JP2006283642A - Reciprocating compressor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase compression efficiency and improve workability at a time of assembly by forming a suction valve clearance groove in a shape having a narrow intermediate part. <P>SOLUTION: A piston 10 and a suction valve 18 are arranged in a cylinder 2. The suction valve 18 is formed to gradually reduce width dimension from a base end part toward a tip side to reinforce a part which easily deforms. The piston 10 is provided with the suction valve clearance grove 15 preventing interference with the suction valve 18 at top dead center position. The suction valve clearance groove 15 is formed to have small width dimension A at a longitudinal direction intermediate part and large width direction B at both sides. Consequently, dead space in a compression chamber 11 can be reduced by matching shapes of the suction valve 18 and the suction valve clearance groove 15. Since the suction valve clearance groove 15 can be formed in symmetrical shape, directional property at a time of assembly of the piston is eliminated and assembly work can be done efficiently. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば空気、冷媒等を圧縮するのに好適に用いられる往復動圧縮機に関する。   The present invention relates to a reciprocating compressor suitably used for compressing, for example, air or a refrigerant.

一般に、往復動圧縮機は、シリンダ内でピストンを往復動させることにより、空気、冷媒等の気体を圧縮するものである(例えば、特許文献1参照)。   Generally, a reciprocating compressor compresses gas, such as air and a refrigerant | coolant, by reciprocating a piston within a cylinder (for example, refer patent document 1).

実開昭57−136875号公報Japanese Utility Model Publication No. 57-136875

この種の従来技術による往復動圧縮機としては、例えばクランクケース内に収容した潤滑油によって圧縮機の各部を潤滑する構成とした給油式の圧縮機と、例えば自己潤滑性を有するシールリング(ピストンリング)等を用いることにより、クランクケース内に潤滑油を収容せずに潤滑機能をもたせる構成とした無給油式(オイルフリー)の圧縮機とが知られている。   As this type of reciprocating compressor according to the prior art, for example, an oil supply type compressor configured to lubricate each part of the compressor with lubricating oil accommodated in a crankcase, for example, a self-lubricating seal ring (piston) 2. Description of the Related Art An oil-free (oil-free) compressor having a structure in which a lubricating function is provided without containing lubricating oil in a crankcase by using a ring) is known.

そして、これらの圧縮機は、先端にシリンダヘッドが搭載された筒状のシリンダと、該シリンダと前記シリンダヘッドとの間に設けられ吸込口と吐出口とを有する弁座部材と、前記シリンダ内に往復動可能に挿嵌され、該弁座部材との間に圧縮室が画成するピストンと、前記弁座部材の吸込口を開,閉する吸込弁と、前記吐出口を開,閉する吐出弁とによって構成されている。   These compressors include a cylindrical cylinder having a cylinder head mounted at the tip thereof, a valve seat member provided between the cylinder and the cylinder head, having a suction port and a discharge port, A reciprocatingly inserted piston that defines a compression chamber between the valve seat member, a suction valve that opens and closes the suction port of the valve seat member, and opens and closes the discharge port. And a discharge valve.

ここで、給油式の圧縮機では、例えばシリンダの開口端部の内周に凹状の弁ストッパを設けることにより、吸込弁が開弁したときには、その先端側をシリンダの弁ストッパによって受止める構成としている。この場合、吸込弁と弁ストッパとの接触部位は、クランクケース内の潤滑油によって潤滑、保護されている。   Here, in the oil supply type compressor, for example, by providing a concave valve stopper on the inner periphery of the opening end of the cylinder, when the suction valve is opened, the tip side is received by the cylinder valve stopper. Yes. In this case, the contact portion between the suction valve and the valve stopper is lubricated and protected by the lubricating oil in the crankcase.

また、ピストンの頭頂部には、例えば吸込弁に対応する位置に吸込弁逃し溝が設けられ、この吸込弁逃し溝は、一定の幅寸法をもってピストンの直径方向に延びる溝として形成されている。そして、ピストンが上死点に達したときには、吸込弁が吸込弁逃し溝内に入込むことにより、ピストンとの干渉が防止される。   Further, a suction valve relief groove is provided at a position corresponding to the suction valve, for example, at the top of the piston, and the suction valve relief groove is formed as a groove extending in the diameter direction of the piston with a certain width dimension. When the piston reaches top dead center, the suction valve enters the suction valve relief groove, thereby preventing interference with the piston.

一方、無給油式の圧縮機では、シリンダの弁ストッパによって吸込弁を受止めると、これらの接触部位に磨耗等が生じ易いため、吸込弁を外側から覆う位置に金属板等の弁受けを設ける構成としている。この場合、ピストンの吸込弁逃し溝は、吸込弁と弁受けとが入込む深さの溝として形成されている。   On the other hand, in an oil-free compressor, if the suction valve is received by the cylinder valve stopper, wear or the like is likely to occur in these contact parts, so a valve plate such as a metal plate is provided at a position covering the suction valve from the outside. It is configured. In this case, the suction valve relief groove of the piston is formed as a groove having a depth into which the suction valve and the valve receiver are inserted.

そして、これら給油式と無給油式の圧縮機において、吸込弁は、例えばばね性を有する細長い金属板等によって形成され、その基端側は、弁座部材に固定された固定端となっている。また、吸込弁の先端側は、厚さ方向に撓み変形することによって弁座部材に離着座する自由端となっている。   In these oil supply type and non-oil supply type compressors, the suction valve is formed by, for example, an elongated metal plate having a spring property, and its base end side is a fixed end fixed to the valve seat member. . Further, the tip end side of the suction valve is a free end that is detached from and seated on the valve seat member by being bent and deformed in the thickness direction.

この場合、吸込弁は、主として基端側寄りの部位が大きく弾性変形するため、この部位には高い強度が要求される。このため、従来技術では、シリンダの径方向に延びる吸込弁の幅寸法を、基端側から先端側に向けて漸次小さく形成することがあり、これによって基端側寄りの部位を広幅に形成し、その強度を確保するようにしている。   In this case, the suction valve mainly elastically deforms a portion near the base end side, and thus high strength is required for this portion. For this reason, in the prior art, the width dimension of the suction valve extending in the radial direction of the cylinder may be gradually reduced from the base end side to the tip end side, thereby forming a portion closer to the base end side wide. To ensure its strength.

ところで、上述した従来技術では、吸込弁の幅寸法を基端側から先端側に向けて漸次小さくなるように形成し、吸込弁の耐久性を確保したいという要求がある。しかし、この場合には、ピストンの上死点位置で吸込弁逃し溝内に吸込弁が入込んだときに、吸込弁の細幅な先端側と吸込弁逃し溝との間に大きな隙間が形成されることになり、この隙間は、ピストンが上死点に達したときに圧縮室内に残存する空間、即ち圧縮効率に寄与しない無効空間の一部となる。   By the way, in the prior art mentioned above, there exists a request | requirement of forming the width dimension of a suction valve so that it may become small gradually toward a front end side from a base end side, and it wants to ensure durability of a suction valve. However, in this case, when the suction valve enters the suction valve relief groove at the top dead center position of the piston, a large gap is formed between the narrow end of the suction valve and the suction valve relief groove. Therefore, this gap becomes a part of the space remaining in the compression chamber when the piston reaches the top dead center, that is, the invalid space that does not contribute to the compression efficiency.

このため、従来技術では、例えば吸込弁の形状を各種の条件等に応じて変更するときに、無効空間が増大して圧縮効率が低下し易くなり、圧縮機の性能を高めるのが難しいという問題がある。   For this reason, in the prior art, for example, when the shape of the suction valve is changed according to various conditions, the ineffective space increases and the compression efficiency tends to decrease, and it is difficult to improve the performance of the compressor. There is.

これに対し、例えば吸込弁逃し溝の形状を吸込弁とほぼ同様に形成し、その幅寸法を長さ方向の一側から他側に向けて漸次小さくすることにより、吸込弁と吸込弁逃し溝との間の無効空間を小さくする方法も考えられる。   On the other hand, for example, the shape of the suction valve relief groove is formed in substantially the same manner as the suction valve, and the width dimension is gradually reduced from one side of the length direction to the other side, whereby the suction valve and the suction valve relief groove are formed. A method of reducing the invalid space between the two is also conceivable.

しかし、この場合には、例えば圧縮機の組立ライン等において、ピストンの組付位置を定める作業が難しくなる。即ち、仮りにピストンをシリンダ内で180°回転させた場合には、吸込弁逃し溝と吸込弁との形状が互いに逆向きとなるため、この位置でピストンをシリンダに組付けると、誤組付状態となってしまう。   However, in this case, for example, in the assembly line of the compressor, it is difficult to determine the piston assembly position. That is, if the piston is rotated 180 ° in the cylinder, the shape of the suction valve relief groove and the suction valve will be opposite to each other, so if the piston is assembled to the cylinder at this position, It becomes a state.

従って、この方法では、ピストンの組付作業を行うときに、吸込弁逃し溝と吸込弁の向きを合わせるために余分な注意を払う必要が生じ、作業効率が低下したり、誤組付けが生じ易くなるという問題がある。   Therefore, in this method, it is necessary to pay extra attention to align the direction of the suction valve relief groove and the suction valve when the piston is assembled, which reduces work efficiency and causes incorrect assembly. There is a problem that it becomes easy.

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、吸込弁の形状等に影響されることなく、シリンダ内の無効空間を減らして圧縮効率を高めることができ、しかも組立時の作業性を向上できるようにした往復動圧縮機を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is to reduce the ineffective space in the cylinder and increase the compression efficiency without being affected by the shape or the like of the suction valve. In addition, an object of the present invention is to provide a reciprocating compressor capable of improving workability during assembly.

上述した課題を解決するために本発明は、先端にシリンダヘッドが搭載された筒状のシリンダと、該シリンダと前記シリンダヘッドとの間に設けられ吸込口と吐出口とを有する弁座部材と、前記シリンダ内に往復動可能に挿嵌され該弁座部材との間に圧縮室を画成するピストンと、基端側が前記弁座部材に固定され先端側が前記シリンダの直径方向に延びて前記吸込口を開,閉する吸込弁と、前記弁座部材に設けられ前記吐出口を開,閉する吐出弁とを備えてなる往復動圧縮機に適用される。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cylindrical cylinder having a cylinder head mounted at the tip, and a valve seat member provided between the cylinder and the cylinder head and having a suction port and a discharge port. A piston that is reciprocally inserted into the cylinder and defines a compression chamber between the valve seat member and a proximal end side that is fixed to the valve seat member and a distal end side that extends in the diameter direction of the cylinder. The present invention is applied to a reciprocating compressor including a suction valve that opens and closes a suction port and a discharge valve that is provided in the valve seat member and opens and closes the discharge port.

そして、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記ピストンの頭頂部には、前記シリンダの直径方向に延在し長さ方向中間部の幅寸法を小さく、両側の幅寸法を大きく形成した吸込弁逃し溝を設け、前記吸込弁は、前記吸込弁逃し溝の幅寸法よりも小さく、かつ基端側から先端側に向けて幅寸法が漸次小さくなるように形成し、前記ピストンが上死点の近傍に達したときに前記吸込弁逃し溝内に入込む構成としたことにある。   A feature of the configuration adopted by the invention of claim 1 is that the top of the piston is formed in the top of the cylinder so as to extend in the diameter direction of the cylinder and to reduce the width of the intermediate portion in the length direction and to increase the width of both sides. The suction valve relief groove is formed so that the width dimension of the suction valve is smaller than the width dimension of the suction valve relief groove and gradually decreases from the proximal end side toward the distal end side, and the piston is When the vicinity of the dead center is reached, the suction valve escape groove is inserted.

また、請求項2の発明によると、前記吸込弁逃し溝は前記ピストンの軸中心を挟んで長さ方向の両側を対称に形成する構成としている。   According to the invention of claim 2, the suction valve relief groove is formed symmetrically on both sides in the length direction with the axial center of the piston interposed therebetween.

さらに、請求項3の発明によると、前記吸込弁逃し溝は、前記ピストンの頭頂部に開口し長さ方向中間部の幅寸法を小さく両側の幅寸法を大きく形成した広幅溝部と、該広幅溝部の底面側に該広幅溝部よりも小さな幅寸法をもって開口し前記吸込弁が入込む狭幅溝部とにより2段の段付溝として形成し、前記シリンダヘッドには、始動時に無負荷運転を行うために前記吸込弁の先端側を前記狭幅溝部に対応する位置まで開弁させるアンロード機構を設ける構成としている。   Further, according to the invention of claim 3, the suction valve relief groove is formed in a wide groove portion which is opened at the top of the piston and has a small width in the lengthwise intermediate portion and a large width on both sides, and the wide groove portion. In order to perform a no-load operation at the time of start-up, the cylinder head is formed as a two-stage stepped groove by a narrow groove part that opens with a smaller width dimension than the wide groove part and into which the suction valve enters. In addition, an unloading mechanism for opening the tip side of the suction valve to a position corresponding to the narrow groove portion is provided.

請求項1の発明によれば、吸込弁の幅寸法を基端側から先端側に向けて漸次小さく形成できるので、吸込弁のうち開弁時に弾性変形し易い部位(基端側寄りの部位)を広幅に形成でき、吸込弁の強度を確保することができる。また、吸込弁逃し溝の長さ方向中間部では、吸込弁の形状に対応して幅寸法を小さく形成することができる。このため、ピストンが上死点に達したときには、吸込弁逃し溝と、その内部に入込んだ吸込弁との間に形成される隙間の容積(圧縮動作に寄与しない無効空間の容積)を減少させることができ、これによって圧縮効率を向上させることができる。   According to the invention of claim 1, since the width dimension of the suction valve can be gradually reduced from the proximal end side toward the distal end side, the portion of the suction valve that is easily elastically deformed when opened (the portion closer to the proximal end side). Can be formed wide and the strength of the suction valve can be secured. Further, the width dimension of the suction valve relief groove in the middle in the length direction can be made small corresponding to the shape of the suction valve. For this reason, when the piston reaches top dead center, the volume of the gap formed between the suction valve relief groove and the suction valve that has entered the interior (the volume of the invalid space that does not contribute to the compression operation) is reduced. This can improve the compression efficiency.

しかも、吸込弁逃し溝は、長さ方向の両側から中間部に向けて幅寸法が小さくなるので、その長さ方向を左,右方向としたときに、左向きでも右向きでも吸込弁に対応する溝形状として形成することができる。即ち、吸込弁逃し溝の左半分の溝形状と右半分の溝形状とを、何れも吸込弁の広幅部位の形状に合わせることができる。また、吸込弁の先端側は幅寸法が小さくなるので、この狭幅部位は吸込弁逃し溝の左,右何れの位置にも配置することができる。   In addition, since the suction valve relief groove has a width dimension that decreases from both sides in the length direction toward the middle part, the groove corresponding to the suction valve can be left or right when the length direction is left or right. It can be formed as a shape. That is, both the left half groove shape and the right half groove shape of the suction valve relief groove can be matched to the shape of the wide portion of the suction valve. Moreover, since the width dimension becomes small at the front end side of the suction valve, this narrow width portion can be disposed at either the left or right position of the suction valve relief groove.

従って、ピストンが左,右何れの向きでも組付可能となるような吸込弁逃し溝を形成することができる。このため、圧縮機の組立時には、ピストンの向き等に影響されることなく、その組付作業を効率よく行うことができ、誤組付け等を防止できると共に、生産性を向上させることができる。   Therefore, it is possible to form a suction valve relief groove so that the piston can be assembled in either the left or right direction. For this reason, when assembling the compressor, the assembling work can be efficiently performed without being affected by the direction of the piston or the like, and erroneous assembling can be prevented and productivity can be improved.

また、請求項2の発明によれば、吸込弁逃し溝を左,右対称な形状に形成することができ、ピストンが左,右何れの向きでも組付可能となるような吸込弁逃し溝を高い精度で形成することができる。   According to the invention of claim 2, the suction valve relief groove can be formed in a symmetrical shape on the left and right, and the suction valve relief groove can be assembled in either the left or right direction. It can be formed with high accuracy.

さらに、請求項3の発明によれば、例えば給油式の圧縮機等では、吸込弁が開弁したときに、潤滑されたシリンダの一部によって吸込弁を受止めることができるので、吸込弁の開弁位置を定める弁受け等を設けていないことがある。そして、弁受けが存在しない場合には、アンロード機構によって吸込弁を強制的に開弁させると、その開弁量が通常の開弁時よりも大きくなり易い。   Furthermore, according to the invention of claim 3, for example, in an oil supply type compressor, when the suction valve is opened, the suction valve can be received by a part of the lubricated cylinder. There may be no valve seat or the like that determines the valve opening position. And when there is no valve seat, if the suction valve is forcibly opened by the unload mechanism, the valve opening amount tends to be larger than that during normal valve opening.

この場合、吸込弁逃し溝は広幅溝部と狭幅溝部とを備えているから、吸込弁の先端側が通常の開弁時よりも大きく開弁したときには、この先端部位を広幅溝部から狭幅溝部に入込ませることができる。これにより、無負荷運転時にも、吸込弁がピストンと接触するのを防止でき、吸込弁を保護して寿命を延ばすことができる。しかも、狭幅溝部の幅寸法は広幅溝部よりも狭いので、例えば吸込弁の先端側だけに対応した小さな溝幅に形成することができる、従って、アンロード機構を搭載した圧縮機においても、吸込弁の先端側と狭幅溝部との間の無効空間を確実に減少させることができ、高い圧縮効率を実現することができる。   In this case, since the suction valve relief groove has a wide groove portion and a narrow groove portion, when the tip side of the suction valve is opened larger than the normal valve opening time, the tip portion is changed from the wide groove portion to the narrow groove portion. Can be entered. Thereby, it can prevent that a suction valve contacts a piston also at the time of a no-load driving | operation, can protect a suction valve and can extend a lifetime. Moreover, since the width of the narrow groove is narrower than that of the wide groove, for example, it can be formed with a small groove width corresponding only to the tip side of the suction valve.Therefore, even in a compressor equipped with an unload mechanism, The ineffective space between the distal end side of the valve and the narrow groove portion can be reliably reduced, and high compression efficiency can be realized.

以下、本発明の実施の形態による往復動圧縮機として、クランクケース内に潤滑油を収容した給油式の圧縮機と、自己潤滑性の部品や潤滑油封入式の部品等を用いる無給油式の圧縮機とを例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。   Hereinafter, as a reciprocating compressor according to an embodiment of the present invention, an oil supply type compressor in which lubricating oil is accommodated in a crankcase, and an oil-free type using self-lubricating parts, lubricating oil-filled parts, and the like. The compressor will be described as an example, and will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

ここで、図1ないし図6は第1の実施の形態を示し、本実施の形態では、給油式の空気圧縮機を例に挙げて述べる。   Here, FIG. 1 to FIG. 6 show a first embodiment. In this embodiment, an oil supply type air compressor will be described as an example.

図中、1はクランクケース(図示せず)内に潤滑油が収容された給油式の空気圧縮機で、該空気圧縮機1の運転時には、クランクケース内の潤滑油がクランク軸の回転等によって掻上げられ、この潤滑油は、後述のシリンダ2、弁ストッパ3、ピストンリング13、オイルリング14等を潤滑する構成となっている。   In the figure, reference numeral 1 denotes an oil supply type air compressor in which lubricating oil is contained in a crankcase (not shown). During operation of the air compressor 1, the lubricating oil in the crankcase is caused by rotation of the crankshaft or the like. The lubricating oil is scraped up and lubricates a cylinder 2, a valve stopper 3, a piston ring 13, an oil ring 14 and the like which will be described later.

2は空気圧縮機1のクランクケースに設けられた筒状のシリンダで、該シリンダ2は、その内周面が円筒状のシリンダボア2Aとして形成されている。また、シリンダ2の先端側には、図1、図3に示す如く、例えばシリンダボア2Aの軸中心Oを挟んで直径方向の両側に窪み部2B,2Cが設けられ、これらの窪み部2B,2Cはシリンダボア2Aの径方向外側に延びている。そして、各窪み部2B,2Cのうち一方の窪み部2B内には、後述する吸込弁18の固定端18Aが配置されている。   Reference numeral 2 denotes a cylindrical cylinder provided in the crankcase of the air compressor 1, and the cylinder 2 is formed as a cylinder bore 2A having an inner peripheral surface. Further, as shown in FIGS. 1 and 3, for example, indentations 2B and 2C are provided on both sides in the diameter direction across the axial center O of the cylinder bore 2A, as shown in FIGS. Extends outward in the radial direction of the cylinder bore 2A. And the fixed end 18A of the suction valve 18 mentioned later is arrange | positioned in one hollow part 2B among the hollow parts 2B and 2C.

さらに、他方の窪み部2C内には吸込弁18の最先端部18Cが挿入され、この窪み部2Cの周壁の一部は、図2に示す如く、吸込弁18の開弁位置を定める弁ストッパ3となっている。この場合、弁ストッパ3と吸込弁18との接触部位は、クランクケース内の潤滑油が供給されることによって潤滑されている。   Further, the most distal end portion 18C of the suction valve 18 is inserted into the other recess portion 2C, and a part of the peripheral wall of the recess portion 2C is a valve stopper that determines the valve opening position of the suction valve 18 as shown in FIG. 3 In this case, the contact portion between the valve stopper 3 and the suction valve 18 is lubricated by supplying lubricating oil in the crankcase.

4は後述の弁座部材7を介してシリンダ2の先端側に搭載されたシリンダヘッドで、該シリンダヘッド4の内部は吸込室4Aと吐出室4Bとに画成されている。そして、吸込室4Aは、シリンダヘッド4の外壁に穿設された吸込ポート5を介して外部に連通し、吐出室4Bは、シリンダヘッド4の外壁に穿設された吐出ポート6を介して空気タンク(図示せず)等に接続されている。   Reference numeral 4 denotes a cylinder head mounted on the distal end side of the cylinder 2 via a valve seat member 7 which will be described later. The inside of the cylinder head 4 is defined by a suction chamber 4A and a discharge chamber 4B. The suction chamber 4A communicates with the outside via a suction port 5 drilled in the outer wall of the cylinder head 4, and the discharge chamber 4B communicates with air via a discharge port 6 drilled in the outer wall of the cylinder head 4. It is connected to a tank (not shown).

7はシリンダ2とシリンダヘッド4との間に設けられた平板状の弁座部材で、該弁座部材7は、後述の吸込弁18、吐出弁19がそれぞれ離着座するものである。そして、弁座部材7には、図1、図4に示す如く、シリンダヘッド4の吸込室4Aとシリンダ2内とを連通させる吸込口8と、吐出室4Bとシリンダ2内とを連通させる吐出口9とが設けられている。この場合、吸込口8は、例えばシリンダボア2Aの軸中心O付近から径方向に延びる長穴として形成されている。   Reference numeral 7 denotes a flat valve seat member provided between the cylinder 2 and the cylinder head 4. The valve seat member 7 is configured such that a later-described suction valve 18 and discharge valve 19 are separated from each other. As shown in FIGS. 1 and 4, the valve seat member 7 has a suction port 8 that communicates between the suction chamber 4 </ b> A of the cylinder head 4 and the inside of the cylinder 2, and a discharge that communicates between the discharge chamber 4 </ b> B and the inside of the cylinder 2. An outlet 9 is provided. In this case, the suction port 8 is formed, for example, as a long hole extending in the radial direction from the vicinity of the axial center O of the cylinder bore 2A.

10はシリンダ2内に摺動可能に挿嵌されたピストンを示し、該ピストン10は、図1、図3に示す如く、例えばアルミニウム合金等の金属材料を鋳造することによって形成され、頭頂部が閉塞された有蓋円筒状をなしている。また、ピストン10の頭頂部には、シリンダボア2Aと同じ軸中心Oを有する円形状の受圧面10Aが設けられ、この受圧面10Aは、シリンダ2内に位置して弁座部材7との間に圧縮室11を画成している。   Reference numeral 10 denotes a piston slidably inserted into the cylinder 2. The piston 10 is formed by casting a metal material such as an aluminum alloy as shown in FIGS. It is a closed cylinder with a lid. Further, a circular pressure receiving surface 10A having the same axial center O as the cylinder bore 2A is provided at the top of the piston 10, and this pressure receiving surface 10A is located in the cylinder 2 and between the valve seat member 7 and A compression chamber 11 is defined.

そして、ピストン10の内部にはピストンピン10Bが設けられ、このピストンピン10Bは、連接棒12等を介してクランク軸(図示せず)に連結されている。これにより、例えばモータ等の駆動源によってクランク軸を回転駆動したときには、ピストン10がシリンダ2内で往復動し、圧縮動作が行われる。   A piston pin 10B is provided inside the piston 10, and the piston pin 10B is connected to a crankshaft (not shown) via a connecting rod 12 or the like. Thus, for example, when the crankshaft is rotationally driven by a drive source such as a motor, the piston 10 reciprocates in the cylinder 2 and a compression operation is performed.

また、ピストン10の外周側には、ピストンリング13と、例えば2本のオイルリング14,14とが装着され、これら3本のリング13,14はシリンダボア2Aの内周面に摺接している。この場合、ピストンリング13は、圧縮室11の気密性を高めるものであり、各オイルリング14は圧縮室11の気密保持、潤滑油の油掻き等を行うものである。   Further, a piston ring 13 and, for example, two oil rings 14 and 14 are mounted on the outer peripheral side of the piston 10, and these three rings 13 and 14 are in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder bore 2A. In this case, the piston ring 13 enhances the airtightness of the compression chamber 11, and each oil ring 14 performs airtight maintenance of the compression chamber 11, scraping of lubricating oil, and the like.

15はピストン10の頭頂部(受圧面10A側)に設けられた吸込弁逃し溝を示し、該吸込弁逃し溝15は、図1に示す如く、ピストン10が上死点に達したときに、吸込弁18が吸込弁逃し溝15内に入込むことにより、吸込弁18をピストン10との接触から逃すものである。   Reference numeral 15 denotes a suction valve relief groove provided on the top of the piston 10 (pressure receiving surface 10A side). The suction valve relief groove 15 is formed when the piston 10 reaches top dead center as shown in FIG. When the suction valve 18 enters the suction valve relief groove 15, the suction valve 18 is released from contact with the piston 10.

ここで、吸込弁逃し溝15は、図5、図6に示す如く、後述の広幅溝部16と狭幅溝部17とにより例えば2段の段付溝として形成され、ピストン10等の軸中心Oを通って直径方向に延びている。この場合、吸込弁逃し溝15の広幅溝部16と狭幅溝部17とは、長さ方向の両側(図5中の左側と右側)が軸中心Oを挟んで左,右対称な形状に形成されている。   Here, as shown in FIGS. 5 and 6, the suction valve relief groove 15 is formed, for example, as a two-step step groove by a wide groove portion 16 and a narrow groove portion 17 which will be described later, and an axial center O of the piston 10 or the like is formed. It extends diametrically through. In this case, the wide groove portion 16 and the narrow groove portion 17 of the suction valve relief groove 15 are formed in symmetrical shapes on both sides in the length direction (left side and right side in FIG. ing.

なお、ピストン10は鋳造等によって形成し、吸込弁逃し溝15は、鋳造したピストン10に切削加工を施して形成するか、またはピストン10を鋳造するときに一体形成する。そして、ピストン10の鋳造時に吸込弁逃し溝15を一体形成した場合には、生産性を向上させることができる。   The piston 10 is formed by casting or the like, and the suction valve relief groove 15 is formed by cutting the cast piston 10 or integrally formed when the piston 10 is cast. When the suction valve relief groove 15 is integrally formed when the piston 10 is cast, productivity can be improved.

16はピストン10の受圧面10Aに開口して設けられた広幅溝部で、該広幅溝部16は、図1中に実線で示す如く、吸込弁18が閉弁した状態で入込む凹溝であり、閉弁した吸込弁18とピストン10との干渉を防止するものである。   Reference numeral 16 denotes a wide groove provided to be opened on the pressure receiving surface 10A of the piston 10, and the wide groove 16 is a concave groove that is inserted when the suction valve 18 is closed, as indicated by a solid line in FIG. The interference between the closed suction valve 18 and the piston 10 is prevented.

ここで、広幅溝部16の溝形状は、図5に示す如く、長さ方向中間部の幅寸法Aが小さく、両側の幅寸法Bが大きく形成され(B>A)、長さ方向中間部から両側に向けて幅寸法が漸次小さくなっている。また、広幅溝部16の深さ寸法は、図1、図2に示す如く、例えば閉弁した吸込弁18と広幅溝部16の底面とが接触しないように、吸込弁18の厚さ寸法よりも僅かに大きく形成され、広幅溝部16の全長にわたってほぼ一定の寸法値となっている。   Here, as shown in FIG. 5, the groove shape of the wide groove portion 16 is formed such that the width dimension A of the lengthwise intermediate portion is small and the width dimension B on both sides is large (B> A), from the lengthwise intermediate portion. The width dimension gradually decreases toward both sides. The depth dimension of the wide groove portion 16 is slightly smaller than the thickness dimension of the suction valve 18 so that the closed suction valve 18 and the bottom surface of the wide groove portion 16 do not contact each other, for example, as shown in FIGS. The width of the wide groove portion 16 is substantially constant, and the dimension value is substantially constant.

このように、広幅溝部16は、吸込弁逃し溝15の溝形状を吸込弁18の形状に合わせて小さく抑えることにより、ピストン10の上死点位置で吸込弁逃し溝15と吸込弁18との間に形成される隙間(圧縮効率に寄与しない無効空間)の容積を減少させることができる。   In this way, the wide groove portion 16 reduces the groove shape of the suction valve relief groove 15 in accordance with the shape of the suction valve 18 so that the suction valve relief groove 15 and the suction valve 18 are located at the top dead center position of the piston 10. It is possible to reduce the volume of gaps formed between them (ineffective spaces that do not contribute to compression efficiency).

また、広幅溝部16のうち軸中心Oを挟んで左半分の溝形状と右半分の溝形状とは、それぞれ吸込弁18(自由端18B)の根元側の形状に対応しており、この根元側の形状と比べて一定の寸法だけ大きく形成されている。これにより、例えば図5中のピストン10を軸中心Oの周囲で180°回転させたとしても、吸込弁18は広幅溝部16内に入込むことができる。   Further, in the wide groove portion 16, the left half groove shape and the right half groove shape with the shaft center O interposed therebetween correspond to the shape of the root side of the suction valve 18 (free end 18B), respectively. It is formed larger by a certain dimension than the shape. Thereby, for example, even if the piston 10 in FIG. 5 is rotated 180 ° around the axis O, the suction valve 18 can enter the wide groove portion 16.

17は広幅溝部16の底面側に開口して設けられた狭幅溝部で、該狭幅溝部17は、図1中に仮想線で示す如く、後述のアンロード機構20が作動した状態で、ピストン10が上死点に達したときに、吸込弁18の自由端18B側が入込むものである。   Reference numeral 17 denotes a narrow groove provided to be opened on the bottom surface side of the wide groove 16. The narrow groove 17 is a piston in a state in which an unload mechanism 20 described later is operated, as indicated by an imaginary line in FIG. When 10 reaches the top dead center, the free end 18B side of the suction valve 18 enters.

ここで、狭幅溝部17は、ピストン10の直径方向に延びる凹溝として形成され、その長さ寸法中間部は、例えば広幅溝部16と等しい幅寸法(幅寸法A)を有している。また、狭幅溝部17は、長さ方向の中間部から左,右両側に向けて幅寸法が漸次小さくなるように形成され、その左,右両側の幅寸法Cは、広幅溝部16の幅寸法A,Bよりも小さくなっている(B>A>C)。   Here, the narrow groove portion 17 is formed as a concave groove extending in the diametrical direction of the piston 10, and an intermediate portion of its length dimension has a width dimension (width dimension A) equal to, for example, the wide groove section 16. The narrow groove portion 17 is formed so that the width dimension gradually decreases from the intermediate portion in the length direction toward the left and right sides, and the width dimension C on both the left and right sides is the width dimension of the wide groove portion 16. It is smaller than A and B (B> A> C).

そして、狭幅溝部17のうち軸中心Oを挟んで左半分の溝形状と右半分の溝形状とは、それぞれ吸込弁18(自由端18B)の先端側の形状に対応しており、この先端側の形状と比べて一定の寸法だけ大きく形成されている。さらに、狭幅溝部17の深さ寸法は、吸込弁18の開弁量に対応したほぼ一定の寸法値として形成されている。   The left half groove shape and the right half groove shape across the shaft center O of the narrow groove portion 17 correspond to the shape of the tip side of the suction valve 18 (free end 18B). It is formed larger by a certain dimension than the side shape. Further, the depth dimension of the narrow groove portion 17 is formed as a substantially constant dimension value corresponding to the valve opening amount of the suction valve 18.

これにより、狭幅溝部17は、例えばアンロード機構20によって吸込弁18の自由端18B側が大きく開弁するときに、この自由端18B側が入込む深い溝を形成し、ピストン10と吸込弁18との干渉を防止している。また、狭幅溝部17は、吸込弁18が入込む深い溝を自由端18B側の形状に対応した狭い範囲だけに抑えることにより、吸込弁逃し溝15と吸込弁18との間に形成される無効空間をできるだけ減少させる構成となっている。   As a result, the narrow groove 17 forms a deep groove into which the free end 18B side enters when the free end 18B side of the suction valve 18 is largely opened by the unload mechanism 20, for example, and the piston 10 and the suction valve 18 To prevent interference. The narrow groove portion 17 is formed between the suction valve relief groove 15 and the suction valve 18 by restricting the deep groove into which the suction valve 18 is inserted to a narrow range corresponding to the shape of the free end 18B. The invalid space is reduced as much as possible.

一方、18はシリンダ2内に面して弁座部材7に設けられた吸込弁で、該吸込弁18は、例えばばね性を有する細長い金属板等によって形成され、図1、図2に示す如く、厚さ方向に撓み変形して弁座部材7に離,着座することにより、吸込口8を開,閉するものである。   On the other hand, 18 is a suction valve provided in the valve seat member 7 so as to face the inside of the cylinder 2, and the suction valve 18 is formed of, for example, an elongated metal plate having a spring property, as shown in FIGS. The suction port 8 is opened and closed by bending and deforming in the thickness direction and separating and seating on the valve seat member 7.

ここで、吸込弁18は、図3に示す如く、その基端側に位置してシリンダ2の窪み部2B内で弁座部材7に固定された固定端18Aと、該固定端18Aからシリンダボア2Aの軸中心Oを通って直径方向に延びる自由端18Bと、該自由端18Bのうち最も先端側の部位として形成され、シリンダ2の窪み部2C内に挿入された最先端部18Cとによって構成されている。   Here, as shown in FIG. 3, the suction valve 18 is located on the base end side thereof and is fixed to the valve seat member 7 in the hollow portion 2B of the cylinder 2, and the cylinder bore 2A from the fixed end 18A. The free end 18B extending in the diametrical direction through the axial center O and the most distal end portion 18C formed as the most distal end portion of the free end 18B and inserted into the recessed portion 2C of the cylinder 2 are configured. ing.

この場合、吸込弁18は、基端側から先端側に向けて幅寸法が漸次小さくなるように形成され、自由端18Bは、基端側の幅寸法aよりも先端側の幅寸法bが小さくなっている(a>b)。これにより、自由端18Bの基端側を広幅に形成して強度を高めることができる。   In this case, the suction valve 18 is formed so that the width dimension gradually decreases from the proximal end side toward the distal end side, and the free end 18B has a distal end side width dimension b smaller than the proximal end side width dimension a. (A> b). Thereby, the base end side of the free end 18B can be formed wide to increase the strength.

また、自由端18Bの各部位の幅寸法は、吸込弁逃し溝15の広幅溝部16よりも一定の寸法だけ小さく形成され、自由端18Bは、吸込弁逃し溝15内に接触することなく入込む構成となっている。   Further, the width dimension of each part of the free end 18B is formed to be smaller than the wide groove portion 16 of the suction valve relief groove 15 by a certain dimension, and the free end 18B enters the suction valve relief groove 15 without contact. It has a configuration.

19はシリンダヘッド4に面して弁座部材7に設けられた吐出弁で、この吐出弁19は、吸込弁18とほぼ同様に、例えばばね性を有する金属板等からなり、弁座部材7に離,着座することによって吐出口9を開,閉するものである。   A discharge valve 19 is provided on the valve seat member 7 so as to face the cylinder head 4. The discharge valve 19 is made of, for example, a spring-like metal plate or the like, similar to the suction valve 18. The discharge port 9 is opened and closed by being separated and seated.

20は吸込弁18に付設されたアンロード機構で、該アンロード機構20は、圧縮機の始動時に吸込弁18を強制的に開弁状態に保持することにより、無負荷運転を行うものである。   Reference numeral 20 denotes an unloading mechanism attached to the suction valve 18. The unloading mechanism 20 performs a no-load operation by forcibly holding the suction valve 18 open when the compressor is started. .

ここで、アンロード機構20は、図1に示す如く、シリンダヘッド4に設けられた筒部20Aと、該筒部20Aを外側から閉塞するブッシュ20Bと、筒部20A内に摺動可能に挿嵌され、先端側が吸込弁18に対して進退するアンロードピストン20Cと、該アンロードピストン20Cを後退方向に付勢する戻しばね20Dと、アンロードピストン20Cとブッシュ20Bの間に画成され、外部から空気圧が供給されるエア室20Eとによって構成されている。   Here, as shown in FIG. 1, the unload mechanism 20 is inserted into a cylinder portion 20A provided in the cylinder head 4, a bush 20B that closes the cylinder portion 20A from the outside, and a slidable insertion in the cylinder portion 20A. An unload piston 20C that is fitted and the front end side advances and retreats with respect to the suction valve 18, a return spring 20D that urges the unload piston 20C in the backward direction, and is defined between the unload piston 20C and the bush 20B. The air chamber 20E is supplied with air pressure from the outside.

そして、通常の圧縮運転時には、図1中に実線で示す如く、アンロード機構20が停止され、アンロードピストン20Cが戻しばね20Dによって停止位置に保持されている。このため、吸込弁18は、吐出行程が行われるときに吸込口8を閉塞することができる。   During normal compression operation, as indicated by the solid line in FIG. 1, the unload mechanism 20 is stopped and the unload piston 20C is held at the stop position by the return spring 20D. For this reason, the suction valve 18 can block the suction port 8 when the discharge stroke is performed.

一方、圧縮機の始動時等には、図1中に仮想線で示す如く、エア室20Eに空気圧を供給してアンロード機構20を作動させると、アンロードピストン20Cが空気圧によってシリンダ2側に侵入し、吸込弁18を強制的に開弁させる。これにより、圧縮機を無負荷状態で運転することができる。   On the other hand, when the compressor is started, as shown by the phantom line in FIG. 1, when the air pressure is supplied to the air chamber 20E and the unload mechanism 20 is operated, the unload piston 20C is moved to the cylinder 2 side by the air pressure. It penetrates and the suction valve 18 is forcibly opened. Thereby, the compressor can be operated in a no-load state.

この場合、アンロード機構20の作動時には、吸込弁18が通常の開弁時よりも大きく開弁したとしても、その自由端18Bを吸込弁逃し溝15の狭幅溝部17内に入込ませることができ、これによってピストン10と吸込弁18との干渉を防止することができる。   In this case, when the unloading mechanism 20 is operated, the free end 18B is inserted into the narrow groove 17 of the suction valve relief groove 15 even if the suction valve 18 is opened larger than the normal valve opening. Thus, interference between the piston 10 and the suction valve 18 can be prevented.

本実施の形態による給油式の空気圧縮機は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。   The oil supply type air compressor according to the present embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next.

まず、圧縮機を始動するときには、アンロード機構20を作動させることによって無負荷状態で運転を開始し、駆動源の回転数が上昇した後には、アンロード機構20を停止して通常の圧縮運転を行う。そして、圧縮運転時には、モータ等の駆動源によってクランク軸が回転駆動されると、ピストン10がシリンダボア2A内で往復動することにより、吸込行程と圧縮行程とが交互に繰返される。   First, when starting the compressor, the unload mechanism 20 is operated to start operation in a no-load state, and after the rotational speed of the drive source has increased, the unload mechanism 20 is stopped to perform normal compression operation. I do. During the compression operation, when the crankshaft is rotationally driven by a drive source such as a motor, the piston 10 reciprocates in the cylinder bore 2A, whereby the suction stroke and the compression stroke are alternately repeated.

この場合、吸込行程では、図2に示す如く、ピストン10が上死点から下死点に向けて変位することにより、圧縮室11内に負圧が生じ、この負圧によって吸込弁18が開弁すると共に、吐出弁19が閉弁する。これにより、圧縮室11には、吸込ポート5から吸込口8を通じて空気が吸込まれる。   In this case, in the suction stroke, as shown in FIG. 2, when the piston 10 is displaced from the top dead center toward the bottom dead center, a negative pressure is generated in the compression chamber 11, and the suction valve 18 is opened by this negative pressure. At the same time, the discharge valve 19 is closed. Thereby, air is sucked into the compression chamber 11 from the suction port 5 through the suction port 8.

また、吐出行程では、ピストン10が下死点から上死点に向けて変位することにより、圧縮室11内の空気が圧縮され、この圧力によって吸込弁18が閉弁すると共に、吐出弁19が開弁する。これにより、圧縮室11内の圧縮空気が吐出口9から吐出ポート6を通じて外部に吐出され、タンク等に貯留される。   Further, in the discharge stroke, the piston 10 is displaced from the bottom dead center toward the top dead center, whereby the air in the compression chamber 11 is compressed, and the suction valve 18 is closed by this pressure, and the discharge valve 19 is Open the valve. As a result, the compressed air in the compression chamber 11 is discharged from the discharge port 9 to the outside through the discharge port 6 and stored in a tank or the like.

この場合、ピストン10が上死点の近傍に達したときには、吸込弁18が吸込弁逃し溝15の広幅溝部16内に入込むから、ピストン10と吸込弁18との干渉を防止することができる。また、この状態で、互いに対応した形状をもつ広幅溝部16と吸込弁18との間には、小さな隙間が形成されるだけなので、無効空間の容積を減少させることができる。   In this case, when the piston 10 reaches the vicinity of the top dead center, the suction valve 18 enters the wide groove portion 16 of the suction valve relief groove 15, so that interference between the piston 10 and the suction valve 18 can be prevented. . Further, in this state, only a small gap is formed between the wide groove portion 16 and the suction valve 18 having shapes corresponding to each other, so that the volume of the invalid space can be reduced.

一方、圧縮機の組立時には、ピストン10に連接棒12を連結し、ピストンリング13、オイルリング14等を装着した後に、ピストン10をシリンダ2内に挿嵌して組付ける。この組付作業では、例えばピストン10を図3に示す状態でシリンダ2内に挿嵌する場合だけでなく、ピストン10を図3の位置から軸中心O周りに180°回転した状態でシリンダ2内に挿嵌する場合でも、吸込弁逃し溝15の溝形状を吸込弁18に適合させることができる。   On the other hand, when the compressor is assembled, the connecting rod 12 is connected to the piston 10 and the piston ring 13, the oil ring 14, and the like are attached, and then the piston 10 is inserted into the cylinder 2 and assembled. In this assembling operation, for example, not only when the piston 10 is inserted into the cylinder 2 in the state shown in FIG. 3, but also within the cylinder 2 with the piston 10 rotated 180 ° around the axis O from the position of FIG. The groove shape of the suction valve relief groove 15 can be adapted to the suction valve 18 even when it is inserted into the suction valve 18.

かくして、本実施の形態によれば、ピストン10の受圧面10A側には、長さ方向中間部の幅寸法Aを小さく、両側の幅寸法Bを大きく形成した吸込弁逃し溝15を設け、吸込弁18の幅寸法a,bを基端側から先端側に向けて漸次小さくなるように構成している。   Thus, according to the present embodiment, on the pressure receiving surface 10A side of the piston 10, the suction valve relief groove 15 is formed in which the width dimension A of the middle portion in the longitudinal direction is reduced and the width dimension B on both sides is increased. The widths a and b of the valve 18 are configured to gradually decrease from the proximal end side toward the distal end side.

これにより、吸込弁18の自由端18Bのうち開弁時に弾性変形し易い基端側の部位を広幅に形成でき、吸込弁18の強度を確保することができる。また、吸込弁逃し溝15の長さ方向中間部では、吸込弁18の形状に対応して幅寸法Aを小さく形成することができる。   As a result, the proximal end portion of the free end 18B of the suction valve 18 that is easily elastically deformed when the valve is opened can be formed wide, and the strength of the suction valve 18 can be ensured. Further, in the intermediate portion in the length direction of the suction valve relief groove 15, the width dimension A can be formed small corresponding to the shape of the suction valve 18.

このため、ピストン10が上死点に達したときには、吸込弁逃し溝15の広幅溝部16と、その内部に入込んだ吸込弁18との間に形成される隙間の容積を確実に減少させることができ、上死点での無効空間を減らして圧縮効率を向上させることができる。   For this reason, when the piston 10 reaches the top dead center, the volume of the gap formed between the wide groove portion 16 of the suction valve relief groove 15 and the suction valve 18 that has entered the piston 10 is reliably reduced. It is possible to reduce the invalid space at the top dead center and improve the compression efficiency.

しかも、吸込弁逃し溝15は、長さ方向の両側から中間部に向けて幅寸法が小さくなるので、その長さ方向を左,右方向としたときに、左向きでも右向きでも吸込弁18に対応する溝形状に形成することができる。即ち、吸込弁逃し溝15の左半分の溝形状と右半分の溝形状とを、何れも吸込弁18の広幅部位の形状に合わせることができ、また吸込弁18の先端側は幅寸法が小さくなるので、この狭幅部位は吸込弁逃し溝15の左,右何れの位置にも配置することができる。   In addition, since the suction valve relief groove 15 has a width dimension that decreases from both sides in the length direction toward the middle portion, it corresponds to the suction valve 18 in either the left direction or the right direction when the length direction is set to the left and right directions. It can be formed in a groove shape. That is, both the left half groove shape and the right half groove shape of the suction valve relief groove 15 can be matched with the shape of the wide portion of the suction valve 18, and the tip side of the suction valve 18 has a small width dimension. Therefore, this narrow portion can be arranged at either the left or right position of the suction valve relief groove 15.

従って、ピストン10が左,右何れの向きでも組付可能となるような吸込弁逃し溝15を形成することができる。このため、圧縮機の組立時には、ピストン10の向き等に影響されることなく、その組付作業を効率よく行うことができ、誤組付け等を防止できると共に、生産性を向上させることができる。   Accordingly, the suction valve relief groove 15 can be formed so that the piston 10 can be assembled in either the left or right direction. For this reason, when assembling the compressor, the assembly work can be efficiently performed without being affected by the orientation of the piston 10, etc., and erroneous assembly can be prevented and productivity can be improved. .

この場合、吸込弁逃し溝15は、軸中心Oを挟んで左,右対称に形成したから、ピストン10が左,右何れの向きでも組付可能となるような吸込弁逃し溝15を高い精度で形成することができる。   In this case, since the suction valve relief groove 15 is formed symmetrically on the left and right with the shaft center O in between, the suction valve relief groove 15 that allows the piston 10 to be assembled in either the left or right direction is highly accurate. Can be formed.

また、例えば給油式の空気圧縮機1では、吸込弁18が開弁したときに、潤滑されたシリンダ2の弁ストッパ3によって吸込弁18を受止めることができるので、吸込弁18の開弁位置を定める弁受け等を設けていないこと多い。そして、弁受けが存在しない場合には、アンロード機構20によって吸込弁18を強制的に開弁させると、その開弁量が通常の開弁時よりも大きくなり易い。   For example, in the oil supply type air compressor 1, when the suction valve 18 is opened, the suction valve 18 can be received by the valve stopper 3 of the lubricated cylinder 2. There are many cases where there are no valve seats or the like. When the valve receiver is not present, if the suction valve 18 is forcibly opened by the unload mechanism 20, the valve opening amount tends to be larger than that during normal valve opening.

この場合、吸込弁逃し溝15は広幅溝部16と狭幅溝部17とを備えているから、吸込弁18の自由端18B側が通常の開弁時よりも大きく開弁したときには、ピストン10の上死点位置において、この自由端18B側を広幅溝部16から狭幅溝部17に入込ませることができる。これにより、無負荷運転時にも、吸込弁18がピストン10と接触するのを防止でき、吸込弁18を保護してその寿命を延ばすことができる。   In this case, since the suction valve relief groove 15 includes the wide groove portion 16 and the narrow groove portion 17, when the free end 18B side of the suction valve 18 is opened larger than the normal valve opening time, the piston 10 is top dead. At the point position, the free end 18B side can be inserted into the narrow groove 17 from the wide groove 16. Thereby, it is possible to prevent the suction valve 18 from coming into contact with the piston 10 even during no-load operation, thereby protecting the suction valve 18 and extending its life.

しかも、狭幅溝部17の幅寸法Cは広幅溝部16よりも狭いので、例えば吸込弁18の自由端18B側だけに対応した小さな溝幅に形成することができる、従って、アンロード機構20を搭載した無給油式の圧縮機1においても、吸込弁18の自由端18B側と狭幅溝部17との間に形成される無効空間を確実に減少させることができ、高い圧縮効率を実現することができる。   In addition, since the width dimension C of the narrow groove portion 17 is narrower than that of the wide groove portion 16, it can be formed to have a small groove width corresponding only to the free end 18B side of the suction valve 18, for example. Therefore, the unload mechanism 20 is mounted. Even in the oilless compressor 1, the ineffective space formed between the free end 18 </ b> B side of the suction valve 18 and the narrow groove portion 17 can be reliably reduced, and high compression efficiency can be realized. it can.

次に、図7ないし図10は本発明による第2の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、無給油式の空気圧縮機に適用する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。   Next, FIGS. 7 to 10 show a second embodiment according to the present invention, and the feature of this embodiment is that it is applied to an oil-free air compressor. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

21は無給油式の空気圧縮機で、この空気圧縮機21は、第1の実施の形態とほぼ同様に、シリンダ2、シリンダヘッド4、弁座部材7、吸込弁18、吐出弁19と、後述のピストン22、吸込弁26とによって大略構成されている。しかし、空気圧縮機21は、クランクケース(図示せず)内に潤滑油を収容しない所謂オイルフリー式の圧縮機として構成されている。   21 is an oil-free air compressor, and this air compressor 21 includes a cylinder 2, a cylinder head 4, a valve seat member 7, a suction valve 18, a discharge valve 19, and substantially the same as in the first embodiment. A piston 22 and a suction valve 26, which will be described later, are roughly configured. However, the air compressor 21 is configured as a so-called oil-free compressor that does not contain lubricating oil in a crankcase (not shown).

22はシリンダ2内に摺動可能に挿嵌された有蓋円筒状のピストンで、該ピストン22は、第1の実施の形態とほぼ同様に、受圧面22A、ピストンピン22B等を有し、弁座部材7との間に圧縮室11を画成している。また、ピストン22の外周側には、例えば自己潤滑性を有する材料等によって形成されたピストンリング23と、例えば2個のライダリング24とが装着され、これらのリング23,24はシリンダボア2Aに摺接している。   A covered cylindrical piston 22 is slidably inserted into the cylinder 2. The piston 22 has a pressure receiving surface 22A, a piston pin 22B, etc., as in the first embodiment. A compression chamber 11 is defined between the seat member 7 and the seat member 7. Further, on the outer peripheral side of the piston 22, for example, a piston ring 23 formed of a self-lubricating material and the like, for example, two rider rings 24 are mounted, and these rings 23, 24 slide on the cylinder bore 2A. It touches.

25はピストン22の受圧面22Aに開口して設けられた吸込弁逃し溝で、該吸込弁逃し溝25は、図9、図10に示す如く、第1の実施の形態の広幅溝部16とほぼ同様の平面形状を有しているものの、本実施の形態では、段差をもたない1段の凹溝として形成されている。   Reference numeral 25 denotes a suction valve relief groove provided to open to the pressure receiving surface 22A of the piston 22. The suction valve relief groove 25 is substantially the same as the wide groove portion 16 of the first embodiment as shown in FIGS. Although it has the same planar shape, in this embodiment, it is formed as a single-step groove having no step.

この場合、吸込弁逃し溝25は、後述の吸込弁26と弁受け27とに対応した溝形状を有し、長さ方向中間部の幅寸法A′が小さく、両側の幅寸法B′が大きく形成され(B′>A′)、長さ方向中間部から両側に向けて幅寸法が漸次小さくなっている。   In this case, the suction valve relief groove 25 has a groove shape corresponding to a suction valve 26 and a valve receiver 27, which will be described later, and has a small width dimension A ′ in the middle portion in the longitudinal direction and a large width dimension B ′ on both sides. It is formed (B ′> A ′), and the width dimension gradually decreases from the middle in the length direction toward both sides.

また、本実施の形態では、図7、図8に示す如く、後述する吸込弁26の外側に弁受け27が設けられ、これらの吸込弁26と弁受け27とは、ピストン22が上死点に達したときに、吸込弁逃し溝25に入込む構成となっている。このため、吸込弁逃し溝25の深さ寸法は、ピストン22が上死点に達したときに、弁受け27が吸込弁逃し溝25の底面側に接触しない程度の寸法値として形成されている。   Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, a valve receiver 27 is provided outside a suction valve 26, which will be described later, and the piston 22 has a top dead center. When the pressure reaches the suction valve, the suction valve relief groove 25 is inserted. For this reason, the depth dimension of the suction valve relief groove 25 is formed as a dimension value such that the valve receiver 27 does not come into contact with the bottom surface side of the suction valve relief groove 25 when the piston 22 reaches top dead center. .

26はシリンダ2内に面して弁座部材7に設けられた吸込弁で、該吸込弁26は、第1の実施の形態とほぼ同様に、例えば細長い金属板等からなり、固定端26A、自由端26B及び最先端部26Cによって構成されている。そして、吸込弁26は、最先端部26Cがシリンダ2の窪み部2C内に挿入されている。   26 is a suction valve provided in the valve seat member 7 so as to face the inside of the cylinder 2, and the suction valve 26 is made of, for example, an elongated metal plate or the like, as in the first embodiment, and has a fixed end 26A, The free end 26B and the most distal portion 26C are configured. The suction valve 26 has a leading end portion 26 </ b> C inserted into the recessed portion 2 </ b> C of the cylinder 2.

ここで、無給油式の圧縮機21では、シリンダ2の弁ストッパ3によって吸込弁26を受止めると、これらの接触部位に磨耗等が生じ易い。このため、弁座部材7には、例えば金属板等からなる弁受け27が設けられている。そして、弁受け27は吸込弁26をピストン22側から覆うことにより、吸込弁26の開弁時には、図8に示す如く、その開弁位置を定める構成となっている。   Here, in the oil-free compressor 21, if the suction valve 26 is received by the valve stopper 3 of the cylinder 2, wear or the like tends to occur at these contact portions. For this reason, the valve seat member 7 is provided with a valve receiver 27 made of, for example, a metal plate. The valve receiver 27 covers the suction valve 26 from the piston 22 side so that when the suction valve 26 is opened, the valve opening position is determined as shown in FIG.

かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、吸込弁26と弁受け27とが吸込弁逃し溝25内に入込む構成としたので、弁受け27を有する無給油式の空気圧縮機21にも適用でき、適用範囲を広げることができる。   Thus, in the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment. And especially in this Embodiment, since it was set as the structure which the suction valve 26 and the valve receiver 27 enter in the suction valve relief groove 25, it can apply also to the oilless type air compressor 21 which has the valve receiver 27, The application range can be expanded.

なお、前記各実施の形態では、吸込弁逃し溝15,25を一定の溝深さに形成する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図11、図12に示す変形例のように構成してもよい。この場合、吸込弁逃し溝15′の狭幅溝部17′は、吸込弁18の固定端18A側に対応する端部側の部位が他の部位よりも浅底に形成されている。   In each of the above embodiments, the suction valve relief grooves 15 and 25 are formed to have a constant groove depth. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be configured as modified examples shown in FIGS. In this case, the narrow groove portion 17 ′ of the suction valve relief groove 15 ′ is formed such that a portion on the end portion side corresponding to the fixed end 18 </ b> A side of the suction valve 18 is shallower than other portions.

また、実施の形態では、往復動型の空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば冷媒圧縮機、真空ポンプ等を含めて各種の圧縮機にも適用できるものである。   In the embodiment, the reciprocating type air compressor has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and can be applied to various compressors including a refrigerant compressor, a vacuum pump, and the like. Is.

本発明の第1の実施の形態による給油式の空気圧縮機を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing an oil supply type air compressor by a 1st embodiment of the present invention. 空気圧縮機が吸込行程となった状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state by which the air compressor became the suction stroke. 空気圧縮機を図1中の矢示III−III方向からみた横断面図である。It is the cross-sectional view which looked at the air compressor from the arrow III-III direction in FIG. 空気圧縮機を図1中の矢示IV−IV方向からみた横断面図である。It is the cross-sectional view which looked at the air compressor from the arrow IV-IV direction in FIG. ピストンを上側からみた平面図である。It is the top view which looked at the piston from the upper side. 図1中のピストンを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the piston in FIG. 本発明の第2の実施の形態による無給油式の空気圧縮機を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the oilless type air compressor by the 2nd Embodiment of this invention. 空気圧縮機が吸込行程となった状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state by which the air compressor became the suction stroke. ピストンを上側からみた平面図である。It is the top view which looked at the piston from the upper side. 図7中のピストンを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the piston in FIG. 本発明の変形例による給油式の空気圧縮機を図2と同様位置からみた縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which looked at the oil supply type air compressor by the modification of this invention from the same position as FIG. 図11中のピストンを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the piston in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,21 空気圧縮機(往復動圧縮機)
2 シリンダ
2A シリンダボア
3 弁ストッパ
4 シリンダヘッド
7 弁座部材
8 吸込口
9 吐出口
10,22 ピストン
10A,22A 受圧面(頭頂部)
11 圧縮室
15,15′,25 吸込弁逃し溝
16 広幅溝部
17,17′ 狭幅溝部
18,26 吸込弁
18A,26A 固定端
18B,26B 自由端
18C,26C 最先端部
19 吐出弁
20 アンロード機構
27 弁受け
A,A′,B,B′,C,a,b 幅寸法
O 軸中心
1,21 Air compressor (reciprocating compressor)
2 Cylinder 2A Cylinder bore 3 Valve stopper 4 Cylinder head 7 Valve seat member 8 Suction port 9 Discharge port 10, 22 Piston 10A, 22A Pressure receiving surface (head top)
11 Compression chamber 15, 15 ', 25 Suction valve relief groove 16 Wide groove portion 17, 17' Narrow groove portion 18, 26 Suction valve 18A, 26A Fixed end 18B, 26B Free end 18C, 26C Most advanced portion 19 Discharge valve 20 Unload Mechanism 27 Valve A, A ', B, B', C, a, b Width O Center of axis

Claims (3)

先端にシリンダヘッドが搭載された筒状のシリンダと、該シリンダと前記シリンダヘッドとの間に設けられ吸込口と吐出口とを有する弁座部材と、前記シリンダ内に往復動可能に挿嵌され該弁座部材との間に圧縮室を画成するピストンと、基端側が前記弁座部材に固定され先端側が前記シリンダの直径方向に延びて前記吸込口を開,閉する吸込弁と、前記弁座部材に設けられ前記吐出口を開,閉する吐出弁とを備えてなる往復動圧縮機において、
前記ピストンの頭頂部には、前記シリンダの直径方向に延在し長さ方向中間部の幅寸法を小さく、両側の幅寸法を大きく形成した吸込弁逃し溝を設け、
前記吸込弁は、前記吸込弁逃し溝の幅寸法よりも小さく、かつ基端側から先端側に向けて幅寸法が漸次小さくなるように形成し、前記ピストンが上死点の近傍に達したときに前記吸込弁が前記吸込弁逃し溝内に入込む構成としたことを特徴とする往復動圧縮機。
A cylindrical cylinder having a cylinder head mounted on the tip, a valve seat member provided between the cylinder and the cylinder head and having a suction port and a discharge port, and reciprocatingly inserted into the cylinder. A piston that defines a compression chamber between the valve seat member, a suction valve that opens and closes the suction port with a proximal end fixed to the valve seat member and a distal end extending in the diameter direction of the cylinder; In a reciprocating compressor comprising a discharge valve provided on a valve seat member for opening and closing the discharge port,
The top of the piston is provided with a suction valve relief groove that extends in the diameter direction of the cylinder and has a small width in the middle in the length direction and a large width on both sides.
The suction valve is formed to be smaller than the width dimension of the suction valve relief groove and gradually decrease from the base end side to the tip end side, and when the piston reaches the vicinity of the top dead center The reciprocating compressor is characterized in that the suction valve is inserted into the suction valve relief groove.
前記吸込弁逃し溝は前記ピストンの軸中心を挟んで長さ方向の両側を対称に形成してなる請求項1に記載の往復動圧縮機。   The reciprocating compressor according to claim 1, wherein the suction valve relief groove is formed symmetrically on both sides in the length direction with respect to the axial center of the piston. 前記吸込弁逃し溝は、前記ピストンの頭頂部に開口し長さ方向中間部の幅寸法を小さく両側の幅寸法を大きく形成した広幅溝部と、該広幅溝部の底面側に該広幅溝部よりも小さな幅寸法をもって開口し前記吸込弁が入込む狭幅溝部とにより2段の段付溝として形成し、前記シリンダヘッドには、始動時に無負荷運転を行うために前記吸込弁の先端側を前記狭幅溝部に対応する位置まで開弁させるアンロード機構を設けてなる請求項1または2に記載の往復動圧縮機。   The suction valve relief groove has a wide groove portion which is opened at the top of the piston and has a small width in the middle in the length direction and a large width on both sides, and is smaller than the wide groove on the bottom side of the wide groove. It is formed as a two-stage step groove by a narrow groove portion that opens with a width dimension and into which the suction valve enters. The cylinder head has a narrow end on the tip side of the suction valve in order to perform no-load operation at the start. The reciprocating compressor according to claim 1 or 2, further comprising an unload mechanism that opens the valve to a position corresponding to the width groove portion.
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