JP2001041161A - Non-lubricant compressor - Google Patents
Non-lubricant compressorInfo
- Publication number
- JP2001041161A JP2001041161A JP11216697A JP21669799A JP2001041161A JP 2001041161 A JP2001041161 A JP 2001041161A JP 11216697 A JP11216697 A JP 11216697A JP 21669799 A JP21669799 A JP 21669799A JP 2001041161 A JP2001041161 A JP 2001041161A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ring
- piston
- gas tight
- abutment
- cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 title abstract 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 36
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 19
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims description 5
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 claims description 5
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 17
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 15
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 4
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 230000003405 preventing effect Effects 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000004693 Polybenzimidazole Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229920006015 heat resistant resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002480 polybenzimidazole Polymers 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compressor (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、無潤滑圧縮機に関
する。The present invention relates to a non-lubricated compressor.
【0002】[0002]
【従来の技術】シリンダ内とクランクケース内とがオイ
ルシールでシールされ、シリンダ内のピストン室が無潤
滑とされている無潤滑圧縮機が提案されている(特開平
8−326658号)。2. Description of the Related Art There has been proposed a non-lubricated compressor in which the inside of a cylinder and the inside of a crankcase are sealed with an oil seal and a piston chamber in the cylinder is not lubricated (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-326658).
【0003】無潤滑の往復動空気圧縮機には、従来、段
付き合い口形状を有する樹脂製の単体ガスタイトリング
が使用されている。その理由は、下記の通りである。 ・無潤滑で使用に耐えるために、樹脂製とする。 ・樹脂材は熱膨張係数が大きいため合い口隙間を大きく
設定する必要があるとともに摩耗が大きくシール性能の
低下を来し易いため、ガスタイト構造を採用する。Conventionally, a non-lubricated reciprocating air compressor uses a resin single gas tight ring having a stepped opening shape. The reason is as follows.・ Made of resin to withstand use without lubrication.・ Because the resin material has a large thermal expansion coefficient, it is necessary to set a large gap between the openings. In addition, since the abrasion is large and the sealing performance tends to deteriorate, a gas tight structure is adopted.
【0004】しかしながら、上記ガスタイトリングは、
合い口重なりがある間はシール性能を維持できるが、合
い口重なりが無くなるまで摩耗すると、急激にシール性
能が悪くなると共に、合い口の突出部分が折損する場合
もある。これに対して、ガスタイトリングの寿命延長を
図るため、合い口重なりを大きくする試みがなされてき
たが、樹脂材は強度が低いため、合い口部の折損が起こ
り、限度があった。このため、ガスタイトリングの寿命
に合わせてメンテナンスをし、交換が不可欠であった。However, the gas tight ring is
Although the sealing performance can be maintained during the overlap of the abutment, if the abrasion is performed until the overlap of the abutment disappears, the sealing performance is rapidly deteriorated, and the protruding portion of the abutment may be broken. On the other hand, in order to extend the life of the gas tight ring, attempts have been made to increase the overlap of the joints, but since the strength of the resin material is low, the joints are broken and there is a limit. For this reason, maintenance and replacement were indispensable according to the life of the gas tight ring.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】これに対して、本出願
人は特願平10−333391号で、シール性能に優
れ、かつ、耐久性のある組合せガスタイトリングを提案
した。On the other hand, the present applicant proposed in Japanese Patent Application No. 10-333391 a combined gas tight ring having excellent sealing performance and durability.
【0006】この組合せガスタイトリングは、合い口を
有する上下一対のアウタリングと、合い口を有し前記ア
ウタリングの内周側に配置されているインナリングとを
備えている組合せリングにおいて、前記一対のアウタリ
ングの各内周にはそれぞれ突起が形成され、前記一方の
アウタリングの突起と他方のアウタリングの突起は合い
口から異なる角度位置にあり、これらの突起が前記イン
ナリングの合い口隙間に配置されていることを特徴とし
ている。This combined gas tight ring is a combination ring comprising a pair of upper and lower outer rings having an abutment, and an inner ring having an abutment and arranged on an inner peripheral side of the outer ring. A projection is formed on each inner periphery of the pair of outer rings, and the projection of the one outer ring and the projection of the other outer ring are at different angular positions from the abutment, and these projections are located at the abutment of the inner ring. It is characterized by being arranged in a gap.
【0007】しかしながら、この組合せガスタイトリン
グによると、ピストンが下降する吸入行程で、シリンダ
内におけるピストンの下側室が圧縮される。特に、ピス
トンロッドの周囲をオイルシールで潤滑油シールした無
潤滑圧縮機においては、シリンダ内のピストンの下側室
が狭く、この部分が圧縮されると、オイルシールに繰り
返し負荷が加わり、オイルシールに望ましくない影響を
及ぼす。However, according to this combined gas tight ring, the lower chamber of the piston in the cylinder is compressed during the suction stroke in which the piston descends. In particular, in a non-lubricated compressor in which the periphery of the piston rod is lubricated with an oil seal, the lower chamber of the piston in the cylinder is narrow, and when this part is compressed, the load is repeatedly applied to the oil seal, Have undesired effects.
【0008】本発明の目的は、圧縮行程でシール性に優
れ、吸入行程でシリンダ内におけるピストンの下側室か
らピストンの上側室への漏れを許容する無潤滑圧縮機を
提供することにある。It is an object of the present invention to provide a non-lubricated compressor which has excellent sealing performance in a compression stroke and permits leakage from a lower chamber of a piston to an upper chamber of a piston in a cylinder in a suction stroke.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダ内と
クランクケース内とがオイルシールで潤滑油シールさ
れ、ピストンがシリンダ内を無潤滑で往復動する無潤滑
圧縮機において、前記ピストンのリング溝にガスタイト
リングが装着されており、前記リング溝の底面と前記ガ
スタイトリングの内周面との隙間と、シリンダ内におけ
るピストンの上側室とを連通する空気通路がピストンに
形成されていることを特徴とする。According to the present invention, there is provided a non-lubricated compressor in which the inside of a cylinder and the inside of a crankcase are sealed with a lubricating oil by an oil seal, and the piston reciprocates in the cylinder without lubrication. A gas tight ring is mounted in the groove, and an air passage communicating with a gap between the bottom surface of the ring groove and the inner peripheral surface of the gas tight ring and an upper chamber of the piston in the cylinder is formed in the piston. It is characterized by the following.
【0010】上記空気通路は、ピストン頂面とリング溝
上面を貫通する孔、あるいはピストンの外周面からリン
グ溝底面に向かってリング溝上面に形成される溝により
形成される。The air passage is formed by a hole passing through the top surface of the piston and the upper surface of the ring groove, or a groove formed on the upper surface of the ring groove from the outer peripheral surface of the piston toward the bottom surface of the ring groove.
【0011】ガスタイトリングは、合い口を通じる漏れ
を防止する構造を有しているリングであり、組合せガス
タイトリング、あるいは単体のガスタイトリングが使用
される。A gas tight ring is a ring having a structure for preventing leakage through an abutment, and a combined gas tight ring or a single gas tight ring is used.
【0012】組合せガスタイトリングは、例えば次の
又はの構成を有している。 合い口を有する上下一対のアウタリングと、合い口
を有し前記上下のアウタリングの内周側に配置されてい
るインナリングとからなり、前記インナリングの外周面
に周方向及び軸方向に位置をずらして突起が一対形成さ
れており、一方の突起は上側のアウタリングの合い口隙
間に配置し、他方の突起は下側のアウタリングの合い口
隙間に配置している。 合い口を有する上下一対のアウタリングと、合い口
を有し前記上下のアウタリングの内周側に配置されてい
るインナリングとからなり、前記上下のアウタリングの
各内周面にそれぞれ突起が形成されており、前記一方の
アウタリングの突起と他方のアウタリングの突起は合い
口から異なる角度位置にあり、これらの突起が前記イン
ナリングの合い口隙間に配置している。The combined gas tight ring has, for example, the following structure. A pair of upper and lower outer rings having an abutment, and an inner ring having an abutment and arranged on the inner peripheral side of the upper and lower outer rings, and are located on the outer peripheral surface of the inner ring in the circumferential direction and the axial direction. Are shifted to form a pair of projections, one of which is arranged in the opening gap of the upper outer ring, and the other projection is arranged in the opening gap of the lower outer ring. A pair of upper and lower outer rings having an abutment, and an inner ring having an abutment and arranged on the inner peripheral side of the upper and lower outer rings, each having a projection on each inner peripheral surface of the upper and lower outer rings. The projections of the one outer ring and the projections of the other outer ring are located at different angular positions from the abutment, and these projections are arranged in the abutment gap of the inner ring.
【0013】組合せガスタイトリングは、上記の構成に
より、上下のアウタリングの合い口隙間は周方向におい
て互いにずれた位置に配置され、かつ、上下のアウタリ
ングはインナリングによって回り止めされる。このよう
に、上下のアウタリングの合い口隙間が軸方向において
重ならないので、シール性の優れた組合せリングとな
る。また、組合せガスタイトリングは3本のリングが一
体となり、ピストンのリング溝内で自由度があるため、
シリンダへの追従性がよく、シール性能が良好である。
また、アウタリングが摩耗し、合い口隙間が拡大して
も、インナリングで合い口隙間がシールされているの
で、寿命が長いリングとなり、耐久性に優れる。[0013] In the combined gas tight ring, due to the above-described structure, the abutment gaps of the upper and lower outer rings are arranged at positions shifted from each other in the circumferential direction, and the upper and lower outer rings are prevented from rotating by the inner ring. As described above, since the abutment gaps of the upper and lower outer rings do not overlap in the axial direction, a combination ring having excellent sealing properties is obtained. In addition, the combined gas tight ring has three rings integrated and has a degree of freedom in the ring groove of the piston.
Good followability to the cylinder and good sealing performance.
Further, even if the outer ring is worn and the opening gap widens, the inner gap is sealed by the inner ring, so that the ring has a long life and is excellent in durability.
【0014】なお、組合せガスタイトリングにおいて、
インナリングは軽量化等のためアウタリングよりも半径
方向厚さを小さくするのが好ましい。この場合、インナ
リングに突起を設けた組合せガスタイトリング(上記
)の方が、アウタリングに突起を設けた組合せガスタ
イトリング(上記)よりも突起高さを大きくすること
が可能である。そのため、アウタリングが摩耗した場
合、インナリングに突起を設けた組合せガスタイトリン
グの方が、回り止め作用を長く確保できる。また、アウ
タリングの外周はガスシールのために高精度の加工が必
要であるので、その内周に突起を設けるより、インナリ
ングに突起を設けた方が加工は容易である。In the combined gas tight ring,
The inner ring preferably has a smaller thickness in the radial direction than the outer ring for weight reduction and the like. In this case, the combined gas tight ring having the projections on the inner ring (described above) can have a larger projection height than the combined gas tight ring having the projections provided on the outer ring (described above). Therefore, when the outer ring is worn, the combined gas tight ring in which the inner ring is provided with a projection can secure a longer rotation preventing action. In addition, since the outer periphery of the outer ring requires high-precision processing for gas sealing, it is easier to provide the inner ring with projections than to provide the inner ring with projections.
【0015】次に、ピストンの圧縮行程と吸入行程にお
ける作用を、組合せガスタイトリングを使用した圧縮機
で説明する。Next, the operation of the piston in the compression stroke and the suction stroke will be described for a compressor using a combined gas tight ring.
【0016】ピストンが上昇する圧縮行程で、下側アウ
タリングの合い口隙間はインナリングでシールされてお
り、下側アウタリング下面とリング溝下面は密着してい
るので、ピストンの下側室へ漏れることはない。また、
アウタリングの外周面が摩耗し、合い口隙間が拡大して
も、インナリングで上側及び下側アウタリングの合い口
隙間がシールされているので、圧縮時のシール性能は損
なわれない。In the compression stroke in which the piston rises, the opening gap of the lower outer ring is sealed with an inner ring, and the lower surface of the lower outer ring and the lower surface of the ring groove are in close contact with each other, so that they leak into the lower chamber of the piston. Never. Also,
Even if the outer peripheral surface of the outer ring is worn and the abutment gap is widened, the sealing performance at the time of compression is not impaired since the abutment gap between the upper and lower outer rings is sealed by the inner ring.
【0017】他方、ピストンが下降する吸入行程では、
「ピストンの下側室→リング溝下面と下側アウタリング
下面及びインナリング下面との隙間→インナリング内周
面とリング溝底面との隙間→ピストンに形成されている
空気通路→ピストンの上側室」の通路が形成されるの
で、シリンダ内においてピストンの下側室からピストン
の上側室への漏れが許容される。このため、シリンダ内
におけるピストンの下側室の圧力が高くならない。On the other hand, in the suction stroke in which the piston descends,
"Lower chamber of piston → gap between lower surface of ring groove and lower surface of lower outer ring and lower surface of inner ring → clearance between inner peripheral surface of inner ring and bottom surface of ring groove → air passage formed in piston → upper chamber of piston" Is formed, the leakage from the lower chamber of the piston to the upper chamber of the piston in the cylinder is allowed. For this reason, the pressure in the lower chamber of the piston in the cylinder does not increase.
【0018】上記ピストンの圧縮行程と吸入行程におけ
る作用は、単体のガスタイトリングを使用した場合も同
様である。The operation of the piston in the compression stroke and the suction stroke is the same when a single gas tight ring is used.
【0019】従って、シリンダ内とクランクケース内と
がオイルシールで潤滑油シールされている無潤滑圧縮機
において、ピストンが下降する吸入行程時、シリンダ内
におけるピストンの下側室の圧力上昇を防げるので、オ
イルシールに望ましくない繰り返し負荷が加わらず、オ
イルシールに悪影響を及ぼすのを回避できる。Therefore, in a non-lubricated compressor in which the inside of the cylinder and the inside of the crankcase are sealed with a lubricating oil with an oil seal, the pressure in the lower chamber of the piston in the cylinder can be prevented from rising during the suction stroke when the piston descends. Undesirable repetitive load is not applied to the oil seal, so that the oil seal is prevented from being adversely affected.
【0020】前記組合せガスタイトリングにおけるアウ
タリング及び単体のガスタイトリングは、樹脂、特に耐
熱・耐摩耗樹脂から形成される。耐熱・耐摩耗樹脂とし
ては、200℃以上の耐熱樹脂材料が望ましく、ポリイ
ミド樹脂、変成ポリイミド樹脂、ポリイミドアミド樹
脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、及びポリテトラフル
オロエチレン樹脂のいずれかが使用される。また、耐熱
・耐摩耗樹脂はカーボンファイバ、グラファイトカーボ
ン、及びポリテトラフルオロエチレン樹脂の1種又は2
種以上を含有するのが好ましい。組合せガスタイトリン
グにおけるインナリングは樹脂で形成するのが好ましい
が、鋼等の金属で形成することもできる。The outer ring and the single gas tight ring in the combined gas tight ring are formed of a resin, particularly, a heat and wear resistant resin. As the heat-resistant and abrasion-resistant resin, a heat-resistant resin material having a temperature of 200 ° C. or higher is desirable, and any one of a polyimide resin, a modified polyimide resin, a polyimideamide resin, a polybenzimidazole resin, and a polytetrafluoroethylene resin is used. The heat and wear resistant resin is one or two of carbon fiber, graphite carbon, and polytetrafluoroethylene resin.
It is preferred to contain more than one species. The inner ring in the combined gas tight ring is preferably formed of a resin, but may be formed of a metal such as steel.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態1を図
面に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0022】図3及び図4において、1はシリンダ、2
はシリンダ1のボア孔に挿入されているピストンであ
り、ピストン2のリング溝3に組合せガスタイトリング
4が装着されている。組合せガスタイトリング4は、上
下一対の耐熱・耐摩耗樹脂製アウタリング5,6と、こ
れらの内周側に配置されている1本の耐熱・耐摩耗樹脂
製インナリング7とから構成されている。3 and 4, reference numeral 1 denotes a cylinder, 2
Is a piston inserted into a bore of the cylinder 1, and a combined gas tight ring 4 is mounted in a ring groove 3 of the piston 2. The combined gas tight ring 4 is composed of a pair of upper and lower outer rings 5 and 6 made of heat and wear resistant resin, and one inner ring 7 made of heat and wear resistant resin disposed on the inner peripheral side thereof. I have.
【0023】上下のアウタリング5,6は、合い口を有
する同寸法のリングで、軸方向に積層されており、シリ
ンダ1の内壁面を押接している。インナリング7は、ア
ウタリング5,6の半径方向厚さよりも薄い半径方向厚
さと、上下のアウタリング5,6の積層された軸方向幅
と略同じ軸方向幅とを有しており、外周面に突起8,9
が一対、周方向及び軸方向に位置をずらして形成されて
いる。インナリング7の上側突起8は、積層されている
上下のアウタリング5,6のうちの上側アウタリング5
の合い口隙間5aに配置し、インナリング7の下側突起
9は下側アウタリング6の合い口隙間6aに配置してい
る。The upper and lower outer rings 5 and 6 are rings having the same size and having an abutment, are laminated in the axial direction, and press the inner wall surface of the cylinder 1. The inner ring 7 has a radial thickness that is smaller than the radial thickness of the outer rings 5 and 6, and an axial width that is substantially the same as the stacked axial width of the upper and lower outer rings 5 and 6. 8, 9 on the surface
Are formed so as to be shifted from each other in the circumferential direction and the axial direction. The upper protrusion 8 of the inner ring 7 is formed by the upper outer ring 5 of the upper and lower outer rings 5 and 6 that are stacked.
The lower projection 9 of the inner ring 7 is arranged in the opening gap 6a of the lower outer ring 6.
【0024】従って、上下のアウタリング5,6の合い
口隙間5a,6aは周方向において互いにずれた位置に
配置され、かつ、上下のアウタリング5,6はインナリ
ング7によって回り止めされる。このように、上下のア
ウタリング5,6の合い口隙間5a,6aが軸方向にお
いて重ならないので、シール性の優れた組合せガスタイ
トリング4となる。また、組合せガスタイトリング4は
3本のリング5,6,7が一体となり、ピストン2のリ
ング溝3内で自由度があるため、シリンダ1への追従性
がよく、シール性能が良好である。また、アウタリング
5,6が摩耗し合い口隙間5a,6aが拡大しても、イ
ンナリング7で合い口隙間5a,6aがシールされてい
るので、寿命が長いリングとなり、耐久性に優れる。Therefore, the abutment gaps 5a, 6a of the upper and lower outer rings 5, 6 are arranged at positions shifted from each other in the circumferential direction, and the upper and lower outer rings 5, 6 are prevented from rotating by the inner ring 7. As described above, since the abutment gaps 5a and 6a of the upper and lower outer rings 5 and 6 do not overlap in the axial direction, the combined gas tight ring 4 having excellent sealing performance is obtained. In addition, the combination gas tight ring 4 has three rings 5, 6, 7 integrated and has a degree of freedom in the ring groove 3 of the piston 2, so that the followability to the cylinder 1 is good and the sealing performance is good. . Even if the outer rings 5 and 6 are worn and the opening gaps 5a and 6a are enlarged, since the opening gaps 5a and 6a are sealed by the inner ring 7, the ring has a long life and is excellent in durability.
【0025】一方、ピストン2の吸入行程で、シリンダ
1内におけるピストン2の下側室10が圧縮されないよ
うに、ピストン2に空気通路11が形成されている。空
気通路11は、リング溝3の底面とインナリング7の内
周面との隙間と、シリンダ1内のピストン2の上側室1
2とを連通する。本実施形態1においては、空気通路1
1はピストン2の頂面からリング溝3の上面に貫通する
孔で形成されている。空気通路11を形成する貫通孔
は、本実施形態1では、断面円形の貫通孔で、その中心
軸線はリング溝3の底面位置にあるが、底面より内側位
置あるいは外側位置にきてもよい。空気通路11は、ピ
ストン2に周方向に間隔をおいて複数個、例えば4〜8
個形成されている。On the other hand, an air passage 11 is formed in the piston 2 so that the lower chamber 10 of the piston 2 in the cylinder 1 is not compressed during the suction stroke of the piston 2. The air passage 11 has a gap between the bottom surface of the ring groove 3 and the inner peripheral surface of the inner ring 7 and the upper chamber 1 of the piston 2 in the cylinder 1.
2 and communicate. In the first embodiment, the air passage 1
Reference numeral 1 denotes a hole formed from the top surface of the piston 2 to the upper surface of the ring groove 3. In the first embodiment, the through-hole forming the air passage 11 is a through-hole having a circular cross section, and its central axis is located at the bottom position of the ring groove 3, but may be located inside or outside the bottom surface. The air passage 11 has a plurality of, for example, 4 to 8
Individually formed.
【0026】以下、ピストン2の圧縮行程と吸入行程に
おける作用を説明する。The operation of the piston 2 in the compression stroke and the suction stroke will be described below.
【0027】図3に示されているように、ピストン2が
上昇する圧縮行程(図3の(b))で、下側アウタリン
グ6の合い口隙間6aはインナリング7でシールされ、
下側アウタリング6の下面とリング溝3の下面は密着し
ている。従って、上側アウタリング5の上面とリング溝
3の上面との隙間、インナリング7の内周面とリング溝
3の底面との隙間は圧縮されるが、ピストン2の下側室
10に漏れることはない。そして、アウタリング5,6
の外周面が摩耗し、合い口隙間5a,6aが拡大して
も、インナリング7で上側及び下側アウタリング5,6
の合い口隙間5a,6aがシールされているので、圧縮
時のシール性能は損なわれない。As shown in FIG. 3, during the compression stroke (FIG. 3B) in which the piston 2 rises, the abutment gap 6a of the lower outer ring 6 is sealed by the inner ring 7,
The lower surface of the lower outer ring 6 and the lower surface of the ring groove 3 are in close contact with each other. Therefore, the gap between the upper surface of the upper outer ring 5 and the upper surface of the ring groove 3 and the gap between the inner peripheral surface of the inner ring 7 and the bottom surface of the ring groove 3 are compressed, but are not leaked to the lower chamber 10 of the piston 2. Absent. And outer rings 5, 6
Of the upper and lower outer rings 5, 6 by the inner ring 7 even if the outer peripheral surfaces of the
Since the abutment gaps 5a and 6a are sealed, the sealing performance during compression is not impaired.
【0028】他方、ピストン2が下降する吸入行程(図
3の(a))で、上側アウタリング5の上面とリング溝
3の上面は密着している。このとき、「ピストン2の下
側室10→リング溝3の下面と下側アウタリング6の下
面及びインナリング7の下面との隙間→インナリング7
の内周面とリング溝3の底面との隙間→空気通路11→
ピストン2の上側室12」の通路が形成されるので、シ
リンダ1内においてピストン2の下側室10からピスト
ン2の上側室12への漏れが許容される。このため、シ
リンダ1内におけるピストン2の下側室10の圧力が高
くならない。On the other hand, the upper surface of the upper outer ring 5 and the upper surface of the ring groove 3 are in close contact with each other during the suction stroke in which the piston 2 descends (FIG. 3A). At this time, “the lower chamber 10 of the piston 2 → the gap between the lower surface of the ring groove 3 and the lower surface of the lower outer ring 6 and the lower surface of the inner ring 7 → the inner ring 7
Gap between the inner peripheral surface of the ring and the bottom of the ring groove 3 → air passage 11 →
Since the passage of the "upper chamber 12 of the piston 2" is formed, the leakage from the lower chamber 10 of the piston 2 to the upper chamber 12 of the piston 2 in the cylinder 1 is allowed. Therefore, the pressure in the lower chamber 10 of the piston 2 in the cylinder 1 does not increase.
【0029】以下、上記組合せガスタイトリング4を装
着したピストン2を備えている無潤滑の空気圧縮機を図
1及び図2により説明する。Hereinafter, a non-lubricated air compressor including the piston 2 equipped with the combined gas tight ring 4 will be described with reference to FIGS.
【0030】圧縮機は、ピストン2がシリンダ1内を往
復動する無潤滑の空気圧縮機である。シリンダ1の上面
にはヘッド部20が固定されており、ヘッド部20には
空気の吸入口21aと圧縮空気の吐出口21bとが設け
られている。吸入口21aと吐出口21bはそれぞれ空
気通路によってシリンダ1内と連通しており、各空気通
路に吸気弁と排気弁とがそれぞれ配設されている。The compressor is a non-lubricated air compressor in which a piston 2 reciprocates in a cylinder 1. A head section 20 is fixed to the upper surface of the cylinder 1, and the head section 20 is provided with an air inlet 21a and a compressed air outlet 21b. The intake port 21a and the discharge port 21b communicate with the inside of the cylinder 1 through air passages, respectively, and an intake valve and an exhaust valve are provided in each air passage.
【0031】シリンダ1内にはピストン2が挿入されて
おり、ピストン2の外周面に形成されている1本のリン
グ溝3に組合せガスタイトリング4が装着され、シリン
ダ1の内壁1aとのシールを行う。ピストン2の底面の
中央部にはピストンロッド22の一端が固定されてお
り、ピストン2はクロススライダクランク機構によって
シリンダ1内を往復動するように構成されている。A piston 2 is inserted into the cylinder 1, and a combined gas tight ring 4 is mounted on one ring groove 3 formed on the outer peripheral surface of the piston 2, and a seal with the inner wall 1 a of the cylinder 1 is provided. I do. One end of a piston rod 22 is fixed to the center of the bottom surface of the piston 2, and the piston 2 is configured to reciprocate in the cylinder 1 by a cross slider crank mechanism.
【0032】シリンダ1はクランクケース24の上面に
固定されている。The cylinder 1 is fixed to the upper surface of the crankcase 24.
【0033】クランクケース24内にはクランクシャフ
ト25がピストン2の運動方向に対して直角方向に配さ
れて両端部を軸受26,26Aによって回転自在に支持
されている。クランクシャフト25は一端がクランクケ
ース24から外側に突出しており、図示外の駆動源によ
って回転駆動されるように構成されている。A crankshaft 25 is disposed in the crankcase 24 at right angles to the direction of movement of the piston 2 and both ends are rotatably supported by bearings 26 and 26A. One end of the crankshaft 25 projects outward from the crankcase 24, and is configured to be rotationally driven by a drive source (not shown).
【0034】クランクシャフト25はクランクケース2
4内に一対のクランクアーム27を有しており、一対の
クランクアーム27の間に連結されているクランクピン
28にスライダ29が回転可能に取り付けられている。
スライダ29はクランクシャフト25方向に見て略正方
形形状のブロック体で、2分割されており、中央部にピ
ン挿通孔30を有し、クランクピン28に回転自在に組
み付けられている。The crankshaft 25 is connected to the crankcase 2
4 has a pair of crank arms 27, and a slider 29 is rotatably attached to a crank pin 28 connected between the pair of crank arms 27.
The slider 29 is a block having a substantially square shape when viewed in the direction of the crankshaft 25 and is divided into two parts. The slider 29 has a pin insertion hole 30 at the center and is rotatably assembled to the crankpin 28.
【0035】スライダ29の周囲にはスライダフレーム
31が配置されている。スライダフレーム31は、クラ
ンクシャフト25方向に見て、上面に連結部を有する横
長の略長方形形状の枠体であり、横長の長方形の窓孔3
2は高さがスライダ29の高さと略同じで、横幅はスラ
イダ29の横幅よりも長い寸法を有している。このスラ
イダフレーム31の窓孔32にクランクピン28に取り
付けられているスライダ29が窓孔32内を横方向(ピ
ストン2の運動方向に対して直角方向)に移動可能に装
着されている。A slider frame 31 is arranged around the slider 29. The slider frame 31 is a horizontally long, substantially rectangular frame having a connecting portion on the upper surface when viewed in the direction of the crankshaft 25.
2 has a height substantially the same as the height of the slider 29 and a width that is longer than the width of the slider 29. A slider 29 attached to the crank pin 28 is mounted in the window hole 32 of the slider frame 31 so as to be movable in the window hole 32 in a lateral direction (a direction perpendicular to the direction of movement of the piston 2).
【0036】スライダフレーム31はクランクケース2
4内をピストン2の運動方向に往復動可能に一対のガイ
ド棒33,34によって支持されている。一対のガイド
棒33,34はクランクケース24内に固定されてお
り、スライダフレーム31の長手方向における両端部に
上下方向(ピストン2の運動方向)に形成されているガ
イド孔35,36をそれぞれ挿通している。37,38
はスライダフレーム31の一対のガイド孔35,36に
それぞれ装着されているブシュであり、各ガイド棒3
3,34を支持する。The slider frame 31 includes the crankcase 2
4 is supported by a pair of guide rods 33 and 34 so as to be able to reciprocate in the direction of movement of the piston 2. The pair of guide rods 33 and 34 are fixed in the crankcase 24, and are inserted through guide holes 35 and 36 formed in the longitudinal direction at both ends in the longitudinal direction of the slider frame 31 (movement direction of the piston 2). are doing. 37,38
Are bushings respectively mounted on a pair of guide holes 35 and 36 of the slider frame 31.
Support 3,34.
【0037】ピストン2底面から下方に延びるピストン
ロッド22は、シリンダ1の下端からクランクケース2
4の上壁部23に形成されている貫通孔39を挿通し
て、クランクケース24内のスライダフレーム31の上
面中央部に連結固定されている。The piston rod 22 extending downward from the bottom surface of the piston 2
4 is fixedly connected to the center portion of the upper surface of the slider frame 31 in the crankcase 24 by passing through a through hole 39 formed in the upper wall portion 23.
【0038】しかしながら、シリンダ1内のピストン2
室は無潤滑油状態とされている。すなわち、クランクケ
ース24の上壁部23の上面において貫通孔39の周囲
に形成されている環状凹部40にオイルシール41が装
着されており、オイルシール41の内周がピストンロッ
ド22の外周に接触されてシールし、クランクケース2
4内の潤滑油がシリンダ1内のピストン2室に供給され
ないようにしている。従って、組合せガスタイトリング
4は無潤滑でシリンダ内壁1aと摺動する。However, the piston 2 in the cylinder 1
The chamber is in a non-lubricated oil state. That is, the oil seal 41 is attached to the annular concave portion 40 formed around the through hole 39 on the upper surface of the upper wall portion 23 of the crankcase 24, and the inner periphery of the oil seal 41 contacts the outer periphery of the piston rod 22. Sealed and crankcase 2
4 is prevented from being supplied to the piston 2 chamber in the cylinder 1. Therefore, the combined gas tight ring 4 slides on the cylinder inner wall 1a without lubrication.
【0039】以下、作用を説明する。The operation will be described below.
【0040】クランクシャフト25が図示外の駆動源に
よって回転駆動されると、クランクピン28に装着され
たスライダ29がクランクシャフト25の中心回りに円
軌道を描いて移動する。この際、スライダ29が円軌道
を移動することによって、スライダ29はスライダフレ
ーム31の窓孔32内を移動し、これに伴ってスライダ
フレーム31は上下方向(ピストン2の運動方向)に正
弦による直線運動を行う。When the crankshaft 25 is rotationally driven by a driving source (not shown), the slider 29 mounted on the crankpin 28 moves in a circular orbit around the center of the crankshaft 25. At this time, as the slider 29 moves along the circular orbit, the slider 29 moves in the window hole 32 of the slider frame 31, and accordingly, the slider frame 31 moves up and down (in the movement direction of the piston 2) by a sine straight line. Do exercise.
【0041】その結果、スライダフレーム31に連結固
定されているピストンロッド22を介してピストン2が
シリンダ1内を往復運動し、ピストン2の下降によって
空気が吸入口21aから吸気通路を通ってシリンダ1内
に吸入される。As a result, the piston 2 reciprocates in the cylinder 1 via the piston rod 22 which is connected and fixed to the slider frame 31, and when the piston 2 descends, air flows from the suction port 21a through the intake passage to the cylinder 1 Inhaled into.
【0042】その際、前述したように、「ピストン2の
下側室10→リング溝3の下面と下側アウタリング6の
下面及びインナリング7の下面との隙間→インナリング
7の内周面とリング溝3の底面との隙間→空気通路11
→ピストン2の上側室12」の通路が形成されるので、
シリンダ1内においてピストン2の下側室10からピス
トン2の上側室12への漏れが許容され、シリンダ1内
におけるピストン2の下側室10の圧力が高くならな
い。従って、シリンダ1内におけるピストン2の下側室
10の圧力上昇を防げるので、オイルシール41に望ま
しくない繰り返し負荷が加わらず、オイルシール41に
悪影響が及ぼされるのを回避できる。At this time, as described above, "the lower chamber 10 of the piston 2 → the gap between the lower surface of the ring groove 3 and the lower surface of the lower outer ring 6 and the lower surface of the inner ring 7 → the inner peripheral surface of the inner ring 7 Clearance between the bottom of the ring groove 3 and the air passage 11
→ Since the passage of the "upper chamber 12 of the piston 2" is formed,
In the cylinder 1, leakage from the lower chamber 10 of the piston 2 to the upper chamber 12 of the piston 2 is allowed, and the pressure of the lower chamber 10 of the piston 2 in the cylinder 1 does not increase. Therefore, an increase in the pressure of the lower chamber 10 of the piston 2 in the cylinder 1 can be prevented, so that an undesired repetitive load is not applied to the oil seal 41 and the oil seal 41 can be prevented from being adversely affected.
【0043】次に、シリンダ1内の空気はピストン2の
上昇によって圧縮され、圧縮された空気は吐出通路を通
って吐出口21bから吐出される。Next, the air in the cylinder 1 is compressed by the rise of the piston 2, and the compressed air is discharged from the discharge port 21b through the discharge passage.
【0044】この際、下側アウタリング6の合い口隙間
6aはインナリング7でシールされており、下側アウタ
リング6の下面とリング溝3の下面は密着しているの
で、ピストン2の下側室10に漏れることはない。At this time, the abutment gap 6a of the lower outer ring 6 is sealed by the inner ring 7, and the lower surface of the lower outer ring 6 and the lower surface of the ring groove 3 are in close contact with each other. There is no leakage into the side room 10.
【0045】次に、本発明の別の実施形態2を図面に基
づいて説明する。Next, another embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0046】本実施形態2は、上記実施形態1における
空気通路11の構造が相違するのみで、他の構成は上記
実施形態1と同じである。The second embodiment is the same as the first embodiment except for the structure of the air passage 11 in the first embodiment.
【0047】本実施形態2においては、図5に示されて
いるように、リング溝3の底面とインナリング7の内周
面との隙間と、シリンダ1内におけるピストン2の上側
室12とを連通する空気通路11が、上記実施形態1と
異なって、リング溝3の上面に形成されている。即ち、
ピストン2に形成される空気通路11は、ピストン2の
リング溝3の上面にピストン2の外周面からリング溝3
の底面まで延びる断面半円形状の直線溝で形成されてい
る。空気通路11は、ピストン2に周方向に間隔をおい
て複数個、例えば4〜8個形成されている。In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the gap between the bottom surface of the ring groove 3 and the inner peripheral surface of the inner ring 7 and the upper chamber 12 of the piston 2 in the cylinder 1 are formed. Unlike the first embodiment, the communicating air passage 11 is formed on the upper surface of the ring groove 3. That is,
The air passage 11 formed in the piston 2 is formed on the upper surface of the ring groove 3 of the piston 2 from the outer peripheral surface of the piston 2 to the ring groove 3.
Are formed by straight grooves having a semicircular cross-section extending to the bottom surface of. A plurality of, for example, 4 to 8 air passages 11 are formed in the piston 2 at intervals in the circumferential direction.
【0048】ピストン2の圧縮行程と吸入行程における
作用は、前記実施形態1と同じである。The operation of the piston 2 in the compression stroke and the suction stroke is the same as in the first embodiment.
【0049】すなわち、図5に示されているように、ピ
ストン2が上昇する圧縮行程(図5の(b))で、下側
アウタリング6の合い口隙間6aはインナリング7でシ
ールされ、下側アウタリング6の下面とリング溝3の下
面は密着しているので、ピストン2の下側室10に漏れ
ることはない。そして、アウタリング5,6の外周面が
摩耗し、合い口隙間5a,6aが拡大しても、インナリ
ング7で上側及び下側アウタリング5,6の合い口隙間
5a,6aがシールされているので、圧縮時のシール性
能は損なわれない。また、ピストン2が下降する吸入行
程(図5の(a))で、「ピストン2の下側室10→リ
ング溝3の下面と下側アウタリング6の下面及びインナ
リング7の下面との隙間→インナリング7の内周面とリ
ング溝3の底面との隙間→空気通路11→ピストン2の
上側室12」の通路が形成されるので、シリンダ1内に
おいてピストン2の下側室10からピストン2の上側室
12への漏れが許容される。このため、シリンダ1内に
おけるピストン2の下側室10の圧力が高くならない。That is, as shown in FIG. 5, in the compression stroke in which the piston 2 rises (FIG. 5B), the abutment gap 6a of the lower outer ring 6 is sealed by the inner ring 7, Since the lower surface of the lower outer ring 6 and the lower surface of the ring groove 3 are in close contact with each other, they do not leak into the lower chamber 10 of the piston 2. Even if the outer peripheral surfaces of the outer rings 5 and 6 are worn and the abutment gaps 5a and 6a are enlarged, the abutment gaps 5a and 6a of the upper and lower outer rings 5 and 6 are sealed by the inner ring 7. The sealing performance during compression is not impaired. Further, in the suction stroke in which the piston 2 descends ((a) in FIG. 5), “the lower chamber 10 of the piston 2 → the gap between the lower surface of the ring groove 3 and the lower surface of the lower outer ring 6 and the lower surface of the inner ring 7 → Since a gap is formed between the inner peripheral surface of the inner ring 7 and the bottom surface of the ring groove 3 → the air passage 11 → the upper chamber 12 of the piston 2, the lower chamber 10 of the piston 2 moves from the lower chamber 10 of the piston 2 in the cylinder 1. Leakage into the upper chamber 12 is allowed. Therefore, the pressure in the lower chamber 10 of the piston 2 in the cylinder 1 does not increase.
【0050】従って、前記実施形態1で説明したよう
に、ピストンロッド22の周囲をオイルシール41で潤
滑油シールした無潤滑空気圧縮機において、オイルシー
ル41に望ましくない繰り返し負荷が加わらないので、
オイルシール41に悪影響が及ぼされるのを回避でき
る。Therefore, as described in the first embodiment, in the non-lubricated air compressor in which the periphery of the piston rod 22 is sealed with the oil seal 41 by lubricating oil, an undesirable repetitive load is not applied to the oil seal 41.
An adverse effect on the oil seal 41 can be avoided.
【0051】なお、組合せガスタイトリング4は、前記
構造の組合せリングに限ることはなく、例えば下記に示
す構造の組合せリングが使用される。The combination gas tight ring 4 is not limited to the combination ring having the above-mentioned structure, and for example, a combination ring having the following structure is used.
【0052】この組合せガスタイトリング4は、図6に
示されているように、上下一対の耐熱・耐摩耗樹脂製ア
ウタリング5,6と、これらの内周側に配置されている
1本の耐熱・耐摩耗樹脂製インナリング7とから構成さ
れている。As shown in FIG. 6, the combined gas tight ring 4 is composed of a pair of upper and lower outer rings 5 and 6 made of heat-resistant and abrasion-resistant resin and one of the outer rings arranged on the inner peripheral side thereof. And an inner ring 7 made of heat-resistant and wear-resistant resin.
【0053】上下のアウタリング5,6は、合い口を有
する同寸法のリングで、軸方向に積層されている。上下
のアウタリング5,6の各内周面にはそれぞれ突起1
3,14が形成されており、一方のアウタリング5の突
起13と他方のアウタリング6の突起14は合い口から
異なる角度位置にあり、これらの突起13,14がイン
ナリング7の合い口隙間7aに配置している。インナリ
ング7は、アウタリング5,6の半径方向厚さよりも薄
い半径方向厚さと、上下のアウタリング5,6の積層さ
れた軸方向幅と略同じ軸方向幅とを有している。The upper and lower outer rings 5, 6 are rings having the same size and having an abutment, and are laminated in the axial direction. A projection 1 is provided on each inner peripheral surface of the upper and lower outer rings 5, 6.
The projections 13 of the one outer ring 5 and the projections 14 of the other outer ring 6 are at different angular positions from the abutment, and these projections 13 and 14 are located at the abutment gap of the inner ring 7. 7a. The inner ring 7 has a radial thickness that is smaller than the radial thickness of the outer rings 5 and 6 and an axial width that is substantially the same as the stacked axial width of the upper and lower outer rings 5 and 6.
【0054】従って、上下のアウタリング5,6の合い
口隙間5a,6aは周方向において互いにずれた位置に
配置され、かつ、上下のアウタリング5,6はインナリ
ング7によって回り止めされる。このように、上下のア
ウタリング5,6の合い口隙間5a,6aが軸方向にお
いて重ならないので、シール性の優れた組合せガスタイ
トリング4となる。また、組合せガスタイトリング4は
3本のリング5,6,7が一体となり、ピストンのリン
グ溝内で自由度があるため、シリンダへの追従性がよ
く、シール性能が良好である。また、アウタリング5,
6が摩耗し、合い口隙間5a,6aが拡大しても、イン
ナリング7で合い口隙間5a,6aがシールされている
ので、寿命が長いリングとなり、耐久性に優れる。Therefore, the abutment gaps 5a and 6a of the upper and lower outer rings 5 and 6 are arranged at positions shifted from each other in the circumferential direction, and the upper and lower outer rings 5 and 6 are prevented from rotating by the inner ring 7. As described above, since the abutment gaps 5a and 6a of the upper and lower outer rings 5 and 6 do not overlap in the axial direction, the combined gas tight ring 4 having excellent sealing performance is obtained. In addition, the combined gas tight ring 4 has three rings 5, 6, 7 integrated with each other and has a degree of freedom in the ring groove of the piston, so that the followability to the cylinder is good and the sealing performance is good. Also, the outer ring 5,
Even if the gap 6 is worn and the gaps 5a, 6a are enlarged, the gaps 5a, 6a are sealed by the inner ring 7, so that the ring has a long life and is excellent in durability.
【0055】また、組合せガスタイトリング4に代え
て、単体のガスタイトリングを使用することもできる。
単体のガスタイトリングの一例を次に示す。Further, a single gas tight ring can be used in place of the combined gas tight ring 4.
An example of a single gas tight ring is shown below.
【0056】単体のガスタイトリング15の合い口形状
は、図7に示されているようにガスタイト形状を有して
いる。即ち、一方の合い口端部には外周面と下面と合い
口端面16Aに開放されている切り欠き17が形成され
ており、切り欠き17の断面形状は略長方形形状に形成
されている。他方の合い口端部には、合い口端面16B
から一方の合い口端部の切り欠き17に挿入される突出
端部18が突出形成されており、突出端部18の断面形
状は切り欠き17と略同じ大きさ、形状に形成されてい
る。他方の合い口端部は内周側が少し切り欠かれてい
る。従って、使用状態においては、両合い口端面16
A,16Bが若干の隙間を有するようにしてピストンの
リング溝内に装着される。突出端部18の端面と切り欠
き17の対向面との間も若干の隙間を有している。合い
口形状を上記のようにガスタイトの形状に構成すると、
ガスタイトリングの外周面に多少の摩耗を生じても、合
い口が開くことがない。The abutment shape of the single gas tight ring 15 has a gas tight shape as shown in FIG. That is, a cutout 17 that is open to the outer peripheral surface, the lower surface, and the end face 16A of the opening is formed at one end of the opening, and the cross-sectional shape of the notch 17 is formed in a substantially rectangular shape. At the other end of the abutment, the abutment end face 16B
A protruding end 18 is formed to be inserted into the notch 17 at one end of the abutment, and the cross-sectional shape of the protruding end 18 is formed to have substantially the same size and shape as the notch 17. At the other end, the inner peripheral side is slightly cut away. Therefore, in the use state, the double end face 16
A and 16B are mounted in the ring groove of the piston with a slight gap. There is also a slight gap between the end surface of the protruding end portion 18 and the opposing surface of the notch 17. When the abutment shape is configured as a gas tight shape as described above,
Even if the outer peripheral surface of the gas tight ring is slightly worn, the abutment does not open.
【0057】以下に、シリンダ内におけるピストンの下
側室の圧力を測定した結果を示す。The results of measuring the pressure in the lower chamber of the piston in the cylinder are shown below.
【0058】測定は、次の4種類の圧縮機について行っ
た。 ・ピストンに空気通路を形成していない圧縮機(比較例
1) ・ピストンに空気通路(貫通孔)を形成した圧縮機(実
施形態1) ・ピストンに空気通路(溝)を形成した圧縮機(実施形
態2) ・組合せガスタイトリングに切り欠きを形成した圧縮機
(比較例2)The measurement was performed for the following four types of compressors. A compressor in which an air passage is not formed in a piston (Comparative Example 1) A compressor in which an air passage (through hole) is formed in a piston (Embodiment 1) A compressor in which an air passage (groove) is formed in a piston ( Embodiment 2) Compressor with cutout formed in combination gas tight ring (Comparative Example 2)
【0059】上記のうち、組合せガスタイトリングに切
り欠きを形成した圧縮機(比較例2)について説明す
る。組合せガスタイトリングは、前述した2種類の組合
せガスタイトリングのうち、アウタリング5,6の各内
周面にそれぞれ突起13,14が形成されているタイプ
の組合せガスタイトリングであり、ピストンの吸入行程
でシリンダ内におけるピストンの下側室が圧縮されない
ように、インナリング7に切り欠き19を形成している
(図8参照)。切り欠き19は、上側のアウタリング5
の合い口隙間5aに相対するインナリング7部分の上面
に内周から外周にわたって形成されている。Of the above, a compressor (Comparative Example 2) in which a cut is formed in the combined gas tight ring will be described. The combination gas tight ring is a combination gas tight ring of the type in which projections 13 and 14 are formed on the inner peripheral surfaces of the outer rings 5 and 6, respectively, of the two types of combination gas tight rings described above. A notch 19 is formed in the inner ring 7 so that the lower chamber of the piston in the cylinder is not compressed during the suction stroke (see FIG. 8). The notch 19 is for the upper outer ring 5.
The inner ring 7 is formed from the inner circumference to the outer circumference on the upper surface of the inner ring 7 portion facing the opening gap 5a.
【0060】従って、ピストンが下降する吸入行程で
は、「ピストンの下側室→リング溝の下面と下側アウタ
リング6の下面及びインナリング7の下面との隙間→イ
ンナリング7の内周面とリング溝の底面との隙間→イン
ナリング7の上面に形成した切り欠き19とリング溝の
上面との隙間→上側アウタリング5の合い口隙間5a→
ピストンの上側室」の通路が形成されるので、シリンダ
内においてピストンの下側室からピストンの上側室への
漏れが許容される。このため、実施形態1及び実施形態
2の圧縮機と同様に、シリンダ内におけるピストンの下
側室の圧力が高くならない。Therefore, in the suction stroke in which the piston descends, "the lower chamber of the piston → the gap between the lower surface of the ring groove and the lower surface of the lower outer ring 6 and the lower surface of the inner ring 7 → the inner peripheral surface of the inner ring 7 and the ring The gap between the bottom of the groove → the gap between the notch 19 formed on the upper surface of the inner ring 7 and the upper surface of the ring groove → the gap 5a between the upper outer ring 5 →
The passage of the "upper chamber of the piston" is formed, so that leakage from the lower chamber of the piston to the upper chamber of the piston is allowed in the cylinder. For this reason, similarly to the compressors of the first and second embodiments, the pressure in the lower chamber of the piston in the cylinder does not increase.
【0061】他の3個の圧縮機(比較例1、実施形態
1、及び実施形態2)のピストンに装着されているピス
トンリングは、前述した2種類の組合せガスタイトリン
グのうち、アウタリング5,6の各内周面にそれぞれ突
起13,14が形成されている組合せガスタイトリング
4である。The piston rings mounted on the pistons of the other three compressors (Comparative Example 1, Embodiment 1, and Embodiment 2) are the outer ring 5 of the two types of combined gas tight rings described above. , 6 is a combined gas tight ring 4 having projections 13, 14 formed on the respective inner peripheral surfaces thereof.
【0062】図9に示す測定結果から明らかなように、
ピストンに空気通路を形成していない圧縮機(比較例
1)は、ピストンの吸入行程でシリンダ内におけるピス
トンの下側室の圧力が高くなる。これに対して、実施形
態1及び実施形態2の圧縮機、及び組合せガスタイトリ
ングに切り欠きを形成した圧縮機(比較例2)は、シリ
ンダ内におけるピストンの下側室の圧力がピストンの吸
入行程で低い圧力状態に保たれている。As is clear from the measurement results shown in FIG.
In the compressor having no air passage formed in the piston (Comparative Example 1), the pressure in the lower chamber of the piston in the cylinder increases during the suction stroke of the piston. On the other hand, in the compressors according to the first and second embodiments and the compressor in which the cut is formed in the combined gas tight ring (Comparative Example 2), the pressure in the lower chamber of the piston in the cylinder increases the suction stroke of the piston. At a low pressure.
【0063】[0063]
【発明の効果】以上説明したように本発明の無潤滑圧縮
機は、圧縮行程でシール性に優れ、ピストンリングに組
合せガスタイトリングを使用すれば耐久性にも優れる。
そして、吸入行程でシリンダ内においてピストンの下側
室からピストンの上側室への漏れを許容するので、オイ
ルシールで潤滑油シールした無潤滑の圧縮機において、
ピストンの吸入行程時にシリンダ内におけるピストンの
下側室の圧力が高くならないので、オイルシールに悪影
響が及ぼされるのを回避できる。As described above, the non-lubricated compressor of the present invention has excellent sealing performance during the compression stroke, and also has excellent durability if the combined gas tight ring is used for the piston ring.
In the suction stroke, leakage from the lower chamber of the piston to the upper chamber of the piston is allowed in the cylinder, so in a non-lubricated compressor sealed with a lubricating oil with an oil seal,
Since the pressure in the lower chamber of the piston in the cylinder does not increase during the suction stroke of the piston, it is possible to prevent the oil seal from being adversely affected.
【図1】本発明の一実施形態を示す圧縮機の正面断面図
である。FIG. 1 is a front sectional view of a compressor showing one embodiment of the present invention.
【図2】圧縮機の一部分を示す側面断面図である。FIG. 2 is a side sectional view showing a part of the compressor.
【図3】(a)は吸入行程時を示すピストン部分の縦断
面図、(b)は圧縮行程時を示すピストン部分の縦断面
図である。3A is a longitudinal sectional view of a piston portion during a suction stroke, and FIG. 3B is a longitudinal sectional view of the piston portion during a compression stroke.
【図4】(a)は上側アウタリングの斜視図、(b)は
インナリングの斜視図、(c)は下側アウタリングの斜
視図、(d)は組合せガスタイトリングの平面図であ
る。4A is a perspective view of an upper outer ring, FIG. 4B is a perspective view of an inner ring, FIG. 4C is a perspective view of a lower outer ring, and FIG. 4D is a plan view of a combined gas tight ring. .
【図5】(a)は吸入行程時を示すピストン部分の縦断
面図、(b)は圧縮行程時を示すピストン部分の縦断面
図である。5A is a longitudinal sectional view of a piston portion during a suction stroke, and FIG. 5B is a longitudinal sectional view of the piston portion during a compression stroke.
【図6】(a)は上側アウタリングの斜視図、(b)は
インナリングの斜視図、(c)は下側アウタリングの斜
視図、(d)は組合せガスタイトリングの平面図であ
る。6A is a perspective view of an upper outer ring, FIG. 6B is a perspective view of an inner ring, FIG. 6C is a perspective view of a lower outer ring, and FIG. 6D is a plan view of a combined gas tight ring. .
【図7】単体のガスタイトリングを示し、(a)は平面
図、(b)は正面図、(c)は合い口部分の拡大斜視図
である。7A and 7B show a single gas tight ring, wherein FIG. 7A is a plan view, FIG. 7B is a front view, and FIG. 7C is an enlarged perspective view of an abutment portion.
【図8】(a)は上側アウタリングの斜視図、(b)は
インナリングの斜視図、(c)は下側アウタリングの斜
視図、(d)は組合せガスタイトリングの平面図であ
る。8A is a perspective view of an upper outer ring, FIG. 8B is a perspective view of an inner ring, FIG. 8C is a perspective view of a lower outer ring, and FIG. 8D is a plan view of a combined gas tight ring. .
【図9】シリンダ内におけるピストンの下側室の圧力を
測定した結果を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a result of measuring a pressure in a lower chamber of a piston in a cylinder.
1・・シリンダ、1a・・シリンダ内壁、2・・ピスト
ン、3・・リング溝、4・・組合せガスタイトリング、
5,6・・アウタリング、5a,6a・・合い口隙間、
7・・インナリング、7a・・合い口隙間、8,9,1
3,14・・突起、10・・ピストン下側室、11・・
空気通路、12・・ピストン上側室、15・・単体ガス
タイトリング、16A,16B・・合い口端面、17・
・切り欠き、18・・突出端部、19・・切り欠き、2
0・・ヘッド部、21a・・吸入口、21b・・吐出
口、22・・ピストンロッド、23・・上壁部、24・
・クランクケース、25・・クランクシャフト、26,
26A・・軸受、27・・クランクアーム、28・・ク
ランクピン、29・・スライダ、30・・ピン挿通孔、
31・・スライダフレーム、32・・窓孔、33,34
・・ガイド棒、35,36・・ガイド孔、37,38・
・ブシュ、39・・貫通孔、40・・環状凹部、41・
・オイルシール。1 ··· cylinder, 1a ··· cylinder inner wall, 2 ··· piston, 3 ··· ring groove, 4 ··· combination gas tight ring,
5,6 ... outer ring, 5a, 6a ... aperture gap,
7. Inner ring, 7a ... Aperture gap, 8, 9, 1
3, 14, projection, 10 piston lower chamber, 11
Air passage, 12 · · · piston upper chamber, 15 · · · single gas tight ring, 16A, 16B · · · end face, 17 ·
・ Cut, 18 ・ ・ Projecting end, 19 ・ ・ Cut, 2
0 head part, 21a suction port, 21b discharge port, 22 piston rod, 23 upper wall part, 24
・ Crankcase, 25 ・ ・ Crankshaft, 26,
26A bearing, 27 crank arm, 28 crank pin, 29 slider, 30 pin insertion hole,
31 ··· Slider frame, 32 ·· Window holes, 33, 34
..Guide rods, 35,36. · Guide holes, 37,38.
・ Bushings, 39 ・ ・ Through hole, 40 ・ ・ Circular recess, 41 ・
·Oil seal.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜井 健年 東京都中央区八重洲一丁目9番9号 帝国 ピストンリング株式会社内 Fターム(参考) 3H003 AA02 AB07 AC01 BC03 CB03 CB08 CE04 3J044 AA14 CB21 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Kento Sakurai 1-9-9 Yaesu, Chuo-ku, Tokyo Imperial Piston Ring Co., Ltd. F term (reference) 3H003 AA02 AB07 AC01 BC03 CB03 CB08 CE04 3J044 AA14 CB21
Claims (6)
ルシールで潤滑油シールされ、ピストンがシリンダ内を
無潤滑で往復動する無潤滑圧縮機において、 前記ピストンのリング溝にガスタイトリングが装着され
ており、 前記リング溝の底面と前記ガスタイトリングの内周面と
の隙間と、シリンダ内におけるピストンの上側室とを連
通する空気通路がピストンに形成されていることを特徴
とする無潤滑圧縮機。In a non-lubricated compressor in which the inside of a cylinder and the inside of a crankcase are sealed with a lubricating oil by an oil seal, and a piston reciprocates in a cylinder without lubrication, a gas tight ring is mounted in a ring groove of the piston. Wherein an air passage communicating with a gap between the bottom surface of the ring groove and the inner peripheral surface of the gas tight ring and an upper chamber of the piston in the cylinder is formed in the piston. Machine.
溝上面を貫通する孔であることを特徴とする請求項1記
載の無潤滑圧縮機。2. The non-lubricated compressor according to claim 1, wherein the air passage is a hole penetrating a piston top surface and a ring groove upper surface.
リング溝底面に向かってリング溝上面に形成されている
溝であることを特徴とする請求項1記載の無潤滑圧縮
機。3. The non-lubricated compressor according to claim 1, wherein the air passage is a groove formed on an upper surface of the ring groove from an outer peripheral surface of the piston toward a bottom surface of the ring groove.
イトリングであり、組合せガスタイトリングは、合い口
を有する上下一対のアウタリングと、合い口を有し前記
上下のアウタリングの内周側に配置されているインナリ
ングとからなり、前記インナリングの外周面に周方向及
び軸方向に位置をずらして突起が一対形成されており、
一方の突起は上側のアウタリングの合い口隙間に配置
し、他方の突起は下側のアウタリングの合い口隙間に配
置していることを特徴とする請求項1、2、又は3記載
の無潤滑圧縮機。4. The gas tight ring is a combined gas tight ring, and the combined gas tight ring has a pair of upper and lower outer rings having an abutment and an inner peripheral side of the upper and lower outer rings having an abutment. The inner ring is arranged, and a pair of protrusions are formed on the outer peripheral surface of the inner ring by shifting the position in the circumferential direction and the axial direction,
4. The non-contact device according to claim 1, wherein one of the protrusions is disposed in a gap between the upper outer rings and the other protrusion is disposed in a gap between the lower outer rings. Lubrication compressor.
イトリングであり、組合せガスタイトリングは、合い口
を有する上下一対のアウタリングと、合い口を有し前記
上下のアウタリングの内周側に配置されているインナリ
ングとからなり、前記上下のアウタリングの各内周面に
それぞれ突起が形成されており、前記一方のアウタリン
グの突起と他方のアウタリングの突起は合い口から異な
る角度位置にあり、これらの突起が前記インナリングの
合い口隙間に配置していることを特徴とする請求項1、
2、又は3記載の無潤滑圧縮機。5. The gas tight ring is a combined gas tight ring, and the combined gas tight ring has a pair of upper and lower outer rings having an abutment and an inner peripheral side of the upper and lower outer rings having an abutment. The upper and lower outer rings each have a projection formed on the inner peripheral surface thereof, and the projection of the one outer ring and the projection of the other outer ring are at different angular positions from the abutment. Wherein the projections are arranged in the abutment gap of the inner ring.
4. The non-lubricated compressor according to 2 or 3.
形状を有する単体のガスタイトリングであることを特徴
とする請求項1、2、又は3記載の無潤滑圧縮機。6. The non-lubricated compressor according to claim 1, wherein the gas tight ring is a single gas tight ring having a stepped opening shape.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11216697A JP2001041161A (en) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | Non-lubricant compressor |
KR10-1999-0035813A KR100525970B1 (en) | 1998-11-09 | 1999-08-27 | Oil Free Compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11216697A JP2001041161A (en) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | Non-lubricant compressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001041161A true JP2001041161A (en) | 2001-02-13 |
Family
ID=16692512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11216697A Pending JP2001041161A (en) | 1998-11-09 | 1999-07-30 | Non-lubricant compressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001041161A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT413432B (en) * | 2003-09-10 | 2006-02-15 | Hoerbiger Kompressortech Hold | PISTON RING |
WO2010116932A1 (en) * | 2009-04-07 | 2010-10-14 | Nok株式会社 | Sealing device |
JP2010236523A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Hitachi Ltd | Reciprocating compressor |
CN102086854A (en) * | 2010-12-23 | 2011-06-08 | 宁波五马实业有限公司 | Piston component of portable air pump |
JP2012127392A (en) * | 2010-12-14 | 2012-07-05 | Tpr Co Ltd | Assembled piston ring |
CN104975979A (en) * | 2015-06-18 | 2015-10-14 | 周建平 | Novel piston ring |
-
1999
- 1999-07-30 JP JP11216697A patent/JP2001041161A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT413432B (en) * | 2003-09-10 | 2006-02-15 | Hoerbiger Kompressortech Hold | PISTON RING |
JP2010236523A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Hitachi Ltd | Reciprocating compressor |
WO2010116932A1 (en) * | 2009-04-07 | 2010-10-14 | Nok株式会社 | Sealing device |
JP5273243B2 (en) * | 2009-04-07 | 2013-08-28 | Nok株式会社 | Sealing device |
JP2012127392A (en) * | 2010-12-14 | 2012-07-05 | Tpr Co Ltd | Assembled piston ring |
CN102086854A (en) * | 2010-12-23 | 2011-06-08 | 宁波五马实业有限公司 | Piston component of portable air pump |
CN104975979A (en) * | 2015-06-18 | 2015-10-14 | 周建平 | Novel piston ring |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4004073B2 (en) | Dry vacuum pump | |
US8100048B2 (en) | Pinless piston and connecting rod assembly | |
KR960004632B1 (en) | Piston ring having a function which is for facilitating supply of lubricating oil into an annular groove of a piston | |
EP0588466A1 (en) | Wobble piston | |
US4210338A (en) | Piston ring assembly | |
JP2001041161A (en) | Non-lubricant compressor | |
JPH11270688A (en) | Seal element for dry operation piston type compressor | |
JP2000352464A (en) | Combination ring and compressor fitted therewith | |
US6484621B1 (en) | Swash plate type compressor wherein piston head has inner sliding portion for reducing local wear | |
JPH10159723A (en) | Swash plate compressor | |
KR100525970B1 (en) | Oil Free Compressor | |
US5950521A (en) | Swash-plate compressor capable of insuring sufficient lubrication between a piston and a shoe slidably interposed between the piston and a swash plate | |
CN112648188B (en) | Double-cylinder compressor pump body and double-cylinder compressor | |
JP3017123B2 (en) | Compressor | |
WO2021065037A1 (en) | Compressor | |
EP0833054B1 (en) | Compressor | |
CN113260788B (en) | Compressor | |
JPH0421026Y2 (en) | ||
KR20010062839A (en) | Variable displacement compressor having piston anti-rotation structure | |
KR970001137B1 (en) | Piston type compressor with a rotary suction valve | |
JP4922729B2 (en) | Compressor and manufacturing method thereof | |
WO2022180974A1 (en) | Reciprocating compressor | |
CN219159129U (en) | Air passage structure of oil-free compressor | |
WO2023176040A1 (en) | Compressor | |
JP2000145962A (en) | Combination ring |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060118 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080612 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080624 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081209 |