(57)【要約】コンプレッサ搭載の装置の横転や倒立状態での使用に対応できるコンプレッサの支持方法として、コンプレッサの重心、モータ回転軸に平行軸線上の２点で防振部材を介して支持する支持部が、防振部材とコンプレッサ側の当該防振部材の受け部、防振部材とコンプレッサを支持する筐体とを接続する固定軸を備えると共に、防振部材とその受け部の形状が当該固定軸を中心とする回転を規制する形状であることを特徴とするコンプレッサの支持方法を提供する。
2014051017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動のコンプレッサのモータ回転軸に平行であり、且つ該コンプレッサの重心を通る軸線上の２点で防振部材を介して支持する支持部を備えたコンプレッサの支持方法であり、該支持部が、防振部材とコンプレッサ側の当該防振部材の受け部、防振部材とコンプレッサを支持する筐体とを接続する固定軸を備えると共に、防振部材とその受け部の形状が当該固定軸を中心とする回転を規制する形状であることを特徴とするコンプレッサの支持方法。
【請求項２】
該防振部材及びその受け部が矩形形状である請求項１記載のコンプレッサの支持方法。
【請求項３】
該防振部材がゴムまたはゲル素材であり、表面に粘着防止用の潤滑剤を有することを特徴とする請求項２記載のコンプレッサの支持方法。
【請求項４】
該コンプレッサが往復式コンプレッサであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のコンプレッサの支持方法。
【請求項５】
モータ駆動のコンプレッサのモータ回転軸に平行であり、且つ該コンプレッサの重心を通る軸線上の２点で支持する支持部を備えたコンプレッサであり、該支持部が、防振部材とコンプレッサ側の当該防振部材の受け部及び該コンプレッサを搭載する装置の筐体側に接続される当該防振部材の受け部、防振部材とコンプレッサを支持する筐体とを接続する固定軸を備えると共に、防振部材とその受け部の形状が当該固定軸を中心とする回転を規制する形状であることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項６】
該防振部材及びその受け部が矩形形状である請求項５記載のコンプレッサ。
【請求項７】
該防振部材が、矩形形状の該受け部に開いた円形孔に嵌合し、かつ該固定軸が通る円筒部を備えた形状部材である、請求項５または６に記載のコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサの支持方法に関する。更に詳細には、医療用の酸素濃縮装置などに搭載するモータ駆動のコンプレッサに関するものであり、駆動時の振動を抑え、機器の静穏化を実現するコンプレッサおよびその支持方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
肺気腫、肺結核後遺症や慢性気管支炎などの慢性呼吸器疾患患者に対して、高濃度の酸素を吸入させる酸素吸入療法が行われている。酸素吸入療法とは前記疾病患者に高濃度の酸素ガス、もしくは酸素濃縮気体を吸入させる治療法である。その酸素ガス、濃縮酸素気体を患者に供給する手法として、高圧酸素ボンベ、液体酸素ボンベ、酸素濃縮装置等が挙げられるが、長時間の連続使用に耐え、使い勝手がよいなどの理由により、酸素濃縮装置が用いられるケースが増加している。医療の質の向上が求められる中、酸素吸入を行ないながらも通常の生活ができるよう、ボンベ交換が不要で携帯可能な酸素濃縮装置の開発のニーズも高まっている。
酸素濃縮装置は空気中の酸素を分離、濃縮することを可能にした装置である。酸素分離、濃縮する装置としては、高濃度の酸素が得られるという観点で、窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を１個或いは、複数の吸着床に充填した吸着型酸素濃縮装置が広く知られている。その中でも、圧力変動装置としてコンプレッサを用いた圧力変動吸着型酸素濃縮装置が広く世の中に広まっている。
かかる装置は、通常、窒素を選択的に吸着する吸着剤を充填させた吸着床に対して、コンプレッサから圧縮空気を供給し、吸着床内を加圧状態にして窒素を吸着させ、未吸着の高濃度の酸素を得る吸着工程と、吸着床内を減圧して、吸着剤から窒素を脱着させる脱着工程からなり、これを一定サイクルで繰り返すことで、高濃度の酸素を得る装置である。
酸素濃縮装置は、酸素吸入療法を行う呼吸器疾患患者に対して医師の処方に従い酸素を供給する装置として、基本的に患者が飲食時、就寝時を問わず、終日連続使用するものであり、装置は患者の傍らに設置されている。そのため、かかる装置から発生する騒音や振動は、直接患者、患者の家族等の耳に入り、不快感を与える恐れがある。特に就寝時などは騒音の与える影響が大きく、患者、或いは患者の家族の睡眠を妨げ、メンタルヘルスにも悪影響を及ぼすことが懸念される。圧力変動吸着型酸素濃縮装置の最大の騒音および振動の発生要素はコンプレッサである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７−２７８２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コンプレッサの駆動に伴う振動が直接装置に伝達するのを防止するため、コンプレッサはコンプレッサ下部に設けた圧縮バネを介して装置内に搭載されている。コンプレッサには、ピストンを用いた往復運動式コンプレッサや、ヘリカル式、スクロール式などの回転式コンプレッサがあり、種々の外観形状をしている。いずれのコンプレッサも、通常は図１に示すように、コンプレッサをブラケットに搭載し、ブラケット下部の４点で支持することにより振動低減を図っている。また、特開２００７−２７８２３８号公報には、圧縮バネのバネ支持点の少なくとも１つが、駆動用モータの回転軸の軸線上に備え、３点でのコンプレッサ支持方法も知られている。
従来のコンプレッサのマウント方法で、コンプレッサの低回転時における高振幅の振動を低減するためには、通常、マウントに使用する圧縮バネのバネ定数を小さくすることによって対処する。しかし、バネ定数を小さくするとバネの坐屈が発生しやすくなり、装置を輸送する際に生じる振動に弱くなり、コンプレッサが、自立できなくなるなどの問題が生じる。また、コンプレッサの重心位置が高いため、横揺れに対する振動が大きくなり、コンプレッサとその周辺部材とが接触する可能性がある。そのため、接触防止用のガードを設ける、あるいは周辺に空間を設けるなどの対策が必要となる。また、支持バランスが不安定であるため、バネを４個よりも多く使用し、バネ支持位置をコンプレッサから離れた位置に設けるなどの必要も生じる。
さらに、コンプレッサを支えているバネを配置するためは、ブラケットの下部に空間を設ける必要がある。特に重量の大きいコンプレッサの場合には、土台との接触をさけるため、バネの荷重長を長くし、それに応じて自然長も長くする必要があり、土台とブラケットの間隔を広くとる必要がある。このため、コンプレッサを収容するコンプレッサボックスの容積が大きくなり、その結果として装置全体が大型化する結果となる。
小型で軽量化を図った酸素濃縮装置を携帯して使用する場合が増える中、従来の据置器と違い、酸素濃縮器を横置き、あるいは倒立状態とする場合も想定され、それに対応できるコンプレッサの支持方法が要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を解決する方法として、本発明は以下のコンプレッサ支持方法を提供する。
１．モータ駆動のコンプレッサのモータ回転軸に平行であり、且つ該コンプレッサの重心を通る軸線上の２点で防振部材を介して支持する支持部を備えたコンプレッサの支持方法であり、該支持部が、防振部材とコンプレッサ側及び筐体側のフレームに当該防振部材を収容する受け部、受け部及び防振部材を接続する固定軸を備えると共に、防振部材とその受け部の形状が当該固定軸を中心とする回転を規制する形状であることを特徴とするコンプレッサの支持方法。
２．該防振部材及びその受け部が矩形形状である上記１記載のコンプレッサの支持方法。
３．該防振部材がゴムまたはゲル素材であり、表面に粘着防止用の潤滑剤を有することを特徴とする上記２記載のコンプレッサの支持方法。
４．該コンプレッサが往復式コンプレッサであることを特徴とする上記１〜３の何れかに記載のコンプレッサの支持方法。
５．モータ駆動のコンプレッサのモータ回転軸に平行であり、且つ該コンプレッサの重心を通る軸線上の２点で支持する支持部を備えたコンプレッサであり、該支持部が、防振部材とコンプレッサ側の当該防振部材の受け部及び該コンプレッサを搭載する装置の筐体側に接続される当該防振部材の受け部、防振部材とコンプレッサを支持する筐体とを接続する固定軸を備えると共に、防振部材とその受け部の形状が当該固定軸を中心とする回転を規制する形状であることを特徴とするコンプレッサ。
６．該防振部材及びその受け部が矩形形状である上記５記載のコンプレッサ。
７．該防振部材が、矩形形状の該受け部に開いた円形孔に嵌合し、かつ該固定軸が通る円筒部を備えた形状部材である、上記５または６に記載のコンプレッサ。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のコンプレッサ支持方法は、コンプレッサの重心を通る軸上の２点で支持することでコンプレッサを搭載する装置の設置方向に左右されず支持することができる。また、矩形形状等の防振部材を介して支持することでモータの回転に伴う慣性力に対し、コンプレッサの回転、振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、従来のピストン往復式圧縮機の支持例を示す。図２は、本発明のピストン往復式圧縮機の支持例を、図３、図４は、本発明のピストン往復式圧縮機の支持部の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明のコンプレッサ支持方法を、図面を用いて説明する。本発明のコンプレッサ支持方法は、モータ駆動で作動するコンプレッサに適用するものである。
コンプレッサの１つとして、シリンダ内のピストンを往復運動させることにより空気を圧縮、逆に吸引する往復運動式コンプレッサがあり、モータの回転運動をクランクによりピストンの往復運動に変換している。ピストンが１つの１ヘッドのものと、ピストンが左右２つ存在する２ヘッドのものがある。従来のコンプレッサの支持方法は、図１の平面模式図（Ａ）および正面模式図（Ｂ）に示すように、コンプレッサ１をブラケット２に設置し、ブラケット下部と土台４の間に圧縮バネ３を４か所に設置して、水平および重心バランスをとった上で、垂直方向に支持する方法が用いられている。
これに対して、本願発明のコンプレッサの支持方法はコンプレッサの重心を通り、モータ回転軸に平行な軸線上の２点でコンプレッサを支持する。１ヘッドタイプの往復運動式コンプレッサを例に、本願発明のコンプレッサの支持方法を図２に示す。
往復運動式コンプレッサは、モータ１３の回転をクランク部分１２でピストンの往復運動に変換し、シリンダ１１内でのピストンの往復運動により空気を圧縮し加圧空気を供給する。１ヘッドタイプの場合には、図２のようにシリンダ１１とモータ部分１３が９０度の位置となるＬ字形状をとる場合が多い。コンプレッサの中ではモータ部分の重量が大きいことから、モータ部分を下部にして保持すると共に、シリンダ部分の重量等からコンプレッサの重心１６は、モータ回転軸１４から、シリンダ拠りに位置する。モータ回転軸１４でコンプレッサを支持すると重心位置がずれるために振動が大きくなる。
そこで本発明では、コンプレッサのモータ回転軸１４に平行であり、且つ該コンプレッサの重心１３を通る軸線１５上の２点で、軸線方向の上下に防振部材を介してコンプレサを支持する。これにより装置の設置方向が変化したとても安定的にコンプレッサを保持することが出来、モータ回転に伴う振動を最小限に抑えることが出来る。
コンプレッサと筐体との間の接続部分の詳細構造を図３及び図４を用いて説明する。
図３に示すように、コンプレッサと筐体の接続および支持は、工作性および組立性を考慮して、各々に接続したフレームを介して行う。コンプレッサ１０にコンプレッサ側フレーム１７をねじ止め１８等で接続固定する。コンプレッサ側フレーム１７とコンプレッサを設置する筐体側のフレーム２０との間で、コンプレッサ１０の重心１６を通り、かつモータ１３の回転軸と平行である図３の点線で示す軸線上の２点で、防振部材２３を介して支持する。
防振部材２３としては、シリコーンゴムやクロロプレンゴム、ニトリルゴムなどの防振ゴム材が用いられる。その中でもシリコーンを原材料とするアルファゲルなどのシリコーンゲル素材が耐衝撃吸収性、防振性の点で好ましい。表面には潤滑油あるいは工業用デンプンなどの潤滑粉を用いることで、防振部材が受け部に張り付くことによる捩れを防ぎ耐久性を上げることが出来、また取り扱い性も向上する。
２点支持の場合、支持軸に対して上下方向、半径方向、円周（回転）方向の動きに対して防振効果を示す必要がある。本願発明では、モータ回転軸と平行の位置でコンプレッサを上下２点支持することから、支持軸では回転方向の動きが支配的になる。
防振部材２３自体の回転を抑え、かつ、コンプレッサの回転方向の動きを有効に抑えるため、コンプレッサ１０を固定するコンプレッサ側フレーム１７と、筐体側フレーム２０との間に挿入される防振部材２３を受ける受け部として、コンプレッサ側受け部２５、筐体側受け部２４を各々に設ける。防振材が変形しつつ回転を抑制すると共に、その形状を矩形とすることで防振材自体の回転を防ぐことが出来る。形状は矩形に限定するものではなく、防振材とその受け分の関係で回転規制がかかる形状であれば、楕円や多角形状などであっても良い。
支持部の構成部品の詳細を図４に示す。防振部材２３の実施態様として、直方体形状をベースとし、更に突起部として、筐体側フレーム２０の凹部の受け部２４に開いた円形貫通孔に勘合し、かつ、ボルト２７の貫通孔を形成する円筒状部材を備える。防振部材の固定は、矩形形状の防振部材２３から伸びる円筒状部材の嵌合するリング状の防振部材２２を、ワッシャー２１を用いてボルト２７で固定するブッシュ構造とする。固定軸と筐体側フレーム２０とは、矩形形状の防振部材２３から伸びる円筒状部材を介して接する。これにより、固定軸に対して半径方向の動きが、防振材を介して拘束される。
また、かかるブッシュ構造とすることで、上下方向の動きが、防振材を介して拘束される。これにより、機器の向きにかかわらず、コンプレッサは防振材で振動絶縁された状態で筐体に支持される。
防振部材２３のコンプレッサ側受け部２５はコンプレッサ側フレーム１７に対して凸型の矩形状、筐体側フレームの受け部２４は筐体側フレーム２０に対して凹型の矩形状となっているが、防振部材２３の形状に合わせた受け部の形状であれば、どちらであっても良い。
本願発明のコンプレッサの支持方法は、圧力変動吸着型酸素濃縮器などの医療機器の他、騒音振動の低減が求められる機器に対してコンプレッサを搭載する場合に適用される。近年、呼吸器疾患患者であっても、酸素吸入しながら外出し、また仕事をしており、酸素供給源として携帯型の酸素ボンベに代わり、途中で充電可能な小型の圧力変動吸着型酸素濃縮装置が使用されている。携帯使用が故の課題である、装置の横置き、斜め置きなどの使用状態に関わらず、内部に搭載された駆動装置であるコンプレッサを安定的に支持することができ、防振性能を発揮する装置を実現することが出来る。また、音楽会など静粛性が求められ場面での騒音振動源であるコンプレッサの振動を抑えることができ、静かな装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本発明のコンプレッサは、コンプレッサを搭載した機器の防振性能を向上させ、静穏化を実現した小型装置として、携帯型酸素濃縮装置などに利用可能である。
【図１】
2014051017.tif 000003
【図２】
2014051017.tif 000004
【図３】
2014051017.tif 000005
【図４】
2014051017.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月27日(2016.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動のコンプレッサのモータ回転軸に平行であり、且つ該コンプレッサの重心を通る軸線上の2点で軸方向で支持する支持部を備えたコンプレッサであり、2点の支持部が、防振部材とコンプレッサ側の当該防振部材の受け部及び該コンプレッサを搭載する装置の筐体側に接続される当該防振部材の受け部、防振部材とコンプレッサを支持する筐体とを接続する固定軸を備えると共に、防振部材とその双方の受け部の形状が当該固定軸を中心とする回転を規制する矩形形状であること、双方の受け部が防振部材の形状に合わせて嵌合する凸型或いは凹型形状であることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項２】
該防振部材が、矩形形状の受け部に開いた円形孔に嵌合し、かつ該固定軸が通る円筒部を備えた形状部材である、請求項１に記載のコンプレッサ。
【国際調査報告】
2014051017.tif 000007
2014051017.tif 000008
2014051017.tif 000009
2014051017.tif 000010