JP3561056B2

JP3561056B2 - エアコンプレッサ装置

Info

Publication number: JP3561056B2
Application number: JP26631995A
Authority: JP
Inventors: 寛小林
Original assignee: トキコ株式会社
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2015-09-20
Also published as: JPH0988829A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両のエアサスペンション等の空圧機器に圧縮空気を給排するのに用いて好適なエアコンプレッサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両のエアサスペンション等の空圧機器に圧縮エアを給排するにはエアコンプレッサ装置が用いられ、このエアコンプレッサ装置としては、圧縮したエアを吐出口から吐出する往復動式または回転式のコンプレッサと、該コンプレッサから吐出された圧縮エアを乾燥させた後エアサスペンションに供給するエアドライヤとからなるものが知られている。
【０００３】
そして、これらのコンプレッサのうち、例えば往復動式のコンプレッサは、クランク軸を収容したクランクケースと、該クランクケースに搭載されたシリンダと、該シリンダ内に往復動可能に挿嵌され、連接棒を介して前記クランク軸に連結されたピストンと、前記シリンダに搭載され、内部が吸込口を介してエアを吸込む吸込室と圧縮エアを吐出する吐出室に画成されたアルミダイキャスト等の金属材料よりなるシリンダヘッドと、前記クランクケースに取付けられ、前記クランク軸を回転駆動する電動モータとから構成されている。
【０００４】
また、エアドライヤは、樹脂材料から密閉容器として形成され、シリンダヘッドの吐出口に接続されるコンプレッサ接続口とエアサスペンションに接続されるサスペンション接続口を有するドライヤケースと、該ドライヤケース内に充填された乾燥剤等とから構成され、該エアドライヤはドライヤケースに一体的に形成されたコンプレッサ接続口をシリンダヘッドの吐出口に嵌合することによってシリンダヘッド接続されている。
【０００５】
従来技術によるエアコンプレッサ装置は上述の如き構成を有するもので、エアサスペンションに圧縮エアを供給するには、電動モータによってクランク軸を回転し、シリンダ内でピストンを往復動させることにより、吸込口、吸込室を介してシリンダ内に吸込んだエアを圧縮し、吐出室、吐出口からエアドライヤに向けて吐出する。そして、吐出口から吐出された圧縮エアは、コンプレッサ接続口のエア通路を介してドライヤケース内を流通し、乾燥剤によって水分を吸着した後にサスペンション接続口からエア配管等を介してエアサスペンションに供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術によるエアコンプレッサ装置では、エアを圧縮することにより発生する圧縮熱のために圧縮エアは高温となっているが、ドライヤケースには加工が容易で軽量な樹脂材料が用いられている。このため、コンプレッサで圧縮されて高温となった圧縮エアがドライヤケースのコンプレッサ接続口のエア通路を通過するとき、樹脂材料からなるコンプレッサ接続口が高温の圧縮エアによって加熱されて軟化し、圧縮エアの圧力によって変形する虞れがあり、エアコンプレッサ装置の寿命が低下するという問題がある。
【０００７】
また、エアコンプレッサ装置の組立時には、作業者が手作業によりエアドライヤをコンプレッサに取付けるようにしているから、取付時にコンプレッサ接続口に外力（応力）が作用することがあり該コンプレッサ接続口が破損する虞れがある。
【０００８】
さらに、エアコンプレッサ装置の組立時やメンテナンス時には、当該エアコンプレッサ装置を車両に取付ける前や車両から取外した後に、一時的にエアドライヤがコンプレッサ接続口だけでコンプレッサに支持された状態となるから、この場合にもコンプレッサ接続口に応力が集中してしまうという問題がある。
【０００９】
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、コンプレッサ接続口の変形や破損を確実に防止して寿命を向上できるようにしたエアコンプレッサ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用するエアコンプレッサ装置は、エアを圧縮するコンプレッサと、該コンプレッサに設けられ、圧縮エアを吐出する金属製の吐出口と、内部に乾燥剤が充填され、該乾燥剤によって前記吐出口からの圧縮エアの水分を吸着するエアドライヤと、該エアドライヤを構成する樹脂製のケースに一体的に形成され、前記圧縮エアが流通するエア通路を有するコンプレッサ接続口とからなり、該コンプレッサ接続口を前記吐出口に嵌合することにより接続してなるエアコンプレッサ装置において、前記コンプレッサ接続口のエア通路には、コンプレッサ接続口を補強するための金属製の皮膜部材を、該エア通路の内周壁を覆うように設けたことにある。
【００１１】
この構成により、コンプレッサの吐出口から吐出された高温の圧縮エアによってエアドライヤのコンプレッサ接続口が加熱されて軟化しても、該コンプレッサ接続口のエア通路には金属製の皮膜部材が設けられているので、コンプレッサ接続口のエア通路に直接圧縮エアの圧力が加わることはなく、コンプレッサ接続口の変形を防止できる。また、コンプレッサ接続口に外力（応力）が作用しても、皮膜部材によってコンプレッサ接続口の強度が高められているので、組立時等に該コンプレッサ接続口が破損するのを防止できる。
【００１２】
請求項２の発明は、前記皮膜部材は、前記エア通路に圧入して設けられ、該皮膜部材のコンプレッサ側端面には、前記吐出口の内周壁に当接する突起部を一体的に形成したことにある。
【００１３】
この構成により、前記皮膜部材は、前記コンプレッサ接続口のエア通路に圧入されているので確実に固定することができ、コンプレッサ接続口のエア通路が圧縮エアによって加熱されて軟化し、若干熱変形したとしても、コンプレッサ接続口のエア通路における皮膜部材のガタつきを防止できる。また、皮膜部材のコンプレッサ側端面の突起部は、前記吐出口の内周壁に当接することにより、コンプレッサ運転後に圧縮エアによって加熱されたエア通路内の熱を該吐出口に逃がすことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１ないし図３に本発明の実施形態によるエアコンプレッサ装置として往復動式のエアコンプレッサ装置をエアサスペンションに圧縮エアを給排するのに用いた場合を例に挙げて説明する。
【００１５】
図中、１はエアコンプレッサ装置の本体をなすコンプレッサを示し、該コンプレッサ１は、後述するクランクケース２、シリンダ４、ピストン５、シリンダヘッド７、電動モータ１５から大略構成されている。
【００１６】
２は内部にクランク機構３を収容したクランクケース、４はクランクケース２の上部に搭載されたシリンダ、５は該シリンダ４内に摺動可能に設けられたピストンをそれぞれ示し、該ピストン５はクランクケース２のクランク機構３に連接棒６を介して連結されている。そして、ピストン５は、電動モータ１５によって前記クランク機構３が回転されることにより、シリンダ４内を上下方向に往復動するようになっている。
【００１７】
７はシリンダ４に搭載されたアルミダイキャスト等の金属よりなるシリンダヘッドを示し、該シリンダヘッド７内には吸込室８と吐出室９とが画成され、該吸込室８は吸込口１０を介して外部に開口し、吐出室９は吐出口１１を介して後述するエアドライヤ１６に接続されている。
【００１８】
また、１２はシリンダヘッド７に一体成形され、吐出口１１を形成する大径筒状の取付部を示し、該取付部１２の内周側は、図２に示すように、エアドライヤ１６のコンプレッサ接続口１８が嵌合される嵌合穴１２Ａとなっている。また、取付部１２の外周側にはコンプレッサ接続口１８の係合突起１８Ｃに係脱可能に係合する係合溝１２Ｂ，１２ＢがＬ字状に屈曲して形成されている。
【００１９】
１３はシリンダヘッド７の吸込室８内に設けられた吸込弁、１４は吐出室９内に設けられた吐出弁をそれぞれ示し、吸込弁１３は吸入行程で開弁し、吐出弁１４は圧縮行程で開弁するようになっている。
【００２０】
１５はクランクケース２に取付けられた電動モータで、該電動モータ１５は、その回転軸１５Ａがクランクケース２内に伸長してクランク機構３に固着されている。そして、電動モータ１５は、リード線を介してコントロールユニット（いずれも図示せず）に接続され、該コントロールユニットからの制御信号によって回転駆動されるようになっている。
【００２１】
一方、１６はシリンダヘッド７に取付けられた本実施形態によるエアドライヤ、１７は該エアドライヤ１６の外殻をなすドライヤケースをそれぞれ示し、該ドライヤケース１７は樹脂材料から密閉容器として形成されている。また、ドライヤケース１７の軸方向一端側にはシリンダヘッド７の取付部１２に取付けられるコンプレッサ接続口１８が一体成形され、他端側にはサスペンション接続口（図示せず）にエア配管１９が接続されている。さらに、ドライヤケース１７の外周側には取付ブラケット２０が形成され、エアドライヤ１６は該取付ブラケット２０を介して車両（図示せず）に固定される。
【００２２】
ここで、前記コンプレッサ接続口１８は、図２に示す如く、取付部１２の嵌合穴１２Ａに嵌合する小径の筒状に形成され、その内周側は吐出口１１とドライヤケース１７内を連通する連通路（エア通路）１８Ａとなっている。また、コンプレッサ接続口１８の先端側には後述するＯリング２１が装着される環状段部１８Ｂが形成され、外周側には取付部１２の各係合溝１２Ｂに係脱可能に係合する係合突起１８Ｃ，１８Ｃが突設されている。
【００２３】
そして、エアドライヤ１６は、各係合突起１８Ｃを略Ｌ字状に屈曲して形成した各係合溝１２Ｂに位置合せした状態で、コンプレッサ接続口１８を取付部１２の嵌合穴１２Ａ内に嵌合し、該コンプレッサ接続口１８を取付部１２に対して回転させることにより、各係合突起１８Ｃと各係合溝１２Ｂとを係合させてコンプレッサ１に取付けられる。
【００２４】
２１はコンプレッサ接続口１８の環状段部１８Ｂに装着されたＯリングで、該Ｏリング２１は、取付部１２とコンプレッサ接続口１８との間を気密にシールするものである。
【００２５】
２２はドライヤケース１７内に充填されたシリカゲル等の乾燥剤で、該乾燥剤２２は、ドライヤケース１７内を流通する圧縮エア中の水分を吸着して乾燥させるものである。
【００２６】
２３はコンプレッサ接続口１８の連通路１８Ａの内周壁を覆うように設けられた本実施形態によるスリーブ（皮膜部材）を示し、該スリーブ２３は剛性を有する金属材料からなり、筒部２３Ａと、該筒部２３Ａのコンプレッサ１側（図中左端）から径方向外向きに突出した環状の突起部２３Ｂとから形成されている。そして、スリーブ２３は、突起部２３Ｂがコンプレッサ接続口１８の先端面に当接するまで筒部２３Ａを連通路１８Ａ内に圧入嵌合し、コンプレッサ接続口１８に一体的に固着されることで該コンプレッサ接続口１８を補強するようになっており、コンプレッサ接続口１８が高温の圧縮エアにより加熱されて軟化しても、圧縮エアの圧力によって変形したり、外力によって破損するのを防止している。
【００２７】
また、前記突起部２３Ｂは、前記取付部１２の嵌合穴１２Ａの内周壁と当接しており、コンプレッサ１の運転後に圧縮エアによって加熱された連通路１８Ａ内の熱を、筒部２３Ａおよび突起部２３Ｂを介して取付部１２に伝導させて、該取付部１２の外周から大気に放熱させる役割を果たすようになっている。
【００２８】
さらに、突起部２３Ｂは、環状段部１８Ｂに装着されたＯリング２１の脱落防止用のストッパをなしている。
【００２９】
本実施形態によるエアコンプレッサ装置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。
【００３０】
まず、エアサスペンションに圧縮エアを供給する場合には、コントロールユニットから電動モータ１５に制御信号を出力し、該電動モータ１５でクランク機構３を回転させてピストン５をシリンダ４内で往復動させることにより、吸込口１０を介して吸込室８に流入した空気を吸込弁１３を開弁させてシリンダ４内に吸込んで圧縮し、この圧縮エアを吐出室９から吐出口１１を介してエアドライヤ１６に向けて吐出させる。
【００３１】
そして、コンプレッサ１からの圧縮エアは、コンプレッサ接続口１８の連通路１８Ａを介してドライヤケース１７内に流入し、該ドライヤケース１７内を流通しつつ乾燥剤２２によって乾燥された状態で、サスペンション接続口からエア配管１９を介してエアサスペンションに供給される。
【００３２】
ここで、エアドライヤ１６に供給される圧縮エアは圧縮熱によって高温となっているから、吐出口１１近傍に位置するコンプレッサ接続口１８の連通路１８Ａ内を高温の圧縮エアが流通するようになる。しかし、本実施形態では、コンプレッサ接続口１８に連通路１８Ａ内に金属材料からなるスリーブ２３を圧入しているから、高温の圧縮エアによって樹脂材料からなるコンプレッサ接続口１８が加熱されて軟化しても、圧縮エアの圧力によって該コンプレッサ接続口１８が熱変形するのをスリーブ２３で防止すると共に、連通路１８Ａが若干熱変形したとしても該連通路１８Ａ内におけるスリーブ２３のガタつきを防止できる。
【００３３】
また、コンプレッサ１の運転後には、圧縮エアンによって加熱された連通路１８Ａ内の熱が、筒部２３Ａおよび突起部２３Ｂを介して取付部１２に伝導し、該取付部１２の外周から大気に放熱される。ここで、金属材料の熱伝導率は樹脂材料のそれに比べて大きいので、金属材料のスリーブ２３は樹脂材料の連通路１８Ａの熱を素早く吸収することができ、しかも、取付部１２の外周は大気と接触しているので、取付部１２の外周と連通路１８Ａとの温度差は大きく、連通路１８Ａ内の熱を素早く放熱することができる。
【００３４】
次に、エアサスペンションから圧縮エアを排気する場合は、エアサスペンションからの圧縮エアをドライヤケース１７内で逆流させることにより、乾燥剤２２に吸着した水分を離脱させて該乾燥剤２２を再生するようになっている。
【００３５】
一方、エアコンプレッサ装置の組立時には、エアドライヤ１６のコンプレッサ接続口１８を取付部１２の嵌合穴１２Ａに嵌合するときに該コンプレッサ接続口１８に外力が作用したり、組立時やメンテナンス時には当該エアコンプレッサ装置を車両に取付ける前や車両から取外した後に、コンプレッサ１にエアドライヤ１６がコンプレッサ接続口１８だけで支持された状態となって該コンプレッサ接続口１８に応力が集中したりする。しかし、本実施形態では、コンプレッサ接続口１８をスリーブ２３で補強しているから、該コンプレッサ接続口１８が応力集中によって破損するのを防止できる。
【００３６】
かくして、本実施形態によれば、コンプレッサ接続口１８の連通路１８Ａ内にスリーブ２３を設けることにより、コンプレッサ１から吐出される高温の圧縮エアによってコンプレッサ接続口１８が加熱されて軟化しても、圧縮エアの圧力によって変形するのを確実に防止することができるから、エアコンプレッサ装置の寿命を向上することができる。
【００３７】
しかも、コンプレッサ接続口１８の変形を防止することにより、エアコンプレッサ装置の運転時間を延長することができるから、従来では大型車に大型のエアコンプレッサ装置を使用していたが、小型のエアコンプレッサ装置を長時間運転させることにより大型車に採用することができる。この結果、コストの低減やエアコンプレッサ装置の取付スペースを小さくできる上に、小型車から大型車まで適用範囲を拡大することができる。
【００３８】
また、コンプレッサ接続口１８をスリーブ２３で補強することにより、エアコンプレッサ装置の組立時やメンテナンス時に応力集中によってコンプレッサ接続口１８が破損するのを防止できるから、歩留りや生産性を向上できる上に、車両の走行時の振動に対する剛性を高めることができるから、当該コンプレッサ装置の寿命を延ばして信頼性を向上することができる。
【００３９】
また、スリーブ２３を筒部２３Ａと突起部２３Ｂとから形成し、該筒部２３Ａをコンプレッサ接続口１８の連通路１８Ａに圧入したので、スリーブ２３を連通路１８Ａ内に確実に固定することができ、また、連通路１８Ａが圧縮エアによって加熱されて軟化し、若干熱変形したとしても、連通路１８Ａにおけるスリーブ２３のガタつきを防止し、異音等の発生を確実に防止し得る。
【００４０】
さらに、スリーブ２３の突起部２３Ｂを取付部１２の嵌合穴１２Ａの内周壁と当接するようにしているので、コンプレッサ１の運転後には、圧縮エアによって加熱された連通路１８Ａ内の熱を、筒部２３Ａおよび突起部２３Ｂを介して取付部１２に伝導させて、該取付部１２の外周から大気に放熱させることができるので、連通路１８Ａ内に熱が滞留するようなことはなく、コンプレッサ接続口１８の温度を効果的に下げることができる。
【００４１】
さらにまた、スリーブ２３の突起部２３Ｂで環状段部１８Ｂに装着されたＯリング２１が脱落したりねじれたりするのを防止でき、取付部１２の嵌合穴１２Ａとコンプレッサ接続口１８との間のシール性を向上することができる。
【００４２】
さらに、スリーブ２３を筒部２３Ａと突起部２３Ｂとから形成し、該筒部２３Ａをコンプレッサ接続口１８の連通路１８Ａに圧入することにより、突起部２３Ｂで環状段部１８Ｂに装着されたＯリング２１の脱落を防止することができるから、取付部１２の嵌合穴１２Ａにコンプレッサ接続口１８を嵌合するときにＯリング２１が脱落したりねじれたりするのを防止でき、取付部１２の嵌合穴１２Ａとコンプレッサ接続口１８との間のシール性を向上することができる。
【００４３】
なお、前記実施形態では、スリーブ２３を筒部２３Ａと突起部２３Ｂとから形成した場合を例示したが、スリーブを筒部だけで形成してもよい。
【００４４】
また、スリーブ２３は、その筒部２３Ａの外周に軸方向に伸長するスプライン溝を形成し、またはローレット加工を施すことにより、コンプレッサ接続口１８に対してさらに確実に固定するようにしてもよい。
【００４５】
さらに、スリーブ２３の突起部２３Ｂを環状に形成した場合を例示したが、切欠きを複数箇所設けて、突起部を部分的に突出させるようにしてもよい。
【００４６】
さらにまた、前記実施形態では、エアコンプレッサ装置として往復動式のコンプレッサ１を備えたエアコンプレッサ装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、回転式等の他のコンプレッサを備えたエアコンプレッサ装置に適用してもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、ドライヤケースのコンプレッサ接続口のエア通路に皮膜部材を設けて補強することにより、コンプレッサの吐出口から吐出された高温の圧縮エアによってエアドライヤのコンプレッサ接続口が加熱されて軟化しても、皮膜部材によって該コンプレッサ接続口が圧縮エアの圧力によって変形するのを防止できるから、エアコンプレッサ装置の寿命を向上することができる。しかも、コンプレッサ接続口の変形を防止することにより、エアコンプレッサ装置の運転時間の延長が可能となるから、小型のエアコンプレッサ装置で大型のエアコンプレッサ装置の吐出能力を得ることができ、適用範囲を拡大することができる。
【００４８】
また、組立時等にコンプレッサ接続口に外力が作用しても、皮膜部材によってコンプレッサ接続口が破損するのを防止することができるから、歩留りや生産性を向上できる上に、振動等に対する剛性を高めることにより当該コンプレッサ装置の寿命を延ばして信頼性を向上することができる。
【００４９】
請求項２の発明によれば、皮膜部材をコンプレッサ接続口のエア通路に圧入し、この皮膜部材のコンプレッサ側端面には、コンプレッサの吐出口の内周壁に当接する突起部を一体的に形成したことにより、皮膜部材をエア通路に確実に固定することができ、しかも、コンプレッサ接続口のエア通路が圧縮エアによって加熱されて軟化し、若干熱変形したとしても、コンプレッサ接続口のエア通路における皮膜部材のガタつきを防止し、異音等の発生を確実に防止できる。
【００５０】
また、皮膜部材のコンプレッサ側端面の突起部は、前記吐出口の内周壁に当接することにより、コンプレッサ運転後に圧縮エアによって加熱された前記エア通路内の熱を、皮膜部材の突起部を介して前記吐出口に熱を導伝させて流すことができるので、エア通路内に熱が滞留するようなことはなく、コンプレッサ接続口の温度を効果的に下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるエアコンプレッサ装置を示す断面図である。
【図２】図１中のシリンダヘッドとエアドライヤの接続部を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図３】図１中のコンプレッサ接続口にスリーブを圧入する状態を拡大して示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１コンプレッサ
１１吐出口
１６エアドライヤ
１７ドライヤケース
１８コンプレッサ接続口
１８Ａ連通路（エア通路）
２２乾燥剤
２３スリーブ（皮膜部材）
２３Ａ筒部
２３Ｂ突起部

Claims

エアを圧縮するコンプレッサと、該コンプレッサに設けられ、圧縮エアを吐出する金属製の吐出口と、内部に乾燥剤が充填され、該乾燥剤によって前記吐出口からの圧縮エアの水分を吸着するエアドライヤと、該エアドライヤを構成する樹脂製のケースに一体的に形成され、前記圧縮エアが流通するエア通路を有するコンプレッサ接続口とからなり、該コンプレッサ接続口を前記吐出口に嵌合することにより接続してなるエアコンプレッサ装置において、前記コンプレッサ接続口のエア通路には、コンプレッサ接続口を補強するための金属製の皮膜部材を、該エア通路の内周壁を覆うように設けたことを特徴とするエアコンプレッサ装置。
前記皮膜部材は、前記エア通路に圧入して設けられ、該皮膜部材のコンプレッサ側端面には、前記吐出口の内周壁に当接する突起部を一体的に形成してなる請求項１に記載のエアコンプレッサ装置。