特許 6790322 ピストンリング及びガス圧縮装置

(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】6790322

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】ピストンリング及びガス圧縮装置

(51)【国際特許分類】

   F16J 9/06 20060101AFI20201116BHJP

   F04B 39/00 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   F16J9/06 Z

   F04B39/00 104D

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-157979(P2016-157979)

(22)【出願日】2016年8月10日

(65)【公開番号】特開2018-25254(P2018-25254A)

(43)【公開日】2018年2月15日

【審査請求日】2019年3月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】518126144

【氏名又は名称】株式会社三井Ｅ＆Ｓマシナリー

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】八木 俊樹

(72)【発明者】

【氏名】神田 聯藏

【審査官】 谷口 耕之助

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１７９３８６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭５８−０３４２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第９３８８９０２（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 実開昭６１−１３７８６５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｊ ９／０６

Ｆ０４Ｂ ３９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シールリングと、
前記シールリングの径方向内側に設けられており、前記シールリングを径方向外方へ付勢するテンションリングと、
を備えるピストンリングであって、
前記シールリングの軸方向の一側面と、前記シールリングの外周面と、を連通するガス流通部が形成されており、
前記ガス流通部は、
前記シールリングの軸方向の一側面に開口を有する軸方向穴部と、
前記シールリングの外周面に開口を有し、前記軸方向穴部と連通する径方向穴部と、
を有し、
前記軸方向穴部は、
前記シールリングの内周面に形成されている溝部と、
前記テンションリングの外周面と、
によって構成されていることを特徴とするピストンリング。

【請求項2】

前記溝部の周方向寸法は、前記径方向穴部の直径よりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載にピストンリング。

【請求項3】

前記ガス流通部は、前記シールリングの軸方向の他側面にも連通する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のピストンリング。

【請求項4】

円筒形状を呈するシリンダライナと、
前記シリンダライナ内に収容され、シリンダ軸線方向に移動可能なピストンと、
前記ピストンの外周面に形成された環状溝部と前記シリンダライナの内周面との間に設けられ、前記ピストンの往復動の際に前記シリンダライナの内周面に対して摺動するピストンリングと、
を備え、
前記ピストンの移動によって前記ピストンの一側面側のガス圧縮部においてガスを圧縮するガス圧縮装置であって、
前記ピストンリングは、
シールリングと、
前記シールリングの径方向内側に設けられており、前記シールリングを径方向外方へ付勢するテンションリングと、
を備え、
前記ピストンリングには、前記シールリングの前記ガス圧縮部側となる軸方向の一側面と、前記シールリングの外周面と、を連通するガス流通部が形成されており、
前記ガス流通部は、
前記シールリングの前記ガス圧縮部側の側面に開口を有する軸方向穴部と、
前記シールリングの外周面に開口を有し、前記軸方向穴部と連通する径方向穴部と、
を有し、
前記軸方向穴部は、
前記シールリングの内周面に形成されている溝部と、
前記テンションリングの外周面と、
によって構成されていることを特徴とするガス圧縮装置。

【請求項5】

前記溝部の周方向寸法は、前記径方向穴部の直径よりも大きい
ことを特徴とする請求項４に記載にガス圧縮装置。

【請求項6】

前記ピストンリングのシリンダ軸線方向の厚みは、前記環状溝部のシリンダ軸線方向の幅よりも小さく、
前記ピストンリングの径方向の厚みは、前記環状溝部の底面と前記シリンダライナの内周面との間の距離よりも小さい
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のガス圧縮装置。

【請求項7】

前記ピストンの他側面側にもガス圧縮部が設けられており、
前記ガス流通部は、前記シールリングの軸方向の他側面にも連通する
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のガス圧縮装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピストンリング及びガス圧縮装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、往復動圧縮機において、シリンダの内周面に対して摺動するシールリング（ピストンリング）を、径方向内側のテンションリングによってシリンダの内周面へ付勢する構造が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特公平５−１７４３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の構造は、テンションリングによる付勢力とガスによる背圧とによって、シールリングのシール性を向上するものである。かかる構造では、シールリングのシール性は向上するものの、シールリングがシリンダの内周面に強く押圧された状態で摺動するので、シールリングの外周面の磨耗が促進してしまう。

【0005】

一方、シールリングの外周面の耐摩耗性を向上するものとして、シールリングの内周面と外周面とを連通する孔部が当該シールリングに形成されている構造が考えられる。しかし、かかる構造を単に特許文献１に記載の構造に適用した場合には、シールリングの孔部の内周面側開口がテンションリングによって塞がれてしまい、耐摩耗性の向上が阻害される。つまり、シールリングにおいて、シール性と耐摩耗性とは相反する関係にあり、両者を満足させることは困難であった。

【0006】

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、シール性及び耐摩耗性を両立することが可能なピストンリング及びガス圧縮装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記した課題を解決するために、本発明のピストンリングは、シールリングと、前記シールリングの径方向内側に設けられており、前記シールリングを径方向外方へ付勢するテンションリングと、を備えるピストンリングであって、前記シールリングの軸方向の一側面と、前記シールリングの外周面と、を連通するガス流通部が形成されており、前記ガス流通部は、前記シールリングの軸方向の一側面に開口を有する軸方向穴部と、前記シールリングの外周面に開口を有し、前記軸方向穴部と連通する径方向穴部と、を有し、前記軸方向穴部は、前記シールリングの内周面に形成されている溝部と、前記テンションリングの外周面と、によって構成されていることを特徴とする。

【0008】

また、本発明のガス圧縮装置は、円筒形状を呈するシリンダライナと、前記シリンダライナ内に収容され、シリンダ軸線方向に移動可能なピストンと、前記ピストンの外周面に形成された環状溝部と前記シリンダライナの内周面との間に設けられ、前記ピストンの往復動の際に前記シリンダライナの内周面に対して摺動するピストンリングと、を備え、前記ピストンの移動によって前記ピストンの一側面側のガス圧縮部においてガスを圧縮するガス圧縮装置であって、前記ピストンリングは、シールリングと、前記シールリングの径方向内側に設けられており、前記シールリングを径方向外方へ付勢するテンションリングと、を備え、前記ピストンリングには、前記シールリングの前記ガス圧縮部側となる軸方向の一側面と、前記シールリングの外周面と、を連通するガス流通部が形成されており、前記ガス流通部は、前記シールリングの前記ガス圧縮部側の側面に開口を有する軸方向穴部と、前記シールリングの外周面に開口を有し、前記軸方向穴部と連通する径方向穴部と、を有し、前記軸方向穴部は、前記シールリングの内周面に形成されている溝部と、前記テンションリングの外周面と、によって構成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によると、ピストンリングのシール性及び耐摩耗性を両立することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第一の実施形態に係るガス圧縮装置のピストンリング周りの構造を示す断面図である。

【図2】本発明の第一の実施形態に係るピストンリングを示す分解斜視図である。

【図3】本発明の第一の実施形態に係るピストンリングをガス圧縮部側から見た図である。

【図4】本発明の第二の実施形態に係るピストンリングをガス圧縮部側から見た図である。

【図5】本発明の第二の実施形態に係るガス圧縮装置のピストンリング周りの構造を示す断面図である。

【図6】本発明の第三の実施形態に係るガス圧縮装置のピストンリング周りの構造を示す断面図である。

【図7】本発明の第四の実施形態に係るガス圧縮装置のピストンリング周りの構造を示す断面図である。

【図8】本発明の第四の実施形態に係るガス圧縮装置のピストンリング周りの構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の実施形態について、本発明のピストンリングを往復動圧縮機に適用した場合を例にとり、図面を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0012】

＜第一の実施形態＞
図１に示すように、本発明の第一の実施形態に係るガス圧縮装置１Ａは、シリンダ内のガス圧縮部（ガス圧縮室ともいう）２に導入されたガス（例えば、メタン、エタン等）を、シリンダ内においてピストン２０をシリンダ軸線方向に移動（往復動）させることによって圧縮し、圧縮されたガスを外部へ排出する。ガス圧縮装置１Ａは、ピストン２０の一側面２１側のみにガス圧縮部２が構成された、いわゆる単動型の往復動圧縮機である。単動型の往復動圧縮機は、多段往復動圧縮機内の後段に設けられる場合が多い。ガス圧縮装置１Ａは、シリンダライナ１０と、ピストン２０と、複数のピストンリング３Ａと、を備える。なお、図１において、ピストンリング３Ａは、端面のみが描かれている（図５〜図８についても同様）。

【0013】

＜シリンダライナ＞
シリンダライナ１０は、円筒形状を呈する金属製部材である。シリンダライナ１０は、ガス圧縮装置１Ａのシリンダの胴部を構成する。

【0014】

＜ピストン＞
ピストン２０は、円柱形状を呈する金属製部材である。シリンダすなわちシリンダライナ１０内において、ピストン２０の軸線方向の一側面２１側には、ガス圧縮部２が構成されている。ピストン２０は、シリンダライナ１０内においてシリンダ軸線方向のガス圧縮部２側に移動することによって、ガス圧縮部２内のガスを圧縮する。

【0015】

ピストン２０の外周面２２には、複数の環状溝部２３が形成されている。環状溝部２３は、ピストン２０と同軸の環状を呈しており、ピストン２０の軸線及び径方向に延びる直線を含む平面内において、矩形断面形状を呈する。すなわち、環状溝部２３は、底面２３ａと、底面２３ａの一縁部（ガス圧縮部２側縁部）から外周面２２へ延設される側面２３ｂと、底面２３ａの他縁部から外周面２２へ延設される側面２３ｃと、によって構成されている。環状溝部２３には、ピストンリング３Ａが収容される。

【0016】

≪シリンダライナ及びピストンの寸法≫
ピストン２０の外径は、シリンダライナ１０の内径よりも若干小さく設定されている。すなわち、ピストン２０の外周面２２とシリンダライナ１０の内周面１１との間には、若干の隙間が構成されている。

【0017】

＜ピストンリング＞
ピストンリング３Ａは、ガス圧縮部２内のガスがピストン２０の外周面２２とシリンダライナ１０の内周面１１との間の隙間から漏れることを抑制する部材である。ピストンリング３Ａは、ピストン２０の環状溝部２３に収容され、ピストン２０の往復動の際にシリンダライナ１０の内周面１１に対して摺動する部材である。すなわち、ピストンリング３Ａの径方向外側端部は、環状溝部２３から突出してシリンダライナ１０の内周面１１と当接する。ピストンリング３Ａは、径方向外側のシールリング３０Ａと、径方向内側のテンションリング４０Ａと、を備える。

【0018】

＜シールリング＞
図２及び図３に示すように、シールリング３０Ａは、環状を呈する樹脂製部材又は金属製部材である。シールリング３０Ａは、ピストンリング３Ａの径方向外部を構成しており、テンションリング４０Ａの径方向外側に設けられている。シールリング３０Ａは、シリンダライナ１０の内周面１１（図１参照）に対して摺動する、ピストンリング３Ａの主部品である。

【0019】

シールリング３０Ａは、ピストンリング３Ａの軸線及び径方向に延びる直線を含む平面内において、矩形断面形状を呈する。シールリング３０Ａは、周方向の１箇所以上（本実施形態では、２箇所）Ｘ１，Ｘ２において分割されている。シールリング３０Ａの分割部位Ｘ１，Ｘ２は、回転方向に等間隔（本実施形態では、１８０度間隔）で形成されている。すなわち、本実施形態におけるシールリング３０Ａは、１８０度の円弧形状を呈する２個の部材によって構成されている。

【0020】

＜テンションリング＞
テンションリング４０Ａは、環状を呈する樹脂製部材（例えば、テフロン（登録商標））又は金属製部材（例えば、ステンレス材、炭素鋼材、銅材）である。テンションリング４０Ａは、ピストンリング３Ａの径方向内部を構成しており、シールリング３０Ａの径方向内側に設けられている。テンションリング４０Ａは、シールリング３０Ａを径方向外方に付勢する、ピストンリング３Ａの副部品である。

【0021】

テンションリング４０Ａは、ピストンリング３Ａの軸線及び径方向に延びる直線を含む平面内において、矩形断面形状を呈する。テンションリング４０Ａは、周方向の一箇所Ｘ３において分割されている。

【0022】

テンションリング４０Ａは、径方向（拡径方向及び縮径方向）に弾性変形可能である。テンションリング４０Ａの外径ｒ_１は、シールリング３０Ａの内径ｒ_２よりも若干大きく設定されている。

【0023】

≪分割部位の形状≫
本実施形態において、分割部位Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３における互いに対向する分割面は、分割面同士は平行であるとともに、シリンダ軸線方向に対して傾斜面となるように形成されている。なお、分割部位Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３における分割面の形状は、前記したものに限定されず、シリンダ軸線方向に対して平行面となるように形成されていたり、段付き形状に形成されていてもよい。また、図３に示すように、シールリング３０Ａ及びテンションリング４０Ａは、テンションリング４０Ａの分割部位Ｘ３がシールリング３０Ａの分割部位（及びガス流通部４Ａ）を避けた位置となるように設けられる。

【0024】

≪ピストンリングの寸法≫
図１に示すように、ピストンリング３Ａのシールリング３０Ａの軸線方向の厚みｄ_１は、環状溝部２３のシリンダ軸線方向の幅ｄ_２よりも小さく設定されている。また、テンションリング４０Ａの軸線方向の厚みは、シールリング３０Ａの軸線方向の厚みｄ_１よりも若干小さく設定されている。また、ピストンリング３Ａの径方向の厚み（シールリング３０Ａ及びテンションリング４０Ａの径方向の厚みの合計）ｗ_１は、環状溝部２３の底面２３ａとシリンダライナ１０の内周面１１との間の距離ｗ_２よりも小さく設定されている。

【0025】

ピストンリング３Ａは、ガスの圧力によってガス圧縮部２から離間する方向に押圧されている。したがって、ピストンリング３Ａのシールシング３０Ａの他側面３２は、環状溝部２３の他側面２３ｃと当接しており、ピストンリング３Ａのシールシング３０Ａの一側面３１と環状溝部２３の一側面２３ｂとの間には、隙間が構成されている。

【0026】

≪ガス流通部≫
ガス圧縮装置１Ａにおいて、ガス圧縮部２内のガスは、ピストン２０のガス圧縮部２側への移動（矢印Ｙ１参照）によって高圧に圧縮される。かかるガスは、環状溝部２３内に流入し、ピストンリング３Ａのシールリング３０Ａの一側面３１と環状溝部２３の一側面２３ｂとの間の隙間からテンションリング４０の内周面４３と環状溝部２３の底面２３ａとの間の隙間に回り込み、ピストンリング３Ａを径方向外側へ押圧する。そのため、ピストンリング３Ａのシールリング３０Ａの外周面３４がシリンダライナ１０の内周面１１に押し付けられて磨耗してしまう。かかる磨耗を抑制するために、ガス圧縮装置１Ａのピストンリング３Ａは、複数のガス流通部４Ａを備える。

【0027】

図２及び図３に示すように、複数（本実施形態では６個）のガス流通部４Ａは、分割部位Ｘ１，Ｘ２を避けた部位に形成されている。また、複数のガス流通部４Ａは、回転方向に等間隔（本実施形態では、６０度間隔）で形成されている。すなわち、ｎ個（ｎは２以上の自然数）のガス流通部４Ａの周方向中心は、周方向に３６０／ｎごとに設けられている。ガス流通部４Ａは、軸方向穴４ａと、径方向穴４ｂと、によって構成されている。

【0028】

軸方向穴４ａは、ピストンリング３Ａの軸方向に延びる穴である。軸方向穴４ａの一端部（ガス圧縮部２側端部）は、シールリング３０Ａの一側面３１に開口している。かかる開口は、ガスの入口である。軸方向穴４ａの他端部は、シールリング３０Ａの他側面３２まで達しておらず、塞がれている。

【0029】

主に図２に示すように、本実施形態において、軸方向穴４ａは、シールリング３０Ａの内周面３３に形成されている溝部３５Ａと、テンションリング４０Ａの外周面４４と、によって構成されている。溝部３５Ａの一端部（ガス圧縮部２側端部）は、シールリング３０Ａの一側面３１に開口している。溝部３５Ａの他端部は、シールリング３０Ａの他側面３２まで達しておらず、塞がれている。溝部３５Ａの周方向の寸法は、径方向穴４ｂの直径と等しいか直径よりも大きく設定されている。かかる溝部３５Ａの径方向内側の開口は、テンションリング４０Ａの外周面４４によって塞がれている。

【0030】

径方向穴４ｂは、ピストンリング３Ａの径方向に延びる穴である。径方向穴４ｂの一端部（径方向外側端部）は、シールリング３０Ａの外周面に開口している。かかる開口は、ガスの出口である。径方向穴４ｂの他端部（径方向内側端部）は、軸方向穴４ａの他端部（溝部３５）に開口している。

【0031】

図１に示すように、ガス圧縮部２から１番目のピストンリング３Ａにおいて、ガス圧縮部２からのガスの一部は、ガス流通部４Ａ、及び、シールリング３０Ａの外周面３４とシリンダライナ１０の内周面１１との接触面間の面粗さによる隙間を順次介して、１番目のピストンリング３Ａと２番目のピストンリング３Ａとの間に移動する。また、ガス圧縮部２からのガスの一部は、シールリング３０Ａの他側面３２とピストン２０の環状溝部２３の側面２３ｃとの接触面間の面粗さによる隙間を介して、１番目のピストンリング３Ａと２番目のピストンリング３Ａとの間に移動する。ここで、１番目のピストンリング３Ａと２番目のピストンリング３Ａとの間に移動したガスの圧力は、接触面間を移動する際に接触面間の抵抗によって圧力低下するため、ガス圧縮部２内のガスの圧力よりも減圧されている。

【0032】

本発明の第一の実施形態に係るピストンリング３Ａ及びガス圧縮装置１Ａは、ガス流通部４Ａ及びシリンダライナ１０の内周面１１とシールリング３Ａの内周面３４との間を介してガスをガス圧縮部２とは反対側へ逃がすことによって、ガス流通部４Ａを流通するガスの流量に応じてピストンリング３Ａの摩耗量を低減することができる。したがって、ピストンリング３Ａ及びガス圧縮装置１Ａは、テンションリング４０Ａによってシール性を確保しつつピストンリング３Ａ（シールリング３０Ａの外周面３４）の磨耗を抑制することができる。すなわち、ピストンリング３Ａ及びガス圧縮装置１Ａは、ピストンリング３Ａのシール性及び耐摩耗性を両立することができる。
また、ピストンリング３Ａ及びガス圧縮装置１Ａは、ガス流通部４Ａがテンションリング４０Ａではなくシールリング３０Ａのみに形成されているので、テンションリング４０Ａの性能を維持しつつガスを逃がすことができる。
また、ピストンリング３Ａ及びガス圧縮装置１Ａは、ガス流通部４Ａの軸方向穴４ａがシールリング３０Ａの溝部３５Ａとテンションリング４０Ａの外周面４４とによって構成されているので、軸方向穴４ａの加工が容易であり、軸方向穴４ａと径方向穴４ｂとが連通していることを容易に視認することが可能である。

【0033】

＜第二の実施形態＞
続いて、本発明の第二の実施形態に係るガス圧縮装置について、第一の実施形態に係るガス圧縮装置１Ａとの相違点を中心に説明する。図４及び図５に示すように、本発明の第二の実施形態に係るガス圧縮装置１Ｂは、ピストンリング３Ａ（図３参照）に代えて、ピストンリング３Ｂを備える。

【0034】

ピストンリング３Ｂは、シールリング３０Ａ（図３参照）に代えて、シールリング３０Ｂを備える。シールリング３０Ｂは、ガス流通部４Ａ（図３参照）に代えて、ガス流通部４Ｂを備える。ガス流通部４Ｂは、軸方向穴４ａに代えて、軸方向穴４ｃを備える。軸方向穴４ｃは、シールリング３０Ｂの径方向中央よりも径方向中心寄りに形成されている。

【0035】

本発明の第二の実施形態に係るピストンリング３Ｂ及びガス圧縮装置１Ｂは、ガス流通部４Ｂ及びシリンダライナ１０の内周面とシールリング３Ｂの内周面３４との間を介してガスをガス圧縮部２とは反対側へを介してガスを逃がすことによって、ガス流通部４Ｂを流通するガスの流量に応じてピストンリング３Ｂの摩耗量を低減することができる。したがって、ピストンリング３Ｂ及びガス圧縮装置１Ｂは、テンションリング４０Ａによってシール性を確保しつつピストンリング３Ｂ（シールリング３０Ｂの外周面３４）の磨耗を抑制することができる。すなわち、ピストンリング３Ｂ及びガス圧縮装置１Ｂは、ピストンリング３Ｂのシール性及び耐摩耗性を両立することができる。
また、ピストンリング３Ｂ及びガス圧縮装置１Ｂは、ガス流通部４Ｂがテンションリング４０Ａではなくシールリング３０Ｂのみに形成されているので、テンションリング４０Ａの性能を維持しつつガスを逃がすことができる。

【0036】

＜第三の実施形態＞
続いて、本発明の第三の実施形態に係るガス圧縮装置について、第一の実施形態に係るガス圧縮装置１Ａとの相違点を中心に説明する。図６に示すように、本発明の第三の実施形態に係るガス圧縮装置１Ｃは、ピストンリング３Ａに代えて、ピストンリング３Ｃを備える。ピストンリング３Ｃは、テンションリング４０Ａに代えて、テンションリング４０Ｃを備える。

【0037】

＜テンションリング＞
テンションリング４０Ｃは、ピストンリング３Ｃの軸線及び径方向に延びる直線を含む平面内において、円形断面形状を呈する。

【0038】

本実施形態に係るガス圧縮装置１Ｃにおいて、シールリング３０Ａの内周面３３には、テンションリング４０Ｃの径方向外端部が収容される環状溝部が形成されている。かかる環状溝部は、径方向穴部４ｂに対応する位置に形成されている。

【0039】

本実施形態に係るガス圧縮装置１Ｃにおいて、ピストンリング３Ｃは、ガス流通部４Ａに代えてガス流通部４Ｃを備える。ガス流通部４Ｃは、軸方向穴４ａに代えて軸方向穴４ｄを備える。軸方向穴４ｄは、シールリング３０Ａの内周面３３に形成されている溝部３５Ａと、テンションリング４０Ｃの周面の一部と、によって構成されている。

【0040】

本発明の第三の実施形態に係るピストンリング３Ｃ及びガス圧縮装置１Ｃは、第一の実施形態に係るピストンリング３Ａ及びガス圧縮装置１Ａと同様の効果を奏する。

【0041】

なお、第二の実施形態に係るピストンリング３Ｂ及びガス圧縮装置１Ｂにおいて、テンションリング４０Ａに代えてテンションリング４０Ｃを採用することも可能である。この場合には、シールリング３０Ｂの内周面３３に前記した環状溝部が形成される。

【0042】

＜第四の実施形態＞
続いて、本発明の第四の実施形態に係るガス圧縮装置について、第一の実施形態に係るガス圧縮装置１Ａとの相違点を中心に説明する。図７に示すように、本発明の第四の実施形態に係るガス圧縮装置１Ｄは、ピストン２０の一側面２１側及び他側面２４側の両方にガス圧縮部２が構成された、いわゆる複動型のガス圧縮装置である。なお、ピストン２０及びピストンリング３Ｄの大きさ及び配置の関係は、図７に示すものに限定されない。

【0043】

ガス圧縮装置１Ｄは、ピストンリング３Ａに代えてピストンリング３Ｄを備える。ピストンリング３Ｄは、シールリング３０Ａに代えてシールリング３０Ｄを備える。シールリング３０Ｄは、ガス流通部４Ａに代えてガス流通部４Ｄを備える。ガス流通部４Ｄは、軸方向穴４ｅと、径方向穴４ｂと、によって構成されている。

【0044】

軸方向穴４ｅは、ピストンリング３Ｄの軸方向に延びる穴である。軸方向穴４ｅの一端部は、シールリング３０Ａの一側面３１に開口している。軸方向穴４ｅの他端部は、シールリング３０ｄの他側面３２に開口している。

【0045】

本実施形態において、軸方向穴４ｅは、シールリング３０Ｄの内周面３３に形成されている溝部３５Ｄと、テンションリング４０Ａの外周面４４と、によって構成されている。溝部３５Ｄの一端部は、シールリング３０Ｄの一側面３１に開口している。溝部３５Ｄの他端部は、シールリング３０Ｄの他側面３２に開口している。

【0046】

ガス圧縮装置１Ｄにおいて、一側面２１側のガス圧縮部２でガスを圧縮するためにピストン２０が矢印Ｙ１方向に移動する場合には、ピストンリング３Ｄは、ガス圧縮部２で圧縮されたガスの圧力によって環状溝部２３の側面２３ｃに当接する。かかる状態において、圧縮されたガスの一部は、軸方向穴４ｅの一側面３１側開口から軸方向穴４ｅに導入され、ガス流通部４Ｄ、及び、シールリング３０Ｄの外周面３４とシリンダライナ１０の内周面１１との接触面間の面粗さによる隙間を順次介して、ピストンリング３Ｄの他側面２４側の方向へ移動する。また、圧縮されたガスの一部は、軸方向穴４ｅの他側面３２側開口から、シールリング３０Ｄの他側面３２とピストン２０の環状溝部２３の側面２３ｃとの接触面間の面粗さによる隙間を介して、ピストンリング３Ｄの他側面２４側の方向へ移動する。また、圧縮されたガスの一部は、環状溝部２３から、シールリング３０Ａの他側面３２とピストン２０の環状溝部２３の側面２３ｃとの接触面間の面粗さによる隙間を介して、ピストンリング３Ｄの他側面２４側の方向へ移動する。

【0047】

一方、図８に示すように、シリンダ２０の他側面２４側のガス圧縮部２でガスを圧縮するためにピストン２０が矢印Ｙ２方向に移動する場合には、ピストンリング３Ｄは、ガス圧縮部２で圧縮されたガスの圧力によって環状溝部２３の側面２３ｂに当接する。かかる状態において、圧縮されたガスの一部は、軸方向穴４ｅの他側面３２側開口から軸方向穴４ｅに導入され、ガス流通部４Ｄ、及び、シールリング３０Ｄの外周面３４とシリンダライナ１０の内周面１１との接触面間の面粗さによる隙間を順次介して、ピストンリング３Ｄの一側面２１側の方向へ移動する。また、圧縮されたガスの一部は、軸方向穴４ｅの一側面３１側開口から、シールリング３０Ｄの一側面３１とピストン２０の環状溝部２３の側面２３ｂとの接触面間の面粗さによる隙間を介して、ピストンリング３Ｄの一側面２１側の方向へ移動する。また、圧縮されたガスの一部は、環状溝部２３から、シールリング３０Ａの一側面３１とピストン２０の環状溝部２３の側面２３ｂとの接触面間の面粗さによる隙間を介して、ピストンリング３Ｄの一側面２１側の方向へ移動する。

【0048】

本発明の第四の実施形態に係るピストンリング１Ｄ及びガス圧縮装置１Ｄは、複動型のガス圧縮装置において、第一の実施形態に係るピストンリング３Ａ及びガス圧縮装置１Ａと同様の効果を奏する。

【0049】

なお、第二の実施形態に係るピストンリング３Ｂ及びガス圧縮装置１Ｂ、並びに、第三の実施形態に係るピストンリング３Ｃ及びガス圧縮装置１Ｃにおいて、ガス流通部４Ｂ，４Ｃの軸方向穴４ｃ，４ｄをピストンリング３Ｂ，３Ｃの他側面にも連通（開口）する構成とすることによって、複動型のガス圧縮装置に適用することも可能である。また、第二の実施形態に係るピストンリング３Ｂ及びガス圧縮装置１Ｂにおいて、ガス流通部４Ｂの軸方向穴４ｃをピストンリング３Ｂの他側面にも連通（開口）する構成とするとともに、テンションリング４０Ａに代えてテンションリング４０Ｃを採用することも可能である。この場合には、シールリング３０Ｂの内周面３３に前記した環状溝部が形成される。

【0050】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本発明は、往復動圧縮機以外の圧縮機、内燃機関（例えば、ディーゼルエンジン）等、ピストンリングによって圧縮ガスをシールする装置全般に適用可能である。また、前記したように、第一ないし第四の実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
また、ガス流通部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの個数及び径（ガス流通方向断面積）は、シール性及び耐摩耗性に鑑みて適宜設定可能である。

【0051】

参考形態として、ガス流通部は、シールリング及びテンションリングの両方にわたって形成されていてもよい。
例えば、ガス流通部は、テンションリングの外周面に形成された溝部とシールリングの内周面とによって構成された軸方向穴部と、シールリングの内周面と外周面とを連通する径方向穴部と、を互いに接続することよって構成されていてもよい。
また、参考形態として、ガス流通部は、テンションリングの内周面と外周面とを連通する第一の径方向穴部と、シールリングの内周面と外周面とを連通する第二の径方向穴部と、を互いに接続することよって構成されていてもよい。
これらの場合には、各穴部の接続を確実にするために、テンションリング及びシールリングの一方に形成された凸部を他方に形成された凹部に挿入して係止することによって、テンションリング及びシールリングの回転方向のズレを防止する構成であってもよい。

【0052】

また、本発明のピストンリング３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ及びガス圧縮装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、ガスを高圧に圧縮するものに限定されず、低圧に圧縮するものから高圧に圧縮するものまで広範囲に適用可能である。

【符号の説明】

【0053】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ ガス圧縮装置
２ ガス圧縮部
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ ピストンリング
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ ガス流通部
１０ シリンダライナ
２０ ピストン
２３ 環状溝部
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄ シールリング
４０Ａ，４０Ｃ テンションリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】