JPS635594B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レシプロ形、即ち吸入弁と吐出弁と
を備えピストンをクランクシヤフトで動かす形式
のエアコンプレツサに係り、特にピストン上死点
付近におけるピストンの上面とシリンダヘツド間
の圧縮空気を簡単な構造で吸入ポートから排出す
るようにしたエアコンプレツサに関する。

従来、エアコンプレツサにおいて、ピストンが
上死点より下降行程に入るときピストン上面とシ
リンダヘツド間に形成された空間部、いわゆるデ
ツドボリユーム部内に残留する圧縮空気によつて
発生する残圧によりピストンが押し下げられ、エ
アコンプレツサの回転速度が加速され被駆動ギヤ
の歯面が駆動ギヤの通常時の噛合歯面の反対側に
当るために、被駆動ギヤと駆動ギヤとの間で叩き
音が発生しており、この現象を防止するためにデ
ツドボリユーム部内に残留する圧縮空気を外部に
排出してやる必要があつたが、これは技術的に相
当困難であつた。

また従来のエアコンプレツサの吸入弁装置及び
吐出弁装置は、吸入弁及び吐出弁が夫々の圧縮ば
ねに抗して往復作動するようになつているので、
その都度作動音が発生すると共に作動によつて摩
耗し易く耐久性が比較的小さいという欠点があつ
た。また吸入及び吐出のタイミングは機構上限定
され自由に変えることができない不便があつた。

本発明は、上記した従来技術の欠点を除くため
になされたものであつて、その目的とするところ
は、シリンダヘツドに吸入弁及び吐出弁の夫々の
作用をする吸入用スリツト及び吐出用スリツトを
形成したロータリーバルブを装着することによつ
て、ピストン上死点付近におけるピストン上面と
シリンダヘツド間の圧縮空気を吸入用スリツトを
介して外部に排出し、被駆動ギヤの駆動ギヤに対
する叩き音を減少させ、エアコンプレツサの運転
音を小さくすることである。また他の目的は吸入
及び吐出時におけるバルブの作動音をなくすと共
にバルブの耐久性を向上させることである。また
更に他の目的は、吸入及び吐出のタイミングを自
由に選定できるようにすることである。

要するに本発明は、円筒状の中空部が形成され
たシリンダと、該シリンダに回転自在に支承され
たクランクシヤフトと、該クランクシヤフトに連
結されかつ前記シリンダの中空部に嵌挿されたピ
ストンと、前記シリンダの上面に装着され該シリ
ンダの中空部に連通する吸入穴及び吐出穴が夫々
形成されかつ外方に開放された吸入ポート及び吐
出ポートが夫々形成されたシリンダヘツドとを備
えたエアコンプレツサにおいて、前記シリンダヘ
ツドに前記吸入穴及び吐出穴ならびに前記吸入ポ
ート及び吐出ポートに夫々連通する円筒状の中空
部を形成し、該中空部に、前記吸入穴と前記吸入
ポートとを連通させ得る吸入用スリツトと前記吐
出穴と前記吐出ポートとを連通させ得る吐出用ス
リツトとを夫々形成したロータリーバルブを嵌挿
し、該ロータリーバルブが前記クランクシヤフト
に連動して回転し、前記ピストン上昇時における
前記ピストン上面と前記シリンダヘツド間の圧縮
空気を前記シリンダヘツドの吐出穴、前記ロータ
リーバルブの吐出用スリツト及び前記吐出ポート
を介してエアタンクへ向けて吐出すると共に、前
記ピストン上死点付近における前記圧縮空気を前
記シリンダヘツドの吸入穴、前記ロータリーバル
ブの吸入用スリツト及び前記吸入ポートを介して
外部に排出するように構成されたことを特徴とす
るものである。

以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明す
る。本発明に係るエアコンプレツサ１は、シリン
ダ２と、クランクシヤフト３と、ピストン４と、
シリンダヘツド５と、ロータリーバルブ６と、圧
力調節装置７とを備えており、シリンダ２は円筒
状に形成され、図中上下方向に貫通した円筒状の
中空部２ａが形成されている。

クランクシヤフト３は、クランクピン３ａ、該
クランクピンの図中左右両側に形成されたクラン
クジヤーナル３ｂ，３ｃ及び該クランクジヤーナ
ルとクランクピン３ａとを連結するクランクアー
ム３ｄとからなつており、クランクジヤーナル３
ｂ，３ｃがクランクケース１０に装着された一対
の軸受１１，１１によつて回転自在に支承されて
いる。左側のクランクジヤーナル３ｂの端部に
は、図示しない駆動ギヤと噛合する被駆動ギヤ１
２が固着されており、駆動ギヤの回転に連動して
クランクシヤフト３は、被駆動ギヤ１２を介し
て、第１図において右側からみて時計方向に回転
するようになつている。またクランクケース１０
の外方に突出した右側のクランクジヤーナル３ｃ
の小径部３ｅの端部にはスプロケツト３ｆが形成
されている。ピストン４は円筒状に形成され、該
ピストンの外周部にピストンリング１３を嵌入し
てシリンダ２の中空部２ａの内周面２ｂに嵌挿さ
れており、該ピストンの止め輪１５によつて軸方
向の移動を制限されて支承されたピストンピン１
６とクランクシヤフト３のクランクピン３ａに両
端が夫々嵌挿されたコンロツド１７によつてクラ
ンクシヤフト３に連結されている。従つてピスト
ン４はクランクシヤフト３の回転に伴つて、シリ
ンダ２の中空部２ａの内周面２ｂを上下方向に摺
動し得る如くなつている。

シリンダヘツド５はシリンダ２の上面に装着さ
れており、該シリンダヘツドには一端を開口した
円筒状の中空部５ａが形成されている。またシリ
ンダヘツド５には、一端が該シリンダヘツドの中
空部５ａに連通し他端が外方に開口した吸入ポー
ト５ｂと、一端が中空部５ａに連通し他端がエア
タンク（図示せず）に連通した吐出ポート５ｃと
が夫々反対方向に形成されており、またシリンダ
２の中空部２ａ及びシリンダヘツド５の中空部５
ａに夫々連通しかつ中空部５ａを介して吸入ポー
ト５ｂに連通する吸入穴５ｄが形成されており、
同様にシリンダ２の中空部２ａ及びシリンダヘツ
ド５の中空部５ａに夫々連通しかつ中空部５ａを
介して吐出ポート５ｃに連通する吐出穴５ｅが形
成されている。

ロータリーバルブ６は、本体６ａと軸部６ｂと
からなつており、本体６ａは円筒状に形成されて
おり、該本体の外周面に嵌入されたＯリング２０
を介して、シリンダヘツド５の中空部５ａの内周
面に圧入されたブツシユ２１に嵌挿されている。
該ブツシユにはシリンダヘツド５の吸入穴５ｄ及
び吐出穴５ｅに夫々連通する穴２１ａ，２１ｂが
形成されている。また本体６ａの外周面には、シ
リンダヘツド５の吸入穴５ｄ及び吐出穴５ｅに対
向し得かつ互いに反対側になるような位置に面取
りされた吸入用スリツト６ｄ及び吐出用スリツト
６ｅが夫々形成されている。本体６ａの図中左端
面には凹部６ｆが形成されており、該凹部にはス
ラスト軸受２２が埋設されており、該軸受とシリ
ンダヘツド５の中空部５ａとの間には圧縮ばね２
３がスラスト軸受２２を押圧付勢するように収容
されている。軸部６ｂは図中本体６ａの右端面か
ら右方に突出して形成されており、中空部５ａの
右端を閉塞するように圧入された蓋部材２５に嵌
挿されている。該蓋部材と本体６ａとの間には軸
受２６と座金２７が軸部６ｂに嵌挿されており、
本体６ａは圧縮ばね２３によつて常に図中右方向
に押圧されている。シリンダヘツド５の外方に突
出した軸部６ｂの端部には、クランクシヤフト３
のスプロケツト３ｆと同一のスプロケツト６ｇが
形成されており、これらのスプロケツトの間には
歯付きベルト３０が装架されている。

そしてクランクシヤフト３が回転すると、ロー
タリーバルブ６がスプロケツト３ｆ，６ｇ及び歯
付きベルト３０を介して回転し、ピストン４上昇
時におけるピストン４上面とシリンダヘツド５間
の圧縮空気を該シリンダヘツドの吐出穴５ｅ及び
ロータリーバルブ６の吐出用スリツト６ｅを介し
て吐出ポート５ｃから図示しないエアタンクに吐
出すると共に、ピストン４上死点付近におけるピ
ストン４上面とシリンダヘツド５間の圧縮空気を
該シリンダヘツドの吸入穴５ｄ及びロータリーバ
ルブ６の吸入用スリツト６ｄを介して吸入ポート
５ｂから外部に排出するように構成されている。

圧力調節装置７は、調節弁３２を備えており、
該調節弁は吸入穴５ｄに連通する穴３３と吸入ポ
ート５ｂに連通する穴３４との間に回動自在に配
設されており、直角に屈曲した連通穴３２ａを有
し、該連通穴の回動によつて穴３３と穴３４とを
連通させ又は閉塞するように構成されており、エ
アタンクの圧縮空気の圧力が一定値以上になると
エアシリンダ、電磁ソレノイド等のアクチユエー
タ（図示せず）が作動し、調節弁３２が穴３３及
び３４を連通させる位置に回動するようになつて
いる。勿論この調節弁３２は、バルブスプリング
等を有するレリーフバルブの形式のものとしても
よい。

本発明は、上記のように構成されており、以下
その作用について説明する。被駆動ギヤ１２が駆
動ギヤにより回転すると、クランクシヤフト３が
回転し、コンロツド１７を介してピストン４がシ
リンダ２の中空部２ａに内周面２ｂを上下方向に
摺動すると共に、ロータリーバルブ６がスプロケ
ツト３ｆ，６ｇ及び歯付きベルト３０を介して回
転する。ピストン４の上昇行程の初期において
は、第４図及び第５図に示すように吸入穴５ｄと
吸入ポート５ｂ及び吐出穴５ｅと吐出ポート５ｃ
とは、ロータリーバルブ６によつて夫々連通しな
い状態となつており、従つてピストン４の上面と
シリンダヘツド５間のシリンダ２の空間部２ｃ内
に収容された空気は、ピストン４が矢印Ａのよう
に上昇するのに伴つて圧縮され、圧力が次第に高
くなる。更にピストン４が上昇すると、第７図に
示すように吐出用スリツト６ｅが、吐出穴５ｅと
吐出ポート５ｃとを連通させる位置に回動し、高
い圧力となつたシリンダ２の空間部２ｃ内の圧縮
空気が吐出ポート５ｃからエアタンクに遂次吐出
される。この状態で吸入用スリツト６ｄは、第６
図に示すように吸入穴５ｄと吸入ポート５ｂとが
連通しない位置にあるので、吸入ポート５ｂから
圧縮空気を逃げることはない。

更にピストン４が上昇し、それに伴つてロータ
リーバルブ６が回転しピストン４上死点前20゜位
になると、第８図に示すように吸入用スリツト６
ｄが、吸入穴５ｄと吸入ポート５ｄとを連通させ
る位置に回動し、シリンダ２の空間部２ｃ内の圧
縮空気が吸入ポート５ｂから排出される。この状
態で吐出用スリツト６ｅは、第９図に示すように
吐出穴５ｅと吐出ポート５ｃとが連通する位置に
あるが、ピストン４の上死点になると、吐出穴５
ｅと吐出ポート５ｃとが連通しない位置に回動す
る。

従つて、クランクシヤフト３の１回転ごとに、
ピストン４上死点付近におけるシリンダ２の空間
部２ｃ内の圧縮空気は、吸入穴５ｄ及び吸入用ス
リツト６ｄを介して吸入ポート５ｄから排出され
るので、シリンダ２の空間部２ｃ内の残圧はかな
り小さくなり、被駆動ギヤ１２の駆動ギヤに対す
る叩き音は減少し、エアコンプレツサ１の運転音
を小さくすることができる。

またエアタンク内に圧縮空気が充満し、圧縮空
気の圧力が一定値以上になると、アクチユエータ
が作動し調節弁３２が穴３３及び穴３４を連通さ
せる位置に回動し、圧縮空気は穴３３、連通穴３
２ａ及び穴３４を通つて吸入ポート５ｂに排出さ
れ、また穴３３、連通穴３２ａ及び穴３４を通し
て吸入ポート５ｂから空気が吸入されるので、エ
アタンク内の圧力は一定値以上にならない。そし
てエアタンク内の圧力が一定値以下に下ると、調
節弁３２は穴３３及び穴３４を連通させない位置
に回動するので、ピストン４の上昇時におけるエ
ア圧縮作用をなんら妨げることはない。なお調節
弁３２は電磁弁として電気的に作動させるように
してもよい。

ピストン４の上死点後、該ピストンが矢印Ｂの
ように下降するのに伴つてシリンダ２の空間部２
ｃが真空状態になり、第１０図に示すようにエア
がシリンダ２の空間部２ｃに吸入ポート５ｂ、吸
入用スリツト６ｄ及び吸入穴５ｄを通つて流入す
る。この場合吐出用スリツト６ｅは、第１１図に
示すように吐出穴５ｅと吐出ポート５ｃとが連通
しない位置に回動している。

本発明は、上記のように構成され、作用するも
のであるから、シリンダヘツドに吸入弁及び吐出
弁の夫々の作用をする吸入スリツト及び吐出用ス
リツトを形成したロータリーバルブが装着されて
いるので、ピストン上死点付近におけるピストン
上面とシリンダヘツド間の圧縮空気を吸入用スリ
ツトを介して吸入ポートから排出し、被駆動ギヤ
の駆動ギヤに対する叩き音を減少させ、エアコン
プレツサの運転音を小さくすることができるとい
う効果がある。また吸入及び吐出時におけるバル
ブの作動音が発生せず、耐久性が向上するという
効果がある。またロータリーバルブの吸入用スリ
ツトと吐出用スリツトの位置は自由に変えること
ができるので、吸入及び吐出のタイミングを自由
に選定することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエアコンプレツサの縦断
面図、第２図はロータリーバルブの斜視図、第３
図は第１図の−矢視縦断面図、第４図から第
１１図はロータリーバルブの作用の概略を示すも
ので、第４図、第６図、第８図及び第１０図は
夫々ピストン上昇行程初期、ピストン上昇行程
中、ピストン上死点前約20゜及びピストン下降行
程におけるロータリーバルブ、吸入穴及び吸入ポ
ートの相互関係を示す縦断面図、第５図、第７
図、第９図及び第１１図は夫々ピストン上昇行程
初期、ピストン上昇行程中、ピストン上死点前約
20゜及びピストン下降行程中におけるロータリー
バルブ、吐出穴及び吐出ポートの相互関係を示す
縦断面図である。 １はエアコンプレツサ、２はシリンダ、３はク
ランクシヤフト、４はピストン、５はシリンダヘ
ツド、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅは夫々該シ
リンダヘツドの中空部、吸入ポート、吐出ポー
ト、吸入穴、吐出穴、６はロータリーバルブ、６
ｄ，６ｅは夫々該ロータリーバルブの吸入用スリ
ツト、吐出用スリツトである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円筒状の中空部が形成されたシリンダと、該
   シリンダに回転自在に支承されたクランクシヤフ
   トと、該クランクシヤフトに連結されかつ前記シ
   リンダの中空部に嵌挿されたピストンと、前記シ
   リンダの上面に装着され該シリンダの中空部に連
   通する吸入穴及び吐出穴が夫々形成されかつ外方
   に開放された吸入ポート及び吐出ポートが夫々形
   成されたシリンダヘツドとを備えたエアコンプレ
   ツサにおいて、前記シリンダヘツドに前記吸入穴
   及び吐出穴ならびに前記吸入ポート及び吐出ポー
   トに夫々連通する円筒状の中空部を形成し、該中
   空部に、前記吸入穴と前記吸入ポートとを連通さ
   せ得る吸入用スリツトと前記吐出穴と前記吐出ポ
   ートとを連通させ得る吐出用スリツトとを夫々形
   成したロータリーバルブを嵌挿し、該ロータリー
   バルブが前記クランクシヤフトに連動して回転
   し、前記ピストン上昇時における前記ピストン上
   面と前記シリンダヘツド間の圧縮空気を前記シリ
   ンダヘツドの吐出穴、前記ロータリーバルブの吐
   出用スリツト及び前記吐出ポートを介してエアタ
   ンクへ向けて吐出すると共に、前記ピストン上死
   点付近における前気圧縮空気を前記シリンダヘツ
   ドの吸入穴、前記ロータリーバルブの吸入用スリ
   ツト及び前記吸入ポートを介して外部に排出する
   ように構成されたことを特徴とするエアコンプレ
   ツサ。