JPH109141A - 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、開放孔の閉塞時における気密性を高め、
アンロード装置の組付精度の管理等を不要とする。 【解決手段】 アンロード時に開放孔２０に向かって移
動す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に通じる弁体摺動孔２７が形成された弁体
ガイド部材２２とを有し、弁体摺動孔２７にアンロード
弁２５が挿通されている。アンロード弁は、シリンダブ
ロック２側から弁体ガイド部材２２に当接する弁頭部３
１を一端に有し、他端がアンロードピストン２４と当接
している。弁体ガイド部材２２とアンロードピストン２
５との間には、弁頭部３１を弁体ガイド部材２２に向か
って付勢するリターンスプリング３５が弾装されてい
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】アンロード装置を備えたエアーコンプレ
ッサとしては、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の吸入室５に設けられ、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の閉塞方向へ付勢する閉塞スプリング１５
と、レバー１３の他端部に当接するロッド１１を有した
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の通孔３２に挿
通し、弁杆３５の下端に弁板３６を固定し、弁ケース２
８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、第１の
従来技術にあっては、中間プレートに吸入孔、吐出孔と
は別の開放孔を設け、この開放孔を開閉することにより
アンロード制御する基本技術を示すものであるが、開放
孔の開閉機構にレバー等による梃子方式を採用している
ので、開閉機構が複雑になり部品点数が多くなる不都合
がある。

【００１０】これに対して、第２の従来技術にあって
は、上記基本概念を承継した上で、アンロードピストン
の軸線延長上に弁板を配置し、アンロードピストンの動
きがそのまま弁板の開閉動となるので、開閉機構の簡素
化、部品点数の削減が図れるものであるが、アンロード
ピストンに対して弁杆３５が固定され、この弁杆３５に
弁板３６が固定されているので、弁杆３５がアンロード
ピストンに傾いて取り付けられたり、アンロードピスト
ンの僅かな傾きによって弁板３６と突条３３との良好な
密着性が保たれなくなり、気密不良を生じてしまう欠点
がある。

【００１１】また、第２の従来技術では、弁杆３５とア
ンロードピストン３７とをナットで固定するものである
が、このような構成では、ナットを締め付ける際の部品
変形（アンロードピストン等の変形）の管理や締め付け
トルクの管理、組み付け精度の管理等が必要となり、生
産上煩わしい欠点がある。特に、締め付け時のアンロー
ドピストンの僅かな変形は、アンロードピストンの滑ら
かな変位を阻害し、アンロード制御に支障をきたす結果
ともなりかねない。

【００１２】そこで、この発明においては、開放経路を
開閉制御するアンロード装置を備えたエアーコンプレッ
サにおいて、開放経路の開閉機構の簡素化やアンロード
装置の部品点数の削減を図る一方、開放経路の閉塞時で
の気密性を高めることができ、また、部品変形の管理や
組付精度の管理等を不要として生産性の向上を図ること
ができるエアーコンプレッサを提供することを課題とし
ている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者は、そもそもア
ンロードピストン３７にアンロード弁をねじ要素によっ
て固定すれば、部品の変形や締め付けトルクの管理の煩
わしさもさることながら、アンロードピストンとアンロ
ード弁とを固定する場合には、何らかの原因でアンロー
ドピストンが傾いた場合にシート不良を誘発するし、ア
ンロードピストンとアンロード弁との組み付け精度も要
求されること等に鑑み、アンロードピストンとアンロー
ド弁との固定を解除してアンロード弁を自動調心できる
ようにしておくことで上述した数々の不都合を解消でき
ることから、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シリ
ンダヘッド側から前記開放孔を覆い、前記開放孔に通じ
る弁体摺動孔が形成されると共にこの弁体摺動孔と前記
吸入通路との連通が確保されている弁体ガイド部材と、
前記弁体ガイド部材の弁体摺動孔をシリンダブロック側
から当接する弁頭部を一端に備え、前記弁体摺動孔を挿
通して他端が前記アンロードピストンに当接するアンロ
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、前記弁頭部を前記弁体ガイド部材に当接する
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、アンロー
ドピストンが開放孔に向かって移動し、このアンロード
ピストンに当接しているアンロード弁が弾性部材の弾性
力に抗してシリンダブロック側へ移動する。このため、
アンロード弁の弁頭部が弁体ガイド部材から離反し、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、これに当接している
アンロードピストンが開放孔から遠ざかる方向へ移動す
ると共にアンロード弁の弁頭部が弁体ガイド部材に着座
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孔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】上記構成においては、アンロード弁がアン
ロードピストンに固定されず、単に当接しているだけで
あることから、弁体ガイド部材への着座は、弾性部材に
よる付勢力によってのみ行われることとなる。このた
め、アンロードピストンやアンロード弁が何らかの原因
で傾いたとしても、弁頭部が弁体ガイド部材に着座する
際に弾性部材によってアンロード弁が調心され、弁頭部
が弁体ガイド部材に均一に当接されて気密性を保つこと
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、接続孔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】この際、アンロード弁２５はアンロードピ
ストン２４に固定されることなく単に当接しており、ま
た、弁体ガイド部材２２の弁体摺動孔２７にガイドされ
つつ軸方向に変位するも、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付勢力が加
えられるので、アンロード弁２５に自動調心機能を持た
せることができ、何らかの原因でアンロードピストン２
４が傾いた場合でも、アンロード弁２５がそれに伴って
傾いて弁頭部３１とシート部３０とのシート不良を誘発
することがなくなる。

【００３１】特に本構成にあっては、円錐状の弁頭部３
１に対してテーパ状のシート部３０が形成されているこ
とから、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
２５が弁体摺動孔２７とのクリアラスの範囲で傾いた場
合でも、テーパ状のシート部に円錐状の弁頭部が案内さ
れる過程で傾きを強制的に戻すことができ、リターンス
プリングによる上記作用と相まって自動調心機能を高め
ることができる。

【００３２】更に、この構成において特徴的であること
は、弁体ガイド部材２２が中間プレート４に螺合されて
シート部３０が開放孔２０の内側に形成されているた
め、実開平６−０２８２７６号公報に示される従来のエ
アコンプレッサより圧縮効率の高めることができる。即
ち、従来のものにあっては、シリンダヘッド内に形成さ
れた開放通路に弁頭部を収納する空間とシート部とを形
成していたので、圧縮室と常時連通している空間が中間
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
にかけて広がり、デッドボリュームが大幅に増大して圧
縮作用を低下させる要因となっていた。これに対して、
本構成によれば、弁体ガイド部材２２の螺合端部２６を
開放孔２０の中程まで螺合させる構成としたので、圧縮
室６から螺合端部２６に至るまでの容積を小さくするこ
とができ、通常の圧縮時におけるデッドボリュームを従
来よりも小さくし、圧縮作用の低下を抑えることができ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
開放孔を開閉するアンロード弁を吸入通路に配された弁
体ガイド部材の弁体摺動孔に挿通させ、このアンロード
弁の一端部に弁体摺動孔をシリンダブロック側から閉塞
する弁頭部を設け、他端部を外部からの圧力によって開
放孔に向かって移動するアンロードピストンに当接さ
せ、弾性部材によって弁頭部を弁体ガイド部材に当接す
る方向へ常時付勢する構成としたので、一方において、
従来の梃子式による開閉機構よりも構成の簡素化と部品
点数の削減が図れ、他方において、アンロードピストン
が傾いた場合でも、弁体ガイド部材と弾性部材とをもっ
てアンロード弁を自動調心することができ、弁頭部と弁
体ガイド部材との良好なシート状態を確保することがで
きる。その結果、アンロード装置による気密不良を解消
し、エアーコンプレッサの性能低下を防止することがで
きる。

【００３４】また、アンロード弁をアンロードピストン
に螺子止めする必要もないので、部品変形、特にアンロ
ードピストンの変形によるアンロード制御不良の虞もな
く、組付精度の管理等が不要となってエアーコンプレッ
サの製作が容易となる。

【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 ２７ 弁体摺動孔 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シリンダヘッド側から前記開放
   孔を覆い、前記開放孔に通じる弁体摺動孔が形成される
   と共にこの弁体摺動孔と前記吸入通路との連通が確保さ
   れている弁体ガイド部材と、 前記弁体ガイド部材の弁体摺動孔をシリンダブロック側
   から当接する弁頭部を一端に備え、前記弁体摺動孔を挿
   通して他端が前記アンロードピストンに当接するアンロ
   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、
   前記弁頭部を前記弁体ガイド部材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。