JPH10246184A - Load reducing device for air compressor - Google Patents

Load reducing device for air compressor

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JPH10246184A
JPH10246184A JP6551897A JP6551897A JPH10246184A JP H10246184 A JPH10246184 A JP H10246184A JP 6551897 A JP6551897 A JP 6551897A JP 6551897 A JP6551897 A JP 6551897A JP H10246184 A JPH10246184 A JP H10246184A
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chamber
pressure
discharge
cylinder
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To open a delivery chamber side to the atmosphere, so that no-load operation can be easily performed and durability, reliability, etc., can be improved, without using a check valve or the like. SOLUTION: In a cylinder head 13 provided in a high pressure side cylinder 10, a first/second delivery chamber D, E is formed, one delivery chamber D is connected to an air tank 19 through an air pipe 20, also the other delivery chamber E is connected to an inflow port 23B of a release valve 21 through an unloading flow pipe 22. In a valve plate 14 in a side of the cylinder head 13, delivery valves 16, 17 are provided, which connect/interrupt the delivery chambers D, E individually relating to a compression chamber B. A side of a pilot pressure chamber 24 of the release valve 21 is connected to the air tank 19 through a solenoid valve 33 and a pipe 34.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばエアモータ
やエアシリンダ等の空気圧機器に圧縮空気を供給するの
に好適に用いられる空気圧縮機の負荷軽減装置に関し、
特に、圧縮空気の圧力が大きく上昇したときに無負荷運
転を行いうるようにした空気圧縮機の負荷軽減装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for reducing the load of an air compressor which is preferably used for supplying compressed air to a pneumatic device such as an air motor or an air cylinder.
In particular, the present invention relates to a load reduction device for an air compressor that can perform a no-load operation when the pressure of compressed air increases significantly.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、クランク軸が回転可能に設けら
れるクランクケースと、該クランクケースに搭載された
シリンダと、該シリンダ上に設けられ該シリンダ内のピ
ストンとの間で圧縮室を画成するシリンダヘッドと、該
シリンダヘッド内に互いに独立して設けられた吸込室お
よび吐出室と、前記クランクケースに設けられ前記クラ
ンク軸を回転駆動する駆動源としての電動モータと、前
記吸込室側に設けられ常時は前記ピストンの往復動に応
じて吸込弁が開,閉するのを許し、無負荷運転時には前
記吸込弁を開弁状態に保持するアンロード機構とからな
る往復動式の空気圧縮機は、例えば特開平8−6123
5号公報等によって知られている。
2. Description of the Related Art Generally, a compression chamber is defined between a crankcase in which a crankshaft is rotatably provided, a cylinder mounted on the crankcase, and a piston in the cylinder provided on the cylinder. A cylinder head, a suction chamber and a discharge chamber provided independently of each other in the cylinder head, an electric motor provided in the crankcase as a drive source for rotating the crankshaft, and provided on the suction chamber side. The reciprocating air compressor includes an unloading mechanism that allows the suction valve to open and close in accordance with the reciprocating motion of the piston at all times, and holds the suction valve in an open state during no-load operation. For example, JP-A-8-6123
No. 5 publication.

【0003】この種の従来技術による空気圧縮機では、
電動モータによりクランク軸を回転駆動してピストンを
シリンダ内で往復動させることにより、吸込室側から吸
込んだ空気を圧縮室内で圧縮しつつ、圧縮空気を吐出室
から外部の空気タンク等に吐出させる所謂圧縮運転を行
うようにしている。
In this type of prior art air compressor,
By rotating the crankshaft by the electric motor to reciprocate the piston in the cylinder, the air sucked from the suction chamber side is compressed in the compression chamber, and the compressed air is discharged from the discharge chamber to an external air tank or the like. A so-called compression operation is performed.

【0004】そして、この圧縮運転により空気タンク内
の圧力が予め決められた最高の設定圧まで上昇したとき
には、アンロード機構を作動させて吸込弁を強制開弁
し、前記圧縮室を吸込弁および吸込室を介して大気と連
通させることにより、前記電動モータの回転を続行させ
たままの状態で無負荷運転を行わせる。
When the pressure in the air tank rises to a predetermined maximum set pressure by the compression operation, the unloading mechanism is operated to forcibly open the suction valve, and the compression chamber is closed by the suction valve and the suction valve. By communicating with the atmosphere via the suction chamber, the no-load operation is performed while the rotation of the electric motor is continued.

【0005】ここで、前記アンロード機構は、吸込室側
に位置してシリンダヘッドに設けられた電磁アクチュエ
ータと、該電磁アクチュエータで駆動されることにより
前記吸込弁を押動するアンロードピストン等とから構成
され、通常の圧縮運転時にはアンロードピストンを吸込
弁から離間させることにより、この吸込弁がピストンの
往復動に応じて開,閉されるのを許すようになってい
る。
[0005] The unloading mechanism includes an electromagnetic actuator provided on the cylinder head located on the suction chamber side, an unloading piston driven by the electromagnetic actuator to push the suction valve, and the like. During normal compression operation, the unload piston is separated from the suction valve to allow the suction valve to open and close according to the reciprocating motion of the piston.

【0006】そして、前記圧縮運転により空気タンク内
の圧力が最高の設定圧まで上昇すると、前記電磁アクチ
ュエータでアンロードピストンを吸込弁側に向けて駆動
することにより、該アンロードピストンで吸込弁を押動
して強制開弁させ、無負荷運転としてのアンロード運転
を開始させる。
[0006] When the pressure in the air tank rises to the highest set pressure by the compression operation, the unload piston drives the unload piston toward the suction valve side by the electromagnetic actuator, so that the unload piston operates the suction valve. Push to forcibly open the valve and start unload operation as no-load operation.

【0007】この結果、吸込弁を開弁状態に保持してい
る間は、前記電動モータでピストンの往復動を続行させ
ても圧縮室内の圧力は大気圧状態に保たれ、電動モータ
にかかる負荷を軽減した無負荷運転を行うことができ
る。
As a result, while the suction valve is kept open, the pressure in the compression chamber is maintained at the atmospheric pressure even if the reciprocation of the piston is continued by the electric motor, and the load applied to the electric motor is reduced. It is possible to perform no-load operation with reduced load.

【0008】また、これにより空気タンク内の圧力変動
に対応させて、前記電動モータを起動,停止させる必要
がなくなり、省力化を図ることが可能となる。なお、圧
縮運転を開始するため電動モータを起動するときにも、
このモータが定格回転となるまではアンロード機構によ
って吸込弁を所定時間だけ開弁させ、起動負荷を軽減で
きるようにしている。
[0008] This eliminates the need to start and stop the electric motor in response to pressure fluctuations in the air tank, thereby saving power. When starting the electric motor to start the compression operation,
Until this motor reaches the rated rotation, the suction valve is opened for a predetermined time by the unload mechanism so that the starting load can be reduced.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、無負荷運転時に電磁アクチュエータによっ
てアンロードピストンを駆動し、このときに該アンロー
ドピストンで吸込弁を押動することにより吸込弁を強制
開弁させる構成としているから、下記のような問題が生
じる。
In the above-mentioned prior art, the unload piston is driven by the electromagnetic actuator during the no-load operation, and at this time, the suction valve is pushed by the unload piston to operate the suction valve. Since the valve is forcibly opened, the following problems occur.

【0010】即ち、従来技術にあっては、例えばピスト
ンの往復動に伴って吸込弁が開,閉弁している圧縮運転
の途中でアンロード機構を作動させると、電磁アクチュ
エータで駆動されたアンロードピストンが開,閉弁動作
中の吸込弁に強く衝突し、このときの衝撃により吸込弁
が早期に摩耗、損傷される虞れがある。
That is, in the prior art, when the unloading mechanism is operated during the compression operation in which the suction valve is opened and closed with the reciprocation of the piston, for example, the unloading mechanism driven by the electromagnetic actuator is operated. The load piston strongly collides with the suction valve during the opening and closing operations, and the shock at this time may cause the suction valve to be worn and damaged early.

【0011】また、シリンダ内のピストンが吐出(圧
縮)行程にあるときに、吸込弁は閉弁することにより、
シリンダ内の圧縮室を圧縮空気で高い圧力状態に昇圧さ
せるから、吐出行程の瞬間にアンロード機構を作動させ
るときには、圧縮室内の高い圧力に抗してアンロードピ
ストンで吸込弁を強制開弁させるために、電磁アクチュ
エータによりアンロードピストンに大きな駆動力を与え
ることが必要となる。特に、高圧の圧縮空気を発生させ
る大型の圧縮機にあっては、電磁アクチュエータによる
アンロードピストンの駆動力を大きくするために、電磁
アクチュエータ等を大型化せざるをえなくなる。
When the piston in the cylinder is in the discharge (compression) stroke, the suction valve is closed,
Since the compression chamber in the cylinder is pressurized to a high pressure state with the compressed air, when the unload mechanism is operated at the moment of the discharge stroke, the suction valve is forcibly opened by the unload piston against the high pressure in the compression chamber. Therefore, it is necessary to apply a large driving force to the unload piston by the electromagnetic actuator. In particular, in the case of a large compressor that generates high-pressure compressed air, the electromagnetic actuator and the like must be increased in size in order to increase the driving force of the unload piston by the electromagnetic actuator.

【0012】一方、圧縮機本体のクランクケースに複数
のシリンダ(気筒)を設けた多段式の空気圧縮機にあっ
ては、アンロード運転時に各気筒毎の吸込弁をそれぞれ
のアンロード機構により強制開弁させる構成としたもの
が知られている。しかし、この場合には各気筒毎にそれ
ぞれアンロード機構を設けるようにしているから、部品
点数が増加して組立時の作業性が低下する上に、各アン
ロード機構の制御回路等が複雑化し、製造コストの上昇
を招くという問題がある。
On the other hand, in a multistage air compressor in which a plurality of cylinders (cylinders) are provided in a crankcase of a compressor body, a suction valve for each cylinder is forcibly operated by a respective unload mechanism during an unload operation. A configuration in which a valve is opened is known. However, in this case, since an unloading mechanism is provided for each cylinder, the number of parts increases, the workability at the time of assembly decreases, and the control circuit of each unloading mechanism becomes complicated. However, there is a problem that the manufacturing cost is increased.

【0013】さらに、別の従来技術として、例えば空気
タンクとシリンダヘッドの吐出室との間にチェック弁を
設け、空気タンク内の圧縮空気が吐出室側に逆流するの
を防止すると共に、前記シリンダヘッドの吐出室側には
該吐出室内を大気に開放させるアンロード機構を設ける
構成としたものも知られている。
Further, as another prior art, for example, a check valve is provided between an air tank and a discharge chamber of a cylinder head to prevent compressed air in the air tank from flowing back to the discharge chamber side, There is also known a configuration in which an unload mechanism for opening the discharge chamber to the atmosphere is provided on the discharge chamber side of the head.

【0014】しかし、この場合には通常の圧縮運転時
に、高圧の圧縮空気が吐出室側からチェック弁を介して
空気タンクへと吐出されるから、このチェック弁は高温
状態となった圧縮空気の熱影響に常にさらされ、早期に
熱劣化し易くなる。そして、これを防止するためには高
温、高圧または高荷重等に耐えられる高品質のチェック
弁を採用する必要が生じ、これによってコストアップを
招くばかりでなく、高品質のものであってもチェック弁
としての動作安定性(信頼性)を必ずしも長期に亘って
確保することは難しいという問題がある。
However, in this case, during a normal compression operation, high-pressure compressed air is discharged from the discharge chamber side to the air tank via the check valve, so that the check valve of the high-temperature compressed air is discharged. It is always exposed to thermal influences, and tends to thermally deteriorate early. In order to prevent this, it is necessary to use a high-quality check valve that can withstand high temperatures, high pressures, or high loads. This not only increases the cost but also increases the quality of the check valve. There is a problem that it is difficult to always secure operation stability (reliability) as a valve for a long period of time.

【0015】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、本発明はチェック弁等を用いることな
く、吐出室側を大気に開放することによって無負荷運転
を容易に行うことができ、耐久性や信頼性等を向上でき
るようにした空気圧縮機の負荷軽減装置を提供すること
を目的としている。
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the present invention can easily perform a no-load operation by opening the discharge chamber side to the atmosphere without using a check valve or the like. It is another object of the present invention to provide a load reducing device for an air compressor which can improve durability, reliability, and the like.

【0016】また、本発明の他の目的は、例えば多段式
の空気圧縮機に適用する場合でも、各気筒毎にアンロー
ド機構等を設ける必要をなくして、部品点数を削減する
ことができ、組立時の作業性を向上できると共に、全体
の構造を簡略化でき、耐久性や寿命を延ばすことができ
るようにした空気圧縮機の負荷軽減装置を提供すること
にある。
Another object of the present invention is to reduce the number of parts by eliminating the need to provide an unloading mechanism for each cylinder, even when applied to, for example, a multi-stage air compressor. An object of the present invention is to provide a load reducing device for an air compressor which can improve workability at the time of assembling, simplify the entire structure, and extend durability and life.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、請求項1に記載の如く、少なくとも圧
縮室と第1,第2の吐出室とを有し、該第1,第2の吐
出室と圧縮室との間には互いに独立して開,閉される第
1,第2の吐出弁を設けてなる圧縮機本体と、該圧縮機
本体に設けられ、前記圧縮室内で圧縮空気を発生させる
ため該圧縮機本体を駆動する駆動源と、前記圧縮機本体
の各吐出室のうち一方の吐出室に接続され、前記圧縮室
から一方の吐出室を介して吐出される圧縮空気を貯留す
る空気タンクと、前記圧縮機本体の他方の吐出室に接続
され、常時は閉弁することにより他方の吐出室を高圧状
態に保ち、無負荷運転時には開弁して前記他方の吐出室
を大気に開放する弁手段と、外部からの信号により該弁
手段を開,閉駆動する弁駆動手段とからなる構成を採用
している。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has at least a compression chamber and first and second discharge chambers. A compressor body provided with first and second discharge valves that are opened and closed independently of each other between a second discharge chamber and a compression chamber; and a compressor body provided in the compressor body and the compression chamber. And a drive source for driving the compressor body to generate compressed air, and connected to one of the discharge chambers of the compressor body and discharged from the compression chamber via one of the discharge chambers. An air tank for storing compressed air and the other discharge chamber of the compressor main body are connected to each other, and the other discharge chamber is kept in a high-pressure state by closing the valve at all times. Valve means for opening the discharge chamber to the atmosphere, and opening and closing of the valve means by an external signal Adopts a configuration comprising a that the valve drive means.

【0018】上記構成によれば、圧縮機本体に設けた第
1,第2の吐出室のうち、一方の吐出室を空気タンクに
接続し、他方の吐出室を弁手段に接続しているから、無
負荷運転時に弁駆動手段によって弁手段を開弁させたと
きには、前記他方の吐出室を大気に開放でき、圧縮室内
の圧力を大気圧状態まで下げることにより圧縮機本体お
よび駆動源の負荷を自動的に軽減できる。そして、前記
一方の吐出室側では吐出弁に空気タンクからの圧力が作
用するから、この吐出弁が閉弁状態を保つことにより一
方の吐出室側を高圧状態に保持でき、空気タンク内に貯
留した圧縮空気が無負荷運転時に外部に漏れるのを防止
することができる。
According to the above construction, one of the first and second discharge chambers provided in the compressor body is connected to the air tank, and the other discharge chamber is connected to the valve means. When the valve means is opened by the valve driving means during the no-load operation, the other discharge chamber can be opened to the atmosphere, and the pressure of the compressor body and the driving source is reduced by reducing the pressure in the compression chamber to the atmospheric pressure state. Can be reduced automatically. Since the pressure from the air tank acts on the discharge valve on the one discharge chamber side, the discharge valve can be maintained in a high pressure state by maintaining the closed state of the discharge valve, and stored in the air tank. It is possible to prevent the compressed air leaked to the outside during the no-load operation.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って詳述する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0020】ここで、図1ないし図4は本発明の実施例
による空気圧縮機の負荷軽減装置を往復動型の2段式空
気圧縮機に適用した場合を例に挙げて示している。
FIGS. 1 to 4 show an example in which the load reducing device for an air compressor according to the embodiment of the present invention is applied to a reciprocating two-stage air compressor.

【0021】図において、1は当該圧縮機の本体部を構
成する圧縮機本体で、該圧縮機本体1はクランクケース
2および後述のシリンダ5,10等により水平対向型の
2段式圧縮機として構成されている。そして、圧縮機本
体1のクランクケース2内にはクランク軸3が回転可能
に設けられ、該クランク軸3は後述の電動モータ18に
より回転駆動される。また、クランクケース2から外部
に突出したクランク軸3の先端側には冷却ファン4が設
けられ、該冷却ファン4はクランク軸3と共に回転駆動
されることにより、クランクケース2やシリンダ5,1
0等に向けた冷却風を発生させる構成となっている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a compressor main body constituting a main body of the compressor. The compressor main body 1 is a horizontally opposed two-stage compressor comprising a crankcase 2 and cylinders 5 and 10 to be described later. It is configured. A crankshaft 3 is rotatably provided in a crankcase 2 of the compressor body 1, and the crankshaft 3 is driven to rotate by an electric motor 18 described later. A cooling fan 4 is provided at a tip end of a crankshaft 3 protruding from the crankcase 2 to the outside.
It is configured to generate cooling wind toward zero or the like.

【0022】5はクランクケース2に設けられた第1の
気筒を構成する低圧側シリンダ、6は該低圧側シリンダ
5内に摺動可能に挿嵌されたピストンを示し、該ピスト
ン6はクランク軸3に連接棒7を介して連結され、電動
モータ18によりクランク軸3が回転駆動されるに伴っ
て低圧側シリンダ5内を往復動する。そして、低圧側シ
リンダ5内にはピストン6と後述のシリンダヘッド8と
の間に低圧側の圧縮室Aが画成されている。
Reference numeral 5 denotes a low-pressure cylinder constituting a first cylinder provided in the crankcase 2, reference numeral 6 denotes a piston slidably inserted into the low-pressure cylinder 5, and the piston 6 is a crankshaft. 3, and reciprocates in the low-pressure side cylinder 5 as the crankshaft 3 is driven to rotate by the electric motor 18. A low-pressure side compression chamber A is defined in the low-pressure side cylinder 5 between the piston 6 and a cylinder head 8 described later.

【0023】8は低圧側シリンダ5の先端側に設けら
れ、該低圧側シリンダ5と共に第1の気筒を構成するシ
リンダヘッドで、該シリンダヘッド8内には低圧側シリ
ンダ5の圧縮室Aに対し吸込弁と吐出弁を介して連通,
遮断される吸込室と吐出室(いずれも図示せず)が形成
されている。そして、シリンダヘッド8の吸込室は吸込
サイレンサ(図示せず)等を介して外気と連通し、吸込
弁の開弁時に外部の空気を低圧側シリンダ5の圧縮室A
内に吸込ませるようになっている。また、シリンダヘッ
ド8の吐出室側には吐出口8Aが設けられ、該吐出口8
Aは連通配管9を介して後述する高圧側の吸込室Cに接
続されている。
A cylinder head 8 is provided at the tip end of the low-pressure cylinder 5 and constitutes a first cylinder together with the low-pressure cylinder 5. Communicating via suction valve and discharge valve,
A suction chamber and a discharge chamber (both not shown) that are shut off are formed. The suction chamber of the cylinder head 8 communicates with the outside air through a suction silencer (not shown) or the like, and when the suction valve is opened, external air is supplied to the compression chamber A of the low-pressure side cylinder 5.
It is designed to be sucked inside. A discharge port 8A is provided on the discharge chamber side of the cylinder head 8.
A is connected via a communication pipe 9 to a suction chamber C on the high-pressure side described later.

【0024】10は低圧側シリンダ5の反対側に位置し
てクランクケース2に設けられた第2の気筒を構成する
高圧側シリンダで、該高圧側シリンダ10は低圧側シリ
ンダ5よりも小さいシリンダ径をもって形成され、高圧
の圧縮空気を発生させるようになっている。11は高圧
側シリンダ10内に摺動可能に挿嵌されたピストンを示
し、該ピストン11はクランク軸3に連接棒12を介し
て連結され、クランク軸3の回転に伴って高圧側シリン
ダ10内を往復動する。
A high-pressure cylinder 10 is located on the opposite side of the low-pressure cylinder 5 and constitutes a second cylinder provided in the crankcase 2. The high-pressure cylinder 10 has a smaller cylinder diameter than the low-pressure cylinder 5. And generate high-pressure compressed air. Reference numeral 11 denotes a piston slidably inserted into the high-pressure side cylinder 10. The piston 11 is connected to the crankshaft 3 via a connecting rod 12, and rotates inside the high-pressure side cylinder 10 with rotation of the crankshaft 3. Reciprocate.

【0025】13は高圧側シリンダ10の先端側に設け
られ、該高圧側シリンダ10と共に第2の気筒を構成す
るシリンダヘッドで、該シリンダヘッド13はピストン
11との間で高圧側シリンダ10内に圧縮室Bを形成し
ている。また、シリンダヘッド13には高圧側シリンダ
10との間に弁板14が設けられ、該弁板14は図2に
示すようにシリンダヘッド13内に、吸込室Cと第1,
第2の吐出室D,Eとを画成している。
A cylinder head 13 is provided at the tip end of the high pressure side cylinder 10 and constitutes a second cylinder together with the high pressure side cylinder 10. The cylinder head 13 is inserted into the high pressure side cylinder 10 with the piston 11. A compression chamber B is formed. A valve plate 14 is provided between the cylinder head 13 and the high-pressure side cylinder 10, and the valve plate 14 is provided in the cylinder head 13 as shown in FIG.
Second discharge chambers D and E are defined.

【0026】そして、これらの吐出室D,Eのうち一方
の吐出室Dは後述の空気タンク19に空気配管20を介
して接続され、他方の吐出室Eは後述のリリースバルブ
21にアンロード用の導管22を介して接続されてい
る。また、弁板14には高圧側シリンダ10の圧縮室B
内を吸込室C内に連通,遮断させる吸込弁15が設けら
れると共に、圧縮室Bを吐出室D,Eに連通,遮断させ
る第1,第2の吐出弁16,17が設けられている。
One of the discharge chambers D and E is connected to an air tank 19 described later via an air pipe 20, and the other discharge chamber E is connected to a release valve 21 described later for unloading. Are connected via a conduit 22. Further, the compression chamber B of the high-pressure side cylinder 10 is provided in the valve plate 14.
A suction valve 15 for communicating and shutting off the inside of the suction chamber C is provided, and first and second discharge valves 16 and 17 for connecting and shutting off the compression chamber B to discharge chambers D and E are provided.

【0027】ここで、該吐出弁16,17はリード弁等
からなり、吐出室D,Eを圧縮室B内に対し独立して
開,閉させる構成となっている。また、シリンダヘッド
13には吸込室C内に常時連通する吸込口13Aが設け
られ、該吸込口13Aは連通配管9を介して低圧側の吐
出口8Aに接続されている。
Here, the discharge valves 16 and 17 are composed of reed valves and the like, and are configured to open and close the discharge chambers D and E independently of the inside of the compression chamber B. The cylinder head 13 is provided with a suction port 13A that is always in communication with the suction chamber C. The suction port 13A is connected to the low-pressure side discharge port 8A via the communication pipe 9.

【0028】18は圧縮機本体1のクランクケース2に
一体に設けられた駆動源としての電動モータで、該電動
モータ18のモータケース18Aは図1に示す如く、ク
ランクケース2の一部を構成するようにクランクケース
2の一側に一体に設けられている。そして、電動モータ
18の回転軸18Bはクランクケース2内のクランク軸
3と一体的に連結され、クランク軸3を回転駆動する構
成となっている。
Reference numeral 18 denotes an electric motor as a drive source provided integrally with the crankcase 2 of the compressor body 1. A motor case 18A of the electric motor 18 forms a part of the crankcase 2 as shown in FIG. So as to be integrally provided on one side of the crankcase 2. The rotating shaft 18B of the electric motor 18 is integrally connected to the crankshaft 3 in the crankcase 2 to rotate the crankshaft 3.

【0029】19は圧縮空気を貯留する空気タンクで、
該空気タンク19は図2に示すように略円筒状の密閉容
器として形成され、例えば空気タンク19の上部側には
圧縮空気を空気タンク19内に導入,出させるための接
続管部19Aが一体に設けられている。そして、空気タ
ンク19は高圧側のシリンダヘッド13内に形成した吐
出室Dと空気配管20を介して接続され、高圧側シリン
ダ10の圧縮室B内で発生した高圧の圧縮空気は、吐出
室Dから空気配管20を介して空気タンク19内に貯留
される。
Reference numeral 19 denotes an air tank for storing compressed air.
The air tank 19 is formed as a substantially cylindrical airtight container as shown in FIG. 2. For example, a connection pipe portion 19 </ b> A for introducing compressed air into and out of the air tank 19 is integrated with an upper side of the air tank 19. It is provided in. The air tank 19 is connected to a discharge chamber D formed in the cylinder head 13 on the high-pressure side via an air pipe 20, and the high-pressure compressed air generated in the compression chamber B of the high-pressure cylinder 10 is discharged from the discharge chamber D Is stored in the air tank 19 through the air pipe 20.

【0030】21はシリンダヘッド13の吐出室Eにア
ンロード用の導管22を介して接続された弁手段として
のリリースバルブで、該リリースバルブ21は図3およ
び図4に示す如く、ピストン摺動穴23Aが軸方向の段
付き穴として形成されると共に、流入ポート23Bおよ
びパイロットポート23Cがピストン摺動穴23Aの軸
方向に離間して形成された弁ハウジング23と、ピスト
ン摺動穴23Aの一端側を閉塞するように弁ハウジング
23の一端側に螺着され、後述の段付きピストン29と
の間でパイロットポート23Cに常時連通するパイロッ
ト圧室24を画成した栓体25と、後述の弁体30等と
から構成されている。
A release valve 21 is connected to a discharge chamber E of the cylinder head 13 via a conduit 22 for unloading. The release valve 21 is a piston slide as shown in FIGS. The valve housing 23 has a hole 23A formed as an axial stepped hole, an inflow port 23B and a pilot port 23C spaced apart in the axial direction of the piston sliding hole 23A, and one end of the piston sliding hole 23A. A plug 25 which is screwed to one end of the valve housing 23 so as to close the side thereof and defines a pilot pressure chamber 24 which is always in communication with a pilot port 23C between the valve housing 23 and a stepped piston 29 which will be described later; And a body 30 and the like.

【0031】ここで、弁ハウジング23の他端側には、
ピストン摺動穴23Aの他端側端面との間に環状弁座2
3Dを形成する拡径穴23Eが設けられ、この拡径穴2
3Eは弁ハウジング23の一部を構成するカバー筒26
によって覆われている。そして、該カバー筒26は拡径
穴23Eとの間に大気開放室27を画成し、この大気開
放室27は多孔質の焼結金属等からなる消音フィルタ2
8を介して外気に常時連通する構成となっている。
Here, on the other end side of the valve housing 23,
Annular valve seat 2 between the other end surface of piston sliding hole 23A
An enlarged hole 23E forming 3D is provided.
3E is a cover cylinder 26 which forms a part of the valve housing 23.
Covered by The cover cylinder 26 defines an atmosphere opening chamber 27 between the cover cylinder 26 and the enlarged diameter hole 23E, and the atmosphere opening chamber 27 is provided with a silencing filter 2 made of a porous sintered metal or the like.
8 so as to always communicate with the outside air.

【0032】29は弁ハウジング23のピストン摺動穴
23A内に挿嵌された段付きピストンで、該段付きピス
トン29は拡径穴23E側に向けて同軸に延びる小径軸
部29Aを有し、該小径軸部29Aの先端側には短尺の
筒状に形成された弁体30がナット31を介して一体に
固着されている。そして、弁体30の一端側には環状の
バルブシート32が設けられ、該バルブシート32は弁
体30と共に弁ハウジング23の環状弁座23Dに離着
座するようになっている。
Reference numeral 29 denotes a stepped piston inserted into a piston sliding hole 23A of the valve housing 23. The stepped piston 29 has a small-diameter shaft portion 29A extending coaxially toward the enlarged-diameter hole 23E. A valve body 30 formed in a short cylindrical shape is integrally fixed to a distal end side of the small diameter shaft portion 29A via a nut 31. An annular valve seat 32 is provided on one end side of the valve body 30, and the valve seat 32 is detachably seated on the annular valve seat 23 </ b> D of the valve housing 23 together with the valve body 30.

【0033】ここで、段付きピストン29は流入ポート
23Bからの圧力を端面29B側で受圧することによ
り、パイロット圧室24側が大気圧状態にある間は図3
中の矢示F方向に押圧される。これにより、段付きピス
トン29は弁体30を環状弁座23Dにバルブシート3
2を介して着座させ、流入ポート23Bを大気開放室2
7に対して遮断する。
Here, the stepped piston 29 receives the pressure from the inflow port 23B on the end face 29B side, so that while the pilot pressure chamber 24 side is in the atmospheric pressure state, FIG.
It is pressed in the direction of arrow F in the middle. Thus, the stepped piston 29 moves the valve body 30 to the annular valve seat 23D and the valve seat 3
2 and the inflow port 23B is connected to the atmosphere opening chamber 2
7 shut off.

【0034】一方、パイロット圧室24内に後述の配管
35を介して高圧の圧縮空気が供給されたときには、段
付きピストン29が端面29C側でこの圧力を受圧す
る。そして、段付きピストン29は端面29B側よりも
端面29C側で大なる受圧面積を有しているから、流入
ポート23Bとパイロットポート23Cとの間がほぼ等
しい圧力状態になった場合でも、段付きピストン29は
端面29B,29Cの受圧面積差により矢示G方向に押
圧される。
On the other hand, when high-pressure compressed air is supplied into the pilot pressure chamber 24 via a pipe 35 described later, the stepped piston 29 receives this pressure on the end face 29C side. Further, since the stepped piston 29 has a larger pressure receiving area on the end face 29C side than on the end face 29B side, even if the pressure state between the inflow port 23B and the pilot port 23C is almost equal, the stepped piston 29 is stepped. The piston 29 is pressed in the direction of arrow G by the pressure receiving area difference between the end faces 29B and 29C.

【0035】この結果、弁体30がバルブシート32と
共に弁ハウジング23の環状弁座23Dから離座するこ
とにより、弁体30が開弁して流入ポート23Bは大気
開放室27に連通する。そして、流入ポート23B側か
ら大気開放室27へと流れてくる圧縮空気は消音フィル
タ28を介して外部に排出される。これにより、図2に
示すシリンダヘッド13の吐出室Eはアンロード用の導
管22を介してリリースバルブ21により大気に開放さ
れ、吐出室Eに吐出弁17を介して連通される高圧側シ
リンダ10内の圧縮室Bは、リリースバルブ21の開弁
によって大気圧に近い状態まで自動的に圧力が低下する
ようになる。
As a result, when the valve body 30 is separated from the annular valve seat 23D of the valve housing 23 together with the valve seat 32, the valve body 30 is opened and the inflow port 23B communicates with the atmosphere opening chamber 27. The compressed air flowing from the inflow port 23 </ b> B to the open-to-atmosphere chamber 27 is discharged to the outside via the silencing filter 28. Thereby, the discharge chamber E of the cylinder head 13 shown in FIG. 2 is opened to the atmosphere by the release valve 21 through the unloading conduit 22 and the high-pressure side cylinder 10 communicated with the discharge chamber E through the discharge valve 17. The pressure in the inner compression chamber B automatically decreases to a state close to the atmospheric pressure by opening the release valve 21.

【0036】また、消音フィルタ28はこのときに大気
開放室27からカバー筒26の外部に向けて排出される
圧縮空気の排気音を低減させ、騒音の発生を抑えると共
に、外部のダスト等が大気開放室27内へと侵入するの
を防止し、バルブシート32や段付きピストン29の摺
動面等がダストによって早期に摩耗、損傷されるのを抑
えるようになっている。
At this time, the silencing filter 28 reduces the exhaust noise of the compressed air discharged from the open-to-atmosphere chamber 27 to the outside of the cover cylinder 26, thereby suppressing the generation of noise. This prevents entry into the open chamber 27 and suppresses early wear and damage of the sliding surfaces of the valve seat 32 and the stepped piston 29 by dust.

【0037】さらに、消音フィルタ28は多孔質構造を
なすことにより、大気開放室27から外部にへと排出さ
れる圧縮空気に絞り抵抗を与え、大気開放室27側に大
気圧よりも一定圧分だけ僅かに高い圧力を生じさせる。
これにより、例えば無負荷運転(アンロード運転)から
圧縮運転に切換えるときに、パイロット圧室24側が大
気圧状態に設定されると、大気開放室27側は少なくと
も大気圧よりも高い圧力に設定されているから、段付き
ピストン29の端面29B側は端面29C側よりも高い
圧力を受圧することによって、段付きピストン29は図
3中の矢示F方向に押圧され、弁体30をバルブシート
32と共に弁ハウジング23の環状弁座23Dに着座さ
せ、リリースバルブ21を自動的に閉弁させる。
Further, the silencing filter 28 has a porous structure so as to give a throttle resistance to the compressed air discharged from the open-to-air chamber 27 to the outside, and to provide a constant pressure lower than the atmospheric pressure to the open-to-air chamber 27 side. Only a slightly higher pressure is created.
Thus, for example, when switching from the no-load operation (unload operation) to the compression operation, if the pilot pressure chamber 24 is set to the atmospheric pressure state, the air release chamber 27 is set to at least a pressure higher than the atmospheric pressure. Therefore, the stepped piston 29 receives a higher pressure than the end face 29C side of the stepped piston 29, so that the stepped piston 29 is pressed in the direction of arrow F in FIG. At the same time, the release valve 21 is automatically closed by seating on the annular valve seat 23D of the valve housing 23.

【0038】33はリリースバルブ21を開,閉駆動す
る弁駆動手段としての電磁弁で、該電磁弁33は流入口
33A、流出口33Bおよび流出入口33Cを有する3
方向電磁弁等によって構成され、流入口33Aは配管3
4を介して空気タンク19の接続管部19Aに接続され
ている。また、電磁弁33は流出口33Bが大気開放口
となり、流出入口33Cは配管35を介してリリースバ
ルブ21のパイロットポート23Cに接続されている。
Reference numeral 33 denotes an electromagnetic valve as valve driving means for opening and closing the release valve 21. The electromagnetic valve 33 has an inlet 33A, an outlet 33B and an outlet 33C.
Directional solenoid valve and the like.
4 is connected to the connection pipe 19A of the air tank 19. The electromagnetic valve 33 has an outflow port 33B serving as an atmosphere opening port, and an outflow port 33C connected to a pilot port 23C of the release valve 21 via a pipe 35.

【0039】ここで、電磁弁33は後述の制御装置36
からの制御信号により、常時は流出入口33Cを流出口
33Bに連通させ、流入口33Aを流出口33Bおよび
流出入口33Cに対して遮断させる。そして、このとき
にはリリースバルブ21のパイロットポート23Cが配
管35および電磁弁33の流出入口33C、流出口33
Bを介して大気に開放されるから、リリースバルブ21
のパイロット圧室24は図3に示す如く大気圧状態とな
り、段付きピストン29は弁体30を流入ポート23B
側の圧力によって閉弁状態に保持する。
Here, the solenoid valve 33 is connected to a control device 36 described later.
, The outlet 33C is normally communicated with the outlet 33B, and the inlet 33A is shut off from the outlet 33B and the outlet 33C. At this time, the pilot port 23C of the release valve 21 is connected to the pipe 35 and the outlet 33C and the outlet 33C of the solenoid valve 33.
B is released to the atmosphere through B, so that the release valve 21
The pilot pressure chamber 24 is brought into an atmospheric pressure state as shown in FIG. 3, and the stepped piston 29 connects the valve 30 to the inflow port 23B.
The valve is kept closed by the side pressure.

【0040】また、制御装置36からの制御信号により
電磁弁33が切換制御されたときには、電磁弁33の流
入口33Aが流出入口33Cに連通し、流出口33Bは
流入口33Aおよび流出入口33Cに対して遮断され
る。これにより、空気タンク19内の圧縮空気が配管3
4、電磁弁33の流入口33A、流出入口33Cおよび
配管35を介してリリースバルブ21のパイロット圧室
24に供給され、このパイロット圧室24は空気タンク
19内とほぼ同圧となることによって、リリースバルブ
21の段付きピストン29は図4に示す如く矢示G方向
に押圧され、弁体30を流入ポート23B側の圧力に抗
して強制的に開弁させる。
When the solenoid valve 33 is switched by a control signal from the control device 36, the inlet 33A of the solenoid valve 33 communicates with the outlet 33C, and the outlet 33B connects to the inlet 33A and the outlet 33C. Will be shut off. Thereby, the compressed air in the air tank 19 is
4. The pilot pressure chamber 24 of the release valve 21 is supplied to the pilot pressure chamber 24 through the inflow port 33A, the outflow port 33C, and the pipe 35 of the solenoid valve 33. The stepped piston 29 of the release valve 21 is pressed in the direction of the arrow G as shown in FIG. 4 to forcibly open the valve body 30 against the pressure on the inflow port 23B side.

【0041】さらに、36は電磁弁33を切換制御する
制御装置で、該制御装置36は入力側が電圧検出器とな
って電動モータ18の給電線等に接続され、出力側は電
磁弁33に接続されている。ここで、電動モータ18は
給電線の先端側がコンセント37を介して商用電源(図
示せず)等に接続され、この電源から電動モータ18に
給電される電圧値は、電動モータ18の負荷状態に応じ
て変動することが知られている。
Further, reference numeral 36 denotes a control device for controlling the switching of the solenoid valve 33. The control device 36 has an input side connected to a power supply line of the electric motor 18 as a voltage detector and an output side connected to the solenoid valve 33. Have been. Here, the electric motor 18 is connected to a commercial power supply (not shown) or the like via an outlet 37 at the end of the power supply line, and the voltage supplied from the power supply to the electric motor 18 varies depending on the load state of the electric motor 18. It is known to vary in response.

【0042】そこで、制御装置36は前記電動モータ1
8に電源から給電される電圧値を前記電圧検出器で検出
し、これにより電動モータ18の負荷状態をモニタ(監
視)する。そして、前記電圧値が通常の電圧レベルにあ
るときには、電動モータ18が通常の圧縮運転状態にあ
ると判断できるから、制御装置36は電磁弁33を制御
信号により励磁し、電磁弁33の流出入口33Cを流出
口33Bに連通させ、流入口33Aを流出口33Bおよ
び流出入口33Cに対して遮断させる。
Therefore, the controller 36 controls the electric motor 1
The voltage value supplied from the power supply to the power supply 8 is detected by the voltage detector, and thereby the load state of the electric motor 18 is monitored. When the voltage value is at the normal voltage level, it can be determined that the electric motor 18 is in the normal compression operation state. Therefore, the control device 36 excites the solenoid valve 33 by a control signal, 33C is communicated with the outlet 33B, and the inlet 33A is blocked from the outlet 33B and the outlet 33C.

【0043】一方、高圧側シリンダ10内で発生させる
圧縮空気の圧力が空気タンク19側の設定圧よりも高く
なると、圧縮機本体1の圧縮室A,B(図1参照)は相
対的に高い圧力状態となり、高い圧力がピストン6,1
1に作用することによってクランク軸3の回転負荷が増
大し、電動モータ18は大きな回転負荷を受けることに
なる。そして、この場合には前記電圧値が電動モータ1
8の負荷に応じて低下することにより、制御装置36は
電磁弁33を消磁させて該電磁弁33の切換制御を行
い、該電磁弁33の流入口33Aを流出入口33Cに連
通させ、流出口33Bを流入口33Aおよび流出入口3
3Cに対して遮断させる。
On the other hand, when the pressure of the compressed air generated in the high-pressure side cylinder 10 becomes higher than the set pressure on the air tank 19 side, the compression chambers A and B of the compressor body 1 (see FIG. 1) are relatively high. It becomes pressure state, and high pressure
1, the rotational load on the crankshaft 3 increases, and the electric motor 18 receives a large rotational load. In this case, the voltage value is
8, the control device 36 demagnetizes the solenoid valve 33 to control the switching of the solenoid valve 33, and connects the inflow port 33A of the solenoid valve 33 to the outflow port 33C. 33B to the inlet 33A and the outlet 3
Cut off to 3C.

【0044】本実施例による2段式空気圧縮機の負荷軽
減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。
The load reducing device for a two-stage air compressor according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, the operation thereof will be described.

【0045】まず、電動モータ18の回転軸18Bによ
りクランク軸3を回転駆動すると、各シリンダ5,10
内で各ピストン6,11が往復動され、それぞれの圧縮
室A,Bにおいて圧縮空気を発生させる圧縮運転が行わ
れる。そして、この圧縮運転により低圧側シリンダ5の
圧縮室A内で発生した圧縮空気は、シリンダヘッド8の
吐出口8Aから連通配管9を介して高圧側シリンダ10
の吸込室C内に吐出される。
First, when the crankshaft 3 is driven to rotate by the rotating shaft 18B of the electric motor 18, each of the cylinders 5, 10
Each of the pistons 6 and 11 is reciprocated inside, and a compression operation for generating compressed air in each of the compression chambers A and B is performed. The compressed air generated in the compression chamber A of the low-pressure side cylinder 5 by this compression operation is supplied from the discharge port 8A of the cylinder head 8 to the high-pressure side cylinder 10 through the communication pipe 9.
Is discharged into the suction chamber C.

【0046】そして、高圧側シリンダ10の圧縮室B内
ではピストン11の往復動に応じて吸込室Cから前記圧
縮空気を吸込みつつ、これをより高い圧力レベルまで圧
縮することによって、高圧の圧縮空気を吐出弁16,1
7を介してそれぞれの吐出室D,Eへと吐出させる。
In the compression chamber B of the high-pressure side cylinder 10, the compressed air is sucked from the suction chamber C in accordance with the reciprocating motion of the piston 11 and is compressed to a higher pressure level, so that the high-pressure compressed air is compressed. Discharge valve 16,1
The ink is discharged to the respective discharge chambers D and E via the nozzle 7.

【0047】この場合、通常の圧縮運転状態ではリリー
スバルブ21が閉弁状態を保っているため、リリースバ
ルブ21の流入ポート23Bにアンロード用の導管22
を介して接続された吐出室E側は、圧力が空気タンク1
9よりも早く昇圧するようになる。そして、吐出室E内
の圧力が高圧側シリンダ10の圧縮室Bよりも高い圧力
状態になったときには、吐出弁17がピストン11の往
復動時にも閉弁状態を保つことになる。
In this case, since the release valve 21 is kept closed in the normal compression operation state, the unloading conduit 22 is connected to the inflow port 23B of the release valve 21.
The pressure in the discharge chamber E connected through the air tank 1
The pressure rises faster than 9. When the pressure in the discharge chamber E becomes higher than the pressure in the compression chamber B of the high-pressure side cylinder 10, the discharge valve 17 is kept closed even when the piston 11 reciprocates.

【0048】一方、空気タンク19に空気配管20を介
して接続された吐出室D側では、ピストン11の往復動
時に応じて吐出弁16が開,閉弁を続けることにより、
高圧側シリンダ10の圧縮室B内で発生した高圧の圧縮
空気が吐出弁16の開弁時に吐出室D内に吐出され、こ
の圧縮空気は空気配管20を介して空気タンク19へと
順次貯留されることになる。
On the other hand, on the discharge chamber D side connected to the air tank 19 via the air pipe 20, the discharge valve 16 keeps opening and closing according to the reciprocation of the piston 11, whereby
High-pressure compressed air generated in the compression chamber B of the high-pressure side cylinder 10 is discharged into the discharge chamber D when the discharge valve 16 is opened, and the compressed air is sequentially stored in the air tank 19 via the air pipe 20. Will be.

【0049】そして、この圧縮運転の間は前記電源から
電動モータ18に給電される電圧値が通常の電圧レベル
を保つから、制御装置36は電磁弁33を励磁し続け、
電磁弁33の流出入口33Cを流出口33Bに連通させ
ると共に、流入口33Aを流出口33Bおよび流出入口
33Cに対して遮断させることにより、リリースバルブ
21のパイロット圧室24を大気圧状態に設定する。
During the compression operation, the voltage value supplied from the power supply to the electric motor 18 maintains the normal voltage level, so that the control device 36 continues to excite the solenoid valve 33,
The pilot pressure chamber 24 of the release valve 21 is set to the atmospheric pressure state by making the outlet 33C of the solenoid valve 33 communicate with the outlet 33B and closing the inlet 33A with respect to the outlet 33B and the outlet 33C. .

【0050】次に、前述の如く圧縮運転を行っている途
中で空気タンク19内の圧力が設定圧レベルまで上昇し
てくると、圧縮機本体1の圧縮室A,B(図1参照)は
相対的に高い圧力状態となるので、電動モータ18は大
きな回転負荷を受けることになる。そして、電動モータ
18の負荷に応じて前記電圧値が予め決められた電圧値
まで低下したときには、制御装置36が電磁弁33を自
動的に消磁させるように電磁弁33の切換制御を行い、
該電磁弁33は流入口33Aを流出入口33Cに連通さ
せ、流出口33Bを遮断させる。
Next, when the pressure in the air tank 19 increases to the set pressure level during the compression operation as described above, the compression chambers A and B of the compressor body 1 (see FIG. 1) Since the pressure is relatively high, the electric motor 18 receives a large rotational load. Then, when the voltage value decreases to a predetermined voltage value according to the load of the electric motor 18, the control device 36 performs switching control of the electromagnetic valve 33 so that the electromagnetic valve 33 is automatically demagnetized.
The solenoid valve 33 connects the inflow port 33A to the outflow port 33C and shuts off the outflow port 33B.

【0051】これにより、空気タンク19内の圧縮空気
が配管34、電磁弁33および配管35を介してリリー
スバルブ21のパイロット圧室24に供給され、このパ
イロット圧室24内は空気タンク19とほぼ等しい圧力
まで上昇する。そして、リリースバルブ21の段付きピ
ストン29はパイロット圧室24からの圧力を端面29
C側で受圧し、この端面29C側は端面29B側より段
付きピストン29の小径軸部29A分だけ受圧面積が大
きくなっているから、段付きピストン29は図4に示す
如く矢示G方向に押圧され、弁体30を流入ポート23
B側の圧力に抗して強制的に開弁させる。
As a result, the compressed air in the air tank 19 is supplied to the pilot pressure chamber 24 of the release valve 21 via the pipe 34, the solenoid valve 33, and the pipe 35. Rise to equal pressure. The stepped piston 29 of the release valve 21 applies pressure from the pilot pressure chamber 24 to the end face 29.
The pressure is received on the side C, and the pressure receiving area on the end face 29C side is larger than that on the end face 29B side by the small diameter shaft portion 29A of the stepped piston 29, so that the stepped piston 29 moves in the direction of arrow G as shown in FIG. When the valve 30 is pressed, the
The valve is forcibly opened against the pressure on the B side.

【0052】この結果、リリースバルブ21の弁体30
はバルブシート32と共に弁ハウジング23の環状弁座
23Dから離座し、流入ポート23Bを大気開放室27
に連通させることによって、図2に示すシリンダヘッド
13の吐出室Eをアンロード用の導管22等を介して大
気に開放させる。そして、吐出室Eに吐出弁17を介し
て連通される高圧側シリンダ10内の圧縮室Bは、リリ
ースバルブ21の開弁により大気圧状態まで圧力降下さ
れるから、低圧側シリンダ5内の圧縮室A内も大気圧レ
ベルまで圧力が低下し、圧縮機本体1はアンロード(無
負荷)運転されるようになり、電動モータ18にかかる
負荷を自動的に軽減できる。
As a result, the valve body 30 of the release valve 21
Is separated from the annular valve seat 23D of the valve housing 23 together with the valve seat 32, and the inflow port 23B is
The discharge chamber E of the cylinder head 13 shown in FIG. 2 is opened to the atmosphere via the unloading conduit 22 and the like. The pressure in the compression chamber B in the high-pressure cylinder 10 which is communicated with the discharge chamber E via the discharge valve 17 is reduced to the atmospheric pressure state by opening the release valve 21. The pressure in the chamber A also decreases to the atmospheric pressure level, and the compressor body 1 is operated in unload (no load) operation, so that the load on the electric motor 18 can be automatically reduced.

【0053】また、空気タンク19内に圧縮空気を予め
貯留した状態で、例えば一旦は停止させた状態の電動モ
ータ18を再び起動するような場合には、電動モータ1
8に起動負荷が作用することにより、前記電源から電動
モータ18に給電される電圧値が大きく低下することが
ある。そして、この場合にも制御装置36は電磁弁33
を切換制御することにより、空気タンク19内の圧力を
リリースバルブ21のパイロット圧室24に導入させ、
リリースバルブ21を開弁させることによって起動時の
負荷を軽減させる。
In a case where the electric motor 18 which has been temporarily stopped is restarted in a state where compressed air is stored in the air tank 19 in advance, the electric motor 1
When the starting load acts on the motor 8, the voltage supplied from the power supply to the electric motor 18 may be greatly reduced. In this case as well, the control device 36 controls the solenoid valve 33
, The pressure in the air tank 19 is introduced into the pilot pressure chamber 24 of the release valve 21,
The load at the time of starting is reduced by opening the release valve 21.

【0054】次に、この状態で電動モータ18に給電さ
れる前記電圧値が正規の電圧レベルまで上昇してくる
と、制御装置36は電磁弁33を励磁することによって
該電磁弁33の流入口33Aを遮断すると共に、流出入
口33Cを流出口33Bに連通させ、リリースバルブ2
1のパイロット圧室24を大気圧状態に設定する。これ
によりリリースバルブ21は再び閉弁状態となり、圧縮
機本体1は電動モータ18によって圧縮運転されるよう
になる。
Next, in this state, when the voltage value supplied to the electric motor 18 rises to a regular voltage level, the control device 36 excites the solenoid valve 33 so that the inlet of the solenoid valve 33 is opened. 33A, the outlet valve 33C communicates with the outlet port 33B, and the release valve 2
The first pilot pressure chamber 24 is set to the atmospheric pressure state. As a result, the release valve 21 is again closed, and the compressor body 1 is operated for compression by the electric motor 18.

【0055】かくして、本実施例によれば、高圧側シリ
ンダ10に設けたシリンダヘッド13に第1,第2の吐
出室D,Eを形成し、一方の吐出室Dを空気配管20を
介して空気タンク19に接続すると共に、他方の吐出室
Eをアンロード用の導管22を介してリリースバルブ2
1の流入ポート23Bに接続し、リリースバルブ21の
パイロットポート23C(パイロット圧室24)側を配
管35、電磁弁33および配管34を介して空気タンク
19に接続する構成としたから、下記のような作用効果
をうることができる。
Thus, according to the present embodiment, the first and second discharge chambers D and E are formed in the cylinder head 13 provided in the high-pressure side cylinder 10, and one of the discharge chambers D is connected via the air pipe 20. The discharge valve E is connected to the air tank 19 and the other discharge chamber E is connected to the release valve 2 via a conduit 22 for unloading.
1 and the pilot port 23C (pilot pressure chamber 24) side of the release valve 21 is connected to the air tank 19 via the pipe 35, the solenoid valve 33 and the pipe 34. Various operational effects can be obtained.

【0056】即ち、電磁弁33を切換制御する制御装置
36側では電動モータ18の負荷状態をモニタしつつ、
電動モータ18の負荷が過大となるまでは電磁弁33を
励磁し続けることにより、リリースバルブ21を閉弁状
態に保持でき、前記吐出室Eを高圧状態に保って圧縮機
本体1を電動モータ18で駆動しつつ、圧縮運転を続け
ることができる。
That is, the control device 36 for switching and controlling the solenoid valve 33 monitors the load state of the electric motor 18 while
By continuing to excite the electromagnetic valve 33 until the load on the electric motor 18 becomes excessive, the release valve 21 can be maintained in a closed state, the discharge chamber E is maintained in a high pressure state, and the compressor body 1 is moved by the electric motor 18. , And the compression operation can be continued.

【0057】そして、このような圧縮運転により空気タ
ンク19内に十分な圧縮空気を貯留させ、この空気タン
ク19内の圧力が設定圧を越えるレベルまで上昇したと
きには、電動モータ18にかかる負荷が増大してくるか
ら、制御装置36からの制御信号で電磁弁33を消磁さ
せ、空気タンク19からの圧力でリリースバルブ21を
強制開弁することができる。
By such a compression operation, sufficient compressed air is stored in the air tank 19, and when the pressure in the air tank 19 rises to a level exceeding the set pressure, the load on the electric motor 18 increases. Therefore, the solenoid valve 33 can be demagnetized by a control signal from the control device 36 and the release valve 21 can be forcibly opened by the pressure from the air tank 19.

【0058】この結果、吐出室Eをアンロード用の導管
22を介して大気に開放でき、圧縮機本体1の圧縮室
B,Aを共に大気圧状態まで圧力降下させることができ
ると共に、圧縮機本体1をアンロード運転でき、電動モ
ータ18にかかる負荷を自動的に軽減することができ
る。
As a result, the discharge chamber E can be opened to the atmosphere via the unloading conduit 22, so that both the compression chambers B and A of the compressor main body 1 can be reduced in pressure to the atmospheric pressure, and the compressor can be compressed. The unload operation of the main body 1 can be performed, and the load on the electric motor 18 can be automatically reduced.

【0059】また、シリンダヘッド13内に形成した第
1,第2の吐出室D,Eを、圧縮室Bに対し第1,第2
の吐出弁16,17を介して個別に連通,遮断させる構
成としたから、吐出室D,Eをそれぞれの吐出弁16,
17により圧縮室Bに対し独立して開,閉することがで
き、例えば無負荷運転を行うために吐出室E側をリリー
スバルブ21を介して大気に開放した場合でも、空気タ
ンク19内の圧縮空気が吐出室Dから圧縮室B側に逆流
するのを吐出弁16によって阻止することができる。
The first and second discharge chambers D and E formed in the cylinder head 13 are separated from the compression chamber B by the first and second discharge chambers.
The discharge chambers D and E are connected to the respective discharge valves 16 and 17 individually.
17, the compression chamber B can be opened and closed independently. For example, even when the discharge chamber E side is opened to the atmosphere via the release valve 21 for performing no-load operation, the compression in the air tank 19 is prevented. The discharge valve 16 can prevent air from flowing backward from the discharge chamber D to the compression chamber B side.

【0060】従って、本実施例によれば、シリンダヘッ
ド13内に2つの吐出室D,Eを形成し、該吐出室D,
Eをそれぞれの吐出弁16,17により圧縮室Bに対し
独立して開,閉する構成とすることにより、例えば一方
の吐出室Dを空気タンク19に接続する空気配管20の
途中等にチェック弁等を設けることなく、空気タンク1
9内が十分に高い圧力となったときには、他方の吐出室
E側をリリースバルブ21を介して大気に開放すること
により無負荷運転を容易に行うことができ、電動モータ
18にかかる負荷を自動的に軽減できる。
Therefore, according to the present embodiment, two discharge chambers D and E are formed in the cylinder head 13 and the discharge chambers D and E are formed.
E is independently opened and closed with respect to the compression chamber B by the respective discharge valves 16 and 17, so that, for example, a check valve is provided in the middle of the air pipe 20 connecting one discharge chamber D to the air tank 19. Air tank 1 without providing
When the pressure in the interior 9 becomes sufficiently high, the other discharge chamber E side is opened to the atmosphere via the release valve 21 so that no-load operation can be easily performed, and the load applied to the electric motor 18 is automatically reduced. Can be reduced.

【0061】また、圧縮室Bと吐出室D,Eとの間に設
けた吐出弁16,17は弁板14上で開,閉するリード
弁等により構成されているから、吐出弁16,17等が
高温で高圧の圧縮空気にさらされても早期に熱劣化する
のを防止でき、当該圧縮機の耐久性や寿命を確実に向上
できると共に、長期間に亘って圧縮運転を続ける場合で
も適宜に無負荷運転に切換えることにより圧縮機として
の作動を安定させ、信頼性を高めることができる。
The discharge valves 16, 17 provided between the compression chamber B and the discharge chambers D, E are constituted by reed valves and the like which open and close on the valve plate 14, so that the discharge valves 16, 17 are provided. Etc. can be prevented from being thermally degraded early even when exposed to high temperature and high pressure compressed air, and the durability and life of the compressor can be reliably improved. By switching to the no-load operation, the operation as the compressor can be stabilized and the reliability can be improved.

【0062】さらに、高圧側のシリンダヘッド13に形
成した吐出室Eをアンロード用の導管22を介してリリ
ースバルブ21に接続することにより、無負荷運転時に
は高圧側と低圧側の圧縮室B,Aを共に大気圧レベルま
で圧力を下げて電動モータ18の負荷を軽減できるか
ら、従来技術の多段式空気圧縮機のように、各気筒毎に
アンロード機構等を設ける必要をなくすことができ、部
品点数を削減できると共に、組立時の作業性を向上させ
ることができる。
Further, by connecting the discharge chamber E formed in the cylinder head 13 on the high pressure side to the release valve 21 via the unloading conduit 22, the compression chambers B and B on the high pressure side and the low pressure side during no load operation. A can reduce the load on the electric motor 18 by lowering the pressure to the atmospheric pressure level, so that it is not necessary to provide an unloading mechanism or the like for each cylinder as in the conventional multi-stage air compressor. The number of parts can be reduced, and workability during assembly can be improved.

【0063】さらにまた、アンロード機構となるリリー
スバルブ21を弁ハウジング23、段付きピストン29
および弁体30等により構成し、空気タンク19からの
空気圧を利用して弁体30を強制開弁させるようにして
いるから、従来技術のアンロード機構のようにプッシュ
ロッド等を用いて吸込弁等を強制開弁する必要がなくな
り、例えば圧縮空気の圧力を高めるようにした場合で
も、リリースバルブ21等を大型化することなく対処で
き、全体の構造を簡略化して耐久性や寿命を延ばすこと
ができる。
Further, the release valve 21 serving as an unloading mechanism is connected to the valve housing 23 and the stepped piston 29.
And the valve body 30 and the like, and the valve body 30 is forcibly opened by using the air pressure from the air tank 19, so that the suction valve is provided by using a push rod or the like as in a conventional unloading mechanism. For example, even if the pressure of the compressed air is increased, it is possible to cope without increasing the size of the release valve 21 and the like, thereby simplifying the entire structure and extending the durability and life. Can be.

【0064】なお、前記各実施例では、低圧側シリンダ
5と高圧側シリンダ10とからなる2段式の空気圧縮機
を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例え
ば単一の気筒からなる1段式の空気圧縮機に適用しても
よく、3段式以上の空気圧縮機に適用してもよい。ま
た、往復動型の空気圧縮機にも限るものではなく、例え
ばロッキングピストン式、ロータリ式またはスクロール
式の空気圧縮機等にも適用できる。
In each of the above embodiments, a two-stage air compressor including the low-pressure side cylinder 5 and the high-pressure side cylinder 10 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to a single-stage air compressor having the above-described cylinders, or may be applied to a three-stage or more air compressor. Further, the present invention is not limited to a reciprocating air compressor, and may be applied to, for example, a locking piston type, a rotary type or a scroll type air compressor.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、請求
項1に記載の如く、第1,第2の吐出室および圧縮室を
圧縮機本体に設け、これらの吐出室を圧縮室に対し第
1,第2の吐出弁により互いに独立して開,閉させる構
成にすると共に、これらの吐出室のうち一方の吐出室を
空気タンクに接続し、他方の吐出室を弁手段に接続する
構成としたから、無負荷運転時には弁駆動手段で弁手段
を開弁させることにより、前記他方の吐出室を大気に開
放して、圧縮室内の圧力を大気圧状態まで下げることが
でき、圧縮機本体および駆動源の負荷を自動的に軽減で
きる。そして、前記一方の吐出室側では吐出弁に空気タ
ンクからの圧力が作用することよって、この吐出弁を閉
弁状態に保持することができ、空気タンク内に貯留した
圧縮空気が無負荷運転時に外部に漏れるのを確実に防止
できる。
According to the present invention, as described in detail above, the first and second discharge chambers and the compression chamber are provided in the compressor body, and these discharge chambers are provided in the compression chamber. On the other hand, the first and second discharge valves are opened and closed independently of each other, and one of these discharge chambers is connected to an air tank, and the other discharge chamber is connected to valve means. With the configuration, during the no-load operation, the other discharge chamber can be opened to the atmosphere by opening the valve means by the valve driving means to reduce the pressure in the compression chamber to the atmospheric pressure state. The load on the main body and the drive source can be automatically reduced. Then, on the one discharge chamber side, the pressure from the air tank acts on the discharge valve, so that the discharge valve can be kept in a closed state, and the compressed air stored in the air tank is operated during no-load operation. Leakage to the outside can be reliably prevented.

【0066】従って、チェック弁等を用いることなく、
例えば第2の吐出室側を大気に開放することにより無負
荷運転を容易に行うことができ、耐久性や信頼性等の向
上化を図ることができる。また、例えば多段式の空気圧
縮機に適用する場合でも、各気筒毎にアンロード機構等
を設ける必要がなく、部品点数を削減して組立時の作業
性を向上できると共に、全体の構造を簡略化でき、耐久
性や寿命を延ばすことができる。
Therefore, without using a check valve or the like,
For example, by exposing the second discharge chamber side to the atmosphere, no-load operation can be easily performed, and durability and reliability can be improved. Also, for example, even when applied to a multi-stage air compressor, there is no need to provide an unloading mechanism for each cylinder, so that the number of parts can be reduced, workability during assembly can be improved, and the overall structure can be simplified. And the durability and life can be extended.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例による2段式空気圧縮機を示す
縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a two-stage air compressor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1中の高圧側シリンダおよびシリンダヘッド
をリリースバルブ等と共に示す負荷軽減装置の全体構成
図である。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a load reduction device showing a high pressure side cylinder and a cylinder head in FIG. 1 together with a release valve and the like.

【図3】図2中のリリースバルブを拡大して示す縦断面
図である。
FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view showing a release valve in FIG. 2;

【図4】リリースバルブの開弁時を示す図3と同様の縦
断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view similar to FIG. 3, showing a state when a release valve is opened.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧縮機本体 2 クランクケース 3 クランク軸 5 低圧側シリンダ 6,11 ピストン 8,13 シリンダヘッド 9 連通配管 10 高圧側シリンダ 15 吸込弁 16 第1の吐出弁 17 第2の吐出弁 18 電動モータ(駆動源) 19 空気タンク 21 リリースバルブ(弁手段) 22 アンロード用の導管 23 弁ハウジング 24 パイロット圧室 27 大気開放室 28 消音フィルタ 29 段付きピストン 30 弁体 33 電磁弁(弁駆動手段) A,B 圧縮室 C 吸込室 D 第1の吐出室 E 第2の吐出室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor main body 2 Crankcase 3 Crankshaft 5 Low pressure side cylinder 6, 11 Piston 8, 13 Cylinder head 9 Communication pipe 10 High pressure side cylinder 15 Suction valve 16 First discharge valve 17 Second discharge valve 18 Electric motor (drive Source) 19 Air tank 21 Release valve (Valve means) 22 Unloading conduit 23 Valve housing 24 Pilot pressure chamber 27 Atmospheric release chamber 28 Silence filter 29 Stepped piston 30 Valve body 33 Solenoid valve (Valve driving means) A, B Compression chamber C Suction chamber D First discharge chamber E Second discharge chamber

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも圧縮室と第1,第2の吐出室
とを有し、該第1,第2の吐出室と圧縮室との間には互
いに独立して開,閉される第1,第2の吐出弁を設けて
なる圧縮機本体と、 該圧縮機本体に設けられ、前記圧縮室内で圧縮空気を発
生させるため該圧縮機本体を駆動する駆動源と、 前記圧縮機本体の各吐出室のうち一方の吐出室に接続さ
れ、前記圧縮室から一方の吐出室を介して吐出される圧
縮空気を貯留する空気タンクと、 前記圧縮機本体の他方の吐出室に接続され、常時は閉弁
することにより他方の吐出室を高圧状態に保ち、無負荷
運転時には開弁して前記他方の吐出室を大気に開放する
弁手段と、 外部からの信号により該弁手段を開,閉駆動する弁駆動
手段とから構成してなる空気圧縮機の負荷軽減装置。
The first and second discharge chambers have at least a compression chamber and first and second discharge chambers, and the first and second discharge chambers and the compression chamber are opened and closed independently of each other. A compressor main body provided with a second discharge valve; a drive source provided in the compressor main body for driving the compressor main body to generate compressed air in the compression chamber; An air tank connected to one of the discharge chambers for storing compressed air discharged from the compression chamber through one of the discharge chambers, and connected to the other discharge chamber of the compressor body, By closing the valve, the other discharge chamber is maintained at a high pressure state, and when no load operation is performed, the valve is opened to open the other discharge chamber to the atmosphere, and the valve is opened and closed by an external signal. And a valve driving means for the air compressor.
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