シリンダ装置
【課題】ライダーリングが摩耗しても、ピストンとシリンダが接触せず、かつピストンとシリンダの隙間を小さく設定して、ピストンリングからのガス漏れ量を低減し、体積効率を向上させる。
【解決手段】ピストン１４は上部ピストン片１６と下部ピストン片１８とがピストンロッド２８にボルト２６で固定されている。上部ピストン片１６の凹部１６ｆと下部ピストン片１８の凹部１８ｆとが対面してリング状切欠部３０を形成し、該リング状切欠部３０に可動ピストン片２０が遊嵌されている。上部ピストン片１６及び可動ピストン片２０の外周面１６ａ、１８ａに刻設されたリング状凹溝１６ｂ、１８ｂにライダーリング２２，２４が環装され、可動ピストン片２０の外周面２０ａに刻設されたリング状凹溝２０ｂにピストンリング３２が環装されている。ライダーリング２２，２４の摩耗量に応じて、可動ピストン片２０がピストン半径方向へ移動してピストンリングのシール性能を保持する。
【解決手段】ピストン１４は上部ピストン片１６と下部ピストン片１８とがピストンロッド２８にボルト２６で固定されている。上部ピストン片１６の凹部１６ｆと下部ピストン片１８の凹部１８ｆとが対面してリング状切欠部３０を形成し、該リング状切欠部３０に可動ピストン片２０が遊嵌されている。上部ピストン片１６及び可動ピストン片２０の外周面１６ａ、１８ａに刻設されたリング状凹溝１６ｂ、１８ｂにライダーリング２２，２４が環装され、可動ピストン片２０の外周面２０ａに刻設されたリング状凹溝２０ｂにピストンリング３２が環装されている。ライダーリング２２，２４の摩耗量に応じて、可動ピストン片２０がピストン半径方向へ移動してピストンリングのシール性能を保持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルフリー式圧縮機等に適用されて好適であり、シリンダ内面とピストン外周面間からの被作動流体の漏れ量を低減して、体積効率を向上させたシリンダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
往復動圧縮機及び膨張機は、金属製のピストンと、このピストンが摺動自在に支持された金属製のシリンダとから構成されている。図５に従来の往復動圧縮機のシリンダ装置を示す。図５は、横型往復動圧縮機を例に取っている。図５において、従来のシリンダ装置１００は、ステンレス鋳物又は鉄鋳物等で製作されたシリンダ１０２と、鉄鋳物又はアルミ鋳物等で製作され、シリンダ１０２の内部で往復動するピストン１０４とからなる。ピストン１０４の外周面１０４ａに複数のリング状のピストンリング用凹溝１０６及びライダーリング用溝１０８が刻設されている。
【０００３】
ピストンリング用凹溝１０６にピストンリング１１０が環装され、ライダーリング用溝１０８にライダーリング１１２が環装されている。ピストン１０４の中心軸Ｃに沿って円筒形の凹部１０４ｂが穿設され、該凹部１０４ｂにピストンロッド１１４が嵌合されている。ピストン１０４の端面１０４ｃに凹部１０４ｄと貫通孔１０４ｅが穿設されている。凹部１０４ｄ及び貫通孔１０４ｅにボルト１１６が挿入され、ボルト１１６がピストンロッド１１４の端面に形成された雌ネジ穴１１４ａに螺合することにより、ピストン１０４とピストンロッド１１４とを結合している。なお、ピストンロッド１１４に雄ネジを付け、ピストン１０４を挟んでナットで結合しても良い。
【０００４】
図５に示すように、ピストンの外周面には、ピストンとシリンダ内壁との間の隙間をなくし、圧縮ガスが漏れるのを防止するピストンリングと、ピストンを円滑に案内し、ピストンとシリンダとの接触及びカジリを防止するためのライダーリングとを環装している。
特許文献１の図１には、かかるピストンリングとライダーリングとを装着した縦型のオイルフリー式往復動圧縮機が開示されている。
【０００５】
これに対し、縦型の給油式往復動圧縮機では、ピストンとシリンダとの潤滑性が油により確保されているため、特許文献１の図２に開示されているように、ピストンリングのみを備え、ライダーリングは不要とされている。
【０００６】
縦型の往復動圧縮機に対して、横型の往復動圧縮機では、重力がピストンの半径方向に加わるため、特許文献２及び３に開示されているように、給油式往復動圧縮機でもライダーリングが設けられている。ライダーリングはピストンの摺動に従って次第に摩耗してくるが、この摩耗を低減するため、特許文献４に開示されているように、ライダーリングを自己潤滑性を有する材料で構成する場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−６３１７４号公報（図１、図２）
【特許文献２】特開平１０−２８１０６６号公報
【特許文献３】特開平１０−２８１０６７号公報
【特許文献４】特開昭５４−７９８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
往復動圧縮機等において、従来のピストンは、ライダーリングが摩耗した場合でも、金属製ピストンがシリンダライナと接触しないように、ピストンとシリンダライナとの隙間を大きくしていた。このため、ピストンリングの合い口からのガス漏れが多く、体積効率の低下を招いていた。
【０００９】
特に、横型往復動圧縮機の場合、ライダーリングの下側部分の摩耗が激しくなるので、ピストンの中心軸がシリンダライナに対して偏心してくる。この偏心によりピストンがシリンダライナと接触することを防ぐために、ピストンとシリンダライナの隙間をより大きく取る必要があり、この大きな隙間のためガス漏れ量が大きくなっていた。
なお、ピストンとシリンダライナ間のガス漏れの程度は、潤滑油を用いないオイルフリー式圧縮機の場合に大きくなる。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ピストンリング合い口隙間からの漏れ量を低減することにより体積効率を向上させ、なおかつライダーリングが摩耗してきたときでも、金属製ピストンとシリンダ内面間の接触を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するため、本発明のシリンダ装置は、
シリンダ内を摺動するピストンの外周面にシリンダ内面とピストンの外周面との間に隙間をシールするためのピストンリングと、ピストンの動きを案内するライダーリングを環装してなるシリンダ装置において、
前記ピストンが、ピストン中間部の外周面に形成されたリング状切欠部と、該リング状切欠部に遊嵌され、ピストンの外径より大きくかつシリンダライナ内径よりも小さい外径を有するリング状の可動ピストン片と、ピストンの上部及び下部の外周面に夫々装着されたライダーリングと、該可動ピストン片の外周面に装着されたピストンリングと、からなり、
該ライダーリングの摩耗に応じて該可動ピストン片をピストンの半径方向に移動させてシリンダ内面とピストンとの間の隙間をシールするように構成したものである。
【００１２】
本発明装置では、前記可動ピストン片を設けることにより、ライダーリングの摩耗によりピストンの中心軸がシリンダの中心軸から偏心した場合でも、該可動ピストン片がピストンの半径方向に移動してシリンダ内の中心位置に位置する。これによって、可動ピストン片がシリンダ内壁と接触しても、強い押付力が生じないので、摩耗を低減できると共に、可動ピストン片とシリンダ内壁との間の隙間を小さく設定でき、ピストンリング合い口からのガス漏れ量を小さくできる。従って、シリンダ装置の体積効率を向上できる。
【００１３】
本発明装置において、ピストンが、互いに分離した上部構成体及び下部構成体をピストンロッドに固定して構成され、該上部構成体及び下部構成体には夫々互いに対面して前記リング状切欠部を形成する凹部が形成されているとよい。これによって、可動ピストン片を遊嵌するリング状切欠部を形成したピストンの製造が容易になる。
【００１４】
本発明装置において、可動ピストン片とピストンの上部又は下部との間にシール材を介装するようにするとよい。これによって、可動ピストン片とピストンの上部又は下部との間から被作動流体がピストンの内部に浸入しなくなるため、体積効率を向上できる。
【００１５】
本発明装置において、可動ピストン片が自己潤滑性材料又は耐摩耗性材料で構成されているとよい。可動ピストン片を自己潤滑性材料、例えば、黒鉛と耐摩耗性に優れるアルミニウム−２０ｗ％シリコン合金を複合化した自己潤滑性複合材料等で構成すれば、可動ピストン片とシリンダ内壁との潤滑性を向上でき、磨耗を低減できる。
あるいは、可動ピストン片を耐摩耗性の優れた四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂、又はテフロン（登録商標）等で構成してもよい。また、可動ピストン片を耐摩耗性の良いエンジニアリングプラスチックで構成してもよい。
【００１６】
これによって、可動ピストン片の摩耗を低減でき、可動ピストン片とシリンダ内壁との間の小さい隙間を維持できる。なお、可動ピストン片をＡｌ等の金属で製作し、ライダーリングを装着しても良い。
【００１７】
本発明装置において、ピストンのリング状切欠部又は凹部に接する可動ピストン片の表面に自己潤滑性材料又は耐摩耗性材料でできた被膜を形成するとよい。これによって、可動ピストン片の摩耗を低減でき、可動ピストン片とシリンダ内壁との間の小さい隙間を維持できる。
【００１８】
また、本発明装置がオイルフリー式シリンダ装置である場合でも、ライダーリングの摩耗に伴ってピストンが半径方向に移動しても、可動ピストン片をシリンダ中心に維持する事ができるので、可動ピストン片とシリンダ内壁との隙間を小さく設定する事ができ、ピストンリング合い口隙間からの漏れ量を最小にする事ができる。
【００１９】
本発明装置において、可動ピストン片がピストンの軸方向に沿って複数に分割されたリング状分割片で構成されるとよい。ピストンロッドの他端がクランク軸に接続されて円形運動をする構成の場合、ピストンロッドはシリンダ内を往復運動しながら中心軸に対してピストン半径方向へ傾斜する。そのため、ピストンに半径方向の動きが発生し、その移動量はピストンの下部ほど大きくなる。
【００２０】
これに対して、前記構成とすることにより、ピストンの半径方向の動き量に応じて各リング状分割片が夫々独立してピストン半径方向に移動できる。これによって、各リング状分割片のピストン半径方向への移動を最小限にできるので、各リング状分割片とシリンダ内壁との隙間を最小限にできる。そのため、ピストンリング合い口隙間からの漏れ量を最小にする事ができると共に、各リング状分割片に生じる偏摩耗を低減できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明装置によれば、シリンダ内を摺動するピストンの外周面にシリンダ内面とピストンの外周面との間に隙間をシールするためのピストンリングと、ピストンの動きを案内するライダーリングを環装してなるシリンダ装置において、ピストンが、ピストン中間部の外周面に形成されたリング状切欠部と、該リング状切欠部に遊嵌され、ピストンの外径より大きくかつシリンダライナよりも小さい外径を有するリング状の可動ピストン片と、ピストンの上部及び下部の外周面に夫々装着されたライダーリングと、該可動ピストン片の外周面に装着されたピストンリングと、からなり、該ライダーリングの摩耗に応じて該可動ピストン片をピストンの半径方向に移動させてシリンダ中心部に維持するように構成したので、可動ピストン片がシリンダ内壁と接触しても、強い押付力が生じない。そのため、可動ピストン片の摩耗を低減でき、可動ピストン片とシリンダ内壁との間の小さい隙間を維持できる。また、可動ピストン片が常にシリンダ内壁の中心位置に位置することで、可動ピストン片とシリンダ内壁との隙間を小さく設定する事が可能となり、ピストンリングのシール性能を向上できる。従って、シリンダ装置の体積効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のシリンダ装置の第1実施形態に係る正面視断面図である。
【図２】前記シリンダ装置の斜視図である。
【図３】本発明のシリンダ装置の第２実施形態に係る正面視断面図である。
【図４】本発明のシリンダ装置の第３実施形態に係る正面視断面図である。
【図５】従来のシリンダ装置の正面視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２４】
（実施形態１）
本発明をオイルフリー式横型往復動圧縮機に適用した第１実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るオイルフリー式横型往復動圧縮機１０Ａの正面視断面図であり、図２は該往復動圧縮機１０Ａのピストン１４の斜視図である。
図１及び図２において、ステンレス等金属製のシリンダ１２の内部にピストン１４が配置されている。ピストン１４は、上部ピストン片１６、下部ピストン片１８、及び上部ピストン片１６と下部ピストン片１８との間に配置される可動ピストン片２０とで構成されている。上部ピストン片１６及び下部ピストン片１８は、Ａｌ等の金属製でできている。
【００２５】
上部ピストン片１６は、短尺円筒形状をなし、その円形の外周面１６ａの外径寸法φαは、円筒形状のシリンダ１２の内壁１２ａの内径寸法φγに対して、φγ＝φα＋３ｍｍの関係をなしている。下部ピストン片１８も短尺円筒形状をなし、その円形の外周面１８ａの外径寸法は上部ピストン片１６と同一である。上部ピストン片１６の外周面１６ａには、リング状の凹溝１６ｂが刻設され、該凹溝１６ｂにライダーリング２２が環装されている。下部ピストン片１８の外周面１８ａにも、同様に、リング状の凹溝１８ｂが刻設され、該凹溝１８ｂにライダーリング２４が環装されている。
【００２６】
上部ピストン片１６の端面の中心に、ボルト２６の頭部２６ａを挿入するための円筒形の凹部１６ｃが穿設されている。該凹部１６ｃに中心軸Ｃの方向に貫通孔１６ｄが穿設されている。また、上部ピストン片１６の底面には、下部ピストン片１８の中央に設けられた凸部１８ｃと嵌合する円形の凹部１６ｅが刻設されている。該凸部１８ｃの中心に、貫通孔１６ｄと一致する開口を有する貫通孔１８ｄが穿設されている。下部ピストン片１８の中心軸Ｃに沿って、円筒形の凹部１８ｅが穿設され、該凹部１８ｅにピストンロッド２８が挿入されている。
【００２７】
ピストンロッド２８の端面には、ボルト２６の雄ネジ部２６ｂと螺合する雌ネジ穴２８ａが形成されている。下部ピストン片１８の凸部１８ｃに上部ピストン片１６の凹部１６ｅを嵌合し、この状態で、ボルト２６を貫通孔１６ｄ及び１８ｄを貫通させて、雌ネジ穴２８ａに螺合させている。これによって、上部ピストン片１６と下部ピストン片１８とをピストンロッド２８に位置決め固定している。上部ピストン片１６に形成された凹部１６ｆと下部ピストン片１８に形成された凹部１８ｆとが対面して、リング状切欠部３０を形成している。
【００２８】
このリング状切欠部３０にリング状をなす可動ピストン片２０が遊嵌されている。可動ピストン片２０は、前述の耐摩耗性の良い自己潤滑性材料やフッ素樹脂、プラスチック又はテフロン（登録商標）で構成されていても良いし、Ａｌ等の金属材料でできた可動ピストン片２０に前述の自己潤滑性材料又は耐摩耗性材料を用いたピストンリングを取り付けても良い。
【００２９】
可動ピストン片２０の円形の外周面２０ａの外径寸法φβは、シリンダ１２の内壁１２ａの寸法φγに対して、φγ＝φβ＋０．５ｍｍの関係をなしている。即ち、可動ピストン片２０の外周面２０ａの外径寸法φβは、上部ピストン片１６又は下部ピストン片１８の外径寸法φαより大きく、かつシリンダ内壁１２ａの寸法φγより微小寸法だけ小さい。そのため、可動ピストン片２０とシリンダ内壁１２ａ間の隙間は、上部ピストン片１６又は下部ピストン片１８とシリンダ内壁１２ａとの間の隙間より小さくなっている。
【００３０】
可動ピストン片２０の外周面２０ａには、３個もしくは複数のリング状の凹溝２０ｂが刻設され、該凹溝２０ｂにピストンリング３２が環装されている。ピストン１４は、ライダーリング２２及び２４によって、シリンダ内壁１２ａの中心軸とピストン１４の中心軸Ｃとが一致するように位置決めされ、ピストン１４とシリンダ内壁１２ａとの接触及びカジリを防止している。また、ピストンリング３２によってピストン１４とシリンダ内壁１２ａとの隙間をなくし、該隙間から圧縮ガスが漏れるのを防止している。
【００３１】
上部ピストン片１６の凹部１６ｆには、リング状の凹溝１６ｇが刻設され、該凹溝１６ｇにＯリング３４が環装されている。このＯリング３４によって、上部ピストン片１６と可動ピストン片２０との間から圧縮ガスがピストン１４の内部に侵入するのを防止している。なお、Ｏリングを環装する凹溝は可動ピストン片２０側に刻設することも可能である。
【００３２】
本実施形態の往復動圧縮機１０は、シングルアクティングであるので、上部ピストン片１６と可動ピストン片２０間にＯリング３４を設けるだけで、ピストン１４の内部へ圧縮ガスが侵入するのを防止できる。なお、往復動圧縮機１０がダブルアクティングのときは、下部ピストン片１８と可動ピストン片２０との間にもＯリング等のシール部材を設ける必要がある。
【００３３】
かかる構成において、横型往復動圧縮機１０は、ピストン１４およびピストンロッド２８の重力がライダーリング２４の下部に加わるため、ライダーリング２４の下部に偏摩耗が発生する。このため、ピストン１４の中心軸Ｃがシリンダ内壁１２ａの中心軸から下方へ外れてくる。これに対し、本実施形態の横型往復動圧縮機１０では、ライダーリング２２及び２４の摩耗量に応じて、可動ピストン片２０がピストン１４の半径方向に移動するため、可動ピストン片２０の外周面２０ａとシリンダ内壁１２ａとの間の隙間を維持できる。また、可動ピストン片２０は前述の耐摩耗性材料でできているため、摩耗量が少なく、該隙間を維持できる。
【００３４】
可動ピストン片２０がピストン１４の半径方向に移動でき自重も軽いため、可動ピストン片２０がシリンダ内壁１２ａと接触しても、強い押付力が生じない。そのため、可動ピストン片２０の摩耗を低減できるので、可動ピストン片２０とシリンダ内壁１２ａとの間の隙間を小さく維持できる。また、可動ピストン片２０が常にシリンダ内壁１２ａの中心位置に位置することができるので、可動ピストン片２０とシリンダ内壁１２ａとの隙間を小さく設定する事が可能となる。そのため、ピストン１４とシリンダ内壁１２ａ間のピストンリング３２のシール性能を向上できる。従って、往復動圧縮機１０の体積効率を向上できる。
【００３５】
（実施形態２）
次に、本発明装置の第２実施形態を図３により説明する。図３において、本実施形態の圧縮機１０Ｂは、前記第１実施形態と同様のオイルフリー式横型往復動圧縮機である。可動ピストン片２０は、Ａｌ等の金属材料でできている。そして、可動ピストン片２０の外周面、及び上部ピストン片１６の凹部１６ｆ又は下部ピストン片１８の凹部１８ｆと接する可動ピストン片２０の摺接面を前記自己潤滑性材料又は耐摩耗性材料でできた被膜３６で覆っている。その他の構成は、前記第１実施形態と同一である。
【００３６】
本実施形態によれば、前記第１実施形態で得られる作用効果に加えて、可動ピストン片２０の外周面、凹部１６ｆ又は下部ピストン片１８の凹部１８ｆと接する可動ピストン片２０の摺接面に被膜３６を設けたことにより、可動ピストン片２０の外周面及び該摺接面の摩耗を低減できて、上部ピストン片１６又は下部ピストン片１８と可動ピストン片２０との間の隙間から被作動流体がピストン１４の内部に浸入するのを防止できる。また、可動ピストン片２０のピストン半径方向の移動が円滑になるので、可動ピストン片２０とシリンダ内壁１２ａとの間の小さい隙間を維持できる。
【００３７】
（実施形態３）
次に、本発明装置の第３実施形態を図４に基づいて説明する。本実施形態の横型往復動圧縮機１０Ｃは、第１実施形態の横型往復動圧縮機１０Ａと同様のシングルアクティングである。また、本実施形態の圧縮機は、給油式の往復動圧縮機である。図４において、ピストン４０は、Ａｌ等の金属でできた一体型のピストンであり、中間部にリング状切欠部３０がもうけられている。ピストン４０の外周面４０ａにリング状凹溝４０ｂ及び４０ｃが刻設され、これらリング状凹溝にライダーリング２２及び２４が環装されている。
【００３８】
リング状切欠部３０に、２個の可動ピストン片４２及び４４が遊嵌されている。可動ピストン片４２，４４の外周面４２ａ、４４ａには、夫々２個ずつリング状の凹溝４２ｂ、４４ｂが刻設され、該凹溝には夫々ピストンリング３２が環装されている。ピストン４０の可動ピストン片４２に接する摺接面４０ｃにリング状凹溝４０ｄが刻設され、該リング状凹溝４０ｄにＯリング３４が環装されている。また、可動ピストン片４２の可動ピストン片４４に対面する摺接面には、リング状凹溝４２ｃが刻設され、該リング状凹溝４２ｃにＯリング４６が環装されている。
【００３９】
ピストン４０のリング状切欠部３０の奥側面に、貫通孔４０ｅが穿設され、該貫通孔４０ｄにピストンピン４８が嵌入されている。貫通孔４０ｅの両端開口付近にスナップリング５０が装着され、ピストンピン４８が貫通孔４０ｄから外れるのを防止している。
ピストンピン４８の中央部位にコネクティングロッド５２がベアリング５４を介して回動自在に装着されている。なお、本実施形態で、シリンダ内壁１２ａの寸法と、ピストン４０の外径寸法と、可動ピストン片４２、４４の外径寸法との関係は、前記第１実施形態と同一である。
【００４０】
本実施形態では、コネクティングロッド５２の他端は、図示省略のクランク軸に接続されて円形運動をするため、コネクティングロッド５２はシリンダ１２内を往復運動しながら中心軸Ｃに対してピストン半径方向へ傾斜する。そのため、ピストン４０の半径方向の動きが発生し、その移動量はピストンの下部ほど大きくなる。
【００４１】
前記構成とすることにより、ピストン４０の半径方向の動き量に応じて、各可動ピストン片４２，４４が夫々独立してピストン４０の半径方向に移動できる。即ち、クランク軸に近い可動ピストン片４４のほうがピストン半径方向への移動量が多くなる。そのため、各可動ピストン片４２，４４は、各々の位置でのピストン４０の半径方向移動量に応じた分だけ移動できるので、より正確にシリンダ内壁１２ａの中心軸に位置できる。
【００４２】
従って、可動ピストン片４２、４４とシリンダ内壁１２ａとの隙間を小さくできるので、ピストンリング３２の合い口隙間からの漏れ量を最小にできる。また、可動ピストン片４２，４４に装着されたピストンリング３２のシリンダ内壁１２ａに対する押付力が過大にならないので、ピストンリング３２の偏磨耗が抑えられ、シリンダ内壁との間のシール性能を保持できる。
【００４３】
従って、往復動圧縮機１０Ｃが横型であっても、ピストンリング３２の偏摩耗を抑えることができるので、体積効率を向上できる。また、両可動ピストン片４２，４４間にＯリング４６を介装しているので、両可動ピストン片４２，４４間から圧縮ガスがピストン４０の内部に侵入するのを防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、シリンダ装置において、ライダーリングが摩耗した場合でも、ピストンとシリンダとの間の隙間を小さく設定でき、ピストンリングの合い口からの漏れ量を低減して、体積効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０Ａ、１０Ｂ オイルフリー式横型往復動圧縮機
１０Ｃ 給油式横型往復動圧縮機
１２ シリンダ
１２ａ シリンダ内壁
１４，４０ ピストン
１６ 上部ピストン片
１８ 下部ピストン片
２０ 可動ピストン片
２２，２４ ライダーリング
２６ ボルト
２８ ピストンロッド
３０ リング状切欠部
３２ ピストンリング
３４，４６ Ｏリング
４２，４４ 可動ピストン片（リング状分割片）
４８ ピストンピン
５０ スナップリング
５２ コネクティングロッド
Ｃ ピストン中心軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルフリー式圧縮機等に適用されて好適であり、シリンダ内面とピストン外周面間からの被作動流体の漏れ量を低減して、体積効率を向上させたシリンダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
往復動圧縮機及び膨張機は、金属製のピストンと、このピストンが摺動自在に支持された金属製のシリンダとから構成されている。図５に従来の往復動圧縮機のシリンダ装置を示す。図５は、横型往復動圧縮機を例に取っている。図５において、従来のシリンダ装置１００は、ステンレス鋳物又は鉄鋳物等で製作されたシリンダ１０２と、鉄鋳物又はアルミ鋳物等で製作され、シリンダ１０２の内部で往復動するピストン１０４とからなる。ピストン１０４の外周面１０４ａに複数のリング状のピストンリング用凹溝１０６及びライダーリング用溝１０８が刻設されている。
【０００３】
ピストンリング用凹溝１０６にピストンリング１１０が環装され、ライダーリング用溝１０８にライダーリング１１２が環装されている。ピストン１０４の中心軸Ｃに沿って円筒形の凹部１０４ｂが穿設され、該凹部１０４ｂにピストンロッド１１４が嵌合されている。ピストン１０４の端面１０４ｃに凹部１０４ｄと貫通孔１０４ｅが穿設されている。凹部１０４ｄ及び貫通孔１０４ｅにボルト１１６が挿入され、ボルト１１６がピストンロッド１１４の端面に形成された雌ネジ穴１１４ａに螺合することにより、ピストン１０４とピストンロッド１１４とを結合している。なお、ピストンロッド１１４に雄ネジを付け、ピストン１０４を挟んでナットで結合しても良い。
【０００４】
図５に示すように、ピストンの外周面には、ピストンとシリンダ内壁との間の隙間をなくし、圧縮ガスが漏れるのを防止するピストンリングと、ピストンを円滑に案内し、ピストンとシリンダとの接触及びカジリを防止するためのライダーリングとを環装している。
特許文献１の図１には、かかるピストンリングとライダーリングとを装着した縦型のオイルフリー式往復動圧縮機が開示されている。
【０００５】
これに対し、縦型の給油式往復動圧縮機では、ピストンとシリンダとの潤滑性が油により確保されているため、特許文献１の図２に開示されているように、ピストンリングのみを備え、ライダーリングは不要とされている。
【０００６】
縦型の往復動圧縮機に対して、横型の往復動圧縮機では、重力がピストンの半径方向に加わるため、特許文献２及び３に開示されているように、給油式往復動圧縮機でもライダーリングが設けられている。ライダーリングはピストンの摺動に従って次第に摩耗してくるが、この摩耗を低減するため、特許文献４に開示されているように、ライダーリングを自己潤滑性を有する材料で構成する場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−６３１７４号公報（図１、図２）
【特許文献２】特開平１０−２８１０６６号公報
【特許文献３】特開平１０−２８１０６７号公報
【特許文献４】特開昭５４−７９８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
往復動圧縮機等において、従来のピストンは、ライダーリングが摩耗した場合でも、金属製ピストンがシリンダライナと接触しないように、ピストンとシリンダライナとの隙間を大きくしていた。このため、ピストンリングの合い口からのガス漏れが多く、体積効率の低下を招いていた。
【０００９】
特に、横型往復動圧縮機の場合、ライダーリングの下側部分の摩耗が激しくなるので、ピストンの中心軸がシリンダライナに対して偏心してくる。この偏心によりピストンがシリンダライナと接触することを防ぐために、ピストンとシリンダライナの隙間をより大きく取る必要があり、この大きな隙間のためガス漏れ量が大きくなっていた。
なお、ピストンとシリンダライナ間のガス漏れの程度は、潤滑油を用いないオイルフリー式圧縮機の場合に大きくなる。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ピストンリング合い口隙間からの漏れ量を低減することにより体積効率を向上させ、なおかつライダーリングが摩耗してきたときでも、金属製ピストンとシリンダ内面間の接触を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するため、本発明のシリンダ装置は、
シリンダ内を摺動するピストンの外周面にシリンダ内面とピストンの外周面との間に隙間をシールするためのピストンリングと、ピストンの動きを案内するライダーリングを環装してなるシリンダ装置において、
前記ピストンが、ピストン中間部の外周面に形成されたリング状切欠部と、該リング状切欠部に遊嵌され、ピストンの外径より大きくかつシリンダライナ内径よりも小さい外径を有するリング状の可動ピストン片と、ピストンの上部及び下部の外周面に夫々装着されたライダーリングと、該可動ピストン片の外周面に装着されたピストンリングと、からなり、
該ライダーリングの摩耗に応じて該可動ピストン片をピストンの半径方向に移動させてシリンダ内面とピストンとの間の隙間をシールするように構成したものである。
【００１２】
本発明装置では、前記可動ピストン片を設けることにより、ライダーリングの摩耗によりピストンの中心軸がシリンダの中心軸から偏心した場合でも、該可動ピストン片がピストンの半径方向に移動してシリンダ内の中心位置に位置する。これによって、可動ピストン片がシリンダ内壁と接触しても、強い押付力が生じないので、摩耗を低減できると共に、可動ピストン片とシリンダ内壁との間の隙間を小さく設定でき、ピストンリング合い口からのガス漏れ量を小さくできる。従って、シリンダ装置の体積効率を向上できる。
【００１３】
本発明装置において、ピストンが、互いに分離した上部構成体及び下部構成体をピストンロッドに固定して構成され、該上部構成体及び下部構成体には夫々互いに対面して前記リング状切欠部を形成する凹部が形成されているとよい。これによって、可動ピストン片を遊嵌するリング状切欠部を形成したピストンの製造が容易になる。
【００１４】
本発明装置において、可動ピストン片とピストンの上部又は下部との間にシール材を介装するようにするとよい。これによって、可動ピストン片とピストンの上部又は下部との間から被作動流体がピストンの内部に浸入しなくなるため、体積効率を向上できる。
【００１５】
本発明装置において、可動ピストン片が自己潤滑性材料又は耐摩耗性材料で構成されているとよい。可動ピストン片を自己潤滑性材料、例えば、黒鉛と耐摩耗性に優れるアルミニウム−２０ｗ％シリコン合金を複合化した自己潤滑性複合材料等で構成すれば、可動ピストン片とシリンダ内壁との潤滑性を向上でき、磨耗を低減できる。
あるいは、可動ピストン片を耐摩耗性の優れた四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂、又はテフロン（登録商標）等で構成してもよい。また、可動ピストン片を耐摩耗性の良いエンジニアリングプラスチックで構成してもよい。
【００１６】
これによって、可動ピストン片の摩耗を低減でき、可動ピストン片とシリンダ内壁との間の小さい隙間を維持できる。なお、可動ピストン片をＡｌ等の金属で製作し、ライダーリングを装着しても良い。
【００１７】
本発明装置において、ピストンのリング状切欠部又は凹部に接する可動ピストン片の表面に自己潤滑性材料又は耐摩耗性材料でできた被膜を形成するとよい。これによって、可動ピストン片の摩耗を低減でき、可動ピストン片とシリンダ内壁との間の小さい隙間を維持できる。
【００１８】
また、本発明装置がオイルフリー式シリンダ装置である場合でも、ライダーリングの摩耗に伴ってピストンが半径方向に移動しても、可動ピストン片をシリンダ中心に維持する事ができるので、可動ピストン片とシリンダ内壁との隙間を小さく設定する事ができ、ピストンリング合い口隙間からの漏れ量を最小にする事ができる。
【００１９】
本発明装置において、可動ピストン片がピストンの軸方向に沿って複数に分割されたリング状分割片で構成されるとよい。ピストンロッドの他端がクランク軸に接続されて円形運動をする構成の場合、ピストンロッドはシリンダ内を往復運動しながら中心軸に対してピストン半径方向へ傾斜する。そのため、ピストンに半径方向の動きが発生し、その移動量はピストンの下部ほど大きくなる。
【００２０】
これに対して、前記構成とすることにより、ピストンの半径方向の動き量に応じて各リング状分割片が夫々独立してピストン半径方向に移動できる。これによって、各リング状分割片のピストン半径方向への移動を最小限にできるので、各リング状分割片とシリンダ内壁との隙間を最小限にできる。そのため、ピストンリング合い口隙間からの漏れ量を最小にする事ができると共に、各リング状分割片に生じる偏摩耗を低減できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明装置によれば、シリンダ内を摺動するピストンの外周面にシリンダ内面とピストンの外周面との間に隙間をシールするためのピストンリングと、ピストンの動きを案内するライダーリングを環装してなるシリンダ装置において、ピストンが、ピストン中間部の外周面に形成されたリング状切欠部と、該リング状切欠部に遊嵌され、ピストンの外径より大きくかつシリンダライナよりも小さい外径を有するリング状の可動ピストン片と、ピストンの上部及び下部の外周面に夫々装着されたライダーリングと、該可動ピストン片の外周面に装着されたピストンリングと、からなり、該ライダーリングの摩耗に応じて該可動ピストン片をピストンの半径方向に移動させてシリンダ中心部に維持するように構成したので、可動ピストン片がシリンダ内壁と接触しても、強い押付力が生じない。そのため、可動ピストン片の摩耗を低減でき、可動ピストン片とシリンダ内壁との間の小さい隙間を維持できる。また、可動ピストン片が常にシリンダ内壁の中心位置に位置することで、可動ピストン片とシリンダ内壁との隙間を小さく設定する事が可能となり、ピストンリングのシール性能を向上できる。従って、シリンダ装置の体積効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のシリンダ装置の第1実施形態に係る正面視断面図である。
【図２】前記シリンダ装置の斜視図である。
【図３】本発明のシリンダ装置の第２実施形態に係る正面視断面図である。
【図４】本発明のシリンダ装置の第３実施形態に係る正面視断面図である。
【図５】従来のシリンダ装置の正面視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２４】
（実施形態１）
本発明をオイルフリー式横型往復動圧縮機に適用した第１実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るオイルフリー式横型往復動圧縮機１０Ａの正面視断面図であり、図２は該往復動圧縮機１０Ａのピストン１４の斜視図である。
図１及び図２において、ステンレス等金属製のシリンダ１２の内部にピストン１４が配置されている。ピストン１４は、上部ピストン片１６、下部ピストン片１８、及び上部ピストン片１６と下部ピストン片１８との間に配置される可動ピストン片２０とで構成されている。上部ピストン片１６及び下部ピストン片１８は、Ａｌ等の金属製でできている。
【００２５】
上部ピストン片１６は、短尺円筒形状をなし、その円形の外周面１６ａの外径寸法φαは、円筒形状のシリンダ１２の内壁１２ａの内径寸法φγに対して、φγ＝φα＋３ｍｍの関係をなしている。下部ピストン片１８も短尺円筒形状をなし、その円形の外周面１８ａの外径寸法は上部ピストン片１６と同一である。上部ピストン片１６の外周面１６ａには、リング状の凹溝１６ｂが刻設され、該凹溝１６ｂにライダーリング２２が環装されている。下部ピストン片１８の外周面１８ａにも、同様に、リング状の凹溝１８ｂが刻設され、該凹溝１８ｂにライダーリング２４が環装されている。
【００２６】
上部ピストン片１６の端面の中心に、ボルト２６の頭部２６ａを挿入するための円筒形の凹部１６ｃが穿設されている。該凹部１６ｃに中心軸Ｃの方向に貫通孔１６ｄが穿設されている。また、上部ピストン片１６の底面には、下部ピストン片１８の中央に設けられた凸部１８ｃと嵌合する円形の凹部１６ｅが刻設されている。該凸部１８ｃの中心に、貫通孔１６ｄと一致する開口を有する貫通孔１８ｄが穿設されている。下部ピストン片１８の中心軸Ｃに沿って、円筒形の凹部１８ｅが穿設され、該凹部１８ｅにピストンロッド２８が挿入されている。
【００２７】
ピストンロッド２８の端面には、ボルト２６の雄ネジ部２６ｂと螺合する雌ネジ穴２８ａが形成されている。下部ピストン片１８の凸部１８ｃに上部ピストン片１６の凹部１６ｅを嵌合し、この状態で、ボルト２６を貫通孔１６ｄ及び１８ｄを貫通させて、雌ネジ穴２８ａに螺合させている。これによって、上部ピストン片１６と下部ピストン片１８とをピストンロッド２８に位置決め固定している。上部ピストン片１６に形成された凹部１６ｆと下部ピストン片１８に形成された凹部１８ｆとが対面して、リング状切欠部３０を形成している。
【００２８】
このリング状切欠部３０にリング状をなす可動ピストン片２０が遊嵌されている。可動ピストン片２０は、前述の耐摩耗性の良い自己潤滑性材料やフッ素樹脂、プラスチック又はテフロン（登録商標）で構成されていても良いし、Ａｌ等の金属材料でできた可動ピストン片２０に前述の自己潤滑性材料又は耐摩耗性材料を用いたピストンリングを取り付けても良い。
【００２９】
可動ピストン片２０の円形の外周面２０ａの外径寸法φβは、シリンダ１２の内壁１２ａの寸法φγに対して、φγ＝φβ＋０．５ｍｍの関係をなしている。即ち、可動ピストン片２０の外周面２０ａの外径寸法φβは、上部ピストン片１６又は下部ピストン片１８の外径寸法φαより大きく、かつシリンダ内壁１２ａの寸法φγより微小寸法だけ小さい。そのため、可動ピストン片２０とシリンダ内壁１２ａ間の隙間は、上部ピストン片１６又は下部ピストン片１８とシリンダ内壁１２ａとの間の隙間より小さくなっている。
【００３０】
可動ピストン片２０の外周面２０ａには、３個もしくは複数のリング状の凹溝２０ｂが刻設され、該凹溝２０ｂにピストンリング３２が環装されている。ピストン１４は、ライダーリング２２及び２４によって、シリンダ内壁１２ａの中心軸とピストン１４の中心軸Ｃとが一致するように位置決めされ、ピストン１４とシリンダ内壁１２ａとの接触及びカジリを防止している。また、ピストンリング３２によってピストン１４とシリンダ内壁１２ａとの隙間をなくし、該隙間から圧縮ガスが漏れるのを防止している。
【００３１】
上部ピストン片１６の凹部１６ｆには、リング状の凹溝１６ｇが刻設され、該凹溝１６ｇにＯリング３４が環装されている。このＯリング３４によって、上部ピストン片１６と可動ピストン片２０との間から圧縮ガスがピストン１４の内部に侵入するのを防止している。なお、Ｏリングを環装する凹溝は可動ピストン片２０側に刻設することも可能である。
【００３２】
本実施形態の往復動圧縮機１０は、シングルアクティングであるので、上部ピストン片１６と可動ピストン片２０間にＯリング３４を設けるだけで、ピストン１４の内部へ圧縮ガスが侵入するのを防止できる。なお、往復動圧縮機１０がダブルアクティングのときは、下部ピストン片１８と可動ピストン片２０との間にもＯリング等のシール部材を設ける必要がある。
【００３３】
かかる構成において、横型往復動圧縮機１０は、ピストン１４およびピストンロッド２８の重力がライダーリング２４の下部に加わるため、ライダーリング２４の下部に偏摩耗が発生する。このため、ピストン１４の中心軸Ｃがシリンダ内壁１２ａの中心軸から下方へ外れてくる。これに対し、本実施形態の横型往復動圧縮機１０では、ライダーリング２２及び２４の摩耗量に応じて、可動ピストン片２０がピストン１４の半径方向に移動するため、可動ピストン片２０の外周面２０ａとシリンダ内壁１２ａとの間の隙間を維持できる。また、可動ピストン片２０は前述の耐摩耗性材料でできているため、摩耗量が少なく、該隙間を維持できる。
【００３４】
可動ピストン片２０がピストン１４の半径方向に移動でき自重も軽いため、可動ピストン片２０がシリンダ内壁１２ａと接触しても、強い押付力が生じない。そのため、可動ピストン片２０の摩耗を低減できるので、可動ピストン片２０とシリンダ内壁１２ａとの間の隙間を小さく維持できる。また、可動ピストン片２０が常にシリンダ内壁１２ａの中心位置に位置することができるので、可動ピストン片２０とシリンダ内壁１２ａとの隙間を小さく設定する事が可能となる。そのため、ピストン１４とシリンダ内壁１２ａ間のピストンリング３２のシール性能を向上できる。従って、往復動圧縮機１０の体積効率を向上できる。
【００３５】
（実施形態２）
次に、本発明装置の第２実施形態を図３により説明する。図３において、本実施形態の圧縮機１０Ｂは、前記第１実施形態と同様のオイルフリー式横型往復動圧縮機である。可動ピストン片２０は、Ａｌ等の金属材料でできている。そして、可動ピストン片２０の外周面、及び上部ピストン片１６の凹部１６ｆ又は下部ピストン片１８の凹部１８ｆと接する可動ピストン片２０の摺接面を前記自己潤滑性材料又は耐摩耗性材料でできた被膜３６で覆っている。その他の構成は、前記第１実施形態と同一である。
【００３６】
本実施形態によれば、前記第１実施形態で得られる作用効果に加えて、可動ピストン片２０の外周面、凹部１６ｆ又は下部ピストン片１８の凹部１８ｆと接する可動ピストン片２０の摺接面に被膜３６を設けたことにより、可動ピストン片２０の外周面及び該摺接面の摩耗を低減できて、上部ピストン片１６又は下部ピストン片１８と可動ピストン片２０との間の隙間から被作動流体がピストン１４の内部に浸入するのを防止できる。また、可動ピストン片２０のピストン半径方向の移動が円滑になるので、可動ピストン片２０とシリンダ内壁１２ａとの間の小さい隙間を維持できる。
【００３７】
（実施形態３）
次に、本発明装置の第３実施形態を図４に基づいて説明する。本実施形態の横型往復動圧縮機１０Ｃは、第１実施形態の横型往復動圧縮機１０Ａと同様のシングルアクティングである。また、本実施形態の圧縮機は、給油式の往復動圧縮機である。図４において、ピストン４０は、Ａｌ等の金属でできた一体型のピストンであり、中間部にリング状切欠部３０がもうけられている。ピストン４０の外周面４０ａにリング状凹溝４０ｂ及び４０ｃが刻設され、これらリング状凹溝にライダーリング２２及び２４が環装されている。
【００３８】
リング状切欠部３０に、２個の可動ピストン片４２及び４４が遊嵌されている。可動ピストン片４２，４４の外周面４２ａ、４４ａには、夫々２個ずつリング状の凹溝４２ｂ、４４ｂが刻設され、該凹溝には夫々ピストンリング３２が環装されている。ピストン４０の可動ピストン片４２に接する摺接面４０ｃにリング状凹溝４０ｄが刻設され、該リング状凹溝４０ｄにＯリング３４が環装されている。また、可動ピストン片４２の可動ピストン片４４に対面する摺接面には、リング状凹溝４２ｃが刻設され、該リング状凹溝４２ｃにＯリング４６が環装されている。
【００３９】
ピストン４０のリング状切欠部３０の奥側面に、貫通孔４０ｅが穿設され、該貫通孔４０ｄにピストンピン４８が嵌入されている。貫通孔４０ｅの両端開口付近にスナップリング５０が装着され、ピストンピン４８が貫通孔４０ｄから外れるのを防止している。
ピストンピン４８の中央部位にコネクティングロッド５２がベアリング５４を介して回動自在に装着されている。なお、本実施形態で、シリンダ内壁１２ａの寸法と、ピストン４０の外径寸法と、可動ピストン片４２、４４の外径寸法との関係は、前記第１実施形態と同一である。
【００４０】
本実施形態では、コネクティングロッド５２の他端は、図示省略のクランク軸に接続されて円形運動をするため、コネクティングロッド５２はシリンダ１２内を往復運動しながら中心軸Ｃに対してピストン半径方向へ傾斜する。そのため、ピストン４０の半径方向の動きが発生し、その移動量はピストンの下部ほど大きくなる。
【００４１】
前記構成とすることにより、ピストン４０の半径方向の動き量に応じて、各可動ピストン片４２，４４が夫々独立してピストン４０の半径方向に移動できる。即ち、クランク軸に近い可動ピストン片４４のほうがピストン半径方向への移動量が多くなる。そのため、各可動ピストン片４２，４４は、各々の位置でのピストン４０の半径方向移動量に応じた分だけ移動できるので、より正確にシリンダ内壁１２ａの中心軸に位置できる。
【００４２】
従って、可動ピストン片４２、４４とシリンダ内壁１２ａとの隙間を小さくできるので、ピストンリング３２の合い口隙間からの漏れ量を最小にできる。また、可動ピストン片４２，４４に装着されたピストンリング３２のシリンダ内壁１２ａに対する押付力が過大にならないので、ピストンリング３２の偏磨耗が抑えられ、シリンダ内壁との間のシール性能を保持できる。
【００４３】
従って、往復動圧縮機１０Ｃが横型であっても、ピストンリング３２の偏摩耗を抑えることができるので、体積効率を向上できる。また、両可動ピストン片４２，４４間にＯリング４６を介装しているので、両可動ピストン片４２，４４間から圧縮ガスがピストン４０の内部に侵入するのを防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、シリンダ装置において、ライダーリングが摩耗した場合でも、ピストンとシリンダとの間の隙間を小さく設定でき、ピストンリングの合い口からの漏れ量を低減して、体積効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０Ａ、１０Ｂ オイルフリー式横型往復動圧縮機
１０Ｃ 給油式横型往復動圧縮機
１２ シリンダ
１２ａ シリンダ内壁
１４，４０ ピストン
１６ 上部ピストン片
１８ 下部ピストン片
２０ 可動ピストン片
２２，２４ ライダーリング
２６ ボルト
２８ ピストンロッド
３０ リング状切欠部
３２ ピストンリング
３４，４６ Ｏリング
４２，４４ 可動ピストン片（リング状分割片）
４８ ピストンピン
５０ スナップリング
５２ コネクティングロッド
Ｃ ピストン中心軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内を摺動するピストンの外周面にシリンダ内面とピストンの外周面との間に隙間をシールするためのピストンリングと、ピストンの動きを案内するライダーリングを環装してなるシリンダ装置において、
前記ピストンが、ピストン中間部の外周面に形成されたリング状切欠部と、該リング状切欠部に遊嵌され、ピストンの外径より大きくかつシリンダライナ内径よりも小さい外径を有するリング状の可動ピストン片と、ピストンの上部及び下部の外周面に夫々装着されたライダーリングと、該可動ピストン片の外周面に装着されたピストンリングと、からなり、
該ライダーリングの摩耗に応じて該可動ピストン片をピストンの半径方向に移動させてシリンダ内面とピストンとの間の隙間をシールするように構成したことを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記ピストンが、互いに分離した上部構成体及び下部構成体をピストンロッドに固定して構成され、該上部構成体及び下部構成体には夫々互いに対面して前記リング状切欠部を形成する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項３】
前記可動ピストン片とピストンの上部又は下部との間にシール材を介装したことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記可動ピストン片が自己潤滑性材料又は耐摩耗性材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のシリンダ装置。
【請求項５】
前記ピストンのリング状切欠部又は凹部に接する前記可動ピストン片の表面に自己潤滑性材料又は耐摩耗性材料でできた被膜を形成してなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のシリンダ装置。
【請求項６】
シリンダ装置がオイルフリー式シリンダ装置であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載のシリンダ装置。
【請求項７】
前記可動ピストン片がピストンの軸方向に沿って複数に分割されたリング状分割片で構成されたことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項１】
シリンダ内を摺動するピストンの外周面にシリンダ内面とピストンの外周面との間に隙間をシールするためのピストンリングと、ピストンの動きを案内するライダーリングを環装してなるシリンダ装置において、
前記ピストンが、ピストン中間部の外周面に形成されたリング状切欠部と、該リング状切欠部に遊嵌され、ピストンの外径より大きくかつシリンダライナ内径よりも小さい外径を有するリング状の可動ピストン片と、ピストンの上部及び下部の外周面に夫々装着されたライダーリングと、該可動ピストン片の外周面に装着されたピストンリングと、からなり、
該ライダーリングの摩耗に応じて該可動ピストン片をピストンの半径方向に移動させてシリンダ内面とピストンとの間の隙間をシールするように構成したことを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記ピストンが、互いに分離した上部構成体及び下部構成体をピストンロッドに固定して構成され、該上部構成体及び下部構成体には夫々互いに対面して前記リング状切欠部を形成する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項３】
前記可動ピストン片とピストンの上部又は下部との間にシール材を介装したことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記可動ピストン片が自己潤滑性材料又は耐摩耗性材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のシリンダ装置。
【請求項５】
前記ピストンのリング状切欠部又は凹部に接する前記可動ピストン片の表面に自己潤滑性材料又は耐摩耗性材料でできた被膜を形成してなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のシリンダ装置。
【請求項６】
シリンダ装置がオイルフリー式シリンダ装置であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載のシリンダ装置。
【請求項７】
前記可動ピストン片がピストンの軸方向に沿って複数に分割されたリング状分割片で構成されたことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１９６４３１（Ｐ２０１１−１９６４３１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６２６５１（Ｐ２０１０−６２６５１）
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（０００１４８３５７）株式会社前川製作所 (267)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（０００１４８３５７）株式会社前川製作所 (267)
【Ｆターム（参考）】
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