JP2536565Y2 - Compressor - Google Patents
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- JP2536565Y2 JP2536565Y2 JP1990109476U JP10947690U JP2536565Y2 JP 2536565 Y2 JP2536565 Y2 JP 2536565Y2 JP 1990109476 U JP1990109476 U JP 1990109476U JP 10947690 U JP10947690 U JP 10947690U JP 2536565 Y2 JP2536565 Y2 JP 2536565Y2
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- piston ring
- piston
- cylinder
- ring
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Description
【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、ピストンリングの摩耗を低減した圧縮機に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a compressor with reduced wear of a piston ring.
「従来の技術」 ピストンのシール構造の従来技術として、実公平1−
7888号公報に見られるものが知られている。"Conventional technology" As a conventional technology for a piston seal structure, the
What is found in the publication 7888 is known.
この種の技術は、目的の圧力の空気を発生させるにあ
たり、第1段階目のシリンダで目的よりも低めの圧力と
し、第2段階目のシリンダで所望の圧力とする、いわゆ
る2段無給油式圧縮機に用いられ、第6図に示すよう
に、クランク室1bに設けられたクランクシャフト(図示
せず)にコネクチングロッド2a,ピストンピン2bを介し
て連結され、シリンダ1内に移動自在に設けられたピス
トン2によりシリンダ1の内部に圧縮室1aを形成してい
る。This type of technology is based on a so-called two-stage oilless system in which air at a target pressure is generated at a pressure lower than the target at a first stage cylinder and at a desired pressure at a second stage cylinder. As shown in FIG. 6, it is used for a compressor and is connected to a crankshaft (not shown) provided in a crank chamber 1b via a connecting rod 2a and a piston pin 2b, and is movably provided in the cylinder 1. The compression chamber 1a is formed inside the cylinder 1 by the piston 2 thus obtained.
また、シリンダ1の圧縮室1aとクランク室1bとの間を
シールすべくピストン2の外周面にピストン2の軸方向
に間隔をおいて形成された複数の環状の凹溝3,3にそれ
ぞれ第1ピストンリング4,第2ピストンリング5を装着
し、これら第1ピストンリング4,第2ピストンリング5
により前記圧縮室1aと、クランク室1bとの両室間をシー
ルするようになっている。そして、稼働時における第1
ピストンリング4,第2ピストンリング5の熱膨張及び第
1ピストンリング4,第2ピストンリング5の摩耗の影響
を吸収するためにこれら第1ピストンリング4,第2ピス
トンリング5に第8図に示すように段付きの合わせ目
(合口)6を設け、この合口6に適当な隙間を設けて第
1ピストンリング4,第2ピストンリング5を拡開可能と
している。また第1ピストンリング4,第2ピストンリン
グ5の各内周面には、前記合口6からの流体の漏れを防
止するために薄板7を装着している。A plurality of annular grooves 3 are formed in the outer circumferential surface of the piston 2 at intervals in the axial direction of the piston 2 to seal between the compression chamber 1a and the crank chamber 1b of the cylinder 1. The first piston ring 4 and the second piston ring 5 are mounted, and the first piston ring 4 and the second piston ring 5 are mounted.
This seals between the compression chamber 1a and the crank chamber 1b. And the first during operation
In order to absorb the effects of thermal expansion of the piston ring 4 and the second piston ring 5 and wear of the first piston ring 4 and the second piston ring 5, the first piston ring 4 and the second piston ring 5 are provided in FIG. As shown in the figure, a stepped joint (abutment) 6 is provided, and an appropriate gap is provided in the abutment 6 so that the first piston ring 4 and the second piston ring 5 can be opened. A thin plate 7 is attached to each inner peripheral surface of the first piston ring 4 and the second piston ring 5 in order to prevent leakage of fluid from the abutment 6.
なお、符号8のピストン2の外周に嵌入されピストン
2の摺動部となるエチレン樹脂製のライダーリングであ
る。It is to be noted that a rider ring made of ethylene resin is fitted on the outer periphery of the piston 2 and serves as a sliding portion of the piston 2.
「考案が解決しようとする課題」 ところで、上記従来技術においては、第1ピストンリ
ング4,第2ピストンリング5に第10図に示すような力が
作用する。[Problem to be Solved by the Invention] In the above-described conventional technology, a force as shown in FIG. 10 acts on the first piston ring 4 and the second piston ring 5.
f1:ピストンリング4又は5の背面(S1)に作用する力 f2:ピストンリング4又は5の外周面(S2)に作用する
力 S1:ピストンリング4又は5の背面の面積 S2:ピストンリング4又は5の外周面の面積 PC:圧縮室1aの圧力 PO:クランク室1b側の圧力 PL:ピストンリング4又は5の外周面の面圧 H :ピストンリング4又は5の厚さ D1:ピストンリング4又は5の外径 D2:ピストンリング4又は5の内径 とすると PL=f2/S2 =(PC−PO)・D2/D1 ……(1) ここに f2=(PC−PO)・S1 =(PC−PO)・(π・D2・H) S2=π・D1・H 上記(1)式から分かるように、シリンダ内の圧縮室
1aの圧力PCが増加するとこれに比例して面圧PLが増加し
て第1ピストンリング4,第2ピストンリング5の摩耗が
増加する。この摩耗を減少させるには前記面圧PLを減少
させればよいが、この面圧PLを減少させるためには、第
1ピストンリング4,第2ピストンリング5の外径を大き
くする必要があるが、構造上限界がありむやみに大きく
することができず、従来のピストンリングの形状ではピ
ストンリングの外周に作用する面圧を大きく低減するこ
とは困難であった。f 1 : Force acting on the back surface (S 1 ) of the piston ring 4 or 5 f 2 : Force acting on the outer peripheral surface (S 2 ) of the piston ring 4 or 5 S 1 : Area S on the back surface of the piston ring 4 or 5 2 : Area of outer peripheral surface of piston ring 4 or 5 P C : Pressure of compression chamber 1a P O : Pressure on crank chamber 1b side P L : Surface pressure of outer peripheral surface of piston ring 4 or 5 H: Piston ring 4 or 5 Thickness D 1 : outer diameter of piston ring 4 or 5 D 2 : inner diameter of piston ring 4 or 5 P L = f 2 / S 2 = (P C −P O ) · D 2 / D 1 (1) where f 2 = (P C −P O ) · S 1 = (P C −P O ) · (π · D 2 · H) S 2 = π · D 1 · H From the above equation (1) As you can see, the compression chamber in the cylinder
1a the first piston ring 4 surface pressure P L is increased in proportion to the pressure P C is increased, the wear of the second piston ring 5 is increased. This wear reduces the it is sufficient to reduce the surface pressure P L, but in order to reduce the surface pressure P L, the first piston ring 4, necessary to increase the outer diameter of the second piston ring 5 However, there is a limit in the structure and it cannot be increased unnecessarily, and it is difficult to greatly reduce the surface pressure acting on the outer periphery of the piston ring with the conventional piston ring shape.
そこで、ピストンリングの本数を増加させることによ
りピストンリングの摩耗を減少させることも考えられる
が、各ピストンリングに作用する圧力を均等にすること
は困難であり、各ピストンリングに圧力が均等に作用し
ないと特定のピストンリングのみが早く摩耗してしまう
等実用的でないという問題があった。Therefore, it is conceivable to reduce the wear on the piston rings by increasing the number of piston rings, but it is difficult to equalize the pressure acting on each piston ring, and the pressure acts evenly on each piston ring. Otherwise, there is a problem that it is not practical such that only a specific piston ring wears quickly.
本考案は、前記事情を考慮してなされたもので、ピス
トンリングの摩耗を低減し、耐久性を向上させた圧縮機
を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a compressor in which wear of a piston ring is reduced and durability is improved.
「課題を解決するための手段」 本考案は、前記目的を達成させるために次のような構
成としている。即ち、シリンダと、クランク室内のクラ
ンクシャフトに連結され前記シリンダ内に圧縮室を形成
すべくシリンダ内に移動自在に設けられたピストンと、
前記シリンダの圧縮室とクランク室との間を該シリンダ
に当接することによりシールすべく前記ピストンの外周
面に形成された凹溝に装着され、拡開可能でありかつ凹
溝の溝底径より内径が大径のピストンリングとからなる
圧縮機において、 前記凹溝のクランク室側壁面は、前記ピストンの外周
から中心側へ向かうに従い前記圧縮室側からクランク室
側へ向かって傾斜する円錐面に形成され、 前記ピストンリングのクランク室側面は、前記円錐面
と同勾配の円錐面に形成されていることを特徴としてい
る。"Means for Solving the Problems" The present invention has the following configuration to achieve the above object. That is, a cylinder and a piston connected to a crankshaft in a crank chamber and movably provided in the cylinder to form a compression chamber in the cylinder,
The cylinder is mounted in a groove formed on the outer peripheral surface of the piston to seal by contacting the compression chamber and the crank chamber of the cylinder with the cylinder, is expandable, and has a diameter smaller than the groove bottom diameter of the groove. In a compressor comprising a piston ring having a large inner diameter, the crank chamber side wall surface of the concave groove has a conical surface inclined from the compression chamber side toward the crank chamber side as going from the outer periphery of the piston toward the center side. The piston ring is characterized in that a side surface of the crankcase of the piston ring is formed in a conical surface having the same gradient as the conical surface.
「作用」 前記構成によれば、シリンダ内でピストンをその軸線
方向に摺動させると、シリンダ内の圧縮室とクランク室
との間に発生する差圧により、ピストンリングが拡径し
てその外周がシリンダの内面に密接し、シリンダ内の圧
縮室とクランク室とがシールされる。[Operation] According to the above configuration, when the piston is slid in the axial direction in the cylinder, the piston ring expands in diameter due to the differential pressure generated between the compression chamber and the crank chamber in the cylinder, and the outer circumference of the piston ring expands. Closely contact the inner surface of the cylinder, and the compression chamber and the crank chamber in the cylinder are sealed.
そしてピストンの作動時には、 f1:ピストンリング14又は15の背面(S1′)に作用する
力 f2:ピストンリング14又は15の外周面(S2′)に作用す
る力 f3:ピストンリング14又は15の圧縮室側端面(S3)に作
用する力 f4:ピストンリング14又は15のクランク室1b側の円錐面
21に直角方向に作用する力 S1′:ピストンリング14又は15の背面の面積 S2′:ピストンリング14又は15の外周面の面積 S3:ピストンリング14又は15の圧縮室側端面の面積 PC:圧縮室1aの圧力 PO:クランク室1b側の圧力 PL′:ピストンリング14又は15の外周面の面圧 H1:ピストンリング14又は15の背面の厚さ H2:ピストンリング14又は15の外周の厚さ D1:ピストンリング14又は15の外径 D2:ピストンリング14又は15の内径 θ:ピストンリング14又は15の円錐面21のテーパ傾斜角
度 とすると、 PL−PL′=(PC−PO){D1/D2・(1−H1/H2) +(H1/H2−1)(1+D1/D2)/2} =(PC−PO(H1/H2−1)(1−D1/D2)/2 ………………(4)となり、 従来のピストンリングと比べてピストンリングの摩耗を
低減することができる。すなわち、ピストンの凹溝のク
ランク室側壁面は、ピストンの外周から中心側へ向かう
に従い圧縮室側からクランク室側へ向かって傾斜する円
錐面に形成され、ピストンリングのクランク室側面は、
円錐面と同勾配の円錐面に形成されているため、圧縮時
に凹溝のクランク室側壁面からピストンリングのクラン
ク室側面に加わる力は、ピストンの中心方向に向くこと
になり、よって、ピストンリングのシリンダ側への力が
弱くなるため、ピストンリングの摩耗を低減することが
できるのである。When the piston is operated, f 1 : force acting on the back surface (S 1 ′) of the piston ring 14 or 15 f 2 : force acting on the outer peripheral surface (S 2 ′) of the piston ring 14 or 15 f 3 : piston ring Force f 4 acting on the compression chamber side end surface (S 3 ) of 14 or 15: Conical surface of piston ring 14 or 15 on crank chamber 1b side
Force S 1 acts in the direction perpendicular to the 21 ': the area of the back surface of the piston ring 14 or 15 S 2': the area of the outer peripheral surface of the piston ring 14 or 15 S 3: the area of the compression chamber side end surface of the piston ring 14 or 15 P C : Pressure in compression chamber 1a P O : Pressure on crank chamber 1b side P L ′: Surface pressure on outer peripheral surface of piston ring 14 or 15 H 1 : Thickness on back of piston ring 14 or 15 H 2 : Piston ring Thickness of outer periphery of 14 or 15 D 1 : Outer diameter of piston ring 14 or 15 D 2 : Inner diameter of piston ring 14 or 15 θ: P L − P L ′ = (P C −P O ) {D 1 / D 2 · (1−H 1 / H 2 ) + (H 1 / H 2 −1) (1 + D 1 / D 2 ) / 2} = (P C -P O (H 1 / H 2 -1) (1-D 1 / D 2) / 2 .................. (4) , and the reducing the wear of the piston ring compared with the conventional piston ring Can be. That is, the crank chamber side wall surface of the concave groove of the piston is formed as a conical surface inclined from the compression chamber side to the crank chamber side as going from the outer periphery of the piston toward the center side, and the crank chamber side surface of the piston ring is
Since the conical surface is formed in the same conical surface as the conical surface, the force applied from the crankcase side wall surface of the concave groove to the side surface of the crankcase of the piston ring during compression is directed toward the center of the piston. Since the force on the cylinder side becomes weaker, the wear of the piston ring can be reduced.
「実施例」 以下、本考案の第1実施例の第1図ないし第5図に基
づき無給油式圧縮機について説明する。Hereinafter, an oilless compressor will be described with reference to FIGS. 1 to 5 of a first embodiment of the present invention.
なお、本実施例において従来例と同一部分には同一符
号を付してその一部の説明を省略する。In this embodiment, the same parts as those of the conventional example are denoted by the same reference numerals, and the description of some of them will be omitted.
ピストン11は一端(第2図における上端)が閉塞され
た円筒形のもので、シリンダ1の内部にライダーリング
8を介して摺動自在に嵌合され、シリンダ1内の空間は
ピストン11によってそれぞれ圧縮室1aとクランク室1bと
に区画されている。ピストン11の外周面には、ピストン
11の軸方向に間隔をおいて形成された複数の環状の凹溝
13,13が形成されている。これら凹溝13,13にはそれぞれ
第1ピストンリング14,第2ピストンリング15が装着さ
れている。そして、これら第1ピストンリング14,第2
ピストンリング15により圧縮室1aと、クランク室1bとの
両室間がシールされるようになっている。The piston 11 has a cylindrical shape whose one end (the upper end in FIG. 2) is closed, and is slidably fitted into the cylinder 1 via a rider ring 8. It is partitioned into a compression chamber 1a and a crank chamber 1b. On the outer peripheral surface of the piston 11, a piston
11 annular grooves formed at intervals in the axial direction
13,13 are formed. A first piston ring 14 and a second piston ring 15 are mounted in these concave grooves 13, 13, respectively. The first piston ring 14, the second
The piston ring 15 seals between the compression chamber 1a and the crank chamber 1b.
凹溝13,13は、ピストン11の外周面の圧縮室側全周に
形成された周溝12にピストン11の軸線方向に所定の間隔
をおいてボルト16により取付けられたテーパリング17,1
7間と、ピストン11の圧縮室1a側端部に設けられた壁体1
8と圧縮室1a側テーパリング16との間に形成されてい
る。The recessed grooves 13, 13 are tapered rings 17, 1 attached to bolts 16 at predetermined intervals in the axial direction of the piston 11 in circumferential grooves 12 formed on the entire outer circumferential surface of the piston 11 on the compression chamber side.
7 and a wall 1 provided at the end of the piston 11 on the compression chamber 1a side.
It is formed between 8 and the compression chamber 1a side taper ring 16.
テーパリング17の外径はシリンダ1の内径より小径と
されシリンダ内面とテーパリング17との間には隙間が形
成されている。テーパリング17のクランク室1b側面はピ
ストン11の軸線と直交する面とされている。またテーパ
リング17の圧縮室1a側面は、ピストン11の外周から中心
側へ向かうに従い圧縮室1a側からクランク室1b側へ向か
って傾斜する円錐面(テーパ面)19に形成されている。
なお、圧縮室1a側テーパリング17とクランク室側テーパ
リング17とは同一のものであり、圧縮室1a側凹溝13とク
ランク室1b側凹溝13とは同一形状とされている。The outer diameter of the tapered ring 17 is smaller than the inner diameter of the cylinder 1, and a gap is formed between the inner surface of the cylinder and the tapered ring 17. The side surface of the crank chamber 1b of the tapered ring 17 is a surface orthogonal to the axis of the piston 11. A side surface of the compression chamber 1a of the taper ring 17 is formed as a conical surface (taper surface) 19 which is inclined from the compression chamber 1a side to the crank chamber 1b side as going from the outer periphery of the piston 11 to the center side.
The compression chamber 1a side taper ring 17 and the crank chamber side taper ring 17 are the same, and the compression chamber 1a side groove 13 and the crank chamber 1b side groove 13 have the same shape.
第1ピストンリング14,第2ピストンリング15は、柔
軟で順応性に富むエチレン樹脂等の非金属の耐熱性弾性
を有するシール材からなり、圧縮機のシリンダ,ピスト
ン間のガスのシールとして使用されるものである。第1
ピストンリング14と第2ピストンリング15とは同一形状
のものであるので、第1ピストンリング14の形状につい
て説明し第2ピストンリング15の形状の説明を省略す
る。The first piston ring 14 and the second piston ring 15 are made of a flexible and flexible non-metallic heat-resistant elastic material such as ethylene resin, and are used as a gas seal between a cylinder and a piston of a compressor. Things. First
Since the piston ring 14 and the second piston ring 15 have the same shape, the shape of the first piston ring 14 will be described and the description of the shape of the second piston ring 15 will be omitted.
第1ピストンリング14は、第3図に示すように、リン
グの一箇所が段状に切り欠かれこのリングの切欠部の両
端間に隙間が形成された合口20を有する断面台形のもの
で、拡開可能とされている。第1ピストンリング14が凹
溝13に装着された時のクランク室1b側面は凹溝13の円錐
面19に接するこの円錐面19と同勾配の円錐面(テーパ
面)21に形成されている。また、第1ピストンリング14
の内周(背面)には従来例のピストンリング同様に第1
ピストンリング14の合口20からの流体の漏れを防止する
ための薄板22が装着されている。As shown in FIG. 3, the first piston ring 14 has a trapezoidal cross section having a joint 20 in which one portion of the ring is cut out stepwise and a gap is formed between both ends of the cut portion of the ring. It can be expanded. The side surface of the crank chamber 1b when the first piston ring 14 is mounted in the concave groove 13 is formed as a conical surface (taper surface) 21 having the same gradient as the conical surface 19 contacting the conical surface 19 of the concave groove 13. Also, the first piston ring 14
The inner circumference (rear surface) of the first piston ring is the same as the conventional piston ring.
A thin plate 22 for preventing fluid from leaking from an abutment 20 of the piston ring 14 is mounted.
なお、各凹溝13に装着された第1ピストンリング14,
第2ピストンリング15の各円錐面21は各凹溝13の円錐面
19に摺動自在に当接されており、凹溝13に装着された第
1ピストンリング14の圧縮室側面と壁体18との間、第2
ピストンリング15の圧縮室側面と圧縮室側テーパリング
17との間にはそれぞれ同一の間隔が設けられている。In addition, the first piston ring 14 attached to each groove 13,
Each conical surface 21 of the second piston ring 15 is a conical surface of each groove 13.
19 slidably in contact with the wall of the first piston ring 14 mounted in the groove 13 and the wall 18.
Compression chamber side and compression chamber side taper ring of piston ring 15
17 are provided with the same interval.
次に、前記構成の圧縮機の動作について説明する。圧
縮機の駆動源(図示略)を駆動させ、クランクシャフト
(図示略)を回転させる。すると、ピストン11がコネク
チングロッド2a,ピストンピン2bを介して第2図におい
て上下(ピストン11の略軸方向)に摺動する。Next, the operation of the compressor having the above configuration will be described. A drive source (not shown) of the compressor is driven to rotate a crankshaft (not shown). Then, the piston 11 slides vertically (substantially in the axial direction of the piston 11) in FIG. 2 via the connecting rod 2a and the piston pin 2b.
ここで、 f1:ピストンリング14又は15の背面(S1′)に作用する
力 f2:ピストンリング14又は15の外周面(S2′)に作用す
る力 f3:ピストンリング14又は15の圧縮室側端面(S3)に作
用する力 f4:ピストンリング14又は15のクランク室1b側の円錐面
21に直角方向に作用する力 S1′:ピストンリング14又は15の背面の面積 S2′:ピストンリング14又は15の外周面の面積 S3:ピストンリング14又は15の圧縮室側端面の面積 PC:圧縮室1aの圧力 PO:クランク室1b側の圧力 PL′:ピストンリング14又は15の外周面の面圧 H1:ピストンリング14又は15の背面の厚さ H2:ピストンリング14又は15の外周の厚さ D1:ピストンリング14又は15の外径 D2:ピストンリング14又は15の内径 θ:ピストンリング14又は15の円錐面21のテーパ傾斜角
度 とすると f3=f4・cosθ f2=f1−f4・sinθ よって f2=f1−f3・tanθ ……(2) また、 S1′=π・D1・H1 S2′=π・D2・H2 S3=π(D2 2−D1 2)/4 f1=S1′・(PC−PO) f3=S3・(PC−PO) よって PL′=f2/S2′ =(PC−PO){D1/D2・H1/H2 −(D2 2−D1 2)/D2・Tanθ/(4・H2)} また、第4図より H1=H2+(D2−D1)/2・Tanθ よって (D2−D1)・Tanθ=(H1−H2)・2 PL′=(PC−PO){D1/D2・H1/H2 −(H1/H2−1)(1+D1/D2)/2} ……(3) 従って、(1)(3)式より PL−PL′=(PC−PO){D1/D2・(1−H1/H2) +(H1/H2−1)(1+D1/D2)/2} =(PC−PO)(H1/H2−1)(1−D1/D2)/2 ………………(4) となり、 (PC−PO)>0 (H1/H2−1)>0 (1−D1/D2)/2>0 であるから、 上記第(4)式より従来の第1,第2ピストンリング4,5
の外周に作用する面圧PLと比べて、本実施例の第1,第2
ピストンリング14,15の外周面に作用する面圧PL′が低
減されることが分かる。Here, f 1 : force acting on the back surface (S 1 ′) of the piston ring 14 or 15 f 2 : force acting on the outer peripheral surface (S 2 ′) of the piston ring 14 or 15 f 3 : piston ring 14 or 15 force f 4 acts on the compression chamber side end face (S 3): conical surface of the crank chamber 1b side of the piston rings 14 or 15
Force S 1 acts in the direction perpendicular to the 21 ': the area of the back surface of the piston ring 14 or 15 S 2': the area of the outer peripheral surface of the piston ring 14 or 15 S 3: the area of the compression chamber side end surface of the piston ring 14 or 15 P C : Pressure in compression chamber 1a P O : Pressure on crank chamber 1b side P L ′: Surface pressure on outer peripheral surface of piston ring 14 or 15 H 1 : Thickness on back of piston ring 14 or 15 H 2 : Piston ring Thickness of the outer circumference of 14 or 15 D 1 : Outer diameter of piston ring 14 or 15 D 2 : Inner diameter of piston ring 14 or 15 θ: f 3 = f assuming the taper inclination angle of conical surface 21 of piston ring 14 or 15 4 · cos θ f 2 = f 1 −f 4 · sin θ Therefore, f 2 = f 1 −f 3 • tan θ …… (2) Also, S 1 ′ = π · D 1 · H 1 S 2 ′ = π · D 2 · H 2 S 3 = π ( D 2 2 -D 1 2) / 4 f 1 = S 1 '· (P C -P O) f 3 = S 3 · (P C -P O) Thus P L' = f 2 / S 2 '= ( P C -P O) {D 1 / D 2 · H 1 / H 2 - (D 2 2 -D 1 2) / D 2 · Tanθ / (4 · H 2)} Further, FIG. 4 from the H 1 = H 2 + (D 2 -D 1) / 2 · Tanθ Therefore (D 2 -D 1 ) · Tan θ = (H 1 −H 2 ) · 2P L ′ = (P C −P O ) {D 1 / D 2 · H 1 / H 2 − (H 1 / H 2 −1) (1 + D 1 / D 2 ) / 2} (3) Therefore, from equations (1) and (3), P L −P L ′ = (P C −P O ) {D 1 / D 2 · (1−H 1 / H 2 ) + (H 1 / H 2 -1) (1 + D 1 / D 2) / 2} = (P C -P O) (H 1 / H 2 -1) (1-D 1 / D 2) / 2 ... ... (4) and (P C −P O )> 0 (H 1 / H 2 −1)> 0 (1−D 1 / D 2 ) / 2> 0. From the expression 4), the conventional first and second piston rings 4,5
Compared with the surface pressure PL acting on the outer circumference of the first and second embodiments.
It can be seen that the surface pressure PL 'acting on the outer peripheral surfaces of the piston rings 14, 15 is reduced.
以上により、本実施例によれば、第1ピストンリング
14,第2ピストンリング15によるシリンダ1,ピストン11
間のシール性を保持した上でこれら第1ピストンリング
14,第2ピストンリング15の摩耗を従来のピストンリン
グより低減することができる。As described above, according to the present embodiment, the first piston ring
14, Cylinder 1, Piston 11 by 2nd piston ring 15
The first piston ring
14. Wear of the second piston ring 15 can be reduced as compared with the conventional piston ring.
「考案の効果」 本考案によれば、 f1:ピストンリングの背面(S1′)に作用する力 f2:ピストンリングの外周面(S2′)に作用する力 f3:ピストンリングの圧縮室側端面(S3)に作用する力 f4:ピストンリングのクランク室側の円錐面に直角方向
に作用する力 S1′:ピストンリングの背面の面積 S2′:ピストンリングの外周面の面積 S3:ピストンリングの圧縮室側端面の面積 PC:圧縮室の圧力 PO:クランク室側の圧力 PL′:ピストンリングの外周面の面圧 H1:ピストンリングの背面の厚さ H2:ピストンリングの外周の厚さ D1:ピストンリングの外径 D2:ピストンリングの内径 θ:ピストンリングの円錐面のテーパ傾斜角度 とすると、 PL−PL′=(PC−PO){D1/D2・(1−H1/H2) +(H1/H2−1)(1+D1/D2)/2} =(PC−PO)(H1/H2−1)(1−D1/D2)/2 となり、 従来のピストンリングの外周に作用する面圧より本考案
のピストンリングの外周に作用する面圧を低減すること
が可能となり、従来のピストンリングと比べて本考案の
ピストンリングの摩耗を低減することができ、ひいては
圧縮機の耐久性を向上させることができる。すなわち、
ピストンの凹溝のクランク室側壁面は、ピストンの外周
から中心側へ向かうに従い圧縮室側からクランク室側へ
向かって傾斜する円錐面に形成され、ピストンリングの
クランク室側面は、円錐面と同勾配の円錐面に形成され
ているため、圧縮時に凹溝のクランク室側壁面からピス
トンリングのクランク室側面に加わる力は、ピストンの
中心方向に向くことになり、よって、ピストンリングの
シリンダ側への力が弱くなるため、ピストンリングの摩
耗を低減することができるのである。According to the present invention, f 1 : force acting on the back surface (S 1 ′) of the piston ring f 2 : force acting on the outer peripheral surface (S 2 ′) of the piston ring f 3 : force of the piston ring Force acting on the compression chamber side end surface (S 3 ) f 4 : Force acting in a direction perpendicular to the conical surface of the piston ring on the crank chamber side S 1 ′: Area behind the piston ring S 2 ′: Outer peripheral surface of the piston ring Area S 3 : Area of the end face of the piston ring on the compression chamber side P C : Pressure of the compression chamber P O : Pressure on the crank chamber side P L ′: Surface pressure on the outer peripheral surface of the piston ring H 1 : Thickness on the back surface of the piston ring Depth H 2 : Outer thickness of piston ring D 1 : Outer diameter of piston ring D 2 : Inner diameter of piston ring θ: Taper inclination angle of conical surface of piston ring P L −P L ′ = (P C -P O) {D 1 / D 2 · (1-H 1 / H 2) + (H 1 / H 2 -1) (1 + D 1 D 2) / 2} = ( P C -P O) (H 1 / H 2 -1) (1-D 1 / D 2) / 2 , and the present invention than the surface pressure acting on the outer periphery of a conventional piston ring The surface pressure acting on the outer circumference of the piston ring can be reduced, the wear of the piston ring of the present invention can be reduced as compared with the conventional piston ring, and the durability of the compressor can be improved. it can. That is,
The crank chamber side wall surface of the concave groove of the piston is formed as a conical surface inclined from the compression chamber side to the crank chamber side as going from the outer periphery of the piston toward the center side, and the crank chamber side surface of the piston ring is the same as the conical surface. Since the slope is formed in a conical surface, the force applied from the side wall surface of the crank chamber of the concave groove to the side surface of the crank chamber of the piston ring during compression is directed toward the center of the piston. Therefore, the wear of the piston ring can be reduced.
第1図ないし第5図は本考案の第1実施例を示すもの
で、第1図は第2図のI円部の拡大詳細断面図、第2図
はシリンダ,ピストン,ピストンリングを示す要部の側
断面図、第3図は第1ピストンリングまたは第2ピスト
ンリング概略斜視図、第4図はピストンリングに作用す
る力を説明するための要部の断面図、第5図はピストン
リングの各端面に作用する力について説明するための断
面図、第6図ないし第10図は従来の圧縮機の一例を示す
もので、第6図は要部の側断面図、第7図はピストンリ
ング及びライダーリングのピストンへの組付け状態を示
す側面図、第8図は第1ピストンリングまたは第2ピス
トンリングの斜視図、第9図はピストンリングの組付け
状態を示す側断面図、第10図はピストンリングに作用す
る力を説明するための断面図である。 1……シリンダ、1a……圧縮室、1b……クランク室、11
……ピストン、13……凹溝、14……第1ピストンリン
グ、15……第2ピストンリング、17……テーパリング、
19……円錐面(テーパ面)、20……合口、21……円錐面
(テーパ面)。1 to 5 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an enlarged detailed sectional view of an I-circle portion in FIG. 2, and FIG. 2 is a view showing a cylinder, a piston and a piston ring. FIG. 3 is a schematic perspective view of a first or second piston ring, FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part for describing a force acting on the piston ring, and FIG. 5 is a piston ring. 6 to 10 show an example of a conventional compressor. FIG. 6 is a side sectional view of a main part, and FIG. 7 is a piston. FIG. 8 is a side view showing an assembled state of a ring and a rider ring to a piston, FIG. 8 is a perspective view of a first piston ring or a second piston ring, FIG. Fig. 10 is for explaining the force acting on the piston ring. It is sectional drawing. 1 ... Cylinder, 1a ... Compression chamber, 1b ... Crank chamber, 11
…… Piston, 13 …… Recessed groove, 14 …… First piston ring, 15 …… Second piston ring, 17 …… Taper ring,
19 ... conical surface (tapered surface), 20 ... joint, 21 ... conical surface (tapered surface).
Claims (1)
フトに連結され前記シリンダ内に圧縮室を形成すべくシ
リンダ内に移動自在に設けられたピストンと、前記シリ
ンダの圧縮室とクランク室との間を該シリンダに当接す
ることによりシールすべく前記ピストンの外周面に形成
された凹溝に装着され、拡開可能でありかつ凹溝の溝底
径より内径が大径のピストンリングとからなる圧縮機に
おいて、 前記凹溝のクランク室側壁面は、前記ピストンの外周か
ら中心側へ向かうに従い前記圧縮室側からクランク室側
へ向かって傾斜する円錐面に形成され、 前記ピストンリングのクランク室側面は、前記円錐面と
同勾配の円錐面に形成されていることを特徴とする圧縮
機。A cylinder, a piston connected to a crankshaft in the crank chamber, and movably provided in the cylinder to form a compression chamber in the cylinder, and a piston between the compression chamber and the crank chamber of the cylinder. A compressor comprising a piston ring mounted in a groove formed on the outer peripheral surface of the piston for sealing by contacting the cylinder, the piston ring being expandable and having an inner diameter larger than the groove bottom diameter of the groove. In the crank chamber side wall surface of the concave groove is formed as a conical surface inclined from the compression chamber side to the crank chamber side as going from the outer periphery of the piston toward the center side, and the crank chamber side surface of the piston ring is A compressor characterized by being formed in a conical surface having the same gradient as the conical surface.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1990109476U JP2536565Y2 (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1990109476U JP2536565Y2 (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Compressor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0466383U JPH0466383U (en) | 1992-06-11 |
JP2536565Y2 true JP2536565Y2 (en) | 1997-05-21 |
Family
ID=31856682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1990109476U Expired - Lifetime JP2536565Y2 (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Compressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2536565Y2 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6059473B2 (en) * | 1980-11-14 | 1985-12-25 | 東急車輌製造株式会社 | High pressure seals in gas compression pistons |
JPH01130085U (en) * | 1988-02-29 | 1989-09-05 |
-
1990
- 1990-10-19 JP JP1990109476U patent/JP2536565Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0466383U (en) | 1992-06-11 |
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