(57)【要約】【課題】単一のクランクケースに設けた複数のシリンダ孔の何れかに選択的にシリンダを取り付ける往復動圧縮機であって、シリンダを取り付けないシリンダ孔の効率的な利用を可能とする。【解決手段】単一のクランクケース７に設けた複数のシリンダ孔４９の何れかに選択的にシリンダを取り付ける往復動圧縮機１であって、前記複数のシリンダ孔４９のうち前記シリンダを取り付けないシリンダ孔は、前記クランクケース７内に空気を吸入する吸気口とされる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一のクランクケースに設けた複数のシリンダ孔の何れかに選択的にシリンダを取り付ける往復動圧縮機であって、
前記複数のシリンダ孔のうち前記シリンダが取り付けられないシリンダ孔は、前記クランクケース内に空気を吸入する吸気口とされることを特徴とする往復動圧縮機。
【請求項２】
前記クランクケース内にはクランクシャフトを設け、前記各シリンダ孔は、前記クランクシャフトの回転中心軸に対して径方向周囲に設けられ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】
前記吸気口として用いるシリンダ孔には、フィルタ手段が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の往復動圧縮機。
【請求項４】
前記クランクケースにはファンが設けられ、前記吸気口として用いるシリンダ孔には、前記ファンに向けて開口する導風手段が設けられることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の往復動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クランクシャフトの回転動をシリンダ内のピストンの往復動に変換し、前記シリンダ内に吸入した空気を圧縮し吐出する往復動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記往復動圧縮機において、単一のクランクケースに複数のシリンダ孔を設け、該各シリンダ孔の何れかに選択的にシリンダを取り付けることで、種々の製品寸法規制に対応可能とすると共に、比較的大型で高価なクランクケースを異なるシリンダ配置の製品間で流用可能としたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−１８９８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来の技術においては、シリンダを取り付けないシリンダ孔には単に蓋をして閉塞するだけであり、この点においては非効率的なものであった。
そこでこの発明は、単一のクランクケースに設けた複数のシリンダ孔の何れかに選択的にシリンダを取り付ける往復動圧縮機であって、シリンダを取り付けないシリンダ孔の効率的な利用を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、単一のクランクケースに設けた複数のシリンダ孔の何れかに選択的にシリンダを取り付ける往復動圧縮機であって、前記複数のシリンダ孔のうち前記シリンダが取り付けられないシリンダ孔は、前記クランクケース内に空気を吸入する吸気口とされることを特徴とする。
【０００５】
請求項２に記載した発明は、前記クランクケース内にはクランクシャフトを設け、前記各シリンダ孔は、前記クランクシャフトの回転中心軸に対して径方向周囲に設けられることを特徴とする。
【０００６】
請求項３に記載した発明は、前記吸気口として用いるシリンダ孔には、フィルタ手段が設けられることを特徴とする。
【０００７】
請求項４に記載した発明は、前記クランクケースにはファンが設けられ、前記吸気口として用いるシリンダ孔には、前記ファンに向けて開口する導風手段が設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１，２に記載した発明によれば、単一のクランクケースを用いて例えば水平対向やＶ型等のシリンダ配置の往復動圧縮機を構成でき、種々の製品寸法規制に対応可能とすると共に、比較的大型で高価なクランクケースを異なるシリンダ配置の製品間で流用してコストダウンを図ることができる。
そして、当該往復動圧縮機をクランクケース内吸気型式とし、シリンダを取り付けないシリンダ孔を吸気口とすることで、前記シリンダを取り付けないシリンダ孔の効率的な利用を可能とすると共に、比較的堅牢なクランクケースによって吸気音を抑えて騒音低減を図ることができる。
【０００９】
請求項３に記載した発明によれば、クランクケース内への異物（砂塵や水等）の侵入を抑えて機関耐久性を向上させることができる。
【００１０】
請求項４に記載した発明によれば、前記吸気口として用いるシリンダ孔にファンからの風を導いてクランクケース内の軸受け等を良好に冷却できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、説明都合上、図中矢印ＦＲは前方を、矢印ＬＨは左方を、矢印ＵＰは上方をそれぞれ示すものとする。
【００１２】
図１，２に示す往復動圧縮機１は、例えば水平対向のシリンダ配置とした圧縮機本体２の後方にその駆動源である電動モータ（以下、モータという）３を接続した基本構成を有する。圧縮機本体２は、そのクランクシャフト４の回転中心軸線Ｃを前後方向に沿わせて配置される。クランクシャフト４の後端部は、前記モータ３の駆動軸５に同軸かつ一体に連なり、該モータ３の駆動によりクランクシャフト４が前記軸線Ｃを中心に回転駆動する。
【００１３】
クランクシャフト４は、その後部ジャーナル６がクランクケース７の後壁８の中央部にボールベアリング９を介して回転可能に支持され、該後部ジャーナル６から前方に突出する支持軸１１に前後一対の偏心部材１２，１３が貫通支持され、支持軸１１からさらに前方に突出する前支持軸１４にバランサ部材１５が貫通支持され、該前支持軸１４からさらに前方に突出する前端支持軸１６にファン１７が貫通支持される。
【００１４】
前後偏心部材１２，１３は、前記軸線Ｃに対して偏心した円板状の部材とされ、該偏心部材１２，１３の外周には、左右シリンダ１８，１９内のピストン２１から延びる連接棒２２の基端部（大端部）がボールベアリング２３を介して嵌合される。
連接棒２２の先端側はピストン２１と一体化されており、クランクシャフト４の回転駆動時には、連接棒２２を介してピストン２１が対応するシリンダ１８，１９内を往復動すると共に、該ピストン２１が連接棒２２と共に対応するシリンダ１８，１９内を揺動する。
【００１５】
左右シリンダ１８，１９は、クランクケース７の左右端部に突設された左右台座部２４，２５の先端側に取り付けられるシリンダ本体２６と、該シリンダ本体２６の先端側に取り付けられるシリンダヘッド２７と、該シリンダヘッド２７とシリンダ本体２６との間に挟持される板状バルブ２８とを主になる。
シリンダ本体２６は、前記軸線Ｃとの直交方向に沿うシリンダボア２９を形成し、該シリンダボア２９内にピストン２１を往復動可能に挿通する。シリンダボア２９の基端側は対応する台座部２４，２５を介してクランクケース７内に開放し、シリンダボア２９の先端側は板状バルブ２８を介してシリンダヘッド２７に閉塞される。
【００１６】
図３を参照し、シリンダ本体２６内には、シリンダボア２９、シリンダヘッド２７（板状バルブ２８）及びピストン２１により囲まれて圧縮室３１が形成される。
シリンダヘッド２７には吸気及び排気ポート３２，３３が形成されるが、この往復動圧縮機１においては、板状バルブ２８が排気ポート３３と圧縮室３１とを連通する一方、吸気ポート３２と圧縮室３１との連通を遮断することで、排気ポート３３のみを機能させるようにしている。
板状バルブ２８は、シリンダ本体２６内の圧縮室３１と吸気ポート３２とを連通する吸気側連通路３４と、圧縮室３１と排気ポート３３とを連通する排気側連通路３５とを有し、吸気側連通路３４にのみ閉塞部材３６を装着してこれを閉塞する。
【００１７】
ピストン２１は、連接棒２２の先端側に形成された円板部３７と、該円板部３７に固定されるリテーナ３８とを主なる。円板部３７外周とリテーナ３８外周との間には環状のリップリング３９の内周鍔部３９ａが挟持され、該リップリング３９の外周リップ部３９ｂがシリンダボア２９の内面に所定の撓み代を持って密接することで、ピストン２１の往復動かつ揺動時におけるシール性を確保する。
【００１８】
ピストン２１には、円板部３７及びリテーナ３８を貫通して圧縮室３１とクランクケース７内とを連通する複数のピストン連通路４１が形成され、該ピストン連通路４１がピストン２１の先端凹部４２内に配置された吸気リードバルブ４３により開閉可能とされる。吸気リードバルブ４３は、圧縮室３１の減圧時にはピストン連通路４１を開き、圧縮室３１の昇圧時にはピストン連通路４１を閉じる。
一方、排気ポート３３には、不図示の排気リードバルブが設けられる。排気リードバルブは、圧縮室３１の減圧時には排気ポート３３を閉じ、圧縮室３１の昇圧時には排気ポート３３を開く。
【００１９】
そして、クランクシャフト４の回転駆動において、ピストン２１が上死点側から下死点側へ移動すると、圧縮室３１の容積が増加して該圧縮室３１内が減圧し、ピストン連通路４１が開くと共に排気ポート３３が閉じてクランクケース７内の空気が圧縮室３１内に導入される。一方、ピストン２１が下死点側から上死点側へ移動すると、圧縮室３１の容積が減少して該圧縮室３１内の空気を昇圧しつつ吐出する。
【００２０】
すなわち、圧縮機本体２は、クランクケース７内に吸入した空気を左右シリンダ１８，１９（及び後述の上シリンダ４５）内に導入して圧縮するクランクケース内吸気型式とされる。
圧縮機本体２から吐出された圧縮空気は、不図示のタンクに蓄えられた後に空圧機器等に供給される。
【００２１】
図１，２を参照し、クランクケース７は前方に開放する有底円筒状をなし、前記軸線Ｃを中心とするように配置される。クランクケース７の後方には、これと略同径の円筒状の外観を有する前記モータ３が配置される。クランクケース７の後壁８外周からは、モータ３の前部を挿入し支持する支持筒部４４が後方に向けて立設される。
【００２２】
ここで、クランクケース７の外周には、左右シリンダ１８，１９を取り付ける左右台座部２４，２５の他に、図７に示す如く上シリンダ４５を取り付け可能な上台座部４６が設けられる。上台座部４６は、クランクケース７の上端部に突設されるもので、これら各台座部２４，２５，４６及び各シリンダ１８，１９，４５は、その配置を除き概ね同一構成とされる。
【００２３】
図４を参照し、各台座部２４，２５，４６は、各シリンダ１８，１９，４５のシリンダ本体２６の基端側に連なる円筒壁部４７と、該円筒壁部４７の外周の前後にそれぞれ一対に設けられる計四つのボス部４８とを有してなり、シリンダ先端側から見て略方形状に形成される。以下、各台座部２４，２５，４６の内周側における前記シリンダボア２９に連なる円形の開口をシリンダ孔４９とする。各台座部２４，２５，４６の各シリンダ孔４９は、クランクシャフト４の回転中心軸線Ｃに対して径方向周囲に（回転方向で並ぶように）設けられる。
【００２４】
シリンダ本体２６は、前記シリンダボア２９を形成する円筒状の部材とされ、シリンダヘッド２７は、シリンダ先端側から見て対応する台座部２４，２５，４６と概ね重なる略方形状の部材とされる。シリンダヘッド２７の前後にはそれぞれ一対のボルト挿通部が設けられ、該各ボルト挿通部にシリンダ先端側から挿通したボルト２７ｂを対応する台座部２４，２５，４６の各ボス部４８に螺着し締め込むことで、各シリンダ１８，１９，４５が対応する台座部２４，２５，４６に一体的に固定される。
【００２５】
右シリンダ１９及び上シリンダ４５並びに右台座部２５及び上台座部４６は、前記クランクシャフト４の前偏心部材１２に連結されたピストン２１に対応するべく前寄りに配置され、左シリンダ１８及び左台座部２４は、クランクシャフト４の後偏心部材１３に連結されたピストン２１に対応するべく後寄りに配置される。このとき、右台座部２５及び上台座部４６の前壁はクランクケース７の前端近傍に位置し、左台座部２４の後壁はクランクケース７の後端近傍に位置する。
【００２６】
各シリンダ１８，１９，４５及び台座部２４，２５，４６は、その前後位置が一部異なるものの、クランクシャフト４の回転方向で９０°ずつ互いの位置をずらして配置されている。
そして、往復動圧縮機１は、右台座部２５及び上台座部４６の何れかを選択的に用いて右シリンダ１９及び上シリンダ４５の何れかを取り付けることで、左シリンダ１８との組み合わせによる水平対向及びＶ型の両シリンダ配置を可能としている。
【００２７】
図２に示すように、バランサ部材１５は、前記軸線Ｃと直交する円板部１５ａと、該円板部１５ａの外周から前方に起立するフランジ部１５ｂとを有してなり、円板部１５ａの中心を貫通した前支持軸１４に固定ナット１５ｃを螺着し締め込むことで、該バランサ部材１５がクランクシャフト４に固定されると共に、該バランサ部材１５の後方において前後偏心部材１２，１３がクランクシャフト４に固定される。バランサ部材１５の内側には、圧縮機本体２のシリンダ配置及び各シリンダ１８，１９，４５間の位相差等に応じて適宜バランスウェイト（不図示）が配置される。
【００２８】
クランクシャフト４の前端支持軸１６は、クランクケース７の前端開口よりもさらに前方に突出し、該前端支持軸１６が前記ファン１７のハブ部１７ａを貫通支持する。ハブ部１７ａ外周には複数の羽根１７ｂが立設され、クランクシャフト４の回転駆動時には各羽根１７ｂが圧縮機本体２側（後方）に向けて冷却風を送風する。この冷却風が圧縮機本体２の特に各シリンダ１８，１９，４５の周囲を流れることで、各シリンダ１８，１９，４５内のピストン２１の摺動により生じる摩擦熱等が良好に放熱される。なお、図示都合上、図１，４，６，７ではファン１７の図示を略す。
【００２９】
図１，２に示すように、クランクケース７の前端開口は、これと概ね重なる円板状のケース蓋部材５１により閉塞される。ケース蓋部材５１は、クランクケース７の前端外周にビス等により適宜固定されている。
また、図４，６，７を参照し、右台座部２５及び上台座部４６には、その前壁を一対のボス部４８間においてクランクケース７の前端外周と共に切り欠く切り欠き５２が形成され、該切り欠き５２により、右台座部２５及び上台座部４６のシリンダ孔４９が前方に向けて開放される。
【００３０】
ここで、右台座部２５及び上台座部４６には、右シリンダ１９又は上シリンダ４５を取り付けない場合において、その先端側からシリンダ孔４９を覆う板状のシリンダ蓋部材５３が取り付けられる。
図４を参照し、シリンダ蓋部材５３は、シリンダ先端側から見て対応する台座部２４，２５，４６と概ね重なる略方形状とされ、その前後にそれぞれ一対に設けたボルト挿通孔５３ａにボルト５３ｂを挿通してこれらを対応する台座部２４，２５，４６の各ボス部４８に螺着し締め込むことで、シリンダ蓋部材５３が対応する台座部２４，２５，４６に一体的に固定されてその先端側からシリンダ孔４９を閉塞する。
【００３１】
このとき、右台座部２５及び上台座部４６のシリンダ孔４９は、前記切り欠き５２を通じて前方に向けて開放することとなり、該切り欠き５２及びシリンダ孔４９を通じて、クランクケース７の内外が連通することとなる。
すなわち、図１他に示す水平対向のシリンダ配置においては、上シリンダ４５を取り付けない上台座部４６のシリンダ孔４９が、クランクケース７内への外気の取り入れを可能とする吸気口となり、図７に示すＶ型のシリンダ配置においては、右シリンダ１９を取り付けない右台座部２５のシリンダ孔４９が前記吸気口となる。
【００３２】
図４，５を参照し、シリンダ蓋部材５３を取り付けるシリンダ孔４９の内側には、該シリンダ蓋部材５３と平行な板状のフィルタ部材５６及び多孔支持板５７が配置される。フィルタ部材５６は例えばウレタンフォーム材からなり、シリンダ孔４９内に整合する円形状部５６ａの一側に切り欠き５２内に入り込む方形状部５６ｂを形成してなる。また、多孔支持板５７は例えば鋼板に多数の円孔を形成したパンチングメタル材からなり、フィルタ部材５６と同様、円形状部５７ａの一側に方形状部５７ｂを形成してなる。
【００３３】
右台座部２５及び上台座部４６のシリンダ孔４９の基端側には内周鍔部５８が設けられ、該内周鍔部５８上に多孔支持板５７の外周側が支持されると共に、該多孔支持板５７上にフィルタ部材５６が支持される。
シリンダ蓋部材５３の裏面側には前後方向に沿う複数の整流板５９が立設され、該整流板５９がシリンダ孔４９内に入り込み、その先端縁をフィルタ部材５６の表面に押し当てることで、該フィルタ部材５６及び多孔支持板５７の位置が固定される。
【００３４】
切り欠き５２及びシリンダ蓋部材５３は、右台座部２５及び上台座部４６のシリンダ孔４９を前方（換言すればファン１７側）に向けて開口させてファン１７からの風をクランクケース７内に導く導風手段を構成し、フィルタ部材５６及び多孔支持板５７は、吸気口として用いるシリンダ孔４９のフィルタ手段を構成する。
【００３５】
なお、クランクケース７の前端開口を閉塞するケース蓋部材５１には、右台座部２５及び上台座部４６のシリンダ孔４９が、対応するシリンダ１９，４５を取り付けた際に前方に向けて開口しないように、台座部２５，４６の切り欠き５２を前方から覆う閉塞突部５１ａが設けられる。これにより、シリンダ配置に応じてケース蓋部材５１を回転させてクランクケース７に取り付けることで、シリンダ１９，４５を取り付けた側の台座部２５，４６の切り欠き５２のみを前方から覆い、シリンダ蓋部材５３及びフィルタ部材５６等を配置しないシリンダ孔４９からのクランクケース７内への吸気を防止する。
【００３６】
図６，７に示すように、クランクケース７の支持筒部４４の下側には、水平な設置平面６１ａを形成する四つの水平脚部６１が設けられる。また、クランクケース７の支持筒部４４の斜め右下側には、例えば４５°の所定角度で右上がりに傾斜した設置平面６２ａを形成する四つの傾斜脚部６２が設けられる。図示例では、右側の水平脚部６１と左側の傾斜脚部６２とが一体に設けられる。
そして、圧縮機本体２を水平対向のシリンダ配置とした状態には、各水平脚部６１を用いて圧縮機本体２を水平面上に設置可能となる。一方、圧縮機本体２をＶ型のシリンダ配置とした状態では、各傾斜脚部６２を用いて圧縮機本体２を前記所定角度だけ傾けた状態で水平面上に設置可能となる。
【００３７】
以上説明したように、上記実施例における往復動圧縮機１は、単一のクランクケース７に設けた複数のシリンダ孔４９の何れかに選択的にシリンダ１８，１９，４５を取り付けてなるものであって、前記複数のシリンダ孔４９のうち前記シリンダ１８，１９，４５が取り付けられないシリンダ孔は、前記クランクケース７内に空気を吸入する吸気口とされるものである。
【００３８】
この構成によれば、単一のクランクケース７を用いて例えば水平対向やＶ型等のシリンダ配置の往復動圧縮機１を構成でき、種々の製品寸法規制に対応可能とすると共に、比較的大型で高価なクランクケース７を異なるシリンダ配置の製品間で流用してコストダウンを図ることができる。
そして、往復動圧縮機１をクランクケース内吸気型式とし、シリンダ１８，１９，４５を取り付けないシリンダ孔４９を吸気口とすることで、前記シリンダ１８，１９，４５を取り付けないシリンダ孔４９の効率的な利用を可能とすると共に、比較的堅牢なクランクケース７によって吸気音を抑えて騒音低減を図ることができる。
【００３９】
また、上記往復動圧縮機１においては、前記吸気口として用いるシリンダ孔４９には、フィルタ部材５６及び多孔支持板５７が設けられることで、クランクケース７内への異物（砂塵や水等）の侵入を抑えて機関耐久性を向上させることができる。
【００４０】
さらに、上記往復動圧縮機１においては、前記クランクケース７にはファン１７が設けられ、前記吸気口として用いるシリンダ孔４９には、前記ファン１７に向けて開口する切り欠き５２及びシリンダ蓋部材５３が設けられることで、前記吸気口として用いるシリンダ孔４９にファン１７からの風を導いてクランクケース７内の軸受け等を良好に冷却できる。
【００４１】
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば図８に示すように、シリンダ蓋部材５３は、ボルトにより台座部４６（及び台座部２４，２５）のシリンダ孔４９に取り付ける構造に限らず、例えば該シリンダ蓋部材５３の周囲に複数の係止爪５４ａを設ける一方、該各係止爪５４ａに対応して台座部４６（及び台座部２４，２５）のシリンダ孔４９の周囲に複数の凹部５４ｂを設け、該各凹部５４ｂに各係止爪５４ａを係合させることで、シリンダ蓋部材５３をシリンダ孔４９に取り付けるようにしてもよい。さらには、前記ボルトと係止爪５４ａ及び凹部５４ｂとの少なくとも一方を用いてシリンダ蓋部材５３をシリンダ孔４９に取り付けるようにしてもよい。
【００４２】
また、単一のクランクケースに二又は四以上のシリンダ孔を設けた構成としてもよい。さらに、複数のシリンダ孔の内の一つのみにシリンダを取り付けた単気筒の構成としてもよい。しかも、クランクケースにクランクシャフトの回転中心軸方向で並ぶ複数のシリンダ孔を設けた構成としてもよい。
そして、上記実施例における構成はこの発明の一例であり、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の実施例における往復動圧縮機の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】上記往復動圧縮機の一部を分解した図１に相当する斜視図である。
【図５】図１のＤ−Ｄ断面図である。
【図６】上記往復動圧縮機の下方からの斜視図である。
【図７】シリンダ配置を変更した上記往復動圧縮機の下方からの斜視図である。
【図８】上記往復動圧縮機の一部変形例を示す図４の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  往復動圧縮機
７  クランクケース
１７  ファン
１８  左シリンダ
１９  右シリンダ
４５  上シリンダ
４９  シリンダ孔
５２  切り欠き（導風手段）
５３  シリンダ蓋部材（導風手段）
５６  フィルタ部材（フィルタ手段）
５７  多孔支持板（フィルタ手段）
【図１】
2009036060.tif 000003
【図２】
2009036060.tif 000004
【図３】
2009036060.tif 000005
【図４】
2009036060.tif 000006
【図５】
2009036060.tif 000007
【図６】
2009036060.tif 000008
【図７】
2009036060.tif 000009
【図８】
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