JP3710288B2

JP3710288B2 - エアコンプレッサのピストン構造

Info

Publication number: JP3710288B2
Application number: JP15407598A
Authority: JP
Inventors: 守市川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-06-03
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2018-06-03
Also published as: JPH11343975A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアサスペンション等に用いるエアコンプレッサのピストン構造に関し、特に、ピストン本体に対するピストンリングの取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エアコンプレッサのピストン構造としては、例えば、特開平７−２５９７４３４号公報に記載の「ロッキングピストン」が知られている。
この従来の「ロッキングピストン」におけるピストンリングの取付構造は、ピストン本体の冠面に、該ピストン本体と同心円の芯出し用突出部が形成され、該突出部にピストンリングの軸心部に形成された芯出し穴を装着した状態で、その上面に円板状の固定プレートをビスで締結固定することにより、ピストン本体の冠面外周縁部と固定プレートとの間にピストンリングの内周縁部を挟持固定した取付構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例の「ロッキングピストン」は、前述のように、芯出し用突出部の外周面を垂直に立ち上げた構造であったため、以下に述べるような問題点があった。
即ち、ピストン本体における芯出し用突出部の外形寸法より、ピストンリングにおける芯出し穴の内径寸法が小さいと、ピストン本体に対するピストンリングの組み付け固定の際に、芯出し用突出部の上端縁部と固定プレートとの間にピストンリングの内周縁部を噛み込むことによって、ピストンリングの固定が不完全になるという問題があり、また、以上とは逆に、ピストン本体における芯出し用突出部の外形寸法より、ピストンリングにおける芯出し穴の内径寸法が大きいと、その隙間分だけ芯がずれた状態で組み付けられる可能性が大であり、このため、ピストンリングが偏摩耗して耐久性に悪影響を及ぼすという問題点がある。
なお、ピストン本体における芯出し用突出部の外形寸法とピストンリングにおける芯出し穴の内径寸法を完全に一致させれば以上のような問題は生じないが、両者の寸法を完全に一致させることは困難であることから、一般に、ピストン本体における芯出し用突出部の外形寸法より、ピストンリングにおける芯出し穴の内径寸法の方を少し大きめに形成することにより、少なくとも、ピストンリングの不完全な固定がなされないようにしているのが現状である。
【０００４】
本発明は上述の問題点に着目してなされたもので、ピストン本体に対するピストンリングの組み付けの際に、ピストンリングの不完全な固定を生じさせることなしに、ピストン本体に対しピストンリングを同心状に組み付け固定することができるエアコンプレッサのピストン構造を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明請求項１記載のエアコンプレッサのピストン構造は、ピストン本体の冠面に、該ピストン本体と同心円の芯出し用突出部が形成され、該芯出し用突出部にピストンリングの軸心部に形成された芯出し穴を装着し、前記ピストンリングの内周縁部を固定手段によりピストン本体の冠面に対し押圧固定するようにしたエアコンプレッサのピストン構造において、前記芯出し用突出部の外周面に下端に向かうにつれて径を拡大するテーパ面が形成され、前記ピストンリングの芯出し穴の内径寸法が前記テーパ面の上端最小径部の外径寸法よりは大で、テーパ面の下端最大径部の外径寸法よりは僅かに小さめに形成されている手段とした。
請求項２記載のエアコンプレッサのピストン構造は、請求項１において、前記芯出し用突出部外周面でテーパ面の上部にほぼ垂直の嵌合部が設けられ、該嵌合部に前記固定手段を圧入することにより、前記ピストン本体の冠面に対する前記ピストンリングの内周縁部の押圧固定と芯出し用突出部に対する固定手段の固定がなされるように構成されている手段とした。
請求項３記載のエアコンプレッサのピストン構造は、請求項１または２において、前記固定手段における前記芯出し用突出部におけるテーパ面との対向部分に、少なくとも前記テーパ面の最大径部の外径寸法より大径の逃げ部が形成されている手段とした。
【０００６】
【作用】
この発明請求項１記載のエアコンプレッサのピストン構造では、上述のように、ピストンリングの芯出し穴が芯出し用突出部におけるテーパ面の上端最小径部の外形寸法よりは大であり、かつ、下端最大径部の外径寸法よりは僅かに小さめに形成されているため、ピストン本体の芯出し用突出部に対するピストンリング芯出し穴の初期装着が容易に行われ、かつ、芯出し用突出部の外周面に形成されたテーパ面に案内されてスムーズにかつ芯出しが行われつつ下端最大径部まで装着され、この状態でピストンリングの内周縁部をピストン本体の冠面に対し固定手段により押圧固定することにより、ピストン本体に対するピストンリングの組み付け固定が行なわれる。
従って、ピストン本体に対するピストンリングの組み付けの際に、ピストンリングの不完全な固定を生じさせることなしに、ピストン本体に対しスムーズかつ確実にピストンリングを同心状に組み付け固定することができる。
請求項２記載のエアコンプレッサのピストン構造では、芯出し用突出部外周面でテーパ面の上部に設けられたほぼ垂直の嵌合部に固定手段を圧入することにより、ピストン本体の冠面に対するピストンリングの内周縁部の押圧固定と芯出し用突出部に対する固定手段の固定がなされるもので、これにより、ビスを用いる従来例に比べ、部品点数が削減されると共に、組み付け作業工程が簡略化される。
請求項３記載のエアコンプレッサのピストン構造では、上述のように、固定手段における芯出し用突出部におけるテーパ面との対向部分に、少なくともテーパ面の最大径部の外径寸法より大径の逃げ部が形成されているため、芯出し用突出部におけるテーパ面の下端最大径部より小径に形成されたピストンリングにおける芯出し穴内周縁部の余り部分は逃げ部に収容された状態となるため、固定部材によるピストンリング内周縁部の押圧固定の際に、ピストンリングの損傷や、固定部材の圧入不良によるピストンリングの固定不良の発生が防止される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態のエアコンプレッサのピストン構造を適用したエアコンプレッサユニットを示す一部切欠正面図であり、このエアコンプレッサユニットは、この図に示すように、電動モータ１により駆動されるエアコンプレッサ２と、エアコンプレッサ２の吐出側に接続されたエアドライヤ３とを備えている。
【０００８】
前記エアコンプレッサ２は、シリンダ２１と、電動モータ１の回転によりクランク機構２２を介してシリンダ２１内を往復摺動するピストン本体２３と、シリンダ２１の吸入側に設けられた吸入弁２４と、吐出側に設けられた吐出弁２５とを備えている。
【０００９】
さらに詳述すると、前記ピストン本体２２は、図２にその詳細拡大断面図（図１におけるＡ矢視方向拡大断面図）を示すように、その外周にシリンダ２１内周面に当接してピストン本体２２の摺動をガイドする摺動ガイド部材２６が装着されると共に、ピストン本体２２の上端冠面中央部には、該ピストン本体２２と同心円の芯出し用突出部２７が形成されている。この芯出し用突出部２７は、ピストン本体２２に対し同心円状にピストンリング２８を装着すると共に、該ピストンリング２８をピストン本体２２の冠面に押圧固定する固定プレート２９を圧入固定するためのもので、その外周上端部は円柱状の垂直面（嵌合部）２７ａに形成され、外周下端部は、下端に向かうにつれて径を拡大するテーパ面２７ｂに形成されている。
【００１０】
前記ピストンリング２８は、図３にその断面図を示すように、軸心部に芯出し穴２８ａが形成された水平固定部２８ｂと、該水平固定部２８ｂの外周縁部から上方へ向けて延設されシリンダ２１の内周面に摺接する円筒状摺動シール部２８ｃとからなり、フッ素系樹脂等、例えば４フッ素化エチレン樹脂で一体に成形されている。そして、前記芯出し穴２８ａの内径寸法φｄは、前記芯出し用突出部２７におけるテーパ面２７ｂの上端最小径部の外径寸法（＝垂直面２７ａの外径寸法）φＤ１よりは大で、テーパ面２７ｂの下端最大径部の外径寸法φＤ２よりは僅かに小さめに形成されている。
【００１１】
前記固定プレート２９は、円板状プレート２９ａの外周下面に、前記垂直面（嵌合部）２７ａに圧入固定可能な単円筒状の嵌合部２９ｂが突出形成されている。この嵌合部２９ｂの突出長さは、芯出し用突出部２７の突出高さにピストンリング２８における水平固定部２８ｂの板圧をプラスした寸法より少しだけ長く形成されていると共に、前記芯出し用突出部２７におけるテーパ面２７ｂと対向する嵌合部２９ｂの内周下端縁部には、面取りによりテーパ面２７ｂの下端最大径部の外径寸法φＤ２より大径の逃げ部２９ｃが形成されている。
【００１２】
次に、本発明の実施の形態の作用について説明する。
この発明の実施の形態のエアコンプレッサのピストン構造は、以上のように構成されるため、ピストン本体２２に対するピストンリング２８の組み付け固定に際しては、まず、ピストンリング２８の芯出し穴２８ａを芯出し用突出部２７に装着するが、その際、ピストンリング２８の芯出し穴２８ａが芯出し用突出部２７におけるテーパ面２７ｂの上端最小径部の外径寸法（＝垂直面２７ａの外径寸法）φＤ１よりは大であり、かつ、テーパ面２７ｂの下端最大径部の外径寸法φＤ２よりは僅かに小さめに形成されているため、その初期装着作業が容易に行なわれると共に、芯出し用突出部２７の下端外周面に形成されたテーパ面２７ｂに案内されてスムーズにかつ芯出しが行われつつ下端最大径部まで装着が行なわれることになる。
【００１３】
次に、芯出し用突出部２７における上端垂直面２７ａに対し固定プレート２９の嵌合部２９ｂを圧入することにより、ピストンリング２８における水平固定部２８ｂの内周縁部がピストン本体２２の冠面と固定プレート２９の単円筒状嵌合部２９ｂ下端面との間に所定の圧力で押圧固定されると同時に、芯出し用突出部２７に対する固定プレート２７の固定がなされた状態となる。そして、この状態においては、芯出し用突出部２７におけるテーパ面２７ｂの下端最大径部より小径に形成されたピストンリング２８における芯出し穴２８ａ内周縁部の余り部分が、テーパ面２７ｂに沿って立ち上がった状態で残るが、この余り部分は、芯出し用突出部２７のテーパ面２７ｂと対向する固定プレート２９における嵌合部２９ｂの内周下端縁部に面取りにより形成された逃げ部２９ｃ内に収容された状態となる。
【００１４】
以上詳細に説明したように、本発明の実施の形態のエアコンプレッサのピストン構造によれば、ピストン本体２２に対するピストンリング２８の組み付けの際に、ピストンリング２８の不完全な固定を生じさせることなしに、ピストン本体に２２対しスムーズかつ確実にピストンリング２８を同心状に組み付け固定することができるようになるという効果が得られる。
【００１５】
また、芯出し用突出部２７における上端垂直面２７ａに対し固定プレート２９の嵌合部２９ｂを圧入することにより、ピストン本体２２の冠面に対するピストンリング２８の固定と芯出し用突出部２７に対する固定プレート２９の固定が行なわれるため、ビスを用いる従来例に比べ、部品点数が削減されると共に、組み付け作業工程を簡略化することができるようになる。
【００１６】
また、芯出し用突出部２７におけるテーパ面２７ｂと対向する嵌合部２９ｂの内周下端縁部には、面取りによりテーパ面２７ｂの下端最大径部の外径寸法φＤ２より大径の逃げ部２９ｃを形成したことで、固定プレート２９によるピストンリング２８内周縁部の押圧固定の際に、ピストンリング２８の損傷や、固定プレート２９の圧入不良によるピストンリング２８の固定不良の発生を防止することができるようになる。
【００１７】
以上、発明の実施の形態のエアコンプレッサのピストン構造を図面に基づいて説明してきたが、具体的な構成はこの発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、発明の実施の形態では、芯出し用突出部２７における上端垂直面２７ａに対し固定プレート２９の嵌合部２９ｂを圧入することにより、芯出し用突出部２７に対する固定プレート２９の固定を行なうようにしたが、従来例と同様にビスで固定するようにしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明請求項１記載のエアコンプレッサのピストン構造にあっては、ピストン本体の冠面に、該ピストン本体と同心円の芯出し用突出部が形成され、該芯出し用突出部にピストンリングの軸心部に形成された芯出し穴を装着し、前記ピストンリングの内周縁部を固定手段によりピストン本体の冠面に対し押圧固定するようにしたエアコンプレッサのピストン構造において、前記芯出し用突出部の外周面に下端に向かうにつれて径を拡大するテーパ面が形成され、前記ピストンリングの芯出し穴の内径寸法が前記テーパ面の上端最小径部の外径寸法よりは大で、テーパ面の下端最大径部の外径寸法よりは僅かに小さめに形成されている手段としたことで、ピストン本体に対するピストンリングの組み付けの際に、ピストンリングの不完全な固定を生じさせることなしに、ピストン本体に対しスムーズかつ確実にピストンリングを同心状に組み付け固定することができるようになるという効果が得られる。
請求項２記載のエアコンプレッサのピストン構造にあっては、請求項１において、前記芯出し用突出部外周面でテーパ面の上部にほぼ垂直の嵌合部が設けられ、該嵌合部に前記固定手段を圧入することにより、前記ピストン本体の冠面に対する前記ピストンリングの内周縁部の押圧固定と芯出し用突出部に対する固定手段の固定がなされるように構成されている手段としたことで、ビスを用いる従来例に比べ、部品点数が削減されると共に、組み付け作業工程を簡略化できるようになる。
請求項３記載のエアコンプレッサのピストン構造にあっては、請求項１または２において、前記固定手段における前記芯出し用突出部におけるテーパ面との対向部分に、少なくとも前記テーパ面の最大径部の外径寸法より大径の逃げ部が形成されている手段としたことで、固定部材によるピストンリング内周縁部の押圧固定の際に、ピストンリングの損傷や、固定部材の圧入不良によるピストンリングの固定不良の発生を防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のエアコンプレッサのピストン構造を適用したエアコンプレッサユニットを示す一部切欠正面図である。
【図２】本発明の実施の形態のエアコンプレッサのピストン構造を示す図１におけるＡ矢視方向拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態のエアコンプレッサのピストン構造におけるピストンリングを示す断面図である。
【符号の説明】
２エアコンプレッサ
２３ピストン本体
２７芯出し用突出部
２７ａ垂直面（嵌合部）
２７ｂテーパ面
２８ピストンリング
２８ａ芯出し穴
２９固定プレート（固定手段）
２９ｃ逃げ部

Claims

ピストン本体の冠面に、該ピストン本体と同心円の芯出し用突出部が形成され、該芯出し用突出部にピストンリングの軸心部に形成された芯出し穴を装着し、前記ピストンリングの内周縁部を固定手段によりピストン本体の冠面に対し押圧固定するようにしたエアコンプレッサのピストン構造において、
前記芯出し用突出部の外周面に下端に向かうにつれて径を拡大するテーパ面が形成され、前記ピストンリングの芯出し穴の内径寸法が前記テーパ面の上端最小径部の外径寸法よりは大で、テーパ面の下端最大径部の外径寸法よりは僅かに小さめに形成されていることを特徴とするエアコンプレッサのピストン構造。
前記芯出し用突出部外周面でテーパ面の上部にほぼ垂直の嵌合部が設けられ、該嵌合部に前記固定手段を圧入することにより、前記ピストン本体の冠面に対する前記ピストンリングの内周縁部の押圧固定と芯出し用突出部に対する固定手段の固定がなされるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のエアコンプレッサのピストン構造。
前記固定手段における前記芯出し用突出部におけるテーパ面との対向部分に、少なくとも前記テーパ面の最大径部の外径寸法より大径の逃げ部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のエアコンプレッサのピストン構造。