JPH10299654A

JPH10299654A - ピストン式圧縮機

Info

Publication number: JPH10299654A
Application number: JP9104405A
Authority: JP
Inventors: Isato Ikeda; 勇人池田; Toru Takeichi; 亨竹市; Tetsuya Takashima; 徹也高嶋; Masanori Yokoi; 雅宣横井
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1997-04-22
Filing date: 1997-04-22
Publication date: 1998-11-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ピストンとシリンダボアの内周面との低摩擦
摺動性及び同ピストンの耐摩耗性が向上されたピストン
式圧縮機を提供すること。【解決手段】ピストン２２は、ピストン素地２２Ｗの
両頭部２２ａの円筒面に、ＰＴＦＥを主材料とするコー
ト層４３が被膜形成されてなる。同コート層４３の表面
が、ピストン２２の往復動により、シリンダボア２１の
内周面２１ａと摺接するシール面４４をなす。同シール
面４４は第１円筒面４５と、同第１円筒面４５より微少
に小径な第２円筒面４６により構成されている。同第２
円筒面４６は、シール面４４の下死点側の端縁から第１
円筒面４５側に向かって徐々に大径となる無数の第２-1
〜第２-n円筒面４６-1〜４６-nにより構成され、全体と
してテーパ面をなす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車両空調
システムに適用されるピストン式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例え
ば、この種の圧縮機においては、駆動軸がハウジングに
より回転可能に支持されている。斜板は、ハウジング内
において駆動軸に一体回転可能に連結されている。シリ
ンダボアはハウジングの一部を構成するシリンダブロッ
クに形成され、同シリンダボア内にはピストンが収容さ
れている。同ピストンは斜板にシューを介して連結され
ている。そして、駆動軸の回転にともなう斜板の回転運
動が、シューを介してピストンの往復直線運動に変換さ
れて、冷媒ガスの圧縮がなされる。

【０００３】前記ピストンはその外周面にシール面を備
え、同シール面を以ってシリンダボアの内周面と環状領
域で摺接することでガスシール性が確保される。ピスト
ンとシリンダボアの内周面との低摩擦摺動性及び同ピス
トンの耐摩耗性は、冷媒ガス中にミスト状に含まれる潤
滑油及びシリンダボアの内周面に付着された潤滑油が、
ピストンの往復動により、シール面とシリンダボアの内
周面との隙間に引き込まれて油膜を形成することで確保
される。

【０００４】ところが、前記シール面は、シリンダボア
の内周面との隙間が一定となる単一の円筒面により構成
されており、しかも、同隙間はガスシール性を考慮する
と狭めに設定せざるを得ない。従って、潤滑油をシール
面とシリンダボアの内周面との隙間に引き込み難く、効
果的に油膜を形成することができなかった。

【０００５】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
に着目してなされたものであって、その目的は、ピスト
ンとシリンダボアの内周面との低摩擦摺動性及び同ピス
トンの耐摩耗性が向上されたピストン式圧縮機を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、ピストンはピストン素地にコー
ト層が被膜形成されてなり、同コート層の表面がシリン
ダボアの内周面と摺接するシール面をなし、同シール面
は第１円筒面と、端縁に形成され第１円筒面より微少に
小径な第２円筒面とからなるピストン式圧縮機である。

【０００７】請求項２の発明では、前記第２円筒面は第
１円筒面に向かって徐々に大径となる無数の円筒面によ
り構成され、全体として曲面或いはテーパ面に構成され
ている。

【０００８】請求項３の発明では、前記シール面は、環
状領域でシリンダボアの内周面と摺接される第１シール
区間と、同第１シール区間より下死点側に位置され、ピ
ストン素地に形成された凹部によって環状領域での摺接
が一部で離断された第２シール区間とからなり、第１シ
ール区間の全てが第１円筒面により構成されている。

【０００９】請求項４の発明では、前記第２円筒面は、
ピストン素地がコート層を介してシール面に形成する。
請求項５の発明では、前記コート層は、コーティング材
料を転写手段によってピストン素地に転写・塗布するこ
とで形成されている。

【００１０】請求項６の発明では、前記転写手段はロー
ルコーティング装置であって、同装置の転写ロールに供
給されたコーティング材料がピストン素地に転写され
る。請求項７の発明では、前記転写手段はスクリーン印
刷装置であって、同装置のスクリーンに供給されたコー
ティング材料が、同スクリーンに形成された転写パター
ンを介してピストン素地に転写される。

【００１１】（作用）上記構成の請求項１の発明におい
ては、ピストン素地にコート層が被膜形成され、同コー
ト層の表面がシリンダボアの内周面と摺接するシール面
をなす。従って、ピストンは、その往復動により、コー
ト層を以ってシリンダボアの内周面と摺接され、両者間
の低摩擦摺動性及び同ピストンの耐摩耗性が向上され
る。

【００１２】また、前記シール面の端縁は、第１円筒面
より微少に小径な第２円筒面により構成され、同シール
面とシリンダボアの内周面との隙間の入口が広がってい
る。従って、冷媒ガス中にミスト状に分散された潤滑油
及びシリンダボアの内周面に付着した潤滑油が、ピスト
ンの往復動により、シール面とシリンダボアの内周面と
の隙間に引き込まれ易くなり、両者間において効果的に
油膜が形成される。その結果、ピストンとシリンダボア
の内周面との低摩擦摺動性及び同ピストンの耐摩耗性が
向上される。

【００１３】請求項２の発明において第２円筒面は、全
体として、第１円筒面側に向かって徐々に大径となるテ
ーパ面或いは曲面に形成されている。従って、第２円筒
面とシリンダボアの内周面との間には、第１円筒面に向
かって縮小された楔状の隙間が形成されている。その結
果、潤滑油が、楔効果によってシール面とシリンダボア
の内周面との隙間に引き込まれ易くなり、油膜形成効果
が高められる。

【００１４】請求項３の発明においてシール面の第２シ
ール区間は、シリンダボアの内周面に対する環状領域で
の摺接が凹部によって離断されている。従って、同シー
ル面によるガスシール性は、シリンダボアの内周面に対
して環状領域で摺接される第１シール区間が主として担
っている。そして、同第１シール区間の全ては第２円筒
面より大径である第１円筒面により構成され、シリンダ
ボアの内周面との隙間を狭く設定できる。その結果、第
１シール区間が有効にガスシール作用を奏し、第２円筒
面をシール面に形成することによるガスシール性の低下
はない。

【００１５】請求項４の発明において第２円筒面は、ピ
ストン素地がコート層を介してシール面に形成する。従
って、コート層の膜厚は均一で良い。請求項５の発明に
おいては、コート層を形成するのにあたり、コーティン
グ材料のピストン素地に対する塗布は、転写手段を介し
て同コーティング材料を転写することで行われる。

【００１６】請求項６の発明においては、転写ロールに
供給されたコーティング材料がピストン素地に転写され
る。請求項７の発明においては、スクリーンに供給され
たコーティング材料が、同スクリーンに形成された転写
パターンを介してピストン素地に転写される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を両頭ピストン式圧
縮機に具体化した第１及び第２実施形態について説明す
る。なお、第２実施形態においては第１実施形態との相
違点についてのみ説明し、同第１実施形態と同一又は相
当部材には同じ番号を付して説明を省略する。

【００１８】（第１実施形態）図１に示すように、ハウ
ジングを構成する一対のシリンダブロック１１は、対向
端縁において互いに接合されている。同じくハウジング
を構成するフロントハウジング１２は、フロント側のシ
リンダブロック１１の前端面にフロント側弁形成体１３
を介して接合されている。同じくハウジングを構成する
リヤハウジング１４は、リヤ側のシリンダブロック１１
の後端面にリヤ側弁形成体１５を介して接合されてい
る。

【００１９】ボルト挿通孔１６は、フロントハウジング
１２からフロント側弁形成体１３、両シリンダブロック
１１及びリヤ側弁形成体１５を貫通してリヤハウジング
１４に穿設されている。通しボルト１７は、ボルト挿通
孔１６に対してフロントハウジング１２側より挿入さ
れ、同フロントハウジング１２及びリアハウジング１４
は、同通しボルト１７により、対応するシリンダブロッ
ク１１の端面に締結固定されている。

【００２０】駆動軸１８は、両シリンダブロック１１及
びフロントハウジング１２の中央に、一対のラジアルベ
アリング１９を介して回転可能に支持されている。リッ
プシール２０は、駆動軸１８の前端外周とフロントハウ
ジング１２との間に介装され、同駆動軸１８を封止して
いる。そして、同駆動軸１８は、図示しないクラッチ機
構を介して車両エンジン等の外部駆動源に作動連結さ
れ、クラッチ機構の接続時に外部駆動源の駆動力が伝達
されて回転駆動される。

【００２１】複数対（図面には前後一対のみが表れる）
のシリンダボア２１は、駆動軸１８と平行に延びるよう
に、各シリンダブロック１１の両端部間に同一円周上で
所定間隔おきに貫通形成されている。両頭型のピストン
２２は、円柱状をなす一対の頭部２２ａが連結部２２ｂ
を介して連結された形状をなす。一対のシュー座４２
は、連結部２２ｂ内に所定間隔を以って対向形成されて
いる。同ピストン２２は、一方の頭部２２ａがフロント
側のシリンダボア２１内に挿入配置されるとともに、他
方の頭部２２ａがリヤ側のシリンダボア２１内に挿入配
置されている。圧縮室２３は、ピストン２２の両頭部２
２ａの外端面とそれに対向する各弁形成体１３との間に
おいて各シリンダボア２１内にそれぞれ形成されてい
る。

【００２２】クランク室２５は、両シリンダブロック１
１の中間内部に区画形成されている。同クランク室２５
は、図示しない吸入口を介して外部冷媒回路に接続され
ており、吸入圧領域を構成している。斜板２６はクラン
ク室２５に収容され、駆動軸１８に嵌合固定されてい
る。一対のスラストベアリング２８は、斜板２６の両端
面と各シリンダブロック１１の内端面との間に介装さ
れ、同スラストベアリング２８を介して斜板２６が両シ
リンダブロック１１間に挟着保持されている。一対のシ
ュー２７はピストン２２の連結部２２ｂ内に配置され、
シュー座４２によって受けられている。ピストン２２
は、シュー２７を介して斜板２６の外周部に係留されて
いる。従って、駆動軸１８の回転運動が、斜板２６及び
シュー２７を介してピストン２２の往復直線運動に変換
される。

【００２３】凹部４１は、ピストン２２の両頭部２２ａ
において、スラストベアリング２８と対向する下死点側
の端縁の一部を切り欠くようにして設けられている。同
凹部４１は、各頭部２２ａが下死点位置に移動された際
に、スラストベアリング２８と干渉することを防止する
ための逃がしとして形成されている。同凹部４１を形成
することで、ピストン２２を駆動軸１８に寄せて配設し
てもスラストベアリング２８と干渉する危惧がなくな
り、斜板２６の小型化、ひいてはシリンダブロック１１
の小型化を達成でき、圧縮機の小型化に貢献される。

【００２４】吸入室２９は、フロントハウジング１２及
びリヤハウジング１４の内周部にそれぞれ区画形成され
ている。吸入通路３１は両シリンダブロック１１に貫設
され、フロント側及びリヤ側の吸入室２９をそれぞれク
ランク室２５に接続している。吐出室３２は、フロント
ハウジング１２及びリヤハウジング１４の外周部におい
てそれぞれ環状に区画形成されている。

【００２５】吸入孔３４は各シリンダボア２１に対応し
て、各弁形成体１３，１５に貫設されている。吸入弁３
５は各弁形成体１３，１５に形成され、吸入孔３４を開
閉する。同吸入弁３５は、ピストン２２の上死点位置か
ら下死点位置への移動に伴って開放され、吸入室２９か
ら圧縮室２３へ冷媒ガスが吸入される。

【００２６】吐出孔３６は各シリンダボア２１に対応し
て、各弁形成体１３，１５に貫設されている。吐出弁３
７は各弁形成体１３，１５に形成され、吐出孔３６を開
閉する。圧縮室２３に吸入された冷媒ガスは、ピストン
２２の下死点位置から上死点位置への移動に伴って、吐
出弁３７の作用により所定の圧力にまで圧縮されて吐出
室３２へ吐出される。吐出室３２へ吐出された圧縮済み
の冷媒ガスは、図示しない吐出フランジを介して外部冷
媒回路へ排出される。

【００２７】さて、図２及び図３に示すように、前記ピ
ストン２２は、鍛造或いは鋳造等により製作された、鉄
系材或いはアルミニウム（アルミニウム合金も含む）材
等よりなるピストン素地２２Ｗと、同ピストン素地２２
Ｗにおいて両頭部２２ａの円筒面に被膜形成されたコー
ト層４３とにより構成されている。同コート層４３はＰ
ＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を主材料とし、
２０μｍ〜４０μｍ程度の均一な膜厚を有する。同コー
ト層４３の表面が、ピストン２２の往復動によってシリ
ンダボア２１の内周面２１ａと摺接するシール面４４を
なす。同シール面４４は、各頭部２２ａにおいて上死点
側を占め、シリンダボア２１の内周面２１ａに対して環
状領域で摺接される第１シール区間４４ａと、下死点側
を占め、シリンダボア２１の内周面２１ａに対する環状
領域での摺接が凹部４１によって離断された第２シール
区間４４ｂとにより構成されている。なお、図面におい
ては理解を容易とするために、コート層４３の厚みを誇
張して描いてある。

【００２８】前記第１シール区間４４ａは、単一の円筒
面である第１円筒面４５により構成されている。第２シ
ール区間４４ｂは、第１円筒面４５より微少に小径な第
２円筒面４６により構成されている。同第２円筒面４６
は、無数の第２-1〜第２-n円筒面４６-1〜４６-nにより
構成されている（ｎ：≧１，≦∞，整数）。第２-1円筒
面４６-1は第２円筒面４６の最大径部であって第１円筒
面４５に接続され、第２-n円筒面４６-nは最小径部であ
ってシール面４４の下死点側の端縁を構成する。第２-1
円筒面４６-1と第２-n円筒面４６-nは、第２-2円筒面〜
第２-n-1円筒面としての斜面４７によって接続されてお
り、第２円筒面４６は全体として第１円筒面４５側に大
径となるテーパ面をなす。第１円筒面４５と第２円筒４
６との最大の径差、つまり、同第１円筒面４５と第２-n
円筒面４６-nとの径差は、図面においては誇張されては
いるが、例えば、１００μｍ以下の微少なものである。

【００２９】従って、シール面４４とシリンダボア２１
の内周面２１ａとの間の隙間は、第１円筒面４５部分に
おいて一定なものが、第２-1円筒面４６-1から第２-n円
筒面４６-nに向かって徐々に広がっている。

【００３０】前記第２円筒面４６は、ピストン素地２２
Ｗにおいて両頭部２２ａの円筒面の一部をテーパ面と
し、同円筒面に均一な厚みで被膜形成されたコート層４
３の表面がこのテーパ面に応じて傾斜することで構成さ
れている。つまり、第２円筒面４６は、ピストン素地２
２Ｗがコート層４３を介してシール面４４に形成してい
る。

【００３１】前記コート層４３の形成方法について詳述
すると、図４（ａ）は、ロールコーティング装置５１を
模式的に示している。同ロールコーティング装置５１
は、コーティング材料Ｃが貯留された材料パン５２と、
同材料パン５２のコーティング材料Ｃ中に外周部の一部
が没入されたメタルロール５３と、同メタルロール５３
に対向配置されたコンマロール５４と、メタルロール５
３に対向配置された合成ゴム製の転写ロール５５と、ピ
ストン素地２２Ｗを回転可能に保持するワークホルダ５
６と、各ロール５３〜５５及びワークホルダ５６をそれ
ぞれ矢印方向に回転駆動する駆動機構５７とを備えてい
る。図４（ｂ）に示すように、転写ロール５５は、ピス
トン素地２２Ｗの両頭部２２ａに対向する両端側が、中
央側と比較して大径に構成されている。なお、コーティ
ング材料Ｃは、ＰＴＦＥを主として、バインダ樹脂等の
接着剤、Ｎメチルピロリドン等の溶剤及び充填剤等が含
まれている。

【００３２】さて、駆動機構５７を起動して各ロール５
３〜５５及びワークホルダ５６（ピストン素地２２Ｗ）
を回転させると、メタルロール５３の外周面に対して材
料パン５２中のコーティング材料Ｃが、その周方向に順
次付着される。同メタルロール５３に付着されたコーテ
ィング材料Ｃは、コンマロール５４により膜厚が調節さ
れた後、転写ロール５５へ移動される。この時、メタル
ロール５３上のコーティング材料Ｃは、転写ロール５５
において大径部５５ａの外周面にのみに移動される。そ
して、同大径部５５ａに移されたコーティング材料Ｃ
は、それに対向するピストン素地２２Ｗの両頭部２２ａ
の円筒面にのみ転写・塗布される。

【００３３】コーティング材料Ｃが塗布されたピストン
素地２２Ｗは、ワークホルダ５６から取り外され、乾燥
工程においてコーティング材料Ｃ中の溶剤が除去される
とともに、焼成工程において焼成される。焼成工程を終
えたピストン素地２２Ｗの両頭部２２ａの円筒面には、
所定の膜厚のコート層４３が形成される。

【００３４】上記構成の本実施形態においては、次のよ
うな効果を奏する。（１）コート層４３がピストン素地２２Ｗに被膜形成さ
れ、同コート層４３の表面がシリンダボア２１の内周面
２１ａと摺接するシール面４４をなす。同コート層４３
は、ピストン２２とシリンダボア２１の内周面２１ａと
の低摩擦摺動性を向上させるとともに、同ピストン２２
の耐摩耗性を向上させる。

【００３５】また、シール面４４は第１円筒面４５と、
下死点側の端縁に形成され同第１円筒面４５より微少に
小径な第２円筒面４６とにより構成されている。従っ
て、同シール面４４とシリンダボア２１の内周面２１ａ
との隙間は、下死点側の入口が微少に広がっている。よ
って、ピストン２２が駆動軸１８の駆動により往復動さ
れ、各頭部２２ａがシリンダボア２１内において上死点
側から下死点側に移動されると、冷媒ガス中にミスト状
に分散された潤滑油及びシリンダボア２１の内周面２１
ａに付着した潤滑油が、シール面４４とシリンダボア２
１の内周面２１ａとの隙間へ効果的に引き込まれる。そ
の結果、油膜が、シール面４４とシリンダボア２１の内
周面２１ａとの間において効果的に形成されて動圧軸受
を形成し、ピストン２２とシリンダボア２１の内周面２
１ａとの低摩擦摺動性及び同ピストン２２の耐摩耗性が
向上される。

【００３６】以上のように、低摩擦摺動性が向上された
ピストン２２とシリンダボア２１の内周面２１ａとは、
焼き付き等の不具合が生じ難い。また、耐摩耗性が向上
されたピストン２２は、圧縮室２３の良好なガスシール
性を長く維持する。

【００３７】（２）第２円筒面４６は、第１円筒面４５
側に向かって徐々に大径となる無数の円筒面４６-
1．．．４６-nにより構成され、全体としてテーパ面を
なしている。従って、第２円筒面４６とシリンダボア２
１の内周面２１ａとの間には、第１円筒面４５に向かっ
て縮小された楔状の隙間が形成されている。その結果、
潤滑油が、楔効果によってシール面４４とシリンダボア
２１の内周面２１ａとの隙間に引き込まれ易くなり、油
膜形成効果が高められる。

【００３８】（３）シール面４４の第２シール区間４４
ｂは、シリンダボア２１の内周面２１ａに対する環状領
域での摺接が凹部４１によって離断されている。従っ
て、同シール面４４による圧縮室２３のガスシール性
は、シリンダボア２１の内周面２１ａに対して環状領域
で摺接される第１シール区間４４ａが主として担ってい
る。そして、同第１シール区間４４ａは第２円筒面４６
より大径である第１円筒面４５により構成され、同第１
シール区間４４ａとシリンダボア２１の内周面２１ａと
の隙間が狭くなっている。その結果、第１シール区間４
４ａがガスシール性を有効に奏し、第２円筒面４６をシ
ール面４４に形成することによるガスシール性の低下は
ない。つまり、例えば、第１シール区間４４ａの一部を
第２円筒面４６により構成すると、同部位においてシリ
ンダボア２１の内周面２１ａとの隙間が微少に大きくな
り、第１シール区間４４ａによるガスシール性が十分に
発揮されない場合がある。

【００３９】（４）第２円筒面４６は、ピストン素地２
２Ｗがコート層４３を介してシール面４４に形成してい
る。従って、ピストン２２を安価に製造できるし、シー
ル面４４の精度も出し易い。ここで、例えば、ピストン
素地２２Ｗの両頭部２２ａにはテーパ面を形成せず、コ
ート層４３の膜厚を変更することで、シール面４４に第
２円筒面４６を形成すること、つまり、コート層４３自
身が、第２円筒面４６をシール面４４に形成するように
することも考えられる。しかし、コート層４３の膜厚を
部分的に変更することは、１回のロールコートでは難し
く、転写ロール５５の大径部５５ａの幅を微少に変更し
つつ多数回繰り返す必要がある。或いは、コート層４３
を均一な膜厚で被膜形成した後、同コート層４３の表面
の一部を斜面に研削する必要がある。これは、ピストン
素地２２Ｗにテーパ面を形成しておくことと比較して加
工コストがかかるし、シール面４４の精度も出し難い。

【００４０】（５）コーティング材料Ｃのピストン素地
２２Ｗへの塗布にロールコーティング装置５１を用いて
いる。従って、スプレー塗布法や浸漬塗布法等のように
ピストン素地２２Ｗに対してマスキング等を施さなくと
も、転写ロール５５における大径部５５ａがマスキング
の役目をなし、頭部２２ａの円筒面にのみコーティング
材料Ｃを塗布することが可能となる。その結果、マスキ
ングをピストン素地２２Ｗに対して着脱する工程を削除
できるし、無用な部位へのコーティング材料Ｃの塗布が
回避される。また、スプレー塗布法等のようにコーティ
ング作業中にコーティング材料Ｃが周囲に飛散されない
ため、ロールコーティング装置５１の周囲に防護壁等の
周辺設備を必要としない。以上のように、コート層４３
を低コストでピストン素地２２Ｗに形成でき、ひいては
ピストン２２が組み込まれた圧縮機を安価に提供でき
る。

【００４１】（６）コート層４３は、ピストン２２のシ
ュー座４２には形成されていない。従って、シュー座４
２とシュー２７との間のクリアランスが、ピストン素地
２２Ｗに対するコート層４３の被膜形成行程前後におい
て変化されることがなく、圧縮機の製作時における同ク
リアランスの管理が容易となる。このように、ピストン
素地２２Ｗにコート層４３を形成したくない部位が存在
する場合（マスキング等を必要とする場合）において、
コーティング材料Ｃの塗布にロールコーティング装置５
１を用いることは、コート層４３を低コストでピストン
素地２２Ｗに形成する点で特に有効となる。

【００４２】（７）例えば、後述する第２実施形態のス
クリーン印刷装置６１のスクリーン６３は、ある程度の
印刷回数をこなした後には、転写パターン６３ａに目詰
まりが生じる等して新しいものと取り替える必要があ
り、一般的に消耗品と考えられている。しかし、ロール
コーティング装置５１の転写ロール５５は、外周面の清
掃等のメンテナンスを定期的に行うことにより、長期に
渡って同一のものを継続使用可能である。従って、装置
５１のランニングコストを低減できる。

【００４３】（第２実施形態）図５（ａ）及び図５
（ｂ）においては第２実施形態を示す。本実施形態にお
いては、ロールコーティング装置５１に代えてスクリー
ン印刷装置６１を用いることで、コーティング材料Ｃを
ピストン素地２２Ｗに塗布する点が上記第１実施形態と
は異なる。

【００４４】すなわち、スクリーン印刷装置６１は、ピ
ストン素地２２Ｗを回転可能に保持するワークホルダ６
２と、網目よりなる転写パターン６３ａが形成されたス
クリーン６３と、同スクリーン６３を直線移動させると
ともにワークホルダ６２を回転駆動する駆動機構６４
と、スクリーン６３の上面に当接可能なスキージ６５と
を備えている。

【００４５】前記スクリーン印刷装置６１を用いてピス
トン素地２２Ｗにコーティング材料Ｃを塗布するには、
先ず、図示しない供給手段によりスクリーン６３の上面
にコーティング材料Ｃを供給する。そして、駆動機構６
４の動作により、ピストン素地２２Ｗを矢印方向に回転
させるとともに、スクリーン６３を矢印方向に移動させ
る。この時、スキージ６５がスクリーン６３の上面に当
接配置され、同スキージ６５とピストン素地２２Ｗとの
間でスクリーン６３が狭持された状態となる。従って、
コーティング材料Ｃがスキージ６５によりスクリーン６
３に押し付けられ、同コーティング材料Ｃはスクリーン
６３において転写パターン６３ａのみを通過されて、ピ
ストン素地２２Ｗの両頭部２２ａの円筒面にのみ転写・
塗布される。

【００４６】ここで、図５（ｂ）に示すように、スクリ
ーン６３の転写パターン６３ａは、それに接触されるピ
ストン素地２２Ｗの頭部２２ａの円筒面の形状と合致す
るようになっている。つまり、同転写パターン６３ａ
は、シール面４４の第１シール区間４４ａに対応して長
い第１シール区間対応部６３ｂと、凹部４１の分だけ第
１シール区間４４ａより短い第２シール区間４４ｂに対
応して、第１シール区間対応部６３ｂより短い第２シー
ル区間対応部６３ｃとを備えている。

【００４７】コーティング材料Ｃが塗布されたピストン
素地２２Ｗに対しては、上記第１実施形態と同様に乾燥
及び焼成処理が施される。上記構成の本実施形態におい
ては、ピストン素地２２Ｗに対するコーティング材料Ｃ
の塗布をスクリーン印刷装置６１を用いて行った。従っ
て、次のような効果を奏する。

【００４８】（１）スプレー塗布法や浸漬塗布法等のよ
うにピストン素地２２Ｗに対してマスキング等を施さな
くとも、転写パターン６３ａを備えるスクリーン６３が
マスキングの役目をなし、頭部２２ａの円筒面にのみコ
ーティング材料Ｃを塗布することが可能となる。従っ
て、マスキングをピストン素地２２Ｗに対して着脱する
工程を削除できるし、コーティング材料Ｃの無駄な使用
が回避される。また、コーティング作業中にコーティン
グ材料Ｃが周囲に飛散されないため、スクリーン印刷装
置６１の周囲に防護壁等の周辺設備を必要としない。そ
の結果、コート層４３を低コストでピストン素地２２Ｗ
に形成でき、ひいてはピストン２２が組み込まれる圧縮
機を安価に提供できる。

【００４９】（２）コート層４３は、ピストン２２のシ
ュー座４２には形成されていない。従って、シュー座４
２とシュー２７との間のクリアランスが、ピストン素地
２２Ｗに対するコート層４３の被膜形成行程前後におい
て変化されることがなく、圧縮機の製作時における同ク
リアランスの管理が容易となる。このように、ピストン
素地２２Ｗに、コート層４３を形成したくない部位が存
在する場合（マスキング等を必要とする場合）におい
て、コーティング材料Ｃの塗布にスクリーン印刷装置６
１を用いることは、コート層４３を低コストでピストン
素地２２Ｗに形成する点で特に有効となる。

【００５０】（３）スクリーン６３の転写パターン６３
ａは、複雑なパターンをも比較的簡単に形成できる。従
って、本実施形態のように、第１シール区間４４ａと第
２シール区間４４ｂとが存在する頭部２２ａの円筒面に
対しても、容易に対応できる。

【００５１】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で
以下の態様でも実施できる。（１）片頭型のピストンを用いた片頭ピストン式圧縮機
において具体化すること。

【００５２】（２）コート層４３を構成する材料として
ＰＴＦＥ以外にも、例えば二硫化モリブデンにグラファ
イトを混合したもの等、コート層４３を形成する以前よ
りも、ピストン２２とシリンダボア２１の内周面２１ａ
との低摩擦摺動性及び同ピストン２２の耐摩耗性を達成
し得る材料であればなんでも良い。

【００５３】（３）ピストン素地２２Ｗに対するコーテ
ィング材料Ｃの塗布を、上記転写手段以外の方法により
行うこと。例えば、スプレー塗布法や浸漬塗布法等が挙
げられる。

【００５４】（４）ピストン素地２２Ｗの両頭部２２ａ
にはテーパ面を形成せず、コート層４３の厚みを変更す
ることで、シール面４４に第２円筒面４６を形成するこ
と。つまり、コート層４３自身が、第２円筒面４６をシ
ール面４４に形成するように構成すること。

【００５５】（５）第２円筒面４６を、シール面４４の
上死点側の端縁に形成すること。或いは第２円筒面４６
をシール面４４の両端縁に形成し、同シール面が、その
中央付近が膨らんだ中高形状をなすように構成するこ
と。

【００５６】（６）第２円筒面４６を、第１円筒面４５
側に向かって徐々に大径となる無数の円筒面４６-
1．．．４６-nにより構成し、全体として曲面をなすよ
うにすること。

【００５７】（７）第２円筒面４６を単一の円筒面と
し、第１円筒面４５とでシール面４４を２段の円筒面に
構成すること。或いは、第２円筒面４６を、第１円筒面
４５側に向かって段々に大径となる複数段の円筒面によ
り構成すること。

【００５８】上記実施形態から把握できる技術的思想に
ついて記載すると、ハウジング１１に形成されたシリン
ダボア２１内に収容され、同シリンダボア２１内で往復
動されることで冷媒ガス等の圧縮を行う圧縮機のピスト
ン２２であって、ピストン素地２２Ｗにコート層４３が
被膜形成されてなり、同コート層４３の表面がシリンダ
ボア２１の内周面２１ａと摺接するシール面４４をな
し、同シール面４４は第１円筒面４５と、端縁に形成さ
れ第１円筒面４５より微小に小径な第２円筒面４６とか
らなるピストン２２。

【００５９】このようにすれば、ピストン２２とシリン
ダボア２１の内周面２１ａとの低摩擦摺動性及び同ピス
トン２２の耐摩耗性が向上される。

【００６０】

【発明の効果】上記構成の請求項１の発明によれば、ピ
ストンとシリンダボアの内周面との低摩擦摺動性及び同
ピストンの耐摩耗性が向上され、焼き付きやガスシール
性の低下を防止できる。

【００６１】請求項２の発明によれば、潤滑油がシール
面とシリンダボアの内周面との隙間に引き込まれ易くな
り、両者間における油膜形成効果が高められる。従っ
て、ピストンとシリンダボアの内周面との低摩擦摺動性
及び同ピストンの耐摩耗性がさらに向上される。

【００６２】請求項３の発明によれば、第１シール区間
がガスシール性を有効に奏し、第２円筒面をシール面に
形成することによるガスシール性の低下を防止できる。
請求項４の発明によれば、ピストンを安価に製造できる
し、シール面の精度も出し易い。

【００６３】請求項５の発明によれば、ピストン素地に
対するコーティング材料の塗布を転写手段を介した転写
で行った。従って、コート層を有するピストンを低コス
トで提供することが可能となる。

【００６４】請求項６の発明によれば、ピストン素地に
対するコーティング材料の塗布を、ロールコーティング
により行った。従って、コート層を有するピストンを低
コストで提供することが可能となる。

【００６５】請求項７の発明によれば、ピストン素地に
対するコーティング材料の塗布を、スクリーン印刷によ
り行った。従って、コート層を有するピストンを低コス
トで提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】両頭ピストン式圧縮機の縦断面図。

【図２】図１の部分拡大図であり要部を誇張して示す
図。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。

【図４】（ａ）はロールコーティング装置を示す模式
図、（ｂ）はピストン素地及び転写ロールの正面図。

【図５】第２実施形態を示す図であり、（ａ）はスク
リーン印刷装置を示す模式図、（ｂ）はスクリーンの平
面図。

【符号の説明】

１１…ハウジングを構成するシリンダブロック、２１…
シリンダボア、２１ａ…シリンダボアの内周面、２２…
ピストン、２２Ｗ…ピストン素地、４３…コート層、４
４…シール面、４５…第１円筒面、４６…第２円筒面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者横井雅宣愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジング内にはシリンダボアが形成さ
れ、同シリンダボア内にはピストンが収容され、同ピス
トンが往復動されることで冷媒ガス等の圧縮を行うピス
トン式圧縮機において、前記ピストンはピストン素地にコート層が被膜形成され
てなり、同コート層の表面がシリンダボアの内周面と摺
接するシール面をなし、同シール面は第１円筒面と、端
縁に形成され第１円筒面より微少に小径な第２円筒面と
からなるピストン式圧縮機。
【請求項２】前記第２円筒面は第１円筒面に向かって
徐々に大径となる無数の円筒面により構成され、全体と
して曲面或いはテーパ面に構成された請求項１に記載の
ピストン式圧縮機。
【請求項３】前記シール面は、環状領域でシリンダボ
アの内周面と摺接される第１シール区間と、同第１シー
ル区間より下死点側に位置され、ピストン素地に形成さ
れた凹部によって環状領域での摺接が一部で離断された
第２シール区間とからなり、第１シール区間の全てが第
１円筒面により構成された請求項１又は２に記載のピス
トン式圧縮機。
【請求項４】前記第２円筒面は、ピストン素地がコー
ト層を介してシール面に形成する請求項１〜３のいずれ
かに記載のピストン式圧縮機。
【請求項５】前記コート層は、コーティング材料を転
写手段によってピストン素地に転写・塗布することで形
成された請求項１〜４のいずれかに記載のピストン式圧
縮機。
【請求項６】前記転写手段はロールコーティング装置
であって、同装置の転写ロールに供給されたコーティン
グ材料がピストン素地に転写される請求項５に記載のピ
ストン式圧縮機。
【請求項７】前記転写手段はスクリーン印刷装置であ
って、同装置のスクリーンに供給されたコーティング材
料が、同スクリーンに形成された転写パターンを介して
ピストン素地に転写される請求項５に記載のピストン式
圧縮機。