JP2009036060A - Reciprocating compressor - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a reciprocating compressor that converts rotational movement of a crankshaft into reciprocating movement of a piston in a cylinder, and compresses and discharges air sucked into the cylinder.
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。)。
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。
By the way, in the above conventional technique, the cylinder hole to which the cylinder is not attached is simply closed by closing the cylinder hole, and this is inefficient.
Therefore, the present invention is a reciprocating compressor in which a cylinder is selectively attached to any one of a plurality of cylinder holes provided in a single crankcase, and enables efficient use of a cylinder hole without attaching a cylinder. For the purpose.
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。
As a means for solving the above problems, the invention described in
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。
The invention described in
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。
The invention described in
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。 According to a fourth aspect of the present invention, the crankcase is provided with a fan, and the cylinder hole used as the intake port is provided with air guide means that opens toward the fan.
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。
According to the first and second aspects of the invention, it is possible to configure a reciprocating compressor having a cylinder arrangement such as a horizontally opposed type or a V type using a single crankcase, and it is possible to cope with various product size regulations. At the same time, a relatively large and expensive crankcase can be used between products with different cylinder arrangements to reduce costs.
The reciprocating compressor is an intake type in the crankcase, and a cylinder hole without a cylinder is used as an intake port, so that the cylinder hole without the cylinder can be used efficiently and is relatively robust. Noise can be reduced by suppressing the intake noise with a simple crankcase.
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。 According to the third aspect of the present invention, the engine durability can be improved by suppressing the intrusion of foreign matter (such as dust and water) into the crankcase.
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。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to cool the bearings and the like in the crankcase satisfactorily by guiding the wind from the fan to the cylinder hole used as the intake port.
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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. For convenience of explanation, the arrow FR indicates the front, the arrow LH indicates the left side, and the arrow UP indicates the upper side.
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。
The
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。
The
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。
The front and rear
The front end side of the connecting
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。
The left and
The
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。
Referring to FIG. 3, a
The
The
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。
The
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。
The
On the other hand, the
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。
In the rotational drive of the
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。
That is, the compressor
Compressed air discharged from the
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。
1 and 2, the crankcase 7 has a bottomed cylindrical shape that opens forward, and is arranged so that the axis C is the center. Behind the crankcase 7 is disposed the
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。
Here, in addition to the left and right
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。
Referring to FIG. 4, each
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。
The
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。
The
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。
The
And the
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
The front
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。
As shown in FIGS. 1 and 2, the front end opening of the crankcase 7 is closed by a disk-like
4, 6, and 7, the
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。
Here, when the
Referring to FIG. 4, the
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。
At this time, the cylinder holes 49 of the
That is, in the horizontally opposed cylinder arrangement shown in FIG. 1 and others, the
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。
4 and 5, a plate-
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。
An inner
A plurality of rectifying
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。
The
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。
In the
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。
As shown in FIGS. 6 and 7, four
And in the state which made the compressor
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。
As described above, the
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。
According to this configuration, the
The
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。
Further, in the
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。
Further, in the
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。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, as shown in FIG. 8, the
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。
Moreover, it is good also as a structure which provided the cylinder hole of 2 or 4 or more in the single crankcase. Furthermore, it is good also as a structure of the single cylinder which attached the cylinder only to one of the some cylinder holes. In addition, the crankcase may be provided with a plurality of cylinder holes arranged in the direction of the rotation center axis of the crankshaft.
And the structure in the said Example is an example of this invention, and it cannot be overemphasized that a various change is possible in the range which does not deviate from the summary of the said invention.
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)
1 Reciprocating compressor 7 Crankcase 17
53 Cylinder lid member (air guide means)
56 Filter member (filter means)
57 Porous support plate (filter means)
Claims (4)
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。 A reciprocating compressor that selectively attaches a cylinder to any one of a plurality of cylinder holes provided in a single crankcase,
The reciprocating compressor according to claim 1, wherein a cylinder hole to which the cylinder is not attached is an intake port for sucking air into the crankcase.
The reciprocation according to any one of claims 1 to 3, wherein the crankcase is provided with a fan, and the cylinder hole used as the intake port is provided with air guide means that opens toward the fan. Dynamic compressor.
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