(57)【要約】【課題】アルミニウム合金によって形成する場合でも低コストな製造を可能とする圧縮機用ピストンを提供する。【解決手段】摺動に対する耐摩耗性が要求される部分、即ち駆動部側との係合部２２ａを有する他端側部品２２をシリコンの重量含有率が８〜１２％のアルミニウム合金によって形成するようにしたので、加工性を低下させることなく耐久性に優れた最適な素材によって形成することができる。この場合、他端側部品２２を円筒部２１ａ及び端面部２１ｂからなる一端側部品２２と分割して形成し、耐久性の要求される他端側部品２２にのみシリコン含有率８〜１２％のアルミニウム合金を用いるようにしたので、摺動性を考慮する必要のない一端側部品２１には安価で加工性に優れたシリコン含有率８％未満のアルミニウム合金を用いることにより、ピストン全体としての製造コストを低減することができる。【選択図】　図２
2004011415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円筒状の円筒部と、ピストン駆動用の部材を摺動自在に係合する係合部とを有し、係合部を円筒部の一端側に設けた圧縮機用ピストンにおいて、
少なくとも前記係合部を含む部分をシリコンの重量含有率が８％乃至１２％のアルミニウム合金からなるダイキャスト材によって形成した
ことを特徴とする圧縮機用ピストン。
【請求項２】
前記係合部を有する部分と他の部分とを互いに接合される別部品によって分割形成するとともに、
係合部を有する部分をシリコンの重量含有率が８％乃至１２％のアルミニウム合金からなるダイキャスト材によって形成し、
他の部分をシリコンの重量含有率が８％未満のアルミニウム合金からなるダイキャスト材によって形成した
ことを特徴とする請求項１記載の圧縮機用ピストン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用空気調和装置の冷凍回路に用いられる圧縮機用ピストン及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の圧縮機としては、例えば特開平１０−１５９７２５公報に記載されているように、一端に冷媒吸入口及び吐出口を有するシリンダと、シリンダ内を往復動するピストンと、ピストンに連結された傾斜板とを備え、傾斜板を外部からの駆動力によって回転させることにより、ピストンを往復動させるようにしたものが知られている。
【０００３】
この圧縮機に用いられるピストンは、中空円筒状のピストン本体と、前記傾斜板を摺動自在に係合する係合部とを有し、係合部をピストン本体の一端側に一体に形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記ピストンはシリコン含有率の高い鍛造用アルミニウム合金によって形成されているが、このような鍛造用アルミニウム合金は高価であるため、製造コストが高くつくという問題点があった。また、高シリコンのアルミニウム合金は絞り加工が困難であるため、加工に高度な技術を必要とし、しかも型の寿命が短く、加工時に製品に亀裂を生じ易いなど、生産性に劣るという問題点もあった。
【０００５】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アルミニウム合金によって形成する場合でも低コストな製造を可能とする圧縮機用ピストンを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１では、中空円筒状の円筒部と、ピストン駆動用の部材を摺動自在に係合する係合部とを有し、係合部を円筒部の一端側に設けた圧縮機用ピストンにおいて、少なくとも前記係合部を含む部分をシリコンの重量含有率が８％乃至１２％のアルミニウム合金からなるダイキャスト材によって形成している。
【０００７】
これにより、シリコンの重量含有率が８％乃至１２％のアルミニウム合金を用いることにより、加工性を低下させることなく耐久性に優れた最適な素材によって形成することができる。この場合、ダイキャスト材を用いることにより、低コストな製造が可能となる。
【０００８】
また、請求項２では、請求項１記載の圧縮機用ピストンにおいて、前記係合部を有する部分と他の部分とを互いに接合される別部品によって分割形成するとともに、係合部を有する部分をシリコンの重量含有率が８％乃至１２％のアルミニウム合金からなるダイキャスト材によって形成し、他の部分をシリコンの重量含有率が８％未満のアルミニウム合金からなるダイキャスト材によって形成している。
【０００９】
これにより、請求項１の作用に加え、係合部を有する部品が他の部品と分割して形成されることから、摺動に対する耐久性の要求される前者の部品にのみシリコン含有率８〜１２％のアルミニウム合金を用い、摺動性を考慮する必要のない他の部品には安価で加工性に優れたシリコン含有率８％未満のアルミニウム合金を用いることにより、ピストン全体としての製造コストが低減する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３は本発明の一実施形態を示すもので、図１は圧縮機の側面断面図、図２はピストンの側面断面図、図３はアルミニウム合金の状態図である。
【００１１】
同図に示す圧縮機は、冷媒を吸入及び吐出する圧縮機本体１０と、圧縮機本体１０内に設けられたピストン２０と、ピストン２０を駆動する駆動部３０とからなり、駆動部３０には外部からの動力が入力されるようになっている。
【００１２】
圧縮機本体１０は円筒状に形成され、ピストン２０側に形成された第１のハウジング１１と、駆動部３０側に形成された第２のハウジング１２と、第１のハウジング１１の一端側に配置されるシリンダヘッド１３と、第１のハウジング１１とシリンダヘッド１３との間に配置されるバルブプレート１４とからなる。
【００１３】
第１のハウジング１１は圧縮機本体１０の筒軸方向に延びるシリンダ１１ａを有し、シリンダ１１ａの一端は第１のハウジング１１の一端面に開口している。
【００１４】
第２のハウジング１２は一端側を開口し、その内部は第１のハウジング１１のシリンダ１１ａと連通している。
【００１５】
シリンダヘッド１３はバルブプレート１４を介して第１のハウジング１１の一端に取付けられ、その中央部にはバルブプレート１４側に開口する冷媒吐出室１３ａが設けられている。冷媒吐出室１３ａの周囲にはバルブプレート１５側に開口する環状の冷媒吸入室１３ｂが設けられ、冷媒吸入室１３ｂはシリンダヘッド１３の側面に設けられた冷媒吸入流路１３ｃに連通している。また、冷媒吐出室１３ａはシリンダヘッド１３に設けられた冷媒吐出流路（図示せず）に連通している。
【００１６】
バルブプレート１４にはシリンダ１１ａに連通する冷媒吸入口１４ａ及び吐出口１４ｂが設けられ、冷媒吸入口１４ａはシリンダヘッド１３の冷媒吸入室１３ｂに連通し、冷媒吐出口１４ｂは冷媒吐出室１３ａに連通している。バルブプレート１４には冷媒吸入口１４ａ及び吐出口１４ｂをそれぞれ開閉する板状の吸入弁１４ｃ及び吐出弁１４ｄが取付けられ、吸入弁１４ｃ及び吐出弁１４ｄの弾性変形によって冷媒吸入口１４ａ及び吐出口１４ｂを開閉するようになっている。また、バルブプレート１４の中央には吐出弁１４ｄに係止するストッパプレート１４ｅが設けられている。
【００１７】
ピストン２０は、図２に示すように互いに図中上下方向に分割形成された一端側部品２１及び他端側部品２２からなり、これら一端側部品２１及び他端側部品２２は溶接やカシメ等によって互いに接合されている。一端側部品２１は、一端を開口した中空円筒状の円筒部２１ａと、円筒部２１ａの他端側を閉塞する端面部２１ｂとからなり、端面部２１ｂは円筒部２１ａに一体に形成されている。他端側部品２２は、その一端側を前記円筒部２１ａの開口部を閉塞するように形成され、その他端側には駆動部３０側と係合する係合部２２ａが形成されている。係合部２２ａは互いに対向する一対の半球面２２ｂを有し、各半球面２２ｂ間に半球状のシュー２３を摺動自在に保持するようになっている。尚、ピストン２０の材質については後述する。
【００１８】
駆動部３０は、外部からの動力によって回転する駆動シャフト３１と、駆動シャフト３１によって回転する傾斜板３２と、傾斜板３２の傾斜角度を所定範囲内に規制する傾斜規制部材３３とから構成されている。駆動シャフト３１は一端側及び他端側をそれぞれローラベアリング３４を介して第１のハウジング１１及び第２のハウジング１２に回動自在に支持されており、その他端側には、例えば図示しないプーリを介して車両のエンジンの動力が伝達されるようになっている。傾斜板３２は環状の摺動部材３２ａを介して駆動シャフト３１に軸方向に移動自在に支持されるとともに、支軸３２ｂを介して摺動部材３２ａに回動自在に取付けられている。即ち、傾斜板３２は、駆動シャフト３１の軸方向に対する傾斜角度が支軸３２ｂを中心に任意に変わるようになっている。また、傾斜板３２の周端部はピストン２０のシュー２３に摺動自在に嵌合しており、傾斜板３２が回転すると、傾斜板３２の傾斜角度に応じてピストン２０が往復動するようになっている。傾斜規制部材３３は駆動シャフト３１と一体に回転するように設けられ、その一端に設けたピン３３ａを傾斜板３２に設けた長孔３２ｃに挿入されている。即ち、傾斜板３２が傾動すると、ピン３３ａが長孔３２ｃ内を移動し、傾斜規制部材３３によって傾斜板３２の傾斜角度が所定範囲内に規制されるようになっている。
【００１９】
以上のように構成された圧縮機においては、外部からの駆動力によって駆動部３０の駆動シャフト３１が回転すると、傾斜板３２が回転し、傾斜板３２の傾斜角度に応じてピストン２０がシリンダ１１ａ内を往復動する。また、ピストン２０の往復動により、冷媒吸入室１３ｂの冷媒がシリンダ１１ａ内に吸入され、冷媒吐出室１３ａに吐出される。その際、図示しない圧力制御手段によって冷媒吸入室１３ｂと第２のハウジング１２内との間に生ずる差圧により、ピストン２０の他端側（ハウジング１２側）に加わる圧力に応じて傾斜板３２の傾斜角度を変化させることにより、ピストン２０のストロークが変化し、冷媒の吐出量が制御される。
【００２０】
また、ピストン２０はシリコンを含有したアルミニウム合金からなるダイキャスト材によって形成されている。この場合、ピストン２０の一端側部品２１にはシリコンの重量含有率が８％未満のアルミニウム合金を用い、他端側部品２２にはシリコンの重量含有率が８〜１２％のアルミニウム合金を用いる。即ち、他端側部品２２の係合部２２ａはシュー２３の摺動によって高負荷となるため、高強度、耐熱性及び耐摩耗性が要求される。一般に、Ａｌ−Ｓｉ合金はシリコンの含有量が多くなると耐摩耗性が高くなるが、Ｓｉが過共晶になると加工性が悪くなる。共晶組織を微細にする目的で急冷による改良処理を施したした場合でも、図３の破線に示すように、Ａｌ−Ｓｉ合金はＳｉの含有率が１３％以上で過共晶となる。そこで、ピストン２０の他端側部品２２にＳｉが過共晶にならないＳｉ含有率のＡｌ−Ｓｉ合金を用いることにより、加工性と耐摩耗性を両立させることができる。尚、上限値を１２％としたのは、１％の余裕により過共晶を確実に防止するためであり、下限値を８％としたのは、８％未満になると強度や耐熱性の低下率が大きくなるからである。
【００２１】
また、ピストン２０の一端側部品２１は、係合部２２ａのような摺動性を考慮する必要がないので、Ｓｉ含有率が８％未満のアルミニウム合金を用いることにより、加工性及び経済性を優先させることができる。
【００２２】
このように、本実施形態によれば、摺動に対する耐摩耗性が要求される部分、即ち傾斜板３２との係合部２２ａを有する他端側部品２２をシリコンの重量含有率が８〜１２％のアルミニウム合金によって形成するようにしたので、他端側部品２２を加工性を低下させることなく耐久性に優れた最適な素材によって形成することができる。この場合、加工性が向上するため、ダイキャスト材を用いることにより低コストな製造を実現することができ、しかもダイキャストによる多数個同時成型も可能となり、生産性の向上に極めて有利である。
【００２３】
また、係合部２２ａを有する他端側部品２２を円筒部２１ａ及び端面部２１ｂからなる一端側部品２２と分割して形成し、摺動に対する耐久性の要求される他端側部品２２にのみシリコン含有率８〜１２％のアルミニウム合金を用いるようにしたので、摺動性を考慮する必要のない一端側部品２１には安価で加工性、鋳造性に優れたシリコン含有率８％未満のアルミニウム合金を用いることにより、ピストン全体としての製造コストを低減することができ、より一層生産性の向上を図ることができる。
【００２４】
図４は本発明の他の実施形態を示すものである。即ち、同図に示すピストン４０は、互いに図中上下方向に分割形成された一端側部品４１及び他端側部品４２からなり、これら一端側部品４１及び他端側部品４２は溶接やカシメ等によって互いに接合されている。他端側部品４２は、一端を開口した中空円筒状の円筒部４２ａと、駆動部３０側と係合する係合部４２ｂとからなり、係合部４２ｂは円筒部４２ａの他端側に一体に形成されている。係合部４２ｂは、前記実施形態と同様、互いに対向する一対の半球面４２ｃ間にシュー２３を摺動自在に保持するようになっている。一端側部品４１は前記円筒部４１ａの開口部を閉塞するように形成され、その一端側には円筒部４１ａ内に挿入される挿入部４１ａが形成されている。
【００２５】
また、ピストン４０はシリコンを含有したアルミニウム合金からなるダイキャスト材によって形成されている。この場合、ピストン４０の一端側部品４１にはシリコンの重量含有率が８％未満のアルミニウム合金を用い、他端側部品４２にはシリコンの重量含有率が８〜１２％のアルミニウム合金を用いる。
【００２６】
本実施形態によれば、摺動に対する耐久性の要求される他端側部品４２にのみシリコン含有率８〜１２％のアルミニウム合金を用いるようにしたので、摺動性を考慮する必要のない一端側部品４１には安価で加工性に優れたシリコン含有率８％未満のアルミニウム合金を用いることにより、前記実施形態と同様、ピストン全体としての製造コストの低減及び生産性の向上を図ることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の圧縮機用ピストンによれば、アルミニウム合金によって形成する場合でも、加工性を低下させることなく耐久性に優れた最適な素材によって形成することができるので、低コストな製造を実現することができ、生産性の向上に極めて有利である。
【００２８】
また、請求項２の圧縮機用ピストンによれば、請求項１の効果に加え、ピストン全体としての製造コストを低減することができるので、より一層生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す圧縮機の側面断面図
【図２】ピストンの側面断面図
【図３】アルミニウム合金の状態図
【図４】本発明の一実施形態を示すピストンの側面断面図
【符号の説明】
２０…ピストン、２１…一端側部品、２１ａ…円筒部、２２…他端側部品、２２ａ…係合部、３０…駆動部、３２…傾斜板、４０…ピストン、４１…一端側部品、４２…他端側部品、４２ａ…円筒部、４２ｂ…係合部。
【図１】
2004011415.tif 000003
【図２】
2004011415.tif 000004
【図３】
2004011415.tif 000005
【図４】
2004011415.tif 000006