JP5396359B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は空気圧縮機のシリンダヘッド固定用ボルトの発錆防止に関するものである。

特許文献１のエンジンユニットは、シリンダおよびシリンダヘッドが複数のスタッドボルトにより締着され、シリンダ側の合わせ面にスタッドボルトの挿通孔にいたる凹溝が水抜き穴として形成されている。

特開平３−２４９３３２

特許文献１のエンジンユニットは空気圧縮機にかかるシリンダではなく、シリンダヘッドとシリンダとの間に圧縮空気をシールするパッキン部を有しておらず、水抜き穴がボルト挿通孔の下方にある。このため、仮に特許文献１のシリンダヘッド部構造を圧縮機用に用いたとしても、圧縮運転停止後に結露した水分がパッキン部よりボルトのネジ部にしみこみ、ボルトが発錆し、カジリを生じることになる。

本発明は、上記課題に鑑み、ボルト周りにパッキン部から漏れ出た水分がボルト周囲の通路を大気に連通することで水分を大気に逃がし、発錆させない圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、モータによって駆動されたピストンが内部で往復動することにより、空気を圧縮するシリンダと、前記シリンダにボルトにより取り付けられたシリンダヘッドと、前記シリンダ内の空気の流れの向きを規定する空気弁と、前記シリンダヘッドと前記空気弁との間に配置され、前記シリンダ内の空気をシールするヘッドパッキンとを備え、前記シリンダヘッドに設けられたボルト固定用の穴に大気と連通する連通路をヘッドパッキンと水平方向ほぼ同位置、若しくはヘッドパッキンよりも上方に設け、前記パッキンを大気と連通させることを特徴とする圧縮機を提供する。

本発明によれば、ボルト周りにパッキン部から漏れ出た水分が付着することを防止することでボルトを発錆させない圧縮機を提供することができる。

本発明の実施例１における圧縮機 本発明の実施例１における圧縮機シリンダ回りの縦断面構造 本発明の実施例１における圧縮機シリンダヘッドの横断面構造 本発明の実施例１における圧縮機シリンダヘッドの縦断面構造（ボルトが無い部分） 本発明の実施例１における圧縮機シリンダヘッドの縦断面構造（ボルトが有る部分） 本発明の実施例２における圧縮機シリンダヘッドの縦断面構造（ボルトが有る部分） 本発明の実施例３における圧縮機シリンダヘッドの縦断面構造（ボルトが有る部分）

図１−５を用いて、本発明の実施例１における構成を説明する。

図１は本発明の実施例１における圧縮機の全体構造である。タンク１の上に圧縮機本体２とモ−タ３が配置される。モ−タ３の回転により圧縮機が駆動され、サイレンサ４から空気を吸込み、圧縮された後吐出配管５を通ってタンク１内に蓄圧されるものである。止め弁６は用途に応じて開放し蓄圧された空気を使用する際に用いられる。

図２は圧縮機本体２のシリンダ７周りの断面図である。シリンダ７の上に空気弁パッキン８を介してシリンダ７内の空気の流れの向きを規定する空気弁９が配置されている。空気弁の上にはヘッドパッキン１０を介してシリンダヘッド１１が配置され、シリンダヘッド１１はヘッドボルト１６によりシリンダ７に取り付けられている。シリンダヘッド１１と空気弁との間の空間は大気から空気を吸込む吸込み室１１−２とタンクへ空気を吐出する吐出室１１−１に区画されている。シリンダ７内にはピストン１２がライダ−リング１２−３により往復動可能なように構成されている。ピストン１２はモ−タ３の回転が連接棒１３に伝えられ往復動することで吸込み孔１４からシリンダ７内に吸込み室１１−２に空気を吸込みピストン１２の動きで圧縮しシリンダヘッド内吐出室１１−１に吐出され吐出孔１５を通ってタンクへ吐出される。ここで、圧縮機は大気中の水分（水蒸気）を含んだ空気を圧縮し、圧縮によってヘッド周りは温度上昇するが、停止時には高温の熱が放熱し温度が低下する。従って、圧縮された空気は圧力の増加に伴い飽和水蒸気量が低下するため温度の低下に伴いシリンダヘッド１１内の吐出室１１−１内で結露する。

図３は図２のＡＡ断面を示した断面図である。シリンダヘッド１１には吐出室１１−１と吸込み室１１−２があり高圧の吐出室１１−１のシ−ルはヘッドパッキン１０にて行っている。圧縮機のシリンダヘッド１１は圧縮時の熱で高温になりヘッドパッキン１０はヘタリを生じシ−ル性の低下を生じる。また、耐熱性の良好なグラファイト製の場合はパッキンの製造工程から層状組織となっており極微量ではあるが層間で漏れを生じる。漏れを生じるとシリンダヘッド吐出室１１−１内で結露した水分が漏れ出し、若しく水分を含んだ空気が漏れ出しボルト近傍で結露し、後述するボルト１６に水分が付着し、発錆する可能性がある。

図４は図３のＢＢ断面を示した断面図である。この位置では、ヘッドボルトがないため、ヘッドパッキンより漏れ出た水蒸気を含んだ空気は直接大気に出るため、ヘッドボルト１６の腐食の問題は生じない。

図５は図３のＣＣ断面を示した断面図である。図３のＣＣ断面はヘッドボルト１６を通る断面である。シリンダヘッド１１のボルト穴は加工公差を逃げることとシリンダヘッドの製造面での課題からボルト１６の回りには空間１１−３が存在する。即ち、図５のシリンダヘッド１１はダイカスト製の場合でありボルト穴に下方に広がる抜け勾配がある。この結果、ボルト１６とボルト１６の固定用の穴（ボルト穴）との間には空間１１−３が生じる。この空間の上面はボルト１６の頭で密閉されているが、本実施例ではヘッドパッキン１０（即ち、ヘッドパッキン１０の漏れ通路部１０−１のボルト固定穴の空間１１−３に面する部分を含む空間）を大気と連通するため、連通路１７をシリンダヘッドパッキン１０より上方（またはヘッドパッキン１０と水平方向ほぼ同位置）に設けた。これにより、吐出室１１−１内からヘッドパッキン１０の漏れ通路１０−１を介して漏れた飽和状態の空気を大気へ逃がすことができる。また、結露水が漏れだした場合も水分を乾燥させることが出来る。

図５に示したヘッドパッキン１０−１部で漏れを生じると空間１１−３内に直接水分が漏れ出したり、飽和状態の空気が漏れた場合は圧力の低下により結露水を生じることになる。ここで、通路１７が無い場合は空間１１−３は密閉空間であり、微量でも空間内にパッキン部から漏れた水分が停留するためボルト１６のネジ部を腐食させることになる。

ここで、特許文献１のシリンダの連通路は外部より侵入した水分を流し出すためのものであり、下方に連通路を有する。従って、特許文献１のシリンダのように下方に連通路を有する場合は、水分が下方に流れた後に排出するため結露水がボルトネジ部にしみ込みネジ部を腐食させることになる。また、連通路を介して水分を乾燥させる効果についても上方に水分が滞留し乾燥効果が少なく乾燥する前にボルトネジ部に水分がしみ込み易い。腐食が進行するとシリンダ７のネジ部でカジリを生じてメンテナンスでボルト１６を外す時にネジを破損させるなどの不具合原因となる。一方、本実施例では連通路１７がヘッドパッキン１０よりも上方に設けてあるため、空間１１−３内の水分は圧縮時の熱によって蒸発してヘッドパッキン１０から上方へ向けて大気へ逃がすことが出来る。これにより、ボルト１６のネジ部の腐食を防止でき、上記不具合を防止することができる。

図６を用いて本発明の実施例２における構成を説明する。ここでは、実施例１と同じ構成には同じ符号で示し、その説明を省略する。図６は、図３のＣＣ断面を示した断面図である。本実施例では、実施例１に対して連通路１８を追加し、１つのボルト穴に対し、複数の連通路１７、１８を設け、より多量の漏れを生じた場合にも容易に空間１１−３の水分を大気へ逃がすようにしたものである。

また、本実施例では、吸込み室１１−２よりも吐出室１１−１に近い位置にあるボルト１６については、ボルト穴に複数の連通路１７、１８を設け、吐出室１１−１よりも吸込み室１１−２に近い位置にあるボルト１６についてはボルト穴に１つの連通路１７を設けてもよい。これにより、圧縮熱により温度が高くなり、より多くの水分が結露する吐出室１１−１の近傍にあるボルト１６のボルト穴からより多くの水分を大気に逃がすことができる。また、吸込み室１１−２の近傍は吐出室１１−１近傍に比べて高温になりにくく、水分の結露も少ない。従って、ボルト穴の連通路を１つとすることでシリンダヘッドの加工を容易にすることができる。

なお、ここでは、吸込み室１１−２よりも吐出室１１−１に近い位置にあるボルト穴については、連通路を２つとし、吐出室１１−１よりも吸込み室１１−２に近い位置にあるボルト穴については連通路を１つとしたが、吸込み室１１−２よりも吐出室１１−１に近い位置にあるボルト穴に設けられた連通路が吐出室１１−１よりも吸込み室１１−２に近い位置にあるボルト穴に設けれた連通路よりも多ければ連通路の数は上記のとおりでなくてもよい。

図７を用いて本発明の実施例３における構成を説明する。ここでは、実施例１と同じ構成には同じ符号で示し、その説明を省略する。図７は、図３のＣＣ断面を示した断面図である。本実施例では、実施例１に対して、シリンダヘッドのヘッドパッキンと接触する面、すなわちヘッドパッキンと対向した位置に凹溝を設けて、ヘッドパッキンを大気に連通させるものである。図７では三角形状の溝１９で構成された例示している。実施例１と比較して、シリンダヘッドのヘッドパッキンと接触する部分に溝のため、例えばダイカストでシリンダヘッドを成形する場合は型で溝を構成でき、加工性に優れた連通路を構成することができる。

１ タンク
２ 圧縮機本体
３ モ−タ
４ サイレンサ
５ 吐出配管
６ 止め弁
７ シリンダ
８ 空気弁パッキン
９ 空気弁
１０ ヘッドパッキン
１０−１ ヘッドパッキンの漏れ通路
１１ シリンダヘッド
１１−１ 吐出室
１１−２ 吸込み室
１１−３ 空間
１２ ピストン
１２−１ ピストンリング
１２−３ ライダ−リング
１３ 連接棒
１４ 吸込み通路
１５ 吐出通路
１６ ボルト（シリンダヘッド固定用）
１７ 連通路（実施例１）
１８ 連通路（実施例２）
１９ 連通路（実施例３）

Claims (4)

1. モータによって駆動されたピストンが内部で往復動することにより、空気を圧縮するシリンダと、
   前記シリンダにボルトにより取り付けられたシリンダヘッドと、
   前記シリンダ内の空気の流れの向きを規定する空気弁と、
   前記シリンダヘッドと前記空気弁との間に配置され、前記シリンダヘッド内と空気弁との間の空気をシールするヘッドパッキンとを備え、
   前記シリンダヘッドに設けられたボルト固定用の穴に前記ヘッドパッキンと水平方向のほぼ同位置、若しくは前記ヘッドパッキンよりも上方に大気と連通する連通路を設け、前記ヘッドパッキンを大気と連通させることを特徴とする圧縮機。
2. 前記ボルト固定用の穴に前記連通路を複数個設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記連通路を前記シリンダヘッドの前記ヘッドパッキンと接触する部分に形成された凹状溝としたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
4. 前記シリンダヘッドと前記空気弁との間の空間は、大気から空気を吸込む吸込み室と、空気を貯留するタンクへ空気を吐出する吐出室とに区画され、
   前記吸込み室よりも前記吐出室に近い位置にあるボルト固定用の穴に設けた前記連通路の数は前記吐出室よりも前記吸込み室に近い位置にあるボルト固定用の穴に設けた前記連通路の数よりも多いことを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。

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