(57)【要約】【課題】製造コストを大幅に低減でき、しかも圧縮機に適用された場合に該圧縮機の体積効率を向上できるピストンを提供する。【解決手段】シリンダ内に往復運動自在に設けられ、少なくともピストン本体と、該ピストン本体に接合されるピストンヘッドとから形成されるとともに、外周面に周方向に延びるシール部材の嵌合用の溝が設けられたピストンにおいて、前記シール部材の嵌合用の溝をピストンヘッド側に設けたことを特徴とするピストン。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内に往復運動自在に設けられ、少なくともピストン本体と、該ピストン本体に接合されるピストンヘッドとから形成されるとともに、外周面に周方向に延びるシール部材の嵌合用の溝が設けられたピストンにおいて、前記シール部材の嵌合用の溝をピストンヘッド側に設けたことを特徴とするピストン。
【請求項２】
前記ピストンが圧縮機用のピストンである、請求項１のピストン。
【請求項３】
前記ピストン本体とピストンヘッドとが溶接または拡散接合により接合されている、請求項１のピストン。
【請求項４】
ピストン内部に中空部が設けられており、前記ピストン本体のシューとの摺動部側の壁に、前記中空部と外部とを連通する貫通孔が設けられている、請求項１ないし３のいずれかに記載のピストン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はピストンに関し、とくに車両用空調装置等に用いられる圧縮機に用いて好適なピストンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両用空調装置に用いられる圧縮機のピストンとしては、図８に示すようなものが知られている。図８において、１００はピストンを示している。ピストン１００は、ピストン本体１０１とピストンヘッド１０２から形成されている。ピストン本体１０１は、円筒状の中空部１０３を有している。また、ピストン本体１０１の一端部１０４には、シュー（図示略）が係合される球面１０５が設けられている。一方、ピストン本体１０１の他端部１０６には周方向に延びる溝１０７が設けられている。溝１０７にはＯリング等のシール部材（図示略）が嵌合されるようになっている。
【０００３】
また、他端部１０６にはピストンヘッド１０２が接合（溶接）されている。ピストンヘッド１０２には、他端部１０６に挿入される挿入部１０８が設けられている。そして、該挿入部１０８の根元の端面１０９と、ピストン本体側の他端部１０６の端面１１０が接合されている。このようにして、ピストン本体１０１とピストンヘッド１０２とが強固に接合されることによりピストン１００の引張り強度が向上されるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２９４３２０号公報（第２−３頁，第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなピストン１００においては、シール部材の嵌合用の溝１０７がピストン本体１０１の他端部１０６に設けられているので、以下のような問題が生ずるおそれがある。つまり、ピストン本体１０１の他端部１０６には、ピストンヘッド１０２の挿入部１０８が挿入されるとともに、溝１０７が形成されるので、該部分の強度を確保しつつ溝１０７を形成するためには、他端部１０６のみならずピストン本体１０１の中空部全体を図９の二点鎖線で示すように肉厚に成形し（鍛造成形または鋳造成形）、その後さらに切削加工等により溝１０７等を加工する必要がある。つまり、ピストンヘッド１０２に比べて材料使用量の多いピストン本体１０１全体を肉厚に成形する必要が生ずるので、材料ロスが増大しコストアップを招来するおそれがある。また、ピストンヘッド１０２の頂面１１１からシール部材が嵌合される溝１０７までの寸法ｌが長くなるおそれがある。該寸法ｌが大きいと、シリンダボア内で吐出されないで滞留する流体の量が増加するため、圧縮機の体積効率が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明の課題は、製造コストを低減でき、しかも体積効率を向上でき、たとえば斜板式圧縮機用のピストンとして最適なピストンを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るピストンは、シリンダ内に往復運動自在に設けられ、少なくともピストン本体と、該ピストン本体に接合されるピストンヘッドとから形成されるとともに、外周面に周方向に延びるシール部材の嵌合用の溝が設けられたピストンにおいて、前記シール部材の嵌合用の溝をピストンヘッド側に設けたことを特徴とするものからなる。
【０００８】
本発明に係るピストンは広範な技術分野において適用することができるが、車両用空調装置等に用いられる圧縮機、とくに斜板式圧縮機に用いて好適なものである。
【０００９】
上記ピストン本体とピストンヘッドとは溶接により接合または拡散接合することができる。
【００１０】
ピストン内部には中空部を設けることが好ましい。このような中空部を設ければピストンの軽量化およびコストダウンを達成できる。この場合、ピストン本体のシューとの摺動部側の壁に中空部と外部とを連通する貫通孔を設ければ、中空部と外部との圧力を略同等にすることができるので、ピストンの変形を防止できる。
【００１１】
上記のようなピストンにおいては、ピストンヘッド側にシール部材の嵌合用の溝が設けられている。つまり、ピストン本体に比べて材料使用量が格段に少ないピストンヘッドを予め肉厚に形成し切削加工等により溝を形成することができるので、材料使用量の多いピストン本体を肉厚にする必要はなくなる。よって切削加工等に伴う材料ロスを大幅に低減できコストダウンを達成できる。また、ピストンヘッド側にシール部材の嵌合用の溝を設ければ、ピストンヘッドの頂面からシール部材が嵌合される溝までの寸法を短くすることができるので、吐出されずにシリンダ内に滞留する流体量を低減でき、圧縮機の体積効率の低下を防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る圧縮機用ピストンを用いた斜板式圧縮機を示している。図において、１はハウジングを示している。ハウジング１の両端部は、フロントハウジング３０とシリンダヘッド３１とで閉塞されており、内部にはクランク室２が形成されている。クランク室２内には斜板３が配置されており、該斜板３の中央部には駆動軸４が挿通されている。駆動軸４はベアリング５を介して回転自在に支持されている。
【００１３】
斜板３の外周側端部には、シュー６が設けられている。シュー６は、球面８ａを有するピストン７のピストン本体１１のクランク室側の端部８に挟持されている。このようにしてピストン７と斜板３との連結部１０が形成され、両者は連結されている。ピストン７はシリンダボア９内に往復動自在に配置されている。なお、斜板３には、圧縮機周方向に配置された複数のピストン７が連結されており、それに対応するシリンダボア９が設けられている。
【００１４】
ピストン７は、図２ないし図４に示すようにピストン本体１１とピストンヘッド１２とから構成されている。ピストン本体１１の反クランク室側の端部３６にはピストンヘッド１２が溶接されている。ピストンヘッド１２は、ピストンヘッド１１の端部３６側から挿入されており、該端部３６側の端面３７と、ピストンヘッド１１の端面３８とを溶接することにより両者が強固に接合されるようになっている。
【００１５】
ピストンヘッド１２の側壁には周方向に延びる溝１３が設けられている。溝１３にはＯリング（図示略）が嵌合されるようになっている。
【００１６】
ピストン本体１１およびピストンヘッド１２は、鋳造法（たとえば、半凝固鋳造法）による成形品から構成されている。たとえばピストン本体１１の場合は、図５の二点鎖線で示すような成形品３９を鋳造成形し、該成形品３９に切削加工を施すことにより、端部８や球面８ａ等が形成されるようになっている。また、ピストンヘッド１２の場合は、図６の二点鎖線で示すような鋳造成形品４０を成形し、該成形品４０に切削加工等により溝１３等が形成されるようになっている。ピストン７の内部には円筒状の中空部３５が形成されており、該中空部３５を設けることによりピストン７全体の軽量化が図られるようになっている。
【００１７】
ピストン本体１１のシュー６との摺動部側の壁、つまり端部８側の壁には、図３に示すように中空部３５と外部とを連通する貫通孔４２が設けられている。このような貫通孔４２を設けることにより、中空部３５と外部との圧力を略同等に設定できるので、ピストン７の変形が防止されるようになっている。
【００１８】
また、斜板３の一面には、ロータ１５に向かって延びる耳部１４が設けられている。耳部１４には、ロータ１５の長穴１５ａに対応する穴１４ａが穿設されており、穴１４ａと長穴１５ａにはピン部材１６が挿通され、斜板３の傾斜角が変化した際にも、斜板３とロータ１５は実質的に連結されるようになっている。
【００１９】
ロータ１５は、フロントハウジング３０の内壁にスラストニードルベアリング１７を介してスラスト支持されつつ、駆動軸４と一体的に回転するようになっている。斜板３は駆動軸４上に軸方向に移動可能に設けられたブッシュ３２に係合しており、ブッシュ３２の軸方向変位に伴って傾斜角が変更されるようになっている。ロータ１５とブッシュ３２との間にはスプリング３３が介装されている。
【００２０】
シリンダヘッド３１内部は、内壁３４によって吸入室１８と吐出室２０とに画成されている。吸入室１８は吸入孔１９を介して、シリンダボア９内に挿通されている。また吐出室２０は吐出孔２１を介してシリンダボア９内に挿通されている。
【００２１】
本実施態様の斜板式圧縮機においては、たとえば駆動モータや自動車エンジン等の駆動源（図示略）からの回転駆動力が駆動軸４に伝達されると、該駆動軸４が回転駆動される。回転駆動力はロータ１５から耳部１４を介して斜板３に伝達され、斜板３が所定の角度に傾斜した状態で回転される。回転する斜板３とシュー６との摺接係合を介し、斜板３の回転運動が、回転方向には位置が拘束されたシュー６の往復運動に変換され、それがピストン７に伝達されて、ピストン７がシリンダボア９内を往復動する。ピストン７の往復動に伴い、吸入孔１９を通して吸入室１８内から流体が吸入され、シリンダボア９内で圧縮された後、圧縮流体が吐出孔２１を介して吐出室２０内へと吐出される。
【００２２】
また、本実施態様の斜板式圧縮機１に用いられるピストン７は、ピストン本体１１とピストンヘッド１２とを溶接したものから接合されており、シール部材（Ｏリング）の嵌合用の溝１３はピストンヘッド１２側に設けられている。つまり、図５、図６に示すようにピストン本体１１を成形するための成形品３９に比べて材料使用量が格段に少ないピストンヘッド１２を成形するための成形品４０を肉薄に成形し切削加工等により溝１３を形成することができるので、従来のピストンのように材料使用量の多いピストン本体１１を成形する成形品３９を肉厚にしておく必要はない。よって、切削加工等に伴う材料ロスを大幅に低減できコストダウンを達成できる（図７）。また、ピストンヘッド１２側に溝１３を設ければ、従来のピストンに比べてピストンヘッド１２の頂面４１から溝１３までの寸法ｌを短くすることができるので、吐出されずにシリンダボア９内に滞留する流体量が低減され圧縮機１の体積効率の低下が防止される。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のピストンによるときは、シール部材の嵌合用の溝はピストン本体ではなく材料使用量の少ないピストンヘッドに設けられているので、材料使用量の多いピストン本体を予め肉厚に成形する必要はなく、材料ロスを大幅に低減できコストダウンを達成できる。また、溝をピストンヘッドに設ければ、ピストンヘッドの頂面から溝までの寸法を従来のピストンに比べて短くすることができるので、シリンダボア内に吐出されずに滞留する流体量を低減できる。したがって、本発明に係るピストンを用いた圧縮機においては、体積効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係るピストンを適用した斜板式圧縮機の断面図である。
【図２】図１のピストンの側面図である。
【図３】図２のピストンのＩＩＩ−ＩＩＩ方向からの矢視図である。
【図４】図１のピストンの断面図である。
【図５】図１のピストンを形成するピストン本体の断面図である。
【図６】図１のピストンを形成するピストンヘッドの断面図である。
【図７】図３のピストン本体の端部の拡大断面図である。
【図８】従来のピストンの断面図である。
【図９】従来のピストンを形成するピストン本体の端部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  クランク室
３  斜板
４  駆動軸
５  ベアリング
６  シュー
７  ピストン
８  ピストンのクランク室側の端部
８ａ  球面
９  シリンダボア
１０  連結部
１１  ピストン本体
１２  ピストンヘッド
１３  溝
１４  耳部
１４ａ  穴
１５  ロータ
１５ａ  長穴
１６  ピン部材
１７  スラストニードルベアリング
１８  吸入室
１９  吸入孔
２０  吐出室
２１  吐出孔
３０  フロントハウジング
３１  シリンダヘッド
３２  ブッシュ
３３  スプリング
３４  内壁
３５  中空部
３６  ピストンの反クランク室側の端部
３７、３８  端面
３９、４０  成形品
４１  頂面
４２  貫通孔
【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】
2004218472.tif 000008
【図７】
2004218472.tif 000009
【図８】
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【図９】
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