(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸（２ｓ）を有するモータ（２）と、
前記モータ軸を収容するケーシング（３）と、
前記モータ軸回りに周方向に並んで配置されると共に、それぞれが前記モータ軸の軸方向に対して直交する方向に沿うように配置される４つのシリンダ（４）と、
前記４つのシリンダのそれぞれに往復動可能に嵌合されたピストンヘッド部（５ｈ）と、前記モータ軸に固定された偏心軸（１７）に回転可能に嵌合されたロッド部（５Ｒ）とがそれぞれ一体になっている４つのピストン（５）と、
前記４つのシリンダの内部に対してそれぞれ接続された４つの排出流路（７）と、
前記４つのシリンダの内部に対してそれぞれ接続された４つの吸入流路（６、１０６）とを備え、
隣接する第１のシリンダと第２のシリンダに接続された２つの前記排出流路は、前記第１のシリンダと前記第２のシリンダとの間に配置されると共に前記ケーシングに形成された第１共有部（７ｆ）を共有し、
第３のシリンダと第４のシリンダに接続された２つの前記排出流路は、前記第３のシリンダと前記第４のシリンダとの間に配置されると共に前記ケーシングに形成された別の第１共有部（７ｆ）を共有し、
隣接する第２のシリンダと第３のシリンダに接続された２つの前記吸入流路は、前記第２のシリンダと前記第３のシリンダとの間に配置されると共に前記ケーシングに形成された第２共有部（６ｆ、１０６ｆ）を共有し、
第１のシリンダと第４のシリンダに接続された２つの前記吸入流路は、前記第１のシリンダと前記第４のシリンダとの間に配置されると共に前記ケーシングに形成された別の第２共有部（６ｆ、１０６ｆ）を共有していることを特徴とする往復動圧縮機。
【請求項２】
前記４つのシリンダは、平面視において、前記モータ軸の中心を通過する直線上に配置された２つのシリンダと、前記直線と直交し且つ前記モータ軸の中心を通過する直線上に配置された２つのシリンダであることを特徴とする請求項１に記載の往復動圧縮機。
【請求項３】
前記４つのピストンのピストンヘッド部は、それぞれ９０度の位相差を維持しながら吸気圧縮工程を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の往復動圧縮機。
【請求項４】
前記偏心軸は、１つであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の往復動圧縮機。
【請求項５】
前記ケーシングには、第１位置決め部（３Ｂ）が形成され、
前記４つのシリンダには、前記第１位置決め部に対応するように配置された第２位置決め部（４Ｂ）がそれぞれ形成されており、
前記４つのシリンダは、前記ケーシングに対して、前記４つのシリンダのそれぞれの軸中心と前記４つのピストンのピストンヘッド部のそれぞれの軸中心とが一致するように、前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部によって位置決めされることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の往復動圧縮機。
【請求項６】
前記モータ軸の軸方向において、前記４つのピストンのロッド部間には、前記ロッド部の位置を調整するための調整部材（３４）が配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の往復動圧縮機。
【請求項７】
前記４つのシリンダは、
前記シリンダ軸方向に沿う筒状の本体部（４ａ）と、
前記本体部の一端とボルト締結により固定される板状の平板部（４ｐ）とを有しており、
前記本体部と前記平板部との間には、弾性部材（４Ａ）が挟まれていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の往復動圧縮機。
【請求項８】
前記ピストンヘッド部と、ボルト締結により固定される押さえ板（２７）との間には、弾性を有するスペーサ（３０）が挟まれることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の往復動圧縮機。
【請求項９】
前記ピストンヘッド部（２０５ｈ）の天面（Ｓ）に取り付けられたシール部材（２２８）とを備え、
前記４つのピストン（２０５）が下死点にあるときにおいて、前記モータ軸の中心（Ｏ）および前記偏心軸の中心（Ｃ）を含む基準平面（Ｒ）に対して、前記ピストンヘッド部の天面が非直角であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の往復動圧縮機。
【請求項１０】
前記４つのピストンが下死点にある状態から前記モータ軸が回転したときに、前記ピストンヘッド部の天面と基準平面とがなす角度が直角に近づくように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の往復動圧縮機。
【請求項１１】
前記シール部材の一部が、前記４つのピストンのピストンヘッド部の天面と、押さえ板（２２７）との間に挟まれて固定されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の往復動圧縮機。
【請求項１２】
前記４つのピストンが上死点にあるときにおいて、前記４つのピストンのピストンヘッド部の天面と前記４つのシリンダの圧縮室（２０４ｊ）の天面とが略平行であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の往復動圧縮機。
【請求項１３】
前記基準平面に垂直な平面に対する前記ピストンヘッド部の天面の傾斜角の絶対値は、吸入工程においてよりも圧縮行程において小さくなっていることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の往復動圧縮機。
【請求項１４】
シール部材のＰＶ値が最大になる前記モータ軸の回転角の近傍において、前記基準平面（Ｒ）に対して、前記ピストンヘッド部の天面（Ｓ）が直角になることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１項に記載の往復動圧縮機。
【請求項１５】
前記モータ軸を収容するケーシング（３）を備え、
前記ケーシング及び前記４つのシリンダの少なくとも一方の内部に配置された排出ガス流路(Ｚ)と、
前記排出ガス流路の内部に冷却用媒体を吸入する冷却用吸入口（１０ｊ）と、
前記排出ガス流路から前記冷却用媒体を排出する冷却用排出口（３ｊ）とを備えていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の往復動圧縮機。
【請求項１６】
請求項１５に記載の往復動圧縮機（１、１０１）と、
前記往復動圧縮機により圧縮された空気が供給され、その空気中から窒素を選択的に吸着する吸着剤が収納された吸着容器(３０４Ａ、３０４Ｂ)と、
前記吸着容器内から酸素濃縮ガスを取り出す酸素濃縮ガス取出部(３０５Ａ、３０５Ｂ)と、
前記酸素濃縮ガス取出部を介して前記吸着容器からの前記酸素濃縮ガスを溜める酸素タンク(３０７)と、
前記吸着容器内を減圧することにより上記吸着剤から脱着された窒素を含むガスを前記吸着容器内から排出するガス排出部(３０３ｃ、３０３ｄ)とを備え、
前記冷却用媒体は、前記ガス排出部により前記吸着容器から排出された窒素を含むガスであることを特徴とする酸素濃縮装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４つのシリンダを有する往復動圧縮機、及び、その往復動圧縮機を備えた酸素濃縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の酸素濃縮器等に用いられる小型ピストンポンプの一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されたポンプは、２つのシリンダを有する２ヘッド式往復動圧縮機であり、ドライブシャフト（モータ軸）を有するモータと、ドライブシャフトの軸方向に対して直交する方向に沿うように配置される２つのシリンダと、２つのシリンダのそれぞれに往復動可能に嵌合されたピストンヘッド部とモータ軸に固定された偏心軸に回転可能に嵌合されたロッド部とがそれぞれ一体になっている２つのピストンとを有している。この２ヘッド式往復動圧縮機においては、２つのピストンのピストンヘッド部がそれぞれ１８０度の位相差を維持しながら、シリンダ内の圧縮室での吸気圧縮工程が行われる。
【特許文献１】特開２００４−２１１７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した特許文献１の２ヘッド式往復動圧縮機では、性能を落とさずに、具体的には、回転数及び吐出流量を保ちつつ、ピストンロッド５Ｐ（図２８（ｂ）参照）を小さくして小型化を図ろうとすると、ピストンの揺動角θ（図２８（ａ）参照）が大きくなり、圧縮室の気密性を確保し難いという問題がある。また、ピストンの揺動角が大きくなることによって、ピストンのピストンヘッド部の摺動距離も大きくなるため、ピストンヘッド部に取り付けられたシール部材が早期に磨耗して製品寿命が短くなるという問題もある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、高効率化、長寿命化、小型軽量化、さらには低騒音・低振動が実現可能な往復動圧縮機、及び、その往復動圧縮機を有する酸素濃縮装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明に係る往復動圧縮機は、モータ軸を有するモータと、前記モータ軸を収容するケーシングと、前記モータ軸回りに周方向に並んで配置されると共に、それぞれが前記モータ軸の軸方向に対して直交する方向に沿うように配置される４つのシリンダと、前記４つのシリンダのそれぞれに往復動可能に嵌合されたピストンヘッド部と、前記モータ軸に固定された偏心軸に回転可能に嵌合されたロッド部とがそれぞれ一体になっている４つのピストンと、前記４つのシリンダの内部に対してそれぞれ接続された４つの排出流路と、前記４つのシリンダの内部に対してそれぞれ接続された４つの吸入流路とを備え、隣接する第１のシリンダと第２のシリンダに接続された２つの前記排出流路は、前記第１のシリンダと前記第２のシリンダとの間に配置されると共に前記ケーシングに形成された第１共有部を共有し、第３のシリンダと第４のシリンダに接続された２つの前記排出流路は、前記第３のシリンダと前記第４のシリンダとの間に配置されると共に前記ケーシングに形成された別の第１共有部を共有し、隣接する第２のシリンダと第３のシリンダに接続された２つの前記吸入流路は、前記第２のシリンダと前記第３のシリンダとの間に配置されると共に前記ケーシングに形成された第２共有部を共有し、第１のシリンダと第４のシリンダに接続された２つの前記吸入流路は、前記第１のシリンダと前記第４のシリンダとの間に配置されると共に前記ケーシングに形成された別の第２共有部を共有していることを特徴としている。
【０００６】
この往復動圧縮機では、シリンダの数を２つから４つに増やすことで、各ピストンの回転数及び全体の吐出流量を保ちながらストロークを小さくすることができるので、ピストンロッドを短くしても、ピストンの揺動角度を維持することができる。これより、圧縮室の気密性を確保しつつ、圧縮機の小型化が可能となる。また、ストロークを小さくすることができることで、ピストンヘッド部の揺動距離が小さくなるので、ピストンヘッド部に配置されたシール部材のシール性を長期間確保することができる。さらに、シリンダが４つになることで、放熱面積が大幅に拡大し、圧縮室の温度上昇を抑制できるため、圧縮効率を大きく向上させることができる。また、この往復動圧縮機では、排出流路である第１共有部と吸入流路である第２共有部とが離隔するので、第１共有部の熱が第２共有部に伝わることを抑止できる。
【０００７】
第２の発明に係る往復動圧縮機は、第１の発明に係る往復動圧縮機であって、前記４つのシリンダは、平面視において、前記モータ軸の中心を通過する直線上に配置された２つのシリンダと、前記直線と直交し且つ前記モータ軸の中心を通過する直線上に配置された２つのシリンダであることを特徴としている。
【０００８】
この往復動圧縮機では、平面視において、モータ軸の中心を通過する直線上と、その直線と直交し且つモータ軸の中心を通過する直線上とにそれぞれシリンダを２つずつ配置することで、円周方向において隣接する２つのシリンダの全ての間隔を小さくすることができる。また、隣接する２つのピストンのピストンヘッド部間で干渉が生じにくくなるので、ピストンロッドをさらに短くすることができる。従って、圧縮機をさらに小型化することができる。
【０００９】
第３の発明に係る往復動圧縮機は、第１または２の発明に係る往復動圧縮機であって、前記４つのピストンのピストンヘッド部は、それぞれ９０度の位相差を維持しながら吸気圧縮工程を行うことを特徴としている。
【００１０】
この往復動圧縮機では、４つのピストンの吸気圧縮工程がそれぞれ９０度の位相差を維持しながら行われることで、圧縮工程の際、４つのピストンのピストンヘッド部に掛かる力が相殺されて、モータ軸の回転トルクが変動するのを抑制することができる。これより、圧縮効率を大きく向上させることができる。また、４つの圧縮室から発生する吸排気音も相殺されて、低騒音及び低振動化が可能となる。
【００１１】
第４の発明に係る往復動圧縮機は、第１〜３のいずれかの発明に係る往復動圧縮機であって、前記偏心軸は、１つであることを特徴としている。
【００１２】
この往復動圧縮機では、４つのピストンが嵌合する偏心軸を１つにすることで、モータ軸方向におけるピストンのロッド部の間隔を小さくすることができる。また、あるピストンの圧縮工程から吸気工程に移る際の力を他のピストンの運動を助ける力として有効に伝達できることで、力の伝達ロスを小さくすることができる。これより、圧縮効率をさらに向上させることができる。
【００１３】
第５の発明に係る往復動圧縮機は、第１〜４のいずれかの発明に係る往復動圧縮機であって、前記ケーシングには、第１位置決め部が形成され、前記４つのシリンダには、前記第１位置決め部に対応するように配置された第２位置決め部がそれぞれ形成されており、前記４つのシリンダは、前記ケーシングに対して、前記４つのシリンダのそれぞれの軸中心と前記４つのピストンのピストンヘッド部のそれぞれの軸中心とが一致するように、前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部によって位置決めされることを特徴としている。 
【００１４】
この往復動圧縮機では、ケーシングが第１位置決め部を有し、４つのシリンダがそれぞれ第１位置決め部に対応する第２位置決め部を有していることで、４つのシリンダのそれぞれの軸中心とピストンのピストンヘッド部の軸中心とを一致するように４つのシリンダのそれぞれをケーシングに対して位置決めさせることができるので、シール部材が偏磨耗するのを抑制することができる。
【００１５】
第６の発明に係る往復動圧縮機は、第１〜５のいずれかの発明に係る往復動圧縮機であって、前記モータ軸の軸方向において、前記４つのピストンのロッド部間には、前記ロッド部の位置を調整するための調整部材が配置されることを特徴としている。
【００１６】
この往復動圧縮機では、モータ軸の軸方向において、４つのピストンのロッド部間に調整部材を配置することで、ロッド部の位置を調整することができる。従って、シリンダの軸中心とピストンのピストンヘッド部の軸中心とを確実に一致させることができるので、シール部材が偏磨耗するのを抑制することができる。  
【００１７】
第７の発明に係る往復動圧縮機は、第１〜６のいずれかの発明に係る往復動圧縮機であって、前記４つのシリンダは、前記シリンダ軸方向に沿う筒状の本体部と、前記本体部の一端とボルト締結により固定される板状の平板部とを有しており、前記本体部と前記平板部との間には、弾性部材が挟まれていることを特徴としている。
【００１８】
この往復動圧縮機では、４つのシリンダのそれぞれの本体部と平板部との間に弾性部材が挟まれることで、本体部と平板部とを締結するボルトのトルク管理による調節だけで、４つのピストンのそれぞれのピストンヘッド部の上死点におけるシリンダとの隙間を小さくすることができる。従って、圧縮機の性能が安定し、圧縮効率をさらに向上させることができる。
【００１９】
第８の発明に係る往復動圧縮機は、第１〜７のいずれかの発明に係る往復動圧縮機であって、前記ピストンヘッド部と、ボルト締結により固定される押さえ板との間には、弾性を有するスペーサが挟まれることを特徴としている。
【００２０】
この往復動圧縮機では、４つのピストンのそれぞれのピストンヘッド部と押さえ板との間にスペーサが挟まれることで、ピストンヘッド部と押さえ板とを締結するボルトのトルク管理による調節だけで、４つのピストンのそれぞれのピストンヘッド部の上死点におけるシリンダとの隙間を小さくすることができる。従って、圧縮機の性能が安定し、圧縮効率をさらに向上させることができる。
【００２１】
第９の発明に係る往復動圧縮機は、第１〜８のいずれかの発明に係る往復動圧縮機であって、前記ピストンヘッド部の天面に取り付けられたシール部材とを備え、前記４つのピストンが下死点にあるときにおいて、前記モータ軸の中心および前記偏心軸の中心を含む基準平面に対して、前記ピストンヘッド部の天面が非直角であることを特徴としている。
【００２２】
この往復動圧縮機では、上記ピストンが下死点にあるときにおいて、上記回転軸の中心および偏心軸の中心を含む基準平面に対して、シール部材が設けられるピストンヘッド部の天面が非直角であるので、上記基準平面に垂直な平面に対するピストンヘッド部の天面の傾きの絶対値を、吸入行程等のＰＶ値の小さなシール部材の低負荷時よりも、圧縮行程等のＰＶ値の大きなシール部材の高負荷時において小さくすることが可能である。  
【００２３】
したがって、上記シール部材に対する高負荷時に、シール部材がシリンダの内面と均一に接触するようにして、シール部材の局所磨耗を防止して長寿命を達成でき、かつ、シリンダとシール部材との間の隙間を少なくして、空気漏れを防止して圧縮効率を向上できる。
【００２７】
第１０の発明に係る往復動圧縮機は、第９の発明に係る往復動圧縮機であって、前記４つのピストンが下死点にある状態から前記モータ軸が回転したときに、前記ピストンヘッド部の天面と基準平面とがなす角度が直角に近づくように構成されていることを特徴としている。
【００２８】
この往復動圧縮機では、上記基準平面に垂直な平面に対するピストンヘッド部の天面の傾きの絶対値を、吸入行程等のＰＶ値の小さなシール部材の低負荷時よりも、圧縮行程等のＰＶ値の大きなシール部材の高負荷時において小さくなる。
【００２９】
したがって、上記シール部材の局所磨耗を防止して長寿命を達成でき、かつ、シリンダとシール部材との間に隙間を少なくして、空気漏れを防止して圧縮効率を向上できる。
【００３０】
第１１の発明に係る往復動圧縮機は、第９または１０の発明に係る往復動圧縮機であって、前記シール部材の一部が、前記４つのピストンのピストンヘッド部の天面と、押さえ板との間に挟まれて固定されていることを特徴としている。
【００３１】
この往復動圧縮機では、上記押さえ板によって、上記シール部材をピストンのピストンヘッド部の天面に取り付けているので、上記ピストンの天面の傾斜角を調整して、シール部材の傾きを簡単に設定することができる。
【００３２】
第１２の発明に係る往復動圧縮機は、第９〜１３のいずれかに係る往復動圧縮機であって、前記４つのピストンが上死点にあるときにおいて、前記４つのピストンのピストンヘッド部の天面と前記４つのシリンダの圧縮室の天面とが略平行であることを特徴としている。 
【００３３】
この往復動圧縮機では、上記ピストンが上死点にあるときにおいて、上記ピストンのピストンヘッド部の天面と上記シリンダの圧縮室の天面とが略平行であるから、ピストンの上死点において、上記ピストンのピストンヘッド部の天面とシリンダの圧縮室の天面との間のデッドスぺースを少なくして、圧縮効率を向上することができる。
【００３４】
第１３の発明に係る往復動圧縮機は、第９〜１２のいずれかに係る往復動圧縮機であって、前記基準平面に垂直な平面に対する前記ピストンヘッド部の天面の傾斜角の絶対値は、吸入工程においてよりも圧縮行程において小さくなっていることを特徴としている。
【００３５】
この往復動圧縮機では、上記基準平面に垂直な平面に対するピストンヘッド部の天面の傾斜角の絶対値は、吸入工程においてよりも圧縮行程において小さくなっているから、シール部材の高負荷時においてシール部材がシリンダの内面と略均一に接触して、シール部材の局所磨耗を防止して長寿命を達成でき、かつ、シリンダとシール部材との間に隙間を少なくして、空気漏れを防止して圧縮効率を向上できる。
【００３６】
第１４の発明に係る往復動圧縮機は、第９〜１３のいずれかに係る往復動圧縮機であって、シール部材のＰＶ値が最大になる前記モータ軸の回転角の近傍において、前記基準平面に対して、前記ピストンヘッド部の天面が直角になることを特徴としている。
【００３７】
この往復動圧縮機では、シール部材のＰＶ値が最大になる上記回転軸の回転角の近傍において、上記基準平面に対して、上記ピストンヘッド部の天面が直角になって、最大負荷時に、ピストンヘッド部の天面の傾きがなくなることになるから、シール部材の局所磨耗を防止して長寿命を達成でき、かつ、空気漏れを防止して圧縮効率を向上できる。
【００３８】
第１５の発明に係る往復動圧縮機は、第１〜１４のいずれかに係る往復動圧縮機であって、前記モータ軸を収容するケーシングを備え、前記ケーシング及び前記４つのシリンダの少なくとも一方の内部に配置された排出ガス流路と、前記排出ガス流路の内部に冷却用媒体を吸入する冷却用吸入口と、前記排出ガス流路から前記冷却用媒体を排出する冷却用排出口とを備えていることを特徴としている。
【００３９】
この往復動圧縮機では、冷却用媒体を、排出ガス流路を介して冷却用吸入口から往復動圧縮機の内部に導いた後に冷却用排出口から外部に出すことによって、往復動圧縮機の密閉構造を保ちつつ、往復動圧縮機のシール部材やベアリングなどを冷却することが可能となる。これによって、往復動圧縮機のシール部材やベアリングの耐久性を向上でき、さらに圧縮室の温度上昇を抑制できるため、圧縮効率を向上させることができる。
【００４０】
第１６の発明に係る酸素濃縮装置は、第１５の発明に係る往復動圧縮機と、前記往復動圧縮機により圧縮された空気が供給され、その空気中から窒素を選択的に吸着する吸着剤が収納された吸着容器と、前記吸着容器内から酸素濃縮ガスを取り出す酸素濃縮ガス取出部と、前記酸素濃縮ガス取出部を介して前記吸着容器からの前記酸素濃縮ガスを溜める酸素タンクと、前記吸着容器内を減圧することにより上記吸着剤から脱着された窒素を含むガスを前記吸着容器内から排出するガス排出部とを備え、前記冷却用媒体は、前記ガス排出部により前記吸着容器から排出された窒素を含むガスであることを特徴としている。
【００４１】
この酸素濃縮装置では、上記ガス排出部により吸着容器から排出された窒素を含むガスを、排出ガス流路を介して往復動圧縮機の密閉容器内部に導いた後に外部に出すことによって、往復動圧縮機の密閉構造を保ちつつ、往復動圧縮機の密閉容器内のシール部材やベアリングなどを冷却することが可能となる。これによって、往復動圧縮機のシール部材やベアリングの耐久性を向上でき、冷却ファンの小型化、低回転化により省エネルギー化と静音化が図れ、さらに圧縮効率を向上でき、酸素濃縮ガスの酸素濃度の低下を防止できる。
【００４２】
また、上記吸着容器から排気された窒素を含むガスを、排出ガス流路を介して偏心軸及びピストンヘッド部に導いた後に外部に排出することによって、往復動圧縮機の密閉容器内の偏心軸及びピストンヘッド部が冷却され、特に高熱が発生する偏心軸のベアリング及びピストンヘッド部に取り付けられたシール部材の耐久性を向上できる。
【発明の効果】
【００４３】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００４４】
第１〜８の発明では、シリンダの数を２つから４つに増やすことで、各ピストンの回転数及び全体の吐出流量を保ちながらストロークを小さくすることができるので、ピストンロッドを短くしても、ピストンの揺動角度を維持することができる。これより、圧縮室の気密性を確保しつつ、圧縮機の小型化が可能となる。また、ストロークを小さくすることができることで、ピストンヘッド部の揺動距離が小さくなるので、ピストンヘッド部に配置されたシール部材のシール性を長期間確保することができる。それから、シリンダが４つになることで放熱面積が大幅に拡大し、圧縮室の温度上昇を抑制できるため、圧縮効率を大きく向上させることができる。また、この往復動圧縮機では、排出流路である第１共有部と吸入流路である第２共有部とが離隔するので、第１共有部の熱が第２共有部に伝わることを抑止できる。さらに、４つの圧縮室がそれぞれ９０度の位相差を維持しながら吸気圧縮工程を行うことで、モータ軸に掛かる力が相殺されて回転トルクの変動が抑制できるので、圧縮効率を向上させることができ、また吸排気音も相殺されるので、低騒音及び低振動化が可能となる。
【００４５】
第９〜１４の発明では、上記ピストンが下死点にあるときにおいて、上記回転軸の中心および偏心軸の中心を含む基準平面に対して、シール部材が設けられるピストンヘッド部の天面が非直角であるので、上記基準平面に垂直な平面に対するピストンヘッド部の天面の傾きの絶対値を、吸入行程等のＰＶ値の小さなシール部材の低負荷時よりも、圧縮行程等のＰＶ値の大きなシール部材の高負荷時において小さくすることが可能である。したがって、上記シール部材に対する高負荷時に、シール部材がシリンダの内面と均一に接触するようにして、シール部材の局所磨耗を防止して長寿命を達成でき、かつ、シリンダとシール部材との間の隙間を少なくして、空気漏れを防止して圧縮効率を向上できる。
【００４６】
第１５及び１６の発明では、冷却用媒体を、排出ガス流路を介して冷却用吸入口から往復動圧縮機の内部に導いた後に冷却用排出口から外部に出すことによって、往復動圧縮機の密閉構造を保ちつつ、往復動圧縮機のシール部材やベアリングなどを冷却することが可能となる。これによって、往復動圧縮機のシール部材やベアリングの耐久性を向上でき、圧縮効率を向上させ、冷却ファンの小型化、低回転化により省エネルギー化と静音化が図れ、酸素濃縮ガスの酸素濃度の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
（第１実施形態）
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る往復動圧縮機を示す斜視概略図である。図２は、図１の往復動圧縮機の概略図であり、（ａ）は上面視概略図、（ｂ）はＸ矢視側面概略図、（ｃ）はＹ矢視側面視概略図である。図３は、図２（ｃ）のＡ−Ａ矢視断面概略図である。図４は、図２（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面概略図である。図５は、図２（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面概略図である。図６は、図２（ｃ）のＤ−Ｄ矢視断面概略図である。図７は、図３のＥ−Ｅ矢視断面概略図である。図８は、往復動圧縮機を示す、図１のＺ矢視概略斜視図である。図９は、図１のケーシングにおける第２部材を示す斜視概略図である。図１０は、図９の第２部材の概略図であり、（ａ）は（ｂ）のＴ−Ｕ−Ｖ組合せ断面図、（ｂ）は上面視概略図、（ｃ）はＸ矢視側面概略図、（ｄ）はＹ矢視側面概略図、（ｅ）はＪ−Ｊ断面図である。図１１は、図１のケーシングにおける第１部材を示す斜視概略図である。図１２は、図１１の第１部材の概略図であり、（ａ）は上面視概略図、（ｂ）はＸ矢視側面概略図、（ｃ）は底面視概略図、（ｄ）はＹ矢視側面概略図、（ｅ）はＨ−Ｈ矢視断面図である。図１３は、図１１の第１部材の断面図であり、（ａ）は図１２のＦ−Ｆ断面概略図であり、（ｂ）は図１２のＧ−Ｇ断面概略図である。図１４は、図１の軸受支持部材を示す斜視概略図である。図１５は、図１４の軸受支持部材の概略図であり、（ａ）は底面視概略図、（ｂ）はＮ−Ｎ矢視断面概略図、（ｃ）はＭ−Ｍ矢視断面概略図である。図１６は、図１４の軸受支持部材の概略図であり、（ａ）は上面視概略図、（ｂ）はＯ−Ｏ矢視断面概略図である。図１７は、図１のシリンダの概略図であり、（ａ）は（ｂ）のＸ矢視側面概略図、（ｂ）は正面視概略図、（ｃ）はＫ−Ｋ矢視断面概略図である。図１８は、図１のシリンダに取り付けられる部品をシリンダと共に示す斜視説明図である。図１９は、図１のヘッドカバーを示す斜視概略図である。図２０は、図１９のヘッドカバーの概略図であり、（ａ）は内面概略図、（ｂ）はＸ矢視側面概略図、（ｃ）は外面概略図、（ｄ）はＬ−Ｌ矢視断面概略図である。図２１は、図１の往復動圧縮機の内部のピストンを示す分解説明図であり、（ａ）は４つのピストンを説明する図、（ｂ）は１つのピストンを説明する図である。図２２は、図１の往復動圧縮機の組み立てにおける、ケーシングの取り付けを説明するための斜視概略図である。図２３は、図１の往復動圧縮機の組み立てにおける、ピストンの取り付けを説明するための斜視説明図である。図２４は、図１の往復動圧縮機の組み立てにおける、シリンダ等の取り付けを説明するための斜視説明図である。図２５は、図１の往復動圧縮機の組み立てにおける、シリンダのケーシングに対する位置決めを説明するための斜視説明図である。図２６は、図１の往復動圧縮機の組み立てにおける、軸受支持部、ケーシングカバー等の取り付けを説明するための斜視説明図である。図２７は、図１の往復動圧縮機における、軸領域及びその周辺領域を説明するための説明概略図である。図２８は、ピストンロッドを説明する図であり、（ａ）は往復動圧縮機の上面視概略図、（ｂ）はピストンの上面視概略図である。図２９は、ピストンの揺動角及び摺動距離を説明する図であり、（ａ）は偏心距離が一定の場合のモデル図、（ｂ）は偏心距離が一定でない場合のモデル図である。図３０は、シリンダの数を変化させた場合におけるモータ軸の回転トルクの変動を説明する図である。図３１は、図１の往復動圧縮機を備える酸素濃縮装置のブロック図である。図３２は、図１の往復動圧縮機内における空気の流れを説明する図であり、図３２（ａ）は冷却用吸入口を説明する縦断面図であり、図３２（ｂ）は冷却用排出口を説明する縦断面図である。なお、図３乃至５においては、モータについては側面図を示し、モータ以外の部分を断面で示している。
【００４８】
（全体構成）
まず、本実施形態にかかる往復動圧縮機１の全体構成について説明する。本実施形態において、往復動圧縮機１は、高濃度の酸素を発生させるための酸素濃縮器等において、ガス流体（空気）を吸入して圧縮するコンプレッサーとして用いられる。図示は省略するが、酸素濃縮器は、取り入れた空気をこの往復動圧縮機１を用いて圧縮し、排出された当該圧縮空気を、合成ゼオライト（窒素吸着機能を有する）に接触させることで高濃度の酸素を排出するように構成される。
【００４９】
往復動圧縮機１は、モータ２と、ケーシング３と、４つのシリンダ４と、４つのピストン５と、複数の吸入流路６と、複数の排出流路７と、統合吸入流路９と、統合排出流路８と、軸受支持部１０と、を含んで構成されている。そして、取り入れられた空気は、統合吸入流路９、吸入流路６を通って４つのシリンダ４へ流入し、そこで圧縮された後、排出流路７、統合排出流路８を通り、最終的に往復動圧縮機１から外へ排出される。以下、各部の構成について説明する。
【００５０】
（モータ）
モータ２は、モータ軸２ｓと、本体部２ｂとを有して構成されている（図３参照）。往復動圧縮機１のモータの数は一つであり、一つのモータ２により、４つのピストン５を駆動することになる（詳細については後述する）。モータ軸２ｓは、モータ２の出力軸であり、図３に示すように、軸ホルダ２ｈにより支えられている。そして、モータ軸２ｓは、ケーシング３の内側に取り付けられたベアリング２２ａと、モータ軸２ｓの軸端部２ｔに配置され、軸受支持板１０に支持されたベアリング２２ｂとにより回転自在に支持されている。また、モータ２には、モータ軸２ｓを収容するケーシング３の第１部材３ｆ（後述）が取り付けられる。
【００５１】
（ケーシング）
また、ケーシング３は、モータ軸２ｓ等を収容するものであり、アイフランジ１６を介して一端にモータ２が取り付けられる。ケーシング３は、第１部材３ｆと、第２部材３ｓとを含んでいる（図２２、２３参照）。第１部材３ｆと第２部材３ｓとは別体として形成され、且つ、第２部材３ｓの熱伝導率よりも、第１部材３ｆの熱伝導率の方が高い。具体的には、第１部材３ｆは金属製であり、第２部材３ｓは樹脂製である。なお、第１部材３ｆ及び第２部材３ｓはこのような材料には限られない。例えば、第２部材３ｓは、第１部材３ｆよりも熱伝導率が低い金属製部材であってもよく、また、第１部材３ｆと第２部材３ｓとは同じ材料であってもよい。また、第１部材３ｆよりも第２部材３ｓの熱伝導率が高くてもよい。以下、第１部材３ｆ及び第２部材３ｓについて説明する。
【００５２】
（第１部材）
第１部材３ｆは一般的なケーシングとして機能する。上記のように、第１部材３ｆは金属製であり、往復動圧縮機１において、モータ軸２ｓ周りの骨格部材として機能する。また、第１部材３ｆは、４つの補強部３ｗを有して構成されており。補強部３ｗは、モータ軸方向に沿って伸びるように形成されている（図１１〜１３参照）。より具体的には、第１部材３ｆは、モータ２に取り付けられたときのモータ軸方向に沿って伸びる四角筒において、４つの壁部のそれぞれに、モータ軸方向に沿った４つの溝部３ｒを形成した形状となっており、その結果、第１部材３ｆの各壁部は、正面視においてＵ字状となり、また、第１部材３ｆの４つ角部には、モータ軸方向に沿って伸びる補強部３ｗが形成されている。４つの補強部３ｗの間に形成された４つの溝部３ｒのそれぞれには、４つのピストン５における連結部５ｃ（図２１参照）、及び、軸受支持部１０の突出部１０ｚ、１０ｗ（後述）が嵌るようになっている（図１５、１６参照）。また、モータ２のモータ軸２ｓ等が貫通するためのモータ用貫通孔３ｄが、第１部材３ｆの底板部３ｑの、平面視（図１２（ａ）、（ｃ））における中央部に形成されている。さらに、第１部材３ｆの内部には、複数の排出流路７の一部が形成されている（詳細は後述する）。そして、第１部材３ｆには、ベアリング２２ａが取り付けられる。
【００５３】
また、複数の排出流路７のそれぞれは、モータ軸２ｓの軸方向に沿った第１平行部７ｆを有する（図１３、図４、図６参照）。そして、第１平行部７ｆは、ケーシング３の内部に形成されている。また、第１部材３ｆには、４つのシリンダ４のそれぞれに対応する、計４つの排出用入口３ｘが形成されており、この４つの排出用入口３ｘが、４つのシリンダ４のそれぞれの内部に対して接続されている（図４、７参照）。また、第１部材３ｆにおいて、第１平行部７ｆは二つ形成されており、これらは、モータ軸２ｓを挟んで互いに対向するように、隣り合わない二つの角部に配置されている（図６参照）。一つの第１平行部７ｆに対しては、二つの排出用入口３ｘが設けられている。すなわち、一つの第１平行部７ｆは、二つのシリンダ４から排出された空気の共通の流路となる。具体的には、図６で説明すると、上及び左の二つのシリンダ４の内部と接続されているのが、左上の第１平行部７ｆであり、右及び下の二つのシリンダ４の内部と接続されているのが、右下の第１平行部７ｆとなっている。また、第１部材３ｆの４つ角部において、二つの第１平行部７ｆは図６における左上及び右下に配置されており、図６における右上及び左下部分にも二つの流路１０６ｆが形成されているが（図５参照）、これは本実施形態では使用されない。なお、図１１〜１３においては、計４つある排出用入口３ｘにおいて、各図間における対応関係を明確にするため、そのうち特に二つの排出用入口に、３ｘ（ａ）、３ｘ（ｂ）の符号を付している。
【００５４】
それぞれのシリンダ４において圧縮されて排出された空気は、それぞれのシリンダ４に対応して設けられた排出用入口３ｘを通って、第１平行部７ｆへと送り込まれる（図４等参照）。なお、本実施形態のように、ケーシング３の骨格となる補強部３ｗの内部に流路を形成することにより、ケーシングの補強的機能を確保しつつ大型化を防止して、ケーシングを有効に利用できる。そして、外部冷却装置（ブロア、又はファン等）でヘッドの放熱をする場合に、図４に示すように、４つのシリンダ４のそれぞれに対応して設けられた４つの排出用入口３ｘが対角２箇所に配置されることで、４つのシリンダ４をそれぞれ冷却しなくても良いので、効率よく冷却することが可能となる
【００５５】
さらに、第１部材３ｆの側部には、冷却用排出口３ｊが形成されている（図１１及び図１２参照）。冷却用排出口３ｊは、後述する排出ガス流路Ｚ（図３２参照）から冷却用媒体を排出するためのものである。
【００５６】
（第２部材）
第２部材３ｓは、上記のように樹脂製であり、環状部３ｔ、並びに、環状部３ｔに対して取り付けられた二本の柱状部３ｖ、及び、吸入用突出部３ｕを有して構成されている（図９、１０参照）。二本の柱状部３ｖ及び吸入用突出部３ｕは、モータ２に取り付けられた状態におけるモータ軸２ｓの軸方向に沿って伸びるように形成されている（図１０（ａ）参照）。二本の柱状部３ｖの内部には、複数の吸入流路６の一部が形成されており（詳細は後述する）、環状部３ｔの内部には、統合吸入流路９が形成されている（図１０（ａ）、（ｂ）、図３等参照）。また、吸入用突出部３ｕには、吸入口３ｚが形成されており、吸入口３ｚから入った空気は、統合吸入流路９へと送られる（図４、図１０（ｃ）等参照）。
【００５７】
また、複数の吸入流路６のそれぞれは、モータ軸２ｓの軸方向に沿った第２平行部６ｆを有する（図１０、図５〜７参照）。また、第２部材３ｓには、４つのシリンダ４のそれぞれに対応する、計４つの吸入用出口３ｙが形成されている。そして、この吸入用出口３ｙが、４つのシリンダ４のそれぞれの内部に対して接続されている（図６、１０（ｂ）等参照）。また、第２部材３ｓにおいて、第２平行部６ｆは二つ形成されており、これらは、モータ軸２ｓを挟んで互いに対向するように配置されている（図６、１０（ｂ）等参照）。一つの第２平行部６ｆに対しては、二つの吸入用出口３ｙが設けられている。すなわち、一つの第２平行部６ｆは、二つのシリンダ４へ供給する空気の共通の流路となる（図１０（ｂ）の吸入流路６を示す一点鎖線部参照）。具体的には、図６で説明すると、上及び右の二つのシリンダ４の内部と接続されているのが、右上の第２平行部６ｆであり、左及び下の二つのシリンダ４の内部と接続されているのが、左下の第２平行部６ｆとなっている。また、二つの第２平行部６ｆは、第１部材３ｆの角部に面して位置しているが、第１部材３ｆの４つ角部において、二つの第１平行部７ｆのある角部（図６における左上及び右下の角部）とは異なる角部（図６における右上及び左下の角部）に面して位置している。これにより、吸入流路６と排出流路７とが離隔するので、排出流路７の熱が吸入流路６に伝わることを抑止できる。
【００５８】
また、往復動圧縮機１においては、第２部材３ｓの柱状部３ｖは、モータ軸２ｓの周方向に関して、平面視において９０度ずつすらして配置された４つのシリンダ４の間の位置（図６における角部分）に配置されている（図６、７参照）。また、柱状部３ｖのモータ軸２ｓ中心からの最大距離は、ヘッドカバー４ｈのモータ軸２ｓ中心からの最大距離にほぼ等しい。そして、平面視において４つのヘッドカバー４ｈの外表面に沿った直線により構成される四角形（図６のＴ参照）の中に柱状部３ｖが収まるために、シリンダ４間のスペースを有効に利用して、ケーシングの大型化を防止できる。
【００５９】
（統合吸入流路）
環状部３ｔの内部に形成された統合吸入流路９は、複数の吸入流路６を統合するためのものである。統合吸入流路９は、モータ軸２ｓの軸方向に沿った軸領域３１を中心とする環状流路として形成されている（図２７参照）。そして、統合吸入流路９は、モータ軸２ｓの軸方向に沿った軸領域３１の周辺領域３２と重なるように配置されている（図２７参照）。この配置の詳細については後述する。また、統合吸入流路９は、第２部材３ｓと、後述するアイフランジ１６との組合せにより閉じられた空間となる（図３〜５参照）。なお、統合吸入流路は、環状流路でなくてもよく、例えば、塊状に形成されていてもよい。また、本実施形態では、統合吸入流路９の円中心が、モータ軸２ｓの中心と一致しており、これにより、小型化の観点において、モータ軸２ｓを中心としたバランスのよい配置が可能となるが、統合吸入流路が環状である場合に、統合吸入流路の円中心が、モータ軸の中心と一致していなくても良く、中心がずれていてもよい。
【００６０】
（シリンダ）
本実施形態においては、シリンダは４つ設けられている。そして、４つのシリンダ４のそれぞれは、シリンダ軸方向（図６の矢印方向）が、モータ軸２ｓの軸方向に対して直交する方向に沿うように配置されると共に、平面視において、２つのシリンダ４がモータ軸２ｓの中心を通過する直線上に配置され、他の２つのシリンダ４がその直線と直交し且つモータ軸２ｓの中心を通過する直線上に配置される（図６、図２８等参照）。４つのシリンダ４のそれぞれは、圧縮室４ｊ（シリンダ内部）を有する（図１７等参照）。また、シリンダ４は、シリンダ軸方向に沿う筒状の本体部４ａと、本体部４ａの一端と固定される板状の平板部４ｐとを有して構成されている。平板部４ｐの一部は、圧縮室４ｊに面する壁部の一部となる（図１７（ｃ）参照）。本体部４ａと平板部４ｐとは、ヘッドカバー４ｈ（後述）がシリンダ４に取り付けられる際の６つのボルト締結により固定される。そして、本体部４ａと平板部４ｐとの間には、弾性部材４Ａが挟まれている（図３参照）。なお、本体部４ａと平板部４ｐとの間には、環状の弾性部材４Ａが挟まれていなくてもよく、また、弾性部材４Ａは、環状でなくても良い。そして、平板部４ｐには、４つの貫通孔４ｂ、４ｃ、４ｆ、４ｇが形成されている。また、平板部４ｐには、溝部４ｍが形成されている（図１７等参照）。そして、本体部４ａは、内径（ボア径）Ｘを有している（図２８（ａ）参照）。
【００６１】
シリンダ４には、図１８に示すような各構成部品が取り付けられる。具体的には、排出弁４ｗ、排出弁押さえ４ｚ、吸気弁４ｖが、固定ねじ２０ａ、座金２０ｂにより取り付けられる。吸気弁４ｖは、シリンダ４内側の圧縮室４ｊ側に取り付けられ、排出弁４ｗ及び排出弁押さえ４ｚは、シリンダ４の外側に取り付けられる（図１８、図６参照）。吸気弁４ｖは、通常は閉状態になっており、貫通孔４ｃを通る空気の圧力が所定の大きさ以上になると撓んで開状態になる。また、排出弁４ｗは、通常は閉状態になっており、貫通孔４ｆを通る圧縮空気の圧力が所定の大きさ以上になると、（排出弁押さえ４ｚに最大撓み角度を制限されつつ）撓んで開状態になる。
【００６２】
また、それぞれのシリンダ４に対しては、ヘッドカバー４ｈが６つのボルト締結により取り付けられる（図１９、２０参照）。ヘッドカバー４ｈには、内部空間と、仕切り部４ｓとが形成されており、ヘッドカバー４ｈの内部空間は仕切り部４ｓによって、第１の部屋４ｎと、第２の部屋４ｋとに分離される。ここで、第１の部屋４ｎは、圧縮室４ｊに供給される前の空気が通る空間であり、第２の部屋４ｋは、圧縮室４ｊから排出された空気が通る空間である。また、ヘッドカバー４ｈは、仕切り部４ｓの先端部がシリンダ４の溝部４ｍに嵌るように形成されたシリンダパッキン２０ｅ（図２４参照）を挟んでシリンダ４に取り付けられており、シリンダ４にヘッドカバー４ｈが取り付けられた状態においては、仕切り部４ｓと溝部４ｍとがシリンダパッキン２０ｅによって密封され、ヘッドカバー４ｈの内部において、ヘッドカバー４ｈと平板部４ｐとにより、第１の部屋４ｎ、第２の部屋４ｋが（排出弁４ｗ又は吸気弁４ｖが開状態のときを除き）閉じられた空間として形成される（図７参照）。
【００６３】
以下は、シリンダ４にヘッドカバー４ｈが取り付けられた状態について説明する。貫通孔４ｂは、第２部材３ｓの吸入用出口３ｙに接続され、第２平行部６ｆを通ってきた空気は、吸入用出口３ｙ、貫通孔４ｂを通って第１の部屋４ｎへと供給される（図６参照）。貫通孔４ｃは、貫通孔４ｂを通って導入された空気が通る孔であり、第１の部屋４ｎの空気は、貫通孔４ｃを通って圧縮室４ｊへと送られる（図６参照）。また、貫通孔４ｆは、圧縮室４ｊから排出される圧縮空気が通る孔であり、圧縮空気は、貫通孔４ｆを通った後、第２の部屋４ｋ内部において、貫通孔４ｇへと送られる（図１８参照）。貫通孔４ｇは、第１部材３ｆの排出用入口３ｘに接続されており、排出された圧縮空気は、貫通孔４ｇ、排出用入口３ｘを通って、第１平行部７ｆへと送られる（図７参照）。また、ヘッドカバー４ｈの内部空間（平板部４ｐの外側）は、吸入流路６、排出流路７の一部を構成する。そして、ヘッドカバー４ｈの内部空間（平板部４ｐの外側）における、吸入流路６、排出流路７における空気の流れは、図１８の一点鎖線に示すようなものとなる。そして、上記のように構成されるシリンダ４の内部において、吸気、圧縮、排気が行なわれる。
【００６４】
（ピストン）
４つのピストン５は、４つのシリンダ４のそれぞれの内部に配置される（図３〜７等参照）。本実施形態にかかる往復動圧縮機１においては、４つのシリンダ４に対応して４つのピストン５が設けられている。それぞれのピストン５は、図２１に（ａ）に示すように、４つのシリンダ４のそれぞれに往復動可能に嵌合されたピストンヘッド部５ｈと、モータ軸２ｓに固定された偏心軸１７に回転可能に嵌合されたロッド部５Ｒとがそれぞれ一体になっている。そして、ロッド部５Ｒは、連結部５ｃとリング部５ｒとから構成されている。ピストンヘッド部５ｈに配置されたシール部材２８と押さえ板２７との間には、図２１（ｂ）に示すように、スペーサ３０が挟まれて、１つのボルト２９により締結されて固定されている。なお、偏心軸１７には、ロッド部５Ｒの内部に配置されるベアリング１７ｂが設けられている。
【００６５】
そして、４つのピストン５のそれぞれにおいて、図２８（ａ）及び図２８（ｂ）に示すように、ピストンヘッド部５ｈの中心軸に対応する直線であるピストンロッド５Ｐは、押さえ板２７の端面２７ｓからピストン５のリング部５ｒの中心までの長さＬを有している。ピストン５の揺動角は、図２８（ａ）に示すように、平面視においてシリンダ軸に対するピストンロッド５Ｐの傾斜角θで表され、本実施例では、モータ軸２ｓが９０度回転した際に最も大きくなる。そして、４つのピストン５は、それぞれ９０度の位相差を維持しながら、シリンダ４内で摺動して吸気圧縮工程を行う。
【００６６】
そして、４つのピストン５は、図２３のような状態に組み立てられる。具体的には、図２１（ａ）に示すように、１つの偏心軸１７に、４つのピストン５のリング部５ｒが順番に挿入され、バランスウェイト１８がさらに挿入される。このとき、モータ軸２ｓの軸方向において、ピストン５の位置を調整するために、４つのピストン５のリング部５ｒ間に３つの調整部材３４がそれぞれ配置される。
【００６７】
（軸受支持部）
図１４〜１６に示す軸受支持部１０は、モータ軸２ｓの軸端部２ｔに配置される（図３〜５、図２６参照）。軸受支持部１０は、モータ軸２ｓを、ベアリング２２ｂを介して回転自在となるように支持するものであり、当該軸受支持部１０には、統合排出流路８が形成されている（図１４〜１６参照）。軸受支持部１０の中央部には、軸受孔１０ｋが形成されており、モータ軸２ｓの軸端部２ｔは、この軸受孔１０ｋに嵌るようになっている（図３参照）。また、軸受支持部１０の側部には、互いに対向する位置に、（往復動圧縮機１として組み立てられた状態において）モータ軸２ｓの軸方向に沿って伸びる突出部１０ｗ、１０ｚが形成されており、この突出部１０ｗ、１０ｚのそれぞれには、排出口１０ｈと、冷却用吸入口１０ｊとが形成されている（図１４〜１６参照）。統合排出流路８において統合された圧縮空気は、最終的に排出口１０ｈから排出される（図１６（ａ）参照）。冷却用吸入口１０ｊは、後述する排出ガス流路Ｚ（図３２参照）の内部に冷却用媒体を吸入するためのものである。軸受支持部１０の角部分には、二つの排出用流入口１０ｉが形成されており、この排出用流入口１０ｉは、排出流路７の一部を構成する。また、二つの排出用流入口１０ｉは、それぞれ、統合排出流路８へと接続されるように形成されており、排出流路７は、排出用流入口１０ｉを経て統合排出流路８へと連続するようになっている（図４、１６等参照）。
【００６８】
（統合排出流路）
軸受支持部１０の内部に形成された統合排出流路８は、複数の排出流路７を統合するためのものであり、モータ軸２ｓの軸方向に沿った軸領域３１を中心とする環状流路として形成されている（図２７参照）。そして、統合排出流路８は、モータ軸２ｓの軸方向に沿った軸領域３１の周辺領域３２と重なるように配置されている。この配置の詳細については後述する。また、環状流路として形成された統合排出流路８は、モータ軸２ｓの軸方向に垂直な平面３３に沿って平面的に広がるように形成されている（図１４、２７参照）。また、統合排出流路８は、軸受支持部１０と、後述するケーシングカバー１５との組合せにより閉じられた空間となる（図３〜５参照）。なお、統合排出流路は、環状流路でなくてもよい。また、本実施形態では、統合排出流路８の円中心が、モータ軸２ｓの中心と一致しており、これにより、小型化の観点において、モータ軸２ｓを中心としたバランスのよい配置が可能となるが、統合排出流路が環状である場合に、統合吸入流路の円中心が、モータ軸の中心と一致していなくても良く、中心がずれていてもよい。また、本実施形態において、環状流路として形成された統合排出流路８は、モータ軸２ｓの軸方向に垂直な平面３３に沿って平面的に広がるように形成されているが、このようなものには限られず、平面３３に対して傾いた平面に沿って平面的に広がるように形成されていてもよく、また、平面的に広がるように形成されず、例えば軸方向に伸びるように形成されていてもよい。また、統合排出流路は、軸受支持部に形成されていなくてもよく、例えば、軸受支持部のような部材とは異なる統合排出流路用の部材を別途設けてもよい。本実施形態のように軸受支持部１０に統合排出流路８を設けることで、部品点数の増加を防止できる。
【００６９】
なお、本実施形態においては、軸受支持部１０に統合排出流路８のみが形成されているが、統合排出流路、及び、統合吸入流路の少なくともいずれか一方が軸受支持部に形成されていればよく、このような構成には限られない。例えば、統合吸入流路のみが軸受支持部に形成されていてもよいし、統合排出流路、及び、統合吸入流路の両方が軸受支持部に形成されていてもよい。
【００７０】
（統合吸入流路及び統合排出流路の位置関係について）
次に、図２７等を参照しながら、統合吸入流路９及び統合排出流路８の位置関係について説明する。まず、統合吸入流路９、及び、統合排出流路８は、モータ軸の軸方向に関して、４つのシリンダ４を挟んだ両側に配置されている（図３〜５参照）。そして、モータ軸２ｓの軸方向に関して、統合排出流路８は、モータ軸２ｓの軸端部２ｔ側に配置され、統合吸入流路９は、本体部２ｂ側に配置されている。
【００７１】
また、統合吸入流路９、及び、統合排出流路８は、環状に形成されており、これらの円中心は、モータ軸２ｓの円中心と一致する。また、統合吸入流路９、及び、統合排出流路８の両方は、モータ軸の軸方向に沿った軸領域３１、及び、その周辺領域３２の少なくともいずれかと重なるように配置されている。ここで、“重なる”とは、図２７に示すように、統合吸入流路９又は統合排出流路８が、軸領域３１及び周辺領域３２からなる領域内に収まるように配置されることを意味している。そして、統合吸入流路９、及び、統合排出流路８は、径方向に関して、軸領域３１及び周辺領域３２からなる領域の幅（図２７の幅Ｗ１参照）に収まっている。本実施形態において、Ｗ１は、ほぼアイフランジ１６の径の大きさである。また、統合吸入流路、統合排出流路は、モータ２の本体部２ｂの幅（図２７の幅Ｗ２参照）に収まっていることがさらに望ましい。本実施形態にかかる統合排出流路８はこの幅に収まっており、このようにすることで、軸方向とは垂直な径方向に関して、圧縮機の大型化を抑止できる。また、統合吸入流路９、統合排出流路８が、軸方向位置に関して、モータ軸２ｓと重複する部分を有している。このため、軸方向に関しても、圧縮機の大型化を抑止できる。
【００７２】
なお、本実施形態では、統合排出流路８は、モータ軸２ｓの軸端部２ｔ側に配置され、統合吸入流路９は本体部２ｂ側に配置されているが、統合吸入流路９、及び、統合排出流路８のいずれか一方は、モータ軸２ｓの軸端部２ｔ側に配置され、他方は、本体部２ｂ側に配置されていればよく、この配置は逆であってもよい。また、統合排出流路及び統合吸入流路は、シリンダ４を挟んだ両側に配置されていなくてもよく、シリンダ４を挟まずに、モータ軸２ｓの軸方向に関して、シリンダ４に対して同じ側に統合排出流路及び統合吸入流路が配置されてもよい。
【００７３】
また、本実施形態においては、統合吸入流路９、及び、統合排出流路８の両方が周辺領域３２の内部に配置されているが、統合吸入流路、及び、統合排出流路の少なくともいずれか一方が、モータ軸の軸方向に沿った軸領域３１、及び、その周辺領域３２の少なくともいずれかと重なるように配置されていればよく、例えば、統合排出流路及び統合吸入流路のいずれか一方のみが、軸領域３１及び周辺領域３２からなる領域内（径方向に関して、幅Ｗ１の範囲内）に収まり、且つ、他方が、軸領域３１及び周辺領域３２からなる領域内に収まらず、はみ出るように構成されていてもよいし、また、環状でない統合排出流路又は統合吸入流路が、モータ軸方向に関してモータ軸２ｓと重複せず、且つ、軸領域３１及び周辺領域３２と重なるように（径方向に関して、幅Ｗ１の範囲内に収まるように）配置されていてもよい。
（吸入流路）
次に、複数の吸入流路６について説明する。上記のように、複数の吸入流路６は、第２部材３ｓの内部を通るように形成されており、複数の吸入流路６は、その内部を流体が流通可能となるように形成されている。また、複数の吸入流路６は、４つのシリンダ４のそれぞれの内部（圧縮室４ｊ）に対して接続されている（図６の吸入流路６を示す一点鎖線部参照）。
【００７４】
まず、空気は第２部材３ｓの吸入口３ｚから第２部材３ｓの内部に入り、そこから統合吸入流路９へと流入する（図４、図１０参照）。以下、それぞれの吸入流路６、すなわち、シリンダ４内部（圧縮室４ｊ）までの流路について説明する。第２部材３ｓの内部は、統合吸入流路９が二つの第２平行部６ｆへと連続するように形成されており、統合吸入流路９内の空気は、二つの第２平行部６ｆへと送られる（図５、１０参照）。そして、それぞれの第２平行部６ｆを通った空気は、吸入用出口３ｙから貫通孔４ｂを通って第１の部屋４ｎへと送られる（図６、１０等参照）。そして、第１の部屋４ｎの空気は、貫通孔４ｃを通って圧縮室４ｊへと送られる。一つの吸入流路６は上記のように構成される。
（排出流路）
次に、複数の排出流路７について説明する。上記のように、複数の排出流路７は、第１部材３ｆの内部を通るように形成されており、複数の排出流路７は、その内部を流体（本実施形態においては空気）が流通可能となるように形成されている。また、複数の排出流路７は、４つのシリンダ４のそれぞれの内部（圧縮室４ｊ）に対して接続されている（図４の排出流路７を示す一点鎖線部参照）。
【００７５】
以下、それぞれの排出流路７、すなわち、シリンダ４内部（圧縮室４ｊ）から排出口１０ｈまでの流路について説明する。まず、シリンダ４の内部の圧縮室４ｊで圧縮された空気は、貫通孔４ｆを通り、第２の部屋４ｋ内部を通って、貫通孔４ｇに入る（図１８参照）。そして、貫通孔４ｇを通った圧縮空気は、第１部材３ｆの排出用入口３ｘへと送られ、そこから第１平行部７ｆへと送られる（図７参照）。そして、圧縮空気は第１平行部７ｆを通って、軸受支持部１０の排出用流入口１０ｉに入る（図４参照）。一つの排出流路７は上記のように構成される。そして、複数（４つ）の排出流路７から流入してきた圧縮空気は、排出用流入口１０ｉを経て統合排出流路８へと流入し（図１６参照）、最終的に、排出口１０ｈから排出される。
【００７６】
なお、本実施形態においては、往復動圧縮機１が、４つの排出流路７、及び、４つの吸入流路６を有して構成される。ここで、上記のように、４つの排出流路７において、第１平行部７ｆは二つの排出流路７に共通の流路であり、４つの吸入流路６において、第２平行部６ｆは二つの吸入流路６に共通の流路である。このように、複数の排出流路７、及び、複数の吸入流路６は、それぞれ、一部に共通の流路を有しているが、排出流路７、及び、吸入流路６の数については、それぞれ４つとして扱うものとする。
【００７７】
また、４つの排出流路７は、重力方向に沿った分岐路７ｓを有している（図４参照）。そして、分岐路７ｓには、粘着剤７Ａが配置されている。これより、ピストン５の揺動運動によって生じたシール部材２８の磨耗粉は、粘着剤７Ａに吸着されることで、往復動圧縮機１の外部に排出されるのを防止することができる。なお、本実施の形態では、第１平行部７ｆは、分岐路７ｓと同様に重力方向に沿っており、粘着剤７Ａが配置されること（図４参照）で、磨耗粉が往復動圧縮機１の外部に排出されるのを防止することができる。
【００７８】
（往復動圧縮機の組み立てについて）
次に、往復動圧縮機１の組み立てについて説明する。まず、モータ２に、アイフランジ１６、及び、ケーシング３（第１部材３ｆ、第２部材３ｓ）を取り付ける（図２２参照）。ここで、アイフランジ１６と第２部材３ｓとの間には、空気の気密性を確保するためのゴム製のＯリング２０ｃ、２０ｄを取り付ける（図２２、図３〜５参照）。なお、アイフランジ１６は、モータ２とケーシング３とを組み付けるとともに、酸素濃縮器のハウジングへ往復動圧縮機１を取り付ける際の固定支持部とするために設けられているものである。そのため、本実施形態のように、第２部材３ｓの環状部３ｔをアイフランジ１６のサイズに合わせて構成することにより、固定支持部としての必要なサイズを確保した上で、圧縮機の大型化を抑止できる。
【００７９】
次に、４つのピストン５を取り付ける（図２３参照）。ここで、４つのピストン５は、図２１（ａ）のようにして、バランスウェイト１８及び調整部材３４と共に偏心軸１７に挿入された状態のものである。従って、４つのピストン５のそれぞれのロッド部５Ｒの位置を調整部材３４によって調整できることで、シリンダ４の軸中心とピストン５のピストンヘッド部５ｈの軸中心とを容易に一致させることができる。これより、シール部材２８が偏磨耗するのを抑制することができる。
【００８０】
次に、４つのシリンダ４を取り付ける（図２４参照）。具体的には、それぞれのピストン５を覆うようにシリンダ４を取り付け、シリンダ４には、ヘッドカバー４ｈを取り付ける。また、ここでのシリンダ４は、図１８で説明した、吸気弁４ｖ、排出弁４ｗが取り付けられた状態のものであり、また、シリンダ４とヘッドカバー４ｈとの間には、気密性を確保するためのシリンダパッキン２０ｅを取り付ける。また、ヘッドカバー４ｈは、シリンダ４に対して、複数の固定ボルト２０ｈ、２０ｉを用いて装着する。また、排出用入口３ｘには、気密性確保のためのＯリング２０ｆを取り付ける。なお、図２４では一つのシリンダ４のみを示している。
【００８１】
ここで、図２５に示すように、ケーシング３に、第１位置決め部３Ｂが形成され、４つのシリンダ４に、第１位置決め部３Ｂに対応するように配置された第２位置決め部４Ｂがそれぞれ形成される場合には、４つのシリンダ４は、ケーシング３に対して、４つのシリンダ４のそれぞれの軸中心と４つのピスト５ンのピストンヘッド部５ｈのそれぞれの軸中心とが一致するように、第１位置決め部３Ｂ及び第２位置決め部４Ｂによって位置決めされる。
【００８２】
次に、軸受支持部１０、ケーシングカバー１５等を取り付ける（図２６参照）。具体的には、モータ軸２ｓに対して軸ホルダー２１を挿入し、軸ホルダー２１に対してベアリング２２ｂを挿入し、軸受支持部１０、ケーシングカバー１５を、複数の固定ボルト２０ｐを用いて、第１部材３ｆに対して取り付ける。ここで、第１部材３ｆの第１平行部７ｆと軸受支持部１０の排出用流入口１０ｉとの間には、気密性確保のためのＯリング２０ｊを二つ取り付け、軸受支持部１０とケーシングカバー１５との間には、気密性確保のためのパッキン２０ｍ及びＯリング２０ｎを取り付ける。なお、図２６では、三つのシリンダ４が取り付けられ、一つのシリンダ４がまだ取り付けられていない状態を示している。そして、図１に示す往復動圧縮機１は、以上のようにして組み立てられる。
【００８３】
（ピストンの揺動角とピストンロッドの長さとの関係）
図２９（ａ）に示すように、偏心軸１７の中心Ｃとモータ軸２ｓの中心Ｏとの偏心距離ｅを一定とする場合に、ピストンロッド５Ｐの長さＬが短くなって長さＬ´になると、ピストンの揺動角、すなわち、ピストンロッド５Ｐの傾斜角θは、大きくなって傾斜角θ´となる。従って、ピストンロッド５Ｐの長さＬが短くなると、ピストンヘッド部５ｈのシリンダ４に対する傾きが大きくなることで、ピストンヘッド部５ｈとシリンダ４との隙間は大きくなる。
【００８４】
一方、図２９（ｂ）に示すように、偏心軸１７の中心Ｃとモータ軸２ｓの中心Ｏとの偏心距離ｅを小さくする場合に、ピストンロッド５Ｐの長さＬが短くなって長さＬ´になると、ピストンロッド５Ｐの傾斜角θは、ほぼ同じの傾斜角θに維持される。従って、ピストンロッド５Ｐの長さＬが短くなると、ピストンヘッド部５ｈのシリンダ４に対する傾きがほぼ同じとなることで、ピストンヘッド部５ｈとシリンダ４との隙間は維持される。これより、シリンダ４内の圧縮室４ｊの気密性を確保しつつ、圧縮機１の小型化が可能となる。
【００８５】
（ピストンの摺動距離とピストンロッドの長さとの関係）
図２９（ａ）に示すように、偏心軸１７の中心Ｃとモータ軸２ｓの中心Ｏとの偏心距離ｅを一定とする場合に、ピストンロッド５Ｐの長さＬが短くなって長さＬ´になると、ピストン５の摺動距離、すなわち、ピストンヘッド部５ｈの中心ａとシリンダ４との距離Ｈは、上述したように、ピストンロッド５Ｐの傾斜角θが大きくなって傾斜角θ´となることで、ピストンヘッド部５ｈのシリンダ４に対する傾きが大きくなるため、距離Ｈ´となり大きくなる。
【００８６】
一方、図２９（ｂ）に示すように、偏心軸１７の中心Ｃとモータ軸２ｓの中心Ｏとの偏心距離ｅを小さくする場合に、ピストンロッド５Ｐの長さＬが短くなって長さＬ´になると、ピストン５の摺動距離、すなわち、ピストンヘッド部５ｈの中心ａとシリンダ４との距離Ｈは、上述したように、ピストンロッド５Ｐの傾斜角θがほぼ同じに維持されることで、ピストンヘッド部５ｈのシリンダ４に対する傾きがほぼ同じとなるため、距離Ｈに維持される。これより、ピストンロッド５Ｐの長さＬを短くしてもピストン５の摺動距離を一定に保つことができるので、ピストン５に配置されたシール部材２８のシール性を長期間確保することができる。
【００８７】
（モータ軸の回転トルク）  複数のシリンダを有する往復動圧縮機１において、ピストンの回転数、圧力、及びストロークを固定とした場合に、総排出流量が同じになるように、ピストンの内径（ボア径）Ｘを変更させる。このとき、図３０に示すように、シリンダの数が１つ、２つ、及び３つの場合には、モータ軸２ｓの回転トルクは、それぞれ、モータ軸２ｓの回転に伴って波動曲線を描くように変動し、回転角度が約１００度の時点で最大となり、回転角度が約２００度の時点で最小となる。一方、シリンダの数が４つである本実施の形態では、４つのピストン５がそれぞれ９０度の位相差を維持しながら吸気圧縮工程を行うことでピストン５の圧縮工程時にピストンヘッド部５ｈに掛かる力が相殺されるので、モータ軸２ｓの回転トルクは、モータ軸２ｓの回転に伴ってほとんど変動せず、ほぼ直線を描く。これより、４つのシリンダを有する往復動圧縮機では、１つ、２つ、及び３つのシリンダを有する往復動圧縮機よりも回転トルクの変動を大幅に抑制することができる。
【００８８】
（酸素濃縮装置）
次に、本実施形態に係る往復動圧縮機を備える酸素濃縮装置について説明する。酸素濃縮装置は、呼吸器疾患患者等に対して高濃度酸素を提供する在宅酸素療法において用いられる。なお、本実施形態に係る往復動圧縮機を備える酸素濃縮装置では、図３２に示すように、密閉容器３３０は、ケーシング３と、ケーシング３に取り付けられたシリンダ４と、シリンダ４を覆うヘッドカバー４ｈと、ケーシング３の上端に配置される軸受支持部１０と、軸受支持部１０に取り付けられるケーシングカバー１５とを有している。
【００８９】
酸素濃縮装置１００には、図３１に示すように、ガス排出部３０３ｃ、３０３ｄにより吸着容器３０４Ａ、３０４Ｂから排出された窒素を含むガス（冷却用媒体）を、往復動圧縮機１の密閉容器３３０内部に導いた後に外部に排出するための排出ガス流路Ｚが配置されている。
【００９０】
具体的には、酸素濃縮装置１００は、外部から吸い込む空気中の塵を除去するための防塵フィルタ３１１と、防塵フィルタ３１１を介して吸い込んだ空気を圧縮する往復動圧縮機１と、往復動圧縮機１の圧縮空気が吐出される側のガス流路に配設された制御弁３０３と、制御弁３０３を介して往復動圧縮機１から圧縮空気が供給され、その圧縮空気中の窒素を吸着する吸着剤が収納された吸着容器の一例としての第１吸着筒３０４Ａと、第１吸着筒３０４Ａの下流側のガス流路に配設された逆止弁３０５Ａと、制御弁３０３を介して往復動圧縮機１から供給された空気中の窒素を吸着する吸着剤が収納された吸着容器の一例としての第２吸着筒３０４Ｂと、第２吸着筒３０４Ｂの下流側のガス流路に配設された逆止弁３０５Ｂと、第１、第２吸着筒３０４Ａ、３０４Ｂの下流側のガス流路間に配設されたパージ弁３０６と、第１、第２吸着筒３０４Ａ、３０４Ｂに逆止弁３０５Ａ、３０５Ｂを介して接続された酸素タンク３０７と、酸素タンク３０７からの酸素濃縮ガスを減圧する減圧弁３０８と、酸素タンク３０７から減圧弁３０８を介して供給する酸素濃縮ガスの流量を調整するための流量調整器３０９と、流量調整器３０９により流量が調整された酸素濃縮ガスを人に提供するためのカニューラ(図示せず)が接続される吐出口カプラ３１０とを備えている。
【００９１】
往復動圧縮機１は、防音ボックス３２２内に配置されており、その防音ボックス３２２の側面に冷却用のファン３２３を取り付けている。この冷却用のファン３２３により防音ボックス３２２内の往復動圧縮機１を冷却する。また、酸素濃縮装置１００は、制御弁３０３とパージ弁３０６および冷却用のファン３２３等を制御する制御部３２０とを備えている。制御部３２０により、往復動圧縮機１内のモータ２（図３参照）を駆動する。
【００９２】
また、制御弁３０３は、一端が往復動圧縮機１の圧縮空気流路に接続され、他端が第１吸着筒３０４Ａに接続された第１ポート３０３aと、一端が往復動圧縮機１の圧縮空気流路に接続され、他端が第２吸着筒３０４Ｂに接続された第２ポート３０３ｂと、一端が往復動圧縮機１の排出ガス流路Ｚに接続され、他端が第１吸着筒３０４Ａに接続された第３ポート３０３ｃと、一端が往復動圧縮機１の排出ガス流路Ｚに接続され、他端が第２吸着筒３０４Ｂに接続された第４ポート３０３ｄとを有する。
【００９３】
また、制御部３２０は、マイクロコンピュータと入出力回路等からなり、パージ弁３０６およびファン３２３を制御する。制御部３２０は、第１切換部と第２切換部を制御する切換制御部の機能を備えている。
【００９４】
上記構成の酸素濃縮装置１００において、制御部３２０により、制御弁３０３の第１ポート３０３aと第４ポート３０３ｄを開き、第２ポート３０３bと第３ポート３０３ｃを閉じて、往復動圧縮機１を運転する(第１吸着筒３０４Ａの加圧工程、第２吸着筒３０４Ｂの減圧工程)。そして、往復動圧縮機１は、防塵フィルタ３１１を介して吸い込んだ空気を圧縮する。往復動圧縮機１により圧縮された空気は、制御弁３０３の第１ポート３０３aを通って第１吸着筒３０４Ａにおいて加圧され、空気中の窒素を吸着剤に吸着させて高濃度酸素を生成する。第１吸着筒３０４Ａで生成された高濃度酸素は、逆止弁３０５Ａを通って酸素タンク３０７に貯留する。そうして、酸素タンク３０７に溜めた酸素濃縮ガスは、減圧弁３０８により減圧した後、流量調整器３０９により流量が調整されて吐出口カプラ３１０から吐出される。
【００９５】
このとき、第２吸着筒３０４Ｂ側は、減圧により吸着剤から窒素を脱着させて、脱着させた窒素を含むガスを、制御弁３０３の第４ポート３０３ｄと往復動圧縮機１を介して外部に排気する。
【００９６】
ここで、第１吸着筒３０４Ａの加圧工程中に、第２吸着筒３０４Ｂには、第１吸着筒３０４Ａで生成された高濃度酸素の一部がパージ弁３０６を介して供給され、第２吸着筒３０４Ｂ内の圧力を少し上げた状態で、制御部３２０により、制御弁３０３の第２ポート３０３bと第３ポート３０３ｃを開き、第１ポート３０３aと第４ポート３０３ｄを閉じて、第２吸着筒３０４Ｂの加圧工程に切り換える。このようにして、第１、第２吸着筒３０４Ａ、３０４Ｂ内の吸着剤を用いた窒素の吸着と脱着を交互に行うサイクルが繰り返される。
【００９７】
このとき、往復動圧縮機１において、図３２（ａ）に示すように、モータ軸２ｓに対して直交し、軸受支持部１０の側部(図３２（ａ）における右側)に形成された冷却用吸入口１０ｊに、窒素を含むガスが流入するようにチューブ３６１の一端を接続している。そして、図３２（ｂ）に示すように、ケーシング３の側部（図３２（ｂ）における右側)に形成された冷却用排出口３ｊと排出口３２４とを排出チューブ３６２により接続している。なお、本実施の形態では、冷却用吸入口１０ｊが形成された軸受支持部１０の側部と、冷却用排出口３ｊが形成されたケーシング３の側部とは、モータ軸２ｓに対して周方向に隣接している。
【００９８】
そして、チューブ３６１と軸受支持部１０及び排出チューブ３６２とケーシング３によって、図３１に示す酸素濃縮装置１００の第１、第２吸着筒３０４Ａ、３０４Ｂから排気された窒素を含むガスを、制御弁３０３の第３ポート３０３ｃと第４ポート３０３ｄを介して往復動圧縮機１の密閉容器３３０内部に導いた後に外部に排出する排出ガス流路Ｚを形成している。このとき、排出ガス経路Ｚは、ケーシング３及び４つのシリンダ４の少なくとも一方の内部に配置されている。
【００９９】
上記構成の酸素濃縮装置１００において、酸素濃縮装置１００の第１、第２吸着筒３０４Ａ、３０４Ｂから排気された窒素を含むガスは、チューブ３６１を介して往復動圧縮機１の密閉容器３３０内に流入した後、排出ガス流路Ｚを形成することで、偏心軸１７のベアリング１７ｂ、ベアリング２２ａ、２２ｂ、ピストン５等の各部品を冷却して外部に排出される。本実施の形態では、排出ガス流路Ｚは、図３２に示すように、往復動圧縮機１の密閉容器３３０内において上方から下方に形成されている。また、排出ガス流路Ｚは、４つのシリンダ４間の隙間、偏心軸１７とベアリング１７ｂとの隙間等、密閉容器３３０内に配置された各部品間の隙間にも形成されている。
【０１００】
［本発明の特徴］
本実施形態にかかる往復動圧縮機１には、以下のような特徴がある。  
【０１０１】
本実施形態の往復動圧縮機１では、シリンダ４の数を２つから４つに増やすことで、各ピストン５の回転数及び全体の吐出流量を保ちながらストロークを小さくすることができるので、ピストンロッド５Ｐを短くしても、ピストン５の揺動角度θを維持することができる。これより、圧縮室４ｊの気密性を確保しつつ、圧縮機の小型化が可能となる。また、ストロークを小さくすることができることで、ピストンヘッド部５ｈの揺動距離が小さくなるので、ピストンヘッド部５ｈに配置されたシール部材２８のシール性を長期間確保することができる。さらに、シリンダ４が４つになることで放熱面積が大幅に拡大し、圧縮室４ｊの温度上昇を抑制できるため、圧縮効率を大きく向上させることができる。
【０１０２】
また、平面視において、モータ軸２ｓの中心を通過する直線上と、その直線と直交し且つモータ軸２ｓの中心を通過する直線上とにそれぞれシリンダ４を２つずつ配置することで、円周方向において隣接する２つのシリンダ４の全ての間隔を小さくすることができる。また、隣接する２つのピストン５のピストンヘッド部５ｈ間で干渉が生じにくくなるので、ピストンロッド５Ｐをさらに短くすることができる。従って、圧縮機をさらに小型化することができる。
【０１０３】
また、４つのピストン５の吸気圧縮工程がそれぞれ９０度の位相差を維持しながら行われることで、圧縮工程の際、４つのピストン５のピストンヘッド部５ｈに掛かる力が相殺されて、モータ軸２ｓの回転トルクが変動するのを抑制することができる。これより、圧縮効率を大きく向上させることができる。また、４つの圧縮室から発生する吸排気音も相殺されて、低騒音及び低振動化が可能となる。
【０１０４】
また、４つのピストン５が嵌合する偏心軸１７を１つにすることで、モータ軸２ｓ方向におけるピストン５のロッド部５Ｒの間隔を小さくすることができる。また、あるピストン５の圧縮工程から吸気工程に移る際の力を他のピストン５の運動を助ける力として有効に伝達できることで、力の伝達ロスを小さくすることができる。これより、圧縮効率をさらに向上させることができる。
【０１０５】
また、ケーシング３が第１位置決め部３Ｂを有し、４つのシリンダ４がそれぞれ第１位置決め部３Ｂに対応する第２位置決め部４Ｂを有していることで、４つのシリンダ４のそれぞれの軸中心とピストン５のピストンヘッド部５ｈの軸中心とが一致するように４つのシリンダ４のそれぞれをケーシング３に対して位置決めさせることができるので、シール部材２８が偏磨耗するのを抑制することができる。
【０１０６】
また、モータ軸２ｓの軸方向において、４つのピストン５のロッド部５Ｒ間に調整部材３４を配置することで、ロッド部５Ｒの位置を調整することができる。従って、シリンダ４の軸中心とピストン５のピストンヘッド部５ｈの軸中心とを確実に一致させることができるので、シール部材２８が偏磨耗するのを抑制することができる。  
【０１０７】
また、４つのシリンダ４のそれぞれの本体部４ａと平板部４ｐとの間に弾性部材４Ａが挟まれることで、本体部４ａと平板部４ｐとを締結するボルトのトルク管理による調節だけで、４つのピストン５のそれぞれのピストンヘッド部５ｈの上死点におけるシリンダ４との隙間を小さくすることができる。従って、圧縮機の性能が安定し、圧縮効率をさらに向上させることができる。  
【０１０８】
また、４つのピストン５のそれぞれのピストンヘッド部５ｈと押さえ板２７との間にスペーサ３０が挟まれることで、ピストンヘッド部５ｈと押さえ板２７とを締結するボルトのトルク管理による調節だけで、４つのピストン５のそれぞれのピストンヘッド部５ｈの上死点におけるシリンダ４との隙間を小さくすることができる。従って、圧縮機の性能が安定し、圧縮効率をさらに向上させることができる。
【０１０９】
また、本実施形態の酸素濃縮装置１００によれば、密閉型の往復動圧縮機１内を冷却することにより耐久性を向上でき、冷却用のファン３２３の小型化、低回転化により省エネルギー化と静音化が図れる。また、往復動圧縮機１の内部温度を下げることにより、第１、第２吸着筒３０４Ａ、３０４Ｂに供給される圧縮空気の温度上昇が抑えられるので、第１、第２吸着筒３０４Ａ、３０４Ｂ内の吸着剤への窒素の吸着効率の低下を防いで、酸素濃縮ガスの酸素濃度の低下を防止することができる。
【０１１０】
また、上記第１、第２吸着筒３０４Ａ、３０４Ｂから排気された窒素を含むガスは、排出ガス流路Ｚを形成することで、特に高熱が発生するピストンヘッド部５ｈのシール部材２８の耐久性を向上できる。
【０１１１】
（第２実施形態）
次に、本発明にかかる往復動圧縮機の第２実施形態について説明する。なお、上記の実施形態と同様の部分については図に同一の符号を付してその説明を省略する。図３３は、本発明の第２実施形態に係る往復動圧縮機を示す概略図であり、（ａ）は上面視概略図、（ｂ）はＹ矢視側面視概略図である。図３４は、図３３（ｂ）のＰ−Ｐ矢視断面概略図である。図３５は、図３４のＱ−Ｑ矢視断面概略図である。図３６は、図３３（ａ）のＲ−Ｒ矢視断面概略図である。図３７は、図３３（ａ）のＳ−Ｓ矢視断面概略図である。
【０１１２】
本実施形態にかかる往復動圧縮機１０１では、上記の第１部材３ｆに相当する金属製部材の内部に、第１平行部７ｆ及び第２平行部１０６ｆが形成されている。そして、ケーシング１０３が上記の実施形態とは異なることに伴い、シリンダ１０４についても、貫通孔の位置等が変更されている（図示は省略する）。
【０１１３】
往復動圧縮機１０１における複数の排出流路７のそれぞれは、モータ軸２ｓの軸方向に沿った第１平行部７ｆを有している（上記の実施形態と同様。図３３（ａ）、図３６参照）。また、複数の吸入流路１０６のそれぞれは、モータ軸の軸方向に沿った第２平行部１０６ｆを有している（図３３（ａ）、図３７参照）。
【０１１４】
そして、一対の第１平行部７ｆ、及び、一対の第２平行部１０６ｆが、ケーシング１０３の内部に形成されており、一対の第１平行部７ｆはモータ軸２ｓを挟んで対向して配置されており（図３３（ａ）の破線部参照）、且つ、一対の第２平行部１０６ｆはモータ軸２ｓを挟んで対向して配置されている（図３３（ａ）の一点鎖線部参照）。そして、一対の第１平行部７ｆ、及び、一対の第２平行部１０６ｆは、第１平行部７ｆと第２平行部１０６ｆとが隣り合うように配置されている（図３３（ａ）、図３６、３４参照）。
【０１１５】
また、ケーシング１０３は、上記の実施形態とは異なり、４つの吸入用出口１０３ｙを、上記の実施形態における第１部材に相当するケーシング１０３に有している（図３７参照）。そして、統合吸入流路１０９が、ケーシング１０３内部の、モータ軸方向に関して、ピストン５よりも本体部２ｂ側のスペースに形成されている（図３４〜３４参照）。そして、この統合吸入流路１０９への吸入口１０３ｚは、ケーシング１０３の外壁部に形成されている（図３５参照）。
【０１１６】
このように構成される往復動圧縮機１０１においては、排出流路７については上記の実施形態とほぼ同様であるが、吸入流路１０６が上記の実施形態とは異なる。複数の吸入流路１０６は、ケーシング１０３の内部を通るように形成されており、具体的には、第２平行部１０６ｆが、ケーシング１０３の内部に形成されている。複数の吸入流路１０６は、複数のシリンダ１０４のそれぞれの内部（圧縮室４ｊ）に対して接続されている（図３７の吸入流路１０６を示す一点鎖線部参照）。
【０１１７】
空気は、まず、ケーシング１０３に形成された吸入口１０３ｚからケーシング１０３の内部に入り、そこから統合吸入流路１０９へと流入する（図３５参照）。以下、それぞれの吸入流路１０６、すなわち、シリンダ１０４内部（圧縮室４ｊ）までの流路について説明する。ケーシング１０３の内部は、統合吸入流路１０９が二つの第２平行部１０６ｆへと連続するように形成されており、統合吸入流路１０９内の空気は、二つの第２平行部１０６ｆへと送られる（図３７参照）。そして、それぞれの第２平行部１０６ｆを通った空気は、吸入用出口１０３ｙから、貫通孔（上記の実施形態における貫通孔４ｂに相当するもの）を通って第１の部屋へと送られる。そして、第１の部屋の空気は、貫通孔４ｃを通って圧縮室４ｊへと送られる。一つの吸入流路１０６は上記のように構成される。
【０１１８】
上記のように、本実施形態の往復動圧縮機１０１では、複数の排出流路７のそれぞれは、モータ軸２ｓの軸方向に沿った第１平行部７ｆを有し、複数の吸入流路１０６のそれぞれは、モータ軸２ｓの軸方向に沿った第２平行部１０６ｆを有し、一対の第１平行部７ｆ、及び、一対の第２平行部１０６ｆが、ケーシング１０３の内部に形成されており、一対の第１平行部７ｆはモータ軸２ｓを挟んで対向して配置されており、且つ、一対の第２平行部１０６ｆはモータ軸２ｓを挟んで対向して配置されている。このように、排出流路７の第１平行部７ｆ及び吸入流路１０６の第２平行部１０６ｆの両方をケーシング１０３の内部に形成することで、ケーシング１０３を無駄なく有効に活用して、さらに効率的に大型化を抑止しつつ複数シリンダ間の流路を統合できる。
【０１１９】
（第３実施形態）
次に、本発明にかかる往復動圧縮機の第３実施形態について説明する。なお、上記の実施形態と同様の部分については図に同一の符号を付してその説明を省略する。図３８は、本発明の第３実施形態に係る往復動圧縮機を説明する模式図である。図３９は、図３８の往復動圧縮機の動作説明図である。図４０は、図３８の往復動圧縮機の回転角度とＰＶ値とヘッド傾斜角との関係を示す図である。図４１は、従来の往復動圧縮機の縦断面図である。
【０１２０】
本実施形態にかかる往復動圧縮機は、図３８に示すように、４つのピストン５が下死点にあるときにおいて、モータ軸２ｓの中心Ｏ及び偏心軸１７の中心Ｃを含む基準平面Ｒに対してシール部材２２８に沿ったシール平面Ｓが非直角である。
【０１２１】
シリンダ２０４は、図３８に示すように、本体部２０４ａと平板部２０４ｐとを有しており、本体部２０４ａに平板部２０４ｐを固定して、圧縮室２０４ｊを形成している。このシリンダ２０４の本体部２０４ａと平板部２０４ｐとの間は、弾性部材２０４Ａでシールしている。シリンダ２０４はケーシング（図示せず）に固定されている。
【０１２２】
一方、シリンダ２０４内には、ピストン２０５を配置している。このピストン２０５は、ピストンヘッド部２０５ｈとロッド部２０５Ｒとが一体になっており、ピストンヘッド部２０５ｈをシリンダ２０４内で揺動及び往復動自在に配置している。ピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓ、すなわち、シール平面Ｓには、環状のシール部材２２８の一部を載置し、この一部をピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓと押さえ板２２７とで挟んで固定している。このシール部材２２８の他の一部は、ピストンヘッド部２０５ｈ及び押さえ板２２７から突出してシリンダ２０４の内面に接触して、シールを行う。そして、押さえ板２２７は、ピストンヘッド部２０５ｈにビス２３０で固定している。
【０１２３】
図３８に示すように、ピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓ、すなわち、環状のシール部材２２８に沿ったシール平面Ｓは、ピストン２０５が下死点にあるときにおいて、モータ軸２ｓの中心Ｏおよび偏心軸１７の中心Ｃを含む基準平面Ｒに対して、非直角になっている。より詳しくは、ピストン２０５が下死点にあるときにおいて、ピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓ、すなわち、環状のシール部材２２８に沿ったシール平面Ｓは、上記基準平面Ｒに対して、８８．５°傾斜している。すなわち、ピストン２０５が下死点にあるときにおいて、ピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓ（シール平面Ｓ）は、基準平面Ｒに垂直な平面に対して、１．５°傾斜していて、シリンダ２０４の中心軸に垂直な平面に対して、１．５°の傾斜角を有する。これにより、図４０に示すように、ＰＶ値が略最大になるモータ軸２ｓの回転角約１３５°の近傍の約１４９°において、基準平面Ｒに垂直な平面に対する傾斜角、つまり、ピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓの傾斜角が零になるようになっている。
【０１２４】
シリンダ２０４の圧縮室２０４ｊの天面２４１は、ピストン２０５が下死点及び上死点にあるときにおいて、ピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓに平行になっている。つまり、シリンダ２０４の圧縮室２２の天面２４１は、シリンダ２０４の中心軸に垂直な平面に対して、１．５°傾斜している。これにより、ピストン２０５が上死点にあるときに、シリンダ２０４の圧縮室２２の天面２４１と押さえ板２２７の上面との間にデッドスペースが生じないようにして、圧縮効率を高くしている。
【０１２５】
上記構成の往復動圧縮機の動作を、図３８、図３９及び図４０を参照しながら説明する。
【０１２６】
図４０において、横軸は、モータ軸２ｓの回転角度を表し、右側の縦軸は、ピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓのシリンダ２０４の中心軸に垂直な平面に対する傾斜角を表し、左側の縦軸はＰＶ値を表す。
【０１２７】
往復動圧縮機において、図３８に示す状態から、モータ２の駆動により、モータ軸２ｓが時計回りに回転すると、ピストン２０５は、図３９の（イ）〜（チ）に示すように、揺動しながら往復動を行って、空気等のガスの吸気・圧縮を行う。
【０１２８】
このとき、図４０において曲線Ｍで示すように、下死点（モータ軸の回転角０°）及び上死点（モータ軸２ｓの回転角１８０°）において、ピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓ、すなわち、環状のシール部材２２８に沿ったシール平面Ｓは、基準平面Ｒに垂直な平面（シリンダ２０４の中心軸に垂直な平面）に対して、１．５°傾斜している。そして、モータ軸２ｓの回転につれて、図３９及び図４０に示すように、ピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓ、すなわち、環状のシール部材２２８に沿ったシール平面Ｓの傾斜角（ヘッド傾斜角）が変化する。
【０１２９】
図４０の曲線Ｍから分かるように、この実施形態では、ピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓの傾斜角、つまり、シール平面Ｓの傾斜角の絶対値は、曲線Ｍ´で示される従来の図４１のピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓの傾斜角よりも、圧縮行程において、小さく、吸入工程において大きくなっている。
【０１３０】
このように、ＰＶ値が大きくてシール部材２２８に対する負荷が大きい圧縮行程において、この実施形態のシール平面Ｓの傾斜角の絶対値（図４０の曲線Ｍ）が、図４１の従来例のシール平面Ｓの傾斜角の絶対値（図４０の曲線Ｍ´）よりも小さくなるから、シール部材２２８がシリンダ２０４の内面と略均一に接触して、シール部材２２８の局所磨耗を防止して長寿命を達成でき、かつ、シリンダ２０４とシール部材２２８との間の隙間を少なくして、空気漏れを防止して圧縮効率を向上できる。
【０１３１】
なお、吸入工程においては、圧縮行程よりも、ＰＶ値が全体的に小さくて、シール部材２２８に対する負荷が比較的小さいから、ピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓの傾斜角、つまり、シール平面Ｓの傾斜角の絶対値が大きくなっても、シール部材２２８の局所的な摩耗や漏れ等の不都合は殆ど生じない。
【０１３２】
また、上記実施形態では、基準平面Ｒに垂直な平面に対するシール平面Ｓの傾斜角の絶対値は、吸入工程においてよりも圧縮行程において小さくなっているので、シール部材２２８の高負荷時においてシール部材２２８がシリンダの内面と略均一に接触して、シール部材２２８の局所磨耗を防止して長寿命を達成でき、かつ、シリンダ２０４とシール部材２２８との間に隙間を少なくして、空気漏れを防止して圧縮効率を向上できる。
【０１３３】
また、上記実施形態では、ＰＶ値が最大になるモータ軸２ｓの回転角約１３５°の近傍において、基準平面Ｒに対して、ピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓ、つまり、シール平面Ｓが直角になって、最大負荷時に、シリンダ２０４の中心軸に対してシール平面Ｓの傾きがなくなることになるから、シール部材２２８の局所磨耗を防止して長寿命を達成でき、かつ、空気漏れを防止して圧縮効率を向上できる。
【０１３４】
また、上記実施形態では、押さえ板２２７によって、シール部材２２８をピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓに取り付けているので、ピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓの傾斜角を調整して、シール平面Ｓの傾きを簡単に設定することができる。
【０１３５】
また、上記実施形態では、ピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓとシリンダ２０４の圧縮室２０４ｊの天面２４１とが平行であり、押さえ板２２７の上面とシリンダ２０４の圧縮室２０４ｊの天面２４１との間のデッドスぺースを小さくして、圧縮効率を向上することができる。
【０１３６】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１３７】
例えば、上記の実施形態においては、統合吸入流路、及び、統合排出流路の両方が設けられているが、これらは少なくともいずれか一方が設けられていればよく、例えば、統合吸入流路及び統合排出流路の一方はなくてもよい。
【０１３８】
また、上記の実施形態においては、排出流路が、モータ軸の軸方向に沿った第１平行部を有し、吸入流路が、モータ軸の軸方向に沿った第２平行部を有しているが、排出流路、及び、吸入流路には、第１平行部、第２平行部はなくてもよい。また、排出流路、及び、吸入流路において、第１平行部及び第２平行部のいずれか一方のみが形成されていてもよい。
【０１３９】
また、上記の実施形態においては、ピストンヘッド部５ｈと、ボルト締結により固定される押さえ板２７との間には、シール部材２８及びスペーサ３０が挟まれているが、シール部材２８がスペーサ３０の役割をする場合には、シール部材２８のみが挟まれてもよい。
【０１４０】
また、上述の実施の形態においては、冷却用吸入口１０ｊが形成された軸受支持部１０の側部と冷却用排出口３ｊが形成されたケーシング３の側部とは、モータ軸２ｓに対して周方向に隣接して配置されているが、モータ軸２ｓに対してどのような位置関係で配置されてもよく、例えば、モータ軸２ｓに対して対向して配置されてもよい。
【０１４１】
また、上述の実施の形態においては、冷却用吸入口１０ｊは、軸受支持部１０の側部に形成されていたが、排出ガス流路Ｚの内部に冷却用媒体を吸入できれば往復型圧縮機のどうような位置に形成されてもよい。また、冷却用排出口３ｊは、ケーシング３の側部に形成されていたが、排出ガス流路Ｚから冷却用媒体を排出できれば往復型圧縮機のどうような位置に形成されてもよい。
【０１４２】
また、上記の実施形態においては、往復動圧縮機に吸入される流体を空気としているが、往復動圧縮機では、これ以外のガス流体（例えば、窒素、酸素、二酸化炭素、冷媒等）を吸入し、圧縮するように構成されていてもよい。
【０１４３】
また、上記の第３実施形態においては、シール部材２２８を押さえ板２２７でピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈに固定したが、押さえ板を用いないで、図示しないピストンのピストンヘッド部にシリンダの中心軸に垂直な平面に対して傾斜した面に沿った溝を設け、この溝に環状のシール部材を嵌合してもよい。要は、環状のシール部材に沿ったシール平面が、ピストンの上死点及び下死点において、シリンダの中心軸に垂直な平面に対して傾斜していればよい。
【０１４４】
また、上記の第３実施形態においては、ピストン２０５のピストンヘッド部２０５ｈの天面Ｓのシリンダ２０４の中心軸に垂直な平面に対する傾斜角は、１．５°であるが、１．５°に限らないことは、勿論である。
【０１４５】
また、上記の実施形態においては、図示しないが、偏心軸として、クランク軸のクランクピンを用いてもよい。
【０１４６】
また、上記の第４実施形態においては、２つの第１、第２吸着筒を備えた酸素濃縮装置１００について説明したが、１または３以上の吸着筒を備えた酸素濃縮装置１００にこの発明を適用してもよい。しかしながら、吸着容器として２以上の吸着筒を備えて、複数の吸着筒を切り換えて交互に吸着と脱着を繰り返すことにより連続して脱着された窒素を含むガスが排気されるので、密閉型の往復動圧縮機内を効率よく冷却することができる。
【０１４７】
また、上記の第４実施形態では、呼吸器疾患患者等に対して在宅酸素療法を行うために用いる酸素濃縮装置１００について説明したが、酸素濃縮装置１００はこれに限らず、高濃度の酸素を提供する全ての分野にこの発明を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本発明を利用すれば、高効率化、長寿命化、小型軽量化、さらには低騒音・低振動が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る往復動圧縮機を示す斜視概略図である。
【図２】図１の往復動圧縮機の概略図であり、（ａ）は上面視概略図、（ｂ）はＸ矢視側面概略図、（ｃ）はＹ矢視側面視概略図である。
【図３】図２（ｃ）のＡ−Ａ矢視断面概略図である。
【図４】図２（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面概略図である。
【図５】図２（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面概略図である。
【図６】図２（ｃ）のＤ−Ｄ矢視断面概略図である。
【図７】図３のＥ−Ｅ矢視断面概略図である。
【図８】往復動圧縮機を示す、図１のＺ矢視概略斜視図である。
【図９】図１のケーシングにおける第２部材を示す斜視概略図である。
【図１０】図９の第２部材の概略図であり、（ａ）は（ｂ）のＴ−Ｕ−Ｖ組合せ断面図、（ｂ）は上面視概略図、（ｃ）はＸ矢視側面概略図、（ｄ）はＹ矢視側面概略図、（ｅ）はＪ−Ｊ断面図である。
【図１１】図１のケーシングにおける第１部材を示す斜視概略図である。
【図１２】図１１の第１部材の概略図であり、（ａ）は上面視概略図、（ｂ）はＸ矢視側面概略図、（ｃ）は底面視概略図、（ｄ）はＹ矢視側面概略図、（ｅ）はＨ−Ｈ矢視断面図である。
【図１３】図１１の第１部材の断面図であり、（ａ）は図１２のＦ−Ｆ断面概略図であり、（ｂ）は図１２のＧ−Ｇ断面概略図である。
【図１４】図１の軸受支持部材を示す斜視概略図である。
【図１５】図１４の軸受支持部材の概略図であり、（ａ）は底面視概略図、（ｂ）はＮ−Ｎ矢視断面概略図、（ｃ）はＭ−Ｍ矢視断面概略図である。
【図１６】図１４の軸受支持部材の概略図であり、（ａ）は上面視概略図、（ｂ）はＯ−Ｏ矢視断面概略図である。
【図１７】図１のシリンダの概略図であり、（ａ）は（ｂ）のＸ矢視側面概略図、（ｂ）は正面視概略図、（ｃ）はＫ−Ｋ矢視断面概略図である。
【図１８】図１のシリンダに取り付けられる部品をシリンダと共に示す斜視説明図である。
【図１９】図１のヘッドカバーを示す斜視概略図である。
【図２０】図１９のヘッドカバーの概略図であり、（ａ）は内面概略図、（ｂ）はＸ矢視側面概略図、（ｃ）は外面概略図、（ｄ）はＬ−Ｌ矢視断面概略図である。
【図２１】図１の往復動圧縮機の内部のピストンを示す分解説明図であり、（ａ）は４つのピストンを説明する図、（ｂ）は１つのピストンを説明する図である。
【図２２】図１の往復動圧縮機の組み立てにおける、ケーシングの取り付けを説明するための斜視概略図である。
【図２３】図１の往復動圧縮機の組み立てにおける、ピストンの取り付けを説明するための斜視説明図である。
【図２４】図１の往復動圧縮機の組み立てにおける、シリンダ等の取り付けを説明するための斜視説明図である。
【図２５】図１の往復動圧縮機の組み立てにおける、シリンダのケーシングに対する位置決めを説明するための斜視説明図である。
【図２６】図１の往復動圧縮機の組み立てにおける、軸受支持部、ケーシングカバー等の取り付けを説明するための斜視説明図である。
【図２７】図１の往復動圧縮機における、軸領域及びその周辺領域を説明するための説明概略図である。
【図２８】ピストンロッドを説明する図であり、（ａ）は往復動圧縮機の上面視概略図、（ｂ）はピストンの上面視概略図である。
【図２９】ピストンの揺動角及び摺動距離を説明する図であり、（ａ）は偏心距離が一定の場合のモデル図、（ｂ）は偏心距離が一定でない場合のモデル図である。
【図３０】シリンダの数を変化させた場合におけるモータ軸の回転トルクの変動を説明する図である。
【図３１】図１の往復動圧縮機を備える酸素濃縮装置のブロック図である。
【図３２】図１の往復動圧縮機内における空気の流れを説明する図であり、図３２（ａ）は冷却用吸入口を説明する縦断面図であり、図３２（ｂ）は冷却用排出口を説明する縦断面図である。
【図３３】本発明の第２実施形態に係る往復動圧縮機を示す概略図であり、（ａ）は上面視概略図、（ｂ）はＹ矢視側面視概略図である。
【図３４】図３３（ｂ）のＰ−Ｐ矢視断面概略図である。
【図３５】図３４のＱ−Ｑ矢視断面概略図である。
【図３６】図３３（ａ）のＲ−Ｒ矢視断面概略図である。
【図３７】図３３（ａ）のＳ−Ｓ矢視断面概略図である。
【図３８】本発明の第３実施形態に係る往復動圧縮機を説明する模式図である。
【図３９】上記実施形態の動作説明図である。
【図４０】上記実施形態の回転角度とＰＶ値とヘッド傾斜角との関係を示す図である。
【図４１】従来の往復動圧縮機を説明する模式図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１、１０１    往復動圧縮機
２    モータ
２ｂ    本体部
２ｓ    モータ軸
２ｔ    軸端部
３、１０３    ケーシング
３Ｂ    第１位置決め部
３ｊ    冷却用排出口
３ｄ    モータ用貫通孔
３ｆ    第１部材
３ｒ    溝部
３ｓ    第２部材
３ｔ    環状部
３ｕ    吸入用突出部
３ｖ    柱状部
３ｗ    補強部
３ｘ    排出用入口
３ｙ、１０３ｙ    吸入用出口
３ｚ、１０３ｚ    吸入口
４、１０４、２０４    シリンダ
４ａ、２０４ａ    本体部
４ｐ、２０４ｐ    平板部
４ｈ、１０４ｈ    ヘッドカバー
４ｊ、２０４ｊ    圧縮室
４Ａ、２０４Ａ    弾性部材
４Ｂ    第２位置決め部
５、２０５    ピストン
５ｈ、２０５ｈ    ピストンヘッド部
５Ｒ、２０５Ｒ    ロッド部
６、１０６    吸入流路
６ｆ、１０６ｆ    第２平行部
７    排出流路
７ｆ    第１平行部
７ｓ    分岐路
７Ａ    粘着剤
８    統合排出流路
９、１０９    統合吸入流路
１０    軸受支持部
１０ｈ    排出口
１０ｉ    排出用流入口
１０ｊ    冷却用吸入口
１５    ケーシングカバー
１６    アイフランジ
１７    偏心軸
１８    バランスウエイト
２１    軸ホルダー
２２ａ、２２ｂ    ベアリング
２７、２２７    押さえ板
２８、２２８    シール部材
２９    ボルト
３０    スペーサ
３１    軸領域
３２    周辺領域
３３    軸方向に垂直な平面
１００    酸素濃縮装置
３０３    制御弁
３０４Ａ    第１吸着筒
３０４Ｂ    第２吸着筒
３０５Ａ、３０５Ｂ    逆止弁
３０６    パージ弁
３０７    酸素タンク
３０８    減圧弁
３０９    流量調整器
３１０    吐出口カプラ
３１１    防塵フィルタ
３２０    制御部
３２２    防音ボックス
３２３    ファン
３２４    排出口
３６１    チューブ
３６２    排出チューブＲ    基準平面
Ｓ    シール平面
Ｚ    排出ガス流路
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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