(57)【要約】      （修正有）【課題】容積効率と断熱効率が向上した往復式圧縮機の提供。【解決手段】  フレーム３に設けられた軸受３ａがクランクシャフト６を支承し、その下方に電動機１４が、またその上方に圧縮機構が設けられた往復式圧縮機２において、圧縮機構の一部でありその内部をピストン５が往復運動するシリンダブロック４はフレーム締付部が設けられ、シリンダの下死点側におけるシリンダブロックの外法形状を略真円形状としフレーム締付部に設けられた逃げ部とし、バランスウエイト６ｂの逃げ部４ｅに合わせて突出し、シリンダの側面にはガス吐出部をカバーするヘッドカバー１２に設けられて前記シリンダの側方に延びる吐出サイレンサとの間に隙間を設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに設けられた軸受がクランクシャフトを支承し、そのフレームの下方に前記クランクシャフトを駆動する電動機が、またそのフレームの上方に前記クランクシャフトの駆動により流体を圧縮する圧縮機構が設けられた往復式圧縮機において、
前記圧縮機構の一部でありその内部をピストンが往復運動するシリンダを有するシリンダブロックは、前記フレームと締結するフレーム締付部が設けられ、前記シリンダの下死点側における前記シリンダブロックの外法形状を、前記シリンダのボアと同心円の外径を有する略真円形状とし、この略真円形状部は、前記フレーム締付部に設けられた逃げ部であって、前記クランクシャフトに備えられたバランスウエイトの逃げ部に合わせて突出し、前記シリンダの側面は、前記シリンダのガス吐出部をカバーするヘッドカバーに設けられて前記シリンダの側方に延びる吐出サイレンサとの間に隙間を設けた往復式圧縮機。
【請求項２】
前記フレーム締付部の厚さが、前記シリンダブロックの側面と当該フレーム締付部との連繋部の交点と前記シリンダボア内径との最小厚さより薄くした請求項1記載の往復式圧縮機。
【請求項３】
前記フレーム締付部の前記フレームとの接触面の幅が、ボルトの座面とほぼ等しくした請求項１記載の往復式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は往復式圧縮機に関し、特にそのシリンダ周辺の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、従来の往復式圧縮機の一例を図5と図6を用いて説明する。またそのような圧縮機で用いられていたシリンダ等の部品を図7及び図8で説明する。
【０００３】
図５に示した圧縮機は密閉容器２１を有し、その密閉容器２１は底チャンバ２１ａと蓋チャンバ２１ｂとからなる。この密閉容器２１に圧縮機本体２２が収納されている。密閉容器２１のハーメチック端子２１ｃと電動機３４のリード端子３４ｃは電気的に連係するように接続されている。
【０００４】
圧縮機本体２２は、フレーム２３のベアリング２３ａにクランクシャフト２６のジャーナル部２６ａが貫通している。ジャーナル部２６ａの下部に電動機３４のロータ３４ｂが圧入などにより固定されている。ロータ３４ｂと適度なエアギャップをあけたステータ３４ａが、フレーム２３にボルト２８で締結されている(図６参照)。
【０００５】
図６に示されたように、フレーム２３の上部にはシリンダ２４が設けられている。このシリンダ２４には、ボア２４ａにピストン２５のピストン部２５ａを挿入し、このピストン２５のスライドカン２５ｂにはスライダ２７を挿入している。このスライダ２７のクロス穴２７ａにクランクシャフト２６の偏心部２６ｃが挿入している。
【０００６】
シリンダ２４のフレーム締付部２４ｂと、フレーム２３のシリンダ取付面２３ｂとは、適切なピストンヘッドクリアランスを有した状態で、ボルト２８により図５、図６に示された状態で固定されている。吸込みバルブ２９、シリンダヘッド３０吐出バルブ３１、ヘッドカバー３２をヘッドボルト３３で締付け、圧縮機本体２２の組立が終了する。
【０００７】
尚、クランクシャフト２６はバランスウェイト２６ｂを介し、ジャーナル部２６ａと偏心部２６ｃが一体に形成されている。
【０００８】
従来公知の往復式圧縮機は、図６(図５のＡ−Ａ断面図)に示すように、ヘッドカバー３２に接続し、吐出パイプ３６に圧縮ガスを吐出する前に騒音を低減する吐出サイレンサー３２ａが、シリンダボア２４ａの両側にコンパクトに配置されるため、シリンダボディ３２ｃの両側には凹形状部２４ｆが形成されている。
【０００９】
図７は、このシリンダ２４の単体の形状の一例を示すもので、シリンダボディ２４ｃとフレーム取付部２４ｂの連係部２４ｇは、ヘッドカバー３２に接続する円筒形の吐出サイレンサー３２ａの外径に倣ったＲ形状を備え、ボルト３３締付け用の座繰り穴２４ｄを両側に設けたフレーム締付け部２４ｂの厚さも、シリンダ２４の下側に形成するクランクシャフト２６の、バランスウェイト２６ｂの逃げ部２４ｅを囲むように厚く形成してる。これらの構成により、この連係部２４ｇは非常に剛性の高い形状をなしている。
【００１０】
尚、シリンダ２４の上端面にはピストン２５外径に潤滑油を供給するための油溜まり２４ｈが形成されている。またスプリング３５は圧縮機本体２２を支承し、振動が密閉容器２１に直接伝わらないようにしている。
【００１１】
これらのフレーム２３とシリンダ２４のそれぞれの取付面２３ｂ、２４ｂは、従来、フライス加工程度の比較的粗い平面精度で加工されており、図８に示すようにフレーム２３とシリンダ２４の取付面が凹状、またはその逆の凸状(図示せず)などの隙間のある組み合わせの場合、その締付け応力によって変形が肉厚の薄いシリンダボディ２４ｃの凹形状２４ｆに集中して発生し、ボア２４ａの真円度を様々な形に(図示せず)に悪化させる。
【００１２】
尚、従来のフレーム２３にも締付けによる変形をある程度吸収するための変形逃げ溝３３ｄが形成されている。
【００１３】
従って、シリンダボア２４ｃ内径とピストン部２５ａ外径で作るピストンサイドクリアランス３７は、局部的な面接触や異常磨耗を防止するために、前記の締付け変形を見込んだ分だけ大きくしておく必要があり、その結果、圧縮工程において常時圧縮ガスがサイドクリアランス３７より密閉容器２１内部に流出し、圧縮機の容積効率及び断熱効率を低下させる欠点を有していた。
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−１０８３１３号（図２参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以上の従来公知往復式圧縮機の欠点は、締付け部の平面精度に影響を受けない締付け変形の少ないシリンダを用いることで解決できる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の往復式圧縮機は、フレームに設けられた軸受がクランクシャフトを支承し、そのフレームの下方に前記クランクシャフトを駆動する電動機が、またそのフレームの上方に前記クランクシャフトの駆動により流体を圧縮する圧縮機構が設けられた往復式圧縮機において、圧縮機構の一部でありその内部をピストンが往復運動するシリンダを有するシリンダブロックは、フレームと締結するフレーム締付部が設けられ、シリンダの下死点側におけるシリンダブロックの外法形状を、シリンダのボアと同心円の外径を有する略真円形状とし、この略真円形状部は、フレーム締付部に設けられた逃げ部であって、クランクシャフトに備えられたバランスウエイトの逃げ部に合わせて突出し、シリンダの側面は、シリンダのガス吐出部をカバーするヘッドカバーに設けられて前記シリンダの側方に延びる吐出サイレンサとの間に隙間を設けたものである。
【００１７】
フレームと別体のシリンダは、従来のようにボディの両側に凹形状を有する場合、締付部とボディ部の連繋構造が高剛性であるほど、シリンダとフレームの締付面の平面度の影響を受け、応力が集中して変形が生じやすい。また、このような円筒形の空洞を有する機械構成要素の場合、応力が開放される部分、即ちピストン下死点側のシリンダボアが大きく変形する。
【００１８】
そこで、シリンダの締付部とボディの側面の連繋部の剛性の低下と、締付部の薄肉化、締付けで接触する部分の省スペース化、さらには下死点側のボア部分を肉厚の均一なパイプ状にして、ボディから突出させることで、締付けによる変形応力ボアへの伝播を押えられ、サイドクリアランスの縮小を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、容積効率と断熱効率が向上した往復式圧縮機を実現できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。
【００２１】
図１に記載された往復式圧縮機は密閉容器１を備えていて、その密閉容器１は底チャンバ１ａ、蓋チャンバ１ｂを溶接されている。この密閉容器１には圧縮機本体２が収納されていて、密閉容器１と圧縮機本体２はスプリング１５と吐出パイプ１６によって弾性的に連係されている。密閉容器１のハーメチック端子１ｃと電動機１４のリード端子１４ｃとは、電気的に連係するように接続している。
【００２２】
圧縮機本体２は、フレーム３のベアリング３ａにクランクシャフト６のジャーナル部６ａを挿入し、ジャーナル部６ａの下部に電動機１４のロータ１４ｂを接合固定した後、ロータ１４ｂの外周に適宜エアギャップをもってステータ１４ａを配置しフレーム３にボルトによって締結する。
【００２３】
フレーム３の上部にはシリンダ４を配置する。シリンダ４には、ボア４ａにピストン５のピストン部５ａを挿入し、このピストン５のスライドカン５ｂにはスライダ７を挿入した後、シリンダ４のフレーム締付け部４ｂとフレーム３のシリンダ取付面３ｂを接合し、ピストンヘッドクリアランスを調整しながら、ボルト８により図２のように締付け固定する。その後、吸込みバルブ９、シリンダヘッド１０、吐出バルブ１１、ヘッドカバー１２をヘッドボルト１３で締付け、圧縮機本体２の組立が終了する。
【００２４】
尚、クランクシャフト６はバランスウェイト６ｂを介し、ジャーナル部６ａと偏心部６ｃが一体に形成されている。また、フレーム３には予めシリンダ取付面の中央部にシリンダ変形逃げ溝３ｃが刻設されている場合もある。
【００２５】
本実施例の往復式圧縮機は、図２(図１のＡ−Ａ断面図)、図３(本発明の一実施例におけるシリンダ４の斜視図)、図４(フレームのシリンダの組み立て前の関連を示す側面図)に示すように、力学構造的に応力開放部となるシリンダボア４ａの下死点側の形状を、図３に示すようにボア４ａの中心と、同心円の略真円形状に形成し、ボア４ａの下側に形成するバランスウェイト逃げ部４ｅの奥行き寸法と同程度に突出させる。
【００２６】
ここで、シリンダ４の上面にはピストン５へ潤滑油を供給するための油溜まり部４ｇと、バランスウェイト逃げ部４ｅのうえ部付近で若干の平面カット部を設ける場合がある。下死点側の突出形状の外径形状を略真円形状と表現した。
【００２７】
シリンダボディ部４ｃの側面の寸法と形状は、シリンダボア４ａの両側にヘッドカバー１２と一体に構成する吐出サイレンサー１２ａが、僅少な隙間を持って近接して配置される寸法とし、フレーム締付け部４ｂから略９０°の角度で立ち上がる形状となっている。
【００２８】
同時に、シリンダ４のフレーム締付け部４ｂの厚さＢは、連係部４ｆの交点とシリンダボア４ａを結ぶ最小寸法Ｃより小さくする。
【００２９】
更に、シリンダ４のフレーム締付け部４ｂの両外側には、座繰り穴４ｄの外側寸法と匹敵する間隔で段付部４ｉを、シリンダ４全長に亘って設けられている。
【００３０】
以上のように本実施形態では、シリンダボアの変形を誘起する締め付け応力の集中を避けるため、シリンダボディと締付け部の連係部の剛性を低くし、また、下死点側のシリンダボアを極力真円形状にしてボディから突出させ、しかも、フレームへの締付け部の厚さより薄くするとともに、締付け力を受ける面積を小さくして締付け面の平面精度の影響を少なくする構造とする。
【００３１】
締付けによる変形応力の、シリンダボア部への影響は小さく、また、ボアの下死点側を突出しその形状を真円に近づけたことにより、変形応力がバランスし局部的な変形を避けることが出来る。更に、締付け部の厚さを薄くしたことにより、締付け部が局部的に変形し締付け面が弾性的に相手精度に倣い、他への変形応力を伝播しない。また、締付け面の面積を小さくすることにより被締結面の劣悪な精度を拾わないという長所が発揮できる。
【００３２】
本実施例によれば、従来のシリンダボア４ａを変形させる応力を緩和或いは吸収するために、シリンダボディ４ｃと締付け面４ｂの交点を略直角形状に連係させていることから、この連係部４ｆの剛性を大幅に低下させることが可能となり、フレーム３への締付け応力の伝播を低く抑えることが出来る。
【００３３】
また、円筒形の機械要素で応力が開放され変形を生じやすい部分に該当するボア４ａの下死点側を、その外径を均一なボア４ａと同心で略真円形状に突出させることで、締付け変形応力をボア下端面全周に平均的に伝播することから、変形量は小さく抑えられる。
【００３４】
更に、締付け部４ｂの厚さを薄肉化すると共に、締付け部４ｂの下側に段付け部４ｉを形成し、締付け面を縮小することにより、フレーム３或いはシリンダ４自身の締付け面の平面形状の影響を受けることが少なく、また、平面形状に倣って締付け部４ｂが変形し、締付け変形応力のボア４ａへの伝達を小さくする。
【００３５】
したがって、本発明の実施例によれば、シリンダボア４ａの真円形状は組み立て後も高精度に保たれ、シリンダ４とピストン５の局部的な接触による齧りやロック事故の信頼性状の問題も無く、しかも、ピストンサイドクリアランス１７は変形縮小分小さくできることから、これからの圧縮ガスの漏洩を抑止でき、大幅に容積効率及び断熱効率が向上した往復式圧縮機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る往復式圧縮機の一例を示す側断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明に係るシリンダの形状の一例を示す斜視図。
【図４】本発明に係るシリンダとフレームの関連の一例を示す側面図。
【図５】従来の圧縮機の一例を示す側断面図。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図。
【図７】従来の圧縮機のシリンダ形状の一例を示す斜視図。
【図８】従来の圧縮機のシリンダとフレームの関連の一例を示す側面図。
【符号の説明】
【００３７】
１‥密閉容器、２‥圧縮機本体、３‥フレーム、３ｂ…シリンダ取付面、３ｃ…変形逃げ溝、４…シリンダ、４ａ…ボア、４ｂ…フレーム締付け部、４ｃ…ボディ部、４ｄ…座繰り穴部、４ｅ…バランスウェイト逃げ部、４ｆ…ボディと締付け部の連係部、４ｇ…油溜まり部、５…ピストン、６…クランクシャフト、７…スライダ、８…ボルト、９…吸込みバルブ、１０…シリンダヘッド、１１…吐出バルブ、１２…ヘッドカバー、１３…ヘッドボルト、１４…電動機、１５…スプリング、１６…吐出パイプ、１７…ピストンサイドクリアランス。
【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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