(57)【要約】【課題】ベアリングの劣化を抑制することができ、メンテナンス周期を延長可能となる往復動圧縮機の提供。【解決手段】シリンダ３５と、コネクティングロッド５５の先端側に設けられた円盤部５６と円盤部５６に取り付けられたリテーナ５８とにより形成されシリンダ３５内を往復動するピストン８８と、内周側がピストン８８の円盤部５６とリテーナ５８との間に挟持されて取り付けられる挟持部８１となり、外周側が挟持部８１から外向きに突出しシリンダ３５の内周面に摺接するリップ部８２となったリップシール６５とを備え、ピストン８８の円盤部５６とリテーナ５８との間に気体層８５を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
コネクティングロッドの先端側に設けられた円盤部と該円盤部に取り付けられたリテーナとにより形成され前記シリンダ内を往復動するピストンと、
内周側が該ピストンの円盤部とリテーナとの間に挟持されて取り付けられる挟持部となり、外周側が該挟持部から外向きに突出し前記シリンダの内周面に摺接するリップ部となったリップシールと、
を備えた往復動圧縮機において、
前記ピストンの円盤部とリテーナとの間に気体層を設けたことを特徴とする往復動圧縮機。
【請求項２】
請求項１記載の往復動圧縮機において、
前記ピストンの円盤部と前記リップシールの挟持部との間に、断熱性を有する材料のスペーサを設けてなることを特徴とする往復動圧縮機。
【請求項３】
請求項２記載の往復動圧縮機において、
前記スペーサには、前記ピストンの円盤部と前記リップシールの挟持部との間に気体層を形成する間欠部が設けられていることを特徴とする往復動圧縮機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項記載の往復動圧縮機において、
前記円盤部と前記リテーナとが、断熱性を有する締結部材で締結されていることを特徴とする往復動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空気等の気体を圧縮するのに好適に用いられる往復動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体を圧縮する往復動圧縮機には、モータ等の駆動源の回転駆動軸に偏心してクランクを取り付け、このクランクにベアリングを介してピストンのコネクティングロッドを回転可能に連結する構成のものがある。この往復動圧縮機は、回転駆動軸の回転でクランクが偏心回転することでピストンがシリンダ内で揺動しながら往復動して、気体を吸入し圧縮して吐出する。このような往復動圧縮機では、ピストンをコネクティングロッドの先端側に設けられる円盤部とこの円盤部に取り付けられる別体のリテーナとにより形成し、これら円盤部とリテーナとでリップシールを挟持して、このリップシールをシリンダの内周面に摺接させることで、ピストンとシリンダとのシールを行うようになっている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２２２０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のような往復動圧縮機は、駆動時に特に圧縮室で圧縮により多くの熱が発生することになり、このような圧縮熱がピストンのリテーナやリップシールからコネクティングロッドを介してその基端側に設けられたベアリングに伝わることになって、ベアリングを劣化させ、メンテナンス周期を短くする一因となっている。
【０００４】
したがって、本発明は、ベアリングの劣化を抑制することができ、メンテナンス周期を延長可能となる往復動圧縮機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、シリンダと、コネクティングロッドの先端側に設けられた円盤部と該円盤部に取り付けられたリテーナとにより形成され前記シリンダ内を往復動するピストンと、内周側が該ピストンの円盤部とリテーナとの間に挟持されて取り付けられる挟持部となり、外周側が該挟持部から外向きに突出し前記シリンダの内周面に摺接するリップ部となったリップシールと、を備えた往復動圧縮機において、前記ピストンの円盤部とリテーナとの間に気体層を設けたことを特徴としている。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記ピストンの円盤部と前記リップシールの挟持部との間に、断熱性を有する材料のスペーサを設けてなることを特徴としている。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記スペーサには、前記ピストンの円盤部と前記リップシールの挟持部との間に気体層を形成する間欠部が設けられていることを特徴としている。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に係る発明において、前記円盤部と前記リテーナとが、断熱性を有する締結部材で締結されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、圧縮室で発生した圧縮熱がリテーナからピストンの円盤部に伝わろうとしてもこれらの間に設けられた気体層によってこれを抑制することができる。したがって、コネクティングロッドの基端側に設けられたベアリングの劣化を抑制することができ、ベアリングの長寿命化が図れるため、メンテナンス周期を延長可能となる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、圧縮室で発生した圧縮熱がリップシールからピストンの円盤部に伝わろうとしてもピストンの円盤部とリップシールの挟持部との間に設けられた、断熱性を有する材料のスペーサによってこれをさらに抑制することができる。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、スペーサにピストンの円盤部とリップシールの挟持部との間に気体層を形成する間欠部が設けられているため、圧縮室で発生した圧縮熱がリップシールからピストンの円盤部に伝わろうとしてもこれらの間に設けられたスペーサおよび気体層によってこれをさらに抑制することができる。
【００１２】
請求項４に係る発明によれば、円盤部とリテーナとが、断熱性を有する締結部材で締結されているため、圧縮室で発生した圧縮熱がリテーナから締結部材を介してピストンの円盤部に伝わろうとしてもこれを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施形態の往復動圧縮機を図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の往復動圧縮機１１は、図１に示すように、駆動源である電動式のモータ１２と、このモータ１２に対し隣接配置されこのモータ１２で駆動されて圧縮空気を発生させる圧縮機本体１３とで構成されている。
【００１４】
往復動圧縮機１１は、軸線方向における一端が開口部とされるモータハウジング部１６と、このモータハウジング部１６の軸線方向における他端側を閉塞させる底部１７と、底部１７のモータハウジング部１６とは反対側に延出するクランクケース部１８とを有するハウジング１９と、このハウジング１９のモータハウジング部１６の底部１７とは反対側にボルト２０で固定される端板２１と、クランクケース部１８のモータハウジング部１６とは反対側にネジ２２で固定される端板２３とを備えている。
【００１５】
モータ１２は、ハウジング１９のモータハウジング部１６の内側に設けられたステータ２５と、ステータ２５の内側に挿入されるロータ２６とを有しており、ロータ２６の回転駆動軸２７がハウジング１９の底部１７のベアリング保持穴３０に保持されたベアリング３１と端板２１のベアリング保持穴３２に保持されたベアリング３３とによって回転可能に支持されている。なお、モータ１２の回転駆動軸２７は、ハウジング１９の底部１７からクランクケース部１８側に突出し、端板２３からも突出している。
【００１６】
圧縮機本体１３は、円筒状をなすとともに上記したクランクケース部１８の上側に上下に軸線を配置して搭載されるシリンダ３５と、シリンダ３５の上側の開口部を覆うように設けられるとともに上下方向に貫通する複数の吐出穴３７が形成された仕切板３８と、仕切板３８の上面側に吐出穴３７を覆うように取り付けられた板状の吐出弁３９と、仕切板３８の上側に吐出弁３９を覆うように取り付けられるとともに内外を貫通する外部吐出穴４０が形成されたシリンダヘッド４１とを有している。
【００１７】
さらに、圧縮機本体１３は、クランクケース部１８内においてモータ１２の回転駆動軸２７に偏心状態で嵌合固定されるクランク部材４５と、モータ１２の回転駆動軸２７のクランク部材４５よりも先端側に嵌合された状態で、回転駆動軸２７に螺合されるナット４６でクランク部材４５に固定されるバランスウエイト４７と、回転駆動軸２７の端板２３から突出する先端部に嵌合しナット４８により固定されるファン４９とを有している。
【００１８】
加えて、圧縮機本体１３は、基端側がクランク部材４５にベアリング５２を介して回転可能に連結されるとともに先端側がシリンダ３５内に往復動可能に設けられる往復動部材５３を有している。
【００１９】
この往復動部材５３は、ベアリング５２を保持するベアリング保持穴５４が基端側に形成されたコネクティングロッド５５と、このコネクティングロッド５５の先端側に設けられてシリンダ３５内に往復動可能に設けられる厚さの薄い円盤部５６とが一体成形された金属製の本体部材５７とを有している。また、往復動部材５３は、図２および図３に示すように、本体部材５７の円盤部５６の上側に配置される金属製のリテーナ５８と、リテーナ５８の上下に貫通する複数の吸込穴５９を上側で覆うようにリテーナ５８に取り付けられる板状の吸込弁６０と、この吸込弁６０をリテーナ５８に取り付ける取付部材６１と、リテーナ５８を円盤部５６に締結するネジ（締結部材）６２とを有している。
【００２０】
また、往復動部材５３には、リテーナ５８と円盤部５６とで挟持されるいずれも円環状のリップシール６５およびスペーサ６６が設けられており、リップシール６５はシリンダ３５の内周面に摺接してシリンダ３５と円盤部５６およびリテーナ５８との隙間をシールする。
【００２１】
本体部材５７の円盤部５６は、中間所定範囲にその外周側よりも下方に凹む凹部６８が形成されており、その結果、凹部６８の外側が環状をなして上側に突出する環状台部６９となっている。なお、凹部６８の底面６８ａの位置に、上下に貫通する通路穴７０が複数形成されており、またネジ６２が螺合される複数のメネジ７１が形成されている。
【００２２】
リテーナ５８は、円盤部５６の凹部６８に嵌合する嵌合凸部７５が軸線方向一側に形成されており、その結果、軸線方向他側が嵌合凸部７５よりも大径のフランジ部７６となっている。リテーナ５８には、軸線方向に貫通してネジ６２が挿入される複数のネジ挿入穴７７が複数形成されている。また、リテーナ５８には、嵌合凸部７５とは反対側に取付凹部７８が形成されており、この取付凹部７８の底面７８ａの位置に上記した吸込穴５９が形成され、吸込弁６０および取付部材６１が取り付けられている。
【００２３】
リップシール６５は、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）等の弾性材料からなる円環状のシールリングであり、内周側が、リテーナ５８の嵌合凸部７５を嵌合させるとともに円盤部５６の環状台部６９とリテーナ５８のフランジ部７６との間に挟持される平板円環状の挟持部８１とされ、外周側が、この挟持部８１から外向きに突出しリテーナ５８のフランジ部７６の外周側を覆うように軸線方向一側に屈曲するリップ部８２とされており、リップ部８２においてシリンダ３５の内周面に摺接する。
【００２４】
スペーサ６６は、リテーナ５８の嵌合凸部７５を嵌合させるとともに円盤部５６の環状台部６９とリップシール６５の挟持部８１との間に挟持されるものであり、例えばＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）等の断熱性を有する材料を用いて形成されている。スペーサ６６には、図４に示すように、径方向の中間位置に軸線方向に貫通する貫通穴（間欠部）８４が形成されており、このような貫通穴８４が円周方向に所定の等ピッチで間欠的に複数形成されている。
【００２５】
ここで、上記を組み付ける場合、本体部材５７の円盤部５６の環状台部６９上にスペーサ６６を載せ、その上にリップシール６５を載せて、その上に、リップシール６５とスペーサ６６と凹部６８とに嵌合凸部７５を嵌合させるようにしてリテーナ５８をフランジ部７６において載せる。そして、リテーナ５８を複数本のネジ６２で本体部材５７の円盤部５６に固定する。このとき、ネジ６２の締結力でリテーナ５８のフランジ部７６が円盤部５６の環状台部６９との間でリップシール６５の挟持部８１およびスペーサ６６を挟持することになる。
【００２６】
このようにリテーナ５８、リップシール６５およびスペーサ６６が円盤部５６に固定された状態で、リテーナ５８の嵌合凸部７５の下面７５ａと円盤部５６の凹部６８の底面６８ａとの間には、全面的に隙間があり（言い換えれば、嵌合凸部７５の下面７５ａと凹部６８の底面６８ａとは非接触）、円盤部５６とリテーナ５８との間に気体層８５が形成されている。この気体層８５は、通路穴７０を介してクランクケース部１８内側に連通している。
【００２７】
また、この状態で、スペーサ６６の貫通穴８４が、円盤部５６の環状台部６９とリップシール６５の挟持部８１との間に気体層８６を形成する。
【００２８】
なお、円盤部５６とリテーナ５８とを締結する複数本のネジ６２は、ＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル・ケトン樹脂）等の断熱性を有する材料を用いて形成されている。
【００２９】
ここで、円盤部５６とリテーナ５８と吸込弁６０と取付部材６１とネジ６２とが、シリンダ３５内で往復動するピストン８８を構成しており、このピストン８８にスペーサ６６とリップシール６５とが取り付けられている。
【００３０】
また、ピストン８８、スペーサ６６およびリップシール６５と、シリンダ３５と、仕切板３８とによって圧縮室９０が形成されることになり、吸込弁６０は、クランクケース部１８側の空間から圧縮室９０への空気の移動のみを許容する逆止弁となっている。また、上記した吐出弁３９は、圧縮室９０側からシリンダヘッド４１側への空気の移動のみを許容する逆止弁となっている。
【００３１】
以上の往復動圧縮機１１は、モータ１２がロータ２６を回転させると、ロータ２６の回転駆動軸２７が回転することになり、その結果、回転駆動軸２７に固定されたクランク部材４５が偏心回転運動を行う。すると、このクランク部材４５にベアリング５２を介して回転可能に連結されシリンダ３５内に圧縮室９０を形成するようにピストン８８、スペーサ６６およびリップシール６５を挿嵌させた往復動部材５３が、そのピストン８８、スペーサ６６およびリップシール６５をシリンダ３５内で上下に移動させるように往復動する。
【００３２】
そして、ピストン８８、スペーサ６６およびリップシール６５が下降すると圧縮室９０が拡大し吐出弁３９は閉状態のまま吸込弁６０を開いてクランクケース部１８側から空気を圧縮室９０に導入する。続くピストン８８、スペーサ６６およびリップシール６５の上昇で圧縮室９０が縮小し吸込弁６０は閉状態のまま吐出弁３９を開いて圧縮室９０から圧縮空気を吐出穴３７および外部吐出穴４０を介して吐出させる。
【００３３】
以上に述べた本実施形態の往復動圧縮機１１によれば、圧縮室９０で発生した圧縮熱がリップシール６５からピストン８８の円盤部５６に伝わろうとしてもこれらの間に設けられたスペーサ６６によってこれを抑制することができ、また、圧縮室９０で発生した圧縮熱がリテーナ５８からピストン８８の円盤部５６に伝わろうとしてもこれらの間に設けられた気体層８５によってこれを抑制することができる。したがって、コネクティングロッド５５の基端側に設けられたベアリング５２のグリス蒸発等に起因した劣化を抑制することができ、ベアリング５２の長寿命化が図れるため、メンテナンス周期を延長可能となる。
【００３４】
また、スペーサ６６が断熱性を有する材料からなるため、圧縮室９０で発生した圧縮熱がリップシール６５からピストン８８の円盤部５６に伝わろうとしてもこれらの間に設けられたスペーサ６６によってこれをさらに抑制することができる。
【００３５】
さらに、スペーサ６６にピストン８８の円盤部５６とリップシール６５の挟持部８１との間に気体層８６を形成する貫通穴（巣）８４が設けられているため、圧縮室９０で発生した圧縮熱がリップシール６５からピストン８８の円盤部５６に伝わろうとしてもこれらの間に設けられたスペーサ６６および気体層８６によってこれをさらに抑制することができる。
【００３６】
加えて、円盤部５６とリテーナ５８とが、複数本の断熱性を有する（熱伝導の低い）材料からなるネジ６２で締結されているため、圧縮室９０で発生した圧縮熱がリテーナ５８からネジ６２を介して円盤部５６に伝わろうとしてもこれを抑制することができる。
【００３７】
さらに、気体層８５が通路穴７０を介してクランクケース部１８側に連通しており、しかも通路穴７０は作動時にクランクケース部１８側から気体が流れるため、気体層８５の温度上昇を効果的に抑制できる。
【００３８】
なお、スペーサ６６は、ピストン８８の円盤部５６とリップシール６５の挟持部８１との間に気体層を形成するように、円周方向に間欠形状をなしていれば、丸穴の貫通穴８４に限らず、例えば、円周方向に長い長穴を円周方向に等ピッチで形成したり、外周側から内周側に向けて凹む凹部を円周方向に等ピッチで形成したり、内周側から外周側に向けて凹む凹部を円周方向に等ピッチで形成したりしても良く、これらを適宜組み合わせても良い。
【００３９】
また、本実施形態の構成は、ピストンとコネクティングロッドとが別体で揺動可能なピストン式往復動圧縮機や冷媒用往復動圧縮機にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態の往復動圧縮機を示す全体断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の往復動圧縮機を示す部分断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の往復動圧縮機を示す部分断面図である。
【図４】本発明の一実施形態の往復動圧縮機に用いられるスペーサを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１  往復動圧縮機
３５  シリンダ
５５  コネクティングロッド
５６  円盤部
５８  リテーナ
６２  ネジ（締結部材）
６５  リップシール
６６  スペーサ
８１  挟持部
８２  リップ部
８４  貫通穴（間欠部）
８５  気体層
８６  気体層
８８  ピストン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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