JP2004108271A

JP2004108271A - 圧縮機

Info

Publication number: JP2004108271A
Application number: JP2002272872A
Authority: JP
Inventors: ▲塙▼　薫; Kaoru Hanawa; Satoshi Shimizu; 清水　聡; Tomoji Iishima; 飯嶌　智司
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2004-04-08
Also published as: TWI227761B; TW200417688A; CN1283912C; ITTO20030695A1; FR2844838A1; CN1495349A; FR2844838B1

Abstract

【課題】圧縮機の圧縮効率を向上させるとともに、ポペット弁に設けられる弾性シール材の耐久性を向上させる。
【解決手段】円筒シリンダ空間５０ａを有した圧縮機シリンダボディ５１と、シリンダボディにシリンダ空間を覆って取り付けられた圧縮機シリンダヘッド５２と、シリンダ空間内に摺動自在に嵌合配設された圧縮機ピストン５３と、シリンダ空間に連通する空気通過孔５２ｂを開閉可能に覆うポペット弁７０とを備えて圧縮機が構成される。ポペット弁が、着座面５２ｃに着座して空気通過孔を覆う弁体７１を有し、弁体における着座面と当接する部分に薄板状の弾性シール層７３が設けられている。そして、弾性シール層における着座面と当接するリング状外周面７３ｂの内周縁が空気通過孔の内周縁より外周側に位置する。
【選択図】　図９

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気等の流体（主として気体）を圧縮供給する圧縮機に関し、特に、ピストンタイプの圧縮機に関する。本発明はさらに、内燃機関の燃料噴射装置に圧縮空気を供給するのに適した圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気等の流体を圧縮供給するピストンタイプの圧縮機は、従来から知られており、例えば、特公昭６３−５４９０９号公報、特開昭６３−６５１８１号公報に冷凍装置用のピストンタイプ圧縮機が開示されている。また、空気圧縮機を内燃機関の燃料噴射装置に用いることも知られており、例えば、特許第２８２０７８２号公報には２サイクルエンジンの空気燃料噴射装置に圧縮空気を供給するピストンタイプ空気ポンプ（圧縮機）が開示されている。
【０００３】
このようなピストンタイプの圧縮機は、円筒状のシリンダ空間が形成されたシリンダボディの上端面にこのシリンダ空間を覆ってシリンダヘッドが取り付けられ、シリンダ空間内に摺動自在にピストンを嵌合配設し、シリンダヘッドに吸気および排気弁が設けられて構成される。なお、吸気弁は流体供給元に繋がる流入通路に開閉可能に設けられて流体がシリンダ空間内へ流入する流れのみを許容する一方向弁からなり、排気弁は流体供給先に繋がる流出通路に開閉可能に設けられて流体がシリンダ空間から流出する流れのみを許容する一方向弁からなる。これら吸気弁および排気弁としては、薄い可撓性を有した金属板からなるリード弁タイプのものや、流入もしくは流出通路を塞ぐように弁体を付勢バネ等により付勢して着座させるポペット弁タイプのものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような圧縮機において、流入および流出通路における一方向弁からシリンダ空間内に繋がる空間部分が、ピストンの往復動によりシリンダ空間内の流体を圧縮するときにデッドスペースとなり、圧縮効率が小さくなる一因となっているという課題がある。また、ポペット弁タイプの一方向弁を用いる場合、開閉時にポペット弁が着座面に当接して騒音を発生することを防止するとともに閉止時の密閉性を確保するためにポペット弁の着座面に薄いゴムシール材（弾性シール材）を貼付することが多いが、このゴムシール材の耐久性が問題となり易い。特に、ゴムシール材における着座面の内周縁と対向する部分において、着座面と当接する部分は圧縮変形されるのに対し、それより内周部分は圧縮変形されないため、着座面の内周縁と対向する部分の圧縮変形量が大きく変化することになるという課題がある。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みたもので、流入もしくは流出通路によるデッドスペース発生量を小さくして圧縮効率を向上させることができ、且つポペット弁における弾性シール材の耐久性を向上させることができるような構成の圧縮機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的達成のため、第１の本発明においては、円筒状のシリンダ空間を有したシリンダボディ（圧縮機シリンダボディ）と、このシリンダボディにシリンダ空間を覆って取り付けられたシリンダヘッド（圧縮機シリンダヘッド）と、シリンダ空間内に摺動自在に嵌合配設されたピストン（圧縮機ピストン）と、シリンダヘッドにシリンダ空間に連通して形成された流体通過孔（例えば、実施形態における空気通過孔５２ｂ）を開閉可能に覆う一方向弁（例えば、実施形態におけるポペット弁７０）とを備えて圧縮機が構成される。そして、この一方向弁が、流体通過孔より大径の着座面に着座して流体通過孔を覆う弁体を有して構成され、この弁体における着座面と当接する部分に薄板状の弾性シール部材が接合して設けられており、このとき、弾性シール部材における着座面と当接する部分の内周縁（例えば、実施形態における弾性シール部材７３におけるリング状外周面７３ｂの内周縁）が着座面における流体通過孔の内周縁より外周側に位置するように弾性シール部材が形成されている。
【０００７】
このような構成の圧縮機においては、ピストンがシリンダ空間に嵌合した状態で往復摺動することにより一方向弁が開閉作動して流体を圧縮して供給するのであるが、このとき、弁体に設けられた弾性シール部材の作用により、弁体が着座面に当接して発生する騒音を低減でき、且つ弁体を着座面に着座させて流体通過孔を閉止するときにこの部分を確実にシールさせることができる。このような作用を行う弾性シール部材における着座面に当接する部分（実施形態における弾性シール部材７３にのリング状外周面７３ｂ）は、その内周縁が着座面の内周縁より外側に位置するように形成されているため、この当接する部分が内周縁と当接することがなく、弾性シール部材における着座面と当接する部分の全体（リング状外周面７３ｂの全体）が着座面に当接して略均一な圧縮力を受ける構成となり、弾性シール部材の耐久性が向上する。
【０００８】
第２の本発明においても、円筒状のシリンダ空間を有したシリンダボディと、このシリンダボディにシリンダ空間を覆って取り付けられたシリンダヘッドと、このシリンダ空間内に摺動自在に嵌合配設されたピストンと、シリンダヘッドにシリンダ空間に連通して形成された流体通過孔を開閉可能に覆う一方向弁とを備えて圧縮機が構成される。この圧縮機においては、ピストンのシリンダヘッドと対向する面に、ピストンが上死点近傍に位置したときに流体通過孔内（例えば、実施形態における空気通過孔５２ｂの内部空間）に突出する凸部が形成されている。このような構成の圧縮機においては、ピストンが下死点から上死点に移動してシリンダ空間内の流体を圧縮するときに、凸部が流体通過孔内に突出してこの空間部分の流体も圧縮するため、デッドスペースが小さくなって圧縮効率が向上する。
【０００９】
第３の本発明においても、円筒状のシリンダ空間を有したシリンダボディと、このシリンダボディにシリンダ空間を覆って取り付けられたシリンダヘッドと、このシリンダ空間内に摺動自在に嵌合配設されたピストンと、シリンダヘッドにシリンダ空間に連通して形成された流体通過孔を開閉可能に覆う一方向弁とを備えて圧縮機が構成される。この圧縮機においては、ピストンのシリンダヘッドと対向する面に、ピストンが上死点近傍に位置したときに流体通過孔内に突出する凸部が形成されており、この一方向弁が流体通過孔より大径の着座面に着座して流体通過孔を覆う平板状の弁体を有して構成され、この弁体における着座面と当接する側の面に薄板状の弾性シール部材が接合して設けられており、弾性シール部材は着座面における流体通過孔の内周縁に対向する部分が窪んでいる（例えば、実施形態のリング状の凹溝７３ａ）。
【００１０】
このような構成の圧縮機においては、弁体の着座面と当接する側の面に設けられた弾性シール部材により、第１の本発明の場合と同様に、弁体が着座面に当接して発生する騒音を低減でき、且つ弁体を着座面に着座させて流体通過孔を閉止するときにこの部分を確実にシールすることができる。また、ピストンのシリンダヘッドと対向する面（ピストンヘッド面）に設けられた凸部により、第２の本発明の場合と同様に、ピストンが上死点近傍に移動したときに凸部が流体通過孔内に突出してこの空間部分の流体も圧縮して圧縮効率が向上する。さらに、弾性シール部材は着座面における流体通過孔の内周縁に対向する部分が窪んでいるだけで、ピストンヘッド面に対向する部分にも弾性シール部材が設けられている。これにより弾性シール部材が緩衝吸収機能を発揮するので、ピストンが上死点近傍に位置したときに上記凸部の先端を弁体の弾性シール部材が設けられた面に極力近接するように設定することができ、圧縮効率を一層向上させることができる。
【００１１】
第４の本発明においては、円筒状のシリンダ空間を有したシリンダボディと、このシリンダボディにシリンダ空間を覆って取り付けられたシリンダヘッドと、このシリンダ空間内に摺動自在に嵌合配設されたピストンと、シリンダヘッドにシリンダ空間に連通して形成された流体通過孔を開閉可能に覆う一方向弁とを備え、ピストンのシリンダヘッドと対向する面（ピストンヘッド面）に、ピストンが上死点近傍に位置したときに流体通過孔内に突出する凸部が形成されて圧縮機が構成される。さらに、この圧縮機が内燃機関に取り付けられ、この内燃機関のクランクシャフト回転駆動力を受けてピストンがシリンダ空間内を往復摺動され、内燃機関の燃料噴射装置に圧縮空気を供給する。この構成の圧縮機においてもピストンヘッド面に形成された凸部が流体通過孔内に突出してこの部分の流体も圧縮するため高い圧縮効率が得られ、このように高い圧縮効率で圧縮された空気を燃料噴射装置に供給して、良好な燃料噴射を行わせることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明を適用した圧縮機を備えて構成される二輪車の駆動装置を図１〜図４に示しており、この駆動装置構成についてまず説明する。なお、図１及び図２は表示スペースの都合上、破断線部分において二分割して示すもので、両図は破断線部分で繋がった一つの図面を表している。この駆動装置は、単気筒のエンジン部Ｅと変速機部ＴＭとを備え、エンジン部Ｅのクランクシャフト１６の回転駆動力を変速機部ＴＭにより変速して出力駆動スプロケットＳＰに伝達するとともに、出力駆動スプロケットＳＰから図示しないチェーンを介して後輪に伝達し、後輪を駆動するように構成されている。
【００１３】
まずエンジン部Ｅについて説明する。エンジン部Ｅは、円筒状のシリンダ内周面１０ａを有したエンジンシリンダボディ１０と、エンジンシリンダボディ１０の上面を覆って取り付けられたエンジンシリンダヘッド１２と、シリンダ内周面１０ａに軸方向に摺動移動可能に嵌合してエンジンシリンダボディ１０内に配設されたピストン１３と、エンジンシリンダボディ１０を支持するハウジングＨＳＧ内にシリンダ軸と直交する方向に延びるとともにベアリング１７ａ，１７ｂ，１７ｃにより回転自在に支持されたクランクシャフト１６と、先端部１４ａがピストンピン１３ａを介してピストン１３に枢結されるとともに基端部１４ｂがクランクピン１５を介してクランクシャフト１６のクランク部１６ａに枢結されたコネクティングロッド１４とを有して構成される。
【００１４】
エンジンシリンダヘッド１２には、点火プラグ２１および燃料噴射装置２２が取り付けられており、エンジンシリンダボディ１０内においてエンジンシリンダヘッド１２とピストン１３とに囲まれた燃焼室１１内に燃料噴射装置２２により圧縮空気と燃料との混合気を噴射して点火プラグ１２により点火燃焼させるようになっている。エンジンシリンダヘッド１２には吸気バルブ２３および排気バルブ２４が図３に示すようにバネ２３ａ，２４ａにより閉止方向に付勢されて取り付けられており、吸気バルブ２３はエンジンシリンダヘッド１２に形成された吸気通路１２ａを開閉し、排気バルブ２４は排気通路１２ｂを開閉する。なお、吸気通路１２ａには吸気マニホールド２５が繋がり、排気通路１２ｂの出口端１２ｃには排気マニホールド（図示せず）が繋がる。
【００１５】
エンジン部Ｅは４ストロークタイプエンジンからなり、ピストン１３が２往復する間に、吸気、圧縮、燃焼、排気行程が行われ、これに合わせて給排気バルブ２３，２４が開閉作動される。この給排気バルブ２３，２４の開閉作動のため、クランクシャフト１６の端部に第１スプロケット３１が結合して設けられ、エンジンシリンダボディ１０の側部に回転自在に設けられたカムシャフト３４に第２スプロケット３３が設けられ、第１および第２スプロケット３１，３３に第１チェーン３２が掛け回されている。第１および第２スプロケット３１，３３の歯数は１：２に設定されており、クランクシャフト１６の１／２の回転速度でカムシャフト３４が回転駆動される。カムシャフト３４には吸気用カム部３４ａと排気用カム部３４ｂとが形成されており、それぞれ連結ピン３５ａ，３６ａによりエンジンシリンダボディ１０に枢結されたカムフォロア３５，３６のローラ３５ｂ，３６ｂが各カム部３４ａ，３４ｂに当接している（図４参照）。
【００１６】
一方、エンジンシリンダヘッド１２の上面には給排気バルブ作動用のロッカーアーム３９，４０が枢結ピン３９ａ，４０ａにより枢結されて揺動自在に取り付けられており、これらロッカーアーム３９，４０の一端と上記カムフォロア３５，３６を繋いでプッシュロッド３７，３８が図示のように配設されている。ロッカーアーム３９，４０の他端は上記給排気バルブ２３，２４の先端に当接しており、ロッカーアーム３９，４０の揺動により給排気バルブ２３，２４をバネ２３ａ，２４ａの付勢に抗して押し下げてこれを開放させることができるようになっている。
【００１７】
上記の構成の機構においては、クランクシャフト１６の１／２の回転速度でカムシャフト３４が回転駆動され、これに応じてカムフォロア３５，３６がカムシャフト３４の一回転毎に一回（すなわち、クランクシャフト１６の二回転毎に一回）上下に揺動される。この揺動に応じてプッシュロッド３７，３８が上下に往復動されてロッカーアーム３９，４０が枢結ピン３９ａ，４０ａを介して揺動され、給排気バルブ２３，２４がバネ２３ａ，２４ａの付勢に抗して押し下げられて開放され、吸気および排気通路１２ａ，１２ｂを燃焼室１１と連通させる。なお、吸気バルブ２３は吸気行程において開放され、排気バルブ２４は排気行程において開放されるようにカム部３４ａ，３４ｂが設定されている。
【００１８】
また、所定のタイミングで燃料噴射装置２２から燃焼室１１内に圧縮空気と燃料との混合気が噴射され、点火プラグ２１によりこの混合気を点火燃焼させて燃焼行程が行われる。このとき、燃料噴射装置２２からは点火プラグ２１の先端点火部２１ａの周囲に高濃度の混合気が噴射されて効率の良い燃焼を行わせるとともに、全体として希薄燃焼を行わせて燃費向上を図るとともに排気ガスの清浄化を図ることができるようになっている。
【００１９】
このようにエアアシスト式の燃料噴射を行うため、上記燃料噴射装置２２に加えて、燃料ポンプ（図示せず）から燃料供給管路２７ａ（図６参照）を介して供給される燃料を混合室２８内に供給する燃料供給装置２７と、混合室２８内に圧縮空気を供給する圧縮機５０とを有している。混合室２８内においては、燃料供給装置２７から供給される燃料と圧縮機５０から供給される圧縮空気とが混合されて噴霧状の燃料を有した高濃度の混合気が作られ、この混合気がそれ自体の内部圧力を利用して燃料噴射装置２２の噴射部２２ａから所定のタイミングで燃焼室内に噴射される。なお、エンジンシリンダヘッド１２の上面を覆って取り付けられたヘッドカバー２６に上下に貫通して混合室形成孔２６ａが形成され、この混合室形成孔２６ａ内に、上下からそれぞれ嵌入された燃料供給装置２７と燃料噴射装置２２とに挟まれて混合室２８が形成される。
【００２０】
上記圧縮機５０の構造およびこれを駆動する機構について、図５〜図７を参照して説明する。圧縮機５０は、エンジンシリンダボディ１０と一体に繋がって構成され、円筒状のシリンダ内周面５１ａを有した圧縮機シリンダボディ５１と、圧縮機シリンダボディ５１の上面を覆って取り付けられた圧縮機シリンダヘッド５２と、シリンダ内周面５１ａに軸方向に摺動移動可能に嵌合して圧縮機シリンダボディ５１内に配設された圧縮機ピストン５３と、圧縮機ピストン５３をシリンダ内周面５１ａに嵌合した状態で摺接往復動させるためのスコッチヨーク機構ＳＹとを有して構成される。スコッチヨーク機構ＳＹは、圧縮機ピストン５３と一体に繋がった平板状のピストンロッド５４の先端に形成された摺動孔５４ａ内に嵌合してシリンダ軸と直角方向に摺動自在に配設されたスライダ５５と、エンジンシリンダボディ１０の側部に設けられた圧縮機駆動シャフト５６の先端に偏心して形成された偏心シャフト５７とを有して構成され、偏心シャフト５７がスライダ５５に回転自在に嵌合連結されている。なお、圧縮機駆動シャフト５６はベアリング５８ａ，５８ｂを介してエンジンシリンダボディ１０により回転自在に支持されている。
【００２１】
このような構成において、圧縮機駆動シャフト５６を回転駆動すると、スコッチヨーク機構ＳＹの作用により圧縮機ピストン５３をシリンダ内周面５１ａに摺接しながら往復運動させることができる。この圧縮機駆動シャフト５６を回転駆動するため、カムシャフト３４に結合配設された第２スプロケット３３と一体に第３スプロケット６０が設けられ、圧縮機駆動シャフト５６には第４スプロケット６１が結合配設され、第３及び第４スプロケット６０，６１に第２チェーン６２が掛け回されている。第３及び第４スプロケット６０，６１は同一歯数であり、両者は第２スプロケット３３と同一の回転速度で回転する。このため、第４スプロケット６１はエンジンクランクシャフト１６の１／２の回転速度で回転され、圧縮機駆動シャフト５６もこれと同一回転速度で回転され、圧縮機ピストン５３はエンジンクランクシャフト１６が二回転すると一往復する。
【００２２】
このようにして圧縮機ピストン５３が往復動されるのに応じて、シリンダ内周面５１ａ内における圧縮機シリンダヘッド５２と圧縮機ピストン５３とに囲まれたシリンダ空間５０ａ内に空気を吸入して圧縮するために、圧縮機シリンダヘッド５２には、図８に拡大して詳細に示すように、吸気リード弁６４と、排気ポペット弁７０とが設けられている。
【００２３】
吸気リード弁６４は、薄い金属板からなるバルブプレート６３を図１０に示す形状に打ち抜き加工して舌片状に形成されている。このバルブプレート６３は、圧縮機シリンダボディ５１の上端面と圧縮機シリンダヘッド５２の下端面との間に挟持されて取り付けられ、舌片状の吸気リード弁６４が圧縮機シリンダヘッド５２に形成された吸気孔５２ａを下面側から覆う。このとき、バルブプレート６３はシリンダ内周面５１ａ（二点鎖線で示す）に対して図示の位置関係となるように配設され、バルブプレート６３に形成された挿入孔６３ａに挿入された結合ボルトにより圧縮機シリンダボディ５１と圧縮機シリンダヘッド５２とが結合される。また、後述する圧縮機ピストン５３に形成された凸部５３を突入させるための円形孔６５が図示のように形成されている。
【００２４】
この吸気リード弁６４は、図８に矢印Ａで示すように圧縮機ピストン５３が下方に移動されるときに、シリンダ空間５０ａ内に発生する負圧を受けて図において二点鎖線で示すように弾性変形して撓み、吸気孔５２ａを介して外部空気を吸入する。一方、矢印Ｂで示すように圧縮機ピストン５３が上方に移動されるときには、自身の弾性変形復帰力およびシリンダ空間５０ａ内に発生する空気圧力を受けて吸気リード弁６４は吸気孔５２ａに密着してこれを塞ぎ、シリンダ空間５０ａ内の圧縮空気が吸気孔５２ａを介して外部に漏れ出すのを阻止する。
【００２５】
一方、排気ポペット弁７０は、図９に拡大して示すように、圧縮機シリンダヘッド５２に形成された圧縮空気通過空間５２ｄ内における着座面５２ｃに着座するように配設された円板状の弁体７１と、この弁体７１を着座面５２ｃに着座する方向に付勢する圧縮バネ７４とから構成される。圧縮空気通過空間５２ｄにおける着座面５２ｃからシリンダ空間５０ａに連通して空気連通孔５２ｂが形成されており、弁体７１が着座面５２ｃに着座した状態で空気通過孔５２ｂが弁体７１により覆われて閉止される。
【００２６】
この弁体７１は、図１１に示すように、円盤状の金属プレート７２の下面にゴム等の薄い層からなる弾性シール層７３を設けて構成される。弾性シール層７３にはリング状の凹溝７３ａが形成されるとともに凹溝７３ａ内の四カ所に凹部７３ｄが形成されている。なお、凹部７３ｄは金属プレート７２の下面に弾性シール層７３を設けるときに金属プレート７２を支持することにより生じる凹部である。リング状の凹溝７３ａは、図９から分かるように、着座面５２ｃにおける空気通過孔５２ｂの内周縁Ｐに対向するように形成されている。すなわち、リング状の凹溝７３ａにより弾性シール層７３の表面がリング状外周面７３ｂと円形状内周面７３ｃとに分割されるのであるが、リング状外周面７３ｂの内周縁が着座面５２ｃにおける空気通過孔５２ｂの内周縁Ｐより外周側に位置し、円形状内周面７３ｃの外周縁が着座面５２ｃにおける空気通過孔５２ｂの内周縁Ｐより内周側に位置するようになっている。このため、弁体７１が着座面５２ｃに着座するときには、弾性シール層７３のリング状外周面７３ｂのみが着座面５２ｃと当接し、円形状内周面７３ｃは空気通過孔５２ｂと対向するだけで着座面５２ｃと当接することがない。
【００２７】
上記構成の排気ポペット弁７０は、図８に矢印Ａで示すように圧縮機ピストン５３が下方に移動されるときに、シリンダ空間５０ａ内に発生する負圧を受けて弁体７１が着座面５２ｃに着座した状態で保持されて空気通過孔５２ｂを閉塞し、圧縮空気通過空間５２ｄ内の圧縮空気がシリンダ空間５０ａ内に逆流するのを防止する。このとき、ゴム等からなる弾性シール層７３（特に、リング状外周面７３ｂ）が着座面５２ｄと密着し、この閉塞時のシール性を確保する。一方、矢印Ｂで示すように圧縮機ピストン５３が上方に移動されるときには、シリンダ空間５０ａ内に吸入された空気が圧縮されて発生する圧力により弁体７１が圧縮バネ７４の付勢力に抗して持ち上げられ、圧縮された空気が空気通過孔５２ｂを通って圧縮空気通過空間５２ｄ内に押し出される。
【００２８】
以上の説明から分かるように、クランクシャフト１６が回転されるとこの回転が、第１及び第２チェーン３２，６２を介して伝達されて圧縮機駆動シャフト５６がクランクシャフト１６の１／２の回転速度で回転駆動され、圧縮機ピストン５３が圧縮機駆動シャフト５６の回転に対応して往復動される。この結果、クランクシャフト１６の２回転毎に圧縮機ピストン５３が一回往復動される。このように圧縮機ピストン５３が往復動されるときに、圧縮機ピストン５３の下動行程（矢印Ａ方向に移動する行程）では吸気リード弁６４が開放されて吸気孔５２ａからシリンダ空間５０ａ内に外部空気を吸入し、上動行程（矢印Ｂ方向に移動する行程）では排気ポペット弁７０が開放されて、圧縮機ピストン５３の上動に応じて圧縮されたシリンダ空間５０ａ内の圧縮空気が圧縮空気通過空間５２ｄ内に押し出される。なお、このように圧縮空気を押し出すタイミングは、上述のようにクランクシャフト１６の回転に同期しており、燃料噴射装置２２による燃料噴射に合わせて行われる。
【００２９】
また、図示のように、圧縮機ピストン５３の上端面に円筒状の凸部５３ａが形成されている。この凸部５３ａは空気通過孔５２ｂより僅かに小さな径を有しており、圧縮機ピストン５３が上死点近傍まで上動されると凸部５３ａが空気通過孔５２ｂ内に突入するように構成されている。これにより、空気通過孔５２ｂの内部空間の空気は凸部５３ａにより圧縮されて圧縮空気通過空間５２ｄ内に押し出されることになり、圧縮デッドスペースが小さくなって圧縮効率が高くなる。ここで、圧縮機ピストン５３が上死点に位置したときに凸部５３ａの先端面が弾性シール層７３の円形状内周面７３ｃに極力近接させて圧縮効率をできるかぎり高くするように構成されている。
【００３０】
このようにして圧縮空気を圧縮空気通過空間５２ｄ内に押し出すために排気ポペット弁７０の弁体７１が上下動されるときに、弁体７１と着座面５２ｃとの密着性を向上させるとともに弁体７１が着座面５２ｃと当接するときの騒音を低減するためにリング状外周面７３ｂにも弾性シール層７３が設けられている。ここで、前述のように、リング状外周面７３ｂの内周縁は着座面５２ｃにおける空気通過孔５２ｂの内周縁Ｐより外周側に位置するため、弁体７１が着座面５２ｃに着座したときに、リング状外周面７３ｂの全面が着座面５２ｃと当接し、この部分に均一な圧縮力が作用するので、弾性シール層７３の耐久性が向上する。
【００３１】
上記のように圧縮空気が供給される圧縮空気通過空間５２ｄには圧縮空気供給管７５が接続されており、この圧縮空気供給管７５は、図６に示すように、エンジンシリンダヘッド１２に形成された圧縮空気供給路７６と繋がっている。圧縮空気供給路７６は混合室形成孔２６ａに開口しており、前述のように混合室形成孔２６ａ内に上下から嵌入された燃料供給装置２７ａと燃料噴射装置２２とに挟まれて形成される混合室２８に圧縮空気が供給される。なお、混合室形成孔２６ａの上側に繋がってこれより大径の燃料供給装置配設孔２６ｂが形成されているが、ここに燃料供給装置２７が配設され、燃料供給管路２７ａを介して供給される燃料が燃料供給装置２７を介して混合室２８内に供給される。また、圧縮機５０から混合室２８内に供給される圧縮空気の圧力を調整する調圧装置７８が上記圧縮空気供給路７６に繋がって設けられている（図４参照）。
【００３２】
一方、図７に示すように、圧縮機駆動シャフト５６における偏心シャフト５７が形成された側と反対側端部に繋がってマグネットカップリング方式ウォーターポンプＷＰが設けられている。このウォーターポンプＷＰは、圧縮機駆動シャフト５６に連結部材８０を介して連結されたアウターマグネット８１と、アウターマグネット８１の内部に隔離部材８４を介して対向配設されたインナーマグネット８２と、インナーマグネット８２と結合されたポンプシャフト８３と、ポンプシャフト８３の先端に取り付けられたポンプ羽根８５とから構成される。隔離部材８４は、圧縮機駆動シャフト５６が配設された作動油が流れる空間と、ポンプ羽根８５が配設された冷却水が流れる空間とを隔離する。アウターマグネット８１とインナーマグネット８２とは非接触型のカップリング機構を構成し、隔離部材８４を挟んで離れているが、両者の間の磁力の作用により一方の回転に他方が追従して回転する。
【００３３】
このウォーターポンプＷＰにおいて、前述のようにクランクシャフト１６の回転により圧縮機駆動シャフト５６が回転されてこれと一緒にアウターマグネット８１が回転駆動されると、磁力カップリング作用によりインナーマグネット８２が連れ回り駆動され、ポンプシャフト８３を介してポンプ羽根８５が回転駆動される。これにより、エンジン冷却水が水タンクから吸入され、吐出口８７から吐出される。なお、吐出口８７には冷却水供給パイプ（図示せず）が繋がり、この冷却水供給パイプは図４に示す冷却水入口部８８に繋がり、ここからエンジンシリンダボディ１０およびエンジンシリンダヘッド１２内に形成された冷却水通路に冷却水が供給される。この冷却水通路を循環してエンジンシリンダボディ１０およびエンジンシリンダヘッド１２の冷却を行った冷却水は冷却水出口部８９（図１参照）から図示しないパイプを介してラジエータに送られる。なお、ウォーターポンプＷＰにおいて、ポンプ羽根８５から吐出口８７に至る冷却水を通過させる部分にサーモスタットバルブ８６が設けられている。
【００３４】
以上の構成のエンジン部Ｅを始動させるためのスタータモータ１が、図４に示すようにハウジングＨＳＧに取り付けられている。このスタータモータ１の駆動軸にはスタータピニオン（図示せず）が取り付けられており、このスタータピニオンはクランクシャフトの端部にワンウェイクラッチ（図示せず）を介して取り付けられたスタータギヤ２と噛合している。なお、クランクシャフト１６の端部には発電機Ｇが取り付けられており、クランクシャフト１６により駆動されて発電を行うが、この発電機Ｇ内に上記ワンウェイクラッチが位置している。
【００３５】
エンジン部Ｅを始動するためスタータモータ１が駆動されると、スタータピニオン１を介してスタータギヤ２が回転駆動され、クランクシャフト１６が回転駆動される。これにより、上述したように圧縮機５０が駆動されて圧縮空気が混合室２８に供給される。このとき同時にクランクシャフト１６の回転により燃料ポンプ（図示せず）が駆動されて燃料供給装置２７を介して混合室２８に燃料も供給される。混合室２８内においてはこれら圧縮空気と燃料とが混合されて高濃度の混合気が作られ、これがピストン１３の往復動に合わせて燃焼室１１内に噴射されるとともに点火プラグ２１により点火燃焼されて、エンジン部Ｅが始動する。このとき、上述のように圧縮機５０の効率を高めているため、スムーズにエンジン部Ｅを始動させることができる。
【００３６】
このようにしてエンジン部Ｅが始動された後、クランクシャフト１６の回転駆動力を変速して駆動スプロケットＳＰに伝達する変速機部ＴＭについて、図２に加えて、変速機部ＴＭを拡大して示す図１２を参照して説明する。変速機部ＴＭは、クランクシャフト１６の端部に設けられた遠心クラッチＣＬ１と、クランクシャフト１６と平行に配設された入力軸９１および出力軸９２と、入力軸９１の端部に設けられた湿式多板クラッチＣＬ２と、入出力軸９１，９２の間に並列に配設された第１速〜第４速変速ギヤ列１１０〜１４０とを有して構成され、出力軸９２の端部に駆動スプロケットＳＰが取り付けられている。
【００３７】
遠心クラッチＣＬ１は、クランクシャフト１６の上に回転自在に配設された伝達駆動ギヤ９３とクランクシャフト１６とを係脱するもので、クランクシャフト１６の回転が所定回転以上となったときに遠心力により作動して伝達駆動ギヤ９３をクランクシャフト１６に結合させて両者を一体回転させる。伝達駆動ギヤ９３は入力軸９１の上に回転自在に配設された伝達従動ギヤ９４に噛合しており、伝達駆動ギヤ９３の回転が伝達従動ギヤ９４に伝達される。伝達従動ギヤ９４は湿式多板クラッチＣＬ２により入力軸９１に係脱可能となっており、湿式多板クラッチＣＬ２を係合させて伝達従動ギヤ９４と入力軸９１を一体回転させることができるようになっている。
【００３８】
湿式多板クラッチＣＬ２は、伝達従動ギヤ９４に結合されたクラッチドラム９６と、入力軸９１にスプライン結合されたクラッチハブ９７と、クラッチドラム９６に連結されたクラッチプレートおよびクラッチハブ９７に連結された摩擦プレートを交互に重ねて配置した多板クラッチ部９８と、多板クラッチ部９８に対向したピストン部材９９ａと、ピストン部材９９ａを多板クラッチ部９８に押し付けるバネ９９ｂと、ピストン部材９９ａを多板クラッチ部９８から離れる方向に移動させるボールカム機構９５とから構成される。通常時にはボールカム機構９５は作動されず、バネ９９ｂがピストン部材９９ａを多板クラッチ部９６に押し付けて湿式多板クラッチＣＬ２が係合され、伝達従動ギヤ９４と入力軸９１とが一体回転する。変速時にボールカム機構９５が作動され、ピストン部材９９ａが多板クラッチ部９６から離されて湿式多板クラッチＣＬ２が解放され、伝達従動ギヤ９４と入力軸９１との回転伝達が行われない状態となる。
【００３９】
第１速〜第４速変速ギヤ列１１０〜１４０は、入力軸９１上に設けられた第１〜第４速駆動ギヤ１１１〜１４１と、出力軸９２上に設けられてそれぞれ第１〜第４速駆動ギヤ１１１〜１４１と噛合する第１〜第４速従動ギヤ１１２〜１４２とから構成される。第１速駆動ギヤ１１１は入力軸９１と一体に形成され、第２速駆動ギヤ１２１は入力軸上に相対回転自在に配設されるとともに第１ダボ１２１ａが形成されており、第３速駆動ギヤ１３１は入力軸９１にスプライン結合されるとともに第２ダボ１３１ａ、第１ダボ係合孔１３１ｂおよび第１フォーク溝１３１ｃが形成されており、第４速駆動ギヤ１４１は入力軸９１の上に相対回転自在に配設されるとともに第２ダボ係合孔１４１ａが形成されている。また、第１速従動ギヤ１１２は出力軸上に相対回転自在に配設されるとともに第３ダボ係合孔１１２ａが形成されており、第２速従動ギヤ１２２は出力軸９２とスプライン結合されるとともに第３ダボ１２２ａ、第４ダボ１２２ｂおよび第２フォーク溝１２２ｃが形成されており、第３速従動ギヤ１３２は出力軸９２の上に相対回転自在に配設されるとともに第４ダボ係合孔１３２ａが形成されており、第４速従動ギヤ１４２は出力軸９２にスプライン結合されている。
【００４０】
これら第１速〜第４速変速ギヤ列１１０〜１４０の側方に、ロータリー式変速機構１５０が設けられており、これを構成する第１及び第２シフトフォーク１５１，１５２の先端フォーク部が上記第１および第２フォーク溝１３１ｃ，１２２ｃに係合している。両シフトフォーク１５１，１５２はシフトドラム１５３の上に回転自在且つ軸方向に移動自在に取り付けられるとともにピン１５１ａ，１５２ａがカム溝１５３ａ，１５３ｂに係合しており、シフトドラム１５３の回転に応じて軸方向に移動されるように構成されている。シフトドラム１５３はリンク機構１５４を介してシフトペダル（図示せず）に繋がっており、シフトペダルが操作されるとこの操作の応じてシフトドラム１５３が回転され、第１及び第２シフトフォーク１５１，１５２が軸方向に移動される。
【００４１】
ここで、第２シフトフォーク１５２が図において左方向に移動されると、第２速従動ギヤ１２２が左方向に移動されて第３ダボ１２２ａが第３ダボ係合孔１１２ａに嵌入し、第１速従動ギヤ１１２と第２速従動ギヤ１２２が結合される。このため、入力軸９１の回転が第１速ギヤ列１１０（第１速駆動ギヤ１１１及び第１速従動ギヤ１１２）から第２速従動ギヤ１２２を介して出力軸９２に伝達され、第１速ギヤ列１１０のギヤ比に対応した変速がなされる。一方、第２シフトフォーク１５２が右方向に移動されると、第４ダボ１２２ｂが第４ダボ係合孔１３２ａに嵌入し、第２速従動ギヤ１２２と第３速従動ギヤ１３２とが結合される。このため、入力軸９１の回転が第３速ギヤ列１３０（第３速駆動ギヤ１３１および第３速従動ギヤ１３２）から第２速従動ギヤ１２２を介して出力軸９２に伝達され、第３速ギヤ列１３０のギヤ比に対応した変速がなされる。
【００４２】
また、第１シフトフォーク１５１が図において左方向に移動されると、第３速駆動ギヤ１３１が左方向に移動されて第１ダボ１２１ａが第１ダボ係合孔１１３１ｂに嵌入し、第２速駆動ギヤ１２１と第３速従動ギヤ１３１が結合される。このため、入力軸９１の回転が第３速駆動ギヤ１３１から第２速駆動ギヤ１２１にそのまま伝達され、第２速ギヤ列１２０（第２速駆動ギヤ１２１及び第２速従動ギヤ１２２）を介して出力軸９２に伝達され、第２速ギヤ列１２０のギヤ比に対応した変速がなされる。一方、第１シフトフォーク１５１が右方向に移動されると、第２ダボ１３１ａが第２ダボ係合孔１４１ａに嵌入し、第３速駆動ギヤ１３２と第４速従動ギヤ１４２とが結合される。このため、入力軸９１の回転が第３速駆動ギヤ１３１から第４速駆動ギヤ１４１にそのまま伝達され、第４速ギヤ列１４０（第４速駆動ギヤ１４１および第４速従動ギヤ１４２）を介して出力軸９２に伝達され、第４速ギヤ列１４０のギヤ比に対応した変速がなされる。
【００４３】
このようにして第１速〜第４速ギヤ列１１０〜１４０のいずれかを介して変速されて駆動される出力軸９２の回転はそのまま出力駆動スプロケットＳＰに伝達され、前述したように、図示しないチェーンを介して後輪に伝達されて後輪が駆動される。
【００４４】
以上においては、本発明を適用した圧縮機は、燃料と混合した混合気を作り出すために用いられているが、これ以外の圧縮機にも適用できることは無論である。また、圧縮対象は空気に限られるものではなく、他の気体でも良い。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように第１の本発明によれば、シリンダボディ、シリンダヘッド、ピストンおよび一方向弁を備えて圧縮機が構成され、この一方向弁が、流体通過孔より大径の着座面に着座して流体通過孔を覆う弁体を有して構成され、この弁体における着座面と当接する部分に薄板状の弾性シール部材が接合して設けられており、このとき、弾性シール部材における着座面と当接する部分の内周縁が着座面における流体通過孔の内周縁より外周側に位置するように弾性シール部材が形成されている。このような構成の圧縮機においては、ピストンがシリンダ空間に嵌合した状態で往復摺動することにより一方向弁が開閉作動して流体を圧縮して供給するのであるが、このとき、弁体に設けられた弾性シール部材の作用により、弁体が着座面に当接して発生する騒音を低減でき、且つ弁体を着座面に着座させて流体通過孔を閉止するときにこの部分を確実にシールさせることができる。このような作用を行う弾性シール部材における着座面に当接する部分は、その内周縁が着座面の内周縁より外側に位置するように形成されているため、この当接する部分が内周縁と当接することがなく、弾性シール部材における着座面と当接する部分の全体が着座面に当接して略均一な圧縮力を受ける構成となり、弾性シール部材の耐久性が向上する。
【００４６】
第２の本発明においても、シリンダボディ、シリンダヘッド、ピストンおよび一方向弁を備えて圧縮機が構成され、この圧縮機においては、ピストンのシリンダヘッドと対向する面に、ピストンが上死点近傍に位置したときに流体通過孔内に突出する凸部が形成されている。このような構成の圧縮機においては、ピストンが下死点から上死点に移動してシリンダ空間内の流体を圧縮するときに、凸部が流体通過孔内に突出してこの空間部分の流体も圧縮するため、デッドスペースが小さくなって圧縮効率が向上する。
【００４７】
第３の本発明においても、シリンダボディ、シリンダヘッド、ピストンおよび一方向弁を備えて圧縮機が構成され、この圧縮機においては、ピストンのシリンダヘッドと対向する面に、ピストンが上死点近傍に位置したときに流体通過孔内に突出する凸部が形成されており、この一方向弁が流体通過孔より大径の着座面に着座して流体通過孔を覆う平板状の弁体を有して構成され、この弁体における着座面と当接する側の面に薄板状の弾性シール部材が接合して設けられており、弾性シール部材は着座面における流体通過孔の内周縁に対向する部分が窪んでいる。この圧縮機においては、弁体の着座面と当接する側の面に設けられた弾性シール部材により、第１の本発明の場合と同様に、弁体が着座面に当接して発生する騒音を低減でき、且つ弁体を着座面に着座させて流体通過孔を閉止するときにこの部分を確実にシールすることができる。また、ピストンのシリンダヘッドと対向する面（ピストンヘッド面）に設けられた凸部により、第２の本発明の場合と同様に、ピストンが上死点近傍に移動したときに凸部が流体通過孔内に突出してこの空間部分の流体も圧縮して圧縮効率が向上する。さらに、弾性シール部材は着座面における流体通過孔の内周縁に対向する部分が窪んでいるだけで、ピストンヘッド面に対向する部分にも弾性シール部材が設けられている。これにより弾性シール部材が緩衝吸収機能を発揮するので、ピストンが上死点近傍に位置したときに上記凸部の先端を弁体の弾性シール部材が設けられた面に極力近接するように設定することができ、圧縮効率を一層向上させることができる。
【００４８】
第４の本発明においても、シリンダボディ、シリンダヘッド、ピストンおよび一方向弁を備えて圧縮機が構成され、ピストンのシリンダヘッドと対向する面（ピストンヘッド面）に、ピストンが上死点近傍に位置したときに流体通過孔内に突出する凸部が形成されて圧縮機が構成される。さらに、この圧縮機が内燃機関に取り付けられ、この内燃機関のクランクシャフト回転駆動力を受けてピストンがシリンダ空間内を往復摺動され、内燃機関の燃料噴射装置に圧縮空気を供給する。この構成の圧縮機においてもピストンヘッド面に形成された凸部が流体通過孔内に突出してこの部分の流体も圧縮するため高い圧縮効率が得られ、このように高い圧縮効率で圧縮された空気を燃料噴射装置に供給して、良好な燃料噴射を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧縮機を有した二輪車の駆動装置（特にエンジン部）を、エンジンクランクシャフトおよびエンジンシリンダ軸芯を通る平面において切断して示す断面図である。
【図２】本発明に係る圧縮機を有した二輪車の駆動装置（特に変速機部）を、エンジンクランクシャフトおよびエンジンシリンダ軸芯を通る平面において切断して示す正面断面図である。
【図３】上記駆動装置のエンジン部をシリンダ軸および給排気バルブ中心を通る面において切断して示す正面断面図である。
【図４】上記エンジン部の正面前面側を示す部分断面図である。
【図５】上記エンジン部に配設される圧縮機構成を示す正面断面図である。
【図６】上記圧縮機構成を示す側面断面図である。
【図７】上記圧縮機およびウォーターポンプ構成を示す平面断面図である。
【図８】上記圧縮機のシリンダヘッド部を拡大して示す正面断面図である。
【図９】上記圧縮機の排気ポペット弁回りを拡大して示す正面断面図である。
【図１０】上記圧縮機に用いられて吸気リード弁を構成するバルブプレートを示す平面図である。
【図１１】上記圧縮機に用いられて排気ポペット弁を構成する弁体の断面図（図１１（Ｂ）矢印Ｘ−Ｘに沿った断面を示す）および底面図である。
【図１２】上記駆動装置の変速機部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　エンジンシリンダボディ
１１　燃焼室
１２　エンジンシリンダヘッド
１３　ピストン
５０　圧縮機
５１　圧縮機シリンダボディ
５２　圧縮機シリンダヘッド
５２ａ　吸気孔
５２ｂ　空気通過孔
５２ｃ　着座面
５３　圧縮機ピストン
６３　バルブプレート
６４　吸気リード弁
７０　排気ポペット弁
７１　弁体
７３　弾性シール層
７３ａ　リング状凹溝
７４　圧縮バネ
ＳＹ　スコッチヨーク機構
Ｅ　エンジン部
ＴＭ　変速機部

Claims

円筒状のシリンダ空間を有したシリンダボディと、前記シリンダボディに前記シリンダ空間を覆って取り付けられたシリンダヘッドと、前記シリンダ空間内に摺動自在に嵌合配設されたピストンと、前記シリンダ空間に連通して前記シリンダヘッドに形成された流体通過孔を開閉可能に覆うように設けられた一方向弁とを備え、
前記一方向弁が、前記流体通過孔より大径の着座面に着座して前記流体通過孔を覆う弁体を有して構成され、
前記弁体における前記着座面と当接する側に薄板状の弾性シール部材が接合して設けられており、前記弾性シール部材における前記着座面と当接する部分の内周縁が前記着座面における前記流体通過孔の内周縁より外周側に位置するように前記弾性シール部材が形成されていることを特徴とする圧縮機。
円筒状のシリンダ空間を有したシリンダボディと、前記シリンダボディに前記シリンダ空間を覆って取り付けられたシリンダヘッドと、前記シリンダ空間内に摺動自在に嵌合配設されたピストンと、前記シリンダ空間に連通して前記シリンダヘッドに形成された流体通過孔を開閉可能に覆うように設けられた一方向弁とを備え、
前記ピストンの前記シリンダヘッドと対向する面に、前記ピストンが上死点近傍に位置したときに前記流体通過孔内に突出する凸部が形成されていることを特徴とする圧縮機。
円筒状のシリンダ空間を有したシリンダボディと、前記シリンダボディに前記シリンダ空間を覆って取り付けられたシリンダヘッドと、前記シリンダ空間内に摺動自在に嵌合配設されたピストンと、前記シリンダ空間に連通して前記シリンダヘッドに形成された流体通過孔を開閉可能に覆うように設けられた一方向弁とを備え、
前記ピストンの前記シリンダヘッドと対向する面に、前記ピストンが上死点近傍に位置したときに前記流体通過孔内に突出する凸部が形成されており、
前記一方向弁が、前記流体通過孔より大径の着座面に着座して前記流体通過孔を覆う平板状の弁体を有して構成され、
前記弁体における前記着座面と当接する側の面に薄板状の弾性シール部材が接合して設けられており、前記弾性シール部材が前記着座面における前記流体通過孔の内周縁に対向する部分において窪んでいることを特徴とする圧縮機。
円筒状のシリンダ空間を有したシリンダボディと、前記シリンダボディに前記シリンダ空間を覆って取り付けられたシリンダヘッドと、前記シリンダ空間内に摺動自在に嵌合配設されたピストンと、前記シリンダ空間に連通して前記シリンダヘッドに形成された流体通過孔を開閉可能に覆うように設けられた一方向弁とを備え、前記ピストンの前記シリンダヘッドと対向する面に、前記ピストンが上死点近傍に位置したときに前記流体通過孔内に突出する凸部が形成されている圧縮機であって、
内燃機関に取り付けられて前記内燃機関のクランクシャフト回転駆動力を受けて前記ピストンが前記シリンダ空間内を往復摺動され、前記内燃機関の燃料噴射装置に圧縮空気を供給するように構成されていることを特徴とする圧縮機。