(57)【要約】【課題】圧縮機のピストンの先端壁部を改造することによって、ピストンの軽量化を図る。【解決手段】圧縮機における中空部５を有するピストン１の先端壁部３の厚さは、中心軸Ｃ上が最も薄く、円筒壁部２へ至るにしたがって漸次厚くなる。圧縮機の回転軸と一体的に回転するカム（斜板等）の回転によって、一対のスライディングシューを介して、ピストンは中心軸上を往復運動する。この際、先端壁部には、せん断応力が生じる。中心軸から最大半径Ｒａ又は−Ｒａまでのどの距離でも、せん断応力は一定である。したがって、従来の圧縮機における中空部を有するピストンの平板形状の先端壁部と対比して、本発明は、同一強度を確保して、ピストンの軽量化を図ることができる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機の回転軸と一体的に回転するカムの回転によって往復運動するピストンにおいて、
前記ピストンは、円筒壁部と、先端壁部と、前記円筒壁部と前記先端壁部とにより囲われる中空部と、前記カムに係合するカム係合部とから構成され、
前記先端壁部の厚さは、前記ピストンの中心線から前記円筒壁部に至るにしたがって漸次増大することを特徴とする圧縮機のピストン。
【請求項２】
前記先端壁部の外側にセンタ穴が形成され、前記先端壁部の内側に前記センタ穴に対応する盛り上がり部が形成されることを特徴とする請求項１記載の圧縮機のピストン。
【請求項３】
圧縮機の回転軸と一体的に回転するカムの回転によって往復運動するピストンにおいて、
前記ピストンは、円筒壁部と、先端壁部と、前記円筒壁部と前記先端壁部とにより囲われる中空部と、前記カムに係合するカム係合部とから構成され、
前記先端壁部の厚さは、前記ピストンの中心線付近のフラット部で一定であり、前記フラット部から前記円筒壁部に至るにしたがって漸次増大することを特徴とする圧縮機のピストン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機における中空部を有するピストンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の圧縮機における中空部を有するピストンについて図６と図７を参照して説明する。この種のピストンは、特開平１０−２８１０６５号公報及び特開平１１−２９４３２０号公報等に記載されている。
【０００３】
ピストン２１は、円筒壁部２２と、円筒壁部２２の一端側に連続する平板形状の先端壁部２３と、円筒壁部２２の他端側に連続するカム係合部２４とから一体に成形される。ピストン２１の中央の内部には、ピストン２１の軽量化を図るために、中空部２５が形成されている。先端壁部２３の厚さは一定である。
【０００４】
カム係合部２４は、断面が略コ字形状に形成され、また、側面が略Ｔ字形状に形成される。カム係合部２４の対向壁部２４Ａ，２４Ｂの内側には、一対のスライディングシュー（図示せず）の受容部２４Ａ１，２４Ｂ１が、それぞれ形成される。
【０００５】
圧縮機（図示せず）の回転軸と一体的に回転するカム（斜板等）の回転によって、一対のスライディングシューを介して、ピストン２１はその中心軸Ｃ上を往復運動する。この際、先端壁部２３には、図７に示されるせん断応力が生じる。
【０００６】
図７における横軸は先端壁部２３の中心軸Ｃからの距離Ｒを示し、縦軸はせん断応力Ｔを示す。中心軸Ｃ上のせん断応力Ｔは最小せん断応力Ｔｍｉｎ　であり、距離Ｒが大きくなるに従って、せん断応力Ｔは漸次増大し、距離Ｒが最大半径Ｒａ又は−Ｒａに至ると、せん断応力Ｔは最大せん断応力Ｔｍａｘ　まで増大する。
【０００７】
ピストン２１は、軽量化を図るために、中空構造に構成される。中空構造のピストンは、傾斜角度が可変の斜板を収容する可変容量型圧縮機における容量制御を向上する上で有効である。そして、ピストンを軽量化するためには、中空部を形成する壁部の厚さを薄くすることが有利である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
シリンダボア内を往復運動するピストンの先端壁部には、冷媒ガスの圧力が作用するので、せん断応力が生じる。従来の技術では、ピストンの強度を確保するために、先端壁部を厚くするので、ピストンの重量が大きくなる。
【０００９】
そこで、本発明は、従来のピストンの欠点を改良し、先端壁部を改造することによって、ピストンの軽量化を図るものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、次の手段を採用する。
【００１１】
１．圧縮機の回転軸と一体的に回転するカムの回転によって往復運動するピストンにおいて、前記ピストンは、円筒壁部と、先端壁部と、前記円筒壁部と前記先端壁部とにより囲われる中空部と、前記カムに係合するカム係合部とから構成され、前記先端壁部の厚さは、前記ピストンの中心線から前記円筒壁部に至るにしたがって漸次増大する圧縮機のピストン。
【００１２】
２．前記先端壁部の外側にセンタ穴が形成され、前記先端壁部の内側に前記センタ穴に対応する盛り上がり部が形成される前記１記載の圧縮機のピストン。
【００１３】
３．圧縮機の回転軸と一体的に回転するカムの回転によって往復運動するピストンにおいて、前記ピストンは、円筒壁部と、先端壁部と、前記円筒壁部と前記先端壁部とにより囲われる中空部と、前記カムに係合するカム係合部とから構成され、前記先端壁部の厚さは、前記ピストンの中心線付近のフラット部で一定であり、前記フラット部から前記円筒壁部に至るにしたがって漸次増大する圧縮機のピストン。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の３つの実施の形態例の圧縮機のピストンについて説明する。
【００１５】
まず、本発明の第１実施の形態例について図１と図２を参照して説明する。
【００１６】
ピストン１は、円筒壁部２と、円筒壁部２の一端側に連続する先端壁部３と、円筒壁部２の他端側に連続するカム係合部４とから一体に成形される。ピストン１の中央の内部には、ピストン１の軽量化を図るために、中空部５が形成されている。先端壁部３の厚さは、中心軸Ｃ上が最も薄く、円筒壁部２へ至るにしたがって漸次厚くなる。
【００１７】
カム係合部４は、断面が略コ字形状に形成され、また、側面が略Ｔ字形状に形成される。カム係合部４の対向壁部４Ａ，４Ｂの内側には、一対のスライディングシュー（図示せず）の受容部４Ａ１，４Ｂ１が、それぞれ形成される。
【００１８】
圧縮機（図示せず）の回転軸と一体的に回転するカム（斜板等）の回転によって、一対のスライディングシューを介して、ピストン１はその中心軸Ｃ上を往復運動する。この際、先端壁部３には、図２に示されるせん断応力が生じる。
【００１９】
図２における横軸は先端壁部３の中心軸Ｃからの距離Ｒを示し、縦軸はせん断応力Ｔを示す。中心軸Ｃから最大半径Ｒａまたは−Ｒａまでのどの距離Ｒでも、せん断応力Ｔは一定の最大せん断応力Ｔｍａｘ　である。
【００２０】
次に、本発明の第２実施の形態例について図３を参照して説明する。第２実施の形態例については、第１実施の形態例と同様な点の説明を省略し、相違する点の説明のみを行う。
【００２１】
先端壁部３の外側の中心軸Ｃ上には、ピストン１の加工に際してピストン１が切削加工機械の支持装置に支持されるために、センタ穴３Ａが形成される。また、先端壁部３の内側の中心軸Ｃの付近には、センタ穴３Ａに対応して盛り上がり部３Ｂが形成される。センタ穴３Ａと盛り上がり部３Ｂとは、先端壁部３の厚さの増減を相殺する。第２実施の形態例をこのように構成すると、先端壁部３に生じるせん断応力Ｔは、第１実施の形態例のそれと同様になる。
【００２２】
続いて、本発明の第３実施の形態例について図４と図５を参照して説明する。第３実施の形態例についても、第１実施の形態例と同様な点の説明を省略し、相違する点の説明のみを行う。
【００２３】
先端壁部３は、その中心軸Ｃ付近に形成された厚さが一定のフラット部３Ｄと、フラット部３Ｄから円筒壁部２に至るにしたがって厚さが漸次増大する傾斜部３Ｅとから構成される。この際、先端壁部３には、図５に示されるせん断応力が生じる。
【００２４】
図５における横軸は先端壁部３の中心軸Ｃからの距離Ｒを示し、縦軸はせん断応力Ｔを示す。中心軸Ｃからある距離Ｒまでのせん断応力Ｔは最小せん断応力Ｔｍｉｎから漸次増大するが、ある距離Ｒから最大半径Ｒａまたは−Ｒａまでのどの距離Ｒでも、せん断応力Ｔは一定の最大せん断応力Ｔｍａｘ　である。
【００２５】
なお、各実施の形態例においては、カム係合部を含む有底円筒状中空部本体とそれを閉塞する蓋部、又は、有底円筒状中空部本体と、カム係合部を含む蓋部との結合により、製造することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の効果が奏される。
【００２７】
１．従来の圧縮機における中空部を有するピストンの平板形状の先端壁部に対比して、同一の強度を確保して、ピストンの軽量化を図ることができる。
【００２８】
２．従来の先端壁部よりも薄く構成できるから、材料の量が減少するので、ピストンのコストが安価になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態例の圧縮機のピストンであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図（ただし、一部は断面図）を、それぞれ示す。
【図２】同ピストンの先端壁部に生じるせん断応力のグラフである。
【図３】本発明の第２実施の形態例の圧縮機のピストンであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図（ただし、一部は断面図）を、それぞれ示す。
【図４】本発明の第３実施の形態例の圧縮機のピストンであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図（ただし、一部は断面図）を、それぞれ示す。
【図５】同ピストンの先端壁部に生じるせん断応力のグラフである。
【図６】従来の圧縮機のピストンであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図（ただし、一部は断面図）を、それぞれ示す。
【図７】同ピストンの先端壁部に生じるせん断応力のグラフである。
【符号の説明】
１　　ピストン
２　　円筒壁部
３　　先端壁部
３Ａ　　センタ穴
３Ｂ　　盛り上がり部
３Ｄ　　フラット部
３Ｅ　　傾斜部
４　　カム係合部
４Ａ　　対向壁部
４Ａ１　　受容部
４Ｂ　　対向壁部
４Ｂ１　　受容部
５　　中空部
Ｃ　　中心軸
【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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