JPH03189382A - 往復動圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、シリンダ内のピストンの往復動により気体を
圧縮して供給するための往復動圧縮機に関する。

（従来の技術） 往復動圧縮機は、モータの回転をシリンダとコネクティ
ングロッドによりシリンダ内でのピストンの往復動に変
換し、ピストンの下降時にシリンダに設けられている吸
気弁から空気などの気体をシリンダ内に吸入し、ピスト
ンの上昇時に吸入した気体を圧縮して排気弁から排出し
く気体を吸入・圧縮するシリンダ内を加圧室という）、
この圧縮された気体を貯留タンクに貯留して使用に応じ
て供給するものである。

この種の往復動圧縮機において、加圧室内の圧縮気体が
シリンダとピストンとの間から漏れるのを防ぐために、
ピストンの外周部にシリンダの内周面に密接するピスト
ンリングが複数装着されている。

近年、このピストンリングは、高圧の圧縮気体を確実に
漏らさないようにして圧縮効率を高めるために、第７図
（ａ）、（ｂ）に示すようにな構造としたものがある。

これは、ピストンリングの合口部において一方側から突
出部１０１を周回り方向に突出させ、他方を突出部１０
１の側面１０２と底面１０３とに摺接させた構造のもの
で、合口部の当接面積を大きくしてシール性を向上させ
ている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の往復動圧縮機ては次のような
問題点を有していた。

ピストンの加圧室側に装着されているピストンリングは
、圧縮された気体の圧力を内周面に受けてシリンダに強
く押し付けられていて、このピストンリングによってほ
とんどの圧縮気体の漏れの防止が行なわれている。これ
は、ピストンリングは両面に加わる圧力の差（ピストン
リングの厚さ方向に加わる圧力の差）によってシリンダ
の内周面に押し付けられる力か決まり、圧力差か大きい
ほど大きな力で押し付けられるものであり、加圧室側の
ピストンリングは、一方の面が圧縮された気体の高い圧
力か加わり、他方の面は大気圧か加わっていて大きな圧
力差が生じているため、他のピストンリングよりも大き
な力でシリンダ内周面に押し付けられることとなり、こ
れにより圧縮気体の漏れを確実に防止している。しかし
、このように加圧室側のピストンリングはシリンダ内周
面に大きな力で押し付けられて摺動することによってき
わめて早く摩耗してしまうことになる。そのため、短期
間で摩耗によって十分に漏れが防止できなくなって圧縮
効率を悪化させたり、頻繁にピストンリングの交換を行
なわなければならず、メンテナンス性を悪化させている
という問題点があった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、複数
のピストンリングがシリンダに押し付けられる力を調整
することにより、より効果的に漏れ防止が図れかつメン
テナンスの向上が図れる往復動圧縮機を提供することに
ある。

（課題を解決するための手段） 本発明の往復動圧縮機は、複数のピストンリングを各々
を適正な力でシリンダに押し付けることにより上記問題
点を解決するものであって、その構成としては、ピスト
ンの外周部にシリンダと摺接して圧縮気体の漏れを防ぐ
ピストンリングを複数装着し、ピストンまたはピストン
リングに、シリンダ内で圧縮された気体を各ピストンリ
ング間の空間に導入するための所定の流路面積を有する
連通路を設けたものである。

（作用） 以上の構成によれば、連通路によってピストンリング間
の空間に圧縮気体を導入して空間内の圧力を上昇させる
ことができる。そして、連通路の流通抵抗により圧縮気
体の圧力は降下するので、連通路の流路面積を適宜設定
することによりピストンリングの間の各空間の圧力差を
加圧室側から徐々に小さくすることができる。

このようにすると、加圧室側のピストンリングでは両面
に加わる圧力差を小さくすることがてきて、シリンダ内
周面に押し付けられる力が低減し、他のピストンリング
は両面に圧力差が生じるためシリンダに押し付けられる
力が上昇して、各ピストンリングが分担して圧縮気体の
漏れを防ぐことができる。

（実施例） つぎに１本発明の実施例を第１図に基づいてい説明する
。

図示しないモータの駆動軸にシリンダお１よびコネクテ
ィングロッドｌを介してピストン２が連結されていて、
モータの回転によりピストン２はシリンダ３内を図中上
下に往復動する。ピストン２の下降時に、シリンダ３と
ピストン２により区画されている加圧室４内に吸気弁（
図示せず）から気体を吸入し、ピストン２の上昇時に、
加圧室４内で気体を圧縮して排気弁（図示せず）から排
出して、圧縮された気体は図示しない貯留タンクに送ら
れる。

ピストン２には、外周面に２本のリング溝５．６が周回
り方向に全周に亘って形成されており、各リング溝５，
６には、ピストン２とシリンダ３との間から圧縮気体が
漏れるのを防ぐためのピストンリング７．８がそれデれ
装着されている。各ピストンリング７．８は、単品では
外径かシリンダ３内径より大きく形成されているため、
シリンダ３内に押し縮められて嵌め込まれるとそれ自体
の弾性力によりシリンダ３の内周面３ａに密接した状態
となる。

ピストン２には、各リンク溝５．６を連通ずる連通路９
か複数形成されており、連通路９の全流路面積は、流通
抵抗によって加圧室４内で圧縮される気体の圧力のほぼ
半分の圧力かピストンリンク７．８間の空間１０に導入
される程度に設定されている。

以にの構成に係る作用を説明する。

ピストン２の−１−界面に加圧室４内に吸入された気体
を圧縮して排出するか、この際、連通路９を通って、圧
縮気体の一部かピストンリンク７．８間の空間１０に導
入されて、空間１０内の圧力を上昇させる。そのため、
ピストン２の加圧室４側に装着されているピストンリン
グ７の両面に加わる圧力の差と、下側のピストンリンク
８の両面に加わる圧力の差かほぼ等しくなり、それぞれ
のピストンリンク７．８かシリンダ３の内周面３ａに押
し付けられる力かほぼ同しになる。そのため、各ピスト
ンリング７．８により分担して圧縮気体の漏れの防止か
図られる。また、加圧室４側のピストンリンタフは必要
以上にシリンダ３に押し付けられることがなくなって早
期摩耗か防止され、平均してピストンリンタフ、８か摩
耗することになる。

つぎに他の実施例を説明する。なお、上記実施例の部材
と相当する部材には同一の符号を付す。

第２図ないし第４図（ａ）、（ｂ）に示す各実施例は、
加圧室４とピストンリング７．８間の空間１０を連通す
る連通路９を加圧室４側のピストンリンク７に設けたも
のである。そして、第２図に示す実施例は、ピストンリ
ンク７を軸方向に貫通した孔を連通路９としたものであ
り、第３図に示す実施例は、ピストンリング７の外周側
に形成した切り欠きを連通路９としたものであり、第４
図（ａ）　、　（ｂ）に示す実施例は、ピストンリンク
７の下側の面に径方向に形成した溝を連通路９としだも
のである。

また、第５図（ａ）、（ｂ）に示す実施例は、加圧室４
とピストンリンク７．８間の空間ＩＯを連通ずる連通路
９をピストン２に設けたものてあり、ピストン２の外周
面のリンク溝５，６間に形成したリンク溝と回し深さの
軸方向の切り欠きを連通路９としだものである。

第６図に示す実施例は、ピストン２の加圧室４側に装着
されたピストンリンク７を、ピストン２への取付状態に
おいて合口部７ａか所定寸法離れるようにして、その間
隙を所定の流路面積を有する連通路９としだものてあり
、下側には第７　［５Ａ　（ａ）　、　（ｂ）に示した
ようなシール性の極めてよい構造のピストンリンク８を
使用している。

なお、第２図ないし第６図に示した各実施例の作用は、
第１ＵＡに示した実施例の作用と同一であるため説明は
省略する。

本発明は、上記実施例に限定されるものてはなく、たと
えば、ピストンリングを３つ以上設けて、各空間を連通
路て連通させて、加圧室側から段階的に空間内の圧力を
降下させるようにしてもよい。また、連通路の流路面積
も、本実施例のように加圧室内の圧縮気体の圧力の半分
に圧力降下させるように設定する必要はなく、適宜設定
すればよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明は、ピストンに複数の
ピストンリンクを装着させ、ピストンまたはピストンリ
ングに、ピストンリング間の空間に加圧室内の圧縮空気
を導入するための所定の流路面積の連通路を形成したた
め、各ピストンリンクの両面に加わる圧力差を制御して
シリンダ内周面に押し付けられる力を適宜調整すること
かでき、各ピストンリングか分担して圧縮空気の漏れの
防止を図ることができるとともに加圧室側のピストンか
早期に摩耗するのを防止することかてきる。

これにより、確実に圧縮空気の漏れを防止して圧縮効率
を高めることがてきるとともに、ピストンリングの寿命
が向上して交換時期が長くなりメンテナンス性もよくな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の往復動圧縮機の一実施例を示す要部
縦断面図、 第２図は、本発明の往復動圧縮機の他の実施例の要部斜
視図、 第３図は、本発明の往復動圧縮機の他の実施例の要部斜
視図、 第４図（ａ）、（ｂ）は、本発明の往復動圧ｗｉ４１１
の他の実施例を示すもので、第４図（ａ）は要部斜視図
、第４図（ｂ）は第４図（ａ）のＡ矢視図、第５図（ａ
）、（ｂ）は、本発明の往復動圧縮機の他の実施例を示
すもので、第５図（ａ）は要部側面図、第５図（ｂ）は
第５図（ａ）のＢ矢視図、第６図は、本発明の往復動圧
縮機の他の実施例を示す要部縦断面図、 第７図（ａ）、（ｂ）は、シール性を向上させたビス、
トンリングの一例を示すもので、第７図（ａ）はそのピ
ストンリングの合口部の平面図、第７図（ｂ）は、合口
部の斜視図である。 ２・・・ピストン ３・・・シリング フ、８・・・ピストンリング ９・・・連通路 １０・・・空間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダ内を往復動するピストンによりシリンダ
   内で気体を吸入圧縮して供給する往復動圧縮機において
   、 前記ピストンの外周部に前記シリンダと摺 接して圧縮気体の漏れを防ぐピストンリングを複数装着
   し、ピストンまたはピストンリングに、シリンダ内で圧
   縮された気体を各ピストンリング間の空間に導入するた
   めの所定の流路面積を有する連通路を設けたことを特徴
   とする往復動圧縮機。