JPH109140A - エアーコンプレッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダヘッドを中間プレートを介してシリ
ンダブロックに組み付け、中間プレートに設けられる開
放孔をアンロード装置によって開閉するエアーコンプレ
ッサにおいて、デッドボリュームを低減し、開放孔の閉
塞時における気密性を高める。 【解決手段】 開放孔２０を開閉するアンロード弁２５
を変位させるアンロードピストン２４と、吸入通路８に
配されて開放孔２０に挿嵌する弁体ガイド部材２２とを
有している。弁体ガイド部材２２には、アンロード弁２
５の弁体摺動孔２７が形成され、開放孔２０に挿嵌され
る端部にシート部３０が形成されている。アンロード弁
２５は、弁体ガイド部材２２によって特定方向にのみ変
位し、開放孔２０内に配置されたアンロード弁２５の弁
頭部３１がシリンダブロック２側からシート部３０に当
接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エアブレーキ、
エアサスペンション、オートドア等の圧縮空気の供給源
として用いられるエアーコンプレッサに関し、より具体
的には、ピストンによって圧縮された空気を逃がして無
負荷運転状態とするアンロード装置を備えたエアーコン
プレッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のアンロード装置としては、従来
より本出願人によっても開発が進められており、例えば
実開昭６０−５８８８７号公報（第１の従来技術）に示
されるもの等が公知となっている。

【０００３】このエアーコンプレッサは、同公報第４頁
乃至第８頁、第１図に示されるように、ピストン３０が
往復摺動するシリンダブロック２１の開放端を中間プレ
ート１９で閉塞し、この中間プレート１９を介してシリ
ンダヘッド１が組み付けられているもので、中間プレー
ト１９には、シリンダヘッド１に形成された吸入室５
と、シリンダブロック２１内部の圧縮室３１とを連通す
る吸入孔２３と、シリンダヘッド１に形成された吐出室
６と前記圧縮室３１とを連通する吐出孔２５と、アンロ
ード時に開放する開放孔２４とが形成されている。

【０００４】開放孔２４を開閉するアンロード装置は、
シリンダヘッド１に取り付けられ、中央を軸支されたレ
バー１３と、このレバー１３の一端部に連結されたアン
ロード弁８と、このアンロード弁８を吸入室側から開放
孔２４を閉塞する方向に付勢する閉塞スプリング１５
と、レバー１３他端部に当接するロッド１１を有するア
ンロードピストン１０とを備え、アンロード時に供給さ
れる圧縮空気によってアンロードピストン１０を変位さ
せ、レバー１３を閉塞スプリング１５に抗して回動させ
てアンロード弁８を開放孔２４から離反させるようにし
たものである。

【０００５】また、実開平６−２８２７６号公報（第２
の従来技術）には、

【０００６】乃至

【０００７】、図１に示されるように、仕切壁２（第１
の従来技術の中間プレートに相当）に吸入孔３、吐出孔
１０、及び開放孔２６が形成され、開放孔２６と整合す
る位置に設けられた開放通路２７の開閉にアンロードピ
ストン３７によって弁杆（アンロード弁）を直接変位さ
せる構成が示されている。

【０００８】アンロードピストンによってアンロード弁
を直接変位させる技術的思想そのものは、例えば実開昭
５８−１０９５８０号公報において既に公知のものであ
るが、第２の従来技術に示されるアンロード装置にあっ
ては、ヘッド１９に形成された開放通路２７にアンロー
ドピストン３７を摺動させる弁ケース２８を装着し、こ
の弁ケース２８の下端に突条３３からなるシート部を形
成し、アンロードピストン３７に弁杆３５をナットによ
り結合してこの弁杆３５を弁ケース２８に設けられた通
孔３２に通し、弁杆３５の下端に弁板３６を固定して弁
ケース２８の底面とアンロードピストン３７との間に弾
装される圧縮ばね３８によって弁板３６を通孔３２の下
方から突条３３に着座させる構成となっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の上記従来技術にあっても、中間プレートに吸入孔とは
別の開放孔を形成し、この開放孔を開閉することでアン
ロード制御する構成を前提としているが、第１の従来技
術にあっては、中間プレートの開放孔を弁板によってシ
リンダヘッド側から閉塞する構成となっているので、必
然的に中間プレートに形成された開放孔そのものの容積
がデッドボリューム（ムダ容積）となり、エアーコンプ
レッサの設計もこのデッドボリュームの存在を予定しな
ければならず、性能向上を図るには限界があった。

【００１０】また、後者においても、シリンダヘッドに
形成された開放通路に弁頭部を配置させる構成となって
いるので、中間プレートの開放孔のみならずシリンダヘ
ッドの開放通路の一部までもがデッドボリュームとなっ
ており、第１の従来技術以上に性能向上を図ることが困
難となる。

【００１１】これらの構成に対し、単純に開放孔をアン
ロード弁の弁頭部でシリンダブロック側から閉塞する構
成とすれば、中間プレートやシリンダヘッドにデッドボ
リュームを形成することはなくなるが、このような構成
にあっては、例えば実開昭５８−１０９５８０号公報に
示すように、弁頭部（弁板）が圧縮室に突き出すことか
ら、同公報第２図にも見られるように、弁板の変位空間
を確保するためにシリンダブロックの径を中間部材との
接続端で大きくする等の工夫が必要となり、必ずしもデ
ッドボリュームの低減が図れるとはいえない。しかも、
同公報の構成では、アンロード弁が摺動する摺動孔がシ
リンダヘッドに形成され、これとは別体の中間プレート
に弁板をシートするシート部が形成されているので、シ
リンダヘッドと中間プレートとの組み付け如何によって
は弁頭部が中間プレートに気密よくシートせず、気密性
の点で問題がある。

【００１２】そこで、この発明においては、性能低下の
要因となるデッドボリュームを抑え、圧縮能力の向上を
図るようにしたエアコンプレッサを提供することを課題
としている。また、アンロード弁が摺動する摺動孔とア
ンロード弁の弁頭部がシートするシート部とを同一部材
に一体形成することで、シート部に弁頭部を確実に着座
させ、気密性を高めることをも課題としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者は、アンロード
弁の弁頭部をシリンダヘッド内に配置させたり、圧縮室
へ突出させる構成では、十分なデッドボリュームの低減
が図れないことに鑑み、シリンダブロックとシリンダヘ
ッドとの間に介在される中間プレートの開放孔内に弁頭
部を配置し、この開放孔内でシート部を形成して開放孔
を開閉すれば良好にデッドボリュームの低減が図れ、尚
且つ、シート部を有する部材にアンロード弁を摺動させ
るガイド機能を持たせれば良好なシート性も同時に確保
できることを見いだし、本願発明を完成するに至った。

【００１４】即ち、本発明にかかるエアーコンプレッサ
は、ピストンが往復摺動するシリンダブロックと、吸入
通路と吐出通路とが形成されたシリンダヘッドと、前記
シリンダブロックと前記シリンダヘッドとの間に介在さ
れ、前記吸入通路とシリンダブロック内部の圧縮室とを
連通する吸入孔、前記吐出通路と前記圧縮室とを連通す
る吐出孔、及び前記吸入通路と前記圧縮室とを連通する
開放孔とが形成された中間プレートと、前記開放孔を開
閉するアンロード装置とを有し、前記アンロード装置
を、前記シリンダヘッドに摺動自在に設けられ、外部か
ら加えられる圧力によって前記開放孔に向かって変位す
るアンロードピストンと、前記吸入通路に配されて前記
開放孔に挿嵌され、この挿嵌された端部にシート部を形
成すると共に前記吸入通路との連通を確保した弁体摺動
孔が前記挿嵌された端部から形成されている弁体ガイド
部材と、前記開放孔に配置されて前記弁体摺動孔をシリ
ンダブロック側から閉塞する弁頭部を有し、前記弁体摺
動孔を挿通して前記弁体ガイド部材により変位方向が特
定されると共に前記アンロードピストンの変位に応じて
変位するアンロード弁と、前記弁体ガイド部材とアンロ
ード弁との間に設けられ、前記弁頭部を前記シート部に
当接する方向へ付勢する弾性部材とによって構成したこ
とを特徴としている（請求項１）。

【００１５】したがって、アンロードピストンに外部か
ら圧力が付与されるアンロード時にあっては、弾性部材
の弾性力に抗してアンロードピストンが開放孔に向かっ
て変位し、これに伴ってアンロード弁がシリンダブロッ
ク側へ変位する。このため、アンロード弁の弁頭部がシ
ート部から離反し、圧縮室に吸引された空気が開放孔を
経て吸入通路側へ戻されるため吐出孔より圧縮空気が吐
出さることがなくなる。これに対して、アンロードピス
トンに外部から圧力が付与されなくなる非アンロード時
にあっては、弾性部材によってアンロード弁が戻される
と共にアンロードピストンが開放孔から遠ざかる方向へ
移動し、弁頭部がシート部に着座して開放孔を閉塞す
る。よって、この状態にあっては、圧縮室に吸引された
空気が吐出口を介して吐出通路へ吐出する通常の圧縮工
程が実現される。

【００１６】このようなアンロード制御に用いられるア
ンロード弁は、弁頭部が開放孔に配置され、しかも弁体
ガイド部材の開放孔に挿嵌された部分でシートする構成
となっているので、開放孔の一部分はデッドボリューム
になるものの、開放孔全体をむだ空間とすることがなく
なり、弁頭部の圧縮室への突出をも抑えることが可能と
なる。しかも、弁頭部が着座する弁体ガイド部材は、ア
ンロード弁を特定方向に変位させるガイド機能をも兼ね
ており、摺動孔の軸心とシート部の軸心とが常に一致し
てずれることがないので、弁頭部とシート部との確実且
つ気密なシート状態を確保することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面により説明する。図１において、エアコンプレッサ１
が示され、このエアコンプレッサ１は、シリンダブロッ
ク２とシリンダヘッド３とを中間プレート４を間に介在
させて組み付けられている。

【００１８】シリンダブロック２の内部には、エンジン
の駆動力にて往復摺動するピストン５が配され、このピ
ストン５とシリンダブロック２及び中間プレート４とで
囲まれた圧縮室６が形成されている。また、シリンダヘ
ッド３には、空気を吸入する吸入口７を有する吸入通路
８と空気を吐出する吐出口９を有する吐出通路１０とが
隔壁１１によって画成されている。また、中間プレート
４には、吸入通路８と圧縮室６とを連通する吸入孔１２
と、吐出通路１０と圧縮室６とを連通する吐出孔１３と
が形成されている。

【００１９】吸入孔１２には、シリンダブロック２側か
ら吸入リード弁１４があてがわれ、図においてピストン
５が下降する吸入工程時に吸入通路８から圧縮室６に空
気を吸引するようになっており、吐出孔１３には、シリ
ンダヘッド３側から吐出リード弁１５とリテーナ１６と
があてがわれ、圧縮室６で圧縮される空気の圧力で開弁
されるようになっている。

【００２０】また、図２にも示されるように、中間プレ
ート４には開放孔２０が形成され、吸入通路８に設けら
れたアンロード装置２１によって開放孔２０が開閉され
るようになっている。このアンロード装置２１は、開放
孔２０に臨むように設けられた弁体ガイド部材２２と、
前記隔壁１１やシリンダヘッド３の側壁によって囲まれ
て構成されるアンロードシリンダ２３に摺動自在に配さ
れたアンロードピストン２４と、このアンロードピスト
ン２４によって押圧されるアンロード弁２５とを有して
いる。

【００２１】弁体ガイド部材２２は、一端がシリンダヘ
ッド３側から開放孔２０の中程にかけて気密よく螺合さ
れ、この螺合端部２６の反対側の端部がアンロードシリ
ンダ２４に臨むように固定されている。弁体ガイド部材
２２には、開放孔２０の軸線延長上に形成された弁体摺
動孔２７が形成されると共に弁体摺動孔２７の径方向に
穿設されて該弁体摺動孔２７と吸入通路２８とを接続す
る接続孔２８が形成され、開放孔２０と空気通路８と
は、弁体摺動孔２７と接続孔２８とを介してのみ連通で
きるようになっている。

【００２２】アンロードピストン２４は、開放孔２０の
軸線延長上に配されているもので、シリンダヘッド３に
設けられたアンロード作動圧導入口２９からの圧縮空気
の供給によって開放孔２０に向かって変位する構成とな
っている。

【００２３】アンロード弁２５は、弁体ガイド部材２２
の弁体摺動孔２７を挿通するように設けられ、アンロー
ドシリンダ２３内に突出する基端部２５ａがアンロード
ピストン２４と固着されることなく単に当接されてい
る。この基端部２５ａは、弁体摺動孔２７の内径と略等
しい径を有し、アンロードシリンダ２３側の弁体ガイド
部材２４の端部付近で弁体摺動孔２７に摺接されてい
る。したがって、アンロード弁２５は、弁体ガイド部材
２２によって傾きが抑えられると共に軸方向にのみ変位
されるようになっている。

【００２４】アンロード弁２５の基端部２５ａと反対側
は、弁体摺動孔２７よりも小さい径を有するロッド２５
ｂが延設されており、その先端に開放孔２０に位置する
弁頭部３１が設けられてシリンダブロック２側から弁体
ガイド部材２２の螺合端部２６に形成されたシート部３
０に着座できる構成となっている。この構成例において
は、弁頭部３１が円錐状に径を拡大して弁体摺動孔２７
の径よりも大きく形成されており、シート部３０は、弁
体摺動孔２７の開放端周縁をテーパ状に面カットして構
成されている。

【００２５】そして、弁体ガイド部材２２のアンロード
ピストン２４と対向する端部には、アンロードピストン
２４の変位量を規制するストッパ３２が形成され、この
ストッパ３２の内側に段部を形成してバネ受け３３を設
け、このバネ受３３とアンロード弁２５の基端近傍に設
けられたバネ受３４との間にリターンスプリング３５が
弾装され、弁頭部３１をシート部３０に向けて常時付勢
するばね力をアンロード弁２５に付与している。

【００２６】尚、上記アンロードピストン２４は、アン
ロード弁２５の弁頭部３１がシート部３０に着座した状
態で弁体ガイド部材２２から離れるが、アンロードピス
トン２５がストッパ３２に当接した場合であっても、弁
頭部３１が開放孔２０から圧縮室６へ突出することがな
いよう予め各部材の寸法が調節されている。

【００２７】上記構成において、エアーコンプレッサ１
は、エンジンの駆動力にてピストン５が上下動され、通
常の吸入、圧縮動作が行われる場合にあっては、ピスト
ン５が下降する吸入工程時に圧縮室６の容積が拡大し、
空気が吸入リード弁１４を押し開いて吸入通路８から圧
縮室６に吸入される。その後、ピストン５が上昇する圧
縮工程時には、圧縮室６の容積が減少するため、空気が
圧縮されて突出リード弁１５を押し開き、吐出通路１０
から図示しない外部タンクへ供給される。

【００２８】外部タンク内の圧力が規定圧以上に高まる
と、この圧力を検知してエアーコンプレッサ１をアンロ
ード状態にすべく、アンロード作動圧導入口２９を介し
て圧縮空気がアンロードピストン２４に供給される。す
ると、アンロードピストン２４はリターンスプリング３
５のばね力に抗して開放孔２０に向かって変位し、この
アンロードピストン２４と当接しているアンロード弁２
５を図中下方へ変位させる。これにより、弁頭部３１が
シート部３０から離反して開放孔２０と吸入通路８とが
連通し、圧縮室６で圧縮される空気はこの開放孔２０か
ら弁体摺動孔２７、吸入通路２８を介して吸入通路８に
戻され、圧縮室６での圧縮作用が停止されてアンロード
状態が形成される。

【００２９】これに対して、外部タンク内の圧力が規定
圧以下になると、アンロードピストン２４への圧縮空気
の供給が停止され、リターンスプリング３５のバネ力
（復元力）によってアンロード弁２５とこれに当接する
アンロードピストン２４が押し戻され、弁頭部３１がシ
ート部３０に着座して開放孔２０を閉塞し、アンロード
状態を終了させる。

【００３０】このようなアンロード装置２１では、弁体
ガイド部材２２が開放孔２０の中程まで螺合され、この
螺合端にシート部３０が形成されているので、圧縮室６
から弁体ガイド部材２２のシート部３０に至るまでの容
積を小さくすることができる。よって、通常の圧縮時に
おけるデッドボリュームを従来に比べて小さくし、圧縮
効率を高めることができる。

【００３１】しかも、弁体ガイド部材２２に形成される
弁体摺動孔２７をもってアンロード弁２５を軸方向にの
み摺動させると共に、弁体ガイド部材２２の螺合端にシ
ート部３０が一体に形成されていることから、アンロー
ド弁２５の軸心とシート部３０の軸心とがずれることが
なく、このため、弁頭部３１とシート部３０とのより確
実且つ良好なシートを確保できるようになり、仮にアン
ロード弁自体に摺動部のクリアランスの範囲内で僅かな
傾きが生じたとしても、テーパ状のシート部３０に円錐
状の弁頭部３１が案内されつつ着座するので、傾きを強
制的に戻すことができる。

【００３２】特に、本構成においては、アンロード弁２
５がアンロードピストン２４に固定されることなく単に
当接しており、リターンスプリング３５によってアンロ
ード弁２５の基端部周囲に均等な圧力を付勢しているの
で、アンロード弁２５に自動調心機能を持たせることが
でき、弁頭部３１がシート部３０にガイドされて調心さ
れる上記機能と相まって傾いたアンロード弁２５をより
確実に正すことができる。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、シ
リンダブロックとシリンダヘッドとの間に介在される中
間プレートに、吸入孔や吐出孔の他にアンロード時に開
放する開放孔を設け、この開放孔にアンロード弁を摺動
させる弁体ガイド部材を挿嵌すると共にこの挿嵌された
端部にシート部を形成し、アンロード弁の弁頭部を開放
孔内に配置すると共にこの弁頭部を弁体ガイド部材のシ
ート部にシリンダブロック側からシートできる構成とし
たので、弁頭部の圧縮室への突出を抑えつつデッドボリ
ュームを従来よりも低減することができる。この結果、
圧縮効率の向上が図れ、エアコンプレッサの性能を向上
させることができる。

【００３４】また、アンロード弁が摺動する部材とアン
ロード弁の弁頭部が着座するシート部とが同一の部材
（弁体ガイド部材）によって形成されているので、摺動
部の軸心とシート部の軸心とが常に一致してずれること
がなく、弁頭部と弁体ガイド部材との確実且つ気密性の
高いシート状態を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明にかかるエアコンプレッサを
示す断面図である。

【図２】図２は、図１で用いられるエアコンプレッサの
アンロード装置の部分を拡大した断面図である。

【符号の説明】

１ エアーコンプレッサ ２ シリンダブロック ３ シリンダヘッド ４ 中間プレート ５ ピストン ８ 吸入通路 １０ 吐出通路 １２ 吸入孔 １３ 吐出孔 ２０ 開放孔 ２１ アンロード装置 ２２ 弁体ガイド部材 ２４ アンロードピストン ２５ アンロード弁 ２６ 螺合端部 ２７ 弁体摺動孔 ３０ シート部 ３１ 弁頭部 ３５ リターンスプリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンが往復摺動するシリンダブロッ
   クと、吸入通路と吐出通路とが形成されたシリンダヘッ
   ドと、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドとの
   間に介在され、前記吸入通路とシリンダブロック内部の
   圧縮室とを連通する吸入孔、前記吐出通路と前記圧縮室
   とを連通する吐出孔、及び前記吸入通路と前記圧縮室と
   を連通する開放孔とが形成された中間プレートと、前記
   開放孔を開閉するアンロード装置とを有するエアーコン
   プレッサにおいて、 前記アンロード装置は、 前記シリンダヘッドに摺動自在に設けられ、外部から加
   えられる圧力によって前記開放孔に向かって変位するア
   ンロードピストンと、 前記吸入通路に配されて前記開放孔に挿嵌され、この挿
   嵌された端部にシート部を形成すると共に前記吸入通路
   との連通を確保した弁体摺動孔が前記挿嵌された端部か
   ら形成されている弁体ガイド部材と、 前記開放孔に配置されて前記弁体摺動孔をシリンダブロ
   ック側から閉塞する弁頭部を有し、前記弁体摺動孔を挿
   通して前記弁体ガイド部材により変位方向が特定される
   と共に前記アンロードピストンの変位に応じて変位する
   アンロード弁と、 前記弁頭部を前記シート部に当接する方向へ付勢する弾
   性部材とを有してなることを特徴とするエアーコンプレ
   ッサ。