JPH1163226A - ピストンリング - Google Patents
ピストンリングInfo
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- JPH1163226A JPH1163226A JP21759997A JP21759997A JPH1163226A JP H1163226 A JPH1163226 A JP H1163226A JP 21759997 A JP21759997 A JP 21759997A JP 21759997 A JP21759997 A JP 21759997A JP H1163226 A JPH1163226 A JP H1163226A
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- ring
- backup
- seal ring
- piston
- seal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シールリングとバックアップリングとの合い
口が重なることや相互の固着を防ぎ、優れたシール性を
有するピストンリングを提供する。 【解決手段】 段付合い口を有するシールリングと、こ
のシールリングの内周面に接するバックアップリング
と、このバックアップリングの内周面に接するテンショ
ンリングとから構成され、少なくともバックアップリン
グとシールリングとが相互に係止され、バックアップリ
ングに用いられる材料が、シールリングと異なる材料で
あり、かつ、フッ素樹脂を含有する材料からなる。
口が重なることや相互の固着を防ぎ、優れたシール性を
有するピストンリングを提供する。 【解決手段】 段付合い口を有するシールリングと、こ
のシールリングの内周面に接するバックアップリング
と、このバックアップリングの内周面に接するテンショ
ンリングとから構成され、少なくともバックアップリン
グとシールリングとが相互に係止され、バックアップリ
ングに用いられる材料が、シールリングと異なる材料で
あり、かつ、フッ素樹脂を含有する材料からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はピストンリングに関
し、オイルフリー圧縮機のピストンに装着されて空気、
不活性ガス、冷媒等の流体をシールするピストンリング
に関する。
し、オイルフリー圧縮機のピストンに装着されて空気、
不活性ガス、冷媒等の流体をシールするピストンリング
に関する。
【０００２】
【従来の技術】スターリングエンジンなどのピストンに
装着されて流体をシールするピストンリングとしては、
従来シールリングと、バックアップリングと、テンショ
ンリングとの組合わせからなるものが知られている。従
来のシールリングの一例を図４および図５に示す。図４
は、ピストンに装着されているピストンリングの拡大断
面図を、図５はピストンリングの斜視図を示す。図４に
示すように、シリンダ等の相手部材５とピストン６等と
の間に、相手部材５と接触するピストンリング１がピス
トン６の外周面に設けられたリング溝６ａ内に配設さ
れ、シール部材として機能している。このリング溝６ａ
は、耐久性の観点より複数個設けられている。
装着されて流体をシールするピストンリングとしては、
従来シールリングと、バックアップリングと、テンショ
ンリングとの組合わせからなるものが知られている。従
来のシールリングの一例を図４および図５に示す。図４
は、ピストンに装着されているピストンリングの拡大断
面図を、図５はピストンリングの斜視図を示す。図４に
示すように、シリンダ等の相手部材５とピストン６等と
の間に、相手部材５と接触するピストンリング１がピス
トン６の外周面に設けられたリング溝６ａ内に配設さ
れ、シール部材として機能している。このリング溝６ａ
は、耐久性の観点より複数個設けられている。
【０００３】ピストンリング１は、図５に示すように、
段付合い口２ａを有するシールリング２と、このシール
リング２の内周面に接する合い口３ａを有するバックア
ップリング３と、このバックアップリング３の内径面に
接する合い口４ａを有するテンションリング４とから構
成されている。ピストンリング１は、段付合い口２ａと
合い口３ａとが重なり合わないように、たとえば 180度
位相がずれる位置に組み付けられてリング溝６ａ内に配
設されている。これは、合い口２ａと合い口３ａとが重
なり合うと合い口部より流体が漏れてシール部材として
機能しなくなるからである。
段付合い口２ａを有するシールリング２と、このシール
リング２の内周面に接する合い口３ａを有するバックア
ップリング３と、このバックアップリング３の内径面に
接する合い口４ａを有するテンションリング４とから構
成されている。ピストンリング１は、段付合い口２ａと
合い口３ａとが重なり合わないように、たとえば 180度
位相がずれる位置に組み付けられてリング溝６ａ内に配
設されている。これは、合い口２ａと合い口３ａとが重
なり合うと合い口部より流体が漏れてシール部材として
機能しなくなるからである。
【０００４】シールリング２に用いられる材料として
は、テトラフルオロエチレン樹脂に、銅系または鉄系の
合金とカーボン繊維とを配合した樹脂組成物を用い、相
手部材５への攻撃性および自己摩耗性を抑制するものが
知られている（特開昭５８−７２７７０号公報）。
は、テトラフルオロエチレン樹脂に、銅系または鉄系の
合金とカーボン繊維とを配合した樹脂組成物を用い、相
手部材５への攻撃性および自己摩耗性を抑制するものが
知られている（特開昭５８−７２７７０号公報）。
【０００５】また、バックアップリング３に用いられる
材料としては、一緒に用いられるシールリング２と同様
の材料や、シールリング２と均−に接触するようにゴム
系の材料を用いることが知られている。
材料としては、一緒に用いられるシールリング２と同様
の材料や、シールリング２と均−に接触するようにゴム
系の材料を用いることが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ピスト
ン６がシリンダ等の相手部材５内を往復摺動する場合、
流体の圧力、テンションリング４の張力、相手部材５の
内径面に対するピストン６の傾き、シールリング２の内
周面とバックアップリング３の外周面との不均一接触等
が原因となり、シールリング２、バックアップリング３
およびテンションリング４に回転する動きが発生する。
その結果、円周上でシールリング２の段付合い口２ａと
バックアップリング３の合い口３ａとが重なる場合が生
じる。重なり合った場合、流体がその重なり部より漏れ
てシール性を低下させるという問題がある。
ン６がシリンダ等の相手部材５内を往復摺動する場合、
流体の圧力、テンションリング４の張力、相手部材５の
内径面に対するピストン６の傾き、シールリング２の内
周面とバックアップリング３の外周面との不均一接触等
が原因となり、シールリング２、バックアップリング３
およびテンションリング４に回転する動きが発生する。
その結果、円周上でシールリング２の段付合い口２ａと
バックアップリング３の合い口３ａとが重なる場合が生
じる。重なり合った場合、流体がその重なり部より漏れ
てシール性を低下させるという問題がある。
【０００７】また、銅系または鉄系の合金とカーボン繊
維とを配合した樹脂組成物を用いたシールリング２は、
潤滑性、シール特性、および耐摩耗性が充分改善されな
いため、高負荷条件で使用すると摩耗が大きくなり、長
時間使用するとシール機能が低下する問題がある。
維とを配合した樹脂組成物を用いたシールリング２は、
潤滑性、シール特性、および耐摩耗性が充分改善されな
いため、高負荷条件で使用すると摩耗が大きくなり、長
時間使用するとシール機能が低下する問題がある。
【０００８】また、バックアップリング３にシールリン
グ２と同様の材料を用いた場合、シールリング２の摩耗
により発生する摩耗粉がシールリング２とバックアップ
リング３との間に入り込み、シールリング２と相手部材
５との摺動により発生する熱や、シール部材にかかる圧
力の影響で、発生した摩耗粉が接着効果を示し、シール
リング２とバックアップリング３とが固着する問題があ
る。
グ２と同様の材料を用いた場合、シールリング２の摩耗
により発生する摩耗粉がシールリング２とバックアップ
リング３との間に入り込み、シールリング２と相手部材
５との摺動により発生する熱や、シール部材にかかる圧
力の影響で、発生した摩耗粉が接着効果を示し、シール
リング２とバックアップリング３とが固着する問題があ
る。
【０００９】さらに、バックアップリング３にゴム系の
材料を用いた場合は、シールリング２にかかる圧力が大
きくなりすぎたとき、バックアップリング３が変形を生
じたり、シールリング２の摩耗により発生する摩耗粉に
よりシールリング２とバックアップリング３とが固着す
る問題がある。
材料を用いた場合は、シールリング２にかかる圧力が大
きくなりすぎたとき、バックアップリング３が変形を生
じたり、シールリング２の摩耗により発生する摩耗粉に
よりシールリング２とバックアップリング３とが固着す
る問題がある。
【００１０】さらにまた、シールされる流体がオイルの
場合、オイル劣化物がシールリング２とバックアップリ
ング３との間に入り込み、これにより固着が生ずる問題
がある。このようにシールリング２とバックアップリン
グ３とが固着すると、シールリング２が相手部材５を押
す力が不均一となり、シールリング２と相手部材５とが
均一に接触しない場合が生じる。このとき、シールもれ
が発生しやすくなり、シールリングとしての機能を果た
さなくなってしまう。
場合、オイル劣化物がシールリング２とバックアップリ
ング３との間に入り込み、これにより固着が生ずる問題
がある。このようにシールリング２とバックアップリン
グ３とが固着すると、シールリング２が相手部材５を押
す力が不均一となり、シールリング２と相手部材５とが
均一に接触しない場合が生じる。このとき、シールもれ
が発生しやすくなり、シールリングとしての機能を果た
さなくなってしまう。
【００１１】本発明は、このような問題に対処するため
になされたもので、シールリングとバックアップリング
との合い口が重なることや相互の固着を防ぎ、優れたシ
ール性を有するピストンリングを提供することを目的と
する。
になされたもので、シールリングとバックアップリング
との合い口が重なることや相互の固着を防ぎ、優れたシ
ール性を有するピストンリングを提供することを目的と
する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のピストンリング
は、段付合い口を有するシールリングと、このシールリ
ングの内周面に接するバックアップリングと、このバッ
クアップリングの内周面に接するテンションリングとか
ら構成され、少なくともバックアップリングとシールリ
ングとが相互に係止される係止手段を有し、バックアッ
プリングに用いられる材料が、シールリングと異なる材
料であり、かつ、フッ素樹脂を含有する材料からなるこ
とを特徴とする。
は、段付合い口を有するシールリングと、このシールリ
ングの内周面に接するバックアップリングと、このバッ
クアップリングの内周面に接するテンションリングとか
ら構成され、少なくともバックアップリングとシールリ
ングとが相互に係止される係止手段を有し、バックアッ
プリングに用いられる材料が、シールリングと異なる材
料であり、かつ、フッ素樹脂を含有する材料からなるこ
とを特徴とする。
【００１３】また、係止手段としては、テンションリン
グの合い口端部を外方に折り曲げることにより形成され
た突起部が、バックアップリングの合い口部およびシー
ルリングの内周面に形成された凹状部に係合する手段で
あることや、バックアップリングの外周面およびシール
リングの内周面に形成された回り止めピンによること
や、バックアップリングの外周面に形成された凹部また
は凸部、およびシールリングの内周面に形成された凹部
または凸部とが、それぞれ相互の凹部と凸部とに係合す
る手段であることを特徴とする。
グの合い口端部を外方に折り曲げることにより形成され
た突起部が、バックアップリングの合い口部およびシー
ルリングの内周面に形成された凹状部に係合する手段で
あることや、バックアップリングの外周面およびシール
リングの内周面に形成された回り止めピンによること
や、バックアップリングの外周面に形成された凹部また
は凸部、およびシールリングの内周面に形成された凹部
または凸部とが、それぞれ相互の凹部と凸部とに係合す
る手段であることを特徴とする。
【００１４】ピストンリングの材質は、テンションリン
グが金属製であり、バックアップリングを構成する樹脂
成分がフッ素樹脂 100重量％からなることを特徴とす
る。
グが金属製であり、バックアップリングを構成する樹脂
成分がフッ素樹脂 100重量％からなることを特徴とす
る。
【００１５】また、フッ素樹脂は、テトラフルオロエチ
レン樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体樹脂、テトラフルオロエチ
レン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂、テトラ
フルオロエチレン−エチレン共重合体樹脂から選ばれる
少なくとも一つであることを特徴とする。
レン樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体樹脂、テトラフルオロエチ
レン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂、テトラ
フルオロエチレン−エチレン共重合体樹脂から選ばれる
少なくとも一つであることを特徴とする。
【００１６】少なくともバックアップリングとシールリ
ングとが相互に係止される係止手段を有することによ
り、シールリングの段付合い口とバックアップリングの
合い口とが重なる場合がなくなり、ピストンリングのシ
ール性が向上する。
ングとが相互に係止される係止手段を有することによ
り、シールリングの段付合い口とバックアップリングの
合い口とが重なる場合がなくなり、ピストンリングのシ
ール性が向上する。
【００１７】また、バックアップリングの材料が優れた
非粘着性を有するフッ素樹脂であり、かつ、シールリン
グの材質と異なるので、シールリングとバックアップリ
ングの固着を防ぐことができ、ピストンリングのシール
機能を維持させることができる。
非粘着性を有するフッ素樹脂であり、かつ、シールリン
グの材質と異なるので、シールリングとバックアップリ
ングの固着を防ぐことができ、ピストンリングのシール
機能を維持させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明のピストンリングの一例を
図１により説明する。図１は、ピストンリングの構成要
素およびその組立て状態を示す斜視図である。シールリ
ング２とバックアップリング３とテンションリング４と
を図１に示すように組立てることにより、ピストンリン
グ１が得られる。シールリング２はピストンリング１の
最外層にあり、シリンダ等の内壁と接触してオイル、空
気、不活性ガス、冷媒等の流体をシールする。バックア
ップリング３はシールリング２の内周面に接して設けら
れ、流体から加わる圧力やテンションリングからの押し
つける力をシールリングに均−にかかるようにし、また
段付合い口２ａからの流体の漏れを防止する。テンショ
ンリング４はシールリング２およびバックアップリング
３に押しつける力を与え流体のシールをより向上させ
る。
図１により説明する。図１は、ピストンリングの構成要
素およびその組立て状態を示す斜視図である。シールリ
ング２とバックアップリング３とテンションリング４と
を図１に示すように組立てることにより、ピストンリン
グ１が得られる。シールリング２はピストンリング１の
最外層にあり、シリンダ等の内壁と接触してオイル、空
気、不活性ガス、冷媒等の流体をシールする。バックア
ップリング３はシールリング２の内周面に接して設けら
れ、流体から加わる圧力やテンションリングからの押し
つける力をシールリングに均−にかかるようにし、また
段付合い口２ａからの流体の漏れを防止する。テンショ
ンリング４はシールリング２およびバックアップリング
３に押しつける力を与え流体のシールをより向上させ
る。
【００１９】上の 3つのリングの断面形状は、特に限定
されるものでないが、図１ないし図３に示すように、断
面が矩形で、シールリング２の内周面にバックアップリ
ング３を配置し、バックアップリング３の内周面にテン
ションリングを配置できる形状であればよい。
されるものでないが、図１ないし図３に示すように、断
面が矩形で、シールリング２の内周面にバックアップリ
ング３を配置し、バックアップリング３の内周面にテン
ションリングを配置できる形状であればよい。
【００２０】本発明にあっては、図１に示すように、一
例としてテンションリング４の合い口４ａの一端部を外
方に折り曲げることにより形成された突起部４ｂが、バ
ックアップリング３の合い口部３ａおよびシールリング
２の内周面に形成された凹状部２ｂに係合することによ
り、ピストンリング１が構成されている。このような構
成により、シールリング２の段付合い口部２ａとバック
アップリングの合い口部３ａとの重なりを防ぐことがで
きる。
例としてテンションリング４の合い口４ａの一端部を外
方に折り曲げることにより形成された突起部４ｂが、バ
ックアップリング３の合い口部３ａおよびシールリング
２の内周面に形成された凹状部２ｂに係合することによ
り、ピストンリング１が構成されている。このような構
成により、シールリング２の段付合い口部２ａとバック
アップリングの合い口部３ａとの重なりを防ぐことがで
きる。
【００２１】シールリングの合い口部２ａとバックアッ
プリングの合い口部３ａとの重なりを防ぐ他の手段を図
２および図３に示す。図２は回り止めピン３ｂを用いた
例を、図３はバックアップリングの凸部３ｃとシールリ
ングの凹部２ｃとを係合する例を示す。このような構成
とすることによってもシールリング２の段付合い口部２
ａとバックアップリングの合い口部３ａとの重なりを防
ぐことができる。
プリングの合い口部３ａとの重なりを防ぐ他の手段を図
２および図３に示す。図２は回り止めピン３ｂを用いた
例を、図３はバックアップリングの凸部３ｃとシールリ
ングの凹部２ｃとを係合する例を示す。このような構成
とすることによってもシールリング２の段付合い口部２
ａとバックアップリングの合い口部３ａとの重なりを防
ぐことができる。
【００２２】なお、シールリング２やバックアップリン
グ３、テンションリング４の合い口部の隙間はピストン
内が最高温度に達したとき、熱膨張により各リングが円
周方向に伸長しても合い口部の隙間が 0にならないよう
に設定する。
グ３、テンションリング４の合い口部の隙間はピストン
内が最高温度に達したとき、熱膨張により各リングが円
周方向に伸長しても合い口部の隙間が 0にならないよう
に設定する。
【００２３】テンションリング４に用いられる材料は、
バックアップリング３に押しつける力を与えられること
のできるバネ状を示す材料であれば使用することができ
る。たとえばステンレス鋼（ＳＵＳ）や鉄−コバルト等
の金属材料や樹脂材料を挙げることができる。
バックアップリング３に押しつける力を与えられること
のできるバネ状を示す材料であれば使用することができ
る。たとえばステンレス鋼（ＳＵＳ）や鉄−コバルト等
の金属材料や樹脂材料を挙げることができる。
【００２４】バックアップリング３に用いられる材料
は、シールリング２の材料と異なる材料であり、かつ、
フッ素樹脂を含有する材料からなる。シールリング２の
材料と異なる材料を用いるのは、シールリング２の摩耗
粉によりシールリング２とバックアップリング３とが固
着するのを防止するためである。
は、シールリング２の材料と異なる材料であり、かつ、
フッ素樹脂を含有する材料からなる。シールリング２の
材料と異なる材料を用いるのは、シールリング２の摩耗
粉によりシールリング２とバックアップリング３とが固
着するのを防止するためである。
【００２５】また、バックアップリング用樹脂組成物中
のフッ素樹脂の例としては、テトラフルオロエチレン樹
脂（以下、ＰＴＦＥと略する。）、テトラフルオロエチ
レン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹
脂（以下、ＰＦＡと略する。）、テトラフルオロエチレ
ン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂（以下、Ｆ
ＥＰと略する。）、ポリクロロトリフルオロエチレン樹
脂（以下、ＰＣＴＦＥと略する。）、テトラフルオロエ
チレン−エチレン共重合体樹脂（以下、ＥＴＦＥと略す
る。）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合
体樹脂（以下、ＥＣＴＦＥと略する。）、ポリビニリデ
ンフルオライド樹脂（以下、ＰＶＤＦと略する。）、ポ
リビニルフルオライド樹脂（以下、ＰＶＦと略す
る。）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロ
ピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体
樹脂（以下、ＥＰＥと略する。）等を挙げることができ
る。
のフッ素樹脂の例としては、テトラフルオロエチレン樹
脂（以下、ＰＴＦＥと略する。）、テトラフルオロエチ
レン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹
脂（以下、ＰＦＡと略する。）、テトラフルオロエチレ
ン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂（以下、Ｆ
ＥＰと略する。）、ポリクロロトリフルオロエチレン樹
脂（以下、ＰＣＴＦＥと略する。）、テトラフルオロエ
チレン−エチレン共重合体樹脂（以下、ＥＴＦＥと略す
る。）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合
体樹脂（以下、ＥＣＴＦＥと略する。）、ポリビニリデ
ンフルオライド樹脂（以下、ＰＶＤＦと略する。）、ポ
リビニルフルオライド樹脂（以下、ＰＶＦと略す
る。）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロ
ピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体
樹脂（以下、ＥＰＥと略する。）等を挙げることができ
る。
【００２６】他のフルオロカーボン樹脂として、上のフ
ルオロカーボン樹脂の各モノマーを1：10〜10：1 の割
合で重合し、 2種類または 2種類以上の 2元共重合体や
3元共重合体等のフルオロカーボン樹脂としてもよい。
ルオロカーボン樹脂の各モノマーを1：10〜10：1 の割
合で重合し、 2種類または 2種類以上の 2元共重合体や
3元共重合体等のフルオロカーボン樹脂としてもよい。
【００２７】これらの中でも、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥ
Ｐ、ＥＴＦＥ等を用いることが、非粘着性の面からより
好ましく、シールリングとしてＰＴＦＥ系のものを使用
する場合は、ＰＦＡ、ＦＥＰが特に好ましい。
Ｐ、ＥＴＦＥ等を用いることが、非粘着性の面からより
好ましく、シールリングとしてＰＴＦＥ系のものを使用
する場合は、ＰＦＡ、ＦＥＰが特に好ましい。
【００２８】バックアップリング３は、上述のフッ素樹
脂のみ、すなわち、フッ素樹脂の含有量が 100重量％の
ものを用いることができる。また、必要に応じて、フッ
素樹脂以外に、各種の充填材を添加することもできる。
この場合、フッ素樹脂の非粘着性を妨げないように、バ
ックアップ材に対して、フッ素樹脂 97 〜 70 重量％、
充填材 3〜 30 重量％が好ましい。
脂のみ、すなわち、フッ素樹脂の含有量が 100重量％の
ものを用いることができる。また、必要に応じて、フッ
素樹脂以外に、各種の充填材を添加することもできる。
この場合、フッ素樹脂の非粘着性を妨げないように、バ
ックアップ材に対して、フッ素樹脂 97 〜 70 重量％、
充填材 3〜 30 重量％が好ましい。
【００２９】シールリング２に用いられる材料は、熱可
塑性樹脂に充填材を添加したシールリング用樹脂組成物
である。熱可塑性樹脂としては、バックアップリング３
に用いられたＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等の各種フッ
素樹脂、芳香族ポリエーテルケトン樹脂、芳香族ポリエ
ーテルエーテルケトン樹脂（以下、ＰＥＥＫと略す
る。）、ポリフェニレンスルフィド樹脂、芳香族ポリエ
ステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂等を用い
ることができる。これらのなかでも、自己潤滑性、シー
ル性、耐熱性、耐薬品性等の点からＰＴＦＥが好まし
い。
塑性樹脂に充填材を添加したシールリング用樹脂組成物
である。熱可塑性樹脂としては、バックアップリング３
に用いられたＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等の各種フッ
素樹脂、芳香族ポリエーテルケトン樹脂、芳香族ポリエ
ーテルエーテルケトン樹脂（以下、ＰＥＥＫと略す
る。）、ポリフェニレンスルフィド樹脂、芳香族ポリエ
ステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂等を用い
ることができる。これらのなかでも、自己潤滑性、シー
ル性、耐熱性、耐薬品性等の点からＰＴＦＥが好まし
い。
【００３０】ＰＴＦＥの中でも、重量平均分子量 300万
〜 1000 万の重合体は、融点 327℃以上の温度での溶融
粘度が高いので好ましい。また成形方法は圧縮成形が可
能である。このようなＰＴＦＥとしては、伊国モンテジ
ソン社製：アルゴフロン、米国デュポン社製：テフロ
ン、英国アイ・シー・アイ社製：フルオン、ダイキン工
業社製：ポリフロンが挙げられる。
〜 1000 万の重合体は、融点 327℃以上の温度での溶融
粘度が高いので好ましい。また成形方法は圧縮成形が可
能である。このようなＰＴＦＥとしては、伊国モンテジ
ソン社製：アルゴフロン、米国デュポン社製：テフロ
ン、英国アイ・シー・アイ社製：フルオン、ダイキン工
業社製：ポリフロンが挙げられる。
【００３１】バックアップリング３やシールリング２の
成形方法は、特に限定されているものではない。たとえ
ば樹脂組成物中のフッ素樹脂がＰＴＦＥの場合は、タン
ブラーミキサ、ヘンシェルミキサ等の混合機に樹脂組成
物の各成分を乾式混合した後、圧縮成形して焼成する方
法、加熱加圧して圧縮成形する方法等を採用することが
でき、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ等の場合は、射出成
形、押出成形する方法等を採用することができる。
成形方法は、特に限定されているものではない。たとえ
ば樹脂組成物中のフッ素樹脂がＰＴＦＥの場合は、タン
ブラーミキサ、ヘンシェルミキサ等の混合機に樹脂組成
物の各成分を乾式混合した後、圧縮成形して焼成する方
法、加熱加圧して圧縮成形する方法等を採用することが
でき、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ等の場合は、射出成
形、押出成形する方法等を採用することができる。
【００３２】シールリング２の合い口部の形状として
は、シールの密封性に優れている段付合い口、いわゆる
ステップカットが好ましい。また、バックアップリング
３の合い口部の形状としては、組み込み性を重視して、
ストレートカット、アングルカット、ステップカット、
複合ステップカット等の合い口部が好ましく、また、シ
ール性を重視するのであれば、エンドレスリングにする
こともできる。ストレートカットは、切欠部を設けると
きに比較的容易で効率的であるため、生産性に優れる。
一方、ステップカットや複合ステップカットは、シール
の密封性に優れており、アングルカットはこれら 2つの
中間的な特性を持っている。
は、シールの密封性に優れている段付合い口、いわゆる
ステップカットが好ましい。また、バックアップリング
３の合い口部の形状としては、組み込み性を重視して、
ストレートカット、アングルカット、ステップカット、
複合ステップカット等の合い口部が好ましく、また、シ
ール性を重視するのであれば、エンドレスリングにする
こともできる。ストレートカットは、切欠部を設けると
きに比較的容易で効率的であるため、生産性に優れる。
一方、ステップカットや複合ステップカットは、シール
の密封性に優れており、アングルカットはこれら 2つの
中間的な特性を持っている。
【００３３】本発明のピストンリング１は、オイルフリ
ー圧縮機のピストンに用いることができる。
ー圧縮機のピストンに用いることができる。
【００３４】
【実施例】本発明に係るシールリング、バックアップリ
ング、テンションリングの作製に用いた材料を以下に示
す。 １）ＰＴＦＥ：テフロン７Ｊ（三井デュポンフロロケミ
カル社製） ２）ＰＦＡ：テフロンＰＦＡ３４０−Ｊ（三井デュポン
フロロケミカル社製） ３）ＦＥＰ：テフロンＦＥＰ１ＯＯ−Ｊ（三井デュポン
フロロケミカル社製） ４）ＥＴＦＥ：アフロンＣＯＰ Ｃ８８Ａ（旭硝子社
製） ５）ＰＥＥＫ：ビクトレックス１５０Ｐ（ＩＣＩ社製） ６）炭素繊維（ＣＦと略する）：ＭＬＤ３０（東レ社
製） ７）ガラス（Ｅガラス）繊維：ミルトファイバ−ＭＦ０
６ＭＢ１２０（旭ファイバーグラス社製） ８）銅−鉛共晶粉末（Ｃｕ−Ｐｂと略する）：ＣＬーＡ
ｔ−１００−ＫＪ４（福田金属箔粉工業社製） ９）二硫化タングステン（ＷＳ2 と略する）：ＷＳ
2 （和光純薬社製） １０）グラファイト：グラファイトＫＳ−６（ロンザ社
製） １１）バネ鋼板：ＳＵＳ３０４
ング、テンションリングの作製に用いた材料を以下に示
す。 １）ＰＴＦＥ：テフロン７Ｊ（三井デュポンフロロケミ
カル社製） ２）ＰＦＡ：テフロンＰＦＡ３４０−Ｊ（三井デュポン
フロロケミカル社製） ３）ＦＥＰ：テフロンＦＥＰ１ＯＯ−Ｊ（三井デュポン
フロロケミカル社製） ４）ＥＴＦＥ：アフロンＣＯＰ Ｃ８８Ａ（旭硝子社
製） ５）ＰＥＥＫ：ビクトレックス１５０Ｐ（ＩＣＩ社製） ６）炭素繊維（ＣＦと略する）：ＭＬＤ３０（東レ社
製） ７）ガラス（Ｅガラス）繊維：ミルトファイバ−ＭＦ０
６ＭＢ１２０（旭ファイバーグラス社製） ８）銅−鉛共晶粉末（Ｃｕ−Ｐｂと略する）：ＣＬーＡ
ｔ−１００−ＫＪ４（福田金属箔粉工業社製） ９）二硫化タングステン（ＷＳ2 と略する）：ＷＳ
2 （和光純薬社製） １０）グラファイト：グラファイトＫＳ−６（ロンザ社
製） １１）バネ鋼板：ＳＵＳ３０４
【００３５】実施例１〜実施例６および比較例１〜比較
例３ 上の材料を表１に記載の量に従って混合し、シールリン
グおよびバックアップリングを成形した。シールリング
は、外径φ50mm、肉厚 2.Omm、幅 3.Ommの形状とし、合
い口形状は段付合い口とした。また、内周面に深さ 1mm
の凹状部を形成した。バックアップリングは、外径φ46
mm、肉厚 1.Omm、幅 3.Ommの形状とし、合い口形状はス
トレートカットとした。また、テンションリングは、肉
厚 0.5mmのステンレス鋼ＳＵＳ３０４を外径φ44mm、幅
3.Ommの形状に加工し、合い口形状はストレートカット
とし、その合い口端部を外方に直角に折り曲げ、長さ約
1.5mmの突起を形成した。テンションリングの突起がバ
ックアップリングの合い口およびシールリングの内周面
に形成された凹状部に係合するように組立てピストンリ
ングを得た。
例３ 上の材料を表１に記載の量に従って混合し、シールリン
グおよびバックアップリングを成形した。シールリング
は、外径φ50mm、肉厚 2.Omm、幅 3.Ommの形状とし、合
い口形状は段付合い口とした。また、内周面に深さ 1mm
の凹状部を形成した。バックアップリングは、外径φ46
mm、肉厚 1.Omm、幅 3.Ommの形状とし、合い口形状はス
トレートカットとした。また、テンションリングは、肉
厚 0.5mmのステンレス鋼ＳＵＳ３０４を外径φ44mm、幅
3.Ommの形状に加工し、合い口形状はストレートカット
とし、その合い口端部を外方に直角に折り曲げ、長さ約
1.5mmの突起を形成した。テンションリングの突起がバ
ックアップリングの合い口およびシールリングの内周面
に形成された凹状部に係合するように組立てピストンリ
ングを得た。
【００３６】このピストンリングをピストンリング溝に
嵌合して、ピストンを作製した。ピストンの外径はφ4
9.8mmであり、ピストンリング溝はピストンの円周上に
設けられている。得られたピストンを内径φ50mmのシリ
ンダに組込み、リーク量を測定することにより評価し
た。評価結果を表１に示す。
嵌合して、ピストンを作製した。ピストンの外径はφ4
9.8mmであり、ピストンリング溝はピストンの円周上に
設けられている。得られたピストンを内径φ50mmのシリ
ンダに組込み、リーク量を測定することにより評価し
た。評価結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】表１に示すように、実施例のピストンリン
グを装着したピストンは、シールリングの段付合い口と
バックアップリングの合い口とが重なることがないた
め、シール性が長期間維持されていた。また、シールリ
ングとバックアップリングとの固着も生じなかった。
グを装着したピストンは、シールリングの段付合い口と
バックアップリングの合い口とが重なることがないた
め、シール性が長期間維持されていた。また、シールリ
ングとバックアップリングとの固着も生じなかった。
【００３９】
【発明の効果】本発明のピストンリングは、バックアッ
プリングと段付合い口を有するシールリングとが相互に
係止され、また相互に異なる材料であり、バックアップ
リングがフッ素樹脂を含有する材料からなるので、シー
ルリングの段付合い口とバックアップリングの合い口と
が重ならず、また相互に固着することがない。その結
果、良好なシール性が長期間維持される。
プリングと段付合い口を有するシールリングとが相互に
係止され、また相互に異なる材料であり、バックアップ
リングがフッ素樹脂を含有する材料からなるので、シー
ルリングの段付合い口とバックアップリングの合い口と
が重ならず、また相互に固着することがない。その結
果、良好なシール性が長期間維持される。
【００４０】また、係止手段として、テンションリング
の合い口端部を外方に折り曲げることにより形成された
突起部が、バックアップリングの合い口部およびシール
リングの内周面に形成された凹状部に係合するので、簡
易な手段でバックアップリングおよびシールリングを確
実に係止することができる。その結果、より良好なシー
ル性が長期間維持される。
の合い口端部を外方に折り曲げることにより形成された
突起部が、バックアップリングの合い口部およびシール
リングの内周面に形成された凹状部に係合するので、簡
易な手段でバックアップリングおよびシールリングを確
実に係止することができる。その結果、より良好なシー
ル性が長期間維持される。
【００４１】他の係止手段として、バックアップリング
の外周面およびシールリングの内周面部に形成された回
り止めピンや凹凸部であるので、テンションリングの有
無にかかわらず、バックアップリングおよびシールリン
グを確実に係止することができる。その結果、より良好
なシール性が長期間維持される。
の外周面およびシールリングの内周面部に形成された回
り止めピンや凹凸部であるので、テンションリングの有
無にかかわらず、バックアップリングおよびシールリン
グを確実に係止することができる。その結果、より良好
なシール性が長期間維持される。
【００４２】テンションリングが金属製であり、バック
アップリングを構成する樹脂成分がフッ素樹脂 100重量
％からなり、とくにテトラフルオロエチレン樹脂等、所
定の樹脂であるので、シール性や相互の固着性がより向
上する。
アップリングを構成する樹脂成分がフッ素樹脂 100重量
％からなり、とくにテトラフルオロエチレン樹脂等、所
定の樹脂であるので、シール性や相互の固着性がより向
上する。
【図１】ピストンリングの構成要素およびその組立て状
態を示す斜視図である。
態を示す斜視図である。
【図２】回り止めピンを用いたピストンリングの斜視図
である。
である。
【図３】凹部と凸部とを係合するピストンリングの斜視
図である。
図である。
【図４】従来のピストンリングの拡大断面図である。
【図５】従来のピストンリングの斜視図である。
１ ピストンリング ２ シールリング ２ａ 段付合い口 ２ｂ 凹状部 ２ｃ 凹部 ３ バックアップリング ３ａ 合い口 ３ｂ 回り止めピン ３ｃ 凸部 ４ テンションリング ４ａ 合い口 ４ｂ 突起部 ５ 相手部材 ６ ピストン ６ａ リング溝
Claims (6)
- 【請求項１】 段付合い口を有するシールリングと、こ
のシールリングの内周面に接するバックアップリング
と、このバックアップリングの内周面に接するテンショ
ンリングとから構成されるピストンリングであって、 少なくとも前記バックアップリングと前記シールリング
とが相互に係止される係止手段を有し、 前記バックアップリングに用いられる材料が、前記シー
ルリングと異なる材料であり、かつ、フッ素樹脂を含有
する材料からなることを特徴とするピストンリング。 - 【請求項２】 前記係止手段は、前記テンションリング
の合い口端部を外方に折り曲げることにより形成された
突起部が、前記バックアップリングの合い口部および前
記シールリングの内周面に形成された凹状部に係合する
手段であることを特徴とする請求項１記載のピストンリ
ング。 - 【請求項３】 前記係止手段は、前記バックアップリン
グの外周面および前記シールリングの内周面に形成され
た回り止めピンによることを特徴とする請求項１記載の
ピストンリング。 - 【請求項４】 前記係止手段は、前記バックアップリン
グの外周面に形成された凹部または凸部、および前記シ
ールリングの内周面に形成された凹部または凸部とが、
それぞれ相互の凹部と凸部とに係合する手段であること
を特徴とする請求項１記載のピストンリング。 - 【請求項５】 前記テンションリングが金属製であり、
前記バックアップリングを構成する樹脂成分がフッ素樹
脂 100重量％からなることを特徴とする請求項１ないし
請求項４のいずれか１項記載のピストンリング。 - 【請求項６】 前記フッ素樹脂は、テトラフルオロエチ
レン樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体樹脂、テトラフルオロエチ
レン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂、テトラ
フルオロエチレン−エチレン共重合体樹脂から選ばれる
少なくとも一つであることを特徴とする請求項４記載の
ピストンリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21759997A JPH1163226A (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | ピストンリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21759997A JPH1163226A (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | ピストンリング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1163226A true JPH1163226A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=16706826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21759997A Pending JPH1163226A (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | ピストンリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1163226A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004162632A (ja) * | 2002-11-14 | 2004-06-10 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | 組合せピストンリング |
| JP2009121337A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Toyota Motor Corp | ピストン機関及びスターリングエンジン |
| JP2012127392A (ja) * | 2010-12-14 | 2012-07-05 | Tpr Co Ltd | 組合せピストンリング |
| JP2016038091A (ja) * | 2014-08-05 | 2016-03-22 | 道博 藤田 | ファイナルピストンリング |
| JP2017155843A (ja) * | 2016-03-02 | 2017-09-07 | 株式会社サクション瓦斯機関製作所 | ピストンリング構成体 |
| CN110185799A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-08-30 | 帝伯爱尔株式会社 | 密封环的制造方法以及密封环 |
| CN112324524A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-05 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种增压器复合密封环 |
| WO2022056007A3 (en) * | 2020-09-08 | 2022-05-05 | Dover Pumps & Process Solutions Segment, Inc. | Functionally graded composite structures |
| WO2023079784A1 (ja) * | 2021-11-08 | 2023-05-11 | 三菱重工業株式会社 | ピストンリングおよび昇圧ポンプ |
| KR102580752B1 (ko) * | 2023-05-12 | 2023-09-20 | (주)원영씰 | 유압 실린더용 피스톤 씰 |
| US11879447B2 (en) | 2020-09-09 | 2024-01-23 | Waukesha Bearings Corporation | Composite structures for reciprocating gas compressor systems |
-
1997
- 1997-08-12 JP JP21759997A patent/JPH1163226A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051109 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20051206 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060606 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |