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公開番号2025011374
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023113433
出願日2023-07-11
発明の名称気体圧縮機
出願人株式会社日立産機システム
代理人弁理士法人開知
主分類F04B 39/00 20060101AFI20250117BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】ピストンリングのシール性の向上を図る。
【解決手段】気体圧縮機は、シリンダと、シリンダの内側で揺動しながら往復動するピストン104と、ピストン104の外周に設けられたピストンリング149と、ピストン104を駆動する駆動機構が設けられるクランク室と、を備え、ピストンリング149は、ピストンリング149の外周のクランク室側に傾斜面149eを有し、傾斜面149eは、ピストンリング149の軸心との成す角度である傾斜角度θ2がピストン104の圧縮工程における最大揺動角度β(270)よりも大きい傾斜面領域を有する。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダの内側で揺動しながら往復動するピストンと、
前記ピストンの外周に設けられたピストンリングと、
前記ピストンを駆動する駆動機構が設けられるクランク室と、を備え、
前記ピストンリングは、前記ピストンリングの外周の前記クランク室側に傾斜面を有し、
前記傾斜面は、前記ピストンリングの軸心との成す角度である傾斜角度が前記ピストンの圧縮工程における最大揺動角度よりも大きい傾斜面領域を有する、気体圧縮機。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
請求項１に記載の気体圧縮機において、
前記傾斜面の前記傾斜角度は、該傾斜面の面内の位置によらず一定で、かつ、前記最大揺動角度よりも大きく設定される、気体圧縮機。
【請求項３】
請求項１に記載の気体圧縮機において、
前記傾斜面の前記傾斜角度は、該傾斜面における前記クランク室とは反対側の第１端部から前記クランク室側の第２端部に近づくに従って大きくなり、かつ、前記第２端部では前記最大揺動角度よりも大きく設定される、気体圧縮機。
【請求項４】
請求項１に記載の気体圧縮機において、
前記傾斜面の形成範囲は、前記最大揺動角度の場合に前記クランク室から最も遠ざかる周方向位置を中央とし、該中央を含む周方向所定角度範囲に設定される、気体圧縮機。
【請求項５】
請求項４に記載の気体圧縮機において、
前記周方向所定角度範囲は１８０度よりも大きく設定される、気体圧縮機。
【請求項６】
請求項４に記載の気体圧縮機において、
前記ピストンリングは、前記周方向所定角度範囲の前記中央から周方向角度が１８０度ずれた位置に、合口を有し、
前記ピストンリングの周方向において、前記周方向所定角度範囲と前記合口の形成領域とは離間している、気体圧縮機。
【請求項７】
請求項４に記載の気体圧縮機において、
前記傾斜面のピストンリング軸心方向の寸法は、前記周方向所定角度範囲の前記中央において最も大きく設定される、気体圧縮機。
【請求項８】
請求項１に記載の気体圧縮機において、
前記傾斜面のピストンリング軸心方向の寸法である第１寸法ｔと、前記ピストンリングのピストンリング軸心方向の寸法である第２寸法Ｔとは、（ｔ／Ｔ）＞１／４に設定される、気体圧縮機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体圧縮機に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
レシプロ式圧縮機は、空気圧縮機や冷凍空調用圧縮機として広く普及している。ところで、レシプロ式圧縮機において圧縮中の作動流体が作動室からクランク室へ漏洩すると、圧縮機効率が低下してしまう。そこで、ピストンとシリンダの隙間から作動流体の漏洩を防ぐ方法として、ピストンリングをピストン外周に設け、作動室の圧力を利用してピストンリングをシリンダ内周面に押し付ける方法が知られている(特許文献１参照)。
【０００３】
また、レシプロ式圧縮機においては、特許文献２に記載されているような揺動ピストン式レシプロ圧縮機が知られている。揺動ピストン式レシプロ圧縮機では、ピストンは揺動運動をしながらシリンダ内を往復動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
ＷＯ２０１５／０９８９２４
特開２００６－１５２９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載のような作動室の圧力を利用するピストンリングを、揺動ピストン式レシプロ圧縮機に適用した場合、ピストンが揺動した際にピストンリングをシリンダ内周面に押し付ける力が不十分となり、シール性能に問題が生じるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様による気体圧縮機は、シリンダと、前記シリンダの内側で揺動しながら往復動するピストンと、前記ピストンの外周に設けられたピストンリングと、前記ピストンを駆動する駆動機構が設けられるクランク室と、を備え、前記ピストンリングは、前記ピストンリングの外周のクランク室側に傾斜面を有し、前記傾斜面は、前記ピストンリングの軸心との成す角度である傾斜角度が前記ピストンの圧縮工程における最大揺動角度よりも大きい傾斜面領域を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、揺動ピストン式の気体圧縮機において、ピストンリングのシール性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
気体圧縮機の構成を示す図である。
圧縮機本体の概略構成を示す図である。
ピストンおよび連接棒の構成を示す図である。
クランク角度とピストンの状態との関係を説明する図である。
クランク角度と揺動角度との関係を示す模式図である。
ピストンの分解斜視図である。
ピストンリングの斜視図である。
ピストンリングの下面側を示す平面図である。
図７のピストンリングの位置Ａ１における周方向に垂直な断面を示す図である。
図７のピストンリングの位置Ａ４における周方向に垂直な断面を示す図である。
ピストンリングに作用する気体圧力を説明するための模式図である。
図１０に示すピストンリングを、連接棒の軸心に沿う方向から見た模式図である。
比較例を示す図である。
図９Ａにおいてθ２＜β(270)と設定した場合を示す図であって、β＝０の場合を示す。
図９Ａにおいてθ２＜β(270)と設定した場合を示す図であって、β＝０の場合を示す。
第２の実施形態におけるピストンリングの断面図であり、位置Ａ１における断面を示したものである。
第２の実施形態におけるピストンリングの断面図であり、位置Ａ４における断面を示したものである。
最大揺動角度β(270)における、ピストンリングとシリンダ内周面との接触位置を説明する図である。
第２の実施形態における比較例を示す図であり、揺動角度βが０＜β＜β(270)の場合を示す。
第２の実施形態における比較例を示す図であり、揺動角度βがβ＝β(270)の場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
図１～図１３Ｂを参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。なお、実質的に同一又は類似の構成には同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。
【００１０】
図１は気体圧縮機１の構成を示す図である。気体圧縮機１は、気体（例えば、空気）を圧縮する圧縮機本体１０と、それを駆動する電動機２と、圧縮機本体１０が吐出する気体を貯留するタンク３と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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