(57)【要約】  本発明は、シリンダボアの中心から回転防止部の当接部位までの寸法等を幾つかの制約条件に合わせて適宜設定して最適形状とした圧縮機用ピストンを提供することを目的とする。  本発明は、回転防止部４１の当接部位４２からシリンダボア１６の中心Ｍまでの寸法Ｌをシリンダボア１６の内周面から中心Ｍまでの寸法ａ以上の長さに設定すると共に回転防止部４１の当接部位４２とクランク室７の内周面との間に、ピストン１７のシリンダボア１６への挿入のための初期隙間ｅを形成し、当接部位４２，４２の一方から他方までの寸法Ｆをシリンダボア１６の直径Ａと同程度に設定することにより構成される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機を構成するシリンダブロックのシリンダボア内に摺動可能に収容される頭部と、この頭部に対しその軸方向の一方側に設けられてクランク室内に突出する尾部とを備えた圧縮機用ピストンにおいて、
前記尾部は、シューを係留するためのボトム面部及び係合部と、このボトム面部から係合部にかけて架設されたブリッジ部と、このブリッジ部の先端部に左右対称に形成された回転防止部とを有して構成されており、
前記回転防止部は、前記クランク室の内周面と当接するための当接部位を当該回転防止部の延出方向の両側に形成し、前記当接部位から前記シリンダボアの中心までの寸法が、前記シリンダボアの内周面から前記シリンダボアの中心までの寸法よりも大きく設定されていると共に、前記当接部位と前記クランク室の内周面との間に前記ピストンをシリンダボアへ挿入するための初期隙間を形成できる長さに設定されており、更に、前記当接部位の一方から他方までの寸法が、前記シリンダボアの直径と同程度かそれ以下に設定されていることを特徴とする圧縮機用ピストン。
【請求項２】
前記回転防止部の当接部位は、凸状に形成された円弧面を有し、この円弧面はクラウニング形状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機用ピストン。
【請求項３】
前記当接部位の円弧面の曲率半径は、前記クランク室の内周面の曲率半径以下で、且つ、前記クランク室の内周面の中心よりも当接部位に近接した位置に前記円弧面の曲率中心があることを特徴とする請求項２に記載の圧縮機用ピストン。
【請求項４】
前記回転防止部の上面は、前記ブリッジ部の上面から延設された凸状の円弧面とこの円弧面に向かって平坦に形成された平坦面とを有し、この平坦面は、前記円弧面の先端側に位置する平坦面を介して連続していることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の圧縮機用ピストン。
【請求項５】
前記回転防止部の上面は、前記ブリッジ部から延設された凸状の円弧面とこの円弧面に向かって平坦に形成された平坦面とを有し、この平坦面は、前記円弧面が尾部の端部まで達することで、２つに分離されていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の圧縮機用ピストン。
【請求項６】
前記回転防止部の上面は、その両側端から中央側に向けて前記ブリッジ部の凸状の円弧面の頂部と同じ高さまで傾斜し、その頂部側の縁辺同士が接する傾斜面を有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の圧縮機用ピストン。
【請求項７】
前記回転防止部の上面は、その両側端から中央側に向けて前記ブリッジ部の凸状の円弧面の頂部よりも高くなるように傾斜し、その頂部側の縁辺同士が合わさる傾斜面を有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の圧縮機用ピストン。
【請求項８】
前記回転防止部の上面は、その両側端から中央側に向けて前記ブリッジ部の凸状の円弧面の頂部と同じ高さまであるいは円弧面の頂部よりも高くなるように傾斜する２つの傾斜面と、これらの傾斜面の間にあって両傾斜面の頂部側の縁辺と連接する平坦面とを有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の圧縮機用ピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧縮機に用いられる片頭のピストンの、特に尾部の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機の片頭形ピストンに対し、その尾部に、当該ピストンの自転を防止するために、ピストンの回り止め部若しくはピストン自転止め部等と称される構造を有するものは、特許文献１、２に示されるように既に公知である。【０００３】
これらの特許文献のピストンの自転を防止するための構造は、特許文献１においては、尾部の外面中央に形成された平坦状の切欠部に対しその両側に形成された一対の円弧状の回り止め部が形成されているもので、この回り止め部の曲率半径はクランク室の内周面の曲率半径とほぼ同一となるように形成されている。【０００４】
また、特許文献２においては、ブリッジ部の外周面に周方向に所定間隔をおいて設けられた一対のピストン自転止め凸部で構成されたものとなっているもので、ブリッジ部のピストン軸方向フロント側端部外周面の縦断面形状が円弧であると共に、ブリッジ部のピストン軸方向フロント側端部内周面の縦断面形状が円弧であり、外周面側円弧の曲率半径は内周面側円弧の曲率半径より大きくなっている。
【特許文献１】特許第３１８３２２１号特許公報（段落番号「００３４」）
【特許文献２】特開２００１−３０４１０５号公報（段落番号「００４６」「００４７」）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような回転防止機能を備えたピストンの尾部の構造を設計するにあたり、ピストンが自転しようとする際に回転防止部の当接部位がクランク室の内周面に当接可能とするためには、図１８に示されるように、シリンダボアの中心Ｍから回転防止部の当接部位までの寸法Ｌ（Ｌ1 ，Ｌ２）について、回転防止部の当接部位の位置がシリンダボアの内周面よりも外側になるようにシリンダボアの半径寸法ａよりも大きく設定する必要がある。【０００６】
また、回転防止部を有するピストンをシリンダボア内に挿入するにあたり、例えば複数のピストンを同時に挿着する場合でも円滑に挿着作業を可能とするため、図１８に示されるように、クランク室の内周面と回転防止部の当接部位との間に初期隙間ｅを設定する必要がある。【０００７】
このような初期隙間ｅを設定することにより、ピストンが所定の回転角度Ｂでの範囲内で自転することについて、ある程度は許容することとなる。この場合、同じく図１８に示されるように、シリンダボアの中心から回転防止部の当接部位までの寸法が相対的に小さいＬ２とした場合の回転角度Ｂ２は、シリンダボアの中心から回転防止部の当接部位までの寸法が相対的に大きいＬ１とした場合の回転角度Β１よりも大きくなることからガタツキが生じ易い。従って、このガタツキを回避するために、シリンダボアの中心から回転防止部の当接部位までの寸法Ｌについて、前段のＬ＞ａの設計概念と初期隙間ｅを確保するとの設計概念との両立を前提としつつできるだけ長くして回転角度Ｂを最小限とする必要がある。【０００８】
さらに、回転防止部の当接部位がクランク室の内周面に広範囲で接触するためには、当該当接部位に対し円弧状の面を有する必要があり、しかも、この当接部位に有する円弧面の曲率は、クランク室の内周面の曲率を上限として可能な限り大きくする方がより広範囲でクランク室の内周面と当接することができる。このため、少なくとも、図１９に示される様に、隣合うシリンダボアとの中間となる位置で、クランク室の中心Ｎから内周面まで延びる直線Ｙ１、Ｙ２を２つ引き、この直線Ｙ１、Ｙ２上の中心Ｎより当接部位に近接した位置に当接部位の曲率中心Ｐを採ることが必要となる。すなわち、曲率中心Ｐからクランク室の内周面までとなる円弧面の曲率半径の寸法ｚは、クランク室の内周面の曲率半径の寸法である直線Ｙ１、Ｙ２の寸法Ｒよりも小さく採る必要がある。【０００９】
そこで、この発明においては、シリンダボアの中心から回転防止部の当接部位までの寸法をシリンダボアの半径よりも大きくすべきとの設計概念と、シリンダボアの中心から回転防止部の当接部位までの寸法をできるだけ長くするとの設計概念と、初期隙間を形成するとの設計概念と、回転防止部の当接部位に形成された円弧面の曲率半径をクランク室の内周面の曲率半径より小さくするとの設計概念とから導かれる最適形状の圧縮機用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】
【００１０】
しかして、この発明に係る圧縮機用ピストンは、圧縮機を構成するシリンダブロックのシリンダボア内に摺動可能に収容される頭部と、この頭部に対しその軸方向の一方側に設けられてクランク室内に突出する尾部とを備えた圧縮機用ピストンにおいて、前記尾部は、シューを係留するためのボトム面部及び係合部と、このボトム面部から係合部にかけて架設されたブリッジ部と、このブリッジ部の先端部に左右対称に形成された回転防止部とを有して構成されており、前記回転防止部は、前記クランク室の内周面と当接するための当接部位を当該回転防止部の延出方向の両側に形成し、前記当接部位から前記シリンダボアの中心までの寸法が、前記シリンダボアの内周面から前記シリンダボアの中心までの寸法よりも大きく設定されていると共に、前記当接部位と前記クランク室の内周面との間に前記ピストンをシリンダボアへ挿入するための初期隙間を形成できる長さに設定されており、更に、前記当接部位の一方から他方までの寸法が、前記シリンダボアの直径と同程度かそれ以下に設定されていることを特徴とする（請求項１）。【００１１】
このように、シリンダボアの中心から回転防止部の当接部位までの寸法をシリンダボアの半径以上で且つ初期隙間を形成することができる範囲内における最大限の長さに設定することで、回転防止部の当接部位はシリンダボアの内周面より外側にあって、ピストンが自転しようとする際にこの当接部位がクランク室の内周面に当接するので、ピストンの回転を最小限の回転角度での自転に規制することができる。また、回転防止部の当接部位とクランク室の内周面との間に初期隙間を形成したことで、ピストンをシリンダボアに円滑に挿着することが可能となる。更に、前記当接部位の一方から他方までの寸法について、前記シリンダボアの直径と同程度かそれ以下としたことで、ピストンの尾部を箱詰め等する際にピストンの尾部同士を密に収容することができるので、搬送等の利便性を得ることができる。【００１２】
そして、前記回転防止部の当接部位は、凸状に形成された円弧面を有し、この円弧面はクラウニング形状をなしていることが望まれる（請求項２）。その一方で、前記当接部位の円弧面の曲率半径は、前記クランク室の内周面の曲率半径以下で、且つ、前記クランク室の内周面の中心よりも当接部位に近接した位置に前記円弧面の曲率中心があるとの条件も満たす必要がある（請求項３）。これにより、当接部位は、クランク室の内周面の曲率以下の範囲で、円弧面の曲率を相対的に大きくすることができるので、クランク室の内周面と当接する面積が相対的に広くなり、ピストンの自転の規制を確実に行うことができる。【００１３】
特に、請求項４に記載の圧縮機用ピストンにあっては、前記回転防止部の上面は、前記ブリッジ部の上面から延設された凸状の円弧面とこの円弧面に向かって平坦に形成された平坦面とを有し、この平坦面は、前記円弧面の先端側に位置する平坦面を介して連続したものとなっている。このような構成とすることにより、回転防止部の上面と当接部位とが正接しているので、工程上において回転方向の位置決めが容易である。また、尾部の形状上、凹部がないので、ピストンの尾部を鍛造成形するにあたり、鍛造型の寿命が相対的に長くなる。また、尾部の全体形状が単純な形状であるため、鍛造型の製作が相対的に容易になり、製造コストの削減が図られる。【００１４】
特に、請求項５に記載の圧縮機用ピストンにあっては、前記回転防止部の上面は、前記ブリッジ部から延設された凸状の円弧面とこの円弧面に向かって平坦に形成された平坦面とを有し、この平坦面は、前記円弧面が尾部の端部まで達することで、２つに分離されたものとなっている。このような構成とすることにより、請求項３、４に記載の圧縮機用ピストンに比し、回転防止部の上面の起伏形状が単純化されているので、より一層鍛造型の製作が容易になり、製造コストの削減が図られる。【００１５】
特に、請求項６に記載の圧縮機用ピストンにあっては、前記回転防止部の上面は、その両側端から中央側に向けて前記ブリッジ部の凸状の円弧面の頂部と同じ高さまで傾斜し、その頂部側の縁辺同士が接する傾斜面を有したものとなっている。このような構成とすることにより、請求項３、４、５に記載の圧縮機用ピストンに比し、回転防止部とブリッジ部とがなめらかに繋がっており、形状が単純化されているので、より一層鍛造型の製作が容易になり、製造コストの削減が図られる。【００１６】
特に、請求項７に記載の圧縮機用ピストンにあっては、前記回転防止部の回転防止部の上面は、その両側端から中央側に向けて前記ブリッジ部の凸状の円弧面の頂部よりも高くなるように傾斜し、その頂部側の縁辺同士が合わさる傾斜面を有したものとなっている。このような構成とすることにより、回転防止部の上面とブリッジ部の上面をなす円弧面との連接部位の形状が単純化されているので、より一層鍛造型の製作が容易になり、製造コストの削減が図られる。【００１７】
特に、請求項８に記載の圧縮機用ピストンにあっては、前記回転防止部の上面は、その両側端から中央側に向けて前記ブリッジ部の円弧面の頂部と同じ高さまであるいは円弧面の頂部よりも高くなるように傾斜する２つの傾斜面と、これらの傾斜面の間にあって両傾斜面の頂部側の縁辺と連接する平坦面とを有したものとなっている。このような構成とすることにより、固定具でピストンの尾部を挟持する際に、固定具の一方側については前記平坦面を利用してピストンの尾部を挟持固定すること等が可能となるので、ピストンの尾部に対する作業の簡便化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上述べたように、この発明によれば、シリンダボアの中心から回転防止部の当接部位までの寸法を、シリンダボアの半径よりも大きくなるよう設定することで、ピストンが回転しようとする際に回転防止部の当接部位がクランク室の内周面に当接するので、ピストンの回転を規制することができる。【００１９】
また、この発明によれば、回転防止部の当接部位とクランク室の内周面との間に、ピストンのシリンダボアへの挿入のために初期隙間を形成することで、ピストンの頭部の挿着作業を円滑におこなうことができる。このように初期隙間を採っても、当接部位からシリンダボアの中心までの寸法をシリンダボアの半径以上で且つ初期隙間を形成することができる範囲内における最大の長さに設定することでピストンの回転角度を相対的に小さくすることができるので、ピストンのガタツキを小さくすることが可能である。また、当接部位の一方から他方までの寸法について、シリンダボアの直径と同程度かそれ以下に設定しているので、搬送等の利便性にも優れたものとなる。【００２０】
そして、請求項２及び３に記載の発明によれば、当接部位に円弧面を有し、この円弧面は、クランク室の内周面の曲率以下の範囲で、円弧面の曲率を相対的に大きくすることができるので、クランク室の内周面と当接する面積が相対的に広くなり、ピストンの自転の規制を確実に行うことができる。【００２１】
特に請求項４に記載の発明によれば、回転防止部の上面と当接部位とが正接しているので、工程上において回転方向の位置決めが容易になる。また、尾部の形状上、凹部がないので、ピストンの尾部を鍛造成形するにあたり、鍛造型の寿命が相対的に長くなる。また、尾部の全体形状が単純な形状であるため、鍛造型の製作が相対的に容易になり、製造コストを削減することができる。【００２２】
特に請求項５に記載の発明によれば、請求項２に記載の圧縮機用ピストンに比し、回転防止部の上面の起伏形状が単純化されているので、より一層鍛造型の製作が容易になり、製造コストの削減を更に図ることができる。【００２３】
特に請求項６に記載の発明によれば、請求項３に記載の圧縮機用ピストンに比し、回転防止部とブリッジ部とがなめらかに繋がっており、形状が単純化されているので、より一層鍛造型の製作が容易になり、製造コストの削減を更に図ることができる。【００２４】
特に請求項７に記載の発明によれば、回転防止部の上面とブリッジ部の上面との連接部位の形状が単純化されているので、より一層鍛造型の製作が容易になり、製造コストの削減を更に図ることができる。【００２５】
特に請求項８に記載の発明によれば、固定具でピストンの尾部を挟持する際に、挟持部の一方側については前記平坦面を利用してピストンの尾部を挟持固定すること等が可能となるので、ピストンの尾部に対する作業の簡便化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、可変容量型斜板式圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）は、同上の圧縮機に用いられる片頭ピストンの斜視図、図２（ｂ）は、片頭ピストンの断面図である。
【図３】図３は、回転防止部の当接部位が形成される領域及び最も好適な位置を示した説明図である。
【図４】図４は、この発明の第１の実施形態に係るピストンの尾部の形状を示す説明図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその側面図、（ｄ）はその底面図、（ｅ）はその断面図である。
【図５】図５は、同上の第１の実施形態に係るピストンの尾部の斜視図である。
【図６】図６（ａ）は、ピストンをシリンダボアに挿入した初期状態を示す説明図であり、図６（ｂ）は、ピストンが回転して当接部位がクランク室の内周面に当接し、当該ピストンのそれ以上の回転を規制した状態を示す説明図である。
【図７】図７は、回転防止部の当接部位の構成を示す要部拡大図である。
【図８】図８は、この発明の第２の実施形態に係るピストンの尾部の形状を示す説明図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその側面図、（ｄ）はその底面図、（ｅ）はその断面図である。
【図９】図９は、同上の第２の実施形態に係るピストンの尾部の斜視図である。
【図１０】図１０は、この発明の第３の実施形態に係るピストンの尾部の形状を示す説明図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその側面図、（ｄ）はその底面図、（ｅ）はその断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、同上の第３の実施形態に係るピストンの尾部を前方から見た状態の斜視図であり、図１１（ｂ）は、同上の第３の実施形態に係るピストンの尾部を後方から見た状態の斜視図である。
【図１２】図１２は、この発明の第４の実施形態に係るピストンの尾部の形状を示す説明図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその側面図、（ｄ）はその底面図、（ｅ）はその断面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、同上の第４の実施形態に係るピストンの尾部を前方から見た状態の斜視図であり、図１４（ｂ）は、同上の第３の実施形態に係るピストンの尾部を後方から見た状態の斜視図である。
【図１４】図１４は、この発明の第５の実施形態に係るピストンの尾部の形状を示す説明図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその側面図、（ｄ）はその底面図、（ｅ）はその断面図である。
【図１５】図１５（ａ）は、同上の第５の実施形態に係るピストンの尾部を前方から見た状態の斜視図であり、図１５（ｂ）は、同上の第５の実施形態に係るピストンの尾部を後方から見た状態の斜視図である。
【図１６】図１６は、この発明の第６の実施形態に係るピストンの尾部の形状を示す説明図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその側面図、（ｄ）はその底面図、（ｅ）はその断面図である。
【図１７】図１７は、同上の第６の実施形態に係るピストンの尾部の斜視図である。
【図１８】図１８は、回転防止部の当接部位の位置を決定する際の制約条件を図示した説明図である。
【図１９】図１９は、回転防止部の当接部位の曲率半径をクランク室の内周面の曲率半径と比較して示した説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  圧縮機
７  クランク室
１６  シリンダボア
１７  片頭ピストン（ピストン）
１７ａ  頭部
１７ｂ  尾部３８  係合部
３９  ボトム面部
４０  ブリッジ部
４０ａ  円弧面
４１  回転防止部
４２  当接部位
４２ａ  円弧面
４５  上面
４５ａ  円弧面
４５ｂ  平坦面
４５ｃ  平坦面
４５ｄ  傾斜面
４５ｅ  平坦面
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、この発明の実施の形態を図面により説明する。図１において、本発明に係るピストンを用いた可変容量型斜板式圧縮機（以下、圧縮機という）１の全体構成断面図が示されている。この圧縮機１は、シリンダブロック２と、このシリンダブロック２のリア側（図中、右側）にバルブプレート３を介して組み付けられたリアヘッド４と、シリンダブロック２のフロント側（図中、左側）を閉塞するように組み付けられたフロントヘッド５とを有して構成されている。これらフロントヘッド５、シリンダブロック２、バルブプレート３及び、リアヘッド４は、締結ボルト６により軸方向に締結されており、圧縮機１全体のハウジングを構成している。【００２９】
フロントヘッド５とシリンダブロック２とによって画成されるクランク室７にには、一端がフロントヘッド５から突出するシャフト８が収容されている。このシャフト８のフロントヘッド５から突出した部分には、ボルト９によって軸方向に取り付けられた中継部材１０が固定されており、フロントヘッド５の端部に回転自在に外嵌されていると共にネジ止め等の適当な手段によって固定されている。また、このシャフト８の一端側は、フロントヘッド５との間に設けられたシール部材１２を介してフロントヘッド５との間が気密性良く封じられると共にラジアル軸受１３によって回転自在に支持されており、シャフト８の他端は、シリンダブロック２に収容されたラジアル軸受１４によって回転自在に支持されている。【００３０】
シリンダブロック２には、前記ラジアル軸受１４が収容される貫通孔１５と、この貫通孔１５を中心とする円周上に等間隔に配された複数のシリンダボア１６とが形成されており、それぞれのシリンダボア１６には、片頭ピストン１７が往復摺動可能に挿着されている。この片頭ピストン１７は、シリンダボア１６内に摺動自在に挿入される頭部１７ａとクランク室７内に突出する尾部１７ｂとを有しているもので、中空に形成されている。【００３１】
前記シャフト８には、クランク室７内において、当該シャフト８と一体に回転するスラストフランジ１８が固定されている。このスラストフランジ１８は、フロントヘッド５に対してスラスト軸受１９を介して回転自在に支持されており、リンク機構２０を介して斜板２１が連結されている。この斜板２１は、シャフト８を中心に揺動可能に取り付けられているもので、スラストフランジ１８の回転に同期して一体に回転するようになっている。そして、斜板２１は、その周縁部分が前後に挟み込まれるように設けられた一対のシュー２２を介して片頭ピストン１７のボトム面部３９と係合部３８とに係留されている。【００３２】
したがって、シャフト８が回転すると、これに伴って斜板２１が回転し、この斜板２１の回転運動がシュー２２を介して片頭ピストン１７の往復直線運動に変換され、シリンダボア１６内において片頭ピストン１７とバルブプレート３との間に画成された圧縮室２４の容積が変更されるようになっている。【００３３】
バルブプレート３には、それぞれのシリンダボア１６に対応して吸入孔２５と吐出孔２６とが形成され、また、リアヘッド４には、圧縮室２４に供給する作動流体を収容する吸入室２７と、圧縮室２４から吐出した作動流体を収容する吐出室２８とが画成されている。吸入室２７は、リアヘッド４の中央部分に形成されており、蒸発器の出口側に通じる吸入口２９に連通すると共にバルブプレート３の吸入孔２５を介して圧縮室２４に連通可能となっている。また、吐出室２８は、吸入室２７の周囲に連続的に形成されており、図示しない凝縮器の入口側に通じる吐出口に連通すると共にバルブプレート３の吐出孔２６を介して圧縮室２４に連通可能となっている。ここで、吸入孔２５は、バルブプレート３のフロント側端面に設けられた吸入弁３０によって開閉され、吐出孔２６は、バルブプレート３のリア側端面に設けられた吐出弁３１により開閉されるようになっている。【００３４】
さらに、この実施形態においては、バルブプレート３に、シリンダブロック２の貫通孔１５と吸入室２７とを連通するオリフィス状のリークポート３２が形成され、また、シャフト８に、一端がシリンダブロック２の貫通孔１５に開口し、他端がシャフト周囲のシール部材１２とラジアル軸受１３との間に開口する排出通路３３が形成されている。したがって、クランク室７と吸入室２７とは、スラスト軸受１９やラジアル軸受１３の隙間、シャフト８の排出通路３３、シリンダブロック２の貫通孔１５、及びリークポート３２を介して連通しており、クランク室圧は、吸入室２７に徐々にリークするようになっている。【００３５】
また、リアヘッド４には、吐出室２８とクランク室７とを連通する通路（図示せず）上に配された圧力制御弁３４が取り付けられている。この圧力制御弁３４は、吐出室２８とクランク室７との連通状態を調節してクランク室圧を制御するようにしているもので、このクランク室圧の制御により、片頭ピストン１７の前後に作用する圧力（クランク室圧とシリンダボア内の圧力）の差を調節し、これにより斜板２１の揺動傾角を調節して片頭ピストン１７のストローク、即ち吐出容量を制御するようにしている。【００３６】
上述した片頭ピストン１７は、図２（ａ），（ｂ）にも示される様に、シリンダボア１６に摺動可能に挿入される頭部１７ａを構成している有底筒状の第１部材３６と、第１部材の開口部を閉塞する蓋体として機能し、尾部１７ｂを構成している第２部材３７とを軸方向に接合して形成されている。【００３７】
この第１部材３６と第２部材３７との接合は、図２（ｂ）に示されるように、第１部材３６と対向する第２部材３７の端部周縁に段部３７ａを形成し、この段部３７ａに第１部材３６の開放端を外嵌させ、この嵌合部分を全周にわたって電子ビーム溶接等を施すことで行われる。また、第２部材３７は、２つの型を利用した鍛造成形の手法により成形されている。【００３８】
尾部１７ｂは、上述した係合部３８と、ボトム面部３９と、ブリッジ部４０と、回転防止部４１とを有するもので、このうち、ボトム面部３９には、一対のシュー２２の一方を転動可能に支持する凹面状のシュー受け部３９ａが設けられていると共に、係合部３８には、前記シュー受け部３９ａとピストン１７の軸方向に対向し、一対のシュー２２の他方を転動可能に支持する凹面状のシュー受け部３８ａが設けられている。【００３９】
ブリッジ部４０は、前記したボトム面部３９と係合部３８とを連結するためのもので、このブリッジ部４０のピストン径方向に沿った幅は、当該ブリッジ部４０が引っ張りの力を受けるので、この力に抗することが可能な強度を得られる肉厚が確保されている。また、その上面はこの実施形態では凸状の円弧面４０ａとなっている。【００４０】
回転防止部４１は、所定条件下でクランク室７の内周面と接する一対の当接部位４２、４２を有して構成されているもので、この当接部位４２は、原則としして、図３の２つの二点鎖線で仕切られると共に、縦線で描かれた領域内にて形成される。すなわち、当接部位４２は、後加工を回避する必要上、尾部１７ｂを鍛造成形する２つの型の型割面のうち上型の面（破線Ｔ１として表示）より上側の部位で形成する必要性と、片頭ピストン１７をシリンダボア１６内に挿入する作業を円滑にするために当接部位４２とクランク室７との間に、所定幅の初期隙間ｅ（シリンダ室の内周面の中心を回転中心として円弧状に描かれた破線Ｔ２として表示）を確保する必要性とを兼ね備えることができる範囲で形成される必要がある。なお、初期隙間ｅは、それぞれの単体部品の寸法公差により決定される一定値である。【００４１】
そして、当接部位４２、４２の位置を決定するにあたって、本発明においては、以下の制約条件が加乗されている。まず、一方の当接部位４２と他方の当接部位４２との寸法幅Ｆは、ピストン１７の直径と同程度であることが望まれる。次に、図３に示すように、シリンダボア１６の中心Ｍから当接部位４２までの寸法Ｌは、ピストン１７が回転した際に、当接部位４２がクランク室７の内周面に接することができるようにシリンダボアの半径ａよりも大きくなっている。この場合に、ピストン１７の回転角度が大きくならないように、シリンダボア１６の中心Ｍから当接部位４２までの寸法Ｌは、上記した制約条件下において可能な限り大きく採る必要もある。以上により、１対の当接部位４２が設けられる位置は、図３のＸ１、Ｘ２に示す位置が最も好適である。そして、このＸ１、Ｘ２の位置に当接部位４２が設けられる限り、当接部位４２、４２間をつなぐ回転防止部４１のその間の形状はどのようなものであっても構わない。【００４２】
しかるに、図３のＸ１、Ｘ２となる位置に当接部位４２が形成されたピストン１７の尾部１７ｂを最適形状とするにあたっては、図４から図７に示す第１の実施形態と、図８及び図９に示す第２の実施形態と、図１０及び図１１に示す第３の実施形態と、図１２及び図１３に示す第４の実施形態と、図１４及び図１５に示す第５の実施形態というバリエーションが考えられる。【００４３】
ピストンの尾部１７ｂの第１の実施形態は、図４から図７に示されるものであるが、ブリッジ部４０、ボトム面部３９等の基本的構成は既に説明しているので、同一の符号を付してその説明を省略し、当該実施形態の特徴となる回転防止部４１について以下に説明する。すなわち、回転防止部４１、４１は、ブリッジ部４０の先端部に左右対称に形成されているもので、この回転防止部４１の上面４５は、図４（ｂ）及び図５に示される様に、上述したブリッジ部４０の凸状の円弧面４０ａからピストン軸方向にそのまま延設された凸状の円弧面４５ａとこの円弧面４５ａに向かって平坦に形成された２つの平坦面４５ｂ、４５ｂとを有して構成されている。そして、平坦面４５ｂと平坦面４５ｂとは、円弧面４５ａの先端側に位置する幅の狭い平坦面４５ｃを介して連続している。【００４４】
これにより、回転防止部４１の上面４５と当接部位４２とが正接しているので、工程上において回転方向の位置決めが容易である。また、尾部１７ｂの形状上、凹部がないので、尾部１７ｂを構成する第２部材３７を鍛造成形するにあたり、鍛造型の寿命が相対的に長くすることができる。また、尾部１７ｂの全体形状が単純な形状であるため、鍛造型の製作が相対的に容易になり、製造コストの削減も図られる。【００４５】
このような尾部１７ｂの形状としても、図３で示す制約条件のすべてを満たしている。すなわち、図６（ａ）に示すように、ピストン１７をシリンダボア１６に挿入する際には、回転防止部４１の当接部位４２と、クランク室７の内周面との間に初期隙間ｅを有しており、これによりピストン１７をシリンダボア１６に挿入する作業について、当接部位４２がクランク室７の内周面に摺接しないので、作業の簡便化を図ることができる。また、ピストン１７の中心Ｍから当接部位４２までの寸法Ｌは、ピストン１７の半径ａよりも大きくなっている。更に、一方の当接部位４２と他方の当接部位４２との間の寸法Ｆは、ピストン１７の直径Ａと同程度となっている。これは、後述する第２から第５の実施形態でも同様である。【００４６】
よって、ピストン１７は、図６（ｂ）に示す様に、図６（ａ）に示す状態から時計回りに当接部位４２がクランク室７の内周面に接した状態にまで回転するが、その回転角度Ｂは上記制約条件を満たすことで相対的に小さくなっていることから、ピストン１７の自転によるガタツキを減少することができる。【００４７】
更に、回転防止部４１の当接部位４２は、クランク室７の内周面に接する面積を大きくするために円弧面４２ａを有している。この円弧面４２ａは、図１９で既に説明したように、その曲率中心をクランク室７の内周面の中心よりも当接部位４２に近接したＰに位置していることから、その曲率半径がクランク室７の内周面の曲率半径より小さくなるものであるが、図７に示す様に、円弧の途中で平坦な面と接する、いわゆるクラウニング形状をなしている。これにより、平坦面４２ａの曲率について、クランク室７の内周面の曲率より大きくならない範囲で、可能な限り近似するまで大きく採ることが可能となり、ピストン１７の回転規制という回転防止部４１の機能をより良く発揮させることができる。【００４８】
一方、第２の実施形態に係る回転防止部４１は、図８及び図９に示されるように、ブリッジ部４０の先端部に左右対称に形成されたもので、この回転防止部４１の上面４５は、図８（ｂ）及び図８に示されるように、ブリッジ部４０の円弧面４０ａからピストン軸方向に延設された円弧面４５ａとこの円弧面４５ａに向かって平坦に形成された２つの平坦面４５ｂ、４５ｂとを有し、この平坦面４５ｂ、４５ｂは、前記円弧面４５ａが尾部１７ｂの端部まで達することで、２つに分離されたものとなっている。これにより、第１の実施形態に比し、回転防止部４１の上面４５の起伏形状が単純化されているので、より一層鍛造型の製作が容易になり、製造コストの削減が図られる。尚、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略した。【００４９】
また、第３の実施形態に係る回転防止部４１は、図１０及び図１１に示されるように、ブリッジ部４０の先端部に左右対称に形成されたもので、この回転防止部４１の上面４５は、その両側端から中央側に向けてブリッジ部４０の円弧面４０ａの頂部と同じ高さまで傾斜し、その頂部側の縁辺同士が接する傾斜面４５ｄ，４５ｄを有したものとなっている。これにより、第１、第２の実施形態に比し、回転防止部４１とブリッジ部４０とがなめらかに繋がっており、形状が単純化されているので、より一層鍛造型の製作が容易になり、製造コストの削減が図られる。尚、上述の実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略した。【００５０】
更に、第４の実施形態に係る回転防止部４１は、図１２及び図１３に示されるように、ブリッジ部４０の先端部に左右対称に形成されたもので、この回転防止部４１の上面４５は、その両側端から中央側に向けてブリッジ部４０の円弧面４０ａの頂部よりも高くなるように傾斜し、その頂部側の縁辺同士が合わさる２つの傾斜面４５ｄ、４５ｄを有したものとなっている。これにより、回転防止部４１の上面４５とブリッジ部４０の円弧面４０ａとの連接部位の形状が単純化されているので、より一層鍛造型の製作が容易になり、製造コストの削減が図られる。尚、上述の実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略した。【００５１】
更にまた、第５の実施形態に係る回転防止部４１は、図１４及び図１５に示されるように、ブリッジ部４０の先端部に左右対称に形成されたもので、この回転防止部４１の上面４５は、その両側端から中央側に向けて前記ブリッジ部４０の円弧面４０ａの頂部と同じ高さまであるいは円弧面４０ａの頂部よりも高くなるように傾斜する２つの傾斜面４５ｄ、４５ｄと、これらの傾斜面４５ｄ、４５ｄの間にあって両傾斜面４５ｄ、４５ｄの頂部側の縁辺と連接する平坦面４５ｅとを有したものとなっている。これにより、固定具（図示せず）でピストンの尾部１７ｂを挟持する際に、挟持部の一方側については平坦面４５ｅを利用してピストンの尾部１７ｂを挟持固定すること等が可能となるので、ピストンの尾部１７ｂに対する作業の簡便化を図ることが可能となる。尚、上述の実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略した。【００５２】
これに対し、図１６、図１７に示される第６の実施形態に係る回転防止部４１は、ブリッジ部４０の先端部に左右対称に形成されたものである点、及びその上面４５について、ブリッジ部４０の円弧面４０ａの頂部と同じ高さまであるいは円弧面４０ａの頂部よりも高くなるように傾斜する２つの傾斜面４５ｄ、４５ｄと、これらの傾斜面４５ｄ、４５ｄの間にあって両傾斜面４５ｄ、４５ｄの頂部側の縁辺と連接する平坦面４５ｅとを有する点では、第５の実施形態と同様であるが、当接部位４２と当接部位４２とを結んだ直線の寸法はこれまでの実施形態の寸法Ｆよりも小さくなっている。すなわち、図３に示すＸ１、Ｘ２の位置より内側に当接部位４２、４２が存する。これにより、回転防止部４１、ひいては尾部１７ｂの容積が小さくなるので、ピストン１７の軽量化を図ることができる。尚、上述の実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略した。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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