JP2003206860A - 往復動圧縮機およびそれに用いるピストン，ピストンリング，張りリングならびにディスタンスリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】消耗部品の点数が少なく、メンテナンス作業も
簡素化できる往復動圧縮機を提供する。 【解決手段】シリンダ４１内を往復動するピストン１に
より気体を圧縮する往復動圧縮機であって、上記ピスト
ン１は、ピストンロッド２に取り付けられたディスタン
スリング３と、上記ディスタンスリング３の外周に形成
されたピストンリング取付溝１１に取り付けられた複数
分割のピストンリング５と、上記ピストンリング５を内
側から外向きに付勢する張りリング６とを備え、上記ピ
ストンリング５は、上記ディスタンスリング３のピスト
ンリング取付溝１１に対して外方向に外れるように嵌合
されているため、分解組み立て作業が簡略化できるう
え、ピストンリングの長寿命化を図ることが可能で、メ
ンテナンスの周期が延長できるとともに作業も極めて簡
素化され、メンテナンスコストを低く抑えることが可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気や窒素ガス等
の気体を圧縮する往復動圧縮機およびそれに用いるピス
トン，ピストンリング，張りリングならびにディスタン
スリングに関するものであり、特に、給油機構を持たな
い無給油式に適した往復動圧縮機等に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、窒素ガス製造プラント等におい
て、空気や窒素ガス等を圧縮するために往復動圧縮機が
用いられている。この往復動圧縮機は、図５に示すよう
に、シリンダ４１の内部にピストン４２が往復動自在に
収容され、このピストン４２がピストンロッド４３を介
して往復動装置４４に連結されている。上記シリンダ４
１には、シリンダ４１内にガスを吸入する吸入管４５
と、シリンダ４１内で圧縮されたガスを吐出する吐出管
４６とが連通されている。

【０００３】上記吸入管４５は、シリンダ４１側が複数
に分岐され、シリンダ４１の両端部近傍（ピストン４２
より先端側と後端側）に連結され、それぞれの連結部近
傍に吸入弁４７が設けられている。また、吐出管４６の
シリンダ４１側が複数に分岐され、同様にシリンダ４１
の両端部近傍（ピストン４２より先端側と後端側）に連
結され、それぞれの連結部近傍に吐出弁４８が設けられ
ている。上記吸入弁４７および吐出弁４８は、それぞれ
吸入方向および吐出方向にのみガスを流す逆止弁構造と
なっている。

【０００４】上記往復動圧縮機では、往復動装置４４に
よりピストン４２を往復動させてシリンダ４１内にガス
を吸引するとともに、シリンダ４１のガスを圧縮させて
吐出管４６に吐出する。

【０００５】すなわち、ピストン４２の先端側では、吸
入弁４７を開弁した状態でピストン４２を後退させるこ
とにより、シリンダ４１内にガスを吸引し、その後、吸
入弁４７を閉弁してピストン４２を前進させてシリンダ
４１内のガスを圧縮したのち吐出弁４８を開弁すること
により、シリンダ４１内の圧縮ガスを吐出管４６に吐出
するようになっている。一方、ピストン４２の後端側で
は、吸入弁４７を開弁した状態でピストン４２を前進さ
せることにより、シリンダ４１内にガスを吸引し、その
後、吸入弁４７を閉弁してピストン４２を後退させてシ
リンダ４１内のガスを圧縮したのち、吐出弁４８を開弁
することにより、シリンダ４１内の圧縮ガスを吐出管４
６に吐出するようになっている。

【０００６】上記往復動圧縮機では、従来から、図６に
示すようなピストン４２が用いられている。このピスト
ン４２は、ピストンロッド４３の先端部に、ライダーリ
ング２６が取り付けられるピストンヘッド２９が取り付
けられている。また、上記ピストンヘッド２９の根元側
に、第１および第２ピストンリング３４，３５が取り付
けられる複数（この例では６つ）のディスタンスリング
３３が取り付けられている。図において、３２はピスト
ンヘッド２９やディスタンスリング３３がピストンロッ
ド４３の先端から抜けるのを防止する抜止リング、３１
は、ピストンヘッド２９やディスタンスリング３３がピ
ストンロッド４３の根元側にずれてしまうのを防止する
係止リングである。

【０００７】上記ライダーリング２６は、シリンダ４１
内でピストン４２の往復動をガイドするものであり、ス
テンレス等から形成された金属リング２７と、フッ素樹
脂等から形成された樹脂リング２８とが焼き嵌めにより
一体化されたものが用いられている。

【０００８】上記第１ピストンリング３４および第２ピ
ストンリング３５は、ピストン４２の往復動によりシリ
ンダ４１内で圧縮されたガスの漏れを防止し、圧縮ガス
により発生する圧力を受け止めるものである。

【０００９】上記ピストン４２では、６つのディスタン
スリング３３は、仕切りリング３０を介して先端側と根
元側とが対象になるように配置されている。これによ
り、ピストン４２が先端側に向かって前進するときは、
主として先端側の３つの第１および第２ピストンリング
３４，３５でピストン４２より先端側のシリンダ４１内
に発生する圧力を受け止め、反対に、ピストン４２が根
元側に向かって後退するときは、主として根元側の３つ
の第１および第２ピストンリング３４，３５でピストン
４２より根元側のシリンダ４１内に発生する圧力を受け
止めるようになっている。

【００１０】上記第１ピストンリング３４は、フッ素樹
脂と自己潤滑性を有するグラファイトとが混練されて形
成されている。上記第１ピストンリング３４は、断面略
Ｌ字状に形成されるとともに円周方向において複数に分
割され、内側からステンレス等の金属材料から形成され
た張りリング３６によって外側に向かって付勢され、シ
リンダ４１の内面に押し付けられてガスの漏れを防止す
るようになっている。

【００１１】上記第１ピストンリング３４は、その断面
Ｌ字状の一片が、ディスタンスリング３３に形成された
ぬすみ空間３７に嵌入されることにより、第１ピストン
リング３４の磨耗が進行したときに、張りリング３６が
シリンダ４１の内面と接触するのが防止され、シリンダ
４１の損傷を防ぐようになっている。

【００１２】上記第２ピストンリング３５は、上記第１
ピストンリング３４に加わる圧縮ガスの圧力を受けて第
１ピストンリング３４の変形を防止するものであり、第
１ピストンリング３４の圧力がかかる側と反対側に配置
されている。上記第２ピストンリング３５は、フッ素樹
脂等の樹脂材料から形成されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記往復動圧縮機で
は、往復動圧縮機は、第１および第２ピストンリング３
４，３５が繰り返しの摺動により磨耗する消耗部品であ
るため、定期的に交換するメンテナンス作業が必要とな
る。

【００１４】ところが、シリンダ４１の損傷を防止する
ために第１ピストンリング３４の一部をディスタンスリ
ング３３のぬすみ空間３７に嵌入させる構造となってい
るため、第１および第２ピストンリング３４，３５を交
換する際には、すべてのディスタンスリング３３をピス
トンロッド４３から一旦外し、第１および第２ピストン
リング３４，３５を新しいものに交換したのち改めてす
べてのディスタンスリング３３をピストンロッド４３に
組み付けるという分解組み立て作業を行なわねばならな
いことから、メンテナンス作業が極めて煩雑で、メンテ
ナンスコストが極めて高くつくものとなっていた。

【００１５】また、上記従来の往復動圧縮機では、第１
ピストンリング３４と第２ピストンリング３５の２種類
のピストンリングを使用することから、消耗部品の点数
が多く、消耗部品のコストが高くなるうえ、部品の管理
や在庫保持にもコストがかかっていた。

【００１６】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、消耗部品の点数が少なく、メンテナンス作業も
簡素化できる往復動圧縮機およびそれに用いるピスト
ン，ピストンリング，張りリングならびにディスタンス
リングの提供を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の往復動圧縮機は、シリンダ内を往復動する
ピストンにより気体を圧縮する往復動圧縮機であって、
上記ピストンは、ピストンロッドに取り付けられたディ
スタンスリングと、上記ディスタンスリングの外周に形
成されたピストンリング取付溝に取り付けられた複数分
割のピストンリングと、上記ピストンリングを内側から
外向きに付勢する張りリングとを備え、上記ピストンリ
ングは、上記ディスタンスリングのピストンリング取付
溝に対して外方向に外れるように嵌合されていることを
要旨とする。

【００１８】すなわち、本発明の往復動圧縮機は、上記
ピストンリングは、上記ディスタンスリングのピストン
リング取付溝に対して外方向に外れるように嵌合されて
いる。このため、ピストンリングの交換は、ピストンリ
ングをディスタンスリングのピストンリング取付溝から
直接外して新しいものを取り付ければ完了する。このよ
うに、ディスタンスリングをピストンロッドから外すこ
となくピストンリングの交換ができるため、分解組み立
て作業が簡略化できる。また、従来のようなピストンリ
ングの一部をディスタンスリングのぬすみ空間に嵌入さ
せる構造となっていないため、ピストンリングのシリン
ダ内面との接触面積を大きくとることが可能となり、摺
動圧力が小さくなってピストンリングの長寿命化を図る
ことができる。したがって、メンテナンスの周期が延長
できるとともに作業も極めて簡素化され、メンテナンス
コストを低く抑えることが可能となる。

【００１９】さらに、シリンダ内面とピストンリングと
の接触面積を大きくとって接触圧力を小さく抑えること
が可能となることから、ピストンリングの耐変形性能が
向上し、従来のような変形防止用の第２ピストンリング
を使用する必要がなくなる。したがって、消耗部品の点
数が減少し、消耗部品のコストが低下するうえ、部品の
管理や在庫保持にかかるコストも節減することができ
る。

【００２０】本発明の往復動圧縮機において、上記ピス
トンリングは、上記ディスタンスリングのピストンリン
グ取付溝の内壁面とストレート面を介して接している場
合には、ディスタンスリングおよびピストンリングの形
状が単純化し、設計や製造が容易になって必要以上のコ
ストアップを避けることができる。また、この場合にお
いて、上記ストレート面がピストンの摺動方向に対して
実質的に直交する面である場合には、上記ストレート面
によってピストンリングが支えられることから、ピスト
ンリングの変形を防止するとともに偏磨耗等の異常磨耗
を有効に防止し、ピストンリングの長寿命化に有効であ
る。

【００２１】本発明の往復動圧縮機において、上記ディ
スタンスリングを複数備えている場合には、複数のピス
トンリングにより、より高圧ガスの漏れを防止しうるこ
とから、より高い圧縮率での圧縮が可能となる。

【００２２】本発明の往復動圧縮機において、上記ディ
スタンスリングのピストンリング取付溝が、ディスタン
スリングの外周面から一方の盤面にかけて形成された切
欠き状溝である場合には、ディスタンスリングの形状が
より単純化され、設計や製造が容易になって必要以上の
コストアップを避けることができる。また、隣接するデ
ィスタンスリング同士の間でピストンリングを保持する
ことから、ディスタンスリングの厚みに対するピストン
リングの厚み比を大きくすることができ、シリンダ内面
との接触面積が大きくなって磨耗を抑え、長寿命化を図
ることができる。

【００２３】本発明の往復動圧縮機において、上記ディ
スタンスリングが、ピストンロッドの長手方向において
先端側と根元側で逆向きになるように取り付けられてい
る場合には、ピストンの前進時と後退時の双方において
気体の圧縮を行なう圧縮機に適したものとなる。

【００２４】本発明の往復動圧縮機において、上記張り
リングの幅寸法が、ピストンリングの幅寸法より小さく
なるよう設定されている場合には、ピストンリングに対
する外向き付勢力が相対的に小さくなってピストンリン
グの摺動圧力を弱め、磨耗を抑えて長寿命化を図ること
ができる。

【００２５】本発明の往復動圧縮機において、上記張り
リングが、ピストンリングの幅寸法における中央部に設
けられている場合には、ピストンリングに加わる外向き
付勢力がピストンリングの幅方向において均一に近くな
り、ピストンリングの偏磨耗等の異常磨耗を防止して長
寿命化を図ることができる。

【００２６】本発明の往復動圧縮機において、上記ピス
トンリングが、フッ素樹脂と二硫化モリブデンとを含ん
で構成されている場合には、ピストンリングが優れた剛
性とともに優れた自己潤滑性を発揮し、磨耗を抑えて長
寿命化を図ることができる。

【００２７】本発明の往復動圧縮機において、上記張り
リングが、フッ素樹脂を主成分として構成されている場
合には、ピストンリングに対する外向き付勢力が小さく
なってピストンリングの摺動圧力を弱め、磨耗を抑えて
長寿命化を図ることができる。

【００２８】また、本発明のピストン，ピストンリン
グ，張りリングならびにディスタンスリングは、請求項
１〜９のいずれか一項に記載の往復動圧縮機に用いられ
ることを要旨とする。

【００２９】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。

【００３０】図１および図２は、本発明の一実施の形態
の往復動圧縮機に用いるピストン１の一例を示す図であ
る。

【００３１】このピストン１は、ピストンロッド２の先
端部に、ライダーリング４が取り付けられるピストンヘ
ッド７が取り付けられている。また、上記ピストンヘッ
ド７の根元側に、ピストンリング５が取り付けられる複
数（この例では６つ）のディスタンスリング３が取り付
けられている。図において、１０はピストンヘッド７や
ディスタンスリング３がピストンロッド２の先端から抜
けるのを防止する抜止リング、８は、ピストンヘッド７
やディスタンスリング３がピストンロッド２の根元側に
ずれてしまうのを防止する係止リングである。

【００３２】上記ライダーリング４は、シリンダ４１内
でピストン１の往復動をガイドするものであり、フッ素
樹脂，二硫化モリブデン，カーボンを熱硬化性樹脂で結
合された樹脂結合複合材料（商品名「グラフロンＨＹ−
５０」；モルガナイトカーボン社）から形成されてい
る。このピストンリング５は、フッ素樹脂，二硫化モリ
ブデン，カーボンおよび熱硬化性樹脂を押出し成形もし
くは圧縮プレス成形し、所定の寸法により切断した後ロ
ール加工し、熱硬化治具に入れて焼成し、必要に応じて
機械加工を加えて製造される。このようにして得られた
ピストンリング５は、フッ素樹脂が比較的少量で分散さ
れた状態で存在する。ピストンリング５としては、組織
が繊維状になって抗折力に優れた特性を示す押出し成形
品が好適に用いられる。

【００３３】上記ライダーリング４は、従来のように金
属製リングと樹脂製リングが焼嵌めにより一体化された
ものではなく、周方向に複数分割（この例では２分割）
され、ピストンヘッド７のライダーリング取付溝１２に
対して外方向に外れるように嵌合されている。これによ
り、ライダーリング４の交換は、ライダーリング４をラ
イダーリング取付溝１２から直接外して新しいものを取
り付ければ完了する。このため、分解組み立て作業が簡
略化でき、メンテナンスコストを低く抑えることが可能
となる。

【００３４】この例では、上記ライダーリング４は、上
記ライダーリング取付溝１２の内壁面とストレート面を
介して接している。このようにすることにより、ピスト
ンヘッド７およびライダーリング４の形状が単純化し、
設計や製造が容易になって必要以上のコストアップを避
けることができる。また、上記ストレート面がピストン
の摺動方向に対して実質的に直交する面であるため、上
記ストレート面によってライダーリング４が支えられる
ことから、ライダーリング４の変形を防止するとともに
偏磨耗等の異常磨耗を有効に防止し、ライダーリング４
の長寿命化に有効である。

【００３５】上記ピストンリング５は、ピストン１の往
復動によりシリンダ４１内で圧縮されたガスの漏れを防
止し、圧縮ガスにより発生する圧力を受け止めるもので
ある。

【００３６】上記ピストンリング５は、ピストンロッド
２に取り付けられたディスタンスリング３の外周に形成
されたピストンリング取付溝１１に取り付けられてい
る。上記ピストンリング５は、図２に示すように、周方
向において複数に分割（この例では３分割）されてい
る。分割の態様としては、例えば、図２（ａ）に示すよ
うにラジアルカット状に分割したり、図２（ｂ）に示す
ようにタンジェントカット状に分割したりすることがで
きる。なお、この例ではピストンリング５を３分割した
ものを例示したが、これに限定するものではなく、２分
割でもよいし、４分割以上にすることもできる。

【００３７】上記ピストンリング５の内周面には、その
厚み方向（幅方向）における略中央部に、張りリング６
を嵌入させる張りリング嵌入溝１３が刻設されている。
そして、上記ピストンリング５は、張りリング嵌入溝１
３に嵌入された張りリング６により、内側から外向きに
付勢されている。これにより、ピストンリング５をシリ
ンダ４１の内面に押し付け、圧縮ガスの漏れを防止する
ようになっている。

【００３８】そして、上記ピストンリング５は、上記デ
ィスタンスリング３のピストンリング取付溝１１に対し
て外方向に外れるように嵌合されている。すなわち、上
記ディスタンスリング３のピストンリング取付溝１１
は、ディスタンスリング３の外周面から一方の盤面にか
けて形成された切欠き状溝であり、ディスタンスリング
は断面略Ｌ字状に形成されている。そして、上記ピスト
ンリング取付溝１１にピストンリング５が嵌入されるこ
とにより、ピストンリング５は、ディスタンスリング３
のピストンリング取付溝１１の内壁面および隣接するデ
ィスタンスリング３の盤面とストレート面を介して接し
ている。

【００３９】このようにすることにより、ディスタンス
リング３の形状がより単純化され、設計や製造が容易に
なって必要以上のコストアップを避けることができる。
また、上記ストレート面のうち径方向に沿った面は、ピ
ストン１の摺動方向に対して実質的に直交する面である
ため、上記ストレート面によってピストンリング５が支
えられることから、ピストンリング５の変形を防止する
とともに偏磨耗等の異常磨耗を有効に防止し、ピストン
リング５の長寿命化に有効である。

【００４０】さらに、隣接するディスタンスリング３同
士の間でピストンリング５が保持されることから、ディ
スタンスリング３の厚みに対するピストンリング５の厚
み比を大きくすることができ、シリンダ４１内面との接
触面積が大きくなって磨耗を抑え、長寿命化を図ること
ができる。

【００４１】また、上記張りリング６の幅寸法は、ピス
トンリング５の幅寸法より小さくなるよう設定されると
ともに、上記張りリング６は、ピストンリング５の幅寸
法における中央部に設けられている。このため、ピスト
ンリング５に対する外向き付勢力が相対的に小さくなっ
てピストンリング５の摺動圧力を弱めるとともに、ピス
トンリング５に加わる外向き付勢力がピストンリング５
の幅方向において均一に近くなり、ピストンリング５の
偏磨耗等の異常磨耗を防止して長寿命化を図ることがで
きる。

【００４２】ここで、上記ピストンリング５は、フッ素
樹脂，二硫化モリブデン，カーボンを熱硬化性樹脂で結
合された樹脂結合複合材料（商品名「グラフロンＨＹ−
５０」；モルガナイトカーボン社）から形成されてい
る。このピストンリング５は、フッ素樹脂，二硫化モリ
ブデン，カーボンおよび熱硬化性樹脂を押出し成形もし
くは圧縮プレス成形し、所定の寸法により切断した後ロ
ール加工し、熱硬化治具に入れて焼成し、必要に応じて
機械加工を加えて製造される。このようにして得られた
ピストンリング５は、フッ素樹脂が比較的少量で分散さ
れた状態で存在する。ピストンリング５としては、組織
が繊維状になって抗折力に優れた特性を示す押出し成形
品が好適に用いられる。このようにすることにより、ピ
ストンリング５が優れた剛性とともに優れた自己潤滑性
を発揮し、磨耗を抑えて長寿命化を図ることができる。

【００４３】また、上記張りリング６は、フッ素樹脂を
主成分とし、自己潤滑材としてグラファイトやカーボン
が混練された複合材料から形成されている。この例で
は、グラファイトとカーボンとの双方を混入させたが、
これに限定するものではなく、いずれか一方を混入させ
ることもできるし、グラファイト等の他の自己潤滑性材
料を使用することも可能である。このようにすることに
より、ピストンリング５に対する外向き付勢力が小さく
なってピストンリング５の摺動圧力を弱め、磨耗を抑え
て長寿命化を図ることができる。

【００４４】そして、上記ピストン１では、６つのディ
スタンスリング３が、ピストンロッド２の長手方向にお
いて仕切りリング９を境に先端側と根元側で逆向きにな
るように取り付けられている。すなわち、仕切りリング
９より先端側の３つのディスタンスリング３は、ピスト
ンリング取付溝１１が外周面から根元側の盤面にかけて
形成された切欠き状溝で、このピストンリング取付溝１
１にピストンリング５が取り付けられている。一方、仕
切りリング９より根元側の３つのディスタンスリング３
は、ピストンリング取付溝１１が外周面から先端側の盤
面にかけて形成された切欠き状溝で、このピストンリン
グ取付溝１１にピストンリング５が取り付けられてい
る。

【００４５】このようにすることにより、後述するよう
に、ピストン１の前進時と後退時の双方において気体の
圧縮を行なう圧縮機に適したものとなる。また、複数の
ピストンリング５により、より高圧ガスの漏れを防止し
うることから、より高い圧縮率での圧縮が可能となる。

【００４６】上記ピストン１は、図５に示す往復動圧縮
機に使用されて本発明の往復動圧縮機が構成される。以
下、本発明の往復動圧縮機について図５を参照して説明
する。

【００４７】すなわち、この往復動圧縮機は、シリンダ
４１の内部にピストン１が往復動自在に収容され、この
ピストン１がピストンロッド２を介して往復動装置４４
に連結されている。上記シリンダ４１には、シリンダ４
１内にガスを吸入する吸入管４５と、シリンダ４１内で
圧縮されたガスを吐出する吐出管４６とが連通されてい
る。

【００４８】上記吸入管４５は、シリンダ４１側が複数
に分岐され、シリンダ４１の両端部近傍（ピストン４２
より先端側と後端側）に連結され、それぞれの連結部近
傍に吸入弁４７が設けられている。また、吐出管４６の
シリンダ４１側が複数に分岐され、同様にシリンダ４１
の両端部近傍（ピストン１より先端側と後端側）に連結
され、それぞれの連結部近傍に吐出弁４８が設けられて
いる。上記吸入弁４７および吐出弁４８は、それぞれ吸
入方向および吐出方向にのみガスを流す逆止弁構造とな
っている。

【００４９】上記往復動圧縮機では、往復動装置４４に
よりピストン１を往復動させてシリンダ４１内にガスを
吸引するとともに、シリンダ４１のガスを圧縮させて吐
出管４６に吐出する。

【００５０】すなわち、ピストン１の先端側では、吸入
弁４７を開弁した状態でピストン１を後退させることに
より、シリンダ４１内にガスを吸引し、その後、吸入弁
４７を閉弁してピストン１を前進させてシリンダ４１内
のガスを圧縮したのち吐出弁４８を開弁することによ
り、シリンダ４１内の圧縮ガスを吐出管４６に吐出する
ようになっている。一方、ピストン１の後端側では、吸
入弁４７を開弁した状態でピストン１を前進させること
により、シリンダ４１内にガスを吸引し、その後、吸入
弁４７を閉弁してピストン１を後退させてシリンダ４１
内のガスを圧縮したのち、吐出弁４８を開弁することに
より、シリンダ４１内の圧縮ガスを吐出管４６に吐出す
るようになっている。

【００５１】このとき、上記ピストン５において、６つ
のディスタンスリング３が仕切りリング９を介して先端
側と根元側とが対象になるように配置されているため、
ピストン１が先端側に向かって前進するときは、主とし
て先端側の３つのピストンリング５でピストン１より先
端側のシリンダ４１内に発生する圧力を受け止め、反対
に、ピストン１が根元側に向かって後退するときは、主
として根元側の３つのピストンリング５でピストン１よ
り根元側のシリンダ４１内に発生する圧力を受け止める
ようになっている。

【００５２】以上のように、上記往復動圧縮機は、ピス
トンリング５の交換は、ピストンリング５をディスタン
スリング３のピストンリング取付溝１１から直接外して
新しいものを取り付ければ完了する。このように、ディ
スタンスリング３をピストンロッド２から外すことなく
ピストンリング５の交換ができるため、分解組み立て作
業が簡略化できる。また、従来のようなピストンリング
５の一部をディスタンスリング３のぬすみ空間に嵌入さ
せる構造となっていないため、ピストンリング５のシリ
ンダ４１内面との接触面積を大きくとることが可能とな
り、摺動圧力が小さくなってピストンリング５の長寿命
化を図ることができる。したがって、メンテナンスの周
期が延長できるとともに作業も極めて簡素化され、メン
テナンスコストを低く抑えることが可能となる。

【００５３】さらに、シリンダ４１内面とピストンリン
グ５との接触面積を大きくとって接触圧力を小さく抑え
ることが可能となることから、ピストンリング５の耐変
形性能が向上し、従来のような変形防止用の第２ピスト
ンリング３５を使用する必要がなくなる。したがって、
消耗部品の点数が減少し、消耗部品のコストが低下する
うえ、部品の管理や在庫保持にかかるコストも節減する
ことができる。

【００５４】図３は、上記往復動圧縮機に用いられるピ
ストンの他の例を示す。図４（ａ）は、ディスタンスリ
ング３のピストンリング取付溝１１の側壁面がテーパ面
になった例であり、図３（ｂ）は、凹状のピストンリン
グ取付溝１１の側壁面に段部が形成された例である。そ
れ以外は、図１に示すものと同様であり、同様の作用効
果を奏する。

【００５５】図４は、上記往復動圧縮機に用いられるピ
ストンの他の例を示す。図４（ａ）は、ディスタンスリ
ング３に凹状のピストンリング取付溝１１が形成され、
このピストンリング取付溝１１にピストンリングが嵌入
している。図４（ｂ）は、凹状のピストンリング取付溝
１１の両側壁面がテーパ面になった例であり、図４
（ｃ）は、凹状のピストンリング取付溝１１の両側壁面
に段部が形成された例である。それ以外は、図１に示す
ものと同様であり、同様の作用効果を奏する。

【００５６】なお、上記各実施の形態では、６つのディ
スタンスリング３を仕切りリング９を介して先端側と根
元側とが対象になるように配置して、ピストン１が前進
するときと後退するときの双方で気体を圧縮するように
したが、これに限定するものではなく、複数のディスタ
ンスリング３を一方向にのみ配置して、ピストン１が前
進するときだけで気体を圧縮するようにしてもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明の往復動圧縮機に
よれば、ピストンリングの交換は、ピストンリングをデ
ィスタンスリングのピストンリング取付溝から直接外し
て新しいものを取り付ければ完了する。このように、デ
ィスタンスリングをピストンロッドから外すことなくピ
ストンリングの交換ができるため、分解組み立て作業が
簡略化できる。また、従来のようなピストンリングの一
部をディスタンスリングのぬすみ空間に嵌入させる構造
となっていないため、ピストンリングのシリンダ内面と
の接触面積を大きくとることが可能となり、摺動圧力が
小さくなってピストンリングの長寿命化を図ることがで
きる。したがって、メンテナンスの周期が延長できると
ともに作業も極めて簡素化され、メンテナンスコストを
低く抑えることが可能となる。

【００５８】さらに、シリンダ内面とピストンリングと
の接触面積を大きくとって接触圧力を小さく抑えること
が可能となることから、ピストンリングの耐変形性能が
向上し、従来のような変形防止用の第２ピストンリング
を使用する必要がなくなる。したがって、消耗部品の点
数が減少し、消耗部品のコストが低下するうえ、部品の
管理や在庫保持にかかるコストも節減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の往復動圧縮機の一実施の形態に用いる
ピストンを示す側面図である。

【図２】上記往復動圧縮機に用いるピストンリングを示
す平面図である。

【図３】本発明の往復動圧縮機に用いるピストンの第２
例〜第３例を示す図である。

【図４】本発明の往復動圧縮機に用いるピストンの第４
例〜第５例を示す図である。

【図５】従来の往復動圧縮機を示す断面図である。

【図６】上記従来の往復動圧縮機に用いられるピストン
を示す側面図である。

【符号の説明】

１ ピストン ２ ピストンロッド ３ ディスタンスリング ４ ライダーリング ５ ピストンリング ６ 張りリング ７ ピストンヘッド ８ 係止リング ９ 仕切りリング １０ 抜止リング １１ ピストンリング取付溝 １２ ライダーリング取付溝 １３ 張りリング嵌入溝 ２６ ライダーリング ２７ 金属リング ２８ 樹脂リング ２９ ピストンヘッド ３０ 仕切りリング ３１ 係止リング ３２ 抜止リング ３３ ディスタンスリング ３４ 第１ピストンリング ３５ 第２ピストンリング ３６ 張りリング ３７ ぬすみ空間 ４１ シリンダ ４２ ピストン ４３ ピストンロッド ４４ 往復動装置 ４５ 吸入管 ４６ 吐出管 ４７ 吸入弁 ４８ 吐出弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山村 拓司 大阪府堺市築港新町２−６−40 エア・ウ ォーター・メンテナンス株式会社内 Ｆターム(参考） 3H003 AA02 AC03 AD03 CB08 3J044 AA02 AA18 BA06 CB09 CB18 DA07 EA05

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内を往復動するピストンにより
   気体を圧縮する往復動圧縮機であって、上記ピストン
   は、ピストンロッドに取り付けられたディスタンスリン
   グと、上記ディスタンスリングの外周に形成されたピス
   トンリング取付溝に取り付けられた複数分割のピストン
   リングと、上記ピストンリングを内側から外向きに付勢
   する張りリングとを備え、上記ピストンリングは、上記
   ディスタンスリングのピストンリング取付溝に対して外
   方向に外れるように嵌合されていることを特徴とする往
   復動圧縮機。
2. 【請求項２】 上記ピストンリングは、上記ディスタン
   スリングのピストンリング取付溝の内壁面とストレート
   面を介して接している請求項１記載の往復動圧縮機。
3. 【請求項３】 上記ディスタンスリングを複数備えてい
   る請求項１または２記載の往復動圧縮機。
4. 【請求項４】 上記ディスタンスリングのピストンリン
   グ取付溝が、ディスタンスリングの外周面から一方の盤
   面にかけて形成された切欠き状溝である請求項３記載の
   往復動圧縮機。
5. 【請求項５】 上記ディスタンスリングが、ピストンロ
   ッドの長手方向において先端側と根元側で逆向きになる
   ように取り付けられている請求項４記載の往復動圧縮
   機。
6. 【請求項６】 上記張りリングの幅寸法が、ピストンリ
   ングの幅寸法より小さくなるよう設定されている請求項
   １〜５のいずれか一項に記載の往復動圧縮機。
7. 【請求項７】 上記張りリングが、ピストンリングの幅
   寸法における中央部に設けられている請求項６記載の往
   復動圧縮機。
8. 【請求項８】 上記ピストンリングが、フッ素樹脂と二
   硫化モリブデンとを含んで構成されている請求項１〜７
   のいずれか一項に記載の往復動圧縮機。
9. 【請求項９】 上記張りリングが、フッ素樹脂を主成分
   として構成されている請求項１〜８のいずれか一項に記
   載の往復動圧縮機。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか一項に記載の
    往復動圧縮機に用いられるピストン。
11. 【請求項１１】 請求項１〜９のいずれか一項に記載の
    往復動圧縮機に用いられるピストンリング。
12. 【請求項１２】 請求項１〜９のいずれか一項に記載の
    往復動圧縮機に用いられる張りリング。
13. 【請求項１３】 請求項１〜９のいずれか一項に記載の
    往復動圧縮機に用いられるディスタンスリング。