(57)【要約】【課題】本発明は、密閉的に封止された小型冷凍装置に使用されるコンプレッサ用のピストンに関する。【解決手段】シリンダジャケットのように構成された封止および案内面部（１ａ、２）は、実質的にシリンダジャケットの支柱および部分として構成されピストンジャケットの部分を形成する少なくとも２つの封止および案内面部（６）に加えて、シリンダ内でピストンを案内する。実質的にシリンダジャケットの支柱および部分として構成された各ブリッジ状およびシリンダジャケット状の封止および案内面部（６）の境界端部（９ａ、９ｂ）であって、関連する回転軸線（８）を有してピストンの軸線の方向に延びた境界端部の接続線間の角度（α）は、４０°より小さく、好ましくは３０度より小さく設けられている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉して封じ込められた小型タイプの冷凍装置に使用されるコンプレッサ用のピストンであって、シリンダジャケット状の封止および案内面部（１ａ、２）、および、ピストンスカート部の少なくとも２つの実質的にブリッジ状およびシリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部を備えていて、これらは、シリンダ壁と実質的に封止方法で遮るピストンの移動方向に実質的に並行に延び、シリンダ内でピストンの案内を可能にし、また、封止または圧縮チャンバおよび凹部（３、７）を備えたピストンスカート部の他の部分と関連してクランクケースを封止し、その結果、ピストンスカート部とシリンダ壁との間に距離が存在し、各ブリッジ状およびシリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部（６）の境界端部（９ａ、９ｂ）であってピストンの軸線の方向に延びた境界端部の接続線間の角度（α）は、関連する回転軸線（８）を有して、４０°より小さく、好ましくは３０度より小さいことを特徴とするピストン。
【請求項２】
ブリッジおよびシリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部（６）の端部ゾーンは、クランクケースに近接したピストンの端部（１０）と同一平面であることを特徴とする請求項１記載のピストン。
【請求項３】
各ブリッジ状およびシリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部（６）の一方の端部ゾーンは、ピストンスカート部のシリンダジャケット状の封止および案内面部（２）内に集中していることを特徴とする請求項１または２いずれか１項記載のピストン。
【請求項４】
各ブリッジ状およびシリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部（６）は、ピストンが下死点でシリンダハウジングの外へ突出する長さに少なくとも対応する長さを超えて、ピストンヘッド（１１）に向かう方向のクランクケースに近接したピストンの端部（１０）から延びていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のピストン。
【請求項５】
各ブリッジ状およびシリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部（６）は、いくつかのポイント上の凹部によって中断されていることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載のピストン。
【請求項６】
ブリッジ状およびシリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部（６）は、異なった深さを備えていることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載のピストン。
【請求項７】
ピストンピン孔（４）は、凹部（７）の領域に配置されていることを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項記載のピストン。
【請求項８】
クランクケースに近接した端部ゾーン（１０）において、凹部（１３）は、シリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部（６）の領域に各配置されていることを特徴とする請求項１ないし７いずれか１項記載のピストン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前段部に示されたような、密閉して封じ込められた小型タイプの冷凍装置に使用されるコンプレッサ用のピストンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンプレッサのピストンは、通常作業媒体（ｗｏｒｋｉｎｇ ｍｅｄｉｕｍ）を圧縮する役割を有している。ピストンは、ピストンスカート部がシリンダジャケット（ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｊａｃｋｅｔ）面と実質的に封止された方法で、シリンダ内で往復運動を実行する。このように、これは封止の役割と同様に案内の役割を果たす。
２つのジャケット面の互いの摩擦は、ピストンが働くために必要で、それゆえコンプレッサの全体の総合的な効率を減少するエネルギーの浪費の増加に帰着する。したがって、ピストンスカート部に凹部を備えることが従来技術によるピストンにおける一般的プラクティスであるので、ピストンスカート部のある部分のみがシリンダ壁に接触するであろう。この点において、ピストンスカート部は、凹部のゾーンにおいて、ピストンスカート部がシリンダ壁と封止方法（ｓｅａｌｉｎｇ ｆａｓｈｉｏｎ）で遮るゾーンよりもピストン軸線からの小さい距離を備えている。凹部は、支持する油膜がもはや形成されないように深い。摩擦は、それゆえ、強烈に減少される。さらに、ピストンの全体は、より軽くなり、また、コンプレッサの効率を増加する。
【０００３】
従来技術によるコンプレッサ用の公知のピストンは、シリンダジャケット状の方法（ｆａｓｈｉｏｎ）に配置され、また、ピストンの全体的円周にわたって実質的に封止方法でシリンダ壁とともに閉じ込めるピストンヘッドのゾーンに封止および案内面部を備えている。ピストンの移動方向における前記部分の延長部は、作業媒体に関する十分な封止が与えられるようにして選択される。さらに、従来技術によるそのようなピストンは、ピストンスカート部の他方の端部領域に配置され、ピストンの全体的円周にわたって実質的に封止方法で、シリンダジャケット面と、再び閉じ込める第２のシリンダジャケット状の封止および案内面部を備えている。その結果、シリンダジャケット状の凹部はまた、２つの封止および案内面部間にとどまる。
【０００４】
従来技術のようなピストンスカート部の構造の場合において、ピストンの下死点（ｌｏｗｅｒ ｄｅａｄ ｃｅｎｔｅｒ）で、非ねじ切り部（ｕｎｔｈｒｅａｄｉｎｇ）は、シリンダから前述した付加的な封止および案内面部が生ずるという問題がある。コンプレッサの全体的重量を減少するために、シリンダハウジングは、ピストンのストロークによって必要とされるような長さとなるようにのみ配置された。しかしながら、シリンダハウジングを短くすればするほど、重量と材料がより多く節約され、また、ピストンは下死点でシリンダの外へさらに動くであろう。
【０００５】
従来技術によるコンプレッサ用のピストンの場合において、第２のシリンダジャケット状の封止および案内面部の高さによって設定される制限がある。ピストンは、シリンダの外へそれ以上移動できない。それは、凹部（ｒｅｃｅｓｓ）のゾーンにおいてもはやピストンの案内部がないからである。その結果、そのものは、横方向に離れて傾斜し、また、シリンダ内へのピストンの下方の封止および案内面部のねじ切り部（ｔｈｒｅａｄｉｎｇ）は、もはや可能ではない。第２のシリンダジャケット状の封止および案内面部の高さの延長部は、摩擦と重量を不必要に増加する。
【０００６】
米国特許第４、３５０、０８３号から、磨耗と裂けを減少するためにピストンのスカート部に開口部を備えたピストンがさらに知られている。摩擦の際立った減少とそれによるエネルギーの節約が生じないような表面領域に関してそのような小さい配置が備えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
それ故、この欠点を回避し、コンプレッサ用のピストンを提供することが本発明の目的であって、それを作業ストローク中に特にシリンダハウジングの外側へ導くにもかかわらず、それに再び容易に導入できるものである。摩擦と重量減少凹部は、それにもかかわらず、ピストンスカート部に備えられていて、ピストンの十分な案内が保証される。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的は、本発明の請求項１の特徴部分によって達成される。
シリンダジャケット面セクタの形状を有し、実質的にピストンの移動方向へ延びた幾つかの狭いブリッジ状封止および案内面部の形成の結果、ピストンは、下死点のゾーンでシリンダの外に比較的多くの部分が導かれ、突出部はシリンダ内ヘ容易に再導入できるが、それは、全体のプロセス中、十分な封止および案内面部が常に十分にシリンダ壁と接触しているからである。ブリッジの単に狭い配置の結果、システムにおける摩擦の際立った減少を同時に可能にする。
【０００９】
請求項２と３の態様は、ピストンの移動の方向への最適な案内を確実にする。
請求項４の特徴的態様の結果、シリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部の高さは、ピストンが下死点でシリンダの外に突出する長さに正確に調整することができる。
請求項５の態様の結果、付加的な封止および案内面部は、さらに摩擦抵抗と重量に関して最適化される。
【００１０】
請求項６の態様は、重量を減少する方向における更なる最適化の達成を可能にする。一方のピストン側が接続ロッドの回転運動によってより強く緊張されるが、ピストンのその側に配置されたシリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部は、ピストンの弱く緊張された側よりも強い配置を備えることができる。
請求項７の態様は、本発明によるピストンの好ましい実施例を述べている。
請求項８の態様は、摩擦の付加的な減少と、同時に重量の節約を可能にする。
本発明と従来技術との詳細な記述は、添付した図面を参照することによって提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、従来技術によるコンプレッサ用のピストンを示している。２つのシリンダジャケット状（ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｊａｃｋｅｔ ｌｉｋｅ）の封止および案内面部１ａ、１ｂは、同様にシリンダジャケット状の凹部３を取り囲んでいる。凹部３の領域には、ピストンピン穴４と、位置決めピン（図示せず）がそこを通って挿入される穴５とがある。これは、ピストンピンを固定するために使用される。
【００１２】
封止および案内面部１ａの高さは、十分な封止が作業媒体（図示せず）に関して与えられるように選択される。封止および案内面部１ｂの高さは、従来技術によるピストンにおいて単に非常に低いので、ピストンがシリンダの外へ導かれた場合、ピストンのわずかな傾動は、シリンダ壁端部が凹部に接触するまで下死点で起きる。ピストンは、したがってシリンダに傾斜した形で刺さる（ｓｔｉｃｋ）。引き続く上方への移動中に、封止および案内面部１ｂは、封止および案内面部１ｂの端部がシリンダ壁端部とくさび止め（ｗｅｄｇｅ）するので、もはやシリンダ内に導入されない。
【００１３】
図２と３は、焼結材料または鋳造部品で作られた本発明によるピストンの不等角投像図を示している。シリンダジャケット状の封止および案内面部２に加えて、それに隣接し、シリンダジャケット面セクタの形状を有し、ピストンの移動方向に実質的に並行に延びていて、凹部７によって取り囲まれた２つのブリッジ状の封止および案内面部６がある。ピストンピン穴４は、凹部７の領域にある。
【００１４】
図４と５に示されたように、好ましい実施例は、シリンダジャケット面セクタの形状を有するブリッジ状の封止および案内面部６が、ピストンが下死点でシリンダから非ねじ切り部でない（ｎｏｔ ｕｎｔｈｒｅａｄｅｄ）ような高さの配置に単に備えられているように提供する。
本発明による封止および案内面部６の結果、シリンダ内のピストンの十分な案内は、ピストンがシリンダの外へ少しも移動しない場合のみでなく、ピストンが下死点でピストンの全体の高さの半分までシリンダの外へ突出する場合でも保証される。同時に、ピストンの摩擦と重量を最小にするために、十分な凹部が依然として存在できる。
【００１５】
本発明による封止および案内面部６の幅は、給油用に適した油膜が形成されるように選択される。図６によると、関連する回転軸線８を有したシリンダジャケット面セクタの形状を有する各ブリッジ状の封止および案内面部６の境界端部９ａ、９ｂの接続線間の角度αは、４０°より小さく、好ましくは３０度より小さい。このようにして、前述の封止および案内面部は非常に小さく維持でき、このようにして、ピストンの摩擦と重量を減少するけれども、封止および案内面部６とシリンダ壁との間に形成された十分な油膜を可能にする。
【００１６】
図７と８は、さらに好ましい実施例を示している。上方のシリンダジャケット状の封止および案内面部２は、いくつかの油溝１２によって分割されている。しかしながら、本発明による下方のシリンダジャケット状の封止および案内面部６の領域において、実質的に円弧セクタ状の皿形穴（ｃｏｕｎｔｅｒｓｉｎｋｉｎｇ）１３は、摩擦抵抗をさらに減少するように、また、重量の減少を助けるように備えられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のピストンを示す図。
【図２】本発明によるピストンの不等角投影（ａｘｏｎｏｍｅｔｒｉｃ）図。
【図３】本発明によるピストンのさらなる不等角投影図。
【図４】本発明によるピストンの好ましい実施例の不等角投影図。
【図５】本発明によるピストンの好ましい実施例の不等角投影図。
【図６】本発明によるピストンの平面図。
【図７】本発明によるピストンの他の好ましい実施例の不等角投影図。
【図８】本発明によるピストンの他の好ましい実施例の不等角投影図。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ……シリンダジャケット状の封止および案内面部；
２……封止および案内面部；  ３……シリンダジャケット状の凹部；
４……ピストンピン穴；５……穴；
６……ブリッジ状の封止および案内面部；  ７……凹部；  ８……回転軸線；
９ａ、９ｂ……境界端部；  （１０）……端部；  （１１）……ピストンヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年7月12日(2002.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンの環状の溝に拘束されない小型タイプの冷凍装置コンプレッサ用のピストンであって、シリンダジャケット状の封止および案内面部（１ａ、２）、および、ピストンスカート部の少なくとも２つの実質的にブリッジ状およびシリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部を備えていて、これらは、シリンダ壁と実質的に封止方法で遮るピストンの移動方向に実質的に並行に延び、シリンダ内でピストンの案内を可能にし、また、封止または圧縮チャンバおよび凹部（３、７）を備えたピストンスカート部の他の部分と関連してクランクケースを封止し、その結果、ピストンスカート部とシリンダ壁との間に距離が存在し、各ブリッジ状およびシリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部（６）の境界端部（９ａ、９ｂ）であってピストンの軸線の方向に延びた境界端部の接続線間の角度（α）は、関連する回転軸線（８）を有して、４０°より小さく、好ましくは３０度より小さく、また、ブリッジとシリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部（６）は、異なった深さを有していることを特徴とするピストン。
【請求項２】
ブリッジおよびシリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部（６）の端部ゾーンは、クランクケースに近接したピストンの端部（１０）と同一平面であることを特徴とする請求項１記載のピストン。
【請求項３】
各ブリッジ状およびシリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部（６）の一方の端部ゾーンは、ピストンスカート部のシリンダジャケット状の封止および案内面部（２）内に集中していることを特徴とする請求項１または２いずれか１項記載のピストン。
【請求項４】
各ブリッジ状およびシリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部（６）は、ピストンが下死点でシリンダハウジングの外へ突出する長さに少なくとも対応する長さを超えて、ピストンヘッド（１１）に向かう方向のクランクケースに近接したピストンの端部（１０）から延びていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のピストン。
【請求項５】
各ブリッジ状およびシリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部（６）は、いくつかのポイント上の凹部によって中断されていることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載のピストン。
【請求項６】
ピストンピン孔（４）は、凹部（７）の領域に配置されていることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載のピストン。
【請求項７】
クランクケースに近接した端部ゾーン（１０）において、凹部（１３）は、シリンダジャケットセクタ状の封止および案内面部（６）の領域に各配置されていることを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項記載のピストン。
【国際調査報告】
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