(57)【要約】【課題】  往復ピストン式気体圧縮機において、クランクケース内や電動機の温度上昇を防止し、かつ電動機、その他の作動部による騒音を防止する。  またブースター圧縮機として利用した場合は、トルク変動が少なくなり電流値を低減し得、電動機のサイズアップを防止する。【解決手段】  密閉状態のクランクケースに、密閉状態のシリンダー、および外端部に導気孔を有する密閉状態の電動機ケースを、通気可能に連設し、電動機ケースに内蔵した電動機をもって、クランクケース６内に配置したクランク軸１３と一体をなす駆動軸１１を駆動することにより、クランク軸１３をもって、シリンダー１に挿入したピストン１４を往復運動させることにより、気体を電動機ケース３６の導気孔７から吸引し、電動機１０を経て、クランクケース６内へ導き、かつクランクケース６内の気体を、シリンダー１内におけるピストン１４の前側へ吸引し加圧して、シリンダー１の先端より送り出すようにする。【選択図】  図１
2007051615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉状態のクランクケースに、密閉状態のシリンダー、および外端部に導気孔を有する密閉状態の電動機ケースを、通気可能に連設し、電動機ケースに内蔵した電動機をもって、クランクケース内に配置したクランク軸と一体をなす駆動軸を駆動することにより、前記クランク軸をもって、前記シリンダーに挿入したピストンを往復運動させることにより、気体を前記電動機ケースの導気孔から吸引し、電動機を経て、クランクケース内へ導き、かつクランクケース内の気体を、シリンダー内におけるピストンの前側へ吸引し加圧して、シリンダーの先端より送り出すようにしたことを特徴とする往復ピストン式気体圧縮機。
【請求項２】
シリンダーの内面要所に軸線方向の導気溝を設け、ピストンの往復運動に伴い、シリンダー内のピストンの上方空間において、クランクケース内の気体を吸引し加圧するようにしたことを特徴とする請求項１記載の往復ピストン式気体圧縮機。
【請求項３】
ピストンに吸込逆止弁を内蔵させたことを特徴とする請求項１記載の往復ピストン式気体圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を往復ピストンで加圧して送り出す往復ピストン式気体圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２に示すように、シリンダー(21)の頂壁(22)の一側に逆止吸入弁(23)を、同じく他側に逆止吐出弁(24)を設け、かつ逆止吸入弁(23)および逆止吐出弁(24)の上側に、それぞれ、吸気孔(25)を有する吸気室(26)と、吐気孔(27)を有する吐気室(28)を設け、シリンダー(21)の下側に連設したクランクケース(29)内に駆動軸(30)と一体をなすクランク軸(31)を設け、クランクケース(29)の外側に取付けた電動機(32)をもって、駆動軸(30)を駆動することにより、クランク軸(31)によりピストンロッド(33)を介して、シリンダー(21)内のピストン(34)を往復運動させ、前記吸気孔(25)より吸引したチッソガス等の気体を、逆止吸入弁(23)を経て、ピストン(34)の上側へ導いて加圧した後、逆止吐出弁(24)と吐気孔(27)から吐出させて送気するようにした往復ピストン式気体圧縮機は公知である。
【０００３】
このような往復ピストン式気体圧縮機においては、ピストン(34)の往復運動に伴い、シリンダ(21)内のピストン(34)の上側へ流入した気体の一部が、ピストン(34)の周囲から洩れて、クランクケース(29)内へ流入することがある。
【０００４】
そのため、クランクケース(29)へ流入した気体の一部は、クランクケース(29)に設けられている換気孔(35)から大気中へ放出されて損失となり、また、もし加圧気体が環境的に好ましくないものである場合には、環境汚染の問題を生じる。
【０００５】
また、加圧された気体を吸気して、さらに高圧とするブースター圧縮機においては、再起動時あるいは無負荷運転時における吸込行程において、圧縮室内が減圧状態となり、クランクケース(29)の換気孔(35)から入ってきた大気状態の気体が、ピストン(34)の周囲を経て、ピストン(34)の上側へ流入し、吸気孔(25)から送られてきた気体に混入して、その濃度を低下させることがある。
【０００６】
さらに、電動機(32)を冷却するために、電動機ケース(36)に換気孔(40)を設けたり、駆動軸(30)に送風ファンを取付けて、強制冷却を図ったりする等の工夫をしなければならない。そのため、電動機(32)を完全に密封することはできず、騒音が外部へ漏れたり、外気中の挨や固形成分等が、電動機(32)や電動機ケース(36)の各所へ溜ったりする。
【０００７】
さらに、吸気孔(25)、逆止吸入弁(23)、ピストン(34)の上側に流入し、圧縮を行って逆止吐出弁(24)より吐気孔(27)を通って吐出するブースター式圧縮機では、１回転のトルク変動が大きくなり、クランクケース(29)に直接取り付けた電動機(32)の電流値を増大させる問題もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
往復ピストン式気体圧縮機における上記のような問題をなくすためには、クランクケース(29)における換気孔(35)を廃して、クランクケース(29)内を密閉し、かつ電動機(32)を密閉することが望ましいが、クランクケース(29)や電動機(32)を密閉すると、運転に伴い、クランクケース(29)内や電動機(32)の温度は上昇し、駆動軸(30)やクランク軸(31)に対する軸受(35)(36)やシール(37)を傷めたり、オイルを変質もしくは流失させて、圧縮機の性能や耐久性に影響を及ぼすこととなる。
【０００９】
本発明の課題は、従来の往復ピストン気体圧縮機における上記したような問題を解消するとともに、駆動用電動機をクランクケースの外側に取付けたことに伴う不利を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、上記課題は、密閉状態のクランクケースに、密閉状態のシリンダー、および外端部に導気孔を有する密閉状態の電動機ケースを、通気可能に連設し、電動機ケースに内蔵した電動機をもって、クランクケース内に配置したクランク軸と一体をなす駆動軸を駆動することにより、前記クランク軸をもって、前記シリンダーに挿入したピストンを往復運動させることにより、気体を前記電動機ケースの導気孔から吸引し、電動機を経て、クランクケース内へ導き、かつクランクケース内の気体を、シリンダー内におけるピストンの前側へ吸引し加圧して、シリンダーの先端より送り出すようにしたことにより解決される。
【００１１】
この際、シリンダーの内面要所に軸線方向の導気溝を設け、ピストンの往復運動に伴い、シリンダー内のピストンの上方空間において、クランクケース内の気体を吸引し加圧するようにすることが望ましい。
【００１２】
あるいは、導気溝の代りに、ピストンに吸込逆止弁を内蔵させることもある。
【発明の効果】
【００１３】
外気その他の気体が、電動機ケースの外端部における気体導入孔から電動機ケース内へ吸引され、電動機およびクランクケース内を冷却した後、ピストンにより、吸引され加圧されて、シリンダーより送り出され、電動機およびクランクケース内の軸受やパッキン等の過熱は防止される。
【００１４】
また、密閉状態のクランクケースや電動機ケースにより、運転に伴うクランク軸部や電動機等の騒音が外部へ漏れるのが防止される。
また、ブースター圧縮機として利用すれば、クランクケース内の大気状態の空気を圧縮室に流入することがなくなるので、吸入窒素ガスの濃度低下を防ぐことができる。
【００１５】
さらに、吸気時にピストン下方からピストンに圧力が加わることで、トルク変動が少なくなり、電動機の電流値増加を防ぐことができ使用する電動機のサイズアップを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態を示す。
シリンダー(１)の頂壁(２)には逆止吐出弁(３)が設けられ、かつ頂壁(２)の上面には、吐気孔(４)を有する吐気室(５)が設けられている。
【００１７】
シリンダー(１)の下端は、密閉状のクランクケース(６)の上面開口部に連結されている。
【００１８】
クランクケース(６)の一側には、先端に導気孔(７)を有する密閉状の電動機ケース(８)が、通気孔(９)(９)を介して連設されている。
【００１９】
電動機ケース(８)内には、電動機(10)が収容され、その出力軸である駆動軸(11)は、ベアリング(12)(12)をもってクランクケース(６)内に枢支したクランク軸(13)と一体をなしている。
【００２０】
クランク軸(13)は、シリンダー(１)に嵌合されているピストン(14)のピストンロッド(15)の先端が、ベアリング(16)を介して枢支されている。
【００２１】
シリンダー(１)の内面適所には、下端がクランクケース(６)内と連通し、かつ上端が、ピストン(14)が最下位にあるときに、シリンダー(１)内のピストン(14)の上方空間と連通し、ピストン(14)が上昇ストロークに入ると、直ちに、ピストン(14)並びにピストンリングによって閉鎖されるようになっている送気溝(17)が刻設されている。
【００２２】
なお、前記逆止吐出弁(３)は、クランクケース(６)内の加圧気体による圧力によっては開くことはないが、ピストン(14)を上昇させて、その上部空間を加圧した場合には開くように、その強さが定められている。
【００２３】
駆動軸(11)を駆動してピストン(14)を往復運動させると、クランクケース(６)内の大気状態の気体あるいは加圧状態気体、例えば窒素ガスは、送気溝(17)を通ってピストン(14)の上側空間へ送られ、圧縮されて逆止吐出弁(３)および吐気孔(４)を経て送り出される。
【００２４】
送気溝(17)に代わり、ピストン(14)に吸込逆止弁を内蔵させて実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の往復ピストン式気体圧縮機を例示する簡略化した縦断面図である。
【図２】従来の往復ピストン式気体圧縮機を例示する簡略化した縦断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
(１)シリンダー
(２)頂壁
(３)逆止吐出弁
(４)吐気孔
(５)吐気室
(６)クランクケース
(７)導気孔
(８)電動機ケース
(９)通気孔
(10)電動機
(11)駆動軸
(12)ベアリング
(13)クランク軸
(14)ピストン
(15)ピストンロッド
(16)ベアリング
(17)送気溝
(21)シリンダー
(22)頂壁
(23)逆止吸入弁
(24)逆止吐出弁
(25)吸気孔
(26)吸気室
(27)吐気孔
(28)吐気室
(29)クランクケース
(30)駆動軸
(31)クランク軸
(32)電動機
(33)ピストンロッド
(34)ピストン
(35)換気孔
(36)電動機ケース
(37)(38)取付けフランジ
(39)ボルト・ナット
(40)換気孔
(41)(42)軸受
【図１】
2007051615.tif 000003
【図２】
2007051615.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成17年8月24日(2005.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007051615.tif 000005
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2007051615.tif 000006