JP2001227488A - ローリングピストン式エアーコンプレッサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 高速回転時の羽根のばたつきによる圧縮不能
を解決し、シール性と耐摩耗性を向上させ、クランクシ
ャフトによる遠心力のアンバランスを除去する対策が施
されたローリングピストン式エアーコンプレッサーの提
供。 【解決手段】 （１）圧縮された空気を優先的に羽根８
の底部室に送る構成と羽根の押し出し力は羽根溝２１の
底部室に連通する気圧と羽根の内部に嵌装されたスプリ
ング圧との合力した値となる。 （２）羽根の先端部にレール状の突起を設け、これに対
応した形状をもって嵌合し、自由に傾斜のできる接触片
２２を配置してローリングピストン６と接触する面が面
接触を保てるような形状とした。 （３）クランクシャフト２の先端面にバランスウエイト
とを取り付け、回転時に起きる振動を除去するようにし
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ローリングピスト
ン式エアーコンプレッサーの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】（１）従来のローリングピストン式エア
ーコンプレッサーにおける羽根の押し出し力は、専ら羽
根の内部に嵌装されたスプリングの反発力によるもので
あった。しかしこの方法では、羽根が大きく押し出され
た時、スプリングの伸びに反比例して押し出し力が低下
する。従って高速回転時において特に強く発生する羽根
の慣性抵抗を押し切ることができない。そのために羽根
の先端面とピストンの外径面との接触面にギャップが発
生する。そのために圧縮機能が中断されて羽根のばたつ
き現象を起こしていた。こうした現象は圧縮機能の高速
化を阻害する最大の欠点である。 （２）従来におけるローリングピストン式エアーコンプ
レッサーにおける羽根とピストンの接触面は線接触をな
している。そのために気密性と耐摩耗性において改善す
る余地が残されていた。 （３）従来におけるローリングピストン式エアーコンプ
レッサーにおいては、クランクシャフト及びそれに連結
するピストン等によって遠心力にアンバランスが生じて
いた。しかし、これに対する適正な除去策が施されてい
なかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術の項で説明
した如く、合計３件の未開発点が考えられる。よって本
発明はこれを解決しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】（１）従来のローリング
ピストン式エアーコンプレッサーにおける羽根の押し出
し力は専ら羽根の内部に嵌装されたスプリングの圧力に
頼っていた。そのために羽根が長く抜け出した時は押し
力も大きく低下する。更にコンプレッサーの回転が高速
となれば羽根の出入り速度も早くなり、質量による慣性
抵抗が強くなる。こうした２点のマイナス要因により羽
根の押し出し力は大きく阻害され、結果として羽根先端
のシール面にギャップが発生し、そこから空気が流通し
て羽根のばたつき現象が発生する。本発明はこうした弊
害を除去するため次の如く勘案した。即ち排気口に圧縮
気圧温存弁を設けておき、これを圧縮空気タンクと羽根
溝の底部室にパイピングする。こうした構成のもとでコ
ンプレッサーを回転させ、圧縮空気を優先的に羽根溝の
底部室に送り、余った分は圧縮空気タンクに転送する如
く構成する。こうして置けば羽根は底部室に連通された
空気圧と羽根の内部に嵌装されたスプリング圧との合力
によって押し出されることとなる。本発明はこのように
して羽根の押し出し力を強化し安定させる如くしたもの
であり、これによって羽根のばたつき現象を撲滅させた
ものである。 （２）従来のローリングピストン式エアーコンプレッサ
ーにおける羽根の先端は平面状をもってロータリーピス
トンの円筒状外形面と接触していた。従って接触条件は
線接触となっていた。よってシール性も悪く、且つ耐摩
耗性にも欠けていた。本発明はこれを改善するため羽根
の先端部にレール状の突起を作り、且つそれに対し嵌合
を保ちながら自在に傾斜できるような接触片を嵌装させ
た。本発明はこのようにしてシール性と耐摩耗性の両者
を向上させたものである。 （３）従来のローリングピストン式エアーコンプレッサ
ーにおいては、クランクシャフトによる遠心力のアンバ
ランスが除去されていなかった。これに対して本発明
は、クランクシャフトの先端面にバランスウエイトを取
り付け、且つ駆動プーリー内においても局部的な肉抜き
を行う。このようにして局部的な肉抜きを行う。このよ
うにしてクランクシャフトによる遠心力のアンバランス
を相殺するようにした。本発明は、このようにして回転
時の振動を除去したたものである。

【０００５】

【実施例】図１は本発明の実施例の正面縱断面図。図２
は図１の横断面図。図中の１は本体であり、下方には同
一部材のステー１’を設け、且つ内径部にはクランクシ
ャフト２がベアリング群３によって軸着されている。更
にクランクシャフト２の左端（図２において）には、Ｖ
プーリー４が軸着され、半円キー５によって回転止めさ
れている。更にクランクシャフト２のクランク部分２’
にはローリングピストン６がブッシュ６’を介して軸着
される。更にローリングピストン６の外形面はシリンダ
ー７の内径面及び羽根８の先端面と接触を保ちながら矢
印９の示す方向に回転し、シリンダー７内の空間を吸気
室１０と圧縮室１１とに区分する。なお１２は吸気孔で
あり、１３は排気孔である。更に１４はシリンダーカバ
ーであり、シリンダー７を挟み、本体１の右端面にボー
ルトで締め付けられる。次に１５はバランサーであり、
クランクシャフト２の右端に対しボールト１６によって
取り付けられ、Ｖプーリー４内の肉抜き穴１７との協力
によって、クランクシャフト２のクランク部分２’とロ
ーリングピストン６とブッシュ６’とによって作り出さ
れる遠心力のアンバランスを打ち消す役割を果たす。１
８はオイルシールであり、カラー１９とシールカバー２
０とに接触しながら本体１の内径部に溜った潤滑油の漏
洩を防ぐ働きをする。

【０００６】上記した構成のもとでＶプーリ４を矢印９
の示す方向に回転させる時、ローリングピストン６とシ
リンダー７の内径面と羽根８との接触によって、吸入と
圧縮の工程が構成される。

【０００７】次に、羽根８の構造と作用について説明す
る。羽根８は羽根溝２１の中に納まり気密を保ちながら
往復運動を行い、その先端部には傾斜自在な接触片２２
が嵌挿されており、且つ接触片２２の上下面は相手に対
し常に面接触するような形状となっている。更に羽根８
の胴中にはスプリング２３が嵌装されており、更にまた
羽根溝２１には高圧接続口２４を通じて高圧の圧縮空気
が連通するようになっている。従って羽根８の押し出し
力は、スプリング２３の圧力と羽根溝２１の底部に働く
気圧との合力によるものとなる。

【０００８】次に排気と圧縮圧温存弁の構造について説
明する。今、圧縮室１１の圧縮工程が進み、内部気圧が
高くなれば圧縮空気は排気孔１３を通過し、続いて逆止
弁２７を開いて圧縮圧温存弁２５の中に進入する。この
場合にピストンバルブ２９が締まっていれば、圧縮空気
は矢印２８の如く高圧接続口２４に連通され、そこから
羽根溝２１内に進入する。次に、羽根溝２１内の圧力が
所定の値に到達すれば、その圧力はピストンバルブ２９
を押し開いて高圧パイプ取付口２６の方向に向かい、そ
こから矢印２６’に従って圧力タンクへと連通される。
更にまた圧力タンクの圧力が所定の値となっている時
は、その圧力によってピストンバルブ２９が押し開かれ
たままとなる。従って羽根溝２１には常に高圧が連通さ
れていることとなる。このようにして羽根８は常にスプ
リング２３と羽根溝２１内の空気圧との合力によって押
し出されていることとなる。なお、３０は調整ねじであ
り、３１はスプリングであり、３２は気密を守るオーリ
ングである。３３は吸気口金であり、３３’は吸気を示
す矢印である。

【０００９】

【発明の効果】本発明は詳細な説明で述べたとおり、従
来におけるローリングピストン式エアーコンプレッサー
の性能は本発明の実施によって飛躍的に向上することと
なり、この種業界に対し大きな福音をもたらしたもので
ある。すなわち、 （１）従来のローリングピストン式エアーコンプレッサ
ーにおける羽根の押し出し力は、専ら羽根の内部に設け
たスプリングの復元力によるものであった。そのために
この方法では羽根が大きく押し出された時、スプリング
の伸びによって押出し圧が低下する。更に又高速回転時
においては羽根の慣性抵抗が増大し羽根の押し出し力は
著しく低下する。そのために羽根のばたつき現象を起こ
して圧縮不能を誘発していた。これに対し本発明は圧縮
した気圧を羽根溝の底部室に連通し、その圧力をもって
羽根の押し出し力に加勢させ、これによって高速回転時
のばたつき現象を除去する如くしたものである。更に
又、羽根の先端部に傾斜自在の接触片を嵌装することに
よってシール性と耐摩耗性の向上を図った。更に又、ク
ランクシャフトの先端にバランスウエイトを取り付け、
且つ駆動プーリー上に局部的な肉抜きを設けることによ
り、クランクシャフトによる遠心力のアンバランスを除
去するようにした。上記した如く、本発明は従来の同一
機構に対し画期的な改造を加えたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明実施例の正面縦断面図。

【図２】図２は図１の拡大横断面図。

【符号の説明】

１ 本体 １’ ステー ２ クランクシャフト ２’ クランク部分 ３ ベアリング群 ４ Ｖプーリー ５ 半円キー ６ ローリングピストン ６’ ブッシュ ７ シリンダー ８ 羽根 ８’ 矢印 ９ 矢印 １０ 吸気室 １１ 圧縮室 １２ 吸気孔 １３ 排気孔 １４ シリンダーカバー １５ バランサー １６ ボールト １７ Ｖプーリー内の肉抜き穴 １８ オイルシール １９ カラー ２０ シールカバー ２１ 羽根溝 ２２ 接触片 ２３ スプリング ２４ 高圧接続口 ２５ 圧縮圧温存弁 ２６ 高圧パイプ取付口 ２６’ 矢印 ２７ 逆止弁 ２７’ スプリング ２８ 矢印 ２９ ピストンバルブ ３０ 調整ネジ ３１ スプリング ３２ オーリング ３３ 吸気口金 ３３’ 矢印

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ローリングピストン式エアーコンプレッ
   サーにおいて、その排気口に圧縮気圧温存弁を設け、且
   つこれを圧縮空気タンクと羽根溝の底部室にパイピング
   させる。このような構成のもとでエアーコンプレッサー
   を回転させ、そこから発生する圧縮気圧を優先的に羽根
   溝の底部室に送り、且つ余った分は圧縮空気タンクに回
   送されるように構成する。こうすれば、羽根の押し出し
   力は羽根溝の底部室に連通する空気圧と、羽根の内部に
   嵌装されたスプリング圧との二本立てとなる。このよう
   にして羽根押し力の強化と安定化を図る如くしたローリ
   ングピストン式エアーコンプレッサー。
2. 【請求項２】 ローリングピストン式エアーコンプレッ
   サーにおける羽根の先端部にレール状の突起を設け、且
   つこれに対し傾斜自在の接触片を嵌挿する。更にこの接
   触弁は相手に対し常に面接触を保つような形状に加工す
   る。このようにして、接触片の接触面における気密性と
   耐摩耗性の向上を図ったことを特徴とする羽根の先端機
   構を備えた請求項１記載のローリングピストン式エアー
   コンプレッサー。
3. 【請求項３】 ローリングピストン式エアーコンプレッ
   サーにおけるクランクシャフトの先端面にバランスウエ
   イトを取り付け、同時に駆動プーリー上の一部にも同じ
   目的の肉抜き穴を設ける。このようにしてクランクシャ
   フトによる遠心力のアンバランスを除去する如くした振
   動防止機構を備えた請求項１又は請求項２記載のローリ
   ングピストン式エアーコンプレッサー。