JP5598206B2 - air compressor - Google Patents

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JP5598206B2 JP2010212988A JP2010212988A JP5598206B2 JP 5598206 B2 JP5598206 B2 JP 5598206B2 JP 2010212988 A JP2010212988 A JP 2010212988A JP 2010212988 A JP2010212988 A JP 2010212988A JP 5598206 B2 JP5598206 B2 JP 5598206B2
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Description

本発明は、往復動式の空気圧縮機に関する。   The present invention relates to a reciprocating air compressor.

従来、シリンダ内に画成した圧縮室においてピストンの往復動により圧縮空気を生成する往復動圧縮機において、圧縮空気の反圧縮室側(裏側)への漏れを防止するため、ピストンの外周に装着されてシリンダの内周に摺接するリップリングを備えるものが知られている。リップリングは、圧縮室側に向かって屈曲した形状であり、圧縮室内の圧縮空気の圧力によりその外周が常にシリンダの内周に押し付けられた状態で往復動する。圧縮室内の圧縮空気の圧力が高い場合には、リップリングが反圧縮室側にめくれ、圧縮空気が反圧縮室側へ漏れることによる性能低下を生じるおそれがある。そのため、例えば特許文献1に記載の往復動ポンプにおいては、ピストンの外縁部にリップリングの反圧縮室側面を支持する支持部を形成することにより、リップリングのめくれを防止している。   Conventionally, in a reciprocating compressor that generates compressed air by reciprocating movement of the piston in the compression chamber defined in the cylinder, it is mounted on the outer periphery of the piston to prevent leakage of compressed air to the non-compressing chamber side (back side) It is also known to have a lip ring that is in sliding contact with the inner periphery of a cylinder. The lip ring has a shape bent toward the compression chamber side, and reciprocates in a state where the outer periphery thereof is always pressed against the inner periphery of the cylinder by the pressure of the compressed air in the compression chamber. When the pressure of the compressed air in the compression chamber is high, the lip ring may turn over to the anti-compression chamber, and the performance may be deteriorated due to the compressed air leaking to the anti-compression chamber. Therefore, for example, in the reciprocating pump described in Patent Document 1, the lip ring is prevented from being turned up by forming a support portion that supports the side surface of the anti-compression chamber of the lip ring at the outer edge portion of the piston.

特開2001−280250号公報JP 2001-280250 A

しかし、特許文献1に記載の往復動ポンプにおいて、ピストンはコネクティングロッドと一体としてアルミニウム等の金属材料により形成されているため、同様に金属材料により形成されたシリンダと直接接触しないように必ずシリンダの径方向に隙間を持たせなければならない。そのため、高圧力の圧縮空気に対しては、リップリングがその隙間に入り込むように変形してリップリングとシリンダとの間に隙間が生じ、圧縮空気の漏れが生じるおそれがある。   However, in the reciprocating pump described in Patent Document 1, since the piston is formed of a metal material such as aluminum as an integral part of the connecting rod, it is necessary to ensure that the cylinder is not in direct contact with the cylinder formed of the metal material. There must be a gap in the radial direction. For this reason, the compressed air with high pressure is deformed so that the lip ring enters the gap, and a gap is formed between the lip ring and the cylinder, which may cause leakage of the compressed air.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、圧縮空気の漏れを防ぐことが可能な空気圧縮機を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this problem, Comprising: It aims at providing the air compressor which can prevent the leak of compressed air.

上記目的を達成するため、本発明に係る空気圧縮機は、
シリンダと、
前記シリンダ内を摺動し、前記シリンダとともに圧縮室を画成するピストンと、
前記シリンダの径方向から前記圧縮室に向けて屈曲する屈曲部と、該屈曲部から延びて前記シリンダの内周部と当接し、前記シリンダと前記ピストンとの間をシールする当接部と、を有し、前記ピストンの摺動方向に互いに重ねて配設される複数のリップリングと、
を備え、
前記複数のリップリングは、第1リップリングと、該第1リップリングの前記圧縮室と反対側に配設された第2リップリングと、を含み、互いに略等しい熱膨張率を有する材料から構成され、
前記第2リップリングの屈曲部は、前記第1リップリングの屈曲部と当接し、前記第1リップリングの屈曲部の曲率と略等しい曲率を有する、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an air compressor according to the present invention includes:
A cylinder,
A piston that slides within the cylinder and defines a compression chamber with the cylinder;
A bent portion that bends from the radial direction of the cylinder toward the compression chamber, a contact portion that extends from the bent portion and contacts the inner peripheral portion of the cylinder, and seals between the cylinder and the piston; A plurality of lip rings arranged to overlap each other in the sliding direction of the piston,
With
The plurality of lip rings include a first lip ring and a second lip ring disposed on a side of the first lip ring opposite to the compression chamber, and are made of a material having substantially the same coefficient of thermal expansion. And
The bent portion of the second lip ring is in contact with the bent portion of the first lip ring and has a curvature substantially equal to the curvature of the bent portion of the first lip ring;
It is characterized by that.

前記複数のリップリングはそれぞれ、略均一の厚さであってもよい。   Each of the plurality of lip rings may have a substantially uniform thickness.

前記第1リップリングは、前記屈曲部から前記当接部にかけて徐々に薄くなるように形成されていてもよい。   The first lip ring may be formed so as to be gradually thinner from the bent portion to the contact portion.

本発明によれば、圧縮空気の漏れを防ぐことが可能な空気圧縮機を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the air compressor which can prevent the leakage of compressed air can be provided.

本発明の実施形態に係る空気圧縮機の上面図である。It is a top view of the air compressor concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る空気圧縮機の側面図である。It is a side view of the air compressor concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る空気圧縮機の正面図である。It is a front view of the air compressor concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る空気圧縮機の1段目圧縮装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the 1st step | paragraph compression apparatus of the air compressor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る空気圧縮機の2段目圧縮装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the 2nd stage | paragraph compression apparatus of the air compressor which concerns on embodiment of this invention. 図4の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG. 図5の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG. リップリングの腰折れ状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the waist broken state of a lip ring. 第1リップリングの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a 1st lip ring.

以下、本発明の実施形態に係る空気圧縮機を図面を用いて説明する。図1〜3は、それぞれ本実施形態に係る空気圧縮機1の上面図、側面図、正面図である。図に示すように、空気圧縮機1は、駆動部100と、空気タンク部200と、制御回路部300と、圧縮空気生成部400と、から主に構成され、これらは2点鎖線で示す本体カバー500内に収容されている。また、空気圧縮機1は、持ち運ぶためのハンドル600を備える。   Hereinafter, an air compressor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 are a top view, a side view, and a front view, respectively, of the air compressor 1 according to the present embodiment. As shown in the figure, the air compressor 1 is mainly composed of a drive unit 100, an air tank unit 200, a control circuit unit 300, and a compressed air generation unit 400, which are indicated by a two-dot chain line. It is accommodated in the cover 500. The air compressor 1 includes a handle 600 for carrying.

駆動部100は、例えば電動モータ等から構成され、クランクシャフト(図示せず)を介して電動モータの回転運動を圧縮空気生成部400のピストンの往復運動に変換することにより、圧縮空気生成部400を駆動する。駆動部100の駆動回路は、制御回路部300により制御される。また、駆動部100とともに圧縮空気生成部400を間に挟むようにして冷却ファン110が設けられる。冷却ファン110は、駆動部100の回転軸に取り付けられ、圧縮空気生成部400を通風冷却する。   The drive unit 100 is composed of, for example, an electric motor or the like, and converts the rotational motion of the electric motor to the reciprocating motion of the piston of the compressed air generation unit 400 via a crankshaft (not shown), thereby causing the compressed air generation unit 400 to move. Drive. The drive circuit of the drive unit 100 is controlled by the control circuit unit 300. Further, the cooling fan 110 is provided so as to sandwich the compressed air generating unit 400 together with the driving unit 100. The cooling fan 110 is attached to the rotation shaft of the drive unit 100 and cools the compressed air generation unit 400 by ventilation.

空気タンク部200は、平行に配置された1対の円筒状の空気タンク211、212等から構成される。空気タンク211、212は、圧縮空気生成部400で生成され、吐出管220を通って供給される圧縮空気を貯留する。供給された圧縮空気は、空気タンク211、212内で、例えば3.0〜4.2MPaの圧力を有する。なお、空気タンク211、212は、連通管231、232を介して連通しているため、空気タンク211、212内部の圧力は略同一に維持される。そして、空気タンク211、212内に貯留された圧縮空気は、減圧弁241、242で所定の圧力に減圧された後、圧縮空気取出口(カプラ)251、252に接続されたホース(図示せず)を介して釘打機等の空気工具(図示せず)に供給される。また、カプラ251、252の近傍には圧力計261、262が取り付けられており、カプラ251、252から取り出される圧縮空気の圧力を監視できる。   The air tank unit 200 is composed of a pair of cylindrical air tanks 211 and 212 arranged in parallel. The air tanks 211 and 212 store the compressed air generated by the compressed air generation unit 400 and supplied through the discharge pipe 220. The supplied compressed air has a pressure of, for example, 3.0 to 4.2 MPa in the air tanks 211 and 212. In addition, since the air tanks 211 and 212 are connected via the communication pipes 231 and 232, the pressure inside the air tanks 211 and 212 is maintained substantially the same. The compressed air stored in the air tanks 211 and 212 is depressurized to a predetermined pressure by the pressure reducing valves 241 and 242 and then connected to the compressed air outlets (couplers) 251 and 252 (not shown). ) Through an air tool (not shown) such as a nailer. Pressure gauges 261 and 262 are attached in the vicinity of the couplers 251 and 252 so that the pressure of the compressed air taken out from the couplers 251 and 252 can be monitored.

制御回路部300は、主電源スイッチ310と、表示部320と、スイッチング素子等が配置された回路基板(図示せず)とから主に構成され、主電源スイッチ310からの操作信号等に基づいて、駆動部100の電動モータのオン・オフを制御する。表示部320は、例えば、タンク圧力や過負荷の警告をLED等により表示する。   The control circuit unit 300 is mainly composed of a main power switch 310, a display unit 320, and a circuit board (not shown) on which switching elements and the like are arranged, and based on an operation signal from the main power switch 310 and the like. The on / off of the electric motor of the drive unit 100 is controlled. The display unit 320 displays, for example, a warning about tank pressure or overload using an LED or the like.

圧縮空気生成部400は、外部から取り込んだ空気を圧縮して圧縮空気を生成するものであり、例えば図1に示すように、1段目圧縮装置410と、2段目圧縮装置420と、クランクケース430と、から構成される。1段目圧縮装置410と2段目圧縮装置420はクランクケース430を介し、対向するように配置される。図4に1段目圧縮装置410の要部断面図、図5に2段目圧縮装置420の要部断面図を示す。1段目圧縮装置410は、アルミニウム合金等の金属材料から形成された低圧側シリンダ411、低圧側ピストン412、低圧側コンロッド413等から構成される。低圧側シリンダ411と低圧側ピストン412とにより、外部から取り込んだ空気が圧縮される低圧側圧縮室414が画成される。また、2段目圧縮装置420は、アルミニウム合金等の金属材料から形成された高圧側シリンダ421、高圧側ピストン422、高圧側コンロッド423等から構成される。高圧側シリンダ421と高圧側ピストン422とにより、1段目圧縮装置410から吐出された圧縮空気が圧縮される高圧側圧縮室424が画成される。低圧側ピストン412及び高圧側ピストン422は、それぞれ低圧側コンロッド413及び高圧側コンロッド423を介してクランクシャフト(図示せず)に連結されている。この構成により、クランクシャフトの回転運動が、低圧側シリンダ411内における低圧側ピストン412の往復運動、及び高圧側シリンダ421内における高圧側ピストン422の往復運動に変換される。   The compressed air generating unit 400 generates compressed air by compressing air taken from outside. For example, as shown in FIG. 1, the first stage compressor 410, the second stage compressor 420, the crank A case 430. The first-stage compression device 410 and the second-stage compression device 420 are arranged to face each other via the crankcase 430. FIG. 4 shows a cross-sectional view of a main part of the first stage compression device 410, and FIG. 5 shows a cross-sectional view of a main part of the second stage compression device 420. The first-stage compression device 410 includes a low-pressure side cylinder 411, a low-pressure side piston 412, a low-pressure side connecting rod 413, and the like formed from a metal material such as an aluminum alloy. The low pressure side cylinder 411 and the low pressure side piston 412 define a low pressure side compression chamber 414 in which air taken in from the outside is compressed. The second-stage compression device 420 includes a high-pressure side cylinder 421, a high-pressure side piston 422, a high-pressure side connecting rod 423, and the like formed from a metal material such as an aluminum alloy. The high pressure side cylinder 421 and the high pressure side piston 422 define a high pressure side compression chamber 424 in which the compressed air discharged from the first stage compression device 410 is compressed. The low pressure side piston 412 and the high pressure side piston 422 are connected to a crankshaft (not shown) via a low pressure side connecting rod 413 and a high pressure side connecting rod 423, respectively. With this configuration, the rotational motion of the crankshaft is converted into the reciprocating motion of the low pressure side piston 412 in the low pressure side cylinder 411 and the reciprocating motion of the high pressure side piston 422 in the high pressure side cylinder 421.

次に、1段目圧縮装置410における低圧側シリンダ411と低圧側ピストン412間のシールする低圧側リップリング415について図4、図6を用いて説明する。なお、以下の説明では、低圧側ピストン412の摺動方向のうち、圧縮工程時における低圧側ピストン412の移動方向を上方向、その反対を下方向とする。   Next, the low pressure side lip ring 415 for sealing between the low pressure side cylinder 411 and the low pressure side piston 412 in the first stage compression device 410 will be described with reference to FIGS. 4 and 6. In the following description, among the sliding directions of the low-pressure side piston 412, the moving direction of the low-pressure side piston 412 during the compression process is the upward direction, and the opposite is the downward direction.

図4に示すように、環状に形成された低圧側リップリング415は、低圧側ピストン412の下面から下方向に円柱状に突出する突出部412aを挿通した状態で、低圧側コンロッド413の上面に配設される。また、低圧側ピストン412の突出部412aは、低圧側コンロッド413の上面に形成された凹部413aに嵌合する。そして、低圧側リップリング413が低圧側ピストン412と低圧側コンロッド413に挟持された状態で、低圧側ピストン412が、ボルト416により低圧側コンロッド413に固定される。   As shown in FIG. 4, the low-pressure side lip ring 415 formed in an annular shape is formed on the upper surface of the low-pressure side connecting rod 413 with a protruding portion 412 a protruding downward in a cylindrical shape from the lower surface of the low-pressure side piston 412. Arranged. Further, the protrusion 412 a of the low pressure side piston 412 is fitted into a recess 413 a formed on the upper surface of the low pressure side connecting rod 413. The low pressure side piston 412 is fixed to the low pressure side connecting rod 413 by the bolt 416 in a state where the low pressure side lip ring 413 is sandwiched between the low pressure side piston 412 and the low pressure side connecting rod 413.

図6に図4の要部拡大図を示す。図6に示すように、低圧側リップリング415は、低圧側ピストン412と低圧側コンロッド413の上面により挟持される平板部415aと、平板部415aから上向きに屈曲する屈曲部415bと、屈曲部415bから延びて低圧側シリンダ411の内周部と当接する当接部415cとから一体的に構成されている。このような構成により、圧縮工程時において、圧縮空気の圧力により、屈曲部415bが下方向の圧力を受けると、当接部415cがより強く低圧側シリンダ411の内周部と当接する。このようにして、低圧側リップリング415は、低圧側圧縮室414をシールする。   FIG. 6 shows an enlarged view of the main part of FIG. As shown in FIG. 6, the low-pressure lip ring 415 includes a flat plate portion 415a sandwiched by the upper surfaces of the low-pressure piston 412 and the low-pressure connecting rod 413, a bent portion 415b bent upward from the flat plate portion 415a, and a bent portion 415b. And an abutting portion 415 c that abuts against the inner peripheral portion of the low-pressure side cylinder 411. With such a configuration, when the bent portion 415b receives a downward pressure due to the pressure of compressed air during the compression process, the contact portion 415c is more strongly contacted with the inner peripheral portion of the low-pressure side cylinder 411. In this way, the low pressure side lip ring 415 seals the low pressure side compression chamber 414.

また、低圧側リップリング415は、例えば、PTFE(Polytetrafluoroethylene)といったフッ素樹脂により形成される。これにより、低圧側シリンダ411の内周部との摩擦を小さくすることができ、摺動性を向上させることができる。   The low-pressure lip ring 415 is made of, for example, a fluororesin such as PTFE (Polytetrafluoroethylene). Thereby, friction with the inner peripheral part of the low pressure side cylinder 411 can be made small, and slidability can be improved.

次に、2段目圧縮装置420における高圧側シリンダ421と高圧側ピストン422間のシールする第1リップリング425及び第2リップリング426について図5、図7を用いて説明する。なお、以下の説明では、高圧側ピストン422の摺動方向のうち、圧縮工程時における高圧側ピストン422の移動方向を上方向、その反対を下方向とする。   Next, the 1st lip ring 425 and the 2nd lip ring 426 which seal between the high pressure side cylinder 421 and the high pressure side piston 422 in the 2nd stage | paragraph compression apparatus 420 are demonstrated using FIG. 5, FIG. In the following description, among the sliding directions of the high-pressure side piston 422, the moving direction of the high-pressure side piston 422 during the compression process is the upward direction, and the opposite is the downward direction.

図5に示すように、環状に形成された第1リップリング425及び第2リップリング426は、互いに重ねられて高圧側ピストン422の下面から下方向に円柱状に突出する突出部422aを挿通する。高圧側コンロッド423の上面は高圧側ピストン422の突出部422aの下面が当接する突出部423aが形成されている。さらに、高圧側コンロッド423の突出部423aの外側には、第2リップリング426が配設される段差部423bが形成されている。そして、第1リップリング425及び第2リップリング426が高圧側ピストン422と高圧側コンロッド423に挟持された状態で、高圧側ピストン422が、ボルト427により高圧側コンロッド423に固定される。   As shown in FIG. 5, the first lip ring 425 and the second lip ring 426 that are formed in an annular shape are overlapped with each other and inserted through a protrusion 422 a that protrudes downward in a cylindrical shape from the lower surface of the high-pressure side piston 422. . The upper surface of the high-pressure side connecting rod 423 is formed with a protruding portion 423a with which the lower surface of the protruding portion 422a of the high-pressure side piston 422 abuts. Further, a step portion 423b in which the second lip ring 426 is disposed is formed on the outside of the protruding portion 423a of the high-pressure side connecting rod 423. Then, in a state where the first lip ring 425 and the second lip ring 426 are sandwiched between the high pressure side piston 422 and the high pressure side connecting rod 423, the high pressure side piston 422 is fixed to the high pressure side connecting rod 423 by the bolt 427.

図7に図5の要部拡大図を示す。第1リップリング425は、第2リップリング426と高圧側ピストン422とにより挟持される平板部425aと、平板部425aから上向きに屈曲する屈曲部425bと、屈曲部425bから延びて高圧側シリンダ421の内周部と当接する当接部425cとから一体的に構成されている。このような構成により、圧縮工程時において、圧縮空気の圧力により、屈曲部425bが下方向の圧力を受けると、当接部425cがより強く高圧側シリンダ421の内周部と当接する。このようにして、第1リップリング425は、低圧側リップリング415と同様に、高圧側圧縮室424をシールする。   FIG. 7 is an enlarged view of a main part of FIG. The first lip ring 425 includes a flat plate portion 425a sandwiched between the second lip ring 426 and the high pressure side piston 422, a bent portion 425b bent upward from the flat plate portion 425a, and a high pressure side cylinder 421 extending from the bent portion 425b. It is comprised integrally from the contact part 425c contact | abutted with the inner peripheral part. With such a configuration, when the bent portion 425b receives a downward pressure due to the pressure of compressed air during the compression process, the contact portion 425c is more strongly contacted with the inner peripheral portion of the high-pressure side cylinder 421. In this way, the first lip ring 425 seals the high pressure side compression chamber 424 in the same manner as the low pressure side lip ring 415.

また、第1リップリング425は、例えば、PTFEといったフッ素樹脂により形成される。これにより、高圧側シリンダ421の内周部との摩擦を小さくすることができ、摺動性を向上させることができる。   The first lip ring 425 is formed of a fluororesin such as PTFE, for example. Thereby, friction with the inner peripheral part of the high pressure side cylinder 421 can be reduced, and slidability can be improved.

第2リップリング426は、第1リップリング425の平坦部425a及び屈曲部425bの下方に配設され、下方向の圧力による第1リップリング425の変形を抑えるように第1リップリング425(特に屈曲部425b)を支持するものである。   The second lip ring 426 is disposed below the flat portion 425a and the bent portion 425b of the first lip ring 425, and the first lip ring 425 (particularly, the deformation of the first lip ring 425 due to downward pressure is suppressed). The bent portion 425b) is supported.

具体的には、第2リップリング426は、図7に示すように、第1リップリング426と高圧側コンロッド423とにより挟持される平板部426aと、平板部426aから上向きに屈曲する屈曲部426bと、屈曲部426bの外縁部に形成されて高圧側シリンダ421の内周部と当接する当接部426cとから一体的に構成されている。屈曲部426aの上面は、第1リップリング425の屈曲部425bの下面と略等しい曲率を有する。これにより、第2リップリング426の屈曲部426bは第1リップリング425の屈曲部425bと隙間無く当接するため、第2リップリング426は、第1リップリング425の屈曲部425bを下方向の圧力に対して良好に支持することができる。   Specifically, as shown in FIG. 7, the second lip ring 426 includes a flat plate portion 426a sandwiched between the first lip ring 426 and the high pressure side connecting rod 423, and a bent portion 426b bent upward from the flat plate portion 426a. And an abutting portion 426c that is formed at the outer edge of the bent portion 426b and abuts against the inner peripheral portion of the high-pressure side cylinder 421. The upper surface of the bent portion 426a has a curvature substantially equal to the lower surface of the bent portion 425b of the first lip ring 425. As a result, the bent portion 426b of the second lip ring 426 contacts the bent portion 425b of the first lip ring 425 without any gap, so that the second lip ring 426 causes the bent portion 425b of the first lip ring 425 to press downward. Can be favorably supported.

また、第1リップリング425及び第2リップリング426の外径は、組み立て前の状態(第1リップリング425及び第2リップリング426が高圧側シリンダ421内に入れられていない状態)において高圧側シリンダ421の内径よりも大きい。これにより、組み立てられた状態において、第1リップリング425及び第2リップリング426は、その当接部425c、426cを高圧側シリンダ421の内周部に対して外径方向に押し付けるように当接する。そのため、高圧側ピストン422が揺動する際、第1リップリング425及び第2リップリング426は、高圧側シリンダ421の内周部と接触し、高圧側圧縮室424からの空気の漏れを防ぐ。   The outer diameters of the first lip ring 425 and the second lip ring 426 are the same as those on the high pressure side in the state before assembly (the first lip ring 425 and the second lip ring 426 are not placed in the high pressure side cylinder 421). It is larger than the inner diameter of the cylinder 421. Thereby, in the assembled state, the first lip ring 425 and the second lip ring 426 abut against the abutting portions 425c and 426c against the inner peripheral portion of the high-pressure side cylinder 421 in the outer diameter direction. . Therefore, when the high pressure side piston 422 swings, the first lip ring 425 and the second lip ring 426 come into contact with the inner peripheral portion of the high pressure side cylinder 421 to prevent air leakage from the high pressure side compression chamber 424.

また、第1リップリング425は、第2リップリング426よりも薄い。これにより、第2リップリング426は、第1リップリング425よりも柔軟性が大きくなる。従って、高圧側ピストン422が揺動する際、圧縮空気の圧力により第1リップリング425の当接部425cは高圧側シリンダ421の内周部に密着しやすくなるため、空気の漏れをより確実に防ぐことができる。しかし、第1リップリング425及び第2リップリング426の厚さはこれに限られず、その素材や形状、圧縮する空気の圧力に応じて適宜決定してもよい。   Further, the first lip ring 425 is thinner than the second lip ring 426. As a result, the second lip ring 426 is more flexible than the first lip ring 425. Therefore, when the high pressure side piston 422 swings, the contact portion 425c of the first lip ring 425 is easily brought into close contact with the inner peripheral portion of the high pressure side cylinder 421 due to the pressure of the compressed air, so that air leakage can be more reliably performed. Can be prevented. However, the thickness of the 1st lip ring 425 and the 2nd lip ring 426 is not restricted to this, You may determine suitably according to the raw material and shape, and the pressure of the air to compress.

また、第1リップリング425及び第2リップリング426の厚さはそれぞれ、平板部425a、426aから当接部425c、426cに渡って、略均一の厚さである。これにより、第1リップリング425及び第2リップリング426は、上述したようなフッ素樹脂の板状材料からプレス成形により容易に製造することができる。   The thicknesses of the first lip ring 425 and the second lip ring 426 are substantially uniform from the flat plate portions 425a and 426a to the contact portions 425c and 426c, respectively. Thereby, the 1st lip ring 425 and the 2nd lip ring 426 can be easily manufactured by press molding from the plate-like material of fluororesin as mentioned above.

また、第2リップリング426の高さ、すなわち高圧側コンロッド423の段差部423bと当接する下面から最上端までの高さは、第1リップリング425が高圧側シリンダ421の内周部との接触を維持できる程度の高さである。これは、第2リップリング426の高さがこれよりも高く、屈曲部426bが第1リップリング425の屈曲部425bの下面と同様の曲率で高圧側圧縮室424側に向かって屈曲している状態では、第1リップリング425の当接部425cと高圧側シリンダ421の内周部とが接触せず、空気の漏れを生じさせるからである。   Further, the height of the second lip ring 426, that is, the height from the lower surface contacting the stepped portion 423b of the high pressure side connecting rod 423 to the uppermost end is determined so that the first lip ring 425 contacts the inner peripheral portion of the high pressure side cylinder 421. It is high enough to maintain. This is because the height of the second lip ring 426 is higher than this, and the bent portion 426b is bent toward the high-pressure side compression chamber 424 with the same curvature as the lower surface of the bent portion 425b of the first lip ring 425. This is because the contact portion 425c of the first lip ring 425 and the inner peripheral portion of the high-pressure side cylinder 421 are not in contact with each other, causing air leakage.

第2リップリング426は、例えば、PTFEといったフッ素樹脂により形成される。これにより、高圧側シリンダ421の内周部との摩擦が小さくすることができ、摺動性を向上させることができる。また、第2リップリング426は、第1リップリング425と略等しい熱膨張率を有する材料から構成されていることが好ましい。これにより、圧縮工程時において吸収した熱により第2リップリング426及び第1リップリング425が膨張しても、略同等の割合で膨張するため、第2リップリング426は第1リップリング425の屈曲部425bを屈曲部426bにおいて支持し続けることができる。また、第2リップリング426は、第1リップリング425の腰折れといった座屈変形を抑えられる程度、かつ高圧側ピストン422と高圧側シリンダ421との接触を防止できる程度の剛性を有する。また、第2リップリング426は、高圧側シリンダ421の内周部との接触により高圧側シリンダ421を傷つけない程度の柔軟性を有する。   The second lip ring 426 is made of, for example, a fluororesin such as PTFE. Thereby, friction with the inner peripheral part of the high pressure side cylinder 421 can be reduced, and slidability can be improved. The second lip ring 426 is preferably made of a material having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the first lip ring 425. As a result, even if the second lip ring 426 and the first lip ring 425 expand due to heat absorbed during the compression process, the second lip ring 426 expands at a substantially equal rate, so the second lip ring 426 is bent by the first lip ring 425. The portion 425b can continue to be supported at the bent portion 426b. Further, the second lip ring 426 has such a rigidity that it can suppress buckling deformation such as hip folding of the first lip ring 425 and can prevent contact between the high pressure side piston 422 and the high pressure side cylinder 421. Further, the second lip ring 426 has such flexibility that the high pressure side cylinder 421 is not damaged by contact with the inner peripheral portion of the high pressure side cylinder 421.

以上のように構成される圧縮空気生成部400における動作について説明する。まず、1段目圧縮装置410は、クランクケース430の内部を経由して低圧側圧縮室414に吸い込まれた外部空気(大気圧)を圧縮し、1段目配管を介して、2段目圧縮装置420に圧縮空気を供給する。2段目圧縮装置420は、1段目圧縮装置410から供給される圧縮空気を、高圧側圧縮室424において、例えば3.0〜4.5MPaの許容最高圧力まで圧縮し、吐出管220を介して、空気タンク211、212に圧縮空気を供給する。   The operation in the compressed air generation unit 400 configured as described above will be described. First, the first stage compression device 410 compresses the external air (atmospheric pressure) sucked into the low pressure side compression chamber 414 via the inside of the crankcase 430, and compresses the second stage via the first stage piping. Compressed air is supplied to the device 420. The second stage compression device 420 compresses the compressed air supplied from the first stage compression device 410 to an allowable maximum pressure of, for example, 3.0 to 4.5 MPa in the high pressure side compression chamber 424, and passes through the discharge pipe 220. Then, compressed air is supplied to the air tanks 211 and 212.

次に、本実施形態に係る第1リップリング425及び第2リップリング426の動作について説明する。   Next, operations of the first lip ring 425 and the second lip ring 426 according to the present embodiment will be described.

まず、低圧側圧縮装置410の構成を用いて、低圧側リップリング415のように第2リップリング426により支持されない従来のリップリングに高圧力がかかる場合の動作について説明する。圧縮工程時において、低圧側リップリング415に、例えば0.5〜1.5MPaといった低い圧力がかかる場合、低圧側リップリング415は、その圧力に抗して下方向への変形を抑え、低圧側圧縮室414をシールし続けることができる。しかし、例えば3.0〜4.5MPaといった高い圧力がかかる場合、高圧力と低圧側シリンダ411との摩擦力により、低圧側リップリング415は図8のように座屈変形していわゆる腰折れ状態となる。これにより、低圧側シリンダ411と低圧側リップリング415との間に隙間が形成されて圧縮空気が漏れるため、圧縮比が低下する。   First, the operation when a high pressure is applied to a conventional lip ring that is not supported by the second lip ring 426 such as the low pressure side lip ring 415 will be described using the configuration of the low pressure side compression device 410. In the compression process, when a low pressure such as 0.5 to 1.5 MPa is applied to the low pressure side lip ring 415, the low pressure side lip ring 415 resists the pressure and suppresses the downward deformation. The compression chamber 414 can continue to be sealed. However, when a high pressure of, for example, 3.0 to 4.5 MPa is applied, the low pressure side lip ring 415 is buckled and deformed as shown in FIG. 8 due to the frictional force between the high pressure and the low pressure side cylinder 411. Become. As a result, a gap is formed between the low-pressure side cylinder 411 and the low-pressure side lip ring 415, and the compressed air leaks, so that the compression ratio decreases.

次に、高圧側圧縮装置420において、第2リップリング426により支持される第1リップリング425に高圧力がかかる場合の動作について説明する。第1リップリング425は、図7に示すように、その屈曲部425bにおいて、下方に配設された第2リップリング426により支持されている。従って、圧縮工程時に第1リップリング425に下向きに高圧力がかかっても、第1リップリング425は図8のような腰折れ状態にならず、当接部425cにおいて、高圧側シリンダ421と当接し続けることができる。そのため、第1リップリング425は、高圧側圧縮室424をシールし続けることができる。   Next, the operation when high pressure is applied to the first lip ring 425 supported by the second lip ring 426 in the high-pressure side compression device 420 will be described. As shown in FIG. 7, the first lip ring 425 is supported by a second lip ring 426 disposed below at a bent portion 425b. Therefore, even if a high pressure is applied downward to the first lip ring 425 during the compression process, the first lip ring 425 does not fall in the waist as shown in FIG. 8 and contacts the high pressure side cylinder 421 at the contact portion 425c. You can continue. Therefore, the first lip ring 425 can continue to seal the high-pressure side compression chamber 424.

以上説明したように、本実施形態に係る空気圧縮機1において、第1リップリング425の屈曲部425bの下方に第2リップリング426を配設することにより、圧縮工程時における下方向の圧力による第1リップリング425の変形を抑えることができ、第1リップリングの変形により形成された隙間からの圧縮空気の漏れを防ぎ、高圧側圧縮室424を良好にシールすることができる。   As described above, in the air compressor 1 according to the present embodiment, the second lip ring 426 is disposed below the bent portion 425b of the first lip ring 425, thereby reducing the pressure in the downward direction during the compression process. The deformation of the first lip ring 425 can be suppressed, the leakage of compressed air from the gap formed by the deformation of the first lip ring can be prevented, and the high-pressure side compression chamber 424 can be satisfactorily sealed.

また、本実施形態において、第2リップリング426の屈曲部426bは、高圧側リップリング425の屈曲部425bと略等しい曲率を有するため、第1リップリング425の屈曲部425bと第2リップリング426の屈曲部426bとが隙間無く当接する。従って、第2リップリング426は、第1リップリング425の屈曲部425を下方向の圧力に対して良好に支持することができる。   In the present embodiment, the bent portion 426b of the second lip ring 426 has a curvature substantially equal to that of the bent portion 425b of the high-pressure side lip ring 425. Therefore, the bent portion 425b of the first lip ring 425 and the second lip ring 426 are provided. And the bent portion 426b abut against each other without a gap. Therefore, the second lip ring 426 can favorably support the bent portion 425 of the first lip ring 425 against the downward pressure.

また、本実施形態において、第1リップリング425と第2リップリング426とは、互いに略等しい熱膨張率を有する材料から構成されている。このような構成により、第1リップリング425及び第2リップリング426は、圧縮工程時に吸収した熱により膨張しても略同等の割合で膨張し、第1リップリング425の屈曲部425bと第2リップリング426の屈曲部426bとが隙間無く当接している状態が維持される。従って、第2リップリング426は、良好に第1リップリング425を支持することができる。   In the present embodiment, the first lip ring 425 and the second lip ring 426 are made of materials having substantially the same thermal expansion coefficient. With such a configuration, even if the first lip ring 425 and the second lip ring 426 expand due to heat absorbed during the compression process, the first lip ring 425 and the second lip ring 426 expand at a substantially equal rate. The state where the bent portion 426b of the lip ring 426 is in contact with no gap is maintained. Therefore, the second lip ring 426 can favorably support the first lip ring 425.

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、上記の実施形態では、2枚のリップリング、すなわち第1リップリング425及び第2リップリング426により高圧側圧縮室424がシールされている。しかし、リップリングの枚数はこれに限られない。リップリングの数が多いほど、より確実に高圧側圧縮室424をシールすることができる。また、圧縮する空気の圧力に応じて、リップリングの枚数を決定してもよい。   In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various deformation | transformation and application are possible. For example, in the above embodiment, the high pressure side compression chamber 424 is sealed by two lip rings, that is, the first lip ring 425 and the second lip ring 426. However, the number of lip rings is not limited to this. The greater the number of lip rings, the more reliably the high pressure side compression chamber 424 can be sealed. Further, the number of lip rings may be determined according to the pressure of air to be compressed.

また、上記の実施形態では、第1リップリング425及び第2リップリング426は、平板部425a、426aから当接部425c、426cに渡って、略均一の厚さである。しかし、第1リップリング及び第2リップリングの形状はこれに限られない。例えば、図9に示すように、第1リップリング427を、平板部427aから屈曲部427bまでは略均一の厚さであり、屈曲部427bから当接部427cにかけて徐々に薄くなるように形成してもよい。このように、屈曲部427bは、第2リップリング426に支持された状態で座屈しない程度の厚みを有しつつ、当接部427cは薄く形成されることで高圧側シリンダ421の内周部に密着しやすくなり、より確実に高圧側圧縮室424をシールすることができる。   In the above embodiment, the first lip ring 425 and the second lip ring 426 have a substantially uniform thickness from the flat plate portions 425a and 426a to the contact portions 425c and 426c. However, the shape of the first lip ring and the second lip ring is not limited to this. For example, as shown in FIG. 9, the first lip ring 427 is formed so as to have a substantially uniform thickness from the flat plate portion 427a to the bent portion 427b, and gradually becomes thinner from the bent portion 427b to the contact portion 427c. May be. As described above, the bent portion 427b has a thickness that does not buckle when supported by the second lip ring 426, and the abutting portion 427c is formed thin so that the inner peripheral portion of the high-pressure side cylinder 421 is formed. The high pressure side compression chamber 424 can be sealed more reliably.

1 空気圧縮機
100 駆動部
110 冷却ファン
200 空気タンク部
211、212 空気タンク
220 吐出管
231、232 連通管
241、242 減圧弁
251、252 圧縮空気取出口(カプラ)
261、262 圧力計
300 制御回路部
310 主電源スイッチ
320 表示部
400 圧縮空気生成部
410 1段目圧縮装置
411 低圧側シリンダ
412 低圧側ピストン
412a 突出部
413 低圧側コンロッド
413a 凹部
414 低圧側圧縮室
415 低圧側リップリング
416 ボルト
420 2段目圧縮装置
421 高圧側シリンダ
422 高圧側ピストン
422a 突出部
423 高圧側コンロッド
423a 突出部
423b 段差部
424 高圧側圧縮室
425、427 第1リップリング
425a、427a 平板部
425b、427b 屈曲部
425c、427c 当接部
426 第2リップリング
426a 平板部
426b 屈曲部
426c 当接部
427 ボルト
500 本体カバー
600 ハンドル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air compressor 100 Drive part 110 Cooling fan 200 Air tank part 211,212 Air tank 220 Discharge pipe 231,232 Communication pipe 241,242 Pressure reducing valve 251,252 Compressed air take-out port (coupler)
261, 262 Pressure gauge 300 Control circuit section 310 Main power switch 320 Display section 400 Compressed air generating section 410 First stage compression device 411 Low pressure side cylinder 412 Low pressure side piston 412a Protruding section 413 Low pressure side connecting rod 413a Recessed section 414 Low pressure side compression chamber 415 Low pressure side lip ring 416 Bolt 420 Second stage compression device 421 High pressure side cylinder 422 High pressure side piston 422a Protruding portion 423 High pressure side connecting rod 423a Protruding portion 423b Stepped portion 424 High pressure side compression chambers 425, 427 First lip ring 425a, 427a Flat plate portion 425b, 427b Bent part 425c, 427c Abutting part 426 Second lip ring 426a Flat plate part 426b Bending part 426c Abutting part 427 Bolt 500 Main body cover 600 Handle

Claims (3)

シリンダと、
前記シリンダ内を摺動し、前記シリンダとともに圧縮室を画成するピストンと、
前記シリンダの径方向から前記圧縮室に向けて屈曲する屈曲部と、該屈曲部から延びて前記シリンダの内周部と当接し、前記シリンダと前記ピストンとの間をシールする当接部と、を有し、前記ピストンの摺動方向に互いに重ねて配設される複数のリップリングと、
を備え、
前記複数のリップリングは、第1リップリングと、該第1リップリングの前記圧縮室と反対側に配設された第2リップリングと、を含み、互いに略等しい熱膨張率を有する材料から構成され、
前記第2リップリングの屈曲部は、前記第1リップリングの屈曲部と当接し、前記第1リップリングの屈曲部の曲率と略等しい曲率を有する、
ことを特徴とする空気圧縮機。
A cylinder,
A piston that slides within the cylinder and defines a compression chamber with the cylinder;
A bent portion that bends from the radial direction of the cylinder toward the compression chamber, a contact portion that extends from the bent portion and contacts the inner peripheral portion of the cylinder, and seals between the cylinder and the piston; A plurality of lip rings arranged to overlap each other in the sliding direction of the piston,
With
The plurality of lip rings include a first lip ring and a second lip ring disposed on a side of the first lip ring opposite to the compression chamber, and are made of a material having substantially the same coefficient of thermal expansion. And
The bent portion of the second lip ring is in contact with the bent portion of the first lip ring and has a curvature substantially equal to the curvature of the bent portion of the first lip ring;
An air compressor characterized by that.
前記複数のリップリングはそれぞれ、略均一の厚さである、
ことを特徴とする請求項1に記載の空気圧縮機。
Each of the plurality of lip rings has a substantially uniform thickness.
The air compressor according to claim 1 .
前記第1リップリングは、前記屈曲部から前記当接部にかけて徐々に薄くなるように形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の空気圧縮機。
The first lip ring is formed so as to become gradually thinner from the bent portion to the contact portion.
The air compressor according to claim 1 .
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