JP2003083253A - 圧縮機の吐出弁機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吐出能力を大きくした場合であっても、従来の
吐出弁がそのまま使用でき、衝撃や摩耗等による吐出弁
の破壊が発生せず、高い耐久性が得られる気体圧縮機の
吐出弁機構を提供する。 【構成】 弁座板１８に形成した吐出口２８を開閉する
薄板状の吐出弁３２と、この吐出弁３２の上方に配置さ
れ吐出弁３２の変位量を規制する弁押さえ３４からな
り、前記弁押さえ３４の当接面の形状を先端部分の曲率
を大きくして上方にそらせて形成し、弁押さえ３４に吐
出弁３２の先端が当接しないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータでピス
トンを往復駆動して圧縮気体を生成する圧縮機に関し、
特にシリンダ内に吸入した気体を前記ピストンで圧縮し
てシリンダ内から吐出弁を介して二次側に吐出させる吐
出弁機構に関する。 【０００２】 【従来技術】一般に、気体圧縮機の圧縮機構はモータに
より駆動されるピストンを収容したシリンダ内に吸入し
た気体を圧縮してシリンダ内から吐出して空気タンク内
に貯留したり、又は後段の圧縮機構へ供給するようにし
ている。該シリンダの上端に配置された弁座板と更にそ
の上面に配置されたシリンダヘッドの間に給気室と吐出
室が形成され、弁座板にはシリンダと前記給気室間を連
通した吸気口とシリンダ内と前記吐出室間を連通させて
いる吐出口が穿孔されている。吸気口と吐出口には各々
に薄板状の吸気弁と吐出弁とが配置されている。吐出弁
の上面側即ち吐出室内には、吐出弁が吐出気体圧力によ
って変形される際の開口量を規制するための弁押さえが
基部側を吐出弁と重合して配置されており、図６に示す
ように、弁押さえ１００の先端側は吐出弁１０１の開口
変位量に合わせて一定曲率の湾曲状に弁座板１０２の上
面から離反させた形状にされている。 【０００３】ところで、圧縮機の能力を大きくして吐出
量を大きくした圧縮機では、シリンダ内で圧縮された圧
縮気体の吐出室へ吐出される吐出量が増大するため、吐
出弁の変位量を大きくさせて圧縮気体が流動する開口量
を大きく設定する必要が生じる。このため、弁押さえ１
００の形状を図６の実線で示すように大きい曲率の半径
ｒ１で湾曲させ、先端部の高さ位置が弁座板１０２の上
面から所定の開口量が得られる高さｈに変更して、これ
により吐出弁１０１を大きく変形させて開口量を大きく
することが行われている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高吐出
量の気体圧力によって変位させられる吐出弁１０１は、
図７に示すように、吐出弁１０１の先端側が大きく変位
して弁押さえ１００に当たり、その後吐出弁１０１全体
が弁押さえ１００に沿って変位するという現象が発生し
ている。このため、吐出弁１０１の先端は弁押さえ１０
０との衝突が繰り返し発生し、更に先端部が弁押さえ面
との摺接によって摩耗したり又は破損してしまい、吐出
弁の耐久性に問題があった。 【０００５】本発明は上記従来技術の問題点を解消し、
吐出能力を大きくした場合であっても、従来の吐出弁が
そのまま使用でき、衝撃や摩耗等による吐出弁の破壊が
発生せず、高い耐久性が得られる気体圧縮機の吐出弁機
構を提供することを課題とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明に係る気体圧縮機の吐出弁機構は、シリンダ
内を往復駆動されるピストンにより吸入弁を介して吸入
した空気を圧縮し、圧縮気体を吐出弁を介して二次側へ
排出させる圧縮機において、シリンダとシリンダヘッド
間に開催された弁座板に形成した吐出口を開閉する薄板
状の吐出弁と、この吐出弁の上方に配置され吐出弁の変
位量を規制する弁押さえからなり、前記弁押さえの吐出
弁との当接面の形状を先端部分の曲率を大きくして上方
にそらせて形成し、弁押さえに吐出弁の先端が当接しな
いようにしたことを特徴とする。 【０００７】 【発明の実施の形態】図１は本発明の吐出弁機構を実施
した空気圧縮機１を示すもので、この圧縮機１は、共通
の電動モータ２で作動するピストン・シリンダ機構によ
り構成される２つの圧縮機構３、４を備えた二段圧縮機
として構成されている。前段側の圧縮機構３は大気圧の
空気を圧縮して吐出し、この前段側の吐出空気を連結管
５を介して後段側の圧縮機構４へ供給して、後段側の圧
縮機構４により更に高圧に圧縮して吐出し、この高圧空
気を空気タンク６内に貯めるものである。電動モータ２
と各圧縮機構３、４は互いに連結された２個の空気タン
ク６上に架設されている。 【０００８】図２に示されるように、モータハウジング
７に支持されている電動モータ２の回転出力軸８はモー
タハウジング７の両端から突出し、回転出力軸８の両側
の突出部８ａには偏心円板９、１０が固定されている。
回転出力軸８の両端の偏心円板９、１０は互いに位相が
１８０度異なるように取り付けられている。前記圧縮機
構３、４を構成しているシリンダ１１、１２内に収容さ
れているピストン１３、１４がピストンロッド１５、１
６を介して上記出力軸８の端部に固定された偏心円盤
９、１０と連結されており、各圧縮機構３、４は電動モ
ータ２の両側に分けて配置されている。 【０００９】各圧縮機構３、４を形成しているシリンダ
１１、１２の上端にはそれぞれ弁座板１７、１８が配置
され、更に各々の弁座板１７、１８の上面側にはシリン
ダヘッド１９、２０が固定されており、弁座板１７、１
８とシリンダヘッド１９、２０の間に互いに遮断された
吸気室２１、２２と吐出室２３、２４が形成されてお
り、各弁座板１７、１８には吸気口２５、２６と吐出口
２７、２８とが形成されており、この吸気口２５、２６
と吐出口２７、２８とを介して吸気室２１、２２と吐出
室２３、２４がそれぞれシリンダ１１、１２内と連通さ
れている。そして、弁座板１７、１８のシリンダ１１、
１２側には吸気口２５、２６を開閉する吸気弁２９、３
０が、また、弁座板１７、１８の吐出室２３、２４側に
は吐出口２７、２８を開閉する吐出弁３１、３２がそれ
ぞれ開閉自在に取り付けられている。更に、吐出弁３
１、３２の上方には各々の吐出弁の開口量を規制するた
めの弁押さえ３３、３４が配置されている。また、前段
の吐出室２３は連結管５を介して後段の吸気室２２に接
続しており、後段の吐出室２４は空気タンク６に接続し
ている。 【００１０】図３に圧縮機構４の吐出部の構成を詳細に
示す。弁座板１８の吐出口２８の上面に配置されている
吐出弁３２は、弁座板１８の吐出口２８に密着すること
により吐出室２４からシリンダ１２内への圧縮空気の流
入を阻止している。シリンダ１２内の空気が圧縮されて
吐出室２４内の圧力より高くなることにより、シリンダ
１２内の圧縮空気の圧力で先端側が弁座板１８から離れ
て吐出口２８を開放して高圧の圧縮空気がシリンダ１２
内から吐出室２４側へ吐出される。吐出弁３２の基端側
３２ａは、吐出弁３２の上面側に配置されている吐出弁
３２の開口量を規制するための弁押さえ３４の基部側３
４ａと重合されてネジ３５により弁座板１８に取り付け
られている。 【００１１】図４に示すように、弁押さえ３４の先端３
４ｂは半径ｒ１の曲率で弁座板１８面から徐々に離反す
るように湾曲状に形成されており、吐出弁３２はこの弁
押さえ３４の湾曲形状に沿って変形して先端部３２ｂの
開口量が圧縮機構４の吐出量に見合った開口量ｈを確保
できるように設定されている。更に、弁押さえ３４の先
端部３４ｂは前記半径ｒ１よりも小さい半径ｒ２で弁座
板１８の面から離れる方向にそらされて形成されてい
る。 【００１２】次に、上記実施例の吐出弁機構の作動状態
について説明する。電動モータ２を作動させて回転出力
軸８を回転させることにより、両側の偏心円板９、１０
の回転に応じてピストンロッド１５、１６が往復作動
し、ピストン１３、１４がシリンダ１１、１２の内部を
往復動する。前段の圧縮機構３においてピストン１３が
下動するとシリンダ１１内の容積が膨張するから、吸気
室２５とシリンダ１１内部との間の差圧により吸気弁２
９が開き、シリンダ１１内に気体が供給される。このと
き吐出弁３１は閉じたままである。同時に、後段の圧縮
機構４ではピストン１４が上動し、シリンダ１２内の容
積が縮小するからシリンダ１２内部と吐出室２４の間の
差圧により吐出弁３２が開いてシリンダ１２内の圧縮さ
れた気体は吐出口２８から吐出される。このとき吸気弁
３０は閉じたままである。そして、前段の圧縮機構３の
吐出室２３から吐出された圧縮気体は連結管５を介して
後段の圧縮機構４の吸気室２２に送られ、さらにこの後
段の圧縮機構４で圧縮されて吐出室２４から吐出されて
連結管５ｂを経て圧縮気体貯蔵タンク６に貯蔵される。 【００１３】以下、吐出機構部の詳細な作動説明を行う
が、全段の圧縮機構と後段の圧縮機構ともその里で右派
全く同一であるので、便宜上後段の圧縮機構に基づいて
作動を説明する。ピストン１４が下死点方向に作動して
いる状態では、図３に示すように、吐出弁３２は弁座板
１８の上面に密着されて吐出口２８を閉鎖している。こ
の間に吸気口からシリンダ１２内に空気が吸気される。
ピストン１４が上死点に向けて作動されると、シリンダ
１２内の空気が圧縮されて圧力が高まり、この圧力が吐
出室２４内の圧力を越えたときに吐出弁３２はシリンダ
１２内の圧縮された空気の圧力により開かれて、圧縮空
気を吐出室２４へ吐き出す。この際、吐出弁３２は吐き
出される圧縮空気によりその先端部が上方へ大きく変位
されるが、弁押さえ３４の先端部３４ｂは上方へそらせ
た形状に形成されているため、吐出弁３２の先端３２ｂ
が弁押さえ３４に衝突することが無く、従って吐出弁３
２の先端部３２ｂの摩耗が発生せず更にこの摩耗による
吐出弁の破損が防止できる。 【００１４】上記説明では、発明を二段圧縮機の吐出機
構に実施した実施例に基づいて説明したものであるが、
本発明は二段圧縮機に限らず、一段圧縮機であっても高
吐出量を目的とした圧縮機全般に採用することができ
る。また、空気圧縮機に限らず気体を圧縮するものであ
れば実施可能である。 【００１５】 【発明の効果】本発明によれば、吐出弁３１、３２の上
方に配置される弁押さえ３３、３４の先端部を上方にそ
らせた形状に形成しているため、吐出量を大きくした圧
縮機であっても吐出弁３１、３２の先端と弁押さえ３
３、３４の衝突及び摺接を防止でき、また、これによる
吐出弁の破損等の故障が防止でき耐久性の大きい圧縮機
を提供することができる。更に、大きな吐出量のために
弁体の設計を変更することが無く、従来と同一の弁体で
高吐出量の圧縮機を生産することができ、コストの低減
が可能となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の吐出弁機構を実施した二段圧縮機の全
体外観図 【図２】同じ実施例の二段圧縮機の内部機構を示す縦断
図 【図３】同じ実施例の吐出弁機構部の詳細を示す断面図 【図４】本発明の吐出弁機構の弁押さえの形状を示す側
面図 【図５】本発明の吐出弁機構の吐出弁の作動状態を示す
断面図 【図６】従来の吐出弁機構で使用している弁押さえの形
状を示す側面図 【図７】従来の吐出弁機構の吐出弁の作動状態を示す断
面図 【符号の説明】 １１、１２ シリンダ １３、１４ ピストン １７、１８ 弁座板 ２１、２２ 吸気室 ２３、２４ 吐出室 ２５、２６ 吸気口 ２７、２８ 吐出口 ２９、３０ 吸気弁 ３１、３２ 吐出弁 ３３、３４ 弁押さえ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 シリンダ内を往復駆動されるピストンに
   より吸入弁を介して吸入した空気を圧縮し、圧縮気体を
   吐出弁を介して二次側へ排出させる圧縮機において、シ
   リンダとシリンダヘッド間に開催された弁座板に形成し
   た吐出口を開閉する薄板状の吐出弁と、この吐出弁の上
   方に配置され吐出弁の変位量を規制する弁押さえからな
   り、前記弁押さえの吐出弁との当接面の形状を先端部分
   の曲率を大きくして上方にそらせて形成し、弁押さえに
   吐出弁の先端が当接しないようにしたことを特徴とする
   圧縮機の吐出弁機構。