(57)【要約】【課題】シリンダヘッドの内部空間からのガス漏れを防ぐことが可能な圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機は、シリンダ４内の圧縮室４ｂと連通する内部空間３０を有するシリンダヘッド１２と、シリンダヘッド１２の内部空間３０に設けられた吸込弁１４が吸込側ヘッド開口３０ｅを通じて抜け出さないように吸込弁１４を押さえる吸込弁押さえ１８とを備え、吸込弁押さえ１８は、吸込側ヘッド開口３０ｅを通じてシリンダヘッド１２内に挿嵌された吸込弁押さえ挿嵌部５３を有し、吸込弁押さえ挿嵌部５３の外周面には、環状の吸込弁押さえ溝部５６が設けられ、吸込弁押さえ溝部５６内には、吸込側Ｏリング６４が装着され、吸込弁押さえ溝部５６内において吸込側Ｏリング６４の吸込側ヘッド開口３０ｅ側の位置には、吸込側ヘッド開口３０ｅ側への吸込側Ｏリング６４の移動を阻止する吸込側バックアップリング６６が配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを圧縮する圧縮機であって、
ガスが導入される圧縮室が先端部の内部に設けられたシリンダと、
前記シリンダ内に挿入されて前記圧縮室に導入されたガスを圧縮するピストンと、
前記シリンダの先端部に取り付けられていて、前記圧縮室と連通する内部空間を有するシリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドの内部空間に設けられた逆止弁と、
前記逆止弁が前記内部空間に繋がる前記シリンダヘッドの開口を通じて抜け出さないように前記逆止弁を押さえる弁押さえと、
前記シリンダヘッドの前記内部空間からのガスの漏出を阻止するヘッドシール部とを備え、
前記弁押さえは、前記開口を通じて前記シリンダヘッドの前記内部空間内に挿嵌された弁押さえ挿嵌部を有し、
前記弁押さえ挿嵌部の外周面には、環状の弁押さえ溝部が設けられ、
前記ヘッドシール部は、前記弁押さえ溝部内に装着されて前記弁押さえ挿嵌部と前記シリンダヘッドの前記内部空間を形成する内面との間の隙間を封止する弁押さえ用Ｏリングと、前記弁押さえ溝部内において前記弁押さえ用Ｏリングの前記開口側の位置に配置され、前記開口側への前記弁押さえ用Ｏリングの移動を阻止する弁押さえ用バックアップリングとを有する、圧縮機。
【請求項２】
前記弁押さえ溝部の内面のうち前記シリンダの前記開口側に位置する側面部位と、当該側面部位に対向する前記弁押さえ用バックアップリングの端面とは、共に、前記シリンダの前記開口側へ向かうにつれて拡径するテーパー状に形成されている、請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記弁押さえ挿嵌部は、環状の弁押さえ溝用凹部が先端部の外周面に形成された弁押さえ挿嵌部本体と、前記弁押さえ挿嵌部本体の先端部と分離可能に結合された弁押さえアダプタとを有し、
前記弁押さえアダプタは、当該弁押さえアダプタが前記弁押さえ挿嵌部本体の先端部と結合された状態で前記弁押さえ溝用凹部を前記弁押さえ挿嵌部本体の先端側から覆うことによって前記弁押さえ溝部を形成する弁押さえアダプタ外周部を有する、請求項１又は２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記弁押さえ挿嵌部本体と前記弁押さえアダプタとのうちの一方は、弁押さえ結合用凹部を有し、前記弁押さえ挿嵌部本体と前記弁押さえアダプタとのうちの他方は、前記弁押さえ結合用凹部に圧入された弁押さえ結合用凸部を有する、請求項３に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記弁押さえアダプタは、前記弁押さえ結合用凹部に対する前記弁押さえ結合用凸部の圧入方向において当該弁押さえアダプタを貫通する弁押さえアダプタ貫通穴を有し、
前記弁押さえアダプタ貫通穴の少なくとも一部には、雌螺子部が形成されている、請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記弁押さえアダプタ貫通穴内の空間は、前記圧縮室に繋がるガスの流通路の一部を構成する、請求項５に記載の圧縮機。
【請求項７】
前記シリンダの先端には、シリンダ開口が形成され、
前記圧縮機は、前記圧縮室からのガスの漏出を阻止するシリンダシール部をさらに備え、
前記シリンダヘッドは、前記シリンダ開口を通じて前記シリンダ内に挿嵌されたヘッド挿嵌部を有し、
前記ヘッド挿嵌部の外周面には、環状のヘッド溝部が形成され、
前記シリンダシール部は、前記ヘッド溝部内に装着されて前記ヘッド挿嵌部と前記シリンダの前記ヘッド挿嵌部が挿嵌された空間を形成する内周面との間の隙間を封止するヘッド用Ｏリングと、前記ヘッド溝部内において前記ヘッド用Ｏリングの前記シリンダ開口側の位置に配置され、前記シリンダ開口側への前記ヘッド用Ｏリングの移動を阻止するヘッド用バックアップリングとを有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項８】
前記ヘッド溝部の内面のうち前記シリンダ開口側に位置する側面部位と、当該側面部位に対向する前記ヘッド用バックアップリングの端面とは、共に、前記シリンダ開口側へ向かうにつれて拡径するテーパー状に形成されている、請求項７に記載の圧縮機。
【請求項９】
前記ヘッド挿嵌部は、環状のヘッド溝用凹部が先端部の外周面に形成されたヘッド挿嵌部本体と、前記ヘッド挿嵌部本体の先端部と分離可能に結合されたヘッドアダプタとを有し、
前記ヘッドアダプタは、当該ヘッドアダプタが前記ヘッド挿嵌部本体の先端部と結合された状態で前記ヘッド溝用凹部を前記ヘッド挿嵌部本体の先端側から覆うことによって前記ヘッド溝部を形成するヘッドアダプタ外周部を有する、請求項７又は８に記載の圧縮機。
【請求項１０】
前記ヘッドアダプタの外径及び前記シリンダのうち前記ヘッドアダプタが挿嵌された部分の内径は、前記圧縮室の内径よりも大きい、請求項９に記載の圧縮機。
【請求項１１】
前記ヘッド挿嵌部本体と前記ヘッドアダプタとのうちの一方は、ヘッド結合用凹部を有し、前記ヘッド挿嵌部本体と前記ヘッドアダプタとのうちの他方は、前記ヘッド結合用凹部に圧入されたヘッド結合用凸部を有する、請求項９又は１０に記載の圧縮機。
【請求項１２】
前記ヘッドアダプタは、前記ヘッド結合用凹部に対する前記ヘッド結合用凸部の圧入方向において当該ヘッドアダプタを貫通するヘッドアダプタ貫通穴を有し、
前記ヘッドアダプタ貫通穴の少なくとも一部には、雌螺子部が形成されている、請求項１１に記載の圧縮機。
【請求項１３】
前記ヘッドアダプタ貫通穴内の空間は、前記圧縮室に繋がるガスの流通路の一部を構成する、請求項１２に記載の圧縮機。
【請求項１４】
前記圧縮室には、水素ガスが導入され、
前記ピストンは、前記圧縮室に導入された水素ガスを圧縮する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスを高圧に圧縮する圧縮機が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された圧縮機は、水素ガスを超高圧に圧縮する圧縮機であり、直棒状のピストン（プランジャ）と、ピストンが軸方向に往復動可能となるように挿入された孔部を有するシリンダと、シリンダヘッドの先端部に取り付けられ、吸込弁と吐出弁とが内部に設けられたシリンダヘッド（ヘッドカバー）とを備える。シリンダの孔部内のうちピストンの先端側の領域に圧縮室が形成されている。シリンダヘッドには、圧縮室と連通する内部空間と、内部空間と連通する吸込口及び吐出口とが設けられている。また、シリンダヘッドの内部空間には、吸込弁及び吐出弁を有するバルブが設けられている。ピストンが基端側へ移動することにより、吸込口及び吸込弁を通じて圧縮室へガスが吸い込まれ、圧縮室に吸い込まれたガスは、ピストンが先端側へ移動することによって圧縮される。圧縮されたガスは、圧縮室から吐出弁及び吐出口を通じて外部へ排出される。
【０００４】
特許文献２では、プランジャポンプのシリンダ端部の固定部および摺動部に超高圧流体封止装置が設けられる。固定部に設けられた超高圧流体封止装置では、シリンダの内周面と、端部がシリンダに固定されたアダプタのシリンダ内部材の外周面との間に形成される環状間隙内において、高圧部側から順に、ウレタンゴムからなる断面五角形状のペンタリング、高分子ポリエチレンからなるパッキンリング、銅製の断面台形状のバックアップリングが配される。摺動部に設けられた超高圧流体封止装置では、シリンダの内周面とプランジャの外周面間に形成される環状間隙内において、高圧部側から順に、ウレタンゴムからなる断面五角形状のペンタリング、高分子ポリエチレンからなるパッキンリング、銅製の断面台形状のバックアップリング、ステンレス製のボトムリングが配される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−６２８７１号公報
【特許文献２】特開平８−３０３５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
圧縮機では、吸込弁及び吐出弁をシリンダヘッドに着脱できるようにするために、シリンダヘッドの内部空間に吸込弁を挿嵌するための吸込側開口部と、シリンダヘッドの内部空間に吐出弁を挿嵌するための吐出側開口部とが設けられる場合がある。この場合には、各開口部を通じて対応する弁をシリンダヘッドの内部空間に挿嵌した後、弁が開口部から脱落するのを防ぐための弁押さえが開口部を通じてシリンダヘッド内に挿嵌される。また、このような構成では、弁押さえのシリンダヘッド内への挿嵌部の外周面とシリンダヘッドの内周面との間の隙間を通じてシリンダヘッドの内部空間から外部へガス漏れが生じる虞があることから、弁押さえの挿嵌部にシール部材としてのＯリングが外嵌されてガス漏れが阻止される。Ｏリングは、挿嵌部の外周面に設けられた環状の溝部内に装着されて、シリンダヘッドの内周面に接触する状態で配置される。
【０００７】
しかしながら、この構成では、圧縮機においてガスの圧縮動作が繰り返し行われるのに伴ってＯリングが損傷し、シリンダヘッドの内部空間からガス漏れが発生する虞がある。
【０００８】
具体的には、圧縮室でガスが圧縮されたときには、シリンダヘッドの内部空間も高圧になり、シリンダヘッドの内部空間と外部空間との圧力差が大きくなる。このとき、Ｏリングは、シリンダヘッドの開口部側へ強く押圧され、その結果、Ｏリングが、環状の溝部内から挿嵌部のうち溝部の開口部側に位置する部分の外周面とシリンダヘッドの内周面との間の微小な隙間に入り込むように変形する。このようなＯリングの変形及び隙間への入り込みは、ガスの圧縮が繰り返し行われる毎に生じ、その結果、Ｏリングが損傷して弁押さえの挿嵌部の外周面とシリンダヘッドの内周面との間の隙間の封止が不完全となり、シリンダヘッドの内部空間からガス漏れが発生する。
【０００９】
特許文献２では、ペンタリングやパッキンリングなどのリング部材の部品点数が多く、超高圧流体封止装置を容易に組み立てることができない。また、リング部材間において側面を接触させる必要があるため、リング部材を精度よく設ける必要がある。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、シリンダヘッドの内部空間からのガス漏れを防ぐことが可能な圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明による圧縮機は、ガスを圧縮する圧縮機であって、ガスが導入される圧縮室が先端部の内部に設けられたシリンダと、前記シリンダ内に挿入されて前記圧縮室に導入されたガスを圧縮するピストンと、前記シリンダの先端部に取り付けられていて、前記圧縮室と連通する内部空間を有するシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドの内部空間に設けられた逆止弁と、前記逆止弁が前記内部空間に繋がる前記シリンダヘッドの開口を通じて抜け出さないように前記逆止弁を押さえる弁押さえと、前記シリンダヘッドの前記内部空間からのガスの漏出を阻止するヘッドシール部とを備え、前記弁押さえは、前記開口を通じて前記シリンダヘッドの前記内部空間内に挿嵌された弁押さえ挿嵌部を有し、前記弁押さえ挿嵌部の外周面には、環状の弁押さえ溝部が設けられ、前記ヘッドシール部は、前記弁押さえ溝部内に装着されて前記弁押さえ挿嵌部と前記シリンダヘッドの前記内部空間を形成する内面との間の隙間を封止する弁押さえ用Ｏリングと、前記弁押さえ溝部内において前記弁押さえ用Ｏリングの前記開口側の位置に配置され、前記開口側への前記弁押さえ用Ｏリングの移動を阻止する弁押さえ用バックアップリングとを有する。
【００１２】
この圧縮機では、弁押さえ挿嵌部の外周面に設けられた弁押さえ溝部内に、シリンダヘッドの開口側への弁押さえ用Ｏリングの移動を阻止する弁押さえ用バックアップリングが設けられているため、圧縮室内でガスが圧縮されてシリンダヘッドの内部空間が高圧になったときにシリンダヘッドの内部空間と外部空間との大きな圧力差が弁押さえ用Ｏリングに作用したとしても、弁押さえ挿嵌部の外周面のうち弁押さえ溝部に対して開口側に位置する部分とシリンダヘッドの内部空間を形成する内面との間の狭い隙間に弁押さえ用Ｏリングが変形して入り込むのを弁押さえ用バックアップリングによって阻止することができる。その結果、前記隙間への弁押さえ用Ｏリングの入り込みに起因する弁押さえ用Ｏリングの損傷を防ぐことができ、シリンダヘッドの内部空間からのガス漏れを防ぐことができる。
【００１３】
上記圧縮機において、前記弁押さえ溝部の内面のうち前記シリンダの前記開口側に位置する側面部位と、当該側面部位に対向する前記弁押さえ用バックアップリングの端面とは、共に、前記シリンダの前記開口側へ向かうにつれて拡径するテーパー状に形成されていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、シリンダヘッドの内部空間と外部空間との間の圧力差により弁押さえ用バックアップリングのテーパー状の端面が弁押さえ溝部内のテーパー状の側面部位に押圧され、その結果、弁押さえ用バックアップリングが、弁押さえ溝部内のテーパー状の側面部位に沿って径方向外側へ広がり、弁押さえ挿嵌部の外周面のうち弁押さえ溝部に対して開口側に位置する部分とシリンダヘッドの内面との間の隙間を塞ぐ。このため、前記隙間への弁押さえ用Ｏリングの入り込みをより確実に防ぐことができる。その結果、シリンダヘッドの内部空間からのガス漏れの発生をより確実に防ぐことができる。
【００１５】
上記圧縮機において、前記弁押さえ挿嵌部は、環状の弁押さえ溝用凹部が先端部の外周面に形成された弁押さえ挿嵌部本体と、前記弁押さえ挿嵌部本体の先端部と分離可能に結合された弁押さえアダプタとを有し、前記弁押さえアダプタは、当該弁押さえアダプタが前記弁押さえ挿嵌部本体の先端部と結合された状態で前記弁押さえ溝用凹部を前記弁押さえ挿嵌部本体の先端側から覆うことによって前記弁押さえ溝部を形成する弁押さえアダプタ外周部を有することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、弁押さえ挿嵌部本体から弁押さえアダプタを分離させてから弁押さえ溝用凹部に弁押さえ用バックアップリング及び弁押さえ用Ｏリングを装着し、その後、弁押さえ挿嵌部本体の先端部に弁押さえアダプタを結合させるという手順で環状の弁押さえ溝部内に弁押さえ用Ｏリング及び弁押さえ用バックアップリングを装着することができる。このため、弁押さえ用Ｏリング及び弁押さえ用バックアップリングを径方向外側へ引っ張って伸ばすことなく、弁押さえ溝部内に弁押さえ用Ｏリング及び弁押さえ用バックアップリングを容易に装着することができる。
【００１７】
この場合において、前記弁押さえ挿嵌部本体と前記弁押さえアダプタとのうちの一方は、弁押さえ結合用凹部を有し、前記弁押さえ挿嵌部本体と前記弁押さえアダプタとのうちの他方は、前記弁押さえ結合用凹部に圧入された弁押さえ結合用凸部を有することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、弁押さえ結合用凹部に対する弁押さえ結合用凸部の圧入により弁押さえ挿嵌部本体と弁押さえアダプタとを大きな結合力で相互に結合させることができる。このため、弁押さえ挿嵌部をシリンダヘッドの内部空間内に挿嵌する前の状態で弁押さえ挿嵌部本体から弁押さえアダプタが脱落するのを防ぐことができる。
【００１９】
さらにこの場合において、前記弁押さえアダプタは、前記弁押さえ結合用凹部に対する前記弁押さえ結合用凸部の圧入方向において当該弁押さえアダプタを貫通する弁押さえアダプタ貫通穴を有し、前記弁押さえアダプタ貫通穴の少なくとも一部には、雌螺子部が形成されていることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、弁押さえアダプタ貫通穴の雌螺子部に分離作業用のボルトを螺入し、ボルトの先端が弁押さえ挿嵌部本体に突き当たった後、さらにボルトを螺入することによって、弁押さえ挿嵌部本体から弁押さえアダプタを分離させることができる。このため、弁押さえ結合用凹部に弁押さえ結合用凸部が圧入されて弁押さえ挿嵌部本体と弁押さえアダプタとが互いに強固に結合されている場合でも、弁押さえ挿嵌部本体から弁押さえアダプタを容易に分離させて、弁押さえ用Ｏリング及び弁押さえ用バックアップリングのメンテナンスや交換を行うことができる。
【００２１】
さらにこの場合において、前記弁押さえアダプタ貫通穴内の空間は、前記圧縮室に繋がるガスの流通路の一部を構成することが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、弁押さえアダプタ貫通穴内の空間を圧縮室へガスを給排するための流通路の一部として利用することができるので、弁押さえアダプタ貫通穴をガスの流通路とは別に弁押さえアダプタに形成する場合に比べて、弁押さえアダプタの大型化を防ぐことができるとともに、弁押さえアダプタの製造工程を簡略化することができる。
【００２３】
上記圧縮機において、前記シリンダの先端には、シリンダ開口が形成され、前記圧縮機は、前記圧縮室からのガスの漏出を阻止するシリンダシール部をさらに備え、前記シリンダヘッドは、前記シリンダ開口を通じて前記シリンダ内に挿嵌されたヘッド挿嵌部を有し、前記ヘッド挿嵌部の外周面には、環状のヘッド溝部が形成され、前記シリンダシール部は、前記ヘッド溝部内に装着されて前記ヘッド挿嵌部と前記シリンダの前記ヘッド挿嵌部が挿嵌された空間を形成する内周面との間の隙間を封止するヘッド用Ｏリングと、前記ヘッド溝部内において前記ヘッド用Ｏリングの前記シリンダ開口側の位置に配置され、前記シリンダ開口側への前記ヘッド用Ｏリングの移動を阻止するヘッド用バックアップリングとを有することが好ましい。
【００２４】
この構成では、ヘッド挿嵌部の外周面に設けられたヘッド溝部内に、シリンダ開口側へのヘッド用Ｏリングの移動を阻止するヘッド用バックアップリングが設けられているため、圧縮室内でガスが圧縮されたときに圧縮室と外部空間との大きな圧力差がヘッド用Ｏリングに作用したとしても、ヘッド挿嵌部の外周面のうちヘッド溝部に対してシリンダ開口側に位置する部分とシリンダの内周面との間の狭い隙間にヘッド用Ｏリングの一部が変形して入り込むのをヘッド用バックアップリングによって阻止することができる。その結果、前記隙間へのヘッド用Ｏリングの入り込みに起因するヘッド用Ｏリングの損傷を防ぐことができ、圧縮室からのガス漏れを防ぐことができる。
【００２５】
この場合において、前記ヘッド溝部の内面のうち前記シリンダ開口側に位置する側面部位と、当該側面部位に対向する前記ヘッド用バックアップリングの端面とは、共に、前記シリンダ開口側へ向かうにつれて拡径するテーパー状に形成されていることが好ましい。
【００２６】
この構成では、上記弁押さえ溝部内の側面部位及び弁押さえ用バックアップリングの端面がテーパー状に形成されている構成と同様の理由により、ヘッド挿嵌部の外周面のうちヘッド溝部に対してシリンダ開口側に位置する部分とシリンダの内周面との間の隙間へのヘッド用Ｏリングの入り込みをヘッド用バックアップリングによってより確実に防ぐことができる。その結果、圧縮室からのガス漏れの発生をより確実に防ぐことができる。
【００２７】
上記シリンダヘッドがヘッド挿嵌部を有する構成において、前記ヘッド挿嵌部は、環状のヘッド溝用凹部が先端部の外周面に形成されたヘッド挿嵌部本体と、前記ヘッド挿嵌部本体の先端部と分離可能に結合されたヘッドアダプタとを有し、前記ヘッドアダプタは、当該ヘッドアダプタが前記ヘッド挿嵌部本体の先端部と結合された状態で前記ヘッド溝用凹部を前記ヘッド挿嵌部本体の先端側から覆うことによって前記ヘッド溝部を形成するヘッドアダプタ外周部を有することが好ましい。
【００２８】
この構成によれば、上記した弁押さえ挿嵌部本体の先端部の外周面に弁押さえ溝用凹部が形成されていて、弁押さえアダプタが、弁押さえ溝用凹部を弁押さえ挿嵌部本体の先端側から覆うことによって弁押さえ溝部を形成する弁押さえアダプタ外周部を有する構成と同様の理由により、ヘッド溝部内にヘッド用Ｏリング及びヘッド用バックアップリングを容易に装着することができる。
【００２９】
この場合において、前記ヘッドアダプタの外径及び前記シリンダのうち前記ヘッドアダプタが挿嵌された部分の内径は、前記圧縮室の内径よりも大きいことが好ましい。
【００３０】
この構成では、シリンダのうちヘッドアダプタが挿嵌された部分の内径が圧縮室の内径よりも大きいことから、シリンダのうちヘッドアダプタが挿嵌された部分の内周面と圧縮室の内周面との間に段差ができる。このため、例えばピストンがシリンダの基端側へ後退して圧縮室が低圧になったときに、ヘッドアダプタがヘッド挿嵌部本体から離脱して圧縮室へ入り込むのをヘッドアダプタが挿嵌された部分の内周面と圧縮室の内周面との間の段差によって阻止することができる。
【００３１】
上記ヘッド挿嵌部がヘッド挿嵌部本体とヘッドアダプタとを有する構成において、前記ヘッド挿嵌部本体と前記ヘッドアダプタとのうちの一方は、ヘッド結合用凹部を有し、前記ヘッド挿嵌部本体と前記ヘッドアダプタとのうちの他方は、前記ヘッド結合用凹部に圧入されたヘッド結合用凸部を有することが好ましい。
【００３２】
この構成によれば、ヘッド結合用凹部に対するヘッド結合用凸部の圧入によりヘッド挿嵌部本体とヘッドアダプタとを大きな結合力で相互に結合させることができる。このため、ヘッド挿嵌部をシリンダ内に挿嵌する前の状態でヘッド挿嵌部本体からヘッドアダプタが脱落するのを防ぐことができる。
【００３３】
この場合において、前記ヘッドアダプタは、前記ヘッド結合用凹部に対する前記ヘッド結合用凸部の圧入方向において当該ヘッドアダプタを貫通するヘッドアダプタ貫通穴を有し、前記ヘッドアダプタ貫通穴の少なくとも一部には、雌螺子部が形成されていることが好ましい。
【００３４】
この構成によれば、上記の弁押さえアダプタが弁押さえアダプタ貫通穴を有する構成と同様の理由により、ヘッド結合用凹部にヘッド結合用凸部が圧入されてヘッド挿嵌部本体とヘッドアダプタとが互いに強固に結合されている場合でもヘッド挿嵌部本体からヘッドアダプタを容易に分離させて、ヘッド用Ｏリング及びヘッド用バックアップリングのメンテナンスや交換を行うことができる。
【００３５】
さらにこの場合において、前記ヘッドアダプタ貫通穴内の空間は、前記圧縮室に繋がるガスの流通路の一部を構成することが好ましい。
【００３６】
この構成によれば、ヘッドアダプタ貫通穴内の空間を圧縮室へガスを給排するための流通路の一部として利用することができるので、ヘッドアダプタの大型化を防ぐことができるとともに、ヘッドアダプタの製造工程を簡略化することができる。
【００３７】
上記圧縮機において、前記圧縮室には、水素ガスが導入され、前記ピストンは、前記圧縮室に導入された水素ガスを圧縮することが好ましい。
【００３８】
この構成によれば、水素ガスを圧縮して外部へ供給する水素ガス圧縮機において、少なくともシリンダヘッドの内部空間からの水素ガスの漏出を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明したように、本発明によれば、シリンダヘッドの内部空間からのガス漏れを防ぐことが可能な圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態による圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１に示した圧縮機のシリンダの先端部及びシリンダヘッドの近傍の部分を部分的に拡大して示す図である。
【図３】図２中のシリンダヘッドのヘッド挿嵌部付近をさらに拡大して示す図である。
【図４】図２中の吸込弁押さえ挿嵌部付近をさらに拡大して示す図である。
【図５】図２中の吐出弁押さえ挿嵌部付近をさらに拡大して示す図である。
【図６】本発明の一実施形態によるヘッド用バックアップリングの軸方向に直交する方向の断面図である。
【図７】ヘッド用バックアップリングがヘッド挿嵌部の外周面とシリンダ被嵌合部の内周面との間の隙間を塞いだ状態を部分的に拡大して示す図である。
【図８】本発明の一実施形態の変形例によるヘッド用バックアップリング近傍を示した図７相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００４２】
本発明の一実施形態による圧縮機は、後述するピストン２の往復動により水素ガスを圧縮する往復動圧縮機であり、特に、燃料電池車等に水素ガスを充填する水素ステーションにおいて水素ガスを超高圧（数十ないし数百ＭＰａ）に圧縮するために用いられる。
【００４３】
本実施形態による圧縮機は、図１に示すように、ピストン２と、シリンダ４と、収容部６と、クロスガイド８と、駆動装置１０と、シリンダヘッド１２と、シリンダシール部１３（図２参照）と、吸込弁１４と、吐出弁１６と、吸込弁押さえ１８と、吸込側ヘッドシール部１９（図２参照）と、吐出弁押さえ２０と、吐出側ヘッドシール部２１（図２参照）とを備える。
【００４４】
ピストン２は、直棒状の部材であり、シリンダ４内に挿入されている。ピストン２は、往復動することにより、シリンダ４内の後述する圧縮室４ｂ（図２参照）に導入された水素ガスを圧縮する。
【００４５】
シリンダ４は、略円筒状の部材である。シリンダ４には、シリンダ４の軸方向に延びる孔部４ａが形成されており、孔部４ａ内にピストン２が軸方向に往復動可能な状態で挿入されている。シリンダ４の先端部の内部、具体的には、孔部４ａのうちピストン２の先端側の領域に、水素ガスが導入される圧縮室４ｂ（図２参照）が設けられている。また、シリンダ４のうち圧縮室４ｂのさらに先端側の部分には、シリンダ被嵌合部４ｃが設けられている。シリンダ被嵌合部４ｃは、圧縮室４ｂと連通し、圧縮室４ｂの内径よりも一回り大きい内径を有する。このため、シリンダ被嵌合部４ｃの内周面と圧縮室４ｂの内周面との間に段差４ｄが形成されている。また、シリンダ被嵌合部４ｃは、シリンダ４の先端面に形成されたシリンダ開口４ｅにより開口されている。
【００４６】
収容部６は、図１に示すように中空に形成されており、駆動装置１０の後述するクランク軸２４を収容するとともに、クランク軸２４が回転自在となるようにクランク軸２４を支持する。
【００４７】
クロスガイド８は、収容部６の一側面から側方へ延びる状態で収容部６に取り付けられている。クロスガイド８は、駆動装置１０の後述するクロスヘッド２８の移動を案内するものである。クロスガイド８のうち収容部６と反対側に位置する端部は、シリンダ４の基端部（先端部と反対側の端部）と接続されている。
【００４８】
駆動装置１０は、収容部６の外側に配置された図略の動力伝達機構と、収容部６内に収容されて動力伝達機構から動力が伝達されることにより回転するクランク軸２４と、クランク軸２４に一端が取り付けられたコネクティングロッド２６と、コネクティングロッド２６の他端に取り付けられるとともにピストン２の基端部と結合されたクロスヘッド２８とを有する。コネクティングロッド２６は、収容部６内からクロスガイド８側へ延び、クロスヘッド２８は、水平方向に往復動可能な状態でクロスガイド８内に収容されている。コネクティングロッド２６及びクロスヘッド２８は、クランク軸２４の回転運動を直線的な往復運動に変換してピストン２へ伝達する。これにより、駆動装置１０は、ピストン２を軸方向に往復動させる。
【００４９】
シリンダヘッド１２は、シリンダ４の先端部に対して分離可能に取り付けられている。シリンダヘッド１２は、図２に示すように、圧縮室４ｂと連通する内部空間３０を有する。内部空間３０は、圧縮室４ｂと繋がり、圧縮室４ｂのうちシリンダ４の先端側の端部からピストン２と反対側へ延びる連通路３０ａと、連通路３０ａの圧縮室４ｂと反対側の端部に繋がり、シリンダ４の軸方向（孔部４ａの延びる方向）と直交する方向において一方側（上側）へ延びる吸込側空間３０ｂと、シリンダ４の軸方向と直交する方向において他方側（下側）へ延びる吐出側空間３０ｃとによって構成されている。また、シリンダヘッド１２は、シリンダ４の先端面に当接するヘッド本体３２と、ヘッド本体３２のシリンダ４側の端面から突出してシリンダ開口４ｅを通じてシリンダ被嵌合部４ｃに挿嵌されたヘッド挿嵌部３４とを有する。
【００５０】
ヘッド本体３２は、シリンダ４の先端面に当接した状態で図示省略の締結部材によりシリンダ４に締結されている。ヘッド本体３２の内部には、吸込側空間３０ｂ及び吐出側空間３０ｃと、連通路３０ａの圧縮室４ｂと反対側の端部から中間部までの部分とが設けられている。吸込側空間３０ｂと吐出側空間３０ｃは、互いに対称形に形成されている。ヘッド本体３２の吸込側空間３０ｂが配置された側の端面（上面）には、吸込側空間３０ｂの開口である吸込側ヘッド開口３０ｅが形成されており、ヘッド本体３２の吐出側空間３０ｃが配置された側の端面（下面）には、吐出側空間３０ｃの開口である吐出側ヘッド開口３０ｆが形成されている。
【００５１】
ヘッド本体３２の吸込側空間３０ｂを形成する内周面のうち吸込側ヘッド開口３０ｅから所定の長さまでの範囲の内径は、残りの範囲の内径よりも大きくなっており、それら両範囲の間に段差３２ａが形成されている。吸込側空間３０ｂのうち吸込側ヘッド開口３０ｅから段差３２ａまでの部分により、吸込側被嵌合部３２ｂが形成されている。また、ヘッド本体３２の吐出側空間３０ｃを形成する内周面のうち吐出側ヘッド開口３０ｆから所定の長さまでの範囲の内径は、残りの範囲の内径よりも大きくなっており、それら両範囲の間に段差３２ｃが形成されている。吐出側空間３０ｃのうち吐出側ヘッド開口３０ｆから段差３２ｃまでの部分により、吐出側被嵌合部３２ｄが形成されている。
【００５２】
ヘッド挿嵌部３４は、圧縮室４ｂの内径よりも大きく且つシリンダ被嵌合部４ｃの内径よりも僅かに小さい外径を有する略円柱状に形成されている。ヘッド挿嵌部３４の外周面には、当該外周面の周方向に延びる環状のヘッド溝部３６（図３参照）が形成されている。ヘッド溝部３６の内面のうちシリンダ開口４ｅ側（圧縮室４ｂと反対側）に位置する側面部位３６ａは、シリンダ開口４ｅ側へ向かうにつれて拡径するテーパー状に形成されている。また、ヘッド挿嵌部３４の内部には、連通路３０ａの長手方向の中間部から圧縮室４ｂと繋がる端部までの部分がヘッド挿嵌部３４の軸方向に延びる状態で設けられている。ヘッド挿嵌部３４は、ヘッド挿嵌部本体３７と、ヘッドアダプタ３８とによって構成されている。
【００５３】
ヘッド挿嵌部本体３７は、ヘッド本体３２のシリンダ４側の端面から突出するようにヘッド本体３２と一体的に形成された部分である。ヘッド挿嵌部本体３７の先端部（ヘッド本体３２と反対側の端部）の外周部には、環状の凹部であるヘッド溝用凹部３７ａが形成されている。また、ヘッド挿嵌部本体３７は、先端面からヘッド本体３２側へ窪む凹部であるヘッド結合用凹部３７ｂを有する。
【００５４】
ヘッドアダプタ３８は、ヘッド挿嵌部本体３７とヘッド挿嵌部３４の軸方向において分離可能に結合されている。ヘッドアダプタ３８は、ヘッド挿嵌部本体３７のうちヘッド溝用凹部３７ａが形成された先端部以外の部分の外径と等しい外径を有するヘッドアダプタ本体３８ａと、ヘッドアダプタ本体３８ａから突出してヘッド結合用凹部３７ｂに圧入されたヘッド結合用凸部３８ｂとを有する。ヘッド結合用凸部３８ｂがヘッド結合用凹部３７ｂに圧入されることによって、ヘッドアダプタ３８は、ヘッド挿嵌部本体３７と強固に結合されている。また、ヘッドアダプタ本体３８ａの外周部によって、ヘッドアダプタ外周部３８ｃが形成されている。ヘッドアダプタ外周部３８ｃは、ヘッドアダプタ３８がヘッド挿嵌部本体３７の先端部と結合された状態でヘッド溝用凹部３７ａをヘッド挿嵌部本体３７の先端側から覆うことによりヘッド溝部３６を形成する。
【００５５】
また、ヘッドアダプタ３８は、ヘッド結合用凹部３７ｂに対するヘッド結合用凸部３８ｂの圧入方向（ヘッド挿嵌部３４の軸方向）においてヘッドアダプタ３８を貫通するヘッドアダプタ貫通穴３８ｄを有する。ヘッドアダプタ貫通穴３８ｄは、ヘッドアダプタ本体３８ａ及びヘッド結合用凸部３８ｂを貫通する。ヘッドアダプタ貫通穴３８ｄの軸方向の一端から他端までの全体には、雌螺子部３８ｆが形成されている。ヘッドアダプタ貫通穴３８ｄ内の空間は、圧縮室４ｂに繋がり、圧縮室４ｂに給排される水素ガスの流通路である前記連通路３０ａの一部を構成する。
【００５６】
シリンダシール部１３は、圧縮室４ｂからの水素ガスの漏出をシリンダ４の先端部において阻止するものである。シリンダシール部１３は、ヘッド用Ｏリング４２と、ヘッド用バックアップリング４４とからなる。
【００５７】
ヘッド用Ｏリング４２は、弾性を有するゴムによって環状に形成されており、ヘッド溝部３６内に装着された状態でヘッド挿嵌部３４に外嵌されている。ヘッド用Ｏリング４２の外周部は、シリンダ４のうちシリンダ被嵌合部４ｃを形成する内周面に接触している。ヘッド用Ｏリング４２は、ヘッド挿嵌部３４の外周面とシリンダ被嵌合部４ｃを形成するシリンダ４の内周面との間の隙間を封止するものである。ヘッド用Ｏリング４２によって、圧縮室４ｂからヘッド挿嵌部３４の外周面とシリンダ４の内周面との間の隙間を通じて外部空間へ水素ガスが漏出するのが阻止される。
【００５８】
ヘッド用バックアップリング４４は、金属によって環状に形成されており、ヘッド溝部３６内においてヘッド用Ｏリング４２に対してシリンダ開口４ｅ側（圧縮室４ｂと反対側）の位置に配置された状態でヘッド挿嵌部３４に外嵌されている。ヘッド用バックアップリング４４は、シリンダ開口４ｅ側へのヘッド用Ｏリング４２の移動を阻止するものである。ヘッド用バックアップリング４４は、ヘッド溝部３６内の前記側面部位３６ａに対向する端面（内面）４４ａを有し、端面４４ａは、シリンダ開口４ｅ側へ向かうにつれて拡径するテーパー状に形成されている。
【００５９】
吸込弁１４は、図２に示すように、ヘッド本体３２の吸込側被嵌合部３２ｂ内に収容され、段差３２ａに当接した状態で配置されている。吸込弁１４は、後述する吸込口５７から圧縮室４ｂ側（連通路３０ａ側）への水素ガスの流通は許容する一方、圧縮室４ｂから吸込口５７側への水素ガスの流通は阻止する逆止弁である。吸込弁１４は、圧縮室４ｂから圧縮後の水素ガスが排出されるときに、圧縮後の水素ガスが吸込口５７側へ逆流するのを阻止する。
【００６０】
吐出弁１６は、ヘッド本体３２の吐出側被嵌合部３２ｄ内に収容され、段差３２ｃに当接した状態で配置されている。吐出弁１６は、圧縮室４ｂ（連通路３０ａ）から後述する吐出口７３側への水素ガスの流通は許容する一方、吐出口７３から圧縮室４ｂ側への水素ガスの流通は阻止する逆止弁である。吐出弁１６は、圧縮室４ｂへの水素ガスの吸い込みが行われるときに、外部から吐出口７３を通じて圧縮室４ｂ側（連通路３０ａ側）へガスが逆流するのを阻止する。
【００６１】
吸込弁押さえ１８は、ヘッド本体３２に対して分離可能に取り付けられている。吸込弁押さえ１８は、吸込弁１４がヘッド本体３２内の吸込側被嵌合部３２ｂから吸込側ヘッド開口３０ｅを通じて外部へ抜け出さないように吸込弁１４を押さえて固定するものである。吸込弁押さえ１８は、ヘッド本体３２の吸込側ヘッド開口３０ｅが形成された端面の外側に配置された吸込弁押さえフランジ５２と、吸込弁押さえフランジ５２のヘッド本体３２側の端面から突出して吸込側ヘッド開口３０ｅを通じて吸込側被嵌合部３２ｂに挿嵌された吸込弁押さえ挿嵌部５３とを有する。
【００６２】
吸込弁押さえフランジ５２は、吸込弁押さえ挿嵌部５３の先端と段差３２ａとの間に吸込弁１４が挟み込まれた状態で図示省略の締結部材によりヘッド本体３２に締結されている。これにより、吸込弁１４が吸込側被嵌合部３２ｂ内で固定されるとともに、吸込弁押さえ１８がヘッド本体３２に固定されている。
【００６３】
吸込弁押さえフランジ５２のヘッド本体３２と反対側の端面には、吸込側突出部５５が設けられており、吸込側突出部５５内には、水素ガスの吸込口５７が形成されている。吸込弁押さえフランジ５２の内部及び吸込弁押さえ挿嵌部５３の内部には、吸込口５７に繋がる吸込路５８が形成されている。吸込路５８の吸込口５７と反対側の端部は、吸込弁１４を介して吸込側空間３０ｂのうち段差３２ａよりも連通路３０ａ側に位置する部分に繋がっている。
【００６４】
吸込弁押さえ挿嵌部５３は、ヘッド本体３２のうち吸込側空間３０ｂの段差３２ａよりも連通路３０ａ側に位置する部分を形成する内周面の径よりも大きく且つ吸込側被嵌合部３２ｂを形成する内周面の径よりも僅かに小さい外径を有する略円柱状に形成されている。吸込弁押さえ挿嵌部５３の外周面には、当該外周面の周方向に延びる環状の吸込弁押さえ溝部５６（図４参照）が形成されている。吸込弁押さえ溝部５６の内面のうち吸込側ヘッド開口３０ｅ側に位置する側面部位５６ａは、吸込側ヘッド開口３０ｅ側へ向かうにつれて拡径するテーパー状に形成されている。吸込弁押さえ挿嵌部５３は、吸込弁押さえ挿嵌部本体６０と、吸込弁押さえアダプタ６１とによって構成されている。
【００６５】
吸込弁押さえ挿嵌部本体６０は、吸込弁押さえフランジ５２のヘッド本体３２側の端面から突出するように吸込弁押さえフランジ５２と一体的に形成された部分である。図４に示すように、吸込弁押さえ挿嵌部本体６０の先端部（吸込弁押さえフランジ５２と反対側の端部）の外周部には、環状の凹部である吸込弁押さえ溝用凹部６０ａが形成されている。また、吸込弁押さえ挿嵌部本体６０は、先端面から吸込弁押さえフランジ５２側へ窪む凹部である吸込弁押さえ結合用凹部６０ｂを有する。
【００６６】
吸込弁押さえアダプタ６１は、吸込弁押さえ挿嵌部５３の軸方向において吸込弁押さえ挿嵌部本体６０と分離可能に結合されている。吸込弁押さえアダプタ６１は、吸込弁押さえ挿嵌部本体６０のうち吸込弁押さえ溝用凹部６０ａが形成された先端部以外の部分の外径と等しい外径を有する吸込側アダプタ本体６１ａと、吸込側アダプタ本体６１ａから突出して吸込弁押さえ結合用凹部６０ｂに圧入された吸込弁押さえ結合用凸部６１ｂとを有する。吸込弁押さえ結合用凸部６１ｂが吸込弁押さえ結合用凹部６０ｂに圧入されることによって、吸込弁押さえアダプタ６１は、吸込弁押さえ挿嵌部本体６０と強固に結合されている。また、吸込側アダプタ本体６１ａの外周部によって吸込側アダプタ外周部６１ｃが形成されている。吸込側アダプタ外周部６１ｃは、吸込弁押さえアダプタ６１が吸込弁押さえ挿嵌部本体６０の先端部と結合された状態で吸込弁押さえ溝用凹部６０ａを吸込弁押さえ挿嵌部本体６０の先端側から覆うことにより吸込弁押さえ溝部５６を形成する。
【００６７】
また、吸込弁押さえアダプタ６１には、吸込弁押さえ結合用凹部６０ｂに対する吸込弁押さえ結合用凸部６１ｂの圧入方向（吸込弁押さえ挿嵌部５３の軸方向）において吸込弁押さえアダプタ６１を貫通する吸込側アダプタ貫通穴６１ｄが形成されている。吸込側アダプタ貫通穴６１ｄは、吸込側アダプタ本体６１ａ及び吸込み弁押さえ結合用凸部６１ｂを貫通する。吸込側アダプタ貫通穴６１ｄのうち吸込弁押さえ結合用凸部６１ｂの先端面から吸込弁押さえアダプタ６１の軸方向における中間部までの部分には、雌螺子部６１ｆが形成されている。吸込側アダプタ貫通穴６１ｄ内の空間は、吸込路５８の一部を構成する。
【００６８】
吸込側ヘッドシール部１９は、水素ガスがシリンダヘッド１２の内部空間３０から吸込側ヘッド開口３０ｅを通じて漏出するのを阻止するものである。吸込側ヘッドシール部１９は、吸込側Ｏリング６４と、吸込側バックアップリング６６とからなる。吸込側Ｏリング６４は、本発明の弁押さえ用Ｏリングの一例であり、吸込側バックアップリング６６は、本発明の弁押さえ用バックアップリングの一例である。
【００６９】
吸込側Ｏリング６４は、基本的にヘッド用Ｏリング４２と同様に構成されており、吸込側バックアップリング６６は、基本的にヘッド用バックアップリング４４と同様に構成されている。
【００７０】
具体的には、吸込側Ｏリング６４は、吸込弁押さえ溝部５６内に装着された状態で吸込弁押さえ挿嵌部５３に外嵌されている。吸込側Ｏリング６４の外周部は、ヘッド本体３２のうち吸込側被嵌合部３２ｂを形成する内周面に接触している。吸込側Ｏリング６４は、吸込弁押さえ挿嵌部５３の外周面と吸込側被嵌合部３２ｂを形成するヘッド本体３２の内周面との間の隙間を封止し、当該隙間を通じて水素ガスが漏出するのを阻止する。
【００７１】
また、吸込側バックアップリング６６は、吸込弁押さえ溝部５６内において吸込側Ｏリング６４に対して吸込側ヘッド開口３０ｅ側（吸込弁押さえフランジ５２側）の位置に配置された状態で吸込弁押さえ挿嵌部５３に外嵌されている。吸込側バックアップリング６６は、吸込側ヘッド開口３０ｅ側への吸込側Ｏリング６４の移動を阻止するものである。吸込側バックアップリング６６は、吸込弁押さえ溝部５６内の前記側面部位５６ａに対向する端面（内面）６６ａを有し、端面６６ａは、吸込側ヘッド開口３０ｅ側へ向かうにつれて拡径するテーパー状に形成されている。
【００７２】
吐出弁押さえ２０は、図２に示すように、吐出弁１６がシリンダヘッド１２内の吐出側被嵌合部３２ｄから吐出側ヘッド開口３０ｆを通じて外部へ抜け出さないように吐出弁１６を押さえるものである。吐出弁押さえ２０は、吸込弁押さえ１８と同様の構成を有しており、吸込弁押さえ１８と上下対称に配置されている。
【００７３】
吐出弁押さえ２０は、吸込弁押さえフランジ５２と同様の吐出弁押さえフランジ６８と、吸込弁押さえ挿嵌部５３と同様の吐出弁押さえ挿嵌部７０と、吸込側突出部５５と同様の吐出側突出部７２とを有する。吐出側突出部７２には、水素ガスの吐出口７３が形成されている。吐出弁押さえフランジ６８の内部及び吐出弁押さえ挿嵌部７０の内部には、吐出口７３に繋がる吐出路７４が形成されている。吐出口７３の構造は、吸込口５７の構造と同様であり、吐出路７４の構造は、吸込路５８の構造と同様である。
【００７４】
吐出弁押さえフランジ６８は、吐出弁押さえ挿嵌部７０が吐出側ヘッド開口３０ｆを通じて吐出側被嵌合部３２ｄに挿嵌されて吐出弁押さえ挿嵌部７０の先端と段差３２ｃとの間に吐出弁１６が挟み込まれた状態で、図示省略の締結部材によりヘッド本体３２に締結されている。これにより、吐出弁１６が吐出側被嵌合部３２ｄ内で固定されるとともに、吐出弁押さえ２０がヘッド本体３２に固定されている。
【００７５】
また、吐出弁押さえ挿嵌部７０の外周面には、図５に示すように、吸込弁押さえ溝部５６と同様の吐出弁押さえ溝部７６が形成されている。吐出弁押さえ溝部７６の内面は、吸込弁押さえ溝部５６内の側面部位５６ａと同様のテーパー状の側面部位７６ａを有する。
【００７６】
吐出弁押さえ挿嵌部７０は、吸込弁押さえ挿嵌部本体６０と同様の吐出弁押さえ挿嵌部本体８０と、吸込弁押さえアダプタ６１と同様の吐出弁押さえアダプタ８１とによって構成されている。また、吐出弁押さえ挿嵌部本体８０には、吸込弁押さえ溝用凹部６０ａと同様の吐出弁押さえ溝用凹部８０ａと、吸込弁押さえ結合用凹部６０ｂと同様の吐出弁押さえ結合用凹部８０ｂとが形成されている。
【００７７】
吐出弁押さえアダプタ８１は、吸込側アダプタ本体６１ａと同様の吐出側アダプタ本体８１ａと、吸込弁押さえ結合用凸部６１ｂと同様の吐出弁押さえ結合用凸部８１ｂとを有する。吐出弁押さえ結合用凸部８１ｂが吐出弁押さえ結合用凹部８０ｂに圧入されることによって、吐出弁押さえアダプタ８１は、吐出弁押さえ挿嵌部本体８０と強固に結合されている。また、吐出側アダプタ本体８１ａには、吸込側アダプタ外周部６１ｃと同様の吐出側アダプタ外周部８１ｃが形成されている。また、吐出側押さえアダプタ８１には、吸込側アダプタ貫通穴６１ｄと同様の吐出側アダプタ貫通穴８１ｄが形成されている。吐出側アダプタ貫通穴８１ｄの内周面には、吸込側アダプタ貫通穴６１ｄの雌螺子部６１ｆと同様の雌螺子部８１ｆが形成されている。
【００７８】
吐出側ヘッドシール部２１は、シリンダヘッド１２の内部空間３０から水素ガスが吐出側ヘッド開口３０ｆを通じて漏出するのを阻止するものである。吐出側ヘッドシール部２１は、吸込側ヘッドシール部１９と上下対称に配置されていること以外は、吸込側ヘッドシール部１９と同様に構成されている。具体的には、吐出側ヘッドシール部２１は、吸込側Ｏリング６４と同様の吐出側Ｏリング８４と、吸込側バックアップリング６６と同様の吐出側バックアップリング８６とからなる。吐出側Ｏリング８４は、本発明の弁押さえ用Ｏリングの一例であり、吐出側バックアップリング８６は、本発明の弁押さえ用バックアップリングの一例である。
【００７９】
吐出側Ｏリング８４は、吸込側Ｏリング８４が吸込弁押さえ溝部５６内に装着された形態と同様の形態で吐出弁押さえ溝部７６内に装着されている。吐出側Ｏリング８４は、吐出弁押さえ挿嵌部７０の外周面とヘッド本体３２のうち吐出側被嵌合部３２ｄを形成する内周面との間の隙間を封止し、当該隙間を通じて水素ガスが漏出するのを阻止する。
【００８０】
また、吐出側バックアップリング８６は、吐出弁押さえ溝部７６内において吐出側Ｏリング８４に対して吐出側ヘッド開口３０ｆ側の位置に配置されており、吐出側ヘッド開口３０ｆ側への吐出側Ｏリング８４の移動を阻止する。また、吐出側バックアップリング８６は、吐出弁押さえ溝部７６内の側面部位７６ａに対向する端面（内面）８６ａを有し、端面８６ａは、吸込側バックアップリング６６の端面６６ａと同様、テーパー状に形成されている。
【００８１】
以上のように構成された本実施形態の圧縮機では、図略の動力伝達機構からクランク軸２４（図１参照）へ動力が伝達されることにより、クランク軸２４が軸回りに回転する。クランク軸２４の回転運動は、コネクティングロッド２６とクロスヘッド２８とによって直線的な往復運動に変換されてピストン２へ伝達される。これにより、ピストン２は、軸方向に往復運動する。
【００８２】
ピストン２がクランク軸２４側へ移動するときには、水素ガスが、吸込口５７（図２参照）及び吸込路５８を通じてヘッド本体３２内に吸い込まれて吸込弁１４を通過し、連通路３０ａを通って圧縮室４ｂへ導入される。圧縮室４ｂに導入された水素ガスは、ピストン２がシリンダ４の先端側（シリンダヘッド１２側）へ移動することによって超高圧に圧縮される。圧縮された水素ガスは、圧縮室４ｂから連通路３０ａを通って吐出弁１６を通過し、吐出路７４及び吐出口７３を通じて外部へ吐出される。
【００８３】
水素ガスの圧縮時には、圧縮室４ｂが超高圧になり、圧縮室４ｂと外部空間との間に大きな圧力差が生じることから、ヘッド用Ｏリング４２（図３参照）及びヘッド用バックアップリング４４には、シリンダ開口４ｅ側への力が作用する。この際、ヘッド用バックアップリング４４のテーパー状の端面４４ａがヘッド溝部３６内のテーパー状の側面部位３６ａに押圧され、その結果、ヘッド用バックアップリング４４が側面部位３６ａに沿って径方向外側へ僅かに広がる。これにより、図７に示すように、ヘッド用バックアップリング４４は、ヘッド挿嵌部３４の外周面のうちヘッド溝部３６に対してシリンダ開口４ｅ側に位置する部分とシリンダ４のうちシリンダ被嵌合部４ｃを形成する内周面との間の微小な隙間を塞ぐ。同時に、ヘッド用バックアップリング４４は、ヘッド用Ｏリング４２のシリンダ開口４ｅ側への移動を阻止する。その結果、ヘッド挿嵌部３４の外周面のうちヘッド溝部３６に対してシリンダ開口４ｅ側に位置する部分とシリンダ４のうちシリンダ被嵌合部４ｃを形成する内周面との間の隙間に、ヘッド用Ｏリング４２が変形して入り込むのが阻止される。このため、本実施形態では、ヘッド用Ｏリング４２の損傷を防ぐことができ、その結果、ヘッド用Ｏリング４２の損傷に起因する圧縮室４ｂからの水素ガスの漏出を防ぐことができる。
【００８４】
また、水素ガスの圧縮時には、圧縮室４ｂと繋がるシリンダヘッド１２の内部空間３０も高圧になることから、吸込側Ｏリング６４（図４参照）及び吸込側バックアップリング６６には、吸込側ヘッド開口３０ｅ側への力が作用し、吐出側Ｏリング８４（図５参照）及び吐出側バックアップリング８６には、吐出側ヘッド開口３０ｆ側への力が作用する。この際、吸込側バックアップリング６６のテーパー状の端面６６ａ（図４参照）が吸込弁押さえ溝部５６のテーパー状の側面部位５６ａに押圧されて、吸込側バックアップリング６６が径方向外側へ僅かに広がるとともに、吐出側バックアップリング８６のテーパー状の端面８６ａ（図５参照）が吐出弁押さえ溝部７６のテーパー状の側面部位７６ａに押圧されて、吐出側バックアップリング８６が径方向外側へ僅かに広がる。その結果、上記ヘッド用Ｏリング４２の場合と同様にして、吸込弁押さえ挿嵌部５３の外周面のうち吸込弁押さえ溝部５６に対して吸込側ヘッド開口３０ｅ側に位置する部分とヘッド本体３２のうち吸込側被嵌合部３２ｂを形成する内周面との間の微小な隙間に、吸込側Ｏリング６４が変形して入り込むのが阻止されるとともに、吐出弁押さえ挿嵌部７０の外周面のうち吐出弁押さえ溝部７６に対して吐出側ヘッド開口３０ｆ側に位置する部分とヘッド本体３２のうち吐出側被嵌合部３２ｄを形成する内周面との間の微小な隙間に、吐出側Ｏリング８４が変形して入り込むのが阻止される。このため、本実施形態では、吸込側Ｏリング６４及び吐出側Ｏリング８４の損傷を防ぐことができ、その結果、吸込側Ｏリング６４及び吐出側Ｏリング８４の損傷に起因するシリンダヘッド１２の内部空間３０からの水素ガスの漏出を防ぐことができる。
【００８５】
また、本実施形態では、シリンダ４の先端部のうちシリンダ被嵌合部４ｃを形成する内周面と圧縮室４ｂを形成する内周面との間に段差４ｄ（図２参照）が形成されているため、ピストン２がクランク軸２４（図１参照）側へ後退して圧縮室４ｂが低圧になったときに、ヘッドアダプタ３８がヘッド挿嵌部本体３７から離脱して圧縮室４ｂへ入り込むのを段差４ｄによって阻止することができる。
【００８６】
また、本実施形態では、吸込側Ｏリング６４（図４参照）及び吸込側バックアップリング６６の吸込弁押さえ溝部５６内への装着時には、吸込弁押さえアダプタ６１が吸込弁押さえ挿嵌部本体６０から分離された状態で、吸込弁押さえ溝用凹部６０ａに吸込側バックアップリング６６と吸込側Ｏリング６４を吸込弁押さえ挿嵌部本体６０の先端側から装着し、その後、吸込弁押さえ結合用凹部６０ｂに吸込弁押さえ結合用凸部６１ｂを圧入して吸込弁押さえ挿嵌部本体６０と吸込弁押さえアダプタ６１とを互いに結合させる。吸込側Ｏリング６４の内径及び吸込側バックアップリング６６の内径は、吸込側アダプタ外周部６１ｃの外径よりも小さいが、本実施形態によれば、吸込側Ｏリング６４及び吸込側バックアップリング６６を径方向外側へ引っ張って伸ばすことなく、吸込側Ｏリング６４及び吸込側バックアップリング６６を吸込弁押さえ溝部５６内に容易に装着することができる。
【００８７】
また、本実施形態では、吸込側Ｏリング６４及び吸込側バックアップリング６６の場合と同様にして、吐出側Ｏリング８４（図５参照）及び吐出側バックアップリング８６を吐出弁押さえ溝部７６に装着し、ヘッド用Ｏリング４２（図３参照）及びヘッド用バックアップリング４４をヘッド溝部３６に装着する。このため、吐出側Ｏリング８４及び吐出側バックアップリング８６を吐出弁押さえ溝部７６に容易に装着することができるとともに、ヘッド用Ｏリング４２及びヘッド用バックアップリング４４をヘッド溝部３６に容易に装着することができる。
【００８８】
また、本実施形態では、吸込弁押さえ挿嵌部本体６０（図４参照）と吸込弁押さえアダプタ６１とが吸込弁押さえ結合用凹部６０ｂに対する吸込弁押さえ結合用凸部６１ｂの圧入により互いに強固に結合されているため、吸込弁押さえ挿嵌部５３を吸込側被嵌合部３２ｂに挿嵌する前の状態において、吸込弁押さえ挿嵌部本体６０から吸込弁押さえアダプタ６１が脱落するのを防ぐことができる。同様の理由により、吐出弁押さえ挿嵌部７０（図５参照）を吐出側被嵌合部３２ｄに挿嵌する前の状態において吐出弁押さえ挿嵌部本体８０から吐出弁押さえアダプタ８１が脱落するのを防ぐことができるとともに、ヘッド挿嵌部３４（図３参照）をシリンダ被嵌合部４ｃに挿嵌する前の状態においてヘッド挿嵌部本体３７からヘッドアダプタ３８が脱落するのを防ぐことができる。
【００８９】
また、本実施形態では、吸込側Ｏリング６４（図４参照）及び吸込側バックアップリング６６の交換時及びメンテナンス時には、吸込弁押さえ１８（図２参照）をヘッド本体３２から取り外した後、吸込弁押さえ挿嵌部本体６０（図４参照）から吸込弁押さえアダプタ６１を分離させ、その後、吸込側Ｏリング６４及び吸込側バックアップリング６６を吸込弁押さえ溝用凹部６０ａから取り外す。吸込弁押さえ挿嵌部本体６０と吸込弁押さえアダプタ６１とは、吸込弁押さえ結合用凹部６０ｂに対する吸込弁押さえ結合用凸部６１ｂの圧入によって強固に結合されているため、吸込弁押さえアダプタ６１を手で持って引っ張るだけでは吸込弁押さえ挿嵌部本体６０から分離させることは困難である。そこで、本実施形態では、吸込側アダプタ貫通穴６１ｄの雌螺子部６１ｆに分離作業用のボルトを吸込弁押さえ挿嵌部５３の先端側から螺入し、ボルトの先端が吸込弁押さえ挿嵌部本体６０に突き当たった後、さらにボルトを螺入することによって、弁押さえ挿嵌部本体６０から吸込弁押さえアダプタ６１を分離させる。このため、吸込弁押さえ挿嵌部本体６０と吸込弁押さえアダプタ６１とが互いに強固に結合されている場合でも、吸込弁押さえ挿嵌部本体６０から吸込弁押さえアダプタ６１を容易に分離させて吸込側Ｏリング６４及び吸込側バックアップリング６６のメンテナンスや交換を行うことができる。
【００９０】
また、本実施形態では、吐出側Ｏリング８４（図５参照）及び吐出側バックアップリング８６の交換及びメンテナンスと、ヘッド用Ｏリング４２（図３参照）及びヘッド用バックアップリング４４の交換及びメンテナンスとを、吸込側Ｏリング６４及び吸込側バックアップリング６６の場合と同様にして行う。このため、吐出弁押さえ挿嵌部本体８０と吸込弁押さえアダプタ８１とが互いに強固に結合されている場合でも、吐出弁押さえ挿嵌部本体８０から吐出弁押さえアダプタ８１を容易に分離させて吐出側Ｏリング８４及び吐出側バックアップリング８６のメンテナンスや交換を行うことができる。また、ヘッド挿嵌部本体３７とヘッドアダプタ３８とが互いに強固に結合されている場合でも、ヘッド挿嵌部本体３７からヘッドアダプタ３８を容易に分離させてヘッド用Ｏリング４２及びヘッド用バックアップリング４４のメンテナンスや交換を行うことができる。
【００９１】
また、本実施形態では、吸込側アダプタ貫通穴６１ｄ（図４参照）内の空間が、水素ガスの吸込路５８の一部として利用されているので、貫通穴６１ｄを吸込路５８とは別に吸込弁押さえアダプタ６１に形成する場合に比べて、吸込弁押さえアダプタ６１の大型化を防ぐことができるとともに、吸込弁押さえアダプタ６１の製造工程を簡略化することができる。同様に、吐出側アダプタ貫通穴８１ｄ（図５参照）内の空間が、水素ガスの吐出路７４の一部として利用されているので、貫通穴８１ｄを吐出路７４とは別に吐出弁押さえアダプタ６１に形成する場合に比べて、吐出弁押さえアダプタ６１の大型化を防ぐことができるとともに、吐出弁押さえアダプタ６１の製造工程を簡略化することができる。また、ヘッドアダプタ貫通穴３８ｄ（図３参照）内の空間が、圧縮室４ｂへ水素ガスを給排するための連通路３０ａの一部として利用されているので、貫通穴３８ｄを連通路３０ａとは別にヘッドアダプタ３８に形成する場合に比べて、ヘッドアダプタ３８の大型化を防ぐことができるとともに、ヘッドアダプタ３８の製造工程を簡略化することができる。
【００９２】
本実施形態の圧縮機では、周囲の部材の形状に合わせてＯリング４２,６４,８４を加工する必要がないため、市販のものを用いることができる。
【００９３】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００９４】
例えば、上記実施形態では、水素ガスを圧縮する圧縮機を例にとって説明したが、本発明は、水素ガス以外のガスを圧縮する圧縮機にも適用可能である。
【００９５】
また、上記実施形態のヘッド挿嵌部及びシリンダシール部の構成は、省略してもよい。例えば、シリンダヘッドとシリンダの先端部とが一体的に形成されている場合には、ヘッド挿嵌部及びシリンダシール部は不要であるので省略できる。
【００９６】
また、上記各溝部内のテーパー状の側面部位及び上記各バックアップリングのテーパー状の端面は、他の形状に形成されていてもよい。例えば、図８に示す変形例のように、ヘッド溝部３６内のシリンダ開口４ｅ側の側面部位３６ａ及びヘッド用バックアップリング４４の側面部位３６ａに対向する端面４４ａは、ヘッド挿嵌部３４の軸方向（シリンダ４の軸方向）に対して垂直な平面に形成されていてもよい。また、同様に、吸込弁押さえ溝部内の吸込側ヘッド開口側の側面部位及び当該側面部位に対向する吸込側バックアップリングの端面は、吸込弁押さえ挿嵌部の軸方向に対して垂直な平面に形成されていてもよい。また、吐出弁押さえ溝部内の吐出側ヘッド開口側の側面部位及び当該側面部位に対向する吐出側バックアップリングの端面は、吐出弁押さえ挿嵌部の軸方向に対して垂直な平面に形成されていてもよい。
【００９７】
また、吸込側アダプタ貫通穴及び吐出側アダプタ貫通穴の軸方向の全体に雌螺子部が設けられていてもよい。また、ヘッドアダプタ貫通穴の軸方向の一部のみに雌螺子部が設けられていてもよい。
【００９８】
また、吸込弁押さえ挿嵌部本体と吸込弁押さえアダプタとの結合、吐出弁押さえ挿嵌部本体と吐出弁押さえアダプタとの結合、及び、ヘッド挿嵌部本体とヘッドアダプタとの結合は、上記したような圧入に限定されない。例えば、各挿嵌部本体と対応する各アダプタとのうちの一方の凸部に雄螺子を形成するとともに他方の凹部に雌螺子を形成し、凸部の雄螺子と凹部の雌螺子とを螺合させることによって、各挿嵌部本体と対応する各アダプタとを互いに結合させてもよい。また、各挿嵌部本体と対応する各アダプタとは、相互に固着されることなく、挿嵌部の軸方向において単に突き合わされた状態で対応する被嵌合部内に配置されてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
２  ピストン
４  シリンダ
４ｂ  圧縮室
１２  シリンダヘッド
１４  吸込弁（逆止弁）
１６  吐出弁（逆止弁）
１８  吸込弁押さえ
１９  吸込側ヘッドシール部
２０  吐出弁押さえ
２１  吐出側ヘッドシール部
３０  内部空間
３０ｅ  吸込側ヘッド開口（シリンダヘッドの開口）
３０ｆ  吐出側ヘッド開口（シリンダヘッドの開口）
５３  吸込弁押さえ挿嵌部
５６  吸込弁押さえ溝部
５６ａ  側面部位
６４  吸込側Ｏリング（弁押さえ用Ｏリング）
６６  吸込側バックアップリング（弁押さえ用バックアップリング）
６６ａ  端面
７０  吐出弁押さえ挿嵌部
７６  吐出弁押さえ溝部
７６ａ  側面部位
８４  吐出側Ｏリング（弁押さえ用Ｏリング）
８６  吐出側バックアップリング（弁押さえ用バックアップリング）
８６ａ  端面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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