JP2000337250A - 斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】斜板式圧縮機において、ピストンの重量増加を
抑制しつつ、コーティング層の磨耗や剥がれを抑制す
る。 【解決手段】ピストン１４の頭部８２は、本体部１２
８，外周側摺動部１３０，内周側摺動部１３２を含むも
のであり、内周側摺動部１３２は、遠隔摺動部１４０を
有する。遠隔摺動部１４０は、本体部１２８の頂面１３
６からピストン全長Ｌの４０％以上離れた位置に設けら
れたものであり、軸方向の長さＬ3 がピストン全長Ｌの
５％以上で中心角が１２０°以下のものである。遠隔摺
動部１４０により、サイドフォースの反力を良好に受け
ることができ、ピストン１４の傾きを抑制し得る。ま
た、遠隔摺動部１４０は、近隣摺動部１４２より中心角
が小さいものであるため、遠隔摺動部１４０を設けたこ
とによるピストン１４の重量増加を抑制し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、斜板式圧縮機に関
するものであり、特に、片頭式のピストンの形状に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】片頭式のピストンを備えた斜板式圧縮機
が従来から使用されている。この斜板式圧縮機は、複
数のシリンダボアが一円周上に形成されたシリンダブロ
ックと、前記一円周の中心線上に配設された回転駆動
軸と、その回転駆動軸により回転駆動される斜板と、
前記シリンダボアに摺動可能に嵌合される頭部と、前
記斜板と係合させられる首部とを備えた片頭式のピスト
ンとを含み、回転駆動軸の回転につれて斜板によりピス
トンが往復動させられる。この種の斜板式圧縮機の一例
が特開平９─２０３３７８号公報に記載されている。こ
の公報に記載の斜板式圧縮機においては、ピストンの頭
部にシリンダブロックの周方向にほぼ平行な貫通穴が形
成されて、質量軽減が図られている。以下に述べるよう
に、ピストンの頭部外周面のうち、特に摺動面圧が高く
なるのは、シリンダボアのシリンダブロック外周側の部
分と内周側の部分とであって、中間部分はそれほど摺動
面圧が高くないため、貫通穴を形成して質量軽減を図っ
ても差し支えないのである。

【０００３】しかし、この種の斜板式圧縮機において
は、ピストンのシリンダボア内での傾き防止が十分とは
言えず、頭部が局部的に摩耗し、耐久性が不十分である
という問題があった。例えば、頭部の外周面に施されて
いるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のコー
ティング層が局部的に摩耗し、あるいは剥離し易いので
ある。図１０に示すように、ピストン２００の慣性力お
よび冷媒ガスの圧力に基づく力の合力Ｆo が、半球シュ
ー２０１を介して斜板２０２に受けられ、合力Ｆo と釣
り合う力は、斜板２０２の板面に直角な力Ｆa の、ピス
トン２００の中心軸線に平行な成分Ｆo ′であり、力Ｆ
a の、斜板２０２の回転中心線に向かう向きの成分Ｆb
（厳密に言えば、成分Ｆb と、斜板２０２と半球シュー
２０１との摩擦力との合力）はピストン２００に対し
て、ピストンの中心軸線と直交するサイドフォースとし
て作用し、シリンダボア２０４の内周面からの反力Ｆc
，Ｆdと釣り合う。合力Ｆo は、ピストン２００が圧縮
工程において上死点近くに位置する場合に大きくなるた
め、反力Ｆc ，Ｆd も上死点近くにおいて大きくなり、
特に反力Ｆc が大きくなって、ピストン２００の外周面
に施されているＰＴＦＥ等のコーティング層を局部的に
摩耗あるいは剥離させるのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題，解決手段および効果】
本発明は、以上の事情を背景として、斜板式圧縮機にお
いてピストンの質量の軽減を図りつつ耐久性を向上させ
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やそれらの組み合わせが以
下のものに限定されると解釈されるべきではない。ま
た、１つの項に複数の事項が記載されている場合、常
に、すべての事項を一緒に採用しなければならないもの
ではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも
可能である。 （１）複数のシリンダボアが一円周上に形成されたシリ
ンダブロックと、前記一円周の中心線上に配設された回
転駆動軸と、その回転駆動軸により回転駆動される斜板
と、前記シリンダボアに摺動可能に嵌合される頭部と、
前記斜板と係合させられる首部とを備えた片頭式のピス
トンとを含み、回転駆動軸の回転につれて斜板によりピ
ストンが往復動させられる斜板式圧縮機であって、前記
ピストンの頭部が、断面形状が円形の本体部と、その本
体部より前記首部側にそれぞれ設けられ、前記シリンダ
ボアの内周面のシリンダブロック外周側の部分上を摺動
する外周側摺動部およびシリンダブロック内周側の部分
上を摺動する内周側摺動部とを備えるとともに、前記本
体部の頂面から内周側摺動部の首部側の端までの距離が
外周側摺動部の対応する距離より大きく、かつ、内周側
摺動部が、前記頂面からピストン全長の４０％以上の距
離離れた位置に、中心角が１２０°以下で、軸方向の長
さがピストン全長の５％以上である遠隔摺動部を有する
ことを特徴とする斜板式圧縮機（請求項１）。本項に係
る斜板式圧縮機においては、ピストンの頭部が、本体
部，外周側摺動部および内周側摺動部を備えており、内
周側摺動部は、本体部の頂面からピストン全長の４０％
以上の距離離れた位置に、中心角が１２０°以下で、軸
方向の長さがピストン全長の５％以上である遠隔摺動部
を有している。これによって、ピストンの頭部に対する
前記２つの反力Ｆc ，Ｆd 間の距離が大きくなり、同じ
サイドフォースＦb に対する反力Ｆc が小さくて済む。
また、遠隔摺動部は、摺動面圧をある程度の値に抑える
に十分な面積を確保できる範囲で、長さ（軸方向の長
さ）および幅（中心角）ができる限り小さくされている
ため、ピストンの質量の増加が抑制される。したがっ
て、ピストンの質量軽減を図りつつ遠隔摺動部の耐久性
（つまりピストンの耐久性）を有効に向上させることが
できる。遠隔摺動部にＰＴＦＥ等のコーティング層が形
成されている場合には、それの局部的な摩耗や剥離が抑
制されるのである。内周側摺動部は、本体部から軸方向
に突出させられたものであっても（外周面が本体部の外
周面と連続したものであっても）、本体部から離れて形
成されたものであっても（外周面が本体部の外周面と連
続していないものであっても）よい。前者の場合には、
上述の、本体部の頂面から内周側摺動部の首部側の端ま
での距離は、本体部の軸方向長さと内周側摺動部の軸方
向長さとの和（本体部と内周側摺動部とを合わせた頭部
内周側摺動部の軸方向の長さ）に対応するが、後者の場
合には、上述の距離が、内周側摺動部と頭部との軸方向
の長さの和より大きくなる。外周側摺動部についても同
様であり、本体部から軸方向に突出させられたものであ
っても、本体部から離れて形成されたものであってもよ
く、本体部の頂面から外周側摺動部の首部側の端までの
距離と、本体部と外周側摺動部との軸方向長さの和との
関係についても同様である。本体部の頂面から内周側摺
動部の首部側の端までの距離は、外周側摺動部の対応す
る距離より長い。内周側摺動部の上記距離を長くした方
が外周側摺動部の距離を長くするより、ピストンの耐久
性を効果的に向上させ得るからである。外周側摺動部の
首部側の端の摺動面圧が最も大きくなるのは、吸入行程
から圧縮行程に移行する時点であるが、この時点におけ
るサイドフォースは主としてピストンの慣性力に基づく
ものであり、前記圧縮行程の末期近くにおけるサイドフ
ォースより小さい。したがって、内周側摺動部の上記距
離を長くする方が効果的なのである。内周側摺動部が軸
方向のどの部分においても幅（中心角）が一定である形
状であっても、首部に近い部分が本体部に近い部分よ
り、幅が小さくされ、あるいは逆に大きくされた形状で
あってもよい。後者の場合には、遠隔摺動部の中心角
が、内周側摺動部の他の部分（以下、頭部に近い摺動部
という意味で近隣摺動部と称する）の中心角より小さく
あるいは大きくされることになる。遠隔摺動部自体の形
状も同様に、中心角が一定とされても、変化させられて
てもよく、例えば、首部に近づくにつれて段階的あるい
は連続的に小さくされるものとすることができる。ま
た、遠隔摺動部は、近隣摺動部と一体的に設けられたも
のであっても、離間して設けられたものであってもよ
い。さらに、近隣摺動部と遠隔摺動部との横断面形状
は、それぞれ、概して、円弧と弦とによって画定される
形状，三日月形状，円環の一部によって形成される形
状，矩形に近い形状等とすることができる。換言すれ
ば、シリンダボアの内周面との摺動面を有していれば、
外周側摺動部と対向する面の形状はどのような形状であ
ってもよいのである。外周側摺動部と対向する面は、平
坦面であっても、凹部を有する面であってもよく、凹部
を有する面とすれば、その分、ピストンの質量軽減を図
ることができる。また、横断面形状は、ピストンの中心
軸線とシリンダブロックの中心軸線とを含む平面に対し
て対称であっても、非対称であってもよい。前述のよう
に、ピストンには斜板との摩擦力に基づく力も作用する
ため、シリンダボアの内周面からの反力はピストンの中
心軸線とシリンダブロックの中心軸線とを含む平面から
どちらかへ（斜板の回転方向によって決まる）偏った位
置に作用する。したがって、斜板式圧縮機の回転方向が
一方向に限定されている場合には、外周側摺動部の横断
面形状は、上記反力と同じ側へ偏った非対称形状とする
のが有利なのである。遠隔摺動部は、上述のように、ピ
ストン全長の４０％以上本体部の頂面から離れた位置に
設けられるが、４３％以上，または、４６％以上離れた
位置に設けることが望ましい。遠隔摺動部の位置が本体
部の頂面から離れているほどピストン傾きを効果的に抑
制することができるが、遠隔摺動部が近隣摺動部と一体
的に設けられたものである場合には、ピストンの重量が
大きくなる。また、ピストンの最大ストロークは斜板の
外径および傾斜角度によって決まる。したがって、遠隔
摺動部を設ける位置は、ピストンの傾き抑制効果，ピス
トンの質量増加量，ストローク等を勘案して決定するこ
とが望ましい。 （２）前記遠隔摺動部の中心角が１００°以下である
(1) 項に記載の斜板式圧縮機（請求項２）。遠隔摺動部
の中心角は１２０°以下とするのであるが、１１０°以
下，１００°以下とすれば、ピストンの質量軽減を図る
ことができる。中心角を、９５°以下，９０°以下とす
れば、さらに、質量軽減を図ることができる。遠隔摺動
部の中心角を小さくすると摺動面圧が大きくなるが、ピ
ストンの質量を小さくすることができる。したがって、
遠隔摺動部の中心角は、摺動面圧とピストン質量とを勘
案して決定することが望ましい。遠隔摺動部の中心角を
非常に小さく（例えば、２０°）しても、遠隔摺動部が
ない場合と比較すれば、ピストンの傾き抑制能力が向上
する。このことからすれば、中心角は、８５°以下，８
０°以下，７０°以下等とすることも可能である。 （３）前記内周側摺動部が、前記本体部側に設けられた
広幅摺動部と、首部側に設けられ、前記広幅摺動部より
幅が狭い狭幅摺動部とを含む(1) 項または(2) 項に記載
の斜板式圧縮機。狭幅摺動部を前記遠隔摺動部とし、広
幅摺動部を前記近隣摺動部とすることもできる。 （４）前記内周側摺動部が、前記本体部側に設けられた
狭幅摺動部と、首部側に設けられ、前記狭幅摺動部より
幅が広い広幅摺動部とを含む(1) 項または(2) 項に記載
の斜板式圧縮機。狭幅摺動部を前記遠隔摺動部とし、広
幅摺動部を前記近隣摺動部とすることもできる。この態
様によれば、ピストンの質量増加を抑えつつ摺動面圧を
有効に減少させることができる。 （５）前記遠隔摺動部の軸方向の長さが、前記ピストン
全長の８％以上である(1) 項ないし (4)項のいずれか１
つに記載の斜板式圧縮機（請求項３）。遠隔摺動部の軸
方向の長さはピストン全長の５％以上とするのである
が、８％以上とすれば、ピストンの摺動面圧をより良好
に減少させることができる。ピストン全長に対して１０
％以上，１２％以上，１５％以上とすれば、ピストンの
傾きをさらに良好に抑制することが可能となる。それに
対して、内周側摺動部が本体部から連続して軸方向に突
出しており、かつ、近隣摺動部の軸方向の長さが一定で
ある場合には、遠隔摺動部の軸方向の長さを長くする
と、内周側摺動部の軸方向の長さが長くなり、ピストン
の質量が大きくなる。したがって、上記比率は、ピスト
ンの摺動面圧減少効果と、ピストンの質量増加量とを勘
案して決定することが望ましい。 （６）複数のシリンダボアが一円周上に形成されたシリ
ンダブロックと、前記一円周の中心線上に配設された回
転駆動軸と、その回転駆動軸により回転駆動される斜板
と、前記シリンダボアに摺動可能に嵌合される頭部と、
前記斜板と係合させられる首部とを備えたピストンとを
含み、回転駆動軸の回転につれて斜板によりピストンが
往復動させられる斜板式圧縮機であって、前記ピストン
の頭部が、断面形状が円形の本体部と、その本体部の、
シリンダブロック外周側部分とシリンダブロック内周側
部分とからそれぞれ前記首部側へ突出し、前記シリンダ
ボアの内周面上を摺動する外周側突部および内周側突部
とを備えるとともに、本体部および内周側突部の軸方向
の寸法である頭部内周側長さが、ピストン全長の４５％
以上であり、内周側突部の、少なくとも先端から前記頭
部内周側長さの１０％の部分の中心角が１２０°以下で
あり、かつ、内周側突部の突出量が外周側突部のそれよ
り大きいことを特徴とする斜板式圧縮機。本項に係る斜
板式圧縮機においては、内周側摺動部と外周側摺動部と
が、それぞれ、本体部から軸方向に突出した内周側突部
と外周側突部とされる。そのため、内周側摺動部や外周
側摺動部が本体部から離れて設けられた離間摺動部を有
する場合に比較して、頭部の強度を大きくすることが容
易である。本項に記載の内周側突部の、少なくとも先端
から頭部内周側長さの１０％の部分の中心角が１２０°
以下の部分が、前述の遠隔摺動部に対応する。遠隔摺動
部は、先端摺動部と称することもできる。 （７）複数のシリンダボアが一円周上に形成されたシリ
ンダブロックと、前記一円周の中心線上に配設された回
転駆動軸と、その回転駆動軸により回転駆動される斜板
と、前記シリンダボアに摺動可能に嵌合される頭部と、
前記斜板と係合させられる首部とを備えたピストンとを
含み、回転駆動軸の回転につれて斜板によりピストンが
往復動させられる斜板式圧縮機であって、前記ピストン
の頭部が、断面形状が円形の本体部と、 その本体部のシリンダブロック内周側部分から前記首
部側へ突出し、前記シリンダボアの内周面上を摺動する
近隣内周側摺動面を有する内周側突部と、その内周側
突部から離れた離間内周側摺動面を有し、前記本体部の
頂面からピストン全長の４０％以上の距離離れた位置に
設けられ、中心角が１２０°以下で、軸方向の長さがピ
ストン全長の５％以上である離間遠隔摺動部とを含む内
周側摺動部とを備えた斜板式圧縮機。本項に記載の斜板
式圧縮機においては、遠隔摺動部が、内周側突部から離
れた離間遠隔摺動部とされる。離間遠隔摺動部は、例え
ば、内周側突部と首部とを連結する連結部に設けること
ができる。遠隔摺動部を内周側突部と首部との間の上述
の条件を満たす範囲内における任意の位置に設けること
ができ、設計の自由度が向上する効果が得られる。本態
様において、上記の内周側突部を、近隣内周側摺動面
を有さず、離間遠隔摺動部と本体部とを単に連結する連
結部とすることも可能である。 （８）シリンダブロックに形成されたシリンダボアに摺
動可能に嵌合される頭部と、斜板と係合させられる首部
とを備えたピストンであって、前記頭部が、断面形状が
円形の本体部と、その本体部より前記首部側にそれぞれ
設けられ、前記シリンダボアの内周面のシリンダブロッ
ク外周側の部分上を摺動する外周側摺動部およびシリン
ダブロック内周側の部分上を摺動する内周側摺動部とを
備えるとともに、前記本体部の頂面から内周側摺動部の
首部側の端までの距離が外周側摺動部の対応する距離よ
り大きく、かつ、内周側摺動部が、前記頂面からピスト
ン全長の４０％以上の距離離れた位置に、中心角が１２
０°以下で、軸方向の長さがピストン全長の５％以上で
ある遠隔摺動部を有することを特徴とする斜板式圧縮機
用ピストン。 (2) 項ないし (7)項のいずれか１つに記載の特徴を備え
た斜板式圧縮機用ピストンも構成可能である。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
容積可変式の斜板式圧縮機を図面に基づいて詳細に説明
する。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Ｍ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、ピストン１４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等により斜板式
圧縮機の本体が構成される。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
を介して、図示しない冷凍回路に接続されている。バル
ブプレート２０には、吸入ポート４０，吸入バルブ４
２，吐出ポート４６，吐出バルブ４８等が設けられてい
る。

【０００６】それに対して、シリンダブロック１０の中
心軸線Ｍ上には、回転駆動軸５０が相対回転可能に設け
られている。回転駆動軸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１
０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
転駆動軸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。回転駆動軸５０に
は、また、ラグプレート６２が固定され、ヒンジ機構６
４を介して斜板６０に係合させられている。ラグプレー
ト６２は、スラストベアリング６６を介してフロントハ
ウジング１６に係合させられている。ヒンジ機構６４に
より、斜板６０が回転駆動軸５０と一体的に回転させら
れ、軸方向Ｍの移動および傾動が案内される。ヒンジ機
構６４は、ラグプレート６２に固定された支持アーム７
０と、斜板６０に形成されたガイドピン７２とを含むも
のであり、ガイドピン７２が、支持アーム７０に形成さ
れたガイド穴７４にスライド可能に嵌入される。

【０００７】前記ピストン１４は、斜板６０と係合させ
られた首部８０と、シリンダボア１２に嵌合された頭部
８２と、これら首部８０と頭部８２とを連結する連結部
８３とを含むものであり、首部８０に形成された溝８４
に半球状の一対のシュー８６を介して斜板６０が係合さ
せられる。半球状のシュー８６は、球面部において首部
８０に摺動可能に保持され、平面部において斜板６０が
両側の面において摺動可能に挟持される。ピストン１４
の形状についての詳細な説明は後に行う。斜板６０の回
転運動は、シュー８６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
移動する吸入工程の時に、吸気室２２内の冷媒ガスが吸
入ポート４０を経て、吸入バルブ４２を押し開いてシリ
ンダボア１２内に流入する。ピストン１４が下死点から
上死点へ移動する圧縮工程の時に、シリンダボア１２内
の冷媒ガスが圧縮されて、吐出ポート４６を経て，吐出
バルブ４８を押し開いて、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６
０，ラグプレート６２およびスラストベアリング６６を
介してフロントハウジング１６に受けられる。また、ピ
ストン１４の首部８０には、図２に示す回り止め部８８
が一体的に設けられている。回り止め部８８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Ｎ回りの回転が阻止される。

【０００８】シリンダブロック１０を貫通して給気通路
９４が設けられている。給気通路９４により、吐出室２
４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クランク室９６とが接続される。給
気通路９４の途中には、電磁制御弁１００が設けられ、
クランク室９６の圧力が制御される。電磁制御弁１００
は、ソレノイド１０２と、ソレノイド１０２の励磁状態
に基づいて開閉させられる開閉弁１０４とを含むもので
あり、ソレノイド１０２が励磁されると開閉弁１０４が
閉状態とされ、消磁されると開状態とされる。回転駆動
軸５０の内部には、排出通路１１０が設けられている。
排出通路１１０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、連通路１１２を介してクラン
ク室９６に開口させられている。中心支持穴５６の底部
は、排出ポート１１４を介して吸気室２２に連通させら
れている。

【０００９】電磁制御弁１００においてソレノイド１０
２が励磁されると、給気通路９４が遮断される。吐出室
２４の高圧の冷媒ガスがクランク室９６に供給されない
状態とされる。クランク室９６内の冷媒ガスは、排出通
路１１０，排出ポート１１４を経て吸気室２２に放出さ
れるため、クランク室９６内の圧力は低くなる。斜板６
０の傾角が大きくされ、ピストン１４の容積変化率が大
きくなり、圧縮機の吐出容量が大きくなる。ソレノイド
１０２の消磁により給気通路９４が連通させられた状態
においては、吐出室２４の高圧の冷媒ガスがクランク室
９６に供給され、クランク室９６内の圧力は高くなる。
斜板６０の傾角が小さくされ、圧縮機の吐出容量が小さ
くなる。このように、本斜板式圧縮機は容積可変式なの
である。また、斜板６０の最大傾きは、斜板６０に設け
られたストッパ１２０がラグプレート６２に当接するこ
とによって規制され、最小傾きは、斜板６０が回転駆動
軸５０に固定されたリング状のストッパ１２２に当接す
ることによって規制される。

【００１０】このように、電磁制御弁１００の制御によ
り、クランク室９６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、クランク室９６の圧力
が制御される。クランク室９６の圧力の変化に伴って斜
板６０の傾角が変化させられ、圧縮機の吐出容量が制御
される。電磁制御弁１００のソレノイド１０２の励磁状
態は、図示しないコンピュータを主体とする制御装置に
よって、冷房負荷等の情報に応じて制御される。シリン
ダブロック１０およびピストン１４は、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、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、過共晶アルミニウム珪素合金製のもの等とすること
ができる。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。

【００１１】次に、ピストン１４の形状について説明す
る。ピストン１４は、図２〜４に示すように、頭部８２
が、本体部１２８，外周側摺動部１３０，内周側摺動部
１３２を含むものである。外周側摺動部１３０，内周側
摺動部１３２は、断面形状が円形の本体部１２８のシリ
ンダブロック１０の外周側の部分、内周側の部分からそ
れぞれ突出したものであり、シリンダボア１２の内周面
の外周側部分上、内周側部分上をそれそれ摺動する。内
周側摺動部１３２が、前記首部８０の斜板６０との係合
溝８４の開口側に位置することになる。外周側摺動部１
３０と首部８０とがリブ１３４によって連結され、内周
側摺動部１３２と首部８０とがリブ１３５によって連結
される。リブ１３４，１３５によって連結部８３が構成
される。

【００１２】本実施形態においては、図３に示すよう
に、本体部１２８および内周側摺動部１３２を合わせた
部分の軸方向の長さ（この長さは頭部８２の内周側長さ
であるため、以下、頭部内周側長さと称する）Ｌ1 が、
本体部１２８および外周側摺動部１３０を合わせた部分
の軸方向の長さ（頭部８２の外周側長さであるため、以
下、頭部外周側長さと称する）Ｌ2 より長くされてい
る。すなわち、本体部１２８の頂面１３６から内周側摺
動部１３２の首部側の端までの距離Ｌ1 が、外周側摺動
部１３０の対応する距離Ｌ2 より長くされているのであ
る。頭部外周側長さを長くするより、頭部内周側長さを
長くし、本体部１２８から離れた位置で支持した方が、
図１０に示す反力Ｆc ，Ｆｄ間の距離を大きくすること
ができ、サイドフォオースＦb が同じ場合に反力Ｆc を
小さくすることができ、ピストン１４の耐久性を効果的
に向上させることができる。なお、ピストン１４は、図
３に示すように、それぞれ別部材である頭部８２，首部
８０，連結部８３が接合されて形成されたものとして
も、これら頭部８２，首部８０，連結部８３が一体的に
形成されたものとしてもよい。また、内周側長さＬ1 の
ピストン全体の軸方向の長さＬに対する比率α（＝１０
０×Ｌ1 ／Ｌ）は、５０％とされている。内周側摺動部
１３２を長くすれば、ピストン１４の傾きを抑制し得、
耐久性を向上させ得る。図５に示すように、上記比率α
を４５％とすれば、ピストン１４のフッ素樹脂コーティ
ング層の磨耗や剥がれを小さくすることができるのであ
る。図から比率αを５０％以上とすれば望ましく、５５
％以上とすれば、さらに望ましい。しかし、軸方向長さ
Ｌ1 を長くするとピストン１４の重量が大きくなる。ま
た、ピストン１４のストロークは決まっている。したが
って、軸方向長さＬ1 （比率α）は、これらを勘案して
決定することが望ましい。

【００１３】内周側摺動部１３２は、図３，４に示すよ
うに、軸方向に一様な形状ではなく、首部側の部分が本
体部側の部分より、中心角が小さくされている。その首
部側の部分が遠隔摺動部１４０とされ、内周側摺動部１
３２の本体側の部分が近隣摺動部１４２とされる。遠隔
摺動部１４０の中心角を、近隣摺動部１４２の中心角よ
り小さくすれば、内周側摺動部１３２全体を同じ大きさ
の中心角とする場合より、ピストン１４の重量増加を抑
制することができる。遠隔摺動部１４０の中心角を大き
くするほど遠隔摺動部１４０が受ける摺動面圧を小さく
できるが、ピストン１４が重くなる。したがって、中心
角の大きさはこれらを勘案して決定することが望まし
い。遠隔摺動部１４０の中心角θは１２０°以下であれ
ばよく、１１０°以下、１００°以下とすることが望ま
しく、本実施形態においては、９０°とされている。な
お、近隣摺動部１４２の中心角φは１２０°である。

【００１４】遠隔摺動部１４０は、軸方向長さ（以下、
遠隔長さと称する）Ｌ3 の内周側長さＬ1 に対する比率
β（＝１００×Ｌ3 ／Ｌ1 ）が２０％のものである。比
率βは、１０％以上であればよいが、１５％以上，２０
％以上，２５％以上とすることが望ましい。近隣摺動部
１４２の軸方向の長さを一定とした場合、比率βを大き
くすれば、ピストン１４の傾きを抑制し得るが内周側摺
動部１３２の重量が大きくなる。したがって、比率β
は、これらを勘案して決定することが望ましい。なお、
遠隔長さＬ3 はピストン全長Ｌに対する比率に基づいて
決めることもできる。本ピストン１４においては、遠隔
長さＬ3 のピストン全長Ｌに対する比率γは、１０％と
されている。比率γは５％以上であればよく、８％以
上，１０％以上，１２％以上とすることが望ましい。遠
隔摺動部１４０の位置は、上述の各比率α（内周側長さ
Ｌ1 のピストン１４全体の長さＬに対する比率），β
（遠隔長さＬ3 の内周側長さＬ1 に対する比率）が決ま
れば決まる。本実施形態においては、遠隔摺動部１４０
の本体部側の端の位置が、ピストン全長の４０％離れた
位置に設けられている。

【００１５】さらに、図に示すように、本実施形態にお
いては、近隣摺動部１４２と外周側摺動部１３０とで、
軸方向の長さが同じとされている。この意味において、
遠隔摺動部１４０は、近隣摺動部１４２に対する付加部
と考えることもできる。このように、本体部１２８と近
隣摺動部１４２とを合わせた部分の軸方向の長さ（Ｌ1
−Ｌ3 ）と外周側長さＬ2 とを同じにすることは不可欠
ではなく、異なる長さとしてもよい。

【００１６】以上のように、本実施形態における斜板式
圧縮機において、ピストン１４が遠隔摺動部１４０を備
えたものであるため、ピストンの頭部に対する前記２つ
の反力Ｆc ，Ｆd 間の距離を大きくし、同じサイドフォ
ースＦb に対する反力Ｆc を小さくすることができる。
また、遠隔摺動部１４０は摺動面圧をある程度の値に抑
えるに十分な面積を確保できる範囲で、遠隔長さＬ3 お
よび中心角θができる限り小さくされているため、ピス
トン１４の質量の増加が抑制される。したがって、ピス
トン１４の質量軽減を図りつつピストン１４の耐久性を
有効に向上させることができる。遠隔摺動部１４０に形
成されたフッ素樹脂等のコーティング層の局部的な摩耗
や剥離が抑制されるのである。

【００１７】なお、ピストン１４の形状は、上記実施形
態における形状に限らず、他の形状とすることができ
る。例えば、連結部８３において、リブ１３４，１３５
の両方を設けることは不可欠ではなく、いずれか一方の
みでもよい。また、遠隔摺動部１４０の形状，大きさ
は、上記実施形態におけるそれに限らず、ピストン１４
の耐久性を向上させることができれば、どのような形
状，大きさのものであってもよい。例えば、図６に示す
ピストン１４８におけるように、遠隔摺動部１５０を、
中心角θが軸方向に対して曲線的に漸減させられたもの
としてもよい。また、図７に示すピストン１５１におけ
るように、遠隔摺動部１５２を首部側の広幅部１５４
と、近隣摺動部側の狭幅部１５６とを含む形状のものと
することもできる。広幅部１５４の中心角を大きくして
受圧面積を大きくできるため、ピストン１５１の耐久性
をさらに向上させることができる。また、狭幅部１５６
が形成されているため、遠隔摺動部１５２全体を広幅部
１５４とする場合よりピストン１５１の重量増加を小さ
くすることも可能である。なお、広幅部１５４のみを遠
隔摺動部１５２と考え、狭幅部１５６を近隣摺動部と考
えることもできる。

【００１８】さらに、図８に示すピストン１５８におけ
るように、近隣摺動部１４２から離間した位置に離間遠
隔摺動部１５９を設けることもできる。離間遠隔摺動部
１５９は、近隣摺動部１４２と首部８０とを連結するリ
ブ１３５に取り付けられることになる。本実施形態にお
いては、図に示すように、本体部１２８の頂面１３６か
ら距離Ｌ1 ′離れた位置に離間遠隔摺動部１５９が設け
られるが、距離Ｌ1 ′のピストン全長Ｌに対する比率γ
（＝１００×Ｌ1 ′／Ｌ）は、４５％である。また、近
隣摺動部１４２の軸方向長さＬ1 と離間遠隔摺動部１５
４の軸方向の長さＬ3 とを合わせた頭部内周側長さのピ
ストン全長Ｌに対する比率｛１００×（Ｌ1 ＋Ｌ3 ）／
Ｌ｝は、５０％とされている。離間遠隔摺動部を設けれ
ば、近接摺動部１４２を軸方向に長くする必要がなくな
り、その分、重量増加を抑制することができる。また、
図示は省略するが、離間遠隔摺動部は、軸方向に対して
中心角が直線的あるいは曲線的に変化させられる形状の
ものとすることもできる。

【００１９】さらに、上記実施形態においては、内周側
摺動部１３２が、首部８０に向かって中心角が段階的に
小さくされていたが、連続的に小さくされるものであっ
てもよい。また、内周側摺動部１３２は、ピストン１４
の中心軸線Ｎとシリンダブロック１０の中心軸線Ｎとを
通る平面に対して対称な形状であっても、非対称な形状
であってもよい。逆に、図９に示すピストン１６０にお
けるように、遠隔摺動部１６２の中心角θを近隣摺動部
１６４の中心角φより大きくしてもよい。遠隔摺動部１
６２の中心角を大きくすれば、受圧面積を大きくできる
ため、摺動面圧を小さくでき、効果的である。それに対
して近隣摺動部１６４においては、シリンダボアから大
きな反力を受けることがないため、受圧面積を大きくす
る必要はない。このようにすれば、ピストンの重量を軽
減しつつ、耐久性を向上させることができる。なお、近
隣摺動部１６４を設けることは不可欠ではなく、本体部
１２８と首部８０とを連結する連結部の途中に遠隔摺動
部１６２を設けることもできる。また、遠隔摺動部各々
の断面形状は問わない。さらに、本体部１２８の形状
は、上記実施形態におけるそれに限らず、他の形状とす
ることもできる。例えば、軸方向の中間部に小径部を設
けてもよい。中間部に小径部を設けても、両端部におい
てシリンダボア１２に気密に摺動させられれば、冷媒ガ
スを良好に圧縮することができる。

【００２０】また、斜板式圧縮機の構造は、上記実施形
態における場合のそれに限らず、他の構造のものとする
ことができる。例えば、電磁制御弁１００は不可欠では
なく、クランク室５６の圧力と吸気室２４の圧力との差
圧に基づいて開閉させられる開閉弁を設けることもでき
る。いずれにしても、クランク室９６の圧力が低いと斜
板６０の傾角が小さくなり、吐出容量が大きくなる。そ
の他、いちいち例示しないが、本発明は、前述の〔発明
が解決しようとする課題，解決手段および効果〕の欄に
記載の態様に限らず、他の態様で実施することもでき
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の正面
断面図である。

【図２】上記斜板圧縮機に含まれるピストンを表す斜視
図である。

【図３】上記ピストンの断面図である。

【図４】上記ピストンの背面図である。

【図５】上記ピストンの形状とコーティングの剥がれと
の関係を示すグラフである。

【図６】本発明の別の一実施形態である斜板式圧縮機に
含まれるピストンの背面図である。

【図７】本発明のさらに別の一実施形態である斜板式圧
縮機に含まれるピストンの背面図である。

【図８】本発明のさらに別の一実施形態である斜板式圧
縮機に含まれるピストンの背面図である。

【図９】本発明のさらに別の一実施形態である斜板式圧
縮機に含まれるピストンの背面図である。

【図１０】斜板圧縮機においてピストンが傾いた状態を
示す一部断面正面図である。

【符号の説明】 １０ シリンダブロック １２ シリンダボア １４，１４８，１５１，１５８，１６０ ピストン ５０ 回転駆動軸 ６０ 斜板 ８０ 首部 ８２ 頭部 １３０ 外周側摺動部 １３２ 内周側摺動部 １４０，１５０，１５２，１５９，１６２ 遠隔摺動部 １４２，１６４ 近隣摺動部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福嶋 茂男 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） 3H076 AA06 BB26 CC31

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のシリンダボアが一円周上に形成され
   たシリンダブロックと、 前記一円周の中心線上に配設された回転駆動軸と、 その回転駆動軸により回転駆動される斜板と、 前記シリンダボアに摺動可能に嵌合される頭部と、前記
   斜板と係合させられる首部とを備えた片頭式のピストン
   とを含み、回転駆動軸の回転につれて斜板によりピスト
   ンが往復動させられる斜板式圧縮機であって、 前記ピストンの頭部が、 断面形状が円形の本体部と、 その本体部より前記首部側にそれぞれ設けられ、前記シ
   リンダボアの内周面のシリンダブロック外周側の部分上
   を摺動する外周側摺動部およびシリンダブロック内周側
   の部分上を摺動する内周側摺動部とを備えるとともに、
   前記本体部の頂面から内周側摺動部の首部側の端までの
   距離が外周側摺動部の対応する距離より大きく、かつ、
   内周側摺動部が、前記頂面からピストン全長の４０％以
   上の距離離れた位置に、中心角が１２０°以下で、軸方
   向の長さがピストン全長の５％以上である遠隔摺動部を
   有することを特徴とする斜板式圧縮機。
2. 【請求項２】前記遠隔摺動部の中心角が１００°以下で
   あることを特徴とする請求項１に記載の斜板式圧縮機。
3. 【請求項３】前記遠隔摺動部の軸方向の長さが、前記ピ
   ストン全長の８％以上であることを特徴とする請求項１
   または２に記載の斜板式圧縮機。