JP2002202057A - ピストン取付構造及び往復動圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はピストンピンを軸承する軸受部の潤
滑性を確保しつつ、メンテナンスが容易に行えると共
に、軸受部の信頼性を高めることを課題とする。 【解決手段】 往復動圧縮機１０のピストン１１は、自
己潤滑性を有する樹脂材により一体成形されている。ピ
ストンピン２４は、ピストン１１の挿通孔１１ａ，１１
ｂに殆ど隙間のない状態で挿入されている。そのため、
ピストンピン２４は、両端部２４ａ，２４ｂがピストン
１１の挿通孔１１ａ，１１ｂに対してがたつきのない状
態で嵌合されて軸承されている。また、ピストンピン２
４の中間部分は、固定用ねじ２５の締め付けにより連接
棒２３に固定されており、且つピストン１１が自己潤滑
性を有する樹脂材により成形されているので、挿通孔１
１ａ，１１ｂに挿入された両端部２４ａ，２４ｂが円滑
に回転できるように支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はピストンと連接棒の
小端部とをピストンピンを介して連結するよう構成され
たピストン取付構造及び往復動圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】ピストンと連接棒の小端部とをピストン
ピンを介して連結するよう構成されたピストン取付構造
を有する往復動圧縮機では、例えば、図５に示されるよ
うに、シリンダ１の上部にパッキン２を介して空気弁座
３が設けられ、その上にシリンダヘッド４が取り付けら
れている。

【０００３】シリンダ１内には、ピストン５が摺動可能
に挿入されており、ピストン５の外周には、シリンダ１
内を摺動するライダリング５ａが嵌合しており、ピスト
ン５がシリンダ１の内壁に接触しないようになってい
る。また、ピストン５の外周には、シリンダ１の内壁と
の間で空気漏れが生じないようにシリンダ１内を摺動す
るピストンリング５ｂが嵌合されている。

【０００４】さらに、ピストン５は、ピストンピン６を
介して連接棒７の小端部７ａに連結されている。ピスト
ンピン６は、両端部がピストン５の連通孔５ｃ，５ｄに
挿通されると共に、中央部分が連接棒８の小端部８ａに
設けられたニードルベアリング９に挿通されて回転自在
に軸承されている。また、ニードルベアリング９には、
潤滑剤としてのグリースが充填されており、ニードルベ
アリング９の両端には、グリースの漏れ防止及び防塵の
ためのオイルシール９ａが設けられている。

【０００５】ピストンピン６の両端部は、固定用ねじ６
ａの締め付けによりピストン５の連通孔５ｃ，５ｄに固
定されている。そのため、ピストンピン６は、連接棒８
の揺動によりピストン５が往復運動すると共に、ニード
ルベアリング９内を回動する。

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来は、上
記のようにピストンピン６の両端部がピストン５の連通
孔５ｃ，５ｄに固定された状態で、ニードルベアリング
９内を回動可能に挿通されているため、ニードルベアリ
ング９が磨耗したり、加工精度のばらつきによりピスト
ンピン６の外径とのクリアランスが規定以上に大きい場
合、ピストンピン６がニードルベアリング９内で振動し
て騒音が増加するという問題があった。

【０００６】また、従来は、ピストンピン６をニードル
ベアリング９内に挿通する構成であるので、製造コスト
が高価になり、組み立て作業にも手間がかかるばかり
か、ニードルベアリング９に塗布されたグリスが消耗し
てニードルベアリング９が磨耗したときには、ニードル
ベアリング９の交換が必要になるという問題もある。特
に往復動圧縮機においては、圧縮機の寿命がニードルベ
アリング９の寿命によって左右されるため、ニードルベ
アリング９及びピストンピン６の加工精度を管理する必
要があった。

【０００７】特に、ニードルベアリング９は、負荷容量
を確保するためにシェル型を用いることが多い。このシ
ェル型ニードルベアリングの場合、内接円径をコントロ
ールすることが難しく、一般的には、ピストンピンとの
クリアランスが大きくなってしまう。さらに、従来は、
ピストンピン６を軸承する支持点の距離（連接棒７の小
端部７ａの幅寸法）が小さいため、ピストンピン６が振
動しやすい構成になっていた。そこで、本発明は上記問
題を解決したピストン取付構造及び往復動圧縮機を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような特徴を有する。

【０００９】上記請求項１記載の発明は、ピストンピン
の中間部を連接棒の小端部に固定し、ピストンピンの両
端部がピストンの挿通孔内に回動可能に挿入される構成
であるため、従来必要とされていたニードルベアリング
を不要にして製造コストの低減、組み立て作業の作業効
率の向上を図ることができる。また、ニードルベアリン
グとピストンピンとの寸法精度を管理する必要が無くな
り、磨耗あるいは寸法のばらつきによる騒音の発生を無
くすことができる。

【００１０】上記請求項２記載の発明は、潤滑性を有す
る樹脂材によりピストンを成形し、ピストンピンの中間
部を連接棒の小端部に固定し、ピストンピンの両端部を
ピストンの挿通孔内に回動可能に挿入したものであり、
ピストンピンを軸承する軸受部分のニードルベアリング
等の軸受部材を不要にして製造コストの低減、組み立て
作業の作業効率の向上を図ることができる。また、ニー
ドルベアリングとピストンピンとの寸法精度を管理する
必要が無くなり、磨耗あるいは寸法のばらつきによる騒
音の発生を無くすことができる。

【００１１】上記請求項３記載の発明は、ピストンを金
属により形成し、ピストンピンが挿入される挿入孔内に
潤滑性を有する樹脂材からなる軸受部を設けたものであ
り、従来必要とされていたニードルベアリングを不要に
して製造コストの低減、組み立て作業の作業効率の向上
を図ることができる。

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の実施の
形態について説明する。図１は本発明になる往復動圧縮
機の一実施例の縦断面図である。また、図２は図１中Ａ
−Ａ線に沿う縦断面図である。図１及び図２に示される
ように、往復動圧縮機１０は、無給油式の圧縮機であ
り、ピストン１１が往復動するシリンダ１２と、吸込通
路及び吐出通路が設けられたシリンダヘッド１３と、吸
込弁及び吐出弁が設けられシリンダ１２とシリンダヘッ
ド１３との間に介在する弁座部材１４とを有する。

【００１２】また、シリンダ１２は、クランクケース１
５の上部に取り付けられており、クランクケース１５の
内部にはクランク軸１６が挿通された状態で回転可能に
軸承されている。

【００１３】クランク軸１６は、両端がクランクケース
１５の壁部に保持されたベアリング１７，１８により軸
承され、クランクアーム１９と、ベアリング１７，１８
に対し半径方向に偏心された偏心軸２０とを有する。ま
た、クランク軸１６の後端部２１は、クランクケース１
５の外部に突出し、駆動用プーリ（図示せず）が嵌合固
定されている。この駆動用プーリは、駆動用モータ（図
示せず）からの回転駆動力を伝達するためのベルト（図
示せず）が巻き掛けされている。

【００１４】クランク軸１６の偏心軸２０とピストン１
１との間は、連接棒２３を介して連結されている。連接
棒２３は、上方の小端部２３ａがピストン１１の内側で
横架されたピストンピン２４に嵌合され、下方の大端部
２３ｂがクランク軸１６の偏心軸２０に嵌合されてい
る。そのため、クランク軸１６が駆動用モータにより回
転駆動されると、連接棒２３は揺動しながらピストン１
１を往復運動させる。これにより、弁座部材１４に設け
られた吸込弁及び吐出弁が開弁動作又は閉弁動作して外
気の吸い込み工程、空気圧縮工程、空気吐出工程が順次
行われる。

【００１５】図３はピストン１１の内部を拡大して示す
縦断面図である。尚、図３において、前述した従来の構
成のものと同一部分には同一符号を付してその説明を省
略する。図３に示されるように、ピストン１１は、自己
潤滑性を有する樹脂材（例えば、ＰＴＦＥ：四フッ化エ
チレン樹脂、あるいは充填剤が充填されたフェノール樹
脂など）により一体成形されている。ピストンピン２４
は、金属製の円筒部材からなり、ピストン１１の挿通孔
１１ａ，１１ｂに殆ど隙間（クリアランス）のない状態
で挿入されている。

【００１６】そのため、ピストンピン２４は、両端部２
４ａ，２４ｂがピストン１１の挿通孔１１ａ，１１ｂに
対してがたつきのない状態で嵌合されて軸承されてい
る。また、連接棒２３の小端部２３ａのピストンピン挿
通孔２３ｃには、従来のようにニードルベアリングが設
けられていない。

【００１７】連接棒２３の小端部２３ａには、上下方向
に貫通してピストンピン挿通孔２３ｃに連通するねじ孔
２３ｄが設けられている。そして、ピストンピン挿通孔
２３ｃに挿通されたピストンピン２４の中間部２４ｃ
は、ねじ孔２３ｄに螺入された固定用ねじ２５により固
定される。

【００１８】このように、ピストンピン２４は、固定用
ねじ２５の締め付けにより連接棒２３に固定されてお
り、且つピストン１１が自己潤滑性を有する樹脂材によ
り成形されているので、挿通孔１１ａ，１１ｂに挿入さ
れた両端部２４ａ，２４ｂが円滑に回転できるように支
持されている。そのため、ピストンピン２４は、両端部
２４ａ，２４ｂの２点が支持されるため、ピストンピン
２４を軸承する支持点の距離をピストンピン２４の全長
まで拡大することができ、従来のように中間部２４ｃを
一点支持する構成のものよりも、軸受部の幅（ピストン
ピン２４の軸方向の長さ）を大きくすることが可能にな
り、これにより、ピストンピン２４を安定的に軸承して
騒音を低減することができる。

【００１９】往復動圧縮機１０においては、従来のよう
にピストンピン２４を軸承するためのニードルベアリン
グを設ける必要が無くなり、その分製造コストを安価に
抑えることができると共に、ピストンピン２４とニード
ルベアリングとのクリアランスによる騒音が無くなり、
且つ寿命となったニードルベアリングを交換する必要も
ない。すなわち、ピストンピン２４を軸承する軸受部分
となる挿通孔１１ａ，１１ｂの潤滑性を確保しつつ、軸
受部のメンテナンスが容易になると共に、軸受部の信頼
性を高めることができる。

【００２０】また、グリースなどの潤滑剤が充填された
ニードルベアリングを用いないので、グリースが十分に
あることをメンテナンス時に確認する必要もなく、メン
テナンス作業が容易に行えると共に、軸受部分の寿命に
対する信頼性が高まる。

【００２１】さらに、ピストン１１が自己潤滑性を有す
る樹脂材により成形されているので、シリンダ１２の内
壁を円滑に往復動することができ、従来のようにピスト
ン１１の外周にライダリングを設ける必要がない。

【００２２】図４は本発明の変形例１を示す縦断面図で
ある。図４に示されるように、変形例１の往復動圧縮機
３０のピストン３１は、アルミダイキャストにより一体
成形されている。ピストン３１の挿通孔３１ａ，３１ｂ
の内壁には、自己潤滑性を有する樹脂材により一体成形
された円筒状の軸受部材３２が挿通されている。そし
て、金属製のピストンピン２４の両端部２４ａ，２４ｂ
は、ピストン３１の挿通孔３１ａ，３１ｂに挿入された
軸受部材３２に殆ど隙間（クリアランス）のない状態で
挿入されている。そのため、ピストンピン２４は、両端
部２４ａ，２４ｂが軸受部材３２に対してがたつきのな
い状態で嵌合されて軸承されている。そのため、連接棒
２３の小端部２３ａのピストンピン挿通孔２３ｃには、
従来のようにニードルベアリングが設けられていない。

【００２３】連接棒２３の小端部２３ａには、上下方向
に貫通してピストンピン挿通孔２３ｃに連通するねじ孔
２３ｄが設けられている。そして、ピストンピン挿通孔
２３ｃに挿通されたピストンピン２４の中間部２４ｃ
は、ねじ孔２３ｄに螺入された固定用ねじ２５により固
定される。

【００２４】このように、ピストンピン２４は、固定用
ねじ２５の締め付けにより連接棒２３に固定されてお
り、且つピストン３１の挿通孔３１ａ，３１ｂに挿入さ
れた軸受部材３２が自己潤滑性を有する樹脂材により成
形されているので、両端部２４ａ，２４ｂが円滑に回転
できるように支持されている。

【００２５】従って、往復動圧縮機３０においては、従
来のようにピストンピン２４を軸承するためのニードル
ベアリングを設ける必要が無くなり、その分製造コスト
を安価に抑えることができると共に、ピストンピン２４
とニードルベアリングとのクリアランスによる騒音が無
くなり、且つ寿命となったニードルベアリングを交換す
る必要もない。尚、上記実施例では、無給油式の圧縮機
を一例として挙げたが、これに限らず、給油式の圧縮機
にも適用できるのは勿論である。

【００２６】また、上記実施例では、往復動圧縮機に組
み込まれたピストン取付構造を一例として挙げたが、こ
れに限らず、往復動圧縮機以外の機構に用いられるピス
トン取付構造にも適用できるのは勿論である。

【００２７】また、上記実施例では、ピストンピンを連
接棒の小端部に固定する手段として固定ねじを用いた
が、これに限らず、オーバホールを行わない小型圧縮機
の場合には、ピストンピンを連接棒の小端部に圧入して
固定する方法を採ることもでき、ピストンの小端部への
固定方法は問わない。

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、ピストンピンの中間部を連接棒の小端部に固定し、
ピストンピンの両端部がピストンの挿通孔内に回動可能
に挿入される構成であるため、従来必要とされていたニ
ードルベアリングを不要にして製造コストの低減、組み
立て作業の作業効率の向上を図ることができる。また、
ニードルベアリングとピストンピンとの寸法精度を管理
する必要が無くなり、磨耗あるいは寸法のばらつきによ
る騒音の発生を無くすことができる。

【００２８】上記請求項２記載の発明によれば、潤滑性
を有する樹脂材によりピストンを成形し、ピストンピン
の中間部を連接棒の小端部に固定し、ピストンピンの両
端部をピストンの挿通孔内に回動可能に挿入したため、
ピストンピンを軸承する軸受部分のニードルベアリング
等の軸受部材を不要にして製造コストの低減、組み立て
作業の作業効率の向上を図ることができる。また、ニー
ドルベアリングとピストンピンとの寸法精度を管理する
必要が無くなり、磨耗あるいは寸法のばらつきによる騒
音の発生を無くすことができる。

【００２９】上記請求項３記載の発明によれば、ピスト
ンを金属により形成し、ピストンピンが挿入される挿入
孔内に潤滑性を有する樹脂材からなる軸受部を設けたた
め、従来必要とされていたニードルベアリングを不要に
して製造コストの低減、組み立て作業の作業効率の向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる往復動圧縮機の一実施例の縦断面
図である。

【図２】図１中Ａ−Ａ線に沿う縦断面図である。

【図３】ピストン１１の内部を拡大して示す縦断面図で
ある。

【図４】本発明の変形例１を示す縦断面図である。

【図５】従来のピストン取付構造を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１０，３０ 往復動圧縮機 １１，３１ ピストン １２ シリンダ １３ シリンダヘッド １４ 弁座部材 １５ クランクケース １６ クランク軸 １９ クランクアーム ２０ 偏心軸 ２２ 駆動用プーリ ２３ 連接棒 ２３ａ 小端部 ２３ｂ 大端部 ２４ ピストンピン ２５ 固定用ねじ ３２ 軸受部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストン及び連接棒の小端部にピストン
   ピンを挿通して前記ピストンと前記連接棒とを連結する
   ピストン取付構造において、前記ピストンピンの中間部
   を前記連接棒の小端部に固定し、前記ピストンピンの両
   端部を前記ピストンの挿通孔内に回動可能に挿入したこ
   とを特徴とするピストン取付構造。
2. 【請求項２】 ピストンピンを介して連接棒に連結され
   たピストンの往復運動により圧縮空気を生成する往復動
   圧縮機において、 潤滑性を有する樹脂材により前記ピストンを成形し、 前記ピストンピンの中間部を前記連接棒の小端部に固定
   し、前記ピストンピンの両端部を前記ピストンの挿通孔
   内に回動可能に挿入したことを特徴とする往復動圧縮
   機。
3. 【請求項３】 ピストンピンを介して連接棒に連結され
   たピストンの往復運動により圧縮空気を生成する往復動
   圧縮機において、 前記ピストンを金属により形成し、前記ピストンピンが
   挿入される挿入孔内に潤滑性を有する樹脂材からなる軸
   受部を設けたことを特徴とする往復動圧縮機。