JP2014001699A - 往復動圧縮装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低振動・低騒音化を図ると共に冷却効率を高めることで、消費電力の少ない長寿命高効率の往復動圧縮装置を実現すること。
【解決手段】往復動圧縮装置１では、クランクシャフト１４の軸端部１４ａを支持している軸受部１５が取り付けられている圧縮機ケース端板１２に隣接して吸入側空気室４を設け、この吸入側空気室４に形成した吸入孔７ａ、７ｂから圧縮対象の空気を外部から導入し、この吸入側空気室４から第１、第３連通用配管８（１）、８（３）を介して、第１〜第４気筒部２１〜２４の吸入側にそれぞれ空気を導入している。軸受部１５が装着されている圧縮機ケース端板１２は常に新鮮な吸入空気に晒され、圧縮機２の内部の温度上昇を効率良く抑えることができ、外部への振動騒音の漏れも抑制できる。
【選択図】図４

Description

本発明は４気筒の往復動圧縮装置に関し、特に、振動および騒音が少なく、冷却性能に優れた小型でコンパクトな往復動圧縮装置に関する。

医療用機器、食品機械等の産業機械においては酸素などの流体を濃縮、圧縮するために往復動圧縮装置が広く用いられている。近年においては組み込み対象の機器の小型化等に対応するために、往復動圧縮装置に対する小型軽量化および低振動低騒音化の要求が益々高まっている。

特許文献１に開示の往復動圧縮機においては、モータ軸回りに４組のシリンダを等角度間隔で放射状に配置し、圧縮機ケーシングの四隅の部分に流路を形成して、全体として圧縮機の小型化を図っている。特許文献２に開示のコンプレッサにおいては、原料空気を吸込むための吸気孔から騒音が外部に漏れることを防止すると共に吸入しようとする原料空気の塵埃などの不純物を除去するために、フィルタを介して原料空気を吸い込むようにしている。特許文献３に開示のエアポンプでは、吐出される圧縮空気の脈動の抑制および振動・騒音の抑制のために吐出側にエアータンクを備えた構成となっている。

ここで、往復動圧縮装置においては空気等の流体の圧縮動作に伴って発熱し、圧縮比が高くなるとそれに伴う発熱によって内部温度も上昇する。内部が過熱状態になると、グリースなどの劣化により各部の寿命の低下、各部の消費動力の上昇を招き、効率が低下してしまう。特に、往復動圧縮装置の小型化を図る場合には、狭いスペースに各部品を密に配置する必要があるので冷却あるいは放熱を効率良く行う必要がある。例えば、クランクシャフトの軸受部分は大きな発熱源であるので、この部分を効率良く冷却する必要がある。クランクシャフトの軸受部分の冷却に関しては、特許文献４において、冷却ファンを用いて外気を流通させることで、クランクシャフトの軸受部分を冷却する構成が提案されている。

特許第４８７２９３８号公報 特開２０１０−２０９７６４号公報 特開２０１０−１７４７９８号公報 特開２０１０−２０９７６４号公報

上記のように、往復動圧縮装置においては、その小型軽量化および低振動低騒音化を図るための提案がなされている。しかしながら、小型化に伴う内部温度の上昇を抑制するための対策が十分ではない。例えば、往復動圧縮装置の小型化を図るためには、特許文献４に開示されているような軸受部分を冷却するための冷却ファンを設定するスペースを確保できない場合がある。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、低振動・低騒音化を図ると共に冷却効率を高めることで、消費電力の少ない長寿命高効率の往復動圧縮装置を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、吸入口から吸入した吸入流体を、クランクシャフトを中心として放射状に配列されている第１〜第４気筒部によって一段圧縮あるいは二段圧縮し、圧縮後の圧縮流体を吐出口から吐出する往復動圧縮装置において、
前記クランクシャフトが内蔵されている筒状の圧縮機ケースと、
前記圧縮機ケースにおける軸線方向の一方の端に隣接配置され、前記吸入口が形成されている吸入側流体室と、
前記吸入側流体室における前記圧縮機ケースとは反対側の端に隣接配置され、前記吐出口に連通している吐出側流体室と、
前記圧縮機ケースおよび前記吸入側流体室の間を仕切っている圧縮機ケース端板と、
前記圧縮機ケースの外周面における前記第１〜第４気筒部の間に位置する部位にそれぞれ取り付けた第１〜第４連通用配管とを有し、
前記圧縮ケース端板には前記クランクシャフトの軸端部を支持している軸受部が取り付けられており、
前記第１〜第４連通用配管のうちの少なくとも１つの連通用配管は、前記吸入側流体室から前記第１〜第４気筒部のうちの２つの気筒部の吸入側に前記吸入流体を導く吸入側配管であり、
前記第１〜第４連通用配管のうちの残りの３つの連通用配管のうちの少なくとも１つの連通用配管は、前記吐出側流体室に連通していると共に、前記第１〜第４気筒部のうちの残りの２つの気筒部から吐出される圧縮流体を前記吐出口に導く吐出側配管であることを特徴としている。

本発明の往復動圧縮装置では、クランクシャフトの軸端部を支持している軸受部が取り付けられている圧縮機ケース端板によって吸入側流体室の一部を形成し、圧縮対象の流体を外部から吸入口を介してこの吸入側流体室に導入し、この吸入側流体室を介して各気筒の吸入側に流体を供給している。

軸受部からの発熱は圧縮機ケース端板を介して吸入側流体室の側に放出され、圧縮機ケース端板は吸入側流体室に外部から導入された流体によって冷却される。よって、軸受部を効率良く冷却することができる。また、吸入側流体室を所定の容積としておくことで、当該吸入側流体室がバッファとなって、圧縮機内部で発生する振動騒音が外部に漏れてしまうことを防止あるいは抑制できる。さらに、吸入側流体室にガラスファイバーなどの断熱材からなるフィルタを配置しておくことで、吸入流体から異物を除去して清浄な流体を圧縮機内部に供給することもできる。

また、吸入側流体室に隣接して、圧縮流体の吐出口に連通した吐出側流体室が設けられている。吐出側流体室は、吐出される圧縮流体の脈動を防止あるいは抑制するためのダンパーとして機能し、これによって、振動騒音の発生を抑制できる。吐出側流体室は、圧縮機の端に配置されており、外部から流体が導入される吸入側流体室に接している部分以外の外周面部分は外部に露出した状態とすることができる。したがって、圧縮流体による発熱を効率良く放出することができる。

さらに、各連通用配管が圧縮機ケースの外側に取り付けられているので、各気筒部を経由して圧縮される流体は、これらの連通用配管を通過する間に効率良く放熱される。したがって、圧縮機ケースの内部に連通路が形成されている場合等に比べて、圧縮機内部の温度上昇を効率良く抑えることができる。

次に、本発明の往復動圧縮装置では、
前記圧縮機ケースの前記外周面は、等角度間隔に形成された４つの平坦面部分を備えた矩形輪郭をしており、これらの平坦面部分の４つの角部分には前記軸線方向に延びる凹面状部分が形成されており、
前記第１〜第４気筒部は前記クランクシャフトを中心として等角度間隔で放射状態に配列されており、当該第１〜第４気筒部のシリンダヘッドのそれぞれは、前記圧縮機ケースの前記平坦面部分のそれぞれに取り付けられており、
前記凹面状部分には、当該凹面状部分に沿って、前記第１〜第４連通用配管のそれぞれが配置されて、当該第１〜第４連通用配管のそれぞれは、隣に位置する前記第１〜第４気筒部の前記シリンダヘッドのそれぞれに当接しており、
前記第１〜第４連通用配管と前記第１〜第４気筒部の前記シリンダヘッドの間の連通は、これらの間の当接部に形成されており、
前記吸入側配管は、前記圧縮機ケース端板に形成した吸入側連通孔を介して、前記吸入側流体室に連通しており、
前記吐出側配管は、前記圧縮機ケース端板に形成した吐出側連通孔、および、前記吸入側流体室と前記吐出側流体室を仕切っている仕切板に形成した吐出側連通孔を介して、前記吐出側流体室に連通していることを特徴としている。

このように、４つの気筒部を等角度間隔で放射状に配列し、これを覆っている矩形筒状の圧縮機ケースにおける四隅を凹状にして連通用配管を配置することで、連通用配管を圧縮機ケースに外付けしても装置外径寸法の増加を抑制している。また、各気筒部と各連通用配管の間の連通は相互の当接部を利用しているので、これらの間の連通構造をシンプルでコンパクトに構成できる。さらに、連通用配管と吸入側流体室および吐出側流体室との間の連通も、圧縮機ケース端板、仕切板に開けた連通孔を利用しているので、連通構造をシンプルでコンパクトに構成できる。よって、小型でコンパクトな往復動圧縮装置を実現できる。

次に、本発明の往復動圧縮装置は、
前記圧縮機ケースの外周面および当該外周面に取り付けられている前記第１〜第４連通用配管を、所定の隙間を開けて取り囲んでいる金属板からなるヒートシンクパッケージを有し、
前記第１〜第４気筒部の前記シリンダヘッドの表面はそれぞれ凹凸状の放熱面となっており、
前記第１〜第４連通用配管の外周面には凹凸状の放熱面が形成されており、
前記ヒートシンクパッケージは、前記第１〜第４気筒部の前記シリンダヘッドの前記放熱面のそれぞれに取り付けられていることを特徴としている。

この構成によれば、各気筒部での発熱がシリンダヘッドの放熱面、ヒートシンクパッケージを介して効率良く外部に放出される。また、各連通用配管の放熱面を介して圧縮流体の熱が外部に効率良く放出される。よって、小型でありながら放熱性に優れた往復動圧縮装置を実現できる。

本発明の実施の形態に係るインナーロータモータを備えた一段圧縮型の往復動圧縮装置を示す斜視図である。 図１の往復動圧縮装置のヒートシンクパッケージの一部を取り外した状態で示す斜視図である。 図１の往復動圧縮装置の吸入吐出経路を示す説明図である。 図１の往復動圧縮装置をその中心軸線を含む平面で切断した状態での斜視図である。 図１の往復動圧縮装置の縦断面図である。 図１の往復動圧縮装置の縦断面図である。 図１の往復動圧縮装置の圧縮機内部の主要部分を示す分解斜視図である。 本発明を適用したアウターロータモータを備えた一段圧縮型の往復動圧縮装置を示す斜視図である。 図８の往復動圧縮装置のヒートシンクパッケージを取り外した状態で示す斜視図である。 図８の往復動圧縮装置をその中心軸線を含む平面で切断した状態での斜視図である。 図１、図８の往復動圧縮装置を二段圧縮型にした場合の吸入吐出経路の一例を示す説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した往復動圧縮装置の実施の形態を説明する。

（全体構造）
図１は本発明の実施の形態に係る一段圧縮型の４気筒の往復動圧縮装置を示す斜視図であり、図２は上面ヒートシンクパッケージを取り外した状態の往復動圧縮装置を示す斜視図である。また、図３は往復動圧縮装置の吸入吐出経路を示す説明図である。

これらの図を参照して説明すると、往復動圧縮装置１は、４気筒の圧縮機２と、この圧縮機２における中心軸線１ａの方向の一方の端に隣接配置されたインナーロータモータ３と、圧縮機２における中心軸線１ａの方向の他方の端に隣接配置された吸入側空気室４と、この吸入側空気室４における圧縮機２とは反対側の端に隣接配置された吐出側空気室５を有している。吸入側空気室４は消音機能を備えており、内部の一部にはガラスファイバー等の断熱素材からなるフィルタ（図示せず）が充填されており、吸入空気をろ過して清浄にしている。吐出側空気室５は所定の容量を備えた室であり、主として、吐出される圧縮空気の脈動、振動騒音を抑制するためのダンパーとして機能する。

圧縮機２の外周面、吸入側空気室４の外周面およびインナーロータモータ３の外周面の一部は、金属板を折り曲げ加工して製作したヒートシンクパッケージ６によって取り囲まれている。本例のヒートシンクパッケージ６は、Ｕ状に折り曲げた上ヒートシンクパッケージ６ａおよび下ヒートシンクパッケージ６ｂを備えており、図２は上ヒートシンクパッケージ６ａを取り外した状態で示してある。

吸入側空気室４の外周面には圧縮対象の流体である空気の吸入口、本例では２個の吸入孔７ａ、７ｂが形成されており、ここを介して圧縮対象の流体、例えば空気が吸入側空気室４の内部に導入される。圧縮機２の外周面は等角度間隔で形成された４つの平坦面部分２ａ（１）〜２ａ（４）を備えた全体として矩形の輪郭形状をしている。各平坦面部分２ａ（１）〜２ａ（４）の４つの角部分には中心軸線１ａの方向に延びる凹面状部分２ｂ（１）〜２ｂ（４）が形成されている。各凹面状部分２ｂ（１）〜２ｂ（４）には、これらに沿って延びる状態で、第１〜第４連通用配管８（１）〜８（４）が取り付けられている。これらのうちの１本の連通用配管、例えば第２連通用配管８（２）には吐出用配管９が接続されており、その先端開口が吐出口９ａとなっている。

本例では、図３に示す経路に沿って、吸入孔７ａ、７ｂから導入された吸入空気が流れて圧縮機２によって１段圧縮された後に吐出口９ａから吐出される。すなわち、空気は、吸入孔７ａ、７ｂから吸入側空気室４に導入され、ここを介して第１連通用配管８（１）に流れ込む。吸入空気は第１連通用配管８（１）から圧縮機２内に配置されている第１気筒部２１および第２気筒部２２の吸入側に供給されて圧縮される。同様に、吸入側空気室４から第３連通用配管８（３）を介して、第３気筒部２３および第４気筒部２４の吸入側に供給されて圧縮される。したがって、第１、第３連通用配管８（１）、８（３）が吸入側配管として機能する。

第１気筒部２１および第４気筒部２４の吐出側からは圧縮空気が第４連通用配管８（４）に吐出される。同様に、第２気筒部２２および第３気筒部２３の吐出側からは圧縮空気が第２連通用配管８（２）に吐出される。第２連通用配管８（２）および第４連通用配管８（４）は吐出側空気室５を介して連通している。圧縮空気は、第２連通用配管８（２）から、そこに接続されている吐出用配管９を介して、その先端の吐出口９ａから吐出される。したがって、第２、第４連通用配管８（２）、８（４）が吐出側配管として機能する。

ここで、第１〜第４気筒部２１〜２４は、圧縮機２の外周面の各平坦面部分２ａ（１）〜２ａ（４）に取り付けた一定厚さの偏平なシリンダヘッド２８を備えている。各シリンダヘッド２８の表面は多数列の凹凸が形成された放熱面２８ａとなっている。また、第１〜第４連通用配管８（１）〜８（４）における外周面にも、多数列の凹凸が形成された放熱面８ａが設けられている。

ヒートシンクパッケージ６は、各シリンダヘッド２８の放熱面２８ａに取り付けられている。放熱面２８ａは、圧縮機２の外周面の各平坦面部分２ａ（１）〜２ａ（４）から一定の高さの位置にあり、ここに取り付けられたヒートシンクパッケージ６は一定の隙間６ｃを開けて、圧縮機２および第１〜第４連通用配管８（１）〜８（４）を取り囲んでいる。各気筒部２１〜２４で発生した熱は、それらのシリンダヘッド２８からヒートシンクパッケージ６を介して効率良く放出される。また、隙間６ｃを介して空気が流通するので圧縮機外周面、第１〜第４連通用配管８（１）〜８（４）の外周面の放熱面８ａ等からも放熱が効率良く行われる。

（内部構造）
図４は往復動圧縮装置１を図１のIV−IV線に沿って切断した場合の内部構造を示す斜視図である。図５は図１のＶ−Ｖ線に沿って切断した場合の縦断面図であり、図６は図１のVI−VI線に沿って切断した場合の縦断面図である。

これらの図も参照して説明すると、往復動圧縮装置１の圧縮機２は筒状の圧縮機ケース１１を備え、この圧縮機ケース１１の中心軸線１ａの方向の両端には圧縮機ケース端板１２および１３が取り付けられている。圧縮機ケース１１の内部には同軸状態でクランクシャフト１４が延びており、クランクシャフト１４の一方の軸端部１４ａは、圧縮機ケース端板１２の内側面における中心部に形成した凹部に装着した軸受部１５によって、回転自在の状態で支持されている。クランクシャフト１４の他方の軸端部１４ｂは、他方の圧縮機ケース端板１３に形成した中心穴に装着した軸受部１６によって、回転自在の状態で支持されている。また、この軸端部１４ｂは軸受部１６を貫通して延びており、その先端側の部分がモータ軸１４ｃとなっている。

圧縮機ケース１１には、第１〜第４気筒部２１〜２４がクランクシャフト１４を中心として等角度間隔で放射状に配列されている。本例では、第１〜第４気筒部２１〜２４がこの順序で、円周方向に９０度の角度間隔で配列されている。また、中心軸線１ａの方向に沿って見た場合には、第１気筒部２１、第３気筒部２３、第２気筒部２２および第４気筒部２４の順に配列されている（図７参照）。

第１〜第４気筒部２１〜２４は同一構成であり、それぞれ、クランクシャフト１４に連結されたコンロッド２５、このコンロッド２５の先端に取り付けたピストン２６、シリンダ２７およびシリンダヘッド２８を備えている。円環状のシリンダ２７は圧縮機ケース１１に形成した円形開口部に装着されており、その先端開口がシリンダヘッド２８によって封鎖されている。シリンダ２７の内部にはピストン２６が摺動可能に挿入されており、これらシリンダ２７、シリンダヘッド２８およびピストン２６によって作動室２９が形成されている。

次に、インナーロータモータ３は、クランクシャフト１４の軸端部１４ｂから連続して延びているモータ軸１４ｃと、このモータ軸１４ｃの外周に同軸に固定されている円環状のインナーロータアセンブリ３１と、この外側を一定のギャップを開けて取り囲んでいる円環状のステータアセンブリ３２を備えている。ステータアセンブリ３２の外周側の部位は、その中心軸線１ａの一方の側が圧縮機ケース端板１３に一体形成されている円筒状ケース部分１３ａに連結固定されており、他方の側にはカップ状端板３３が連結固定されている。これら円筒状ケース部分１３ａ、ステータアセンブリ３２の外周側部分およびカップ状端板３３によってモータケースが構成されている。また、モータ軸１４ｃの軸端部１４ｄは、カップ状端板３３の中心部に取り付けた軸受部３４によって回転自在の状態で支持されており、当該軸受部３４の軸線方向の外側は、カップ状端板３３に取り付けた円板状カバー３５によって覆われている。

一方、圧縮機２の他方の圧縮機ケース端板１２には、その外側の外周縁部分から外方に突出した円筒部１２ａが形成されている。この円筒部１２ａの円環状端面には、外方に開口しているカップ状の仕切板３６が同軸状に連結固定されている。これら圧縮機ケース端板１２と仕切板３６によって吸入側空気室４が形成されており、圧縮機ケース端板１２の円筒部１２ａには、ここを貫通して延びる２個の吸入孔７ａ、７ｂが形成されている。また、仕切板３６の開口部には端板３７取り付けられて封鎖されており、これら仕切板３６と端板３７によって吐出側空気室５が形成されている。

ここで、図５に示すように、第１連通用配管８（１）は連通孔８ｂを介して第１、第２気筒部２１、２２の吸入側に連通している。同様に、第３連通用配管８（３）は連通孔８ｃを介して第３、第４気筒部２３、２４の吸入側に連通している。また、これら第１、第３連通用配管８（１）、８（３）は、それぞれ、圧縮機ケース端板１２に形成した連通孔１２ｂ、１２ｃを介して吸入側空気室４に連通している。

一方、図６に示すように、第２連通用配管８（２）は連通孔８ｄを介して第２、第３気筒部２２、２３の吐出側に連通しており、第４連通用配管８（４）は連通孔８ｅを介して第１、第４気筒部２１、２４の吐出側に連通している。また、第２、第４連通用配管８（２）、８（４）は、それぞれ、圧縮機ケース端板１２に形成した連通孔１２ｄ、１２ｅおよび仕切板３６に形成した連通孔３６ａ、３６ｂを介して、吐出側空気室５に連通している。

第１〜第４連通用配管と第１〜第４気筒部の間の連通は次のように構成されている。第２連通用配管８（２）を例に挙げて説明すると、図２から分かるように、第２連通用配管８（２）の外周面において、その放熱面８ａの両側には平坦面部分８ｆ、８ｇが形成されている。これらの平坦面部分８ｆ、８ｇは、両側に位置する第１気筒部２１、第３気筒部２３のシリンダヘッド２８の両側の裏面部分２８ｂに面接触状態で当接している。これら当接部に連通孔（図示せず）が形成されており、ここを介して、双方が連通している。他の連通用配管も同様な連通構造となっている。このように、連通構造がシンプルでコンパクトに形成されている。

（気筒部の構造）
次に、図７は圧縮機２の内部の主要部品を示す分解斜視図である。この図を参照して各気筒部２１〜２４の構造を説明する。各気筒部２１〜２４は同一構造であり、先に述べたように、コンロッド２５、ピストン２６、シリンダ２７およびシリンダヘッド２８から構成されている。

コンロッド２５およびピストン２６は相互に分離可能な分割構造となっており、圧縮機ケース１１の外周面における４つの平坦面部分２ａ（１）〜２ａ（４）のそれぞれに形成したシリンダ取り付け用の開口部２ｃ（１）〜２ｃ（４）のそれぞれを通して、ピストン２６を外側からコンロッド２５に組み付け可能となっている。シリンダ２７は、圧縮機ケース１１の開口部２ｃ（１）〜２ｃ（４）のそれぞれの外側から装着して組み付け可能である。シリンダ２７を圧縮機ケース１１の開口部に装着した状態では、圧縮機ケース１１の平坦面部分２ａ（１）〜２ａ（４）と同一面上に位置する。この状態で、シリンダヘッド２８が取り付けられてシリンダ先端開口が封鎖される。

シリンダヘッド２８は、シリンダ先端開口を包含する大きさのヘッド本体板４１と、この裏面側にシール部材４２を介して積層された板状の上バルブ座４３と、このバルブ座４３にシール部材４４を介して積層された板状の下バルブ座４５を備えている。ヘッド本体板４１と上バルブ座４３の間には、シール部材４２によって仕切られた空気吸入通路４６および空気吐出通路４７が形成されている。空気吸入通路４６は、上バルブ座４３と下バルブ座４５の間に配置したフラッパ弁からなる吸入バルブ４８を介して作動室２９に連通可能である。空気吐出通路４７は、ヘッド本体板４１と上バルブ座４３の間に配置したフラッパ弁からなる吐出バルブ４９を介して作動室２９に連通可能である。

シリンダヘッド２８は、このように、吸入吐出バルブ機構が組み込まれた一定厚さの偏平なユニット構成となっており、その平坦な下バルブ座４５の表面が、圧縮機ケース１１の平坦面部分２ａ（１）〜２ａ（４）に面接触状態で取り付けられている。また、図７においては図示を省略してあるが、ヘッド本体板４１の表面が放熱面２８ａとなっている（図１、図２参照）。

（往復動圧縮装置１による作用効果）
以上のように構成された往復動圧縮装置１では、第１〜第４気筒部を等角度間隔で放射状に配列し、圧縮機外周面における各気筒部２１〜２４の間の部位に凹状面部分を形成し、これらの部位に第１〜第４連通用配管８（１）〜８（４）を配置した構成を採用しているので、装置の小型化、コンパクト化を実現できる。

また、圧縮機ケース端板１２は、吸入側空気室４に導入される新鮮な空気によって絶えず晒されるので、軸受部１５の部分の発熱は圧縮機ケース端板１２を介して効率良く放出され、軸受部１５の部分を効率良く冷却することができ、圧縮機２の内部の温度上昇を抑えることができる。吸入側空気室４を所定の容積としておくことで、当該吸入側空気室４がバッファとなって吸気に伴う振動騒音が外部に漏れることを抑制できる。さらに、吸入側空気室４にガラスファイバーなどの断熱材からなるフィルタを配置しておくことで、吸入空気から異物を除去し、清浄な空気を圧縮して供給先に吐出することができる。

さらに、第１〜第４気筒部２１〜２４のシリンダヘッド２８の放熱面２８ａに取り付けたヒートシンクパッケージ６によって圧縮機２の外周が取り囲まれている。圧縮機２の各気筒部２１〜２４で発生した熱はシリンダヘッド２８を介してヒートシンクパッケージ６の側に効率良く伝達され、ヒートシンクパッケージ６から外部に効率良く放出される。ヒートシンクパッケージ６によって騒音振動が外部に漏れることを抑制する効果も得られる。

これに加えて、圧縮機２の外周には、圧縮機ケース１１とは別体の第１〜第４連通用配管８（１）〜８（４）が取り付けられている。これらの第１〜第４連通用配管８（１）〜８（４）を介しても効率良く熱を外部に放出することができる。

また、吸入側空気室４の外側には圧縮空気の吐出口９ａに連通している吐出側空気室５を設けてある。吐出側空気室５は、吐出される圧縮流体の脈動を防止あるいは抑制するためのダンパーとして機能し、これによって、振動騒音の発生を抑制できる。吐出側空気室は、圧縮機２の端に配置されており、外部から流体が導入される吸入側空気室４に接していると共に、それ以外の外周面部分は外部に露出した状態となっている。したがって、ここを経由して吐出される圧縮流体による発熱を効率良く外部に放出することもできる。

よって、小型で、振動騒音が小さく、冷却性能に優れた往復動圧縮装置１を実現できる。

（その他の実施の形態）
図８はモータとしてアウターロータモータを用いた場合の往復動圧縮装置の例を示す斜視図であり、図９はヒートシンクパッケージを取り外した状態の往復動圧縮装置を示す斜視図である。また、図１０は往復動圧縮装置を中心軸線を含む平面で切断した状態の斜視図である。

これらの図に示す往復動圧縮装置１Ａは基本的な構成は上記の往復動圧縮装置１と同一である。したがって、図８〜図１０においては往復動圧縮装置１の各部に対応する部位には、図１〜図７において付した符号と同一の符号を付し、それらの説明は省略する。

往復動圧縮装置１Ａは、圧縮機２に連結されているモータとしてアウターロータモータ３Ａを採用している。すなわち、アウターロータモータ３Ａでは、モータ軸１４ｃの軸端部１４ｄに、カップ形状のアウターロータアセンブリ３１Ａが同心状態に固定されている。モータ軸１４ｃとアウターロータアセンブリ３１Ａの間には、圧縮機ケース端板１３に形成したフランジ１３Ａに同軸に固定したステータアセンブリ３２Ａが配置されている。

また、アウターロータアセンブリ３１Ａの円形外周面には冷却ファン５０が一体形成されている。冷却ファン５０によって冷却風が圧縮機２と、これを取り囲んでいるヒートシンクパッケージ６の間の隙間６ｃを通って流れ、圧縮機２が効率良く冷却されるようになっている。

さらに、ヒートシンクパッケージ６Ａは、圧縮機２、吸入側空気室４およびアウターロータモータ３Ａの外周を覆う状態に配置されており、吐出用配管９ＡはＬ形の管であり、その先端の吐出口９ａがヒートシンクパッケージ６Ａに形成した開口から突出している。なお、第１〜第４気筒部２１〜２４のシリンダヘッド２８の表面は多数の凹凸からなる放熱面２８ａとなっているが、図９、図１０においては凹凸の表示を省略してある。

次に、上記の各例は１段圧縮式の往復動圧縮装置であるが、本発明は多段圧縮式の往復動圧縮装置にも同様に適用可能である。

上記の往復動圧縮装置１、１Ａを二段圧縮式のものにする場合には、例えば、図１１に示すように、吸入吐出経路を変更すればよい。図１１に示すように、二段圧縮式の往復動圧縮装置１Ｂでは、吸入側空気室４から第４連通用配管８（４）（吸入側配管）に吸入空気を導入する。第４連通用配管８（４）から両側の第１気筒部２１および第４気筒部２４の吸入側に吸入空気を供給して一段圧縮する。第１気筒部２１から一段圧縮後の圧縮空気を、第１連通用配管８（１）を介して第２気筒部２２の吸入側に供給する。また、第４気筒部２４から一段圧縮後の圧縮空気を、第３連通用配管８（３）を介して、第３気筒部２３の吸入側に供給する。

第２気筒部２２から２段圧縮後の圧縮空気を、第２連通用配管８（２）を介して吐出口９ａから吐出する。同様に、第３気筒部２３から２段圧縮後の圧縮空気を、第２連通用配管８（２）を介して吐出口９ａから吐出する。この場合には、吐出側空気室５を第２連通用配管８（２）（吐出側配管）に連通させておけばよい。

この構成の二段圧縮式の往復動圧縮装置１Ｂにおいても、吸入側空気室４によって効率良く圧縮機２の温度上昇を抑制することができる。また、吸入側空気室４および吐出側空気室５によって振動騒音の発生を抑制できる。

なお、上記の各例は空気を圧縮する場合の例であるが、本発明は空気以外の流体を圧縮する場合にも同様に適用可能なことは勿論である。

１、１Ａ、１Ｂ 往復動圧縮装置
１ａ 中心軸線
２ 圧縮機
２ａ（１）〜２ａ（４） 平坦面部分
２ｂ（１）〜２ｂ（４） 凹面状部分
２ｃ（１）〜２ｃ（４） 開口部
３ インナーロータモータ
３Ａ アウターロータモータ
４ 吸入側空気室
５ 吐出側空気室
６、６Ａ ヒートシンクパッケージ
６ａ 上ヒートシンクパッケージ
６ｂ 下ヒートシンクパッケージ
６ｃ 隙間
７ａ、７ｂ 吸入孔
８（１）〜８（４） 連通用配管
８ａ 放熱面
８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ 連通孔
８ｆ、８ｇ 平坦面部分
９、９Ａ 吐出用配管
９ａ 吐出口
１１ 圧縮機ケース
１２、１３ 圧縮機ケース端板
１２ａ 円筒部
１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ 連通孔
１４ クランクシャフト
１４ａ、１４ｂ 軸端部
１４ｃ モータ軸
１４ｄ 軸端部
１５、１６ 軸受部
２１〜２４ 第１〜第４気筒部
２５ コンロッド
２６ ピストン
２７ シリンダ
２８ シリンダヘッド
２８ａ 放熱面
２８ｂ 裏面
２９ 作動室
３１ インナーロータアセンブリ
３１Ａ アウターロータアセンブリ
３２ ステータアセンブリ
３２Ａ ステータアセンブリ
３３ カップ状端板
３４ 軸受部
３５ 円板状カバー
３６ 仕切板
３７ 端板
４１ ヘッド本体板
４２ シール部材
４３ 上バルブ座
４４ シール部材
４５ 下バルブ座
４６ 空気吸入通路
４７ 空気吐出通路
４８ 吸入バルブ
４９ 吐出バルブ
５０ 冷却ファン

Claims (6)

1. 吸入口から吸入した吸入流体を、クランクシャフトを中心として放射状に配列されている第１〜第４気筒部によって一段圧縮あるいは二段圧縮し、圧縮後の圧縮流体を吐出口から吐出する往復動圧縮装置において、
   前記クランクシャフトが内蔵されている筒状の圧縮機ケースと、
   前記圧縮機ケースにおける軸線方向の一方の端に隣接配置され、前記吸入口が形成されている吸入側流体室と、
   前記吸入側流体室における前記圧縮機ケースとは反対側の端に隣接配置され、前記吐出口に連通している吐出側流体室と、
   前記圧縮機ケースおよび前記吸入側流体室の間を仕切っている圧縮機ケース端板と、
   前記圧縮機ケースの外周面における前記第１〜第４気筒部の間に位置する部位にそれぞれ取り付けた第１〜第４連通用配管とを有し、
   前記圧縮機ケース端板には前記クランクシャフトの軸端部を支持している軸受部が取り付けられており、
   前記第１〜第４連通用配管のうちの少なくとも１つの連通用配管は、前記吸入側流体室から前記第１〜第４気筒部のうちの２つの気筒部の吸入側に前記吸入流体を導く吸入側配管であり、
   前記第１〜第４連通用配管のうちの残りの３つの連通用配管のうちの少なくとも１つの連通用配管は、前記吐出側流体室に連通していると共に、前記第１〜第４気筒部のうちの残りの２つの気筒部から吐出される圧縮流体を前記吐出口に導く吐出側配管であることを特徴とする往復動圧縮装置。
2. 請求項１において、
   前記圧縮機ケースの前記外周面は、等角度間隔に形成された４つの平坦面部分を備えた矩形輪郭をしており、これらの平坦面部分の４つの角部分には前記軸線方向に延びる凹面状部分が形成されており、
   前記第１〜第４気筒部は前記クランクシャフトを中心として等角度間隔で放射状態に配列されており、当該第１〜第４気筒部のシリンダヘッドのそれぞれは、前記圧縮機ケースの前記平坦面部分のそれぞれに取り付けられており、
   前記凹面状部分には、当該凹面状部分に沿って、前記第１〜第４連通用配管のそれぞれが配置されて、当該第１〜第４連通用配管のそれぞれは、隣に位置する前記第１〜第４気筒部の前記シリンダヘッドのそれぞれに当接しており、
   前記第１〜第４連通用配管と前記第１〜第４気筒部の前記シリンダヘッドの間の連通は、これらの間の当接部に形成されており、
   前記吸入側配管は、前記圧縮機ケース端板に形成した吸入側連通孔を介して、前記吸入側流体室に連通しており、
   前記吐出側配管は、前記圧縮機ケース端板に形成した吐出側連通孔、および、前記吸入側流体室と前記吐出側流体室を仕切っている仕切板に形成した吐出側連通孔を介して、前記吐出側流体室に連通している往復動圧縮装置。
3. 請求項１または２において、
   前記圧縮機ケースの外周面および当該外周面に取り付けられている前記第１〜第４連通用配管を、所定の隙間を開けて取り囲んでいる金属板からなるヒートシンクパッケージを有し、
   前記第１〜第４気筒部の前記シリンダヘッドの表面はそれぞれ凹凸状の放熱面となっており、
   前記第１〜第４連通用配管の外周面には凹凸状の放熱面が形成されており、
   前記ヒートシンクパッケージは、前記第１〜第４気筒部の前記シリンダヘッドの前記放熱面のそれぞれに取り付けられている往復動圧縮装置。
4. 請求項１ないし３のうちのいずれかの項において、
   前記クランクシャフトにおける前記クランクシャフト軸受によって支持されている軸端部とは反対側の軸端部には、アウターロータモータあるいはインナーロータモータのモータ軸が同軸に連続しており、
   前記ヒートシンクパッケージは、前記アウターロータモータあるいは前記インナーロータモータの外周の少なくとも一部を覆う状態に配置されている往復動圧縮装置。
5. 請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
   前記第１〜第４気筒部は、前記クランクシャフトを中心として、この順序で周方向に等角度間隔に配列され、
   前記第１および第２気筒部の間に前記第１連通用配管、前記第２および第３気筒部の間に前記第２連通用配管、前記第３および第４気筒部の間に前記第３連通用配管、前記第４および前記第１気筒部の間に前記第４連通用配管が、それぞれ位置しており、
   前記第１連通用配管および前記第３連通用配管は前記吸入側流体室に連通している前記吸入側配管であり、前記第１連通用配管は前記第１気筒部および前記第２気筒部の吸入側にそれぞれ連通しており、前記第３連通用配管は前記第３気筒部および前記第４気筒部の吸入側にそれぞれ連通しており、
   前記第２連通用配管および前記第４連通用配管は前記吐出側流体室に連通している前記吐出側配管であり、前記第２連通用配管は前記第２気筒部および前記第３気筒部の吐出側にそれぞれ連通しており、前記第４連通用配管は前記第１気筒部および前記第４気筒部の吐出側にそれぞれ連通しており、
   前記第１〜第４気筒部を経由して１段圧縮された後の前記圧縮流体が前記吐出口から吐出される往復動圧縮装置。
6. 請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
   前記第１〜第４気筒部は、前記クランクシャフトを中心として、この順序で周方向に等角度間隔に配列され、
   前記第１および第２気筒部の間に前記第１連通用配管、前記第２および第３気筒部の間に前記第２連通用配管、前記第３および第４気筒部の間に前記第３連通用配管、前記第４および前記第１気筒部の間に前記第４連通用配管が、それぞれ位置しており、
   前記第４連通用配管は前記吸入側流体室に連通している前記吸入側配管であり、当該第４連通用配管は前記第１および第４気筒部の吸入側にそれぞれ連通しており、
   前記第１連通用配管は、前記第１気筒部の吐出側および前記第２気筒部の吸入側にそれぞれ連通しており、
   前記第３連通用配管は、前記第４気筒部の吐出側および前記第３気筒部の吸入側にそれぞれ連通しており、
   前記第２連通用配管は前記吐出側流体室に連通している前記吐出側配管であり、当該第２連通用配管は、前記第２気筒部および前記第３気筒部の吐出側にそれぞれ連通しており、
   前記第１気筒部および前記第４気筒部から吐出される１段圧縮流体が、前記第２気筒部および前記第３気筒部で圧縮されて２段圧縮流体となって、前記吐出口から吐出される往復動圧縮装置。