特許 6522369 空気圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6522369

(24)【登録日】2019年5月10日

(45)【発行日】2019年5月29日

(54)【発明の名称】空気圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04B 39/00 20060101AFI20190520BHJP

   F16J 15/3204 20160101ALI20190520BHJP

【ＦＩ】

   F04B39/00 104D

   F04B39/00 107J

   F16J15/3204 101

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-36986(P2015-36986)

(22)【出願日】2015年2月26日

(65)【公開番号】特開2016-160752(P2016-160752A)

(43)【公開日】2016年9月5日

【審査請求日】2018年2月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】591181160

【氏名又は名称】尼寺空圧工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166039

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 款

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 修

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 直利

【審査官】 谿花 正由輝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０３１７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６３４９６３０（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｂ ３９／００

Ｆ１６Ｊ １５／３２０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ピストン部(51)とシリンダ(31)との間をシールし、圧縮機の運転時に弾性変形するシール部材(7)であって、内周側に位置する取付部(72)と、外周側に位置してシリンダ内周面に摺接するリップ部(73)と、該リップ部(73)と前記取付部(72)との間に位置する円弧状のＲ部(74)とを含むシール部材(7)を備える圧縮機において、
ピストン部(51)に取り付けるシール部材(7)の土台となる土台部(54)と、
前記土台部(54)の外側に形成され、前記シール部材底面側のＲ部(74)に当接して密着するようになっている湾曲部(56)と、
その湾曲部(56)の外側に形成され、ピストン軸方向にほぼ垂直な方向の略平面(57)であって、圧縮機の運転時に、圧縮工程での空気圧力やシリンダ内周との摩擦力を受けて弾性変形してきたシール部材(7)のＲ部(74)を受け止める略平面(57)と、
を有するピストン(5)を具備する圧縮機。

【請求項2】

前記湾曲部(56)は、前記土台部(54)と前記略平面(57)との間に形成され、
前記略平面(57)は、ピストン部(51)の外縁部に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。

【請求項3】

前記略平面(57)の幅は、前記シール部材(7)の板厚寸法の１／２以上である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧縮空気を生成する装置である空気圧縮機（エアーコンプレッサ）に関するものである。

【背景技術】

【0002】

図１および図２に基づいて、従来の空気圧縮機について説明する。
図１は、一段側と二段側に「ロッキングピストン」と称される揺動型ピストンを備えた可搬型の二段式空気圧縮機を示している。
図２は、図１の空気圧縮機の二段側のピストンとシリンダの構成を示す部分断面図である。

【0003】

この空気圧縮機において、クランクケース１はモータシャフト８を回転可能に支持しており、該モータシャフト８にはクランク軸３が固定されている。このモータシャフト８は、モータ９の出力軸に連結されている。

【0004】

低圧用の一段側シリンダ１１と、高圧用の二段側シリンダ３１は、それぞれ円筒状に形成され、クランクケース１に取付けられている。このシリンダ１１，３１の内周面には、ピストン２１，４１が具備するシール部材（リップリング）が摺接する。

【0005】

円筒状のシリンダ１１，３１の上部には、シリンダヘッド１３，３３が搭載されている。このシリンダヘッド１３，３３内には、吸込口を介して外部に連通する吸込室と、吐出口を介して外部に連通する吐出室とが画成されている。

【0006】

一段側のピストン２１および二段側のピストン４１は揺動型ピストンであり、シリンダ１１，３１内において揺動しつつ往復動するように設けられている。一段側ピストン２１と二段側ピストン４１は、サイズ上の違いがある点を除いてほぼ同様の特徴を具備しているため、以下の説明では、主として二段側ピストン４１について言及し、一段側ピストン２１についてはその説明を省略する。

【0007】

ピストン４１は、シリンダ３１内へと伸長するピストン本体４０と、該ピストン本体の上部に設けられた略円盤状のリップリング固定部材６１とを具備している。

【0008】

ピストン本体４０は、クランク軸３に回転可能に連結された連結部と、該連結部と一体の棒状のピストンロッドと、該ピストンロッドの他端側に一体的に設けられたピストン部４２とを具備している。このピストン本体４０は、ピストン部４２がシリンダ３１内に収容された状態で、全体が一体となってシリンダ３１に対して揺動しながら往復動を繰り返す。

【0009】

略円盤状のピストン部４２は、シリンダ３１内に圧縮室を画成している。図２の部分断面図に示すように、ピストン部４２の上面側（圧縮室を向いた側）には、後述するリップリング固定部材６１と凹凸嵌合する円形凹部４３と、その周囲に盛り上がるように形成された平坦な環状の土台部４４が形成されている。

【0010】

リップリング固定部材６１は、リップリング７１（シール部材）を固定するための円盤状部材である。このリップリング固定部材６１は、底面側に突き出るように形成された円形凸部６２と、その周囲に形成されたリップリング押え部６３を具備している。

【0011】

シール部材であるリップリング７１は、全体的には略円形カップ状（あるいは略円形皿状）の外観を有し、その中央に円形開口部が形成されている。このリップリング７１は、内周側に位置する取付部７２と、外周側に位置するリップ部７３と、該リップ部７３と前記取付部７２との間に位置する断面円弧状のリップリングＲ部７４とを具備している。

【0012】

リップリング７１をピストン部４２の上に取付けると、ピストン部４２の外周側からリップ部７３が外向きに張り出す。このようにリップリング７１のリップ部７３が外側に張り出した状態で、ピストン部４２と共にシリンダ３１内に挿入すると、リップリング７１の外側が縮径方向に弾性変形して、取付部７２とリップ部７３との中間部が円弧状に湾曲してリップリングＲ部７４となる。また、リップ部７３の外周面がシリンダ３１の内周面に対して摺接する。

【0013】

上記構成のリップリング７１は、空気圧縮機の作動時において、ピストン４１のピストン部４２と一体となって、シリンダ３１内で揺動しつつ往復動する。そのとき、リップ部７３の外周面がシリンダ３１の内周面に接した状態で摺動する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開平９−１４４６６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

＜第１の問題点＞
上述した従来技術の空気圧縮機において、リップリング７１は、空気圧縮機の運転中に圧縮室内の圧縮空気（空気圧）によって、図２(b)に示す矢示Ａ方向に向けて押圧される。特に、ピストン部４２がシリンダ３１内を上昇する圧縮行程では、圧縮室内が高圧となるために、リップリング７１は矢示Ａ方向に強く押圧される上に、リップ部７３がシリンダ３１の内周面と摩擦摺動することにより、矢示Ａ方向に摩擦力を受ける。

【0016】

このため、空気圧縮機の運転を続けるうちに、リップリング７１はピストン部４２の平坦な土台部４４側に押付けられて弾性変形し、やがて、リップリングＲ部７４は図２(b)に示す如く直角状に屈曲するようになる。その結果、リップ部７３のうちリップリングＲ部７４に近い部分がシリンダ３１の内周面に強く押し付けられて摺動するようになり、この部分における偏摩耗が早期に進行して、リップリング７１の寿命が短くなると共に、ピストンの摺動抵抗が大きくなって圧縮機の機械効率が低下するという問題が生じる。

【0017】

また、この変形によってリップリングＲ部７４には大きな曲げ荷重等（矢示Ａ方向の力）が作用するため、図２(b)に示すように、リップリング７１はリップリングＲ部７４の近傍部分に亀裂等を発生することがあり、これによって圧縮室の気密性が損なわれ、圧縮機の圧縮効率が著しく低下するといった問題が生じる。

【0018】

なお、一段側のピストンが具備するリップリングでも同様の問題が生じ得る。

【0019】

＜第２の問題点＞
上記第１の問題点を解決するための手段が特許文献１に開示されている。
特許文献１では、図３(a)に示すように、上方に突き出るように形成された鋭角状の突出縁部４５を、平坦な土台部４４の外側に形成するとともに、突出縁部４５の上面側を湾曲部４６とすることが提案されている。

【0020】

すなわち特許文献１の提案によれば、リップリング７１が圧縮室側から圧力等で押圧されても、リップリングＲ部７４を湾曲部４６に支持させた状態で円弧状の湾曲状態に保持できるから、リップリングがこのときの圧力等によって過度に変形するのを規制でき、その結果、リップリングの破損や偏摩耗等を防止できるとされている。

【0021】

しかしながら、特許文献１で提案されているような構造を採用した場合、図３(b)に示すように、湾曲部４６の最外部にある鋭角状の突出縁部４５（鋭く尖った縁部分）が、リップリングＲ部に鋭角に突き当たる。そして、圧縮行程で空気圧力及びシリンダ内周面との摩擦力により、リップリングＲ部７４が矢印Ａ方向の力を受けると、湾曲部４６の先端（突出縁部４５）がリップリングＲ部７４に食込み亀裂が発生するといった問題が生じる。

【0022】

＜本発明の目的＞
上述した従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、リップリングなどのシール部材を具備するピストンを有する空気圧縮機であって、シール部材の耐久性を向上させることが可能なピストン構造を備えた空気圧縮機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0023】

上記目的は、
ピストン部とシリンダとの間をシールするシール部材を備える圧縮機であって、
ピストン部に取り付けるシール部材の土台となる土台部と、
前記土台部の外側に形成され、前記シール部材底面側のＲ部（湾曲部）に当接する様な湾曲部と、
その湾曲部の外側に形成され、ピストン軸方向にほぼ垂直な方向の略平面と、
を有するピストンを具備する圧縮機によって達成される。

【0024】

上記圧縮機において、前記湾曲部は、前記土台部と前記略平面との間に形成され、前記略平面は、ピストン部の外縁部に形成されている。

【0025】

前記略平面の幅は、前記シール部材の板厚寸法の１／２以上であることが好ましい。

【発明の効果】

【0026】

本発明の空気圧縮機によれば、シール部材底面側のＲ部の変形や、シール部材へのピストン部の食込みによる亀裂の発生などを防ぐことができ、その結果、ピストンに装着するシール部材の耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】二段式の空気圧縮機を示す図である。

【図2】図２(a)は、従来の空気圧縮機におけるピストン構造を示す部分断面図であり、図２(b)は、空気圧縮機の運転時におけるシール部材（リップリング）の変形の様子を示す拡大断面図である。

【図3】図３(a)は、特許文献１に開示された空気圧縮機におけるピストン構造を示す部分断面図であり、図３(b)は、空気圧縮機の運転時におけるシール部材（リップリング）の変形の様子を示す拡大断面図である。

【図4】図４(a)は、本発明の空気圧縮機におけるピストン構造を例示する部分断面図であり、図４(b)は、空気圧縮機の運転時におけるシール部材（リップリング）の様子を示す拡大断面図である。

【図5】実施例で用いたピストン及びシール部材（リップリング）の主要部分のサイズを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

（空気圧縮機の構成）
以下、図４に基づいて、本発明の実施形態について説明する。
以下の説明では、一段側と二段側に「ロッキングピストン」と称される揺動型ピストンを備えた可搬型の二段式空気圧縮機を具体例に挙げて、本発明の実施形態について説明する。
また、図２及び図３に示す従来技術と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を簡略化または省略する。

【0029】

図４の部分断面図は、二段圧縮機の二段側（高圧側）のシリンダ３１と、ピストン部４１と、リップリング７（シール部材）の構成を示している。
なお、一段側（低圧側）の構成は、図４と同様であるので、図示と説明を省略する。

【0030】

図４に示すように本実施形態の空気圧縮機は、シリンダ３１内で揺動しつつ往復動するピストン５の先端側に設けられたピストン部５１と、このピストン部の上面側に取り付けられるリップリング固定部材６（リテーナ）と、ピストン部５１とシリンダ３１の内周面との間をシールするためのシール部材であるリップリング７と、を有している。

【0031】

ピストン５（高圧用ピストン）は、図１との関係で説明した従来技術と同様に、揺動型ピストンであり、シリンダ３１内において摺動しつつ往復動するように設けられている。

【0032】

また、このピストン５は、図１に示す従来技術と同様に、シリンダ３１内へと伸長するピストン本体と、該ピストン本体の上部に設けられたリップリング固定部材６（リテーナ）とを具備している。

【0033】

ピストン５のピストン本体は、図１に示す従来技術と同様に、クランク軸に回転可能に連結された連結部と、該連結部と一体の棒状のピストンロッドと、該ピストンロッドの他端側に一体的に設けられたピストン部５１とを具備している。このピストン本体は、ピストン部５１がシリンダ３１内に収容された状態で、全体が一体となってシリンダ３１に対して揺動しながら往復動を繰り返す。

【0034】

ピストン本体の先端側にあるピストン部５１は、略円盤状の外観に形成され、シリンダ３１内に圧縮室を画成している。

【0035】

ピストン部５１の上面側（圧縮室を向いた側）には、円形凹部５３と、土台部５４と、湾曲部５６と、略平面５７が形成されている。

【0036】

ピストン部５１の円形凹部５３は、ピストン部５１の上面側中央に形成されており、リップリング固定部材６と凹凸嵌合する。

【0037】

平坦な環状の土台部５４は、円形凹部５３の外側に盛り上がるように形成され、ピストン部５１に取り付けるリップリング７（シール部材）の土台として機能する。

【0038】

湾曲部５６は、土台部５４の外側に形成され、湾曲したリップリングＲ部７４（シール部材底面側のＲ部）に当接して密着するようになっている。

【0039】

略平面５７は、湾曲部５６の外側に形成され、ピストン軸方向に対してほぼ垂直になるように形成されている。すなわち、略平面５７は、ピストン軸方向に対してほぼ直交する方向で形成されている。なお、略平面５７は、必ずしも厳密な意味での平坦面に限定されず、僅かに傾斜した面や僅かにカーブした面などであってもよい。

【0040】

上述したピストン部５１の湾曲部５６は、土台部５４と略平面５７との間に形成され、略平面５７は、ピストン部５１の外縁部に形成されている。つまり、円形凹部５３、土台部５４、湾曲部５６、略平面５７は、隣接して連なるようにピストン部５１の上面側に形成されている。また、円形凹部５３、土台部５４、湾曲部５６、略平面５７は、それぞれ環状に形成されているとともに、ピストン部５１の上面側に同心円状に形成されている。円形凹部５３がピストン部５１の上面側中央に形成され、さらに、その外側に向かって順に、土台部５４、湾曲部５６、略平面５７が形成されている。

【0041】

リップリング固定部材６（リテーナ）は、後述するリップリング７を位置決めする部材であり、略円盤状の外観に形成されている。このリップリング固定部材６は、底面側に突き出るように形成された円形凸部６２と、その周囲に形成されたリップリング押え部６３とを具備している。リップリング固定部材６は、その円形凸部６２をピストン部５１の円形凹部５３に対し凹凸嵌合させた状態で、該ピストン部５１にネジ固定されている。

【0042】

シール部材の一例であるリップリング７は、図４に示すように、断面略くの字状に湾曲した略リング状部材で構成されている。このリップリング７は、例えば自己潤滑性・可撓性に優れた公知の材料、例えば、フッ素樹脂やこれを基材とする複合材料などの樹脂材料から形成されている。なお、リップリング７は、例えば板状の部材を曲げて作製することが可能であるが、リップリングの作製方法は特に限定されず、例えば、切削加工や成型などにより作製してもよい。

【0043】

リップリング７は、全体的には略円形カップ状（あるいは略円形皿状）の外観を有し、その底部中央に円形開口部が形成されている。このリップリング７の外径は、ピストン部５１よりも大きく、また、シリンダ３１の内径よりも大きい。したがって図４に示すように、ピストン部５１がシリンダ３１内に収まった状態では、リップリング７は、縮径方向に弾性変形しており、その外周面がシリンダ内周面に対し全周にわたって隙間なく常時摺接する。

【0044】

このリップリング７は、内周側に位置する取付部７２と、外周側に位置してシリンダ内周面に摺接するリップ部７３と、該リップ部７３と前記取付部７２との間に位置する円弧状のリップリングＲ部７４（湾曲部）とを含んで構成されている。

【0045】

また、リップリング７は、その取付部７２がピストン部５１の土台部５４とリップリング固定部材６の押え部６３との間に介在して挟持されている。つまり、リップリング７の取付部７２が土台部５４の上に載り、その状態で、該取付部７２がピストンの土台部５４と固定部材の押え部６３の間に挟持された状態で固定されている。その状態で、リップリングＲ部７４は、ピストン側の湾曲部５６に対して密着状態で当接しており、また、リップ部７３の外周面はシリンダ３１の内周面に摺接するようになっている。

【0046】

ピストン部５１とリップリング固定部材６はネジ固定されている。したがって、リップリング７は、リップリング固定部材６によって、ピストン部５１上に固定された状態が保持されている。

【0047】

略円形皿状のリップリング７をピストン部５１の上に取付けると、ピストン部５１の外周側からリップ部７３が外向きに張り出す。このようにリップリング７のリップ部７３が外側に張り出した状態で、ピストン部５１と共にシリンダ３１内に挿嵌すると、リップリング７の外側が縮径方向に弾性変形するとともに、リップ部７３の外周面がシリンダ３１の内周面に全周に亘って隙間なく弾性的に摺接する。そして、この状態でリップ部７３の内周面とリップリング固定部材６の外周面との間には、環状の隙間７５が形成されている。

【0048】

上記構成のリップリング７は、空気圧縮機の作動時において、ピストン部５１と一体となって、シリンダ３１内で揺動しつつ往復動する。そのとき、リップ部７３の外周面がシリンダ３１の内周面の全周に対して隙間なく常時接した状態で摺動することにより、ピストン部５１とシリンダ３１の内周面との間をシールし、高圧となる圧縮室の気密性を保持する。つまり、ピストン部５１とシリンダ３１との間がリップリング７によって気密にシールされ、ピストン部５１の上方の圧縮室内の圧縮空気がピストン部外周とシリンダの間の隙間から漏出するのが阻止される。

【0049】

（空気圧縮機の運転時の動作）
上述した構成を具備する本実施形態の空気圧縮機は、その運転時に次のように作動する。

【0050】

空気圧縮機のモータを駆動させると、従来技術と同様に、モータシャフトに連結されたピストンが往復動する。この往復運動の間、ピストンの全体がシリンダに対して揺動を繰り返し、そのときシリンダの内周面には、ピストン本体の上面側に装着した可撓性リップリングが常時摺接する。

【0051】

ピストンは、吸込室から圧縮室内に空気を吸い込む吸込行程と、圧縮室内の空気を圧縮して吐出室に吐出する圧縮行程とを繰り返し、圧縮空気を生成する。一段側シリンダで圧縮された空気は、シリンダヘッドの吐出室を介して二段側へ送出され、二段側シリンダにおいて更に圧縮される。二段側シリンダで生成された高圧の圧縮空気は、シリンダヘッドの吐出室を介して吐出され、外部の空気タンクに貯留される。空気タンクに貯留された圧縮空気は、釘打ち機などの用途に供される。

【0052】

上述したようなピストンの往復動（吸込行程，吐出行程）を繰返す過程で、ピストン部５１は、シリンダ３１に対して揺動（傾斜）する。そのため、ピストン部５１とシリンダ３１の内周面との間の隙間寸法は変化するが、リップリング７はリップリングＲ部７４を湾曲させた状態でリップ部７３がシリンダ３１の内周面に弾性的に摺接しているため、ピストン部５１とシリンダ３１の内周面との間を常にシールすることができる。

【0053】

すなわち、ピストン部５１がシリンダ３１に対して傾斜して、ピストン部５１とシリンダ３１の内周面との間の隙間寸法が拡がったときでも、弾性変形していたリップ部７３が原形復帰によって拡径方向に拡がって、その外周面をシリンダ３１の内周面に摺接させる。したがって、ピストンのピストン部５１がシリンダ３１に対して揺動しても、リップリング７は両者間を常にシールできる。

【0054】

以上、二段式空気圧縮機を具体例に挙げて本発明の実施形態について説明した。
なお、上述した説明では、代表例として二段圧縮機の二段側ピストンの構成および作用について説明したが、一段側ピストンについても同様である。

【0055】

（空気圧縮機によって達成される優れた効果）
上述した本実施形態の空気圧縮機によれば、シリンダ内を往復動するピストンのピストン部５１には、土台部５４と湾曲部５６が形成されている。更に、その湾曲部５６の外側隣接位置には、ピストン軸方向に対しほぼ垂直な方向の略平面５７が形成されている。そして、リップ部７３と取付部７２を具備するリップリング７は、土台部５４の上に取付部７２を載せた状態で、ピストン部５１とリップリング固定部材６との間で挟持されている。この固定状態で、リップリングＲ部７４の底面側はピストン側の湾曲部５６に当接し、また、リップ部７３は（縮径方向に弾性変形した状態で）シリンダ３１の内周面に摺接するようになっている。

【0056】

上記の如く構成することにより、圧縮行程での空気圧力及びシリンダ内周との摩擦力により、図４(b)に示すようにリップリングＲ部７４が矢印Ａ方向に力を受けた場合でも、リップリングＲ部７４の底面側がピストン側の湾曲部５６に当接するため、従来技術の＜第１の問題点＞で挙げた図２(b)に示すような変形を防ぐことができる。

【0057】

また、本発明では、ピストン側の湾曲部５６の外側隣接位置（ピストン部上面側の外縁部）に略平面５７が形成されている。したがって、仮に矢印Ａ方向の力によりリップリングＲ部７４の下部が湾曲部５６の外側の略平面５７に当接した場合でも、矢印Ａ方向の力を略平面５７で受けることができる。これによりリップリング７に作用する応力は（断面視で１点に集中せず）分散され、従来技術の＜第２の問題点＞で挙げた図３(b)に示すようなリップリング側への鋭角部の食込みを防ぐことができる。

【0058】

そして、リップリングＲ部７４の変形や、リップリング７へのピストン部５１の食込みによる亀裂の発生などを防ぐことができる結果、リップリング７の耐久性を向上させることができるといった優れた効果が達成される。

【0059】

（他の実施形態）
上述した実施形態では、本発明の一例として二段式の空気圧縮機を挙げたが、本発明は、一段式の空気圧縮機または三段式以上の空気圧縮機に適用することも可能である。

【0060】

また、上述した実施形態では、シール部材の適用対象として「ロッキングピストン」と称される揺動型ピストンを例示したが、本発明の適用範囲は必ずしも揺動型ピストン（ロッキングピストン）に限定されず、リップリングなどのシール部材を装備可能な他のピストンに適用することも可能である。

【実施例】

【0061】

次に、本発明の具体的実施例について説明する。

【0062】

図４に示すような二段式空気圧縮機を使用して、リップリングの耐久性を確認する実験を行った。

【0063】

具体的には、最高到達圧力４．５ＭＰａの二段圧縮の往復圧縮機の二段側に、前述したピストンとリップリングの構造を取り入れて実験を行った。この実験では、圧力を４ＭＰａで一定に保った状態で圧縮機を運転した。

【0064】

リップリングの耐久性は、次の方法により判定した。
（１）圧縮機の組立初期において、圧縮機を大気圧から運転して、最高到達圧力４．５ＭＰａまで圧力を上げるのに掛かった時間を計測し、これを基準時間とした。
（２）圧縮機を大気圧から運転して、最高到達圧力４．５ＭＰａまで圧力を上げるのに掛かった時間が、組立初期の時間（基準時間）に対して１０％以上に伸びるまでの試験時間、すなわち運転時間を計測した。

【0065】

また、この実験では、構造が異なる次の４種類（比較例１、比較例２、実施例１、実施例２）のピストンを使って実験を行った。ピストンに装着するリップリングは、すべての比較例・実施例において同じ種類・寸法のものを使用した。

【0066】

（比較例１）
比較例１のピストンは、図２に示す従来技術の構造を有していた。すなわち、図２に示すように、円形凹部の外側に平坦な土台部だけが形成され、湾曲部が形成されていないピストンを使用した。

【0067】

（比較例２）
比較例２のピストンは、図３に示す従来技術の構造を有していた。すなわち、図３に示すように、上方に突き出るように形成された鋭角状の突出縁部を、ビストン部の外縁部に形成するとともに、土台部と突出縁部の間を湾曲部とするピストンを使用した。

【0068】

（実施例１）
実施例１のピストンは、図４に示すように土台部と湾曲部を具備し、更に湾曲部の先端にピストン軸方向に垂直な方向の略平面を具備していた。略平面の幅は、リップリング板厚寸法の１／２以下とした。実験で使用した実施例１のピストン部およびリップリングの主要部分の寸法は、図５に示すとおりであった。

【0069】

（実施例２）
実施例２のピストンは、図４に示すように土台部と湾曲部を具備し、更に湾曲部の先端にピストン軸方向に垂直な方向の略平面を具備していた。略平面の幅は、リップリング板厚寸法の１／２以上とした。実験で使用した実施例２のピストン部およびリップリングの主要部分の寸法は、図５に示すとおりであった。

【0070】

（実験結果）
比較例・実施例のピストンを個別に二段圧縮機に取り付けて、各比較例・各実施例ごとに前述した実験を実施した。
実験結果を表１に示す。

【0071】

【表1】

【0072】

表１に示すとおり、
比較例１の場合、最高到達圧力４．５ＭＰａまで圧力を上げるのに掛かった時間が、１０％以上に伸びるまでに要した運転時間は、４０６時間であった。
比較例２の場合は、７９８時間であった。
実施例１の場合は、１１３１時間であった。
実施例２の場合は、１２８３時間であった。

【0073】

したがって、実施例（本発明）のピストンを備えた圧縮機の方が、比較例（従来技術）のピストンを備えた圧縮機に比べて、リップリングの耐久時間（最高到達圧力４．５ＭＰａまで圧力を上げるのに掛かった時間が初期の時間に対して１０％以上に伸びるまでの試験時間）が向上していることが分かった。つまり、本発明のピストン構造を適用した方が、リップリング（シール部材）の耐久性が向上することが確認できた。

【0074】

また、実施例１よりも実施例２の方が、リップリングの耐久時間が更に向上することが分かった。つまり、ピストン側の略平面の幅を、リップリング板厚寸法の１／２以上となるように拡げることで、ピストン部に装着するリップリング（シール部材）の耐久性が更に向上することが確認できた。

【符号の説明】

【0075】

１ クランクケース
３ クランク軸
５ 二段側の高圧用揺動型ピストン（揺動型の第２のピストン）
６ リップリング固定部材
７ リップリング（略リング状のシール部材）
８ モータシャフト
９ モータ
１１ 低圧用の一段側シリンダ
１３ シリンダヘッド
２１ 一段側の低圧用揺動型ピストン（揺動型の第１のピストン）
３１ 高圧用の二段側シリンダ
３３ シリンダヘッド
４０ ピストン本体
４１ 二段側の高圧用揺動型ピストン（揺動型の第２のピストン）
４２ ピストン部
４３ 円形凹部
４４ 土台部
４５ 突出縁部
４６ 湾曲部
５１ ピストン部
５３ 円形凹部
５４ 土台部
５６ 湾曲部
５７ 略平面
６１ リップリング固定部材
６２ 円形凸部
６３ リップリング押え部
７１ リップリング（略リング状のシール部材）
７２ 取付け部
７３ リップ部
７４ リップリングＲ部
７５ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】