JP3829607B2

JP3829607B2 - 揺動ピストン形圧縮機およびそのピストンの製造方法

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Publication number: JP3829607B2
Application number: JP2000274984A
Authority: JP
Inventors: 敏夫山中; 幸雄前田; 和弥加藤; 史隆西岡; 信雄阿部; 稔舘野; 辰雄堀江
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-09-06
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2020-09-06
Also published as: CN100402860C; US20020028152A1; MY119972A; JP2002081384A; CN1341811A; US6478558B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に空調装置または冷凍装置に使用される揺動ピストン形圧縮機に関わり、特にシリンダ室を吸入室と圧縮室に仕切るための平板状ブレードを円筒部に突き出すように一体的に形成したピストンのブレードを効率的に加工する形状を備える揺動ピストン形圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一対の平行面を加工する技術として特開平０７−１０８４４５号公報に開示されるように対向する一対２枚の砥石により被加工物を研削する両頭研削加工法が知られている。本加工法を図１２によって詳しく説明する。
【０００３】
図１２において、対向して回転する２枚の砥石５０ａ、５０ｂの間に被加工物を移動させるキャリア６０が通過している。図１２において、被加工物は円筒状リング５５である。キャリア６０が砥石５０ａ、５０ｂ内に入る前、例えばＡ点においてキャリア６０に設けられた挿入部６０ａにリング５５が挿入され、キャリア６０の回転とともにリング５５が砥石５０ａ、５０ｂの間を通過して加工を完了する。加工が完了したリング５５はキャリア６０が砥石５０ａ、５０ｂの間を通過した後、例えばＢ点において排出される。本構成の両頭研削加工法においては、リング５５の円環状両端面が砥石５０ａ、５０ｂの成す幅の寸法で、平行度、平面度を良好に加工できる特徴がある。本加工方式は短時間で、かつ連続的に平行な平面を研削できる特徴もあり、平行な平面を大量生産する手法として円筒の端面あるいは平板の側面等の加工に活用されている。
【０００４】
また、特開平８−２４７０６４号公報に円筒体に平板状ブレードを一体的に形成したピストンの形状が開示されているが、従来のピストンのブレードにおいては、ブレードの径方向の先端部分が平坦であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術である両頭研削加工法を用いて、平板状のブレードを円筒部に一体的に突き出すように形成したピストンの平板状ブレードの側面を加工する場合以下のような問題点がある。
【０００６】
従来の両頭研削加工法において考慮されていた事項は、加工する２面間の幅、平行度、および各面の平面度、表面粗さである。キャリアの中で被加工物は加工が進行する方向には拘束されておらず、相対する２枚の砥石それぞれが加工する量は強制的に制御していない。
【０００７】
被加工物に２枚の砥石が形成する間隙の中へ送り込む力を作用させ、被加工物が移動する過程で、被加工物の２面が加工される。本加工法では、加工が完了した結果、被加工物に所望の幅を得るよう砥石の間隔を制御している。よって、加工される２面それぞれの加工量は砥石の性状により変動するが、これを別個に制御する手段は備えていなかった。
【０００８】
上述のように従来の両頭加工法はチャック等により強制的に被加工物を把持して加工を行なう方法ではないため、部材を構成する他要素との相対的な位置に関する精度を得る配慮は通例なされていなかった。
【０００９】
このような加工法の特性から、ピストンのブレード側面に両頭研削加工を施す場合、円筒部との位置に関係する精度を得ることが困難であった。例えば、ブレード両側面の径方向中心線が円筒部の中心を通過するように加工する要求に対して本加工法は対応することが困難であった。すなわち、ブレード両側面の径方向中心線が円筒部の中心を通過するように加工を制御する場合、ブレードの側面各々で加工量を円筒部基準で変動させる必要が生じるが、従来の両頭研削加工法は各面の加工量を別個に制御できずこの要求に対応することが不可能であった。
【００１０】
また、従来のピストンのブレードにおいては、ブレードの径方向の先端部分が平坦であり、ブレードを把持して位置を決定する場合、加工するブレードの側面以外に位置を決められる部分が存在しなかった。よって、従来のピストンのブレードにおいては、ブレード側面を加工するにあたって、基準となり、かつ位置を拘束できる部分が加工するブレード側面自身以外に存在しない形状であった。すなわち、従来のブレードの形状では、ブレードの側面以外の部分を治具で拘束した状態でブレード側面を加工することが困難であった。
【００１１】
そこで、従来のピストンのブレード側面を加工するに際しては、２面あるブレード側面の一方を基準としてもう一方に取り代を残した状態に加工し、次いで反転して加工を行ない、この片側ずつ交互に加工する作業を繰り返して、ブレード自身の幅寸法と円筒部との位置の精度を得るのが通例で、非常に能率の悪い作業であった。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題点に着目し、効率的に平行な平面を加工できる両頭研削法でブレードを加工できる形状のピストンを具備する揺動ピストン形圧縮機とブレードの加工法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため本発明は成されている。
【００１４】
前記目的を達成する第一の揺動ピストン形圧縮機の構成は、
中空のシリンダ室を有するシリンダと、該シリンダ室内に収納され、前記シリンダに揺動可能で、半径方向に摺動可能に支持され、シリンダ室を吸入室と圧縮室に仕切るための平板状ブレードを一体的に形成したピストンと、該ピストンに挿入され該ピストンを前記シリンダ室内で公転運動させるクランク軸と、該クランク軸を支持し、前記シリンダの両端開口部を閉塞する端板とを備え、前記ピストンのブレードの径方向端面において該ピストンの軸心と相対的に位置を決める基準となるくぼみあるいは突起を形成したことを特徴とするものである。
【００１５】
前記目的を達成する第二の揺動ピストン形圧縮機の構成は、
第一の揺動ピストン形圧縮機の構成において、前記ピストンのブレードに形成したくぼみは、ピストンの軸心に直角な断面の形状が該軸心に向って幅が狭くなるテーパを形成し、該テーパ部の対称軸の延長線が円筒部の概略中心を通過する溝であるピストンを具備することを特徴とするものである。
【００１６】
前記目的を達成する第三の揺動ピストン形圧縮機の構成は、
第一または第二の揺動ピストン形圧縮機の構成において、前記ピストンは、素材が金型で成形される焼結合金で成り、前記くぼみあるいは突起を金型により成形したことを特徴とするものである。
【００１７】
また、前記目的を達成するための第一の加工法は
平板状のブレードを一体的に突き出すように形成したピストンの平板状ブレードの側面を加工する方法であって、平板状ブレードの径方向端面に該ピストンの軸心と相対的に位置を決める基準となるくぼみあるいは突起を形成した後、該ピストンの内径あるは外径を支持するとともに該基準に該ブレードの径方向より支持部材を挿嵌して支持した状態で、対向する円環状研削面を具備する２枚の砥石により、該ブレードに２面備わる側面を研削加工することを特徴とするものである。
【００１８】
前記目的を達成するための第二の加工法は
前記第一の加工法において、前記２枚の砥石の成す間隙を前記ブレードの該両頭研削前の幅よりも広くした後、該２枚の砥石の加工部位に該ブレードを移動し、次いで、該２枚の砥石の間隙を狭めながら、該ブレードに２面ある側面を加工することを特徴とするものである。
【００１９】
前記目的を達成するための第三の加工法は
前記第一の加工法又は前記第二の加工法において、対向する円環状研削面を具備する２枚の砥石の回転軸心に傾斜角を与え、該２枚の砥石間隔が最も狭くなる部分で該傾斜角の中線に平行な部分を得るような砥石形状とし、前記の平行に形成された該２枚の砥石が形成する間隙の中心線が、前記ピストンのブレードに形成した溝と円筒部の中心を通過する線と一致する該砥石と該ピストンの配置とし、該２枚の砥石が形成する間隙を該ピストンのブレードを往復運動あるいは繰り返し１方向に通過させるとともに、前記砥石の間隙を順次狭めながらブレードを加工することを特徴とするものである。
【００２０】
前記目的を達成するための第四の加工法は
前記第一の加工法又は前記第二の加工法又は前記第三の加工法において、対向配置された砥石の径方向に、ピストンのブレードを往復運動させるオシレーション動作を付加し、加工することを特徴とするものである。
【００２１】
前記目的を達成するための第五の加工法は
前記第一の加工法又は前記第二の加工法又は前記第三の加工法又は前記第四の加工法において、ピストンの素材を金型で成形する焼結合金により製作し、該金型による成形において前記基準となる前記くぼみあるいは突起を前記ブレードの径方向端面に形成し、以後、該ブレードの側面に両頭研削を施すことを特徴とするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明に係わる揺動ピストン形圧縮機の実施の形態について図１ないし図１１を用いて説明する。図１は、本発明に係わる揺動ピストン形圧縮機の一実施の形態を示す部分断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面を鳥瞰図で示した説明図である。
【００２３】
揺動ピストン形圧縮機は、密閉容器であるケース２１内に、固定子２２ａおよび回転子２２ｂから構成されたモータ部２２と、該モータ部２２によって回転駆動される圧縮機構部２０とを収納して構成される。圧縮機構部２０は、ケース２１に固定された主軸受２３、シリンダ１１、副軸受け２４およびピストン１が主な構成要素となっている。シリンダ１１は、主軸受け２３と副軸受け２４とでシリンダ１１の両端開口を閉塞し、低圧室（吸入室）１６と高圧室（圧縮室）１７とからなる作動室を形成する。そして、ピストン１の円筒部２は、回転子２２ｂに固定されたクランク軸１２の偏心部１２ａに回転自在に嵌合される。さらに、ピストン１の円筒部２においては、外周の一箇所にブレード（平板状突起）３を一体的に形成している。このブレード（平板状突起）３はシリンダ１１に対してシュー１３によって揺動可能で、かつ半径方向に摺動自在に支持されており、シリンダ１１内を低圧室（吸入室）１６と高圧室（圧縮室）１７とに仕切る役目をする。従って、ピストン１は、シリンダ室内において、ブレード３によって回転止めされた状態で、偏心部１２ａの偏心回転運動によって公転運動が行われ、吸入作用と圧縮作用が繰り返されることになる。
【００２４】
即ち、圧縮機構部２０において、シリンダ１１内に、ブレード３を円筒部２に一体的に形成したピストン１が組み込まれているため、ピストン１は、モータ部２２に直結したクランク軸１２の偏心部１２ａの偏心回転により、ブレード３で回転止めされた状態で、シリンダ１１の内面１１ａに対して公転運動が行われる。シリンダ１１の内部は、ピストン１のブレード３とシール部１８によって低圧室（吸入室）１６と高圧室（圧縮室）１７とに仕切られており、吸入口１４より吸い込まれた作動流体（冷媒ガス）は、ピストン１の公転運動によって圧縮されて吐出口１５より冷凍サイクル（図示せず）に供給される。なお、２５は副軸受け２４に形成された吐出口１５につながる吐出パイプを示し、２６は副軸受け２４に形成された吸入口１４と直接つながる吸入パイプを示す。従って、吸入パイプ２６により吸入室１６内に吸入された作動流体は圧縮され、圧縮された作動流体は、吐出口１５から吐出弁（図示せず）を通って副軸受け２４内の吐出室（図示せず）に入り、その後ケース２１内に吐出され、吐出パイプ２５より外部の冷凍サイクル（図示せず）に吐出される。
【００２５】
本例はシリンダ１１、ピストン１、シュー１３が一対の１気筒式圧縮機であるが、気筒数が例えば２気筒のように増加しても同様である。
【００２６】
以上に述べた構成で揺動ピストン形圧縮機は機能を果たす。
【００２７】
高圧室（圧縮室）１７内で圧縮した作動流体は吐出口１５より排出することが圧縮機としての機能であり、その他の部分に作動流体を漏出することは圧縮機の体積効率を低下させる要因となる。このため、低圧室（吸入室）１６と高圧室(圧縮室)１７の間を分離し、かつ摺動部分となっている角構成部材間は作動流体の漏出を抑制し、かつ相対的に運動する必要があるため0.03mm以下の微小な間隙を形成している。即ち、シリンダ１１とシュー１３の間には相対的に揺動運動が可能であるが、作動流体を漏出させないため微小な間隙が形成されている。また、ピストン１と主軸受け２３の端面の間、ピストン１と副軸受け２４の端面の間、ピストン１の外径とシリンダ１１の内径の間、シュー１３と主軸受け２３と副軸受け２４の端面の間においても同様に微小な間隙が形成されている。このような機能上の必要性から、摺動部材間に微小な間隙を形成するため、各部材は高精度に製作されている。
【００２８】
ピストン１に着目すると、クランク軸１２の回転によってブレード３は２個のシュー１３で形成される溝の中で揺動運動と往復運動が合成された運動を行なう。微小な間隙を維持しながら運動を行なうためにブレード３にはその側面３ａ、３ｂの各々の平面度、幅寸法を高精度に製作することが要求される。また、側面３ａ、３ｂと円筒部２の軸心は平行に製作されることが要求される。
【００２９】
ここで、図４は図１におけるＡ−Ａ矢視の断面図であるが、ピストン１の円筒部２が最もシュー１３に接近する位置に存在する状態を示している。図４に示すピストン１の位置において、ブレード３がシュー１３内に納まるためには、ブレード３の側面３ａ、３ｂの中心線Ｌは、ピストン１の円筒部２の中心Ｏの近傍を通過することが必要となっている。
【００３０】
図４は上述した要求があることに鑑み考案したピストン１の一例を鳥瞰図で示すした説明図である。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、本例では、ブレード３の径方向端面４に位置の基準として溝４を形成している。この溝４は、円筒部２の軸心Ｍと平行に形成されている。この溝４の中心と円筒部２の中心を結んだ直線Ｎに対して、側面３ａ、側面３ｂは距離が均等となるように構成されている。溝４は２面のテーパ面４ａ、４ｂにより形成され、テーパ面４ａ、４ｂの成す角度を２分する中線が円筒部２の中心近傍を通過する構成となっている。
【００３２】
即ち、溝４と円筒部２を結んだ直線をブレード３と円筒部２を関連形態として製作あるいは評価する際の位置の精度基準としており、後述するように、ピストンの生産効率向上に有効である。
【００３３】
本例では位置の基準としての機能を発揮する形状をテーパ面４ａ、４ｂを具備する溝４によって、例を示したが、この他に図４（ｂ）に示すように、矩形断面の溝４ｃであったり、円弧形状断面、Ｕ字形状断面の溝等でも同様の目的を果たすことは可能である。あるいは、図４（ｃ）に示すように、円弧形状断面、あるいはＵ字形状断面のくぼみ４ｄでも目的を果たすことは可能である。また、円錐形、円筒形、角柱形、半円球形等でブレード３の位置を決定できるくぼみでも同等の機能を果たす。さらに、図４の例と逆に、ブレード３の径方向端面から突出した形状でも良い。しかし、中心を決定する目的からテーパ面３ａ、３ｂによって構成された溝が、製作上、精度測定上最も簡易であり、生産の効率を向上させる目的に合致した形状である。
【００３４】
また、ピストン１を製作する素材を金型(図示せず)で成形する焼結材料とした場合、この溝４は金型(図示せず)による成形で製作することが可能である。焼結合金は原料となる金属粉末を金型(図示せず)内に充填し、これを圧縮成形した後に金型(図示せず)より取り出し、成形した金属粉末が完全に溶融しないが拡散接合する温度に昇温して成形体を得る手法である。金型(図示せず)に溝と反対の形状を成形しておくことで、焼結金属で製作したピストン１に溝４を成形することができる。この方法でブレード３に溝４を成形することで効率的に安価に製作が可能となる。
【００３５】
図５は溝４の機能を説明する平面図および説明図である。ピストン１の円筒部２の中心は外径の３点例えば、△記号で示したＡ，Ｂ，Ｃを拘束することによって決定することができる。一方、ブレード３の円筒２に対する位置は、溝４のテーパ面３ａ、３ｂを拘束することで決定できる。
【００３６】
より具体的には、図６（ｂ）に示すように、Ｖ字形断面の受台４２にピストン１の円筒部２を搭載し、Ｖ字形断面の受台４２に相対する方向かブロック４３で円筒部２を拘束し、さらにテーパ面４ａ、４ｂを転写した形状のサポータ４１を溝４に挿入する。この溝４を拘束するサポータ４１の中心線Ｓが円筒部２の軸心Ｍを通過する配置としておくことで、円筒部２とブレード３の拘束が可能である。このように、ピストン１のブレード３を加工する前に溝４を成形し、上述した円筒部２とブレード３の位置決定手法によりブレード３を拘束すると、ブレード３の側面３ａ、３ｂの加工に必要な位置を設定することが可能で、また前述した位置を拘束したままでブレード３の側面３ａ、３ｂを両面同時に加工が可能である。
【００３７】
続いて、本発明に係わり、ブレードの側面を両頭研削により加工する方法について図６ないし図１１を用いて説明する。
【００３８】
図６は両頭研削装置によってピストンの加工を行なう状況を示した説明図である。ピストン１は治具３１によって把持され、治具３１はインデックステーブル３２に係止されている。インデックステーブル３２はベース３３に搭載されており、ベース３３にはコラム３４が備えられている。加工を行なう下砥石３６ａは、下砥石３６ａを回転する回転駆動軸(図示せず)とともに、上下方向の位置を定める第一上下軸３７ａに配置されている。また、加工を行なうもう一方の上砥石３６ｂも、同様に回転駆動軸(図示せず)とともに、上下方向の位置を定める第二上下軸３７ｂに配置されている。
【００３９】
このような構成のもとで、インデックステーブル３２を回動させ、ピストン１のブレード３を下砥石３６ａ、上砥石３６ｂが形成する間隙に送り込むことによって、ブレード３の側面の加工が行なわれる。ここでは、下砥石３６ａ、上砥石３６ｂの間隙をブレード３が通過する過程で、ブレード３の両側面が同時に除去されて、ブレードは所望の寸法に成形される。ピストン１の軸心に対するブレード３の位置は、下砥石３６ａ、上砥石３６ｂの位置を第一上下軸３７ａ、第二上下軸３７ｂによって移動することで調整することが可能である。また、ブレード３の幅も位置を第一上下軸３７ａ、第二上下軸３７ｂによって調整が可能である。ブレード３の中心をピストン１の中心に合致させる場合、下砥石３６ａと上砥石３６ｂが成す間隙の中心線がピストン１の中心を通過するように第一上下軸３７ａ、第二上下軸３７ｂを調整すれば良い。
【００４０】
上記の内容を、以下でさらに詳細に述べる。
【００４１】
図７は図６における治具３１と２枚の砥石３６ａ、３６ｂの配置を拡大した説明図である。まずピストン１を治具３１に搭載する方法を説明する。
【００４２】
ピストン１はブレード３の溝４を、治具３１のサポータ３１ｃに挿嵌し、次いで、円筒部２を治具３１の受台３１ａに搭載する。その後、径方向クランパ３１ｂをピストン１が回動可能な範囲の力で円筒部２に押し付け、軸方向クランパ３１ｄを、同様にピストン１が回動可能な範囲の力で円筒部２の端面に押し付ける。この状態でサポータ３１ｃをピストン１の軸心方向に移動させ、サポータの先端によってブレード３の溝４の位置を決定する。
【００４３】
上述の過程で、サポータ３１ｃを溝４に強力に押し付けると、ブレード３が変形するので、サポータ３１ｃはブレード３の位置が決定できる最小限の力で押しつけることが望ましい。サポータ３１ｃによってブレード３の位置が決定された状態で、軸方向クランパ３１ｄの押し付け力を強化する。以上に説明した手順で、ピストン１の治具３１への装着は完了する。
【００４４】
ここでは、ピストン１の円筒部２の外径を基準にブレードを位置決めする治具の構成で説明したが、円筒部２の内径を基準とする治具も構成することは可能である。内径を基準とする場合、内径を把持することになり、治具が複雑にはなるが、ピストンの機能上あるいは製作の工程上、内径を基準にブレードを加工する場合は、内径を基準にすることが可能である。内径を基準にブレード３を加工する例を本願は妨げない。
【００４５】
続いて、インデックステーブル３２を矢印ｃの方向に回動させ、治具３１に装着されたピストン１のブレード３を回転する２枚の砥石３６ａ、３６ｂの間に送り込む。ここで、砥石３６ａ、３６ｂの成す間隙は、ブレード３が求められる寸法に加工されるように調整されている。また、下砥石３６ａと上砥石３６ｂの位置は、それぞれが成す間隙の中心が、加工後に求められるブレード３の中心に一致するように第一上下軸と第二上下軸を調整している。このようなピストン１と砥石３６ａ、３６ｂの関係で、ピストン１の回動を継続して、ピストン１のブレード３が砥石から離脱するまで回動させると、ブレード３の側面の加工は完了する。
【００４６】
上記に説明したように、本例に示したように、ブレード３に溝４を設け、この溝４を位置の基準として把持する治具を用いると、位置を拘束した状態でブレード３の両側面を両頭研削加工で加工することが可能となる。
【００４７】
この加工が進行する過程では、ブレード３の中心が期待する位置になるよう砥石３６ａ、３６ｂの位置を制御している。よって、下砥石３６ａと３６ｂが加工する量は、素材によって変動する。
【００４８】
例えば、図８に示すように、加工前の状態により、下砥石３６ａが加工する量が多くなる場合がある。図８は、ブレード３と、下砥石３６ａ、上砥石３６ｂの加工方向の位置関係を示した例であるが、この例では、下砥石３６ａが加工する量αはｍ上砥石３６ｂが加工する量βに対して大きくなっている。
【００４９】
逆に、上砥石３６ｂが加工する量が多くなる場合もある。このように、上下の砥石に加工量のアンバランスが発生した場合、加工量の多い側の加工抵抗が増大し、ブレードを回動させる方向に力が発生する。サポータ３１ｃがない場合、加工中にピストンが回動する現象が発生し、加工面に段差が発生する障害が発生するが、サポータ３１ｃによって加工中のブレード３の位置を保持するため、本障害の発生を防止できる。また、加工中にピストンが回動しないまでも、加工抵抗のアンバランスによって、ブレード３は加工量が少ない方向に曲げ変形させる力を受けながら加工が進行する。この、曲げ変形させる力による変形をサポータ３１ｃは減少させることが可能である。
【００５０】
また、位置決めの溝４がない場合、治具３１に装着する前にあらかじめブレード側面を用いて位置決めした状態で、治具３１によりクランプして加工することになるが、治具以外の部分で位置を決めることによる誤差と、治具に装着する時に微小ながら位置ずれが生じることから、位置決めの精度が劣化する。よって、サポータ３１ｃはブレード３の位置を決める精度を良好にするためにも効果があえる。さらに、サポータ３１ｃを用いない場合、加工中にピストン１が動かないように、軸方向クランパ３１ａ、あるいは径方向クランパ３１ｄによって強固にクランプする必要があるが、これは、ピストン１に把持変形を与える原因になる。よって、サポータ３１ｃは治具による把持変形を縮少する目的でも効果がある。
【００５１】
以上では、下砥石３６ａと上砥石３６ｂの成す間隙を、ブレード３が１回通過する例で説明した。さらに、加工精度を良好にする場合は、以下の加工方法を採用することが望ましい。図９によって、この内容を説明する。
【００５２】
ブレード３に接触しないように下砥石３６ａと上砥石３６ｂの間隔γを広げた状態で、インデクステーブル３２を回動して砥石３６ａと砥石３６ｂの成す間隙内にブレード３を挿入する。その後、第一上下軸と第二上下軸によって徐々に間隙γを狭めながら、加工を進行させる。この場合、加工前の素材の状態によって、砥石３６ａと砥石３６ｂどちらかが先に加工を開始するが、下砥石３６ａと上砥石３６ｂの移動速度を同一に制御すれば、最終的には、下砥石３６ａと上砥石３６ｂの加工量が均一になり、加工量をバランスさせることが可能で、よって加工中の変形が縮少でき、加工精度を向上させやすい。ここでも、サポータ３１ｃは、砥石３６ａと砥石３６ｂのどちらか一方が加工する状態で発生する、ピストンを回動させる力に抗する役割を発揮させることが可能である。
【００５３】
さらに、加工抵抗を縮少して加工精度を向上させる手法を図１０を用いて説明する。図１０（ａ）においては、下砥石３６ａと上砥石３６ｂの回転軸心に、互いに傾斜角δを設定している。下砥石３６ａと上砥石３６ｂの間隔が狭くなった位置を通過するように、かつ下砥石３６ａと上砥石３６ｂにインデクステーブル３２の回動する平面に平行な部分が生じるように、砥石をダイヤモンドドレッサ(図示せず)等によって成形する。すなわち、図１０（ｂ）に示すように下砥石３６ａと上砥石３６ｂの加工面をそれぞれ傘形に成形する。このようにすると、下砥石３６ａと上砥石３６ｂの最も間隔が狭くなる部分は、面ではなく、線分となる。この線分で挟まれた間でブレードを加工することにより、接触部分が面ではなく、概略線状となるため、加工による抵抗を低減でき加工精度を向上させるのに有効である。
【００５４】
さらには、図１１の説明図に示すように下砥石３６ａと上砥石３６ｂの間で、ブレード３をインデクステーブルによって正逆反転運動させるオシレーション動作を付加することにより精度向上が可能である。本オシレーション動作は、図９および図１０を用いて説明した加工法に適用が可能である。
【００５５】
また、ピストン１を金型で成形される焼結合金により素材を製作し、位置基準４を素材の成形に際して金型で形成した後に両頭研削によってブレード３を研削する加工法は、位置基準４を機械加工によらず設定することが可能であり、生産性向上に寄与できる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、ピストンのブレードに位置の基準となる溝、くぼみあるいは突起を形成することによって、ブレードの位置を拘束した状態でブレードの両側面を両頭研削加工法によって同時の加工することが可能となる。この両頭研削加工法の適用を可能にすることは、短時間で高精度な加工が可能となることを意味しており、ピストンの生産能率を向上させることにつながる。このようなピストンを備えることで、低廉な揺動ピストン形圧縮機を提供することが可能となる。
【００５７】
また、ピストンを金型で成形される焼結合金により素材を製作し、ブレードの溝を素材の成形に際して金型で形成することによって、溝を切削あるいは研削などの機械加工により素材製作後に形成する必要がなく、さらにピストンの加工能率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる揺動ピストン形圧縮機の一実施の形態を示す部分断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面を鳥瞰図で示した説明図である。
【図３】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】ピストンの形状を示す説明図である。
【図５】ピストンの位置を拘束する手段を示した説明図である。
【図６】ピストンの両頭研削加工法を示した説明図である。
【図７】図６の加工点付近を拡大して示した説明図である。
【図８】加工量のアンバランスを示す説明図である。
【図９】ピストンの両頭研削加工法を示す説明図である。
【図１０】砥石を傾斜させて加工する方法を示した説明図である。
【図１１】オシレーション方法を示す説明図である。
【図１２】従来の両頭研削加工法を示す説明図である。
【符号の説明】
１…ピストン、２…円筒部、３…ブレード、４…溝、５…端面、11…シリンダ、12…クランクシャフト、13…シュー、14…吸入口、15…吐出口、16…低圧室、17…高圧室、18…シール部、20…圧縮機構部、21…ケース、22…モータ、23…上軸受け、24…下軸受け、25…吐出口、26…吸気口。

Claims

中空のシリンダ室を有するシリンダと、該シリンダ室内に収納され、前記シリンダに揺動可能で、半径方向に摺動可能に支持され、シリンダ室を吸入室と圧縮室に仕切るための平板状ブレードを一体的に形成したピストンと、該ピストンに挿入され該ピストンを前記シリンダ室内で公転運動させるクランク軸と、該クランク軸を支持し、前記シリンダの両端開口部を閉塞する端板とを備え、前記ピストンのブレードの径方向端面において該ピストンの軸心と相対的に位置を決める基準となるくぼみあるいは突起を形成したことを特徴とする揺動ピストン形圧縮機。
前記ピストンのブレードに形成したくぼみは、ピストンの軸心に直角な断面の形状が該軸心に向って幅が狭くなるテーパを形成し、該テーパ部の対称軸の延長線が円筒部の概略中心を通過する溝であるピストンを具備することを特徴とする請求項１記載の揺動ピストン形圧縮機。
前記ピストンは、素材が金型で成形される焼結合金で成り、前記くぼみあるいは突起を金型により成形したことを特徴とする、請求項１に記載の揺動ピストン形圧縮機。
平板状のブレードを一体的に突き出すように形成したピストンの平板状ブレードの側面を加工する揺動ピストンの製造方法であって、平板状ブレードの径方向端面に該ピストンの軸心と相対的に位置を決める基準となるくぼみあるいは突起を形成した後、該ピストンの内径あるは外径を支持するとともに該基準に該ブレードの径方向より支持部材を挿嵌して支持した状態で、対向する円環状研削面を具備する２枚の砥石により、該ブレードに２面備わる側面を研削加工することを特徴とする揺動ピストンの製造方法。
請求項４に記載の揺動ピストンの製造方法において、前記２枚の砥石の成す間隙を前記ブレードの該両頭研削前の幅よりも広くした後、該２枚の砥石の加工部位に該ブレードを移動し、該２枚の砥石の間隙を狭めながら、該ブレードに２面ある側面を加工することを特徴とする揺動ピストンの製造方法。
請求項４又は５のいずれかに記載の揺動ピストンの製造方法において、対向する円環状研削面を具備する２枚の砥石の回転軸心に傾斜角を与え、該２枚の砥石間隔が最も狭くなる部分で該傾斜角の中線に平行な部分を得るような砥石形状とし、前記の平行に形成された該２枚の砥石が形成する間隙の中心線が、前記ピストンのブレードに形成した溝と円筒部の中心を通過する線と一致する該砥石と該ピストンの配置とし、該２枚の砥石が形成する間隙を該ピストンのブレードを往復運動あるいは繰り返し１方向に通過させるとともに、前記砥石の間隙を順次狭めながらブレードを加工することを特徴とする揺動ピストンの製造方法。
請求項４乃至６のいずれかに記載の揺動ピストンの製造方法であって、対向配置された砥石の径方向に、ピストンのブレードを往復運動させるオシレーション動作を付加し、加工することを特徴とする揺動ピストンの製造方法。
請求項４乃至７のいずれかに記載の揺動ピストンの製造方法であって、ピストンの素材を金型で成形する焼結合金により製作し、該金型による成形において前記基準となる前記くぼみあるいは突起を前記ブレードの径方向端面に形成し、以後、該ブレードの側面に両頭研削を施すことを特徴とする揺動ピストンの製造方法。