JPH0334515Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 本考案は、無給油式往復圧縮機のピストンのピ
ストンリングに関し更に詳しくは、ピストンリン
グの切欠き部からのガスの漏洩の少いピストンリ
ングの構造に関するものである。

(b) 従来の技術 無給油式の往復圧縮機のシリンダ内面とピスト
ンの外径との間には焼付を防止するるために第４
図に示すように、約１mm程度の間隔ｄを設ける必
要がある。そしてこのピストン１に嵌合するピス
トンリング２は第３図ａに示すように、環の１個
所を切り欠くか又は、第３図ｂに示すように環を
３個所で切断して、３分割したピストンリングが
用いられている。フツ素樹脂等の弾性材料よりな
るピストンリングは１個所で切り欠いたものが用
いられ、カーボン等の硬質材料よりなるピストン
リングは、３分割したものが用いられている。第
４図は従来のピストンのピストンリングを嵌合し
た部分の拡大断面図であるが、２は１ケ所又は３
ケ所で切欠いたピストンリングであり、ピストン
リングの内側に嵌合したテンシヨンリング３によ
りピストンリングは拡径する方向に付勢されて、
シリンダ４内面に密接しつつ摺動する。

(c) 考案が解決すべき問題点 上記従来の無給油式往復圧縮機のピストンで
は、第６図のAA断面図に示すように、ピストン
リング２の切欠き部５では、ピストンとシリンダ
の間〓６を通してガスが漏洩し、圧縮機の効率が
低下する。そのガスが漏洩する部分の断面積Ｓ
は、ピストンとシリンダの間〓をｄ、切欠き部の
幅をＷとすれが Ｓ＝ｄ×Ｗ となりガスの漏洩量はこの断面積に比例すると考
えられる。

所でピストンリング２はテンシヨンリング３に
より拡径する方向に付勢されているから、ピスト
ンリング２が摩耗するにつれてピストンリングは
徐々に拡がる。その結果切欠き部５の幅Ｗは段々
と拡がり、ガスの漏洩断面積Ｓは益々拡大してガ
スの漏洩量が更に増加するという問題点があつ
た。

従つて本考案は無給油式の圧縮機に於いてガス
の漏洩の少いピストンリングを提供することを目
的とする。

上記従来の無給油式圧縮機のピストンリングの
問題点に鑑み、本考案者は既実願第60−111541号
において、無給油式の往復圧縮機のピストンリン
グとして、第５図に示す如く１個所又は２個所以
上に切欠き部を設けたカツトピストンリング７を
圧縮機の高圧側に、外径がシリンダ内径にほぼ等
しく切欠きのない環状のエンドレスピストンリン
グ８を低圧側にして両ピストンリングを互に重ね
合わせて用いることを開示した。この第５図のピ
ストンリング機構ではカツトピストンリング７は
第７図に示すように内側より環状のテンシヨンリ
ング３により拡径する方向に付勢されているが、
更に高圧側からの流体圧が間〓６を経てカツトピ
ストンリング７の内側に加わり、カツトピストン
リング７を外側に強く押圧する。

この結果、シリンダ４内面とカツトピストンリ
ング７の間の摺動摩擦力が大きくなり、カツトピ
ストンリング７が早期に摩耗するという問題があ
つた。

(d) 問題点を解決するための手段 上記問題点を解決すべく本考案者が研究を重ね
た結果、切欠き部を有するカツトピストンリング
を低圧側に切欠き部のない環状のエンドレスピス
トンリングを高圧側にして両ピストンリングを重
ね合せて用いることにより、カツトピストンリン
グの内側に高圧側の流体圧が加わるのを避け、ピ
ストンリングの摩耗を軽減しうることを見出し本
考案を完成するに到つた。

即ち、本考案は、無給油式の往復圧縮機に於い
て、１個所又は２個所以上の切欠き部を設けたカ
ツトピストンリングを圧縮機の低圧側に、外径が
シリンダ内径にほぼ等しく切欠き部のない環状の
エンドレスピストンリングを高圧側にして、両ピ
ストンリングを互に重ね合わせて、ピストンのピ
ストンリング嵌合溝に嵌合したことを特徴とする
ピストンリングを要旨とする。

次に図面により本考案の内容を詳細に説明す
る。第１図は本考案のピストンリングを嵌合した
ピストンの一部断面図、第７図は同BB断面図、
第８図は同CC断面図、第９図は第１図の一部拡
大断面図である。図面に於いて、７は１個所又は
３個所で切欠いたカツトピストンリングであり、
その内側の環状ばねよりなるテンシヨンリング３
により拡径する方向に付勢されている。８は切欠
きのない環状のエンドレスピストンリングであつ
て、カツトピストンリング７とエンドレスピスト
ンリング８とをエンドレスピストンリング８が高
圧側になるように重ね合せて、ピストン１上にデ
イスタンスリング１０により形成されたピストン
リング嵌合溝９に装着する。

１１はピストンリング嵌合溝９のエンドレスピ
ストンリング８に面する側面に設けたＯリング溝
であつて、これに嵌合したＯリング１２によりピ
ストンリング嵌合溝９の側面とエンドレスピスト
ンリングの間を完全にシールすることができる。

しかし、デイスタンスリング１０の厚さ即ち、
ピストンリング嵌合溝９の幅が、カツトピストン
リング７とエンドレスピストンリング８を重ねた
厚みに殆ど等しくなるようにし、両ピストンリン
グ７，８とピストンリング嵌合溝９の側面との間
〓が極めて小さくなるようにしておけば、Ｏリン
グ１２は必ずしも必要でない。カツトピストンリ
ング７はポリテトラフルオロエチレン等のフツ素
樹脂、カーボン繊維入りのエポキシ樹脂、ポリイ
ミド樹脂又はカーボン等の通常の無給油式のピス
トンリングに用いられる材質のものが用いられ
る。カーボン等の硬質材料の場合は、カツトピス
トンリング７は３個所で切欠いて３分割したもの
が用いられ、フツ素樹脂等の軟質材料の場合は１
個所のみを切欠いたカツトピストンリング７が用
いられる。エンドレスピストンリング８には熱膨
張係数の小さい、自己潤滑性の材料が用いられ、
例えばカーボン繊維で補強したエポキシ樹脂やカ
ーボン等が用いられる。エンドレスピストンリン
グ８の外径はシリンダ内面との間〓ができるだけ
小さくなるように製作される。

第１０図は、本考案のピストンリング機構のカ
ツトピストンリング７及びエンドレスピストンリ
ング８の別の実施態様を示す。ここで、エンドレ
スピストンリング８の内側に環状の段部１３を設
け、カツトピストンリング７の外側にも環状の段
部１４を設け、両段部１３，１４が幅ａの環状の
間〓１５を隔てて互に嵌合する。

(e) 作用 本考案のピストンリングを往復圧縮機のピスト
ンに装着するとピストンを作動したとき、高圧側
のガスの圧力によりエンドレスピストンリング８
と切欠き部を有するピストンリング７が互に密着
してピストンリング嵌合溝９の片面に押圧され、
カツトピストンリング７はテンシヨンリング３に
よりシリンダ４内面に押しつけられつつ摺動す
る。エンドレスピストンリング８はシリンダ４内
面との間に微小な間〓を有するのみであるから、
第７図に示す如く、ピストンリング７の切欠き部
５の間〓の大部分はエンドレスピストンリング８
により塞がれ、ピストンリング７の切欠き部５を
通して漏洩する高圧ガスの量は大幅に減少する。

エンドレスピストンリング８により高圧側の流
体圧がカツトピストンリング７の内側に加わるの
を遮断するのでその高圧の流体圧により、カツト
ピストンリング７がシリンダ４内面に強く押圧さ
れることがなく、そのカツトピストンリング７の
摩耗が少ない。

又エンドレスピストンリング８はシリンダ４内
面との間に僅かの間〓を有し、摺動時にシリンダ
内面に強く押圧されることはない。従つてエンド
レスピストンリング８の摩耗は少くシリンダ４内
面との間〓は常に微小間〓に保たれる。

更に、エンドレスピストンリング８とピストン
リング嵌合溝９の間にＯリング１２を設けると高
圧側流体圧が、カツトピストンリング７の内側に
加わるのを完全に防止することができる。

第１０図に示すようにエンドレスピストンリン
グ８の内側及び、カツトピストンリング７の外側
にそれぞれ環状の段部１３，１４を設け、互に嵌
合すれば、カツトピストンリング７が内側のテン
シヨンリング３により拡径する方向に付勢され、
シリンダ４内面に摺動して、カツトピストンリン
グ７の外周面が徐々に摩耗したとき、段部１３，
１４の間〓１５がなくなつて、段部１３，１４の
円筒面が当接するとそれ以上、カツトピストンリ
ング７は拡がることができないので、カツトピス
トンリング７の摩耗は停止する。カツトピストン
リング７及びエンドレスピストンリング８に段部
１３，１４を設けてなければ、カツトピストンリ
ング７が摩耗しつづけると、ついにはテンシヨン
リング３が、シリンダ４の内面に直接摺動するに
到り、シリンダ４の内面を著しく損傷する。

第１０図に示す段部１３，１４は何らかの原因
で、カツトピストンリング７の摩耗が加速された
場合にも上記の如くシリンダ４内面を損傷する虞
れがないので、長期間連続して安全にピストンリ
ングを使用することができる。

(f) 考案の効果 本考案のピストンリング機構を無給油式の往復
圧縮機のピストンリングとして使用すれば、高圧
側のガスの漏洩が少くなり、圧縮機の効率が向上
する。

カツトピストンリングがピストン内面に強く押
圧されず、その摩耗が少なく、ピストンリングの
寿命を延ばすことができる。更に切欠き部を設け
たピストンリングが摩耗して切欠き部の間〓が大
きくなつても、その間〓を通して漏洩する高圧ガ
スの量を少く抑えることができるので、ピストン
リングの寿命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のピストンリング機構を装着し
たピストンの一例の断面図、第２図は従来のピス
トンリングを備えたピストンの断面図、第３図は
従来のピストンリングの平面図、第４図は従来の
ピストンリングを備えたピストンの一部拡大断面
図、第５図は先願のピストンリング機構を装置し
たピストンの断面図である。第６図は第２図にお
けるAA断面図、第７図は第１図及び第５図にお
けるBB断面図、第８図は第１図及び第５図にお
けるCC断面図、第９図は第１図における一部拡
大断面図である。第１０図は本考案のピストンリ
ング機構の別の実施態様の断面図である。 １…ピストン、２…ピストンリング、３…テン
シヨンリング、４…シリンダ、５…切欠き部、６
…間〓、７…カツトピストンリング、８…エンド
レスピストンリング、９…ピストンリング嵌合
溝、１０…デイスタンスリング、１１…Ｏリング
溝、１２…Ｏリング、１３，１４…段部、１５…
間〓。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 無給油式往復圧縮機に於いて、環を１個所又
   は２個所以上で切欠いたカツトピストンリング
   を低圧側に、外径がシリンダ内径にほぼ等しく
   切欠き部のない環状のエンドレスピストンリン
   グを高圧側に配置して両ピストンリングを互に
   重ね合わせて、ピストンのピストンリング嵌合
   溝に嵌合したことを特徴とするピストンリング
   機溝。 (2) 該エンドレスピストンリングとこれに面する
   ピストンリング嵌合溝側面の間にＯリングを設
   けてシールした実用新案登録請求の範囲第１項
   記載のピストンリング機構。 (3) 該カツトピストンリングの外周及び該エンド
   レスピストンリングの内周にそれぞれ互に環状
   の間〓を有して嵌合する環状の段部を設けた実
   用新案登録請求の範囲第１項記載のピストンリ
   ング機構。