(57)【要約】【課題】シールリングの摩耗粉が気流で巻き上げられることを防止することにより、シールリングの寿命を向上させることができ、メンテナンスサイクルを長くすることができる空気圧縮機の提供。【解決手段】モータで回転駆動されるクランク機構が設けられるとともに上部に載置部５０が設けられたクランクケース３７と、クランクケース３７の載置部５０に搭載されるシリンダと、シリンダ内に圧縮室を形成するように挿嵌され、クランク機構で駆動されることによりシリンダ内を往復動するピストンと、ピストンに設けられピストンとシリンダとの間をシールする環状のシールリングとを有する空気圧縮機において、載置部５０に、上方に向け開口してシールリングの摩耗粉を回収する回収凹部９１を設けてなる。【選択図】        図１０
2004360570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータで回転駆動されるクランク機構が設けられるとともに上部に載置部が設けられたクランクケースと、
該クランクケースの前記載置部に搭載されるシリンダと、
該シリンダ内に圧縮室を形成するように挿嵌され、前記クランク機構で駆動されることにより前記シリンダ内を往復動するピストンと、
該ピストンに設けられ該ピストンと前記シリンダとの間をシールする環状のシールリングとを有する空気圧縮機において、
前記載置部に、上方に向け開口して前記シールリングの摩耗粉を回収する回収凹部を設けてなることを特徴とする空気圧縮機。
【請求項２】
前記ピストンは前記圧縮室を形成するピストンヘッド部と前記クランク機構と接続されるコネクティングロッド部とが一体的に設けられることにより前記シリンダ内を揺動しつつ往復動する揺動ピストンであり、前記揺動ピストンの揺動面両側に前記回収凹部を設けてなることを特徴とする請求項１記載の空気圧縮機。
【請求項３】
駆動源であるモータと、
該モータのモータハウジングに連設され、前記モータで回転駆動されるクランク機構が設けられたクランクケースと、
該クランクケース上に搭載されるシリンダと、
該シリンダ上に搭載されるシリンダヘッドと、
前記シリンダ内に圧縮室を形成するように挿嵌され、前記クランク機構で駆動されることにより前記シリンダ内を往復動するピストンと、
該ピストンに設けられ該ピストンと前記シリンダとの間をシールする環状のシールリングとを有し、
前記クランクケースに設けられた吸込口から空気を吸い込み、前記シリンダヘッドに設けられた吐出口から圧縮空気を吐出させる空気圧縮機において、
前記吸込口および前記吐出口を除いて完全密閉とされており、
前記吸込口を前記クランクケースの下端から上側に離間して設けてなることを特徴とする空気圧縮機。
【請求項４】
前記吸込口をその全体が上下方向において前記クランク機構と対向する位置に設けてなることを特徴とする請求項３記載の空気圧縮機。
【請求項５】
前記クランクケースの前記シリンダが搭載される上部の載置部に、上方に向け開口して前記シールリングの摩耗粉を回収する回収凹部を設けてなることを特徴とする請求項３または４記載の空気圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮空気を発生させる空気圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮空気を発生させる空気圧縮機には、駆動源であるモータと、このモータのモータハウジングに連設され、モータで回転駆動されるクランク軸を回転可能に支持するクランクケースと、このクランクケース上に搭載されるシリンダと、シリンダ内に圧縮室を形成するように挿嵌され、クランク軸で駆動されることによりシリンダ内を往復動するピストンと、ピストンに設けられこのピストンとシリンダとの間をシールする環状のリップリングとを有するものがある（例えば、特許文献１参照）。また、このような空気圧縮機の用途は多岐にわたっており、例えば酸素濃縮装置等にも使用されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２８４７０号公報
【特許文献２】
特許第２７７６９９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようにピストンにシリンダとの間をシールする環状のリップリングを設ける空気圧縮機においては、リップリングがシリンダと摺動することになることから、経時的にリップリングが摩耗し、その摩耗粉（いわゆるカス）がクランクケースの底部に落下することになる。そして、この摩耗粉がクランクケース内に生じる気流で巻き上げられてリップリングとシリンダとの間に入り込むことになると、摩耗粉はリップリングに対する攻撃性が強いことから、リップリングの摩耗を促進させ、リップリングの寿命を低下させてしまうという問題があった。また、摩耗粉がリップリングを越えて圧縮室に至ると、吐出口から吐出されることになり、吐出側に設けられたフィルタの目詰まりを促進させ、メンテナンスサイクルを短くしてしまうという問題もあった。
【０００５】
したがって、本発明は、シールリングの摩耗粉が気流で巻き上げられることを防止することにより、シールリングの寿命を向上させることができ、メンテナンスサイクルを長くすることができる空気圧縮機の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、モータで回転駆動されるクランク機構が設けられるとともに上部に載置部が設けられたクランクケースと、該クランクケースの前記載置部に搭載されるシリンダと、該シリンダ内に圧縮室を形成するように挿嵌され、前記クランク機構で駆動されることにより前記シリンダ内を往復動するピストンと、該ピストンに設けられ該ピストンと前記シリンダとの間をシールする環状のシールリングとを有する空気圧縮機において、前記載置部に、上方に向け開口して前記シールリングの摩耗粉を回収する回収凹部を設けてなることを特徴としている。
【０００７】
このように、クランクケースの上部に設けられてシリンダを載置させる載置部に上方に向け開口する回収凹部を設け、この回収凹部にシールリングの摩耗粉を回収するため、クランクケースの底部に落下する摩耗粉の量を大幅に低減することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記ピストンは前記圧縮室を形成するピストンヘッド部と前記クランク機構と接続されるコネクティングロッド部とが一体的に設けられることにより前記シリンダ内を揺動しつつ往復動する揺動ピストンであり、前記揺動ピストンの揺動面両側に前記回収凹部を設けてなることを特徴としている。
【０００９】
このように、ピストンが揺動ピストンであることから、シールリングは揺動ピストンの揺動面両側が特にシリンダに擦り付けられることになるが、この揺動ピストンの揺動面両側に回収凹部が設けられていることから、摩耗粉を効率的に回収凹部に回収することができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、駆動源であるモータと、該モータのモータハウジングに連設され、前記モータで回転駆動されるクランク機構が設けられたクランクケースと、該クランクケース上に搭載されるシリンダと、該シリンダ上に搭載されるシリンダヘッドと、前記シリンダ内に圧縮室を形成するように挿嵌され、前記クランク機構で駆動されることにより前記シリンダ内を往復動するピストンと、該ピストンに設けられ該ピストンと前記シリンダとの間をシールする環状のシールリングとを有し、前記クランクケースに設けられた吸込口から空気を吸い込み、前記シリンダヘッドに設けられた吐出口から圧縮空気を吐出させる空気圧縮機において、前記吸込口および前記吐出口を除いて完全密閉とされており、前記吸込口を前記クランクケースの下端から上側に離間して設けてなることを特徴としている。
【００１１】
このように、吸込口をクランクケースの下端から上側に離間して設けてなることから、吸込口から吸い込まれた空気がシリンダ側に流れる際に、クランクケースの底部に溜まったシールリングの摩耗粉を巻き上げにくくなる。しかも、吸込口および吐出口を除いて完全密閉とされていることから、内部の作動音が漏れ出る部分がこれら吸込口および吐出口のみとなる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、前記吸込口をその全体が上下方向において前記クランク機構と対向する位置に設けてなることを特徴としている。
【００１３】
このように、吸込口の全体が上下方向においてクランク機構の移動の範囲と重なる位置に設けられ、クランクケースにおいて上過ぎない位置に設けられるため、吸込口から吸い込まれた空気がクランク軸および軸受等を効果的に冷却することになる。また、クランクケースが円筒形をなす場合に吸込口の位置をシリンダヘッドから離すことができ、騒音レベルが最も高い、シリンダ側に設けられた吸込弁および吐出弁の弁座への叩き音が吸込口から漏れ出るのを抑制することができる。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項３または４に係る発明において、前記クランクケースの前記シリンダが搭載される上部の載置部に、上方に向け開口して前記シールリングの摩耗粉を回収する回収凹部を設けてなることを特徴としている。
【００１５】
このように、クランクケースの上部に設けられてシリンダを載置させる載置部に上方に向け開口する回収凹部を設け、この回収凹部にシールリングの摩耗粉を回収するため、クランクケースの底部に落下する摩耗粉の量を大幅に低減することができる。しかも、回収凹部を設けることによりクランクケースの軽量化を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態の空気圧縮機を図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の空気圧縮機１１は、酸素濃縮装置１２に用いられるもので、まず、この酸素濃縮装置１２の概略構成について図１を参照して説明する。
【００１７】
酸素濃縮装置１２は、酸素よりも窒素を吸着しやすい吸着剤が充填された吸着床１４を有しており、この吸着床１４に圧縮空気を導入するためリリーフ弁１５および流路切換弁１６を介して空気圧縮機１１が連結されていて、さらに吸着床１４の空気圧縮機１１に対し反対側に開閉弁１７を介してサージタンク１８が連結され、サージタンク１８の吸着床１４に対し反対側と吐出部１９との間に開閉弁２０、減圧弁２１、除菌フィルタ２２、流量設定器２３および加湿器２４が設けられている。この酸素濃縮装置１２は、空気圧縮機１１から圧縮空気を吸着床１４に導入し吸着床１４で窒素を吸着させて酸素濃縮気体を得て、この酸素濃縮気体をサージタンク１８に一時的に貯留しつつ必要により吐出部１９から吐出させるようになっている。
【００１８】
そして、このような酸素濃縮装置１２に用いられる空気圧縮機１１は、その使途から特に静粛性が求められることになり、そのため、本実施形態の空気圧縮機１１は、静粛性の高い揺動ピストン方式のものとされている。
【００１９】
本実施形態の空気圧縮機１１は、図２〜図５に示すように、駆動源である電動のモータ２７と、このモータ２７に対し隣接配置されこのモータ２７で駆動されて圧縮空気を発生させる圧縮機本体２８と、モータ２７の圧縮機本体２８に対し反対側に設けられてモータ２７の駆動を制御するインバータ制御部２９とを有している。
【００２０】
モータ２７は、軸線方向における一端が開口部３０とされる円筒部３１と、この円筒部３１の軸線方向における他端側を閉塞させる蓋部３２と、円筒部３２から径方向における外側に突出する図３に示す脚部３３とを有する略円筒状のモータハウジング３４を備えており、モータハウジング３４の蓋部３２には円筒部３１側に突出するようにベアリング保持部３５が形成されている。空気圧縮機１１はこのモータハウジング３４の脚部３３を下側に配置した状態で図示せぬ取付台部等に載置され、その際に脚部３３で姿勢が安定させられることになる。
【００２１】
ここで、モータハウジング３４は、軸線方向においてこのモータハウジング３４に連設される圧縮機本体２８のクランクケース３７の蓋部３８によって、蓋部３２に対し反対側の開口部３０が覆われるようになっており、このクランクケース３７の蓋部３８にもベアリング保持部３９が形成されている。
【００２２】
モータ２７は、モータハウジング３４の円筒部３１の内側に設けられたステータ４１と、ステータ４１の内側に挿入されるロータ４２とを有しており、ロータ４２の駆動軸４３がモータハウジング３４のベアリング保持部３５に保持されたベアリング４５とクランクケース３７のベアリング保持部３９に保持されたベアリング４６とによって回転可能に支持されている。なお、モータ２７の駆動軸４３は、クランクケース３７の蓋部３８からクランクケース３７内に突出している。
【００２３】
クランクケース３７は、軸線方向における一端側が開口部４８とされた円筒部４９と、この円筒部４９の軸線方向における他端側を閉塞させる上記した蓋部３８と、円筒部４９の円周の一部に形成された台状の載置部５０とを有する略円筒状をなしており、脚部３３を下側にして図示せぬ取付台部等に載置されたモータハウジング３４に取り付けられた状態で載置部５０がその上部に配置される。なお、載置部５０にはこの状態で上下に貫通する挿入開口部５１が形成されており、この挿入開口部５１は開口部４８側に抜けることにより開口部４８と連続している。また、円筒部４９には、半径方向に沿って貫通する図３に示す吸込口５２が設けられている。
【００２４】
圧縮機本体２８は、モータ２７に対し軸線方向に隣接配置される上記したクランクケース３７と、このクランクケース３７の蓋部３８に対し反対側の開口部４８を閉塞させる円板状のケース蓋体５３と、上下に開口部５４，５５を有するとともにクランクケース３７の載置部５０の上側にクランクケース３７から軸直交方向に突出するように搭載されるシリンダ５６と、クランクケース３７の挿入開口部５１のシリンダ５６よりも外側部分を閉塞させる上部蓋体５７と、図３に示すように、シリンダ５６のクランクケース３７に対し反対側の開口部５４を覆うように設けられた仕切板６０Ａ（弁座）に取り付けられる吐出弁５８と、仕切板６０Ａのシリンダ５６に対し反対側に下部の開口部６１側が取り付けられるとともに吸込口５２と同方向に向けて貫通する吐出口５９が設けられたシリンダヘッド６０とを有している。なお、シリンダ５６はシリンダヘッド６０とともに図４に示す複数の取付ボルト６８でクランクケース３７の載置部５０に固定されている。
【００２５】
さらに、圧縮機本体２８は、クランクケース３７内においてモータ２７の駆動軸４３に偏心状態で嵌合され、しかもキー６２により回転不可とされるクランク部材６３と、モータ２７の駆動軸４３に嵌合された状態でクランク部材６３にボルト６４により固定されるバランスウエイト６５と、駆動軸４３の先端に螺合されることでこれらクランク部材６３およびバランスウエイト６５を駆動軸４３に固定するナット６６とを有している。
【００２６】
加えて、圧縮機本体２８は、クランク部材６３にベアリング７０を介して回転可能に連結されるとともに載置部５０の挿入開口部５１を通ってシリンダ５６内に往復動可能に設けられるピストン７１を有している。ここで、ピストン７１は、クランク部材６３にベアリング７０を介して回転可能に連結されるとともに載置部５０の挿入開口部５１を通るコネクティングロッド部７２と、このコネクティングロッド部７２と一体的に設けられてシリンダ５６内に往復動可能に設けられる厚さの薄いピストンヘッド部７３とを有している。
なお、クランク部材６３とモータ２７の駆動軸４３とベアリング７０とで本発明のクランク機構６７が構成されている。
【００２７】
ピストン７１のピストンヘッド部７３には、吸込弁７５が内側に設けられており、外周部にシリンダ５６の内周面に摺接することにより常にシリンダ５６の内周面との隙間をシールする四フッ化エチレン樹脂等の弾性材料からなるシールリングとしてのリップリング７６が取り付けられている。ここで、ピストンヘッド部７３およびリップリング７６とシリンダ５６と仕切板６０Ａとによって圧縮室７７が形成されることになり、吸込弁７５は、クランクケース３７の内側の空間から圧縮室７７への空気の移動のみを許容する逆止弁となっている。また、上記した吐出弁５８は、圧縮室７７側からシリンダヘッド６０側への空気の移動のみを許容する逆止弁である。
【００２８】
インバータ制御部２９は、モータハウジング３４の蓋部３２の圧縮機本体２８に対し反対側に取り付けられるもので、モータハウジング３４の蓋部３２の挿通孔７９に挿通される配線８０でモータ２７に電気的に接続される制御部本体８１と、この制御部本体８１の外側を覆うインバータハウジング８２とを有しており、インバータハウジング８２には複数の放熱フィン８３が外側に形成されている。
【００２９】
ここで、モータハウジング３４は上記した挿通孔７９および開口部３０の他には開口部を有しておらず、蓋部３２の挿通孔７９はモータハウジング３４に取り付けられたインバータ制御部２９で閉塞され、開口部３０はモータハウジング３４と同軸をなして連設されるクランクケース３７で覆われる。また、このクランクケース３７もベアリング保持部３９、開口部４８、挿入開口部５１および吸込口５２の他には開口部を有しておらず、ベアリング保持部３９はモータハウジング３４で覆われ、開口部４８はケース蓋体５３で閉塞され、挿入開口部５１は一部がシリンダ５６で覆われるとともに残りが上部蓋体５７で閉塞される。さらに、このシリンダ５６も上下の開口部５４，５５の他には開口部を有しておらず、下部の開口部５５はクランクケース３７で覆われ、上部の開口部５４は仕切板６０Ａおよびシリンダヘッド６０で覆われる。加えて、シリンダヘッド６０は、下部の開口部６１および側部の吐出口５９の他には開口部を有しておらず、下部の開口部６１はシリンダ５６で覆われている。
【００３０】
以上により、インバータ制御部２９、モータ２７および圧縮機本体２８で構成される本実施形態の空気圧縮機１１は、少なくともすべての機械的作動部であるロータ４２、ベアリング４５，４６、クランク部材６３、ベアリング７０、ピストン７１、バランスウエイト６５、ボルト６４、ナット６６、吸込弁７５および吐出弁５８が収納される内部空間８５は、吸込口５２および吐出口５９を除いて外気に対し完全密閉とされており、さらに言えば、本実施形態の空気圧縮機１１は、その全体が吸込口５２および吐出口５９を除いて完全密閉とされている。
【００３１】
ここで、ナット６６をモータ２７の駆動軸４３に対し着脱する際に、モータ２７の駆動軸４３が回転して締め付けおよび取り外しが容易ではなく、特殊で高価な治具を用いる必要がある。よって、ナット６６の駆動軸４３に対する締め付けおよび取り外しを特殊で高価な治具を必要とせず容易に行うために、まず、図６に示すように、ベアリング７０から軸方向に突出するクランク部材６３の突出部８７の径方向の外周部に、径方向に沿って治具取付用の穴８８を複数具体的には二カ所形成している。これら穴８８は、例えばクランク部材６３がピストン７１を上死点に位置させるときに、ともに上側に位置するように設けられている。
【００３２】
そして、図７に示すように、棒状の部材８９をクランクケース３７の挿入開口部５１に挿入した状態で穴８８に螺合させ、棒状の部材８９をクランクケース３７の挿入開口部５１の壁面に当接させることでクランク部材６３およびこれにキー６２で回転不可とされたモータ２７の駆動軸４３の回転を規制しつつ、ナット６６の締め付けおよび取り外しを行う。つまり、ナット６６の締め付けを行う場合には、図７に示すようにナット６６の螺合時進行方向手前から見て右側の穴８８に棒状の部材８９を螺合させてこの棒状の部材８９をクランクケース３７の挿入開口部５１の同方向から見た右側の壁面に当接させることになり、ナット６６の取り外しを行う場合には、図８に示すようにナット６６の螺合時進行方向手前から見て左側の穴８８に棒状の部材８９を螺合させてこの棒状の部材８９をクランクケース３７の挿入開口部５１の同方向から見た左側の壁面に当接させることになる。さらに、ナット６６の締め付けおよび取り外しを両方行えるように、図９に示すようにナット６６の螺合時進行方向手前から見て左右両側の穴８８にそれぞれ棒状の部材８９を螺合させてこれら棒状の部材８９をクランクケース３７の挿入開口部５１の同方向から見た左右両側の壁面に当接させても良い。
【００３３】
以上の空気圧縮機１１は、インバータ制御部２９がモータ２７のロータ４２を回転させると、ロータ４２の駆動軸４３が回転することになり、その結果、駆動軸４３に固定されたクランク部材６３が偏心回転運動を行う。すると、このクランク部材６３にベアリング７０を介して回転可能に連結されシリンダ５６内に圧縮室７７を形成するようにピストンヘッド部７３を挿嵌させたピストン７１が、そのピストンヘッド部７３をシリンダ５６内で上下に移動させるように往復動する。つまり、ピストン７１は、クランク機構６７で駆動されることによりそのピストンヘッド部７３がシリンダ５６内を往復動する。
【００３４】
そして、ピストンヘッド部７３が下降すると圧縮室７７が拡大し吐出弁５８は閉状態のまま吸込弁７５を開いてクランクケース３７内の空間から空気を圧縮室７７に導入する。これにより、外気が吸込口５２を介してクランクケース３７内に導入される。続くピストンヘッド部７３の上昇で圧縮室７７が縮小し吸込弁７５は閉状態のまま吐出弁５８を開いて圧縮室７７から圧縮空気を吐出口５９を介して吐出させる。
【００３５】
以上の作動中、ピストン７１はクランク部材６３に連結されるコネクティングロッド部７２とピストンヘッド部７３とが一体的に設けられていることから、ピストンヘッド部７３は揺動しながら往復動する。
【００３６】
つまり、モータ２７の軸方向に沿って見た場合に、最も圧縮室７７を拡大した下死点ではコネクティングロッド部７２が左右方向の中央に位置するとともにピストンヘッド部７３は水平をなしており、この状態からクランク部材６３が回転し、ピストン７１を上昇させ圧縮室７７を縮小させる方向にピストンヘッド部７３を移動させると、上死点と下死点との中間までコネクティングロッド部７２の下部は左右方向一側に移動しながら上昇し、上死点と下死点との中間（例えば３時の位置）で最もコネクティングロッド部７２の下部が一方の外側に位置する。このとき、ピストンヘッド部７３は最も水平に対し傾斜することになる。
【００３７】
続いて、上死点に向かうにしたがってコネクティングロッド部７２の下部は左右方向の中央に戻ることになり、最も圧縮室７７を縮小した上死点ではコネクティングロッド部７２が左右方向の中央に位置するとともにピストンヘッド部７３が水平をなす。
【００３８】
以上の下死点から上死点への移動中、駆動軸４３の軸方向におけるリップリング７６の両側は、締め代によるほぼ一定の押付力でシリンダ５６に押し付けられることになるが、リップリング７６の傾斜下側となる駆動軸４３の軸直交方向（揺動面方向：図３の平面）における一側の部分については、締め代による押付力に加えて、ピストンヘッド部７３の駆動軸４３の軸直交方向に振られる力が押付力としてさらに加わって押付力が拡大することになる。
【００３９】
ピストン７１が上死点にある状態からクランク部材６３がさらに回転するとピストン７１は下降し圧縮室７７を拡大させる方向にピストンヘッド部７３を移動させることになり、上死点と下死点との中間まで、コネクティングロッド部７２の下部が左右方向逆側に移動しながら下降し、上死点と下死点との中間（例えば９時の位置）で最もコネクティングロッド部７２の下部が他方の外側に位置する。このとき、ピストンヘッド部７３は最も水平に対し上記とは逆向きに傾斜することになる。
【００４０】
続いて、下死点に向かうにしたがってコネクティングロッド部７２の下部は左右方向の中央に戻ることになり、最も圧縮室７７を拡大した下死点ではコネクティングロッド部７２が左右方向の中央に位置するとともにピストンヘッド部７３が水平をなす。
【００４１】
以上の上死点から下死点への移動中も、駆動軸４３の軸方向におけるリップリング７６の両側は、締め代によるほぼ一定の押付力でシリンダ５６に押し付けられることになるが、リップリング７６の傾斜下側となる駆動軸４３の軸直交方向における上記とは逆側の部分については、締め代による押付力に加えて、ピストンヘッド部７３の駆動軸４３の軸直交方向に振られる力が押付力としてさらに加わって押付力が拡大することになる。
【００４２】
本実施形態において、上記のようにモータ２７で回転駆動されるクランク軸６７を回転可能に支持するクランクケース３７の上部の載置部５０には、シリンダ５６より内側部分に、図５および図１０〜図１３に示すように、上方に向け開口しかつ下方に凹んで下部が閉塞されるポケット状の回収凹部９１が形成されている。回収凹部９１はリップリングの落下する摩耗粉を受け入れて回収するために設けられたものである。ここで、回収凹部９１は、駆動軸４３の軸直交方向の両側にのみ形成されている。つまり、回収凹部９１は、駆動軸４３の軸線方向の両側には形成されていない。回収凹部９１は、略水平に延在する底面９１ａと、底面９１ａから鉛直に立設されて載置部５０の外周面に沿う略円弧状の壁面９１ｂと、この壁部９１ｂよりも載置部５０における内側において底面９１ａから鉛直に立設された略円弧状の壁面９１ｃと、壁面９１ｂと壁面９１ｃとをクランクケース３７の軸方向における開口部４８とは反対側で連結させる壁面９１ｄとを有している。ここで、壁面９１ｂと壁面９１ｃとはクランクケース３７の軸方向における開口部４８の側では直接連結されている。
【００４３】
また、本実施形態において、吸込口５２は、図３に示すように、クランクケース３７の下端から上側に離間して円筒部４９に設けられており、詳しくは、その全体が上下方向においてクランク機構６７のクランク部材６３の往復動の範囲と重なる位置（クランク機構６７と対向する位置）に設けられている。さらに詳しく言えば、吸込口５２は、円筒部４９の上下方向における中央部であって上下方向においてモータ２７の駆動軸４３と重なる位置に設けられている。
【００４４】
以上に述べた本実施形態の空気圧縮機１１によれば、クランクケース３７の上部に設けられてシリンダ５６を載置させる載置部５０に上方に向け開口する回収凹部９１を設け、シリンダ５６との接触によりリップリング７６から脱落する摩耗粉をこの回収凹部９１に回収するため、クランクケース３７の底部に落下する摩耗粉の量を大幅に低減することができる。したがって、クランクケース３７内でリップリング７６の摩耗粉が気流によって巻き上げられることを防止することができるため、リップリング７６の寿命を向上させることができるとともに吐出側に設けられた除菌フィルタ２２の目詰まりを抑制できメンテナンスサイクルを長くすることができる。また、回収凹部９１を設けることによりクランクケース３７の軽量化を図ることができる。したがって、使用者が持ち運びする酸素濃縮装置１２に用いて好適となる。
【００４５】
しかも、ピストン７１が揺動ピストンであることから、リップリング７６は、上記のようにピストンヘッド部７３の駆動軸４３の軸直交方向に振られる力が押付力として加わって押付力が拡大することになり、その結果、駆動軸４３の軸直交方向における両側が特にシリンダ５６に擦り付けられて多く摩耗粉を発生させることになるが、この駆動軸４３の軸直交方向における両側にのみ回収凹部９１が設けられていることから、摩耗粉を効率的に回収凹部９１に回収することができる。
【００４６】
また、吸込口５２をクランクケース３７の下端から上側に離間して設けてなることから、吸込口５２から吸い込まれた空気がシリンダ５６側に流れる際に、クランクケース３７の底部に溜まったリップリング７６の摩耗粉を巻き上げにくくなる。したがって、クランクケース３７内でリップリング７６の摩耗粉が気流によって巻き上げられることを防止することができるため、リップリング７６の寿命を向上させることができるとともに吐出側に設けられた除菌フィルタ２２の目詰まりを抑制できメンテナンスサイクルを長くすることができる。しかも、吸込口５２および吐出口５９を除いて完全密閉とされていることから、内部の作動音が漏れ出る部分がこれら吸込口５２および吐出口５９のみとなる。したがって、静粛性を向上させることができる。
【００４７】
特に、吸込口５２の全体が上下方向においてクランク機構６７のクランク部材６３の往復動の範囲と重なる位置に設けられ、クランクケース３７において上過ぎない位置に設けられるため、吸込口５２から吸い込まれた空気がクランク機構６７およびベアリング７０等を効果的に冷却することになる。したがって、冷却性能を向上させることができる。また、クランクケース３７が円筒形をなしていることから吸込口５２の位置をシリンダ５６から離すことができ、騒音レベルが最も高い、シリンダ５６側に設けられた吸込弁７５および吐出弁５８の弁座への叩き音が吸込口５２から漏れ出るのを抑制することができる。したがって、静粛性をさらに向上させることができる。
なお、上記実施の形態では、クランク機構として、円形で、駆動軸の連結位置が偏心したクランク部材６３を示したが、これに限らず、実開昭６３−１７６号明細書に記載された駆動軸をクランク軸とし、クランクピンを有する通常のクランク機構としてもよい。
また、上記実施の形態では、シリンダ５６とクランクケース３７とを別体にした例を示したが、一体形状としてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に係る発明によれば、クランクケースの上部に設けられてシリンダを載置させる載置部に上方に向け開口する回収凹部を設け、この回収凹部にシールリングの摩耗粉を回収するため、クランクケースの底部に落下する摩耗粉の量を大幅に低減することができる。したがって、クランクケース内でシールリングの摩耗粉が気流によって巻き上げられることを防止することができるため、シールリングの寿命を向上させることができるとともに吐出側に設けられたフィルタの目詰まりを抑制できメンテナンスサイクルを長くすることができる。しかも、回収凹部を設けることによりクランクケースの軽量化を図ることができる。したがって、使用者が持ち運んだりする酸素濃縮装置に用いて好適となる。
【００４９】
請求項２に係る発明によれば、ピストンが揺動ピストンであることから、シールリングは揺動ピストンの揺動面両側が特にシリンダに擦り付けられることになるが、この揺動ピストンの揺動面両側に回収凹部が設けられていることから、摩耗粉を効率的に回収凹部に回収することができる。
【００５０】
請求項３に係る発明によれば、吸込口をクランクケースの下端から上側に離間して設けてなることから、吸込口から吸い込まれた空気がシリンダ側に流れる際に、クランクケースの底部に溜まったシールリングの摩耗粉を巻き上げにくくなる。したがって、クランクケース内でシールリングの摩耗粉が気流によって巻き上げられることを防止することができるため、シールリングの寿命を向上させることができるとともに吐出側に設けられたフィルタの目詰まりを抑制できメンテナンスサイクルを長くすることができる。しかも、吸込口および吐出口を除いて完全密閉とされていることから、内部の作動音が漏れ出る部分がこれら吸込口および吐出口のみとなる。したがって、静粛性を向上させることができる。
【００５１】
請求項４に係る発明によれば、吸込口の全体が上下方向においてクランク機構の対向する位置に設けられ、クランクケースにおいて上過ぎない位置に設けられるため、吸込口から吸い込まれた空気がクランク軸および軸受等を効果的に冷却することになる。したがって、冷却性能を向上させることができる。また、クランクケースが円筒形をなす場合に吸込口の位置をシリンダから離すことができ、騒音レベルが最も高い、シリンダ側に設けられた吸込弁および吐出弁の弁座への叩き音が吸込口から漏れ出るのを抑制することができる。したがって、静粛性をさらに向上させることができる。
【００５２】
請求項５に係る発明によれば、クランクケースの上部に設けられてシリンダを載置させる載置部に上方に向け開口する回収凹部を設け、この回収凹部にシールリングの摩耗粉を回収するため、クランクケースの底部に落下する摩耗粉の量を大幅に低減することができる。したがって、クランクケース内でシールリングの摩耗粉が気流によって巻き上げられることを防止することができるため、シールリングの寿命を向上させることができるとともに吐出側に設けられたフィルタの目詰まりを抑制できメンテナンスサイクルを長くすることができる。しかも、回収凹部を設けることによりクランクケースの軽量化を図ることができる。したがって、使用者が持ち運んだりする酸素濃縮装置に用いて好適となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の空気圧縮機が適用された酸素濃縮装置を示す空圧回路図である。
【図２】本発明の一実施形態の空気圧縮機を示す側断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の空気圧縮機を示すケース蓋体を除いた上で一部を断面とした正面図である。
【図４】本発明の一実施形態の空気圧縮機を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態の空気圧縮機を示すケース蓋体を除いた上で一部を断面とした斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態の空気圧縮機を示すケース蓋体を除いた斜視図であって棒状の部材を取り付ける前の状態を示すものである。
【図７】本発明の一実施形態の空気圧縮機を示すケース蓋体を除いた斜視図であって棒状の部材を一の穴に取り付けた状態を示すものである。
【図８】本発明の一実施形態の空気圧縮機を示すケース蓋体を除いた斜視図であって棒状の部材を他の穴に取り付けた状態を示すものである。
【図９】本発明の一実施形態の空気圧縮機を示すケース蓋体を除いた斜視図であって棒状の部材を両穴に取り付けた状態を示すものである。
【図１０】本発明の一実施形態の空気圧縮機のクランクケースを示す斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態の空気圧縮機のクランクケースを示す平面図である。
【図１２】本発明の一実施形態の空気圧縮機のクランクケースを示す正面図である。
【図１３】本発明の一実施形態の空気圧縮機のクランクケース上部を示す部分側面図である。
【符号の説明】
１１  空気圧縮機
２７  モータ
３４  モータハウジング
３７  クランクケース
５０  載置部
５２  吸込口
５６  シリンダ
５９  吐出口
６０  シリンダヘッド
６７  クランク機構
７１  ピストン
７２  コネクティングロッド部
７３  ピストンヘッド部
７６  リップリング（シールリング）
７７  圧縮室
９１  回収凹部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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