JP2019206954A - Air compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は往復動形のエアコンプレッサに関し、詳しくは、エアコンプレッサからの吐出エア中に潤滑油(オイル)が混入しないように改良するための技術に関する。 The present invention relates to a reciprocating air compressor, and more particularly, to a technique for improving so that lubricating oil (oil) does not enter into discharge air from an air compressor.
従来のこの種の往復動形のエアコンプレッサにおいては、クランクケース内を潤滑室として、クランクシャフトの軸受部やコネクティングロッドとの連結部およびピストンとシリンダとの摺動面等に潤滑油を供給するように構成されている。
しかしながら、この潤滑構造においては、潤滑油が圧縮室へ上がってしまうことは回避することができないため、吐出エア中に潤滑油が混入して、後系統のエアドライヤのフィルタを汚染し、さらにはエアドライヤから外部へ排出されるエアにも油が含まれるため、周辺の環境に悪影響を与える。
そこで、吐出エア中への潤滑油の混入を阻止するために、クランクケースとシリンダとの間に仕切板を設け、該仕切板とコネクティングロッドとの間にオイルシールを設けることにより、ピストンの上方に形成される圧縮室への潤滑油の浸入を阻止するというエアコンプレッサが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
In a conventional reciprocating type air compressor of this type, a lubricating oil is supplied to a bearing portion of a crankshaft, a connecting portion with a connecting rod, a sliding surface between a piston and a cylinder, etc., with a crankcase as a lubrication chamber. It is configured as follows.
However, in this lubricating structure, it is unavoidable that the lubricating oil goes up to the compression chamber, so that the lubricating oil is mixed into the discharge air, contaminates the filter of the air dryer in the rear system, and further the air dryer. Since the air exhausted from the outside also contains oil, it adversely affects the surrounding environment.
Therefore, in order to prevent the lubricant from entering the discharge air, a partition plate is provided between the crankcase and the cylinder, and an oil seal is provided between the partition plate and the connecting rod, so that There has been proposed an air compressor that prevents the intrusion of lubricating oil into a compression chamber formed in the chamber (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、前記した特許文献1におけるエアコンプレッサにおいては、オイルシールに加わる横方向の荷重を軽減するため、クランク機構の大幅な改造が避けられないという問題点がある。
However, the above-described air compressor in
本発明の目的は、クランク機構を改造することなく吐出エア中への潤滑油の混入を防止することができるエアコンプレッサを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an air compressor that can prevent the lubricating oil from being mixed into the discharge air without modifying the crank mechanism.
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
潤滑油が収容されたクランクケースと、前記クランクケース内に支持されたクランクシャフトと、前記クランクケースに設けられたシリンダと、前記シリンダのライナに往復動自在に嵌入されて前記クランクシャフトによって往復動されるピストンと、前記シリンダの前記クランクケースと反対側に配置されたシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドに設けられた吸入弁および吐出弁と、を備えているエアコンプレッサであって、
前記ピストンにシリンダ穴が設けられており、前記シリンダヘッドの前記シリンダ穴に対向する位置にピストン柱が設けられており、前記ピストン柱が前記シリンダ穴に摺動自在に嵌入されており、前記ピストン柱の外周面と前記ライナの内周面との間に形成された間隙内外を連通する連通路が前記ライナに設けられている、
ことを特徴とするエアコンプレッサ。
Typical means for solving the above-described problems are as follows.
A crankcase containing lubricating oil, a crankshaft supported in the crankcase, a cylinder provided in the crankcase, and a reciprocating motion fitted in a liner of the cylinder and reciprocating by the crankshaft. An air compressor comprising: a piston to be operated; a cylinder head disposed on a side of the cylinder opposite to the crankcase; and a suction valve and a discharge valve provided on the cylinder head,
A cylinder hole is provided in the piston, a piston column is provided at a position facing the cylinder hole of the cylinder head, and the piston column is slidably fitted into the cylinder hole, The liner is provided with a communication path that communicates the inside and outside of the gap formed between the outer peripheral surface of the column and the inner peripheral surface of the liner.
An air compressor characterized by that.
本発明によれば、エアコンプレッサのクランク機構を改造することなく吐出エア中への潤滑油の混入を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the lubricating oil from being mixed into the discharge air without modifying the crank mechanism of the air compressor.
以下、本発明の一実施形態を図面に即して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1および図2は第一実施形態を示している。
本実施形態において、本発明に係るエアコンプレッサは車両に搭載されるものとして構成されている。
本実施形態に係るエアコンプレッサ1は、シリンダ10と、シリンダ10内に往復動可能に配設されたピストン20と、シリンダ10の上部に配設されたシリンダヘッド30とを備えている。
シリンダ10の一端部(以下、下端部とする)にはクランクケース11が形成されており、クランクケース11内にはクランクシャフト12が一対の軸受13、13によって回転自在に支持されている。クランクシャフト12の中間部にはコネクティングロッド14の下端部が回転自在に連結されており、コネクティングロッド14の上端部にはピストン20のピストンピン15が回転自在に連結されている。
クランクケース11内には所定量の潤滑油が給油口(図示せず)から供給されて収容されており、クランクシャフト12の軸受13、13、クランクシャフト12とコネクティングロッド14との連結部およびコネクティングロッド14とピストンピン15との連結部が油潤滑される。
クランクシャフト12の一端部はクランクケース11外に突出されており、該突出端部には接続部16が形成されている。エンジン側の回転軸(図示せず)が接続部16に例えばキーを介して接続されることにより、クランクシャフト12は回転駆動される。
1 and 2 show a first embodiment.
In this embodiment, the air compressor according to the present invention is configured to be mounted on a vehicle.
The
A
A predetermined amount of lubricating oil is supplied and stored in the
One end of the
シリンダ10の上部にはライナ17が円筒形状に形成されており、ライナ17にはピストン20が摺動自在に嵌入されている。ライナ17の中間部内周面にはオイルシール18が設けられており、オイルシール18の内周面はピストン20の上端部外周面に摺接されている。ピストン20の下端部外周面にはオイルリング19が設けられており、オイルリング19の外周面はライナ17の下端部内周面に摺接されている。
A
ピストン20の下端部にはピン孔21がコネクティングロッド14に直交するように開設されており、ピン孔21にはピストンピン15が嵌入されて一対のストッパリング22、22によって抜け止めされている。ピストンピン15は円筒形状に形成されており、ピン孔21およびピストンピン15の中空部の両端はライナ17内に連通している。
ピストンピン15にはコネクティングロッド14の連結部が回転自在に嵌合されている。ピン孔21とピストンピン15との接触面、ピストンピン15とコネクティングロッド14との接触面は、クランクケース11の給油口(図示せず)から供給される潤滑油によって潤滑される。ライナ17とピストン20との摺動面にも潤滑油がクランクケース11内およびピン孔21から供給される。
A
A connecting portion of a connecting
シリンダヘッド30はシリンダ10の上端開口に被せられて印籠結合部40によって位置決めされており、ボルト等の締結手段(図示せず)によって締結されている。
シリンダヘッド30には吸入路31および吐出路32がそれぞれ開設されている。吸入路31はエンジン吸気管を介してエアクリーナに接続され、吐出路32はチェック弁およ
びエアドライヤを介してリザーバに接続される。
シリンダヘッド30の下端面にはバルブプレート(弁板)33と吸入弁用リードバルブ34とが重ね合わされてボルト等の締結手段(図示せず)によって締結されている。バルブプレート33の吸入路31に対向する位置には吸入口36が開設されており、吸入口36はリードバルブ34に形成された吸入弁37によって開閉されるようになっている。バルブプレート33の吐出路32に対向する位置には、吐出口38が開設されており、吐出口38は吐出弁39によって開閉されるようになっている。
The
A
A valve plate (valve plate) 33 and a suction
ピストン20の上端面にはシリンダ穴25が円柱穴形状に没設されており、シリンダヘッド30のシリンダ穴25に対向する位置にはピストン柱41が円柱形状に突設されている。ピストン柱41はシリンダ穴25に摺動自在に嵌入されており、ピストン20の往復動に伴ってシリンダ穴25内を相対的に往復動するようになっている。ピストン柱41のシリンダ穴25内での往復動によりエアの圧縮作用が行われるため、シリンダ穴25およびピストン柱41は圧縮室42を構成する。
バルブプレート33はピストン柱41の下端に配置されて同一径に形成されており、その外周にはプレッシャリング43が固定されている。プレッシャリング43の外周面はシリンダ穴25の上端部内周面に摺接されている。
A
The
ピストン柱41の外周面とライナ17の上端部内周面との間には、シリンダ穴25の側壁の厚さに対応する幅の間隙44が形成されており、間隙44にはシリンダ穴25の側壁がピストン20のライナ17に対する往復動すなわちピストン柱41のシリンダ穴25に対する相対的な往復動に追従して往復動する。
ライナ17の上端部には連通路45が間隙44の内外を連通するように開設されており、連通路45はシリンダ穴25の側壁の往復動に伴う間隙44の容積変化を許容する。連通路45には空気の流通のみを許容するフィルタ46が設置されている。すなわち、フィルタ46はエンジンルームからの塵埃や水滴の間隙44内への侵入を阻止し、かつ、空気の間隙44に対する出入りを許容する。
A
A
次に、エアコンプレッサ1の作用を説明する。
Next, the operation of the
クランクシャフト12がエンジン等によって回転駆動されると、コネクティングロッド14を介してピストン20がライナ17内を往復動する。ピストン20がライナ17内を往復動すると、間隙44の容積変化が連通路45によって許容されているので、シリンダヘッド30に突設されたピストン柱41はピストン20に没設されたシリンダ穴25内を相対的に往復動する。
ピストン柱41のシリンダ穴25内での往復動に伴う吸入弁37および吐出弁39の作用により、圧縮室42での圧縮作用が行われ、吐出口38から所定圧に圧縮された吐出エアが吐出される。
ちなみに、プレッシャリング43は圧縮室42の圧力の漏洩を阻止する。
また、フィルタ46はエンジンルームからの塵埃や水滴の間隙44内への侵入を阻止する。
When the
A compression action in the
Incidentally, the
The
このエアコンプレッサ1の圧縮運転中、クランクシャフト12の軸受13、13およびライナ17とピストン20との摺動面は、クランクシャフト12の回転に伴う潤滑油の跳ねかけ作用による油潤滑が行われる。また、ピン孔21、ピストンピン15およびコネクティングロッド14の各接触面はクランクケース11に設けられた給油口(図示せず)から供給される潤滑油によって潤滑される。これらの油潤滑はエアコンプレッサ1の運転中における焼きつき等の障害の発生を防止する。
During the compression operation of the
この際、シリンダ穴25とピストン柱41とで形成される圧縮室42はライナ部17と
ピストン柱41との間の間隙44を介してクランクケース11内から隔離されているので、潤滑油およびクランクケース11内で生成される所謂オイルミストが圧縮室42に侵入する現象は抑止される。
したがって、吐出口38から吐出される吐出エアに潤滑油やオイルミストが混入することは抑止される。
ちなみに、ピストン20外周面に付着した潤滑油はオイルシール18によって掻き落とされる。掻き落とされた潤滑油はライナ17とピストン20とのクリアランスを通ってクランクケース11内に戻る。
At this time, since the
Therefore, mixing of lubricating oil and oil mist into the discharge air discharged from the
Incidentally, the lubricating oil adhering to the outer peripheral surface of the
本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。 According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1)エアコンプレッサ1の圧縮運転中に、クランクシャフト12の軸受13、13、ライナ17とピストン20との摺動面と、ピン孔21やピストンピン15およびコネクティングロッド14の接触面とが油潤滑されるので、エアコンプレッサ1の運転中における焼きつき等の発生を防止することができる。
(1) During the compression operation of the
(2)シリンダ穴25とピストン柱41とで形成される圧縮室42はライナ部17とピストン柱41との間の間隙44を介してクランクケース11内から隔離されているので、潤滑油およびクランクケース11内で生成される所謂オイルミストが圧縮室42に侵入するのを防止することができる。
(2) Since the
(3)潤滑油およびクランクケース11内で生成される所謂オイルミストが圧縮室42に侵入するのを防止することにより、吐出口38から吐出される吐出エアに潤滑油やオイルミストが混入するのを回避することができるばかりでなく、潤滑油やオイルミストが高温の圧縮空気に触れることによる炭化の発生を防止することができる。
(3) By preventing the so-called oil mist generated in the lubricating oil and the
(4)シリンダヘッド30をライナ17に印籠結合することにより、シリンダ穴25とピストン柱41とのクリアランスを容易かつ適正に管理することができる。
(4) By connecting the
(5)ピストン20の外周面にシリンダ穴25の内周面に摺接するプレッシャリング43を設けることにより、圧縮室42の圧力の漏洩を防止することができる。
(5) By providing the
(6)オイルシール18によって掻き落とした潤滑油をライナ17とピストン20とのクリアランスを通してクランクケース11内に戻すことにより、潤滑油が減少するのを防止することができる。
(6) By reducing the lubricating oil scraped off by the
(7)ピストン20外周面のピストンリングを廃止することにより、潤滑油を掻き上げる要因を減少させることができるので、潤滑油およびオイルミストの圧縮室42への侵入をより一層抑制することができる。
(7) By eliminating the piston ring on the outer peripheral surface of the
(8)フィルタ46を連通路45に設置することにより、エンジンルームからの塵埃や水滴の間隙44内への侵入を防止することができる。
(8) By installing the
(9)油潤滑部と圧縮室とが分離されているので、圧縮室がライナとピストンとの摺動構造の設計問題から解放されるとともに、圧縮室おける摺動部(シリンダ穴とピストン柱との対向面)のオイルレス設計の自由度を増加させることができ、ライナ、ピストンおよびシリンダヘッドのような部品の樹脂化および摺動面のコーティング材の選択肢の拡大化を推進することができる。 (9) Since the oil lubrication part and the compression chamber are separated, the compression chamber is freed from the design problem of the sliding structure between the liner and the piston, and the sliding part in the compression chamber (the cylinder hole and the piston column) The degree of freedom of the oil-less design of the opposed surface of the resin can be increased, and the use of resin parts such as liners, pistons, and cylinder heads, and the expansion of options for the coating material of the sliding surface can be promoted.
(10)クランクケースとシリンダとの間の仕切板と、該仕切板とコネクティングロッド
との間にオイルシールを設ける必要がないので、エアコンプレッサのクランク機構の改造を回避することができる。
(10) Since it is not necessary to provide an oil seal between the partition plate between the crankcase and the cylinder and between the partition plate and the connecting rod, modification of the crank mechanism of the air compressor can be avoided.
図3は本発明の第二実施形態を示している。
本実施形態が第一実施形態と異なる点は、ライナ17におけるオイルシール18の上位置にドレイン51が内外を連通するように開設されているとともに、ドレイン51にはドレイン装置52が接続されており、ドレイン装置52にはドレイン51とクランクケース11内とを接続する排出路53と、排出路53に介設されたバッファ54と、方向切換弁55とが設けられている点、である。
方向切換弁55は常時閉じられており、エンジン停止後予め設定された時間が経過した後にソレノイドによって開かれ、開いた後に予め設定された時間が経過したらソレノイドによって閉じられる。方向切換弁55によって排出路53が閉じられている間は潤滑油がバッファ54に溜まり、方向切換弁55が開かれた時に潤滑油がバッファ54からクランクケース11内に戻される。
本実施形態によれば、第一実施形態の効果に加えて、潤滑油の減少をより一層抑制することができるという効果を得ることができる。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
This embodiment is different from the first embodiment in that a
The
According to this embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, it is possible to obtain an effect that the reduction of the lubricating oil can be further suppressed.
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々に変更が可能であることはいうまでもない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It cannot be overemphasized that it can change variously in the range which does not deviate from the summary.
ドレイン装置の排出路はクランクケース内に接続するに限らず、潤滑油を循環するための給油配管に接続してもよい。 The drain path of the drain device is not limited to being connected to the crankcase, but may be connected to an oil supply pipe for circulating the lubricating oil.
ドレイン装置の方向制御弁はソレノイド式に構成するに限らず、パイロット式や手動式等に構成してもよい。 The direction control valve of the drain device is not limited to a solenoid type, but may be a pilot type or a manual type.
吸入弁および吐出弁はリードバルブによって構成するに限らず、ディスク弁等によって構成してもよい。 The intake valve and the discharge valve are not limited to reed valves, and may be configured from disk valves or the like.
前記実施形態においては、車両に搭載されるエアコンプレッサについて説明したが、本発明はこれに限らず、他の用途に使用されるエアコンプレッサ全般に適用することができる。 In the above-described embodiment, the air compressor mounted on the vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this and can be applied to all air compressors used for other purposes.
1…エアコンプレッサ、10…シリンダ、11…クランクケース、12…クランクシャフト、13…軸受、14…コネクティングロッド、15…ピストンピン、16…接続部、17…ライナ部、18…オイルシール、19…オイルリング、
20…ピストン、21…ピン孔、22…ストッパリング、25…シリンダ穴、
30…シリンダヘッド、31…吸入路、32…吐出路、33…バルブプレート(弁板)、34…吸入弁用リードバルブ、36…吸入口、37…吸入弁、38…吐出口、39…吐出弁、
40…印籠結合部、41…ピストン柱、42…圧縮室、43…プレッシャリング、44…間隙、45…連通路、46…フィルタ、
51…ドレイン、52…ドレイン装置、53…排出路、54…バッファ、55…方向切換弁。
DESCRIPTION OF
20 ... Piston, 21 ... Pin hole, 22 ... Stopper ring, 25 ... Cylinder hole,
30 ... Cylinder head, 31 ... Suction passage, 32 ... Discharge passage, 33 ... Valve plate (valve plate), 34 ... Reed valve for suction valve, 36 ... Suction port, 37 ... Suction valve, 38 ... Discharge port, 39 ... Discharge valve,
40 ... Indicating joint, 41 ... Piston column, 42 ... Compression chamber, 43 ... Pressure ring, 44 ... Gap, 45 ... Communication passage, 46 ... Filter,
51... Drain, 52... Drain device, 53.
Claims (5)
前記ピストンにシリンダ穴が設けられており、前記シリンダヘッドの前記シリンダ穴に対向する位置にピストン柱が設けられており、前記ピストン柱が前記シリンダ穴に摺動自在に嵌入されており、前記ピストン柱の外周面と前記ライナの内周面との間に形成された間隙内外を連通する連通路が前記ライナに設けられている、
ことを特徴とするエアコンプレッサ。 A crankcase containing lubricating oil, a crankshaft supported in the crankcase, a cylinder provided in the crankcase, and a reciprocating motion fitted in a liner of the cylinder and reciprocating by the crankshaft. An air compressor comprising: a piston to be operated; a cylinder head disposed on a side of the cylinder opposite to the crankcase; and a suction valve and a discharge valve provided on the cylinder head,
A cylinder hole is provided in the piston, a piston column is provided at a position facing the cylinder hole of the cylinder head, and the piston column is slidably fitted into the cylinder hole, The liner is provided with a communication path that communicates the inside and outside of the gap formed between the outer peripheral surface of the column and the inner peripheral surface of the liner.
An air compressor characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載のエアコンプレッサ。 A filter that allows only air flow in the communication path is installed,
The air compressor according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2に記載のエアコンプレッサ。 An oil seal is provided on the inner peripheral surface of the intermediate portion of the liner, and the inner peripheral surface of the oil seal is in sliding contact with the outer peripheral surface of the piston.
The air compressor according to claim 1 or 2, characterized in that.
ことを特徴とする請求項1、2または3に記載のエアコンプレッサ。 An oil ring is provided on the outer peripheral surface of the piston, and the outer peripheral surface of the oil ring is in sliding contact with the inner peripheral surface of the liner.
The air compressor according to claim 1, 2, or 3.
ことを特徴とする請求項1、2、3または4に記載のエアコンプレッサ。 The drain is opened to communicate with the liner inside and outside, and a drain device for returning the lubricating oil to the crankcase is connected to the drain.
The air compressor according to claim 1, 2, 3 or 4.
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