１と、一側の把持部４２ｃ及び他側のヘッド
形成部４２ｂからなる素材状態のキャップ部４２とを別
途に成形する（鍛造成形段階）。ついで、前記本体部４
１とキャップ部４２の各ヘッド形成部４１ｂ、４２ｂの
先端面を、図２の点線４０ｂのように切削し、互いに対
応する締り嵌め方式の仮結合構造である接合面４０ａ、
４０ｃをそれぞれ形成する（溶接前の切削加工段階）。
そして、その接合面４０ａ、４０ｃを用いて、前記本体
部４１とキャップ部４２を図３のように仮結合し、その
仮結合された前記本体部４１とキャップ部４２をジグ
（図示せず）に固定した後、真空状態で、これら両接合
面４０ａ、４０ｃを電子ビーム溶接して、本体部４１と
キャップ部４２を一体に接合させる（電子ビーム溶接段
階）。つぎに、接合された素材状態のピストン４の外周
を旋削して、ピストンのヘッド外周面４ａを１次形成し
た後（溶接後の切削加工段階）、ピストン４の全表面に
テフロンをコーティングして耐磨耗層を形成する（コー
ティング段階）。つぎに、テフロンコーティングが施さ
れたヘッド外周面４ａを研磨し、その本体部４１のブリ
ッジ形成部４１ａの一側を切削して、斜板収容溝４ｂと
シュー安着溝４ｃを順次形成し（切削加工段階）、最終
に、両側の把持部４１ｃ、４２ｃを切断して、ピストン
の先、後端面４ｄ、４ｅをそれぞれ形成することによ
り、図４のようなピストン４の製造を完了することにな
る。
【００１４】このような従来の圧縮機用中空ピストンの
製造方法は、中空部４ｆを形成するために分割成形され
る本体部４１とキャップ部４２の各接合面４０ａ、４０
ｃに対する精密加工が要求され、溶接に消耗される時間
が１０秒以上で比較的長く、かつ組立て及び加工過程が
ややこしく複雑であるため、ピストン全体の製造工程が
かなり複雑になって、生産性の低下はもちろん、ピスト
ン不良発生率が非常に高いなどの諸般問題点を有してい
た。また、アルミニウム材である本体部４１とキャップ
４２との間を接合する電子ビーム溶接は、素材の酸化防
止のため、真空環境で行わなければならないため、真空
環境を造成した後、電子ビーム溶接を行うための高価な
装備を必要として、設備費の負担が過重であるという問
題点もあった。
製造方法は、中空部４ｆを形成するために分割成形され
る本体部４１とキャップ部４２の各接合面４０ａ、４０
ｃに対する精密加工が要求され、溶接に消耗される時間
が１０秒以上で比較的長く、かつ組立て及び加工過程が
ややこしく複雑であるため、ピストン全体の製造工程が
かなり複雑になって、生産性の低下はもちろん、ピスト
ン不良発生率が非常に高いなどの諸般問題点を有してい
た。また、アルミニウム材である本体部４１とキャップ
４２との間を接合する電子ビーム溶接は、素材の酸化防
止のため、真空環境で行わなければならないため、真空
環境を造成した後、電子ビーム溶接を行うための高価な
装備を必要として、設備費の負担が過重であるという問
題点もあった。
【００１５】更に、この従来の中空ピストンの製造方法
により製造されたピストン４は、電子ビーム溶接過程で
発生した微細孔をその組織内に含有するため、耐久性が
低下し、かつその微細孔を通じて冷媒とオイルが浸透す
るため、冷媒量及びオイル量の不足状態を誘発する問題
点を有していた。また、その微細孔がピストンとボアと
の間にリーク（leak）を発生させ、更に、その微細孔が
中空部４ｆの内外を貫通する場合、その微細孔を通じて
冷媒又はオイルが中空部４ｆに充填されてピストン４の
重量を増大させるため、圧縮機の性能を大きく低下させ
る問題点も有していた。
により製造されたピストン４は、電子ビーム溶接過程で
発生した微細孔をその組織内に含有するため、耐久性が
低下し、かつその微細孔を通じて冷媒とオイルが浸透す
るため、冷媒量及びオイル量の不足状態を誘発する問題
点を有していた。また、その微細孔がピストンとボアと
の間にリーク（leak）を発生させ、更に、その微細孔が
中空部４ｆの内外を貫通する場合、その微細孔を通じて
冷媒又はオイルが中空部４ｆに充填されてピストン４の
重量を増大させるため、圧縮機の性能を大きく低下させ
る問題点も有していた。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
前述したような従来の圧縮機用中空ピストンの製造方法
が有する問題点を一掃し得るもので、中空ピストン素材
を素材ピストンと素材キャップに分割成形して結合し、
これら分割素材を簡単な切削加工のみを経た後、常温の
大気中で摩擦溶接する簡単な溶接作業で結合することに
より、ピストン不良発生率を低下させるだけでなく、設
備費及び加工費の負担を減らしてピストンの製造原価を
大きく低下させ、かつ、溶接時、ピストン組織内に微細
孔を生成させず、圧縮機の性能低下を誘発してしまうピ
ストンとなることを防止することができる圧縮機用中空
ピストンの製造方法を提供することにその目的がある。
前述したような従来の圧縮機用中空ピストンの製造方法
が有する問題点を一掃し得るもので、中空ピストン素材
を素材ピストンと素材キャップに分割成形して結合し、
これら分割素材を簡単な切削加工のみを経た後、常温の
大気中で摩擦溶接する簡単な溶接作業で結合することに
より、ピストン不良発生率を低下させるだけでなく、設
備費及び加工費の負担を減らしてピストンの製造原価を
大きく低下させ、かつ、溶接時、ピストン組織内に微細
孔を生成させず、圧縮機の性能低下を誘発してしまうピ
ストンとなることを防止することができる圧縮機用中空
ピストンの製造方法を提供することにその目的がある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
になされた本発明による圧縮機用中空ピストンの製造方
法は、ブリッジ形成部、前記ブリッジ形成部の一側に成
形された中空円筒形のヘッド形成部及び前記ブリッジ形
成部の他側に成形された把持部からなる本体部と、一側
の中空円筒形のヘッド形成部及び他側の把持部からなる
キャップ部とをそれぞれ鍛造により成形する鍛造成形段
階と、前記素材本体部と前記素材キャップ部の各ヘッド
形成部の先端面を切削して、それぞれ接合面を形成する
溶接前切削加工段階と、前記素材本体部の把持部と前記
素材キャップ部の把持部をジグに固定し、各接合面を突
き合わせた後、両接合面を摩擦溶接して、素材ピストン
を形成する摩擦溶接段階と、前記素材ピストンをジグに
固定した状態で、その素材ピストンの外周面を切削し
て、ピストンの外径を形成する溶接後切削加工段階と、
前記素材ピストンの表面をコーティングして、耐磨耗層
を形成するコーティング段階と、前記素材本体部と前記
素材キャップ部の各ヘッド形成部の外周面を同時に研磨
して、ピストンの外周面を形成する研磨加工段階と、前
記ブリッジ形成部の一側面を切削して斜板収容溝を形成
し、その収容溝の両側内壁を切削して、半球面形状のシ
ュー安着部を形成する切削加工段階と、前記素材本体部
と前記素材キャップ部の各把持部を切断して、ピストン
の先後端面をそれぞれ形成する切断段階とを含んでなる
ことを特徴とする。
になされた本発明による圧縮機用中空ピストンの製造方
法は、ブリッジ形成部、前記ブリッジ形成部の一側に成
形された中空円筒形のヘッド形成部及び前記ブリッジ形
成部の他側に成形された把持部からなる本体部と、一側
の中空円筒形のヘッド形成部及び他側の把持部からなる
キャップ部とをそれぞれ鍛造により成形する鍛造成形段
階と、前記素材本体部と前記素材キャップ部の各ヘッド
形成部の先端面を切削して、それぞれ接合面を形成する
溶接前切削加工段階と、前記素材本体部の把持部と前記
素材キャップ部の把持部をジグに固定し、各接合面を突
き合わせた後、両接合面を摩擦溶接して、素材ピストン
を形成する摩擦溶接段階と、前記素材ピストンをジグに
固定した状態で、その素材ピストンの外周面を切削し
て、ピストンの外径を形成する溶接後切削加工段階と、
前記素材ピストンの表面をコーティングして、耐磨耗層
を形成するコーティング段階と、前記素材本体部と前記
素材キャップ部の各ヘッド形成部の外周面を同時に研磨
して、ピストンの外周面を形成する研磨加工段階と、前
記ブリッジ形成部の一側面を切削して斜板収容溝を形成
し、その収容溝の両側内壁を切削して、半球面形状のシ
ュー安着部を形成する切削加工段階と、前記素材本体部
と前記素材キャップ部の各把持部を切断して、ピストン
の先後端面をそれぞれ形成する切断段階とを含んでなる
ことを特徴とする。
【００１８】前述したような本発明による圧縮機用中空
ピストンの製造方法は、ダイカスティング又は鍛造工程
により本体部とキャップ部を成形した後、両素材を、加
工精度を要しない常温の大気中で行う摩擦溶接法によ
り、結合することにより、溶接の前に、簡単な切削加工
のみが必要であり、素材本体部と素材キャップ部を結合
する溶接工程が単純になるので、ピストンの不良発生率
が非常に低い。また、設備費及び加工費の負担が小さく
て、ピストンの製造原価を大きく節減することができ、
かつ溶接過程で、ピストン組織内に、圧縮機の性能低下
を誘発する微細孔を生成しない。
ピストンの製造方法は、ダイカスティング又は鍛造工程
により本体部とキャップ部を成形した後、両素材を、加
工精度を要しない常温の大気中で行う摩擦溶接法によ
り、結合することにより、溶接の前に、簡単な切削加工
のみが必要であり、素材本体部と素材キャップ部を結合
する溶接工程が単純になるので、ピストンの不良発生率
が非常に低い。また、設備費及び加工費の負担が小さく
て、ピストンの製造原価を大きく節減することができ、
かつ溶接過程で、ピストン組織内に、圧縮機の性能低下
を誘発する微細孔を生成しない。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す好ましい実
施例に基づいて本発明による圧縮機用中空ピストンの製
造方法をより具体的に説明する。図５〜図９は本発明の
一実施例による圧縮機用中空ピストンの製造方法の工程
を順次示す工程図である。
施例に基づいて本発明による圧縮機用中空ピストンの製
造方法をより具体的に説明する。図５〜図９は本発明の
一実施例による圧縮機用中空ピストンの製造方法の工程
を順次示す工程図である。
【００２０】本発明の一実施例による圧縮機用中空ピス
トンの製造方法は、ピストン１を本体部１１とキャップ
部１２の２素材に分割成形した後、常温の大気中で行う
摩擦溶接と、この溶接の前後に行う所定の切削工程によ
り、ピストン１を完成するもので、２分割素材１１、１
２を成形するダイカスティング又は鍛造成形段階から始
まる。
トンの製造方法は、ピストン１を本体部１１とキャップ
部１２の２素材に分割成形した後、常温の大気中で行う
摩擦溶接と、この溶接の前後に行う所定の切削工程によ
り、ピストン１を完成するもので、２分割素材１１、１
２を成形するダイカスティング又は鍛造成形段階から始
まる。
【００２１】図５は鍛造成形段階で成形された二つの素
材１１、１２を示すものである。同図に示すように、鍛
造成形段階では、ブリッジ形成部１１ａと該ブリッジ形
成部の一側に成形された中空円筒形のヘッド形成部１１
ｂと該ブリッジ形成部の他側に成形された把持部１１ｃ
とからなるアルミニウム素材の本体部１１と、中空円筒
形ヘッド形成部１２ｂと該ヘッド形成部１２ｂの一側の
把持部１２ｃとからなる同材質のキャップ部１２とをそ
れぞれダイカスティング又は鍛造により、加工余裕を有
するように、厚く成形する。
材１１、１２を示すものである。同図に示すように、鍛
造成形段階では、ブリッジ形成部１１ａと該ブリッジ形
成部の一側に成形された中空円筒形のヘッド形成部１１
ｂと該ブリッジ形成部の他側に成形された把持部１１ｃ
とからなるアルミニウム素材の本体部１１と、中空円筒
形ヘッド形成部１２ｂと該ヘッド形成部１２ｂの一側の
把持部１２ｃとからなる同材質のキャップ部１２とをそ
れぞれダイカスティング又は鍛造により、加工余裕を有
するように、厚く成形する。
【００２２】ついで、図５に示すように、溶接前の切削
加工段階で、前記２素材１１、１２の各ヘッド形成部１
１ｂ、１２ｂの先端部（図５の点線）に沿って切削し
て、それぞれ接合面１０ａ、１０ｂを形成する。この切
削加工は、摩擦溶接のために、各素材の接合面１０ａ、
１０ｂの平坦度と表面粗度を仕上げる単純平削加工で、
先の従来の圧縮機用中空ピストンの製造方法において、
仮結合のための接合面４０ａ、４０ｃを形成する溶接前
切削加工段階より工程が遥かに単純であるので、ピスト
ン不良率を低め、製造原価を低めるのに至大な影響を及
ぼすことになる。この段階で、本体部１１のヘッド形成
部１１ｂの先端面中央部を、図５の点線１０ｃに沿っ
て、凹むように切削すると、中空部１ｆを拡大し得るの
で、ピストン１をより軽量化し得る。
加工段階で、前記２素材１１、１２の各ヘッド形成部１
１ｂ、１２ｂの先端部（図５の点線）に沿って切削し
て、それぞれ接合面１０ａ、１０ｂを形成する。この切
削加工は、摩擦溶接のために、各素材の接合面１０ａ、
１０ｂの平坦度と表面粗度を仕上げる単純平削加工で、
先の従来の圧縮機用中空ピストンの製造方法において、
仮結合のための接合面４０ａ、４０ｃを形成する溶接前
切削加工段階より工程が遥かに単純であるので、ピスト
ン不良率を低め、製造原価を低めるのに至大な影響を及
ぼすことになる。この段階で、本体部１１のヘッド形成
部１１ｂの先端面中央部を、図５の点線１０ｃに沿っ
て、凹むように切削すると、中空部１ｆを拡大し得るの
で、ピストン１をより軽量化し得る。
【００２３】つぎの図６の摩擦溶接段階では、先の溶接
前切削加工段階で接合面１０ａ、１０ｂが形成された本
体部１１とキャップ部１２の把持部１１ｃ、１２ｃをジ
グ（図示せず）に固定した後、各接合面１０ａ、１０ｂ
を突き合わせ、２素材１１、１２を対向する方向に加圧
しながら相対回転させることにより、接合面１０ａ、１
０ｂの間で発生する摩擦熱で二つの接合面１０ａ、１０
ｂを相互溶着してピストン１の形状に結合する。この摩
擦溶接は、その接合強度に優れ、反面、常温の大気中で
単純相対回転運動のみで溶接が可能であるので、二つの
素材１１、１２を加圧しながら相対回転させ得る機械的
運動要素のみを有する単純構成の溶接設備によっても実
施できる。したがって、真空環境でだけ、二つの素材を
結合し得る電子ビーム溶接を用いる従来の中空ピストン
の製造方法に比べて設備費の負担を大きく低めることが
できる。また、工程時間も５秒内外で、１０秒内外の工
程時間を要する電子ビーム溶接を使用する場合に比べ、
ピストンの生産性も向上させることができる。
前切削加工段階で接合面１０ａ、１０ｂが形成された本
体部１１とキャップ部１２の把持部１１ｃ、１２ｃをジ
グ（図示せず）に固定した後、各接合面１０ａ、１０ｂ
を突き合わせ、２素材１１、１２を対向する方向に加圧
しながら相対回転させることにより、接合面１０ａ、１
０ｂの間で発生する摩擦熱で二つの接合面１０ａ、１０
ｂを相互溶着してピストン１の形状に結合する。この摩
擦溶接は、その接合強度に優れ、反面、常温の大気中で
単純相対回転運動のみで溶接が可能であるので、二つの
素材１１、１２を加圧しながら相対回転させ得る機械的
運動要素のみを有する単純構成の溶接設備によっても実
施できる。したがって、真空環境でだけ、二つの素材を
結合し得る電子ビーム溶接を用いる従来の中空ピストン
の製造方法に比べて設備費の負担を大きく低めることが
できる。また、工程時間も５秒内外で、１０秒内外の工
程時間を要する電子ビーム溶接を使用する場合に比べ、
ピストンの生産性も向上させることができる。
【００２４】一方、摩擦溶接段階において、二つの素材
の接合面１０ａ、１０ｂの間の摩擦は、前記本体部１１
と前記キャップ部１２を突き合わせた状態で、これらを
同一方向に回転させた後、どちらか一方を停止させるこ
とにより、二つの接合面１０ａ、１０ｂの間で発生する
相対速度の差、又は前記本体部１１と前記キャップ部１
２のどちらか一方を固定した後、ほかの素材を相対回転
させることにより発生する二つの接合面１０ａ、１０ｂ
の間の摩擦を用いることが好ましい。
の接合面１０ａ、１０ｂの間の摩擦は、前記本体部１１
と前記キャップ部１２を突き合わせた状態で、これらを
同一方向に回転させた後、どちらか一方を停止させるこ
とにより、二つの接合面１０ａ、１０ｂの間で発生する
相対速度の差、又は前記本体部１１と前記キャップ部１
２のどちらか一方を固定した後、ほかの素材を相対回転
させることにより発生する二つの接合面１０ａ、１０ｂ
の間の摩擦を用いることが好ましい。
【００２５】溶接後の切削加工段階では、図６に示すよ
うに、前記摩擦溶接段階での２素材の結合状態のピスト
ン１をジグ（図示せず）に固定した状態で、その外周面
を旋削加工して、ピストンのヘッド面１ａを形成する。
うに、前記摩擦溶接段階での２素材の結合状態のピスト
ン１をジグ（図示せず）に固定した状態で、その外周面
を旋削加工して、ピストンのヘッド面１ａを形成する。
【００２６】ついで、コーティング段階では、前記ピス
トン１の表面をコーティングして、その表面に耐磨耗層
を形成する。この耐磨耗層はテフロンのような潤滑性耐
磨耗材であり、ピストン１の磨耗速度を大きく緩和させ
てピストン１の耐久寿命を延長し、かつ圧縮性能低下の
要因として作用し得るピストン組織の微細孔を除去する
役を務める。
トン１の表面をコーティングして、その表面に耐磨耗層
を形成する。この耐磨耗層はテフロンのような潤滑性耐
磨耗材であり、ピストン１の磨耗速度を大きく緩和させ
てピストン１の耐久寿命を延長し、かつ圧縮性能低下の
要因として作用し得るピストン組織の微細孔を除去する
役を務める。
【００２７】研磨加工段階では、前記コーティング段階
で全表面にコーティングが施されたピストン１のヘッド
１ａの外周面を研磨して、往復動時、ボアの内面との摩
擦力が最小になるように、粗度を均一に形成する。
で全表面にコーティングが施されたピストン１のヘッド
１ａの外周面を研磨して、往復動時、ボアの内面との摩
擦力が最小になるように、粗度を均一に形成する。
【００２８】そして、後続の切削加工段階では、図７に
示すように、前記ブリッジ形成部１１ａの一側面を切削
して、斜板（図１の５６）が差し込まれる斜板収容溝１
ｂを形成し、ついで、該収容溝１ｂの両側内壁の対向面
を切削して、斜板と前記斜板収容溝１ｂの内壁との介在
されて、摩擦を減らし、斜板の傾斜角変位を受容し得る
シュー（図１の５７）が安着される半球面形状のシュー
安着部１ｃを形成する。
示すように、前記ブリッジ形成部１１ａの一側面を切削
して、斜板（図１の５６）が差し込まれる斜板収容溝１
ｂを形成し、ついで、該収容溝１ｂの両側内壁の対向面
を切削して、斜板と前記斜板収容溝１ｂの内壁との介在
されて、摩擦を減らし、斜板の傾斜角変位を受容し得る
シュー（図１の５７）が安着される半球面形状のシュー
安着部１ｃを形成する。
【００２９】最後に、図８の切断段階で、先の工程で用
いられたピストン１の両端の把持部１１ｃ、１２ｃを、
図の点線に沿って切断して、ピストンの先後端をそれぞ
れ形成すると、ピストン１は、先端面が加圧面１ｄを有
し、滑らかな外周面１ａによりシリンダボア（図１の５
３ａ）内で摩擦なく往復動し得る完全なピストン１とし
て完成される。
いられたピストン１の両端の把持部１１ｃ、１２ｃを、
図の点線に沿って切断して、ピストンの先後端をそれぞ
れ形成すると、ピストン１は、先端面が加圧面１ｄを有
し、滑らかな外周面１ａによりシリンダボア（図１の５
３ａ）内で摩擦なく往復動し得る完全なピストン１とし
て完成される。
【００３０】以上詳細に説明した実施例による圧縮機用
中空ピストンの製造方法は、溶接前鍛造成形された素材
状態の本体部１１とキャップ部１２を、最小限の溶接前
切削加工のみを行ってから摩擦溶接を行うことで結合す
ることができるので、溶接前に行われる二つの素材１
１、１２に対する加工工程をかなり単純化し得る。更
に、摩擦溶接は、常温の大気中で二つの素材１１、１２
を相対回転させる単純回転運動のみで結合し得るので、
摩擦溶接に使用される設備の構成が簡素化されて、設備
費の負担が非常に小さい。
中空ピストンの製造方法は、溶接前鍛造成形された素材
状態の本体部１１とキャップ部１２を、最小限の溶接前
切削加工のみを行ってから摩擦溶接を行うことで結合す
ることができるので、溶接前に行われる二つの素材１
１、１２に対する加工工程をかなり単純化し得る。更
に、摩擦溶接は、常温の大気中で二つの素材１１、１２
を相対回転させる単純回転運動のみで結合し得るので、
摩擦溶接に使用される設備の構成が簡素化されて、設備
費の負担が非常に小さい。
【００３１】このような利点は、従来の圧縮機用中空ピ
ストンの製造方法が、図２に示すように、本体部４１と
キャップ部４２を溶接結合する前、各素材４１、４２に
仮結合構造(図２の点線)の形成のための精密加工工程が
必要となり、アルミニウム素材である素材４１、４２の
酸化防止のため、真空状態で溶接棒を使用して溶接する
複雑な構成を要する電子ビーム溶接工程を採択している
ものと比較してみると明らかである。
ストンの製造方法が、図２に示すように、本体部４１と
キャップ部４２を溶接結合する前、各素材４１、４２に
仮結合構造(図２の点線)の形成のための精密加工工程が
必要となり、アルミニウム素材である素材４１、４２の
酸化防止のため、真空状態で溶接棒を使用して溶接する
複雑な構成を要する電子ビーム溶接工程を採択している
ものと比較してみると明らかである。
【００３２】また、溶接過程での酸化現象がないため、
ピストン組織内に微細孔を発生しないので、従来の圧縮
機用中空ビストンの製造方法により製造されたピストン
と比較してみると、耐久寿命が長く、圧縮性能の低下を
誘発しないピストンを製造することができる。また、そ
の工程が単純であるとともに、溶接工程時間も５秒内外
に短くなって、ピストンの不良率を低下し、ピストンの
生産性も大きく高めることができる。
ピストン組織内に微細孔を発生しないので、従来の圧縮
機用中空ビストンの製造方法により製造されたピストン
と比較してみると、耐久寿命が長く、圧縮性能の低下を
誘発しないピストンを製造することができる。また、そ
の工程が単純であるとともに、溶接工程時間も５秒内外
に短くなって、ピストンの不良率を低下し、ピストンの
生産性も大きく高めることができる。
【００３３】一方、図１０ないし図１３は本発明の圧縮
機用中空ピストンの製造方法の第２の実施例による工程
図をそれぞれ示す。
機用中空ピストンの製造方法の第２の実施例による工程
図をそれぞれ示す。
【００３４】図１０及び図１１に示す第２の実施例の圧
縮機用中空ピストンの製造方法は、図５ないし図９に示
すような実施例と同一の製造過程により中空ピストンを
製造するものであるが、図１０と図５の比較から分かる
ように、第１実施例とは、ピストンのヘッド部の分割比
の差を有する本体部２１とキャップ部２２をもってピス
トン２を完成する点が異なる。
縮機用中空ピストンの製造方法は、図５ないし図９に示
すような実施例と同一の製造過程により中空ピストンを
製造するものであるが、図１０と図５の比較から分かる
ように、第１実施例とは、ピストンのヘッド部の分割比
の差を有する本体部２１とキャップ部２２をもってピス
トン２を完成する点が異なる。
【００３５】すなわち、第２実施例による圧縮機用中空
ピストンの製造方法は、図１０に示すように、鍛造成形
段階で、本体部２１は、第１実施例の本体部（図５の１
１）のヘッド形成部（図２の１１ｂ）に比べ、かなり長
いヘッド形成部２１ｂを有するように成形し、反面、キ
ャップ部２２は、本体部２１のヘッド形成部２１ｂ及び
第１実施例のヘッド形成部（図５の１２ｂ）より短いヘ
ッド形成部２２ｂを有するように成形し、これらを単に
規格のみが異なるジグ（図示せず）を使用して固定する
のみであり、各素材２１、２２のヘッド形成部２１、２
２のヘッド形成部２１ｂ、２２ｂの先端に接合面２０
ａ、２０ｂを形成し、二つの素材２１、２２を常温の大
気中で摩擦溶接してピストン２を形成し、その素材状態
のピストン２の外周面を切削してピストン２のヘッド外
周面２ａを１次形成した後、ピストン２の全体をコーテ
ィング処理して耐磨耗層を形成し、そして、研磨加工に
よりピストン２の外周面２ａを研磨した後、最終に、切
削及び切断加工により、斜板収容溝２ｂ及びシュー安着
部２ｃとピストン２の先後端面２ｄ、２ｅをそれぞれ形
成する第１実施例の製造工程と同一の一連の工程を通じ
てピストン２を製造する。
ピストンの製造方法は、図１０に示すように、鍛造成形
段階で、本体部２１は、第１実施例の本体部（図５の１
１）のヘッド形成部（図２の１１ｂ）に比べ、かなり長
いヘッド形成部２１ｂを有するように成形し、反面、キ
ャップ部２２は、本体部２１のヘッド形成部２１ｂ及び
第１実施例のヘッド形成部（図５の１２ｂ）より短いヘ
ッド形成部２２ｂを有するように成形し、これらを単に
規格のみが異なるジグ（図示せず）を使用して固定する
のみであり、各素材２１、２２のヘッド形成部２１、２
２のヘッド形成部２１ｂ、２２ｂの先端に接合面２０
ａ、２０ｂを形成し、二つの素材２１、２２を常温の大
気中で摩擦溶接してピストン２を形成し、その素材状態
のピストン２の外周面を切削してピストン２のヘッド外
周面２ａを１次形成した後、ピストン２の全体をコーテ
ィング処理して耐磨耗層を形成し、そして、研磨加工に
よりピストン２の外周面２ａを研磨した後、最終に、切
削及び切断加工により、斜板収容溝２ｂ及びシュー安着
部２ｃとピストン２の先後端面２ｄ、２ｅをそれぞれ形
成する第１実施例の製造工程と同一の一連の工程を通じ
てピストン２を製造する。
【００３６】もちろん、第２実施例では、本体部２１の
ヘッド形成部２１ｂがキャップ部２２のヘッド形成部２
２ｂより短く構成することもできる。したがって、第２
実施例による圧縮機用中空ピストンの製造方法は先の第
１実施例の中空ピストンの製造方法と同一の効果を有す
る。
ヘッド形成部２１ｂがキャップ部２２のヘッド形成部２
２ｂより短く構成することもできる。したがって、第２
実施例による圧縮機用中空ピストンの製造方法は先の第
１実施例の中空ピストンの製造方法と同一の効果を有す
る。
【００３７】次に、第３実施例による圧縮機用中空ピス
トンの製造方法は、図１２及び図１３に示すように、ダ
イカスティング又は鍛造成形された本体３１の中実円筒
形挿入部３１ｂとキャップ部３２のヘッド形成部３２ｂ
の先端の外周部をそれぞれ切削して、挿入部３１ｂとヘ
ッド形成部３２ｂの先端にそれぞれ略凸形と凹形の段差
接合面３０ａ、３０ｂを形成した後、相対回転させて、
それによる摩擦熱により、二つの素材３１、３２の段差
部位を摩擦溶接する。そして、先の第１及び第２実施例
の製造過程と同一の製造過程にしたがって、素材状態の
ピストン３を溶接した後、切削加工段階、コーティング
段階、研磨加工段階、収容溝及びシュー安着部の切削加
工段階、及び切断段階などを通じて、外周面３ａ、収容
溝３ｂ、シュー安着部３ｃ、及び先後端面３ｄ、３ｅを
それぞれ形成して、ピストン３を形成する。
トンの製造方法は、図１２及び図１３に示すように、ダ
イカスティング又は鍛造成形された本体３１の中実円筒
形挿入部３１ｂとキャップ部３２のヘッド形成部３２ｂ
の先端の外周部をそれぞれ切削して、挿入部３１ｂとヘ
ッド形成部３２ｂの先端にそれぞれ略凸形と凹形の段差
接合面３０ａ、３０ｂを形成した後、相対回転させて、
それによる摩擦熱により、二つの素材３１、３２の段差
部位を摩擦溶接する。そして、先の第１及び第２実施例
の製造過程と同一の製造過程にしたがって、素材状態の
ピストン３を溶接した後、切削加工段階、コーティング
段階、研磨加工段階、収容溝及びシュー安着部の切削加
工段階、及び切断段階などを通じて、外周面３ａ、収容
溝３ｂ、シュー安着部３ｃ、及び先後端面３ｄ、３ｅを
それぞれ形成して、ピストン３を形成する。
【００３８】第３実施例の圧縮機用中空ピストンの製造
方法により製造されたピストン３は先の第１及び第２実
施例により製造されたピストン１、２に比べ、本体部３
１とキャップ部３２との接合強度が多少低下するが、嵌
め合わせ式結合構造がその欠点をある程度補完すること
ができる。
方法により製造されたピストン３は先の第１及び第２実
施例により製造されたピストン１、２に比べ、本体部３
１とキャップ部３２との接合強度が多少低下するが、嵌
め合わせ式結合構造がその欠点をある程度補完すること
ができる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による圧縮
機用中空ピストンの製造方法によると、溶接前鍛造成形
された素材状態の本体部とキャップ部を、最小限の溶接
前切削加工のみを経た後、摩擦溶接して結合し得るの
で、溶接前の素材に対する切削加工工程を簡素化するこ
とができる。また、摩擦溶接によると、常温の大気中で
二つの素材を加圧した状態で相対回転させる単純回転運
動のみで結合させることができるので、摩擦溶接に使用
される設備の構成が単純化されて、設備費の負担が減少
する。
機用中空ピストンの製造方法によると、溶接前鍛造成形
された素材状態の本体部とキャップ部を、最小限の溶接
前切削加工のみを経た後、摩擦溶接して結合し得るの
で、溶接前の素材に対する切削加工工程を簡素化するこ
とができる。また、摩擦溶接によると、常温の大気中で
二つの素材を加圧した状態で相対回転させる単純回転運
動のみで結合させることができるので、摩擦溶接に使用
される設備の構成が単純化されて、設備費の負担が減少
する。
【００４０】さらに、摩擦溶接の溶接強度が優秀である
とともに、溶接過程で酸化現象がなくて、ピストン組織
内に微細孔を発生しないので、従来の圧縮機用中空ピス
トンの製造方法により製造されたピストンと比較してみ
ると、耐久寿命が長く、圧縮性能の低下を誘発しないピ
ストンを製造することができる。また更に、その工程が
単純であるとともに溶接工程時間も５秒内外に短縮し得
るので、ピストンの不良率を大きく低下させるとともに
ピストンの生産性を大きく向上させて、ピストンの製造
費用を大幅節減することができる。
とともに、溶接過程で酸化現象がなくて、ピストン組織
内に微細孔を発生しないので、従来の圧縮機用中空ピス
トンの製造方法により製造されたピストンと比較してみ
ると、耐久寿命が長く、圧縮性能の低下を誘発しないピ
ストンを製造することができる。また更に、その工程が
単純であるとともに溶接工程時間も５秒内外に短縮し得
るので、ピストンの不良率を大きく低下させるとともに
ピストンの生産性を大きく向上させて、ピストンの製造
費用を大幅節減することができる。
【図１】一般的な自動車空気調和装置用圧縮機の構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】従来の圧縮機用中空ピストンの製造方法により
鍛造成形された素材状態のピストンの構成を示す断面図
である。
鍛造成形された素材状態のピストンの構成を示す断面図
である。
【図３】従来の圧縮機用中空ピストンの製造方法により
電子ビーム溶接されたピストンの断面図である。
電子ビーム溶接されたピストンの断面図である。
【図４】従来の圧縮機用中空ピストンの製造方法により
完成されたピストンの断面図である。
完成されたピストンの断面図である。
【図５】本発明の第１実施例により鍛造成形された素材
状態のピストンの構成を示す断面図である。
状態のピストンの構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施例により摩擦溶接された素材
状態のピストンの断面図である。
状態のピストンの断面図である。
【図７】本発明の第１実施例によりヘッドの外周部が切
削加工されたピストンの断面図である。
削加工されたピストンの断面図である。
【図８】本発明の第１実施例によりヘッドの外周部が研
磨加工されたピストンの断面図である。
磨加工されたピストンの断面図である。
【図９】本発明の第１実施例により加工完了されたピス
トンの断面図である。
トンの断面図である。
【図１０】本発明の第２実施例による素材状態のピスト
ンの構成を示す断面図である。
ンの構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２実施例により製造完了された中
空ピストンの断面図である。
空ピストンの断面図である。
【図１２】本発明の第３実施例による素材状態のピスト
ンの構成を示す断面図である。
ンの構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の第３実施例により製造完了された中
空ピストンの断面図である。
空ピストンの断面図である。
１、２、３ ピストン １ａ、２ａ、２ｃ ヘッド外周面 １ｂ、２ｂ、２ｃ 斜板収容溝 １ｃ、２ｃ、３ｃ シュー安着溝 １ｄ、２ｄ、３ｄ 先端面 １ｅ、２ｅ、３ｅ 後端面 １０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ、３０ａ、３０ｂ 接
合面 １１、２１、３１ 本体部 １２、２２、３２ キャップ部 １１ａ、２１ａ、３１ａ ブリッジ形成部 １１ｂ、２１ｂ、３１ｂ ヘッド形成部 １１ｃ、２１ｃ、３１ｃ 把持部 １２ｂ キャップ部のヘッド形成部 １２ｃ キャップ部の把持部
合面 １１、２１、３１ 本体部 １２、２２、３２ キャップ部 １１ａ、２１ａ、３１ａ ブリッジ形成部 １１ｂ、２１ｂ、３１ｂ ヘッド形成部 １１ｃ、２１ｃ、３１ｃ 把持部 １２ｂ キャップ部のヘッド形成部 １２ｃ キャップ部の把持部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04B 39/00 107 F04B 27/08
Claims (9)
- 【請求項１】 ブリッジ形成部、前記ブリッジ形成部の
一側に成形された中空円筒形のヘッド形成部及び前記ブ
リッジ形成部の他側に成形された把持部からなる本体部
と、一側の中空円筒形のヘッド形成部及び他側の把持部
からなるキャップ部とをそれぞれ鍛造により成形する鍛
造成形段階と、 前記本体部と前記キャップ部の各ヘッド形成部の先端面
を切削して、それぞれ接合面を形成する溶接前切削加工
段階と、 前記本体部の把持部と前記キャップ部の把持部をジグに
固定し、各接合面を突き合わせた後、両接合面を摩擦溶
接して、ピストンを形成する摩擦溶接段階と、 前記ピストンをジグに固定した状態で、そのピストンの
外周面を切削して、ピストンの外径を形成する溶接後切
削加工段階と、 前記ピストンの表面をコーティングして、耐磨耗層を形
成するコーティング段階と、 前記本体部と前記キャップ部の各ヘッド形成部の外周面
を同時に研磨して、ピストンの外周面を形成する研磨加
工段階と、 前記ブリッジ形成部の一側面を切削して斜板収容溝を形
成し、その収容溝の両側内壁を切削して、半球面形状の
シュー安着部を形成する切削加工段階と、 前記本体部と前記キャップ部の各把持部を切断して、ピ
ストンの先後端面をそれぞれ形成する切断段階とを含ん
でなることを特徴とする圧縮機用中空ピストンの製造方
法。 - 【請求項２】 前記摩擦溶接段階での摩擦溶接は、常温
の大気中で行われることを特徴とする請求項１記載の圧
縮機用中空ピストンの製造方法。 - 【請求項３】 前記摩擦溶接段階での摩擦溶接は、前記
本体部と前記キャップ部を突き合わせ、同一方向に回転
させた後、どちらか一方を停止させることにより発生す
る両接合面間の摩擦によりなされることを特徴とする請
求項１又は２記載の圧縮機用中空ピストンの製造方法。 - 【請求項４】 前記摩擦溶接段階での摩擦溶接は、前記
本体部と前記キャップ部のどちらか一方を固定し、他方
を回転させることにより発生する両接合面間の摩擦によ
りなされることを特徴とする請求項１又は２記載の圧縮
機用中空ピストンの製造方法。 - 【請求項５】 前記溶接前加工段階において、前記本体
部とキャップ部の各接合面を平削により形成することを
特徴とする請求項１又は２記載の圧縮機用中空ピストン
の製造方法。 - 【請求項６】 前記鍛造成形段階の前記本体は、そのヘ
ッド形成部の長さが前記キャップ部のヘッド形成部の長
さに比べ、相対的に長く成形されていることを特徴とす
る請求項１又は２記載の圧縮機用中空ピストンの製造方
法。 - 【請求項７】 前記鍛造成形段階の前記本体は、そのヘ
ッド形成部の長さが前記キャップ部のヘッド形成部の長
さに比べ、相対的に短く成形されていることを特徴とす
る請求項１又は２記載の圧縮機用中空ピストンの製造方
法。 - 【請求項８】 前記溶接前切削加工段階において、前記
本体部のヘッド形成部の先端面の内部を同時に切削し
て、前記本体部の内面を更に形成することを特徴とする
請求項７記載の圧縮機用中空ピストンの製造方法。 - 【請求項９】 一側に把持部を有するブリッジ形成部及
び他側の中央部が中実円筒形で突起された挿入部からな
る本体部と、一側に中空円筒形ヘッド形成部を有し他側
に把持部を有するキャップ部とをそれぞれ鍛造により成
形する鍛造成形段階と、 前記本体部の他側面、前記挿入部の外周面、及び前記キ
ャップ部のヘッド形成部の先端面を切削して、それぞれ
接合面を形成する溶接前切削加工段階と、 前記本体部の把持部と前記キャップ部の把持部をジグに
固定し、前記本体部の挿入部を前記キャップ部のヘッド
形成部の先端を通じて挿入した後、突き合わせられた各
接合面を摩擦溶接して、ピストンを形成する摩擦溶接段
階と、 前記ピストンをジグに固定し、その外周面を切削して、
ピストンの外径を形成する溶接後切削加工段階と、 前記ピストンの表面をコーティングして、耐磨耗層を形
成するコーティング段階と、 前記ピストンの外周面を研磨して、ピストンの外周面を
形成する研磨加工段階と、 前記本体形成部の一側面を切削して、斜板収容溝を形成
し、ついで、その収容溝の両側内壁を切削して、半球面
形状のシュー安着部を形成する切削加工段階と、 前記本体形成部と前記キャップ部の各把持部を切断し
て、ピストンの先後端面をそれぞれ形成する切断段階と
を含んでなることを特徴とする圧縮機用中空ピストンの
製造方法。
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