JP7576937B2 - Compressor - Google Patents
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Description
本発明は、圧縮機に関する。 The present invention relates to a compressor.
従来、流体を圧縮する往復動圧縮機においては、シリンダの片側端面に吸込み弁を有するバルブプレートを取付けた構造が知られている。この構造では、ピストンの下降中にシリンダ内圧が吸込み流体の圧力以下に低下すると、その圧力差で吸込み弁が開き、吸込み流体をシリンダ内部に取り込む動作を行う。 Conventionally, in reciprocating compressors that compress fluids, a structure is known in which a valve plate with a suction valve is attached to one end face of the cylinder. In this structure, when the pressure inside the cylinder falls below the pressure of the suction fluid while the piston is descending, the pressure difference causes the suction valve to open, and the suction fluid is drawn into the cylinder.
つまり、ピストンの往復動一回ごとに吸込み弁が開閉を繰り返す。このため、吸込み弁板がその開き量(リフト量)を規制するための弁受部材に衝突することによる騒音が避けられない、との問題がある。この問題は、圧縮機が大容量化すればするほど深刻になる。 In other words, the suction valve repeatedly opens and closes with each reciprocating movement of the piston. This creates the problem of noise being unavoidable when the suction valve plate hits the valve seat that regulates the amount of opening (lift). This problem becomes more serious as the compressor capacity increases.
また、往復動圧縮機では、一般にピストンが上死点に到達した状態において、ピストン上面とシリンダ端部のバルブプレート面との間に残る隙間の容積が小さいほど効率向上が期待できる。しかしながら、隙間が小さすぎると構成部品の熱膨張や加工ばらつきによって接触の危険性が生じるため、ある程度の隙間を設けざるを得ない、との問題がある。 In addition, in reciprocating compressors, the smaller the volume of the gap remaining between the top surface of the piston and the valve plate surface at the end of the cylinder when the piston reaches top dead center, the greater the expected efficiency. However, if the gap is too small, there is a risk of contact due to thermal expansion of the components and processing variations, so there is a problem that a certain amount of gap must be provided.
この隙間容積の問題は、コンロッドの小端部に軸受けを持たない、ピストン自体が揺動する揺動ピストン方式の往復動圧縮機において特にシビアになる。 This problem of clearance volume becomes particularly severe in reciprocating compressors that use the oscillating piston system, in which the piston itself oscillates and there is no bearing at the small end of the connecting rod.
揺動ピストン方式では、ピストンヘッドをシリンダ内径と同程度の円柱とするよりは、直径がシリンダ内径と同程度の球形のヘッドとした方が摺動部材の無駄な摩耗が抑えられる。 In the oscillating piston system, unnecessary wear of the sliding parts is reduced by making the piston head a sphere whose diameter is approximately the same as the cylinder's inner diameter, rather than a cylinder whose piston head is approximately the same as the cylinder's inner diameter.
しかしながら、上面をシリンダ内面に沿って平坦な形状とし、側面を球形のピストンヘッドとしてしまうと、上面はシリンダ直径よりも小さい円状となっているため、上死点におけるピストンの位置よりもその前後においてピストン上面の左右端部が上側に飛び出す特徴を持つ。このため、通常ピストン方式と比べて大きな隙間設定が必要になる。 However, if the top surface is made flat along the inner surface of the cylinder and the side is made into a spherical piston head, the top surface will be circular and smaller than the cylinder diameter, meaning that the left and right ends of the top surface of the piston will protrude upward before and after the position of the piston at top dead center. This requires a larger gap than with a normal piston system.
吸込み弁の磨耗低減による吸込み弁の寿命延長を図る圧縮機の一例として、特許文献1には、シリンダの段部に上面が傾斜し、摩擦係数の低い自己潤滑性を有する材料を用いた吸込み弁受け部材を設け、吸込み弁受け部材と吸込み弁とを当接させることが記載されている。 As an example of a compressor that aims to extend the life of the suction valve by reducing wear on the valve, Patent Document 1 describes a suction valve receiving member that has an inclined upper surface on a stepped portion of the cylinder and is made of a self-lubricating material with a low coefficient of friction, and that abuts against the suction valve.
また、安価でしかも信頼性の高い往復動圧縮機の一例として、特許文献2には、シリンダ内を摺動しつつ往復する球体状のピストンが吸込行程において揺動してシリンダ内周面と摺接する部位のピストン球面を窪ませてピストンロッド側から圧縮室内に流体を吸い込むための吸込口を形成したことが記載されている。 As an example of an inexpensive yet highly reliable reciprocating compressor, Patent Document 2 describes a spherical piston that slides back and forth inside a cylinder, and oscillates during the suction stroke, causing the piston spherical surface to be recessed at the location where it makes sliding contact with the inner circumferential surface of the cylinder, forming a suction port for sucking fluid into the compression chamber from the piston rod side.
上述のように、往復動圧縮機では、吸込み弁の騒音緩和と、揺動ピストン方式の隙間容積低減という2つの課題を解決することが求められている。 As mentioned above, reciprocating compressors are required to solve two problems: reducing suction valve noise and reducing the gap volume of the oscillating piston system.
前者の吸込み弁板の騒音対策や弁板衝突にともなう摩耗を低減する技術の一つである特許文献1では、吸込み弁板とそれを受けるシリンダ側の凹部の間に摩擦係数の低い吸込み弁受部材を設け、弁板の摩耗を低減するとともに、衝突にともなう騒音を和らげる構造が示されている。また、この構造を採用することで従来の吸込み弁板と対向する位置に配していた吸込み弁受を廃止できるため、その分だけ隙間容積を低減することが可能と記載されている。 Patent Document 1, which is one of the technologies for reducing noise from the suction valve plate and wear caused by collision of the valve plate, shows a structure in which a suction valve receiving member with a low friction coefficient is provided between the suction valve plate and the recess on the cylinder side that receives it, reducing wear on the valve plate and mitigating noise caused by collision. It also states that by adopting this structure, it is possible to eliminate the suction valve receiving member that was previously positioned opposite the suction valve plate, making it possible to reduce the gap volume accordingly.
しかしながら、このような構造を揺動ピストンに適用しようとすると、低減できる隙間容積は吸込み弁受によって占有されていた空間分に限定されるため、その低減効果は十分でない、との課題が残る。 However, when attempting to apply this type of structure to an oscillating piston, the reduction in the gap volume is limited to the space occupied by the suction valve receiver, so the reduction effect is insufficient, which remains an issue.
次に特許文献2では、揺動ピストン方式の往復動圧縮機において、バルブプレートに吸込み弁を設けずに、ピストンを球形として、その側面の一部に窪みを設け、ピストンの揺動運動を利用して吸込み弁板を設けずにクランクケース内部から吸気を行う構造について記載されている。 Next, Patent Document 2 describes a structure for a reciprocating compressor using a rocking piston system in which there is no intake valve on the valve plate, the piston is spherical, a recess is provided on part of the side, and air is drawn in from inside the crankcase using the rocking motion of the piston without providing an intake valve plate.
この特許文献2の構造は、吸込み弁板の開閉にともなう騒音に対する根本的な対策となるが、この構造において球形のピストンに設けた窪みは、ピストンをシリンダ内周面に押し付ける方向に働く往復動慣性力の受圧面積を減らしてしまう、との問題がある。この問題によって、ピストン摺動時の潤滑不良による焼き付きや、摩耗等の問題が新たに生じる。 The structure of Patent Document 2 provides a fundamental solution to the noise that accompanies the opening and closing of the suction valve plate, but the recess in the spherical piston in this structure reduces the area that receives the pressure of the reciprocating inertial force that acts in the direction of pressing the piston against the inner circumferential surface of the cylinder. This problem creates new problems such as seizure and wear due to insufficient lubrication when the piston slides.
また、ピストンとシリンダの接触面に潤滑油を供給し運転を行う油潤滑式の往復動圧縮機に特許文献2の構造を適用しようとすると、ピストン側面の窪みから吸気を行う際に、油滴を一緒に吸い込んでしまう、との問題がある。ピストン上面に吸い込まれた油滴は、圧縮熱によって炭化し、板周辺に付着することで弁のシール性能を損なうという問題を生じる。さらに、潤滑油自体が吐出して流体と共に失われるため、油の消費量が増加してしまう、という問題を生じる。 In addition, when attempting to apply the structure of Patent Document 2 to an oil-lubricated reciprocating compressor that operates by supplying lubricating oil to the contact surface between the piston and cylinder, there is a problem in that oil droplets are sucked in when air is sucked in through the recess on the side of the piston. The oil droplets sucked into the top surface of the piston are carbonized by the heat of compression and adhere to the periphery of the plate, causing a problem in that they impair the sealing performance of the valve. Furthermore, there is a problem in that the lubricating oil itself is discharged and lost along with the fluid, resulting in increased oil consumption.
こういった観点において考えると、吸込み口の配置としては、バルブプレート側に吸込み弁を設けた特許文献1の構造にメリットがあると言える。 Considering this point of view, it can be said that the structure of Patent Document 1, in which the suction valve is provided on the valve plate side, has an advantage in terms of the placement of the suction port.
しかし前述の隙間容積低減に関して考えると、特許文献2では、球形の揺動ピストンが上死点に到達した状態においてピストンとバルブプレート面との間に残ってしまう隙間容積を低減できるため、天井面の凹形状をピストンの球形状に近付けた構造を採用している。 However, in terms of reducing the clearance volume mentioned above, Patent Document 2 employs a structure in which the concave shape of the ceiling surface is made closer to the spherical shape of the piston in order to reduce the clearance volume that remains between the piston and the valve plate surface when the spherical oscillating piston reaches top dead center.
上記2つの技術から、揺動ピストン方式の往復動圧縮機では、特許文献2のバルブプレート形状に対して、特許文献1の吸込み弁構造を適用することができれば、騒音緩和と効率改善を両立可能であると考えられる。 Based on the above two technologies, it is believed that in a reciprocating compressor using a rocking piston system, if the suction valve structure of Patent Document 1 can be applied to the valve plate shape of Patent Document 2, it will be possible to achieve both noise reduction and efficiency improvement.
しかし、特許文献2のようにバルブプレート側を凹形状とした場合、特許文献1のようにバルブプレートのピストン側の面に吸込み弁を設けることは困難である。これは、一般的に吸込み弁板が閉弁時に接触するバルブプレートの表面にはシール性を目的として研磨加工が施されるが、バルブプレート外周面を突出させると、一般的な平面ラップ盤などでは内周側の研磨が不可能であるためである。 However, when the valve plate side is concave as in Patent Document 2, it is difficult to provide a suction valve on the piston side of the valve plate as in Patent Document 1. This is because the surface of the valve plate that comes into contact with the suction valve plate when the valve is closed is generally polished for sealing purposes, but when the outer periphery of the valve plate is made to protrude, it is impossible to polish the inner periphery with a general flat lapping machine.
これらの事情から、異なる手法で上記2つの課題を解決する必要がある。 Due to these circumstances, it is necessary to solve the above two problems using different methods.
本発明は、球形の揺動ピストンを有する往復動圧縮機において、吸込み弁の開閉衝突騒音を緩和し、かつ隙間容積を低減することが可能な圧縮機を提供する。 The present invention provides a reciprocating compressor with a spherical oscillating piston that can reduce the impact noise caused by the opening and closing of the suction valve and reduce the clearance volume.
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、シリンダ内をピストンが往復動することで流体を圧縮する圧縮機において、前記ピストンは、前記シリンダ内を揺動しながら往復動する揺動式であって、前記ピストンの先端は略平面であり、前記ピストンの側面は、前記シリンダの内径より小さい直径の球面となっており、前記シリンダの端面のうち、前記シリンダの端部を閉鎖するバルブプレート側に径方向の外側に突出している凸部を有するリング状部材が嵌合されており、前記リング状部材は、前記ピストンと前記シリンダとの隙間を埋めるように配置されていることを特徴とする。 The present invention includes a number of means for solving the above problems. One example is a compressor that compresses a fluid by a piston reciprocating within a cylinder, the piston is of an oscillating type that reciprocates while oscillating within the cylinder, the tip of the piston is approximately flat, the side of the piston is a spherical surface with a diameter smaller than the inner diameter of the cylinder, and a ring-shaped member having a convex portion that protrudes radially outward is fitted onto one of the end faces of the cylinder on the side of a valve plate that closes the end of the cylinder , and the ring-shaped member is positioned so as to fill a gap between the piston and the cylinder .
本発明によれば、吸込み弁の開閉衝突騒音を緩和し、かつ隙間容積を低減することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。 According to the present invention, it is possible to reduce the impact noise caused by the opening and closing of the suction valve and to reduce the clearance volume. Other issues, configurations, and effects will be made clear by the explanation of the following examples.
本発明の圧縮機の実施例について図1乃至図9を用いて説明する。 An embodiment of the compressor of the present invention will be described with reference to Figs. 1 to 9.
まず、本発明の圧縮機は空気や冷媒などの各種流体を圧縮する圧縮機のうち、揺動ピストン方式を採用しうる様々な圧縮機に適用可能であり、その種類や型式、用途は特に限定されない。 First, the compressor of the present invention can be applied to various compressors that can employ a rocking piston system among compressors that compress various fluids such as air and refrigerants, and there are no particular limitations on the type, model, or use.
なお、本明細書で用いる図面において、同一のまたは対応する構成要素には同一、または類似の符号を付け、これらの構成要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。 In addition, in the drawings used in this specification, identical or corresponding components are given the same or similar reference numerals, and repeated explanations of these components may be omitted.
以下、本実施例の圧縮機の全体構成について図1および図2を用いて説明する。図1は、実施例における圧縮機の概略図である。また、図2は、図1における圧縮機本体1の内部構造を示す図である。 The overall configuration of the compressor of this embodiment will be described below with reference to Figures 1 and 2. Figure 1 is a schematic diagram of the compressor of this embodiment. Also, Figure 2 is a diagram showing the internal structure of the compressor body 1 in Figure 1.
図1に示す圧縮機10は、圧縮機本体1と、その圧縮機本体1を駆動する電動機2と、圧縮機本体1が吐出す流体を貯留するためのタンク3と、を備えている。
The
圧縮機本体1は流体を圧縮するものであり、その内部構造は図2に示すように、クランクケース21と、クランクケース21から鉛直方向に突出するひとつのシリンダ22と、このシリンダ22の端部(上部の端部)を閉鎖するバルブプレート26と、シリンダヘッド23と、クランクシャフト24を回転可能に、中央において支持するクランクケース21と、を有している。
The compressor body 1 compresses the fluid, and as shown in FIG. 2, its internal structure includes a
圧縮機本体1では、クランクケース21内のクランクシャフト24が回転することでコンロッド32の一端部側に回転力を与え、シリンダ22内に設置されたピストン33が鉛直方向に往復動し、その結果としてシリンダ22外部から流体を吸引,圧縮してタンク3へ吐出する。
In the compressor body 1, the
なお、図1および図2では説明の簡略化のため、圧縮機形状はピストン・シリンダを1対しか持たない1気筒1段圧縮機としているが、クランクシャフトに対して直列あるいは放射状に複数のピストン・シリンダを有する圧縮機であってもよい。 In addition, for the sake of simplicity, in Figures 1 and 2, the compressor is shown as a one-cylinder, one-stage compressor with only one pair of pistons and cylinders, but it may also be a compressor with multiple pistons and cylinders arranged in series or radially around the crankshaft.
圧縮機本体1では、クランクシャフト24が電動機2の回転軸と平行に配置された状態でタンク3上に配置して固定されている。また、クランクシャフト24には圧縮機プーリ4が固定されており、電動機2の回転軸には電動機プーリ5が固定されている。圧縮機本体1に付設された圧縮機プーリ4は羽根を有しており、その回転に伴い冷却風を圧縮機本体1に向けて発生させることで、圧縮機本体1の放熱を促す。
In the compressor body 1, the
圧縮機プーリ4および電動機プーリ5には、圧縮機プーリ4および電動機プーリ5の間で動力伝達するための伝動ベルト6が巻回されている。これにより、電動機2の回転に従って、電動機プーリ5、伝動ベルト6および圧縮機プーリ4を介して圧縮機本体1のクランクシャフト24が回転駆動され、圧縮機本体1が流体を圧縮する。
A transmission belt 6 is wound around the compressor pulley 4 and the electric motor pulley 5 to transmit power between the compressor pulley 4 and the electric motor pulley 5. As a result, in accordance with the rotation of the electric motor 2, the
なお、図1では説明の簡略化のため、圧縮機本体1は電動機2と伝動ベルト6を介して接続された構成としているが、圧縮機本体1のクランクシャフト24と電動機2の回転軸をカップリングなどの結合手段を用いて直接に接合することで、両者を一体化した構成であってもよい。
In FIG. 1, for the sake of simplicity, the compressor body 1 is connected to the electric motor 2 via a transmission belt 6, but the
次に、ピストンの周辺構造について図2を用いて説明する。図2に示すピストン33は、ピストン33がコンロッド32と一体で構成された揺動ピストン方式である。この方式では、クランクシャフト24の回転に伴い、ピストン33がシリンダ22内を揺動しながら往復動する。
Next, the surrounding structure of the piston will be explained using FIG. 2. The
また、ピストン33は、その先端の中心33dの水平方向位置が、ピストン33を回転させる回転軸24aの中心に対して左右にずれた位置に設けられている。
The
次いで、ピストン33とコンロッド32との詳細構造について図3および図4を用いて説明する。図3はピストンの構成例を示す図、図4はピストンの断面構成例を示す図である。
Next, the detailed structure of the
図3および図4に示しているピストン33は、ピストン33を支持するコンロッド32と別部品であり、少なくとも、シリンダ22の内周側に接触する外周面33a、およびバルブプレート26側の上面33cが耐摩耗性を有する樹脂によって構成されている。本実施例では、ピストン33は、後述するピストンインサート41を除いて耐摩耗性に優れる樹脂により構成されている。
The
耐摩耗性に優れる樹脂材料としては、例えばピストン33の主体にポリテトラフルオロエチレン(Poly Tetra Fluoro Ethylene、PTFE)を使用したものが挙げられる。更に、熱膨張率を考慮した場合は、ピストン33の樹脂材としては、ポリフェニレンサルファイド(Poly Phenylene Sulfide、PPS)等が挙げられる。
An example of a resin material with excellent abrasion resistance is one in which polytetrafluoroethylene (PTFE) is used as the main body of the
また、ピストン33の外周面33aは、シリンダ22の内径より小さい直径を持つ球面となっている。特には、わずかに小さい直径であることが望ましい。
The outer
更に、ピストン33の先端の上面33cは、ピストン33の中心軸33fに対して傾いており、凹部33eの部分を除いて平面となっている略平面状をしている。略平面状の上面33cは、ピストン33が上死点に位置するときにバルブプレート26の下面に対して略平行になる。なお、ここでいう「略」とは、巨視的に見て実質的に平板状、あるいは平行であるとみなせる水準であればよく、完全に平板状、あるいは平行である必要はない。
Furthermore, the
このようなピストン33では、圧縮ガスをシールするシールリングとしてピストンリング34が用いられている。この、ピストンリング34は、ピストン33の外周面33aに設けられたリング(環状)溝33bに対してある隙間をもって嵌合されている。なお、ピストンリング34およびリング溝33bを用いずに構成することができる。
In such a
また、図4に示すように、ピストン33はその内部に、アルミニウム合金などの金属からなるピストンインサート41が埋め込まれた状態で成型されている。このピストンインサート41は、ピストン33が往復動慣性力や摩擦力によってシリンダヘッド23側に引き上げ荷重を受けた場合でも抜け出すことがないよう、その縁部41aがピストン33の周方向に食い込んだ形状となっている。
As shown in FIG. 4, the
このピストンインサート41は、コンロッド32に対してクランクケース21側からクランクシャフト24と直交する方向にネジ35で締結(固定)されている。
This
上述のようなピストンインサート41は、図4に示すように、シリンダヘッド23側を底にした皿型をしているとともに、コンロッド32の座面も、ピストンインサート41の皿型の中央の凹部に対応する位置に凹部32bが形成されている。この構造により、ピストンインサート41の下面とコンロッド32の上面との間に、中空部41bが形成されることにより軽量化が図られている。
As shown in Figure 4, the
次いで、シリンダ22の端面構造について図5および図6を用いて説明する。図5は図2の圧縮機10においてピストン33が上死点に到達したときのピストン33の周辺部の拡大図を示している。図6は同じ状態の圧縮機10のクランク軸方向の断面図を示している。
Next, the end face structure of the
図5に示すように、シリンダ22のバルブプレート26側の端面には環状溝22bがあり、その環状溝22bにリング状部材51がはめ込まれている。
As shown in FIG. 5, the
このリング状部材51は、圧縮運転中に常に圧縮熱にさらされながら、ピストン外周面33aとの微小な隙間を維持する寸法精度が求められる。また、バルブプレート26に設けられた吸込み弁板26aとの繰り返し衝突に耐える強度とクッション性も必要となる。
This ring-shaped
このため、耐熱性を有し、かつ熱膨張率の小さい材料、例えば樹脂で構成されることが望ましく、特には熱膨張率および高温強度に優れたエンジニアリングプラスチックなどの材質が適する。一例をあげると、フェノール樹脂やポリフェニレンサルファイド(Poly Phenylene Sulfide;PPS)などが適する。これらの樹脂材料は射出成型が可能であるために、形状が複雑であり機械加工が困難なリング状部材51を構成するうえでも都合がよい。
For this reason, it is desirable to construct the
リング状部材51の内周51a部分の径は、その一部、あるいは全体がシリンダ22の内径よりも小さいことが望ましく、シリンダ内壁面22aより内側に突出していることが望ましい。
It is desirable that the diameter of the
さらにこのリング状部材51の内周51aは、ピストン33が上死点に到達した状態でも、ピストン外周面33aとの間に若干の隙間を有し、接触による摩耗等の不具合を生じないようになっていることが望ましい。かつ、球形のピストン33が上死点に到達した際に、シリンダ内壁面22a、バルブプレート26、ピストン外周面33a、および上面33cによって囲まれる隙間容積を狭められるようになっている。
Furthermore, it is desirable that the
次いでこのリング状部材51の詳細形状について、図6乃至図9の展開図を用いて説明する。図7は圧縮機本体の展開図である。図8は実施例の他の構成における圧縮機本体のうち、ピストンが上死点にある場合のシリンダ上面の拡大断面図である。図9は、リング状部材の短形態を示す図である。
Next, the detailed shape of the ring-shaped
図6に示すように、リング状部材51はその周上にシリンダ22の伸縮する方向の厚さが一部薄くなる凹部51bと、その凹部51bの部分に設けられている凸部51cと、を有している。
As shown in FIG. 6, the ring-shaped
このうち、凹部51bは、シリンダ22の中心側に向けて傾斜しており、吸込み弁板26aの先端と、シリンダ22との間に介在するようになっている。リング状部材51の凹部51bは、バルブプレート26に設けられた吸込み弁板26aとの衝突によって生じる騒音を緩和することに有効であり、その深さ寸法h、およびその形状が重要である。
Of these, the
例えば、図6に示すように吸込み弁がバルブプレート26に設けられた吸込み弁板26aのみで構成される場合は、吸込み弁板26aが開いた時のみ凹部51bに接触するよう凹部51bの深さ寸法を決定すればよい。更に、図6に示すように凹部51bをシリンダ22の中心側に向けて傾斜させると、吸込み弁板26aが衝突する際の衝撃を和らげることができる。
For example, as shown in FIG. 6, if the suction valve is composed only of the
凸部51cは、凹部51bからリング状部材51の径方向の外側へ突出しており、バルブプレート26の吸込み弁板26aを受ける面積を大きくする役割を有している。その形状については特に限定されず、吸込み弁板26aが開いた時のみ凸部51cに接触するような深さ寸法や形状とすることが望ましい。
The
ここで、吸込み弁板26aは、その端がシリンダ22の内径よりもシリンダ22の径方向の外側に配置され、リング状部材51に接触する長さである必要がある。これにより、吸込み弁板26aが図7における一方側のボルトだけで支えられ、常に振動するような片持ち構造となることを防止することができ、振動を抑制することができる。
The
なお、図6などで示した形態では吸込み弁板26aを弁板が一枚のみの構成としているが、図8に示すように吸込み弁板26aのシリンダ22側に吸込み弁受26bを有する構成とすることができる。
In the embodiment shown in Figure 6 etc., the
図8に示す形態の場合、リング状部材51の凹部51bは、バルブプレート26に設けられた吸込み弁受26bとシリンダ22との間に介在するように設ける。
In the case of the embodiment shown in FIG. 8, the
また、図8に示すように吸込み弁が吸込み弁板26aと吸込み弁受26bで構成される場合、リング状部材の凹部51bは、吸込み弁受26bと常時接触していてもよいし、吸込み弁板26aが開いたときのみ接触するようにしてもよい。ただし、前者の構成の方が吸込み弁受26bがリング状部材51の凹部51bに衝突する際の摩耗を防止できるというメリットがある。
Also, when the suction valve is composed of a
なお、リング状部材の形状は、図5乃至図8に示した形状に限られない。例えば、図9に示すリング状部材51Aは、吸込み弁板26aが開いたときに接触する位置に凹部51bのみが設けられており、凸部51cが設けられていないものである。このような形状においても、凹部51bは、吸込み弁板26aが開いたときのみ凹部51bに接触する寸法、形状とすることが望ましい。
The shape of the ring-shaped member is not limited to the shapes shown in Figures 5 to 8. For example, the ring-shaped
また、図示は省略するが、凸部51cのみが設けられており、凹部51bが設けられておらず、吸込み弁板26aが開いたときにリング状部材の上面側で接触する形状とすることができる。このような形状では、吸込み弁板26aが開いたときのみリング状部材の上面側に接触するように、リング状部材の形状、寸法を決定することが望ましい。
Although not shown in the figure, it is possible to provide only the
次に、本実施例の効果について説明する。 Next, we will explain the effects of this embodiment.
上述した本実施例のシリンダ22内をピストン33が往復動することで流体を圧縮する圧縮機10は、ピストン33は、シリンダ22内を揺動しながら往復動する揺動式であって、ピストン33の先端は略平面であり、ピストン33の外周面33aは、シリンダ22の内径より小さい直径の球面となっており、シリンダ22の端面のうち、シリンダ22の端部を閉鎖するバルブプレート26側にリング状部材51が嵌合されていることにより、上死点における球状のピストン33とシリンダ22との隙間を埋めて体積効率を向上させることができる。また、リング状部材51の一部で吸込み弁板26aの弁受を兼ねることができるため、吸込み弁板26aの開閉にともなう衝突騒音を緩和することができる。
In the
また、リング状部材51は、その内径の一部、更にはその内径の全体がシリンダ22の内径よりも小さいため、より効果的に隙間容積を低減することができ、圧縮効率の更なる向上を図ることができる。
In addition, because part of, and even the entire inner diameter of, the ring-shaped
更に、リング状部材51は、シリンダ22の伸縮する方向の厚さが一部薄くなる凹部51bを有することで、バルブプレート26とリング状部材51との間の隙間を最小限にでき、隙間容積を最大限に減らせるとともに、吸込み弁板26aをより効果的に受け止めることができ、騒音の低減をより効果的に図ることができる。
Furthermore, the ring-shaped
また、凹部51bは、シリンダ22の中心側に向けて傾斜していることにより、吸込み弁板26aの開閉の際に吸込み弁板26aを更に効果的に受け止めることができる。
In addition, the
更に、リング状部材51は、径方向の外側に突出している凸部51cを有することで、吸込み弁板26aを受ける面積が大きくできるので更に吸込み弁板26aの衝撃を和らげ、騒音を軽減することができる。また、径方向の外側に突出していることで、ピストン33と干渉することを避けることができる。
Furthermore, the ring-shaped
また、ピストン33の先端の中心33dの水平方向位置が、ピストン33を回転させる回転軸24aからずれた位置に設けられていることで、圧縮工程におけるピストンリング34の傾きを抑制し、シール性能の悪化を防止することが可能となる。
In addition, the horizontal position of the
更に、上面33cは、ピストン33の中心軸33fに対して傾いており、ピストン33が上死点に位置するときに上面33cがバルブプレート26に対して略平行になることで、隙間容積を最小化することが可能となり、圧縮機本体1の理論体積効率を更に向上させることが可能となる。
Furthermore, the
また、リング状部材51は、樹脂、特にはフェノール樹脂あるいはポリフェニレンサルファイドで構成されていることにより、熱膨張率および高温強度に優れた材料により構成されることになり、リング状部材51の摩耗などの問題を低減することができる。
In addition, the ring-shaped
<その他>
なお、本発明は上記の実施例に限られず、種々の変形、応用が可能なものである。上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。
<Other>
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications and applications are possible. The above-mentioned embodiment has been described in detail to explain the present invention in an easily understandable manner, and the present invention is not necessarily limited to having all of the described configurations.
1…圧縮機本体
2…電動機
3…タンク
4…圧縮機プーリ
5…電動機プーリ
6…伝動ベルト
10…圧縮機
21…クランクケース
22…シリンダ
22a…シリンダ内壁面
22b…環状溝
23…シリンダヘッド
24…クランクシャフト
24a…回転軸
26…バルブプレート
26a…吸込み弁板
26b…吸込み弁受
32…コンロッド
32b…凹部
33…ピストン
33a…ピストン外周面(側面)
33b…リング溝
33c…上面
33d…中心
33e…凹部
33f…中心軸
34…ピストンリング
35…ネジ
41…ピストンインサート
41a…縁部
41b…中空部
51,51A…リング状部材
51a…内周
51b…凹部
51c…凸部
1...Compressor body 2...Electric motor 3...Tank 4...Compressor pulley 5...Electric motor pulley 6...
33b...
Claims (10)
前記ピストンは、前記シリンダ内を揺動しながら往復動する揺動式であって、
前記ピストンの先端は略平面であり、
前記ピストンの側面は、前記シリンダの内径より小さい直径の球面となっており、
前記シリンダの端面のうち、前記シリンダの端部を閉鎖するバルブプレート側に径方向の外側に突出している凸部を有するリング状部材が嵌合されており、
前記リング状部材は、前記ピストンと前記シリンダとの隙間を埋めるように配置されている
圧縮機。 In a compressor that compresses a fluid by reciprocating a piston inside a cylinder,
The piston is of an oscillating type that reciprocates while oscillating within the cylinder,
The tip of the piston is substantially flat,
The side surface of the piston is a spherical surface with a diameter smaller than the inner diameter of the cylinder,
A ring-shaped member having a convex portion protruding radially outward is fitted to an end surface of the cylinder on the side of a valve plate that closes the end of the cylinder ,
The ring-shaped member is disposed so as to fill a gap between the piston and the cylinder .
前記ピストンは、前記シリンダ内を揺動しながら往復動する揺動式であって、
前記ピストンの先端は略平面であり、
前記ピストンの側面は、前記シリンダの内径より小さい直径の球面となっており、
前記シリンダの端面のうち、前記シリンダの端部を閉鎖するバルブプレート側に径方向の外側に突出している凸部を有するリング状部材が嵌合されており、
前記リング状部材の凸部は、弁板の弁受を兼ねる
圧縮機。 In a compressor that compresses a fluid by reciprocating a piston inside a cylinder,
The piston is of an oscillating type that reciprocates while oscillating within the cylinder,
The tip of the piston is substantially flat,
The side surface of the piston is a spherical surface with a diameter smaller than the inner diameter of the cylinder,
A ring-shaped member having a convex portion protruding radially outward is fitted to an end surface of the cylinder on the side of a valve plate that closes the end of the cylinder ,
The protrusion of the ring-shaped member also serves as a valve receiver for the valve plate .
前記リング状部材は、その内径の一部が前記シリンダの内径よりも小さい
圧縮機。 The compressor according to claim 1 or 2 ,
A portion of an inner diameter of the ring-shaped member is smaller than an inner diameter of the cylinder.
前記リング状部材は、その内径の全体が前記シリンダの内径よりも小さい
圧縮機。 4. The compressor according to claim 3 ,
The ring-shaped member has an inner diameter that is smaller than the inner diameter of the cylinder as a whole.
前記リング状部材は、前記シリンダの伸縮する方向の厚さが一部薄くなる凹部を有する
圧縮機。 The compressor according to claim 1 or 2 ,
the ring-shaped member has a recess where a thickness in a direction in which the cylinder expands and contracts is partially thinner.
前記凹部は、前記シリンダの中心側に向けて傾斜している
圧縮機。 6. The compressor according to claim 5 ,
The recess is inclined toward the center of the cylinder.
前記ピストンの先端の中心の水平方向位置が、前記ピストンを回転させる回転軸からずれた位置に設けられている
圧縮機。 The compressor according to claim 1 or 2 ,
a horizontal position of a center of a tip of the piston is offset from a rotation axis that rotates the piston.
前記ピストンの先端の平面は、前記ピストンの中心軸に対して傾いており、
前記ピストンが上死点に位置するときに前記平面が前記バルブプレートに対して略平行になる
圧縮機。 The compressor according to claim 1 or 2 ,
The plane of the tip of the piston is inclined with respect to the central axis of the piston,
the plane is substantially parallel to the valve plate when the piston is at top dead center.
前記リング状部材は、樹脂で構成されている
圧縮機。 The compressor according to claim 1 or 2 ,
The compressor, wherein the ring-shaped member is made of resin.
前記リング状部材は、フェノール樹脂あるいはポリフェニレンサルファイドで構成されている
圧縮機。 10. The compressor according to claim 9 ,
The compressor, wherein the ring-shaped member is made of phenol resin or polyphenylene sulfide.
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