JP5279416B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮機に関する。

シリンダ内をピストンが揺動しながら往復動する圧縮機がある（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００８−３１９５７号公報 特開２００４−３６０５７０号公報

圧縮機においては、コスト増を抑制するために部品共用化が課題となっている。

したがって、本発明は、部品共用化を図ることができる圧縮機の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の圧縮機は、ピストンヘッドの圧縮室側の面と連接棒の他端との距離を調整可能な調整手段を設けた。

本発明によれば、部品共用化を図ることができる。

以下、本発明に係る各実施形態を図面を参照して以下に説明する。

「第１実施形態」
本発明に係る第１実施形態である圧縮機およびその製造方法を図１〜図６に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る第１実施形態の圧縮機を示す側断面図である。図２は本発明に係る第１実施形態の圧縮機を示す正断面図である。図３は本発明に係る第１実施形態の圧縮機を示す分解斜視図である。図４は本発明に係る第１実施形態の圧縮機の要部構成を示す断面図である。図５は本発明に係る第１実施形態の圧縮機のピストン機構およびクランク部材を示す分解斜視図である。図６は本発明に係る第１実施形態の圧縮機を示すスペーサ変更時の正断面図である。

第１実施形態の圧縮機１１は、圧縮室に予め昇圧された気体（流体）が導入され、この導入された気体を再圧縮してさらに昇圧するブースタ圧縮機である。圧縮機１１は、図１および図２に示すように、クランク軸１２と、このクランク軸１２を回転可能に支持するクランクケース１３と、クランク軸１２に対し垂直方向に沿う姿勢でクランクケース１３に連結されるシリンダ１４と、シリンダ１４のクランクケース１３とは反対側に搭載されるシリンダヘッド１５とを有している。また、圧縮機１１は、図１に示すように、クランクケース１３の水平一側に取り付けられてクランク軸１２を駆動する駆動源である電動式のモータ部１８と、モータ部１８のクランクケース１３とは反対側に取り付けられる端部カバー１９と、クランクケース１３の水平逆側に取り付けられるケースカバー２０と、クランク軸１２の偏心回転によってシリンダ１４内を揺動しつつ往復動しシリンダヘッド１５との間に圧縮室２２を画成するピストン機構２１とを備えている。

クランクケース１３は、クランク軸１２と平行をなす略円筒状のケース胴部２５とケース胴部２５の軸線方向一側に形成されたケース底部２６とを有する略有底円筒状に一体成形されている。

クランクケース１３は、水平方向にケース胴部２５の軸線を配置して設置されるもので、ケース胴部２５の下部に設置用の脚部２７が形成されており、クランク軸１２の垂直方向となるケース胴部２５の上部には、シリンダ１４を取り付けるための取付台部２８が形成されている。取付台部２８の中央には、クランク軸１２に対して垂直方向に貫通して、シリンダ１４が取り付けられる円形状のシリンダ取付穴２９が形成されており、このシリンダ取付穴２９には、外端側に、取付台部２８の上端面からシリンダ取付穴２９よりも大径をなして軸線方向に凹む円環状の嵌合段差部３０が同軸をなして形成されている。この嵌合段差部３０にはシリンダ取付穴２９と同軸をなして円環状のシール溝３１が軸線方向に凹むように形成されており、このシール溝３１には円環状のゴム等の弾性材料からなるシールリング３２が配置されている。つまり、シールリング３２は、シリンダ取付穴２９を全周で囲むようにしてクランクケース１３に配置されている。

クランクケース１３におけるクランク軸１２の軸線方向一方側のケース底部２６には、モータ部１８に嵌合する円形状のモータ嵌合部（駆動源取付部）３５が外周側に形成されている。また、クランクケース１３のケース底部２６の中央には、外側に大径のベアリング保持穴３６が内側に小径の軸挿入穴３７が形成された段差形状のベアリング保持部３８が形成されており、このベアリング保持部３８の周囲には、ケース底部２６を軸線方向に貫通する貫通穴３９が円周方向に断続的に形成されている。モータ嵌合部３５の外周面には、円環状のシール溝４０が半径方向内方に凹むように形成されており、このシール溝４０には円環状のゴム等の弾性材料からなるシールリング４１が配置されている。つまり、シールリング４１は、モータ嵌合部３５の全周に巻回されている。

また、クランクケース１３には、クランク軸１２の軸線方向の他方側にケース胴部２５の円形状の開口穴（部品取付用穴）４５が形成されている。ケース胴部２５の開口穴４５側の端面の径方向中間位置には、開口穴４５と同軸をなして円環状のシール溝４６が軸線方向に凹むように形成されており、このシール溝４６には円環状のゴム等の弾性材料からなるシールリング４７が配置されている。つまり、シールリング４７は、開口穴４５を全周で囲むようにしてクランクケース１３に配置されている。

なお、図３に示すように、取付台部２８には、シリンダ取付穴２９の周囲に複数カ所（具体的には四カ所）のネジ穴５１がシリンダ取付穴２９と平行に形成されている。また、ケース胴部２５の開口穴４５の周囲には、複数カ所（具体的には四カ所）のネジ穴５２が開口穴４５と平行に形成されており、モータ嵌合部３５側の周囲にも、複数カ所（具体的には四カ所）のネジ穴５３がモータ嵌合部３５と平行に形成されている。また、ケース胴部２５の側部には、ケース胴部２５の内外を連通させる導入口５４が形成されている。

以上のクランクケース１３では、上記した開口穴４５、モータ嵌合部３５およびシリンダ取付穴２９がそれぞれ独立して形成されている。言い換えれば、開口穴４５、モータ嵌合部３５およびシリンダ取付穴２９が互いに離間して形成されている。さらに、言い換えれば、開口穴４５およびモータ嵌合部３５はクランクケース１３において反対向きに形成されており、シリンダ取付穴２９はこれら開口穴４５およびモータ嵌合部３５の間でこれらを結ぶ方向と直交する方向に形成されている。

図４に示すように、シリンダ１４は、クランクケース１３の取付台部２８の外側にケース胴部２５の軸線に垂直（具体的には鉛直）をなして取り付けられる略円筒状をなしている。このシリンダ１４には、軸線方向一側のボア５８側に、同軸をなして軸線方向に突出する円環状の嵌合凸部５９が形成されており、この嵌合凸部５９においてクランクケース１３の嵌合段差部３０に嵌合する。このとき、嵌合凸部５９の先端面は嵌合段差部３０のシール溝３１内のシールリング３２に当接することになり、これによりクランクケース１３とシリンダ１４との隙間がシールされる。また、シリンダ１４の軸線方向他側には、半径方向外方に突出する取付フランジ部６０が形成されており、この軸線方向他側の端面のボア５８側には、軸方向に凹む収容段差部６１が形成されている。

シリンダヘッド１５は、シリンダ１４の取付フランジ部６０の上に取り付けられている。このシリンダヘッド１５は、シリンダ１４の取付フランジ部６０の収容段差部６１よりも外側に全周にわたって配置される枠状のガスケット６５と、このガスケット６５の上面全体を覆うように配置される仕切板６６と、仕切板６６の外周部上に全周にわたって配置される枠状のガスケット６７と、ガスケット６７の上面全体を覆うように配置されるシリンダヘッド本体６８とを有している。ガスケット６５はシリンダ１４と仕切板６６との隙間をシールし、ガスケット６７は仕切板６６とシリンダヘッド本体６８との隙間をシールする。

仕切板６６には、ガスケット６５およびガスケット６７から離間した内側範囲内に、板厚方向に貫通する複数の吸入穴７２および吐出穴７３が形成されている。仕切板６６には、シリンダ１４側に、吸入穴７２を開閉可能な板状の吸入弁７４が取り付けられており、シリンダヘッド本体６８側に、吐出穴７３を開閉可能な板状の吐出弁７５が取り付けられている。これら吸入弁７４および吐出弁７５もシリンダヘッド１５を構成する。なお、吸入弁７４は、一部がシリンダ１４の収容段差部６１内に配置されている。

シリンダヘッド本体６８は、図１に示すように、筒部７８と蓋部７９とを有する有蓋筒状をなすもので、筒部７８内を二室に仕切るように仕切壁８０が形成されている。これにより、シリンダヘッド本体６８には、仕切板６６側に、仕切壁８０で仕切られて二カ所の吸入室８１および吐出室８２が形成されている。また、シリンダヘッド本体６８には、仕切板６６と平行をなして、吸入室８１を外部に連通させる吸入口８３と吐出室８２を外部に連通させる吐出口８４とが形成されている。このシリンダヘッド本体６８は、吸入室８１が仕切板６６の吸入穴７２に常時連通し、吐出室８２が吐出弁７５を収容しこの吐出弁７５を介して仕切板６６の吐出穴７３に連通可能となるように仕切板６６上に配置されている。ここで、ガスケット６７は、図４に示すように、シリンダヘッド本体６８の筒部７８に密着する環状部８５と、仕切壁８０に密着する横断部８６とからなっている。

なお、図３に示すように、シリンダ１４には、ボア５８の周囲の取付フランジ部６０に複数カ所（具体的には四カ所）のボルト挿通穴９０がボア５８と平行に形成されている。また、ガスケット６５にも同様の複数カ所のボルト挿通穴９１が形成されており、仕切板６６にも同様の複数カ所のボルト挿通穴９２が形成されている。さらに、ガスケット６７の環状部８５にも同様の複数カ所のボルト挿通穴９３が形成されており、シリンダヘッド本体６８の筒部７８にも同様の複数カ所のボルト挿通穴９４が形成されている。そして、図４に示すように、クランクケース１３のシール溝３１にシールリング３２を配設した状態で、クランクケース１３の嵌合段差部３０にシリンダ１４の嵌合凸部５９を嵌合させるとともに、このシリンダ１４上に、ガスケット６５と、吸入弁７４および吐出弁７５が組み込まれた仕切板６６と、ガスケット６７と、シリンダヘッド本体６８とを、この順に搭載する。そして、図３に示すように、複数本（具体的には四本）のボルト９５をそれぞれ、シリンダヘッド本体６８のボルト挿通穴９４、ガスケット６７のボルト挿通穴９３、仕切板６６のボルト挿通穴９２、ガスケット６５のボルト挿通穴９１、シリンダ１４のボルト挿通穴９０に挿通し、クランクケース１３のネジ穴５１に螺合させることで、シリンダヘッド１５およびシリンダ１４がクランクケース１３に取り付けられる。

図１に示すように、モータ部１８は、クランクケース１３のモータ嵌合部３５を一端側に嵌合させることでクランクケース１３に連結される円筒状のモータ胴部１００と、このモータ胴部１００の内周面に固定されるステータ１０１と、モータ胴部１００の他端側を閉塞するように取り付けられる支持板１０２とを有している。なお、クランクケース１３のモータ嵌合部３５に形成されたシール溝４０内のシールリング４１は、モータ嵌合部３５のモータ胴部１００への嵌合時にモータ胴部１００の内周面に接触することになり、モータ胴部１００とクランクケース１３のモータ嵌合部３５との隙間をシールする。

支持板１０２には、下部に設置用の脚部１０５が形成されており、その中間部には、モータ胴部１００側に突出するボス部１０６が、このボス部１０６の半径方向外側には、ボス部１０６と同軸をなして同じくモータ胴部１００側に突出する円形状の嵌合部１０７が形成されている。ボス部１０６の内側には、モータ胴部１００側に大径のベアリング保持穴１０８が、モータ胴部１００とは反対側に小径の貫通穴１０９が形成された段差形状のベアリング保持部１１０が形成されている。なお、嵌合部１０７は円筒状をなしており、その結果、支持板１０２におけるボス部１０６と嵌合部１０７との間には、薄肉部１１１が形成されている。この薄肉部１１１には、図３に示すように、左右両側のみに支持板１０２を板厚方向に貫通する貫通穴１１２が形成されている。また、この支持板１０２の脚部１０５とクランクケース１３の脚部２７とで圧縮機１１が床面等の設置面に設置される。

図１に示すように、嵌合部１０７は、モータ胴部１００に嵌合するもので、その外周面には、円環状のシール溝１１５が半径方向内方に凹むように形成されている。このシール溝１１５には円環状のゴム等の弾性材料からなるシールリング１１６が配置されており、このシールリング１１６は支持板１０２の嵌合部１０７とモータ胴部１００との隙間をシールする。また、支持板１０２のモータ胴部１００とは反対側には、ボス部１０６の内側の貫通穴１０９およびボス部１０６の外側の図３に示す両貫通穴１１２を囲むように、横長の長円状をなして軸線方向に凹む環状の図１に示すシール溝１１７が形成されている。このシール溝１１７には長円状のシールリング１１８が配置されている。

モータ部１８は、クランクケース１３のベアリング保持部３８に保持される大径のベアリング１２３と、支持板１０２のベアリング保持部１１０に保持される小径のベアリング１２４と、これらベアリング１２３，１２４で両端側が回転可能に保持される駆動軸１２５と、駆動軸１２５に固定されてステータ１０１の内側に配置されるロータ１２６とを有している。ロータ１２６がステータ１０１が発生する磁力により回転させられることで、駆動軸１２５がロータ１２６と一体に回転する。

なお、図３に示すように、モータ部１８の支持板１０２には、嵌合部１０７よりも外側に複数カ所（具体的には四カ所）のボルト挿通穴１２７が嵌合部１０７と平行に形成されており、複数（具体的には四本）の長ボルト１２８が、それぞれ、ボルト挿通孔１２７に挿通されてクランクケース１３のネジ穴５３に螺合されることで、モータ部１８がクランクケース１３に取り付けられる。

図１に示すように、駆動軸１２５には、ベアリング１２３よりも外側に突出する突出部１３０に軸線方向に沿ってキー溝１３１が形成されており、モータ部１８は、駆動軸１２５の突出部１３０を取付穴１３４に嵌合させることで駆動軸１２５に取り付けられるバランスウエイト１３５と、駆動軸１２５のキー溝１３１およびバランスウエイト１３５の取付穴１３４のキー溝１３６とに嵌合されてバランスウエイト１３５を駆動軸１２５に対して回転方向に一体化するキー１３７とを有している。ここで、バランスウエイト１３５には半径方向に沿ってネジ穴１３８が形成されており、ボルト１３９がこのネジ穴１３８に螺合されてキー１３７に当接することでバランスウエイト１３５が駆動軸１２５に固定される。

端部カバー１９は、支持板１０２のモータ胴部１００とは反対側に取り付けられるカバー本体１４２を有している。このカバー本体１４２には、支持板１０２への取付時に支持板１０２のシール溝１１７よりも内側となる中間部の支持板１０２側に、シール溝１１７よりも一回り小さい横長の長円形状の凹部１４３が形成されており、凹部１４３の底部には内外を貫通する端子配置穴１４４が形成されている。ここで、支持板１０２のシール溝１１７に配置される長円状のシールリング１１８がカバー本体１４２の凹部１４３よりも外側に接触することになり、支持板１０２とカバー本体１４２との隙間をシールする。端子配置穴１４４の凹部１４３側には、端子配置穴１４４よりも大径で軸方向に凹むシール段差部１４５が形成されており、このシール段差部１４５に、円環状のゴム等の弾性材料からなるシールリング１４６が配置されている。

端部カバー１９は、カバー本体１４２の端子配置穴１４４に嵌合されることで外部に電気接続可能に突出する、モータ部１８へ給電するための気密端子１５０と、この気密端子１５０をカバー本体１４２に取り付ける四角枠状の取付板１５１とを有している。

気密端子１５０は、ステータ１０１との間の給電用の図示略の配線が結線される端子本体１５５と、端子本体１５５を気密に保持する略円板状のベース１５６とベース１５６を気密に保持する保持体１５７とを有しており、保持体１５７の外周部の支持板１０２側には、テーパ状のフランジ部１５７Ａが形成されている。保持体１５７は、フランジ部１５７Ａとは反対側が上記したシールリング１４６の内側に嵌合されることになり、その際にフランジ部１５７Ａにてシールリング１４６をシール段差部１４５との間に挟持することになる。ここで、カバー本体１４２内にも圧縮気体が導入されることになり、この圧力が気密端子１５０を外方に押すことになり、これにより、フランジ部１５７Ａがシールリング１４６をシール段差部１４５に押し付けるようになっている。これにより、シールリング１４６が気密端子１５０とカバー本体１４２との隙間をシールする。図３に示すように、カバー本体１４２の凹部１４３の底部における端子配置穴１４４の周囲には端子配置穴１４４と平行に複数（具体的には四カ所）のネジ穴１５８が形成されており、取付板１５１にも複数（具体的には四カ所）のネジ挿通穴１５９が形成されている。そして、複数（具体的には四本）のネジ１６０をそれぞれ、ネジ挿通穴１５９に挿通してネジ穴１５８に螺合させることで取付板１５１がカバー本体１４２に取り付けられることになり、これにより、図１に示すように取付板１５１が気密端子１５０のフランジ部１５７Ａを押さえ、端子配置穴１４４からの抜けを規制する。

図３に示すように、カバー本体１４２の凹部１４３の周囲には、複数（具体的には四カ所）のボルト挿通穴１６１が形成されており、支持板１０２には複数（具体的には四カ所）のネジ穴（図示略）が形成されている。そして、複数（具体的には四本）のボルト１６３をそれぞれ、ボルト挿通穴１６１に挿通してネジ穴に螺合させることで、端部カバー１９が支持板１０２に固定される。

図１に示すように、ケースカバー２０は、開口穴４５を閉塞させるもので、外周部にクランクケース１３の開口穴４５側の端面に当接する円環状の当接部１６６が形成され、その内側に軸線方向に湾曲状に凹む凹部１６７が形成された形状をなしており、ケースカバー２０には、凹部１６７内に一部が収容されて逃がし弁１６９が設けられている。ケースカバー２０の凹部１６７の中央には、板厚方向に貫通する貫通ネジ穴１７０が形成されている。逃がし弁１６９は、この貫通ネジ穴１７０に外側から螺合されることでケースカバー２０に取り付けられるもので、クランクケース１３の内側のクランク室１７１内の圧力が所定値以上になると開弁してクランク室１７１内の圧力を外気に逃がす。クランクケース１３の開口穴４５の周囲に形成されたシール溝４６のシールリング４７は、ケースカバー２０の当接部１６６に接触してクランクケース１３とケースカバー２０との隙間をシールする。ここで、図３に示すように、ケースカバー２０の外周部には、複数（具体的には四カ所）のボルト挿通穴１７２が形成されている。そして、複数（具体的には四本）のボルト１７３がそれぞれ、ボルト挿通穴１７２に挿通されてクランクケース１３のネジ穴５２に螺合されることで、ケースカバー２０がクランクケース１３に固定される。

図１に示すように、クランク軸１２は、モータ部１８の駆動軸１２５と、外径に対する中心である外径中心に対して偏心して形成された偏心穴１７５に駆動軸１２５の突出部１３０を嵌合させることで駆動軸１２５に偏心状態で取り付けられる略円板状のクランク部材１７６と、駆動軸１２５の上記したキー溝１３１とクランク部材１７６の偏心穴１７５のキー溝１７７とに嵌合されてクランク部材１７６を駆動軸１２５に対して回転方向に一体化する上記したキー１３７とで構成されている。これにより、モータ部１８は、ベルト等を介することなくクランク軸１２を直接駆動するダイレクト駆動式となっている。

ここで、図３に示すように、クランク部材１７６には複数（具体的には二カ所）のボルト挿通穴１７８が形成されており、バランスウエイト１３５にも複数（具体的には二カ所）のネジ穴１７９が形成されている。そして、複数（具体的には二本）のボルト１８０がそれぞれ、クランク部材１７６のボルト挿通穴１７８に挿通されてバランスウエイト１３５のネジ穴１７９に螺合されることで、クランク部材１７６がバランスウエイト１３５に固定される。上記したようにバランスウエイト１３５が駆動軸１２５にボルト１３９で固定されることから、バランスウエイト１３５への固定で、クランク部材１７６が駆動軸１２５に固定される。

図５に示すように、ピストン機構２１は、クランク軸１２のクランク部材１７６を内側に嵌合させるベアリング１８５と、一端側がこのベアリング１８５を介してクランク部材１７６に回転可能に連結される連接棒１８６と、この連接棒１８６の他端部に着脱可能に設けられるスペーサ（調整手段）１８７と、このスペーサ１８７を介して連接棒１８６の他端側に着脱可能に設けられるピストンヘッド１８８と、図４に示すようにピストンヘッド１８８の外周側に配置されてピストンヘッド１８８とシリンダ１４のボア５８との隙間をシールするリップシール（シール手段）１８９とを有している。

図５に示すように、連接棒１８６は、一端側に形成された円環状の大端部１９５と、比較的細長い形状でこの大端部１９５からその半径方向外方に延出する延出部１９６と、延出部１９６の先端（つまり連接棒１８６の他端側）にこの延出部１９６に中心軸線を一致させて形成された円板状の小端部１９７とを有する形状に一体成形されている。言い換えれば、小端部１９７は、その径方向を連接棒１８６の長さ方向に直交させるように形成されており、その中心位置で延出部１９６に繋がっている。

大端部１９５は、その内側に上記したベアリング１８５を嵌合させるもので、図１に示すように、シリンダ１４の内径よりも大きく、シリンダ１４の内径と略同径のクランクケース１３のシリンダ取付穴２９の内径よりも大きく形成されている。よって、大端部１９５は、シリンダ１４のボア５８を通過不可であり、クランクケース１３のシリンダ取付穴２９も通過不可な大きさとなっている。他方、大端部１９５の大きさは、クランクケース１３の開口穴４５と比べると小さく形成されており、この開口穴４５は通過可能となっている。ただし、連接棒１８６は、その全長が部品取付用の開口穴４５の内径よりも長くなっているため、長さ方向を開口穴４５の軸線に直交させた姿勢、言い換えれば駆動軸１２５への取付時の姿勢のままでは、クランクケース１３内に挿入不可となっている。

小端部１９７は、大端部１９５よりも小さく、ピストンヘッド１８８の外径よりも小さくされており、シリンダ１４の内径よりも小さくされている。よって、小端部１９７は、シリンダ１４のボア５８およびクランクケース１３のシリンダ取付穴２９を通過可能な大きさとなっている。図５に示すように、小端部１９７の上面１９７ａには、ネジ穴１９８が複数（具体的には二カ所）形成されており、また、これらネジ穴１９８の間位置に軸線方向に沿って複数（具体的には二カ所）の穴部１９９が形成されている。

図４に示すように、スペーサ１８７は、外周面の軸線方向一側が軸線方向に沿う円筒面１８７ａとされ、外周面の軸線方向他端側が円筒面１８７ａと連続して円筒面１８７ａから離れるほど大径となるテーパ面１８７ｂとされている。これにより、スペーサ１８７は、軸線方向一側が軸線方向他側よりも小径となっている。また、スペーサ１８７は、軸線方向一側（円筒面１８７ａ側）の径方向の中央所定範囲に円形状をなして凹む下嵌合凹部２０４が形成されており、その結果、この下嵌合凹部２０４の天井面２０４ａよりも下側に突出する周囲部分が円筒状の円筒部２０５とされている。

スペーサ１８７は、下嵌合凹部２０４に連接棒１８６の上記した小端部１９７を、天井面２０４ａに小端部１９７の上面１９７ａが当接する位置まで嵌合させる。また、スペーサ１８７は、軸線方向他側の径方向の中央所定範囲に、円形状をなして凹む上嵌合凹部２０６が形成されており、その結果、上嵌合凹部２０６の底面２０６ａよりも外側部分が環状をなして軸線方向外側に突出する環状台部２０９となっている。さらに、上嵌合凹部２０６の径方向の中央所定範囲には、円形状をなしてさらに凹む中央凹部２０７が形成されている。図５に示すように、スペーサ１８７には中央凹部２０７の底面２０７ａに軸線方向に貫通するネジ挿通穴２０８が複数（具体的には二カ所）形成されている。

ピストンヘッド１８８は、スペーサ１８７の外径と略同径の円板状をなしており、図４に示すように、その軸線方向一側の径方向の中央所定範囲に同軸の円環状をなして軸線方向に突出する嵌合凸部２１２が形成されている。その結果、ピストンヘッド１８８は、軸線方向他側が嵌合凸部２１２よりも大径のフランジ部２１３となっている。ピストンヘッド１８８は、嵌合凸部２１２においてスペーサ１８７の上嵌合凹部２０６に、嵌合凸部２１２の下面２１２ａが上嵌合凹部２０６の底面２０６ａに当接するまで嵌合する。ピストンヘッド１８８の上面（面）１８８ａは仕切板６６と対向する。

また、図５に示すように、ピストンヘッド１８８は、その上面１８８ａに、径方向に貫通する溝部２１４が形成されており、この溝部２１４の両側それぞれにテーパ状の座ぐり穴２１５が形成されている。

図４に示すように、リップシール１８９は、ピストンヘッド１８８の嵌合凸部２１２の下面２１２ａがスペーサ１８７の上嵌合凹部２０６の底面２０６ａに当接する状態で、ピストンヘッド１８８のフランジ部２１３とスペーサ１８７の環状台部２０９とで挟持される。リップシール１８９は、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）等の弾性材料からなる円環状のシールリングであり、内周側が、ピストンヘッド１８８の嵌合凸部２１２を内側に嵌合させるとともにスペーサ１８７の環状台部２０９とピストンヘッド１８８のフランジ部２１３との間に挟持される平板円環状の挟持部２１８とされ、外周側が、この挟持部２１８から外向きに突出し厚さ方向におけるピストンヘッド１８８側に屈曲して、ピストンヘッド１８８のフランジ部２１３の外周側を覆う円環状のリップ部２１９とされている。リップシール１８９は、このリップ部２１９においてシリンダ１４のボア５８に摺接する。

ここで、図５に示すように、連接棒１８６の小端部１９７にスペーサ１８７を嵌合させ、このスペーサ１８７の上にリップシール１８９を配置して、このリップシール１８９を挟むように、ピストンヘッド１８８をスペーサ１８７に取り付ける。この状態で、複数（具体的には二本）のネジ（ネジ部材）２２０をピストンヘッド１８８の座ぐり穴２１５およびスペーサ１８７のネジ挿通穴２０８に挿通して連接棒１８６のネジ穴１９８に螺合させることで、ピストンヘッド１８８、リップシール１８９、スペーサ１８７および連接棒１８６が一体に連結されて揺動部材２２１を構成する。ここで、この揺動部材２２１とベアリング１８５とが、上記したピストン機構２１を構成する。

図４に示すように、揺動部材２２１において、ピストンヘッド１８８、スペーサ１８７およびこれらに挟持されたリップシール１８９がシリンダ１４の内側に配置されるピストン部２２２になり、その際に、リップシール１８９は、環状リップ部２１９がシリンダ１４のボア５８に締代をもって摺接することにより、シリンダ１４とピストン部２２２との間を基本的に気密にシールする。ピストンヘッド１８８およびリップシール１８９を含むピストン部２２２と、シリンダ１４と、ガスケット６５と、シリンダヘッド１５の仕切板６６とで囲まれた部分が圧縮室２２となる。言い換えれば、ピストンヘッド１８８およびリップシール１８９を含むピストン部２２２は、シリンダヘッド１５との間に圧縮室２２を画成する。

図３に示すように、シリンダヘッド本体６８の吸入口８３には、予め大気圧よりも昇圧された空気あるいは窒素等の気体が導入される導入口２３０と、導入口２３０から導入された気体を二方向に分配する二カ所の分配口２３１および分配口２３２とを有する導入管２３３が一方の分配口２３１において接続される。この導入管１３３の他方の分配口２３２には配管２３５の一端が連結され、この配管２３５の他端は連結管２３６を介してクランクケース１３の導入口５４に接続されている。これにより、圧縮機１１には、予め昇圧された圧縮用の気体が、図１に示すクランク室１７１内にも導入される。よって、この気体の圧力がピストン部２２２の圧縮室２２とは反対側に加わり、ピストン部２２２の圧縮室２２側への移動を助勢する等して、連接棒１８６およびベアリング１８５等に加わる荷重を軽減し、さらに、モータ部１８にかかる負荷を軽減する。

以上の圧縮機１１は、モータ部１８の駆動による駆動軸１２５の回転でクランク軸１２のクランク部材１７６が偏心回転運動することになり、このクランク部材１７６の偏心回転運動で、揺動部材２２１のピストンヘッド１８８、スペーサ１８７およびリップシール１８９からなるピストン部２２２がシリンダ１４のボア５８に案内されてシリンダ１４の軸線方向に往復動することになる。

ピストン部２２２が仕切板６６から離れる下死点までの吸入行程では、このピストン部２２２の移動で圧縮室２２が拡大し、吐出弁７５により吐出穴７３を閉状態とし、吸入弁７４により吸入穴７２を開状態として、気体を吸入口８３から吸入室８１を介して圧縮室２２に導入する。続いて、ピストン部２２２が仕切板６６に近づく上死点までの圧縮行程では、このピストン部２２２の仕切板６６の方向への移動で圧縮室２２が縮小し、吸入弁７４により吸入穴７２を閉状態とし、吐出弁７５により吐出穴７３を開状態として、圧縮室２２内の気体を圧縮しつつ吐出室８２を介して吐出口８４に吐出する。

以上の作動中、ピストン部２２２は、シリンダ１４内で揺動しながら往復動する。
つまり、図２に示すように駆動軸１２５の軸線方向（クランク軸線方向）に沿って見た場合に、クランク軸１２のクランク部材１７６が最もシリンダ１４とは反対側に位置し、ピストン部２２２が最も圧縮室２２を拡大した下死点では、連接棒１８６が左右方向の中央に位置するとともにピストン部２２２はシリンダ１４の軸線に直交する。この状態から圧縮行程を行うべく駆動軸１２５およびクランク部材１７６からなるクランク軸１２が回転し、揺動部材２２１を上昇させ圧縮室２２を縮小させる方向にピストン部２２２を移動させると、上死点と下死点との中間まで連接棒１８６の下部は左右方向一側に移動しながら上昇し、上死点と下死点との間の中央でクランク部材１７６が最も左右方向一側に位置し、最も連接棒１８６の下部が一方の外側に位置する。このとき、ピストン部２２２は最も傾斜することになる。

続いて、上死点に向かうにしたがって連接棒１８６の下部は左右方向の中央に戻ることになり、最も圧縮室２２を縮小した図２に示す上死点では、クランク部材１７６が最もシリンダ１４側に位置し、連接棒１８６が左右方向の中央に位置するとともにピストン部２２２が水平となって圧縮行程が終了する。

ピストン部２２２が上死点にある状態からクランク部材１７６が吸入行程を行うべく回転すると揺動部材２２１は圧縮室２２を拡大させる方向にピストン部２２２を移動させることになり、上死点と下死点との中間まで、連接棒１８６の下部が左右方向逆側に移動しながら下降し、上死点と下死点との間の中央でクランク部材１７６が最も左右方向逆側に位置し、最も連接棒１８６の下部が他方の外側に位置する。このとき、ピストン部２２２はシリンダ軸線に対して圧縮行程とは逆向きに最も傾斜することになる。

続いて、下死点に向かうにしたがって連接棒１８６の下部は左右方向の中央に戻ることになり、最も圧縮室２２を拡大した下死点では連接棒１８６が左右方向の中央に位置するとともにピストン部２２２がシリンダ１４の軸線に直交する状態となって吸入行程が終了する。

次に、以上の圧縮機１１の組み立て手順の要部について図１および図３を参照しつつ説明する。

モータ部１８が取り付けられた状態でクランクケース１３内には、駆動軸１２５の突出部１３０および突出部１３０に予め嵌合されたキー１３７が突出しており、クランクケース１３のモータ部１８とは反対側の開状態の開口穴４５からクランクケース１３内にバランスウエイト１３５を挿入して、バランスウエイト１３５の取付穴１３４およびキー溝１３６を突出部１３０およびキー１３７に嵌め合わせる。

次に、例えば予め内側にベアリング１８５およびクランク部材１７６が組み込まれた状態（ただしスペーサ１８７、リップシール１８９およびピストンヘッド１８８は未装着の状態）の連接棒１８６を、開口穴４５からクランクケース１３内に挿入し、クランク部材１７６の偏心穴１７５およびキー溝１７７を駆動軸１２５の突出部１３０およびキー１３７に嵌め合わせる。このとき、連接棒１８６は、その全長が開口穴４５の内径よりも長く、また、大端部１９５がシリンダ取付穴２９よりも大きいため、小端部１９７を先にして開口穴４５からクランクケース１３内に挿入され、続いて小端部１９７がこれよりも大きいシリンダ取付穴２９からクランクケース１３外に突出されるようにして、全体がクランク軸１２に略垂直をなす姿勢となって、大端部１９５側がクランクケース１３内に挿入される。このようにしてクランクケース１３内に挿入された大端部１９５側のクランク部材１７６の偏心穴１７５およびキー溝１７７を駆動軸１２５の突出部１３０およびキー１３７に嵌め合わせる。

なお、予めピストンヘッド１８８、リップシール１８９、スペーサ１８７および連接棒１８６を一体に組んだ揺動部材２２１として、クランクケース１３に開口穴４５から挿入しようとした場合、長さが長くなり、加えて、ピストンヘッド１８８、リップシール１８９およびスペーサ１８７で構成されるピストン部２２２が大径となるため、上記のようなクランクケース１３への挿入は不可となっている。

そして、バランスウエイト１３５とクランク部材１７６とをボルト１８０で固定するとともに、バランスウエイト１３５をボルト１３９で駆動軸１２５に固定する。これにより、連接棒１８６、ベアリング１８５およびクランク部材１７６が駆動軸１２５に連結される。その後、ケースカバー２０がクランクケース１３にボルト１７３で取り付けられて開口穴４５がケースカバー２０で閉塞される。

また、上記のようにしてクランクケース１３のシリンダ取付穴２９から突出する連接棒１８６の小端部１９７に、クランクケース１３におけるシリンダ取付穴２９側で、スペーサ１８７をその下嵌合凹部２０４で嵌め合わせ、このスペーサ１８７に、同じくシリンダ取付穴２９側で、リップシール１８９を位置を合わせて搭載し、ピストンヘッド１８８を、同じくシリンダ取付穴２９側で、リップシール１８９を挟持するようにスペーサ１８７に嵌め合わせる。そして、同じくシリンダ取付穴２９側で、ネジ２２０により、これらピストンヘッド１８８、リップシール１８９、スペーサ１８７を連接棒１８６の小端部１９７に固定することで、揺動部材２２１の組み付けが終了する。

その後、シリンダ取付穴２９から突出する揺動部材２２１のピストン部２２２を嵌合させながら、クランクケース１３のシリンダ取付穴２９にシリンダ１４を嵌合させ、さらに、シリンダ１４上に、ガスケット６５と、吸入弁７４および吐出弁７５が取り付けられた仕切板６６と、ガスケット６７と、シリンダヘッド本体６８とを積み重ね、ボルト９５によってこれらをクランクケース１３に固定する。

ここで、上記した圧縮機１１において、複数の仕様があり、仕様によってクランク部材１７６の外径中心に対する偏心穴１７５の偏心量（以下、クランク軸偏心量）が異なる場合がある。このような場合であっても、揺動部材２２１が上死点にあるときの、ピストン部２２２と仕切板６６との距離を一定にすることで、シリンダ１４等を共用化することができる。

このため、第１実施形態においては、ピストンヘッド１８８と連接棒１８６の小端部１９７との間に別体で設けられる上記したスペーサ１８７を、それぞれ厚さが異なるものを複数準備し、図２および図６に示すように、これらのスペーサ１８７の中から厚さが合うものを選択して使用することで、クランク軸偏心量の変更があっても、揺動部材２２１が上死点にあるときの、ピストン部２２２と仕切板６６との距離を一定にするようになっている。言い換えれば、スペーサ１８７の中から厚さが合うものを選択して使用することで、ピストンヘッド１８８の圧縮室２２側の上面１８８ａと連接棒１８６の小端部１９７の上面１９７ａとの距離を調整して、揺動部材２２１が上死点にあるときの、ピストン部２２２と仕切板６６との距離を一定にするようになっている。

具体的に、複数種類のスペーサ１８７は、軸線方向寸法を見てみると、上嵌合凹部２０６の底面２０６ａから下嵌合凹部２０４の天井面２０４ａまでの厚さが異なることになり、環状台部２０９の上面２０９ａから上嵌合凹部２０６の底面２０６ａまでの距離は、同じとされている。また、複数種類のスペーサ１８７は、径方向寸法については、共通となっている。

図２に示すように、クランク部材１７６の外径中心、ベアリング１８５の中心および連接棒１８６の大端部１９５の中心（以下、大端部中心）は、すべて一致することになり、揺動部材２２１が上死点位置にあるとき、図２に示す一の種類の圧縮機１１では、この大端部中心から連接棒１８６の小端部１９７の上面１９７ａまでの距離（以下、連接棒長さ）がＬ１、大端部中心からスペーサ１８７の上嵌合凹部２０６の底面２０６ａつまりピストンヘッド１８８の嵌合凸部２１２の下面２１２ａまでの距離（以下、ピストンヘッド下端高さ）がＬ２、ピストンヘッド１８８の上面１８８ａから嵌合凸部２１２の下面２１２ａまでの距離（以下、ピストンヘッド厚さ）がＬ３、ピストンヘッド１８８の上面１８８ａから仕切板６６までの距離（以下、トップクリアランス）がＳ、クランク部材１７６の偏心量つまり大端部中心とクランク軸中心との距離であるクランク軸偏心量がＲ１、スペーサ１８７の上嵌合凹部２０６の底面２０６ａから下嵌合凹部２０４の天井面２０４ａまでの距離（以下、スペーサ厚さ）がＬ４ａであったとする。また、クランク軸中心からシリンダ１４の上面１４ａまでの距離（以下、シリンダ上端高さ）がＡ１、クランク軸中心から取付台部２８の上面２８ａまでの距離（以下、シリンダ下端高さ）がＨ、取付台部２８の上面２８ａからシリンダ１４の上面１４ａまでの距離（以下、シリンダ高さ）がＴ１、クランク軸中心から圧縮機１１の下端までの距離（以下、軸下高さ）Ａ０、圧縮機１１の全体の高さ（以下、全高さ）がＢ１であったとする。このとき、Ａ１＝Ｈ＋Ｔ１＝Ｒ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｓであって、Ｌ２＝Ｌ１＋Ｌ４ａである。

これに対して、例えば、図６に示すように、他の種類の圧縮機１１において、クランク軸偏心量がＲ２（Ｒ２＞Ｒ１）に変更されたとしても、スペーサ厚さがＬ４ｂ（ただしＲ２−Ｒ１＝Ｌ４ａ−Ｌ４ｂ）である別のスペーサ１８７を用いることで、連接棒長さがＬ１、ピストンヘッド厚さがＬ３、トップクリアランスがＳ、シリンダ上端高さがＡ１、シリンダ下端高さがＨ、シリンダ高さがＴ１と、上記種類の圧縮機１１と同じ値にしても、Ａ１＝Ｈ＋Ｔ１＝Ｒ２＋Ｌ５＋Ｌ３＋Ｓであって、Ｌ５＝Ｌ１＋Ｌ４ｂとなる。よって、上記した図２に示す圧縮機１１と、スペーサ１８７以外の、シリンダ１４、連接棒１８６およびピストンヘッド１８８等を共通化することができる。このとき、軸下高さの値がＡ０と変更はなく、上記のように全高さの値Ｂ１に影響するシリンダ上端高さの値Ａ１が同じであるため、全高さの値Ｂ１も変更はない。

ここで、ピストンを連接棒に一体に設けた揺動部材を用いる上述した特許文献１，２等を含む従来の技術において、モータの出力が違う機種違いや、低圧多風量あるいは高圧少風量等の仕様違いにおいて、往復動運動のクランク軸の偏心量を変更する必要を生じることがある。その際に、クランク軸の変更に合わせてシリンダの長さを変更して対応すると製品として大きさが異なってしまうとともに複数種類のシリンダが必要となってしまう。また、クランク軸の変更に合わせて連接棒長さを変更すると、ピストンのシリンダに対する傾斜する角度が大きくなった場合に、圧縮室からクランク室への気体の漏れが多くなるとともに、複数種類の連接棒が必要となってしまう。このため、連接棒という比較的大型の部品を複数種類保管する保管場所が必要となり、また、連接棒を鋳造するための大型の鋳造型が複数必要でその投資が高額になってしまう。

これに対して、第１実施形態では、シリンダ１４内を揺動しつつ往復動してシリンダヘッド１５との間に圧縮室２２を画成するピストン機構２１が、一端側がクランク軸１２に回転可能に連結される連接棒１８６と、外周側にシリンダ１４との隙間をシールするリップシール１８９を有して連接棒１８６の他端側に着脱可能に設けられるピストンヘッド１８８と、ピストンヘッド１８８の圧縮室２２側の上面１８８ａと連接棒１８６の他端の小端部１９７との距離を調整可能なスペーサ１８７とで構成されるため、クランク軸偏心量の異なる複数種類の圧縮機１１に対して、各クランク軸偏心量に合わせた厚さの複数種類のスペーサ１８７を準備しておき、それぞれ対応した厚さのスペーサ１８７を用いることで、シリンダ１４の長さおよび連接棒１８６の長さを変更する必要をなくすことができる。したがって、部品共用化を図ることができる。さらに、スペーサ１８７を、それぞれ厚さが異なるものを複数準備し、これらのスペーサ１８７の中から厚さが合うものを選択して使用することで、例えば、シリンダ１４の長さおよび連接棒１８６の長さや他の構成部品の加工公差を吸収し、トップクリアランスＳの寸法を常に一定に保つことで、圧縮機の性能の調整および安定化を可能とする。

また、ピストンを連接棒に一体に設けた揺動部材を用いる上述した特許文献１，２等を含む従来の技術では、揺動部材がシリンダに対して傾斜して、リップシールの変形では追従できずに、ピストンとシリンダとの間のシール性能が低下する可能性がある。このため、圧縮室からクランク室に気体が微小に漏れ、圧縮効率が低下してしまう場合がある。特に、大気圧よりも高圧に昇圧された一次側の気体をさらに圧縮して昇圧するブースタ圧縮機として用いる場合、クランク室への漏れが一層大きくなる場合がある。また、空気以外の例えば窒素ガス等用のブースタ圧縮機では、クランク室側への漏れが製品ガスの濃度低下につながることになることから、漏れる分だけ一次側の気体の供給量が多く必要となってしまう。加えて、ピストンと連接棒が一体となった揺動式ピストンを用いた従来技術では、揺動部材が比較的大型になるため、これをクランクケース内に挿入するために、特許文献２のように、クランクケースの部品取付用の穴とシリンダの一部を大きく開口させて連続させる構造をとる必要があり、クランクケースのシール性が下がってしまう。その結果、クランク室から外気にも漏れを生じることになり、空気以外の例えば窒素ガス等用のブースタ圧縮機では、クランク室から外気への漏れも濃度低下につながることになることから、一次側の気体の供給量がさらに多く必要となってしまう。

これに対して、第１実施形態では、クランクケース１３に、クランク軸１２の垂直方向にあってシリンダ１４が取り付けられるシリンダ取付穴２９と、クランク軸１２の軸方向一方側にあってモータ部１８が取り付けられるモータ嵌合部３５と、クランク軸１２の軸方向他方側にある部品取付用の開口穴４５とがそれぞれ独立して設けられているため、クランクケース１３とシリンダ１４との連結部分のシールと、クランクケース１３とモータ部１８との連結部分のシールと、部品取付用の開口穴４５とケースカバー２０の連結部分のシールとを確実に行うことができ、クランク室１７１内を漏れの少ない密閉構造にできるとともに、クランクケース１３の強度を向上できる。

また、シール性を高めるためシリンダ取付穴２９と部品取付用の開口穴４５とを独立させたことにより、長い連接棒を採用した場合や、ピストン部が連接棒と一体となった従来構造を採用した場合には、組付時にこれをクランクケース１３内に挿入できない可能性があるが、第１実施形態では、スペーサ１８７を分割したことで連接棒１８６の長さを短くでき、取付時にクランクケース１３内に部品取付用の開口穴４５から連接棒１８６を多少斜めにして挿入し、このように、クランクケース１３内に挿入された連接棒１８６に、シリンダ取付穴２９側からピストンヘッド１８８およびスペーサ１８７を取り付けることができる。したがって、製造時の作業性を向上できる。

以上、第１実施形態の詳細について説明したが、第１実施形態の作用効果を以下に示す。

第１実施形態では、シリンダ１４内を揺動しつつ往復動してシリンダヘッド１５との間に圧縮室２２を画成するピストン機構２１が、一端側がクランク軸１２に回転可能に連結される連接棒１８６と、外周側にシリンダ１４との隙間をシールするリップシール１８９を有して連接棒１８６の他端側に着脱可能に設けられるピストンヘッド１８８と、ピストンヘッド１８８の圧縮室２２側の上面１８８ａと連接棒１８６の他端の小端部１９７の上面１９７ａとの距離を調整可能なスペーサ１８７とで構成されるため、クランク軸偏心量の異なる複数種類の圧縮機１１に対して、各クランク軸偏心量に合わせた厚さの複数種類のスペーサ１８７を準備しておき、それぞれ対応した厚さのスペーサ１８７を用いることで、シリンダ１４の長さ、連接棒１８６の長さおよびピストンヘッド１８８の厚さを変更する必要がなくなる。したがって、スペーサ１８７以外の部品の共用化を図ることができる。また、圧縮機１１全体の大きさが異なってしまうこともない。

また、ピストン部２２２のシリンダ１４に対する傾斜する角度が比較的変わらないため、圧縮室２２からクランク室１７１への気体の漏れが多くなることを防止できる。

また、連接棒１８６が一種類で対応可能となるため、連接棒１８６という比較的大型の部品を複数種類分離して管理保管する保管場所が必要ではなく、スペーサ１８７という比較的小型の部品の保管場所を準備すれば良い。さらに、スペーサ１８７は、それぞれ厚さが異なるものを複数準備し、シリンダ１４の長さおよび連接棒１８６の長さや他の構成部品の加工公差を吸収し、トップクリアランスＳの寸法を常に一定に保つことで、圧縮機の性能の調整および安定化を可能とする。

また、連接棒１８６を鋳造するための比較的大型の鋳造型が一種類で済むため、その投資も低額に押さえることができる。

また、ピストンヘッド１８８と連接棒１８６の他端との間に設けられたスペーサ１８７で、ピストンヘッド１８８の圧縮室２２側の上面１８８ａと連接棒１８６の他端の小端部１９７の上面１９７ａとの距離を調整するため、比較的簡素な構造にできる。

また、挟持式のリップシール１８９を用いることから、これを挟持するためにピストンヘッド１８８を分割式にする必要があるが、リップシール１８９に対してピストンヘッド１８８とは反対側のスペーサ１８７を連接棒１８６から分割することで、ピストンヘッド１８８を共用化することができる。

また、スペーサ１８７は、一端がピストンヘッド１８８と略同径であり、他端が一端よりも小径であるため、揺動しつつ往復動する際に、シリンダ１４との干渉を回避することができる。

また、ピストンヘッド１８８とスペーサ１８７とが共通のネジ２２０で連接棒１８６に連結されていることから、リップシール１８９の挟持のために分割されたピストンヘッド１８８を連接棒１８６に連結するために本来必要なネジ２２０を用いて、スペーサ１８７をピストンヘッド１８８に連結することができる。

また、圧縮室に昇圧された気体が導入され、この導入された気体を再圧縮してさらに昇圧するブースタ圧縮機であるため、連接棒１８６の共用化で上記したようにピストン部２２２の角度を比較的変わらなくできる。したがって、圧縮室２２からクランク室１７１へ通常よりも漏れ易い気体の漏れを防止でき、より効果的に圧縮効率を高めることができる。

また、第１実施形態では、クランクケース１３に、クランク軸１２の垂直方向にあってシリンダ１４が取り付けられるシリンダ取付穴２９と、クランク軸１２の軸方向一方側にあってモータ部１８が取り付けられるモータ嵌合部３５と、クランク軸１２の軸方向他方側にある部品取付用の開口穴４５とがそれぞれ独立して設けられているため、クランクケース１３とシリンダ１４との連結部分のシールと、クランクケース１３とモータ部１８との連結部分のシールと、部品取付用の開口穴４５のケースカバー２０との連結部分のシールとを確実に行うことができ、クランク室１７１内を漏れの少ない密閉構造にできる。つまり、クランクケース１３のシリンダ取付穴２９の周囲に設けられたシールリング３２によってクランクケース１３とシリンダ１４との連結部分をシールすることができ、クランクケース１３のモータ嵌合部３５の周囲に設けられたシールリング４１によってクランクケース１３とモータ部１８との連結部分をシールすることができ、クランクケース１３の開口穴４５の周囲に設けられたシールリング４７によってクランクケース１３とケースカバー２０との連結部分をシールすることができる。よって、クランクケース１３の他部品との連結部分のシール性を高めることができる。しかも、モータ部１８も支持板１０２とモータ胴部１００との連結部分がシールリング１１６でシールされ、支持板１０２と端部カバー１９との連結部分がシールリング１１８でシールされ、端部カバー１９と気密端子１５０との連結部分がシールリング１４６でシールされるため、クランク室１７１から外部に基本的に気体が漏れることがなくなる。したがって、クランク室１７１内の気体の圧力を維持できるため、クランク室１７１への一次側の気体の供給量を減らすことができる。

また、第１実施形態では、シール性を高めるためシリンダ取付穴２９と部品取付用の開口穴４５とを独立させたことにより、長い連接棒を採用した場合や、ピストン部が連接棒と一体となった従来構造を採用した場合には、組付時にこれをクランクケース１３内に挿入できない可能性があるが、スペーサ１８７を分割したことで連接棒１８６の長さを短くできる。したがって、上記のように、連接棒１８６が、小端部１９７を先にして開口穴４５からクランクケース１３内に挿入され、続いて小端部１９７がシリンダ取付穴２９からクランクケース１３外に突出されるようにして、全体がクランク軸１２に略垂直をなす姿勢となって、駆動軸１２５に取り付けられる。したがって、製造時の作業性を向上できる。そして、シリンダ取付穴２９から突出する連接棒１８６の小端部１９７に、クランクケース１３におけるシリンダ取付穴２９側で、以後、スペーサ１８７を嵌め合わせ、スペーサ１８７にリップシール１８９を搭載し、ピストンヘッド１８８の嵌合凸部２１２を、リップシール１８９内に通過させてスペーサ１８７の上嵌合凹部２０６に嵌め合わせ、ネジ２２０により、これらピストンヘッド１８８、リップシール１８９、スペーサ１８７を連接棒１８６の小端部１９７に固定することができる。

また、クランクケース１３は、シリンダ取付穴２９、モータ嵌合部３５および部品取付用の開口穴４５が、いずれも円形状であるため、シールリング３２，４１，４７の取り付けが容易になるとともにシール性が向上する。

「第２実施形態」
次に、第２実施形態を主に図７に基づいて説明する。図７は、第２実施形態の圧縮機を示す正断面図である。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第２実施形態では、図７に示すように、ピストンヘッド１８８と連接棒１８６の小端部１９７との間にシム（調整手段）２４０が介装されている。具体的には、連接棒１８６の小端部１９７の上面１９７ａとスペーサ１８７の下嵌合凹部２０４の天井面２０４ａとの間に円板状のシム２４０が介装されている。

これにより、図２に示すように、連接棒長さがＬ１、ピストンヘッド下端高さがＬ２、ピストンヘッド厚さがＬ３、トップクリアランスがＳ、クランク軸偏心量がＲ１、スペーサ厚さがＬ４ａ、シリンダ上端高さがＡ１、シリンダ下端高さがＨ、シリンダ高さがＴ１、軸下高さがＡ０、全高さがＢ１である圧縮機１１に対して、図７に示すように、他の種類の圧縮機１１において、クランク軸偏心量がＲ２に変更されたとしても、スペーサ厚さがＬ４ｃであるスペーサ１８７とシム厚さがＬ６であるシム２４０とを、Ｒ２−Ｒ１＝Ｌ４ａ−Ｌ４ｃ−Ｌ６の関係を満足させるように用いることで、連接棒長さがＬ１、ピストンヘッド厚さがＬ３、トップクリアランスがＳ、シリンダ上端高さがＡ１、シリンダ下端高さがＨ、シリンダ高さがＴ１と、上記種類の圧縮機１１と同じ値にしても、Ａ１＝Ｈ＋Ｔ１＝Ｒ２＋Ｌ５＋Ｌ３＋Ｓであって、Ｌ５＝Ｌ１＋Ｌ４ｃ＋Ｌ６となる。よって、上記種類の圧縮機１１と、スペーサ１８７以外の、シリンダ１４、連接棒１８６およびピストンヘッド１８８等を共通化することができる。このときも、軸下高さの値Ａ０に変更はなく、上記のように全高さの値Ｂ１に影響するシリンダ上端高さの値Ａ１も同じであるため、全高さの値Ｂ１も変更はない。

以上に述べた第２実施形態によれば、ピストンヘッド１８８と連接棒１８６の小端部１９７との間にシム２４０が介装されているため、ピストンヘッド１８８の上面１８８ａと連接棒１８６の小端部１９７との距離をスペーサ１８７とシム２４０とで調整することができる。よって、クランク軸偏心量の微少変更等に対して、シム２４０を追加することでピストンヘッド１８８の上面１８８ａと連接棒１８６の小端部１９７との距離を調整することができる。

以上、第２実施形態の詳細について説明したが、第２実施形態の作用効果を以下に示す。

スペーサ１８７の下嵌合凹部２０４の天井面２０４ａと連接棒１８６の小端部１９７の上面１９７ａとの間にシム２４０が介装されているため、ピストンヘッド１８８の上面１８８ａと連接棒１８６の小端部１９７の上面１９７ａとの距離をスペーサ１８７とシム２４０とで調整することができる。よって、クランク軸偏心量の微少変更等に対して、シム２４０を追加することでピストンヘッド１８８の上面１８８ａと連接棒１８６の小端部１９７の上面１９７ａとの距離を調整して、揺動部材２２１が上死点にあるときの、ピストン部２２２と仕切板６６との距離を一定にすることができる。その結果、クランク軸偏心量の異なる複数種類の圧縮機１１に対して、各クランク軸偏心量に合わせた厚さの複数種類のスペーサ１８７およびシム２４０を準備しておき、それぞれ対応した厚さのスペーサ１８７およびシム２４０を用いることで、シリンダ１４の長さおよび連接棒１８６の長さを変更する必要がなくなる。したがって、部品共用化を図ることができる。さらに、スペーサ１８７より厚さ寸法管理がしやすいシム２４０で、それぞれ厚さが微小厚さで異なるものを複数準備し、これらのシム２４０の中から最適な厚さを選択して使用することで、例えば、トップクリアランスＳの寸法を調整可能として、圧縮機の性能の調整および安定化を可能とする。

また、スペーサ１８７およびシム２４０という比較的小型の部品の管理保管場所を準備すれば良く、また、スペーサ１８７を鋳造するための鋳造型が少なく済むため、その投資も低額に押さえることができる。

「第３実施形態」
次に、第３実施形態を主に図８に基づいて説明する。図８は、第３実施形態の圧縮機を示す正断面図である。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第３実施形態では、図８に示すように、揺動部材２２１が上記した連接棒１８６にピストンヘッド（調整手段）２４５を固定して構成されている。つまり、スペーサ１８７を用いることなく、ピストンヘッド２４５が連接棒１８６に直接取り付けられている。

第３実施形態のピストンヘッド２４５は、外周面の軸線方向一側が軸線方向に沿う円筒面２４５ａとされ、外周面の軸線方向他端側が円筒部２４５ａと連続して円筒部２４５ａから離れるほど大径となるテーパ面２４５ｂとされている。これにより、ピストンヘッド２４５は、軸線方向一側が軸線方向他側よりも小径となっている。また、ピストンヘッド２４５は、軸線方向一側（テーパ面２４５ｂ側）の径方向の中央所定範囲に円形状をなして凹む嵌合凹部２４６が形成されており、その結果、この嵌合凹部２４６の天井面２４６ａよりも下側に突出する周囲部分がテーパ状のテーパ筒部２４７とされている。

ピストンヘッド２４５は、この嵌合凹部２４６に連接棒１８６の上記した小端部１９７を、必要により第２実施形態のシム２４０を介装させて軸線方向に隙間なく嵌合させる。また、ピストンヘッド２４５には、円筒面２４５ａの軸線方向中間部に半径方向内方に凹む円形状の外周溝２４８が形成されており、この外周溝２４８にシールリング（環状シール部材）２４９が嵌合されている。このシールリング２４９は図示は略すが円周方向途中位置に分割構造の合口部が形成されており、取付時にはこの合口部が離れることで拡径可能となっている。また、ピストンヘッド２４５は、仕切板６６と対向する上面（面）２４５ｃに、テーパ状の座ぐり付きのネジ挿通穴２５０が形成されている。

そして、ピストンヘッド２４５は、ネジ挿通穴２５０に挿通されたネジ（ネジ部材）２５１が連接棒１８６の小端部１９７のネジ穴１９８に螺合されることで、小端部１９７に固定される。

第３実施形態では、圧縮機１１の種類によってクランク軸偏心量が異なる場合に、ピストンヘッド２４５を、それぞれ上面２４５ｃから嵌合凹部２４６の天井面２４６ａまでの厚さが異なるものを複数準備し、これらのピストンヘッド２４５の中から厚さが合うものを選択し、必要によりシム２４０を組み合わせて使用することで、ピストンヘッド２４５の圧縮室２２側の上面２４５ｃと連接棒１８６の小端部１９７の上面１９７ａとの距離を調整して、揺動部材２２１が上死点にあるときの、ピストンヘッド２４５の上面２４５ｃと仕切板６６との距離を一定にするようになっている。

以上に述べた第３実施形態によれば、厚みの異なる複数のピストンヘッド２４５を準備してピストンヘッド２４５の圧縮室２２側の上面２４５ｃと連接棒１８６の小端部１９７との距離を調整するため、ピストンヘッド２４５の上面２４５ｃと連接棒１８６の小端部１９７との距離をピストンヘッド２４５自体で調整することができる。よって、スペーサ１８７が不要となるため、部品点数を少なくすることができる。

以上、第３実施形態の詳細について説明したが、第３実施形態の作用効果を以下に示す。

ピストンヘッド２４５の上面２４５ｃと連接棒１８６の小端部１９７の上面１９７ａとの距離をピストンヘッド２４５自体で調整することができる。よって、クランク軸偏心量の変更に対して、ピストンヘッド２４５を変更することでピストンヘッド２４５の上面２４５ｃと連接棒１８６の小端部１９７の上面１９７ａとの距離を調整して、揺動部材２２１が上死点にあるときの、ピストンヘッド２４５の上面２４５ｃと仕切板６６との距離を一定にすることができる。このように、クランク軸偏心量の異なる複数種類の圧縮機１１に対して、各クランク軸偏心量に合わせた厚さの複数種類のピストンヘッド２４５を準備しておき、それぞれ対応した厚さのピストンヘッド２４５を用いるため、スペーサが不要となる。したがって、部品点数を低減することができる。

また、ピストンヘッド２４５という比較的小型の部品を複数種類準備するため、保管場所も狭くて済み、また、鋳造型の投資も低額に押さえることができる。

また、ピストンヘッド２４５の嵌合凹部２４６の天井面２４６ａと連接棒１８６の小端部１９７の上面１９７ａとの間に必要によりシム２４０が介装されるため、クランク軸偏心量の異なる複数種類の圧縮機１１に対して、ピストンヘッド２４５の上面２４５ｃと連接棒１８６の小端部１９７の上面１９７ａとの距離をピストンヘッド２４５とシム２４０とで調整して、揺動部材２２１が上死点にあるときの、ピストンヘッド２４５の上面２４５ｃと仕切板６６との距離を一定にすることができる。よって、クランク軸偏心量の微少変更等に対しては、シム２４０を追加することでピストンヘッド２４５の上面２４５ｃと連接棒１８６の小端部１９７の上面１９７ａとの距離を調整することができる。その結果、クランク軸偏心量の異なる複数種類の圧縮機１１に対して、各クランク軸偏心量に合わせた厚さの複数種類のピストンヘッド２４５およびシム２４０を準備しておき、それぞれ対応した厚さのピストンヘッド２４５およびシム２４０を用いることで、シリンダ１４の長さおよび連接棒１８６の長さを変更する必要がなくなる。したがって、部品共用化を図ることができる。

また、ピストンヘッド２４５およびシム２４０という比較的小型の部品の保管場所を準備すれば良く、また、ピストンヘッド２４５を鋳造するための鋳造型が少なく済むため、その投資も低額に押さえることができる。

また、シールリング２４９が、ピストンヘッド２４５の外周溝２４８に嵌合されるため、ピストンヘッド１８８をシールリング２４９の挟持のために分割する必要はなく、上記のようにスペーサ１８７を不要とし、厚さの異なる複数種類のピストンヘッド２４５を準備することによっての対応が可能となる。
なお、本実施例では、ブースタ圧縮機により説明したが、大気圧を圧縮する通常の圧縮機に用いても良い。
ダイレクト駆動のモータにより説明したが、プーリーを用いた構造も可能であり、その場合は、モータ取付穴は必要なく、クランク軸の軸受けおよび蓋が構成されてもよい。
ピストンの偏心機構として、回転軸とその外周側にベアリングを用いた（エキセントリック）構造としたが、回転軸が直線ではなく偏心した、いわゆるクランク軸機構としてもよい。その場合、連接棒の大・小端部は同径でもよく、逆でもよい。
シリンダヘッドには吸入弁を設けた構成としたが、クランク室側からピストンの一部に設けた吸込み機構を用いて吸気する構造としても良いし、下死点付近、シリンダ側面に設けた圧縮室とクランク室の連通機構を用いて吸い込む構成としてもよい。
回転軸に設けた外部ファン（図示なし）によりクランクケースを冷却する構成としてもよい。
一気筒タイプで説明したが、複数気筒を持つ圧縮機でも使用可能であり、多段圧縮式の圧縮機に用いてもよい。

本発明に係る第１実施形態の圧縮機を示す側断面図である。 本発明に係る第１実施形態の圧縮機を示す正断面図である。 本発明に係る第１実施形態の圧縮機を示す分解斜視図である。 本発明に係る第１実施形態の圧縮機の要部構成を示す断面図である。 本発明に係る第１実施形態の圧縮機のピストン機構およびクランク部材を示す分解斜視図である。 本発明に係る第１実施形態の圧縮機を示すスペーサ変更時の正断面図である。 本発明に係る第２実施形態の圧縮機を示す正断面図である。 本発明に係る第３実施形態の圧縮機を示す正断面図である。

符号の説明

１１ 圧縮機
１２ クランク軸
１３ クランクケース
１４ シリンダ
１５ シリンダヘッド
１８ モータ部（駆動源）
２１ ピストン機構
２２ 圧縮室
２９ シリンダ取付穴
３５ モータ嵌合部（駆動源取付部）
４５ 開口穴（部品取付用穴）
１８６ 連接棒
１８７ スペーサ（調整手段）
１８８ ピストンヘッド
１８８ａ，２４５ｃ 上面（面）
１８９ リップシール（シール手段）
１９５ 大端部
１９７ 小端部
２２０，２５１ ネジ（ネジ部材）
２４０ シム（調整手段）
２４５ ピストンヘッド（調整手段）
２４８ 外周溝
２４９ シールリング（シール手段）

Claims (5)

1. クランク軸と、
   該クランク軸を回転可能に支持するクランクケースと、
   シリンダヘッドと、
   該シリンダヘッドが搭載されたシリンダと、
   該シリンダ内を揺動しつつ往復動し、前記シリンダヘッドとの間に圧縮室を画成するピストン機構と、を備えた圧縮機において、
   前記ピストン機構は、
   一端側が前記クランク軸に回転可能に連結される連接棒と、
   外周側に前記シリンダとの隙間をシールするシール手段を有して前記連接棒の他端側に着脱可能に設けられるピストンヘッドと、
   前記ピストンヘッドと前記連接棒の他端との間に設けられ、該ピストンヘッドの前記圧縮室側の面と前記連接棒の他端との距離を調整可能なスペーサとを有し、
   前記シール手段は、前記ピストンヘッドと前記スペーサとの間に挟持され、
   前記スペーサは、前記連接棒側が前記ピストンヘッド側よりも小径であることを特徴とする圧縮機。
2. 前記スペーサは、一端が前記ピストンヘッドと略同径であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記ピストンヘッドと前記スペーサとがネジ部材で連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機。
4. 前記ピストンヘッドと前記連接棒の他端との間にシムが介装されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の圧縮機。
5. 前記圧縮室に昇圧された流体が導入され、該導入された流体を再圧縮してさらに昇圧することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の圧縮機。

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