專利名稱：往復(fù)式壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及往復(fù)式壓縮機(jī)，特別是活塞在汽缸內(nèi)擺動(dòng)的擺動(dòng)型往復(fù)式壓縮機(jī)，其容易組裝，在高壓壓縮時(shí)也能夠維持長(zhǎng)期耐用性。
背景技術(shù)：
在壓縮氣體的壓縮機(jī)之中，往復(fù)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且能夠進(jìn)行高壓縮，所以廣泛用于各種領(lǐng)域。往復(fù)式壓縮機(jī)中，存在專利文獻(xiàn)1的圖7所示的用軸承機(jī)構(gòu)將活塞和連桿可自由旋轉(zhuǎn)地連結(jié)的類型(活塞式)，和專利文獻(xiàn)2所示的將活塞桿和活塞上部的與壓縮相關(guān)的部分形成為一體的擺動(dòng)型的往復(fù)式壓縮機(jī)。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2008-297924號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2006-152960號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
往復(fù)式壓縮機(jī)的特征在于，雖為小型簡(jiǎn)易的機(jī)構(gòu)但卻能夠進(jìn)行高壓縮，因此用戶對(duì)于高性能、高壓縮的需求也較高。專利文獻(xiàn)2所示的擺動(dòng)型的往復(fù)式壓縮機(jī)，采用在相當(dāng)于活塞上部的部分安裝活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)，因此具有易于組裝且能夠抑制制造成本的優(yōu)點(diǎn)，但是在伴隨活塞的旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致擺動(dòng)角增大時(shí)，與汽缸的芯間產(chǎn)生偏差(專利文獻(xiàn)2的圖6的情況)。雖然活塞環(huán)具有吸收這樣的偏差的結(jié)構(gòu)，但是在高壓縮的情況下，活塞和汽缸的內(nèi)壁摩擦，活塞環(huán)卡在汽缸中的問(wèn)題增大。此外，這樣的擺動(dòng)型的往復(fù)式壓縮機(jī)，與具有專利文獻(xiàn)1的圖7所示的活塞結(jié)構(gòu)的往復(fù)式壓縮機(jī)相比，活塞的與壓縮相關(guān)的部分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，金屬部分較少，存在熱量容易傳導(dǎo)到大端部(旋轉(zhuǎn)軸一側(cè))的問(wèn)題。此外，擺動(dòng)型的往復(fù)式壓縮機(jī)與活塞式不同，不具有支承環(huán)(rider ring)，因此存在壓縮時(shí)活塞環(huán)受到的側(cè)壓與活塞型相比較大，環(huán)容易破損、變形的問(wèn)題。此外，擺動(dòng)型的往復(fù)式壓縮機(jī)，存在當(dāng)壓縮時(shí)活塞環(huán)的合口旋轉(zhuǎn)而到達(dá)擺動(dòng)方向時(shí)，合口部的密封變差，性能降低的問(wèn)題。上述問(wèn)題在多級(jí)壓縮的高壓壓縮側(cè)尤其大。本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題而實(shí)施，目的在于提供擺動(dòng)型的往復(fù)式壓縮機(jī)，其在進(jìn)行高壓縮時(shí)也能夠維持高性能和長(zhǎng)期耐用性，防止熱量向大端部傳播。本發(fā)明提供具有擺動(dòng)式的活塞機(jī)構(gòu)的往復(fù)式壓縮機(jī)，為了將活塞和汽缸之間密封，設(shè)置有安裝在活塞環(huán)槽的活塞環(huán)。此外，在活塞的外周側(cè)，在該活塞環(huán)槽的曲軸側(cè)設(shè)置有與活塞環(huán)槽不同的環(huán)槽，在該環(huán)槽設(shè)置有徑向上的移動(dòng)受到限制的引導(dǎo)環(huán)。引導(dǎo)環(huán)優(yōu)選形成為向曲軸側(cè)張開(kāi)的裙形狀。此外，活塞環(huán)采用環(huán)內(nèi)周側(cè)的合口間隙與環(huán)外周側(cè)的合口間隙不連通的防泄漏(leakcut)活塞環(huán)。此外，在活塞環(huán)的環(huán)承受部的端部施加R加工，以不在邊棱(edge)部受到側(cè)壓。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供擺動(dòng)型的往復(fù)式壓縮機(jī)，其在進(jìn)行高壓縮時(shí)也能夠維持高性能和長(zhǎng)期耐用性，防止熱量向大端部傳播。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)的截面圖。圖2是圖1所示的第一實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)的I-I截面圖。圖3是本發(fā)明第一實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞的上部附近的放大圖。圖4是說(shuō)明活塞環(huán)44的形狀的圖。圖5是說(shuō)明引導(dǎo)環(huán)43的形狀的圖。圖6是將活塞上部附近的部件分解表示的側(cè)面圖。圖7是將活塞桿部47及其上部的部件分解表示的立體圖。圖8A是表示活塞的上止點(diǎn)的狀態(tài)的圖。圖8B是表示活塞的下止點(diǎn)的狀態(tài)的圖。圖8C是表示活塞相對(duì)于汽缸的擺動(dòng)角達(dá)到最大時(shí)的狀態(tài)的圖。圖9是說(shuō)明第一實(shí)施方式的變形例1的引導(dǎo)環(huán)的形狀的圖。圖10是第一實(shí)施方式的變形例2的活塞的上部附近的放大圖。圖11是第一實(shí)施方式的變形例3的活塞的上部附近的放大圖。圖12是第一實(shí)施方式的變形例4的活塞的上部附近的放大圖。圖13是本發(fā)明第二實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)的截面圖。圖14是圖13所示的第二實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)的II-II截面圖。圖15是本發(fā)明第二實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞的上部附近的放大圖。圖16是將本發(fā)明第三實(shí)施方式的壓縮部分解表示的立體圖。圖17是本發(fā)明第三實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)的壓縮部詳細(xì)圖。圖18是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的止轉(zhuǎn)部件(止轉(zhuǎn)器)的立體圖。圖19是本發(fā)明第三實(shí)施方式的高剛性活塞環(huán)的圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明10……往復(fù)式壓縮機(jī)11......曲軸箱15......電動(dòng)機(jī)26……輸出軸28......曲軸40......承受部42……環(huán)保持部件43......引導(dǎo)環(huán)44......活塞環(huán)45......汽缸47……活塞桿部
56...…環(huán)保持部件
82...…環(huán)保持部件
86...…唇形環(huán)
70...…絕熱空氣層
71...…裙部
73...…活塞
76...…汽缸
79...…活塞桿部
80...…承受部
87...…配管
95...…加強(qiáng)板
具體實(shí)施例方式以下，對(duì)于本發(fā)明的各實(shí)施方式使用圖1至圖19進(jìn)行說(shuō)明。(實(shí)施方式1)以下，對(duì)于本發(fā)明的第一實(shí)施方式，使用圖1至圖12進(jìn)行說(shuō)明。首先，使用圖1至圖7說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)。圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)的截面圖。圖2是圖1所示的第一實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)的I-I截面圖。圖3是本發(fā)明第一實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞的上部附近的放大圖。圖4是說(shuō)明活塞環(huán)44的形狀的圖。圖5是說(shuō)明引導(dǎo)環(huán)43的形狀的圖。圖6是將活塞上部附近的部件分解表示的側(cè)面圖。圖7是將活塞桿部47及其上部的部件分解表示的立體圖。往復(fù)式壓縮機(jī)10吸引氣體(流體)并將其壓縮后噴出。如圖1和圖2所示，往復(fù)式壓縮機(jī)10具有曲軸箱11，曲軸箱11內(nèi)部為曲軸室12。在該曲軸箱11，如圖1所示安裝有電動(dòng)機(jī)15。電動(dòng)機(jī)15由定子16和轉(zhuǎn)子17構(gòu)成，定子16安裝在定子支架18上。轉(zhuǎn)子17 被固定在與安裝在鍵槽(key way) 19的鍵(key) 20嵌合的轉(zhuǎn)子緊固件(口一夕才寸工)21 上，轉(zhuǎn)子緊固件21被固定在由曲軸箱11的軸承保持部22保持的軸承23、和被由軸承保持部M保持的軸承25支承的輸出軸26。電動(dòng)機(jī)15的輸出軸沈的一端側(cè)向曲軸室12內(nèi)突出，在該部分，與電動(dòng)機(jī)15的輸出軸26—起構(gòu)成曲軸觀的曲軸部件四以偏心狀態(tài)固定。在輸出軸沈形成有鍵槽31，在曲軸部件四形成有相對(duì)于外周部使輸出軸沈偏心地嵌合的嵌合孔32，并且，在該嵌合孔 32形成鍵槽33，通過(guò)將鍵34嵌合到上述鍵槽31、33，使曲軸部件四與輸出軸沈一體化。 由此，曲軸箱11通過(guò)軸承23、25支承曲軸28。此外，在電動(dòng)機(jī)15的輸出軸沈，通過(guò)與輸出軸沈螺合的螺母38固定有在輸出軸 26的中間位置與曲軸部件四抵接的平衡塊37，在輸出軸沈的前端位置固定有冷卻風(fēng)扇 39。在曲軸箱11上，在基端側(cè)安裝有圓筒狀的汽缸45。該汽缸45的內(nèi)周面46的基端側(cè)向曲軸室12內(nèi)開(kāi)口。此外，汽缸45的前端側(cè)搭載有由閥座板48和汽缸頭主體49組成的汽缸頭50。在汽缸頭主體49，如圖2所示，劃分成與外部連通的吸入室51和與外部連通的噴出室52。閥座板48安裝在汽缸45和汽缸頭主體49之間，在該閥座板48，形成有使吸入室 51與汽缸45側(cè)的壓縮室61連通的吸入孔57，和使噴出室52與壓縮室61連通的噴出孔 58。此外，在閥座板48安裝有作為簧片閥的吸入閥59和噴出閥60，該吸入閥59和噴出閥 60的基端側(cè)為通過(guò)螺栓等固定于閥座板48的固定端，前端側(cè)為自由端，分別將吸入孔57、 噴出孔58開(kāi)閉。擺動(dòng)式的活塞63可滑動(dòng)地插嵌在汽缸45內(nèi)。該活塞63包括擺動(dòng)部件41，具有在其一端側(cè)通過(guò)軸承53與位于曲軸室12內(nèi)偏心旋轉(zhuǎn)的曲軸部件四可轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)的圓環(huán)狀的連結(jié)部54、以從該連結(jié)部M沿其半徑方向延伸的方式一體形成并向汽缸45內(nèi)伸長(zhǎng)的棒狀的活塞桿部47和在活塞桿部47的與連結(jié)部M相反的一側(cè)對(duì)齊中心一體成形的圓板狀的承受部40 ；在該擺動(dòng)部件41的承受部40通過(guò)螺栓固定實(shí)現(xiàn)同軸安裝的圓板上的環(huán)保持部件42 ；和與該環(huán)保持部件42嵌合的圓板狀的環(huán)保持部件56。此處，通過(guò)在位于活塞63 的另一端側(cè)的擺動(dòng)部件46使承受部40、環(huán)保持部件42和環(huán)保持部件56相互連結(jié)，并在汽缸45內(nèi)邊擺動(dòng)邊往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由此在與汽缸頭50之間劃出壓縮室61。其中，環(huán)保持部件42、 56也可以一體成型。通過(guò)將環(huán)保持部件42和環(huán)保持部件56螺栓固定在圓板狀的承受部40，在外周一側(cè)形成向半徑方向內(nèi)側(cè)凹陷的圓環(huán)狀的活塞環(huán)槽64。由此，為了在環(huán)保持部件42和環(huán)保持部件56之間形成活塞環(huán)槽64，在與活塞桿部47相反的一側(cè)(壓縮室61側(cè))形成有凸緣部 66，在活塞桿部47側(cè)形成有凸緣部67。在兩個(gè)凸緣部66、67之間的活塞環(huán)槽64，安裝有將活塞63和汽缸45密封的活塞環(huán)44。活塞環(huán)44由抗磨性和自潤(rùn)滑性優(yōu)良的樹(shù)脂材料大致圓環(huán)狀地形成?；钊h(huán)44的截面為大致矩形，徑向?qū)挾仍诖笾抡苌鲜枪潭ǖ摹４送?，在活塞環(huán)44，在其周方向形成有合口部，通過(guò)合口部能夠在維持密封性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)直徑的擴(kuò)大縮小。此外，在活塞63位于上止點(diǎn)位置或者下止點(diǎn)位置時(shí)，活塞環(huán)44的在與汽缸45的內(nèi)周面46接觸的狀態(tài)下的內(nèi)徑，比活塞環(huán)槽64的最小直徑大。由此，活塞環(huán)44能夠相對(duì)于活塞63在徑向上移動(dòng)。此外，由于活塞環(huán)44不構(gòu)成限制旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，所以也能夠相對(duì)活塞63旋轉(zhuǎn)。此處，使用圖4詳細(xì)說(shuō)明活塞環(huán)44的結(jié)構(gòu)。圖4(a)為上表面圖，圖4(b)為側(cè)面圖，圖4(c)為圖4(a)的A-A截面圖。形狀為圖4所示的活塞環(huán)44，由抗磨性和自潤(rùn)滑性優(yōu)良的具有彈性的樹(shù)脂材料大致圓環(huán)狀地一體成型?；钊h(huán)44具有大致圓弧狀的主環(huán)部88，位于主環(huán)部88的周方向的一端、以偏向主環(huán)部88的軸方向一端的方式形成得比主環(huán)部88更薄的圓弧狀的基部89，和位于主環(huán)部88的周方向的另一端、以偏向主環(huán)部88的軸方向另一端的方式形成得比主環(huán)部88更薄的圓弧狀的基部90。兩側(cè)的基部89、90，通過(guò)相互在活塞環(huán)44的軸方向位置錯(cuò)開(kāi)在周方向重合而形成接觸的接觸面89a、90a。將上述基部89、90合起來(lái)的軸方向長(zhǎng)度，與主環(huán)部88的軸方向長(zhǎng)度相等。上述基部89、90構(gòu)成合口部91。即，通過(guò)使構(gòu)成該合口部91的兩側(cè)的基部89、90在周方向錯(cuò)開(kāi)，使活塞環(huán)44能夠擴(kuò)大縮小?；钊h(huán)44在自然狀態(tài)下，在位于主環(huán)部88的周方向的一端側(cè)的基部89和主環(huán)部88的另一端部之間形成周方向的合口間隙92，在位于主環(huán)部88的另一端側(cè)的基部90和主環(huán)部88的一端部之間也形成同樣的合口間隙93。在活塞環(huán)44擴(kuò)大縮小時(shí)，上述合口間隙92、93擴(kuò)大縮小。此外，在本實(shí)施方式中，通過(guò)將環(huán)保持部件42螺栓固定于圓板狀的承受部40，在外周側(cè)形成向半徑方向內(nèi)側(cè)凹陷的圓環(huán)狀的引導(dǎo)環(huán)槽65。在引導(dǎo)環(huán)槽65，安裝有使環(huán)保持部件42與汽缸45的中心固定于同軸上的大致圓板形的引導(dǎo)環(huán)43。圖5表示引導(dǎo)環(huán)43的形狀。此處，圖5 (a)是從活塞桿部47的方向觀看引導(dǎo)環(huán)43的圖，圖5(b)是圖5 (a)的A-A 截面圖。在引導(dǎo)環(huán)43，形成有用于增加引導(dǎo)環(huán)43與汽缸45的內(nèi)壁面46的接觸面的裙部 71。將該活塞環(huán)44和安裝有引導(dǎo)環(huán)43的活塞頭附近的部件分解，如圖6和圖7所示。 其中，圖7所示的張力環(huán)44t嵌入活塞環(huán)43內(nèi)部，環(huán)的擴(kuò)張力使活塞環(huán)44向外側(cè)擴(kuò)展，從而使之與汽缸45的內(nèi)周面46密合。由于連結(jié)部M在曲軸部件四的旋轉(zhuǎn)的作用下偏心旋轉(zhuǎn)，并且由環(huán)保持部件42支承的活塞環(huán)44和引導(dǎo)環(huán)43在汽缸45的內(nèi)周面46被滑動(dòng)引導(dǎo)，所以活塞63的環(huán)保持部件 42,56邊在曲軸正交方向上擺動(dòng)邊在汽缸45內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。以上是本實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)10的結(jié)構(gòu)，接著對(duì)于其動(dòng)作，在上述圖之外， 使用圖8A至圖8C進(jìn)行說(shuō)明。圖8A是表示活塞的上止點(diǎn)的狀態(tài)的圖。圖8B是表示活塞的下止點(diǎn)的狀態(tài)的圖。圖8C是表示活塞相對(duì)于汽缸的擺動(dòng)角達(dá)到最大時(shí)的狀態(tài)的圖。當(dāng)電動(dòng)機(jī)15被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，固定于其輸出軸沈的曲軸部件四進(jìn)行偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，與該曲軸部件四通過(guò)軸承53可轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)的活塞63，使其環(huán)保持部件42、56以及活塞環(huán)44、引導(dǎo)環(huán)43在汽缸45內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在吸入沖程，通過(guò)環(huán)保持部件56和活塞環(huán) 44的向與汽缸頭50相反的方向的移動(dòng)使壓縮室61擴(kuò)大，在噴出閥60保持關(guān)閉的狀態(tài)下打開(kāi)吸入閥59，將氣體導(dǎo)入壓縮室61。在接下來(lái)的壓縮沖程，通過(guò)環(huán)保持部件56和活塞環(huán)44 的向汽缸頭50的方向的移動(dòng)使壓縮室61縮小，在吸入閥59保持關(guān)閉的狀態(tài)下打開(kāi)噴出閥 60，將壓縮氣體從壓縮室61噴出至汽缸頭50內(nèi)的噴出室52。以上的動(dòng)作中，環(huán)保持部件56和活塞環(huán)44在汽缸45內(nèi)邊擺動(dòng)邊進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。即，在壓縮室61最大地?cái)U(kuò)大的下止點(diǎn)，活塞63與汽缸45變得同軸(圖8B)。然后，當(dāng)要進(jìn)行壓縮步驟(壓縮沖程)的曲軸部件四從該狀態(tài)起逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使環(huán)保持部件 42、56以及活塞環(huán)44、引導(dǎo)環(huán)43向使壓縮室61縮小的方向移動(dòng)時(shí)，連結(jié)部M邊向上側(cè)移動(dòng)邊偏心旋轉(zhuǎn)至上止點(diǎn)和下止點(diǎn)的中間，在上止點(diǎn)和下止點(diǎn)的中間，連結(jié)部M最靠近汽缸 45側(cè)(圖8C)。此時(shí)，環(huán)保持部件42、56相對(duì)于汽缸45的中心軸線傾斜最大。而后，在前往上止點(diǎn)的途中，在環(huán)保持部件42、56，因自重產(chǎn)生的力和擺動(dòng)產(chǎn)生的離心力而產(chǎn)生向下的最大力F。但是，因?yàn)橐龑?dǎo)環(huán)43限制環(huán)保持部件42、56的下方移動(dòng)，將活塞環(huán)槽64維持在中心與汽缸45的中心大致一致的狀態(tài)，將活塞環(huán)44維持在中心與環(huán)保持部件42大致一致的狀態(tài)。之后，在將壓縮室61最小地壓縮的上止點(diǎn)，活塞63和汽缸45 變得同軸，結(jié)束壓縮步驟(圖8A)。
當(dāng)曲軸部件四為了進(jìn)行吸入步驟(吸入沖程)而從環(huán)保持部件42位于上止點(diǎn)的狀態(tài)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞63使環(huán)保持部件42、56以及活塞環(huán)44、引導(dǎo)環(huán)43向使壓縮室61擴(kuò)大的方向移動(dòng)，連結(jié)部M邊向下側(cè)移動(dòng)邊偏心旋轉(zhuǎn)至上止點(diǎn)和下止點(diǎn)的中間，在上止點(diǎn)和下止點(diǎn)中間，連結(jié)部M位于最靠汽缸一側(cè)。此時(shí)，環(huán)保持部件42相對(duì)于汽缸45的中心軸線傾斜最大。而后，隨著前往下止點(diǎn)，連結(jié)部M返回中央，在最大地?cái)U(kuò)大壓縮室61的下止點(diǎn)，活塞63和汽缸45變得同軸，結(jié)束吸入步驟。根據(jù)以上所述的本實(shí)施方式，引導(dǎo)環(huán)限制了因壓縮步驟時(shí)產(chǎn)生的向下的最大力F 而導(dǎo)致的環(huán)保持部件42、56的下方移動(dòng)，活塞環(huán)槽64被維持在中心與汽缸45的中心大致一致的狀態(tài)。由此，活塞環(huán)44的中心總是位于環(huán)保持部件42的中心，所以能夠防止由于活塞環(huán)44和環(huán)保持部件42的中心位置錯(cuò)開(kāi)而導(dǎo)致活塞環(huán)44在壓縮空氣的壓力的作用下從環(huán)保持部件42脫落。此外，由于引導(dǎo)環(huán)43安裝在引導(dǎo)環(huán)槽65并被螺栓固定，所以引導(dǎo)環(huán)43的中心與環(huán)保持部件42的中心一致。此外，將汽缸45安裝到曲軸箱11時(shí)，引導(dǎo)環(huán)43接觸汽缸內(nèi)壁面46，決定汽缸45的安裝位置。因此，汽缸45的中心和環(huán)保持部件42的中心一致。由此能夠進(jìn)行環(huán)保持部件42上安裝的活塞環(huán)44與汽缸45的定心(centering)。此外，利用引導(dǎo)環(huán)43能夠防止活塞環(huán)44磨損時(shí)環(huán)保持部件42、56與汽缸45接觸， 能夠改善產(chǎn)品的損壞狀態(tài)。此外，通過(guò)將引導(dǎo)環(huán)43夾在環(huán)保持部件42和承受部40之間，能夠防止壓縮室61 產(chǎn)生的壓縮熱從環(huán)保持部件42傳導(dǎo)至活塞桿部47，能夠降低大端部的溫度。由此能夠延長(zhǎng)軸承53的壽命。接著，使用圖9至圖11說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的各種變形例。圖9是說(shuō)明第一實(shí)施方式的變形例1的引導(dǎo)環(huán)的形狀的圖。圖10是第一實(shí)施方式的變形例2的活塞的上部附近的放大圖。圖11是第一實(shí)施方式的變形例3的活塞的上部附近的放大圖。圖12是第一實(shí)施方式的變形例4的活塞的上部附近的放大圖。變形例1涉及引導(dǎo)環(huán)43的形狀。本實(shí)施方式的引導(dǎo)環(huán)43如圖5所示具有裙部 71，而在該變形例1中，如圖9所示從弓I導(dǎo)環(huán)43除去裙部71，使形狀變?yōu)榫匦?。變形?涉及環(huán)保持部件4和承受部40的形狀。在該變形例2中，如圖10所示， 承受部40具有階梯，通過(guò)使環(huán)保持部件42與承受部40嵌合，能夠使活塞桿部47和環(huán)保持部件42的中心一致。變形例3對(duì)于變形例2，進(jìn)而在環(huán)保持部件42和承受部40之間設(shè)置絕熱空氣層 70。通過(guò)該絕熱空氣層70，能夠防止壓縮室61內(nèi)壓縮的壓縮空氣產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至活塞桿部47的大端部，能夠延長(zhǎng)軸承53的壽命。變形例4如圖12所示，設(shè)置了支承活塞環(huán)44的加強(qiáng)板95。通過(guò)該加強(qiáng)板95，能夠支承活塞環(huán)44，防止晃動(dòng)，并且能夠?qū)⒁龑?dǎo)環(huán)43牢固地固定。(實(shí)施方式2)以下，使用圖13 15說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。第一實(shí)施方式中，壓縮步驟為1級(jí)壓縮，而本實(shí)施方式中壓縮步驟為2級(jí)壓縮。
圖13是本發(fā)明第二實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)的截面圖。圖14是圖1所示的第二實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)的I-I截面圖。圖15是本發(fā)明第二實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞的上部附近的放大圖。在本實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)的輸出軸沈，如圖13所示，除了活塞環(huán)槽64中安裝有活塞環(huán)44、引導(dǎo)環(huán)槽65中安裝有引導(dǎo)環(huán)43的活塞63之外，具有唇形環(huán)86的活塞73，通過(guò)將鍵34與形成于曲軸部件75的鍵槽74、形成于輸出軸沈的鍵槽31嵌合，在輸出軸沈上與曲軸部件75 —體形成。擺動(dòng)式的活塞73可滑動(dòng)地插嵌在汽缸76內(nèi)。該活塞73包括擺動(dòng)部件81，具有在其一端側(cè)通過(guò)軸承77與位于曲軸室12內(nèi)偏心旋轉(zhuǎn)的曲軸部件73可轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)的圓環(huán)狀的連結(jié)部78、以從該連結(jié)部78沿其半徑方向延伸的方式一體形成并向汽缸76內(nèi)伸長(zhǎng)的棒狀的活塞桿部79和在活塞桿部79的與連結(jié)部78相反的一側(cè)對(duì)齊中心一體成形的圓板狀的承受部80 ；和在該擺動(dòng)部件81的承受部80通過(guò)螺栓固定實(shí)現(xiàn)同軸安裝的圓板上的環(huán)保持部件82。此處，通過(guò)在位于活塞73的另一端側(cè)的擺動(dòng)部件81使承受部80和環(huán)保持部件82相互連結(jié)，并在汽缸76內(nèi)邊擺動(dòng)邊往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由此在與汽缸頭83之間劃出壓縮室84。 此外，在形成于環(huán)保持部件82和承受部80之間的唇形環(huán)槽85安裝有唇形環(huán)86。其中，壓縮步驟的動(dòng)作與第一實(shí)施方式說(shuō)明的相同。本實(shí)施方式中，由具有唇形環(huán)86的活塞73進(jìn)行一次壓縮，并將壓縮后的空氣通過(guò)配管87送至汽缸45內(nèi)，用具有活塞環(huán)44和引導(dǎo)環(huán)43的活塞63進(jìn)行二次壓縮。具有唇形環(huán)86的活塞73的主要部分的放大圖如圖15所示。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠?qū)⒕哂谐杀痉矫娴膬?yōu)點(diǎn)的擺動(dòng)式活塞用于1級(jí)壓縮側(cè)、2級(jí)壓縮側(cè)雙方進(jìn)行兩級(jí)壓縮，能夠進(jìn)行效率良好的空氣壓縮。接著，以下說(shuō)明本實(shí)施方式的變形例。在2級(jí)的壓縮機(jī)中，可以采用在1級(jí)壓縮部分使用活塞環(huán)44的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，還可以為采用1級(jí)壓縮、2級(jí)壓縮均由具有活塞環(huán)44和引導(dǎo)環(huán)43這兩者的活塞63進(jìn)行的結(jié)構(gòu)，使用活塞環(huán)44的結(jié)構(gòu)雖然耗費(fèi)制造成本，但是與唇形環(huán)86相比活塞環(huán)44能夠壓縮高壓的空氣，通過(guò)使用活塞環(huán)44，能夠在1級(jí)壓縮進(jìn)行更高壓的空氣壓縮，提高壓縮機(jī)效率，作為壓縮機(jī)整體能夠進(jìn)一步高壓化。(實(shí)施方式3)以下，使用圖16至圖19說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。第三實(shí)施方式詳細(xì)記載了第二實(shí)施方式所示的多級(jí)壓縮機(jī)的高壓側(cè)壓縮部。圖16是將本發(fā)明第三實(shí)施方式的壓縮部分解表示的立體圖。圖17是本發(fā)明第三實(shí)施方式的往復(fù)式壓縮機(jī)的壓縮部詳細(xì)圖。圖18是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的止轉(zhuǎn)部件的立體圖。圖19是本發(fā)明第三實(shí)施方式的高剛性活塞環(huán)的圖。在本實(shí)施方式的多級(jí)壓縮機(jī)的高壓側(cè)壓縮部，如圖16所示將軸承101熱壓配合到連桿100，并將曲軸部件102壓入該軸承101。此外，將引導(dǎo)環(huán)103、活塞環(huán)保持部件104、活塞環(huán)105、活塞環(huán)保持部件106依次安裝到連桿100，用螺栓107固定各部件。活塞環(huán)105使用圖19所示的防泄漏(leak cut)活塞環(huán)。防泄漏活塞環(huán)是基部在環(huán)的軸方向上和徑向上重合的活塞環(huán)。即，在環(huán)擴(kuò)張的情況下，合口間隙在環(huán)內(nèi)周側(cè)和環(huán)外
10周側(cè)形成，但因?yàn)閮烧咴阱e(cuò)開(kāi)的位置形成，所以為兩個(gè)合口間隙不連通的結(jié)構(gòu)。從而，防泄漏活塞環(huán)為環(huán)內(nèi)周側(cè)的合口間隙與環(huán)外周側(cè)的合口間隙不連通的結(jié)構(gòu)，因此活塞環(huán)105受到的背壓不會(huì)從環(huán)內(nèi)周側(cè)泄漏。所以不需要第一實(shí)施方式說(shuō)明的張力環(huán)44t。此外，如圖17所示對(duì)活塞環(huán)保持部件104的環(huán)承受部端部108實(shí)施不會(huì)產(chǎn)生邊棱的R加工。此外，如圖18所示在環(huán)保持部件106設(shè)置突起109，成為將突起109嵌入活塞環(huán) 105的環(huán)切口部(合口間隙)110的結(jié)構(gòu)。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，防泄漏活塞環(huán)具有環(huán)內(nèi)周側(cè)的合口部與環(huán)外周側(cè)的合口間隙不連通的結(jié)構(gòu)，因此活塞環(huán)105受到的背壓不會(huì)從環(huán)內(nèi)周側(cè)泄漏，從而不再需要第一實(shí)施方式說(shuō)明的張力環(huán)44t。因此能夠期待成本降低、組裝性提高。此外，通過(guò)對(duì)環(huán)保持部件104的環(huán)承受部端部108施加R加工，能夠在上述壓縮步驟中防止活塞環(huán)105因壓縮空氣的壓力和滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)中的側(cè)壓而變形、破損。這是因?yàn)?，如果環(huán)承受部端部108為邊棱，則活塞環(huán)105以環(huán)承受部端部108為起點(diǎn)受到上述力，應(yīng)力集中，而通過(guò)對(duì)端部施加R加工，能夠防止應(yīng)力集中在環(huán)承受部端部108。此外，通過(guò)在環(huán)保持部件106設(shè)置凸起109，并使其與活塞環(huán)105的合口間隙110 嵌合，則固定于連桿100的環(huán)保持部件106起到活塞環(huán)105的止轉(zhuǎn)部件的作用。由于活塞環(huán)105不轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠防止活塞環(huán)105的合口部111去往擺動(dòng)方向，活塞環(huán)105的合口部111 的密封性不會(huì)降低，因此能夠防止性能降低。
權(quán)利要求
1.一種往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于，包括 汽缸；一端側(cè)為可轉(zhuǎn)動(dòng)地與曲軸連結(jié)的連結(jié)部，另一端側(cè)在所述汽缸內(nèi)邊擺動(dòng)邊往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞；位于該活塞的外周側(cè)的活塞環(huán)槽；和將所述活塞和所述汽缸之間密封的安裝在所述活塞環(huán)槽的活塞環(huán)，其中在所述活塞的外周側(cè)，在所述活塞環(huán)槽的所述曲軸側(cè)設(shè)置有與所述活塞環(huán)槽不同的環(huán)槽，在該環(huán)槽設(shè)置有徑向上的移動(dòng)受到限制的引導(dǎo)環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于 所述活塞環(huán)具有合口部，直徑能夠擴(kuò)大縮小。
3.如權(quán)利要求1所述的往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于 所述引導(dǎo)環(huán)具有向所述曲軸側(cè)張開(kāi)的裙部。
4.如權(quán)利要求1所述的往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于 在所述活塞環(huán)和所述引導(dǎo)環(huán)之間固定有加強(qiáng)板。
5.如權(quán)利要求1所述的往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于所述活塞環(huán)和所述引導(dǎo)環(huán)，由設(shè)置在所述活塞的前端的環(huán)保持部件保持，并具有搭載該環(huán)保持部件的承受部；在所述環(huán)保持部件和所述承受部，分別設(shè)置有臺(tái)階差，利用所述臺(tái)階差使所述環(huán)保持部件和所述承受部嵌合。
6.如權(quán)利要求5所述的往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于 在所述環(huán)保持部件和所述承受部之間設(shè)置有絕熱層。
7.一種往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于，包括 汽缸；一端側(cè)為可轉(zhuǎn)動(dòng)地與曲軸連結(jié)的連結(jié)部，另一端側(cè)在所述汽缸內(nèi)邊擺動(dòng)邊往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞；位于該活塞的外周側(cè)的活塞環(huán)槽；和將所述活塞和所述汽缸之間密封的安裝在所述活塞環(huán)槽的活塞環(huán)， 在所述活塞的外周側(cè)，在所述活塞環(huán)槽的所述曲軸側(cè)設(shè)置有與所述活塞環(huán)槽不同的環(huán)槽，在該環(huán)槽設(shè)置有引導(dǎo)環(huán)，抑制所述活塞的徑向上的移動(dòng)。
8.如權(quán)利要求7所述的往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于 所述活塞環(huán)具有合口部且直徑能夠擴(kuò)大縮小。
9.如權(quán)利要求7所述的往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于 所述弓I導(dǎo)環(huán)具有向所述曲軸側(cè)張開(kāi)的裙部。
10.如權(quán)利要求7所述的往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于 在所述活塞環(huán)和所述引導(dǎo)環(huán)之間固定有加強(qiáng)板。
11.如權(quán)利要求7所述的往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于所述活塞環(huán)和所述引導(dǎo)環(huán)，由設(shè)置在所述活塞的前端的環(huán)保持部件保持，并具有搭載該環(huán)保持部件的承受部；在所述環(huán)保持部件和所述承受部，分別設(shè)置有臺(tái)階差，利用所述臺(tái)階差使所述環(huán)保持部件和所述承受部嵌合。
12.如權(quán)利要求7所述的往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于所述活塞環(huán)是環(huán)內(nèi)周側(cè)的合口間隙與環(huán)外周側(cè)的合口間隙不連通的防泄漏活塞環(huán)。
13.如權(quán)利要求7所述的往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于所述活塞環(huán)和所述引導(dǎo)環(huán)由環(huán)保持部件保持，所述環(huán)保持部件具有與所述活塞環(huán)的合口間隙嵌合的突起。
14.如權(quán)利要求7所述的往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于所述活塞環(huán)和所述引導(dǎo)環(huán)由環(huán)保持部件保持，所述環(huán)保持部件采用對(duì)端部實(shí)施R加工等的不具有邊棱的結(jié)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求7所述的往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于在所述環(huán)保持部件和所述承受部之間設(shè)置有絕熱層。
16.一種往復(fù)式壓縮機(jī)，具有至少兩個(gè)以上的活塞和汽缸的組合，將由一級(jí)壓縮側(cè)的活塞和汽缸的機(jī)構(gòu)壓縮過(guò)的氣體進(jìn)一步用二級(jí)壓縮側(cè)的活塞和汽缸的機(jī)構(gòu)進(jìn)行高壓壓縮，該往復(fù)式壓縮機(jī)的特征在于，所述二級(jí)壓縮側(cè)的活塞包括位于該活塞的外周側(cè)的活塞環(huán)槽；和為了將所述活塞和所述汽缸之間密封而安裝在所述活塞環(huán)槽的活塞環(huán)，在所述活塞的外周側(cè)，在所述活塞環(huán)槽的所述曲軸側(cè)設(shè)置有與所述活塞環(huán)槽不同的環(huán)槽，在該環(huán)槽設(shè)置有徑向上的移動(dòng)受到限制的引導(dǎo)環(huán)。
17.如權(quán)利要求16所述的往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于所述一級(jí)壓縮側(cè)的活塞安裝有唇形環(huán)。
18.如權(quán)利要求16所述的往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于所述一級(jí)壓縮側(cè)的活塞安裝有活塞環(huán)。
19.如權(quán)利要求18所述的往復(fù)式壓縮機(jī)，其特征在于所述一級(jí)壓縮側(cè)的活塞安裝有引導(dǎo)環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明提供擺動(dòng)型的往復(fù)式壓縮機(jī)，即使在高壓縮時(shí)也能夠維持長(zhǎng)期耐用性，防止熱量向大端部傳播。具有擺動(dòng)式的活塞機(jī)構(gòu)的往復(fù)式壓縮機(jī)，為了將活塞和汽缸之間密封，設(shè)置有安裝在活塞環(huán)槽的活塞環(huán)。此外，在活塞的外周側(cè)，在該活塞環(huán)槽的曲軸側(cè)設(shè)置有與活塞環(huán)槽不同的環(huán)槽，在該環(huán)槽設(shè)置有徑向上的移動(dòng)受到限制的、形成為向曲軸側(cè)張開(kāi)的裙形狀的引導(dǎo)環(huán)。
文檔編號(hào)F04B27/00GK102213207SQ201110069789
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者大畠瑛人, 小林永敏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立產(chǎn)機(jī)系統(tǒng)