JP7133373B2 - two stage compressor - Google Patents

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Description

本発明は、二段式の空気圧縮機(エアーコンプレッサ)に関するものであり、特に、一段側シリンダ内の空気を圧縮する揺動型の第1のピストンに圧縮室内の気密性を保つためのリップリングが設けられ、且つ、二段側シリンダ内の空気を圧縮する揺動型の第2のピストンにも圧縮室内の気密性を保つためのリップリングが設けられた二段式の空気圧縮機の構造に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-stage air compressor. A two-stage air compressor in which a ring is provided, and a lip ring is provided for maintaining the airtightness of the compression chamber in the swinging type second piston that compresses the air in the second-stage cylinder. It is about structure.

圧縮空気を生成する装置として圧縮機が一般的に知られている。特許文献1(特開2014-029140)では、本願の出願人による先願発明として、「ロッキングピストン」と称される揺動型ピストンを一段側と二段側に備えた可搬型二段圧縮機が提案されている。この先願発明である二段圧縮機を図3に示す。 A compressor is generally known as a device for generating compressed air. In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2014-029140), as a prior invention by the applicant of the present application, a portable two-stage compressor provided with rocking pistons called "locking pistons" on the first stage side and the second stage side. is proposed. FIG. 3 shows the two-stage compressor, which is the invention of the prior application.

(二段圧縮機の構成)
二段式の空気圧縮機は、クランクケース1と、クランクケースに設けられた一段側シリンダ2(低圧用のシリンダ)と、この一段側シリンダに対し揺動しつつ往復動する揺動型ピストン3と、クランクケース1に設けられた二段側シリンダ4(高圧用のシリンダ)と、この二段側シリンダに対し揺動しつつ往復動する揺動型ピストン5と、ピストン駆動用のモータ7と、そのロータと一体回転するモータシャフト8を有している。またこの二段圧縮機は、生成した圧縮空気を貯留するための一対の双胴の空気タンク12の上に常設されている。
(Configuration of two-stage compressor)
A two-stage air compressor comprises a crankcase 1, a first-stage cylinder 2 (low-pressure cylinder) provided in the crankcase, and an oscillating piston 3 that oscillates and reciprocates with respect to the first-stage cylinder. , a second-stage cylinder 4 (high-pressure cylinder) provided in the crankcase 1, an oscillating piston 5 that reciprocates while oscillating with respect to the second-stage cylinder, and a motor 7 for driving the piston. , has a motor shaft 8 that rotates integrally with its rotor. The two-stage compressor is also permanently mounted on a pair of twin-barreled air tanks 12 for storing the compressed air produced.

シリンダ2,4は円筒状に形成され、該シリンダの先端側にはそれぞれ、従来と同様にシリンダヘッド21,41が搭載されている。シリンダヘッド21,41内にはそれぞれ、空気を吸い込む吸込室と、圧縮空気を吐出する吐出室とが画成されている。また、シリンダ2,4内にはそれぞれ、揺動型ピストン3,5のピストン本体が収容され、各シリンダ内に圧縮室を画成している。 Cylinders 2 and 4 are formed in a cylindrical shape, and cylinder heads 21 and 41 are mounted on the tip sides of the cylinders, respectively, in the same manner as in the prior art. A suction chamber for sucking air and a discharge chamber for discharging compressed air are defined in the cylinder heads 21 and 41, respectively. Piston bodies of oscillating type pistons 3 and 5 are accommodated in the cylinders 2 and 4, respectively, and compression chambers are defined in the respective cylinders.

モータ7が駆動すると、モータシャフト8に連結されたピストン3,5が往復動する。この往復運動の間、ピストン3,5の全体がそれぞれシリンダ2,4に対して揺動を繰り返し、そのときシリンダ2,4の内周面には、ピストン3,5に装着した可撓性リップリング(後述)が常時摺接する。 When the motor 7 is driven, the pistons 3 and 5 connected to the motor shaft 8 reciprocate. During this reciprocating motion, the entirety of the pistons 3 and 5 repeatedly oscillates relative to the cylinders 2 and 4, respectively. A ring (described later) is always in sliding contact.

ピストン3,5はそれぞれ、吸込室から圧縮室内に空気を吸い込む吸込行程と、圧縮室内の空気を圧縮して吐出室に吐出する圧縮行程とを繰り返し、圧縮空気を生成する。吸込行程のときだけ吸気バルブが開いて、圧縮室に吸気が吸い込まれる。 Each of the pistons 3 and 5 repeats a suction stroke in which air is sucked into the compression chamber from the suction chamber and a compression stroke in which the air in the compression chamber is compressed and discharged to the discharge chamber to generate compressed air. The intake valve opens only during the intake stroke, drawing intake air into the compression chamber.

一段側シリンダ2で圧縮された空気は、シリンダヘッド21の吐出室を介して二段側へ送出され、二段側シリンダ4において更に圧縮される。二段側シリンダ4で生成された高圧の圧縮空気は、シリンダヘッド41の吐出室を介して吐出され、外部の空気タンク12に貯留される。空気タンク12に貯留された圧縮空気は、釘打ち機などの用途に供される。 The air compressed in the first-stage cylinder 2 is delivered to the second-stage side through the discharge chamber of the cylinder head 21 and further compressed in the second-stage cylinder 4 . The high-pressure compressed air generated by the second-stage cylinder 4 is discharged through the discharge chamber of the cylinder head 41 and stored in the external air tank 12 . Compressed air stored in the air tank 12 is used for applications such as a nail driver.

(揺動型ピストンの構成)
次に図4に基づいて、二段側シリンダ4(高圧用のシリンダ)に設けられるピストン5の構成について詳細に説明する。なお一段側のピストンについては、二段側のピストンとサイズ上の違いがある点を除いてほぼ同様の構成であるため、その説明を省略する。
(Structure of oscillating piston)
Next, based on FIG. 4, the configuration of the piston 5 provided in the second-stage cylinder 4 (cylinder for high pressure) will be described in detail. The piston on the first stage side has almost the same configuration as the piston on the second stage side except for the difference in size, so the description thereof will be omitted.

ピストン5は、一般的に「ロッキングピストン」と称される揺動型ピストンである。このピストン5は、図4に示すように、シリンダ4内に収容されるピストン本体51と、該ピストン本体と一体のピストンロッド52で構成されている。ピストン本体51には、該ピストン本体とシリンダ4との間をシールするリップリング53(シール部材)が装着され、略円盤状の固定部材54によって固定されている。 Piston 5 is an oscillating piston commonly referred to as a "locking piston". As shown in FIG. 4, the piston 5 is composed of a piston body 51 housed in the cylinder 4 and a piston rod 52 integral with the piston body. A lip ring 53 (sealing member) for sealing between the piston body 51 and the cylinder 4 is attached to the piston body 51 and fixed by a substantially disk-shaped fixing member 54 .

ピストン本体51の上面側(圧縮室を向いた側)には、固定部材54と凹凸嵌合する円形の凹部が形成されている。ピストン本体51の裏面側には、該ピストン本体と一体のピストンロッド52が延設されている。ピストンロッド52の基端側には環状部55が設けられ、軸受56とクランク軸57を介してモータシャフト8に連結されている。このピストンロッド52とピストン本体51は一体的に形成されているため、ピストン本体51がシリンダ4内に収容された状態で、ピストン5の全体が一体となってシリンダ4に対して揺動しつつ往復動する。 A circular recess is formed on the upper surface side (the side facing the compression chamber) of the piston body 51 so as to engage with the fixing member 54 in a concave-convex manner. A piston rod 52 integral with the piston body 51 extends from the back side of the piston body 51 . An annular portion 55 is provided on the base end side of the piston rod 52 and is connected to the motor shaft 8 via a bearing 56 and a crankshaft 57 . Since the piston rod 52 and the piston body 51 are integrally formed, the piston body 51 is accommodated in the cylinder 4, and the piston 5 as a whole swings with respect to the cylinder 4. reciprocate.

ピストン本体51と固定部材54は、両者の間にリップリング53が介在するように組み合わされている。リップリング53は、ピストン本体51と固定部材54との間で挟持されており、この状態で、固定部材54はピストン本体51に対してネジ固定されている。 The piston main body 51 and the fixed member 54 are combined so that the lip ring 53 is interposed therebetween. The lip ring 53 is sandwiched between the piston body 51 and the fixed member 54 , and in this state, the fixed member 54 is screwed to the piston body 51 .

(リップリングの機能)
シール材として機能するリップリング53は、可撓性の樹脂材料から形成されている。リップリング53は、ピストン本体51がシリンダ内で往復動しつつ左右に揺動変位している間、その外縁部が弾性変形しながらシリンダ内周面に対し全周にわたって隙間なく常時摺接する。これにより、ピストンとシリンダとの間が気密にシールされ、ピストン上方の圧縮室内の圧縮空気がピストン本体外周とシリンダの間の隙間から漏出するのが阻止される。
(Function of rippling)
The lip ring 53 functioning as a sealing material is made of a flexible resin material. While the piston body 51 reciprocates and swings left and right within the cylinder, the outer edge of the lip ring 53 is elastically deformed and is always in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder over the entire circumference without gaps. As a result, the space between the piston and the cylinder is airtightly sealed, and the compressed air in the compression chamber above the piston is prevented from leaking through the gap between the outer periphery of the piston body and the cylinder.

特開2014-029140号公報JP 2014-029140 A

上述した二段圧縮機では、ピストンが停止するとシリンダ内の圧縮室に圧縮エアが残留し、特に、二段側シリンダの圧縮室には高圧の圧縮エアが残留する。このようにピストン停止後に二段側シリンダに残留したエア圧は、高圧であるが故にシリンダ内でピストンが往復動を再開するときの障害となり、圧縮機の再起動を妨げる、といった問題がある。 In the above-described two-stage compressor, when the piston stops, compressed air remains in the compression chamber inside the cylinder, and in particular, high-pressure compressed air remains in the compression chamber of the second-stage cylinder. Since the air pressure remaining in the second-stage cylinder after the piston stops is high, it interferes with the reciprocating motion of the piston in the cylinder and prevents the compressor from restarting.

上述した問題点に鑑み、本発明の目的は、高圧エアを生成する二段式の空気圧縮機であって、迅速かつ確実な再起動を可能にする構造を具備する二段圧縮機を提供することにある。
また本発明の他の目的は、二段側シリンダの圧縮室に残留する高圧エアに起因する問題を解決することを可能にする構造を備えた二段圧縮機を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a two-stage air compressor for generating high pressure air, the two-stage compressor having a structure that enables quick and reliable restart. That's what it is.
Another object of the present invention is to provide a two-stage compressor having a structure capable of solving problems caused by high-pressure air remaining in the compression chamber of the second-stage cylinder.

上記目的は、たとえば、
一段側シリンダ内の空気を圧縮する揺動型の第1のピストンには当該圧縮室内の気密性を保つ為のリップリングが付設され、且つ二段側シリンダ内の空気を圧縮する揺動型の第2のピストンにも当該リップリングが付設された二段圧縮機が一対のエアタンクの上に常設され、二段側の吸気弁が当該シリンダの上部端面に設けた切欠き部をストッパーとする当該シリンダの圧縮室内に、(第1のピストンが停止したときに)大気開放する為のエア圧抜き穴を具備した二段圧縮機構造によって達成される。
For example, the purpose of
An oscillating first piston for compressing the air in the first-stage cylinder is provided with a lip ring for keeping the compression chamber airtight, and the oscillating-type first piston compresses the air in the second-stage cylinder. A two-stage compressor in which the lip ring is also attached to the second piston is permanently installed on a pair of air tanks, and the second-stage intake valve has a notch provided in the upper end surface of the cylinder as a stopper. This is achieved by a two-stage compressor structure having an air pressure relief hole in the compression chamber of the cylinder for venting to the atmosphere (when the first piston stops).

上記二段圧縮機構造では、二段側の吸気弁が当該シリンダの上部端面に設けた切欠き部のストッパーと面接触し得る範囲内にエア圧抜き穴を具備してもよい。 In the two-stage compressor structure, the air pressure release hole may be provided within a range where the second-stage intake valve can come into surface contact with the stopper of the notch provided in the upper end surface of the cylinder.

また上記二段圧縮機構造では、当該エア圧抜き穴通路の最小直径が当該シリンダ直径の百分の一以下であるように設計してもよい。 Further, the two-stage compressor structure may be designed such that the minimum diameter of the air pressure relief hole passage is 1/100 or less of the cylinder diameter.

また上記二段圧縮機構造では、当該エア圧抜き穴通路の最小直径をd、当該シリンダ直径をDとしたとき、d/D≦1/100 を満たすように設計してもよい。 Further, the two-stage compressor structure may be designed so as to satisfy d/D≦1/100, where d is the minimum diameter of the air pressure relief hole passage and D is the diameter of the cylinder.

本発明の二段圧縮機では、二段側シリンダの圧縮室内に、大気開放するためのエア圧抜き穴を設けているので、圧縮機の停止後であってその再起動前に、二段側シリンダの圧縮室を速やかに大気開放することができる。したがって、ピストンが往復動を再開するときの障害(ピストン停止後にシリンダ内に残留するエアー圧による妨げ)を無くすことが可能となり、圧縮機を速やかに再起動させることができる。 In the two-stage compressor of the present invention, the compression chamber of the second-stage cylinder is provided with an air pressure relief hole for opening to the atmosphere. The compression chamber of the cylinder can be rapidly released to the atmosphere. Therefore, it is possible to eliminate obstacles when the piston resumes reciprocating motion (obstruction due to air pressure remaining in the cylinder after the piston stops), and the compressor can be quickly restarted.

また本発明の二段圧縮機では、二段側シリンダ内を大気開放するためのエア抜き穴が、ピストンのリップリングに対し直接触れない位置に(すなわちこの位置でシリンダに)設けられているので、リップリングの摩耗粉がエア抜き穴に詰まりにくい。 Also, in the two-stage compressor of the present invention, the air vent hole for releasing the inside of the second-stage cylinder to the atmosphere is provided at a position that does not directly touch the lip ring of the piston (that is, at this position in the cylinder). , Wear powder from the lip ring is less likely to clog the air vent hole.

また本発明では、エア圧抜き穴は、所定の範囲内(吸気バルブがシリンダの上部端面に設けた切欠き部のストッパーと面接触し得る範囲内)に形成されている。このような構造を採用することにより、ピストンが往復動している間、これに連動して弾性変形する吸気バルブが常にエア圧抜き穴を叩く(繰返し叩く)ことになるので、エア圧抜き穴に対する「清掃効果」が期待できる。つまり、気密性を保つ為のリップリングから発生する摩耗粉を二段側の吸気バルブが接触し叩き落とす清掃効果に依り、(摩耗粉が)エア圧抜き穴付近に滞留し穴詰りを起こすことを防止できる。 Further, in the present invention, the air pressure release hole is formed within a predetermined range (within a range where the intake valve can come into surface contact with a stopper in the notch provided in the upper end surface of the cylinder). By adopting such a structure, while the piston is reciprocating, the intake valve, which is elastically deformed in tandem with the reciprocating movement, constantly hits (repeats) the air pressure release hole. You can expect a "cleaning effect" for In other words, due to the cleaning effect of knocking off the abrasion powder generated from the lip ring that maintains airtightness, the intake valve on the second stage comes into contact with the air pressure release hole and accumulates (wear powder) in the vicinity of the air pressure release hole, causing hole clogging. can be prevented.

なお、本発明を採用しない場合には、穴詰まりの危惧からエア圧抜き穴通路の最小直径がシリンダ直径の百分の一以上(0.0122=0.5/41mm)が限界である。例えば、0.3mmエア圧抜き穴にするにはシリンダ径を30mm以下にしなければならない。しかしながら、本発明による上述した「清掃効果」によって百分の一以下(0.007=0.3/41)が可能になった。つまり本発明は、エア圧抜き穴に因る圧縮時の充填性能低下を最小限に抑える効果を齎す技術である。 If the present invention is not adopted, the minimum diameter of the air pressure relief hole passage is limited to 1/100 or more of the cylinder diameter (0.0122=0.5/41 mm) due to fear of hole clogging. For example, to make a 0.3mm air pressure release hole, the cylinder diameter must be 30mm or less. However, less than one-hundredth (0.007=0.3/41) was made possible by the above-mentioned "cleaning effect" according to the present invention. In other words, the present invention is a technique for minimizing the reduction in filling performance during compression due to the air pressure relief hole.

本発明に係る二段式の空気圧縮機(二段圧縮機)の第1実施形態を示す図である。1 is a diagram showing a first embodiment of a two-stage air compressor (two-stage compressor) according to the present invention; FIG. 本発明に係る二段式の空気圧縮機(二段圧縮機)の第2実施形態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of a two-stage air compressor (two-stage compressor) according to the present invention; 二段式の空気圧縮機(二段圧縮機)の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a two-stage air compressor (two-stage compressor). 二段式の空気圧縮機(二段圧縮機)が具備する二段側空気圧縮部の概略構成を示す拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view showing a schematic configuration of a second-stage air compression section provided in a two-stage air compressor (two-stage compressor);

本発明は、二段式の空気圧縮機(二段圧縮機)において、二段側シリンダの圧縮室内のエア圧を大気開放するための構造に関するものである。
本発明の二段圧縮機は、図3に示す従来技術と基本構造において共通するので、共通する点については従来技術の説明を援用するとともに、添付図面において同一の符号を表示する。したがって、リップリングを具備する揺動型ピストンなどの構成や、圧縮運転時の動作などについても、従来技術の説明を援用する。
以下、従来技術と相違する点を中止に、本発明の具体的実施形態について説明する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure for releasing air pressure in a compression chamber of a second-stage cylinder to the atmosphere in a two-stage air compressor (two-stage compressor).
Since the two-stage compressor of the present invention has the same basic structure as the prior art shown in FIG. 3, the description of the prior art is cited for common points, and the same reference numerals are used in the accompanying drawings. Therefore, the description of the prior art is also used for the configuration of the oscillating type piston having the lip ring and the operation during the compression operation.
Specific embodiments of the present invention will be described below, omitting differences from the prior art.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を主として図1に基づいて説明する。
従来技術と共通する構成については図3及び図4を参照する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described mainly based on FIG.
Refer to FIGS. 3 and 4 for configurations common to the prior art.

第1実施形態の二段圧縮機は、図3や図4に示す従来技術と同様に、
一段側シリンダ2内の空気を圧縮する揺動型のピストン3に圧縮室内の気密性を保つためのリップリングが設けられ、且つ、二段側シリンダ4内の空気を圧縮する揺動型のピストン5にも圧縮室内の気密性を保つためのリップリングが設けられている。
The two-stage compressor of the first embodiment is similar to the conventional technology shown in FIGS. 3 and 4,
An oscillating piston 3 for compressing the air in the first-stage cylinder 2 is provided with a lip ring for keeping the compression chamber airtight, and the oscillating piston compresses the air in the second-stage cylinder 4. 5 is also provided with a lip ring for keeping the compression chamber airtight.

また、第1実施形態の二段圧縮機は、二段側シリンダ4内を大気開放するためのエア圧抜き穴43を有している。このエア圧抜き穴43は、二段側シリンダ4の圧縮室内に形成されている。つまり、圧縮室内に通ずるようにエア圧抜き穴43が二段側シリンダ4に形成されている。また、エア圧抜き穴43は、エア圧抜け流路45を介して大気に通じており、圧縮機の停止後であって再起動前にシリンダ4の圧縮室のエア圧を抜いてシリンダ内を大気開放する役割を担う。 Further, the two-stage compressor of the first embodiment has an air pressure relief hole 43 for releasing the inside of the second-stage cylinder 4 to the atmosphere. This air pressure release hole 43 is formed in the compression chamber of the second stage cylinder 4 . That is, an air pressure release hole 43 is formed in the second stage cylinder 4 so as to communicate with the compression chamber. Also, the air pressure release hole 43 communicates with the atmosphere through an air pressure release passage 45, and releases the air pressure in the compression chamber of the cylinder 4 after stopping the compressor and before restarting the cylinder. Plays the role of opening to the atmosphere.

このように、本実施形態の二段圧縮機では、二段側シリンダ4の圧縮室内に、大気開放するためのエア圧抜き穴43を設けているので、二段側シリンダ4の圧縮室に残留し得る圧縮エアを、このシリンダ内から速やかに排出し大気開放することができる。したがって、ピストン5が往復動を再開するときの障害(エアー圧による妨げ)が無くなり、圧縮機を速やかに再起動させることができる。 As described above, in the two-stage compressor of the present embodiment, the compression chamber of the second-stage cylinder 4 is provided with the air pressure release hole 43 for opening to the atmosphere, so that the air remaining in the compression chamber of the second-stage cylinder 4 is Compressed air that can be generated can be quickly discharged from the inside of the cylinder and released to the atmosphere. Therefore, there is no obstacle (obstruction due to air pressure) when the piston 5 resumes reciprocating motion, and the compressor can be quickly restarted.

また、本実施形態で採用しているエア圧抜き穴43は、図1に示すように、ピストンの上死点より下方であってリップリング53が触れる位置(シリンダ4の内周面)に、エア抜き穴43が形成されている。このような特徴を採用することで、エア抜き穴43より上部での圧縮効率が良いという効果が期待できる。 Further, as shown in FIG. 1, the air pressure release hole 43 employed in this embodiment is located below the top dead center of the piston and at a position where the lip ring 53 touches (inner peripheral surface of the cylinder 4). An air vent hole 43 is formed. By adopting such a feature, an effect of good compression efficiency above the air vent hole 43 can be expected.

ただし、シリンダ4の内壁に対し、往復するピストン5のリップリング53が直接触れるようになっているため、往復動に伴って発生するリップリング53の摩耗粉がエア抜き穴43に詰まり易く、穴詰まりによってエア抜き穴43が機能しなくなる可能性がある。 However, since the lip ring 53 of the reciprocating piston 5 is in direct contact with the inner wall of the cylinder 4, wear powder of the lip ring 53 generated along with the reciprocating motion tends to clog the air vent hole 43, and the hole There is a possibility that the air vent hole 43 will not function due to clogging.

また、往復動するピストン5のリップリング53が、エア抜き穴43よりも上の位置(エア抜き穴43よりも更に上死点に近い位置)で停止すると、エア抜き穴43が圧縮室の外(すなわち圧縮室の下)に位置することになる。このようにエア抜き穴43が圧縮室から外れた位置でピストン5が停止すると、エア抜き穴43は実質的に機能することができず、圧縮室に残留しているエア圧によって圧縮機が再起動しにくくなる可能性もある。 Further, when the lip ring 53 of the reciprocating piston 5 stops at a position above the air vent hole 43 (a position closer to the top dead center than the air vent hole 43), the air vent hole 43 moves outside the compression chamber. (i.e. below the compression chamber). When the piston 5 stops at the position where the air vent hole 43 is out of the compression chamber, the air vent hole 43 cannot function substantially, and the air pressure remaining in the compression chamber restarts the compressor. It may be difficult to start.

そこで、上述したエア抜き穴の穴詰まりや、圧縮機の再起動の妨げなどが懸念される場合には、次に述べる第2実施形態を採用することも可能である。 Therefore, when there is a concern about clogging of the air vent holes described above, obstruction of restarting of the compressor, etc., it is also possible to adopt the second embodiment described below.

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を主として図2に基づいて説明する。
従来技術と共通する構成については図3及び図4を参照する。
(Second embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described mainly based on FIG.
Refer to FIGS. 3 and 4 for configurations common to the prior art.

第2実施形態の二段圧縮機も、図3や図4に示す従来技術と同様に、
一段側シリンダ2内の空気を圧縮する揺動型のピストン3に圧縮室内の気密性を保つためのリップリングが設けられ、且つ、二段側シリンダ4内の空気を圧縮する揺動型のピストン5にも圧縮室内の気密性を保つためのリップリングが設けられている。
The two-stage compressor of the second embodiment is also similar to the conventional technology shown in FIGS. 3 and 4,
An oscillating piston 3 for compressing the air in the first-stage cylinder 2 is provided with a lip ring for keeping the compression chamber airtight, and the oscillating piston compresses the air in the second-stage cylinder 4. 5 is also provided with a lip ring for keeping the compression chamber airtight.

また、第2実施形態の二段圧縮機は、
・二段側シリンダ4内に通ずる吸気口を開閉するための吸気バルブ47と、
・吸気バルブ47のストッパーとして機能する切欠き部49と、
・大気開放するためのエア圧抜き穴44と、
を有している。
Further, the two-stage compressor of the second embodiment is
an intake valve 47 for opening and closing an intake port communicating with the second-stage cylinder 4;
a notch 49 functioning as a stopper for the intake valve 47;
- An air pressure release hole 44 for opening to the atmosphere,
have.

吸気バルブ47は、弾性変形可能な板状部材で構成されている。この吸気バルブ47は、二段側ピストン5が往復動を繰り返すたびに、(ピストンの動きに連動して弾性変形と原形への復帰を繰返し)二段側シリンダ4内に通ずる吸気口を開閉する。吸気バルブ47が弾性変形していない状態(すなわち原形状態)では吸気口を塞いでいる。そして、吸気バルブ47がピストン5(ピストンの吸込行程)に追従するように弾性変形することで、吸気口が開いて、一段側で圧縮された空気が二段側シリンダ4内に吸い込まれる。
なお、この吸気バルブは、前述した第1実施形態の二段圧縮機も具備するものであるが、第1実施形態ではその説明を省略している。
The intake valve 47 is composed of an elastically deformable plate-shaped member. This intake valve 47 opens and closes an intake port communicating with the second-stage cylinder 4 each time the second-stage piston 5 repeats reciprocating motion (repeatedly elastically deformed and returned to its original shape in conjunction with the movement of the piston). . When the intake valve 47 is not elastically deformed (that is, in its original state), it closes the intake port. Then, the intake valve 47 is elastically deformed to follow the piston 5 (intake stroke of the piston), thereby opening the intake port and sucking the air compressed on the first stage side into the second stage cylinder 4 .
This intake valve is also provided with the two-stage compressor of the first embodiment described above, but the description thereof is omitted in the first embodiment.

切欠き部49は、二段側シリンダ4の上部端面に形成されている。二段側シリンダ4の上部端面を切り欠く様に形成された凹部であることから、「切欠き部」と称している。この切欠き部49は、ピストン5に連動する吸気バルブ47のストッパーとして機能する。具体的には、切欠き部49の底部(底面)が、ストッパーとして機能する。ピストン5の吸込行程で吸気バルブ47が弾性変形して開弁し、ストッパーである切欠き部49の底部に当たって停止する。
なお、この切欠き部は、前述した第1実施形態の二段圧縮機が具備していてもよい。
The notch 49 is formed in the upper end face of the second stage cylinder 4 . Since the concave portion is formed by cutting the upper end face of the second-stage cylinder 4, it is called a "notch portion". The notch 49 functions as a stopper for the intake valve 47 interlocked with the piston 5 . Specifically, the bottom (bottom surface) of the notch 49 functions as a stopper. During the intake stroke of the piston 5, the intake valve 47 is elastically deformed to open, and is stopped by hitting the bottom of the notch 49 as a stopper.
The notch portion may be provided in the two-stage compressor of the first embodiment described above.

エア圧抜き穴44は、エア圧抜け流路46を介して大気に通じており、圧縮機の停止後であって再起動前にシリンダ4の圧縮室のエア圧を抜いて大気開放する役割を担う。ただし、本実施形態で採用するエア圧抜き穴44は、次に述べる点において、前述した第1実施形態が具備するエア圧抜き穴43と大きく異なる。 The air pressure release hole 44 communicates with the atmosphere through an air pressure release passage 46, and serves to release the air pressure in the compression chamber of the cylinder 4 to the atmosphere after the compressor is stopped and before it is restarted. bear. However, the air pressure release hole 44 employed in this embodiment is significantly different from the air pressure release hole 43 provided in the first embodiment described above in the points described below.

第2実施形態では、大気開放するためのエア抜き穴44が、ピストン5が具備するリップリング53が接触しない位置において、二段側シリンダ4に形成されている。つまり、ピストン5の往復動の過程において、リップリング53はエア抜き穴44に触れることは無い。
このように、エア抜き穴44を、ピストン5のリップリング53に対し直接触れない位置に設けることで、リップリング53の摩耗粉がエア抜き穴44に詰まりにくくなる。
In the second embodiment, an air vent hole 44 for opening to the atmosphere is formed in the second stage cylinder 4 at a position where the lip ring 53 of the piston 5 does not come into contact. In other words, the lip ring 53 does not come into contact with the air vent hole 44 during the reciprocating motion of the piston 5 .
By providing the air vent hole 44 at a position that does not directly touch the lip ring 53 of the piston 5 in this manner, the abrasion powder of the lip ring 53 is less likely to clog the air vent hole 44 .

また第2実施形態では、エア圧抜き穴44は、切欠き部49の所定位置(吸気バルブ47がシリンダ4の上部端面に設けた切欠き部49のストッパーと面接触し得る範囲内)に形成されている。つまり、エア圧抜き穴44は、切欠き部49の底部(ストッパー部)であって、ピストン5の吸込行程に追従して弾性変形した吸気バルブ47が当たる位置に形成されている。
このような構造を採用することにより、ピストン5が往復動している間、これに連動して弾性変形を繰り返す吸気バルブ47が常にエア圧抜き穴44を叩く(繰返し叩く)ことになるので、エア圧抜き穴44に対する清掃効果が期待できる。つまり、気密性を保つ為のリップリング53から発生する摩耗粉を二段側の吸気バルブ47が接触し叩き落とす清掃効果に依り、エア圧抜き穴付近に滞留し穴詰りを起こすことを防止する。
また、ピストン5が往復動している間は、それに連動して吸気バルブ47は弾性変形するが、ピストン5が停止すると同時に、吸気バルブ47は原形(弾性変形していない形状)に復帰し、切欠き部49の底面(エア圧抜き穴44)との間に隙間を空ける。つまり、ピストン5がその往復動を停止した状態において、弾性変形していない原形の吸気バルブ47は隙間(圧縮エアが流通可能な隙間)を隔ててエア圧抜き穴44と向かい合うので、原形の吸気バルブ47がエア圧抜き穴44を塞ぐことは無い。したがって、ピストン5が停止すると、吸気バルブ47に邪魔されることなく、エア圧抜き穴44を通じてシリンダ4内が確実に大気開放される。つまり、ピストン5が往復動している間は、吸気バルブ47はエア圧抜き穴44を繰返し叩くのであるが、ピストン5がひとたび停止すれば、吸気バルブ47は弾性変形から解放されて原形に復帰し、切欠き部49の底部のエア圧抜き穴44との間に隙間を空けるので、シリンダ内が確実に大気開放される。
In the second embodiment, the air pressure release hole 44 is formed at a predetermined position of the notch 49 (within a range where the intake valve 47 can make surface contact with the stopper of the notch 49 provided on the upper end surface of the cylinder 4). It is That is, the air pressure release hole 44 is formed at the bottom (stopper) of the notch 49 and at a position where the intake valve 47 elastically deformed following the intake stroke of the piston 5 hits.
By adopting such a structure, while the piston 5 is reciprocating, the intake valve 47, which is repeatedly elastically deformed in conjunction with the piston 5, constantly hits (repeatedly hits) the air pressure relief hole 44. A cleaning effect for the air pressure release hole 44 can be expected. In other words, the abrasion powder generated from the lip ring 53 for maintaining airtightness is prevented from remaining in the vicinity of the air pressure release hole and causing hole clogging due to the cleaning effect of contacting the intake valve 47 on the second stage side and knocking it off. .
Further, while the piston 5 is reciprocating, the intake valve 47 is elastically deformed in conjunction with the reciprocating motion, but as soon as the piston 5 stops, the intake valve 47 returns to its original shape (a shape that is not elastically deformed). A gap is provided between the notch 49 and the bottom surface (air pressure relief hole 44). That is, when the piston 5 stops reciprocating, the original intake valve 47, which is not elastically deformed, faces the air pressure relief hole 44 with a gap (a gap through which compressed air can flow). The valve 47 never closes the air pressure relief hole 44 . Therefore, when the piston 5 stops, the inside of the cylinder 4 is reliably released to the atmosphere through the air pressure release hole 44 without being obstructed by the intake valve 47 . That is, while the piston 5 is reciprocating, the intake valve 47 repeatedly hits the air pressure release hole 44, but once the piston 5 stops, the intake valve 47 is released from elastic deformation and returns to its original shape. Since a gap is provided between the notch 49 and the air pressure release hole 44 at the bottom of the notch 49, the inside of the cylinder is reliably released to the atmosphere.

また第2実施形態では、エア圧抜き穴44に通ずる通路46は、その最小直径が二段側シリンダ直径の百分の一以下である。すなわち、エア圧抜き穴44に通ずる通路46の最小直径をd、二段側シリンダ直径をDとしたとき、 d/D≦1/100 である。 Further, in the second embodiment, the minimum diameter of the passage 46 communicating with the air pressure relief hole 44 is 1/100 or less of the diameter of the second stage cylinder. That is, d/D≤1/100 where d is the minimum diameter of the passage 46 communicating with the air pressure release hole 44 and D is the diameter of the second stage cylinder.

なお、本発明を採用しない場合には、穴詰まりの危惧からエア圧抜き穴通路の最小直径がシリンダ直径の百分の一以上(0.0122=0.5/41mm)が限界である。例えば、0.3mmエア圧抜き穴にするにはシリンダ径を30mm以下にしなければならない。しかしながら、本発明による上述した「清掃効果」で百分の一以下(0.007=0.3/41)を可能にした。つまり本発明は、エア圧抜き穴に因る圧縮時の充填性能低下を最小限に抑える効果を齎す技術である。 If the present invention is not adopted, the minimum diameter of the air pressure relief hole passage is limited to 1/100 or more of the cylinder diameter (0.0122=0.5/41 mm) due to fear of hole clogging. For example, to make a 0.3mm air pressure release hole, the cylinder diameter must be 30mm or less. However, the above-mentioned "cleaning effect" according to the present invention was made possible by less than one-hundredth (0.007=0.3/41). In other words, the present invention is a technique for minimizing the reduction in filling performance during compression due to the air pressure relief hole.

1 クランクケース
2 一段側のシリンダ(低圧側のシリンダ)
3 一段側の揺動型ピストン(揺動型の第1のピストン)
4 二段側のシリンダ(高圧側のシリンダ)
5 二段側の揺動型ピストン(揺動型の第2のピストン)
7 モータ
8 モータシャフト
12 空気タンク
21 シリンダヘッド
41 シリンダヘッド
43 エア圧抜き穴
44 エア圧抜き穴
45 エア圧抜け流路(通路)
46 エア圧抜け流路(通路)
47 吸気バルブ(吸気弁)
49 切欠き部(ストッパー/外観が切り欠いた様な形状の凹部)
51 ピストン本体
52 ピストンロッド
53 リップリング(シール部材)
54 固定部材
55 環状部
56 軸受
57 クランク軸
1 Crankcase 2 Cylinder on first stage (cylinder on low pressure side)
3 Oscillating type piston on the first stage side (Oscillating type first piston)
4 Cylinder on second stage (cylinder on high pressure side)
5 Oscillating type piston on the second stage side (Oscillating type second piston)
7 Motor 8 Motor shaft 12 Air tank 21 Cylinder head 41 Cylinder head 43 Air pressure release hole 44 Air pressure release hole 45 Air pressure release passage (path)
46 Air pressure release flow path (passage)
47 intake valve (intake valve)
49 Notch (stopper/concave portion with a shape that looks like a notch)
51 Piston body 52 Piston rod 53 Lip ring (seal member)
54 Fixed member 55 Annular portion 56 Bearing 57 Crankshaft

Claims (4)

一段側シリンダ内の空気を圧縮する揺動型の第1のピストンに圧縮室内の気密性を保つためのリップリングが設けられ、且つ、二段側シリンダ内の空気を圧縮する揺動型の第2のピストンにも圧縮室内の気密性を保つためのリップリングが設けられた二段圧縮機において、
二段側シリンダの圧縮室内に、大気開放するためのエア圧抜き穴を具備し、
前記エア圧抜き穴は、前記リップリングが接触しない位置において二段側シリンダに設けられている、ことを特徴とする二段圧縮機。
An oscillating first piston for compressing the air in the first-stage cylinder is provided with a lip ring for maintaining airtightness in the compression chamber, and an oscillating-type first piston for compressing the air in the second-stage cylinder. In a two-stage compressor in which the second piston is also provided with a lip ring for maintaining airtightness in the compression chamber,
The compression chamber of the second-stage cylinder is provided with an air pressure release hole for opening to the atmosphere,
A two-stage compressor , wherein the air pressure relief hole is provided in the second-stage cylinder at a position where the lip ring does not come into contact with the air pressure relief hole .
一段側シリンダ内の空気を圧縮する揺動型の第1のピストンに圧縮室内の気密性を保つためのリップリングが設けられ、且つ、二段側シリンダ内の空気を圧縮する揺動型の第2のピストンにも圧縮室内の気密性を保つためのリップリングが設けられた二段圧縮機において、
前記二段側シリンダ内に通ずる吸気口を開閉するための吸気バルブと、
前記二段側シリンダの上部端面に設けられ、前記吸気バルブのストッパーとして機能する切欠き部と、
前記第2のピストンが具備するリップリングが接触しない位置において二段側シリンダに設けられた、大気開放するためのエア圧抜き穴と、
を具備することを特徴とする二段圧縮機。
An oscillating first piston for compressing the air in the first-stage cylinder is provided with a lip ring for maintaining airtightness in the compression chamber, and an oscillating-type first piston for compressing the air in the second-stage cylinder. In a two-stage compressor in which the second piston is also provided with a lip ring for maintaining airtightness in the compression chamber,
an intake valve for opening and closing an intake port communicating with the second-stage cylinder;
a notch provided in the upper end surface of the second-stage cylinder and functioning as a stopper for the intake valve;
an air pressure release hole for opening to the atmosphere, provided in the second-stage cylinder at a position where the lip ring of the second piston does not contact;
A two-stage compressor comprising:
請求項2に記載の二段圧縮機において、
前記エア圧抜き穴は、前記吸気バルブが二段側シリンダの上部端面に設けた切欠き部のストッパーと面接触し得る範囲内に設けられている、ことを特徴とする二段圧縮機。
In the two-stage compressor according to claim 2,
A two-stage compressor according to claim 1, wherein the air pressure release hole is provided within a range where the intake valve can come into surface contact with a stopper of a notch provided in an upper end surface of the second-stage cylinder.
請求項3に記載の二段圧縮機において、
前記エア圧抜き穴に通ずる通路は、その最小直径が二段側シリンダ直径の百分の一以下であることを特徴とする二段圧縮機。
In the two-stage compressor according to claim 3,
A two-stage compressor, wherein the minimum diameter of the passage communicating with the air pressure relief hole is one-hundredth or less of the diameter of the second-stage cylinder.
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