JPH11210627A - 空気圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は弁座部材の加工工数を減らすことを
課題とする。 【解決手段】 弁座部材８の上面には、吐出ポート７の
弁座７ａの周囲に形成された弁座輪郭凹部７ｂと交差す
るように円形凹部２１が設けられている。この円形凹部
２１は、エンドミル等の刃物により切削加工される。円
形凹部２１の加工工程は、従来のプレス加工に比べて研
削加工等の二次加工がいらないので、エンドミルによる
切削加工のみで済み、加工工数を削減して生産効率を高
めることができる。円形凹部２１は、直径Ｄ２が吐出弁
板１０の腕部２３の横幅Ｌ１よりも大となるように設定
され（Ｄ２＞Ｌ１）、且つ弁座輪郭凹部７ｂとの交点間
距離Ｌ２が吐出弁板１０の腕部２３の幅Ｌ１よりも大と
なるように設定される（Ｌ２＞Ｌ１）。また、円形凹部
２１は、弁座７ａの弁座輪郭凹部７ｂに対して浅く形成
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】本発明は空気圧縮機に係り、
特に吸込ポート及び吐出ポートが設けられた弁座部材に
吸込弁板及び吐出弁板を設けた空気圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気圧縮機としては、ピストンの往復運
動により空気の吸い込み、圧縮、吐出を行う往復動圧縮
機がある。図５は往復動圧縮機の要部の縦断面図であ
る。また、図６は弁座部材に吸込弁板及び吐出弁板が取
り付けられた状態を示す平面図である。また、図７は弁
座部材の平面図である。

【０００３】図５乃至図７に示されるように、この種の
往復動圧縮機は、ピストン１が往復動するシリンダ２
と、吸込通路３及び吐出通路４を有するシリンダヘッド
５と、シリンダ２とシリンダヘッド５との間に介在する
弁座部材８とを有する。また、弁座部材８は、吸込通路
３に連通される吸込ポート６及び吐出通路４に連通され
る吐出ポート７が設けられている。尚、吸込ポート６
は、弁座部材８の中心線に沿うように設けられ、その両
側に位置するように一対の吐出ポート７が設けられてい
る。

【０００４】また、弁座部材８の下面には、ピストン１
の下動に連動して吸込ポート６の弁座６ａを開とする吸
込弁板９が取り付けられている。吸込弁板９は、吸込ポ
ート６に対向して開閉する部分が自由端で、他端がパー
カ鋲９ａにより弁座部材８に固定される。さらに、弁座
部材８の上面には、ピストン１の上動に連動して吐出ポ
ート７の弁座７ａを開とする吐出弁板１０が「ハ」字状
に取り付けられている。また、吐出弁板１０の上方に
は、吐出弁板１０の開弁動作位置を規制するための吐出
弁板規制部材１０ａが取付ボルト１２により弁座部材８
に固定されている。

【０００５】また、吐出弁板１０は、一端が取付ボルト
１２により弁座部材８に固定されており、他端が自由端
となっている。そのため、ピストン１の往復動に伴う圧
力差により吸込弁板９及び吐出弁板１０の自由端側が閉
弁位置あるいは開弁位置に変位する。そして、弁座部材
８の上面には、吐出弁板１０に対向するように吐出ポー
ト７の近傍に角状凹部１１が形成されている。この角状
凹部１１は、上方からみると輪郭が長方形に形成されて
おり、プレス加工により形成される。

【０００６】上記のような構成とされた往復動型の空気
圧縮機には、潤滑油をシリンダ内壁や軸受部分に供給す
る給油式のものと、圧縮空気中に油成分が含まれないよ
うにした無給油式のものとがある。尚、図５に示す構成
は、無給油式の空気圧縮機の構成であり、給油式の場合
ピストンにライダリングが設けられていない。そして、
給油式の空気圧縮機では、潤滑油の炭化粉等が圧縮空気
と共に吐出ポート７へ排出される。

【０００７】尚、給油式の往復動型空気圧縮機において
は、ピストン１が往復動するにつれてピストン１の外周
に嵌合されたピストンリング１４がシリンダ２内を摺動
してシリンダ２内壁に付着した潤滑油を掻き落とすが、
その一部がベーパ（霧化状態）となって圧縮空気に含ま
れ、この潤滑油のベーパが吐出ポート７内壁に付着し、
吐出ポート７自体の温度上昇によりこの潤滑油が炭化す
ることにより炭化粉が発生する。

【０００８】このように、吐出ポート７へ排出される圧
縮空気中に潤滑油の炭化粉あるいはライダリング１３の
摩耗粉が混入していると、吐出弁板１０と弁座部材８と
の間に上記炭化粉あるいは摩耗粉等の塵埃が堆積するこ
とがある。このように吐出弁板１０と弁座部材８との間
に堆積物があると、吐出弁板１０が閉弁位置に変位した
ときに堆積物に乗り上げてしまい、吐出ポート７を完全
に閉弁できなくなるおそれがあった。

【０００９】また、無給油式の空気圧縮機では、ピスト
ン１が往復動するにつれてピストン１の外周に嵌合され
たライダリング１３の摩耗粉が圧縮空気と共に吐出ポー
ト７へ排出される。そのため、往復動型の空気圧縮機に
おいては、取付ボルト１２と吐出ポート７との間に角状
凹部１１を設けて、角状凹部１１内に堆積物が溜まるよ
うにして堆積物による閉弁不良を防止している。これに
より、吐出弁板１０は炭化粉あるいは摩耗粉等の堆積物
に乗り上げることが防止され、吐出弁板１０の閉弁動作
により自由端側が吐出ポート７の弁座に密着して圧縮動
作時の圧縮効率を確保できる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の往
復動型の空気圧縮機では、吐出弁板１０の延在方向に沿
って角状凹部１１が形成されるようにするため、角状凹
部１１の輪郭形状が長方形とされている。このように板
状に形成された弁座部材８に角状凹部１１を加工する方
法として、プレス加工が用いられていた。

【００１１】また、図８は図７中Ａ−Ａ線に沿う縦断面
図である。しかしながら、プレス加工により角状凹部１
１を形成する加工方法では、図８に示されるように弁座
部材８の下面側に角状凹部１１に対応する凸部１４も形
成されてしまう。このように弁座部材８の下面側に凸部
１４が残ったままでは、ピストン１が凸部１４に衝突す
るおそれがある。

【００１２】図９は図８に示す凸部１４を研削加工した
状態を示すＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。そのため、
プレス加工の後、凸部１４を研削加工により削除する必
要があった。このように従来の空気圧縮機では、角状凹
部１１を形成するために工程数が増加して生産効率の低
下を招き、角状凹部１１を加工するために生産コストが
増大するといった問題がある。

【００１３】また、従来は、角状凹部１１の深さが吐出
ポート７の弁座７ａの周囲に形成された弁座輪郭凹部７
ｂの深さとほぼ同じであるため、吐出ポート７を通過し
た炭化粉あるいは摩耗粉等が吐出ポート７の弁座７ａの
周りだけでなく、角状凹部１１側にも堆積することがあ
り、吐出弁板１０の閉弁動作を妨げるおそれがあった。

【００１４】そこで、本発明は上記問題を解決した空気
圧縮機を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような特徴を有する。上記請求項１
記載の発明は、ピストンが往復動するシリンダと、吸込
通路及び吐出通路を有するシリンダヘッドと、前記シリ
ンダと前記シリンダヘッドとの間に介在し、前記吸込通
路に連通される吸込ポート及び前記吐出通路に連通され
る吐出ポートが設けられた弁座部材と、該弁座部材に設
けられ前記ピストンの下動に連動して前記吸込ポートを
開とする吸込弁板と、前記弁座部材に設けられピストン
の上動に連動して前記吐出ポートを開とする吐出弁板
と、前記吐出弁板に対向するように前記弁座部材の前記
吐出ポートの近傍に形成された凹部と、を有する空気圧
縮機において、前記凹部を切削加工により形成したこと
を特徴とするものである。

【００１６】従って、上記請求項１記載の発明によれ
ば、弁座部材の凹部を切削加工により形成したため、凹
部をプレス加工する場合に比べて弁座部材の加工工数を
削減することができ、その分生産効率を高めることがで
きる。また、上記請求項２記載の発明は、前記請求項１
記載の空気圧縮機であって、前記凹部を円形に切削加工
すると共に、前記吐出ポートの弁座輪郭凹部と交差する
交点間距離が前記吐出弁板の横幅よりも大となるように
形成したことを特徴とするものである。

【００１７】従って、上記請求項２記載の発明によれ
ば、凹部を円形に切削加工すると共に、吐出ポートの弁
座輪郭凹部と交差する交点間距離が吐出弁板の横幅より
も大となるように形成したため、凹部をエンドミル加工
により簡単に加工できると共に、加工後に取り付けられ
た吐出弁板が非加工部分に当接することが防止される。
また、上記請求項３記載の発明は、前記請求項１記載の
空気圧縮機であって、前記凹部を円形に切削加工すると
共に、前記凹部が前記吐出ポートの弁座輪郭凹部よりも
浅く形成されたことを特徴とするものである。

【００１８】従って、上記請求項３記載の発明によれ
ば、凹部を円形に切削加工すると共に、凹部が吐出ポー
トの弁座輪郭凹部よりも浅く形成したため、吐出ポート
を通過した摩耗粉あるいは炭化粉等の塵埃が圧縮空気が
通過する吐出ポートの近傍に堆積するようにして摩耗粉
あるいは炭化粉を圧縮空気の吐出に伴って生じる空気流
により除去すると共に、摩耗粉あるいは炭化粉が凹部に
堆積しにくくすることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の実施の
形態について説明する。図１は本発明になる空気圧縮機
の一実施例に適用された弁座部材斜の平面図である。ま
た、図２は図１中Ｂ−Ｂ線に沿う縦断面図である。尚、
図１及び図２において、前述した従来構成と同一部分に
は同一符号を付してその説明を省略する。

【００２０】図１及び図２に示されるように、弁座部材
８の上面には、吐出ポート７の弁座７ａの周囲に形成さ
れた弁座輪郭凹部７ｂと交差するように円形凹部２１が
設けられている。この円形凹部２１は、エンドミル等の
刃物により切削加工される。すなわち、円形凹部２１の
内径と同径のエンドミルを用いて切削加工する場合、弁
座部材８をフライス盤のテーブル（図示せず）上に固定
させて回転駆動されたエンドミルを軸方向に送るだけで
円形凹部２１を加工することができる。

【００２１】よって、円形凹部２１の加工工程は、従来
のプレス加工に比べて研削加工等の二次加工がいらない
ので、エンドミルによる切削加工のみで済み、加工工数
を削減して生産効率を高めることができる。これによ
り、弁座部材８を加工する際の製造コストを安価に抑え
ることができる。また、プレス加工のように弁座部材８
に過大な応力が作用せず、弁座部材８の加工時の残留応
力を軽減できるので、弁座部材８の強度低下を防止で
き、耐久性の向上を図ることも可能となる。

【００２２】図３は弁座部材８に吐出弁板１０が取り付
けられた状態を示す縦断面図である。また、図４は吐出
弁板１０の平面図である。図３及び図４に示されるよう
に、吐出弁板１０は、吐出ポート７の弁座７ａに当接し
て吐出ポート７を遮断する円形の弁部２２と、弁部２２
から半径方向に延在する腕部２３とからなる。また、吐
出弁板１０は、腕部２３の端部に取付ボルト１２が挿通
される取付孔２４と、位置合わせ用の溝２５とが設けら
れている。そして、腕部２３は、横幅寸法が弁部２２の
直径Ｄ１よりも狭い横幅Ｌ１で直線状に延在している
（Ｄ１＞Ｌ１）。

【００２３】図１に示されるように、弁座部材８に設け
られた円形凹部２１と円形に形成された弁座輪郭凹部７
ｂとは、交差するように加工される。円形凹部２１は、
直径Ｄ２が吐出弁板１０の腕部２３の幅Ｌ１よりも大と
なるように設定され（Ｄ２＞Ｌ１）、且つ弁座輪郭凹部
７ｂとの交点間距離Ｌ２が吐出弁板１０の腕部２３の横
幅Ｌ１よりも大となるように設定される（Ｌ２＞Ｌ
１）。

【００２４】そのため、吐出弁板１０は閉弁動作したと
き、腕部２３が円形凹部２１の上方で対向すると共に、
円形凹部２１と弁座輪郭凹部７ｂとの交点となる三角形
状の張出部２６に腕部２３が接触しないようになってい
る。よって、吐出弁板１０は、腕部２３が張出部２６に
乗り上げることなく閉弁動作することができる。また、
円形凹部２１は、弁座７ａの弁座輪郭凹部７ｂに対して
浅く形成されている。すなわち、図２に示されるよう
に、円形凹部２１の深さをＬ３とし、弁座輪郭凹部７ｂ
の深さをＬ４とすると、Ｌ３＜Ｌ４となる。

【００２５】このように弁座輪郭凹部７ｂを円形凹部２
１よりも深く形成することにより、吐出ポート７を通過
した摩耗粉あるいは炭化粉が弁座輪郭凹部７ｂにより多
く堆積し易くなる。そして、弁座輪郭凹部７ｂの堆積物
は、圧縮空気が吐出ポート７から吐出される際に生じる
空気流により外部に吹き飛ばされる。そのため、吐出ポ
ート７から排出された摩耗粉あるいは炭化粉等の塵埃
は、円形凹部２１に溜まりにくく吐出ポート７の周囲に
形成された弁座輪郭凹部７ｂに堆積することになるが、
圧縮空気の吐出に伴う空気流により除去されるため、弁
座部材８に取り付けられた吐出弁板１０と円形凹部２１
との間に摩耗粉あるいは炭化粉等の塵埃が堆積しにくく
なり、吐出弁板１０の閉弁動作が堆積物によって阻害さ
れることもない。よって、吐出弁板１０は、閉弁動作に
より吐出ポート７の弁座７ａを密閉して空気圧縮効率を
確保することができる。

【００２６】

【発明の効果】上述の如く、上記請求項１記載の発明に
よれば、弁座部材の凹部を切削加工により形成したた
め、凹部をプレス加工する場合に比べて弁座部材の加工
工数を削減することができ、その分生産効率を高めるこ
とができる。よって、弁座部材の加工コストを削減する
ことができ、圧縮機の製造コストを安価に抑えることが
できる。

【００２７】また、上記請求項２記載の発明によれば、
凹部を円形に切削加工すると共に、吐出ポートの弁座輪
郭凹部と交差する交点間距離が吸込弁板の横幅よりも大
となるように形成したため、凹部をエンドミル加工によ
り簡単に加工できると共に、加工後に取り付けられた吐
出弁板が非加工部分に当接することが防止される。よっ
て、吐出弁板が閉弁動作したときに円形凹部と弁座輪郭
凹部とが交差する非加工部分に乗り上げることが防止さ
れ、吐出ポートを安定的に閉弁して空気圧縮効率を確保
することができる。

【００２８】また、上記請求項３記載の発明によれば、
凹部を円形に切削加工すると共に、凹部が吐出ポートの
弁座輪郭凹部よりも浅く形成したため、吐出ポートを通
過した摩耗粉あるいは炭化粉等の塵埃が圧縮空気が通過
する吐出ポートの近傍に堆積するようにして摩耗粉ある
いは炭化粉を圧縮空気の吐出に伴って生じる空気流によ
り除去すると共に、摩耗粉あるいは炭化粉が凹部に堆積
しにくくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる空気圧縮機の一実施例に適用され
た弁座部材斜の平面図である。

【図２】図１中Ｂ−Ｂ線に沿う縦断面図である。

【図３】弁座部材に吐出弁板が取り付けられた状態を示
す縦断面図である。

【図４】吐出弁板の平面図である。

【図５】往復動圧縮機の要部の縦断面図である。

【図６】弁座部材に吸込弁板及び吐出弁板が取り付けら
れた状態を示す平面図である。

【図７】弁座部材の平面図である。

【図８】図７中Ａ−Ａ線に沿う縦断面図である。

【図９】図８に示す凸部を研削加工した状態を示すＡ−
Ａ線に沿う縦断面図である。

【符号の説明】

７ 吐出ポート ７ａ 弁座 ７ｂ 弁座輪郭凹部 ８ 弁座部材 １０ 吐出弁板 ２１ 円形凹部 ２２ 弁部 ２３ 腕部 ２６ 張出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加納 玄 神奈川県綾瀬市小園1116番地 トキコ株式 会社相模工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンが往復動するシリンダと、 吸込通路及び吐出通路を有するシリンダヘッドと、 前記シリンダと前記シリンダヘッドとの間に介在し、前
   記吸込通路に連通される吸込ポート及び前記吐出通路に
   連通される吐出ポートが設けられた弁座部材と、 該弁座部材に設けられ前記ピストンの下動に連動して前
   記吸込ポートを開とする吸込弁板と、 前記弁座部材に設けられピストンの上動に連動して前記
   吐出ポートを開とする吐出弁板と、 前記吐出弁板に対向するように前記弁座部材の前記吐出
   ポートの近傍に形成された凹部と、 を有する空気圧縮機において、 前記凹部を切削加工により形成したことを特徴とする空
   気圧縮機。
2. 【請求項２】 前記請求項１記載の空気圧縮機であっ
   て、 前記凹部を円形に切削加工すると共に、前記吐出ポート
   の弁座輪郭凹部と交差する交点間距離が前記吐出弁板の
   横幅よりも大となるように形成したことを特徴とする空
   気圧縮機。
3. 【請求項３】 前記請求項１記載の空気圧縮機であっ
   て、 前記凹部を円形に切削加工すると共に、前記凹部が前記
   吐出ポートの弁座輪郭凹部よりも浅く形成されたことを
   特徴とする空気圧縮機。