JPH1182741A - ピストンと圧縮リングの組合せ - Google Patents
ピストンと圧縮リングの組合せInfo
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- JPH1182741A JPH1182741A JP9255984A JP25598497A JPH1182741A JP H1182741 A JPH1182741 A JP H1182741A JP 9255984 A JP9255984 A JP 9255984A JP 25598497 A JP25598497 A JP 25598497A JP H1182741 A JPH1182741 A JP H1182741A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クロススライダクランク機構によってシリン
ダ内を無潤滑で往復動するピストンに使用できるピスト
ンと圧縮リングの組合せを提供する。 【解決手段】 空気圧縮機において、ピストン１はクロ
ススライダクランク機構によってシリンダ２内を無潤滑
で往復動する。ピストン１はＡｌ合金等で形成する。ピ
ストン１の外周面の２本のリング溝に圧縮リング７，８
を装着し、シリンダ内周面２ａとのシールを行う。圧縮
リング７，８はフッ素樹脂：５−１５％、炭素繊維：３
−１５％、グラファイト：５−１５％、残部：ポリイミ
ド樹脂の組成を有している。ポリイミド樹脂は変性熱可
塑性樹脂が望ましい。シリンダ２は片状黒鉛鋳鉄、球状
黒鉛鋳鉄、鋼、あるいはステンレス鋼からなり、内周面
２ａの表面粗さは１μｍ以下である。
ダ内を無潤滑で往復動するピストンに使用できるピスト
ンと圧縮リングの組合せを提供する。 【解決手段】 空気圧縮機において、ピストン１はクロ
ススライダクランク機構によってシリンダ２内を無潤滑
で往復動する。ピストン１はＡｌ合金等で形成する。ピ
ストン１の外周面の２本のリング溝に圧縮リング７，８
を装着し、シリンダ内周面２ａとのシールを行う。圧縮
リング７，８はフッ素樹脂：５−１５％、炭素繊維：３
−１５％、グラファイト：５−１５％、残部：ポリイミ
ド樹脂の組成を有している。ポリイミド樹脂は変性熱可
塑性樹脂が望ましい。シリンダ２は片状黒鉛鋳鉄、球状
黒鉛鋳鉄、鋼、あるいはステンレス鋼からなり、内周面
２ａの表面粗さは１μｍ以下である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クロススライダク
ランク機構によってシリンダ内を無潤滑で往復動するピ
ストンと圧縮リングの組合せに関する。
ランク機構によってシリンダ内を無潤滑で往復動するピ
ストンと圧縮リングの組合せに関する。
【０００２】
【従来の技術】無潤滑の空気圧縮機は、例えば食品工業
の空気源として使用される。この種の代表的な圧縮機
は、タフラム処理したＡｌシリンダと、フッ素樹脂に各
種の強化繊維あるいは固体潤滑剤を充填材として混入し
た圧縮リングとスカート部にライダーリングを装着した
ピストンとを使用している。そして、実用化している無
潤滑の空気圧縮機のピストン速度（回転数）および圧力
は、合成樹脂リングの耐久性を考慮して、潤滑を行う圧
縮機に比べ極めて低く、例えば、以下の様に設定されて
いる。 ピストン速度：２ｍ／ｓ 定格圧力 ：０．７ＭＰａ また、クランク部も無潤滑にせざるを得ないため、玉軸
受等を使用するので、小型、軽量化が図れていない。
の空気源として使用される。この種の代表的な圧縮機
は、タフラム処理したＡｌシリンダと、フッ素樹脂に各
種の強化繊維あるいは固体潤滑剤を充填材として混入し
た圧縮リングとスカート部にライダーリングを装着した
ピストンとを使用している。そして、実用化している無
潤滑の空気圧縮機のピストン速度（回転数）および圧力
は、合成樹脂リングの耐久性を考慮して、潤滑を行う圧
縮機に比べ極めて低く、例えば、以下の様に設定されて
いる。 ピストン速度：２ｍ／ｓ 定格圧力 ：０．７ＭＰａ また、クランク部も無潤滑にせざるを得ないため、玉軸
受等を使用するので、小型、軽量化が図れていない。
【０００３】他方、中大型のトラックやバスのブレーキ
動力源として、往復動の空気圧縮機が使用されている。
この場合、ブレーキ系統における水分の悪影響を防止す
るため、エアドライヤで圧縮空気中の水分を除去してい
る。しかし、車載用の圧縮機はピストン、ピストンリン
グとシリンダを潤滑しているので、潤滑油が圧縮空気中
に混入し、この油分がエアドライヤを汚す。そして、エ
アドライヤの水分除去性能が低下する。エアドライヤを
定期的に交換しても、潤滑油が圧縮機の吐出弁の近傍で
炭化堆積すると、吐出弁の機能低下が圧縮機性能や耐久
性劣化を引き起こすおそれがある。従って、ブレーキシ
ステムの信頼性を向上する手段として、車載可能な無潤
滑圧縮機が求められている。
動力源として、往復動の空気圧縮機が使用されている。
この場合、ブレーキ系統における水分の悪影響を防止す
るため、エアドライヤで圧縮空気中の水分を除去してい
る。しかし、車載用の圧縮機はピストン、ピストンリン
グとシリンダを潤滑しているので、潤滑油が圧縮空気中
に混入し、この油分がエアドライヤを汚す。そして、エ
アドライヤの水分除去性能が低下する。エアドライヤを
定期的に交換しても、潤滑油が圧縮機の吐出弁の近傍で
炭化堆積すると、吐出弁の機能低下が圧縮機性能や耐久
性劣化を引き起こすおそれがある。従って、ブレーキシ
ステムの信頼性を向上する手段として、車載可能な無潤
滑圧縮機が求められている。
【０００４】無潤滑のピストンリング材料として、 ・充填材としてグラファイトやガラス繊維あるいは炭素
繊維を混合したフッ素樹脂製のリング。 ・フッ素樹脂と熱硬化性樹脂を接合したリング。 ・フッ素樹脂をベースとし、ポリイミド樹脂、固体潤滑
剤（炭素繊維）を混合したリング（特開平６−１２９５
３８号、特開平６−１７２７４５号参照）。 等が知られている。
繊維を混合したフッ素樹脂製のリング。 ・フッ素樹脂と熱硬化性樹脂を接合したリング。 ・フッ素樹脂をベースとし、ポリイミド樹脂、固体潤滑
剤（炭素繊維）を混合したリング（特開平６−１２９５
３８号、特開平６−１７２７４５号参照）。 等が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、中大型トラッ
クに車載する圧縮機は、小型・軽量でしかも高速・高圧
対応が可能でなければならない。このため、圧縮リング
に加わる負荷が大きいので、限界ＰＶ値の低い前述した
合成樹脂リングを使用できない。
クに車載する圧縮機は、小型・軽量でしかも高速・高圧
対応が可能でなければならない。このため、圧縮リング
に加わる負荷が大きいので、限界ＰＶ値の低い前述した
合成樹脂リングを使用できない。
【０００６】本発明の課題は、クロススライダクランク
機構によってシリンダ内を無潤滑で往復動するピストン
に使用できるピストンと圧縮リングの組合せを提供する
ことである。
機構によってシリンダ内を無潤滑で往復動するピストン
に使用できるピストンと圧縮リングの組合せを提供する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、クロススライ
ダクランク機構によってシリンダ内を無潤滑で往復動す
るピストンと、このピストンに装着する圧縮リングの組
合せであって、前記圧縮リングが、 フッ素樹脂 ：５−１５％ 炭素繊維 ：３−１５％ グラファイト ：５−１５％ ポリイミド樹脂：残部 の組成を有することを特徴とする。
ダクランク機構によってシリンダ内を無潤滑で往復動す
るピストンと、このピストンに装着する圧縮リングの組
合せであって、前記圧縮リングが、 フッ素樹脂 ：５−１５％ 炭素繊維 ：３−１５％ グラファイト ：５−１５％ ポリイミド樹脂：残部 の組成を有することを特徴とする。
【０００８】上記シリンダは片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳
鉄、鋼、あるいはステンレス鋼製で、内周面の表面粗さ
は１μｍ以下であるのが望ましい。
鉄、鋼、あるいはステンレス鋼製で、内周面の表面粗さ
は１μｍ以下であるのが望ましい。
【０００９】クロススライダクランク機構によって駆動
されるピストンは、単純に正弦運動する。このため、従
来のクランク機構によって駆動されるピストンに作用す
るスラスト力が、本発明の圧縮リングには加わらない。
このため、圧縮リングに加わる負荷が軽減されるので、
リングの摩耗量は、従来のクランク機構によって駆動さ
れるピストンに装着するリングに比べると、大幅に低減
する。さらに、ライダリングは必要としない。
されるピストンは、単純に正弦運動する。このため、従
来のクランク機構によって駆動されるピストンに作用す
るスラスト力が、本発明の圧縮リングには加わらない。
このため、圧縮リングに加わる負荷が軽減されるので、
リングの摩耗量は、従来のクランク機構によって駆動さ
れるピストンに装着するリングに比べると、大幅に低減
する。さらに、ライダリングは必要としない。
【００１０】ポリイミド樹脂は、圧縮リングの主要部を
なし、リングに耐熱性と限界ＰＶ値向上を与える。本発
明では、炭素繊維等の充填材の添加量が多いので、一様
な分散状態を得るために、変性して熱可塑性としたポリ
イミド樹脂を使用することにより、射出成形ができるよ
うにすることが好ましい。
なし、リングに耐熱性と限界ＰＶ値向上を与える。本発
明では、炭素繊維等の充填材の添加量が多いので、一様
な分散状態を得るために、変性して熱可塑性としたポリ
イミド樹脂を使用することにより、射出成形ができるよ
うにすることが好ましい。
【００１１】フッ素樹脂は、グラファイトと共にリング
に自己潤滑性を与える他、摩擦係数低減に効果がある。
フッ素樹脂の比率が５％未満であると摩擦係数低減効果
が小さく、１５％を越えるとリングの強度低下が著しく
なる。よって、フッ素樹脂の組成範囲は、５−１５％と
する。より好ましいフッ素樹脂の組成範囲は、７−１３
％である。
に自己潤滑性を与える他、摩擦係数低減に効果がある。
フッ素樹脂の比率が５％未満であると摩擦係数低減効果
が小さく、１５％を越えるとリングの強度低下が著しく
なる。よって、フッ素樹脂の組成範囲は、５−１５％と
する。より好ましいフッ素樹脂の組成範囲は、７−１３
％である。
【００１２】グラファイトはフッ素樹脂と共にリングに
自己潤滑性を与える他、耐焼付性の作用を果たす。グラ
ファイトの比率が５％未満であると摩擦係数低減効果が
小さく、１５％を越えるとリングの強度低下が著しくな
る。よって、グラファイトの組成範囲は、５−１５％と
する。より好ましいグラファイトの組成範囲は、１０−
１５％である。
自己潤滑性を与える他、耐焼付性の作用を果たす。グラ
ファイトの比率が５％未満であると摩擦係数低減効果が
小さく、１５％を越えるとリングの強度低下が著しくな
る。よって、グラファイトの組成範囲は、５−１５％と
する。より好ましいグラファイトの組成範囲は、１０−
１５％である。
【００１３】炭素繊維は、リング材の機械的性質の向上
と耐熱性の向上効果がある。炭素繊維の比率が３％未満
であるとリング強度の向上効果が小さく、１５％を越え
ると潤滑性能の低下をきたす。よって、炭素繊維の組成
範囲は、３−１５％とする。より好ましい炭素繊維の組
成範囲は、１０−１５％である。
と耐熱性の向上効果がある。炭素繊維の比率が３％未満
であるとリング強度の向上効果が小さく、１５％を越え
ると潤滑性能の低下をきたす。よって、炭素繊維の組成
範囲は、３−１５％とする。より好ましい炭素繊維の組
成範囲は、１０−１５％である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図４により説明する。
〜図４により説明する。
【００１５】ピストン１がシリンダ２内を往復動する空
気圧縮機において、シリンダ２の上面にはヘッド部３が
固定されており、ヘッド部３には空気の吸入口４と圧縮
空気の吐出口５とが設けられている。吸入口４と吐出口
５はそれぞれ空気通路によってシリンダ２内と連通して
おり、吸入弁と吐出弁が所定位置に配設されている。
気圧縮機において、シリンダ２の上面にはヘッド部３が
固定されており、ヘッド部３には空気の吸入口４と圧縮
空気の吐出口５とが設けられている。吸入口４と吐出口
５はそれぞれ空気通路によってシリンダ２内と連通して
おり、吸入弁と吐出弁が所定位置に配設されている。
【００１６】シリンダ２内に挿入されているピストン１
の底面の中央部にはピストンロッド６の一端が固定され
ており、ピストン１はクロススライダクランク機構によ
ってシリンダ２内を往復動するように構成されている。
ピストン１はＡｌ合金等で形成されている。ピストン１
の外周面には２本のリング溝が形成されており、各リン
グ溝にはそれぞれ圧縮リング７，８が装着され、シリン
ダ２の内周面２ａとのシールを行う。
の底面の中央部にはピストンロッド６の一端が固定され
ており、ピストン１はクロススライダクランク機構によ
ってシリンダ２内を往復動するように構成されている。
ピストン１はＡｌ合金等で形成されている。ピストン１
の外周面には２本のリング溝が形成されており、各リン
グ溝にはそれぞれ圧縮リング７，８が装着され、シリン
ダ２の内周面２ａとのシールを行う。
【００１７】圧縮リング７，８は、 フッ素樹脂 ：５−１５％ 炭素繊維 ：３−１５％ グラファイト ：５−１５％ ポリイミド樹脂：残部（変性熱可塑性樹脂が望ましい） の組成を有している。
【００１８】また、圧縮リング７，８の合口形状は、図
４に示されているようにガスタイトの形状を有してい
る。図４は一方の圧縮リング７を示しているが、他方の
圧縮リング８も同じように構成されている。すなわち、
一方の合口端部には外周面と下面と合口端面９に開放さ
れている切欠部１０が形成されており、切欠部１０の断
面形状は略長方形形状に形成されている。他方の合口端
部には、合口端面１１から一方の合口端部の切欠部１０
に挿入される突出端部１２が突出形成されており、突出
端部１２の断面形状は切欠部１０と略同じ大きさ、形状
に形成されている。他方の合口端部は内周側が少し切欠
されている。したがって、使用状態においては、両合口
端面９，１１が若干の隙間を有するようにしてピストン
１のリング溝内に装着されている。突出端部１２の端面
と切欠部１０の対向面との間も若干の隙間を有してい
る。合口形状を上記のようにガスタイトの形状に構成す
ると、圧縮リング７，８の外周面に多少の摩耗を生じて
も、合口が開くことがないので、圧縮機の性能低下を抑
制できる。
４に示されているようにガスタイトの形状を有してい
る。図４は一方の圧縮リング７を示しているが、他方の
圧縮リング８も同じように構成されている。すなわち、
一方の合口端部には外周面と下面と合口端面９に開放さ
れている切欠部１０が形成されており、切欠部１０の断
面形状は略長方形形状に形成されている。他方の合口端
部には、合口端面１１から一方の合口端部の切欠部１０
に挿入される突出端部１２が突出形成されており、突出
端部１２の断面形状は切欠部１０と略同じ大きさ、形状
に形成されている。他方の合口端部は内周側が少し切欠
されている。したがって、使用状態においては、両合口
端面９，１１が若干の隙間を有するようにしてピストン
１のリング溝内に装着されている。突出端部１２の端面
と切欠部１０の対向面との間も若干の隙間を有してい
る。合口形状を上記のようにガスタイトの形状に構成す
ると、圧縮リング７，８の外周面に多少の摩耗を生じて
も、合口が開くことがないので、圧縮機の性能低下を抑
制できる。
【００１９】シリンダ２は下端部が底付円筒１３内に挿
入されて支持され、底付円筒１３はクランクケース１４
の上面に固定されている。シリンダ２は片状黒鉛鋳鉄、
球状黒鉛鋳鉄、鋼、あるいはステンレス鋼等から形成さ
れており、シリンダ２の内周面２ａの表面粗さは１μｍ
以下にされている。
入されて支持され、底付円筒１３はクランクケース１４
の上面に固定されている。シリンダ２は片状黒鉛鋳鉄、
球状黒鉛鋳鉄、鋼、あるいはステンレス鋼等から形成さ
れており、シリンダ２の内周面２ａの表面粗さは１μｍ
以下にされている。
【００２０】クランクケース１４内にはクランクシャフ
ト１５がピストン１の運動方向（以下、上下方向とす
る。）に対して直角方向に配されて両端部を軸受１６に
よって回転自在に支持されている。クランクシャフト１
５は一端がクランクケース１４から外側に突出してお
り、図示外の駆動源によって回転駆動される。
ト１５がピストン１の運動方向（以下、上下方向とす
る。）に対して直角方向に配されて両端部を軸受１６に
よって回転自在に支持されている。クランクシャフト１
５は一端がクランクケース１４から外側に突出してお
り、図示外の駆動源によって回転駆動される。
【００２１】クランクシャフト１５はクランクケース１
４内に一対のクランクアーム１７を有しており、一対の
クランクアーム１７の間に連結されているクランクピン
１８にスライダ１９が回転可能に取り付けられている。
スライダ１９はクランクシャフト１５方向に見て略正方
形形状のブロック体で、上下に２分割されており、中央
部に形成されているピン孔の内周にメタル２０が固定さ
れて、クランクピン１８に回転自在に組み付けられてい
る。
４内に一対のクランクアーム１７を有しており、一対の
クランクアーム１７の間に連結されているクランクピン
１８にスライダ１９が回転可能に取り付けられている。
スライダ１９はクランクシャフト１５方向に見て略正方
形形状のブロック体で、上下に２分割されており、中央
部に形成されているピン孔の内周にメタル２０が固定さ
れて、クランクピン１８に回転自在に組み付けられてい
る。
【００２２】スライダ１９の周囲にはスライダフレーム
２１が配置されている。スライダフレーム２１はクラン
クシャフト１５方向に見て横長の長方形形状の枠体であ
り、横長の長方形の窓孔２２は高さがスライダ１９の高
さと略同じで、横幅はスライダ１９の横幅よりも長い寸
法を有している。このスライダフレーム２１の窓孔２２
にクランクピン１８に取り付けられているスライダ１９
が窓孔２２内をピストン１の運動方向に対して直角方向
に摺動可能に装着されている。
２１が配置されている。スライダフレーム２１はクラン
クシャフト１５方向に見て横長の長方形形状の枠体であ
り、横長の長方形の窓孔２２は高さがスライダ１９の高
さと略同じで、横幅はスライダ１９の横幅よりも長い寸
法を有している。このスライダフレーム２１の窓孔２２
にクランクピン１８に取り付けられているスライダ１９
が窓孔２２内をピストン１の運動方向に対して直角方向
に摺動可能に装着されている。
【００２３】スライダフレーム２１はクランクケース１
４内を上下方向に往復動可能に一対のガイド棒２３，２
４によって支持されている。一対のガイド棒２３，２４
はクランクケース１４内を上下方向に延びてクランクケ
ース１４に固定されており、スライダフレーム２１の長
手方向における両端部に上下方向に形成されているガイ
ド棒挿通孔２５，２６をそれぞれ挿通している。スライ
ダフレーム２１は一対のガイド棒挿通孔２５，２６の各
上下端部にそれぞれブシュ２７，２８を装着しており、
ブシュ２７，２８が各ガイド棒２３，２４を摺動可能に
支持している。
４内を上下方向に往復動可能に一対のガイド棒２３，２
４によって支持されている。一対のガイド棒２３，２４
はクランクケース１４内を上下方向に延びてクランクケ
ース１４に固定されており、スライダフレーム２１の長
手方向における両端部に上下方向に形成されているガイ
ド棒挿通孔２５，２６をそれぞれ挿通している。スライ
ダフレーム２１は一対のガイド棒挿通孔２５，２６の各
上下端部にそれぞれブシュ２７，２８を装着しており、
ブシュ２７，２８が各ガイド棒２３，２４を摺動可能に
支持している。
【００２４】ピストン１底部に固定されて下方に延びる
ピストンロッド６は、シリンダ２の下端から底付円筒１
３の底部とクランクケース１４の上面部とに形成されて
いる貫通孔２９，３０を挿通して、クランクケース１４
内のスライダフレーム２１の上面中央部に連結固定され
ている。
ピストンロッド６は、シリンダ２の下端から底付円筒１
３の底部とクランクケース１４の上面部とに形成されて
いる貫通孔２９，３０を挿通して、クランクケース１４
内のスライダフレーム２１の上面中央部に連結固定され
ている。
【００２５】クランクケース１４内の摺動部分は、ガイ
ド棒２３，２４、スライダフレーム２１、クランクシャ
フト１５、メタル２０、スライダ１９等に形成されてい
る油路を通じて潤滑されるように構成されており、ピス
トン１は更にピストンロッド６等に形成されている油路
を通じて油冷却されるように構成されている。
ド棒２３，２４、スライダフレーム２１、クランクシャ
フト１５、メタル２０、スライダ１９等に形成されてい
る油路を通じて潤滑されるように構成されており、ピス
トン１は更にピストンロッド６等に形成されている油路
を通じて油冷却されるように構成されている。
【００２６】しかしながら、シリンダ２内は無潤滑油状
態にされている。すなわち、シリンダ２下方の底付円筒
１３の貫通孔２９の周囲の底部内面に形成されている環
状凹部３１にオイルシール３２が装着され、オイルシー
ル３２の内周がピストンロッド６の外周に接触されてシ
ールし、クランクケース１４内の潤滑油がシリンダ２内
に供給されないようにしている。したがって、圧縮リン
グ７，８は無潤滑でシリンダ内周面２ａと摺動する。
態にされている。すなわち、シリンダ２下方の底付円筒
１３の貫通孔２９の周囲の底部内面に形成されている環
状凹部３１にオイルシール３２が装着され、オイルシー
ル３２の内周がピストンロッド６の外周に接触されてシ
ールし、クランクケース１４内の潤滑油がシリンダ２内
に供給されないようにしている。したがって、圧縮リン
グ７，８は無潤滑でシリンダ内周面２ａと摺動する。
【００２７】以下、作用を説明する。
【００２８】クランクシャフト１５が図示外の駆動源に
よって回転駆動されると、クランクピン１８に装着され
たスライダ１９がクランクシャフト１５の中心回りに円
軌道を描いて移動する。この際、スライダ１９が円軌道
を移動することによって、スライダ１９はスライダフレ
ーム２１の窓孔２２内を摺動し、これに伴ってスライダ
フレーム２１はピストン１の運動方向に正弦による直線
運動を行う。その結果、スライダフレーム２１に連結固
定されているピストンロッド６を介してピストン１がシ
リンダ２内を往復運動し、ピストン１の下降によって空
気が吸入口４から吸入弁を通ってシリンダ２内に吸入さ
れ、その空気はピストン１の上昇によって圧縮され、圧
縮された空気は吐出弁を通って吐出口５から吐出され
る。
よって回転駆動されると、クランクピン１８に装着され
たスライダ１９がクランクシャフト１５の中心回りに円
軌道を描いて移動する。この際、スライダ１９が円軌道
を移動することによって、スライダ１９はスライダフレ
ーム２１の窓孔２２内を摺動し、これに伴ってスライダ
フレーム２１はピストン１の運動方向に正弦による直線
運動を行う。その結果、スライダフレーム２１に連結固
定されているピストンロッド６を介してピストン１がシ
リンダ２内を往復運動し、ピストン１の下降によって空
気が吸入口４から吸入弁を通ってシリンダ２内に吸入さ
れ、その空気はピストン１の上昇によって圧縮され、圧
縮された空気は吐出弁を通って吐出口５から吐出され
る。
【００２９】この際、クランクケース１４内の各部材の
摺動部分は潤滑されるが、シリンダ２内はオイルシール
３２によってシールされ、無潤滑油状態になっているた
め、圧縮空気に潤滑油が混入するのが防止される。
摺動部分は潤滑されるが、シリンダ２内はオイルシール
３２によってシールされ、無潤滑油状態になっているた
め、圧縮空気に潤滑油が混入するのが防止される。
【００３０】以下、本発明における圧縮リングが優秀で
あることを、実機による圧縮リングの耐久試験によって
示す。
あることを、実機による圧縮リングの耐久試験によって
示す。
【００３１】使用した圧縮機は上記で説明したものであ
り、圧縮機の主要な諸元は以下の通りである。 ・シリンダ： シリンダ径：８５ｍｍ シリンダは鋳鉄製で、内周面を０．８μＲmax の表面粗
さに研磨加工した。表面粗さが粗いと樹脂リングの摩耗
量が増加するので、１．０μＲmax 以下とすることが好
ましい。 ・ピストン： ストローク：６０ｍｍ ピストンはクロススライダクランク機構によって単純な
正弦運動を行う。ピストン材質は鋳造用Ａｌ合金であ
る。なお、ピストンロッドを通じて油冷却を行ってい
る。 ・圧縮リング： リング配置：２本 表１に示す組成を有する樹脂リングを試験に供した。リ
ングの合口形状は図４に示すガスタイトの形状である。
り、圧縮機の主要な諸元は以下の通りである。 ・シリンダ： シリンダ径：８５ｍｍ シリンダは鋳鉄製で、内周面を０．８μＲmax の表面粗
さに研磨加工した。表面粗さが粗いと樹脂リングの摩耗
量が増加するので、１．０μＲmax 以下とすることが好
ましい。 ・ピストン： ストローク：６０ｍｍ ピストンはクロススライダクランク機構によって単純な
正弦運動を行う。ピストン材質は鋳造用Ａｌ合金であ
る。なお、ピストンロッドを通じて油冷却を行ってい
る。 ・圧縮リング： リング配置：２本 表１に示す組成を有する樹脂リングを試験に供した。リ
ングの合口形状は図４に示すガスタイトの形状である。
【００３２】耐久試験の試験条件は、以下の通りであ
る。 回転数 ：３０００ｒｐｍ エアタンク圧力：０．９２ＭＰａ
る。 回転数 ：３０００ｒｐｍ エアタンク圧力：０．９２ＭＰａ
【００３３】上記の条件で、圧縮機を５０時間運転した
後、分解してシリンダ内周面とピストンのリング溝の摺
動面を観察し、圧縮リングの外周面と上下面の摩耗量を
測定した。結果を表１に示す。
後、分解してシリンダ内周面とピストンのリング溝の摺
動面を観察し、圧縮リングの外周面と上下面の摩耗量を
測定した。結果を表１に示す。
【００３４】 注１：比較例２および比較例４−７ならびに実施例１−８のポリイミド樹脂は 変性熱可塑性樹脂であり、比較例３のポリイミド樹脂は熱硬化性樹脂で ある。 注２：比較例４はピストンアタックがあり、比較例５および比較例６はピスト ンアタックとシリンダアタックが見られた。 注３：比較例７は、従来のクランク機構の無潤滑圧縮機で試験した。
【００３５】試験結果は以下のように総括できる。 １．比較例１，２は、フッ素樹脂ベースのリングであっ
て、実施例のリングに比べて耐摩耗性が劣る。 ２．比較例３は、熱硬化性のポリイミド樹脂ベースで、
かつ、炭素繊維を含んでいないリングであって、実施例
のリングに比べて耐摩耗性が劣る。 ３．比較例４，５，６のように、フッ素樹脂を含まない
リングは、Ａｌピストンアタックが激しい。 ４．比較例７は、実施例の圧縮機のクロススライダクラ
ンク機構を従来のクランク機構に代えた無潤滑圧縮機で
試験したものであるが、ピストンスラップが存在するの
で、リング摩耗が大きい。 ５．実施例のリングは、いずれも耐摩耗性が優れ、か
つ、ピストンアタックやシリンダアタックがない。
て、実施例のリングに比べて耐摩耗性が劣る。 ２．比較例３は、熱硬化性のポリイミド樹脂ベースで、
かつ、炭素繊維を含んでいないリングであって、実施例
のリングに比べて耐摩耗性が劣る。 ３．比較例４，５，６のように、フッ素樹脂を含まない
リングは、Ａｌピストンアタックが激しい。 ４．比較例７は、実施例の圧縮機のクロススライダクラ
ンク機構を従来のクランク機構に代えた無潤滑圧縮機で
試験したものであるが、ピストンスラップが存在するの
で、リング摩耗が大きい。 ５．実施例のリングは、いずれも耐摩耗性が優れ、か
つ、ピストンアタックやシリンダアタックがない。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ク
ロススライダクランク機構によってシリンダ内を無潤滑
で往復動するピストンに使用できるピストンと圧縮リン
グの組合せを提供することができ、車載可能な無潤滑圧
縮機を実現でき、ブレーキシステムの信頼性を高めるこ
とが可能となる。
ロススライダクランク機構によってシリンダ内を無潤滑
で往復動するピストンに使用できるピストンと圧縮リン
グの組合せを提供することができ、車載可能な無潤滑圧
縮機を実現でき、ブレーキシステムの信頼性を高めるこ
とが可能となる。
【図１】本発明の一実施形態を示し、圧縮機の一部断面
正面図である。
正面図である。
【図２】（ａ）は圧縮機の一部分を示す一部断面右側面
図、（ｂ）はスライダの平面図である。
図、（ｂ）はスライダの平面図である。
【図３】クランクケース部分を示す一部断面平面図であ
る。
る。
【図４】圧縮リングを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は
正面図、（ｃ）は合口部分の拡大斜視図である。
正面図、（ｃ）は合口部分の拡大斜視図である。
１…ピストン、２…シリンダ、２ａ…内周面、３…ヘッ
ド部、４…吸入口、５…吐出口、６…ピストンロッド、
７，８…圧縮リング、９，１１…合口端面、１０…切欠
部、１２…突出端部、１３…底付円筒、１４…クランク
ケース、１５…クランクシャフト、１６…軸受、１７…
クランクアーム、１８…クランクピン、１９…スライ
ダ、２０…メタル、２１…スライダフレーム、２２…窓
孔、２３，２４…ガイド棒、２５，２６…ガイド棒挿通
孔、２７，２８…ブシュ、２９，３０…貫通孔、３１…
環状凹部、３２…オイルシール。
ド部、４…吸入口、５…吐出口、６…ピストンロッド、
７，８…圧縮リング、９，１１…合口端面、１０…切欠
部、１２…突出端部、１３…底付円筒、１４…クランク
ケース、１５…クランクシャフト、１６…軸受、１７…
クランクアーム、１８…クランクピン、１９…スライ
ダ、２０…メタル、２１…スライダフレーム、２２…窓
孔、２３，２４…ガイド棒、２５，２６…ガイド棒挿通
孔、２７，２８…ブシュ、２９，３０…貫通孔、３１…
環状凹部、３２…オイルシール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｋ 309:04
Claims (3)
- 【請求項１】 クロススライダクランク機構によってシ
リンダ内を無潤滑で往復動するピストンと、このピスト
ンに装着する圧縮リングの組合せであって、 前記圧縮リングが、 フッ素樹脂 ：５−１５％ 炭素繊維 ：３−１５％ グラファイト ：５−１５％ ポリイミド樹脂：残部 の組成を有することを特徴とするピストンと圧縮リング
の組合せ。 - 【請求項２】 前記ポリイミド樹脂が変性熱可塑性樹脂
であることを特徴とする請求項１記載のピストンと圧縮
リングの組合せ。 - 【請求項３】 前記シリンダが片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛
鋳鉄、鋼、あるいはステンレス鋼製であり、内周面の表
面粗さが１μｍ以下であることを特徴とする請求項１ま
たは２記載のピストンと圧縮リングの組合せ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9255984A JPH1182741A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | ピストンと圧縮リングの組合せ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9255984A JPH1182741A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | ピストンと圧縮リングの組合せ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182741A true JPH1182741A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17286300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9255984A Pending JPH1182741A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | ピストンと圧縮リングの組合せ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1182741A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003065864A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | 摩擦力測定装置 |
| JP2007192242A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Mitsui Chemicals Inc | 溶融成形可能な熱可塑性ポリイミド樹脂からなるピストンリング |
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| JPH0942447A (ja) * | 1995-08-04 | 1997-02-14 | Nippon Parkerizing Co Ltd | 摺動部材の組合せ |
-
1997
- 1997-09-04 JP JP9255984A patent/JPH1182741A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060811 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061010 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070306 |