JP2001328032A - 斜板式圧縮機用ピストンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ピストン素材の旋削の能率を、加工精度を低下
させることなく向上させる。 【解決手段】片頭ピストン製造用素材１６０は、２つの
頭部形成部２１０が軸方向両端部に、２つの係合部形成
部１６６が中央部に位置する２連素材である。係合部形
成部１６６は頭部形成部２１０に対して偏心している。
頭部形成部２１０の外周面に荒加工，仕上加工を行う前
に、素材１６０の両端面の中央に設けた一対の突出部２
０２にセンタ穴２１６を形成する。荒加工工程におい
て、センタ穴２１６にセンタ２２０，２２２が係合して
素材１６０を両側から支持した状態で、素材１６０を回
転させてバイト２３０により頭部形成部２１０の外周面
を加工する。続いて、仕上加工工程において、荒加工時
のセンタ２２０，２２２のクランプ力より小さいクラン
プ力で素材１６０を支持した状態で、荒加工時より小さ
いバイト２３０の切込み量と送り速度とで外周面を仕上
げ加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、斜板式圧縮機用ピ
ストンの製造方法に関するものであり、ピストン素材を
両センタで支持して旋削する工程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、車両用のエアコンディ
ショナの冷媒ガス圧縮機等として広く使用されており、
ピストンが斜板に係合させられ、斜板の回転に伴ってピ
ストンがシリンダボア内で往復運動させられて、冷媒ガ
スを吸入，圧縮するものである。そのために、ピストン
は、シリンダボアにほぼ気密にかつ摺動可能に嵌合され
る頭部と、斜板の外周部にシュー装置を介して係合する
係合部とを備えるように構成される。係合部は、互いに
ほぼ平行に延びる一対のアーム部とそれらを連結する連
結部とを備えたものとされ、連結部が斜板の外周面を越
えて延び、一対のアーム部がそれぞれ、シュー装置を介
して斜板の両摺動面に係合する。シュー装置は、ボール
とそのボールを受容する凹球面を有するシューとにより
構成される場合と、ほぼ半球状をなし、ほぼ平面状の摺
動面において斜板の摺動面上を摺動する半球シューによ
り構成される場合とがある。係合部の両側に頭部を有す
る両頭ピストンと、係合部の片側のみに頭部を有する片
頭ピストンとが用いられており、後者は、主として、斜
板の傾斜角度を変更することにより吐出容量を変更する
可変容量型斜板式圧縮機に用いられている。

【０００３】ピストンは、一般に、鍛造や鋳造により成
形されたピストン素材に機械加工を施すことによって製
造される。ピストンを軽量化するために、頭部が中空と
される場合があり、その場合には、例えば、鋳造または
鍛造された有底円筒状部を有する本体部材の開口を閉塞
部材によって閉塞することにより、中空頭部となるべき
部分を備えたピストン素材が製造される。ピストン素材
が、複数のピストンの素材が直列に連結された多連素材
とされる場合もある。

【０００４】いずれの場合も、ピストン素材の少なくと
も頭部となるべき部分の外周面を切削加工することが必
要であり、この切削加工は、多くの場合、ピストン素材
の両端にセンタ穴を形成し、それらセンタ穴を利用した
旋削により行われる。両センタ穴に、一対のセンタを、
それら一対のセンタに互いに接近する向きのクランプ力
を加えて係合させることにより、それら一対のセンタに
ピストン素材を支持させ、その状態でピストン素材を回
転させて、外周面の切削が行われるのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効
果】このピストン素材の旋削時に、切削工具であるバイ
トの切込み量と送り速度との少なくとも一方を大きくす
れば（以下、旋削条件を厳しくすると称する）、加工能
率を向上させることができるのであるが、その場合に
は、ピストン素材に作用する切削抵抗が大きくなる。そ
の大きな切削抵抗に対抗するために、一対のセンタによ
るピストン素材の軸方向のクランプ力を大きくすること
が必要になるが、クランプ力を大きくすると、ピストン
素材の弾性変形による湾曲が大きくなり、加工精度低下
の一因となる。ピストン素材は、前述のように、係合部
を備えており、係合部はその機能上、頭部に対して偏心
した状態となるのが普通であるため、軸方向のクランプ
力がピストン素材に対する偏心圧縮荷重となり、ピスト
ン素材を弾性的に湾曲させる。その状態でバイトにより
外周面が円筒状に切削されるのであるが、旋削が終了し
て、軸方向のクランプ力が解かれれば、ピストン素材が
ほぼ弾性変形前の状態に復帰し、頭部の外周面は、両セ
ンタ穴によって規定される軸線に対して傾いてしまうの
である。特に、ピストン素材が多連素材である場合に
は、複数の頭部の外周面が一円筒上に位置しなくなって
しまう。

【０００６】多連素材は、後に個々のピストン部に分離
されるため、複数の頭部の外周面が一円筒上に位置しな
くなっても支障がないように思われ勝ちであるが、そう
ではない。係合部と頭部との相対位置誤差が大きいこと
は、ピストンが斜板式圧縮機に組み込まれた状態におい
て頭部の位置、例えば、上死点位置が設計上の位置から
ずれることとなって望ましくない。また、外周面の旋削
の後、外周面に低摩擦材の層が形成され、センタレス研
削によって低摩擦材層の最終仕上加工が行われる場合に
は、複数の頭部における低摩擦材層の外周面は一円筒上
に位置するのに対し、頭部の旋削面はその一円筒に対し
て傾くこととなり、低摩擦材層の厚みが場所によって異
なってしまう。そして、薄い部分が摩耗すれば、もはや
ピストンを使用し続けることができず、ピストンの寿命
が短くなってしまうのである。

【０００７】本発明は、以上の事情を背景とし、ピスト
ン素材の旋削の能率を、加工精度を低下させることなく
向上させる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用ピストンの製
造方法が得られる。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。

【０００８】（１）斜板の外周部にシュー装置を介して
係合し、斜板の回転につれてシリンダボア内において往
復運動をする斜板式圧縮機用ピストンの製造方法であっ
て、鍛造または鋳造により製造されたピストン素材の両
端にセンタ穴を形成する工程と、それらセンタ穴に一対
のセンタを、それら一対のセンタに互いに接近する向き
の第一クランプ力を加えて係合させることにより、それ
ら一対のセンタにピストン素材を支持させ、その状態で
ピストン素材の外周面を旋削する第一旋削工程と、前記
一対のセンタに前記第一クランプ力より小さい第二クラ
ンプ力を加えた状態で前記ピストン素材の外周面を旋削
する第二旋削工程とを含む斜板式圧縮機用ピストンの製
造方法（請求項１）。第二旋削工程においては、両セン
タによる軸方向のクランプ力が、第一旋削工程における
それより小さくされるため、ピストン素材の弾性的な湾
曲が小さくなる。その状態で外周面の旋削を行えば、第
一旋削工程において発生した加工精度の低下が軽減さ
れ、加工精度の高いピストンを得ることができる。しか
も、第一旋削工程においては、軸方向のクランプ力が大
きいため、加工条件を厳しくして能率よく旋削を行うこ
とができ、加工能率の低下を回避することができる。 （２）前記第二旋削工程における切削工具の切込み量と
送り速度との少なくとも一方を、前記第一旋削工程にお
けるそれらより小さくする (1)項に記載の斜板式圧縮機
用ピストンの製造方法（請求項２）。第二旋削工程にお
いて切削工具の切込み量や送り速度を小さくすれば、切
削抵抗が小さくなり、したがって、クランプ力を第一旋
削工程より小さくすることができ、加工精度を向上させ
ることができる。 （３）前記ピストン素材が、前記斜板と係合する部分で
ある係合部となるべき部分と、前記シリンダボアと嵌合
する頭部となるべき部分とを有し、係合部となるべき部
分が頭部となるべき部分に対して偏心している (1)項ま
たは (2)項に記載の斜板式圧縮機用ピストンの製造方
法。 （４）前記斜板式圧縮機用ピストンが、前記係合部の片
側のみに前記頭部を備えた片頭ピストンであり、前記ピ
ストン素材が、片頭ピストン用の素材が複数個直列に連
結された状態の多連素材である (3)項に記載の斜板式圧
縮機用ピストンの製造方法。多連素材は長くなるため、
軸方向のクランプ力による弾性変形量が大きくなり易
い。したがって、多連素材に本発明を適用すれば、多連
ではないピストン素材に本発明を適用した場合に比較し
て、大きな効果が得られる。 （５）前記多連素材が、前記頭部となるべき部分が２個
両端部に位置し、前記係合部となるべき部分が２個中央
部に位置する状態に連結された多連素材である (4)項に
記載の斜板式圧縮機用ピストンの製造方法。 （６）前記多連素材が、前記係合部となるべき部分が２
個軸方向の両端部に位置し、前記頭部となるべき部分が
２個軸方向の中央部に位置する状態に連結された多連素
材である (4)項に記載の斜板式圧縮機用ピストンの製造
方法。 （７）前記多連素材が、前記２個の頭部がそれら頭部よ
り直径の小さい連結軸により連結されたものである (6)
項に記載の斜板式圧縮機用ピストンの製造方法。 （８）前記係合部となるべき部分が、互いに平行に延び
る一対のアーム部と、それらアーム部の基端部を連結す
る連結部とを備えている (3)項ないし (7)項のいずれか
一つに記載の斜板式圧縮機用ピストンの製造方法。 （９）前記係合部となるべき部分が、前記一対のアーム
部と前記連結部との内側面を互いにつなぐ補強リブを備
えた (8)項に記載の斜板式圧縮機用ピストンの製造方
法。補強リブは、ピストン素材に軸方向のクランプ力が
加えられた際の大きな湾曲を抑制する機能を果たすが、
製品としてのピストンには不要のものである。本発明に
従えば、この補強リブの寸法を小さくすることが可能と
なる。 （１０）前記係合部となるべき部分が、前記一対のアー
ム部の内側面同士を接続するブリッジ部を備えた (8)項
に記載の斜板式圧縮機用ピストンの製造方法。前記補強
リブをブリッジ部と読み替えれば、 (9)項に関する説明
がそのまま本項にも当てはまる。 （１１）前記ピストン素材が、一端が開口した有底円筒
状をなす本体部材と、その本体部材の開口を閉塞する閉
塞部材とが一体的に固定されることにより形成された中
空頭部を少なくとも１つ備えたものである (1)項ないし
(10)項のいずれか一つに記載の斜板式圧縮機用ピストン
の製造方法。 （１２）前記ピストン素材が、両端面から軸方向に突出
する一対の突出部を備え、それら一対の突出部に前記セ
ンタ穴が形成されたものである (1)項ないし(11)項のい
ずれか一つに記載の斜板式圧縮機用ピストンの製造方
法。突出部にセンタ穴を設ければ、後に突出部を切削等
により除去することによりセンタ穴を消滅させることが
できる。 （１３）前記ピストン素材が、前記突出部の外周面から
半径方向に延びる耳部を備え、その耳部に回転トルク伝
達部材を係合させることにより、ピストン素材を回転さ
せる (1)項ないし(12)項のいずれか一つに記載の斜板式
圧縮機用ピストンの製造方法。 （１４）前記第一旋削工程が荒加工工程であり、前記第
二旋削工程が仕上加工工程である (1)項ないし(13)項の
いずれか一つに記載の斜板式圧縮機用ピストンの製造方
法。仕上加工工程においては、面粗さの要求を満たすた
めに、荒加工工程より送り速度が小さくされるのである
が、切込み量も小さくされるのが普通である。したがっ
て、切削抵抗が小さくなり、仕上加工工程におけるクラ
ンプ力を荒加工工程より小さくすることができ、加工精
度を向上させることができる。 （１５）前記ピストン素材がアルミニウム合金製である
(1)項ないし(14)項のいずれか一つに記載の斜板式圧縮
機用ピストンの製造方法。

【０００９】

【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用ピ
ストンの製造を例に取り、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、軸方向に
延びる複数のシリンダボア１２が形成されている。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１
８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
されている。リヤハウジング１８とバルブプレート２０
との間には、吸気室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３６，吐出バルブ
３８等が設けられている。

【００１０】シリンダブロック１０の中心軸線上には、
回転軸５０が回転可能に設けられている。回転軸５０
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
５６が形成されており、その中心支持穴５６において支
持されているのである。回転軸５０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５０が
車両エンジンに接続されれば、回転軸５０が自身の軸線
まわりに回転させられる。

【００１１】回転軸５０には、斜板６０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６０
には、中心線を通る貫通穴６１が形成され、この貫通穴
６１に回転軸５０が貫通している。貫通穴６１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５０
には、また、回転伝達部材としての回転板６２が固定さ
れ、スラストベアリング６４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６０は、ヒンジ機構
６６により、回転軸５０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
６６は、回転板６２に固定的に設けられた支持アーム６
７と、斜板６０に固定的に設けられ、支持アーム６７の
ガイド穴６８にスライド可能に嵌合されたガイドピン６
９と、斜板６０の貫通穴６１と、回転軸５０の外周面と
を含むものである。本実施形態においては、斜板６０，
回転軸５０，回転伝達装置を構成するヒンジ機構６６等
がピストン１４を往復運動させる往復駆動装置を構成し
ている。

【００１２】前記ピストン１４は、中空ピストンの一種
であり、斜板６０と係合させられる係合部７０と、係合
部７０と一体に設けられ、シリンダボア１２に嵌合され
る中空頭部としての頭部７２とを備えている。係合部７
０に一対の半球状のシュー７６を介して斜板６０の外周
部が係合させられている。ピストン１４の形状について
の詳細な説明は後に行う。

【００１３】斜板６０の回転運動は、シュー７６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、
吸気室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６０，回転
板６２およびスラストベアリング６４を介してフロント
ハウジング１６に受けられる。ピストン１４の係合部７
０には、回転規制部が一体的に設けられている。回転規
制部は、フロントハウジング１６の内周面に接触する状
態とされ、ピストン１４の中心軸線回りの回転を規制
し、ピストン１４と斜板６０との衝突を回避する。

【００１４】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。

【００１５】回転軸５０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５６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５６は
排出ポート１０４を経て吸気室２２に連通させられてい
る。

【００１６】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気室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内の圧力と斜板室８６の圧力との差が調節され、斜板
６０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の励磁，消磁の制御により、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。

【００１７】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。

【００１８】ピストン１４をさらに詳細に説明する。ピ
ストン１４の係合部７０は、概してＵ字形をなし、頭部
７２の中心軸線に直交する方向に延び出す一対のアーム
部１０８，１１０と、これらアーム部１０８，１１０の
基端部同士を連結する連結部１１２とを備えている。ア
ーム部１０８，１１０の延出端は、頭部７２の外周面が
延長させられた円筒面より内側に位置させられている。
アーム部１０８，１１０の互いに対向する側面には、そ
れぞれ凹部１１４が形成されている。これら凹部１１４
の内面は凹球面状をなし、２つの凹球面が一球面上に位
置している。前記一対のシュー７６は、球面部において
凹部１１４に摺動可能に保持され、平面部において斜板
６０の外周部の表裏両面に接触し、斜板６０の外周部を
両側から挟持している。これらシュー７６がシュー装置
を構成している。

【００１９】ピストン１４の頭部７２は、一端が開口
し、他端が閉塞された有底円筒状をなす有底円筒状部１
２０と、有底円筒状部１２０に固定され、有底円筒状部
１２０の開口を閉塞する閉塞部材としてのキャップ１２
２とを備えている。有底円筒状部１２０は、開口側とは
反対側の底壁において係合部７０のアーム部１１０側と
一体に形成されている。

【００２０】上記のように構成されたピストン１４は、
本実施形態においては１個のピストン素材から２個製造
される。そのため、図２に示すように、ピストン１４を
製造するための片頭ピストン製造用素材１６０（以下、
素材１６０と略称する）は、本体部材１６２と閉塞部材
としてのキャップ１６４とを備えている。本体部材１６
２は、係合部７０となるべき部分である係合部形成部１
６６と、係合部形成部１６６とは反対向きに開口した有
底円筒状部１７０とを備えている。本体部材１６２は、
２つの有底円筒状部１７０が互いに同心となるように軸
方向両端部に位置し、２つの係合部形成部１６６が中央
部に位置する状態で一体に形成されている。本実施形態
におけるピストン素材は多連素材の一形態である２連素
材なのである。係合部形成部１６６に設けられたリブ１
７６は、後にアーム部１０８，１１０，連結部１１２を
構成することになる部分（アーム部１７８，１８０，連
結部１８２と称する）の内側面を互いに連結して、加工
時の挟持作用に対して係合部形成部１６６を補強するも
のである。本体部材１６２の剛性を高める補強リブなの
であり、ピストン素材１６０の熱処理時における歪みを
極力抑制する目的をも有している。なお、アーム部１７
８，１８０の延出端は、有底円筒状部１７０の外周面が
延長させられた円筒面より内側に位置させられており、
係合部形成部１６６は、有底円筒状部１７０の中心線に
対して偏心させられている。本体部材１６２は、金属の
一種であるアルミニウム合金製であって、鋳造または鍛
造により製造される。

【００２１】キャップ１６４は、段付の有底円筒状をな
し、他の部分より小径の嵌合部１９０において本体部材
１６２の内周面１９２に嵌合可能である。キャップ１６
４の嵌合部１９０側とは反対側の端面２００の中心に
は、突出部２０２が突設されている。突出部２０２は、
図４に示すように、横断面形状が概して円形をなし、そ
の外周面から互いに逆方向に延び出す２つの耳部２０４
が一体的に設けられている。キャップ１６４は、本実施
形態においては、金属の一種であるアルミニウム合金製
であって、本体部材１６２と同様に、鋳造または鍛造に
より製造される。

【００２２】キャップ１６４の嵌合部１９０側が先端部
とされ、有底円筒状部１７０の開口へ、同軸に位置決め
された状態で挿入され、嵌合部１９０が内周面１９２と
嵌合される。有底円筒状部１７０の開口側端面２０６
と、キャップ１６４の嵌合部１９０から半径方向外向き
に延びる肩面２０８とが当接させられて嵌合深さが規定
された状態で、有底円筒状部１７０とキャップ１６４と
が溶接等適宜の固定手段により固定される。

【００２３】本体部材１６２にキャップ１６４が固定さ
れた後、頭部７２となるべき部分（頭部形成部２１０と
称する）、すなわち本体部材１６２の有底円筒状部１７
０およびキャップ１６４の外周面に荒加工および仕上加
工が行われる。荒加工は、素材１６０（主として頭部形
成部２１０）を製品としてのピストン１４に近い形状ま
で切削加工する工程であり、また、仕上加工は、荒加工
後の素材１６０（主として頭部形成部２１０）を設計上
の公称寸法まで切削加工する工程であり、仕上加工より
も荒加工の方が取り代が大きくされる。なお、頭部形成
部２１０以外の部分にも機械加工が行われるのである
が、本発明とは直接関連がないため、説明を省略する。

【００２４】まず、図２に示すように、２個のキャップ
１６４にそれぞれ設けられた突出部２０２の中央部にセ
ンタ穴２１６が形成される。次に、頭部形成部２１０の
外周面に荒加工が施される。図３に示すように、一対の
センタ２２０，２２２が互いに接近させられて両センタ
穴２１６に係合させられ、素材１６０がセンタ２２０，
２２２により心出しされた状態で両側から支持される。
一対のセンタ２２０，２２２は、図示しない移動装置に
より共に軸方向に移動可能とされてもよいが、本実施形
態では、一方のセンタ２２０が移動させられ、他方のセ
ンタ２２２は固定とされている。この荒加工工程におい
て、センタ２２０，２２２がセンタ穴２１６に係合し、
素材１６０を軸方向においてクランプする力を第一クラ
ンプ力と称する。このようにして心出しがなされた状態
では、図示を省略する回転駆動装置の回転トルク伝達部
材２２６が、図４に示すように、キャップ１６４の耳部
２０４の一側面に近接させられた状態となる。そして、
上記回転駆動装置が起動されれば、その回転（図４に矢
印で示す）が、回転トルク伝達部材２２６と上記耳部２
０４の側面との係合によりキャップ１６４，本体部材１
６２に伝達される。そして、切削工具としてのバイト２
３０により、荒加工時の外周面の取り代に好適な切込み
量と送り速度とで頭部形成部２１０の外周面の荒加工が
行われる。

【００２５】荒加工工程に続いて、仕上加工が行われ
る。仕上加工工程においては、前述のように取り代が荒
加工よりも小さく、バイトの送り速度が荒加工時より小
さくされるとともに、切込み量が小さく設定される。し
たがって、仕上加工時の切削抵抗が小さくなるため、セ
ンタ２２０，２２２による素材１６０の軸方向のクラン
プ力である第二クランプ力を、荒加工時の第一クランプ
力より小さくできる。前述のように、センタ２２０，２
２２の軸方向のクランプ力により、頭部形成部２１０に
対して偏心した係合部形成部１６６に偏心圧縮荷重が作
用し、素材１６０が弾性変形により連結部１８２側に凸
に湾曲させられるのであるが、その湾曲が仕上加工時の
方が荒加工時よりも小さくなる。したがって、荒加工，
仕上加工後の第一，第二クランプ力が解除された状態の
頭部形成部２１０の半径方向の各変形量（頭部形成部２
１０の外周面の、両センタ穴２１６によって規定される
中心軸線に対する傾き量）は、図５に示すように、荒加
工時より仕上加工時の方が小さくなるとともに、変形量
のばらつきも荒加工時より仕上加工時の方が小さくな
り、仕上加工を精度良く行うことができる。

【００２６】荒加工，仕上加工工程の後、少なくとも頭
部形成部２１０の外周面に塗装が行われ、例えば、ポリ
テトラフルオロエチレンを主材料とするコーティング層
が形成される。そして、キャップ１６４の突出部２０２
が除去されるとともに端面２００が切削加工された後、
コーティング層が形成された頭部形成部２１０の外周面
にセンタレス研削が行われ、頭部７２が完成する。続い
て、係合部形成部１６６にそれぞれ機械加工が施され、
ピストン１４となった際にシュー７６を保持する凹部１
１４（図２に二点鎖線で図示）が形成され、係合部７０
が完成する。最後に、分離工程において、素材１６０が
２つに切り離され、２個のピストン１４が得られる。

【００２７】本実施形態においては、荒加工工程と仕上
加工工程とがそれぞれ第一旋削工程と第二旋削工程とを
構成している。本実施形態によれば、荒加工工程ではク
ランプ力を大きくして加工条件を比較的厳しくし（切込
み量および送り速度を大きくし）、仕上加工より取り代
の大きい荒加工を能率的に行うことができ、また、取り
代が荒加工より小さい仕上加工工程では、荒加工時より
小さいクランプ力で頭部形成部２１０を保持し、切込み
量および送り速度を小さくして加工することにより、仕
上加工後の頭部形成部２１０の外周面の変形量の大きさ
とばらつきとをともに小さくすることができ、寸法精度
の高い仕上加工を行うことができる。

【００２８】さらに、頭部形成部２１０の外周面が精度
良く仕上加工されることにより、荒加工，仕上加工工程
後のコーティング工程において、局部的な厚さの不均一
がなくかつ適正な厚さのコーティング層が形成されるこ
ととなり、ピストン１４は、使用時に円滑に往復動させ
られ、ピストン１４の耐摩耗性、ひいては圧縮機の耐久
性が向上する。

【００２９】本実施形態においては、アーム部１７８，
１８０および連結部１８２の内側面を互いに連結する補
強リブが設けられていたが、これに代えて、図６に示す
ように、アーム部１７８，１８０の内側面同士を連結す
るブリッジ部２４０としてもよい。

【００３０】図１〜図４に示した実施形態における片頭
ピストン製造用素材１６０は、係合部となるべき部分同
士が連結された２連素材とされていたが、これ以外に
も、頭部となるべき部分同士が連結されたピストン素材
としてもよい。その一実施形態を図７に示す。図７の片
頭ピストン製造用素材３００は、２つの本体部材３０２
と、これら本体部材３０２の開口を閉塞する２つの閉塞
部材としてのキャップ３０４とを備えている。２つのキ
ャップ３０４は、互いに同心となるように、他の部分よ
り小径の連結軸３０８により連結されて一体に形成され
ている。２つのキャップ３０４が本体部材３０２の有底
円筒状部３１０の開口を閉塞した状態で固定され、これ
ら有底円筒状部３１０とキャップ３０４とにより中空の
頭部となるべき部分である頭部形成部３１４が形成され
る。本体部材３０２の係合部となるべき部分である係合
部形成部３１８は、横断面形状が概して台形をなし、頭
部形成部３１４の中心軸線に対して偏心し、かつ、台形
の底部が外周側となる状態で設けられている。したがっ
て、この場合も荒加工工程と仕上加工工程とにおける素
材３００のクランプ時に、素材３００に弾性変形による
湾曲が生じる。係合部形成部３１８には、頭部形成部３
１４側とは反対側の端面３２０において、頭部形成部３
１４の中心軸線に対応する位置に、前記突出部２０２，
耳部２０４と同様の構成を有する突出部３２２，耳部３
２４が設けられている。前記実施形態と同様にして、突
出部３２２の中心にセンタ穴（図示省略）が形成された
後、頭部形成部３１４の外周面等に、軸方向のクランプ
力を大，小に変えてそれぞれ荒加工，仕上加工が行われ
る。そして、図７に二点鎖線で示すように、切削工具に
より係合部形成部３１８の軸方向のほぼ中央部に底壁を
残して溝３３０が形成されることにより、一対のアーム
部３３２，３３４とアーム部３３２，３３４の基端同士
を連結する連結部３３６とを備える係合部が形成され
る。

【００３１】上記各実施形態以外にも、頭部となるべき
部分と係合部となるべき部分とが連結された２連素材と
してもよいし、３個以上の片頭ピストン製造用素材が直
列に連結された多連素材とすることも可能である。本発
明は、上記各実施形態のように軸方向に長い２連素材を
含む多連素材に好適なものであるが、それ以外にも、ピ
ストン製造用素材を、本体部材と閉塞部材とをそれぞれ
１つずつ備えるピストン１個分のピストン素材にも適用
可能である。このピストン１個分のピストン素材の場
合、一般的に軸方向長さは２連素材と比較して短いので
あるが、係合部に補強リブまたはブリッジ部を備えない
場合が多く、この場合はさらに、クランプ時に素材の弾
性変形によって湾曲し易いため、本発明が有効である。
図８にその一実施形態を示す。本実施形態においては、
片頭ピストン製造用素材４００の中空頭部となるべき部
分である頭部形成部４０２側の端面４０４と、係合部と
なるべき部分である係合部形成部４０６側の端面４０８
とにそれぞれ耳部４１２を備える一対の突出部４１４が
一体的に設けられている。係合部形成部４０６は、頭部
形成部４０２の軸線方向と直交する方向に延びる一対の
アーム部４２０，４２２と、アーム部４２０，４２２の
基端部同士を連結する連結部４２４とを備え、頭部形成
部４０２の軸線に対して偏心して設けられている。上記
突出部４１４は、頭部形成部４０２の中心軸線に対応す
る位置にそれぞれ設けられている。これら突出部４１４
にセンタ穴（図示省略）が形成されて、これらセンタ穴
に前記センタ２２０，２２２と同様に構成されるセンタ
が嵌合された状態で、前記各実施形態と同様にして頭部
形成部４０６の外周面に、軸方向のクランプ力を大，小
に変えてそれぞれ荒加工，仕上加工が行われる。

【００３２】本体部材と閉塞部材との少なくとも一方
を、アルミニウム合金以外の金属材料、例えばマグネシ
ウム合金により形成してもよい。本体部材と閉塞部材と
を接着，かしめにより結合する場合には、閉塞部材はそ
れらの結合方法に好適な樹脂により形成してもよい。閉
塞部材は円板等単純な形状であれば、市販の棒材等汎用
素材の機械加工により製造してもよい。

【００３３】ピストン１４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。

【００３４】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。

【００３５】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用ピス
トンの製造方法により製造されたピストンを備える斜板
式圧縮機を示す正面断面図である。

【図２】上記ピストンを製造するためのピストン素材を
示す正面図（一部断面）である。

【図３】上記製造方法の第一旋削工程および第二旋削工
程を説明するための正面図（一部断面）である。

【図４】上記ピストン素材を回転トルク伝達部材ととも
に示す側面図である。

【図５】本発明の有効性を確認するための実験結果を示
すグラフである。

【図６】本発明の別の実施形態である斜板式圧縮機用ピ
ストンの製造方法におけるピストン素材を示す正面図
（一部断面）である。

【図７】本発明のさらに別の実施形態である斜板式圧縮
機用ピストンの製造方法におけるピストン素材を示す正
面図である。

【図８】本発明のさらに別の実施形態である斜板式圧縮
機用ピストンの製造方法におけるピストン素材を示す正
面図である。

【符号の説明】

１２：シリンダボア １４：片頭ピストン ６０：
斜板 ７０：係合部 ７２：頭部 ７６：シュー １０８，１１０：アー
ム部 １１２：連結部 １２０：有底円筒状部
１２２：キャップ １６０：片頭ピストン製造用素材
１６２：本体部材 １６４：キャップ １６
６：係合部形成部 １７０：有底円筒状部 １７６：リブ １７８，１
８０：アーム部 １８２：連結部 ２０２：突出部 ２０４：耳部
２１０：頭部形成部 ２１６：センタ穴 ２２０，２２２：センタ ２２
６：回転トルク伝達部材 ２３０：バイト ２４
０：ブリッジ部 ３００，４００：片頭ピストン製造
用素材 ３０２：本体部材 ３０４：キャップ
３０８：連結軸 ３１０：有底円筒状部 ３１４，４０２：頭部形成部
３１８，４０６：係合部形成部 ３２２，４１
４：突出部 ３２４，４１２：耳部 ３３２，３３
４，４２０，４２２：アーム部 ３３６，４２４：連
結部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 斜板の外周部にシュー装置を介して係合
   し、斜板の回転につれてシリンダボア内において往復運
   動をする斜板式圧縮機用ピストンの製造方法であって、 鍛造または鋳造により製造されたピストン素材の両端に
   センタ穴を形成する工程と、 それらセンタ穴に一対のセンタを、それら一対のセンタ
   に互いに接近する向きの第一クランプ力を加えて係合さ
   せることにより、それら一対のセンタにピストン素材を
   支持させ、その状態でピストン素材の外周面を旋削する
   第一旋削工程と、 前記一対のセンタに前記第一クランプ力より小さい第二
   クランプ力を加えた状態で前記ピストン素材の外周面を
   旋削する第二旋削工程とを含む斜板式圧縮機用ピストン
   の製造方法。
2. 【請求項２】 前記第二旋削工程における切削工具の切
   込み量と送り速度との少なくとも一方を、前記第一旋削
   工程におけるそれらより小さくする請求項１に記載の斜
   板式圧縮機用ピストンの製造方法。