JP2017106397A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、応力緩和部材を弁と弁受けとの間に設けた圧縮機において、圧縮性能の低下を抑制することを目的とする。【解決手段】本発明は、シリンダ内を往復動するピストンと、前記ピストンの往復動に伴い、流体が通過するポートが設けられた弁座板と、前記弁座板に設けられ前記ポートを開閉する弁と、前記弁の開度を規制する弁受けと、前記弁と前記弁受けとの間に設けられた応力緩和部材とを備え、前記応力緩和部材の弾性力を前記弁よりも低くしたことを特徴とする圧縮機を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機に関するものである。

本発明の背景技術として、特許文献１がある。特許文献１には、「圧縮ガスが吐出される吐出孔を有し、圧縮要素に設けられた静止部材と、この静止部材に固定され、吐出孔を開閉する弁部を有し弾性板からなる吐出弁と、この吐出弁の開放時に、吐出弁の当接部となる弁受板と、吐出弁と弁受板との間に設けられ、吐出弁以上の弾性力を有し、かつ吐出弁側に向かって凸形の曲線を有する弾性板からなり、先端が弁受板及び吐出弁のいずれにも離間するように積層され、弁受板及び吐出弁とともに静止部材に固定された弁押さえ板とを備えた」圧縮機の吐出弁装置が記載されている。

特開平１１−２１０６２４号公報

特許文献１の吐出弁装置は、吐出弁以上の弾性力を有する弾性板があるため、吐出弁が開きづらくなり、圧縮性能の向上が図れなかった。

上記問題点に鑑み、本発明は、応力緩和部材を弁と弁受けとの間に設けた圧縮機において、圧縮性能の低下を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、シリンダ内を往復動するピストンと、前記ピストンの往復動に伴い、流体が通過するポートが設けられた弁座板と、前記弁座板に設けられ前記ポートを開閉する弁と、前記弁の開度を規制する弁受けと、前記弁と前記弁受けとの間に設けられた応力緩和部材とを備え、前記応力緩和部材の弾性力を前記弁よりも低くしたことを特徴とする圧縮機を提供する。

本発明によれば、応力緩和部材を弁と弁受けとの間に設けた圧縮機において、圧縮性能の低下を抑制することが可能となる。

本発明の実施例１による圧縮機の圧縮部の断面図である。 本発明の実施例１による圧縮機の断面図である。 本発明の実施例２による圧縮機の圧縮部の断面図である。 本発明の実施例３による圧縮機の圧縮部の断面図である。 図４のＡ方向から見たピストンの断面図である。

以下、本発明に係る圧縮機の実施例１を、図１、２を用いて説明する。

図２を用いて本実施例の圧縮機について説明する。

本実施例の圧縮機は、クランクケース１とシリンダ１１によって形成された空間内をピストン２１が往復動することによって空気などの流体を圧縮するものである。

ピストン２１は、駆動軸２が回転することにより、駆動される。駆動軸２は、クランクケース１内に収容されたモータ（図示せず）によって回転駆動される。駆動軸２の回転運動は偏心部材３によってピストン２１に接続されたコネクティングロッド２２の基端部の偏心運動に変換される。軸受４は駆動軸２を偏心部材３とともに支持している。コネクティングロッド２２の基端部が偏心運動することにより、ピストン２１が揺動しつつ往復動する。軸受４には錘５が設けられ、偏心運動のバランスを取っている。

なお、本実施例では、ピストン２１がコネクティングロッド２２の先端部に固定され、ピストン２１が揺動しつつ往復動するものを例に挙げて説明するが、ピストンピンを用いて、ピストン２１がコネクティングロッド２２に対して回転可能に接続され、ピストン２１自体は揺動しないものであってもよい。

なお、本実施例では駆動軸２自体は偏心せず、偏心部材３によって偏心運動に変換しているが、駆動軸２自体が偏心したクランク軸として構成することによってもピストン２１を往復運動させることができる。

図１にピストン２１とシリンダ１１と弁座板１４を含む圧縮部の詳細構造を示す。

シリンダ１１内に往復動可能に設けられたピストン２１は、コネクティングロッド２２とコネクティングロッド２２にボルト２３によって締結された円板状のリテーナ２４とによって構成されている。

揺動ピストン２１の外周側に設けられたリップリング２５は、樹脂材料を用いてリング状に形成されている。リップリング２５は、シリンダ１１内の空間の圧力を受け、拡縮径することによって、ピストン２１とシリンダ１１との間の隙間をシールする。

また、リップリング２５は、コネクティングロッド２２とリテーナ２４に挟まれて、ボルト２３によって締結された状態で固定されている。

さらに、リップリング２５はシリンダ１１の内周面に締代をもって摺接している。

シリンダ１１の端部にはシリンダヘッド１２が設けられ、シリンダ１１とシリンダヘッド１２で形成された空間（圧縮室）内をピストン２１が往復動することによって流体を圧縮室に吸込み、圧縮した後、外部に接続されたタンク等に吐き出す。

シリンダ１１とシリンダヘッド１２の間に固定された弁座板１４には吐出ポート１５が設けられている。また、弁座板１４には圧力差によって吐出ポートを開閉する弁（吐出弁）１８がボルト１９によって固定されている。

弁１８は、圧縮機が吸込み工程にあり、ピストン２１が上死点から下死点に（シリンダヘッド１２側からクランクケース１側に）向かって移動するときに閉じられ、タンクからの圧縮流体の逆流を防止している。

一方、圧縮機が圧縮工程にあり、ピストン２１が下死点から上死点（クランクケース１側からシリンダヘッド１２側に）向かって移動するときに開き、シリンダ内で圧縮された空気が吐出ポート１５を通じて外部のタンク等に吐き出される。

弁１８の上側（弁１８が開く方向）には応力緩和部材１７（例えば、耐熱性樹脂など）を設け、その上側には弁１８の開度を規制する弁受け１６が設けられている。応力緩和材１７の材質は、耐熱性があることが必要であり、例えばＰＴＦＥなどの樹脂材料で構成する。

図１に示すように、応力緩和材１７は弁１８の固定端周辺のみではなく、弁１８の先端まで延長して設けてあり、弁１８と弁受け１６の間に挟まるように配置されている。つまり、弁１８の先端（開放端）においても弁１８と弁受け１６との間に応力緩和材１７が挟まれている。これにより、弁１８が弁受け１６の先端に接触することを防止でき、接触音（騒音）の発生を抑制することができる。

本実施例によれば、弁１８に発生する応力を低減し、弁１８の寿命延長を図るとともに、弁１８と弁受け１６の接触音（騒音）を低減することが可能である。

また、本実施例では応力緩和材１７は、弁１８よりも弾性力が低く形成されている。これにより、応力緩和材１７によって弁１８の開度が必要以上に規制されることがなく、圧縮効率の低下を抑制することができる。

弁１８の開度は弁受け１６によって規制されているため、応力緩和材１７の弾性力を低く形成しても、弁１８が開きすぎることによる閉じ遅れや接触音の増加にはつながらない。

以上、本実施例では吐出弁について説明したが、吸込み弁においても同様の構成とすることにより、圧縮性能の低下を抑制しつつ、弁と弁受けの接触音（騒音）を低減することが可能である。

図３を用いて本発明の実施例２に係る圧縮機を説明する。実施例１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

図３に本実施例によるピストン２１とシリンダ１１と弁座板１４を含む圧縮部の詳細構造を示す。

弁座板１４はシリンダ１１とシリンダヘッド１２の間に固定されている。シリンダヘッド１２と弁座板１４の間にはパッキン１３が設けられており、圧縮空気が外部へ漏れるのを防止している。また、弁座板１４には圧力差によって吐出ポートを開閉する弁１８がボルト１９によって固定されている。

弁１８の上側のシリンダヘッド１２には弁１８の開度を規制する弁受け１２Ｂが設けられている。つまり、シリンダヘッド１２の弁１８の開放端の上方に位置する部分が弁１８に向けて突出した形状となっている。

ここで、図３に示すように、パッキン１３は弁１８の先端まで延長して設けてあり、弁１８と弁受け１２Ｂの間に挟まるように配置されている。

このため、本実施例によれば、弁１８と弁受け１２Ｂの接触音（騒音）を低減することが可能である。

本実施例も実施例１と同様にパッキン１３の弾性力を弁１８の弾性力よりも低く形成している。これにより、必要以上に弁１５の開度が規制されることがなく、圧縮効率の低下を抑制することができる。

本実施例によれば、弁１５の開放端の上側（弁１５が開く側）にのみ弁受け１２Ｂがある場合に、パッキン１３を応力緩和材として活用することによって、部品点数を削減し、軽量化することができる。

図４を用いて本発明の実施例３に係る圧縮機を説明する。実施例１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

図５に本実施例によるピストン２１とシリンダ１１と弁座板１４を含む圧縮部の詳細構造を示す。

本実施例では、リテーナ２４に溝を形成し、リテーナ２４に形成された溝に吸込み弁３８と応力緩和材３７を設けたものである。リテーナ２４とコネクティングロッド２２には、クランクケース１内に連通する連通ポート３５が形成されている。

吸込み弁３８は、圧縮機が吸込み工程にあり、ピストン２１が上死点から下死点に（シリンダヘッド１２側からクランクケース１側に）向かって移動するとき開き、クランクケース１内の空気がシリンダヘッド１２とピストン２１との間に形成された圧縮室に吸い込まれる。

一方、圧縮機が圧縮工程にあり、ピストン２１が下死点から上死点（クランクケース１側からシリンダヘッド１２側に）向かって移動するときには閉じられ、圧縮室からクランクケース１への圧縮流体の逆流を防止している。

弁受け３６Ａがボルト２３によってリテーナ２４とコネクティングロッド２２に固定されている。弁受け３６と弁３８との間には、応力緩和材３７が設けられている。

応力緩和材３７は弁３８よりも弾性力が低く形成されている。これにより、応力緩和材３７によって弁３８の開度が必要以上に規制されることがなく、圧縮効率の低下を抑制することができる。

図５に図４のＡ方向から見たピストン２１の断面を示す。

図４の弁３８の開放端側（Ａ方向）から見て弁受け３６の左右に壁３６Ｂを設けた。ここで、ピストン２１に応力緩和材３７を設けた場合、ピストンの揺動運動によって応力緩和材が左右方向にずれる可能性がある。応力緩和材が左右方向にずれてしまうと、弁が弁受け３６Ａに接触して騒音が発生する可能性がある。

本実施例によれば、壁３６Ｂを設けることにより、応力緩和材のずれを抑制し、騒音の発生を抑制することができる。

これまで説明してきた実施例は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されない。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。また、本発明は複数の実施例を組み合わせることによって実施してもよい。

１ クランクケース
２ 駆動軸
３ 偏心部材
４ 軸受
５ 錘
１１ シリンダ
１２ シリンダヘッド
１２Ｂ 弁受け部
１３ パッキン
１４ 弁座板
１５ 吐出ポート
１６ 弁受け
１７ 応力緩和材
１８ 弁（吐出弁）
１９ ボルト
２１ ピストン
２２ コネクティングロッド
２３ ボルト
２４ リテーナ
２５ リップリング
３５ 連通ポート
３６ 弁受け
３７ 応力緩和材
３８ 弁（吸込み弁）

Claims (6)

1. シリンダ内を往復動するピストンと、
   前記ピストンの往復動に伴い、流体が通過するポートが設けられた弁座板と、
   前記弁座板に設けられ前記ポートを開閉する弁と、
   前記弁の開度を規制する弁受けと、
   前記弁と前記弁受けとの間に設けられた応力緩和部材とを備え、
   前記応力緩和部材の弾性力を前記弁よりも低くしたことを特徴とする圧縮機。
2. 前記弁の開放端において、前記弁と前記弁受けとの間に前記応力緩和材が配置されることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. シリンダ内を往復動するピストンと、
   前記シリンダの端部に設けられたシリンダヘッドと、
   前記ピストンの往復動に伴い、流体が通過するポートが設けられた弁座板と、
   前記弁座板に設けられ前記ポートを開閉する弁と、
   前記シリンダと前記弁座板との間をシールするパッキンとを備え、
   前記シリンダヘッドには、前記弁の開放端に向けて前記弁に近づくように突出し、前記弁の開度を規制する弁受けが形成され、
   前記パッキンは、前記弁の開放端と前記弁受けとの間まで延長して設けられ、前記弁よりも弾性力が低く形成されることを特徴とする圧縮機。
4. シリンダ内を往復動するピストンと、
   前記シリンダの端部に設けられたシリンダヘッドと、
   前記ピストンに接続され、前記ピストンを駆動するモータと、
   前記シリンダに接続され、前記モータを収容するクランクケースとを備え、
   前記ピストンは、前記モータの駆動軸に接続されたコネクティングロッドと、前記コネクティングロッドの先端に設けられたリテーナとを有し、
   前記ピストンと前記シリンダヘッドとの間に圧縮室が形成され、
   前記リテーナと前記コネクティングロッドに前記圧縮室と前記クランクケース内を連通する連通ポートを設け、
   前記リテーナに溝を形成し、前記リテーナの溝に前記連通ポートを開閉する吸込み弁と、前記吸込み弁の開度を規制する弁受けとを設け、
   前記吸込み弁と前記弁受けとの間に前記吸込み弁よりも弾性力の低い応力緩和部材を設けることを特徴とする圧縮機。
5. 前記吸込み弁の開放端において、前記吸込み弁と前記弁受けとの間に前記応力緩和材が配置されることを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
6. 前記弁受けは、前記吸込み弁の開放端側から見て前記吸込み弁の左右に前記吸込み弁の左右方向へのずれを抑制する壁を有することを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。

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