JPH04134192A - 往復動圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、往復動空気圧縮機等のようにシリンダー内を
ピストンが往復動する機構における往復動圧縮部の構造
に関するものである。

［従来技術］ 従来、往復動圧縮機は、第４図に示すように、シリンダ
ーＡ内をピストンリングＢ１及びガイドリングＣを装着
したピストンＤが往復運動する構造となっている。その
際、気体が上蓋Ｅ上の吸込弁Ｆを経て吸入され吐出弁Ｇ
を経て吐出される。

前記ピストンＤの往復運動に於けるシリンダーＡの内壁
とピストンリングＢ１及びガイドリングＣの外周の材質
は金属、またはプラスチックの組合せがほとんどである
。ピストンリングＢ１ガイドリングＣの材質が金属の場
合には油潤滑とし、プラスチック等の場合は自己潤滑と
するのが普通である。

また、これらシリンダーＡ１またはピストンリングＢと
ガイドリングＣとを一体にしたピストンＤを耐摩耗性の
優れたセラミックス製にするという提案（例えば、特開
昭５７−７９２７７号公報）も出されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記前者の従来技術によれば、圧縮時の
温度上昇に助長されて、油潤滑の場合、油や炭化物が、
また自己潤滑の場合でもプラスチック等の摩耗片や炭化
物がそれぞれ吐出気体に混入し、清浄な空気が得られな
いという問題点かあった。

また、後者の従来技術によると、往復動圧縮機の小型大
容量化、すなわち高速高荷重下という運転状況において
は、たとえセラミックス材料といえども万能でなく無給
油では摩擦抵抗が高く、さらに−旦摩耗しだすと摩耗粉
が硬いためそれらが摺動面間に噛み込まれて急激な摩耗
の進行を誘発するという問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、小型大容量で無給油の往復動圧縮機を得るこ
とを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために、本発明の往復動圧縮機は、
摺動機構部を構成するシリンダー、及びピストンの摺動
面をセラミックス材料で構成し、かつシリンダー、及び
ピストンの摺動面のとちらか一方を、潤滑油をその内部
の空孔に含浸させたセラミックスとしている。

［作用］ 上記の構成を有する本発明の技術的手段により、シリン
ダーとピストンの往復摺動において、これらの摺動面に
局部的な荷重がかかったとしても、セラミックス内部の
空孔に含浸していたオイルが温度の上昇とともに表面の
摺動部へにじみ出してくるため、無給油で負荷を支え、
焼き付きや摩耗を防ぐことができる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。

第１図は本発明の往復動圧縮機の縦断面図である。

本体ベース１上にシリンダー２が固定され、シリンダー
２内壁には、セラミックス材料で形成されたシリンダー
ライナー３が装着されている。

一方、ピストン４の外周面には、セラミックス材料で形
成されたピストンリング５と、同様にセラミックス材料
で形成されたガイドリング６が装着されている。

前記ピストンリング５及びガイドリング６は含油セラミ
ックスによって形成されている。なお、シリンダーライ
ナー３のみを含油セラミックスで形成してもよいし、そ
のシリンダーライナー３と、ピストンリング５及びガイ
ドリング６との双方を含油セラミックスで形成してもよ
い。

ピストンリング５とガイドリング６は円筒形状をしてお
り、同様に円筒形状をしたシリンダーライナー３の内面
にスライド自在に嵌合している。

駆動源（モータ）に、偏心軸（図示せず）を介して連結
された連接棒７は、ピストン４に固定されたピストンピ
ン８に対して揺動可能に取り付けられている。駆動源が
駆動すると、その回転運動が直線往復運動としてピスト
ン４に伝えられ、従ってシリンダーライナー３に対して
、ピストンリング５とガイドリング６が摺動する。

ここでピストン４が下降すると上蓋９上の吸込弁１０を
経て気体が吸入され、逆にピストン４が上昇すると上蓋
上の吐出弁１１を経て気体が吐出される。

シリンダーライナー３とシリンダー２とを、またはピス
トンリング５とガイドリング６とピストン４とをそれぞ
れセラミックス材料で一体に形成しても良い。

つぎに本実施例と従来例の摩耗特性を調べた試験結果に
ついて説明する。

第２図は摩耗特性の評価に使用した試験装置であり、こ
れは往復運動するテストピン１２の外槽面にテストブロ
ック１３をある荷重で押しつけるものである。第３図、
第５図は前記試験装置により評価した本実施例、及び従
来例の特性図である。

図から明らかなように従来のセラミックス同士の組合せ
、すなわちここではクロミア（Ｃｒ２０３）と炭化珪素
（Ｓ　ｉ　Ｃ）に比べ、本実施例のクロミアと含油され
た炭化珪素の方がピン側、ブロック側とも摩耗量が少な
いことがわかる。特に従来例のピン側が摺動時間の経過
につれて途中より急激に摩耗が増加しているのは局部的
な荷重がかかって凝着が発生したためである。本実施例
の場合はこのような局部的な荷重がかかったとしても炭
化珪素内部の空孔に含浸していたオイルが摺動面間にに
じみ出してくるため、負荷を支え、凝着を防止できる。

なお往復動圧縮機では圧縮気体のシール効果を高めるた
めにピストンリング５を歪ませてシリンダーライナー３
に予圧を与えている機構のものが多い。従ってクロミア
と炭化珪素の組合せを往復動圧縮機に応用する場合、ピ
ストンリング５側にセラミックスよりも弾性率が低く、
弾性変形量の大きい金属の基地上にセラミックス溶射を
ほどこしたものとし、シリンダーライナー３側を含油さ
れたセラミックス焼結体とすることが望ましい。

［発明の効果コ 以上詳述したことから明らかなように、本発明の往復動
圧縮機によれば、シリンダー、及びピストンの摺動面を
セラミックス製とし、かつ少なくともどちらか一方を含
油セラミックスとしているので、無給油における高速高
荷重下の摺動に際しても焼き付きを起こす事なく、低摩
耗を維持できる。また、含浸されているオイル量は微量
なので吐出気体が汚染されてしまうこともない。よって
小型大容量で無給油の往復動圧縮機を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した実施例を示すもので、往復
動圧縮機の縦断面図、第２図は耐摩耗性の評価に使用し
た試験装置を示す概略説明図、第３図は本実施例の耐摩
耗性を示す特性図、第４図は従来例による往復動圧縮機
の縦断面図、第５図は従来例の耐摩耗性を示す特性図で
ある。 図中、２はシリンダー、３はシリンダーライナ、４はピ
ストン、５はピストンリング、６はガイドリングである
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、シリンダー内をピストンが上下動する往復動圧縮機
   に於いて、シリンダー及びピストンの摺動面をセラミッ
   クスで構成し、かつ前記シリンダー、及びピストンの摺
   動面の少なくとも一方を含油セラミックスで形成したこ
   とを特徴とする往復動圧縮機。