JPH04175478A - ピストン装置 - 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］ 本発明は内燃機関、冷凍装置等に用いられるピストン装
置に係り、特に、Ｊ［立性と信領性の向上に好適なピス
トン装置に関する。

［従来の技術］ 従来のピストン装置を第５図、第６図、第７図を用いて
説明する。各国（ａ）は各ピストン装置のクランク部中
心軸に平行な断面図、（ｂ）はクランク部中心軸に垂直
な断面図を示す。

第５５１は最も一般的なピストン装置の従来例であり、
コネクティングロッド１′の小端部１１′のピストンピ
ン２によりピストン３′と連結され大端部１２′内径で
駆動軸のクランク部と連結される構造となっている１本
構造では、各部品の寸法精度のばらつきによって生じる
。ピストン３′とコネクティングロッドの大端部１２′
内径の直角度の狂い、あるいはピストン３′を内包する
シリンダ内径とクランク部の直角度の狂いを吸収する方
向の自由度が無く、厳しい加工精度及び組立精度が要求
されるものであった。

第６図は上記の寸法まばら付きを吸収する機能をもつピ
ストン装置の一例でああり、いわゆるボールジヨイント
ピストンと呼ばれるものであり、ピストン３′とコネク
ティングロッドの結合部に球面軸受３１をもつものであ
り、ｔＡ述の直角度の狂いを吸収可能としたものである
が１球面軸受部への確実な給油がｇｉｍであること、球
体を保持する構造をとるため、ピストン全長が制限され
、圧縮ガスの漏れ量が増加する等の問題があった。

第７図は小型密閉形圧縮機に主に用いられている、いわ
ゆる、スコッチョークピストンと呼ばれるピストン装置
であるが、ピストン部８と同ピストン部の中心軸にｌｌ
農直な軸を中心軸に持つ略円筒形状部８１をもち、同円
筒形状部の内径で摺動可能に遊合される外径と、クラン
ク部と遊合される内径をもつ略円筒形状部材をもつもの
である。

本構造では、略円筒形状部材により、前述した直角度の
狂いを吸収することは可能であるが、構造上、ピストン
の信頼性が第５ｖ４．第６図の構造と比較して不利とな
る傾向にある。この特徴を第８図を用いて説明する０図
中（ａ）はスコッチョークピストンに作用する荷重の分
布、（ｂ）は第５図に示したコネクティングロッドピス
トンの荷重分布、（Ｃ）は第６図に示したボールジヨイ
ントピストンの荷重分布をそれぞれ示す、（ｂ）コネク
ティングロッドピストン、（Ｃ）ボールジヨイントピス
トン共に、ピストンピン又は球面軸受部の回転方向の自
由度があるため、ピストン側面に作用する荷重Ｆ、が側
面全体で受けられているため、ピストン外径の異常な磨
耗を引き起こしにくい、しかし、（ａ）スコッチョーク
ピストンでは、ピストン部と同ピストン部に垂直な円筒
形状部が　　　　□一体となっているため、圧縮行程で
１図に示すような位置（Ｆａｔ、　Ｆｘａ）に局部的な
荷重が作用するためピストン外径に異常な磨耗を引き起
こし易く、信頼性上不利な構造であった０以上に示すピ
ストン装置に関するものとして１例えば、特開昭６０−
１２５７８３号、同６０−１２５７８４号。

実開昭６Ｏ−Ｌ８３２８３号、特開昭５６−１１３０７
９号公報があげら九る。

［発明が解決しようとする課！［］ 上記従来技術では、前述のように、それぞれの方式で部
品精度、組立精度あるいは性能上、信頼性上の問題が残
されている１本発明の目的は１寸法のばら付きの吸収、
及びピストン側面の荷重軽減を同時に実現した信頼性の
高いピストン装置を提供することにある。

［課１１詮解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明のピストン装置では、
コネクティングロッド１の一方の端部１１に於いてピス
トンピン２を介してピストンを連結するとともに、もう
一方の端部１２に、ピストンの中心軸及びクランク部の
中心軸の二輪とともに垂直な方向に中心軸をもっ略円筒
形状部を持ち。

同円筒形状部の内径に摺動可能に遊合される外径部とク
ランク部外径に同じく摺動可能に遊合される内径部をも
つ略円筒形状部材４を用いたものである。

Ｃ作用］ 本発明のピストン装置では、まず、ピストンピン２を採
用しているため、第４１１に示すように、ピストン３の
側面に作用する荷重が緩和されるため、異常な磨耗を引
き起こしにくい、さらに、コネクティングロッド１の円
筒形状部１２と円筒形状部材が遊合状態であるため、シ
リンダ５の中心軸とクランク部７１の直角度の狂ムを吸
収することができるので、各部品の寸法精度や組立精度
を緩和することができる。

［実施例］ 以下１本発明の実施例を第ｉ１１．第２９．第３図、第
４［１を用いて説明する。

まず、第１１ｇに本ピストン装置のクランク部の中心軸
に平行な断面を、第２！Ｉｌにピストンの中心軸に平行
な断面を示す、第１１１．第２ｉ！ｌに示すように、コ
ネクティングロッド１の一方の端部１１にピストンピン
２を介してピストン３を連結し。

もう一方の端部１２にその中心軸がピストン３の中心軸
、及び、クランク部の中心軸二輪に垂直な中心軸を持つ
略円清形状部をもち、同円筒形状部の内径と摺動可能に
遊合する外径部とクランク部の外径と同じく摺動可能に
遊合される内径部を持つ略円惰形状部材４を用いている
。このため、ピストンピン２の作用により、ピストン３
の側面に作用する荷重が第４図に示す様にピストン全長
によって受けられるため、異常な磨耗を引き起こしにく
くなっている。同時に、第３図に示すように。

主軸受６．シリンダ５、駆動軸７の組立状態に於いて生
じるシリンダとクランク部の直角度ｌＲの狂いΔθを、
コネクティングロッド１の円筒形状部１２と円筒形状部
材４の作用により吸収されるので、各部品の加工精度、
組立精度の緩和が可能となる。また１本実施例では１円
筒形状部材４の材質として無給油潤滑性の高い焼結金属
を用いており、信頼性を向上している。さらに、本例で
は。

ピストン３の先端面のシリンダ吐出ポート部に対応する
位置に凸部を設け、デッドボリュームのガスの再膨張に
よる損失を低減し、性能の向上を図っている。

［発明の効禾］ 本発明のピストン装置によれば、ピストン側面の荷重軽
減１寸法のばら付きの吸収等が可能であり、加工性１組
立性を改善した信頼性の高いピストン装置を安価に提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例を示すピストン装置
の断面図、第３図は本発明の一実施例のピストン装置の
装置組込み状態を示す断面図、第４図は開祖込み状態に
於けるピストン装置の荷重分布図、第５図、第６図、第
７図は従来のピストン装置の各断面図、第８図は従来の
ピストン装置の装置組込み状態に於ける荷重分布図をそ
れぞれ示す。 １、ｌ’　、ｌ’・・・コネクティングロッド。 ２・・・ピストンピン。 ３．３’　、３’　、８・・・ピストン。 ４・・・円筒形状部材。 ５・・・シリンダ。 ６・・・主軸受、 ７・・・駆動軸。 ７１・・・クランク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、駆動軸の回転運動をクランク部を介して往復運動に
   変換するピストン装置に於いて、ピストンと前記クラン
   ク部を連結するコネクティングロッドの一端部でピスト
   ンピンにより前記ピストンに結合され、他端部にクラン
   ク部及びピストンの略円筒形状の中心軸に対して略垂直
   な軸を中心軸に持つ略円筒形状の内径をもち、同内径部
   に遊合されると同時に、クランク部外径と遊合状態で連
   結される内径を有する略円筒形状の部材を持つことを特
   徴とするピストン装置。 ２、請求項１に於いて、円筒形状部材を焼結金属等の無
   給油潤滑性の材料で構成したピストン装置。 ３、請求項１に於いて、前記ピストンの先端に、吐出ポ
   ート位置に対応して凸部を設けたピストン装置。 ４、請求項１、２または３のいずれかのピストン装置を
   用いた密閉形圧縮機。 ５、請求項４の密閉形圧縮機を用いた冷凍装置。