(57)【要約】  【課題】簡単な摩耗防止加工により、片頭ピストンの摩耗を抑制することができるピストン式圧縮機を提供する。  【解決手段】シリンダボア内で往復直線運動する片頭ピストン１３２は、シリンダボアに密接して冷媒を吸入圧縮する第１ピストン部１３２ｃと、第１ピストン部１３２ｃの軸方向端部のうちクランク室側端部に連設され第１ピストン部１３２ｃより小さな径寸法で形成された第２ピストン部１３２ｄとを有する構造となっている。これにより、第２ピストン部１３２ｄが小径となっており、シリンダボアとの接触が回避されるか、或いは、接触したとしても第２ピストン部１３２ｄからシリンダボアへの押圧力は小さなものとなる。また、第２ピストン部１３２ｄは第１ピストン部１３２ｃより小径に形成されているだけであるから、切削加工により簡単に製造することができる。【選択図】  図２
2004211695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロック部に区画形成されたシリンダボアと、該シリンダボア内で往復直線運動できるよう収容された片頭ピストンと、該クランク室に設置され駆動源の回転運動を該片頭ピストンの往復直線運動に変換する運動変換機構とを備えたピストン式圧縮機において、
前記片頭ピストンは、前記シリンダボアに密接して冷媒を吸入圧縮する第１ピストン部と、該第１ピストン部の軸方向端部のうちクランク室側端部に連設され該第１ピストン部より小さな径寸法で形成された第２ピストン部とを有する
ことを特徴とするピストン式圧縮機。
【請求項２】
前記第２ピストン部で前記第１ピストン部近傍には環状の溝で形成された油取り込み用の油溝部を有する
ことを特徴とする請求項１記載のピストン式圧縮機。
【請求項３】
前記第１ピストン部の外周面は耐摩耗性材料でコーティングされて成る
ことを特徴とする請求項２記載のピストン式圧縮機。
【請求項４】
前記第２ピストン部の軸方向寸法の最小値を前記片頭ピストンのピストンストロークの５０％に設定した
ことを特徴とする請求項３記載のピストン式圧縮機。
【請求項５】
前記第１ピストン部の外周面は耐摩耗性材料でコーティングされて成る
ことを特徴とする請求項１記載のピストン式圧縮機。
【請求項６】
前記第２ピストン部の軸方向寸法の最小値を前記片頭ピストンのピストンストロークの６０％に設定した
ことを特徴とする請求項５記載のピストン式圧縮機。
【請求項７】
前記耐摩耗性材料はポリテトラフルオロエチレンを主材料とするものである
ことを特徴とする請求項３乃至請求項６の何れか一項記載のピストン式圧縮機。
【請求項８】
前記第１ピストン部の先端周縁をＲ形状に形成した
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項記載のピストン式圧縮機。
【請求項９】
前記各シリンダボア内で圧縮される冷媒は二酸化炭素冷媒又は炭化水素冷媒である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項記載のピストン式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、片頭ピストンの往復動により冷媒の吸入圧縮を行うピストン式圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のピストン式圧縮機、例えば片頭ピストン型斜板式圧縮機として一般的に以下の構造のものが知られている。
【０００３】
即ち、この片頭ピストン型斜板式圧縮機は、シリンダブロック内に複数区画形成されたシリンダボアと、各シリンダボア内で往復直線運動できるよう収容された片頭ピストンと、クランク室に設置され駆動源の回転運動を片頭ピストンの往復直線運動に変換する運動変換機構とを備えている。この運動変換機構は回転駆動軸に装着された斜板と、片頭ピストンのブリッジ部に設けられた一対のシューとを備え、斜板の周縁部を各シューの間に摺接するよう嵌め込んでいる。ここで、駆動軸が回転するときは斜板が傾斜状態で回転し、これに伴い、片頭ピストンが上下に往復動する。
【０００４】
このような片頭ピストン型斜板式圧縮機において、片頭ピストンが往復直線運動するときは、片頭ピストンが各シリンダボアのクランク室側端部に接触し、この端部に集中押圧力が付加される。この作用を図１２を参照して説明すると、斜板１が回転し片頭ピストン２が圧縮工程を開始する際、圧縮力Ｆ１とそれに直交する分力Ｆ２が作用して、片頭ピストン２は図１２に示すような時計回りのモーメントＭを受ける。このモーメントＭは片頭ピストン２の外周面とシリンダボア３のクランク室側端部の内周面との接触部Ｐ１において集中押圧力ＦＭ１となって作用する。このため、シリンダボア３の内周面や片頭ピストン２の外周面が早期に摩耗するという問題点を有し、また、この摩耗粉が配管系中の詰まりの原因にもなっていた。特に、昨今、地球環境保全を考慮し、フロン冷媒からＣＯ2冷媒への転換が推進されているが、ＣＯ2冷媒の吐出量がフロン冷媒の１／６〜１／８でよく、その分、片頭ピストン２が小径となり、片頭ピストン２とシリンダボア３との接触する部位の径が小さくなる一方、その作動圧力がフロン冷媒の約１０倍となっているため、その集中押圧力ＦＭ１も非常に大きなものとなっている。
【０００５】
そこで、ＣＯ2冷媒を用いた片頭ピストン型斜板式圧縮機において、片頭ピストン２の摩耗痕２ａを調査した。この調査の結果、図１３の(a)に示すように、摩耗痕２ａが片頭ピストン２の基部側から先端に向かって斜めに残っており、これにより、片頭ピストン２の圧縮工程では図１３の(b)の矢印Ａに示すように、一方、片頭ピストン２の吸入工程では矢印Ｂに示すように、片頭ピストン２とシリンダボア３との押圧面が変化するが、この摩耗痕２ａが圧縮工程において形成されるものであることを認知した。
【０００６】
なお、片頭ピストン２の吸入工程では２点鎖線に示すように片頭ピストン２が逆方向に傾き片頭ピストン２がシリンダボア３の内周面に接触するが、摩耗痕が形成されない。
【０００７】
このような片頭ピストン２の摩耗問題に関して、従来、以下の発明が提案されている。まず、特開平５−３０２５７０号公報に記載された発明は、シリンダボアのクランク室側端部（集中押圧力ＦＭ１）がかかる場所に弾性部材を取り付けた構造となっている。この構造により、片頭ピストンの押圧力が弾性部材により吸収され、片頭ピストンの摩耗を抑制するようになっている。
【０００８】
次に、特開２００２−１３４７２号公報に記載された発明は、片頭ピストンの外周面にピストン摺動方向に延在された溝が形成された構造となっている。この溝により片頭ピストンとシリンダボアとの圧接が回避され、片頭ピストンの摩耗が防止されている。
【特許文献１】特開平５−３０２５７０号公報
【特許文献２】特開２００２−１３４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前者のピストン式圧縮機（特開平５−３０２５７０号公報に記載され発明）では、弾性材料を各シリンダボア毎に設けなければならず、部品点数が増大するし、また、弾性材料の組み付けも面倒なものとなっていた。
【００１０】
一方、後者のピストン式圧縮機（特開２００２−１３４７２号公報に記載され発明）では、円柱状の片頭ピストンの外面に縦に溝加工を施す必要があるため、加工が面倒なものとなっていた。
【００１１】
本発明の目的は前記従来の課題に鑑み、簡単な摩耗防止加工により、片頭ピストンの摩耗を抑制することができるピストン式圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は前記課題を解決するため、請求項１の発明は、シリンダブロック部に区画形成されたシリンダボアと、シリンダボア内で往復直線運動できるよう収容された片頭ピストンと、クランク室に設置され駆動源の回転運動を片頭ピストンの往復直線運動に変換する運動変換機構とを備えたピストン式圧縮機において、片頭ピストンは、シリンダボアに密接して冷媒を吸入圧縮する第１ピストン部と、第１ピストン部の軸方向端部のうちクランク室側端部に連設され第１ピストン部より小さな径寸法で形成された第２ピストン部とを有する構造となっている。
【００１３】
請求項１の発明によれば、第２ピストン部が小径となっており、シリンダボアとの接触が回避されるか、或いは、接触したとしても第２ピストン部からシリンダボアへの押圧力は小さなものとなる。また、第１ピストン部と第２ピストン部の両者が同時にシリンダボアに接触する場合があるが、この場合は片頭ピストンからシリンダボアへの押圧力が２箇所に分散された状態であり、各接触箇所での集中押圧力はそれぞれ小さなものとなる。更に、第２ピストン部は第１ピストン部より小径に形成されているだけであるから、切削加工により簡単に製造することができる。
【００１４】
請求項２の発明は、前記請求項１に係るピストン式圧縮機において、第２ピストン部で第１ピストン部近傍には環状の溝で形成された油取り込み用の油溝部を有する構造となっている。
【００１５】
請求項２の発明によれば、油溝部に潤滑油を保持することができるため、圧縮工程の際に集中押圧力がかかったとしても、この潤滑油が片頭ピストンとシリンダボアとの接触部分に供給されてその間の摩擦抵抗が小さくなり、片頭ピストンの摩耗が抑制される。なお、第１ピストン部の外周面を耐摩耗性材料でコーティングして片頭ピストンの摩耗を抑制するようにしてもよい（請求項３，５の発明）。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項３に係るピストン式圧縮機において、第２ピストン部の軸方向寸法の最小値を片頭ピストンのピストンストロークの５０％に設定した構造となっている。これにより、耐摩耗性材料のコーティング剥離を防止することができる。
【００１７】
請求項６の発明は、油溝部を持たない請求項１に係るピストン式圧縮機において、第２ピストン部の軸方向寸法の最小値を片頭ピストンのピストンストロークの６０％に設定した構造となっている。これにより、耐摩耗性材料のコーティング剥離を防止することができる。
【００１８】
なお、耐摩耗性材料をとしてポリテトラフルオロエチレンを主材料とするものを用いても良い（請求項７の発明）。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１乃至７に係るピストン式圧縮機において、第１ピストン部の先端周縁をＲ形状に形成した構造となっている。これにより、片頭ピストンの先端周縁とシリンダボアの内面との摩擦抵抗が小さくなり、片頭ピストンの摩耗が抑制される。
【００２０】
なお、冷媒として二酸化炭素冷媒や炭化水素冷媒を用いるときは、片頭ピストンの集中高圧力がフロン冷媒と比較して高くなるが、前記請求項１〜８の発明により片頭ピストンの摩耗を確実に抑制することができる（請求項９の発明）。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の本発明によれば、第２ピストン部を第１ピストン部より小径に形成することにより、片頭ピストンの摩耗が抑制されるため、摩耗防止加工が非常に簡単なものとなっている。
【００２２】
請求項２の発明によれば、油溝部に潤滑油を保持することができるため、この潤滑油が片頭ピストンとシリンダボアとの接触部分に供給され、片頭ピストンの摩耗抑制が更に向上する。
【００２３】
請求項８の発明によれば、第１ピストン部の先端周縁をＲ形状に形成しているため、これまた、片頭ピストンの摩耗抑制が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１乃至図５は本発明の第１実施形態に係るピストン式圧縮機を示すもので、図１はピストン式圧縮機の断面図、図２の(a)(b)は片頭ピストンの正面図と側面図、図３は冷媒圧縮工程の初期状態を示す要部断面図、図４は冷媒圧縮工程の途中状態を示す要部断面図、図５は冷媒圧縮工程の終了状態を示す要部断面図である。なお、本実施形態ではピストン式圧縮機のうち、片頭ピストン型斜板式圧縮機（以下、圧縮機と称す）を一例として掲げて説明する。
【００２５】
まず、この圧縮機１０の全体構造を図１を参照して説明する。圧縮機１０はリアハウジング１１とフロントハウジング１２とを有し、フロントハウジング１２のリアハウジング１１側には図示しないボルト等によりシリンダブロック部１３が連結されている。このシリンダブロック部１３には円筒状のシリンダボア１３１が複数形成され、各シリンダボア１３１にはそれぞれ片頭ピストン１３２が往復直線運動ができるよう収容されている。リアハウジング１１には冷媒の吸入室１１１及び吐出室１１２が形成され、各室１１１，１１２が弁体を介してシリンダボア１３１に連通しており、片頭ピストン１３２の往復動によりシリンダボア１３１で冷媒が吸入圧縮される。フロントハウジング１２にはシリンダブロック部１３からフロントハウジング１２の外方に突出した回転軸１２１が貫通している。この回転軸１２１はシリンダブロック部１３及びフロントハウジング１２に介装されたベアリング１３３，１２２を介して軸支され、その先端は電磁クラッチ１４に連結している。電磁クラッチ１４はそのプーリ１４１を図示しない自動車エンジンのベルトに連結しており、エンジンにて出力された回転力が電磁クラッチ１４を通じて回転軸１２１に伝達されるようになっている。
【００２６】
この回転軸１２１に伝達された回転運動はフロントハウジング１２のクランク室１２３内に設置された運動変換機構１５により往復直線運動に変換される。即ち、運動変換機構１５は回転軸１２１に固着されたロータ１５１と、ロータ１５１に連結する連結部１５２と、連結部１５２に固定された斜板１５３と、片頭ピストン１３２のブリッジ部１３２ａに介装された一対のシュー１５４とからなり、斜板１５３の周縁部がシュー１５４に摺動自在に挟み込まれている。ここで、回転軸１２１が回転運動を行うときはロータ１５１及び連結部１５２が回転し、これに伴い斜板１５３が回転する。この斜板１５３は回転軸１２１に対して傾斜した状態で回転するため、その斜板１５３の傾斜幅の分、片頭ピストン１３２が直線方向に往復動する。なお、この運動変換機構１５はクランク室１２３の圧力とシリンダボア１３１の吸入圧力との差圧に対応して斜板１５３の傾き角が変化し、片頭ピストン１３２のストロークの変更が可能となっている。
【００２７】
以上のような圧縮機構造は従来の圧縮機構造と同様であり、本発明に係る圧縮機１０は片頭ピストン１３２の構造にある。この構造を主に図２を参照して説明する。
【００２８】
即ち、この片頭ピストン１３２はその軸方向一端側にはブリッジ部１３２ａを有し、このブリッジ部１３２ａから軸方向他端（片頭ピストン１３２の先端）に亘ってピストン本体１３２ｂが形成されている。このブリッジ部１３２ａは図２の(b)に示すように断面コ字状に形成されている。ブリッジ部１３２ａの内側には図１に示すように斜板１５３の周縁が一対のシュー１５４で摺動自在に保持されており、この斜板１５３の揺動によりピストン１３２を上下方向に往復動させるようになっている。
【００２９】
一方、ピストン本体１３２ｂは、図２の(a)(b)に示すように、シリンダボア１３１の内周面径より僅かに小さく形成した第１ピストン部１３２ｃと、第１ピストン部１３２ｃより小さな径で形成した第２ピストン部１３２ｄとから構成されている。この第１ピストン部１３２ｃはその先端面とシリンダボア１３１内で冷媒を吸入圧縮する作用をなすものである。第２ピストン部１３２ｄは第１ピストン部１３２ｃの軸方向端部のうち、クランク室寄りの端部からブリッジ部１３２ａに連設されている。ここで、第２ピストン部１３２ｄの軸方向寸法及び径方向の寸法は、図４に示すように、冷媒の圧縮工程において、第２ピストン部１３２ｄ部の側面とシリンダボア１３１のクランク室側端部１３１ａとが接触しないような寸法に設定されている。本実施形態では、第２ピストン部１３２ｄの軸方向寸法Ｌ１を例えば１０mm程度（片頭ピストン１３２のストロークの半分程度）とし、第２ピストン部１３２ｄの径方向の寸法を第１ピストン部１３２ｃより例えば１mm〜２mm程度小さく形成している。
【００３０】
本実施形態によれば、斜板１５３が回転して片頭ピストン１３２が圧縮工程を開始する際、圧縮力とそれに直交する分力が作用して、片頭ピストン１３２が従来例と同様にモーメントを受け、図３に示すように、傾斜状態となる。
【００３１】
この圧縮工程の初期時において、図３に示すように、第１ピストン部１３２ｃの外周面がシリンダボア１３１のクランク室側端部（シリンダボア１３１のエッジ１３１ａ）の一部に押圧状態となっている。また、第１ピストン部１３２ｃの先端周縁１３２ｅの一部がシリンダボア１３１の内周面に押圧状態となっている。この両者の集中押圧力によりシリンダボア１３１からは反発力（ＦＭ１’，ＦＭ２’）が第１ピストン部１３２ｃに加わる。この反発力ＦＭ１’，ＦＭ２’が第１ピストン部１３２ｃの摩耗原因となっている。特に、シリンダボア１３１のエッジ１３１ａと第１ピストン部１３２ｃの外周面との接触部分（反発力ＦＭ１’がかかる箇所）で摩耗が起きることとなる。
【００３２】
この圧縮工程が進行すると、図４に示すように、第１ピストン部１３２ｃがシリンダボア１３１のエッジ１３１ａから外れ、このエッジ１３１ａが第２ピストン部１３２ｄの外周面と対向する。ここで、第２ピストン部１３２ｄの径が第１ピストン部１３２ｃの径より小さくなっているため、図４に示すように、エッジ１３１ａと第２ピストン部１３２ｄが離隔している。即ち、圧縮工程の途中からエッジ１３１ａとの接触による片頭ピストン１３２の摩耗が回避されている。
【００３３】
なお、第１ピストン部１３２ｃに対する反発力ＦＭ１’は、図４に示すように、シリンダボア１３１の内面から第１ピストン部１３２ｃの後端１３２ｆの一部に加わっているが、シリンダボア１３１から面接触で反発力ＦＭ１’が加わっているため、その摩耗力はさほど大きなものではない。
【００３４】
また、前述の第１ピストン部１３２ｃとシリンダボア１３１との接触に加え、図示しないが、第２ピストン部１３２ｄとシリンダボア１３１のエッジ１３１ａとの間で接触することがある。この場合は片頭ピストン１３２からシリンダボア１３１への押圧力が分散された状態であり、各接触箇所での集中押圧力はそれぞれ小さなものとなる。
【００３５】
そして、圧縮工程が最終段階に移行したときは、図５に示すように、エッジ１３１ａと第２ピストン部１３２ｄが完全に離隔した状態となる。
【００３６】
従って、本実施形態によれば、冷媒の圧縮工程の途中からエッジ１３１ａと第２ピストン部１３２ｄが非接触状態となっているし、また、反発力ＦＭ１’，ＦＭ２’は何れもシリンダボア１３１の内面から面接触で加わるので、圧縮工程の途中からは片頭ピストン１３２に加わるの摩耗力はさほど大きなものとはならない。
【００３７】
ここで、図１２の(a)に示す従来の片頭ピストン２と図２に示す本実施形態の片頭ピストン１３２とを比較すると、片頭ピストン２の摩耗痕２ａより片頭ピストン１３２の摩耗痕１３２ｇが僅かとなっていることが理解できる。
【００３８】
また、冷媒の圧縮工程において、冷媒圧縮が進行するにつれて作動圧力が大きくなり、これに伴い、反発力ＦＭ１’，ＦＭ２’も大きくなるが、前述の如く圧縮工程の途中から片頭ピストン１３２の摩耗が抑制されるので、その摩耗抑制手段として効率的なものとなっている。
【００３９】
図６は本発明の第２実施形態に係るピストン式圧縮機の要部、即ち、片頭ピストンを示すものである。この片頭ピストン１３４は前記第１実施形態に係る第１ピストン部１３２ｃの先端周縁１３２ｅをＲがけしたもの、即ち、先端周縁１３２ｅをＲ形状に形成したものである。なお、第１実施形態に係る片頭ピストン１３２と共通する構成部分は同一符号を用い、その説明を省略する。
【００４０】
第２実施形態によれば、冷媒の圧縮工程において、第１ピストン部１３２ｃの先端周縁１３２ｅがシリンダボア１３１の内周面に当たり、反発力ＦＭ２’が第１ピストン部１３２ｃの外面に加わるが、このＲ形状構造により反発力ＦＭ２’が分散され、第１ピストン部１３２ｃの摩耗が抑制される。なお、その他の作用は前記第１実施形態と同様である。
【００４１】
図７乃至図９は本発明の第３実施形態に係るピストン式圧縮機の要部、即ち、片頭ピストンを示すものである。この片頭ピストン１３５は前記第１実施形態に係る第２ピストン部１３２ｄに油溝部１３５ａを形成したものである。なお、第１実施形態に係る片頭ピストン１３２と共通する構成部分は同一符号を用い、その説明を省略する。
【００４２】
この油溝部１３５ａは図７に示すように第２ピストン部１３２ｄに周方向に沿って、例えば溝加工されている。また、油溝部１３５ａは第１ピストン部１３２ｃの近傍に形成されている。
【００４３】
第３実施形態によれば、片頭ピストン１３５の吸入工程の際にクランク室１２３内の潤滑油１６が片頭ピストン１３５に付着し、その一部が油溝部１３５ａに溜まる。ここで、図８及び図９に示すように、冷媒の圧縮工程の際に、ブローバイガス（１点鎖線矢印）がクランク室１２３に吸い込まれ、片頭ピストン１３５の外面に付着している潤滑油１６はその風圧によりクランク室１２３に戻されるが、油溝部１３５ａに溜まっている潤滑油１６はそのまま保持される。従って、圧縮工程の際に、この潤滑油１６が第１ピストン部１３２ｃとシリンダボア１３１との間の摩擦抵抗を小さくし、第１ピストン部１３２ｃの摩耗が抑制される。
【００４４】
なお、第３実施形態に係る片頭ピストン１３５において、前記第２実施形態と同様に先端周縁１３２ｅをＲ形状にしてもよいことは勿論である。その他の作用は前記第１実施形態或いは第２実施形態と同様である。
【００４５】
図１０の(a)(b)及び図１１は本発明の第４実施形態に係るピストン式圧縮機の要部、即ち、片頭ピストンを示すものである。この片頭ピストン１３６は前記第１実施形態に係る第１ピストン部１３２ｃと第２ピストン部１３２ｄとの軸方向寸法の割合を変更した構成となっている。即ち、第４実施形態に係る第１ピストン部１３６ａと第２ピストン部１３６ｂにおいて、第２ピストン部１３６ｂの軸方向寸法Ｌ２を第１実施形態の第２ピストン部１３２ｄの軸方向寸法Ｌ１よりも長くしている。
【００４６】
第４実施形態によれば、第２ピストン部１３６ｂを長くした分、図１１の冷媒圧縮工程の初期状態から、シリンダボア１３１のエッジ１３１ａと第１ピストン部１３６ａとの接触が回避される。従って、図１０の(b)に示すように、第１ピストン部１３６ａの外周面に摩耗痕が形成されないよう構成することができる。
【００４７】
但し、片頭ピストン１３６の傾斜角度θ２と第１実施形態の片頭ピストンの傾斜角度θ１と比較すると、θ２＞θ１となり、片頭ピストン１３６の傾斜角度θ２が大きくなる。これは、各第１ピストン部１３２ｃ，１３６ａが各片頭ピストン１３２，１３６の傾斜規制機能を有しており、その傾斜規制機能が各第１ピストン部１３２ｃ，１３６ａの各軸方向寸法に比例することによるものである。従って、第４実施形態の第１ピストン部１３６ｂの軸方向寸法が第１実施形態の第１ピストン部１３２ｃのそれより短くなっている分、片頭ピストン１３６の傾斜角度が大きくなり、これに伴い、第１ピストン部１３６ａとシリンダボア１３１との接触角度が大きくなり、摩擦抵抗が増大する傾向がある。
【００４８】
このような摩擦抵抗の増大は片頭ピストン１３６の円滑な往復運動を阻害する原因となるばかりでなく、却って、片頭ピストン１３６の摩耗の原因ともなる。従って、第２ピストン部１３６ｂの軸方向寸法はこれらを総合的に判断して設計されている。
【００４９】
この第２ピストン部１３６ｂの軸方向寸法の設計に当たり実験を行い、第２ピストン部１３６ｂの軸方向最小寸法（第１ピストン部１３６ａの摩耗破損が回避される軸方向寸法）を、ピストンストロークに対する割合から求めた。なお、この実験では第１ピストン部１３６ａとして、その外周面に耐摩耗性材料をコーティングした片頭ピストン１３６を用い、耐摩耗性材料の剥離の有無を検証した。実験の結果、第２ピストン部１３６ｂの軸方向寸法をピストンストロークの６０％より小さい寸法（実験では５８％）で形成したときに耐摩耗性材料が剥離し、一方、ピストンストロークの６０％以上の寸法で形成したときに耐摩耗性材料が剥離しないことが分かった。
【００５０】
また、耐摩耗性部材の剥離を起こした片頭ピストン１３６において、剥離した部位の側圧荷重を荷重計算に基づき算出したところ、５０ｋｇｆ以上の側圧荷重がかかる部分で剥離していることが確認された。また、この剥離した部位を切削して第２ピストン部１３６ｂとするとき、第２ピストン部１３６ｂの軸方向寸法がピストンストロークの６０％以上となった。
【００５１】
また、本実施形態では油溝部（第３実施形態の油溝部１３５ａ）を持たない片頭ピストン１３６を実験に用いているが、第３実施形態の如く油溝部を有する片頭ピストンを用いたときは、潤滑油の潤滑効果により摩擦抵抗が更に小さくなるため、第２ピストン部の軸方向寸法はピストンストロークの５０％でもコーティング剥離を起こすことがないと推定される。
【００５２】
なお、前記第１実施形態〜第３実施形態では片頭ピストン１３２，１３４，１３５は鉄系又はアルミニウム（アルミニウム合金を含む）材料からなるピストン素地で構成されているが、例えば第４実施形態の実験で使用とした片頭ピストン１３６の如く、少なくとも第１ピストン部１３２ｃ，１３６ａの外周面を耐摩耗性材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）でコーティングして（例えば、２０μｍ〜４０μｍの均一な膜厚）、片頭ピストン１３２，１３４，１３５，１３６の摩耗を抑制するようにしてもよい。また、本実施形態に係る圧縮機１０に使用される冷媒は、フロン、アンモニア等に限らず、二酸化炭素冷媒やプロパン、ブタン等の炭化水素冷媒であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】ピストン式圧縮機の断面図
【図２】第１実施形態の片頭ピストンの正面図と側面図
【図３】第１実施形態の冷媒圧縮工程の初期状態を示す要部断面図
【図４】第１実施形態の冷媒圧縮工程の途中状態を示す要部断面図
【図５】第１実施形態の冷媒圧縮工程の終了状態を示す要部断面図
【図６】第２実施形態の片頭ピストンの正面図
【図７】第３実施形態の片頭ピストンの正面図
【図８】第３実施形態の冷媒圧縮工程の途中状態を示す要部断面図
【図９】第３実施形態の冷媒圧縮工程の途中状態を示す要部拡大断面図
【図１０】第４実施形態の片頭ピストンの正面図と側面図
【図１１】第４実施形態の冷媒圧縮工程の初期状態を示す要部断面図
【図１２】従来の片頭ピストンの集中押圧力を説明する断面図
【図１３】従来の摩耗痕が付いた片頭ピストン及び動作を示す図
【符号の説明】
【００５４】
１０…片頭ピストン型斜板式圧縮機、１２…フロントハウジング、１３…シリンダブロック部、１５…運動変換機構、１６…潤滑油、１２３…クランク室、１３１…シリンダボア、１３２，１３４，１３５，１３６…片頭ピストン、１３２ｃ，１３６ａ…第１ピストン部、１３２ｄ，１３６ｂ…第２ピストン部、１３５ａ…油溝部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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