JPH09144666A - 揺動型圧縮機 - Google Patents

揺動型圧縮機

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Publication number
JPH09144666A
JPH09144666A JP7325179A JP32517995A JPH09144666A JP H09144666 A JPH09144666 A JP H09144666A JP 7325179 A JP7325179 A JP 7325179A JP 32517995 A JP32517995 A JP 32517995A JP H09144666 A JPH09144666 A JP H09144666A
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JP
Japan
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piston
lip seal
cylinder
lip
curved
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Application number
JP7325179A
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Inventor
Hiroshi Oshiage
博 押上
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Tokico Ltd
Original Assignee
Tokico Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮室内からの圧力等でリップシールが過度
に変形するのを防止し、リップシールの寿命を延ばすこ
とができるようにする。 【解決手段】 ピストン31をピストン本体32とリテ
ーナ20とから構成し、ピストン本体32の上端側には
ピストン部33を形成し、シリンダ7内には圧縮室19
を画成する。そして、ピストン部33には凹部33Aと
環状縁部33Bとを形成し、環状縁部33Bには上側面
が凹湾曲面34となった突出縁部33Cを形成する。そ
して、リテーナ20には凸部20Aと環状縁部20Bと
を形成し、リップシール35は取付部35Aをピストン
部33とリテーナ20との環状縁部33B,20B間に
挟持させた状態で、湾曲部35Cを凹湾曲面34に当接
し、リップ部35Bをシリンダ7の内周面7Aに摺接さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば空気等の流
体を圧縮するのに用いて好適な揺動型圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】ここで、従来技術による揺動型圧縮機
を、図2ないし図4に基づき空気圧縮機として用いた場
合を例に挙げて説明する。
【0003】図中、1は内部にクランク室2が画成され
たクランクケースを示し、該クランクケース1には、ク
ランク室2内に位置して電動モータ3の出力軸4に固定
されたクランク軸5が回転可能に支持され、該クランク
軸5にはバランスウェイト6が一体形成されている。
【0004】7はクランクケース1上に取付けられたシ
リンダを示し、該シリンダ7は内周面7Aが後述するピ
ストン14の摺動面となっている。8はシリンダ7上に
搭載されたシリンダヘッドを示し、該シリンダヘッド8
内には、吸込口9Aを介して外部に連通する吸込室9
と、吐出口10Aを介して外部に連通する吐出室10と
が画成されている。
【0005】11はシリンダ7とシリンダヘッド8との
間に挟持された弁座板を示し、該弁座板11には、前記
吸込室9を後述の圧縮室19に連通する吸込穴11A
と、吐出室10を圧縮室19に連通する吐出穴11Bと
が形成されている。12,13は弁座板11に取付けら
れたリード弁としての吸込弁,吐出弁を示し、該吸込弁
12,吐出弁13は基端側がねじ等を介して弁座板11
に固定された固定端となり、先端側は自由端となって、
吸込穴11A,吐出穴11Bをそれぞれ開,閉する。
【0006】14はシリンダ7内に摺動可能に挿嵌され
たロッキングピストン(以下、ピストン14という)を
示し、該ピストン14は一端側がクランク室2内に位置
し、他端側がシリンダ7内へと伸長する後述のピストン
本体15と、該ピストン本体15の他端(上端)側に設
けられた後述のリテーナ20とから構成されている。
【0007】15はピストン本体を示し、該ピストン本
体15は図3に示すように、クランク軸5に軸受16A
を介して回転可能に連結された連結部16と、該連結部
16に一体形成された棒状のピストンロッド17と、該
ピストンロッド17の他端側に一体形成された後述のピ
ストン部18とから構成されている。
【0008】18はシリンダ7内に圧縮室19を画成し
略円盤状の円盤部を構成するピストン部を示し、該ピス
トン部18の上側面には図4に示す如く、円形状をなす
浅底の凹部18Aが形成され、該凹部18Aの周囲は環
状縁部18Bとなっている。
【0009】20は円盤状に形成されたリテーナを示
し、該リテーナ20は図4に示すように一側面に円形状
の凸部20Aが形成され、該凸部20Aの周囲は環状縁
部20Bとなっている。そして、リテーナ20は凸部2
0Aをピストン部18の凹部18Aに嵌合(衝合)させ
た状態で、図2に示すように該ピストン部18にねじ2
1等を介して固定されている。
【0010】22はシール部材としてのリップシールを
示し、該リップシール22は図4に示すように、例えば
ポリテトラフルオロエチレン等の耐摩耗性および自己潤
滑性に優れた樹脂材料から環状平板として形成され、内
周側に位置する取付部22Aと、外周側に位置するリッ
プ部22Bと、該リップ部22Bと前記取付部22Aと
の間に位置する円弧状の湾曲部22Cとから構成されて
いる。そして、リップシール22は、取付部22Aがピ
ストン部18の環状縁部18Bとリテーナ20の環状縁
部20Bとの間で挟持されることにより、該ピストン部
18上に位置決めされている。
【0011】また、リップシール22はピストン部18
上に取付けられ、ピストン部18の外周側からリップ部
22Bを外向きに突出させた状態で、ピストン本体15
と共にシリンダ7内に挿嵌されることにより、取付部2
2Aとリップ部22Bとの中間部が円弧状に湾曲して湾
曲部22Cとなり、リップ部22Bの外周面がシリンダ
7の内周面7Aに全周に亘って弾性的に摺接している。
また、この状態でリップ部22Bの内周面とリテーナ2
0の外周面との間には、環状の隙間23が形成されてい
る。
【0012】24は出力軸4の先端側に固定された冷却
ファンを示し、該冷却ファン24はクランク室2内に冷
却風を送風するものである。
【0013】従来技術による揺動型圧縮機は、上述の如
き構成を有するもので次にその作動について述べる。
【0014】まず、電動モータ3によりクランク軸5が
回転駆動されると、該クランク軸5の周囲をピストン1
4の連結部16が回転し、ピストン14のピストン部1
8とリテーナ20とがシリンダ7内で揺動しつつ往復動
する。これにより、シリンダ7内の圧縮室19は拡大,
縮小を繰り返し、圧縮室19が拡大する吸込行程では、
吸込室9側の圧力(大気圧)が圧縮室19内の圧力(負
圧)よりも大きくなるため、吸込弁12の自由端側が圧
縮室19側に押圧されて湾曲し、弁座板11から離間す
ることによって吸込穴11Aが開口する。これにより、
該吸込穴11Aを介して吸込室9から圧縮室19内に空
気が吸込まれる。
【0015】一方、圧縮室19が縮小する吐出行程(圧
縮行程)では、吸込行程で吸込まれた空気が圧縮室19
内で圧縮され、該圧縮室19内の圧力が吐出室10内の
圧力よりも大きくなるため、吐出弁13が吐出室10側
に湾曲し、吐出穴11Bが開口することによって圧縮室
19から吐出室10内に圧縮空気が吐出される。
【0016】このように、従来技術による揺動型圧縮機
は、上述した吸込行程,吐出行程を繰返すことにより、
吐出口10Aに空気導管等を介して接続された空気タン
ク(いずれも図示せず)等に圧縮空気を吐出し続けるよ
うになっている。
【0017】ここで、リップシール22は、ピストン1
4のピストン部18と共にシリンダ7内で往復動し、リ
ップ部22Bの外周面がシリンダ7の内周面7Aと摺動
することにより、ピストン部18とシリンダ7の内周面
7Aとの間をシールし、高圧となる圧縮室19の気密性
を保持する。
【0018】この場合、ピストン14の往復動中にピス
トン部18がシリンダ7に対して揺動(傾斜)すること
により、該ピストン部18とシリンダ7の内周面7Aと
の間の隙間寸法が変化するが、リップシール22は湾曲
部22Cを湾曲させた状態でリップ部22Bがシリンダ
7の内周面7Aに弾性的に摺接しているため、ピストン
部18がシリンダ7に対して傾斜し、前記隙間寸法が拡
がったときでも、湾曲部22Cがより大きく屈曲して伸
びることにより、リップ部22Bの外周面をシリンダ7
の内周面7Aに摺接させる。そして、これによりピスト
ン14のピストン部18がシリンダ7に対して揺動して
いても、リップシール22は両者間を常にシールできる
ようになっている。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術においては、リップシール22は空気圧縮機の運
転中に圧縮室19内の圧縮空気(空気圧)によって図4
中の矢示A方向に向けて押圧される。特に、ピストン1
4のピストン部18がシリンダ7内を上昇する吐出行程
では、圧縮室19内が高圧となるために、リップシール
22は矢示A方向に強く押圧される上に、リップ部22
Bがシリンダ7の内周面7Aと摩擦摺動することによ
り、矢示A方向に摩擦力を受ける。
【0020】このため、揺動型圧縮機の運転を続けるう
ちに、リップシール22はピストン部18の環状縁部1
8B側に押付けられるように変形し、湾曲部22Cは図
4中に二点鎖線で示す如く直角状に屈曲するようにな
る。この結果、リップ部22Bのうち湾曲部22Cの近
傍部分がシリンダ7の内周面7Aに強く摺動するように
なり、この部分が早期に偏摩耗してしまい、リップシー
ル22の寿命が短くなると共に、ピストン14の摺動抵
抗が大きくなって揺動型圧縮機の機械効率が低下すると
いう問題がある。
【0021】また、この変形によって湾曲部22Cには
大きな曲げ荷重等が作用するから、最悪の場合には、リ
ップシール22は湾曲部22Cの近傍部分に亀裂等を発
生することがあり、これによって圧縮室19の気密性が
損なわれ、揺動型圧縮機の吐出効率が著しく低下してし
まうという問題がある。
【0022】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、圧縮運転の途中等でリップシールが過度
に変形するのを効果的に防止でき、リップシールの寿命
を延ばすことができると共に、長期に亘って安定した吐
出性能を確保できるようにした揺動型圧縮機を提供する
ことを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、クランク軸を回転可能に支持したクラ
ンクケースと、該クランクケースに設けられシリンダヘ
ッドが搭載されたシリンダと、一端側が前記クランク軸
に回転可能に連結される連結部となり、他端側が該シリ
ンダ内を揺動しつつ往復動し前記シリンダヘッドとの間
に圧縮室を画成する円盤部となったピストンと、内周側
が該ピストンの円盤部に取付けられる環状の取付部とな
り、外周側が該ピストンから外向きに突出し前記シリン
ダの内周面に摺接するリップ部となったリップシールと
を備え、前記ピストンの円盤部には、前記リップシール
の取付部を該円盤部との間で挟持することにより前記リ
ップシールを円盤部に位置決めするリテーナを設け、か
つ前記円盤部の外周側には、前記リップシールの取付部
とリップ部との間に円弧状の湾曲部を形成すべく、該湾
曲部に対応した曲率の凹湾曲面を設けてなる構成を採用
している。
【0024】このように構成することにより、リップシ
ールの取付部をピストンの円盤部とリテーナとの間で挟
持し、リップ部をシリンダの内周側に摺接させた状態で
は、リップシールの取付部とリップ部との間の中間部分
が、円盤部の凹湾曲面に沿って円弧状に湾曲し、湾曲部
を形成する。そして、この状態でリップシールが圧縮室
側の圧力等により円盤部の凹湾曲面側に押圧されても、
該円盤部の凹湾曲面によりリップシールの湾曲部を一定
の曲率で湾曲した状態に保持することができ、リップシ
ールのこれ以上の変形を防止することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って詳細に説明する。なお、以下の実施例にお
いては、従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。
【0026】図中、31は本実施例によるピストンを示
し、該ピストン31は従来技術とほぼ同様に構成され、
後述のピストン部33が形成されたピストン本体32
と、リテーナ20とから構成されている。
【0027】33はピストン31の円盤部を構成するピ
ストン部を示し、該ピストン部33は従来技術とほぼ同
様に、ピストン本体32の上端側に略円盤状をなして形
成され、上側面には円形状をなす浅底の凹部33Aが形
成されると共に、該凹部33Aの外周側は環状縁部33
Bとなっている。しかし、本実施例のピストン部33に
は環状縁部33Bの外周側に斜め上向きに突出縁部33
Cが設けられている。
【0028】ここで、該突出縁部33Cは、例えばプレ
ス成形等の手段によりピストン部33に一体形成され、
環状縁部33Bから径方向に外向きで、かつ上向きに突
出している。そして、該突出縁部33Cの上側面(内周
側面)は、一定の曲率をもった円弧状の凹湾曲面34と
して形成されている。
【0029】35は本実施例で用いるリップシールで、
該リップシール35は従来技術で述べたリップシール2
2とほぼ同様に形成され、取付部35Aをピストン部3
3とリテーナ20との環状縁部33B,20B間に挟持
させることにより、湾曲部35Cを凹湾曲面34に沿っ
て湾曲させる。そして、この状態では湾曲部35Cの外
側面が凹湾曲面34に密着するように衝合し、リップ部
35Bの外周面はシリンダ7の内周面7Aに摺接するこ
とによって、ピストン31のピストン部33とシリンダ
7との間をシールしている。
【0030】本実施例による揺動型圧縮機は上述の如き
構成を有するもので、その基本的動作については従来技
術によるものと格別差異はない。
【0031】然るに、本実施例では、ピストン部33の
環状縁部33B外周側に突出縁部33Cを一体形成し、
該突出縁部33Cの内周側(上側)面に凹湾曲面34を
形成したから、ピストン部33に取付けたリップシール
35の湾曲部35Cを凹湾曲面34に沿って円弧状に湾
曲させることができ、凹湾曲面34を湾曲部35Cに外
側(下側)から密着するように当接させることができ
る。
【0032】従って、圧縮室19側の空気圧等によりリ
ップシール35がピストン部33側に押圧されても、該
ピストン部33の凹湾曲面34がリップシール35の湾
曲部35C外側(下側)面に密着した状態で該湾曲部3
5Cを一定曲率の円弧状に支持するから、該湾曲部35
Cは外側(下側)に突出するようにさらに湾曲するのを
凹湾曲面34によって規制され、リップシール35は該
湾曲部35Cの位置で円弧状の湾曲状態を確実に保持す
ることができる。
【0033】かくして、本実施例では、圧縮室19側の
空気圧等によりリップシール35が湾曲部35Cの位置
で過度に変形するのを確実に規制できるから、リップシ
ール35の破損や偏摩耗等を効果的に防止できると共
に、リップシール35の安定したシール性能を長期間に
亘って保持でき、その寿命を延ばすことができる。従っ
て、当該揺動型圧縮機の良好な運転状態を長期間に亘っ
て維持でき、整備,交換等のメンテナンス性を大幅に向
上させることができる。
【0034】なお、前記実施例においては、シリンダヘ
ッド8内に吸込室9と吐出室10とを形成する構成とし
た揺動型圧縮機を例に挙げて述べたが、本発明はこれに
限らず、例えばピストンの円盤部側に吸込穴を形成し、
空気等の流体をクランク室内側から圧縮室内に吸込みつ
つ、圧縮流体をシリンダヘッド側から外部に吐出させる
構成の揺動型圧縮機に適用してもよい。
【0035】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、リ
ップシールの湾曲部に対応した曲率の凹湾曲面をピスト
ンの円盤部外周側に設けたから、リップシールを該円盤
部に取付けた状態で、該リップシールの湾曲部を円盤部
の凹湾曲面に沿って丸く湾曲させることができ、この形
状を円盤部の凹湾曲面で保持できる。この結果、リップ
シールが圧縮室側から圧力等で押圧されても、湾曲部を
凹湾曲面に支持させた状態で円弧状の湾曲状態に保持で
きるから、リップシールがこのときの圧力等によって過
度に変形するのを確実に規制でき、リップシールの破損
や偏摩耗等を効果的に防止できると共に、リップシール
の安定したシール性能を長期間に亘って保持でき、当該
揺動型圧縮機の良好な運転状態を長期間に亘って維持す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による揺動型圧縮機のピストン
およびリップシール等を拡大して示す図4と同様の要部
縦断面図である。
【図2】従来技術による揺動型圧縮機を示す縦断面図で
ある。
【図3】図2中の矢示III − III方向断面図である。
【図4】図2中のピストンおよびリップシール等を拡大
して示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
1 クランクケース 2 クランク室 5 クランク軸 7 シリンダ 7A 内周面 8 シリンダヘッド 16 連結部 19 圧縮室 20 リテーナ 31 ピストン 33 ピストン部(円盤部) 34 凹湾曲面 35 リップシール 35A 取付部 35B リップ部 35C 湾曲部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クランク軸を回転可能に支持したクラン
    クケースと、該クランクケースに設けられシリンダヘッ
    ドが搭載されたシリンダと、一端側が前記クランク軸に
    回転可能に連結される連結部となり、他端側が該シリン
    ダ内を揺動しつつ往復動し前記シリンダヘッドとの間に
    圧縮室を画成する円盤部となったピストンと、内周側が
    該ピストンの円盤部に取付けられる環状の取付部とな
    り、外周側が該ピストンから外向きに突出し前記シリン
    ダの内周面に摺接するリップ部となったリップシールと
    を備え、 前記ピストンの円盤部には、前記リップシールの取付部
    を該円盤部との間で挟持することにより前記リップシー
    ルを円盤部に位置決めするリテーナを設け、かつ前記円
    盤部の外周側には、前記リップシールの取付部とリップ
    部との間に円弧状の湾曲部を形成すべく、該湾曲部に対
    応した曲率の凹湾曲面を設ける構成としてなる揺動型圧
    縮機。
JP7325179A 1995-11-20 1995-11-20 揺動型圧縮機 Pending JPH09144666A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002235857A (ja) * 2001-02-07 2002-08-23 Nok Corp 密封装置
JP2008297924A (ja) * 2007-05-29 2008-12-11 Anest Iwata Corp 往復動式ガス圧縮機
JP2012031788A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Hitachi Koki Co Ltd 空気圧縮機
JP2013253699A (ja) * 2013-07-22 2013-12-19 Max Co Ltd 高圧対応のロッキングピストン
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