JP4872938B2 - Reciprocating compressor and oxygen concentrator - Google Patents

Reciprocating compressor and oxygen concentrator Download PDF

Info

Publication number
JP4872938B2
JP4872938B2 JP2008029525A JP2008029525A JP4872938B2 JP 4872938 B2 JP4872938 B2 JP 4872938B2 JP 2008029525 A JP2008029525 A JP 2008029525A JP 2008029525 A JP2008029525 A JP 2008029525A JP 4872938 B2 JP4872938 B2 JP 4872938B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reciprocating compressor
cylinder
motor shaft
cylinders
piston head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008029525A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009185789A (en
Inventor
啓太 近藤
哲 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP2008029525A priority Critical patent/JP4872938B2/en
Publication of JP2009185789A publication Critical patent/JP2009185789A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4872938B2 publication Critical patent/JP4872938B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

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。   The present invention relates to a reciprocating compressor having four cylinders, and an oxygen concentrator provided with the reciprocating compressor.

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。
特開2004−211708号公報
An example of a small piston pump used in a conventional oxygen concentrator or the like is disclosed in Patent Document 1. The pump disclosed in Patent Document 1 is a two-head reciprocating compressor having two cylinders, and a motor having a drive shaft (motor shaft) and a direction perpendicular to the axial direction of the drive shaft. The two cylinders arranged in the cylinder, the piston head part fitted to each of the two cylinders so as to be able to reciprocate, and the rod part rotatably fitted to the eccentric shaft fixed to the motor shaft are integrated respectively. And two pistons. In this two-head type reciprocating compressor, an intake compression process is performed in a compression chamber in the cylinder while the piston head portions of the two pistons maintain a phase difference of 180 degrees.
JP 2004-211708 A

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。   However, in the above-described two-head type reciprocating compressor of Patent Document 1, the piston rod 5P (see FIG. 28B) is made small while maintaining the rotation speed and the discharge flow rate without degrading the performance. Therefore, when trying to reduce the size, the swing angle θ of the piston (see FIG. 28A) increases, and there is a problem that it is difficult to ensure the airtightness of the compression chamber. In addition, since the sliding angle of the piston head portion of the piston increases as the swing angle of the piston increases, there is a problem that the seal member attached to the piston head portion wears out early and the product life is shortened. is there.

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。   Therefore, an object of the present invention is to provide a reciprocating compressor capable of realizing high efficiency, long life, miniaturization and weight reduction, and low noise and low vibration, and an oxygen concentrator having the reciprocating compressor. It is to be.

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。 A reciprocating compressor according to a first aspect of the present invention includes a motor having a motor shaft, a casing for housing the motor shaft, and a circumferential arrangement around the motor shaft, each of which is a shaft of the motor shaft. Four cylinders arranged along a direction orthogonal to the direction, a piston head part fitted to each of the four cylinders so as to be able to reciprocate, and an eccentric shaft fixed to the motor shaft Four pistons with which the rod parts fitted together are integrated, four discharge passages connected to the insides of the four cylinders, and the insides of the four cylinders Each of the four suction passages connected to each other, and the two discharge passages connected to the adjacent first cylinder and the second cylinder include the first cylinder and the second cylinder. The two discharge passages that are disposed between and share the first shared portion formed in the casing and are connected to the third cylinder and the fourth cylinder are the third cylinder and the fourth cylinder. The two suction passages that are disposed between the cylinders and share the other first shared part formed in the casing and are connected to the adjacent second and third cylinders, The two suction flows that are arranged between the second cylinder and the third cylinder and share the second common part formed in the casing and are connected to the first cylinder and the fourth cylinder The path is arranged between the first cylinder and the fourth cylinder and shares another second shared portion formed in the casing .

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。 In this reciprocating compressor, by increasing the number of cylinders from two to four, the stroke can be reduced while maintaining the rotational speed of each piston and the overall discharge flow rate. The swing angle of the piston can be maintained. As a result, the compressor can be miniaturized while ensuring the airtightness of the compression chamber. In addition, since the stroke can be reduced, the swing distance of the piston head portion is reduced, so that the sealing performance of the seal member disposed on the piston head portion can be ensured for a long period of time. Furthermore, since the number of cylinders is four, the heat radiation area is greatly expanded, and the temperature rise of the compression chamber can be suppressed, so that the compression efficiency can be greatly improved. Moreover, in this reciprocating compressor, since the 1st shared part which is a discharge flow path and the 2nd shared part which is a suction flow path are separated, it is suppressed that the heat of a 1st shared part is transmitted to a 2nd shared part. it can.

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。   A reciprocating compressor according to a second invention is the reciprocating compressor according to the first invention, wherein the four cylinders are arranged on a straight line passing through the center of the motor shaft in plan view. Two cylinders and two cylinders arranged on a straight line orthogonal to the straight line and passing through the center of the motor shaft are characterized.

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。   In this reciprocating compressor, in a plan view, two cylinders are arranged on a straight line passing through the center of the motor shaft and on a straight line orthogonal to the straight line and passing through the center of the motor shaft, All the intervals between two cylinders adjacent to each other in the circumferential direction can be reduced. Moreover, since it becomes difficult to produce interference between the piston head parts of two adjacent pistons, the piston rod can be further shortened. Therefore, the compressor can be further downsized.

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。   A reciprocating compressor according to a third aspect of the present invention is the reciprocating compressor according to the first or second aspect of the present invention, wherein the piston head portions of the four pistons respectively compress the intake air while maintaining a phase difference of 90 degrees. It is characterized by performing a process.

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。   In this reciprocating compressor, the intake piston compression process of the four pistons is performed while maintaining a phase difference of 90 degrees, so that the force applied to the piston head portions of the four pistons is canceled during the compression process, It is possible to suppress fluctuations in the rotational torque of the motor shaft. As a result, the compression efficiency can be greatly improved. In addition, the intake and exhaust sounds generated from the four compression chambers are canceled out, and noise and vibration can be reduced.

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。   A reciprocating compressor according to a fourth invention is the reciprocating compressor according to any one of the first to third inventions, wherein the number of the eccentric shafts is one.

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。   In this reciprocating compressor, the distance between the rod portions of the pistons in the motor shaft direction can be reduced by using one eccentric shaft into which the four pistons are fitted. Moreover, since the force at the time of shifting from the compression process of a certain piston to the intake process can be effectively transmitted as a force that assists the movement of other pistons, the transmission loss of the force can be reduced. Thereby, the compression efficiency can be further improved.

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。 A reciprocating compressor according to the fifth invention is the reciprocating compressor according to the first to fourth invention of any one of, before Symbol casing, the first positioning portion is formed on the four cylinders Each of which has a second positioning portion disposed so as to correspond to the first positioning portion, and the four cylinders are arranged with respect to the casing with respect to the respective axial centers of the four cylinders and the four cylinders. Positioning is performed by the first positioning portion and the second positioning portion so that the axial centers of the piston head portions of the two pistons coincide with each other.

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。   In this reciprocating compressor, the casing has a first positioning portion, and each of the four cylinders has a second positioning portion corresponding to the first positioning portion. Since each of the four cylinders can be positioned with respect to the casing so as to coincide with the axial center of the piston head portion of the piston, it is possible to suppress uneven wear of the seal member.

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。   A reciprocating compressor according to a sixth aspect of the present invention is the reciprocating compressor according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, and in the axial direction of the motor shaft, between the rod portions of the four pistons, An adjustment member for adjusting the position of the rod portion is arranged.

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。   In this reciprocating compressor, the position of the rod portion can be adjusted by disposing an adjusting member between the rod portions of the four pistons in the axial direction of the motor shaft. Therefore, the axial center of the cylinder and the axial center of the piston head portion of the piston can be reliably matched, so that uneven wear of the seal member can be suppressed.

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。   A reciprocating compressor according to a seventh aspect of the present invention is the reciprocating compressor according to any of the first to sixth aspects, wherein the four cylinders have a cylindrical main body portion along the cylinder axial direction, It has a plate-like flat plate portion fixed by bolt fastening with one end of the main body portion, and an elastic member is sandwiched between the main body portion and the flat plate portion.

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。   In this reciprocating compressor, an elastic member is sandwiched between the main body portion and the flat plate portion of each of the four cylinders, so that only four bolts that fasten the main body portion and the flat plate portion are adjusted by torque management. The clearance with the cylinder at the top dead center of each piston head portion of the piston can be reduced. Therefore, the performance of the compressor is stabilized and the compression efficiency can be further improved.

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。   A reciprocating compressor according to an eighth invention is the reciprocating compressor according to any one of the first to seventh inventions, and is provided between the piston head portion and a pressing plate fixed by bolt fastening. In addition, an elastic spacer is sandwiched.

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。   In this reciprocating compressor, spacers are sandwiched between the piston head portions of the four pistons and the pressing plate, so that only adjustment by torque management of the bolts that fasten the piston head portion and the pressing plate is required. The clearance with the cylinder at the top dead center of each piston head portion of the two pistons can be reduced. Therefore, the performance of the compressor is stabilized and the compression efficiency can be further improved.

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。 A reciprocating compressor according to a ninth invention is the reciprocating compressor according to any one of the first to eighth inventions, comprising a seal member attached to the top surface of the piston head portion , and the 4 When the two pistons are at bottom dead center, the top surface of the piston head part is non-perpendicular to a reference plane including the center of the motor shaft and the center of the eccentric shaft.

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。 In this reciprocating compressor, when the piston is at bottom dead center, the top surface of the piston head portion on which the seal member is provided is non-perpendicular to a reference plane including the center of the rotating shaft and the center of the eccentric shaft. Therefore, the absolute value of the inclination of the top surface of the piston head portion with respect to the plane perpendicular to the reference plane is set to a larger PV value such as the compression stroke than when the seal member having a small PV value such as the suction stroke is low loaded. It is possible to make the seal member small when the load is high.

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。   Therefore, when the load on the seal member is high, the seal member can be in uniform contact with the inner surface of the cylinder to prevent local wear of the seal member and achieve a long life, and between the cylinder and the seal member. By reducing the gap, air leakage can be prevented and compression efficiency can be improved.

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。 A reciprocating compressor according to a tenth invention is the reciprocating compressor according to the ninth invention , wherein the piston head is rotated when the motor shaft rotates from a state where the four pistons are at bottom dead center. It is characterized in that the angle formed by the top surface of the part and the reference plane is close to a right angle .

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。 In this reciprocating compressor, the absolute value of the inclination of the top surface of the piston head portion with respect to a plane perpendicular to the reference plane is set to be higher than that of a low-load seal member having a low PV value such as a suction stroke. It becomes smaller when the seal member having a large value is subjected to a high load.

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。   Therefore, local wear of the seal member can be prevented and a long life can be achieved, and a gap can be reduced between the cylinder and the seal member to prevent air leakage and improve compression efficiency.

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。 A reciprocating compressor according to an eleventh aspect of the invention is the reciprocating compressor according to the ninth or tenth aspect of the invention, wherein a part of the seal member includes a top surface of a piston head portion of the four pistons and a pressing member. It is characterized by being sandwiched and fixed between plates.

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。 In this reciprocating compressor, since the sealing member is attached to the top surface of the piston head portion of the piston by the pressing plate, the inclination angle of the sealing member can be easily adjusted by adjusting the inclination angle of the top surface of the piston. Can be set.

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。 A reciprocating compressor according to a twelfth aspect of the present invention is the reciprocating compressor according to any of the ninth to thirteenth aspects , wherein when the four pistons are at top dead center, the piston head portions of the four pistons And the top surfaces of the compression chambers of the four cylinders are substantially parallel to each other.

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。   In this reciprocating compressor, when the piston is at top dead center, the top surface of the piston head portion of the piston and the top surface of the compression chamber of the cylinder are substantially parallel. The dead space between the top surface of the piston head portion of the piston and the top surface of the compression chamber of the cylinder can be reduced, and the compression efficiency can be improved.

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。 A reciprocating compressor according to a thirteenth aspect of the present invention is the reciprocating compressor according to any of the ninth to twelfth aspects, wherein the absolute value of the inclination angle of the top surface of the piston head portion with respect to a plane perpendicular to the reference plane Is characterized by being smaller in the compression stroke than in the inhalation process.

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。 In this reciprocating compressor, the absolute value of the inclination angle of the top surface of the piston head portion with respect to a plane perpendicular to the reference plane is smaller in the compression stroke than in the suction process. The seal member is in contact with the inner surface of the cylinder substantially evenly to prevent local wear of the seal member and achieve a long service life. In addition, the gap between the cylinder and the seal member is reduced to prevent air leakage. Compression efficiency can be improved.

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。 A reciprocating compressor according to a fourteenth aspect of the present invention is the reciprocating compressor according to any one of the ninth to thirteenth aspects, in the vicinity of the rotation angle of the motor shaft at which the PV value of the seal member is maximized. The top surface of the piston head part is perpendicular to the plane.

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。 In this reciprocating compressor, in the vicinity of the rotation angle of the rotating shaft at which the PV value of the seal member is maximized, the top surface of the piston head part is perpendicular to the reference plane, and at the maximum load, Since the inclination of the top surface of the piston head portion is eliminated, local wear of the seal member can be prevented and a long life can be achieved, and air leakage can be prevented and compression efficiency can be improved.

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。 A reciprocating compressor according to a fifteenth aspect of the present invention is the reciprocating compressor according to any one of the first to fourteenth aspects, comprising a casing that houses the motor shaft, and at least one of the casing and the four cylinders. An exhaust gas passage disposed therein, a cooling inlet for sucking a cooling medium into the exhaust gas passage, and a cooling outlet for discharging the cooling medium from the exhaust gas passage. It is characterized by having.

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。   In this reciprocating compressor, the cooling medium is guided from the cooling suction port to the inside of the reciprocating compressor through the exhaust gas flow path and then discharged to the outside from the cooling discharge port. It is possible to cool the seal member and the bearing of the reciprocating compressor while maintaining the hermetic structure. As a result, the durability of the seal member and the bearing of the reciprocating compressor can be improved, and further, the temperature rise of the compression chamber can be suppressed, so that the compression efficiency can be improved.

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。 An oxygen concentrator according to a sixteenth aspect of the invention is a reciprocating compressor according to the fifteenth aspect of the invention, and an adsorbent that selectively adsorbs nitrogen from the air supplied with the air compressed by the reciprocating compressor. , An oxygen-enriched gas extraction part that extracts oxygen-enriched gas from the adsorption container, an oxygen tank that stores the oxygen-enriched gas from the adsorption container via the oxygen-enriched gas take-out part, A gas discharge part for discharging the gas containing nitrogen desorbed from the adsorbent by depressurizing the inside of the adsorption container, and the cooling medium is discharged from the adsorption container by the gas discharge part. It is characterized by being a gas containing nitrogen.

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。   In this oxygen concentrator, the gas containing nitrogen exhausted from the adsorption container by the gas exhaust unit is guided to the inside of the hermetic container of the reciprocating compressor through the exhaust gas flow path, and then discharged to the outside, thereby reciprocating. It is possible to cool the sealing member, the bearing, and the like in the hermetic container of the reciprocating compressor while maintaining the hermetic structure of the compressor. As a result, the durability of the seal member and bearing of the reciprocating compressor can be improved, energy saving and noise reduction can be achieved by reducing the size and speed of the cooling fan, and the compression efficiency can be improved. Can be prevented.

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。   Further, the gas containing nitrogen exhausted from the adsorption container is guided to the eccentric shaft and the piston head portion through the exhaust gas flow path, and then discharged to the outside, so that the eccentric shaft in the hermetic container of the reciprocating compressor is discharged. And the durability of the seal member attached to the bearing of the eccentric shaft and the piston head part in which the piston head part is cooled and high heat is generated can be improved.

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。   As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

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。 In the first to eighth inventions, by increasing the number of cylinders from two to four, the stroke can be reduced while maintaining the rotational speed of each piston and the overall discharge flow rate. In addition, the swing angle of the piston can be maintained. As a result, the compressor can be miniaturized while ensuring the airtightness of the compression chamber. In addition, since the stroke can be reduced, the swing distance of the piston head portion is reduced, so that the sealing performance of the seal member disposed on the piston head portion can be ensured for a long period of time. Then, since the number of cylinders is four, the heat radiation area is greatly expanded and the temperature rise of the compression chamber can be suppressed, so that the compression efficiency can be greatly improved. Moreover, in this reciprocating compressor, since the 1st shared part which is a discharge flow path and the 2nd shared part which is a suction flow path are separated, it is suppressed that the heat of a 1st shared part is transmitted to a 2nd shared part. it can. Furthermore, by performing the intake air compression process while maintaining the phase difference of 90 degrees for each of the four compression chambers, the force applied to the motor shaft is canceled and fluctuations in rotational torque can be suppressed, so that the compression efficiency can be improved. In addition, since the intake and exhaust noises are canceled out, it is possible to reduce noise and vibration.

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。 In the ninth to fourteenth inventions, when the piston is at bottom dead center, the top surface of the piston head portion on which the seal member is provided is not relative to the reference plane including the center of the rotating shaft and the center of the eccentric shaft. Since it is a right angle, the absolute value of the inclination of the top surface of the piston head with respect to the plane perpendicular to the reference plane is set to a value of PV such as the compression stroke rather than the low load of the seal member having a small PV value such as the suction stroke. It is possible to reduce the size of a large seal member when the load is high. Therefore, when the load on the seal member is high, the seal member can be in uniform contact with the inner surface of the cylinder to prevent local wear of the seal member and achieve a long life, and between the cylinder and the seal member. By reducing the gap, air leakage can be prevented and compression efficiency can be improved.

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。 In the fifteenth and sixteenth inventions, the cooling medium is guided from the cooling suction port to the inside of the reciprocating compressor through the exhaust gas flow path, and then discharged from the cooling discharge port to the reciprocating compressor. It is possible to cool the seal member and the bearing of the reciprocating compressor while maintaining the hermetic structure. As a result, the durability of the seal member and bearing of the reciprocating compressor can be improved, the compression efficiency can be improved, the cooling fan can be made smaller and the rotation speed can be reduced, and energy saving and noise reduction can be achieved. Decline can be prevented.

(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。
(First embodiment)
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing a reciprocating compressor according to a first embodiment of the present invention. 2 is a schematic view of the reciprocating compressor of FIG. 1, (a) is a schematic top view, (b) is a schematic side view as viewed from the arrow X, and (c) is a schematic diagram as viewed from the side of the arrow Y. . FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along arrow AA in FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the line BB in FIG. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along the line CC in FIG. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view taken along the line DD in FIG. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view taken along the line E-E in FIG. 3. FIG. 8 is a schematic perspective view of the reciprocating compressor as viewed in the direction of arrow Z in FIG. FIG. 9 is a schematic perspective view showing a second member in the casing of FIG. 1. 10A and 10B are schematic views of the second member in FIG. 9, where FIG. 10A is a sectional view taken along the line TU-V of FIG. 9B, FIG. 10B is a schematic top view, and FIG. Schematic, (d) is a schematic side view as viewed from the arrow Y, and (e) is a JJ cross-sectional view. FIG. 11 is a perspective schematic view showing a first member in the casing of FIG. 1. 12 is a schematic view of the first member of FIG. 11, (a) is a schematic top view, (b) is a schematic side view as viewed from the arrow X, (c) is a schematic bottom view, and (d) is Y. An arrow side view schematic, (e) is a HH arrow sectional drawing. 13 is a cross-sectional view of the first member in FIG. 11, (a) is a schematic cross-sectional view taken along line FF in FIG. 12, and (b) is a schematic cross-sectional view taken along line GG in FIG. 12. FIG. 14 is a schematic perspective view showing the bearing support member of FIG. 15A and 15B are schematic views of the bearing support member of FIG. 14, wherein FIG. 15A is a schematic view in bottom view, FIG. It is. 16A and 16B are schematic views of the bearing support member of FIG. 14, wherein FIG. 16A is a schematic top view and FIG. 16B is a schematic cross-sectional view taken along the line OO. FIG. 17 is a schematic view of the cylinder of FIG. 1, (a) is a schematic side view as viewed in the direction of arrow X in (b), (b) is a schematic view in front view, and (c) is a schematic view in cross section taken along the line KK. It is. FIG. 18 is a perspective explanatory view showing components attached to the cylinder of FIG. 1 together with the cylinder. FIG. 19 is a schematic perspective view showing the head cover of FIG. 20 is a schematic view of the head cover of FIG. 19, where (a) is a schematic view of the inner surface, (b) is a schematic view of the side surface as viewed from the X direction, (c) is a schematic diagram of the outer surface, and FIG. FIG. 21 is an exploded explanatory view showing pistons inside the reciprocating compressor of FIG. 1, (a) is a view for explaining four pistons, and (b) is a view for explaining one piston. FIG. 22 is a schematic perspective view for explaining attachment of the casing in the assembly of the reciprocating compressor of FIG. 1. FIG. 23 is a perspective explanatory view for explaining the attachment of the piston in the assembly of the reciprocating compressor of FIG. 1. FIG. 24 is a perspective explanatory view for explaining attachment of a cylinder or the like in the assembly of the reciprocating compressor of FIG. FIG. 25 is a perspective explanatory view for explaining the positioning of the cylinder with respect to the casing in the assembly of the reciprocating compressor of FIG. 1. FIG. 26 is a perspective explanatory view for explaining attachment of a bearing support portion, a casing cover, and the like in the assembly of the reciprocating compressor of FIG. 1. FIG. 27 is an explanatory schematic diagram for explaining the shaft region and its peripheral region in the reciprocating compressor of FIG. 1. FIG. 28 is a diagram for explaining the piston rod, where (a) is a schematic top view of the reciprocating compressor, and (b) is a schematic top view of the piston. 29A and 29B are diagrams for explaining the swing angle and sliding distance of the piston. FIG. 29A is a model diagram when the eccentric distance is constant, and FIG. 29B is a model diagram when the eccentric distance is not constant. FIG. 30 is a diagram for explaining fluctuations in rotational torque of the motor shaft when the number of cylinders is changed. FIG. 31 is a block diagram of an oxygen concentrator equipped with the reciprocating compressor of FIG. 32 is a view for explaining the air flow in the reciprocating compressor of FIG. 1, FIG. 32 (a) is a longitudinal sectional view for explaining a cooling inlet, and FIG. 32 (b) is a cooling exhaust. It is a longitudinal cross-sectional view explaining an exit. 3 to 5, a side view of the motor is shown, and portions other than the motor are shown in cross section.

(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。
(overall structure)
First, the whole structure of the reciprocating compressor 1 concerning this embodiment is demonstrated. In this embodiment, the reciprocating compressor 1 is used as a compressor that sucks and compresses a gas fluid (air) in an oxygen concentrator or the like for generating high-concentration oxygen. Although not shown in the figure, the oxygen concentrator compresses the introduced air using the reciprocating compressor 1 and brings the discharged compressed air into contact with a synthetic zeolite (having a nitrogen adsorption function). It is configured to exhaust a concentration of oxygen.

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。   The reciprocating compressor 1 includes a motor 2, a casing 3, four cylinders 4, four pistons 5, a plurality of suction passages 6, a plurality of discharge passages 7, an integrated suction passage 9, The integrated discharge flow path 8 and the bearing support portion 10 are included. Then, the taken-in air flows into the four cylinders 4 through the integrated suction flow path 9 and the suction flow path 6 and is compressed there, and then passes through the discharge flow path 7 and the integrated discharge flow path 8 to be finally obtained. To the outside from the reciprocating compressor 1. Hereinafter, the configuration of each unit will be described.

(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。
(motor)
The motor 2 has a motor shaft 2s and a main body 2b (see FIG. 3). The number of motors of the reciprocating compressor 1 is one, and the four pistons 5 are driven by one motor 2 (details will be described later). The motor shaft 2s is an output shaft of the motor 2, and is supported by a shaft holder 2h as shown in FIG. The motor shaft 2s is rotatably supported by a bearing 22a attached to the inner side of the casing 3 and a bearing 22b disposed on the shaft end 2t of the motor shaft 2s and supported by the bearing support plate 10. . The motor 2 is attached with a first member 3f (described later) of the casing 3 that accommodates the motor shaft 2s.

(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。
(casing)
The casing 3 accommodates the motor shaft 2 s and the like, and the motor 2 is attached to one end via the eye flange 16. The casing 3 includes a first member 3f and a second member 3s (see FIGS. 22 and 23). The first member 3f and the second member 3s are formed as separate bodies, and the thermal conductivity of the first member 3f is higher than the thermal conductivity of the second member 3s. Specifically, the first member 3f is made of metal, and the second member 3s is made of resin. The first member 3f and the second member 3s are not limited to such materials. For example, the second member 3s may be a metal member having a lower thermal conductivity than the first member 3f, and the first member 3f and the second member 3s may be the same material. Further, the thermal conductivity of the second member 3s may be higher than that of the first member 3f. Hereinafter, the first member 3f and the second member 3s will be described.

(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。
(First member)
The first member 3f functions as a general casing. As described above, the first member 3 f is made of metal, and functions as a skeleton member around the motor shaft 2 s in the reciprocating compressor 1. The first member 3f includes four reinforcing portions 3w. The reinforcement part 3w is formed so that it may extend along a motor axial direction (refer FIGS. 11-13). More specifically, the first member 3f includes four grooves 3r along the motor axial direction on each of the four wall portions in a square tube extending along the motor axial direction when attached to the motor 2. As a result, each wall portion of the first member 3f is U-shaped in front view, and the four corner portions of the first member 3f extend along the motor shaft direction. A reinforcing portion 3w is formed. In each of the four groove portions 3r formed between the four reinforcing portions 3w, there are connecting portions 5c (see FIG. 21) in the four pistons 5 and protruding portions 10z and 10w (described later) of the bearing support portion 10. It fits (see FIGS. 15 and 16). Further, a motor through hole 3d through which the motor shaft 2s and the like of the motor 2 pass is formed in the center portion of the bottom plate portion 3q of the first member 3f in plan view (FIGS. 12A and 12C). ing. Furthermore, a part of the plurality of discharge flow paths 7 is formed inside the first member 3f (details will be described later). A bearing 22a is attached to the first member 3f.

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。   Each of the plurality of discharge flow paths 7 has a first parallel portion 7f along the axial direction of the motor shaft 2s (see FIGS. 13, 4, and 6). The first parallel portion 7 f is formed inside the casing 3. The first member 3 f is formed with a total of four discharge inlets 3 x corresponding to the four cylinders 4, and the four discharge inlets 3 x are formed inside the four cylinders 4. Are connected to each other (see FIGS. 4 and 7). Further, in the first member 3f, two first parallel portions 7f are formed, and these are arranged at two corner portions that are not adjacent to each other so as to face each other across the motor shaft 2s (see FIG. 6). Two discharge inlets 3x are provided for one first parallel portion 7f. That is, one first parallel portion 7 f serves as a common flow path for the air discharged from the two cylinders 4. Specifically, referring to FIG. 6, what is connected to the inside of the upper and left two cylinders 4 is the first parallel portion 7f on the upper left, and the inside of the two cylinders 4 on the right and lower sides. The first parallel part 7f on the lower right is connected. Further, in the four corners of the first member 3f, the two first parallel portions 7f are arranged at the upper left and lower right in FIG. 6, and two flow paths 106f are also formed at the upper right and lower left portions in FIG. (See FIG. 5), this is not used in this embodiment. In addition, in FIGS. 11-13, in order to clarify the correspondence between each of the four discharge inlets 3x, in particular, two of the discharge inlets 3x (a), 3x (b) The code | symbol is attached | subjected.

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   The air compressed and discharged in each cylinder 4 is sent to the first parallel portion 7f through the discharge inlet 3x provided corresponding to each cylinder 4 (see FIG. 4 and the like). As in the present embodiment, by forming the flow path inside the reinforcing portion 3w that is the skeleton of the casing 3, the casing is effectively used while preventing the enlargement while ensuring the reinforcing function of the casing. it can. When the heat is radiated from the head by an external cooling device (such as a blower or a fan), the four discharge inlets 3x provided corresponding to each of the four cylinders 4 are diagonal as shown in FIG. Since it is not necessary to cool each of the four cylinders 4 by being arranged in two places, it becomes possible to cool efficiently.

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。   Further, a cooling outlet 3j is formed on the side of the first member 3f (see FIGS. 11 and 12). The cooling outlet 3j is for discharging a cooling medium from an exhaust gas passage Z (see FIG. 32) described later.

(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)。
(Second member)
The second member 3s is made of resin as described above, and includes the annular portion 3t, the two columnar portions 3v attached to the annular portion 3t, and the inhalation protruding portion 3u. (See FIGS. 9 and 10). The two columnar portions 3v and the suction projecting portion 3u are formed so as to extend along the axial direction of the motor shaft 2s attached to the motor 2 (see FIG. 10A). A part of a plurality of suction flow paths 6 is formed inside the two columnar parts 3v (details will be described later), and an integrated suction flow path 9 is formed inside the annular part 3t. (See FIGS. 10 (a), (b), FIG. 3, etc.). Further, the suction protrusion 3u is formed with a suction port 3z, and the air that has entered from the suction port 3z is sent to the integrated suction flow path 9 (see FIG. 4, FIG. 10C, etc.).

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。   Each of the plurality of suction flow paths 6 has a second parallel portion 6f along the axial direction of the motor shaft 2s (see FIGS. 10 and 5 to 7). In addition, a total of four suction outlets 3y corresponding to the four cylinders 4 are formed in the second member 3s. The suction outlet 3y is connected to the inside of each of the four cylinders 4 (see FIGS. 6, 10 (b), etc.). Further, in the second member 3s, two second parallel portions 6f are formed, and these are arranged so as to face each other across the motor shaft 2s (see FIGS. 6, 10 (b), etc.). . Two suction outlets 3y are provided for one second parallel portion 6f. That is, one second parallel portion 6f serves as a common flow path for the air supplied to the two cylinders 4 (see the alternate long and short dash line portion indicating the suction flow path 6 in FIG. 10B). Specifically, referring to FIG. 6, what is connected to the inside of the upper and right two cylinders 4 is the second upper parallel part 6f, and the inside of the left and lower two cylinders 4 are connected to each other. What is connected is the lower left second parallel portion 6f. The two second parallel parts 6f are located facing the corners of the first member 3f, but at the four corners of the first member 3f, the corners with the two first parallel parts 7f are provided. It faces a corner (upper right and lower left corners in FIG. 6) different from (upper left and lower right corners in FIG. 6). Thereby, since the suction flow path 6 and the discharge flow path 7 are separated from each other, it is possible to prevent the heat of the discharge flow path 7 from being transmitted to the suction flow path 6.

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。   Further, in the reciprocating compressor 1, the columnar portion 3v of the second member 3s is positioned between four cylinders 4 that are disposed even by 90 degrees in plan view with respect to the circumferential direction of the motor shaft 2s (see FIG. 6 (refer to FIGS. 6 and 7). The maximum distance of the columnar part 3v from the center of the motor shaft 2s is substantially equal to the maximum distance of the head cover 4h from the center of the motor shaft 2s. Since the columnar portion 3v is accommodated in a quadrangle (see T in FIG. 6) configured by straight lines along the outer surfaces of the four head covers 4h in plan view, the space between the cylinders 4 is effectively used. The casing can be prevented from becoming large.

(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。
(Integrated suction flow path)
An integrated suction channel 9 formed inside the annular portion 3t is for integrating a plurality of suction channels 6. The integrated suction flow path 9 is formed as an annular flow path centering on the shaft region 31 along the axial direction of the motor shaft 2s (see FIG. 27). The integrated suction channel 9 is disposed so as to overlap with the peripheral region 32 of the shaft region 31 along the axial direction of the motor shaft 2s (see FIG. 27). Details of this arrangement will be described later. Further, the integrated suction channel 9 is a space closed by a combination of the second member 3s and an eye flange 16 described later (see FIGS. 3 to 5). In addition, the integrated suction flow path may not be an annular flow path, and may be formed in a lump shape, for example. Further, in the present embodiment, the center of the circle of the integrated suction flow path 9 coincides with the center of the motor shaft 2s, thereby enabling a balanced arrangement with the motor shaft 2s as the center from the viewpoint of miniaturization. However, when the integrated suction channel is annular, the center of the circle of the integrated suction channel may not coincide with the center of the motor shaft, and the center may be shifted.

(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)。
(Cylinder)
In the present embodiment, four cylinders are provided. Each of the four cylinders 4 is disposed such that the cylinder axial direction (the arrow direction in FIG. 6) is along the direction orthogonal to the axial direction of the motor shaft 2s, and in the plan view, the two cylinders 4 is arranged on a straight line passing through the center of the motor shaft 2s, and the other two cylinders 4 are arranged on a straight line orthogonal to the straight line and passing through the center of the motor shaft 2s (FIGS. 6, 28, etc.) reference). Each of the four cylinders 4 has a compression chamber 4j (inside the cylinder) (see FIG. 17 and the like). The cylinder 4 includes a cylindrical main body portion 4a along the cylinder axial direction, and a plate-like flat plate portion 4p fixed to one end of the main body portion 4a. A part of the flat plate part 4p becomes a part of the wall part facing the compression chamber 4j (see FIG. 17C). The main body 4a and the flat plate 4p are fixed by fastening six bolts when a head cover 4h (described later) is attached to the cylinder 4. And elastic member 4A is inserted between main part 4a and flat plate part 4p (refer to Drawing 3). Note that the annular elastic member 4A may not be sandwiched between the main body portion 4a and the flat plate portion 4p, and the elastic member 4A may not be annular. And the four through-holes 4b, 4c, 4f, 4g are formed in the flat plate part 4p. In addition, a groove 4m is formed in the flat plate portion 4p (see FIG. 17 and the like). And the main-body part 4a has the internal diameter (bore diameter) X (refer Fig.28 (a)).

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。   Each component as shown in FIG. 18 is attached to the cylinder 4. Specifically, the discharge valve 4w, the discharge valve retainer 4z, and the intake valve 4v are attached by a fixing screw 20a and a washer 20b. The intake valve 4v is attached to the compression chamber 4j side inside the cylinder 4, and the exhaust valve 4w and the exhaust valve retainer 4z are attached to the outside of the cylinder 4 (see FIGS. 18 and 6). The intake valve 4v is normally closed. When the pressure of the air passing through the through hole 4c exceeds a predetermined level, the intake valve 4v is bent and opened. Further, the discharge valve 4w is normally in a closed state, and when the pressure of the compressed air passing through the through hole 4f exceeds a predetermined level, the discharge valve 4w bends (while the maximum deflection angle is limited by the discharge valve presser 4z). Opened.

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)。   Further, a head cover 4h is attached to each cylinder 4 by fastening six bolts (see FIGS. 19 and 20). The head cover 4h is formed with an internal space and a partition 4s, and the internal space of the head cover 4h is separated into a first room 4n and a second room 4k by the partition 4s. Here, the first chamber 4n is a space through which air before being supplied to the compression chamber 4j passes, and the second chamber 4k is a space through which air discharged from the compression chamber 4j passes. The head cover 4h is attached to the cylinder 4 with a cylinder packing 20e (see FIG. 24) formed so that the tip of the partition 4s fits into the groove 4m of the cylinder 4. The head cover 4h is attached to the cylinder 4. In the attached state, the partition portion 4s and the groove portion 4m are sealed by the cylinder packing 20e, and the first chamber 4n and the second chamber 4k are formed inside the head cover 4h by the head cover 4h and the flat plate portion 4p ( It is formed as a closed space (except when the exhaust valve 4w or the intake valve 4v is open) (see FIG. 7).

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。   Hereinafter, a state in which the head cover 4h is attached to the cylinder 4 will be described. The through hole 4b is connected to the suction outlet 3y of the second member 3s, and the air that has passed through the second parallel portion 6f is supplied to the first chamber 4n through the suction outlet 3y and the through hole 4b. (See FIG. 6). The through hole 4c is a hole through which air introduced through the through hole 4b passes, and the air in the first chamber 4n is sent to the compression chamber 4j through the through hole 4c (see FIG. 6). The through-hole 4f is a hole through which compressed air discharged from the compression chamber 4j passes, and the compressed air passes through the through-hole 4f and then is sent to the through-hole 4g inside the second chamber 4k ( (See FIG. 18). The through hole 4g is connected to the discharge inlet 3x of the first member 3f, and the discharged compressed air is sent to the first parallel portion 7f through the through hole 4g and the discharge inlet 3x (see FIG. 7). Further, the internal space of the head cover 4h (outside the flat plate portion 4p) constitutes a part of the suction flow path 6 and the discharge flow path 7. Then, the air flow in the suction flow path 6 and the discharge flow path 7 in the internal space of the head cover 4h (outside the flat plate portion 4p) is as shown by the one-dot chain line in FIG. Then, intake, compression, and exhaust are performed inside the cylinder 4 configured as described above.

(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。
(piston)
The four pistons 5 are arranged inside each of the four cylinders 4 (see FIGS. 3 to 7 etc.). In the reciprocating compressor 1 according to the present embodiment, four pistons 5 are provided corresponding to the four cylinders 4. As shown in FIG. 21A, each piston 5 rotates to a piston head portion 5h fitted to each of the four cylinders 4 so as to be able to reciprocate, and to an eccentric shaft 17 fixed to the motor shaft 2s. The rod portions 5R fitted to each other are integrated with each other. And the rod part 5R is comprised from the connection part 5c and the ring part 5r. As shown in FIG. 21B, a spacer 30 is sandwiched between the seal member 28 disposed on the piston head portion 5h and the pressing plate 27, and is fastened and fixed by a single bolt 29. . The eccentric shaft 17 is provided with a bearing 17b disposed inside the rod portion 5R.

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。   In each of the four pistons 5, as shown in FIGS. 28A and 28B, the piston rod 5 </ b> P, which is a straight line corresponding to the central axis of the piston head portion 5 h, has an end surface 27 s of the holding plate 27. To the center of the ring portion 5r of the piston 5. As shown in FIG. 28A, the swing angle of the piston 5 is represented by an inclination angle θ of the piston rod 5P with respect to the cylinder shaft in plan view. In this embodiment, when the motor shaft 2s rotates 90 degrees. Become the largest. The four pistons 5 slide in the cylinder 4 while maintaining the phase difference of 90 degrees, and perform the intake compression process.

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。   The four pistons 5 are assembled in a state as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 21A, the ring portions 5r of the four pistons 5 are sequentially inserted into one eccentric shaft 17, and the balance weight 18 is further inserted. At this time, in order to adjust the position of the piston 5 in the axial direction of the motor shaft 2s, the three adjusting members 34 are arranged between the ring portions 5r of the four pistons 5, respectively.

(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)。
(Bearing support)
The bearing support 10 shown in FIGS. 14 to 16 is disposed at the shaft end 2t of the motor shaft 2s (see FIGS. 3 to 5 and FIG. 26). The bearing support portion 10 supports the motor shaft 2s so as to be rotatable via a bearing 22b, and an integrated discharge channel 8 is formed in the bearing support portion 10 (FIGS. 14 to 14). 16). A bearing hole 10k is formed at the center of the bearing support portion 10, and the shaft end 2t of the motor shaft 2s is fitted in the bearing hole 10k (see FIG. 3). Further, the side portions of the bearing support portion 10 are formed with protruding portions 10w and 10z extending along the axial direction of the motor shaft 2s (when assembled as the reciprocating compressor 1) at positions facing each other. Each of the protrusions 10w and 10z is formed with a discharge port 10h and a cooling suction port 10j (see FIGS. 14 to 16). The compressed air integrated in the integrated discharge flow path 8 is finally discharged from the discharge port 10h (see FIG. 16 (a)). The cooling inlet 10j is for sucking a cooling medium into an exhaust gas passage Z (see FIG. 32) described later. Two discharge inlets 10 i are formed at the corners of the bearing support portion 10, and the discharge inlets 10 i constitute a part of the discharge flow path 7. Further, the two discharge inlets 10i are formed so as to be connected to the integrated discharge passage 8 respectively, and the discharge passage 7 is connected to the integrated discharge passage 8 via the discharge inlet 10i. It is continuous (see FIGS. 4 and 16, etc.).

(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。
(Integrated discharge flow path)
The integrated discharge flow path 8 formed inside the bearing support portion 10 is for integrating the plurality of discharge flow paths 7, and is an annular flow centered on the axial region 31 along the axial direction of the motor shaft 2s. It is formed as a path (see FIG. 27). And the integrated discharge flow path 8 is arrange | positioned so that the peripheral area | region 32 of the axial area | region 31 along the axial direction of the motor shaft 2s may overlap. Details of this arrangement will be described later. The integrated discharge flow path 8 formed as an annular flow path is formed so as to spread in a plane along a plane 33 perpendicular to the axial direction of the motor shaft 2s (see FIGS. 14 and 27). Further, the integrated discharge flow path 8 becomes a space closed by a combination of the bearing support portion 10 and a casing cover 15 described later (see FIGS. 3 to 5). The integrated discharge channel may not be an annular channel. Further, in the present embodiment, the center of the circle of the integrated discharge flow path 8 coincides with the center of the motor shaft 2s, thereby enabling a balanced arrangement with the motor shaft 2s as the center from the viewpoint of miniaturization. However, when the integrated discharge channel is annular, the center of the circle of the integrated suction channel may not coincide with the center of the motor shaft, and the center may be shifted. In the present embodiment, the integrated discharge flow path 8 formed as an annular flow path is formed so as to spread in a plane along a plane 33 perpendicular to the axial direction of the motor shaft 2s. It is not limited to this, and may be formed so as to spread in a plane along a plane inclined with respect to the plane 33, or not formed so as to spread in a plane, for example, formed so as to extend in the axial direction. May be. Further, the integrated discharge flow path may not be formed in the bearing support portion, and for example, a member for an integrated discharge flow path different from a member such as the bearing support portion may be provided separately. By providing the integrated discharge flow path 8 in the bearing support portion 10 as in this embodiment, an increase in the number of parts can be prevented.

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。   In the present embodiment, only the integrated discharge flow path 8 is formed in the bearing support portion 10, but at least one of the integrated discharge flow path and the integrated suction flow path is formed in the bearing support portion. What is necessary is just and it is not restricted to such a structure. For example, only the integrated suction flow path may be formed in the bearing support section, or both the integrated discharge flow path and the integrated suction flow path may be formed in the bearing support section.

(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。
(Regarding the positional relationship between the integrated suction flow path and the integrated discharge flow path)
Next, the positional relationship between the integrated suction flow path 9 and the integrated discharge flow path 8 will be described with reference to FIG. First, the integrated suction flow path 9 and the integrated discharge flow path 8 are disposed on both sides of the four cylinders 4 with respect to the axial direction of the motor shaft (see FIGS. 3 to 5). With respect to the axial direction of the motor shaft 2s, the integrated discharge flow path 8 is disposed on the shaft end 2t side of the motor shaft 2s, and the integrated suction flow path 9 is disposed on the main body 2b side.

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。   Further, the integrated suction flow path 9 and the integrated discharge flow path 8 are formed in an annular shape, and the center of these circles coincides with the center of the circle of the motor shaft 2s. Further, both the integrated suction flow path 9 and the integrated discharge flow path 8 are arranged so as to overlap at least one of the shaft region 31 and the peripheral region 32 along the axial direction of the motor shaft. Here, “overlapping” means that the integrated suction flow path 9 or the integrated discharge flow path 8 is disposed so as to be within a region composed of the shaft region 31 and the peripheral region 32, as shown in FIG. is doing. And the integrated suction flow path 9 and the integrated discharge flow path 8 are settled in the width | variety (refer width W1 of FIG. 27) of the area | region which consists of the axial area | region 31 and the peripheral area | region 32 regarding the radial direction. In the present embodiment, W1 is approximately the size of the diameter of the eye flange 16. Further, it is more desirable that the integrated suction flow path and the integrated discharge flow path be within the width of the main body 2b of the motor 2 (see the width W2 in FIG. 27). The integrated discharge flow path 8 according to the present embodiment is within this width, and by doing so, it is possible to suppress an increase in the size of the compressor in the radial direction perpendicular to the axial direction. Further, the integrated suction flow path 9 and the integrated discharge flow path 8 have a portion overlapping the motor shaft 2s with respect to the axial position. For this reason, the enlargement of the compressor can also be suppressed in the axial direction.

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。   In the present embodiment, the integrated discharge flow path 8 is disposed on the shaft end 2t side of the motor shaft 2s, and the integrated suction flow path 9 is disposed on the main body 2b side. And either one of the integrated discharge flow paths 8 should just be arrange | positioned at the shaft end part 2t side of the motor shaft 2s, and the other should just be arrange | positioned at the main-body part 2b side, and this arrangement | positioning may be reverse. . Further, the integrated discharge flow path and the integrated suction flow path may not be arranged on both sides of the cylinder 4, and the same side with respect to the cylinder 4 with respect to the axial direction of the motor shaft 2 s without sandwiching the cylinder 4. An integrated discharge flow path and an integrated suction flow path may be disposed in the slab.

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)。
In the present embodiment, both the integrated suction flow path 9 and the integrated discharge flow path 8 are disposed inside the peripheral region 32. However, at least one of the integrated suction flow path and the integrated discharge flow path is used. Any one of them may be arranged so as to overlap at least one of the shaft region 31 along the axial direction of the motor shaft and the peripheral region 32 thereof. Only one of them falls within the region composed of the axial region 31 and the peripheral region 32 (within the range of the width W1 with respect to the radial direction), and the other does not fit within the region composed of the axial region 31 and the peripheral region 32 and protrudes. In addition, the integrated discharge flow path or the integrated suction flow path that is not annular does not overlap the motor shaft 2s in the motor shaft direction, and overlaps the shaft region 31 and the peripheral region 32. (With respect to the radial direction so as to fall within the width W1) may be disposed.
(Suction channel)
Next, the plurality of suction passages 6 will be described. As described above, the plurality of suction flow paths 6 are formed so as to pass through the inside of the second member 3s, and the plurality of suction flow paths 6 are formed so that fluid can flow therethrough. Yes. Further, the plurality of suction flow paths 6 are connected to the insides (compression chambers 4j) of the four cylinders 4 (see the alternate long and short dash line portion showing the suction flow paths 6 in FIG. 6).

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)。
First, air enters the inside of the second member 3s from the suction port 3z of the second member 3s, and flows into the integrated suction channel 9 from there (see FIGS. 4 and 10). Hereinafter, each suction flow path 6, that is, the flow path to the inside of the cylinder 4 (compression chamber 4j) will be described. The inside of the second member 3s is formed so that the integrated suction flow path 9 continues to the two second parallel portions 6f, and the air in the integrated suction flow path 9 flows to the two second parallel portions 6f. (See FIGS. 5 and 10). And the air which passed each 2nd parallel part 6f is sent to the 1st room | chamber 4n through the through-hole 4b from the suction outlet 3y (refer FIG. 6, 10 grade | etc.,). Then, the air in the first chamber 4n is sent to the compression chamber 4j through the through hole 4c. One suction flow path 6 is configured as described above.
(Discharge flow path)
Next, the plurality of discharge channels 7 will be described. As described above, the plurality of discharge passages 7 are formed so as to pass through the inside of the first member 3f, and fluid (air in the present embodiment) flows through the inside of the plurality of discharge passages 7. It is formed to be possible. Moreover, the some discharge flow path 7 is connected with respect to each inside (compression chamber 4j) of the four cylinders 4 (refer the dashed-dotted line part which shows the discharge flow path 7 of FIG. 4).

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。   Hereinafter, each discharge flow path 7, that is, the flow path from the inside of the cylinder 4 (compression chamber 4j) to the discharge port 10h will be described. First, the air compressed in the compression chamber 4j inside the cylinder 4 passes through the through hole 4f, passes through the inside of the second chamber 4k, and enters the through hole 4g (see FIG. 18). Then, the compressed air that has passed through the through hole 4g is sent to the discharge inlet 3x of the first member 3f, and from there to the first parallel portion 7f (see FIG. 7). Then, the compressed air passes through the first parallel portion 7f and enters the discharge inlet 10i of the bearing support portion 10 (see FIG. 4). One discharge flow path 7 is configured as described above. Then, the compressed air that has flowed in from the plurality (four) of the discharge channels 7 flows into the integrated discharge channel 8 via the discharge inlet 10i (see FIG. 16), and finally from the discharge port 10h. Discharged.

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。   In the present embodiment, the reciprocating compressor 1 is configured to include four discharge passages 7 and four suction passages 6. Here, as described above, in the four discharge channels 7, the first parallel portion 7 f is a channel common to the two discharge channels 7, and in the four suction channels 6, the second parallel portion 6 f is This is a common channel for the two suction channels 6. As described above, the plurality of discharge channels 7 and the plurality of suction channels 6 each have a common channel, but the number of the discharge channels 7 and the suction channels 6 is the same. Are treated as four each.

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。   Moreover, the four discharge flow paths 7 have the branch path 7s along the gravity direction (refer FIG. 4). And 7 A of adhesives are arrange | positioned at the branch path 7s. As a result, the abrasion powder of the seal member 28 generated by the swinging motion of the piston 5 can be prevented from being discharged to the outside of the reciprocating compressor 1 by being adsorbed by the adhesive 7A. In the present embodiment, the first parallel portion 7f is along the direction of gravity in the same manner as the branch path 7s, and the adhesive 7A is disposed (see FIG. 4), so that the wear powder is reciprocating. 1 can be prevented from being discharged to the outside.

(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。
(Assembling the reciprocating compressor)
Next, assembly of the reciprocating compressor 1 will be described. First, the eye flange 16 and the casing 3 (first member 3f, second member 3s) are attached to the motor 2 (see FIG. 22). Here, between the eye flange 16 and the second member 3s, rubber O-rings 20c and 20d for securing airtightness are attached (see FIGS. 22 and 3 to 5). The eye flange 16 is provided for assembling the motor 2 and the casing 3 and as a fixed support portion when the reciprocating compressor 1 is attached to the housing of the oxygen concentrator. Therefore, as in this embodiment, the annular portion 3t of the second member 3s is configured to match the size of the eye flange 16, thereby ensuring the necessary size as the fixed support portion and increasing the size of the compressor. Can be suppressed.

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。   Next, four pistons 5 are attached (see FIG. 23). Here, the four pistons 5 are inserted into the eccentric shaft 17 together with the balance weight 18 and the adjusting member 34 as shown in FIG. Therefore, the positions of the rod portions 5R of the four pistons 5 can be adjusted by the adjusting member 34, so that the axial center of the cylinder 4 and the axial center of the piston head portion 5h of the piston 5 can be easily matched. Thereby, it is possible to suppress the partial wear of the seal member 28.

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。   Next, four cylinders 4 are attached (see FIG. 24). Specifically, a cylinder 4 is attached so as to cover each piston 5, and a head cover 4 h is attached to the cylinder 4. Further, the cylinder 4 here is in a state where the intake valve 4v and the exhaust valve 4w described above with reference to FIG. 18 are attached, and airtightness is ensured between the cylinder 4 and the head cover 4h. A cylinder packing 20e is attached. The head cover 4h is attached to the cylinder 4 using a plurality of fixing bolts 20h and 20i. Further, an O-ring 20f for securing airtightness is attached to the discharge inlet 3x. In FIG. 24, only one cylinder 4 is shown.

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。 Here, as shown in FIG. 25, the first positioning portion 3B is formed in the casing 3, and the second positioning portions 4B arranged so as to correspond to the first positioning portions 3B are formed in the four cylinders 4, respectively. In this case, the four cylinders 4 are arranged such that the axial centers of the four cylinders 4 and the axial centers of the piston head portions 5h of the four pistons 5 coincide with the casing 3. Positioning is performed by the first positioning unit 3B and the second positioning unit 4B.

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。   Next, the bearing support portion 10, the casing cover 15 and the like are attached (see FIG. 26). Specifically, the shaft holder 21 is inserted into the motor shaft 2s, the bearing 22b is inserted into the shaft holder 21, and the bearing support portion 10 and the casing cover 15 are fixed to each other using a plurality of fixing bolts 20p. It attaches with respect to 1 member 3f. Here, two O-rings 20j for securing airtightness are attached between the first parallel portion 7f of the first member 3f and the discharge inlet 10i of the bearing support portion 10, and the bearing support portion 10 and the casing are attached. Between the cover 15, a packing 20m and an O-ring 20n for securing airtightness are attached. In FIG. 26, three cylinders 4 are attached and one cylinder 4 is not yet attached. And the reciprocating compressor 1 shown in FIG. 1 is assembled as mentioned above.

(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。
(Relationship between piston swing angle and piston rod length)
As shown in FIG. 29 (a), when the eccentric distance e between the center C of the eccentric shaft 17 and the center O of the motor shaft 2s is constant, the length L of the piston rod 5P is shortened and the length L ' Then, the swing angle of the piston, that is, the tilt angle θ of the piston rod 5P increases to become the tilt angle θ ′. Accordingly, when the length L of the piston rod 5P is shortened, the inclination of the piston head portion 5h with respect to the cylinder 4 is increased, and the gap between the piston head portion 5h and the cylinder 4 is increased.

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。   On the other hand, as shown in FIG. 29 (b), when the eccentric distance e between the center C of the eccentric shaft 17 and the center O of the motor shaft 2s is reduced, the length L of the piston rod 5P is shortened and the length L When ′, the inclination angle θ of the piston rod 5P is maintained at substantially the same inclination angle θ. Therefore, when the length L of the piston rod 5P is shortened, the inclination of the piston head portion 5h with respect to the cylinder 4 becomes substantially the same, so that the gap between the piston head portion 5h and the cylinder 4 is maintained. Thus, the compressor 1 can be reduced in size while ensuring the airtightness of the compression chamber 4j in the cylinder 4.

(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。
(Relationship between piston sliding distance and piston rod length)
As shown in FIG. 29 (a), when the eccentric distance e between the center C of the eccentric shaft 17 and the center O of the motor shaft 2s is constant, the length L of the piston rod 5P is shortened and the length L ' Then, the sliding distance of the piston 5, that is, the distance H between the center a of the piston head portion 5h and the cylinder 4, as described above, increases the inclination angle θ of the piston rod 5P to become the inclination angle θ ′. As a result, the inclination of the piston head portion 5h with respect to the cylinder 4 increases, and the distance H ′ increases.

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。   On the other hand, as shown in FIG. 29 (b), when the eccentric distance e between the center C of the eccentric shaft 17 and the center O of the motor shaft 2s is reduced, the length L of the piston rod 5P is shortened and the length L ′, The sliding distance of the piston 5, that is, the distance H between the center a of the piston head portion 5 h and the cylinder 4 is, as described above, because the inclination angle θ of the piston rod 5 </ b> P is maintained substantially the same. Since the inclination of the piston head portion 5h with respect to the cylinder 4 is substantially the same, the distance H is maintained. Thus, even if the length L of the piston rod 5P is shortened, the sliding distance of the piston 5 can be kept constant, so that the sealing performance of the sealing member 28 disposed on the piston 5 can be ensured for a long period of time. .

(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。 (Rotational torque of motor shaft) In the reciprocating compressor 1 having a plurality of cylinders, when the rotation speed, pressure and stroke of the piston are fixed, the inner diameter of the piston (bore) (Diameter) X is changed. At this time, as shown in FIG. 30, when the number of cylinders is one, two, and three, the rotational torque of the motor shaft 2s draws a wave curve with the rotation of the motor shaft 2s. And the maximum when the rotation angle is about 100 degrees, and the minimum when the rotation angle is about 200 degrees. On the other hand, in the present embodiment where the number of cylinders is four, the four pistons 5 are engaged with the piston head portion 5h during the compression process of the pistons 5 by performing the intake compression process while maintaining a phase difference of 90 degrees. Since the force is offset, the rotational torque of the motor shaft 2s hardly changes with the rotation of the motor shaft 2s, and draws a substantially straight line. Accordingly, in the reciprocating compressor having four cylinders, fluctuations in rotational torque can be significantly suppressed as compared to the reciprocating compressor having one, two, and three cylinders.

(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。
(Oxygen concentrator)
Next, an oxygen concentrator provided with a reciprocating compressor according to this embodiment will be described. The oxygen concentrator is used in home oxygen therapy that provides high concentration oxygen to respiratory disease patients and the like. In the oxygen concentrating apparatus including the reciprocating compressor according to the present embodiment, as shown in FIG. 32, the sealed container 330 includes a casing 3, a cylinder 4 attached to the casing 3, and a head cover 4 h that covers the cylinder 4. And a bearing support portion 10 disposed at the upper end of the casing 3 and a casing cover 15 attached to the bearing support portion 10.

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。 As shown in FIG. 31, the oxygen concentrating device 100 is supplied with a gas containing nitrogen (cooling medium) discharged from the adsorption containers 304A and 304B by the gas discharge portions 303c and 303d. An exhaust gas flow path Z for exhausting outside after being led to the inside is arranged.

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。   Specifically, the oxygen concentrator 100 includes a dustproof filter 311 for removing dust in the air sucked from the outside, a reciprocating compressor 1 for compressing the air sucked through the dustproof filter 311, and a reciprocating compression. Compressed air is supplied from the reciprocating compressor 1 through the control valve 303 disposed in the gas flow path on the side from which the compressed air is discharged, and adsorbs nitrogen in the compressed air. The first adsorbing cylinder 304A as an example of an adsorbing container in which the adsorbent to be stored is reciprocated via the control valve 303, and the check valve 305A disposed in the gas flow path on the downstream side of the first adsorbing cylinder 304A. A second adsorption cylinder 304B as an example of an adsorption container that stores an adsorbent that adsorbs nitrogen in the air supplied from the dynamic compressor 1, and a gas flow path on the downstream side of the second adsorption cylinder 304B. Check valve 305B, first and second A purge valve 306 disposed between the gas flow paths downstream of the arrival cylinders 304A and 304B, and an oxygen tank 307 connected to the first and second adsorption cylinders 304A and 304B via check valves 305A and 305B. A pressure reducing valve 308 for reducing the pressure of the oxygen concentrated gas from the oxygen tank 307, a flow rate regulator 309 for adjusting the flow rate of the oxygen concentrated gas supplied from the oxygen tank 307 via the pressure reducing valve 308, and a flow rate regulator 309. A discharge port coupler 310 is connected to a cannula (not shown) for providing a person with oxygen-enriched gas whose flow rate is adjusted.

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。   The reciprocating compressor 1 is disposed in a soundproof box 322, and a cooling fan 323 is attached to a side surface of the soundproof box 322. The reciprocating compressor 1 in the soundproof box 322 is cooled by the cooling fan 323. The oxygen concentrator 100 also includes a control valve 303, a purge valve 306, a control unit 320 that controls the cooling fan 323, and the like. The controller 320 drives the motor 2 (see FIG. 3) in the reciprocating compressor 1.

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。   The control valve 303 has one end connected to the compressed air flow path of the reciprocating compressor 1 and the other end connected to the first adsorption cylinder 304A, and one end compressed by the reciprocating compressor 1. A second port 303b connected to the air flow path, the other end connected to the second adsorption cylinder 304B, one end connected to the exhaust gas flow path Z of the reciprocating compressor 1, and the other end connected to the first adsorption cylinder 304A. And a fourth port 303d having one end connected to the exhaust gas flow path Z of the reciprocating compressor 1 and the other end connected to the second adsorption cylinder 304B.

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。   The control unit 320 includes a microcomputer and an input / output circuit, and controls the purge valve 306 and the fan 323. The control unit 320 has a function of a switching control unit that controls the first switching unit and the second switching unit.

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。   In the oxygen concentrator 100 having the above configuration, the control unit 320 opens the first port 303a and the fourth port 303d of the control valve 303, closes the second port 303b and the third port 303c, and operates the reciprocating compressor 1. (Pressurization process of the first adsorption cylinder 304A, decompression process of the second adsorption cylinder 304B). The reciprocating compressor 1 compresses the air sucked through the dust filter 311. The air compressed by the reciprocating compressor 1 is pressurized in the first adsorption cylinder 304A through the first port 303a of the control valve 303, and adsorbs nitrogen in the air to the adsorbent to generate high concentration oxygen. . The high-concentration oxygen generated in the first adsorption cylinder 304A passes through the check valve 305A and is stored in the oxygen tank 307. Thus, the oxygen-enriched gas stored in the oxygen tank 307 is decompressed by the decompression valve 308, and then the flow rate is adjusted by the flow rate regulator 309 and is discharged from the discharge port coupler 310.

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。   At this time, on the second adsorption cylinder 304B side, nitrogen is desorbed from the adsorbent by decompression, and the gas containing the desorbed nitrogen is discharged to the outside through the fourth port 303d of the control valve 303 and the reciprocating compressor 1. Exhaust.

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。   Here, during the pressurization process of the first adsorption cylinder 304A, a part of the high concentration oxygen generated in the first adsorption cylinder 304A is supplied to the second adsorption cylinder 304B via the purge valve 306, and the second adsorption cylinder 304A is supplied with the second adsorption cylinder 304A. With the pressure in the adsorption cylinder 304B slightly increased, the control unit 320 opens the second port 303b and the third port 303c of the control valve 303, closes the first port 303a and the fourth port 303d, and performs the second adsorption. Switch to the pressurizing process of the cylinder 304B. In this way, the cycle of alternately performing adsorption and desorption of nitrogen using the adsorbent in the first and second adsorption cylinders 304A and 304B is repeated.

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。   At this time, in the reciprocating compressor 1, as shown in FIG. 32A, the cooling formed perpendicular to the motor shaft 2s and formed on the side portion of the bearing support portion 10 (the right side in FIG. 32A). One end of a tube 361 is connected to the suction port 10j so that a gas containing nitrogen flows. As shown in FIG. 32 (b), the cooling discharge port 3 j and the discharge port 324 formed on the side portion of the casing 3 (the right side in FIG. 32 (b)) are connected by a discharge tube 362. In the present embodiment, the side portion of the bearing support portion 10 in which the cooling inlet 10j is formed and the side portion of the casing 3 in which the cooling outlet 3j is formed are circumferential with respect to the motor shaft 2s. Adjacent to the direction.

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。   The tube 361, the bearing support portion 10, the discharge tube 362, and the casing 3 allow the control valve 303 to pass the gas containing nitrogen exhausted from the first and second adsorption cylinders 304A, 304B of the oxygen concentrator 100 shown in FIG. An exhaust gas passage Z is formed through the third port 303c and the fourth port 303d of the reciprocating compressor 1 and then discharged to the outside after being led into the hermetic container 330. At this time, the exhaust gas path Z is disposed in at least one of the casing 3 and the four cylinders 4.

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。   In the oxygen concentrator 100 having the above configuration, the gas containing nitrogen exhausted from the first and second adsorption cylinders 304A and 304B of the oxygen concentrator 100 enters the hermetic container 330 of the reciprocating compressor 1 through the tube 361. After the inflow, by forming the exhaust gas flow path Z, the components such as the bearing 17b, the bearings 22a and 22b, the piston 5 and the like of the eccentric shaft 17 are cooled and discharged to the outside. In the present embodiment, as shown in FIG. 32, the exhaust gas flow path Z is formed from above to below in the sealed container 330 of the reciprocating compressor 1. Further, the exhaust gas passage Z is also formed in a gap between each component arranged in the sealed container 330 such as a gap between the four cylinders 4 and a gap between the eccentric shaft 17 and the bearing 17b.

[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。
[Features of the present invention]
The reciprocating compressor 1 according to the present embodiment has the following characteristics.

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。   In the reciprocating compressor 1 of the present embodiment, the number of cylinders 4 is increased from two to four, so that the stroke can be reduced while maintaining the rotational speed of each piston 5 and the overall discharge flow rate. Even if the rod 5P is shortened, the swing angle θ of the piston 5 can be maintained. Thus, the compressor can be downsized while ensuring the airtightness of the compression chamber 4j. Further, since the stroke can be reduced, the swing distance of the piston head portion 5h is reduced, so that the sealing performance of the seal member 28 disposed in the piston head portion 5h can be ensured for a long period of time. Furthermore, since the number of cylinders 4 is four, the heat radiation area is greatly expanded and the temperature rise of the compression chamber 4j can be suppressed, so that the compression efficiency can be greatly improved.

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。   Further, in the plan view, two cylinders 4 are arranged on a straight line that passes through the center of the motor shaft 2s and on a straight line that is orthogonal to the straight line and passes through the center of the motor shaft 2s. All the intervals between the two cylinders 4 adjacent in the direction can be reduced. Further, since interference does not easily occur between the piston head portions 5h of the two adjacent pistons 5, the piston rod 5P can be further shortened. Therefore, the compressor can be further downsized.

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。   Further, since the intake air compression process of the four pistons 5 is performed while maintaining a phase difference of 90 degrees, the force applied to the piston head portions 5h of the four pistons 5 is canceled during the compression process, and the motor shaft It is possible to suppress the fluctuation of the rotational torque of 2s. As a result, the compression efficiency can be greatly improved. In addition, the intake and exhaust sounds generated from the four compression chambers are canceled out, and noise and vibration can be reduced.

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。   Moreover, the interval of the rod part 5R of the piston 5 in the motor shaft 2s direction can be reduced by using one eccentric shaft 17 into which the four pistons 5 are fitted. Moreover, since the force at the time of shifting from the compression process of a certain piston 5 to the intake process can be effectively transmitted as a force that assists the movement of the other piston 5, a transmission loss of the force can be reduced. Thereby, the compression efficiency can be further improved.

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。   Further, the casing 3 has the first positioning portion 3B, and the four cylinders 4 have the second positioning portions 4B corresponding to the first positioning portions 3B, respectively. Since each of the four cylinders 4 can be positioned with respect to the casing 3 so that the axial center of the piston head portion 5h of the piston 5 coincides with the casing 5, it is possible to suppress uneven wear of the seal member 28. .

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。   In addition, the position of the rod portion 5R can be adjusted by disposing the adjusting member 34 between the rod portions 5R of the four pistons 5 in the axial direction of the motor shaft 2s. Therefore, since the axial center of the cylinder 4 and the axial center of the piston head portion 5h of the piston 5 can be made to coincide with each other, it is possible to suppress the partial wear of the seal member 28.

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。   In addition, the elastic member 4A is sandwiched between the main body 4a and the flat plate portion 4p of each of the four cylinders 4, so that only the adjustment by the torque management of the bolt that fastens the main body portion 4a and the flat plate portion 4p is 4 The clearance with the cylinder 4 at the top dead center of each piston head portion 5h of the two pistons 5 can be reduced. Therefore, the performance of the compressor is stabilized and the compression efficiency can be further improved.

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。   In addition, since the spacer 30 is sandwiched between the piston head portions 5h of each of the four pistons 5 and the holding plate 27, only by adjusting the torque management of the bolts that fasten the piston head portion 5h and the holding plate 27, The clearance with the cylinder 4 in the top dead center of each piston head part 5h of the four pistons 5 can be made small. Therefore, the performance of the compressor is stabilized and the compression efficiency can be further improved.

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。   Further, according to the oxygen concentrator 100 of the present embodiment, durability can be improved by cooling the inside of the hermetic reciprocating compressor 1, and energy saving can be achieved by reducing the size and speed of the cooling fan 323. Silence can be achieved. Further, by lowering the internal temperature of the reciprocating compressor 1, the temperature rise of the compressed air supplied to the first and second adsorption cylinders 304A and 304B can be suppressed, so that the inside of the first and second adsorption cylinders 304A and 304B Thus, it is possible to prevent a decrease in the adsorption efficiency of nitrogen to the adsorbent and to prevent a decrease in the oxygen concentration of the oxygen enriched gas.

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。   Further, the nitrogen-containing gas exhausted from the first and second adsorption cylinders 304A and 304B forms the exhaust gas flow path Z, whereby the durability of the seal member 28 of the piston head portion 5h where particularly high heat is generated. Can be improved.

(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。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the reciprocating compressor according to the present invention will be described. In addition, about the part similar to said embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to a figure, and the description is abbreviate | omitted. FIG. 33 is a schematic diagram showing a reciprocating compressor according to a second embodiment of the present invention, where (a) is a schematic top view and (b) is a schematic side view as viewed from the arrow Y. FIG. 34 is a schematic cross-sectional view taken along the line PP in FIG. 35 is a schematic cross-sectional view taken along the line QQ in FIG. FIG. 36 is a schematic cross-sectional view taken along the line RR in FIG. FIG. 37 is a schematic cross-sectional view taken along the line S-S in FIG.

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)。   In the reciprocating compressor 101 according to the present embodiment, a first parallel portion 7f and a second parallel portion 106f are formed inside a metal member corresponding to the first member 3f. And the position of a through-hole etc. is changed also about the cylinder 104 with the casing 103 differing from said embodiment (illustration is abbreviate | omitted).

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)。   Each of the plurality of discharge flow paths 7 in the reciprocating compressor 101 has a first parallel portion 7f along the axial direction of the motor shaft 2s (similar to the above embodiment. FIG. 33A and FIG. 33). 36). Each of the plurality of suction flow paths 106 has a second parallel portion 106f along the axial direction of the motor shaft (see FIGS. 33A and 37).

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)。   A pair of first parallel portions 7f and a pair of second parallel portions 106f are formed inside the casing 103, and the pair of first parallel portions 7f are disposed to face each other with the motor shaft 2s interposed therebetween. The pair of second parallel portions 106f are disposed to face each other with the motor shaft 2s interposed therebetween (see the dashed line portion in FIG. 33A). The pair of first parallel portions 7f and the pair of second parallel portions 106f are arranged such that the first parallel portion 7f and the second parallel portion 106f are adjacent to each other (FIG. 33A). 36, 34).

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)。   In addition, unlike the above-described embodiment, the casing 103 has four suction outlets 103y corresponding to the first member in the above-described embodiment (see FIG. 37). And the integrated suction flow path 109 is formed in the space inside the casing 103 in the body part 2b side with respect to the piston 5 in the motor axial direction (see FIGS. 34 to 34). And the suction port 103z to this integrated suction flow path 109 is formed in the outer wall part of the casing 103 (refer FIG. 35).

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)。   In the reciprocating compressor 101 configured as described above, the discharge flow path 7 is substantially the same as that in the above embodiment, but the suction flow path 106 is different from that in the above embodiment. The plurality of suction channels 106 are formed so as to pass through the inside of the casing 103, and specifically, the second parallel portion 106 f is formed inside the casing 103. The plurality of suction channels 106 are connected to the insides (compression chambers 4j) of the plurality of cylinders 104 (see the chain line portion showing the suction channel 106 in FIG. 37).

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。   First, air enters the inside of the casing 103 from the suction port 103z formed in the casing 103, and then flows into the integrated suction flow path 109 (see FIG. 35). Hereinafter, each suction flow path 106, that is, a flow path to the inside of the cylinder 104 (compression chamber 4j) will be described. The inside of the casing 103 is formed so that the integrated suction flow path 109 continues to the two second parallel portions 106f, and the air in the integrated suction flow path 109 is sent to the two second parallel portions 106f. (See FIG. 37). And the air which passed each 2nd parallel part 106f is sent to a 1st room through the through-hole (what is corresponded to the through-hole 4b in the said embodiment) from the suction outlet 103y. The air in the first chamber is sent to the compression chamber 4j through the through hole 4c. One suction channel 106 is configured as described above.

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。   As described above, in the reciprocating compressor 101 of the present embodiment, each of the plurality of discharge flow paths 7 has the first parallel portion 7f along the axial direction of the motor shaft 2s, and the plurality of suction flow paths 106. Each has a second parallel portion 106f along the axial direction of the motor shaft 2s, and a pair of first parallel portions 7f and a pair of second parallel portions 106f are formed inside the casing 103. The pair of first parallel portions 7f are disposed to face each other with the motor shaft 2s interposed therebetween, and the pair of second parallel portions 106f are disposed to face each other with the motor shaft 2s interposed therebetween. In this way, by forming both the first parallel portion 7f of the discharge flow channel 7 and the second parallel portion 106f of the suction flow channel 106 inside the casing 103, the casing 103 can be effectively used without waste, and further It is possible to integrate the flow paths between a plurality of cylinders while efficiently suppressing an increase in size.

(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。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the reciprocating compressor according to the present invention will be described. In addition, about the part similar to said embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to a figure, and the description is abbreviate | omitted. FIG. 38 is a schematic diagram illustrating a reciprocating compressor according to a third embodiment of the present invention. FIG. 39 is an operation explanatory diagram of the reciprocating compressor of FIG. FIG. 40 is a diagram showing the relationship among the rotation angle, PV value, and head tilt angle of the reciprocating compressor shown in FIG. FIG. 41 is a longitudinal sectional view of a conventional reciprocating compressor.

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。   As shown in FIG. 38, the reciprocating compressor according to the present embodiment has a reference plane R including the center O of the motor shaft 2s and the center C of the eccentric shaft 17 when the four pistons 5 are at the bottom dead center. In contrast, the sealing plane S along the sealing member 228 is non-perpendicular.

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。   As shown in FIG. 38, the cylinder 204 has a main body portion 204a and a flat plate portion 204p, and the flat plate portion 204p is fixed to the main body portion 204a to form a compression chamber 204j. The body 204a and the flat plate 204p of the cylinder 204 are sealed with an elastic member 204A. The cylinder 204 is fixed to a casing (not shown).

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。   On the other hand, a piston 205 is disposed in the cylinder 204. In the piston 205, a piston head portion 205h and a rod portion 205R are integrated, and the piston head portion 205h is disposed so as to swing and reciprocate within the cylinder 204. A part of the annular seal member 228 is placed on the top surface S of the piston head part 205 h of the piston 205, that is, the seal plane S, and this part is pressed against the top surface S of the piston head part 205 h of the piston 205. The plate 227 is sandwiched and fixed. The other part of the seal member 228 protrudes from the piston head portion 205h and the pressing plate 227 and comes into contact with the inner surface of the cylinder 204 for sealing. The holding plate 227 is fixed to the piston head portion 205h with screws 230.

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。   As shown in FIG. 38, the top surface S of the piston head portion 205h of the piston 205, that is, the seal plane S along the annular seal member 228 is the center of the motor shaft 2s when the piston 205 is at the bottom dead center. O and the reference plane R including the center C of the eccentric shaft 17 are not perpendicular to each other. More specifically, when the piston 205 is at the bottom dead center, the top surface S of the piston head portion 205h of the piston 205, that is, the seal plane S along the annular seal member 228, Inclined 88.5 °. That is, when the piston 205 is at the bottom dead center, the top surface S (seal plane S) of the piston head portion 205h of the piston 205 is inclined by 1.5 ° with respect to a plane perpendicular to the reference plane R. , With an inclination angle of 1.5 ° with respect to a plane perpendicular to the central axis of the cylinder 204. As a result, as shown in FIG. 40, at about 149 ° in the vicinity of the rotation angle of about 135 ° of the motor shaft 2s at which the PV value is substantially maximum, the inclination angle with respect to the plane perpendicular to the reference plane R, that is, the piston 205 The inclination angle of the top surface S of the piston head portion 205h is set to zero.

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。   The top surface 241 of the compression chamber 204j of the cylinder 204 is parallel to the top surface S of the piston head portion 205h of the piston 205 when the piston 205 is at the bottom dead center and the top dead center. That is, the top surface 241 of the compression chamber 22 of the cylinder 204 is inclined 1.5 ° with respect to a plane perpendicular to the central axis of the cylinder 204. Thereby, when the piston 205 is at the top dead center, a dead space is not generated between the top surface 241 of the compression chamber 22 of the cylinder 204 and the upper surface of the pressing plate 227, thereby increasing the compression efficiency. .

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。   The operation of the reciprocating compressor having the above configuration will be described with reference to FIGS. 38, 39 and 40. FIG.

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。   40, the horizontal axis represents the rotation angle of the motor shaft 2s, and the right vertical axis represents the inclination angle of the top surface S of the piston head portion 205h of the piston 205 with respect to a plane perpendicular to the central axis of the cylinder 204, The left vertical axis represents the PV value.

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。   In the reciprocating compressor, when the motor shaft 2s is rotated clockwise by driving the motor 2 from the state shown in FIG. 38, the piston 205 swings as shown in FIGS. While reciprocating, intake and compression of gas such as air is performed.

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。   At this time, as shown by a curve M in FIG. 40, at the bottom dead center (rotation angle of the motor shaft 0 °) and top dead center (rotation angle 180 ° of the motor shaft 2s), The surface S, that is, the seal plane S along the annular seal member 228 is inclined by 1.5 ° with respect to a plane perpendicular to the reference plane R (a plane perpendicular to the central axis of the cylinder 204). As the motor shaft 2s rotates, as shown in FIGS. 39 and 40, the top surface S of the piston head portion 205h of the piston 205, that is, the inclination angle of the seal plane S along the annular seal member 228 (head inclination). The angle changes.

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。   As can be seen from the curve M in FIG. 40, in this embodiment, the inclination angle of the top surface S of the piston head portion 205h of the piston 205, that is, the absolute value of the inclination angle of the seal plane S is represented by a conventional curve M ′. 41 is smaller in the compression stroke than the inclination angle of the top surface S of the piston head portion 205h of the piston 205 in FIG.

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。   Thus, in the compression stroke where the PV value is large and the load on the seal member 228 is large, the absolute value of the inclination angle of the seal plane S of this embodiment (curve M in FIG. 40) is the seal plane of the conventional example of FIG. Since it becomes smaller than the absolute value of the inclination angle of S (curve M ′ in FIG. 40), the seal member 228 comes into contact with the inner surface of the cylinder 204 substantially uniformly, thereby preventing local wear of the seal member 228 and extending the life. This can be achieved, and the gap between the cylinder 204 and the seal member 228 can be reduced to prevent air leakage and improve the compression efficiency.

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。   In the suction process, since the PV value is generally smaller than the compression stroke and the load on the seal member 228 is relatively small, the inclination angle of the top surface S of the piston head portion 205h of the piston 205, that is, the seal Even if the absolute value of the inclination angle of the plane S is increased, inconveniences such as local wear and leakage of the seal member 228 hardly occur.

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。   In the above embodiment, the absolute value of the inclination angle of the seal plane S with respect to the plane perpendicular to the reference plane R is smaller in the compression stroke than in the suction process. 228 makes contact with the inner surface of the cylinder substantially uniformly to prevent local wear of the seal member 228 and achieve a long life, and the gap between the cylinder 204 and the seal member 228 is reduced to reduce air leakage. This can improve compression efficiency.

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。   Further, in the above embodiment, the top surface S of the piston head portion 205h of the piston 205, that is, the seal plane S, with respect to the reference plane R in the vicinity of the rotation angle of about 135 ° of the motor shaft 2s at which the PV value becomes maximum. Since the inclination of the seal plane S with respect to the central axis of the cylinder 204 is eliminated at the maximum load, the wear of the seal member 228 can be prevented, and a long life can be achieved. And the compression efficiency can be improved.

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。   In the above embodiment, since the seal member 228 is attached to the top surface S of the piston head portion 205h of the piston 205 by the press plate 227, the inclination angle of the top surface S of the piston head portion 205h is adjusted to The inclination of the plane S can be set easily.

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。   In the above embodiment, the top surface S of the piston head portion 205h of the piston 205 and the top surface 241 of the compression chamber 204j of the cylinder 204 are parallel, and the top surface of the holding plate 227 and the top surface of the compression chamber 204j of the cylinder 204 are. It is possible to improve the compression efficiency by reducing the dead space between the two.

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。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described based on drawing, it should be thought that a specific structure is not limited to these embodiment. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

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。   For example, in the above embodiment, both the integrated suction flow path and the integrated discharge flow path are provided, but it is sufficient that at least one of these is provided. One of the integrated discharge channels may be omitted.

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。   Further, in the above embodiment, the discharge flow path has a first parallel portion along the axial direction of the motor shaft, and the suction flow path has a second parallel portion along the axial direction of the motor shaft. However, the first and second parallel portions may not be provided in the discharge channel and the suction channel. Further, only one of the first parallel part and the second parallel part may be formed in the discharge flow path and the suction flow path.

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。 In the above embodiment, the seal member 28 and the spacer 30 are sandwiched between the piston head portion 5 h and the holding plate 27 fixed by bolt fastening. In the case of playing a role, only the seal member 28 may be sandwiched.

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。   In the above-described embodiment, the side portion of the bearing support portion 10 where the cooling inlet 10j is formed and the side portion of the casing 3 where the cooling outlet 3j is formed are connected to the motor shaft 2s. Although it arrange | positions adjacent to the circumferential direction, you may arrange | position with what positional relationship with respect to the motor shaft 2s, for example, you may arrange | position facing the motor shaft 2s.

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。   Further, in the above-described embodiment, the cooling inlet 10j is formed in the side portion of the bearing support portion 10. However, if the cooling medium can be sucked into the exhaust gas passage Z, the reciprocating compressor is provided. It may be formed in any position. The cooling discharge port 3j is formed in the side portion of the casing 3, but may be formed in any position of the reciprocating compressor as long as the cooling medium can be discharged from the exhaust gas passage Z.

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。   In the above embodiment, the fluid sucked into the reciprocating compressor is air, but the reciprocating compressor sucks other gas fluid (for example, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, refrigerant, etc.). However, it may be configured to compress.

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。   In the third embodiment, the seal member 228 is fixed to the piston head portion 205h of the piston 205 with the pressing plate 227. However, without using the pressing plate, the center axis of the cylinder is attached to the piston head portion of the piston (not shown). It is also possible to provide a groove along a surface inclined with respect to a plane perpendicular to the surface, and to fit an annular seal member into this groove. In short, the seal plane along the annular seal member may be inclined with respect to the plane perpendicular to the central axis of the cylinder at the top dead center and the bottom dead center of the piston.

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。   In the third embodiment, the inclination angle of the top surface S of the piston head 205h of the piston 205 with respect to the plane perpendicular to the central axis of the cylinder 204 is 1.5 °, but is 1.5 °. Of course, it is not limited.

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。   In the above embodiment, although not shown, a crank pin of the crank shaft may be used as the eccentric shaft.

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。   In the fourth embodiment, the oxygen concentrator 100 including two first and second adsorption cylinders has been described. However, the present invention is applied to the oxygen concentrator 100 including one or three or more adsorption cylinders. You may apply. However, since two or more adsorption cylinders are provided as adsorption containers, and the gas containing nitrogen continuously desorbed is exhausted by switching between the plurality of adsorption cylinders and alternately repeating adsorption and desorption, a closed type reciprocation is performed. The inside of the dynamic compressor can be efficiently cooled.

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。   Moreover, in said 4th Embodiment, although the oxygen concentration apparatus 100 used in order to perform at-home oxygen therapy with respect to a respiratory disease patient etc. was demonstrated, the oxygen concentration apparatus 100 is not restricted to this, and high concentration oxygen is used. The present invention may be applied to all fields provided.

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。   By using the present invention, it is possible to achieve high efficiency, long life, small size and light weight, and low noise and vibration.

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。1 is a schematic perspective view showing a reciprocating compressor according to a first embodiment of the present invention. 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。It is the schematic of the reciprocating compressor of FIG. 1, (a) is a top view schematic diagram, (b) is a X arrow side view schematic, (c) is a Y arrow side view schematic. 図2(c)のA−A矢視断面概略図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along arrow AA in FIG. 図2(a)のB−B矢視断面概略図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 図2(a)のC−C矢視断面概略図である。It is CC sectional view schematic drawing of Fig.2 (a). 図2(c)のD−D矢視断面概略図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 図3のE−E矢視断面概略図である。It is the EE arrow cross-sectional schematic of FIG. 往復動圧縮機を示す、図1のZ矢視概略斜視図である。It is a Z perspective view schematic perspective view of FIG. 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。It is a perspective schematic diagram which shows the 2nd member in the casing of FIG. 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。It is the schematic of the 2nd member of FIG. 9, (a) is TU-V combination sectional drawing of (b), (b) is a top view schematic diagram, (c) is a X arrow side view schematic diagram, d) is a schematic side view as viewed in the direction of arrow Y, and (e) is a JJ cross-sectional view. 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。It is a perspective schematic diagram which shows the 1st member in the casing of FIG. 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。It is the schematic of the 1st member of FIG. 11, (a) is a schematic top view, (b) is a schematic side view as viewed from the X arrow, (c) is a schematic diagram from the bottom, and (d) is a schematic side view from the Y arrow. FIG. 5E is a cross-sectional view taken along line HH. 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。11A is a cross-sectional view of the first member in FIG. 11, FIG. 11A is a schematic cross-sectional view taken along the line FF in FIG. 12, and FIG. 図1の軸受支持部材を示す斜視概略図である。It is a perspective schematic diagram which shows the bearing support member of FIG. 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。It is the schematic of the bearing support member of FIG. 14, (a) is a bottom view schematic diagram, (b) is a NN arrow cross-sectional schematic diagram, (c) is a MM arrow cross-sectional schematic diagram. 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。It is the schematic of the bearing support member of FIG. 14, (a) is a top view schematic diagram, (b) is a OO arrow cross-sectional schematic diagram. 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。It is the schematic of the cylinder of FIG. 1, (a) is the schematic of the side view of the arrow X of (b), (b) is the schematic diagram of the front view, (c) is the schematic sectional view of the KK arrow. 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。It is a perspective explanatory view which shows the components attached to the cylinder of FIG. 1 with a cylinder. 図1のヘッドカバーを示す斜視概略図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing the head cover of FIG. 1. 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。FIG. 20 is a schematic diagram of the head cover of FIG. 19, (a) is an internal schematic diagram, (b) is a schematic side view as viewed from the X direction, (c) is a schematic diagram of the external surface, and (d) is a schematic diagram of a cross section taken along the LL arrow. is there. 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。FIG. 2 is an exploded explanatory view showing pistons inside the reciprocating compressor of FIG. 1, (a) is a view for explaining four pistons, and (b) is a view for explaining one piston. 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。FIG. 2 is a schematic perspective view for explaining attachment of a casing in the assembly of the reciprocating compressor of FIG. 1. 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。It is a perspective explanatory view for explaining attachment of a piston in the assembly of the reciprocating compressor of FIG. 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。It is a perspective explanatory view for explaining attachment of a cylinder etc. in the assembly of the reciprocating compressor of FIG. 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。FIG. 2 is a perspective explanatory view for explaining positioning of a cylinder with respect to a casing in the assembly of the reciprocating compressor of FIG. 1. 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。It is a perspective explanatory view for explaining attachment of a bearing support part, a casing cover, etc. in the assembly of the reciprocating compressor of FIG. 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。FIG. 2 is an explanatory schematic diagram for explaining a shaft region and its peripheral region in the reciprocating compressor of FIG. 1. 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。It is a figure explaining a piston rod, (a) is a top view schematic diagram of a reciprocating compressor, (b) is a top view schematic diagram of a piston. 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。It is a figure explaining the rocking | fluctuation angle and sliding distance of a piston, (a) is a model figure in case eccentric distance is constant, (b) is a model figure in case eccentric distance is not constant. 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。It is a figure explaining the fluctuation | variation of the rotational torque of a motor shaft at the time of changing the number of cylinders. 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。It is a block diagram of an oxygen concentrator provided with the reciprocating compressor of FIG. 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。FIGS. 32A and 32B are views for explaining the flow of air in the reciprocating compressor of FIG. 1, FIG. 32A is a longitudinal sectional view for explaining a cooling suction port, and FIG. It is a longitudinal cross-sectional view. 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。It is the schematic which shows the reciprocating compressor which concerns on 2nd Embodiment of this invention, (a) is a top view schematic diagram, (b) is a Y arrow side view schematic diagram. 図33(b)のP−P矢視断面概略図である。FIG. 34 is a schematic cross-sectional view taken along the line PP in FIG. 図34のQ−Q矢視断面概略図である。It is QQ arrow sectional schematic drawing of FIG. 図33(a)のR−R矢視断面概略図である。FIG. 34 is a schematic cross-sectional view taken along the line RR in FIG. 図33(a)のS−S矢視断面概略図である。It is SS sectional view schematic drawing of Fig.33 (a). 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。It is a schematic diagram explaining the reciprocating compressor which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 上記実施形態の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the said embodiment. 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。It is a figure which shows the relationship between the rotation angle of the said embodiment, PV value, and head inclination angle. 従来の往復動圧縮機を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the conventional reciprocating compressor.

符号の説明Explanation of symbols

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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 101 Reciprocating compressor 2 Motor 2b Main part 2s Motor shaft 2t Shaft end 3, 103 Casing 3B First positioning part 3j Cooling discharge port 3d Motor through hole 3f First member 3r Groove 3s Second member 3t Annular Part 3u Suction protrusion 3v Column 3w Reinforcement part 3x Discharge inlet 3y, 103y Suction outlet 3z, 103z Suction port 4, 104, 204 Cylinder 4a, 204a Body part 4p, 204p Flat plate part 4h, 104h Head cover 4j, 204j Compression chamber 4A, 204A Elastic member 4B Second positioning portion 5, 205 Piston 5h, 205h Piston head portion 5R, 205R Rod portion 6, 106 Suction passage 6f, 106f Second parallel portion 7 Discharge passage 7f First parallel portion 7s Branch path 7A Adhesive 8 Integrated discharge flow path 9, 109 Integrated suction flow path 10 Bearing support portion 10h Discharge port 0i Discharge inlet 10j Cooling inlet 15 Casing cover 16 Eye flange 17 Eccentric shaft 18 Balance weight 21 Shaft holder 22a, 22b Bearing 27, 227 Holding plate 28, 228 Seal member 29 Bolt 30 Spacer 31 Shaft region 32 Peripheral region 33 Plane 100 perpendicular to the axial direction Oxygen concentrator 303 Control valve 304A First adsorption cylinder 304B Second adsorption cylinders 305A and 305B Check valve 306 Purge valve 307 Oxygen tank 308 Pressure regulator 309 Flow regulator 310 Discharge port coupler 311 Dust filter 320 Control unit 322 Soundproof box 323 Fan 324 Discharge port 361 Tube 362 Discharge tube R Reference plane S Seal plane Z Exhaust gas flow path

Claims (16)

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。
A motor (2) having a motor shaft (2s);
A casing (3) for housing the motor shaft;
Four cylinders (4) that are arranged side by side in the circumferential direction around the motor shaft and that are arranged so as to be along a direction orthogonal to the axial direction of the motor shaft,
A piston head portion (5h) fitted to each of the four cylinders so as to be able to reciprocate, and a rod portion (5R) fitted to an eccentric shaft (17) fixed to the motor shaft so as to be rotatable. Four pistons (5) each integrated ,
Four discharge passages (7) respectively connected to the inside of the four cylinders;
Four suction flow paths (6, 106) connected to the inside of the four cylinders,
The two discharge passages connected to the adjacent first cylinder and the second cylinder are arranged between the first cylinder and the second cylinder and are formed in the casing. Share the sharing part (7f)
The two discharge passages connected to the third cylinder and the fourth cylinder are arranged between the third cylinder and the fourth cylinder and are formed in the casing. Share the sharing part (7f)
The two suction passages connected to the adjacent second cylinder and the third cylinder are arranged between the second cylinder and the third cylinder and are formed in the casing. Share the sharing part (6f, 106f)
The two suction passages connected to the first cylinder and the fourth cylinder are disposed between the first cylinder and the fourth cylinder, and are formed in the casing. A reciprocating compressor characterized by sharing a shared portion (6f, 106f) .
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。   The four cylinders are two cylinders arranged on a straight line passing through the center of the motor shaft in plan view, and two arranged on a straight line orthogonal to the straight line and passing through the center of the motor shaft. The reciprocating compressor according to claim 1, wherein the reciprocating compressor is one cylinder. 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。   3. The reciprocating compressor according to claim 1, wherein the piston head portions of the four pistons perform an intake compression process while maintaining a phase difference of 90 degrees. 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。   The reciprocating compressor according to claim 1, wherein the number of eccentric shafts is one. 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。
The front Symbol casing, the first positioning portion (3B) is formed,
The four cylinders are respectively formed with second positioning portions (4B) arranged so as to correspond to the first positioning portions,
The four cylinders have the first positioning part and the first cylinder so that the axial centers of the four cylinders and the axial centers of the piston head parts of the four pistons coincide with the casing. The reciprocating compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein the reciprocating compressor is positioned by two positioning portions.
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。   The adjusting member (34) for adjusting the position of the rod portion is disposed between the rod portions of the four pistons in the axial direction of the motor shaft. A reciprocating compressor according to claim 1. 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。
The four cylinders are
A cylindrical main body (4a) along the cylinder axial direction;
Having a plate-like flat plate portion (4p) fixed by bolt fastening with one end of the main body portion;
The reciprocating compressor according to any one of claims 1 to 6, wherein an elastic member (4A) is sandwiched between the main body portion and the flat plate portion.
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。   The spacer (30) which has elasticity is pinched | interposed between the said piston head part and the pressing board (27) fixed by bolt fastening, The any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. Reciprocating compressor. 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。
A seal member (228) attached to the top surface (S) of the piston head portion (205h),
When the four pistons (205) are at the bottom dead center, the top of the piston head portion is positioned with respect to a reference plane (R) including the center (O) of the motor shaft and the center (C) of the eccentric shaft. The reciprocating compressor according to claim 1, wherein the surface is non-right angle.
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。 When the motor shaft rotates from the state where the four pistons are at bottom dead center, the angle formed between the top surface of the piston head portion and the reference plane is close to a right angle. The reciprocating compressor according to claim 9 . 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。 Some of the seal member, the top surface of the piston head portion of the four pistons, as claimed in claim 9 or 10, characterized in that they are pinched and fixed between the pressing plate (227) Reciprocating compressor. 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。 The top surface of the piston head portion of the four pistons and the top surface of the compression chambers (204j) of the four cylinders are substantially parallel when the four pistons are at top dead center. Item 12. The reciprocating compressor according to any one of Items 9 to 11 . 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。 The absolute value of the inclination angle of the top surface of the piston head portion with respect to a plane perpendicular to the reference plane, any one of the claims 9-12, characterized in that is smaller in the compression stroke than in the suction stroke The reciprocating compressor described in 1. 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。 The top surface (S) of the piston head portion is perpendicular to the reference plane (R) in the vicinity of the rotation angle of the motor shaft at which the PV value of the seal member is maximized. a reciprocating compressor according to any one of 9-13. 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。
A casing (3) for housing the motor shaft;
An exhaust gas flow path (Z) disposed in at least one of the casing and the four cylinders;
A cooling inlet (10j) for sucking a cooling medium into the exhaust gas passage;
The reciprocating compressor according to any one of claims 1 to 14 , further comprising a cooling discharge port (3j) for discharging the cooling medium from the exhaust gas flow path.
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。
Reciprocating compressor (1, 101) according to claim 15 ,
An adsorption container (304A, 304B) in which an air compressed by the reciprocating compressor is supplied and an adsorbent that selectively adsorbs nitrogen from the air is stored;
Oxygen-enriched gas outlets (305A, 305B) for extracting oxygen-enriched gas from the adsorption vessel;
An oxygen tank (307) for storing the oxygen-enriched gas from the adsorption vessel via the oxygen-enriched gas take-out part;
A gas discharge part (303c, 303d) for discharging the gas containing nitrogen desorbed from the adsorbent by depressurizing the inside of the adsorption container from the inside of the adsorption container;
The oxygen concentrating device, wherein the cooling medium is a gas containing nitrogen discharged from the adsorption container by the gas discharge unit.
JP2008029525A 2008-02-08 2008-02-08 Reciprocating compressor and oxygen concentrator Active JP4872938B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008029525A JP4872938B2 (en) 2008-02-08 2008-02-08 Reciprocating compressor and oxygen concentrator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008029525A JP4872938B2 (en) 2008-02-08 2008-02-08 Reciprocating compressor and oxygen concentrator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009185789A JP2009185789A (en) 2009-08-20
JP4872938B2 true JP4872938B2 (en) 2012-02-08

Family

ID=41069264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008029525A Active JP4872938B2 (en) 2008-02-08 2008-02-08 Reciprocating compressor and oxygen concentrator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4872938B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014114724A (en) * 2012-12-07 2014-06-26 Ntn Corp Compressor cylinder device
US9670916B2 (en) 2012-06-20 2017-06-06 Shinano Kenshi Co., Ltd. Compressor and vacuum machine

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5353981B2 (en) * 2011-09-21 2013-11-27 ダイキン工業株式会社 Reciprocating pump and oxygen concentrator
JP5931502B2 (en) * 2012-02-24 2016-06-08 株式会社協電社 Reciprocating compressor
JP2017145786A (en) * 2016-02-18 2017-08-24 株式会社協電社 Air compression device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58176484A (en) * 1982-04-09 1983-10-15 Nissan Motor Co Ltd Reciprocating compressor
JP3887927B2 (en) * 1998-01-29 2007-02-28 ダイキン工業株式会社 Oxygen concentrator and control method thereof
JP2001271744A (en) * 2000-03-24 2001-10-05 Denso Corp Air compressor
JP2003222077A (en) * 2002-01-29 2003-08-08 Tokico Ltd Reciprocating compressor
EP1394413B1 (en) * 2002-08-31 2016-10-12 Continental Teves AG & Co. oHG Piston compressor with reduced size
JP2004293319A (en) * 2003-03-25 2004-10-21 Sanyo Electric Co Ltd Reciprocating compressor
JP2005023788A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Kohoku Kogyo Kk Pump
JP2005245926A (en) * 2004-03-08 2005-09-15 Ngk Spark Plug Co Ltd To-and-fro type compression and decompression device and oxygen concentrator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9670916B2 (en) 2012-06-20 2017-06-06 Shinano Kenshi Co., Ltd. Compressor and vacuum machine
JP2014114724A (en) * 2012-12-07 2014-06-26 Ntn Corp Compressor cylinder device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009185789A (en) 2009-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101148511B1 (en) Reciprocating compressor
JP4872938B2 (en) Reciprocating compressor and oxygen concentrator
JP5353981B2 (en) Reciprocating pump and oxygen concentrator
CN101605993B (en) Oscillating piston type reciprocating compressor
US8328538B2 (en) Balanced dual rocking piston pumps
US9624918B2 (en) Pumping device
KR102398855B1 (en) Oscillating plate compressor and oxygen concentrator using same
CN111051696B (en) Rotary cylinder device
JP4040581B2 (en) Vacuum-pressurized pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator
JP4420078B2 (en) Reciprocating compressor
US20040197201A1 (en) 4-Stage diaphragm compressor
JP2006263463A (en) Oxygen concentration apparatus and compressor
JP2003161251A (en) Air compressor
JP4229191B2 (en) Oxygen concentrator
JP4455634B2 (en) Vacuum-pressurized pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator
CN215719304U (en) Fixed displacement compressor
JP3018611B2 (en) Reciprocating compressor
KR20060094926A (en) Oxygen concentrator and compressor
KR101088540B1 (en) Air compressor
JP2001263229A (en) Motor-driven compressor
JP2013256889A (en) Gas compression device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100831

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110315

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110513

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111025

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111107

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141202

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4872938

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141202

Year of fee payment: 3