JP5725093B2

JP5725093B2 - High pressure locking piston

Info

Publication number: JP5725093B2
Application number: JP2013151762A
Authority: JP
Inventors: 政敏浅井; 紘之福本
Original assignee: Max Co Ltd
Current assignee: Max Co Ltd
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2029-07-02
Also published as: JP2013253698A

Description

本発明は、高圧対応のロッキングピストンに関する。 The present invention relates to a locking piston for high pressure.

一般に、多段圧縮機は大気圧を低圧用の圧縮機によって圧縮した後、圧縮された空気を高圧用の圧縮機によってさらに圧縮してより高圧に昇圧させる多段圧縮機が知られている。 In general, a multi-stage compressor is known in which the atmospheric pressure is compressed by a low-pressure compressor and then the compressed air is further compressed by a high-pressure compressor to increase the pressure to a higher pressure.

圧縮機に使用されるピストンとしては、レシプロエンジンなどに採用されている通常の円筒型のピストンとシリンダ内を揺動しながら往復するロッキングピストンとが知られている。円筒型ピストンは、ピストン部がシリンダの軸心に沿って移動するので作動が安定するが、構造が複雑で高価である。これに対し、ロッキングピストンは構造が簡単で比較的安価であるが、ピストン部がシリンダ内で揺動する構造のため、ピストン部とシリンダとの間のスペースが変化し、スペースが最大になるときは円筒型ピストンにおけるスペースに比べて大きくなるので、ピストン部に設けたリップリングは柔軟でなければならない。ところが、このような構造のロッキングピストンを多段圧縮機の高圧側に採用すると、リップリングは高圧の荷重に耐えられずに変形するので、リップリングとシリンダとの間のスペースから空気が漏れて圧縮効率が低下する。従来はロッキングピストンは低圧用の圧縮機に採用され、高圧用の圧縮機には円筒型ピストンが採用される例が多い。 Known pistons used in the compressor include a normal cylindrical piston employed in a reciprocating engine and a rocking piston that reciprocates while swinging in the cylinder. The operation of the cylindrical piston is stable because the piston portion moves along the axis of the cylinder, but the structure is complicated and expensive. On the other hand, the locking piston has a simple structure and is relatively inexpensive, but because the piston part swings in the cylinder, the space between the piston part and the cylinder changes and the space becomes maximum. Is larger than the space in the cylindrical piston, the lip ring provided in the piston portion must be flexible. However, if a locking piston with such a structure is used on the high-pressure side of a multistage compressor, the lip ring will deform without being able to withstand high-pressure loads, and air will leak from the space between the lip ring and the cylinder to compress it. Efficiency is reduced. Conventionally, a rocking piston is used for a low-pressure compressor, and a cylindrical piston is often used for a high-pressure compressor.

その半面、ロッキングピストンは構造が簡単であるから、故障も少なく、安価でもある。したがって、高圧側の圧縮機に採用することができるように改善が望まれていた。これに対応するものとして、高圧側にもロッキングピストンを採用した構造の圧縮機が知られている（特許文献１参照）。これは、リップリングの背面側に合成樹脂製の肉厚のドーナツ板状サポートリングを重ねて設け、サポートリングをピストン部から少しだけはみ出す構成とすることにより、リップリングの過度の変形を防止しようとするものである。 On the other hand, the locking piston is simple in structure, so there are few failures and it is inexpensive. Therefore, an improvement has been desired so that it can be employed in a high-pressure compressor. Corresponding to this, a compressor having a structure that employs a locking piston on the high-pressure side is also known (see Patent Document 1). This is because a thick donut plate-shaped support ring made of synthetic resin is overlapped on the back side of the lip ring, and the support ring is configured to protrude slightly from the piston part to prevent excessive deformation of the lip ring. It is what.

特開２００３−２２２０７７公報JP 2003-222077 A

しかしながら、サポートリングは高圧には耐えられるが、その外径とシリンダの内径とのオーバーラップ部分がない、つまり、ピストン部の揺動運動時のピストン部・シリンダ間のスペースの変化に対応する部分がない。そして、サポートリングがピストン部の外周面から突出するはみ出し部分の寸法は、ピストン部が揺動する際の最小と最大のスペースの中間のスペースに対応する分とせざるを得ない。したがって、上記スペースが最大になるときには十分にリップリングの変形を防止することは難しいという問題があった。 However, the support ring can withstand high pressure, but there is no overlap between the outer diameter and the inner diameter of the cylinder, that is, the part corresponding to the change in the space between the piston and cylinder during the swinging movement of the piston There is no. The dimension of the protruding portion from which the support ring protrudes from the outer peripheral surface of the piston portion must be the amount corresponding to the intermediate space between the minimum and maximum spaces when the piston portion swings. Therefore, there is a problem that it is difficult to sufficiently prevent the lip ring from being deformed when the space is maximized.

本発明は上記問題点を解消し、リップリングを改善することによって、高圧にも対応することができるロッキングピストンを提供することをその課題とする。 An object of the present invention is to provide a rocking piston that can cope with high pressure by solving the above problems and improving the lip ring.

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、コネクティングロッドの先端に一体に設けられてシリンダ内を揺動しながら摺動する皿状のピストン本体と、ピストン本体の上部に設けられるリング押えと、ピストン本体とリング押えとの間に設けられてシリンダ内面との間をシールする非金属製リップリングとを備えたロッキングピストンにおいて、上記リップリングは、ピストン本体とリング押えとの間に挟持されるドーナツ板状のベース部と、ベース部の外周端から起立形成されてピストン本体とシリンダ内面との間をシールするリップ部とから構成され、ベース部とリップ部の両外側面が接する外側コーナー部の曲率半径は、ベース部とリップ部の両内側面が接する内側コーナー部の曲率半径にリップリングの厚さを加えた寸法よりも小さく形成され、上記リップ部には、高圧領域でシール作用をする高圧領域用シール部と、上記高圧領域用シール部の上部に設けられて低圧領域でシール作用をする低圧領域用シール部と、が設けられ、上記高圧領域用シール部は、前記曲率半径によって肉厚に形成されたコーナー部からの立ち上がり部分を含んで上記ベース部及び上記低圧領域用シール部よりも肉厚に形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 includes a dish-shaped piston body which is integrally provided at the tip of the connecting rod and slides while swinging in the cylinder, and a ring which is provided on the upper portion of the piston body. In a locking piston having a presser and a non-metallic lip ring provided between the piston main body and the ring presser and sealing between the cylinder inner surface, the lip ring is interposed between the piston main body and the ring presser. It is composed of a donut plate-shaped base portion that is sandwiched and a lip portion that is erected from the outer peripheral end of the base portion and seals between the piston body and the cylinder inner surface, and the outer surfaces of the base portion and the lip portion are in contact with each other. The radius of curvature of the outer corner is determined by adding the thickness of the lip ring to the radius of curvature of the inner corner where the inner surfaces of the base and lip meet. Also formed small, the above-mentioned lip portion, and the high-pressure area seal portion for the sealing action in the high pressure region, and a low pressure region seal portion for sealing action in the low pressure region provided above the seal portion for the high-pressure region , it is provided, the high-pressure region for the sealing portion is formed thicker than the base portion and the seal portion for the low pressure region including the rising portion from the curvature corner portion formed thicker by a radius and said that you are.

請求項２に係る発明は、請求項１において、上記リップリングの最外径はシリンダの内径よりも大きく、かつピストン本体の最大傾斜時に接するシリンダ内面の楕円の長径よりも大きく形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect , the outermost diameter of the lip ring is larger than the inner diameter of the cylinder and larger than the major axis of the ellipse of the inner surface of the cylinder that is in contact with the piston body at the maximum inclination. It is characterized by.

請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、上記リップリングのベース部の下面は、上記内側コーナー部の曲面の少なくとも内側エンド部と垂直に交わる部位からシリンダ側にかけてピストン本体の上面と接面していることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect , the lower surface of the base portion of the lip ring has an upper surface of the piston body extending from a portion perpendicular to at least the inner end portion of the curved surface of the inner corner portion to the cylinder side. It is characterized by being in contact.

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、上記ロッキングピストンがシリンダに対して傾斜していない状態において、リップリングは、少なくともベース部の上面の延長が上記シリンダの内面と接する部位より下側から上端側にかけて上記シリンダと接面していることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, in the state where the locking piston is not inclined with respect to the cylinder, the lip ring has an extension of at least the upper surface of the base portion with the inner surface of the cylinder. It is characterized in that it is in contact with the cylinder from the lower side to the upper end side from the contacted part.

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかにおいて、上記ロッキングピストンが最大に傾斜した時には、上記シリンダとのスペースが小さい上側において、上記リップリングは、上記内側コーナー部の外側エンド部と直角に交わる部位よりも下方の領域でシリンダと接触していることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, when the rocking piston is tilted to the maximum, the lip ring has an outer end of the inner corner portion on the upper side where the space with the cylinder is small. It is characterized in that it is in contact with the cylinder in a region below a portion that intersects the part at a right angle.

請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれかにおいて、上記ロッキングピストンが最大に傾斜した時には、上記シリンダとのスペースが大きい側において上記リップリングのリップ部とリング押えとのスペースＤ１は、ピストン本体上部とシリンダ間のスペースＤ２以下とすることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, when the locking piston is inclined to the maximum, the space D1 between the lip portion of the lip ring and the ring presser on the side where the space with the cylinder is large. Is characterized by having a space D2 or less between the upper part of the piston body and the cylinder.

請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれかにおいて、上記リップリングのリップ部とリップリングを押えるリング押えとの間にスペースを形成し、少なくとも上記リング押えの外周面を上記シリンダの内径と略同じ大きさの直径を有する略球形の表面形状をなすように形成したことを特徴とする。 Invention, in any one of claims 1 to 6, to form a space between the ring presser to press the lip and the lip ring the lip ring, the at least the outer peripheral surface of the ring presser according to claim 7 It is characterized by being formed to have a substantially spherical surface shape having a diameter substantially the same as the inner diameter of the cylinder.

請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれかにおいて、上記リップリングのベース部の上面は、上記内側コーナー部の曲面の内側エンド部より中心側に離れた部位でリング押えの下面と接触し始めるようにしたことを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the upper surface of the base portion of the lip ring is a lower surface of the ring presser at a portion separated from the inner end portion of the curved surface of the inner corner portion toward the center side. It is characterized by starting to come into contact with.

請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれかにおいて、上記リング押えとピストン本体とは、リップリングのベース部の内側で直接に当接していることを特徴とする。 The invention according to a ninth aspect is characterized in that, in any one of the first to eighth aspects, the ring presser and the piston main body are in direct contact with each other inside the base portion of the lip ring.

請求項１０に係る発明は、請求項１〜９のいずれかにおいて、上記リング押えとピストン本体とは、少なくとも使用状態の圧力が作用したときに、リップリングのベース部の内側で中間材を介して当接していることを特徴とする。 The invention according to a tenth aspect is the invention according to any one of the first to ninth aspects, wherein the ring presser and the piston main body are provided with an intermediate material inside the base portion of the lip ring when at least the pressure in use is applied. It is characterized by contacting.

請求項１１に係る発明は、請求項１〜１０のいずれかにおいて、リング押えには、リップリングのベース部との接面部に押し当てる環状突起を形成したことを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in any one of the first to tenth aspects, the ring retainer is characterized in that an annular protrusion that presses against a contact surface portion with the base portion of the lip ring is formed.

請求項１２に係る発明は、請求項１〜１１のいずれかにおいて、上記ピストン本体の上面には、リップリングのベース部の中央開口部の開口縁部を押し上げる環状突起を形成したことを特徴とする。 The invention according to claim 12 is characterized in that, in any one of claims 1 to 11, an annular protrusion is formed on the upper surface of the piston body to push up the opening edge of the central opening of the base part of the lip ring. To do.

請求項１３に係る発明は、請求項１〜１２のいずれかにおいて、上記コネクティングロッドは揺動方向に幅広に形成されているとともに、コネクティングロッドの幅方向と直交する方向には変形抑制部が形成され、この変形抑制部はピストン本体の下面に接合されていることを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in any one of the first to twelfth aspects, the connecting rod is formed wide in the swinging direction, and a deformation suppressing portion is formed in a direction perpendicular to the width direction of the connecting rod. The deformation suppressing part is joined to the lower surface of the piston body.

請求項１４に係る発明は、請求項１〜１３のいずれかにおいて、上記ピストン本体とリング押えの少なくとも一方の外周面には、リップリングと同等以上の強度を有する非金属製の保護部材を設けたことを特徴とする。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in any one of the first to thirteenth aspects, a non-metallic protective member having a strength equal to or higher than that of the lip ring is provided on at least one outer peripheral surface of the piston main body and the ring presser. It is characterized by that.

請求項１に係る発明によれば、リップリングには、高圧領域でシール作用をする高圧領域用シール部と低圧領域でシール作用をする低圧領域用シール部とを設けたので、低圧状態のときは、高圧領域で作用する高圧領域用シール部は弾性変形しにくいが、低圧領域用シール部は低圧状態で弾性変形して十分なシール効果を確保することができる。したがって、高圧状態でもリップリングに対する背圧上昇が小さくなり、シリンダへの押し付け力が低減し、リップリングの摩耗を有効に防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, the lip ring is provided with the high pressure region seal portion that seals in the high pressure region and the low pressure region seal portion that seals in the low pressure region. However, the high pressure region seal portion acting in the high pressure region is hardly elastically deformed, but the low pressure region seal portion can be elastically deformed in a low pressure state to ensure a sufficient sealing effect. Therefore, the increase in the back pressure against the lip ring is reduced even in a high pressure state, the pressing force against the cylinder is reduced, and wear of the lip ring can be effectively prevented.

また、ベース部とリップ部の両外側面が接する外側コーナー部の曲率半径は、ベース部とリップ部の両内側面が接する内側コーナー部の曲率半径にリップリングの厚さを加えた寸法よりも小さく形成されているから、ピストン本体とシリンダとリップリング間にできるスペースが小さくなる。したがって、コーナー部のボリュームが相対的に大きくなり、ピストン本体の上方からのシリンダの内圧が加わっても内圧による応力が小さくなるので、リップリングの変形を良好に抑制することができる。しかも、シリンダの内圧が上昇しても、リップ部が外側へ張る力は低いのでリップリングの摩耗量は低減する。 The radius of curvature of the outer corner where the outer surfaces of the base and lip contact each other is larger than the radius of curvature of the inner corner where the inner surfaces of the base and lip meet plus the thickness of the lip ring. Since it is formed small, a space between the piston body, the cylinder and the lip ring is reduced. Therefore, the volume of the corner portion becomes relatively large, and even when the internal pressure of the cylinder from above the piston body is applied, the stress due to the internal pressure is reduced, so that the deformation of the lip ring can be satisfactorily suppressed. In addition, even if the internal pressure of the cylinder rises, the force that the lip portion stretches outward is low, so the amount of wear on the lip ring is reduced.

請求項２に係る発明によれば、リップリングの最外径はシリンダの内径よりも大きく、かつピストン本体の最大傾斜時に接するシリンダ内面の楕円の長径よりも大きく形成されているから、リップリングには、シリンダ内面に対してオーバーラップする部分が発生するので、シリンダとロッキングピストンとの間を確実にシールすることができる。 According to the invention of claim 2 , since the outermost diameter of the lip ring is larger than the inner diameter of the cylinder and larger than the major axis of the ellipse of the cylinder inner surface that is in contact with the piston body at the maximum inclination, Since a portion that overlaps the inner surface of the cylinder is generated, it is possible to reliably seal between the cylinder and the locking piston.

請求項３に係る発明によれば、リップリングのベース部の下面は、内側コーナー部の曲面の少なくとも内側エンド部と垂直に交わる部位からシリンダ側にかけてピストン本体の上面と接面しているから、ピストン本体とシリンダとリップリングとの間にできるスペースは小さくなるように抑制される。このため、請求項２に係る発明と同様な作用効果を得ることができる。 According to the invention of claim 3 , since the lower surface of the base portion of the lip ring is in contact with the upper surface of the piston body from the portion that intersects at least the inner end portion of the curved surface of the inner corner portion to the cylinder side, The space formed between the piston body, the cylinder, and the lip ring is suppressed to be small. Thus, the same effect as that attained by the 2nd aspect can be attained.

請求項４に係る発明によれば、ロッキングピストンがシリンダに対して傾斜していない状態において、外側コーナー部の外側エンド部は上記上面延長対応部位よりも下側に位置することになるので、コネクティングロッドのピストン本体とシリンダとリップリングとの間にできるスペースは小さくなるように抑制される。このため、請求項２に係る発明と同様な作用効果を得ることができる。 According to the fourth aspect of the invention, in the state where the locking piston is not inclined with respect to the cylinder, the outer end portion of the outer corner portion is located below the upper surface extension corresponding portion. A space formed between the piston main body of the rod, the cylinder, and the lip ring is suppressed to be small. Thus, the same effect as that attained by the 2nd aspect can be attained.

請求項５に係る発明によれば、最大傾斜時には、シリンダとのスペースが小さい上側において、リップリングは、内側コーナー部の外側エンド部と直角に交わる部位よりも下方の領域でシリンダと接触しているので、コネクティングロッドのピストン本体とリップリングとシリンダとの間のスペースは小さくなる。このため、請求項２に係る発明と同様な作用効果を得ることができる。また、最大傾斜時のオーバーラップ量が十分なので、外側に張る力はリップ部の弾性により補なわれてシール性を確保することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, at the maximum inclination, the lip ring is in contact with the cylinder in a region below the portion perpendicular to the outer end portion of the inner corner portion at the upper side where the space with the cylinder is small. As a result, the space between the piston body of the connecting rod, the lip ring and the cylinder is reduced. Thus, the same effect as that attained by the 2nd aspect can be attained. Further, since the overlap amount at the maximum inclination is sufficient, the force applied to the outside can be compensated by the elasticity of the lip portion to ensure the sealing performance.

請求項６に係る発明によれば、上記ロッキングピストンが最大に傾斜した時には、上記シリンダとのスペースが大きい側において上記リップリングのリップ部とリング押えとのスペースＤ１は、ピストン本体上部とシリンダ間のスペースＤ２以下としたから、最大に傾斜した時でもピストン本体またはリング押えがシリンダに直接当たることがない。また、リング押えの塑性変形量を抑えることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, when the locking piston is tilted to the maximum, the space D1 between the lip portion of the lip ring and the ring presser on the side where the space with the cylinder is large is between the piston main body upper portion and the cylinder. Therefore, the piston body or the ring presser does not directly contact the cylinder even when it is inclined to the maximum. Further, the amount of plastic deformation of the ring presser can be suppressed.

請求項７に係る発明によれば、リップリングのリップ部とリング押えとの間に微小なスペースを形成し、少なくとも上記リング押えの外周面を上記シリンダの内径と略同じ大きさの直径を有する略球形の表面形状をなすように形成したから、ロッキングピストンの揺動運動に基づく慣性により発生した圧力上昇によって、リップリングやリング押えがシリンダに押し付けられて変形するのを効果的に抑制し、繰り返し応力を防ぎ、リップリングの疲労を防ぐことができる。 According to the invention of claim 7 , a minute space is formed between the lip portion of the lip ring and the ring presser, and at least the outer peripheral surface of the ring presser has a diameter that is substantially the same as the inner diameter of the cylinder. Since it is formed to have a substantially spherical surface shape, it effectively suppresses deformation of the lip ring and ring presser against the cylinder due to the pressure increase generated by the inertia based on the rocking motion of the locking piston, Repeated stress can be prevented and lip ring fatigue can be prevented.

請求項８に係る発明によれば、リップリングのベース部の上面は、内側コーナー部の曲面の内側エンド部より中心側に離れた部位でリング押えの下面と接触し始めるようにしたから、内側エンド部と接触開始部位との間のストレート部はリング押えの下面には接触しない離反領域となり、応力が分散され、コーナー部に応力集中が起きにくい。 According to the eighth aspect of the present invention, the upper surface of the base portion of the lip ring starts to come into contact with the lower surface of the ring presser at a portion farther to the center side than the inner end portion of the curved surface of the inner corner portion. The straight portion between the end portion and the contact start site becomes a separation region that does not contact the lower surface of the ring presser, stress is dispersed, and stress concentration hardly occurs at the corner portion.

請求項９に係る発明によれば、リング押えとピストン本体とは、リップリングのベース部の内側で直接に当接しているから、リング押えとピストン本体との間の間隔は一定となるので、リップリングが過度の押圧力で挟みつけられて変形することがない。また、リング押えがピストン本体から浮かない。このため、固定用ボルトへの応力が緩和され、締め付けトルクの維持が可能となる。 According to the invention according to claim 9 , since the ring presser and the piston main body are in direct contact with each other inside the base portion of the lip ring, the distance between the ring presser and the piston main body is constant. The lip ring is not pinched by excessive pressing force and deformed. Also, the ring presser does not float from the piston body. For this reason, the stress to the fixing bolt is relaxed, and the tightening torque can be maintained.

請求項１０に係る発明によれば、リング押えとピストン本体とは、少なくとも使用状態の圧力が作用したときに、リップリングのベース部の内側で中間材を介して当接しているから、請求項１４の場合と同様の効果を得ることができる。 According to the invention of claim 10 , since the ring presser and the piston main body are in contact with each other through the intermediate material inside the base portion of the lip ring when at least the pressure in use is applied. The same effect as in the case of 14 can be obtained.

請求項１１に係る発明によれば、リング押えには、リップリングのベース部との接面部に押し当てる環状突起を形成したので、リング押えの環状突起がリップリングのベース部との接面部に強く押し当てられることにより、環状突起が上記接面部に食い込む。このため、リップリングがピストン本体上で移動するのを防いでリップリングを確実に固定する。そして、ピストン部とシリンダとの間を良好にシールすることができる。 According to the invention of claim 11 , since the ring retainer is formed with an annular projection that presses against the contact surface portion with the base portion of the lip ring, the annular protrusion of the ring retainer is formed on the contact surface portion with the base portion of the lip ring. By being pressed strongly, the annular protrusion bites into the contact surface portion. Therefore, the lip ring is prevented from moving on the piston body, and the lip ring is securely fixed. And it can seal favorably between a piston part and a cylinder.

請求項１２に係る発明によれば、ピストン本体の上面には、リップリングのベース部の中央開口部の開口縁部を押し上げる環状突起を形成したから、リップリングの開口縁部が環状突条により押し上げられ、ベース部とリング押えとの間のスペースをなくすことができ、シリンダの上室の内圧がピストン部の下部の下室に漏れることがない。 According to the invention which concerns on Claim 12 , since the annular protrusion which pushes up the opening edge part of the center opening part of the base part of a lip ring was formed in the upper surface of a piston main body, the opening edge part of a lip ring is by an annular protrusion. The space between the base portion and the ring presser can be eliminated, and the internal pressure of the upper chamber of the cylinder does not leak into the lower chamber of the piston portion.

請求項１３に係る発明によれば、コネクティングロッドが揺動方向に幅広に形成されていることにより、ピストン本体は揺動方向に変形しにくくなっている。しかも、コネクティングロッドには変形抑制部が形成されているので、コネクティングロッドはその揺動方向と直交する方向にも強化されているとともに、ピストン本体も、同方向に変形しにくくなっている。圧力によるピストン本体の変形は、揺動方向とこれに直交する方向とでは変形が大きく異なる。このために固定用ボルトには大きな応力が発生する。しかし、リブ状の変形抑制部によってこの応力を低減することができる。 According to the thirteenth aspect of the present invention, since the connecting rod is formed wide in the swinging direction, the piston body is not easily deformed in the swinging direction. In addition, since the deformation suppressing portion is formed in the connecting rod, the connecting rod is strengthened in the direction orthogonal to the swinging direction, and the piston body is also difficult to deform in the same direction. The deformation of the piston body due to the pressure is greatly different between the swinging direction and the direction orthogonal thereto. For this reason, a large stress is generated in the fixing bolt. However, this stress can be reduced by the rib-shaped deformation suppressing portion.

請求項１４に係る発明によれば、ピストン本体とリング押えの少なくとも一方の外周面には、リップリングと同等以上の強度を有する非金属製の保護部材が設けられている。したがって、リップリングがメンテナンス時間を過ぎても継続使用されるときは、リップリングが摩耗して金属製のピストン本体又はリング押えが直接にシリンダに接触して擦り合い、傷がついて圧縮効率が低下したり、故障したりする恐れがある。ところが、保護部材を設けることにより、ピストン本体又はリング押えが接触する前に保護部材が直接にシリンダと接触し、ピストン本体又はリング押えが直接にシリンダ内面に接触して擦ることがないから、シリンダを保護することができる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, the non-metallic protective member having a strength equal to or higher than that of the lip ring is provided on the outer peripheral surface of at least one of the piston main body and the ring presser. Therefore, when the lip ring continues to be used even after the maintenance time has elapsed, the lip ring will wear and the metal piston body or ring presser will come into direct contact with the cylinder and rub against it, resulting in scratches and reduced compression efficiency. Or there is a risk of malfunction. However, by providing a protective member, the protective member directly contacts the cylinder before the piston body or ring retainer contacts, and the piston body or ring retainer does not directly contact and rub the cylinder inner surface. Can be protected.

なお、ライナーとピストンリングの外周面は、シリンダの内径と同じかそれよりもわずかに小さい程度の直径を有する略球形の表面形状をなすように形成されていてもよい。この球面形状により、ロッキングピストンの揺動運動に基づく慣性により発生した圧力上昇によって、ライナーやライナー押えがシリンダに押し付けられたときの押圧力によって変形するのを効果的に抑制することができ、また繰り返し応力を防ぎ、ライナーの疲労を防ぐことができる。 The outer peripheral surfaces of the liner and the piston ring may be formed to have a substantially spherical surface shape having a diameter that is the same as or slightly smaller than the inner diameter of the cylinder. With this spherical shape, it is possible to effectively suppress deformation due to the pressing force when the liner or liner presser is pressed against the cylinder due to the pressure increase generated by the inertia based on the rocking motion of the locking piston. Repetitive stress can be prevented and liner fatigue can be prevented.

また、ピストンリングは連続したものではなく、一部が切断され、またピストンリングはライナー押えの外周に形成された収納溝に遊びをもって収納されている。このため、ピストンリングは収納溝内で径方向に伸縮することが可能となっている。したがって、ピストン本体に背圧を受けたときにピストンリングは外方に押し広げられるので、ピストン本体が傾いてもライナーによって線シールを維持することができる。また、強度的に十分な厚みがとれるので、寸法公差は大幅に緩和される。 Further, the piston ring is not continuous, but a part thereof is cut, and the piston ring is housed in a housing groove formed on the outer periphery of the liner presser with play. For this reason, the piston ring can expand and contract in the radial direction within the storage groove. Therefore, when the piston body is subjected to back pressure, the piston ring is pushed outward, so that the line seal can be maintained by the liner even if the piston body is tilted. In addition, since a sufficient thickness can be obtained, the dimensional tolerance is greatly reduced.

本発明に係る多段（二段）圧縮機の縦断面図Longitudinal sectional view of a multi-stage (two-stage) compressor according to the present invention （ａ）〜（ｇ）はそれぞれ本発明に係るリップリングのいろいろな態様の中央断面図(A)-(g) is center sectional drawing of the various aspect of the lip ring which concerns on this invention, respectively （ａ）（ｂ）は揺動角を小さくした形態、（ｃ）は通常の揺動角のロッキングピストンの形態を示す断面図(A) (b) is the form which made the rocking angle small, (c) is sectional drawing which shows the form of the rocking piston of a normal rocking angle 高圧用ロッキングピストンの要部の断面図Cross section of the main part of the high pressure locking piston 図４のロッキングピストンの一部（外側コーナー部）を変更して示した拡大図Enlarged view showing a part of the locking piston of FIG. 4 (outer corner) changed （ａ）（ｂ）はそれぞれ別の形態のリップリングの中央断面図(A) and (b) are central sectional views of lip rings of different forms. 図４のロッキングピストンの最大傾斜時の状態を示す断面図Sectional drawing which shows the state at the time of the maximum inclination of the rocking piston of FIG. （ａ）（ｂ）はコネクティングロッドの変形抑制部の他の態様を示す正面図及びその側面図(A) (b) is the front view which shows the other aspect of the deformation | transformation suppression part of a connecting rod, and its side view （ａ）（ｂ）はコネクティングロッドの変形抑制部の他の態様を示す正面図及びその横断面図(A) (b) is the front view which shows the other aspect of the deformation | transformation suppression part of a connecting rod, and its cross-sectional view 保護部材を設けた場合のロッキングピストンの断面図Cross section of locking piston with protective member ロッキングピストンの他の実施形態を示す断面図Sectional drawing which shows other embodiment of a locking piston 上記多段（二段）圧縮機を搭載したエアコンプレッサの斜視図Perspective view of an air compressor equipped with the above multi-stage (two-stage) compressor

図１は多段（二段）圧縮機を示す。この多段圧縮機は低圧用圧縮機Ａと高圧用圧縮機Ｂとを連結したもので、上記各圧縮機Ａ、Ｂのシリンダ１、２にはロッキングピストン３、４が揺動かつ摺動自在に収容されている。各ロッキングピストン３、４はコネクティングロッド５、６の先端（小端部）に皿状のピストン部７、８を一体的に設け、コネクティングロッド５、６の基部（大端部）の偏心位置に形成した軸受孔１０、１１には、装置本体の中心部に配置したクランクシャフト１２が軸受けされている。クランクシャフト１２は図示しない回転駆動装置に作動連結されている。 FIG. 1 shows a multi-stage (two-stage) compressor. This multi-stage compressor is obtained by connecting a low-pressure compressor A and a high-pressure compressor B. The cylinders 1 and 2 of the compressors A and B have rocking pistons 3 and 4 swingable and slidable. Contained. Each of the locking pistons 3 and 4 is integrally provided with a dish-like piston portion 7 or 8 at the tip (small end portion) of the connecting rod 5 or 6, and is located at an eccentric position of the base portion (large end portion) of the connecting rod 5 or 6. The formed bearing holes 10 and 11 are supported by a crankshaft 12 disposed at the center of the apparatus main body. The crankshaft 12 is operatively connected to a rotary drive device (not shown).

上記圧縮機Ａ、Ｂは、クランクシャフト１２の回転により低圧（一次圧）側の圧縮機Ａのロッキングピストン３を往復動させて低圧側のシリンダ１内に取り込まれた大気を圧縮して高圧（二次圧）側の圧縮機Ｂのシリンダ２に送り込み、この圧縮空気を高圧側のピストン４を往復動させることによりさらに圧縮して高圧に昇圧させ、圧縮空気で作動する各種装置や工具に向けて送出させるものである。 The compressors A and B compress the atmosphere taken into the low-pressure side cylinder 1 by reciprocating the locking piston 3 of the low-pressure (primary pressure) side compressor A by the rotation of the crankshaft 12 to generate a high pressure ( The secondary air is sent to the cylinder 2 of the compressor B on the side, and the compressed air is further compressed by reciprocating the piston 4 on the high pressure side to increase the pressure to a high pressure. Are sent out.

ところで、高圧側の圧縮機のロッキングピストン４は、次のような構造的特徴を有している。 By the way, the locking piston 4 of the high-pressure side compressor has the following structural features.

まず、高圧側のロッキングピストン４のピストン部８の外径は、低圧側のロッキングピストン３のピストン部７よりも小さく形成されている。高圧側のピストン部８に対する圧縮荷重が低圧側のピストン部７の圧縮荷重に比べて急激に大きくならないようにするためである。 First, the outer diameter of the piston portion 8 of the high-pressure side locking piston 4 is smaller than that of the piston portion 7 of the low-pressure side locking piston 3. This is to prevent the compressive load on the high pressure side piston portion 8 from abruptly increasing compared to the compressive load on the low pressure side piston portion 7.

上記各ロッキングピストン３、４のピストン部７、８の外周にはピストン３、４とシリンダ１、２との間をシールするリップリング１３、１４が取り付けられている。リップリング１３、１４は合成樹脂、合成ゴム等の具体的にはポリテトラフルオロエチレン又は変成ポリテトラフルオロエチレン、銅又は青銅合金粉末、球状炭素又は炭素繊維、二酸化モリブデンの成分構成からなる非金属材料から形成され、全周にわたって切れ目がなく連続した円環状の部材である。 Lip rings 13 and 14 for sealing between the pistons 3 and 4 and the cylinders 1 and 2 are attached to the outer periphery of the piston portions 7 and 8 of the rocking pistons 3 and 4. The lip rings 13 and 14 are non-metallic materials composed of components such as synthetic resin and synthetic rubber, specifically polytetrafluoroethylene or modified polytetrafluoroethylene, copper or bronze alloy powder, spherical carbon or carbon fiber, and molybdenum dioxide. It is an annular member that is formed from and is continuous without any breaks.

高圧側の圧縮機のロッキングピストン４のリップリング１４は、高圧領域でシリンダ２の内面に接してシール作用をする程度に弾性変形可能なシール部（リップ部）を有している。 The lip ring 14 of the locking piston 4 of the high pressure side compressor has a seal portion (lip portion) that can be elastically deformed to the extent that it contacts the inner surface of the cylinder 2 in the high pressure region and performs a sealing action.

そのため、上記リップリング１４は、次のような構造的特徴を有している。 Therefore, the lip ring 14 has the following structural features.

すなわち、上記リップリング１４の外径のシリンダ２の内径に対するオーバーラップ量は、少なくとも低圧側のロッキングピストン３のリップリング１３の外径のシリンダ１の内径に対するオーバーラップ量よりも小さくなるように形成されている。これは、リップリング１４のオーバーラップ部分が大きいと、必然的に弾性も高く柔軟になるので、高圧の内圧を受けたときに変形しやすく、変形した部分からエア漏れが発生し、シール不良を起こすおそれがあるからである。したがって、高圧側のロッキングピストン４のリップリング１４のオーバーラップ量を、少なくとも低圧側のそれよりも小さくすることにより、高圧を受けたときに弾性変形しにくくなるように設定されている。 That is, the overlap amount of the outer diameter of the lip ring 14 with respect to the inner diameter of the cylinder 2 is formed to be smaller than at least the overlap amount of the outer diameter of the lip ring 13 of the locking piston 3 on the low pressure side with respect to the inner diameter of the cylinder 1. Has been. This is because if the overlap part of the lip ring 14 is large, the elasticity is inevitably high and flexible, so that it easily deforms when subjected to a high internal pressure, and air leakage occurs from the deformed part, resulting in poor sealing. This is because there is a risk of it happening. Therefore, the overlap amount of the lip ring 14 of the locking piston 4 on the high-pressure side is set to be at least smaller than that on the low-pressure side so that it is difficult to elastically deform when subjected to high pressure.

さらに、高圧側のリップリング１４の外周に形成されたリップ部１５の高さ（リップ高さ）は、少なくとも低圧側のリップリング１４のリップ高さよりも低くなるように形成されている。 Further, the height (lip height) of the lip portion 15 formed on the outer periphery of the high-pressure side lip ring 14 is formed to be at least lower than the lip height of the low-pressure side lip ring 14.

これも、リップ高さが高いと、弾性も高くなり、高圧の作用を受けたときに変形しやすく、エア漏れによるシール不良を起こすおそれがあるからであり、またシリンダ２内にピストン部８を収納する作業を容易にするためである。 This is also because the higher the lip height, the higher the elasticity, the more easily deformed when subjected to the action of high pressure, and there is a risk of poor sealing due to air leakage. This is to facilitate the storing operation.

高圧側のリップリング１４のリップ部１５の高さは低圧側よりも低く形成されているので、弾性も低く、外側に張るための圧力が高くなるため、高圧の作用を受けても変形しにくいため、応力低減やエア漏れによるシール不良を起こすおそれが小さい。また、組付け時にリップリング１４をシリンダ２内に収納する作業は困難ではない。作業時にリップ部１５をシリンダ２内に収納できるように縮める力は、リップ部１５を縮める荷重とリップ部１５のシリンダ２の内面に接触する面積との関係より、低圧時と比較して±１０％以内に設定するのがよい。 Since the height of the lip portion 15 of the lip ring 14 on the high-pressure side is formed lower than that on the low-pressure side, the elasticity is also low and the pressure for tensioning to the outside is high, so that it is difficult to deform even under the action of high pressure. Therefore, there is little possibility of causing a seal failure due to stress reduction or air leakage. Moreover, the operation | work which accommodates the lip ring 14 in the cylinder 2 at the time of an assembly | attachment is not difficult. The force for shrinking the lip 15 so that it can be accommodated in the cylinder 2 during the operation is ± 10 compared with that at the time of low pressure due to the relationship between the load for shrinking the lip 15 and the area of the lip 15 that contacts the inner surface of the cylinder 2. It is better to set within%.

なお、高圧側のロッキングピストンのリップリング１４には、図２（ａ）に示されるように、少なくとも上述のようなオーバーラップ量やリップ高さを備えていることが要求されるが、圧縮機の起動時等のように、高圧側のシリンダ２内の圧力が十分に上がらす、低圧状態になっているときは、高圧領域で作用するリップリング１４のリップ部１５は弾性変形しにくいので、条件によってはシール性を発揮できない可能性がある。そこで、図２（ｂ）に示されるように、上記リップリング１４のリップ部１５には、高圧領域でシール作用をする小径の高圧領域用として下部シール部１６と低圧領域でシール作用をする大径の低圧領域用として上部シール部１７とを一体的に設けるようにするのが好ましい。下部シール部１６は肉厚に形成されているのに対し、上部シール部１７は肉薄で比較的弾性変形しやすくなっている。下部シール部１６と上部シール部１７との間には段部１８が形成されている。 The lip ring 14 of the high pressure side locking piston is required to have at least the overlap amount and the lip height as described above as shown in FIG. When the pressure in the cylinder 2 on the high pressure side is sufficiently increased, such as at the time of starting, the lip portion 15 of the lip ring 14 acting in the high pressure region is not easily elastically deformed. Depending on the conditions, there is a possibility that the sealing performance cannot be exhibited. Therefore, as shown in FIG. 2 (b), the lip portion 15 of the lip ring 14 has a large seal function in the low pressure region and the lower seal portion 16 for a small diameter high pressure region that performs a seal function in the high pressure region. It is preferable that the upper seal portion 17 is integrally provided for the low pressure region of the diameter. The lower seal portion 16 is formed thick, whereas the upper seal portion 17 is thin and relatively easily deformed elastically. A step portion 18 is formed between the lower seal portion 16 and the upper seal portion 17.

上記リップリング構成によれば、低圧状態のときは、高圧領域で作用するリップリング１４の下部シール部１６は、弾性変形しにくいが、上部シール部１７は低圧状態で弾性変形して十分なシール効果を確保することができる。このように、低圧状態でもシール性を発揮することができるので、高圧状態でもリップリング１４に対する背圧上昇が小さくなり、シリンダ２への押し付け力が低減し、リップリング１４の摩耗を有効に防止することができる。 According to the above lip ring configuration, the lower seal portion 16 of the lip ring 14 acting in the high pressure region is not easily elastically deformed in the low pressure state, but the upper seal portion 17 is elastically deformed in the low pressure state and is sufficiently sealed. An effect can be secured. As described above, since the sealing performance can be exhibited even in the low pressure state, the increase in the back pressure against the lip ring 14 is reduced even in the high pressure state, the pressing force to the cylinder 2 is reduced, and the wear of the lip ring 14 is effectively prevented. can do.

なお、下部シール部１６と上部シール部１７の配設構造は上述の形態に限定されない。例えば、同図（ｃ）のように、上部シール部１７と下部シール部１６との間に段を設けず、上下のシール部１６、１７が連続する構造であってもよく、あるいは同図（ｄ）のように、上部シール部１７を外側に反るように形成して弾性変形しやすくなるように構成してもよく、あるいは同図（ｅ）のように、上部シール部１７を下部シール部１６からそのまま延長した形状の構成にしてもよい。 The arrangement structure of the lower seal portion 16 and the upper seal portion 17 is not limited to the above-described form. For example, as shown in FIG. 6C, a step may not be provided between the upper seal portion 17 and the lower seal portion 16, and the upper and lower seal portions 16 and 17 may be continuous. The upper seal portion 17 may be formed so as to warp outward as shown in d) so as to be easily elastically deformed. Alternatively, as shown in FIG. You may make the structure of the shape extended from the part 16 as it is.

また、下部シール部１６の上部に連続的に上部シール部１７を形成する構造ではなく、同図（ｆ）のように、下部シール部１６と上部シール部１７とを別個に形成し、上部シール部１７は下部シール部１６よりも中心に近い内側から斜め上方に突出するように形成されている。上部シール部１７の上端は下部シール部１６の上方まで延出形成され、高さも上部シール部１７の方が高い。したがって、上部シール部１７の方が下部シール部１６よりも弾性変形しやすく、低圧に対応できる。この場合、同図（ｇ）のように、上部シール部１６を高圧用、下部シール部１７を低圧用として構成してもよい。 Further, the upper seal portion 17 is not formed continuously on the upper portion of the lower seal portion 16, but the lower seal portion 16 and the upper seal portion 17 are separately formed as shown in FIG. The portion 17 is formed so as to protrude obliquely upward from the inside closer to the center than the lower seal portion 16. The upper end of the upper seal portion 17 is formed to extend above the lower seal portion 16, and the height of the upper seal portion 17 is higher. Therefore, the upper seal portion 17 is more easily elastically deformed than the lower seal portion 16 and can cope with a low pressure. In this case, the upper seal 16 may be configured for high pressure and the lower seal 17 may be configured for low pressure as shown in FIG.

また、高圧に対応するためには、リップリング１４の形状だけでなく、高圧側の圧縮機のロッキングピストン４の揺動角を低圧側の圧縮機のロッキングピストン３の揺動角より小さくなるように設定するようにしてもよい。揺動角αは、ロッキングピストン４のストロークＬ、つまりコネクティングロッド６の中心軸Ｐから揺動回転中心Ｏ１までの距離と、揺動回転中心Ｏ１からリップリング１４によるシール部の中心Ｏ２までの距離とで決まる。揺動角αを小さくするためには、図３（ａ）に示されるように、ロッキングピスト４ンのストロークＬを変えないで、揺動回転中心Ｏ１からシール部の中心Ｏ２までの距離によって示されるコネクティングロッド６の長さを長くするか、あるいは同図（ｂ）に示されるように、コネクティングロッド６の長さを変えないで、ロッキングピストン４のストロークＬを小さくするかによればよい。 In order to cope with the high pressure, not only the shape of the lip ring 14 but also the swing angle of the locking piston 4 of the high pressure side compressor is made smaller than the swing angle of the locking piston 3 of the low pressure side compressor. You may make it set to. The swing angle α is the stroke L of the locking piston 4, that is, the distance from the central axis P of the connecting rod 6 to the swing rotation center O1, and the distance from the swing rotation center O1 to the center O2 of the seal portion by the lip ring 14. It is determined by. In order to reduce the swing angle α, as shown in FIG. 3 (a), it is indicated by the distance from the swing rotation center O1 to the center O2 of the seal portion without changing the stroke L of the locking piston 4. The length of the connecting rod 6 may be increased, or the stroke L of the locking piston 4 may be reduced without changing the length of the connecting rod 6 as shown in FIG.

なお、同図（ｃ）は揺動角を小さくする前のロッキングピストン４の最大傾斜状態を示す参考図である。同図においてα０は揺動角、Ｌ０はストロークを示す。 In addition, the figure (c) is a reference figure which shows the maximum inclination state of the rocking piston 4 before making a rocking | swiveling angle small. In the figure, α0 indicates a swing angle and L0 indicates a stroke.

次に、高圧に対応するロッキングピストンの構成について詳しく説明する。 Next, the configuration of the locking piston corresponding to the high pressure will be described in detail.

図４は高圧側のロッキングピストンで、このロッキングピストン４は、コネクティングロッド６の先端に一体に設けられてシリンダ２内を揺動しながら摺動する皿状のピストン本体１８と、ピストン本体１８の上部に設けられてピストン本体１８よりもやや小径のリング押え２０と、ピストン本体１８とリング押え２０との間に設けられてシリンダ２内面との間をシールするリップリング１４とを備えている。リップリング１４は合成樹脂、合成ゴム等の非金属材料から形成されている。 FIG. 4 shows a locking piston on the high-pressure side. The locking piston 4 is provided integrally with the tip of the connecting rod 6 and slides while swinging in the cylinder 2. It is provided with a ring presser 20 that is provided at the upper part and is slightly smaller in diameter than the piston main body 18, and a lip ring 14 that is provided between the piston main body 18 and the ring presser 20 and seals between the inner surface of the cylinder 2. The lip ring 14 is made of a non-metallic material such as synthetic resin or synthetic rubber.

ピストン本体１８の上面には円形凹部２１が形成され、これに対し、リング押え２０は円形状で、中央下部には円形凸部２２が突出形成されている。そして、ピストン本体１８の円形凹部２１の内側にリング押え２０の円形凸部２２が嵌合し、リング押え２０は上方から挿通された固定用ボルト２３によってピストン本体１８の上面に固定されている。リップリング１４は円環状に形成され、中央開口部２４（図２（ａ）参照）がリング押え２０の円形凸部２２に嵌合した状態で、上部のリング押え２０と下部のピストン本体１８との間に挟まれて固定されている。
A circular recess 21 is formed on the upper surface of the piston main body 18, whereas the ring presser 20 is circular, and a circular protrusion 22 is formed protruding at the center lower part. And the circular convex part 22 of the ring presser 20 fits inside the circular concave part 21 of the piston main body 18, and the ring presser 20 is being fixed to the upper surface of the piston main body 18 with the fixing volt | bolt 23 penetrated from upper direction. The lip ring 14 is formed in an annular shape, with the center opening 24 (see FIG. 2A) fitted to the circular convex portion 22 of the ring retainer 20, the upper ring retainer 20 and the lower piston body 18 It is sandwiched between and fixed.

リップリング１４は、ピストン本体１８とリング押え２０との間に挟持されるドーナツ板状のベース部２５と、ベース部２５の外周端から斜め上方に起立形成されてピストン本体１８とシリンダ２内面との間をシールするリップ部１５とから構成されている。また、ベース部２５とリップ部１５との間には断面が円弧状に湾曲したコーナー部２６が形成されている。このコーナー部２６は、図５に示されるように、ベース部２５とリップ部１５の両外側面が接する外側コーナー部２７と、ベース部２５とリップ部１５の両内側面が接する内側コーナー部２８とから構成されている。そして、外側コーナー部２７の曲率半径ｒ１と内側コーナー部２８の曲率半径ｒ２とリップリング１４の厚さｔとの間には次のような関係がある。 The lip ring 14 is a donut plate-like base portion 25 sandwiched between the piston main body 18 and the ring presser 20, and is formed to stand up obliquely upward from the outer peripheral end of the base portion 25. It is comprised from the lip | rip part 15 which seals between. Further, a corner portion 26 whose cross section is curved in an arc shape is formed between the base portion 25 and the lip portion 15. As shown in FIG. 5, the corner portion 26 includes an outer corner portion 27 in which both the outer surfaces of the base portion 25 and the lip portion 15 are in contact, and an inner corner portion 28 in which both the inner surfaces of the base portion 25 and the lip portion 15 are in contact. It consists of and. The following relationship exists between the curvature radius r1 of the outer corner portion 27, the curvature radius r2 of the inner corner portion 28, and the thickness t of the lip ring 14.

ｒ１＜ｒ２＋ｔ
つまり、外側コーナー部２７の曲率半径ｒ１は、内側コーナー部２８の曲率半径ｒ２にリップリング１４の厚さｔを加えた寸法よりも小さく形成されている。つまり、コーナー部２６の厚さは、リップリング１４のベース部２５とリップ部１５の厚さよりも大きくなるように設定されている。外側コーナー部２７の曲率半径はゼロでもよい。 r1 <r2 + t
That is, the radius of curvature r1 of the outer corner portion 27 is formed smaller than the dimension obtained by adding the thickness t of the lip ring 14 to the radius of curvature r2 of the inner corner portion 28. That is, the thickness of the corner portion 26 is set to be larger than the thickness of the base portion 25 and the lip portion 15 of the lip ring 14. The radius of curvature of the outer corner portion 27 may be zero.

また、図６（ａ）のように、コーナー部の形状が曲線ではなく直線の面取り形状で外側コーナー部２７も面取りよりも内側コーナー部２８の面取りが大きくなるように設定してもよい。あるいは同図（ｂ）のようにコーナー部２６の厚さがベース部２５、リップ部１５の厚さより大きくなるようにコーナー部の曲率を小さく設定（外側コーナー部２７が小さい曲率、内側コーナー部２８は曲率ゼロ）にしてもよい。 Further, as shown in FIG. 6A, the shape of the corner portion is not a curve but a straight chamfered shape, and the outer corner portion 27 may be set so that the chamfering of the inner corner portion 28 is larger than the chamfering. Alternatively, as shown in FIG. 6B, the curvature of the corner portion is set to be small so that the thickness of the corner portion 26 is larger than the thickness of the base portion 25 and the lip portion 15 (the outer corner portion 27 has a smaller curvature, the inner corner portion 28). May be zero curvature).

これにより、ピストン本体１８の上方からの内圧による応力が小さくなり、内圧による変形を抑制することができ、コネクティングロッドのピストン本体１８とシリンダ２とリップリング１４間にできるスペースＳが小さくなる。 As a result, the stress due to the internal pressure from above the piston body 18 is reduced, deformation due to the internal pressure can be suppressed, and the space S formed between the piston body 18 of the connecting rod, the cylinder 2 and the lip ring 14 is reduced.

また、リップリング１４の最外径はシリンダ２の内径よりも大きい。さらにいえば、リップリング１４は、ピストン本体１８の最大傾斜時に接するシリンダ２の内面の楕円の長径よりも大きく形成されている。このように、リップリング１４には、シリンダ２に対してオーバーラップする部分があるから、シリンダ２とロッキングピストン３との間を確実にシールすることができる。高圧を受けたときに弾性変形しにくくなるよう、低圧側のロッキングピストン３のリップリング１４のオーバーラップ量よりも小さくなるように形成されている。 Further, the outermost diameter of the lip ring 14 is larger than the inner diameter of the cylinder 2. Furthermore, the lip ring 14 is formed larger than the major axis of the ellipse on the inner surface of the cylinder 2 that is in contact with the piston body 18 when the piston body 18 is at the maximum inclination. Thus, since the lip ring 14 has a portion that overlaps the cylinder 2, the gap between the cylinder 2 and the locking piston 3 can be reliably sealed. It is formed to be smaller than the overlap amount of the lip ring 14 of the locking piston 3 on the low pressure side so that it is difficult to elastically deform when subjected to a high pressure.

さらに、ロッキングピストン４がシリンダ２に対して傾斜していない図４及び図５の状態において、上記リップリング１４のベース部２５の下面３０は、上記内側コーナー部２８の曲面の少なくとも内側エンド部２８ａと垂直に交わる部位２９ａからシリンダ２側にかけての領域でピストン本体１８の上面と接面している。 4 and 5 in which the locking piston 4 is not inclined with respect to the cylinder 2, the lower surface 30 of the base portion 25 of the lip ring 14 is at least the inner end portion 28a of the curved surface of the inner corner portion 28. Is in contact with the upper surface of the piston main body 18 in a region from the portion 29a that intersects perpendicularly to the cylinder 2 side.

また、リップリング１４は、少なくともベース部２５の上面３１の延長３１ａがシリンダ２の内面と接する部位２９ｂから上端にかけてシリンダ２と接面している。なお、図５の外側コーナー部２７は図４の外側コーナー部２７よりも湾曲しているものとして示されている。 Further, the lip ring 14 is in contact with the cylinder 2 from a portion 29b where at least the extension 31a of the upper surface 31 of the base portion 25 is in contact with the inner surface of the cylinder 2 to the upper end. In addition, the outer corner part 27 of FIG. 5 is shown as what is curving rather than the outer corner part 27 of FIG.

以上のように、外側コーナー部２７の内側エンド部２７ａは少なくとも上記交わり部位２９ａよりも外側に位置することになり、同様に、外側コーナー部２７の外側エンド部２７ｂは少なくとも上記上面延長対応部位２９ｂよりも下側に位置することになるので、コネクティングロッド３のピストン本体１８とシリンダ２とリップリング１４との間にできるスペースＳは小さくなるように抑制される。 As described above, the inner end portion 27a of the outer corner portion 27 is positioned at least outside the intersecting portion 29a. Similarly, the outer end portion 27b of the outer corner portion 27 is at least the upper surface extension corresponding portion 29b. Therefore, the space S formed between the piston body 18, the cylinder 2 and the lip ring 14 of the connecting rod 3 is suppressed to be small.

次に、図３（ｃ）及び図７に示されるように、ロッキングピストンの最大傾斜時には、上側はリップリング１４とシリンダ２とのスペースが小さくなるが、この状態のときは、内側コーナー部２８の外側エンド部２８ｂと直角に交わる部位２９ｃよりも下方の領域でシリンダ２と接触するように構成されている。 Next, as shown in FIG. 3C and FIG. 7, when the rocking piston is at the maximum inclination, the space between the lip ring 14 and the cylinder 2 is reduced on the upper side. It is comprised so that the cylinder 2 may be contacted in the area | region below the part 29c which cross | intersects the outer side end part 28b at right angles.

上述の構成によれば、リップリング１４がシリンダ２の内面とは、少なくともコーナー部を含む領域、つまりリップリング１４のベース部２５とリップ部１５の厚さよりも大きいコーナー部を含む領域で接触することになる。このように、ロッキングピストン４が傾いたり、傾動による慣性が働いたりすることによって発生するシリンダ２への横方向への押し付け力を、上記領域つまりリップリング１４のコーナー部側で受けることにより、リップ部１５が過度に変形するのを良好に抑えることができ、全体の強度を確保することができる。また、シリンダ２の内圧が上昇しても、リップ部１５が外側へ張る力は低いのでリップリング１４の摩耗量が低減する。また、最大傾斜時のオーバーラップ量が十分に確保されるので、外側に張る力はリップ部１５の弾性により補なわれてシール性を確保することができる。 According to the above-described configuration, the lip ring 14 contacts the inner surface of the cylinder 2 at least in a region including the corner portion, that is, a region including a corner portion larger than the thickness of the base portion 25 and the lip portion 15 of the lip ring 14. It will be. In this way, by receiving the pressing force in the lateral direction against the cylinder 2 generated by the tilting of the locking piston 4 or the inertia due to the tilt acting on the above-mentioned region, that is, the corner side of the lip ring 14, the lip It is possible to satisfactorily suppress the portion 15 from being excessively deformed and to secure the overall strength. Even if the internal pressure of the cylinder 2 rises, the amount of wear of the lip ring 14 is reduced because the force that the lip 15 stretches outward is low. Moreover, since the overlap amount at the time of the maximum inclination is sufficiently ensured, the force applied to the outside is supplemented by the elasticity of the lip portion 15 to ensure the sealing performance.

ところで、図７に示されるように、最大傾斜時において、上記リップリング１４のリップ部１５とリング押え２０とのスペースＤ１は、ピストン本体１８上部とシリンダ２間のスペースＤ２以下となっている。したがって、最大に傾斜した時でもピストン本体１８またはリング押え２０がシリンダに直接当たることがない。また、リング押え２０の塑性変形量を抑えることができる。 By the way, as shown in FIG. 7, the space D1 between the lip portion 15 of the lip ring 14 and the ring presser 20 is equal to or less than the space D2 between the upper portion of the piston body 18 and the cylinder 2 at the maximum inclination. Therefore, even when tilted to the maximum, the piston body 18 or the ring presser 20 does not directly contact the cylinder. Further, the amount of plastic deformation of the ring presser 20 can be suppressed.

また、図５に示されるように、リップリング１４のベース部２５の上面３１は、上記内側コーナー部２８の曲面の内側エンド部２８ａより適宜間隔ｌだけ中心側に離れた部位でリング押え２０の下面と接触している。内側エンド部２８ａと上記接触開始部位との間はストレート部３２で、このストレート部３２はリング押え２０の下面には接触しない離反領域として構成されている。その理由は、上記内側エンド部２８ａでリング押え２０に直接に接触させると、コーナー部２６に応力が集中してしまうためである。コーナー部２６のほかに離反領域ｌを設けることによって応力が分散され、応力集中が起きないようにすることができる。 Further, as shown in FIG. 5, the upper surface 31 of the base portion 25 of the lip ring 14 has a ring presser 20 of the ring retainer 20 at a portion spaced from the inner end portion 28a of the curved surface of the inner corner portion 28 to the center side by an appropriate distance l. It is in contact with the bottom surface. A straight portion 32 is formed between the inner end portion 28 a and the contact start portion, and the straight portion 32 is configured as a separation region that does not contact the lower surface of the ring presser 20. The reason is that stress is concentrated on the corner portion 26 when the inner end portion 28a is brought into direct contact with the ring presser 20. By providing the separation region 1 in addition to the corner portion 26, stress can be dispersed and stress concentration can be prevented from occurring.

ところで、リップリング１４のリップ部１５の内周面とリング押え２０の外周面との間には微小な隙間Ｑが形成されている。リップ部１５とリング押え２０との間の隙間Ｑは、シリンダ２内に組みつけられた状態で、例えば直径４１ｍｍのリップリングの場合、１ｍｍ以下とするのが好ましい。１ｍｍを越えると、リップリングの変形量が大きくなりシリンダ２との摺動抵抗、つまり繰り返し応力が大きく、リップリング１４の摩耗量が増加する。 Incidentally, a minute gap Q is formed between the inner peripheral surface of the lip portion 15 of the lip ring 14 and the outer peripheral surface of the ring presser 20. The gap Q between the lip portion 15 and the ring presser 20 is preferably set to 1 mm or less in the state of being assembled in the cylinder 2, for example, in the case of a lip ring having a diameter of 41 mm. If it exceeds 1 mm, the amount of deformation of the lip ring increases, the sliding resistance with the cylinder 2, that is, the repeated stress increases, and the amount of wear of the lip ring 14 increases.

さらに、ロッキングピストン４はシリンダ２内で揺動運動をするので、少なくともリング押え２０の外周面３３は、リップリング１４によるシール部の中心を中心とする略球形の表面形状をなすように形成されている。リング押え２０の外周面を規定する球状面の大きさは、シリンダ２の内径と同じ大きさ又はそれよりもわずかに小さい程度の直径を有する球面形状となっている。なお、上記球面形状は、リング押え２０だけでもよいが、リップリング１４とピストン本体１８を含めた外周面に形成してもよい。 Further, since the rocking piston 4 swings in the cylinder 2, at least the outer peripheral surface 33 of the ring presser 20 is formed to have a substantially spherical surface shape centering on the center of the seal portion by the lip ring 14. ing. The size of the spherical surface defining the outer peripheral surface of the ring presser 20 is a spherical shape having the same size as the inner diameter of the cylinder 2 or a slightly smaller diameter. The spherical shape may be only the ring presser 20 but may be formed on the outer peripheral surface including the lip ring 14 and the piston main body 18.

表面形状を略球状にすることにより、ロッキングピストン４の揺動運動に基づく慣性により発生した圧力上昇によって、リップリング１４やリング押え２０がシリンダ２に押し付けられて変形するのを効果的に抑制し、繰り返し応力を防ぎ、リップリング１４の疲労を防ぐことができる。 By making the surface shape substantially spherical, it is possible to effectively suppress the lip ring 14 and the ring presser 20 from being pressed against the cylinder 2 and deformed by the pressure increase generated by the inertia based on the rocking motion of the locking piston 4. , Repetitive stress can be prevented, and fatigue of the lip ring 14 can be prevented.

ところで、図４に示されるように、リング押え２０の円形凸部２２の下面とピストン本体１８の円形凹部２１の上面とは、リップリング１４のベース部２５の内側で直接に当接している。このため、リング押え２０とピストン本体１８との間の間隔は一定となる。この間隔はベース部２５の厚さよりも小さいが、その押圧力は一定であり、ベース部２５は過度の押圧力で挟みつけられて変形することがない。また、リング押え２０がピストン本体１８から浮かないので、ロッキングピストン４の揺動運動に基づく慣性により発生した圧力上昇によって、リップリング１４やリング押え２０がシリンダ２に押し付けられたときに発生する固定用ボルト２３への応力が緩和され、締め付けトルクの維持が可能となる。 By the way, as shown in FIG. 4, the lower surface of the circular convex portion 22 of the ring presser 20 and the upper surface of the circular concave portion 21 of the piston body 18 are in direct contact with each other inside the base portion 25 of the lip ring 14. For this reason, the interval between the ring presser 20 and the piston main body 18 is constant. Although this interval is smaller than the thickness of the base portion 25, the pressing force is constant, and the base portion 25 is not sandwiched by an excessive pressing force and is not deformed. Further, since the ring presser 20 does not float from the piston main body 18, the fixing that occurs when the lip ring 14 or the ring presser 20 is pressed against the cylinder 2 by the pressure increase generated by the inertia based on the swinging motion of the locking piston 4. The stress on the work bolt 23 is relieved, and the tightening torque can be maintained.

また、リング押え２０とピストン本体１８とは、直接に当接する形態に限定されない。使用状態の圧力が作用したときに、リップリング１４のベース部２５の内側で中間材（図示せず）を介して当接するように構成してもよい。中間材としては、金属板のようなものでよく、また時間経過により硬化する接着剤を使用してもよい。 Moreover, the ring presser 20 and the piston main body 18 are not limited to the form which contact | abuts directly. You may comprise so that it may contact | abut via the intermediate material (not shown) inside the base part 25 of the lip ring 14 when the pressure of a use condition acts. The intermediate material may be a metal plate, or an adhesive that hardens over time.

さらに、リング押え２０の下面には、図５に示されるように、リップリング１４のベース部２５との接面部に押し当てる環状突起３４が形成されている。リング押え２０が固定用ボルト２３によりピストン本体１８に締め付けられてリング押え２０の環状突起３４がリップリング１４のベース部２５との接面部に強く押し当てられることにより、環状突起３４が上記接面部に食い込むので、リップリング１４がピストン本体１８上で移動するのを防いでリップリング１４を確実に固定する。そして、ピストン部とシリンダ２との間を良好にシールすることができる。
Further, as shown in FIG. 5, an annular protrusion 34 is formed on the lower surface of the ring presser 20 so as to press against the surface of the lip ring 14 that contacts the base portion 25. The ring retainer 20 is fastened to the piston body 18 by the fixing bolt 23 and the annular protrusion 34 of the ring retainer 20 is strongly pressed against the contact surface portion with the base portion 25 of the lip ring 14, so that the annular protrusion 34 is Therefore, the lip ring 14 is prevented from moving on the piston body 18 and the lip ring 14 is securely fixed. And it can seal favorably between a piston part and the cylinder 2. FIG.

なお、高圧側の圧縮機のロッキングピストン４は、低圧側の圧縮機のロッキングピストン４よりも突起高さを高くするのが好ましい。 It is preferable that the locking piston 4 of the high-pressure side compressor has a protrusion height higher than that of the locking piston 4 of the low-pressure side compressor.

また、ピストン本体１８の上面には、その円形凹部２１の外周縁部に、リップリング１４のベース部２５の中央部に形成された円形の中央開口部の開口縁部を押し上げる環状突条３５が形成されている。 Further, on the upper surface of the piston body 18, an annular ridge 35 that pushes up the opening edge of the circular central opening formed at the center of the base 25 of the lip ring 14 is formed on the outer peripheral edge of the circular recess 21. Is formed.

これにより、リップリング１４の開口縁部が環状突条３５により押し上げられるから、ベース部２５とリング押え２０との間のスペースをなくして確実にシールすることができ、シリンダ２の上室の内圧がピストン部８の下部の下室に漏れることがない。 As a result, the opening edge of the lip ring 14 is pushed up by the annular protrusion 35, so that the space between the base portion 25 and the ring presser 20 can be eliminated and the internal pressure of the upper chamber of the cylinder 2 can be reliably sealed. Does not leak into the lower chamber of the lower portion of the piston portion 8.

次に、コネクティングロッドは、図３（ｃ）等に示されるように、揺動方向に幅広に形成されているが、さらに、コネクティングロッド６の幅方向と直交する方向には、図４に示されるように、リブ状の変形抑制部３６が形成され、この変形抑制部３６はピストン本体１８の下面に接合されている。コネクティングロッド６が揺動方向に幅広に形成されていることにより、ピストン本体１８も揺動方向に変形しにくくなっている。しかも、コネクティングロッド６には変形抑制部３６が形成されているので、コネクティングロッド６はその揺動方向と直交する方向にも強化されているとともに、ピストン本体１８も、同方向に変形しにくくなっている。圧力によるピストン本体１８の変形は、揺動方向とこれに直交する方向とでは変形が大きく異なる。このために固定用ボルト２３には大きな応力が発生する。しかし、リブ状の変形抑制部３６によってこの応力を低減することができる。 Next, as shown in FIG. 3C and the like, the connecting rod is formed to be wide in the swinging direction. Further, in the direction orthogonal to the width direction of the connecting rod 6, the connecting rod is shown in FIG. As shown, a rib-shaped deformation suppressing portion 36 is formed, and the deformation suppressing portion 36 is joined to the lower surface of the piston body 18. Since the connecting rod 6 is formed wide in the swing direction, the piston body 18 is also difficult to deform in the swing direction. In addition, since the deformation suppressing portion 36 is formed on the connecting rod 6, the connecting rod 6 is strengthened in a direction orthogonal to the swinging direction, and the piston body 18 is also difficult to deform in the same direction. ing. The deformation of the piston body 18 due to the pressure is greatly different between the swing direction and the direction orthogonal thereto. For this reason, a large stress is generated in the fixing bolt 23. However, this stress can be reduced by the rib-shaped deformation suppressing portion 36.

また、変形制御部３６は、図８（ａ）（ｂ）のように、コネクティングロッド６の揺動方向に幅広に形成されているが、大端部側を狭く、小端部側を広くするとともに、大端部側には幅方向に直交する方向に変形抑制部３６を形成するように構成してもよい。また、図９（ａ）（ｂ）に示すように、コネクティングロッド６と変形抑制部３６を大端部から小端部まで同じ大きさの断面十字型に形成してもよい。 Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, the deformation control unit 36 is formed wide in the swinging direction of the connecting rod 6, but the large end side is narrowed and the small end side is widened. At the same time, the deformation suppressing portion 36 may be formed on the large end side in a direction orthogonal to the width direction. Further, as shown in FIGS. 9A and 9B, the connecting rod 6 and the deformation suppressing portion 36 may be formed in a cross-shaped cross section having the same size from the large end portion to the small end portion.

また、図１０に示されるように、ピストン本体１８とリング押え２０の外周面には、リップリング１４と同等以上の強度を有する非金属製の保護部材３７ａ、３７ｂを設けるようにしてもよい。リップリング１４がメンテナンス時間を過ぎても継続使用される場合があるが、このような場合でも、リップリング１４が摩耗して金属製のピストン本体１８又はリング押え２０が直接にシリンダ２に接触して擦り合い、傷がついて圧縮効率が低下したり、故障したりする恐れがある。ところが、リップリング１４と同様の非金属材からなる保護部材３７ａ、３７ｂを設けることにより、ピストン本体１８又はリング押え２０が接触する前に保護部材３７ａ、３７ｂが直接にシリンダ２と接触し、ピストン本体１８又はリング押え２０が直接にシリンダ２内面に接触して擦ることがないから、シリンダ２を保護することができる。なお、保護部材は３７ａ、３７ｂの一方にのみ設ける構成でもよい。 Further, as shown in FIG. 10, nonmetallic protective members 37 a and 37 b having a strength equal to or higher than that of the lip ring 14 may be provided on the outer peripheral surfaces of the piston main body 18 and the ring presser 20. The lip ring 14 may continue to be used even after the maintenance time has passed. Even in such a case, the lip ring 14 is worn and the metal piston body 18 or the ring presser 20 directly contacts the cylinder 2. If they are rubbed together, they may be scratched, resulting in a decrease in compression efficiency or failure. However, by providing the protective members 37a and 37b made of the same non-metallic material as the lip ring 14, the protective members 37a and 37b directly contact the cylinder 2 before the piston main body 18 or the ring presser 20 contacts, and the piston Since the main body 18 or the ring presser 20 does not directly rub against the inner surface of the cylinder 2, the cylinder 2 can be protected. The protective member may be provided only on one of 37a and 37b.

図１１は高圧対応のロッキングピストンの他の実施形態を示すもので、このロッキングピストン４は、基本的構成は前述の形態と同じであるが、コネクティングロッド６の先端に一体に設けられてシリンダ２内を揺動しながら摺動する皿状のピストン本体１８ａと、ピストン本体１８の上部に設けられてピストン本体１８ａよりもやや小径のライナー押え２０ａと、ピストン本体１８ａとライナー押え２０ａとの間に設けられてシリンダ２の内面との間をシールするシール部を構成するライナー３８と、上記ライナー押え２０ａの外周に設けられたピストンリング３９とを備えている。ピストン本体１８ａとライナー押え２０ａとは、それぞれ前述のピストン本体１８とリング押え２０に相当する部材である。また、ライナー押え２０ａとピストン本体１８ａとの取付け態様は、前述の形態のリング押え２０とピストン本体１８と同じである。 FIG. 11 shows another embodiment of a locking piston for high pressure, and this locking piston 4 has the same basic configuration as that described above, but is provided integrally with the tip of the connecting rod 6 to provide the cylinder 2 A dish-shaped piston main body 18a that slides while swinging inside, a liner presser 20a that is provided at the top of the piston main body 18 and has a slightly smaller diameter than the piston main body 18a, and between the piston main body 18a and the liner presser 20a. A liner 38 that is provided and constitutes a seal portion that seals between the inner surface of the cylinder 2 and a piston ring 39 provided on the outer periphery of the liner presser 20a are provided. The piston main body 18a and the liner presser 20a are members corresponding to the aforementioned piston main body 18 and the ring presser 20, respectively. Moreover, the attachment mode of the liner presser 20a and the piston main body 18a is the same as that of the ring presser 20 and the piston main body 18 of the above-mentioned form.

ライナー３８の外周面４０は、シリンダ２の内径と同じかそれよりもわずかに小さい程度の直径を有する略球形の表面形状をなすように形成されている。この球面形状により、ロッキングピストン４の揺動運動に基づく慣性により発生した圧力上昇によって、ライナー３８やライナー押え２０ａがシリンダ２に押し付けられたときの押圧力によって変形するのを効果的に抑制することができ、また繰り返し応力を防ぎ、ライナー３８の疲労を防ぐことができる。 The outer peripheral surface 40 of the liner 38 is formed to have a substantially spherical surface shape having a diameter that is the same as or slightly smaller than the inner diameter of the cylinder 2. This spherical shape effectively suppresses deformation of the liner 38 and the liner presser 20a due to the pressing force when the liner 38 and the liner presser 20a are pressed against the cylinder 2 due to the pressure increase generated by the inertia based on the swinging motion of the locking piston 4. In addition, repeated stress can be prevented and fatigue of the liner 38 can be prevented.

また、ピストンリング３９は連続したものではなく、一部がカットされ、リング押え２０の外周に形成された収納溝４２に遊びをもって収納されている。このため、ピストンリング３９は収納溝４２内で径方向に伸縮することが可能となっている。したがって、ピストン本体１８ａとライナー押え２０ａが背圧を受けたときにピストンリング３９は外方に押し広げられるので、ピストン本体１８ａとライナー押え２０ａが傾いてもライナー３８によって線シールを維持することができる。また、強度的に十分な厚みがとれるので、寸法公差は大幅に緩和される。 Further, the piston ring 39 is not continuous, and a part thereof is cut, and is housed in a housing groove 42 formed on the outer periphery of the ring presser 20 with play. For this reason, the piston ring 39 can expand and contract in the radial direction in the storage groove 42. Therefore, when the piston main body 18a and the liner presser 20a are subjected to back pressure, the piston ring 39 is expanded outward, so that the line seal can be maintained by the liner 38 even if the piston main body 18a and the liner presser 20a are inclined. it can. In addition, since a sufficient thickness can be obtained, the dimensional tolerance is greatly reduced.

ライナー３８とピストンリング３９も、保護部材３７と同様の非金属材から構成されている。また、ピストンリング３９の周面も略球面である。 The liner 38 and the piston ring 39 are also made of a non-metallic material similar to the protective member 37. The peripheral surface of the piston ring 39 is also a substantially spherical surface.

なお、図１２は上述の多段圧縮機を搭載したエアコンプレッサで、４３はモータ、４４は多段圧縮機である。低圧側の圧縮機４７で圧縮された空気はエアホース４５を介して高圧側の圧縮機４６に供給され、この圧縮空気はさらに高圧側の圧縮機４６で圧縮され、エアホース４８を介してエアタンク４９に貯留されるように構成されている。そして、上記エアコンプレッサの底部にはモータの制御部品を取り付けたプリント基板５０が配置されている。プリント基板５０の下部には制御機器５２が配置され、また両側部は上方に折り曲げられている。この折り曲げ部５１は基板全体の反りを防いで強度を確保するためとこの両側部内側を冷却ファン５３による風が流れることによって放熱を促進させる機能を有する。なお、プリント基板５０の下面には、図示しないが、ポッティング加工が施されている。 FIG. 12 shows an air compressor equipped with the above-described multistage compressor, 43 is a motor, and 44 is a multistage compressor. The air compressed by the low pressure side compressor 47 is supplied to the high pressure side compressor 46 via the air hose 45, and this compressed air is further compressed by the high pressure side compressor 46, and is supplied to the air tank 49 via the air hose 48. It is configured to be stored. A printed circuit board 50 to which motor control components are attached is disposed at the bottom of the air compressor. A control device 52 is disposed below the printed circuit board 50, and both side portions are bent upward. This bent portion 51 has a function of promoting heat dissipation by preventing warpage of the entire substrate and ensuring strength and by the flow of air from the cooling fan 53 on the inside of both sides. Although not shown, the bottom surface of the printed circuit board 50 is potted.

１、２シリンダ
３、４ロッキングピストン
６、７コネクティングロッド
１４リップリング
１５リップ部
２４ベース部
２０リング押え
２７外側コーナー部
２８内側コーナー部 1, 2 Cylinder 3, 4 Locking piston 6, 7 Connecting rod 14 Lip ring 15 Lip portion 24 Base portion 20 Ring presser 27 Outer corner portion 28 Inner corner portion

Claims

コネクティングロッドの先端に一体に設けられてシリンダ内を揺動しながら摺動する皿状のピストン本体と、ピストン本体の上部に設けられるリング押えと、ピストン本体とリング押えとの間に設けられてシリンダ内面との間をシールする非金属製リップリングとを備えたロッキングピストンにおいて、
上記リップリングは、ピストン本体とリング押えとの間に挟持されるドーナツ板状のベース部と、ベース部の外周端から起立形成されてピストン本体とシリンダ内面との間をシールするリップ部とから構成され、
ベース部とリップ部の両外側面が接する外側コーナー部の曲率半径は、ベース部とリップ部の両内側面が接する内側コーナー部の曲率半径にリップリングの厚さを加えた寸法よりも小さく形成され、
上記リップ部には、高圧領域でシール作用をする高圧領域用シール部と、上記高圧領域用シール部の上部に設けられて低圧領域でシール作用をする低圧領域用シール部と、が設けられ、
上記高圧領域用シール部は、前記曲率半径によって肉厚に形成されたコーナー部からの立ち上がり部分を含んで上記ベース部及び上記低圧領域用シール部よりも肉厚に形成されていることを特徴とする、高圧対応のロッキングピストン。 It is provided between the piston main body and the ring presser, the plate-shaped piston main body that is provided integrally at the tip of the connecting rod and slides while swinging in the cylinder, the ring presser provided at the top of the piston main body, In a locking piston with a non-metallic lip ring that seals between the cylinder inner surface,
The lip ring includes a donut plate-like base portion sandwiched between the piston main body and the ring presser, and a lip portion that is formed upright from the outer peripheral end of the base portion and seals between the piston main body and the cylinder inner surface. Configured,
The radius of curvature of the outer corner where the outer surfaces of the base and lip contact each other is smaller than the radius of curvature of the inner corner where the inner surfaces of the base and lip meet and the thickness of the lip ring. And
The aforementioned lip, and the high-pressure area seal portion for the sealing action in the high pressure region, and a low pressure region seal portion for sealing action in the low pressure region provided above the high pressure region for the sealing portion, is provided,
The high-pressure region seal part is formed to be thicker than the base part and the low-pressure region seal part including a rising portion from a corner part formed thick by the curvature radius. High pressure compatible rocking piston.

上記リップリングの最外径はシリンダの内径よりも大きく、かつピストン本体の最大傾斜時に接するシリンダ内面の楕円の長径よりも大きく形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の高圧対応のロッキングピストン。 The outermost diameter of the lip ring is characterized by being larger than the major diameter of the ellipse of the cylinder inner surface in contact with the at greater than the inner diameter of the cylinder, and the maximum inclination of the piston body, a high pressure corresponding according to claim 1 Rocking piston.

上記リップリングのベース部の下面は、上記内側コーナー部の曲面の少なくとも内側エンド部と垂直に交わる部位からシリンダ側にかけてピストン本体の上面と接面していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の高圧対応のロッキングピストン。 The lower surface of the base portion of the lip ring, and wherein the facing contact with the upper surface of the piston body from the site perpendicularly intersects at least the inner end portion of the curved surface of the inner corner portion toward the cylinder side, claim 1 or 2. A locking piston for high pressure as described in 2 .

上記ロッキングピストンがシリンダに対して傾斜していない状態において、リップリングとシリンダとは、少なくともベース部の上面の延長が上記シリンダの内面と接する部位から上端側にかけて上記シリンダと接面していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の高圧対応のロッキングピストン。 In a state where the locking piston is not inclined with respect to the cylinder, the lip ring and the cylinder are in contact with the cylinder at least from the portion where the upper surface of the base portion is in contact with the inner surface of the cylinder to the upper end side. wherein the high-pressure corresponding locking piston according to any one of claims 1-3.

上記ロッキングピストンが最大に傾斜した時には、上記シリンダとのスペースが小さい上側において、上記リップリングは、上記内側コーナー部の外側エンド部と直角に交わる部位よりも下方の領域でシリンダと接触していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の高圧対応のロッキングピストン。 When the rocking piston is tilted to the maximum, the lip ring is in contact with the cylinder in a region below the portion that intersects with the outer end of the inner corner at a right angle on the upper side where the space with the cylinder is small. wherein the high-pressure corresponding locking piston according to any one of claims 1-4.

上記ロッキングピストンが最大に傾斜した時には、上記シリンダとのスペースが大きい側において上記リップリングのリップ部とリング押えとのスペースＤ１は、ピストン本体上部とシリンダ間のスペースＤ２以下とすることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の高圧対応のロッキングピストン。 When the locking piston is tilted to the maximum, the space D1 between the lip portion of the lip ring and the ring presser on the side where the space with the cylinder is large is less than the space D2 between the upper part of the piston body and the cylinder. to high-pressure corresponding locking piston according to any one of claims 1-5.

上記リップリングのリップ部とリップリングを押えるリング押えとの間にスペースを形成し、少なくとも上記リング押えの外周面を上記シリンダの内径と略同じ大きさの直径を有する略球形の表面形状をなすように形成したことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の高圧対応のロッキングピストン。 Forming a space between the ring presser to press the lip and the lip ring the lip ring, the surface shape of a substantially spherical having a substantially diameter of the same size as the outer peripheral surface of the inner diameter of the cylinder of at least the ring presser characterized in that the formed so as to form a high pressure corresponding locking piston according to any one of claims 1-6.

上記リップリングのベース部の上面は、上記内側コーナー部の曲面の内側エンド部より中心側に離れた部位でリング押えの下面と接触し始めるようにしたことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の高圧対応のロッキングピストン。 The upper surface of the base portion of the lip ring, characterized in that the begin to contact the lower surface of the ring holding member at a site distant to the center side than the inner end portion of the curved surface of the inner corner portion, according to claim 1 to 7 The rocking piston for high pressure according to any one of the above.

上記リング押えとピストン本体とは、リップリングのベース部の内側で直接に当接していることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の高圧対応のロッキングピストン。 The above-mentioned ring holding member and the piston body, characterized in that it directly abuts on the inside of the base portion of the lip ring, the high-pressure corresponding locking piston according to any one of claims 1-8.

上記リング押えとピストン本体とは、少なくとも使用状態の圧力が作用したときに、リップリングのベース部の内側で中間材を介して当接していることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の高圧対応のロッキングピストン。 The above-mentioned ring holding member and the piston body, when the pressure of at least use state is applied, and wherein the abutting via an intermediate material inside the base portion of the lip ring, any of claim 1-9 A rocking piston for high pressure according to claim 1 .

リング押えには、リップリングのベース部との接面部に押し当てる環状突起を形成したことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の高圧対応のロッキングピストン。 The ring presser is characterized by the formation of the annular projection is pressed against the contact face of the base portion of the lip ring, the high-pressure corresponding locking piston according to any one of claims 1-10.

上記ピストン本体の上面には、リップリングのベース部の中央開口部の開口縁部を押し上げる環状突起を形成したことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の高圧対応のロッキングピストン。 The high-pressure-compatible one according to any one of claims 1 to 11 , wherein an annular protrusion is formed on the upper surface of the piston main body to push up an opening edge of the central opening of the base portion of the lip ring. Rocking piston.

上記コネクティングロッドは揺動方向に幅広に形成されているとともに、コネクティングロッドの幅方向と直交する方向には変形抑制部が形成され、この変形抑制部はピストン本体の下面に接合されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の高圧対応のロッキングピストン。 The connecting rod is formed wide in the swinging direction, and a deformation suppressing portion is formed in a direction orthogonal to the width direction of the connecting rod, and the deformation suppressing portion is joined to the lower surface of the piston body. wherein, a high pressure corresponding locking piston according to any one of claims 1 to 12.

上記ピストン本体とリング押えの少なくとも一方の外周面には、リップリングと同等以上の強度を有する非金属製の保護部材を設けたことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の高圧対応のロッキングピストン。 At least one of the outer peripheral surface of the piston body and a ring retainer, characterized in that a non-metallic protective member having a lip ring equal to or higher than the intensity, in any one of claims 1 to 13 The locking piston for high pressure described.