JP2001323872A - 斜板式圧縮機用ピストン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧縮機の小形，軽量化とピストンの首部の強度
増大とを共に満たす。 【解決手段】斜板式圧縮機の片頭ピストン１４は、中空
の頭部７６と、斜板５０と係合する一対の係合部７０，
７２と、係合部７０，７２を斜板５０の外周側で連結す
る首部７４とを備える。係合部７０，７２は、一対の半
球状のシュー７８を介して斜板５０の外周部を両側から
摺動可能に挟持する。係合部７０，７２の互いに対向す
る面には、シュー７８をその凸球面１４４において摺動
可能に保持する凹球面状の凹部１４０を設ける。これら
凹部１４０は、共通の球心を有し、その球心は、頭部７
６の中心軸線を通り、係合部７０，７２の延出方向に平
行な平面上に位置するとともに、頭部７６の中心軸線よ
りも首部７４とは反対側（圧縮機の内周側）に偏心して
いる。この偏心量は、頭部７６の直径の１／３０以上が
望ましい。首部７４の厚さを大きくでき、首部７４の曲
げ強度が向上するとともに、斜板５０の小径化等により
圧縮機の軽量化，耐久性向上を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、斜板式圧縮機に関
するものであり、特に、ピストンの改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】斜板式圧縮機は、例えば、車両用エアコ
ンディショナの冷媒圧縮機として広く使用されている。
その斜板式圧縮機の一種に、(1) 回転軸線に直角な状態
から傾斜した状態で回転する斜板と、(2) 前記回転軸線
から偏心した位置に、その回転軸線に平行に形成された
シリンダボアを備えたハウジングと、(3) 斜板の外周部
の両面とそれぞれシュー装置を介して係合する一対の係
合部、それら両係合部を斜板の外周側において連結する
首部、および前記シリンダボアに摺動可能に嵌合する頭
部を一体的に備えたピストンとを含むものがある。

【０００３】この種の斜板式圧縮機のピストンにおいて
は、首部の強度確保が重要な問題の一つとなっている。
首部は、斜板の外周面とハウジングの内周面との隙間を
通って延び、一対の係合部を連結するのであるが、圧縮
機の小形，軽量化のためにハウジングの内周面の直径を
できる限り小さくすることが強く要求されており、その
ためには、首部の背面の位置を、できる限り斜板の回転
軸線に近づけることが望ましい。一方、斜板式圧縮機の
最大吐出流量を大きくすることも要求されており、この
要求と上記小形，軽量化の要求との両方を満たすために
は、斜板の回転数を大きくすることが有効である。しか
し、斜板の回転数を大きくすれば、ピストンの往復運動
に伴う慣性力が大きくなり、それに基づいて、ピストン
の上死点近傍において首部に作用する曲げモーメントが
大きくなって、首部の所要曲げ強度が大きくなる。これ
ら首部の背面位置をできる限り斜板の回転軸線に近づけ
ることと、首部の曲げ強度を増大させることとは、互い
に相反する要求であり、これら矛盾する要求をいかにし
て満たすかが重要な問題の一つになっているのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効
果】本発明は、以上の事情を背景として、圧縮機の小
形，軽量化と、ピストン首部の強度増大という相反する
要求を共に満たすことを課題としてなされたものであ
り、本発明によって、下記各態様の斜板式圧縮機および
それ用のピストンが得られる。各態様は請求項と同様
に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の
項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまで
も本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記
載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に
記載のものに限定されると解釈されるべきではない。ま
た、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それ
ら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけ
ではない。一部の事項のみを選択して採用することも可
能なのである。

【０００５】（１）斜板の外周部の両面とそれぞれシュ
ー装置を介して係合する一対の係合部と、それら両係合
部を斜板の外周側において連結する首部と、シリンダボ
アに摺動可能に嵌合する頭部とを一体的に備えた斜板式
圧縮機用ピストンであって、前記一対の係合部のそれぞ
れに形成され、前記シュー装置の凸球面と係合する凹球
面の球心が、前記頭部の中心軸線より前記首部とは反対
側に位置させられたことを特徴とする斜板式圧縮機用ピ
ストン（請求項１）。斜板式圧縮機のシュー装置は、ボ
ールとそのボールの球面を受容する凹球面を有するシュ
ーとで構成される場合と、ほぼ半球状をなす半球シュー
のみにより構成される場合とがあるが、いずれの場合に
も、ピストンの係合部には凹球面が形成され、ボールま
たは半球シューの凸球面を受容するようにされる。従
来、この凹球面の球心はピストンの頭部の中心軸線上に
位置させることが必要であると考えられていた。ピスト
ンに偏心荷重を作用させないためである。それに対し、
本発明では、凹球面の球心がピストンの中心軸線より首
部とは反対側、すなわち、斜板の回転軸線側に近い側
（以下、圧縮機内周側と称する）へ偏心させられる。そ
の結果、斜板の外径を小さくすることが可能であり、ハ
ウジングの内径が同じであるとすれば、斜板外周面とハ
ウジング内周面との間の隙間が大きくなる。したがっ
て、この隙間を通る首部の厚さ（斜板式圧縮機の半径方
向の寸法）を大きくすることが可能となる。首部の曲げ
強度を大きくするには、首部の幅（斜板式圧縮機の周方
向の寸法）を大きくするより、厚さを大きくする方が遙
に有効であり、ピストンの重量増大を回避しつつ首部の
強度を効果的に増大させることができる。また、凹球面
の球心が圧縮機内周側へ移動させられれば、その凹球面
に受容されるシュー装置の凸球面の球心も圧縮機内周側
へ移動することとなり、ひいてはそのシュー装置と係合
する斜板の外径も小さくて済み、その分、斜板式圧縮機
の軽量化が達成される。さらに、圧縮機の体力を示す指
標の一つであるＰＶ値が小さくなる効果も得られる。こ
こにおいて、Ｐは斜板がピストンを押す力であり、Ｖは
斜板とシュー装置との接触点における周速である。上記
のように、斜板の直径が小さくなれば、周速Ｖが小さく
なるのであり、力Ｐが一定である限りＰＶ値が小さくて
済むのである。あるいは、ＰＶ値を従来通りとして周速
Ｖを大きくすることにより、最大吐出容量を大きくする
ことも可能となる。 （２）前記球心の前記中心軸線からの偏心量が前記頭部
の直径の１／３０以上である (1)項に記載の斜板式圧縮
機用ピストン（請求項２）。上記偏心量を、頭部の直径
の１／３０以上，１／２０以上，１／１６以上，１／１
４以上，１／１２以上と大きくするほど、首部の強度を
大きくすることができる。 （３）前記一対の係合部および首部の片側のみに前記頭
部を備えた (1)項または(2)項に記載の斜板式圧縮機用
ピストン（請求項３）。片側のみに頭部を有するピスト
ンは片頭ピストンと称されており、斜板の傾斜角度が不
変の固定容量型の圧縮機にも使用可能であるが、斜板の
傾斜角度を変更することにより吐出容量が変更される可
変容量型の圧縮機に特に有効なものである。この片頭ピ
ストンに本発明を適用すれば、前記効果に加えて、ピス
トンの作動にも好影響を及ぼすという特有の効果が得ら
れるからである。例えば、可変容量型の斜板式圧縮機に
おいては、斜板の傾斜角度が大きい状態で圧縮機の運転
が停止された後、斜板が付勢装置の付勢力により、最小
傾斜角状態に戻されるのであるが、この復帰が容易にな
る効果が得られる。圧縮機の運転が吐出容量の大きい状
態で停止させられた場合には、いずれかのピストンがシ
リンダボアとの嵌合長さが特に短い状態となっている。
そして、斜板が付勢装置により最小傾斜角状態に戻され
るためには、このシリンダボアとの嵌合長さが短いピス
トンをシリンダボア内に押し込むことが必要なのである
が、斜板が傾斜しているために、斜板からシュー装置を
介してピストンに加えられる力は、外周向きの成分を有
する。この成分によって、ピストンがシリンダボア内で
こじられ、シリンダボア内周面とピストン頭部外周面と
のうち、首部側の部分（圧縮機外周側の部分）の面圧が
大きくなり、摩擦抵抗が大きくなる。そのため、従来
は、シリンダボアの圧縮機外周側の部分を圧縮機内周側
の部分より長くして、上記首部側の部分の面圧の減少が
図られていたのであるが、本発明によれば、シュー装置
を介してピストンに加えられる力の作用点が圧縮機内周
側へずらされることによって、ピストンに偏心荷重によ
る回転モーメントが発生する。この回転モーメントの向
きは、上記外周向きの成分に基づく回転モーメントの向
きとは逆向きであるため、後者が前者によって減殺され
るようにすることができるのである。 （４）前記一対の係合部の２つの凹球面が共通の球心を
有する (1)項ないし (3)項のいずれか一つに記載の斜板
式圧縮機用ピストン。本態様の斜板式圧縮機用ピストン
は、可変容量型の圧縮機に特に有効なものである。一対
の係合部の２つの凹球面が共通の球心を有するものとす
れば、斜板の傾斜角度が変化しても、一対の半球シュー
の、ピストンの中心軸線に平行な方向に最も離れた部分
間の距離が変化せず、したがって、一対の係合部とシュ
ー装置との隙間が変化しないからである。ただし、固定
容量型の圧縮機にも勿論使用可能である。 （５）前記首部の背面が、前記ピストンの頭部の外周面
より前記頭部の中心軸線側に位置する (1)項ないし (4)
項のいずれか一つに記載の斜板式圧縮機用ピストン。本
態様のピストンは、首部の背面を機械加工する必要がな
い。頭部は、シリンダボアと精度良く嵌合させるため
に、機械加工せざるを得ないのが普通である。その際、
首部の背面が頭部の外周面より前記中心軸線側に位置し
ていれば、背面は機械加工する必要がないのである。そ
れによって、加工工数が低減できることは勿論である
が、首部の強度を向上させることができる。ピストンの
素材は、鍛造や鋳造によって製造されるのが普通である
が、それら素材は、表面を機械加工しない方が強度が大
きいからである。なお、片頭ピストンにおいては、頭部
の外周面より曲率半径の大きい部分円筒面を有する回転
防止部が形成され、その回転防止部とハウジングの内周
面との係合によって、片頭ピストンの中心軸線まわりの
回転が防止されるのが普通であり、この回転防止部の外
周面も機械加工されるのが普通であるが、この回転防止
部の外周面より、首部の背面を斜板の回転軸線側に近い
側である圧縮機内周側に位置させておけば、この回転防
止部の機械加工時にも首部の背面は機械加工する必要が
ない。 （６）前記一対の係合部のうち、少なくとも前記頭部側
の係合部の、前記首部から遠い側の端である先端が、頭
部の外周面を延長した延長円筒面以内に位置する(1)項
ないし (5)項のいずれか一つに記載の斜板式圧縮機用ピ
ストン。このようにすれば、ピストンの上死点におい
て、頭部側の係合部がシリンダボア内に進入する場合で
も、係合部の先端とシリンダボアの内周面との干渉を回
避することができる。 （７）前記首部が、背面に、軸方向に延びるリブを備え
た (1)項ないし (6)項のいずれか一つに記載の斜板式圧
縮機用ピストン。首部の背面に軸方向に延びるリブを形
成すれば、ピストンの重量増大を回避しつつ有効に首部
の曲げ強度を増大させることができる。リブは１個でも
よいが、複数個とする方が効果的である場合が多い。 （８）回転軸線に直角な状態から傾斜した状態で回転す
る斜板と、前記回転軸線から偏心した位置に、その回転
軸線に平行に形成されたシリンダボアを備えたハウジン
グと、前記斜板の外周部の両面とそれぞれシュー装置を
介して係合する一対の係合部、それら両係合部を斜板の
外周側において連結する首部、および前記シリンダボア
に摺動可能に嵌合する頭部を一体的に備えたピストンと
を含む斜板式圧縮機において、前記一対の係合部のそれ
ぞれに形成され、前記シュー装置の凸球面と係合する凹
球面の球心を、前記頭部の中心軸線より前記回転軸線側
に位置させたことを特徴とする斜板式圧縮機。前記 (2)
項， (3)項, (5) 項〜 (7)項に記載の構成を本項の斜板
式圧縮機においても採用することができる。 （９）前記シュー装置が、前記凸球面と、ほぼ平面をな
す摺動面とを有してほぼ半球状をなす半球シューである
(8)項に記載の斜板式圧縮機。（１０）前記斜板の傾斜
角度を変更する傾斜角変更装置を備え、前記一対の係合
部の２つの凹球面が共通の球心を有する (8)項または
(9)項に記載の斜板式圧縮機。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態である車
両用エアコンディショナに用いられる斜板式圧縮機およ
びそれ用のピストンを図面に基づいて詳細に説明する。
図１に本実施形態における斜板式圧縮機を示す。図１に
おいて、１０はシリンダブロックであり、シリンダブロ
ック１０の中心軸線回りの一円周上には、中心軸線に平
行に延びる複数のシリンダボア１２が等角度間隔に形成
されている。シリンダボア１２の各々には、片頭ピスト
ン１４（以下、ピストン１４と略称する）が往復運動可
能に配設されている。シリンダブロック１０の軸方向の
一端面（図１の左側の端面であり、前端面と称する）に
は、フロントハウジング１６が取り付けられ、他方の端
面（図１の右側の端面であり、後端面と称する）には、
リヤハウジング１８がバルブプレート２０を介して取り
付けられている。フロントハウジング１６，リヤハウジ
ング１８，シリンダブロック１０により斜板式圧縮機の
ハウジングが構成される。リヤハウジング１８とバルブ
プレート２０との間には、吸入室２２，吐出室２４が形
成され、それぞれ、吸入ポート２６，供給ポート２８を
経て、図示しない冷凍回路に接続される。バルブプレー
ト２０には、吸入孔３２，吸入バルブ３４，吐出孔３
６，吐出バルブ３８等が設けられている。

【０００７】シリンダブロック１０の中心軸線上には、
回転軸４４が回転可能に設けられている。回転軸４４
は、両端部においてそれぞれベアリングを介してフロン
トハウジング１６，シリンダブロック１０に支持されて
いる。シリンダブロック１０の中心部には、中心支持穴
４８が形成されており、その中心支持穴４８において支
持されているのである。回転軸４４のフロントハウジン
グ１６側の端部は、図示しない駆動源の一種である外部
駆動源としての車両エンジンに、電磁クラッチ等のクラ
ッチ機構を介して連結されている。したがって、車両エ
ンジンの作動時に、クラッチ機構によって回転軸４４が
車両エンジンに接続されれば、回転軸４４が自身の軸線
まわりに回転させられる。

【０００８】回転軸４４には、斜板５０が軸方向に相対
移動可能かつ傾動可能に取り付けられている。斜板５０
には、斜板５０の中心を通る貫通穴５２が形成され、こ
の貫通穴５２を回転軸４４が貫通している。貫通穴５２
は、両端開口側ほど上下方向に内のり寸法が漸増させら
れ、それら両端部の横断面形状が長穴をなしている。回
転軸４４には、また、回転伝達部材としての回転板５４
が固定され、スラストベアリング５６を介してフロント
ハウジング１６に係合させられている。斜板５０は、ヒ
ンジ機構６０により、回転軸４４と一体的に回転させら
れるとともに、軸方向の移動を伴う傾動を許される。ヒ
ンジ機構６０は、回転板５４に固定的に設けられた支持
アーム６２と、斜板５０に固定的に設けられ、支持アー
ム６２の係合穴６４にスライド可能に嵌合された係合ピ
ン６６と、斜板５０の貫通穴５２と、回転軸４４の外周
面とを含むものである。本実施形態においては、回転軸
４４，回転伝達装置を構成するヒンジ機構６０等が斜板
駆動装置を構成し、この斜板駆動装置が斜板５０ととも
にピストン１４を往復運動させる往復駆動装置を構成し
ている。

【０００９】前記ピストン１４は、中空ピストンの一種
であり、斜板５０と係合させられる一対の係合部７０，
７２と、それら両係合部７０，７２を斜板５０の外周側
において連結する首部７４と、これら係合部７０，７
２，首部７４と一体に設けられ、シリンダボア１２に摺
動可能に嵌合される中空の頭部７６とを備えている。な
お、係合部７０，７２，首部７４と頭部７６とを一体と
せず、螺合等の結合手段で一体化してもよい。これら係
合部７０，７２に一対の半球状のシュー７８を介して斜
板５０が係合させられている。ピストン１４およびシュ
ー７８の形状についての詳細な説明は後に行う。

【００１０】斜板５０の回転運動は、シュー７８を介し
てピストン１４の往復直線運動に変換される。ピストン
１４が上死点から下死点へ移動する吸入行程において、
吸入室２２内の冷媒ガスが吸入孔３２，吸入バルブ３４
を経てシリンダボア１２内に吸入される。ピストン１４
が下死点から上死点へ移動する圧縮行程において、シリ
ンダボア１２内の冷媒ガスが圧縮され、吐出孔３６，吐
出バルブ３８を経て吐出室２４に吐出される。冷媒ガス
の圧縮に伴ってピストン１４には、軸方向の圧縮反力が
作用する。圧縮反力は、ピストン１４，斜板５０，回転
板５４およびスラストベアリング５６を介してフロント
ハウジング１６に受けられる。

【００１１】シリンダブロック１０を貫通して給気通路
８０が設けられている。この給気通路８０により、吐出
室２４と、フロントハウジング１６とシリンダブロック
１０との間に形成された斜板室８６とが接続されてい
る。給気通路８０の途中には、容量制御弁９０が設けら
れている。容量制御弁９０は、電磁弁であり、ソレノイ
ド９２はコンピュータを主体とする制御装置（図示省
略）により励磁，消磁され、冷房負荷等の情報に応じて
供給電流量が制御されて容量制御弁９０の開度が調節さ
れる。

【００１２】回転軸４４の内部には、排出通路１００が
設けられている。排出通路１００は、一端において前記
中心支持穴４８に開口させられるとともに、他端におい
て斜板室８６に開口させられている。中心支持穴４８は
排出ポート１０４を経て吸入室２２に連通させられてい
る。

【００１３】本斜板式圧縮機は可変容量型であり、高圧
源としての吐出室２４と低圧源としての吸入室２２との
圧力差を利用して斜板室８６内の圧力が制御されること
により、ピストン１４の前後に作用するシリンダボア１
２内の圧縮室の圧力と斜板室８６の圧力との差が調節さ
れ、斜板５０の傾斜角度が変更されてピストン１４のス
トロークが変更され、圧縮機の吐出容量が調節される。
具体的には、容量制御弁９０の消磁，励磁の制御によ
り、斜板室８６が吐出室２４に連通させられたり、遮断
されたりすることによって、斜板室８６の圧力が制御さ
れる。斜板５０の最大傾斜角は、斜板５０に設けられた
ストッパ１０６の回転板５４への当接によって規定さ
れ、最小傾斜角は、斜板５０の回転軸４４上のストッパ
１０８への当接によって規定される。給気通路８０，斜
板室８６，容量制御弁９０，排出通路１００，排出ポー
ト１０４，制御装置等により、傾斜角変更装置ないし吐
出容量制御装置が構成されている。

【００１４】斜板５０と回転板５４との間には、付勢装
置の一種である弾性部材としての圧縮コイルスプリング
１１０が配設され、斜板５０が、ストッパ１０８に当接
してシリンダブロック１０の中心軸線（回転軸４４の回
転軸線）にほぼ直角な姿勢となる位置に向かって付勢さ
れている。圧縮機の運転が停止させられれば、斜板５０
は、スプリング１１０の付勢力により上記ストッパ１０
８に当接させられ、再起動に備えて待機する状態とな
る。斜板５０の貫通穴５２の回転板５４側の端部には、
他の部分より大径の凹部１１２が形成され、斜板５０が
最大傾斜角まで傾かされた状態では、凹部１１２の、シ
リンダブロック１０の中心軸線に対して直角をなす受面
１１４においてスプリング１１０の一端が受けられ、最
小傾斜角となる状態では、凹部１１２の、上記中心軸線
に対して直角をなす受面１１６において受けられる。

【００１５】シリンダブロック１０およびピストン１４
は、金属の一種であるアルミニウム合金製のものとさ
れ、ピストン１４の外周面には、フッ素樹脂のコーティ
ングが施されている。フッ素樹脂でコーティングすれ
ば、同種金属との直接接触を回避して焼付きを防止しつ
つシリンダボア１２との嵌合隙間を可及的に狭くするこ
とができる。なお、シリンダブロック１０およびピスト
ン１４は、アルミニウム珪素系合金製のもの等とするこ
とが望ましい。ただし、シリンダブロック１０やピスト
ン１４の材料、コーティング層の材料等は、上述の材料
に限らず、他の材料であってもよい。

【００１６】ピストン１４を図２および図３に基づいて
説明する。頭部７６は、詳細な図示は省略するが、一端
が開口する有底円筒状部と、その有底円筒状部の開口を
閉塞する閉塞部材とにより形成された中空頭部とされ、
重量が軽減されている。頭部７６の主要部分を構成する
有底円筒状部は、底壁において係合部７２と一体に形成
されている。頭部７６の外周面１２０には、係合部７２
とは反対側の端面である頂面近傍部にリング状の潤滑油
保持用の円環状溝１２２（図２参照）が形成されてい
る。

【００１７】図３に示すように、ピストン１４の首部７
４の斜板５０側の面である内面１３０は平面とされ、ま
た、内面１３０と反対側の背面１３２は、半径方向外向
きに凸の部分円筒面とされている。背面１３２は、頭部
７６の外周面１２０より頭部７６の中心軸線側である内
周側に位置している。係合部７０には、回転防止部１３
６（図２参照）が一体的に設けられている。回転防止部
１３６は、係合部７０の首部７４に連結された側である
基端側に一体的に設けられ、頭部７６の外周面１２０よ
り外周側に突出するとともに、外周面１２０より曲率半
径の大きい部分円筒面を備えている。回転防止部１３６
はこの部分円筒面においてフロントハウジング１６の内
周面に接触することにより、ピストン１４の中心軸線回
りの回転を防止し、ピストン１４と斜板５０との衝突を
回避する。係合部７０，７２の、首部７４に連結された
基端側とは反対側の先端は、頭部７６の外周面１２０を
延長した延長円筒面より内周側に位置させられ、シリン
ダボア１２の内周面との干渉が回避されている。

【００１８】係合部７０，７２の互いに対向する内面に
は、それぞれ凹部１４０が形成されている。これら凹部
１４０の内面は凹球面状をなし、２つの凹部１４０の２
つの凹球面が一球面上に位置させられている。前記一対
のシュー７８は、凸球面１４４において凹部１４０に摺
動可能に保持され、ほぼ平面をなす摺動面１４６におい
て斜板５０の両摺動面に当接し、斜板５０の外周部を両
側から摺動可能に挟持している。各凹部１４０の凹球面
の中心である球心は、ピストン１４の頭部７６の中心軸
線を含み、係合部７０，７２の延出方向に平行な平面上
に位置するとともに、頭部７６の中心軸線よりも首部７
４とは反対側に一定距離αだけ偏心させられている。こ
の偏心量αは、頭部７６の直径の１／３０以上とされる
ことが望ましく、本実施形態においては、頭部７６の直
径の１／１０〜１／１１に相当する３ｍｍとされてい
る。

【００１９】本実施形態においては、半球状のシュー７
８が単独でシュー装置を構成している。本実施形態によ
れば、凹部１４０の球心を頭部７６の中心軸線より首部
７４とは反対側（圧縮機における内周側）に偏心させる
ことにより、その分首部７４の厚さ（首部７４の係合部
７０，７２の延出方向に平行な方向の寸法）を大きくす
ることができ、首部７４の曲げ強度を向上させることが
できるため、ピストン１４の耐久性が向上する。

【００２０】また、斜板５０の傾斜角度が大きい状態で
圧縮機の運転が停止された後、斜板５０が最小傾斜角状
態に戻されることが容易となる。斜板５０は、圧縮機の
停止後、圧縮コイルスプリング１１０の付勢力によって
最小傾斜角状態に戻されるのであるが、その際、斜板５
０からピストン１４に加えられた押圧力の方向がピスト
ン１４の中心軸線に対して傾斜していることにより、ピ
ストン１４には、首部７４の背面１３２がハウジングの
内周面に接近する向きの回転モーメントが発生する。一
方、本実施形態においては、係合部７０，７２の凹部１
４０の球心が頭部７６の中心軸線より圧縮機の内周側
（圧縮機の中心軸線側）に偏心させられることにより、
斜板５０からシュー７８，凹部１４０を介して加えられ
る力により、ピストン１４には上記回転モーメントの向
きとは逆向きの回転モーメントが発生し、上記回転モー
メントが減殺される。したがって、ピストン１４の頭部
７６の外周面の、圧縮機外周側の部分と、シリンダボア
１２の内周面の対応する部分との面圧が低減し、斜板５
０の最小傾斜角状態への復帰が容易となる。さらに、凹
部１４０の球心が圧縮機の内周側にずらされることによ
り、係合部７０，７２に係合される斜板５０の直径を小
さくすることが可能となり、斜板５０，回転板５４を含
むピストン１４の往復駆動装置を軽量化することができ
る。さらにまた、斜板５０の小径化により、前述したよ
うに、ＰＶ値が小さくて済み、圧縮機の耐久性が向上す
る。

【００２１】首部の背面に複数のリブを設けることによ
り、首部の強度を向上させてもよい。その一実施形態を
図４に示す。図４の片頭ピストン２００も、前記実施形
態と同様、一対の係合部２０２（図４にはそのうちの一
方のみ図示）と、これら係合部２０２の基端部同士を連
結する首部２０６と、係合部２０２と一体的に設けられ
た中空円筒状の頭部２０８とを備えている。

【００２２】首部２０６の斜板側の面である内面２１２
と、その反対側に形成された背面２１４とは、ともに平
面をなしている。そして、背面２１４には複数の補強リ
ブが一体に設けられている。背面２１４には、係合部２
０２の延出方向と頭部２０８の中心軸線との両方に直角
な方向である幅方向に互いに隔たり、かつ、頭部２０８
の中心軸線に平行に延びる状態で、複数（図示の例では
３個）の軸方向リブ２２０，２２２，２２４が一体的に
設けられているのである。

【００２３】係合部２０２およびそれと隔たって同様に
延出する係合部において、互いに対向する内面にはそれ
ぞれ、凹部１４０と同様に構成される凹球面状の凹部２
３０が形成されている。各凹部２３０の球心は共通であ
り、ピストン２００の頭部２０８の中心軸線を通り、係
合部２０２の延出方向に平行な平面上に位置するととも
に、頭部２０８の中心軸線よりも首部２０６とは反対側
に偏心させられている。図示の例においては、係合部２
０２の先端が、頭部２０８の外周面２３２を延長した延
長円筒面より突出しない範囲内で最も首部２０６から離
れた位置に位置させられており、凹部２３０の球心の、
頭部２０８の中心軸線からの偏心量が大きくされている
ため、首部２０６に高い軸方向リブ２２０，２２２，２
２４を形成することができる。

【００２４】本実施形態によれば、凹部２３０の球心を
偏心させることにより、前記実施形態において述べたの
と同じ効果が得られ、しかも、軸方向リブ２２０，２２
２，２２４の形成により、ピストン１４の重量の増大を
極力回避しつつ、首部７４の曲げ強度を大きくすること
ができ、ピストン１４の耐久性を向上させることができ
る。

【００２５】本実施形態における軸方向リブ２２０，２
２２，２２４はリブの一例であり、これ以外にも、リブ
を種々の形状，寸法および配設個数とすることができ
る。例えば、首部の幅方向の両縁部に１個ずつ軸方向リ
ブを形成したり、幅方向の中央部に１個の軸方向リブを
形成したりするのである。

【００２６】ピストン１４，２００の首部７４，２０６
の内面１３０，２１２を、半径方向外向きに凸の部分円
筒面としてもよい。

【００２７】ピストン１４，２００は、閉塞部材と係合
部とが一体に形成され、頭部の主要部分を構成する有底
円筒状部材の開口が閉塞部材により閉塞される形態とし
てもよく、あるいは、ピストンが頭部の軸方向の中央部
で分割されて係合部を備えた側と備えない側とを有する
形態としてもよい。

【００２８】斜板式圧縮機の構造は、上記実施形態にお
けるそれに限らず、他の構造のものとすることもでき
る。例えば、容量制御弁９０は不可欠ではなく、吐出室
２４の圧力と斜板室８６の圧力との差圧に基づいて機械
的に開閉させられる開閉弁を設けることもできる。ま
た、容量制御弁９０に代えて、あるいはそれとともに、
排出通路１００の途中に、容量制御弁９０と同様な電磁
制御弁を設けてもよいし、あるいは斜板室８６の圧力と
吸入室２２の圧力との差圧に基づいて機械的に開閉させ
られる開閉弁を設けてもよい。

【００２９】本発明を、固定容量型斜板式圧縮機用の片
頭ピストンや、斜板との係合部の両側に頭部を有する両
頭ピストンに適用することも可能である。

【００３０】以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細
に説明したが、これは例示に過ぎず、本発明は、前記
〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効
果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識
に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である斜板式圧縮機を示す
正面断面図である。

【図２】上記斜板式圧縮機のピストンを示す正面図であ
る。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】本発明の別の実施形態である斜板式圧縮機用ピ
ストンの側面断面図である。

【符号の説明】

１２：シリンダボア １４：片頭ピストン ５０：
斜板 ７０，７２：係合部 ７４：首部 ７６：
頭部 ７８：シュー １２０：外周面 １３２：
背面 １４０：凹部 １４４：凸球面 １４６：
摺動面 ２００：片頭ピストン ２０２：係合部
２０６：首部 ２０８：頭部 ２１４：背面
２２０，２２２，２２４：軸方向リブ ２３０：凹部
２３２：外周面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 崇行 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3H003 AA03 AB07 AC03 CB00 3H076 AA06 BB26 BB38 CC12 CC20 CC31

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 斜板の外周部の両面とそれぞれシュー装
   置を介して係合する一対の係合部と、それら両係合部を
   斜板の外周側において連結する首部と、シリンダボアに
   摺動可能に嵌合する頭部とを一体的に備えて斜板式圧縮
   機用ピストンであって、 前記一対の係合部のそれぞれに形成され、前記シュー装
   置の凸球面と係合する凹球面の球心が、前記頭部の中心
   軸線より前記首部とは反対側に位置させられたことを特
   徴とする斜板式圧縮機用ピストン。
2. 【請求項２】 前記球心の前記中心軸線からの偏心量が
   前記頭部の直径の１／３０以上である請求項１に記載の
   斜板式圧縮機用ピストン。
3. 【請求項３】 前記一対の係合部および首部の片側のみ
   に前記頭部を備えた請求項１または２に記載の斜板式圧
   縮機用ピストン。