JPS6337272B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシリンダと往復型ピストンを有するエ
アーポンプに関する。

米国特許第3716310号にあるような往復動型ピ
ストンとシリンダを有するエアーポンプは、始動
時にシリンダ内圧が大気圧まで低下していないと
屡々起動が困難となり、そのため起動電圧を高く
する必要があつた。これを解決するためエアーポ
ンプのピストンリングにカツト８施し、極く僅か
の空気洩れを起させてシリンダ内圧を低下させ、
起動を容易にするような構成をとつていた。

第１図、第２図についてエアーポンプの一般構
成と従来技術について説明する。電源１によつて
駆動されるモータ２の回転軸に取付けられたクラ
ンク３と、これに連結されたコネクテイングロツ
ド４によつてピストン５がシリンダ６内を往復運
動し、吸入行程で吸入管７、吸入バルブ８から空
気を吸入し、吐出行程で吐出バルブ９、吐出管１
０を経て空気を吐出し負荷へ送り出す。尚、図中
１１及び１２はピストン５の溝１３内に嵌め込ま
れたピストンリング及びＯリングを示している。

従来のエアーポンプにおいて、ピストンに設け
られたピストンリング１１には第２図Ａに示すバ
イヤスカツト又は第２図Ｂに示すステツプカツト
を施して、エアーポンプの起動時に前記シリンダ
内の圧縮空気をピストンリング１１の前記カツト
部より洩らして減圧し、エアーポンプの起動を容
易にしていた。

そして、起動後は前記ピストンリング１１の熱
膨張によつてカツト部が閉じることを利用して、
空気の漏洩を防ぎ効率低下を防止していた。しか
しながら前記ピストンリング１１のバイアスカツ
ト又はステツプカツトの加工は難しく、製作工数
も増加する欠点があつた。

本発明の目的は上記の諸欠点を解決し、製作コ
ストが低く、しかもポンプ効率が良好で起動が容
易なエアーポンプを提供するにある。上記目的は
Ｏリングと溝の底壁面とが常温状態で密着するよ
うにＯリングの径を設定すると共に、前記Ｏリン
グと溝の底壁との間に凹部若しくは凸部を前記ピ
ストンの軸線に沿つて形成することによつてこの
凹部若しくは凸周辺に連通路を形成し、エアポン
プが起動直後で機体が常温状態のときに溝の両側
壁と前記Ｏリングの両側面との間に形成される隙
間と上記連通路とを介してシリンダの内部と外部
とを連通し、機体が温度上昇したとき前記Ｏリン
グの熱膨張により連通路を埋めるように構成する
ことによつて達成される。

このように構成した本発明では常温において凸
部の周辺にのみ間隙が形成されるようにＯリング
の寸法が設定されているので、常温時にはこの隙
間を介してＯリングの両側面と溝の両側面との間
の隙間が連通することになる。

実際常温時に要求される連通路の大きさは極め
て小さいので、溝にぴつたり接触するようにＯリ
ング寸法を設定してそのＯリングと溝との間にこ
の溝を軸方向に横切る細長い幾つかの小突起（そ
の高さが例えば0.2mm）あるいは凹溝を設けるこ
とによつて連通路を形成する本発明の構成は極め
て実用的である。

尚、この種のポンプではピストンロツドが常に
傾斜しながら往復するのでＯリングにはよじれが
発生し、、その結果Ｏリングと側壁との間には部
分的に離れるところが生じ、連通路はこの部分を
介して形成され、低温時にはＯリング自身の体積
膨張も小さいので溝の底面或いは側面に密着しよ
うとする力も弱くこのよじれ力を受け易くなつて
おり、期待する程度の適度の洩れを生じる。

本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。第３図乃至第５図には本発明の一実施例であ
るエアーポンプのピストンが示されている。この
エアーポンプのピストンはピストン本体２５、ピ
ストンリング３１、Ｏリング３２、ピストンリン
グ及びＯリングの嵌め込み溝３３、凸部３４より
構成されている。

即ち、ピストン本体２５の外周には嵌め込み溝
３３が形成されており、該溝３３の底壁には、２
個の凸部３４が対向して設けられている。そし
て、前記溝３３内には、Ｏリング３２及びピスト
ンリング３１が、その順序に嵌め込まれている。

従つて、本発明によるエアーポンプでは、ピス
トンリングのカツトに頼ることなくエアーポンプ
の起動を容易ならしめることができる。即ち、起
動時には溝３３底部の凸部３４とＯリング３２と
により形成される隙間からの空気洩れによつて、
シリンダ２６内の圧縮空気圧の減少を図れて起動
性を良好ならしめることができる。また運転中に
はＯリング３２の熱膨張によつて、Ｏリング３２
と凸部３４との隙間並びにピストンリング３１、
Ｏリング３２、溝３３の相互の隙間が全て埋めら
れるから、ポンプ効率の低下を防止することがで
きる。ちなみに、シリコンゴム製のＯリングの熱
膨張係数は3.1×10⁴／℃であり、四フツ化エチレ
ン製のピストンリングの12.1〜9.1×10⁵／℃の約
10倍と大きく、従つて連通路の封止にはＯリング
の熱膨張が最も寄与していると言える。

これによつて、ピストンリング３１としては、
第５図に示す如くエンドレスのピストンリング３
１を使用することができる。該ピストンリング３
１は、四フツ化エチレン樹脂を主成分とし、かつ
グラフアイト等を副成分とした合成樹脂で形成さ
れ、ある程度拡径しても復元する性質を有する周
知のものである。従つて、該ピストンリング３１
は、拡径した状態でピストン２５の外周側からＯ
リング３２の外側に嵌め込まれる。

以上の如く、この実施例においては次のような
効果が期待できる。

(1) 起動性が良好となる。

(2) ピストンリングはエンドレスタイプが使用可
能となる。エンドレスタイプはカツトタイプに
比べて非常に空気洩れが少く、ポンプ効率が向
上する。

(3) ピストン鋳造時のパーテイングラインを利用
してピストンリング溝底部に凸部を設け、これ
とＯリングとより形成される隙間でピストンリ
ングのバイヤスカツト又はステツプカツトに代
用できるので、これらの加工廃止によるコスト
ダウンがはかれる。

(4) 従来技術の如きピストンリングのカツト部の
ずれによつて生じていた空気洩れによるポンプ
効率の低下を防止できる。

尚、前述の実施例において、溝３３の底壁に施
す凸部３４の数は２個に限定されているものでは
なく、必要に応じて１個もしくは３個以上として
もよい。また凸部の代りに凹部を設けてもよく、
更には凸部と凹部の組合せにしてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、製作コ
ストが低く、しかもポンプ効率が良好で起動が容
易なエアーポンプを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のエアーポンプの全体構成を示す
図、第２図Ａ及びＢは第１図のエアーポンプに使
用されているピストンリングの斜視図、第３図は
本発明によるエアーポンプのピストン部を示す断
面図、第４図は第３図の−断面図、第５図は
本発明に用いるピストンリングの側面図である。 ２５……ピストン本体、２６……シリンダ、３
１……ピストンリング、３２……Ｏリング、３３
……溝、３４……凸部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダ、このシリンダに滑合しその外周に
   形成された環状溝の中にＯリングとピストンリン
   グとをこの順番に嵌め込んだピストンを備えたも
   のにおいて、前記Ｏリングと溝の底壁面とが常温
   状態で密着するようにＯリングの径を設定すると
   共に、前記Ｏリングと溝の底壁との間に凹部若し
   くは凸部を前記ピストンの軸線に沿つて形成する
   ことによつてこの凹部若しくは凸部周辺に連通路
   を形成し、エアポンプが起動直後でピストンが常
   温状態のときに前記溝の両側壁と前記Ｏリングの
   両側面との間に形成される隙間と前記連通路とを
   介して前記シリンダの内部と外部とを連通し、機
   体が温度上昇したとき前記Ｏリングの熱膨張によ
   り前記連通路を埋めるようにしたことを特徴とす
   るエアーポンプ。