JPH03271576A - 往復動圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流体の圧縮を行なう往復動圧縮機に関する。

〔従来の技術〕

一般に、往復動圧縮機は、第３図及び第４図に示すよう
な構造を有している。

図中、１はシリンダ（図示せず）内に軸方向に往復動可
能に設けられた有蓋筒状のピストンで、該ピストン１は
アルミニウムで成形され、その上部にはピストンリング
（図示せず）が嵌合されるリング溝２，３が、下部には
スカート部４がそれぞれ設けられ、中間部には後述する
ピストンピン９が取付けられるボス部５，６がそれぞれ
設けられている。該各ボス部５．６はピストン１の径方
向に対向する位置に、かつ軸中心に向けて延設されてい
る。当該各ボス部５．６内には、全域で同一内径のピン
結合穴７．８が設けられている。さらに、各ボス部５．
６には、その下方がら各ピン結合穴７，８までねじ穴５
Ａ、６Ａが穿設されている。

９は各ボス部５．６間に架は渡した状態で取付けられた
ピストンピンで、該ピストンピン９は、全体を棒状に、
かつ両側に縮径段部９Ａ、９Ｂを有する炭素鋼（例えば
、クロム・モリブデン鋼ｒＳＣＭＪ等）で成形され、各
縮径段部９Ａ。

９Ｂに樹脂製の断熱材１０．１１が一体に取付けられて
いる。さらに、各断熱材１０．１１には、ピストンピン
９がピストン１の各ボス部５．６に挿着された状態で、
各ボス部５．６のねじ穴５Ａ、６Ａに整合する位置にそ
れぞれねじ穴１０Ａ、ＩＩＡが設けられている。また、
１２゜１３はピストンピン９を各ボス部５，６に固定す
る固定ねじで、該各固定ねじ１２，１３は各ボス部５，
６のねじ穴５Ａ、６Ａから各断熱材１０゜１１のねじ穴
１０Ａ、４１Ａまで螺合されることでピストンピン９を
各断熱材１０．１１を介して各ボス部５，６に固定する
ようになっている。

１４は小端部１４Ａがピストンピン９に係止され、大端
部がクランク軸（いずれも図示せず）に係止されてクラ
ンク軸とピストン１とを連接する連接棒で、該連接棒１
４の小端部１４Ａにはグリース封入型の軸受１５が取付
けられ、該軸受１５を介してピストンピン９と小端部１
４Ａとが回動可能に連結されている。

従来技術の往復動圧縮機は以上のように構成されるが、
該往復動圧縮機を組立てるときは、クランク軸に連接棒
１４の大端部を組付け、次に連接棒１４の小端部１４Ａ
をピストン１の各ボス部５．６間に位置させた後にピス
トンピン９をピン結合穴７，８及び小端部１４Ａの軸受
１５に挿入する。そして、該ピストンピン９に取付けら
れた各断熱材１０．１１のねじ穴１０Ａ、ＩＩＡを、各
ボス部５，６のねじ穴５Ａ、６Ａに整合させた後、固定
ねじ１２，１３をレンチ等の工具を用いて各ボス部５，
６のねじ穴５Ａ、６Ａから各断熱材１０．１１のねじ穴
１０Ａ、ＩＩＡまで螺合させることで、ピストンピン９
を各ボス部５，６に固定して、ピストン１と連接棒１４
とを組み付ける。

［発明が解決しようとする課題〕 ところが、上述の従来技術にあっては、ピストンピン９
の各断熱材１０．１１は、その下側部にねじ穴１０Ａ、
ＩＩＡを有するため、クランク軸の回転により連接棒１
４でピストン１を下方へ引き下げるときに、各断熱材１
０．１１の下側部が各ボス部５．６に押圧されるが、該
各断熱材１０．１１の下側部はねじ穴１０Ａ、ＩＩＡが
設けられていて受圧面積が狭いため、各断熱材１０．１
１のへたつが早く、往復動圧縮機の寿命が短（なるとい
う問題点がある。

さらに、ピストン１は有蓋筒状に形成されているため、
ピストンピン９を各ボス部５．６に固定する場合は、連
接棒１４の小端部１４Ａにピストンピン９を挿嵌した後
にピストン１の下側からレンチ等の工具で固定ねじ１２
．１３を取付けなければならず、組付作業性が悪いとい
う問題点がある。

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたも
ので、組付作業が容易で、かつ断熱材の寿命を大幅に延
ばすことができる往復動圧縮機を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために本発明は、シリンダ内に
軸方向へ往復動可能に設けられた筒状のピストンと、該
ピストンの軸方向中間に径方向に対向するように設けら
れ、内周面が軸中心に向けて縮径するようにテーパ状に
形成されたピン結合穴と、該各ピン結合穴に嵌合すべく
、外周面がテーパ状に形成されたピストンピン支持部材
と、両端が該各ピストンピン支持部材に支持されたピス
トンピンと、該ピストンピンに軸受を介して小端部が支
持された連接棒とから構成したことを特徴とする。

また、前記軸受をグリース封入型軸受とし、前記ピスト
ンピン支持部材を断熱材で構成することができる。

［作用］ 前記構成により、ピストンの各ピン結合穴と連接棒とを
整合させた状態で、ピストンピンをピン結合穴に挿入し
、ピストンピン支持部材をピストンピンの両側であるピ
ストン外側からピン結合穴に挿入した状態でピストンピ
ンに取付けることにより、ピストンと連接棒とを容易に
組み付けることができる。さらに、ピストンピン支持部
材の外周面にはねじ穴は設けられないため、受圧面積を
十分に確保することができ、往復動圧縮機の寿命を延ば
すことができる。

また、ピストンピン支持部材を断熱材で構成すると、ピ
ストンからピストンピンへの熱の伝達が低く抑えられ、
グリース封入型軸受内のグリースへの悪影響を最小限に
抑えることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図及び第２図に基づいて説
明する。

第１図中、２１は本実施例のピストンで、該ピストン２
１は前記従来技術のピストン１とほぼ同様に、ピストン
２１上部に設けられ、ピストンリング（図示せず）が嵌
合されるリング溝２２゜２３と、ピストン２１下部に設
けられたスカート部２４と、ピストン２１中間部に形成
され、後述するピストンピン３１が取付けられるボス部
２５．２６とを有して構成されると共に、アルミニウム
で成形されている。しかし、本実施例による該各ボス部
２５．２６はピストン２１の径方向に対向する位置に、
かつ軸中心に向けて延設され、内部にその内周面を軸方
向に向けて縮径するようにテーパ状に形成されたピン結
合穴２７゜２８が設けられている点で異なる。

２９．３０は各ピン結合穴２７．２８に嵌合されたピス
トンピン支持部材で、該各ピストンピン支持部材２９．
３０は、樹脂等の断熱材で有蓋のキャップ状に形成され
、後述するピン締結用ボルト３２が挿入されるボルト穴
２９Ａ、３０Ａを有している。さらに、各ピストンピン
支持部材２９．３０の外周面はピン結合穴２７．２８の
内周面に密着するようにテーパ状に形成されている。な
お、各ピストンピン支持部材２９．３０を断熱材で成形
するのは、圧縮時等に生じる熱がピストン２１を介して
後述の軸受３５に伝達し、グリースを加熱してこのグリ
ースに劣化等の悪影響を及ぼさないようにするためであ
る。

３１は両端を各ピストンピン支持部材２９゜３０に支持
されてピストン２１と後述する連接棒３４とを連結する
ピストンピンで、該ピストンピン３１は円柱状に形成さ
れ、内部にボルト穴３１Ａが設けられている。なお、ピ
ストンピン３１は、従来技術のピストンピン９と同様の
炭素鋼で形成されている。

３２はピストンピン３１のボルト穴３１Ａに挿入された
ピン締結用ボルト、３３は該ピン締結用ボルト３２に螺
合するピン締結用ナツトで、ピン締結用ボルト３２はピ
ストンピン３１に各ピストンピン支持部材２９．３０が
取付けられた状態で各ボルト穴２９Ａ、３０Ａ、３１Ａ
に挿入され、ピン締結用ナツト３３によって締結するこ
とで、ボルト頭３２Ａとナツト３３との間で各ピストン
ピン支持部材２９．３０をテーパ状のピン結合穴２７．
２８に楔状に嵌着し、ピストンピン３１をピストン２１
に固定するようになっている。

３４はピストン２１とクランク軸（図示せず）とを連接
する連接棒で、該連接棒３４の小端部３’４　Ａはグリ
ース封入型の軸受３５によってピストンピン３１に対し
て回転可能に取付けられている。

以上のように構成された往復動圧縮機を組立てるときは
、クランク軸に連接棒３４の大端部を組付け、次に連接
棒３４の小端部３４Ａをピストン２１の各ボス部２５．
２６間に位置させた後にピストンピン３１を各ピン結合
穴２７．２８及び小端部３４Ａの軸受３５に挿入する。

そして、ピストンピン３１の両端に各ピストンピン支持
部材２９．３０を取付け、ピン締結用ボルト３２を各ボ
ルト穴２９Ａ、３０Ａ、３１Ａに挿入し、ピン締結用ナ
ツト３３によって締結する。

これにより、各ピストンピン支持部材２９゜３０はゼス
トン２１の軸中心へ向けて締付けられ、各ピン結合穴２
７．２８の内周のテーパ面と各ピストンピン支持部材２
９．３０の外周のテーパ面とが互いに圧接される。そし
て、ピン締結用ボルト３２及びピン締結用ナツト３３に
よる締付けが強くなるにつれて楔のように各テーパ面間
での圧接力が強くなり、ピストンピン３１をビストン２
１に確実に固着してピストン２１と連接棒３４とを組み
付ける。

以上のように、ピストン２１と連接棒３４とを回転可能
に組み付けるピストンピン３１は、その両端にピストン
２１の外側から取付けられたピストンピン支持部材２９
．３０をピン締結用ボルト３２及びピン締結用ナツト３
３で締結することで組み付けられるので、従来技術によ
うに、ピストンｌの下側からレンチ等によって固定ねじ
１２゜１３を固定する必要がなくなり、組付作業が容易
になり、組付は時の作業性が向上すると共に、組立作業
の自動化を図ることができる。

また、ピストンピン３１と各ピストンピン支持部材２９
．３０とはそれぞれ別部材としたので、ピストンピン３
１外周面の研磨及び各ピストンピン支持部材２９．３０
の成形が容易になり、往復動圧縮機の製造時の作業性を
向上させることができる。

さらに、ピストン２１及びピストンピン３１は、往復動
圧縮機の運転による発熱で膨張するが、これらピストン
２１及びピストンピン３１は材質が異なるためそれぞれ
膨張係数が異なり、例えばピストン２１の膨張係数が大
きく、ピストンピン３１の膨張係数が小さい場合は熱膨
張によってピストンピン３１が締まる方向に寸法変化を
起こし、ピストン２１の膨張係数が小さく、ピストンピ
ン３１の膨張係数が大きい場合は熱膨張によってピスト
ンピン３１が緩む方向に寸法変化を起こす。一方、ピス
トン２１とピストンピン３１とは、各ピン結合穴２７．
２８のテーパ面と各ピストンピン支持部材２９．３０の
テーパ面とで楔のように互いに圧接しながら支持する構
造となっているため、ピストンピン３１が締まる方向へ
の寸法変化又はピストンピン３１が緩む方向への寸法変
化を各テーパ面で吸収することができ、ピストンピン３
１の緩みを確実に防止することができる。

一方、各ピストンピン支持部材２９．３０にはねじ穴を
設ける必要がないため、各ピストンピン支持部材２９．
３０とピン結合穴２７．２８との間の接触面積を大きく
取ることができ、各ピストンピン支持部材２９．３０の
へたすな確実に防止することができる。

さらにまた、ピストンピン３１は断熱材製のピストンピ
ン支持部材２９．３０を介してピストン２１に取付けて
いるので、ピストン２１側から伝達する熱は各ピストン
ピン支持部材２９．３０によって遮断され、軸受３５内
に封入されたグリースの劣化等を抑えて当該軸受３５の
寿命を大幅に延ばすことができ、往復動圧縮機に対する
信頼性が向上する。

なお、前記実施例ではピン締結用ボルト３２を単体の部
材として構成し、ピストンピン３１のボルト穴３１Ａに
挿入する構成としたが、第２図に示すように、ピストン
ピン４１の両端部にそれぞれピン締結用ボルト４２を一
体戒形する構成とし、又はピストンピン４１の両端にボ
ルト４２を埋め込む構成とし、各ピン締結用ボルト４２
にそれぞれピン締結用ナツト４３を螺合し、各ピストン
ピン支持部材２９．３０をピストンピン４１の両端部に
固定する構造としてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明による往復動圧縮機によれば
、下記各項の効果を奏する。

■　ピストンには、内周面が軸中心に向けて縮径するよ
うにテーパ状に形成されたピン結合穴を設けると共に、
ピストンピン支持部材を各ピン結合穴に嵌合するように
テーパ状に形成し、該ピストンピン支持部材をピストン
の外側からピン結合穴に嵌合して締結することによりピ
ストンピンをピストンに支持固定する構成としたので、
ピストンの下側からレンチ等によって固定ねじを固定す
る必要がなくなり、組立作業性が向上し、組立作業の自
動化を図ることができる。

■　ピストンピンと各ピストンピン支持部材とはそれぞ
れ別部材としたので、ピストンピン外周面の研磨及び各
ピストンピン支持部材の成形が容易になり、往復動圧縮
機の製造時の作業性を向上させることができる。

■　ピストン及びピストンピンは、材質が異なるためそ
れぞれ膨張係数が異なり、例えばピストンの膨張係数が
大きく、ピストンピンの膨張係数が小さい場合は熱膨張
によってピストンピンが締まる方向に寸法変化を起こし
、ピストンの膨張係数が小さく、ピストンピンの膨張係
数が大きい場合は熱膨張によってピストンピンが緩む方
向に寸法変化を起こすが、ピストンとピストンピンとは
、各ピン結合穴のテーパ面と各ピストンピン支持部材の
テーパ面とで楔のように互いに圧接しながら支持するテ
ーパ嵌合構造となっているため、ピストンピンが締まる
方向への寸法変化又はピストンピンが緩む方向への寸法
変化を各テーパ面で吸収することができ、ピストンピン
の緩みを確実に防止することができる。

■　各ピストンピン支持部材にはねじ穴を設けないため
、各ピストンピン支持部材とピン結合穴との間の接触面
積を大きく取ることができ、各ピストンピン支持部材の
へたりを確実に防止することができる。

■　ピストンピン支持部材を断熱材から構成すると、こ
のピストンピン支持部材によってピストン側から伝達す
る熱を遮断することができ、軸受内に封入されたグリー
スの劣化等を抑えて軸受の寿命を大幅に延ばすことがで
き、往復動圧縮機に対する信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例に係り、第１図は
往復動圧縮機のピストンと連接棒との結合構成を示す縦
断面図、第２図は第１図の往復動圧縮機のピストンピン
とピストンピン支持部材との結合構成の変形例を示す一
部破断の側面図、第３図及び第４図は従来技術に係り、
第３図は往復動圧縮機のピストンと連接棒との結合構成
を示す縦断面図、第４図は第３図の往復動圧縮機のピス
トンピンを示す側面図である。 ２１・・・ピストン、２５．２６・・・ボス部、２７゜
２８・・・ピン結合穴、２９．３０・・・ピストンピン
支持部材、３１・・・ピストンピン、３４・・・連接棒
、３５・・・グリース封入型の軸受。 第１図 第４図 第２図 Ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダ内に軸方向へ往復動可能に設けられた筒
   状のピストンと、該ピストンの軸方向中間に径方向に対
   向するように設けられ、内周面が軸中心に向けて縮径す
   るようにテーパ状に形成されたピン結合穴と、該各ピン
   結合穴に嵌合すべく、外周面がテーパ状に形成されたピ
   ストンピン支持部材と、両端が該各ピストンピン支持部
   材に支持されたピストンピンと、該ピストンピンに軸受
   を介して小端部が支持された連接棒とから構成された往
   復動圧縮機。
2. （２）前記軸受はグリース封入型軸受であり、前記ピス
   トンピン支持部材は断熱材からなる特許請求の範囲（１
   ）項記載の往復動圧縮機。