(57)【要約】【課題】クランクケース内に設けられた回転部の信頼性を向上できるブースタ圧縮機の提供。【解決手段】シリンダ１６と、シリンダ１６内に圧縮室４０を画成する往復動可能なピストン３９と、ピストン３９に連結された連接棒３８と、連接棒３８に連結されたクランク機構３７と、シリンダ１６に連設されてクランク機構３７を保持するクランクケース１５とを有し、圧縮気体供給源からの一次側圧縮気体をピストン３９の往復動により圧縮室４０内に吸入口３３から吸入し圧縮して高圧の二次側圧縮気体として吐出口３４から吐出するもので、吐出口３４とクランクケース１５内とを連通させる連通手段４４を有し、ピストン３９の圧縮室４０とは反対側に二次側圧縮気体の圧力を作用させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
該シリンダ内に圧縮室を画成する往復動可能なピストンと、
該ピストンに連結された連接棒と、
該連接棒に連結されたクランク機構と、
前記シリンダに連設されて前記クランク機構を保持するクランクケースとを有し、
圧縮気体供給源からの一次側圧縮気体を前記ピストンの往復動により前記圧縮室内に吸入口から吸入し圧縮して高圧の二次側圧縮気体として吐出口から吐出するブースタ圧縮機において、
前記吐出口と前記クランクケース内とを連通させる連通手段を有し、前記ピストンの前記圧縮室とは反対側に前記二次側圧縮気体の圧力を作用させることを特徴とするブースタ圧縮機。
【請求項２】
前記連通手段の経路上に圧力調整手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のブースタ圧縮機。
【請求項３】
前記連通手段の経路上に気体乾燥手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のブースタ圧縮機。
【請求項４】
前記連通手段の経路上に前記二次側圧縮気体を貯留する貯留手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のブースタ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブースタ圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今の工場は、工場内に圧縮空気を供給する配管を設置し、この配管の吐出継手に各種の空圧機器を接続して使用するようになっている。また、工場内の配管から供給される圧縮空気よりも高圧な圧縮空気が必要な場合は、配管の吐出継手にブースタ圧縮機を接続し、配管から供給される予め圧縮された空気を圧縮機でさらに昇圧（ブースト）して使用することが行われている。
【０００３】
上記のような用途に使用されるブースタ圧縮機には、圧縮気体供給源からの一次側圧縮気体をピストンの往復動により圧縮室に吸入し圧縮して高圧の二次側圧縮気体として吐出するものがある。このブースタ圧縮機は大気圧より高圧の一次側圧縮気体をさらに圧縮するものであることから、ピストンを往復動させるためのクランク機構を駆動する駆動源の負荷が大きい。このため、圧縮気体供給源からの一次側圧縮気体をクランクケース内に導入してピストンの圧縮室とは反対側に作用させることで駆動源の負荷を軽減する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭５６−４６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
工場エア等の一次側圧縮気体は、圧力脈動が大きかったり、ドレン水が多かったりするため、ブースタ圧縮機のクランクケース内に設けられた回転部の信頼性に影響を及ぼす可能性があった。
【０００５】
したがって、本発明は、クランクケース内に設けられた回転部の信頼性を向上できるブースタ圧縮機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、高圧の二次側圧縮気体を吐出する吐出口とクランクケース内とを連通させる連通手段を設けて、ピストンの圧縮室とは反対側に二次側圧縮気体の圧力を作用させた。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、連通手段の経路上に圧力調整手段を設けた。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、連通手段の経路上に気体乾燥手段を設けた。
【０００９】
また、請求項４に係る発明は、連通手段の経路上に二次側圧縮気体を貯留する貯留手段を設けた。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ピストンの圧縮室とは反対側に二次側圧縮気体の圧力を作用させるため、一次側圧縮気体の圧力を作用させる場合と比べて、クランクケース内に設けられた回転部の信頼性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る各実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
「第１実施形態」
図１は本発明に係る第１実施形態のブースタ圧縮機を概略的に示す正断面図である。
【００１３】
図１に示す第１実施形態のブースタ圧縮機１１は、外部の図示略のエア供給源（圧縮気体供給源）から大気圧よりも高圧に昇圧された一次側圧縮エア（一次側圧縮気体）が導入配管１２を介して導入され、これをさらに圧縮し圧力を高めて二次側圧縮エア（二次側圧縮気体）として吐出配管１３を介して供給先に向け吐出するものである。
【００１４】
ブースタ圧縮機１１は、下部のクランクケース１５と、クランクケース１５の上側に配置されたシリンダ１６と、このシリンダ１６の上側に配置された弁板１７と、弁板１７の上側に配置されたシリンダヘッド１８とを有している。
【００１５】
クランクケース１５は、台部２０と、両端が閉塞された略円筒状をなし台部２０上に横方向に軸線を配置して設けられた主部２１とを有しており、主部２１の径方向一側である上部には開口部２２が形成されている。
【００１６】
シリンダ１６は、筒状をなしており、クランクケース１５の主部２１の上側に開口部２２を囲むように連設されている。
【００１７】
弁板１７には、シリンダ１６内とシリンダヘッド１８内とを連通させる吸入穴２５および吐出穴２６が板厚方向に貫通形成されており、吸入穴２５を開閉する吸入弁２７と、吐出穴２６を開閉する吐出弁２８とを有している。
【００１８】
シリンダヘッド１８内には、隔壁３０によって、吸入穴２５に連通可能な吸入室３１と吐出穴２６に連通可能な吐出室３２とが画成されている。吸入室３１は吸入口３３においてシリンダヘッド１８の外面に開口しており、この吸入口３３に連結された導入配管１２内に連通している。吐出室３２は吐出口３４においてシリンダヘッド１８の外面に開口しており、この吐出口３４に連結された吐出配管１３内に連通している。
【００１９】
ブースタ圧縮機１１は、クランクケース１５内のクランク室３６にクランク機構３７を有しており、このクランク機構３７はクランクケース１５によって偏心回転運動可能に保持されている。
【００２０】
ブースタ圧縮機１１は、上記したクランク機構３７に一端側が回転可能に連結された連接棒３８と、連接棒３８の他端側に揺動可能に連結されたピストン３９とを有している。ピストン３９は、シリンダ１６内に摺動可能に配置されており、弁板１７とでシリンダ１６内に圧縮室４０を画成する。また、ピストン３９は、クランクケース１５内に密閉状態のクランク室３６を画成する。なお、図示は略すがクランクケース１５とクランク機構３７との間の回転部や、連接棒３８とクランク機構３７との間の回転部には、軸受および軸受を係止するためのリング等が設けられている。
【００２１】
このようなブースタ圧縮機１１は、図示略のモータの駆動によるクランク機構３７の偏心回転運動によって、連接棒３８を介してピストン３９がシリンダ１６内でシリンダ軸線方向に往復動することになる。そして、ピストン３９が弁板１７から離れる吸入行程では、ピストン３９の移動で圧縮室４０が拡大し、吐出弁２８は閉状態のまま吸入弁２７を開いて、導入配管１２を介して供給される一次側圧縮エアを、吸入口３３、吸入室３１および吸入穴２５を介して圧縮室４０に吸入する。続いて、ピストン３９が弁板１７に近づく圧縮行程では、ピストン３９の弁板１７の方向への移動で圧縮室４０が縮小し、吸入弁２７は閉状態のまま一次側圧縮エアをさらに圧縮し、圧縮された二次側圧縮エアが吐出弁２８を開いて、吐出穴２６、吐出室３２および吐出口３４を介して吐出配管１３に吐出される。
【００２２】
そして、第１実施形態においては、吐出配管１３の経路途中に二次側圧縮エアを貯留するタンク（貯留手段）４２が設けられており、このタンク４２とクランクケース１５との間には、タンク４２内とクランク室３６とを連通させる連通配管４３が設けられている。つまり、吐出配管１３の吐出口３４側の一部と連通配管４３とによって、吐出口３４とクランクケース１５内とを連通させる連通経路（連通手段）４４が構成されており、この連通経路４４の途中にタンク４２が設けられている。これにより、クランクケース１５内の密閉されたクランク室３６にタンク４２を介して二次側圧縮エアの一部が導入され、クランク室３６に臨むピストン３９の圧縮室４０とは反対側の面に、大気圧以上の二次側圧縮エアの圧力を作用させることになる。
【００２３】
以上に述べた第１実施形態のブースタ圧縮機１１によれば、それ自身が圧縮した二次側圧縮エアを連通経路４４を介してクランクケース１５内に導入し、ピストン３９の圧縮室４０とは反対側にこの二次側圧縮エアの圧力を作用させることでピストン３９の圧縮行程を助勢することになる。このため、一次側圧縮エアの圧力をクランクケース１５内に導入してピストン３９の圧縮行程を助勢する場合と比べて、圧力脈動が低減されており、ドレン水も少なくなっているため、クランクケース１５内に設けられた回転部の軸受やリング等の信頼性を向上できる。
【００２４】
また、連通経路４４の途中にタンク４２が設けられているため、クランクケース１５内に導入する二次側圧縮エアの圧力脈動を確実に低減することができる。
【００２５】
「第２実施形態」
次に、本発明に係る第２実施形態のブースタ圧縮機について第１実施形態との相違部分を中心に説明する。第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。図２は第２実施形態のブースタ圧縮機を概略的に示す正断面図である。
【００２６】
第２実施形態のブースタ圧縮機１１においては、連通経路４４の経路途中、具体的にはタンク４２とクランクケース１５との間の連通配管４３の途中位置に、圧力調整弁（圧力調整手段）４６が設けられている。そして、この圧力調整弁４６によって、クランク室３６内の圧力を増減しピストン３９の圧縮室４０とクランク室３６との圧力差を調整可能となっている。
【００２７】
このような第２実施形態のブースタ圧縮機１１によれば、圧力調整弁４６によってピストン３９の前後にある圧縮室４０とクランク室３６との圧力差を調整することができるため、ピストン３９の前後に加わる圧力差による負荷を効果的に相殺することができ、クランク機構３７の回転に必要なモータの駆動力を効果的に軽減することができる。なお、一次側圧縮エアをクランク室３６に導入する場合には、クランク室３６の内圧が一次側圧縮エアの圧力の影響を直接受けることになるが、二次側圧縮エアをクランク室３６に導入するため、一次側圧縮エアの圧力に左右されずにモータの駆動力を軽減することができる。
【００２８】
「第３実施形態」
次に、本発明に係る第３実施形態のブースタ圧縮機について第２実施形態との相違部分を中心に説明する。第２実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。図３は第３実施形態のブースタ圧縮機を概略的に示す正断面図である。
【００２９】
第３実施形態のブースタ圧縮機１１においては、連通経路４４の経路途中、具体的には連通配管４３における圧力調整弁４６とクランクケース１５との間の経路途中に、二次側圧縮エアを乾燥させるためのエアドライヤ（気体乾燥手段）４８が設けられている。そして、このエアドライヤ４８で乾燥後の二次側圧縮エアをクランク室３６内に導入するようになっている。
【００３０】
このような第３実施形態のブースタ圧縮機１１によれば、エアドライヤ４８で乾燥後の水分が除去された二次側圧縮エアをクランク室３６内に導入するため、クランクケース１５内に設けられた回転部の軸受やリング等の信頼性を確実に向上できる。
【００３１】
「第４実施形態」
次に、本発明に係る第４実施形態のブースタ圧縮機について第３実施形態との相違部分を中心に説明する。第３実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。図４は第４実施形態のブースタ圧縮機を概略的に示す正断面図である。
【００３２】
第４実施形態のブースタ圧縮機１１においては、クランクケース１５内のクランク室３６を外気に開放可能な逃がし機構５０が設けられている。この逃がし機構５０は、クランク室３６を外気に開放可能な排気管５１と、クランク室３６側の圧力が所定値以下の状態では閉状態とされ所定値を超えると自動的に開作動して排気管５１からクランク室３６内の二次側圧縮エアを外気に放出する安全弁５２とを有している。
【００３３】
このような第４実施形態のブースタ圧縮機１１によれば、逃がし機構５０が設けられているため、クランク室３６の内圧の所定値を超えた上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る第１実施形態のブースタ圧縮機を示す正断面図である。
【図２】本発明に係る第２実施形態のブースタ圧縮機を示す正断面図である。
【図３】本発明に係る第３実施形態のブースタ圧縮機を示す正断面図である。
【図４】本発明に係る第４実施形態のブースタ圧縮機を示す正断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１  ブースタ圧縮機
１５  クランクケース
１６  シリンダ
３３  吸入口
３４  吐出口
３７  クランク機構
３８  連接棒
３９  ピストン
４０  圧縮室
４２  タンク（貯留手段）
４４  連通経路（連通手段）
４６  圧力調整弁（圧力調整手段）
４８  エアドライヤ（気体乾燥手段）
【図１】
2009133282.tif 000003
【図２】
2009133282.tif 000004
【図３】
2009133282.tif 000005
【図４】
2009133282.tif 000006