(57)【要約】【課題】大幅なコスト増加を招くことなく、ピストンリングとシリンダボア内周面との間のシール性を向上し、それによって圧縮効率を向上可能な往復動式圧縮機のピストンを提供する。【解決手段】ピストンリング溝内に、シリンダボアの内周面に摺接可能なピストンリングを挿入したピストンにおいて、ピストンリング溝の底面に段付き構造を形勢して、ピストンリングの内周面側を支持し、該支持によりピストンリングを該ピストンリングのピストン頂面側部位が開く方向に傾けることが可能な支点を形成したことを特徴とする往復動式圧縮機のピストン。【選択図】図１
2010038135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボア内を往復動されるピストンの外周面に刻設された環状のピストンリング溝内に、シリンダボアの内周面に摺接可能なピストンリングを挿入した往復動式圧縮機のピストンにおいて、前記ピストンリング溝の底面に、前記ピストンリングの内周面側を支持し、該支持により前記ピストンリングを該ピストンリングのピストン頂面側部位が開く方向に傾けることが可能な支点を形成したことを特徴とする往復動式圧縮機のピストン。
【請求項２】
前記支点が、ピストンリング溝の底面を、ピストン頂面側底面部位がより浅くなる段付き構造に構成することにより形成されている、請求項１に記載の往復動式圧縮機のピストン。
【請求項３】
前記段付き構造が、複数段の段付き構造に構成されている、請求項２に記載の往復動式圧縮機のピストン。
【請求項４】
前記ピストンリング溝の底面と前記ピストンリングの内周面との間の前記支点よりもピストン頂面側部位に、前記ピストンリングが該ピストンリングのピストン頂面側部位が開く方向に傾けられる際にピストン頂面側からピストンリング背圧を導入可能な背圧導入空間が形成される、請求項１〜３のいずれかに記載の往復動式圧縮機のピストン。
【請求項５】
圧縮機による被圧縮流体が冷媒からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の往復動式圧縮機のピストン。
【請求項６】
圧縮機が車両用空調装置の冷凍回路に設けられるものからなる、請求項１〜５のいずれかに記載の往復動式圧縮機のピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動式圧縮機のピストンに関し、とくにそのピストンリング装着部の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダボア内を往復動される往復動式圧縮機のピストンにおいては、通常、ピストンの外周面に刻設された環状のピストンリング溝内に、シリンダボアの内周面に摺接可能なピストンリングが挿入される。ピストンリングとシリンダボア内周面との間のシール性が良好に保たれることにより、とくに圧縮行程におけるピストン頂面側のシリンダボア内の高圧の圧縮ガスがクランク室側へ漏れる量（ブローバイガス量）が少なく抑えられ、圧縮効率の向上がはかられるようになっている。
【０００３】
ピストンリングとシリンダボア内周面との間のシール性を向上するために、ピストンリング溝の底面を平坦に形成し、その溝内に、ピストン下死点側が開く形状のピストンリングを装着する構造や（特許文献１）、圧縮ガスをピストンリング溝底部に導入してピストンリングをシリンダボア内周面に向けて押圧するようにした構造（特許文献２）が知られている。
【特許文献１】特開２００１−１６５０４６号公報
【特許文献２】特開平１０−６１５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の構造では、圧縮行程においてピストンリング背面側に高圧の圧縮ガスを積極的に導入する構造とはなっていないので、圧縮行程時にピストンリングのシリンダボア内周面への押圧力はそれ程増大されず、この間のシール性の向上には限界がある。一方、特許文献２に記載の構造では、圧縮行程時にピストンリング溝底部に圧縮ガスが導入されるので、ピストンリングのシリンダボア内周面への押圧力は増大され、その分この間のシール性の向上は可能になるが、ピストンに圧縮ガス導入用の比較的複雑な形状の流路を加工する必要があるので、大幅なコスト増加を招く。
【０００５】
そこで本発明の課題は、大幅なコスト増加を招くことなく、とくにピストンリングとシリンダボア内周面との間のシール性を向上し、それによって圧縮効率を向上させることが可能な往復動式圧縮機のピストンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る往復動式圧縮機のピストンは、シリンダボア内を往復動されるピストンの外周面に刻設された環状のピストンリング溝内に、シリンダボアの内周面に摺接可能なピストンリングを挿入した往復動式圧縮機のピストンにおいて、前記ピストンリング溝の底面に、前記ピストンリングの内周面側を支持し、該支持により前記ピストンリングを該ピストンリングのピストン頂面側部位が開く方向に傾けることが可能な支点を形成したことを特徴とするものからなる。
【０００７】
このような本発明に係る往復動式圧縮機のピストンにおいては、ピストンリング溝の底面に所定の支点を形成しておくだけで、その支点による支持を介してピストンリングをそのピストン頂面側部位が開く方向に傾けることができる。ピストンリングが、そのピストン頂面側部位が開く方向に傾けられると、その部位に対応したピストンリングの外周側、とくに外周側コーナー部が、シリンダボアの内周面に押し付けられやすくなり、ピストンリングとシリンダボア内周面との間のシール性が向上される。そしてとくに、ピストンリングが、そのピストン頂面側部位が開く方向に傾けられると、ピストンリングの、開かれたピストン頂面側部位に対応する背面側には、圧縮行程時にピストンの頂面側から高圧の圧縮ガスが自然に導入されることが可能になり、導入された高圧の圧縮ガスはピストンリングに対して該ピストンリングをシリンダボア内周面に向けて押圧する背圧として作用するので、ピストンリングとシリンダボア内周面との間のシール性を大幅に向上することが可能になる。
【０００８】
上記本発明に係る往復動式圧縮機のピストンにおいて、上記支点としては、ピストンリング溝の底面を、ピストン頂面側底面部位がより浅くなる段付き構造に構成することにより形成でき、この段付き構造の肩部の角部を上記支点として用いることが可能である。この段付き構造は、複数段の段付き構造に構成されていてもよい。その場合には、段付き構造の複数の肩部の角部のいずれかを上記支点として用いることが可能であり、場合によっては、上記支点として機能する部位を、周囲の状態に応じて複数の角部間で移動させることも可能である。
【０００９】
また、本発明に係る往復動式圧縮機のピストンにおいては、上記の如く、ピストンリングの、開かれたピストン頂面側部位に対応する背面側に、圧縮行程時にピストンの頂面側から高圧の圧縮ガスを導入することが可能であるので、この部分に適切な大きさの空間が形成されるようにしておくことが好ましい。すなわち、上記ピストンリング溝の底面と上記ピストンリングの内周面との間の上記支点よりもピストン頂面側部位に、上記ピストンリングが該ピストンリングのピストン頂面側部位が開く方向に傾けられる際にピストン頂面側からピストンリング背圧を導入可能な適切な大きさの背圧導入空間が形成される形態とすることが好ましい。
【００１０】
このような本発明に係る往復動式圧縮機のピストンの構造は、ピストンリングとシリンダボア内周面との間のシール性の大幅な向上が求められる場合に好適なものであり、とくに、圧縮機による被圧縮流体が冷媒からなる場合に好適なものである。
【００１１】
また、往復動式圧縮機としては往復動されるピストンを備えているものであればとくに限定されないが、例えばとくに圧縮効率の向上が求められる、車両用空調装置の冷凍回路に設けられる往復動式圧縮機に本発明は好適である。
【発明の効果】
【００１２】
このように、本発明に係る往復動式圧縮機のピストンによれば、ピストンリング溝の底面に所定の支点を形成しておくだけで、大幅なコスト増加を招くことなく安価に、ピストンリングをそのピストン頂面側部位が開く方向に傾けてピストンリング背面に適切に背圧を導入でき、ピストンリングとシリンダボア内周面との間のシール性を大幅に向上することが可能になる。この間のシール性を大幅に向上できる結果、往復動式圧縮機の圧縮効率の向上が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る往復動式圧縮機のピストンを示しており、例えば、車両用空調装置の冷凍回路に設けられる冷媒圧縮用の往復動式圧縮機のピストンを示している。図１において、１は、シリンダボア２内を往復動されるピストンを示しており、ピストン１の外周面、とくにピストン１の頂面３近傍の外周面部分には、環状のピストンリング溝４が刻設されている。ピストンリング溝４内に、シリンダボア２の内周面に摺接可能なピストンリング５が挿入されて装着されている。このピストンリング溝４の底面６に、ピストンリング５の内周面側を支持し、該支持によりピストンリング５を該ピストンリング５のピストン頂面側部位５ａ（図１におけるピストンリング上部側部位）がピストン径方向に開く方向に傾けることが可能な支点７が形成されている。本実施態様では、この支点７は、ピストンリング溝４の底面６を、ピストン頂面側底面部位６ａが反ピストン頂面側底面部位６ｂよりも浅くなる一段の段付き構造部８に構成することにより形成されている。すなわち、段付き構造部８の段部における肩部の角部が上記支点７として機能できるようになっている。
【００１４】
このように構成された本実施態様に係る往復動式圧縮機のピストン１においては、ピストンリング溝４の底面６に所定の段付き構造部８を形成し所定の支点７を形成しておくだけで、その支点７による支持を介してピストンリング５をそのピストン頂面側部位５ａが開く方向に傾けることができる。このピストンリング５の傾斜により、そのピストン頂面側部位５ａに対応したピストンリング外周側コーナー部５ｂが、シリンダボア２の内周面に押し付けられやすくなり、ピストンリング５とシリンダボア２の内周面との間のシール性が向上される。とくに、圧縮行程時には、ピストン１の頂面３側で圧縮されつつある高圧の圧縮ガスが、開かれたピストン頂面側部位５ａに対応する部分の背面側に自然に導入されるようになり、導入された高圧の圧縮ガスがピストンリング５をシリンダボア２の内周面に向けて押圧する背圧として作用できるので、ピストンリング５、とくにその外周側コーナー部５ｂとシリンダボア２内周面との間のシール性を大幅に向上される。このシール性の向上により、圧縮行程時のブローバイガス量が低減され、大幅に圧縮効率が高められる。このような優れた効果が、ピストンリング溝底面６に所定の支点７を形成するだけの簡単で安価な構成で得られる。とくに冷媒圧縮機においては、高いシール性と高い圧縮効率が求められるが、この要求が容易にかつ安価に満たされることになる。
【００１５】
上記のような支点を形成するための段付き構造は、複数段の段付き構造に構成することもできる。図２、図３に、別の実施態様として、二段の段付き構造に構成した場合の例を示す。つまり、ピストン１１のピストンリング溝１２の底面１３に、ピストン頂面側底面部位１３ａが中間底面部位１３ｂよりも浅く、中間底面部位１３ｂが反ピストン頂面側底面部位１３ｃよりも浅くなる、二段の段付き構造部１４が形成され、このピストンリング溝１２内に、シリンダボア１５の内周面に摺接可能なピストンリング１６が挿入されて装着されている。底面部位１３ａと底面部位１３ｂとの間の角部、および底面部位１３ｂと底面部位１３ｃとの間の角部が、各々、図２および図３に示すように、状況に応じて、ピストンリング１６の内周面側を、ピストンリング１６のピストン頂面側部位１６ａがピストン径方向に開く方向に傾けることが可能な支点１７ａ、１７ｂとして機能することができる。このように周囲の状態に応じて複数の角部間で支点１７ａ、１７ｂが移動することが可能な構成とすることにより、例えばピストンリング１６が多少摩耗したような場合にあっても、ピストンリング１６の傾斜角度を適切に変更させ、シリンダボア１５の内周面との間の高いシール性を確保して、高い圧縮効率を維持することが可能になる。その他の作用効果は前述の実施態様に準じる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明に係る往復動式圧縮機のピストンの構造は、あらゆる往復動式圧縮機に適用可能であり、とくに高い圧縮効率が求められる冷媒圧縮機、なかでも車両用空調装置に使用される圧縮機に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施態様に係る往復動式圧縮機のピストンの概略部分断面図である。
【図２】本発明の別の実施態様に係る往復動式圧縮機のピストンの概略部分断面図である。
【図３】図２のピストンにおける別の状態を示す概略部分断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１、１１  ピストン
２、１５  シリンダボア
３  ピストン頂面
４、１２  ピストンリング溝
５、１６  ピストンリング
６、１３  ピストンリング溝底面
７、１７ａ、１７ｂ  支点
８、１４  段付き構造部
【図１】
2010038135.tif 000003
【図２】
2010038135.tif 000004
【図３】
2010038135.tif 000005