JPH0517436B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0517436B2 JPH0517436B2 JP57156971A JP15697182A JPH0517436B2 JP H0517436 B2 JPH0517436 B2 JP H0517436B2 JP 57156971 A JP57156971 A JP 57156971A JP 15697182 A JP15697182 A JP 15697182A JP H0517436 B2 JPH0517436 B2 JP H0517436B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- piston ring
- ring
- tension
- circumferential surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 20
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 15
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 15
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 7
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/08—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction with expansion obtained by pressure of the medium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compressor (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシリンダ内に嵌挿されたピストンによ
り気体を圧縮もしくは圧力保持等をなす気体圧縮
装置、たとえば気体圧縮機、エアシリンダ、ガス
スプリング、その他の気体圧力保持装置などにお
いてピストンリングを用いたピストンのシール構
造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a gas compression device that compresses or maintains pressure of gas using a piston inserted into a cylinder, such as a gas compressor, an air cylinder, a gas spring, or other gas pressure maintaining device. relates to a piston seal structure using piston rings.
シリンダ内にピストンを往復動可能に嵌挿して
このピストンによつて区割される少なくとも一方
の部屋を圧力室として使用する各種の気体圧縮装
置においては、ピストンの摺動面を気密にシール
する必要がある。この種のシール構造としてピス
トンリングが知られており、またこの種の気体圧
縮装置ではピストンの摺動面に潤滑油を給油でき
ない場合が多いのでピストンリングとしてテフロ
ン（商品名）を主体とするポリイミド樹脂などか
らなる自己潤滑性高分子材料が採用されている。 In various gas compression devices in which a piston is inserted into a cylinder so that it can reciprocate and at least one of the chambers divided by the piston is used as a pressure chamber, the sliding surface of the piston must be airtightly sealed. There is. Piston rings are known as this type of seal structure, and since it is often not possible to supply lubricating oil to the sliding surfaces of the piston in this type of gas compression equipment, piston rings are made of polyimide mainly made of Teflon (trade name). A self-lubricating polymer material made of resin or the like is used.
しかしながら自己潤滑性高分子材料よりなるピ
ストンリングは、シリンダやピストンなどの金属
部材に比べて熱膨張係数が大きいので、作動中の
温度上昇によるリングの伸びを予め考慮してピス
トンリング溝に装着する場合にピストンリングの
周方向に沿う切断部、つまり合口部分に大きな隙
間を保つ必要がある。このような隙間は圧縮空気
の洩れを招くので、従来のピストンリングは、ピ
ストンリングの切断部両端に軸方向に沿う段部を
形成し、これら段部を軸方向に互に重接した、い
わゆる段付合口部を形成している。しかし、この
ような段付合口形状であつても段部の重接部分か
ら空気が洩れ易く、特に空気圧力が高い場合に洩
れが著しくなる不都合があつた。 However, piston rings made of self-lubricating polymer materials have a larger coefficient of thermal expansion than metal members such as cylinders and pistons, so they must be installed in the piston ring grooves, taking into account the expansion of the rings due to temperature rise during operation. In some cases, it is necessary to maintain a large gap at the cut portion along the circumferential direction of the piston ring, that is, at the abutment portion. Since such a gap causes leakage of compressed air, conventional piston rings have steps formed along the axial direction at both ends of the cut portion of the piston ring, and these steps overlap each other in the axial direction. A stepped opening is formed. However, even with such a stepped opening shape, air is likely to leak from the overlapped portion of the stepped portions, and the leakage becomes significant especially when the air pressure is high.
したがつて本発明の目的は、段付合口部分から
の洩れも完全に防止して高精度な気密を保つこと
ができる気体圧縮装置のピストンシール構造を提
供しようとするものである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a piston seal structure for a gas compression device that can completely prevent leakage from the stepped opening and maintain highly accurate airtightness.
すなわち本発明は、ピストンリング内周面とピ
ストンリング溝底部との間に拡径自在なテンシヨ
ンリングを設け、このテンシヨンリングはシリコ
ンゴムにより形成されて周方向に連続する環状を
なしているとともに、断面形状は外面が平坦面で
内面が曲面をなす半円形もしくはＵ字形をなして
おり、このテンシヨンリングの外周面をピストン
リング内周面に密接させて段付合口部を閉塞する
とともにテンシヨンリング内周面とピストンリン
グ溝底部との間に間隙を保ち、この間隙に圧力気
体を導入してテンシヨンリングを拡径させるよう
にしたことを特徴とする。 That is, the present invention provides a tension ring whose diameter can be freely expanded between the inner circumferential surface of the piston ring and the bottom of the piston ring groove, and this tension ring is made of silicone rubber and has an annular shape continuous in the circumferential direction. In addition, the cross-sectional shape is semicircular or U-shaped with a flat outer surface and a curved inner surface, and the outer circumferential surface of this tension ring is brought into close contact with the inner circumferential surface of the piston ring to close the stepped joint opening. A gap is maintained between the inner peripheral surface of the tension ring and the bottom of the piston ring groove, and pressure gas is introduced into this gap to expand the diameter of the tension ring.
以下本発明の一実施例を第１図ないし第５図に
もとづき説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.
第１図は公知のガス圧縮機の要部を示す断面図
であり、１はアルミニウムに硬質アルマイト処理
を施したシリンダ、２は同じくシリンダ１と同材
質からなるシリンダヘツド、３はシリンダ１内を
図示上下方向に往復動されるアルミニウム製のピ
ストンを示す。 FIG. 1 is a sectional view showing the main parts of a known gas compressor. 1 is a cylinder made of aluminum subjected to hard alumite treatment, 2 is a cylinder head made of the same material as cylinder 1, and 3 is an inside view of cylinder 1. It shows an aluminum piston that reciprocates in the vertical direction shown in the figure.
ピストン３の外周面には全周に亘つてピストン
リング溝４が形成されており、このピストンリン
グ溝４の溝底面４ａは曲面形状をなし、よつて上
記溝４は断面Ｕ字形をなしている。上記ピストン
リング溝４にはピストンリング５が嵌め込まれて
いる。ピストンリング５はテフロンを主体とした
ポリイミド樹脂などのごとく自己潤滑性合成樹脂
によつて形成されている。そして該ピストンリン
グ５は第２図に示されるごとく周方向の端部に、
互に軸方向に重合される段部５ａ，５ｂを有し、
これら段部５ａ，５ｂを重合して段付合口部を構
成している。なおピストンリング５は断面矩形状
をなしており、軸方向寸法、つまり高さh1は上記
ピストンリング溝４の溝幅ｌよりも小さく（ｌ＞
h1）形成されている。そして上記段部５ａ，５ｂ
は本実施例の場合、その高さが各々h1／２づつに
形成されている。 A piston ring groove 4 is formed on the outer peripheral surface of the piston 3 over the entire circumference, and the groove bottom surface 4a of the piston ring groove 4 has a curved surface shape, so the groove 4 has a U-shaped cross section. . A piston ring 5 is fitted into the piston ring groove 4. The piston ring 5 is made of a self-lubricating synthetic resin such as polyimide resin mainly containing Teflon. As shown in FIG. 2, the piston ring 5 has a
It has step portions 5a and 5b which are superimposed on each other in the axial direction,
These stepped portions 5a and 5b are overlapped to form a stepped joint opening. The piston ring 5 has a rectangular cross-section, and its axial dimension, that is, the height h1 , is smaller than the groove width l of the piston ring groove 4 (l>
h 1 ) is formed. And the step portions 5a, 5b
In the case of the present embodiment, the heights are h 1 /2.
上記ピストンリング溝４内には上記ピストンリ
ング５と溝底部４ａとの間に位置してテンシヨン
リング６が設けられている。テンシヨンリング６
はシリコンゴムからなり、周方向に連続する環状
をなしており、その断面形状がほぼ半円形もしく
はＵ字状をなしている。テンシヨンリング６の外
径はピストンリング５の内径と一致するかもしく
はピストンリング５の内径よりもごくわずかに大
きい程度に形成されており、このテンシヨンリン
グ６の外周面はピストンリング５の内周面５ｃに
密着するように平坦面６ａをなしている。この平
坦面６ａの高さh2は上記ピストンリング５の高さ
h1と同等もしくは好ましくはh1よりも小さく、し
かしながら段部５ａ，５ｂの高さh1／２よりも大
きく形成されており、結局h1≧h2＞h1／２の関係
を有している。またテンシヨンリング６の内周面
６ｂはピストンリング溝４の溝底面４ａとの間に
間隙７を形成している。 A tension ring 6 is provided in the piston ring groove 4 between the piston ring 5 and the groove bottom 4a. tension ring 6
is made of silicone rubber and has a ring shape continuous in the circumferential direction, and its cross section is approximately semicircular or U-shaped. The outer diameter of the tension ring 6 is formed to match the inner diameter of the piston ring 5 or to be slightly larger than the inner diameter of the piston ring 5. A flat surface 6a is formed so as to be in close contact with the peripheral surface 5c. The height h2 of this flat surface 6a is the height of the piston ring 5.
It is formed to be equal to or preferably smaller than h 1 , but larger than the height h 1 /2 of the stepped portions 5a and 5b, and has the relationship h 1 ≧h 2 > h 1 /2. ing. Further, a gap 7 is formed between the inner peripheral surface 6b of the tension ring 6 and the groove bottom surface 4a of the piston ring groove 4.
ピストン３には外周面に嵌着溝８が形成されて
おり、この嵌着溝８には自己潤滑材よりなるベア
リング９が嵌め込まれている。このベアリング９
はピストン３と一体的にシリンダ１内を滑動す
る。１０はピストン３とシリンダヘツド２側との
間に形成された圧縮室、１１はピストン３頂部の
外周面とシリンダ１の内周面との間に形成される
環状の隙間、１２はピストン３とシリンダ内周面
およびピストンリング５ならびにベアリング９に
よつて囲まれた環状の隙間、１３はクランク室を
示す。 A fitting groove 8 is formed on the outer peripheral surface of the piston 3, and a bearing 9 made of a self-lubricating material is fitted into this fitting groove 8. This bearing 9
slides inside the cylinder 1 integrally with the piston 3. 10 is a compression chamber formed between the piston 3 and the cylinder head 2 side, 11 is an annular gap formed between the outer peripheral surface of the top of the piston 3 and the inner peripheral surface of the cylinder 1, and 12 is a compression chamber formed between the piston 3 and the cylinder head 2 side. An annular gap 13 surrounded by the inner peripheral surface of the cylinder, the piston ring 5, and the bearing 9 indicates a crank chamber.
上記の構成に係るテンシヨンリング６は、ピス
トン３をシリンダ１内に嵌め込むに先立つて、ピ
ストンリング溝４内に嵌め込む。次に、このピス
トンリング溝４内に上記テンシヨンリング６の外
周に位置するようにしてピストンリング５を嵌め
込む。そしてピストンリング５を縮径変位させて
該ピストンリング５の外径がほぼピストン３の外
径と同等となるように保持しつつピストン３をシ
リンダ１内に嵌挿する。 The tension ring 6 having the above structure is fitted into the piston ring groove 4 before the piston 3 is fitted into the cylinder 1. Next, the piston ring 5 is fitted into the piston ring groove 4 so as to be located on the outer periphery of the tension ring 6. Then, the piston 3 is inserted into the cylinder 1 while reducing the diameter of the piston ring 5 and maintaining the outer diameter of the piston ring 5 to be approximately equal to the outer diameter of the piston 3.
ピストン３がシリンダ１内に嵌入されるとテン
シヨンリング６が元の状態に復帰しようとし、こ
のテンシヨンリング６の外周平坦面６ａがピスト
ンリング５の内周面５ｃに密着する。この密着に
より段部５ａと５ｂの重合面はテンシヨンリング
５によつて閉塞される。なおこのような密着時に
はテンシヨンリング５の拡径力によりピストンリ
ング５の外周面５ｄがシリンダ１の内周面に押し
付けられるが、この押し付け力はきわめて小さい
ことが摩擦力低減の点で望ましい。 When the piston 3 is inserted into the cylinder 1, the tension ring 6 attempts to return to its original state, and the flat outer peripheral surface 6a of the tension ring 6 comes into close contact with the inner peripheral surface 5c of the piston ring 5. Due to this close contact, the overlapping surfaces of the stepped portions 5a and 5b are closed by the tension ring 5. Note that during such close contact, the outer circumferential surface 5d of the piston ring 5 is pressed against the inner circumferential surface of the cylinder 1 by the expanding force of the tension ring 5, but it is desirable that this pressing force be extremely small in terms of reducing frictional force.
このような実施例の構成によると、ピストン３
が図示上方へ移動される圧縮行程において、ピス
トンリング５の高さh1がピストンリング溝４の溝
幅ｌより小さいこと、およびピストンリング５の
外周面５ｄはシリンダ１の内周面との間に摩擦抵
抗を発生することが原因して、ピストンリング５
の下面５ｅはピストンリング溝４の下面４ｂに密
接し、かつピストンリング５の上面５ｆはピスト
ンリング溝４の上面４ｃと離間する。そして圧縮
室１０内で発生された圧縮気体は環状隙間１１お
よび上記ピストンリング５の上面５ｆとピストン
リング溝４の上面４ｃとの間を通つて溝底部の間
隙７内に流入する。間隙７内の圧力は高くなるの
でこの圧力によりテンシヨンリング６は内面に背
圧を受けて拡径変形し、外周面６ａがピストンリ
ング５の内周面５ｃに押し付けられる。このため
テンシヨンリング６の外周面６ａとピストンリン
グ５の内周面５ｃが気密に密着させられる。また
ピストンリング５の外周面５ｄとシリンダ１の内
周面との間には摺動抵抗が生じるので、ピストン
リング５の下面５ｅはピストンリング溝の下面に
気密に密着させられ、これらの面でシール面を形
成するから間隙７内の高圧気体がクランク室１３
側に洩れる惧れはない。テンシヨンリング６の外
周面６ａはピストンリング５の段付合口部の重接
面を覆うので、これら段部５ａ，５ｂの重合面か
ら圧縮気体が洩れることもない。 According to the configuration of such an embodiment, the piston 3
In the compression stroke in which the piston ring 5 is moved upward in the figure, the height h1 of the piston ring 5 is smaller than the groove width l of the piston ring groove 4, and the outer circumferential surface 5d of the piston ring 5 is between the inner circumferential surface of the cylinder 1. Piston ring 5 due to frictional resistance generated in
The lower surface 5e of the piston ring groove 4 is in close contact with the lower surface 4b, and the upper surface 5f of the piston ring 5 is spaced apart from the upper surface 4c of the piston ring groove 4. The compressed gas generated in the compression chamber 10 flows into the gap 7 at the bottom of the groove through the annular gap 11 and between the upper surface 5f of the piston ring 5 and the upper surface 4c of the piston ring groove 4. Since the pressure within the gap 7 becomes high, the tension ring 6 receives back pressure on its inner surface due to this pressure and expands in diameter, and the outer circumferential surface 6a is pressed against the inner circumferential surface 5c of the piston ring 5. Therefore, the outer peripheral surface 6a of the tension ring 6 and the inner peripheral surface 5c of the piston ring 5 are brought into airtight contact. Furthermore, since sliding resistance occurs between the outer circumferential surface 5d of the piston ring 5 and the inner circumferential surface of the cylinder 1, the lower surface 5e of the piston ring 5 is brought into airtight contact with the lower surface of the piston ring groove. Since it forms a sealing surface, the high pressure gas in the gap 7 flows into the crank chamber 13.
There is no risk of it leaking to the outside. Since the outer circumferential surface 6a of the tension ring 6 covers the overlapping surface of the stepped portion of the piston ring 5, compressed gas will not leak from the overlapping surface of the stepped portions 5a and 5b.
また上記テンシヨンリング６がピストンリング
５を押すと、ピストンリング５の外周面５ｄは全
周に亘つて均等な力でシリンダ１の内周面に押接
される。この押接力によりピストンリング外周面
５ｄとシリンダ１の内周面とのシール性を高め、
圧縮室１０内の高圧気体がクランク室１３側に漏
洩することはない。またピストンリング５が全周
に亘つて均等な力でシリンダ内周面に押圧される
ことから、ピストンリングの偏摩耗を防止し、長
期に亘つて確実な気密保持を可能にする。 Further, when the tension ring 6 pushes the piston ring 5, the outer peripheral surface 5d of the piston ring 5 is pressed against the inner peripheral surface of the cylinder 1 with an even force over the entire circumference. This pressing force improves the sealing performance between the piston ring outer circumferential surface 5d and the inner circumferential surface of the cylinder 1,
High pressure gas in the compression chamber 10 will not leak to the crank chamber 13 side. Furthermore, since the piston ring 5 is pressed against the cylinder inner circumferential surface with an even force over the entire circumference, uneven wear of the piston ring is prevented, and reliable airtightness can be maintained for a long period of time.
なおピストン３が図示下向きに移動させられる
吸入行程においては、圧縮室１０内の圧力が負圧
になつたときにピストンリング５の上面５ｆがピ
ストンリング溝４の上面４ｃに接するとともにピ
ストンリング５の下面５ｅがピストンリング溝４
の下面４ｂから離れる。このため溝底部の間隙７
にはクランク室１３側の気体が導入されるが、こ
の気体は圧力が高くないのでテンシヨンリング６
およびピストンリング５を拡径方向に付勢する力
は弱く、よつてピストンリング５のシリンダ壁に
対する摩擦力を小さくしてピストンリング５の摩
耗を軽減する。 In the suction stroke in which the piston 3 is moved downward in the figure, when the pressure in the compression chamber 10 becomes negative pressure, the upper surface 5f of the piston ring 5 comes into contact with the upper surface 4c of the piston ring groove 4, and the piston ring 5 The lower surface 5e is the piston ring groove 4
away from the lower surface 4b of. Therefore, the gap 7 at the bottom of the groove
Gas from the crank chamber 13 side is introduced, but since the pressure of this gas is not high, the tension ring 6
The force urging the piston ring 5 in the diametrically expanding direction is weak, thus reducing the frictional force of the piston ring 5 against the cylinder wall and reducing wear on the piston ring 5.
さらに、テンシヨンリング６はシリコンゴムに
より形成されているので耐熱性に富み、高温時の
熱劣化による材料硬化がなく、またゴム弾性によ
る気密維持が損なわれることがない。さらに、テ
ンシヨンリング６はシリコンゴムにより形成され
ているため周方向に連続する環状に形成すること
ができ、周方向に切断部が存在しないことからピ
ストンリング５の段付合口部分５ａ，５ｂを確実
に閉塞することができ、シール性が向上する。そ
して、このテンシヨンリング６は断面形状が、外
周面で平坦面をなしているからピストンリング５
の内周面５ｃに面接触し、このためピストンリン
グ５に段付合口部分５ａ，５ｂがあつても、これ
を確実にシールすることができる。特に、テンシ
ヨンリング６の内方の間〓７に導入された圧力気
体によつて背圧を受けると、外方に向かつて拡大
変形するのでテンシヨンリング６の外周面６ａが
ピストンリング５の内周面５ｃに強く押し付けら
れ、密着性が向上する。このためシール性が一層
高くなる。 Furthermore, since the tension ring 6 is made of silicone rubber, it is highly heat resistant, and the material does not harden due to thermal deterioration at high temperatures, and airtightness due to rubber elasticity is not impaired. Furthermore, since the tension ring 6 is made of silicone rubber, it can be formed into a continuous annular shape in the circumferential direction, and since there is no cut part in the circumferential direction, the stepped opening portions 5a and 5b of the piston ring 5 can be It can be closed reliably and the sealing performance is improved. Since the tension ring 6 has a cross-sectional shape with a flat outer peripheral surface, the piston ring 6
Therefore, even if the piston ring 5 has stepped opening portions 5a and 5b, these can be reliably sealed. In particular, when the tension ring 6 receives back pressure from the pressure gas introduced into the inner space 7, the tension ring 6 expands and deforms outward, so that the outer circumferential surface 6a of the tension ring 6 It is strongly pressed against the inner circumferential surface 5c, improving adhesion. Therefore, the sealing performance is further improved.
また、テンシヨンリング６は内周面側の断面形
状が、半円形またはＵ字形のような曲面をなして
いるから、テンシヨンリング６をピストン３に被
せてピストンリング溝４に嵌め込む場合に、角部
がないことから装着が容易になり、作業性が向上
する。 In addition, since the tension ring 6 has a semicircular or U-shaped cross-sectional shape on the inner peripheral surface side, when the tension ring 6 is placed over the piston 3 and fitted into the piston ring groove 4, Since there are no corners, installation is easier and workability is improved.
第４図および第５図に上記実施例による効果に
ついての実験結果を示す。第４図から判る通り本
実施例のものは従来のピストンリング単体のもの
に比べて同一吐出圧に対する吐出量の増大が認め
られ、特に高吐出圧領域においてその効果が顕著
となることが判る。また第５図からは、本実施例
のものは従来のピストンリング単体のものに比べ
て、シール性が高くなつた分だけ圧縮抵抗が増す
ので消費動力は増大するものの、この増大分は吐
出量の増大分ほど大きくはなく、したがつて大幅
の消費動力の増大を招くことなく吐出量の向上が
可能になることが理解される。 FIGS. 4 and 5 show experimental results regarding the effects of the above embodiment. As can be seen from FIG. 4, the piston ring of this example has an increased discharge amount for the same discharge pressure compared to the conventional piston ring alone, and it can be seen that this effect is particularly noticeable in the high discharge pressure region. Also, from Figure 5, compared to the conventional piston ring alone, the compression resistance of this example increases due to the higher sealing performance, so the power consumption increases, but this increase is offset by the discharge amount. Therefore, it is understood that the discharge amount can be improved without causing a significant increase in power consumption.
なお上記実施例においては公知の段付合口形状
のピストンリング５を使用した例について説明し
たが本発明はこれに限らず、軸方向に沿つて段部
が重合されるピストンリングであれば実施でき
る。そしてまた、たとえば第６図に示されるピス
トンリング６０も実質的に段付合口形状と見做せ
るものであり、このものは直角合口を有する複数
のリング６１……を軸方向に重ねて使用するもの
で、各合口６２……は周方向に位相を変えて配置
されているもので、このようなピストンリング６
０を単一のピストンリング溝に嵌合して使用する
場合にも本発明の適用が可能である。 In the above embodiment, an example was explained in which a piston ring 5 having a publicly known stepped joint opening shape was used, but the present invention is not limited to this, and can be implemented as long as it is a piston ring in which stepped portions are overlapped along the axial direction. . Furthermore, for example, the piston ring 60 shown in FIG. 6 can also be regarded as substantially having a stepped opening shape, and is used by stacking a plurality of rings 61 with right-angled openings in the axial direction. Each abutment 62... is arranged with different phases in the circumferential direction, and such a piston ring 6
The present invention can also be applied when a piston ring 0 is used by fitting into a single piston ring groove.
また本発明は気体圧縮機に制約されるものでは
なく、要するにシリンダおよびピストンを備えた
各種気体圧縮装置には適用可能である。 Further, the present invention is not limited to gas compressors, but can be applied to various gas compression devices equipped with cylinders and pistons.
以上詳述した通り本発明によると、テンシヨン
リングをシリコンゴムによつて形成したので耐熱
性に富み、高温時の熱劣化による材料硬化がな
く、またゴム弾性による気密維持が損なわれるこ
とがないとともに、周方向に連続する環状に形成
することができるので、周方向に切断部が存在し
ないことからピストンリングの段付合口部分を確
実に閉塞することができる。この場合、テンシヨ
ンリングの断面形状は、外周面が平坦面をなして
いるからピストンリングの内周面に面接触するよ
うになり、このためピストンリングの段付合口部
分をより一層確実にシールすることができる。そ
して、テンシヨンリングの内周面は、ピストンリ
ング溝の底面との間に形成された間〓に導入され
る圧力気体によつて背圧を受けるようになり、こ
のためテンシヨンリングが拡大変形されるのでテ
ンシヨンリングの平坦な外周面がピストンリング
の内周面に強く押し付けられ、よつてこれらの密
着性が向上してシール性がきわめて高くなる。 As detailed above, according to the present invention, since the tension ring is made of silicone rubber, it is highly heat resistant, the material does not harden due to thermal deterioration at high temperatures, and airtightness due to rubber elasticity is not impaired. In addition, since it can be formed into an annular shape that is continuous in the circumferential direction, there is no cut portion in the circumferential direction, so that the stepped opening portion of the piston ring can be reliably closed. In this case, the cross-sectional shape of the tension ring has a flat outer circumferential surface, so it comes into surface contact with the inner circumferential surface of the piston ring, thus sealing the stepped opening of the piston ring more reliably. can do. Then, the inner circumferential surface of the tension ring receives back pressure from the pressure gas introduced into the gap formed between it and the bottom surface of the piston ring groove, causing the tension ring to expand and deform. As a result, the flat outer circumferential surface of the tension ring is strongly pressed against the inner circumferential surface of the piston ring, thereby improving their adhesion and achieving extremely high sealing performance.
また、テンシヨンリングは内周面側の断面形状
が半円形やＵ字形のような曲面をなしているか
ら、ピストンリング溝に嵌め込む場合に装着が容
易になり、作業性が向上するなどの利点がある。 In addition, since the tension ring has a semicircular or U-shaped cross-sectional shape on the inner peripheral surface, it is easier to fit into the piston ring groove, improving work efficiency. There are advantages.
第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示
し、第１図は気体圧縮機の要部を示す断面図、第
２図はピストンリングの斜視図、第３図はテンシ
ヨンリングの斜視図、第４図および第５図はそれ
ぞれ実験結果を示す特性図である。また第６図は
ピストンリングの他の実施例を示す斜視図であ
る。
１……シリンダ、３……ピストン、４……ピス
トンリング溝、５……ピストンリング、５ａ，５
ｂ……段部、６……テンシヨンリング、７……隙
間、１０……圧縮室。
1 to 5 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a sectional view showing the main parts of a gas compressor, FIG. 2 is a perspective view of a piston ring, and FIG. 3 is a tension ring. The perspective view, FIG. 4, and FIG. 5 are characteristic diagrams showing experimental results, respectively. Moreover, FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of the piston ring. 1... Cylinder, 3... Piston, 4... Piston ring groove, 5... Piston ring, 5a, 5
b...Step part, 6...Tension ring, 7...Gap, 10...Compression chamber.
Claims (1)
ンの外周面にピストンリング溝を形成し、このピ
ストンリング溝に自己潤滑性合成樹脂材料よりな
る段付合口形状のピストンリングを嵌め込み、こ
のピストンリング外周面と上記シリンダ内周面と
の摺接により気密を保つようにした気体圧縮装置
のピストンシール構造において、 上記ピストンリングの内周面とピストンリング
溝の底部との間に、拡径方向に弾性変形可能なテ
ンシヨンリングを設け、 このテンシヨンリングは、シリコンゴムにより
形成されて周方向に連続する環状をなしていると
ともに、断面形状が、外周面は上記ピストンリン
グの内周面に接触して上記段付合口部分を閉塞す
る平坦面をなし、内周面は半円形もしくはＵ字形
の曲面をなしており、 上記テンシヨンリングの内周面と上記ピストン
リング溝の底部との間には、上記ピストンで加圧
された圧力気体が上記ピストンリング溝の側面と
上記ピストンリングの側面およびテンシヨンリン
グの側面の間を通つて導入される〓間を設け、 この〓間に導入した上記気体の圧力をテンシヨ
ンリングの背圧として作用させ、これによりテン
シヨンリングを拡径変形させて上記ピストンリン
グの内周面に押し付けるようにしたことを特徴と
する気体圧縮装置のピストンシール構造。[Claims] 1. A piston ring groove is formed on the outer circumferential surface of a piston that is reciprocally inserted into a cylinder, and a stepped opening-shaped piston ring made of a self-lubricating synthetic resin material is provided in the piston ring groove. In the piston seal structure of the gas compression device, the piston ring is fitted into the piston ring and the piston ring's outer peripheral surface is in sliding contact with the cylinder's inner peripheral surface to maintain airtightness. is provided with a tension ring that can be elastically deformed in the direction of diameter expansion, and this tension ring is made of silicone rubber and has an annular shape that is continuous in the circumferential direction, and has a cross-sectional shape and an outer peripheral surface that is similar to the piston ring. It has a flat surface that contacts the inner circumferential surface of the tension ring and closes the stepped joint opening portion, and the inner circumferential surface is a semicircular or U-shaped curved surface, and the inner circumferential surface of the tension ring and the piston ring groove are connected to each other. A gap is provided between the bottom of the piston and the bottom of the piston, through which pressure gas pressurized by the piston is introduced through the side surface of the piston ring groove, the side surface of the piston ring, and the side surface of the tension ring. A gas compression device characterized in that the pressure of the gas introduced between the gaps acts as back pressure on the tension ring, thereby deforming the tension ring to expand its diameter and pressing it against the inner circumferential surface of the piston ring. Piston seal structure of the device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15697182A JPS5947560A (en) | 1982-09-09 | 1982-09-09 | Piston seal structure for gas compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15697182A JPS5947560A (en) | 1982-09-09 | 1982-09-09 | Piston seal structure for gas compressor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5947560A JPS5947560A (en) | 1984-03-17 |
| JPH0517436B2 true JPH0517436B2 (en) | 1993-03-09 |
Family
ID=15639324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15697182A Granted JPS5947560A (en) | 1982-09-09 | 1982-09-09 | Piston seal structure for gas compressor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5947560A (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6114782U (en) * | 1984-06-29 | 1986-01-28 | 株式会社 アンレツト | Compression piston of dry piston type compressor |
| JPS61105776U (en) * | 1984-12-18 | 1986-07-04 | ||
| JPS62147171A (en) * | 1985-12-20 | 1987-07-01 | Tokico Ltd | Piston ring for reciprocating machine |
| JP2521166B2 (en) * | 1989-12-29 | 1996-07-31 | 株式会社三ツ葉電機製作所 | Wiping range switching device for wiper |
| JP2010243390A (en) * | 2009-04-08 | 2010-10-28 | Honda Motor Co Ltd | Engine-friction force measuring instrument |
| JP7512017B2 (en) * | 2019-04-26 | 2024-07-08 | 株式会社神戸製鋼所 | Piston ring, reciprocating compressor, and piston ring selection method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5773459U (en) * | 1980-10-23 | 1982-05-06 |
-
1982
- 1982-09-09 JP JP15697182A patent/JPS5947560A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5947560A (en) | 1984-03-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4102608A (en) | Reciprocatory piston and cylinder machines | |
| US5050892A (en) | Sealing arrangement for piston in compressor | |
| US20050023768A1 (en) | Head gasket assembly | |
| JP2017500509A (en) | Single seal ring stuffing box | |
| EP1033511A2 (en) | Gasket with compressible sealing member and hard support layer | |
| US6615788B2 (en) | Piston assembly for an internal combustion engine | |
| US3942808A (en) | Piston ring assembly | |
| JPH0517436B2 (en) | ||
| JPH0217247Y2 (en) | ||
| US9890773B2 (en) | Wobble piston having angled compression ring and spherical piston cap | |
| US2670255A (en) | Piston packing ring | |
| JPH06137272A (en) | Nonlubricated reciprocation type compressor | |
| KR920702478A (en) | Cylinder head / cylinder seals for reciprocating gas compression machines | |
| US3438638A (en) | Metallic packing | |
| JP3742164B2 (en) | Reciprocating compressor | |
| US3316940A (en) | Sliding seal assemblies | |
| CA1177714A (en) | Interference fit cylinder liner | |
| JP3244396B2 (en) | piston ring | |
| US6135008A (en) | Piston with lubricant-scraping ring and lubricant return ports | |
| JPS589020Y2 (en) | seal ring | |
| JPH09280175A (en) | Cylinder heat insulating structure for oil free reciprocating compressor | |
| JP2009133231A (en) | Oil-free type vacuum pump | |
| WO1998016763A1 (en) | Gap-sealed piston ring | |
| US1656880A (en) | Rod packing | |
| JPS6338348Y2 (en) |