JP2009013795A - Reciprocating compressor - Google Patents
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Abstract
Description
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揺動式リップリング往復動圧縮機に関する。 The present invention relates to an oscillating lip ring reciprocating compressor suitably used for compressing a gas such as air.
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コネクティングロッド一体型のピストンを回転可能に連結する構成のものがある。この揺動式リップリング往復動圧縮機は、ピストンにシリンダとの間を気密にシールするため環状のリップリングが取り付けられている。そして、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ようになっている(例えば特許文献1参照)。
このような往復動圧縮機において、高い圧力(例えば1.0MPa以上)の圧縮気体を発生させる大出力・高圧仕様とした場合、シリンダ内径が大きく、またストロークが大きくなるため、結果的にシリンダとピストンとの隙間が大きくなってしまう。加えて、ピストンのストロークおよび揺動角が大きくなるとともに、高圧の圧縮気体により押されることから、リップリングが変形しピストンとシリンダとの間の隙間に部分的に落ち込んでしまう。これらの理由から、リップリングによるシールが不十分になってしまう可能性があった。また、揺動角度が大きくなることから繰り返し受ける屈曲でリップリングが破損し易くなってしまう。このため、リップリングを用いたピストン揺動型の往復動圧縮機では、大出力・高圧仕様の実用化が困難であり、それよりも低圧レベル(例えば0.7〜0.8MPa)の製品に適用が制限されている。また、高圧に耐え得るように強化材等を配合してリップリングを成形すると、リップリングによるシリンダ内面への攻撃性が高まり、シリンダに傷を付けてしまう。これにより、やはりシール性が不十分になってしまう可能性があった。 In such a reciprocating compressor, when a high output / high pressure specification that generates a compressed gas with a high pressure (for example, 1.0 MPa or more) is used, the cylinder inner diameter is large and the stroke is large. The gap with the piston becomes large. In addition, since the stroke and the swing angle of the piston are increased and the piston is pushed by the high-pressure compressed gas, the lip ring is deformed and partially falls into the gap between the piston and the cylinder. For these reasons, there is a possibility that the sealing by the lip ring becomes insufficient. Further, since the swing angle becomes large, the lip ring is easily damaged by repeated bending. For this reason, it is difficult to put a large output and high pressure specification into practical use in a piston swing type reciprocating compressor using a lip ring, and to a product with a lower pressure level (for example, 0.7 to 0.8 MPa). Application is restricted. Further, when a lip ring is formed by blending a reinforcing material or the like so as to withstand high pressure, the lip ring is more aggressive against the inner surface of the cylinder and damages the cylinder. As a result, the sealing performance may still be insufficient.
しかしながら、リップリングを用いたピストン揺動型の往復動圧縮機は、構成部品点数が少なくて済み安価に製造できる点、低騒音である点、信頼性が高い点等の種々のメリットがあるため、リップリングを用いた揺動式リップリング往復動圧縮機での大出力・高圧仕様の実用化が望まれている。 However, a piston swing type reciprocating compressor using a lip ring has various merits such as a small number of component parts, low cost manufacturing, low noise, and high reliability. Therefore, there is a demand for practical use of a high output and high pressure specification in a swinging lip ring reciprocating compressor using a lip ring.
したがって、本発明は、大出力・高圧仕様としてもシール性を確保可能なリップリングを備えた往復動圧縮機の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a reciprocating compressor provided with a lip ring capable of ensuring sealing performance even in a high output / high pressure specification.
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、該シリンダ内を揺動しつつ往復動し該シリンダ内に圧縮室を画成するピストンと、該ピストンに設けられ該ピストンと前記シリンダとの間をシールする環状のリップリングと、を備えた往復動圧縮機において、前記リップリングは、前記シリンダの内周面との当接側と非当接側とで異なる組成の複数層に形成されてなることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes a cylinder, a piston that reciprocates while swinging in the cylinder, and defines a compression chamber in the cylinder, and the piston provided in the piston. And an annular lip ring that seals between the cylinder and the cylinder, the lip ring has different compositions on the contact side and the non-contact side with the inner peripheral surface of the cylinder. It is characterized by being formed in a plurality of layers.
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、前記リップリングは、前記シリンダの内周面との当接側の層が、球状カーボン,グラファイト,ブロンズ,二硫化モリブデンの少なくともいずれか1つを含有したポリテトラフルオロエチレンからなる複合材からなり、前記シリンダの内周面との非当接側の層が、少なくとも高強度繊維を含有したポリテトラフルオロエチレンを含んだ複合材からなることを特徴としている。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the lip ring has at least one of spherical carbon, graphite, bronze, and molybdenum disulfide as a layer on the contact side with the inner peripheral surface of the cylinder. It is made of a composite material made of polytetrafluoroethylene containing one, and the layer on the non-contact side with the inner peripheral surface of the cylinder is made of a composite material containing polytetrafluoroethylene containing at least high-strength fibers. It is characterized by that.
請求項3に係る発明は、請求項1または2に係る発明において、前記リップリングは、一体成形されてなることを特徴としている。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, characterized in that the lip ring is integrally formed.
請求項4に係る発明は、シリンダと、該シリンダ内を揺動しつつ往復動し該シリンダ内に圧縮室を画成するピストンと、該ピストンに設けられ該ピストンと前記シリンダとの間をシールする環状のリップリングと、を備えた往復動圧縮機において、前記リップリングは、内部に補強材を介装して一体成形されてなることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a cylinder, a piston that reciprocates while oscillating in the cylinder, defines a compression chamber in the cylinder, and seals between the piston and the cylinder provided in the piston. In the reciprocating compressor provided with an annular lip ring, the lip ring is integrally formed with a reinforcing material interposed therein.
請求項5に係る発明は、請求項4に係る発明において、前記補強材を、前記リップリングにおける前記シリンダの内周面との非当接側に介装してなることを特徴としている。 The invention according to claim 5 is characterized in that, in the invention according to claim 4, the reinforcing material is interposed on the non-contact side of the lip ring with the inner peripheral surface of the cylinder.
請求項1に係る発明によれば、リップリングが、シリンダの内周面との当接側と非当接側とで異なる組成の複数層に形成されているため、例えば、シリンダの内周面との当接側を摺動性に優れる層とし、非当接側を高強度の層とすることが可能となる。これにより、リップリングが高圧の圧縮気体により押されて変形するのを高強度の非当接側の層で抑制しつつ、摺動性に優れる当接側の層でシリンダ内面への攻撃性を排除することが可能となる。その結果、大出力・高圧仕様としてもリップリングのシール性を確保可能となる。したがって、ピストンのストロークおよび揺動角が大きくなる大出力・高圧仕様であっても、これを実用化可能となる。 According to the invention of claim 1, since the lip ring is formed in a plurality of layers having different compositions on the contact side and the non-contact side with the inner peripheral surface of the cylinder, for example, the inner peripheral surface of the cylinder It is possible to make the contact side with the layer excellent in slidability and the non-contact side into a high-strength layer. This prevents the lip ring from being deformed by being pressed by the high-pressure compressed gas with the high-strength non-contacting layer, while making the abutting layer excellent in slidability to attack the cylinder inner surface. It becomes possible to eliminate. As a result, it is possible to ensure the sealing performance of the lip ring even for high output and high pressure specifications. Therefore, even a high output / high pressure specification in which the stroke and the swing angle of the piston are increased can be put to practical use.
請求項2に係る発明によれば、リップリングは、シリンダの内周面との当接側の層が、球状カーボン,グラファイト,ブロンズ,二硫化モリブデンの少なくともいずれか1つを含有したポリテトラフルオロエチレンからなる複合材からなる摺動性に優れる層となり、シリンダの内周面との非当接側の層が、少なくとも高強度繊維を含有したポリテトラフルオロエチレンを含んだ複合材からなる高強度の層となるため、リップリングが高圧の圧縮気体により押されて変形するのを高強度の非当接側の層で抑制しつつ、摺動性に優れる当接側の層でシリンダ内面への攻撃性を排除することができる。その結果、大出力・高圧仕様としてもリップリングのシール性を確保できる。
実施例図4では当接側30Aと非当接側30Bとは同一厚さとしているが、適用する圧縮機の仕様(シリンダ径、吐出し圧力等)によりそれぞれ30Aと30Bを異なった寸法とすることも可能である。
According to the invention of claim 2, the lip ring is a polytetrafluorocarbon in which the layer on the contact side with the inner peripheral surface of the cylinder contains at least one of spherical carbon, graphite, bronze, and molybdenum disulfide. Highly slidable layer made of a composite material made of ethylene, and the layer on the non-contact side with the inner peripheral surface of the cylinder is made of a composite material containing polytetrafluoroethylene containing at least high-strength fibers. Therefore, the high-strength non-contact layer prevents the lip ring from being deformed by being pressed by the high-pressure compressed gas, and the contact-side layer with excellent slidability is applied to the cylinder inner surface. Aggressiveness can be eliminated. As a result, the sealing performance of the lip ring can be secured even for high output and high pressure specifications.
In FIG. 4, the contact side 30A and the
請求項3に係る発明によれば、リップリングが一体成形されてなるため、製造が容易となるとともに、各層同士の剥がれを防止できる。 According to the invention which concerns on Claim 3, since a lip ring is integrally molded, manufacture becomes easy and peeling of each layer can be prevented.
請求項4に係る発明によれば、リップリングは、内部に補強材を介装して一体成形されてなるため、例えば、補強材以外の部分を摺動性に優れる材料で形成しても、内部の補強材で高強度とすることが可能となる。これにより、リップリングが高圧の圧縮気体により押されて変形するのを補強材で抑制しつつ、補強材以外の摺動性に優れる部分でシリンダ内面への攻撃性を排除することが可能となる。その結果、大出力・高圧仕様としてもリップリングのシール性を確保可能となる。したがって、ピストンのストロークおよび揺動角が大きくなる大出力・高圧仕様であっても、これを実用化可能となる。 According to the invention according to claim 4, since the lip ring is integrally formed with a reinforcing material interposed therein, for example, even if a portion other than the reinforcing material is formed of a material having excellent slidability, High strength can be achieved with the internal reinforcing material. As a result, the lip ring can be prevented from being deformed by being pressed by the high-pressure compressed gas, and the aggressiveness to the cylinder inner surface can be eliminated at a portion having excellent slidability other than the reinforcing material. . As a result, it is possible to ensure the sealing performance of the lip ring even for high output and high pressure specifications. Therefore, even a high output / high pressure specification in which the stroke and the swing angle of the piston are increased can be put to practical use.
請求項5に係る発明によれば、補強材を、リップリングにおけるシリンダの内周面との非当接側に介装してなるため、リップリングにおけるシリンダの内周面との当接側に摩耗が生じても補強材が露出するまでの時間が長くなり、長寿命化が図れる。したがって、リップリング交換のためのメンテナンスサイクルを長くすることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the reinforcing material is interposed on the non-contact side of the lip ring with the inner peripheral surface of the cylinder, the lip ring has a contact side with the inner peripheral surface of the cylinder. Even if wear occurs, the time until the reinforcing material is exposed becomes longer, and the service life can be extended. Therefore, the maintenance cycle for exchanging lip rings can be lengthened.
本発明の第1実施形態の往復動圧縮機10を図1〜図6を参照して以下に説明する。
図1において、符号11はアルミニウム合金からなる円筒状のシリンダで、このシリンダ11の上端側にはシリンダヘッド12が設けられ、このシリンダヘッド12内には隔壁13によって吸入室Aと吐出室Bとが画成されている。
A
In FIG. 1,
符号14は、シリンダ11とシリンダヘッド12との間に設けられた弁板で、この弁板14とシリンダ11との間、および弁板14とシリンダヘッド12との間はガスケット(図示せず)等によって気密にシールされている。また、シリンダ11内の弁板14と後述する揺動ピストン19との間には後述するリップリング30を介して圧縮室Cが画成されている。さらに、シリンダ11内はリップリング30を挟んで反対側に位置する空間部がコネクティングロッド収容室Dとなっている。
符号15は、弁板14に設けられた吸入ポートで、この吸入ポート15は吸入室Aと圧縮室Cとを連通させるものである。符号16は弁板14に設けられた吐出ポートで、この吐出ポート16は、吐出室Bと圧縮室Cとを連通させるものである。
Reference numeral 15 is a suction port provided in the
符号17は、吸入室Aと圧縮室Cとの間に位置して弁板14に設けられた吸入弁で、この吸入弁17は、後述の揺動ピストン19が上死点から下死点に移動するときに開弁し、下死点から上死点に移動するときに閉弁する。
符号18は、吐出室Bと圧縮室Cとの間に位置して弁板14に設けられた吐出弁で、この吐出弁18は、揺動ピストン19が下死点から上死点に移動するときに開弁し、上死点から下死点に移動するときに閉弁する。
符号19は、シリンダ11内に往復動可能に設けられた揺動ピストンで、この揺動ピストン19は、軸方向の一端側がクランク軸を介して回転駆動源の出力軸等(いずれも図1では図示せず)に連結されたコネクティングロッド部20と、このコネクティングロッド部20の軸方向の他端側に設けられた円板部21に複数のボルト22によって締結された円板状のリテーナ23とによって構成されている。なお、円板部21、ボルト22およびリテーナ23がピストン部24を構成している。
ここで、コネクティングロッド部20の円板部21は、その中央が凹部25となり、この凹部25の周囲は環状縁部26となっている。また、リテーナ23は、その中央がコネクティングロッド部20の凹部25に嵌合する嵌合凸部27となり、この嵌合凸部27の周囲は環状縁部28となっている。
Here, the
符号30は、ピストン部24の外周側に固定して設けられたリップリングで、このリップリング30は、図2にも示すように有底のカップ状に形成されている。このリップリング30は、内周側に位置しボルト22の締結によってコネクティングロッド部20の環状縁部26とリテーナ23の環状縁部28との間に挟持されることでピストン部24に固定される平板状の環状取付部31と、この環状取付部31から径方向外側に突出しシリンダ11の内周面に沿って屈曲してリテーナ23の外周側を覆うように延びる環状リップ部32とによって構成されている。なお、リップリング30は、環状取付部31の内周側でリテーナ23にインローによる位置決めがなされる。
そして、リップリング30は、環状リップ部32が、シリンダ11の内圧を受け、シリンダ11の内周面に締代をもって摺接することにより、シリンダ11とピストン部24との間を気密にシールする。
The
このような揺動式リップリング往復動圧縮機10は、図3に模式的に示すように、クランク機構のクランク軸40の偏心回転運動によって、クランク軸40にグリース封入式のボールベアリング41を介して回転自在に支持された揺動ピストン19およびリップリング30がシリンダ11内でシリンダ軸方向に往復動することになり、吸入行程では、揺動ピストン19のピストン部24およびリップリング30のシリンダヘッド12とは反対方向への移動で圧縮室Cが拡大し吐出弁18は閉状態のまま吸入弁17を開いて空気を吸入室Aから圧縮室Cに導入する。続く圧縮行程では、ピストン部24およびリップリング30のシリンダヘッド12の方向への移動で圧縮室Cが縮小し吸入弁17は閉状態のまま吐出弁18を開いて圧縮室Cから圧縮空気を吐出室Bに吐出する。
Such a oscillating lip
以上の作動中、揺動ピストン19のピストン部24は、シリンダ11内で揺動しながら往復動する。
つまり、クランク軸方向に沿って見た場合に、最も圧縮室Cを拡大した下死点ではコネクティングロッド部20が左右方向の中央に位置するとともにピストン部24は水平をなしており、この状態から圧縮行程を行うべくクランク軸40が回転し、揺動ピストン19を上昇させ圧縮室Cを縮小させる方向にピストン部24を移動させると、上死点と下死点との中間までコネクティングロッド部20の下部は左右方向一側に移動しながら上昇し、上死点と下死点との中間(例えば下死点から90度回転した位置)で最もコネクティングロッド部20の下部が一方の外側に位置する。このとき、ピストン部24は最も水平に対し傾斜することになる。
During the above operation, the
That is, when viewed along the crankshaft direction, the connecting
続いて、上死点に向かうにしたがってコネクティングロッド部20の下部は左右方向の中央に戻ることになり、最も圧縮室Cを縮小した上死点ではコネクティングロッド部20が左右方向の中央に位置するとともにピストン部24が水平となって圧縮行程が終了する。
Subsequently, the lower part of the connecting
ピストン部24が上死点にある状態からクランク軸40が吸入行程を行うべく回転すると揺動ピストン19は圧縮室Cを拡大させる方向にピストン部24を移動させることになり、上死点と下死点との中間まで、コネクティングロッド部20の下部が左右方向逆側に移動しながら下降し、上死点と下死点との中間(例えば上死点から90度回転した位置)で最もコネクティングロッド部20の下部が他方の外側に位置する。このとき、ピストン部24は最も水平に対し上記とは逆向きに傾斜することになる。
When the
続いて、下死点に向かうにしたがってコネクティングロッド部20の下部は左右方向の中央に戻ることになり、最も圧縮室Cを拡大した下死点ではコネクティングロッド部20が左右方向の中央に位置するとともにピストン部24が水平をなして吸入行程が終了する。
Subsequently, the lower part of the connecting
そして、第1実施形態の揺動式リップリング往復動圧縮機10においては、上記したリップリング30が、図4に示すように、シリンダ11の内周面と当接する当接側となる当接側層30Aと、シリンダ11の内周面と当接しない非当接側となる非当接側層30Bとの性質の異なる二層に形成されている。ここで、当接側層30Aは、環状取付部31の軸線方向における環状リップ部32とは反対側から、環状リップ部32の外周側まで連続して形成されており、非当接側層30Bは、環状取付部31の軸線方向における環状リップ部32側から、環状リップ部32の内周側まで連続して形成されている。
In the oscillating lip
当接側層30Aは、自己潤滑性樹脂であるポリテトラフルオロエチレンを基材とし、これに、いずれも摺動抵抗値を小さく摺動性に優れる特性を付与するための球状カーボン,グラファイト,ブロンズ,二硫化モリブデンの少なくともいずれか1つを充填材として添加した複合材からなる(炭素繊維、ガラス繊維等の硬度の高い高強度繊維は含まず)。つまり、当接側層30Aは、摺動性向上を目的とし、アルミニウム合金からなるシリンダ11に対して攻撃性の少ない、つまりシリンダ11の摺動面のアルマイトを研磨してしまったり傷をつけてしまったりすることがない組成の自己潤滑性の複合材からなる。
The abutting side layer 30A is made of polytetrafluoroethylene, which is a self-lubricating resin, as a base material, and spherical carbon, graphite, bronze for imparting a characteristic that the sliding resistance value is small and the slidability is excellent. , Composed of a composite material to which at least one of molybdenum disulfide is added as a filler (not including high-strength fibers having high hardness such as carbon fiber and glass fiber). In other words, the contact side layer 30A is intended to improve the slidability and has less aggressiveness against the
非当接側層30Bは、ポリテトラフルオロエチレンを基材とし、これに、炭素繊維を充填材として添加した複合材からなる。つまり、非当接側層30Bは、シリンダ内圧を受けることからシリンダ内圧に対する変形を抑え、揺動により生じるピストン部24とシリンダ11との間の隙間にリップリング30が部分的に落ち込むことを防止するとともに、揺動運動による環状リップ部32の屈曲性を向上し、繰り返し受ける屈曲に対し破損しないことを目的とする充填材を添加した、引張強度・屈曲性に優れた組成の自己潤滑性の複合材からなる。なお、非当接側層30Bの炭素繊維は、高強度繊維であれば良く、同様に硬度の高いガラス繊維,アラミド繊維等としても良い。
The
ここで、当接側層30Aおよび非当接側層30Bとを有する二層構造のリップリング30は、一体成形されている。つまり、図5に示すように円筒状の主型50と、主型50の内側に嵌合する円柱状の上型51と、主型の内側に嵌合する円柱状の下型52とからなる金型53に上記した当接側層30Aの複合材を構成する配合パウダーPAと、上記した非当接側層30Bの複合材を構成する配合パウダーPBとを二層に積層充填し、図6に示すように上型51および下型52に必要荷重を加えて加圧成形することで一体化する。
Here, the
このとき、積層するそれぞれの配合パウダーPA,PBは、それぞれの完成時の比重と寸法とにより求められた質量分を金型53内に積層充填することになる。これにより、異なる機能(性質)を持つ層を厚み方向に二層有するシート状のリップリング素材30’が得られる。このようにして一体化されたリップリング素材30’を、打ち抜き加工および絞り成形加工を施すことで上記した環状取付部31と環状リップ部32とを有する形状に形成する。なお、リップリング30の中央の穴は打ち抜き加工ではなく、一体成形時に金型で形成しても良い。
At this time, the blended powders PA and PB to be stacked are stacked and filled in the
上記のようにして当接側層30Aおよび非当接側層30Bが一体化されたリップリング30は、後に外力によって当接側層30Aおよび非当接側層30Bが剥がれることがなく、圧縮状態においても同様である。なお、ポリテトラフルオロエチレンを基材とした部材は成形後の一体化は困難であるが、上記のように製造することで容易かつ確実に二層の一体化構造にできる。また、リップリング30を三層以上の構造にしても良く、いずれの場合も同様に成形できる。
The
以上に述べた第1実施形態の往復動圧縮機10によれば、リップリング30が、シリンダ11の内周面との当接側と非当接側とで異なる二層30A,30Bに形成されており、シリンダ11の内周面との当接側の当接側層30Aが、球状カーボン,グラファイト,ブロンズ,二硫化モリブデンの少なくともいずれか1つを含有したポリテトラフルオロエチレンからなる複合材からなる摺動性に優れる自己潤滑性の樹脂層となり、シリンダ11の内周面との非当接側の非当接側層30Bが、少なくとも高強度繊維を含有したポリテトラフルオロエチレンを含んだ複合材からなる高強度の層となるため、リップリング30が高圧の圧縮気体により押されて変形するのを高強度の非当接側層30Bで抑制しつつ、摺動性に優れる当接側層30Aでシリンダ11の内面への攻撃性を排除することができる。その結果、大出力・高圧仕様としてもリップリング30のシール性を確保できる。したがって、揺動ピストン19のストロークおよび揺動角が大きくなる大出力・高圧仕様であっても、これを実用化可能となる。
According to the
つまり、従来の単一素材によるリップリングでは、摺動性を追求した場合は、強度や屈曲性に問題を生じシール性が確保できないため、往復動圧縮機の大出力化・高圧化は不可能であり、反対に強度や屈曲性に重点をおいた場合、高強度繊維等の硬度の高い充填材を充填する必要があるため、シリンダ内面を攻撃し摺動面の摩耗や傷を生じて、リップリングの寿命を著しく縮めてシール性に問題を生じてしまうことになるが、第1実施形態のリップリング30によれば、これらの摺動性と強度・屈曲性の相反する特性を同時に満足できることになる。
In other words, with conventional lip rings made of a single material, when slidability is pursued, there is a problem in strength and flexibility, and sealing performance cannot be secured, so it is impossible to increase the output and pressure of a reciprocating compressor. On the other hand, when emphasis is placed on strength and flexibility, it is necessary to fill with high-hardness fillers such as high-strength fibers, so that the inner surface of the cylinder is attacked and wear and scratches on the sliding surface occur. Although the life of the lip ring is significantly shortened and a problem occurs in the sealing performance, the
以上により、大出力化・高圧化を図っても、リップリングを用いたピストン揺動型の利点が得られる。つまり、ピストンリング、ライダーリング、ピストン、ニードルベアリング、ピストンピン、オイルシール等のシリンダ内圧縮部の高価な構成部品を大幅に削減できるため、構成部品点数が少なくて済み安価に製造できる。また、無給油式でピストンがコネクティングロッドに対して別体で揺動するいわゆるピストン式の場合に必要であるこれらの間のニードルベアリングが不要となるため、信頼性が高くなり、メンテナンス周期を長くできる。ピストンのスラッピング音およびニードルベアリングの隙間による軸受衝撃音が皆無となり低騒音化ができる。 As described above, the advantage of the piston swinging type using the lip ring can be obtained even when the output is increased and the pressure is increased. That is, since expensive components such as piston rings, rider rings, pistons, needle bearings, piston pins, and oil seals can be significantly reduced, the number of components can be reduced and manufacturing can be made at low cost. In addition, the need for a needle bearing between them, which is necessary in the case of a so-called piston type in which the piston swings separately from the connecting rod with no oil supply, increases reliability and lengthens the maintenance cycle. it can. There is no bearing impact noise due to piston slapping noise and needle bearing clearance, and noise can be reduced.
上記に加えて、リップリング30が一体成形されてなるため、製造が容易となるとともに、各層30A,30B同士の剥がれを防止できる。
In addition to the above, since the
当接側層30Aの具体的組成を以下に例示する。 A specific composition of the contact side layer 30A is illustrated below.
非当接側層30Bの具体的組成を以下に例示する。
The specific composition of the
次に、本発明の第2実施形態の往復動圧縮機を主に図7〜図10を参照して第1実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。 Next, a reciprocating compressor according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference mainly to FIGS. 7 to 10 and focusing on differences from the first embodiment.
第2実施形態では、第1実施形態に対してリップリング30が相違している。つまり、第2実施形態のリップリング30は、形状的には第1実施形態と同様に、環状取付部31と環状リップ部32とを有する有底のカップ状に形成されているものの、主構成部55の内部に補強材56を介装して一体成形されている。
In the second embodiment, the
第2実施形態のリップリング30は、その主構成部55が、自己潤滑性樹脂であるポリテトラフルオロエチレンを基材とし、これに、いずれも摺動抵抗値を小さく摺動性に優れる特性を付与するための球状カーボン,グラファイト,ブロンズ,二硫化モリブデンの少なくともいずれか1つを充填材として添加した複合材からなっている(炭素繊維、ガラス繊維等の硬度の高い高強度繊維は含まず)。つまり、主構成部55は、摺動性向上を目的とし、アルミニウム合金からなるシリンダ11に対して攻撃性の少ない、つまりシリンダ11の摺動面のアルマイトを研磨してしまったり傷をつけてしまったりすることがない組成の自己潤滑性の複合材からなる。
The
そして、このような主構成部55の厚さ方向の中間位置に、補強材56が介装されている。この補強材56は、引張強度・屈曲性に優れた炭素繊維あるいはガラス繊維あるいはアラミド繊維からなっており、ネット状をなしている。つまり、この補強材56も、リップリング30のシリンダ内圧に対する変形を抑え、ピストン部24とシリンダ11との間の隙間にリップリング30が部分的に落ち込むことを防止するとともに、揺動運動による環状リップ部32の屈曲性を向上させることを目的としてリップリング30内に埋設される。
A reinforcing
ここで、第2実施形態のリップリング30も、主構成部55および補強材56が一体成形されている。つまり、図8に示すように、第1実施形態と同様の主型50と上型51と下型52とからなる金型53に、約半分の主構成部56の配合パウダーP、ネット状の補強材56、約半分の主構成部56の配合パウダーPをこの順番で積層充填し、図9に示すように、上型51および下型52に必要荷重を加えて加圧成形することで一体化する。これにより、ネット状の補強材56の表裏両側に、補強材56のネットの目を介して一体化された摺動性に優れる自己潤滑性樹脂の主構成部55が配されたシート状のリップリング素材30’が得られる。このようにして一体化されたリップリング素材30’を、打ち抜き加工および絞り成形加工を施すことで上記した環状取付部31と環状リップ部32とを有する形状に形成してリップリング30を得る。
Here, also in the
以上に述べた第2実施形態によれば、リップリング30は、内部に補強材56を介装して一体成形されてなるため、補強材56以外の主構成部55を、球状カーボン,グラファイト,ブロンズ,二硫化モリブデンの少なくとも1つを含有したポリテトラフルオロエチレンからなる複合材からなる摺動性に優れる自己潤滑性の樹脂材料で形成しても、内部の補強材56で高強度とすることができる。これにより、リップリング30が高圧の圧縮気体により押されて変形するのを補強材56で抑制しつつ、補強材56以外の摺動性に優れる主構成部55でシリンダ内面への攻撃性を排除することができる。その結果、大出力・高圧仕様としてもリップリング30のシール性を確保可能となる。したがって、揺動ピストン19のストロークおよび揺動角が大きくなる大出力・高圧仕様であっても、これを実用化可能となる。
According to the second embodiment described above, since the
なお、第2実施形態において、金型53に、半分より多い主構成部56の配合パウダーP、ネット状の補強材56、半分より少ない主構成部56の配合パウダーPをこの順番で積層充填し、上型51および下型52に必要荷重を加えて加圧成形することで一体化して、打ち抜き加工および絞り成形加工を施すと、図10に示すように、補強材56を、リップリング30におけるシリンダ11の内周面との非当接側に偏って介装することができる。
In the second embodiment, the
このように構成することで、補強材56による絞り成形加工時の抵抗力を小さくできるため、絞り成形加工の成形性が向上する。
By configuring in this way, the resistance force during the drawing process by the reinforcing
また、リップリング30におけるシリンダ11の内周面との当接側に摩耗が生じても補強材56が露出するまでの時間が長くなり、長寿命化が図れる。したがって、リップリング交換のためのメンテナンスサイクルを長くすることができる。
Further, even if wear occurs on the contact side of the
10 往復動圧縮機
11 シリンダ
24 ピストン
30 リップリング
30A 当接側層
30B 非当接側層
31 環状取付部
32 環状リップ部
56 補強材
C 圧縮室
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該シリンダ内を揺動しつつ往復動し該シリンダ内に圧縮室を画成するピストンと、
該ピストンに設けられ該ピストンと前記シリンダとの間をシールする環状のリップリングと、
を備えた往復動圧縮機において、 前記リップリングは、前記シリンダの内周面との当接側と非当接側とで異なる組成の複数層に形成されてなることを特徴とする往復動圧縮機。 A cylinder,
A piston that reciprocates while swinging in the cylinder and defines a compression chamber in the cylinder;
An annular lip ring provided on the piston and sealing between the piston and the cylinder;
In the reciprocating compressor provided with the reciprocating compressor, the lip ring is formed in a plurality of layers having different compositions on a contact side and a non-contact side with the inner peripheral surface of the cylinder. Machine.
該シリンダ内を揺動しつつ往復動し該シリンダ内に圧縮室を画成するピストンと、
該ピストンに設けられ該ピストンと前記シリンダとの間をシールする環状のリップリングと、
を備えた往復動圧縮機において、
前記リップリングは、内部に補強材を介装して一体成形されてなることを特徴とする往復動圧縮機。 A cylinder,
A piston that reciprocates while swinging in the cylinder and defines a compression chamber in the cylinder;
An annular lip ring provided on the piston and sealing between the piston and the cylinder;
In a reciprocating compressor equipped with
2. The reciprocating compressor according to claim 1, wherein the lip ring is integrally formed with a reinforcing material interposed therein.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007173239A JP2009013795A (en) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | Reciprocating compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007173239A JP2009013795A (en) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | Reciprocating compressor |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2009013795A true JP2009013795A (en) | 2009-01-22 |
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ID=40355005
Family Applications (1)
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JP2007173239A Pending JP2009013795A (en) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | Reciprocating compressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009013795A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014059041A (en) * | 2012-09-19 | 2014-04-03 | Amadera Kuatsu Kogyo Kk | Process of manufacture of lip ring |
JP2014240722A (en) * | 2013-06-12 | 2014-12-25 | マルシン工業株式会社 | Blowback gas gun |
JP2015132267A (en) * | 2015-04-03 | 2015-07-23 | マックス株式会社 | multistage compressor |
GB2530560A (en) * | 2014-09-26 | 2016-03-30 | Gm Global Tech Operations Inc | Fire ring for a piston of an internal combustion engine and method to manufacture a piston of an internal combustion engine |
-
2007
- 2007-06-29 JP JP2007173239A patent/JP2009013795A/en active Pending
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