JPH0335896Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えば車両の車高調整装置等に圧縮
空気を供給するのに好適に用いられるロツキング
ピストン式エアコンプレツサに関する。

〔従来の技術〕

一般に、この種のエアコンプレツサはクランク
軸を回動可能に支持したクランクケースと、シリ
ンダヘツドを有し、該クランクケース上に搭載さ
れたシリンダと、前記クランク軸にピストンロツ
ドを介して連結され、該シリンダ内を揺動しつつ
往復動し、前記シリンダヘツドとの間に圧縮室を
形成するロツキングピストンと、該ロツキングピ
ストンに設けられ、環状平板状の挟持部と該挟持
部の外周側から立上つて前記シリンダの内周面に
摺接するリツプ部とからなるリツプリングと、前
記ロツキングピストンとの間で該リツプリングの
平板状挟持部を固定し、外周面が該リツプリング
のリツプ部を受承するリツプ部受面になつた固定
リングとから大略構成されている。

上述したエアコンプレツサはモータの出力軸に
よりクランク軸を回転駆動し、ピストンロツドを
介してシリンダ内でロツキングピストンを揺動さ
せつつ往復動させる。そして、ロツキングピスト
ンが上死点から下死点へと達する吸入行程では圧
縮室が負圧になることによつて開弁した吸気弁を
介してクランクケース内の空気を圧縮室内に吸入
し、ロツキングピストンが下死点から上死点へと
達する圧縮行程では吸気弁が閉弁して圧縮室内の
空気を圧縮し、圧縮空気が所定圧力に達すると吐
出弁が開弁してエアタンク側に吐出されるように
なつている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

叙上の如くロツキングピストンはピストンロツ
ドを介してクランク軸のクランク運動によりシリ
ンダ内を往復動するものであり、該ロツキングピ
ストンはシリンダの軸線に対し揺動運動を行う。
この結果、リツプリングを固定するためにロツキ
ングピストンの上側に固着された固定リングはロ
ツキングピストンと一体に揺動を行うため、該固
定リングのリツプ部受面は往復動する間にシリン
ダの内周面に対して傾斜する場合がある。

かくして、例えば米国特許第3961868号公報に
示すように、固定リングのリツプ部受面の全面が
シリンダの軸線に対して平行な面に形成されてい
る場合には、ロツキングピストンと共に固定リン
グがシリンダの内周面に対して傾いた時にリツプ
リングのリツプ部上端が固定リングの上端縁とシ
リンダの内周面との間に挟持され、該リツプ部上
端に最大面圧が掛つて摩耗が早くなるという欠点
がある。

一方、例えば米国特許第2836474号公報に示す
ように、固定リングのリツプ部受面の全面をシリ
ンダの軸線に対して内向きに傾斜したテーパ面に
形成してある場合には、固定リングの揺動時に該
リツプ部受面がシリンダの内周面に平行になるこ
とができ、リツプリングに大きな面圧が掛ること
はないが、シリンダの内周面に対するリツプリン
グのリツプ部の摺接面積が極めて少なくなる結
果、リツプ部の隙間容積が大きくなり、圧縮室内
の圧縮空気がシリンダとリツプリングとの間から
クランクケース側に漏洩して容積効率が低下する
という欠点がある。

本考案は上述した従来技術の欠点に鑑みなされ
たもので、リツプリングの摩耗を防止すると共
に、シリンダとの間の隙間容積を最小にすること
ができる結果、耐久性に優れ、また容積効率の高
いエアコンプレツサを提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した問題点を解決するために構成された本
考案の手段の特徴は、ロツキングピストンとの間
でリツプリングを固定する固定リングのリツプ部
受面のうち該リツプリングの挟持部寄りの面をシ
リンダの軸線に平行なストレート面に形成し、該
リツプリングのリツプ部先端寄りの面を次第に縮
径するテーパ面に形成したことにある。

〔作用〕

ロツキングピストンがシリンダの軸線に平行な
場合には固定リングのストレート面がリツプリン
グのリツプ部をシリンダの内周面に平坦に圧接さ
せ、ロツキングピストンがシリンダの軸線に対し
て傾斜した場合には固定リングのテーパ面が該リ
ツプ部をシリンダの内周面に平坦に圧接させるか
ら、リツプ部に極部的な面圧が掛ることがなく、
リツプリングの耐久性が向上するし、シリンダと
リツプリングの隙間容積は最小にできる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づき詳述す
る。

第１図において、１は内部にクランク室Ａが画
成されたクランクケースで、該クランクケース１
は下端側に外部の空気をクランク室Ａ内に吸込む
ための吸気口２が形成されていると共に、該クラ
ンク室Ａ内に位置してモータの出力軸（いずれも
図示せず）に連結されたクランク軸３を回動可能
に支持しており、該クランク軸３には回転バラン
スを取るためのバランスウエイト４が固着されて
いる。

５は前記クランク室Ａに連通した状態でクラン
クケース１上に搭載された円筒状のシリンダで、
該シリンダ５の上端にはシリンダヘツド６が気密
に固着されている。ここで、該シリンダヘツド６
には下面側にねじ収容部６Ａが凹設されると共
に、上面側には円筒状の栓体挿着部６Ｂが突設さ
れており、該栓体挿着部６Ｂとねじ収容部６Ａは
圧縮空気の吐出穴７によつて連通している。８は
前記栓体挿着部６Ｂに螺着された栓体で、該栓体
８と栓体挿着部６Ｂとの間は吐出通路９となり、
図示しない吐出ポートと連通している。そして、
該吐出ポートはエアドライヤを介してエアタンク
（いずれも図示せず）と接続されるようになつて
いる。１０は該吐出通路９と吐出穴７との間に位
置して該吐出穴７上に離着座するようになつた吐
出弁を示し、該吐出弁１０は栓体８との間に張設
された圧縮ばね１１によつて吐出穴７上へと常時
付勢されている。

次に、１２は下面中央にピストンロツド１３が
一体的に設けられた円板状のロツキングピストン
で、該ロツキングピストン１２の上面側には円形
状又は矩形状の凸部１２Ａが所定の高さをもつて
形成され、該凸部１２Ａの中央部側には略長方形
状の凹部１２Ｂが所定の深さをもつて凹設されて
いる。そして、該凹部１２Ｂ内には図中右側寄り
に位置して段付筒状のねじ座１２Ｃが突出形成さ
れ、該ねじ座１２Ｃの段部１２Ｄは凸部１２Ａと
同一の高さ位置に配設されている。また、該凹部
１２Ｂの底部側には図中左側寄りに位置して小径
の吸気穴１４が複数個穿設され、該各吸気穴１４
はクランク室Ａと常時連通している。

ロツキングピストン１２は上述の如く構成され
ており、ピストンロツド１３の下端側に設けられ
た軸受１５を介してクランク軸３に回動可能に連
結されている。そして、クランク軸３の回転によ
りピストンロツド１３を介してシリンダ５内を揺
動しつつ、往復動し、シリンダヘツド６との間に
圧縮室Ｂを形成するようになつている。

１６は例えばポリテトラフルオレエチレン（テ
フロン）等の耐摩耗性の高い樹脂材料によつて形
成されたリツプリングで、該リツプリング１６は
ロツキングピストン１２と後述する固定リング１
７との間に固定される環状平板状の挟持部１６Ａ
と、該挟持部１６Ａの外周側から立上つてシリン
ダ５の内周面に摺接するリツプ部１６Ｂとから一
体に形成されている。

１７はロツキングピストン１２と同様に金属材
料からなり、下面外周側にはロツキングピストン
１２の凸部１２Ａの外周側に嵌合する環状突部１
７Ａが形成された円板状の固定リングで、該固定
リング１７の外周面は前記リツプリング１６のリ
ツプ部１６Ｂを受承するリツプ部受面１７Ｂにな
つている。また、該固定リング１７には図中右側
寄りに位置してねじ座１２Ｃの小径部に嵌合する
取付け穴１７Ｃが穿設されると共に、前記吸気穴
１４寄りに位置して軸方向に複数の他の吸気穴１
８が穿設されている。

ここで、上記固定リング１７のリツプ部受面１
７Ｂは第２図及び第３図に示すように、該リツプ
部受面１７Ｂの軸方向中間の作用点ｑからリツプ
リング１６の挟持部１６Ａ側にかけてはシリンダ
５の軸線Ｏ，Ｏに平行なストレート面１７B₁に
形成され、該作用点ｑからリツプリング１６のリ
ツプ部１６Ｂ先端側にかけては次第に縮径するテ
ーパ面１７B₂に形成されている。

実施例の固定リング１７は上述の如く構成され
ており、取付け穴１７Ｃをねじ座１２Ｃの小径部
側に嵌合した状態で段部１２Ｄにねじ１９によつ
て締着されており、固定リング１７の環状突部１
７Ａはロツキングピストン１２の凸部１２Ａ外周
側に嵌合し、ロツキングピストン１２との間でリ
ツプリング１６の挟持部１６Ａを強固に挟持し、
しかも固定リング１７はロツキングピストン１２
の凹部１２Ｂとの間に吸気穴１４と他の吸気穴１
８に連通する弁室２０を形成している。

更に、２１はロツキングピストン１２の各吸気
穴１４上に離着座するように弁室２０内に配設さ
れた吸気弁で、該吸気弁２１は例えばゴム、軟質
合成樹脂等の可撓性樹脂材料によつて前記凹部１
２Ｂよりも僅かに小さい略長方形状に形成されて
いる。そして、その基端側は前記ねじ座１２Ｃの
大径部側に嵌合され、固定リング１７を介してね
じ１９により固定されている。また、該吸気弁２
１の先端側は基端側に比較して僅かに薄肉に形成
されており、その下面側には吸気口１４を囲繞す
るように長円形状の環状突部２１Ａが突設され、
一方、上面と固定リング１７との間に形成される
隙間Ｓは吸気弁２１の開弁時におけるリフト高さ
を規制し、該吸気弁２１の閉弁時における閉じ遅
れを防止するようになつている。

実施例のエアコンプレツサは上述の如き構成を
有するもので、ピストンロツド１３を介してクラ
ンク軸３に連結されたロツキングピストン１２が
シリンダ５内で揺動しつつ往復動する間に空気を
圧縮する基本的作動については従来技術によるも
のと格別差異はない。

従つて、ロツキングピストン１２がシリンダ５
内を下死点から上死点へと上昇して空気を圧縮す
る時は、該ロツキングピストン１２の軸線O′，
O′はシリンダ５の軸線Ｏ，Ｏに対して傾いた状
態になるため、該ロツキングピストン１２には圧
縮空気の圧力F_pによる横方向の分力F_xが働き、
該ロツキングピストン１２に固着された固定リン
グ１７のリツプ部受面１７Ｂはリツプリング１６
を介してシリンダ５の内周面に押付けられた状態
になる。

而して、実施例による固定リング１７のリツプ
部受面１７Ｂは軸方向の作用点ｑからリツプリン
グ１６の挟持部１６Ａ側にかけてはシリンダ５の
軸線Ｏ，Ｏに平行なストレート面１７B₁に形成
し、該作用点ｑからリツプ部１６Ｂ先端側にかけ
ては次第に縮径するテーパ面１７B₂に形成して
ある。このため、前記横方向分力F_xは固定リン
グ１７のリツプ部受面１７Ｂの作用点ｑでリツプ
リング１６のリツプ部１６Ｂに加わることにな
り、該リツプ部１６Ｂの先端側には空気圧のみが
掛ることになるから、リツプリング１６のうち最
も摩耗し易いリツプ部１６Ｂ先端側の摩耗量を減
少させることができる。

また、固定リング１７のリツプ部受面１７Ｂは
シリンダ５の軸線Ｏ，Ｏに平行なストレート面１
７B₁とロツキングピストン１２の傾きに合わせ
たテーパ面１７B₂とから形成したから、固定リ
ング１７はシリンダ５の軸線Ｏ，Ｏに平行な状態
から最も傾斜した状態に揺動する場合にも、該ス
トレート面１７B₁及びテーパ面１７B₂がリツプ
リング１６のリツプ部１６Ｂをシリンダ５の内周
面に確実に摺接させることができる結果、シリン
ダ５とロツキングピストン１２の隙間容積を大幅
に減少させることができる。

この場合、横方向分力F_xを受ける固定リング
１７がシリンダ５の内周面に対して“こじり”現
象を生じないためのテーパ面１７B₂の傾斜角度
αはロツキングピストン１２の最大傾き角度α′と
等しく設定すればよく、該最大傾き角度α′は次式
により求められる。

α＝α′＝sin^-1（Ｒ／Ｌ） ただし、Ｌ：クランク軸３の中心から固定リン
グ１７の作用点ｑまでの距離、Ｒ：出力軸の中心
からクランク軸３の中心までの距離である。

〔考案の効果〕

以上詳述した如く本考案によれば、固定リング
のリツプ部受面はシリンダの軸線に平行なストレ
ート面と傾斜したテーパ面とに形成し、ロツキン
グピストンがシリンダの軸線に平行な場合には該
ストレート面がリツプリングのリツプ部をシリン
ダの内周面に平坦に圧接させ、ロツキングピスト
ンがシリンダの軸線に対して傾斜した場合には該
テーパ面が該リツプ部をシリンダの内周面に平坦
に圧接させるようにしたから、リツプリングのリ
ツプ部に極部的な面圧が掛つてリツプリングが早
期に摩耗するのを防止できるし、ロツキンピスト
ンの揺動時においてもシリンダとリツプリングの
間の隙間容積を最小にすることができるから、エ
アコンプレツサの容積効率を確実に向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係るエアコンプレツ
サの縦断面図、第２図は第１図中の要部拡大図、
第３図はロツキングピストンに加わる荷重の配分
を示す説明図である。 １……クランクケース、３……クランク軸、５
……シリンダ、６……シリンダヘツド、１２……
ロツキングピストン、１３…ピストンロツド、１
６……リツプリング、１６Ａ……挟持部、１６Ｂ
……リツプ部、１７……固定リング、１７Ｂ……
リツプ部受面、１７B₁……ストレート面、１７
B₂……テーパ面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. クランク軸を回動可能に支持したクランクケー
   スと、シリンダヘツドを有し、該クランクケース
   上に搭載されたシリンダと、前記クランク軸にピ
   ストンロツドを介して連結され、該シリンダ内を
   揺動しつつ往復動し、前記シリンダヘツドとの間
   に圧縮室を形成するロツキングピストンと、該ロ
   ツキングピストンに設けられ、環状平板状の挟持
   部と該挟持部の外周側から立上つて前記シリンダ
   の内周面に摺接するリツプ部とからなるリツプリ
   ングと、前記ロツキングピストンとの間で該リツ
   プリングの平板状挟持部を固定し、外周面が該リ
   ツプリングのリツプ部を受承するリツプ部受面に
   なつた固定リングとを備えたエアコンプレツサに
   おいて、前記固定リングのリツプ部受面のうち前
   記リツプリングの挟持部寄りの面を前記シリンダ
   の軸線に平行なストレート面に形成し、該リツプ
   リングのリツプ部先端寄りの面を次第に縮径する
   テーパ面に形成したことを特徴とするエアコンプ
   レツサ。