JP3018611B2 - 往復式圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば空気や冷媒等の
作動気体を圧縮する往復式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば圧縮空気を作り出す空
気圧縮機の一つとして、圧縮を往復運動により行う往復
式圧縮機が用いられている。

【０００３】この種の圧縮機の基本的構成は、吸気口と
排気口とを有するシリンダ内をピストンが往復動するこ
とにより空気を圧縮し、この圧縮空気を、前記シリンダ
の排気口から配管を通して別体に設けられた空気タンク
に送り込むものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来構成の往復式圧縮機は、シリンダが実質的に外部へ露
出していたり部品点数や配管が多く、そのため、特有の
騒音、振動の発生が避けられないという問題があった。

【０００５】そこで、本発明は、可能な限り部品を共通
化するとともに、装置全体をコンパクトにすることによ
り、低騒音、低振動の往復式圧縮機を提供することを目
的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、シリンダがタンクの一片と一体に構成さ
れ前記タンクに覆われるとともに、前記シリンダの排気
口と前記タンクとの間に、該タンクに対して気密性を有
するとともに前記シリンダの内部と排気リ−ド弁を介し
て連通する気溜り室を設けた構成としたものである。

【０００７】

【作用】本発明は、シリンダがタンクの一片と一体に構
成され、タンク内に突入した構成であり、シリンダから
排気された圧縮空気等は配管を要することなく直接タン
クに溜められる。従って、シリンダからタンクへの配管
が不要であり、このため、全体がコンパクトに構成され
るだけではなく、ビビリ音の発生が少ない。

【０００８】さらに、前記気溜り室は、前記タンクに対
して気密性を有する一方、シリンダ内部と排気リ−ド弁
で仕切られたものであるため、シリンダに対しての気密
性は不完全なものである。このため、前記気溜り室は自
動アンロ−ダとして作用し、装置を停止した状態から再
起動する場合に、シリンダ内圧が高圧となり過ぎて起動
不能となることを防止する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１０】図１乃至３は本発明の一実施例としての空
気圧縮機１の断面図及び概略斜視図であり、図中３は、
内部にモータ５、起動用コンデンサ７等を収容し、上部
に把手９、下部に脚部１１を有するカバーである。

【００１１】前記カバー３内の下部には、同一容量の二
つの中空の空気タンク１３、１３が対向して固着されて
収容されている。該各空気タンク１３、１３は、二つの
空気タンク片１３ａ、１３ｂをシールリング１５を介し
て密着接合して構成したものであり、その内の一片１３
ｂは水平方向に延びるシリンダ１７と一体に成形され、
前記空気タンク１３内部に該空気タンクの一片１３ｂを
兼ねた前記シリンダ１７が突入した構成とされている。
図面に示す実施例では、機械加工上の便宜のため、シリ
ンダ１７が空気タンク１３と同心的に設けられた構成と
されているがこれに限定されるものではない。

【００１２】前記のように構成される左右二つの空気タ
ンク１３、１３は、それぞれの前記シリンダ１７の筒心
を一致させるように背中合わせにしてボルト等の適宜の
手段で接合固着され、連通路１４で互いに連通されてい
る。前記シリンダ１７、１７の基部はクランク室１９を
兼ねるものであり、該クランク室１９には、前記左右の
シリンダ１７、１７の合わせ面に形成され、かつ、適宜
の逆止弁（図示せず）を介装せしめた吸気路８６から、
前記空気タンク１３の側部に設けられたエアクリーナ４
で浄化された空気が取り込まれる。

【００１３】前記モータ５は、モータ軸６を垂直にして
前記空気タンク１３上部のカバー３内に収容され、前記
モータ軸６はギヤ８７を介して前記モータ軸６に平行な
クランクシャフト２１を駆動する。このクランクシャフ
ト２１は前記の接合されたシリンダ１７、１７の合わせ
面で回転自在に挟持されている。従って、前記シリンダ
１７、１７及び空気タンク１３、１３は、形状の点にお
いても、また容積の点においても、前記クランクシャフ
ト２１に対して完全に左右対称とすることができる。

【００１４】前記クランクシャフト２１には、二個の偏
心クランク部材２３、２３が、前記クランク室１９の中
央に位置するように、上下に正対して重合固定して装着
されている（図４参照）。該クランク部材２３、２３は
二枚の円盤２３ａ、２３ｂを中心をずらして接合した形
状のものであり、各円盤の外周には水平方向に延びるピ
ストンロッド２７ａ、２７ｂ、２９ａ、２９ｂの端部と
一体のリング２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂがそれぞ
れベアリングを介して取り付けられている。図面に示す
実施例では、外側の二枚の円盤２３ａ、２３ａに取り付
けられたピストンロッド２７ａ、２７ｂは図の右側に延
び、内側の二枚の円盤２３ｂ、２３ｂに取り付けられた
ピストンロッド２９ａ、２９ｂは図の左側にそれぞれ延
びるものとされている。

【００１５】前記ピストンロッド２７ａ、２７ｂ及び２
９ａ、２９ｂの先端はピストンピン３１及び３１に連結
され、これらのピストンピン３１、３１には、前記シリ
ンダ１７、１７内を往復動するピストン３３、３３がそ
れぞれ取り付けられている。前記クランクシャフト２１
を中心とする左右一対のピストン３３、３３は、前記モ
−タ５の回転に伴うクランクシャフト２１の回転によ
り、互いに逆方向に向かって同時に往復運動を行うの
で、作動時の振動を大幅に低減できる。

【００１６】図５に示す如く、前記各ピストン３３、３
３のピストンヘッド３４、３４には、その直径上で中心
から等距離の位置に二つの吸気口３９、３９がそれぞれ
貫設され、これらの吸気口３９、３９の上面には吸気リ
ード弁３７が設けられている。該吸気リード弁３７は、
吸気弁押え部材４１によって中央部を押圧され、該吸気
弁押え部材４１とともに前記ピストンヘッド３４に対し
てビス止め固定されている。このように、吸気リード弁
３７がシリンダ１７内部に設けられているため、吸気音
の発生が少ないという利点がある。

【００１７】前記吸気弁押え部材４１は、前記ピストン
ヘッド３４とほぼ同径の円盤状のものであり、その外周
には前記ピストンヘッド３４の方向に突出した突出縁４
５が形成されている。

【００１８】この突出縁４５は、前記ピストンヘッド３
４の外周部に設けられた段部３２に適合するものであ
り、該段部３２との間に形成される溝内にシ−ルリング
４７が挿入されている。

【００１９】また、前記吸気弁押え部材４１の裏面（ピ
ストンヘッド３４側の面）には、中心から滑らかなアー
ルをなした傾斜面４９が形成されている。この傾斜面４
９には、前記吸気リード弁３７が開状態で密着して開度
が規制される。

【００２０】前記吸気弁押え部材４１の直径上には、前
記ピストンヘッド３４と同様に二つの吸気口５１、５１
が設けられている。これらの吸気口５１、５１は、前記
吸気リード弁３７が開状態のときに該吸気リード弁３７
によって閉塞されないように、前記ピストン３３の吸気
口３９、３９より外側の位置にずらして貫設される。こ
の結果、ピストン３３が上死点から下死点に移動すると
きに、吸気リード弁３７が開いてクランク室１９内の空
気がピストン３３及び吸気弁押え部材４１に設けられた
吸気口３９、５１から吸気される。

【００２１】前記シリンダ１７のシリンダヘッド５３に
は二つの排気口５５、５５が貫設されている。これらの
排気口５５には前記ピストンヘッド３４に設けられた吸
気リード弁３７と同様の排気リード弁５７が設けられ、
前記吸気弁押え部材４１と同様の排気弁押え部材５８と
ともに前記シリンダヘッド５３に対してビス止めされて
いる（図６参照）。図面に示す実施例においては、前記
排気弁押え部材５８は、前記吸気弁押え部材４１とは９
０度回転させて取り付けている。

【００２２】また、前記シリンダヘッド５３、５３には
それぞれ蓋５９が取り付けられ、該蓋５９の内面と前記
シリンダヘッド５３に固着された前記排気弁押え部材５
８の上面とにより気溜り室６１が形成されている。前記
蓋５９の頂部には、前記気溜り室６１内の気圧が所定圧
以上になると開状態となって前記気溜り室６１内の空気
を前記空気タンク１３へ排出するとともに、該空気タン
ク１３から前記気溜り室６１方向への空気の流れを阻止
する逆止弁６３が設けられている。すなわち、前記蓋５
９の頂部に抜気口６５を設けるとともに、該抜気口６５
の周囲から前記気溜り室６１内に向かって筒部６６を突
設し、該筒部６６の先端に内向きフランジ６７を設け、
スプリング６９によって弁６３を前記内向きフランジ６
７側に付勢し、前記弁６３と内向きフランジ６７との間
にはシール用Ｏリング７１を介在させている。

【００２３】なお、シリンダ１７の排気口５５と空気タ
ンク１３との間に前記構成の気溜り室６１を設けたの
は、シリンダヘッド５３に設けた排気リ−ド弁５７はあ
まりシ−ル性の良いものではないため、ピストン３３の
動作を止めておいたときに、気溜り室６１内の圧縮空気
が自然にシリンダ１７内に漏れるので、該シリンダ１７
の内圧が上り過ぎて、再始動時にピストン３３が起動し
なくなることを防止するためである。すなわち、前記気
溜り室６１は、シリンダヘッド５３に設けた排気リ−ド
弁５７のシ−ルが不完全なことを利用してアンロ−ダの
作用をせしめるべく設けられたものである。

【００２４】前記空気タンク１３の適宜の位置には、コ
字形の鉄板からなる固定部材８１と、該固定部材８１の
対向する面にそれぞれ対向して挿通された圧力検知棒８
３とボタンスイッチ８５とからなる圧力制御スイッチ８
０が設けられている。この圧力制御スイッチ８０は、前
記空気タンク１３内の気圧が所定圧以上になると前記モ
ータ５の作動を停止させるものである。

【００２５】前記圧力検知棒８３は、ばね８８の付勢力
と空気タンク１３内の気圧とのバランスの変化に応じて
連続的に突出量が変化するものであり、前記一方の空気
タンク１３を構成する空気タンク片１３ｂに直接取り付
けられている。前記ボタンスイッチ８５は、前記圧力検
知棒８３の作動方向に位置調節可能に前記固定部材８１
に取り付けられており、前記検知棒８３方向への突出量
を調節することにより、作り出される空気圧の調整を可
能とするものである。

【００２６】上記のように構成される圧縮機１において
は、まず、エアクリ−ナ４で浄化されクランク室１９内
に供給された空気は、モ−タ５の駆動によって作動する
ピストン３３によりシリンダ１７内に吸入される。すな
わち、左右一対のピストン３３、３３が同時に上死点か
ら下死点へと運動することにより、ピストンヘッド３４
に設けられた吸気リ−ド弁３７が開いてピストンヘッド
３４及び吸気弁押え部材４１に貫設された吸気口３９、
５１から空気が吸入される。このときシリンダヘッド５
３に設けられた排気リ−ド弁５７は閉状態である。

【００２７】下死点に達したピストン３３、３３が上死
点へと作動するときには、ピストンヘッド３４の吸気リ
ード弁３７は閉状態となる一方、シリンダ１７、１７内
の気圧の上昇によりシリンダヘッド５３の排気リード弁
５７が開状態となるため、シリンダ１７、１７内に吸入
された空気は、シリンダヘッド５３及び排気弁押え部材
５８に貫設された排気口５５、６０から気溜り室６１内
へと圧送される。

【００２８】上記のようにして気溜り室６１内の気圧が
所定圧以上になると、気溜り室６１内の圧縮空気がスプ
リング６９の付勢力に抗して蓋５９に設けられた逆止弁
６３を開き、空気タンク１３、１３内へと流入する。空
気タンク１３、１３内の空気は、逆止弁６３の作用によ
り気溜り室６１方向に逆流することはない。

【００２９】空気タンク１３内の気圧の変化に伴い、空
気タンク片１３ｂに直接取り付けられた圧力検知棒８３
の突出量が連続的に変化する。そして圧力検知棒８３の
先端がボタンスイッチ８５を押圧したときにモータ５の
作動が停止する。ボタンスイッチ８５と圧力検知棒８３
との間隔は、固定部材８１に取り付けられたボタンスイ
ッチ８５の突出量を調節することにより適宜に定められ
るため、取り出される空気圧の大きさを容易に制御する
ことができる。

【００３０】上記実施例の構成では、クランクシャフト
２１を中心軸として左右に使用される各部品が全て共通
であるため、量産性に富み、製造コストが抑えられると
いう利点がある。

【００３１】なお、以上は、本発明について、シリンダ
とピストンとをそれぞれ二つずつ有し、クランクシャフ
トに対して左右対称とした構成の圧縮機を用いて説明し
たが、本発明は、シリンダ及びピストンがそれぞれ一つ
である圧縮機にも実施可能であることは言うまでもな
い。

【００３２】また、本発明の構成の圧縮機は、ベッドの
リフト装置用等の、間欠的使用や小容量のもので、発熱
があまり問題とならない用途に特に適している。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、シリンダとタンクとが
一体化されているため部品点数が少なく安価である。ま
た、配管も無く圧縮機の付属機器を全て内部に組付けら
れるものであるため、ビビリ音の発生も少なく、低振動
・低騒音での運転が可能であるほか、保守整備が容易で
ある。さらに、圧縮機にタンクを組込んだものであるた
め、装置全体がコンパクトで体裁もよい等の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧縮機の一実施例を示す縦断側面図で
ある。

【図２】本発明の圧縮機の一実施例を示す横断平面図で
ある。

【図３】本発明の圧縮機の一実施例を示す全体概略斜視
図である。

【図４】クランク室内部構成を示した斜視図である。

【図５】ピストンヘッド付近の断面図である。

【図６】シリンダヘッド付近の分解斜視図である。

【符号の説明】

１３ タンク １３ａ、１３ｂ タンク片 １７ シリンダ ５５ 排気口 ５７ 排気リ−ド弁６１ 気溜り室

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ（１７）がタンク（１３）の一
   片（１３ｂ）と一体に構成され前記タンク（１３）に覆
   われるとともに、前記シリンダ（１７）の排気口（５
   ５）と前記タンク（１３）との間に、該タンク（１３）
   に対して気密性を有するとともに前記シリンダ（１７）
   の内部と排気リ−ド弁（５７）を介して連通する気溜り
   室（６１）を設けたことを特徴とする往復動圧縮機。