JPH11218079A - エアコンプレッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吐出路内に排出されたエアを充分に冷却す
る。 【解決手段】 エアコンプレッサ１１はエンジンで往復
されるピストン１４と、ピストンを往復自在に収納する
シリンダ室１３と、シリンダ室に隣接されてシリンダ室
を間にして吸入路１７と吐出路１９とが開設されたシリ
ンダヘッド１５と、吸入路を開閉する吸入弁１８と、吐
出路を開閉する吐出弁２１とを備えている。吐出路１９
の吐出弁２１の下流側には吐出口２０から吐出されたエ
ア３５を吐出路１９の内壁面に導く導風板３１がエア３
５の吐出方向と交差するように架設されている。 【効果】 吐出弁から吐出路内に排出されたエアが吐出
路を通過する際に、導風板により内壁面に効果的に接触
するように導かれるため、高温のエアはシリンダヘッド
と効率よく熱交換されて充分に冷却される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアコンプレッ
サ、特に、その吐出系の改良に係り、例えば、自動車等
車両のエアブレーキ装置に利用して有効なものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両のエアブレーキ装置に使
用されるエアコンプレッサとして、シリンダ室と、シリ
ンダ室に往復摺動自在に嵌合され、エンジンにより往復
運動されるピストンと、シリンダ室に連通する吸入路を
開閉する吸入弁と、シリンダ室に連通する吐出路を開閉
する吐出弁と、吐出路の周囲を包囲して冷却水を循環さ
せるための冷却水通路とを備えているものがある。

【０００３】そして、このようなエアコンプレッサにお
いては、冷却水通路がエンジンの冷却系に接続されてお
り、ラジエータによって冷却された冷却水が吐出路周り
の冷却水通路に供給されて、吐出路に吐出されて高温と
なったエアを冷却するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなエアコンプレッサにおいては、吐出口から吐出路内
に排出されたエアは通路断面積の大きい吐出路の中央部
をそのまま通過することにより、冷却水通路壁に充分に
接触しないため、熱交換効率が低くなる傾向がある。そ
のため、冷却水通路の通路断面積を大きく冷却性能を高
めようとしても、吐出路内のエアを充分に冷却すること
ができない。

【０００５】本発明の目的は、吐出路内に排出されたエ
アを充分に冷却することができるエアコンプレッサを提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるエアコン
プレッサは、駆動装置により往復運動されるピストン
と、ピストンを往復運動自在に収納するシリンダ室と、
シリンダ室に隣接して配されてシリンダ室を間にして吸
入路と吐出路とが開設されているシリンダヘッドと、前
記吸入路を開閉する吸入弁と、前記吐出路を開閉する吐
出弁とを備えているエアコンプレッサにおいて、前記吐
出路における前記吐出弁の下流側には、この吐出弁の弁
口から吐出されたエアを前記吐出路の内壁面に導く導風
板が前記エアの吐出方向と交差する方向に延在するよう
に架設されていることを特徴とする。

【０００７】前記した手段によれば、導風板が吐出路に
吐出弁の弁口から吐出されたエアを吐出路の内側面に導
くように形成されているため、吐出弁から吐出路内に排
出されたエアが吐出路を通過する際に内壁面に効果的に
接触する状態になり、その結果、高温のエアはシリンダ
ヘッドと充分に熱交換されるため、エアを充分に冷却さ
れることになる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
エアコンプレッサの主要部を示しており、（ａ）は正面
断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う側面断面図で
ある。図２は図１（ａ）のII−II線に沿う底面図であ
り、図3 は図１（ａ）のIII-III 線に沿う平面図であ
る。図４はそのエアコンプレッサが使用されているエア
ブレーキ装置を示す模式図である。

【０００９】本実施形態において、本発明に係るエアコ
ンプレッサは、エアブレーキ装置に圧縮空気（以下、エ
アという。）を供給するものとして構成されている。図
４に示されているように、エアブレーキ装置１は車両を
駆動するためのエンジン２と、エンジン２に清浄空気を
供給するためのエアクリーナ３と、エンジン２を冷却す
るための冷却水系４と、ブレーキ作動装置５と、ブレー
キ作動装置５にエアを送給するためのリザーバ６と、リ
ザーバ６とエアコンプレッサ１１との間に介設されてい
るチェック弁７と、リザーバ６の内圧を制御するための
プレッシャレギュレータ９とを備えている。

【００１０】本実施形態において、エアコンプレッサ１
１は往復形に構成されており、シリンダ本体１２を備え
ている。シリンダ本体１２にはシリンダ室１３が形成さ
れており、シリンダ室１３の内部にはピストン１４が往
復摺動自在に嵌合されている。ピストン１４はエンジン
２によって往復直線駆動されるように構成されており、
したがって、エンジン２はエアコンプレッサ１１を駆動
するための駆動装置を実質的に構成している。図１に示
されているように、シリンダ室１３の一端（以下、上端
側とする。）には上側シェル１５ａと下側シェル１５ｂ
とを組み合わされて形成されたシリンダヘッド１５が被
着されており、シリンダヘッド１５には吸入口１６およ
び吐出口２０がシリンダ室１３にそれぞれ連通するよう
に開設されている。

【００１１】シリンダヘッド１５の下側シェル１５ｂは
図３に示されているように略正方形の平板形状に一体成
形されており、シリンダ本体１２の上面にシリンダ室１
３を覆うように被せられて上側シェル１５ａと一緒に共
締めされている。下側シェル１５ｂの片側（以下、右側
とする。）端部には円形孔である吸入口１６が複数個、
下側シェル１５ｂの中心を中心点とする円弧線上に一列
に整列されてそれぞれ厚さ方向に開設されている。下側
シェル１５ｂの上端面の右側略半分には、吸入路１７の
一部を後記する上側凹部１７ａと協働して構成する下側
凹部１７ｂが大きく陥没形成されており、各吸入口１６
の上端は下側凹部１７ｂの底にそれぞれ開口されてい
る。下側シェル１５ｂの下面にはリードバルブによって
構成された吸入弁１８が、吸入口１６群を開閉するよう
に取り付けられている。

【００１２】下側シェル１５ｂの略中央部には後記する
吐出路１９に接続する吐出口２０が一対、一方向（以
下、前後方向とする。）に隣り合わせに並べられてそれ
ぞれ厚さ方向に円形孔形状に開設されており、下側シェ
ル１５ｂの上面における略中央部にはリードバルブによ
って構成された吐出弁２１が両吐出口２０、２０を開閉
するように取り付けられている。吐出弁２１は短辺が吐
出口２０の直径よりも大きめで、長辺が下側シェル１５
ｂの前後寸法よりも小さめの長方形に形成されており、
前後の両端部においてバックプレート２２と共に一対の
ボルト２３、２３によって締結されている。下側シェル
１５ｂの上面における左側半分にはシールリング収容溝
２４が、吐出弁２１を取り巻くように環状に陥没形成さ
れており、シールリング収容溝２４にはシールリング２
５が収容されている。

【００１３】さらに、下側シェル１５ｂの体内には冷却
水４０が流通する冷却水通路（以下、下側通水路とい
う。）４１が、両吐出口２０、２０を取り巻くように環
状のトンネル形状に形成されている。下側シェル１５ｂ
の上面には、下側通水路４１を後記する上側の冷却水通
路に連通させるための４本の冷却水通路（以下、下側連
絡路という。）４２、４３、４４が、右側後隅部、左側
前隅部および左側後隅部にそれぞれ配されて下側通水路
４１にそれぞれ連通するように開設されている。

【００１４】図２に示されているように、シリンダヘッ
ド１５の上側シェル１５ａは略正方形の平板形状に一体
成形されており、下側シェル１５ｂの上面に整合された
状態でシリンダ本体１２の上面に被せられて共締めされ
ることによりシリンダヘッド１５を協働して形成してい
る。すなわち、上側シェル１５ａの右側寄りの略中央部
に上下方向に貫通されたボルト挿通孔２６にはボルト２
７が挿通されて、下側シェル１５ｂの上面の対応位置に
形成された雌ねじ穴２８にねじ込まれており、上側シェ
ル１５ａと下側シェル１５ｂとが合わされてシリンダヘ
ッド１５が組み立てられている。上側シェル１５ａおよ
び下側シェル１５ｂの四隅にそれぞれ開設された各ボル
ト挿通孔２９に各ボルト３０がそれぞれ挿通されて、シ
リンダ本体１２の上面の四隅に形成された雌ねじ穴（図
示せず）にねじ込まれており、組み立てられた上側シェ
ル１５ａと下側シェル１５ｂとから成るシリンダヘッド
１５がこれら４本のボルト３０によってシリンダ本体１
２に固定されている。この状態で、シールリング２５は
圧縮されて上側シェル１５ａと下側シェル１５ｂとの合
わせ面におけるシールを維持する状態になる。

【００１５】上側シェル１５ａの下面における右側半分
には吸入路１７の一部を前記した下側凹部１７ｂと協働
して構成する上側凹部１７ａが大きく陥没形成されてお
り、上側凹部１７ａの右側壁には吸入路１７の一部を実
質的に構成する吸入ポート１７ｃが開設されている。吸
入ポート１７ｃはエンジン吸気管１０を介してエアクリ
ーナ３に接続されている。

【００１６】上側シェル１５ａの下面における左側略半
分には吐出路１９の一部を構成する吐出室１９ａが大き
く陥没形成されており、吐出室１９ａの内形形状は下側
シェル１５ｂの上面に形成されたシールリング収容溝２
４の内縁に倣うように設定されている。吐出室１９ａの
上壁の略中央部には吐出路１９の一部を構成する吐出ポ
ート１９ｂが開設されており、吐出ポート１９ｂはチェ
ック弁７を介してリザーバ６に接続されている。

【００１７】上側シェル１５ａの体内には冷却水４０が
流通する冷却水通路（以下、上側通水路という。）４５
が、吐出室１９ａの上側部分を取り巻くように環状のト
ンネル形状に形成されている。そして、この上側通水路
４５は下側通水路４１と、冷却水通路４９およびオリフ
ィス５２を介して冷却水通路４８により連通されてい
る。上側シェル１５ａの後壁の右寄り中央部には給水ポ
ート４６が開設されており、給水ポート４６にはエンジ
ン２の冷却水系４の一端が接続されている。給水ポート
４６には上側シェル１５ａの下面における右側後隅部に
開設された上側連絡路４７に接続されており、この上側
連絡路４７は下側連絡路４２に接続されている。上側シ
ェル１５ａの下面における左側前隅部および左側後隅部
には前後の上側連絡路４８、４９がそれぞれ開設されて
おり、上側連絡通路４８は下側連絡路４３に、上側連絡
通路４９は下側連絡通路４４にそれぞれ接続されてい
る。上側シェル１５ａの上壁における前寄りの位置には
排水ポート５０が上側通水路４５に連通するように開設
されており、排水ポート５０にはエンジン２の冷却水系
４の他端が接続されている。

【００１８】さらに、上側シェル１５ａの吐出室１９ａ
の内部には、上側シェル１５ａと一体成形された導風板
３１が、吐出室１９ａを上下に略仕切るように架設され
ている。すなわち、導風板３１は一定厚さの平板形状に
形成されているとともに、吐出室１９ａの中間高さ位置
に複数のリブ３２によって支持された状態で架設されて
いる。導風板３１は吐出弁２１にバックプレート２２を
挟んで適度に離間されて対向され水平に架設されてい
る。導風板３１の左右両脇には左右の導風口３３、３４
がそれぞれ開設されており、左右の導風口３３、３４は
前後の吐出口２０、２０から吐出して導風板３１の下面
に当たり左右に分流したエア３５を吐出室１９ａの上側
部分へ導くようにそれぞれ設定されている。

【００１９】次に作用を説明する。ピストン１４がシリ
ンダ室１３内において上死点から下死点方向に移動され
ると、吸入弁１８により、吸入口１６が開放されるた
め、エアが、吸入路１７→吸入口１６→吸入弁１８、を
経てシリンダ室１３に吸入される。そして、逆の圧縮行
程においては、吸入弁１８が閉じられ、シリンダ室１３
の内圧が所定の圧力に達すると、吐出弁２１が開かれる
ため、高圧のエアが、吐出口２０→吐出弁２１→吐出路
１９、を経てリザーバ６に供給される。リザーバ６のエ
アはブレーキ弁（図示せず）の制御によってブレーキ作
動時にブレーキ作動装置５に適宜供給され、これを作動
せしめる。

【００２０】ところで、吐出口２０から吐出されるエア
は圧縮されているため、高温度の状態になる。高温度の
エアが吐出路１９からリザーバ６に圧送されると、リザ
ーバ６の利用効率等が低下する。そこで、吐出口２０か
ら吐出されるエアはきわめて効率的に冷却する必要があ
る。

【００２１】本実施形態においては、吐出口２０から吐
出されたエア３５は、導風板３１に吹き当たって左右に
分流するとともに、導風板３１によって吐出室１９ａの
内壁面にそれぞれ導かれて吹き当たる。吐出室１９ａの
左右の内壁面にそれぞれ吹き当たったエア３５は内壁面
に沿て流れ、導風板３１の両脇の左右の導風口３３、３
４から吐出室１９ａの上側部分に至り、吐出ポート１９
ｂからリザーバ６に排出して行く。ここで、吐出室１９
ａの内壁面は下側通水路４１および上側通水路４５を流
通する冷却水４０によって効果的に冷却されている。し
たがって、導風板３１によって導かれ吐出室１９ａの内
壁面に沿って流れるエア３５は、冷却水４０によってき
わめて効果的に冷却されることになる。

【００２２】以上のようにして、本実施形態によれば、
吐出口２０から吐出された高温度のエア３５は導風板３
１によって導かれ吐出室１９ａの内壁面に沿って流れる
ため、吐出室１９ａにおいて冷却水４０によってきわめ
て効率的に熱交換されて充分に冷却される。これによ
り、吐出路１９から送出されるエア３５は低温度の状態
になるため、リザーバ６の利用効率の低下等を抑制する
ことができる。

【００２３】図５は本発明の実施形態２であるエアコン
プレッサの主要部を示しており、（ａ）は正面断面図、
（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う側面断面図である。

【００２４】本実施形態２が前記実施形態１と異なる点
は、シリンダヘッドが空冷方式に構成されている点であ
る。すなわち、シリンダヘッド１５の上側シェル１５ａ
の上壁外面には複数枚の冷却フィン５１が突設されてい
る。

【００２５】本実施形態２においても、吐出室１９ａに
吐出された高温度のエア３５は導風板３１に導かれて吐
出室１９ａの内壁面に沿って流れるため、冷却フィン５
１によって冷却されたシリンダヘッド１５の壁と充分に
熱交換される。つまり、前記実施形態１と同様の作用効
果が奏されることになる。

【００２６】図６は本発明の実施形態３であるエアコン
プレッサの主要部の示す正面断面図である。

【００２７】本実施形態３が前記実施形態１と異なる点
は、シリンダヘッド１５と別体に構成された導風板３６
が吐出室１９ａにボルト３７によって固定されている点
である。

【００２８】本実施形態３によれば、前記実施形態１と
同様の作用効果が奏されるのに加えて、シリンダヘッド
１５の一体成形形状を簡単化することができるという効
果が得られる。

【００２９】図７は本発明の実施形態４であるエアコン
プレッサの主要部の示す正面断面図である。

【００３０】本実施形態４が前記実施形態１と異なる点
は、シリンダヘッド１５と別体に構成された導風板３６
が吐出室１９ａにボルト３７によって固定されており、
また、シリンダヘッド１５が空冷方式に構成されている
点である。

【００３１】本実施形態４によれば、吐出室１９ａに吐
出された高温度のエア３５は導風板３６に導かれて吐出
室１９ａの内壁面に沿って流れるため、前記実施形態１
と同様の作用効果が奏されるのに加えて、シリンダヘッ
ド１５の一体成形形状を簡単化することができるという
効果が得られる。

【００３２】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種
々変更可能であることはいうまでもない。

【００３３】例えば、エアコンプレッサはエアブレーキ
装置に使用するに限らず、他の用途にも使用してもよ
い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
吐出口から吐出されたエアを導風板によって吐出路の内
壁面に倣うように流すことにより、シリンダヘッドとの
熱交換効率を高めることができるため、吐出されたエア
を充分に冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるエアコンプレッサの
主要部を示しており、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は
（ａ）のｂ−ｂ線に沿う側面断面図である。

【図２】図１（ａ）のII−II線に沿う底面図である。

【図３】図１（ａ）のIII-III 線に沿う平面図である。

【図４】エアコンプレッサが使用されているエアブレー
キ装置を示す模式図である。

【図５】本発明の実施形態２であるエアコンプレッサの
主要部を示しており、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は
（ａ）のｂ−ｂ線に沿う側面断面図である。

【図６】本発明の実施形態３であるエアコンプレッサの
主要部の示す正面断面図である。

【図７】本発明の実施形態４であるエアコンプレッサの
主要部の示す正面断面図である。

【符号の説明】 １…エアブレーキ装置、２…エンジン（駆動装置）、３
…エアクリーナ、４…冷却水系、５…ブレーキ作動装
置、６…リザーバ、７…チェック弁、９…プレッシャレ
ギュレータ、１０…エンジン吸気管、１１…エアコンプ
レッサ、１２…シリンダ本体、１３…シリンダ室、１４
…ピストン、１５…シリンダヘッド、１５ａ…上側シェ
ル、１５ｂ…下側シェル、１６…吸入口、１７…吸入
路、１７ａ…上側凹部、１７ｂ…下側凹部、１７ｃ…吸
入ポート、１８…吸入弁、１９…吐出路、１９ａ…吐出
室、１９ｂ…吐出ポート、２０…吐出口、２１…吐出
弁、２２…バックプレート、２３…ボルト、２４…シー
ルリング収容溝、２５…シールリング、２６…ボルト挿
通孔、２７…ボルト、２８…雌ねじ穴、２９…ボルト挿
通孔、３０…ボルト、３１…導風板、３２…リブ、３
３、３４…導風口、３５…エア、３６…別体の導風板、
３７…ボルト、４０…冷却水、４１…冷却水通路（下側
通水路）、４２、４３、４４…下側連絡路（冷却水通
路）、４５…上側通水路（冷却水通路）、４６…給水ポ
ート、４７…上側連絡路（冷却水通路）、４８、４９…
上側連絡通路（冷却水通路）、５０…排水ポート、５１
…冷却フィン、５２…オリフィス。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動装置により往復運動されるピストン
   と、ピストンを往復運動自在に収納するシリンダ室と、
   シリンダ室に隣接して配されてシリンダ室を間にして吸
   入路と吐出路とが開設されているシリンダヘッドと、前
   記吸入路を開閉する吸入弁と、前記吐出路を開閉する吐
   出弁とを備えているエアコンプレッサにおいて、 前記吐出路における前記吐出弁の下流側には、この吐出
   弁の弁口から吐出されたエアを前記吐出路の内壁面に導
   く導風板が前記エアの吐出方向と交差する方向に延在す
   るように架設されていることを特徴とするエアコンプレ
   ッサ。
2. 【請求項２】 前記導風板が、前記シリンダヘッドに一
   体成形されていることを特徴とする請求項１に記載のエ
   アコンプレッサ。
3. 【請求項３】 前記導風板が、前記シリンダヘッドと別
   体に形成されており、前記吐出路に架設されていること
   を特徴とする請求項１に記載のエアコンプレッサ。
4. 【請求項４】 前記シリンダヘッドに冷却水通路が前記
   吐出路の周囲を囲むように開設されており、前記導風板
   が前記吐出されたエアを前記冷却水通路側へ導くように
   構成されていることを特徴とする請求項１、２または３
   に記載のエアコンプレッサ。
5. 【請求項５】 前記シリンダヘッドに冷却フィンが形成
   されており、前記導風板が前記吐出されたエアを前記冷
   却フィン側へ導くように構成されていることを特徴とす
   る請求項１、２または３に記載のエアコンプレッサ。