JPH0561478U - 空気圧縮機の負荷軽減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源事情の悪い所であっても確実に電動機を
起動できかつ逆止弁等を必要とせずにコストを低減でき
る空気圧縮機の負荷軽減装置を提供する 【構成】 圧縮シリンダ３のシリンダブロック３１に空
気タンク３０からの圧縮空気の供給を受けて作動する開
閉バルブ２２を有したアンロード弁機構２０を形成し、
該アンロード弁機構２０の前記開閉バルブ２２を収容し
た弁ハウジング２１が前記圧縮シリンダ内と連通する通
気孔２９と、一端が大気に開放された排気口３２とにそ
れぞれ接続されており、前記開閉バルブ２２が作動時に
前記通気孔２９と排気口３２とを連通させ、非作動時に
は上記通気孔２９と排気口３２間を遮断するように作動
させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

電動機によって駆動される空気圧縮機の電動機起動時の圧縮機の負荷を軽減さ せる負荷軽減装置に関する。

【０００２】

【従来技術】

電動機で駆動する空気圧縮機において、圧縮空気を貯留する空気タンク内の空 気圧力に応じて電動機の起動・停止を自動的に行わせるようにした自動運転方法 を採用する場合、電動機が自動起動される際に空気タンク内に残留している圧縮 空気が圧縮機構の負荷として作用しているため、電動機の起動ができなくなると いう現象が発生する。この現象を解消するため電動機の起動時に圧縮機の負荷を 軽減して電動機の起動を可能にする負荷軽減装置が既に提案されている。

【０００３】 例えば実開昭６３−５１１８６号に示されている空気圧縮機では、吐出弁と空 気タンクとの間に吐出室を形成し、該吐出室と空気タンクを接続する空気通路上 に空気タンク側から吐出室へ向かう空気の流れを阻止する逆止弁を配置し、アン ロード弁を介してこの吐出室を大気と連通させることによって、ピストンによっ て圧縮されて吐き出されてくる空気を大気に開放して圧縮機の負荷を軽減させる 負荷軽減装置を備えている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来の負荷軽減装置では、シリンダ内に吸入した空気を吐出弁を介して吐 出室へ吐き出すのに所定の負荷が発生し、完全な無負荷の状態を形成できないも のであった。このため長い延長コードを使って空気圧縮機を作動させる等の電源 事情の極めて悪い状態で電動機を起動できないことが発生していた。更に吐出室 が大気に開放された際に空気タンク内の圧縮空気を大気に漏洩させないために、 吐出室と空気タンクとの間に逆止弁が必要となってコストアップの原因ともなっ ていた。

【０００５】 本考案はこれら従来技術の問題を解決し、電源事情の悪い所であっても確実に 電動機を起動できかつ逆止弁等を必要とせずにコストを低減できる空気圧縮機の 負荷軽減装置を提供することを課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

電動機によって圧縮ピストンを圧縮シリンダ内で往復駆動し、該シリンダ内に 吸入した空気を圧縮して吐出弁を介して圧縮シリンダから排出して空気タンクに 貯留するようにした空気圧縮機において、 圧縮シリンダのシリンダブロックに空気タンクからの圧縮空気の供給を受けて作 動する開閉バルブを有したアンロード弁を形成し、該アンロード弁の前記開閉バ ルブを収容したハウジングが前記圧縮シリンダ内と連通する通気孔と、一端が大 気に開放された排気口とにそれぞれ接続されており、前記開閉バルブが作動時に 前記空気通路と排気口とを連通させ、非作動時には上記空気通路と排気口間を遮 断するように作動することを特徴とする空気圧縮機の負荷軽減装置。

【０００７】

【作用】

電動機の起動時にアンロード弁のバルブステムがアンロード位置に残留する事 によってシリンダ内を大気と連通状態に維持するため、ピストンの作動によって シリンダ内から排出される空気は殆ど圧縮作用を受けることなくアンロード弁を 経由して大気に排出されるため、圧縮機への負荷がほとんど発生しない。

【０００８】

【考案の効果】

シリンダ内に吸入した空気を吐出弁を介さないで大気に排出するため、圧縮機 にほとんど負荷が掛からないので電動機の起動が確実にでき、長い延長コードを 介して空気圧縮機を作動させる場合でも電動機の起動ができる。また、アンロー ド状態のときでも空気タンク内の圧縮空気は吐出弁によってアンロード弁と隔離 されるため、吐出室と空気タンクとの間に逆止弁を必要としないので空気圧縮機 のコストの低減が可能となる。

【０００９】

【実施例】

以下、図面によって本考案の実施例について説明する。図において１は空気圧 縮機を示す。空気圧縮機１は一方の端が前記クランクケース２の外側に固定され た圧縮シリンダ３と該圧縮シリンダ３内で往復作動可能な圧縮ピストン４を備え 、該圧縮ピストン４は前記クランクケース２内に露呈されている駆動モータＭの 駆動軸５に固定した偏心シャフト６に装着されたコンロッド７によって前記駆動 軸５と結合され、前記駆動モータＭの回転駆動により圧縮シリンダ３内で往復駆 動される。

【００１０】 前記圧縮ピストン４の外周面には環状のピストンリング溝８が形成され圧縮シ リンダ３の内壁との間で摺動密封を形成するピストンリング９が装着されている 。ピストンリング溝８よりも先端側に接近した圧縮ピストン４の外周には底部が Ｖ状をなす環状溝１０が形成されており、該環状溝１０に装着された断面形状が 略半月形状をなす弾性環状の吸入弁１１が装着され、該吸入弁１１を介してクラ ンクケース２内の空気を圧縮シリンダ３内へ吸入するように環状溝１０の底部は 透孔１２を介して圧縮ピストン４の下面側と連通されている。

【００１１】 前記圧縮シリンダ３の上端側には吐出開口１３を形成するとともに該吐出開口 １３部分に吐出弁１４を固定した弁座１５が配置されており、該弁座１５を挟ん で前記圧縮シリンダ３の上端面と対向してシリンダヘッド１６が取り付けられて おり、該シリンダヘッド１６の内部は吐出室１７が形成されている。前記圧縮ピ ストンの作動によって圧縮シリンダ３内の空気が前記吐出開口１３を経由して吐 出室１７内へ排出される。なお、１８は吐出室１７と空気タンク３０とを接続し 吐出室１７へ排出された圧縮空気を空気タンク３０内へ導くための連通管である 。

【００１２】 ２０は前記圧縮シリンダ３を形成しているシリンダブロック３１の一側の外壁 内に形成したアンロード弁機構であり、該アンロード弁機構２０はシリンダブロ ック３１の周壁部分に上下方向に沿って同軸上に配置された大小異径の円穴によ って形成される弁ハウジング２１と、この弁ハウジング２１内に摺動可能に配置 される開閉バルブ２２と作動ピストン２３によって構成されている。開閉バルブ ２２は弁ハウジング２１の最上部に形成した大径部２４内に配置され、該大径部 ２４の下方に連続した小径部２５との間に形成されているテーパー状の弁座部２ ６に着座して前記大径部２４と小径部２５間を遮断する位置と（ロード位置）、 弁座部２６から離反して大径部２４と小径部２５間を連通させる位置（アンロー ド位置）との間で移動可能である。

【００１３】 作動ピストン２３は弁ハウジング２１内の中央部分に形成されたバルブシリン ダ２７内に配置されており、該作動ピストン２３の下面に供給される圧縮空気の 作用によって弁ハウジング２１内で上方に向けて作動し、前記開閉バルブ２２の 下面から下方に向けて突出形成したロッド２８と係合して開閉バルブ２２をロー ド位置からアンロード位置へ作動させる。

【００１４】 前記弁ハウジング２１の大径部２４はシリンダブロック３１の上端に形成した 通気孔２９を介して圧縮シリンダ３内と連通されており、かつ小径部２５はバル ブ弁ハウジング２１の側方のシリンダブロック３１に形成した排気口３２と連通 されており、更に前記排気口３２の下端側はクランクケース２内に開口されてい る。これによって前記開閉バルブ２２がロード位置にある時には圧縮シリンダ３ 内は排気口３２と遮断され、開閉バルブ２２がアンロード位置に移動された状態 では圧縮シリンダ３内は通気孔２９及び排気口３２を介してクランクケース２内 と連通される。

【００１５】 前記作動ピストン２３の下方には有底筒状のスリーブ３３が固定されており、 該スリーブの内部は圧縮空気を貯めるチャンバ３４として形成され、更にスリー ブ３３の底部には絞り穴３５が形成され該絞り穴３５を介してチャンバーは後述 する電磁弁３６と接続されている。

【００１６】 図４は本考案の１つの実施例による空気圧縮機の負荷軽減装置の制御回路であ って、空気圧縮機１は電動機Ｍによりクランクケース２内に露呈している駆動軸 ５が回転駆動されることによって偏心シャフト６およびコンロッド７を介して圧 縮ピストン４が往復駆動されて圧縮シリンダ３内にクランクケース２内から空気 を吸入し、吐出弁１４を介して吐出室１７へ排出し連通管１８を経由して空気タ ンク３０へ貯留される。

【００１７】 空気タンク３０内の圧縮空気圧がパイプ３７を介して圧力スイッチ３８に供給 されており、該圧力スイッチ３８はその設定圧力値に応じて電源３９を電動機Ｍ に接続・遮断して空気圧縮機１を自動運転させる。即ち空気タンク３０内の圧力 が所定圧力に満たない間は電動機Ｍを電源３９と接続して圧縮運転を継続させ、 空気タンク３０内の圧力が所定圧力に至ると電動機Ｍを電源３９から遮断して圧 縮運転を中断させる。更に空気タンク３０内の空気が消費されて空気タンク３０ 内の圧力が降下すると再度電動機Ｍを電源３９と接続して圧縮運転を再開させる ものである。

【００１８】 上記圧力スイッチ３８には、前記電動機Ｍの起動と同時に作動するように電動 機Ｍと並列的に電磁弁３６が接続されており、該電磁弁３６は前記アンロード弁 機構２０の弁ハウジング内に形成されたチャンバ内３４を空気タンク３０内と大 気とに選択的に接続する。即ち電磁弁３６が電源３９と遮断された非作動状態で は空気タンク３０と前記チャンバ３４を接続して空気タンク３０内の圧縮空気を チャンバ３４内に導入し、電磁弁３６が電源３９に接続された作動状態では前記 チャンバ３４を絞り弁４０を介して大気に接続してチャンバ３４内の圧縮空気を 排出する。

【００１９】 なお、図４中４１は電源３９と圧力スイッチ３８の間に配置された電源スイッ チであり空気圧縮機の使用を開始する際に手動にて操作するものである。また４ ２は空気タンク３０に貯留された圧縮空気を例えば空気圧作動式釘打機等の空気 工具で使用するために工具に使用する適正圧力に圧縮空気圧を設定するためのレ ギュレータである。

【００２０】 つぎに上記実施例の作動について説明する。電源スイッチ４１が投入される以 前には電磁弁３６は非作動状態に配置されて空気タンク３０とアンロード弁機構 ２０のチャンバ３４とを連通させているが、空気タンク３０内に圧縮空気がない ためチャンバ３４内が大気圧状態となっており、従って作動ピストン２３は開閉 弁に作用しているバネの作用で下死点位置に停止している。開閉バルブ２２もま た弁座部２６に着座したロード位置に配置されている。

【００２１】 電源スイッチ４１が投入されると、空気タンク３０内に未だ圧縮空気が貯留さ れていない状態では圧力スイッチ３８が作動していないため電動機Ｍが電源に接 続されて電動機Ｍが起動し始める。同時に電磁弁３６にも電源が接続されて作動 状態に移動されて、アンロード弁機構２０のチャンバ３４を絞り弁４０を介して 大気に接続する。この場合には空気タンク３０内が大気圧状態であるため空気圧 縮機１の負荷は全く無く従って電動機Ｍの起動は問題なく行われ圧縮運転が開始 される。

【００２２】 圧縮運転の結果空気タンク３０内に圧縮空気が貯留されて空気タンク３０内の 圧力が上昇し、該圧力が所定圧力に達すると圧力スイッチ３８が作動して電動機 Ｍ及び電磁弁３６への通電を遮断される。電磁弁３６への通電が遮断されること により電磁弁３６が非作動状態に復帰し空気タンク３０とアンロード弁機構２０ のチャンバ３４とを接続してチャンバ３４内に圧縮空気を供給する。チャンバ３ ４内へ供給された圧縮空気の圧力によって作動ピストン２３が弁ハウジング２１ 内を上方へ移動して、開閉バルブ２２を弁座部２６から離反させるように上方へ 移動させ、この結果圧縮シリンダ３内は通気孔２９、アンロード弁機構２０及び 排気口３２を経由してクランクケース２内に連通される。即ち圧縮機１はアンロ ード状態にされる。

【００２３】 空気タンク３０内の圧縮空気が消費されて圧力が降下すると、圧力スイッチ３ ８がこれを検出して再度電動機Ｍと電磁弁３６とを電源に接続する。電磁弁３６ は通電により作動状態に移動してアンロード弁機構２０のチャンバ３４を大気に 接続するが、大気への通路に絞り弁４０が設けてあるためチャンバ３４内の圧縮 空気は徐々に時間をかけて排出されるので、チャンバ３４内の圧縮空気で上方に 作動していた作動ピストン２３もすぐには復帰せずアンロード状態が所定時間継 続される。この継続時間はチャンバ３４の容量と前記絞り弁４０の絞り径によっ て、使用する電動機Ｍの起動特性に合わせて適宜決定するものであるので、上記 アンロード状態の継続している間に電動機Ｍは充分起動することができる。この 間圧縮シリンダ３内に吸入された空気は圧縮ピストン４の作動で通気孔２９及び 排気口３２を経由してクランクケース２内に排出される。

【００２４】 チャンバ３４内の圧縮空気のほとんどが絞り弁４０を介して大気に排出される と、作動ピストン２３は開閉バルブ２２に作用させているバネ力によって開閉バ ルブ２２と共に下方に移動し、開閉バルブ２２が弁座部２６に着座して大径部２ ４と小径部２５間を遮断し空気の排気口３２への流動が遮断されるので、圧縮シ リンダ３内に吸入された空気は圧縮されて吐出弁１４を押し上げて吐出室１７へ 吐き出され連通管１８を経由して空気タンク３０内へ貯留される。

【００２５】 この実施例においては圧縮シリンダ３内で圧縮ピストン４によって排出される 空気をアンロード弁機構２０を介してクランクケース２内に開放させているが、 これによって圧縮ピストン４の外周に設置した吸入弁１１を介しての圧縮シリン ダ３内への吸気時の負荷を多少でも減少させる効果が期待できるものである。ク ランクケース２内からの吸気を行なわない構成の圧縮機ではこの構成にこだわる 必要はないものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例による負荷軽減装置を備えた空
気圧縮機の要部を示す縦断面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線における断面図であり、
（ａ）はアンロード弁機構がアンロード位置に作動した
状態、（ｂ）はアンロード弁機構がアンロード位置に作
動した状態を示す。

【図３】図２（ｂ）におけるＢ−Ｂ線における断面図を
示す。

【図４】本考案の負荷軽減装置を備えた空気圧縮機の制
御回路を示す。

【符号の説明】

１ 空気圧縮機 ３ 圧縮シリンダ ４ 圧縮ピストン Ｍ 駆動モータ １４ 吐出弁 １５ 弁座 １６ シリンダヘッド １７ 吐出室 ２０ アンロード弁機構 ２１ 弁ハウジング ２２ 開閉バルブ ２３ 作動ピストン ２６ 弁座部 ２９ 通気孔 ３０ 空気タンク ３２ 排気口 ３４ チャンバ ３５ 絞り穴 ３６ 電磁弁 ３８ 圧力スイッチ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機によって往復駆動されるピストン
   と、該ピストンを摺動可能に収容したシリンダと、吐出
   弁を介してシリンダから排出される圧縮空気を貯留する
   空気タンクとを備えた空気圧縮機において、圧縮機のア
   ンロード時に空気タンクからの圧縮空気の供給を受けて
   作動するバルブステムを有したアンロード弁を前記シリ
   ンダの外周部に配置して設け、該アンロード弁が前記シ
   リンダ内とエア通路を介して連通しており、前記バルブ
   ステムが作動時に前記通路を大気と連通するように作動
   することを特徴とする。