(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれシリンダ内を往復駆動されるピストンにより吸入弁を介して吸入した空気を圧縮し、圧縮空気を吐出弁を介して排出させる前後２段の圧縮機構を備えた圧縮機において、後段の圧縮機構を構成するシリンダとシリンダヘッド間に配置された弁座板に形成した吐出口を開閉する薄板状の吐出弁と、この吐出弁の上方に配置され吐出弁の変位量を規制する弁押さえとからなり、前記弁押さえの吐出弁との当接面の形状を先端部分の曲率を大きくして上方にそらせて形成し、弁押さえに吐出弁の先端が当接しないようにしたことを特徴とする圧縮機の吐出弁機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータでピストンを往復駆動して圧縮気体を生成する圧縮機に関し、特にシリンダ内に吸入した気体を前記ピストンで圧縮してシリンダ内から吐出弁を介して吐出させる吐出弁機構に関する。
【０００２】
【従来技術】
一般に、気体圧縮機の圧縮機構はモータにより駆動されるピストンを収容したシリンダ内に吸入した気体を圧縮してシリンダ内から吐出して空気タンク内に貯留したり、又は後段の圧縮機構へ供給するようにしている。該シリンダの上端に配置された弁座板と更にその上面に配置されたシリンダヘッドの間に給気室と吐出室が形成され、弁座板にはシリンダと前記給気室間を連通した吸気口とシリンダ内と前記吐出室間を連通させている吐出口が穿孔されている。吸気口と吐出口には各々に薄板状の吸気弁と吐出弁とが配置されている。吐出弁の上面側即ち吐出室内には、吐出弁が吐出気体圧力によって変形される際の開口量を規制するための弁押さえが基部側を吐出弁と重合して配置されており、図６に示すように、弁押さえ１００の先端側は吐出弁１０１の開口変位量に合わせて一定曲率の湾曲状に弁座板１０２の上面から離反させた形状にされている。
【０００３】
ところで、圧縮機の能力を大きくして吐出量を大きくした圧縮機では、シリンダ内で圧縮された圧縮気体の吐出室へ吐出される吐出量が増大するため、吐出弁の変位量を大きくさせて圧縮気体が流動する開口量を大きく設定する必要が生じる。このため、弁押さえ１００の形状を図６の実線で示すように大きい曲率の半径ｒ１で湾曲させ、先端部の高さ位置が弁座板１０２の上面から所定の開口量が得られる高さｈに変更して、これにより吐出弁１０１を大きく変形させて開口量を大きくすることが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高吐出量の気体圧力によって変位させられる吐出弁１０１は、図７に示すように、吐出弁１０１の先端側が大きく変位して弁押さえ１００に当たり、その後吐出弁１０１全体が弁押さえ１００に沿って変位するという現象が発生している。このため、吐出弁１０１の先端は弁押さえ１００との衝突が繰り返し発生し、更に先端部が弁押さえ面との摺接によって摩耗したり又は破損してしまい、吐出弁の耐久性に問題があった。
【０００５】
本発明は上記従来技術の問題点を解消し、吐出能力を大きくした場合であっても、従来の吐出弁がそのまま使用でき、衝撃や摩耗等による吐出弁の破壊が発生せず、高い耐久性が得られる気体圧縮機の吐出弁機構を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明に係る気体圧縮機の吐出弁機構は、それぞれシリンダ内を往復駆動されるピストンにより吸入弁を介して吸入した空気を圧縮し、圧縮空気を吐出弁を介して排出させる前後２段の圧縮機構を備えた圧縮機において、後段の圧縮機構を構成するシリンダとシリンダヘッド間に配置された弁座板に形成した吐出口を開閉する薄板状の吐出弁と、この吐出弁の上方に配置され吐出弁の変位量を規制する弁押さえとからなり、前記弁押さえの吐出弁との当接面の形状を先端部分の曲率を大きくして上方にそらせて形成し、弁押さえに吐出弁の先端が当接しないようにしたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の吐出弁機構を実施した空気圧縮機１を示すもので、この圧縮機１は、共通の電動モータ２で作動するピストン・シリンダ機構により構成される２つの圧縮機構３、４を備えた二段圧縮機として構成されている。前段側の圧縮機構３は大気圧の空気を圧縮して吐出し、この前段側の吐出空気を連結管５を介して後段側の圧縮機構４へ供給して、後段側の圧縮機構４により更に高圧に圧縮して吐出し、この高圧空気を空気タンク６内に貯めるものである。電動モータ２と各圧縮機構３、４は互いに連結された２個の空気タンク６上に架設されている。
【０００８】
図２に示されるように、モータハウジング７に支持されている電動モータ２の回転出力軸８はモータハウジング７の両端から突出し、回転出力軸８の両側の突出部８ａには偏心円板９、１０が固定されている。回転出力軸８の両端の偏心円板９、１０は互いに位相が１８０度異なるように取り付けられている。前記圧縮機構３、４を構成しているシリンダ１１、１２内に収容されているピストン１３、１４がピストンロッド１５、１６を介して上記出力軸８の端部に固定された偏心円盤９、１０と連結されており、各圧縮機構３、４は電動モータ２の両側に分けて配置されている。
【０００９】
各圧縮機構３、４を形成しているシリンダ１１、１２の上端にはそれぞれ弁座板１７、１８が配置され、更に各々の弁座板１７、１８の上面側にはシリンダヘッド１９、２０が固定されており、弁座板１７、１８とシリンダヘッド１９、２０の間に互いに遮断された吸気室２１、２２と吐出室２３、２４が形成されており、各弁座板１７、１８には吸気口２５、２６と吐出口２７、２８とが形成されており、この吸気口２５、２６と吐出口２７、２８とを介して吸気室２１、２２と吐出室２３、２４がそれぞれシリンダ１１、１２内と連通されている。そして、弁座板１７、１８のシリンダ１１、１２側には吸気口２５、２６を開閉する吸気弁２９、３０が、また、弁座板１７、１８の吐出室２３、２４側には吐出口２７、２８を開閉する吐出弁３１、３２がそれぞれ開閉自在に取り付けられている。更に、吐出弁３１、３２の上方には各々の吐出弁の開口量を規制するための弁押さえ３３、３４が配置されている。また、前段の吐出室２３は連結管５を介して後段の吸気室２２に接続しており、後段の吐出室２４は空気タンク６に接続している。
【００１０】
図３に圧縮機構４の吐出部の構成を詳細に示す。弁座板１８の吐出口２８の上面に配置されている吐出弁３２は、弁座板１８の吐出口２８に密着することにより吐出室２４からシリンダ１２内への圧縮空気の流入を阻止している。シリンダ１２内の空気が圧縮されて吐出室２４内の圧力より高くなることにより、シリンダ１２内の圧縮空気の圧力で先端側が弁座板１８から離れて吐出口２８を開放して高圧の圧縮空気がシリンダ１２内から吐出室２４側へ吐出される。吐出弁３２の基端側３２ａは、吐出弁３２の上面側に配置されている吐出弁３２の開口量を規制するための弁押さえ３４の基部側３４ａと重合されてネジ３５により弁座板１８に取り付けられている。
【００１１】
図４に示すように、弁押さえ３４の先端３４ｂは半径ｒ１の曲率で弁座板１８面から徐々に離反するように湾曲状に形成されており、吐出弁３２はこの弁押さえ３４の湾曲形状に沿って変形して先端部３２ｂの開口量が圧縮機構４の吐出量に見合った開口量ｈを確保できるように設定されている。更に、弁押さえ３４の先端部３４ｂは前記半径ｒ１よりも小さい半径ｒ２で弁座板１８の面から離れる方向にそらされて形成されている。
【００１２】
次に、上記実施例の吐出弁機構の作動状態について説明する。電動モータ２を作動させて回転出力軸８を回転させることにより、両側の偏心円板９、１０の回転に応じてピストンロッド１５、１６が往復作動し、ピストン１３、１４がシリンダ１１、１２の内部を往復動する。前段の圧縮機構３においてピストン１３が下動するとシリンダ１１内の容積が膨張するから、吸気室２５とシリンダ１１内部との間の差圧により吸気弁２９が開き、シリンダ１１内に気体が供給される。このとき吐出弁３１は閉じたままである。同時に、後段の圧縮機構４ではピストン１４が上動し、シリンダ１２内の容積が縮小するからシリンダ１２内部と吐出室２４の間の差圧により吐出弁３２が開いてシリンダ１２内の圧縮された気体は吐出口２８から吐出される。このとき吸気弁３０は閉じたままである。そして、前段の圧縮機構３の吐出室２３から吐出された圧縮気体は連結管５を介して後段の圧縮機構４の吸気室２２に送られ、さらにこの後段の圧縮機構４で圧縮されて吐出室２４から吐出されて連結管５ｂを経て圧縮気体貯蔵タンク６に貯蔵される。
【００１３】
以下、吐出機構部の詳細な作動説明を行うが、前段の圧縮機構と後段の圧縮機構ともその作動は全く同一であるので、便宜上後段の圧縮機構に基づいて作動を説明する。ピストン１４が下死点方向に作動している状態では、図３に示すように、吐出弁３２は弁座板１８の上面に密着されて吐出口２８を閉鎖している。この間に吸気口からシリンダ１２内に空気が吸気される。ピストン１４が上死点に向けて作動されると、シリンダ１２内の空気が圧縮されて圧力が高まり、この圧力が吐出室２４内の圧力を越えたときに吐出弁３２はシリンダ１２内の圧縮された空気の圧力により開かれて、圧縮空気を吐出室２４へ吐き出す。この際、吐出弁３２は吐き出される圧縮空気によりその先端部が上方へ大きく変位されるが、弁押さえ３４の先端部３４ｂは上方へそらせた形状に形成されているため、吐出弁３２の先端３２ｂが弁押さえ３４に衝突することが無く、従って吐出弁３２の先端部３２ｂの摩耗が発生せず更にこの摩耗による吐出弁の破損が防止できる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、吐出弁３１、３２の上方に配置される弁押さえ３３、３４の先端部を上方にそらせた形状に形成しているため、吐出量を大きくした圧縮機であっても吐出弁３１、３２の先端と弁押さえ３３、３４の衝突及び摺接を防止でき、また、これによる吐出弁の破損等の故障が防止でき耐久性の大きい圧縮機を提供することができる。更に、大きな吐出量のために弁体の設計を変更することが無く、従来と同一の弁体で高吐出量の圧縮機を生産することができ、コストの低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の吐出弁機構を実施した二段圧縮機の全体外観図
【図２】  同じ実施例の二段圧縮機の内部機構を示す縦断図
【図３】  同じ実施例の吐出弁機構部の詳細を示す断面図
【図４】  本発明の吐出弁機構の弁押さえの形状を示す側面図
【図５】  本発明の吐出弁機構の吐出弁の作動状態を示す断面図
【図６】  従来の吐出弁機構で使用している弁押さえの形状を示す側面図
【図７】  従来の吐出弁機構の吐出弁の作動状態を示す断面図
【符号の説明】
１１、１２  シリンダ
１３、１４  ピストン
１７、１８  弁座板
２１、２２  吸気室
２３、２４  吐出室
２５、２６  吸気口
２７、２８  吐出口
２９、３０  吸気弁
３１、３２  吐出弁
３３、３４  弁押さえ
【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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