JP2002257045A - ピストン型圧縮機 - Google Patents
ピストン型圧縮機Info
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- seal film
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/08—Multi-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
- F04B27/0873—Component parts, e.g. sealings; Manufacturing or assembly thereof
- F04B27/0878—Pistons
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
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- F05C2201/021—Aluminium
-
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- F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
- F05C2253/12—Coating
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ピストンとピストンリングとの間のシール性
をより向上させることができる圧縮機を提供することを
課題とする。 【解決手段】 ピストン型圧縮機のピストン２２の外周
面には、溝３１が形成されている。溝の画定部２２ａの
表面には、錫のシール膜３３が形成されている。溝３１
には、シール膜３３と接触するように金属製のピストン
リング３２が収容されている。
をより向上させることができる圧縮機を提供することを
課題とする。 【解決手段】 ピストン型圧縮機のピストン２２の外周
面には、溝３１が形成されている。溝の画定部２２ａの
表面には、錫のシール膜３３が形成されている。溝３１
には、シール膜３３と接触するように金属製のピストン
リング３２が収容されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピストン型圧縮機
に関し、特にピストンリングが嵌合されたピストンを備
えるピストン型圧縮機に関するものである。
に関し、特にピストンリングが嵌合されたピストンを備
えるピストン型圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、斜板式圧縮機等のピストン型圧
縮機においては、バルブプレートを挟んでシリンダと吸
入室及び吐出室とが画成され、シリンダ内には、ピスト
ンが往復可能に配置されている。そして、ピストンの往
復動作によって、吸入室内の流体がシリンダ内に吸入さ
れ、シリンダ内に吸入された流体が圧縮され、吐出室へ
吐出される。また、流体を効率よくシリンダ内に吸入し
且つ圧縮し、吐出室に吐出するためには、ピストンとシ
リンダとの間のシール性が問題となる。そこで、本出願
人の出願による特開平１１−２９４３２２号公報に開示
された圧縮機においては、ピストン外周面にフッ素樹脂
の被膜を形成し且つピストンにピストンリングを嵌合さ
せることで、主にピストンとシリンダとの間のシール性
を良好に保っている。
縮機においては、バルブプレートを挟んでシリンダと吸
入室及び吐出室とが画成され、シリンダ内には、ピスト
ンが往復可能に配置されている。そして、ピストンの往
復動作によって、吸入室内の流体がシリンダ内に吸入さ
れ、シリンダ内に吸入された流体が圧縮され、吐出室へ
吐出される。また、流体を効率よくシリンダ内に吸入し
且つ圧縮し、吐出室に吐出するためには、ピストンとシ
リンダとの間のシール性が問題となる。そこで、本出願
人の出願による特開平１１−２９４３２２号公報に開示
された圧縮機においては、ピストン外周面にフッ素樹脂
の被膜を形成し且つピストンにピストンリングを嵌合さ
せることで、主にピストンとシリンダとの間のシール性
を良好に保っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、より効
率的な圧縮を追求する上で、ピストンとシリンダとの間
のシール性に加え、ピストンとピストンリングとの間の
シール性の向上も望まれる傾向にある。そして、近年の
環境問題への対応から代替冷媒として例えばＣＯ 2の実
用化が進められているが、ＣＯ2を圧縮対象の流体とし
て用いた場合には要求される圧縮比はかなり高くなるた
め、上記の傾向は、近年一層顕著になってきている。
率的な圧縮を追求する上で、ピストンとシリンダとの間
のシール性に加え、ピストンとピストンリングとの間の
シール性の向上も望まれる傾向にある。そして、近年の
環境問題への対応から代替冷媒として例えばＣＯ 2の実
用化が進められているが、ＣＯ2を圧縮対象の流体とし
て用いた場合には要求される圧縮比はかなり高くなるた
め、上記の傾向は、近年一層顕著になってきている。
【０００４】従って、本発明は、ピストンとピストンリ
ングとの間のシール性をより向上させることができる圧
縮機を提供することを目的とする。
ングとの間のシール性をより向上させることができる圧
縮機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明は、シリンダ内にピストンが往復運動可能に
設けられ、前記シリンダ及びピストンの間にピストンリ
ングが設けられたピストン型圧縮機において、該ピスト
ンリングと該ピストンとの間には軟質な金属からなるシ
ール膜が設けられていることを特徴とする。そのような
ピストン圧縮機においては、軟質な金属からなるシール
膜によってピストンリングとピストンとの間のシール性
が高められる。
め、本発明は、シリンダ内にピストンが往復運動可能に
設けられ、前記シリンダ及びピストンの間にピストンリ
ングが設けられたピストン型圧縮機において、該ピスト
ンリングと該ピストンとの間には軟質な金属からなるシ
ール膜が設けられていることを特徴とする。そのような
ピストン圧縮機においては、軟質な金属からなるシール
膜によってピストンリングとピストンとの間のシール性
が高められる。
【０００６】さらに、前記ピストンリングを前記ピスト
ンの外周面に形成された溝に収容し、前記軟質な金属か
らなるシール膜を該ピストンにおける前記溝の画定部に
形成された被膜としてもよい。そのようにすれば、溝の
画定部の表面粗さには影響されずにシール性が高められ
る。
ンの外周面に形成された溝に収容し、前記軟質な金属か
らなるシール膜を該ピストンにおける前記溝の画定部に
形成された被膜としてもよい。そのようにすれば、溝の
画定部の表面粗さには影響されずにシール性が高められ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の圧縮機を、冷媒を
圧縮するための斜板式可変容量のピストン型圧縮機に実
施した場合の実施の形態について添付図面に基づいて説
明する。図１に本実施の形態に係るピストン型圧縮機の
構成を示す。フロントハウジング１とリヤハウジング２
とがガスケット３を介して接合された状態でボルト４に
より締結され、これにより全体ハウジング５が形成され
ている。リヤハウジング２内には段差６が形成されてお
り、この段差６に接合するようにリテーナ形成プレート
７、弁形成プレート８、バルブプレート９及び弁形成プ
レート１０が嵌入されている。リテーナ形成プレート７
とリヤハウジング２の後端壁部１１との間に吸入室１２
と吐出室１３とが互いに隔壁１４を隔てて画成されてい
る。
圧縮するための斜板式可変容量のピストン型圧縮機に実
施した場合の実施の形態について添付図面に基づいて説
明する。図１に本実施の形態に係るピストン型圧縮機の
構成を示す。フロントハウジング１とリヤハウジング２
とがガスケット３を介して接合された状態でボルト４に
より締結され、これにより全体ハウジング５が形成され
ている。リヤハウジング２内には段差６が形成されてお
り、この段差６に接合するようにリテーナ形成プレート
７、弁形成プレート８、バルブプレート９及び弁形成プ
レート１０が嵌入されている。リテーナ形成プレート７
とリヤハウジング２の後端壁部１１との間に吸入室１２
と吐出室１３とが互いに隔壁１４を隔てて画成されてい
る。
【０００８】また、リヤハウジング２内には弁形成プレ
ート１０に接合するようにシリンダ１５が嵌入され、こ
のシリンダ１５とフロントハウジング１とに回転軸１６
が回転可能に支持されている。回転軸１６の一端はフロ
ントハウジング１から外部に突出しており、車両のエン
ジンやモータ等の図示しない回転駆動源に連結される。
フロントハウジング１内において回転軸１６に回転支持
体１７が固着されると共に回転支持体１７に係合するよ
うに斜板１８が取り付けられている。斜板１８は、その
中心部に形成された貫通孔に回転軸１６が貫通した状態
で、斜板１８に突出形成されたガイドピン１９が回転支
持体１７に形成されたガイド孔２０にスライド可能に嵌
入されており、ガイドピン１９とガイド孔２０との連係
により回転軸１６と一体的に回転すると共に回転軸１６
の軸方向にスライド可能に且つ傾動可能に支持されてい
る。
ート１０に接合するようにシリンダ１５が嵌入され、こ
のシリンダ１５とフロントハウジング１とに回転軸１６
が回転可能に支持されている。回転軸１６の一端はフロ
ントハウジング１から外部に突出しており、車両のエン
ジンやモータ等の図示しない回転駆動源に連結される。
フロントハウジング１内において回転軸１６に回転支持
体１７が固着されると共に回転支持体１７に係合するよ
うに斜板１８が取り付けられている。斜板１８は、その
中心部に形成された貫通孔に回転軸１６が貫通した状態
で、斜板１８に突出形成されたガイドピン１９が回転支
持体１７に形成されたガイド孔２０にスライド可能に嵌
入されており、ガイドピン１９とガイド孔２０との連係
により回転軸１６と一体的に回転すると共に回転軸１６
の軸方向にスライド可能に且つ傾動可能に支持されてい
る。
【０００９】シリンダ１５には回転軸１６の周りに複数
のシリンダボア２１が配列形成され、各シリンダボア２
１にピストン２２が往復運動可能に収容されている。各
ピストン２２はシュー２３を介して斜板１８の外周部に
係合しており、斜板１８が回転軸１６と共に回転する
と、各ピストン２２はシュー２３を介してシリンダボア
２１内を回転軸１６の軸方向に往復運動する。なお、図
１ではシリンダボア２１及びピストン２２が一つずつし
か示されていないが、この圧縮機は７つのシリンダボア
２１と７つのピストン２２を備えている。
のシリンダボア２１が配列形成され、各シリンダボア２
１にピストン２２が往復運動可能に収容されている。各
ピストン２２はシュー２３を介して斜板１８の外周部に
係合しており、斜板１８が回転軸１６と共に回転する
と、各ピストン２２はシュー２３を介してシリンダボア
２１内を回転軸１６の軸方向に往復運動する。なお、図
１ではシリンダボア２１及びピストン２２が一つずつし
か示されていないが、この圧縮機は７つのシリンダボア
２１と７つのピストン２２を備えている。
【００１０】吐出室１３は通路２７及び容量制御弁２８
を介してフロントハウジング１の内部に形成された制御
圧室２９に連通し、さらに制御圧室２９は通路３０を介
して吸入室１２に連通している。容量制御弁２８を開弁
状態にすると、吐出室１３内の冷媒は通路２７及び容量
制御弁２８を介して制御圧室２９に流入し、制御圧室２
９内の圧力が増加する。ところで、斜板１８の傾斜角
は、制御圧室２９内の圧力によって変化し、制御圧室２
９内の圧力が増加すると減少し、制御圧室２９内の圧力
が減少すると増加する。すなわち、容量制御弁２８の操
作により斜板１８の傾斜角が制御されるように構成され
ている。
を介してフロントハウジング１の内部に形成された制御
圧室２９に連通し、さらに制御圧室２９は通路３０を介
して吸入室１２に連通している。容量制御弁２８を開弁
状態にすると、吐出室１３内の冷媒は通路２７及び容量
制御弁２８を介して制御圧室２９に流入し、制御圧室２
９内の圧力が増加する。ところで、斜板１８の傾斜角
は、制御圧室２９内の圧力によって変化し、制御圧室２
９内の圧力が増加すると減少し、制御圧室２９内の圧力
が減少すると増加する。すなわち、容量制御弁２８の操
作により斜板１８の傾斜角が制御されるように構成され
ている。
【００１１】図１〜３に示されるように、各ピストン２
２の端部近傍における外周面には、環状の溝３１が画定
されている。溝３１は、ピストン２２における断面コ字
状の溝画定部２２ａによって画定されている。溝３１に
は、環状のピストンリング３２が収容される。ピストン
リング３２は、鋳鉄から構成された横断面が矩形の部材
を環状に形成したものである。また、溝画定部２２ａの
表面には、軟質な金属すなわち本実施の形態では錫から
なるシール膜３３が非電解メッキによって形成されてい
る。錫シール膜３３の厚さは２〜３μｍである。さら
に、かかるシール膜の形成態様について詳細に説明す
る。まず、本実施の形態ではアルミニウムから構成され
ているピストン２２の外周面にフッ素系樹脂の被膜を形
成し、その後、切削加工によって溝３１を形成する。そ
して、溝３１が形成されたピストン２２を錫の中に浸漬
し、画定部２２ａの表面に錫シール膜３３をメッキす
る。このとき、フッ素系樹脂が被覆されているピストン
２２の外面には錫が付着せず、切削加工により形成され
るためフッ素系樹脂が被覆されていない溝３１の画定部
２２ａの表面に錫シール膜３３がメッキされるようにな
っている。ここで、例えば錫シール膜ではなく樹脂シー
ル膜を形成する場合ならばピストンに溝を形成する第１
の工程、樹脂をコーティングする第２の工程、さらに、
樹脂被膜の表面を後処理する第３の工程が必要となる
が、錫シール膜を形成する場合には、上述したようにピ
ストンに溝を形成する第１工程と、錫をコーティングす
る第２工程だけで済み、コスト低減を図ることができ
る。また、錫シール膜は樹脂被膜よりもぬれ性がよいの
でシール性が良好であるが、錫シール膜は表面の後処理
をすることなくそのような樹脂被膜より良好なシール性
を実現できる利点がある。
２の端部近傍における外周面には、環状の溝３１が画定
されている。溝３１は、ピストン２２における断面コ字
状の溝画定部２２ａによって画定されている。溝３１に
は、環状のピストンリング３２が収容される。ピストン
リング３２は、鋳鉄から構成された横断面が矩形の部材
を環状に形成したものである。また、溝画定部２２ａの
表面には、軟質な金属すなわち本実施の形態では錫から
なるシール膜３３が非電解メッキによって形成されてい
る。錫シール膜３３の厚さは２〜３μｍである。さら
に、かかるシール膜の形成態様について詳細に説明す
る。まず、本実施の形態ではアルミニウムから構成され
ているピストン２２の外周面にフッ素系樹脂の被膜を形
成し、その後、切削加工によって溝３１を形成する。そ
して、溝３１が形成されたピストン２２を錫の中に浸漬
し、画定部２２ａの表面に錫シール膜３３をメッキす
る。このとき、フッ素系樹脂が被覆されているピストン
２２の外面には錫が付着せず、切削加工により形成され
るためフッ素系樹脂が被覆されていない溝３１の画定部
２２ａの表面に錫シール膜３３がメッキされるようにな
っている。ここで、例えば錫シール膜ではなく樹脂シー
ル膜を形成する場合ならばピストンに溝を形成する第１
の工程、樹脂をコーティングする第２の工程、さらに、
樹脂被膜の表面を後処理する第３の工程が必要となる
が、錫シール膜を形成する場合には、上述したようにピ
ストンに溝を形成する第１工程と、錫をコーティングす
る第２工程だけで済み、コスト低減を図ることができ
る。また、錫シール膜は樹脂被膜よりもぬれ性がよいの
でシール性が良好であるが、錫シール膜は表面の後処理
をすることなくそのような樹脂被膜より良好なシール性
を実現できる利点がある。
【００１２】次に、以上のように構成されたピストン型
圧縮機の動作について説明する。ピストン２２の復動動
作すなわちシリンダボア２１内を後退する動作により、
吸入室１２内の冷媒がバルブプレート９の吸入ポート３
４から弁形成プレート１０の吸入リード部を押しのけて
シリンダボア２１内へ流入する。この冷媒は、続くピス
トン２２の往動動作すなわちシリンダボア２１内を前進
する動作により、バルブプレート９の吐出ポート３５か
ら弁形成プレート８の吐出リード部を押しのけて吐出室
１３へ吐出される。また、錫シール膜３３は、冷媒に混
在している潤滑用オイルとのぬれ性が良好であるため、
ＣＯ2冷媒を使用したときなど冷媒の圧力が高い場合に
も、上述したピストン２２の往復運動中、ピストンリン
グ３２とピストン２２との間のシール性を高めてこれら
の間から冷媒が漏れることをより確実に防止し、圧縮性
能の向上、潤滑確保を図ることができる。また、錫シー
ル膜３３を溝画定部２２ａに形成するだけで、溝画定部
２２ａの加工粗さが良好でない場合にも、良好なシール
性を確保することができる。
圧縮機の動作について説明する。ピストン２２の復動動
作すなわちシリンダボア２１内を後退する動作により、
吸入室１２内の冷媒がバルブプレート９の吸入ポート３
４から弁形成プレート１０の吸入リード部を押しのけて
シリンダボア２１内へ流入する。この冷媒は、続くピス
トン２２の往動動作すなわちシリンダボア２１内を前進
する動作により、バルブプレート９の吐出ポート３５か
ら弁形成プレート８の吐出リード部を押しのけて吐出室
１３へ吐出される。また、錫シール膜３３は、冷媒に混
在している潤滑用オイルとのぬれ性が良好であるため、
ＣＯ2冷媒を使用したときなど冷媒の圧力が高い場合に
も、上述したピストン２２の往復運動中、ピストンリン
グ３２とピストン２２との間のシール性を高めてこれら
の間から冷媒が漏れることをより確実に防止し、圧縮性
能の向上、潤滑確保を図ることができる。また、錫シー
ル膜３３を溝画定部２２ａに形成するだけで、溝画定部
２２ａの加工粗さが良好でない場合にも、良好なシール
性を確保することができる。
【００１３】以上に説明してきた本発明は、上述の実施
の形態に限定されるものではなく、以下のような改変を
施すことができる。シール膜は錫に限定されるものでは
なく、例えば鉛や亜鉛などオイルとのぬれ性が良好であ
れば他の軟質な金属を用いても良い。また、軟質な金属
のシール膜の形成対象は、ピストンの溝画定部に限定さ
れるものではなく、ピストンリングにシール膜を形成す
るようにしてもよい。
の形態に限定されるものではなく、以下のような改変を
施すことができる。シール膜は錫に限定されるものでは
なく、例えば鉛や亜鉛などオイルとのぬれ性が良好であ
れば他の軟質な金属を用いても良い。また、軟質な金属
のシール膜の形成対象は、ピストンの溝画定部に限定さ
れるものではなく、ピストンリングにシール膜を形成す
るようにしてもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のピストン
型圧縮機によれば、ピストンリングとピストンとの間に
軟質な金属からなるシール膜が設けられているので、こ
れらの間のシール性が良好となり、圧縮性能の向上を図
ることができる。また、軟質な金属からなるシール膜が
ピストンにおける溝の画定部に形成された被膜である場
合には、溝の画定部の表面粗さが良好でない場合にも、
良好なシール性を確保することができる。
型圧縮機によれば、ピストンリングとピストンとの間に
軟質な金属からなるシール膜が設けられているので、こ
れらの間のシール性が良好となり、圧縮性能の向上を図
ることができる。また、軟質な金属からなるシール膜が
ピストンにおける溝の画定部に形成された被膜である場
合には、溝の画定部の表面粗さが良好でない場合にも、
良好なシール性を確保することができる。
【図１】 本発明の実施の形態に係るピストン型圧縮機
の縦断面図である。
の縦断面図である。
【図２】 図１のピストン型圧縮機のピストンに関する
側面図である。
側面図である。
【図３】 図１のピストン型圧縮機のピストンにおける
ピストンリング装着部分の拡大断面図である。
ピストンリング装着部分の拡大断面図である。
１５…シリンダ、２２…ピストン、２２ａ…溝の画定
部、３１…溝、３２…ピストンリング、３３…シール
膜。
部、３１…溝、３２…ピストンリング、３３…シール
膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 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 BC03 3H076 AA06 BB10 CC12 CC20 CC28 CC31
Claims (2)
- 【請求項１】 シリンダ内にピストンが往復運動可能に
設けられ、前記シリンダ及びピストンの間にピストンリ
ングが設けられたピストン型圧縮機において、 該ピストンリングと該ピストンとの間には軟質な金属か
らなるシール膜が設けられていることを特徴とするピス
トン型圧縮機。 - 【請求項２】 前記ピストンリングは前記ピストンの外
周面に形成された溝に収容されており、前記シール膜は
該ピストンにおける前記溝の画定部に形成された被膜で
あることを特徴とする請求項１に記載のピストン型圧縮
機。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001058214A JP2002257045A (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | ピストン型圧縮機 |
| EP02004509A EP1236896B1 (en) | 2001-03-02 | 2002-02-27 | Compressor piston |
| DE60213298T DE60213298D1 (de) | 2001-03-02 | 2002-02-27 | Verdichterkolben |
| US10/086,479 US6705207B2 (en) | 2001-03-02 | 2002-02-28 | Piston type compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001058214A JP2002257045A (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | ピストン型圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002257045A true JP2002257045A (ja) | 2002-09-11 |
Family
ID=18917973
Family Applications (1)
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