JP2010248970A

JP2010248970A - ピストン装置

Info

Publication number: JP2010248970A
Application number: JP2009098104A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Toyoda; 晋輔豊田
Original assignee: Nishishiba Electric Co Ltd
Current assignee: Nishishiba Electric Co Ltd
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2010-11-04

Abstract

【課題】ピストンピン取付部に開ける固定ネジ穴の間隔と、ピストンピンに加工する固定ネジ先端部の突当る穴または窪みの間隔を高い精度で加工しなくても組み立て作業性が良いピストン装置を得ること。
【解決手段】ピストンヘッド１にピストンピン２を介してピストンロッド４を回動可能に取り付けたピストン装置１０において、ピストンピン２は、中空丸棒状に構成されるとともに、外周部の２箇所に固定ネジ先端部が突き当たる突当り部５_１、５_Ｘを設け、この２箇所の突当り部のうち、少なくとも１箇所５_Ｘを小径貫通孔を有するトガリ穴もしくはザグリ穴とし、ピストンピン取付部１ａ_１、１ａ_２に設けられたピストンピン固定ネジ穴１ｂ_１、１ｂ_２にネジ込まれたピストンピン固定ネジ６_１、６_Ｘによって前記ピストンピン取付部に固定されるとともに、組立時に前記ピストンピン固定ネジの先端部の一部が前記トガリ穴もしくはザグリ穴の小径貫通孔ｈから内周面に露出するようにしたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピストンヘッドとピストンロッドをピストンピンによって結合した構造を有し、特に潤滑油を使用しない無給油式圧縮機等に使用されるピストン装置に関する。

無給油式圧縮機においては従来、図５に示す構造のピストン装置１０が用いられている。このピストン装置１０は、特許文献１に記載されているものとほぼ同じ内容であり、有底円筒状のピストンヘッド１と、このピストンヘッド１の内部に直径方向に形成された一対の筒状のピストンピン取付部１ａ_１および１ａ_２に嵌合された丸棒状のピストンピン２と、このピストンピン２にニードルベアリング３を介して回動可能に取り付けられたピストンロッド４とを主要な構成要素としている。

そして、ピストン装置１０が図示しないシリンダ内を上下動中、ピストンピン２が周方向に回転すること、およびピストンピン２が挿脱方向ヘの抜け出すことを防止するために、ピストンピン取付部１ａ_１および１ａ_２に間隔Ｌを隔ててそれぞれピストンピン固定ネジ穴１ｂ_１および１ｂ_２をそれぞれ設け、一方、ピストンピン２の外周面には同じ間隔Ｌで円錐形に窪んだトガリ穴５_１および５_２を設け、さらに、ピストンピン固定ネジ６_１および６_２の先端部に設けてある円錐形の卜ガリ先ｔをピストンピン固定ネジ穴１ｂ_１および１ｂ_２から挿入し、卜ガリ先ｔがピストンピン２のトガリ穴５_１および５_２に突き当たるようにネジ込み固定している。

実開昭５７−１１７４５５号公報

上記のように構成された従来のピストン装置においては、ピストンピン固定ネジ穴１ｂ_１、１ｂ_２の間隔Ｌと、ピストンピン２の外周面に設けたトガリ穴５_１および５_２の間隔Ｌが同一でなければ、ピストンピン固定ネジ６_１および６_２を締め込んだとしても芯ずれが発生し、十分に固定することができない。

また、ピストンピン固定ネジ穴１ｂ_１、１ｂ_２およびピストンピン２のトガリ穴５_１、５_２の間隔を同じにすることは、それぞれを別々に製作することと高い加工精度が必要となり容易なことではない。

さらに、ピストンピン固定ネジ６_１、６_２を締め込む際、ピストンピン２のトガリ穴５_１、５_２の位置が目視できず手探りにより締め込みを行うため組み立て作業性が悪く、場合によっては固定ネジ６_１、６_２のトガリ先ｔがピストンピン２のトガリ穴５_１、５_２へ突き当たらずに組み付けられてしまうこともあり得る。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ピストンピン取付部に加工する固定ネジをネジ込む穴の間隔と、ピストンピンに設けた固定ネジ先端部の突き当たる穴の間隔とを高い精度で加工する必要がなく、かつ、組み立て作業性が良く、ピストンヘッドにピストンピンを確実に固定することのできるピストン装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、有底円筒状のピストンヘッドと、このピストンヘッドの円筒部内の直径方向に形成されたピストンピン取付部に固定されたピストンピンと、このピストンピンに回動可能に取り付けられたピストンロッドとを備えたピストン装置において、前記ピストンピンは、中空丸棒状に構成されるとともに、外周部の２箇所に固定ネジ先端部が突き当たる突当り部を設け、この２箇所の突当り部のうち、少なくとも１箇所を小径貫通孔を有するトガリ穴もしくはザグリ穴とし、前記ピストンピン取付部に設けられたピストンピン固定ネジ穴にネジ込まれたピストンピン固定ネジによって前記ピストンピン取付部に固定されるとともに、組立時に前記ピストンピン固定ネジの先端部の一部が前記トガリ穴もしくはザグリ穴の小径貫通孔から内周面に露出するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、高い加工精度を必要とせずに組み立て作業性が良く、かつ、ピストンヘッドにピストンピンを確実に固定することのできるピストン装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態のピストン装置を示し、（ａ）はピストンピン、（ｂ）は組立途中、（ｃ）は組立完了時の構成を示す断面図。本発明の第２の実施形態のピストン装置を示し、（ａ）はピストンピン、（ｂ）は組立途中、（ｃ）は組立完了時の構成を示す断面図。本発明の第３の実施形態のピストン装置を示し、（ａ）はピストンピン、（ｂ）は組立途中、（ｃ）は組立完了時の構成を示す断面図。本発明の第４の実施形態のピストン装置を示し、（ａ）はピストンピン、（ｂ）は組立途中、（ｃ）は組立完了時の構成を示す断面図。従来のピストン装置を示し、（ａ）はピストンピン、（ｂ）は組立途中、（ｃ）は組立完了時の構成を示す断面図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図５で説明した従来のピストン装置と同じ部分には同じ符号を付して説明を適宜省略する。

（第１の実施形態)
図１は、本発明に係る第１の実施形態のピストン装置を示す図である。
本発明に係る第１の実施形態のピストン装置１０は、図１に示すように、ピストンピン２を従来の中実の丸棒に替えて中空丸棒状とし、また、従来ピストンピン２の外周面に２個設けていたトガリ穴５_１および５_２のうちの一方（図１の場合は右側）のトガリ穴５_２を、円錐形に窪んだ、すなわち貫通孔を持たないトガリ穴に替えて中心部に小径貫通孔ｈを有する座繰り（ザグリ）穴５_Ｘ（以下、貫通ピン孔付ザグリ穴５_Ｘと称する）とした点が従来技術と異なっている。
なお、トガリ穴、ザグリ穴等は、固定ネジの先端部が突き当たる部位であることから、本発明では、突当り部と称する場合がある。

本実施形態では、ピストンピン固定ネジのうち図示左側のトガリ穴５_１に対応するものは、従来装置と同じ円錐形のトガリ先ｔを有するピストンピン固定ネジ６_１を用意する。一方、貫通ピン孔付ザグリ穴５_Ｘに対応するものは、先端中心部にストレートなピン先ｐを有し、ピン先ｐの根元は平らな形状のピストンピン固定ネジ６_Ｘを用意する。なお、このピストンピン固定ネジ６_Ｘのピン先ｐがピン貫通孔ｈに挿入されたとき、ピン先ｐ根元の平らな面がザグリ穴に対し均一に面当たりするようになっている。

そして、ピストンピン取付部１ａ_１、１ａ_２に設けたピストンピン固定ネジ穴１ｂ_１および１ｂ_２からそれぞれピストンピン固定ネジ６_１および６_Ｘをネジ込み、トガリ穴５_１にピストンピン固定ネジ６_１のトガリ先ｔを押し付けるようにして固定し、貫通ピン孔付ザグリ穴５_Ｘにピストンピン固定ネジ６_Ｘを押し付けるようにして固定する。

この場合、貫通ピン孔付ザグリ穴５_Ｘのザグリ穴径およびピン孔径の大きさは、ピストンピン固定ネジ６_Ｘがスムーズに挿入でき、ピストンピン取付部１ａ_１、１ａ_２のピストンピン固定ネジ穴１ｂ_１、１ｂ_２の、加工公差を許容できる大きさとする。

以下、本実施形態のピストン装置１０の組み立て方法について説明する。
先ず、ピストンヘッド１内部に形成されている一対の筒状のピストンピン取付部１ａ_１、１ａ_２に対してピストンピン２を挿入するに際し、ピストンピン２の貫通ピン孔付ザグリ穴５_Ｘと、ピストンピン取付部１ａ_２のピストンピン固定ネジ穴１ｂ_２とがほぼ重なる（一致する）ように挿入する。
この場合、ピストンピン２は中空に形成されているため、貫通ピン孔付ザグリ穴５_Ｘの位置を目視により確認しながら行うことができる。

次に、ピストンピン固定ネジ６_Ｘをピストンピン固定ネジ穴１ｂ_２からネジ込み、ピストンピン２の貫通ピン孔付ザグリ穴５_Ｘにピストンピン固定ネジ６_Ｘのピン先ｐがピストンピン２の内周面に若干露出したことを目視によって確認したうえで仮締めを行う。

この時点でピストンピン固定ネジ穴１ｂ_１とトガリ穴５_１は既に位置決めされているため、ピストンピン固定ネジ６_１を容易にネジ込むことができる。その後、ピストンピン固定ネジ６_１を規定のトルクで締め込み、次に最初にネジ込んだピストンピン固定ネジ６_Ｘを規定のトルクで締め込み、組み立て完了となる。

以上述べたように、本実施形態のピストン装置１０によれば、ピストンピン２が中空となっているため、ピストンピン固定ネジ６_Ｘのピン先ｐがピストンピン２の内周面に若干露出したことを目視によって確認することができ、作業性がよく、組み付け不良を防止できる。

また、ピストンピン２を中空とした分ピストン装置１０の軽量化につながる。さらに、ピン先ｐの根元が平らなピストンピン固定ネジ６_Ｘと、トガリ先ｔを有するピストンピン固定ネジ６_１とがピストンピンの外周面側から２ヶ所の穴５_１、５_Ｘを押し付けるので、従来と同様にピストンヘッド１にピストンピン２が固定され、且つピストンピン２をピストンピン固定ネジ６_Ｘのピン先ｐが貫通していることにより、運転中におけるピストン周方向ヘの回転と、ピストンピン挿入方向、またはその逆方向ヘの抜け出しを防止することができる。

また、ピストンピン固定ネジ６_１および６_Ｘに緩みが生じるようなことがあっても、ピストンピン固定ネジ６_Ｘがピストンピン２の貫通ピン孔付ザグリ穴５_Ｘから抜けきらない限り、ピストンピン２のピストン周方向の回転と、ピストンピン挿脱方向ヘの抜け出しを防止できるので問題が生じるまでの時間が延長し安全性が向上する。

（第２の実施形態)
図２は、本発明に係る第２の実施形態のピストン装置を示す図である。
本実施形態のピストン装置が第１の実施形態と相違する点は、ピストンピン２とピストンピン取付部１ａ_１、１ａ_２との固定方法にあり、それ以外は同じである。

すなわち、本実施形態のピストン装置１０は、図２に示すように、図１ではトガリ穴５_１であった部位を貫通ピン孔のない平らな窪み状のザグリ穴５_Ｙに置き換えるとともに、図１の円錐形の卜ガリ先ｔを有するピストンピン固定ネジ６_１を、先端が平らなピストンピン固定ネジ６_Ｙに置き換えたものである。
本実施形態の組立方法および効果は第１の実施形態と同じなので説明を省略する。

（第３の実施形態)
図３は、本発明に係る第３の実施形態のピストン装置を示す図である。
本発明に係る第３の実施形態のピストン装置１０が第１の実施形態と異なる点は、ピストンピン２とピストンピン取付部１ａ_１、１ａ_２との固定方法にあり、それ以外は同じである。

すなわち、本実施形態のピストン装置１０は図３において、第１の実施形態（図１）ではピストンピン２の図示左側に設けられていた窪み状のトガリ穴５_１を、穴中心部に小径の貫通孔を有する貫通トガリ穴５_Ｚに置き換え、また、図示右側に設けられていた貫通ピン孔付ザグリ穴５_Ｘを、貫通ピン孔のない平らな窪み状のザグリ穴５_Ｙに置き換え、さらに、先端中心部にピン先ｐを有するピストンピン固定ネジ６_Ｘを、先端部がピストンピン２のザグリ穴５_Ｙに対して均一に面あたりするように平らに加工されたピストンピン固定ネジ６_Ｙに置き換えたものである。

なお、ピストンピン固定ネジ穴１ｂ_１にネジ込むピストンピン固定ネジ６_Ｚは前述の固定ネジ６_１と比べ先端部の形状に変化は無いが、トガリ先ｔがピストン装置１０の組み立ての際に目視できるように貫通トガリ穴５_Ｚからピストンピンの内周面に若干露出する程度にネジ長を長くしてある。

この場合、貫通トガリ穴５_Ｚと平らな窪み状のザグリ穴５_Ｙの穴径の大きさは、ピストンピン固定ネジ６_Ｚおよび６_Ｙがスムーズに挿入でき、ピストンピン取付部１ａ_１、１ａ_２のピストンピン固定ネジ穴１ｂ_１、１ｂ_２の加工公差を許容できる大きさとする。

以下、本実施形態におけるピストン装置１０の組み立て方法について説明する。
先ず、ピストンヘッド１内部に形成されている一対の筒状のピストンピン取付部１ａ_１、１ａ_２に対してピストンピン２を挿入するに際し、ピストンピン２の貫通トガリ穴５_Ｚと、ピストンピン取付部１ａ_１のピストンピン固定ネジ穴１ｂ_１とがほぼ重なる（一致する）ように挿入する。
この場合もピストンピン２は中空に形成されているため、貫通トガリ穴５_Ｚの位置を目視確認しながら行うことができる。

次に、ピストンピン固定ネジ６_Ｚをピストンピン固定ネジ穴１ｂ_１からネジ込み、ピストンピン２の貫通トガリ穴５_Ｚにピストンピン固定ネジ６_Ｚのトガリ先ｔがピストンピンの内周面に若干露出したことを目視で確認した上で規定のトルクで締め込む。この時点ではもう一方のピストンピン固定ネジ穴１ｂ_２とザグリ穴５_Ｙは既に位置決めされているためピストンピン固定ネジ６_Ｙを規定のトルクで締め込み、組み立て完了となる。

以上述べたように、本実施形態のピストン装置１０によれば、ピストンピン２が中空となっているため、ピストンピン固定ネジ６_Ｚのトガリ先ｔがピストンピンの内周面に若干露出したことを目視で確認することができ、仮締め作業を必要としないために作業性がよく、組み付け不良を防止できる。

また、ピストンピン２を中空とした分ピストン装置１０の軽量化につながる。トガリ先ｔのピストンピン固定ネジ６_Ｚと先端が平らなピストンピン固定ネジ６_Ｙがピストンピン２の２ケ所の穴５_Ｚ、５_Ｙを押し付けることにより、従来と同様にピストンヘッド１にピストンピン２が固定され、且つピストンピン２にピストンピン固定ネジ６_Ｚのトガリ先ｔの先端が貫通していることにより、運転中におけるピストン周方向ヘの回転と、ピストンピン挿入方向、またはその逆方向ヘの抜け出しを防止することができる。

また、ピストンピン固定ネジ６_Ｚおよび６_Ｙに緩みが生じるようなことがあっても、ピストンピン固定ネジ６_Ｚがピストンピン２の貫通トガリ穴５_Ｚから抜けきらない限り、ピストンピン２のピストン周方向の回転と、ピストンピン挿脱方向ヘの抜け出しを防止できるので問題が生じるまでの時間が延長し安全性が向上する。

（第４の実施形態)
図４は、本発明に係る第４の実施形態のピストン装置を示す図である。
本実施形態のピストン装置が第３の実施形態と相違する点は、ピストンピン２とピストンピン取付部１ａ_１、１ａ_２との固定方法にあり、それ以外は同じである。

すなわち、本実施形態のピストン装置１０は、図４に示すように、図示右側に設けた穴をザグリ穴５_Ｙに替えて、図１で説明した貫通ピン孔付ザグリ穴５_Ｘを採用した構成したものであり、その他の構成は図３で示した第３の実施形態と同じである。

本実施形態によれば、第３の実施形態と同様の効果が得られるほか、ピストンピン固定ネジ６_Ｚのトガリ先ｔと、ピストンピン固定ネジ６_Ｘのピン先ｐの両方がピストンピン２の内周面から若干露出したことを目視によって確認することができ、より確実に組み付け不良を防止できる。

またピストンピン固定ネジ６_Ｚおよび６_Ｘに緩みが生じるようなことがあっても、ピストンピン固定ネジ６_Ｚおよび６_Ｘの両方がピストンピン２の貫通トガリ穴５_Ｚおよび貫通ピン孔付ザグリ穴５_Ｘから抜けきらない限り、ピストンピン２のピストン周方向の回転と、ピストンピン挿入方向、またはその逆方向ヘの抜け出しを防止できるので問題が生じるまでの時間がより延長でき安全性が向上する。

１…ピストンヘッド、１ａ_１、１ａ_２…ピストンピン取付部、１ｂ_１、１ｂ_２…ピストンピン固定ネジ穴、２…ピストンピン、３…ニードルベアリング、４…ピストンロッド、５_１…トガリ穴、５_Ｘ…貫通ピン孔付ザグリ穴、５_Ｙ…ザグリ穴、５_Ｚ…貫通トガリ穴、６_１、６_Ｘ、６_Ｙ、６_Ｚ…ピストンピン固定ネジ、１０…ピストン装置。

Claims

有底円筒状のピストンヘッドと、このピストンヘッドの円筒部内の直径方向に形成されたピストンピン取付部に固定されたピストンピンと、このピストンピンに回動可能に取り付けられたピストンロッドとを備えたピストン装置において、
前記ピストンピンは、中空丸棒状に構成されるとともに、外周部の２箇所に固定ネジ先端部が突き当たる突当り部を設け、この２箇所の突当り部のうち、少なくとも１箇所を小径貫通孔を有するトガリ穴もしくはザグリ穴とし、前記ピストンピン取付部に設けられたピストンピン固定ネジ穴にネジ込まれたピストンピン固定ネジによって前記ピストンピン取付部に固定されるとともに、組立時に前記ピストンピン固定ネジの先端部の一部が前記トガリ穴もしくはザグリ穴の小径貫通孔から内周面に露出するようにしたことを特徴とするピストン装置。
前記ピストンピンは、２箇所のネジ先端部が突き当たる突当り部として、小径貫通孔を持たないトガリ穴と、小径貫通孔を有するザグリ穴とを設けたことを特徴とする請求項１に記載のピストン装置。
前記ピストンピンは、２箇所のネジ先端部が突き当たる突当り部として、小径貫通孔を持たないザグリ穴と、小径貫通孔を有するザグリ穴とを設けたことを特徴とする請求項１に記載のピストン装置。
前記ピストンピンは、２箇所のネジ先端部が突き当たる突当り部として、小径貫通孔を有するトガリ穴と、小径貫通孔を持たないザグリ穴とを設けたことを特徴とする請求項１に記載のピストン装置。
前記ピストンピンは、２箇所のネジ先端部が突き当たる突当り部として、小径貫通孔を有するトガリ穴と、小径貫通孔を有するザグリ穴とを設けたことを特徴とする請求項１に記載のピストン装置。