(57)【要約】【課題】  頭部の内部空間が吸入圧脈動に共鳴せず、吸入圧脈動に起因する異音発生が抑制された乗用車空調装置用往復動圧縮機のピストンを提供する。【解決手段】  シリンダボア内に挿通される頭部と、駆動源に係合する駆動源係合部とを備え、頭部に円柱状の中空部が形成され、頭部の係合部側端面に開口が形成され、開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）が０．０２２以上０．０３２以下である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボア内に挿通される頭部と、駆動源に係合する駆動源係合部とを備え、頭部に円柱状の中空部が形成され、頭部の係合部側端面に開口が形成され、開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）が０．０２２以上０．０３２以下であることを特徴とする乗用車空調装置用往復動圧縮機のピストン。
【請求項２】
シリンダボア内に挿通される頭部と、駆動源に係合する駆動源係合部とを備え、頭部に円柱状の中空部が形成され、頭部の係合部側端面に開口が形成され、開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）が０．００８以下０．００５以上であることを特徴とする乗用車空調装置用往復動圧縮機のピストン。
【請求項３】
シリンダボア内に挿通される頭部と、駆動源に係合する駆動源係合部とを有し、頭部に円柱状の中空部が形成され、頭部の係合部側端面に開口が形成されたピストンを複数備え、前記複数のピストンが一つ又は複数のピストンから成る二つの群に分割され、一方の群のピストンの開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）は０．０２２以上０．０３２以下であり、他方の群の開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）は０．００８以下０．００５以上であることを特徴とする乗用車空調装置用往復動圧縮機
【請求項４】
シリンダボア内に挿通される頭部と、駆動源に係合する駆動源係合部とを有し、頭部に円柱状の中空部が形成され、頭部の係合部側端面に開口が形成されたピストンを複数備え、前記複数のピストンが一つ又は複数のピストンから成る二つの群に分割され、一方の群のピストンの開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）は第１所定値以上０．０３２以下であり、他方の群の開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）は第１所定値よりも小さな第２所定値以下０．００５以上であることを特徴とする乗用車空調装置用往復動圧縮機
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車空調装置用往復動圧縮機のピストンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリンダボア内に挿通される頭部と、駆動源に係合する駆動源係合部とを備え、頭部に円柱状の中空部が形成され、頭部の係合部側端面に頭部の内外圧差を解消するための開口が形成されていることを特徴とする乗用車空調装置用往復動圧縮機のピストンが特許文献１等に開示されている。
乗用車空調装置用往復動圧縮機のピストンにおいては、図１に示すように、頭部の中空部の直径×長さは一般に約２９ｍｍ×約３５ｍｍで容積が約２３，０００ｍｍ３であり、頭部の係合部側端面に形成された開口の面積（複数の開口がある場合は開口の合計面積）は一般に約８０ｍｍ２で開口部の容積は約３５０ｍｍ３である。
【特許文献１】実開平４−１０９４８１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の乗用車空調装置用往復動圧縮機のピストンにおいては、リード弁式の吸入弁が開弁する際の弁の自励振動に起因する吸入圧脈動の支配的成分の周波数（約５００Ｈｚ）と、頭部の中空部と開口部とを含む内部空間内の冷媒ガスの共鳴周波数（約５００Ｈｚ）とが一致し、頭部の内部空間内の冷媒ガスが吸入圧脈動に共鳴して異音を発生させるという問題があった。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、頭部の内部空間内の冷媒ガスが吸入圧脈動に共鳴せず、吸入圧脈動に起因する異音発生が抑制された乗用車空調装置用往復動圧縮機のピストンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明においては、シリンダボア内に挿通される頭部と、駆動源に係合する駆動源係合部とを備え、頭部に円柱状の中空部が形成され、頭部の係合部側端面に開口が形成され、開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）が０．０２２以上０．０３２以下であることを特徴とする乗用車空調装置用往復動圧縮機のピストンを提供する。
また本発明においては、シリンダボア内に挿通される頭部と、駆動源に係合する駆動源係合部とを備え、頭部に円柱状の中空部が形成され、頭部の係合部側端面に開口が形成され、開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）が０．００８以下０．００５以上であることを特徴とする乗用車空調装置用往復動圧縮機のピストンを提供する。
【０００５】
本発明の発明者は、鋭意研究の結果、シリンダ頭部の開口部容積と中空部容積との比の増減に伴って、前記開口部と中空部とで形成される頭部の内部空間内の冷媒ガスの共鳴周波数が増減すること、並びに、中空部の直径×長さが約２９ｍｍ×約３５ｍｍで容積が約２３，０００ｍｍ３の場合、頭部の係合部側端面に形成された開口の面積を約１１４ｍｍ２にして開口部の容積を約５００ｍｍ３（シリンダ頭部の開口部容積と中空部容積との比は０．０２２）にすると、頭部の内部空間内の冷媒ガスの共鳴周波数は約６００Ｈｚになり、頭部の係合部側端面に形成された開口の面積を約４３ｍｍ２にして開口部の容積を約１９０ｍｍ３（シリンダ頭部の開口部容積と中空部容積との比は０．００８）にすると、頭部の内部空間内の冷媒ガスの共鳴周波数は約４００Ｈｚになることを、実験に基づいて見出した。本発明は上記知見に基づいてなされたものである。
【０００６】
シリンダ頭部の開口部容積と中空部容積との比が０．０２２以上であれば、開口部と中空部とで形成される頭部の内部空間内の冷媒ガスの共鳴周波数は６００Ｈｚ以上になり、シリンダ頭部の開口部容積と中空部容積との比が０．００８以下であれば、開口部と中空部とで形成される頭部の内部空間内の冷媒ガスの共鳴周波数は４００Ｈｚ以下になる。いずれの場合も、頭部の内部空間内の冷媒ガスが吸入圧脈動（周波数は約５００Ｈｚ）に共鳴せず、吸入圧脈動に起因する異音発生が抑制される。
シリンダ頭部の開口部容積と中空部容積との比は、ピストン強度の観点から０．０３２が上限であり、中空部内に溜まった潤滑油の排出を円滑に行なう観点から０．００５が下限である。
【０００７】
本発明においては、シリンダボア内に挿通される頭部と、駆動源に係合する駆動源係合部とを有し、頭部に円柱状の中空部が形成され、頭部の係合部側端面に開口が形成されたピストンを複数備え、前記複数のピストンが一つ又は複数のピストンから成る二つの群に分割され、一方の群のピストンの開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）は０．０２２以上０．０３２以下であり、他方の群の開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）は０．００８以下０．００５以上であることを特徴とする乗用車空調装置用往復動圧縮機を提供する。
【０００８】
本発明に係る乗用車空調装置用往復動圧縮機においては、ピストン頭部の内部空間内の冷媒ガスが吸入圧脈動に共鳴せず、吸入圧脈動に起因する異音発生が抑制される。
全てのピストンにおいて、ピストンの開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）を０．０２２以上０．０３２以下にすると、６００Ｈｚ以上の固有周波数を有する何らかの空気振動発生源があると、全てのピストンの内部空間内の冷媒ガスが当該空気振動発生源に共鳴して異音を発生するおそれを生ずる。他方、全てのピストンにおいて、ピストンの開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）を０．００８以下０．００５以上にすると、４００Ｈｚ以下の固有周波数を有する何らかの空気振動発生源があると、全てのピストンの内部空間内の冷媒ガスが当該空気振動発生源に共鳴して大きな異音を発生するおそれを生ずる地。複数のピストンを一つ又は複数のピストンから成る二つの群に分割し、一方の群のピストンの開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）を０．０２２以上０．０３２以下にし、他方の群の開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）を０．００８以下０．００５以上にしておけば、６００Ｈｚ以上の固有周波数を有する何らかの空気振動発生源、或いは４００Ｈｚ以下の固有周波数を有する何らかの空気振動発生源に、全てのピストンの内部空間内の冷媒ガスが共鳴して大きな異音が惹起される事態の発生を防止することができる。
【０００９】
本発明においては、シリンダボア内に挿通される頭部と、駆動源に係合する駆動源係合部とを有し、頭部に円柱状の中空部が形成され、頭部の係合部側端面に開口が形成されたピストンを複数備え、前記複数のピストンが一つ又は複数のピストンから成る二つの群に分割され、一方の群のピストンの開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）は第１所定値以上０．０３２以下であり、他方の群の開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）は第１所定値よりも小さな第２所定値以下０．００５以上であることを特徴とする乗用車空調装置用往復動圧縮機を提供する。
【００１０】
本発明に係る乗用車空調装置用往復動圧縮機においては、一方の群のピストンの内部空間内冷媒ガスの共鳴周波数と他方の群のピストンの内部空間内冷媒ガスの共鳴周波数とに挟まれた周波数領域の空気振動源とピストンの内部空間内冷媒ガスとの共鳴が防止されると共に、全てのピストンの内部空間内冷媒ガスが、前記周波数領域外に周波数を有する何らかの空気振動源と共鳴する事態の発生が防止されて、圧縮機が静音化される。
【発明の効果】
【００１１】
シリンダ頭部の開口部容積と中空部容積との比が０．０２２以上にすれば、開口部と中空部とで形成される頭部の内部空間内の冷媒ガスの共鳴周波数は６００Ｈｚ以上になり、シリンダ頭部の開口部容積と中空部容積との比が０．００８以下にすれば、開口部と中空部とで形成される頭部の内部空間内の冷媒ガスの共鳴周波数は４００Ｈｚ以下になる。いずれの場合も、ピストン頭部の内部空間内の冷媒ガスが吸入圧脈動（周波数は約５００Ｈｚ）に共鳴せず、吸入圧脈動に起因する異音発生が抑制される。
シリンダ頭部の開口部容積と中空部容積との比は、ピストン強度の観点から０．０３２が上限であり、中空部内に溜まった潤滑油の排出を円滑に行なう観点から０．００５が下限である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施例に係るピストンと当該ピストンを備える乗用車空調装置用容量可変型斜板式圧縮機を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図２、３に示すように、片頭ピストン１は、乗用車空調装置用容量可変型斜板式圧縮機１００のシリンダボア１０１に挿通される頭部２と、シュー１０２を介して駆動源たる斜板１０３と係合する尾部３とを備えている。
頭部２には、軽量化のための中空部２ａが形成されている。中空部２ａは、直径×長さが約２９ｍｍ×約３５ｍｍで容積が約２３，０００ｍｍ３の円柱状に形成されている。
頭部２の尾部３側端面に、頭部２の内外圧差を解消するための一対の開口２ｂが形成されている。開口２ｂの面積は約１１４ｍｍ２以上に設定され、開口２ｂが形成する開口部２ｃの容積は約５００ｍｍ３以上に設定されている。従って、開口部２ｃの容積と中空部２ａの容積との比（開口部２ｃの容積／中空部２ａの容積）は０．０２２以上に設定されている。
尾部３には、互いに向かい合う一対のシュー保持用球面状凹部３ａが形成されている。
【００１４】
複数のピストン１が、シュー保持用球面状凹部３ａに保持された一対のシュー１０２を介して斜板１０３に係合し、回転する斜板１０３により駆動されてシリンダボア１０１内で往復動し、弁板に形成された吸入穴と当該穴を開閉するリード式の吸入弁とを介してシリンダボア１０１へ流入した冷媒ガスを圧縮し、弁板に形成された吐出穴と当該穴を開閉するリード弁式の吐出弁とを介して、シリンダボアから高圧の冷媒ガスを吐出する。
【００１５】
可変容量斜板式圧縮機１００の運転中に、吸入弁の自励振動による吸入圧脈動が発生する。当該脈動の支配的成分の周波数は約５００Ｈｚである。
開口部２ｃの容積と中空部２ａの容積との比（開口部２ｃの容積／中空部２ａの容積）の増減に伴って、中空部２ａと開口部２ｃとにより形成されるピストン頭部２の内部空間内の冷媒ガスの共鳴周波数が増減することが、本願発明者が行なった実験により確認されている。一方、開口部２ｃの容積と中空部２ａの容積との比（開口部２ｃの容積／中空部２ａの容積）が０．０２２の時に、中空部２ａと開口部２ｃとにより形成されるピストン頭部２の内部空間内の冷媒ガスの共鳴周波数は約６００Ｈｚであることが、本願発明者が行なった実験により確認されている。
従って、開口部２ｃの容積と中空部２ａの容積との比（開口部２ｃの容積／中空部２ａの容積）を０．０２２以上に設定した本実施例に係るピストン１においては、頭部の内部空間内の冷媒ガスの共鳴周波数は６００Ｈｚ以上となって、吸入圧脈動の支配的成分（周波数は約５００Ｈｚ）に共鳴せず、吸入圧脈動に起因する異音発生が抑制される。
シリンダ頭部の開口部２ｃの容積と中空部２ａの容積との比は、開口２ｂを拡大することによるピストン強度の低下を許容値内に制限する観点から０．０３２が上限である。
【実施例２】
【００１６】
本実施例においては、開口２ｂの面積は約４３ｍｍ２以下に設定されて、開口部２ｃの容積は約１９０ｍｍ３以下に設定されている。従って、開口部２ｃの容積と中空部２ａの容積との比（開口部２ｃの容積／中空部２ａの容積）は０．００８以下に設定されている。
上記を除き、本実施例は第１実施例と同一である。
【００１７】
前述の如く、開口部２ｃの容積と中空部２ａの容積との比（開口部２ｃの容積／中空部２ａの容積）の増減に伴って、中空部２ａと開口部２ｃとにより形成されるピストン頭部２の内部空間内の冷媒ガスの共鳴周波数が増減することが、本願発明者が行なった実験により確認されている。一方、開口部２ｃの容積と中空部２ａの容積との比（開口部２ｃの容積／中空部２ａの容積）が０．００８の時に、中空部２ａと開口部２ｃとにより形成されるピストン頭部２の内部空間内の冷媒ガスの共鳴周波数は約４００Ｈｚであることが、本願発明者が行なった実験により確認されている。
従って、開口部２ｃの容積と中空部２ａの容積との比（開口部２ｃの容積／中空部２ａの容積）を０．００８以下に設定した本実施例に係るピストン１においては、頭部の内部空間内の冷媒ガスの共鳴周波数は４００Ｈｚ以下となって、吸入圧脈動の支配的成分（周波数は約５００Ｈｚ）に共鳴せず、吸入圧脈動に起因する異音発生が抑制される。
シリンダ頭部の開口部２ｃの容積と中空部２ａの容積との比は、中空部２ａ内に溜まった潤滑油の排出を円滑に行なう観点から０．００５が下限である。
【実施例３】
【００１８】
圧縮機１００において、複数のピストン１を一つ又は複数のピストンから成る二つの群に分割し、一方の群のピストンの開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）を０．０２２以上０．０３２以下に設定し、他方の群の開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）を０．００８以下０．００５以上に設定しても良い。  上記のように構成した圧縮機１００においては、ピストン頭部２の内部空間内の冷媒ガスが吸入圧脈動に共鳴せず、吸入圧脈動に起因する異音発生が抑制される。
全てのピストン１において、開口部２ｃの容積と中空部２ａの容積との比（開口部容積／中空部容積）を０．０２２以上０．０３２以下にすると、６００Ｈｚ以上の固有周波数を有する何らかの空気振動発生源があると、全てのピストン１の内部空間内の冷媒ガスが当該空気振動発生源に共鳴して異音を発生するおそれを生ずる地。他方、全てのピストン１において、開口部２ｃの容積と中空部２ａの容積との比（開口部容積／中空部容積）を０．００８以下０．００５以上にすると、４００Ｈｚ以下の固有周波数を有する何らかの空気振動発生源があると、全てのピストン１の内部空間内の冷媒ガスが当該空気振動発生源に共鳴して大きな異音を発生するおそれを生ずる。複数のピストン１を一つ又は複数のピストンから成る二つの群に分割し、一方の群の開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）を０．０２２以上０．０３２以下にし、他方の群の開口部容積と中空部容積との比（開口部容積／中空部容積）を０．００８以下０．００５以上にしておけば、６００Ｈｚ以上の固有周波数を有する何らかの空気振動発生源或いは４００Ｈｚ以下の固有周波数を有する何らかの空気振動発生源に、全てのピストン１の内部空間内の冷媒ガスが共鳴して大きな異音が惹起される事態の発生を防止することができる。
【実施例４】
【００１９】
圧縮機１００において、複数のピストン１を一つ又は複数のピストンから成る二つの群に分割し、一方の群の開口部２ｃの容積と中空部２ａ容積との比（開口部容積／中空部容積）を第１所定値以上０．０３２以下とし、他方の群の開口部２ｃの容積と中空部２ａの容積との比（開口部容積／中空部容積）を第１所定値よりも小さな第２所定値以下０．００５以上としても良い。
上記構成を有する圧縮機１００においては、一方の群のピストンの内部空間内冷媒ガスの共鳴周波数と他方の群のピストンの内部空間内冷媒ガスの共鳴周波数とに挟まれた周波数領域の空気振動源（吸入弁の自励振動を含む何らかの空気振動源）と、前記内部空間内の冷媒ガスとの共鳴が防止されると共に、全てのピストンの内部空間内の冷媒ガスが、前記周波数領域外に周波数を有する何らかの空気振動源と共鳴する事態の発生が防止されて、圧縮機が静音化される。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、シリンダボア内に挿通される頭部と、駆動源に係合する駆動源係合部とを備え、頭部に円柱状の中空部が形成され、頭部の係合部側端面に開口が形成された、乗用車空調装置用往復動圧縮機のピストンに広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の乗用車空調装置用往復動圧縮機のピストンの構造図である。（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る乗用車空調装置用往復動圧縮機のピストンの構造図である。（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
【図３】本発明の第１実施例に係るピストンを備える乗用車空調装置用容量可変型斜板式圧縮機の断面図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る乗用車空調装置用往復動圧縮機のピストンの構造図である。（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  乗用車空調装置用往復動圧縮機のピストン
２  頭部
２ａ  中空部
２ｂ  開口
２ｃ  開口部
３  尾部
１００  乗用車空調装置用容量可変型斜板式圧縮機
【図１】
2006348784.tif 000003
【図２】
2006348784.tif 000004
【図３】
2006348784.tif 000005
【図４】
2006348784.tif 000006