JPH109142A - 往復動型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アスベスト系のパッキンの使用量を低減して
低公害化を図り、クランクケースとシリンダ、シリンダ
とシリンダヘッドの間の取付けを容易にして生産性を向
上する。 【解決手段】 クランクケース１のケース側雌ねじ部２
とシリンダ６のシリンダ側雄ねじ部７とを螺着してクラ
ンクケース１にシリンダ６を取付け、シリンダ６のシリ
ンダ側雄ねじ部９とシリンダヘッド１６のヘッド側雌ね
じ部１９とを螺着してシリンダ６にシリンダヘッド１６
を取付ける構成としている。従って、パッキン等を用い
ることなくクランクケース１とシリンダ６、シリンダ６
とシリンダヘッド１６を取付けることができる。また、
従来技術で用いていたフランジ部とボルトを廃止するこ
とにより、シリンダ６、シリンダヘッド１６を小型化す
ることができる上に、フランジ部の変形による圧縮漏れ
を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば空気等の流
体を圧縮するのに用いて好適な往復動型圧縮機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、従来技術による往復動型圧縮機
としては、ベースをなすクランクケースと、該クランク
ケースに回転可能に支持されたクランク軸と、前記クラ
ンクケース上に設けられたシリンダと、該シリンダ上に
弁機構と共に設けられたシリンダヘッドと、前記クラン
ク軸に連接棒を介して連結され、該シリンダ内で往復動
するピストンとから構成したものが知られている。

【０００３】また、この従来技術による往復動型圧縮機
では、クランクケースにシリンダを取付けるのに、該シ
リンダの基端にフランジ部を形成し、該フランジ部とク
ランクケースとの間にシール用のパッキンを挟み、フラ
ンジ部の四隅をボルト等によってクランクケースに固定
するようになっている。

【０００４】そして、この往復動型圧縮機は、駆動源に
よってクランク軸を回転駆動させることにより、この回
転を連接棒を介してピストンの往復動に変換し、該ピス
トンによって弁機構を介してシリンダ内に吸込んだ空気
等の流体を該シリンダ内で圧縮してシリンダヘッドから
吐出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による往復動型圧縮機では、シリンダのフランジ
部とクランクケースとの間にパッキンを挟むようにして
おり、このパッキンには耐熱性、耐候性の点でアスベス
ト系のパッキンが用いられている。しかし、このアスベ
スト系のパッキンを用いることで、昨今の低公害化の促
進に反するという問題がある。

【０００６】また、クランクケースとシリンダとを固定
するのに、該シリンダに形成されたフランジ部の四隅を
ボルトによって固定するようにしているから、外周側に
フランジ部が突出する上に、フランジ部の四隅に各ボル
トを回転させるための空間が必要となるから、該フラン
ジ部が大型化し、往復動型圧縮機が大型化するという問
題がある。

【０００７】さらに、フランジ部の四隅をボルト等によ
って固定しているから、各ボルトの締付けトルクにバラ
つきがあると、フランジ部が変形を生じて圧縮漏れ等が
発生することがあり、圧縮効率が低下するという問題が
ある。

【０００８】また、シリンダに一体的にフランジ部を設
ける構成となっているから、必然的にシリンダを製造す
るのに鋳造が用いられており、製造作業に手間を要して
しまい、生産性を向上することができないという問題が
ある。

【０００９】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、アスベスト系のパッキンの使用量を低減
して低公害化を図ると共に、クランクケースとシリン
ダ、シリンダとシリンダヘッドの間の取付けを容易にし
て、生産性を向上できるようにした往復動型圧縮機を提
供することを目的としている。

【００１０】

【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、請求項１の発明による往復動型圧縮機は、ベー
スをなすクランクケースと、該クランクケースに回転可
能に支持されたクランク軸と、前記クランクケース上に
設けられたシリンダと、該シリンダ上に弁機構と共に設
けられたシリンダヘッドと、前記クランク軸に連接棒を
介して連結され、該シリンダ内で往復動するピストンと
からなる。

【００１１】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記クランクケースには前記シリンダの基端を
取付けるためのシリンダ取付部を設け、該シリンダ取付
部にはケース側ねじ部を設け、前記シリンダには該ケー
ス側ねじ部に螺着するシリンダ側ねじ部を設けたことに
ある。

【００１２】このように構成したことにより、シリンダ
をクランクケースに取付ける場合には、該シリンダの基
端に設けられたシリンダ側ねじ部をクランクケースのシ
リンダ取付部に設けられたケース側ねじ部に螺着するだ
けで容易に取付けることができる。

【００１３】請求項２の発明による往復動型圧縮機は、
シリンダと、該シリンダ上に弁機構と共に設けられたシ
リンダヘッドと、前記シリンダ内に往復動可能に挿嵌さ
れたピストンとからなる。

【００１４】そして、請求項２の発明が採用する構成の
特徴は、前記シリンダにはシリンダ側ねじ部を設け、前
記シリンダヘッドには該シリンダ側ねじ部に螺着するヘ
ッド側ねじ部を設けたことにある。

【００１５】このように構成したことにより、シリンダ
ヘッドをシリンダに取付ける場合には、該シリンダヘッ
ドのヘッド側ねじ部をシリンダのシリンダ側ねじ部に螺
着するだけで容易に取付けることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
往復動型圧縮機として往復動型空気圧縮機を例に挙げ、
添付図面に従って詳細に説明する。

【００１７】まず、図１および図２は本発明の第１の実
施例を示している。

【００１８】図において、１は圧縮機のベースをなすク
ランクケ−スを示し、該クランクケ−ス１は底面部１
Ａ、側面部１Ｂおよび天面部１Ｃから箱形状に形成さ
れ、該側面部１Ｂには後述するクランク軸３が挿通する
軸挿通穴１Ｄが形成され、天面部１Ｃには後述するシリ
ンダ６が取付けられるシリンダ取付部１Ｅが形成されて
いる。また、該シリンダ取付部１Ｅはシリンダ６の外径
寸法よりも僅かに小さな円形穴として形成され、その内
面側にはケース側雌ねじ部２が刻設されている。

【００１９】ここで、前記ケース側雌ねじ部２は上方に
向けて漸次拡径するテーパねじとして形成され、該ケー
ス側雌ねじ部２にはシリンダ６の下端側に形成された後
述のシリンダ側雄ねじ部７が螺着されるようになってい
る。

【００２０】３はクランクケ−ス１内に回転可能に配設
されたクランク軸で、該クランク軸３の一端側はクラン
クケース１内に軸受４を介して支持され、他端側は軸挿
通穴１Ｄに取付けられた軸受５に支持された状態で外部
に突出している。

【００２１】６はクランクケ−ス１上に設けられた円筒
状のシリンダを示し、該シリンダ６の外周側には複数の
冷却フィン６Ａ，６Ａ，…が一体に形成され、内周面は
後述するピストン２１が摺動するピストン摺動面６Ｂと
なっている。

【００２２】また、シリンダ６の下端側外周にはシリン
ダ側雄ねじ部７が刻設され、該シリンダ側雄ねじ部７
は、下方に向けて漸次縮径するテーパねじとして形成さ
れている。また、シリンダ側雄ねじ部７は、クランクケ
ース１に形成されたケース側雌ねじ部２に螺着するもの
で、該ケース側雌ねじ部２にシリンダ側雄ねじ部７を螺
着させることにより、クランクケース１にシリンダ６を
一体的に取付けるようになっている。

【００２３】さらに、前記シリンダ６の上端側には径方
向に突出するように環状支持部８が一体的に形成され、
該環状支持部８の内周側は、図２に示すように後述する
ガスケット１０、弁座部材１１が嵌合される嵌合段部８
Ａとなっている。また、環状支持部８の外周は上方に向
けて漸次縮径するテーパねじとして形成されたシリンダ
側雄ねじ部９となり、該シリンダ側雄ねじ部９は、シリ
ンダヘッド１６側に形成された後述のヘッド側雌ねじ部
１９に螺着するものである。

【００２４】１０は前記環状支持部８の嵌合段部８Ａ内
に嵌合された環状のガスケット、１１は該ガスケット１
０の上側に位置して嵌合段部８Ａ内に嵌合され、後述す
る吸込弁１４、吐出弁１５と共に弁機構をなす円板状の
弁座部材をそれぞれ示し、該弁座部材１１には、後述す
る吸込室１７に開口する吸込穴１１Ａと吐出室１８に開
口する吐出穴１１Ｂとが形成されている。また、弁座部
材１１の上面側には、吸込室１７と吐出室１８との間を
シールする円板状のガスケット１２が配設され、該ガス
ケット１２の上面には該ガスケット１２を押える円板状
の押え板１３が配設されている。

【００２５】１４は吸込穴１１Ａを閉塞するように弁座
部材１１の下面側に取付けられた吸込弁、１５は吐出穴
１１Ｂを閉塞するように弁座部材１１の上面側に取付け
られた吐出弁をそれぞれ示し、該吸込弁１４は吸込室１
７からシリンダ６内に空気を吸込むときに開弁し、吐出
弁１５はシリンダ６内の圧縮空気を吐出室１８に吐出す
るときに開弁するものである。

【００２６】１６はシリンダ６の上部に取付けられたシ
リンダヘッドを示し、該シリンダヘッド１６は有蓋筒状
に形成され、内部は隔壁１６Ａによって吸込室１７と吐
出室１８に画成されている。また、シリンダヘッド１６
には前記吸込室１７と外部を連通する吸込口１６Ｂと、
前記吐出室１８と外部とを連通する吐出口１６Ｃとが形
成されている。さらに、シリンダヘッド１６の下端側内
周にはヘッド側雌ねじ部１９が刻設され、該ヘッド側雌
ねじ部１９は下方に向けて漸次拡径するテーパねじとし
て形成され、シリンダ６のシリンダ側雄ねじ部９に螺着
されている。

【００２７】また、２０は弁座部材１１、ガスケット１
２、押え板１３の外周側に設けられた環状シールで、該
環状シール２０は、シリンダ側雄ねじ部９とヘッド側雌
ねじ部１９との間に隙間が形成された場合でも、吸込室
１７、吐出室１８が外部と連通するのを防止するもので
ある。

【００２８】ここで、シリンダヘッド１６は、そのヘッ
ド側雌ねじ部１９をシリンダ６のシリンダ側雄ねじ部９
に螺着することにより、隔壁１６Ａで吸込室１７と吐出
室１８を画成すると共に、該隔壁１６Ａで押え板１３を
押圧し、ガスケット１２、弁座部材１１、ガスケット１
０を環状支持部８との間に固定している。

【００２９】２１はシリンダ６内に往復動可能に挿嵌さ
れたピストンで、該ピストン２１は弁座部材１１との間
に圧縮室２２を画成している。また、ピストン２１には
後述する連接棒２６が連結されるピストンピン２３が径
方向に架設され、外周側にはシリンダ６のピストン摺動
面６Ｂに摺接するピストンリング２４、ライダリング２
５が取付けられている。

【００３０】２６はクランク軸３とピストン２１との間
に設けられた連接棒を示し、該連接棒２６は、その一端
側がクランク軸３に軸受２７を介して連結され、他端側
がピストンピン２３を介してピストン２１に連結されて
いる。

【００３１】２８はクランク軸３の突出端側に取付けら
れたプーリで、該プーリ２８はベルトを介して駆動モー
タ（いずれも図示せず）に連結されている。また、プー
リ２８は冷却ファンを兼ねており、回転されることによ
ってシリンダ６等に向けて冷却風を供給するようになっ
ている。

【００３２】本実施例による往復動型空気圧縮機は上述
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。

【００３３】まず、駆動モータによってプーリ２８と共
にクランク軸３を回転駆動すると、連接棒２６一端側の
旋回運動がシリンダ６内でのピストン２１の往復動に変
換され、ピストン２１がシリンダ６内で往復動を繰返
す。

【００３４】これにより、吸入行程ではピストン２１の
下降によってシリンダヘッド１６の吸込口１６Ｂ、吸込
室１７、吸込弁１４、弁座部材１１の吸込穴１１Ａを介
して圧縮室２２内に空気を吸込み、吐出行程ではピスト
ン２１の上昇に伴って圧縮した空気を弁座部材１１の吐
出穴１１Ｂ、吐出弁１５、吐出室１８、シリンダヘッド
１６の吐出口１６Ｃを介して外部の空気タンク（図示せ
ず）に吐出する。

【００３５】次に、上記構成からなる往復動型空気圧縮
機を組立てる場合の組立手順について説明する。

【００３６】まず、クランクケース１にクランク軸３を
組込み、該クランク軸３に連接棒２６、ピストン２１を
取付けた後、クランクケース１にシリンダ６を組付け
る。この場合には、クランクケース１のシリンダ取付部
１Ｅに形成されたケース側雌ねじ部２にシリンダ６の下
端側に形成されたシリンダ側雄ねじ部７を螺着するよう
にシリンダ６をねじ込むことにより、該シリンダ６をク
ランクケース１に容易に取付けることができる。

【００３７】次に、環状支持部８の嵌合段部８Ａ内にガ
スケット１０、弁座部材１１ガスケット１２、押え板１
３等を順次載置し、該環状支持部８の外周側に形成され
たシリンダ側雄ねじ部９にシリンダヘッド１６のヘッド
側雌ねじ部１９を螺着するように該シリンダヘッド１６
をねじ込む。これにより、シリンダ６にシリンダヘッド
１６を容易に取付けることができる上に、シリンダヘッ
ド１６の隔壁１６Ａでガスケット１０，１２、弁座部材
１１等を固定することができる。

【００３８】そして、このように組立てたら、クランク
軸３にプーリ２８を取付け、該プーリ２８を駆動モータ
に連結するようになっている。

【００３９】かくして、本実施例によれば、クランクケ
ース１にシリンダ６を取付けるのに、クランクケース１
に形成したケース側雌ねじ部２とシリンダ６に形成した
シリンダ側雄ねじ部７とを螺着させ、シリンダ６にシリ
ンダヘッド１６を取付けるのに、シリンダ６に形成され
たシリンダ側雄ねじ部９とシリンダヘッド１６に形成さ
れたヘッド側雌ねじ部１９とを螺着させることにより、
それぞれを容易に取付けて当該往復動型空気圧縮機を組
立てることができる。

【００４０】この結果、従来技術において必要であった
アスベスト系のパッキンを用いることなく、テーパ状の
ねじ部２，７，９，１９の螺着によってシール性を得る
ことができるから、昨今の低公害化のニーズに応えるこ
とができ、信頼性を向上することができる。

【００４１】また、弁座部材１１、ガスケット１２の外
周側に環状シール２０を設けているから、吸込室１７、
吐出室１８を気密に保持できる上に、より高いシール性
を得る場合には、ねじ部２，７，９，１９の螺着部位に
シール剤等を充填することにより、ねじ部２，７，９，
１９間を完全に密閉することができる。

【００４２】さらに、クランクケース１にシリンダ６を
ねじ込んで固定するようにしているから、クランクケー
ス１へのシリンダ６のねじ込み量を適宜調整することに
より、上死点に位置するピストン２１と弁座部材１１と
の間のクリアランスを変更することができ、当該往復動
型空気圧縮機の圧縮比を調整することができる。

【００４３】また、従来技術で用いていたフランジ部と
ボルトを廃止することができるから、シリンダ６、シリ
ンダヘッド１６を小型化することができ、当該往復動型
空気圧縮機を小型化することができる上に、フランジ部
の変形による圧縮漏れを防止でき、圧縮効率を向上する
ことができる。しかも、シリンダ６、シリンダヘッド１
６をねじ込むだけで組立てることができるから、組立作
業性を向上することができ、生産性の向上やコストの低
減を図ることができる。

【００４４】一方、シリンダ６からフランジ部を廃止す
ることにより、該シリンダ６を単純な円筒形とすること
ができるから、この場合には、シリンダ６を安価な引抜
き材等から容易に製作することができ、製造コストを低
減でき、生産性も向上することができる。

【００４５】次に、図３は本発明の第２の実施例を示
し、本実施例の特徴は、クランクケース側を雄ねじ部と
し、シリンダ側を雌ねじ部としたことにある。なお、本
実施例では、前記第１の実施例と同一の構成要素に同一
の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００４６】図中、３１は本実施例によるクランクケ−
スを示し、該クランクケ−ス３１は、前記第１の実施例
で述べたクランクケ−ス１とほぼ同様に底面部（図示せ
ず）、側面部３１Ａおよび天面部３１Ｂから箱形状に形
成され、該側面部３１Ａには軸挿通穴（図示せず）が形
成され、天面部３１Ｂにはシリンダ取付部３１Ｃが形成
されている。しかし、本実施例のクランクケース３１
は、前記シリンダ取付部３１Ｃの外周側に上方に向けて
漸次縮径するテーパねじとなるケース側雄ねじ部３２が
形成されている点で第１の実施例によるものと相違して
いる。

【００４７】３３はクランクケ−ス３１上に設けられた
本実施例によるシリンダを示し、該シリンダ３３は、前
記第１の実施例によるシリンダ６とほぼ同様に、その外
周側に複数の冷却フィン３３Ａ，３３Ａ，…を有し、内
周面はピストン摺動面３３Ｂとなっている。しかし、本
実施例によるシリンダ３３の下端側には拡径部３３Ｃが
形成され、該拡径部３３Ｃの内周側にはクランクケース
３１のケース側雄ねじ部３２に螺着するシリンダ側雌ね
じ部３４が下方に向けて漸次拡径するテーパねじとして
形成されている点で第１の実施例によるものと相違して
いる。

【００４８】かくして、このように構成された本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができる。

【００４９】なお、前記第１の実施例では、シリンダ６
の環状支持部８にシリンダ側雄ねじ部７を形成し、シリ
ンダヘッド１６にヘッド側雌ねじ部１９を形成して両者
を螺着させた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこ
れに限らず、例えば、図４に示す変形例の如く、シリン
ダ４１の環状支持部４２に上方に向けて漸次拡径するテ
ーパ状のシリンダ側雌ねじ部４３を形成し、シリンダヘ
ッド４４に下方に向けて漸次縮径するテーパ状のヘッド
側雄ねじ部４５を形成して両者を螺着させるようにして
もよい。

【００５０】また、前記実施例では、クランクケース
１，３１、シリンダ６，３３，４１、シリンダヘッド１
６，４４に雄雌のテーパ状のねじ部２，７，９，１９，
３２，３４，４３，４５を形成したが、これに替えて、
螺着するねじ部の一方をストレート形状とし、他方をテ
ーパ形状としてもよい。

【００５１】また、前記各実施例は、往復動型エンジン
に適用することもできる。

【００５２】さらに、前記各実施例では、往復動型圧縮
機として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、例えば冷媒圧縮機等の往復動型圧縮機に
適用してもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明によ
れば、クランクケースのシリンダ取付部にケース側ねじ
部を設け、シリンダに該ケース側ねじ部に螺着するシリ
ンダ側ねじ部を設けたことにより、シリンダをクランク
ケースに取付ける場合には、シリンダのシリンダ側ねじ
部をクランクケースのケース側ねじ部に螺着するだけで
容易に取付けることができる。この結果、従来技術にお
いて必要であったアスベスト系のパッキンを用いること
なく、ねじ部の螺着によってシール性を得ることがで
き、昨今の低公害化のニーズに応えて信頼性を向上する
ことができる。また、クランクケースにシリンダをねじ
込んで固定しているから、このねじ込み量を適宜調整す
ることにより、圧縮比を容易に調整することができる。
さらに、従来技術で用いていたフランジ部とボルトを廃
止することができるから、シリンダを小型化することが
でき、当該往復動型圧縮を小型化することができる上
に、フランジ部の変形による圧縮漏れを防止でき、圧縮
効率を向上することができる。しかも、シリンダをねじ
込むだけで取付けることができるから、組立作業性を向
上することができ、生産性の向上やコストの低減を図る
ことができる。

【００５４】請求項２の発明によれば、シリンダにシリ
ンダ側ねじ部を設け、シリンダヘッドに該シリンダ側ね
じ部に螺着するヘッド側ねじ部を設けたことにより、シ
リンダヘッドをシリンダに取付ける場合には、該シリン
ダヘッドのヘッド側ねじ部をシリンダのシリンダ側ねじ
部に螺着するだけで容易に取付けることができる。この
結果、従来技術において必要であったアスベスト系のパ
ッキンを用いることなく、ねじ部の螺着によってシール
性を得ることができ、昨今の低公害化のニーズに応えて
信頼性を向上することができる。また、従来技術で用い
ていたフランジ部とボルトを廃止することができるか
ら、シリンダを小型化することができ、当該往復動型圧
縮を小型化することができる上に、フランジ部の変形に
よる圧縮漏れを防止でき、圧縮効率を向上することがで
きる。しかも、シリンダヘッドをねじ込むだけで取付け
ることができるから、組立作業性を向上することがで
き、生産性の向上やコストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による往復動型空気圧縮
機を示す断面図である。

【図２】図１中のシリンダヘッド等を拡大して示す断面
図である。

【図３】本発明の第２の実施例による往復動型空気圧縮
機の要部を拡大して示す断面図である。

【図４】本発明の変形例を示す図２と同様位置からみた
断面図である。

【符号の説明】

１，３１ クランクケ−ス １Ｅ，３１Ｃ シリンダ取付部 ２ ケース側雌ねじ部 ３ クランク軸 ６，３３，４１ シリンダ ７，９ シリンダ側雄ねじ部 １６，４４ シリンダヘッド １９ ヘッド側雌ねじ部 ２１ ピストン ２６ 連接棒 ３２ ケース側雄ねじ部 ３４，４３ シリンダ側雌ねじ部 ４５ ヘッド側雄ねじ部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースをなすクランクケースと、該クラ
   ンクケースに回転可能に支持されたクランク軸と、前記
   クランクケース上に設けられたシリンダと、該シリンダ
   上に弁機構と共に設けられたシリンダヘッドと、前記ク
   ランク軸に連接棒を介して連結され、該シリンダ内で往
   復動するピストンとからなる往復動型圧縮機において、
   前記クランクケースには前記シリンダの基端を取付ける
   ためのシリンダ取付部を設け、該シリンダ取付部にはケ
   ース側ねじ部を設け、前記シリンダには該ケース側ねじ
   部に螺着するシリンダ側ねじ部を設けたことを特徴とす
   る往復動型圧縮機。
2. 【請求項２】 シリンダと、該シリンダ上に弁機構と共
   に設けられたシリンダヘッドと、前記シリンダ内に往復
   動可能に挿嵌されたピストンとからなる往復動型圧縮機
   において、前記シリンダにはシリンダ側ねじ部を設け、
   前記シリンダヘッドには該シリンダ側ねじ部に螺着する
   ヘッド側ねじ部を設けたことを特徴とする往復動型圧縮
   機。