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JP2001323872A - Swash plate type compressor piston - Google Patents

Swash plate type compressor piston

Info

Publication number
JP2001323872A
JP2001323872A JP2000145043A JP2000145043A JP2001323872A JP 2001323872 A JP2001323872 A JP 2001323872A JP 2000145043 A JP2000145043 A JP 2000145043A JP 2000145043 A JP2000145043 A JP 2000145043A JP 2001323872 A JP2001323872 A JP 2001323872A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
swash plate
piston
compressor
head
neck
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000145043A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fuminobu Enoshima
史修 榎島
Seiji Katayama
誠二 片山
Takayuki Kato
崇行 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2000145043A priority Critical patent/JP2001323872A/en
Priority to US09/837,062 priority patent/US20010042438A1/en
Priority to DE10124015A priority patent/DE10124015A1/en
Publication of JP2001323872A publication Critical patent/JP2001323872A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/0873Component parts, e.g. sealings; Manufacturing or assembly thereof
    • F04B27/0878Pistons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce size and weight of a compressor and increase the strength of a neck portion of a piston. SOLUTION: This single-headed piston 14 of a swash plate type compressor is provided with a hollow head portion 76, a pair of engaging portions 70, 72 engaged with a swash plate 50, and a neck portion 74 coupling the engaging portions 70, 72 on the outer peripheral side of the4 swash plate 50. The engaging portions 70, 72 slidably sandwich the outer periphery portion of the swash plate 50 from both sides through a pair of hemispherical shoes 78. On surfaces opposite to each other of the engaging portions 70, 72, concave portions 140 are provided, which slidably holds the shoes 78 at a convex spherical surface 144 thereof. These concave portions 140 have a common spherical center, the spherical center passing a center axis line of the head portion 76, locating on a plane parallel to an extending direction of the engaging portion 70, 72, and having eccentricity to the opposite side to the head portion 74 (an inner periphery side of the compressor) from the center axis line of the head portion 76. The amount of eccentricity is preferably not less than 1/30 of the diameter of the head portion 76. The thickness of the head portion 74 can be increased, and the bending strength of the head portion 74 is improved. By decreasing the diameter of the swash plate 50, the compressor can be reduced in weight and improved in durability.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a swash plate type compressor, and more particularly to an improvement of a piston.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Swash plate compressors are widely used, for example, as refrigerant compressors for air conditioners for vehicles.
As one type of the swash plate compressor, (1) a swash plate that rotates while being inclined from a state perpendicular to the rotation axis, and (2) a swash plate formed at a position eccentric from the rotation axis and parallel to the rotation axis. A housing having a cylinder bore, (3) a pair of engaging portions that engage with both surfaces of the outer peripheral portion of the swash plate via the shoe device, respectively, a neck portion that connects the both engaging portions on the outer peripheral side of the swash plate, and And a piston integrally provided with a head slidably fitted in the cylinder bore.

【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。
[0003] In the piston of this type of swash plate type compressor, securing the strength of the neck is one of the important problems.
The neck extends through a gap between the outer peripheral surface of the swash plate and the inner peripheral surface of the housing and connects the pair of engagement portions. However, in order to reduce the size and weight of the compressor, the inner peripheral surface of the housing is formed. There is a strong requirement that the diameter be as small as possible, for which purpose it is desirable to position the back of the neck as close as possible to the axis of rotation of the swash plate. On the other hand, it is also required to increase the maximum discharge flow rate of the swash plate type compressor. In order to satisfy both this requirement and the above-mentioned requirement for small size and light weight, it is effective to increase the rotation speed of the swash plate. It is. However, if the rotation speed of the swash plate is increased, the inertial force accompanying the reciprocating motion of the piston increases, and based on this, the bending moment acting on the neck near the top dead center of the piston increases, resulting in the required bending of the neck. Strength increases. Bringing the back position of these necks as close as possible to the rotation axis of the swash plate and increasing the bending strength of the neck are mutually exclusive requirements, and it is important to meet these conflicting requirements. It is one of the.

【0004】[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。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to satisfy the conflicting demands of a compact and lightweight compressor and an increase in the strength of the neck portion of a piston in view of the above circumstances. According to the present invention, a swash plate type compressor and a piston for the swash plate type compressor according to the following embodiments can be obtained. As in the case of the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and if necessary, the other sections are cited in a form in which the numbers are cited. This is for the purpose of facilitating the understanding of the present invention and should not be construed as limiting the technical features and combinations thereof described in the present specification to those described in the following sections. . Further, when a plurality of items are described in one section, the plurality of items need not always be adopted together. It is also possible to select and adopt only some of the items.

【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。
(1) A pair of engaging portions which engage with both surfaces of the outer peripheral portion of the swash plate via the respective shoe devices, a neck portion connecting the both engaging portions on the outer peripheral side of the swash plate, and a cylinder bore. A swash plate compressor piston integrally provided with a movably fitted head, the piston having a concave spherical surface formed on each of the pair of engaging portions and engaging with a convex spherical surface of the shoe device. A piston for a swash plate type compressor, wherein a spherical center is located on a side opposite to the neck with respect to a center axis of the head (Claim 1). The shoe device of the swash plate compressor may be configured by a ball and a shoe having a concave spherical surface that receives the spherical surface of the ball, or may be configured by only a semi-spherical semi-spherical shoe. In this case, a concave spherical surface is formed in the engagement portion of the piston so as to receive a convex spherical surface of a ball or a hemispherical shoe. Conventionally, it has been considered that the spherical center of the concave spherical surface must be located on the central axis of the head of the piston. This is to prevent an eccentric load from acting on the piston. For it,
In the present invention, the spherical center of the concave spherical surface is eccentric to the side opposite to the neck from the center axis of the piston, that is, the side closer to the rotation axis side of the swash plate (hereinafter referred to as the compressor inner peripheral side). As a result, the outer diameter of the swash plate can be reduced, and if the inner diameter of the housing is the same, the gap between the outer peripheral surface of the swash plate and the inner peripheral surface of the housing increases. Therefore, it is possible to increase the thickness of the neck portion passing through this gap (the radial dimension of the swash plate compressor). In order to increase the bending strength of the neck, it is much more effective to increase the thickness of the neck than to increase the width (dimension in the circumferential direction of the swash plate type compressor). The strength of the neck can be effectively increased. Further, if the spherical center of the concave spherical surface is moved to the inner peripheral side of the compressor, the spherical center of the convex spherical surface of the shoe device received by the concave spherical surface also moves to the inner peripheral side of the compressor. The outer diameter of the swash plate to be combined can be small, and the weight of the swash plate compressor can be reduced accordingly. Further, the effect of reducing the PV value, which is one of the indexes indicating the physical strength of the compressor, can be obtained. Here, P is the force of the swash plate pushing the piston, and V is the peripheral speed at the contact point between the swash plate and the shoe device. As described above, the smaller the diameter of the swash plate, the smaller the peripheral speed V, and the smaller the PV value, as long as the force P is constant. Alternatively, it is possible to increase the maximum discharge capacity by increasing the peripheral speed V while keeping the PV value as usual. (2) The piston for a swash plate compressor according to (1), wherein the amount of eccentricity of the ball center from the center axis is not less than 1/30 of the diameter of the head. The eccentricity is set to 1/30 or more, 1/20 or more, 1/16 or more, 1/1 of the diameter of the head.
The strength of the neck can be increased as the size is increased to 4 or more and 1/12 or more. (3) The piston for a swash plate type compressor according to (1) or (2), wherein the head is provided only on one side of the pair of engagement portions and the neck portion (Claim 3). A piston having a head only on one side is called a single-headed piston, and can be used for a fixed displacement compressor in which the inclination angle of the swash plate does not change.However, discharge is achieved by changing the inclination angle of the swash plate. This is particularly effective for a variable displacement compressor whose capacity is changed. This is because, if the present invention is applied to this single-headed piston, in addition to the above-described effects, a unique effect of favorably affecting the operation of the piston can be obtained. For example, in a variable displacement type swash plate compressor, after the operation of the compressor is stopped in a state where the inclination angle of the swash plate is large, the swash plate is returned to the minimum inclination angle state by the urging force of the urging device. However, the effect of facilitating the return is obtained. When the operation of the compressor is stopped in a state where the displacement is large, one of the pistons has a particularly short fitting length with the cylinder bore.
In order to return the swash plate to the minimum inclination angle state by the biasing device, it is necessary to push a piston having a short fitting length with the cylinder bore into the cylinder bore, but the swash plate is inclined. Therefore, the force applied from the swash plate to the piston via the shoe device has a component directed toward the outer periphery. Due to this component, the piston is squeezed in the cylinder bore, and the surface pressure of the neck side portion (compressor outer side portion) of the inner peripheral surface of the cylinder bore and the outer peripheral surface of the piston head increases, thereby increasing the frictional resistance. . Therefore, conventionally, the portion of the cylinder bore on the outer peripheral side of the compressor is made longer than the portion on the inner peripheral side of the compressor to reduce the surface pressure of the portion on the neck side, but according to the present invention, When the point of action of the force applied to the piston via the shoe device is shifted toward the inner peripheral side of the compressor, a rotational moment is generated in the piston by an eccentric load. Since the direction of the rotational moment is opposite to the direction of the rotational moment based on the component toward the outer periphery, the latter can be reduced by the former. (4) The piston for a swash plate compressor according to any one of (1) to (3), wherein the two concave spherical surfaces of the pair of engaging portions have a common spherical center. The piston for a swash plate type compressor according to this embodiment is particularly effective for a variable displacement compressor. Assuming that the two concave spherical surfaces of the pair of engaging portions have a common spherical center, even if the inclination angle of the swash plate changes, the pair of hemispherical shoes are farthest apart in a direction parallel to the central axis of the piston. This is because the distance between the portions does not change, and therefore, the gap between the pair of engagement portions and the shoe device does not change. However, it can of course be used for a fixed capacity compressor. (5) The back surface of the neck is located closer to the center axis of the head than the outer peripheral surface of the head of the piston. (1) to (4)
Item 6. A piston for a swash plate type compressor according to any one of the above items. The piston of this embodiment does not require machining the back of the neck. Usually, the head must be machined in order to be fitted with the cylinder bore with high precision. that time,
If the back surface of the neck is located closer to the central axis than the outer peripheral surface of the head, the back surface does not need to be machined. As a result, the number of processing steps can be reduced, but the strength of the neck can be improved. Piston materials are usually manufactured by forging or casting, but these materials have higher strength when the surface is not machined. In the single-headed piston, an anti-rotation portion having a partial cylindrical surface having a larger radius of curvature than the outer peripheral surface of the head is formed. The engagement of the anti-rotation portion with the inner peripheral surface of the housing causes the central axis of the single-headed piston to move. It is common that the rotation around is prevented, and the outer peripheral surface of the anti-rotation part is also usually machined. If it is located on the inner circumferential side of the compressor, which is closer to the side, the back surface of the neck does not need to be machined even when machining the rotation preventing portion. (6) Of the pair of engaging portions, at least a tip of the engaging portion on the head side, which is an end farther from the neck portion, is located within an extended cylindrical surface extending the outer peripheral surface of the head. The piston for a swash plate type compressor according to any one of (1) to (5). With this configuration, even when the engaging portion on the head side enters the cylinder bore at the top dead center of the piston, interference between the distal end of the engaging portion and the inner peripheral surface of the cylinder bore can be avoided. (7) The piston for a swash plate type compressor according to any one of (1) to (6), wherein the neck portion has a rib extending in an axial direction on a back surface. By forming a rib extending in the axial direction on the back surface of the neck, the bending strength of the neck can be effectively increased while avoiding an increase in the weight of the piston. Although only one rib may be provided, it is often more effective to use a plurality of ribs. (8) A swash plate that rotates while being inclined from a state perpendicular to the rotation axis, a housing having a cylinder bore formed eccentrically from the rotation axis and parallel to the rotation axis, and an outer periphery of the swash plate A pair of engaging portions that engage with both surfaces of the portion via the shoe device, a neck portion that connects the two engaging portions on the outer peripheral side of the swash plate, and a head that is slidably fitted to the cylinder bore are integrally formed. A swash plate type compressor including a piston provided on the head, a spherical center of a concave spherical surface formed on each of the pair of engaging portions and engaging with the convex spherical surface of the shoe device, from the center axis of the head. A swash plate type compressor, which is located on the rotation axis side. The above (2)
The configurations described in the paragraphs, (3) and (5) to (7) can be adopted also in the swash plate type compressor of this paragraph. (9) The shoe device is a hemispherical shoe having a substantially hemispherical shape having the convex spherical surface and a substantially flat sliding surface.
The swash plate compressor according to item (8). (10) A tilt angle changing device for changing the tilt angle of the swash plate is provided, and two concave spherical surfaces of the pair of engaging portions have a common spherical center.
The swash plate compressor according to item (9).

【0006】[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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A swash plate type compressor used in a vehicle air conditioner according to an embodiment of the present invention and a piston therefor will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a swash plate type compressor according to the present embodiment. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a cylinder block, and a plurality of cylinder bores 12 extending in parallel with the central axis are formed at equal angular intervals on one circumference around the central axis of the cylinder block 10. Each of the cylinder bores 12 is provided with a single-headed piston 14 (hereinafter abbreviated as piston 14) so as to be able to reciprocate. A front housing 16 is mounted on one axial end surface of the cylinder block 10 (the left end surface in FIG. 1 and referred to as a front end surface), and the other end surface (the right end surface in FIG. 1 and a rear end surface). )
A rear housing 18 is mounted via a valve plate 20. The front housing 16, the rear housing 18, and the cylinder block 10 constitute a housing of the swash plate type compressor. A suction chamber 22 and a discharge chamber 24 are formed between the rear housing 18 and the valve plate 20, and are connected to a refrigeration circuit (not shown) via a suction port 26 and a supply port 28, respectively. The valve plate 20 has a suction hole 32, a suction valve 34, a discharge hole 3
6, a discharge valve 38 and the like are provided.

【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。
On the central axis of the cylinder block 10,
A rotation shaft 44 is rotatably provided. Rotating shaft 44
Are supported by the front housing 16 and the cylinder block 10 via bearings at both ends. A center support hole 48 is formed in the center of the cylinder block 10, and is supported by the center support hole 48. The end of the rotating shaft 44 on the front housing 16 side is connected to a vehicle engine as an external drive source, which is a kind of a drive source (not shown), via a clutch mechanism such as an electromagnetic clutch. Therefore, when the rotating shaft 44 is connected to the vehicle engine by the clutch mechanism during operation of the vehicle engine, the rotating shaft 44 is rotated around its own axis.

【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。
A swash plate 50 is attached to the rotating shaft 44 so as to be relatively movable and tiltable in the axial direction. Swash plate 50
Is formed with a through hole 52 passing through the center of the swash plate 50, and the rotating shaft 44 passes through the through hole 52. Through hole 52
The inner dimensions are gradually increased in the up and down direction toward the both end opening sides, and the cross-sectional shapes of both end portions are elongated holes. The rotating shaft 44 also has a rotating plate 54 as a rotation transmitting member.
Is fixed, and is engaged with the front housing 16 via a thrust bearing 56. The swash plate 50 is rotated integrally with the rotation shaft 44 by the hinge mechanism 60, and is allowed to tilt with movement in the axial direction. The hinge mechanism 60 includes a support arm 62 fixedly provided on the rotating plate 54 and an engagement pin 66 fixedly provided on the swash plate 50 and slidably fitted in an engagement hole 64 of the support arm 62. , The through hole 52 of the swash plate 50, and the outer peripheral surface of the rotating shaft 44. In the present embodiment, the rotating shaft 44, the hinge mechanism 60 constituting the rotation transmitting device, and the like constitute a swash plate driving device, and this swash plate driving device constitutes a reciprocating driving device for reciprocating the piston 14 together with the swash plate 50. are doing.

【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。
The piston 14 is a kind of a hollow piston, and has a pair of engaging portions 70 and
72, a neck 74 connecting the two engaging portions 70, 72 on the outer peripheral side of the swash plate 50, and a engaging portion 70, 7
2, a hollow head 76 provided integrally with the neck 74 and slidably fitted to the cylinder bore 12. Note that the engaging portions 70 and 72, the neck 74 and the head 76 may not be integrated, but may be integrated by a coupling means such as screwing. The swash plate 50 is engaged with the engagement portions 70 and 72 via a pair of hemispherical shoes 78. A detailed description of the shapes of the piston 14 and the shoe 78 will be given later.

【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。
The rotational movement of the swash plate 50 is converted via a shoe 78 into a reciprocating linear movement of the piston 14. In the suction stroke in which the piston 14 moves from the top dead center to the bottom dead center,
The refrigerant gas in the suction chamber 22 is supplied to the suction hole 32 and the suction valve 34.
Through the cylinder bore 12. Piston 14
In the compression stroke in which the refrigerant moves from the bottom dead center to the top dead center, the refrigerant gas in the cylinder bore 12 is compressed and discharged to the discharge chamber 24 through the discharge hole 36 and the discharge valve 38. An axial compression reaction force acts on the piston 14 as the refrigerant gas is compressed. The compression reaction force is received by the front housing 16 via the piston 14, the swash plate 50, the rotating plate 54, and the thrust bearing 56.

【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。
An air supply passage 80 is provided through the cylinder block 10. The discharge chamber 24 and the swash plate chamber 86 formed between the front housing 16 and the cylinder block 10 are connected by the air supply passage 80. In the middle of the air supply passage 80, a capacity control valve 90 is provided. The capacity control valve 90 is an electromagnetic valve, and the solenoid 92 is energized and demagnetized by a control device (not shown) mainly composed of a computer, and the amount of supplied current is controlled in accordance with information such as a cooling load. Is adjusted.

【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。
A discharge passage 100 is provided inside the rotary shaft 44. The discharge passage 100 has one end opened to the center support hole 48 and the other end opened to the swash plate chamber 86. The center support hole 48 communicates with the suction chamber 22 via the discharge port 104.

【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。
The swash plate type compressor is of a variable displacement type, and the pressure in the swash plate chamber 86 is controlled by utilizing the pressure difference between the discharge chamber 24 as a high pressure source and the suction chamber 22 as a low pressure source. , Cylinder bore 1 acting before and after piston 14
The difference between the pressure of the compression chamber in 2 and the pressure of the swash plate chamber 86 is adjusted, the inclination angle of the swash plate 50 is changed, the stroke of the piston 14 is changed, and the displacement of the compressor is adjusted.
Specifically, the pressure of the swash plate chamber 86 is controlled by controlling the demagnetization and the excitation of the capacity control valve 90 so that the swash plate chamber 86 is communicated with the discharge chamber 24 or cut off. The maximum inclination angle of the swash plate 50 is defined by the contact of the stopper 106 provided on the swash plate 50 with the rotating plate 54, and the minimum inclination angle is determined by the contact of the swash plate 50 with the stopper 108 on the rotating shaft 44. Defined by The air supply passage 80, the swash plate chamber 86, the displacement control valve 90, the discharge passage 100, the discharge port 104, the control device, and the like constitute a tilt angle changing device or a discharge displacement control device.

【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。
A compression coil spring 110 is disposed between the swash plate 50 and the rotary plate 54 as an elastic member which is a kind of a biasing device. (The rotation axis of the rotation shaft 44). If the operation of the compressor is stopped, the swash plate 50
Is stopped by the urging force of the spring 110.
8 and is in a state of waiting for restart. At the end of the through hole 52 of the swash plate 50 on the rotating plate 54 side,
When the concave portion 112 having a larger diameter than other portions is formed and the swash plate 50 is inclined to the maximum inclination angle, the spring 110 is formed on the receiving surface 114 of the concave portion 112 which is perpendicular to the center axis of the cylinder block 10. In a state where one end is received and has the minimum inclination angle, the concave portion 112 is received on the receiving surface 116 perpendicular to the central axis.

【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。
Cylinder block 10 and piston 14
Is made of an aluminum alloy, which is a kind of metal, and the outer peripheral surface of the piston 14 is coated with a fluororesin. By coating with a fluororesin, the fitting gap with the cylinder bore 12 can be reduced as much as possible while avoiding direct contact with the same kind of metal and preventing seizure. It is desirable that the cylinder block 10 and the piston 14 be made of an aluminum-silicon alloy. However, the material of the cylinder block 10 and the piston 14, the material of the coating layer, and the like are not limited to the above-described materials, and may be other materials.

【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。
The piston 14 will be described with reference to FIGS. Although not shown in detail, the head 76 is a hollow head formed by a closed-end cylindrical portion having one end opened and a closing member closing the opening of the bottomed cylindrical portion,
Weight has been reduced. The bottomed cylindrical portion constituting the main part of the head 76 is formed integrally with the engaging portion 72 on the bottom wall. The outer peripheral surface 120 of the head 76 has an engaging portion 72
A ring-shaped annular groove 122 for holding lubricating oil (see FIG. 2) is formed in the vicinity of the top surface, which is the opposite end surface.

【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。
As shown in FIG. 3, the neck 7 of the piston 14
The inner surface 130 of the fourth swash plate 50 side is a flat surface, and the rear surface 132 opposite to the inner surface 130 is a partially cylindrical surface that protrudes outward in the radial direction. The back surface 132 is located on the inner peripheral side that is the center axis side of the head 76 from the outer peripheral surface 120 of the head 76. The engagement part 70 includes the rotation prevention part 13.
6 (see FIG. 2) are provided integrally. The rotation preventing portion 136 is integrally provided on the base end side of the engaging portion 70 that is connected to the neck 74, protrudes outward from the outer peripheral surface 120 of the head 76, and has a curvature from the outer peripheral surface 120. It has a partial cylindrical surface with a large radius. Rotation prevention unit 136
By contacting the inner peripheral surface of the front housing 16 on this partial cylindrical surface, the rotation of the piston 14 around the central axis is prevented, and the collision between the piston 14 and the swash plate 50 is avoided. The distal ends of the engaging portions 70 and 72 opposite to the proximal end side connected to the neck portion 74 are located on the inner peripheral side with respect to the extended cylindrical surface extending from the outer peripheral surface 120 of the head portion 76. Interference with the inner peripheral surface is avoided.

【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。
Recesses 140 are formed on the inner surfaces of the engaging portions 70 and 72, respectively, facing each other. The inner surfaces of these recesses 140 have a concave spherical shape, and two of the two recesses 140
Two concave spherical surfaces are located on one spherical surface. The pair of shoes 78 are slidably held in the concave portion 140 on the convex spherical surface 144, abut on both sliding surfaces of the swash plate 50 on the substantially flat sliding surface 146, and move the outer peripheral portions of the swash plate 50 on both sides. Slidable from the front. The spherical center, which is the center of the concave spherical surface of each concave portion 140, includes the central axis of the head 76 of the piston 14, is located on a plane parallel to the extending direction of the engaging portions 70, 72, and Neck 7 than center axis
4 is eccentric by a fixed distance α on the opposite side. This eccentric amount α is desirably 1/30 or more of the diameter of the head 76, and in this embodiment, is 3 mm corresponding to 1/10 to 1/11 of the diameter of the head 76. .

【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。
In the present embodiment, the hemispherical shoe 7
8 independently constitutes a shoe device. According to the present embodiment, the spherical center of the concave portion 140 is eccentric from the center axis of the head portion 76 on the side opposite to the neck portion 74 (the inner peripheral side in the compressor), so that the thickness of the neck portion 74 (the neck portion 74) is reduced. (The dimension in the direction parallel to the extending direction of the engaging portions 70 and 72) can be increased, and the bending strength of the neck portion 74 can be improved, so that the durability of the piston 14 is improved.

【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。
Further, after the operation of the compressor is stopped with the inclination angle of the swash plate 50 being large, it is easy to return the swash plate 50 to the minimum inclination angle state. After the compressor is stopped, the swash plate 50 is returned to the minimum inclination state by the urging force of the compression coil spring 110.
Since the direction of the pressing force applied from 0 to the piston 14 is inclined with respect to the center axis of the piston 14, the piston 14 has a rotation in a direction in which the back surface 132 of the neck 74 approaches the inner peripheral surface of the housing. A moment is generated. On the other hand, in the present embodiment, the concave portions 1 of the engaging portions 70 and 72 are provided.
By being eccentric from the center axis of the head 76 toward the inner circumference side of the compressor (the center axis side of the compressor),
Due to the force applied from the swash plate 50 via the shoe 78 and the recess 140, a rotational moment is generated in the piston 14 in a direction opposite to the direction of the rotational moment, and the rotational moment is reduced. Accordingly, the surface pressure of the outer peripheral surface of the head 76 of the piston 14 on the outer peripheral side of the compressor and the corresponding portion of the inner peripheral surface of the cylinder bore 12 is reduced, and the swash plate 5
It is easy to return to the minimum inclination angle state of zero. Further, the diameter of the swash plate 50 engaged with the engaging portions 70 and 72 can be reduced by shifting the spherical center of the concave portion 140 toward the inner peripheral side of the compressor. The reciprocating drive device of the piston 14 including the piston 54 can be reduced in weight. Further, by reducing the diameter of the swash plate 50, as described above, the PV value can be reduced, and the durability of the compressor improves.

【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。
The strength of the neck may be improved by providing a plurality of ribs on the back of the neck. One embodiment is shown in FIG. The single-headed piston 200 of FIG. 4 also has a pair of engaging portions 202 (only one of which is shown in FIG. 4), a neck portion 206 connecting the base ends of these engaging portions 202, A hollow cylindrical head 208 provided integrally with the engaging portion 202 is provided.

【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。
Inner surface 212 of swash plate side of neck portion 206
And the back surface 214 formed on the opposite side are both flat. A plurality of reinforcing ribs are provided integrally on the back surface 214. On the back surface 214, the engaging portion 2
02 in the width direction, which is a direction perpendicular to both the extending direction of the head part 208 and the central axis of the head part 208, and the head part 208
A plurality (three in the illustrated example) of axial ribs 220, 222, 224 are integrally provided in a state extending in parallel with the central axis of.

【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。
In the engagement portion 202 and the engagement portion extending similarly and separated from the engagement portion 202, concave inner surfaces 2 each having the same configuration as the concave portion 140 are formed on inner surfaces facing each other.
30 are formed. The spherical centers of the concave portions 230 are common, pass through the central axis of the head 208 of the piston 200, and are located on a plane parallel to the extending direction of the engaging portion 202. It is eccentric to the side opposite to 206. In the illustrated example, the engaging portion 2
02 is located farthest from the neck 206 within a range that does not protrude from an extended cylindrical surface that extends the outer peripheral surface 232 of the head 208, and
Since the amount of eccentricity of the head 208 from the central axis is increased, the neck 206 has high axial ribs 220, 222, 2.
24 can be formed.

【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。
According to this embodiment, by eccentricizing the spherical center of the concave portion 230, the same effect as that described in the above embodiment can be obtained, and the axial ribs 220 and 22 can be obtained.
Due to the formation of 2, 224, the bending strength of the neck 74 can be increased while the weight of the piston 14 is prevented from increasing as much as possible, and the durability of the piston 14 can be improved.

【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。
The axial ribs 220, 2 in the present embodiment
Reference numerals 22 and 224 are examples of ribs, and the ribs may have various shapes, dimensions, and the number of ribs. For example, one axial rib is formed at each of both edges in the width direction of the neck portion, or one axial rib is formed at the center portion in the width direction.

【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。
The necks 74, 206 of the pistons 14, 200
Inner surfaces 130, 212 may be partially cylindrical surfaces that protrude outward in the radial direction.

【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。
The pistons 14 and 200 may be configured such that the closing member and the engaging portion are integrally formed, and the opening of the bottomed cylindrical member constituting the main part of the head is closed by the closing member. The piston may be divided at a central portion in the axial direction of the head so as to have a side provided with the engaging portion and a side not provided with the engaging portion.

【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。
The structure of the swash plate type compressor is not limited to the one described in the above embodiment, but may be another structure. For example, the capacity control valve 90 is not indispensable, and an opening / closing valve that is mechanically opened / closed based on a pressure difference between the pressure of the discharge chamber 24 and the pressure of the swash plate chamber 86 may be provided. Further, instead of or together with the capacity control valve 90,
An electromagnetic control valve similar to the capacity control valve 90 may be provided in the middle of the discharge passage 100, or may be opened and closed mechanically based on the pressure difference between the pressure in the swash plate chamber 86 and the pressure in the suction chamber 22. A valve may be provided.

【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。
The present invention can also be applied to a single-headed piston for a fixed displacement swash plate type compressor or a double-headed piston having heads on both sides of an engaging portion with a swash plate.

【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。
Although some embodiments of the present invention have been described in detail above, these are merely examples, and the present invention is not limited to the above-mentioned [Problems to be solved by the invention, means for solving problems and effects]. The present invention can be implemented in various modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art, including the described embodiment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a front sectional view showing a swash plate type compressor according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記斜板式圧縮機のピストンを示す正面図であ
る。
FIG. 2 is a front view showing a piston of the swash plate type compressor.

【図3】図2のA−A断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;

【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。
FIG. 4 is a side sectional view of a piston for a swash plate type compressor according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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
12: Cylinder bore 14: Single head piston 50:
Swash plate 70, 72: engaging part 74: neck part 76:
Head 78: Shoe 120: Outer peripheral surface 132:
Back surface 140: concave portion 144: convex spherical surface 146:
Sliding surface 200: single head piston 202: engagement part
206: neck 208: head 214: back
220, 222, 224: axial rib 230: recess 232: outer peripheral surface

───────────────────────────────────────────────────── 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  ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Takayuki Kato 2-1-1 Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi F-term in Toyota Industries Corporation (reference) 3H003 AA03 AB07 AC03 CB00 3H076 AA06 BB26 BB38 CC12 CC20 CC31

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A pair of engaging portions which engage with both surfaces of an outer peripheral portion of a swash plate via respective shoe devices, a neck portion connecting the both engaging portions on an outer peripheral side of the swash plate, and a cylinder bore. A piston for a swash plate type compressor integrally provided with a head to be fitted so as to be able to fit, wherein each of the pair of engagement portions is formed with a concave spherical surface which engages with a convex spherical surface of the shoe device. A piston for a swash plate compressor, wherein a center is located on a side opposite to the neck with respect to a center axis of the head.
【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。
2. The swash plate compressor piston according to claim 1, wherein the amount of eccentricity of the sphere from the center axis is 1/30 or more of the diameter of the head.
【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。
3. The swash plate type compressor piston according to claim 1, wherein the head is provided only on one side of the pair of engagement portions and the neck portion.
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