JPH0537027Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、クリーンな圧縮エアを供給するため
に、圧縮機にオイル等の潤滑剤を使用しないオイ
ルレスコンプレツサに関し、特に作動中に発生す
る騒音を圧縮効率を低下させることなく低減する
ことを目的としたオイルレスコンプレツサに関す
る。

＜従来の技術＞ 従来、圧縮機によりエアを圧縮加圧してエアタ
ンクへ蓄圧するコンプレツサにおいて、第５図に
示すように、この圧縮機にオイルを使用せず、ク
リーンな加圧エアを供給するオイルレスコンプレ
ツサの一つが知られている。

上記コンプレツサはオイルレスであるので、ピ
ストン２１Ｂに配設されたピストンピン２２と連
設棒２３とを回動自在に連結する軸受２４にはグ
リースが封入されており、またピストン２１Ｂに
装着されたピストンリング２５，２５及びガイド
ライナ２６等のシリンダ２７に摺接する部材は、
例えばテフロンのように摩擦係数が少なく耐熱性
をも兼ね備えた材質から形成されている。

また、この種のオイルレスコンプレツサの場
合、図示しないクランクケースよりエアをクラン
クルームに供給し、このエアをピストン２１Ｂの
圧縮面２１Ｃ中央部に設けられた鋼材から成るエ
ア吸入弁２８より圧縮室Ａに送気するようになつ
ている。そのため、エア吸入弁２８の下方であり
上記圧縮面２１Ｃには、吸入弁２８より小径であ
り、圧縮室Ａと図示しないクランクルームに連通
するエア吸入用の連通孔２９が設けられている。
また、圧縮室Ａにおいて加圧されたエアを吐出す
る吐出弁３０は、上記吸入弁２８同様鋼材から成
つており、シリンダ仕切板３１上に設けられてい
る。そのため、この吐出弁３０の下方であり、シ
リンダ仕切板３１には、圧縮室Ａと吐出室Ｂに連
通する吐出用の連通孔３２が設けられている。

そして、圧縮室Ａにおいて圧縮された加圧エア
は、この吐出用連通孔３２を通つて吐出室Ｂに吐
出され、図示しないエアタンクに蓄圧される。

＜考案が解決しようとする課題＞ しかし、上述の如き圧縮機を有するオイルレス
コンプレツサでは、少なくとも前記吸入弁は鋼材
から形成されており、また、この吸入弁は外部に
臨んだ吸入口に連続している吸入室に設けられて
いるためピストンの往復運動によるエアの圧縮工
程に伴う上記吸入弁の連続開閉の際に、この吸入
弁とピストン圧縮面との間に衝突音が発生し、こ
の衝突音が騒音として外部に漏洩するという問題
がある。

また、少なくとも上記吸入弁が閉じた際に、こ
の吸入弁と当接するピストンの圧縮面との間に隙
間が生じないようにするため、この弁及び当接面
の成形には高精度な加工技術が要求される。その
結果製造に時間がかかり、コンプレツサのコスト
高となる。そして上述の如く加工形成された弁及
び当接面は過度の連続開閉により微妙に変化する
虞があり、この変形により隙間が生ずるとエアが
洩れるため圧縮機の吐出量が低下することにな
る。

さらに、コンプレツサ作動中に弁の取付け部に
かかる負担により、この取付け部が破損し弁が離
脱すると、ピストン圧縮面等の関連部品がこの離
脱した弁により損傷する虞もある。

そしてさらに、吸入リード弁の追従の点でピス
トンが下死点に到達しても、シリンダ内は吸入し
たエアが大気圧以下であるため高吐出量が得られ
ないという問題点があつた。

＜課題を解決するための手段＞ そこで、本考案に係るオイルレスコンプレツサ
は、上述したこれら問題点に鑑みて提案されたも
のであり、圧縮機に潤滑剤としてオイルを使用し
ないオイルレスコンプレツサにおいて、少なくと
もピストンのピストンリング装着溝よりも上端側
外周に断面形状が外径方向に広がつた略Ｖ字形状
をなす環状溝が形成されてなり、この環状溝の底
部分とピストン下室とを連通する連通口が形成さ
れるとともに、該環状溝内には少なくとも弾性を
有する非金属材料で形成された環状吸入弁が常時
巻装配置され、上記環状吸入弁は、この弁体の内
側が環の中心方向に向かつて略半円形状に膨出す
るとともに、弁体の外側がシリンダの内壁面と平
行となるように直線状に形成されてなるものであ
る。

＜作用＞ 本考案は、環状吸入弁が非金属材料である弾性
体により形成されているため、吸入弁の連続開閉
に伴う衝突音が発生しなくなり、コンプレツサの
騒音が低減できる。

また、上記環状吸入弁の内側が環の中心方向に
向かつて略半円形状に膨出されているため、吸入
弁の強度を増すことができる。

さらに、吸入弁の外側がシリンダの内壁面と平
行となるように直線状に形成されているため、こ
の弁体とシリンダ内壁面との間の空隙の容積を小
さくすることができ、圧縮効率を低下させること
もない。

さらにまた、上記吸入弁がリング状の弾性体か
ら構成されており、そのため弁の交換も容易に行
なうことができるとともに、例えコンプレツサ作
動中に弁が環状溝から離脱しても、ピストンやシ
リンダが損傷することがない。

＜実施例＞ 以下、本考案の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。

本実施例におけるオイルレスコンプレツサは、
第１図に示すように構成されており、このコンプ
レツサの一側（図中左側）には、このコンプレツ
サの圧縮機を作動させるための電動モータ１が配
設されている。上記電動モータ１の駆動軸２は、
コンプレツサのクランクケース３内においてクラ
ンク軸４と一体連結しており、またこのクランク
軸４には連設棒５の基端部が軸受４０を介して回
転自在に軸支されて配設されている。また、上記
連設棒５の先端部は、ピストン６内に配送された
ピストン７と軸受８を介して回転自在に連結して
いる。

そして、電動モータ１により駆動されるクラン
ク軸４及びこのクランク軸４に連動する連設棒５
により、ピストンリング装着溝９ａ内に巻装され
てなるピストンリング９及びガイドライナ１０を
介してシリンダ１１に対し摺動自在となつている
ピストン６が往復運動する。

またクランクケース３の一側（図中右側）には
エアフイルタ１２が取付けられており、このフイ
ルタ１２を通過したクリーンエアはクランクケー
ス３に設けられた小径の開口部１３よりクランク
ルームＡへ送気される。さらに、上記クランクケ
ース３にはピストン６の下降により加圧されるク
ランクルームＡ内のエアが上記開口部１３より流
れ出さないように、逆流防止弁１４が配設されて
いる。そして、ピストン６側壁上方に設けられた
エア吸入弁１５からシリンダ１１内の圧縮室Ｂに
送気されたエアは、圧縮により加圧された後、シ
リンダ仕切板１６の略中央部上方に設けられた吐
出弁１７から吐出室Ｃに送気され、さらに図示し
ないエアタンクに蓄圧される。

ところで、上記したエア吸入弁１５及び吐出弁
１７を含む、本考案のオイルレスコンプレツサに
おけるエア吸入機構及び吐出機構は第２図に示す
ように構成されており、つぎにこれらの機構を図
面を参照しながら説明する。

この第２図において、シリンダ１１内に密嵌さ
れたピストン６の周壁上方であつて、前記ピスト
ンリング装着溝９ａよりも上端側外周には、断面
形状が外径方向に広がる略Ｖ字形状の環状溝６ａ
が形成されている。上記環状溝６ａの谷部には、
ピストン圧縮面６ｂとシリンダ１１及びシリンダ
仕切板１６とによつて形成される圧縮室Ｂと、ク
ランクルームＡとを連通する連通孔６ｃが複数個
設けられている。そして、上記連通孔６ｃの開口
径より幅広であり、少なくとも弾性を有する非金
属材料で形成され、その内側面の断面形状が中心
方向に向かつて膨出した半円形状をなすととも
に、外側面はシリンダの内壁面と平行となるよう
に直線状に形成されたリング状のエア吸入弁１５
が環状溝６ａに巻装されている。また、シリンダ
仕切板１６の中央部上方には吐出バルブハウジン
グ１８が形成されており、このバブルハウジング
１８の内周側には圧縮室Ｃと連結する凹部１８ａ
が設けられている。

上記吐出バブルハウジング１８の周壁上方に
は、ピストン６と同様に断面略Ｖ字状の環状溝１
８ｂが形成されており、さらに吐出室Ｃと圧縮室
Ｂとを連通する連通孔１８ｃが複数個この環状溝
１８ｂの谷部に設けられている。そして、上述の
如き構成の環状溝１８ｂには、連通孔１８ｃの開
口径より幅広であり、少なくとも弾性を有する非
金属材料で形成され、その内側面の断面形状が中
心方向に向かつて膨出した半円形状をなすととも
に、外側面はシリンダの内壁面と平行となるよう
に直線状に形成されたリング状の吐出弁１７が巻
装されている。

このように、上記オイルレスコンプレツサにお
けるエア吸入機構及び吐出機構は、本実施例の場
合同じ構成と成つており、これらの機構は第３図
ａ及び第３図ｂに示すように作動する。第３図ａ
に示す状態は、リング状の弁１５，１７（以下吐
出弁及び吸入弁を弁として表現する。）を境とし
て、この弁１５，１７の一方側（図中右側）のエ
アの圧力が、他方側である連通孔６ｃ，１８ｃ側
のエアの圧力よりも大きく、リング状の弁１５，
１７が連通孔６ｃ，１８ｃを遮断している状態を
示す。

上述のように、上記環状溝６ａ，１８ｂに巻装
されるリング状弁１５，１７は、上記連通孔６
ｃ，１８ｃの開口径より幅広であり、少なくとも
弾性を有する非金属材料で形成される断面形状が
中心方向に略半円状に膨出した弾性体であるの
で、高温によりその形状が変化することが少な
く、またたとえ変化した場合や過度の開閉により
巻装される位置が多少変わつた場合であつても略
Ｖ字状の環状溝６ａ，１８ｂと略半円状の弁１
５，１７は、第３図ａに示すようにＤ，D′にお
いて点接触しているので隙間を生じさせることな
く確実に連通孔６ｃ，１８ｃを密閉することがで
きる。

一方、ピストン６の往復動の過程で、前述した
弁１５，１７の一側方（図中右側）のエアの圧力
より他方側である連通孔６ｃ，１８ｃ側のエア圧
力が大きくなつた場合は、この加圧されたエアに
より径方向に押し広げられる。さらに、この加圧
エアは隣会う連通孔６ｃ，１８ｃを径方向に押し
広げるようにこの環状溝６ａ，１８ｂの全周にわ
たつて拡散し、均等にリング状の弁１５，１７の
膨出部に圧力をかける。そして、第３図ｂに示す
ように、押し広げられた弁１５，１７と環状溝６
ａ，１８ｂの隙間から加圧エアが流入する。

なお、上記リング状の弁１５，１７の内面側の
形状が半円状に膨出しており、エアにより加圧を
受ける部分の表面積が大きいため加圧エアの小さ
な圧力でもこの弁１５，１７を押し広げることが
可能となつている。

また、上記リング状の弁１５，１７の外面側が
シリンダの内壁面と平行となるように直線状に形
成されているため、この弁１５，１７の外周側と
シリンダ内壁面との間に余分な空隙部を必要とせ
ず、シリンダ内のデツトクリアランスを少なくし
て圧縮効率の低下を防止している。よつて、この
コンプレツサは、弁１５，１７部分における密閉
性を向上するとともに、シリンダ内のデツトクリ
アランスを少なくして圧縮効率を向上することが
できるようになされている。

ところで、上述したように構成された圧縮機
は、クランクケース３の一側面（図中右側）下方
に設けられた小径の開口部よりクランクルームＡ
内に流入したフイルタ１２を通過したクリーンエ
アが吸入弁１５を通過した後、圧縮室Ｂにおいて
圧縮され、吐出弁１７より吐出されて蓄圧タンク
へと供給される。しかし、クランクルームＡに流
入したエアは、ピストン６の下降により体積が縮
められ、その結果加圧される。そして、このよう
に加圧されたエアは、開口部１３よりクランクケ
ース３の外部へ流出する虞があり、そのためこの
開口部１３には外部への流出を防止するために第
４図ａに示すような構成の逆流防止弁１４が設け
られている。

この逆流防止弁１４は、クランクケース３に一
体形成されたバルブハウジング１９内において、
同軸方向に摺動自在に配されている。そして、フ
イルタ１２を通過して開口部１３より流入するク
リーンエアの圧力（大気圧）が、ピストン（図示
しない）の上昇時上記逆流防止弁１４内周部に配
されたコイル状スプリング２０の弾性力に抗して
この防止弁１４を押すことにより、第４図Ｂに示
すように、この防止弁１４とハウジング１９間に
隙間を生じさせる。

そして、さらに隙間からハウジング１９に設け
られた吐出口１９ａを通過してクランクルームＡ
内に流入したエアは、再びピストンの下降により
加圧されるが、バルブハウジング１９の仕切板２
１に設けられるとともに開口部１３よりも小径な
孔２１ａからこの加圧されたエアが流入するた
め、この加圧エアの圧力とコイル状スプリング２
０の押圧力により上記逆流防止弁１４は押し返さ
れ第４図に示すように大気圧に抗して開口部１３
を遮断する。

したがつて、本実施例にかかるオイルレスコン
プレツサによれば、大気圧以上の空気量を吸入す
ることができるため、高吐出量化、高効率化を図
ることができる。

なお、本考案の圧縮機はオイルレスであるた
め、ピストンに装着されているピストンリング９
及びガイドライナ１０は、摩擦係数が小さく耐熱
性を有する例えばテフロンの如き材質から形成さ
れている。また、軸受８にもグリースの如き潤滑
剤が封入されている。

上述のように、本実施例に係るオイルレスコン
プレツサは、エアの吸入機構と吐出機構との双方
にリング状の弁１５，１７を配設しているので、
騒音の発生を完全に防止することができる。ただ
し、本考案は、上記実施例に限定されることな
く、上記エア吸入機構のみにリング状の弁を使用
し、上記吐出機構には従来から使用されている鋼
材により形成された弁を使用したものであつても
よい。

また、この吐出機構に使用される吐出弁は外部
と区画された吐出室内に配置されており、この吐
出弁自体から発生する音は外部に漏洩しにくいの
で、このような構造からなるオイルレスコンプレ
ツサによつても騒音の発生を防止することができ
る。

＜考案の効果＞ 本考案に係るオイルレスコンプレツサによれ
ば、少なくともエア吸入弁として非金属材料であ
る弾性体により形成された環状吸入弁を用いてい
るため、吸入弁の連続開閉に伴う衝突音が発生し
なくなり、従来問題となつていた金属性の弁によ
る開閉の際の騒音が低減できる。

従つて、公害の一つであるコンプレツサの騒音
を従来よりも低減することができる。

また、本考案を構成する環状溝は、断面形状が
外径方向に広がつた略Ｖ字形状をなすとともに、
上記吸入弁は、その内側が環の中心方向に向かつ
て略半円形状に膨出されているため、この吸入弁
の厚みにより強度が増し、吸入弁の連続開閉に対
する耐久性も保証される。さらに、吸入弁の外側
がシリンダの内壁面と平行となるように直線状に
形成されているため、この弁体とシリンダ内壁面
との間の空隙の容積を小さくすることができ、圧
縮効率を低下させることもない。

従つて、本考案に係るオイルレスコンプレツサ
によれば、従来のコンプレツサの構造に比べ格段
に密閉性が向上され、圧縮効率を向上することが
できる。

また、上記ピストンに対する加工も前記構成を
有することより従来のような高精度な技術を必要
とせず、弁の製造も容易なためコンプレツサのコ
ストも低減できる。

さらにまた、弁の取替えも非常に簡単に行なう
ことができ、例えコンプレツサ作動中に弁がピス
トンの環状溝から離脱しても、ピストンやシリン
ダ等の関連部品に対する弁による損傷の発生を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るオイルレスコ
ンプレツサの側断面図、第２図は圧縮機の側断面
図、第３図ａ及び第３図ｂは圧縮機に用いられて
いる吐出弁及び吸入弁の弁機構を示す要部側断面
図、第４図ａ及び第４図ｂ逆流防止弁の差動及び
構成を示す要部側断面図である。第５図は従来の
コンプレツサの圧縮機を示す側断面図である。 ６……ピストン、６ａ……環状溝、６ｃ……連
通孔、９……ピストンリング、９ａ……ピストン
リング装着溝、１５……吸入弁、１７……吐出
弁、１８……バブルハウジング、１８ｂ……環状
溝、１８ｃ……連通孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 圧縮機に潤滑剤としてオイルを使用しないオイ
   ルレスコンプレツサにおいて、 少なくともピストンのピストンリング装着溝よ
   りも上端側外周に断面形状が外径方向に広がつた
   略Ｖ字形状をなす環状溝が形成されてなり、この
   環状溝の底部分とピストン下室とを連通する連通
   口が形成されるとともに、該環状溝内には少なく
   とも弾性を有する非金属材料で形成された環状吸
   入弁が常時巻装配置され、 上記環状吸入弁は、この弁体の内側が環の中心
   方向に向かつて略半円形状に膨出するとともに、
   弁体の外側がシリンダの内壁面と平行となるよう
   に直線状に形成されてなることを特徴とするオイ
   ルレスコンプレツサ。